(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を介してコンプレッサインペラとタービンホイールとが連結され、
回転軸のコンプレッサインペラとタービンホイールとの間に、少なくとも１の部材が軸方向への変位が規制された状態で組み付けられたターボチャージャにおいて、
前記回転軸に組み付けられた部材の端部または部材間には、弛み防止部材が挟装されており、
前記弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材の互いに接する面のうち、少なくとも一方の面がテーパ面となっており、
前記弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材の線膨張係数が異なり、
前記弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材のうち、一方の部材が、前記回転軸をハウジングに回転自在に支持するためのベアリングに供給される潤滑油が流れやすい箇所に配置され、他方の部材が、前記潤滑油が流れにくい箇所に配置され、
回転軸の回転時には、弛み防止部材とこの弛み防止部材が接する部材との径方向外側への熱膨張差に応じて、弛み防止部材とこの弛み防止部材が接する部材とが軸方向に互いに押し付け合う力が加わることを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
前記ハウジングには、その内壁から回転軸の回転中心へ向けて突出する円環状の部分が形成されており、前記円環状の部分は、前記弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材の当接部分の外周を囲むように設けられ、前記円環状の部分によって前記潤滑油が流れにくい箇所への潤滑油の流れが妨げられ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】
前記一方の部材の表面には、多数の凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１または２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】
本発明は、自動車等の内燃機関の吸気を過給するのに用いられるターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関に用いられる過給機は、内燃機関の気筒内に吸入する空気の圧力を高めることによって吸入空気量を増大させ、１サイクルあたりの出力を増大させるために設けられる。このような過給機の１つにターボチャージャがある。ターボチャージャは、排気通路に配置されたタービンホイールと、吸気通路に配置されたコンプレッサインペラとが回転軸を介して連結された構造となっている。そして、排気通路に配置のタービンホイールが排気のエネルギーによって回転されると、これにともなって吸気通路に配置のコンプレッサインペラが回転されて、内燃機関の吸気が加圧される。
【０００３】
また、ターボチャージャの中に、電動機が組み付けられた電動機付きターボチャージャ（電力支援型ターボチャージャ）がある。この電動機付きターボチャージャは、電動機の回転子（ロータ）が回転軸に組み付けられた構造となっている。そして、このような電動機付きターボチャージャでは、電動機の駆動により回転軸を回転させ、コンプレッサインペラを強制的に回転させることで、過給効率を向上させて、出力を急速に増大させることが可能となっている。
【０００４】
特許文献１には、そのような電動機付きターボチャージャにおいて、高速回転時における過給機軸の共振振動抑制のために、過給機のタービンホイールやコンプレッサインペラの材料の一部を削除することが示されている。
【特許文献１】特開２００４−１１６３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ターボチャージャ等の過給機では、回転軸の高速回転時には、その回転速度が１次曲げ振動（１次共振振動）が発生する１次危険速度に入ることは避けられない。特に、上述した電動機付きターボチャージャでは、電動機が付いていないターボチャージャと比べて、電動機の回転子（ロータ）の分だけ回転軸の軸長が長く、回転軸質量が大きいため、回転軸の剛性確保が難しく、曲げ振動等の軸振動が大きくなる場合がある。
【０００６】
また、上述した電動機付きターボチャージャでは、回転軸に、コンプレッサインペラ、電動機の回転子、カラーやスペーサ等の多数の部材が組み付けられている。そして、ナットを所望の軸力が発生するような締付力で締め付け、スラストベアリング等で各部材の軸方向の変位を規制することによって、隣接する部材間に隙間が生じないようになっている。しかし、回転軸が回転すると、ターボチャージャのコンプレッサ側の背圧とタービン側の背圧との間で差が生じる場合があり、その背圧差によって、回転軸に組み付けられた各部材間に弛み（隙間）が発生する可能性がある。また、回転軸が温度上昇により熱膨張することによって、回転軸に組み付けられた各部材間に弛みが発生する可能性もある。そして、そのような弛みによって回転軸に組み付けられている各部材の組み付け位相が変化して、アンバランスが悪化し、回転軸の軸振動が悪化する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、回転軸の回転にともなって発生する曲げ振動等の軸振動を抑制することができ、また、回転軸に組み付けられた各部材間に弛みが発生することを防止できるようなターボチャージャを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、回転軸を介してコンプレッサインペラとタービンホイールとが連結され、回転軸のコンプレッサインペラとタービンホイールとの間に、少なくとも１の部材が軸方向への変位が規制された状態で組み付けられたターボチャージャにおいて、前記回転軸に組み付けられた部材の端部または部材間には、弛み防止部材が挟装されており、前記弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材の互いに接する面のうち、少なくとも一方の面がテーパ面となっており、前記弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材の線膨張係数が異なり、前記弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材のうち、一方の部材が、前記回転軸をハウジングに回転自在に支持するためのベアリングに供給される潤滑油が流れやすい箇所に配置され、他方の部材が、前記潤滑油が流れにくい箇所に配置され、回転軸の回転時には、弛み防止部材とこの弛み防止部材が接する部材との径方向外側への熱膨張差に応じて、弛み防止部材とこの弛み防止部材が接する部材とが軸方向に互いに押し付け合う力が加わることを特徴としている。
【０００９】
ここで、回転軸に組み付けられる部材には、例えば、カラーやスペーサ、軸受部材、電動機の回転子等があり、弛み防止部材は、それらの部材の端部あるいは部材間に配置される。
【００１０】
