(57)【要約】  本発明の一実施形態にかかるターボチャージャは、回転軸と、コンプレッサと、タービンと、回転軸を回転自在に支持するコンプレッサ側フローティングベアリング、タービン側フローティングベアリングと、コンプレッサ側フローティングベアリング及びタービン側フローティングベアリングを収容するとともに、タービン側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるタービン側給油通路と、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるコンプレッサ側給油通路とが内部に形成されるベアリングハウジングと、を備え、タービン側給油通路の出口におけるオイルの給油圧に対するコンプレッサ側給油通路の出口におけるオイルの給油圧の比が１.０より大きく１.５より小さくなるように構成される。
2017046842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸の一端側に設けられるコンプレッサと、
前記回転軸の他端側に設けられるタービンと、
前記回転軸を回転自在に支持するコンプレッサ側フローティングベアリングと、
前記回転軸を回転自在に支持するタービン側フローティングベアリングであって、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに対して前記回転軸の軸方向に間隔を有して配置され、前記コンプレッサ側フローティングベアリングよりも前記回転軸の軸方向において前記タービン側に配置されるタービン側フローティングベアリングと、
前記コンプレッサ側フローティングベアリング及び前記タービン側フローティングベアリングを収容するとともに、前記タービン側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるタービン側給油通路と、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるコンプレッサ側給油通路とが内部に形成されるベアリングハウジングと、を備え、
前記タービン側給油通路の出口におけるオイルの給油圧に対する前記コンプレッサ側給油通路の出口におけるオイルの給油圧の比が１.０より大きく１.５より小さくなるように構成されている
ことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記コンプレッサ側給油通路は、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに向かって延在するコンプレッサ側給油孔を少なくとも含み、
前記タービン側給油通路は、前記タービン側フローティングベアリングに向かって延在するタービン側給油孔を少なくとも含み、
前記コンプレッサ側給油通孔の断面積が、前記タービン側給油孔の断面積よりも大きくなるように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記ベアリングハウジングは、一端部が前記ベアリングハウジングの外面に開口し他端側が前記回転軸側へ延在して前記コンプレッサ側給油通路及び前記タービン側給油通路に連通するオイル導入路を含み、
前記オイル導入路は、前記回転軸の軸方向において、前記タービン側フローティングベアリングよりも前記コンプレッサ側フローティングベアリング側に接近した位置に配設され、
前記コンプレッサ側給油孔の流路長は、前記タービン側給油孔の流路長よりも短い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記コンプレッサ側給油通路は、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに向かって延在するコンプレッサ側給油孔と、前記コンプレッサ側給油孔の出口側の端部において、前記コンプレッサ側フローティングベアリングの外周に沿って延在するとともに、前記コンプレッサ側フローティングベアリングの外周に向かって開口するコンプレッサ側給油溝と、を含む
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記タービン側給油通路は、前記タービン側フローティングベアリングに向かって延在するタービン側給油孔と、前記タービン側給油孔の出口側の端部において、前記タービン側フローティングベアリングの外周に沿って延在するとともに、前記タービン側フローティングベアリングの外周に向かって開口するタービン側給油溝と、を含み、
前記コンプレッサ側給油溝の開口面積は、前記タービン側給油溝の開口面積よりも大きい
ことを特徴とする請求項４に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記回転軸における前記コンプレッサ側フローティングベアリングと、前記タービン側フローティングベアリングとの間に配置され、軸方向の一端部が前記第コンプレッサ側フローティングベアリングの軸方向の他端部に接触し、軸方向の他端部が前記第タービン側フローティングベアリングの軸方向の一端部に接触するスリーブをさらに備え、
前記スリーブの軸方向中央部には、前記コンプレッサ側フローティングベアリング及び前記タービン側フローティングベアリングに供給され、前記回転軸と前記スリーブとの間に流れ込んだオイルを排出する排出口が形成され、
前記スリーブの前記コンプレッサ側フローティングベアリング側の開口端部の内径は、前記タービン側フローティングベアリング側の開口端部の内径よりも大きい
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記スリーブの前記軸方向中央部の内径は、前記スリーブの軸方向両側の開口端部の内径よりも大きい
ことを特徴とする請求項６に記載のターボチャージャ。
【請求項８】
前記回転軸に装着されて、前記コンプレッサ側フローティングベアリングの前記タービン側フローティングベアリング側端部に接触する第１Ｃ型止め輪と、をさらに備え、
前記回転軸に装着されて、前記タービン側フローティングベアリングの前記コンプレッサ側フローティングベアリング側端部に接触する第２Ｃ型止め輪と、
前記第１Ｃ型止め輪は、前記第１Ｃ型止め輪の合口部が、前記ハウジングの排油出口を向いた姿勢で前記回転軸に装着され、
前記第２Ｃ型止め輪は、前記第２Ｃ型止め輪の合口部が、前記ハウジングの排油出口以外の方向を向いた姿勢で前記回転軸に装着される
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のターボチャージャ。
【請求項９】
前記ベアリングハウジングは、前記コンプレッサ側フローティングベアリングを支持するコンプレッサ側ベアリング支持部と、前記タービン側フローティングベアリングを支持するタービン側ベアリング支持部と、を含み、
前記ベアリングハウジングの内部には、前記コンプレッサ側ベアリング支持部と前記タービン側ベアリング支持部との間に、前記コンプレッサ側フローティングベアリングの第１Ｃ型止め輪側から流出されるオイル、及び前記タービン側フローティングベアリングの第２Ｃ型止め輪側から流出されるオイルを、前記ハウジングの排油出口へ排出するための排出空間が形成され、
前記コンプレッサ側ベアリング支持部における前記排出空間側の排出出口側の端部には、前記コンプレッサ側ベアリング支持部の内周面から外周面に向かって前記排出空間側へ延在する切欠き面部が形成されている
ことを特徴とする請求項８に記載のターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ターボチャージャに関し、特に、回転軸を支持するベアリングとしてフローティングベアリングを備えるターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの出力を向上させる技術として、ターボチャージャによって吸気を圧縮し、この圧縮した吸気をエンジンに供給する方法（過給）が知られており、自動車用エンジン等において広く用いられている。通常、ターボチャージャは、回転軸と、回転軸の一端側に設けられるコンプレッサと、回転軸の他端側に設けられるタービンとを備えている。そして、ターボチャージャは、排気ガスの排気エネルギーによってタービンを介して回転軸を回転させてコンプレッサで吸気を圧縮するように構成されている。【０００３】
ターボチャージャは、回転軸が超高速で回転するので、特許文献１に記載されているように、一般的に、軸受自身も回転する全浮動型のフローティングベアリングがタービン側とコンプレッサ側に設けられる。このフローティングベアリングは、フローティングベアリングの内径側と回転軸との隙間（クリアランス）及びフローティングベアリングの外径側とベアリングハウジングとの隙間に潤滑油がそれぞれ充填されており、回転軸とセンターハウジング間で自由に回転することができる。また、回転軸は、フローティングベアリングとの隙間に油膜が形成されるので、フローティングベアリングに対して浮いた状態で回転する。【０００４】
