JP2019078361A - Thrust bearing and turbocharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を支持するスラスト軸受およびターボチャージャに関する。 The present invention relates to a thrust bearing and a turbocharger for supporting an axial thrust load acting on a rotating shaft.
例えば特許文献1に示すように、スラスト軸受の摺動面は、油膜を介してスラストカラーに摺接している。スラスト軸受の摺動面には、複数のパッド部が、周方向に連なって形成されている。複数のパッド部は、各々、テーパ部とランド部とを備えている。潤滑油は、上流側から下流側に向かって、複数のパッド部を通過する。すなわち、潤滑油は、上流側のパッド部のテーパ部、当該パッド部のランド部、下流側のパッド部のテーパ部の順に、複数のパッド部を通過する。潤滑油がランド部を通過する際、所定の負荷容量(許容荷重)を有する油膜が形成される。
For example, as shown in
上流側のパッド部のランド部から下流側のパッド部のテーパ部に移行する際、スラスト軸受とスラストカラーとの間の隙間幅は、急激に拡張する。このため、潤滑油の流路断面積も急激に拡張する。したがって、ランド部からテーパ部に潤滑油が流入する際、潤滑油の圧力は急激に低下し、負圧が発生してしまう。前述したようにランド部には、所定の負荷容量を有する油膜が形成されている。テーパ部流入時に負圧が発生すると、全体として負荷容量が目減りする上、当該負圧により、ランド部から油膜形成用の潤滑油が引き込まれてしまうおそれがある。このため、ランド部の油膜の圧力が低下してしまうおそれがある。そこで、本発明は、潤滑油がランド部からテーパ部に流入する際の急激な圧力低下を抑制可能なスラスト軸受およびターボチャージャを提供することを目的とする。 When transitioning from the land portion of the upstream pad portion to the taper portion of the downstream pad portion, the gap width between the thrust bearing and the thrust collar is rapidly expanded. For this reason, the flow path cross-sectional area of lubricating oil is also expanded rapidly. Therefore, when the lubricating oil flows from the land portion to the tapered portion, the pressure of the lubricating oil is rapidly reduced to generate negative pressure. As described above, an oil film having a predetermined load capacity is formed on the land portion. When a negative pressure is generated when the tapered portion flows, the load capacity as a whole is reduced, and there is a possibility that the lubricating oil for oil film formation may be drawn from the land portion by the negative pressure. For this reason, there is a possibility that the pressure of the oil film on the land portion may be reduced. Then, an object of this invention is to provide the thrust bearing and turbocharger which can suppress the rapid pressure drop at the time of lubricating oil flowing in from a land part into a taper part.
上記課題を解決するため、本発明のスラスト軸受は、油膜を介して相手側部材に摺接する摺動面を備え、回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を支持するスラスト軸受であって、前記摺動面の周方向における、潤滑油の流動方向上流側を上流側、流動方向下流側を下流側として、前記摺動面は、テーパ部と、前記テーパ部の前記下流側に連なるランド部と、を有する複数のパッド部を有し、周方向に連なる一対の前記パッド部間において、前記上流側の前記パッド部の前記ランド部と、前記下流側の前記パッド部の前記テーパ部と、の境界には、降圧側境界部が配置され、前記降圧側境界部の実長は、前記降圧側境界部の径方向幅よりも、長いことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the thrust bearing according to the present invention is a thrust bearing provided with a sliding surface in sliding contact with a mating member via an oil film and supporting an axial thrust load acting on a rotating shaft, In the circumferential direction of the sliding surface, the upstream side of the flow direction of the lubricating oil is the upstream side, and the downstream side of the flow direction is the downstream side, the sliding surface includes a tapered portion and a land portion connected to the downstream side of the tapered portion Between the land portion of the pad portion on the upstream side and the tapered portion of the pad portion on the downstream side between a pair of the pad portions extending in the circumferential direction and having a plurality of pad portions having The step-down side boundary portion is disposed at the boundary, and the actual length of the step-down side boundary portion is characterized by being longer than the radial direction width of the step-down side boundary portion.
また、上記課題を解決するため、本発明のターボチャージャは、前記スラスト軸受を備えるターボチャージャであって、前記相手側部材は、前記回転軸に配置されるスラストカラーであることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned subject, a turbocharger of the present invention is a turbocharger provided with the above-mentioned thrust bearing, and the above-mentioned other party member is a thrust collar arranged at the above-mentioned axis of rotation.
降圧側境界部の実長は、降圧側境界部の径方向幅よりも長い。すなわち、降圧側境界部は、摺動面を径方向に横切る直線に対して、冗長化されている。このため、潤滑油がランド部からテーパ部に流入する際の急激な圧力低下を抑制することができる。また、降圧側境界部に、所定の周方向幅を設定することができる。周方向幅を調整することにより、潤滑油がランド部からテーパ部に流入する際の、圧力変化を調整することができる。 The actual length of the step-down boundary is longer than the radial width of the step-down boundary. That is, the step-down side boundary portion is made redundant with respect to a straight line which traverses the sliding surface in the radial direction. For this reason, it is possible to suppress a rapid pressure drop when the lubricating oil flows from the land portion into the tapered portion. Further, a predetermined circumferential width can be set at the step-down side boundary portion. By adjusting the circumferential width, it is possible to adjust the pressure change when the lubricating oil flows from the land portion into the tapered portion.
