JP6642586B2 - 軸受構造、および、過給機 - Google Patents

軸受構造、および、過給機 Download PDF

Info

Publication number
JP6642586B2
JP6642586B2 JP2017550289A JP2017550289A JP6642586B2 JP 6642586 B2 JP6642586 B2 JP 6642586B2 JP 2017550289 A JP2017550289 A JP 2017550289A JP 2017550289 A JP2017550289 A JP 2017550289A JP 6642586 B2 JP6642586 B2 JP 6642586B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hole
main body
bearing
oil
peripheral surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017550289A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017082166A1 (ja
Inventor
寛 采浦
寛 采浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of JPWO2017082166A1 publication Critical patent/JPWO2017082166A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6642586B2 publication Critical patent/JP6642586B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/1045Details of supply of the liquid to the bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/166Sliding contact bearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18Lubricating arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/02Sliding-contact bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/14Lubrication of pumps; Safety measures therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/40Application in turbochargers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/50Application for auxiliary power units (APU's)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2226/00Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50Positive connections
    • F16C2226/62Positive connections with pins, bolts or dowels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Description

本開示は、シャフトを軸支する軸受構造、および、過給機に関する。
従来、シャフトがベアリングハウジングに回転自在に軸支された過給機が知られている。シャフトの一端にはタービンインペラが設けられ、他端にはコンプレッサインペラが設けられる。過給機はエンジンに接続され、エンジンから排出される排気ガスによってタービンインペラが回転する。このタービンインペラの回転によって、シャフトを介してコンプレッサインペラが回転する。過給機は、コンプレッサインペラの回転に伴い空気を圧縮してエンジンに送出する。