これらの隙間に充填される潤滑油は、センターハウジングに形成された給油通路を介して供給される。給油通路は、コンプレッサ側のフローティングベアリングに向けて潤滑油を供給する給油通路と、タービン側のフローティングベアリングに向けて潤滑油を供給する給油通路とを備えている。【０００５】
これらの給油通路を介して供給された潤滑油は、コンプレッサ側のフローティングベアリング及びタービン側のフローティングベアリングを介して回転軸を冷却する。そして、回転軸を冷却した潤滑油は、センターハウジングの排油出口に向かって排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８５２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のターボチャージャでは、排気ガスの影響を受けるタービン側のフローティングベアリングの伝熱量がコンプレッサ側のフローティングベアリングよりも大きくなるので、タービン側のフローティングベアリングを冷却するために、タービン側のフローティングベアリングに向かって流れる潤滑油の供給量を増大している。このため、タービン側の給油通路の断面積をコンプレッサ側の給油通路よりも大きくしている。【０００８】
しかしながら、タービン側のフローティングベアリング側に流れる潤滑油の供給量を増大しても、コンプレッサ側のフローティングベアリングに供給される潤滑油の温度は、タービン側のフローティングベアリングに供給される潤滑油の温度と比較して、相対的に低くなると考えられる。このため、コンプレッサ側のフローティングベアリングに供給される潤滑油の粘度が、タービン側のフローティングベアリングに供給される潤滑油の粘度よりも高くなり、コンプレッサ側の給油通路の圧力損失が大きくなって、コンプレッサ側のフローティングベアリングに供給される潤滑油の給油圧が低下する虞が生じる。その結果、コンプレッサ側のフローティングベアリングが焼け付く虞が生じる。【０００９】
本発明の少なくとも一つの実施形態は、このような従来技術の状況の基になされた発明であって、その目的とするところは、コンプレッサ側のフローティングベアリングが焼け付く虞を低減することができるターボチャージャを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の少なくとも一つの実施形態にかかるターボチャージャは、
回転軸と、
前記回転軸の一端側に設けられるコンプレッサと、
前記回転軸の他端側に設けられるタービンと、
前記回転軸を回転自在に支持するコンプレッサ側フローティングベアリングと、
前記回転軸を回転自在に支持するタービン側フローティングベアリングであって、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに対して前記回転軸の軸方向に間隔を有して配置され、前記コンプレッサ側フローティングベアリングよりも前記回転軸の軸方向において前記タービン側に配置されるタービン側フローティングベアリングと、
前記コンプレッサ側フローティングベアリング及び前記タービン側フローティングベアリングを収容するとともに、前記タービン側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるタービン側給油通路と、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるコンプレッサ側給油通路とが内部に形成されるベアリングハウジングと、を備え、
前記タービン側給油通路の出口におけるオイルの給油圧に対する前記コンプレッサ側給油通路の出口におけるオイルの給油圧の比が１.０より大きく１.５より小さくなるように構成されている。【００１１】
上記（１）に記載のターボチャージャは、タービン側給油通路の出口におけるオイルの給油圧に対するコンプレッサ側給油通路の出口におけるオイルの給油圧の比が１.０より大きく１.５より小さくなるように構成されている。よって、コンプレッサ側給油通路を流れるオイルの粘度がタービン側給油通路を流れるオイルの粘度よりも高くなっていても、コンプレッサ側給油通路を流れるオイルの給油量を増大することができる。したがって、コンプレッサ側フローティングベアリング側に流れるオイルの量が増大して、コンプレッサ側フローティングベアリングが焼き付く虞を低減することができる。【００１２】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の記載のターボチャージャにおいて、
コンプレッサ側給油通路は、コンプレッサ側フローティングベアリングに向かって延在するコンプレッサ側給油孔を少なくとも含み、タービン側給油通路は、タービン側フローティングベアリングに向かって延在するタービン側給油孔を少なくとも含んでいる。そして、コンプレッサ側給油通孔の断面積が、タービン側給油孔の断面積よりも大きくなるように構成されている。【００１３】
上記（２）に記載の実施形態によれば、コンプレッサ側給油通孔の断面積が、タービン側給油孔の断面積よりも大きくなるように構成されている。このため、コンプレッサ側給油通路の出口におけるオイルの給油圧が増大して、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの給油量を増大することができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリングが焼き付く虞を低減することができる。【００１４】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載のターボチャージャにおいて、上記ベアリングハウジングは、一端部がベアリングハウジングの外面に開口し他端側が回転軸側へ延在してコンプレッサ側給油通路及びタービン側給油通路に連通するオイル導入路を含んでいる。そして、オイル導入路は、回転軸の軸方向においてコンプレッサ側フローティングベアリング側に接近した位置に配設されている。さらに、コンプレッサ側給油孔の流路長は、前記タービン側給油孔の流路長よりも短いように構成される。【００１５】
上記（３）に記載の実施形態によれば、オイル導入路は、回転軸の軸方向において、タービン側フローティングベアリングよりもコンプレッサ側フローティングベアリング側に接近した位置に配設されている。このため、オイル導入路とコンプレッサ側フローティングベアリングとの距離を、オイル導入路とタービン側フローティングベアリングとの距離と比較して、短くすることができる。したがって、コンプレッサ側給油孔の流路長は、タービン側給油孔の流路長よりも短くすることができ、コンプレッサ側給油孔を流れるオイルの圧力損失を低減することができる。よって、コンプレッサ側給油通路の出口からコンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの給油量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングが焼き付く虞を低減することができる。【００１６】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）のいずれかに記載のターボチャージャにおいて、上記コンプレッサ側給油通路は、コンプレッサ側フローティングベアリングに向かって延在するコンプレッサ側給油孔と、コンプレッサ側給油孔の出口側の端部において、コンプレッサ側フローティングベアリングの外周に沿って延在するとともに、コンプレッサ側フローティングベアリングの外周に向かって開口するコンプレッサ側給油溝と、を含むように構成される。【００１７】
上記（４）に記載の実施形態によれば、コンプレッサ側給油孔の出口側の端部に、コンプレッサ側フローティングベアリングの外周に沿って延在するとともに、コンプレッサ側フローティングベアリングの外周に向かって開口するコンプレッサ側給油溝が形成されている。このため、コンプレッサ側給油溝においてコンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの給油圧力の受圧面積を増大することができる。したがって、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングの焼き付きを低減することができる。【００１８】
また、コンプレッサ側給油孔とタービン側給油孔の断面積が同じ場合でも、コンプレッサ側給油溝を更に追加するようにベアリングハウジングを加工するだけで、コンプレッサ側フローティングベアリングの焼き付きを低減可能なターボチャージャを提供することができる。【００１９】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載のターボチャージャにおいて、タービン側給油通路は、タービン側フローティングベアリングに向かって延在するタービン側給油孔と、タービン側給油孔の出口側の端部において、タービン側フローティングベアリングの外周に沿って延在するとともに、タービン側フローティングベアリングの外周に向かって開口するタービン側給油溝と、を含むように構成される。そして、コンプレッサ側給油溝の開口面積は、タービン側給油溝の開口面積よりも大きいように構成される。【００２０】
