説明

油排出路形成用中子とこれを用いたベアリングハウジングの製造方法

【課題】組立作業が不要であり、少ない型枠で製作できる油排出路形成用中子とこれを用いたベアリングハウジングの製造方法を提供する。
【解決手段】油排出路形成用中子1は、2つの端部油路をそれぞれ形成するための端部油路形成部3,4と、端部油路形成部3,4と一体的に形成され下部油路を形成するための下部油路形成部5とを備え、軸貫通穴を形成するための中子部分が省略された形状を有する。また、油排出路形成用中子1は、造型に際して中子を必要とするような中空部が2つの端部油路形成部3,4の間に存在しない形状であって、上下2つのみの型枠によって造型可能であるような形状を有する。さらに、油排出路形成用中子1は側方拡張部6を有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ベアリングハウジングにおける油排出路を形成するための油排出路形成用中子とこれを用いたベアリングハウジングの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
図5は、下記特許文献1に開示された従来の過給機50の構造を示す断面図である。図5において、タービンインペラ51とコンプレッサインペラ52が回転軸53によって連結されて一体的に回転する。タービンインペラ51はタービンハウジング54内に収容され、コンプレッサインペラ52はコンプレッサハウジング55内に収容されており、タービンハウジング54とコンプレッサハウジング55との間にはベアリングハウジング56が配置されている。
【0003】
ベアリングハウジング56内に形成された軸貫通穴57には、ラジアル軸受(フローティングメタル)58が配置されており、このラジアル軸受58によって回転軸53が回転自在に支持されている。ラジアル軸受58には、給油路59を経由して潤滑油が供給される。ラジアル軸受58を潤滑した潤滑油は軸貫通穴57の両側から排出される。
【0004】
またベアリングハウジング56内には、軸貫通穴57の両側から排出された潤滑油を、ベアリングハウジング56の下部に設けられた排出口60まで導く油排出路61が形成されている。この油排出路61は、軸貫通穴57の両端から半径方向に広がる2つの端部油路62,63と、各端部油路62,63からの潤滑油を集めて下部の排出口60まで導く下部油路64とから構成される。
【0005】
図6は、図5の油排出路61とは別形状を有する油排出路70の構造を示す図である。図6の油排出路70が、図5の油排出路61と異なるのは、タービン側の端部油路62に、コンプレッサ側へ延びる拡張油路71が連結されている点である。なお、図6では表れていないが、この拡張油路71は回転軸53を囲むように周方向に延びている。図6の油排出路70では、拡張油路71によってタービン側の軸シール部73への潤滑油の飛散量が低減されるようになっている。
【0006】
【特許文献1】特開2002−70570号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記のベアリングハウジング56は鋳造によって製作される。上記の軸貫通穴57及び油排出路61,70は中空部であり、このような中空部を形成するためには、中空部と同一形状の中子を用いる必要がある。図7(A)は、図5の油排出路61を形成するための中子75の側面図である。図7(B)は、図6の油排出路70を形成するための中子81の側面図である。
【0008】
図7(A)の中子は、2つの端部油路62,63を形成するための端部油路形成部76,77と、この端部油路形成部76,77と一体的に形成され下部油路64を形成するための下部油路形成部78と、軸貫通穴57を形成するための中央軸部79とを有する。この中子には、タービンハウジング側に貫通する穴を形成するための外側軸部80も設けられている。この中子は組み合わせ中子であり、中央軸部79とそれ以外の部分(端部油路形成部76,77、下部油路形成部78及び外側軸部80が一体となったもの)を別々に製作した後、各部品を組み立てる必要がある。またこの中子を製作するためには、中央軸部79用で少なくも1つ、それ以外の部分で上下2つの型枠が必要であり、合計で少なくとも3つの型が必要となる。
【0009】
図7(B)の中子は、2つの端部油路形成部76,77と、下部流路形成部78と、中央軸部79と、外側軸部80を有する。さらにタービン側の端部油路形成部76には、中央軸79の周りを囲みコンプレッサ側の端部油路形成部77側へ延びて袋形状をなす拡張部82が設けられている。この中子は組み合わせ中子であり、中央軸部79とそれ以外の部分(端部油路形成部76,77、拡張部82、下部油路形成部78及び外側軸部80が一体となったもの)を別々に製作した後、各部品を組み立てる必要がある。拡張部によって袋形状となっているため、中央軸部79以外の部分を製作するためには、少なくとも上下2つの型枠と中子の合計3つの型が必要である。また中央軸部79で少なくとも1つの型枠が必要である。このため、この中子81を製作するためには、合計で少なくとも4つの型が必要となる。
