JP2019035450A - Bearing unit and turbocharger - Google Patents
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Abstract
【課題】油路の配置が簡単な軸受ユニットおよびターボチャージャを提供することを課題とする。【解決手段】軸受ユニット4は、回転軸50に固定される筒部400と、軸側摺動面402f、402rを有するフランジ部401f、401rと、を備えるスラストカラー40と、筒部400の径方向外側に配置され、軸側摺動面402f、402rに対向する軸受側摺動面410f、410rを有する有端環状のスラスト軸受41と、軸側摺動面402f、402rと軸受側摺動面410f、410rとの間に区画される油膜用隙間Cf、Crに潤滑油Oを供給する油路42と、を備える。油路42は、筒部400の外周面400aおよびスラスト軸受41の内周面411のうち少なくとも一方に凹設され、油膜用隙間Cf、Crに開口する油溝421を有することを特徴とする。【選択図】図4An object of the present invention is to provide a bearing unit and a turbocharger with a simple arrangement of oil passages. A bearing unit 4 includes a thrust collar 40 including a cylindrical portion 400 fixed to a rotary shaft 50, flange portions 401f and 401r having shaft-side sliding surfaces 402f and 402r, and a diameter of the cylindrical portion 400. Ended annular thrust bearing 41 having bearing-side sliding surfaces 410f and 410r arranged on the outer side in the direction and facing shaft-side sliding surfaces 402f and 402r, shaft-side sliding surfaces 402f and 402r, and bearing-side sliding surfaces And oil passages 42 for supplying the lubricating oil O to the oil film gaps Cf and Cr partitioned between 410f and 410r. The oil passage 42 is recessed in at least one of the outer peripheral surface 400a of the cylindrical portion 400 and the inner peripheral surface 411 of the thrust bearing 41, and has oil grooves 421 that open to the oil film gaps Cf and Cr. [Selection] Figure 4
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軸受ユニットおよびターボチャージャに関する。 The present invention relates to a bearing unit and a turbocharger that support an axial thrust load acting on a rotating shaft.
図7に、従来のターボチャージャの軸受ユニット付近の軸方向断面図を示す。例えば特許文献1に示すように、ターボチャージャ100は、軸受ユニット101を備えている。軸受ユニット101は、スラストカラー102と、スラスト軸受103と、油路104と、を備えている。スラストカラー102は、回転軸105の外周面に固定されている。スラスト軸受103は、下側に開口する部分円弧状(馬蹄状)を呈している。スラスト軸受103の軸受側摺動面103aと、スラストカラー102の軸側摺動面102aと、の間には、油膜用隙間c1が区画されている。油膜用隙間c1には、油膜が形成されている。油路104は、スラスト軸受103の内部に形成されている。油路104を介して、ベアリングハウジングの油路106から、前後一対の油膜用隙間c1に、油膜用の潤滑油が供給される。油路104は、傾斜油孔104aと、軸油孔104bと、を備えている。傾斜油孔104aは、油路106の出口(下流端)に連なっている。傾斜油孔104aは、スラスト軸受103の後面から、径方向内側かつ前側に延在している。軸油孔104bは、傾斜油孔104aの出口に連なっている。軸油孔104bは、前後方向に延在している。軸油孔104bの出口は、前後一対の油膜用隙間c1に開口している。
FIG. 7 is a sectional view in the axial direction in the vicinity of a bearing unit of a conventional turbocharger. For example, as shown in
しかしながら、従来のターボチャージャ100によると、延在方向の異なる二つの油孔(傾斜油孔104a、軸油孔104b)を、スラスト軸受103の内部で連結させる必要がある。また、軸油孔104bの無端環状の出口(下流端)を、油膜用隙間c1つまり軸受側摺動面103aに形成する必要がある。このような理由から、スラスト軸受103に対する油路104の配置作業は困難である。
However, according to the
そこで、本発明者は、油路104の配置作業を簡単にするために、軸油孔104bを廃止することを考えた。具体的には、傾斜油孔104aをスラスト軸受103の内周面まで延在させ、スラスト軸受103の内周面とスラストカラー102の外周面との間の隙間c2を介して、潤滑油を前後一対の軸受側摺動面103aに供給することを考えた。
Therefore, the present inventor has considered to eliminate the shaft oil hole 104b in order to simplify the arrangement work of the
ところが、前述したようにスラスト軸受103は馬蹄状を呈している。このため、内周面つまり隙間c2は、有端環状を呈している。したがって、隙間c2に潤滑油を供給しても、潤滑油は自重により流動し、隙間c2の周方向端から流れ落ちてしまう。このように、傾斜油孔104aを隙間c2に開口させても、充分な量の潤滑油を前後一対の油膜用隙間c1に供給することは困難である。 However, as described above, the thrust bearing 103 has a horseshoe shape. For this reason, the inner peripheral surface, that is, the gap c <b> 2 has an end ring shape. Therefore, even if lubricating oil is supplied to the gap c2, the lubricating oil flows due to its own weight and flows down from the circumferential end of the gap c2. Thus, even if the inclined oil hole 104a is opened in the gap c2, it is difficult to supply a sufficient amount of lubricating oil to the pair of front and rear oil film gaps c1.
