(57)【要約】  回転軸（６）を回転可能に支持する転がり軸受（１６）と、回転軸（６）の径方向で転がり軸受（１６）を外側から覆うハウジング（１７）と、回転軸（６）の径方向でハウジング（１７）の内側に隙間（Ｓ１）を介して配されるとともに、外輪（２１）に対して回転軸（６）の径方向および周方向に変位不能に設けられる緩衝部材（１８）と、ハウジング（１７）と緩衝部材（１８）との間に設けられて、ハウジング（１７）に対して緩衝部材（１８）を回転軸（６）の軸線方向に変位可能に支持するとともに、緩衝部材（１８）に生じる回転軸（６）の径方向への変位を吸収するダンパー（１９）と、を備える。
2016194198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転可能に支持する転がり軸受と、
前記回転軸の径方向で前記転がり軸受を外側から覆うハウジングと、
前記回転軸の径方向で前記ハウジングの内側に隙間を介して配されるとともに、前記転がり軸受の外輪に対して前記回転軸の径方向および周方向に変位不能に設けられる緩衝部材と、
前記ハウジングと前記緩衝部材との間に設けられて、前記ハウジングに対して前記緩衝部材を前記回転軸の軸線方向に変位可能に支持するとともに、前記緩衝部材に生じる前記回転軸の径方向への変位を吸収するダンパーと、を備える軸受装置。
【請求項２】
前記外輪は、前記緩衝部材に圧入されている請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記外輪は、前記緩衝部材と一体成形されている請求項１に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記緩衝部材は、前記外輪を前記回転軸の軸線方向に弾性的に押圧する予圧部を備える請求項１から３の何れか一項に記載の軸受装置。
【請求項５】
前記緩衝部材は、前記回転軸の軸線方向で第一部材と第二部材との少なくとも２つに分割して形成され、
前記第一部材は、前記外輪に対して前記回転軸の径方向および周方向に変位不能に設けられ、
前記第二部材は、前記第一部材に対して前記回転軸の周方向に変位不能、且つ、前記回転軸の軸線方向に変位可能に連結され、前記ハウジングに対して着脱可能に固定されるとともに前記ハウジングに対して前記回転軸の軸線方向、及び、周方向に変位不能に結合されている請求項１から４の何れか一項に記載の軸受装置。
【請求項６】
コンプレッサーホイールと、
前記コンプレッサーホイールを駆動する電動機と、
請求項１から５の何れか一項の軸受装置と、を備える過給器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸受装置、及び、過給器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては、内燃機関の熱効率を向上させるために、外気を圧縮してシリンダーに送り込む過給器が搭載される場合がある。この過給器としては、内燃機関の排気によりタービンを回転させて圧縮機を駆動するターボチャージャーが知られている。しかし、このターボチャージャーにおいては、ターボラグの改善やレスポンスの改善などが要望されている。【０００３】
特許文献１には、電動機を備える過給器が開示されている。この電動機を備える過給器は、上述したターボチャージャーで生じていたターボラグやレスポンスの改善が期待できる。しかし、このような過給器は、電動機の回転子の重量により、回転時の振動が大きくなる傾向がある。そのため、特許文献１の過給器においては、振動を低減するために、電動機の軸線方向における両側でローターを回転可能に支持する場合がある。しかし、過給器の振動は、電動機の回転数が増加するほど大きくなってしまう。そのため、電動機の軸線方向における両側でローターを支持しただけでは、騒音が大きくなってしまう場合があった。【０００４】
そこで、特許文献１では、更に転がり軸受の径方向外側に、転がり軸受との間に隙間を有するようにスリーブを設けるとともに、このスリーブをダンパー機構により径方向外側から弾性的に支持している。これにより、特許文献１では、転がり軸受とスリーブとの隙間によって径方向における転がり軸受の熱膨張を吸収し、且つ、回転軸の振動を遮断することができる。さらに、特許文献１では、スリーブを支持するダンパー機構によって振動の伝達を抑制することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０２４０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載の過給器は、例えば、スリーブと転がり軸受の外輪とが相対回転してしまうと、振動や摩耗の原因となる。そのため、スリーブと転がり軸受の外輪との相対回転を防止するために、転がり軸受の外輪に回り止めのキー等が加工される。一般に、外輪は、非常に硬い金属等で形成されるとともに、キー等を加工するためのスペースに余裕が無い。そのため、外輪に対するキー等の加工に手間がかかりコストが増加してしまうという課題がある。さらに、特許文献１に記載の過給器の場合、スリーブと外輪との間に隙間があることで、振動によりスリーブと外輪とが断続的に接触して摩耗してしまう可能性がある。【０００７】