以下、本発明のスラスト軸受およびターボチャージャの実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of a thrust bearing and a turbocharger according to the present invention will be described.
<第一実施形態>
[ターボチャージャの構成]
まず、本実施形態のターボチャージャの構成について説明する。なお、以降の図において、前後方向は本発明の「軸方向」に対応している。図1に、本実施形態のターボチャージャの軸方向断面図を示す。図1に示すように、本実施形態のターボチャージャ1は、ジャーナル軸受3と、スラスト軸受4と、回転部5と、ベアリングハウジング90と、コンプレッサハウジング91と、タービンハウジング92と、を備えている。
First Embodiment
[Configuration of turbocharger]
First, the configuration of the turbocharger according to the present embodiment will be described. In the following drawings, the front-rear direction corresponds to the "axial direction" of the present invention. FIG. 1 shows an axial sectional view of the turbocharger of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
ベアリングハウジング90の内部には、油路901a、901bと、軸受収容部902a、902bと、が形成されている。油路901a、901bには、潤滑油が流れている。前側または後側から見て、軸受収容部902aは、ベアリングハウジング90の径方向中心部に配置されている。軸受収容部902bは、軸受収容部902aの前側に配置されている。
Inside the bearing
ジャーナル軸受3は、円筒状を呈している。ジャーナル軸受3は、軸受収容部902aに収容されている。スラスト軸受4は、軸受収容部902bに収容されている。スラスト軸受4については、後で詳しく説明する。コンプレッサハウジング91は、ベアリングハウジング90の前側に配置されている。タービンハウジング92は、ベアリングハウジング90の後側に配置されている。
The journal bearing 3 has a cylindrical shape. The journal bearing 3 is housed in the bearing housing portion 902a. The thrust bearing 4 is accommodated in the bearing accommodation portion 902b. The thrust bearing 4 will be described in detail later. The
回転部5は、ベアリングハウジング90に対して、回転可能である。回転部5は、回転軸50と、コンプレッサインペラ51と、タービンインペラ52と、スラストカラー53と、カラーターボシールリング54と、を備えている。
The rotating
回転軸50は、ベアリングハウジング90を前後方向に貫通している。回転軸50は、ジャーナル軸受3により、径方向外側から、回転可能に支持されている。図2に、図1の枠II内の拡大図を示す。図2に示すように、スラストカラー53は、回転軸50の外周面に配置されている。スラストカラー53は、筒部530と、前後一対のフランジ部531f、531rと、を備えている。筒部530は、前後方向に延在する円筒状を呈している。前側のフランジ部531fは、筒部530の前端から径方向外側に張り出している。フランジ部531fの後面には、軸側摺動面532fが配置されている。後側のフランジ部531rは、筒部530の後端から径方向外側に張り出している。フランジ部531rの前面には、軸側摺動面532rが配置されている。スラストカラー53は、スラスト軸受4により、前後方向から、回転可能に支持されている。
The rotating
図1に示すように、カラーターボシールリング54は、回転軸50の外周面に配置されている。カラーターボシールリング54は、スラストカラー53の前側に配置されている。コンプレッサインペラ51は、回転軸50の前端に取り付けられている。タービンインペラ52は、回転軸50の後端に連なっている。すなわち、回転軸50は、コンプレッサインペラ51とタービンインペラ52とを連結している。
As shown in FIG. 1, the color turbo seal ring 54 is disposed on the outer peripheral surface of the rotating
[スラスト軸受の構成]
次に、本実施形態のスラスト軸受の構成について説明する。図3に、本実施形態のスラスト軸受の透過前面図を示す。図4に、同スラスト軸受の斜視図を示す。図2〜図4に示すように、スラスト軸受4は、筒部530の径方向外側に環装されている。スラスト軸受4は、前側のフランジ部531fと、後側のフランジ部531rと、の間に配置されている。スラスト軸受4は、前側から見て馬蹄状(下向きに開口するC字状)を呈している。
[Configuration of thrust bearing]
Next, the configuration of the thrust bearing of the present embodiment will be described. FIG. 3 shows a transmission front view of the thrust bearing of the present embodiment. FIG. 4 shows a perspective view of the same thrust bearing. As shown in FIGS. 2 to 4, the
スラスト軸受4は、摺動部40と、非摺動部41と、油路42と、を備えている。摺動部40の前面には、軸受側摺動面40fが配置されている。軸受側摺動面40fは、前側の軸側摺動面532fに、油膜を介して摺接している。摺動部40の後面には、軸受側摺動面40rが配置されている。軸受側摺動面40rは、後側の軸側摺動面532rに、油膜を介して摺接している。軸受側摺動面40f、40rは、本発明の「摺動面」の概念に含まれる。軸受側摺動面40f、40rについては、後で詳しく説明する。
The
非摺動部41は、摺動部40の径方向外側に配置されている。非摺動部41は、スラストカラー53に摺接していない。油路42は、ベアリングハウジング90の油路901aと、軸受側摺動面40f、40rと、を繋いでいる。油路42を介して、潤滑油は、油路901aから軸受側摺動面40f、40rに供給される。
The
[軸受側摺動面の構成]
次に、本実施形態のスラスト軸受の軸受側摺動面の構成について説明する。前後一対の軸受側摺動面40f、40rの構成は同じである。以下、代表して、前側の軸受側摺動面40fの構成について説明する。
[Composition of bearing side sliding surface]
Next, the configuration of the bearing-side sliding surface of the thrust bearing of the present embodiment will be described. The configuration of the pair of front and rear bearing
