(57)【要約】【課題】過給機において、シャフトに設けられたシールリングとハウジングとが圧接されて形成されるシール部からの潤滑油の漏出を防止する。【解決手段】潤滑油供給領域１０に配置されると共にシール部２０へ向かって噴出した潤滑油を遮蔽する遮蔽部材３０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラが連結されたシャフトに設けられたシールリングと当該シャフトを囲うハウジングとが摺動可能に圧接されたシール部と、前記シール部に隣接して前記インペラと反対側に設けられる潤滑油供給領域とを備える過給機であって、
前記潤滑油供給領域に配置されると共に前記シール部へ向かって噴出した潤滑油を遮蔽する遮蔽部材を備えることを特徴とする過給機。
【請求項２】
前記遮蔽部材は、前記シャフトの周面に取り付けられる環状のつば部であることを特徴とする請求項１記載の過給機。
【請求項３】
前記つば部の前記シャフトの周面からの高さは、前記シール部が設けられる高さと同一に設定されていることを特徴とする請求項２記載の過給機。
【請求項４】
前記インペラは、タービンインペラであることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給機は、一端にコンプレッサインペラが固定され、他端にタービンインペラが固定されたシャフトを備えている。
このシャフトは、ハウジングによって囲まれると共にハウジングに固定された軸受によって軸支されている。
そして、シャフトの円滑な回転を実現するために、過給機では、シャフトの周囲には潤滑油が供給されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２８６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
なお、コンプレッサインペラが収容される空間やタービンインペラが収容される空間に潤滑油が存在すると、コンプレッサインペラやタービンインペラの回転が阻害される。
このため、過給機では、コンプレッサインペラやタービンインペラの近傍において、シャフトに設けられたシールリングがハウジングと摺動可能に圧接されるシール部を設け、当該シール部から外側（すなわちインペラ側）に潤滑油が漏出しないように構成されている。
【０００５】
ところで、潤滑油が供給される領域では、ハウジングの形状や、配置される部品等に起因して隙間が形成され、潤滑油の供給圧等によって当該隙間から潤滑油が噴出している。
このように潤滑油を噴出させることによって、潤滑油をより広い範囲に付着させることができ、過給機のスムーズな動作を実現することができる。
【０００６】
しかしながら、従来の過給機においては、上記隙間から噴出した潤滑油が、上述のシール部（シャフトに設けられたシールリングとハウジングとが圧接された部位）に直接噴き付けられる場合がある。
このようにシール部に対して直接潤滑油が噴き付けられると、噴き付けられた際の勢いにより、潤滑油がシール部からインペラ側に漏出する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、過給機において、シャフトに設けられたシールリングとハウジングとが圧接されて形成されるシール部からの潤滑油の漏出を防止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、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００９】
第１の発明は、インペラが連結されたシャフトに設けられるシールリングと当該シャフトを囲うハウジングとが摺動可能に圧接されたシール部と、上記シール部に隣接して上記インペラと反対側に設けられる潤滑油供給領域とを備える過給機であって、上記潤滑油供給領域に配置されると共に上記シール部へ向かって噴出された潤滑油を遮蔽する遮蔽部材を備えるという構成を採用する。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記遮蔽部材が、上記シャフトの周面に取り付けられる環状のつば部であるという構成を採用する。
【００１１】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記つば部の上記シャフトの周面からの高さが、上記シール部が設けられる高さと同一に設定されているという構成を採用する。
【００１２】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記インペラが、タービンインペラであるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、遮蔽部材によって、シール部へ向かって噴出された潤滑油が遮蔽される。
このため、本発明によれば、シール部に対して潤滑油が直接噴き付けられることを防ぐことができる。
したがって、本発明によれば、過給機において、シャフトに設けられるシールリングとハウジングとが圧接されて形成されるシール部からの潤滑油の漏出を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態における過給機の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における過給機を用いたシミュレーションの結果を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る過給機の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