そこで、本発明は、スラスト軸受の内部に簡単に油路を配置することができ、潤滑油を油膜用隙間に供給することが可能な、軸受ユニットおよびターボチャージャを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a bearing unit and a turbocharger in which an oil passage can be easily arranged inside a thrust bearing and lubricating oil can be supplied to an oil film gap.
上記課題を解決するため、本発明の軸受ユニットは、回転軸に固定される筒部と、前記筒部から径方向外側に延在し軸側摺動面を有するフランジ部と、を備えるスラストカラーと、前記筒部の径方向外側に配置され、前記軸側摺動面に対向する軸受側摺動面を有し、前記回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を支持する有端環状のスラスト軸受と、前記軸側摺動面と前記軸受側摺動面との間に区画される油膜用隙間に油膜を形成するための潤滑油を供給する油路と、を備える軸受ユニットであって、前記油路は、前記筒部の外周面および前記スラスト軸受の内周面のうち少なくとも一方に凹設され、前記油膜用隙間に開口する油溝を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a bearing unit according to the present invention is a thrust collar comprising: a cylindrical portion fixed to a rotary shaft; and a flange portion extending radially outward from the cylindrical portion and having a shaft-side sliding surface. And an annular thrust having a bearing-side sliding surface opposed to the shaft-side sliding surface and supporting an axial thrust load acting on the rotating shaft. A bearing unit comprising: a bearing; and an oil passage for supplying an oil for forming an oil film in an oil film gap defined between the shaft side sliding surface and the bearing side sliding surface, The oil passage is recessed in at least one of the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the inner peripheral surface of the thrust bearing, and has an oil groove that opens into the oil film gap.
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、前記軸受ユニットを備えるターボチャージャであって、前記回転軸は、コンプレッサインペラとタービンインペラとを連結することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a turbocharger according to the present invention is a turbocharger including the bearing unit, wherein the rotating shaft connects a compressor impeller and a turbine impeller.
スラスト軸受が有端環状を呈している場合、潤滑油がスラスト軸受の周方向端から流出しやすい。このため、充分な量の潤滑油を油膜用隙間に供給することは困難である。この点、本発明の軸受ユニットおよびターボチャージャによると、筒部の外周面およびスラスト軸受の内周面のうち少なくとも一方に、油溝が凹設されている。油溝は、油膜用隙間に開口している。このため、スラスト軸受が有端環状を呈しているにもかかわらず、油溝を介して、油膜用隙間に、充分な量の潤滑油を導入することができる。また、油溝を介して油膜用隙間に潤滑油を導入できるため、スラスト軸受に、油膜用隙間に開口する油孔(例えば図7に示す軸油孔104b)を、敢えて配置する必要がない。このため、スラスト軸受の内部に、簡単に油路を配置することができる。 When the thrust bearing has an end ring shape, the lubricating oil tends to flow out from the circumferential end of the thrust bearing. For this reason, it is difficult to supply a sufficient amount of lubricating oil to the oil film gap. In this regard, according to the bearing unit and the turbocharger of the present invention, the oil groove is recessed in at least one of the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the inner peripheral surface of the thrust bearing. The oil groove opens in the oil film gap. For this reason, a sufficient amount of lubricating oil can be introduced into the oil film gap through the oil groove, even though the thrust bearing has an end ring shape. Further, since the lubricating oil can be introduced into the oil film gap through the oil groove, it is not necessary to dare to arrange the oil hole (for example, the shaft oil hole 104b shown in FIG. 7) that opens in the oil film gap in the thrust bearing. For this reason, an oil path can be easily arrange | positioned inside a thrust bearing.
