(57)【要約】      （修正有）【課題】オイル供給穴にフローティングメタルの回り止めピンを設けたターボ過給機において、他の部材を設けることなく回り止めピン等の磨耗を防止する。【解決手段】ハウジング１５のオイル供給穴２８に嵌着した回り止めピン３２をフローティングメタル１４の回り止め穴３１に挿入することにより、フローティングメタル１４の連れ回転が阻止されている。回り止めピン３２には、オイルを環状空間３３に向けて噴出させまオイル通路３５が形成されている。環状空間３３に正圧状態のオイルが充満しているため、フローティングメタル１４の軸方向のずれ動きが抑制される。このため、フローティングメタル１４が回り止めピン３２に衝突することはなく、その結果、回り止めピン３２やフローティングメタル１４の磨耗を防止できる。【選択図】図２
2014047680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに設けた軸受け部に円筒状のフローティングメタルを配置しており、前記フローティングメタルの内部に、コンプレッサ翼とタービン翼とを固定した回転軸が挿通されており、かつ、前記ハウジングに、前記フローティングメタルに向けて開口したオイル供給穴を設けている構成であって、
前記フローティングメタルには前記オイル供給穴と同心の回り止め穴が空いており、前記回り止め穴とオイル供給穴との両方に跨がった状態の回り止めピンが、前記オイル供給穴と回り止め穴とのうちいずれか一方に抜け不能に保持されて、前記オイル供給穴と回り止め穴とのうち他方の穴と前記回り止めピンとの間にはオイルが通る隙間が環状空間を形成されており、前記回り止めピン又はハウジングに、前記環状空間に開口したオイル通路を設けており、前記オイル供給穴に供給されたオイルが前記オイル通路と環状空間とを介して前記フローティングメタルの内部に流れるようになっている、
ターボ過給機。
【請求項２】
前記オイル通路は、少なくとも前記タービン翼の方に向いて開口するように形成している、
請求項１に記載したターボ過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内燃機関に使用されるターボ過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に使用されるターボ過給機は、排気ガスで回転するタービン翼と、吸気系の清浄空気を加圧するコンプレッサ翼とを備えており、タービン翼とコンプレッサ翼とを回転軸に固定している。そして、回転軸の軸受け手段として、耐久性や回転の滑らかさ、発熱防止等の点から、ハウジングに設けた軸受け部に油層を介して配置されたフローティングメタル（浮動軸受け）が使用されている。
【０００３】
このフローティングメタルは、油層を介してハウジングの軸受け部に保持されているに過ぎないため、回転軸と一緒に連れ回転しようとする傾向を呈する。そこで、内周と外周とに貫通した回り止め穴を設け、ハウジングの軸受け部に設けた回り止めピンを回り止め穴に嵌めることで、連れ回転を防止している。
【０００４】
他方、ハウジングにはフローティングメタルに向けて開口したオイル供給穴を設けており、例えば特許文献１には、このオイル供給穴に設けた回り止めピンをフローティングメタルに挿通することでフローティングメタルを回り止めすることが開示されており、特許文献１では、回り止めピンにその軸方向に貫通する中心穴を設けて、オイルを回り止めピンの中心穴からフローティングメタルの内部に供給している。このようにオイル供給穴を利用して回り止めピンを設けると、それだけ構造を簡単化できる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６６２４４号公報（特に図５，６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、フローティングメタルは軸方向及び半径方向に僅かながらずれ移動することで自動調芯機能を発揮するものであり、従って、回り止め穴と回り止めピンとの間にも若干のクリアランスが必要である。そして、ターボ過給機は運転状態に応じてＯＮ・ＯＦＦが頻繁に繰り返されたり出力が頻繁に調整されたりするため、回転軸にはその軸方向に往復動するような荷重が頻繁に作用しており、これに伴って、フローティングメタルも軸方向に頻繁に往復動する傾向を呈している。また、車両の傾きや振動、加速減速等によっても、フローティングメタルは軸方向に往復動する作用を受けている。
