JP5359206B2 - 浮動ブッシュ軸受式の軸受装置及びこれを備える内燃機関の過給機 - Google Patents

Description

本発明は、流体が供給される室を有する装置本体と、同室内において回転軸の周りに設けられる第１ブッシュ及び第２ブッシュとを備える浮動ブッシュ軸受式の軸受装置、及びこれを備える内燃機関の過給機に関する。

内燃機関の過給機などの高速回転機械に用いられる軸受構造として、すべり軸受の一種である浮動ブッシュ軸受が提案されている。浮動ブッシュ軸受においては、ハウジングと回転軸との間に円環状のブッシュが設けられる。

この軸受を備える軸受装置においては、ハウジングの油室内が潤滑油で満たされた状態にて使用される。すなわち、ブッシュと回転軸とのクリアランス、ブッシュとハウジングとのクリアランスのそれぞれに潤滑油が浸透して油膜が形成されるとともに、この油膜よって回転軸及びブッシュが支えられる。そして、回転軸の回転にともないブッシュは油膜の間で浮動し、ブッシュ内側の油膜の駆動トルクによって回転する。ブッシュはさらにブッシュ外側の油膜によって制動されるため、ブッシュ回転速度は内側及び外側の油膜から受ける力によって決定される。

ところで、このようなすべり軸受においては、油膜の流体力学的挙動に基づいて回転軸を旋回させる不安定振動が発生することもある。これはオイルホイップやオイルホワールと呼ばれるような自励振動に起因する振動を含む。一方、浮動ブッシュ軸受ではブッシュ外側の油膜によって制動力が発生するもの、すなわち自励振動を抑制することが可能なものであるため、高速回転機械への採用に適している。しかし、浮動ブッシュ軸受であっても、自励振動をはじめとする不安定振動の発生が十分に抑制されないこともある。

そこで、不安定振動を抑制する効果をより高めるため、例えば特許文献１には、２つのブッシュによって回転軸を支持する浮動ブッシュ軸受において、２つのブッシュの内側及び外側のクリアランスを異なるものにすることが提案されている。
特開２００６−１７７４８７号公報

ところで、ブッシュの内側及び外側のクリアランスの大きさは、ブッシュ周囲に形成すべき油膜厚さやブッシュ加工精度からの制約等を受けて設定せざるを得ないものであり、このことは、特許文献１のように２つのブッシュのクリアランスに差をもたせる構造を採用した場合においても同様のものとなる。従って、特許文献１の軸受装置において、回転軸の不安定振動を抑制する観点から２つのブッシュのクリアランスに十分な差をもたせようにも、上記制約のためにそうしたクリアランスの差を設定することが困難となることもある。そしてこの場合には、クリアランスに差をもたせない浮動ブッシュ軸受との比較においては回転軸の不安定振動の抑制が図られるとはいえ、その効果としては未だ十分なものとはいえない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自励振動に起因する回転軸の不安定振動を十分に抑制することのできる浮動ブッシュ軸受式の軸受装置及びこれを備える内燃機関の過給機を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、流体が供給される室を有する装置本体と、同室内において回転軸の周りに設けられる第１ブッシュ及び第２ブッシュとを備え、前記装置本体と前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュのそれぞれとの間に前記流体の膜が形成され、且つ前記回転軸と前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュのそれぞれとの間に前記流体の膜が形成される状態にて前記回転軸を支持する浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュは外周面の形状が互いに相違しており、その相違は各ブッシュの外周面にあって周方向に延びる溝の形成態様によりもたらされることを要旨としている。

第１ブッシュ及び第２ブッシュを備える浮動ブッシュ軸受式の軸受装置においては、第１ブッシュの回転抵抗と第２ブッシュの回転抵抗とを異ならせることにより、各ブッシュの回転抵抗が実質的に同一となる場合と比較して回転軸の不安定振動を抑制する度合が大きくなる傾向にある。その理由としては、回転抵抗の相違により、第１ブッシュ周囲の流体の流体力学的な挙動と第２ブッシュ周囲の流体の流体力学的な挙動とが互い異なるものとなり、このことが回転軸に不安定振動を生じさせる流体の挙動を妨げることによるものと考えられる。

上記発明ではこれに鑑み、第１ブッシュ及び第２ブッシュの外周面の形状を互いに異ならせることにより、第１ブッシュの回転抵抗と第２ブッシュの回転抵抗との間に差をもたせるようにしている。従って、自励振動に起因する回転軸の不安定振動を抑制することができるようになる。また、第１ブッシュ及び第２ブッシュの間に回転抵抗の差をもたせるうえで、これらの外周面の形状を異ならせるようにしているため、各ブッシュのクリアランスを異ならせる場合と比較して、設計上の制約がより少ない条件のもとで各ブッシュ間の回転抵抗の差を設定することが許容される。従って、回転軸の不安定振動を抑制する効果として十分なものを得ることができるようになる。

