JP2019078359A - スラスト軸受およびターボチャージャ - Google Patents

Abstract

【課題】テーパ部の周方向に連なるランド部に潤滑油が流入しやすいスラスト軸受およびターボチャージャを提供することを課題とする。【解決手段】スラスト軸受４は、油膜を介して相手側部材５３に摺接する摺動面４０ｆ、４０ｒを備え、回転軸５０に作用する軸方向のスラスト荷重を支持する。摺動面４０ｆ、４０ｒは、パッド部Ａを備える。パッド部Ａは、テーパ部Ｂとランド部Ｃと昇圧側境界部Ｄとを備える。昇圧側境界部Ｄは昇圧側第一傾斜部Ｌ１を備える。昇圧側第一傾斜部Ｌ１は、下流端Ｐ１と、下流端Ｐ１よりも上流側かつ径方向外側に配置される上流端Ｐ２と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を支持するスラスト軸受およびターボチャージャに関する。

スラスト軸受の摺動面は、油膜を介してスラストカラーに摺接している。スラスト軸受の摺動面には、パッド部が形成されている。パッド部は、テーパ部とランド部とを備えている。テーパ部とランド部とは周方向に連なっている。潤滑油は、上流側から下流側に向かって、テーパ部とランド部とを通過する。テーパ部を通過する際、テーパ部とスラストカラーとの間の隙間は、徐々に狭くなる。このため、潤滑油は徐々に圧縮され、潤滑油の圧力は徐々に高くなる。当該潤滑油により、スラスト荷重支持用の油膜が、ランド部に形成される。

しかしながら、テーパ部により昇圧された潤滑油は、ランド部に流入しにくい。すなわち、スラスト軸受の摺動面の径方向外側には、非摺動部が配置されている。非摺動部はスラストカラーに摺接しない。このため、テーパ部を通過した潤滑油は、ランド部ではなく非摺動部に逃げやすい。この傾向は、潤滑油に作用する遠心力（詳しくは、回転軸の回転に伴う遠心力）が大きくなると、より顕著になる。

この点、特許文献１のスラスト軸受の摺動面には、テーパ部の下流側（周方向下流側）だけでなく、テーパ部の径方向外側にも、ランド部が配置されている。すなわち、摺動面には、テーパ部を径方向外側から囲むように、ランド部が配置されている。このため、下流側のランド部に流入しなかった潤滑油を、径方向外側のランド部に流入させることができる。

特開２０１６−１１７１４号公報

同文献記載のスラスト軸受の場合、遠心力により潤滑油が径方向外側に流れやすいことを利用するために、テーパ部の径方向外側にランド部を追加配置している。また、テーパ部に、径方向内側から径方向外側に向かって高度が高くなる、傾斜を設定している。このため、テーパ部の周方向に連なるランド部に潤滑油が流入しにくい。そこで、本発明は、テーパ部の周方向に連なるランド部に潤滑油が流入しやすいスラスト軸受およびターボチャージャを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のスラスト軸受は、油膜を介して相手側部材に摺接する摺動面を備え、回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を支持するスラスト軸受であって、前記摺動面の周方向における、潤滑油の流動方向上流側を上流側、流動方向下流側を下流側として、前記摺動面は、テーパ部と、前記テーパ部の前記下流側に連なるランド部と、前記テーパ部と前記ランド部との境界に配置される昇圧側境界部と、を有するパッド部を有し、前記昇圧側境界部は、下流端と、前記下流端よりも前記上流側かつ径方向外側に配置される上流端と、を有する昇圧側第一傾斜部を有することを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明のターボチャージャは、前記スラスト軸受を備えるターボチャージャであって、前記相手側部材は、前記回転軸に配置されるスラストカラーであることを特徴とする。

昇圧側境界部は、上流側のテーパ部と、下流側のランド部と、の境界に配置されている。昇圧側境界部は、昇圧側第一傾斜部を備えている。昇圧側第一傾斜部は、下流端と上流端とを備えている。下流端に対して、上流端は、上流側かつ径方向外側に配置されている。このため、テーパ部から径方向外側に逃げようとする潤滑油が、昇圧側第一傾斜部を通過しやすい。したがって、テーパ部から下流側（周方向下流側）のランド部に、潤滑油が流入しやすい。