この発明は、熱変形、組立公差、及び、回転時の外乱要素を吸収可能としつつ、容易に外輪の回り止めすることができるとともに、摩耗を抑制できる軸受装置、及び、過給器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の第一態様によれば、軸受装置は、回転軸を回転可能に支持する転がり軸受と、前記回転軸の径方向で前記転がり軸受を外側から覆うハウジングと、を備えている。この軸受装置は、前記回転軸の径方向で前記ハウジングの内側に隙間を介して配されるとともに、前記転がり軸受の外輪に対して前記回転軸の径方向および周方向に変位不能に設けられる緩衝部材を更に備えている。この軸受装置は、前記ハウジングと前記緩衝部材との間に設けられて、前記ハウジングに対して前記緩衝部材を前記回転軸の軸線方向に変位可能に支持するとともに、前記緩衝部材に生じる前記回転軸の径方向への変位を吸収するダンパーを更に備えている。
この第一態様における軸受装置の緩衝部材は、外輪に対して回転軸の径方向および周方向に変位不能に設けられている。そのため、回転軸の振動により転がり軸受と緩衝部材とが断続的に接触することを抑制できる。この緩衝部材は、更に、ダンパーを介して回転軸の軸線方向に変位可能にハウジングに支持されている。そのため、転がり軸受や回転軸などの回転軸の軸線方向への熱変形、組立公差、及び、回転軸が回転する際に外乱が生じた場合であっても、ハウジングに対して緩衝部材が回転軸の軸線方向に変位して逃げることができる。この第一態様の軸受装置では、更に、ハウジングに対して緩衝部材を回り止めすれば、転がり軸受がハウジングに対して回り止めされた状態となる。そのため、外輪に切削加工等を施さずに、外輪の回り止めを行うことができる。
その結果、熱変形、組立公差、及び、回転時の外乱要素を吸収可能としつつ、容易に外輪の回り止めすることができるとともに、摩耗を抑制できる。【０００９】
この発明の第二態様によれば、軸受装置は、第一態様における外輪が、前記緩衝部材に圧入されていてもよい。
このように構成することで、外輪に対する緩衝部材の変位を容易に規制することができる。【００１０】
この発明の第三態様によれば、軸受装置は、第一態様における外輪が、前記緩衝部材と一体成形されていてもよい。
このように構成することで、外輪に対する緩衝部材の相対的な変位を実質的に生じないようにすることができる。加えて、軸受装置の部品点数を低減できる。【００１１】
この発明の第四態様によれば、軸受装置は、第一から第三態様の何れか一つの態様における緩衝部材が、前記外輪を前記回転軸の軸線方向に弾性的に押圧する予圧部を備えていてもよい。
このように構成することで、予圧部によって転がり軸受を予圧することができる。それと共に、予圧部によって、回転軸等の熱変形、組立公差、及び、回転時の外乱による変位を弾性的に吸収することができる。【００１２】
この発明の第五態様によれば、軸受装置は、第一から第四態様の何れか一つの態様における緩衝部材が、前記回転軸の軸線方向で第一部材と第二部材との少なくとも２つに分割して形成されていてもよい。この緩衝部材の第一部材は、前記外輪に対して前記回転軸の径方向および周方向に変位不能に設けられてもよい。この緩衝部材の第二部材は、前記第一部材に対して前記回転軸の周方向に変位不能、且つ、前記回転軸の軸線方向に変位可能に連結されてもよい。この緩衝部材の第二部材は、更に、前記ハウジングに対して着脱可能に設けられるとともに前記ハウジングに対して前記回転軸の軸線方向、及び、周方向に変位不能に設けられていてもよい。
このように構成することで、組み立てる際に、第二部材を介してハウジングに対する第一部材、及び、外輪の回り止めをすることができる。その結果、容易に組み立てることができる。更に、第二部材がハウジングに対して着脱可能に設けられることで、第二部材を離脱させるだけで第一部材の状態を容易に確認することができる。【００１３】
この発明の第六態様によれば、過給器は、コンプレッサーホイールと、前記コンプレッサーホイールを駆動する電動機と、請求項１から５の何れか一項の軸受装置と、を備える。
このように構成することで、電動機を駆動してコンプレッサーホイールを回転させる際に生じる振動や騒音を低減して商品性を向上できるとともに、摩耗を低減して耐久性を向上できる。
【発明の効果】
【００１４】
上記軸受装置、及び、過給器によれば、熱変形、組立公差、及び、回転時の外乱要素を吸収可能としつつ、容易に外輪の回り止めすることができるとともに、摩耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の第一実施形態における過給器の概略構成を示す断面図である。
【図２】この発明の第一実施形態における駆動部を拡大した断面図である。
【図３】縦軸を荷重（Ｎ）、横軸を回転数（ｒｐｍ）としたグラフである。
【図４】この発明の第二実施形態における第一軸受装置の拡大図である。
【図５】この発明の第一、第二実施形態の第一変形例における第一軸受装置の拡大図である。
【図６】この発明の第一、第二実施形態の第二変形例における第一軸受装置の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第一実施形態）
この発明の第一実施形態における軸受装置、及び、過給器を図面に基づき説明する。
この第一実施形態における軸受装置は、過給器の回転軸を回転自在に支持する。この第一実施形態の過給器は、例えば、自動車等の車両に設けられた内燃機関の吸気を加圧する。
【００１７】