本実施形態の過給機は、車両や船舶の内燃機関から排出される排気ガスに含まれるエネルギを回転動力として回収すると共に、当該回転動力によって上記内燃機関に供給する空気を圧縮するものである。
図１は、本実施形態の過給機１の概略構成を示す断面図である。この図に示すように、本実施形態の過給機１は、コンプレッサ２と、タービン３と、軸部４とを備えている。
【００１７】
コンプレッサ２は、空気を圧縮して内燃機関に圧送するものであり、コンプレッサインペラ２ａと、当該コンプレッサインペラ２ａを囲うコンプレッサハウジング２ｂとを備えている。
【００１８】
タービン３は、内燃機関から供給される排気ガスに含まれるエネルギを回転動力として回収するものであり、タービンインペラ３ａ（本発明のインペラ）と、当該タービンインペラ３ａを囲うタービンハウジング３ｂとを備えている。
【００１９】
軸部４は、コンプレッサ２とタービン３とを接続するものであり、シャフト４ａと、当該シャフト４ａを囲う軸部ハウジング４ｂ（本発明のハウジング）とを備えている。
【００２０】
シャフト４ａは、コンプレッサ２のコンプレッサインペラ２ａとタービン３のタービンインペラ３ａとを接続する棒状部材であり、一端にコンプレッサインペラ２ａが固定され、他端にタービンインペラ３ａが固定されている。
そして、シャフト４ａは、図１に示すように、軸部ハウジング４ｂに固定される軸受４ｃによって軸支されている。
【００２１】
軸部ハウジング４ｂは、シャフト４ａを囲うと共にコンプレッサ２のコンプレッサハウジング２ｂとタービン３のタービンハウジング３ｂとを連結している。
この軸部ハウジング４ｂの内部には、シャフト４ａ周りに潤滑油を供給するための潤滑油供給空間１０が設けられている。
そして、軸部ハウジング４ｂには、上記潤滑油供給空間１０に潤滑油を供給するための供給配管Ｙ１と、潤滑油供給空間１０から潤滑油を排出するための排出配管Ｙ２とが接続されている。
【００２２】
なお、図１の拡大図に示すように、本実施形態の過給機１においては、軸受２ｃとシャフト４ａとの間に僅かな隙間Ｓが設けられており、当該隙間Ｓからタービンインペラ３ａ側に向けて潤滑油が噴出する構成を採用している。
隙間Ｓとタービンインペラ３ａとの間には、潤滑油供給空間１０の一部であり、シャフト４ａを囲む環状領域１０ａが設けられている。そして、隙間Ｓを介して環状領域１０ａに潤滑油が供給されることによって、環状領域１０ａ全体にミスト状の潤滑油が充満するように構成されている。この環状領域１０ａにミスト状の潤滑油が充満することによって、シャフト４ａのタービンインペラ３ａ側における摺動が滑らかとなる。
【００２３】
また、図１の拡大図に示すように、本実施形態の過給機１においては、シャフト４ａの一部が回転軸の外側に向かって張り出しており、この張出部４ａ１が軸部ハウジング４ｂと近接されている。
また、張出部４ａ１と軸部ハウジング４ｂとが近接している部位には、シールリング５が設けられており、当該シールリング５が軸部ハウジング４ｂと摺動可能に圧接されている。
このように、シールリング５と軸部ハウジング４ｂとが圧接されることによって、潤滑油供給空間１０からタービンインペラ３ａ側に流体が抜けることを防止するためのシール部２０が形成される。
【００２４】
なお、図１の拡大図に示すように、張出部４ａ１は、潤滑油供給空間１０に隣接してタービンインペラ３ａ側に設けられている。この結果、潤滑油供給空間１０は、シール部２０に隣接し、当該シール部２０に対してタービンインペラ３ａの反対側に設けられている。
また、本実施形態の過給機１においては、張出部４ａ１がシャフト４ａ全体において最も外側（回転軸から遠い側）に位置している。このため、上記隙間Ｓは、シール部２０よりも内側（回転軸側）に位置している。
【００２５】
そして、本実施形態の過給機１は、上記隙間Ｓからシール部２０に向かって噴出する潤滑油を遮蔽するためのつば部３０（遮蔽部材）を備えている。
このつば部３０は、シャフト４ａの周面に環状に取り付けられており、環状領域１０ａにおいて、隙間Ｓとシール部２０との間に配置されている。
また、つば部３０は、自らが取り付けられるシャフト４ａの周面からの高さが、図１の拡大図に示すように、シール部２０が設けられる高さと同じ高さに設定されている。
【００２６】
このような構成を採用する本実施形態の過給機１では、内燃機関からタービンに排気ガスが供給されると、タービンインペラ３ａが排気ガスを受けて回転することによって回転動力を得る。
この回転動力は、シャフト４ａを介してコンプレッサインペラ２ａに伝達されてコンプレッサインペラ２ａが回転する。
この結果、コンプレッサ２に取り込まれた空気が圧縮されて内燃機関に圧送されて供給される。
【００２７】
一方、本実施形態の過給機１では、過給機１が稼動されている間、潤滑油が供給配管Ｙ１から軸部ハウジング４ｂの内部に供給される。
軸部ハウジング４ｂの内部に供給された潤滑油は、潤滑油供給空間１０を介してシャフト４ａや軸受２ｃに供給され、その後、排出配管Ｙ２から外部に排出される。
【００２８】
ここで、潤滑油供給空間１０において、潤滑油は、図１の拡大図に示す隙間Ｓからシール部２０に向けて噴出する。
