JP2008232124A - Oil thrower on turbine shaft of turbocharger, and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ターボチャージャーのタービン軸における油切装置、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an oil drain device for a turbine shaft of a turbocharger and a method for manufacturing the same.
一般に、自動車用エンジンには、排気タービンとコンプレッサとをタービン軸で同軸に連結してなる排気タービン過給機（ターボチャージャー）が多用されている。そして、ターボチャージャーのタービン軸は高速回転するので、このようなタービン軸を回転自在に支持する軸受は、十分に油で潤滑される必要がある。 Generally, an exhaust turbine supercharger (turbocharger) in which an exhaust turbine and a compressor are coaxially connected by a turbine shaft is frequently used in an automobile engine. And since the turbine shaft of a turbocharger rotates at high speed, the bearing which rotatably supports such a turbine shaft needs to be sufficiently lubricated with oil.
一方、タービン軸を回転自在に支持するタービン側（タービンロータ側）の軸受に供給された潤滑油は、ターボチャージャーのタービン側に漏れ出してタービンロータを回転させる排気ガス中に混入するような場合がある。このため、軸受部からタービン側へ漏れ出した潤滑油のタービンロータへの流出を制限するための多くの技術がこれまでにも提案されている。例えば、下記の特許文献１、２に開示されているような技術がある。
On the other hand, the lubricating oil supplied to the turbine side (turbine rotor side) bearing that rotatably supports the turbine shaft leaks out to the turbine side of the turbocharger and enters the exhaust gas that rotates the turbine rotor. There is. For this reason, many techniques for limiting the outflow of the lubricating oil leaked from the bearing portion to the turbine side to the turbine rotor have been proposed. For example, there are techniques as disclosed in
従来、タービンロータ側のフローティングメタル部分の排油コントロールをし易くすると共に、フリクションロスの増大を防止することを目的とする過給機の軸受装置に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この過給機の軸受装置は、軸受ハウジング内のタービンロータ側の端部位置に、外周部に所要間隔にて突片を有するスプリング式の止め輪を圧入してタービンロータ側のフローティングメタルの外側端面に当接させてなるものである。この構成により、外周部に所要間隔にて突片を有するスプリング式の止め輪から均一に油が飛散し、油の挙動コントロールがし易くシール性が向上すると、称している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technology related to a bearing device for a turbocharger that aims to facilitate oil discharge control of a floating metal portion on the turbine rotor side and prevent an increase in friction loss has been disclosed (for example, Patent Document 1). reference). This turbocharger bearing device is formed by press-fitting a spring-type retaining ring having projecting pieces on the outer peripheral portion at a required interval at an end position on the turbine rotor side in a bearing housing. It is abutted against the end face. According to this configuration, it is said that oil is uniformly scattered from a spring-type retaining ring having projecting pieces at a required interval on the outer peripheral portion, so that the behavior of the oil can be easily controlled and the sealing performance is improved.
また、フローティングメタルのシールリング側止め輪に替えてオイルデフェンサを装着して油切りとして十分な性能を得ることを目的とする過給機軸受部におけるオイルデフェンサに関する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この過給機軸受部に装着されるオイルデフェンサは、円筒の油切り部とフローティングメタルとの間でタービン軸を取り囲む油切り空間を形成するような形状の小径円板部と大径円板部とを有するものである。この構成により、潤滑油の供給量やタービン軸の回転数の多寡に拘らず安定したオイルシール効果を得られると、称している。 In addition, a technique related to an oil defenser in a turbocharger bearing part for the purpose of obtaining sufficient performance as an oil drainer by installing an oil defenser instead of a retaining ring on a seal ring side of a floating metal is disclosed (for example, Patent Document 2). The oil defender mounted on the turbocharger bearing is composed of a small-diameter disk portion and a large-diameter disk portion that are shaped to form an oil drain space that surrounds the turbine shaft between the cylindrical oil drain portion and the floating metal. It has. According to this configuration, it is said that a stable oil seal effect can be obtained regardless of the amount of lubricating oil supplied and the number of rotations of the turbine shaft.