【０００７】
しかるに、特許文献１を初めとした従来技術では、回り止めピンが若干のクリアランスを持って回り止め穴に嵌まっているに過ぎないため、フローティングメタルが往復動するたびにフローティングメタルが回り止めピンに衝突する現象が生じており、このため回り止めピンとフローティングメタルとが磨耗してガタが大きくなる虞があった。本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明のターボ過給機は、ハウジングに設けた軸受け部に円筒状のフローティングメタルを配置しており、前記フローティングメタルの内部に、コンプレッサ翼とタービン翼とを固定した回転軸が挿通されており、かつ、前記ハウジングに、前記フローティングメタルに向けて開口したオイル供給穴を設けている、という基本構成である。
【０００９】
そして、請求項の１の発明は、上記の基本構成において、前記フローティングメタルには前記オイル供給穴と同心の回り止め穴が空いており、前記回り止め穴とオイル供給穴との両方に跨がった状態の回り止めピンが、前記オイル供給穴と回り止め穴とのうちいずれか一方に抜け不能に保持されて、前記オイル供給穴と回り止め穴とのうち他方の穴と前記回り止めピンとの間にはオイルが通る隙間が環状空間を形成されており、前記回り止めピン又はハウジングに、前記環状空間に開口したオイル通路を設けており、前記オイル供給穴に供給されたオイルが前記オイル通路と環状空間とを介して前記フローティングメタルの内部に流れるようになっている。
【００１０】
請求項２の発明では、前記オイル通路は、少なくとも前記タービン翼の方に向いて開口するように形成している。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明では、回り止めピンをハウジングのオイル供給穴に固定している場合は、フローティングメタルに設けた回り止め穴と回り止めピンとの間の環状空間にオイル通路からオイルが噴出し、回り止めピンをフローティングメタルに固定している場合は、オイル供給穴と回り止めピンとの間の環状空間に加圧されたオイルが充満して、オイルはオイル通路からフローティングメタルの内部に流出する。
【００１２】
このように環状空間に加圧状態のオイルが充満することにより、環状空間のオイルがクッション作用を果たすため、フローティングメタルが回り止めピンに衝突したり、回り止めピンがハウジングのオイル供給穴に衝突したりすることが防止される。このため、回り止めピンやフローティングメタル、或いはハウジングの磨耗を防止して高い耐久性を確保することができる。
【００１３】
ターボ過給機では、タービン翼は排気ガスの圧力によって回転軸の軸方向に強く押される傾向を呈する。従って、ターボ過給機の運転中は、フローティングメタルもタービン翼と反対方向に押されるような作用を受けている。従って、請求項２のようにオイル通路を少なくともタービン翼の方に向いて開口させると、フローティングメタルの動きをオイルによって的確に阻止することができて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本願発明を適用した排気ターボ過給機の縦断正面図である。
【図２】（Ａ）は図１の部分拡大図、（Ｂ）は更に（Ａ）の部分拡大図である。
【図３】他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
(1).全体構成
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、全体構成を説明する。本実施形態のターボ過給機は、排気ガスで駆動されるタービン翼１と、エアクリーナから送られた清浄空気を加圧するコンプレッサ翼２とを有しており、両者は回転軸３の一端寄り部と他端寄り部とに固定されている。なお、本実施形態の回転軸３は単一構造になっているが、回転軸３を複数本のパーツで構成することも可能である。
【００１６】
