(57)【要約】【課題】機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することのできるターボチャージャのスラスト軸受を提供する。【解決手段】スラスト軸受は、タービン側スラストカラー４０１とスラストディスク３０とが係合するタービン側係合部２０１及びコンプレッサ側スラストカラー４０２とスラストディスク３０とが係合するコンプレッサ側係合部２０２によって回転軸の軸方向の移動を制限する。スラストディスク３０には、窪みによって形成された非摺動部３０３，３０４と窪みの設けられていない摺動部３０５，３０６とが周方向に交互に並んで設けられており、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６の総面積が、タービン側係合部２０１における摺動部３０５の総面積よりも大きくなっている。【選択図】図４
2015124727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに固定されたスラストディスクと、
タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸に固定され、前記スラストディスクを挟むように配設されたタービン側スラストカラー及びコンプレッサ側スラストカラーを備え、
前記タービン側スラストカラーと前記スラストディスクとが係合するタービン側係合部及び前記コンプレッサ側スラストカラーと前記スラストディスクとが係合するコンプレッサ側係合部によって前記回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受であり、
各係合部の前記スラストディスク及び前記スラストカラーの少なくとも一方における他方と対向している面には、窪みによって形成された非摺動部と前記窪みの設けられていない摺動部とが周方向に交互に並んで設けられており、
前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の総面積が、前記タービン側係合部における前記摺動部の総面積よりも大きくなっているターボチャージャのスラスト軸受。
【請求項２】
前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数と前記タービン側係合部における前記摺動部の数が等しく、前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積が前記タービン側係合部における各摺動部の面積よりも大きい
請求項１に記載のターボチャージャのスラスト軸受。
【請求項３】
前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積と前記タービン側係合部における各摺動部の面積が等しく、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数が前記タービン側係合部における前記摺動部の数よりも多い
請求項１に記載のターボチャージャのスラスト軸受。
【請求項４】
タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸に固定されたスラストカラーと、
ハウジングに固定され、前記スラストカラーを挟むように配設されたタービン側スラストディスク及びコンプレッサ側スラストディスクを備え、
前記タービン側スラストディスクと前記スラストカラーとが係合するタービン側係合部及び前記コンプレッサ側スラストディスクと前記スラストカラーとが係合するコンプレッサ側係合部によって前記回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受であり、
各係合部の前記スラストディスク及び前記スラストカラーの少なくとも一方における他方と対向している面には、窪みによって形成された非摺動部と前記窪みの設けられていない摺動部とが周方向に交互に並んで設けられており、
前記タービン側係合部における前記摺動部の総面積が、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の総面積よりも大きくなっているターボチャージャのスラスト軸受。
【請求項５】
前記タービン側係合部における前記摺動部の数と前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数が等しく、前記タービン側係合部における各摺動部の面積が前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積よりも大きい
請求項４に記載のターボチャージャのスラスト軸受。
【請求項６】
前記タービン側係合部における各摺動部の面積と前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積が等しく、前記タービン側係合部における前記摺動部の数が前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数よりも多い
請求項４に記載のターボチャージャのスラスト軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャのスラスト軸受は、ハウジングに固定されているスラストディスクと、回転軸に固定されているスラストカラーとによって構成され、スラストディスクとスラストカラーとの係合によって回転軸の軸方向の移動を制限している。これらスラストディスクとスラストカラーとが対向する係合部には、オイルポンプの駆動によってオイルが供給されている。
【０００３】
特許文献１には、一対のスラストカラーの間にスラストディスクを配設したスラスト軸受が開示されている。この特許文献１のスラスト軸受におけるスラストディスクには、スラストカラーと対向する面に複数の窪みが周方向に一定の間隔で設けられている。
【０００４】
このようにスラストディスクにおけるスラストカラーと対向する面に窪みが設けられていると、窪みが設けられた部分が非摺動部になり、スラストカラーとスラストディスクとの摺動面積が小さくなるため、フリクションを低減することができる。
【０００５】
また、回転軸の回転に伴いスラストカラーが回転すると、スラストディスクとスラストカラーとの間でオイルが流動し、オイルが非摺動部から窪みの設けられていない摺動部に引き込まれ、広い部分から狭い部分へと流れ込むことになる。そのため、スラストディスクの摺動部とスラストカラーとが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスクとスラストカラーとを引き離す力が作用するようになる。その結果、スラストディスクとスラストカラーとの摺動面における油膜の厚さが確保され、流体潤滑によりフリクションが更に低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１２７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、タービンインペラ及びコンプレッサインペラが回転し、過給が行われているときには、それぞれのインペラの上流と下流に圧力差が生じ、各インペラにはそれぞれを先端側に引っ張る力が作用する。このときには、回転軸が両端から引っ張られていることになるため、回転軸は一方に偏りにくい。
【０００８】
これに対して機関始動時には、過給がなされていないため、コンプレッサインペラを先端側に引っ張る力が作用する前にタービンインペラを先端側に引っ張る力が作用し、回転軸がタービンハウジング側に引っ張られるようになる。そして、こうした機関始動時には、十分にオイルが供給されていないため、上記のようにスラストディスクの表面に窪みが形成されていたとしてもスラストディスクとスラストカラーとの間に存在するオイルの油圧を高めることができない。さらにこのときには、窪みによって非摺動部が形成されて摺動面積が低減されていることが摺動面に作用する面圧の上昇を招くことになる。そのため、油膜が保持できなくなって焼き付きが生じるおそれがある。
【０００９】
なお、こうした課題は、スラストカラーに窪みを設けてフリクションの低減を図る構成を採用している場合にも同様に生じ得る。また、一対のスラストディスクの間にスラストカラーを配設したスラスト軸受においてスラストディスクやスラストカラーに窪みを設けてフリクションの低減を図る構成を採用している場合にも、こうした課題と同様の課題が生じ得る。