特許文献1には、セミフローティング軸受が軸受孔に収容された構成が記載されている。セミフローティング軸受は環状の本体部を有する。軸受孔はベアリングハウジングに形成される。セミフローティング軸受の本体部の内周面には、2つのラジアル軸受面が形成される。2つのラジアル軸受面は、軸方向に離隔する。軸受孔の内周面のうち、2つのラジアル軸受面の間には、油孔が開口している。軸受孔に供給された潤滑油の一部は、軸受孔と本体部との隙間に入り込んで振動抑制に寄与する。軸受孔に供給された潤滑油の一部は油孔から内周面側に流れ込んでラジアル軸受面を潤滑する。また、本体部の両端面がスラスト軸受面として機能する場合、本体部の軸方向の両端面に対向して、シャフトと一体回転する対向部が設けられる。ラジアル軸受面を潤滑した後の潤滑油は、両端面から流出してスラスト軸受面を潤滑する。
特許第5510592号公報
上記のように、セミフローティング軸受の本体部の両端面がスラスト軸受面として機能する場合、スラスト軸受面と対向部との隙間の潤滑油は、対向部と共に連れ回る。潤滑油は、遠心力によって径方向外側に放出される。このとき、ラジアル軸受面とシャフトとの隙間の潤滑油もスラスト軸受面側に吸い出される。今後、要求されるシャフトの回転数が高速化すると、ラジアル軸受面側からスラスト軸受面側に潤滑油を吸い出す圧力も大きくなる。そのため、ラジアル軸受面を潤滑する潤滑油の油膜厚みが減少することが懸念される。
本開示の目的は、シャフトの回転数が高速化しても、ラジアル軸受面を潤滑する潤滑油の油膜厚みを十分に確保することが可能な軸受構造、および、過給機を提供することである。
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る軸受構造は、軸受孔が形成されたハウジングと、軸受孔に設けられ、シャフトが挿通される本体部と、本体部の外周面に形成された一対のダンパ部と、本体部の外周面に形成され、一対のダンパ部の間に位置し、ダンパ部よりも外径が小さい小径部と、小径部に形成され、本体部の内周面から外周面まで貫通する油孔と、本体部のうち、シャフトの軸方向の一端面に設けられたスラスト軸受面と、本体部の内周面に設けられ、油孔とスラスト軸受面との間に位置するラジアル軸受面と、一端が、本体部の外周面と軸受孔の内周面との隙間またはダンパ部に開口し、他端が、スラスト軸受面の径方向の最も内側に開口する連通孔と、を備える。
ハウジングに形成され、軸受孔に開口し、シャフトの軸方向における位置が、ラジアル軸受面より油孔に近い油路と、を備えてもよい。
油路は、油孔の少なくとも一部と対向してもよい。
連通孔の一端は、本体部のうち、ダンパ部より油孔側に開口してもよい。
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る過給機は、上記軸受構造を備えることを特徴とする。
本開示によれば、シャフトの回転数が高速化しても、ラジアル軸受面を潤滑する潤滑油の油膜厚みを十分に確保することが可能となる。
過給機の概略断面図である。 図1の一点鎖線部分を抽出した図である。 図2の破線部分を抽出した図である。 図4(a)は、第1変形例における図3に対応する部位の抽出図である。図4(b)は、第2変形例における図3に対応する部位の抽出図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
図1は、過給機Cの概略断面図である。以下では、図1に示す矢印L方向を過給機Cの左側とする。図1に示す矢印R方向を過給機Cの右側として説明する。図1に示すように、過給機Cは、過給機本体1を備えて構成される。この過給機本体1は、ベアリングハウジング2(ハウジング)を備える。ベアリングハウジング2の左側には、締結機構3によってタービンハウジング4が連結される。ベアリングハウジング2の右側には、締結ボルト5によってコンプレッサハウジング6が連結される。ベアリングハウジング2、タービンハウジング4、コンプレッサハウジング6は一体化されている。
ベアリングハウジング2の外周面には、突起2aが設けられている。突起2aは、タービンハウジング4近傍に設けられる。突起2aは、ベアリングハウジング2の径方向に突出する。また、タービンハウジング4の外周面には、突起4aが設けられている。突起4aは、ベアリングハウジング2近傍に設けられる。突起4aは、タービンハウジング4の径方向に突出する。ベアリングハウジング2とタービンハウジング4は、突起2a、4aを締結機構3によってバンド締結して固定される。締結機構3は、例えば、突起2a、4aを挟持するGカップリングで構成される。
