JP2009167872A - Turbocharger - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、過給機に関し、より特定的には、コンプレッサおよびタービン間を連結するシャフトの軸受として浮動ブッシュを備える過給機に関するものである。 The present invention relates to a supercharger, and more particularly, to a supercharger including a floating bush as a bearing for a shaft connecting between a compressor and a turbine.
従来の過給機は、たとえば特開2002−213450号公報(特許文献1)、特開2007−46642号公報(特許文献2)、特開2005−248856号公報(特許文献3)、特開平11−336744号公報(特許文献4)および特開平6−137157号公報(特許文献5)が開示されている。
特許文献1では、請求項1において、回転軸と、回転軸の外周に内周側が摺動接触する断面真円形状のフルフロート式円筒状浮動ブッシュと、浮動ブッシュの外周面に摺動接触する軸受とから構成され、浮動ブッシュの内周面または外周面に、軸方向に延在する溝を複数箇所配設することが開示されている。 In Patent Document 1, in claim 1, a rotary shaft, a full float cylindrical floating bush having a perfectly circular cross section whose inner peripheral side is in sliding contact with the outer periphery of the rotating shaft, and a sliding contact with the outer peripheral surface of the floating bush. It is disclosed that a plurality of grooves extending in the axial direction are disposed on the inner peripheral surface or outer peripheral surface of the floating bush.
特許文献2では、請求項1において、フルフロートベアリングであって、内周面および外周面の少なくとも一方に螺旋溝が設けられる構成が開示されている。 In patent document 2, in Claim 1, it is a full float bearing, Comprising: The structure by which a spiral groove is provided in at least one of an internal peripheral surface and an outer peripheral surface is disclosed.
特許文献3では、請求項1に各スラスト動圧軸受とハウジングとの間に、それぞれ制振部材が介在配置されている構成が開示されている。 Patent Document 3 discloses a configuration in which a damping member is interposed between each thrust dynamic pressure bearing and the housing in claim 1.
特許文献4では、請求項1に軸受の内周面を、軸心と同心の中立円にサイン曲線を複数波載せた曲面形状に形成してなることが開示されている。 In Patent Document 4, it is disclosed in Claim 1 that the inner peripheral surface of the bearing is formed into a curved surface shape in which a plurality of sine curves are placed on a neutral circle concentric with the shaft center.
特許文献5では、センターハウジングに筒状のブッシュを固定し、ブッシュにオイル通路からのオイルを回転軸の回転方向と同一の向きでフロートベアリング側に供給する複数のオイル排出孔が開示されている。 Patent Document 5 discloses a plurality of oil discharge holes in which a cylindrical bush is fixed to a center housing, and oil from an oil passage is supplied to the bush in the same direction as the rotation direction of the rotary shaft to the float bearing side. .
従来の技術では、浮動ブッシュを用いた構成において、フリクションの低減と軸変位の低減を図るという効果と、耐焼付き性の向上および減衰性の向上という効果を両立させることが困難であり、これらはトレードオフの関係となっていた。 In the conventional technology, in the configuration using the floating bush, it is difficult to achieve both the effects of reducing friction and axial displacement, and improving the seizure resistance and damping. It was a trade-off relationship.
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、優れた回転特性を有する過給機を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a supercharger having excellent rotational characteristics.
この発明の1つの局面に従った過給機は、コンプレッサとタービンとを連結し、回転可能に支持されたタービンシャフトと、タービンシャフトを回転可能に支持する浮動ブッシュと、タービンシャフトおよび浮動ブッシュを収容可能な筐体とを備える。浮動ブッシュの内周面および外周面には軸方向に延びる凹凸部が設けられ、内外周面の凹凸部には位相差が設けられ、内周面の凹部から外周面の凸部へ貫通する貫通孔が設けられる。 A turbocharger according to one aspect of the present invention includes a turbine shaft that is connected to a compressor and a turbine and is rotatably supported, a floating bush that rotatably supports the turbine shaft, and a turbine shaft and a floating bush. And a housing that can be accommodated. The inner and outer peripheral surfaces of the floating bush are provided with concavo-convex portions extending in the axial direction, the concavo-convex portions of the inner and outer peripheral surfaces are provided with a phase difference, and penetrates from the concave portion of the inner peripheral surface to the convex portion of the outer peripheral surface. A hole is provided.