第一実施形態のターボチャージャの軸方向断面図である。 図１の枠ＩＩ内の拡大図である。 第一実施形態のスラスト軸受の透過前面図である。 同スラスト軸受の斜視図である。 図５（Ａ）は、同スラスト軸受の前側の軸受側摺動面の展開図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢ方向断面図である。 図６（Ａ）は、第二実施形態のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の展開図である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ方向断面図である。 図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、その他の実施形態（その１〜その４）のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の部分展開図である。 図８（Ａ）〜図８（Ｂ）は、その他の実施形態（その５〜その６）のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の部分展開図である。

以下、本発明のスラスト軸受およびターボチャージャの実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
［ターボチャージャの構成］
まず、本実施形態のターボチャージャの構成について説明する。なお、以降の図において、前後方向は本発明の「軸方向」に対応している。図１に、本実施形態のターボチャージャの軸方向断面図を示す。図１に示すように、本実施形態のターボチャージャ１は、ジャーナル軸受３と、スラスト軸受４と、回転部５と、ベアリングハウジング９０と、コンプレッサハウジング９１と、タービンハウジング９２と、を備えている。

ベアリングハウジング９０の内部には、油路９０１ａ、９０１ｂと、軸受収容部９０２ａ、９０２ｂと、が形成されている。油路９０１ａ、９０１ｂには、潤滑油が流れている。前側または後側から見て、軸受収容部９０２ａは、ベアリングハウジング９０の径方向中心部に配置されている。軸受収容部９０２ｂは、軸受収容部９０２ａの前側に配置されている。

ジャーナル軸受３は、円筒状を呈している。ジャーナル軸受３は、軸受収容部９０２ａに収容されている。スラスト軸受４は、軸受収容部９０２ｂに収容されている。スラスト軸受４については、後で詳しく説明する。コンプレッサハウジング９１は、ベアリングハウジング９０の前側に配置されている。タービンハウジング９２は、ベアリングハウジング９０の後側に配置されている。

回転部５は、ベアリングハウジング９０に対して、回転可能である。回転部５は、回転軸５０と、コンプレッサインペラ５１と、タービンインペラ５２と、スラストカラー５３と、カラーターボシールリング５４と、を備えている。

回転軸５０は、ベアリングハウジング９０を前後方向に貫通している。回転軸５０は、ジャーナル軸受３により、径方向外側から、回転可能に支持されている。図２に、図１の枠ＩＩ内の拡大図を示す。図２に示すように、スラストカラー５３は、回転軸５０の外周面に配置されている。スラストカラー５３は、筒部５３０と、前後一対のフランジ部５３１ｆ、５３１ｒと、を備えている。筒部５３０は、前後方向に延在する円筒状を呈している。前側のフランジ部５３１ｆは、筒部５３０の前端から径方向外側に張り出している。フランジ部５３１ｆの後面には、軸側摺動面５３２ｆが配置されている。後側のフランジ部５３１ｒは、筒部５３０の後端から径方向外側に張り出している。フランジ部５３１ｒの前面には、軸側摺動面５３２ｒが配置されている。スラストカラー５３は、スラスト軸受４により、前後方向から、回転可能に支持されている。

図１に示すように、カラーターボシールリング５４は、回転軸５０の外周面に配置されている。カラーターボシールリング５４は、スラストカラー５３の前側に配置されている。コンプレッサインペラ５１は、回転軸５０の前端に取り付けられている。タービンインペラ５２は、回転軸５０の後端に連なっている。すなわち、回転軸５０は、コンプレッサインペラ５１とタービンインペラ５２とを連結している。

［スラスト軸受の構成］
次に、本実施形態のスラスト軸受の構成について説明する。図３に、本実施形態のスラスト軸受の透過前面図を示す。図４に、同スラスト軸受の斜視図を示す。図２〜図４に示すように、スラスト軸受４は、筒部５３０の径方向外側に環装されている。スラスト軸受４は、前側のフランジ部５３１ｆと、後側のフランジ部５３１ｒと、の間に配置されている。スラスト軸受４は、前側から見て馬蹄状（下向きに開口するＣ字状）を呈している。

スラスト軸受４は、摺動部４０と、非摺動部４１と、油路４２と、を備えている。摺動部４０の前面には、軸受側摺動面４０ｆが配置されている。軸受側摺動面４０ｆは、前側の軸側摺動面５３２ｆに、油膜を介して摺接している。摺動部４０の後面には、軸受側摺動面４０ｒが配置されている。軸受側摺動面４０ｒは、後側の軸側摺動面５３２ｒに、油膜を介して摺接している。軸受側摺動面４０ｆ、４０ｒは、本発明の「摺動面」の概念に含まれる。軸受側摺動面４０ｆ、４０ｒについては、後で詳しく説明する。