図１は、この発明の第一実施形態における過給器の概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、過給器１は、コンプレッサー部２と、駆動部３と、を備えている。
コンプレッサー部２は、例えば、エアクリーナーボックス等を介して取り込まれた外気を圧縮して内燃機関に送り込む。この実施形態におけるコンプレッサー部２は、いわゆる遠心圧縮機を構成している。コンプレッサー部２は、コンプレッサーホイール４と、コンプレッサーハウジング５とを備えている。
【００１８】
コンプレッサーホイール４は、その軸線Ｏ１を中心に回転することで空気を圧縮する。コンプレッサーホイール４は、駆動部３から延びる回転軸６の軸端部７に一体に設けられている。
コンプレッサーハウジング５は、その内部に、コンプレッサーホイール４を回転可能に収容する。このコンプレッサーハウジング５の内部の空間８は、内燃機関に外気を供給するための流路の一部を形成している。
【００１９】
この実施形態のコンプレッサーハウジング５は、駆動部３が配置される側の壁部に、開口部（図示せず）を有している。上述した回転軸６は、この開口部を通じて、駆動部３から空間８内に向かって延びている。この実施形態におけるコンプレッサーハウジング５は、駆動部３のハウジング１４に固定されている。
【００２０】
駆動部３は、コンプレッサーホイール４を回転させる駆動力を発生する。この駆動部３は、電動機１０と、軸受装置１１と、を備えている。
電動機１０は、外部から供給される電気エネルギーを回転軸６の回転エネルギーに変換する。この実施形態における電動機１０は、例えば、バッテリーやオルタネータ等から給電される。この電動機１０は、回転子１１ａと固定子１１ｂとを備えている。回転子１１ａは、上述した回転軸６に設けられた永久磁石等からなる。固定子１１ｂは、回転子１１ａとの間に隙間を有して回転軸６の径方向における回転子１１ａの外側に配される。固定子１１ｂは、例えば、巻線等からなる。
【００２１】
軸受装置１１は、回転軸６の軸線Ｏ方向における電動機１０の両外側で、回転軸６を回転自在に支持している。以下、電動機１０を挟んでコンプレッサー部２とは反対側に配される軸受装置１１を第一軸受装置１２と称する。電動機１０とコンプレッサー部２との間に配される軸受装置１１を第二軸受装置１３と称する。
【００２２】
図２は、この発明の第一実施形態における駆動部を拡大した断面図である。
図１、図２に示すように、第一軸受装置１２は、第一転がり軸受１６と、第一軸受ハウジング１７（ハウジング）と、第一スリーブ１８（緩衝部材；図２参照）と、第一ダンパー１９（図２参照）と、を備えている。
【００２３】
第一転がり軸受１６は、軸線Ｏ方向への予圧を必要とする、例えば、アンギュラ軸受等である。この第一転がり軸受１６は、内輪２０と、外輪２１と、転動体２２と、保持器２３と、シール部材２４と、を備えている。内輪２０は、回転軸６に圧入等により固定されている。転動体２２は、内輪２０と外輪２１との間に複数設けられている。保持器２３は、複数の転動体２２が内輪２０の周方向に互いに間隔をあけて配されるように、転動体２２を転動自在に保持する。シール部材２４は、内輪２０と外輪２１との間に形成される開口をそれぞれ閉塞する。シール部材２４は、内輪２０と外輪２１との間に封入されるグリースの漏れや、塵埃等の侵入を抑制する。
【００２４】
外輪２１は、軸線Ｏに平行な外周面２５を有している。この外輪２１は、第一スリーブ１８に圧入等により固定されている。言い換えれば、外輪２１は、第一スリーブ１８に対して、回転軸６の軸線Ｏ方向、および、周方向に変位できないように固定されている。外輪２１と第一スリーブ１８との固定方法は、外輪２１と第一スリーブ１８とが変位不能に固定されればよく、圧入に限られない。外輪２１と第一スリーブ１８とのその他の固定方法としては、例えば、溶接、接着、冷し嵌め、焼嵌め等を挙げることができる。ここで、内輪２０は、回転軸６に固定されたスペーサ３７と、回転軸６に設けられた環状の突起Ｔとによって挟まれることで、軸線Ｏ方向への変位が規制されている。
【００２５】
第一スリーブ１８は、筒状に形成されている。この第一スリーブ１８は、回転軸６の径方向で第一軸受ハウジング１７の内側に隙間Ｓ１を介して配される。言い換えれば、第一スリーブ１８の外周面１８ａと第一軸受ハウジング１７の内周面２６とは、互いに接触しないように離間して配置されている。
【００２６】
第一スリーブ１８は、軸受保持部２８と、予圧部２９と、を有している。
軸受保持部２８は、回転軸６の径方向における外側から第一転がり軸受１６を覆う管状に形成されている。軸受保持部２８は、第一転がり軸受１６の外輪２１が軸線Ｏ方向、および、回転軸６の周方向に変位できないように保持する。この軸受保持部２８は、外輪２１の外周面２５の全面と面接触する内周面２７を有している。
【００２７】
軸受保持部２８の軸線Ｏ方向の寸法Ｌ１は、第一転がり軸受１６の軸線Ｏ方向の寸法Ｌ２よりも僅かに長く形成されている。これにより、軸受保持部２８は、第一転がり軸受１６よりも回転子１１ａ側に突出する。このように形成された軸受保持部２８の端部２８ａは、回転子１１ａと接触しないように、回転子１１ａに対して軸線Ｏ方向に離間して配されている。
【００２８】
予圧部２９は、第一転がり軸受１６の予圧を行う。より具体的には、予圧部２９は、第一転がり軸受１６の外輪２１を回転軸６の軸線Ｏ方向で回転子１１ａ側に押圧する。予圧部２９は、予圧部本体３１と、予圧ばね３２と、を有している。
