JP2007327385A - Bearing structure of turbocharger - Google Patents
Bearing structure of turbocharger Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007327385A JP2007327385A JP2006158394A JP2006158394A JP2007327385A JP 2007327385 A JP2007327385 A JP 2007327385A JP 2006158394 A JP2006158394 A JP 2006158394A JP 2006158394 A JP2006158394 A JP 2006158394A JP 2007327385 A JP2007327385 A JP 2007327385A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotary shaft
- fluid
- turbocharger
- bearing
- inner peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/12—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
- F16C17/18—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with floating brasses or brushing, rotatable at a reduced speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/26—Systems consisting of a plurality of sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
この発明はタービンホイールとコンプレッサホイールとを連結するロータリーシャフトとを備えたターボチャージャにおいて、同ロータリーシャフトを一対の流体軸受により回転可能に支持する軸受構造に関する。 The present invention relates to a turbocharger including a rotary shaft that connects a turbine wheel and a compressor wheel, and relates to a bearing structure that rotatably supports the rotary shaft by a pair of fluid bearings.
従来、内燃機関の出力を高める過給機として、排気のエネルギを利用するターボチャージャが広く知られている。ターボチャージャでは、内燃機関から排出される排気ガスをタービンホイールに吹き付けることにより、タービンホイールを回転させ、このタービンホイールと連結されたコンプレッサホイールをタービンホイールとともに回転させることにより、吸入空気を強制的に内燃機関の燃焼室内に送り込むようにしている。 2. Description of the Related Art Conventionally, turbochargers that use exhaust energy are widely known as superchargers that increase the output of an internal combustion engine. In a turbocharger, exhaust gas exhausted from an internal combustion engine is blown onto a turbine wheel to rotate the turbine wheel, and a compressor wheel connected to the turbine wheel is rotated together with the turbine wheel to forcibly suck intake air. The gas is fed into the combustion chamber of the internal combustion engine.
こうしたターボチャージャにあって、タービンホイールとコンプレッサホイールとを連結するロータリーシャフトの軸受構造としては、玉軸受を用いるものの他、流体軸受を用いるものがある。具体的には、特許文献1等に記載されるように、ハウジングとロータリーシャフトとの間に円筒状のフローティングメタルを介在させるとともに、ハウジングから所定の圧力の潤滑油を供給してハウジングとフローティングメタルとの間、フローティングメタルとロータリーシャフトとの間に潤滑油による流体層を形成するようにしたものがある。
In such a turbocharger, as a bearing structure of a rotary shaft that connects a turbine wheel and a compressor wheel, there is a structure using a fluid bearing in addition to a ball bearing. Specifically, as described in
こうした軸受構造によれば、ロータリーシャフトの回転に追従してフローティングメタルがハウジング内で回転するようになる。その結果、ロータリーシャフトの回転抵抗を大幅に低減することができるとともに、フローティングメタルの内周面と外周面の両面において潤滑油による冷却が行われるため、軸受部分の焼付きを効果的に抑制することができる。
ところが、こうした軸受構造にあっては、ロータリーシャフトの回転速度が上昇するのに伴ってフローティングメタル近傍に供給された潤滑油の固有振動等に起因するロータリーシャフトシャフトの自励振動が発生することが知られている。このロータリーシャフトの自励振動は、ロータリーシャフトの軸線がハウジング内で旋回運動するものであり、ホワール振動と呼ばれている。 However, in such a bearing structure, as the rotational speed of the rotary shaft increases, self-excited vibration of the rotary shaft shaft may occur due to the natural vibration of the lubricant supplied near the floating metal. Are known. This self-excited vibration of the rotary shaft is one in which the axis of the rotary shaft rotates within the housing, and is called whirl vibration.
