轴承构造以及增压器的制作方法

本发明涉及利用半浮式轴承(轴承)支撑转轴的轴承构造以及增压器。

背景技术：

目前，已知在一端设有涡轮叶轮、另一端设有压缩机叶轮的转轴被旋转自如地支撑于轴承壳体的增压器。将这样的增压器与发动机连接，利用从发动机排出的废气使涡轮叶轮旋转，并且利用该涡轮叶轮的旋转而经由转轴来使压缩机叶轮旋转。这样一来，增压器随着压缩机叶轮的旋转而将空气压缩并传送至发动机。

在轴承壳体形成轴承孔，在该轴承孔中配置轴承。在轴承上形成供转轴插通的插通孔。在插通孔的内周面形成有承受径向负载的轴承面。专利文献1中记载的增压器具备作为一种该轴承的半浮式轴承(轴承)。专利文献1的半浮式轴承利用被插通于轴承壳体以及半浮式轴承的定位销来限制转轴的轴向以及旋转方向上的移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-193709号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

上述定位销在插通于轴承壳体以及半浮式轴承时，通过压入、利用螺钉进行的螺纹结合而固定于轴承壳体。在压入定位销的情况下，由于需要压入管理，因此工作效率降低。另外，在定位销上切割螺钉槽(螺纹)来与轴承壳体进行螺纹结合的情况下，定位精度降低。因此，利用定位销进行的半浮式轴承的固定存在工作效率或定位精度降低的课题。

本发明的目的在于提供一种能够确保定位精度而且容易安装半浮式轴承的轴承构造以及增压器。

用于解决课题的方案

本发明的一个方式为一种轴承构造，在形成于壳体的轴承孔收纳具有圆筒状的圆筒部的半浮式轴承(轴承)，并利用形成于上述圆筒部的内周面的轴承面将转轴旋转自如地支撑，该轴承构造的宗旨在于，具备：外周槽，其设于半浮式轴承的圆筒部的外周面，并由在转轴的轴向上对置的两个对置面以及与两个对置面连续的底面形成；径向孔，其将形成轴承孔的壳体的壁部沿转轴的径向贯通至轴承孔，并且与收纳于轴承孔的半浮式轴承的外周槽对置；卡定部件，其具有从转轴的径向外侧向内侧插通径向孔的主体部，并且至少主体部的一部分位于两个对置面间而与外周槽卡定；以及对置部，其设于形成轴承孔的壳体，并在转轴的轴向上相对于与外周槽卡定的卡定部件的主体部的一部分对置。

卡定部件也可以在与外周槽卡定的状态下使主体部的一部分进入径向孔内，并利用形成径向孔的壳体的壁面来形成对置部。

也可以在径向孔形成有在与转轴的轴向垂直的方向上与卡定部件对置的限制面，当半浮式轴承在转轴的旋转方向上摆动时，利用外周槽的底面、卡定部件、以及径向孔的限制面来对半浮式轴承的旋转进行限制。

外周槽的底面与转轴的轴向垂直的剖面也可以为多边形的形状。

主体部也可以具有：主体下部，其在卡定部件卡定于外周槽的状态下，位于比转轴更靠径向孔侧；一对主体侧部，其从主体下部向主体部向径向孔插通的方向的前方侧延伸，而且在上与述转轴的轴向垂直的面方向且与插通方向正交的方向上相互隔离；以及突出部，其从两主体侧部向两主体侧部靠近的方向延伸，并在比转轴更靠插通方向前方侧与外周槽嵌合。

也可以在卡定部件与外周槽卡定的过程中，突出部被外周槽的底面向相互隔离的方向上推按，主体侧部在进行弹性形变的状态下逐渐与外周槽嵌合，并在突出部从转轴到达插通方向前方侧后，突出部彼此通过主体侧部的弹力靠近。

与径向孔对置的外周槽的底面中在卡定部件与外周槽卡定的过程中各突出部接触的部分也可以沿将突出部在相互隔离的方向上推按的方向倾斜，从而起到导向部的功能。

为了解决上述课题，本发明的增压器的特征在于，具备上述的轴承构造。

发明的效果

根据本发明，能够确保定位精度，而且容易安装半浮式轴承。

附图说明

图1是本发明的实施方式的增压器的示意性剖视图。

图2是用于说明本实施方式的轴承构造的图。

图3是图2的III‐III线剖视图。

图4(a)～图4(c)是用于说明本发明的第一实施方式的卡定部件的安装的图。

图5(a)～图5(c)是用于说明本发明的第二～第四实施方式的图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本发明的第一实施方式进行说明。在该实施方式中表示的尺寸、材料、其它具体的数值等只是用于便于理解发明的示例，除了特别指出的情况以外，都不对本发明进行限定。此外，在本说明书以及附图中，对于具有实质上相同的功能、结构的组件，通过标记相同的符号以省略重复说明，另外，对于与本发明没有直接关系的组件，省略其图示。

