(57)【要約】【課題】摩擦損失を低減できるスラスト軸受機構を提供する。【解決手段】過給機のシャフト１０に支持されてシャフト１０と一体的に回転するスラストカラー１１０と、スラストカラー１１０に作用するスラスト荷重を受けるスラスト軸受１２０と、スラストカラー１１０とスラスト軸受１２０との間に配置されると共に、スラストカラー１１０及びスラスト軸受１２０に対して摺動自在なフルフロート軸受１３０と、を具備する。【選択図】図２
2015215019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機のシャフトに支持されて前記シャフトと一体的に回転するスラストカラーと、
前記スラストカラーに作用するスラスト荷重を受けるスラスト軸受と、
前記スラストカラーと前記スラスト軸受との間に配置されると共に、前記スラストカラー及び前記スラスト軸受に対して摺動自在な摺動部材と、
を具備するスラスト軸受機構。
【請求項２】
前記摺動部材は、
前記スラスト軸受のスラスト方向一側に配置される第一摺動部と、
前記スラスト軸受のスラスト方向他側に配置される第二摺動部と、
を具備する、
請求項１に記載のスラスト軸受機構。
【請求項３】
前記摺動部材は、
前記第一摺動部と前記第二摺動部とが別体となるように構成される、
請求項２に記載のスラスト軸受機構。
【請求項４】
前記摺動部材と前記スラストカラーとの間に供給される潤滑油、又は前記摺動部材と前記スラスト軸受との間に供給される潤滑油の少なくとも一方に油膜圧力を発生させる圧力発生部を具備する、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のスラスト軸受機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機のシャフトに作用するスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機は、シャフトに作用するスラスト荷重をスラスト軸受によって受けている。
【０００３】
特許文献１には、過給機のシャフトに支持されて前記シャフトと一体的に回転するスラストカラー（コンプレッサホイール）と、前記スラストカラーに作用するスラスト荷重を受けるスラスト軸受と、を具備するスラスト軸受機構が開示されている。前記スラスト軸受機構においては、シャフトと一体的に回転するスラストカラーがスラスト軸受に対して摺動される。こうして、シャフトに作用するスラスト荷重は、スラスト軸受によって受けられる。
【０００４】
しかしながら、前記スラスト軸受機構においてスラストカラーは（固定されて周速度が０ｒｐｍの）スラスト軸受に対して相対的に高速回転する。すなわち、前記スラスト軸受機構においては、スラストカラーとスラスト軸受との周速度の差が大きくなり、摩擦損失が増大してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−３１８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、摩擦損失を低減できるスラスト軸受機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１においては、過給機のシャフトに支持されて前記シャフトと一体的に回転するスラストカラーと、前記スラストカラーに作用するスラスト荷重を受けるスラスト軸受と、前記スラストカラーと前記スラスト軸受との間に配置されると共に、前記スラストカラー及び前記スラスト軸受に対して摺動自在な摺動部材と、を具備するものである。
【０００８】
請求項２においては、前記摺動部材は、前記スラスト軸受のスラスト方向一側に配置される第一摺動部と、前記スラスト軸受のスラスト方向他側に配置される第二摺動部と、を具備するものである。
【０００９】
請求項３においては、前記摺動部材は、前記第一摺動部と前記第二摺動部とが別体となるように構成されるものである。
【００１０】
請求項４においては、前記摺動部材と前記スラストカラーとの間に供給される潤滑油、又は前記摺動部材と前記スラスト軸受との間に供給される潤滑油の少なくとも一方に油膜圧力を発生させる圧力発生部を具備するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、摩擦損失を低減できる。
【００１３】
請求項２においては、摩擦損失を低減できる。
【００１４】
請求項３においては、容易に組み付けることができる。
【００１５】
請求項４においては、摩擦損失を効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ターボチャージャの全体的な構成を示した側面断面図。