上記（５）に記載の実施形態によれば、タービン側給油通路は、タービン側フローティングベアリングに向かって延在するタービン側給油孔と、タービン側給油孔の出口側の端部において、タービン側フローティングベアリングの外周に沿って延在するとともに、タービン側フローティングベアリングの外周に向かって開口するタービン側給油溝とを含むので、タービン側給油溝を更に追加するようにベアリングハウジングを加工するだけで、タービン側フローティングベアリング側へのオイルの供給量を増大することができ、高速回転する回転軸をより効果的に冷却することができる。【００２１】
また、コンプレッサ側給油溝の開口面積がタービン側給油溝の開口面積よりも大きくすることで、コンプレッサ側給油溝の開口面積がタービン側給油溝の開口面積と同じ場合と比べて、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングの焼き付きを低減することができる。【００２２】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）のいずれかに記載のターボチャージャにおいて、回転軸におけるコンプレッサ側フローティングベアリングと、タービン側フローティングベアリングとの間に配置され、軸方向の一端部が第コンプレッサ側フローティングベアリングの軸方向の他端部に接触し、軸方向の他端部が第タービン側フローティングベアリングの軸方向の一端部に接触するスリーブをさらに備える。そして、スリーブの軸方向中央部には、コンプレッサ側フローティングベアリング及びタービン側フローティングベアリングに供給され、回転軸とスリーブとの間に流れ込んだオイルを排出する排出口が形成される。さらに、スリーブの前記コンプレッサ側フローティングベアリング側の開口端部の内径は、タービン側フローティングベアリング側の開口端部の内径よりも大きいように構成される。【００２３】
上記（６）に記載の実施形態によれば、コンプレッサ側フローティングベアリングと、タービン側フローティングベアリングとの間にスリーブをさらに備えることで、これらのベアリングが回転軸の軸方向のうち互いに接近する方向の位置決めをすることができる。【００２４】
また、スリーブのコンプレッサ側フローティングベアリング側の開口端部の内径は、タービン側フローティングベアリング側の開口端部の内径よりも大きくすることで、コンプレッサ側フローティングベアリングのスリーブ側から流出されるオイルをスムースにスリーブの軸方向中央部に形成された排出口へ流すことができる。このため、コンプレッサ側フローティングベアリングからスリーブ側へ流れるオイルの圧力損失の増大を防止することができる。したがって、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されてスリーブ側へ移動するオイルの流れをスムースにすることができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングが焼き付く虞を低減することができる。【００２５】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載のターボチャージャにおいて、スリーブの軸方向中央部の内径は、スリーブの軸方向両側の開口端部の内径よりも大きいように構成される。【００２６】
上記（７）に記載の実施形態によれば、スリーブの軸方向中央部の内径がスリーブの軸方向両側の開口端部の内径よりも大きいので、スリーブの軸方向中央部内側の空間部の体積を大きくすることができる。空間部には、コンプレッサ側フローティングベアリング及びタービン側フローティングベアリングから空間部へオイルが流出するので、スリーブの軸方向中央部の内径がスリーブの軸方向両側の開口端部の内径と同じ又は小さい場合には、空間部内にオイルが滞留する虞が生じる。しかしながら、スリーブの軸方向中央部の内径を、スリーブの軸方向両側の開口端部の内径よりも大きくすることで、空間部の体積が大きくなり、回転軸とスリーブとの間に流れ込んだオイルが空間部内で滞留する虞を防止することができる。したがって、コンプレッサ側フローティングベアリング及びタービン側フローティングベアリングからスリーブ側へ流れるオイルの圧力損失の増大を防止することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されてスリーブ側へ移動するオイルの流れをスムースにすることができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングが焼き付く虞を低減することができる。【００２７】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）のいずれかに記載のターボチャージャにおいて、上記回転軸に装着されて、コンプレッサ側フローティングベアリングの前記タービン側フローティングベアリング側端部に接触する第１Ｃ型止め輪と、をさらに備える。そして、回転軸に装着されて、タービン側フローティングベアリングのコンプレッサ側フローティングベアリング側端部に接触する第２Ｃ型止め輪と、第１Ｃ型止め輪は、第１Ｃ型止め輪の合口部が、ハウジングの排油出口を向いた姿勢で回転軸に装着される。さらに、第２Ｃ型止め輪は、第２Ｃ型止め輪の合口部が、ハウジングの排油出口以外の方向を向いた姿勢で回転軸に装着されるように構成される。【００２８】
上記（８）に記載の実施形態によれば、第１Ｃ型止め輪と第２Ｃ型止め輪とによって、コンプレッサ側フローティングベアリング及びタービン側フローティングベアリングが回転軸の軸方向のうち互いに接近する方向の位置決めをすることができる。【００２９】
また、第１Ｃ型止め輪の合口部はハウジングの排油出口を向いた姿勢で回転軸に装着されるので、第１Ｃ型止め輪が存在しない場合におけるコンプレッサ側フローティングベアリングから流出するオイルが排油出口へ流れる経路の途中に、合口部が設けられた構成になる。このため、コンプレッサ側フローティングベアリングから第１Ｃ型止め輪側へ流れるオイルの圧力損失の増大を防止することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されて第１Ｃ型止め輪側へ移動するオイルの流れをスムースにすることができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングが焼き付く虞を低減することができる。【００３０】
さらに、第２Ｃ型止め輪は、第２Ｃ型止め輪の合口部が、ハウジングの排油出口以外の方向を向いた姿勢で回転軸に装着されるので、第２Ｃ型止め輪が存在しない場合におけるタービン側フローティングベアリングから流出するオイルが排油出口へ流れる経路から外れた位置に第２Ｃ型止め輪の合口部が設けられた構成になる。このため、タービン側フローティングベアリングから第２Ｃ型止め輪側へ流れるオイルの圧力損失が増大するので、排油出口へ流れるオイルの流量を減少することができる。このため、タービン側フローティングベアリングから流出するオイルが過剰になって、空間部にオイルが滞留して、コンプレッサ側フローティングベアリングから排出されるオイルが出にくくなる虞を防止することができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されて第１Ｃ型止め輪側へ移動するオイルの流れがスムースになり、コンプレッサ側フローティングベアリングが焼き付く虞を低減することができる。【００３１】
（９）幾つかの実施形態では、上記（８）に記載のターボチャージャにおいて、上記ベアリングハウジングは、コンプレッサ側フローティングベアリングを支持するコンプレッサ側ベアリング支持部と、タービン側フローティングベアリングを支持するタービン側ベアリング支持部と、を含む。そして、ベアリングハウジングの内部には、コンプレッサ側ベアリング支持部とタービン側ベアリング支持部との間に、コンプレッサ側フローティングベアリングの第１Ｃ型止め輪側から流出されるオイル、及びタービン側フローティングベアリングの第２Ｃ型止め輪側から流出されるオイルを、ハウジングの排油出口へ排出するための排出空間が形成される。さらに、コンプレッサ側ベアリング支持部における排出空間側の排出出口側の端部には、コンプレッサ側ベアリング支持部の内周面から外周面に向かって排出空間側へ延在する切欠き面部が形成されているように構成される。【００３２】