予圧部本体３１は、上述した軸受保持部２８と一体に成形されている。この実施形態における予圧ばね３２は、コイルばねであって、その弾性により、第一スリーブ１８を軸線Ｏ方向で回転子１１ａ側に付勢している。予圧部本体３１は、その径方向の厚さｔ１が軸受保持部２８の厚さｔ２よりも肉厚に形成されている。これにより、予圧部本体３１は、軸線Ｏ方向における回転子１１ａ側を向く縦面３１ａを有している。上述した第一転がり軸受１６の外輪２１は、その端面２１ａが予圧部本体３１の縦面３１ａと面接触するように配置される。
【００２９】
予圧部本体３１は、上述した縦面３１ａの近傍に、回転軸６の径方向における内側に向かって延びる凸部３３を有している。凸部３３は、軸線Ｏ方向で圧縮された予圧ばね３２の第一端部３４を支持する。凸部３３とスペーサ３７との間には、回転軸６の径方向で僅かな隙間が形成される。スペーサ３７は、回転軸６の外周面６ａに取り付けられている。スペーサ３７は、その外周面３７ａに凹部３６を有する。これにより、凸部３３を挟んで第一転がり軸受１６の反対側には、予圧部本体３１とスペーサ３７との間に、予圧ばね３２を収容する収容空間Ｋが形成される。
【００３０】
予圧部本体３１は、軸線Ｏ方向で回転子１１ａとは反対側の端部３１ｂに、係止穴３８を有している。この係止穴３８と、後述する第一軸受ハウジング１７の突出部４３とには、周り止めのピン３９が挿入される。これにより、第一スリーブ１８と第一軸受ハウジング１７とが係止されて、これら第一スリーブ１８と第一軸受ハウジング１７との相対回転が規制される。ここで、この実施形態における第一スリーブ１８は、その加工を容易にするために、第一転がり軸受１６の外輪２１よりも軟らかい材料を用いても良い。
【００３１】
第一軸受ハウジング１７は、第一スリーブ１８を回転軸６の径方向における外側から覆っている。この第一軸受ハウジング１７は、突出部４３と、第一ダンパー収容部４４とを備えている。
突出部４３は、第一スリーブ１８を挟んで回転子１１ａとは反対側に配される。この突出部４３は、第一軸受ハウジング１７の本体１７ａから回転軸６の径方向で内側に向かって延びている。突出部４３は、第一スリーブ１８の係止穴３８と対向する位置に、貫通孔４５を有している。この貫通孔４５は、第一スリーブ１８を回り止めするためのピン３９が抜き差し可能となっている。
【００３２】
突出部４３は、貫通孔４５よりも回転軸６側に、支持部４１を有している。この支持部４１は、凸部３３と軸線Ｏ方向で対向するように配され、予圧ばね３２の第二端部４０を支持する。この突出部４３は、軸線Ｏ方向で第一スリーブ１８との間に僅かな隙間が形成されるように配されている。これにより、第一スリーブ１８が回転子１１ａから軸線Ｏに沿って離間する方向に変位したとしても、第一スリーブ１８が突出部４３に突き当たり、第一スリーブ１８のそれ以上の軸線Ｏ方向への変位が規制される。
【００３３】
第一ダンパー収容部４４は、第一軸受ハウジング１７の内周面２６に形成されている。より具体的には、第一ダンパー収容部４４は、第一軸受ハウジング１７の内周面２６のうち、第一転がり軸受１６の径方向外側の位置で第一スリーブ１８の外周面１８ａに対向するように形成されている。この実施形態における第一ダンパー収容部４４は、軸線Ｏ方向に間隔をあけて２つ設けられている。これら第一ダンパー収容部４４は、第一ダンパー１９を収容する。この実施形態における第一ダンパー収容部４４は、第一軸受ハウジング１７の周方向に連続する環状の角溝である。
【００３４】
第一ダンパー１９は、第一軸受ハウジング１７と、第一スリーブ１８との間に設けられている。第一ダンパー１９は、第一スリーブ１８を弾性的に支持する。この実施形態における第一ダンパー１９は、断面円形の環状に形成され、回転軸６の径方向に圧縮された状態で第一ダンパー収容部４４に収容される。この状態で、第一軸受ハウジング１７と第一スリーブ１８との間には、上述した隙間Ｓ１が形成されている。第一スリーブ１８は、この隙間Ｓ１の分だけ、回転軸６の径方向に弾性的に変位することが可能となっている。つまり、第一ダンパー１９は、回転軸６や軸受装置１１に生じる回転軸６の径方向における熱変形、組立公差、及び、回転時の振動などの外乱要素を弾性的に吸収することが可能となっている。
【００３５】
第一ダンパー１９は、第一軸受ハウジング１７に対して第一スリーブ１８を回転軸６の軸線Ｏ方向に変位可能に支持する。言い換えれば、第一ダンパー１９は、熱変形、組立公差、及び、回転時の振動などの外乱要素が、第一スリーブ１８に対して軸線Ｏ方向に作用した場合に、第一スリーブ１８を軸線Ｏ方向に変位可能な条件（例えば、弾性率、つぶし率、表面摩擦係数等の条件）のものを選定している。これにより、軸線Ｏ方向に作用する熱変形、組立公差、及び、回転時の振動などの外乱要素は、予圧ばね３２によって吸収できる。
【００３６】
ここで、上述したスペーサ３７は、ナット４７により回転軸６に固定されている。このスペーサ３７の端部４２には、径方向に突出するようにセンサーターゲットＳｔが形成さている。このセンサーターゲットＳｔを、図示しないセンサにより検出することで、回転軸６の回転数を検出することができる。
【００３７】