【図２】スラスト軸受機構を示した拡大側面断面図。
【図３】スラストカラーを示した分解斜視図。
【図４】スラスト軸受を示した図。（ａ）斜視図。（ｂ）背面図。
【図５】フルフロート軸受を示した図。（ａ）斜視図。（ｂ）正面図。（ｃ）背面図。
【図６】第一変形例に係るスラスト軸受機構を示した拡大側面断面図。
【図７】第二変形例に係るスラスト軸受機構を示した拡大側面断面図。
【図８】第三変形例に係るスラスト軸受機構を示した図。（ａ）拡大断面図。（ｂ）正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本実施形態に係るスラスト軸受機構１００について説明する。
【００１８】
まず、図１を用いて、本実施形態に係るスラスト軸受機構１００が適用されるターボチャージャ１の構成について説明する。なお、スラスト軸受機構１００の適用対象は、本実施形態のようなターボチャージャ１（排気タービン式の過給機）に限定されるものでなく、例えば、機械式の過給機等であっても構わない。
【００１９】
以下では、図中に示した矢印にしたがって、上下方向、左右方向、及び前後方向を定義する。
【００２０】
図１に示すように、ターボチャージャ１は、本発明に係る過給機の実施の一形態であり、シャフト１０、コンプレッサ２０、タービン３０、軸受ハウジング４０等を具備する。
【００２１】
シャフト１０は、前後方向を軸方向として、前後中途部が軸受ハウジング４０内に支持される。
【００２２】
コンプレッサ２０は、ターボチャージャ１の前側に配置される。コンプレッサ２０は、コンプレッサハウジング２２及びコンプレッサホイール２４等を備える。
【００２３】
コンプレッサハウジング２２は、軸受ハウジング４０の前端部に固定される。コンプレッサハウジング２２の内側は、コンプレッサホイール２４を覆うような形状に形成される。コンプレッサホイール２４は、シャフト１０の前端部に固定され、シャフト１０に相対回転不能に支持される。コンプレッサホイール２４は、コンプレッサハウジング２２の内側に配置される。
【００２４】
タービン３０は、ターボチャージャ１の後側に配置される。タービン３０は、タービンハウジング３２及びタービンホイール３４等を備える。
【００２５】
タービンハウジング３２は、軸受ハウジング４０の後端部に固定される。タービンハウジング３２の内側は、タービンホイール３４を覆うような形状に形成される。タービンホイール３４は、シャフト１０の後端部に固定され、シャフト１０に相対回転不能に支持される。タービンホイール３４は、タービンハウジング３２の内側に配置される。
【００２６】
軸受ハウジング４０は、シャフト１０を回転可能に支持するものである。軸受ハウジング４０は、コンプレッサ２０とタービン３０との間に配置され、コンプレッサ２０及びタービン３０と前後方向に隣接する。軸受ハウジング４０には、すべり軸受部４２、スラスト軸受部４４、供給油路４６、及び排出油路４８等が形成される。
【００２７】
すべり軸受部４２は、軸受ハウジング４０を前後方向に貫通する正面視略円状の孔である。すべり軸受部４２には、シャフト１０を滑らかに回転させるためのすべり軸受４２ａが配置される。すべり軸受４２ａは、シャフト１０の前後中途部を支持する。
【００２８】
スラスト軸受部４４は、軸受ハウジング４０の前側面に形成される正面視略円状の窪みである。スラスト軸受部４４には、シャフト１０に作用するスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受機構１００が設けられる。なお、スラスト軸受機構１００の構成については、後述する。
【００２９】
供給油路４６は、すべり軸受部４２及びスラスト軸受部４４に潤滑油を供給（給油）するための孔である。供給油路４６は、軸受ハウジング４０の下面から上方に向かって形成される。供給油路４６の下端は、軸受ハウジング４０の下面に形成された開口部に接続される。供給油路４６の上端は、適宜に分岐されてすべり軸受部４２の前端部及び後端部とスラスト軸受部４４とに形成された開口部にそれぞれ接続される。
【００３０】
排出油路４８は、潤滑油をすべり軸受部４２及びスラスト軸受部４４から排出するための孔である。排出油路４８は、供給油路４６の左方において、軸受ハウジング４０の下面から上方に向かって形成される。排出油路４８の上端は、適宜に分岐されてすべり軸受部４２の前端部、後端部、及び前後中途部にそれぞれ接続される。排出油路４８の下端は、軸受ハウジング４０の下面に形成された（供給油路４６の下端が接続される開口部とは別の）開口部に接続される。
【００３１】
