涡轮增压器用轴承机构制造技术

一种涡轮增压器用轴承机构，其以防止异常声音的产生、运转效率的降低并且能够谋求降低制造成本为课题。涡轮增压器用轴承机构(1)具备转子轴(10)、滚珠轴承(20)、保持架(60)及外壳(30)。转子轴(10)在一端(10a)安装了涡轮叶轮(1)，在另一端(10b)安装了压缩机叶轮(12)。滚珠轴承(20)具备可相互相对旋转地被支承的内环(21)和外环(22)。保持架(60)保持外环(22)。油呈膜状地夹在内环(21)和转子轴(10)的外周面(10c)之间，形成了油膜阻尼器(50)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种涡轮增压器用轴承机构。
技术介绍
以往，在内燃机中有具备涡轮增压器的内燃机，该涡轮增压器利用从内燃机排出的废气的气流，将吸入空气压缩。涡轮增压器具备转子轴、被设置在转子轴的一端的涡轮叶轮和被设置在转子轴的另一端的压缩机叶轮，转子轴由轴承机构铰接。该轴承机构被收纳在轴承外壳内。而且，在专利文献1中公开了如下的涡轮增压器：作为这样的轴承机构，具备滚珠轴承和油膜阻尼器，该滚珠轴承安装在转子轴上，该油膜阻尼器是在滚珠轴承和轴承外壳之间充填润滑油而成的。在专利文献1公开的结构中，滚珠轴承具有环状的内环及外环和夹在两者之间以便两者相互旋转的滚珠，转子轴被嵌装在内环的内侧。由此，形成了旋转体组件，以便转子轴和分别被设置在其端部的两叶轮和滚珠轴承的内环一体地旋转。而且，在滚珠轴承的外环和轴承外壳之间形成充填油而成的油膜阻尼器，被构成为起到抑制旋转体组件的振动的阻尼效果。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-92934号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在上述结构中，油膜阻尼器被形成在滚珠轴承的外环和轴承外壳之间。因此，因为位于油膜阻尼器的内侧的零件整体在转子轴及两叶轮的基础上还包括滚珠轴承，所以油膜阻尼器内侧的零件整体的质量变得比较大。另外，因为滚珠轴承的外环的外径与其内环的内径相比十分大，所以油膜阻尼器和滚珠轴承的外环的接触面积变得比较大。因此，在油膜阻尼器和外环之间产生的粘性力容易变大，特别是在低温时，这样的粘性的增大显著。另一方面，因为在旋转体组件中但必然存在不少剩余失衡(不平衡)，所以旋转体组件的在径方向的质量中心位于从转子轴的轴心(图心)错开的位置。因此，在旋转体组件进行轴旋转时，欲进行以通过从转子轴的轴心错开的质量中心的轴线为中心的偏重心旋转。但是，在油膜阻尼器内侧的零件的(惯性)质量大而上述粘性力高的情况下，旋转体组件的偏重心旋转受到阻碍，不得不以靠近图心的位置为中心旋转。而且，因为被设置在转子轴的两端的两叶轮成为悬臂梁的状态，所以在这样的情况下，两叶轮伴随着转子轴的旋转而大幅摇摆。由此，在旋转初期，存在产生异常声音或两叶轮与外壳接触而破损的危险，这些在低温时更显著。而且，为了防止两叶轮的破损，需要使两叶轮和外壳的间隙(顶部间隙)变大。但是，若使顶部间隙大，则将导致涡轮增压器的运转效率的降低。为了防止这样的异常声音的产生、运转效率的降低，可以考虑调整旋转体组件的质量平衡，以便不阻碍旋转体组件的偏重心旋转，旋转体组件的质量中心和转子轴的轴心的错开变得极小。但是，在这样的质量平衡的调整中要求高的精度，成本变高。本专利技术是鉴于这样的背景做出的专利技术，是欲提供一种防止异常声音的产生、运转效率的降低并且能够谋求降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构的专利技术。为了解决课题的手段本专利技术的一方式是一种涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，具备：在一端安装了涡轮叶轮，在另一端安装了压缩机叶轮的转子轴；具备可相互旋转地被支承的内环和外环的滚珠轴承；保持上述外环的保持架；和收纳上述转子轴、上述滚珠轴承及上述保持架的外壳，油呈膜状地夹在上述内环和上述转子轴的外周面之间，形成了油膜阻尼器。专利技术的效果根据上述涡轮增压器用轴承机构，因为油膜阻尼器被形成在滚珠轴承的内环和转子轴之间，所以在油膜阻尼器内侧的零件中没有包括滚珠轴承中的内环以外的部分、保持架，油膜阻尼器内侧的零件的(惯性)质量变得比较小。另外，因为滚珠轴承的内环的内径与其外环的外径相比十分小，所以油膜阻尼器和转子轴的外周面的接触面积变得比较小。由此，能够使在油膜阻尼器和转子轴的外周面之间产生的粘性力变得比较小。而且，因为能够使上述粘性力小，由此降低阻碍旋转体组件以质量中心为中心旋转的力，另外，由于油膜阻尼器内侧的零件的(惯性)质量变得比较小，所以旋转体组件变得容易进行偏重心旋转。其结果，在转子轴旋转时，由于设置在转子轴的两端的两叶轮大幅摇摆被抑制，所以可防止异常声音的产生，并且可使各叶轮和外壳的顶部间隙最佳化，谋求提高运转效率。另外，如上所述，因为旋转体组件变得容易进行偏重心旋转，所以在旋转体组件的质量平衡的调整中不需要那么高的精度，因此，该质量平衡的调整变得容易，能够谋求降低制造成本。另外，如上所述，因为能够使在油膜阻尼器和旋转体组件之间产生的粘性力变得比较小，由此能够期待提高旋转体组件的旋转响应，所以能够有助于提高内燃机的过渡性能。进而，即使在低温时等的油的粘性容易变高的情况下，因为能够使上述粘性力变小，所以能够充分地发挥相对于旋转体组件的油阻尼效果。根据本专利技术，能够提供一种防止异常声音的产生、运转效率的降低并且能够谋求降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构。附图说明图1是实施例1中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。图2是图1中的在II-II线位置的剖视局部放大图。图3是在使旋转体组件从图1的状态旋转了45°的状态下的油膜阻尼器附近的放大图。