JP2009216036A - Rotary machine and method of inspecting design of thrust bearing - Google Patents

Rotary machine and method of inspecting design of thrust bearing Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain a rotary machine by miniaturizing a thrust bearing and securing a certain load capacity or larger, and to inspect the design of the thrust bearing in a short time without spending a lot of labor. <P>SOLUTION: This rotary machine is provided with a casing, a turning part provided with a turbine impeller at one end of a turbine shaft and provided with a compressor impeller at the other end thereof, a load transmitting member 6 fixed to the turbine shaft, and a thrust bearing 16 into which the turbine shaft is inserted and which is fixed to the casing so as to face the load transmitting member 6 near the member. An oil film is formed between the load transmitting member 6 and the thrust bearing 16 so as to constitute a thrust bearing 14 for receiving a thrust load of the turning part by oil film pressure, and the rotary machine comprises a bearing for supporting the turing part freely to turn relatively to the casing. The thrust bearing 16 comprises a position sensor 17 for measuring a distance L between the load transmitting member 6 and the thrust bearing 16. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転機械及びスラスト軸受の設計検証方法に関する。   The present invention relates to a design verification method for a rotary machine and a thrust bearing.

従来、回転機械において、タービン軸の軸方向に生じたスラスト荷重を受けるスラスト軸受が用いられている。例えば、下記特許文献１に記載の回転機械は、略円盤形状で貫通孔が形成されたスラストベアリングが軸受ハウジングの端面にねじ等で固定されて、両端にフランジが形成された略円筒形状のスラストカラーにタービン軸を挿通させると共にこのスラストカラーをタービン軸に固定し、スラストカラーを介した状態でタービン軸をスラストベアリングに挿通させている。そして、両フランジ部とスラストベアリングとの間に圧送されたオイルの油膜が形成されることにより、この油膜圧力でタービン軸のスラスト荷重を受けるようになっている。   Conventionally, in a rotating machine, a thrust bearing that receives a thrust load generated in the axial direction of the turbine shaft is used. For example, a rotating machine described in Patent Document 1 below is a substantially cylindrical thrust in which a thrust bearing in which a through hole is formed in a substantially disk shape is fixed to an end surface of a bearing housing with a screw or the like, and flanges are formed at both ends. The turbine shaft is inserted through the collar, the thrust collar is fixed to the turbine shaft, and the turbine shaft is inserted through the thrust bearing through the thrust collar. An oil film of oil fed by pressure is formed between both flange portions and the thrust bearing, so that the thrust load of the turbine shaft is received by this oil film pressure.

このようなスラスト軸受の負荷容量は、上記油膜の油膜厚さが薄くなるほど大きくなり、反対に油膜厚さが厚くなると小さくなる。このため、オイルの不純物等によりスラストカラー及び／又はスラストベアリングの摺動面が磨耗すると形成される油膜が厚くなって負荷容量が低下する。この点、現在用いられているスラスト軸受は、被摺動面を大きく設計する等して初期の負荷容量を大きく設定し、使用開始から長期間が経過したとしても経年に伴う磨耗によって一定の負荷容量以下とならないようにされている。   The load capacity of such a thrust bearing increases as the oil film thickness of the oil film decreases, and conversely decreases as the oil film thickness increases. For this reason, when the thrust collar and / or the sliding surface of the thrust bearing are worn by the impurities of the oil or the like, the formed oil film becomes thick and the load capacity decreases. In this regard, the thrust bearings currently used have a large initial load capacity by designing the sliding surface to be large, etc. It is made not to become below capacity.

一方、スラスト軸受の設計検証は、検証対象となるスラスト軸受を実際に回転機械に組み込んだ後にこの回転機械を所定の試験時間で稼動させて、スラストベアリング及びスラストカラーの磨耗量が安全性の確認された所定の範囲内であるか否かにより行われている。
特開２００３−４２１４５号公報 On the other hand, in the design verification of the thrust bearing, after the thrust bearing to be verified is actually installed in the rotating machine, this rotating machine is operated for a predetermined test time, and the wear amount of the thrust bearing and the thrust collar is checked for safety. This is performed depending on whether or not it is within a predetermined range.
JP 2003-42145 A

しかしながら、従来の技術のように、負荷容量が一定以上に確保されるように設計すると経年に伴う磨耗量を考慮して、スラスト軸受が大型化してしまうという問題がある。また、仮にスラスト軸受が磨耗した場合には、回転機械の性能が低下するおそれがある。
一方、従来の技術における設計検証方法では、スラスト軸受の摺動面の磨耗量という一つの結果のみに基づいて負荷容量についての設計検証がなされるので、結果から推定される大まかな検証に留まって、詳細な設計検証をすることができないという問題がある。 However, if the load capacity is designed to be secured above a certain level as in the prior art, there is a problem that the thrust bearing becomes large in consideration of the amount of wear over time. Further, if the thrust bearing is worn, the performance of the rotating machine may be deteriorated.
On the other hand, in the design verification method in the prior art, the design verification for the load capacity is performed based on only one result of the amount of wear on the sliding surface of the thrust bearing, so that only a rough verification estimated from the result remains. There is a problem that detailed design verification cannot be performed.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）スラスト軸受の小型化を図り、かつ、負荷容量を一定以上に確保して回転機械を保守する。
（２）スラスト軸受の設計検証を短時間かつ少労力で詳細に行う。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has the following objects.
(1) Reduce the size of the thrust bearing and maintain the rotating machine while ensuring a load capacity above a certain level.
(2) Detailed design verification of thrust bearings in a short time and with little effort.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、回転機械に係る第一の解決手段として、ケーシングと、タービン軸の一端にタービンインペラが設けられると共に他端にコンプレッサインペラが設けられた回動部と、前記タービン軸に固定された荷重伝達部材と前記タービン軸が挿通されると共にケーシングに固定されて前記荷重伝達部材に近接対向するスラストベアリングとが設けられ、前記荷重伝達部材と前記スラストベアリングとの間に油膜を形成して該油膜圧力で前記回動部のスラスト荷重を受けるスラスト軸受が構成されると共に前記回動部を前記ケーシングに対して回動自在に支持する軸受部と、を備える回転機械であって、前記スラストベアリングは、前記荷重伝達部材と前記スラストベアリングとの間の距離を測定する位置センサを備える、という手段を採用する。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, the present invention provides, as a first solving means related to a rotating machine, a casing, a rotating portion in which a turbine impeller is provided at one end of a turbine shaft and a compressor impeller is provided at the other end, and fixed to the turbine shaft. A thrust bearing that is inserted into the turbine shaft and fixed to the casing and that faces the load transmitting member in proximity to the load transmitting member, and forms an oil film between the load transmitting member and the thrust bearing. A thrust bearing configured to receive a thrust load of the rotating portion with the oil film pressure, and a bearing portion that rotatably supports the rotating portion with respect to the casing, The thrust bearing includes a position sensor that measures a distance between the load transmission member and the thrust bearing. The adopted.

また、回転機械に係る第二の解決手段として、上記回転機械に係る第一の解決手段において、前記スラストベアリングに前記荷重伝達部材と摺動する摺動部が複数形成され、前記スラストベアリングは、該摺動部に挟まれるように形成され、前記油膜を形成したオイルを回収する油溝に前記位置センサを備える、という手段を採用する。   Further, as a second solving means relating to the rotating machine, in the first solving means relating to the rotating machine, a plurality of sliding portions sliding with the load transmitting member are formed on the thrust bearing, A means is adopted in which the position sensor is provided in an oil groove that is formed so as to be sandwiched between the sliding portions and collects the oil that has formed the oil film.

また、回転機械に係る第三の解決手段として、上記回転機械に係る第一又は第二の解決手段において、前記スラストベアリングは、温度センサを備える、という手段を採用する。
また、回転機械に係る第四の解決手段として、上記回転機械に係る第三の解決手段において、前記スラストベアリングは、前記温度センサを前記位置センサの近傍に備える、という手段を採用する。 Further, as a third solving means relating to the rotating machine, a means is adopted in which, in the first or second solving means relating to the rotating machine, the thrust bearing includes a temperature sensor.
Further, as a fourth solving means relating to the rotating machine, in the third solving means relating to the rotating machine, a means is adopted in which the thrust bearing includes the temperature sensor in the vicinity of the position sensor.

また、回転機械に係る第五の解決手段として、上記回転機械に係る第一から第四の解決手段のいずれかにおいて、前記スラストベアリングは、該スラストベアリングの歪みを計測する歪みゲージを備える、という手段を採用する。   Further, as a fifth solving means relating to the rotating machine, in any one of the first to fourth solving means relating to the rotating machine, the thrust bearing includes a strain gauge for measuring strain of the thrust bearing. Adopt means.

また、スラスト軸受の設計検証方法に係る解決手段として、回転機械に用いられ、タービン軸が挿通されると共に該タービン軸に固定された荷重伝達部材及び前記タービン軸が挿通されると共にケーシングに固定されて前記スラストベアリングに近接対向するスラストベアリングが設けられ、前記荷重伝達部材と前記スラストベアリングとの間に油膜を形成して該油膜圧力で前記タービン軸のスラスト荷重を受けるスラスト軸受の設計検証方法であって、基準となるスラスト軸受及び検証対象となるスラスト軸受のそれぞれのスラストベアリングに予め位置センサと熱電対と歪みゲージとを設けて、前記荷重伝達部材と前記スラストベアリングとの距離と、前記スラストベアリングの温度と、前記スラストベアリングのタービン軸径方向の歪みから求められた前記スラスト荷重とに基づいて、前記検証対象となるスラスト軸受の負荷容量について検証する、という手段を採用する。   Further, as a means for solving the design verification method of the thrust bearing, it is used for a rotary machine, and a turbine shaft is inserted, and a load transmission member fixed to the turbine shaft and the turbine shaft are inserted and fixed to a casing. A thrust bearing that is close to and opposed to the thrust bearing, forms an oil film between the load transmission member and the thrust bearing, and receives a thrust load of the turbine shaft with the oil film pressure. In addition, a position sensor, a thermocouple, and a strain gauge are provided in advance in each thrust bearing of the reference thrust bearing and the thrust bearing to be verified, and the distance between the load transmission member and the thrust bearing, and the thrust bearing Bearing temperature and distortion of the thrust bearing in the turbine shaft radial direction The obtained from, based on the thrust load, it will be verified load capacity of the thrust bearing to be the verified, to adopt a means of.

