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WO2017149671A1 - 軸受装置および排気タービン過給機 - Google Patents

軸受装置および排気タービン過給機 Download PDF

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WO2017149671A1
WO2017149671A1 PCT/JP2016/056295 JP2016056295W WO2017149671A1 WO 2017149671 A1 WO2017149671 A1 WO 2017149671A1 JP 2016056295 W JP2016056295 W JP 2016056295W WO 2017149671 A1 WO2017149671 A1 WO 2017149671A1
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WO
WIPO (PCT)
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bearing
thrust bearing
oil reservoir
rotating shaft
space
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/056295
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
優也 小島
崇 南部
洋輔 段本
貴也 二江
諌山　秀一
洋二 秋山
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to JP2018502919A priority Critical patent/JP6596569B2/ja
Priority to CN201680081993.7A priority patent/CN109073145B/zh
Priority to EP16892515.4A priority patent/EP3406959B1/en
Priority to US16/080,976 priority patent/US11125384B2/en
Priority to PCT/JP2016/056295 priority patent/WO2017149671A1/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a bearing device and an exhaust turbine supercharger to which the bearing device is applied.
  • Patent Document 1 describes an oil leakage prevention device for a supercharger.
  • a thrust bush is rotatably provided on the rotating shaft, and a thrust disk fixed to the bearing housing is engaged with an annular groove formed in the thrust bush. It constitutes a thrust bearing.
  • This thrust bearing is supplied with lubricating oil to prevent seizure. A part of the lubricating oil supplied to the thrust bearing is received by the deflector and discharged below the bearing housing through the tongue at the lower end of the deflector.
  • the lubricant is not discharged from the deflector during rotation of the rotating shaft, but flows again into the deflector, causing a loss due to stirring resistance. appear.
  • the lubricant may leak from the seal surface, which is the sliding surface between the deflector and the thrust bush, and the sealing performance may be reduced. Therefore, it is desired to improve the lubricating oil discharge performance in the thrust bearing.
  • the present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a bearing device and an exhaust turbine supercharger that can improve the discharge performance of lubricating oil in a thrust bearing.
  • a bearing device includes a rotating shaft, a thrust bearing provided on the rotating shaft to restrict movement of the rotating shaft in the axial direction, and an axial direction in the thrust bearing.
  • An oil reservoir space that is formed on an arc so as to surround the rotating shaft and that is open downward is formed, and in the oil reservoir space in a region below a horizontal plane that passes through the center of the rotating shaft.
  • the lubricating oil reaching the oil reservoir space from the thrust bearing flows downward in the oil reservoir space, but flows along the arc of the oil reservoir space in the rotation direction of the rotary shaft. Then, the lubricating oil that flows in a region below the horizontal plane passing through the center of the rotating shaft is guided to the inclined surface and sent to the thrust bearing side. As a result, the lubricating oil flowing in the oil reservoir space can be prevented from flowing again into the oil reservoir space, and the lubricating oil can be discharged from the thrust bearing.
  • the oil reservoir is provided between the insert bearing that supports the thrust bearing and the thrust bearing with respect to the bearing housing that houses the rotating shaft and the thrust bearing. It consists of a plate-shaped deflector.
  • this bearing device it is possible to provide the deflector with a function of an oil reservoir, and improve the oil discharge performance of the thrust bearing.
  • the oil reservoir portion is composed of an insert portion that supports the thrust bearing with respect to a bearing housing that houses the rotating shaft and the thrust bearing.
  • this bearing device it is possible to provide a function of an oil reservoir in the insert portion and improve the oil discharge performance of the thrust bearing.
  • the thrust bearing is characterized in that a notch is formed in the lower side, and an opening end of the notch is continuously provided on the inclined surface.
  • the opening end of the notch has an inclined surface that is continuous with the inclined surface.
  • the opening end of the notch is formed with an inclined surface, the lubricating oil guided to the inclined surface at the opening end of the notch is further opened by the inclined surface of the opening end. Therefore, the effect of preventing the lubricating oil flowing in the oil reservoir space from flowing again into the oil reservoir space can be obtained more remarkably.
  • an exhaust turbine supercharger includes a turbine, a compressor, a rotating shaft that coaxially connects the turbine and the compressor, and the rotating shaft provided on the rotating shaft.
  • a thrust bearing that restricts the movement of the shaft in the axial direction and any one of the above-described bearing devices are provided.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust turbine supercharger according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a bearing portion of the exhaust turbine supercharger according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a bearing portion of the exhaust turbine supercharger according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an overall configuration diagram of another example of the exhaust turbine supercharger according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing an example of the bearing device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged front view showing an example of the bearing device according to the embodiment of the present invention.
  • 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • FIG. 9 is an enlarged front view showing an example of the bearing device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view showing an example of the bearing device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an enlarged front view showing an example of the bearing device according to the embodiment of the present invention.
  • 12 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust turbine supercharger according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a bearing portion of the exhaust turbine supercharger according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a bearing portion of the exhaust turbine supercharger according to the present embodiment.
  • a turbine 12 is mainly composed of a turbine 12, a compressor 13, and a rotating shaft 14, which are accommodated in a housing 15.
  • the housing 15 is hollow and has a turbine housing 15A that forms a first space S1 that houses the configuration of the turbine 12, a compressor cover 15B that forms a second space S2 that houses the configuration of the compressor 13, and a rotation And a bearing housing 15 ⁇ / b> C that forms a third space S ⁇ b> 3 that accommodates the shaft 14.
  • the third space S3 of the bearing housing 15C is located between the first space S1 of the turbine housing 15A and the second space S2 of the compressor cover 15B.
  • the rotating shaft 14 is rotatably supported at its end on the turbine 12 side by a journal bearing 21 that is a turbine side bearing, and is rotatably supported at its end on the compressor 13 side by a journal bearing 22 that is a compressor side bearing.
  • the thrust bearing 23 restricts movement in the axial direction in which the rotating shaft 14 extends.
  • the rotating shaft 14 has a turbine disk 24 of the turbine 12 fixed to one end portion in the axial direction.
  • the turbine disk 24 is accommodated in the first space S1 of the turbine housing 15A, and a plurality of turbine blades 25 having an axial flow type are provided on the outer peripheral portion at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the rotating shaft 14 has a compressor impeller 31 of the compressor 13 fixed to the other end in the axial direction.
  • the compressor impeller 31 is accommodated in the second space S2 of the compressor cover 15B and is disposed on the outer peripheral portion.
  • a plurality of blades 32 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the turbine housing 15A is provided with an exhaust gas inlet passage 26 and an exhaust gas outlet passage 27 with respect to the turbine blades 25.
  • the turbine housing 15 ⁇ / b> A is provided with a turbine nozzle 28 between the inlet passage 26 and the turbine blade 25, and the axial exhaust gas flow statically expanded by the turbine nozzle 28 is supplied to the plurality of turbine blades 25.
  • the turbine 12 can be driven and rotated.
  • the compressor cover 15 ⁇ / b> B is provided with an air intake port 33 and a compressed air discharge port 34 with respect to the compressor impeller 31.
  • a diffuser 35 is provided between the compressor impeller 31 and the compressed air discharge port 34. The air compressed by the compressor impeller 31 is discharged through the diffuser 35.
  • the turbine 12 is driven by exhaust gas discharged from an engine (not shown), and the rotation of the turbine 12 is transmitted to the rotary shaft 14 to drive the compressor 13.
  • the compressor 13 compresses the combustion gas and supplies it to the engine. Accordingly, the exhaust gas from the engine passes through the exhaust gas inlet passage 26 and is statically expanded by the turbine nozzle 28, and the exhaust gas flow in the axial direction is guided to the plurality of turbine blades 25, thereby the plurality of turbine blades 25.
  • the turbine 12 is driven to rotate through the turbine disk 24 to which is fixed.
  • the exhaust gas that has driven the plurality of turbine blades 25 is discharged to the outside from the outlet passage 27.
