JP2014066233A - ターボチャージャ - Google Patents

Abstract

【課題】ターボチャージャ２０のベアリングハウジング３０においてドレン空間Ｄを流下するオイルの流れＯ₁〜Ｏ₃をスムーズにオイル排出孔３０ｃから排出させる。
【解決手段】ドレン空間Ｄには、タービンシャフト２５の２つのベアリング３１，３２のうち、一方のベアリング３１の下部から下方に延びる第１の壁部３８と、他方のベアリング３２の下部から下方に延びる第２の壁部３９とを設けて、タービンシャフト２５の軸方向に並ぶ第１〜第３の３つのドレン通路ｄ１〜ｄ３を区画する。ドレン通路ｄ１〜ｄ３における下流側の部分を互いにほぼ同じ方向に向けて集合させ、オイル排出孔３０ｂに連通させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関などに装備されるターボチャージャに関し、特にタービンシャフトの軸受けなどの潤滑構造に係る。

従来より、車両などに搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）において、排気エネルギを利用したターボチャージャを装備することは知られている。一般にターボチャージャは、排気の流れを受けて回転するタービンホイールと、このタービンホイールにタービンシャフトにより連結されて一体に回転し、吸気を圧縮して各気筒に送り込むコンプレッサインペラと、を備えている。

例えば１分間に１０〜２０万回転という高速で回転するタービンシャフトは、その軸方向に離間した２つのフローティング軸受けによって、いわば油膜に浮かせたような状態で支持されており、その油膜保持および冷却のために軸受けにはエンジンオイルが供給されるようになっている（特許文献１などを参照）。

このような従来のターボチャージャでは、図４に一例を示すように、タービンハウジングＴＨとコンプレッサハウジングＣＨとが軸受けハウジングＨによって連結一体化され、タービンホイールＴとコンプレッサインペラＣとを連結するタービンシャフトＳが、軸受けハウジングＨ内に配設された２つの軸受けＢによって回転自在に支持されている。

そして、そのタービンシャフトＳの下方にはドレン空間Ｄが設けられていて、軸受けＢを潤滑したオイルが流下するようになっている。図に矢印Ｏ₁〜Ｏ₃として示すようにオイルの流れは、２つの軸受けＢの両外側、即ちタービンシャフトの軸方向におけるコンプレッサ寄りの端部およびタービン寄りの端部と、２つの軸受けＢの中間との３カ所からそれぞれ流下して、軸受けハウジングＨの底部に開口するオイル排出口ｈ１から排出される。

特開２０１０−１６９０３６号公報

ところが、前記のようにドレン空間Ｄを流下するオイルのうち、コンプレッサ寄りのオイルの流れＯ₁は、下方に向かいつつ軸受けハウジングＨの底部に沿ってタービン寄り（図４の右寄り）に向かい、また、タービン寄りのオイルの流れＯ₃は、下方に向かいつつ反対にコンプレッサ寄り（図４の左寄り）に向かう。

このため、ドレン空間Ｄにおいて前記コンプレッサ寄りのオイルの流れＯ₁とタービン寄りのオイルの流れＯ₃とが、それぞれ中央のオイルの流れＯ₂と干渉するとともに、特にオイル排出孔ｈ１の手前ではコンプレッサ寄りのオイルの流れＯ₁とタービン寄りのオイルの流れＯ₃とが衝突することになり、オイルの流量が多くなるとスムーズにオイル排出孔ｈ１に流出しなくなることがあった。

そうしてオイル排出孔ｈ１にスムーズに流出しなくなると、ドレン空間Ｄにオイルが滞留してしまいその油面が上昇することとなり、コンプレッサインペラＣやタービンホイールＴの背面側から吸気通路や排気通路にオイルが洩れ出す、という問題が生じる。

本発明はかかる問題点を考慮してなされたもので、軸受けハウジングのドレン空間からオイル排出孔へのオイルの流れをスムーズにして、オイルの排出性能を高めることを目的とする。

前記の目的を達成するために本発明は、タービンシャフトの２つの軸受けを潤滑し、それらの中間、コンプレッサ寄り、タービン寄りの３カ所からドレン空間に流下する３つのオイルの流れを、オイル排出孔の手前までは隔てておき、それらの流れをほぼ同じ向きに揃えて合流させるようにした。

