JPH0139487B2 - - Google Patents
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- JPH0139487B2 JPH0139487B2 JP57182644A JP18264482A JPH0139487B2 JP H0139487 B2 JPH0139487 B2 JP H0139487B2 JP 57182644 A JP57182644 A JP 57182644A JP 18264482 A JP18264482 A JP 18264482A JP H0139487 B2 JPH0139487 B2 JP H0139487B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- permanent magnet
- rotor shaft
- disc
- shaped permanent
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/26—Systems consisting of a plurality of sliding-contact bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C39/00—Relieving load on bearings
- F16C39/06—Relieving load on bearings using magnetic means
- F16C39/063—Permanent magnets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
- F16C2360/24—Turbochargers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ターボチヤージヤ用軸受装置に関す
るもので、特に磁気軸受機構を採用したターボチ
ヤージヤ用軸受装置に関するものである。
るもので、特に磁気軸受機構を採用したターボチ
ヤージヤ用軸受装置に関するものである。
従来のターボチヤージヤの軸受機構に於いて
は、オイルポンプより軸受部にオイルを供給する
オイル潤滑方式が主流となつているが、この方式
は下記の様な実用上好ましくない欠点を有してい
る。即ち、オイル潤滑であるので、軸受損傷を防
止するためにオイルの早期交換が必要である。ま
た、オイルのシール構造が複雑となり、コスト高
及び装置の大型化を招くことになる。更に、上記
オイルのシール性を保証するためにターボチヤー
ジヤの搭載方向が限定され、通常は横方向に搭載
されている。
は、オイルポンプより軸受部にオイルを供給する
オイル潤滑方式が主流となつているが、この方式
は下記の様な実用上好ましくない欠点を有してい
る。即ち、オイル潤滑であるので、軸受損傷を防
止するためにオイルの早期交換が必要である。ま
た、オイルのシール構造が複雑となり、コスト高
及び装置の大型化を招くことになる。更に、上記
オイルのシール性を保証するためにターボチヤー
ジヤの搭載方向が限定され、通常は横方向に搭載
されている。
また、空気軸受などの無潤滑軸受を採用した方
法も提案されているが、この方式に於いても次の
様な問題点を有している。つまり、単に空気の粘
性を利用した軸受であるので、ターボチヤージヤ
の起動及び停止時に軸と軸受が接触し、偏摩耗或
いは焼き付き等が発生する恐れがある。
法も提案されているが、この方式に於いても次の
様な問題点を有している。つまり、単に空気の粘
性を利用した軸受であるので、ターボチヤージヤ
の起動及び停止時に軸と軸受が接触し、偏摩耗或
いは焼き付き等が発生する恐れがある。
それ故、本発明の目的は、従来の軸受機構であ
るオイル方式及び圧縮空気方式の上述した問題点
を解決するために、永久磁石を配設した磁気軸受
機構を採用することにある。
るオイル方式及び圧縮空気方式の上述した問題点
を解決するために、永久磁石を配設した磁気軸受
機構を採用することにある。
上記目的を達成するために講じた本発明の構成
は、ラジアル軸受部に互いに反発し合うように着
磁する円筒状の永久磁石を配設すると共に、スラ
スト軸受部にも同様に互いに反発し合うように着
磁する円筒状の永久磁石を配設し、該両永久磁石
にスパイラル状グループを形成し、コンプレツサ
側の圧縮空気をラジアル軸受部及びスラスト軸受
部に圧送するように貫通穴を設け、且つ該貫通穴
からの圧縮空気を絞るオリフイスを各軸受部に設
ける、ことである。
は、ラジアル軸受部に互いに反発し合うように着
磁する円筒状の永久磁石を配設すると共に、スラ
スト軸受部にも同様に互いに反発し合うように着
磁する円筒状の永久磁石を配設し、該両永久磁石
にスパイラル状グループを形成し、コンプレツサ
側の圧縮空気をラジアル軸受部及びスラスト軸受
部に圧送するように貫通穴を設け、且つ該貫通穴
からの圧縮空気を絞るオリフイスを各軸受部に設
ける、ことである。
本発明に於いては、先ず永久磁石を配設した磁
気軸受機構の採用により無潤滑で且つ非接触型の
軸受機構となつている。従つて、軸と軸受間の摩
擦抵抗が減少することになりターボチヤージヤの
性能が向上すると共に、オイル潤滑方式に比して
メインテナンスフリーとなり且つターボチヤージ
ヤの搭載方向が制限されずセツトフリーとなる。
気軸受機構の採用により無潤滑で且つ非接触型の
軸受機構となつている。従つて、軸と軸受間の摩
擦抵抗が減少することになりターボチヤージヤの
性能が向上すると共に、オイル潤滑方式に比して
メインテナンスフリーとなり且つターボチヤージ
ヤの搭載方向が制限されずセツトフリーとなる。
また、磁気軸受部にスパイラル状のグループを
形成することにより、磁石の反発力に併せて、グ
ループのくさび膜効果による軸受力を合成させ、
無潤滑で高速回転に耐え得るものである。更に、
ラジアル軸受部とスラスト軸受部にオリフイスを
配設することにより、コンプレツサ側の圧縮空気
を両軸受部に強力に噴射することができると同時
に、コンプレツサ側の圧力低下を防止することが
可能となる。
形成することにより、磁石の反発力に併せて、グ
ループのくさび膜効果による軸受力を合成させ、
無潤滑で高速回転に耐え得るものである。更に、
ラジアル軸受部とスラスト軸受部にオリフイスを
配設することにより、コンプレツサ側の圧縮空気
を両軸受部に強力に噴射することができると同時
に、コンプレツサ側の圧力低下を防止することが
可能となる。
磁気軸受機構にこの様な圧縮空気噴射機構を組
合わせることにより、次の様な作用効果を奏す
る。
合わせることにより、次の様な作用効果を奏す
る。
即ち、先ず第１に軸受面圧縮空気を噴射するこ
とにより、軸受面に付着した細かい摩耗紛やご
み、ほこり等の異物を除去するという清掃作用が
あり、それにより軸受の損傷、焼付を防止し軸受
の耐久信頼性を向上させることが出来る。次に、
軸受部の接触摩擦による発熱、タービン側からの
伝熱に対し、圧縮空気により軸受部を冷却すると
いう冷却効果がある。更に、軸受室内の空気圧が
高まることにより、タービン側の駆動高温ガスが
軸受室に侵入することを防止し、熱の遮断および
タービン側からの異物の侵入を防止する効果があ
る。
とにより、軸受面に付着した細かい摩耗紛やご
み、ほこり等の異物を除去するという清掃作用が
あり、それにより軸受の損傷、焼付を防止し軸受
の耐久信頼性を向上させることが出来る。次に、
軸受部の接触摩擦による発熱、タービン側からの
伝熱に対し、圧縮空気により軸受部を冷却すると
いう冷却効果がある。更に、軸受室内の空気圧が
高まることにより、タービン側の駆動高温ガスが
軸受室に侵入することを防止し、熱の遮断および
タービン側からの異物の侵入を防止する効果があ
る。
以下、本発明の実施例について、添付図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
図面に示されるターボチヤージヤ１０は、エン
ジン燃焼ガスの排気通路の排気入口１１及び排気
出口１２を有するタービンハウジング１３と、エ
ンジン吸気通路の空気入口１４及び加圧空気出口
を有するコンプレツサハウジング１５と、該両ハ
ウジング１３，１５の中間に位置し、一端にター
ビンハウジング１３の排気通路に位置するタービ
ンホイール１６及び他端にコンプレツサハウジン
グ１５の吸気通路に位置するコンプレツサホイー
ル１７を支持するロータ軸１８を支承する軸受ハ
ウジング１９とを具備している。
ジン燃焼ガスの排気通路の排気入口１１及び排気
出口１２を有するタービンハウジング１３と、エ
ンジン吸気通路の空気入口１４及び加圧空気出口
を有するコンプレツサハウジング１５と、該両ハ
ウジング１３，１５の中間に位置し、一端にター
ビンハウジング１３の排気通路に位置するタービ
ンホイール１６及び他端にコンプレツサハウジン
グ１５の吸気通路に位置するコンプレツサホイー
ル１７を支持するロータ軸１８を支承する軸受ハ
ウジング１９とを具備している。
さて、ロータ軸１８の略中央部外周面と該スー
タ軸１８に対向する軸受ハウジング１９内周面と
に夫々円筒状永久磁石２０，２１が配設されカラ
ー部材２２，２３により支持されている。該永久
磁石２０，２１は相反発し合うように着磁するも
のであり、この様にしてラジアル軸受部Ｒが構成
される。一方、コンプレツサ側のロータ軸部１８
ａには円板状永久磁石２４が挿入固定され、該永
久磁石２４の両側面に対向し且つ反発し合うよう
に着磁する円板状永久磁石２５，２６が夫々軸受
ハウジング１９内に配設され、スラスト軸受部Ｓ
が構成される。尚、２７は永久磁石２６支持様の
カラー部材を示す。また、２８は高圧空気内で、
コンプレツサホイール１７で圧縮された高圧空気
が供給される。
タ軸１８に対向する軸受ハウジング１９内周面と
に夫々円筒状永久磁石２０，２１が配設されカラ
ー部材２２，２３により支持されている。該永久
磁石２０，２１は相反発し合うように着磁するも
のであり、この様にしてラジアル軸受部Ｒが構成
される。一方、コンプレツサ側のロータ軸部１８
ａには円板状永久磁石２４が挿入固定され、該永
久磁石２４の両側面に対向し且つ反発し合うよう
に着磁する円板状永久磁石２５，２６が夫々軸受
ハウジング１９内に配設され、スラスト軸受部Ｓ
が構成される。尚、２７は永久磁石２６支持様の
カラー部材を示す。また、２８は高圧空気内で、
コンプレツサホイール１７で圧縮された高圧空気
が供給される。
ターボチヤージヤが作動すると、コンプレツサ
ホイール１７により高圧空気室２８に高圧空気が
供給される。この時、ラジアル軸受部Ｒに於いて
は、円筒状永久磁石２０，２１が相互に反発し合
うように着磁されてロータ軸１８のラジアル方向
の動きが規制され、且つスラスト軸受部Ｓに於い
ては、永久磁石２４の両側面に相互荷反発し合う
ように着磁されてロータ軸１８のスラスト方向の
動きが規則され、両軸受部は共に無潤滑で且つ非
接触型の軸受装置が達成される。
ホイール１７により高圧空気室２８に高圧空気が
供給される。この時、ラジアル軸受部Ｒに於いて
は、円筒状永久磁石２０，２１が相互に反発し合
うように着磁されてロータ軸１８のラジアル方向
の動きが規制され、且つスラスト軸受部Ｓに於い
ては、永久磁石２４の両側面に相互荷反発し合う
ように着磁されてロータ軸１８のスラスト方向の
動きが規則され、両軸受部は共に無潤滑で且つ非
接触型の軸受装置が達成される。
次に、ラジアル軸受部Ｒにロータ軸が回動スル
ト、空気のくさび膜効果の作用によりロータ軸１
８が浮動するように、ロータ軸１８に固着した永
久磁石２０の表面にスパイラル状のグループ３１
が形成されている。一方、スラスト軸受部Ｓのロ
ータ軸１８に固着した永久磁石２４の両側面に、
ロータ額１８が回動した時に磁石２４を間接する
二つの永久磁石２５，２６の間に空気抵抗による
反発力が発生するように、磁石２５，２６の表面
にスパイラル状のグループ３２が形成されてい
る。この様に、両軸受部Ｒ，Ｓにスパイラル状の
グループを形成することにより、磁石の反発力に
加えて、グループ３１，３２のクサビ膜効果によ
る軸受力を合成させることができるので、無潤滑
でロータ軸１８の回速回転にも十分耐え得るもの
である。
ト、空気のくさび膜効果の作用によりロータ軸１
８が浮動するように、ロータ軸１８に固着した永
久磁石２０の表面にスパイラル状のグループ３１
が形成されている。一方、スラスト軸受部Ｓのロ
ータ軸１８に固着した永久磁石２４の両側面に、
ロータ額１８が回動した時に磁石２４を間接する
二つの永久磁石２５，２６の間に空気抵抗による
反発力が発生するように、磁石２５，２６の表面
にスパイラル状のグループ３２が形成されてい
る。この様に、両軸受部Ｒ，Ｓにスパイラル状の
グループを形成することにより、磁石の反発力に
加えて、グループ３１，３２のクサビ膜効果によ
る軸受力を合成させることができるので、無潤滑
でロータ軸１８の回速回転にも十分耐え得るもの
である。
更に、コンプレツサハウジング１５の高圧空気
室２８からの圧縮空気をラジアル軸受部Ｒに供給
するために、軸受ハウジング１９に貫通穴４１が
形成されており、該貫通穴からの圧縮空気を絞る
オリフイス４２が永久磁石１２に形成されてい
る。同様に高圧空気敷く２８からの圧縮空気をス
ラスト軸受部Ｓに供給するために、軸受ハウジン
グ１９に貫通穴４３が形成され、該貫通穴４３か
らの圧縮空気を絞るオリフイス４がカラー部材２