潤滑油は、例えば、エンジンのオイルパンに貯溜され、オイルポンプによって供給油路４６まで圧送される。供給油路４６まで圧送された潤滑油は、供給油路４６の上端で分岐された部分を通ってすべり軸受部４２及びスラスト軸受部４４に供給される。すべり軸受部４２及びスラスト軸受部４４を潤滑した潤滑油は、排出油路４８を介して前記オイルパンへと戻される。
【００３２】
ターボチャージャ１は、タービンハウジング３２に供給されるエンジンの排気ガスによってタービンホイール３４を回転させ、当該タービンホイール３４の回転によってシャフト１０を回転させる。これにより、ターボチャージャ１は、シャフト１０を介してコンプレッサホイール２４を回転させ、圧縮された空気をエンジンのシリンダへと供給する。
【００３３】
本実施形態に係るスラスト軸受機構１００は、このようなターボチャージャ１の駆動時にシャフト１０に作用するスラスト荷重を受けるためのものである。
【００３４】
次に、スラスト軸受機構１００の構成について説明する。
【００３５】
図２に示すように、スラスト軸受機構１００は、スラストカラー１１０、スラスト軸受１２０、及びフルフロート軸受１３０を具備する。
【００３６】
スラストカラー１１０は、コンプレッサホイール２４の後方に配置される（図１参照）。スラストカラー１１０は、第一カラー１１２及び第二カラー１１４を備える。
【００３７】
図２及び図３に示すように、第一カラー１１２は、前後方向を軸方向とする略円環状に形成される。
【００３８】
第二カラー１１４は、前後方向を軸方向とする円筒部１１４ａの後端部に、径方向外側に伸びるような形状の大径部１１４ｂが形成されることで構成される。第二カラー１１４の円筒部１１４ａは、前端部が第一カラー１１２の後側面１１２ａと接触する。
【００３９】
第一カラー１１２及び第二カラー１１４は、シャフト１０に固定され、シャフト１０と一体的に回転する。第一カラー１１２の後側面１１２ａと第二カラー１１４の大径部１１４ｂの前側面１１４ｃとの間には、隙間が形成される。
【００４０】
スラスト軸受１２０は、第一カラー１１２と第二カラー１１４との間、より詳細には、第一カラー１１２の後側面１１２ａと第二カラー１１４の大径部１１４ｂの前側面１１４ｃとの間に配置される。図２及び図４に示すように、スラスト軸受１２０は、略円環状の部材の下部を切り欠いたような形状に形成される。スラスト軸受１２０は、その板面を前後方向へ向けて配置される。スラスト軸受１２０には、凹部１２２、テーパ部１２４、及び油路１２６が形成される。
【００４１】
凹部１２２は、スラスト軸受１２０の下部の左右中央部に形成される。凹部１２２は、スラスト軸受１２０の下部から上方向に向けて伸び、上端部が正面視において略半円状に形成される。凹部１２２の左右方向の長さは、後述するフルフロート軸受１３０の円筒部１３２の外径よりも大きい。
【００４２】
テーパ部１２４は、凹部１２２の周囲に配置され、周方向に緩やかに傾斜する部位である。テーパ部１２４は、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂに形成される。テーパ部１２４は、周方向に適宜の間隔を空けて（テーパ部１２４よりも周方向に沿った長さが短い平らなランド部を挟んで）複数形成される。本実施形態では、テーパ部１２４は、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂにそれぞれ三つ形成される。
【００４３】
油路１２６は、第一油路１２６ａ、第二油路１２６ｂ、第三油路１２６ｃ、第四油路１２６ｄ、及び第五油路１２６ｅにより構成される。
【００４４】
第一油路１２６ａは、スラスト軸受１２０の後側面１２０ｂの右下部に形成された開口部から前方へ向けて伸びると共に、その前部が左方向へ向けて凹部１２２の右方に到達するまで伸びる。
【００４５】
第二油路１２６ｂは、前後方向に伸び、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂにおいて凹部１２２の右方に形成された開口部と接続するように形成される。第二油路１２６ｂの前後中途部は、第一油路１２６ａの左端部に接続される。
【００４６】
第三油路１２６ｃは、スラスト軸受１２０の後側面１２０ｂに形成される。第三油路１２６ｃは、第一油路１２６ａと第四油路１２６ｄとを接続するように、周方向に沿って伸びる溝である。
【００４７】
第四油路１２６ｄは、スラスト軸受１２０の後側面１２０ｂの右上部に形成された開口部から前方へ向けて伸びると共に、その前部が前左下方向へ向けて凹部１２２の上方に到達するまで伸びる。
【００４８】
