JP5277901B2 - Lubricating oil seal structure for vehicle turbocharger - Google Patents
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Description
本発明は、コンプレッサ側へ漏れる潤滑油の漏れ量を低減する車両用過給機の潤滑油シール構造に関する。 The present invention relates to a lubricating oil seal structure for a supercharger for a vehicle that reduces the amount of lubricating oil leaking to the compressor side.
圧縮機により密度を高めた空気を機関(エンジン)に供給することを過給(supercharging)といい、このうち排気エネルギにより圧縮機の駆動仕事をまかなうものを排気タービン過給機(exhaust gas turbocharger)と呼ぶ。 Supplying air whose density has been increased by the compressor to the engine is called supercharging, and among these, the exhaust gas turbocharger is used to cover the driving work of the compressor by exhaust energy. Call it.
排気タービン過給機は、一般的に、軸受ユニットを挟んで配置された圧縮機(コンプレッサ)とタービンからなり、圧縮機はコンプレッサインペラを、タービンはタービンインペラをそれぞれ内蔵する。コンプレッサインペラとタービンインペラは、軸受ユニットで支持された連結軸(シャフト)で互いに連結されており、エンジンの排ガスでタービンインペラを回転駆動し、この回転力を連結軸によりコンプレッサインペラに伝達し、コンプレッサインペラで空気を圧縮してエンジンに過給するようになっている。
以下、排気タービン過給機を単に「過給機」と呼ぶ。
An exhaust turbine supercharger generally includes a compressor (compressor) and a turbine disposed with a bearing unit interposed therebetween, and the compressor incorporates a compressor impeller and the turbine incorporates a turbine impeller. The compressor impeller and the turbine impeller are connected to each other by a connecting shaft (shaft) supported by a bearing unit. The turbine impeller is rotationally driven by engine exhaust gas, and this rotational force is transmitted to the compressor impeller by the connecting shaft. The impeller compresses air and supercharges the engine.
Hereinafter, the exhaust turbine supercharger is simply referred to as “supercharger”.
自動車等に搭載する車両用過給機では、軸受ユニットを潤滑する潤滑油が過給空気に混入するとエンジン性能が低下し、かつ排気ガスが汚染するおそれがある。そこで、車両用過給機のオイルシール性能を向上し、油漏れを防止する手段として、種々のシール構造が従来から提案されている(例えば、特許文献1〜4)。
In a supercharger for a vehicle mounted on an automobile or the like, if lubricating oil that lubricates the bearing unit is mixed into the supercharged air, the engine performance may deteriorate and the exhaust gas may be contaminated. Therefore, various seal structures have been conventionally proposed as means for improving the oil seal performance of a vehicle supercharger and preventing oil leakage (for example,
特許文献1は、図6に示すように、排気ガスタービン過給機のタービン側の潤滑油シールを行うタービン側油ラビリンス7の途中に外部へ通じる放風孔50を設け、この放風孔50を通してタービン側のシール空気を外部へ放風することによりタービン側のシール空気がシール空間となる軸受台55等に多く入り込まないようにし、同軸受台55等の内部からコンプレッサ側への潤滑油ミストの漏洩を防止するようにしたものである。
なおこの図において、53はタービンディスク、54はロータ軸、57はタービン側油ラビリンス、58はタービン背面である。
As shown in FIG. 6,
In this figure, 53 is a turbine disk, 54 is a rotor shaft, 57 is a turbine side oil labyrinth, and 58 is a turbine rear surface.