このホワール振動は微小な振動ではあるが、ロータリーシャフトの回転速度の変化に関わらず一定の周波数域の音を発生する。そして、この音は、ロータリーシャフトの回転速度の上昇に伴って周波数が変化するターボ音等とは異なり、車両の走行状態との相関がほとんどないため運転者に違和感を与えやすく、騒音として認識されやすい。 Although this whirl vibration is a minute vibration, it generates sound in a certain frequency range regardless of changes in the rotational speed of the rotary shaft. And this sound is unlikely to be a noise with the driving state of the vehicle, unlike a turbo sound whose frequency changes as the rotational speed of the rotary shaft increases. Cheap.
また、こうしたホワール振動に起因する騒音の発生は、フローティングメタルを用いたもののように、その内周面と外周面との両面に潤滑油による流体層を形成するようにした軸受構造のみならず、同流体層を介してロータリーシャフトを支持する流体軸受を用いた軸受構造を有するターボチャージャにあっては、概ね共通するものである。 In addition, the generation of noise due to such whirl vibration is not only a bearing structure in which a fluid layer is formed by lubricating oil on both the inner peripheral surface and the outer peripheral surface, as in the case of using a floating metal, The turbocharger having a bearing structure using a fluid bearing that supports a rotary shaft via the fluid layer is generally common.
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タービンホイールとコンプレッサホイールとを連結するロータリーシャフトが一対の流体軸受にて回転可能に支持されたターボチャージャにあって、そのロータリーシャフトのホワール振動に起因する騒音の発生を抑制することのできるターボチャージャの軸受構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a turbocharger in which a rotary shaft connecting a turbine wheel and a compressor wheel is rotatably supported by a pair of fluid bearings. An object of the present invention is to provide a turbocharger bearing structure capable of suppressing the generation of noise due to shaft whirl vibration.
以下、上記目的を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、タービンホイール及びコンプレッサホイールを連結するロータリーシャフトが一対の流体軸受によりハウジングに回転可能に支持されたターボチャージャの軸受構造において、前記一対の流体軸受のうち少なくとも一方は、その内周面が他方の流体軸受から離間するほど拡径されたテーパ面を含んでなることをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described object and its operation and effects will be described.
The invention according to
流体軸受とロータリーシャフトとの間に供給される潤滑油は、ロータリーシャフトの回転に追従して流体軸受の内周面に沿って回転する。そして上述したように、この潤滑油の回転速度が上昇すると潤滑油の固有振動に起因するホワール振動が発生するようになる。 The lubricating oil supplied between the fluid dynamic bearing and the rotary shaft rotates along the inner peripheral surface of the fluid dynamic bearing following the rotation of the rotary shaft. As described above, when the rotational speed of the lubricating oil is increased, whirl vibration due to the natural vibration of the lubricating oil is generated.
このホワール振動の振動モードについて、図6及び図7を参照して説明する。なお、この図6及び図7は、ロータリーシャフトが一対の流体軸受によって支持された状態を模式的に示している。 The vibration mode of this whirl vibration will be described with reference to FIGS. 6 and 7 schematically show a state in which the rotary shaft is supported by a pair of fluid bearings.
ホワール振動が発生すると、図6及び図7に矢印で示されるように流体軸受2a,2b内でロータリーシャフト1の軸線Lが旋回運動するようになる。本願発明者は、このホワール振動の振動モードとして、図6に示されるように流体軸受2aと流体軸受2bとにおけるロータリーシャフト1の軸線Lの旋回位相がそろっている円筒モードと、図7に示されるように流体軸受2aと流体軸受2bとにおけるロータリーシャフト1の軸線Lの旋回位相がずれている円錐モードとが存在し、ホワール振動の振動モードが円筒モードである場合には、円錐モードである場合よりも、その振動に起因する騒音が認識されやすいことを実験により確認した。
When the whirl vibration is generated, the axis L of the
この知見に基づき、請求項1に記載の発明では、一対の流体軸受のうち少なくとも一方に、その内周面が他方の流体軸受から離間するほど拡径されたテーパ面を設けることとした。こうした構成によれば、ホワール振動の発生により流体軸受の内周面に沿ってロータリーシャフトが旋回するときに、ロータリーシャフトが同内周面の傾斜に沿って傾きやすくなる。その結果、ホワール振動の発生時に各流体軸受におけるロータリーシャフトの軸線の旋回位相がずれるようになる。従って、ホワール振動の発生に際して振動モードが円錐モードに移行しやすくなり、同振動モードが円筒モードとなることに起因する騒音の発生を抑制することができるようになる。
Based on this knowledge, in the invention described in
なお、ホワール振動に起因する騒音の発生を好適に抑制する上では、双方の流体軸受について上述したテーパ面を含むように構成するのが望ましい。
また、請求項2に記載の発明によるように、互いの中心軸が同軸となる位置からずれるよう一対の流体軸受を配設する、又は請求項3に記載の発明によるように各流体軸受の内径を異なるものとする、といった構成によってもロータリーシャフトが流体軸受内で傾きやすくなり、各流体軸受における軸線の旋回位相がずれるようになる。このためホワール振動の発生に際してその振動モードを円錐モードに移行させやすくなり、同振動モードが円筒モードとなることに起因する騒音の発生を抑制することができる。
In order to suitably suppress the generation of noise due to whirl vibration, it is desirable that both the fluid bearings include the above-described tapered surfaces.
