(57)【要約】【課題】低摩擦トルク、低発熱のターボチャージャ用玉軸受ユニットを提供する。【解決手段】単一円筒からなる複列の外輪軌道面を有する外輪と、複列の前記外輪軌道面にそれぞれ対向する内輪軌道面を有する二つの内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間を転動自在な２列の玉と、前記玉を周方向等間隔に保持する保持器とを備え、前記外輪には、前記玉側に向けて、前記外輪のラジアル方向に対して傾斜する潤滑油供給孔を設けられており、また、前記２列の玉は予圧が負荷されておらず正隙間が設けられていることにより，軸受運転時の低摩擦トルクと低発熱を実現する。【選択図】図３
2014126083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一円筒からなる複列の外輪軌道面を両端近傍に有する外輪と、
複列の前記外輪軌道面にそれぞれ対向する内輪軌道面を有する二つの内輪と、
前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間を転動自在な２列の玉と、前記２列の玉をそれぞれ円周方向等間隔に保持する保持器とを備え、
前記外輪には、前記玉側に向けて、前記外輪のラジアル方向に対して傾斜する潤滑油供給孔が設けられており、また、前記２列の玉は予圧が負荷されておらず正隙間が設けられていることを特徴とする玉軸受ユニット。
【請求項２】
前記保持器がもみ抜き型保持器であることを特徴とする請求項１に記載の玉軸受ユニット。
【請求項３】
前記２列の玉と内外輪との接触角範囲が５〜３０°、軸受のアキシアル内部隙間が０．０４０〜０．１１０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の玉軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの出力を排気量を変えずに増大させる為、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１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２は、図１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１〜２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、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、運転時の摩擦トルクが増大し、高発熱となる問題があった。
また、そのために玉数を増やすことが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、軸受運転時に発生する摩擦トルクや温度上昇を抑えることができるターボチャージャ用玉軸受ユニット、さらには、玉数増加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。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の玉軸受ユニットは、単一円筒からなる複列の外輪軌道面を両端近傍に有する外輪と、複列の前記外輪軌道面にそれぞれ対向する内輪軌道面を有する二つの内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間を転動自在な２列の玉と、前記２列の玉をそれぞれ円周方向等間隔に保持する保持器とを備え、前記外輪には、前記玉側に向けて、前記外輪のラジアル方向に対して傾斜する潤滑油供給孔が設けられており、また、前記２列の玉は予圧が負荷されておらず正隙間が設けられていることを特徴とする。
さらに、前記保持器をもみ抜き型保持器としても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一体な構造である外輪と二つの内輪との間に２列の玉から形成される玉軸受ユニットにおいて、外輪に、玉側に向けて、外輪のラジアル方向に対して傾斜する潤滑油供給孔が設けられており潤滑油により玉を冷却する効果があり、また、予圧が負荷されておらず正隙間が設けられているため、運転時に低摩擦トルク、低発熱となる効果が得られる。
そのため、保持器をもみ抜き型保持器として玉数を増やすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】本発明の実施形態の一例を示す、玉軸受ユニットの断面図である。
【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形態について説明する。図３は、本発明の実施形態の一例を示す玉軸受ユニットの断面図である。
本発明の特徴は、両端部にタービン３とインペラ４（図１参照）とを支持固定した回転軸２を本体ハウジング６の内側に回転自在に支持する為の玉軸受ユニットの構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図１〜２に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００１２】
ターボチャージャを構成する本体ハウジング６の内部に、本実施形態の玉軸受ユニット１８が設けられている。この玉軸受ユニット１８は、単一円筒からなる複列の外輪軌道面２０ａ、２０ｂを両端近傍に有する外輪１９と、複列の前記外輪軌道面２０ａ、２０ｂにそれぞれ対向する内輪軌道面２３ａ、２３ｂを有する２つの内輪２１、２２と、外輪軌道面２０ａ、２０ｂと内輪軌道面２３ａ、２３ｂの間を転動自在な複数の玉２４、２４と、前記複数の玉２４、２４を円周方向等間隔に保持する保持器２５、２５とを備えている。
前記外輪１９に、前記玉２４、２４側に向けて、前記外輪１９のラジアル方向に対して傾斜する潤滑油供給孔２７ａ、２７ｂを設けることにより、潤滑油を効率的に玉、および軌道面に導くことができる。これにより、高い潤滑効率を得ることができるとともに、冷却効果を得ることができる。
【００１３】
玉軸受ユニット１８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、軸受外輪軌道面２０ａ、２０ｂ及び内輪軌道面２３ａ、２３ｂに対する玉２４、２４の接触角αは５〜３０°、予圧はかけず正隙間を持たせてある。アキシアル方向の内部隙間は、０．０４０〜０．１１０ｍｍが好ましい。予圧をかけない構成のため、低トルクであり、低発熱を実現できる。
【００１４】
上記構成により低トルク、かつ、発熱を抑えることができるので、前記保持器２５、２５に金属製或は耐熱合成樹脂製のもみ抜き型保持器を採用し、玉数を多くすることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上説明したように、本発明の玉軸受ユニットによれば、予圧が負荷されないため、運転時に低摩擦トルク、低発熱となる効果が得られ、さらに、潤滑油による冷却効果も期待できるので、エンジンの過給器として利用するターボチャージャの玉軸受ユニットとして好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００１６】
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、１０        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
１８            玉軸受ユニット
１９            外輪
２０ａ、２０ｂ  外輪軌道面
２１、２２      内輪
２３ａ、２３ｂ  内輪軌道面
２４            玉
２５            保持器
２７ａ、２７ｂ  潤滑油供給孔
α              接触角
【図１】
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【図２】
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【図３】
2014126083.tif 000005