WO2013146417A1 - ターボチャージャーの軸受ハウジング - Google Patents

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建一郎 ▲高▼間
覚 神原
敬次郎 牧
竜二 成瀬
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Taiho Kogyo Co Ltd
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    • F05D2300/12—Light metals
    • F05D2300/121—Aluminium

Definitions

  • the present invention relates to the technology of a bearing housing of a turbocharger provided in an internal combustion engine.
  • the bearing housing of the turbocharger rotatably supports a shaft that connects a turbine driven by the exhaust gas and a compressor that compresses the intake air.
  • a bearing housing is manufactured by casting using cast iron.
  • the bearing housing thus manufactured using cast iron is disadvantageous in that weight reduction is difficult because the density of the cast iron is relatively high.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is to provide a bearing housing of a turbocharger capable of achieving weight reduction.
  • the bearing housing of the turbocharger of the present invention is a bearing housing of a turbocharger which contains a shaft connecting a turbine and a compressor and rotatably supports the shaft, and the bearing housing of the turbocharger is It divides into the turbine side housing arrange
  • a heat sink portion for releasing the heat transferred to the compressor side housing is formed on the outer peripheral surface of the compressor side housing.
  • the turbine side housing is formed of stainless steel.
  • a recess is formed on at least one of the surface of the turbine side housing in contact with the compressor side housing and the surface of the compressor side housing in contact with the turbine side housing It is a thing.
  • the bearing housing of the turbocharger can be made lighter by forming the compressor side housing which is at a relatively low temperature from an aluminum-based material.
  • the bearing housing of the turbocharger of the present invention it is possible to suppress the temperature rise of the bearing housing disposed under the high temperature environment.
  • the turbine side housing of the turbocharger of the present invention by forming the turbine side housing which is relatively high temperature from stainless steel, it is possible to prevent deformation, damage and the like due to high temperature. Further, by thermally insulating the turbine side housing made of stainless steel, it is possible to prevent deformation, damage and the like due to heat of the compressor side housing made of the aluminum-based material. In addition, since stainless steel has a lower surface roughness than cast iron, lubricating oil is less likely to stay in the turbine side housing, and the occurrence rate of oil coking can be reduced.
  • the heat of the turbine side housing can be made difficult to be transmitted to the compressor side housing.
  • movement of the turbocharger which comprises the bearing housing which concerns on one Embodiment of this invention.
  • the perspective view which showed the compressor side housing. (A) Similarly, a front view. (B) Similarly, a bottom view. Likewise, a rear view. (A) Similarly, the left side view. (B) The figure which showed the AA cross section in Fig.5 (a).
  • the front-rear direction, the vertical direction, and the left-right direction are defined according to the arrows shown in the drawing.
  • FIG. 1 An outline of the operation of the turbocharger 10 in which the bearing housing 100 (see FIG. 3 and the like) according to an embodiment of the present invention is used will be described using FIG. 1.
  • the turbocharger 10 feeds compressed air to a cylinder 2 of the engine. Air is supplied to the cylinder 2 through the intake passage 1. The air passes through the air cleaner 4, the turbocharger 10, the intercooler 5, and the throttle valve 6 disposed in the middle of the intake passage 1 in this order and is supplied to the cylinder 2. At this time, since the air is compressed by the compressor 30 of the turbocharger 10, more air can be fed into the cylinder 2.
  • the hot air (exhaust gas) after burning in the cylinder 2 is exhausted through the exhaust passage 3. At this time, the exhaust gas rotates the turbine 40 of the turbocharger 10, and the rotation is transmitted to the compressor 30, whereby the air in the intake passage 1 can be compressed.
  • the exhaust passage 3 is branched, and a passage not passing through the turbine 40 is separately formed.
  • the passage can be opened and closed by the waste gate valve 7.
  • the waste gate valve 7 is driven to open and close by the actuator 8.
  • the operation of the actuator 8 is controlled by a negative pressure generating mechanism 9 constituted by an electromagnetic valve or the like.
  • the turbocharger 10 mainly comprises a shaft 20, a compressor 30, a turbine 40, a bearing housing 100, a compressor housing 60, a turbine housing 70, a slide bearing 80, a color turbo seal 81, a thrust bearing 82 and a retainer seal 83.
  • the shaft 20 is disposed with its longitudinal direction directed in the front-rear direction.
  • the compressor 30 is fixed to one end (rear end) of the shaft 20, and the turbine 40 is fixed to the other end (front end) of the shaft 20.
  • the shaft 20 couples the compressor 30 and the turbine 40.
  • the shaft 20 is formed of a steel material.
  • the bearing housing 100 encloses the shaft 20 and rotatably supports the shaft 20.
  • the shaft 20 is disposed to pass through the bearing housing 100 in the front-rear direction, and the compressor 30 is disposed behind the bearing housing 100 and the turbine 40 is disposed forward of the bearing housing 100.
  • the compressor housing 60 contains the compressor 30.
  • the compressor housing 60 is fixed to the rear of the bearing housing 100 and is formed to cover the compressor 30.
  • the turbine housing 70 contains the turbine 40.
  • the turbine housing 70 is fixed to the front of the bearing housing 100 and is formed to cover the turbine 40.
  • the slide bearing 80 is interposed between the shaft 20 and the bearing housing 100 and is for rotating the shaft 20 smoothly.
  • the slide bearing 80 is formed of a copper-based material.
  • the color turbo seal 81 is inserted into the shaft 20 at the rear of the slide bearing 80.
  • the thrust bearing 82 is externally fitted to the collar turbo seal 81 at the rear of the slide bearing 80, and the retainer seal 83 is externally fitted to the collar turbo seal 81 at the rear of the thrust bearing 82.
  • the bearing housing 100 mainly comprises a compressor side housing 110, a turbine side housing 120 and a metal gasket 150.
  • the bearing housing 100 is configured by arranging and fixing the compressor side housing 110 and the turbine side housing 120 in the front-rear direction.
  • the compressor side housing 110 shown in FIGS. 2 to 8 is a member constituting a portion of the bearing housing 100 on the compressor 30 side.
  • the compressor side housing 110 mainly includes a main body portion 111 and a flange portion 112.
  • the main body portion 111 is a portion formed in a substantially cylindrical shape with its axis directed in the front-rear direction.
  • a lower surface (bottom surface) which is a flat surface parallel to the front-rear direction and the left-right direction is formed at the lower part of the main body portion 111.
  • an O-ring groove 111a, a bearing portion 111b and a heat sink portion 111c are formed in the main body portion 111.
  • the O-ring groove 111 a is a recess formed at a substantially central portion of the rear surface of the main body 111 and having a predetermined depth.
  • the cross section (as viewed from the rear) of the O-ring groove 111a is formed to be substantially circular.
  • the bearing portion 111 b is a portion that rotatably supports the shaft 20.
  • the bearing portion 111 b is configured by a through hole formed to penetrate the main body portion 111 in the front-rear direction. More specifically, the bearing portion 111b is formed in parallel with the front-rear direction so as to connect the front surface of the main body portion 111 with a thrust bearing oil passage 143a described later.
  • the heat sink portion 111 c is a portion for releasing the heat transferred to the compressor side housing 110.
  • the heat sink portion 111 c is formed on the outer peripheral surface of the main body portion 111 (more specifically, the front and rear surfaces of the main body portion 111 and a plane other than a plane formed on the lower portion of the main body portion 111).
  • the heat sink portion 111 c is formed on the outer peripheral surface of the main body portion 111 such that a plurality of flat plate-like (fin-like) portions are arranged.
  • the flange portion 112 is a portion formed in a substantially disc shape with its plate surface directed in the front-rear direction.
  • the flange portion 112 is integrally formed on the outer periphery of the rear end portion of the main body portion 111 with the main body portion 111.
  • the compressor side housing 110 configured in this manner is formed by aluminum die casting (die casting using an aluminum-based material).
  • the turbine side housing 120 shown in FIGS. 2 and 3 and FIGS. 9 to 12 is a member constituting a portion of the bearing housing 100 on the turbine 40 side.
  • the turbine side housing 120 mainly includes a flange portion 121 and a thick portion 122.
  • the flange portion 121 is a portion formed in a substantially disc shape with its plate surface directed in the front-rear direction.
  • the thick portion 122 is a portion formed so that the plate thickness of the central portion of the flange portion 121 formed in a substantially disc shape is thicker than the plate thickness of the other portions. More specifically, the thick portion 122 is formed in a substantially cylindrical shape with its axis directed in the front-rear direction, and is formed so as to project forward from the front surface of the flange portion 121. The thick portion 122 is integrally formed with the flange portion 121. A through hole 122 a is formed in the thick portion 122.
  • the through hole 122a is formed to penetrate the thick portion 122 of the turbine side housing 120 in the front-rear direction.