Further, according to the invention described in claim 2, a pair of fluid bearings are disposed so that the center axes of the fluid bearings deviate from the coaxial position, or the inner diameters of the fluid bearings as described in claim 3. Even if the configuration is different, the rotary shaft is likely to be inclined in the fluid bearing, and the axis rotation phase of each fluid bearing is shifted. For this reason, when the whirl vibration is generated, the vibration mode is easily shifted to the conical mode, and generation of noise due to the vibration mode becoming the cylindrical mode can be suppressed.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載のターボチャージャの軸受構造において、前記テーパ面は、前記流体軸受の中心軸方向における一端から他端に亘って形成されてなることをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the turbocharger bearing structure according to the first aspect, the tapered surface is formed from one end to the other end in the central axis direction of the fluid bearing. And
請求項4に記載の発明によるように、前記流体軸受の中心軸方向における一端から他端に亘って形成することにより、テーパ面の面積を極力大きくすることができる。その結果、ロータリーシャフトが傾斜したときの同ロータリーシャフトと流体軸受との接触面積を極力大きくすることができ、ホワール振動に起因する騒音を抑制しつつより好適にロータリーシャフトを支持することができるようになる。 According to the fourth aspect of the present invention, the area of the tapered surface can be increased as much as possible by forming the fluid bearing from one end to the other end in the central axis direction. As a result, the contact area between the rotary shaft and the fluid bearing when the rotary shaft is tilted can be increased as much as possible, and the rotary shaft can be more suitably supported while suppressing noise caused by whirl vibration. become.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のターボチャージャの軸受構造において、前記一対の流体軸受は、前記ロータリーシャフトに回転可能に外嵌されるフローティングメタルを含み、該フローティングメタルの内周面と前記ロータリーシャフトの外周面との間、並びに前記フローティングメタルの外周面と前記ハウジングの内周面との間に潤滑油がそれぞれ供給されて、該潤滑油による流体層が形成されるものであることをその要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the turbocharger bearing structure according to any one of the first to fourth aspects, the pair of fluid dynamic bearings are made of a floating metal that is rotatably fitted to the rotary shaft. Lubricating oil is supplied between the inner peripheral surface of the floating metal and the outer peripheral surface of the rotary shaft, and between the outer peripheral surface of the floating metal and the inner peripheral surface of the housing. The gist is that a fluid layer is formed.
