(57)【要約】【課題】給油孔への異物の堆積を抑制することができるターボチャージャ用軸受装置を提供する。【解決手段】ターボチャージャ用軸受装置で軸受を保持するホルダ１６に、軸受に潤滑油を供給する給油孔５０が形成されている。給油孔５０は、軸受装置の軸に対して傾斜して形成され、ホルダ１６の外径側の大径の集油孔５２とホルダ１６の内径側の小径の噴射孔５６からなる２段構成とされている。そして、集油孔５２および噴射孔５６の内周面には、集油孔５２および噴射孔５６の軸方向に溝５３および溝５７が各１２本形成されている。そして、溝５３および溝５７は、集油孔５２および噴射孔５６の軸方向で溝の位置が周方向に順次変位する螺旋形状とされている。そして、周方向で隣接する溝５３の間は螺旋状の凸状部５４が形成され、周方向で隣接する溝５７の間には螺旋状の凸状部５８が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン軸を支承し、給油孔が設けられているホルダに保持される軸受を備えたターボチャージャ用軸受装置であって、
前記給油孔の内周面には、前記給油孔の軸方向に溝が形成されており、前記溝は該給油孔の軸方向で溝の位置が周方向に順次変位する螺旋形状とされているターボチャージャ用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はターボチャージャ用軸受装置に関する。さらに詳しくは、タービン軸を支承し、給油孔が設けられているホルダに保持される軸受を備えたターボチャージャ用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャに使用される軸受は毎分２０万回転程度の高速回転性を必要としている。そこで、軸受の摩耗や焼付きを防ぐために、軸受装置のホルダに、軸受に潤滑油を供給するための給油孔が設けられている。
図５に、従来技術によるターボチャージャ用軸受装置１０の軸方向断面図を示す。ターボチャージャ用軸受装置１０は、ホルダ１６に保持されてタービン軸４を支承する一対の転がり軸受１２と転がり軸受１４とを備えた軸受装置である。ホルダ１６は転がり軸受１２と転がり軸受１４の外径部に嵌められた円筒状の部材であり、ホルダ１６の内周側には、転がり軸受１２の外輪と転がり軸受１４の外輪との間に突出して外輪スペーサとして機能するスペーサ部１８が設けられている。そして、ホルダ１６は、ハウジング５のホルダ収容部に、軸方向および径方向にわずかな隙間を有し回転が抑止された状態で嵌め込まれている。
そして、転がり軸受１２および転がり軸受１４の内輪側には、スペーサとしてスリーブ２２がタービン軸４の外径側に配設されている。そして、スリーブ２２は、転がり軸受１２の内輪および転がり軸受１４の内輪と共に、タービン軸４と一体となって高速で回転する。
【０００３】
ホルダ１６の外径側には、２本の環状溝３０がホルダ１６を一周するように設けられている。そして、各環状溝３０には、ホルダ１６の内径側に配置された転がり軸受１２および転がり軸受１４に潤滑油を供給する給油孔４０が設けられている。
図６（ａ）に、給油孔４０の部分の拡大図を示す。給油孔４０は、図６（ａ）に示すように、大径の集油孔４２と小径の噴射孔４６の２段構成とされている。図６（ｂ）に、図６（ａ）のＣ−Ｃ位置における集油孔４２の中心軸に直交する方向の断面を、図６（ｃ）に、図６（ａ）のＤ−Ｄ位置における噴射孔４６の中心軸に直交する方向の断面を示す。図６（ｂ）、（ｃ）に示すとおり、集油孔４２および噴射孔４６は、単純なドリル加工で形成することのできる丸孔である。
【０００４】
ハウジング５には給油孔（図示省略）が設けられており、ハウジング５側から環状溝３０に潤滑油が供給される。そして、環状溝３０供給された潤滑油は、環状溝３０に設けられた給油孔４０の集油孔４２から給油孔４０に流入し、噴射孔４６から転がり軸受１２および転がり軸受１４に供給される。
そして、転がり軸受１２および転がり軸受１４を潤滑した潤滑油は、ホルダ１６に設けられたドレン孔２０（図５参照）からターボチャージャ用軸受装置１０の外部へ排出される。
なお、環状溝３０に供給された潤滑油は、ハウジング５とホルダ１６の径方向および軸方向の隙間で油膜を形成し、この油膜がタービン軸４からターボチャージャ用軸受装置１０に伝わった振動を吸収するダンパとして機能する。