ベアリングハウジング2には、軸受孔2bが形成されている。軸受孔2bは、過給機Cの左右方向に貫通する。軸受孔2bにセミフローティング軸受7が設けられる。セミフローティング軸受7によって、シャフト8が回転自在に軸支されている。シャフト8の左端部にはタービンインペラ9が設けられる。タービンインペラ9は、タービンハウジング4内に回転自在に収容されている。また、シャフト8の右端部にはコンプレッサインペラ10が設けられる。コンプレッサインペラ10は、コンプレッサハウジング6内に回転自在に収容されている。
コンプレッサハウジング6には、吸気口11が形成されている。吸気口11は、過給機Cの右側に開口する。吸気口11は、不図示のエアクリーナに接続される。また、上記のように、締結ボルト5によってベアリングハウジング2とコンプレッサハウジング6が連結された状態では、ディフューザ流路12が形成される。ディフューザ流路12は、ベアリングハウジング2とコンプレッサハウジング6の対向面によって形成される。ディフューザ流路12は、空気を昇圧する。ディフューザ流路12は、シャフト8の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。ディフューザ流路12は、上記の径方向内側において、コンプレッサインペラ10を介して吸気口11に連通している。
また、コンプレッサハウジング6には、コンプレッサスクロール流路13が設けられている。コンプレッサスクロール流路13は環状である。コンプレッサスクロール流路13は、ディフューザ流路12よりもシャフト8の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路13は、不図示のエンジンの吸気口と連通する。コンプレッサスクロール流路13は、ディフューザ流路12にも連通している。したがって、コンプレッサインペラ10が回転すると、吸気口11からコンプレッサハウジング6内に空気が吸気される。当該吸気された空気は、コンプレッサインペラ10の翼間を流通する過程において遠心力の作用により増速される。増速された空気は、ディフューザ流路12およびコンプレッサスクロール流路13で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。
タービンハウジング4には、吐出口14が形成されている。吐出口14は、過給機Cの左側に開口する。吐出口14は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。また、タービンハウジング4には、流路15と、タービンスクロール流路16とが設けられている。タービンスクロール流路16は環状である。タービンスクロール流路16は、流路15よりもタービンインペラ9の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路16は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口は、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。ガス流入口は、上記の流路15にも連通している。したがって、ガス流入口からタービンスクロール流路16に導かれた排気ガスは、流路15およびタービンインペラ9を介して吐出口14に導かれる。吐出口14に導かれる排気ガスは、その流通過程においてタービンインペラ9を回転させることとなる。
そして、上記のタービンインペラ9の回転力は、シャフト8を介してコンプレッサインペラ10に伝達される。上記のとおりに、空気は、コンプレッサインペラ10の回転力によって昇圧されて、エンジンの吸気口に導かれる。
図2は、図1の一点鎖線部分を抽出した図である。図2に示すように、軸受構造Sは、ベアリングハウジング2を含んで構成される。軸受構造Sでは、ベアリングハウジング2に油路2cが形成される。油路2cは、軸受孔2bに開口する。油路2cから軸受孔2bに潤滑油が流入する。軸受孔2bに流入した潤滑油は、軸受孔2bに設けられたセミフローティング軸受7に供給される。
セミフローティング軸受7は、環状の本体部7aを有する。本体部7aの内部(内周面7b側)にシャフト8が挿通されている。本体部7aの内周面7bには、2つのラジアル軸受面7c、7dが形成されている。2つのラジアル軸受面7c、7dは、シャフト8の軸方向(以下、単に軸方向と称す)に離隔している。
