(57)【要約】【課題】ヘッドタンクから軸受への潤滑油の供給を確実に行う。【解決手段】過給機１Ａは、回転軸２と、タービンホイールと、コンプレッサホイールと、スラストディスク２０と、スラストディスク２０に対して中心軸Ｏ方向で対向する静止ディスク３０と、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に供給する潤滑油を蓄えるヘッダタンク４０と、ヘッダタンク４０内に潤滑油を送り込むポンプ４１と、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油を供給する潤滑油供給路３３と、ヘッダタンク４０の内部と外部とを連通する連通管４２と、ヘッダタンク４０内に外部から空気を導入する空気導入管４３と、空気導入管４３に設けられ、ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する逆止弁４５と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸回りに回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸の第一端部側に設けられたタービンホイールと、
前記回転軸の第二端部側に設けられたコンプレッサホイールと、
前記回転軸から径方向外側に延び、前記回転軸と一体に回転するスラストディスクと、
前記スラストディスクに対して前記中心軸方向で対向する静止ディスクと、
前記スラストディスクと前記静止ディスクとの隙間に供給する潤滑油を蓄えるヘッダタンクと、
前記ヘッダタンク内に前記潤滑油を送り込むポンプと、
前記ヘッダタンクから前記隙間に前記潤滑油を供給する潤滑油供給路と、
前記ヘッダタンクの内部と外部とを連通し、前記ヘッダタンク内の前記潤滑油の油量の変動にともなって前記ヘッダタンク内の空気を外部に出し入れする連通部と、
前記ヘッダタンク内に外部から空気を導入する空気導入部と、
前記空気導入部に設けられ、前記ヘッダタンク内の空気の圧力が前記ヘッダタンク外の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する逆止弁と、
を備える過給機。
【請求項２】
前記静止ディスクは、前記スラストディスクに対向する側に前記中心軸に直交する平坦面を有し、
前記スラストディスクは、前記静止ディスクの前記平坦面に対向する側に、テーパランドを有する請求項１に記載の過給機。
【請求項３】
前記潤滑油供給路は、
前記静止ディスクの前記平坦面に開口し、前記隙間に前記潤滑油を供給する供給口と、
前記静止ディスクの前記平坦面において前記供給口よりも径方向外側に開口し、前記供給口よりも開口面積が小さい外周孔と、
を有する請求項２に記載の過給機。
【請求項４】
前記静止ディスクの前記平坦面に、前記外周孔から前記平坦面に沿って連続する凹部が形成されている請求項３に記載の過給機。
【請求項５】
前記凹部は、前記外周孔から前記中心軸の径方向外側に延びている請求項４に記載の過給機。
【請求項６】
前記静止ディスクは、
前記回転軸の外周面に対して前記中心軸の径方向に間隔をあけて対向する内周面を有し、
前記中心軸方向において前記静止ディスクに対して前記スラストディスクとは反対側に、前記静止ディスクの内周面と前記回転軸の外周面との間に空気が流入することを抑えるシール部が設けられている請求項１から５の何れか一項に記載の過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過給機に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の主機や大型の発電機等に用いられる過給機には、軸受に供給する潤滑油を蓄えるヘッドタンクを備えたものがある。ヘッドタンクは、一般に、軸受よりも上方に配置されている。潤滑油は、外部から潤滑油供給管を通してヘッドタンクに供給され、このヘッドタンクから軸受に供給される。
【０００３】
例えば、ヘッドタンクに潤滑油を供給するポンプが何らかの原因により停止してしまった場合、ヘッドタンク内の潤滑油は、ヘッドタンクから供給管に逆流し、潤滑油潤滑油が軸受に供給されなくなってしまう可能性が有った。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載されたヘッドタンクは、潤滑油入口部に逆止弁を設け、この逆止弁によって潤滑油供給管からヘッドタンクへ向かう油の流れのみを許容するようにしている。この特許文献１に記載された逆止弁は、ポンプの運転中、潤滑油供給管からヘッドタンクに送り込まれる潤滑油によって押し開かれている。そのため、過給機の運転中にポンプが停止してヘッドタンクへの潤滑油の供給が行われなくなると、逆止弁が閉じ、ヘッドタンクから潤滑油供給管に潤滑油が逆流することを低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−１２１４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１は、ポンプが停止することなく過給機が通常運転していても、何らかの原因で逆止弁が閉じてしまうと、潤滑油供給管からヘッドタンクへの潤滑油の供給が行われなくなる。すると、軸受で潤滑油が不足してしまう可能性が有る。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ヘッドタンクから軸受への潤滑油の供給を確実に行うことができる過給機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】