  • the integrated compressor impeller 31 is rotated and air is sucked through the air intake port 33.
  • the sucked air is compressed by the compressor impeller 31 to become compressed air, and this compressed air passes through the diffuser 35 and is supplied to the engine from the compressed air discharge port 34.
  • the bearing housing 15 ⁇ / b> C is provided with a lubricating oil supply passage 40 that supplies lubricating oil to the journal bearings 21 and 22 and the thrust bearing 23.
  • the lubricating oil supply passage 40 has a first supply passage 41 extending in the radial direction at the upper portion of the bearing housing 15C, a second supply passage 42 extending in the axial direction at the upper portion of the bearing housing 15C, and a third supply communicating with the journal bearing 21.
  • the first supply passage 41 has a base end connected to a lubricating oil tank (not shown) and a tip connected to an intermediate portion of the second supply passage 42.
  • the third supply passage 43 has a proximal end portion communicating with the second supply passage 42 and a distal end portion communicating with the journal bearing 21.
  • the fourth supply passage 44 has a proximal end portion communicating with the second supply passage 42 and a distal end portion communicating with the journal bearing 22.
  • the fifth supply passage 45 has a proximal end portion communicating with the second supply passage 42 and a distal end portion communicating with the thrust bearing 23.
  • the journal bearings 21 and 22 are formed in a cylindrical shape as shown in FIGS.
  • the journal bearings 21 and 22 are accommodated in a cylindrical space formed by the support portion 16 provided in the third space S3 in the bearing housing 15C.
  • the support portion 16 that supports the journal bearings 21 and 22 is formed with a passage 16b that communicates with the lower portion of the third space S3 between the journal bearings 21 and 22.
  • the journal bearing 21 has an outer peripheral surface 21 b that is rotatably supported between the inner surface 16 a of the support portion 16 and a rotating shaft between the inner peripheral surface 21 c and the outer peripheral surface 14 a of the rotating shaft 14. 14 is rotatably supported.
  • the journal bearing 21 communicates with the distal end portion of the third supply passage 43 toward the outer peripheral surface 21b.
  • the journal bearing 21 has a passage 21a penetrating from the outer peripheral surface 21b to the inner peripheral surface 21c, and the lubricating oil supplied from the third supply passage 43 to the outer peripheral surface 21b by the passage 21a is connected to the inner peripheral surface 21c and the rotating shaft. 14 to the outer peripheral surface 14a.
  • journal bearing 21 is rotatably supported by the support portion 16 by the lubricating oil supplied between the outer peripheral surface 21 b and the inner surface 16 a of the support portion 16, and the outer peripheral surface of the inner peripheral surface 21 c and the rotary shaft 14.
  • the rotating shaft 14 is rotatably supported by the lubricating oil supplied between it and 14a.
  • the turbine disk 24 of the turbine 12 is provided with a boss portion 24a protruding toward the compressor 13 so as to be disposed adjacent to the journal bearing 21 in the axial direction.
  • the boss portion 24a is formed in a cylindrical shape, and the end of the rotating shaft 14 on the turbine 12 side is fitted into a portion formed in a small diameter via the step portion 14b, and is in contact with the step portion 14b in the axial direction. Is positioned.
  • the portion of the boss portion 24 a that contacts the stepped portion 14 b is a disk member that covers the opening on the turbine 12 side of the cylindrical space formed by the support portion 16, and the side surface of the journal bearing 21 in the axial direction.
  • the bearing housing 15C has an oil drain space 47 formed on the outer periphery of the boss portion 24a. Further, the turbine disk 24 of the turbine 12 has a seal part 24 b formed between the boss part 24 a and the turbine disk 24 in the axial direction. The seal portion 24b forms a seal portion with the bearing housing 15C.
  • the lubricating oil supplied to the outer peripheral surface 21b side and the inner peripheral surface 21c side flows downward from the passage 16b of the support portion 16 to the third space portion S3 on the compressor 13 side.
  • the lubricating oil supplied to the outer peripheral surface 21b side and the inner peripheral surface 21c side flows to the side surface portion 21d side on the turbine 12 side, and the rotating shaft 14 at the facing portion 24aa of the boss portion 24a facing each other. Is sent to the outside in the radial direction by the centrifugal force of rotation of the boss 24a, reaches the oil drain space 47 on the outer periphery of the boss 24a, and flows from the oil drain space 47 to below the third space S3.
  • the journal bearing 22 has an outer peripheral surface 22 b that is rotatably supported between the inner surface 16 a of the support portion 16, and a rotating shaft between the inner peripheral surface 22 c and the outer peripheral surface 14 a of the rotating shaft 14. 14 is rotatably supported.
  • the journal bearing 22 communicates with the distal end portion of the fourth supply passage 44 toward the outer peripheral surface 22b.
  • the journal bearing 22 has a passage 22a penetrating from the outer peripheral surface 22b to the inner peripheral surface 22c, and the lubricating oil supplied from the fourth supply passage 44 to the outer peripheral surface 22b by the passage 22a is connected to the inner peripheral surface 22c and the rotating shaft. 14 to the outer peripheral surface 14a.
  • journal bearing 22 is rotatably supported by the support portion 16 by the lubricating oil supplied between the outer peripheral surface 22b and the inner surface 16a of the support portion 16, and the inner peripheral surface 22c and the outer peripheral surface of the rotary shaft 14 are supported.
  • the rotating shaft 14 is rotatably supported by the lubricating oil supplied between it and 14a.
  • the thrust bearing 23 is arranged on the compressor 13 side adjacent to the journal bearing 22 in the axial direction of the rotary shaft 14. As shown in FIG. 3, the thrust bearing 23 is formed in a plate shape having an insertion hole 23a through which the rotary shaft 14 is inserted, and is fixed to the bearing housing 15C. The thrust bearing 23 regulates the axial movement of the rotary shaft 14 via the thrust ring 17 and the thrust sleeve 18.
  • the thrust ring 17 has a boss portion 17a and a flange portion 17b.
  • the boss portion 17a is formed in a cylindrical shape, and the end portion on the compressor 13 side of the rotating shaft 14 is fitted into a portion formed in a small diameter via the step portion 14b, and is in contact with the step portion 14b in the axial direction. And is inserted together with the rotary shaft 14 into the insertion hole 23a of the thrust bearing 23.
  • the flange portion 17b is a disk member that protrudes radially outward at a portion of the boss portion 17a that contacts the stepped portion 14b, and is disposed so as to face the plate surface 23c of the thrust bearing 23 on the journal bearing 22 side in the axial direction. It has one facing portion 17ba and the other facing portion 17bb arranged facing the side surface portion 22d of the journal bearing 22 at an interval D in the axial direction.
  • the thrust sleeve 18 has a boss portion 18a and a flange portion 18b.
  • the boss portion 18a is formed in a cylindrical shape, is fitted into a portion formed on the rotary shaft 14 with a small diameter at the end portion on the compressor 13 side, and abuts on the end surface on the compressor 13 side of the boss portion 17a in the thrust ring 17.
  • the flange portion 18b is a disk member that protrudes radially outward at a portion of the boss portion 18a that contacts the boss portion 17a of the thrust ring 17, and faces the plate surface 23d of the thrust bearing 23 on the compressor 13 side in the axial direction.
  • One facing portion 18ba disposed, and the other facing portion 18bb disposed facing the oil reservoir 19 that forms an oil reservoir space 19a facing the thrust bearing 23 from the compressor 13 side in the axial direction.
  • the thrust ring 17 and the thrust sleeve 18 are arranged so that the thrust bearing 23 is sandwiched between the one facing portions 17ba and 18ba of the flange portions 17b and 18b, respectively. For this reason, the thrust bearing 23 restricts the axial movement of the rotary shaft 14 via the thrust ring 17 and the thrust sleeve 18.
  • the oil reservoir 19 is provided adjacent to the thrust bearing 23 on the compressor 13 side in the axial direction, the oil reservoir space 19a is disposed along the periphery of the rotary shaft 14, and the lower portion of the oil reservoir space 19a is opened. Thus, it is formed to communicate with the lower part of the third space S3.