非摺動部４１は、摺動部４０の径方向外側に配置されている。非摺動部４１は、スラストカラー５３に摺接していない。油路４２は、ベアリングハウジング９０の油路９０１ａと、軸受側摺動面４０ｆ、４０ｒと、を繋いでいる。油路４２を介して、潤滑油は、油路９０１ａから軸受側摺動面４０ｆ、４０ｒに供給される。

［軸受側摺動面の構成］
次に、本実施形態のスラスト軸受の軸受側摺動面の構成について説明する。前後一対の軸受側摺動面４０ｆ、４０ｒの構成は同じである。以下、代表して、前側の軸受側摺動面４０ｆの構成について説明する。

図５（Ａ）に、本実施形態のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の展開図を示す。図５（Ｂ）に、図５（Ａ）のＶＢ−ＶＢ方向断面図を示す。なお、図５（Ａ）のテーパ部Ｂには、説明の便宜上、等高線（前後方向の高度を示す線）を細線で示す。図５（Ａ）、図５（Ｂ）の角度は、図３に示すように、回転軸５０の軸心Ｇ周りの中心角である。軸受側摺動面４０ｆの周方向（軸心Ｇを中心とする周方向）における、潤滑油の流動方向上流側を「上流側」、流動方向下流側を「下流側」とする。中心角は、真下位置を０°として、上流側から下流側に向かって、図３における時計回り方向に進角する。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、軸受側摺動面４０ｆは、三つのパッド部Ａを備えている。三つのパッド部Ａは、周方向に並んで配置されている。パッド部Ａは、テーパ部Ｂと、ランド部Ｃと、昇圧側境界部Ｄと、を備えている。周方向に隣り合う一対のパッド部Ａの境界には、降圧側境界部Ｅが配置されている。

テーパ部Ｂは、径方向に並ぶ一対の平面部ｈａ、ｈｂと、凹面部ｉと、を備えている。平面部ｈａ、ｈｂは、上流側（回転軸５０の回転方向後側）から下流側（回転軸５０の回転方向前側）に向かって高度（詳しくは、前後方向の高度。以下同じ。）が高くなる、平面状を呈している。径方向内側の平面部ｈｂには、油路４２が開口している。

凹面部ｉは、一対の平面部ｈａ、ｈｂの間に配置されている。凹面部ｉは、上流側から下流側に向かって高度が高くなる、曲面状を呈している。凹面部ｉは、平面部ｈａ、ｈｂに対して、後側に凹んでいる。具体的には、凹面部ｉの径方向断面は、後側に凹むＣ字状を呈している。すなわち、凹面部ｉは底部Ｍを有している。底部Ｍは、凹面部ｉにおいて最も高度が低い部分である。底部Ｍは、頂点Ｐ１と頂点Ｐ３とを結び周方向に延在している。凹面部ｉは、四つの頂点Ｐ１〜Ｐ４を結ぶ境界部Ｌ１〜Ｌ４により囲まれている。境界部Ｌ１〜Ｌ４は、線状を呈している。頂点Ｐ１は、凹面部ｉの下流端、後述する昇圧側凹部ｄの頂点、昇圧側第一傾斜部（境界部Ｌ１）の下流端、昇圧側第二傾斜部（境界部Ｌ４）の下流端を兼ねている。頂点Ｐ２は、凹面部ｉの径方向外端、後述する昇圧側第一傾斜部（境界部Ｌ１）の上流端を兼ねている。頂点Ｐ３は、凹面部ｉの上流端である。頂点Ｐ４は、凹面部ｉの径方向内端、後述する昇圧側第二傾斜部（境界部Ｌ４）の上流端を兼ねている。頂点Ｐ２、Ｐ４の周方向位置は同じである。

