(57)【要約】【課題】ターボ過給機における回転軸の筒型軸受けにおいて、通常運転時の不具合を防止しつつ、始動時における回転軸の的確な潤滑を実現する。【解決手段】筒型軸受け１２の内周面に、細幅で曲がった形状の筒型軸受け１２を周方向に飛び飛びで複数本形成している。長時間の運転停止によって筒型軸受け１２の内面）及び回転軸の外面）のオイルが流れ落ちても、始動時には貯油溝１６のオイルで潤滑される。このため、焼き付けを防止できる。貯油溝１６は、その奥部が回転方向Ｒ前方に向くように曲がっているため、始動時には、貯油溝１６に溜まっていたオイルは慣性力によって筒型軸受け１２の内部に放出される。このため、潤滑性が一層高い。貯油溝１６は細幅であるため、通常運転時の油層（油膜）保持機能が低下することはない。従って、回転軸が筒型軸受け１２に当たることもない。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面と外周面とを有する筒型であり、内部にターボ過給機の回転軸が回転自在に嵌まる軸受けであって、
その内周面に、横断面視において曲がった非ストレート形状の貯油溝か、又は、横断面視において少なくとも内周側の部位が細幅でそれより奥側に拡大部を有する非等幅の貯油溝、若しくは、横断面視において放射方向に対して傾斜した姿勢の貯油溝が、両端面に開口するように形成されている、
ターボ過給機の筒型軸受け。
【請求項２】
自身が油層を介して前記回転軸に連れ回転するフローティングタイプであり、横断面視において曲がっている非ストレート形状の前記貯油溝を、横断面視において奥側が回転方向前方に向くように曲がった状態に形成されている、
請求項１に記載したターボ過給機の筒型軸受け。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内燃機関のターボ過給機に組み込まれている筒型軸受け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筒型軸受け（フローティングメタル、浮動軸受け）が使用されている。
【０００３】
この筒型軸受けには、回転軸と一緒に連れ回転するフルフローティングタイプと、回転軸と連れ回転しないように保持されたセミフローティングタイプとがあり、フルフローティングタイプは、回転軸が大きく振れ動いても的確に支持できる利点がある。なお、フルフローティングタイプには、その内外に貫通する連通穴を周方向に飛び飛びに設けている場合と、連通穴を設けていない場合とがある。
【０００４】
そして、特許文献１〜３には、フルフローティングタイプの筒型軸受けの内周に油溝を設けることが開示されている。このうち特許文献１の油溝は、ターボ過給機の回転によってオイルに動圧を発生させることを目的としており、特許文献２の油溝は回転軸の偏心運動を緩和することを目的としており、特許文献３の油溝は、油膜の旋回速度を低減させることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−５９２１７号のマイクロフィルム
【特許文献２】実開昭６４−４７９３３号のマイクロフィルム
【特許文献３】特開２０１２−１９３７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、ターボ過給機のハウジングに充満していたオイルは内燃機関の運転停止とともに抜け落ちてオイルパンに戻るが、運転停止時間がある程度以上に長くなると、軸受けの内部で油膜を形成していたオイルも流れ落ちてしまうことにより、次の始動時にオイルが存在しない状態で回転軸が回転して、焼き付きや損傷の原因になるおそれが懸念される。外気温度が高くて運転停止中でもオイルの粘度が低いと、オイルの抜け落ちは一層早くなる。
【０００７】
この点については、特許文献１〜３に記載されている油溝の断面積や深さを大きくして、油溝に貯油機能を持たせることが考えられる。しかし、油溝の断面積を大きくすると、軸受けの内周面の面積が低減するため、オイルが充満している通常の運転状態で、回転軸の振れ動きに際してオイルが油溝から逃げる現象が生じて、油層を介して回転軸を支持する機能が低下する（面圧が低下する）おそれがあり、すると、回転軸が軸受けの内周面に接触する機会が増えて、軸受け機能の低下や耐久性の低下を招来するおそれがある。
【０００８】
また、単に油溝の断面積を大きくしたり深さを深くしたりしただけでは、オイルの流出を効果的に止めることは難しいため、貯油機能において問題がある。
【０００９】
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】
【００１０】
本願発明は、内周面と外周面とを有する筒型であり、内部にターボ過給機の回転軸が回転自在に嵌まる構成の軸受けに関し、請求項１では、その内周面に、横断面視において曲がった非ストレート形状の貯油溝か、又は、横断面視において少なくとも内周側の部位が細幅でそれより奥側に拡大部を有する非等幅の貯油溝、若しくは、横断面視において放射方向に対して傾斜した姿勢の貯油溝が、両端面に開口するように形成されている。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、筒型軸受けは、自身が油層を介して前記回転軸に連れ回転するフローティングタイプであり、横断面視において曲がっている非ストレート形状の前記貯油溝を、横断面視において奥側が回転方向前方に向くように曲がった状態に形成されている。