しかしながら、特許文献１に記載された外周部に所要間隔にて突片を有するスプリング式の止め輪は、この止め輪とタービン軸との接触を回避するために、タービン軸にあまりに近接して設けることができない。このため、フローティングメタル（軸受）とタービン軸との間の間隙から漏れ出す潤滑油の挙動コントロールまでは容易に行えない。フローティングメタルとタービン軸との間の間隙から漏れ出した潤滑油は、タービン軸の回転による遠心力で噴霧状に飛散し、タービンロータを回転させる排気ガス中に混入するような場合がある。
However, a spring-type retaining ring having protrusions on the outer periphery described in
一方、特許文献２に記載された過給機軸受部に装着されるオイルデフェンサは、タービン軸の回転による遠心力で噴霧状に飛散するフローティングメタルとタービン軸との間の間隙から漏れ出した潤滑油を油切り空間で止めることは可能である。しかし、このオイルデフェンサは、油切り部より大径の大径円板部と小径円板部とを有するものなので、シールリング６装着部（タービン軸がハウジング内に嵌通するハウジング嵌通部）からオイルデフェンサをハウジング内に挿入できない。このため、オイルデフェンサをハウジング内に装着するために、例えば特許文献２の第１図に示すように、ハウジングを軸受ハウジング１と軸受嵌輪２とに分割している。
On the other hand, the oil defender mounted on the turbocharger bearing described in
尚、特許文献２の第２図には、分割していないハウジング（軸受ハウジング１）にオイルデフェンサ１３を適用する例が示されているが、この場合、タービンロータ側のハウジング端部をシールするために配置されているシールリング６装着部の軸受ハウジング１の内径は、少なくとも大径円板部を有するオイルデフェンサ１３を軸受ハウジング１内に挿入できる径としなければならない。よって、径の大きいオイルデフェンサを採用すると、それに対応してシールリング６装着部の径を大きくしなければならない。シールリング６装着部の径を大きくすると、シール長が長くなりシール性は低下する。また、シールリング６装着部のシール性を高くするために、シールリング６装着部の径を小さくしてオイルデフェンサの大径円板部の径を小さくすると、特許文献２の第２図に示されているように、油切り空間１４の容積を小さくしてしまう。油切り空間１４の容積を小さくすると、円筒の油切り部とオイルデフェンサとの間からタービンロータ側に潤滑油が漏れ出し易くなる。
FIG. 2 of
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、タービン軸がハウジング内に嵌通するハウジング嵌通部の径を小さくすることを可能とすると共に、タービンロータ側へ漏れ出そうとする潤滑油の流出規制性能を向上させ得るタービン軸における油切装置、およびその製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to reduce the diameter of a housing fitting portion in which the turbine shaft is fitted into the housing and to leak to the turbine rotor side. An object of the present invention is to provide an oil drain device for a turbine shaft that can improve the outflow regulation performance of lubricating oil to be discharged, and a method for manufacturing the same.
本発明に係るターボチャージャーのタービン軸における油切装置の製造方法は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明に係る油切装置の製造方法は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。 In order to achieve the above object, the method for producing an oil drainage device for a turbine shaft of a turbocharger according to the present invention has the following features. That is, the method for manufacturing an oil draining apparatus according to the present invention includes the following features alone or in combination as appropriate.
上記目的を達成するための本発明に係る油切装置の製造方法における第１の特徴は、タービン軸と、当該タービン軸の一方の端部に連結するタービンロータと、当該タービン軸に嵌入し当該タービン軸の他方に配置する軸受と、当該タービン軸を嵌通させて収容するハウジングと、当該タービンロータと当該軸受との間に位置し当該タービン軸が嵌通する当該ハウジング端部のハウジング嵌通部と、を有するターボチャージャーのタービン軸における油切装置の製造方法であって、内周が円弧状の油切用部材を、弾性変形で縮径させた状態で、前記タービンロータ側から前記ハウジング内に挿入する挿入工程と、前記ハウジング内に挿入した前記油切用部材を、前記ハウジング嵌通部と前記軸受との間の所定位置で、前記タービン軸の軸方向に直交する放射方向に弾性回復により拡径させて、当該油切用部材を前記ハウジング内に形成される支持部に当接させる装着工程と、を備えていることである。 In order to achieve the above object, the first feature of the method for producing an oil draining device according to the present invention is that a turbine shaft, a turbine rotor connected to one end of the turbine shaft, and a turbine rotor fitted into the turbine shaft A bearing disposed on the other side of the turbine shaft, a housing for receiving and accommodating the turbine shaft, and a housing fitting at the end of the housing located between the turbine rotor and the bearing and through which the turbine shaft is fitted. And an oil drainage device for a turbine shaft of a turbocharger having an inner peripheral portion, wherein the housing has an inner circumferential arc-shaped oil drainage member that is reduced in diameter by elastic deformation from the turbine rotor side. An inserting step for inserting the oil draining member and the oil draining member inserted in the housing at a predetermined position between the housing fitting portion and the bearing in the axial direction of the turbine shaft. By expanded by elastic recovery in orthogonal radial direction, is that it comprises a mounting step of abutting the support portion which is formed the oil Setsuyo member within said housing.