このように構成された過給機では、貫通孔が外周面の凸部に設けられるため、油圧の解放圧力が凹部に比べ少ないため、浮動ブッシュの内周側への給油性が向上する。これによりフリクションの低減を図り好ましい回転特性を得ることができる。 In the supercharger configured as described above, since the through hole is provided in the convex portion of the outer peripheral surface, the release pressure of the hydraulic pressure is less than that of the concave portion, so that the oil supply property to the inner peripheral side of the floating bush is improved. As a result, it is possible to reduce the friction and obtain a preferable rotational characteristic.
この発明の別の局面に従った過給機は、コンプレッサとタービンとを連結し、回転可能に支持されたタービンシャフトと、タービンシャフトを回転可能に支持する浮動ブッシュと、タービンシャフトおよび浮動ブッシュを収容可能な筐体とを備え、浮動ブッシュの内周面および外周面には軸方向に延びる凹凸部が設けられ、内周面の凹凸部の段差は、外周面の凹凸部の段差よりも大きい。 A turbocharger according to another aspect of the present invention includes a compressor and a turbine connected to each other, a turbine shaft rotatably supported, a floating bush rotatably supporting the turbine shaft, and a turbine shaft and a floating bush. The inner surface and the outer peripheral surface of the floating bush are provided with uneven portions extending in the axial direction, and the step of the uneven portion on the inner peripheral surface is larger than the step of the uneven portion on the outer peripheral surface. .
通常、浮動ブッシュはタービンシャフト回転数ω(rpm)に対し、約0.3ω(rpm)で回転する。この場合、浮動ブッシュと筐体の周速に対し、タービンシャフトと浮動ブッシュの周速が速く、軸受としては、浮動ブッシュの内周面側の負荷が高い。ここで、内周面側の凹凸の段差を外周面側の凹凸部の段差よりも大きくすることで浮動ブッシュがタービンシャフトの回転に追従しやすくすることで、タービンシャフトに対する浮動ブッシュの回転数αω(rpm)を調整し、回転特性を向上させることができる。 Usually, the floating bush rotates at about 0.3Ω (rpm) with respect to the turbine shaft rotational speed ω (rpm). In this case, the peripheral speed of the turbine shaft and the floating bush is faster than the peripheral speed of the floating bush and the casing, and the load on the inner peripheral surface side of the floating bush is high as a bearing. Here, by making the unevenness step on the inner peripheral surface side larger than the unevenness portion on the outer peripheral surface side, it becomes easier for the floating bush to follow the rotation of the turbine shaft. (Rpm) can be adjusted to improve the rotation characteristics.
好ましくは、タービンシャフトと浮動ブッシュの内周面との間の面積と、筐体とタービンシャフトの外周面との間の面積とが等しい。 Preferably, the area between the turbine shaft and the inner peripheral surface of the floating bush is equal to the area between the housing and the outer peripheral surface of the turbine shaft.
この発明のさらに別の局面に従った過給機は、コンプレッサとタービンとを連結し、回転可能に支持されたタービンシャフトと、タービンシャフトを回転可能に支持するコンプレッサ側浮動ブッシュおよびタービン側浮動ブッシュと、タービンシャフト、コンプレッサ側浮動ブッシュおよびタービン側浮動ブッシュを収容可能な筐体とを備え、コンプレッサ側浮動ブッシュの内周面および外周面には軸方向に延びる凹凸部が設けられ、タービン側浮動ブッシュの内周面および外周面には、軸方向に延びる凹凸部が設けられ、タービンシャフトに直交する断面において、コンプレッサ側浮動ブッシュの外周面の凹部の幅(Ho1C)とコンプレッサ側浮動ブッシュの外周面の凸部の幅(Ho2C)との比率RoC(=Ho2C/Ho1C)は、タービン側浮動ブッシュの外周面の凹部の幅(Ho1T)とタービン側浮動ブッシュの外周面の凸部の幅(Ho2T)との比率RoT(=Ho2T/Ho1T)よりも大きく、かつコンプレッサ側浮動ブッシュの内周面の凹部の幅(Hi1C)とコンプレッサ側浮動ブッシュの内周面の凸部の幅(Hi2C)との比率RiC(=Hi2C/Hi1C)は、タービン側浮動ブッシュの内周面の凹部の幅(Hi1T)とタービン側浮動ブッシュの内周面の凸部の幅(Hi2T)との比率RiT(=Hi2T/Hi1T)よりも大きい。 