JP7341218B2 - 浮動ブッシュ軸受および過給機 - Google Patents
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Description
回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
上記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
上記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
上記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、上記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
上記内周面の一端と上記外周面の一端とを接続する軸端面であって、上記外周面の上記一端から内周側に向かって上記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および上記鉛直面の内周端から上記内周面の上記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
上記傾斜面は、上記鉛直面の上記内周端と上記内周面の上記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有する。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
幾つかの実施形態にかかる浮動ブッシュ軸受2は、図1に示されるように、浮動ブッシュ本体部20を含み、回転シャフト11を回転可能に支持するように構成されている。図示される実施形態では、浮動ブッシュ軸受2は、図1に示されるように、回転シャフト11のラジアル荷重を支持するように構成され、ジャーナル軸受として過給機1に搭載されている。
図示される実施形態では、導入口181は、軸受ハウジング17の上部に設けられ、排出口182は、導入口181よりも下方に設けられている。給油流路18は、導入口181から給油流路18に導入された潤滑油が自重により、給油流路18内を排出口182に向かって流れて、排出口182から内部空間170に排出するように構成されている。
或る実施形態では、給油孔22は、浮動ブッシュ本体部20の径方向に沿って直線状に形成されている。
また、或る実施形態では、給油孔22は、内周面3に形成された開口が、外周面4に形成された開口よりも浮動ブッシュ本体部20の回転方向(回転シャフト11の回転方向Rと同方向)における下流側に位置するように、浮動ブッシュ本体部20の径方向に対して交差する方向に沿って直線状に形成されている。
給油孔22は直線状に形成されているので、浮動ブッシュ本体部20の外周面4側から機械加工により給油孔22を容易に形成することができる。
軸端面6は、図2~4に示されるように、内周面3の軸方向における他端32(図中左端)と、外周面4の軸方向における他端42(図中左端)と、を接続している。
軸端面6は、図2~4に示されるように、外周面4の他端42から内周側に向かって軸方向に対して直交する方向(径方向)に沿って延在する鉛直面7Bと、鉛直面7Bの内周端71Bから内周面3の他端32に向かって延在する傾斜面8Bと、を含む。
なお、傾斜面8Aおよび傾斜面8Bの夫々は、直線状に傾斜する面だけでなく、凸曲面や凹曲面などのような曲面状に傾斜する面を含んでいてもよく、これらの面が複数組み合わされて構成されていてもよい。
また、図2~4に示されるように、浮動ブッシュ本体部20の内周面3と、回転シャフト11の外周面111との間に隙間S2が形成される。また、浮動ブッシュ本体部20の傾斜面8A、8Bの夫々と、回転シャフト11の外周面111との間には隙間S3、S4が形成される。
具体的には、過給機1が作動し、タービンホイール13が回転駆動されると、タービンホイール13が取り付けられた回転シャフト11が高速回転してコンプレッサホイール12が回転駆動される。回転シャフト11が高速回転すると、回転シャフト11の高速回転により浮動ブッシュ本体部20が連れ回るので、上述した隙間S1に充填された作動流体24によって、軸受ハウジング17の内面172と、浮動ブッシュ本体部20の外周面4との間に液膜が形成され、上述した隙間S2~S4の夫々に充填された作動流体25によって、浮動ブッシュ本体部20の内周面3、傾斜面8A、8Bの夫々と、回転シャフト11の外周面111との間に液膜が形成される。このため、回転シャフト11が浮動ブッシュ本体部20に対して非接触で支持されるとともに、浮動ブッシュ本体部20が軸受ハウジング17に対して非接触で支持される。
回転シャフト11が高速回転する場合には、浮動ブッシュ本体部20の傾斜面8Aと回転シャフト11の外周面111との間(隙間S3)に位置する潤滑油は、径方向内側が径方向外側よりも高圧となり、圧力差により径方向外側に向かう流れを生じさせる。
或る実施形態では、上述した傾斜面8Aおよび上述した傾斜面8Bの両方が上述した突出部9を有する。この場合には、傾斜面8Aと傾斜面8Bの形状が同様の形状となるので、傾斜面8Aおよび傾斜面8Bのうちの一方が突出部9を有する場合に比べて、浮動ブッシュ本体部20が回転した際の振動を抑制することができる。
幾つかの実施形態では、図6に示されるように、上述した傾斜面8Aは、浮動ブッシュ軸受2の回転方向(回転シャフト11の回転方向Rと同方向)に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝88を有する。
また、図示される実施形態では、図6に示されるように、スパイラル溝88は、上述した仮想線LCと同じ深さを有するように構成されている。つまり、スパイラル溝88の底面883は、上述した仮想線LCにより形成される仮想面上を延在している。
上述した幾つかの実施形態では、上述した傾斜面8Aが有するスパイラル溝88について説明したが、他の幾つかの実施形態では、上述した傾斜面8Bが上述したスパイラル溝88を有していてもよい。或る実施形態では、上述した傾斜面8Aおよび上述した傾斜面8Bの両方が上述したスパイラル溝88を有する。
11 回転シャフト
111 外周面
12 コンプレッサホイール
13 タービンホイール
14 ハウジング
15 コンプレッサハウジング
16 タービンハウジング
17 軸受ハウジング
170 内部空間
171 外面
172 内面
18 潤滑油供給流路
181 導入口
182 排出口
2 浮動ブッシュ軸受
2A 比較例にかかる浮動ブッシュ軸受
20 浮動ブッシュ本体部
20A 比較例にかかる浮動ブッシュ本体部
21 挿通孔
