JP3755965B2 - 過給機のオイル洩れ防止装置 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用のターボチャージャのような高速回転をする過給機において、吸気を加圧するコンプレッサのシャフトに設けられたオイルシール部から潤滑用のオイルが洩れ出るのを防止する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ターボチャージャの一般的な構造を図7に示す。コンプレッサハウジング1とタービンハウジング2とを接続するベアリングハウジング3内に、シャフト4をベアリング5に装着した状態で配置し、シャフト4がベアリングハウジング3内で高速回転をすることができるようにする。シャフト4の一端にはコンプレッサハウジング1内に納まるようにインペラ6がナット7によって取り付けられると共に、他端にはタービンハウジング2内に納まるようにタービンロータ8が接続される。
【0003】
シャフト4のコンプレッサハウジング1側には、スラストブッシュ9がシャフト4と共に回転するように取り付けられ、ベアリングハウジング3に図示しないピンによって固定されたスラストベアリング10の給油孔11から、スラストブッシュ9内へオイルが供給される。スラストベアリング10はリテーナ12を介してスナップリング13によって軸方向に固定される。スラストベアリング10を潤滑した後のオイルがインペラ6側へ洩れ出ないように、シャフト4にはそれと一体になって回転するカラー14がリテーナ12によって覆われる部分に取り付けられる。リテーナ12の内部にはスラストベアリング10と概ね平行にデフレクタ15が固定され、それによって、リテーナ12の内部にシール室16と呼ぶ空間が区画形成される。
【0004】
シャフト4に取り付けられたカラー14の外周の一部を小さな間隙をおいて覆うように、ハウジング側に固定されているリテーナ12の中央には中心筒部17が形成されており、この中心筒部17の一部には更に内側に向かって突出するシールリング18が取り付けられている。このシールリング18は、カラー14に形成された環状の溝19の中に挿入されて、環状の溝19の各面との間に小さな間隙を残して接触しないようにリテーナ12によって支持されている。
【0005】
スラストブッシュ9とスラストベアリング10との間を潤滑した後のオイルの一部は、ハウジング側に固定されたデフレクタ15と、シャフト4と共に回転するカラー14との間に形成された隙間を通って軸方向にシール室16へ流入するが、そのオイルが直接にシールリング18とカラー14の環状の溝19との隙間へ流入しないように、図9にも明示したように、カラー14の環状の溝19よりもスラストベアリング10寄りの部分には鍔部20が形成されている。そして、デフレクタ15の下部はオイル案内用の舌片21となっていて、リテーナ12との間にオイル排出口22を形成しており、オイル排出口22はベアリング5やスラストベアリング10の下部に形成された潤滑室23に合流している。
【0006】
従って、前記オイルの一部は鍔部20の潤滑室23側の側面24に対し粘性によって付着して連れ回りをすることにより遠心力を与えられて、図10中に矢印31によって示したように、鍔部20の側面24から半径方向に振り飛ばされるので、オイルが軸方向に環状の溝19まで伝って行くことは阻止される。また、カラー14の鍔部20によって振り飛ばされたオイルは、リテーナ12の外周壁28によって受け止められ、重力によって外周壁28に沿って流下することによりオイル排出口22に集められて、ベアリング5やスラストベアリング10を潤滑してから潤滑室23へ落ちるドレンオイルと合流して図示しないオイル溜へ戻る。(従来技術については特開昭55−1017130号公報、又は特開平6−317171号公報等を参照。)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来のターボチャージャにおいてもカラー14に設けられている鍔部20は、オイルが軸方向に伝って来たときに、潤滑室23側の側面24にオイルを粘性によって付着させて連れ回りをさせ、遠心力を発生させて振り飛ばすことにより、更に軸方向に環状の溝19の方へオイルが伝って行くのを阻止しようとするものであるが、図10に示したように、鍔部20の外周面25とインペラ6側の側面26は、それに接触するシール室16内の空気に対して、側面24がオイルに対してするのと同様な作用をするので、空気は粘性によって鍔部20の外周面25とインペラ6側の側面26に付着して連れ回りをする。しかし、空気はオイルに較べて単位体積の質量が小さいので、半径方向に振り飛ばされるような運動成分はあまり発生せず、図10に矢印27によって示したように、連れ回りによって直接に生じるところの、シャフト4の回転方向(矢印29)と同じ回転方向の旋回流の運動成分の方が強く生じる。
