JP2014145320A - Bearing for turbocharger and turbocharger including the same - Google Patents
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Abstract
【課題】コンプレッサハウジング内又はタービンハウジング内のうち少なくとも一方において、シャフトの端部を回転可能に支持することが可能なターボチャージャ用軸受を提供する。
【解決手段】コンプレッサハウジングからタービンハウジングに亘って配置されたコンプレッサとタービンとを連結するシャフト80の一端部(前端部)を、回転可能に支持するコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180であって、コンプレッサハウジング内に固定される外周部181と、シャフト80の端部を回転可能に支持する摺動部183と、外周部181と摺動部183とを連結し、当該摺動部183を支持するリブ182と、を具備した。
【選択図】図3A turbocharger bearing capable of rotatably supporting an end of a shaft in at least one of a compressor housing and a turbine housing is provided.
A compressor-side journal thrust bearing (180) rotatably supports one end (front end) of a shaft (80) connecting a compressor and a turbine disposed from the compressor housing to the turbine housing. An outer peripheral portion 181 fixed inside, a sliding portion 183 that rotatably supports the end portion of the shaft 80, and a rib 182 that connects the outer peripheral portion 181 and the sliding portion 183 and supports the sliding portion 183. And.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、内燃機関に設けられるターボチャージャ用軸受及びそれを具備するターボチャージャの技術に関する。 The present invention relates to a turbocharger bearing provided in an internal combustion engine and a technology of a turbocharger including the same.
従来、内燃機関に設けられるターボチャージャ用軸受及びそれを具備するターボチャージャの技術は公知となっている。例えば、特許文献1に記載の如くである。 Conventionally, a turbocharger bearing provided in an internal combustion engine and a technology of a turbocharger including the same are known. For example, as described in Patent Document 1.
特許文献1に記載のターボチャージャ(過給機)においては、軸受ハウジング(ベアリングハウジング)内に配置されたベアリングを介してシャフト(ロータ軸)が回転可能に支持されている。軸受ハウジングの一側方にはコンプレッサハウジングが配置され、当該コンプレッサハウジングによってシャフトの一端部に連結されたコンプレッサ(コンプレッサインペラ)が内包されている。また、軸受ハウジングの他側方にはタービンハウジングが配置され、当該タービンハウジングによってシャフトの他端部に連結されたタービン(タービンインペラ)が内包されている。 In a turbocharger (supercharger) described in Patent Document 1, a shaft (rotor shaft) is rotatably supported via a bearing disposed in a bearing housing (bearing housing). A compressor housing is disposed on one side of the bearing housing, and a compressor (compressor impeller) connected to one end of the shaft by the compressor housing is included. A turbine housing is disposed on the other side of the bearing housing, and a turbine (turbine impeller) connected to the other end of the shaft by the turbine housing is included.
特許文献1に記載のターボチャージャにおいては、シャフトをバランス良く支持するために、当該シャフトの軸方向に向かって長く形成されたベアリングを用いて、当該シャフトが支持されている。また、他の公知例としては、ベアリングを軸方向に分割(2分割)し、シャフトを2箇所で支持するものもある。 In the turbocharger described in Patent Document 1, in order to support the shaft in a well-balanced manner, the shaft is supported using a bearing that is formed long in the axial direction of the shaft. Further, as another known example, there is one in which the bearing is divided in the axial direction (two divisions) and the shaft is supported at two places.
しかしながら、このような軸受を用いてシャフトを支持する場合、当該軸受がシャフトの軸方向に向かって長い(分割された軸受の場合は、互いに所定間隔をおいて配置される)ため、当該軸受を支持するための軸受ハウジングをシャフトの軸方向に向かって長く形成する必要がある。従って、当該軸受ハウジングの小型化が困難であり、ひいてはターボチャージャの小型化が困難であった。 However, when the shaft is supported using such a bearing, the bearing is long in the axial direction of the shaft (in the case of divided bearings, the bearings are arranged at a predetermined interval). It is necessary to form a long bearing housing for supporting in the axial direction of the shaft. Therefore, it is difficult to reduce the size of the bearing housing, and thus it is difficult to reduce the size of the turbocharger.