  • the turbine side housing 120 configured in this manner is formed by sheet metal processing using stainless steel.
  • the bearing housing 100 is formed by fastening (fixing) with a fastener such as a bolt or by diffusion bonding or the like in a state where the two are in contact with each other.
  • a metal gasket 150 which is a metal gasket, is interposed between the compressor housing 110 and the turbine housing 120, and the fluid tightness between the compressor housing 110 and the turbine housing 120 is obtained. Will be kept.
  • the slide bearing 80 is inserted into the bearing portion 111 b formed in the compressor-side housing 110 of the bearing housing 100, and the shaft 20 is further inserted into the slide bearing 80.
  • the slide bearing 80 is interposed between the shaft 20 and the bearing housing 100 (more specifically, the bearing portion 111b).
  • the high temperature exhaust causes the temperature of the bearing housing 100 to be high.
  • the temperature of the portion of the bearing housing 100 near the turbine 40 that is rotated by the exhaust that is, the temperature of the turbine side housing 120 becomes particularly high.
  • the turbine side housing 120 of the present embodiment is made of stainless steel, so it is resistant to heat and can withstand high temperature due to exhaust of the engine.
  • the heat due to the exhaust is shielded (heat insulation) in the turbine side housing 120, and the compressor side housing 110 It can make it hard to transfer heat.
  • the metal gasket 150 can also thermally shield the heat, and heat is further transferred to the compressor side housing 110. It can be made difficult to transmit.
  • the portion far from the turbine 40 that is, the compressor side housing 110 also has a heat shielding effect by the turbine side housing 120, and thus does not become hotter than the turbine side housing 120. Therefore, as in the present embodiment, the compressor side housing 110 can be formed using an aluminum-based material that is relatively weak in heat than stainless steel. As a result, the weight reduction and processability of the bearing housing 100 can be improved.
  • the heat sink portion 111 c for facilitating heat release is formed in the compressor side housing 110, the temperature rise of the compressor side housing 110 (and thus the bearing housing 100) is more effectively suppressed. be able to.
  • whirl oscillation may occur in a portion that rotates at high speed using a slide bearing (in the present embodiment, the shaft 20 is rotatably supported via the slide bearing 80 at the bearing portion 111b of the compressor side housing 110) In the part), whirl oscillation may occur.
  • noise noise
  • noise may be generated due to the whirl vibration, and it is important to reduce the whirl vibration.
  • the shaft 20 rotates at a high speed, and the heat of the exhaust is transmitted from the turbine 40 side.
  • the bearing portion 111 b (more specifically, the bearing portion 111 b and the bearing portion 111 b are supported.
  • the bearing portion 111b, the slide bearing 80 and the shaft 20 expand (thermally expand), respectively.
  • the thermal expansion coefficient of the slide bearing 80 (copper-based material) is larger than the thermal expansion coefficient of the shaft 20 (steel material), and the thermal expansion coefficient of the bearing portion 111b (aluminum-based material) is the slide bearing 80 (copper-based material) Greater than the thermal expansion coefficient of Therefore, the inner diameter of the slide bearing 80 expands more than the outer diameter of the shaft 20, and the inner diameter of the bearing portion 111b expands more than the outer diameter of the slide bearing 80. Therefore, the amount of lubricating oil interposed between the slide bearing 80 and the shaft 20 and the amount of lubricating oil interposed between the bearing portion 111 b and the slide bearing 80 respectively increase, and the whirl vibration can be reduced.
  • the bearing portion 111b of an aluminum-based material having high thermal conductivity as in this embodiment, the heat generated in the bearing portion 111b is effectively absorbed and conducted (for example, dissipated heat from the heat sink portion 111c).
  • the temperature rise of the bearing 111b can be suppressed. By this, it is possible to effectively prevent deformation, damage or the like due to heat of the bearing portion 111b.
  • the lubricating oil passage 140 for supplying lubricating oil to the bearing 111b will be described later.
  • the cooling water passage 130 is for supplying cooling water for cooling the bearing housing 100 into the bearing housing 100.
  • the cooling water channel 130 mainly includes a compressor-side arc cooling water channel 131, a turbine-side arc cooling water channel 132, a supply water channel 133, and a discharge water channel 134.
  • the compressor-side arc-shaped cooling water channel 131 shown in FIGS. 4 to 8 is a groove formed on the front surface of the main body portion 111 of the compressor-side housing 110.
  • the compressor-side arc-shaped cooling water channel 131 is formed to have a shape (an arc shape) in which a circular lower portion centered on the bearing portion 111 b is cut away in a front view (see FIG. 5).
  • the compressor side arc-shaped cooling water passage 131 is formed by performing machining such as cutting and grinding on the front surface of the main body portion 111 of the compressor side housing 110.
  • the turbine side arc-shaped cooling water passage 132 shown in FIGS. 11 and 12 is a groove formed on the rear surface of the thick portion of the turbine side housing 120.
  • the turbine side arc-shaped cooling water passage 132 is formed to have a shape (arc shape) in which a circular lower portion centered on the through hole 122 a is cut away in a rear view (see FIG. 11).
  • the turbine side arc-shaped cooling water passage 132 is formed so as to overlap with the compressor side arc-shaped cooling water passage 131 (see FIG. 5) formed in the compressor side housing 110.
  • the turbine side arc-shaped cooling water passage 132 is formed by subjecting the rear surface of the thick portion 122 of the turbine side housing 120 to machining such as cutting or grinding, or pressing.
  • the supply water channel 133 shown in FIGS. 5 and 8 is formed in the compressor side housing 110 and communicates the compressor side arc-shaped cooling water channel 131 with the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor side housing 110. More specifically, the supply water channel 133 is formed to connect the vicinity of the right end portion of the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor housing 110 with the right end portion of the compressor side arc cooling water channel 131.
  • the supply water channel 133 is formed on the front surface of the main body portion 111 of the compressor side housing 110 (more specifically, in the compressor side arc cooling water channel 131) and the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor side housing 110 It is formed by machining.
  • the discharge water passage 134 shown in FIG. 5 is formed in the compressor side housing 110, and communicates the compressor side arc-shaped cooling water passage 131 with the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor side housing 110. More specifically, the discharge water passage 134 is formed to communicate the vicinity of the left end portion of the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor housing 110 with the left end portion of the compressor side arc cooling water passage 131.
  • the discharge water channel 134 is formed on the front surface of the main body portion 111 of the compressor side housing 110 (more specifically, in the compressor side arc-shaped cooling water channel 131) and the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor side housing 110 It is formed by machining.
  • the supply water channel 133, the compressor side arc cooling water channel 131, and the turbine side arc cooling water channel 132 and the discharge channel 134 are connected in communication with each other to form a cooling channel 130.
  • cooling water is supplied into the bearing housing 100 via the supply water passage 133.
  • the cooling water is supplied from the supply water channel 133 to one end (right lower end in FIG. 5 (a)) of the compressor side arc cooling water channel 131 and one end (right lower end in FIG. 11) of the turbine side arc cooling water channel 132. And supplied.
  • the cooling water circulates in the compressor-side arc-shaped cooling water channel 131 and the turbine-side arc-shaped cooling water channel 132, and the other end of the compressor-side arc-shaped cooling water channel 131 (lower left end in FIG. The gas is supplied to the other end (lower left end in FIG. 11) of the turbine side arc-shaped cooling water passage 132.
  • the compressor-side arc-shaped cooling water channel 131 and the turbine-side arc-shaped cooling water channel 132 are formed in an arc shape centered on the bearing portion 111 b and the through hole 122 a (that is, the shaft 20). Therefore, the heat transmitted from the turbine 40 side through the shaft 20 and the heat generated by the rotation of the shaft 20 can be effectively cooled.
  • the cooling water is supplied from the other end of the compressor-side arc-shaped cooling water channel 131 and the other end of the turbine-side arc-shaped cooling water channel 132 to the discharge water channel 134.
  • the cooling water is discharged from the discharge water passage 134 to the outside of the bearing housing 100.
  • the temperature rise of the bearing housing 100 can be effectively suppressed.
  • the lubricating oil passage 140 is for supplying a lubricating oil for lubricating the sliding portion between the bearing housing 100 and the shaft 20 into the bearing housing 100.
  • the lubricating oil passage 140 mainly includes a bearing portion 111b, a first lubricating oil passage 142, and a second lubricating oil passage 143.
  • the bearing 111 b shown in FIGS. 4 to 8 is a through hole formed to penetrate the main body 111 of the compressor housing 110 in the front-rear direction as described above.
  • the bearing portion 111 b is a portion rotatably supporting the shaft 20 and is also a portion constituting a part of the lubricating oil passage 140.
  • the bearing portion 111 b is formed by performing machining such as cutting or grinding from the front surface or the rear surface (more specifically, in a thrust bearing oil passage 143 a described later) of the compressor side housing 110.