2つのラジアル軸受面7c、7dの間の内周面7bには、油孔7fが開口している。油孔7fは、本体部7aを内周面7bから外周面7eまで貫通する。油路2cのうち、軸受孔2b側の開口は、シャフト8の軸方向における位置が、ラジアル軸受面7c、7dや後述する連通孔22より油孔7fに近い。油路2cのうち、軸受孔2b側の開口は、油孔7fと大凡内径が等しい。油路2cのうち、軸受孔2b側の開口は、油孔7fと対向する。ただし、油路2cのうち、軸受孔2b側の開口は、油孔7fより内径が大きくとも小さくともよい。また、油路2cのうち、軸受孔2b側の開口は、一部のみが油孔7fと対向してもよい。また、油路2cのうち、軸受孔2b側の開口は、油孔7fと対向せず、軸方向の位置がずれていてもよい。軸受孔2bに供給された潤滑油の一部は、油孔7fによって本体部7aの外部から内周面7b側に導かれる。内周面7b側に導かれた潤滑油は、シャフト8とラジアル軸受面7c、7dとの間隙に供給される。そして、シャフト8とラジアル軸受面7c、7dとの間隙に供給された潤滑油の油膜圧力によってシャフト8が軸支される。
また、本体部7aには、貫通孔7gが設けられる。貫通孔7gは、本体部7aを内周面7bから外周面7eまで貫通する。ベアリングハウジング2には、ピン孔2dが形成されている。ピン孔2dは、貫通孔7gに対向する部位に形成される。ピン孔2dは、軸受孔2bを形成する壁部を貫通している。ピン孔2dに、図2中、下側から位置決めピン20が圧入される。位置決めピン20の先端は、セミフローティング軸受7の貫通孔7gに挿入される。位置決めピン20によって、セミフローティング軸受7の回転、および、軸方向の移動が規制される。
また、シャフト8には、油切り部材21が設けられている。油切り部材21は、本体部7aに対して、図2中、右側(コンプレッサインペラ10側)に配される。油切り部材21は、環状部材である。油切り部材21は、シャフト8を伝ってコンプレッサインペラ10側に流れる潤滑油を径方向外側に飛散させる。つまり、油切り部材21により、コンプレッサインペラ10側への潤滑油の漏出が抑制される。
油切り部材21は、本体部7aに軸方向に対向している。油切り部材21のうち、本体部7aとの対向面の外径は、ラジアル軸受面7dの内径よりも大きい。油切り部材21のうち、本体部7aとの対向面の外径は、本体部7aの外径よりも小さい。ここで、油切り部材21のうち、本体部7aとの対向面の外径は、本体部7aの外径より小さい構成に限られない。例えば、過給機Cが搭載されるエンジンの運転状況などに合わせて、本体部7aとの対向面の外径が、本体部7aの外径と同一でもよいし、本体部7aの外径よりも大きくてもよい。
また、シャフト8には、大径部8aが設けられている。大径部8aの外径は、本体部7aのラジアル軸受面7cの内径よりも大きい。大径部8aの外径は、本体部7aの外径よりも大きい。大径部8aは、本体部7aに対して、図2中、左側(タービンインペラ9側)に位置する。大径部8aは、本体部7aに軸方向に対向している。ここで、大径部8aの外径は、本体部7aの外径よりも大きい構成に限られない。例えば、過給機Cが搭載されるエンジンの運転状況などに合わせて、大径部8aの外径は、本体部7aの外径と同一でもよいし、本体部7aの外径よりも小さくてもよい。
このように、本体部7aは、位置決めピン20によって軸方向の移動が規制される。本体部7aは、油切り部材21および大径部8aによって軸方向に挟まれている。本体部7aと油切り部材21との間隙には、潤滑油が供給されている。本体部7aと大径部8aとの間隙には、潤滑油が供給されている。シャフト8が軸方向に移動すると、油切り部材21または大径部8aが本体部7aとの間の油膜圧力によって支持される。シャフト8は、セミフローティング軸受7により、軸方向の移動が規制される。すなわち、セミフローティング軸受7は、本体部7aの軸方向の両端面がスラスト軸受面7h、7iとなっている。スラスト軸受面7h、7iは、スラスト荷重を受ける。油孔7fは、ラジアル軸受面7cに対し、スラスト軸受面7hの反対側に設けられる。油孔7fは、ラジアル軸受面7dに対し、スラスト軸受面7iの反対側に設けられる(図2参照)。
また、本体部7aの外周面7eのうち、軸方向の両端側それぞれには、ダンパ部7j、7kが形成されている。本体部7aの外周面7eには、ダンパ部7j、7kの間に小径部7mが形成される。小径部7mは、ダンパ部7j、7kよりも外径が小さい。小径部7mには、油孔7fが設けられる。小径部7mとダンパ部7j、7kの間には、それぞれテーパ面7nが形成される。テーパ面7nは、小径部7m側からダンパ部7j、7kに向かって外径が大きくなる。上記のように、軸受孔2bに供給された潤滑油の一部が、油孔7fから本体部7aの内周面7bに導かれる。残りの潤滑油は、本体部7aの外周面7eと軸受孔2bの内周面2eの隙間を通って、ダンパ部7j、7kに導かれる。ダンパ部7j、7kは、軸受孔2bの内周面2eとの間隙に供給された潤滑油の油膜圧力によってシャフト8の振動を吸収(抑制)する。