図３は、縦軸を荷重（Ｎ）、横軸を回転数（ｒｐｍ）としたグラフである。荷重（Ｎ）は、第一スリーブ１８を軸線Ｏ方向に変位させるために必要な荷重である。この荷重（Ｎ）は、第一ダンパー１９のつぶし率による始動摩擦力、第一ダンパー１９の静止状態での始動摩擦力、および、熱変形、組立公差、及び、回転時の振動などの外乱要素による径方向外側に向かう力のうち軸線Ｏ方向への分力等の荷重条件に基づいて、シミュレーション等で求めることができる。ここで、第一ダンパー１９の静止状態での始動摩擦力は、例えば、第一ダンパー１９の表面の摩擦係数と相関関係がある。回転数（ｒｐｍ）は、電動機１０の回転数であり、言い換えれば、回転軸６の回転数である。この回転数は、センサーターゲットＳｔを用いて検出できる。
【００３８】
図３に実線で示すように、荷重（Ｎ）は、回転数（ｒｐｍ）が高くなるにつれて大きくなる。荷重（Ｎ）は、回転数（ｒｐｍ）が高くなるにつれて、その増加率が次第に上昇する。この実施形態における予圧ばね３２のばね力は、軸受装置１１が適用される駆動部３の電動機１０の最大回転数に対応する荷重（Ｎ）よりも大きくなるように設定される。
【００３９】
図２に示すように、第二軸受装置１３は、第二転がり軸受４９と、第二軸受ハウジング５０と、第二スリーブ５１と、第二ダンパー５２と、を備えている。この第二軸受装置１３は、電動機１０とコンプレッサーホイール４との間に配されている。この第二軸受装置１３は、第一軸受装置１２と比較して、予圧ばね３２が省略されるなど簡略化した構造になっている。
【００４０】
第二転がり軸受４９は、第一転がり軸受１６と軸線Ｏ方向における向きが異なるだけであり、その他の構造などは同一である。すなわち、第二転がり軸受４９は、内輪２０と、外輪２１と、転動体２２と、保持器２３と、シール部材２４と、を備えている。
【００４１】
第二スリーブ５１は、筒状に形成されている。この第二スリーブ５１は、回転軸６の径方向で第二軸受ハウジング５０の内側に配されている。これら第二スリーブ５１と第二軸受ハウジング５０との間には、第一軸受装置１２と同様に隙間が形成されている。第二スリーブ５１は、第二軸受保持部４８と、回り止め部５３とを備えている。第二軸受保持部４８は、回転軸６の径方向における外側から第二転がり軸受４９を覆う環状に形成されている。この第二軸受保持部４８は、第二転がり軸受４９の外輪２１を、軸線Ｏ方向、および、回転軸６の周方向に変位できないように保持する。この第二軸受保持部４８は、外輪２１の外周面２５の全面と面接触する第二内周面５４を有している。
【００４２】
回り止め部５３は、第二軸受保持部４８のコンプレッサー部２側の部分に形成されている。回り止め部５３と第二軸受保持部４８とは、一体に成形されている。この回り止め部５３は、係止凹部５５を有している。この係止凹部５５に第二ピン５６が軸線Ｏ方向に挿入されることで、第二スリーブ５１は、第一スリーブ１８と同様に、第二軸受ハウジング５０に対する回転軸６の周方向への変位が規制される。
【００４３】
第二軸受ハウジング５０は、第二スリーブ５１を、回転軸６の径方向における外側から覆う。この第二軸受ハウジング５０は、閉塞部材５７と、ハウジング本体５８とを備えている。ハウジング本体５８には、第一軸受ハウジング１７と同様に、第二ダンパー収容部５８ａが形成されている。この第二軸受ハウジング５０と第一軸受ハウジング１７とによって、上述したハウジング１４が構成されている。
【００４４】
閉塞部材５７は、ハウジング開口部５９を閉塞する。このハウジング開口部５９は、ハウジング本体５８のコンプレッサー部２側の回転軸６周りに形成される。閉塞部材５７は、中央に回転軸６が貫通する孔６０を有するリング状に形成されている。閉塞部材５７は、ハウジング本体５８に対してボルト６１等により結合される。
【００４５】
閉塞部材５７は、上述した第二スリーブ５１の係止凹部５５に対応する位置に、第二ピン５６が貫通可能な第二貫通孔６２を有している。この第二貫通孔６２を介して係止凹部５５に第二ピン５６が挿入されることで、ハウジング本体５８に結合された閉塞部材５７に対する第二スリーブ５１の周方向への変位が規制される。一方で、閉塞部材５７に対する第二スリーブ５１の軸線Ｏ方向の変位は可能となっている。ここで、この実施形態における閉塞部材５７と回転軸６との間には、リング状のブッシュ６３が装着され、このブッシュ６３により回転軸６周りがシールされている。
【００４６】
第二ダンパー収容部５８ａは、ハウジング本体５８の第二内周面５４に形成されている。より具体的には、第二ダンパー収容部５８ａは、ハウジング本体５８の第二内周面５４のうち、第二転がり軸受４９の径方向外側の位置で第二スリーブ５１の外周面５１ａに対向するように形成されている。この実施形態における第二ダンパー収容部５８ａは、軸線Ｏ方向に間隔をあけて２つ設けられている。これら第二ダンパー収容部５８ａは、第二ダンパー５２を収容する。この実施形態における第二ダンパー収容部５８ａは、第一軸受ハウジング１７の周方向に連続する環状の角溝である。
【００４７】
第二ダンパー５２は、ハウジング本体５８と、第二スリーブ５１との間に設けられている。第二ダンパー５２は、第二スリーブ５１を弾性的に支持する。この実施形態における第二ダンパー５２は、第一ダンパー１９と同様に、断面円形の環状に形成され、回転軸６の径方向に圧縮された状態で第二ダンパー収容部５８ａに収容される。この状態で、第二軸受ハウジング５０と第二スリーブ５１との間には、隙間が形成されている。第二スリーブ５１は、この隙間の分だけ、回転軸６の径方向に弾性的に変位することが可能となっている。つまり、第二ダンパー５２は、回転軸６や軸受装置１１に生じる径方向の熱変形、組立公差、及び、回転時の振動などの外乱要素を弾性的に吸収することが可能となっている。ここで、第二ダンパー５２は、第一ダンパー１９と同様に、ハウジング本体５８に対して第二スリーブ５１を軸線Ｏ方向に変位可能に支持している。