この構成によると、油切用部材を縮径させた状態でハウジング内に挿入するので、ハウジング嵌通部の径を油切用部材の寸法より小さくしても、油切用部材をハウジング内に挿入できる。つまり、ハウジング嵌通部のシール長を短くすることができ、ハウジング嵌通部のシール性を向上させることができる。また、油切用部材を縮径させる方法は、油切用部材の弾性変形を利用するものであり、その作業は非常に容易である。さらに、油切用部材が縮径時よりも拡径されてハウジングに追従して装着されるため、ハウジングに寸法誤差があっても潤滑油の流出規制性能は確保される。また、油切用部材のハウジングへの装着時の径が、縮径時と拡径時の間の大きさであるターボチャージャーに適用できるため、単なる固定式のオイルデフェンサと比較して、汎用性が高い。 According to this configuration, since the oil draining member is inserted into the housing in a reduced diameter state, the oil draining member is inserted into the housing even if the diameter of the housing fitting portion is smaller than the dimension of the oil draining member. Can be inserted. That is, the seal length of the housing insertion portion can be shortened, and the sealing performance of the housing insertion portion can be improved. Further, the method of reducing the diameter of the oil draining member utilizes elastic deformation of the oil draining member, and the operation is very easy. Furthermore, since the oil draining member has a diameter larger than that at the time of the diameter reduction and is mounted following the housing, even if there is a dimensional error in the housing, lubricating oil outflow regulation performance is ensured. In addition, since the diameter when the oil draining member is attached to the housing can be applied to a turbocharger having a size between when the diameter is reduced and when the diameter is increased, the versatility is higher than that of a mere fixed oil defender. .
また、油切用部材を弾性回復により拡径させてハウジング内に装着することにより、油切用部材は、タービン軸の軸方向に直交する放射方向に向けて拡がって配置される。油切用部材が放射方向に拡がって配置されることにより、タービン軸の軸方向に直交する方向の空間を有効に利用することが可能となる。つまり、油切用部材と軸受との間に形成される油切り空間の容積を大きくできる。よって、軸受部からタービンロータ側に漏れ出し噴霧状となった潤滑油が一時溜まる上記油切り空間から、タービンロータ側に漏れ出す潤滑油の量を抑えることができる。すなわち、タービンロータ側へ漏れ出そうとする潤滑油の流出規制性能を向上させることができる。 In addition, by expanding the diameter of the oil draining member by elastic recovery and mounting it in the housing, the oil draining member is disposed so as to expand in a radial direction perpendicular to the axial direction of the turbine shaft. By arranging the oil draining member so as to expand in the radial direction, it is possible to effectively use the space in the direction orthogonal to the axial direction of the turbine shaft. That is, the volume of the oil removal space formed between the oil removal member and the bearing can be increased. Therefore, it is possible to suppress the amount of lubricating oil leaking to the turbine rotor side from the oil draining space where the lubricating oil leaked from the bearing portion to the turbine rotor side and temporarily accumulated is sprayed. That is, it is possible to improve the outflow restriction performance of the lubricating oil that is about to leak to the turbine rotor side.
さらに、油切用部材は、弾性回復により拡径してハウジング内に形成される支持部に固定されるため、油切用部材によりタービン軸の慣性モーメントを大きくすることはなく、ターボチャージャーの過渡特性を低下させることはない。 Further, since the oil draining member is fixed to a support portion formed in the housing by expanding its diameter by elastic recovery, the oil draining member does not increase the moment of inertia of the turbine shaft, and the turbocharger transient The characteristic is not deteriorated.
また、本発明に係る油切装置の製造方法における第２の特徴は、前記挿入工程において、前記油切用部材を縮径させた状態で、前記ハウジング内の前記タービン軸に挿入し、前記装着工程において、前記油切用部材を拡径させて、当該油切用部材の外周を前記支持部である前記ハウジング内の内壁に当接させることである。 The second feature of the method for manufacturing an oil draining device according to the present invention is that, in the inserting step, the oil draining member is inserted into the turbine shaft in the housing in a state in which the diameter of the oil draining member is reduced, and the mounting In the step, the diameter of the oil draining member is expanded and the outer periphery of the oil draining member is brought into contact with the inner wall of the housing which is the support portion.
この構成によると、油切用部材が挿入される前にハウジング内に収容されたタービン軸に対して油切用部材が挿入される。そして、油切用部材を拡径させることにより、油切用部材の外周はハウジング内の内壁に当接する。ハウジング内の内壁に油切用部材の外周を当接させることにより、タービン軸の軸方向に直交する方向の空間をハウジング内壁まで有効に利用することが可能となる。つまり、油切用部材と軸受との間に形成される油切り空間の容積を大きくでき、タービンロータ側へ漏れ出そうとする潤滑油の流出規制性能を向上させることができる。 According to this configuration, the oil draining member is inserted into the turbine shaft housed in the housing before the oil draining member is inserted. And by increasing the diameter of the oil draining member, the outer periphery of the oil draining member comes into contact with the inner wall in the housing. By bringing the outer periphery of the oil draining member into contact with the inner wall of the housing, the space in the direction orthogonal to the axial direction of the turbine shaft can be effectively used up to the inner wall of the housing. That is, the volume of the oil drainage space formed between the oil draining member and the bearing can be increased, and the outflow regulating performance of the lubricating oil that tends to leak to the turbine rotor side can be improved.