第五油路１２６ｅは、前後方向に伸び、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂにおいて凹部１２２の上方に形成された開口部と接続するように形成される。第五油路１２６ｅの前後中途部は、第四油路１２６ｄの下端部に接続される。
【００４９】
なお、図２等の断面図において、スラスト軸受１２０は、説明の便宜上、図４（ｂ）に示すＡ−Ａ線に沿って切断した図を記載している。
【００５０】
スラスト軸受１２０は、供給油路４６と第一油路１２６ａとが連通するように軸受ハウジング４０に対して位相を合わせた状態で、ボルト等によって軸受ハウジング４０に回転不能に固定される。
【００５１】
これにより、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂには、供給油路４６から第一油路１２６ａ及び第二油路１２６ｂを通って潤滑油が供給される。第一油路１２６ａに供給された潤滑油の一部は、第三油路１２６ｃを介して第四油路１２６ｄに供給され、第五油路１２６ｅを通ってスラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂに供給される。
【００５２】
このように、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂには、供給油路４６からの潤滑油が油路１２６を通って二箇所から供給される。
【００５３】
フルフロート軸受１３０は、スラストカラー１１０とスラスト軸受１２０との間に配置される。図２及び図５に示すように、フルフロート軸受１３０は、円筒部１３２、コンプレッサ側摺動部１３４、及びタービン側摺動部１３６を備える。
【００５４】
円筒部１３２の内径は、第二カラー１１４の円筒部１１４ａの外径よりも大きい。円筒部１３２は、スラスト軸受１２０の凹部１２２よりも小さな形状に形成される。つまり、円筒部１３２の外径は、スラスト軸受１２０の凹部１２２の左右方向の長さよりも小さい。円筒部１３２は、第二カラー１１４の円筒部１１４ａに嵌め込まれる。第二カラー１１４に嵌め込まれた円筒部１３２には、スラスト軸受１２０の凹部１２２が上側から嵌め込まれる。
【００５５】
これにより、円筒部１３２は、その内周面と第二カラー１１４の円筒部１１４ａの外周面との間、及びその外周面とスラスト軸受１２０の凹部１２２の内周面との間に隙間を空けた状態で、凹部１２２の内側に配置される。また、円筒部１３２の前後両端部は、スラスト軸受１２０から前後両側に突出する。
【００５６】
コンプレッサ側摺動部１３４は、円筒部１３２の前端部より径方向外側に伸びるような形状に形成される。コンプレッサ側摺動部１３４の外径は、スラスト軸受１２０の凹部１２２よりも大きな形状に形成される。つまり、コンプレッサ側摺動部１３４の外径は、スラスト軸受１２０の凹部１２２の左右方向の長さよりも大きい。なお、コンプレッサ側摺動部１３４の後側面１３４ｂには、正面視で円環状であって、前方へ向けて凹んだ溝部１３４ｅが形成される（図２参照）。溝部１３４ｅは、スラスト軸受１２０の第五油路１２６ｅの前側の開口部と前後方向に対向する。
【００５７】
コンプレッサ側摺動部１３４は、第一カラー１１２とスラスト軸受１２０との間に、それぞれ隙間を空けた状態で配置される。
【００５８】
つまり、コンプレッサ側摺動部１３４の前側面１３４ａは、第一カラー１１２の後側面１１２ａと向かい合う。また、コンプレッサ側摺動部１３４の後側面１３４ｂは、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａと向かい合う。
なお、図２においては、説明の便宜上、コンプレッサ側摺動部１３４の前側面１３４ａと第一カラー１１２の後側面１１２ａとの間、及びコンプレッサ側摺動部１３４の後側面１３４ｂとスラスト軸受１２０の前側面１２０ａとの間には、比較的大きな隙間が図示されている。しかしながら、実際において当該隙間は比較的小さいものである。具体的には、コンプレッサ側摺動部１３４の前側面１３４ａと第一カラー１１２の後側面１１２ａとは、互いに摺動される。また、コンプレッサ側摺動部１３４の後側面１３４ｂとスラスト軸受１２０の前側面１２０ａとは、互いに摺動される。
【００５９】
コンプレッサ側摺動部１３４の前側面１３４ａには、テーパ部１３４ｃが形成される。テーパ部１３４ｃは、周方向に緩やかに傾斜する部位である。テーパ部１３４ｃは、周方向に適宜の間隔を空けて（テーパ部１３４ｃよりも周方向に沿った長さが短い平らなランド部を挟んで）複数形成される。本実施形態では、テーパ部１３４ｃは四つ形成される。
【００６０】