−解決手段−
すなわち、本発明は、排気通路に配設したタービンホイールをタービンシャフトによって、吸気通路に配設したコンプレッサインペラと連結し、その回転により吸気を過給するようにしたターボチャージャが対象である。前記タービンシャフトは、その軸方向に離間する２つの軸受けによって軸受けハウジング内に支持されており、この軸受けハウジングの内部には、前記２つの軸受けを潤滑したオイルの排出されるドレン空間が、前記タービンシャフトの下方に形成されるとともに、そのドレン空間の下壁部にはオイル排出孔が開口している。

そして、前記ドレン空間には、前記２つの軸受けの一方の下部から前記オイル排出孔に向かって延びる第１の壁部と、他方の軸受けの下部から前記オイル排出孔に向かって延びる第２の壁部とを設け、これら２つの壁部によって、前記タービンシャフトの軸方向に並んで第１から第３の３つのドレン通路を区画するとともに、これら３つのドレン通路の下流端部を、そのうちのいずれか１つが延びる方向に近づくように他の２つを湾曲させながら集合させて、この集合部を前記オイル排出孔に連通させた構造である。

前記構造のターボチャージャによれば、２つの軸受けをそれぞれ潤滑したオイルが、タービンシャフトの軸方向の一側（例えばコンプレッサ寄りの側）、他側（例えばタービン寄りの側）、および２つの軸受けの中間の３カ所に分かれて、下方のドレン空間に落下する。そして、このドレン空間において第１および第２の２つの壁部により区分された第１〜第３の３つのドレン通路を流下する。このため、３つのオイルの流れは互いに干渉し合うことなく、集合部に達する。

その集合部においては、３つのドレン通路のいずれか１つが延びる方向に近づくように他の２つが湾曲しながら集合しており、３つのドレン通路がほぼ同じ方向に延びているので、ここでオイルの流れが揃えられた上で合流し、互いに衝突したり強く干渉することなくスムーズにオイル排出孔に向かうようになる。よって、軸受けハウジングのドレン空間からオイル排出孔へのオイルの排出性能を高めることができる。

しかも、そうして３つのドレン通路を集合させると、通常はいずれか１つのドレン通路の長さが他の２つに比べて短くなり、この最短のドレン通路におけるオイルの流通抵抗が小さくなる。この結果、その最短のドレン通路におけるオイルの流れが速くなり、集合部で他の２つのドレン通路からのオイルの流れを吸い出すベンチュリ効果が期待できる。

ここで、前記オイル排出孔は、軸受けハウジングの設計上の制約などから、前記タービンシャフトの２つの軸受けの中間部位の下方に位置することが多く、この場合は前記第２のドレン通路の長さが最短になる。

そこで、好ましい形態として前記第２のドレン通路を、前記タービンシャフトの下方において前記２つの軸受けの中間部位から前記オイル排出孔まで、ほぼ鉛直下向きに延びるように形成する。また、前記第１および第３のドレン通路はそれぞれ、前記タービンシャフトの下方において前記一方および他方の軸受けのそれぞれの近傍から前記集合部まで斜め下向きに延びて、この集合部にてほぼ鉛直下向きになるよう湾曲するように形成する。

こうすれば、２つの軸受けの中間に流れ出たオイルは下方のオイル排出孔まで、ほぼ鉛直下向きに第２のドレン通路を流下することになって、その流速が高くなるので、集合部において第１、第３のそれぞれのドレン通路からオイルの流れを吸い出すベンチュリ効果も高くなる。

また、より好ましい態様として前記第２のドレン通路には、その断面積が下方に向かって徐々に減少するテーパ部を設けて、オイルの流速をさらに高めるようにしてもよい。このようなテーパ部は第１のドレン通路や第３のドレン通路にも設けることができる。

ところで、一般的にタービンシャフトには、コンプレッサ寄りの軸受けの外側（タービンシャフトの端に近い側）に隣接して、スラストベアリングが設けられており、このスラストベアリングから排出されるオイルも前記第１のドレン通路を流下させることが好ましい。このために第１のドレン通路の上端は、タービンシャフトの軸受けからスラストベアリング寄り、即ちコンプレッサ寄りに偏位することになる。