【００４８】
上述した第一実施形態は、第一スリーブ１８が外輪２１に対して回転軸６の径方向および周方向に変位不能に設けられている。したがって、回転軸６の振動により第一転がり軸受１６と第一スリーブ１８とが断続的に接触することを抑制できる。
この第一スリーブ１８は、更に、第一ダンパー１９を介して回転軸６の軸線Ｏ方向に変位可能に第一軸受ハウジング１７に支持されている。そのため、第一転がり軸受１６や回転軸６などの軸線Ｏ方向への熱変形、組立公差、及び、回転軸６が回転する際の外乱が生じた場合であっても、第一スリーブ１８が第一軸受ハウジング１７に対して軸線Ｏ方向に変位して逃げることができる。
さらに、第一スリーブ１８を第一軸受ハウジング１７に対して回り止めすることで、第一転がり軸受１６が第一軸受ハウジング１７に対して回り止めされた状態となる。そのため、外輪２１に切削加工等を施さずに、外輪２１の回り止めを行うことができる。
その結果、熱変形、組立公差、及び、回転時の外乱要素を吸収可能としつつ、容易に外輪２１の回り止めすることができる。加えて、第一スリーブ１８や外輪２１などが摩耗することを抑制できる。
【００４９】
さらに、外輪２１を第一スリーブ１８に圧入することで、外輪２１に対する第一スリーブ１８の変位を容易に規制することができる。
さらに、予圧部２９によって転がり軸受を予圧することができる。それと共に、予圧部２９によって、回転軸６等の熱変形、組立公差、及び、回転時の外乱による第一スリーブ１８の軸線Ｏ方向への変位を弾性的に吸収することができる。
【００５０】
さらに、上述した第一実施形態によれば、コンプレッサーホイール４を回転させる際に生じる振動や騒音を低減することができる。その結果、過給器１の商品性を向上できるとともに、摩耗低減により耐久性を向上できる。
【００５１】
（第二実施形態）
次に、この発明の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態と、第一スリーブの構成が異なるだけである。そのため、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明する。さらに、この第二実施形態において、第一実施形態の説明と重複する説明は省略する。
【００５２】
この第二実施形態の過給器１は、第一実施形態と同様に、コンプレッサー部２と、駆動部３と、を備えている（図１参照）。この駆動部３は、電動機１０と、軸受装置１１と、を備えている。軸受装置１１は、回転軸６の軸線Ｏ方向における電動機１０の両外側で、回転軸６を回転自在に支持している。電動機１０を挟んでコンプレッサー部２とは反対側に第一軸受装置１２が配され。電動機１０とコンプレッサー部２との間に第二軸受装置１３が配される。
【００５３】
図４は、この発明の第二実施形態における第一軸受装置の拡大図である。
図４に示すように、第一軸受装置１２は、第一転がり軸受１６と、第一軸受ハウジング１７（ハウジング）と、第一スリーブ１８（緩衝部材）と、第一ダンパー１９と、を備えている。
第一スリーブ１８は、第一実施形態と同様に、軸受保持部２８と、予圧部２９と、を有している。予圧部２９は、予圧部本体３１と、予圧ばね３２とを備えている。
【００５４】
この第二実施形態における予圧部本体３１は、軸線Ｏ方向で２つに分割されている。言い換えれば、第一スリーブ１８は、軸線Ｏ方向で２つに分割されている。より具体的には、予圧部本体３１は、第一本体部６５（第一部材）と、第二本体部６６（第二部材）と、を有している。第一本体部６５は、軸受保持部２８と一体に成形される。第二本体部６６は、第一本体部６５と別体で形成される。第二本体部６６は、軸線Ｏ方向で第一本体部６５と並んで配置される。
【００５５】
第一本体部６５は、凸部３３と係止穴３８とを有している。係止穴３８は、第二本体部６６に対向する位置に開口を有している。
【００５６】
第二本体部６６は、軸線Ｏを中心とする環状に形成されている。この第二本体部６６は、貫通部６７とばね支持部６８とを備えている。貫通部６７は、係止用のピン７２を挿通できるように軸線Ｏ方向に貫通する貫通孔６９を有している。この貫通部６７は、軸線Ｏ方向で第一軸受ハウジング１７の突出部７０と第一本体部６５とに、それぞれ僅かな隙間を介して挟まれるように配置される。これにより、貫通部６７は、上記の隙間の大きさ以上に軸線Ｏ方向へ変位することが規制される。
【００５７】
第二本体部６６は、凹部７１を備えている。凹部７１は、回転軸６の径方向における内側に向かって凹んでいる。この凹部７１は、軸線Ｏ方向で第一本体部６５とは反対側からピン７２を貫通孔６９に挿入することが可能なように、貫通孔６９の開口を避けるように形成されている。
【００５８】
ばね支持部６８は、軸線Ｏ方向で凹部７１が形成される位置に形成されている。ばね支持部６８は、第二本体部６６から回転軸６の径方向における内側に向かって延びている。このばね支持部６８は、予圧ばね３２の第二端部４０を支持する。
【００５９】