また、上記発明では、第１ブッシュ及び第２ブッシュの外周面の形状の相違を同外周面の溝の形成態様によりもたらされるものとしているため、溝を形成するブッシュの最大外径または最小内径すなわちクリアランスを従来の設計から変更することなく、第１ブッシュと第２ブッシュとの、外周面の形状を相違させることができるようになる。また、第１ブッシュと第２ブッシュとを区別することが容易となり、組み付け工程において作業効率の向上を図ることができるようになる。
更に、上記発明では、ブッシュの外周面の溝を周方向に延びるものとしている。ブッシュは、周方向に回転するものであるので、形成する溝を周方向のものとすることで、軸方向に延びる溝を形成するときと比較して、ブッシュの溝が形成される外周面側の流体の膜を形成する流体を、クリアランス内部に保持することができるようになる。

（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、前記外周面の形状の相違は、前記第１ブッシュの外周面上に形成される溝の形状と前記第２ブッシュの外周面上に形成される溝の形状との相違によりもたらされることを要旨としている。

上記発明では、第１ブッシュと第２ブッシュとに形成される溝の形状を異なるようにしている。このため、第１ブッシュと第２ブッシュとを区別することが容易となり、組み付け工程において作業効率の向上を図ることができるようになる。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、前記外周面の形状の相違は、前記第１ブッシュの外周面上に形成される溝の数と前記第２ブッシュの外周面上に形成される溝の数との相違によりもたらされることを要旨としている。

上記発明では、第１ブッシュと第２ブッシュとに形成される溝の数を異なるようにしている。このため、第１ブッシュと第２ブッシュとを区別することが容易となり、組み付け工程において作業効率の向上を図ることができるようになる。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュの少なくとも一方は軸方向に延びる溝を更に備えることを要旨としている。

この発明では、ブッシュ表面に軸方向に延びる溝を備えるようにしているため、周方向と直交する態様で溝が形成されたものとなっている。ブッシュは周方向に回転するものであるため、表面に溝を形成しないときのブッシュとの回転抵抗の差を、周方向に延びる溝を形成するときと比較して、大きくすることができるようになる。

（５）請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュの少なくとも一方はその外周面上または内周面上に軸方向に延びる溝を更に複数備えるものであり、この複数の溝のうちの一つを基準溝として、この基準溝と周方向の一方側においてこれに隣り合う溝との間隔と、前記基準溝と周方向の他方側においてこれに隣り合う溝との間隔が異なることを要旨としている。

この発明では、ブッシュ表面の軸方向に形成された溝と隣り合う溝との間隔と、他方側の隣り合う溝との間隔を異なるようにしているため、溝が形成される表面側が流体の膜に与える影響力の変動グラフの周期とピーク高さが、一定間隔で溝を形成する場合と比較して、１周期において不均一となる。このように１周期おいて不均一な影響を流体の膜に与えることで、溝を形成しないブッシュまたは一定間隔で溝を形成するブッシュとの回転状態の差を大きくすることができるようになる。回転状態は、ブッシュ周囲の流体の流体力学的な挙動に影響を与えるものであるため、このような間隔で溝を形成することで、回転軸に不安定振動を生じさせる流体の挙動を妨げることによるものと考えられる。

（６）請求項６に記載の発明は、タービンホイールの回転をコンプレッサホイールに伝達する回転軸を軸受装置により支持する内燃機関の過給機において、前記軸受装置として請求項１〜５のいずれか一項に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置を備えることを要旨としている。

過給機において自励振動に起因する回転軸の不安定振動が生じたとき、これにともない発生する音が車両運転者に不快感を与えることもある。上記発明では、回転軸の不安定振動の発生が抑制されることによりこれにともなう音の発生も低減されるため、過給機を搭載する車両としての実用性をより高めることができるようになる。

（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明浮動ブッシュ軸受式の軸受装置について、これを備える内燃機関の過給機を具体化した第１実施形態について説明する。

図１に示されるターボチャージャ１は、排気のエネルギによりタービンホイール１５を回転させ、このホイール１５の回転をロータシャフト３５によりコンプレッサホイール２５に伝達し、このホイール２５の回転により吸気を圧縮する。タービンホイール１５は、タービンハウジング１１内に設けられている。ロータシャフト３５は、ベアリングハウジング３１内に設けられている。コンプレッサホイール２５は、コンプレッサハウジング２１内に設けられている。タービンホイール１５及びコンプレッサホイール２５の回転中心とロータシャフト３５の回転中心は同一の中心軸Ｃ上にある。