図5(A)に、本実施形態のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の展開図を示す。図5(B)に、図5(A)のVB−VB方向断面図を示す。図5(A)、図5(B)の角度は、図3に示すように、回転軸50の軸心G周りの中心角である。軸受側摺動面40fの周方向(軸心Gを中心とする周方向)における、潤滑油の流動方向上流側を「上流側」、流動方向下流側を「下流側」とする。中心角は、真下位置を0°として、上流側から下流側に向かって、図3における時計回り方向に進角する。
FIG. 5A shows a development view of the front bearing side sliding surface of the thrust bearing of the present embodiment. FIG. 5 (B) shows a cross-sectional view in the direction of VB-VB of FIG. 5 (A). The angles in FIG. 5A and FIG. 5B are central angles around the axis G of the
図5(A)、図5(B)に示すように、軸受側摺動面40fは、三つのパッド部Aを備えている。三つのパッド部Aは、周方向に並んで配置されている。パッド部Aは、テーパ部Bと、ランド部Cと、昇圧側境界部Dと、を備えている。周方向に隣り合う一対のパッド部Aの境界には、降圧側境界部Eが配置されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the bearing-
テーパ部Bは、上流側(回転軸50の回転方向後側)から下流側(回転軸50の回転方向前側)に向かって高度(詳しくは、前後方向の高度。以下同じ。)が高くなる、平面状を呈している。テーパ部Bの上流部には、油路42が開口している。
The tapered portion B has a height (in detail, the height in the front-rear direction, hereinafter the same) increases from the upstream side (rear side in the rotational direction of the rotary shaft 50) to the downstream side (front side in the rotational direction of the rotary shaft 50). It has a flat shape. An
ランド部Cは、テーパ部Bの下流側に連なっている。ランド部Cは、高度が一定の平面状を呈している。昇圧側境界部Dは、上流側のテーパ部Bと、下流側のランド部Cと、の間に配置されている。昇圧側境界部Dは、径方向に延在する直線状を呈している。 The land portion C is continued to the downstream side of the tapered portion B. The land portion C has a flat shape with a constant height. The pressure-rising side boundary portion D is disposed between the upstream tapered portion B and the downstream land portion C. The pressurizing side boundary D has a linear shape extending in the radial direction.
降圧側境界部Eは、上流側のパッド部Aのランド部Cと、下流側のパッド部Aのテーパ部Bとの境界に配置されている。降圧側境界部Eは、降圧側凸部eを備えている。降圧側凸部eは、下流側に突出する曲線状を呈している。このため、降圧側境界部Eの実長は、降圧側境界部Eの径方向幅Nよりも長い。降圧側凸部eは、降圧側第一傾斜部eaと降圧側第二傾斜部ebとを備えている。降圧側第一傾斜部eaは、頂点(下流端)P1と頂点(上流端)Paとの間に配置されている。降圧側第一傾斜部eaは、径方向外側かつ下流側に膨らむ、曲線状を呈している。降圧側第二傾斜部ebは、降圧側第一傾斜部eaの径方向内側に連なっている。降圧側第二傾斜部ebは、頂点(下流端)P1と頂点(上流端)Pbとの間に配置されている。降圧側第二傾斜部ebは、径方向内側かつ下流側に膨らむ、曲線状を呈している。頂点Pa、Pbの周方向位置は同じである。 The step-down side boundary portion E is disposed at the boundary between the land portion C of the pad portion A on the upstream side and the tapered portion B of the pad portion A on the downstream side. The step-down side boundary portion E includes a step-down side convex portion e. The step-down convex portion e has a curved shape protruding to the downstream side. Therefore, the actual length of the step-down side boundary E is longer than the radial width N of the step-down side boundary E. The step-down convex portion e includes a step-down first inclined portion ea and a step-down second inclined portion eb. The step-down side first inclined portion ea is disposed between an apex (downstream end) P1 and an apex (upstream end) Pa. The step-down side first inclined portion ea has a curved shape that bulges radially outward and downstream. The step-down second inclined portion eb is continuous with the radially inner side of the step-down first inclined portion ea. The step-down second inclined portion eb is disposed between the apex (downstream end) P1 and the apex (upstream end) Pb. The step-down second inclined portion eb has a curved shape that bulges radially inward and downstream. The circumferential positions of the vertices Pa and Pb are the same.