本発明によれば、スラストベアリングが位置センサを備えるので、荷重伝達部材とスラストベアリングとの間の距離が測定される。これにより、荷重伝達部材とスラストベアリングとの距離から油膜厚さを間接的に測定することができると共に、スラストベアリングの小型化を図ったとしても、スラストベアリングと荷重伝達部材との距離（換言すれば油膜厚さ）が所定の距離以下となった場合に操作者に警告したり、回転機械の稼働を制御したりすることができる。よって、使用に伴う磨耗量を考慮してスラスト軸受を大型化する必要がなく、スラスト軸受の小型化を図り、かつ、負荷容量を一定以上に確保して回転機械を保守することが可能となる。   According to the present invention, since the thrust bearing includes the position sensor, the distance between the load transmission member and the thrust bearing is measured. As a result, the oil film thickness can be indirectly measured from the distance between the load transmission member and the thrust bearing, and even if the thrust bearing is downsized, the distance between the thrust bearing and the load transmission member (in other words, If the oil film thickness becomes equal to or less than a predetermined distance, the operator can be warned and the operation of the rotating machine can be controlled. Therefore, it is not necessary to increase the size of the thrust bearing in consideration of the amount of wear due to use, and it is possible to reduce the size of the thrust bearing and maintain the rotating machine while ensuring a load capacity above a certain level. .

また、基準となるスラスト軸受及び検証対象となるスラスト軸受のそれぞれの荷重伝達部材とスラストベアリングとの距離と、被摺動面近傍の温度と、スラスト荷重とに基づいて、検証対象となるスラスト軸受の負荷容量について検証するので、負荷容量のパラメータとなる油膜厚さとオイルの温度と実際にタービン軸に生じたスラスト荷重とのそれぞれの関係に基づいて、スラストベアリングの検証が行われる。これにより、スラスト軸受の磨耗量という結果から推定される大まかな検証よりも、摺動過程における物理的な値から詳細な検証を行うことができる。また、この設計検証方法の副次的な効果として、安全性を担保する範囲内でスラスト軸受（摺動部）の設計を最適化することができ、スラスト軸受のメカニカル損失を低下させることができる。   Further, the thrust bearing to be verified based on the distance between the load transmitting member and the thrust bearing of each of the reference thrust bearing and the thrust bearing to be verified, the temperature in the vicinity of the sliding surface, and the thrust load. Therefore, the thrust bearing is verified based on the relationship between the oil film thickness and the oil temperature, which are parameters of the load capacity, and the thrust load actually generated on the turbine shaft. Thereby, detailed verification can be performed from physical values in the sliding process, rather than rough verification estimated from the result of the amount of wear of the thrust bearing. Further, as a secondary effect of this design verification method, the design of the thrust bearing (sliding portion) can be optimized within a range that ensures safety, and the mechanical loss of the thrust bearing can be reduced. .

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用過給機（回転機械）Ａの構成を示す断面図、図２は、車両用過給機Ａの要部Ｓの拡大図である。ここで、図において、回動部１の中心軸をＰとする。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a vehicular supercharger (rotating machine) A according to the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part S of the vehicular supercharger A. Here, in the figure, the central axis of the rotating unit 1 is P.

図１に示すように、本車両用過給機Ａは、回動部１を軸受部１０を介してケーシング２０に回転自在に装着したものである。   As shown in FIG. 1, the supercharger A for the vehicle is one in which a rotating part 1 is rotatably mounted on a casing 20 via a bearing part 10.

回動部１は、タービン軸２、タービンインペラ３、コンプレッサインペラ４、締結ナット５、スラストカラー６及び油切り７から構成されている。   The rotating unit 1 includes a turbine shaft 2, a turbine impeller 3, a compressor impeller 4, a fastening nut 5, a thrust collar 6, and an oil drainer 7.

タービン軸２は、その中心軸が回動部１の中心軸Ｐと重なるように配置されて、軸受部１０に回動可能に支持される大径の被支持部２ａと、コンプレッサインペラ４、スラストカラー６及び油切り７が挿入される小径の挿入部２ｂを備えている。また、被支持部２ａと挿入部２ｂとの境界には、中心軸Ｐに直交する受け面２ｃが形成されており、挿入部２ｂの先端側には、ネジ部２ｄが形成されている。   The turbine shaft 2 is arranged so that the central axis thereof overlaps the central axis P of the rotating unit 1, and has a large-diameter supported portion 2 a that is rotatably supported by the bearing unit 10, a compressor impeller 4, a thrust A small-diameter insertion portion 2b into which the collar 6 and the oil drain 7 are inserted is provided. A receiving surface 2c perpendicular to the central axis P is formed at the boundary between the supported portion 2a and the insertion portion 2b, and a screw portion 2d is formed at the distal end side of the insertion portion 2b.

タービンインペラ３は、放射状に形成された複数の長翼及び短翼が交互に設けられたものであり、タービン軸２の一端に固着されている。具体的には、タービン軸２における被支持部２ａ側の端面に溶接により固着されている。   The turbine impeller 3 includes a plurality of long blades and short blades formed in a radial pattern, and is fixed to one end of the turbine shaft 2. Specifically, the turbine shaft 2 is fixed to the end surface on the supported portion 2a side by welding.

コンプレッサインペラ４は、タービンインペラ３と同様に複数の長翼と短翼が交互に設けられたものであり、取付孔４ａに挿入部２ｂが挿入されてスラストカラー６と油切り７とを介して締結ナット５により受け面２ｃに押圧固定されている。   Like the turbine impeller 3, the compressor impeller 4 is provided with a plurality of long blades and short blades alternately. The insertion portion 2b is inserted into the mounting hole 4a and the thrust collar 6 and the oil drain 7 are interposed. The fastening nut 5 is pressed and fixed to the receiving surface 2c.

締結ナット５は、ネジ部２ｄに螺着しており、コンプレッサインペラ４とスラストカラー６と油切り７とを受け面２ｃに押圧してそれぞれをタービン軸２に固定している。   The fastening nut 5 is screwed to the threaded portion 2d and presses the compressor impeller 4, the thrust collar 6, and the oil drain 7 against the receiving surface 2c to fix them to the turbine shaft 2.

スラストカラー（荷重伝達部材）６は、後述のタービン側（以下、「Ｔ側」とする）スラストベアリング１５に回動部１の軸方向の荷重を伝えるものであり、回動部１を構成すると共に軸受部１０を構成する。このスラストカラー６は、中心付近に貫通孔６ａが形成された円盤形状の部材であり、タービン側のＴ側円面６ｂが受け面２ｃに、コンプレッサ側のＣ側円面６ｃが油切り７の端面に当接しており、コンプレッサインペラ４と油切り７とを介して、締結ナット５で受け面２ｃに押圧固定されている。   The thrust collar (load transmitting member) 6 transmits a load in the axial direction of the rotating unit 1 to a turbine bearing (hereinafter referred to as “T side”) thrust bearing 15 described later, and constitutes the rotating unit 1. The bearing part 10 is comprised with it. The thrust collar 6 is a disk-shaped member having a through-hole 6a formed in the vicinity of the center. The T-side circular surface 6b on the turbine side is the receiving surface 2c, and the C-side circular surface 6c on the compressor side is the oil drain 7. It abuts against the end surface and is pressed and fixed to the receiving surface 2 c by a fastening nut 5 via a compressor impeller 4 and an oil drainer 7.

油切り７は、後述のベアリングケーシング２１に供給されるオイルＯをシールプレート２３と共にシールする部材である。この油切り７は、外周面に凹部が周状に形成された略円筒形状のものであり、一方の端面がスラストカラー６のＣ側円面６ｃと、他方の端面がコンプレッサインペラ４に当接しており、締結ナット５によって受け面２ｃに押圧固定されている。   The oil drain 7 is a member that seals the oil O supplied to the bearing casing 21 described later together with the seal plate 23. The oil drainer 7 has a substantially cylindrical shape with a concave portion formed on the outer peripheral surface thereof. One end surface is in contact with the C-side circular surface 6c of the thrust collar 6, and the other end surface is in contact with the compressor impeller 4. And is fixed to the receiving surface 2c by a fastening nut 5.

軸受部１０は、ベアリングケーシング２１、一対のフローティングメタル１２Ａ，１２Ｂ、一対のリテーニングリング１３ａ、軸受スペーサ１３ｂ、スラストカラー６、Ｔ側スラストベアリング１５、Ｃ側スラストベアリング１６、ギャップセンサ（位置センサ）１７、熱電対１８及び歪みゲージ１９、オイルＯから構成されている。本過給機Ａにおいては、スラストカラー６、Ｔ側スラストベアリング１５、Ｃ側スラストベアリング１６、ギャップセンサ１７、熱電対１８、歪みゲージ１９及びオイルＯがスラスト軸受１４を構成している。なお、ベアリングケーシング２１は、軸受部１０を構成すると共にケーシング２０を構成するものである。   The bearing unit 10 includes a bearing casing 21, a pair of floating metals 12A and 12B, a pair of retaining rings 13a, a bearing spacer 13b, a thrust collar 6, a T-side thrust bearing 15, a C-side thrust bearing 16, a gap sensor (position sensor). 17, thermocouple 18, strain gauge 19, and oil O. In the supercharger A, the thrust collar 6, the T-side thrust bearing 15, the C-side thrust bearing 16, the gap sensor 17, the thermocouple 18, the strain gauge 19 and the oil O constitute the thrust bearing 14. The bearing casing 21 constitutes the bearing 20 and the casing 20.