【0010】
このように、従来の中子は複数の部品を組み合わせる必要があるため、組み立てる手間がかかるうえ、各部品を造型するための型も多数必要となる。
【0011】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、組立作業が不要であり、少ない型枠で製作できる油排出路形成用中子とこれを用いたベアリングハウジングの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の課題を解決するため、本発明の油排出路形成用中子とこれを用いたベアリングハウジングの製造方法は、以下の技術的手段を採用する。
(1)本発明は、回転軸を支持する軸受を通すための軸貫通穴と、該軸貫通穴の両端から排出される潤滑油を受け入れて下部から排出するための油排出路と備えたベアリングハウジングの鋳造において前記油排出路の形成に用いる油排出路形成用中子であって、
前記ベアリングハウジングの前記油排出路は、軸貫通穴の両端にそれぞれ連結し該軸貫通穴の両端から半径方向に広がり軸貫通穴からの潤滑油を受け入れる2つの端部油路と、各端部油路からの潤滑油を集めて下部の排出口まで導く下部油路とからなるものであり、
前記2つの端部油路をそれぞれ形成するための端部油路形成部と、該端部油路形成部と一体的に形成され前記下部油路を形成するための下部油路形成部とを備え、前記軸貫通穴を形成するための中子部分が省略された形状を有する、ことを特徴とする。
【0013】
上記の本発明によれば、軸貫通穴を形成するための中子部分(図7の中央軸部79)が省略されているので、中子を製作するに当たって中央軸部を製作する必要が無く、中央軸部を製作するための型枠が不要となる。また、中央軸部が省略されたことで、組み合わせ中子とならないので、従来のような組立作業が不要である。
【0014】
(2)また、上記(1)の油排出路形成用中子において、造型に際して中子を必要とするような中空部が前記2つの端部油路形成部の間に存在しない形状であって、上下2つのみの型枠によって造型可能であるような形状を有することを特徴とする。
【0015】
上記のような形状を採用することで、上下2つのみの型枠によって油排出路形成用中子を造型することができる。
【0016】
(3)また、上記(1)又は(2)の油排出路形成用中子において、前記2つの端部油路形成部の少なくとも一方の左右両側に、他方の端部油路形成部側に向かって延びる側方拡張部が連結されており、側面から見て、前記側方拡張部は、高さ方向の全体にわたって、当該側方拡張部が連結された前記端部油路形成部の上端部と、前記排出口に相当する部分の中心部とを結ぶ線分を超える位置まで、他方の端部油路形成部側に延びていることを特徴とする。
【0017】
上記の構成によれば、側方拡張部を有する中子を用いて製作されたベアリングハウジングの油排出路には、端部油路の両側から軸方向に延びる側方拡張油路が形成される。このため、軸受側から端部油路に排出された潤滑油がシール部へ行かずに排出口へ行きやすくなるとともに、排出路の体積も増えることで潤滑油の排出性能が向上するので、シール部における油漏れに対する耐性を向上させることができる。また、側方拡張部を有する中子を用いて製作されたベアリングハウジングについて鋳砂残りの検査を行う際に、排出口から検査ワイヤーを挿入し、側方拡張油路に通すことで、最奥部である端部流路の上端部まで検査ワイヤーを容易に挿入できるので、検査精度が向上する。
【0018】
(4)また本発明のベアリングハウジングの製造方法は、ベアリングハウジングの外形を成形するための主型と、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の油排出路形成用中子とからなるベアリングハウジング用鋳型を用いて、成形体を鋳造し、次に、穴あけ加工によって前記成形体に前記軸貫通穴を形成する、ことを特徴とする。
【0019】
上記の本発明の方法によれば、上記本発明の油排出路形成用中子を用いて鋳造された成形体には軸貫通穴が無いが、その後の穴あけ加工によって軸貫通穴が形成される。本発明では従来のベアリングハウジングの製造方法に対して軸貫通穴の穴あけ加工の工程が追加されるが、油排出路形成用中子自体の製造を大幅に簡略化しているため、ベアリングハウジング全体としての製造は従来と比べて簡略化される。また、特に上記(3)の油排出路形成用中子を用いた場合、側方拡張油路をもつ油排出路が形成されるので、シール部における油漏れに対する耐性を向上させたベアリングハウジングを製作することができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明の油排出路形成用中子は、組立作業が不要であり、少ない型枠で造型できる。
本発明のベアリングハウジングの製造方法により、シール部における油漏れに対する耐性を向上させたベアリングハウジングが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。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。