[スラスト軸受の動き]
次に、本実施形態のスラスト軸受の動きについて説明する。ターボチャージャ1駆動時において、図2、図3に示すように、潤滑油は、油路901aを介して、油路42に流入する。油路42の出口は、前後一対の軸受側摺動面40f、40r各々の、三つのパッド部Aに分岐して開口している。当該出口を介して、潤滑油は、パッド部Aの上流部(テーパ部Bの上流部)に供給される。
[Thrust bearing movement]
Next, the movement of the thrust bearing of the present embodiment will be described. When the
テーパ部Bに供給された潤滑油は、回転軸50の回転に伴い径方向外側かつ下流側に流動する。潤滑油は、テーパ部Bを、径方向に拡がりながら、かつ高度を上げながら、上流側から下流側に向かって流動する。当該流動により、潤滑油の圧力は高くなる。昇圧された潤滑油は、昇圧側境界部Dを介して、ランド部Cに流入する。ランド部Cに流入した潤滑油は、ランド部Cを上流側から下流側に向かって流動する。この際、潤滑油は、所定の圧力の油膜を形成する。当該油膜により、軸受側摺動面40f、40rは、軸側摺動面532f、532rを回転可能に支持している。ランド部Cを通過した潤滑油の一部は、降圧側境界部Eを介して、下流側のテーパ部Bに流入する。ランド部Cを通過した潤滑油の残部は、軸受側摺動面40f、40rから流出する。流出した潤滑油は、図1に示す油路901bを介して、ベアリングハウジング90の外部に排出される。
The lubricating oil supplied to the tapered portion B flows radially outward and downstream with the rotation of the
[作用効果]
次に、本実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャの作用効果について説明する。仮に、図5(A)に示す降圧側境界部Eが、昇圧側境界部D同様に径方向に延在する直線状を呈している場合、上流側のパッド部Aのランド部Cから下流側のパッド部Aのテーパ部Bに移行する際、軸受側摺動面40fと軸側摺動面532fとの間の隙間幅F(図5(B)参照)は、急激に拡張する。このため、潤滑油の流路断面積も急激に拡張する。したがって、ランド部Cからテーパ部Bに潤滑油が流入する際、潤滑油の圧力は急激に低下し、負圧が発生してしまう。ここで、ランド部Cには、所定の負荷容量を有する油膜が形成されている。テーパ部B流入時に負圧が発生すると、ランド部Cから、油膜形成用の潤滑油が引き込まれてしまうおそれがある。このため、ランド部Cの油膜の圧力が低下してしまうおそれがある。
[Function effect]
Next, the function and effect of the thrust bearing and the turbocharger of the present embodiment will be described. If the step-down side boundary portion E shown in FIG. 5A has a linear shape extending in the radial direction similarly to the pressure-side portion D, the downstream side from the land portion C of the pad portion A on the upstream side When transitioning to the tapered portion B of the pad portion A, the gap width F (see FIG. 5B) between the bearing-
この点、降圧側境界部Eの実長は、降圧側境界部Eの径方向幅Nよりも長い。すなわち、降圧側境界部Eは、軸受側摺動面40fを径方向に横切る直線に対して、冗長化されている。このため、潤滑油がランド部Cからテーパ部Bに流入する際の急激な圧力低下を抑制することができる。また、降圧側境界部Eに、所定の周方向幅O(頂点P1と、頂点Pa、Pbと、の間の周方向長さ)を設定することができる。周方向幅Oを調整することにより、潤滑油がランド部Cからテーパ部Bに流入する際の、圧力変化を調整することができる。例えば、周方向幅Oを広くすると、潤滑油の圧力を徐変させることができる。反対に、周方向幅Oを狭くすると、潤滑油の圧力を急変させることができる。
In this respect, the actual length of the step-down side boundary portion E is longer than the radial width N of the step-down side boundary portion E. That is, the step-down side boundary portion E is made redundant with respect to a straight line which intersects the bearing
また、降圧側境界部Eは、降圧側凸部eを備えている。降圧側凸部eは、降圧側第一傾斜部eaを備えている。降圧側第一傾斜部eaは、下流端(頂点P1)と上流端(頂点Pa)とを備えている。頂点P1に対して、頂点Paは、上流側かつ径方向外側に配置されている。このため、ランド部Cからテーパ部Bに潤滑油が流入する際に負圧が発生しようとしても、図5(a)に白抜き矢印Yaで示すように、当該負圧を補う潤滑油を、ランド部Cの径方向外側からテーパ部Bに、導入することができる。 Further, the step-down side boundary portion E is provided with a step-down side convex portion e. The step-down convex portion e includes a step-down first inclined portion ea. The step-down side first inclined portion ea has a downstream end (apex P1) and an upstream end (apex Pa). The vertex Pa is disposed upstream and radially outward with respect to the vertex P1. Therefore, even if a negative pressure is generated when the lubricating oil flows from the land portion C to the tapered portion B, as shown by the outlined arrow Ya in FIG. 5A, the lubricating oil that compensates for the negative pressure is It can introduce | transduce into the taper part B from the radial direction outer side of the land part C. FIG.