この実施形態における第一軸受ハウジング１７の突出部７０は、第一実施形態の突出部４３と同様に、ハウジング本体５８から回転軸６の径方向における内側に向かって延びている。この突出部７０の内側端部７３は、ピン７２の挿入を妨げないように、回転軸６の径方向における外側に向かって凹んでいる。この突出部７０の内側端部７３は、更に、ピン７２が回転軸６の周方向へ変位することを規制するために、ピン７２に対して回転軸６の周方向に回り込むように形成されている。
【００６０】
ピン７２は、軸線Ｏ方向に延びる柱状に形成されている。このピン７２は、凹部７１を通じて貫通孔６９に挿入される。これにより、ピン７２は、ハウジング本体５８に対して回転軸６の周方向に変位しようとすると、ハウジング本体５８の突出部７０に突き当たる。そのため、ピン７２の挿入された貫通部６７は、ハウジング本体５８に対して、回転軸６の周方向に変位できなくなる。
【００６１】
貫通部６７を貫通したピン７２の端部７４は、係止穴３８に挿入される。これにより、第一本体部６５は、第二本体部６６に対する回転軸６の周方向への変位が規制される。ここで、ピン７２が挿入された状態において、軸線Ｏ方向で、第一本体部６５、第二本体部６６、および、突出部７０のそれぞれの間には僅かな隙間が形成されている。これら隙間によって、第一スリーブ１８は、軸線Ｏ方向に僅かに変位可能な状態となっている。例えば、メンテナンス等によりピン７２を抜き去った場合、第二本体部６６は、第一本体部６５とハウジング本体５８とから離脱できる。
つまり、第二本体部６６は、第一本体部６５に対して、回転軸６の周方向に変位不能、且つ、軸線Ｏ方向に変位可能に連結される。第二本体部６６は、更に、ハウジング本体５８に対して、着脱可能に固定されるとともに軸線Ｏ方向、及び、回転軸６の周方向に変位不能に結合される。
【００６２】
したがって、第二実施形態によれば、第一軸受装置１２を組み立てる際に、第二本体部６６を介してハウジング本体５８に対する第一本体部６５、及び、外輪２１の回り止めをすることができる。これにより、第一本体部６５をハウジング本体５８の内部に組み込んだ後に、予圧ばね３２、および、第二本体部６６を装着できる。その結果、容易に組み立てることができる。
【００６３】
さらに、第二本体部６６が第一軸受ハウジング１７に対して着脱可能に設けられることで、第二本体部６６を離脱させるだけで第一軸受装置１２を分解できる。そのため、第一本体部６５の状態を容易に確認することができる。
【００６４】
この発明は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した各実施形態において、外輪２１が第一スリーブ１８に圧入される場合について説明した。しかし、外輪２１は、第一スリーブ１８に固定されていればよく、各実施形態の構成に限られない。
【００６５】
図５は、この発明の第一、第二実施形態の第一変形例における第一軸受装置の拡大図である。例えば、図５に示すように、外輪２１と、第一スリーブ１８とを、一体に成形するようにしても良い。ここで、図５においては、第二実施形態の第一スリーブ１８にこの第一変形例を適用した場合を例示しているが、第一実施形態の第一スリーブ１８にこの第一変形例を適用しても良い。この場合、第一スリーブ１８の外周面に、第一実施形態の外輪２１よりも軟らかい材質からなる層７５を設けるようにしても良い。このような軟らかい層７５を設けることで、第一スリーブ１８と外輪２１とを一体に成形した場合であっても、第一軸受ハウジング１７に対する第一スリーブ１８の攻撃性を抑制できる。
【００６６】
さらに、上述した各実施形態においては、第一ダンパー１９が断面円形に形成される場合について説明した。しかし、第一ダンパー１９の形状は断面円形に限られない。
図６は、この発明の第一、第二実施形態の第二変形例における第一軸受装置の部分拡大図である。例えば、図６に示すように、シート状の第一ダンパー１９を用いても良い。さらに、上述した各実施形態では、第一ダンパー１９が軸線Ｏ方向に２つ並んで配置する場合について説明した。しかし、第一ダンパー１９は、１つだけ配置したり、軸線Ｏ方向に３つ以上並べて配置したりするようにしても良い。さらに、上述した各実施形態においては、第一ダンパー収容部４４が断面四角形の角溝の場合を一例に説明した。しかし、第一ダンパー収容部４４の形状は、角溝に限られない。第一ダンパー収容部４４は、例えば、Ｕ溝や、Ｖ溝であっても良い。さらに、第一ダンパー収容部４４は、第一スリーブ１８に設けたり、第一軸受ハウジング１７と第一スリーブ１８との両方に設けたりしても良い。
【００６７】
さらに、上述した各実施形態においては、過給器１に用いられる軸受装置１１を一例に説明した。しかし、この発明の軸受装置１１は、過給器１に用いられるものに限られない。過給器以外の回転機械の軸受装置として用いても良い。また、各実施形態において過給器１が自動車等の車両に搭載される場合について説明した。しかし、この発明の過給器は、車両以外に搭載される過給器であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
この発明の軸受装置、及び、過給器は、熱変形、組立公差、及び、回転時の外乱要素を吸収可能としつつ、容易に外輪の回り止めすることができるとともに、摩耗を抑制できる。
【符号の説明】
【００６９】