【００１０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することのできるターボチャージャのスラスト軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのターボチャージャのスラスト軸受は、ハウジングに固定されたスラストディスクと、タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸に固定され、前記スラストディスクを挟むように配設されたタービン側スラストカラー及びコンプレッサ側スラストカラーを備え、前記タービン側スラストカラーと前記スラストディスクとが係合するタービン側係合部及び前記コンプレッサ側スラストカラーと前記スラストディスクとが係合するコンプレッサ側係合部によって前記回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受であり、各係合部の前記スラストディスク及び前記スラストカラーの少なくとも一方における他方と対向している面には、窪みによって形成された非摺動部と前記窪みの設けられていない摺動部とが周方向に交互に並んで設けられており、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の総面積が、前記タービン側係合部における前記摺動部の総面積よりも大きくなっている。
【００１２】
スラストディスクを挟むように一対のスラストカラーを配設したスラスト軸受の場合、回転軸がタービンハウジング側に移動すると、コンプレッサ側スラストカラーがスラストディスクに近づくことになる。すなわち、スラストディスクを挟むように一対のスラストカラーを配設したスラスト軸受の場合、回転軸がタービンハウジング側に引っ張られる機関始動時にはコンプレッサ側係合部において焼き付きが生じやすくなる。
【００１３】
各係合部における摺動面積を増大させれば、荷重を分散させて摺動面に作用する面圧を小さくすることができるため、機関始動時であっても油膜を保持しやすくなる。しかし、各係合部における摺動面積を増大させると、機関運転時のフリクションが増大してしまう。
【００１４】
これに対して上記構成では、機関始動時に焼き付きが生じやすくなるコンプレッサ側係合部における摺動部の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部における摺動部の総面積を大きくする場合と比較して、摺動部を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくい。
【００１５】
すなわち、上記構成によれば、各係合部における摺動面積を小さくすることによって機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することができる。
【００１６】
また、上記ターボチャージャのスラスト軸受では、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数と前記タービン側係合部における前記摺動部の数が等しく、前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積が前記タービン側係合部における各摺動部の面積よりも大きい。
【００１７】
コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積を、タービン側係合部における摺動部の総面積よりも大きくするためには、上記構成のように、コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積をタービン側係合部における各摺動部の面積よりも大きくする構成を採用すればよい。
【００１８】
こうした構成によれば、コンプレッサ側係合部における摺動部の数とタービン側係合部における摺動部の数が等しい場合であっても、コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積を、タービン側係合部における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。
【００１９】
また、コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積とタービン側係合部における各摺動部の面積を等しくし、コンプレッサ側係合部における摺動部の数をタービン側係合部における摺動部の数よりも多くする構成を採用することもできる。
【００２０】
こうした構成を採用した場合にもコンプレッサ側係合部における摺動部の総面積を、タービン側係合部における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。
上記のように、機関始動時には、スラストディスクとスラストカラーとの間に存在するオイルの油圧を高めることができず、さらに窪みによって非摺動部が形成されて摺動面積が低減されていることが摺動面に作用する面圧の上昇を招くことになる。そのため、油膜が保持できなくなって焼き付きが生じるおそれがある。
【００２１】
上記課題を解決するためのターボチャージャのスラスト軸受は、タービンインペラとコンプレッサインペラとを連結する回転軸に固定されたスラストカラーと、ハウジングに固定され、前記スラストカラーを挟むように配設されたタービン側スラストディスク及びコンプレッサ側スラストディスクを備え、前記タービン側スラストディスクと前記スラストカラーとが係合するタービン側係合部及び前記コンプレッサ側スラストディスクと前記スラストカラーとが係合するコンプレッサ側係合部によって前記回転軸の軸方向の移動を制限するターボチャージャのスラスト軸受であり、各係合部の前記スラストディスク及び前記スラストカラーの少なくとも一方における他方と対向している面には、窪みによって形成された非摺動部と前記窪みの設けられていない摺動部とが周方向に交互に並んで設けられており、前記タービン側係合部における前記摺動部の総面積が、前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の総面積よりも大きくなっている。
【００２２】
スラストカラーを挟むように一対のスラストディスクを配設したスラスト軸受の場合、回転軸がタービンハウジング側に移動すると、スラストカラーがタービン側スラストディスクに近づくことになる。すなわち、スラストカラーを挟むように一対のスラストディスクを配設したスラスト軸受の場合、回転軸がタービンハウジング側に引っ張られる機関始動時にはタービン側係合部において焼き付きが生じやすくなる。
【００２３】
各係合部における摺動面積を増大させれば、荷重を分散させて摺動面に作用する面圧を小さくすることができるため、機関始動時であっても油膜を保持しやすくなる。しかし、各係合部における摺動面積を増大させると、機関運転時のフリクションが増大してしまう。
【００２４】
これに対して上記構成では、機関始動時に焼き付きが生じやすくなるタービン側係合部における摺動部の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部における摺動部の総面積を大きくする場合と比較して、摺動部を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくい。
【００２５】
すなわち、上記構成によれば、各係合部における摺動面積を小さくすることによって機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することができる。
【００２６】
また、上記ターボチャージャのスラスト軸受では、前記タービン側係合部における前記摺動部の数と前記コンプレッサ側係合部における前記摺動部の数が等しく、前記タービン側係合部における各摺動部の面積が前記コンプレッサ側係合部における各摺動部の面積よりも大きい。
【００２７】
タービン側係合部における摺動部の総面積を、コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積よりも大きくするためには、上記構成のように、タービン側係合部における各摺動部の面積をコンプレッサ側係合部における各摺動部の面積よりも大きくする構成を採用すればよい。