图1是增压器C的示意性剖视图。以下，将在图1中表示的箭头L设为表示增压器C的左侧的方向，并将箭头R设为表示增压器C的右侧的方向来进行说明。如图1所示，增压器C具备增压器主体1。该增压器主体1具有轴承壳体2、通过紧固机构3而连结于轴承壳体2的左侧的涡轮壳4、通过紧固螺栓5而连结于轴承壳体2的右侧的压缩机壳6。它们被一体化。

在轴承壳体2的涡轮壳4附近的外周面设有突起2a。突起2a沿轴承壳体2的径向突出。另外，在涡轮壳4的轴承壳体2附近的外周面设有突起4a。突起4a沿涡轮壳4的径向突出。通过紧固机构3对突起2a、4a进行带紧固从而将轴承壳体2和涡轮壳4固定。紧固机构3由夹持突起2a、4a的紧固带(例如，G型联轴器)构成。

轴承壳体2设有轴承构造7。具体而言，轴承壳体2形成有在增压器C的左右方向(转轴8的轴向)上贯通的轴承孔2b，转轴8旋转自如地被支撑于轴承孔2b内。对于轴承构造7在后详细叙述。

在转轴8的左端部一体地固定有涡轮叶轮9。涡轮叶轮9旋转自如地被收纳在涡轮壳4内。另外，在转轴8的右端部一体地固定有压缩机叶轮10。压缩机叶轮10旋转自如被地收纳在压缩机壳6内。

压缩机壳6形成有吸气口11。吸气口11在增压器C的右侧开口，并与空气滤清器(未图示)连接。另外，在通过紧固螺栓5将轴承壳体2和压缩机壳6连结的状态下，两个壳体2、6的、相互对置的对置面形成对空气进行升压的扩散流路12。扩散流路12从转轴8的径向内侧朝向外侧形成为环状。扩散流路12在径向内侧经压缩机叶轮10而与吸气口11连通。

另外，在压缩机壳6设有压缩机涡旋流路13。压缩机涡旋流路13形成为环状，且位于比扩散流路12更靠转轴8(压缩机叶轮10)的径向外侧。压缩机涡旋流路13与发动机的吸气口(未图示)连通。另外，压缩机涡旋流路13也与扩散流路12连通。因此，当压缩机叶轮10旋转时，将空气从吸气口11吸入压缩机壳6内而在压缩机叶轮10的翼板间流通，并在此流通过程中利用离心力的作用而加速，并在扩散流路12以及压缩机涡旋流路13进行升压后引导至发动机的吸气口。

在涡轮壳4形成有排出口14。排出口14在增压器C的左侧开口，并与废气净化装置(未图示)连接。另外，涡轮壳4设有流路15和位于比该流路15更靠转轴8(涡轮叶轮9)的径向外侧的的环状涡轮涡旋流路16。涡轮涡旋流路16与对从发动机的排气岔管(未图示)排出的废气进行引导的气体流入口(未图示)连通。另外，涡轮涡旋流路16也与流路15连通。因此，废气被从气体流入口引导至涡轮涡旋流路16，并经过流路15以及涡轮叶轮9后引导至排出口14。在该流通过程中，废气使涡轮叶轮9旋转。涡轮叶轮9的旋转力经由转轴8而传递至压缩机叶轮10，从而压缩机叶轮10旋转。通过压缩机叶轮10的旋转力将空气升压，并被引导至发动机的吸气口。

图2是用于说明本实施方式对轴承构造7的图，其提取图1的虚线部分进行表示。如图2所示，轴承构造7包括形成于轴承壳体2的轴承孔2b和收纳于轴承孔2b的半浮式轴承(轴承)17。半浮式轴承17具有圆筒状的圆筒部17a。

在圆筒部17a的内周面17b的涡轮叶轮9侧(图2中左侧)以及压缩机叶轮10侧(图2中右侧)分别形成有轴承面17c。

油孔17d开设于圆筒部17a的内周面17b的两轴承面17c之间，并沿径向贯通圆筒部17a。另外，在轴承孔2b开设有油路2c。油路2c从轴承壳体2的外部连通至轴承孔2b，并从轴承壳体2的外部向轴承孔2b引导润滑油。润滑油的一部分经过油路2c而流入轴承孔2b，并经过油孔17d而被引导至圆筒部17a的内部，被供给至轴承面17c。半浮式轴承17利用供给至轴承面17c的润滑油的油膜压力来支撑转轴8。