  • the first lubricating oil passage 142 shown in FIGS. 4, 7 and 8 communicates the upper surface of the bearing housing 100 with the bearing portion 111 b. More specifically, the first lubricating oil passage 142 is formed to communicate the substantially central portion of the upper surface (upper portion) of the main body portion 111 of the compressor housing 110 with the substantially central portion of the bearing portion 111b in the front and rear direction. .
  • the first lubricating oil passage 142 is formed by subjecting the upper surface (upper part) of the main body portion 111 of the compressor housing 110 to machining such as cutting and grinding.
  • a compressor-side branched oil passage 142 a is formed to branch from a midway portion of the first lubricating oil passage 142.
  • the compressor-side branch oil passage 142a communicates the middle portion between the upper and lower sides of the first lubricating oil passage 142 with a thrust bearing oil passage 143a described later.
  • the compressor-side branch oil passage 142a is formed by subjecting a thrust bearing oil passage 143a to be described later to machining such as cutting and grinding.
  • the second lubricating oil passage 143 shown in FIGS. 4 to 7 and FIGS. 11 and 12 communicates the lower surface of the bearing housing 100 with the bearing portion 111 b.
  • the second lubricating oil passage 143 mainly includes a thrust bearing oil passage 143a, a compressor-side horizontal oil passage 143b, a turbine-side vertical oil passage 143c, and a discharge oil passage 143d.
  • the thrust bearing oil passage 143a shown in FIGS. 6 and 7 is a groove formed by longitudinally cutting the inside (the rear portion of the main portion 111) of the O-ring groove 111a formed in the main portion 111 of the compressor side housing 110. It is. More specifically, the thrust bearing oil passage 143a extends from the substantially central portion of the rear portion of the main body portion 111 (the rear end portion of the bearing portion 111b (the end portion on the compressor 30 side)) to the lower portion. It is formed as if not deeply cut.
  • the thrust bearing oil passage 143a is formed by subjecting the rear surface of the compressor side housing 110 (more specifically, the inner side of the O-ring groove 111a) to machining such as cutting and grinding.
  • the compressor-side horizontal oil passage 143b shown in FIGS. 4 to 7 is a through hole formed so as to penetrate the main body portion 111 of the compressor-side housing 110 in the front-rear direction. More specifically, the compressor side horizontal oil passage 143b is formed below the bearing 111b so as to connect the front surface of the main body 111 with the thrust bearing oil passage 143a and to be parallel to the bearing 111b. Ru.
  • the compressor side horizontal oil passage 143b is cast out by machining such as cutting or grinding from the front surface or rear surface (more specifically, in the thrust bearing oil passage 143a) of the compressor side housing 110 or by a mold It is formed by
  • the turbine side vertical oil passage 143c shown in FIG. 11 and FIG. 12 is a groove formed by notching the rear surface of the thick portion 122 of the turbine side housing 120 in the longitudinal direction. More specifically, the turbine-side vertical oil passage 143c is formed from the substantially central portion (through hole 122a) to the lower portion of the rear surface of the thick portion 122.
  • the turbine side vertical oil path 143c is formed by performing machining such as cutting or grinding on the rear surface of the turbine side housing 120 or pressing.
  • the discharge oil passage 143d shown in FIGS. 5 and 7 is formed in the compressor side housing 110, and communicates the compressor side horizontal oil passage 143b with the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor side housing 110. More specifically, the discharge oil passage 143d is formed to connect the left and right center portion of the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor housing 110 with the front and rear substantially center portion of the compressor side horizontal oil passage 143b.
  • the discharge oil passage 143d is formed by subjecting the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor housing 110 to machining such as cutting and grinding.
  • the thrust bearing oil passage 143 a, the compressor side horizontal oil passage 143 b, and the turbine side vertical oil passage are connected in communication with each other to form a second lubricating oil passage 143.
  • the lubricating oil passage 140 is formed by the first lubricating oil passage 142, the bearing portion 111 b and the second lubricating oil passage 143.
  • the lubricating oil passage 140 according to the present embodiment is subjected to processing (for example, precision grinding processing, coating processing, etc.) for reducing the surface roughness of the lubricating oil passage 140.
  • lubricating oil is supplied into the bearing housing 100 from the upper surface of the bearing housing 100 (compressor side housing 110) via the first lubricating oil passage 142.
  • the lubricating oil flows downward in the first lubricating oil passage 142, and is supplied to the bearing portion 111b. Further, part of the lubricating oil flowing in the first lubricating oil passage 142 is supplied to the thrust bearing oil passage 143a of the compressor housing 110 via the compressor-side branch oil passage 142a.
  • the lubricating oil supplied to the bearing portion 111 b flows between the bearing portion 111 b and the slide bearing 80 to damp the vibration of the slide bearing 80. Further, the lubricating oil flows from the through hole appropriately formed on the outer peripheral surface of the slide bearing 80 to the inside of the slide bearing 80. The lubricating oil flows between the slide bearing 80 and the shaft 20 to lubricate relative rotation between the slide bearing 80 and the shaft 20 and to cool the bearing portion. .
  • the lubricating oil supplied to the compressor-side horizontal oil passage 143b is discharged to the outside of the bearing housing 100 from the bottom surface of the main body portion 111 of the compressor-side housing 110 via the discharge oil passage 143d.
  • the lubricating oil can smoothly flow according to gravity.
  • the lubricating oil can be circulated smoothly and the lubricating oil can be reliably guided from the front end to the rear end of the bearing portion 111b.
  • the bearing housing 100 of the turbocharger 10 includes the shaft 20 connecting the turbine 40 and the compressor 30 and supports the shaft 20 rotatably.
  • the bearing housing 100 of the turbocharger 10 is divided into a turbine side housing 120 disposed on the turbine 40 side and a compressor side housing 110 disposed on the compressor 30 side to supply cooling water.
  • the cooling water passage 130 and the lubricating oil passage 140 for supplying lubricating oil are formed by machining the turbine side housing 120 and the compressor side housing 110. With such a configuration, the cooling water passage 130 and the lubricating oil passage 140 formed in the bearing housing 100 are formed by machining, so that it is not necessary to use a core when forming the bearing housing 100 by casting. Can reduce costs.
  • the lubricating oil passage 140 communicates with the bearing portion 111b, which is a through hole through which the shaft 20 is inserted and which rotatably supports the shaft 20, and the upper surface of the bearing housing 100 and the bearing portion 111b.
  • a lubricating oil passage 142 and a second lubricating oil passage 143 communicating the lower surface of the bearing housing 100 with the bearing portion 111 b are included.
  • the lubricating oil flows in the order of the first lubricating oil passage 142, the bearing portion 111b, and the second lubricating oil passage 143 according to gravity.
  • the lubricating oil can be circulated smoothly.
  • the second lubricating oil passage 143 is formed to communicate the compressor 30 side end portion and the turbine 40 side end portion of the bearing portion 111b with the lower surface of the bearing housing 100, respectively.
  • the lubricating oil can be discharged downward from the bearing housing 100 from both end portions of the bearing portion 111b, and the lubricating oil can be circulated smoothly. Further, the lubricating oil can be reliably led to both ends of the bearing portion 111b, and the bearing portion 111b can be effectively lubricated and cooled.
  • At least one of the surface of the turbine side housing 120 in contact with the compressor side housing 110 and the surface of the compressor side housing 110 in contact with the turbine side housing 120 has an arc shape centered on the shaft 20 as the cooling water passage 130.
  • An arc-shaped cooling water channel (the compressor-side arc-shaped cooling water channel 131 and the turbine-side arc-shaped cooling water channel 132) is formed.
  • the cooling water passage is formed so as to surround the shaft 20, so that the heat transmitted from the turbine 40 side through the shaft 20 and the heat generated by the rotation of the shaft 20 An increase in temperature of the bearing housing 100 can be effectively suppressed.
  • the lubricating oil passage 140 is subjected to processing for reducing the surface roughness. With such a configuration, the flow resistance of the lubricating oil passage 140 can be reduced, and the mechanical efficiency of the turbocharger 10 can be improved. In addition, since the lubricating oil is less likely to stay, the incidence of oil coking can be reduced.
  • the bearing housing 100 of the turbocharger 10 is the bearing housing 100 of the turbocharger 10 that includes the shaft 20 connecting the turbine 40 and the compressor 30 and rotatably supports the shaft 20.
  • the bearing housing 100 of the turbocharger 10 is divided into a turbine side housing 120 disposed on the turbine 40 side and a compressor side housing 110 disposed on the compressor 30 side, and the compressor side housing 110 is made of an aluminum-based material It is formed by By configuring as described above, by forming the compressor-side housing 110 having a relatively low temperature using an aluminum-based material, weight reduction of the bearing housing 100 can be achieved.
  • a heat sink portion 111c for releasing the heat transferred to the compressor housing 110 is formed on the outer peripheral surface of the compressor housing 110.
  • the turbine side housing 120 is formed of stainless steel.
  • the turbine side housing 120 which becomes comparatively high temperature with stainless steel, a deformation
  • thermally insulating the turbine side housing 120 made of stainless steel it is possible to prevent deformation, damage or the like due to heat of the compressor side housing 110 made of an aluminum-based material.
  • stainless steel has a lower surface roughness than cast iron, lubricating oil is less likely to stay in the turbine side housing 120, and the occurrence rate of oil coking can be reduced.
  • the turbocharger 10 includes a shaft 20 connecting the turbine 40 and the compressor 30, a bearing housing 100 having a bearing portion 111b for rotatably supporting the shaft 20, a shaft 20 and a bearing portion 111b. And the slide bearing 80 interposed therebetween, wherein the bearing portion 111b is formed of an aluminum-based material, the shaft 20 is formed of a steel material, and the slide bearing 80 is a copper-based material Is formed.
  • the inner diameter of the bearing portion 111b formed of an aluminum-based material expands more than the outer diameter of the slide bearing 80 formed of a copper-based material.
  • the amount of lubricating oil interposed between the bearing portion 111 b and the slide bearing 80 can be increased, and whirl vibration can be reduced.
  • the inner diameter of the slide bearing 80 formed of a copper-based material expands more than the outer diameter of the shaft 20 formed of a steel material.
  • the amount of lubricating oil that intervenes with the shaft 20 can be increased, and whirl oscillation can be reduced.
  • the inner diameter of the bearing portion 111b formed of an aluminum-based material has a high thermal conductivity, it effectively absorbs and conducts the heat generated in the bearing portion 111b to lower the temperature of the bearing portion 111b, thereby causing thermal deformation or Damage and the like can be prevented more effectively.
  • the bearing housing 100 is divided into a turbine side housing 120 disposed on the turbine 40 side and a compressor side housing 110 disposed on the compressor 30 side, and the turbine side housing 120 is formed of stainless steel, and a bearing portion 111 b is formed in the compressor side housing 110.
  • the turbine side housing 120 which becomes comparatively high temperature with stainless steel, a deformation
  • thermally insulating the turbine side housing 120 made of stainless steel it is possible to prevent deformation, damage and the like due to heat of the bearing portion 111 b made of an aluminum-based material.
  • a metal gasket 150 is interposed between the turbine side housing 120 and the compressor side housing 110. As described above, by interposing the metal gasket 150 between the turbine side housing 120 and the compressor side housing 110, the heat from the turbine 40 side can be thermally isolated, and the bearing portion 111b formed of an aluminum-based material Deformation and damage due to heat can be prevented more effectively.
  • the heat sink portion 111 c formed in the main body portion 111 of the compressor side housing 110 is a plurality of flat plates (fins), but the present invention is not limited to this. That is, the heat sink portion 111c may have any shape as long as the surface area of the main body portion 111 is increased.
  • the heat sink portion 111c can be formed to have a lobe shape, a spiral shape, a sword shape, a bellows shape or the like.
  • the turbine side housing 120 is formed by sheet metal processing using stainless steel, but the present invention is not limited to this, and for example, can be formed by casting using cast iron It is.
  • the lubricating oil passage 140 is processed to reduce the surface roughness.
  • the present invention is not limited to this, and the cooling water passage 130 may be configured to reduce the surface roughness. It is also possible to apply processing. Thereby, the flow resistance of the cooling water flowing through the cooling water passage 130 can be reduced.
  • the recess 121 a is formed by applying mechanical processing such as cutting processing or grinding processing or pressing processing to the rear surface of the turbine side housing 120.
  • the recess 121 a is formed on the rear surface of the turbine side housing 120 as wide as possible.
  • the recess 121 a is formed on the surface (rear surface) of the turbine housing 120 in contact with the compressor housing 110. With such a configuration, it is possible to make it difficult for the heat of the turbine side housing 120 to be transmitted to the compressor side housing 110.