また、本発明に係る油切装置の製造方法における第３の特徴は、前記油切用部材は、一部に切れ目の設けられた環状のＣ形部材であって、前記挿入工程において、前記Ｃ形部材を縮径させて切頭円錐体状の外形形状にして挿入し、前記装着工程において、前記Ｃ形部材を拡径させて前記タービンロータ側の径より前記軸受側の径が大きい切頭円錐体状の外形形状で前記支持部に当接させることである。 Further, a third feature of the method for manufacturing an oil draining device according to the present invention is that the oil draining member is an annular C-shaped member partially provided with a cut, and in the inserting step, the C The shape member is reduced in diameter to be inserted into a truncated cone-shaped outer shape, and in the mounting step, the C-shaped member is expanded in diameter so that the diameter on the bearing side is larger than the diameter on the turbine rotor side. It is made to contact | abut to the said support part by the cone-shaped external shape.
この構成によると、油切用部材を一部に切れ目の設けられた環状のＣ形部材とすることで、油切用部材は簡易な構造となる。また、油切用部材は、軸受側の径がタービンロータ側の径より大きい切頭円錐体状の外形形状であるので、軸受部からタービンロータ側に漏れ出し噴霧状となった潤滑油を、タービンロータ側へ漏れ出させにくい。 According to this configuration, the oil draining member has a simple structure by forming the oil draining member into an annular C-shaped member partially provided with a cut. Further, since the oil cutting member has a frustoconical outer shape in which the diameter on the bearing side is larger than the diameter on the turbine rotor side, the lubricating oil leaking from the bearing portion to the turbine rotor side and spraying is obtained. Difficult to leak to the turbine rotor side.
また、本発明に係る油切装置の製造方法における第４の特徴は、前記支持部に当接させた状態の前記油切用部材の外径を、前記ハウジング嵌通部の前記ハウジングの内径よりも大きくすることである。 The fourth feature of the method for manufacturing an oil draining device according to the present invention is that the outer diameter of the oil draining member in contact with the support portion is set to be larger than the inner diameter of the housing of the housing fitting portion. Is to make it bigger.
この構成によると、ハウジング嵌通部のハウジングの内径は、ハウジング内に装着された油切用部材の外径よりも小さいので、ハウジング嵌通部のシール長を短くすることができ、ハウジング嵌通部のシール性を向上させることができる。つまり、タービンロータ側へ漏れ出そうとする潤滑油の流出規制性能を向上させることができる。 According to this configuration, since the inner diameter of the housing fitting portion is smaller than the outer diameter of the oil draining member mounted in the housing, the seal length of the housing fitting portion can be shortened. The sealing performance of the part can be improved. That is, it is possible to improve the outflow restriction performance of the lubricating oil that is about to leak to the turbine rotor side.
また、本発明に係る油切装置の製造方法における第５の特徴は、前記支持部に当接させた状態の前記油切用部材の内径を、前記タービン軸の径よりも大きくすることである。 Further, a fifth feature of the method for manufacturing an oil draining device according to the present invention is that an inner diameter of the oil draining member in contact with the support portion is made larger than a diameter of the turbine shaft. .
この構成によると、油切用部材とタービン軸との接触は防止される。つまり、油切用部材とタービン軸との接触によるタービン軸の摩擦ロスは生じにくい。 According to this configuration, contact between the oil draining member and the turbine shaft is prevented. That is, the friction loss of the turbine shaft due to the contact between the oil draining member and the turbine shaft hardly occurs.
また、本発明に係るタービン軸における油切装置は、ターボチャージャーのタービンロータへの潤滑油流出を規制するための油切装置に関する。そして、本発明に係る油切装置は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の油切装置は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。 Moreover, the oil draining device in the turbine shaft according to the present invention relates to an oil draining device for regulating the outflow of lubricating oil to the turbine rotor of the turbocharger. The oil draining device according to the present invention has the following features in order to achieve the above object. That is, the oil draining device of the present invention includes the following features alone or in combination as appropriate.