  • the oil reservoir 19 includes a tongue piece 19b extending below the oil reservoir 19, and the oil reservoir space 19a communicates with the lower portion of the third space S3 via the tongue piece 19b.
  • the oil reservoir 19 is configured by a deflector in FIG. The deflector is formed in a plate shape, and is attached between the insert portion 20 and the thrust bearing 23.
  • the insert portion 20 forms a partition wall between the second space portion S2 and the third space portion S3 of the bearing housing 15C, and the boss portion 18a of the thrust sleeve 18 is inserted together with the rotary shaft 14 to thrust the bearing housing 15C.
  • the deflector is supported together with the bearing 23.
  • the thrust bearing 23 is formed with a passage 23b.
  • the passage 23b has a base end portion communicating with the distal end portion of the fifth supply passage 45 and a distal end portion communicating with the insertion hole 23a.
  • the lubricating oil supplied from the fifth supply passage 45 to the insertion hole 23a through the passage 23b passes through the plate surfaces 23c, 23d of the thrust bearing 23 and the facing portions 17ba, 18ba of the flange portions 17b, 18b. Led in between. Therefore, the thrust bearing 23 regulates the axial movement of the rotary shaft 14 between the facing portions 17ba and 18ba, and the lubricating oil supplied between the facing portions 17ba and 18ba of the flange portions 17b and 18b. This reduces the frictional resistance with the facing portions 17ba and 18ba.
  • the lubricating oil is sent to the outside in the radial direction by the centrifugal force of the rotation of the rotating shaft 14, and a part thereof is transmitted through the outer peripheral portion of the flange portion 18 b. Then, it flows downward from the third space portion S3 below the flange portion 18b, and a part thereof reaches the oil reservoir space 19a of the oil reservoir portion (deflector) 19. Accordingly, the lubricating oil that has reached the oil reservoir space 19 a flows down the third space S ⁇ b> 3 along the tongue piece 19 b of the oil reservoir 19.
  • the lubricating oil is sent radially outward by the centrifugal force of the rotation of the rotating shaft 14.
  • a clearance 48 is formed between the outer peripheral portion of the flange portion 17b and the bearing housing 15C, and the clearance 48 communicates below the third space S3. Accordingly, the lubricating oil sent radially outward on the facing portion 17ba side flows through the gap 48 and below the third space S3.
  • the lubricating oil supplied to the outer peripheral surface 22b side and the inner peripheral surface 22c side is below the third space S3 from the passage 16b of the support portion 16 on the turbine 12 side.
  • the lubricating oil supplied to the outer peripheral surface 22b side and the inner peripheral surface 22c side flows to the side surface portion 22d side on the thrust bearing 23 side, and the thrust ring 17 of the opposing thrust ring 17 faces.
  • the facing portion 17bb of the flange portion 17b it is sent radially outward by the centrifugal force of rotation of the rotating shaft 14 and flows downward through the gap 48 through the third space S3.
  • the bearing housing 15C has a base end portion of the lubricating oil discharge pipe connected to the lower side of the third space S3.
  • the tip of the lubricating oil discharge pipe is connected to the oil pan.
  • the oil pan is connected to a lubricating oil tank to which a first supply passage 41 of the lubricating oil supply passage 40 is connected by a lubricating oil circulation line.
  • An oil pump and an oil filter are interposed in the lubricating oil circulation line, and the lubricating oil whose impurities are filtered by the oil filter by the oil pump is sent from the oil pan to the lubricating oil tank via the lubricating oil circulation line. Then, the lubricating oil is supplied from the lubricating oil tank to the first supply passage 41.
  • FIG. 4 is an overall configuration diagram of another example of the exhaust turbine supercharger according to the present embodiment.
  • the exhaust turbine supercharger 11 shown in FIG. 4 has an oil reservoir 20 having a different configuration from the exhaust turbine supercharger 11 shown in FIG. 1, and the other configurations are the same. Therefore, only the oil reservoir 20 will be described for the exhaust turbine supercharger 11 shown in FIG. 4, and the other components will be assigned the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the oil reservoir 20 is provided adjacent to the thrust bearing 23 on the compressor 13 side in the axial direction, the oil reservoir space 20a is disposed along the periphery of the rotary shaft 14, and the lower portion of the oil reservoir space 20a is opened. It is formed to communicate with the lower part of the third space S3.
  • the oil reservoir portion 20 does not have a deflector and is configured by an insert portion.
  • the insert portion forms a partition between the second space portion S2 and the third space portion S3 of the bearing housing 15C, and the boss portion 18a of the thrust sleeve 18 is inserted together with the rotary shaft 14 into the bearing housing 15C.
  • the thrust bearing 23 is supported.
  • the lubricating oil supplied to the insertion hole 23a from the fifth supply passage 45 via the passage 23b is the facing portions of the plate surfaces 23c and 23d of the thrust bearing 23 and the flange portions 17b and 18b. It is led between 17ba and 18ba.
  • the bearing device in the present embodiment relates to the oil reservoirs 19 and 20 and the thrust bearing 24 described above.
  • FIG. 5 is an enlarged perspective view showing an example of a bearing device according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged front view showing an example of the bearing device according to the present embodiment.
  • 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • FIG. 9 is an enlarged front view showing an example of the bearing device according to the present embodiment.
  • FIGS. 5 to 8 show an oil reservoir 20 constituted by an insert portion.
  • the oil reservoir 20 is provided with a recess that forms an oil reservoir space 20a on the thrust bearing 23 side.
  • the oil reservoir 20 is formed with an insertion hole 20b at the center thereof, through which the boss 18a of the thrust sleeve 18 is inserted together with the rotary shaft 14.
  • the rotating shaft 14 rotates counterclockwise (counterclockwise) around the insertion hole 20b.
  • the oil sump space 20a has, as a starting end ⁇ , a portion extending from the lower side to the upper side of the horizontal plane (AA line in FIG. 6) H passing through the center of the rotating shaft 14 in the rotational direction of the rotating shaft 14.
  • a starting end ⁇ a portion extending from the lower side to the upper side of the horizontal plane (AA line in FIG. 6) H passing through the center of the rotating shaft 14 in the rotational direction of the rotating shaft 14.
  • the insertion hole 20b it is formed in the shape of a groove that draws a circular arc so as to surround the insertion hole 20b (rotary shaft 14) counterclockwise and reach the terminal ⁇ .
  • the oil reservoir space 20a is formed such that the groove depth and the groove width are gradually enlarged from the start end ⁇ toward the end ⁇ .
  • the oil reservoir 20 has a terminal ⁇ formed in an area below the horizontal plane H (area below the line AA in FIG. 6) passing through the center of the rotating shaft 14 in the oil reservoir space 20a, as shown in FIG.
  • an inclined surface 20aa is formed at the terminal end ⁇ , which protrudes toward the thrust bearing 23 and is inclined along the rotation direction of the rotary shaft 14.
  • the most projecting position of the inclined surface 20aa is the terminal ⁇ of the oil reservoir space 20a.
  • the thrust bearing 23 facing the oil reservoir space 20 a is formed in a disk shape having an insertion hole 23 a through which the rotary shaft 14 is inserted, and passes through the center of the rotary shaft 14.
  • a notch 23e is formed in the following region.
  • the lower portion of the oil reservoir space 20a is opened by the notch 23e and communicates with the lower portion of the third space S3, and a portion of the oil reservoir space 20a other than the notch 23e is closed.
  • the notch 23e is formed along the shape of the oil reservoir space 20a, and is formed so that the opening end 23ea of the notch 23e coincides with the terminal ⁇ of the oil reservoir space 20a.
  • the opening end 23ea of the notch 23e of the thrust bearing 23 coincides with the most protruding end ⁇ of the inclined surface 20aa of the oil reservoir space 20a of the oil reservoir 20, it is provided continuously with the inclined surface 20aa.