ベアリングケーシング２１は、略円筒形状の外郭の内側にタービン軸２が挿通する軸挿通孔２１ａと車両から供給されるオイルＯの流路Ｒとが形成されたものである。
軸挿通孔２１ａは、中心軸Ｐに沿って形成されており、タービン軸２が挿通されている。軸挿通孔２１ａのコンプレッサ側の開口部の周囲には、円形の第一内端面２１ｂが形成されており、さらに、この第一内端面２１ｂを囲繞して段状となるように（第一内端面２１ｂよりもコンプレッサ側に位置するように）円形の第二内端面２１ｃが形成されている。 The bearing casing 21 is formed with a shaft insertion hole 21a through which the turbine shaft 2 is inserted and a flow path R of oil O supplied from the vehicle inside a substantially cylindrical outer shell.
The shaft insertion hole 21a is formed along the central axis P, and the turbine shaft 2 is inserted therethrough. A circular first inner end surface 21b is formed around the compressor-side opening of the shaft insertion hole 21a. Further, the first inner end surface 21b is surrounded by a stepped shape (first inner end surface 21b). A circular second inner end face 21c is formed so as to be positioned closer to the compressor than the end face 21b.

流路Ｒは、ベアリングケーシング２１において、外部から中心軸Ｐの直交方向から軸挿通孔２１ａに向かって形成されたオイル供給孔２１ｄと、このオイル供給孔２１ｄに直交するように（軸挿通孔２１ａに平行となるように）第二内端面２１ｃからタービンに向かって穿孔されたオイル配給孔２１ｅと、このオイル配給孔２１ｅから所定の間隔を隔てて軸挿通孔２１ａまで形成されたオイル給油孔２１ｆ，２１ｇと、軸挿通孔２１ａとベアリングケーシング内部空間２１Ｓとが連通するように中心軸Ｐを挟んでオイル給油孔２１ｆ，２１ｇの反対側に形成された排出孔２１ｈと、内部空間２１Ｓを形成する内壁面２１ｉと、オイル排出孔２１ｊとから構成されている。ここで、第二内端面２１ｃにおけるオイル配給孔２１ｅの開口部をオイル給油孔２１ｋとする。   The flow path R has an oil supply hole 21d formed in the bearing casing 21 from the direction orthogonal to the central axis P from the outside toward the shaft insertion hole 21a, and is orthogonal to the oil supply hole 21d (the shaft insertion hole 21a). Oil distribution hole 21e drilled from the second inner end face 21c toward the turbine and an oil supply hole 21f formed from the oil distribution hole 21e to the shaft insertion hole 21a at a predetermined interval. , 21g, and a discharge hole 21h formed on the opposite side of the oil supply holes 21f, 21g across the central axis P so that the shaft insertion hole 21a and the bearing casing internal space 21S communicate with each other, and an internal space 21S is formed. It consists of an inner wall surface 21i and an oil discharge hole 21j. Here, let the opening part of the oil distribution hole 21e in the 2nd inner end surface 21c be the oil supply hole 21k.

車両からオイル供給孔２１ｄに供給されたオイルＯの一部は、オイル配給孔２１ｅに至った後に、オイル給油孔２１ｆからフローティングメタル１２Ａを介して、またオイル給油孔２１ｇからフローティングメタル１２Ｂを介して、軸挿通孔２１ａから排出孔２１ｈに流れ、内部空間２１Ｓや内壁面２１ｉを移動してオイル排出孔２１ｊから排出されるようになっている。また、オイルＯの別の一部は、オイル配給孔２１ｅに至った後に、オイル給油孔２１ｋからＴ側スラストベアリング１５，Ｃ側スラストベアリング１６及びスラストカラー６に供給され、その後、主に内部空間２１Ｓや内壁面２１ｉを移動してオイル排出孔２１ｊから排出されるようになっている。   Part of the oil O supplied from the vehicle to the oil supply hole 21d reaches the oil distribution hole 21e, then from the oil supply hole 21f via the floating metal 12A, and from the oil supply hole 21g via the floating metal 12B. The oil flows from the shaft insertion hole 21a to the discharge hole 21h, moves through the internal space 21S and the inner wall surface 21i, and is discharged from the oil discharge hole 21j. Further, another part of the oil O is supplied to the T-side thrust bearing 15, the C-side thrust bearing 16, and the thrust collar 6 from the oil supply hole 21k after reaching the oil distribution hole 21e, and then mainly the internal space. 21S and the inner wall surface 21i are moved and discharged from the oil discharge hole 21j.

フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂは、周面に複数の貫通孔を備える円筒部材である。これらフローティングメタル１２Ａ，１２Ｂは、軸挿通孔２１ａにおいて、オイル給油孔２１ｆ，２１ｇの近傍にそれぞれ設けられている。つまり、タービン軸２（被支持部２ａ）の所定間隔を隔てた２点とベアリングケーシング２１との間に設けられている。   The floating metals 12A and 12B are cylindrical members having a plurality of through holes on the peripheral surface. These floating metals 12A and 12B are respectively provided in the vicinity of the oil supply holes 21f and 21g in the shaft insertion hole 21a. That is, it is provided between the bearing casing 21 and two points that are separated from each other by a predetermined interval of the turbine shaft 2 (supported portion 2a).

リテーニングリング１３ａは、断面がＣ字形状に形成されたものであり、軸挿通孔２１ａを形成する周壁に設けられた周溝に係止されて、フローティングメタル１２Ａの中心軸Ｐの方向への移動を制限している。
軸受スペーサ１３ｂは、リング状の部材であり、軸挿通孔２１ａの周壁に係止してＣ側スラストベアリング１６と共にフローティングメタル１２Ｂの軸方向への移動を制限している。 The retaining ring 13a has a C-shaped cross section, and is retained in a circumferential groove provided on a peripheral wall that forms the shaft insertion hole 21a, so that the floating metal 12A extends in the direction of the central axis P. The movement is restricted.
The bearing spacer 13b is a ring-shaped member and is locked to the peripheral wall of the shaft insertion hole 21a to restrict the movement of the floating metal 12B in the axial direction together with the C-side thrust bearing 16.

Ｔ側スラストベアリング１５は、貫通孔１５ａが形成された円盤形状の部材であり、この貫通孔１５ａにタービン軸２（被支持部２ａ）が挿通されている。このＴ側スラストベアリング１５は、コンプレッサ側のＣ側表面１５ｂの一部がスラストカラー６のＴ側円面６ｂと近接対向しており、また、タービン側のＴ側裏面１５ｃがフローティングメタル１２Ｂの端面と第一内端面２１ｂとに当接するように設けられている。   The T-side thrust bearing 15 is a disk-shaped member in which a through hole 15a is formed, and the turbine shaft 2 (supported portion 2a) is inserted through the through hole 15a. In the T-side thrust bearing 15, a part of the C-side surface 15b on the compressor side is in close proximity to the T-side circular surface 6b of the thrust collar 6, and the T-side back surface 15c on the turbine side is an end surface of the floating metal 12B. And the first inner end face 21b.

Ｃ側スラストベアリング（スラストベアリング）１６は、貫通孔１６ａが形成された円盤形状の部材である。
このＣ側スラストベアリング１６は、貫通孔１６ａに油切り７を介してタービン軸２が挿通されて、スラストカラー６をＴ側スラストベアリング１５と挟むように、４つのボルト１６ｂにより第二内端面２１ｃに密着するように固定されている。 The C-side thrust bearing (thrust bearing) 16 is a disk-shaped member in which a through hole 16a is formed.
The C-side thrust bearing 16 has a second inner end face 21c by four bolts 16b so that the turbine shaft 2 is inserted into the through hole 16a through the oil drain 7 and the thrust collar 6 is sandwiched between the T-side thrust bearing 15. It is fixed so as to be in close contact with.

図３は、Ｃ側スラストベアリング１６を示す図であって、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。また、図５は、Ｃ側スラストベアリング１６の要部断面図であって、図５（ａ）は、図３におけるＣ−Ｃ線断面図、図５（ｂ）は図３におけるＤ−Ｄ線断面図、図５（ｃ）は、図４におけるＥ−Ｅ断面図である。なお、中心軸Ｐに直交するＣ側スラストベアリング１６の中心軸をＱとする。   3 is a view showing the C-side thrust bearing 16, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the C-side thrust bearing 16, FIG. 5 (a) is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3, and FIG. 5 (b) is a DD line in FIG. Sectional drawing and FIG.5 (c) are EE sectional drawings in FIG. The central axis of the C-side thrust bearing 16 orthogonal to the central axis P is Q.

図３に示すように、Ｃ側スラストベアリング１６は、スラストカラー６に対向する主面１６ｃと、図４に示すように、この主面１６ｃの反対側に形成された裏面１６ｄとを備えている。   As shown in FIG. 3, the C-side thrust bearing 16 includes a main surface 16c facing the thrust collar 6, and a back surface 16d formed on the opposite side of the main surface 16c as shown in FIG. .