【0008】
図10に示したように、鍔部20の回転によってシール室16内に生じる空気の旋回流27は、カラー14の鍔部20によって振り飛ばされたオイルがリテーナ12の外周壁28に付着した後に、重力によってオイル排出口22の方へ流下しようとするのを多少とも妨げる作用をする。即ち、外周壁28に付着したオイルは空気の旋回流27によって誘引され、オイル排出口22へ流出しないで、外周壁28の内面に沿って旋回流27と同じ回転方向に流動しようとするために、そのオイルに重力の作用が加わることにより、シール室16の下部には図10中に参照符号30によって示したような形のオイルの滞留部が生じる。
【0009】
シール室16内に空気の旋回流27が生じることによって、シール室16では外周部分の圧力よりもカラー14の近傍の中心部分の圧力の方が低くなるので、外周壁28に付着したオイルがオイル排出口22へ流出しないで、リテーナ12の壁面伝いに中心部分のカラー14の方向へ、それも環状の溝19の方向へ流れようとする傾向が生じる。そのため、図10に示したような厚いオイルの滞留部30が生じたときは、滞留部30のうちでもシール室16の中心部分に最も近いところから、破線の矢印32によって示したような中心部分に向かうオイルの流れも生じるようになる。
【0010】
シール室16内における空気の旋回流27は、シャフト4の回転数が高くなるほど強くなるので、シャフト4が高速回転する状態、即ち、このターボチャージャによって過給を受ける図示しない内燃機関の高負荷時においては、前述のような理由でシール室16の中心部分に向かって流れてカラー14の環状の溝19付近に滞留するオイルの量が増加する。このようにして環状の溝19の付近に溜まったオイルは、運転中にインペラ6の背面の圧力がシール室16の中心部分の圧力よりも低くなったときに、環状の溝19とシールリング18との隙間を通ってコンプレッサハウジング1内へ洩れ出て内燃機関に吸入され、燃焼室において一部は燃焼するが、オイルは一般に難燃性であるから大部分は燃えないで排気ガスと共に大気中へ放出されるので、そのオイルが大気汚染の原因になるだけでなくターボチャージャにおいてはオイルの欠乏を来すことになる。
【0011】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、ターボチャージャのような過給機において、ベアリングハウジングとコンプレッサハウジングとの境界部分のシャフトに設けられたカラーの鍔部がオイルを振り飛ばす所謂「飛散作用」を妨げることなしに、カラーに設けられた環状の溝と協働するシールリングの付近へオイルが侵入するのを防止することができ、それによってベアリングハウジング内にある潤滑用のオイルが、コンプレッサハウジングとの境界部分からコンプレッサ側へ洩れ出るのを確実に防止することができるような、改良された過給機のオイル洩れ防止装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された過給機のオイル洩れ防止装置を提供する。
【0015】
請求項1に記載されたオイル洩れ防止装置においては、特に、シール室内に中心部分から外周方向に向かって1個以上の隔壁を取り付けた点に特徴がある。隔壁は直接にシール室内における空気の旋回流を抑制するが、それだけではなく、鍔部によって振り飛ばされたオイルがシール室の中心部分の方へ戻らないように案内する作用をする。より具体的に、隔壁は、それに衝突する空気の旋回流及び振り飛ばされたオイルをシール室の外周方向へそらすように、シール室の半径方向に対して傾斜しているのがよく、更に、それに衝突するオイルを通過させるために、外周側においてリテーナの外周壁の内面との間に通路を形成していることが望ましい。このようにして空気の旋回流が抑制されるため、オイルが旋回流によってシール室の中心部分に向かって流れるのが阻止され、シールリングを超えてオイルがコンプレッサハウジング側へ洩れ出ることが防止される。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明による過給機のオイル洩れ防止装置の第1実施形態の要部を図1に基づいて説明する。このオイル洩れ防止装置は、従来技術として先に説明した図7に示すようなターボチャージャにおけるコンプレッサハウジング1とベアリングハウジング3の境界部分において、図8から図10に示したような従来のオイル洩れ防止装置、即ち、シャフト4に取り付けられたカラー14に形成されている鍔部20と、鍔部20によって振り飛ばされるオイルを受け止めるためにリテーナ12及びデフレクタ15によって構成されたシール室16と、やはりカラー14に形成された環状の溝19と、それと協働するようにリテーナ12側に設けられたシールリング18とからなるオイル洩れ防止装置の代わりに用いられるものであるから、従来技術におけるものと実質的に同じ構成部分については、本発明の実施形態においても同じ参照符号を付すことによって、重複する詳細な説明を省略することにする。