そこで、当該軸受ハウジングの小型化を図るため、コンプレッサハウジング内及びタービンハウジング内に延設されたシャフトの端部を回転可能に支持する方法が考えられる。これによって、シャフトの中途部を支持するための軸受及び当該軸受を支持するための軸受ハウジングを小型化(又は廃止)することができる。 Therefore, in order to reduce the size of the bearing housing, a method of rotatably supporting the end portions of the shaft extending in the compressor housing and the turbine housing is conceivable. Thereby, the bearing for supporting the middle part of the shaft and the bearing housing for supporting the bearing can be reduced in size (or abolished).
しかし、このような方法を採用する場合、軸受用のハウジング等のないコンプレッサハウジング内及びタービンハウジング内において、シャフトを支持する必要があり、当該支持が困難であった。 However, when such a method is adopted, it is necessary to support the shaft in a compressor housing and a turbine housing without a bearing housing or the like, and this support is difficult.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、コンプレッサハウジング内又はタービンハウジング内のうち少なくとも一方において、シャフトの端部を回転可能に支持することが可能なターボチャージャ用軸受を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is that the end of the shaft can be rotatably supported in at least one of the compressor housing and the turbine housing. Is to provide a turbocharger bearing.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、コンプレッサ側のハウジングからタービン側のハウジングに亘って配置されたコンプレッサとタービンとを連結するシャフトの両端部のうち少なくとも一方を、回転可能に支持するターボチャージャ用軸受であって、前記ハウジング内に固定される外周部と、前記シャフトの端部を回転可能に支持する摺動部と、前記外周部と前記摺動部とを連結し、当該摺動部を支持する連結部と、を具備するものである。 That is, in the first aspect, the turbocharger bearing rotatably supports at least one of both end portions of the shaft connecting the compressor and the turbine arranged from the compressor side housing to the turbine side housing. The outer peripheral portion fixed in the housing, the sliding portion that rotatably supports the end portion of the shaft, the outer peripheral portion and the sliding portion are connected, and the sliding portion is supported. And a connecting portion.
請求項2においては、前記連結部は、互いに間隔をおいて配置される複数の棒状部によって形成されるものである。 According to a second aspect of the present invention, the connecting portion is formed by a plurality of rod-like portions that are spaced apart from each other.
請求項3においては、前記連結部の断面形状は、ターボチャージャ内を流通する空気の流通方向の長さが、当該流通方向に直交する方向の長さよりも長くなるように形成されるものである。 According to a third aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the connecting portion is formed such that the length in the flow direction of the air flowing through the turbocharger is longer than the length in the direction orthogonal to the flow direction. .
請求項4においては、前記連結部の断面形状は、流線型になるように形成されるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the connecting portion is formed to be a streamline type.
請求項5においては、前記外周部は、前記ハウジングの内側面に沿う環状に形成されるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the outer peripheral portion is formed in an annular shape along the inner surface of the housing.
請求項6においては、項1から請求項5までのいずれか一項に記載のターボチャージャ用軸受を具備するものである。 According to a sixth aspect of the present invention, the turbocharger bearing according to any one of the first to fifth aspects is provided.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
即ち、請求項1においては、シャフトの端部をコンプレッサ側のハウジング又はタービン側のハウジング内のうち少なくとも一方において回転可能に支持することができる。 That is, according to the first aspect, the end portion of the shaft can be rotatably supported in at least one of the compressor side housing and the turbine side housing.
請求項2においては、連結部の間に空気が流通する空間を確保することができ、ターボチャージャ用軸受が空気の流通を妨げることによるターボチャージャの効率の低下を抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to secure a space in which air flows between the connecting portions, and it is possible to suppress a decrease in the efficiency of the turbocharger due to the turbocharger bearing hindering the air flow.
請求項3においては、ターボチャージャ用軸受の強度を確保しながら、より空気を流通させ易くすることができる。 According to the third aspect of the present invention, air can be more easily circulated while ensuring the strength of the turbocharger bearing.
請求項4においては、より空気を流通させ易くすることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, air can be more easily distributed.
請求項5においては、ターボチャージャ用軸受をより安定してハウジング内に固定することができる。 According to the fifth aspect, the turbocharger bearing can be more stably fixed in the housing.
請求項6においては、シャフトの端部をコンプレッサ側のハウジング又はタービン側のハウジング内のうち少なくとも一方において回転可能に支持することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the end of the shaft can be rotatably supported in at least one of the compressor side housing and the turbine side housing.