タービンハウジング１１には、内燃機関の上流側排気管に接続されて排気をターボチャージャ１内に取り入れる排気入口通路１２と、この通路１２を流れる排気をタービンホイール１５に向けて流通させる排気中間通路１３と、内燃機関の下流側排気管に接続されて排気をターボチャージャ１外に送り出す排気ポート１４とが設けられている。また、タービンホイール１５の外周部分には、らせん形状をなす複数のブレード１５Ａが設けられている。

そして、排気入口通路１２に供給された排気は、排気中間通路１３を通過してタービンホイール１５のブレード１５Ａに衝突し、これにより同ホイール１５を回転させる。その後、タービンホイール１５からその軸方向下流側（ベアリングハウジング３１側とは逆側）に流出し、排気ポート１４を介して下流側排気管に流れ込む。

コンプレッサハウジング２１には、内燃機関の上流側吸気管に接続されて吸気をターボチャージャ１内に取り入れる吸気ポート２２と、コンプレッサホイール２５により送出された吸気をその径方向外側に向けて流通させる吸気中間通路２３と、内燃機関の下流側吸気管に接続されて吸気をターボチャージャ１外に送り出す吸気出口通路２４とが設けられている。また、コンプレッサホイール２５の外周部分には、らせん形状をなす複数のブレード２５Ａが設けられている。

吸気ポート２２に供給された吸気は、タービンホイール１５に連動して回転するコンプレッサホイール２５のブレード２５Ａにより径方向外側に送り出され、吸気中間通路２３を介して吸気出口通路２４から下流側吸気管に流れ込む。この吸気管へと戻される過程で吸気は圧縮されることになる。なお、ロータシャフト３５の回転速度は２０〜３０万ｒｐｍに及ぶこともある。

ロータシャフト３５は、ベアリングハウジング３１に設けられた軸受装置４と、ベアリングハウジング３１とコンプレッサハウジング２１との接続部に設けられたスラストベアリング４８とにより支持されている。また軸受装置４は、ロータシャフト３５のタービンホイール１５側を支持する第１浮動ブッシュ軸受４１、及びロータシャフト３５のコンプレッサホイール２５側を支持する第２浮動ブッシュ軸受４３により構成されている。

図２を参照して、軸受装置４の詳細について詳述する。
第１浮動ブッシュ軸受４１は、ベアリングハウジング３１の第１ハウジング部３３と円筒形状の２つの第１ブッシュ４２とにより構成されている。第１ハウジング部３３には、ベアリングハウジング３１の給油通路３２を介して供給される潤滑油について、これを滞留させる第１油室３３Ａが設けられている。

第１ブッシュ４２には、軸方向において同ブッシュ４２を貫通する中心孔４２Ａと、径方向において同ブッシュ４２を貫通する複数の給油孔４２Ｂと、外周面において周方向に延びる周溝４２Ｃとが形成されている。

第１油室３３Ａにおいては、中心孔４２Ａにロータシャフト３５が挿入された状態にて各第１ブッシュ４２が配置されている。また第１油室３３Ａには、これらブッシュ４２を軸方向の両側から挟み込む態様で設けられて、同ブッシュ４２の軸方向の位置を規制する一対のスナップリング４７が設けられている。このスナップリング４７は、第１ハウジング部３３に固定されて軸方向についての自身の移動が規制されていることにより、各ブッシュ４２の位置を規制するものとなっている。

そして、給油通路３２を介して第１油室３３Ａに対して潤滑油が供給されるとき、この供給された潤滑油は各第１ブッシュ４２の外周面と第１ハウジング部３３の内周面との隙間（以下、「外周クリアランス４５」）に流れ込み、この外周クリアランス４５にて油膜を形成する。また、上記供給される潤滑油は、給油孔４２Ｂを介して各第１ブッシュ４２の内周面とロータシャフト３５の外周面との隙間（以下、「内周クリアランス４６」）に流れ込み、この内周クリアランス４６にて油膜を形成する。

すなわち、第１ブッシュ４２の外周側及び内周側のそれぞれに油膜が形成されることにより、同ブッシュ４２はロータシャフト３５の周囲において潤滑油内に浮いた状態にある。これにより、ロータシャフト３５の回転にともない内周クリアランス４６の油膜を介して第１ブッシュ４２に同シャフト３５のトルクが伝達されたとき、同ブッシュ４２はロータシャフト３５と同方向に回転する。一方、外周クリアランス４５の油膜は、そうした第１ブッシュ４２の回転を制動するものとして作用する。従って、ロータシャフト３５の回転にともなう第１ブッシュ４２の回転速度は、同ブッシュ４２の内周側及び外周側にある内周クリアランス４６の油膜と外周クリアランス４５の油膜との関係により決定されるようになる。

第２浮動ブッシュ軸受４３は、ベアリングハウジング３１の第２ハウジング部３４と円筒形状の２つの第２ブッシュ４４とにより構成されている。第２ハウジング部３４には、ベアリングハウジング３１の給油通路３２を介して供給される潤滑油について、これを滞留させる第２油室３４Ａが設けられている。