凹面部ｉは、頂点Ｐ３から頂点Ｐ１に向かって、径方向に扇状に拡がっている。具体的には、境界部Ｌ２は、頂点Ｐ３と頂点Ｐ２とを繋いでいる。境界部Ｌ２は、径方向外側かつ上流側に凹む、曲線状を呈している。境界部Ｌ３は、頂点Ｐ３と頂点Ｐ４とを繋いでいる。境界部Ｌ３は、径方向内側かつ上流側に凹む、曲線状を呈している。境界部Ｌ１は、頂点Ｐ２と頂点Ｐ１とを繋いでいる。境界部Ｌ１は、径方向外側かつ下流側に凹む、曲線状を呈している。境界部Ｌ４は、頂点Ｐ４と頂点Ｐ１とを繋いでいる。境界部Ｌ４は、径方向内側かつ下流側に凹む、曲線状を呈している。このうち、境界部Ｌ１は、後述する昇圧側第一傾斜部を兼ねている。また、境界部Ｌ４は、後述する昇圧側第二傾斜部を兼ねている。

図５（Ａ）に示すように、凹面部ｉは、第一凹面部ｉａと、第二凹面部ｉｂと、を備えている。第一凹面部ｉａは、昇圧側第一傾斜部（境界部Ｌ１）の上流側に配置されている。第二凹面部ｉｂは、昇圧側第二傾斜部（境界部Ｌ４）の上流側に配置されている。底部Ｍに対して、第一凹面部ｉａは径方向外側に、第二凹面部ｉｂは径方向内側に、各々配置されている。前側から見て、第一凹面部ｉａは、径方向内側を向いている。前側から見て、第二凹面部ｉｂは、径方向外側を向いている。

ランド部Ｃは、テーパ部Ｂの下流側に連なっている。ランド部Ｃは、高度が一定の平面状を呈している。昇圧側境界部Ｄは、上流側のテーパ部Ｂと、下流側のランド部Ｃと、の間に配置されている。昇圧側境界部Ｄは、昇圧側凹部ｄを備えている。昇圧側凹部ｄは、下流側に凹む、曲線状を呈している。このため、昇圧側境界部Ｄの実長は、昇圧側境界部Ｄの径方向幅Ｎよりも長い。昇圧側境界部Ｄは、前述の境界部Ｌ１、Ｌ４を備えている。降圧側境界部Ｅは、上流側のパッド部Ａのランド部Ｃと、下流側のパッド部Ａのテーパ部Ｂとの境界に配置されている。降圧側境界部Ｅは、径方向に延在する直線状を呈している。

［スラスト軸受の動き］
次に、本実施形態のスラスト軸受の動きについて説明する。ターボチャージャ１駆動時において、図２、図３に示すように、潤滑油は、油路９０１ａを介して、油路４２に流入する。油路４２の出口は、前後一対の軸受側摺動面４０ｆ、４０ｒ各々の、三つのパッド部Ａの平面部ｈｂに、分岐して開口している。当該出口を介して、潤滑油は、パッド部Ａの上流部（テーパ部Ｂの上流部）に供給される。

平面部ｈｂに供給された潤滑油は、回転軸５０の回転に伴い径方向外側かつ下流側に流動する。潤滑油は、テーパ部Ｂを、径方向に拡がりながら、かつ高度を上げながら、上流側から下流側に向かって流動する。当該流動により、潤滑油の圧力は高くなる。昇圧された潤滑油は、昇圧側境界部Ｄを介して、ランド部Ｃに流入する。ランド部Ｃに流入した潤滑油は、ランド部Ｃを上流側から下流側に向かって流動する。この際、潤滑油は、所定の圧力の油膜を形成する。当該油膜により、軸受側摺動面４０ｆ、４０ｒは、軸側摺動面５３２ｆ、５３２ｒを回転可能に支持している。油膜で使用された潤滑油は、図１に示す油路９０１ｂを介して、ベアリングハウジング９０の外部に排出される。

［作用効果］
次に、本実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャの作用効果について説明する。仮に、図５（Ａ）に示す昇圧側境界部Ｄが、降圧側境界部Ｅ同様に径方向に延在する直線状を呈している場合、テーパ部Ｂで昇圧された潤滑油は、ランド部Ｃに流入しにくい。すなわち、図４に示すように、摺動部４０の径方向外側には、非摺動部４１が配置されている。非摺動部４１は、スラストカラー５３に摺接していない。このため、ランド部Ｃに対して圧力が低い。並びに、非摺動部４１は、テーパ部Ｂの径方向外側に配置されている。このため、遠心力により潤滑油が流入しやすい。したがって、テーパ部Ｂで昇圧された潤滑油は、ランド部Ｃではなく非摺動部４１に逃げやすい。逃げた潤滑油は、軸側摺動面５３２ｆ、５３２ｒの支持（スラスト荷重の支持）には何等寄与しない。このように、昇圧側境界部Ｄが径方向に延在する直線状を呈している場合、無駄な潤滑油の量が増加してしまう。