ターボ過給機は、更に、タービン翼１を囲うタービンハウンジグ４と、コンプレッサ翼２を囲うコンプレッサハウジング５と、これらタービンハウンジグ４とコンプレッサハウジング５との間に介在したセンターハウジング６とを有している。タービンハウンジグ４には環状の駆動通路７とこれに連通した排気ガス出口通路８とを形成し、コンプレッサハウジング５には、清浄空気が入る入口通路９と、これに連通した環状の圧縮通路１０とを形成している（正確には、圧縮通路１０は、コンプレッサハウジング５とセンターハウジング６とで構成されている。）。
【００１７】
駆動通路７と圧縮通路１０は周方向に向かって断面積が変化しており、駆動通路７にはその大径の流入口に排気ガスが流入し、図１に黒抜き矢印で示すように、仕事をした排気ガスは回転軸３と同心の地口通路８から排出される。他方、清浄空気は、回転軸３と同心の入口通路９から流入して、圧縮通路１０における大径の流出口から排出される。なお、タービンハウンジグ４とセンターハウジング６とはかしめ方式のホルダー１１で一体に締結されており、コンプレッサハウジング５とセンターハウジング６とはボルト１２で締結されている。
【００１８】
センターハウジング６には、円筒形のフローティングメタル１４を介して回転軸３を回転自在に保持するセンター軸受け部１５と、回転軸３のうちタービン翼１が取り付けられている端部を回転自在に保持する第１サイド軸受け部１６と、回転軸３のうちコンプレッサ翼２が取り付けられている側の部位を回転自在に保持する第２サイド軸受け部１７とを形成している。
【００１９】
第１サイド軸受け部１６では回転軸３は直接に支持しているが、第２サイド軸受け１７では、回転軸３は、アウターブッシュ１８及びその内側に嵌まったインナーブッシュ１９を介して支持されている。インナーブッシュ１９とアウターブッシュ１８との間には、オイルシールを設けている。回転軸３のうち第１サイド軸受け部１６に嵌まっている箇所にも、オイルシール２０を装着している。
【００２０】
図２に示すように、センター軸受け部１５とフローティングメタル１４との間には若干の隙間２１が空いており、また、回転軸３とフローティングメタル１４との間にはオイル溜まり部２２を形成している。また、オイル溜まり部２２を挟んだ両側の部位においても、回転軸３とフローティングメタル１４との間に若干の隙間２３を設けている。
【００２１】
回転軸３のうちタービン翼１の側に位置した部位には、フローティングメタル１４の一端面に当接し得るフランジ２４が形成されている。他方、インナーブッシュ１９には、フローティングメタル１４がコンプレッサ翼２の方向に移動することを規制するフランジ２５を形成している。フローティングメタル１４の長さは、回転軸３のフランジ２４とインナーブッシュ１９のフランジ２５との間隔寸法より若干短くしており、このため、フローティングメタル１４は軸方向にも若干は移動し得る。
【００２２】
センターハウジング６には、センター軸受け部１５を囲うようにオイル通路２６が形成されており、オイル通路２４には、オイル入口とオイル出口（いずれも図示せず）を設けている。従って、フローティングメタル１４はオイルに漬かった状態になっている。
【００２３】
(2).第１実施形態の要部
センターハウジング６を構成するセンター軸受け部１５には、フローティングメタル１４に向けて開口したオイル供給穴２８を形成しており、このオイル供給穴２８に、ねじ込み込み式の継手２９を介してオイル供給管３０を接続している。
【００２４】
他方、フローティングメタル１４にはオイル供給穴２８と同心の回り止め穴３１を空けており、オイル供給穴２８と回り止め穴３１とに跨がった状態で回り止めピン３２を配置している。回り止めピン３２は継手２９より小径であり、そこで、オイル供給穴２８のうちフローティングメタル１４に寄った部位を小径部２８ａと成して、この小径部２８ａに回り止めピン３２を抜け不能に嵌着している。
【００２５】
回り止め穴３１の内径は回り止めピン３２の外径より若干大きく設定しており、このため、回り止め穴３１の内周と回り止めピン３２の外周との間に環状空間３３が形成されている。環状空間３３の溝幅寸法は、フローティングメタル１４とフランジ２５との隙間寸法と同じ程度でよい。
【００２６】