【００２８】
こうした構成によれば、タービン側係合部における摺動部の数とコンプレッサ側係合部における摺動部の数が等しい場合であっても、タービン側係合部における摺動部の総面積を、コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。
【００２９】
また、タービン側係合部における各摺動部の面積とコンプレッサ側係合部における各摺動部の面積を等しくし、タービン側係合部における摺動部の数をコンプレッサ側係合部における摺動部の数よりも多くする構成を採用することもできる。
【００３０】
こうした構成を採用した場合にもタービン側係合部における摺動部の総面積を、コンプレッサ側係合部における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）は第１実施形態のスラスト軸受を備えるターボチャージャの断面図。（ｂ）はスラスト軸受近傍の拡大図。
【図２】同スラスト軸受を構成するスラストディスクの斜視図。
【図３】図２における矢印３方向から見たスラストディスクの端面図。
【図４】図１における４−４線に沿った断面図。
【図５】第１実施形態のスラスト軸受の第１変更例を示す断面図。
【図６】第１実施形態のスラスト軸受の第２変更例を示す断面図。
【図７】第１実施形態のスラスト軸受の第３変更例を示す断面図。
【図８】第２実施形態のスラスト軸受を備えるターボチャージャのスラスト軸受近傍の断面構造を示す断面図。
【図９】図８における９−９線に沿った断面図。
【図１０】第２実施形態のスラスト軸受の第１変更例を示す断面図。
【図１１】第２実施形態のスラスト軸受の第２変更例を示す断面図。
【図１２】第２実施形態のスラスト軸受の第３変更例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（第１実施形態）
以下、ターボチャージャのスラスト軸受の第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００３３】
図１（ａ）に示すように、ターボチャージャ１０では、タービンインペラ１１０を収容するタービンハウジング１１と、コンプレッサインペラ１２０を収容するコンプレッサハウジング１２とがベアリングハウジング１４に組み付けられている。ベアリングハウジング１４には、タービンインペラ１１０とコンプレッサインペラ１２０とを連結する回転軸１３が挿通される挿通孔１４０が形成されており、ベアリングハウジング１４は、後に説明するスラスト軸受２０及びラジアル軸受１４１を介して回転軸１３を回転可能に支持している。
【００３４】
タービンハウジング１１には、タービンインペラ１１０の外周を囲むように延びるスクロール通路１１２と、タービンインペラ１１０の先端近傍から回転軸１３の延伸方向に延びる排出通路１１１とが形成されている。タービンハウジング１１は内燃機関の排気通路の途中に配設され、スクロール通路１１２に上流側排気通路が接続され、排出通路１１１に下流側排気通路が接続される。これにより、上流側排気通路からスクロール通路１１２に導入された排気がタービンインペラ１１０を回転させ、排出通路１１１から下流側排出通路に流れ込むようになる。
【００３５】
コンプレッサハウジング１２には、コンプレッサインペラ１２０の外周を囲むように延びるコンプレッサ通路１２２と、コンプレッサインペラ１２０の先端近傍から回転軸１３の延伸方向に延びる導入通路１２１とが形成されている。コンプレッサハウジング１２は内燃機関の吸気通路の途中に配設され、導入通路１２１に上流側吸気通路が接続され、コンプレッサ通路１２２に下流側吸気通路が接続される。これにより、上流側吸気通路から導入通路１２１に導入された吸気は、コンプレッサインペラ１２０の回転に伴ってコンプレッサ通路１２２に送り出され、下流側吸気通路を通じて燃焼室に送り込まれる。
【００３６】
回転軸１３を支持しているラジアル軸受１４１は、ベアリングハウジング１４の挿通孔１４０内に配設された略円筒状の軸受であり、回転軸１３の径方向の移動を制限する。なお、図１では、ラジアル軸受１４１の概略形状のみ図示している。
【００３７】
図１（ａ）に示すように、ベアリングハウジング１４の端部のうち、ラジアル軸受１４１が配設される位置よりもコンプレッサインペラ１２０側の端部には、コンプレッサインペラ１２０の基端と対向する略円盤状のリテーナ１４２が嵌め込まれている。なお、リテーナ１４２とベアリングハウジング１４との間には、円板状のスラストディスク３０が挟み込まれている。そして、スラストディスク３０は、ボルト１４５によってリテーナ１４２と併せてベアリングハウジング１４に固定されている。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、回転軸１３には、スラストディスク３０と対応する位置にスラストリング４０が固定されている。そして、スラストリング４０の外周面の中央部には、全周にわたってスラストディスク３０の厚みに対応する凹部４１が設けられている。これにより、スラストリング４０の外周面には、凹部４１よりもタービンインペラ１１０側（図１における右側）に位置するタービン側スラストカラー４０１と、凹部４１よりもコンプレッサインペラ１２０側（図１における左側）に位置するコンプレッサ側スラストカラー４０２とが形成されている。
【００３９】
そして、図１（ｂ）に示すように、スラストディスク３０は、これらタービン側スラストカラー４０１とコンプレッサ側スラストカラー４０２の間に挟み込まれている。これにより、ターボチャージャ１０では、スラストディスク３０のタービンインペラ１１０側の面である第１の面３０１とタービン側スラストカラー４０１とが対向し、タービン側係合部２０１を形成している。一方で、ターボチャージャ１０では、スラストディスク３０のコンプレッサインペラ１２０側の面である第２の面３０２とコンプレッサ側スラストカラー４０２とが対向し、コンプレッサ側係合部２０２を形成している。
【００４０】
このため、回転軸１３が挿通孔１４０内でタービンハウジング１１側（図１における右側）に移動した場合には、回転軸１３に固定されているスラストリング４０のコンプレッサ側スラストカラー４０２と、ベアリングハウジング１４に固定されているスラストディスク３０の第２の面３０２とが係合する。すなわち、この場合には、コンプレッサ側係合部２０２により、回転軸１３の軸方向の移動が制限される。一方で、回転軸１３が挿通孔１４０内でコンプレッサハウジング１２側（図１における左側）に移動した場合には、回転軸１３に固定されているスラストリング４０のタービン側スラストカラー４０１と、ベアリングハウジング１４に固定されているスラストディスク３０の第１の面３０１とが係合する。すなわち、この場合には、タービン側係合部２０１により、回転軸１３の軸方向の移動が制限される。
【００４１】
すなわち、このターボチャージャ１０では、スラストディスク３０と、一対のスラストカラー４０１，４０２を備えるスラストリング４０とによって回転軸１３の軸方向の移動を制限するスラスト軸受２０が構成されている。
【００４２】
なお、スラスト軸受２０の各係合部２０１，２０２やラジアル軸受１４１には、オイルポンプの駆動によってオイルが供給されている。
次に図２を参照してスラストディスク３０の構成を説明する。
【００４３】
図２に示すように、スラストディスク３０の第２の面３０２におけるコンプレッサ側スラストカラー４０２と対向する中央部分には、周方向に一定の間隔で６つの窪みが設けられており、これらの窪みによって非摺動部３０４が形成されている。これにより、スラストディスク３０の第２の面３０２には、図２に示すようにこれらの窪みによって形成された６つの非摺動部３０４と窪みの設けられていない６つの摺動部３０６とが周方向に交互に並んで設けられている。なお、窪みは一方向に向かって次第に深くなるようにテーパ形状になっている。
【００４４】
また、第１の面３０１のタービン側スラストカラー４０１と対向する中央部分にも、同様に、周方向に一定の間隔で６つの窪みが設けられており、これらの窪みによって非摺動部３０３が形成されている。すなわち、スラストディスク３０の第１の面３０１にも、これらの窪みによって形成された６つの非摺動部３０３と窪みの設けられていない６つの摺動部３０５とが周方向に交互に並んで設けられている。
【００４５】