これに対して、本実施形態の過給機１は、潤滑油供給空間１０に配置されると共にシール部２０へ向かって噴出した潤滑油を遮蔽するつば部３０を備えている。
このような本実施形態の過給機１によれば、つば部３０によって、シール部２０へ向かって噴出された潤滑油が遮蔽される。
このため、本実施形態の過給機１によれば、シール部２０に対して潤滑油が直接噴き付けられることを防ぐことができる。
したがって、本実施形態の過給機１によれば、シールリング５と軸部ハウジング４ｂとが圧接されて形成されるシール部２０からの潤滑油の漏出を防止することが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態の過給機１において、つば部３０は、シャフト４ａの周面に環状に取り付けられている。
このため、複雑な形状を有する軸部ハウジング４ｂに対して、つば部３０を設ける必要がなく、軸部ハウジング４ｂの製造を困難にすることなく、潤滑油の漏出を防止することが可能となる。
このようなつば部３０は、例えば、シャフト４ａの製造時に、張出部４ａ１と同様にシャフト４ａに対して一体的に形成することができるため、容易に形成することが可能となっている。
【００３０】
また、本実施形態の過給機１においては、つば部３０の高さが、シール部２０が設けられる高さと同じ高さに設定されている。つまり、本実施形態の過給機１においては、つば部３０の高さが、張出部４ａ１と同じに設定されている。
このため、従来から張出部４ａ１を持つシャフトを挿入可能に構成された軸部ハウジングに対して、つば部３０が取り付けられたシャフト４ａを容易に挿入することができる。
つまり、本実施形態の過給機１によれば、軸部ハウジング４ｂの形状を変化させることなく、潤滑油の漏出を防止することができる。
【００３１】
また、本実施形態の過給機１においては、つば部３０がタービンインペラ３ａ側にのみ設けられた構成を採用している。
タービンインペラ３ａ側は、タービンインペラ３ａが収容された空間が負圧となるため、僅かな隙間であっても、潤滑油供給空間１０内の空気がタービンインペラ３ａ側に流れ込み易くなっており、潤滑油の漏出が起こりやすい。
このため、本実施形態の過給機１によれば、つば部３０をタービンインペラ３ａ側にのみ設けることによって、効率的に潤滑油の漏出を防止することが可能となる。
【００３２】
図２は、つば部３０を持たない従来の過給機と本実施形態の過給機１とにおける環状領域１０ａでの潤滑油の挙動をシミュレーションした結果であり、（ａ）が従来過給機の結果、（ｂ）が本実施形態の過給機の結果を示している。
この図に示すように、本実施形態の過給機１によれば、シール部２０に当たる潤滑油量が減少し、シール部２０から潤滑油が漏出することを防げることが分かった。
なお、つば部３０に当たった潤滑油は、シャフト４ａの周方向に飛散することとなる。このため、つば部３０がない場合に潤滑油が当たり難い箇所に潤滑油を運ぶことができる。また、潤滑油が付着することによる冷却効果も期待できるため、つば部３０がない場合に潤滑油が当たり難い箇所に潤滑油を運ぶことによって、冷却効率を高めることも可能となる。
【００３３】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３４】
例えば、上記実施形態においては、シール部２０が、シールリング５と軸部ハウジング４ｂとが圧接されることによって形成される構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、シール部がシールリング５とタービンハウジング３ｂとが圧接されることによって形成される構成を採用することも可能である。
【００３５】
また、上記実施形態においては、つば部３０をタービン３側のみに設ける構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、つば部をコンプレッサ側のみ、あるいはタービン側及びコンプレッサ側の両方に設けるようにしても良い。
つば部をコンプレッサ側に設けることにより、コンプレッサ側のシール部において潤滑油が漏出することを防止することができる。なお、この場合には、コンプレッサインペラ２ａが本発明のインペラとなる。
【００３６】
また、上記実施形態においては、本発明における遮蔽部材がつば部３０である構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の部材を本発明の遮蔽部材とすることも可能である。
例えば、張出部４ａ１をつば部３０の位置までコンプレッサ２側に突出させ、張出部４ａ１の一部を本発明の遮蔽部材として用いることも可能である。
【００３７】
また、つば部３０の形状は、上記実施形態に限られるものではない。
例えば、潤滑油を所望の位置に飛散させるために、つば部３０の先端を傾斜させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１……過給機、２……コンプレッサ、２ａ……コンプレッサインペラ、２ｂ……コンプレッサハウジング、３……タービン、３ａ……タービンインペラ、３ｂ……タービンハウジング、４……軸部、４ａ……シャフト、４ｂ……軸部ハウジング、５……シールリング、１０……潤滑油供給空間（潤滑油供給領域）、１０ａ……環状領域（潤滑油供給領域）、２０……シール部、３０……つば部（遮蔽部材）
【図１】
2012062781.tif 000003
【図２】
2012062781.tif 000004