(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンホイールとコンプレッサホイールとを繋ぐ連結シャフトと、
前記連結シャフトを回転可能に支持している軸受装置と、
を備える過給器の軸受構造であって、
前記軸受装置は、
前記連結シャフトを軸支する一対の軸受と、
同一対の軸受によって軸方向における両側から支持されるとともに、前記連結シャフトが挿通されるスリーブ状のスペーサと、を備え、
前記スペーサの軸方向における両端部のうち、いずれか一方の端部にのみ、他の部位よりも内径の小さい小径部が設けられており、
前記スペーサにおける前記他の部位の内周面と前記連結シャフトの外周面との径方向の隙間は、軸方向の全域において、前記小径部の内周面と前記連結シャフトの外周面との径方向の隙間よりも大きい
ことを特徴とする過給器の軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンホイールとコンプレッサホイールとを繋ぐ連結シャフトを回転可能に支持する過給器の軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の過給器の軸受装置として、例えば特許文献１に記載される装置が提案されている。この軸受装置は、スリーブ状をなす外輪と、外輪の軸方向における両端の内側に配置される一対の内輪とを備えている。そして、外輪と内輪との間に転動体を配置することにより軸受が構成され、タービンホイールとコンプレッサホイールとを繋ぐ連結シャフトをこうした一対の軸受が軸支している。また、連結シャフトの延びる方向でもある軸方向における一対の軸受の間、より具体的には一対の内輪の間には、同連結シャフトが挿通されるスリーブ状のスペーサが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２００６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような軸受装置では、スペーサが一対の軸受によって軸方向における両側から挟持されることにより、軸受とスペーサとの接触部分で滑りが発生し、スペーサが連結シャフトに対して傾くことがある。
【０００５】
ここで、図４に示すように、軸受装置は、軸方向における両端が他の部位よりも内径の小さい小径部１０１，１０２となっているスペーサ１００を備えていることがある。この場合、スペーサ１００と軸受１１０，１２０との接触部分で滑りが発生すると、図５に示すように、各小径部１０１，１０２のうち一方の小径部１０１が図中上方に変位し、他方の小径部１０２が図中下方に変位するように、図５に一点鎖線で示す連結シャフト１３０の回転軸線に対してスペーサ１００が傾くことがある。すると、スペーサ１００の小径部１０１，１０２が連結シャフト１３０に接触し、同スペーサ１００から荷重が連結シャフト１３０に加わり、同連結シャフト１３０が変形する、すなわち軸曲がりが発生するおそれがある。なお、図５では、スペーサ１００の傾きや連結シャフト１３０の変形を誇張して描いている。
【０００６】
本発明の目的は、スリーブ状をなすスペーサの内側を挿通する連結シャフトの変形を抑制することができる過給器の軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための過給器の軸受装置は、タービンホイールとコンプレッサホイールとを繋ぐ連結シャフトを軸支する一対の軸受と、この一対の軸受によって軸方向における両側から支持されるとともに、連結シャフトが挿通されるスリーブ状のスペーサと、を備えた装置を前提としている。この過給器の軸受装置において、スペーサの軸方向における一箇所に、他の部位よりも内径の小さい小径部が設けられている。
【０００８】
上記構成では、一対の軸受によって軸方向における両側でスペーサを支持させているため、軸受とスペーサとの接触部分で滑りが発生し、スペーサが連結シャフトの回転軸線に対して傾くことがある。
【０００９】
ここで、軸方向における両端部が小径部となっているスペーサを備える軸受装置を比較例の軸受装置としたとする。このような比較例の軸受装置にあっては、スペーサが傾斜されると、同スペーサの軸方向における両側の小径部が連結シャフトに接触し、比較的大きな荷重が連結シャフトに加わる。
【００１０】
これに対し、上記構成では、スペーサの軸方向における両端部のうち少なくとも一方の内径が、上記比較例の軸受装置を構成するスペーサの軸方向における両端部の内径よりも大きくなる。そのため、比較例の軸受装置と比較し、スペーサが傾斜されても同スペーサが連結シャフトに接触しにくくなる。また、仮にスペーサが連結シャフトに接触したとしても、スペーサが連結シャフトを押す力は、比較例の軸受装置の場合よりも小さくなる。その結果、傾いているスペーサから連結シャフトに加わる荷重が小さくなる。したがって、スリーブ状をなすスペーサの内側を挿通する連結シャフトの変形を抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態の過給器の軸受装置を備える過給器の概略構成を示す側断面図。
【図２】同実施形態の過給器の軸受装置と同軸受装置に回転可能に支持されている連結シャフトとを示す断面図。
【図３】同実施形態の過給器の軸受装置において、スペーサが連結シャフトの回転軸線に対して傾いた状態を示す作用図。
【図４】従来の過給器の軸受装置と同軸受装置に回転可能に支持されている連結シャフトとを示す断面図。
【図５】同従来の過給器の軸受装置において、スペーサが連結シャフトの回転軸線に対して傾いた状態を示す作用図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、過給器の軸受装置を具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