  • the opening end 23ea of the notch 23e of the thrust bearing 23 is formed to have an inclined surface continuous with the inclined surface 20aa of the oil reservoir space 20a of the oil reservoir portion 20.
  • the lubricating oil reaching the oil reservoir space 20a flows from the oil reservoir space 20a to the lower side of the third space S3 by the notch 23e of the thrust bearing 23.
  • the oil pool space 20a flows counterclockwise (counterclockwise) from the start end ⁇ to the end ⁇ around the insertion hole 20b (rotating shaft 14).
  • the flowing lubricating oil is guided to the inclined surface 20aa and sent to the thrust bearing 23 side, and is opened by the notch 23e on the thrust bearing 23 side. And flows below the third space S3.
  • the opening end 23ea of the notch 23e coincides with the end ⁇ of the oil reservoir space 20a in which the inclined surface 20aa is formed, the lubricating oil guided to the inclined surface 20aa is cut at the opening end 23ea of the notch 23e.
  • the effect of preventing the lubricating oil flowing in the oil reservoir space 20a from flowing again from the start end ⁇ can be remarkably obtained.
  • the opening end 23ea of the notch 23e has an inclined surface
  • the lubricating oil guided to the inclined surface 20aa by the opening end 23ea of the notch 23e is further released by the inclined surface of the opening end 23ea. It is cut while being guided to the outside, and the effect of preventing the lubricating oil flowing in the oil reservoir space 20a from flowing again from the start end ⁇ can be obtained more remarkably.
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view showing an example of a bearing device according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is an enlarged front view showing an example of the bearing device according to the present embodiment.
  • 12 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
  • FIGS. 10 to 13 show an oil reservoir 19 composed of a deflector.
  • the oil reservoir 19 is provided with a recess that forms an oil reservoir space 19a on the thrust bearing 23 side.
  • the oil reservoir 19 is formed with an insertion hole 19c at the center thereof for inserting the boss 18a of the thrust sleeve 18 together with the rotary shaft 14.
  • the rotating shaft 14 rotates counterclockwise (counterclockwise) around the insertion hole 19c.
  • the oil sump space 19a has, as a starting end ⁇ , a portion extending from the lower side to the upper side of the horizontal plane (CC line in FIG. 11) H passing through the center of the rotating shaft 14 in the rotation direction of the rotating shaft 14.
  • a circular arc is formed so as to surround the insertion hole 19c (rotary shaft 14) counterclockwise and reach the end ⁇ .
  • the oil reservoir 19 has an end ⁇ formed in a region below the horizontal plane H (region below the line CC in FIG. 11) passing through the center of the rotating shaft 14 in the oil reservoir space 19a, as shown in FIG.
  • an inclined surface 19aa is formed at the terminal end ⁇ , which protrudes toward the thrust bearing 23 and is inclined along the rotation direction of the rotary shaft 14.
  • the most projecting position of the inclined surface 19aa is the terminal ⁇ of the oil reservoir space 19a.
  • the thrust bearing 23 facing the oil reservoir space 19 a is formed in a disk shape having an insertion hole 23 a through which the rotary shaft 14 is inserted, and passes through the center of the rotary shaft 14.
  • a notch 23e is formed in the following region.
  • the notch 23e opens the lower part of the oil reservoir space 19a and communicates with the lower part of the third space S3, so that the oil reservoir space 19a other than the notch 23e is closed.
  • the notch 23e is formed along the shape of the oil reservoir space 19a, and is formed so that the opening end 23ea of the notch 23e coincides with the terminal ⁇ of the oil reservoir space 19a.