上記目的を達成するための本発明に係るタービン軸における油切装置における第１の特徴は、タービン軸と、当該タービン軸の一方の端部に連結するタービンロータと、当該タービン軸に嵌入し当該タービン軸の他方に配置する軸受と、当該タービン軸を嵌通させて収容するハウジングと、当該タービンロータと当該軸受との間に位置し当該タービン軸が嵌通する当該ハウジング端部のハウジング嵌通部と、を有するターボチャージャーのタービン軸における油切装置であって、前記ハウジング嵌通部と前記軸受との間の所定位置で、前記タービン軸の軸方向に直交する放射方向に弾性回復により拡径させて、前記ハウジング内に形成される支持部に当接させた内周が円弧状の油切用部材を備えていることである。 The first feature of the oil drainage device for a turbine shaft according to the present invention for achieving the above object is that a turbine shaft, a turbine rotor connected to one end of the turbine shaft, and a turbine rotor fitted into the turbine shaft A bearing disposed on the other side of the turbine shaft, a housing for receiving and accommodating the turbine shaft, and a housing fitting at the end of the housing located between the turbine rotor and the bearing and through which the turbine shaft is fitted. An oil draining device for a turbine shaft of a turbocharger having a portion, wherein the device is expanded by elastic recovery in a radial direction perpendicular to the axial direction of the turbine shaft at a predetermined position between the housing fitting portion and the bearing. The inner periphery which is made to have a diameter and is brought into contact with the support portion formed in the housing includes an arc-shaped oil draining member.
この構成によると、油切用部材は、タービン軸の軸方向に直交する放射方向に拡がって配置される。油切用部材が放射方向に拡がって配置されることにより、タービン軸の軸方向に直交する方向の空間を有効に利用することが可能となる。つまり、油切用部材と軸受との間に形成される油切り空間の容積を大きくできる。よって、軸受部からタービンロータ側に漏れ出し噴霧状となった潤滑油が一時溜まる上記油切り空間から、タービンロータ側に漏れ出す潤滑油の量を抑えることができる。すなわち、タービンロータ側へ漏れ出そうとする潤滑油の流出規制性能を向上させることができる。 According to this configuration, the oil draining member is disposed so as to extend in the radial direction perpendicular to the axial direction of the turbine shaft. By arranging the oil draining member so as to expand in the radial direction, it is possible to effectively use the space in the direction orthogonal to the axial direction of the turbine shaft. That is, the volume of the oil removal space formed between the oil removal member and the bearing can be increased. Therefore, it is possible to suppress the amount of lubricating oil leaking to the turbine rotor side from the oil draining space where the lubricating oil leaked from the bearing portion to the turbine rotor side and temporarily accumulated is sprayed. That is, it is possible to improve the outflow restriction performance of the lubricating oil that is about to leak to the turbine rotor side.
また、油切用部材は、縮径させた状態でハウジング内に挿入できるので、ハウジング嵌通部のシール性を高くするためにハウジング嵌通部の径を油切用部材の寸法より小さくしても、油切用部材をハウジング内に挿入できる。さらに、油切用部材は、弾性回復により拡径してハウジング内に形成される支持部に固定されるため、油切用部材によりタービン軸の慣性モーメントを大きくすることはなく、ターボチャージャーの過渡特性を低下させることはない。 In addition, since the oil draining member can be inserted into the housing in a reduced diameter state, the diameter of the housing fitting part is made smaller than the dimension of the oil draining member in order to increase the sealing performance of the housing fitting part. Also, the oil draining member can be inserted into the housing. Further, since the oil draining member is fixed to a support portion formed in the housing by expanding its diameter by elastic recovery, the oil draining member does not increase the moment of inertia of the turbine shaft, and the turbocharger transient The characteristic is not deteriorated.
また、本発明に係るタービン軸における油切装置における第２の特徴は、前記油切用部材は、一部に切れ目の設けられた環状のＣ形部材であって、前記支持部に当接させた状態で、前記タービンロータ側の径より前記軸受側の径が大きい切頭円錐体状の外形形状を有していることである。 Further, a second feature of the oil draining device for a turbine shaft according to the present invention is that the oil draining member is an annular C-shaped member partially provided with a cut, and is brought into contact with the support portion. In this state, the outer diameter of the truncated cone is larger than the diameter of the turbine rotor.
この構成によると、油切用部材を一部に切れ目の設けられた環状のＣ形部材とすることで、油切用部材は簡易な構造となる。また、油切用部材は、軸受側の径がタービンロータ側の径より大きい切頭円錐体状の外形形状であるので、軸受部からタービンロータ側に漏れ出し噴霧状となった潤滑油を、タービンロータ側へ漏れ出させにくい。 According to this configuration, the oil draining member has a simple structure by forming the oil draining member into an annular C-shaped member partially provided with a cut. Further, since the oil cutting member has a frustoconical outer shape in which the diameter on the bearing side is larger than the diameter on the turbine rotor side, the lubricating oil leaking from the bearing portion to the turbine rotor side and spraying is obtained. Difficult to leak to the turbine rotor side.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、以下の説明では、本発明に係るタービン軸における油切装置の説明と共に、本発明に係る油切装置の製造方法についても説明する。
まず、図１、２に基づき、本発明の一実施形態に係るタービン軸における油切装置を備えたターボチャージャー１について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るタービン軸における油切装置を示す模式図である。図２は、図１に示す油切用部材８の模式図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the following description, the manufacturing method of the oil drainage apparatus which concerns on this invention is demonstrated with description of the oil drainage apparatus in the turbine shaft which concerns on this invention.