【０００７】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明の第一態様によれば、過給機は、中心軸回りに回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の第一端部側に設けられたタービンホイールと、前記回転軸の第二端部側に設けられたコンプレッサホイールと、前記回転軸から径方向外側に延び、前記回転軸と一体に回転するスラストディスクと、前記スラストディスクに対して前記中心軸方向で対向する静止ディスクと、前記スラストディスクと前記静止ディスクとの隙間に供給する潤滑油を蓄えるヘッダタンクと、前記ヘッダタンク内に前記潤滑油を送り込むポンプと、前記ヘッダタンクから前記隙間に前記潤滑油を供給する潤滑油供給路と、前記ヘッダタンクの内部と外部とを連通し、前記ヘッダタンク内の前記潤滑油の油量の変動にともなって前記ヘッダタンク内の空気を外部に出し入れする連通部と、前記ヘッダタンク内に外部から空気を導入する空気導入部と、前記空気導入部に設けられ、前記ヘッダタンク内の空気の圧力が前記ヘッダタンク外の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する逆止弁と、を備える。
【０００８】
このように構成することで、過給機の通常運転中は、連通部がヘッダタンクの内部と外部とを連通しているので、ヘッダタンク内の潤滑油量が変動しても、ヘッダタンク内の空気の圧力は変動しない。これにより、ヘッダタンク内の潤滑油に、ヘッダタンクの外部と同等の圧力が作用し、ヘッダタンクからスラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給は、安定して行われる。
過給機の運転中に、何らかの原因でポンプが停止した場合、ポンプからヘッダタンクへの潤滑油の送り込みは行われなくなる。このとき、ヘッダタンク内の潤滑油のレベルが、連通部のヘッダタンク内における開口よりも高いと、潤滑油が連通管に流れ込み、連通管を通してのヘッダタンクの内部と外部との連通が遮断される場合がある。この状態で、ヘッダタンク内の潤滑油のレベルが下がると、ヘッダタンク内の空気の圧力が低下する。すると、空気導入部に設けられた逆止弁が開弁する。これにより、空気導入部を通して、ヘッダタンクの外部からヘッダタンク内に空気が導入される。その結果、ヘッダタンク内の空気の圧力が過度に低下することを抑え、過給機の運転中にポンプが停止した場合であっても、ヘッダタンクからスラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給を安定して行うことができる。
【０００９】
この発明の第二態様によれば、第一態様に係る静止ディスクは、前記スラストディスクに対向する側に前記中心軸に直交する平坦面を有し、前記スラストディスクは、前記静止ディスクの前記平坦面に対向する側に、テーパランドを有するようにしてもよい。
一般に、スラストディスクにテーパランドを有する場合、スラストディスクと静止ディスクとの隙間の径方向内側から空気を吸い込むと、回転軸の回転による遠心力によって、吸い込まれた空気が径方向外側に広がる。すると、スラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油も、径方向外側に流出してしまいやすい。これに対し、スラストディスクにテーパランドを有する構成において、ヘッダタンクに空気導入部及び逆止弁を備えることで、過給機の運転中にポンプが停止した場合であっても、ヘッダタンクからスラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給を安定して行うことができる。
【００１０】
この発明の第三態様によれば、第二態様に係る潤滑油供給路は、前記静止ディスクの前記平坦面に開口し、前記隙間に前記潤滑油を供給する供給口と、前記静止ディスクの前記平坦面において前記供給口よりも径方向外側に開口し、前記供給口よりも開口面積が小さい外周孔と、を有するようにしてもよい。
このように構成することで、過給機が通常運転している場合、ヘッダタンクから潤滑油供給路を通して送り込まれる潤滑油は、供給口から、スラストディスクと静止ディスクとの隙間に供給される。この場合、外周孔は供給口よりも開口面積が小さいので、ヘッダタンクから潤滑油供給路を通して送り込まれる潤滑油は、主に供給口から流れ出る。
過給機の運転中にポンプが停止し、スラストディスクと静止ディスクとの隙間の径方向内側から空気を吸い込むと、供給口からの潤滑油の供給が行われにくくなるが、このときには、供給口よりも径方向外側に設けられた外周孔を通して、ヘッダタンクからスラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給が行われる。
【００１１】
