(57)【要約】【課題】  始動直後や低エンジン回転数の状態でも、反スラストメタルに給油できる構造を有するターボチャージャを提供することにある。【解決手段】  スラストスペーサ１３のタービン側とコンプレッサ側にそれぞれ設けられた正スラストメタル１６及び反スラストメタル９からなるスラスト軸受を有する。正スラストメタル１６と反スラストメタル９の間のスラストスペーサ外周に邪魔板１０を設け、スラストスペーサ１３が遠心ポンプ作用を有していることを利用し、ポンプの吐出油を反スラストメタル９に導入する。邪魔板１０は、正スラストメタル１６側から供給されたオイルが直接オイルドレインとして排出されるのを防止して、反スラストメタル９側にオイルを供給する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスをタービンに流入させ、同軸にあるコンプレッサを回転駆動し、内燃機関に空気を圧送するターボチャージャであって、
前記タービンに一体形成されたシャフトと、
このシャフトのラジアル方向を支持するラジアル軸受と、
前記シャフトに固定され、回転するスラストスペーサと、
前記シャフトに固定されたシールカラーと、
前記シャフトに固定されたコンプレッサインペラと、
前記スラストスペーサのタービン側とコンプレッサ側にそれぞれ設けられた正スラストメタル及び反スラストメタルからなるスラスト軸受と、
前記スラストスペーサの外周部に配置され、前記正スラストメタル側から供給されたオイルが直接オイルドレインとして排出されるのを防止して、前記反スラストメタル側にオイルを供給する邪魔板とを備えたことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項２】
請求項１記載のターボチャージャにおいて、
前記邪魔板は、前記反スラストメタルと前記正スラストメタルの間でバネ力が付勢し、
前記反スラストメタルは、前記邪魔板のバネ力により、軸受車室に固定されたことを特徴とするターボチャージャ。
【請求項３】
請求項１記載のターボチャージャにおいて、
前記邪魔板は、隙間を有することを特徴とするターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジン等の内燃機関に用いられるターボチャージャに係り、特に、その軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジン等の内燃機関では、より大量の空気を内燃機関の気筒内に吸入するために排気タービン過給機（ターボチャージャ）が用いられる。排気タービン過給機は、一般に、内燃機関の排気ガスを利用した排気タービン装置と、内燃機関の吸気の通路内にコンプレッサを配置したコンプレッサ装置が同軸で回転駆動される。
【０００３】
このような構造の排気タービン過給機において、スラスト負荷を保持するスラストメタルの構造は、例えば、実用新案第２５１９５９５号公報に示すように、回転するスラストスペーサ（上記実用新案の図１のスラストブッシュ１３）の両側に固定された正スラストメタル（同図１の正スラスト軸受３１）と反スラストメタル（同図１の反スラスト軸受３２）により軸受支持したスラスト構造が知られている。かかる構造により、旧来のスラスト軸受構造のスラスト方向が変動すると軸負荷の大きい側の給油量が減少し、小さい方向が給油量が増加する不具合を防止している。
【０００４】
【特許文献１】実用新案第２５１９５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実用新案第２５１９５９５号公報に記載された構造では、反スラストメタルに対する潤滑油の給油はラジアルメタルを介し行われるため、ラジアルメタルが回転して遠心ポンプが作用し、反スラストメタルへの給油が不足する問題がある。特に、始動直後、ラジアルメタルや正スラストメタルと比べ、反スラストメタルは最後に給油されるため、潤滑不足になる。また、エンジン回転が低く油圧が低いときは、ラジアルメタルの回転による遠心ポンプ作用により、反スラストメタルは潤滑されなくなる。
【０００６】
本発明の目的は、始動直後や低エンジン回転数の状態でも、反スラストメタルに給油できる構造を有す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】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の排気ガスをタービンに流入させ、同軸にあるコンプレッサを回転駆動し、内燃機関に空気を圧送するターボチャージャであって、前記タービンに一体形成されたシャフトと、このシャフトのラジアル方向を支持するラジアル軸受と、前記シャフトに固定され、回転するスラストスペーサと、前記シャフトに固定されたシールカラーと、前記シャフトに固定されたコンプレッサインペラと、前記スラストスペーサのタービン側とコンプレッサ側にそれぞれ設けられた正スラストメタル及び反スラストメタルからなるスラスト軸受と、前記スラストスペーサの外周部に配置され、前記正スラストメタル側から供給されたオイルが直接オイルドレインとして排出されるのを防止して、前記反スラストメタル側にオイルを供給する邪魔板とを備えるようにしたものである。  
かかる構成により、始動直後や低エンジン回転数の状態でも、反スラストメタルに給油し得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記邪魔板は、前記反スラストメタルと前記正スラストメタルの間でバネ力が付勢し、前記反スラストメタルは、前記邪魔板のバネ力により、軸受車室に固定するようにしたものである。