請求項1〜4に記載の各発明については、請求項5に記載の発明によるように、一対の流体軸受は、ロータリーシャフトに回転可能に外嵌されるフローティングメタルを含み、フローティングメタルの内周面とロータリーシャフトの外周面との間、並びにフローティングメタルの外周面とハウジングの内周面との間に潤滑油がそれぞれ供給されて、潤滑油による流体層が形成されるといった態様をもってこれを具体化することができる。 In each of the first to fourth aspects of the present invention, as in the fifth aspect of the present invention, the pair of fluid bearings includes a floating metal that is rotatably fitted to the rotary shaft, and the inner periphery of the floating metal. Specifically, the lubricant is supplied between the outer surface of the rotary shaft and the outer peripheral surface of the rotary shaft, and between the outer peripheral surface of the floating metal and the inner peripheral surface of the housing, thereby forming a fluid layer by the lubricant. Can be
以下、図1及び図2を参照して、この発明にかかる一実施形態について説明する。
図1は、この実施形態におけるターボチャージャの概略構成を示している。図1に示されるように、ターボチャージャは、センターハウジング31、タービンハウジング32及びコンプレッサハウジング33を備えている。センターハウジング31には、ロータリーシャフト23が一対の流体軸受10a,10bによって回転可能に支持されている。このロータリーシャフト23の一端(図1の左側端部)には、タービンホイール21が固定されている。このタービンホイール21には、ロータリーシャフト23の軸線Lを中心として放射状に延びる複数のブレード21aが設けられている。また、ロータリーシャフト23の他端(図1の右側端部)には、コンプレッサホイール22が固定されている。このコンプレッサホイール22には、ロータリーシャフト23の軸線Lを中心として放射状に延びる複数のブレード22aが設けられている。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a turbocharger in this embodiment. As shown in FIG. 1, the turbocharger includes a
センターハウジング31の一端(図1の左側端部)には、タービンハウジング32が取り付けられている。このタービンハウジング32には、タービンホイール21の外周を囲むように延びるスクロール通路34と、タービンホイール21の軸方向に延びる排出ポート32aとが形成されている。このスクロール通路34は内燃機関の排気通路(図示略)と連通されており、同内燃機関の燃焼室からの排気がこの排気通路を介してスクロール通路34に送り込まれる。
A
また、タービンハウジング32内には、タービンホイール21の外周を囲むように、コンプレッサホイール22の周方向に沿って延びる導入通路35が形成されている。スクロール通路34の排気はこの導入通路35を通じてタービンホイール21に向けて吹き付けられる。これにより、タービンホイール21が軸線Lを中心に回転するようになる。その後、排気は排出ポート32aに排出されて、排気通路に戻される。
An
一方、センターハウジング31の他端(図1の右側端部)には、コンプレッサハウジング33が取り付けられている。このコンプレッサハウジング33には、コンプレッサホイール22の軸方向に延びる吸入ポート33aと、同コンプレッサホイール22の外周を囲むように延びて内燃機関の吸気通路(図示略)と連通するコンプレッサ通路36とが形成されている。更に、コンプレッサハウジング33には、吸入ポート33aを介してタービンハウジング32内に導入された空気をコンプレッサ通路36へ送り出すための送出通路37が設けられている。そして、ロータリーシャフト23の回転に伴って、コンプレッサホイール22が軸線Lを中心に回転すると、空気が吸入ポート33a、送出通路37及びコンプレッサ通路36を介して内燃機関の吸気通路へ強制的に送り出されるようになる。
On the other hand, a
このようにターボチャージャは、内燃機関から排出される排気をタービンホイール21に吹き付けることにより、タービンホイール21を回転させ、このタービンホイール21とロータリーシャフト23を介して連結されたコンプレッサホイール22をタービンホイール21とともに回転させることにより、吸入空気を強制的に内燃機関の燃焼室内に送り込むようにしている。
In this way, the turbocharger rotates the
タービンホイール21とコンプレッサホイール22とを連結して高速回転するロータリーシャフト23は、その軸受部分の焼付きを抑制するために、タービンホイール21側の流体軸受10aとコンプレッサホイール22側の流体軸受10bによってセンターハウジング31に支持されている。
The
次に、図2を参照してロータリーシャフト23を支持する軸受構造について説明する。ここで、図2(A)は、図1において二点鎖線で囲んだ部分Aを拡大して示している。また、図2(B)は図2(A)において二点鎖線で囲んだ部分Bを拡大して示している。なお、図2(A),(B)では、説明の便宜上、後述するフローティングメタル11a,11bの内周面の傾きを誇張して図示している。