【0017】
図1に示す第1実施形態の特徴として、リテーナ12の中心筒部17の先端が図9に示した従来例よりも軸方向に長く延びて、カラー14の鍔部20に近接してそれを丁度全部覆うような形の薄肉のオーバラップ部33を一体に形成していることである。言うまでもなく、オーバラップ部33は中心筒部17とは別体のものとして製作し、中心筒部17の先端に溶接等の方法で取り付けてもよい。オーバラップ部33の先端面34は鍔部20の潤滑室23側の側面24を超えないように、しかし、オーバラップ部33が鍔部20のインペラ6側の側面26と外周面25を実質的に完全に覆うことができるように、オーバラップ部33が軸方向に突出する長さを定めて、オーバラップ部33が鍔部20の回転による側面24のオイルの飛散作用を妨げないようにする。
【0018】
第1実施形態においては、このようにリテーナ12の中心筒部17の延長としてオーバラップ部33を設けるので、鍔部20の回転によるオイルの飛散作用は従来のものと同様に行われて、シャフト4に沿って軸方向にベアリングハウジング3側からコンプレッサハウジング1側へ伝わるオイルを振り飛ばし、リテーナ12の外周壁28によってオイルを集めて、重力によって流下させることにより何の支障もなくオイル排出口22から排出させることができる。それと同時に、鍔部20の外周面25やインペラ6側の側面26は、シール室16内の空気を旋回させようとするが、それらの部分がオーバラップ部33によって覆われて、内部にきわめて小さな空間が形成されているに過ぎないので、実質的に空気の旋回流と呼び得るようなものは発生しない。従って、空気の旋回流による誘引作用によってオイルがシール室16の中心部分に集まったり、そのオイルがシールリング18の部分からコンプレッサハウジング1側へ洩れ出るようなこともない。
【0019】
図2は、図1によって説明した第1実施形態の変形例としての第2実施形態のオイル洩れ防止装置の要部を示したものである。鍔部20の外周面25とオーバラップ部33の内周面35との間の隙間が狭いほど、そこに空気の旋回流が発生してもシール室16内のオイルの流れに及ぼす影響が小さくなるので、図2に示す第2実施形態においては、オーバラップ部33の内周面35を先端に向かって縮径するテーパー面として形成することにより、オーバラップ部33の先端と鍔部20が接触しない程度に、シール室16に対する鍔部20の外周面25とオーバラップ部33の内周面35との隙間の開口面積を小さくしている点に特徴がある。これによって、第2実施形態のオイル洩れ防止装置は、第1実施形態のそれよりも更に高いオイル洩れ防止効果を奏する。
【0020】
図3は、やはり第1実施形態の変形例としての第3実施形態のオイル洩れ防止装置の要部を示すもので、第2実施形態のそれと異なる点は、オーバラップ部33の内周面36が、先端に向かって拡径するテーパー面として形成していることである。このようにすることで、鋳造によってオーバーラップ部33をリテーナ12と一体のものとして製作するときに、オーバーラップ部33が鋳型を抜く方向に拡がっているので製作が容易になる。
【0021】
図4から図6は本発明の第4実施形態としてのオイル洩れ防止装置の構造と、その作動を示したものである。図4又は図5から明らかなように、第4実施形態においては第1実施形態から第3実施形態のオイル洩れ防止装置とは異なって、リテーナ12とデフレクタ15によって形成されたシール室16内に、半径方向とは僅かに異なる方向の1個以上の隔壁37を設けている点に特徴がある。図5の断面図においてシャフト4の回転方向が矢印29によって示す方向であれば、隔壁37を唯1個だけ設ける場合には、図5に示したように隔壁37をY軸とX軸によって区画される右下の第2象限の領域に設けるのが最も適当で、それに次ぐものは右上の第1象限の領域に設ける場合である。しかし、本発明を実施する場合には、図5における左下の第3象限や、左上の第4象限の領域に隔壁37を設けることもあり得る。なお、図4は第1象限又は第4象限に設けた場合を例示している。
【0022】