また、コンプレッサ側摺動部１３４には、コンプレッサ側貫通孔１３４ｄが形成される。コンプレッサ側貫通孔１３４ｄは、コンプレッサ側摺動部１３４を前後方向に貫通するように形成される。コンプレッサ側貫通孔１３４ｄは、複数（本実施形態においては、四つ）形成され、それぞれ四つのテーパ部１３４ｃと重複する位置に形成される。また、四つのコンプレッサ側貫通孔１３４ｄの後側の開口部は、それぞれ溝部１３４ｅ内に形成される。こうして、四つのコンプレッサ側貫通孔１３４ｄは、溝部１３４ｅを介して互いに連通される（不図示）。
【００６１】
タービン側摺動部１３６は、円筒部１３２の後端部より径方向外側に伸びるような形状に形成される。タービン側摺動部１３６は、テーパ部１３６ｃが後側面１３６ｂに形成される点を除いて、コンプレッサ側摺動部１３４と同一の形状に形成される。なお、図２及び図５に示すように、タービン側摺動部１３６の前側面１３６ａには、正面視で円環状であって、後方へ向けて凹んだ溝部１３６ｅが形成される。溝部１３６ｅは、スラスト軸受１２０の第五油路１２６ｅの後側の開口部と前後方向に対向する（図２参照）。
【００６２】
タービン側摺動部１３６は、スラスト軸受１２０と第二カラー１１４との間に、それぞれ隙間を空けた状態で配置される。
【００６３】
つまり、タービン側摺動部１３６の前側面１３６ａは、スラスト軸受１２０の後側面１２０ｂと向かい合う。また、タービン側摺動部１３６の後側面１３６ｂは、第二カラー１１４の大径部１１４ｂの前側面１１４ｃと向かい合う。
なお、図２においては、説明の便宜上、タービン側摺動部１３６の前側面１３６ａとスラスト軸受１２０の後側面１２０ｂとの間、及びタービン側摺動部１３６の後側面１３６ｂと第二カラー１１４の大径部１１４ｂの前側面１１４ｃとの間には、比較的大きな隙間が図示されている。しかしながら、実際において当該隙間は比較的小さいものである。具体的には、タービン側摺動部１３６の前側面１３６ａとスラスト軸受１２０の後側面１２０ｂとは、互いに摺動される。また、タービン側摺動部１３６の後側面１３６ｂと第二カラー１１４の大径部１１４ｂの前側面１１４ｃとは、互いに摺動される。
【００６４】
これにより、フルフロート軸受１３０は、スラストカラー１１０及びスラスト軸受１２０に対して相対的に回転可能に構成される。
【００６５】
タービン側摺動部１３６の後側面１３６ｂに形成されるテーパ部１３６ｃは、周方向に緩やかに傾斜する部位である。テーパ部１３６ｃは、周方向に適宜の間隔を空けて（テーパ部１３６ｃよりも周方向に沿った長さが短い平らなランド部を挟んで）複数形成される。本実施形態では、テーパ部１３６ｃは四つ形成される。
【００６６】
また、タービン側摺動部１３６には、タービン側貫通孔１３６ｄが形成される。タービン側貫通孔１３６ｄは、タービン側摺動部１３６を前後方向に貫通するように形成される。タービン側貫通孔１３６ｄは、複数（本実施形態においては、四つ）形成され、それぞれ四つのテーパ部１３６ｃと重複する位置に形成される。また、四つのタービン側貫通孔１３６ｄの前側の開口部は、それぞれ溝部１３６ｅ内に形成される。こうして、四つのタービン側貫通孔１３６ｄは、溝部１３６ｅを介して互いに連通される。
【００６７】
次に、ターボチャージャ１が駆動するとき、すなわち、シャフト１０が回転するときのスラスト軸受機構１００の動作について説明する。
【００６８】
ターボチャージャ１が駆動するとき、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂには、油路１２６より潤滑油が供給される。すなわち、スラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との隙間には、油路１２６より潤滑油が供給される。
【００６９】
また、スラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との隙間に供給された潤滑油は、コンプレッサ側貫通孔１３４ｄ及びタービン側貫通孔１３６ｄを介して、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との隙間に供給される。なお、スラスト軸受１２０の油路１２６からの潤滑油は、フルフロート軸受１３０がスラスト軸受１２０に対して相対的に回転している場合であっても、必ず溝部１３４ｅ及び溝部１３６ｅに供給される。こうして、スラスト軸受１２０の油路１２６からの潤滑油は、コンプレッサ側貫通孔１３４ｄ及びタービン側貫通孔１３６ｄを介して、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との隙間に供給され易くなっている。
【００７０】
