(57)【要約】【課題】潤滑油を排出する排油孔を大きく取ることができ、また、軸受方向の識別が可能なターボチャージャ用玉軸受ユニットを実現する。【解決手段】軸受の外輪を一体構造として、外輪の軸方向中央部分に排油孔を設け、さらに、排油孔の面積をピン穴の面積よりも大きくすることで、潤滑油の流出口を拡げ、供給された潤滑油を排出し易くすることが出来る。また、外輪外周面の排油孔部には排油溝が設けられており、この溝による径方向の段差により外周面の研削範囲を少なくすることが出来るとともに、軸受を組み付ける際、ハウジングへの取り付けが容易となる。さらに、外輪外周面の一部に方向識別のための識別溝が設けられており、軸受方向の識別がし易く、組付けが容易となる。【選択図】図１
2014125921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部にタービンとインペラを支持固定したターボチャージャの回転軸をハウジングの内側に回転自在に支持するターボチャージャ用玉軸受ユニットであって、
単一円筒からなりタービン側の第一の軌道面とインペラ側の第二の軌道面を両端近傍に有する外輪と、
前記第一の軌道面に対向する第三の軌道面を有する第一の内輪と、
前記第二の軌道面に対向する第四の軌道面を有する第二の内輪と、
前記第一の軌道面と前記第三の軌道面との間を転動可能な第一の玉と、
前記第二の軌道面と前記第四の軌道面との間を転動可能な第二の玉と、
前記第一の玉を周方向に等間隔に保持する第一の保持器と、
前記第二の玉を周方向に等間隔に保持する第二の保持器と、を備え、
前記外輪には、玉軸受ユニットを位置決めするためのピン穴が設けられ、
外輪の軸方向中央部分に、ピン穴の面積よりも大きい面積の排油孔が設置されている
ことを特徴とするターボチャージャ用玉軸受ユニット。
【請求項２】
前記排油孔の軸方向長さは、前記外輪の軸方向長さの４分の１以上の長さであることを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ用玉軸受ユニット。
【請求項３】
前記排油孔の形状が、円形、長円、角部を丸めた四角形、或いは楕円形であることを特徴とする請求項１又は２に記載のターボチャージャ用玉軸受ユニット。
【請求項４】
前記排油孔の周辺は、前記外輪の外周面よりも小径の廃油溝が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のターボチャージャ用玉軸受ユニット。
【請求項５】
前記外輪外周面に、軸方向識別の為の識別溝が設置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のターボチャージャ用玉軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの過給器として利用するターボチャージャを構成するインペラとタービンとを両端部に設けた回転軸を、ハウジングに対し回転自在に支持するために利用する玉軸受ユニットの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力を排気量の変化なく増大させる為、エンジンに送り込む空気を排気のエネルギにより圧縮するターボチャージャが、広く使用されている。このターボチャージャは、排気のエネルギを、排気通路の途中に設けたタービンにより回収し、このタービンをその端部に固定した回転軸により、給気通路の途中に設けたコンプレッサのインペラを回転させる。このインペラは、エンジンの運転に伴って数万乃至は十数万ｍｉｎ−１の速度で回転し、上記給気通路を通じてエンジンに送り込まれる空気を圧縮する。
【０００３】
図３は、この様なターボチャージャの一例として、特許文献１に記載されたものを示している。なお、図４は、図３のＡ部拡大図である。このターボチャージャは、排気流路１を流通する排気により、回転軸２の一端に固定したタービン３を回転させる。この回転軸２の回転は、この回転軸２の他端に固定したインペラ４に伝わり、このインペラ４が給気流路５内で回転する。この結果、この給気流路５の上流端開口から吸引された空気が圧縮されて、ガソリン、軽油等の燃料と共にエンジンのシリンダ室内に送り込まれる。この様なターボチャージャの回転軸２は、数万〜十数万min-1もの高速で回転し、しかも、エンジンの運転状況に応じてその回転速度が頻繁に変化する。従って、上記回転軸２は、本体ハウジング６に対し、小さな回転抵抗で支持する必要がある。
【０００４】
この為に従来から、本体ハウジング６に対し、回転軸２を回転自在に支持するための玉軸受ユニット７が用いられている。図３〜４に示す玉軸受ユニット７は、単一円筒からなる軸受ハウジング８の内側に上記回転軸２を２つの玉軸受９、９により、回転自在に支持している。これら両玉軸受９、９は、それぞれ単列アンギュラ玉軸受であり、両玉軸受９、９を構成する外輪１１、１１の間に圧縮コイルばね１５を配置して、スペーサ１６、１７を介して、これら両外輪１１、１１に、互いに離れる方向の弾力を付与している。この構成により両玉軸受を構成する複数の転動体である玉１３、１３に、所謂定圧予圧により予圧を付与すると共に、背面組合せ型（ＤＢ型）の接触角を付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−００３１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のような先行技術では、２つの単列アンギュラ玉軸受９、９に圧縮コイルばね１５により予圧をかけて使用する構造であるため、軸方向に、スペーサ１６、１７を設け、その稼動スペースを確保する必要があり、軸受ハウジング８に設置する排油孔は、間座の強度や寸法からの制約を受けることから、排油孔１８の面積を十分に大きくとれない不都合があった。