図3は、図2の破線部分を抽出した図である。ただし、図3では、理解を容易とするため、潤滑油が通る隙間Sa、Sb、Scが大きく強調されている。図3では、潤滑油の流れが矢印で示される。また、スラスト軸受面7h側とスラスト軸受面7i側の構造は実質的に等しい。説明の重複を避けるため、スラスト軸受面7h側の構造について詳述する。
上記のように、スラスト軸受面7hと大径部8aとの隙間Saには、潤滑油が介在している。そして、シャフト8が回転するとき、隙間Saの潤滑油は、大径部8aと共に連れ回る。連れ回った潤滑油は、図3に矢印aで示すように、遠心力によって径方向外側に放出される。
このとき、ラジアル軸受面7cとシャフト8との隙間Sbは、隙間Saと連通している。隙間Sbの潤滑油は、スラスト軸受面7h(隙間Sa)側に吸い出される。また、シャフト8の回転数が高速化すると、ラジアル軸受面7c側からスラスト軸受面7h側に潤滑油を吸い出す圧力は、大きくなる。その結果、例えば、エンジンからの給油条件などが厳しくなると、スラスト軸受面7h側に吸い出される潤滑油の油量が増加する。そして、ラジアル軸受面7cを潤滑する潤滑油の油膜厚みが薄くなることが懸念される。
そこで、本体部7aには、連通孔22が設けられている。連通孔22は、本体部7aの周方向に離隔して複数設けられる。連通孔22は、本体部7aの一部を貫通する孔である。連通孔22の一端22aは、本体部7aの外周面7eに開口している。連通孔22の一端22aは、ダンパ部7jよりも潤滑油の流れ方向の上流側(図3中、右側)の部位に開口している。換言すれば、図3に示すように、連通孔22の一端22aは、ダンパ部7jよりも油路2c側に近い部位に開口している。連通孔22の一端22aは、本体部7aのうち、ダンパ部7jよりスラスト軸受面7hから離隔する位置に開口している。すなわち、連通孔22の一端22aは、2つのダンパ部7j、7kの間に開口している。また、連通孔22の一端22aは、外周面7eのうち小径部7mとダンパ部7jを接続するテーパ面7nに開口している。
軸受孔2bに供給された潤滑油の一部は、本体部7aの外周面7eと軸受孔2bの内周面2eとの隙間Scを流れる。隙間Scは、例えば、本体部7aの外周面7eのうち、ダンパ部7j、7kの間の部位(ダンパ部7j、7kを除いた外周面7e)と軸受孔2bの内周面2eとの間の空間である。この潤滑油の一部は、図3中、矢印bで示すように、連通孔22を通ってスラスト軸受面7hに導かれる。
遠心力によって潤滑油が矢印aの方向に放出されても、連通孔22を設けることで、ダンパ部7jに供給される潤滑油の一部が、スラスト軸受面7h側に供給される。そのため、ラジアル軸受面7c側からスラスト軸受面7h側に吸い出される潤滑油の油量は、抑制される。その結果、シャフト8の回転数が高速化しても、ラジアル軸受面7cを潤滑する潤滑油の油膜厚みを十分に確保することが可能となる。
また、図3に示すように、連通孔22の他端22bは、スラスト軸受面7hに開口している。詳細には、スラスト軸受面7hのうち、シャフト8の径方向の最も内側に開口している。このように、連通孔22の他端22bを、スラスト軸受面7hのうち、シャフト8の径方向の最も内側に開口させることで下記の効果がある。
すなわち、ラジアル軸受面7c側の隙間Sbを流通した後の潤滑油は、摩擦熱によって高温となっており粘性が低い。一方、連通孔22を通ってスラスト軸受面7h側の隙間Saに流入する潤滑油は、隙間Sbを流通した後の潤滑油よりも低温で粘性が高い。
潤滑油の粘性が高いとメカロスが増加することから、連通孔22からスラスト軸受面7hに流入する低温の潤滑油は、メカロス増加の要因となり得る。連通孔22の他端22bを、スラスト軸受面7hのうち、シャフト8の径方向の最も内側に開口させると、連通孔22からの低温の潤滑油が、隙間Sbからの高温の潤滑油と混合されて昇温される流路を長く確保できる。その結果、大径部8aの周速が大きくなる外周側において、潤滑油の温度を高くすることができる。そのため、潤滑油の粘性を低下させ、メカロスを低減することが可能となる。
図4(a)は、第1変形例における図3に対応する部位の抽出図である。図4(b)は、第2変形例における図3に対応する部位の抽出図である。