  • the opening end 23ea of the notch 23e of the thrust bearing 23 coincides with the most protruding end ⁇ of the inclined surface 19aa of the oil reservoir space 19a of the oil reservoir 19, and is thus provided continuously with the inclined surface 19aa.
  • the open end 23ea of the notch 23e of the thrust bearing 23 is formed to have an inclined surface that is continuous with the inclined surface 19aa of the oil reservoir space 19a of the oil reservoir 19.
  • the lubricating oil that has reached the oil reservoir space 19a flows from the oil reservoir space 19a to the lower side of the third space S3 by the notch 23e of the thrust bearing 23.
  • the oil pool space 19a flows counterclockwise (counterclockwise) from the start end ⁇ to the end ⁇ around the insertion hole 19c (rotating shaft 14).
  • the flowing lubricating oil is guided to the inclined surface 19aa and sent to the thrust bearing 23 side, and is opened by the notch 23e on the thrust bearing 23 side. And flows below the third space S3.
  • the opening end 23ea of the notch 23e coincides with the end ⁇ of the oil reservoir space 19a where the inclined surface 19aa is formed, the lubricating oil guided to the inclined surface 19aa is cut at the opening end 23ea of the notch 23e.
  • the effect of preventing the lubricating oil flowing in the oil reservoir space 19a from flowing again from the starting end ⁇ can be remarkably obtained.
  • the opening end 23ea of the notch 23e has an inclined surface
  • the lubricating oil guided to the inclined surface 19aa by the opening end 23ea of the notch 23e is further released by the inclined surface of the opening end 23ea. It is cut while being guided to the outside, and the effect of preventing the lubricating oil flowing in the oil reservoir space 19a from flowing again from the start end ⁇ can be obtained more remarkably.

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Abstract

　スラスト軸受での潤滑油の排出性を向上すること。　回転軸と、回転軸に設けられて回転軸の軸方向への移動を規制するスラスト軸受と、軸方向でスラスト軸受に隣接し下方が開放して設けられた油溜空間（２０ａ）が形成されていると共に、油溜空間（２０ａ）において回転軸の中心を通過する水平面Ｈ以下の領域でスラスト軸側に突出しつつ回転軸の回転方向に沿って傾斜する傾斜面（２０ａａ）が形成された油溜部（２０）と、を備える。

Description

軸受装置および排気タービン過給機
　本発明は、軸受装置および当該軸受装置が適用される排気タービン過給機に関する。
　従来、例えば、特許文献１は、過給機のオイル漏れ防止装置について記載されている。この過給機において、回転軸のスラストを受けるため、回転軸上にスラストブッシュを回転可能に設けると共に、ベアリングハウジングに対して固定したスラストディスクをスラストブッシュに形成される環状溝に係合してスラスト軸受を構成している。このスラスト軸受は、潤滑油が供給されて焼き付きが防止される。スラスト軸受に供給された潤滑油の一部は、ディフレクターにより受容されてディフレクターの下端の舌片を介してベアリングハウジングの下方に排出される。
特開平１１－２１３６号公報
　しかしながら、スラスト軸受からディフレクターへの潤滑油量が増加し、ディフレクター内に潤滑油が充満すると、回転軸の回転においてディフレクターから潤滑油が排出されずにディフレクター内に再流入して攪拌抵抗により損失が発生する。しかも、ディフレクター内に潤滑油が充満すると、ディフレクターとスラストブッシュとの摺動面であるシール面から潤滑油が漏れ出てシール性が低下するおそれがある。従って、スラスト軸受での潤滑油の排出性を向上することが望まれている。
　本発明は、上述した課題を解決するものであり、スラスト軸受での潤滑油の排出性を向上することのできる軸受装置および排気タービン過給機を提供することを目的とする。
　上述の目的を達成するために、本発明の軸受装置は、回転軸と、前記回転軸に設けられて前記回転軸の軸方向への移動を規制するスラスト軸受と、軸方向で前記スラスト軸受に隣接し前記回転軸を囲むように円弧上に形成され下方が開放して設けられた油溜空間が形成されていると共に、前記油溜空間において前記回転軸の中心を通過する水平面以下の領域で前記スラスト軸受側に突出しつつ前記回転軸の回転方向に沿って傾斜する傾斜面が形成された油溜部と、を備えることを特徴とする。
　この軸受装置によれば、スラスト軸受から油溜空間に至った潤滑油は、油溜空間の下方へ流れるが、回転軸の回転方向において、油溜空間の円弧に沿って流動する。そして、回転軸の中心を通過する水平面以下の領域で流動する潤滑油は、傾斜面に案内されてスラスト軸受側に送り出される。この結果、油溜空間を流動する潤滑油が油溜空間内に再流入することを阻止でき、スラスト軸受での潤滑油の排出性を向上することができる。
　また、本発明の軸受装置では、前記油溜部は、前記回転軸および前記スラスト軸受を収容するベアリングハウジングに対して、前記スラスト軸受を支持するインサート部と、前記スラスト軸受との間に設けられる板状のディフレクターからなることを特徴とする。
　この軸受装置によれば、ディフレクターに油溜部の機能を設け、スラスト軸受での潤滑油の排出性を向上することができる。
　また、本発明の軸受装置では、前記油溜部は、前記回転軸および前記スラスト軸受を収容するベアリングハウジングに対して、前記スラスト軸受を支持するインサート部からなることを特徴とする。
　この軸受装置によれば、インサート部に油溜部の機能を設け、スラスト軸受での潤滑油の排出性を向上することができる。
　また、本発明の軸受装置では、前記スラスト軸受は、下方に切欠が形成されており、当該切欠の開口端が前記傾斜面に連続して設けられていることを特徴とする。
　この軸受装置によれば、傾斜面に切欠の開口端が一致していると、切欠の開口端で傾斜面に案内された潤滑油が切られることになり、油溜空間を流動する潤滑油が油溜空間内に再流入することを阻止する効果を顕著に得ることができる。
　また、本発明の軸受装置では、前記切欠の開口端が前記傾斜面に連続する傾斜面を有することを特徴とする。
　この軸受装置によれば、切欠の開口端が傾斜面を有して形成されていることで、切欠の開口端で傾斜面に案内された潤滑油が開口端の傾斜面によりさらに開放された外側に案内されつつ切られることになり、油溜空間を流動する潤滑油が油溜空間内に再流入することを阻止する効果をより顕著に得ることができる。
　上述の目的を達成するために、本発明の排気タービン過給機は、タービンと、コンプレッサと、前記タービンと前記コンプレッサとを同軸上に連結する回転軸と、前記回転軸に設けられて前記回転軸の軸方向への移動を規制するスラスト軸受と、上述したいずれか１つの軸受装置と、を備えることを特徴とする。
　この排気タービン過給機によれば、スラスト軸受での潤滑油の排出性を向上することができ、攪拌抵抗により回転軸の回転に損失が発生したり、シール面から潤滑油が漏れ出てシール性が低下したりする事態を防止できる。この結果、高効率化を図ることができる。