また、降圧側凸部eは、降圧側第二傾斜部ebを備えている。降圧側第二傾斜部ebは、下流端(頂点P1)と上流端(頂点Pb)とを備えている。頂点P1に対して、頂点Pbは、上流側かつ径方向内側に配置されている。このため、ランド部Cからテーパ部Bに潤滑油が流入する際に負圧が発生しようとしても、図5(a)に白抜き矢印Ybで示すように、当該負圧を補う潤滑油を、ランド部Cの径方向内側からテーパ部Bに、導入することができる。また、導入される潤滑油の流れは、油路42の出口付近を通過する。このため、油路42の出口から流出した潤滑油を、迅速にテーパ部B全体に行き渡らせることができる。
Further, the step-down convex portion e includes a step-down second inclined portion eb. The step-down second inclined portion eb has a downstream end (apex P1) and an upstream end (apex Pb). The vertex Pb is disposed upstream and radially inward with respect to the vertex P1. Therefore, even if a negative pressure is generated when the lubricating oil flows from the land portion C into the tapered portion B, as shown by the outlined arrow Yb in FIG. It can be introduced into the tapered portion B from the inner side in the radial direction of the land portion C. Also, the flow of the introduced lubricating oil passes near the outlet of the
<第二実施形態>
本実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャと、第一実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャとの相違点は、スラスト軸受の軸受側摺動面の降圧側境界部に、降圧側第三傾斜部が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
Second Embodiment
The difference between the thrust bearing and turbocharger of the present embodiment and the thrust bearing and turbocharger of the first embodiment resides in that the step-down-side third inclined portion is disposed at the step-down-side boundary portion of the bearing-side sliding surface of the thrust bearing. It is the point that is done. Here, only the differences will be described.
図6(A)に、本実施形態のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の展開図を示す。図6(B)に、図6(A)のVIB−VIB方向断面図を示す。なお、図5(A)、図5(B)と対応する部位については、同じ符号で示す。 FIG. 6A shows a development view of the front bearing side sliding surface of the thrust bearing of the present embodiment. FIG. 6 (B) shows a cross-sectional view in the direction of VIB-VIB of FIG. 6 (A). Note that portions corresponding to those in FIGS. 5A and 5B are denoted by the same reference numerals.
図6(A)、図6(B)に示すように、降圧側境界部Eには、降圧側第三傾斜部ecが配置されている。降圧側第三傾斜部ecは、上流側のランド部Cと下流側のテーパ部Bとの間の段差面に配置されている。降圧側第三傾斜部ecは、降圧側凸部eの全体に配置されている。降圧側第三傾斜部ecは、曲面帯状を呈している。降圧側第三傾斜部ecは、径方向に延在し、下流側に突出している。降圧側第三傾斜部ecは、下流側かつ前側を向いている。降圧側第三傾斜部ecは、テーパ部Bと反対方向の傾斜を有している。降圧側第三傾斜部ecには、径方向外向きの降圧側第一傾斜部eaと、径方向内向きの降圧側第二傾斜部ebと、が配置されている。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the step-down third sloped portion ec is disposed at the step-down side boundary portion E. The step-down third inclined portion ec is disposed on a step surface between the land portion C on the upstream side and the tapered portion B on the downstream side. The step-down side third inclined portion ec is disposed on the entire step-down side convex portion e. The step-down third inclined portion ec has a curved band shape. The step-down third inclined portion ec extends in the radial direction and protrudes downstream. The step-down third inclined portion ec faces the downstream side and the front side. The step-down third inclined portion ec has an inclination in the opposite direction to the tapered portion B. A radially outward step-down first inclined portion ea and a radially inward step-down second inclined portion eb are disposed in the step-down third inclined portion ec.