图4是实施例2中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。图5是图4中的油膜阻尼器附近的放大图。图6是图4中的在III-III线位置的剖视局部放大图。图7是图5中的在IV-IV线位置的剖视局部放大图。图8是实施例2中的内环的轴方向端部的立体图。图9是实施例3中的油膜阻尼器附近的放大图。图10是实施例3中的环状部件的立体图。图11是实施例4中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。图12是实施例4中的环状部件的立体图。图13是实施例4中的在与图5的IV-IV线位置相当的位置的剖视局部放大图。图14是实施例4中的内环的轴方向端部的立体图。图15是实施例5中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。图16是图15中的油膜阻尼器附近的放大图。图17是图15中的在III-III线位置的剖视局部放大图。图18是实施例5中的内环的轴方向端部的立体图。图19是变形例1中的油膜阻尼器附近的剖视示意图的放大图。图20是变形例2中的油膜阻尼器附近的剖视示意图的放大图。图21是实施例6中的涡轮增压器用轴承机构的剖视示意图。图22是图21中的油膜阻尼器附近的放大图。图23是图21中的在III-III线位置的剖视局部放大图。具体实施方式为了实施专利技术的优选方式能够做成如下的结构：在上述内环上经卡合部件卡合了上述转子轴。在此情况下，能够使内环经卡合部件可靠地与转子轴一起旋转。能够做成如下的结构：上述内环具有由贯通孔构成的油供给孔，并且上述油的至少一部分经上述油供给孔向上述油膜阻尼器供给。在此情况下，能够由简易的结构容易地向油膜阻尼器供给油。在上述涡轮增压器用轴承机构中，若为了安装滚珠轴承而对转子轴进行螺纹孔加工等，则在旋转体组件的质量平衡的调整中花费更多的功夫，存在成本变高的情况。另外，若对转子轴进行螺纹孔加工，则存在因应力集中于该螺纹孔而导致转子轴的疲劳强度的降低的危险。在此情况下，可以考虑为了弥补疲劳强度的降低而预先使转子轴的径变大来确保足够的疲劳强度。然而，因为若使转子轴的径变大，则滚珠轴承也大型化，所以油膜阻尼器和滚珠轴承的接触面积变大，在两者之间产生的粘性力变大，导致涡轮增压器的运转效率的降低。另外，因为转子轴高速旋转，所以在直接紧固在转子轴上的螺钉中也可能发生容易产生松懈的问题。因此，能够做成如下的结构：上述内环被形成为沿上述转子轴的轴方向延本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，具备：在一端安装了涡轮叶轮，在另一端安装了压缩机叶轮的转子轴；具备可相互旋转地被支承的内环和外环的滚珠轴承；保持上述外环的保持架；和收纳上述转子轴、上述滚珠轴承及上述保持架的外壳，油呈膜状地夹在上述内环和上述转子轴的外周面之间，形成了油膜阻尼器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.18 JP 2014-190131;2014.12.12 JP 2014-252151.一种涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，具备：在一端安装了涡轮叶轮，在另一端安装了压缩机叶轮的转子轴；具备可相互旋转地被支承的内环和外环的滚珠轴承；保持上述外环的保持架；和收纳上述转子轴、上述滚珠轴承及上述保持架的外壳，油呈膜状地夹在上述内环和上述转子轴的外周面之间，形成了油膜阻尼器。2.如权利要求1所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，在上述内环上经卡合部件卡合了上述转子轴。3.如权利要求1或2所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述内环具有由贯通孔构成的油供给孔，并且上述油的至少一部分经上述油供给孔向上述油膜阻尼器供给。4.如权利要求1所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述内环被形成为沿上述转子轴的轴方向延伸的筒状，在上述转子轴上，设置在轴方向与上述内环的轴方向端部相向的端部相向部，在上述轴方向端部及上述端部相向部的一方形成了朝向另一方突出的突出部，在上述轴方向端部及上述端部相向部的另一方形成了该突出部卡合的卡合部。5.如权利要求4所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述端部相向部由与涡轮叶轮侧的轴方向端部相向的涡轮侧端部相向部和与压缩机叶轮侧的轴方向端部相向的压缩机侧端部相向部构成，上述涡轮侧端部相向部被形成在上述转子轴的与上述涡轮叶轮的接合部，上述压缩机侧端部相向部被形成在上述压缩机叶轮侧的轴环衬套上。6.如权利要求5所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，在上述接合部及上述轴环衬套的至少一方设置了被形成为凹状的多个抛油环，以便使从上述油膜阻尼器流出的油向径方向外侧飞散，上述突出部与上述多个抛油环的一部分卡合，该抛油环的一部分构成上述卡合部。7.如权利要求4所述的涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，上述转子轴具有被形成在上述涡轮轴侧的大径部；被形成在上述压缩机叶轮侧，并且具有比上述大径部的直径小的直径的小径部；和被形成在上述大径部和上述小径部之间的阶梯差部，在该阶梯差部和上述压缩机叶轮侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶谷知之，
申请(专利权)人：欧德克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP