JPH0512635U - 過給機のスラスト軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反スラスト軸受の安定性を確保しつつジャー
ナル軸受の挙動を安定化させる。 【構成】 タービン軸６に装着したスラストブッシュ１
４を挟むように、正スラスト軸受２２と反スラスト軸受
２３を配置する。スラストブッシュ１４のコンプレッサ
側の面に正スラスト軸受２２のパッド面を対向させる。
反スラスト軸受２３のパッド面２３ａに潤滑油溜めを形
成して、スラストブッシュ１４のタービン側の面に対向
させ、且つパッド面２３ａと反対側の面で、コンプレッ
サ側ジャーナル軸受の外側端面を位置決めする。反スラ
スト軸受２３のタービン軸貫通孔２６の周辺部に、ター
ビン軸方向へ貫通する潤滑油通路を設ける。ジャーナル
軸受の外周部から排油された潤滑油を、タービン軸貫通
孔２６を経由させて潤滑油溜めに供給すると共に、潤滑
油通路を通してパッド面２３ａ側へ逃がす。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はタービン軸に作用するスラスト力を支持するために用いる過給機のス ラスト軸受装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

中間支持軸受方式の過給機は、図４に一例を示す如く、タービン車室１とコン プレッサ車室２とを軸受車室３を介して一体構造とし、タービン車室１内のター ビンホイール４とコンプレッサ車室２内のコンプレッサホイール５とを、軸受車 室３内にてジャーナル軸受により回転自在に支持されたタービン軸６によって連 結し、エンジンの排気によってタービンホイール４を回転させることによりター ビン軸６を介してコンプレッサホイール５を回転させ、吸気を圧縮してエンジン に給気するようにしてある。

【０００３】 上記過給機のタービン軸６は、高速回転するので、ジャーナル軸受部を潤滑さ せる必要があり、そのため、従来は、軸受車室３のタービン軸貫通部に、周方向 及び径方向に給油路７を有する軸受嵌輪８を組み込み、該軸受嵌輪８内の軸方向 両端部に、径方向に給油孔１１を有するフローティングメタル９，１０を上記の ジャーナル軸受として回転自在に嵌入して、軸受車室３に設けた給油路１２を経 て供給された潤滑油がフローティングメタル９，１０の内外周面に導かれるよう にし、更に、上記タービンホイール４側のフローティングメタル９を、軸受嵌輪 ８の内径部に組み付けた２つのリテーニングリング１３間に挾持させて軸方向の 位置を保持させると共に、コンプレッサホイール５側のフローティングメタル１ ０を、リテーニングリング１３とコンプレッサ側のタービン軸６上に装着したス ラストブッシュ１４との間に保持させるようにしてある。

【０００４】 又、上記コンプレッサ車室２内でコンプレッサホイール５を取り付けているタ ービン軸６の外側に、表面に凹凸を形成した油切り１５を設けると共に、該油切 り１５の外面にピストンリング１６を嵌合させ、該ピストンリング１６に内周面 が接するようにしたシールプレート１７を軸受車室３に取り付けてオイルシール 部を形成し、更に、上記油切り１５とスラストブッシュ１４のコンプレッサ側の 面との間に、軸受車室３の給油路１２に連通する専用給油路１９を備えたスラス ト軸受１８を配置し、スラストブッシュ１４のコンプレッサ側の面が正スラスト （タービン軸６がコンプレッサ側に移動しようとする方向のスラスト）軸受面と され、油切り１５のタービン側の面が反スラスト（タービン軸６がタービン側に 移動しようとする方向のスラスト）軸受面とされ、これらスラスト軸受面が上記 スラスト軸受１８の専用給油路１９から出てくる潤滑油によって潤滑されるよう にしてある。なお、図中、２０は軸受車室３の排油孔、２１は軸受車室３の排油 口を示す。