なお、スラストディスク３０には、ボルト１４５を挿通するための貫通孔であるボルト孔３１０が形成されている。このターボチャージャ１０では、複数箇所で締結することによってリテーナ１４２及びスラストディスク３０が固定されるため、ボルト孔３１０は複数個形成されているが、図２ではボルト孔３１０を１つだけ図示している。なお、締結箇所は必ずしも複数設ける必要はなく、リテーナ１４２及びスラストディスク３０を固定することができるのであれば、締結箇所は１つであってもよい。
【００４６】
次に図３を参照してスラストディスク３０の構成について更に詳しく説明する。なお、図３はスラストディスク３０を図２における矢印３方向から見た端面図である。また、以下の説明では、図３に示すように、第２の面３０２における各非摺動部３０４の長さをＬ１とし、各摺動部３０６の長さをＬ２とする。また、第１の面３０１における各非摺動部３０３の長さをＬ３とし、各摺動部３０５の長さをＬ４とする。
【００４７】
図３に示すように、第２の面３０２に形成された一組の非摺動部３０４及び摺動部３０６の長さ（Ｌ１＋Ｌ２）と、第１の面３０１に形成された一組の非摺動部３０３及び摺動部３０５の長さ（Ｌ３＋Ｌ４）は等しくなっている。
【００４８】
そして、第２の面３０２における各摺動部３０６の長さＬ２は、第１の面３０１における各摺動部３０５の長さＬ４よりも長くなっている。これにより、第２の面３０２における一組の非摺動部３０４及び摺動部３０６の長さ（Ｌ１＋Ｌ２）に対する摺動部３０６の長さＬ２の占める割合λｃが、第１の面３０１における一組の非摺動部３０３及び摺動部３０５の長さ（Ｌ３＋Ｌ４）に対する摺動部３０５の長さＬ４の占める割合λｔよりも大きくなっている。
【００４９】
なお、フリクションを低減するうえでは、摺動部３０５，３０６の占める割合λｔ，λｃを小さくするほど有利になるため、このスラストディスク３０では、割合λｔを０．１程度にし、割合λｃを０．３程度にしている。
【００５０】
こうして割合λｃが割合λｔよりも大きくされていることにより、このスラスト軸受２０では、コンプレッサ側係合部２０２を構成する第２の面３０２における各摺動部３０６の面積がタービン側係合部２０１を構成する第１の面３０１における各摺動部３０５の面積よりも大きくなっている。
【００５１】
そして、これにより、スラスト軸受２０では、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６の総面積が、タービン側係合部２０１における摺動部３０５の総面積よりも大きくなっている。
【００５２】
次に、本実施形態に係るターボチャージャ１０のスラスト軸受２０の作用について図１及び図４を参照して説明する。なお、図４は図１における４‐４線に沿った断面図である。
【００５３】
タービンインペラ１１０及びコンプレッサインペラ１２０が回転し、過給が行われているときには、それぞれのインペラ１１０，１２０の上流と下流に圧力差が生じ、図１に白抜き矢印で示すように、各インペラ１１０，１２０にはそれぞれを先端側に引っ張る力が作用する。
【００５４】
また、回転軸１３が回転する際には、図４に実線矢印で示すように、回転軸１３に固定されているスラストリング４０も回転する。このとき、タービン側係合部２０１及びコンプレッサ側係合部２０２に供給されているオイルも、スラストリング４０の回転に伴い、破線矢印で示すように流動する。
【００５５】
上述したように、このスラスト軸受２０では、スラストディスク３０の第１の面３０１には非摺動部３０３が形成されており、第２の面３０２には非摺動部３０４が形成されているため、スラストディスク３０とスラストリング４０の各スラストカラー４０１，４０２との摺動面積が小さくされている。そのため、タービン側係合部２０１，コンプレッサ側係合部２０２におけるフリクションを低減することができる。
【００５６】
また、破線矢印で示すように、スラストリング４０の回転に伴い、各係合部２０１，２０２において、オイルが非摺動部３０３，３０４とスラストカラー４０１，４０２とが対向する部分から摺動部３０５，３０６とスラストカラー４０１，４０２とが対向する部分に引き込まれ、広い部分から狭い部分に流れ込むことになる。そのため、摺動部３０５，３０６とスラストカラー４０１，４０２とが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスク３０とスラストカラー４０１，４０２とを引き離す力が作用するようになる。その結果、スラストディスク３０とスラストカラー４０１，４０２との摺動面における油膜の厚さが確保され、流体潤滑によりフリクションが更に低減する。
【００５７】
なお、図４に示すように、非摺動部３０３，３０４を形成している窪みが、このときのオイルの流動方向下流側に向かって次第に浅くなるテーパ形状になっているため、オイルの流れがスムーズになる。このことは、フリクションの低減するうえで有利になる。
【００５８】
ところで、機関始動時には、過給がなされていない状態からタービンインペラ１１０が回転し始めることになるため、コンプレッサインペラ１２０を先端側に引っ張る力が作用する前にタービンインペラ１１０を先端側に引っ張る力が作用し、回転軸１３がタービンハウジング１１側に引っ張られるようになる。そして、こうした機関始動時には、各係合部２０１，２０２に十分にオイルが供給されていないため、スラストディスク３０に非摺動部３０３，３０４が形成されていたとしても、摺動部３０５，３０６とスラストカラー４０１，４０２とが対向している部分において油圧を高めることができない。さらにこのときには、非摺動部３０３，３０４が形成されて摺動面積が低減されていることが摺動面に作用する面圧の上昇を招くことになる。そのため、油膜が保持できなくなって焼き付きが生じるおそれがある。本実施形態のように、スラストディスク３０を挟むようにスラストカラー４０１，４０２を配設したスラスト軸受２０の場合、回転軸１３がタービンハウジング１１側に移動すると、コンプレッサ側スラストカラー４０２がスラストディスク３０に近づくことになる。すなわち、スラストディスク３０を挟むようにスラストカラー４０１，４０２を配設したスラスト軸受２０の場合、機関始動時にはコンプレッサ側係合部２０２において焼き付きが生じやすくなる。
【００５９】
これに対して本実施形態のスラスト軸受２０では、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６の総面積をタービン側係合部２０１における摺動部３０５の総面積よりも大きくして、コンプレッサ側係合部２０２における摺動面積を大きくしている。そのため、摺動面に作用する荷重が分散し、摺動面に作用する面圧が小さくなるため機関始動時であっても油膜を保持しやすくなる。
【００６０】
なお、タービン側係合部２０１及びコンプレッサ側係合部２０２の双方において、摺動部３０５，３０６の摺動面積を増大させると、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転時のフリクションを低減する効果が損なわれ、機関運転時のフリクションが増大してしまうことになる。
【００６１】
これに対して、本実施形態のスラスト軸受２０では、機関始動時に焼き付きが生じやすくなるコンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部２０１，２０２における摺動部３０５，３０６の総面積を大きくする場合と比較して、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくくなる。
【００６２】
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）タービン側係合部２０１に非摺動部３０３を設け、コンプレッサ側係合部２０２に非摺動部３０４を設けることにより、各係合部２０１，２０２における摺動面積を小さくしているため、フリクションを低減することができる。
【００６３】
（２）スラストリング４０の回転に伴い、摺動部３０５，３０６とスラストカラー４０１，４０２とが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスク３０とスラストカラー４０１，４０２とを引き離す力が作用するようになる。そのため、スラストディスク３０とスラストカラー４０１，４０２との摺動面における油膜の厚さを確保でき、流体潤滑によりフリクションを低減することができる。
【００６４】