Ｃ側スラストベアリング１６の主面１６ｃには、外周側に略半円弧状に形成された油供給溝１６ｅと、貫通孔１６ａの周縁を等間隔に囲むように形成された４つのパッド部（摺動部）１６ｆと、油供給溝１６ｅと各パッド部１６ｆとを貫通する４つの油供給孔１６ｇと、各パッド部１６ｆの間に形成された第一油回収溝（油溝）１６ｈ（１６ｈ１〜１６ｈ４）と、パッド部１６ｆを取り囲むように形成されて、３つの第一油回収溝１６ｈ（１６ｈ１，１６ｈ３，１６ｈ４）と連通する円弧状の第二油回収溝１６ｉと、一つの第一油供給溝１６ｈ２と第二油回収溝１６ｉと連通した排油部１６ｊと、を備えている。   The main surface 16c of the C-side thrust bearing 16 has an oil supply groove 16e formed in a substantially semicircular arc shape on the outer peripheral side, and four pad portions (sliders) formed so as to surround the periphery of the through hole 16a at equal intervals. (Moving part) 16f, four oil supply holes 16g penetrating the oil supply groove 16e and each pad part 16f, and first oil recovery grooves (oil grooves) 16h (16h1 to 16h1) formed between the pad parts 16f 16h4), an arc-shaped second oil recovery groove 16i formed so as to surround the pad portion 16f and communicating with the three first oil recovery grooves 16h (16h1, 16h3, 16h4), and one first oil supply An oil drain portion 16j communicating with the groove 16h2 and the second oil recovery groove 16i is provided.

油供給溝１６ｅは、中心線Ｑに対して線対称に形成されたものであり、円弧状に形成された円弧溝１６ｅ１に間隔を空けて略矩形のポケット溝１６ｅ２が５つ形成されたものである。これら５つのポケット溝１６ｅ２のうち、中心線Ｑ上のポケット溝１６ｅ２は、第二内端面２１ｃにおけるオイル給油孔２１ｋに対向している。すなわち、主面１６ｃが第二内端面２１ｃに密着固定されることにより、オイル給油孔２１ｋから給油されたオイルＯが円弧溝１６ｅ１を流れてその他のポケット溝１６ｅ２に到達するようになっている。   The oil supply groove 16e is formed symmetrically with respect to the center line Q, and is formed by five substantially rectangular pocket grooves 16e2 spaced apart from the arc groove 16e1 formed in an arc shape. is there. Of these five pocket grooves 16e2, the pocket groove 16e2 on the center line Q faces the oil supply hole 21k in the second inner end face 21c. That is, the main surface 16c is closely fixed to the second inner end surface 21c, so that the oil O supplied from the oil supply hole 21k flows through the arc groove 16e1 and reaches the other pocket grooves 16e2.

パッド部１６ｆは、平面視で略扇型形状のものである。図５（ａ）に示すように、このパッド部１６ｆは、回動部１の回動方向に沿って除々に厚さが増すように僅かに傾斜したテーパ面１６ｆ１が形成された後に平坦な（主面１６ｃに対して略平行な）ランド面１６ｆ２が形成されている。   The pad portion 16f has a substantially fan shape in plan view. As shown in FIG. 5A, the pad portion 16f is flat after the tapered surface 16f1 that is slightly inclined so as to gradually increase in thickness along the rotation direction of the rotation portion 1 is formed ( Land surface 16f2 (substantially parallel to main surface 16c) is formed.

Ｃ側スラストベアリング１６の径方向におけるパッド部１６ｆの外縁は、スラストカラー６の外周縁と略同一の位置であり、テーパ面１６ｆ１及びランド面１６ｆ２は、スラストカラー６が摺動する被摺動面となっている。このうち、ランド面１６ｆ２がスラストカラー６に最も近接する被摺動面となる。   The outer edge of the pad portion 16f in the radial direction of the C-side thrust bearing 16 is substantially the same position as the outer peripheral edge of the thrust collar 6, and the tapered surface 16f1 and the land surface 16f2 are sliding surfaces on which the thrust collar 6 slides. It has become. Of these, the land surface 16 f 2 is the sliding surface closest to the thrust collar 6.

すなわち、後述の油供給孔１６ｇから供給されたオイルＯは、スラストカラー６の回転により、テーパ面１６ｆ１を上るようにしてランド面１６ｆ２に到達し、この際に、スラストカラー６との距離が除々に小さくなっていくため、オイルＯの油圧圧力が高まるようになっている。
なお、このパッド部１６ｆは、中心線Ｑに対して非線対称的に、中心軸Ｐに対して点対称的に形成されている。 That is, the oil O supplied from an oil supply hole 16g, which will be described later, reaches the land surface 16f2 so as to rise up the tapered surface 16f1 by the rotation of the thrust collar 6, and at this time, the distance from the thrust collar 6 gradually increases. Therefore, the hydraulic pressure of the oil O is increased.
The pad portion 16f is formed asymmetrically with respect to the center line Q and point-symmetrically with respect to the center axis P.

図３及び図５（ｂ）に示すように、油供給孔１６ｇは、５つのポケット溝１６ｅ２のうちオイル給油孔２１ｋと対向するポケット溝１６ｅ２を除いた４つのポケット溝１６ｅ２からそれぞれ一つのテーパ面１６ｆ１まで貫通したものである。この油供給孔１６ｇは、オイルＯをポケット溝１６ｅ２からテーパ面１６ｆ１に流出させる。
なお、この４つの油供給孔１６ｇは、中心線Ｑに対して、線対称的に形成されたものである。 As shown in FIGS. 3 and 5 (b), the oil supply hole 16g has one tapered surface from each of the four pocket grooves 16e2 except for the pocket groove 16e2 opposed to the oil supply hole 21k among the five pocket grooves 16e2. It penetrates to 16f1. The oil supply hole 16g allows the oil O to flow out from the pocket groove 16e2 to the tapered surface 16f1.
The four oil supply holes 16g are formed symmetrically with respect to the center line Q.

第一油回収溝（油溝）１６ｈ（１６ｈ１〜１６ｈ４）は、各パッド部１６ｆを分割する扇形の溝であり、厚さ方向において油供給孔１６ｇの一部と重なるように形成された第一油回収溝１６ｈ１から回動部１の回動方向に第一油回収溝１６ｈ２〜１６ｈ４が等間隔に形成されている。パッド部１６ｆに至ったオイルＯは、大部分がランド面１６ｆ２からこの第一油回収溝１６ｈに至るようになっている。   The first oil recovery groove (oil groove) 16h (16h1 to 16h4) is a fan-shaped groove that divides each pad portion 16f, and is formed so as to overlap a part of the oil supply hole 16g in the thickness direction. First oil recovery grooves 16h2 to 16h4 are formed at equal intervals in the rotation direction of the rotation unit 1 from the oil recovery groove 16h1. Most of the oil O reaching the pad portion 16f reaches the first oil recovery groove 16h from the land surface 16f2.

第二油回収溝１６ｉは、３つの第一油回収溝１６ｈ１，１６ｈ３，１６ｈ４に連通するように形成された円弧状の溝であって、パッド部１６ｆを取り囲むように形成されている。第一油回収溝１６ｈに至ったオイルＯの一部は、この第二油回収溝１６ｉを回動部１の回動方向に流れることとなる。なお、第二油回収溝１６ｉに至ったオイルＯは、その一部がＴ側スラストベアリング１５に到達してこれを潤滑させる。   The second oil recovery groove 16i is an arc-shaped groove formed so as to communicate with the three first oil recovery grooves 16h1, 16h3, and 16h4, and is formed so as to surround the pad portion 16f. A part of the oil O reaching the first oil recovery groove 16h flows in the rotation direction of the rotation unit 1 through the second oil recovery groove 16i. Part of the oil O reaching the second oil recovery groove 16i reaches the T-side thrust bearing 15 and lubricates it.

排油部１６ｊは、第一油回収溝１６ｈ２及び第二油回収溝１６ｉと内部空間２１Ｓとに連通して、Ｃ側スラストベアリング１６に至ったオイルＯをベアリングケーシング２１の流路Ｒに合流させる。   The oil drain part 16j communicates with the first oil recovery groove 16h2, the second oil recovery groove 16i, and the internal space 21S, and joins the oil O reaching the C-side thrust bearing 16 into the flow path R of the bearing casing 21. .

図４、図５（ａ）及び図５（ｃ）に示すように、Ｃ側スラストベアリング１６は、主面１６ｃのうちパッド部１６ｆをタービン軸２の回動方向に分割する第一油回収溝１６ｈ２〜１６ｈ４から裏面１６ｄまで形成された３つの貫通孔１６ｋと、裏面１６ｄにおいてこれら貫通孔１６ｋからＣ側スラストベアリング１６の外周まで形成された配線溝１６ｍと、裏面１６ｄから主面１６ｃ近傍まで穿孔された測定孔１６ｎと、主面１６ｃから裏面１６ｄまで貫通するボルト挿入孔１６ｐを備えている。   As shown in FIG. 4, FIG. 5A and FIG. 5C, the C-side thrust bearing 16 is a first oil recovery groove that divides the pad portion 16 f of the main surface 16 c in the rotational direction of the turbine shaft 2. Three through holes 16k formed from 16h2 to 16h4 to the back surface 16d, wiring grooves 16m formed from the through holes 16k to the outer periphery of the C-side thrust bearing 16 on the back surface 16d, and drilled from the back surface 16d to the vicinity of the main surface 16c. The measurement hole 16n and a bolt insertion hole 16p penetrating from the main surface 16c to the back surface 16d are provided.

図５（ｃ）に示すように、貫通孔１６ｋは、主面１６ｃにおける第一油回収溝１６ｈ２〜１６ｈ４のそれぞれから裏面１６ｄまで貫通したものであって、主面１６ｃ側に形成された小径孔１６ｋ１と裏面１６ｄ側に形成された大径孔１６ｋ２との二つの径からなるものである。   As shown in FIG.5 (c), the through-hole 16k penetrates from each of the 1st oil collection | recovery groove | channels 16h2-16h4 in the main surface 16c to the back surface 16d, Comprising: The small diameter hole formed in the main surface 16c side It consists of two diameters, 16k1 and a large diameter hole 16k2 formed on the back surface 16d side.

配線溝１６ｍは、３つの貫通孔の１６ｋのそれぞれの大径孔１６ｋ２を形成する周壁からＣ側スラストベアリング１６の外周縁に向かって形成されたものであって、貫通孔１６ｋに干渉しないように形成されたものである。   The wiring groove 16m is formed from the peripheral wall forming the large-diameter hole 16k2 of each of the three through-holes 16k toward the outer peripheral edge of the C-side thrust bearing 16 so as not to interfere with the through-hole 16k. It is formed.

測定孔１６ｎは、２つの測定孔１６ｎが貫通孔１６ｋの両側を挟むようにして設けられた細孔径の孔である。   The measurement hole 16n is a hole having a pore diameter provided so that the two measurement holes 16n sandwich both sides of the through hole 16k.

ボルト挿入孔１６ｐは、主面１６ｃ及び裏面１６ｄに形成されたＣ側スラストベアリング１６の他の構成要素に干渉しないように形成されており、このボルト挿入孔１６ｐにボルト１６ｂが挿入されて第二内端面２１ｃに主面１６ｃが密着するように固定されている。
すなわち、ボルト１６ｂの頭部が裏面１６ｄに密着固定されると共にボルト１６ｂのネジ部がＣ側スラストベアリング１６を中心軸Ｐ方向に貫通して、第二内端面２１ｃに形成されているネジ穴に螺着されている。 The bolt insertion hole 16p is formed so as not to interfere with other components of the C-side thrust bearing 16 formed on the main surface 16c and the back surface 16d. The bolt 16b is inserted into the bolt insertion hole 16p and the second The main surface 16c is fixed in close contact with the inner end surface 21c.
That is, the head portion of the bolt 16b is closely fixed to the back surface 16d, and the screw portion of the bolt 16b penetrates the C-side thrust bearing 16 in the direction of the central axis P to the screw hole formed in the second inner end surface 21c. It is screwed.

ギャップセンサ１７は、円筒形状の渦電流方式のものであって、比較的に小型のものであり、各貫通孔１６ｋに一つずつ嵌合するように挿入された状態で固定されている。このギャップセンサ１７は、センサ電極の端面が第一油回収溝１６ｈ２〜１６ｈ４の底面の一部を構成するように固定されている。なお、このギャップセンサ１７は、測定環境の温度により出力値が異なるものである。   The gap sensor 17 is of a cylindrical eddy current type, is relatively small, and is fixed in a state of being inserted so as to be fitted into each through hole 16k one by one. The gap sensor 17 is fixed so that the end surface of the sensor electrode constitutes a part of the bottom surface of the first oil recovery grooves 16h2 to 16h4. The gap sensor 17 has an output value that varies depending on the temperature of the measurement environment.

ギャップセンサ１７の出力線１７ａは、裏面１６ｄにおける配線溝１６ｍに収容されており、タービンケーシング２２に形成された出力線取出溝２１ｍ（図１、図２参照）と後述のシールプレート２３が形成する孔から外部へと引き出されて、車両の制御部であるＥＣＵ（Engine Control Unit（不図示））に接続されている。
このように、出力線１７ａは、配線溝１６ｍに収容されることで、回転軸２や油切り７に干渉しないように配置される。これにより、出力線１７ａの断線や回転軸２及び油切り７の損傷を防止する。
なお、この孔は樹脂が注入されて封止されている。 The output line 17a of the gap sensor 17 is accommodated in the wiring groove 16m on the back surface 16d, and is formed by an output line extraction groove 21m (see FIGS. 1 and 2) formed in the turbine casing 22 and a seal plate 23 described later. It is pulled out from the hole and connected to an ECU (Engine Control Unit (not shown)) that is a control unit of the vehicle.
Thus, the output line 17a is disposed so as not to interfere with the rotating shaft 2 and the oil drainer 7 by being accommodated in the wiring groove 16m. Thereby, disconnection of the output line 17a and damage to the rotary shaft 2 and the oil drain 7 are prevented.
This hole is sealed by injecting resin.

熱電対１８は、所謂極細タイプのものであり、測定孔１６ｎの主面１６ｃ側先端部に固定されている。この熱電対１８の出力線も出力線１７ａと同様に出力線取出溝２１ｍから外部へと引き出されており、車両のＥＣＵに接続されている。   The thermocouple 18 is of a so-called ultrafine type, and is fixed to the tip of the measurement hole 16n on the main surface 16c side. Similarly to the output line 17a, the output line of the thermocouple 18 is also drawn out from the output line take-out groove 21m, and is connected to the ECU of the vehicle.

歪みゲージ１９は、裏面１６ｄにおいてＣ側スラストベアリング１６（裏面１６ｄ）のタービン軸２の径方向の歪みを測定するものであり、三つの歪みゲージ１９が裏面１６ｄのタービン軸２近傍に設けられている。この歪みゲージ１９は、スラストベアリング１６の裏面１６ｄにおいて、Ｃ側スラストベアリング１６（裏面１６ｄ）の径方向の歪みを検出するように貼付されている。なお、この歪みゲージ１９の出力線も出力線１７ａと同様に出力線取出溝２１ｍから外部へと引き出されており、車両のＥＣＵに接続されている。   The strain gauge 19 measures the radial strain of the turbine shaft 2 of the C-side thrust bearing 16 (back surface 16d) on the back surface 16d, and three strain gauges 19 are provided in the vicinity of the turbine shaft 2 on the back surface 16d. Yes. The strain gauge 19 is attached to the back surface 16d of the thrust bearing 16 so as to detect radial distortion of the C-side thrust bearing 16 (back surface 16d). The output line of the strain gauge 19 is also drawn out from the output line take-out groove 21m in the same manner as the output line 17a and is connected to the ECU of the vehicle.

なお、予め車両用過給機Ａと同等の車両用過給機におけるＣ側スラストベアリング１６（裏面１６ｄ）に既知のスラスト力を与えて取得したスラスト力とタービン軸２の径方向の歪みとの関係により、車両用過給機ＡにおけるＣ側スラストベアリング１６（裏面１６ｄ）の径方向の歪みを計測することができれば、これに対応したスラスト力を求めることができる。   It should be noted that the thrust force obtained by applying a known thrust force to the C-side thrust bearing 16 (back surface 16d) in the vehicle turbocharger equivalent to the vehicle turbocharger A in advance and the radial distortion of the turbine shaft 2 If the distortion in the radial direction of the C-side thrust bearing 16 (back surface 16d) in the vehicle supercharger A can be measured, the thrust force corresponding to this can be obtained.

出力線１７ａ、熱電対１８の出力線及び歪みゲージ１９の出力線が接続されるＥＣＵは、出力線１７ａから入力された値がＥＣＵに記憶された閾値未満となった場合に、車両用過給機Ａが不調になったことを運転席近傍に設けられた表示部に表示してアラームし、運転者に知らせる。なお、アラームの代わりにエンジンを停止又車両用過給機Ａの運転を停止してもよい。
同様に、Ｃ側スラストベアリング１６の主面１６ｃ近傍の温度又は裏面１６ｄにおけるタービン軸２の径方向の歪みが所定の閾値以上になった場合に、車両用過給機Ａが不調になったことをアラームする。 The ECU to which the output line 17a, the output line of the thermocouple 18 and the output line of the strain gauge 19 are connected is connected to the vehicle when the value input from the output line 17a is less than the threshold stored in the ECU. The fact that the machine A has malfunctioned is displayed on a display unit provided in the vicinity of the driver's seat to give an alarm to inform the driver. In place of the alarm, the engine may be stopped or the operation of the vehicle supercharger A may be stopped.
Similarly, when the temperature in the vicinity of the main surface 16c of the C-side thrust bearing 16 or the radial distortion of the turbine shaft 2 on the back surface 16d exceeds a predetermined threshold value, the vehicle supercharger A has malfunctioned. Alarm.

このような軸受部１０は、車両用過給機Ａの稼動時にオイルＯが絶えず供給されて、フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂの内周面上及び外周面上に油膜が形成・保持される。そして、フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂの内方で油膜を介してタービン軸２が回転し、タービン軸２の回転に伴って油膜を介してフローティングメタル１２Ａ，１２Ｂが回転運動する。フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂの回転数は、例えばタービン軸２の回転数の数十％程度である。   In such a bearing portion 10, oil O is continuously supplied during operation of the vehicle supercharger A, and an oil film is formed and held on the inner and outer peripheral surfaces of the floating metals 12 </ b> A and 12 </ b> B. The turbine shaft 2 rotates through the oil film inside the floating metals 12A and 12B, and the floating metals 12A and 12B rotate through the oil film as the turbine shaft 2 rotates. The rotational speed of the floating metals 12A and 12B is, for example, about several tens of percent of the rotational speed of the turbine shaft 2.

また、Ｔ側スラストベアリング１５及びＣ側スラストベアリング１６とスラストカラー６との間には、オイルＯが絶えず供給されて油膜が形成されており、スラストカラー６がＴ側スラストベアリング１５及びＣ側スラストベアリング１６に対して摺動するようになっている。すなわち、回動部１のスラスト荷重を形成された油膜圧力で受けるように構成されている。
このような構成により、タービン軸２が高い回転数で回転しても回動自在に支持することができるようになっている。 Further, between the T-side thrust bearing 15 and the C-side thrust bearing 16 and the thrust collar 6, oil O is continuously supplied to form an oil film, and the thrust collar 6 is connected to the T-side thrust bearing 15 and the C-side thrust. It slides relative to the bearing 16. That is, it is configured to receive the thrust load of the rotating unit 1 with the formed oil film pressure.
With such a configuration, the turbine shaft 2 can be rotatably supported even when the turbine shaft 2 rotates at a high rotational speed.