【０００５】 しかしながら、上記過給機の場合、通常運転中はほとんど正スラストがスラス ト軸受１８に作用するため、スラスト軸受１８の正スラスト側が荷重側となり、 反スラスト側が非荷重側となって正スラスト側のパッド面１８ａとスラストブッ シュ１４の正スラスト軸受面との間の隙間が減少すると同時に、スラスト軸受１ ８の反スラスト側のパッド面１８ｂと油切り１５の反スラスト軸受面との間の隙 間が増大し、潤滑油が給油抵抗の少ない反スラスト側に多く流れてしまい、過給 圧の増大に伴ってスラスト軸受１８の負荷能力を高めるためには、荷重側で必要 とする潤滑油量に応じて非荷重側に流れる潤滑油量を考慮に入れた大量の潤滑油 を供給しなければならないという問題がある。

【０００６】 又、コンプレッサ側のフローティングメタル１０は、本来、タービン側のフロ ーティングメタル９と同様に両端面をリテーニングリング１３に位置決めさせて 安定回転させることが望ましいが、軸受スパンを長くし且つ過給機自体をコンパ クトにするために、スラストブッシュ１４の側面で押えるようにしていることか ら、フローティングメタル１０とスラストブッシュ１４との間の相対回転でフロ ーティングメタルが捩れるようになってタービン軸６の回転が不安定になるとい う問題もある。

【０００７】 そのため、図５に示す如く、上記スラスト軸受１８を機能分離させる如く、正 スラストを支持するための正スラスト軸受２２と、反スラストを支持するための 反スラスト軸受２３とを備え、正スラスト軸受２２をスラストブッシュ１４と油 切り１５との間に配置して、軸受車室３にボルト２５により取り付け、且つスラ ストブッシュ１４のコンプレッサ側の面（軸受面）と対向する一側面にのみパッ ド面２２ａを形成すると共に、該正スラスト軸受２２に、軸受車室３の給油路１ ２と連通する専用給油路２４を上記パッド面２２ａにのみ開口させるようにし、 一方、上記反スラスト軸受２３をスラストブッシュ１４のタービン側の面と対向 させて配置して軸受車室３に圧入又はボルトにより取り付け、且つスラストブッ シュ１４への対向面にのみパッド面２３ａを形成すると共に、該反スラスト軸受 ２３の他側面を、フローティングメタル１０のコンプレッサ側の端面を押える止 め輪と兼用させるようにした方式のスラスト軸受装置が、最近提案されている（ 実願平３−３３４２７号）。

【０００８】 上記最近提案されているスラスト軸受装置によれば、正スラスト状態では、正 スラスト軸受２２のパッド面２２ａに給油路１２及び専用給油路２４を通して潤 滑油が供給され、しかも潤滑油のすべてがスラスト荷重が加わるパッド面２２ａ に供給されるので、充分な油膜を形成でき、従来のように非荷重側の隙間に潤滑 油が大量に流れ出ることがなく、少ない潤滑油で負荷能力を増大することができ る。又、反スラスト軸受２３のパッド面２３ａをスラストブッシュ１４のタービ ン側の側面と対向させて反スラスト荷重を支持させるようにし、しかも反スラス ト軸受２３の他側面をフローティングメタル１０の止め輪と兼ねるようにしたの で、反スラスト荷重の支持ができると共に、従来のようなフローティングメタル １０とスラストブッシュ１４のつれ回り力がなくなり、フローティングメタル１ ０の捩れなどに起因する回転の不安定化を防止して安定な回転を確保できるもの である。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 ところが、上記最近提案されているスラスト軸受装置において、フローティン グメタル１０の外周部から排油された潤滑油を反スラスト軸受２３への給油に利 用する場合、フローティングメタル１０の外側端面（コンプレッサ側の端面）側 に反スラスト軸受２３が配置してあることから、フローティングメタル１０の内 、外側端面側への排油抵抗のバランスが崩れて、外側端面に作用する圧力が高く なり過ぎた場合には、フローティングメタル１０は、フルフロート形であるとタ ービン側へ押されてリテーニングリング１３に接触することになるので、回転に よりリテーニングリング１３への接触部が摩耗する問題が惹起されると考えられ る。