つまり、スラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との隙間、及びスラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との隙間には、スラスト軸受１２０の油路１２６より供給される潤滑油によって、それぞれ油膜が形成される。
【００７１】
ここで、スラストカラー１１０は、シャフト１０の回転によってシャフト１０と一体的に回転する。このとき、フルフロート軸受１３０は、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との隙間に形成される油膜によって、スラストカラー１１０に対して浮いた状態となる。こうして、スラストカラー１１０は、前記浮いた状態のフルフロート軸受１３０に対して相対的に回転する。
【００７２】
したがって、第一カラー１１２の後側面１１２ａは、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との隙間に形成される油膜（潤滑油）を介して、コンプレッサ側摺動部１３４の前側面１３４ａに対して摺動する。また、第二カラー１１４の大径部１１４ｂの前側面１１４ｃは、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との隙間に形成される油膜（潤滑油）を介して、タービン側摺動部１３６の後側面１３６ｂに対して摺動する。
【００７３】
フルフロート軸受１３０は、このようなスラストカラー１１０の回転に引きずられてつれ回る。これにより、フルフロート軸受１３０は、シャフト１０の周速度よりも遅い周速度（例えば、シャフト１０の周速度の３０％程度の周速度）でつれ回る。つまり、フルフロート軸受１３０は、スラストカラー１１０に対して相対的に回転する。
【００７４】
本実施形態に係るコンプレッサ側摺動部１３４の前側面１３４ａ及びタービン側摺動部１３６の後側面１３６ｂには、テーパ部１３４ｃ・１３６ｃが形成されている。したがって、スラストカラー１１０がフルフロート軸受１３０に対して相対的に回転するとき、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との間には、油膜圧力が発生する。
【００７５】
スラスト軸受１２０は、軸受ハウジング４０に回転不能に固定されているため、シャフト１０の回転時に回転しない。つまり、フルフロート軸受１３０は、スラスト軸受１２０に対して相対的に回転する。
【００７６】
したがって、コンプレッサ側摺動部１３４の後側面１３４ｂは、スラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との隙間に形成される油膜（潤滑油）を介して、スラスト軸受１２０の前側面１２０ａに対して摺動する。また、タービン側摺動部１３６の前側面１３６ａは、スラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との隙間に形成される油膜（潤滑油）を介して、スラスト軸受１２０の後側面１２０ｂに対して摺動する。
【００７７】
スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂには、テーパ部１２４が形成されている。したがって、フルフロート軸受１３０がスラスト軸受１２０に対して相対的に回転するとき、スラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との間には、油膜圧力が発生する。
【００７８】
スラスト軸受１２０の前側面１２０ａ及び後側面１２０ｂは、このようなスラストカラー１１０及びフルフロート軸受１３０の回転時に発生する油膜圧力によって、前方向及び後方向のスラスト荷重を受ける。
【００７９】
以上のように、スラスト軸受機構１００は、スラスト軸受１２０単体でスラスト荷重を受けるのではなく、シャフト１０の回転速度よりも遅い回転速度で回転するフルフロート軸受１３０を介してスラスト荷重を受ける構造としている。
【００８０】
これによれば、スラスト軸受機構１００は、例えば、フルフロート軸受１３０がシャフト１０の周速度の３０％の周速度で回転する場合に、フルフロート軸受１３０とスラスト軸受１２０との周速度の差を、シャフト１０の周速度の３０％の周速度にすることができる。
【００８１】
また、例えば、スラスト軸受機構１００は、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との周速度の差を、シャフト１０の周速度の７０％の周速度にすることもできる。
【００８２】