22 給油孔
23~25 作動流体
3 内周面
31 一端
32 他端
4 外周面
41 一端
42 他端
5,6 軸端面
7A,7B 鉛直面
71A,71B 内周端
8A,8B 傾斜面
81 軸中央側直線部
811 先端
82 軸端側直線部
83 凸曲面部
84 軸中央側凸曲面部
85 軸端側凸曲面部
86 最も突出した部分
87 直線状傾斜面
88 スパイラル溝
9 突出部
LA 回転シャフトの軸線
LB 浮動ブッシュ本体部の軸線
LC 仮想線
LD 仮想法線
M 中点
R 回転方向
Claims (7)
- 回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
前記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
前記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
前記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、前記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
前記内周面の一端と前記外周面の一端とを接続する軸端面であって、前記外周面の前記一端から内周側に向かって前記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および前記鉛直面の内周端から前記内周面の前記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有し、
前記傾斜面は、
前記内周面の前記一端から直線状に延在するとともに、前記仮想線よりも前記浮動ブッシュ本体部の軸線に対する傾斜角度が小さく形成された軸中央側直線部と、
前記軸中央側直線部の先端と前記鉛直面の前記内周端とを直線状に結ぶように形成された軸端側直線部と、を含む
浮動ブッシュ軸受。 - 前記仮想線の中点を通り、前記仮想線に直交する直線を仮想法線としたときに、前記突出部は、前記仮想線よりも最も突出した部分が、前記仮想法線よりも軸中央側に位置するように構成された
請求項1に記載の浮動ブッシュ軸受。 - 回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
前記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
前記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
前記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、前記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
前記内周面の一端と前記外周面の一端とを接続する軸端面であって、前記外周面の前記一端から内周側に向かって前記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および前記鉛直面の内周端から前記内周面の前記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有し、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを結ぶように形成された凸曲面部を含み、
前記仮想線の中点を通り、前記仮想線に直交する直線を仮想法線としたときに、前記突出部は、前記仮想線よりも最も突出した部分が、前記仮想法線よりも軸中央側に位置するように構成された
浮動ブッシュ軸受。 - 前記傾斜面は、前記浮動ブッシュ軸受の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝を有する
請求項1乃至3の何れか1項に記載の浮動ブッシュ軸受。 - 回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
前記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
前記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
前記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、前記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
前記内周面の一端と前記外周面の一端とを接続する軸端面であって、前記外周面の前記一端から内周側に向かって前記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および前記鉛直面の内周端から前記内周面の前記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有し、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを結ぶように形成された凸曲面部を含み、
前記傾斜面は、前記浮動ブッシュ軸受の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝を有する
浮動ブッシュ軸受。 - 回転シャフトを回転可能に支持するように構成された浮動ブッシュ軸受であって、
前記回転シャフトが挿通される挿通孔を有する円筒状に形成される浮動ブッシュ本体部を備え、
前記浮動ブッシュ本体部は、
内周面と、
前記浮動ブッシュ本体部の軸方向において、前記内周面よりも大きな幅寸法を有する外周面と、
前記内周面の一端と前記外周面の一端とを接続する軸端面であって、前記外周面の前記一端から内周側に向かって前記軸方向に対して直交する方向に沿って延在する鉛直面、および前記鉛直面の内周端から前記内周面の前記一端に向かって延在する傾斜面、を含む軸端面と、を含み、
前記傾斜面は、前記鉛直面の前記内周端と前記内周面の前記一端とを直線状に結んだ仮想線に対して突出する突出部を有し、
前記傾斜面は、前記浮動ブッシュ軸受の回転方向に向かうにつれて内周側に曲がりながら延在する少なくとも一つのスパイラル溝を有する
浮動ブッシュ軸受。 - 回転シャフトと、
前記回転シャフトの一端に取り付けられるコンプレッサホイールと、
請求項1乃至6の何れか1項に記載の浮動ブッシュ軸受の浮動ブッシュ本体部と、
前記回転シャフト、前記コンプレッサホイールおよび前記浮動ブッシュ本体部を収容するように構成されたハウジングと、を備える過給機。
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