半径方向に近い方向に隔壁37を設けた第1の目的は、前述のように鍔部20の回転によってシール室16内に生じる空気の旋回流を強制的に抑止することにあるが、それだけではなく、第2の目的として、鍔部20によってオイルが振り飛ばされて空気の旋回流と共に隔壁37に当たるときに、そのオイルと空気の旋回流を可及的に外周方向へ、それもシール室16の下方へそらして、オイルはオイル排出口22(図7及び図8参照)の方へ導くことにより、オイルがシール室16の中心部分へ近づくのを阻止することにある。
【0023】
従って、隔壁37は、図5や図6に示すように、シール室16の半径方向に位置決めされておらず、それに衝突するオイルや空気の旋回流をシール室16の外周方向へそらすために半径方向に対して若干の角度だけ傾斜している。隔壁37は、鍔部20の回転によってオイルの飛散作用と同時に生じる空気の旋回流が隔壁37に当たる方向(入射方向)、即ち、旋回流の流線が当たる点におけるシャフト4を中心とする円に対する接線方向を示す矢印38が、隔壁37の法線39よりもシール室16の内周側となるようにするのがよい。それによって、空気の旋回流やその流れに乗って隔壁37に当たるオイルは中心方向42に向かうことがなく、外周方向43へそらされるので、中心部分のシールリング18等へオイルが回るのを防止することができる。
【0024】
この場合、図から明らかなように、少なくとも隔壁37の外周側には、リテーナ12の外周壁28との間にオイルを通過させる通路40を設けるのがよい。通路40は鍔部20によって振り飛ばされたオイルが外周壁28に付着した後に、重力によって外周壁28伝いにオイル排出口22の方へ流下するのを許すためのものである。それにより、隔壁37を設けたことによって外周壁28の内面にオイルが停滞するのを防止することができる。
【0025】
このようにして、本発明の第4実施形態のオイル洩れ防止装置は、隔壁37を設けることによって空気の旋回流を抑制すると共に、中心部分のシールリング18の付近へオイルが流入するのを阻止して、外部へのオイル洩れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図2】本発明の第2実施形態の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図3】本発明の第3実施形態の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図4】本発明の第4実施形態の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図5】第4実施形態の要部の構造を示す横断側面図である。
【図6】第4実施形態の作動を示す要部の横断側面図である。
【図7】一般的なターボチャージャの全体構造を示す縦断正面図である。
【図8】図7の一部を拡大して示す縦断正面図である。
【図9】従来例の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図10】従来例の要部の作動を示すもので、図8のX−X線における横断側面図である。
【符号の説明】
1…コンプレッサハウジング
3…ベアリングハウジング
4…シャフト
5…ベアリング
6…インペラ
10…スラストベアリング
11…給油孔
12…リテーナ
14…カラー
15…デフレクタ
16…シール室
17…リテーナ12に形成された中心筒部
18…中心筒部17に設けられたシールリング
19…カラー14に設けられた環状の溝
20…カラー14に設けられた鍔部
22…オイル排出口
23…潤滑室
24…鍔部20の潤滑室23側の側面
25…鍔部20の外周面
26…鍔部20のインペラ6側の側面
27…空気の旋回流を示す矢印
28…リテーナ12の外周壁
30…オイルの滞留部
33…オーバラップ部
34…オーバラップ部33の先端面
35,36…オーバラップ部33の内周面
37…隔壁
38…空気の旋回流が当たる方向(円の接線方向)
39…法線
40…通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関用のターボチャージャのような高速回転をする過給機において、吸気を加圧するコンプレッサのシャフトに設けられたオイルシール部から潤滑用のオイルが洩れ出るのを防止する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ターボチャージャの一般的な構造を図7に示す。コンプレッサハウジング1とタービンハウジング2とを接続するベアリングハウジング3内に、シャフト4をベアリング5に装着した状態で配置し、シャフト4がベアリングハウジング3内で高速回転をすることができるようにする。シャフト4の一端にはコンプレッサハウジング1内に納まるようにインペラ6がナット7によって取り付けられると共に、他端にはタービンハウジング2内に納まるようにタービンロータ8が接続される。