このように、本発明の軸受ユニットおよびターボチャージャによると、スラスト軸受の内部に簡単に油路を配置することができる。並びに、潤滑油を油膜用隙間に供給することができる。 Thus, according to the bearing unit and the turbocharger of the present invention, the oil passage can be easily arranged inside the thrust bearing. In addition, the lubricating oil can be supplied to the oil film gap.
以下、本発明の軸受ユニット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。 Embodiments of a bearing unit and a turbocharger according to the present invention will be described below.
<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、軸受ユニット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 of this 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。
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。軸受ユニット4は、軸受収容部902bに収容されている。軸受ユニット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 accommodated in the bearing accommodating portion 902a. 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、を備えている。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。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。
The
[軸受ユニットの構成]
次に、本実施形態の軸受ユニットの構成について説明する。図2に、図1の枠II内の拡大図を示す。図3に、図2のIII−III方向断面図を示す。図4に、本実施形態の軸受ユニットのスラスト軸受の内周面の周方向展開図を示す。なお、図4の角度は、図3に示すように、回転軸50の軸心A周りの中心角である。中心角は、真下位置を0°とし、潤滑油Oの流動方向上流側から下流側に向かって進角する。
[Configuration of bearing unit]
Next, the structure of the bearing unit of this embodiment is demonstrated. FIG. 2 shows an enlarged view in the frame II of FIG. FIG. 3 shows a cross-sectional view in the III-III direction of FIG. FIG. 4 shows a development in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the thrust bearing of the bearing unit of the present embodiment. The angle in FIG. 4 is a central angle around the axis A of the
図2、図3に示すように、軸受ユニット4は、スラストカラー40と、スラスト軸受41と、油路42と、を備えている。スラストカラー40は、一体物であって、回転軸50の外周面に固定されている。スラストカラー40は、回転軸50と共に、回転軸50の軸心A周りに回転可能である。スラストカラー40は、筒部400と、前後一対のフランジ部401f、401rと、を備えている。筒部400は、前後方向に延在する円筒状を呈している。前後一対のフランジ部401f、401rは、筒部400の前後両端から径方向外側に張り出している。フランジ部401f、401rは、円環状を呈している。前側のフランジ部401fの後面(軸方向内面)には、軸側摺動面402fが配置されている。同様に、後側のフランジ部401rの前面(軸方向内面)には、軸側摺動面402rが配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2に示すように、スラスト軸受41は、回転軸50に作用するスラスト荷重を支持している。図3に示すように、スラスト軸受41は、下側に開口する部分円弧状(馬蹄状)を呈している。スラスト軸受41は、筒部400の径方向外側に配置されている。図2に示すように、スラスト軸受41の径方向中心部の前後両面(軸方向外面)には、前後一対の軸受側摺動面410f、410rが配置されている。
As shown in FIG. 2, the
図3、図4に示すように、前側の軸受側摺動面410fは、三つのパッド部Pfを備えている。三つのパッド部Pfは、周方向(回転軸50を中心とする周方向。すなわち、後述する油膜用隙間Cf、Cr、給油用隙間Coにおける潤滑油Oの流動方向。あるいは、回転軸50の回転方向(図3における時計回り方向))に並んで配置されている。パッド部Pfは、テーパ部Tfと、ランド部Lfと、を備えている。テーパ部Tfは、潤滑油Oの流動方向上流側(回転方向後側)から下流側(回転方向前側)に向かって前後方向の高度が高くなる、傾斜面状を呈している。ランド部Lfは、テーパ部Tfの下流側に連なっている。ランド部Lfは、前後方向の高度が一定の、平面状を呈している。軸受側摺動面410fは、軸側摺動面402fに対向している。軸受側摺動面410fと軸側摺動面402fとの間には、油膜用隙間Cfが区画されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the front bearing-side sliding surface 410 f includes three pad portions Pf. The three pad portions Pf are arranged in a circumferential direction (a circumferential direction centered on the