另外，经过油路2c而流入轴承孔2b的润滑油的一部分被供给至在圆筒部17a的外周面17e的、分别形成于转轴8的轴向的两端侧的环状突起17f和轴承孔2b的间隙，起到抑制半浮式轴承17振动的油缓冲器的功能。

在圆筒部17a的外周面17e设有外周槽17g。外周槽17g由在转轴8的轴向上对置的两个对置面17g₁以及与两个对置面17g₁连续的底面17g₂形成。

轴承壳体2形成有径向孔2d。径向孔2d位于在转轴8的径向外侧与外周槽17g对置的位置。径向孔2d形成于轴承孔2b的铅垂下侧(图2中下侧)，并将形成轴承孔2b的轴承壳体2的壁部2e沿转轴8的径向贯通至轴承孔2b。在此，径向孔2d只要是与后面叙述的卡定部件18匹配的形状，在与转轴8的轴向平行的任意剖面中可以是任意的形状。

卡定部件18具有将径向孔2d从转轴8的径向外侧插通至内侧的主体部18a。主体部18a位于外周槽17g的两个对置面17g₁间。

图3是图2的III‐III线剖视图。如图3所示，卡定部件18的主体部18a具有在图3中位于下侧的主体下部18a₁和在图3中从主体下部18a₁向上侧延伸的一对主体侧部18a₂。

在卡定部件18卡定于外周槽17g的状态下，主体下部18a₁位于比转轴8更靠径向孔2d侧。而且，主体下部18a₁嵌合于外周槽17g中转轴8的铅垂下侧(图3中下侧)的部位。

另外，一对主体侧部18a₂分别从主体下部18a₁向主体部18a向径向孔2d插通的方向(以下，简称为插通方向)的前方侧(图3中上侧)延伸。而且，一对主体侧部18a₂在垂直于转轴8的轴向的面方向(即，与垂直于转轴8的轴向的面平行的方向)且与插通方向正交的方向上相互隔离。主体侧部18a₂分别嵌合于夹着转轴8的外周槽17g的两侧(图3中右侧以及左侧)。

另外，在主体侧部18a₂的前端侧形成有突出部18a₃。突出部18a₃从主体侧部18a₂的前端向主体侧部18a₂双方(分别)靠近的方向延伸。而且，突出部18a₃在比转轴8靠插通方向前方侧与外周槽17g嵌合。即，突出部18a₃在外周槽17g中转轴8的铅垂上侧部位进行嵌合。由此，卡定部件18与外周槽17g卡定。

在突出部18a₃卡定于外周槽17g的状态下，主体下部18a₁进入到径向孔2d内。此时，形成径向孔2d的轴承壳体2的壁面起到对置部19的功能。

对置部19和卡定于外周槽17g的卡定部件18的主体部18a的一部分(在此为主体下部18a₁)在转轴8的轴向上对置。参照图2，对置部19与主体部18a在转轴8的轴向上对置，而且外周槽17g的对置面17g₁和主体部18a在转轴8的轴向上对置。其结果，半浮式轴承17的转轴8的轴向上的移动被限制。

另外，如图2、图3所示，在轴承孔2b中与径向孔2d的转轴8的轴向的位置相同的部位形成有内周槽2f。换言之，在轴承孔2b的内表面形成有内周槽2f。内周槽2f在转轴8的轴向上位于与径向孔2d相同的位置。突出部18a₃的、图2、图3中上侧的前端部进入内周槽2f。与径向孔2d相同，形成内周槽2f的轴承壳体2的壁面和突出部18a₃的前端部在转轴8的轴向上对置，并起到对置部19的功能。

如图2所示，卡定部件18夹着转轴8，通过分别形成于图2中上侧以及下侧的对置部19来对转轴8的轴向的移动进行限制。因此，相比于卡定部件18仅通过某一侧对置部19来进行限制的情况，能够分散作用于卡定部件18的负载，提高耐久性。

如图3所示，外周槽17g的底面17g₂将与转轴8的轴向垂直的圆筒部17a的剖面形成为多边形(在此为六边形)的形状。即，与转轴8的轴向垂直且由底面17g₂规定的圆筒部17a的剖面为多边形。在径向孔2d形成有限制面2d₁。限制面2d₁在与转轴8的轴向垂直的方向上与卡定部件18对置。因此，当半浮式轴承17在转轴8的旋转方向上摆动时，通过外周槽17g的底面17g₂、卡定部件18以及径向孔2d的限制面2d₁对半浮式轴承17的旋转进行限制。