【００１０】 上記の問題を解決するためには、反スラスト軸受２３のタービン軸貫通孔２６ の内径寸法を拡大して、タービン側の面からタービン軸貫通孔２６を経由してパ ッド面２３ａ側に供給される潤滑油量を増やすことが考えられるが、反スラスト 軸受２３のパッド面２３ａには、図６の（イ）（ロ）に示す如く、タービン軸貫 通孔２６から流入した潤滑油によってスラスト圧をもたせるようにテーパランド と称する潤滑油溜め２７を形成するので、タービン軸貫通孔２６を拡径すると、 潤滑油溜め２７の容積が小さくなってしまうことによりスラスト力容量の不足が 生じて安定性が損われてしまう。

【００１１】 そこで、本考案は、図５及び図６に示す最近提案されているものを更に進め、 反スラスト軸受の安定性を確保しつつジャーナル軸受の挙動を安定化させること ができるようにしようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するために、軸受車室を通るタービン軸に装着した スラストブッシュのコンプレッサ側の面に、一側面に形成したパッド面を対向さ せるようにして正スラスト軸受を配置すると共に、上記スラストブッシュのター ビン側の面に、一側面に形成した潤滑油溜めを有するパッド面を対向させるよう にし且つ他側面にて上記タービン軸のコンプレッサ側ジャーナル軸受の外側端面 を位置決めするように反スラスト軸受を配置し、更に、上記反スラスト軸受のタ ービン軸貫通孔の周辺部に、タービン軸方向に貫通する潤滑油通路を設けた構成 とする。

【００１３】

【作用】

ジャーナル軸受の外周部から排油された潤滑油が反スラスト軸受のタービン側 の面に供給されると、この潤滑油は反スラスト軸受のタービン軸貫通孔を通って パッド面側の潤滑油溜めに供給されるが、このとき、一部の潤滑油は潤滑油通路 を通ってパッド面側へ逃がされることになる。したがって、ジャーナル軸受の内 、外側端面に作用する圧力がバランスされ、ジャーナル軸受の挙動が安定する。 又、上記潤滑油通路は潤滑油溜めの容積を変化させないように設定することによ り、スラスト力容積を不足させることがなく、反スラスト軸受の安定性も確保さ れる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

【００１５】 図１及び図２は本考案の一実施例を示すもので、図５に示したと同様に、軸受 車室３を通るタービン軸６のコンプレッサ側端部に装着したスラストブッシュ１ ４を軸方向から挟む如く、上記スラストブッシュ１４のコンプレッサ側の面に、 一側面に形成したパッド面２２ａを対向させるようにして正スラスト軸受２２を 配置すると共に、上記スラストブッシュ１４のタービン側の面に、一側面に形成 した潤滑油溜め２７を有するパッド面２３ａを対向させるようにして反スラスト 軸受２３を配置し、上記正スラスト軸受２２には、軸受車室３の給油路１２と連 通して上記パッド面２３ａへ潤滑油を供給するための専用給油路２４を設け、又 、上記反スラスト軸受２３の他側面にて、上記タービン軸６のコンプレッサ側ジ ャーナル軸受としてのフローティングメタル１０の外側端面を位置決めするよう にしてある構成において、図２の（イ）（ロ）に示す如く、上記反スラスト軸受 ２３のタービン軸貫通孔２６部に、タービン軸方向へ貫通する潤滑油通路として のバランススリット２８を、潤滑油溜め２７と干渉しないように周方向へ等間隔 に配列して設ける。

【００１６】 反スラスト軸受２３のタービン軸貫通孔２６部にタービン軸方向へ貫通するバ ランススリット２８を設けると、フローティングメタル１０の外周部から排油さ れた潤滑油が上記反スラスト軸受２３のタービン側の面からタービン軸貫通孔２ ６を通ってパッド面２３ａ側の潤滑油溜め２７に供給されるときに、上記潤滑油 の一部がバランススリット２８を通ってパッド面２３ａ側に逃がされることにな る。したがって、上記バランススリット２８の通路断面積を適正に設定しておく ことにより、フローティングメタル１０の外側端面（コンプレッサ側の端面）に 作用する圧力を必要以上上昇させることを防止でき、フローティングメタル１０ がタービン側へ押されることによってリテーニングリング１３との間で発生する 虞がある摩耗を未然に防ぐことができ、フローティングメタル１０の挙動を容易 に安定化することができる。又、上記バランススリット２８は、パッド面２３ａ の潤滑油溜め２７と干渉しない位置に設けてあって、当初から形成されている潤 滑油溜め２７の容積を変化させることがないため、必要なスラスト力容量を不足 させてしまうことはなく、反スラスト軸受２３の安定性も確保される。