第２ブッシュ４４には、軸方向において同ブッシュ４４を貫通する中心孔４４Ａと、径方向において同ブッシュ４４を貫通する複数の給油孔４４Ｂと、外周面において周方向に延びる周溝４４Ｃとが形成されている。

第２油室３４Ａにおいては、中心孔４４Ａにロータシャフト３５が挿入された状態にて各第２ブッシュ４４が配置されている。また第２油室３４Ａには、これらブッシュ４４を軸方向の両側から挟み込む態様で設けられて、同ブッシュ４４の軸方向の位置を規制するスナップリング４７及びスラストベアリング４８が設けられている。スナップリング４７は、第２ハウジング部３４に固定されて軸方向についての自身の移動が規制されていることにより、各ブッシュ４４の位置を規制するものとなっている。またスラストベアリング４８は、第２ハウジング部３４の側面を支持し、これにより各ブッシュ４４の位置を規制するものとなっている。

そして、給油通路３２を介して第２油室３４Ａに対して潤滑油が供給されるとき、この供給された潤滑油は各第２ブッシュ４４の外周面と第２ハウジング部３４の内周面との隙間である外周クリアランス４５に流れ込み、この外周クリアランス４５にて油膜を形成する。また、上記供給される潤滑油は、給油孔４４Ｂを介して各第２ブッシュ４４の内周面とロータシャフト３５の外周面との隙間である内周クリアランス４６に流れ込み、この内周クリアランス４６にて油膜を形成する。

すなわち、第２ブッシュ４４の外周側及び内周側のそれぞれに油膜が形成されることにより、同ブッシュ４４はロータシャフト３５の周囲において潤滑油内に浮いた状態にある。これにより、ロータシャフト３５の回転にともない内周クリアランス４６の油膜を介して第２ブッシュ４４に同シャフト３５のトルクが伝達されたとき、同ブッシュ４２はロータシャフト３５と同方向に回転する。一方、外周クリアランス４５の油膜は、そうした第２ブッシュ４４の回転を制動するものとして作用する。従って、ロータシャフト３５の回転にともなう第２ブッシュ４４の回転速度は、同ブッシュ４４の内周側及び外周側にある内周クリアランス４６の油膜と外周クリアランス４５の油膜との関係により決定されるようになる。

図３に示されるように、第１ブッシュ４２には、４つの給油孔４２Ｂが周方向において等間隔に形成されている。またその外周面には、周方向に延びて同外周面を１周する２つの周溝４２Ｃが形成されている。これら周溝４２Ｃは、４つの給油孔４２Ｂを軸方向の両側から挟み込む態様で形成されている。

また第２ブッシュ４４には、４つの給油孔４４Ｂが周方向において等間隔に形成されている。またその外周面には、周方向に延びて同外周面を１周する１つの周溝４４Ｃが形成されている。この周溝４４Ｃは、４つの給油孔４４Ｂの開口部を通過する態様で形成されている。

このように、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４は外周面形状すなわち表面形状が互いに異なるものとして形成されている。またこの表面形状の相違は、それぞれの外周面における周溝の形成態様の相違によりもたらされるものとなっている。なお、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４は周溝の形成態様が上記のように異なる点においてのみ相違し、それ以外の部分については同様の構成が採用されている。

これにより、第１ブッシュ４２の回転抵抗と第２ブッシュ４４の回転抵抗との間に差が生じるため、自励振動に起因する回転軸の不安定振動を抑制することができるようになる。ちなみに、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４を備える浮動ブッシュ軸受式の軸受装置４においては、第１ブッシュ４２の回転抵抗と第２ブッシュ４４の回転抵抗とを異ならせることにより、各ブッシュの回転抵抗が実質的に同一となる場合と比較してロータシャフト３５の不安定振動を抑制する度合が大きくなる傾向がある。その理由としては、回転抵抗の相違により、第１ブッシュ４２周囲の流体の流体力学的な挙動と第２ブッシュ４４周囲の流体の流体力学的な挙動とが互い異なるものとなり、このことがロータシャフト３５に不安定振動を生じさせる流体の挙動を妨げることによるものと考えられる。

本実施形態の内燃機関の過給機によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４を備える浮動ブッシュ軸受式の軸受装置４においては、第１ブッシュ４２の回転抵抗と第２ブッシュ４４の回転抵抗とを異ならせることにより、各ブッシュの回転抵抗が実質的に同一となる場合と比較してロータシャフト３５の不安定振動を抑制する度合が大きくなる傾向にある。その理由としては、回転抵抗の相違により、第１ブッシュ４２周囲の流体の流体力学的な挙動と第２ブッシュ４４周囲の流体の流体力学的な挙動とが互い異なるものとなり、このことがロータシャフト３５に不安定振動を生じさせる流体の挙動を妨げることによるものと考えられる。