この発明の第四態様によれば、第三態様に係る過給機において、前記静止ディスクの前記平坦面に、前記外周孔から前記平坦面に沿って連続する凹部が形成されているようにしてもよい。
このように構成することで、外周孔を通してスラストディスクと静止ディスクとの隙間に供給された潤滑油は、凹部を経て、スラストディスクと静止ディスクとの隙間で効率良く広がる。これにより、スラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給を、より確実に行うことができる。
【００１２】
この発明の第五態様によれば、第四態に係る凹部は、前記外周孔から前記中心軸の径方向外側に延びているようにしてもよい。
このように構成することで、外周孔を通して供給された潤滑油は、凹部を経て、スラストディスクと静止ディスクとの隙間で径方向外側に効率良く広がる。これにより、スラストディスクと静止ディスクとの隙間への潤滑油の供給を、より確実に行うことができる。
【００１３】
この発明の第六態様によれば、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る静止ディスクは、前記回転軸の外周面に対して前記中心軸の径方向に間隔をあけて対向する内周面を有する。また、前記中心軸方向において前記静止ディスクに対して前記スラストディスクとは反対側に、前記静止ディスクの内周面と前記回転軸の外周面との間に空気が流入することを抑えるシール部が設けられているようにしてもよい。
このように構成することで、過給機の運転中にポンプが停止した場合に、シール部によって、静止ディスクの内周面と回転軸の外周面との間に空気が流入することを抑えることができる。これにより、スラストディスクと静止ディスクとの隙間の径方向内側から空気が吸い込まれることを抑えることができる。したがって、スラストディスクと静止ディスクとの隙間に存在する潤滑油が流出することを抑え、潤滑性を維持することができる。
【発明の効果】
【００１４】
上記過給機によれば、ヘッドタンクから軸受への潤滑油の供給を確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施形態における過給機の全体構成を示す模式図である。
【図２】上記過給機の第一実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。
【図３】上記スラスト軸受のスラストディスクの構成を示す図であり、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】上記スラストディスクのテーパランドを示す図であり、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】上記スラスト軸受の静止ディスクの構成を示す図であり、図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】上記過給機において、ヘッダタンクの逆止弁が開いた状態を示す図である。
【図７】この発明の第二実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。
【図８】この発明の第二実施形態におけるスラスト軸受のスラストディスクの構成を示す図であり、図７のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】この発明の第三実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施形態における過給機を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、この発明の第一実施形態における過給機の全体構成を示す模式図である。
図１に示すように、この実施形態の過給機１Ａは、回転軸２と、タービンホイール３と、コンプレッサホイール４と、ラジアル軸受５と、スラスト軸受６と、ヘッダタンク４０と、を備えている。この過給機１Ａは、例えば、回転軸２の中心軸Ｏが水平方向に延在するような姿勢で船舶に搭載される。
【００１７】
回転軸２は、過給機１Ａのハウジング（図示無し）に、中心軸Ｏ周りに回転自在に支持される。回転軸２は、中心軸Ｏ方向両側の第一端部２ａと第二端部２ｂとを、ハウジングの外部に突出させて設けられている。
【００１８】
タービンホイール３は、回転軸２の第一端部２ａ側に設けられている。タービンホイール３は、船舶の主機等から排出される排気ガス流により、中心軸Ｏ周りに回転軸２と一体に回転する。
【００１９】
コンプレッサホイール４は、回転軸２の第二端部２ｂ側に設けられている。コンプレッサホイール４は、回転軸２と一体に中心軸Ｏ周りに回転する。コンプレッサホイール４は、外部から導入された空気を圧縮し、主機等に供給する。
【００２０】
ラジアル軸受５は、過給機１Ａのハウジング（図示無し）内に設けられている。ラジアル軸受５は、中心軸Ｏ方向に間隔をあけて複数設けられ、回転軸２を中心軸Ｏ周りに回転自在に支持する。ラジアル軸受５は、回転軸２の中心軸Ｏに直交する径方向の荷重を支持する。このようなラジアル軸受５は、滑り軸受等によって形成される。
【００２１】
スラスト軸受６は、過給機１Ａのハウジング（図示無し）内に設けられている。スラスト軸受６は、回転軸２の中心軸Ｏ方向の荷重を支持する。スラスト軸受６は、スラストディスク２０と、静止ディスク３０と、を備える。
