涡轮增压器用轴承机构制造技术

本发明专利技术提供一种涡轮增压器用轴承机构，谋求防止异响的发生及运转效率的提高，并且，谋求制造成本的降低。本发明专利技术的涡轮增压器用轴承机构(1)配备有转子轴(10)、推力角接触球轴承(20)、保持架(60)和壳体(30)。推力角接触球轴承(20)配备为两个，具有能够彼此相对旋转地被支承的内圈(21)和外圈(22)，转子轴(10)插入贯通于内圈(21)。保持架(60)保持外圈(22)。壳体(30)容纳转子轴(10)、推力角接触球轴承(20)以及保持架(60)，构成轴承箱。油呈膜状地介于内圈(21)与转子轴(10)的外周面(10c)之间，形成油膜减振器(50)。并且，内圈(21)经由油膜减振器(50)伴随着转子轴(10)的旋转而一起旋转。

Bearing mechanism for turbocharger

The invention provides a bearing mechanism for a turbocharger, in order to prevent the occurrence of abnormal sound and the improvement of the operation efficiency, and to reduce the manufacturing cost. The bearing mechanism (1) for the turbocharger is equipped with a rotor shaft (10), a thrust angle contact ball bearing (20), a retainer (60) and a housing (30). The thrust angular contact ball bearings (20) are equipped with two inner rings (21) and an outer ring (22) which can be rotatably supported to each other, and the rotor shaft (10) is inserted into the inner ring (21). The cage (60) keeps the outer ring (22). The housing (30) accommodates the rotor shaft (10), the thrust angle contact ball bearing (20) and the cage (60), forming a bearing box. The oil forms a film between the inner ring (21) and the outer periphery (10c) of the rotor shaft (10), forming an oil film shock absorber (50). Moreover, the inner ring (21) rotates with the oil film damper (50) along with the rotation of the rotor shaft (10).