本実施形態ではこれに鑑み、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４の外周面の表面形状を互いに異ならせることにより、第１ブッシュ４２の回転抵抗と第２ブッシュ４４の回転抵抗との間に差をもたせるようにしている。従って、自励振動に起因するロータシャフト３５の不安定振動を抑制することができるようになる。また、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４の間に回転抵抗の差をもたせるうえで、これらの表面形状を異ならせるようにしているため、各ブッシュの外周クリアランス４５を異ならせる場合と比較して、設計上の制約がより少ない条件のもとで各ブッシュ間の回転抵抗の差を設定することが許容される。従って、ロータシャフト３５の不安定振動を抑制する効果として十分なものを得ることができるようになる。

（２）本実施形態では、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４のブッシュ表面の外周面にそれぞれ周溝４２Ｃまたは４４Ｃを形成するようにしているため、ブッシュの最大外径すなわち外周クリアランス４５を従来のものから変更することなく、第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４との、外周面の形状を相違させることができるようになる。また、第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４とに形成される周溝４２Ｃ及び４４Ｃの数を異なるようにしている。このため、第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４とを区別することが容易となり、組み付け工程において作業効率の向上を図ることができるようになる。

（３）本実施形態では、ブッシュ表面の周溝４２Ｃ及び４４Ｃを周方向に延びるものとしている。ブッシュは、周方向に回転するものであるので、形成する周溝４２Ｃ及び４４Ｃを周方向のものとすることで、軸方向に延びる溝を形成するときと比較して、ブッシュの溝が形成される外周面側の流体の膜を形成する流体を、外周クリアランス４５内部に保持することができるようになる。

（４）ターボチャージャにおいて自励振動に起因するロータシャフト３５の不安定振動が生じたとき、これにともない発生する音が車両運転者に不快感を与えることもある。本実施形態では、ロータシャフト３５の不安定振動の発生が抑制されることによりこれにともなう音の発生も低減されるため、ターボチャージャ１を搭載する車両としての実用性をより高めることができるようになる。

（第２実施形態）
図４を参照して、本発明の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置について、これを備える内燃機関の過給機を具体化した第２実施形態について説明する。

本実施形態は、先の第１実施形態の一部を次のように変更したものとなっている。すなわち前記第１実施形態では、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４の表面形状を互いに異ならせるための構成として、各ブッシュの外周面にそれぞれ異なる数の周方向の溝である周溝を備える構成を採用している。これに対して本実施形態では、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４の表面形状を互いに異ならせるための構成として、上記のものに代えて、各ブッシュの外周面にそれぞれ異なる数の軸方向の溝である軸溝を備える構成を採用している。以下、前記第１実施形態からの変更点の詳細について説明する。なお、前記第１実施形態と共通する構成についてはこれに関する説明を適宜省略する。

図４に示されるように、第１ブッシュ４２には、４つの給油孔４２Ｂが周方向において等間隔に形成されている。また、外周面には、軸方向に延びる４つの軸溝４２Ｄが形成されている。これら軸溝４２Ｄは、外周面の一方の縁から外周面の他方の縁までにわたり第１ブッシュ４２の径方向に沿う態様、且ついずれかの給油孔４２Ｂの開口部を通過する態様で形成されている。

また第２ブッシュ４４には、４つの給油孔４４Ｂが周方向において等間隔に形成されている。また、外周面には、軸方向に延びる４つの軸溝４２Ｄが形成されている。これら軸溝４２Ｄは、外周面の一方の縁から外周面の他方の縁までにわたり第１ブッシュ４２の径方向に沿う態様、且つ径方向において対向する給油孔４４Ｂのいずれかの開口部を通過する態様で形成されている。

このように、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４は外周面形状すなわち表面形状が互いに異なるものとして形成されている。またこの表面形状の相違は、それぞれの外周面における軸溝の形成態様の相違によりもたらされるものとなっている。なお、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４は軸溝の形成態様が上記のように異なる点においてのみ相違し、それ以外の部分については同様の構成が採用されている。

本実施形態の内燃機関の過給機によれば、先の第１実施形態による（１）、（２）及び（４）に準じた効果に加えて、以下に示す効果をさらに奏することができる。
（５）本実施形態では、ブッシュ表面の軸溝４２Ｄ，４４Ｄを軸方向に延びるものとしている。軸溝４２Ｄ，４４Ｄは周方向と直交する態様で形成されている第１ブッシュ４２または第２ブッシュ４４はいずれも周方向に回転するものであるため、表面に軸溝４２Ｄ，４４Ｄを形成しないときのブッシュとの回転抵抗の差を、周方向に延びる溝を形成するときと比較して、大きくすることができるようになる。