また、玉軸受ユニット７は、どちらがタービン３側で、どちらがインペラ４側であるか、軸方向の方向性が判別し難く、誤組立てを生じる恐れがあった。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、潤滑油を排出する排油孔を大きく取ることができ、また、軸受方向の識別が可能なターボチャージャ用玉軸受ユニットを実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成によって達成される。
（１）  両端部にタービンとインペラを支持固定したターボチャージャの回転軸をハウジングの内側に回転自在に支持するターボチャージャ用玉軸受ユニットであって、
単一円筒からなりタービン側の第一の軌道面とインペラ側の第二の軌道面を両端近傍に有する外輪と、
前記第一の軌道面に対向する第三の軌道面を有する第一の内輪と、
前記第二の軌道面に対向する第四の軌道面を有する第二の内輪と、
前記第一の軌道面と前記第三の軌道面との間を転動可能な第一の玉と、
前記第二の軌道面と前記第四の軌道面との間を転動可能な第二の玉と、
前記第一の玉を周方向に等間隔に保持する第一の保持器と、
前記第二の玉を周方向に等間隔に保持する第二の保持器と、を備え、
前記外輪には、玉軸受ユニットを位置決めするためのピン穴が設けられ、
前記外輪の軸方向中央部分に、前記ピン穴の面積よりも大きい面積の排油孔が設置されていることを特徴とするターボチャージャ用玉軸受ユニット。
（２）  前記排油孔の軸方向長さは、前記外輪の軸方向長さの４分の１以上の長さであることを特徴とする（１）に記載のターボチャージャ用玉軸受ユニット。
（３）  前記排油孔の形状が、円形、長円、角部を丸めた四角形、或いは楕円形であることを特徴とする（１）又は（２）に記載のターボチャージャ用玉軸受ユニット。
（４）  前記排油孔の周辺は、前記外輪の外周面よりも小径の排油溝が設けられていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のターボチャージャ用玉軸受ユニット。
（５）  前記外輪外周面に、軸方向識別の為の識別溝が設置されていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載のターボチャージャ用玉軸受ユニット。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、軸受の外輪を一体構造として、外輪の軸方向中央部分に排油孔を設け、さらに、排油孔の面積をピン穴の面積よりも大きくすることで、潤滑油の流出口を拡げ、供給された潤滑油を排出し易くすることが出来る。
また、外輪外周面の排油孔部には排油溝が設けられており、この溝による径方向の段差により外周面の研削範囲を少なくすることが出来るとともに、軸受を組み付ける際、ハウジングへの取り付けが容易となる。
さらに、外輪外周面の一部に方向識別のための識別溝が設けられており、軸受方向の識別がし易く、組付けが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す、玉軸受ユニットを備えたターボチャージャの部分断面図である。
【図２】図１の玉軸受ユニットの断面図である。
【図３】従来構造の１例を示す、玉軸受ユニットを備えたターボチャージャの断面図である。
【図４】図２のＡ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、前述の図３と同等のターボチャージャに本発明の実施の形態の一例の玉軸受ユニット２０を組み込んだ状態を示す、前述の図４相当のターボチャージャ部の断面図である。図示されていない構成が有るが、玉軸受ユニット２０と本体ハウジング２１を除き、排気流路１、回転軸２、タービン３、インペラ４、給気流路５は、図３、４と同等の構成である。図２は、図１に記載の玉軸受ユニット２０の断面図である。
【００１２】
本発明の実施の形態の玉軸受ユニット２０は、単一円筒からなりタービン３側の第一の軌道面４０とインペラ４側の第二の軌道面５０を両端近傍に有する外輪４５と、
前記第一の軌道面４０に対向する第三の軌道面４１を有する第一の内輪４２と、
前記第二の軌道面５０に対向する第四の軌道面５１を有する第二の内輪５２と、
前記第一の軌道面４０と前記第三の軌道面４１との間を転動可能な複数の転動体である第一の玉４３と、
前記第二の軌道面５０と前記第四の軌道面５１との間を転動可能な複数の転動体である第二の玉５３と、
前記第一の玉４３を周方向に等間隔に保持する第一の保持器４４と、
