JPS5948286B2 - 過給機の軸封装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車エンジンに装着される過給機に係り、特
に、潤滑油の漏洩を防止する必要がある圧縮機側の軸封
装置に関するものである。

第１図は従来の過給機の断面図である。

エンジンの排気ガス人１−１１と排気ガス出Ｌ−１２と
を有するタービンハウジング３内にはタービン羽根車５
が回転自在に設置され、環状のガス通路４より導入され
た排気ガスによって回転させられる。

このタービン羽根車５は回転軸１３の大径部端に固定さ
れてお・す、回転軸１３の小径部端には止めねじ８によ
って圧縮機羽根車１８が取り付けであるので、２つの羽
根車５．１８は同速回転し、圧縮機羽根車１８は空気を
吸入して圧縮機ハウジング１９の環状通路に圧送する。

、この圧縮された空気は上ンジンに供給され、供給され
た燃料を効率良く燃焼させて出力を向上させるために使
用される。

回転軸１３は給油路９を設けた軸受箱６の一対のラジア
ル軸受７ａ、７ｂによって支持され、軸受箱６の右端と
圧縮機ハウジング１９との間にはプレー１−２０を介在
させている。

このブレーＩ・２０は中央部に凹所と孔を設けてあり、
スラスト軸受１７、シートリング１５、軸封部１２等を
収容している。

即ち、給油路９から供給された潤滑油は小孔１０．１１
を介してラジアル軸受７を潤滑すると共に、スラスＩ・
軸受１７内に設けた油路を通ってプレート２０内の上記
部材をも潤滑している。

第２図は第１図の圧縮機側軸封装置の拡大１新面図であ
る。

プレート２０の凹所には斜めに設置［７た環状のばね板
２１を介してスラスト軸受１７が設置され、このスラス
ト軸受１７は同転軸１３の小径端部に固定されたシート
リング１５の溝に嵌合している。

。このシートリング１５は回転軸１３と共に回転するが
、スラスト軸受１７は環状のばね板２１に押されて軸受
箱６に接触して静止し、給油路９に油路２２を連通させ
てプレート２０内に潤滑油を導入している。

なお、スラスト軸受１７の下半的９０°の区間はシート
リング１５に嵌合させるために切り欠き部としである。

回転軸１３が回転すると、油路２２を通った潤滑油はシ
ートリング１５外に飛ばされてプレーＩ・２０の内室３
２内に散布される。

この潤滑油滴はシートリング１５の外面、即ち、破線で
示す丸印のシートリングの側面２７で阻止され、外室３
３へ漏出することはない。

回転軸１３と共に回転する焼入れ鋼製のシートリング１
５の側面２７には、軸封部１２に収容された炭素製の従
動リング２３がばね２４に押されて接触している。

軸封部１２は収納環２５とその内部に収容したばね２４
、ばね受け２８．０リング２６および従動リング２３と
よりなり、プレート２０の中央孔部に圧入固定されてい
る。

したがって、プレー１−２０の内室３２内に飛散した潤
滑油はシートリング側面２７および軸封部１２のＯリン
グ２６によって遮断され、回転軸１３に固定した金属製
のカラー１６の外面や圧縮機羽根車１８を濡らして漏出
することはない。

なお、０リング２６は従動リング２３がシートリング１
５によって押されたときの緩衝作用ももつでいる。

第３図は第２図の軸封部の平面図で、第４図は第３図の
Ａ−Ｂ断面図である。

この圧縮機側の軸封部１２は一般にメカニカルシールと
呼ばれる接触形のもので、従動リング２３がシーＩ・リ
ング１５の側面に接触しでいる。

この従動リング２３の外周の３個所に軸方向の溝２９が
設けてあり、収納環２５の側面の３個所に形成した回り
止め部３１を溝２９に挿入させている。

したがって、シートリング１５が回転しても従動リング
２３は静止している。

この軸封部１２を組立てるときは、先ずばね２４、ばね
受け２８．０リング２６を収納環２５に入れた後、回り
止め部３１に溝２９を合わせて従動リング２３を挿入し
、内側への折曲げ部３０を形成して従動リング２３の動
きを規制する。

即ち、従動リング２３はばね２４とＯリング２６を圧縮
して軸方向に僅かに移動して回転軸１３の軸方向移動を
吸収抑制することができるが、内側への折曲げ部３０で
係止されるので突出することばない。

このように構成された従来の圧縮機側の軸封装置は、回
転軸が停止している状態から超高速回転（１０万ｒｐｍ
以」二）までの広範囲においで密封性が要求されるので
、いかなる場合でも十分な接面圧力をもっていなければ
ならない。

この接面圧力は密封性の他に耐摩耗性、摺動面の発熱特
性等を考慮する必要があり、従来は次のようにしで決定
していた。

（１）従動リング２３のシートリングの側面２７を押す
接面圧力は停止時でも潤滑油漏れを生じないようなばね
力となるようにばね２４を設定している。

（２）従動リング２３は炭素粉と合成樹脂材とを混和し
て固化させたものであり、シートリング１５は鋼を焼入
れした後従動リング２３と接触する面を研磨している。

一般に耐摩耗性を良くする−には超硬質材を用いるのが
適当であるが、摩擦熱によって割れ（クランク）を生ず
る恐れがあるので不適当である。

この場合はこれを考慮して強靭な材質である鋼の表面を
焼入れして使用しているので、クラックの発生を抑制す
るばかりでなく、最高１５０ｍ／ｓｅｃという高い周速
となって強い遠心力が作用するシートリング１５の材質
としても適当である。

なお、このようなメカニカルシールの場合には接面圧力
は上記のようにばね２４で自動的に調節されるのであま
り問題とはなることはなく、むしろ摩擦熱による昇温か
重要である。

以上のような対策を施していても従来の軸封装置は摺動
部の温度が−Ｌ昇して非摺動部との温度差が大となり易
く、特に、息加減速運転を頻繁に行った場合にはζシー
トリングの側面２７にクランクを生じ易いという欠点を
生じでいた。

このクランクが摺動面に発生ずると従動リング２３の先
端が異常に摩耗し、気密性の低下を生じて潤滑油が圧縮
機ハウジング１９内に漏洩するという事故を発生する。

これを防止するために従来は次のような潤滑油による冷
却効果を利用する手段を用いていた。

第２図において、シートリング１５によって飛散された
潤滑油はプレート２０の凹所である内室３２を横切って
壁面に衝突し、壁面を流下して収納環２５の外面を通る
。

この潤滑油はシートリングの側面２７と軸封部１２内に
も入り込み、シートリング１５を冷却するようにしてい
る。

しかるにシーＩ・リングの側面２７と収納環２５との間
の隙間は小さいので潤滑油が入り込みにくい。

特に、回転軸１３と共にシートリング１５が高速回転し
ている時はシーＩ・リングの側面２７には潤滑油が流入
しないばかりでなく、収納環２５内に人っていた潤滑油
もシートリング１５のポンプ作用で吸い出しで飛散させ
ている。

即ち、内室３２内の潤滑油が摺動部を十分に冷却しでい
ないのでシートリングの側面２７の摺動部の温度が−１
−昇し、シートリング１５の側面にクラックを生じさせ
る現象を完全に防止することはできなかった。

また、慴動面にクラッチが生ずると従動リング２３の摩
耗が甚だしくなり摩耗熱も大きくなるという欠点をもっ
ていた。

なお・、このような過給機の軸封装置について記載され
ている特許には、例えば米国特許第３４１１７０Ｃ号が
ある。

本発明は軸封摺動部の温度上シイ−７，、抑制して長期
間好適な状態で作動する過給機の軸封装置を提供するこ
とを目的とし、その特徴とするところは、軸封部の従動
リングおよびこの従動リングをシートリングの側面に押
圧するばね等を収容した収納環の内側への折曲げ部を複
数個所に部分的に設け、その他の収納環の部分は内側へ
の折曲げ部よりも短く形成し、シートリングと従動リン
グとの接触面への潤滑油の供給を増加させるように構成
したことにある６、 第５図は本発明の一実施例である圧縮機側軸封装置の拡
大断面図で、第２図と同じ部分には同一符号を付しであ
る。

第２図の場合と同じく回転軸１３にはシー１〜リング１
５とカラー１６が固定され、プレー１−２０の中央部に
は形状の異なる軸封部３５が固定されている。

この軸封部３５に用いられている収納環３４の回転軸１
３の下側となる所には内側への折曲げ部３０を設けてい
るが、上側となる所には内側への折曲ｉｔ着＋ｓ３ｏを
設けていない。

したがって、内室３２内に飛散した潤滑油はシートリン
グの側面２７および軸封部３５内に入り易く、シートリ
ング１５と従動リング２３との摺動面を良く冷却するこ
とができる。

第６図は第５図の軸封部の平面図で、第７図は第６図の
Ｃ−Ｄｉ面図である。

従動リング２３の溝２９に回り止め部３１を挿入させた
個所は３個所設けであり、第５図にわ゛いては則り止め
部３１ｂが上部となるようじ軸封部３５はプレート２０
に固定されている。

従動リング２３は回り止め部３１の中間部に３個所形成
した内側への折曲げ部３０によって係止されるので、ば
ね受け２８を介しでばね２４に押されても突出すること
はない。

第８図は軸封装置の回転軸の回転数と摺動部付適温度と
の関係を比較して示す線区で、実線３６は第２図の従来
の軸封装置の場合、破線３７は第５図の軸封装置の場合
を示しでいる。

本実施例の場合は従来に比へて約２０℃程度低く、シー
トリング１５におけるタラツクの発生は大幅に減少する
。

なお、従動リング２３の硬さを維持して変形を防止する
ためにも有効である。

本実施例の圧縮機側の軸封装置は、複数個所の折曲げ部
で従動リングの突出を防止した軸封部をプｌノートの中
央部の凹所に設置しているので、プレート内に飛散した
潤滑油をシートリングと従動リングとの摺動部に十分に
流通させ、摺動部の温度ト昇を防止してシー１へリング
におけるクランクの発生を防１にできる。

その結果、この軸封装置を長期間好適に作動させること
が可能となるという効果が得られる。

第９図は本発明の他の実施例である圧縮機側軸封装置の
断面図で第５図と同じ部分には同一符号を付しであるが
、この場合は軸封部３５の回り止め部３１の先端に内側
への折曲げ部３０を形成さぜ、回従動リング２３の回り
止めと突出防止を兼ねさせたものである。

このようにするとプレート２０に形成した環状突起部３
８から軸封部３５を出張らせることはないので、潤滑油
は円滑にシートリングの側面２７に供給することができ
る。

したがって、シー（・リング１５の摺動部の温度」ニー
昇を更に能率良く防止することができる。

本実施例の圧縮機側軸封装置は、軸封部の収納環の高さ
を低くして潤滑油の摺動部への流入を増加させ、シート
リングの昇温によって生ず゛るクラックの発生を防止で
きるという効果をもっている。

本発明の過給機の軸封装置は、密封端面の潤滑冷却効果
の優れたメカニカルシールであり、摺動面のクラック発
生と、これに起因する従動リングの異常摩耗を防止して
長期間好適に過給機を作動させることができるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の過給機の断面図、第２図は第１図の圧縮
機側軸封装置の拡大断面図、第３図は第２図の軸封部の
平面図、第４図は第３図のＡ−Ｂ断面図、第５図は本発
明の一実施例である圧縮機側軸封装置の拡大断面図、第
６図は第５図の軸封部の平面図、第７図は第６図のＣ−
Ｄ断面図、第８図は軸封装置の回転軸の回転数と摺動部
付近の温度との関係を比較して示す線図、第９図は本発
明の他の実施例である圧縮機側軸封装置の断面図である
。 ５・・・・・・タービン羽根車、６・・・・・・軸受箱
、７・・曲ラジアル軸受、９・・・・・・給油部、１２
．３５・・曲軸封部、１３・・・・・・回転軸、１４・
・・・・・段差部、１５・・・・・・シートリング、１
６・・・・・・カラー、１７・曲・スラスト軸受、１８
・・叩圧縮機羽根車、１９・・・・・・圧縮機ハウジン
グ、２ｏ・・曲プレーＩ・、２１・・・・・・ばね板、
２２・・曲油路、２３・曲・従動リング、２４・・・・
・・ばね、２５．３４・・曲収納環、２６・・・・・・
Ｏリング、２７・・・・・・シートリングの側面、２８
・・曲ばね受け、２９・・・・・・溝、３０・・・・・
・内側への折曲げ部、３１・・・・・・回り止め部、３
２・・・・・・内室、３３・・・・・・外室、３８・・
・・・・環状突起部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転軸の両端に固定したタービン羽根車お・よび圧
   縮機羽根車と、上記回転軸の大径部を支持する軸受箱と
   、上記回転軸の細径部に固定しその側面を上記回転軸の
   段差部に接触させたシーＩ・リングと、このシートリン
   グに嵌合し上記回転軸の横移動を抑制するスラスト軸受
   と、上記シートリングの他の側面に密着する従動リング
   を収容した軸封部とを有し、この軸封部によって圧縮機
   ハウジングへの潤滑油の漏洩を防止する過給機の軸封装
   置において、上記軸封部のＩ−記従動リングおよびこの
   従動リングをＬ記シートリングの側面に押圧しでいるば
   ね等を収容した収納環の内側への折曲げ部を複数個所に
   部分的に設け、その他の収納環の部分は−４−記内側へ
   の折曲ば部よりも短く形成し、上記シートリングと−Ｉ
   −記従動リングとの接触面への潤滑油の供給を増加させ
   るように構成したことを特徴とする過給機の軸封装置。