本実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャと、第一実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のスラスト軸受によると、降圧側境界部Eに、降圧側第三傾斜部ecが配置されている。このため、潤滑油がランド部Cからテーパ部Bに流入する際の急激な圧力低下を抑制することができる。また、降圧側境界部Eに、所定の周方向幅O(頂点P1と、頂点Pa、Pbと、の間の周方向長さ)を設定することができる。周方向幅Oを調整することにより、潤滑油がランド部Cからテーパ部Bに流入する際の、圧力変化を調整することができる。例えば、周方向幅Oを広くすると、潤滑油の圧力を徐変させることができる。反対に、周方向幅Oを狭くすると、潤滑油の圧力を急変させることができる。本実施形態のスラスト軸受のように、降圧側境界部Eに、径方向に対する傾斜部(降圧側第一傾斜部ea、降圧側第二傾斜部eb)と、前後方向(軸方向)に対する傾斜部(降圧側第三傾斜部ec)と、を配置してもよい。 The thrust bearing and the turbocharger according to the present embodiment and the thrust bearing and the turbocharger according to the first embodiment have the same function and effect as to the parts having the same configuration. According to the thrust bearing of the present embodiment, the step-down side third inclined portion ec is disposed at the step-down side boundary portion E. Therefore, it is possible to suppress a rapid pressure drop when the lubricating oil flows from the land portion C into the tapered portion B. Further, a predetermined circumferential width O (a circumferential length between the vertex P1 and the vertices Pa and Pb) can be set in the step-down side boundary portion E. By adjusting the circumferential width O, it is possible to adjust the pressure change when the lubricating oil flows from the land portion C into the tapered portion B. For example, if the circumferential width O is increased, the pressure of the lubricating oil can be gradually changed. On the contrary, if the circumferential width O is narrowed, the pressure of the lubricating oil can be suddenly changed. Like the thrust bearing according to the present embodiment, the step-down side boundary portion E includes an inclined portion (step-down first side inclined portion ea, step-down second inclined portion eb) with respect to the radial direction and an inclined portion with respect to the longitudinal direction (axial direction) (Step-down side third inclined portion ec) may be disposed.
<その他>
以上、本発明のスラスト軸受およびターボチャージャの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiments of the thrust bearing and the turbocharger according to the present invention have been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. It is also possible to carry out in various variants and modifications which can be carried out by those skilled in the art.
降圧側境界部Eが、降圧側第一傾斜部eaだけを備えていてもよい。降圧側第一傾斜部eaの径方向位置、長さは特に限定しない。降圧側第一傾斜部eaが、降圧側境界部Eの径方向外側部分に配置されていてもよい。降圧側第一傾斜部eaが、降圧側境界部Eの径方向中間部分に配置されていてもよい。降圧側第一傾斜部eaが、降圧側境界部Eの径方向全長に亘って配置されていてもよい。降圧側境界部Eに、降圧側第一傾斜部eaが複数配置されていてもよい。 The step-down side boundary portion E may include only the step-down side first inclined portion ea. The radial position and the length of the step-down side first inclined portion ea are not particularly limited. The step-down side first inclined portion ea may be disposed on the radially outer side of the step-down side boundary portion E. The step-down side first inclined portion ea may be disposed at the radial direction intermediate portion of the step-down side boundary portion E. The step-down side first inclined portion ea may be disposed over the entire length in the radial direction of the step-down side boundary portion E. A plurality of step-down side first inclined portions ea may be arranged at the step-down side boundary portion E.
降圧側境界部Eが、降圧側第二傾斜部ebだけを備えていてもよい。降圧側第二傾斜部ebの径方向位置、長さは特に限定しない。降圧側第二傾斜部ebが、降圧側境界部Eの径方向内側部分に配置されていてもよい。降圧側第二傾斜部ebが、降圧側境界部Eの径方向中間部分に配置されていてもよい。降圧側第二傾斜部ebが、降圧側境界部Eの径方向全長に亘って配置されていてもよい。降圧側境界部Eに、降圧側第二傾斜部ebが複数配置されていてもよい。 The step-down side boundary portion E may have only the step-down second inclined portion eb. The radial position and the length of the step-down second inclined portion eb are not particularly limited. The step-down second inclined portion eb may be disposed at a radially inner portion of the step-down boundary E. The step-down second inclined portion eb may be disposed at a radially intermediate portion of the step-down boundary E. The step-down second inclined portion eb may be disposed over the entire length in the radial direction of the step-down boundary E. A plurality of step-down side second inclined portions eb may be arranged at the step-down side boundary portion E.