　本発明によれば、スラスト軸受での潤滑油の排出性を向上することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る排気タービン過給機の全体構成図である。 図２は、本発明の実施形態に係る排気タービン過給機の軸受部分の拡大図である。 図３は、本発明の実施形態に係る排気タービン過給機の軸受部分の拡大図である。 図４は、本発明の実施形態に係る排気タービン過給機の他の例の全体構成図である。 図５は、本発明の実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大斜視図である。 図６は、本発明の実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大正面図である。 図７は、図６におけるＡ－Ａ断面図である。 図８は、図６におけるＢ－Ｂ断面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大正面図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大斜視図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大正面図である。 図１２は、図１１におけるＣ－Ｃ断面図である。 図１３は、図１１におけるＤ－Ｄ断面図である。
　以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　図１は、本実施形態に係る排気タービン過給機の全体構成図である。図２は、本実施形態に係る排気タービン過給機の軸受部分の拡大図である。図３は、本実施形態に係る排気タービン過給機の軸受部分の拡大図である。
　図１に示す排気タービン過給機１１は、主に、タービン１２と、コンプレッサ１３と、回転軸１４と、により構成され、これらがハウジング１５内に収容されている。
　ハウジング１５は、内部が中空に形成され、タービン１２の構成を収容する第一空間部Ｓ１をなすタービンハウジング１５Ａと、コンプレッサ１３の構成を収容する第二空間部Ｓ２をなすコンプレッサカバー１５Ｂと、回転軸１４を収容する第三空間部Ｓ３をなすベアリングハウジング１５Ｃと、を有する。ベアリングハウジング１５Ｃの第三空間部Ｓ３は、タービンハウジング１５Ａの第一空間部Ｓ１とコンプレッサカバー１５Ｂの第二空間部Ｓ２との間に位置している。
　回転軸１４は、タービン１２側の端部がタービン側軸受であるジャーナル軸受２１により回転自在に支持され、コンプレッサ１３側の端部がコンプレッサ側軸受であるジャーナル軸受２２により回転自在に支持され、かつスラスト軸受２３により回転軸１４が延在する軸方向への移動を規制されている。また、回転軸１４は、軸方向における一端部にタービン１２のタービンディスク２４が固定されている。タービンディスク２４は、タービンハウジング１５Ａの第一空間部Ｓ１に収容され、外周部に軸流型をなす複数のタービン翼２５が周方向に所定間隔で設けられている。さらに、回転軸１４は、軸方向における他端部に、コンプレッサ１３のコンプレッサ羽根車３１が固定されており、コンプレッサ羽根車３１は、コンプレッサカバー１５Ｂの第二空間部Ｓ２に収容され、外周部に複数のブレード３２が周方向に所定間隔で設けられている。
　また、タービンハウジング１５Ａは、タービン翼２５に対して排気ガスの入口通路２６と排気ガスの出口通路２７が設けられている。そして、タービンハウジング１５Ａは、入口通路２６とタービン翼２５との間にタービンノズル２８が設けられており、このタービンノズル２８により静圧膨張された軸方向の排気ガス流が複数のタービン翼２５に導かれることで、タービン１２を駆動回転することができる。さらに、コンプレッサカバー１５Ｂは、コンプレッサ羽根車３１に対して空気取込口３３と圧縮空気吐出口３４が設けられている。そして、コンプレッサカバー１５Ｂは、コンプレッサ羽根車３１と圧縮空気吐出口３４との間にディフューザ３５が設けられている。コンプレッサ羽根車３１により圧縮された空気は、ディフューザ３５を通って排出される。
　このように構成された、排気タービン過給機１１は、エンジン（図示せず）から排出された排ガスによりタービン１２が駆動し、タービン１２の回転が回転軸１４に伝達されてコンプレッサ１３が駆動し、このコンプレッサ１３が燃焼用気体を圧縮してエンジンに供給する。従って、エンジンからの排気ガスは、排気ガスの入口通路２６を通り、タービンノズル２８により静圧膨張され、軸方向の排気ガス流が複数のタービン翼２５に導かれることで、複数のタービン翼２５が固定されたタービンディスク２４を介してタービン１２が駆動回転する。そして、複数のタービン翼２５を駆動した排気ガスは、出口通路２７から外部に排出される。一方、タービン１２により回転軸１４が回転すると、一体のコンプレッサ羽根車３１が回転し、空気取込口３３を通って空気が吸入される。吸入された空気は、コンプレッサ羽根車３１で加圧されて圧縮空気となり、この圧縮空気は、ディフューザ３５を通り、圧縮空気吐出口３４からエンジンに供給される。
　また、排気タービン過給機１１において、ベアリングハウジング１５Ｃは、ジャーナル軸受２１，２２およびスラスト軸受２３に潤滑油を供給する潤滑油供給通路４０が設けられている。潤滑油供給通路４０は、ベアリングハウジング１５Ｃの上部に径方向に沿う第一供給通路４１と、ベアリングハウジング１５Ｃの上部に軸方向に沿う第二供給通路４２と、ジャーナル軸受２１に連通する第三供給通路４３と、ジャーナル軸受２２に連通する第四供給通路４４と、スラスト軸受２３に連通する第五供給通路４５とから構成されている。第一供給通路４１は、基端部が潤滑油タンク（図示略）に連結され、先端部が第二供給通路４２の中間部に連通している。第三供給通路４３は、基端部が第二供給通路４２に連通し先端部がジャーナル軸受２１に連通している。第四供給通路４４は、基端部が第二供給通路４２に連通し先端部がジャーナル軸受２２に連通している。第五供給通路４５は、基端部が第二供給通路４２に連通し先端部がスラスト軸受２３に連通している。
　ジャーナル軸受２１，２２は、図１～図３に示すように、円筒形状に形成されている。ジャーナル軸受２１，２２は、ベアリングハウジング１５Ｃにおいて第三空間部Ｓ３に設けられた支持部１６がなす円柱状の空間に収容されている。各ジャーナル軸受２１，２２を支持する支持部１６は、ジャーナル軸受２１，２２の間で第三空間部Ｓ３の下方に通じる通路１６ｂが形成されている。
　ジャーナル軸受２１は、図２に示すように、外周面２１ｂが支持部１６の内面１６ａとの間で回転自在に支持され、内周面２１ｃと回転軸１４の外周面１４ａとの間で回転軸１４を回転自在に支持する。ジャーナル軸受２１は、外周面２１ｂに向けて第三供給通路４３の先端部が連通されている。さらに、ジャーナル軸受２１は、外周面２１ｂから内周面２１ｃに貫通する通路２１ａが形成され、通路２１ａにより第三供給通路４３から外周面２１ｂに供給された潤滑油が内周面２１ｃと回転軸１４の外周面１４ａとの間に導かれる。従って、ジャーナル軸受２１は、外周面２１ｂと支持部１６の内面１６ａとの間に供給された潤滑油により支持部１６に回転自在に支持されると共に、内周面２１ｃと回転軸１４の外周面１４ａとの間に供給された潤滑油により回転軸１４を回転自在に支持する。
　ここで、図１に示すように、タービン１２のタービンディスク２４は、軸方向でジャーナル軸受２１に隣接して配置されるようにコンプレッサ１３側に突出するボス部２４ａが設けられている。ボス部２４ａは、円筒形状に形成され、回転軸１４においてタービン１２側の端部が段部１４ｂを介して細径に形成された部分に嵌め入れられ、当該段部１４ｂに当接して軸方向で位置決めされている。ボス部２４ａにおいて段部１４ｂに当接する部分は、図２に示すように、支持部１６がなす円柱状の空間のタービン１２側の開口を覆う円盤部材であり、軸方向でジャーナル軸受２１の側面部２１ｄと間隔Ｄをおいて対面して配置される対面部２４ａａを有する。また、ベアリングハウジング１５Ｃは、ボス部２４ａの外周部に排油空間室４７が形成されている。また、タービン１２のタービンディスク２４は、軸方向でボス部２４ａとタービンディスク２４との間にシール部２４ｂが形成されている。シール部２４ｂは、ベアリングハウジング１５Ｃとの間にシール部を形成する。
　ジャーナル軸受２１において、外周面２１ｂ側および内周面２１ｃ側に供給された潤滑油は、コンプレッサ１３側では、支持部１６の通路１６ｂから第三空間部Ｓ３の下方へ流れる。一方、ジャーナル軸受２１において、外周面２１ｂ側および内周面２１ｃ側に供給された潤滑油は、タービン１２側では、側面部２１ｄ側に流れ、対面するボス部２４ａの対面部２４ａａにおいて回転軸１４の回転の遠心力により径方向外側に送られてボス部２４ａの外周部の排油空間室４７に至り、当該排油空間室４７から第三空間部Ｓ３の下方へ流れる。
　ジャーナル軸受２２は、図３に示すように、外周面２２ｂが支持部１６の内面１６ａとの間で回転自在に支持され、内周面２２ｃと回転軸１４の外周面１４ａとの間で回転軸１４を回転自在に支持する。ジャーナル軸受２２は、外周面２２ｂに向けて第四供給通路４４の先端部が連通されている。さらに、ジャーナル軸受２２は、外周面２２ｂから内周面２２ｃに貫通する通路２２ａが形成され、通路２２ａにより第四供給通路４４から外周面２２ｂに供給された潤滑油が内周面２２ｃと回転軸１４の外周面１４ａとの間に導かれる。従って、ジャーナル軸受２２は、外周面２２ｂと支持部１６の内面１６ａとの間に供給された潤滑油により支持部１６に回転自在に支持されると共に、内周面２２ｃと回転軸１４の外周面１４ａとの間に供給された潤滑油により回転軸１４を回転自在に支持する。