上記構成によれば、弛み防止部材およびこの弛み防止部材に接する部材の線膨張係数の違いを利用して、回転軸の回転時には、弛み防止用部材とこの弛み防止部材に接する部材との径方向外側への熱膨張差が発生する。また、弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材のうち、一方の部材は、潤滑油によって効率的に冷却されるのに対し、他方の部材は、潤滑油によっては効率的に冷却されなくなり、弛み防止用部材とこの弛み防止部材に接する部材との径方向外側への熱膨張差が発生する。このため、回転軸の回転時には、弛み防止用部材およびこの弛み防止部材に接する部材の軸方向への熱膨張に加え、弛み防止用部材とこの弛み防止部材に接する部材との径方向外側への熱膨張差の分だけ、弛み防止用部材とこの弛み防止部材に接する部材とが互いに押し付け合う力が大きくなる。これにより、回転軸の回転にともなう軸力の減少が抑制され、回転体の軸剛性の低下が抑制される。したがって、回転軸の回転にともなって発生する曲げ振動等の軸振動を抑制することができる。また、回転軸の回転時には、弛み防止部材とこの弛み防止部材が接する部材との径方向外側への熱膨張差が生じるので、これにともない、弛み防止部材とこの弛み防止部材が接する部材の少なくとも一方が、回転時に発生する可能性がある弛みを打ち消す方向に変位する。これにより、回転軸に組み付けられた隣接する部材間に弛みが発生することを防止できる。
【００１２】
また、本発明のターボチャージャにおいて、前記ハウジングには、その内壁から回転軸の回転中心へ向けて突出する円環状の部分が形成されており、前記円環状の部分は、前記弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材の当接部分の外周を囲むように設けられ、前記円環状の部分によって前記潤滑油が流れにくい箇所への潤滑油の流れが妨げられることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のターボチャージャにおいて、前記一方の部材の表面には、多数の凹凸が形成されていることが好ましい。この場合、弛み防止部材およびこの弛み防止部材が接する部材のうち、一方の部材の潤滑油に触れる表面積が大きくなり、一方の部材が効率的に冷却され、その温度上昇が抑えられる。その結果、一方の部材に対する他方の部材の熱膨張による径方向外側への変位をさらに大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、回転軸の回転時には、弛み防止部材およびこの弛み防止部材には、軸方向に互いに離反する向きの力が加わるので、回転軸の回転にともなう軸力の減少が抑制され、回転体の軸剛性の低下が抑制される。したがって、回転軸の回転にともなって発生する曲げ振動等の軸振動を抑制することができる。
【００１７】
また、回転軸の回転時には、弛み防止部材とこの弛み防止部材が接する部材との径方向外側への変位差が生じるので、これにともない、弛み防止部材とこの弛み防止部材が接する部材の少なくとも一方が、回転時に発生する可能性がある弛みを打ち消す方向に変位する。これにより、回転軸に組み付けられた隣接する部材間に弛みが発生することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。以下では、本発明を電動機付きターボチャージャに適用した例について説明する。
【００１９】
まず、電動機付きターボチャージャ（以下、単に「ターボチャージャ」と略す）の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００２０】
この例のターボチャージャ１０は、自動車等の内燃機関の吸気を過給するのに用いられる過給機であって、後述する弛み防止部材を備えている。ターボチャージャ１０の回転軸１１の軸方向（以下、単に「軸方向」と略す）における一端側にはコンプレッサ３０が形成されており、他端側にはタービン４０が形成されている。そして、回転軸１１のコンプレッサ３０側の端部には、コンプレッサインペラ３１が設けられており、タービン４０側の端部には、タービンホイール４１が設けられている。このコンプレッサインペラ３１は、ナット１２の締め付けによって回転軸１１に組み付けられている。一方、タービンホイール４１は、溶接等によって回転軸１１に固着されている。
【００２１】
ターボチャージャ１０の回転軸１１は、ラジアルベアリング２１、２２およびスラストベアリング２３によって、ラジアル方向およびスラスト方向に安定して回転支持されている。ラジアルベアリング２１、２２およびスラストベアリング２３は、ターボチャージャ１０のハウジング２０に取り付けられている。なお、ラジアルベアリング２１、２２には、浮動ブッシュ式のものが用いられており、回転軸１１の高速回転を可能とするために、各ベアリングに潤滑油が供給されている。この潤滑油は、排気ガスの熱によってターボチャージャ１０の各部材が高温になるのを防止する冷却作用も有している。また、タービン４０側のラジアルベアリング２１は、回転軸１１を直接支持しているが、コンプレッサ３０側のラジアルベアリング２２は、回転軸１１の外周に組み付けられたスペーサ１４を介して回転軸１１を支持している。
【００２２】
ターボチャージャ１０のハウジング２０は、コンプレッサインペラ３１を収容するコンプレッサハウジングと、タービンホイール４１を収容するタービンハウジングと、これらタービンハウジングおよびコンプレッサハウジングの間にあって両ハウジングを連結するセンターハウジングとから構成されている。なお、図１には、センターハウジングのみを示している。
【００２３】
ターボチャージャ１０の電動機（モータ）５０は、ハウジング２０内に収容されている。このモータ５０の固定子（ステータ）５１がハウジング２０に取り付けられている。また、モータ５０の回転子（ロータ）５２が回転軸１１に取り付けられている。
【００２４】
このようなターボチャージャ１０では、タービン４０のタービンホイール４１が排気ガスのエネルギーによって回転されると、そのタービンホイール４１の回転が回転軸１１を介して、コンプレッサ３０のコンプレッサインペラ３１に伝達され、コンプレッサインペラ３１が回転される。これにより、内燃機関に吸入される空気が圧縮され、内燃機関の吸気が過給される。また、モータ５０の駆動により回転軸１１を回転させ、コンプレッサインペラ３１を強制的に回転させることで、過給効率を向上させて、出力を急速に増大させることが可能となっている。
【００２５】
上述したように、ターボチャージャ１０の回転軸１１には、コンプレッサインペラ３１とタービンホイール４１との間に少なくとも１の部材が組み付けられており、それらの部材は回転軸１１とともに回転する。ここで、回転軸１１は、段付きの軸であって、軸方向の中間部に段部（段差）１１ａが形成されている。そして、段部１１ａよりもコンプレッサ３０側の部分（小径部分）１１ｃが、タービン４０側の部分（大径部分）１１ｂに比べて小径に形成されている。小径部分１１ｃには、段部１１ａ側から端部側に向けて、弛み防止部材としての弛み防止用カラー１６、カラー１３、ロータ５２、スペーサ１４、スラストベアリング２３、カラー１５、コンプレッサインペラ３１が順に嵌め付けられている。そして、ナット１２が所望の軸力が発生するような締付力で締め付けられている。ナット１２をそのように締め付けるとともに、スラストベアリング２３で各部材の軸方向の変位を規制することによって、回転軸１１の小径部分１１ｃに組み付けられた隣接する部材間に隙間が生じないようになっている。つまり、ターボチャージャ１０の回転軸１１の小径部分１１ｃには、段部１１ａとナット１２との間に各部材が挟み込まれるようにして配置されている。なお、以下では、回転軸１１およびこの回転軸１１とともに回転する部材を「回転体」と言う。
【００２６】
次に、弛み防止部材を備えるターボチャージャの詳細について説明する。以下では、弛み防止部材を備えるターボチャージャについて、実施例１〜９を挙げて説明する。なお、実施例２〜９のターボチャージャは、実施例１のターボチャージャの変形例である。
【００２７】
［実施例１］