  • the recess 121a is formed in the turbine side housing 120, but the present invention is not limited to this. That is, a recess is formed on the surface (front surface) of compressor side housing 110 in contact with turbine side housing 120, or a recess is formed on both the rear surface of turbine side housing 120 and the front surface of compressor side housing 110. Is also possible.
  • the present invention is applicable to a bearing housing of a turbocharger provided in an internal combustion engine.

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Description

ターボチャージャーの軸受ハウジング
　本発明は、内燃機関に設けられるターボチャージャーの軸受ハウジングの技術に関する。
　従来、内燃機関に設けられるターボチャージャーの軸受ハウジングの技術は公知となっている。例えば、特開平９－３１０６２０号公報に記載の如くである。
　このターボチャージャーの軸受ハウジングは、排気ガスによって駆動されるタービンと、吸入空気を圧縮するコンプレッサと、を連結するシャフトを回転可能に支持している。このような軸受ハウジングは、鋳鉄を用いた鋳造により製作される。
　しかし、このように鋳鉄を用いて製作された軸受ハウジングは、当該鋳鉄の密度が比較的高いため、軽量化が困難である点で不利であった。
　本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、軽量化を図ることができるターボチャージャーの軸受ハウジングを提供するものである。
　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
　即ち、本発明のターボチャージャーの軸受ハウジングは、タービンとコンプレッサとを連結したシャフトを内包するとともに当該シャフトを回動可能に支持するターボチャージャーの軸受ハウジングであって、当該ターボチャージャーの軸受ハウジングは、前記タービン側に配置されるタービン側ハウジングと、前記コンプレッサ側に配置されるコンプレッサ側ハウジングと、に分割され、前記コンプレッサ側ハウジングはアルミニウム系材料により形成されるものである。
　本発明のターボチャージャーの軸受ハウジングにおいては、前記コンプレッサ側ハウジングの外周面には、当該コンプレッサ側ハウジングに伝達された熱を放出するためのヒートシンク部が形成されるものである。
　本発明のターボチャージャーの軸受ハウジングにおいては、前記タービン側ハウジングはステンレス鋼により形成されるものである。
　本発明のターボチャージャーの軸受ハウジングにおいては、前記タービン側ハウジングの前記コンプレッサ側ハウジングと接触する面及び前記コンプレッサ側ハウジングの前記タービン側ハウジングと接触する面のうち少なくとも一方には、凹部が形成されるものである。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　本発明のターボチャージャーの軸受ハウジングにおいては、比較的低温となるコンプレッサ側ハウジングをアルミニウム系材料により形成することで、軸受ハウジングの軽量化を図ることができる。
　本発明のターボチャージャーの軸受ハウジングにおいては、高温の環境下に配置される軸受ハウジングの温度上昇を抑制することができる。
　本発明のターボチャージャーの軸受ハウジングにおいては、比較的高温となるタービン側ハウジングをステンレス鋼により形成することで、高温による変形や損傷等を防止することができる。また、ステンレス鋼により形成されたタービン側ハウジングによって遮熱することで、アルミニウム系材料で形成されたコンプレッサ側ハウジングの熱による変形や損傷等を防止することができる。また、ステンレス鋼は鋳鉄に比べて表面粗さが低いため、タービン側ハウジングに潤滑油が滞留し難くなり、オイルコーキングの発生率を低減させることができる。
　本発明のターボチャージャーの軸受ハウジングにおいては、タービン側ハウジングの熱をコンプレッサ側ハウジングに伝わり難くすることができる。
本発明の一実施形態に係る軸受ハウジングを具備するターボチャージャーの動作の概要を示した模式図。 同じく、ターボチャージャーの構成を示した側面断面図。 本発明の一実施形態に係る軸受ハウジングを示した斜視図。 コンプレッサ側ハウジングを示した斜視図。 （ａ）同じく、正面図。（ｂ）同じく、底面図。 同じく、背面図。 （ａ）同じく、左側面図。（ｂ）図５（ａ）におけるＡ－Ａ断面を示した図。 （ａ）図５（ａ）におけるＢ－Ｂ断面を示した図。（ｂ）同じく、Ｃ－Ｃ断面を示した図。 タービン側ハウジングを示した斜視図。 （ａ）同じく、正面図。（ｂ）同じく、右側面図。 同じく、背面図。 （ａ）図１０（ａ）におけるＤ－Ｄ断面を示した図。（ｂ）同じく、Ｅ－Ｅ断面を示した図。 （ａ）軸受ハウジングを示した正面図。（ｂ）同じく、底面図。 同じく、左側面図。 図１３（ａ）におけるＦ－Ｆ断面を示した図。 図１３（ａ）におけるＧ－Ｇ断面を示した図。 （ａ）他の実施形態に係るタービン側ハウジングを示した背面図。（ｂ）図１７（ａ）におけるＨ－Ｈ断面を示した図。
　以下の説明においては、図中に記した矢印に従って、前後方向、上下方向及び左右方向をそれぞれ定義する。
　まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る軸受ハウジング１００（図３等を参照）が用いられるターボチャージャー１０の動作の概要について説明する。
　ターボチャージャー１０は、エンジンのシリンダ２に圧縮空気を送り込むものである。空気は吸気通路１を通ってシリンダ２へと供給される。当該空気は、吸気通路１の途中に配置されたエアクリーナ４、ターボチャージャー１０、インタークーラ５、及びスロットルバルブ６を順に通過してシリンダ２へと供給される。この際、ターボチャージャー１０のコンプレッサ３０によって当該空気が圧縮されるため、より多くの空気をシリンダ２内へと送り込むことができる。
　シリンダ２内で燃焼した後の高温の空気（排気）は、排気通路３を通って排出される。この際、当該排気がターボチャージャー１０のタービン４０を回転させ、この回転がコンプレッサ３０に伝達されることで、吸気通路１内の空気を圧縮することができる。
　また、タービン４０の上流側においては、排気通路３が分流され、当該タービン４０を通過しない通路が別途形成される。当該通路はウェイストゲートバルブ７によって開閉可能とされる。また、当該ウェイストゲートバルブ７は、アクチュエータ８によって開閉駆動される。さらに、アクチュエータ８の動作は、電磁バルブ等から構成される負圧発生機構９によって制御される。アクチュエータ８によってウェイストゲートバルブ７を開閉することで、タービン４０へと送られる排気の流量を調節することができる。
　次に、図２を用いて、ターボチャージャー１０の構成の概要について説明する。
　ターボチャージャー１０は、主としてシャフト２０、コンプレッサ３０、タービン４０、軸受ハウジング１００、コンプレッサハウジング６０、タービンハウジング７０、すべり軸受８０、カラーターボシール８１、スラスト軸受８２及びリテーナーシール８３を具備する。
　シャフト２０は、その長手方向を前後方向に向けて配置される。シャフト２０の一端（後端）にはコンプレッサ３０が固定され、シャフト２０の他端（前端）にはタービン４０が固定される。このようにして、シャフト２０はコンプレッサ３０とタービン４０とを連結する。シャフト２０は鉄鋼材料により形成される。
　軸受ハウジング１００は、シャフト２０を内包するとともに当該シャフト２０を回動可能に支持するものである。当該シャフト２０は、軸受ハウジング１００を前後方向に貫通するようにして配置され、コンプレッサ３０は軸受ハウジング１００の後方に、タービン４０は軸受ハウジング１００の前方に、それぞれ配置される。
　コンプレッサハウジング６０は、コンプレッサ３０を内包するものである。コンプレッサハウジング６０は軸受ハウジング１００の後部に固定され、コンプレッサ３０を覆うように形成される。
　タービンハウジング７０は、タービン４０を内包するものである。タービンハウジング７０は軸受ハウジング１００の前部に固定され、タービン４０を覆うように形成される。
　すべり軸受８０は、シャフト２０と軸受ハウジング１００との間に介装され、当該シャフト２０を滑らかに回動させるためのものである。すべり軸受８０は銅系材料により形成される。
　カラーターボシール８１は、すべり軸受８０の後方においてシャフト２０に挿通される。スラスト軸受８２はすべり軸受８０の後方においてカラーターボシール８１に外嵌され、リテーナーシール８３はスラスト軸受８２の後方においてカラーターボシール８１に外嵌される。
　次に、図２から図１６までを用いて、軸受ハウジング１００の構成について説明する。
　軸受ハウジング１００は、主としてコンプレッサ側ハウジング１１０、タービン側ハウジング１２０及び金属ガスケット１５０を具備する。当該コンプレッサ側ハウジング１１０とタービン側ハウジング１２０とを前後方向に並べて固定することで、軸受ハウジング１００が構成される。
　図２から図８までに示すコンプレッサ側ハウジング１１０は、軸受ハウジング１００のうちコンプレッサ３０側の部分を構成する部材である。コンプレッサ側ハウジング１１０は、主として本体部１１１及びフランジ部１１２を具備する。
　本体部１１１は、その軸線を前後方向に向けた略円柱状に形成された部分である。本体部１１１の下部には、前後方向及び左右方向に平行な平面である下面（底面）が形成される。本体部１１１には、Ｏリング溝１１１ａ、軸受部１１１ｂ及びヒートシンク部１１１ｃが形成される。
　Ｏリング溝１１１ａは、本体部１１１の後面の略中央部に形成され、所定の深さを有する凹部である。Ｏリング溝１１１ａの断面（背面視）は略円形状となるように形成される。
　軸受部１１１ｂは、シャフト２０を回動可能に支持する部分である。軸受部１１１ｂは、本体部１１１を前後方向に貫通するように形成された貫通孔により構成される。より詳細には、軸受部１１１ｂは、本体部１１１の前面と後述するスラスト軸受油路１４３ａとを連通するように、かつ前後方向に平行となるように形成される。
　ヒートシンク部１１１ｃは、コンプレッサ側ハウジング１１０に伝達された熱を放出するための部分である。ヒートシンク部１１１ｃは、本体部１１１の外周面（より詳細には、本体部１１１の前後面及び当該本体部１１１の下部に形成された平面以外の面）に形成される。ヒートシンク部１１１ｃは、本体部１１１の外周面に、複数の平板状（フィン状）の部分を並べるようにして形成される。
　フランジ部１１２は、その板面を前後方向に向けた略円板状に形成された部分である。フランジ部１１２は、本体部１１１の後端部外周に当該本体部１１１と一体的に形成される。
　このように構成されたコンプレッサ側ハウジング１１０は、アルミダイキャスト（アルミニウム系材料を用いたダイキャスト）により形成される。
　図２及び図３、並びに図９から図１２までに示すタービン側ハウジング１２０は、軸受ハウジング１００のうちタービン４０側の部分を構成する部材である。タービン側ハウジング１２０は、主としてフランジ部１２１及び肉厚部１２２を具備する。
　フランジ部１２１は、その板面を前後方向に向けた略円板状に形成された部分である。
　肉厚部１２２は、略円板状に形成されたフランジ部１２１の中央部の板厚が、他の部分の板厚よりも厚くなるように形成された部分である。より詳細には、肉厚部１２２はその軸線を前後方向に向けた略円柱状に形成され、フランジ部１２１の前面から前方へと突出するように形成される。当該肉厚部１２２は、フランジ部１２１と一体的に形成される。肉厚部１２２には貫通孔１２２ａが形成される。
　貫通孔１２２ａは、タービン側ハウジング１２０の肉厚部１２２を前後方向に貫通するように形成される。
　このように構成されたタービン側ハウジング１２０は、ステンレス鋼を用いた板金加工により形成される。
　上述の如く構成されたコンプレッサ側ハウジング１１０及びタービン側ハウジング１２０において、図２及び図３、並びに図１３から図１６までに示すように、当該コンプレッサ側ハウジング１１０の前面とタービン側ハウジング１２０の後面とを当接させた状態でボルト等の締結具、または拡散接合などにより締結（固定）することで、軸受ハウジング１００が形成される。
　この際、当該コンプレッサ側ハウジング１１０とタービン側ハウジング１２０との間には、金属製のガスケットである金属ガスケット１５０が介装され、当該コンプレッサ側ハウジング１１０とタービン側ハウジング１２０と間の液密性が保たれる。
　また、軸受ハウジング１００のコンプレッサ側ハウジング１１０に形成される軸受部１１１ｂ内にはすべり軸受８０が挿入され、さらに当該すべり軸受８０内にシャフト２０が挿入される。このようにして、すべり軸受８０はシャフト２０と軸受ハウジング１００（より詳細には軸受部１１１ｂ）との間に介装される。
　このように構成された軸受ハウジング１００を具備するターボチャージャー１０において、タービン４０がエンジンの排気によって回転すると、高温の排気によって軸受ハウジング１００の温度も高温となる。この際、軸受ハウジング１００の中でも排気によって回転するタービン４０に近い部分、すなわちタービン側ハウジング１２０の温度が特に高温となる。本実施形態のタービン側ハウジング１２０はステンレス鋼を用いて形成されているため熱に強く、エンジンの排気による高温に耐えることができる。
　また、軸受ハウジング１００のうちタービン４０に近い部分をステンレス鋼で形成されたタービン側ハウジング１２０で構成することで、当該タービン側ハウジング１２０において排気による熱を遮断（遮熱）し、コンプレッサ側ハウジング１１０へ熱を伝わり難くすることができる。さらに本実施形態の如くコンプレッサ側ハウジング１１０とタービン側ハウジング１２０との間に金属ガスケット１５０を介装することで、当該金属ガスケット１５０においても遮熱することができ、よりコンプレッサ側ハウジング１１０へ熱を伝わり難くすることができる。
　また、軸受ハウジング１００の中でもタービン４０から遠い部分、すなわちコンプレッサ側ハウジング１１０は、タービン側ハウジング１２０による遮熱作用もあるため、当該タービン側ハウジング１２０よりも高温になり難い。従って、本実施形態の如く、コンプレッサ側ハウジング１１０をステンレス鋼よりも比較的熱に弱いアルミニウム系材料を用いて形成することができる。これによって、軸受ハウジング１００の軽量化や加工性の向上を図ることができる。
　さらに、コンプレッサ側ハウジング１１０には、熱を放出し易くするためのヒートシンク部１１１ｃが形成されているため、当該コンプレッサ側ハウジング１１０（ひいては、軸受ハウジング１００）の温度の上昇をより効果的に抑制することができる。
　また、一般的に、すべり軸受を用いて高速で回転する部分（本実施形態においては、コンプレッサ側ハウジング１１０の軸受部１１１ｂにおいて、すべり軸受８０を介してシャフト２０が回動可能に支持されている部分）ではホワール振動が発生する場合がある。ホワール振動が発生すると、当該ホワール振動に起因して騒音（異音）が発生する場合があり、当該ホワール振動を低減させることが重要である。
　本実施形態においては、シャフト２０が高速で回転したりタービン４０側から排気の熱が伝達されたりすることによって軸受部１１１ｂ（より詳細には、軸受部１１１ｂ並びに当該軸受部１１１ｂにおいて支持されているすべり軸受８０及びシャフト２０）の温度が上昇すると、当該軸受部１１１ｂ、すべり軸受８０及びシャフト２０はそれぞれ膨張（熱膨張）する。
　ここで、すべり軸受８０（銅系材料）の熱膨張率はシャフト２０（鉄鋼材料）の熱膨張率よりも大きく、軸受部１１１ｂ（アルミニウム系材料）の熱膨張率はすべり軸受８０（銅系材料）の熱膨張率よりも大きい。このため、すべり軸受８０の内径はシャフト２０の外径よりも大きく膨張し、軸受部１１１ｂの内径はすべり軸受８０の外径よりも大きく膨張する。従って、すべり軸受８０とシャフト２０との間に介在する潤滑油量、及び軸受部１１１ｂとすべり軸受８０との間に介在する潤滑油量がそれぞれ増加し、ホワール振動を低減させることができる。
　また、本実施形態の如く軸受部１１１ｂを熱伝導率の高いアルミニウム系材料で形成することによって、当該軸受部１１１ｂで発生した熱を効果的に吸収及び伝導（例えば、ヒートシンク部１１１ｃから放熱）し、当該軸受部１１１ｂの温度の上昇を抑制することができる。これによって、当該軸受部１１１ｂの熱による変形や損傷等を効果的に防止することができる。
　なお、当該軸受部１１１ｂに潤滑油を供給するための潤滑油路１４０については後述する。
　次に、図２から図８まで、並びに図１１から図１６までを用いて、軸受ハウジング１００に形成される冷却水路１３０及び潤滑油路１４０について説明する。
　冷却水路１３０は、軸受ハウジング１００を冷却するための冷却水を当該軸受ハウジング１００内に供給するためのものである。冷却水路１３０は、主としてコンプレッサ側円弧状冷却水路１３１、タービン側円弧状冷却水路１３２、供給水路１３３及び排出水路１３４を具備する。
　図４から図８までに示すコンプレッサ側円弧状冷却水路１３１は、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の前面に形成される溝である。コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１は、正面視（図５参照）において軸受部１１１ｂを中心とする円形の下部が切り欠かれたような形状（円弧状）となるように形成される。コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１は、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の前面に切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって形成される。
　図１１及び図１２に示すタービン側円弧状冷却水路１３２は、タービン側ハウジング１２０の肉厚部の後面に形成される溝である。タービン側円弧状冷却水路１３２は、背面視（図１１参照）において貫通孔１２２ａを中心とする円形の下部が切り欠かれたような形状（円弧状）となるように形成される。当該タービン側円弧状冷却水路１３２は、コンプレッサ側ハウジング１１０に形成されたコンプレッサ側円弧状冷却水路１３１（図５参照）と重複するような形状となるように形成される。タービン側円弧状冷却水路１３２は、タービン側ハウジング１２０の肉厚部１２２の後面に切削加工や研削加工等の機械加工、又はプレス加工を施すことによって形成される。
　図５及び図８に示す供給水路１３３は、コンプレッサ側ハウジング１１０に形成され、コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１と当該コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面とを連通するものである。より詳細には、供給水路１３３は、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面の右端部近傍と、コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１の右端部と、を連通するように形成される。供給水路１３３は、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の前面（より詳細には、コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１内）及び当該コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面に切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって形成される。
　図５に示す排出水路１３４は、コンプレッサ側ハウジング１１０に形成され、コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１と当該コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面とを連通するものである。より詳細には、排出水路１３４は、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面の左端部近傍と、コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１の左端部と、を連通するように形成される。排出水路１３４は、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の前面（より詳細には、コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１内）及び当該コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面に切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって形成される。
　図３、及び図１３から図１６までに示すように、コンプレッサ側ハウジング１１０とタービン側ハウジング１２０とを締結（固定）すると、供給水路１３３、コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１、タービン側円弧状冷却水路１３２及び排出水路１３４が互いに連通接続され、冷却水路１３０が形成される。
　このように形成された冷却水路１３０において、供給水路１３３を介して軸受ハウジング１００内に冷却水が供給される。当該冷却水は、供給水路１３３からコンプレッサ側円弧状冷却水路１３１の一端部（図５（ａ）における右下端部）及びタービン側円弧状冷却水路１３２の一端部（図１１における右下端部）へと供給される。