特許文献2は、図7に示すように、転がり軸受64,65と油膜緩衝層68に潤滑油を供給する給油通路62と、転がり軸受64,65と油膜緩衝層68から流出する潤滑油を回収するオイル回収室63と、ベアリングハウジング61とタービン軸63の間に介装されるシールリング69とを備えるターボチャージャの軸受装置において、ベアリングハウジング61に転がり軸受65とシールリング69の間に位置して凹状に窪むオイル回収溝66を形成するものである。
In Patent Document 2, as shown in FIG. 7, an
特許文献3は、図8に示すように、排気ガスのガス流によりタービンを回転し、タービンと同回転軸上に設けられたコンプレッサ73を回転することで、吸入空気を圧縮して送給する過給機において、回転軸71の軸受に供給される潤滑油が過給機外部に漏出しないよう、回転軸回りに対峙する軸受サポート72にラビリンスフィン76を設けると共に、ラビリンスフィンの内側に位置した回転軸上のスリーブ77外周に同回転軸表面を伝わってきた潤滑油を同回転軸の回転による遠心力により外方へ振り飛ばし得るフィン78を一体形成するものである。
In Patent Document 3, as shown in FIG. 8, the turbine is rotated by the gas flow of the exhaust gas, and the
特許文献4は、図9に示すように、タービン軸81に作用するスラスト力を回転可能に支持するスラスト軸受80を備える。スラスト軸受80は、タービン軸と共に回転する円板状のスラストカラー82と、スラストカラーの軸方向移動を阻止するタービン側スラストベアリング84及びコンプレッサ側スラストベアリング86とからなる。コンプレッサ側スラストベアリング86は、スラストカラーと接する表面にハウジング内から潤滑油を供給する油供給流路86aと、タービン軸が貫通する中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝86bと、この凹溝内に溜まる潤滑油を下方に落下させる油排出流路86cとを有するものである。
As shown in FIG. 9, Patent Document 4 includes a thrust bearing 80 that rotatably supports a thrust force acting on the
上述した従来の潤滑油シール構造は、要約すると、特許文献1はラビリンスシールを用いたもの、特許文献2はオイル回収溝を設けたもの、特許文献3はラビリンスシールと遠心力を利用するフィンを用いたもの、特許文献4はコンプレッサ側のスラストベアリングに内周溝と油排出流路を設けたものである。
The conventional lubricating oil seal structure described above can be summarized as follows:
しかし、これらの潤滑油シール構造は、以下の問題点があった。
(1)特許文献1の構造は、ラビリンスシールを設置するスペースが必要となる。また、形状が複雑であるため、加工が困難であり、製造コストが高い。
(2)特許文献2の構造は、オイル回収溝を設けるスペースが必要となる。
(3)特許文献3の構造は、ラビリンスシール設置のスペースが必要となる。また、形状が複雑であるため、加工が困難であり、製造コストが高い。
(4)特許文献4の構造は、スラストベアリングの厚さに制約があるため、排出流路面積が限られてしまう。また、排出流路形状が不明確である。
However, these lubricating oil seal structures have the following problems.
(1) The structure of
(2) The structure of Patent Document 2 requires a space for providing an oil recovery groove.
(3) The structure of Patent Document 3 requires a space for installing a labyrinth seal. Moreover, since the shape is complicated, it is difficult to process and the manufacturing cost is high.
(4) Since the structure of Patent Document 4 is limited in the thickness of the thrust bearing, the discharge channel area is limited. Further, the shape of the discharge channel is unclear.
本発明は上述した従来の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、設置スペースを拡大することなく、スラストベアリングからの排出流路面積を増大させ、かつコンプレッサ側へ漏れる潤滑油の漏れ量を低減することができる車両用過給機の潤滑油シール構造を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-described conventional problems. That is, an object of the present invention is to provide a vehicular supercharger capable of increasing the discharge flow passage area from the thrust bearing and reducing the amount of lubricating oil leaking to the compressor side without increasing the installation space. It is to provide a lubricating oil seal structure.
本発明によれば、タービンインペラを一端に有するタービン軸と、タービン軸で回転駆動されるコンプレッサインペラと、タービン軸を回転可能に支持するベアリングハウジングとを備えた車両用過給機の潤滑油シール構造であって、
タービン軸に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持するスラスト支持面を有するハウジング側表面とベアリングハウジング内の潤滑油排出口に連通するコンプレッサ側裏面とを有する平板状のコンプレッサ側スラストベアリングを備え、
該コンプレッサ側スラストベアリングは、タービン軸が貫通する中空貫通孔と油排出凹溝と油供給凹溝を有し、
該油排出凹溝は、スラスト支持面を円弧状に囲む円弧状凹溝とこれと連通する下部凹溝とからなり、該下部凹溝はベアリングハウジング内の潤滑油排出口に連通しており、
さらに、油供給凹溝からスラスト支持面の複数箇所に潤滑油を供給する複数の油供給流路と、中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝から油排出凹溝に潤滑油を排出する複数の油排出流路とを有する、ことを特徴とする車両用過給機の潤滑油シール構造が提供される。
According to the present invention, a lubricating oil seal for a supercharger for a vehicle comprising a turbine shaft having a turbine impeller at one end, a compressor impeller that is rotationally driven by the turbine shaft, and a bearing housing that rotatably supports the turbine shaft. Structure,
A flat compressor-side thrust bearing having a housing-side surface having a thrust support surface that rotatably supports a thrust force acting on the turbine shaft acting on the turbine shaft, and a compressor-side back surface communicating with a lubricating oil discharge port in the bearing housing. With
The compressor side thrust bearing has a hollow through hole through which the turbine shaft passes, an oil discharge groove, and an oil supply groove.