上記（９）に記載の実施形態によれば、コンプレッサ側ベアリング支持部における排出空間側の排出出口側の端部には、コンプレッサ側ベアリング支持部の内周面から外周面に向かって排出空間側へ延在する切欠き面部が形成されているので、コンプレッサ側フローティングベアリングの第１Ｃ型止め輪側から流出したオイルが排出空間から排出出口側へ移動する際に、排出空間側へ延在する切欠き面部を流れることで、オイルの流れをよりスムースにすることができる。よって、排出空間にオイルが滞留する虞がなくなり、コンプレッサ側フローティングベアリングに供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリングが焼き付く虞をより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態にかかるターボチャージャにおいて、その回転軸の軸線方向に沿った断面を示した側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるフローティングベアリングの斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるターボチャージャの回転軸を支持するフローティングベアリングにオイルを供給する給油通路を示した要部断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態にかかるターボチャージャの回転軸を支持するフローティングベアリングにオイルを供給する給油通路を示した要部断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示すターボチャージャのフローティングベアリングの断面を示した図であり、同図（ａ）が、コンプレッサ側フローティングベアリングの回転軸に対して直交する方向視における断面図であり、同図（ｂ）が、タービン側フローティングベアリングの回転軸に対して直交する方向視における断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるターボチャージャの回転軸を支持する２つのフローティングベアリング間にスリーブを配置した要部断面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態にかかるターボチャージャの回転軸を支持する２つのフローティングベアリングを位置決めするＣ型止め輪を回転軸に装着した要部断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示すターボチャージャのＣ型止め輪を示した図であり、同図（ａ）が、コンプレッサ側フローティングベアリングの位置決めをする第１Ｃ型止め輪の側面図であり、同図（ｂ）が、タービン側フローティングベアリングの位置決めをする第２Ｃ型止め輪の側面図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるターボチャージャのコンプレッサ側フローティングベアリングを支持するベアリング支持部に切欠き面部が形成された要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３５】
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
【００３６】
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
【００３７】
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
【００３８】
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３９】
また、以下の説明において、同じ構成には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。
【００４０】
図１は、本発明の一実施形態にかかるターボチャージャにおいて、その回転軸の軸線方向に沿った断面を示した側断面図である。
【００４１】
本発明の一実施形態にかかるターボチャージャは、特に限定されないが、例えば自動車用エンジン等に搭載されるターボチャージャである。
【００４２】
本実施形態のターボチャージャ１は、図１に示したように、回転軸２の一端側に設けられたタービンインペラ１１を収容するタービンハウジング１０、回転軸２の他端側に設けられたコンプレッサインペラ２１を収容するコンプレッサハウジング２０、及び回転軸２を回転可能に支持するコンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３と、回転軸２のスラスト力（軸方向力）を支持するスラストプレート３５とを収容する軸受ハウジング３０、の３つのハウジングからなる。
【００４３】
タービンハウジング１０の外周部には、渦巻き状のタービンスクロール流路１２が形成されている。そして、タービンスクロール流路１２の中心部分にはタービンインペラ１１が配置されている。タービンインペラ１１は、円錐体の頭部を底面に平行な面で切り取った截頭円錐状のタービンハブ１１Ａと、タービンハブ１１Ａの周面から径方向の突出して設けられる複数のタービン翼１１Ｂとからなる。タービンインペラ１１のタービンハブ１１Ａは、回転軸２の一端部と例えば溶接によって接合されている。そして、タービンスクロール流路１２を流れてタービンインペラ１１に作用した排気ガスは、回転軸２の軸方向に沿って延伸する排ガス排出流路１３からタービンハウジング１０の外部へと排出される。
【００４４】
コンプレッサハウジング２０の外周部には渦巻き状のコンプレッサスクロール流路２２が形成されている。そして、コンプレッサスクロール流路２２の中心部分にはコンプレッサインペラ２１が配置されている。コンプレッサインペラ２１は、円錐体の頭部を底面に平行な面で切り取った截頭円錐状のコンプレッサハブ２１Ａと、コンプレッサハブ２１Ａの周面から径方向の突出して設けられる複数のコンプレッサ翼２１Ｂとからなる。コンプレッサインペラ２１のコンプレッサハブ２１Ａの中心部には、回転軸２の他端側が嵌挿される嵌挿孔（不図示）が形成されている。コンプレッサインペラ２１は、この嵌挿孔に回転軸２の一端側が嵌挿された後、コンプレッサハブ２１Ａの先端からナット２３を締め付けることで、回転軸２の他端部に固定されている。そして、回転軸２の軸方向に沿って延伸する吸気導入流路２４を流れ、コンプレッサインペラ２１によって圧縮された吸気が、回転軸２の軸直交方向に沿って延伸するディフューザ流路２５を介してコンプレッサスクロール流路２２に導入され、不図示のエンジンへと供給される。
【００４５】
軸受ハウジング３０は、タービンハウジング１０とコンプレッサハウジング２０との間に配置され、その一方側端部がコンプレッサハウジング２０に連結され、その他方側端部がタービンハウジング１０に連結されている。軸受ハウジング３０とコンプレッサハウジング２０との間には、上述したディフューザ流路２５が画定される。
【００４６】
また、軸受ハウジング３０の内部には、軸受ハウジング３０の内周壁面３０ａから突出する突出壁部３０Ｂが形成されている。そして、突出壁部３０Ｂの先端側には、上述したコンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３収容するコンプレッサ側ベアリング支持部３７及びタービン側ベアリング支持部３９が形成されている。
【００４７】
コンプレッサ側ベアリング支持部３７及びタービン側ベアリング支持部３９は、回転軸２の軸方向に間隔を有して設けられている。コンプレッサ側ベアリング支持部３７には回転軸２の軸方向に貫通するコンプレッサ側貫通孔３７ａが設けられている。コンプレッサ側貫通孔３７ａの中心軸は、回転軸２の中心軸と同軸上に形成されている。このコンプレッサ側貫通孔３７ａにコンプレッサ側フローティングベアリング３１が装着される。図示した実施形態では、コンプレッサ側フローティングベアリング３１は、そのコンプレッサ側端部がコンプレッサ側貫通孔３７ａのコンプレッサ側端部と同一平面上に位置するように配置されている。そして、コンプレッサ側フローティングベアリング３１のタービン側端部よりもタービン側ベアリング支持部３９側のコンプレッサ側貫通孔３７ａは、コンプレッサ側フローティングベアリング３１から排出されるオイルが流れる排出流路となる。
【００４８】
タービン側ベアリング支持部３９は、コンプレッサ側ベアリング支持部３７と同様に形成され、回転軸２の軸方向に貫通するタービン側貫通孔３９ａが設けられている。タービン側貫通孔３９ａの中心軸は、回転軸２の中心軸と同軸上に形成されている。このタービン側貫通孔３９ａにタービン側フローティングベアリング３３が装着される。図示した実施形態では、タービン側フローティングベアリング３３は、そのタービン側端部がタービン側貫通孔３９ａのタービン側端部と同一平面上に位置するように配置される。そして、タービン側フローティングベアリング３３のコンプレッサ側端部よりもコンプレッサ側ベアリング支持部３７のタービン側貫通孔３９ａは、タービン側フローティングベアリング３３から排出されるオイルが流れる排出流路となる。