図4に示すように、後側の軸受側摺動面410rは、三つのパッド部Prを備えている。パッド部Prの構成は、パッド部Pfの構成と同様である。すなわち、パッド部Prは、テーパ部Trと、ランド部Lrと、を備えている。軸受側摺動面410rは、軸側摺動面402rに対向している。軸受側摺動面410rと軸側摺動面402rとの間には、油膜用隙間Crが区画されている。油膜用隙間Cf、Crには、油膜が形成されている。このため、スラスト軸受41に対して、スラストカラー40は、摺動自在である。
As shown in FIG. 4, the rear bearing side sliding surface 410r includes three pad portions Pr. The configuration of the pad portion Pr is the same as the configuration of the pad portion Pf. That is, the pad portion Pr includes a tapered portion Tr and a land portion Lr. The bearing side sliding surface 410r faces the shaft side sliding surface 402r. An oil film gap Cr is defined between the bearing side sliding surface 410r and the shaft side sliding surface 402r. Oil films are formed in the oil film gaps Cf and Cr. For this reason, the
図3、図4に示すように、スラスト軸受41の内周面411は、有端環状を呈している。一方、筒部400の外周面400aは、無端環状を呈している。内周面411と外周面400aとの間には、給油用隙間Coが区画されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the inner
図3、図4に示すように、油路42は、傾斜油孔420と、油溝421と、を備えている。図3に点線で示すように、傾斜油孔420は、スラスト軸受41の内部に配置されている。図2に示すように、傾斜油孔420の入口(上流端)は、スラスト軸受41の後面に開口している。入口は、ベアリングハウジング90の油路901aの出口に連なっている。図4に示すように、傾斜油孔420の出口(下流端)は、スラスト軸受41の内周面411に開口している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図4に示すように、油溝421は、内周面411に凹設されている。油溝421は、樹枝状に延在している。油溝421は、複数の第一区間421af、421arと、単一の第二区間421bと、を備えている。第二区間421bは、内周面411の前後方向中央に配置されている。第二区間421bは、内周面411のほぼ周方向全長に亘って延在している。第二区間421bの入口(上流端)は、傾斜油孔420の出口に連なっている。
As shown in FIG. 4, the
前側の複数の第一区間421afの入口(上流端)は、各々、第二区間421bに連なっている。図3に示すように、複数の第一区間421afの出口(下流端)は、各々、軸受側摺動面410fの径方向内端部に開口している。図4に示すように、第一区間421afは、前後方向および周方向を含む方向に延在している。出口は、入口に対して、下流側にずれて配置されている。複数の第一区間421afは、互いに平行に並置されている。複数の第一区間421afは、複数のテーパ部用区間421af1と、複数のランド部用区間421af2と、を備えている。複数のテーパ部用区間421af1と、複数のランド部用区間421af2と、は周方向に交互に配置されている。テーパ部用区間421af1の出口は、テーパ部Tfの上流側部分に開口している。ランド部用区間421af2の出口は、ランド部Lfの上流側部分に開口している。
The entrances (upstream ends) of the plurality of first sections 421af on the front side are each connected to the
後側の複数の第一区間421arの入口は、各々、第二区間421bに連なっている。複数の第一区間421arの出口は、各々、軸受側摺動面410rの径方向内端部に開口している。図4に示すように、第一区間421arは、前後方向および周方向を含む方向に延在している。出口は、入口に対して、下流側にずれて配置されている。複数の第一区間421arは、互いに平行に並置されている。複数の第一区間421arは、複数のテーパ部用区間421ar1と、複数のランド部用区間421ar2と、を備えている。複数のテーパ部用区間421ar1と、複数のランド部用区間421ar2と、は周方向に交互に配置されている。テーパ部用区間421ar1の出口は、テーパ部Trの上流側部分に開口している。ランド部用区間421ar2の出口は、ランド部Lrの上流側部分に開口している。このように、後側の第一区間421arと、前側の第一区間421afと、は第二区間421bを境に、線対称に配置されている。
The entrances of the plurality of first sections 421ar on the rear side are each connected to the
[潤滑油の流れ]
次に、本実施形態の軸受ユニットにおける潤滑油の流れについて説明する。ターボチャージャ1駆動時において、図2に示すように、潤滑油Oは、油路901aを介して、油路42の傾斜油孔420に流れ込む。図3に示すように、流れ込んだ潤滑油Oは、径方向外側から径方向内側に向かって傾斜油孔420を流動し、給油用隙間Coに流れ込む。図4に示すように、給油用隙間Coに流れ込んだ潤滑油Oは、回転軸50つまりスラストカラー40の回転に伴い、油溝421に沿って流動する。具体的には、潤滑油Oは、第二区間421bを上流側から下流側に向かって流動する。
[Lubricant oil flow]
Next, the flow of the lubricating oil in the bearing unit of this embodiment will be described. When the