ケーシング２０は、ベアリングケーシング２１の一端にタービンケーシング２２を、またベアリングケーシング２１の他端にシールプレート２３を、このシールプレート２３にコンプレッサケーシング２４を接合して構成されている。   The casing 20 is configured by joining a turbine casing 22 to one end of a bearing casing 21, a seal plate 23 to the other end of the bearing casing 21, and a compressor casing 24 to the seal plate 23.

タービンケーシング２２は、タービンインペラ３を収容する収容部２２ａと収容部２２ａに巻きつくように形成されたスクロール部２２ｂを備え、ベアリングケーシング２１と接合することによって車両から供給される排気ガスの流路を形成している。   The turbine casing 22 includes an accommodating portion 22a that accommodates the turbine impeller 3 and a scroll portion 22b that is formed to wrap around the accommodating portion 22a, and a flow path for exhaust gas supplied from the vehicle by being joined to the bearing casing 21. Is forming.

シールプレート２３は、略円盤状の部材であり、略中央に形成された貫通口に油切り７を介してタービン軸２が挿通している。この貫通口には、リング状のシールリング２３ａが設けられており、このシールリング２３ａと上述した油切り７の外周面に設けられた凹部にシールリング２３ａが係合することによって、ベアリングケーシング２１に供給されたオイルＯがコンプレッサケーシング２４に漏出することを防止している。   The seal plate 23 is a substantially disk-shaped member, and the turbine shaft 2 is inserted through a through hole formed in a substantially center through an oil drain 7. The through hole is provided with a ring-shaped seal ring 23a, and the seal ring 23a is engaged with a recess provided on the outer peripheral surface of the oil drain 7 described above, whereby the bearing casing 21 is engaged. The oil O supplied to is prevented from leaking into the compressor casing 24.

コンプレッサケーシング２４は、コンプレッサインペラ４を収容する収容部２４ａと収容部２４ａに巻きつくように形成されたスクロール部２４ｂを備え、ベアリングケーシング２１と接合することによって車両に供給する空気の流路を形成している。   The compressor casing 24 includes an accommodating portion 24a that accommodates the compressor impeller 4 and a scroll portion 24b that is formed to wrap around the accommodating portion 24a. The compressor casing 24 joins the bearing casing 21 to form a flow path of air supplied to the vehicle. is doing.

次に、上記のような構成を備える車両用過給機Ａの作用について説明する。
車両のエンジンの始動と共に過給機Ａが稼働して、これに合わせて車両からオイル供給孔２１ｄにオイルＯが圧送される。そして、オイルＯが流路Ｒを流れて、フローティングメタル１２Ａ，１２Ｂ及びＣ側スラストベアリング１６に絶えずオイルＯが供給される。すなわち、スラストカラー６とＴ側スラストベアリング１５及びＣ側スラストベアリング１６との間にもオイルＯが圧送されて、油膜が形成される。 Next, the operation of the vehicle supercharger A having the above configuration will be described.
When the engine of the vehicle is started, the supercharger A is operated, and oil O is pressure-fed from the vehicle to the oil supply hole 21d accordingly. Then, the oil O flows through the flow path R, and the oil O is continuously supplied to the floating metals 12A and 12B and the C-side thrust bearing 16. That is, the oil O is also pumped between the thrust collar 6 and the T-side thrust bearing 15 and the C-side thrust bearing 16 to form an oil film.

同時に、タービンインペラ３が排気ガスにより回転して、回動部１が中心軸Ｐを中心に回動する。このとき、スラストカラー６のＣ側円面６ｃと、テーパ部１６ｆのテーパ部１６ｆ１及びランド部１６ｆ２とがオイルＯの油膜を介してＣ側スラストベアリング１６に対して相対的に摺動する。   At the same time, the turbine impeller 3 is rotated by the exhaust gas, and the rotating unit 1 is rotated about the central axis P. At this time, the C-side circular surface 6c of the thrust collar 6, the tapered portion 16f1 and the land portion 16f2 of the tapered portion 16f slide relative to the C-side thrust bearing 16 through the oil film of oil O.

車両のエンジンの始動の直後においては、コンプレッサとタービンの圧力差により、回動部１にタービン側からコンプレッサ側へ移動するようスラスト荷重が作用するが、オイルＯによってこの移動が制限される。つまり、スラストカラー６とＣ側スラストベアリング１６との間に形成されているオイルＯの油膜圧力によって、この回動部１に生ずるスラスト荷重を受け、回動部１の中心軸Ｐの方向に移動が制限される。   Immediately after the start of the engine of the vehicle, a thrust load acts on the rotating portion 1 so as to move from the turbine side to the compressor side due to the pressure difference between the compressor and the turbine, but this movement is limited by the oil O. That is, the thrust load generated in the rotating portion 1 is received by the oil film pressure of the oil O formed between the thrust collar 6 and the C-side thrust bearing 16 and moves in the direction of the central axis P of the rotating portion 1. Is limited.

このようなオイルＯに、例えばユーザの不注意等により、車両用過給機Ａの使用に適さない不純物が多く含まれるオイルＯが使用されるとパッド部１６ｆ（テーパ面１６ｆ１，ランド面１６ｆ２）が除々に磨耗して、負荷容量が次第に低下する。つまり、テーパ面１６ｆ１の傾斜が緩やかなものとなり、ランド面１６ｆ２の位置がスラストカラー６側から裏面１６ｄ側に後退すると、オイルＯがテーパ部１６ｆ１からランド面１６ｆ２まで移動しても所定の油膜圧力まで上昇しなくなる。このため、オイルＯの油膜が受けることのできるスラスト荷重の大きさの上限値が低下する。   If such oil O contains oil O containing a large amount of impurities not suitable for use in the vehicle supercharger A due to, for example, carelessness of the user, the pad portion 16f (taper surface 16f1, land surface 16f2). Wears gradually and the load capacity gradually decreases. That is, when the inclination of the taper surface 16f1 becomes gentle and the position of the land surface 16f2 moves backward from the thrust collar 6 side to the back surface 16d side, even if the oil O moves from the taper portion 16f1 to the land surface 16f2, a predetermined oil film pressure No longer rises. For this reason, the upper limit of the magnitude | size of the thrust load which the oil film of the oil O can receive falls.

このように負荷容量が低下すると、負荷容量が低下する前に比べて、回動部１がタービン側からコンプレッサ側への同一の大きさのスラスト荷重を受けた場合に、主面１６ａとＣ側円面６ｃとの距離が近接するようになる。   When the load capacity is reduced in this way, the main surface 16a and the C side when the rotating unit 1 receives a thrust load of the same magnitude from the turbine side to the compressor side compared to before the load capacity is reduced. The distance with the circular surface 6c comes close.

ギャップセンサ１７は、円面６ａとの距離Ｌに応じた信号をＥＣＵに継続的に出力し続けており、負荷容量が低下した状態で回動部１がスラスト荷重を受けて主面１６ａとＣ側円面６ｃとの間の距離が所定の距離未満となったときにこの距離に対応する信号をＥＣＵに出力する。
一方、熱電対１８は、このオイルＯの温度と近似する主面１６ｃ近傍の温度を測定し、この温度に対応する信号をＥＣＵに出力する。 The gap sensor 17 continuously outputs a signal corresponding to the distance L with respect to the circular surface 6a to the ECU, and the rotating unit 1 receives the thrust load with the load capacity lowered, and the main surface 16a and the C When the distance to the side circular surface 6c becomes less than a predetermined distance, a signal corresponding to this distance is output to the ECU.
On the other hand, the thermocouple 18 measures the temperature in the vicinity of the main surface 16c that approximates the temperature of the oil O, and outputs a signal corresponding to this temperature to the ECU.

ＥＣＵは、ギャップセンサ１７から入力された信号が示す測定値を、測定環境の温度に応じた補正係数で補正する。すなわち、熱電対１８から入力された信号が示す温度に基づいて、ギャップセンサ１７の測定値を補正する。つまり、この補正値がＥＣＵのメモリに記憶された所定の距離、すなわち、閾値未満であると判断して、車両用過給機Ａが不調になったことをアラームして運転者に知らせる。   The ECU corrects the measured value indicated by the signal input from the gap sensor 17 with a correction coefficient corresponding to the temperature of the measurement environment. That is, the measured value of the gap sensor 17 is corrected based on the temperature indicated by the signal input from the thermocouple 18. That is, it is determined that this correction value is less than a predetermined distance stored in the memory of the ECU, that is, less than the threshold value, and an alarm is given to notify the driver that the vehicle supercharger A has become malfunctioning.

また、円面６ａとギャップセンサ１７との距離Ｌが閾値未満であっても、回動軸１のスラスト荷重が比較的に高い状態、すなわち、Ｃ側スラストベアリング１６が高負荷な状態で連続して過給機Ａを稼働していると、オイルＯの温度が上昇する。オイルＯの温度が上昇すると、粘度が変化して潤滑効果が悪くなると共に、油膜の形成に悪影響を及ぼす。   Even when the distance L between the circular surface 6a and the gap sensor 17 is less than the threshold value, the thrust load of the rotating shaft 1 is continuously high, that is, the C-side thrust bearing 16 is continuously high. When the supercharger A is operating, the temperature of the oil O rises. When the temperature of the oil O rises, the viscosity changes and the lubricating effect becomes worse, and the formation of the oil film is adversely affected.