A turbocharger according to still another aspect of the present invention includes a turbine shaft rotatably connected to a compressor and a turbine, and a compressor side floating bush and a turbine side floating bush that rotatably support the turbine shaft. And a housing capable of accommodating the turbine shaft, the compressor side floating bush, and the turbine side floating bush. The inner and outer peripheral surfaces of the compressor side floating bush are provided with uneven portions extending in the axial direction. On the inner and outer peripheral surfaces of the bush, there are uneven portions extending in the axial direction. In the cross section perpendicular to the turbine shaft, the width of the concave portion (Ho 1C ) of the outer peripheral surface of the compressor side floating bush and the compressor side floating bush The ratio Ro C (= Ho 2C / Ho 1C ) with the width (Ho 2C ) of the convex portion on the outer peripheral surface is Greater than the ratio Ro T (= Ho 2T / Ho 1T ) between the width of the concave portion (Ho 1T ) on the outer peripheral surface of the engine-side floating bush and the width of the convex portion (Ho 2T ) on the outer peripheral surface of the turbine-side floating bush; The ratio Ri C (= Hi 2C / Hi 1C ) between the width of the concave portion (Hi 1C ) on the inner peripheral surface of the compressor side floating bush and the width of the convex portion (Hi 2C ) on the inner peripheral surface of the compressor side floating bush is determined by the turbine This is larger than the ratio Ri T (= Hi 2T / Hi 1T ) between the width of the concave portion (Hi 1T ) on the inner peripheral surface of the side floating bush and the width of the convex portion (Hi 2T ) on the inner peripheral surface of the turbine side floating bush.
一般に、過給機回転体の重心位置は、タービンホイールの質量がインペラの質量に比べて大きいため、タービン側に位置している。そのため、タービン側浮動ブッシュへの負荷が大きくなる傾向がある。また、タービンホイールに850℃を超える排気を噴射することで駆動するため、タービン側浮動ブッシュのオイル温度が上昇する傾向にある。 Generally, the gravity center position of the supercharger rotor is located on the turbine side because the mass of the turbine wheel is larger than the mass of the impeller. Therefore, the load on the turbine side floating bush tends to increase. Further, since the turbine wheel is driven by injecting exhaust gas exceeding 850 ° C., the oil temperature of the turbine side floating bush tends to rise.
タービン側の凸部の比率(RoT、RiT)をコンプレッサ側の凸部の比率(RoC、RiC)に対し小さくすることで、重心位置がタービン側に偏っていることによる偏荷重に起因した、タービン側浮動ブッシュの摩耗を防止できるとともに、タービン側へオイル供給を増大させることができるため、浮動ブッシュの焼付きを防止できる。そのため回転特性が向上する。 By reducing the ratio of the convex part on the turbine side (Ro T , Ri T ) relative to the ratio of the convex part on the compressor side (Ro C , Ri C ), the load of the center of gravity is biased toward the turbine side. As a result, wear of the turbine-side floating bush can be prevented and oil supply to the turbine side can be increased, so that seizure of the floating bush can be prevented. Therefore, rotation characteristics are improved.
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については、同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated. In addition, the embodiments can be combined.