First, based on FIG. 1, 2, the
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るタービン軸における油切装置を供えたターボチャージャー１は、タービン軸２と、タービン軸２の一方の端部に連結するタービンロータ３と、タービン軸２の他方の端部にタービン軸２と同軸に連結するコンプレッサロータ（不図示）と、タービン軸２に嵌入しタービン軸２の他方に配置する軸受４と、タービン軸２を嵌通させて収容するハウジング５とを備えている。ハウジング５のタービンロータ３側の端部には、タービンロータ３と軸受４との間に位置しタービン軸２が嵌通するハウジング嵌通部６がある。
As shown in FIG. 1, a
また、タービン軸２には、タービンロータ３と軸受４との間に、軸受４側から、内周が円弧状の油切用部材８、円筒状の油切り９、外周部にシールリング７を取り付けた円筒状のスペーサ１１の順で、潤滑油供給部１２から軸受４に供給された潤滑油をタービンロータ３側に流出させないための部材が配置されている。尚、油切り９およびシールリング７は、本発明に係るタービン軸における油切装置で必須のものではない。シールリング７が配置されるハウジング嵌通部６は、軸受４側からの潤滑油をタービンロータ３が収容されるハウジング（不図示）内に流出させないための最終のシール部である。尚、シールリング７は、ハウジング５の内壁側に装着されていてもよい。
Further, the
また、ハウジング嵌通部６と軸受４との間におけるハウジング５の内壁１０の径は、軸受４が配置された部分におけるハウジング５の内壁の径よりも大きい。また、ハウジング５の内壁１０は、タービンロータ３側から軸受４側に向けてタービン軸２中心方向に傾斜する斜面となっている。これにより、軸受４側からの油を溜めて排除できるようになっている。尚、ハウジング５の内壁１０は、軸受４側からタービンロータ３側に向けてタービン軸２中心方向に傾斜する斜面であってもよいし、タービン軸２の軸方向Ｘに平行な面であってもよいし、円弧状の面であってもよい。
Further, the diameter of the
次に、図２に基づき、油切用部材８について説明する。図２（ａ）は、油切用部材８の形状を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す油切用部材８の側面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、油切用部材８は、一部に切れ目２３の設けられた環状のＣ形部材であって、外部からなんらの外力を作用させていない状態においては、平板状の形態を有している。
Next, the
図２（ｃ）は、油切用部材８の切れ目２３部分の部材を相互に重ね合わせて、油切用部材８を弾性変形で縮径させた状態を示す平面図であり、図２（ｄ）は、図２（ｃ）に示す油切用部材８の側面図である。図２（ｄ）に示すように、弾性変形で縮径させた油切用部材８は、円錐体の頭部を底面と平行な平面で切り取った残りの部分の立体である切頭円錐体状の外形形状を有している。
FIG. 2C is a plan view showing a state in which the members of the
図１に戻り、タービン軸２に挿入された油切用部材８は、油切り９と軸受４との間で、タービン軸２の軸方向Ｘに直交する放射方向Ｙに弾性回復により拡径させて、油切用部材８の外周をハウジング５内に形成される支持部であるハウジング５の内壁１０に当接させられている。図１に示すように、油切用部材８の弾性変形が完全に回復していないため、油切用部材８は、タービンロータ３側の径Ｄ３より軸受４側の径Ｄ１が大きい切頭円錐体状の外形形状でハウジング５の内壁１０に当接して固定されている。よって、油切用部材８はタービン軸２に固定されていないので、油切用部材８によりタービン軸２の慣性モーメントを大きくすることはなく、ターボチャージャー１の過渡特性を低下させることはない。
Returning to FIG. 1, the
尚、油切用部材８は、タービン軸２を嵌通させて収容するハウジング５の内壁１０に限らず、例えば、軸受４を収容するためのハウジングの内壁や、別途設けられる油切用部材８を当接させる専用の環状の当接用部材などの支持部に当接させてもよい。また、油切用部材８の軸方向Ｘの位置は、油切り９と軸受４との間に限られることはなく、ハウジング嵌通部６と軸受４との間であればよい。
The
次に、本発明に係る油切装置の製造方法について説明する。まず、内周が円弧状の油切用部材８を、ハウジング嵌通部６のハウジング５の内壁径Ｄ２よりも小さく弾性変形で縮径させた状態で、タービンロータ３側からハウジング５内に挿入する（挿入工程）。ここでは、タービン軸２が収容される前のハウジング５内に油切用部材８を挿入してもよいし、油切用部材８が挿入される前にハウジング５内に収容されたタービン軸に対して油切用部材８を挿入してもよい。
Next, the manufacturing method of the oil draining device according to the present invention will be described. First, the
油切用部材８を縮径させた状態でハウジング５内に挿入するので、ハウジング嵌通部６の径を油切用部材８の寸法より小さくしても、油切用部材８をハウジング５内に挿入できる。つまり、ハウジング嵌通部６のシール長を短くすることができ、ハウジング嵌通部６のシール性を向上させることができる。
Since the