ＥＣＵは、ギャップセンサ１７から入力された信号が示す温度が、ＥＣＵのメモリに記憶された所定の温度、すなわち、閾値以上であると判断すると、車両用過給機Ａが不調になったことをアラームして運転者に知らせる。   When the ECU determines that the temperature indicated by the signal input from the gap sensor 17 is equal to or higher than a predetermined temperature stored in the memory of the ECU, that is, a threshold value, it indicates that the vehicle supercharger A has malfunctioned. Alarm and inform the driver.

また、歪みゲージ１９は、裏面１６ｄにおけるタービン軸２の径方向の歪みを継続的に測定して、この測定信号をＥＣＵに伝送する。ＥＣＵは、この伝送信号が示すデータを内部メモリに保存する。   The strain gauge 19 continuously measures the radial strain of the turbine shaft 2 on the back surface 16d, and transmits this measurement signal to the ECU. The ECU stores data indicated by the transmission signal in an internal memory.

以上説明した通り、本実施形態の過給機Ａによれば、Ｃ側スラストベアリング１６にスラストカラー６のＣ側円面６ｃとの距離Ｌを測定するギャップセンサ１７を備えるので、オイルＯの油膜厚さを間接的に測定することができる。すなわち、ギャップセンサ１７とランド面１６ｆ２との初期の距離Ｌ１は既知であるので、この距離Ｌ１を距離Ｌから差し引くことにより、ギャップセンサ１７とランド面１６ｆ２との距離Ｌ２（オイルＯの油膜厚さ）を間接的に測定することができる。また、距離Ｌ２が所定の閾値未満となったと場合に、車両用過給機Ａが不調であることを操作者に警告し、操作者が車両用過給機Ａの稼働を停止して、Ｃ側スラストベアリング１６とスラストカラー６が互いに接触して磨耗あるいは焼きつきを生じることやスラスト軸受あるいはスラストカラー６に過剰な負荷が加わること等を抑制できる。従って、スラスト軸受１４を小型化しても、スラスト軸受が破損することを防止して、車両用過給機Ａを保守することが可能となる。   As described above, according to the supercharger A of the present embodiment, the C-side thrust bearing 16 includes the gap sensor 17 that measures the distance L between the thrust collar 6 and the C-side circular surface 6c. Thickness can be measured indirectly. That is, since the initial distance L1 between the gap sensor 17 and the land surface 16f2 is known, by subtracting the distance L1 from the distance L, the distance L2 between the gap sensor 17 and the land surface 16f2 (the oil film thickness of the oil O). ) Can be measured indirectly. When the distance L2 is less than a predetermined threshold, the operator is warned that the vehicle supercharger A is malfunctioning, the operator stops the operation of the vehicle supercharger A, and C It is possible to prevent the side thrust bearing 16 and the thrust collar 6 from contacting each other to cause wear or seizure, and an excessive load applied to the thrust bearing or the thrust collar 6. Therefore, even if the thrust bearing 14 is reduced in size, the thrust bearing can be prevented from being damaged, and the vehicle supercharger A can be maintained.

また、ギャップセンサ１７が、第一油回収溝１６ｈから裏面１６ｄまで貫通孔１６ｋが形成されて、この貫通孔１６ｋに設けられるので、Ｃ側円面６ｃとテーパ面１６ｆ１及びランド面１６ｆ２との間における油膜の形成に影響を与えない。これにより、油膜圧力を変化させずにギャップセンサ１７を設けることが可能となる。   In addition, since the gap sensor 17 has a through hole 16k formed from the first oil recovery groove 16h to the back surface 16d and is provided in the through hole 16k, the gap sensor 17 is provided between the C-side circular surface 6c, the tapered surface 16f1, and the land surface 16f2. Does not affect the formation of oil film. Thereby, the gap sensor 17 can be provided without changing the oil film pressure.

また、軸受部１０が、Ｃ側スラストベアリング１６の裏面１６ｄから主面１６ｃ近傍まで測定孔１６ｎが形成され、該測定孔１６ｎの主面１６ｃ側に熱電対１８を備えるので、オイルＯの温度と近似する主面１６ｃ近傍の温度が測定される。これにより、粘度が変化して潤滑効果が悪くなると共に油膜の形成に悪影響を及ぼす温度に達した場合に、車両用過給機Ａが不調になったことをアラームできる。   In addition, since the bearing portion 10 has a measurement hole 16n formed from the back surface 16d of the C-side thrust bearing 16 to the vicinity of the main surface 16c, and includes a thermocouple 18 on the main surface 16c side of the measurement hole 16n, the temperature of the oil O The temperature in the vicinity of the approximated principal surface 16c is measured. As a result, when the temperature changes to a temperature that adversely affects the formation of the oil film as the viscosity changes and the lubricating effect is deteriorated, it can be alarmed that the vehicle supercharger A has become malfunctioning.

また、熱電対１８が、貫通孔１６ｋ近傍に穿孔された測定孔１６ｎに設けられているので、主面１６ｃ近傍、かつ、ギャップセンサ１７近傍の温度が測定される。これにより、ギャップセンサ１７の測定値を補正して、Ｃ側円面１６ｃと主面１６ｃとの距離Ｌを極めて正確に求めることができる。   Further, since the thermocouple 18 is provided in the measurement hole 16n drilled in the vicinity of the through hole 16k, the temperature in the vicinity of the main surface 16c and in the vicinity of the gap sensor 17 is measured. Thereby, the measured value of the gap sensor 17 can be corrected and the distance L between the C-side circular surface 16c and the main surface 16c can be obtained very accurately.

また、軸受部１０が、裏面１６ｄのタービン軸２近傍にタービン軸２径方向の歪みを測定する歪みゲージ１９を備えているので、スラスト荷重によるタービン軸２径方向の歪みを測定することができる。これにより、測定された歪みをＥＴＣの内部メモリに保存しておくことで、仮に故障が発生した場合に内部メモリから歪みの経過を呼び出して、故障原因の特定や安全対策に役立てることが可能となる。
より具体的に説明すると、事前にスラストカラー６に既知のスラスト荷重を作用させ、
この際に生ずる歪みを測定し、スラスト荷重と歪みとの関係を把握しておけば、歪みからスラスト荷重を求めることができ、故障が発生するまでのスラスト荷重の経過を知ることができる。 Further, since the bearing portion 10 includes the strain gauge 19 for measuring the strain in the radial direction of the turbine shaft 2 in the vicinity of the turbine shaft 2 on the back surface 16d, the strain in the radial direction of the turbine shaft due to the thrust load can be measured. . As a result, by storing the measured distortion in the ETC's internal memory, it is possible to call up the progress of the distortion from the internal memory in the event of a failure, which can be used to identify the cause of the failure and to take safety measures. Become.
More specifically, a known thrust load is applied to the thrust collar 6 in advance,
By measuring the strain generated at this time and grasping the relationship between the thrust load and the strain, the thrust load can be obtained from the strain, and the progress of the thrust load until the failure occurs can be known.

上記のような車両用過給機Ａの構成によれば、スラストベアリング１６ｃの詳細な設計検証方法が可能となる。すなわち、基準となるスラストベアリング１６ｃ及び検証対象となるスラストベアリング１６ｃのそれぞれスラストベアリング１６ｃに予めギャップセンサ１７と、熱電対１８及び歪みゲージ１９とを設ける。   According to the configuration of the vehicle supercharger A as described above, a detailed design verification method for the thrust bearing 16c is possible. That is, the gap sensor 17, the thermocouple 18, and the strain gauge 19 are provided in advance in each of the thrust bearing 16 c of the reference thrust bearing 16 c and the thrust bearing 16 c to be verified.

そして、各スラストベアリング１６ｃとスラストカラー６が形成する油膜の油膜厚さＬ２と、テーパ面１７ｆ１、ランド面１７ｆ２近傍の温度及びスラスト荷重とのそれぞれの関係を求める。   Then, the relationship between the oil film thickness L2 of the oil film formed by each thrust bearing 16c and the thrust collar 6, the temperature in the vicinity of the taper surface 17f1 and the land surface 17f2, and the thrust load is obtained.

そして、各スラストベアリング１６ｃとスラストカラー６が形成する油膜の油膜厚さＬ２と、テーパ面１７ｆ１、ランド面１７ｆ２近傍の温度及びスラスト荷重とのそれぞれの関係により、検証対象となるスラストベアリング１６ｃを検証する。   Then, the thrust bearing 16c to be verified is verified by the relationship between the oil film thickness L2 of the oil film formed by each thrust bearing 16c and the thrust collar 6, the temperature in the vicinity of the taper surface 17f1 and the land surface 17f2, and the thrust load. To do.