回り止めピン３２には、その途中まで延びる上向き開口の中心穴３３と、一端は中心穴３３に開口して他端は環状空間３３に開口したオイル通路３５とが空けられている。オイル通路３５は、回転軸３の軸方向に向いた位置に形成している。従って、オイル通路３５から噴出したオイルにより、フローティングメタル１４が軸方向に移動することが阻止される。オイル通路３５は、軸方向に向いた位置に設けることに加えて、フローティングメタル１４の円周方向に向いた箇所に形成することも可能である。
【００２７】
本実施形態では、オイル通路３５は先端に行くに従ってフローティングメタル１４に近づくように傾斜しており、このため、オイルはフローティングメタル１４の内部に向かうように方向付けられている。もとより、オイル通路３５を回り止めピン３２の軸心と直交した姿勢に形成することも可能であり、この場合は、オイルによるクッション作用（フローティングメタル１４の移動阻止作用）がより強く発揮される。
【００２８】
オイル通路３５を回転軸３５軸方向とこれと交叉した方向との４方向に設ける場合、回転軸３の軸方向に位置したオイル供給穴２８は回り止めピン３２の軸線と直交した姿勢に形成して、回転軸３の軸線と直交した方向に位置したオイル通路３５は回り止めピン３２の軸線に対して傾斜させるといったことも可能である。
【００２９】
タービン翼１は、図１及び図２（Ｂ）に白抜き矢印３６で示すように、排気ガスの圧力によってコンプレッサ２の方向に押され勝手になっており、その結果、ターボ過給機の運転中はフローティングメタル１４も矢印３６で示す方向に移動し勝手になっている。そこで、オイル通路３５は、図１及び図２において回り止めピン３２の右側部分のみに形成しても良い。
【００３０】
なお、ターボ過給機を分解する場合は、回転軸３を抜き外してから、回り止めピン３２をフローティングメタル１４の内部に棒材にて抜き落としたらよい。これにより、フローティングメタル１４を抜き外すことができる。従って、回り止めピン３２の長さはフローティングメタル１４の内径よりも小さい寸法になっている。回り止めピン３２の中心穴に雌ねじを形成しておいて、ねじをねじ込んで外側に引き抜くことも可能である。
【００３１】
(3).他の実施形態
次に、図３に示す他の実施形態を説明する。（Ａ）に示す第２実施形態では、回り止めピン３２をオイル供給穴２８に嵌着している点は第１実施形態と共通しているが、この実施形態では、回り止めピン３２の外周に溝を形成することでオイル通路３５と成している。オイル通路３５は回り止めピン３２の下端までは至っておらず、従って、オイルは環状空間３３に向けて横向きに噴出する。
【００３２】
図３のうち（Ｂ）に示す第３実施形態では、回り止めピン３２はフローティングメタル１４の回り止め穴３１に嵌着しており、回り止めピン３２とオイル供給穴２８との間にオイル通路３５を形成している。そして、回り止めピン３２には、オイル通路３５とフローティングメタル１４の内部とに連通したオイル通路３５を形成している。この実施形態でも、環状空間３３に正圧状態のオイルが充満することで、フローティングメタル１４の移動が抑制される。
【００３３】
図２のうち（Ｃ）に示す第４実施形態では、回り止めピン３２をオイル供給穴２８に固定しているが、オイル供給穴２８の内面に溝を形成することでオイル通路３５と成して、オイル通路３５を環状空間３３に開口させている。この実施形態ではオイルは回り止めピン３２の軸方向に流れるが、オイルは圧力があるため、フローティングメタル１４のずれ動きに対する抵抗として作用する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本願発明は、内燃機関のターボ過給機に適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  タービン翼
２  コンプレッサ翼
３  回転軸
４  タービンハウンジグ
５  コンプレッサハウジング
６  センターハウジング
２８  オイル供給穴
２９  継手
３０  オイル供給管
３１  回り止め穴
３２  回り止めピン
３３  環状空間
３５  オイル通路
【図１】
2014047680.tif 000003
【図２】
2014047680.tif 000004
【図３】
2014047680.tif 000005