前記第二の玉５３を周方向に等間隔に保持する第二の保持器５４と、から構成されている。
玉軸受ユニット２０は、単列アンギュラ玉軸受を背面組合せとし、外輪を一体にしたような構造であり、予圧はかけず正隙間を持たせてある。予圧をかけない構成のため、特許文献１の技術のように軸方向にスペーサを設けたり、その稼動スペースを確保する必要はない。
【００１３】
前記外輪４５の軸方向両端近傍の外周面には、本体ハウジング２１の内周面との間に微小隙間を形成する外側ランド部４６、５６が設けられている。外側ランド部４６、５６の軸方向内側には、潤滑油供給溝４７、５７が設けられ、潤滑油供給溝４７、５７内に、第一、第二の玉４５、５３側に向けて、前記外輪４５のラジアル方向に対して傾斜する少なくとも一つの、好適には複数の、潤滑油供給孔４８、５８が設けられている。
【００１４】
潤滑油供給溝４７、５７の軸方向内側には、外側ランド部４６、５６と同じ外径の内側ランド部４９、５９が設けられている。内側ランド部４９、５９のさらに軸方向内側は、内側ランド部４９、５９よりも小さな外径の排油溝６１となっており、排油溝６１内には、軸受内部から潤滑油を排出する排油孔３４が径方向に貫通して開けられている。潤滑油の排出抵抗を少なくするために、強度の許す範囲で排油孔３４を出来るだけ大きく取ることが望ましく、後述するピン穴３３よりも大きく取ることが望ましい。そして、その形状は、円形である必要はなく、楕円形、角部を丸めた四角形等であっても良いし、２つの円弧を２本の直線で結んだ長円でも良い。図１〜２では、排油孔３４の軸方向長さは、外輪４５の軸方向長さの３分の１以上としている。
【００１５】
本体ハウジング２１および外輪４５には同軸で等しい直径のピン穴２２、３３が具備され、ピン穴２２、３３には位置決めピン７０が受容されて、玉軸受ユニット２０が本体ハウジング２１に対し、後述するオイルフィルムダンパにより浮動可能に位置決めされる。
【００１６】
潤滑油は外側ランド部４６、５６あるいは、内側ランド部４９、５９、もしくはその両方に第１の潤滑油路２４、第２の潤滑油路２５を通り導入される。図１には、内側ランド部４９、５９に導入する例を図示している。
【００１７】
本体ハウジング２１に対し、位置決めピン７０の軸方向に玉軸受ユニット２０が移動可能に固定されているので、本体ハウジング２１の内周面と外側ランド部４６、５６、内側ランド部４９、５９との間の微小隙間に供給された潤滑油は、玉軸受ユニット２０の振動を制するオイルフィルムダンパとして作用する。
【００１８】
外側ランド部４６、５６、もしくは、内側ランド部４９、５９には、識別溝６３が設けられており、それによって玉軸受ユニット２０を組み付ける際、どちらがタービン３側かインペラ４側かを識別可能とする。図１，２では、外側ランド部４６に１本の識別溝６３を設け、外側ランド部５６には識別溝を具備しないことにより組み付け方向を識別している。このように本数を変えたり、図示しないが、溝の形状を変えたりして、外見で分かるような違いを持たせることにより組み付け方向を識別する。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、軸受の外輪を一体構造として、外輪の軸方向中央部分に排油孔を設け、さらに、排油孔の面積をピン穴の面積よりも大きくすることで、潤滑油の流出口を拡げ、供給された潤滑油を排出し易くすることが出来る。
また、外輪外周面の排油孔部には排油溝が設けられており、この溝による径方向の段差により外周面の研削範囲を少なくすることが出来るとともに、軸受を組み付ける際、ハウジングへの取り付けが容易となる。
さらに、外輪外周面の一部に方向識別のための識別溝が設けられており、軸受方向の識別がし易く、組付けが容易となる。
したがって、エンジンの過給器として利用するターボチャージャを構成するインペラとタービンとを両端部に設けた回転軸を、ハウジングに対し回転自在に支持するために利用する玉軸受ユニットとして好適に使用できる。
【符号の説明】
【００２０】
１  排気流路
２  回転軸
３  タービン
４  インペラ
５  給気流路
６  本体ハウジング
７  玉軸受ユニット
８  軸受ハウジング
９  単列アンギュラ玉軸受
１１  外輪
１２  内輪
１３  玉
１４  保持器
１５  圧縮コイルばね
１６、１７  スペーサ
１８  排油孔
２０  玉軸受ユニット
２１  本体ハウジング
２２  ピン穴
２４  第1の潤滑油路
２５  第２の潤滑油路
３３  ピン穴
３４  排油孔
４０  第１の軌道面
４１  第３の軌道面
４２  第１の内輪
４３  第１の玉
４４  第１の保持器
４５  外輪
４６  外側ランド部
４７  潤滑油供給溝
４８  潤滑油供給孔
４９  内側ランド部
５０  第２の軌道面
５１  第４の軌道面
５２  第２の内輪
５３  第２の玉
５４  第２の保持器
５６  外側ランド部
５７  潤滑油供給溝
５８  潤滑油供給孔
５９  内側ランド部
６１  排油溝
６２  給油通路
６３  識別溝
７０  位置決めピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014125921.tif 000006