【００４９】
コンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３は、同一形状であるので、コンプレッサ側フローティングベアリング３１について説明し、タービン側フローティングベアリング３３については、同一態様部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図２は、本発明の一実施形態にかかるフローティングベアリングの斜視図である。
【００５１】
コンプレッサ側フローティングベアリング３１は、図２に示すように、所定の肉厚を有して円筒状に形成された周壁部３２を備える。周壁部３２には、周壁部３２の中心軸方向へ向かって貫通する給油孔３２ａが複数形成されている。給油孔３２ａは、周壁部３２の軸方向中間部において周方向に間隔を有して複数形成されている。なお、図示した実施形態では、６つの給油孔３２ａが形成される場合が示されているが、給油孔３２ａの数は、これに限定されるものではない。
【００５２】
コンプレッサ側フローティングベアリング３１は、図１及び図２に示すように、コンプレッサ側貫通孔３７ａに挿入されるとともに周壁部３２の内周面３２ｂ内に回転軸２が挿通された状態で、回転軸２の外周面と周壁部３２の内周面３２ｂとの間、及び周壁部３２の外周面３２ｃとコンプレッサ側貫通孔３７ａの内面との間に、オイルによって満たされる図示しない隙間を形成する。このため、コンプレッサ側フローティングベアリング３１は、オイルを介してコンプレッサ側ベアリング支持部３７及び回転軸２から浮遊した状態になる。
【００５３】
一方、タービン側フローティングベアリング３３は、コンプレッサ側フローティングベアリング３１と同様に、タービン側貫通孔３９ａに挿入されるとともに周壁部３２の内周面３２ｂ内に回転軸２が挿通された状態で、回転軸２の外周面と周壁部３２の内周面３２ｂとの間、及び周壁部３２の外周面３２ｃとタービン側貫通孔３９ａの内面との間に、オイルによって満たされる図示しない隙間を形成する。このため、タービン側フローティングベアリング３３は、オイルを介してタービン側ベアリング支持部３９及び回転軸２から浮遊した状態になる。
【００５４】
図３は、本発明の一実施形態にかかるターボチャージャの回転軸を支持するフローティングベアリングにオイルを供給する給油通路を示した要部断面図である。図４Ａは、本発明の一実施形態にかかるターボチャージャの回転軸を支持するフローティングベアリングにオイルを供給する給油通路を示した要部断面図である。図５は、本発明の一実施形態にかかるターボチャージャの回転軸を支持する２つのフローティングベアリング間にスリーブを配置した要部断面図である。図６Ａは、本発明の一実施形態にかかるターボチャージャの回転軸を支持する２つのフローティングベアリングを位置決めするＣ型止め輪を回転軸に装着した要部断面図である。図７は、本発明の一実施形態にかかるターボチャージャのコンプレッサ側フローティングベアリングを支持するベアリング支持部に切欠き面部が形成された要部断面図である。
【００５５】
本発明の少なくとも一実施形態にかかるターボチャージャ１は、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図５、図６Ａ、図７に示すように、突出壁部３０Ｂに、上述したコンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３、及びスラストプレート３５に供給するオイル（潤滑油）を導入するためのオイル導入路４１が形成されている。図示した実施形態では、オイル導入路４１は、一端部が軸受ハウジング３０の上端部に開口し、他端側が軸受ハウジング３０内を回転軸方向に向かって延在して、先端部がタービン側フローティングベアリング３３よりもコンプレッサ側フローティングベアリング３１側に近接した位置に延びる。このため、オイル導入路４１は、回転軸２の軸方向においてコンプレッサ側フローティングベアリング３１側に接近した位置に配設されている。
【００５６】
突出壁部３０Ｂ内のオイル導入路４１の先端部には、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に向かって延在するコンプレッサ側給油孔４２が形成されている。このコンプレッサ側給油孔４２はオイル導入路４１に連通するとともに、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の外周面に対向してコンプレッサ側貫通孔３７ａに連通している。よって、コンプレッサ側給油孔４２は、コンプレッサ側フローティングベアリング３１側へオイルを供給可能なコンプレッサ側給油通路４３となる。コンプレッサ側給油孔４２の断面形状は、加工のし易い円形状に形成されている。
【００５７】
突出壁部３０Ｂ内のオイル導入路４１のタービン側ベアリング支持部３９側の先端部には、タービン側フローティングベアリング３３に向かって延在するタービン側給油孔４５が形成されている。このタービン側給油孔４５はオイル導入路４１に連通するとともに、タービン側フローティングベアリング３３の外周面３２ｃに対向してタービン側貫通孔３９ａに連通している。よって、タービン側給油孔４５は、タービン側フローティングベアリング３３側へオイルを供給可能なタービン側給油通路４６となる。タービン側給油孔４５の断面形状は、加工のし易い円形状に形成されている。
【００５８】
そして、コンプレッサ側給油通路４３は、タービン側給油通路４６の出口４６ａにおけるオイルの給油圧に対するコンプレッサ側給油通路４３の出口４３ａにおけるオイルの給油圧の比が１.０より大きく１.５より小さくなるように構成されている。好ましくは、コンプレッサ側給油通路４３の出口４３ａにおけるオイルの給油圧Ｐｃは、タービン側給油通路４６の出口４６ａにおけるオイルの給油圧Ｐｔに対して、１.０より大きく１.１より小さくなるように構成されるのがよい。
【００５９】
このような実施形態によれば、コンプレッサ側給油通路４３を流れるオイルの粘度がタービン側給油通路４６を流れるオイルの粘度よりも高くなっていても、コンプレッサ側給油通路４３を流れるオイルの給油量を増大することができる。したがって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１側に流れるオイルの量が増大して、コンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞を低減することができる。
【００６０】
幾つかの実施形態では、コンプレッサ側給油通路４３は、図３に示すように、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に向かって延在するコンプレッサ側給油孔４２を少なくとも含み、タービン側給油通路４６は、タービン側フローティングベアリング３３に向かって延在するタービン側給油孔４５を少なくとも含み、コンプレッサ側給油孔４２は、コンプレッサ側給油孔４２の断面積Ｓｃがタービン側給油孔４５の断面積Ｓｔよりも大きくなるように形成されている。
【００６１】
このような実施形態によれば、コンプレッサ側給油孔４２とタービン側給油孔４５の断面積を同じにすると、排気ガスの伝熱の影響により温度が低くなるコンプレッサ側給油孔４２を流れるオイルの粘性が高くなって圧力損失が大きくなる。したがって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１へのオイル供給が減少してコンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞が生じる。そこで、コンプレッサ側給油孔４２の断面積Ｓｃがタービン側給油孔４５の断面積Ｓｔよりも大きく形成されている。よって、コンプレッサ側給油通路４３を流れるオイルの粘度がタービン側給油通路４６を流れるオイルの粘度よりも高くなっていても、コンプレッサ側給油通路４３の出口４３ａにおけるオイルの給油圧が増大して、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されるオイルの給油量を増大することができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞を低減することができる。
【００６２】
幾つかの実施形態では、コンプレッサ側給油孔４２の流路長は、図３、図４Ａ、図５、図６Ａ、図７に示すように、タービン側給油孔４５の流路長よりも短いように構成されている。
【００６３】
このような実施形態によれば、コンプレッサ側給油孔４２の流路長は、タービン側給油孔４５の流路長よりも短くすることで、コンプレッサ側給油孔４２を流れるオイルの圧力損失を低減することができる。よって、コンプレッサ側給油通路４３の出口４３ａからコンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されるオイルの給油量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞を低減することができる。