降圧側境界部Eが、降圧側第三傾斜部ecを備えていてもよい。降圧側第三傾斜部ecの径方向位置、長さは特に限定しない。降圧側第三傾斜部ecが、降圧側境界部Eの径方向内側部分に配置されていてもよい。降圧側第三傾斜部ecが、降圧側境界部Eの径方向中間部分に配置されていてもよい。降圧側第三傾斜部ecが、降圧側境界部Eの径方向外側部分に配置されていてもよい。降圧側第三傾斜部ecが、降圧側境界部Eの径方向全長に亘って配置されていてもよい。同様に、降圧側第三傾斜部ecの軸方向(前後方向)位置、長さは特に限定しない。降圧側第三傾斜部ecが、降圧側境界部Eの前縁(軸方向一縁)付近に配置されていてもよい。降圧側第三傾斜部ecが、降圧側境界部Eの前後方向中間部分に配置されていてもよい。降圧側第三傾斜部ecが、降圧側境界部Eの後縁(軸方向他縁)付近に配置されていてもよい。降圧側第三傾斜部ecが、降圧側境界部Eの前後方向全長に亘って配置されていてもよい。降圧側境界部Eに、降圧側第三傾斜部ecが複数配置されていてもよい。 The step-down side boundary portion E may be provided with the step-down side third inclined portion ec. The radial position and length of the step-down side third inclined portion ec are not particularly limited. The step-down third inclined portion ec may be disposed at a radially inner portion of the step-down boundary E. The step-down side third inclined portion ec may be disposed at a radially intermediate portion of the step-down side boundary portion E. The step-down side third inclined portion ec may be disposed on the radially outer side portion of the step-down side boundary portion E. The step-down side third inclined portion ec may be disposed over the entire length in the radial direction of the step-down side boundary portion E. Similarly, the axial direction (front-rear direction) position and length of the step-down side third inclined portion ec are not particularly limited. The step-down side third inclined portion ec may be disposed near the front edge (one axial direction edge) of the step-down side boundary portion E. The step-down side third inclined portion ec may be disposed at an intermediate portion in the front-rear direction of the step-down side boundary portion E. The step-down third inclined portion ec may be disposed in the vicinity of the trailing edge (the other edge in the axial direction) of the step-down boundary E. The step-down side third inclined portion ec may be disposed along the entire length in the front-rear direction of the step-down side boundary portion E. A plurality of step-down side third inclined portions ec may be arranged at the step-down side boundary portion E.
降圧側境界部Eの形状は特に限定しない。径方向に延在する直線(図5(A)に示す昇圧側境界部D参照)以外の形状であればよい。例えば、直線、曲線、直線や曲線を適宜組み合わせた形状であればよい。降圧側凸部eの形状は特に限定しない。C字状、U字状、V字状などであってもよい。降圧側第一傾斜部ea、降圧側第二傾斜部eb、降圧側第三傾斜部ecの形状は特に限定しない。直線状、曲線状、平面状、曲面状などであってもよい。 The shape of the step-down side boundary portion E is not particularly limited. The shape may be any shape other than the straight line extending in the radial direction (refer to the pressure rising side boundary portion D shown in FIG. 5A). For example, it may be a shape in which a straight line, a curve, a straight line, or a curve is appropriately combined. The shape of the step-down convex portion e is not particularly limited. It may be C-shaped, U-shaped, V-shaped or the like. The shapes of the step-down first inclined portion ea, the step-down second inclined portion eb, and the step-down third inclined portion ec are not particularly limited. It may be linear, curved, planar or curved.
図5(A)に示す頂点Pa、Pbの周方向位置は同じでなくてもよい。頂点Pbが頂点Paよりも上流側に配置されていてもよい。こうすると、潤滑油に作用する遠心力が大きい場合に、白抜き矢印Ybで示すように、ランド部Cの径方向内側からテーパ部Bに潤滑油が流入しやすい。降圧側凸部eの頂点P1を、降圧側凸部eの径方向中心よりも、径方向外側に配置してもよい。こうすると、潤滑油に作用する遠心力が大きい場合に、白抜き矢印Ybで示すように、ランド部Cの径方向内側からテーパ部Bに潤滑油が流入しやすい。 The circumferential positions of the vertices Pa and Pb shown in FIG. 5A may not be the same. The vertex Pb may be disposed upstream of the vertex Pa. In this case, when the centrifugal force acting on the lubricating oil is large, the lubricating oil is likely to flow from the inner side in the radial direction of the land portion C to the tapered portion B as indicated by the white arrow Yb. The vertex P1 of the step-down convex portion e may be disposed radially outside the center of the step-down convex portion e in the radial direction. In this case, when the centrifugal force acting on the lubricating oil is large, the lubricating oil is likely to flow from the inner side in the radial direction of the land portion C to the tapered portion B as indicated by the white arrow Yb.