【００２２】
図２、図３に示すように、スラストディスク２０は、円盤状で、回転軸２から径方向外側に延びるよう形成されている。スラストディスク２０は、回転軸２と一体に回転する。
スラストディスク２０は、静止ディスク３０に対向する側の側面２１に形成されたテーパランド２２を備える。
【００２３】
図２は、上記過給機の第一実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。図３は、上記スラスト軸受のスラストディスクの構成を示す図であり、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図４は、上記スラストディスクのテーパランドを示す図であり、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図２〜図４に示すように、テーパランド２２は、潤滑油受入溝２３と、給油溝２４と、テーパ部２５と、を備える。
潤滑油受入溝２３は、スラストディスク２０の側面２１の径方向の内側部分に形成されている。潤滑油受入溝２３は、中心軸Ｏ周りの周方向に連続している。潤滑油受入溝２３は、スラストディスク２０の側面２１に、静止ディスク３０から離間する方向に窪んで形成されている。
【００２４】
給油溝２４は、潤滑油受入溝２３から径方向外側に延びるよう形成されている。給油溝２４は、スラストディスク２０の側面２１に、静止ディスク３０から離間する方向に窪んで形成されている。給油溝２４は、中心軸Ｏ周りの周方向に間隔をあけて複数形成されている。
【００２５】
テーパ部２５は、各給油溝２４から周方向に連続して形成されている。各テーパ部２５は、周方向で静止ディスク３０側に漸次接近するように傾斜して形成されている。換言すると、各テーパ部２５は、周方向で給油溝２４から離間するにしたがい、側面２１からの窪み寸法が小さくなるように形成されている。
【００２６】
図２に示すように、静止ディスク３０は、スラストディスク２０に対し、中心軸Ｏ方向に間隔をあけて設けられている。静止ディスク３０は、過給機１Ａのハウジング（図示無し）に設けられた軸受支持部７に支持されている。静止ディスク３０は、スラストディスク２０に対向する側に、中心軸Ｏに直交する平坦面３１を有している。平坦面３１には、軟質材料からなり、スラストディスク２０の側面２１に摺接可能なパッド部３２が形成されている。
【００２７】
図５は、上記スラスト軸受の静止ディスクの構成を示す図であり、図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
図２、図５に示すように、静止ディスク３０は、潤滑油供給路３３を備えている。潤滑油供給路３３は、ヘッダタンク４０から供給される潤滑油を、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に供給する。潤滑油供給路３３は、静止ディスク３０において周方向に間隔をあけて複数個所に設けられている。各潤滑油供給路３３は、静止ディスク３０において、径方向に延びるよう形成されている。潤滑油供給路３３の径方向外側の端部には、ヘッダタンク４０からの供給管４４Ｃが接続されている。
【００２８】
静止ディスク３０の平坦面３１は、周方向に連続する供給溝（供給口）３４を備えている。この供給溝３４は、スラストディスク２０側を向いて開口している。言い換えれば、供給溝３４は、平坦面３１に、スラストディスク２０から離間する方向に窪んで形成されている。この供給溝３４には、潤滑油供給路３３の径方向内側の端部が連通している。スラストディスク２０のテーパランド２２の潤滑油受入溝２３と、静止ディスク３０の供給溝３４とは、中心軸Ｏ方向で互いに対向する位置に設けられている。
【００２９】
図１に示すように、ヘッダタンク４０は、ラジアル軸受５、スラスト軸受６に供給する潤滑油を蓄える。このヘッダタンク４０は、ラジアル軸受５及びスラスト軸受６よりも鉛直方向で上方に配置されている。
【００３０】
図２に示すように、ヘッダタンク４０の外部には、ヘッダタンク４０内に潤滑油を送り込むためのポンプ４１が設けられている。また、ヘッダタンク４０には、ラジアル軸受５及びスラスト軸受６のそれぞれに潤滑油を供給する供給管４４Ａ〜４４Ｃ（図１参照）が接続されている。
【００３１】
ヘッダタンク４０から供給管４４Ｃを経てスラスト軸受６に供給される潤滑油は、潤滑油供給路３３及び供給溝３４を介して、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に供給される。このとき、スラストディスク２０に形成されたテーパランド２２により、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に負圧が生じる。この負圧により、静止ディスク３０の供給溝３４からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油が吸い出される。スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間の潤滑油は、回転軸２とともに回転するスラストディスク２０による遠心力の作用で、径方向外側に広がっていく。
【００３２】