The oil discharge groove includes an arc-shaped groove that surrounds the thrust support surface in an arc shape and a lower groove communicating with the groove, and the lower groove communicates with a lubricating oil discharge port in the bearing housing.
Further, the lubricating oil is discharged from a plurality of oil supply passages for supplying the lubricating oil to a plurality of locations on the thrust support surface from the oil supply concave groove and an annular concave groove provided on the inner surface of the hollow through hole to the oil discharge concave groove There is provided a lubricating oil seal structure for a supercharger for a vehicle having a plurality of oil discharge passages.
本発明の好ましい実施形態によれば、前記タービン軸と共に回転する円板状のスラストカラーを備え、
前記ハウジング側表面は、ベアリングハウジングのタービン軸に直交するシール面で液密かつ着脱可能に固定され、
前記スラスト支持面は、中空貫通孔を囲み、前記スラストカラーと当接し、放射状の油溝を有するリング状平面であり、
前記円弧状凹溝は、前記スラスト支持面の放射状油溝と連通しており、
前記油供給凹溝は、前記油排出凹溝を前記シール面を隔てて円弧状に囲み、ベアリングハウジング内の潤滑油供給穴と連通している。
According to a preferred embodiment of the present invention, a disc-shaped thrust collar that rotates together with the turbine shaft is provided.
The housing side surface is fixed in a liquid-tight and detachable manner with a seal surface orthogonal to the turbine axis of the bearing housing,
The thrust support surface is a ring-shaped plane that surrounds the hollow through-hole, contacts the thrust collar, and has a radial oil groove;
The arc-shaped concave groove communicates with the radial oil groove of the thrust support surface,
The oil supply concave groove surrounds the oil discharge concave groove in an arc shape with the seal surface therebetween, and communicates with a lubricating oil supply hole in the bearing housing.
また、前記複数の油供給流路は、前記スラスト支持面に直交し周方向に間隔を隔てた複数の油流出穴と、該油流出穴と前記油供給凹溝とを直結する放射状の斜め貫通穴とからなる。 Further, the plurality of oil supply passages are a plurality of oil outflow holes perpendicular to the thrust support surface and spaced in the circumferential direction, and radial diagonal penetrations directly connecting the oil outflow holes and the oil supply grooves. It consists of a hole.
また、前記複数の油排出流路は、タービン軸から放射状、鉛直、又はタービン軸の回転方向に斜めに延びる。 The plurality of oil discharge passages extend radially, vertically, or obliquely in the rotational direction of the turbine shaft from the turbine shaft.
また、コンプレッサ側スラストベアリングとコンプレッサインペラの間を仕切る固定隔壁と、該固定隔壁とコンプレッサ側スラストベアリングとの間に位置しタービン軸と共に回転する油切り部材と、該油切り部材と固定隔壁との間を液密にシールするシール部材とを有し、
前記油切り部材は、コンプレッサ側スラストベアリングの中空貫通孔より大きく、かつタービン軸にほぼ直交する垂直面を有する。
A fixed partition that partitions the compressor-side thrust bearing and the compressor impeller; an oil draining member that is positioned between the fixed partition and the compressor-side thrust bearing; and that rotates together with the turbine shaft; and And a sealing member that seals the space in a liquid-tight manner,
The oil draining member has a vertical surface that is larger than the hollow through hole of the compressor-side thrust bearing and substantially perpendicular to the turbine shaft.
上記本発明の構成によれば、タービン軸に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持するコンプレッサ側スラストベアリングが、ハウジング側表面とコンプレッサ側裏面を有する平板状部材であるので、ハウジング側表面をベアリングハウジングに液密かつ着脱可能に固定するだけで、設置スペースを拡大することなく、コンプレッサ側スラストベアリングを設置できる。 According to the above configuration of the present invention, the compressor-side thrust bearing that rotatably supports the thrust force acting on the compressor acting on the turbine shaft is a flat member having a housing-side surface and a compressor-side back surface. By simply fixing the surface of the bearing housing in a liquid-tight and detachable manner, the compressor-side thrust bearing can be installed without increasing the installation space.
また、コンプレッサ側スラストベアリングは、油供給凹溝を有し、ベアリングハウジング内の潤滑油供給穴から油供給凹溝に供給された潤滑油は、複数の油供給流路を介してスラスト支持面の複数箇所に供給されるので、スラスト支持面に充分な量の潤滑油を供給できる。 Further, the compressor side thrust bearing has an oil supply groove, and the lubricating oil supplied from the lubricating oil supply hole in the bearing housing to the oil supply groove is formed on the thrust support surface via a plurality of oil supply channels. Since it is supplied to a plurality of locations, a sufficient amount of lubricating oil can be supplied to the thrust support surface.
さらに、スラスト支持面から排出された潤滑油は、スラスト支持面を円弧状に囲む円弧状凹溝を介して、これと連通する下部凹溝に流れるので、スラストベアリングからの排出流路面積を大幅に増大でき、スラスト支持面から排出された潤滑油を円滑にベアリングハウジング内の潤滑油排出口に排出することができる。 Furthermore, since the lubricating oil discharged from the thrust support surface flows through the arc-shaped groove that surrounds the thrust support surface in an arc shape, it flows into the lower groove that communicates with this, greatly increasing the discharge flow path area from the thrust bearing. The lubricating oil discharged from the thrust support surface can be smoothly discharged to the lubricating oil discharge port in the bearing housing.
さらに、タービン軸が貫通する中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝から油排出凹溝に潤滑油を排出する複数の油排出流路を有するので、タービン軸と中空貫通孔の隙間に漏れ出した潤滑油を複数の油排出流路を介して下部凹溝に流すことができる。これにより、タービン軸と中空貫通孔の隙間に漏れ出し、さらに中空貫通孔内面の環状の凹溝を超えて、コンプレッサ側裏面まで漏れ出す潤滑油の漏れ量を大幅に低減することができる。 In addition, since there are a plurality of oil discharge passages for discharging the lubricating oil from the annular groove provided on the inner surface of the hollow through hole through which the turbine shaft passes, to the oil discharge groove, the gap between the turbine shaft and the hollow through hole is provided. The leaked lubricating oil can be flowed into the lower groove through the plurality of oil discharge passages. As a result, the amount of lubricating oil that leaks into the gap between the turbine shaft and the hollow through-hole and further leaks to the compressor-side back surface beyond the annular concave groove on the inner surface of the hollow through-hole can be greatly reduced.
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の潤滑油シール構造を備えた車両用過給機の全体構成図である。この図において、本発明の車両用過給機10は、タービン軸12、コンプレッサインペラ14、およびベアリングハウジング16を備える。なお、この図では、タービンハウジングとコンプレッサハウジングは、図示を省略している。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a vehicular supercharger provided with a lubricating oil seal structure of the present invention. In this figure, a