この点、図５（Ａ）に示すように、昇圧側境界部Ｄは、昇圧側凹部ｄを備えている。昇圧側凹部ｄは、昇圧側第一傾斜部（境界部Ｌ１）を備えている。境界部Ｌ１は、下流端（頂点Ｐ１）と上流端（頂点Ｐ２）とを備えている。頂点Ｐ１に対して、頂点Ｐ２は、上流側かつ径方向外側に配置されている。このため、テーパ部Ｂから径方向外側に逃げようとする潤滑油が、境界部Ｌ１を通過しやすい。したがって、テーパ部Ｂから下流側のランド部Ｃに、潤滑油が流入しやすい。

また、昇圧側凹部ｄは、昇圧側第二傾斜部（境界部Ｌ４）を備えている。境界部Ｌ４は、下流端（頂点Ｐ１）と上流端（頂点Ｐ４）とを備えている。頂点Ｐ１に対して、頂点Ｐ４は、上流側かつ径方向内側に配置されている。このため、テーパ部Ｂから径方向内側に逃げようとする潤滑油が、境界部Ｌ４を通過しやすい。したがって、テーパ部Ｂから下流側のランド部Ｃに、潤滑油が流入しやすい。

また、昇圧側凹部ｄは、前側から見て、下流側に凹むＣ字状を呈している。このため、潤滑油を囲い込みながらランド部Ｃに流入させることができる。したがって、テーパ部Ｂから下流側のランド部Ｃに、潤滑油が流入しやすい。

また、テーパ部Ｂには、凹面部ｉが配置されている。凹面部ｉは、平面部ｈａ、ｈｂに対して、後側に凹んでいる。このため、平面部ｈｂの潤滑油は、遠心力により、凹面部ｉに流入しやすい。他方、凹面部ｉの潤滑油は、遠心力が作用しても、凹面部ｉから平面部ｈａに流出しにくい。したがって、凹面部ｉには潤滑油が合流しやすい。凹面部ｉは、昇圧側凹部ｄに連なっている。よって、凹面部ｉから下流側のランド部Ｃに、潤滑油が流入しやすい。また、凹面部ｉは、頂点Ｐ３から頂点Ｐ１に向かって、径方向に扇状に拡がっている。この点においても、凹面部ｉには潤滑油が合流しやすい。

また、図５（Ｂ）に示すように、凹面部ｉの深さ（平面部ｈａ、ｈｂに対する底部Ｍの前後方向の深さ）ｋは、上流側から下流側に向かって、徐々に深くなっている。すなわち、深さｋは、潤滑油の圧力が高くなるのに従って、徐々に深くなっている。このため、テーパ部Ｂから径方向両側に逃げようとする潤滑油が、昇圧側凹部ｄを通過しやすい。したがって、テーパ部Ｂから下流側のランド部Ｃに、潤滑油が流入しやすい。

また、図５（Ａ）に示すように、昇圧側境界部Ｄの実長は、昇圧側境界部Ｄの径方向幅Ｎよりも長い。すなわち、昇圧側境界部Ｄは、軸受側摺動面４０ｆを径方向に横切る直線（降圧側境界部Ｅ参照）に対して、冗長化されている。このため、潤滑油がテーパ部Ｂからランド部Ｃに流入する際の、急激な圧力上昇を抑制することができる。したがって、テーパ部Ｂの周方向に連なるランド部Ｃに潤滑油が流入しやすくなる。また、昇圧側境界部Ｄに、所定の周方向幅Ｏ（頂点Ｐ１と、頂点Ｐ２、Ｐ４と、の間の周方向長さ）を設定することができる。周方向幅Ｏを調整することにより、潤滑油がテーパ部Ｂからランド部Ｃに流入する際の、圧力変化を調整することができる。例えば、周方向幅Ｏを広くすると、潤滑油の圧力を徐変させることができる。反対に、周方向幅Ｏを狭くすると、潤滑油の圧力を急変させることができる。また、スラスト軸受４の負荷容量（許容荷重）は、昇圧側境界部Ｄの下流側で発生する。このため、周方向幅Ｏを調整することにより、負荷容量発生位置を調整することができる。