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1に従った過給機(ターボチャージャ)の断面図である。図1を参照して、ターボチャージャ10は、中心軸101に沿って延びるタービンシャフト21と、タービンシャフト21の両側に接続されたコンプレッサ23およびタービン22と、タービンシャフト21の外周上を取囲むように設けられたセンターハウジング30と、タービンシャフト21を支持するコンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a supercharger (turbocharger) according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1,
センターハウジング30には、タービンシャフト21、コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19を収容する収容空間30aが規定されている。
The
さらに、コンプレッサ23およびタービン22は、タービンシャフト21によってたがに連結されている。コンプレッサ23およびタービン22は、中心軸101の軸方向に距離を隔てて設けられている。コンプレッサ23は、たとえばアルミニウムから形成されている。タービン22は、排気ガスに直接晒され、非常に高温になるため、耐熱性や耐久性を備える超耐熱合金またはセラミックスから構成されている。
Further, the
コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19は、タービンシャフト21をセンターハウジング30に対して回転自在に支持している。コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19により支持されたタービンシャフト21は、コンプレッサ23およびタービン22とともに中心軸101を中心に回転する。
The compressor
コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19は、円筒状に形成されており、コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19の軸方向に延びる内周面18d,19dが形成されており、内周面18d,19dは貫通孔を規定している。内周面18d,19dには、タービンシャフト21が挿入されている。このようにして、コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19は、タービンシャフト21を回転可能に支持している。
The compressor
コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19は、コンプレッサ23とタービン22との間に設けられている。コンプレッサ側浮動ブッシュ18とタービン側浮動ブッシュ19とは、中心軸101の軸方向に間隔を隔てて設けられている。タービン側浮動ブッシュ19は、タービン22側に設けられ、コンプレッサ側浮動ブッシュ18はコンプレッサ23側に設けられている。
The compressor
たとえば、タービン22とタービン側浮動ブッシュ19との距離は、相対的に小さく、タービン22とコンプレッサ側浮動ブッシュ18との間の距離は相対的に大きい。また、コンプレッサ23とタービン側浮動ブッシュ19との間の距離は、相対的に大きく、コンプレッサ23とコンプレッサ側浮動ブッシュ18との距離は、相対的に小さい。言い換えれば、中心軸101の軸方向において、タービン側浮動ブッシュ19は、タービン22とコンプレッサ側浮動ブッシュ18との間に配置されている。コンプレッサ側浮動ブッシュ18は、コンプレッサ23とタービン側浮動ブッシュ19との間に配置されている。
For example, the distance between the
ターボチャージャ10はスラストブッシュ14およびスラストベアリング13をさらに備えている。スラストブッシュ14は、タービンシャフト21の外周面に固定されている。スラストブッシュ14は、コンプレッサ側浮動ブッシュ18とコンプレッサ23との間に配置されている。スラストベアリング13は、中心軸101の軸方向に微小な隙間を設けてスラストブッシュ14に係合している。その隙間に潤滑油が供給されることによってタービンシャフト21は中心軸101の軸方向に支持されている。
The
センターハウジング30には、潤滑油が流通する給油通路(給油機構)35が設けられている。給油通路35に流れる潤滑油は、コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19ならびにスラストベアリング13に潤滑油として供給される。
The
ここで、給油通路35は、潤滑油が供給される供給口36aが形成され、吐出口18aを介してコンプレッサ側浮動ブッシュ18に潤滑油を供給する給油管36と、吐出口19aを介して潤滑油をタービン側浮動ブッシュ19に供給する給油管38と、給油管38と給油管36とを接続して、給油管36に供給された潤滑油の一部を給油管38に導く給油管37とを備えている。
Here, the
ここで、吐出口18aからコンプレッサ側浮動ブッシュ18に潤滑油が供給されると、コンプレッサ側浮動ブッシュ18の内周面18dと、タービンシャフト21の外周面21aとの間に油膜が形成される。また、コンプレッサ側浮動ブッシュ18の外周面18eと、収容空間30aを規定する内壁面との間にも油膜が形成される。このため、コンプレッサ側浮動ブッシュ18は、収容空間30aを規定する内壁面およびタービンシャフト21の外周面21aとのいずれもから離れ、浮いた状態となる。
Here, when lubricating oil is supplied from the
また、吐出口19aからタービン側浮動ブッシュ19に潤滑油が供給されると、タービン側浮動ブッシュ19の内周面19dと、タービンシャフト21の外周面21aとの間に油膜が形成されるとともに、タービン側浮動ブッシュ19の外周面19eと、収容空間30aを規定する内壁面との間にも油膜が形成される。このため、タービン側浮動ブッシュ19も、収容空間30aを規定する内壁面およびタービンシャフト21の外周面21aとのいずれもから離れ、浮いた状態となる。