【００６４】
なお、図４Ａ、図５、図６Ａ、図７に示す実施形態では、コンプレッサ側給油孔４２の断面積とタービン側給油孔４５の断面積が同一の場合を示しているが、コンプレッサ側給油孔４２の断面積がタービン側給油孔４５の断面積よりも小さく、且つコンプレッサ側給油孔４２の流路長がタービン側給油孔４５の流路長よりも短い場合において、タービン側給油通路４６の出口４６ａにおけるオイルの給油圧に対するコンプレッサ側給油通路４３の出口４３ａにおけるオイルの給油圧の比が１.０より大きく１.５より小さくなるように構成されたものも、請求項３に記載の発明に含まれる。
【００６５】
図４Ｂは、図４Ａに示すターボチャージャ１のコンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３の断面を示した図であり、同図（ａ）は、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の回転軸２に対して直交する方向視における断面図であり、同図（ｂ）は、タービン側フローティングベアリング３３の回転軸２に対して直交する方向視における断面図である。
【００６６】
幾つかの実施形態では、図４Ａ、図４Ｂ（ａ）、図４Ｂ（ｂ）に示すように、コンプレッサ側給油通路４３は、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に向かって延在するコンプレッサ側給油孔４２と、コンプレッサ側給油孔４２の出口側の端部において、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の外周に沿って延在するとともに、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の外周に向かって開口するコンプレッサ側給油溝４４と、を含んでいる。
【００６７】
また、タービン側給油通路４６は、タービン側フローティングベアリング３３に向かって延在するタービン側給油孔４５と、タービン側給油孔４５の出口側の端部において、タービン側フローティングベアリング３３の外周に沿って延在するとともに、タービン側フローティングベアリング３３の外周に向かって開口するタービン側給油溝４７と、を含んでいる。そして、コンプレッサ側給油溝４４の開口面積は、タービン側給油溝４７の開口面積よりも大きい。なお、コンプレッサ側給油溝４４の開口面積は、コンプレッサ側給油溝４４の回転軸方向長さＬｃにコンプレッサ側フローティングベアリング３１の外周に沿った周方向長さＬθｃを乗じて算出された値である。一方、タービン側給油溝４７の開口面積は、タービン側給油溝４７の回転軸方向長さＬｔにタービン側フローティングベアリング３３の外周に沿った周方向長さＬθｔを乗じて算出された値である。
【００６８】
図示した実施形態では、コンプレッサ側給油溝４４の回転軸方向長さＬｃはタービン側給油溝４７の回転軸方向長さＬｔよりも大きく、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の外周に沿った周方向長さＬθｃは、タービン側フローティングベアリング３３の外周に沿った周方向長さＬθｔよりも大きい。
【００６９】
このような実施形態によれば、コンプレッサ側給油孔４２の出口側の端部に、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の外周に向かって開口するコンプレッサ側給油溝４４を形成することで、コンプレッサ側給油通路４３の出口４３ａにおけるコンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されるオイルの給油圧力の受圧面積を、増大することができる。したがって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の焼き付きを低減することができる。また、コンプレッサ側給油溝４４の開口面積がタービン側給油溝４７の開口面積よりも大きくすることで、コンプレッサ側給油溝４４の開口面積がタービン側給油溝４７の開口面積と同じ場合と比べて、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の焼き付きを低減することができる。
【００７０】
なお、図示した実施形態では、コンプレッサ側給油孔４２及びタービン側給油孔４５の出口側端部のそれぞれに、対応するコンプレッサ側給油溝４４及びタービン側給油溝４７を設けたが、コンプレッサ側給油孔４２の出口側端部のみにコンプレッサ側給油溝４４を設けてもよい。
【００７１】
また、図４Ａに示す実施形態では、コンプレッサ側給油孔４２の断面積とタービン側給油孔４５の断面積が同一の場合を示しているが、コンプレッサ側給油孔４２の断面積がタービン側給油孔４５の断面積よりも小さく、且つコンプレッサ側給油溝４４の開口面積がタービン側給油溝４７の開口面積よりも大きい場合において、タービン側給油通路４６の出口４６ａにおけるオイルの給油圧に対するコンプレッサ側給油通路４３の出口４３ａにおけるオイルの給油圧の比が１.０より大きく１.５より小さくなるように構成されたものも、請求項５に記載の発明に含まれる。
【００７２】
図５は、本発明の一実施形態にかかるターボチャージャ１の回転軸２を支持する２つのコンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３間にスリーブ５０を配置した要部断面図である。
【００７３】
図示した実施形態では、図５に示すように、回転軸２におけるコンプレッサ側フローティングベアリング３１と、タービン側フローティングベアリング３３との間には、軸方向の一端部がコンプレッサ側フローティングベアリング３１の軸方向の他端部に接触し、軸方向の他端部が第タービン側フローティングベアリング３３の軸方向の一端部に接触するスリーブ５０がさらに備えられている。スリーブ５０は、円筒状に形成され、その内側には、回転軸２が挿通可能な貫通孔５０ａが形成されている。そして、スリーブ５０の軸方向中央部には、コンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３に供給され、回転軸２とスリーブ５０との間に流れ込んだオイルを排出する排出口５１が形成されている。そして、スリーブ５０のコンプレッサ側フローティングベアリング３１側の開口端部の内径φｃは、タービン側フローティングベアリング３３側の開口端部の内径φｔよりも大きくなるように構成されている。さらに、スリーブ５０の軸方向中央部の内径φｓは、スリーブ５０の軸方向両側の開口端部の内径φｃ、φｔよりも大きいように構成されている。
【００７４】
このような実施形態によれば、コンプレッサ側フローティングベアリング３１と、タービン側フローティングベアリング３３との間にスリーブ５０をさらに備えることで、これらのベアリングが回転軸２の軸方向のうち互いに接近する方向の位置決めをすることができる。
【００７５】
また、スリーブ５０のコンプレッサ側フローティングベアリング３１側の開口端部の内径φｃは、タービン側フローティングベアリング３３側の開口端部の内径φｔよりも大きくすることで、コンプレッサ側フローティングベアリング３１のスリーブ５０側から流出されるオイルをスムースにスリーブ５０の軸方向中央部に形成された排出口５１へ流すことができる。このため、コンプレッサ側フローティングベアリング３１からスリーブ５０側へ流れるオイルの圧力損失の増大を防止することができ、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されてスリーブ５０側へ移動するオイルの流れをスムースにすることができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞を低減することができる。
【００７６】
さらに、スリーブ５０の軸方向中央部の内径φｓがスリーブ５０の軸方向両側の開口端部の内径φｃ、φｔよりも大きいので、スリーブ５０の軸方向中央部内側の空間部５２の体積を大きくすることができる。空間部５２には、コンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３から空間部５２へオイルが流出するので、スリーブ５０の軸方向中央部の内径φｓがスリーブ５０の軸方向両側の開口端部の内径φｃ、φｔと同じ又は小さい場合には、空間部５２内にオイルが滞留する虞が生じる。しかしながら、スリーブ５０の軸方向中央部の内径φｓを、スリーブ５０の軸方向両側の開口端部の内径φｃ、φｔよりも大きくすることで、回転軸２とスリーブ５０との間に流れ込んだオイルが空間部５２内で滞留する虞を防止することができる。したがって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３からスリーブ側へ流れるオイルの圧力損失の増大を防止することができ、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されてスリーブ側へ移動するオイルの流れをスムースにすることができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞を低減することができる。