タービン軸12は、タービンインペラ11を一端(図で左端)に有する。この例において、タービンインペラ11はタービン軸12に一体的に形成されているが、本発明はこれに限定されず、タービンインペラ11を別に取り付ける構成であってもよい。
The
コンプレッサインペラ14は、タービン軸12の他端(図で右端)に軸端ナット15により一体で回転するように連結されている。
The
ベアリングハウジング16は、タービン軸12をラジアル軸受17で回転可能に支持する。また、タービン軸12は、スラスト軸受30により軸方向に移動しないように支持されている。
The bearing
上述した構成により、エンジンの排ガスでタービンインペラ11を回転駆動し、この回転力をタービン軸12を介してコンプレッサインペラ14に伝達し、コンプレッサインペラ14で空気を圧縮してエンジンに過給するようになっている。
With the above-described configuration, the turbine impeller 11 is rotationally driven by the exhaust gas from the engine, and this rotational force is transmitted to the
この図において、スラスト軸受30は、タービン軸12と共に回転する円板状のスラストカラー32と、スラストカラー32の軸方向移動を阻止するタービン側スラストベアリング34及びコンプレッサ側スラストベアリング36とからなる。
In this figure, the
図1において、この車両用過給機は、さらに、固定隔壁26、油切り部材28、及びシール部材29を有する。
固定隔壁26は、この例ではベアリングハウジング16に固定され、コンプレッサ側スラストベアリング36とコンプレッサインペラの間を仕切る隔壁である。
油切り部材28は、固定隔壁26とコンプレッサ側スラストベアリング36との間に位置し、タービン軸12に固定され、タービン軸12と共に回転する。この油切り部材28は、コンプレッサ側スラストベアリング36の中空貫通孔より大きく、かつタービン軸12にほぼ直交する垂直面を有する。
シール部材29は、油切り部材28と固定隔壁26との間を液密にシールする。
In FIG. 1, the vehicle supercharger further includes a fixed
In this example, the fixed
The
The
この構成により、コンプレッサ側スラストベアリング36を超えてコンプレッサ側に流れ、油切り部材28の垂直面まで達した潤滑油を油切り部材28の高速回転による遠心力で半径方向外方に振り飛ばすことができる。
従って、垂直面の軸方向反対側に位置するシール部材29まで達する潤滑油量を大幅に低減することができ、コンプレッサ側のシール部に到達する潤滑油量を減らし、シールの性能を確保し、過給機全体の信頼性を高めることができる。
With this configuration, the lubricating oil that has flowed to the compressor side beyond the compressor-
Accordingly, the amount of lubricating oil reaching the
図2は、本発明の第1実施形態を示す図1のA−A矢視図である。また、図3は、図2のB−O−C線における断面図である。 FIG. 2 is a view taken along the line AA of FIG. 1 showing the first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along line B-O-C in FIG.
図2、図3に示すように、コンプレッサ側スラストベアリング36は、ハウジング側表面36aとコンプレッサ側裏面36bとを有する平板状部品(この例では円板部材)である。
ハウジング側表面36aは、タービン軸12に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持する。また、コンプレッサ側裏面36bは、ベアリングハウジング16内の油排出用キャビティイ16aを介して潤滑油排出口16bに連通する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the compressor-side thrust bearing 36 is a flat plate-like component (in this example, a disk member) having a housing-
The
図2において、コンプレッサ側スラストベアリング36は、タービン軸12が貫通する中空貫通孔36cと、ハウジング側表面36aに設けられたスラスト支持面37、油排出凹溝38、及び油供給凹溝39を有する。
なおこの図で36dは、取付用貫通穴であり、この例では周方向に分散させて4つ設けられている。コンプレッサ側スラストベアリング36は、取付用貫通穴36dを通るボルト(図示せず)により、ベアリングハウジング16にタービン軸に直交するシール面16cに液密かつ着脱可能に固定される。
このシール面16cは、コンプレッサ側スラストベアリング36のハウジング側表面36aのうち、後述する下部凹溝38bより上方部分に設けられている。
In FIG. 2, the compressor side thrust bearing 36 has a hollow through
In this figure,
The
ハウジング側表面36aのスラスト支持面37は、ベアリングハウジング16のシール面16cには接触せず、その代わりにスラストカラー32と当接してその軸方向移動を阻止する面である。
スラスト支持面37は、ハウジング側表面37aとほぼ面一であり、中空貫通孔36cを囲み、放射状の油溝37bを有するリング状平面37aである。この例では4本の放射状油溝37bで周方向に分割された4つのリング状平面37aからなる。
The
The
油排出凹溝38は、スラスト支持面37を円弧状に囲む円弧状凹溝38aとこれと連通する下部凹溝38bとからなる。
円弧状凹溝38aは、スラスト支持面37の放射状油溝37bと連通している。
また下部凹溝38bは、ベアリングハウジング16のシール面16cには接触せず、図1に示すように、ベアリングハウジング16内の油排出用キャビティイ16aを介して潤滑油排出口16bに連通している。
The
The
Further, the lower
油供給凹溝39は、油排出凹溝38の円弧状凹溝38aをシール面16c(すなわちハウジング側表面36a)を隔てて円弧状に囲み、かつベアリングハウジング16内の潤滑油供給穴16dと連通している。
The
図2において、コンプレッサ側スラストベアリング36は、さらに、油供給凹溝39からスラスト支持面37の複数箇所に潤滑油を供給する複数の油供給流路40と、中空貫通孔36cの内面に設けられた環状の凹溝41から油排出凹溝38(下部凹溝38b)に潤滑油を排出する複数の油排出流路42とを有する。
In FIG. 2, the compressor-side thrust bearing 36 is further provided on the inner surfaces of the plurality of
複数(この例では4つ)の油供給流路40は、スラスト支持面37に直交し周方向に間隔を隔てた複数(この例では4つ)の油流出穴40aと、油流出穴40aと油供給凹溝39とを直結する放射状の複数(この例では4つ)の斜め貫通穴40bとからなる。
A plurality (four in this example) of
また複数(この例では3つ)の油排出流路42は、タービン軸12の軸心から放射状に延びる。
A plurality (three in this example) of
図4は、本発明のコンプレッサ側スラストベアリングにおける潤滑油の流れを示す説明図である。図4(A)において、ハウジング側表面36a、スラスト支持面37、およびタービン軸12を異なるピッチの斜線で示す。また、油排出凹溝38(円弧状凹溝38aと下部凹溝38b)と油供給凹溝39を斜線なしで示す。これらの凹溝38,39は、ハウジング側表面36aから内側に凹んだ溝である。さらに、油供給流路40と油排出流路42は細い細線で示している。
図4(A)において、シール面16cは、下部凹溝38bの上端より上方部分であり、この範囲で、ハウジング側表面36aは、ベアリングハウジング16のシール面16cに液密に固定されている。従って、油排出凹溝38と油供給凹溝39は、間に位置するハウジング側表面36a(シール面16c)で液密に仕切られている。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the flow of lubricating oil in the compressor-side thrust bearing of the present invention. In FIG. 4A, the
4A, the
上述した本発明の構成によれば、タービン軸12に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持するコンプレッサ側スラストベアリング36が、ハウジング側表面36aとコンプレッサ側裏面36bを有する平板状部材であるので、ハウジング側表面36aをベアリングハウジング16に液密かつ着脱可能に固定するだけで、設置スペースを拡大することなく、コンプレッサ側スラストベアリング36を設置できる。
According to the configuration of the present invention described above, the compressor-side thrust bearing 36 that rotatably supports the thrust force acting on the compressor side acting on the
また、コンプレッサ側スラストベアリング36は、タービン軸12が貫通する中空貫通孔36cと、ハウジング側表面に設けられたスラスト支持面37、油排出凹溝38、及び油供給凹溝39を有し、ベアリングハウジング16内の潤滑油供給穴16dから油供給凹溝39に供給された潤滑油aは、複数の油供給流路40を介してスラスト支持面37の複数箇所に供給されるので、スラスト支持面17に充分な量の潤滑油bを供給できる。
The compressor side thrust bearing 36 has a hollow through
さらに、スラスト支持面37から排出された潤滑油cは、スラスト支持面37を円弧状に囲む円弧状凹溝38aを介して、これと連通する下部凹溝38bに流れるので、スラストベアリング37からの排出流路面積を大幅に増大でき、スラスト支持面37から排出された潤滑油cを円滑にベアリングハウジング16内の油排出用キャビティイ16aを介して潤滑油排出口16bに排出することができる。
Further, the lubricating oil c discharged from the
さらに、タービン軸12が貫通する中空貫通孔36cの内面に設けられた環状の凹溝41から油排出凹溝38(下部凹溝38b)に潤滑油dを排出する複数の油排出流路42を有するので、タービン軸12と中空貫通孔36cの隙間に漏れ出した潤滑油dを複数の油排出流路42を介して下部凹溝に流すことができる。これにより、タービン軸12と中空貫通孔36cの隙間に漏れ出し、さらに中空貫通孔内面の環状の凹溝41を超えて、コンプレッサ側裏面16bまで漏れ出す潤滑油eの漏れ量を大幅に低減することができる。
Further, a plurality of
図5は、本発明の第2実施形態を示す図1のA−A矢視図である。
この例において、複数(この例では3つ)の油排出流路42は、タービン軸12の軸心から下方に鉛直に延びる。さらに、複数の油排出流路42をタービン軸12の回転方向に斜めに設けてもよい。
これらの構成によっても、タービン軸12と中空貫通孔36cの隙間に漏れ出した潤滑油dを複数の油排出流路42を介して下部凹溝に流すことができる。これにより、タービン軸12と中空貫通孔36cの隙間に漏れ出し、さらに中空貫通孔内面の環状の凹溝41を超えて、コンプレッサ側裏面16bまで漏れ出す潤滑油eの漏れ量を大幅に低減することができる。
FIG. 5 is an AA arrow view of FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
In this example, a plurality (three in this example) of
Also with these configurations, the lubricating oil d leaking into the gap between the
図2に示した本発明のコンプレッサ側スラストベアリング36を従来のコンプレッサ側スラストベアリングとを用いて、コンプレッサ側裏面16bまで漏れ出す潤滑油eの漏れ量を比較した。得られた試験結果を表1に示す。
なお、従来のコンプレッサ側スラストベアリングは、環状の凹溝41と複数の油排出流路42がない点以外は、本発明のコンプレッサ側スラストベアリング36と同一とした。