　スラスト軸受２３は、図１に示すように、回転軸１４の軸方向でジャーナル軸受２２に隣接してコンプレッサ１３側に配置されている。スラスト軸受２３は、図３に示すように、回転軸１４が挿通される挿通穴２３ａを有して板状に形成され、ベアリングハウジング１５Ｃに固定されている。スラスト軸受２３は、スラストリング１７およびスラストスリーブ１８を介して回転軸１４の軸方向の移動を規制する。
　スラストリング１７は、図３に示すように、ボス部１７ａおよびフランジ部１７ｂを有する。ボス部１７ａは、円筒状に形成され、回転軸１４においてコンプレッサ１３側の端部が段部１４ｂを介して細径に形成された部分に嵌め入れられ、当該段部１４ｂに当接して軸方向で位置決めされており、スラスト軸受２３の挿通穴２３ａに回転軸１４と共に挿通される。フランジ部１７ｂは、ボス部１７ａにおいて段部１４ｂに当接する部分で径方向外側に突出した円盤部材であり、軸方向でジャーナル軸受２２側のスラスト軸受２３の板面２３ｃに対面して配置される一方の対面部１７ｂａと、軸方向でジャーナル軸受２２の側面部２２ｄと間隔Ｄをおいて対面して配置される他方の対面部１７ｂｂと、を有する。
　スラストスリーブ１８は、図３に示すように、ボス部１８ａおよびフランジ部１８ｂを有する。ボス部１８ａは、円筒状に形成され、回転軸１４においてコンプレッサ１３側の端部の細径に形成された部分に嵌め入れられ、スラストリング１７におけるボス部１７ａのコンプレッサ１３側の端面に当接して軸方向で位置決めされている。フランジ部１８ｂは、ボス部１８ａにおいてスラストリング１７のボス部１７ａに当接する部分で径方向外側に突出した円盤部材であり、軸方向でコンプレッサ１３側のスラスト軸受２３の板面２３ｄに対面して配置される一方の対面部１８ｂａと、軸方向でコンプレッサ１３側からスラスト軸受２３側に向く油溜空間１９ａを形成する油溜部１９に対面して配置される他方の対面部１８ｂｂと、を有する。
　すなわち、スラストリング１７およびスラストスリーブ１８は、それぞれフランジ部１７ｂ，１８ｂの一方の対面部１７ｂａ，１８ｂａの間にスラスト軸受２３を挟むように配置される。このため、スラスト軸受２３は、スラストリング１７およびスラストスリーブ１８を介して回転軸１４の軸方向の移動を規制する。
　なお、油溜部１９は、軸方向でスラスト軸受２３のコンプレッサ１３側に隣接して設けられ、油溜空間１９ａを回転軸１４の周囲に沿って配置し、かつ油溜空間１９ａの下方が開放して第三空間部Ｓ３の下方に通じるように形成されている。油溜部１９は、油溜部１９の下側にて延出する舌片１９ｂを有し、油溜空間１９ａは、舌片１９ｂを介して第三空間部Ｓ３の下方に通じている。この油溜部１９は、図１では、ディフレクターにより構成されている。ディフレクターは、板状に形成されており、インサート部２０とスラスト軸受２３との間に取り付けられている。インサート部２０は、ベアリングハウジング１５Ｃの第二空間部Ｓ２と第三空間部Ｓ３との間の隔壁をなし、スラストスリーブ１８のボス部１８ａを回転軸１４と共に挿通し、ベアリングハウジング１５Ｃに対してスラスト軸受２３と共にディフレクターを支持する。
　また、スラスト軸受２３は、通路２３ｂが形成されている。通路２３ｂは、基端部が第五供給通路４５の先端部に連通し、先端部が挿通穴２３ａに連通している。このため、第五供給通路４５から通路２３ｂを介して挿通穴２３ａに供給された潤滑油は、スラスト軸受２３の各板面２３ｃ，２３ｄとフランジ部１７ｂ，１８ｂのそれぞれの対面部１７ｂａ，１８ｂａの間に導かれる。従って、スラスト軸受２３は、対面部１７ｂａ，１８ｂａの間で回転軸１４の軸方向の移動を規制しつつ、フランジ部１７ｂ，１８ｂのそれぞれの対面部１７ｂａ，１８ｂａとの間に供給された潤滑油により対面部１７ｂａ，１８ｂａとの摩擦抵抗を低減される。
　スラスト軸受２３において、スラストスリーブ１８のフランジ部１８ｂの対面部１８ｂａ側では、潤滑油は、回転軸１４の回転の遠心力により径方向外側に送られ、一部がフランジ部１８ｂの外周部を伝わってフランジ部１８ｂの下側にて第三空間部Ｓ３の下方へ流れ、一部が油溜部（ディフレクター）１９の油溜空間１９ａに至る。従って、油溜空間１９ａに至った潤滑油は、油溜部１９の舌片１９ｂを伝って第三空間部Ｓ３の下方へ流れる。一方、スラストリング１７のフランジ部１７ｂの対面部１７ｂａ側では、潤滑油は、回転軸１４の回転の遠心力により径方向外側に送られる。フランジ部１７ｂの外周部は、ベアリングハウジング１５Ｃとの間に隙間４８が形成され、当該隙間４８は、第三空間部Ｓ３の下方に通じている。従って、対面部１７ｂａ側で径方向外側に送られた潤滑油は、隙間４８を通じて第三空間部Ｓ３の下方へ流れる。
　また、スラスト軸受２３に隣接するジャーナル軸受２２において、外周面２２ｂ側および内周面２２ｃ側に供給された潤滑油は、タービン１２側では、支持部１６の通路１６ｂから第三空間部Ｓ３の下方へ流れる。一方、スラスト軸受２３に隣接するジャーナル軸受２２において、外周面２２ｂ側および内周面２２ｃ側に供給された潤滑油は、スラスト軸受２３側では、側面部２２ｄ側に流れ、対面するスラストリング１７のフランジ部１７ｂの対面部１７ｂｂにおいて回転軸１４の回転の遠心力により径方向外側に送られて隙間４８を通じて第三空間部Ｓ３の下方へ流れる。
　なお、図には明示しないが、ベアリングハウジング１５Ｃは、第三空間部Ｓ３の下方に潤滑油排出管の基端部が連結されている。潤滑油排出管は、先端部がオイルパンに連結されている。オイルパンは、潤滑油供給通路４０の第一供給通路４１が連結された潤滑油タンクに潤滑油循環ラインで接続されている。潤滑油循環ラインは、オイルポンプとオイルフィルタが介在されており、オイルポンプによりオイルフィルタで不純物が濾過された潤滑油をオイルパンから潤滑油循環ラインを介して潤滑油タンクに送る。そして、この潤滑油タンクから第一供給通路４１に潤滑油が供給される。
　図４は、本実施形態に係る排気タービン過給機の他の例の全体構成図である。
　図４に示す排気タービン過給機１１は、図１に示す排気タービン過給機１１に対して異なる構成の油溜部２０を有し、他の構成は同様である。従って、図４に示す排気タービン過給機１１については、油溜部２０のみ説明し、他の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　油溜部２０は、軸方向でスラスト軸受２３のコンプレッサ１３側に隣接して設けられ、油溜空間２０ａを回転軸１４の周囲に沿って配置し、かつ油溜空間２０ａの下方が開放して第三空間部Ｓ３の下方に通じるように形成されている。この油溜部２０は、図４では、ディフレクターを有さずインサート部により構成されている。図４において、インサート部は、ベアリングハウジング１５Ｃの第二空間部Ｓ２と第三空間部Ｓ３との間の隔壁をなし、スラストスリーブ１８のボス部１８ａを回転軸１４と共に挿通し、ベアリングハウジング１５Ｃに対してスラスト軸受２３を支持する。
　そして、スラスト軸受２３は、第五供給通路４５から通路２３ｂを介して挿通穴２３ａに供給された潤滑油は、スラスト軸受２３の各板面２３ｃ，２３ｄとフランジ部１７ｂ，１８ｂのそれぞれの対面部１７ｂａ，１８ｂａの間に導かれる。このスラスト軸受２３において、スラストスリーブ１８のフランジ部１８ｂの対面部１８ｂａ側では、潤滑油は、回転軸１４の回転の遠心力により径方向外側に送られ、一部がフランジ部１８ｂの外周部を伝わってフランジ部１８ｂの下側にて第三空間部Ｓ３の下方へ流れ、一部が油溜部（インサート部）２０の油溜空間２０ａに至る。従って、油溜空間２０ａに至った潤滑油は、第三空間部Ｓ３の下方へ流れる。
　以下、本実施形態における軸受装置について図５～図１３を参照して説明する。本実施形態の軸受装置は、上述した油溜部１９，２０およびスラスト軸受２４に係る。
　図５は、本実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大斜視図である。図６は、本実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大正面図である。図７は、図６におけるＡ－Ａ断面図である。図８は、図６におけるＢ－Ｂ断面図である。図９は、本実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大正面図である。
　図５～図８では、インサート部により構成される油溜部２０を示している。油溜部２０は、スラスト軸受２３側に、図５～図８に示すように、油溜空間２０ａを形成する凹部が設けられている。また、油溜部２０は、その中心に、スラストスリーブ１８のボス部１８ａを回転軸１４と共に挿通する挿通穴２０ｂが形成されている。そして、図６において回転軸１４は、挿通穴２０ｂを中心として左回り（反時計回り）に回転する。