また、潤滑油Oは、前側の第一区間421afに沿って、後側から前側かつ上流側から下流側に向かって流動し、油膜用隙間Cfに流れ込む。当該流動により、潤滑油Oは、全てのテーパ部Tf、全てのランド部Lfに供給される。テーパ部用区間421af1を介してテーパ部Tfに供給された潤滑油Oは、テーパ部Tfを、後側から前側かつ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Oの油圧は高くなる。テーパ部Tfおよびランド部用区間421af2を介してランド部Lfに供給された潤滑油Oは、ランド部Lfを、上流側から下流側に向かって流動する。この際、潤滑油Oは、油膜を形成する。当該油膜により、軸受側摺動面410fは、軸側摺動面402fを回転可能に支持している。 Further, the lubricating oil O flows from the rear side to the front side and from the upstream side to the downstream side along the first section 421af on the front side, and flows into the oil film gap Cf. By the flow, the lubricating oil O is supplied to all the taper portions Tf and all the land portions Lf. The lubricating oil O supplied to the taper portion Tf via the taper portion section 421af1 flows through the taper portion Tf from the rear side to the front side and from the upstream side to the downstream side. Due to the flow, the oil pressure of the lubricating oil O increases. The lubricating oil O supplied to the land portion Lf through the taper portion Tf and the land portion section 421af2 flows through the land portion Lf from the upstream side toward the downstream side. At this time, the lubricating oil O forms an oil film. By the oil film, the bearing side sliding surface 410f supports the shaft side sliding surface 402f in a rotatable manner.
同様に、潤滑油Oは、後側の第一区間421arに沿って、前側から後側かつ上流側から下流側に向かって流動し、油膜用隙間Crに流れ込む。当該流動により、潤滑油Oは、全てのテーパ部Tr、全てのランド部Lrに供給される。テーパ部用区間421ar1を介してテーパ部Trに供給された潤滑油Oは、テーパ部Trを、前側から後側かつ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Oの油圧は高くなる。テーパ部Trおよびランド部用区間421ar2を介してランド部Lrに供給された潤滑油Oは、ランド部Lrを、上流側から下流側に向かって流動する。この際、潤滑油Oは、油膜を形成する。当該油膜により、軸受側摺動面410rは、軸側摺動面402rを回転可能に支持している。油膜で使用された潤滑油O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。
Similarly, the lubricating oil O flows from the front side to the rear side and from the upstream side to the downstream side along the rear first section 421ar and flows into the oil film gap Cr. By this flow, the lubricating oil O is supplied to all the taper portions Tr and all the land portions Lr. The lubricating oil O supplied to the tapered portion Tr via the tapered portion section 421ar1 flows through the tapered portion Tr from the front side to the rear side and from the upstream side to the downstream side. Due to the flow, the oil pressure of the lubricating oil O increases. The lubricating oil O supplied to the land portion Lr via the taper portion Tr and the land portion section 421ar2 flows in the land portion Lr from the upstream side toward the downstream side. At this time, the lubricating oil O forms an oil film. With the oil film, the bearing side sliding surface 410r supports the shaft side sliding surface 402r in a rotatable manner. The lubricating oil O used in the oil film is discharged to the outside of the bearing
[作用効果]
次に、本実施形態の軸受ユニットおよびターボチャージャの作用効果について説明する。図4に示すように、スラスト軸受41つまり給油用隙間Coが有端環状を呈している場合、給油用隙間Coに潤滑油Oを供給しても、潤滑油Oは自重により流動し、給油用隙間Coの周方向端から流れ落ちやすい。このため、充分な量の潤滑油Oを油膜用隙間Cf、Crに供給することは困難である。この点、内周面411には、油溝421が凹設されている。油溝421は、油膜用隙間Cf、Crに開口している。このため、給油用隙間Coが有端環状を呈しているにもかかわらず、油溝421を介して、油膜用隙間Cf、Crに、充分な量の潤滑油Oを導入することができる。
[Function and effect]
Next, functions and effects of the bearing unit and the turbocharger of this embodiment will be described. As shown in FIG. 4, when the
また、油溝421を介して油膜用隙間Cf、Crに潤滑油Oを導入できるため、スラスト軸受41に、油膜用隙間Cf、Crに開口する油孔(例えば図7に示す軸油孔104b)を、敢えて配置する必要がない。スラスト軸受41の内部に配置する油孔は、傾斜油孔420だけで済む。このため、スラスト軸受41の内部に簡単に油路42の一部を配置することができる。
Further, since the lubricating oil O can be introduced into the oil film gaps Cf and Cr via the
油溝421は、少なくとも軸方向を含む方向に延在する第一区間421af、421arを備えている。このため、軸方向を含む方向に、潤滑油Oを流動させることができる。また、第一区間421af、421arの出口は、油膜用隙間Cf、Crに開口している。このため、油膜用隙間Cf、Crに潤滑油Oを供給することができる。また、出口の周方向位置を調整することにより、油膜用隙間Cf、Crに対する潤滑油Oの供給位置を調整することができる。
The
油溝421は、少なくとも周方向を含む方向に延在する第二区間421bを備えている。このため、周方向を含む方向に、潤滑油Oを流動させることができる。また、第二区間421bは、第一区間421af、421arに連なっている。このため、第一区間421af、421arに潤滑油Oを供給することができる。また、周方向に並ぶ複数の第一区間421af、421arに対して、潤滑油Oを分配することができる。
The
第一区間421af、421arのうち、テーパ部用区間421af1、421ar1の出口は、テーパ部Tf、Trに開口している。このため、潤滑油Oを、テーパ部Tf、Tr経由で、ランド部Lf、Lrに供給することができる。すなわち、潤滑油Oを、テーパ部Tf、Trで昇圧してから、ランド部Lf、Lrに供給することができる。 Out of the first sections 421af and 421ar, the outlets of the taper section 421af1 and 421ar1 open to the tapered sections Tf and Tr. For this reason, the lubricating oil O can be supplied to the land portions Lf and Lr via the tapered portions Tf and Tr. That is, the lubricating oil O can be supplied to the land portions Lf and Lr after being boosted by the taper portions Tf and Tr.
ところで、潤滑油Oをテーパ部Tf、Tr経由でランド部Lf、Lrに供給する場合、潤滑油Oが昇圧の途中で、テーパ部Tf、Trから逃げてしまう場合がある。この場合、ランド部Lf、Lrに供給される潤滑油Oの量が減ってしまう。この点、第一区間421af、421arのうち、ランド部用区間421af2、421ar2の出口は、ランド部Lf、Lrに開口している。このため、潤滑油Oを、テーパ部Tf、Trを介さずに、直接、ランド部Lf、Lrに供給することができる。したがって、ランド部Lf、Lrに、充分な量の潤滑油Oを、確実に供給することができる。 By the way, when the lubricating oil O is supplied to the land portions Lf and Lr via the tapered portions Tf and Tr, the lubricating oil O may escape from the tapered portions Tf and Tr during the pressure increase. In this case, the amount of lubricating oil O supplied to the land portions Lf and Lr is reduced. In this regard, out of the first sections 421af and 421ar, the outlets of the land sections 421af2 and 421ar2 are open to the land sections Lf and Lr. For this reason, the lubricating oil O can be directly supplied to the land portions Lf and Lr without passing through the taper portions Tf and Tr. Therefore, a sufficient amount of lubricating oil O can be reliably supplied to the land portions Lf and Lr.
傾斜油孔420の出口は、第二区間421bの上流端に開口している。このため、第二区間421bの周方向全長に亘って、潤滑油Oを行き渡らせることができる。したがって、全てのパッド部Pf、Prに、潤滑油Oを行き渡らせることができる。
The outlet of the
<第二実施形態>
本実施形態の軸受ユニットおよびターボチャージャと、第一実施形態の軸受ユニットおよびターボチャージャとの相違点は、第一区間の形状だけである。ここでは、相違点についてのみ説明する。
<Second embodiment>
The only difference between the bearing unit and turbocharger of the present embodiment and the bearing unit and turbocharger of the first embodiment is the shape of the first section. Here, only differences will be described.