またこの試験では、実際の運転条件を模擬して、タービン回転数を0.39〜8.8万rpm、潤滑油流量を0.72〜2.00L/minの範囲で10分ずつ保持した。
The amount of leakage of the lubricating oil e leaking to the compressor side
The conventional compressor-side thrust bearing is the same as the compressor-side thrust bearing 36 of the present invention except that the
In this test, the actual operating conditions were simulated, and the turbine rotation speed was kept at 0.39 to 88,000 rpm and the lubricating oil flow rate was kept at 0.72 to 2.00 L / min for 10 minutes.
表1から、本発明により、コンプレッサ側裏面16bまで漏れ出す潤滑油eの漏れ量を従来と比較して95%以上も大幅に低減することができることが確認された。
From Table 1, it was confirmed that the leakage amount of the lubricating oil e leaking to the compressor-side back
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
10 車両用過給機、11 タービンインペラ、12 タービン軸、
14 コンプレッサインペラ、15 軸端ナット、
16 ベアリングハウジング、16a 油排出用キャビティイ、
16b 潤滑油排出口、16c シール面、16d 潤滑油供給穴、
17 ラジアル軸受、
26 固定隔壁、28 油切り部材、29 シール部材、
30 スラスト軸受、32 スラストカラー、
34 タービン側スラストベアリング、
36 コンプレッサ側スラストベアリング、
36a ハウジング側表面、36b コンプレッサ側裏面、
36c 中空貫通孔、36d 取付用貫通穴、
37 スラスト支持面、37a リング状平面、37b 放射状油溝、
38 油排出凹溝、38a 円弧状凹溝、38b 下部凹溝、
39 油供給凹溝、40 油供給流路、40a 油流出穴、
40b 斜め貫通穴、41 環状凹溝、42 油排出流路
10 vehicle turbocharger, 11 turbine impeller, 12 turbine shaft,
14 compressor impeller, 15 shaft end nut,
16 Bearing housing, 16a Cavity for oil discharge,
16b Lubricating oil outlet, 16c Seal surface, 16d Lubricating oil supply hole,
17 radial bearings,
26 fixed partition, 28 oil draining member, 29 sealing member,
30 thrust bearing, 32 thrust collar,
34 Turbine side thrust bearing,
36 Compressor side thrust bearing,
36a housing side surface, 36b compressor side back surface,
36c hollow through hole, 36d through hole for mounting,
37 Thrust support surface, 37a Ring-shaped plane, 37b Radial oil groove,
38 oil discharge groove, 38a arc-shaped groove, 38b lower groove,
39 Oil supply groove, 40 Oil supply flow path, 40a Oil outflow hole,
40b oblique through hole, 41 annular groove, 42 oil discharge channel
Claims (5)
タービン軸に作用するコンプレッサ側へのスラスト力を回転可能に支持するスラスト支持面を有するハウジング側表面とベアリングハウジング内の潤滑油排出口に連通するコンプレッサ側裏面とを有する平板状のコンプレッサ側スラストベアリングを備え、
該コンプレッサ側スラストベアリングは、タービン軸が貫通する中空貫通孔と油排出凹溝と油供給凹溝を有し、
該油排出凹溝は、前記コンプレッサ側スラストベアリングの内部に形成されており、
前記油排出凹溝は、前記スラスト支持面を円弧状に囲む円弧状凹溝とこれと連通する下部凹溝とからなり、前記円弧状凹溝は、タービン軸の回転方向における全体が、タービン軸側に開口し、前記下部凹溝はベアリングハウジング内の潤滑油排出口に連通しており、
さらに、油供給凹溝から前記スラスト支持面の複数箇所に潤滑油を供給する複数の油供給流路と、中空貫通孔の内面に設けられた環状の凹溝から前記油排出凹溝に潤滑油を排出する複数の油排出流路とを有し、
前記スラスト支持面から排出された潤滑油が、前記円弧状凹溝を介して前記下部凹溝に流れるようになっている、ことを特徴とする車両用過給機の潤滑油シール構造。 A lubricating oil seal structure for a supercharger for a vehicle comprising a turbine shaft having a turbine impeller at one end, a compressor impeller that is driven to rotate by the turbine shaft, and a bearing housing that rotatably supports the turbine shaft,
A flat compressor-side thrust bearing having a housing-side surface having a thrust support surface that rotatably supports a thrust force acting on the turbine shaft acting on the turbine shaft, and a compressor-side back surface communicating with a lubricating oil discharge port in the bearing housing. With