また、ヘッダタンク４０には、連通管（連通部）４２と、空気導入管（空気導入部）４３と、が設けられている。
連通管４２は、ヘッダタンク４０の内部と外部とを連通する。連通管４２は、ヘッダタンク４０内の潤滑油量の変動にともなってヘッダタンク４０内で増減する空気を、外部に出し入れする。すなわち、ヘッダタンク４０内の潤滑油量が増えたときには、ヘッダタンク４０内の空気を外部に排出する。ヘッダタンク４０内の潤滑油量が減ったときには、外部からヘッダタンク４０内に空気を取り込む。連通管４２は、ヘッダタンク４０内の上部に開口部４２ａを有している。
【００３３】
空気導入管４３は、ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力よりも小さくなった場合に、ヘッダタンク４０内に外部から空気を導入する。空気導入管４３は、ヘッダタンク４０内の上部に開口部４３ａを有している。空気導入管４３の開口部４３ａは、連通管４２の開口部４２ａよりも、ヘッダタンク４０内で高い位置に配置してもよい。
【００３４】
空気導入管４３の開口部４３ａには、逆止弁４５が設けられている。逆止弁４５は、ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する。すなわち、ヘッダタンク４０内の圧力がヘッダタンク４０外の圧力（大気圧）と同じである状態、又はヘッダタンク４０内の圧力がヘッダタンク４０外の圧力よりも大きい状態では、逆止弁４５は閉じており、空気導入管４３を遮断している。
【００３５】
このような過給機１Ａが通常運転している場合、ヘッダタンク４０から潤滑油供給路３３を通して、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油が供給される。ポンプ４１によるヘッダタンク４０内への潤滑油の供給、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給により、ヘッダタンク４０内の潤滑油量は変動する。これに伴って、ヘッダタンク４０内の空気量も変動するが、連通管４２を介してヘッダタンク４０の内部と外部とが連通しているので、過給機１Ａの通常運転時には、ヘッダタンク４０内の空気の圧力は、ヘッダタンク４０の外部の圧力と同等に維持される。そのため、過給機１Ａの通常運転時には、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給が安定して行われる。
【００３６】
図６は、上記過給機において、ヘッダタンクの逆止弁が開いた状態を示す図である。
過給機１Ａの運転中に、何らかの原因でポンプ４１が停止した場合、ポンプ４１からヘッダタンク４０内への潤滑油の送り込みは行われなくなる。このとき、図６に示すように、ヘッダタンク４０内の潤滑油のレベルＬが、連通管４２のヘッダタンク４０内における開口部４２ａよりも高く、潤滑油が連通管４２に流れ込んでいると、ヘッダタンク４０の内部と外部との連通管４２を通しての連通が遮断される場合がある。この遮断状態で、ヘッダタンク４０内の潤滑油のレベルが下がると、ヘッダタンク４０内の空気の圧力が低下する。ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力（大気圧）よりも小さくなると、空気導入管４３に設けられた逆止弁４５が開弁する。これにより、空気導入管４３を通して、ヘッダタンク４０の外部からヘッダタンク４０内に空気が導入される。その結果、ヘッダタンク４０内の空気の圧力が過度に低下することを抑え、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給が安定して行われる。
【００３７】
上述した第一実施形態のヘッダタンク４０を備えた過給機１Ａでは、ヘッダタンク４０内の空気の圧力がヘッダタンク４０外の空気の圧力よりも小さくなった場合に、空気導入管４３の逆止弁４５が開弁する。これにより、空気導入管４３を通して、ヘッダタンク４０の外部からヘッダタンク４０内に空気が導入され、ヘッダタンク４０内の空気の圧力が過度に低下することを抑制できる。その結果、過給機１Ａの運転中にポンプ４１が停止した場合であっても、自重により潤滑油が潤滑油供給路３３及び供給溝３４に流下可能となるので、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を安定して継続的に行うことができる。
【００３８】
また、上述したスラストディスク２０は、静止ディスク３０に対向する側にテーパランド２２を有している。一般に、テーパランド２２を備えた構成の場合、ポンプ４１が停止したときに、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に、ハウジング（図示無し）の外部から空気が吸い込まれて潤滑性が損なわれる場合がある。しかしながら、上述した第一実施形態では、テーパランド２２を有した構成において、ヘッダタンク４０に空気導入管４３及び逆止弁４５を備えている。そのため、過給機１Ａの運転中にポンプ４１が停止した場合であっても、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を行うことができるその結果、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間の潤滑性を安定して維持することができる。