（第３実施形態）
図５を参照して、本発明の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置について、これを備える内燃機関の過給機を具体化した第３実施形態について説明する。

本実施形態は、先の第２実施形態の一部を次のように変更したものとなっている。すなわち前記第２実施形態では、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４の表面形状を互いに異ならせるための構成として、各ブッシュの外周面に複数の軸溝を形成するとともにこれを周方向において等間隔に形成する構成を採用している。これに対して本実施形態では、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４の表面形状を互いに異ならせるための構成として、上記のものに代えて、第１ブッシュ４２については複数の軸溝を周方向において不等間隔に形成する構成を採用している。以下、前記第２実施形態からの変更点の詳細について説明する。なお、前記第２実施形態と共通する構成についてはこれに関する説明を適宜省略する。

図５に示されるように、第１ブッシュ４２には、４つの給油孔４２Ｂが周方向において等間隔に形成されている。また、外周面には、軸方向に延びる３つの軸溝４２Ｄが形成されている。これら軸溝４２Ｄは、外周面の一方の縁から外周面の他方の縁までにわたり第１ブッシュ４２の軸方向に沿う態様で形成されている。また各軸溝４２Ｄのうちの２つは、周方向において隣り合う給油孔４２Ｂのいずれかの開口部を通過する態様で形成されている。また残りの１つの軸溝４２Ｄは、給油孔４２Ｂの開口部を通過しない態様すなわち隣り合う給油孔４２Ｂの間に形成されている。

ここで、３つの軸溝４２Ｄの円周方向の間隔は次のように設定されている。すなわち、給油孔４２Ｂの開口部を通過する２つの軸溝４２Ｄの間隔θ１は９０°に、また同２つの軸溝４２Ｄの一方及び給油孔４２Ｂの開口部を通過しない軸溝４２Ｄの間隔θ２は１２０°に、また上記２つの軸溝４２Ｄの他方及び給油孔４２Ｂの開口部を通過しない軸溝４２Ｄの間隔θ３は１５０°にそれぞれ設定されている。

このように、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４は側面形状すなわち表面形状が互いに異なるものとして形成されている。またこの表面形状の相違は、それぞれの外周面における軸溝の形成態様の相違によりもたらされるものとなっている。なお、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４は軸溝の形成態様が上記のように異なる点においてのみ相違し、それ以外の部分については同様の構成が採用されている。

本実施形態の内燃機関の過給機によれば、先の第２実施形態による前記（１）、（２）、（４）及び（５）に準じた効果に加え、以下に示す効果をさらに奏することができる。
（６）本実施形態では、第１ブッシュ４２の表面の軸方向に形成された軸溝４２Ｄと隣り合う軸溝４２Ｄとの間隔と、他方側の隣り合う軸溝４２Ｄとの間隔を異なるようにしているため、軸溝４２Ｄが形成される表面側が流体の膜に与える影響力の変動グラフの周期とピーク高さが、一定間隔で溝を形成する場合と比較して、１周期において不均一となる。このように１周期おいて不均一な影響を流体の膜に与えることで、一定間隔で溝を形成する第２ブッシュ４４との回転状態の差を大きくすることができるようになる。回転状態は、ブッシュ周囲の流体の流体力学的な挙動に影響を与えるものであるため、このような間隔で溝を形成することで、回転軸に不安定振動を生じさせる流体の挙動を妨げることによるものと考えられる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。

・上記第１実施形態では、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４のそれぞれに周溝４２Ｃ及び４４Ｃを形成し、そのうえでこれら周溝の数を互いに異ならせることにより、各ブッシュの回転抵抗に差をもたせるようにしたが、そうした差をもたせるための周溝の形成態様はここで例示した内容に限られるものではない。例えば、第２ブッシュ４４の周溝４４Ｃの数を第１ブッシュ４２の周溝４２Ｃの数よりも多く設定し、これにより各ブッシュの回転抵抗に差をもたせることもできる。または、第１ブッシュ４２の外周面については周溝４２Ｃを形成する一方、第２ブッシュ４４の外周面については、第１ブッシュ４２とは異なり周溝の存在しない平滑な周面として形成し、これにより各ブッシュの回転抵抗に差をもたせることもできる。またあるいは、外周面に周溝を形成するブッシュと外周面に周溝を形成しないブッシュとの関係を上記のものと入れ替えることもできる。また、これは上記第２実施形態の軸溝についても、同様のことが言える。

・上記第１実施形態では、第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４との間において周溝の形成態様を除いては同一の構造を採用したが、これらブッシュの回転抵抗に差が生じる構造であれば、周溝の形成態様以外の部分についても異なる構造を採用することはできる。

・上記第２または第３実施形態では、第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４との間において軸溝の形成態様を除いては同一の構造を採用したが、これらブッシュの回転抵抗に差が生じる構造であれば、軸溝の形成態様以外の部分についても異なる構造を採用することはできる。例えば、各ブッシュにおける給油孔４２Ｂ及び給油孔４４Ｂの数を６つやそれ以外の数に変更しても良い。