（３）機関始動時に焼き付きが生じやすくなるコンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部２０１，２０２における摺動部３０５，３０６の総面積を大きくする場合と比較して、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくい。
【００６５】
すなわち、本実施形態のスラスト軸受２０によれば、各係合部２０１，２０２における摺動面積を小さくすることによって機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することができる。
【００６６】
なお、上記第１実施形態は、上記で説明した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・スラストディスク３０の第１の面３０１及び第２の面３０２にそれぞれ６つの窪みを設ける構成を例示したが、各面３０１，３０２に設ける窪みの数は６つに限らない。窪みの数は適宜変更することができる。
【００６７】
・割合λｔを０．１程度とし、割合λｃを０．３程度にする例を示したが、割合λｔよりも割合λｃが大きくなっていれば、割合λｔ及び割合λｃの大きさは適宜変更可能である。なお、フリクション低減の観点からは摺動部３０５，３０６を小さくすることが好ましいため、割合λｔ，λｃを小さくすることが好ましいが、摺動部３０５，３０６を小さくしすぎると油膜の保持が難しくなり、スラスト軸受２０の負荷容量が小さくなってしまう。そのため、割合λｔ，λｃの大きさは実験や計算によるシミュレーションの結果に基づいて必要な負荷容量を確保しつつ、フリクションを極力低減することができる大きさに設定することが望ましい。例えば、割合λｔは、０．０５〜０．２であることが好ましく、割合λｃは、０．２５〜０．５であることが好ましい。
【００６８】
・上記第１実施形態では、スラストディスク３０の第１の面３０１に非摺動部３０３及び摺動部３０５が形成され、第２の面３０２に非摺動部３０４及び摺動部３０６が形成されていた。しかし、各係合部２０１，２０２の互いに対向する面のうち、少なくとも一方の面に非摺動部及び摺動部が形成されていれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
そのため、第１実施形態の第１変更例として、図５に示すように、タービン側スラストカラー４０１に非摺動部４０３と摺動部４０５とを形成し、コンプレッサ側スラストカラー４０２に非摺動部４０４と摺動部４０６とを形成する構成を採用することもできる。なお、こうして各スラストカラー４０１，４０２に窪みによる非摺動部４０３，４０４を形成する場合には、図５に示すように、窪みは、スラストリング４０の回転方向前方側ほど深くなるテーパ形状にすることが好ましい。
【００７０】
そして、このように各スラストカラー４０１，４０２に非摺動部４０３，４０４を形成する場合、図５に示すように、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部４０６の長さＬ１２を、タービン側係合部２０１における摺動部４０５の長さＬ１４よりも長くすればよい。こうした構成を採用すれば、コンプレッサ側における一組の非摺動部４０４及び摺動部４０６の長さ（Ｌ１１＋Ｌ１２）に対する摺動部４０６の長さＬ１２の占める割合λｃが、タービン側における一組の非摺動部４０３及び摺動部４０５の長さ（Ｌ１３＋Ｌ１４）に対する摺動部４０５の長さＬ１４の占める割合λｔよりも大きくなる。こうして割合λｃが割合λｔよりも大きくされていれば、このスラスト軸受２０でも、コンプレッサ側係合部２０２を構成するコンプレッサ側スラストカラー４０２における各摺動部４０６の面積が、タービン側係合部２０１を構成するタービン側スラストカラー４０１における各摺動部４０５の面積よりも大きくなる。
【００７１】
その結果、このスラスト軸受２０でも、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部４０６の総面積をタービン側係合部２０１における摺動部４０５の総面積よりも大きくすることができ、上記第１実施形態における（１）〜（３）と同様の効果が得られるようになる。
【００７２】
また、第２変更例として、図６に示すように、スラストディスク３０の第１の面３０１に非摺動部３０３と摺動部３０５とを形成し、コンプレッサ側スラストカラー４０２に非摺動部４０４と摺動部４０６とを形成する構成を採用することもできる。
【００７３】
この場合、図６に示すように、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部４０６の長さＬ１２を、タービン側係合部２０１における摺動部３０５の長さＬ２４よりも長くすればよい。こうした構成を採用すれば、コンプレッサ側における一組の非摺動部４０４及び摺動部４０６の長さ（Ｌ１１＋Ｌ１２）に対する摺動部４０６の長さＬ１２の占める割合λｃが、タービン側における一組の非摺動部３０３及び摺動部３０５の長さ（Ｌ２３＋Ｌ２４）に対する摺動部３０５の長さＬ２４の占める割合λｔよりも大きくなる。こうして割合λｃが割合λｔよりも大きくされていれば、このスラスト軸受２０でも、コンプレッサ側係合部２０２における各摺動部４０６の面積が、タービン側係合部２０１における各摺動部３０５の面積よりも大きくなる。
【００７４】
その結果、このスラスト軸受２０でも、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部４０６の総面積をタービン側係合部２０１における摺動部３０５の総面積よりも大きくすることができ、上記第１実施形態における（１）〜（３）と同様の効果が得られるようになる。
【００７５】
また、この第２変更例とは反対にスラストディスク３０の第２の面３０２に非摺動部３０４と摺動部３０６を形成し、タービン側スラストカラー４０１に非摺動部４０３と摺動部４０５を形成する構成を採用することもできる。また、図４に示したスラストディスク３０と図５に示したスラストリング４０とを組合せ、各係合部２０１，２０２において互いに対向する面の双方に摺動部と非摺動部を設ける構成を採用することもできる。
【００７６】
・上記第１実施形態では、タービン側係合部２０１における摺動部３０５と、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６とを同じ数にしていたが、タービン側係合部２０１における摺動部の数とコンプレッサ側係合部２０２における摺動部の数は必ずしも同じでなくてもよい。コンプレッサ側係合部２０２における摺動部の総面積がタービン側係合部２０１における摺動部の総面積よりも大きくなっていれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
そのため、上記第１実施形態の第３変更例として、図７に示すように、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６の数をタービン側係合部２０１における摺動部３０５の数よりも多くした構成を採用することもできる。
【００７８】
例えば、図７に示す第３変更例の場合には、コンプレッサ側係合部２０２における一組の非摺動部３０４及び摺動部３０６の長さ（Ｌ２１＋Ｌ２２）を、タービン側係合部２０１における一組の非摺動部３０３及び摺動部３０５の長さ（Ｌ２３＋Ｌ２４）の半分にしている。すなわち、このスラスト軸受２０では、コンプレッサ側係合部２０２における非摺動部３０４の数をタービン側係合部２０１における非摺動部３０３の数の２倍にするとともに、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６の数をタービン側係合部２０１における摺動部３０５の数の２倍にしている。
【００７９】
また、このスラスト軸受２０では、コンプレッサ側係合部２０２における各摺動部３０６の長さＬ２２をタービン側係合部２０１における各摺動部３０５の長さＬ２４と等しくしている。
【００８０】
こうした構成によれば、コンプレッサ側係合部２０２全体における摺動部の数がタービン側係合部２０１全体における摺動部の数よりも多くなる。そのため、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部３０６の総面積を、タービン側係合部２０１における摺動部３０５の総面積よりも大きくすることができる。
