(57)【要約】【課題】回転軸をフローティングメタルで保持しているターボ過給機において、コンプレッサが負圧化してオイルがコンプレッサ室に漏洩することを、簡単に構造で実現する。【解決手段】ハウジング６には、センター軸受け部１５と空洞部１７と隔壁１８とが形成されている。回転軸３は、ブッシュ２０及びリング体１９を介して隔壁１８で軸支されている。ブッシュ２０は、センター軸受け部１５の一端面１５ａと対向したフランジ２４を有しており、センター軸受け部１５のうちフランジ２４の近傍部の略上半部に、切り欠き部２８が形成されている。センター軸受け部１５の一端面１５ａから漏れ出たオイルがフランジ２４で振り飛ばされるに際して、切り欠き部２８の存在により、空洞部１７の袋状部１７ａに向けて飛ばされる。従って、オイルがリング体１９を伝ってオイルシール２１の内周部からコンプレッサ室１０に漏れ出ることを防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに、略水平状の回転軸がオイルを介して回転自在に保持される軸受け部と、コンプレッサ翼が配置されたコンプレッサ室とを、下向きに開口した空洞部を挟んで前記回転軸の軸方向に隣り合うように形成しており、
前記コンプレッサ室と空洞部との間は隔壁が存在している一方、
前記回転軸には、シール体を介して前記隔壁にて回転自在に保持されたブッシュが固定されていて、前記ブッシュに、前記ハウジングにおける軸受け部の一端面に重なるフランジを形成している構成であって、
前記ハウジングにおける軸受け部のうち前記一端面の側の少なくとも上部に、前記回転軸と軸受け部との間の隙間を伝い流れたオイルが前記フランジの回転によって前記隔壁の側に飛ばされることを抑止する切り欠き部を形成している、
ターボ過給機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内燃機関に使用されるターボ過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に使用されるターボ過給機は、排気ガスで回転するタービン翼と、吸気系の清浄空気を加圧するコンプレッサ翼とを備えており、タービン翼とコンプレッサ翼とが回転軸に固定されている。回転軸は略水平の姿勢に配置されている。そして、回転軸の軸受け手段として、耐久性や回転の滑らかさ、発熱防止等の点から、ハウジングに設けた軸受け部に油層を介して配置されたフローティングメタル（浮動軸受け）が使用されていることが多い。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されかつ図３に示すように、コンプレッサ翼２は環状のコンプレッサ室１０に配置されており、コンプレッサ室１０と軸受け部１５との間に下向きに開口した空洞部１７が形成されている。更に、回転軸３には、空洞部１７の個所に露出するブッシュ２０が固定されており、ブッシュ２０が、リング体１９及びオイルシール２１を介して隔壁１８にて回転自在に保持されている。更に、ブッシュ２０には、軸受け部１５の一端面１５ａに重なるフランジ２４が形成されている。
【０００４】
軸受け部１５とフローティングメタル１４との間に若干の隙間が空いているため、オイルはフランジ１４に向けて流出する（なお、図では隙間は誇張して表示している。）。そこで、隔壁１８と軸受け部１５との間に空洞部１７を形成して、流出したオイルを下方に流下させている。
【０００５】
ところが、回転軸３が高速回転すると、空洞部１７を設けているにもかかわらず、オイルがブッシュ２０とオイルシール２１との間の僅かの隙間からコンプレッサ室１０に漏れることがあり、このため、出力の低下や排気ガスの悪化をもたらすおそれがあった。
【０００６】
このオイル漏れ（オイル吸引）の現象は、コンプレッサ室が負圧になることによって発生している。そこで、オイル漏れを防止することが考えられており、その例として特許文献２には、コンプレッサ室の上流側と下流側とを連通させるバイパス通路を設けて、このバイパス通路に開閉弁を設け、コンプレッサ室が負圧と判定されると開閉弁を開く構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１５５６６８号公報