详细地，若半浮式轴承17在转轴8的旋转方向上摆动，则外周槽17g按压卡定部件18而使卡定部件18与半浮式轴承17成为一体地摆动。然后，径向孔2d的限制面2d₁与卡定部件18抵接，从而限制卡定部件18与半浮式轴承17的进一步摆动(旋转)。

图4(a)～图4(c)是用于说明卡定部件18的安装的图。图4(a)表示在与图3相同的位置的剖面上安装卡定部件18前的状态，图4(b)、(c)表示在与图3相同的位置的剖面上安装卡定部件18的过程。

如图4(a)所示，设于各主体侧部18a₂的前端侧的突出部18a₃的间隔距离L1比与转轴8垂直的面方向上的外周槽17g的宽度L2小。

因此，在将卡定部件18卡定于外周槽17g的过程中，如图4(a)中空心箭头所示，若从下侧向上侧将卡定部件18插通于径向孔2d，则如图4(b)所示，则突出部18a₃沿相互隔离的方向被外周槽17g的底面17g₂推按。此时，一对主体侧部18a₂沿相互隔离的方向(图4(b)中用剖面线箭头表示)进行弹性变形。而且，在主体侧部18a₂弹性变形的状态下，逐渐与外周槽17g嵌合。

在外周槽17g的夹着转轴8的外周槽17g的两侧分别形成有导向部17g₃。导向部17g₃形成于与径向孔2d对置的外周槽17g的底面17g₂中在卡定部件18与外周槽17g卡定的过程中各突出部18a₃所接触的部分，且沿将突出部18a₃在相互隔离的方向上推按的方向倾斜。即，两个导向部17g₃越朝向铅垂上侧越向相互隔离的方向倾斜。

然后，如图4(c)所示，在突出部18a₃从比转轴8到达插通方向前方侧(铅垂上侧)后，突出部18a₃彼此由于主体侧部18a₂的弹力而沿图4(b)中用剖面线箭头表示的方向上靠近，从而卡定部件18与外周槽17g卡定。

另外，目前为了半浮式轴承的定位，使用使定位销插通轴承壳体以及半浮式轴承的结构。该情况下，对定位销的压入管理、定位销的位置所要求的精度高，且可操作性低。

在本实施方式中，仅将卡定部件18从径向孔2d插通，使其与半浮式轴承17的圆筒部17a的外周槽17g卡定即可，因此安装作业变得容易。

另外，在使用定位销的情况下，对转轴8的轴向以及与转轴8垂直的面方向的位置都要求高精度。但是，如本实施方式这样，若使用卡定部件18，则至少不严格要求与转轴8垂直的面方向的位置的精度，而且只要保持转轴8的轴向的位置的精度即可。

而且，在限制半浮式轴承的移动时，定位销有时与定位销所插通的孔的内壁线接触而使得局部负载变大。在本实施方式中，卡定部件18与外周槽17g的对置面17g₁、对置部19进行面接触，因此能够分散作用于卡定部件18的负载，提高耐久性。

图5(a)～图5(c)是用于说明本发明的其它实施方式的图，其表示各实施方式的与图3对应的部位的剖面。为了易于理解，在图5(a)～图5(c)中，仅提取各实施方式的半浮式轴承的外周槽内侧的剖面以及卡定部件进行表示。其它结构与第一实施方式相同，因此省略说明。

图5(a)表示第二实施方式的半浮式轴承(轴承)27以及卡定部件28。半浮式轴承27的外周槽27g包括底面27g₂。外周槽27g的底面27g₂的与转轴8的轴向垂直的剖面形成为三角形的形状。即，垂直于转轴8的轴向、且由底面27g₂规定的圆筒部17a的剖面为三角形。如上所述，外周槽27g的底面27g₂的剖面形状不限于六边形，只要多边形的边数为三以上即可。此时，卡定部件28的主体部28a的主体下部28a₁、主体侧部28a₂、突出部28a₃与外周槽27g的底面27g₂的形状相配合地形成。

图5(b)表示第三实施方式的半浮式轴承(轴承)37以及卡定部件38。半浮式轴承37的外周槽37g的与转轴8的轴向垂直的剖面形状为大致圆形。另外，在外周槽37g的底面37g₂设有沿转轴8的径向突出的底面突起37h。与第一以及第二实施方式相同，卡定部件38具有一对主体侧部38a₂。各主体侧部38a₂的外周槽37g侧形成曲面，各主体侧部38a₂的前端部形成沿主体侧部38a₂的曲面相互靠近的突出部38a₃。在主体下部38a₁的与面突起37h对置的位置设有凹部39。凹部39在底面突起37h的突出方向上凹陷。底面突起37h通过与凹部39嵌合而限制半浮式轴承37的旋转。