【００３９】
（第二実施形態）
次に、この発明に係る第二実施形態を図面に基づき説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態に対し、外周孔５１及び溝５２を備える構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【００４０】
図７は、上記過給機の第二実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。図８は、上記スラスト軸受のスラストディスクの構成を示す図であり、図７のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
図７、図８に示すように、この実施形態におけるヘッダタンク４０を備えた過給機１Ｂは、静止ディスク３０に、外周孔５１と溝（凹部）５２と、を備える。
【００４１】
外周孔５１は、中心軸Ｏ方向に延び、各潤滑油供給路３３に連通している。これにより、静止ディスク３０には、周方向に複数の外周孔５１が形成されている。これら外周孔５１は、それぞれ静止ディスク３０の平坦面３１において、供給溝３４よりも径方向外側に開口している。平坦面３１におけるこれら複数の外周孔５１の開口面積の合計は、平坦面３１における供給溝３４の開口面積よりも小さい。例えば、複数の外周孔５１の開口面積の合計は、供給溝３４の開口面積に対し、１／２０〜１／１０程度とすることができる。
【００４２】
溝５２は、外周孔５１から平坦面３１に沿って径方向外側に連続して形成されている。溝５２は、平坦面３１において、スラストディスク２０から中心軸Ｏ方向に離間する方向に窪んで形成されている。
【００４３】
上述した過給機１Ｂが通常運転している場合、ヘッダタンク４０から潤滑油供給路３３を通して、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油が供給される。このとき、複数の外周孔５１の開口面積の合計は、供給溝３４の開口面積よりも小さいので、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間には、主に供給溝３４から潤滑油が供給される。
【００４４】
過給機１Ｂの運転中に、ハウジング（図示無し）の外部から吸い込まれた空気が、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に径方向内側から侵入し、テーパランド２２に噛み込むと、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に生じる負圧が減少する。すると、供給溝３４よりも径方向外側に形成された複数の外周孔５１を通して、潤滑油供給路３３からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間へと潤滑油が供給される。外周孔５１から供給された潤滑油は、回転軸２と一体に回転するスラストディスク２０による遠心力により、溝５２を介して、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間で径方向外側に広がる。これにより、スラストディスク２０と静止ディスク３０との間の潤滑性が、少なくともスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間の径方向外側の部分で維持される。このとき、外周孔５１は、供給溝３４よりも径方向外側に形成されているため、外周孔５１からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に供給された潤滑油には、径方向内側の供給溝３４から供給される潤滑油よりも、より大きな遠心力が作用する。これにより、外周孔５１から供給された潤滑油よりも径方向内側の領域に負圧が生じ、この負圧によって、径方向内側の供給溝３４からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に潤滑油を吸い出す効果も期待される。
【００４５】
したがって、上述した第二実施形態によれば、供給溝３４よりも径方向外側に外周孔５１を設けることで、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に径方向内側から空気が噛み込んでも、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間の潤滑性を安定して維持することができる。
【００４６】
また、外周孔５１に連続して平坦面３１に沿って延びる溝５２を備えることで、外周孔５１を通して供給された潤滑油を、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に効率良く広げることができる。これにより、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を、より確実に行うことができる。
【００４７】