Next, a bearing structure for supporting the
図2(A)に示されるように、流体軸受10a,10bは、ロータリーシャフト23に遊嵌された円筒状のフローティングメタル11a,11bと、センターハウジング31に形成されそれらフローティングメタル11a,11bを回転可能に支持する軸受部31a,31bとを備えている。タービンホイール21側のフローティングメタル11aは2つのスナップリング18によって、また、コンプレッサホイール22側のフローティングメタル11bは、スナップリング18とスラストベアリング19とによってそれぞれロータリーシャフト23の軸方向への移動が規制されている。なお、スナップリング18と各フローティングメタル11a,11bとの間には微小なクリアランスが形成されている。また、各フローティングメタル11a,11bの最小内径Dはロータリーシャフト23の外径dよりも大きく設定されており、ロータリーシャフト23と各フローティングメタル11a,11bとの間にもクリアランスが形成されている。このため、各フローティングメタル11a,11bは、ロータリーシャフト23に対して相対回転可能となっている。
As shown in FIG. 2A, the
フローティングメタル11a,11bには、その径方向に延びる複数の潤滑油供給孔12が形成されている。また、センターハウジング31には、これら潤滑油供給孔12に連通可能な潤滑油供給通路38が形成されている。潤滑油は、所定の圧力をもってこの潤滑油供給通路38からフローティングメタル11a,11bの周囲に供給され、更に潤滑油供給孔12を介してロータリーシャフト23の周囲に供給される。その結果、フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bとロータリーシャフト23の外周面23aとの間、並びにフローティングメタル11a,11bの外周面14a,14bとセンターハウジング31の軸受部31a,31bとの間には潤滑油による流体層が形成されるようになる。
A plurality of lubricating oil supply holes 12 extending in the radial direction are formed in the floating
また、図2(B)に示されるように、フローティングメタル11aは、ロータリーシャフト23の軸線Lの方向における一端から他端に亘り、その内周面13aがロータリーシャフト23の外周面23aに対して角度θだけ傾斜したテーパ面となっている。そのため、この流体軸受10aのフローティングメタル11aの内径は、他方の流体軸受10bに近接した位置における内径D1よりも、流体軸受10bから離間した位置における内径D2のほうが大きくなっている。すなわち、フローティングメタル11aは、その内径がコンプレッサホイール22側の流体軸受10bから離間するほど拡径されている。
Further, as shown in FIG. 2B, the floating
一方、コンプレッサホイール22側の流体軸受10bは、タービンホイール21側の流体軸受10aと図2(A)において左右対称の構成を有している。従って、タービンホイール21側の流体軸受10aと同様に、フローティングメタル11bの内周面13bはロータリーシャフト23の外周面23aに対して角度θだけ傾斜しており、タービンホイール21側の流体軸受10aから離間するほどその内径が拡径されている。
On the other hand, the
なお、このテーパ面の傾斜角度θを大きく設定するほどロータリーシャフト23の傾きが大きくなり、各流体軸受10a,10bにおけるロータリーシャフト23の軸線のずれが大きくなるため円錐モードを保持しやすくなるが、流体軸受10a,10bの内周面13a,13bとロータリーシャフト23の外周面23aとの隙間が大きくなり潤滑油が漏れやすくなるため潤滑油による流体層を保持することが難しくなる。
As the inclination angle θ of the taper surface is set larger, the inclination of the
このため、本実施形態では、この傾斜角度θを、ロータリーシャフト23の軸線Lが各フローティングメタル11a,11b内で傾斜することにより同ロータリーシャフト23の振動モードとして円錐モードが好適に励起され、且つロータリーシャフト23の外周面23aと各フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bとの間に潤滑油による流体層が形成されて両者23a,13a並びに23a,13bが流体潤滑状態となる角度に設定している。更に、ロータリーシャフト23が各フローティングメタル11a,11b内で傾斜したときに、同ロータリーシャフト23の外周面23aが各フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bと平行になるように、上記傾斜角度θの他、図2(A)に示されるロータリーシャフト23の外径d、流体軸受10aの最小内径D及び、2つの流体軸受10a,10bの間隔S等の各諸元が設定されている。
For this reason, in this embodiment, the cone mode is suitably excited as the vibration mode of the
