(57)【要約】【課題】ベアリング摺動面の油膜切れによるドライアップを効果的に抑止する。【解決手段】ターボチャージャ１０の回転軸１６と、その内部に潤滑油が供給されると共に、回転軸１６を挿通させる貫通孔１３Ｂが形成されたハウジング１３と、筒状に形成されると共に、貫通孔１３Ｂ内に配置され、その筒内に回転軸１６が回転可能に挿通されると共に、その外周面と貫通孔１３Ｂの内周面との隙間及び、その内周面と回転軸１６の外周面との隙間に油膜を形成して回転軸１６を軸支するベアリング２１，２２と、ハウジング１３内に設けられて潤滑油を貯留可能な油貯留部２４，２５と、潤滑油を含浸可能な部材で形成されると共に、その一端側を油貯留部２４，２５内の潤滑油に浸漬させ、その他端側をベアリング２１，２２の少なくとも一部に接触させた油含浸部材２６，２７とを備える。【選択図】図３
2018003737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャのタービンとコンプレッサとを連結する回転軸と、
その内部に外部供給源から潤滑油が供給されると共に、前記回転軸を挿通させる貫通孔が形成されたハウジングと、
筒状に形成されると共に、前記貫通孔内に配置され、その筒内に前記回転軸が回転可能に挿通されると共に、その外周面と前記貫通孔の内周面との隙間及び、その内周面と前記回転軸の外周面との隙間に油膜を形成して前記回転軸を軸支するベアリングと、
前記ハウジング内に設けられて潤滑油を貯留可能な油貯留部と、
潤滑油を含浸可能な部材で形成されると共に、その一端側を前記油貯留部内の潤滑油に浸漬させ、その他端側を前記ベアリングの少なくとも一部に接触させた油含浸部材と、を備える
ことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記油含浸部材が、その他端側を前記ベアリングの側面に当該側面の外周縁から内周縁に亘って接触させた
請求項１に記載の軸受装置。
【請求項３】
前記貫通孔が前記ハウジングに水平方向に延設され、
前記ベアリングを一対備えると共に、当該一対のベアリングが、その一側面を互いに対向させて前記貫通孔内に離間して配置され、
筒状に形成されると共に、前記一対のベアリング間の前記貫通孔内に配置され、その両端の少なくとも一部を前記一対のベアリングの前記一側面にそれぞれ当接させたスペーサをさらに備え、
前記油貯留部を一対備えると共に、当該一対の油貯留部が、前記スペーサの両端下部が位置する前記貫通孔の内周面から下方に凹設され、
前記油含浸部材を一対備えると共に、当該一対の油含浸部材が、その一端側を前記一対の油貯留部内の潤滑油にそれぞれ浸漬させると共に、その他端側を前記一対のベアリングの前記一側面にそれぞれ接触させた
請求項１又は２に記載の軸受装置。
【請求項４】
前記スペーサが上側半筒体と下側半筒体とに分割して形成され、
前記一対の油含浸部材が前記下側半筒体の両端下部から下方に突出して一体形成された
請求項３に記載の軸受装置。
【請求項５】
前記油含浸部材が多孔質状の発泡金属又は焼結体で形成された
請求項１から４の何れか一項に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受装置に関し、特に、ターボチャージャのタービンとコンプレッサとを連結する回転軸（タービン軸）の軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の軸受装置として、ターボチャージャのタービン軸を円筒状のフローティングベアリングによってベアリングハウジングに軸支するものが知られている。このようなフローティングベアリングは、その外周面とベアリングハウジングの内周面との隙間及び、その内周面とタービン軸との外周面との隙間に供給される潤滑油によって油膜を形成することで、タービン軸をベアリングハウジングに回転可能に支持している（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３８０１０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンが長期間に亘って停止されると、フローティングベアリングの摺動面から潤滑油が完全に抜け落ちてしまい、油膜切れによる所謂ドライアップを引き起こす場合がある。このような状態でエンジンを始動させると、フローティングベアリングがタービン軸やベアリングハウジングとメタル接触した状態で回転することになり、焼き付きや破損等を引き起こす原因となる。
【０００５】