図5に、本実施形態の軸受ユニットのスラスト軸受の内周面の周方向展開図を示す。なお、図4と対応する部位については、同じ符号で示す。図5に示すように、第一区間421af、421arには、全長に亘って、溝側テーパ部tf、trが配置されている。溝側テーパ部tf、trの溝幅は、出口に向かって徐々に狭くなっている。 FIG. 5 shows a development in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the thrust bearing of the bearing unit of the present embodiment. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 4, it shows with the same code | symbol. As shown in FIG. 5, groove-side tapered portions tf and tr are arranged in the first sections 421af and 421ar over the entire length. The groove widths of the groove-side taper portions tf and tr are gradually narrowed toward the outlet.
本実施形態の軸受ユニットおよびターボチャージャと、第一実施形態の軸受ユニット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。第一区間421af、421arは、溝側テーパ部tf、trを備えている。このため、潤滑油Oを昇圧してから、油膜用隙間Cf、Crに供給することができる。したがって、潤滑油Oが、油膜用隙間Cf、Crから第一区間421af、421arに逆流するのを、抑制することができる。 The bearing unit and the turbocharger of the present embodiment and the bearing unit and the turbocharger of the first embodiment have the same operational effects with respect to the parts having the same configuration. The first sections 421af and 421ar include groove-side tapered portions tf and tr. For this reason, after the pressure of the lubricating oil O is increased, it can be supplied to the oil film gaps Cf and Cr. Therefore, it is possible to prevent the lubricating oil O from flowing backward from the oil film gaps Cf and Cr to the first sections 421af and 421ar.
<その他>
以上、本発明の軸受ユニット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 bearing unit and the turbocharger according to the present invention have been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
図6に、その他の軸受ユニットのスラストカラーの筒部の外周面の周方向展開図を示す。なお、図4と対応する部位については、同じ符号で示す。図6に示すように、筒部400の外周面400aに、油溝421を配置してもよい。スラストカラー40は、図1に示す回転軸50と共に回転する。このため、第一区間421af、421arの出口は、入口に対して、上流側にずれて配置されている。傾斜油孔420の出口の径方向内側を通過する際、第二区間421bに潤滑油Oが供給される。
FIG. 6 shows a circumferential development of the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the thrust collar of the other bearing unit. In addition, about the site | part corresponding to FIG. 4, it shows with the same code | symbol. As shown in FIG. 6, an
本実施形態の軸受ユニットのように、筒部400の外周面400aに油溝421を配置してもよい。こうすると、スラスト軸受41の内周面411に油溝421を配置する場合と比較して、油溝421の配置作業が簡単になる。また、傾斜油孔420の出口の位置によらず、第二区間421bの周方向全長に亘って、潤滑油Oを行き渡らせることができる。したがって、全てのパッド部Pf、Pr(図4参照)に、潤滑油Oを行き渡らせることができる。
As in the bearing unit of the present embodiment, the
また、スラスト軸受41およびスラストカラー40に、油溝421を配置してもよい。例えば、第二区間421bを筒部400の外周面400aに配置してもよい。並びに、第一区間421af、421arをスラスト軸受41の内周面411に配置してもよい。
Further, the
傾斜油孔420、第一区間421af、421ar、第二区間421bの形状(延在形状、断面形状)、延在方向、位置、配置数は特に限定しない。傾斜油孔420の出口は、第二区間421bの上流端以外の場所(例えば、図4に示す120°位置、180°位置、240°位置など)に開口していてもよい。図4に示す内周面411の周方向全長は特に限定しない。例えば、210°、240°、300°、330°などであってもよい。第一区間421af、421arの延在方向は、軸方向のみであってもよい。第二区間421bの延在方向は、周方向および軸方向を含む方向であってもよい。図5に示す溝側テーパ部tf、trは、第一区間421af、421arの一部だけに配置されていてもよい。例えば、第一区間421af、421arの出口付近だけに配置されていてもよい。
The shape (extended shape, cross-sectional shape), extending direction, position, and number of arrangements of the
スラスト軸受41は、無端環状を呈していてもよい。すなわち、図4に示す内周面411の周方向全長が360°であってもよい。この場合であっても、油路42により、油膜用隙間Cf、Crに潤滑油Oを供給することができる。
The
油溝421は、第二区間421bを備えていなくてもよい。この場合は、給油用隙間Coを介して、スラストカラー40の回転に伴って、潤滑油Oを周方向に移動させることができる。第一区間421af、421arは、テーパ部用区間421af1、421ar1だけを備えていてもよい。また、第一区間421af、421arは、ランド部用区間421af2、421ar2だけを備えていてもよい。
The