【技术实现步骤摘要】
涡轮增压器用轴承机构
本专利技术涉及涡轮增压器用轴承机构。
技术介绍
过去，已知在内燃机中配备利用从内燃机中排出的废气的气流压缩吸入空气的涡轮增压器。涡轮增压器配备有转子轴、设置在转子轴的一端的涡轮机叶轮和设置在转子轴的另一端的压缩机叶轮，转子轴由轴承机构支承。该轴承机构被容纳在轴承箱内。另外，在专利文献1中，公开了一种配备有轴承机构的涡轮增压器，作为该轴承机构，具有安装在转子轴上的滚珠轴承和在滚珠轴承与轴承箱之间填充有润滑油的油膜减振器。在专利文献1公开的结构中，滚珠轴承具有环状的内圈及外圈、以及介于两者之间以便两者相互顺滑地旋转的滚珠，转子轴嵌装于内圈的内侧。借此，形成旋转体组件，以使得转子轴、与分别设置在其端部的两个叶轮和推力角接触球轴承的内圈成一体地旋转。并且，在滚珠轴承的外圈与轴承箱之间形成有被填充油而成的油膜减振器，起到抑制旋转体组件的振动的减振效果。现有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，油膜减振器形成在滚珠轴承的外圈与轴承箱之间。从而，由于位于油膜减振器的内侧的全部部件除了包含转子轴及两个叶轮之外，还包含滚珠轴承，因此，油膜减振器内侧的全部部件的质量变得比较大。另外，由于滚珠轴承的外圈的外径充分地大于其内圈的内径，因此，油膜减振器与滚珠轴承的外圈的接触面积变得比较大。因此，油膜减振器与外圈之间产生的粘性力容易变大，特别是，在低温时，这种粘性的增大是显著的。另一方面，由于在旋转体组件上很必然地存在着残留不平衡(不均衡)，所以，在旋转体组件的径向方向上的质量中心位于偏离转子轴的轴心(图心)的位置。因此，在旋转体组件绕轴旋转时，进行以通过从转子轴的轴心偏离的质量中心的轴线作为中心的偏重心旋转。但是，在油膜减振器内侧的部件的(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，不得不以接近于图心的位置作为中心进行旋转。并且，由于设置在转子轴的两端的两个叶轮成为悬臂梁的状态，所以，在这种情况下，两个叶轮伴随着转子轴的旋转而大幅度地振摆回转。从而，存在着在旋转初期会产生异响或者两个叶轮与壳体接触而破损的担忧，这些在低温时变得更加显著。并且，为了防止两个叶轮的破损，有必要加大两个叶轮与壳体的间隙(末端空隙)。但是，当加大末端空隙时，会导致涡轮增压器的运转效率降低。为了防止这种异响的发生或运转效率的降低，考虑调整旋转体组件的质量平衡，以使旋转体组件的质量中心与转子轴的轴心的偏离变得极小，以便不阻碍旋转体组件的偏重心旋转。但是，在这种质量平衡的调整中，要求高精度，成本增高。另外，当为了油膜减振器的内侧和外侧的部件之间的共同旋转而在转子轴上进行螺纹孔加工时，在旋转体组件的质量平衡的调整中花费更多的时间和劳力，成本变高。另外，当在转子轴上进行螺纹孔加工时，存在着由于向该螺纹孔的应力集中而招致转子轴的疲劳强度降低的担忧。在这种情况下，为了补偿疲劳强度的降低，考虑预先加大转子轴的直径，确保足够的疲劳强度。但是，由于当加大转子轴的直径时，滚珠轴承也会大型化，所以，油膜减振器与滚珠轴承的接触面积变大，两者之间产生的粘性力变大，会导致涡轮增压器的运转效率的降低。另外，由于转子轴高速旋转，所以，也存在着直接紧固到转子轴上的螺栓容易产生松动的问题。本专利技术是鉴于这样的背景而作出的，其目的是提供一种力图防止发生异响、提高运转效率并且力图降低制造成本的涡轮增压器用轴承机构。解决课题的手段本专利技术的一种方式是一种涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，配备有：转子轴，所述转子轴的一端安装有涡轮机叶轮，另一端安装有压缩机叶轮；两个推力角接触球轴承，所述推力角接触球轴承配备有能够彼此相对旋转地被支承的内圈和外圈，并且，上述转子轴插入贯通上述内圈；保持架，所述保持架保持所述外圈；以及壳体，所述壳体容纳上述转子轴、上述推力角接触球轴承以及上述保持架，油呈膜状地介于上述内圈与上述转子轴的外周面之间，形成油膜减振器，上述内圈经由上述油膜减振器伴随着上述转子轴的旋转而一起旋转。专利技术的效果根据上述涡轮增压器用轴承机构，由于在推力角接触球轴承的内圈与转子轴之间形成有油膜减振器，因此，在油膜减振器内侧的部件中，不包含推力角接触球轴承及保持架，油膜减振器内侧的部件的(惯性)质量变得比较小。