７に形成されている。この様に各軸受部Ｒ，Ｓに
オリフイス部４２，４３を構成することにより、
コンプレツサ側の圧縮空気を軸受部Ｒ，Ｓに強力
に噴射することができるので、軸受部の冷却作用
と清掃作用がなされると共に、磁気空気軸受部の
軸受負荷容量を増すことができる。
室２８からの圧縮空気をラジアル軸受部Ｒに供給
するために、軸受ハウジング１９に貫通穴４１が
形成されており、該貫通穴からの圧縮空気を絞る
オリフイス４２が永久磁石１２に形成されてい
る。同様に高圧空気敷く２８からの圧縮空気をス
ラスト軸受部Ｓに供給するために、軸受ハウジン
グ１９に貫通穴４３が形成され、該貫通穴４３か
らの圧縮空気を絞るオリフイス４がカラー部材２
７に形成されている。この様に各軸受部Ｒ，Ｓに
オリフイス部４２，４３を構成することにより、
コンプレツサ側の圧縮空気を軸受部Ｒ，Ｓに強力
に噴射することができるので、軸受部の冷却作用
と清掃作用がなされると共に、磁気空気軸受部の
軸受負荷容量を増すことができる。
尚、タービンハウジング１３が車両の排気管に
接続されるので、排気管からの熱的影響を防止す
るために、タービンハウジング１３と軸受ハウジ
ング１９とを接合するフランジ間に断熱材４６を
挟着させると同時に、軸受ハウジング１９とイン
シユレータ４５との間に断熱材４７を配設してあ
る。これにより軸受部の高熱化と更に焼きつきが
防止される。
接続されるので、排気管からの熱的影響を防止す
るために、タービンハウジング１３と軸受ハウジ
ング１９とを接合するフランジ間に断熱材４６を
挟着させると同時に、軸受ハウジング１９とイン
シユレータ４５との間に断熱材４７を配設してあ
る。これにより軸受部の高熱化と更に焼きつきが
防止される。
図面は本発明に従つたターボチヤージヤの実施
例を示す断面図である。 １０……ターボチヤージヤ、１８……ロータ
軸、１９……軸受ハウジング、２０，２１……円
筒状永久磁石、２４，２５，２６……円板状永久
磁石、２８……高圧空気室、Ｒ……ラジアル軸受
室、Ｓ……スラスト軸受部、３１，３２……スパ
イラル状グルーブ、４２，４４……オリフイス。
例を示す断面図である。 １０……ターボチヤージヤ、１８……ロータ
軸、１９……軸受ハウジング、２０，２１……円
筒状永久磁石、２４，２５，２６……円板状永久
磁石、２８……高圧空気室、Ｒ……ラジアル軸受
室、Ｓ……スラスト軸受部、３１，３２……スパ
イラル状グルーブ、４２，４４……オリフイス。
Claims (1)
- １ ロータ軸外周面と該ロータ軸に対向する軸受
ハウジング内周面とに夫々相反発し合うように着
磁した円筒状永久磁石を配設すると共に、前記ロ
ータ軸に固着する該円筒状永久磁石の表面にスパ
イラル状グループを形成してラジアル軸受部を構
成し、更にコンプレツサ側のロータ軸部に第１円
板状永久磁石を固着し、該円板状永久磁石の両側
面に対向し磁石を夫々軸受ハウジング内に配設す
ると共に、該第２円板状永久磁石の前記第１円板
状永久磁石との対向面に夫々スパイラル状グルー
プを形成してスラスト軸部を構成し、且つコンプ
レツサ側の圧縮空気を前記ラジアル軸受け部及び
前記スラスト軸受部に噴射する貫通穴を前記軸受
ハウジングに夫々設け、該貫通穴からの圧縮空気
を絞るオリフイスを前記各軸受部に設けた、ター
ボチヤージヤ用軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18264482A JPS5973624A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | タ−ボチヤ−ジヤ用軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18264482A JPS5973624A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | タ−ボチヤ−ジヤ用軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5973624A JPS5973624A (ja) | 1984-04-25 |