以下の説明においては、図中に記した矢印に従って、前後方向、上下方向及び左右方向をそれぞれ定義する。 In the following description, the front-rear direction, the up-down direction, and the left-right direction are defined according to the arrows shown in the drawing.
まず、図1を用いて、本発明の第一実施形態に係るターボチャージャ10の動作の概要について説明する。
First, the outline of the operation of the
ターボチャージャ10は、エンジンのシリンダ2に圧縮空気を送り込むものである。空気は吸気通路1を通ってシリンダ2へと供給される。当該空気は、吸気通路1の途中に配置されたエアクリーナ4、ターボチャージャ10、インタークーラ5、及びスロットルバルブ6を順に通過してシリンダ2へと供給される。この際、ターボチャージャ10のコンプレッサ100によって当該空気が圧縮されるため、より多くの空気をシリンダ2内へと送り込むことができる。
The
シリンダ2内で燃焼した後の高温の空気(排気)は、排気通路3を通って排出される。この際、当該排気がターボチャージャ10のタービン120を回転させ、この回転がコンプレッサ100に伝達されることで、吸気通路1内の空気を圧縮することができる。
Hot air (exhaust gas) after combustion in the
また、タービン120の上流側においては、排気通路3が分流され、当該タービン120を通過しない通路が別途形成される。当該通路はウェイストゲートバルブ7によって開閉可能とされる。また、当該ウェイストゲートバルブ7は、アクチュエータ8によって開閉駆動される。さらに、アクチュエータ8の動作は、電磁バルブ等から構成される負圧発生機構9によって制御される。アクチュエータ8によってウェイストゲートバルブ7を開閉することで、タービン120へと送られる排気の流量を調節することができる。
Further, on the upstream side of the
次に、図2及び図3を用いて、ターボチャージャ10の構成について説明する。
Next, the structure of the
ターボチャージャ10は、主としてコンプレッサハウジング20、タービンハウジング40、軸受ハウジング60、シャフト80、コンプレッサ100、タービン120、センタージャーナル軸受140、タービン側スラスト軸受160及びコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180を具備する。
The
図2に示すコンプレッサハウジング20は、本発明に係るハウジング(コンプレッサ側のハウジング)の実施の一形態であり、吸気通路1(図1参照)の一部を形成すると共に、コンプレッサ100を内包するものである。コンプレッサハウジング20は、主として第一コンプレッサハウジング21及び第二コンプレッサハウジング22を具備する。
A
第一コンプレッサハウジング21は、コンプレッサハウジング20の前部を構成するものである。第一コンプレッサハウジング21は、後方が開放された略箱状に形成される。第一コンプレッサハウジング21には、吸気口21aが形成される。
The
吸気口21aは、第一コンプレッサハウジング21の内部と外部とを連通する貫通孔である。吸気口21aは、第一コンプレッサハウジング21の前側面に形成される。吸気口21aは、その軸線が前後方向を向くように形成される。吸気口21aは、断面視(前後方向から見て)略円形となるように形成される。
The
第二コンプレッサハウジング22は、コンプレッサハウジング20の後部を構成するものである。第二コンプレッサハウジング22は、略板状に形成される。第二コンプレッサハウジング22は、第一コンプレッサハウジング21の開放された後部を閉塞するように、当該第一コンプレッサハウジング21の後部に適宜固定される。
The
タービンハウジング40は、本発明に係るハウジング(タービン側のハウジング)の実施の一形態であり、排気通路3(図1参照)の一部を形成すると共に、タービン120を内包するものである。タービンハウジング40は、略箱状に形成される。タービンハウジング40は、コンプレッサハウジング20の後方に配置され、当該コンプレッサハウジング20(より詳細には、第二コンプレッサハウジング22)に締結バンド50を用いて固定される。タービンハウジング40には、排気口40aが形成される。
The
排気口40aは、タービンハウジング40の内部と外部とを連通する貫通孔である。排気口40aは、タービンハウジング40の後側面に形成される。排気口40aは、その軸線が前後方向を向くように形成される。排気口40aは、コンプレッサハウジング20の吸気口21aと同一軸線上に形成される。排気口40aは、断面視(前後方向から見て)略円形となるように形成される。
The
軸受ハウジング60は、後述するシャフト80を介してコンプレッサ100及びタービン120を支持するものである。軸受ハウジング60は、略箱状に形成される。コンプレッサハウジング20及びタービンハウジング40に比較して小さい略箱状に形成される。軸受ハウジング60は、コンプレッサハウジング20とタービンハウジング40との間に配置され、当該コンプレッサハウジング20及びタービンハウジング40によって囲まれた空間内に固定される。軸受ハウジング60には、軸受部60a、給油穴60b及び排油穴60cが形成される。
The bearing
軸受部60aは、軸受ハウジング60を前後方向に連通する貫通孔である。軸受部60aは、その軸線が前後方向を向くように形成される。軸受部60aは、コンプレッサハウジング20の吸気口21a及びタービンハウジング40の排気口40aと同一軸線上に形成される。軸受部60aは、断面視(前後方向から見て)略円形となるように形成される。
The bearing
給油穴60bは、軸受部60aに潤滑油を供給するためのものである。給油穴60bは、軸受ハウジング60の外周面と、軸受部60a(より詳細には、軸受部60aの前後中途部)と、を連通するように形成される。
The
排油穴60cは、軸受部60aを潤滑した潤滑油を、外部へと排出するためのものである。排油穴60cは、軸受ハウジング60の外周面と、軸受部60a(より詳細には、軸受部60aの端部)と、を連通するように形成される。
The
図2及び図3に示すシャフト80は、コンプレッサ100とタービン120を連結するものである。シャフト80は略円柱状に形成され、その長手方向を前後方向に向けて配置される。シャフト80は、軸受ハウジング60の軸受部60aに挿通される。シャフト80の一端(前端)は、コンプレッサハウジング20内まで延設される。シャフト80の他端(後端)は、タービンハウジング40内まで延設される。シャフト80には、カラー81が設けられる。また、シャフト80には、第一係合部80aが形成される。
A
カラー81は、シャフト80に外嵌される略円筒状の部材である。カラー81は、シャフト80の前後中途部(コンプレッサハウジング20の後方)に固定される。
The
図3に示す第一係合部80aは、シャフト80の前端面に形成される凹形状の部分(凹部)である。第一係合部80aは、略円錐状に形成される。第一係合部80aの頂点(円錐の頂点)は、シャフト80の軸線上に位置するように形成される。
A
コンプレッサ100は、空気を圧縮するための羽根車である。コンプレッサ100は、コンプレッサハウジング20内に、吸気口21aと対向するように配置される。コンプレッサ100は、シャフト80の一端(前端)に固定される。
The
タービン120は、空気(流体)の運動を自身の回転運動に変換するための羽根車である。タービン120は、タービンハウジング40内に、排気口40aと対向するように配置される。タービン120は、シャフト80の他端(後端)に一体的に形成される。
The
センタージャーナル軸受140は、シャフト80を滑らかに回転可能となるように支持するものである。センタージャーナル軸受140は、円筒状のすべり軸受で構成される。センタージャーナル軸受140は、その長手方向を前後方向に向けて軸受ハウジング60の軸受部60a内に配置される。センタージャーナル軸受140には、シャフト80が挿通される。このようにして、センタージャーナル軸受140は、シャフト80と軸受ハウジング60との間に介装される。
The center journal bearing 140 supports the
タービン側スラスト軸受160は、シャフト80に加わる軸線方向の力(前方から後方への力)を受ける部材である。タービン側スラスト軸受160は、シャフト80に設けられたカラー81と、軸受ハウジング60と、の間に介装される。
The turbine-side thrust bearing 160 is a member that receives axial force (force from the front to the rear) applied to the
図2及び図3に示すコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180は、本発明に係るターボチャージャ用軸受の実施の一形態であり、シャフト80を滑らかに回転可能となるように支持するものである。コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180は、主として外周部181、リブ182及び摺動部183を具備する。
A compressor-side journal thrust bearing 180 shown in FIGS. 2 and 3 is an embodiment of a turbocharger bearing according to the present invention, and supports the
外周部181は、正面視円環状に形成される部分である。外周部181の外周面の直径は、コンプレッサハウジング20の吸気口21aの内径と略同一となるように形成される。これによって、外周部181は、コンプレッサハウジング20の内側面(吸気口21aの内側面)に沿うような形状となる。
The outer
図3に示すリブ182は、本発明に係る連結部の実施の一形態であり、外周部181の内周面から当該外周部181の中心部に向けて延設される棒状の部分である。リブ182は、リブ182の内周面の複数個所(本実施形態においては、3箇所)からそれぞれ当該外周部181の中心部に向けて延設される。リブ182は互いに等間隔(本実施形態においては、正面視において120°)だけ間隔をおいて配置される。
The
また、図4に示すように、リブ182の断面形状は、前後方向に長い形状となるように形成される。具体的には、リブ182の断面形状は、前後方向の長さLが、左右方向の幅Wよりも長くなるように形成される。
Moreover, as shown in FIG. 4, the cross-sectional shape of the
また、リブ182の断面形状は、その前端側の幅が比較的広く、後方に向かうにつれて幅が狭くなるように形成された、いわゆる流線型(当該リブ182の周囲を流通する空気が渦や乱流を生じない(又は、生じ難い)形状)になるように形成される。
The
摺動部183は、外周部181の中心部に形成される略円形板状の部分である。摺動部は、リブ182によって支持される。摺動部183には、第二係合部183aが形成される。
The sliding
第二係合部183aは、摺動部183の後側面に形成される凸形状の部分(凸部)である。第二係合部183aは、略円錐状に形成される。
The second
図2及び図3に示すように、上述の如く構成されたコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180は、コンプレッサハウジング20の吸気口21a内において、シャフト80の前方に配置される。コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180の第二係合部183aは、シャフト80の第一係合部80a内に挿入されることにより当該第一係合部80aと係合される。コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180は、この状態でコンプレッサハウジング20の吸気口21aの内径部に適宜固定される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the compressor-side journal thrust bearing 180 configured as described above is disposed in front of the