以上説明した実施形態では、タービンホイール21側のフローティングメタル11aについてその内周面13aを、コンプレッサホイール22側の流体軸受10bから離間するほど拡径するとともに、コンプレッサホイール22側のフローティングメタル11bについてもその内周面13bをタービンホイール21側の流体軸受10aから離間するほどその内径が拡径するようにしている。そのため、ロータリーシャフト23の回転速度が上昇して、ホワール振動が発生し流体軸受10a,10bの内周面13a,13bに沿ってロータリーシャフト23が旋回するときに、ロータリーシャフト23が流体軸受10a,10bの内周面の傾斜に沿って傾きやすくなる。
In the embodiment described above, the inner
この点について図3を参照して更に詳細に説明する。なお、この図3では、フローティングメタル11a,11b及びロータリーシャフト23の位置関係を模式的に図示している。図3(b)に示されるように、ロータリーシャフト23が流体軸受10a,10bの内周面の傾斜に沿って傾くことによって、図3(a),(c)に矢印で示されるように流体軸受10a,10bにおけるロータリーシャフト23の軸線Lの旋回位相がずれるようになる。そのため、上記構成によればホワール振動の振動モードが円錐モードに移行しやすくなり、同振動モードが円筒モードとなることに起因する騒音の発生を抑制することができるようになる。
This point will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 3, the positional relationship between the floating
また、ロータリーシャフト23の外周面23aに対する各フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bの傾斜角度θを、ロータリーシャフト23の軸線Lがフローティングメタル11a,11b内で傾斜することにより同ロータリーシャフト23の振動モードとして円錐モードが好適に励起され、且つロータリーシャフト23の外周面23aとフローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bとの間の潤滑油による流体層が保持されて両者23a,13a並びに23a,13bが流体潤滑状態となるように設定した。更に、ロータリーシャフト23が各フローティングメタル11a,11b内で傾斜したときに、同ロータリーシャフト23の外周面23aが各フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bと平行になるように、上記傾斜角度θの他、図2(A)に示されるロータリーシャフト23の外径d、流体軸受10aの最小内径D及び、2つの流体軸受10a,10bの間隔S等の各諸元を設定した。そのため、ロータリーシャフト23が傾いた状態であっても、潤滑油による流体層を保持してロータリーシャフト23を好適に支持することができる。
Further, the inclination angle θ of the inner
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・ロータリーシャフト23の外周面23aに対する各フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bの傾斜角度をそれらフローティングメタル11a,11bについて等しくしたが、これらが異なるように設定した構成を採用することもできる。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
The inclination angles of the inner
・上記実施形態では、フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bが他方の流体軸受から離間するほど拡径するように一定の傾斜角度θで傾斜する構成を示した。これに対して、その傾斜角度が他方の流体軸受から離間するに従って変化するものであってもよい。すなわち、内周面13a,13bが他方の流体軸受から離間するほど拡径するものであればよい。
In the above embodiment, the configuration in which the inner
・また、上記実施形態では内周面13a,13b全体をテーパ面としたが、それら内周面13a,13bの一部のみを部分的にテーパ面とするようにしてもよい。
・更に、流体軸受10a,10bの一方についてのみ、そのフローティングメタルの内周面が上記テーパ面とされる構成を適用してもよい。
In the above embodiment, the entire inner
-Furthermore, you may apply the structure by which the internal peripheral surface of the floating metal is made into the said taper surface only about one of the
・また、上記実施形態において例示したように、フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bをテーパ面とする構成に代えて、あるいは同構成と併せて、図4(b)に示される構成を採用することもできる。すなわち、流体軸受10a,10bの中心軸Ca,Cbが同軸位置からずれるようにセンターハウジング31における軸受部31a,31bを配設することもできる。
In addition, as illustrated in the above embodiment, the configuration shown in FIG. 4B instead of the configuration in which the inner