【０００９】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記邪魔板は、隙間を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、始動直後や低エンジン回転数の状態でも、反スラストメタルに給油できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図５を用いて、本発明の一実施形態によるターボチャージャの構成について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態によるターボチャージャの全体構成について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態によるターボチャージャの全体構成を示す縦断面図である。
【００１２】
本実施形態におけるターボチャージャは、例えば、自動車エンジン等の内燃機関（図示せず）に備えられるいわゆるターボチャージャである。ターボチャージャは、排気タービン装置と、吸気タービン装置とを備えている。排気タービン装置は、内燃機関の排気ガスの通路内にその排気ガスを導入するタービンケース３と、この排気タービンケース３の径方向略中心部に設けられたタービンインペラ４とからなる。吸気タービン装置は、内燃機関の吸気の通路内にその吸気を導入するコンプレッサケース１と、圧縮機の空気室を軸受車室２から分離するバックプレート５と、コンプレッサケース１の径方向略中心部に設けられたコンプレッサインペラ５とからなる。コンプレッサインペラ５は、タービンインペラ４のシャフトに固定され、両者は、軸受車室２により回転自在に保持される。タービンインペラ４のシャフトは、タービンインペラ４と一体成形されている。
【００１３】
次に、図２を用いて、本実施形態によるターボチャージャの軸受車室２の要部の構成について説明する。  
図２は、本発明の一実施形態によるターボチャージャの軸受車室２の要部構成を示す縦断面図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【００１４】
軸受車室２では、タービンインペラ４のシャフト４’と、スラストスペーサ１３と、シールカラー１４と、コンプレッサインペラ５が一体に形成されている。シャフト４’は、ラジアルメタル７を介し、軸受車室２にラジアル方向を支持されている。一方、スラストスペーサ１３は、コンプレッサ側へのスラスト力を正スラストメタル１６で支持し、同じくスラストスペーサ１３は、タービン側へのスラスト力を反スラストメタル９で支持している。
【００１５】
スラストスペーサ１３及びスラストカラー１４は、シャフト４’に挿入された後、コンプレッサインペラ５をシャフト４’にナット締めすることにより固定されている。
【００１６】
ラジアルメタル７は、サークリップ８により保持されている。シールリング１５は、シールカラー１４とラジアルプレート６の間をシールしている。シールプレート１２は、オイルがバックプレート５側に飛散するのを防止するとともに、受け止めたオイルをオイルドレイン側に導くものである。
【００１７】
軸受の給油は、軸受車室２に設けられたオイルギャラリイ２−１を介し、一方は、矢印Ｆ１の方向に、ラジアルメタル７へ導き、ラジアルメタル７の内外径を潤滑する。他方は、矢印Ｆ２の方向に、正スラストメタル１６に設けられた給油穴１６−１を介し、スラストスペーサ１３との間隙を潤滑する。
【００１８】
従来のスラスト軸受構造では、スラストスペーサ１３を潤滑したオイルは、そのままオイルドレインへ流出する。反スラストメタル９への給油は、ラジアルメタル７の内径を潤滑したオイルがコンプレッサ側に流出し、反スラストメタル９と前記スラストスペーサ１３の間を潤滑するようになっていた。このような構造では、反スラストメタル９への給油は、ラジアルメタル７の内外径を潤滑した後導入されるため、ラジアルメタル７が回転すると遠心ポンプ作用での油量が減少する問題がある。従って、エンジン始動時及び低回転時に反スラスト側のスラスト力を潤滑するオイルが不足し摩耗増加、騒音の増加する問題が発生する。
【００１９】
それに対して、本実施形態では、スラストスペーサ１３の外周側であって、正スラストメタル１６と反スラストメタル９の間に設置された邪魔板１０を備えている。
【００２０】
オイルギャラリィ２−１からの給油は、一方が、矢印Ｆ１方向に、ラジアルメタル７に導入され、ラジアルメタル７の内外周を潤滑する。他方は、矢印Ｆ２方向に、正スラストメタル１６に設けた給油口１６−１を介し、スラストスペーサ１３にオイルを導入する。スラストスペーサ１３は回転し、粘性により遠心ポンプ作用でオイルを昇圧し、邪魔板１０により反スラストメタル９の外周側にオイルを給油する。従って、ラジアルメタル７からの給油が不足しても、正スラストメタル１６からのオイルが供給されるため、潤滑不足を防止でき、摩耗，騒音の発生を防止可能となる。
【００２１】
なお、邪魔板１０は、正スラストメタル１６と反スラストメタル９の間を全閉塞する必要はなく、オイルを一時的に保持できる構造のものである。邪魔板１０が間隙を有しても、オイルを一時的に保持できるものであれば、反スラストメタル９側にオイルは給油可能である。すなわち、邪魔板１０は、正スラストメタル１６に供給されたオイルが、直接オイルドレインとして排出されるのを一時的に邪魔する部材である。また、邪魔板１０は、バネ力により、正スラストメタル１６と反スラストメタル９との間に保持されている。邪魔板をクリップやネジ止めする場合に比べて、邪魔板の保持が容易であり、作業性に優れたものである。また、反スラストメタル９は、邪魔板１０のバネ力により、軸受車室２に保持されており、カシメ等の作業が不要となる。スラストメタル１６は、軸受車室２にネジ止めされる。