【特許文献２】特開２０１２−６７６１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２の対応策は、コンプレッサ室の負圧化抑制には貢献できると云えるが、圧力センサやバイパス通路、開閉弁を新たに付加せねばならないため、構造が複雑化してコストが嵩むという問題がある。また、スロットルバルブを絞り気味の場合、バイパス通路を開くとコンプレッサ室への空気量が低下して、却って、負圧が（真空側に）高くなることも懸念される。
【０００９】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、特別な制御を要することなく簡単な構造でオイル漏れを防止せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明が研究したところ、コンプレッサが負圧になっても必ずしもオイル漏れが発生する訳ではなくて、オイルがオイルシールとブッシュとの摺動部に伝い流れることを防止すれば、オイル漏れを抑止できることを見出した。そして、図３に基づいて述べると、オイルが矢印に示すように、軸受け部１５の一端面１５ａに向けて流出して、このオイルが、ブッシュ２０のフランジ２４によって振り飛ばされるに際して、軸受け部１５の一端面１５ａが反射面のように作用して、オイルがリング体１８の側面に向けて飛ばされ、これが、オイルシール２１の内周面に伝い流れてコンプレッサ室１０に吸引され、オイル漏れに至ることが判明した。
【００１１】
本願発明は、このような知見に基づいて成されたもので、ターボ過給機は、
「ハウジングに、略水平状の回転軸がオイルを介して回転自在に保持される軸受け部と、コンプレッサ翼が配置されたコンプレッサ室とを、下向きに開口した空洞部を挟んで前記回転軸の軸方向に隣り合うように形成しており、
前記コンプレッサ室と空洞部との間は隔壁が存在している一方、
前記回転軸には、シール体を介して前記隔壁にて回転自在に保持されたブッシュが固定されていて、前記ブッシュに、前記ハウジングにおける軸受け部の一端面に重なるフランジを形成している、」
という基本構成である。
【００１２】
そして、本願発明では、上記基本構成において、前記ハウジングにおける軸受け部のうち前記一端面の側の少なくとも上部に、前記回転軸と軸受け部との間の隙間を伝い流れたオイルが前記フランジの回転によって前記隔壁の側に飛ばされることを抑止する切り欠き部を形成している。
【００１３】
切り欠き部は、ブッシュにおけるフランジの外周の個所から斜めにカットされた形態でもよいし、フランジの外周よりも小径の個所から斜めにカットされた形態でもよい。これらの場合は、ハウジングのコーナー部を三角形状にカットして（肉盗みして）切り欠き部と成すことになるが、逆台形状にカットして、切り欠き部が回転軸の軸線と平行な平坦部を有する形態とすることも可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明では、軸受け部の一端面まで流出しオイルがブッシュのフランジによって放射方向に振り飛ばされると、切り欠き部が存在していることにより、オイルは切り欠き部の側に寄るような傾向を呈して放射方向に飛ばされる。従って、オイルが隔壁の側に向けて飛ばされることを防止して、オイルがシール材の側面に向けて伝い流れることを防止又は著しく抑制できる。
【００１５】
従って、仮にコンプレッサ室が負圧になっても、オイルがコンプレッサに漏れ出ることを防止又は著しく抑制できる。しかも、軸受け部の一部を切欠くだけのごく簡単な構成であるため、コストが嵩むことも防止できる。更に、複雑な制御を行うものではないため、オイル漏れ防止の確実性にも優れている。更に、軸受け部の一部を切欠くものであるため、軸受け部の強度低下を招来することもない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明を適用した排気ターボ過給機の縦断正面図である。
【図２】（Ａ）は図１の部分拡大図、（Ｂ）（Ｃ）は変形例の要部断面図である。
【図３】従来技術を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
(1).実施形態の基本構成
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、基本的には特許文献１と同じであり、図３とも基本的に共通している。従って、図３の説明と若干重複するが、念のため、基本構成から説明する。図３と同じ部材は、共通した符号を使用している。
【００１８】