上記構成によれば、タービンホイール21側のフローティングメタル111aの内周面113aとコンプレッサホイール22側のフローティングメタル111bの内周面113bは、図4(a),(c)に示されるように互いにずれた状態となる。
According to the above configuration, the inner
従って、フローティングメタル111a,111bの内周面113a,113bに沿ってロータリーシャフト23が旋回運動するホワール振動発生時に、図4(b)に示されるようにロータリーシャフト23が傾きやすくなり、各流体軸受10a,10bにおける軸線Lの旋回位相がずれるようになる。このため、ホワール振動の発生に際してその振動モードを円錐モードに移行させやすくなり、同振動モードが円筒モードとなることに起因する騒音の発生を抑制することができる。
Therefore, when a whirl vibration is generated in which the
・また、上記実施形態において例示したように、フローティングメタル11a,11bの内周面13a,13bをテーパ面とする構成に代えて、あるいは同構成と併せて、図5(b)に示される構成を採用することもできる。すなわち、タービンホイール21側のフローティングメタル211aの内径Daよりも、コンプレッサホイール22側のフローティングメタル211bの内径Dbを小さくするといった構成を採用することもできる。
In addition, as exemplified in the above-described embodiment, the configuration shown in FIG. 5B instead of or in combination with the configuration in which the inner
上記構成によれば、図5(a),(c)に示されるようにフローティングメタル211a,211bの内周面213a,213bに沿ってロータリーシャフト23が旋回運動するホワール振動発生時に、タービンホイール21側の流体軸受10aと、コンプレッサホイール22側の流体軸受10bとにおけるロータリーシャフト23の旋回移動量が異なるようになる。このため、ホワール振動の発生に際してその振動モードを円錐モードに移行させやすくなり、同振動モードが円筒モードとなることに起因する騒音の発生を抑制することができる。
According to the above configuration, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (c), the
・上記実施形態では、フローティングメタルの内周面と外周面の両面に潤滑油による流体層を形成し、フローティングメタルが軸受部31a,31b内で回転する、いわゆるフルフローティングタイプの流体軸受についてこの発明にかかる軸受構造を適用したものを例示した。しかしながら、この発明はこうしたフルフローティングタイプの流体軸受のみに限定されるものではない。例えば、フローティングメタルの内周面と外周面との両面に潤滑油による流体層を形成するものの、フローティングメタルが回転しないセミフローティングタイプの流体軸受や、軸受部31a,31bにベアリングメタルが固定されロータリーシャフト23の外周面23aとベアリングメタルの内周面との間にのみ潤滑油による流体層が形成される軸受等、ロータリーシャフト23が流体層を介して支持される流体軸受であればこの発明を適用することができる。
In the above embodiment, the invention relates to a so-called full floating type fluid bearing in which a fluid layer is formed by lubricating oil on both the inner and outer peripheral surfaces of the floating metal, and the floating metal rotates in the bearing
10a,10b…流体軸受、11a,11b…フローティングメタル、12…潤滑油供給孔、13a,13b…内周面、14a,14b…外周面、18…スナップリング、19…スラストベアリング、21…タービンホイール、21a…ブレード、22…コンプレッサホイール、22a…ブレード、23…ロータリーシャフト、23a…外周面、31…センターハウジング、32…タービンハウジング、32a…排出ポート、33…コンプレッサハウジング、33a…吸入ポート、34…スクロール通路、35…導入通路、36…コンプレッサ通路、37…送出通路、38…潤滑油供給通路。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記一対の流体軸受のうち少なくとも一方は、その内周面が他方の流体軸受から離間するほど拡径されたテーパ面を含んでなる
ことを特徴とするターボチャージャの軸受構造。 In a turbocharger bearing structure in which a rotary shaft connecting a turbine wheel and a compressor wheel is rotatably supported by a housing by a pair of fluid bearings,
A turbocharger bearing structure, wherein at least one of the pair of fluid bearings includes a tapered surface whose inner peripheral surface is increased in diameter as being separated from the other fluid bearing.