【００７７】
図６Ｂは、図６Ａに示すターボチャージャの第１Ｃ型止め輪６１及び第２Ｃ型止め輪６２を示した図であり、図６Ａ（ａ）は、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の位置決めをする第１Ｃ型止め輪６１の側面図であり、図６Ａ（ｂ）は、タービン側フローティングベアリング３３の位置決めをする第２Ｃ型止め輪６２の側面図である。図７は、本発明の一実施形態にかかるターボチャージャ１のコンプレッサ側フローティングベアリング３１を支持するコンプレッサ側ベアリング支持部３７に切欠き面部３７ｂが形成された要部断面図である。
【００７８】
幾つかの実施形態では、図１、図３、図４Ａ、図６Ａ、図６Ｂ、図７に示すように、回転軸２には、コンプレッサ側フローティングベアリング３１のタービン側フローティングベアリング３３側端部に接触する第１Ｃ型止め輪６１と、タービン側フローティングベアリング３３のコンプレッサ側フローティングベアリング３１側端部に接触する第２Ｃ型止め輪６２とがさらに装着されている。そして、第１Ｃ型止め輪６１は、第１Ｃ型止め輪６１の合口部６１ａが、軸受ハウジング３０の排油出口３０ｃ（図１参照）を向いた姿勢で回転軸２に装着され（図６Ｂ（ａ）参照）、第２Ｃ型止め輪６２は、第２Ｃ型止め輪６２の合口部６２ａが、軸受ハウジング３０の排油出口３０ｃ以外の方向を向いた姿勢で回転軸に装着されている（図６Ｂ（ｂ）参照）。図示した実施形態では、上方を向いた姿勢で回転軸に装着されている。
【００７９】
このような実施形態によれば、回転軸２に装着された第１Ｃ型止め輪６１及び第２Ｃ型止め輪６２とによって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１及びタービン側フローティングベアリング３３が回転軸２の軸方向のうち互いに接近する方向の位置決めをすることができる。
【００８０】
また、第１Ｃ型止め輪６１の合口部６１ａは軸受ハウジング３０の排油出口３０ｃを向いた姿勢で回転軸２に装着されるので、第１Ｃ型止め輪６１が存在しない場合におけるコンプレッサ側フローティングベアリング３１から流出するオイルが排油出口３０ｃへ流れる経路の途中に、合口部６１ａが設けられた構成になる。このため、コンプレッサ側フローティングベアリング３１から第１Ｃ型止め輪６１側へ流れるオイルの圧力損失の増大を防止することができ、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されて第１Ｃ型止め輪６１側へ移動するオイルの流れをスムースにすることができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されるオイルの供給量を増大することができ、コンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞を低減することができる。
【００８１】
さらに、第２Ｃ型止め輪６２は、第２Ｃ型止め輪６２の合口部６２ａが、軸受ハウジング３０の排油出口３０ｃ以外の方向を向いた姿勢で回転軸２に装着されるので、第２Ｃ型止め輪６２が存在しない場合におけるタービン側フローティングベアリング３３から流出するオイルが排油出口３０ｃへ流れる経路から外れた位置に、第２Ｃ型止め輪６２の合口部６２ａが設けられた構成になる。このため、タービン側フローティングベアリング３３から第２Ｃ型止め輪６２側へ流れるオイルの圧力損失が増大するので、排油出口３０ｃへ流れるオイルの流量を減少することができる。このため、タービン側フローティングベアリング３３から流出するオイルが過剰になって、空間部５２にオイルが滞留して、コンプレッサ側フローティングベアリング３１から排出されるオイルが出にくくなる虞を防止することができる。よって、コンプレッサ側フローティングベアリング３１に供給されて第１Ｃ型止め輪６１側へ移動するオイルの流れがスムースになり、コンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞を低減することができる。
【００８２】
幾つかの実施形態では、図７に示すように、コンプレッサ側ベアリング支持部３７とタービン側ベアリング支持部３９との間には、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の第１Ｃ型止め輪６１側から流出されるオイル、及びタービン側フローティングベアリング３３の第２Ｃ型止め輪６２側から流出されるオイルを、軸受ハウジング３０の排油出口３０ｃ（図１参照）へ排出するための排出空間４８が形成されている。そして、コンプレッサ側ベアリング支持部３７における排出空間４８側の排油出口３０ｃ側の端部には、コンプレッサ側ベアリング支持部３７の内周面３７ｃから外周面３７ｄに向かって排出空間４８側へ延在する切欠き面部３７ｂが形成されている。
【００８３】
このような実施形態によれば、コンプレッサ側ベアリング支持部３７における排出空間４８側の排出出口側の端部に切欠き面部３７ｂが形成されているので、コンプレッサ側フローティングベアリング３１の第１Ｃ型止め輪６１側から流出したオイルが排出空間４８から排油出口３０ｃ側へ移動する際に、排出空間４８側へ延在する切欠き面部３７ｂを流れるので、オイルの流れをよりスムースにすることができる。よって、排出空間４８にオイルが滞留する虞がなくなり、コンプレッサ側フローティングベアリング３１が焼き付く虞をより低減することができる。
【００８４】
以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。
【００８５】
例えば、上述した実施形態では、ターボチャージャ１が過給機である場合を例に説明したが、本発明のターボチャージャはこれに限定されるものではない。本発明のターボチャージャは、例えば、モータによって回転軸が回転する電動コンプレッサや、クランクシャフトなどから伝達される動力によって回転軸が回転する機械式スーパーチャージャであってもよいものである。
【符号の説明】
【００８６】
１          ターボチャージャ
３          回転軸
１０        タービンハウジング
１１        タービンインペラ
１１Ａ      タービンハブ
１１Ｂ      タービン翼
１２        タービンスクロール流路
１３        排出流路
２０        コンプレッサハウジング
２１        コンプレッサインペラ
２１Ａ      コンプレッサハブ
２１Ｂ      コンプレッサ翼
２２        コンプレッサスクロール流路
２３        ナット
２４        吸気導入流路
２５        ディフューザ流路
３０        軸受ハウジング
３０ａ      内周壁面
３０Ｂ      突出壁部
３０ｃ      排油出口
３１        コンプレッサ側フローティングベアリング
３２        周壁部
３２ａ      給油孔
３２ｂ      内周面
３２ｃ      外周面
３３        タービン側フローティングベアリング
３５        スラストプレート
３７        コンプレッサベアリング支持部
３７ａ      コンプレッサ側貫通孔
３７ｂ      切欠き面部
３７ｃ      内周面
３７ｄ      外周面
３９        タービン側ベアリング支持部
３９ａ      タービン側貫通孔
４１        オイル導入路
４２        コンプレッサ側給油孔
４３        コンプレッサ側給油通路
４３ａ      コンプレッサ側給油通路の出口
４４        コンプレッサ側給油溝
４５        タービン側給油孔
４６        タービン側給油通路
４６ａ      タービン側給油通路の出口
４７        タービン側給油溝
４８        排出空間
５０        スリーブ
５１        排出口
５２        空間部
６１        第１Ｃ型止め輪
６１Ａ，６２Ａ  合口部
６２        第２Ｃ型止め輪
【図１】
2017046842.tif 000003
【図２】
2017046842.tif 000004
【図３】
2017046842.tif 000005
【図４Ａ】
2017046842.tif 000006
【図４Ｂ】
2017046842.tif 000007
【図５】
2017046842.tif 000008
【図６Ａ】
2017046842.tif 000009
【図６Ｂ】
2017046842.tif 000010
【図７】