　当該冷却水は、当該コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１及びタービン側円弧状冷却水路１３２内を流通し、当該コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１の他端部（図５（ａ）における左下端部）及びタービン側円弧状冷却水路１３２の他端部（図１１における左下端部）へと供給される。この際、コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１及びタービン側円弧状冷却水路１３２は、軸受部１１１ｂ及び貫通孔１２２ａ（すなわち、シャフト２０）を中心とした円弧状となるように形成されている。従って、当該シャフト２０を介してタービン４０側から伝達される熱や当該シャフト２０が回転することによって発生する熱を効果的に冷却することができる。
　当該冷却水は、当該コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１の他端部及びタービン側円弧状冷却水路１３２の他端部から排出水路１３４へと供給される。当該冷却水は、排出水路１３４から軸受ハウジング１００の外部へと排出される。
　このように、冷却水路１３０内に冷却水を循環させることで、軸受ハウジング１００の温度が上昇するのを効果的に抑制することができる。
　潤滑油路１４０は、軸受ハウジング１００とシャフト２０との摺動部を潤滑するための潤滑油を当該軸受ハウジング１００内に供給するためのものである。潤滑油路１４０は、主として軸受部１１１ｂ、第一潤滑油路１４２及び第二潤滑油路１４３を具備する。
　図４から図８までに示す軸受部１１１ｂは、前述の如くコンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１を前後方向に貫通するように形成された貫通孔である。軸受部１１１ｂは、シャフト２０を回動可能に支持する部分であると共に、潤滑油路１４０の一部を構成する部分でもある。軸受部１１１ｂは、コンプレッサ側ハウジング１１０の前面又は後面（より詳細には、後述するスラスト軸受油路１４３ａ内）から切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって形成される。
　図４、図７及び図８に示す第一潤滑油路１４２は、軸受ハウジング１００の上面と軸受部１１１ｂとを連通するものである。より詳細には、第一潤滑油路１４２は、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の上面（上部）の略中央部と、軸受部１１１ｂの前後略中央部と、を連通するように形成される。第一潤滑油路１４２は、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の上面（上部）に切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって形成される。
　第一潤滑油路１４２の中途部からは、コンプレッサ側分岐油路１４２ａが分岐するように形成される。コンプレッサ側分岐油路１４２ａは、第一潤滑油路１４２の上下中途部と、後述するスラスト軸受油路１４３ａと、を連通する。コンプレッサ側分岐油路１４２ａは、後述するスラスト軸受油路１４３ａに切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって形成される。
　図４から図７まで、並びに図１１及び図１２に示す第二潤滑油路１４３は、軸受ハウジング１００の下面と軸受部１１１ｂとを連通するものである。第二潤滑油路１４３は、主としてスラスト軸受油路１４３ａ、コンプレッサ側横油路１４３ｂ、タービン側縦油路１４３ｃ及び排出油路１４３ｄを具備する。
　図６及び図７に示すスラスト軸受油路１４３ａは、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１に形成されたＯリング溝１１１ａの内側（本体部１１１の後部）を縦方向に切り欠いて形成される溝である。より詳細には、スラスト軸受油路１４３ａは、本体部１１１の後部の略中央部（軸受部１１１ｂの後端部（コンプレッサ３０側端部））から下部に亘って、当該本体部１１１を前方向に深く切り欠くようにして形成される。スラスト軸受油路１４３ａは、コンプレッサ側ハウジング１１０の後面（より詳細には、Ｏリング溝１１１ａの内側）に切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって形成される。
　図４から図７までに示すコンプレッサ側横油路１４３ｂは、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１を前後方向に貫通するように形成される貫通孔である。より詳細には、コンプレッサ側横油路１４３ｂは、本体部１１１の前面とスラスト軸受油路１４３ａとを連通するように、かつ軸受部１１１ｂに平行となるように当該軸受部１１１ｂの下方に形成される。コンプレッサ側横油路１４３ｂは、コンプレッサ側ハウジング１１０の前面又は後面（より詳細には、スラスト軸受油路１４３ａ内）から切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって、又は型により鋳抜かれることによって形成される。
　図１１及び図１２に示すタービン側縦油路１４３ｃは、タービン側ハウジング１２０の肉厚部１２２の後面を縦方向に切り欠いて形成される溝である。より詳細には、タービン側縦油路１４３ｃは、肉厚部１２２の後面の略中央部（貫通孔１２２ａ）から下部に亘って形成される。タービン側縦油路１４３ｃは、タービン側ハウジング１２０の後面に切削加工や研削加工等の機械加工、又はプレス加工を施すことによって形成される。
　図５及び図７に示す排出油路１４３ｄは、コンプレッサ側ハウジング１１０に形成され、コンプレッサ側横油路１４３ｂと当該コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面とを連通するものである。より詳細には、排出油路１４３ｄは、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面の左右中央部と、コンプレッサ側横油路１４３ｂの前後略中央部と、を連通するように形成される。排出油路１４３ｄは、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面に切削加工や研削加工等の機械加工を施すことによって形成される。
　図３、及び図１３から図１６までに示すように、コンプレッサ側ハウジング１１０とタービン側ハウジング１２０とを締結（固定）すると、スラスト軸受油路１４３ａ、コンプレッサ側横油路１４３ｂ、タービン側縦油路１４３ｃ及び排出油路１４３ｄが互いに連通接続され、第二潤滑油路１４３が形成される。また、第一潤滑油路１４２、軸受部１１１ｂ及び第二潤滑油路１４３によって潤滑油路１４０が形成される。
　本実施形態に係る潤滑油路１４０には、当該潤滑油路１４０の表面粗さを小さくするための加工（例えば、精密研削加工やコーティング加工等）が施される。
　このように形成された潤滑油路１４０において、第一潤滑油路１４２を介して軸受ハウジング１００（コンプレッサ側ハウジング１１０）の上面から当該軸受ハウジング１００内に潤滑油が供給される。当該潤滑油は、第一潤滑油路１４２内を下方へと流通し、軸受部１１１ｂへと供給される。また、当該第一潤滑油路１４２内を流通する潤滑油の一部は、コンプレッサ側分岐油路１４２ａを介してコンプレッサ側ハウジング１１０のスラスト軸受油路１４３ａへと供給される。
　軸受部１１１ｂへと供給された潤滑油は、当該軸受部１１１ｂとすべり軸受８０との間に流通し、当該すべり軸受８０の振動を減衰する。また、当該潤滑油は、すべり軸受８０の外周面に適宜形成された貫通孔から当該すべり軸受８０の内側に流通する。当該潤滑油は、すべり軸受８０とシャフト２０との間に流通し、当該すべり軸受８０とシャフト２０との相対回転を潤滑すると共に軸受部の冷却を行う。。
　軸受部１１１ｂ、すべり軸受８０及びシャフト２０を潤滑した潤滑油は、軸受部１１１ｂの前端部（タービン４０側端部）又は後端部（コンプレッサ３０側端部）へと流通し、スラスト軸受油路１４３ａ又はタービン側縦油路１４３ｃのいずれか一方を介してコンプレッサ側横油路１４３ｂへと供給される。コンプレッサ側横油路１４３ｂへと供給された潤滑油は、排出油路１４３ｄを介してコンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１の底面から軸受ハウジング１００の外部へと排出される。
　このように、潤滑油を軸受ハウジング１００の上面から軸受部１１１ｂを介して当該軸受ハウジング１００の下面（本体部１１１の底面）へと流通させることで、当該潤滑油を重力に従って円滑に流通させることができる。また、軸受部１１１ｂの前端及び後端から潤滑油を排出することで、当該潤滑油を円滑に循環させると共に、当該潤滑油を軸受部１１１ｂの前端から後端まで確実に導くことができる。
　以上の如く、本実施形態に係るターボチャージャー１０の軸受ハウジング１００は、タービン４０とコンプレッサ３０とを連結したシャフト２０を内包するとともに当該シャフト２０を回動可能に支持するターボチャージャー１０の軸受ハウジング１００であって、当該ターボチャージャー１０の軸受ハウジング１００は、タービン４０側に配置されるタービン側ハウジング１２０と、コンプレッサ３０側に配置されるコンプレッサ側ハウジング１１０と、に分割され、冷却水を供給するための冷却水路１３０及び潤滑油を供給するための潤滑油路１４０は、タービン側ハウジング１２０及びコンプレッサ側ハウジング１１０に機械加工を施すことで形成されるものである。
　このように構成することにより、軸受ハウジング１００に形成される冷却水路１３０及び潤滑油路１４０は機械加工によって形成されるため、当該軸受ハウジング１００を鋳造によって作成する場合に中子を用いる必要が無くなり、コストの削減を図ることができる。また、鋳造する段階で砂中子による冷却水路１３０及び潤滑油路１４０を形成する必要が無くなるため、当該冷却水路１３０及び潤滑油路１４０内に砂中子の鋳砂が残留しているか否かを検査する必要が無くなる。また、軸受ハウジング１００を２つの部材に分割することで、冷却水路１３０及び潤滑油路１４０の加工性を向上させる（機械加工を施し易くする）ことができる。
　また、潤滑油路１４０は、シャフト２０が挿通されるとともに当該シャフト２０を回動可能に支持する貫通孔である軸受部１１１ｂと、当該軸受ハウジング１００の上面と軸受部１１１ｂとを連通する第一潤滑油路１４２と、当該軸受ハウジング１００の下面と軸受部１１１ｂとを連通する第二潤滑油路１４３と、を含むものである。
　このように構成することにより、潤滑油路１４０の形状を簡素化することができ、ひいては潤滑油路１４０の加工性を向上させることができる。また、潤滑油を第一潤滑油路１４２を介して軸受ハウジング１００内に供給することによって、当該潤滑油は重力に従って第一潤滑油路１４２、軸受部１１１ｂ、第二潤滑油路１４３の順に流通することになり、当該潤滑油を円滑に循環させることができる。