この点を考慮すると、前記オイル排出孔の中央部も、前記２つの軸受けの中央部の直下位置からコンプレッサ寄りに偏位させることにより、前記第１のドレン通路の長さが第３のドレン通路に比べて、あまり長くならないようにするのが好ましい。

その場合に、前記第２のドレン通路に面する第１の壁部の側面は、ほぼ鉛直方向に延びるように形成し、反対側の第２の壁部の側面は、その下端側においてほぼ鉛直方向に延びる一方、そこから上方に向かっては徐々に前記第１の壁部から離れるように傾斜する湾曲面状とすればよい。

さらに、前記第１および第２の壁部はそれぞれ、軸受けハウジングにおける軸受けの保持部と一体に形成するのが好ましい。こうすれば、軸受けハウジングを鋳造法によって製造する際に、本来、形成する軸受けの保持部と一体に壁部を形成することができ、コストアップを抑制できる。

本発明に係るターボチャージャによると、タービンシャフトの２つの軸受けを潤滑し、それらの中間、コンプレッサ寄り、タービン寄りの３カ所からドレン空間に流下する３つのオイルの流れを、オイル排出孔の手前まで隔てるように２つの壁部を設けるとともに、これら３つのオイルの流れをほぼ同じ向きに揃えて合流させるようにしたので、オイルの流れが互いに衝突したり強く干渉することなくスムーズにオイル排出孔に向かうようになって、その排出性能を高めることができる。

本発明の実施形態に係るターボチャージャを適用したディーゼルエンジンの一例を示す概略構成図である。 同実施形態のターボチャージャの構造を示す縦断面図である。 軸受けハウジングのドレン空間を拡大して、オイルの流れを示す説明図である。 従来までのターボチャージャの一例を示す図２相当図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は一例として、自動車に搭載されたディーゼルエンジン（内燃機関）に、本発明に係るターボチャージャを装備した場合について説明する。

−エンジン−
まず、本実施形態に係るディーゼルエンジン１について簡単に説明すると、図１に模式的に示すようにエンジン１は、一例としてコモンレール式筒内直噴型の４気筒ディーゼルエンジンであって、シリンダヘッド１ａには、各気筒に吸入空気を分配するためのインテークマニホールド２と、各気筒から排出される既燃ガス（排気ガス）が合流するエキゾーストマニホールド３とが接続されている。

インテークマニホールド２の入口には、外気（空気）を取り入れるための吸気通路４が接続されている。この吸気通路４には、空気を濾過するエアクリーナ６、後述するターボチャージャ２０のコンプレッサインペラ２４、このコンプレッサインペラ２４により圧縮されて昇温した空気を冷却するためのインタークーラ８、およびスロットルバルブ７などが配設されている。

一方、エキゾーストマニホールド３の出口には、排気ガスを排出するための排気通路５が接続されていて、後述するターボチャージャ２０のタービンホイール２２、および排気浄化装置９が配設されている。排気浄化装置９は、例えばＮＯｘ吸蔵触媒（ＮＳＲ触媒：NOx Storage Reduction触媒）９１およびＤＰＮＲ触媒（Diesel Particulate-NOx Reduction触媒）９２を備えている。

また、排気通路５とエキゾーストマニホールド３との接続部付近から分岐して吸気通路４まで延び、排気ガスの一部を吸気通路４に還流させるＥＧＲ通路１０が設けられている。このＥＧＲ通路１０の下流端はスロットルバルブ７の下流側に接続され、その近傍において排気ガスの還流量を調整するためのＥＧＲバルブ１１が設けられている。また、図示の例ではＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１２も設けられている。

−ターボチャージャ−
本実施形態のエンジン１には、排気ガスのエネルギを利用して吸気を過給するターボチャージャ２０が装備されている。すなわち、前記の如く排気通路５において排気浄化装置９よりも上流側にはタービンハウジング２１が設けられ、その内部に収容されたタービンホイール２２が排気ガスの流れを受けて回転されるようになっている。一方、前記吸気通路４においてエアクリーナ６の下流側にはコンプレッサハウジング２３が設けられ、その内部にコンプレッサインペラ２４が収納されている。

