(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールが取り付けられたタービンシャフトをベアリングハウジングとそのベアリングハウジングに結合されたシールプレートとに挿通させ、そのタービンシャフトを支持するスラスト軸受を、上記ベアリングハウジングに圧入された反スラスト軸受と、その反スラスト軸受に対して上記ホイール側に間隔を隔てて位置し上記ベアリングハウジングに固定された正スラスト軸受とで分割構成し、その正スラスト軸受のパッド面に給油通路を開口すると共に、該給油通路から供給されたオイルを上記反スラスト軸受のパッド面に回り込ませるための案内部を上記ベアリングハウジングに設け、上記タービンシャフトに、上記正スラスト軸受と上記反スラスト軸受とで挟み込まれるスラスト部と、そのスラスト部から上記タービンシャフトに沿って延出し上記シールプレートを挿通する油切りとを設け、その油切りに、上記シールプレートとの隙間をシールするシールリングを設けたターボチャージャのスラスト軸受構造において、
上記スラスト部が、上記タービンシャフトに取り付けられ上記正スラスト軸受のパッド面と上記反スラスト軸受のパッド面との間に回転自在に挟み込まれた環状板からなり、
上記油切りが、上記正スラスト軸受の径方向内側に所定の隙間を隔てて挿入され上記環状板に一端が突き当てられた円筒部と、その円筒部の他端側に連続して形成され上記シールプレートに挿通する傘部とからなり、
上記円筒部に、上記正スラスト軸受の内周面に摺接して、その正スラスト軸受と上記円筒部との隙間をシールするシールリングを設けたことを特徴とするターボチャージャのスラスト軸受構造。
【請求項２】
上記案内部を上記環状板の径方向外方に全周連続して形成し、これによって区画されるオイル室にタービン側に至る連通路を開口した請求項１記載のターボチャージャのスラスト軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボチャージャのスラスト軸受構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は以前、ターボチャージャのスラスト軸受構造に関する好適な提案を実願平3-33427 号等において行った。この構造は図３に示す通りであり、図示するようにスラスト軸受ａは正スラスト軸受ｂと反スラスト軸受ｃとで分割構成され、正スラスト軸受ｂのパッド面ｄには給油通路ｅが開口される。給油通路ｅから供給されたオイルは、ベアリングハウジングｆからなる案内部ｇによって反スラスト軸受ｃのパッド面ｈに回り込むようになっている。一方、タービンシャフトｉには、断面Ｌ字状のスラストブッシュｊが嵌合固定されており、スラストブッシュｊは正スラスト軸受ｂと反スラスト軸受ｃとの間に挟み込まれて、タービンシャフトｉのスラスト部を形成している。
【０００３】
一般にターボチャージャの運転中は、タービンシャフトｉが図の右側即ち正スラスト側に移動しようとし、スラストブッシュｊが正スラスト軸受ｂのパッド面ｄに押し当てられる機会が多い。そこでこのときにはパッド面ｄに直接オイルを供給し潤滑を行うことになる。一方、タービンシャフトｉが図の左側即ち反スラスト側に移動しようとし、スラストブッシュｊが反スラスト軸受ｃのパッド面ｈに押し当てられるときには、案内部ｇによって案内されたオイルが潤滑を行うことになる。このようにして、正反側いずれにおいてもスラスト部の潤滑を効率的に行え、無駄なオイル供給を削減できると共に、フリクションロス増大による効率の悪化やオイルもれ等を確実に防止できるようになる。
【０００４】
なお図示するように、タービンシャフトｉには、油切りｋとコンプレッサホイールｌとが順に嵌合固定されている。油切りｋはスリンガーｍを有し、スリンガーｍは正スラスト軸受ｂに所定の隙間をもって重ね合わされる。さらにスリンガーｍのコンプレッサ側には所定間隔を隔てて、ベアリングハウジングｆとシールプレートｎとで挟持されるオイルディフレクタｏが配設される。これらスリンガーｍとオイルディフレクタｏとによりコンプレッサ側へのオイルもれが防止される。オイルディフレクタｏはスリンガーｍで飛散されたオイルを収集して図外の排油口に導く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成の場合、オイル供給が必要かつ十分なだけ行われ、その供給量が極めて少なくて済むことから、実機試験の結果、スリンガーｍやオイルディフレクタｏがなくてもオイルもれがないことが分かった。よってこれらを廃止しコストを削減する方が得策で、とりわけスリンガーｍは回転体なのでこれの廃止により慣性モーメントが低減され、性能向上が期待できる。