互いの中心軸が同軸となる位置からずれるよう前記一対の流体軸受を配設する
ことを特徴とするターボチャージャの軸受構造。 In a turbocharger bearing structure in which a rotary shaft connecting a turbine wheel and a compressor wheel is rotatably supported by a housing by a pair of fluid bearings,
The turbocharger bearing structure, wherein the pair of hydrodynamic bearings are disposed so that their center axes deviate from a coaxial position.
各流体軸受の内径を異なるものとする
ことを特徴とするターボチャージャの軸受構造。 In a turbocharger bearing structure in which a rotary shaft connecting a turbine wheel and a compressor wheel is rotatably supported by a housing by a pair of fluid bearings,
The turbocharger bearing structure is characterized in that each fluid bearing has a different inner diameter.
前記テーパ面は、前記流体軸受の中心軸方向における一端から他端に亘って形成されてなる
ことを特徴とするターボチャージャの軸受構造。 The turbocharger bearing structure according to claim 1,
The taper surface is formed from one end to the other end in the central axis direction of the fluid bearing.
前記一対の流体軸受は、前記ロータリーシャフトに回転可能に外嵌されるフローティングメタルを含み、該フローティングメタルの内周面と前記ロータリーシャフトの外周面との間、並びに前記フローティングメタルの外周面と前記ハウジングの内周面との間に潤滑油がそれぞれ供給されて、該潤滑油による流体層が形成されるものである
ことを特徴とするターボチャージャの軸受構造。 In the bearing structure of the turbocharger according to any one of claims 1 to 4,
The pair of fluid dynamic bearings includes a floating metal that is rotatably fitted to the rotary shaft, and between the inner peripheral surface of the floating metal and the outer peripheral surface of the rotary shaft, and the outer peripheral surface of the floating metal and the A bearing structure for a turbocharger, wherein lubricating oil is supplied between the inner peripheral surface of the housing and a fluid layer is formed by the lubricating oil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006158394A JP2007327385A (en) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Bearing structure of turbocharger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006158394A JP2007327385A (en) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Bearing structure of turbocharger |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007327385A true JP2007327385A (en) | 2007-12-20 |
Family
ID=38928014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006158394A Pending JP2007327385A (en) | 2006-06-07 | 2006-06-07 | Bearing structure of turbocharger |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007327385A (en) |
-
2006
- 2006-06-07 JP JP2006158394A patent/JP2007327385A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008111502A (en) | Bearing structure | |
CN101069023B (en) | Multi-thickness film layer bearing cartridge and housing | |
JP2011153668A (en) | Bearing device | |
JP2012193709A (en) | Bearing structure of turbocharger | |
US20140112776A1 (en) | Bearing device for turbocharger | |
US20090238689A1 (en) | Shaft bearing assembly | |
JP2006266244A (en) | Turbo charger bearing device | |
JP2013011251A5 (en) | ||
JP2015516054A (en) | Axial bearing device | |
JP2007046642A (en) | Supercharger and fully floating bearing | |
JP2016191465A (en) | Bearing device and exhaust gas turbocharger | |
JP2008286050A (en) | Turbocharger | |
CN209457988U (en) | Full floating bearing and turbocharger including full floating bearing | |
JP2010138753A (en) | Bearing device for supercharger | |
JP2009030474A (en) | Bearing structure for turbocharger | |
JP2009174466A (en) | Bearing structure of turbocharger | |
JP2010133530A (en) | Bearing structure and supercharger with the bearing structure | |
JP2009270613A (en) | Bearing structure of turbocharger | |
CN108150522B (en) | Bearing bush and corresponding supercharging device | |
JP2007327385A (en) | Bearing structure of turbocharger | |
JP2002138846A (en) | Bearing device for turbocharger | |
EP3023605B1 (en) | Radially stacked intershaft bearing | |
JP2007127063A (en) | Turbocharger | |
JP2019519717A (en) | Exhaust gas turbocharger bearing device and exhaust gas turbocharger | |
US10465747B2 (en) | Bearing structure and turbocharger |