図２に拡大して示すように、コンプレッサインペラ２４は、その中心部をタービンシャフト２５の一端側が貫通し、このタービンシャフト２５の一端部に螺合するナット２５ａによって締結されている。一方、タービンシャフト２５の他端部は溶接などによってタービンホイール２２に固定されており、このタービンホイール２２が回転するとコンプレッサインペラ２４も回転し、吸気を圧縮してエンジン１の各気筒の燃焼室に送り込むようになっている（過給）。

すなわち、タービンハウジング２１には、タービンホイール２２の収容室２１ａの外周を囲んで排気ガスの導入路２１ｂ（スクロール２１ｂ）が形成されており、排気通路５からの排気の流れをタービンホイール２２に導入する。この排気の流れを受けてタービンホイール２２が回転し、そのブレードの間を通過する際に膨張した排気の流れは、収容室２１ａに連通する排気ガスの排出口２１ｃから排出される。

一方、コンプレッサハウジング２３には、収容室２３ａに収容されたコンプレッサインペラ２４と対向するように吸気の吸入口２３ｂが形成され、ここから吸い込まれた空気がコンプレッサインペラ２４の回転によってその外周側に送り出される。コンプレッサハウジング２３の外周側には導出路２３ｃ（スクロール２３ｃ）が形成されており、前記のようにコンプレッサインペラ２４から送り出される空気が圧縮されて、スクロール２３ｃに沿って吸気通路４へ送り出される。

それらタービンハウジング２１およびコンプレッサハウジング２３の間にはベアリングハウジング３０（軸受けハウジング）が配設されて、両者を連結一体化するとともに、２つのラジアルベアリング３１，３２（軸受けであり以下、単にベアリングともいう）によってタービンシャフト２５を回転自在に支持している。ベアリングハウジング３０には、エンジン１の冷却水が流れる水路３０ａの他、ベアリング３１，３２を潤滑するオイルの供給通路３０ｂやドレン空間Ｄ（詳しくは後述）などが形成されている。

なお、本実施形態ではターボチャージャ２０は可変ノズル式のもので、タービンホイール２２を取り囲むように配設された複数のノズルベーン２６によって排気ガスの流速を変更可能である。図の例では、タービンハウジング２１とベアリングハウジング３０との間に形成されたリンク室２１ｄに環状のユニゾンリング２７が配設され、これが電動アクチュエータ１９（図１にのみ示す）によって回動されると、複数のアーム部材２８が揺動し、ノズルプレート２９に保持されたノズルベーン２６が回動して、その角度が変更されるようになっている。

−ベアリングの潤滑構造−
次に、前記したベアリングハウジング３０におけるベアリング３１，３２の潤滑構造について、図３も参照しながら詳細に説明する。図３は、ベアリングハウジング３０の下部を拡大して、ベアリング３１，３２やオイルの流れも示した説明図である。

本実施形態ではベアリング３１，３２は、円筒形状のすべり軸受けであり、ベアリングハウジング３０の概略中央に形成された２つのベアリング保持部３３，３４に保持されて、タービンシャフト２５をその軸方向に離間した２箇所で支持している。タービンシャフト２５は極めて高い速度で回転するため、その外周面とベアリング３１，３２の内周面との間に形成した油膜に浮かせたような状態で支持している。

また、コンプレッサインペラ２４に近い方のベアリング３１（以下、コンプレッサ寄りベアリングという）に隣接してスラストカラー３５が配設されており、その外周の溝部にスラストベアリング３６を挟みこんで、ターボチャージャ２０の動作中にタービンシャフト２５に作用するスラスト荷重を支持するようになっている。なお、スラストベアリング３６は、例えば自己潤滑性を有する合成樹脂材あるいは金属材などで形成され、平面視ではほぼ扇形であって下方に切り欠き部が設けられている。

前記コンプレッサ寄りベアリング３１は、前記のスラストカラー３５と、ベアリング保持部３３に係止されるスナップリング３３ａとによって、タービンシャフト２５の軸方向への変位が規制されている。一方、タービンホイール２２に近い方のベアリング３２（以下、タービン寄りベアリングという）は、ベアリング保持部３４に係止される２つのスナップリング３４ａによってタービンシャフト２５の軸方向への変位が規制されている。