上述の如く構成されたターボチャージャ10において、エンジンのシリンダ2からの排気によってタービン120が回転し、当該排気はタービンハウジング40の排気口40aを介して排出される。タービン120の回転は、シャフト80を介してコンプレッサ100へと伝達される。コンプレッサ100が回転することにより、コンプレッサハウジング20の吸気口21aから供給される空気を圧縮し、当該圧縮された空気をエンジンのシリンダ2へと送ることができる。
In the
この際、コンプレッサハウジング20の吸気口21aを前方から後方へと流通する空気は、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180の外周部181、リブ182及び摺動部183によって区画された3つの空間S(図3参照)を流通することができる。また、リブ182の断面形状は流線型となっているため、空気がコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180を流通し易くすることができる(図4の白抜き矢印参照)。
At this time, the air flowing from the front to the rear through the
当該ターボチャージャ10において、シャフト80の軸方向(軸線に平行な方向)に加わる荷重は、タービン側スラスト軸受160及びコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180によって支持される。より具体的には、シャフト80に前方から後方に向かって加わる荷重はタービン側スラスト軸受160によって、シャフト80に後方から前方に向かって加わる荷重はコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180によって、それぞれ支持される。
In the
シャフト80の径方向(軸線に垂直な方向)に加わる荷重は、センタージャーナル軸受140及びコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180によって支持される。このように、シャフト80の径方向に加わる荷重を2点(センタージャーナル軸受140及びコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180)で支持することで、当該シャフト80を傾斜させることなく安定して支持することができる。
A load applied in the radial direction (direction perpendicular to the axis) of the
また、シャフト80の一端部(前端部)をコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180によって支持することにより、当該シャフト80の中途部を1つの短い軸受(センタージャーナル軸受140)で支持するだけで、当該シャフト80を安定して支持することができる。これによって、シャフト80の中途部を複数の軸受で支持したり、長手方向に長い軸受で支持する必要が無くなるため、当該シャフト80の中途部を支持するための構成(すなわち、センタージャーナル軸受140及び当該センタージャーナル軸受140を支持するための軸受ハウジング60)の小型化及び軽量化を図ることができ、ひいてはターボチャージャ10全体の小型化及び軽量化を図ることができる。またこれに伴って、コストの削減を図ることもできる。
Further, by supporting one end portion (front end portion) of the
また、シャフト80は、センタージャーナル軸受140及びコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180によって滑らかに回転可能となるように支持される。
The
センタージャーナル軸受140には、軸受ハウジング60の給油穴60bを介して潤滑油が供給される。当該潤滑油は、当該軸受部60aとセンタージャーナル軸受140との摺動面、及びセンタージャーナル軸受140とシャフト80との摺動面を潤滑すると共に冷却する。当該部分を潤滑及び冷却した潤滑油は、軸受部60aの端部から排油穴60cを介して外部へと排出される。
Lubricating oil is supplied to the center journal bearing 140 through an
コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180は、その第二係合部183aをシャフト80の第一係合部80aに係合させることによって当該シャフト80を支持する。ここで、前述のセンタージャーナル軸受140はシャフト80の外周面と摺動可能に接するのに対し、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180はシャフト80の軸線上(若しくは当該軸線に近い点)で当該シャフト80の第一係合部80aの内周面と摺動可能に接することになる。
The compressor-side journal thrust bearing 180 supports the
このように、シャフト80とコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180とが接触する部分の回転半径(シャフト80の軸線からの距離)は0(若しくは0に近い値)になる。このため、シャフト80とコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180とが接触する部分における周速(相対的な速度)は、第二係合部183aの頂点部においては0(第二係合部183aのその他の部分においては0に近い小さい値)となる。従って、シャフト80とコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180とが接触する部分の摩擦を抑制することができる。またこれによって、当該部分の耐摩耗性及び耐焼付き性能の向上を図ると同時に、摩擦トルク損失が低減されることによる過渡性能及びターボ効率の向上を図ることができる。