１…過給器  ２…コンプレッサー部  ３…駆動部  ４…コンプレッサーホイール  ５…コンプレッサーハウジング  ６…回転軸  ６ａ…外周面  ７…軸端部  ８…空間  １０…電動機  １１…軸受装置  １１ａ…回転子  １１ｂ…固定子  １２…第一軸受装置  １３…第二軸受装置  １４…ハウジング  １５…壁面  １６…第一転がり軸受  １７…第一軸受ハウジング  １７ａ…本体  １８…第一スリーブ  １８ａ…外周面  １９…第一ダンパー  ２０…内輪  ２１…外輪  ２１ａ…端面  ２２…転動体  ２３…保持器  ２４…シール部材  ２５…外周面  ２６…内周面  ２７…内周面  ２８…軸受保持部  ２９…予圧部  ３０…端部  ３１…予圧部本体  ３１ａ…縦面  ３１ｂ…端部  ３２…予圧ばね  ３３…凸部  ３４…第一端部  ３５…外周面  ３６…凹部  ３７…スペーサ  ３８…係止穴  ３９…ピン  ４０…第二端部  ４１…支持部  ４２…端部  ４３…突出部  ４４…第一ダンパー収容部  ４５…貫通孔  ４７…ナット  ４８…第二軸受保持部  ４９…第二転がり軸受  ５０…第二軸受ハウジング  ５１…第二スリーブ  ５１ａ…外周面  ５２…第二ダンパー  ５３…回り止め部  ５４…第二内周面  ５５…係止凹部  ５６…第二ピン  ５７…閉塞部材  ５８…ハウジング本体  ５８ａ…第二ダンパー収容部  ５９…ハウジング開口部  ６０…孔  ６１…ボルト  ６２…第二貫通孔  ６３…ブッシュ  ６５…第一本体部  ６６…第二本体部  ６７…貫通部  ６８…ばね支持部  ６９…貫通孔  ７０…突出部  ７１…凹部  ７２…ピン  ７３…内側端部  ７４…端部  ７５…層  Ｋ…収容空間  Ｏ…軸線  Ｓｔ…センサーターゲット  Ｔ…突起
【図１】
2016194198.tif 000003
【図２】
2016194198.tif 000004
【図３】
2016194198.tif 000005
【図４】
2016194198.tif 000006
【図５】
2016194198.tif 000007
【図６】
2016194198.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月25日(2016.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転可能に支持する転がり軸受と、
前記回転軸の径方向で前記転がり軸受を外側から覆うハウジングと、
前記回転軸の径方向で前記ハウジングの内側に隙間を介して配されるとともに、前記転がり軸受の外輪に対して前記回転軸の径方向および周方向に変位不能に設けられる緩衝部材と、
前記ハウジングと前記緩衝部材との間に設けられて、前記ハウジングに対して前記緩衝部材を前記回転軸の軸線方向に変位可能に支持するとともに、前記緩衝部材に生じる前記回転軸の径方向への変位を吸収するダンパーと、を備え、
前記緩衝部材は、前記転がり軸受の外輪に対して前記回転軸の径方向における外側に設けられる軸受保持部と、前記外輪を前記回転軸の軸線方向に弾性的に押圧する予圧部と、を備え、
前記予圧部は、前記軸受保持部と一体に形成される予圧部本体と、前記緩衝部材を前記回転軸の軸線方向に付勢する予圧ばねと、を備え、
前記予圧部本体は、前記回転軸の径方向における内側に向かって延びる凸部と、前記回転軸の軸線方向で前記軸受保持部とは反対側の端部に形成された係止穴と、を備え、
前記ハウジングは、前記凸部と前記回転軸の軸線方向で対向して、前記凸部との間で前記予圧ばねを挟み込むとともに、前記係止穴と対向する位置に貫通孔を有した突出部を備え、
前記係止穴と前記貫通孔とに挿入され、前記ハウジングと前記緩衝部材との前記回転軸の周方向への相対回転を規制する回り止めピンを備える軸受装置。
【請求項２】
前記外輪は、前記緩衝部材に圧入されている請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記外輪は、前記緩衝部材と一体成形されている請求項１に記載の軸受装置。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記緩衝部材は、前記回転軸の軸線方向で第一部材と第二部材との少なくとも２つに分割して形成され、
前記第一部材は、前記外輪に対して前記回転軸の径方向および周方向に変位不能に設けられ、
前記第二部材は、前記第一部材に対して前記回転軸の周方向に変位不能、且つ、前記回転軸の軸線方向に変位可能に連結され、前記ハウジングに対して着脱可能に固定されるとともに前記ハウジングに対して前記回転軸の軸線方向、及び、周方向に変位不能に結合されている請求項１から３の何れか一項に記載の軸受装置。
【請求項６】
コンプレッサーホイールと、
前記コンプレッサーホイールを駆動する電動機と、
請求項１から３，５の何れか一項の軸受装置と、を備える過給器。
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月10日(2017.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この発明の第六態様によれば、過給器は、コンプレッサーホイールと、前記コンプレッサーホイールを駆動する電動機と、第一から第五態様の何れか一つの態様の軸受装置と、を備える。
このように構成することで、電動機を駆動してコンプレッサーホイールを回転させる際に生じる振動や騒音を低減して商品性を向上できるとともに、摩耗を低減して耐久性を向上できる。
【国際調査報告】
2016194198.tif 000009
2016194198.tif 000010
2016194198.tif 000011
2016194198.tif 000012