本開示の技術は、ベアリング摺動面の油膜切れによるドライアップを効果的に抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の技術は、ターボチャージャのタービンとコンプレッサとを連結する回転軸と、その内部に外部供給源から潤滑油が供給されると共に、前記回転軸を挿通させる貫通孔が形成されたハウジングと、筒状に形成されると共に、前記貫通孔内に配置され、その筒内に前記回転軸が回転可能に挿通されると共に、その外周面と前記貫通孔の内周面との隙間及び、その内周面と前記回転軸の外周面との隙間に油膜を形成して前記回転軸を軸支するベアリングと、前記ハウジング内に設けられて潤滑油を貯留可能な油貯留部と、潤滑油を含浸可能な部材で形成されると共に、その一端側を前記油貯留部内の潤滑油に浸漬させ、その他端側を前記ベアリングの少なくとも一部に接触させた油含浸部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記油含浸部材が、その他端側を前記ベアリングの側面に当該側面の外周縁から内周縁に亘って接触させてもよい。
【０００８】
また、前記貫通孔が前記ハウジングに水平方向に延設され、前記ベアリングを一対備えると共に、当該一対のベアリングが、その一側面を互いに対向させて前記貫通孔内に離間して配置され、筒状に形成されると共に、前記一対のベアリング間の前記貫通孔内に配置され、その両端の少なくとも一部を前記一対のベアリングの前記一側面にそれぞれ当接させたスペーサをさらに備え、前記油貯留部を一対備えると共に、当該一対の油貯留部が、前記スペーサの両端下部が位置する前記貫通孔の内周面から下方に凹設され、前記油含浸部材を一対備えると共に、当該一対の油含浸部材が、その一端側を前記一対の油貯留部内の潤滑油にそれぞれ浸漬させると共に、その他端側を前記一対のベアリングの前記一側面にそれぞれ接触させてもよい。
【０００９】
また、前記スペーサが上側半筒体と下側半筒体とに分割して形成され、前記一対の油含浸部材が前記下側半筒体の両端下部から下方に突出して一体形成されてもよい。
【００１０】
また、前記油含浸部材が多孔質状の発泡金属又は焼結体で形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の技術によれば、ベアリング摺動面の油膜切れによるドライアップを効果的に抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る潤滑油供給装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るターボチャージャ及び軸受装置を示す模式的な部分断面である。
【図３】本発明の一実施形態に係る軸受装置を示す模式的な部分断面である。
【図４】他の実施形態に係る軸受装置を示す模式的な部分断面である。
【図５】他の実施形態に係る軸受装置を示す模式的な部分断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る軸受装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
まず、図１に基づいて、本実施形態の軸受装置２０を備えるターボチャージャ１０に潤滑油を供給する潤滑油供給装置（外部供給源）１００の全体構成から説明する。
【００１５】
図１示すように、潤滑油供給装置１００は、エンジン１１０内の各摺動要素やターボチャージャ１０に潤滑油を供給するもので、少なくとも、オイルパン１１１と、オイルストレーナ１１２と、オイルポンプ１１３と、リリーフバルブ１１４と、オイルフィルタ１１５と、オイルギャラリ１３０と、各配管類１２０〜１２２とを備えている。
【００１６】
オイルパン１１１は、潤滑油を貯留するもので、エンジン１１０の図示しないシリンダブロックの下部等に取り付けられている。オイルストレーナ１１２は、潤滑油に含まれる異物を除去する濾過器であって、オイルパン１１１内の潤滑油に浸漬されている。オイルストレーナ１１２は、潤滑油吸入配管１２０を介してオイルポンプ１１３の吸入口に接続されている。
【００１７】
オイルポンプ１１３は、オイルパン１１１内の潤滑油を汲み上げて圧送するもので、図示しないシリンダブロック等の側部に取り付けられている。オイルポンプ１１３は、クランクシャフト１３３に図示しないギヤ等を介して接続されており、エンジン１１０の動力によって駆動される。オイルポンプ１１３の吐出口には、第１潤滑油供給配管１２１が接続されている。
【００１８】