図4(a)に示すように、第1変形例では、連通孔32の一端32aが、ダンパ部7jに開口している。この場合であっても、上述した実施形態と同様、ラジアル軸受面7cを潤滑する潤滑油の油膜厚みを十分に確保することができる。また、第1変形例のように、連通孔32の一端32aをダンパ部7jに開口させた場合、以下の効果がある。すなわち、連通孔32の一端32a近傍に位置するダンパ部7jの一部区間において昇温された潤滑油が、スラスト軸受面7h側に供給される。その結果、スラスト軸受面7hにおけるメカロス低減が可能となる。一方、上述した実施形態のように、連通孔22の一端22aが本体部7aの外周面7eのうち、ダンパ部7jよりも潤滑油の流れ方向の上流側に開口している場合、以下の効果がある。すなわち、連通孔22によってダンパ部7jの面積が小さくなることがない。そのため、ダンパ部7jの性能を維持しつつ、ラジアル軸受面7cにおける潤滑油の油膜厚みを十分に確保することができる。
また、図4(b)に示す第2変形例のように、連通孔42の他端42bが、ラジアル軸受面7cに開口してもよい。この場合であっても、上述した実施形態と同様、ラジアル軸受面7cを潤滑する潤滑油の油膜厚みを十分に確保することができる。また、ラジアル軸受面7cの一部区間において昇温された潤滑油が、スラスト軸受面7hに供給される。そのため、スラスト軸受面7hにおけるメカロスの低減が可能となる。
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上述した実施形態および変形例では、連通孔22、32、42の他端22b、32b、42bが、スラスト軸受面7hやラジアル軸受面7cに開口する場合について説明した。ただし、連通孔22、32、42の他端22b、32b、42bは、スラスト軸受面7hとラジアル軸受面7cとの間に開口してもよい。すなわち、連通孔22、32、42の他端22b、32b、42bが、スラスト軸受面7hとラジアル軸受面7cとに跨って延在してもよい。
また、上述した実施形態および変形例では、タービンインペラ9側に配置されたスラスト軸受面7h側とコンプレッサインペラ10側に配置されたスラスト軸受面7i側の構造は実質的に等しい場合について説明した。また、上述した実施形態および変形例では、スラスト軸受面7h側とスラスト軸受面7i側の双方に連通孔22、32、42が設けられている場合について説明した。ただし、連通孔22、32、42は、スラスト軸受面7h側およびスラスト軸受面7i側のいずれか一方に設けられていればよい。
また、上述した実施形態および第1変形例では、連通孔22、32の他端22b、32bは、スラスト軸受面7hのうち、シャフト8の径方向の最も内側に開口している場合について説明した。ただし、連通孔22、32の他端22b、32bは、スラスト軸受面7hのいずれの位置に開口してもよい。
また、上述した実施形態および変形例では、連通孔22、32、42が、本体部7aのうち、図中、上側(油路2c側)に設けられる場合について説明した。ただし、連通孔22、32、42は、本体部7aの周方向のいずれの位置に設けられてもよい。また、連通孔22、32、42について、配置、大きさ、配置数は、エンジンの運転状況などに応じて、適宜設定してもよい。例えば、連通孔22、32、42の配置は、1か所のみでもよい。この場合、連通孔22、32、42の加工に要する作業時間を低減することができる。また、例えば、連通孔22、32、42を、2か所、3か所、または、6か所など、複数、本体部7aの周方向に等間隔に配置してもよい。この場合、スラスト軸受面7h側の潤滑油の油膜厚さについて、周方向の均一性を向上することができる。また、例えば、スラスト軸受面7h側の潤滑油の油膜厚さが極力均一となるように、シャフト8の回転方向や遠心力を考慮して、複数の連通孔22、32、42を周方向に等間隔ではなく偏って配置してもよい。また、連通孔の断面形状(潤滑油の流れに垂直な断面形状)は、円形状に限らず、例えば、楕円形状でも多角形状でもよい。
本開示は、シャフトを軸支する軸受構造、および、過給機に利用することができる。
C 過給機
S 軸受構造
Sc 隙間
2 ベアリングハウジング(ハウジング)
2b 軸受孔
2c 油路
7 セミフローティング軸受
7a 本体部
7b 内周面
7c ラジアル軸受面
7d ラジアル軸受面
7e 外周面
7f 油孔
7h スラスト軸受面
7i スラスト軸受面
7j ダンパ部
7k ダンパ部
8 シャフト
22 連通孔
22a 一端
22b 他端
32 連通孔
32a 一端
42 連通孔
42b 他端