2017046842.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月24日(2016.3.24)
【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】
回転軸と、
前記回転軸の一端側に設けられるコンプレッサと、
前記回転軸の他端側に設けられるタービンと、
前記回転軸を回転自在に支持するコンプレッサ側フローティングベアリングと、
前記回転軸を回転自在に支持するタービン側フローティングベアリングであって、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに対して前記回転軸の軸方向に間隔を有して配置され、前記コンプレッサ側フローティングベアリングよりも前記回転軸の軸方向において前記タービン側に配置されるタービン側フローティングベアリングと、
前記コンプレッサ側フローティングベアリング及び前記タービン側フローティングベアリングを収容するとともに、前記タービン側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるタービン側給油通路と、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるコンプレッサ側給油通路とが内部に形成されるベアリングハウジングと、を備え、
前記コンプレッサ側給油通路は、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに向かって延在するコンプレッサ側給油孔と、前記コンプレッサ側給油孔の出口側の端部において、前記コンプレッサ側フローティングベアリングの外周に沿って延在するとともに、前記コンプレッサ側フローティングベアリングの外周に向かって開口するコンプレッサ側給油溝と、を含み、
前記タービン側給油通路は、前記タービン側フローティングベアリングに向かって延在するタービン側給油孔と、前記タービン側給油孔の出口側の端部において、前記タービン側フローティングベアリングの外周に沿って延在するとともに、前記タービン側フローティングベアリングの外周に向かって開口するタービン側給油溝と、を含み、
前記コンプレッサ側給油溝の開口面積は、前記タービン側給油溝の開口面積よりも大きい
ことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
回転軸と、
前記回転軸の一端側に設けられるコンプレッサと、
前記回転軸の他端側に設けられるタービンと、
前記回転軸を回転自在に支持するコンプレッサ側フローティングベアリングと、
前記回転軸を回転自在に支持するタービン側フローティングベアリングであって、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに対して前記回転軸の軸方向に間隔を有して配置され、前記コンプレッサ側フローティングベアリングよりも前記回転軸の軸方向において前記タービン側に配置されるタービン側フローティングベアリングと、
前記コンプレッサ側フローティングベアリング及び前記タービン側フローティングベアリングを収容するとともに、前記タービン側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるタービン側給油通路と、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるコンプレッサ側給油通路とが内部に形成されるベアリングハウジングと、を備え、
前記回転軸における前記コンプレッサ側フローティングベアリングと、前記タービン側フローティングベアリングとの間に配置され、軸方向の一端部が前記第コンプレッサ側フローティングベアリングの軸方向の他端部に接触可能とし、軸方向の他端部が前記第タービン側フローティングベアリングの軸方向の一端部に接触可能なスリーブをさらに備え、
前記スリーブの軸方向中央部には、前記コンプレッサ側フローティングベアリング及び前記タービン側フローティングベアリングに供給され、前記回転軸と前記スリーブとの間に流れ込んだオイルを排出する排出口が形成され、
前記スリーブの前記コンプレッサ側フローティングベアリング側の開口端部の内径は、前記タービン側フローティングベアリング側の開口端部の内径よりも大きい
ことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項３】
回転軸と、
前記回転軸の一端側に設けられるコンプレッサと、
前記回転軸の他端側に設けられるタービンと、
前記回転軸を回転自在に支持するコンプレッサ側フローティングベアリングと、
前記回転軸を回転自在に支持するタービン側フローティングベアリングであって、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに対して前記回転軸の軸方向に間隔を有して配置され、前記コンプレッサ側フローティングベアリングよりも前記回転軸の軸方向において前記タービン側に配置されるタービン側フローティングベアリングと、
前記コンプレッサ側フローティングベアリング及び前記タービン側フローティングベアリングを収容するとともに、前記タービン側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるタービン側給油通路と、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに供給するオイルが流れるコンプレッサ側給油通路とが内部に形成されるベアリングハウジングと、を備え、
前記回転軸に装着されて、前記コンプレッサ側フローティングベアリングの前記タービン側フローティングベアリング側端部に接触可能な第１Ｃ型止め輪と、をさらに備え、
前記回転軸に装着されて、前記タービン側フローティングベアリングの前記コンプレッサ側フローティングベアリング側端部に接触可能な第２Ｃ型止め輪と、
前記第１Ｃ型止め輪は、前記第１Ｃ型止め輪の合口部が、前記ハウジングの排油出口を向いた姿勢で前記回転軸に装着され、
前記第２Ｃ型止め輪は、前記第２Ｃ型止め輪の合口部が、前記ハウジングの排油出口以外の方向を向いた姿勢で前記回転軸に装着される
ことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項４】
前記コンプレッサ側給油通路は、前記コンプレッサ側フローティングベアリングに向かって延在するコンプレッサ側給油孔を少なくとも含み、
前記タービン側給油通路は、前記タービン側フローティングベアリングに向かって延在するタービン側給油孔を少なくとも含み、
前記コンプレッサ側給油通孔の断面積が、前記タービン側給油孔の断面積よりも大きくなるように構成されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記ベアリングハウジングは、一端部が前記ベアリングハウジングの外面に開口し他端側が前記回転軸側へ延在して前記コンプレッサ側給油通路及び前記タービン側給油通路に連通するオイル導入路を含み、
前記オイル導入路は、前記回転軸の軸方向において、前記タービン側フローティングベアリングよりも前記コンプレッサ側フローティングベアリング側に接近した位置に配設され、
前記コンプレッサ側給油孔の流路長は、前記タービン側給油孔の流路長よりも短い
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
前記スリーブの前記軸方向中央部の内径は、前記スリーブの軸方向両側の開口端部の内径よりも大きい
ことを特徴とする請求項２に記載のターボチャージャ。
【請求項７】
前記ベアリングハウジングは、前記コンプレッサ側フローティングベアリングを支持するコンプレッサ側ベアリング支持部と、前記タービン側フローティングベアリングを支持するタービン側ベアリング支持部と、を含み、
前記ベアリングハウジングの内部には、前記コンプレッサ側ベアリング支持部と前記タービン側ベアリング支持部との間に、前記コンプレッサ側フローティングベアリングの第１Ｃ型止め輪側から流出されるオイル、及び前記タービン側フローティングベアリングの第２Ｃ型止め輪側から流出されるオイルを、前記ハウジングの排油出口へ排出するための排出空間が形成され、
前記コンプレッサ側ベアリング支持部における前記排出空間側の排出出口側の端部には、前記コンプレッサ側ベアリング支持部の内周面から外周面に向かって前記排出空間側へ延在する切欠き面部が形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載のターボチャージャ。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【国際調査報告】
2017046842.tif 000012
2017046842.tif 000013
2017046842.tif 000014
2017046842.tif 000015