　油溜空間２０ａは、回転軸１４の回転方向において、回転軸１４の中心を通過する水平面（図６におけるＡ－Ａ線）Ｈの下側から上側に向かう部分を始端αとし、当該始端αから挿通穴２０ｂを中心として左回りに挿通穴２０ｂ（回転軸１４）を囲むように、ほぼ一周回って終端βに至り円弧を描く溝状に形成されている。また、油溜空間２０ａは、図６～図８に示すように、始端αから終端βに向かって溝深さや溝幅が漸次拡大して形成されている。
　そして、油溜部２０は、油溜空間２０ａにおいて、回転軸１４の中心を通過する水平面Ｈ以下の領域（図６におけるＡ－Ａ線以下の領域）に終端βが形成され、図８に示すように、この終端βにおいてスラスト軸受２３側に突出しつつ回転軸１４の回転方向に沿って傾斜する傾斜面２０ａａが形成されている。傾斜面２０ａａの最も突出した位置が油溜空間２０ａの終端βとなる。
　この油溜空間２０ａが向くスラスト軸受２３は、図９に示すように、回転軸１４が挿通される挿通穴２３ａを有して円板状に形成され、回転軸１４の中心を通過する水平面Ｈ以下の領域に切欠２３ｅが形成されている。この切欠２３ｅにより油溜空間２０ａの下方が開放して第三空間部Ｓ３の下方に通じ、切欠２３ｅ以外の油溜空間２０ａの部分が閉塞された空間となる。また、切欠２３ｅは、油溜空間２０ａの形状に沿って形成され、油溜空間２０ａの終端βに切欠２３ｅの開口端２３ｅａが一致するように形成されている。すなわち、スラスト軸受２３の切欠２３ｅの開口端２３ｅａは、油溜部２０の油溜空間２０ａの傾斜面２０ａａの最も突出した終端βと一致するため、傾斜面２０ａａと連続して設けられることになる。また、スラスト軸受２３の切欠２３ｅの開口端２３ｅａは、油溜部２０の油溜空間２０ａの傾斜面２０ａａと連続する傾斜面を有して形成されている。
　このような構成において、油溜空間２０ａに至った潤滑油は、スラスト軸受２３の切欠２３ｅにより油溜空間２０ａから第三空間部Ｓ３の下方へ流れるが、回転軸１４の回転方向において、図６に矢印で示すように、油溜空間２０ａの始端αから終端βに、挿通穴２０ｂ（回転軸１４）を中心として左回り（反時計回り）に流動する。そして、油溜空間２０ａの終端βでは、図８に矢印で示すように、流動する潤滑油は、傾斜面２０ａａに案内されてスラスト軸受２３側に送り出され、スラスト軸受２３側の切欠２３ｅにより開放された外側であって第三空間部Ｓ３の下方に流れる。この結果、油溜空間２０ａを流動する潤滑油が始端αから再流入することを阻止でき、スラスト軸受２３での潤滑油の排出性を向上することができる。
　また、傾斜面２０ａａが形成された油溜空間２０ａの終端βに切欠２３ｅの開口端２３ｅａが一致していると、切欠２３ｅの開口端２３ｅａで傾斜面２０ａａに案内された潤滑油が切られることになり、油溜空間２０ａを流動する潤滑油が始端αから再流入することを阻止する効果を顕著に得ることができる。
　また、切欠２３ｅの開口端２３ｅａが傾斜面を有して形成されていることで、切欠２３ｅの開口端２３ｅａで傾斜面２０ａａに案内された潤滑油が開口端２３ｅａの傾斜面によりさらに開放された外側に案内されつつ切られることになり、油溜空間２０ａを流動する潤滑油が始端αから再流入することを阻止する効果をより顕著に得ることができる。
　図１０は、本実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大斜視図である。図１１は、本実施形態に係る軸受装置の一例を示す拡大正面図である。図１２は、図１１におけるＣ－Ｃ断面図である。図１３は、図１１におけるＤ－Ｄ断面図である。
　図１０～図１３では、ディフレクターにより構成される油溜部１９を示している。油溜部１９は、スラスト軸受２３側に、図１０～図１３に示すように、油溜空間１９ａを形成する凹部が設けられている。また、油溜部１９は、その中心に、スラストスリーブ１８のボス部１８ａを回転軸１４と共に挿通する挿通穴１９ｃが形成されている。そして、図１１において回転軸１４は、挿通穴１９ｃを中心として左回り（反時計回り）に回転する。
　油溜空間１９ａは、回転軸１４の回転方向において、回転軸１４の中心を通過する水平面（図１１におけるＣ－Ｃ線）Ｈの下側から上側に向かう部分を始端αとし、当該始端αから挿通穴１９ｃを中心として左回りに挿通穴１９ｃ（回転軸１４）を囲むように、ほぼ一周回って終端βに至り円弧を描き形成されている。
　そして、油溜部１９は、油溜空間１９ａにおいて、回転軸１４の中心を通過する水平面Ｈ以下の領域（図１１におけるＣ－Ｃ線以下の領域）に終端βが形成され、図１３に示すように、この終端βにおいてスラスト軸受２３側に突出しつつ回転軸１４の回転方向に沿って傾斜する傾斜面１９ａａが形成されている。傾斜面１９ａａの最も突出した位置が油溜空間１９ａの終端βとなる。
　この油溜空間１９ａが向くスラスト軸受２３は、図９に示すように、回転軸１４が挿通される挿通穴２３ａを有して円板状に形成され、回転軸１４の中心を通過する水平面Ｈ以下の領域に切欠２３ｅが形成されている。この切欠２３ｅにより油溜空間１９ａの下方が開放して第三空間部Ｓ３の下方に通じ、切欠２３ｅ以外の油溜空間１９ａの部分が閉塞された空間となる。また、切欠２３ｅは、油溜空間１９ａの形状に沿って形成され、油溜空間１９ａの終端βに切欠２３ｅの開口端２３ｅａが一致するように形成されている。すなわち、スラスト軸受２３の切欠２３ｅの開口端２３ｅａは、油溜部１９の油溜空間１９ａの傾斜面１９ａａの最も突出した終端βと一致するため、傾斜面１９ａａと連続して設けられることになる。また、スラスト軸受２３の切欠２３ｅの開口端２３ｅａは、油溜部１９の油溜空間１９ａの傾斜面１９ａａと連続する傾斜面を有して形成されている。
　このような構成において、油溜空間１９ａに至った潤滑油は、スラスト軸受２３の切欠２３ｅにより油溜空間１９ａから第三空間部Ｓ３の下方へ流れるが、回転軸１４の回転方向において、図１１に矢印で示すように、油溜空間１９ａの始端αから終端βに、挿通穴１９ｃ（回転軸１４）を中心として左回り（反時計回り）に流動する。そして、油溜空間１９ａの終端βでは、図１３に矢印で示すように、流動する潤滑油は、傾斜面１９ａａに案内されてスラスト軸受２３側に送り出され、スラスト軸受２３側の切欠２３ｅにより開放された外側であって第三空間部Ｓ３の下方に流れる。この結果、油溜空間１９ａを流動する潤滑油が始端αから再流入することを阻止でき、スラスト軸受２３での潤滑油の排出性を向上することができる。
　また、傾斜面１９ａａが形成された油溜空間１９ａの終端βに切欠２３ｅの開口端２３ｅａが一致していると、切欠２３ｅの開口端２３ｅａで傾斜面１９ａａに案内された潤滑油が切られることになり、油溜空間１９ａを流動する潤滑油が始端αから再流入することを阻止する効果を顕著に得ることができる。
　また、切欠２３ｅの開口端２３ｅａが傾斜面を有して形成されていることで、切欠２３ｅの開口端２３ｅａで傾斜面１９ａａに案内された潤滑油が開口端２３ｅａの傾斜面によりさらに開放された外側に案内されつつ切られることになり、油溜空間１９ａを流動する潤滑油が始端αから再流入することを阻止する効果をより顕著に得ることができる。
　１１　排気タービン過給機
　１２　タービン
　１３　コンプレッサ
　１４　回転軸
　１５　ハウジング
　１９　油溜部（ディフレクター）
　１９ａ　油溜空間
　１９ａａ　傾斜面
　２０　油溜部（インサート部）
　２０ａ　油溜空間
　２０ａａ　傾斜面
　２３　スラスト軸受
　２３ｅ　切欠
　２３ｅａ　開口端
　Ｈ　水平面

Claims (6)

  1. 　回転軸と、
    　前記回転軸に設けられて前記回転軸の軸方向への移動を規制するスラスト軸受と、
    　軸方向で前記スラスト軸受に隣接し前記回転軸を囲むように円弧上に形成され下方が開放して設けられた油溜空間が形成されていると共に、前記油溜空間において前記回転軸の中心を通過する水平面以下の領域で前記スラスト軸受側に突出しつつ前記回転軸の回転方向に沿って傾斜する傾斜面が形成された油溜部と、
    　を備えることを特徴とする軸受装置。
  2. 　前記油溜部は、前記回転軸および前記スラスト軸受を収容するベアリングハウジングに対して、前記スラスト軸受を支持するインサート部と、前記スラスト軸受との間に設けられる板状のディフレクターからなることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
  3. 　前記油溜部は、前記回転軸および前記スラスト軸受を収容するベアリングハウジングに対して、前記スラスト軸受を支持するインサート部からなることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
  4. 　前記スラスト軸受は、下方に切欠が形成されており、当該切欠の開口端が前記傾斜面に連続して設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の軸受装置。
  5. 　前記切欠の開口端が前記傾斜面に連続する傾斜面を有することを特徴とする請求項４に記載の軸受装置。
  6. 　タービンと、
    　コンプレッサと、
    　前記タービンと前記コンプレッサとを同軸上に連結する回転軸と、
    　前記回転軸に設けられて前記回転軸の軸方向への移動を規制するスラスト軸受と、
    　請求項１～５のいずれか１つに記載の軸受装置と、
    　を備えることを特徴とする排気タービン過給機。
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