When lubricating oil is supplied from the
なお、給油管37の一方の端部は給油管38に接続されており、他方の端部はスラストベアリング13に向けて潤滑油を吐出する吐出口13aが形成されている。
Note that one end of the
ターボチャージャ10の働きについて簡単に説明すると、エンジンから排出される排気ガスは、エンジンの各気筒に接続されたエキゾーストマニホールドからタービンハウジングの渦室に導かれる。排気ガスはそこでタービン22を回転させ、その回転力がタービンシャフト21に伝達される。その後、エンジンに供給するため車外より導入された空気は、図示しないエアークリーナによってろ過された後、コンプレッサハウジング内に導かれる。空気は、タービンシャフト21と一体となって回転するコンプレッサ23により加圧され、加圧された空気はインタークーラーに導かれ、冷却された状態でエンジンのインテークマニホールドへと導入される。
The operation of the
図2は、コンプレッサ側浮動ブッシュの構成を示す斜視図である。図2を参照して、コンプレッサ側浮動ブッシュ18は円筒形状であり、内周面18dには、凹部118dおよび凸部218dが設けられている。また、外周面18eにも凹部118eおよび凸部218eが設けられている。内周面18dから外周面18eへ貫通するように貫通孔118が設けられている。
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the compressor side floating bush. Referring to FIG. 2, the compressor-
図3は、内周面の凹凸の位相と外周面の凹凸の位相とを示す図である。図3を参照して、内周面の凹部118dと外周面18eの凹部118eの位相がずれている。また、内周面18dの凸部218dと外周面18eの凸部218eの位相がずれている。すなわち、外周面18eの凸部218eと内周面18dの凹部118dが同位相となるように位相差が設けられている。
FIG. 3 is a diagram showing the phase of the unevenness on the inner peripheral surface and the phase of the unevenness on the outer peripheral surface. Referring to FIG. 3, the phase of the
図4は、貫通孔を示す図である。図4を参照して、オイル供給孔としての貫通孔118は内周面18dの凹部118dと外周面18eの凸部218eとを結ぶように設けられている。内周面18dの凹部118eに貫通孔が達しており、この部分では隙間が広いため、外周面18e側に対する圧力差が拡大し、より内側にオイルが供給される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a through hole. Referring to FIG. 4, through
なお、図3および図4で示す構成は、コンプレッサ側浮動ブッシュ18のみならず、タービン側浮動ブッシュ19に設けることも可能である。すなわち、コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19のいずれかで図3および図4で示す構成を採用することが可能である。
3 and 4 can be provided not only on the compressor
実施の形態1に従ったターボチャージャ10は、コンプレッサ23とタービン22とを連結し、回転可能に支持されたタービンシャフト21と、タービンシャフト21を回転可能に支持するコンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19と、タービンシャフト21、コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19を収容可能なセンターハウジング30とを、備える。コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19のいずれかの内周面18d,19dと外周面18e,19eのいずれかには軸方向に延びる凹凸部が設けられている。内周面18d,19dと外周面18e,19eの凹凸には位相差が設けられ、内周面18d,19dの凹部から外周面18e,19eの凸部へ貫通する貫通孔118,119が設けられている。
A
図3で示すように、コンプレッサ側浮動ブッシュ18の内周面18dおよび外周面18eの凹凸に角度θの位相差を設けている。また、コンプレッサ側浮動ブッシュ18の貫通孔118は、内周面18dの凹部118dと外周面18eの凸部218eとを結ぶように構成されている。これにより、凸部において油膜厚さを低減でき、フリクション低減と軸変位の低減に寄与し、凹部では耐焼付き性および減衰性を確保できる。さらに、オイルを供給するための貫通孔118が外周面18eの凸部218eに設けられており、油圧の解放圧力が凹部に比べ少ないため、コンプレッサ側浮動ブッシュ18の内周面18d側への給油性が向上する。
As shown in FIG. 3, a phase difference of an angle θ is provided on the unevenness of the inner
(実施の形態2)
図5は、この発明の実施の形態2に従ったターボチャージャの断面図である。図5を参照して、この発明の実施の形態2に従ったターボチャージャ10では、内周面18dの凹凸の段差が、外周面18eの凹凸の段差よりも大きい。凹凸の段差は、軸受面積、オイル粘度などでも変わるため、ターボチャージャにより最適値に設定する必要がある。この実施の形態では、以下の式が成立するように各パラメータを調整している。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a turbocharger according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, in