The compressor side thrust bearing has a hollow through hole through which the turbine shaft passes, an oil discharge groove, and an oil supply groove.
The oil discharge groove is formed in the compressor side thrust bearing,
The oil discharge groove includes an arcuate groove surrounding the thrust support surface in an arcuate shape and a lower groove communicating with the arcuate groove, and the arcuate groove is entirely formed in the turbine shaft rotation direction. Open to the side, and the lower groove communicates with a lubricating oil discharge port in the bearing housing,
Additionally, lubricating oil and from said oil supply groove thrust support surface a plurality of oil supply passages for supplying lubricating oil to a plurality of locations of the concave groove of the annular provided on the inner surface of the hollow through hole in the oil discharge groove have a plurality of oil discharge passage for discharging,
A lubricating oil seal structure for a supercharger for a vehicle , wherein the lubricating oil discharged from the thrust support surface flows into the lower concave groove through the arc-shaped concave groove .
前記ハウジング側表面は、ベアリングハウジングのタービン軸に直交するシール面で液密かつ着脱可能に固定され、
前記スラスト支持面は、中空貫通孔を囲み、前記スラストカラーと当接し、放射状の油溝を有するリング状平面であり、
前記円弧状凹溝は、前記スラスト支持面の放射状油溝と連通しており、
前記油供給凹溝は、前記油排出凹溝を前記シール面を隔てて円弧状に囲み、ベアリングハウジング内の潤滑油供給穴と連通している、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用過給機の潤滑油シール構造。 A disc-shaped thrust collar that rotates with the turbine shaft;
The housing side surface is fixed in a liquid-tight and detachable manner with a seal surface orthogonal to the turbine axis of the bearing housing,
The thrust support surface is a ring-shaped plane that surrounds the hollow through-hole, contacts the thrust collar, and has a radial oil groove;
The arc-shaped concave groove communicates with the radial oil groove of the thrust support surface,
2. The vehicle according to claim 1, wherein the oil supply concave groove surrounds the oil discharge concave groove in an arc shape with the seal surface therebetween and communicates with a lubricating oil supply hole in a bearing housing. Lubricant seal structure for turbochargers.
前記油切り部材は、コンプレッサ側スラストベアリングの中空貫通孔より大きく、かつタービン軸にほぼ直交する垂直面を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用過給機の潤滑油シール構造。
A fixed partition that partitions between the compressor side thrust bearing and the compressor impeller, an oil draining member that is positioned between the fixed partition and the compressor side thrust bearing, and that rotates with the turbine shaft; and between the oil drain member and the fixed partition. A seal member that seals liquid-tightly,
2. The lubricating oil seal structure for a supercharger for a vehicle according to claim 1, wherein the oil draining member has a vertical surface that is larger than a hollow through-hole of a compressor-side thrust bearing and substantially perpendicular to the turbine shaft. .
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