【0003】
シャフト4のコンプレッサハウジング1側には、スラストブッシュ9がシャフト4と共に回転するように取り付けられ、ベアリングハウジング3に図示しないピンによって固定されたスラストベアリング10の給油孔11から、スラストブッシュ9内へオイルが供給される。スラストベアリング10はリテーナ12を介してスナップリング13によって軸方向に固定される。スラストベアリング10を潤滑した後のオイルがインペラ6側へ洩れ出ないように、シャフト4にはそれと一体になって回転するカラー14がリテーナ12によって覆われる部分に取り付けられる。リテーナ12の内部にはスラストベアリング10と概ね平行にデフレクタ15が固定され、それによって、リテーナ12の内部にシール室16と呼ぶ空間が区画形成される。
【0004】
シャフト4に取り付けられたカラー14の外周の一部を小さな間隙をおいて覆うように、ハウジング側に固定されているリテーナ12の中央には中心筒部17が形成されており、この中心筒部17の一部には更に内側に向かって突出するシールリング18が取り付けられている。このシールリング18は、カラー14に形成された環状の溝19の中に挿入されて、環状の溝19の各面との間に小さな間隙を残して接触しないようにリテーナ12によって支持されている。
【0005】
スラストブッシュ9とスラストベアリング10との間を潤滑した後のオイルの一部は、ハウジング側に固定されたデフレクタ15と、シャフト4と共に回転するカラー14との間に形成された隙間を通って軸方向にシール室16へ流入するが、そのオイルが直接にシールリング18とカラー14の環状の溝19との隙間へ流入しないように、図9にも明示したように、カラー14の環状の溝19よりもスラストベアリング10寄りの部分には鍔部20が形成されている。そして、デフレクタ15の下部はオイル案内用の舌片21となっていて、リテーナ12との間にオイル排出口22を形成しており、オイル排出口22はベアリング5やスラストベアリング10の下部に形成された潤滑室23に合流している。
【0006】
従って、前記オイルの一部は鍔部20の潤滑室23側の側面24に対し粘性によって付着して連れ回りをすることにより遠心力を与えられて、図10中に矢印31によって示したように、鍔部20の側面24から半径方向に振り飛ばされるので、オイルが軸方向に環状の溝19まで伝って行くことは阻止される。また、カラー14の鍔部20によって振り飛ばされたオイルは、リテーナ12の外周壁28によって受け止められ、重力によって外周壁28に沿って流下することによりオイル排出口22に集められて、ベアリング5やスラストベアリング10を潤滑してから潤滑室23へ落ちるドレンオイルと合流して図示しないオイル溜へ戻る。(従来技術については特開昭55−1017130号公報、又は特開平6−317171号公報等を参照。)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来のターボチャージャにおいてもカラー14に設けられている鍔部20は、オイルが軸方向に伝って来たときに、潤滑室23側の側面24にオイルを粘性によって付着させて連れ回りをさせ、遠心力を発生させて振り飛ばすことにより、更に軸方向に環状の溝19の方へオイルが伝って行くのを阻止しようとするものであるが、図10に示したように、鍔部20の外周面25とインペラ6側の側面26は、それに接触するシール室16内の空気に対して、側面24がオイルに対してするのと同様な作用をするので、空気は粘性によって鍔部20の外周面25とインペラ6側の側面26に付着して連れ回りをする。しかし、空気はオイルに較べて単位体積の質量が小さいので、半径方向に振り飛ばされるような運動成分はあまり発生せず、図10に矢印27によって示したように、連れ回りによって直接に生じるところの、シャフト4の回転方向(矢印29)と同じ回転方向の旋回流の運動成分の方が強く生じる。
【0008】
図10に示したように、鍔部20の回転によってシール室16内に生じる空気の旋回流27は、カラー14の鍔部20によって振り飛ばされたオイルがリテーナ12の外周壁28に付着した後に、重力によってオイル排出口22の方へ流下しようとするのを多少とも妨げる作用をする。即ち、外周壁28に付着したオイルは空気の旋回流27によって誘引され、オイル排出口22へ流出しないで、外周壁28の内面に沿って旋回流27と同じ回転方向に流動しようとするために、そのオイルに重力の作用が加わることにより、シール室16の下部には図10中に参照符号30によって示したような形のオイルの滞留部が生じる。
【0009】