ここで、回転軸と直交する断面において、riはタービンシャフト21の径、ciはタービンシャフト21の外周面21aと凸部218dとのクリアランス、Liは凹部118dと凸部218dとの段差、roは収容空間30aの内径、Coは収容空間30aと凸部218eとのクリアランス、Loは凹部118eと凸部218eとの段差である。
Here, in the cross section orthogonal to the rotation axis, ri is the diameter of the
上述の式が成立することで、内周面18dと外周面21aとの間の面積と、収容空間30aの壁面と外周面18eの間の面積が等しくなる。上述の式においてπ(ri+ci)2−πri2は、回転軸に直交する断面におけるタービンシャフト21と内周面18dの凸部218dを結ぶ円との間で形成される面積であり、式中の1/2{π(ri+Li+Ci)2−π(ri+Ci)2}は凹部118dで形成される面積である。
When the above formula is established, the area between the inner
上式のπro2−π(ro−Co)2は、回転軸に直交する断面における収容空間30aの壁面と凸部218eを結ぶ円との間で形成される面積であり、1/2{π(ro−Co)2−π(ro−Co−Lo)2}は凹部118eにより形成される面積である。
Πro 2 -π (ro-Co) 2 in the above equation is the area formed between the circle connecting wall and the
なお、Ci、Coは、それぞれタービンシャフト21、およびコンプレッサ側浮動ブッシュ18の回転中心が中心軸に一致した場合での値である。
Ci and Co are values when the rotation centers of the
実施の形態2では、ターボチャージャ10は、コンプレッサとタービンを連結し、回転可能に支持されたタービンシャフト21と、タービンシャフト21を回転可能に支持するコンプレッサ側浮動ブッシュ18と、タービンシャフト21およびコンプレッサ側浮動ブッシュ18とを収容可能なセンターハウジング30とを備える。なお、図5で示す構造は、コンプレッサ側浮動ブッシュ18だけでなく、タービン側浮動ブッシュで成立していてもよい。
In the second embodiment, the
通常、コンプレッサ側浮動ブッシュ18およびタービン側浮動ブッシュ19は、タービンシャフト21の回転数ω(rpm)に対し、通常約0.3ω(rpm)で回転する。
Usually, the compressor
この場合、浮動ブッシュとセンターハウジング30の周速に対し、タービンシャフト21と浮動ブッシュの内側の間の周速が速く、内周面側での負荷が高い。上述の数式の関係を成立させることで、内側の凹凸を大きくし、浮動ブッシュがシャフトの回転に追従しやすくすることで、タービンシャフト21に対する浮動ブッシュの回転数αω(rpm)を調整し、より速く浮動ブッシュを回転させることが可能である。また、凹凸の幅H1,H2は変化しないため、軸受としての負荷容量の変化はない。
In this case, the peripheral speed between the
(実施の形態3)
図6は、この発明の実施の形態3に従ったターボチャージャの断面図である。図6を参照して、この発明の実施の形態3に従ったターボチャージャ10では、タービン側浮動ブッシュ19とコンプレッサ側浮動ブッシュ18の凹凸形状を異なる形状とする。具体的には、RoC>RoTが成立し、かつRiC>RiTが成立する構成とする。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a sectional view of a turbocharger according to the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, in
ここで、図6を参照して、回転体の重心10Gの位置は、一般にタービン22側に位置する。その理由としてタービン22の質量がコンプレッサ23の質量に対して大きいためである。そのため、タービン側浮動ブッシュ19への負荷が大きくなる傾向にある。また、ターボチャージャ10において、タービン22に850℃を超える排気を噴射することで駆動するため、タービン側浮動ブッシュ19のオイル温度が上昇する傾向にある。
Here, referring to FIG. 6, the position of the center of gravity 10G of the rotating body is generally located on the
図7は、コンプレッサ側浮動ブッシュの形状を説明するための斜視図である。図8は、タービン側浮動ブッシュの形状を説明するための斜視図である。RoCはコンプレッサ側浮動ブッシュ18の外周面18eにおける凸部218eの割合であり、RoC=Ho2C/Ho1Cで示すように定義される。ここで、Ho2Cは凸部218eの幅、Ho1Cは凹部118eの幅である。
FIG. 7 is a perspective view for explaining the shape of the compressor side floating bush. FIG. 8 is a perspective view for explaining the shape of the turbine-side floating bush. Ro C is the fraction of the
内周面18dにおける凸部218dの比率RiCはRiC=Hi2C/Hi1Cで定義される。ここで、Hi2Cは凸部218dの幅、Hi1Cは凹部118dの幅である。
The ratio Ri C of the
凸部219eの比率RoTはRoT=Ho2T/Ho1Tで定義される。ここでHo2Tは凸部219eの幅、Ho1Tは凹部119eの幅である。凸部219dの比率RiTはRiT=Hi2T/Hi1Tで定義される。ここでHi2Tは凸部219dの幅、Hi1Tは凹部119dの幅である。
The ratio Ro T of the
この実施の形態では、タービン側浮動ブッシュ19での凸部の比率RoT、RiTをコンプレッサ側浮動ブッシュ18の凸部の比率RoC、RiCに対し小さくすることで、重心位置がタービン側に偏っていることで発生する偏摩耗に起因した、タービン側浮動ブッシュ19の摩耗を防止できるとともに、また、タービン側浮動ブッシュ19へのオイル供給量を増大させるこたとができるため、タービン側浮動ブッシュ19の焼付き防止を図ることができる。