・上記第３実施形態では、３つの軸溝４２Ｄの間隔を図５に示すものに設定したが、軸溝４２Ｄの間隔の設定態様はこれに限られるものではない。すなわち、例えば給油孔４２Ｂの開口部を通過しない軸溝４２Ｄを基準としたとき、この軸溝４２Ｄと周方向の一方側においてこれに隣り合う軸溝４２Ｄとの間隔と、前記基準溝と周方向の他方側においてこれに隣り合う溝との間隔が異なる構成であれば、各軸溝４２Ｄの間隔の設定態様は適宜変更することができる。また、軸溝４２Ｄが複数形成されるものであれば、その数がいずれであれば上記と同様の態様をもって間隔の設定をすることはできる。

・上記第３実施形態では、第１ブッシュ４２のみに直近の軸溝４２Ｄの間隔がそれぞれ周上にて不均等となるように軸溝４２Ｄを形成した。しかし、これは第２ブッシュ４４の軸溝４４Ｄも軸溝４４Ｄの間隔がそれぞれ周上にて不均等となるように軸溝４４Ｄを形成してもよい。また、第２ブッシュの軸溝４４Ｄのみ周上にて不均等となるように形成しても良い。

・上記各実施形態では、いずれもブッシュの表面の溝をブッシュの外周面に形成した。これに代えて、溝をブッシュの内周面に形成するようにしても良い。このときは、ブッシュの内周面と内周クリアランス４６の油膜との接触断面の形状が異なるようになる。すると、ブッシュに伝達される内周クリアランス４６の油膜の回転トルクがそれぞれのブッシュで異なるようになり、それぞれのブッシュの回転数も異なるために、外周クリアランス４５の油膜に与える影響も異なるようになる。すなわち、両ブッシュ近傍の内周クリアランス４６及び外周クリアランス４５の油膜の流体力学的挙動が異なるようになる。従って、第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４とで溝の数や位置を内周面、外周面の少なくとも一方を互いに異なるものになるようにさえすれば、両ブッシュの回転抵抗が互いに異なるようになる。また、一方のブッシュには外周に溝を形成し、他方のブッシュには内周に溝を形成することも考えられる。あるいは、１つのブッシュについて、外周面と内周面の両方に溝を形成するようにしても良い。これらのような構成であっても、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４との回転抵抗に差が生じれば、少なくとも上記（１）〜（２）及び（４）に準じた効果を奏することはできる。

・上記各実施形態では、いずれも第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４に、それぞれ同方向の溝を形成し、溝の数や位置を互いに異なるものとなるようにして、回転抵抗を異なるものになるようにした。しかし、第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４とで一方には周方向の溝を、一方には軸方向の溝を形成するようにしても良い。また、１つのブッシュについて、周方向の溝と軸方向の溝とを備える構成としても良い。これらのような構成であっても、第１ブッシュ４２及び第２ブッシュ４４との回転抵抗に差が生じれば、少なくとも上記（１）〜（２）及び（４）に準じた効果を奏することはできる。

・上記第１実施形態では、周溝４２Ｃ，４４Ｃをブッシュの周上において連続したものとした。しかし、これは連続していなくても同様の効果が得られると考えられる。
・上記第１または第２実施形態では、軸溝４２Ｄ，４４Ｄを軸方向においてブッシュの一方の縁から他方の縁にまで連続したものとした。しかし、これは連続していなくても、ブッシュの外周上に軸方向に沿った溝であれば、同様の効果が得られると考えられる。

・上記各実施形態では、溝の数と位置によって第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４との回転抵抗の差を異ならせるようにしたが、これは溝の深さや幅、長さ、方向、あるいは形状などを変化させることでそれぞれのブッシュの回転抵抗の差を異ならせるようにしても良い。

・上記各実施形態では、溝の形成によって、第１ブッシュと第２ブッシュとの回転抵抗を互いに異なるものになるようにした。しかし、溝ではなく、例えば第１ブッシュ４２の給油孔と第２ブッシュ４４の給油孔とで大きさや形状、もしくは数を互いに異なるものとすることで、表面形状の相違を実現することができるようになる。また、ブッシュの角部の面取り形状を第１ブッシュ４２と第２ブッシュ４４とで、不安定振動を抑制するに十分な回転抵抗の差が十分生じる大きさになるようにそれぞれ設計するようにしても良い。

・本発明を実施するうえでの浮動ブッシュ軸受は、上記各実施形態にて例示した装置に限られるものではない。また、過給機に適用されるものに限られるものでもない。要するに、回転抵抗が互いに異なる２つのブッシュを第１ブッシュ及び第２ブッシュとして用いる構造であれば、浮動ブッシュ軸受としての構造は適宜変更可能であり、高速回転機械であれば、過給機に限らず適用可能なものである。その場合にも上記各実施形態による効果に準じた効果を奏することはできる。