【００８１】
そのため、この第３変更例によっても、上記第１実施形態における（１）〜（３）と同様の効果が得られるようになる。
なお、各係合部における摺動部と非摺動部の長さの設定態様は、上記のような設定態様に限定されず、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部の総面積がタービン側係合部２０１における摺動部の総面積よりも大きくなるような設定態様であれば、任意に変更することができる。
【００８２】
また、非摺動部及び摺動部を形成する面の組み合わせは変更することができる。例えば、上記第１変更例のように各スラストカラー４０１，４０２に摺動部及び非摺動部を形成するスラスト軸受２０に、この技術的思想を適用することもできる。すなわち、この場合にも、各スラストカラー４０１，４０２における摺動部及び非摺動部の数を異ならせることによってコンプレッサ側係合部２０２における摺動部の総面積をタービン側係合部２０１における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。同様に、第２変更例のように一方のスラストカラーに摺動部及び非摺動部を形成するとともに、スラストディスク３０の他方のスラストカラーと対向する面に摺動部及び非摺動部を形成したスラスト軸受２０にも、この技術的思想を適用することができる。さらに、この技術的思想は、各係合部２０１，２０２において互いに対向する面の双方に摺動部と非摺動部を設けるスラスト軸受２０にも適用することができる。
【００８３】
（第２実施形態）
次に、ターボチャージャのスラスト軸受の第２実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。
【００８４】
図８に示すように、この第２実施形態のスラスト軸受５０では、一対のスラストディスク６１，６２の間にスラストカラー７１を配設した構成を採用している。その他の構成は、上記第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用いることにより重複する説明を省略し、以下では相違する点を中心に説明する。
【００８５】
図８に示すように、本実施形態のスラスト軸受５０を備えるターボチャージャ１０では、リテーナ１４２とベアリングハウジング１４との間に、タービン側スラストディスク６１と、スペーサ部材１４３と、コンプレッサ側スラストディスク６２とが挟み込まれている。なお、スペーサ部材１４３は、一対のスラストディスク６１，６２の間に挟み込まれている。そして、これら一対のスラストディスク６１，６２とスペーサ部材１４３は、ボルト１４５によってリテーナ１４２と併せてベアリングハウジング１４に固定されている。
【００８６】
回転軸１３には、一対のスラストディスク６１，６２と対応する位置にスラストリング７０が固定されている。そして、スラストリング７０の外周面の中央部には、全周にわたってスラストカラー７１が形成されている。スラストカラー７１は、タービン側スラストディスク６１と、コンプレッサ側スラストディスク６２との間に挟み込まれている。
【００８７】
これにより、図９に示すように、このターボチャージャ１０では、タービン側スラストディスク６１とスラストカラー７１の第１の面７３とが対向し、タービン側係合部２０１を形成している。一方で、このターボチャージャ１０では、コンプレッサ側スラストディスク６２とスラストカラー７１の第２の面７２とが対向し、コンプレッサ側係合部２０２を形成している。
【００８８】
このため、回転軸１３が挿通孔１４０内でタービンハウジング１１側（図８，９における右側）に移動した場合には、回転軸１３に固定されているスラストカラー７１の第１の面７３と、ベアリングハウジング１４に固定されているタービン側スラストディスク６１とが係合する。すなわち、この場合には、タービン側係合部２０１により、回転軸１３の軸方向の移動が制限される。一方で、回転軸１３が挿通孔１４０内でコンプレッサハウジング１２側（図８，９における左側）に移動した場合には、回転軸１３に固定されているスラストカラー７１の第２の面７２と、ベアリングハウジング１４に固定されているコンプレッサ側スラストディスク６２とが係合する。すなわち、この場合には、コンプレッサ側係合部２０２により、回転軸１３の軸方向の移動が制限される。
【００８９】
すなわち、このターボチャージャ１０では、一対のスラストディスク６１，６２と、スラストカラー７１を備えるスラストリング７０とによって回転軸１３の軸方向の移動を制限するスラスト軸受５０が構成されている。
【００９０】
なお、スラスト軸受５０の各係合部２０１，２０２には、オイルポンプの駆動によってオイルが供給されている。
図９の右側に示すように、タービン側スラストディスク６１におけるスラストカラー７１と対向する部分には、第１実施形態におけるスラストディスク３０と同様に周方向に一定の間隔で窪みが設けられ、これらの窪みによって非摺動部６０３が形成されている。これにより、タービン側スラストディスク６１には、これらの窪みによって形成された非摺動部６０３と窪みの設けられていない摺動部６０５とが周方向に交互に並んで設けられている。
【００９１】
また、図９の左側に示すように、コンプレッサ側スラストディスク６２におけるスラストカラー７１と対向する部分にも、第１実施形態におけるスラストディスク３０と同様に周方向に一定の間隔で窪みが設けられ、これらの窪みによって非摺動部６０４が形成されている。これにより、コンプレッサ側スラストディスク６２には、これらの窪みによって形成された非摺動部６０４と窪みの設けられていない摺動部６０６とが周方向に交互に並んで設けられている。
【００９２】
なお、各スラストディスク６１，６２には等しい数の窪みが設けられている。そのため、タービン側スラストディスク６１に設けられている摺動部６０５の数とコンプレッサ側スラストディスク６２に設けられている摺動部６０６の数は等しくなっている。また、このスラスト軸受５０における窪みの形状も一方向に向かって次第に深くなるようにテーパ形状になっている。
【００９３】
ここで、コンプレッサ側スラストディスク６２における各非摺動部６０４の長さをＬ３１とし、各摺動部６０６の長さをＬ３２とする。また、タービン側スラストディスク６１における各非摺動部６０３の長さをＬ３３とし、各摺動部６０５の長さをＬ３４とする。
【００９４】
図９に示すように、コンプレッサ側スラストディスク６２に形成された一組の非摺動部６０４及び摺動部６０６の長さ（Ｌ３１＋Ｌ３２）と、タービン側スラストディスク６１に形成された一組の非摺動部６０３及び摺動部６０５の長さ（Ｌ３３＋Ｌ３４）は等しくなっている。
【００９５】
そして、タービン側スラストディスク６１における各摺動部６０５の長さＬ３４は、コンプレッサ側スラストディスク６２における各摺動部６０６の長さＬ３２よりも長くなっている。これにより、タービン側における一組の非摺動部６０３及び摺動部６０５の長さ（Ｌ３３＋Ｌ３４）に対する摺動部６０５の長さＬ３４の占める割合λｔが、コンプレッサ側における一組の非摺動部６０４及び摺動部６０６の長さ（Ｌ３１＋Ｌ３２）に対する摺動部６０６の長さＬ３２の占める割合λｃよりも大きくなっている。
【００９６】
なお、フリクションを低減するうえでは、摺動部６０５，６０６の占める割合λｃ，λｔを小さくするほど有利になるため、このスラスト軸受５０では、割合λｃを０．１程度にし、割合λｔを０．３程度にしている。
【００９７】
こうして割合λｔが割合λｃよりも大きくされていることにより、このスラスト軸受５０では、タービン側係合部２０１を構成するタービン側スラストディスク６１における各摺動部６０５の面積がコンプレッサ側係合部２０２を構成するコンプレッサ側スラストディスク６２における各摺動部６０６の面積よりも大きくなっている。
【００９８】
そして、これにより、スラスト軸受５０では、タービン側係合部２０１における摺動部６０５の総面積が、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部６０６の総面積よりも大きくなっている。
【００９９】
次に、本実施形態に係るスラスト軸受５０の作用について説明する。
上述したように、ターボチャージャ１０では、過給が行われているときに各インペラ１１０，１２０にそれぞれを先端側に引っ張る力が作用する。