In this embodiment, the ratio Ro T , Ri T of the convex part in the turbine
図9は、別の例に従ったコンプレッサ側浮動ブッシュの斜視図である。図10はコンプレッサ側浮動ブッシュ18とタービンシャフト21が接近した状態を示す図である。図9を参照して、この例では、軸方向で、凹部118eと凸部218eの位相を逆位相としている。すなわち、軸方向において凹部118eと凸部218eの位相が異なる。
FIG. 9 is a perspective view of a compressor side floating bush according to another example. FIG. 10 is a view showing a state in which the compressor
図10で示すように、凹部118e,118dがセンターハウジング30およびタービンシャフト21と当たると、ともに凹部が相手部材に接触することになり、軸変位を効果的に抑制できない可能性がある。これに対し、図9で示す構成を採用することで、コンプレッサ側浮動ブッシュ18がどの位置にきても、常に凸部218e,218dでの接触を保証できるため、軸変位の抑制に効果がある。
As shown in FIG. 10, when the
図11は、別の例に従ったコンプレッサ側浮動ブッシュを示す斜視図である。図11で示すように、凸部218d,218eの根元に軸方向に延びる孔318e,318dを設けてもよい。これにより、凸部218d,218eに外力が加わった場合の焼付き性および耐摩耗性に関してさらなる向上を図ることができる。具体的には、凸部218d,218eを剛性を低くすることで、過大な概略が加わった場合には、その剛性を弱める機構としての孔318d,318eによって変位を吸収し、軸受の焼付けを回避することができる。
FIG. 11 is a perspective view showing a compressor-side floating bush according to another example. As shown in FIG. 11,
なお、孔は丸孔でなく角孔であってもよい。さらに、孔318d,318eにゴムなどの材料を充填してもよい。
The holes may be square holes instead of round holes. Furthermore, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 ターボチャージャ、10G 重心、13 スラストベアリング、13a 吐出口、14 スラストブッシュ、18 コンプレッサ側浮動ブッシュ、18d,19d内周面、18e,19e 外周面、19 タービン側浮動ブッシュ、21 タービンシャフト、21a 外周面、22 タービン、23 コンプレッサ、30 センターハウジング、30a 収容空間、35 給油通路、36a 供給口、36,37,38 給油管、101 中心軸、118,119 貫通孔、118d,118e,119d,119e 凹部、218d,218e,219d,219e 凸部、318d,318e 孔。
10 turbocharger, 10G center of gravity, 13 thrust bearing, 13a discharge port, 14 thrust bushing, 18 compressor side floating bush, 18d, 19d inner peripheral surface, 18e, 19e outer peripheral surface, 19 turbine side floating bush, 21 turbine shaft, 21a outer periphery Surface, 22 turbine, 23 compressor, 30 center housing, 30a accommodating space, 35 oil supply passage, 36a supply port, 36, 37, 38 oil supply pipe, 101 central axis, 118, 119 through hole, 118d, 118e, 119d,
Claims (4)
前記タービンシャフトを回転可能に支持する浮動ブッシュと、
前記タービンシャフトおよび浮動ブッシュを収容可能な筐体とを備え、
前記浮動ブッシュの内周面および外周面には軸方向に延びる凹凸部が設けられ、
前記内外周面の各々の凹凸には位相差が設けられ、
前記内周面の凹部から前記外周面の凸部へ貫通する貫通孔が設けられている、過給機。 A turbine shaft that connects the compressor and the turbine and is rotatably supported;
A floating bush rotatably supporting the turbine shaft;
A housing capable of accommodating the turbine shaft and the floating bush,
On the inner and outer peripheral surfaces of the floating bush, there are provided concavo-convex portions extending in the axial direction,
Each unevenness of the inner and outer peripheral surfaces is provided with a phase difference,
The supercharger in which the through-hole penetrated from the recessed part of the said internal peripheral surface to the convex part of the said outer peripheral surface is provided.