| JPH0139487B2 true JPH0139487B2 (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=16121901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18264482A Granted JPS5973624A (ja) | 1982-10-18 | 1982-10-18 | タ−ボチヤ−ジヤ用軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5973624A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61142329A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-06-30 | ザ ギヤレツト コーポレーシヨン | ターボチヤージヤの組立方法およびターボチヤージヤ |
| FR2613791B1 (fr) * | 1987-04-09 | 1992-03-13 | Europ Propulsion | Palier magnetique radial a atterrisseur de secours et application a une turbomachine a suspension magnetique active |
| DE3740295A1 (de) * | 1987-11-27 | 1989-06-08 | Asea Brown Boveri | Axiales magnetlager |
| JPH0348121U (ja) * | 1989-09-20 | 1991-05-08 | ||
| US5310311A (en) * | 1992-10-14 | 1994-05-10 | Barber-Colman Company | Air cycle machine with magnetic bearings |
| DE10216447C1 (de) * | 2002-04-12 | 2003-09-18 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Abgasturbolader |
| EP1391586B1 (de) * | 2002-08-20 | 2008-11-12 | Borgwarner, Inc. | Abgasturbolader |
| EP1391587B1 (de) * | 2002-08-20 | 2010-06-02 | Borgwarner, Inc. | Abgasturbolader |
| EP1635034B1 (en) * | 2004-08-27 | 2009-06-03 | Schlumberger Holdings Limited | Pipeline bend radius and shape sensor and measurement apparatus |
| DE102008014684A1 (de) * | 2008-03-18 | 2009-10-15 | Continental Automotive Gmbh | Turbolader mit einer Lageranordnung zur Lagerung einer Welle des Turboladers |
| DE102010022574A1 (de) * | 2010-06-02 | 2011-12-08 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Rotorwelle mit Gleitlager |
| EP2749780A1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-02 | Skf Magnetic Mechatronics | Hybrid magnetic suspension of a rotor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS473129U (ja) * | 1971-02-03 | 1972-09-02 | ||
| JPS5666530U (ja) * | 1979-10-26 | 1981-06-03 |
-
1982
- 1982-10-18 JP JP18264482A patent/JPS5973624A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5973624A (ja) | 1984-04-25 |
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