【００２２】
ここで、図３を用いて、本実施形態によるターボチャージャに用いる邪魔板の構成について説明する。  
図３は、本発明の一実施形態によるターボチャージャに用いる邪魔板の構成を示しており、図３（Ａ）は正面図であり、図３（Ｂ）は側面図である。
【００２３】
邪魔板１０は、図３（Ａ）に示すように、リング部１０Ｘの外周に、６個の羽根部１０Ｙ１，…，１０Ｙ６が一体に形成された構造を有している。隣接する羽根部１０Ｙ１，…，１０Ｙ６の間には、間隙が形成されている。また、図３（Ｂ）に示すように、羽根部１０Ｙ１，…，１０Ｙ６は、リング部１０Ｘに対して、タービンインペラ４のシャフト４’の軸方向に折り曲げられており、バネ性を有している。
【００２４】
このような形状の邪魔板１０を用いることにより、スラストスペーサ１３に導入されたオイルは、邪魔板１０で一時的に保持され、反スラストメタル９の外周側にオイルを給油する。スラストスペーサ１３及び反スラストメタル９に給油されたオイルは、オイルドレインとして排出される。
【００２５】
また、図４を用いて、本実施形態によるターボチャージャに用いる邪魔板の他の構成について説明する。  
図４は、本発明の一実施形態によるターボチャージャに用いる邪魔板の他の構成を示しており、図４（Ａ）は正面図であり、図４（Ｂ）は側面図である。
【００２６】
邪魔板１０Ａは、図４（Ａ）に示すように、リング状であるとともに、図４（Ｂ）に示すように、波打った形状となっているウェーブワッシャー形状である。したがって、バネ性を有している。
【００２７】
このような形状の邪魔板１０Ａを用いることにより、スラストスペーサ１３に導入されたオイルは、邪魔板１０Ａで一時的に保持され、反スラストメタル９の外周側にオイルを給油する。スラストスペーサ１３及び反スラストメタル９に給油されたオイルは、オイルドレインとして排出される。
【００２８】
次に、図５を用いて、本実施形態によるターボチャージャにおける油圧限界について説明する。  
図５は、本発明の一実施形態によるターボチャージャにおける油圧限界の説明図である。
【００２９】
図中、実線Ａは、本実施形態によるターボチャージャの油圧限界を示し、波線Ｂは、邪魔板を備えいない従来構造のターボチャージャの油圧限界を示している。ここで用いたターボチャージャは、直径４０φの小型ターボチャージャであり、例えば、排気量６６０ｃｃの内燃機関に用いられるものである。
【００３０】
図５は、軸受車室に供給されるオイルの油圧が、実線Ａ若しくは実線Ｂの線よりも上側の場合には、給油が可能であることを示し、これらの線よりも下側の場合には、給油が十分でなく、潤滑不足となることを示している。
【００３１】
波線Ｂで示す従来構造の場合、タービン回転数１３万回転において、供給する油圧が１．０ＭＰａよりも小さくなると潤滑不足を示すのに対して、実線Ａで示す本実施形態の場合、邪魔板を設けることにより給油が十分に行われるため、供給する油圧が０．５ＭＰａの場合でも、給油可能となる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態によれば、スラストスペーサ１３が遠心ポンプ作用を有していることを利用し、ポンプの吐出油を反スラストメタル９に導入するために、正スラストメタルと反スラストメタルの間にスラストスペーサ外周に邪魔板を設ける構造としており、かかる構造により、安価かつ簡素な構造で容易に全てのエンジン条件で反スラストメタルの潤滑を確保でき、摩耗，異音の発生は防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態によるターボチャージャの全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるターボチャージャの軸受車室２の要部構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるターボチャージャに用いる邪魔板の構成を示しており、図３（Ａ）は正面図であり、図３（Ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるターボチャージャに用いる邪魔板の他の構成を示しており、図４（Ａ）は正面図であり、図４（Ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるターボチャージャにおける油圧限界の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…コンプレッサケース
２…軸受車室
３…タービンケース
４…タービンインペラ
４’…シャフト
５…コンプレッサインペラ
６…バックプレート
７…ラジアルメタル
８…サークリップ
９…反スラストメタル
１０…邪魔板
１１…スラストメタル
１２…シールプレート
１３…スラストスペーサ
１４…スラストカラー
１５…シールリング
１６…正スラストメタル
１６−１…給油穴
【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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