そして、ベアリング３１，３２を冷却し、またその内外周の油膜を保持するためにエンジンオイルが供給される。すなわち、図外のオイルパンからオイルポンプによって吸い上げられ、オイルフィルタによって濾過されたエンジンオイルが、エンジン１からオイル供給配管（図示省略）を介して、ベアリングハウジング３０の内部に形成されたオイル供給通路３０ｂ（仮想線で示す）に送り込まれる。

このオイル供給通路３０ｂは、タービンシャフト２５の軸方向に分岐した後に、ベアリング保持部３３，３４の内周面に開口して、ベアリング３１，３２の外周面との間にエンジンオイルを供給する。また、ベアリング３１，３２には、その径方向に貫通するオイル孔３１ａ，３２ａが設けられており、これらのオイル孔３１ａ，３２ａを経てベアリング３１，３２の内周面とタービンシャフト２５の外周面との間にもオイルが供給される。

こうして供給されるエンジンオイルによってベアリング３１，３２を効果的に冷却することができるとともに、このベアリング３１，３２の内周面および外周面の油膜が保持されて、タービンシャフト２５の径方向および軸方向での振れを抑制するダンパとして機能する。一方、ベアリング３１，３２から排出されるオイルは、タービンシャフト２５の外周面に沿ってその軸方向の両側に流れた後に、下方のドレン空間Ｄへと落下する。

すなわち、コンプレッサ寄りベアリング３１から排出されるオイルの一部は、タービンシャフト２５の外周面をその軸方向の一側（図の左側）に流れて、スラストカラー３５およびスラストベアリング３６も潤滑した後に、オイルデフレクタ３７によって堰き止められる。このオイルデフレクタ３７は、環状壁部３７ａとその下部から下側に延びる案内部３７ｂとからなり、堰き止めたオイルを下方に落下させる。

一方、タービン寄りベアリング３２から排出されるオイルの一部は、タービンシャフト２５の外周面をその軸方向の他側（図の右側）に流れて、タービンホイール２２の背面近傍に形成された大径部の外周溝２５ｂに堰き止められ、ここから下方に落下する。なお、図３にのみ示す符号２５ｃは、タービンハウジング２１内へのオイルの洩れ出しを防止するためのシールリングである。

さらに、前記コンプレッサ寄りベアリング３１から排出され、タービンシャフト２５の外周面を軸方向の他側（図の右側）に流れるオイルと、タービン寄りベアリング３２から排出され、タービンシャフト２５の外周面を軸方向の一側（図の左側）に流れるオイルとが、２つのベアリング３１，３２の中間部位から下方に落下する。

つまり、タービンシャフト２５の２つのベアリング３１，３２を潤滑したオイルは、それらの中間および両外側（タービンシャフト２５の端に近い側）の３カ所から下方に落下し、図３に矢印Ｏ₁〜Ｏ₃として示すように概略３つの流れとしてドレン空間Ｄを流下する。そして、そのドレン空間Ｄに臨んでベアリングハウジング３０の下壁部に開口するオイル排出孔３０ｃから排出され、図示省略の配管によってエンジン１のオイルパンに戻される。

−ドレン空間の構造−
ところで、一例を図４に示すように従来一般的なベアリングハウジングＨにおいても、前記の如くタービンシャフトＳの２つのベアリングＢ，Ｂを潤滑したオイルは、それらの中間および両外側の３カ所から下方のドレン空間Ｄに落下し、オイル排出孔ｈ１から排出される。ベアリングハウジングＨの下壁部はオイル排出孔ｈ１に向かって低くなるように傾斜して、このオイル排出孔ｈ１にオイルの流れＯ₁，Ｏ₃を導くようになっている。

しかしながら、そのようにオイル排出孔ｈ１に向かうオイルの流れＯ₁〜Ｏ₃同士は互いに干渉しやすく、特にオイル排出孔ｈ１の手前ではコンプレッサ寄りのオイルの流れＯ₁とタービン寄りのオイルの流れＯ₃とが衝突してしまう。このため、オイルの流量が多くなるとスムーズにオイル排出孔ｈ１から排出されなくなってドレン空間Ｄに滞留し、その油面が上昇する結果、吸気通路４や排気通路５へオイルが洩れ出すという不具合を引き起こす虞があった。