【００１２】
本願発明では、貯油溝はブローチ加工のような機械加工、或いはレーザ加工でも形成可能であるが、ワイヤカット法で加工すると、曲がった形状であっても細幅でありながら容易かつ高い精度で加工できる利点がある。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明のうち、貯油溝を横断面視で曲がった形状にすると、貯油溝は、その溝幅をできるだけ小さくしつつ、深さを深くして（容積を大きくして）貯油量を増大できる。また、貯油溝を非等幅にして拡大部を設けると、貯油溝は、開口部の溝幅をできるだけ小さくしつつ容積を大きくして貯油量を増大できる。同様に、貯油溝を放射方向に対して傾斜させた場合も、貯油溝は溝幅をできるだけ小さくしつつ、深さを深くして貯油溝を増大できる。
【００１４】
このように、本願発明では、いずれの形態でも、貯油溝は、少なくとも筒型軸受けの内周に開口した部分の溝幅をできるだけ小さくしつつ貯油溝を増大できるのであり、このため、通常運転時における回転軸の接触を抑制しつつ、長時間にわたって運転を停止していても次の始動時の潤滑性を確保することができる。
【００１５】
また、貯油溝は筒型軸受けの両端面に開口しているため、オイルが充満している通常の運転において、オイルが貯油溝を軸方向に流れることで、筒型軸受けをオイルで冷却することができるため、筒型軸受けの冷却性もアップできる。その結果、筒型軸受けの熱膨張を抑制して、軸受け機能を確保することができる。
【００１６】
請求項２の構成を採用すると、機関の始動により筒型軸受けが回転軸に連れ回転すると、各貯油溝に溜まっていたオイルは、慣性力及び重力により、開口部から筒型軸受けの内部に逃げようとするため、筒型軸受けと回転軸との間に油膜を即座に形成することができて、高い潤滑性能を確保できる利点がある。貯油溝を放射方向の線に対して傾斜させる場合も、貯油溝の奥部が回転方向の前方側にずれるように傾斜させると、始動時に貯油溝のオイルを筒型軸受けの内部に排出することができるため、油膜形成機能が向上して好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態を適用したターボ過給機の全体の縦断面図である。
【図２】第１実施形態の要部の断面図である。
【図３】（Ａ）は筒型軸受けのみを表示した図２のIIIA-IIIA 視断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。
【図４】第２〜第４実施形態の要部断面図である。
【図５】第５実施形態の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
(1).ターボ過給機の概要
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、ターボ過給機の全体構成を図１に基づいて簡単に説明する。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。
【００１９】
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とセンターハウジング６との間に圧縮通路９が形成されている。
【００２０】
駆動通路７と圧縮通路９は周方向に向かって断面積が変化したスクロール室になっており、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と同心の出口通路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１０から流入して、圧縮通路９の終端部の吐出口から排出される。
【００２１】
回転軸３のうちセンターハウジング６に位置した部分は、その一端部と他端部とがセンターハウジング６の軸受け部１１にフルフローティングタイプの筒型軸受け（フルフローティングメタル）１２で回転自在に保持されている。この点を次に説明する。
【００２２】
(2).第１実施形態の筒型軸受け
図２に示すように、筒型軸受け１２は、その外径は軸受け部１１の内径よりも若干の寸法だけ小径で、内径は回転軸３の外径よりも若干の寸法だけ大径になっている。そして、センターハウジング６の内部は、内燃機関の運転中はオイルが充満しているオイル室１３になっており、従って、筒型軸受け１２は、油層を介して軸受け部１１に対して回転自在であると共に、回転軸３は筒型軸受け１２に対して油層を介して回転する。従って、筒型軸受け１２は、オイルの粘性によって回転軸３に連れ回転する。
【００２３】
筒型軸受け１２のうち軸方向の略中間部には、連通穴１４が周方向に沿って飛び飛びに複数個形成されている。他方、軸受け部１１には、オイルを連通穴１４に向けて送る送油穴１５が空いている。なお、筒型軸受け１２の外周面のうち連通穴１４が空いている部分に環状凹所を形成してもよい。実施形態では連通穴１４は８箇所に設けているが、数は任意に設定できる。また、連通穴１４を備えない構成も採用可能である。
【００２４】
図２のとおり、筒型軸受け１２のうち隣り合った連通穴１３の間の各部位には、筒型軸受け１２の一端面と他端面とに開口した貯油溝１６が形成されている。貯油溝１６は、オイルを表面張力によって保持できる程の寸法の細幅であり、横断面視において略Ｌ形又はし形に曲がっている。より正確に述べると、貯油溝１６は、筒型軸受け１２の軸心から略放射方向に延びる部分１６ａと、周方向に延びる部分１６ｂとが湾曲部１６ｃを介して繋がった形態に曲がっており、全体が等幅になっている。当然のことながら、貯油溝１６の始端（入口）は筒型軸受け１２の内部に開口し、奥端（終端）は行き止まりになっている。