另外，由于推力角接触球轴承的内圈的内径与其外圈的外径相比充分地小，因此，油膜减振器与转子轴的外周面的接触面积变得比较小。由此，可以使得在推力角接触球轴承的内圈与转子轴的外周面之间产生的粘性力变得比较小。并且，由于通过能够减小上述粘性力，阻碍旋转体组件以质量中心为中心旋转的力减小，另外，由于油膜减振器内侧的部件的(惯性)质量变得比较小，因此，旋转体组件变得容易进行偏重心旋转。其结果是，由于在转子轴的旋转时，设置在转子轴的两端的两个叶轮大幅度的摆振回转被抑制，因此，可以防止异响的发生，并且，谋求各个叶轮与壳体的末端空隙最佳化以提高运转效率。另外，如上所述，由于旋转体组件变得容易进行偏重心旋转，因此，对于旋转体组件的质量平衡的调整不需要那么高的精度，所以，该质量平衡的调整变得容易，可以谋求制造成本的降低。另外，如上所述，由于可以使得在油膜减振器与转子轴的外周面之间产生的粘性力比较小，因此，可以期待旋转体组件的旋转响应性的提高，因而，有助于内燃机的过渡性能的提高。进而，在低温时等的油的粘性易于变高的情况下，特别地，由于能够减小上述粘性力，因而能够充分地发挥油膜减振器相对于旋转体组件的效果。而且，在上述涡轮增压器用轴承机构中，内圈经由油膜减振器伴随着转子轴的旋转一起旋转。具体地说，油膜减振器中的摩擦(即，推力角接触球轴承的内圈与转子轴之间的摩擦)比推力角接触球轴承中的摩擦(即，内圈与外圈之间的摩擦)大。因此，当转子轴旋转时，由于在推力角接触球轴承中，在内圈与外圈之间产生相对旋转，油膜减振器中的内圈与转子轴之间的相对旋转被抑制，因此，内圈可以只经由油膜减振器而伴随着转子轴的旋转一起旋转。从而，不需要为了使内圈随着转子轴一起旋转而另外设置使两者卡合的机构。例如，没有必要对转子轴实施使转子轴与内圈卡合用的螺纹孔加工，没有必要对内圈的端部实施使内圈的端部与甩油环卡合用的加工，没有必要对内圈的端部及轴套实施使内圈的端部与轴套卡合用的加工。因此，不需要加工费用，并且，旋转体组件的质量平衡的调整变得容易，可以降低制造成本。另外，由于不需要对转子轴的螺纹孔加工，因而与实施螺纹孔加工的情况相比，可以谋求提高转子轴的疲劳强度。并且，由于不需要为了谋求该疲劳强度的提高而加大转子轴的直径，因此，可以将推力角接触球轴承小型化，可以减小油膜减振器与推力角接触球轴承的接触面积。其结果是，可以减小在两者之间产生的粘性力，可以谋求涡轮增压器的运转效率的提高。另外，没有必要考虑由于转子轴的高速旋转而引起的螺钉的松动。另外，借助在两个推力角接触球轴承的内圈的内侧形成油膜减振器的结构，起到上述作用效果，并且，可以支承径向负荷和两个方向的轴向负荷。并且，通过采用该推力角接触球轴承，可以简化涡轮增压器用轴承机构，可以谋求低成本化。根据本专利技术，可以提供谋求防止异响的发生、提高运转效率，并且，谋求制造成本的降低的涡轮增压器用轴承机构。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，配备有：转子轴，所述转子轴在一端安装有涡轮机叶轮，在另一端安装有压缩机叶轮；两个推力角接触球轴承，所述两个推力角接触球轴承配备有能够彼此相对旋转地被支承的内圈和外圈，并且，上述转子轴插入贯通于上述内圈；保持架，所述保持架保持所述外圈；以及壳体，所述壳体容纳上述转子轴、上述推力角接触球轴承以及上述保持架，油呈膜状地介于上述内圈与上述转子轴的外周面之间，形成油膜减振器，上述内圈经由上述油膜减振器，伴随着上述转子轴的旋转而一起旋转。

【技术特征摘要】
2016.04.06 JP 2016-0766521.一种涡轮增压器用轴承机构，其特征在于，配备有：转子轴，所述转子轴在一端安装有涡轮机叶轮，在另一端安装有压缩机叶轮；两个推力角接触球轴承，所述两个推力角接触球轴承配备有能够彼此相对旋转地被支承的内圈和外圈，并且，上述转子轴插入贯通于上述内圈；保持架，所述保持架保持所述外圈；以及壳体，所述壳体容纳上述转子轴、上述推力角接触球轴承以及上述保持架，油呈膜状地介于上述内圈与上述转子轴的外周面之间，形成油膜减振器，上述内圈经由上述油膜减振器，...

【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