本実施形態は、排気ガスで駆動されるターボ過給機であり、排気ガスで駆動されるタービン翼１と、エアクリーナから送られた清浄空気を加圧するコンプレッサ翼２とを有しており、両者は、回転軸３の一端寄り部と他端寄り部とに固定されている。図の回転軸３は単一構造になっているが、回転軸３を複数本のパーツで構成することも可能である。
【００１９】
ターボ過給機は、更に、タービン翼１を囲うタービンハウンジグ４と、コンプレッサ翼２を囲うコンプレッサハウジング５と、これらタービンハウンジグ４とコンプレッサハウジング５との間に介在したセンターハウジング６とを有している。タービンハウンジグ４には、環状のタービン室７とこれに連通した排気ガス出口通路８とを形成し、コンプレッサハウジング５には、清浄空気が入る入口通路９と、これに連通した環状のコンプレッサ室１０を形成している。
【００２０】
正確には、コンプレッサ室１０は、コンプレッサハウジング５とセンターハウジング６とで構成されている。従って、請求項に記載したハウジングは、本実施形態では、コンプレッサハウジング５とセンターハウジング６とで構成されている。
【００２１】
駆動通路７とコンプレッサ室１０は周方向に向かって断面積が変化しており、駆動通路７には大径の流入口に排気ガスが流入し、図１に黒抜き矢印で示すように、仕事をした排気ガスは、回転軸３と同心の地口通路８から排出される。他方、清浄空気は、回転軸３と同心の入口通路９から流入して、コンプレッサ室１０における大径の流出口から排出される。なお、タービンハウンジグ４とセンターハウジング６とは、かしめ方式のホルダー１１で一体に締結されており、コンプレッサハウジング５とセンターハウジング６とは、ボルト１２で締結されている。もとより、これらは一例であり、ハウジングは様々の構造を採用できる。
【００２２】
センターハウジング６には、円筒形のフローティングメタル１４を介して回転軸３を回転自在に保持するセンター軸受け部１５と、回転軸３のうちタービン翼１が取り付けられている端部を回転自在に保持するサイド軸受け部１６とが形成されている。センター軸受け部１５は、請求項に記載した軸受け部に該当する。
【００２３】
センター軸受け部１５とコンプレッサ室１０との間には、下向きに開口した空洞部１７が形成されている。従って、空洞部１７とコンプレッサ室１０との間には、センターハウジング６の一部を成す隔壁１８が存在している。隔壁１８にはリング体１９が嵌まっている一方、回転軸３のうちセンター軸受け部１５の外側の個所にはブッシュ２０が固定されており、ブッシュ２０が、オイルシール２１を介して回転自在に保持されている。従って、隔壁１８及びリング体１９も軸受けとして機能している。リング体１９は、隔壁１８の内面よりも空洞部１７に突出している。なお、リング体１９を使用せずに、オイルシール２１を隔壁の穴に嵌着すること、或いは、リング体１９でブッシュ２０を直接に保持することも可能である。
【００２４】
空洞部１７は、センター軸受け部１５の一端面１５ａよりもタービン室７の側に入り込んだ袋状部（ポケット状部）１７ａを有している。このため、センター軸受け部１５には、リング体１９の側に突出した筒状部１５ｂが形成されている。
【００２５】
センター軸受け部１５とフローティングメタル１４との間には、若干の隙間が空いている。また、回転軸３とフローティングメタル１４との間には、オイル溜まり部２２を形成している。オイル溜まり部２２を挟んだ左右両側の部位では、回転軸３の外周面とフローティングメタル１４の内周面との間には、若干の隙間を設けている。なお、図面では、各隙間は誇張して表示している。
【００２６】
回転軸３のうちタービン翼１の側に位置した部位には、フローティングメタル１４の一端面に当接し得るフランジ２４が形成されている。他方、ブッシュ２０には、センター軸受け部１５の一端面１５ａに当接し得るフランジ２４を形成している。フローティングメタル１４の長さは、回転軸３のフランジ２２とブッシュ２０のフランジ２４との間隔寸法よりも若干短くなっている。このため、フローティングメタル１４は、軸方向にも若干は移動し得る。
【００２７】
センターハウジング６には、センター軸受け部１５を囲うようにオイル通路２５が形成されている。オイル通路２５には、オイル入口とオイル出口（いずれも図示せず）を設けている。従って、フローティングメタル１４は、オイルに漬かった状態になっている。
【００２８】
オイルは粘性があるため、フローティングメタル１４は回転軸３と一緒に連れ回転しようとする。そこで、フローティングメタル１４に、その内外に貫通する回り止め穴２６を空ける一方、センター軸受け部１５の筒部１５ｂには、回り止め穴２６に嵌まるストッパーピン２７を装着している。