Thus, the rotation radius (distance from the axis of the shaft 80) of the portion where the
また、上述の如くコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180の摺動部183の摩擦(摩耗)を抑制することができるため、当該摺動部183を潤滑及び冷却する必要性が低くなる。これによって、センタージャーナル軸受140のような潤滑油による潤滑を省く(又は、簡素なグリスによる潤滑等とする)ことが可能となる。
Moreover, since the friction (wear) of the sliding
また、シャフト80の支持部(センタージャーナル軸受140及びコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180)への潤滑油の供給量を全体的に減らすことができるため、当該潤滑油の攪拌抵抗を低減することができ、ひいては機械的損失を低減し、ターボ効率の向上を図ることができる。
Further, since the supply amount of the lubricating oil to the support portion (the center journal bearing 140 and the compressor side journal thrust bearing 180) of the
さらに、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180は、コンプレッサハウジング20の吸気口21a内に配置されているため、当該吸気口21aを介してターボチャージャ10へと供給される空気によって冷却される。これによって、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180の摺動部183を冷却するための機構を別途設ける必要がなくなる(設けるとしても、大きな冷却能力は必要ないため、構成を簡略化することができる)。
Further, since the compressor side journal thrust bearing 180 is disposed in the
以上の如く、本実施形態に係るコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180(ターボチャージャ用軸受)は、コンプレッサハウジング20(コンプレッサ側のハウジング)からタービンハウジング40(タービン側のハウジング)に亘って配置されたコンプレッサ100とタービン120とを連結するシャフト80の一端部(前端部)を、回転可能に支持するコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180であって、コンプレッサハウジング20内に固定される外周部181と、シャフト80の端部を回転可能に支持する摺動部183と、外周部181と摺動部183とを連結し、当該摺動部183を支持するリブ182(連結部)と、を具備するものである。
As described above, the compressor-side journal thrust bearing 180 (turbocharger bearing) according to the present embodiment is arranged from the compressor housing 20 (compressor-side housing) to the turbine housing 40 (turbine-side housing). A compressor-side journal thrust bearing 180 that rotatably supports one end portion (front end portion) of the
このように構成することにより、シャフト80の端部をコンプレッサハウジング20内において回転可能に支持することができる。これによって、シャフト80の中途部に設けられるセンタージャーナル軸受140(軸受)の全長を短くすることができ、ひいてはセンタージャーナル軸受140を支持するための軸受ハウジング60(ハウジング)を小型化することができる。
With this configuration, the end portion of the
また、リブ182は、互いに間隔をおいて配置される複数の棒状部によって形成されるものである。
Further, the
このように構成することにより、リブ182の間に空気が流通する空間Sを確保することができ、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180が空気の流通を妨げることによるターボチャージャ10の効率の低下を抑制することができる。
With this configuration, it is possible to secure a space S in which air flows between the
また、リブ182の断面形状は、ターボチャージャ10内を流通する空気の流通方向(前後方向)の長さ(長さL)が、当該流通方向に直交する方向(左右方向)の長さ(幅W)よりも長くなるように形成されるものである。
Further, the cross-sectional shape of the
このように構成することにより、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180の強度を確保しながら、より空気を流通させ易くすることができる。
With this configuration, air can be more easily circulated while ensuring the strength of the compressor-side
また、リブ182の断面形状は、流線型になるように形成されるものである。
Further, the cross-sectional shape of the
このように構成することにより、より空気を流通させ易くすることができる。 By comprising in this way, it can be made easier to distribute | circulate air.