【０００５】
従来技術として、特許文献１には、バネに付勢されたスリーブ（図５のホルダ１６に相当）で軸受を保持し、スリーブに給油孔を設けて軸受を潤滑するターボチャージャ用軸受装置が記載されている。また、特許文献２には、図５とほぼ同様の構成のターボチャージャ用軸受装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１７１７９６号公報
【特許文献１】特開２００９−２６４５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の通り、ターボチャージャ用軸受装置１０には、ホルダ１６に転がり軸受１２および転がり軸受１４に潤滑油を供給する給油孔４０が形成され、高速回転する転がり軸受１２および転がり軸受１４に潤滑油を供給する構成とされている。
ここで、潤滑油の中に混じったスラッジやカーボンスーツなどの異物が給油孔４０に堆積して給油孔４０が狭くなったり詰まったりした場合には、転がり軸受１２および転がり軸受１４に十分な潤滑油を供給することができなくなり、転がり軸受１２や転がり軸受１４に異常摩耗や焼付きが生ずることがある。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、給油孔への異物の堆積を抑制することができるターボチャージャ用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明にかかるターボチャージャ用軸受装置は、タービン軸を支承し、給油孔が設けられているホルダに保持される軸受を備えたターボチャージャ用軸受装置であって、前記給油孔の内周面には、前記給油孔の軸方向に溝が形成されており、前記溝は該給油孔の軸方向で溝の位置が周方向に順次変位する螺旋形状とされていることを特徴とする。
上記の本発明によれば、給油孔の内周面に螺旋状の溝を設けることにより、溝の整流作用により乱流が抑制されて給油孔を流れる潤滑油の流速が増すため、給油孔への異物の堆積を抑制することができる。
よって、給油孔への異物の堆積を抑制することができるターボチャージャ用軸受装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
上述の本発明によれば、給油孔への異物の堆積を抑制することができるターボチャージャ用軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における給油孔の軸方向の断面を示す図である。
【図２】実施例１における給油孔の溝の形状を説明する図である。
【図３】実施例１における給油孔の軸に直交する方向の断面形状を示す図である。
【図４】実施例１における給油孔の軸に直交する方向の軸受側の断面形状を示す図である。
【図５】従来技術によるターボチャージャ用軸受装置の軸方向断面図である。
【図６】図５における給油孔の形状を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１に、本発明の実施例１におけるターボチャージャ用軸受装置のホルダ１６に形成された給油孔５０の軸方向の断面を示す。ターボチャージャ用軸受装置の全体構成は、図５に示したものと同様であるため、ターボチャージャ用軸受装置の全体構成の説明は省略する。
給油孔５０は、図１に示すとおり、ホルダ１６の環状溝３０の中に、ターボチャージャ用軸受装置の軸に対して傾斜して形成されている。そして、ホルダ１６の外径側の大径の集油孔５２とホルダ１６の内径側の小径の噴射孔５６からなる２段構成とされている。
そして、集油孔５２および噴射孔５６の内周面には、集油孔５２および噴射孔５６の軸方向に溝５３および溝５７が周方向に等配されて各１２本形成されている。そして、溝５３および溝５７は、集油孔５２および噴射孔５６の軸方向で溝の位置が周方向に順次変位する螺旋形状とされている。そして、周方向で隣接する溝５３の間は螺旋状の凸状部５４が形成され、周方向で隣接する溝５７の間には螺旋状の凸状部５８が形成されている。図１は、給油孔５０の溝５３および溝５７の幅方向の中心に沿った軸方向の断面を示したものである。
【００１４】