このように本発明の設計検証方法によれば、基準となるスラスト軸受１２及び検証対象となるスラスト軸受１２のそれぞれのＣ側円面６ｃとの距離とテーパ面１７ｆ１及びランド面１７ｆ２近傍の温度とスラスト荷重とに基づいて、検証対象となるスラスト軸受１４の負荷容量について検証するので、負荷容量のパラメータとなる油膜厚さＬ２とオイルの温度と実際にタービン軸に生じたスラスト荷重とのそれぞれの関係に基づいて、スラストベアリング１４の検証が行われる。これにより、スラスト軸受１４のテーパ面１７ｆ１及びランド面１７ｆ２の磨耗量という結果から推定される大まかな検証よりも、摺動過程における物理的な値から詳細な検証を行うことができる。また、副次的な効果として、安全性を担保する範囲内でスラスト軸受１４（摺動面テーパ面１７ｆ１及びランド面１７ｆ２）の設計を最適化することができ、スラスト軸受１４のメカニカル損失を低下させることができる。   As described above, according to the design verification method of the present invention, the distance between the reference thrust bearing 12 and the C-side circular surface 6c of each of the thrust bearings 12 to be verified and the temperatures in the vicinity of the tapered surface 17f1 and the land surface 17f2. Since the load capacity of the thrust bearing 14 to be verified is verified based on the thrust load, each of the oil film thickness L2, the oil temperature, and the thrust load actually generated on the turbine shaft, which are parameters of the load capacity, is verified. Based on the relationship, the thrust bearing 14 is verified. Thereby, detailed verification can be performed from physical values in the sliding process, rather than rough verification estimated from the result of the wear amount of the tapered surface 17f1 and the land surface 17f2 of the thrust bearing 14. As a secondary effect, the design of the thrust bearing 14 (the sliding surface taper surface 17f1 and the land surface 17f2) can be optimized within a range that ensures safety, and the mechanical loss of the thrust bearing 14 is reduced. Can be made.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、タービン軸２に生じるスラスト荷重の荷重伝達部材として、スラストカラー６を用いたが、円筒形状で端部にフランジが形成されたスラストブッシュを用いて、フランジをスラストベアリング１６と摺動させる構成にしてもよい。
（２）上記実施形態では、スラストベアリング１５とスラストベアリング１６とを用いた所謂分離スラスト方式を採用しているが、スラストベアリング１５は必ずしも設ける必要はない。
（３）上記実施形態では、複数のギャップセンサ１７を用いたが、単数であってもよい。熱電対１８及びギャップセンサ１９も同様である。
（４）上記実施形態では、スラストベアリング１６の径方向の歪みを計測して回動部１に作用するスラスト荷重を計測したが、これに代えて周方向の歪み又は厚さ方向の歪みを計測し、この計測結果によりスラスト荷重を計測してもよい。さらに、これら三方向のうち、二方向又は三方向の歪みを計測し、この計測結果からスラスト荷重を計測して、スラスト荷重の計測精度を向上させてもよい。
（５）上記実施形態では、過給機Ａの不調を表示部に表示してアラームし、運転者に知らせる構成としたが、エンジンを停止又過給機の運転を停止させるように制御することで車両用過給機Ａを確実に保守することが可能となる。
（６）上記実施形態では、車両用過給機に本発明を適用した場合について説明したが、他の回転機械についても適用することができるのは勿論である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) Although the thrust collar 6 is used as a load transmitting member for the thrust load generated in the turbine shaft 2 in the above embodiment, a thrust bush having a cylindrical shape and a flange formed at the end portion is used, and the flange is a thrust bearing. It may be configured to slide with 16.
(2) In the above embodiment, a so-called separation thrust system using the thrust bearing 15 and the thrust bearing 16 is employed, but the thrust bearing 15 is not necessarily provided.
(3) In the above embodiment, the plurality of gap sensors 17 are used, but a single gap sensor 17 may be used. The same applies to the thermocouple 18 and the gap sensor 19.
(4) In the above embodiment, the radial load of the thrust bearing 16 is measured and the thrust load acting on the rotating unit 1 is measured. Instead, the circumferential strain or the strain in the thickness direction is measured. However, the thrust load may be measured based on the measurement result. Furthermore, the measurement accuracy of the thrust load may be improved by measuring the distortion in two or three directions among these three directions and measuring the thrust load from the measurement result.
(5) In the above embodiment, the malfunction of the supercharger A is displayed on the display unit and an alarm is given to notify the driver. However, the engine is stopped or the supercharger is stopped. Thus, the supercharger A for the vehicle can be reliably maintained.
(6) Although the case where the present invention is applied to the supercharger for vehicles has been described in the above embodiment, it is needless to say that the present invention can also be applied to other rotating machines.

本発明の一実施形態において、車両用過給機Ａの概略構成を示す断面図である。In one Embodiment of this invention, it is sectional drawing which shows schematic structure of the supercharger A for vehicles. 本発明の一実施形態において、車両用過給機Ａの要部拡大図である。In one Embodiment of this invention, it is a principal part enlarged view of the supercharger A for vehicles. 本発明の一実施形態において、Ｃ側スラストベアリング１６を示す図であって、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows the C side thrust bearing 16, Comprising: It is the sectional view on the AA line in FIG. 本発明の一実施形態において、Ｃ側スラストベアリング１６を示す図であって、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 3 is a diagram showing a C-side thrust bearing 16 in the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2. 本発明の一実施形態において、Ｃ側スラストベアリング１６の要部断面図であって、図５（ａ）は、図３におけるＣ−Ｃ線断面図、図５（ｂ）は、図３におけるＤ−Ｄ線断面図、図５（ｃ）は、図４におけるＥ−Ｅ断面図である。In one Embodiment of this invention, it is principal part sectional drawing of the C side thrust bearing 16, Comprising: Fig.5 (a) is CC sectional view taken on the line in FIG. 3, FIG.5 (b) is D in FIG. -D sectional view, FIG.5 (c) is EE sectional drawing in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…回動部
２…タービン軸
６…スラストカラー（荷重伝達部材）
１０…軸受部
１４…スラスト軸受
１６…Ｃ側スラストベアリング（スラストベアリング）
１６ｆ…パッド部（摺動部）
１６ｈ（１６ｈ１〜１６ｈ４）…第一油回収溝（油溝）
１７…ギャップセンサ（位置センサ）
１８…熱電対
１９…歪みゲージ
２０…ケーシング
Ａ…車両用過給機（回転機械）
Ｏ…オイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Turning part 2 ... Turbine shaft 6 ... Thrust collar (load transmission member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Bearing part 14 ... Thrust bearing 16 ... C side thrust bearing (Thrust bearing)
16f ... Pad part (sliding part)
16h (16h1-16h4) ... 1st oil recovery groove (oil groove)
17 ... Gap sensor (position sensor)
18 ... Thermocouple 19 ... Strain gauge 20 ... Casing A ... Supercharger for vehicle (rotary machine)
O ... oil

Claims (6)

ケーシングと、
タービン軸の一端にタービンインペラが設けられると共に他端にコンプレッサインペラが設けられた回動部と、
前記タービン軸に固定された荷重伝達部材と前記タービン軸が挿通されると共にケーシングに固定されて前記荷重伝達部材に近接対向するスラストベアリングとが設けられ、前記荷重伝達部材と前記スラストベアリングとの間に油膜を形成して該油膜圧力で前記回動部のスラスト荷重を受けるスラスト軸受が構成されると共に前記回動部を前記ケーシングに対して回動自在に支持する軸受部と、を備える回転機械であって、
前記スラストベアリングは、前記荷重伝達部材と前記スラストベアリングとの間の距離を測定する位置センサを備えることを特徴とする回転機械。 A casing,
A rotating portion provided with a turbine impeller at one end of the turbine shaft and a compressor impeller at the other end;
A load transmission member fixed to the turbine shaft and a thrust bearing through which the turbine shaft is inserted and fixed to the casing and facing the load transmission member in close proximity are provided, and between the load transmission member and the thrust bearing A rotary bearing comprising: a bearing that forms an oil film and receives a thrust load of the rotating part by the oil film pressure; and that rotatably supports the rotating part with respect to the casing. Because
The thrust bearing includes a position sensor that measures a distance between the load transmission member and the thrust bearing. 前記スラストベアリングに前記荷重伝達部材と摺動する摺動部が複数形成され、
前記スラストベアリングは、該摺動部に挟まれるように形成され、前記油膜を形成したオイルを回収する油溝に前記位置センサを備えることを特徴とする請求項１記載の回転機械。 A plurality of sliding portions sliding with the load transmitting member are formed on the thrust bearing,
The rotary machine according to claim 1, wherein the thrust bearing is formed so as to be sandwiched between the sliding portions, and the position sensor is provided in an oil groove for collecting the oil having the oil film formed thereon. 前記スラストベアリングは、温度センサを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の回転機械。   The rotating machine according to claim 1, wherein the thrust bearing includes a temperature sensor. 前記スラストベアリングは、前記温度センサを前記位置センサの近傍に備えることを特徴とする請求項３記載の回転機械。   The rotary machine according to claim 3, wherein the thrust bearing includes the temperature sensor in the vicinity of the position sensor. 前記スラストベアリングは、該スラストベアリングの歪みを計測する歪みゲージを備えることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の回転機械。   The rotary machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the thrust bearing includes a strain gauge that measures strain of the thrust bearing. 回転機械に用いられ、タービン軸が挿通されると共に該タービン軸に固定された荷重伝達部材及び前記タービン軸が挿通されると共にケーシングに固定されて前記スラストベアリングに近接対向するスラストベアリングが設けられ、前記荷重伝達部材と前記スラストベアリングとの間に油膜を形成して該油膜圧力で前記タービン軸のスラスト荷重を受けるスラスト軸受の設計検証方法であって、
基準となるスラスト軸受及び検証対象となるスラスト軸受のそれぞれのスラストベアリングに予め位置センサと熱電対と歪みゲージとを設けて、前記荷重伝達部材と前記スラストベアリングとの距離と、前記スラストベアリングの温度と、前記スラストベアリングのタービン軸径方向の歪みから求められた前記スラスト荷重とに基づいて、前記検証対象となるスラスト軸受の負荷容量について検証することを特徴とするスラスト軸受の設計検証方法。 Used in a rotary machine, a turbine shaft is inserted, a load transmission member fixed to the turbine shaft, and a thrust bearing through which the turbine shaft is inserted and fixed to a casing and opposed to the thrust bearing are provided. A method for verifying a thrust bearing that forms an oil film between the load transmission member and the thrust bearing and receives a thrust load of the turbine shaft at the oil film pressure,
A position sensor, a thermocouple, and a strain gauge are provided in advance in each of the reference thrust bearing and the thrust bearing to be verified, the distance between the load transmission member and the thrust bearing, and the temperature of the thrust bearing. And a thrust bearing load capacity of the thrust bearing to be verified based on the thrust load determined from the turbine bearing radial distortion of the thrust bearing.
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