JP4333507B2 - ターボチャージャのシール構造 - Google Patents
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Description
式として、一般的にはフローティングベアリング方式が採用されている。このフローティングベアリング方式は、上記タービンシャフトが挿通される軸受ハウジングの内周面とタービンシャフトの外周面との間に軸受メタルを自由回転可能に配設しておき、タービンシャフトと軸受メタルとの間及び軸受メタルと軸受ハウジングとの間のそれぞれに潤滑油を供給している。このようなフローティングベアリング方式では、軸受メタルがタービンシャフトよりも低い回転速度で回転することになるため、相対回転速度差に起因する所謂油膜切れを抑制することができ、エンジンの高速回転時であってもタービンシャフトを円滑に回転させることが可能である。
部のコーナ部分を直角形状に形成することは難しく、このコーナ部分は曲面(所謂R:以下、コーナ曲面部と呼ぶ)として形成されてしまうことになる。このため、排気ガスの圧力をシールリングが受けた場合に、シールリングがこのコーナ曲面部に乗り上げてしまってシール性能が低下してしまう可能性があった。図6はシールリング溝aにシールリングbが嵌め込まれた状態を示す部分拡大断面図であり、図中実線はシールリングbが排気ガスの圧力を受けていない状態を示しており、図中二点鎖線はシールリングbが排気ガスの圧力を受けて上記コーナ曲面部cに乗り上げた状態を示している。このように、シールリングbが排気ガスの圧力を受けると、コーナ曲面部cに対面する角部がこのコーナ曲面部cに沿って移動(図中下側へ移動)してしまう可能性があった。
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、シールリングの移動を規制するための構成として、ハウジングの内面を加工するものに代えて、別部材で成るストッパ部材を使用し、このストッパ部材をハウジングの内面に圧入してこのハウジングに一体化させる構成とした。つまり、シールリングの外周面の全面をハウジングの内面に接触させたまま、シールリングの軸心方向への移動をストッパ部材によって規制できる構成とした。
具体的に、本発明は、エンジンの排気圧によって回転するタービンホイールと、このタービンホイールに回転軸を介して連結されるコンプレッサホイールと、回転軸が挿通されるハウジングと、上記回転軸におけるタービンホイール側の端部近傍に配設されて上記ハウジングと回転軸との間をシールするシールリングとを備えたターボチャージャを前提とする。そして、このターボチャージャのシール構造として、上記ハウジングの内周面のうち、上記シールリングの配設位置近傍であってこのシールリングのコンプレッサホイール側の位置に、コンプレッサホイール側に向かう軸心方向へのシールリングの移動を規制するためのストッパ部材を圧入により装着する。また、上記シールリングを、上記ストッパ部材のタービンホイール側の位置において、外径方向へ拡径する付勢力が得られるように縮径され、その外周面の全面を上記ハウジングの内周面に接触させたまま上記ストッパ部材によって上記軸心方向への移動が規制された状態で上記ハウジングに嵌め込んでいる。
ールリングとハウジングとの接触面積が小さくなってしまうことを回避でき、潤滑油の流出の防止とシールリングの冷却効率の向上とを両立することができる。
図1は、本実施形態に係るターボチャージャ1のタービンホイール2及びその周辺部分を示す縦断面図である。
ーティングベアリング方式とされており、軸受メタル42はタービンシャフト3と軸受部材41との間で自由に回転することができるようになっている。このフローティングベアリング方式では、タービンシャフト3の回転時、軸受メタル42は、タービンシャフト3よりも低い回転速度で回転することになる。そのため、タービンシャフト3と軸受メタル42との相対回転速度差に起因する所謂油膜切れが抑制され、高速回転時におけるタービンシャフト3の円滑な回転が確保される。尚、軸受メタル42は、スナップリング44,44によって、軸心方向への移動が規制されている。このような構成の軸受け構造がタービンシャフト3の長手方向の両端部(タービンホイール2に近接する箇所とコンプレッサホイールに近接する箇所の2箇所)に設けられている。
次に、本形態の特徴部分であるシールリング5の配設位置周辺の構成について説明する。
次に、本発明の第1の変形例について説明する。本例は、上述した実施形態の構成に対して、潤滑油によってシールリング5を冷却する構成を付加したものである。この潤滑油による冷却構造以外の部分は上述した実施形態のものと同一である。従って、ここでは、この潤滑油による冷却構造についてのみ説明する。
次に、本発明の第2の変形例について説明する。本例は、上述した実施形態の構成に対して、エンジン冷却水によってシールリング5を冷却する構成を付加したものである。このエンジン冷却水による冷却構造以外の部分は上述した実施形態のものと同一である。従って、ここでは、このエンジン冷却水による冷却構造についてのみ説明する。
面51の全面を軸受ハウジング4の内面(上記円筒内面部48)に接触させることによる放熱効果に加えて、シールリング5の外周側に冷却水を流すことによるシールリング5の冷却も行うことができ、シールリング5の冷却がよりいっそう効果的に行われてシール性能を安定的に維持することが可能になる。
2 タービンホイール
3 タービンシャフト(回転軸)
4 軸受ハウジング(ハウジング)
42 軸受メタル
43 潤滑油供給路
5 シールリング
7 シールリングストッパ(ストッパ部材)
Claims (2)
- エンジンの排気圧によって回転するタービンホイールと、このタービンホイールに回転軸を介して連結されるコンプレッサホイールと、上記回転軸が挿通されるハウジングと、上記回転軸におけるタービンホイール側の端部近傍に配設されて上記ハウジングと回転軸との間をシールするシールリングとを備えたターボチャージャにおいて、
上記ハウジングの内周面のうち、上記シールリングの配設位置近傍であってこのシールリングのコンプレッサホイール側の位置には、コンプレッサホイール側に向かう軸心方向へのシールリングの移動を規制するためのストッパ部材が圧入により装着されており、
上記シールリングは、上記ストッパ部材のタービンホイール側の位置において、外径方向へ拡径する付勢力が得られるように縮径され、その外周面の全面を上記ハウジングの内周面に接触させたまま上記ストッパ部材によって上記軸心方向への移動が規制された状態で上記ハウジングに嵌め込まれていることを特徴とするターボチャージャのシール構造。 - エンジンの排気圧によって回転するタービンホイールと、このタービンホイールに回転軸を介して連結されるコンプレッサホイールと、上記回転軸が挿通されるハウジングと、このハウジングと回転軸との間に配設された軸受メタルと、上記回転軸と軸受メタルとの間及び軸受メタルとハウジングとの間にそれぞれ潤滑油を供給して回転軸をフローティングベアリング方式で軸受けするための潤滑油供給路と、上記軸受メタルよりも回転軸の軸心方向外側であって上記回転軸におけるタービンホイール側の端部近傍に配設されて上記ハウジングと回転軸との間をシールするシールリングとを備えたターボチャージャにおいて、
上記ハウジングの内周面のうち、上記シールリングの配設位置近傍であってこのシールリングのコンプレッサホイール側の位置には、コンプレッサホイール側に向かう軸心方向へのシールリングの移動を規制するためのストッパ部材が圧入により装着されており、
上記シールリングは、上記ストッパ部材のタービンホイール側の位置において、外径方向へ拡径する付勢力が得られるように縮径され、その外周面の全面を上記ハウジングの内周面に接触させたまま上記ストッパ部材によって上記軸心方向への移動が規制された状態で上記ハウジングに嵌め込まれていることを特徴とするターボチャージャのシール構造。
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