【００２５】
更に、貯油溝１６は、その終端が筒型軸受け１２の回転方向Ｒに向くように形成されている。この貯油溝１６は横断面視で曲がっているが、筒型軸受け１２の両端面に開口しているため、例えば０．０５〜０．１ｍｍ程度の外径のワイヤを使用したワイヤカット加工によって容易に形成することができる。レーザ加工によっても形成可能であるが、生産効率はワイヤカット加工の方が優れていると云える。
【００２６】
内燃機関の運転を停止するとオイル室１３のオイルは流れ落ち、筒型軸受け１２の内面や回転軸３の外面に付着していたオイルも時間の経過と共に垂れ落ちていくが、貯油溝１６は細幅であるため、貯油溝１６に溜まっていたオイルは表面張力によって流出せずに溜まったままに保持されている。
【００２７】
このため、次の始動時には、オイルポンプで圧送されたオイルがオイル室１３に届くまでの間、貯油溝１６に溜まっていたオイルによって回転軸３と筒型軸受け１２との間の潤滑が行われる。従って、筒型軸受け１２と回転軸３との焼き付きを防止できる。特に、実施形態のように各貯油溝１６の終端を回転方向Ｒ前方に向かわせる構成を採用すると、図２（Ａ）に点線矢印で示すように、貯油溝１６に溜まっていたオイルは慣性力によって筒型軸受け１２の内部に戻されるため、回転軸３と筒型軸受け１２との間に油膜が速やかに形成されて、的確に潤滑できる利点がある。
【００２８】
また、貯油溝１６の細幅であり、筒型軸受け１２の内周面の面積減少は僅かであるため、オイル室１３にオイルが充満している通常運転状態で、回転軸３がラジアル方向に振れ動いたときに貯油溝１６のためにオイルの抵抗が低減するようなことはなく、従って、回転軸３と筒型軸受け１２との間の油層（又は油膜）を維持できる。このため、回転軸３の滑らかな回転を保持できると共に、耐久性も向上できる。
【００２９】
なお、貯油溝１６から筒型軸受け１２の内部に戻ったオイルのうち一部を連通穴１４から筒型軸受け１２の外周側に流すことで、筒型軸受け１２と軸受け部１１との間の潤滑を行うことも可能である。実施形態で貯油溝１６を略Ｌ形に形成したが、く字形に屈曲させたり、緩く円弧状に湾曲させたり、Ｊ形に形成したりすることも可能である。
【００３０】
(3).他の実施形態・その他
図４（Ａ）に示す第２実施形態では、貯油溝１６は、放射方向に延びる部分の終端から周方向の両側に延びる略Ｔ形になっている。この実施形態でも、第１実施形態と同様に貯油溝１６は全体が等幅になっている。
【００３１】
図４（Ｂ）に示す第３実施形態では、貯油溝１６は、横断面視で略三角形の拡大部１６ｄを有する三角ラスコ形になっており、図４（Ｃ）に示す第４実施形態では、横断面視で円形の拡大部１６ｄを有する丸フラスコ形になっている。これら（Ｂ）（Ｃ）の例では、貯油溝１６は拡大部１６ｄの存在によって貯油量を増大できると共に、筒型軸受け１２の内部に開口した入口（始端部）は細幅であるため、筒型軸受け１２の内周面の面積減少による油層形成機能低下の問題も生じない。なお、拡大部１６ｄの両端を塞ぐことも可能である。
【００３２】
図５に示す第５実施形態では、貯油溝１６は全体が等幅でかつ横断面視において直線状の形態になっているが、始端を通る放射方向の線１７に対して、回転方向Ｒの側に適宜角度θだけ傾斜させている。このため、貯油溝１６の深さは、放射方向に延びる形態である場合に比べて、ｃｏｓｅｃθだけ大きくなる。従って、溝幅を増大することなく貯油量を増大できる。
【００３３】
また、貯油溝１６は、奥部が回転方向Ｒの前方側にずれるように傾斜しているため、第１実施形態と同様に、始動時に貯油溝１６に溜まっていたオイルが筒型軸受け１２の内部に戻される現象が発生して、的確な潤滑を実現できる。
【００３４】
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、貯油溝を曲がった形状にすること、放射方向の線に対して傾斜させること、入口を除いた部位に拡大部を設けることは、互いに排斥し合うものではなくて任意に組み合わせることが可能である。断面積を変える場合、入口と奥端との間の中間部に拡大部を設けることも可能である。
【００３５】
貯油溝の配置間隔は、回転軸の強度や必要な貯油量を勘案して任意に設定できる。実施形態のように連通穴を有する場合、隣り合った連通穴の間の部位に複数の貯油溝を設けることも可能である。また、実施形態ではフルフローティングタイプの筒型軸受けに適用したが、本願発明は、セミフローティングタイプの筒型軸受けや、フローティングしない筒型軸受けにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本願発明は、ターボ過給機におけるフルフローティングタイプ等の筒型軸受けに具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３７】
１  タービン翼
２  コンプレッサ翼
３  回転軸
６  センターハウジング
１１  軸受け部
１２  筒型軸受け（フルフローティングメタル）
１３  オイル室
１４  連通穴
１６  貯油溝
【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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