さらに、溝５２は、外周孔５１から中心軸Ｏの径方向外側に延びているので、外周孔５１から供給された潤滑油は、遠心力により、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間で径方向外側に効率良く広がる。これにより、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を、より確実に行うことができる。
【００４８】
また、上記第一実施形態と同様、空気導入管４３及び逆止弁４５を備えることで、過給機１Ｂの運転中にポンプ４１が停止した場合であっても、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を確実に行うことができる。
【００４９】
第二実施形態においては、溝５２を外周孔５１の径方向外側に延びるように形成する場合を例示したが、これに限らない。例えば、溝５２は、外周孔５１から径方向内側に延びるように形成してもよい。溝５２は、外周孔５１から周方向に延びるように形成してもよい。
さらに、第二実施形態では、凹部として溝５２を形成する場合を例示したが、凹部の形状についてはいかなる形状としてもよい。
【００５０】
（第三実施形態）
次に、この発明の第三実施形態を図面に基づき説明する。以下に説明する第三実施形態においては、第一、第二実施形態に対し、回転軸２と静止ディスク３０との間に、シール部６０を備える構成のみが異なるので、第一、第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【００５１】
図９は、この発明の第三実施形態におけるスラスト軸受およびヘッダタンクの構成を示す図である。
図９に示すように、この実施形態におけるヘッダタンク４０を備えた過給機１Ｃは、中心軸Ｏ方向において静止ディスク３０に対してスラストディスク２０とは反対側に、シール部６０を備える。シール部６０は、外周側凸部６２と、内周側凸部６３と、を備える。
静止ディスク３０には、中心軸Ｏ方向に沿ってスラストディスク２０と反対側に延びる延伸部６１が形成されている。外周側凸部６２は、延伸部６１から径方向内側に突出している。外周側凸部６２は、中心軸Ｏ方向に間隔をあけて複数設けられている。
【００５２】
内周側凸部６３は、回転軸２の外周面２ｆから径方向外側に突出している。内周側凸部６３は、中心軸Ｏ方向に間隔をあけて複数設けられている。それぞれの内周側凸部６３は、外周側凸部６２に対し、中心軸Ｏ方向にずれて配置されている。これら複数の外周側凸部６２と複数の内周側凸部６３とは、互いに噛み合うような配置となる、いわゆるラビリンスシールを構成している。
【００５３】
このようなシール部６０を備えることで、過給機１Ｃの運転中にポンプ４１が停止した場合に、シール部６０によって、ハウジング（図示無し）の外部から、静止ディスク３０の内周面３０ｇと回転軸２の外周面２ｆとの間に空気が流入するのを抑制できる。
【００５４】
したがって、上述した第三実施形態のヘッダタンク４０を備えた過給機１Ｃによれば、シール部６０によって、静止ディスク３０の内周面３０ｇと回転軸２の外周面２ｆとの間に空気が流入することを抑制できる。これにより、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に径方向内側から空気が吸い込まれることを抑える。したがって、スラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間に存在する潤滑油が流出することを抑え、潤滑性を維持することができる。
【００５５】
また、上記第一実施形態と同様、空気導入管４３及び逆止弁４５を備えることで、過給機１Ｃの運転中にポンプ４１が停止した場合であっても、ヘッダタンク４０からスラストディスク２０と静止ディスク３０との隙間への潤滑油の供給を確実に行うことができる。
【００５６】
なお、上述した第三実施形態において、シール部６０がラビリンス構造の場合について説明したが、ラビリンス構造のシール部に限られず、各種のシール部材等を用いることができる。
【００５７】
（その他の変形例）
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、第二実施形態で示した外周孔５１及び溝５２と、第三実施形態で示したシール部６０とを、兼ね備える構成とすることができる。
【００５８】
また、テーパランド２２の構成については、上記実施形態で示した構成に限るものではなく、適宜変更することが可能である。
さらに、過給機１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各部の構成は、この発明の主旨の範囲内であれば、適宜変更することが可能である。
加えて、過給機１Ａ、１Ｂ、１Ｃの用途が船舶用の場合について説明したが、船舶用に限られるものでは無い。例えば、過給機１Ａ、１Ｂ、１Ｃの用途は、発電機等であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１Ａ〜１Ｃ  過給機
２  回転軸
２ａ  第一端部
２ｂ  第二端部
２ｆ  外周面
３  タービンホイール
４  コンプレッサホイール
５  ラジアル軸受
６  スラスト軸受
７  軸受支持部
２０  スラストディスク
２１  側面
２２  テーパランド
２３  潤滑油受入溝
２４  給油溝
２５  テーパ部
３０  静止ディスク
３０ｇ  内周面
３１  平坦面