図２に、図１に符号Ａで示した噴射孔５６の円筒状の部分の半周分を展開した形状を模式的に示す。点線が溝５７の幅方向の中心位置を示している。図２は展開図なので、軸方向で螺旋形状となっている溝５７は、図２では傾斜した直線となって現れている。なお、集油孔５２の円筒状の部分を展開した形状を模式的に示せば、図２とほぼ同様となる。
そして、集油孔５２の溝５３の形状は軸方向で一定とされているが、噴射孔５６の溝５７の形状は、ホルダ１６側から軸受側に向かって溝５７の底側の幅が狭くなり、溝５７の底側で溝５７がスリット状となる構成とされている。
【００１５】
図３（ａ）に、噴射孔５６のホルダ１６の外径側における、噴射孔５６の軸に直交する方向の断面を示す。噴射孔５６は、軸方向視では、内周面の周方向に凹凸を繰り返す波目状を成している。そして、集油孔５２の軸に直交する方向の断面は、図３（ａ）とほぼ同様の波目状の形状となっている。
なお、実施例１では、溝５３および溝５７が各１２本形成される構成としているが、集油孔の軸方向視が図３（ｂ）で表されるように、溝を矩形としても良い。また、集油孔の軸方向視が図３（ｃ）で表されるように、溝の本数を８本としても良い。また、溝５３と溝５７の本数および形状は同一でなくても良い。
【００１６】
図４（ａ）に、図１に符号Ｂで示した噴射孔５６の軸受側の端部における、噴射孔５６の軸に直交する方向の断面を示す。噴射孔５６は、軸方向で溝５７の位相が変化するとともに、溝５７の底側の幅が狭くなる。そして、噴射孔５６の軸受側の端部では、図４（ａ）に示すとおり、溝５７は底側でスリット状となっている。なお、集油孔５２の断面の形状は、溝５３の形状が軸方向で一定なので、軸方向で波目の位相が変化するが波目自体の形状は変化しない。
なお、噴射孔５６のホルダ１６の外径側における断面形状を図３（ｂ）で示した形状とした時は、噴射孔５６の軸受側の端部における断面形状は、図４（ｂ）で示した形状とし、軸方向で断面形状を徐変させる。そして、噴射孔５６のホルダ１６の外径側における断面形状を図３（ｃ）で示した形状とした時は、噴射孔５６の軸受側の端部における断面形状は、図４（ｃ）で示した形状とし、軸方向で断面形状を徐変させる。
なお、溝５３および溝５７はポンチなどによる塑性加工で形成することができる。
【００１７】
［効果］
実施例１によれば、給油孔５０の集油孔５２および噴射孔５６の内周面に螺旋状の溝５３および溝５７を設けることにより、溝の整流作用により乱流が抑制されて給油孔５０を流れる潤滑油の流速が増すため、異物の排出性が向上する。よって、給油孔５０への異物の堆積を抑制することができる。そして、溝５３および溝５７を螺旋状にすることで溝の長さが長くなるため、溝沿いの潤滑油の流速を増大させることができる。
よって、給油孔への異物の堆積を抑制することができるターボチャージャ用軸受装置を提供することができる。
そして、噴射孔５６では、ホルダ１６側から軸受側に向けて溝５７の底部の幅が狭くなるので、溝５７の底部における潤滑油の流速が増すので、異物の排出性が更に向上し、異物の溝５７への堆積を抑制する働きが向上する。
【００１８】
［変形例］
実施例１では、給油孔５０の集油孔５２および噴射孔５６の内周面に螺旋状の溝を設けたが、集油孔５２には溝を設けない構成としても良い。また、噴射孔５６の溝５７の底側の幅は噴射孔５６の軸方向で一定としても良い。また、給油孔５０は螺旋状の溝が設けられた一段孔であっても良い。
その他、本発明に係るターボチャージャ用軸受装置はその発明の思想の範囲で、各種の形態で実施できるものである。
【符号の説明】
【００１９】
４     タービン軸
５     ハウジング
１０   ターボチャージャ用軸受装置
１２   転がり軸受
１４   転がり軸受
１６   ホルダ
１８   スペーサ部
２０   ドレン孔
２２   スリーブ
３０   環状溝
４０   給油孔
４２   集油孔
４６   噴射孔
５０   給油孔
５２   集油孔
５３   溝
５４   凸状部
５６   噴射孔
５７   溝
５８   凸状部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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