かかる点を考慮して本実施形態では、ドレン空間Ｄに２つの壁部３８、３９を設けて３つのドレン通路ｄ１〜ｄ３を区画し、前記３つのオイルの流れＯ₁〜Ｏ₃を互いに隔てるようにした。また、オイル排出孔３０ｃの手前から３つのドレン通路ｄ１〜ｄ３の向きを徐々に揃えて、ほぼ鉛直下向きにして集合させることにより、この集合部ｄ４において３つの流れＯ₁〜Ｏ₃をスムーズに合流させるようにした。

具体的には前記の図３に表れているが、コンプレッサ寄りベアリング３１を保持するベアリング保持部３３から下方に延びるように第１の壁部３８を設け、また、タービン寄りベアリング３２を保持するベアリング保持部３４からも下方に延びるように第２の壁部３９を設けている。これらの壁部３８，３８は、ベアリングハウジング３０を鋳造する際にベアリング保持部３３，３４と一体に形成すればよく、こうすればコストアップを招き難い。

そうしてタービンシャフト２５の軸方向一側（図の左側）から他側（図の右側）に向かって第１および第２の２つの壁部３８，３９が並び、ドレン空間Ｄには第１、第２および第３の３つのドレン通路ｄ１，ｄ２，ｄ３が区画されている。なお、図には表れていないが、２つの壁部３８，３９はいずれも両側縁（図では紙面の手前および奥の両側縁）がベアリングハウジング３０の側壁と繋がってはおらず、そこには隙間が形成されている。

本実施形態では第１、第２の２つの壁部３８，３９は、図示のようにそれぞれの上端の厚みがベアリング３１，３２の長さ以上で最も厚く、下方に向かって徐々に薄くなる楔形状とされている。すなわち、コンプレッサ寄りの第１の壁部３８は、第１のドレン通路ｄ１に面する一方の側面３８ａが、下方に向かってタービン寄り（図の右寄り）に位置するように傾斜しており、第１のドレン通路ｄ１は、スラストカラー３５の下方（コンプレッサ寄りベアリング３１の近傍）から集合部ｄ４まで斜め下向きに延びている。

そして、第１のドレン通路ｄ１は、集合部ｄ４の手前から徐々に下向きに湾曲し、集合部ｄ４においては概ね鉛直下向きになってオイル排出孔３０ｃに連通している。このため、第１のドレン通路ｄ１を流下するオイルの流れＯ₁は、集合部ｄ４において概ね鉛直下向きになる。また、第１のドレン通路ｄ１は、オイルデフレクタ３７の近傍から集合部ｄ４までの範囲が下方に向かって徐々に断面積の小さくなるテーパ状とされており、ここにおいてオイルの流速が高められる。

一方、第１の壁部３８の他方の側面３８ｂ（図の右側面）は、ほぼ鉛直方向に延びていて、この側面３８ｂが面する第２のドレン通路ｄ２は、タービンシャフト２５における２つのベアリング３１，３２の中間部位から概ね直下に位置するオイル排出孔３０ｃまで、ほぼ鉛直下向きに延びている。また、第２のドレン通路ｄ２の反対側に面する第２の壁部３９の一方の側面３９ａは、下端部ではほぼ鉛直方向に延びているが、そこから上方に向かって徐々に第１の壁部３８から離れるように傾斜する湾曲面状になっている。

すなわち、第２のドレン通路ｄ２の上側の２／３くらいの範囲は、断面積が下方に向かって徐々に減少するテーパ部とされていて、その下側に連なる１／３くらいの範囲はほぼ同じ断面積で鉛直方向に直線上に延びている。こうして、タービンシャフト２５から下方のオイル排出孔３０ｃまで最短距離で直線状に形成されるとともに、途中で下方に向かって絞られていることから、第２のドレン通路ｄ２を流下するオイルの流れＯ₂は、３つのオイルの流れＯ₁〜Ｏ₃の中で最も速くなる。