リリーフバルブ１１４は、第１潤滑油供給配管１２１と潤滑油吸入配管１２０とを接続してオイルポンプ１１３を迂回するリリーフ配管１１４Ａに介装されている。リリーフバルブ１１４は、オイルギャラリ１３０内の油圧が過剰に上昇しないように、オイルポンプ１１３の圧送量が増加するエンジン１１０の中高速回転時に開弁して潤滑油を環流させる。
【００１９】
第１潤滑油供給配管１２１の下流端には、オイルフィルタ１１５の入口ポートが接続されている。オイルフィルタ１１５は、オイルポンプ１１３から圧送される潤滑油に含まれる異物を除去するもので、そのハウジング内には、濾材として機能するフィルタエレメント１１５Ａが収容されている。オイルフィルタ１１５の出口ポートには、第２潤滑油供給配管１２２が接続されている。
【００２０】
第２潤滑油供給配管１２２の下流端には、オイルギャラリ１３０が接続されている。オイルギャラ１３０に導入された潤滑油は、動弁機構１３１、オイルジェット１３２、クランクシャフト１３３のジャーナル部、ターボチャージャ１０の軸受等の各摺動要素に供給されて、これら摺動要素を潤滑したのちに、オイルパン１１１に戻されるようになっている。
【００２１】
次に、図２に基づいて、本実施形態のターボチャージャ１０及び、軸受装置２０の詳細について説明する。
【００２２】
ターボチャージャ１０は、エンジン１１０（図１参照）の図示しない排気通路に介装されたタービンハウジング１１と、エンジン１１０（図１参照）の図示しない吸気通路に介装されたコンプレッサハウジング１２と、これらタービンハウジング１１とコンプレッサハウジング１２との間に設けられたベアリングハウジング１３と、タービンハウジング１１内に収容されたタービンインペラ１４と、コンプレッサハウジング１２内に収容されたコンプレッサインペラ１５と、これらタービンインペラ１４とコンプレッサインペラ１５とを連結するタービン軸１６と、タービン軸１６をベアリングハウジング１３に軸支する軸受装置２０とを備えている。
【００２３】
ベアリングハウジング１３には、上述の潤滑油供給装置１００（図１参照）から供給される潤滑油をベアリングハウジング１３内に導入する油導入口１３Ａが設けられている。また、ベアリングハウジング１３の略中央には、水平方向に貫通する貫通孔１３Ｂが設けられている。この貫通孔１３Ｂ内には、詳細を後述する軸受装置２０のフローティングベアリング２１，２２やスペーサ２３が収容されている。さらに、ベアリングハウジング１３には、油導入口１３Ａから貫通孔１３Ｂに向って延設されて潤滑油を軸受装置２０に供給する油供給路１３Ｃ，Ｄ及び、潤滑油をオイルパン１１１（図１参照）に戻す油導出口１３Ｅが設けられている。
【００２４】
軸受装置２０は、例えば、フルフローティング式の軸受であって、一対のフローティングベアリング２１，２２と、スペーサ２３と、一対の潤滑油貯留部２４，２５と、一対の潤滑油含浸部材２６，２７とを備えている。
【００２５】
以下、図３に基づいて、本実施形態に係る軸受装置２０の詳細構成について説明する。
【００２６】
各フローティングベアリング２１，２２は、その外径が貫通孔１３Ｂの孔径よりも僅かに小さい略円筒状に形成されており、その一側面を互いに対向させた状態で貫通孔１３Ｂ内に離間して配置されている。また、各フローティングベアリング２１，２２は、その内径をタービン軸１６の外径よりも僅かに大きく形成されており、その筒内にはタービン軸１６が回転可能に挿入されている。また、各フローティングベアリング２１，２２には、その外周面から内周面に貫通する複数の油穴２１Ａ，２２Ａがそれぞれ形成されている。
【００２７】
すなわち、各フローティングベアリング２１，２２は、油供給路１３Ｃ，Ｄを通過する潤滑油が、その外周面と貫通孔１３Ｂの内周面との隙間に流れ込んで油膜を形成し、さらに、油穴２１Ａ，２２Ａを通過する潤滑油が、その内周面とタービン軸１６の外周面との間隙に流れ込んで油膜を形成することで、タービン軸１６をベアリングハウジング１３に回転自在に軸支するようになっている。
【００２８】
スペーサ２３は、その外径を各フローティングベアリング２１，２２の外径と略同径、且つ、その内径を各フローティングベアリング２１，２２の内径よりも大きく形成された円筒状を呈しており、その筒内にはタービン軸１６が回転自在に挿通されている。また、スペーサ２３は、各フローティングベアリング２１，２２の間の貫通孔１３Ｂ内に配置されて、その両端を各フローティングベアリング２１，２２の一側面に当接させることで、各フローティングベアリング２１，２２の軸方向への移動を規制している。さらに、スペーサ２３の両端下部には、後述する各潤滑油含浸部材２６，２７を挿通させるための切り欠き部２３Ａ，Ｂが設けられている。スペーサ２３は、図示しに回り止めピン等によってベアリングハウジング１３に回転不能に固定されている。