このように、本実施形態のスラスト軸受４およびターボチャージャ１によると、テーパ部Ｂの下流側に連なるランド部Ｃに、効率よく潤滑油を案内することができる。このため、スラスト軸受４の負荷容量を大きくすることができる。また、スラスト荷重の支持に寄与しない、無駄な潤滑油の量を低減することができる。このため、ベアリングハウジング９０の油路９０１ａからの潤滑油の供給量を、低減することができる。

＜第二実施形態＞
本実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャと、第一実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャとの相違点は、昇圧側境界部に、複数の昇圧側凹部が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。

図６（Ａ）に、本実施形態のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の展開図を示す。図６（Ｂ）に、図６（Ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ方向断面図を示す。なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）と対応する部位については、同じ符号で示す。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、昇圧側境界部Ｄには、三つの昇圧側凹部ｄが径方向に並んで配置されている。三つの昇圧側凹部ｄの間には平面部ｈａ、ｈｂが介在している。

本実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャと、第一実施形態のスラスト軸受およびターボチャージャとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。本実施形態のスラスト軸受のように、単一の昇圧側境界部Ｄに、複数の昇圧側凹部ｄを連設してもよい。こうすると、簡単に、昇圧側境界部Ｄの実長を、昇圧側境界部Ｄの径方向幅Ｎよりも長くすることができる。すなわち、昇圧側境界部Ｄを、軸受側摺動面４０ｆを径方向に横切る直線（降圧側境界部Ｅ参照）に対して、簡単に冗長化することができる。

また、単一の昇圧側境界部Ｄには、下流側に没入する昇圧側凹部ｄが、複数配置されている。このため、複数の昇圧側凹部ｄの各々により、潤滑油を囲い込みながらランド部Ｃに流入させることができる。したがって、テーパ部Ｂから下流側のランド部Ｃに、潤滑油が流入しやすい。

＜その他＞
以上、本発明のスラスト軸受およびターボチャージャの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

図７（Ａ）〜図７（Ｄ）に、その他の実施形態（その１〜その４）のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の部分展開図を示す。なお、図５（Ａ）と対応する部位については、同じ符号で示す。図７（Ａ）に示すように、境界部Ｌ１、Ｌ４は、各々直線状を呈している。このため、昇圧側凹部ｄは、前側から見て、下流側に凹むＶ字状を呈している。

図７（Ａ）のスラスト軸受によると、昇圧側凹部ｄの頂点Ｐ１は、昇圧側凹部ｄの径方向中心よりも、径方向外側に配置されている。このため、潤滑油に作用する遠心力が大きい場合であっても、テーパ部Ｂから径方向外側に逃げようとする潤滑油が、昇圧側凹部ｄを通過しやすい。したがって、テーパ部Ｂから下流側のランド部Ｃに、潤滑油が流入しやすい。また、頂点Ｐ２は、頂点Ｐ４よりも上流側に配置されている。この点においても、テーパ部Ｂから径方向外側に逃げようとする潤滑油が、昇圧側凹部ｄを通過しやすい。また、凹面部ｉの底部Ｍは、凹面部ｉの径方向中心よりも、径方向外側に配置されている。この点においても、テーパ部Ｂから径方向外側に逃げようとする潤滑油が、昇圧側凹部ｄを通過しやすい。

図７（Ｂ）〜図７（Ｄ）に示すように、昇圧側境界部Ｄが、昇圧側第一傾斜部（境界部Ｌ１）だけを備えていてもよい。すなわち、昇圧側境界部Ｄが、昇圧側第二傾斜部（境界部Ｌ４）を備えていなくてもよい。また、境界部Ｌ１の径方向位置、長さは特に限定しない。図７（Ｂ）に示すように、境界部Ｌ１が、昇圧側境界部Ｄの径方向外側部分に配置されていてもよい。図７（Ｃ）に示すように、境界部Ｌ１が、昇圧側境界部Ｄの径方向中間部分に配置されていてもよい。図７（Ｄ）に示すように、境界部Ｌ１が、昇圧側境界部Ｄの全長に亘って配置されていてもよい。昇圧側境界部Ｄに、境界部Ｌ１が複数配置されていてもよい。