シール室16内に空気の旋回流27が生じることによって、シール室16では外周部分の圧力よりもカラー14の近傍の中心部分の圧力の方が低くなるので、外周壁28に付着したオイルがオイル排出口22へ流出しないで、リテーナ12の壁面伝いに中心部分のカラー14の方向へ、それも環状の溝19の方向へ流れようとする傾向が生じる。そのため、図10に示したような厚いオイルの滞留部30が生じたときは、滞留部30のうちでもシール室16の中心部分に最も近いところから、破線の矢印32によって示したような中心部分に向かうオイルの流れも生じるようになる。
【0010】
シール室16内における空気の旋回流27は、シャフト4の回転数が高くなるほど強くなるので、シャフト4が高速回転する状態、即ち、このターボチャージャによって過給を受ける図示しない内燃機関の高負荷時においては、前述のような理由でシール室16の中心部分に向かって流れてカラー14の環状の溝19付近に滞留するオイルの量が増加する。このようにして環状の溝19の付近に溜まったオイルは、運転中にインペラ6の背面の圧力がシール室16の中心部分の圧力よりも低くなったときに、環状の溝19とシールリング18との隙間を通ってコンプレッサハウジング1内へ洩れ出て内燃機関に吸入され、燃焼室において一部は燃焼するが、オイルは一般に難燃性であるから大部分は燃えないで排気ガスと共に大気中へ放出されるので、そのオイルが大気汚染の原因になるだけでなくターボチャージャにおいてはオイルの欠乏を来すことになる。
【0011】
本発明は、従来技術における前述のような問題に対処して、ターボチャージャのような過給機において、ベアリングハウジングとコンプレッサハウジングとの境界部分のシャフトに設けられたカラーの鍔部がオイルを振り飛ばす所謂「飛散作用」を妨げることなしに、カラーに設けられた環状の溝と協働するシールリングの付近へオイルが侵入するのを防止することができ、それによってベアリングハウジング内にある潤滑用のオイルが、コンプレッサハウジングとの境界部分からコンプレッサ側へ洩れ出るのを確実に防止することができるような、改良された過給機のオイル洩れ防止装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された過給機のオイル洩れ防止装置を提供する。
【0015】
請求項1に記載されたオイル洩れ防止装置においては、特に、シール室内に中心部分から外周方向に向かって1個以上の隔壁を取り付けた点に特徴がある。隔壁は直接にシール室内における空気の旋回流を抑制するが、それだけではなく、鍔部によって振り飛ばされたオイルがシール室の中心部分の方へ戻らないように案内する作用をする。より具体的に、隔壁は、それに衝突する空気の旋回流及び振り飛ばされたオイルをシール室の外周方向へそらすように、シール室の半径方向に対して傾斜しているのがよく、更に、それに衝突するオイルを通過させるために、外周側においてリテーナの外周壁の内面との間に通路を形成していることが望ましい。このようにして空気の旋回流が抑制されるため、オイルが旋回流によってシール室の中心部分に向かって流れるのが阻止され、シールリングを超えてオイルがコンプレッサハウジング側へ洩れ出ることが防止される。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明による過給機のオイル洩れ防止装置の第1実施形態の要部を図1に基づいて説明する。このオイル洩れ防止装置は、従来技術として先に説明した図7に示すようなターボチャージャにおけるコンプレッサハウジング1とベアリングハウジング3の境界部分において、図8から図10に示したような従来のオイル洩れ防止装置、即ち、シャフト4に取り付けられたカラー14に形成されている鍔部20と、鍔部20によって振り飛ばされるオイルを受け止めるためにリテーナ12及びデフレクタ15によって構成されたシール室16と、やはりカラー14に形成された環状の溝19と、それと協働するようにリテーナ12側に設けられたシールリング18とからなるオイル洩れ防止装置の代わりに用いられるものであるから、従来技術におけるものと実質的に同じ構成部分については、本発明の実施形態においても同じ参照符号を付すことによって、重複する詳細な説明を省略することにする。
【0017】
図1に示す第1実施形態の特徴として、リテーナ12の中心筒部17の先端が図9に示した従来例よりも軸方向に長く延びて、カラー14の鍔部20に近接してそれを丁度全部覆うような形の薄肉のオーバラップ部33を一体に形成していることである。言うまでもなく、オーバラップ部33は中心筒部17とは別体のものとして製作し、中心筒部17の先端に溶接等の方法で取り付けてもよい。オーバラップ部33の先端面34は鍔部20の潤滑室23側の側面24を超えないように、しかし、オーバラップ部33が鍔部20のインペラ6側の側面26と外周面25を実質的に完全に覆うことができるように、オーバラップ部33が軸方向に突出する長さを定めて、オーバラップ部33が鍔部20の回転による側面24のオイルの飛散作用を妨げないようにする。