Claims (6)

  1. 軸受孔が形成されたハウジングと、
    前記軸受孔に設けられ、シャフトが挿通される本体部と、
    前記本体部の外周面に形成された一対のダンパ部と、
    前記本体部の外周面に形成され、前記一対のダンパ部の間に位置し、前記ダンパ部よりも外径が小さい小径部と、
    前記小径部に形成され、前記本体部の内周面から外周面まで貫通する油孔と、
    前記本体部のうち、前記シャフトの軸方向の一端面に設けられたスラスト軸受面と、
    前記本体部の内周面に設けられ、前記油孔と前記スラスト軸受面との間に位置するラジアル軸受面と、
    一端が、前記本体部の外周面と前記軸受孔の内周面との隙間または前記ダンパ部に開口し、他端が、前記スラスト軸受面の径方向の最も内側に開口する連通孔と、
    を備える軸受構造。
  2. 前記ハウジングに形成され、前記軸受孔に開口し、前記シャフトの軸方向における位置が、前記ラジアル軸受面より前記油孔に近い油路と、
    を備える請求項に記載の軸受構造。
  3. 前記油路は、前記油孔の少なくとも一部と対向する請求項に記載の軸受構造。
  4. 前記連通孔の一端は、前記本体部のうち、前記ダンパ部より前記油孔側に開口している請求項1からのいずれか1項に記載の軸受構造。
  5. 前記請求項1からのいずれか1項に記載の軸受構造を備える過給機。
  6. 前記ダンパ部は、前記隙間に連通する請求項1から5のいずれか1項に記載の軸受構造。
JP2017550289A 2015-11-13 2016-11-04 軸受構造、および、過給機 Active JP6642586B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015223075 2015-11-13
JP2015223075 2015-11-13
PCT/JP2016/082805 WO2017082166A1 (ja) 2015-11-13 2016-11-04 軸受構造、および、過給機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017082166A1 JPWO2017082166A1 (ja) 2018-09-27
JP6642586B2 true JP6642586B2 (ja) 2020-02-05