３２  パッド部
３３  潤滑油供給路
３４  供給溝（供給口）
４０  ヘッダタンク
４１  ポンプ
４２  連通管（連通部）
４２ａ  開口部
４３  空気導入管（空気導入部）
４３ａ  開口部
４４Ａ〜４４Ｃ  供給管
４５  逆止弁
５１  外周孔
５２  溝（凹部）
６０  シール部
６１  延伸部
６２  外周側凸部
６３  内周側凸部
Ｏ  中心軸
【図１】
2019090336.tif 000003
【図２】
2019090336.tif 000004
【図３】
2019090336.tif 000005
【図４】
2019090336.tif 000006
【図５】
2019090336.tif 000007
【図６】
2019090336.tif 000008
【図７】
2019090336.tif 000009
【図８】
2019090336.tif 000010
【図９】
2019090336.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月3日(2018.12.3)
【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】
中心軸回りに回転自在に支持された回転軸と、
前記回転軸の第一端部側に設けられたタービンホイールと、
前記回転軸の第二端部側に設けられたコンプレッサホイールと、
前記回転軸から径方向外側に延び、前記回転軸と一体に回転するスラストディスクと、
前記スラストディスクに対して前記中心軸方向で対向する静止ディスクと、
前記スラストディスクと前記静止ディスクとの隙間に供給する潤滑油を蓄えるヘッダタンクと、
前記ヘッダタンク内に前記潤滑油を送り込むポンプと、
前記ヘッダタンクから前記隙間に前記潤滑油を供給する潤滑油供給路と、
前記ヘッダタンクの内部と外部とを連通し、前記ヘッダタンク内の前記潤滑油の油量の変動にともなって前記ヘッダタンク内の空気を外部に出し入れする連通部と、
前記連通部が外部と連通させる前記ヘッダタンクの内部に、前記ヘッダタンクの外部から空気を導入する空気導入部と、
前記空気導入部に設けられ、前記連通部の前記ヘッダタンク内における開口部よりも前記ヘッダタンク内の潤滑油のレベルが高くなり、前記潤滑油が前記連通部に流れ込んで前記連通部による連通が遮断されて、前記連通部が外部と連通させる前記ヘッダタンクの内部の空気の圧力が前記ヘッダタンクの外部の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する逆止弁と、
を備える過給機。
【請求項２】
前記静止ディスクは、前記スラストディスクに対向する側に前記中心軸に直交する平坦面を有し、
前記スラストディスクは、前記静止ディスクの前記平坦面に対向する側に、テーパランドを有する請求項１に記載の過給機。
【請求項３】
前記潤滑油供給路は、
前記静止ディスクの前記平坦面に開口し、前記隙間に前記潤滑油を供給する供給口と、
前記静止ディスクの前記平坦面において前記供給口よりも径方向外側に開口し、前記供給口よりも開口面積が小さい外周孔と、
を有する請求項２に記載の過給機。
【請求項４】
前記静止ディスクの前記平坦面に、前記外周孔から前記平坦面に沿って連続する凹部が形成されている請求項３に記載の過給機。
【請求項５】
前記凹部は、前記外周孔から前記中心軸の径方向外側に延びている請求項４に記載の過給機。
【請求項６】
前記静止ディスクは、
前記回転軸の外周面に対して前記中心軸の径方向に間隔をあけて対向する内周面を有し、
前記中心軸方向において前記静止ディスクに対して前記スラストディスクとは反対側に、前記静止ディスクの内周面と前記回転軸の外周面との間に空気が流入することを抑えるシール部が設けられている請求項１から５の何れか一項に記載の過給機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明の第一態様によれば、過給機は、中心軸回りに回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸の第一端部側に設けられたタービンホイールと、前記回転軸の第二端部側に設けられたコンプレッサホイールと、前記回転軸から径方向外側に延び、前記回転軸と一体に回転するスラストディスクと、前記スラストディスクに対して前記中心軸方向で対向する静止ディスクと、前記スラストディスクと前記静止ディスクとの隙間に供給する潤滑油を蓄えるヘッダタンクと、前記ヘッダタンク内に前記潤滑油を送り込むポンプと、前記ヘッダタンクから前記隙間に前記潤滑油を供給する潤滑油供給路と、前記ヘッダタンクの内部と外部とを連通し、前記ヘッダタンク内の前記潤滑油の油量の変動にともなって前記ヘッダタンク内の空気を外部に出し入れする連通部と、前記連通部が外部と連通させる前記ヘッダタンクの内部に、前記ヘッダタンクの外部から空気を導入する空気導入部と、前記空気導入部に設けられ、前記連通部の前記ヘッダタンク内における開口部よりも前記ヘッダタンク内の潤滑油のレベルが高くなり、前記潤滑油が前記連通部に流れ込んで前記連通部による連通が遮断されて、前記連通部が外部と連通させる前記ヘッダタンクの内部の空気の圧力が前記ヘッダタンクの外部の空気の圧力よりも小さくなった場合にのみ開弁する逆止弁と、を備える。