また、第２の壁部３９の他方の側面３９ｂ（図の右側面）は、タービン寄りベアリング３２の近傍から下方に向かうほどコンプレッサ寄りに位置するように傾斜しており、この側面３９ｂが面する第３のドレン通路ｄ３は、タービンシャフト２５の外周溝２５ｂの下方（タービン寄りベアリング３２の近傍）から集合部ｄ４まで斜め下向きに延びている。

この第３のドレン通路ｄ３も第１のドレン通路ｄ１と同じく、集合部ｄ４の手前から徐々に下向きに湾曲し、集合部ｄ４において概ね鉛直下向きになってオイル排出孔３０ｃに連通しており、ここを流下するオイルの流れＯ₃は集合部ｄ４において概ね鉛直下向きに曲げられる。また、本実施形態では第３のドレン通路ｄ３も下方に向かうほど徐々に断面積が小さくなるテーパ状とされており、ここにおいてオイルの流速が高められる。

なお、本実施形態では、図３に示すように２つのベアリング３１，３２の中央部位ｍ１に対して、オイル排出孔３０ｃの中央部位ｍ２がコンプレッサ寄りに偏位している。これは、オイルデフレクタ３７などからのオイルを流下させるために、第１のドレン通路ｄ１の上端がコンプレッサ寄りに拡大されていることに対応して、第１のドレン通路ｄ１の長さが第３のドレン通路ｄ３に比べて、あまり長くならないようにするためである。

したがって、本実施形態のターボチャージャ２０によると、ベアリングハウジング３０においてタービンシャフト２５の下方のドレン空間Ｄに２つの壁部３８，３９を設けて、第１〜第３のドレン通路ｄ１〜ｄ３を区画し、タービンシャフト２５の２つのベアリング３１、３２から流下する３つのオイルの流れＯ₁〜Ｏ₃を、オイル排出孔３０ｃの手前までは隔てるようにした。そして、それら３つのオイルの流れＯ₁〜Ｏ₃をほぼ鉛直下向きに揃えて合流させるようにしたから、オイルの流れＯ₁〜Ｏ₃が互いに衝突したり強く干渉することなく、スムーズにオイル排出孔３０ｃに向かうようになり、その排出性能を高めることができる。

しかも、前記第２のドレン通路ｄ２は、タービンシャフトの下方からオイル排出孔３０ｃまで最短距離をほぼ鉛直下向きに延びるように形成し、その途中には下すぼまりのテーパ部も設けて、オイルの流れＯ₂の速さを高めるようにしたので、集合部ｄ４において第１および第３のドレン通路ｄ１、ｄ３からそれぞれオイルの流れＯ₁，Ｏ₃を吸い出すベンチュリ効果も高めることができる。

すなわち、第２のドレン通路ｄ２に比べて通路長が長く、しかも傾斜している第１、第３のドレン通路ｄ１、ｄ３においては、オイルの粘性による流通抵抗が大きくなり易いことから、これらの流れＯ₁，Ｏ₃を集合部ｄ４において吸い出すことによって、オイル排出性能をより高くすることができる。

−他の実施形態−
本発明の構成は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他の種々の形態を包含している。すなわち、前記の実施形態では、ベアリングハウジング３０内のドレン空間Ｄにおいて第２のドレン通路ｄ２を最短とし、第１、第３のドレン通路ｄ１，ｄ３は、それよりも長くしているが、第１〜第３のいずれのドレン通路ｄ１〜ｄ３を最短としてもよい。

また、前記第１、第３のドレン通路ｄ１，ｄ３を集合部ｄ４の近傍で湾曲させてほぼ鉛直下向きに揃えているが、これは鉛直方向に限定されず、例えば第２のドレン通路ｄ２と共に集合部ｄ４において斜め下向きに揃えてもよい。また、第１〜第３のドレン通路ｄ１〜ｄ３の何れについてもテーパ形状の部分を設けているが、これも設けなくてもよい。

また、前記実施形態では、ベアリングハウジング３０のオイル排出孔３０ｃの中央部位ｍ２が、２つのベアリング３１，３２の中央部位ｍ１に対してコンプレッサ寄りに偏位しているが、これにも限定されず、オイル排出孔３０ｃの中央部位ｍ２はベアリング３１，３２の中央部位ｍ１の直下に位置してもよいし、タービン寄りに偏位していてもよい。