実施例１のターボチャージャ１０について、図２を用いて説明する。図２は、図１の弛み防止用カラー１６が配置される部分を拡大して示しており、回転軸１１の回転中心ＣＬを通る面で切断した断面を示している。実施例１のターボチャージャ１０では、弛み防止用カラー１６が弛み防止部材として設けられている。
【００２８】
弛み防止用カラー１６は、回転軸１１の段部１１ａとカラー１３との間に挟装されている。弛み防止用カラー１６は、傾斜面１６ａを有する略円筒状の部材であり、その中空部分に回転軸１１の小径部分１１ｃが挿入されている。一方、カラー１３は、傾斜面１３ａを有する略円筒状の部材であり、その中空部分に回転軸１１の小径部分１１ｃが挿入されている。
【００２９】
弛み防止用カラー１６の傾斜面１６ａとカラー１３の傾斜面１３ａとは面接触している。つまり、弛み防止用カラー１６では、傾斜面１６ａがカラー１３側（コンプレッサ３０側）に形成されているのに対し、カラー１３では、傾斜面１３ａが弛み防止用カラー１６側（タービン４０側）に形成されている。この例では、弛み防止用カラー１６の傾斜面１６ａが円錐テーパ面となっている。また、カラー１３の傾斜面１３ａが円錐テーパ面となっている。そして、弛み防止用カラー１６の傾斜面（以下、「テーパ面」と称す）１６ａは、回転軸１１の回転中心ＣＬからの距離が小さくなるほど、テーパ面１６ａの径が小さくなるような凸面として形成されているのに対し、カラー１３の傾斜面（以下、「テーパ面」と称す）１３ａは、回転軸１１の回転中心ＣＬからの距離が小さくなるほど、テーパ面１３ａの径が小さくなるような凹面として形成されている。
【００３０】
一方、弛み防止用カラー１６の回転軸１１の段部１１ａ側（タービン４０側）の面１６ｂは、回転軸１１の回転中心ＣＬと直交する面となっており、段部１１ａの段差面１１ｄに面接触している。
【００３１】
そして、上述したようなナット１２の締め付けによって、弛み防止用カラー１６のテーパ面１６ａとカラー１３のテーパ面１３ａとが互いに押し付け合いながら接触している。また、弛み防止用カラー１６の面１６ｂと段部１１ａの段差面１１ｄとが互いに押し付け合いながら接触している。
【００３２】
また、弛み防止用カラー１６は、カラー１３に比べて径が大きくなっている。ここで言う、弛み防止用カラー１６の径とは、弛み防止用カラー１６の外径の意味ではなく、弛み防止用カラー１６の断面の図心をＧ１とすると、回転軸１１の回転中心ＣＬからその図心Ｇ１までの距離を意味している。カラー１３の径についても同様に、回転軸１１の回転中心ＣＬからカラー１３の断面の図心Ｇ２までの距離を意味している。なお、弛み防止用カラー１６の内周面と回転軸１１の外周面との間には、回転軸１１の非回転時には隙間が生じているが、上記のような意味で弛み防止用カラー１６がカラー１３よりも大径となっていれば、回転軸１１の非回転時に、弛み防止用カラー１６の内周面が回転軸１１の外周面に接するように、弛み防止用カラー１６を形成してもよい。
【００３３】
そして、ターボチャージャ１０において、回転軸１１が回転すると、この回転軸１１に組み付けられている各部材（回転体の各部材）には、遠心力が作用し、それらの各部材を径方向外側へ移動させようとする。そのような遠心力によって、弛み防止用カラー１６およびカラー１３は、それぞれ拡径されるようにして径方向外側へ移動させられる。上述したように、弛み防止用カラー１６は、カラー１３よりも大径であるので、弛み防止用カラー１６およびカラー１３が同じ材質からなる場合、弛み防止用カラー１６には、単位体積当たりでカラー１３よりも大きな遠心力が作用する。したがって、図３（ｂ）に示すように、弛み防止用カラー１６は、カラー１３よりも径方向外側へ大きく移動させられる。つまり、弛み防止用カラー１６とカラー１３との遠心力による径方向外側への変位差が大きくなる。そして、回転軸１１の回転速度（回転数）が大きくなるほど、弛み防止用カラー１６およびカラー１３に作用する遠心力の差が大きくなり、弛み防止用カラー１６とカラー１３との径方向外側への変位差も大きくなる。なお、図３では、（ａ）に非回転時の弛み防止用カラー１６およびカラー１３を示し、（ｂ）に回転軸１１の回転時の弛み防止用カラー１６およびカラー１３を示している。
【００３４】
このとき、上述したように、弛み防止用カラー１６のテーパ面１６ａとカラー１３のテーパ面１３ａとが接しているので、弛み防止用カラー１６のテーパ面１６ａがカラー１３のテーパ面１３ａに対し滑りながら径方向外側へ移動する。そして、図３に示すように、弛み防止用カラー１６のテーパ面１６ａの、カラー１３のテーパ面１３ａに対し当接する箇所が径方向外側へずれる。つまり、弛み防止用カラー１６のテーパ面１６ａの一箇所（例えば、図３の点Ｐ）を考えた場合、この点Ｐと接するカラー１３のテーパ面１３ａの箇所は、非回転時には点Ｑであるのに対し（図３（ａ））、回転時には、点Ｑよりも外側（大径側）の点Ｒになる（図３（ｂ））。そして、弛み防止用カラー１６のカラー１３に対する遠心力による径方向外側への変位に応じて、弛み防止用カラー１６のテーパ面１６ａとカラー１３のテーパ面１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。
【００３５】
これにより、回転軸１１の回転時には、弛み防止用カラー１６およびカラー１３には、軸方向に互いに離反する向きの力が加わる。つまり、弛み防止用カラー１６には、カラー１３に押されることによってタービン４０側に向かう力が加わり、カラー１３には、弛み防止用カラー１６に押されることによってコンプレッサ３０側に向かう力が加わる。その結果、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少が抑制され、回転体の軸剛性の低下が抑制される。したがって、回転軸１１の回転にともなって発生する曲げ振動等の軸振動を抑制することができる。また、高速回転時に回転軸１１に発生する１次曲げ振動（１次共振振動）等の軸振動も抑制することができる。
【００３６】
しかも、回転軸１１の回転時に、この回転軸１１の小径部分１１ｃに組み付けられた隣接する部材間に弛み（隙間）が発生することを防止できる。詳しく言えば、弛み防止用カラー１６が設けられていなければ、回転軸１１が回転すると、ターボチャージャ１０のコンプレッサ３０側の背圧とタービン４０側の背圧との間で差が生じる場合があり、その背圧差によって、回転軸１１の小径部分１１ｃに組み付けられた隣接する部材間に弛みが発生する可能性がある。また、回転軸１１が温度上昇により熱膨張することによって、回転軸１１の小径部分１１ｃの隣接する部材間に弛みが発生する可能性もある。
【００３７】
この例では、上述したように、弛み防止用カラー１６およびカラー１３の互いに接する面をテーパ面として形成し、弛み防止用カラー１６の径をカラー１３の径よりも大きくしているので、回転軸１１の回転時には、弛み防止用カラー１６がカラー１３に対し遠心力によって径方向外側へ変位する。これにともない、弛み防止用カラー１６およびカラー１３の少なくとも一方が、上述の理由で発生する可能性がある弛みを打ち消す方向に変位する。これにより、ターボチャージャ１０において、特別な駆動源を用いることなく、回転軸１１の小径部分１１ｃにナット１２の締め付けによって組み付けられた各部材間に弛みが発生することを防止できる。また、そのような弛みによって引き起こされる回転軸１１の軸振動の悪化を防ぐことができる。
【００３８】
［実施例２］
実施例２のターボチャージャ１００について、図４を用いて説明する。図４は、実施例２のターボチャージャ１００の弛み防止用リング１１６が配置される部分を主に示しており、それ以外の部分の構成は、上記実施例１の場合と同様となっている（図１参照）。
【００３９】
図４に示す実施例２のターボチャージャ１００では、上記実施例１のターボチャージャ１０の弛み防止用カラー１６の代わりに、弛み防止用リング１１６が回転軸１１の段部１１ａとカラー１３との間に設けられている。弛み防止用リング１１６は、断面円形の円環状の部材であり、その中空部分に回転軸１１の小径部分１１ｃが挿入されている。カラー１３には、上記実施例１のターボチャージャ１０の場合と同様に、テーパ面１３ａが形成されている。
【００４０】
弛み防止用リング１１６は、カラー１３のテーパ面１３ａおよび段部１１ａの段差面１１ｄに線接触している。そして、ナット１２の締め付けによって、弛み防止用リング１１６とカラー１３のテーパ面１３ａとが互いに押し付け合いながら接触している。また、弛み防止用リング１１６と段部１１ａの段差面１１ｄとが互いに押し付け合いながら接触している。
【００４１】
また、弛み防止用リング１１６は、カラー１３に比べて径が大きくなっている。弛み防止用リング１１６およびカラー１３の径については、上記実施例１の場合と同様である。つまり、弛み防止用リング１１６の径は、弛み防止用リング１１６の外径の意味ではなく、回転軸１１の回転中心ＣＬから弛み防止用リング１１６の断面の図心Ｇ３までの距離を意味している。
【００４２】
これにより、弛み防止用リング１１６には、カラー１３よりも大きな遠心力が作用する。したがって、弛み防止用リング１１６は、カラー１３よりも径方向外側へ大きく移動させられる。つまり、弛み防止用リング１１６のカラー１３に対する遠心力による径方向外側への変位が大きくなる。そして、弛み防止用リング１１６のカラー１３に対する遠心力による径方向外側への変位に応じて、弛み防止用リング１１６とカラー１３のテーパ面１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。その結果、実施例２のターボチャージャ１００においても、上記実施例１のターボチャージャ１０と同様の作用効果が得られる。
【００４３】
それに加え、実施例２のターボチャージャ１００では、弛み防止用リング１１６がカラー１３のテーパ面１３ａに線接触しているので、遠心力による径方向外側への変位の際、弛み防止用リング１１６に作用する摩擦力が、上記実施例１のターボチャージャ１０の場合に比べて小さくなる。このため、弛み防止用リング１１６がカラー１３に対し滑りやすくなり、径方向外側へ移動しやすくなる。これにより、実施例２のターボチャージャ１００では、上記実施例１のターボチャージャ１０に比べて、弛み防止用リング１１６のカラー１３に対する遠心力による径方向外側への変位が大きくなるので、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少を効果的に抑制することができ、回転体の軸剛性の低下を効果的に抑制することができる。
【００４４】
［実施例３］
実施例３のターボチャージャ２００について、図５を用いて説明する。図５は、実施例３のターボチャージャ２００の弛み防止用ボール２１６が配置される部分を主に示しており、それ以外の部分の構成は、上記実施例１の場合と同様となっている（図１参照）。
【００４５】
図５に示す実施例３のターボチャージャ２００では、上記実施例１のターボチャージャ１０の弛み防止用カラー１６の代わりに、複数の弛み防止用ボール２１６が回転軸１１の段部１１ａとカラー１３との間に設けられている。弛み防止用ボール２１６は、球状の部材であり、複数の弛み防止用ボール２１６が回転軸１１の小径部分１１ｃの周囲に等間隔で配置されている。カラー１３には、上記実施例１のターボチャージャ１０の場合と同様に、テーパ面１３ａが形成されている。
【００４６】
弛み防止用ボール２１６は、カラー１３のテーパ面１３ａおよび段部１１ａの段差面１１ｄに点接触している。そして、ナット１２の締め付けによって、弛み防止用ボール２１６とカラー１３のテーパ面１３ａとが互いに押し付け合いながら接触している。また、弛み防止用ボール２１６と段部１１ａの段差面１１ｄとが互いに押し付け合いながら接触している。なお、図６に示すように、段部１１ａの段差面１１ｄ’を、カラー１３のテーパ面１３ａと同様のテーパ面とすることで、弛み防止用ボール２１６が抜けてしまうことを防ぐことが可能である。
【００４７】
また、弛み防止用ボール２１６は、カラー１３に比べて径が大きくなっている。カラー１３の径については、上記実施例１の場合と同様である。弛み防止用ボール２１６の径は、回転軸１１の回転中心ＣＬから弛み防止用ボール２１６の重心Ｇ４までの距離を意味している。カラー１３の径については、上記実施例１の弛み防止用カラー１６の場合と同様である。
【００４８】
これにより、弛み防止用ボール２１６には、カラー１３よりも大きな遠心力が作用する。したがって、弛み防止用ボール２１６は、カラー１３よりも径方向外側へ大きく移動させられる。つまり、弛み防止用ボール２１６のカラー１３に対する遠心力による径方向外側への変位が大きくなる。そして、弛み防止用ボール２１６のカラー１３に対する遠心力による径方向外側への変位に応じて、弛み防止用ボール２１６とカラー１３のテーパ面１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。その結果、実施例３のターボチャージャ２００においても、上記実施例１のターボチャージャ１０と同様の作用効果が得られる。
【００４９】
それに加え、実施例３のターボチャージャ２００では、弛み防止用ボール２１６がカラー１３のテーパ面１３ａに点接触しているので、遠心力による径方向外側への変位の際、弛み防止用ボール２１６に作用する摩擦力が、上記実施例１、２のターボチャージャの場合に比べて小さくなる。このため、弛み防止用ボール２１６がカラー１３に対し滑りやすくなり、径方向外側へ移動しやすくなる。これにより、実施例３のターボチャージャ２００では、上記実施例１、２のターボチャージャに比べて、弛み防止用ボール２１６のカラー１３に対する遠心力による径方向外側への変位が大きくなるので、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少を効果的に抑制することができ、回転体の軸剛性の低下を効果的に抑制することができる。また、弛み防止用ボール２１６は球状の部材であるため、加工が容易であり、コストダウンを図ることができる。
【００５０】
［実施例４］
実施例４のターボチャージャ３００について、図７を用いて説明する。図７は、実施例４のターボチャージャ３００の弛み防止用カラー３１６が配置される部分を主に示しており、上記実施例１の図２に相当する図である。
【００５１】
図７に示す実施例４のターボチャージャ３００は、上記実施例１のターボチャージャ１０と略同様の構成となっている。上記実施例１のターボチャージャ１０では、弛み防止用カラー１６およびカラー１３の材質を特に限定していない（上記実施例２、３も同様）。これに対し、実施例４のターボチャージャ３００では、弛み防止用カラー３１６およびカラー３１３の材質を異ならせており、具体的には次のようになっている。
【００５２】
すなわち、弛み防止用カラー３１６には、カラー３１３よりも密度が大きい材質が用いられている。その一例を挙げれば、カラー３１３の材質をチタンやアルミニウムとし、弛み防止用カラー３１６の材質を鉄とすることができる。また、カラー３１３の材質を鉄とし、弛み防止用カラー３１６の材質をインコネル、ハステロイ等の高密度合金とすることができる。
【００５３】
このように、弛み防止用カラー３１６の材質としてカラー３１３よりも密度が大きいものを用いると、弛み防止用カラー３１６には、単位体積当たりでカラー３１３よりも大きな遠心力が作用する。したがって、弛み防止用カラー３１６は、カラー３１３よりも径方向外側へ大きく移動させられる。つまり、弛み防止用カラー３１６とカラー３１３との径方向外側への変位差が大きくなる。そして、回転軸１１の回転速度が大きくなるほど、弛み防止用カラー３１６およびカラー３１３に作用する遠心力の差が大きくなり、弛み防止用カラー３１６とカラー３１３との径方向外側への変位差も大きくなる。
【００５４】
これにより、弛み防止用カラー３１６のカラー３１３に対する遠心力による径方向外側への変位に応じて、弛み防止用カラー３１６のテーパ面３１６ａとカラー３１３のテーパ面３１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。その結果、実施例４のターボチャージャ３００においても、上記実施例１のターボチャージャ１０と同様の作用効果が得られる。
【００５５】
また、実施例４のターボチャージャ３００では、材質の違い（密度の違い）を利用して、弛み防止用カラー３１６とカラー３１３に作用する遠心力を異ならせるようにしているので、上記実施例１のターボチャージャ１０等とは異なり、弛み防止用カラー３１６の径を大きくしなくてもよくなり、搭載上の制約を受けにくくなるというメリットがある。
【００５６】
他方、そのような材質の違いは、上記実施例１〜３のターボチャージャにおいても、併せて利用することが可能である。例えば、上記実施例１のターボチャージャ１０において、弛み防止用カラー１６の材質としてカラー１３よりも密度が大きいものを用いることによって、弛み防止用カラー１６およびカラー１３に同じ材質を用いた場合に比べて、弛み防止用カラー１６のカラー１３に対する遠心力による径方向外側への変位を大きくすることができる。これにより、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少をさらに効果的に抑制することができ、回転体の軸剛性の低下をさらに効果的に抑制することができる。
【００５７】
［実施例５］
実施例５のターボチャージャ４００について、図８を用いて説明する。図８は、実施例５のターボチャージャ４００の弛み防止用カラー４１６が配置される部分を主に示しており、上記実施例１の図２に相当する図である。
【００５８】
図８に示す実施例５のターボチャージャ４００は、上記実施例１のターボチャージャ１０と略同様の構成となっている。そして、この実施例５のターボチャージャ４００では、上記実施例４のターボチャージャ３００の場合と同様に、弛み防止用カラー４１６およびカラー４１３の材質を異ならせている。
【００５９】
具体的には、排気側（タービン４０側）に配置される弛み防止用カラー４１６には、吸気側（コンプレッサ３０側）に配置されるカラー４１３よりも線膨張係数が大きい材質が用いられている。その一例を挙げれば、カラー４１３の材質を鉄とし、弛み防止用カラー４１６の材質をアルミニウムとすることができる。
【００６０】
ここで、ターボチャージャ４００では、排気ガスのエネルギーによってタービンホイール４１が回転されるので、排気ガスの熱がタービン４０側からターボチャージャ４００の各部材に伝達され、ターボチャージャ４００の各部材の温度が上昇し、熱膨張する。そして、排気ガスのエネルギーが大きいほど、回転軸１１の回転速度が大きくなり、ターボチャージャ４００の各部材が高温になる。
【００６１】
このため、上述のように、弛み防止用カラー４１６の材質としてカラー４１３よりも線膨張係数が大きいものを用いると、弛み防止用カラー４１６は、カラー４１３よりも径方向外側へ大きく熱膨張する。つまり、弛み防止用カラー４１６とカラー４１３との径方向外側への熱膨張差が大きくなる。しかも、ターボチャージャ４００では、弛み防止用カラー４１６がタービン４０側に配置されているので、弛み防止用カラー４１６の温度上昇がコンプレッサ３０側に配置されるカラー４１３に比べて大きくなり、弛み防止用カラー４１６とカラー４１３との径方向外側への熱膨張差がさらに大きくなる。そして、このとき、弛み防止用カラー４１６のテーパ面４１６ａがカラー４１３のテーパ面４１３ａに対し滑りながら径方向外側へ移動する。
【００６２】
これにより、回転軸１１の回転時には、弛み防止用カラー４１６およびカラー４１３の軸方向への熱膨張に加え、弛み防止用カラー４１６がカラー４１３よりも径方向外側へ大きく熱膨張した分だけ、弛み防止用カラー４１６のテーパ面４１６ａとカラー４１３のテーパ面４１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。その結果、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少が抑制され、回転体の軸剛性の低下が抑制される。したがって、回転軸１１の回転にともなって発生する曲げ振動等の軸振動を抑制することができる。また、回転軸１１の回転時に、特別な駆動源を用いることなく、この回転軸１１の小径部分１１ｃにナット１２の締め付けによって組み付けられた各部材間に弛みが発生することを防止できる。
【００６３】
また、実施例５のターボチャージャ４００では、材質の違い（線膨張係数の違い）を利用して、弛み防止用カラー４１６とカラー４１３の熱膨張を異ならせるようにしているので、上記実施例１のターボチャージャ１０等とは異なり、弛み防止用カラー４１６の径を大きくしなくてもよくなり、搭載上の制約を受けにくくなるというメリットがある。
【００６４】
他方、そのような材質の違いは、上記実施例１〜３のターボチャージャにおいても、併せて利用することが可能である。例えば、上記実施例１のターボチャージャ１０において、タービン４０側に配置される弛み防止用カラー１６の材質として、コンプレッサ３０側に配置されるカラー１３よりも線膨張係数が大きいものを用いることによって、弛み防止用カラー１６およびカラー１３に同じ材質を用いた場合に比べて、弛み防止用カラー１６のカラー１３に対する熱膨張による径方向外側への変位を大きくすることができる。これにより、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少をさらに効果的に抑制することができ、回転体の軸剛性の低下をさらに効果的に抑制することができる。
【００６５】
［実施例６］
実施例６のターボチャージャ５００について、図９を用いて説明する。図９は、実施例６のターボチャージャ５００の弛み防止用カラー５１６が配置される部分を主に示しており、上記実施例１の図２に相当する図である。
【００６６】
図９に示す実施例６のターボチャージャ５００は、上記実施例１のターボチャージャ１０と略同様の構成となっている。そして、実施例６のターボチャージャ５００では、上記実施例４のターボチャージャ３００の場合と同様に、弛み防止用カラー５１６およびカラー５１３の材質を異ならせている。
【００６７】
具体的には、弛み防止用カラー５１６には、カラー５１３よりも渦電流が流れやすい材質が用いられている。その一例を挙げれば、カラー５１３の材質をセラミックスとし、弛み防止用カラー５１６の材質を鉄とすることができる。
【００６８】
ここで、ターボチャージャ５００は、電動機付きのターボチャージャであり、ハウジング２０にモータ５０のステータ５１が取り付けられている。そして、モータ５０の駆動時には、ステータ５１からの漏れ磁束によりターボチャージャ５００の各部材に渦電流が発生する。これにより、ターボチャージャ５００の各部材の温度が上昇し、熱膨張する。
【００６９】
このため、上述のように、弛み防止用カラー５１６の材質としてカラー５１３よりも渦電流が流れやすい大きいものを用いると、渦電流による弛み防止用カラー５１６の温度上昇がカラー５１３に比べて大きくなり、弛み防止用カラー５１６がカラー５１３よりも径方向外側へ大きく熱膨張する。つまり、弛み防止用カラー５１６とカラー５１３との径方向外側への熱膨張差が大きくなる。そして、弛み防止用カラー５１６のカラー５１３に対する熱膨張による径方向外側への変位に応じて、弛み防止用カラー５１６のテーパ面５１６ａとカラー５１３のテーパ面５１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。これにより、実施例６のターボチャージャ５００においても、上記実施例５のターボチャージャ４００と同様の作用効果が得られる。
【００７０】
また、実施例６のターボチャージャ５００では、材質の違い（渦電流の流れやすさの違い）を利用して、弛み防止用カラー５１６とカラー５１３の熱膨張を異ならせるようにしているので、上記実施例１のターボチャージャ１０等とは異なり、弛み防止用カラー５１６の径を大きくしなくてもよくなり、搭載上の制約を受けにくくなるというメリットがある。
【００７１】
他方、そのような材質の違いは、上記実施例１〜３のターボチャージャにおいても、併せて利用することが可能である。例えば、上記実施例１のターボチャージャ１０において、弛み防止用カラー１６の材質として、カラー１３よりも渦電流が流れやすいものを用いることによって、弛み防止用カラー１６およびカラー１３に同じ材質を用いた場合に比べて、弛み防止用カラー１６のカラー１３に対する熱膨張による径方向外側への変位を大きくすることができる。これにより、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少をさらに効果的に抑制することができ、回転体の軸剛性の低下をさらに効果的に抑制することができる。
【００７２】
ところで、以上の実施例１〜６では、弛み防止部材に凸の円錐テーパ面が形成され（ボール状、リング状の場合を除く）、弛み防止部材が当接するカラーに凹の円錐テーパ面が形成されている場合について説明した。これに対し、以下の実施例７〜９では、弛み防止部材および弛み防止部材が当接するカラーに上述の場合と逆向きの円錐テーパ面、つまり、弛み防止部材に凹の円錐テーパ面が形成され（ボール状、リング状の場合を除く）、弛み防止部材が当接するカラーに凸の円錐テーパ面が形成されている場合について説明する。
【００７３】
［実施例７］
実施例７のターボチャージャ６００について、図１０を用いて説明する。図１０は、実施例７のターボチャージャ６００の弛み防止用カラー６１６が配置される部分を主に示しており、それ以外の部分の構成は、上記実施例１の場合と同様となっている（図１参照）。
【００７４】
図１０に示す実施例７のターボチャージャ６００では、弛み防止部材である弛み防止用カラー６１６が回転軸１１の段部１１ａとカラー６１３との間に挟装されている。そして、弛み防止用カラー６１６の円錐テーパ面（以下、単に「テーパ面」と略す）６１６ａおよびカラー６１３の円錐テーパ面（以下、単に「テーパ面」と略す）６１３ａの向きが、図２に示す実施例１のターボチャージャ１０の弛み防止用カラー１６のテーパ面１６ａおよびカラー１３のテーパ面１３ａの向きとは逆になっている。つまり、弛み防止用カラー６１６のテーパ面６１６ａが、回転軸１１の回転中心ＣＬからの距離が小さくなるほど、テーパ面６１６ａの径が小さくなるような凹面として形成されているのに対し、カラー６１３のテーパ面６１３ａが、回転軸１１の回転中心ＣＬからの距離が小さくなるほど、テーパ面６１３ａの径が小さくなるような凸面として形成されている。
【００７５】
そして、ナット１２の締め付けによって、弛み防止用カラー６１６のテーパ面６１６ａとカラー６１３のテーパ面６１３ａとが互いに押し付け合いながら面接触している。また、弛み防止用カラー６１６の面６１６ｂと段部１１ａの段差面１１ｄとが互いに押し付け合いながら面接触している。
【００７６】
また、ターボチャージャ６００では、弛み防止用カラー６１６は、カラー６１３に比べて径が小さくなっている。弛み防止用カラー６１６およびカラー６１３の径については、上記実施例１の場合と同様であって、弛み防止用カラー６１６の径は、回転軸１１の回転中心ＣＬから弛み防止用カラー６１６の断面の図心Ｇ５までの距離を意味し、カラー６１３の径は、回転軸１１の回転中心ＣＬからカラー６１３の断面の図心Ｇ６までの距離を意味している。これにより、弛み防止用カラー６１６およびカラー６１３が同じ材質からなる場合、カラー６１３には、単位体積当たりで弛み防止用カラー６１６よりも大きな遠心力が作用する。したがって、カラー６１３は、弛み防止用カラー６１６よりも径方向外側へ大きく移動させられる。つまり、弛み防止用カラー６１６とカラー６１３との遠心力による径方向外側への変位差が大きくなる。そして、回転軸１１の回転速度が大きくなるほど、弛み防止用カラー６１６およびカラー６１３に作用する遠心力の差が大きくなり、弛み防止用カラー６１６とカラー６１３との径方向外側への変位差も大きくなる。
【００７７】
このとき、上述したように、弛み防止用カラー６１６のテーパ面６１６ａとカラー６１３のテーパ面６１３ａとが接しているので、弛み防止用カラー６１６のテーパ面６１６ａに対しカラー６１３のテーパ面６１３ａが滑りながら径方向外側へ移動する。つまり、弛み防止用カラー６１６のテーパ面１６ａに対し、カラー６１３のテーパ面６１３ａの当接する箇所が径方向外側へずれる。そして、弛み防止用カラー６１６に対するカラー６１３の遠心力による径方向外側への変位に応じて、弛み防止用カラー６１６のテーパ面６１６ａとカラー６１３のテーパ面６１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。
【００７８】
これにより、回転軸１１の回転時には、弛み防止用カラー６１６およびカラー６１３には、軸方向に互いに離反する向きの力が加わる。つまり、弛み防止用カラー６１６には、カラー６１３に押されることによってタービン４０側に向かう力が加わり、カラー６１３には、弛み防止用カラー６１６に押されることによってコンプレッサ３０側に向かう力が加わる。その結果、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少が抑制され、回転体の軸剛性の低下が抑制される。したがって、回転軸１１の回転にともなって発生する曲げ振動等の軸振動を抑制することができる。また、回転軸１１の回転時に、特別な駆動源を用いることなく、この回転軸１１の小径部分１１ｃにナット１２の締め付けによって組み付けられた各部材間に弛みが発生することを防止できる。
【００７９】
なお、ターボチャージャ６００において、弛み防止用カラー６１６の代わりに、上記実施例２のターボチャージャ１００の弛み防止用リング１１６と同様のリング（図４参照）や、上記実施例３のターボチャージャ２００の弛み防止用ボール２１６と同様のボール（図５参照）を、弛み防止部材として設けることも可能である。ただし、この場合には、弛み防止部材の径がカラー６１３の径よりも小さくなるようにする。
【００８０】
［実施例８］
実施例８のターボチャージャ７００について、図１１を用いて説明する。図１１は、実施例８のターボチャージャ７００の弛み防止用カラー７１６が配置される部分を主に示しており、それ以外の部分の構成は、上記実施例１の場合と同様となっている（図１参照）。
【００８１】
図１１に示す実施例８のターボチャージャ７００は、上記実施例７のターボチャージャ６００と略同様の構成となっている。上記実施例７のターボチャージャ６００では、弛み防止用カラー６１６およびカラー６１３の材質を特に限定していない。これに対し、実施例８のターボチャージャ７００では、弛み防止用カラー７１６およびカラー７１３の材質を異ならせている。
【００８２】
具体的には、上記実施例４のターボチャージャ３００の場合とは逆に、弛み防止用カラー７１６には、カラー７１３よりも密度が小さい材質が用いられている。その一例を挙げれば、カラー７１３の材質を鉄とし、弛み防止用カラー７１６の材質をチタンやアルミニウムとすることができる。また、カラー７１３の材質をインコネル、ハステロイ等の高密度合金とし、弛み防止用カラー７１６の材質を鉄とすることができる。