【０１００】
また、回転軸１３が回転する際には、図９に矢印で示すように、回転軸１３に固定されているスラストリング７０も回転する。このとき、タービン側係合部２０１及びコンプレッサ側係合部２０２に供給されているオイルも、スラストリング７０の回転に伴って流動する。
【０１０１】
上述したように、このスラスト軸受５０では、タービン側スラストディスク６１に非摺動部６０３が形成されており、コンプレッサ側スラストディスク６２に非摺動部６０４が形成されているため、各スラストディスク６１，６２とスラストカラー７１との摺動面積が小さくされている。そのため、タービン側係合部２０１，コンプレッサ側係合部２０２におけるフリクションを低減することができる。
【０１０２】
また、スラストリング７０の回転に伴い、各係合部２０１，２０２において、オイルが非摺動部６０３，６０４とスラストカラー７１とが対向する部分から摺動部６０５，６０６とスラストカラー７１とが対向する部分に引き込まれ、広い部分から狭い部分に流れ込むことになる。そのため、摺動部６０５，６０６とスラストカラー７１とが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスク６１，６２とスラストカラー７１とを引き離す力が作用するようになる。その結果、スラストディスク６１，６２とスラストカラー７１との摺動面における油膜の厚さが確保され、流体潤滑によりフリクションが更に低減する。
【０１０３】
なお、図９に示すように、非摺動部６０３，６０４を形成している窪みが、このときのオイルの流動方向下流側に向かって次第に浅くなるテーパ形状になっているため、オイルの流れがスムーズになる。このことは、フリクションの低減するうえで有利になる。
【０１０４】
ところで、機関始動時には、過給がなされていない状態からタービンインペラ１１０が回転し始めることになるため、コンプレッサインペラ１２０を先端側に引っ張る力が作用する前にタービンインペラ１１０を先端側に引っ張る力が作用し、回転軸１３がタービンハウジング１１側に引っ張られるようになる。そして、こうした機関始動時には、各係合部２０１，２０２に十分にオイルが供給されていないため、スラストディスク６１，６２に非摺動部６０３，６０４が形成されていたとしても、摺動部６０５，６０６とスラストカラー７１とが対向している部分において油圧を高めることができない。さらにこのときには、非摺動部６０３，６０４が形成されて摺動面積が低減されていることが摺動面に作用する面圧の上昇を招くことになる。そのため、油膜が保持できなくなって焼き付きが生じるおそれがある。本実施形態のように、スラストカラー７１を挟むように一対のスラストディスク６１，６２を配設したスラスト軸受５０の場合、回転軸１３がタービンハウジング１１側に移動すると、スラストカラー７１がタービン側スラストディスク６１に近づくことになる。すなわち、スラストカラー７１を挟むように一対のスラストディスク６１，６２を配設したスラスト軸受５０の場合、機関始動時にはタービン側係合部２０１において焼き付きが生じやすくなる。
【０１０５】
これに対して本実施形態のスラスト軸受５０では、タービン側係合部２０１における摺動部６０５の総面積をコンプレッサ側係合部２０２における摺動部６０６の総面積よりも大きくして、タービン側係合部２０１における摺動面積を大きくしている。そのため、摺動面に作用する荷重が分散し、摺動面に作用する面圧が小さくなるため機関始動時であっても油膜を保持しやすくなる。
【０１０６】
なお、タービン側係合部２０１及びコンプレッサ側係合部２０２の双方において、摺動部６０５，６０６の摺動面積を増大させると、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転時のフリクションを低減する効果が損なわれ、機関運転時のフリクションが増大してしまうことになる。
【０１０７】
これに対して、本実施形態のスラスト軸受５０では、機関始動時に焼き付きが生じやすくなるタービン側係合部２０１における摺動部６０５の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部２０１，２０２における摺動部６０５，６０６の総面積を大きくする場合と比較して、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくくなる。
【０１０８】
以上説明した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）タービン側係合部２０１に非摺動部６０３を設け、コンプレッサ側係合部２０２に非摺動部６０４を設けることにより、各係合部２０１，２０２における摺動面積を小さくしているため、フリクションを低減することができる。
【０１０９】
（２）スラストリング７０の回転に伴い、摺動部６０５，６０６とスラストカラー７１とが対向している部分では油圧が高まり、スラストディスク６１，６２とスラストカラー７１とを引き離す力が作用するようになる。そのため、スラストディスク６１，６２とスラストカラー７１との摺動面における油膜の厚さを確保でき、流体潤滑によりフリクションを低減することができる。
【０１１０】
（３）機関始動時に焼き付きが生じやすくなるタービン側係合部２０１における摺動部６０５の総面積を選択的に大きくしている。そのため、コンプレッサ側、タービン側双方の係合部２０１，２０２における摺動部６０５，６０６の総面積を大きくする場合と比較して、摺動面積を小さくすることによって得られる機関運転中のフリクション低減効果が損なわれにくい。
【０１１１】
すなわち、本実施形態のスラスト軸受５０によれば、各係合部２０１，２０２における摺動面積を小さくすることによって機関運転中のフリクションの低減を図りつつ、機関始動時における焼き付きの発生を抑制することができる。
【０１１２】
なお、上記第２実施形態は、上記で説明した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・割合λｃを０．１程度とし、割合λｔを０．３程度にする例を示したが、割合λｃよりも割合λｔが大きくなっていれば、割合λｔ及び割合λｃの大きさは適宜変更可能である。なお、フリクション低減の観点からは摺動部６０５，６０６を小さくすることが好ましいため、割合λｔ，λｃを小さくすることが好ましいが、摺動部６０５，６０６を小さくしすぎると油膜の保持が難しくなり、スラスト軸受５０の負荷容量が小さくなってしまう。そのため、割合λｔ，λｃの大きさは実験や計算によるシミュレーションの結果に基づいて必要な負荷容量を確保しつつ、フリクションを極力低減することができる大きさに設定することが望ましい。例えば、割合λｃは、０．０５〜０．２であることが好ましく、割合λｔは、０．２５〜０．５であることが好ましい。
【０１１３】
・上記第２実施形態では、タービン側スラストディスク６１に非摺動部６０３及び摺動部６０５が形成され、コンプレッサ側スラストディスク６２に非摺動部６０４及び摺動部６０６が形成されていた。しかし、各係合部２０１，２０２の互いに対向する面のうち、少なくとも一方の面に非摺動部及び摺動部が形成されていれば、上記第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
そのため、第２実施形態の第１変更例として、図１０に示すように、スラストカラー７１の第１の面７３に非摺動部７０３と摺動部７０５とを形成し、第２の面７２に非摺動部７０４と摺動部７０６とを形成する構成を採用することもできる。なお、こうしてスラストカラー７１の各面７３，７２に窪みによる非摺動部７０３，７０４を形成する場合には、図１０に示すように、窪みは、スラストカラー７１の回転方向前方側ほど深くなるテーパ形状にすることが好ましい。
【０１１５】
そして、このようにスラストカラー７１の各面７３，７２に非摺動部７０３，７０４を形成する場合、図１０に示すように、タービン側係合部２０１における摺動部７０５の長さＬ４４を、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部７０６の長さＬ４２よりも長くすればよい。こうした構成を採用すれば、タービン側における一組の非摺動部７０３及び摺動部７０５の長さ（Ｌ４３＋Ｌ４４）に対する摺動部７０５の長さＬ４４の占める割合λｔが、コンプレッサ側における一組の非摺動部７０４及び摺動部７０６の長さ（Ｌ４１＋Ｌ４２）に対する摺動部７０６の長さＬ４２の占める割合λｃよりも大きくなる。こうして割合λｔが割合λｃよりも大きくされていれば、このスラスト軸受５０でも、タービン側係合部２０１を構成するスラストカラー７１の第１の面７３における各摺動部７０５の面積が、コンプレッサ側係合部２０２を構成するスラストカラー７１の第２の面７２における各摺動部７０６の面積よりも大きくなる。