【００２９】
各潤滑油貯留部２４，２５は、ベアリングハウジング１３内を流れる潤滑油の一部を捕集して貯留する半円弧状の凹溝であって、スペーサ２３の両端下部が位置する貫通孔１３Ｂの内周面から下方に所定の深さで凹設されている。潤滑油供給装置１００（図１参照）からベアリングハウジング１３内に潤滑油が供給されるエンジン１１０の運転時に各潤滑油貯留部２４，２５に捕集された潤滑油は、潤滑油の供給が停止されるエンジン１１０の停止後も各潤滑油貯留溝２４，２５内に保持されるようになっている。
【００３０】
各潤滑油含浸部材２６，２７は、例えば、毛細管現象が生じやすい多孔質状の発泡金属や焼結体等で形成されており、その下端側を潤滑油貯留部２４，２５内の潤滑油に浸漬させている。また、各潤滑油含浸部材２６，２７は、その上端側をフローティングベアリング２１，２２の側面に外周縁から内周縁に亘って接触させている。このように潤滑油含浸部材２６，２７を配置することで、エンジン１１０（図１参照）が長期間停止されてベアリングハウジング１３から潤滑油が抜け落ちても、各潤滑油貯留部２４，２５内に貯留された潤滑油が各潤滑油含浸部材２６，２７によって吸い上げられて各フローティングベアリング２１，２２の外周面と貫通孔１３Ｂの内周面との隙間及び、その内周面とタービン軸１６の外周面との隙間に供給されるようになっている。
【００３１】
以上のように構成された本実施形態の軸受装置２０によれば、エンジン１１０が長期間に亘って停止され、ベアリングハウジング１３内から潤滑油が抜け落ちても、潤滑油貯留部２４，２５に貯留された潤滑油が潤滑油含浸部材２６，２７によって吸い上げられて各フローティングベアリング２１，２２の外周面及び内周面に供給されることで、ベアリング摺動面に油膜が効果的に維持されるようになっている。これにより、ベアリング摺動面のドライアップを効果的に抑止することが可能となり、エンジン始動時のメタル接触による焼き付きや破損を確実に防止することができる。
【００３２】
また、ベアリングハウジング１３内に潤滑油貯留部２４，２５及び、潤滑油含浸部材２６，２７を設ける簡素な構造としたことで、装置の大型化や    コストの上昇を効果的に防止することができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００３４】
例えば、図４に示すように、スペーサ２３を半円筒状の上側筒部２３Ａと下側筒部２３Ｂとに分割し、下側筒部２３Ｂを潤滑油が含浸可能な多孔質状の発泡金属や焼結体で形成してもよい。この場合は、各潤滑油含浸部材２６，２７を下側筒部２３Ｂの両端下部から突出させて一体形成すればよい。このように構成することで、軸受装置２０の組み付け性を向上させつつ、部品点数も削減することができる。
【００３５】
また、各潤滑油貯留部２４，２５は凹溝に限定されず、図５に示すように、ベアリングハウジング１３に貫通孔１３Ｂから下方に延びる孔１３Ｆ，Ｇを設け、当該孔１３Ｆ，Ｇの下方に潤滑油を貯留可能なオイル溜め構造２４Ｂ，２５Ｂを設けて構成してもよい。
【００３６】
また、各潤滑油含浸部材２６，２７は、発泡金属や焼結体に限定されず、潤滑油を含浸させて毛細管現象により吸い上げ可能な部材であれば、複数枚の薄板を積層した積層体や、金属細線で編んだ目の細かい網を整形したもの、或いはフエルト状の繊維質のブロック等であってもよい。
【００３７】
また、軸受装置２０は、フルフローティング式に限定されず、セミフローティング式等の他の軸受にも広く適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０  ターボチャージャ
１１  タービンハウジング
１２  コンプレッサハウジング
１３  ベアリングハウジング
１４  タービンインペラ
１５  コンプレッサインペラ
１６  タービン軸
２０  軸受装置
２１，２２  フローティングベアリング
２３  スペーサ
２４，２５  潤滑油貯留部
２６，２７  潤滑油含浸部材
１００  潤滑油供給装置
１１０  エンジン
【図１】
2018003737.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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