1:ターボチャージャ、3:ジャーナル軸受、4:軸受ユニット、5:回転部、40:スラストカラー、41:スラスト軸受、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、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、400:筒部、400a:外周面、401f:フランジ部、401r:フランジ部、402f:軸側摺動面、402r:軸側摺動面、410f:軸受側摺動面、410r:軸受側摺動面、411:内周面、420:傾斜油孔、421:油溝、421af:第一区間、421af1:テーパ部用区間、421af2:ランド部用区間、421ar:第一区間、421ar1:テーパ部用区間、421ar2:ランド部用区間、421b:第二区間、901a:油路、901b:油路、902a:軸受収容部、902b:軸受収容部、A:軸心、Cf:油膜用隙間、Co:給油用隙間、Cr:油膜用隙間、Lf:ランド部、Lr:ランド部、O:潤滑油、Pf:パッド部、Pr:パッド部、Tf:テーパ部、Tr:テーパ部、tf:溝側テーパ部、tr:溝側テーパ部 1: turbocharger, 3: journal bearing, 4: bearing unit, 5: rotating part, 40: thrust collar, 41: thrust bearing, 42: oil passage, 50: rotating shaft, 51: compressor impeller, 52: turbine impeller, 90: bearing housing, 91: compressor housing, 92: turbine housing, 400: tube portion, 400a: outer peripheral surface, 401f: flange portion, 401r: flange portion, 402f: shaft side sliding surface, 402r: shaft side sliding surface , 410f: bearing side sliding surface, 410r: bearing side sliding surface, 411: inner peripheral surface, 420: inclined oil hole, 421: oil groove, 421af: first section, 421af1: section for taper portion, 421af2: land Section section, 421ar: first section, 421ar1: section for taper section, 421ar2: section for land section, 421b: Two sections, 901a: oil passage, 901b: oil passage, 902a: bearing housing portion, 902b: bearing housing portion, A: shaft center, Cf: oil film gap, Co: oil supply gap, Cr: oil film gap, Lf: Land part, Lr: Land part, O: Lubricating oil, Pf: Pad part, Pr: Pad part, Tf: Tapered part, Tr: Tapered part, tf: Groove side taper part, tr: Groove side taper part
Claims (7)
前記筒部の径方向外側に配置され、前記軸側摺動面に対向する軸受側摺動面を有し、前記回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を支持する有端環状のスラスト軸受と、
前記軸側摺動面と前記軸受側摺動面との間に区画される油膜用隙間に油膜を形成するための潤滑油を供給する油路と、
を備える軸受ユニットであって、
前記油路は、前記筒部の外周面および前記スラスト軸受の内周面のうち少なくとも一方に凹設され、前記油膜用隙間に開口する油溝を有することを特徴とする軸受ユニット。 A thrust collar comprising: a cylindrical portion fixed to the rotating shaft; and a flange portion extending radially outward from the cylindrical portion and having a shaft-side sliding surface;
An endless annular thrust bearing disposed on a radially outer side of the cylindrical portion, having a bearing-side sliding surface facing the shaft-side sliding surface, and supporting an axial thrust load acting on the rotating shaft; ,
An oil passage for supplying lubricating oil for forming an oil film in an oil film gap defined between the shaft side sliding surface and the bearing side sliding surface;
A bearing unit comprising:
The bearing is characterized in that the oil passage has an oil groove that is recessed in at least one of the outer peripheral surface of the cylindrical portion and the inner peripheral surface of the thrust bearing and opens into the oil film gap.
前記第一区間の前記出口は、前記テーパ部に開口する請求項2または請求項3に記載の軸受ユニット。 The bearing-side sliding surface has a pad portion having a tapered portion and a land portion connected to the tapered portion,
The bearing unit according to claim 2 or 3, wherein the outlet of the first section opens in the tapered portion.
前記第一区間の前記出口は、前記ランド部に開口する請求項2または請求項3に記載の軸受ユニット。 The bearing-side sliding surface has a pad portion having a tapered portion and a land portion connected to the tapered portion,
The bearing unit according to claim 2 or 3, wherein the outlet of the first section opens in the land portion.
前記回転軸は、コンプレッサインペラとタービンインペラとを連結するターボチャージャ。 A turbocharger comprising the bearing unit according to any one of claims 1 to 6,
The rotating shaft is a turbocharger that connects a compressor impeller and a turbine impeller.
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