仮に、スラスト軸受１２０単体でシャフト１０のスラスト荷重を受ける場合、すなわち、スラストカラー１１０が固定されたスラスト軸受１２０に対して油膜（潤滑油）を介して摺動する場合、スラストカラー１１０とスラスト軸受１２０との周速度の差は、シャフト１０の周速度と同じ周速度となる。
【００８３】
つまり、スラスト軸受機構１００は、スラスト軸受１２０単体でシャフト１０のスラスト荷重を受ける場合と比較して、互いに摺動する二つの部材（スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０と、フルフロート軸受１３０とスラスト軸受１２０と）の周速度の差を小さくすることができる。
【００８４】
これによれば、スラスト軸受機構１００は、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との間に発生する摩擦力、及びフルフロート軸受１３０とスラスト軸受１２０との間に発生する摩擦力を低減できる。
【００８５】
したがって、スラスト軸受機構１００は、スラストカラー１１０とスラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との摩擦損失を低減できる。
【００８６】
なお、本実施形態に係るスラスト軸受機構１００は、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との間で発生する油膜圧力と、フルフロート軸受１３０とスラスト軸受１２０との間で発生する油膜圧力とが、同じ圧力となるようにしている。
【００８７】
このような油膜圧力の調整は、スラスト軸受１２０及びフルフロート軸受１３０の各テーパ部１２４・１３４ｃ・１３６ｃの形状、例えば、周方向に沿った長さや深さ等を調整することで行われる。
【００８８】
これにより、スラスト軸受機構１００は、例えば、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との間に発生させる油膜圧力が小さくなりすぎて、スラスト荷重によってスラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０とが必要以上に接近してしまうことを防止できる。
【００８９】
つまり、スラスト軸受機構１００は、スラストカラー１１０とフルフロート軸受１３０との隙間、及びフルフロート軸受１３０とスラスト軸受１２０との隙間を適切に保ちつつ、スラスト荷重を受けることができる。したがって、スラスト軸受機構１００は、摩擦損失を効果的に低減できる。
【００９０】
このように、本実施形態に係るスラスト軸受機構１００は、ターボチャージャ１（過給機）のシャフト１０に支持されて前記シャフト１０と一体的に回転するスラストカラー１１０と、前記スラストカラー１１０に作用するスラスト荷重を受けるスラスト軸受１２０と、前記スラストカラー１１０と前記スラスト軸受１２０との間に配置されると共に、前記スラストカラー１１０及び前記スラスト軸受１２０に対して摺動自在なフルフロート軸受１３０（摺動部材）と、を具備する。
【００９１】
また、本実施形態に係るスラスト軸受機構１００においては、前記フルフロート軸受１３０（摺動部材）は、前記スラスト軸受１２０のスラスト方向一側に配置される第一摺動部（コンプレッサ側摺動部１３４又はタービン側摺動部１３６）と、前記スラスト軸受１２０のスラスト方向他側に配置される第二摺動部（タービン側摺動部１３６又はコンプレッサ側摺動部１３４）と、を具備する。
【００９２】
このような構成により、摩擦損失を低減できる。
【００９３】
なお、本発明に係る摺動部材の構成は、本実施形態に限定されるものでない。本発明に係る摺動部材は、例えば、図６に示す第一変形例に係るフルフロート軸受２３０のような構成であってもよい。フルフロート軸受２３０は、円筒部を有さない構成、すなわち略円環形状に形成されるコンプレッサ側摺動部２３４及びタービン側摺動部２３６がそれぞれ別体となるように構成される。
【００９４】
このように構成することにより、第一変形例に係るスラスト軸受機構は、フルフロート軸受２３０が別体の部材により構成されるため、（例えば一体の部材により構成される場合と比べて）容易に組み付けることができる。
【００９５】
また、第一変形例に係るフルフロート軸受２３０においては、コンプレッサ側摺動部２３４及びタービン側摺動部２３６が相対的に回転可能となる。
【００９６】