一方、信頼性という観点からは、何らかの別のオイルもれ対策を施すのが当然に望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るターボチャージャのスラスト軸受構造は、ホイールが取り付けられたタービンシャフトをベアリングハウジングとそのベアリングハウジングに結合されたシールプレートとに挿通させ、そのタービンシャフトを支持するスラスト軸受を、上記ベアリングハウジングに圧入された反スラスト軸受と、その反スラスト軸受に対して上記ホイール側に間隔を隔てて位置し上記ベアリングハウジングに固定された正スラスト軸受とで分割構成し、その正スラスト軸受のパッド面に給油通路を開口すると共に、該給油通路から供給されたオイルを上記反スラスト軸受のパッド面に回り込ませるための案内部を上記ベアリングハウジングに設け、上記タービンシャフトに、上記正スラスト軸受と上記反スラスト軸受とで挟み込まれるスラスト部と、そのスラスト部から上記タービンシャフトに沿って延出し上記シールプレートを挿通する油切りとを設け、その油切りに、上記シールプレートとの隙間をシールするシールリングを設けたターボチャージャのスラスト軸受構造において、上記スラスト部が、上記タービンシャフトに取り付けられ上記正スラスト軸受のパッド面と上記反スラスト軸受のパッド面との間に回転自在に挟み込まれた環状板からなり、上記油切りが、上記正スラスト軸受の径方向内側に所定の隙間を隔てて挿入され上記環状板に一端が突き当てられた円筒部と、その円筒部の他端側に連続して形成され上記シールプレートに挿通する傘部とからなり、上記円筒部に、上記正スラスト軸受の内周面に摺接して、その正スラスト軸受と上記円筒部との隙間をシールするシールリングを設けたものである。
【０００７】
これによれば、シール部によってオイルもれが完全に防止され、特にシール部が正スラスト軸受の内周側に位置されるため、慣性モーメントの増加も防止される。
【０００８】
なお、上記案内部を上記環状板の径方向外方に全周連続して形成し、これによって区画されるオイル室にタービン側に至る連通路を開口するのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１０】
図１は、本発明に係るターボチャージャのスラスト軸受構造を示す縦断面図である。図示する部分はコンプレッサ側の構成である。図示するように、ベアリングハウジング１には、シールプレート２が一体的に結合されると共にタービンシャフト３が挿通され、タービンシャフト３はフローティングメタル４によってラジアル方向から回転自在にフローティング支持されている。即ちベアリングハウジング１には、フローティングメタル４に給油を行うためのオイル供給路５が設けられる。またベアリングハウジング１にはフローティングメタル４の図中左側への移動を規制するためのリテーニングリング６が設けられる。
【００１１】
タービンシャフト３の図中右側にはコンプレッサホイール７が取り付けられる。またタービンシャフト３の図外の左側にはタービンホイールが取り付けられる。つまり図中右側がコンプレッサ側、左側がタービン側であり、右側が正スラスト側、左側が反スラスト側となる。
【００１２】
図示するように、ベアリングハウジング１とシールプレート２との間の空間において、ベアリングハウジング１のコンプレッサ側の側面にはスラスト軸受８が設けられている。スラスト軸受８は正スラスト軸受９と反スラスト軸受１０とから分割構成されている。一方、タービンシャフト３には、スラストカラー１１と油切り１２とがタービン側から並べて取り付けられ、これらはコンプレッサホイール７の締結と同時にタービンシャフト３に固定されている。
【００１３】
正スラスト軸受９はボルト１３により、反スラスト軸受１０は圧入により、ベアリングハウジング１に固定されている。これらはスラストカラー１１を回転自在に挟み込み、対向するパッド面１４，１５でスラスト力を与えるようになっている。このようにスラストカラー１１はタービンシャフト３のスラスト部を形成している。ベアリングハウジング１と正スラスト軸受９とには給油通路１６が設けられ、給油通路１６の出口は正スラスト軸受９のパッド面１４に開口されている。スラストカラー１１の上方にベアリングハウジング１の内壁が一部残され、これが正反のスラスト軸受９，１０を結ぶ案内部１７を形成して、給油通路１６から供給されたオイルを反スラスト軸受１０のパッド面１５に回り込ませるようになっている。
【００１４】
これにより、ターボチャージャの運転中、タービンシャフト３が正スラスト側に移動しようとし、スラストカラー１１が正スラスト軸受９のパッド面１４に押し当てられるときは、その当接部にオイルが直接供給され、潤滑が保たれる。逆に、タービンシャフト３が反スラスト側に移動しようとし、スラストカラー１１が反スラスト軸受１０のパッド面１５に押し当てられるときは、他方のパッド面１４が非荷重状態となって給油通路１６からのオイル導出が促進され、同時に供給されたオイルが案内部１７で導かれ、これがパッド面１５に供給されて潤滑が保たれる。こうして、少ない油量での効率的な潤滑が可能となり、オイルもれをも防止し得る好ましい構造となる。なお、反スラスト軸受１０のパッド面１５は、フローティングメタル４の潤滑に供された残余のオイルによっても潤滑がなされる。