図5(A)、図5(B)に示すテーパ部Bは、周方向に亘って高度が一定(傾斜していない)の平坦部を有していてもよい。平坦部を降圧側境界部Eの下流側に配置し、当該平坦部に油路42の出口を開設してもよい。図3に示すスラスト軸受4の形状は特に限定しない。スラスト軸受4は馬蹄状でなくてもよい。例えば、スラスト軸受4は無端環状であってもよい。油路42の出口の位置、配置数は、特に限定しない。油路42の出口がスラスト軸受4の内周面に開口していてもよい。スラスト軸受4の用途は特に限定しない。ターボチャージャ1から独立してスラスト軸受4を用いてもよい。例えば、スラスト軸受4をスラストワシャとして具現化してもよい。
The tapered portion B shown in FIGS. 5A and 5B may have a flat portion having a constant height (not inclined) in the circumferential direction. The flat portion may be disposed downstream of the step-down boundary portion E, and the outlet of the
1:ターボチャージャ、3:ジャーナル軸受、4:スラスト軸受、5:回転部、40:摺動部、40f:軸受側摺動面(摺動面)、40r:軸受側摺動面(摺動面)、41:非摺動部、42:油路、50:回転軸、51:コンプレッサインペラ、52:タービンインペラ、53:スラストカラー、54:カラーターボシールリング、90:ベアリングハウジング、91:コンプレッサハウジング、92:タービンハウジング、530:筒部、531f:フランジ部、531r:フランジ部、532f:軸側摺動面、532r:軸側摺動面、901a:油路、901b:油路、902a:軸受収容部、902b:軸受収容部、A:パッド部、B:テーパ部、C:ランド部、D:昇圧側境界部、E:降圧側境界部、F:隙間幅、G:軸心、N:径方向幅、O:周方向幅、P1:頂点、Pa:頂点、Pb:頂点、Ya:矢印、Yb:矢印、e:降圧側凸部、ea:降圧側第一傾斜部、eb:降圧側第二傾斜部、ec:降圧側第三傾斜部 1: Turbocharger, 3: Journal bearing, 4: Thrust bearing, 5: Rotating part, 40: Sliding part, 40f: Bearing side sliding surface (sliding surface), 40r: Bearing side sliding surface (sliding surface ), 41: non-sliding portion, 42: oil passage, 50: rotating shaft, 51: compressor impeller, 52: turbine impeller, 53: thrust collar, 54: color turbo seal ring, 90: bearing housing, 91: compressor housing , 92: turbine housing, 530: cylindrical portion, 531f: flange portion, 531r: flange portion, 532f: shaft side sliding surface, 532r: shaft side sliding surface, 901a: oil passage, 901b: oil passage, 902a: bearing Housing part 902b: Bearing housing part, A: Pad part, B: Tapered part, C: Land part, D: Boosting side boundary part, E: Step-down side boundary part, F: Clearance width, G: Axial center, N: Diameter Direction width, O: circumferential width, P1: vertex, Pa: vertex, Pb: vertex, Ya: arrow, Yb: arrow, e: buck side convex portion, ea: buck side first slope portion, eb: buck side first Bi-slope, ec: Step-down third slope
Claims (6)
前記摺動面の周方向における、潤滑油の流動方向上流側を上流側、流動方向下流側を下流側として、
前記摺動面は、テーパ部と、前記テーパ部の前記下流側に連なるランド部と、を有する複数のパッド部を有し、
周方向に連なる一対の前記パッド部間において、前記上流側の前記パッド部の前記ランド部と、前記下流側の前記パッド部の前記テーパ部と、の境界には、降圧側境界部が配置され、
前記降圧側境界部の実長は、前記降圧側境界部の径方向幅よりも、長いことを特徴とするスラスト軸受。 A thrust bearing having a sliding surface in sliding contact with a mating member via an oil film, and supporting an axial thrust load acting on a rotating shaft,
In the circumferential direction of the sliding surface, the upstream side of the flow direction of the lubricating oil is the upstream side, and the downstream side of the flow direction is the downstream side,
The sliding surface has a plurality of pad portions having a tapered portion and a land portion connected to the downstream side of the tapered portion,
A step-down boundary portion is disposed at the boundary between the land portion of the pad portion on the upstream side and the tapered portion of the pad portion on the downstream side between the pair of pad portions extending in the circumferential direction. ,
A thrust bearing characterized in that an actual length of the step-down side boundary portion is longer than a radial direction width of the step-down side boundary portion.
前記降圧側第一傾斜部は、下流端と、前記下流端よりも前記上流側かつ径方向外側に配置される上流端と、を有し、
前記降圧側第二傾斜部は、下流端と、前記下流端よりも前記上流側かつ径方向内側に配置される上流端と、を有する請求項1に記載のスラスト軸受。 In the step-down side boundary portion, a step-down side convex portion in which the step-down side first sloped portion and the step-down second side sloped portion are connected in the radial direction and the downstream side protrudes is disposed.
The step-down side first inclined portion has a downstream end, and an upstream end disposed on the upstream side and radially outward of the downstream end,
2. The thrust bearing according to claim 1, wherein the step-down second inclined portion has a downstream end, and an upstream end disposed on the upstream side and radially inward of the downstream end.
前記降圧側第三傾斜部は、前記テーパ部と反対方向の傾斜を有する請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のスラスト軸受。 A step-down-side third inclined portion facing the downstream side is disposed at the step-down-side boundary portion,
The thrust bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein the step-down third slope portion has a slope in a direction opposite to the taper portion.
前記相手側部材は、前記回転軸に配置されるスラストカラーであるターボチャージャ。 A turbocharger comprising the thrust bearing according to any one of claims 1 to 5, comprising:
The said opposing member is a turbocharger which is a thrust collar arrange | positioned at the said rotating shaft.
Priority Applications (1)
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| JP2017207022A JP2019078361A (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Thrust bearing and turbocharger |
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2017
- 2017-10-26 JP JP2017207022A patent/JP2019078361A/en active Pending
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