また、外周部181は、コンプレッサハウジング20の内側面に沿う環状に形成されるものである。
The outer
このように構成することにより、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180をより安定してコンプレッサハウジング20内に固定することができる。
With this configuration, the compressor-side journal thrust bearing 180 can be more stably fixed in the
また、本実施形態に係るターボチャージャ10は、上述のコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180を具備するものである。
Further, the
このように構成することにより、シャフト80の端部をコンプレッサハウジング20内において回転可能に支持することができる。
With this configuration, the end portion of the
なお、本実施形態においては、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180の外周部181は円環状であるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、当該外周部181はハウジング(コンプレッサハウジング20)内に固定可能な形状であれば良い。
In the present embodiment, the outer
また、本実施形態においては、リブ182の断面形状は流線型であるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、任意の形状とすることも可能である。
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
また、本実施形態においては、リブ182を3つ設けて摺動部183を支持するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、当該摺動部183を支持することができるものであれば、その個数は限定しない。
In the present embodiment, three
また、本実施形態においては、リブ182を互いに等間隔に配置するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、異なる間隔をおいて配置することも可能である。
In the present embodiment, the
以下では、図5を用いて、本発明の第二実施形態について説明する。 Below, 2nd embodiment of this invention is described using FIG.
本発明の第二実施形態(図5参照)が、第一実施形態(図3参照)と異なる点は、シャフト80の第一係合部80aを略円錐状の凸形状に、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180の摺動部183に形成される第二係合部183aを略円錐状の凹形状に、それぞれ形成した点である。当該第一係合部80aと第二係合部183aとを係合させることによって、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180がシャフト80を回転可能に支持することができる。
The second embodiment (see FIG. 5) of the present invention is different from the first embodiment (see FIG. 3) in that the first engaging
このように、第一係合部80aと第二係合部183aの、いずれか一方が凸形状で、他方が凹形状であれば、どちらを凸形状(凹形状)としても良い。
Thus, as long as one of the
以下では、図6を用いて、本発明の第三実施形態について説明する。 Below, 3rd embodiment of this invention is described using FIG.
本発明の第三実施形態(図6参照)が、第一実施形態(図3参照)と異なる点は、シャフト80の第一係合部80aを略円柱状の凸形状に、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180の摺動部183に形成される第二係合部183aを略円柱状の凹形状に、それぞれ形成した点である。当該第一係合部80aと第二係合部183aとを係合させることによって、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180がシャフト80を回転可能に支持することができる。
The third embodiment of the present invention (see FIG. 6) is different from the first embodiment (see FIG. 3) in that the first engaging
このように、第一係合部80aと第二係合部183aは、互いに係合可能な凹形状と凸形状であれば、その形状を略円錐状に限定するものではない。例えば、円柱と円錐を組み合わせた形状(円柱の先端部分に円錐状の部分を形成した形状)等であっても良い。
Thus, if the
以下では、図7を用いて、本発明の第四実施形態について説明する。 Below, 4th embodiment of this invention is described using FIG.
本発明の第四実施形態(図7参照)が、第一実施形態(図2参照)と異なる点は、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180に代えて、タービン側ジャーナルスラスト軸受200を具備する点である。 The fourth embodiment (see FIG. 7) of the present invention is different from the first embodiment (see FIG. 2) in that a turbine-side journal thrust bearing 200 is provided instead of the compressor-side journal thrust bearing 180. .