【００１５】
ところで、油切り１２のコンプレッサ側端部の傘部１８にはシールリング（ピストンリング）１９が設けられ、これがシールプレート２の内周面と摺接してコンプレッサ室へのオイルもれを防止する。即ち、シールリング１９はタービンシャフト３の第１のシール部２６を形成する。
【００１６】
また本案にあっては、従来と異なり、油切り１２の傘部１８を除くタービン側の部分が傘部１８より小径且つ一定径の円筒部２０とされている。また従来のスラストブッシュ（図３のｊ）に相当するスラストカラー１１は、断面Ｌ字状の筒体ではなく単なる環状板とされている。従って円筒部２０は、スラストカラー１１に突き当たる位置までタービン側に延出され、正スラスト軸受９の径方向内側に所定の隙間を隔てて配置されている。さらに円筒部２０には周溝２１が形成され、周溝２１には前記同様のシールリング（ピストンリング）２２が嵌合されると共に、シールリング２２は正スラスト軸受９の内周面即ち内周穴２３の内面に摺接し、内周穴２３と円筒部２０との隙間をシールしている。これによりシールリング２２はタービンシャフト３の第２のシール部２７（本発明に係るシール部）を形成する。内周穴２３のコンプレッサ側の入口は、正スラスト軸受９を内周穴２３に挿入する際にシールリング２２を縮径する（絞る）ためのテーパ部２４とされる。またこのテーパ部２４を形成すべく、正スラスト軸受９の内周側の部分はコンプレッサ側に膨出されている。なお、同様の理由で、シールプレート２の内周穴２５も傘部１８に沿うテーパ状とされている。
【００１７】
このように、本案では、タービンシャフト３に第２のシール部２７を設けたため、オイルもれの心配のない従来の構造にあっても、シール性能を向上してオイルもれの一層の防止を図れ、信頼性を向上できる。また従来のスリンガー及びオイルディフレクタ（図３のｍ及びｏ）を廃止し、慣性モーメントの減少によるタービン性能の向上、小型化、シンプル化、低コスト化等も図れる。
【００１８】
次に、図２に示す構成にあっては、上記構成に加え以下の構成が付加されている。即ち、ここでは、正スラスト軸受９が全周連続してベアリングハウジング１に接合され、これによりスラストカラー１１の上方以外の部分にも案内部１７が形成されている。つまり、正スラスト軸受９とベアリングハウジング１とには、互いの接近方向に延出して接合される略円環状の突起部２９，３０が形成され、これら突起部２９，３０により案内部１７が形成され、案内部１７はスラストカラー１１の径方向外方にて全周連続している。こうして案内部１７と正反のスラスト軸受９，１０とでオイル室２８が区画形成される。オイル室２８は、スラストカラー１１を内部に閉じ込め、給油通路１６からのオイルを貯留する略密閉された室となる。さらに、ベアリングハウジング１にはオイル室２８に開口する連通路３１が設けられ、連通路３１はタービン側に延出されて、タービン部付近に形成されたオイルジャケット（図示せず）に連通されている。この構成によると、オイル室２８に供されたオイルをタービン部の冷却にも利用でき、オイルの有効利用が図れ、同時にタービン部の冷却による性能向上も可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２１】
（１）  オイルもれの一層の防止を図れ、信頼性を向上できる。
【００２２】
（２）  従来のスリンガー及びオイルディフレクタを廃止し、タービン性能の向上、低コスト化等を図れる。
【００２３】
（３）  オイルの有効利用によるタービン部の冷却、性能向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るターボチャージャのスラスト軸受構造を示す縦断面図である。
【図２】別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図３】従来例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
３  タービンシャフト
８  スラスト軸受
９  正スラスト軸受
１０  反スラスト軸受
１１  スラストカラー
１４，１５  パッド面
１６  給油通路
１７  案内部
２３  内周穴
２７  第２のシール部
２８  オイル室
３１  連通路
【図１】
0003924844.tif 000002
【図２】
0003924844.tif 000003
【図３】
0003924844.tif 000004