すなわち、シャフト１０に前方向に向かうスラスト荷重が作用した場合には、タービン側摺動部２３６とスラスト軸受１２０との隙間が狭くなり、当該タービン側摺動部２３６が（コンプレッサ側摺動部２３４よりも）高速で回転するため、ひいては摩擦損失を低減できる。一方、シャフト１０に後方向に向かうスラスト荷重が作用した場合には、コンプレッサ側摺動部２３４とスラスト軸受１２０との隙間が狭くなり、当該コンプレッサ側摺動部２３４が（タービン側摺動部２３６よりも）高速で回転するため、ひいては摩擦損失を低減できる。
【００９７】
また、第一変形例に係るフルフロート軸受２３０においては、コンプレッサ側摺動部２３４及びタービン側摺動部２３６のいずれか一方だけを有する構成としてもよい。
【００９８】
なお、コンプレッサ側摺動部及びタービン側摺動部が別体となるような構成とする場合には、コンプレッサ側摺動部及びタービン側摺動部がそれぞれ略円環状に形成される必要はない。コンプレッサ側摺動部及びタービン側摺動部は、例えば、図７に示す第二変形例に係るフルフロート軸受３３０のような構成であってもよい。フルフロート軸受３３０は、円筒部３３４ａと大径部３３４ｂとを有するコンプレッサ側摺動部３３４と、略円環状に形成されるタービン側摺動部３３６とにより構成される。
【００９９】
このように、前記フルフロート軸受２３０・３３０（摺動部材）は、前記コンプレッサ側摺動部２３４・３３４（第一摺動部）と前記タービン側摺動部２３６・３３６（第二摺動部）とが別体となるように構成されるものである。
【０１００】
このような構成により、スラスト軸受機構１００を容易に組み付けることができる。
【０１０１】
また、本実施形態に係るスラスト軸受機構１００においては、前記フルフロート軸受１３０（摺動部材）と前記スラストカラー１１０との摺動部に供給される潤滑油又は前記フルフロート軸受１３０と前記スラスト軸受１２０との摺動部に供給される潤滑油の少なくとも一方に油膜圧力を発生させるテーパ部１２４・１３４ｃ・１３６ｃ（圧力発生部）を具備する。
【０１０２】
このように構成することで、スラスト軸受機構１００は、油膜圧力によってスラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との隙間、及びスラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０との隙間を適切に保ちつつ、スラスト荷重を確実に受けることができる。このため、スラスト軸受機構１００は、スラストカラー１１０とスラスト軸受１２０とフルフロート軸受１３０と摩擦損失を効果的に低減できる。
【０１０３】
なお、本発明に係る圧力発生部は、本実施形態のようなテーパ部１２４・１３４ｃ・１３６ｃに限定されるものでない。本発明に係る圧力発生部は、例えば、図８に示す第三変形例に係るフルフロート軸受４３０のようなくさび溝４３４ｃ・４３６ｃ及び貫通孔４３４ｄ・４３６ｄであっても構わない。
【０１０４】
くさび溝４３４ｃは、コンプレッサ側摺動部４３４の前側面４３４ａに形成される正面視略円状の溝である。くさび溝４３４ｃには、後側に向かうにつれてその幅（フルフロート軸受４３０の径方向に沿った長さ）が徐々に狭くなるような傾斜面が形成される。
【０１０５】
貫通孔４３４ｄは、前端部がくさび溝４３４ｃの底面で開口すると共に、後端部がコンプレッサ側摺動部４３４の後側面４３４ｂで開口する正面視略円状の孔である。貫通孔４３４ｄは、周方向に適宜の間隔を空けて四つ形成される。
【０１０６】
くさび溝４３６ｃは、タービン側摺動部４３６の後側面４３６ｂに形成され、フルフロート軸受３３０の前後中心部を基準としてコンプレッサ側摺動部４３４のくさび溝４３４ｃに対して前後対称となるような形状に形成される。貫通孔４３６ｄは、前端部がタービン側摺動部４３６の前側面４３６ａで開口すると共に、くさび溝４３６ｃの底面で開口する背面視略円状の孔である。貫通孔４３６ｄは、周方向に適宜の間隔を空けて四つ形成される。
【０１０７】
また、本発明に係る圧力発生部の配置位置は、本実施形態に限定されるものでない。本発明に係る圧力発生部は、例えば、スラストカラーに配置されていても構わない。
【符号の説明】
【０１０８】
１        ターボチャージャ（過給機）
１０      シャフト
１００    スラスト軸受機構
１１０    スラストカラー
１２０    スラスト軸受
１３０    フルフロート軸受
【図１】
2015215019.tif 000003
【図２】
2015215019.tif 000004
【図３】
2015215019.tif 000005
【図４】
2015215019.tif 000006
【図５】
2015215019.tif 000007
【図６】
2015215019.tif 000008
【図７】
2015215019.tif 000009
【図８】
2015215019.tif 000010