タービン側ジャーナルスラスト軸受200は、第一実施形態に係るコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180と略同一形状である。タービン側ジャーナルスラスト軸受200がコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180と異なる点は、リブ(コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180のリブ182に対応する部分)の断面形状が、空気の流通方向に合わせて、シャフト80側(前側)の幅が比較的広くなるように形成されている点である。タービン側ジャーナルスラスト軸受200は、タービンハウジング40の排気口40aの内径部に固定され、シャフト80の後端を(第一実施形態に係るコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180と同様に)回転可能に支持する。
The turbine side journal thrust bearing 200 has substantially the same shape as the compressor side journal thrust bearing 180 according to the first embodiment. The turbine-side journal thrust bearing 200 is different from the compressor-side journal thrust bearing 180 in that the cross-sectional shape of the rib (the portion corresponding to the
このように、シャフト80の前端(コンプレッサ100側端部)ではなく、後端(タービン120側端部)を軸受(タービン側ジャーナルスラスト軸受200)によって回転可能に支持することも可能である。この場合、タービンハウジング40内はエンジンのシリンダ2からの排気によって高温となるため、当該タービン側ジャーナルスラスト軸受200を冷却及び潤滑する機構を別途設けても良い。
Thus, it is also possible to rotatably support the rear end (
以下では、図8を用いて、本発明の第五実施形態について説明する。 Below, 5th embodiment of this invention is described using FIG.
本発明の第五実施形態(図8参照)が、第一実施形態(図2参照)と異なる点は、コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180に加えて、タービン側ジャーナルスラスト軸受200を具備する点である。 The fifth embodiment (see FIG. 8) of the present invention is different from the first embodiment (see FIG. 2) in that a turbine-side journal thrust bearing 200 is provided in addition to the compressor-side journal thrust bearing 180. .
すなわち、第五実施形態においては、シャフト80はコンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受180及びタービン側ジャーナルスラスト軸受200によって、その両端を回転可能に支持される。これによって、シャフト80の中途部を支持していたセンタージャーナル軸受140(図2参照)を廃止するとともに、当該センタージャーナル軸受140を支持していた軸受ハウジング60(図2参照)を廃止することができ、ひいてはターボチャージャ1の小型化を図ることができる。なお、この場合、コンプレッサハウジング20の内部空間とタービンハウジング40の内部空間とを隔離するセンタープレート220が設けられる。
That is, in the fifth embodiment, the
10 ターボチャージャ
20 コンプレッサハウジング(ハウジング)
40 タービンハウジング(ハウジング)
80 シャフト
100 コンプレッサ
120 タービン
180 コンプレッサ側ジャーナルスラスト軸受(ターボチャージャ用軸受)
181 外周部
182 リブ(連結部)
183 摺動部
10
40 Turbine housing (housing)
80
181 outer
183 Sliding part
Claims (6)
前記ハウジング内に固定される外周部と、
前記シャフトの端部を回転可能に支持する摺動部と、
前記外周部と前記摺動部とを連結し、当該摺動部を支持する連結部と、
を具備することを特徴とする、
ターボチャージャ用軸受。 A turbocharger bearing that rotatably supports at least one of both end portions of a shaft connecting a compressor and a turbine arranged from a compressor-side housing to a turbine-side housing,
An outer periphery fixed in the housing;
A sliding portion that rotatably supports the end of the shaft;
A connecting portion that connects the outer peripheral portion and the sliding portion, and supports the sliding portion;
Characterized by comprising:
Bearing for turbocharger.
互いに間隔をおいて配置される複数の棒状部によって形成されることを特徴とする、
請求項1に記載のターボチャージャ用軸受。 The connecting portion is
It is characterized by being formed by a plurality of bar-like parts arranged at intervals from each other,
The turbocharger bearing according to claim 1.
ターボチャージャ内を流通する空気の流通方向の長さが、当該流通方向に直交する方向の長さよりも長くなるように形成されることを特徴とする、
請求項2に記載のターボチャージャ用軸受。 The cross-sectional shape of the connecting portion is
The length of the flow direction of the air flowing through the turbocharger is formed to be longer than the length of the direction orthogonal to the flow direction,
The turbocharger bearing according to claim 2.
流線型になるように形成されることを特徴とする、
請求項2又は請求項3に記載のターボチャージャ用軸受。 The cross-sectional shape of the connecting portion is
It is formed to be streamlined,
The turbocharger bearing according to claim 2 or 3.
前記ハウジングの内側面に沿う環状に形成されることを特徴とする、
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のターボチャージャ用軸受。 The outer periphery is
It is formed in an annular shape along the inner surface of the housing,
The turbocharger bearing according to any one of claims 1 to 4.
ターボチャージャ。 A turbocharger bearing according to any one of claims 1 to 5 is provided.
Turbocharger.
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