【００２９】
(2).切り欠き部
オイルがセンター軸受け部１５の一端面１５ａに至ると、オイルはブッシュ２０のフランジ２４によって放射方向（遠心方向）に振り飛ばされる。そして、センター軸受け部１５の一端面１５ａがフラットでかつブッシュ２０のフランジ２４よりも大径であると、オイルがリング体１９の側に飛ばされる。
【００３０】
そこで、本実施形態では、センター軸受け部１５における筒状部１５ｂの先端部のうち、概ね空洞部１７に露出したコーナー部に、切り欠き部２８を形成している。切り欠き部２８は、ブッシュ２０におけるフランジ２４の外周面の位置を始端として、半径外側に行くほどリング体１９から（或いは、隔壁１７，コンプレッサ室１０）から離れる傾斜面になっている。従って、切り欠き部２８は、センター軸受け部１５における筒状部１５ｂの端部を三角形状にカットしている（肉盗みしている）が、傾斜面を、空洞部１７に向けて凸又は凹に反った弓形に形成することも可能である。
【００３１】
この傾斜面のガイド作用により、図２（Ａ）に表示するように、オイルは、空洞部１７の袋状部１７ａの側に向かうように飛ばされて、リング体１９に向かうことはない。つまり、油滴になったオイルは、基本的には、フランジ２４の端面に沿って、回転軸３の軸心と直交した遠心方向に飛ばされるようとするが、切り欠き部２８が存在していて、切り欠き部２８の個所では抵抗がないことから、油滴は切り欠き部２８の側に誘われて、空洞部１７の袋状部１７ａに向けて飛ばされるのである。袋状部１７ａに向けて飛ばされた油滴は、センター軸受け部１５の筒状部１５ｂの外周面を伝って下方に流下する。
【００３２】
切り欠き部２８は、センター軸受け部１５の一端面１５ａの個所のうち、上半周部よりもやや広い範囲に形成している。従って、フランジ２４で飛ばされた油滴の全体を、センター軸受け部１５の下方に流下させることができる。
【００３３】
このように、油滴はリング状部１９の側面に付着することなく下方に流下するため、コンプレッサ室１０が負圧状態になったとしても、オイルがコンプレッサ室１０に漏れ出ることを抑止できる。そして、切り欠き部２８を形成するだけなので構造は簡単であり、かつ、切り欠き部２８は、センター軸受け部１５における筒部１５ｂの端部に部分的に形成するだけであるので、センター軸受け部１５の強度が低下することもない。
【００３４】
図２（Ｂ）（Ｃ）では、切り欠き部２８の変形例を示している。このうち（Ｂ）に示す変形例では、切り欠き部２８は上記のとおり三角形状に形成して、ブッシュ２０のフランジ２４を、切り欠き部２８の付け根よりも外径に設定している。この変形例では、油滴を袋状部に飛ばす機能はより強くなると期待される。
【００３５】
図２（Ｃ）に示す変形例では、切り欠き部２８は、フランジ２４の外周面と略同じ面を成す平坦面２８ａを有する形状に形成している。従って、センター軸受け部１５の端部は逆台形状にカットされている。この場合も、フランジ２４の外径を平坦面２８ａよりも大径に設定することは可能である。
【００３６】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、空洞部１７は必ずしも袋状部を有する必要はない。また、本願発明は、フローティングメタルを備えていない過給機や、フルフローテング軸受けにも適用できる。切り欠き部は、オイルが隔壁の側に飛ばされることを防止できたらよい。従って、回転軸と直交した方向に振り飛ばす作用を果たすだけでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本願発明は、実際にターボ過給機に適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１  タービン翼
２  コンプレッサ翼
３  回転軸
４  タービンハウンジグ
５  コンプレッサハウジング
６  センターハウジング
７  駆動通路
１０  圧縮通路
１４  フローティングメタル
１５  センター軸受け部
１５ａ  一端面
１５ｂ  筒状部
１７  空洞部
１７ａ  袋状部
１８  隔壁
１９  リング体
２０  ブッシュ
２２  オイルシール
２４  フランジ
２８  切り欠き部
【図１】
2017115671.tif 000003
【図２】
2017115671.tif 000004
【図３】
2017115671.tif 000005