【0018】
第1実施形態においては、このようにリテーナ12の中心筒部17の延長としてオーバラップ部33を設けるので、鍔部20の回転によるオイルの飛散作用は従来のものと同様に行われて、シャフト4に沿って軸方向にベアリングハウジング3側からコンプレッサハウジング1側へ伝わるオイルを振り飛ばし、リテーナ12の外周壁28によってオイルを集めて、重力によって流下させることにより何の支障もなくオイル排出口22から排出させることができる。それと同時に、鍔部20の外周面25やインペラ6側の側面26は、シール室16内の空気を旋回させようとするが、それらの部分がオーバラップ部33によって覆われて、内部にきわめて小さな空間が形成されているに過ぎないので、実質的に空気の旋回流と呼び得るようなものは発生しない。従って、空気の旋回流による誘引作用によってオイルがシール室16の中心部分に集まったり、そのオイルがシールリング18の部分からコンプレッサハウジング1側へ洩れ出るようなこともない。
【0019】
図2は、図1によって説明した第1実施形態の変形例としての第2実施形態のオイル洩れ防止装置の要部を示したものである。鍔部20の外周面25とオーバラップ部33の内周面35との間の隙間が狭いほど、そこに空気の旋回流が発生してもシール室16内のオイルの流れに及ぼす影響が小さくなるので、図2に示す第2実施形態においては、オーバラップ部33の内周面35を先端に向かって縮径するテーパー面として形成することにより、オーバラップ部33の先端と鍔部20が接触しない程度に、シール室16に対する鍔部20の外周面25とオーバラップ部33の内周面35との隙間の開口面積を小さくしている点に特徴がある。これによって、第2実施形態のオイル洩れ防止装置は、第1実施形態のそれよりも更に高いオイル洩れ防止効果を奏する。
【0020】
図3は、やはり第1実施形態の変形例としての第3実施形態のオイル洩れ防止装置の要部を示すもので、第2実施形態のそれと異なる点は、オーバラップ部33の内周面36が、先端に向かって拡径するテーパー面として形成していることである。このようにすることで、鋳造によってオーバーラップ部33をリテーナ12と一体のものとして製作するときに、オーバーラップ部33が鋳型を抜く方向に拡がっているので製作が容易になる。
【0021】
図4から図6は本発明の第4実施形態としてのオイル洩れ防止装置の構造と、その作動を示したものである。図4又は図5から明らかなように、第4実施形態においては第1実施形態から第3実施形態のオイル洩れ防止装置とは異なって、リテーナ12とデフレクタ15によって形成されたシール室16内に、半径方向とは僅かに異なる方向の1個以上の隔壁37を設けている点に特徴がある。図5の断面図においてシャフト4の回転方向が矢印29によって示す方向であれば、隔壁37を唯1個だけ設ける場合には、図5に示したように隔壁37をY軸とX軸によって区画される右下の第2象限の領域に設けるのが最も適当で、それに次ぐものは右上の第1象限の領域に設ける場合である。しかし、本発明を実施する場合には、図5における左下の第3象限や、左上の第4象限の領域に隔壁37を設けることもあり得る。なお、図4は第1象限又は第4象限に設けた場合を例示している。
【0022】
半径方向に近い方向に隔壁37を設けた第1の目的は、前述のように鍔部20の回転によってシール室16内に生じる空気の旋回流を強制的に抑止することにあるが、それだけではなく、第2の目的として、鍔部20によってオイルが振り飛ばされて空気の旋回流と共に隔壁37に当たるときに、そのオイルと空気の旋回流を可及的に外周方向へ、それもシール室16の下方へそらして、オイルはオイル排出口22(図7及び図8参照)の方へ導くことにより、オイルがシール室16の中心部分へ近づくのを阻止することにある。
【0023】
従って、隔壁37は、図5や図6に示すように、シール室16の半径方向に位置決めされておらず、それに衝突するオイルや空気の旋回流をシール室16の外周方向へそらすために半径方向に対して若干の角度だけ傾斜している。隔壁37は、鍔部20の回転によってオイルの飛散作用と同時に生じる空気の旋回流が隔壁37に当たる方向(入射方向)、即ち、旋回流の流線が当たる点におけるシャフト4を中心とする円に対する接線方向を示す矢印38が、隔壁37の法線39よりもシール室16の内周側となるようにするのがよい。それによって、空気の旋回流やその流れに乗って隔壁37に当たるオイルは中心方向42に向かうことがなく、外周方向43へそらされるので、中心部分のシールリング18等へオイルが回るのを防止することができる。