　また、第二潤滑油路１４３は、軸受部１１１ｂのコンプレッサ３０側端部及びタービン４０側端部と、当該軸受ハウジング１００の下面と、をそれぞれ連通するように形成されるものである。
　このように構成することにより、軸受部１１１ｂの両端部から、軸受ハウジング１００の下方へと潤滑油を排出することができ、当該潤滑油を円滑に循環させることができる。また、潤滑油を軸受部１１１ｂの両端へと確実に導くことができ、当該軸受部１１１ｂを効果的に潤滑及び冷却することができる。
　また、タービン側ハウジング１２０のコンプレッサ側ハウジング１１０と接触する面及びコンプレッサ側ハウジング１１０のタービン側ハウジング１２０と接触する面のうち少なくとも一方には、冷却水路１３０として、シャフト２０を中心とした円弧状の円弧状冷却水路（コンプレッサ側円弧状冷却水路１３１及びタービン側円弧状冷却水路１３２）が形成されるものである。
　このように構成することにより、シャフト２０の周囲を囲むように冷却水路を形成することによって、当該シャフト２０を介してタービン４０側から伝達される熱やシャフト２０が回転することによって発生する熱によって軸受ハウジング１００の温度が上昇するのを効果的に抑制することができる。
　また、潤滑油路１４０には、表面粗さを小さくするための加工が施されるものである。
　このように構成することにより、潤滑油路１４０の流動抵抗を低減することができ、ひいてはターボチャージャー１０の機械効率の向上を図ることができる。また、潤滑油が滞留し難くなるため、オイルコーキングの発生率を低減させることができる。
　また、本実施形態に係るターボチャージャー１０の軸受ハウジング１００は、タービン４０とコンプレッサ３０とを連結したシャフト２０を内包するとともに当該シャフト２０を回動可能に支持するターボチャージャー１０の軸受ハウジング１００であって、当該ターボチャージャー１０の軸受ハウジング１００は、タービン４０側に配置されるタービン側ハウジング１２０と、コンプレッサ３０側に配置されるコンプレッサ側ハウジング１１０と、に分割され、コンプレッサ側ハウジング１１０はアルミニウム系材料により形成されるものである。
　このように構成することにより、比較的低温となるコンプレッサ側ハウジング１１０をアルミニウム系材料により形成することで、軸受ハウジング１００の軽量化を図ることができる。
　また、コンプレッサ側ハウジング１１０の外周面には、当該コンプレッサ側ハウジング１１０に伝達された熱を放出するためのヒートシンク部１１１ｃが形成されるものである。
　このように構成することにより、高温の環境下に配置される（具体的には、エンジンの排気の熱や、シャフト２０の回転によって発生する熱が伝達される）軸受ハウジング１００の温度上昇を抑制することができる。
　また、タービン側ハウジング１２０はステンレス鋼により形成されるものである。
　このように、比較的高温となるタービン側ハウジング１２０をステンレス鋼により形成することで、高温による変形や損傷等を防止することができる。また、ステンレス鋼により形成されたタービン側ハウジング１２０によって遮熱することで、アルミニウム系材料で形成されたコンプレッサ側ハウジング１１０の熱による変形や損傷等を防止することができる。また、ステンレス鋼は鋳鉄に比べて表面粗さが低いため、タービン側ハウジング１２０に潤滑油が滞留し難くなり、オイルコーキングの発生率を低減させることができる。
　また、本実施形態に係るターボチャージャー１０は、タービン４０とコンプレッサ３０とを連結したシャフト２０と、シャフト２０を回動可能に支持する軸受部１１１ｂを有する軸受ハウジング１００と、シャフト２０と軸受部１１１ｂとの間に介装されるすべり軸受８０と、を具備するターボチャージャー１０であって、軸受部１１１ｂはアルミニウム系材料で形成され、シャフト２０は鉄鋼材料で形成され、すべり軸受８０は銅系材料で形成されるものである。
　このように構成することにより、軸受部１１１ｂの温度が上昇した場合、アルミニウム系材料で形成された軸受部１１１ｂの内径が銅系材料で形成されたすべり軸受８０の外径よりも大きく膨張するため、当該軸受部１１１ｂとすべり軸受８０との間に介在する潤滑油量が増加し、ホワール振動を低減させることができる。また同様に、軸受部１１１ｂの温度が上昇した場合、銅系材料で形成されたすべり軸受８０の内径が鉄鋼材料で形成されたシャフト２０の外径よりも大きく膨張するため、当該すべり軸受８０とシャフト２０との間に介在する潤滑油量が増加し、ホワール振動を低減させることができる。また、アルミニウム系材料で形成された軸受部１１１ｂ内径は熱伝導率が高いため、軸受部１１１ｂで発生した熱を効果的に吸収・伝導し、軸受部１１１ｂの温度を下げる事で熱による変形や損傷等をより効果的に防止できる。
　また、軸受ハウジング１００は、タービン４０側に配置されるタービン側ハウジング１２０と、コンプレッサ３０側に配置されるコンプレッサ側ハウジング１１０と、に分割され、タービン側ハウジング１２０はステンレス鋼により形成され、軸受部１１１ｂはコンプレッサ側ハウジング１１０に形成されるものである。
　このように、比較的高温となるタービン側ハウジング１２０をステンレス鋼により形成することで、高温による変形や損傷等を防止することができる。また、ステンレス鋼により形成された当該タービン側ハウジング１２０によって遮熱することで、アルミニウム系材料で形成された軸受部１１１ｂの熱による変形や損傷等を防止することができる。
　また、タービン側ハウジング１２０とコンプレッサ側ハウジング１１０との間には、金属ガスケット１５０が介装されるものである。
　このように、金属ガスケット１５０をタービン側ハウジング１２０とコンプレッサ側ハウジング１１０との間に介在させることによって、タービン４０側からの熱を遮熱することができ、アルミニウム系材料で形成された軸受部１１１ｂの熱による変形や損傷等をより効果的に防止することができる。
　なお、本実施形態において、コンプレッサ側ハウジング１１０の本体部１１１に形成されるヒートシンク部１１１ｃは複数の平板状（フィン状）であるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、ヒートシンク部１１１ｃは、当該本体部１１１の表面積を増やすような形状であれば良く、例えばローブ形状、螺旋状、剣山状、蛇腹状等となるように形成することも可能である。
　また、本実施形態において、タービン側ハウジング１２０はステンレス鋼を用いた板金加工により形成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば鋳鉄を用いた鋳造により形成することも可能である。
　また、本実施形態において、潤滑油路１４０に表面粗さを小さくするための加工を施すものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、冷却水路１３０に表面粗さを小さくするための加工を施すことも可能である。これによって、当該冷却水路１３０を流通する冷却水の流動抵抗を低減することができる。
　なお、他の実施形態として、図１７に示すように、タービン側ハウジング１２０に凹部１２１ａを形成することも可能である。
　凹部１２１ａは、タービン側ハウジング１２０の後面に切削加工や研削加工等の機械加工又はプレス加工を施すことによって形成される。凹部１２１ａは、タービン側ハウジング１２０の後面に、可能な限り広い範囲に亘って形成される。
　このように構成されたタービン側ハウジング１２０の後面と、コンプレッサ側ハウジング１１０（図４から図８まで参照）の前面と、を当接させた状態で互いに固定すると、当該タービン側ハウジング１２０の後面には凹部１２１ａが形成されているため、当該タービン側ハウジング１２０とコンプレッサ側ハウジング１１０との接触面積が減少する。これによって、タービン側ハウジング１２０が高温になっても、その熱がコンプレッサ側ハウジング１１０へと伝わり難くすることができ、ひいては当該コンプレッサ側ハウジング１１０の高温による変形や損傷等を防止することができる。さらに、凹部１２１ａ内には空気が介在する空間が形成されるため、当該空間（空気の層）によって、よりコンプレッサ側ハウジング１１０へと熱が伝わり難くすることができる。
　以上の如く、本実施形態に係るターボチャージャー１０の軸受ハウジング１００は、タービン側ハウジング１２０のコンプレッサ側ハウジング１１０と接触する面（後面）には、凹部１２１ａが形成されるものである。
　このように構成することにより、タービン側ハウジング１２０の熱をコンプレッサ側ハウジング１１０に伝わり難くすることができる。
　なお、本実施形態においては、タービン側ハウジング１２０に凹部１２１ａが形成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、コンプレッサ側ハウジング１１０のタービン側ハウジング１２０と接触する面（前面）に凹部を形成する構成や、タービン側ハウジング１２０の後面及びコンプレッサ側ハウジング１１０の前面の両方に凹部を形成する構成とすることも可能である。
　本発明は、内燃機関に設けられるターボチャージャーの軸受ハウジングに利用可能である。
　２０　　　シャフト
　３０　　　コンプレッサ
　４０　　　タービン
　８０　　　すべり軸受
　１００　　軸受ハウジング
　１１０　　コンプレッサ側ハウジング
　１１１ｂ　軸受部
　１１１ｃ　ヒートシンク部
　１２０　　タービン側ハウジング
　１３０　　冷却水路
　１３１　　コンプレッサ側円弧状冷却水路
　１３２　　タービン側円弧状冷却水路
　１４０　　潤滑油路
　１４２　　第一潤滑油路
　１４３　　第二潤滑油路
　１５０　　金属ガスケット

Claims (4)

  1. 　タービンとコンプレッサとを連結したシャフトを内包するとともに当該シャフトを回動可能に支持するターボチャージャーの軸受ハウジングであって、
    　当該ターボチャージャーの軸受ハウジングは、
    　前記タービン側に配置されるタービン側ハウジングと、
    　前記コンプレッサ側に配置されるコンプレッサ側ハウジングと、
    　に分割され、
    　前記コンプレッサ側ハウジングはアルミニウム系材料により形成される、
    　ターボチャージャーの軸受ハウジング。
  2. 　前記コンプレッサ側ハウジングの外周面には、当該コンプレッサ側ハウジングに伝達された熱を放出するためのヒートシンク部が形成される、
    　請求項１に記載のターボチャージャーの軸受ハウジング。
  3. 　前記タービン側ハウジングはステンレス鋼により形成される、
    　請求項１又は請求項２に記載のターボチャージャーの軸受ハウジング。
  4. 　前記タービン側ハウジングの前記コンプレッサ側ハウジングと接触する面及び前記コンプレッサ側ハウジングの前記タービン側ハウジングと接触する面のうち少なくとも一方には、凹部が形成される、
    　請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のターボチャージャーの軸受ハウジング。
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