Family

ID=58695294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017550289A Active JP6642586B2 (ja) 2015-11-13 2016-11-04 軸受構造、および、過給機

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10520026B2 (ja)
JP (1) JP6642586B2 (ja)
CN (1) CN108350932B (ja)
DE (1) DE112016005201T5 (ja)
WO (1) WO2017082166A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017126933A1 (de) * 2017-11-16 2019-05-16 Man Energy Solutions Se Turbolader
DE102017126936A1 (de) * 2017-11-16 2019-05-16 Man Energy Solutions Se Turbolader
WO2019155797A1 (ja) * 2018-02-08 2019-08-15 株式会社Ihi 軸受構造
WO2020021908A1 (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 株式会社Ihi 軸受構造および過給機
KR20200058209A (ko) * 2018-11-19 2020-05-27 현대자동차주식회사 오일공급구조 베어링이 구비된 터보차저
JP2020153396A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 大豊工業株式会社 滑り軸受およびターボチャージャ
CN110131305B (zh) * 2019-06-03 2024-04-19 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 涡轮增压器止推轴承装置

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3043636A (en) * 1960-06-29 1962-07-10 Thompson Ramo Wooldridge Inc Bearing for high speed rotating shafts
JPS5224616A (en) * 1975-08-18 1977-02-24 Honda Motor Co Ltd Multi-channel reactor for internal combustion engine exhaust system
JPS5285054U (ja) * 1975-12-22 1977-06-24
GB1588862A (en) 1978-05-11 1981-04-29 Standard Telephones Cables Ltd Measuring oil in water
JPS56138423A (en) * 1980-04-01 1981-10-29 Toyota Motor Corp Structure of bearing of turbosupercharger
JPS59142426U (ja) * 1983-03-15 1984-09-22 日産自動車株式会社 タ−ボ過給機の軸受装置
JPH079247B2 (ja) * 1988-06-07 1995-02-01 日産自動車株式会社 転がり軸受の制振装置
JPH0750584Y2 (ja) * 1988-11-02 1995-11-15 株式会社明電舎 スラスト軸受
US4902144A (en) * 1989-05-02 1990-02-20 Allied-Signal, Inc. Turbocharger bearing assembly
JPH1136878A (ja) 1997-07-25 1999-02-09 Toyota Motor Corp 過給機の軸受構造
US6250897B1 (en) * 1998-10-05 2001-06-26 Alliedsignal Inc. Integral ball bearing turbocharger rotor assembly
US6053636A (en) * 1998-11-10 2000-04-25 United Technologies Corporation Hydrostatic bearing with compensatory fluid injection
JP4407780B2 (ja) * 2000-04-11 2010-02-03 株式会社Ihi 過給機の軸受構造
GB0025248D0 (en) * 2000-10-13 2000-11-29 Holset Engineering Co A turbine
JP3718147B2 (ja) * 2001-07-31 2005-11-16 株式会社日立製作所 内燃機関用のターボ式過給機
DE10238415B4 (de) 2002-08-22 2016-08-11 Volkswagen Ag Gleitlager für eine Welle eines Abgasturboladers
JP2005133635A (ja) * 2003-10-30 2005-05-26 Toyota Motor Corp ターボチャージャの軸受構造
US7189005B2 (en) * 2005-03-14 2007-03-13 Borgwarner Inc. Bearing system for a turbocharger
US8075191B2 (en) * 2009-09-28 2011-12-13 Honeywell International Inc. Helical inner diameter groove journal bearing
US8534989B2 (en) * 2010-01-19 2013-09-17 Honeywell International Inc. Multi-piece turbocharger bearing
WO2012058110A2 (en) * 2010-10-27 2012-05-03 Borgwarner Inc. Exhaust-gas turbocharger
JP5337227B2 (ja) * 2011-11-15 2013-11-06 三菱重工業株式会社 浮動ブッシュ軸受
JP2013227892A (ja) 2012-04-25 2013-11-07 Toyota Motor Corp ターボチャージャ
CN104271921B (zh) * 2012-05-15 2017-05-17 霍尼韦尔国际公司 带有轴颈轴承的涡轮增压器
JP2014009701A (ja) 2012-06-27 2014-01-20 Toyota Motor Corp 軸受装置
DE112013004747T5 (de) * 2012-10-26 2015-09-03 Borgwarner Inc. Als halbschwimmender Ring ausgebildetes Zapfenlager mit hydrodynamischen Fluidfilmfestkörpergelenkkippsegmenten und nachgiebigen Dämpfern
JP6070232B2 (ja) * 2013-02-05 2017-02-01 株式会社Ihi 過給機
JP5510592B2 (ja) 2013-06-05 2014-06-04 トヨタ自動車株式会社 軸受装置
CN103398095A (zh) * 2013-07-02 2013-11-20 广西玉柴机器股份有限公司 止推轴承及具有其的发动机增压器
US9494189B2 (en) * 2014-04-04 2016-11-15 GM Global Technology Operations LLC Turbocharger bearing housing oil groove

Also Published As

Publication number Publication date
CN108350932B (zh) 2020-01-21
CN108350932A (zh) 2018-07-31
WO2017082166A1 (ja) 2017-05-18
US20180252265A1 (en) 2018-09-06
JPWO2017082166A1 (ja) 2018-09-27
DE112016005201T5 (de) 2018-07-26
US10520026B2 (en) 2019-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6642586B2 (ja) 軸受構造、および、過給機
US10677287B2 (en) Bearing structure and turbocharger
WO2012114445A1 (ja) ティルティングパッド型ジャーナル軸受及びこれを備えた回転機械
JP2016525183A (ja) 線対称の供給キャビティを備えたターボ過給機パージシール
JP6516008B2 (ja) 軸受構造、および、過給機
JP6206592B2 (ja) 軸受構造、および、過給機
WO2016027617A1 (ja) 軸受構造、および、過給機
JP7107371B2 (ja) 軸受構造および過給機
WO2017026292A1 (ja) 軸受構造、および、過給機
US10557377B2 (en) Turbocharger
JP7056676B2 (ja) 軸受構造
CN107850120B (zh) 轴承结构以及增压器
JP6593516B2 (ja) 軸受構造、および、過給機
WO2019135326A1 (ja) 過給機
JP6398212B2 (ja) 軸受構造、および、過給機
US20190107052A1 (en) Turbocharger
JP6566043B2 (ja) 取付構造、および、過給機
JP2019178756A (ja) 軸受構造および過給機
JP6512296B2 (ja) 軸受構造および過給機
JP2014238010A (ja) 過給機
WO2022118606A1 (ja) 軸受構造、および、過給機
US20240110594A1 (en) Bearing device and rotating machine
WO2020059370A1 (ja) 軸受構造、および、過給機
WO2020021822A1 (ja) 軸受構造
JP2019178765A (ja) 軸受構造

Legal Events

Date Code Title Description
A524 Written submission of copy of amendment under section 19 (pct)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A527

Effective date: 20180501

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180501

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190604

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190724

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191216

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6642586

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151