同様に、境界部Ｌ４の径方向位置、長さは特に限定しない。境界部Ｌ４が、昇圧側境界部Ｄの径方向内側部分に配置されていてもよい。境界部Ｌ４が、昇圧側境界部Ｄの径方向中間部分に配置されていてもよい。境界部Ｌ４が、昇圧側境界部Ｄの全長に亘って配置されていてもよい。昇圧側境界部Ｄに、境界部Ｌ４が複数配置されていてもよい。

図８（Ａ）〜図８（Ｂ）に、その他の実施形態（その５〜その６）のスラスト軸受の前側の軸受側摺動面の部分展開図を示す。なお、図６（Ａ）と対応する部位については、同じ符号で示す。

図８（Ａ）に示すように、三つの昇圧側凹部ｄのうち、径方向中央の昇圧側凹部ｄの頂点Ｐ１は、径方向両側の一対の昇圧側凹部ｄの頂点Ｐ１に対して、下流側にずれて配置されている。このため、昇圧側境界部Ｄの周方向幅Ｏを広くすることができる。このように、任意の昇圧側凹部ｄの頂点Ｐ１の位置を周方向にずらすことにより、昇圧側境界部Ｄの周方向幅Ｏを調整してもよい。

図８（Ｂ）に示すように、四つの昇圧側凹部ｄを、径方向内側かつ下流側から径方向外側かつ上流側に、並べて配置してもよい。すなわち、複数の昇圧側凹部ｄのうち、最も径方向外側に配置されている昇圧側凹部ｄの頂点を、残りの昇圧側凹部ｄの頂点よりも、上流側に配置してもよい。こうすると、潤滑油に作用する遠心力が大きい場合であっても、テーパ部Ｂから径方向外側に逃げようとする潤滑油が、昇圧側境界部Ｄを通過しやすい。したがって、テーパ部Ｂから下流側のランド部Ｃに、潤滑油が流入しやすい。また、図８（Ｂ）に示すように、テーパ部Ｂは、周方向に亘って高度が一定（傾斜していない）の平坦部ｍを有していてもよい。平坦部ｍは、降圧側境界部Ｅの下流側に配置されている。平坦部ｍに油路４２の出口を開設してもよい。

図７（Ａ）〜図７（Ｄ）、図８（Ａ）〜図８（Ｂ）に示すように、昇圧側境界部Ｄの形状は特に限定しない。径方向に延在する直線（図５（Ａ）に示す降圧側境界部Ｅ参照）以外の形状であればよい。例えば、直線、曲線、直線や曲線を適宜組み合わせた形状であればよい。同様に、テーパ部Ｂの形状は特に限定しない。昇圧側境界部Ｄに連結可能な形状であればよい。例えば、平面、曲面、平面や曲面を適宜組み合わせた形状であればよい。パッド部Ａの配置数は特に限定しない。

第一凹面部ｉａ、第二凹面部ｉｂの形状、位置、配置数は特に限定しない。第一凹面部ｉａは、潤滑油の流動方向を、径方向内側に向ける（径方向外側に向けない）のに有効である。他方、第二凹面部ｉｂは、潤滑油の流動方向を、径方向外側に向ける（径方向内側に向けない）のに有効である。例えば、径方向に、平面部ｈａ、ｈｂと、第一凹面部ｉａと、を交互に配置してもよい。こうすると、段階的に、潤滑油の流動方向を、径方向内側に向ける（径方向外側に向けない）ことができる。同様に、径方向に、平面部ｈａ、ｈｂと、第二凹面部ｉｂと、を交互に配置してもよい。こうすると、段階的に、潤滑油の流動方向を、径方向外側に向ける（径方向内側に向けない）ことができる。

図５（Ａ）に示す昇圧側凹部ｄの形状は特に限定しない。Ｃ字状、Ｕ字状、Ｖ字状などであってもよい。凹面部ｉの径方向断面形状についても同様である。境界部Ｌ１〜Ｌ４の形状は特に限定しない。直線状、曲線状などであってもよい。境界部Ｌ１〜Ｌ４は線状でなくてもよい。帯状（例えば、角面取り状、丸面取り状）であってもよい。

図３に示すスラスト軸受４の形状は特に限定しない。スラスト軸受４は馬蹄状でなくてもよい。例えば、スラスト軸受４は無端環状であってもよい。油路４２の出口の位置、配置数は、特に限定しない。図５（Ａ）に示す凹面部ｉに、油路４２の出口が開口していてもよい。また、油路４２の出口がスラスト軸受４の内周面に開口していてもよい。