次に、ハウジング５内に挿入した油切用部材８を、ハウジング嵌通部６と軸受４との間で、タービン軸２の軸方向Ｘに直交する放射方向Ｙに弾性回復により拡径させて、油切用部材８の外周をハウジング５内に形成される支持部であるハウジング５内の内壁１０に当接させる（装着工程）。その後、ハウジング５内にタービン軸２が収容されていない場合は、ハウジング５内にタービン軸２を収容する。そして、油切り９、スペーサ１１の順で、油切り９およびシールリング７を取り付けたスペーサ１１をタービン軸２に取り付けてハウジング５内に収容する。最後に、タービンロータ３をタービン軸２の端部に取り付ける。尚、本実施形態において、油切用部材８は、油切り９と軸受４との間に配置されている。
Next, the
油切用部材８を弾性回復により拡径させ、ハウジング５内の内壁１０に当接させて装着することにより、油切用部材８は、タービン軸２の軸方向Ｘに直交する放射方向Ｙに向けて拡がって配置される。これにより、軸方向Ｘに直交する方向の空間をハウジング内壁１０まで有効に利用することが可能となる。つまり、油切用部材８と軸受４との間に形成される油切り空間Ｓの容積を大きくできる。よって、軸受４部からタービンロータ３側に漏れ出し噴霧状となった潤滑油が一時溜まる油切り空間Ｓから、タービンロータ３側に漏れ出す潤滑油の量を抑えることができる。すなわち、タービンロータ３側へ漏れ出そうとする潤滑油の流出規制性能を向上させることができるのである。油切用部材８を装着することによりシール性が向上するので、油切り９の外径を従来よりも小さくすることができる。
By expanding the diameter of the
また、油切用部材８を、軸受４側の径Ｄ１がタービンロータ３側の径Ｄ３より大きい切頭円錐体状の外形形状としているので、油切用部材８は、油切り空間Ｓを覆うように形成され、軸受４部からタービンロータ３側に漏れ出し噴霧状となった潤滑油をタービンロータ３側へ漏れ出させにくい。
Further, since the
さらに、ハウジング嵌通部６のハウジング５の内径Ｄ２を、ハウジング５内に装着された油切用部材８の外径Ｄ１よりも小さくしているので、ハウジング嵌通部６のシール長を短くすることができ、ハウジング嵌通部６のシール性を向上させることができる。
Further, since the inner diameter D2 of the
さらに、支持部であるハウジング５内の内壁１０に当接させた状態の油切用部材８の内径Ｄ３を、タービン軸２の径Ｄ４よりも大きくしているので、油切用部材８とタービン軸２との接触は防止される。つまり、油切用部材８とタービン軸２との接触によるタービン軸２の摩擦ロスは生じにくい。尚、支持部に当接させた状態の油切用部材８の内径Ｄ３を、油切り９の外径よりも大きくしてもよい。
Furthermore, since the inner diameter D3 of the
尚、油切用部材の外周の形状は、円弧状に限られるものではなく、切れ目が設けられた矩形状、五角形状、六角形状などの多角形状としてもよい。 The shape of the outer periphery of the oil draining member is not limited to an arc shape, and may be a polygonal shape such as a rectangular shape with a cut, a pentagonal shape, or a hexagonal shape.
図３は、図１に示すタービン軸における油切装置の変形例を示す模式図である。尚、本変形例の説明においては、図１に示すターボチャージャー１と同一の構成部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。図３（ａ）に示すように、本変形例では、ハウジング５の内壁１０に対して、タービン軸２の回転方向に段差２１を内壁１０全周に設けている。これにより、油切用部材８を支持部であるハウジング５の内壁１０に対してより確実に固定することができる。尚、段差２１をハウジング５の内壁１０の全周に設ける必要はなく一部に設けてもよい。
FIG. 3 is a schematic view showing a modification of the oil draining device in the turbine shaft shown in FIG. In the description of this modification, the same components as those of the
また、図３（ｂ）に示す変形例では、ハウジング５の内壁１０に対して、タービン軸２の回転方向にミゾ２２を内壁１０全周に設けている。これにより、油切用部材８を支持部であるハウジング５の内壁１０に対してより確実に固定することができる。尚、ミゾ２２をハウジング５の内壁１０の全周に設ける必要はなく一部に設けてもよい。
In the modification shown in FIG. 3B,
図４は、図１に示すタービン軸における油切装置の他の変形例を示す模式図である。尚、本変形例の説明においては、図１に示すターボチャージャー１と同一の構成部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。図４に示すように、本変形例では、ハウジング嵌通部６と軸受４との間に２つの油切用部材（８、８’）を装着させている。これにより、２つの油切り空間（Ｓ、Ｓ’）が形成され、軸受４部からタービンロータ３側に漏れ出し噴霧状となった潤滑油がタービンロータ３側に漏れ出す量をより抑えることができる。尚、油切用部材の数量は、２つに限定されることはない。
FIG. 4 is a schematic view showing another modification of the oil draining device in the turbine shaft shown in FIG. In the description of this modification, the same components as those of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims. .