【００１７】 次に、図３は本考案の他の実施例を示すもので、上記実施例において反スラス ト軸受２３に潤滑油通路として設けたバランススリット２８に代えて、タービン 軸方向へ貫通するバランスホール２９を、各潤滑油溜め２７の位置に穿設したも のである。

【００１８】 図３に示す反スラスト軸受２３を用いた場合でも、フローティングメタル１０ の外周部から排油された潤滑油の一部をバランスホール２９を通してパッド面２ ３ａ側に逃がすことができるので、バランスホール２９の通路断面積を適正に設 定しておくことによりフローティングメタル１０の内、外側端面側への潤滑油の 排油抵抗をバランスさせることができる。この際、上記バランスホール２９は潤 滑油溜め２７の中に開口しているが、潤滑油溜め２７自体の容積は変化しないの で、必要とするスラスト力容量を不足させてしまうことはなく、上記実施例と同 様な作用効果が奏し得られる。

【００１９】 なお、本考案は上記実施例のみに限定されるものではなく、本考案の要旨を逸 脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００２０】

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案の過給機のスラスト軸受装置によれば、コンプレッサ 側ジャーナル軸受の外側端面を位置決めするように、スラストブッシュを挟んで 正スラスト軸受と対向させて配置した反スラスト軸受のタービン軸貫通孔の周辺 部に、タービン軸方向へ貫通する潤滑油通路を設けたので、ジャーナル軸受の外 周部から排油されて反スラスト軸受のタービン軸貫通孔を経由してパッド面側の 潤滑油溜めに供給される潤滑油の一部を、上記潤滑油通路を通してパッド面側へ 逃がすことができ、これによりジャーナル軸受の内、外側端面側への潤滑油の排 油抵抗をバランスさせることができてジャーナル軸受の挙動を安定化させること ができ、更に、上記潤滑油通路は潤滑油溜めの機能容積を変化させることがない ように設定することにより、潤滑油溜めの潤滑油によるスラスト力容量を不足さ せることなく反スラスト軸受の安定性を確保することができる、等の優れた効果 を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の過給機のスラスト軸受装置の一実施例
を示す概要図である。

【図２】本考案の装置で用いるスラスト軸受を示すもの
で、（イ）はコンプレッサ側から見た正面図、（ロ）は
（イ）のＡ−Ａ線拡大矢視図である。

【図３】反スラスト軸受の他の構造例を示すもので、
（イ）はコンプレッサ側から見た正面図、（ロ）は
（イ）のＢ−Ｂ線拡大矢視図である。

【図４】過給機の一例を示す概要図である。

【図５】最近提案されているスラスト軸受装置の概要図
である。

【図６】図５の装置で用いる反スラスト軸受の一例を示
すもので、（イ）はコンプレッサ側から見た概略図、
（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ線拡大矢視図である。

【符号の説明】

１ タービン車室（タービン） ２ コンプレッサ車室（コンプレッサ） ３ 軸受車室 １０ フローティングメタル（ジャーナル軸受） １４ スラストブッシュ ２２ 正スラスト軸受 ２２ａ パッド面 ２３ 反スラスト軸受 ２３ａ パッド面 ２６ タービン軸貫通孔 ２７ 潤滑油溜め ２８ バランススリット（潤滑油通路） ２９ バランスホール（潤滑油通路）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受車室を通るタービン軸に装着したス
   ラストブッシュのコンプレッサ側の面に、一側面に形成
   したパッド面を対向させるようにして正スラスト軸受を
   配置すると共に、上記スラストブッシュのタービン側の
   面に、一側面に形成した潤滑油溜めを有するパッド面を
   対向させるようにし且つ他側面にて上記タービン軸のコ
   ンプレッサ側ジャーナル軸受の外側端面を位置決めする
   ように反スラスト軸受を配置し、更に、上記反スラスト
   軸受のタービン軸貫通孔の周辺部に、タービン軸方向に
   貫通する潤滑油通路を設けた構成を有することを特徴と
   する過給機のスラスト軸受装置。