図１には、本実施形態の過給器の軸受装置２０を備える過給器１０が図示されている。図１に示すように、過給器１０は、内燃機関の吸気通路に配置されているコンプレッサホイール１１と、排気通路に配置されているタービンホイール１２とを備えている。コンプレッサホイール１１とタービンホイール１２とは、軸方向Ｘでもある図中左右方向に延びる連結シャフト１３を介して一体回転可能に連結されている。そして、この連結シャフト１３が、本実施形態の過給器の軸受装置２０によって回転可能に支持されている。
【００１３】
過給器の軸受装置２０は、連結シャフト１３のコンプレッサホイール１１側を軸支する第１の軸受２１と、連結シャフト１３のタービンホイール１２側を軸支する第２の軸受２２とを備えている。軸方向Ｘにおいてこれら一対の軸受２１，２２の間には、スリーブ状をなすスペーサ２３が配設されている。
【００１４】
図２に示すように、スペーサ２３は、一対の軸受２１，２２によって軸方向Ｘにおける両側から挟持されている。そして、このスペーサ２３にあっては、図中左端である軸方向Ｘにおける一端が第１の軸受２１に密接しているとともに、図中右端である軸方向Ｘにおける他端が第２の軸受２２に密接している。
【００１５】
また、スペーサ２３における軸方向Ｘにおける一端部、すなわち第１の軸受２１側の端部は、他の部位よりも内径の小さい小径部２３１となっている。つまり、スペーサ２３では、第１の軸受２１側の開口が第２の軸受２２側の開口よりも小さい。ただし、小径部２３１の内径は、連結シャフト１３の直径よりも大きい。
【００１６】
なお、図２に示すように、各軸受２１，２２の内輪２１１，２２１においてスペーサ２３に密接する面である対向面２１２，２２２は、径方向内側ほど軸方向Ｘにおける内側に位置するように形成されている。
【００１７】
次に、図３を参照し、本実施形態の過給器の軸受装置２０の作用について説明する。
過給器の軸受装置２０は、スペーサ２３を一対の軸受２１，２２によって軸方向Ｘにおける両側から挟持させるように組み立てられる。そのため、軸受２１，２２とスペーサ２３との接触部分で滑りが発生することがある。すると、例えば図３に示すように、スペーサ２３の図中左端が図中上方に変位し、スペーサ２３の図中右端が図中下方に変位するように、スペーサ２３が、図３に一点鎖線で示す連結シャフト１３の回転軸線に対して傾斜することがある。
【００１８】
ここで、軸方向Ｘにおける両端部が小径部となっているスペーサ（図４に示すスペーサ）を備える軸受装置を比較例の軸受装置としたとする。このような比較例の軸受装置にあっては、図３に示すスペーサ２３の傾きと同程度にスペーサが傾斜されると、スペーサの軸方向Ｘにおける両側の小径部が連結シャフト１３に接触し、比較的大きな荷重が連結シャフト１３に加わる。
【００１９】
これに対し、本実施形態の過給器の軸受装置２０にあっては、図３に示すようにスペーサ２３が傾斜されると、スペーサ２３の軸方向Ｘにおける一端（図中左端）に設けられている小径部２３１が連結シャフト１３に接触することとなる。このとき、小径部２３１が設けられているスペーサ２３の軸方向Ｘにおける一端（図中左端）の内径よりも、小径部２３１が設けられていないスペーサ２３の軸方向Ｘにおける他端（図中右端）の内径のほうが大きいため、同スペーサ２３の軸方向Ｘにおける他端が連結シャフト１３に接触しにくくなる。
【００２０】
すなわち、スペーサ２３の軸方向Ｘにおける他端が連結シャフト１３に接触しない場合には、スペーサ２３の軸方向Ｘにおける他端が連結シャフト１３を押すことはない。また、スペーサ２３の軸方向Ｘにおける他端が連結シャフト１３に接触したとしても、スペーサ２３の軸方向Ｘにおける他端が連結シャフト１３を押す力は、比較例の軸受装置の場合よりも小さくなる。その結果、傾いているスペーサ２３から連結シャフト１３に加わる荷重が小さくなり、連結シャフト１３が変形しにくくなる。
【００２１】
以上、上記構成及び作用によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）スペーサ２３は、軸方向Ｘにおける一箇所にのみ小径部２３１を設けた構成となっている。そのため、スペーサ２３が連結シャフト１３の回転軸線に対して傾いたとしても、同スペーサ２３から連結シャフト１３に加わる荷重が大きくなりにくい。したがって、スペーサ２３の内側を挿通する連結シャフト１３の変形を抑制することができる。
【００２２】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・スペーサ２３は、軸方向Ｘにおける一箇所にのみ小径部２３１を設ける構成であれば、第１の軸受２１側の端部以外の任意の位置に小径部２３１を設けた構成であってもよい。例えば、スペーサ２３を、第２の軸受２２側の端部にのみ小径部２３１を設けた構成としてもよい。
【００２３】
また、スペーサ２３を、軸方向Ｘにおける両端よりも内側の任意の位置にのみ小径部２３１を設けた構成としてもよい。この場合、軸方向における両端部が小径部となっているスペーサを比較例のスペーサとしたとき、スペーサ２３の軸方向Ｘにおける両端部の内径が、比較例のスペーサの軸方向における両端部の内径よりも大きくなる。そのため、スペーサ２３が連結シャフト１３の回転軸線に対して傾斜しても、同スペーサ２３が連結シャフト１３に接触しにくい。したがって、スペーサ２３から連結シャフト１３に加わる荷重が大きくなりにくく、ひいては、スペーサ２３の内側を挿通する連結シャフト１３の変形を抑制することができる。
【００２４】
・各軸受２１，２２の外輪を共通化させてもよい。この場合、スペーサ２３の外径よりも内径の大きいスリーブ状の外輪を設け、同外輪の軸方向Ｘにおける両端の内側に内輪を配置することにより、スペーサ２３の軸方向Ｘにおける両側に軸受２１，２２を配設することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１１…コンプレッサホイール、１２…タービンホイール、１３…連結シャフト、２０…過給器の軸受装置、２１，２２…軸受、２３…スペーサ、２３１…小径部。
【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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