前記タービンシャフトを回転可能に支持する浮動ブッシュと、
前記タービンシャフトおよび前記浮動ブッシュを収容可能な筐体とを備え、
前記浮動ブッシュの内周面および外周面には凹凸部が設けられ、
前記内周面側の凹凸部の段差は、前記外周面側の凹凸部の段差よりも大きい、過給機。 A turbine shaft that connects the compressor and the turbine and is rotatably supported;
A floating bush rotatably supporting the turbine shaft;
A housing capable of accommodating the turbine shaft and the floating bush;
Concave and convex portions are provided on the inner and outer peripheral surfaces of the floating bush,
The supercharger in which a step of the uneven portion on the inner peripheral surface side is larger than a step of the uneven portion on the outer peripheral surface side.
前記タービンシャフトを回転可能に支持するコンプレッサ側浮動ブッシュおよびタービン側浮動ブッシュと、
前記タービンシャフト、前記コンプレッサ側浮動ブッシュおよび前記タービン側浮動ブッシュを収容可能な筐体とを備え、
前記コンプレッサ側浮動ブッシュの内周面および外周面には軸方向に延びる凹凸部が設けられ、
前記タービン側浮動ブッシュの内周面および外周面には、軸方向に延びる凹凸部が設けられ、
前記タービンシャフトに直交する断面において、前記コンプレッサ側浮動ブッシュの外周面の凹部の幅(Ho1C)とコンプレッサ側浮動ブッシュの外周面の凸部の幅(Ho2C)との比率RoC(=Ho2C/Ho1C)は、タービン側浮動ブッシュの外周面の凹部の幅(Ho1T)とタービン側浮動ブッシュの外周面の凸部の幅(Ho2T)との比率RoT(=Ho2T/Ho1T)よりも大きく、かつコンプレッサ側浮動ブッシュの内周面の凹部の幅(Hi1C)とコンプレッサ側浮動ブッシュの内周面の凸部の幅(Hi2C)との比率RiC(=Hi2C/Hi1C)は、タービン側浮動ブッシュの内周面の凹部の幅(Hi1T)とタービン側浮動ブッシュの内周面の凸部の幅(Hi2T)との比率RiT(=Hi2T/Hi1T)よりも大きい、過給機。 A turbine shaft that connects the compressor and the turbine and is rotatably supported;
A compressor-side floating bush and a turbine-side floating bush that rotatably support the turbine shaft;
A housing capable of accommodating the turbine shaft, the compressor side floating bush, and the turbine side floating bush;
The inner and outer peripheral surfaces of the compressor side floating bush are provided with uneven portions extending in the axial direction,
On the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the turbine-side floating bush, an uneven portion extending in the axial direction is provided,
In a cross section orthogonal to the turbine shaft, the ratio Ro C (= Ho) between the width of the concave portion (Ho 1C ) on the outer peripheral surface of the compressor side floating bush and the width of the convex portion (Ho 2C ) on the outer peripheral surface of the compressor side floating bush. 2C / Ho 1C ) is a ratio Ro T (= Ho 2T / Ho) between the width of the concave portion (Ho 1T ) of the outer peripheral surface of the turbine side floating bush and the width of the convex portion (Ho 2T ) of the outer peripheral surface of the turbine side floating bush. 1T) greater than, and the ratio Ri C of the width of the recess of the inner peripheral surface of the compressor side floating bush (Hi 1C) and the compressor side floating bush of the inner peripheral surface of the projection width (Hi 2C) (= Hi 2C / Hi 1C ) is a ratio Ri T (= Hi 2T /) between the width of the concave portion (Hi 1T ) of the inner peripheral surface of the turbine side floating bush and the width of the convex portion (Hi 2T ) of the inner peripheral surface of the turbine side floating bush. Supercharger larger than Hi1T ).
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