１：ターボチャージャー
２：タービン軸
３：タービンロータ
４：軸受
５：ハウジング
６：ハウジング嵌通部
８、２４：油切用部材
Ｘ：軸方向
Ｙ：放射方向
1: Turbocharger 2: Turbine shaft 3: Turbine rotor 4: Bearing 5: Housing 6:
Claims (7)
内周が円弧状の油切用部材を、弾性変形で縮径させた状態で、前記タービンロータ側から前記ハウジング内に挿入する挿入工程と、
前記ハウジング内に挿入した前記油切用部材を、前記ハウジング嵌通部と前記軸受との間の所定位置で、前記タービン軸の軸方向に直交する放射方向に弾性回復により拡径させて、当該油切用部材を前記ハウジング内に形成される支持部に当接させる装着工程と、を備えていることを特徴とする、ターボチャージャーのタービン軸における油切装置の製造方法。 A turbine shaft, a turbine rotor coupled to one end of the turbine shaft, a bearing that is fitted into the turbine shaft and disposed on the other of the turbine shaft, a housing that is fitted and accommodated with the turbine shaft, A method of manufacturing an oil draining device in a turbine shaft of a turbocharger, which has a housing fitting portion at an end of the housing that is located between a turbine rotor and the bearing and into which the turbine shaft is fitted,
An insertion step of inserting an oil draining member having an arcuate inner circumference into the housing from the turbine rotor side in a state where the diameter is reduced by elastic deformation;
The diameter of the oil draining member inserted into the housing is expanded by elastic recovery in a radial direction perpendicular to the axial direction of the turbine shaft at a predetermined position between the housing fitting portion and the bearing. And a mounting step of bringing an oil draining member into contact with a support portion formed in the housing. A method for manufacturing an oil draining device in a turbine shaft of a turbocharger.
前記装着工程において、前記油切用部材を拡径させて、当該油切用部材の外周を前記支持部である前記ハウジング内の内壁に当接させることを特徴とする、請求項１に記載の油切装置の製造方法。 In the inserting step, in a state where the diameter of the oil draining member is reduced, it is inserted into the turbine shaft in the housing,
2. The mounting method according to claim 1, wherein in the mounting step, the oil draining member is expanded in diameter, and an outer periphery of the oil draining member is brought into contact with an inner wall of the housing which is the support portion. A method for producing an oil draining device.
前記挿入工程において、前記Ｃ形部材を縮径させて切頭円錐体状の外形形状にして挿入し、
前記装着工程において、前記Ｃ形部材を拡径させて前記タービンロータ側の径より前記軸受側の径が大きい切頭円錐体状の外形形状で前記支持部に当接させることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の油切装置の製造方法。 The oil draining member is an annular C-shaped member provided with a cut in part,
In the inserting step, the C-shaped member is reduced in diameter and inserted into a truncated cone-shaped outer shape,
In the mounting step, the C-shaped member is expanded to contact the support portion with a truncated cone-shaped outer shape having a larger diameter on the bearing side than the diameter on the turbine rotor side. The manufacturing method of the oil draining apparatus of Claim 1 or Claim 2.
前記ハウジング嵌通部と前記軸受との間の所定位置で、前記タービン軸の軸方向に直交する放射方向に弾性回復により拡径させて、前記ハウジング内に形成される支持部に当接させた内周が円弧状の油切用部材を備えていることを特徴とする、タービン軸における油切装置。 A turbine shaft, a turbine rotor coupled to one end of the turbine shaft, a bearing that is fitted into the turbine shaft and disposed on the other of the turbine shaft, a housing that is fitted and accommodated with the turbine shaft, An oil draining device for a turbine shaft of a turbocharger having a housing fitting portion at an end of the housing that is located between the turbine rotor and the bearing and through which the turbine shaft is fitted,
At a predetermined position between the housing fitting portion and the bearing, the diameter is expanded by elastic recovery in a radial direction orthogonal to the axial direction of the turbine shaft, and is brought into contact with a support portion formed in the housing. An oil draining device for a turbine shaft, characterized in that an oil draining member having an arcuate inner periphery is provided.
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2007
- 2007-03-23 JP JP2007077287A patent/JP2008232124A/en active Pending
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