如上所述，外周槽37g的底面37g₂的与转轴8的轴向垂直的剖面形状不限于多边形。在为多边形以外的形状的情况下，通过设置底面突起37h和凹部39，限制半浮式轴承37的旋转。在此虽然对在半浮式轴承37侧设置突起、且在卡定部件38侧设置凹陷的情况进行了说明，但是也可以在半浮式轴承37侧设置凹陷而在卡定部件38侧设置突起。

但是，若如第二实施方式所示地将外周槽27g的底面27g₂的剖面形状设置为多边形，则相比在底面27g₂设置突起等，更易于加工，能够容易地实现限制半浮式轴承27的旋转的结构。

图5(c)表示第四实施方式的半浮式轴承(轴承)47以及卡定部件48。在第四实施方式中，卡定部件48的主体部48a的主体下部48a₁、主体侧部48a₂、突出部48a₃均为与上述的实施方式大致相同的结构。但是，在上述的实施方式中，图示了主体侧部18a₂与突出部18a₃的连续部分中外周槽17g侧的弯曲部为大致直角的结构，而在第四实施方式中，该弯曲部49为钝角。另外，外周槽47g的与屈曲部49对置的底面47g₂弯曲成与屈曲部49大致相同的角度。

因此，弯曲部49不限于直角，也可以为钝角或锐角。该情况下，通过将外周槽47g的底面47g₂形成为与弯曲部49对应的形状，能够将突出部48a₃与外周槽47g卡定。

在上述的实施方式中虽然对由径向孔2d的壁面以及内周槽2f双方构成对置部19的情况进行了说明，但是对置部19也可以为径向孔2d的壁面以及内周槽2f中的某一个。

另外，在上述的实施方式中虽然对在轴承孔2b形成内周槽2f的情况进行了说明，但是在将径向孔2d的壁面作为对置部19的情况下，也可以不设置内周槽2f。通过将径向孔2d的壁面做成对置部19，能够容易地形成对置部19。

另外，在上述的实施方式中，对在径向孔2d形成限制面2d₁来限制半浮式轴承17、27、37、47的旋转方向的移动的情况进行了说明。但是，也可以不设置限制面2d₁，例如通过设置键槽等其它机构来限制半浮式轴承17、27、37、47的旋转方向的移动。但是，通过设置限制面2d₁，能够简易地限制半浮式轴承17、27、37、47的旋转方向的移动。

另外，在上述的实施方式中虽然对卡定部件18的主体部18a由主体下部18a₁、主体侧部18a₂、突出部18a₃构成的情况进行了说明，但是卡定部件18的主体部18a也可以为其它结构。但是，通过将主体部18a设置成这样的结构，能够容易地实现使卡定部件18卡定于外周槽17g的结构。

另外，在上述的实施方式中对以下情况进行了说明，主体侧部18a₂、28a₂、38a₂、48a₂进行弹性变形而被推按，且突出部18a₃、28a₃、38a₃、48a₃通过弹力而靠近外周槽17g、27g、37g、47g。但是，只要能将卡定部件18、28、38、48与外周槽17g、27g、37g、47g卡定，也可以是其它任何结构。但是，通过使用主体侧部18a₂、28a₂、38a₂、48a₂的弹力，能够容易且可靠地使卡定部件18、28、38、48与外周槽17g、27g、37g、47g卡定。另外，在卡定部件18、28、38、48与外周槽17g、27g、37g、47g卡定的状态下，也可以在外周槽17g、27g、37g、47g与主体侧部18a₂、28a₂、38a₂、48a₂之间存在缝隙。

另外，在上述的实施方式中，虽然对在外周槽17g设置导向部17g₃的情况进行了说明，但是也可以省略导向部17g₃。但是，通过设置导向部17g₃，能够降低推按突出部18a₃时的对主体侧部18a₂的负载从而突出部18a₃容易地被推按，因此提高安装作业的可操作性。

另外，在上述的实施方式中，虽然使用在半浮式轴承17、27、37、47的端面一体设置推力轴承的图来进行说明，但是推力轴承也可以设置成相对于半浮式轴承17、27、37、47独立的部件。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明当然不限定于该实施方式。本领域技术人员应当清楚，在权利要求书所记载的范围内，能够想到各种变更例以及修正例，并也了解，对于这些，当然也属于本发明的技术范围。

工业上的可利用性

本发明能够用于利用半浮式轴承来支撑转轴的轴承构造以及增压器。