さらに、前記実施形態では一例として、可変ノズル式のターボチャージャ２０に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず本発明は、可変ノズル式でないターボチャージャにも適用可能であるし、ツインスクロールターボやツインターボなどにも適用可能である。

また、本発明に係るターボチャージャを装備するエンジンについても、前記実施形態のようなコモンレール式のディーゼルエンジンに限定されないことは勿論であり、例えばガソリンエンジンに装備されるターボチャージャにも本発明を適用することができる。

本発明は、内燃機関などに装備されるターボチャージャに適用可能であり、タービンシャフトの軸受けを潤滑するオイルの排出性能が高くなるというメリットがあるので、特に自動車に搭載される内燃機関のターボチャージャに適用して効果が高い。

１ エンジン
４ 吸気通路
５ 排気通路
２０ ターボチャージャ
２１ タービンハウジング
２２ タービンホイール
２３ コンプレッサハウジング
２４ コンプレッサインペラ
２５ タービンシャフト
３０ ベアリングハウジング（軸受けハウジング）
３０ｃ オイル排出孔
３１，３２ ベアリング（軸受け）
３３，３４ ベアリング保持部（軸受けの保持部）
３８，３９ 第１、第２の壁部
Ｄ ドレン空間
ｄ１〜ｄ３ 第１〜第３のドレン通路
ｄ４ ドレン通路の集合部

Claims (5)

1. 排気通路に配設したタービンホイールをタービンシャフトによって、吸気通路に配設したコンプレッサインペラと連結し、その回転により吸気を過給するようにしたターボチャージャであって、
   前記タービンシャフトが、その軸方向に離間する２つの軸受けによって軸受けハウジング内に支持されており、
   前記軸受けハウジングの内部には、前記２つの軸受けを潤滑したオイルの排出されるドレン空間が、前記タービンシャフトの下方に形成されるとともに、そのドレン空間の下壁部にはオイル排出孔が開口し、
   前記ドレン空間には、前記２つの軸受けの一方の下部から前記オイル排出孔に向かって延びる第１の壁部と、他方の軸受けの下部から前記オイル排出孔に向かって延びる第２の壁部とが設けられ、これら２つの壁部によって、前記タービンシャフトの軸方向に並んで第１から第３の３つのドレン通路が区画されるとともに、
   前記３つのドレン通路の下流端部は、そのうちのいずれか１つが延びる方向に近づくように他の２つが湾曲しながら当該３つのドレン通路が集合し、集合部となって前記オイル排出孔に連通している、ターボチャージャ。
2. 請求項１に記載のターボチャージャにおいて、
   前記第２のドレン通路が、前記タービンシャフトの下方において前記２つの軸受けの中間部位から前記オイル排出孔まで、ほぼ鉛直下向きに延びている一方、
   前記第１および第３のドレン通路はそれぞれ、前記タービンシャフトの下方において前記一方および他方の軸受けのそれぞれの近傍から前記集合部まで斜め下向きに延びるとともに、この集合部においてほぼ鉛直下向きになるよう湾曲している、ターボチャージャ。
3. 請求項２に記載のターボチャージャにおいて、
   前記第２のドレン通路は、その断面積が下方に向かって徐々に減少するテーパ部を有する、ターボチャージャ。
4. 請求項３に記載のターボチャージャにおいて、
   前記オイル排出孔の中央部は、前記２つの軸受けの中央部の直下位置から前記コンプレッサインペラ寄りに偏位し、
   前記第２のドレン通路に面する第１の壁部の側面が、ほぼ鉛直方向に延びている一方、第２のドレン通路に面する第２の壁部の側面は、下端側においてほぼ鉛直方向に延びるとともに、そこから上方に向かって徐々に前記第１の壁部から離れるように傾斜する湾曲面状とされている、ターボチャージャ。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のターボチャージャにおいて、
   前記第１および第２の壁部がそれぞれ、軸受けハウジングにおける軸受けの保持部と一体に形成されている、ターボチャージャ。

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