また、図５（Ａ）に示すテーパ部Ｂの径方向外側に、ランド部Ｃを追加配置してもよい。テーパ部Ｂの凹面部ｉは、底部Ｍを有している。すなわち凹面部ｉは、後側にＣ字状に凹んでいる。このため、下流側（周方向下流側）のランド部Ｃに、優先的に潤滑油を案内することができる。また、凹面部ｉの形状、深さｋなどを調整することにより、下流側のランド部Ｃと、径方向外側のランド部Ｃと、に適量ずつ潤滑油を分配することができる。スラスト軸受４の用途は特に限定しない。ターボチャージャ１から独立してスラスト軸受４を用いてもよい。例えば、スラスト軸受４をスラストワシャとして具現化してもよい。

１：ターボチャージャ、３：ジャーナル軸受、４：スラスト軸受、５：回転部、４０：摺動部、４０ｆ：軸受側摺動面（摺動面）、４０ｒ：軸受側摺動面（摺動面）、４１：非摺動部、４２：油路、５０：回転軸、５１：コンプレッサインペラ、５２：タービンインペラ、５３：スラストカラー、５４：カラーターボシールリング、９０：ベアリングハウジング、９１：コンプレッサハウジング、９２：タービンハウジング、５３０：筒部、５３１ｆ：フランジ部、５３１ｒ：フランジ部、５３２ｆ：軸側摺動面、５３２ｒ：軸側摺動面、９０１ａ：油路、９０１ｂ：油路、９０２ａ：軸受収容部、９０２ｂ：軸受収容部、Ａ：パッド部、Ｂ：テーパ部、Ｃ：ランド部、Ｄ：昇圧側境界部、Ｅ：降圧側境界部、Ｇ：軸心、Ｌ１：境界部（昇圧側第一傾斜部）、Ｌ２：境界部、Ｌ３：境界部、Ｌ４：境界部（昇圧側第二傾斜部）、Ｍ：底部、Ｎ：径方向幅、Ｏ：周方向幅、Ｐ１：頂点（昇圧側凹部の頂点、昇圧側第一傾斜部の下流端、昇圧側第二傾斜部の下流端）、Ｐ２：頂点（昇圧側第一傾斜部の上流端）、Ｐ３：頂点、Ｐ４：頂点（昇圧側第二傾斜部の上流端）、ｄ：昇圧側凹部、ｈａ：平面部、ｈｂ：平面部、ｉ：凹面部、ｉａ：第一凹面部、ｉｂ：第二凹面部、ｋ：深さ、ｍ：平坦部

Claims (7)

1. 油膜を介して相手側部材に摺接する摺動面を備え、回転軸に作用する軸方向のスラスト荷重を支持するスラスト軸受であって、
   前記摺動面の周方向における、潤滑油の流動方向上流側を上流側、流動方向下流側を下流側として、
   前記摺動面は、テーパ部と、前記テーパ部の前記下流側に連なるランド部と、前記テーパ部と前記ランド部との境界に配置される昇圧側境界部と、を有するパッド部を有し、
   前記昇圧側境界部は、下流端と、前記下流端よりも前記上流側かつ径方向外側に配置される上流端と、を有する昇圧側第一傾斜部を有することを特徴とするスラスト軸受。
2. 前記昇圧側境界部には、下流端と、前記下流端よりも前記上流側かつ径方向内側に配置される上流端と、を有する昇圧側第二傾斜部が配置されている請求項１に記載のスラスト軸受。
3. 前記昇圧側境界部には、前記昇圧側第一傾斜部と前記昇圧側第二傾斜部とが径方向に連なり、前記下流側に没入する昇圧側凹部が配置されており、
   前記昇圧側凹部の頂点は、前記昇圧側凹部の径方向中心よりも、径方向外側に配置されている請求項２に記載のスラスト軸受。
4. 前記テーパ部は、軸方向に没入する凹面部を有する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスラスト軸受。
5. 前記凹面部は、径方向内側を向く第一凹面部を有する請求項４に記載のスラスト軸受。
6. 前記凹面部は、径方向外側を向く第二凹面部を有する請求項４または請求項５に記載のスラスト軸受。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のスラスト軸受を備えるターボチャージャであって、
   前記相手側部材は、前記回転軸に配置されるスラストカラーであるターボチャージャ。

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