【0024】
この場合、図から明らかなように、少なくとも隔壁37の外周側には、リテーナ12の外周壁28との間にオイルを通過させる通路40を設けるのがよい。通路40は鍔部20によって振り飛ばされたオイルが外周壁28に付着した後に、重力によって外周壁28伝いにオイル排出口22の方へ流下するのを許すためのものである。それにより、隔壁37を設けたことによって外周壁28の内面にオイルが停滞するのを防止することができる。
【0025】
このようにして、本発明の第4実施形態のオイル洩れ防止装置は、隔壁37を設けることによって空気の旋回流を抑制すると共に、中心部分のシールリング18の付近へオイルが流入するのを阻止して、外部へのオイル洩れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図2】本発明の第2実施形態の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図3】本発明の第3実施形態の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図4】本発明の第4実施形態の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図5】第4実施形態の要部の構造を示す横断側面図である。
【図6】第4実施形態の作動を示す要部の横断側面図である。
【図7】一般的なターボチャージャの全体構造を示す縦断正面図である。
【図8】図7の一部を拡大して示す縦断正面図である。
【図9】従来例の要部の構造を示す縦断正面図である。
【図10】従来例の要部の作動を示すもので、図8のX−X線における横断側面図である。
【符号の説明】
1…コンプレッサハウジング
3…ベアリングハウジング
4…シャフト
5…ベアリング
6…インペラ
10…スラストベアリング
11…給油孔
12…リテーナ
14…カラー
15…デフレクタ
16…シール室
17…リテーナ12に形成された中心筒部
18…中心筒部17に設けられたシールリング
19…カラー14に設けられた環状の溝
20…カラー14に設けられた鍔部
22…オイル排出口
23…潤滑室
24…鍔部20の潤滑室23側の側面
25…鍔部20の外周面
26…鍔部20のインペラ6側の側面
27…空気の旋回流を示す矢印
28…リテーナ12の外周壁
30…オイルの滞留部
33…オーバラップ部
34…オーバラップ部33の先端面
35,36…オーバラップ部33の内周面
37…隔壁
38…空気の旋回流が当たる方向(円の接線方向)
39…法線
40…通路
Claims (3)
- 過給機のシャフトを支持するベアリング部を潤滑するオイルが前記シャフト伝いにベアリングハウジング側からコンプレッサハウジング側へ洩れ出るのを阻止するために、前記ベアリングハウジングと前記コンプレッサハウジングとの境界部分において前記シャフトに取り付けられて一体として回転するカラーと、前記カラーの少なくとも一部を覆うシール室を形成するために前記コンプレッサハウジング側に取り付けられたリテーナと、同じく前記ベアリングハウジング側に取り付けられたデフレクタと、前記ベアリングハウジング側から前記コンプレッサハウジング側へ軸方向に伝って来たオイルを半径方向に振り飛ばすために前記シール室内において前記カラーに形成された鍔部と、同じく前記カラーに形成された環状の溝と、前記カラーに形成された前記環状の溝に対応して前記リテーナの中心筒部から内側へ突出するように設けられたシールリングと、更に、前記シール室の内部における空気の旋回流を抑制するために、前記シール室内において中心部分から外周方向に向かって取り付けられた1個以上の隔壁とを具えていることを特徴とする過給機のオイル洩れ防止装置。
- 前記隔壁が、それに衝突する空気の旋回流及び振り飛ばされたオイルを前記シール室の外周方向へそらすように、前記シール室の半径方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項1に記載された過給機のオイル洩れ防止装置。
- 前記隔壁が、前記リテーナの外周壁に沿って流れるオイルを通過させるために、少なくとも外周側において前記リテーナの外周壁の内面との間に通路を形成していることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載された過給機のオイル洩れ防止装置。
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