【００８３】
これにより、カラー７１３には、単位体積当たりで弛み防止用カラー７１６よりも大きな遠心力が作用する。したがって、カラー７１３は、弛み防止用カラー７１６よりも径方向外側へ大きく移動させられる。つまり、弛み防止用カラー７１６に対するカラー７１３の遠心力による径方向外側への変位が大きくなる。そして、弛み防止用カラー７１６に対するカラー７１３に対する遠心力による径方向外側への変位に応じて、弛み防止用カラー７１６のテーパ面７１６ａとカラー７１３のテーパ面７１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。その結果、実施例８のターボチャージャ７００においても、上記実施例７のターボチャージャ６００と同様の作用効果が得られる。
【００８４】
上述では、ターボチャージャ７００において、弛み防止用カラー７１６およびカラー７１３の材質を異ならせて、弛み防止用カラー７１６およびカラー７１３に作用する遠心力を異ならせるようにしているが、次のように、弛み防止用カラー７１６およびカラー７１３の材質を異ならせることも可能である。
【００８５】
すなわち、上記実施例５のターボチャージャ４００の場合とは逆に、弛み防止用カラー７１６の材質としてカラー７１３よりも線膨張係数が小さいものを用いることができる。例えば、カラー７１３の材質をアルミニウムとし、弛み防止用カラー７１６の材質を鉄とすることができる。この場合には、弛み防止用カラー７１６およびカラー７１３の線膨張係数の違いにより、弛み防止用カラー７１６に対するカラー７１３の熱膨張による径方向外側への変位を大きくすることができ、これにより、弛み防止用カラー７１６のテーパ面７１６ａとカラー７１３のテーパ面７１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくすることができる。
【００８６】
また、上記実施例６のターボチャージャ５００の場合とは逆に、弛み防止用カラー７１６の材質としてカラー７１３よりも渦電流の流れにくいものを用いることができる。例えば、カラー７１３の材質を鉄とし、弛み防止用カラー７１６の材質をセラミックスとすることができる。この場合には、弛み防止用カラー７１６およびカラー７１３の渦電流の流れやすさの違いにより、弛み防止用カラー７１６に対するカラー７１３の熱膨張による径方向外側への変位を大きくすることができ、これにより、弛み防止用カラー７１６のテーパ面７１６ａとカラー７１３のテーパ面７１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくすることができる。
【００８７】
なお、以上に述べたような弛み防止用カラー７１６およびカラー７１３の材質の違い（密度の違い、線膨張係数の違い、渦電流の流れやすさの違い）は、上記実施例７のターボチャージャ６００においても、併せて利用することが可能である。例えば、上記実施例７のターボチャージャ６００において、弛み防止用カラー６１６の材質としてカラー６１３よりも密度が小さいものを用いることによって、弛み防止用カラー６１６およびカラー６１３に同じ材質を用いた場合に比べて、弛み防止用カラー６１６に対するカラー６１３の遠心力による径方向外側への変位を大きくすることができる。これにより、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少をさらに効果的に抑制することができ、回転体の軸剛性の低下をさらに効果的に抑制することができる。
【００８８】
［実施例９］
実施例９のターボチャージャ８００について、図１２を用いて説明する。図１２は、実施例９のターボチャージャ８００の弛み防止用カラー８１６が配置される部分を主に示しており、それ以外の部分の構成は、上記実施例１の場合と略同様となっている（図１参照）。
【００８９】
図１２に示す実施例９のターボチャージャ８００は、上記実施例７のターボチャージャ６００と略同様の構成となっている。そして、ターボチャージャ８００では、回転軸１１の高速回転を可能とするために、ラジアルベアリング２１、２２、および、スラストベアリング２３には潤滑油が供給されている。この潤滑油は、排気ガスの熱によってターボチャージャ８００の各部材が高温になるのを防止する冷却作用も有している。図１２では、ハウジング８２０の内部に導入された潤滑油によってラジアルベアリング２１を潤滑する場合について示している。潤滑油は、ハウジング８２０の外部に連通する導入孔８２０ａを介して、ハウジング８２０内における回転軸１１に組み付けられた各部材の周囲の空間内に導入され、この潤滑油によってラジアルベアリング２１が潤滑される。
【００９０】
ここで、ハウジング８２０には、内フランジ８２０ｂが形成されている。内フランジ８２０ｂは、ハウジング８２０の内壁から回転軸１１の回転中心ＣＬへ向けて突出する円環状の部分である。そして、内フランジ８２０ｂと、弛み防止用カラー８１６のテーパ面８１６ａおよびカラー８１３のテーパ面８１３ａとは、軸方向における位置が略同じ位置になっており、内フランジ８２０ｂは、弛み防止用カラー８１６およびカラー８１３の当接部分Ｓの外周を囲むように設けられている。
【００９１】
内フランジ８２０ｂの先端８２０ｃと弛み防止用カラー８１６およびカラー８１３の外周面との間には円環状の隙間Ｃ３が形成されている。この隙間Ｃ３は、内フランジ８２０ｂの先端８２０ｃが弛み防止用カラー８１６およびカラー８１３の外周面の近傍まで延びているため、狭くなっている。そして、この隙間Ｃ３を介して、弛み防止用カラー８１６側の空間Ｃ１からカラー８１３側の空間Ｃ２に潤滑油が流れ込む。しかし、このとき、内フランジ８２０ｂによって潤滑油の流れが妨げられるため、導入孔８２０ａから導入された潤滑油が上流側の空間Ｃ１から下流側の空間Ｃ２へ流れ込みにくくなっている。
【００９２】
したがって、弛み防止用カラー８１６は、空間Ｃ１に導入された潤滑油によって効率的に冷却されるのに対し、カラー８１３は、空間Ｃ２に導入された潤滑油によっては効率的に冷却されなくなる。これにより、カラー８１３の温度上昇が弛み防止用カラー８１６に比べて大きくなり、カラー８１３は弛み防止用カラー８１６よりも径方向外側へ大きく熱膨張する。つまり、弛み防止用カラー８１６に対するカラー８１３の熱膨張による径方向外側への変位が大きくなる。そして、このとき、弛み防止用カラー８１６のテーパ面８１６ａに対しカラー８１３のテーパ面８１３ａが滑りながら径方向外側へ移動する。
【００９３】
これにより、回転軸１１の回転時には、弛み防止用カラー８１６およびカラー８１３の軸方向への熱膨張に加え、弛み防止用カラー８１６に対しカラー８１３が径方向外側へ大きく熱膨張した分だけ、弛み防止用カラー８１６のテーパ面８１６ａとカラー８１３のテーパ面８１３ａとが互いに押し付け合う力が大きくなる。その結果、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少が抑制され、回転体の軸剛性の低下が抑制される。したがって、回転軸１１の回転にともなって発生する曲げ振動等の軸振動を抑制することができる。また、回転軸１１の回転時に、特別な駆動源を用いることなく、この回転軸１１の小径部分１１ｃにナット１２の締め付けによって組み付けられた各部材間に弛みが発生することを防止できる。
【００９４】
なお、図１３に示すように、表面に凹凸８１６ｃ’が形成されている弛み防止用カラー８１６’を用いることによって、弛み防止用カラー８１６’の潤滑油に触れる表面積が大きくなる。これにより、弛み防止用カラー８１６’がさらに効率的に冷却され、その温度上昇が抑えられる。その結果、弛み防止用カラー８１６’に対するカラー８１３の熱膨張による径方向外側への変位をさらに大きくすることができる。これにより、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少をさらに効果的に抑制することができ、回転体の軸剛性の低下をさらに効果的に抑制することができる。