本発明の浮動ブッシュ軸受を用いた内燃機関の過給機を具体化した第１実施形態について、同過給機の断面構造を示す断面図。 同実施形態の内燃機関の過給機について、図１における部分Ａを拡大して示す部分断面図。 （ａ）同実施形態の内燃機関の過給機について、図１における部分Ａを拡大して示す部分断面図。（ｂ）同過給機について、図３（ａ）のＤＡ−ＤＡに沿った断面構造を示す断面図。（ｃ）同過給機について、図３（ｂ）のＤＢ−ＤＢに沿った断面構造を示す断面図。 （ａ）本発明の浮動ブッシュ軸受を用いた内燃機関の過給機を具体化した第２実施形態について、同過給機の断面構造を示す部分断面図。（ｂ）同過給機について、図４（ａ）のＤＣ−ＤＣに沿った断面構造を示す断面図。（ｃ）同過給機について、図４（ｂ）のＤＤ−ＤＤに沿った断面構造を示す断面図。 （ａ）本発明の浮動ブッシュ軸受を用いた内燃機関の過給機を具体化した第３実施形態について、同過給機の断面構造を示す部分断面図。（ｂ）同過給機について、図５（ａ）のＤＥ−ＤＥに沿った断面構造を示す断面図。（ｃ）同浮過給機について、図５（ｂ）のＤＦ−ＤＦに沿った断面構造を示す断面図。

符号の説明

１…ターボチャージャ、１１…タービンハウジング、１２…排気入口通路、１３…排気中間通路、１４…排気ポート、１５…タービンホイール、１５Ａ…ブレード、２１…コンプレッサハウジング、２２…吸気ポート、２３…吸気中間通路、２４…吸気出口通路、２５…コンプレッサホイール、２５Ａ…ブレード、３１…ベアリングハウジング、３２…給油通路、３３…第１ハウジング部、３３Ａ…第１油室、３４…第２ハウジング部、３４Ａ…第２油室、３５…ロータシャフト、４…軸受装置、４１…第１浮動ブッシュ軸受、４２…第１ブッシュ、４２Ａ…中心孔、４２Ｂ…給油孔、４２Ｃ…周溝、４２Ｄ…軸溝、４３…第２浮動ブッシュ軸受、４４…第２ブッシュ、４４Ａ…中心孔、４４Ｂ…給油孔、４４Ｃ…周溝、４４Ｄ…軸溝、４５…外周クリアランス、４６…内周クリアランス、４７…スナップリング、４８…スラストベアリング。

Claims (6)

1. 流体が供給される室を有する装置本体と、同室内において回転軸の周りに設けられる第１ブッシュ及び第２ブッシュとを備え、前記装置本体と前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュのそれぞれとの間に前記流体の膜が形成され、且つ前記回転軸と前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュのそれぞれとの間に前記流体の膜が形成される状態にて前記回転軸を支持する浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、
   前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュは外周面の形状が互いに相違しており、その相違は各ブッシュの外周面にあって周方向に延びる溝の形成態様によりもたらされる
   ことを特徴とする浮動ブッシュ軸受式の軸受装置。
2. 請求項１に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、
   前記外周面の形状の相違は、前記第１ブッシュの外周面上に形成される溝の形状と前記第２ブッシュの外周面上に形成される溝の形状との相違によりもたらされる
   ことを特徴とする浮動ブッシュ軸受式の軸受装置。
3. 請求項１に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、
   前記外周面の形状の相違は、前記第１ブッシュの外周面上に形成される溝の数と前記第２ブッシュの外周面上に形成される溝の数との相違によりもたらされる
   ことを特徴とする浮動ブッシュ軸受式の軸受装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、
   前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュの少なくとも一方は軸方向に延びる溝を更に備える
   ことを特徴とする浮動ブッシュ軸受式の軸受装置。
5. 請求項３に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置において、
   前記第１ブッシュ及び前記第２ブッシュの少なくとも一方はその外周面上または内周面上に軸方向に延びる溝を更に複数備えるものであり、この複数の溝のうちの一つを基準溝として、この基準溝と周方向の一方側においてこれに隣り合う溝との間隔と、前記基準溝と周方向の他方側においてこれに隣り合う溝との間隔が異なる
   ことを特徴とする浮動ブッシュ軸受式の軸受装置。
6. タービンホイールの回転をコンプレッサホイールに伝達する回転軸を軸受装置により支持する内燃機関の過給機において、
   前記軸受装置として請求項１〜５のいずれか一項に記載の浮動ブッシュ軸受式の軸受装置を備える
   ことを特徴とする内燃機関の過給機。

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