【０１１６】
その結果、このスラスト軸受５０でも、タービン側係合部２０１における摺動部７０５の総面積をコンプレッサ側係合部２０２における摺動部７０６の総面積よりも大きくすることができ、上記第２実施形態における（１）〜（３）と同様の効果が得られるようになる。
【０１１７】
また、第２変更例として、図１１に示すように、タービン側スラストディスク６１に非摺動部６０３と摺動部６０５とを形成し、スラストカラー７１の第２の面７２に非摺動部７０４と摺動部７０６とを形成する構成を採用することもできる。
【０１１８】
この場合、図１１に示すように、タービン側係合部２０１における摺動部６０５の長さＬ３４を、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部７０６の長さＬ４２よりも長くすればよい。こうした構成を採用すれば、タービン側における一組の非摺動部６０３及び摺動部６０５の長さ（Ｌ３３＋Ｌ３４）に対する摺動部６０５の長さＬ３４の占める割合λｔが、コンプレッサ側における一組の非摺動部７０４及び摺動部７０６の長さ（Ｌ４１＋Ｌ４２）に対する摺動部７０６の長さＬ４２の占める割合λｃよりも大きくなる。こうして割合λｔが割合λｃよりも大きくされていれば、このスラスト軸受５０でも、タービン側係合部２０１における各摺動部６０５の面積が、コンプレッサ側係合部２０２における各摺動部７０６の面積よりも大きくなる。
【０１１９】
その結果、このスラスト軸受５０でも、タービン側係合部２０１における摺動部６０５の総面積をコンプレッサ側係合部２０２における摺動部７０６の総面積よりも大きくすることができ、上記第２実施形態における（１）〜（３）と同様の効果が得られるようになる。
【０１２０】
また、この第２変更例とは反対にコンプレッサ側スラストディスク６２に非摺動部６０４と摺動部６０６を形成し、スラストカラー７１の第１の面７３に非摺動部７０３と摺動部７０５を形成する構成を採用することもできる。また、図９に示したスラストディスク６１，６２と図１０に示したスラストリング７０とを組合せ、各係合部２０１，２０２において互いに対向する面の双方に摺動部と非摺動部を設ける構成を採用することもできる。
【０１２１】
・上記第２実施形態では、タービン側係合部２０１における摺動部６０５と、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部６０６とを同じ数にしていたが、タービン側係合部２０１における摺動部の数とコンプレッサ側係合部２０２における摺動部の数は必ずしも同じでなくてもよい。タービン側係合部２０１における摺動部の総面積がコンプレッサ側係合部２０２における摺動部の総面積よりも大きくなっていれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
そのため、上記第２実施形態の第３変更例として、図１２に示すように、タービン側係合部２０１における摺動部６０５の数をコンプレッサ側係合部２０２における摺動部６０６の数よりも多くした構成を採用することもできる。
【０１２３】
例えば、図１２に示す第３変更例の場合には、タービン側係合部２０１における一組の非摺動部６０３及び摺動部６０５の長さ（Ｌ５１＋Ｌ５２）を、コンプレッサ側係合部２０２における一組の非摺動部６０４及び摺動部６０６の長さ（Ｌ３１＋Ｌ３２）の半分にしている。すなわち、このスラスト軸受５０では、タービン側係合部２０１における非摺動部６０３の数をコンプレッサ側係合部２０２における非摺動部６０４の数の２倍にするとともに、タービン側係合部２０１における摺動部６０５の数をコンプレッサ側係合部２０２における摺動部６０６の数の２倍にしている。
【０１２４】
また、このスラスト軸受５０では、タービン側係合部２０１における各摺動部６０５の長さＬ５２をコンプレッサ側係合部２０２における各摺動部６０６の長さＬ３２と等しくしている。
【０１２５】
こうした構成によれば、タービン側係合部２０１全体における摺動部の数がコンプレッサ側係合部２０２全体における摺動部の数よりも多くなる。そのため、タービン側係合部２０１における摺動部６０５の総面積を、コンプレッサ側係合部２０２における摺動部６０６の総面積よりも大きくすることができる。
【０１２６】
そのため、この第３変更例によっても、上記第２実施形態における（１）〜（３）と同様の効果が得られるようになる。
なお、各係合部における摺動部と非摺動部の長さの設定態様は、上記のような設定態様に限定されず、タービン側係合部２０１における摺動部の総面積がコンプレッサ側係合部２０２における摺動部の総面積よりも大きくなるような設定態様であれば、任意に変更することができる。
【０１２７】
また、非摺動部及び摺動部を形成する面の組み合わせは変更することができる。例えば、上記第１変更例のようにスラストカラー７１の各面７３，７２に摺動部及び非摺動部を形成するスラスト軸受５０に、この技術的思想を適用することもできる。すなわち、この場合にも、スラストカラー７１の各面７３，７２における摺動部及び非摺動部の数を異ならせることによってタービン側係合部２０１における摺動部の総面積をコンプレッサ側係合部２０２における摺動部の総面積よりも大きくすることができる。同様に、第２変更例のように一方のスラストディスクに摺動部及び非摺動部を形成するとともに、スラストカラー７１の他方のスラストディスクと対向する面に摺動部及び非摺動部を形成したスラスト軸受５０にも、この技術的思想を適用することができる。さらに、この技術的思想は、各係合部２０１，２０２において互いに対向する面の双方に摺動部と非摺動部を設けるスラスト軸受２０にも適用することができる。
【０１２８】
なお、上記課題を解決するためのターボチャージャのスラスト軸受としては、上記各実施形態に示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
【０１２９】
・上記各実施形態では、各係合部２０１，２０２における非摺動部は、テーパ形状の窪みが設けられることで形成されていた。しかし、窪みの形状はテーパ形状には限らない。例えば、断面形状が矩形の窪みを設けてもよい。この構成によっても、各係合部２０１，２０２における摺動面積を小さくしてフリクションを低減することができる。また、クレーター状の窪みを設けてもよく、この構成によっても各係合部２０１，２０２における摺動面積を小さくしてフリクションを低減することができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１０…ターボチャージャ、１１…タービンハウジング、１１０…タービンインペラ、１１１…排出通路、１１２…スクロール通路、１２…コンプレッサハウジング、１２０…コンプレッサインペラ、１２１…導入通路、１２２…コンプレッサ通路、１３…回転軸、１４…ベアリングハウジング、１４０…挿通孔、１４１…ラジアル軸受、１４２…リテーナ、１４３…スペーサ部材、１４５…ボルト、２０…スラスト軸受、２０１…タービン側係合部、２０２…コンプレッサ側係合部、３０…スラストディスク、３０１…第１の面、３０２…第２の面、３０３…非摺動部、３０４…非摺動部、３０５…摺動部、３０６…摺動部、３１０…ボルト孔、４０…スラストリング、４１…凹部、４０１…タービン側スラストカラー、４０２…コンプレッサ側スラストカラー、４０３…非摺動部、４０４…非摺動部、４０５…摺動部、４０６…摺動部、５０…スラスト軸受、６１…タービン側スラストディスク、６２…コンプレッサ側スラストディスク、６０３…非摺動部、６０４…非摺動部、６０５…摺動部、６０６…摺動部、７０…スラストリング、７１…スラストカラー、７２…第２の面、７３…第１の面、７０３…非摺動部、７０４…非摺動部、７０５…摺動部、７０６…摺動部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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