【００９５】
また、ターボチャージャ８００において、上記実施例８で述べたような材質の違い（線膨張係数の違い）を併せて利用して、弛み防止用カラー８１６とカラー８１３の熱膨張を異ならせるようにすることも可能である。この場合、弛み防止用カラー８１６の材質としてカラー８１３よりも線膨張係数が小さいものを用いるようにすれば、弛み防止用カラー８１６に対するカラー８１３の熱膨張による径方向外側への変位をさらに大きくすることができる。これにより、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少をさらに効果的に抑制することができ、回転体の軸剛性の低下をさらに効果的に抑制することができる。
【００９６】
［その他の例］
以上の実施例１〜９のターボチャージャでは、弛み防止部材が回転軸１１の段部１１ａとカラーとの間に設けられている場合について説明したが、弛み防止部材が配置される箇所は、これに限られない。そして、弛み防止部材に接する部材は、カラーだけに限られず、ロータやスペーサ等の部材であってもよい。
【００９７】
例えば、図１４に示すターボチャージャ９００のように、上述のカラーに相当する部材（弛み防止部材に接する部材）を設けずに、弛み防止用カラー９１６を回転軸１１の段部１１ａとモータ９５０のロータ９５２との間に設けることが可能である。この場合、ロータ９５２に、上述のカラーの場合と同様のテーパ面９５２ａを形成すればよい。
【００９８】
また、例えば、図１５に示すターボチャージャ１０００ように、弛み防止用カラー１０１６を回転軸１１の小径部分１１ｃに組み付けられるロータ５２とスペーサ１０１４との間に設けることが可能である。この場合、弛み防止用カラー１０１６のスペーサ１０１４側の面をテーパ面１０１６ａとすればよい。また、スペーサ１０１４に、上述のカラーの場合と同様のテーパ面１０１４ａをそれぞれ形成すればよい。なお、弛み防止用カラー１０１６のロータ５２側の面もテーパ面とすることができる。ただし、この場合、このテーパ面は、スペーサ１０１４側の面のテーパ面１０１６ａと逆向きに形成し、ロータ５２にもテーパ面を形成する。
【００９９】
また、以上では、弛み防止部材（ボール状、リング状の場合を除く）およびこれに接するカラー等の部材に形成される傾斜面が円錐テーパ面となっている場合について説明したが、同様の作用効果が得られる傾斜面であれば、円錐テーパ面以外の傾斜面を形成してもよい。例えば、傾斜面を有する断面台形状の部材を回転軸１１の小径部分１１ｃの周囲に複数配置するようにしてもよい。そのような断面台形状の部材は、具体的には、上記実施例１のターボチャージャ１０の弛み防止用カラー１６を回転軸１１の回転中心ＣＬに平行な面で分割したブロックとすることができる。
【０１００】
なお、弛み防止部材およびこれに接するカラーに傾斜面を設けなくてもよい場合もある。例えば、弛み防止部材が、回転軸１１の回転速度の上昇により温度上昇し、その温度上昇にしたがって熱膨張により軸方向の幅が増大するような感温部材で形成されている場合である。具体的には、上記実施例５のターボチャージャ４００において、弛み防止用カラー４１６およびカラー４１３にテーパ面を設けない場合等が該当する。このような場合には、回転軸１１の回転時に弛み防止部材とこの弛み防止部材が接するカラーとの径方向外側への変位差が生じないとしても、回転軸１１の回転にともなう軸力の減少が抑制され、回転体の軸剛性の低下が抑制され、回転軸１１の回転にともなって発生する曲げ振動等の軸振動を抑制することができる。また、回転軸１１に組み付けられた隣接する部材間に弛みが発生することを防止できる。
【０１０１】
また、以上では、電動機付きのターボチャージャに適用した例について説明したが、これに限られず、電動機付きではない通常のターボチャージャや、電動機の代わりに電動発電機が組み付けられたターボチャージャにも同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明を適用するターボチャージャの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の弛み防止用カラーが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図３】非回転時の弛み防止用カラーおよびカラーと、回転時の弛み防止用カラーおよびカラーとを示す断面図である。
【図４】実施例２のターボチャージャの弛み防止用リングが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図５】実施例３のターボチャージャの弛み防止用ボールが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図６】実施例３のターボチャージャの他の例を示す断面図である。
【図７】実施例４のターボチャージャの弛み防止用カラーが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図８】実施例５のターボチャージャの弛み防止用カラーが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図９】実施例６のターボチャージャの弛み防止用カラーが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図１０】実施例７のターボチャージャの弛み防止用カラーが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図１１】実施例８のターボチャージャの弛み防止用カラーが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図１２】実施例９のターボチャージャの弛み防止用カラーが配置される部分を拡大して示す断面図である。
【図１３】実施例９のターボチャージャの他の例を示す断面図である。
【図１４】弛み防止用カラーの配置箇所を変更した例を示す断面図である。
【図１５】弛み防止用カラーの配置箇所を変更した例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０    ターボチャージャ
１１    回転軸
１１ａ    段部
１１ｂ    大径部分
１１ｃ    小径部分
１２    ナット
１３    カラー
１３ａ    テーパ面
１６    弛み防止用カラー
１６ａ    テーパ面
３０    コンプレッサ
３１    コンプレッサインペラ
４０    タービン
４１    タービンホイール
５０    モータ
５２    ロータ
【図１】
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【図２】
0004736817.tif 000003
【図３】
0004736817.tif 000004
【図４】
0004736817.tif 000005
【図５】
0004736817.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004736817.tif 000008
【図８】
0004736817.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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