【0022】
図1は、本発明の実施形態にかかる油排出路形成用中子1の斜視図である。図1の構成例において、油排出路形成用中子1は、過給機のベアリングハウジングにおける油排出路形成用として構成されており、左側がタービン側、右側がコンプレッサ側である。油排出路形成用中子1は、従来と同様に、粘結剤を配合した中子砂からなる。図1において、油排出路形成用中子1は、2つの端部油路形成部3,4と、下部油路形成部5とを備える。
【0023】
端部油路形成部3,4は、ベアリングハウジングにおける2つの端部油路12,13(図4参照)を形成するための部位である。ここで、図4に示すように、端部油路12,13は、軸貫通穴17の両端にそれぞれ連結し軸貫通穴17の両端から半径方向に広がり軸貫通穴17からの潤滑油を受け入れるための油路であり、油排出路11の一部を構成する。
【0024】
下部油路形成部5は、端部油路形成部3,4と一体的に形成された下部油路14(図4参照)を形成するための部位である。ここで、図4に示すように、下部油路14は、各端部油路12,13からの潤滑油を集めて下部の排出口15まで導くための油路であり、油排出路11の一部を構成する。
【0025】
この油排出路形成用中子1において、タービン側の端部油路形成部3の外側には、タービンハウジング側に貫通する穴16(図4参照)を形成するための外側軸部7が設けられている。
【0026】
図1に示すように、本発明の油排出路形成用中子1は、軸貫通穴17を形成するための中子部分(図7の中央軸部79)が省略された形状を有する。
この構成によれば、軸貫通穴17を形成するための中子部分(中央軸部)が省略されているので、中子を製作するに当たって中央軸部を製作する必要が無く、中央軸部を製作するための型枠が不要となる。また、中央軸部が省略されたことで、組み合わせ中子とならないので、従来のような組立作業が不要である。
【0027】
また、本発明の油排出路形成用中子1は、図7(B)に示した従来の中子81と異なり、造型に際して別の中子を必要とするような中空部が2つの端部油路形成部の間に存在しない形状であって、上下2つのみの型枠によって造型可能であるような形状を有する。つまり、図7(B)に示した従来の中子81と異なり、油排出路形成用中子1には、タービン側の端部油路形成部3の上端からコンプレッサ側の端部油路形成部側4に向かって延びる拡張部分は設けられておらず、袋形状が形成されない。
上記のような形状を採用することで、上下2つのみの型枠によって油排出路形成用中子1を造型することができる。
【0028】
また図1に示す構成例のように、油排出路形成用中子1において、タービン側の端部油路形成部3の左右両側に、コンプレッサ側の端部油路形成部4側に向かって延びる側方拡張部6が連結されていることが好ましい。
図2は、油排出路形成用中子1の側面図である。図2に示すように、側面から見て、側方拡張部6は、高さ方向の全体にわたって、側方拡張部6が連結されたタービン側の端部油路形成部3の上端部(図2のA点)と、排出口15に相当する部分8の中心部(図2のB点)とを結ぶ線分を超える位置まで、コンプレッサ側の端部油路形成部4側に延びている。
【0029】
図3は、図2におけるIII−III線切断端面図である。図3に示すように、2つの側方拡張部6の内壁6aは、内壁6a同士の間隔が上方に向かって平行または広がるように形成されているので、油排出路形成用中子1の造型において別の中子を必要とするような中空部は形成されない。
【0030】
次に、本実施形態の油排出路形成用中子1を用いたベアリングハウジングの製造方法について、図4を参照して説明する。図4(A)(B)は、軸貫通穴17の中心線を通る鉛直面における成形体10(ベアリングハウジング20)の断面図である。
【0031】
図4(A)に示すように、ベアリングハウジングの外形を成形するための主型(図示せず)と、図1に示した油排出路形成用中子1とからなるベアリングハウジング用鋳型を用いて、成形体10を鋳造する。具体的には、上下の型枠からなる主型の内部に油排出路形成用中子1を置いて、主型の内部に溶湯を流し込んで固化させた後、成形体10を取り出して、成形体10の内部にある油排出路形成用中子1を除去する。
【0032】
すると、図4(A)に示すように、油排出路11と穴16が形成される。この油排出路11は、端部油路形成部3,4に基づいて形成される2つの端部油路12,13と、下部油路形成部5に基づいて形成される下部油路14と、側方拡張部6に基づいて形成される側方拡張油路22とを有する。なお、鋳造に際し、必要に応じて、主型の中に配置される別の中子(図示せず)によって冷却液流路19も同時に形成される。
【0033】
次に、図4(B)に示すように、穴あけ加工によって成形体10に軸貫通穴17を形成する。軸貫通穴17は回転軸を支持するためのラジアル軸受及び回転軸を挿入するための穴である。
次に、成形体10に潤滑油供給路21を穴あけ加工する。なお、潤滑油供給路21を形成した後に、軸貫通穴17を形成してもよい。
【0034】
上述したように、側方拡張部6を有する油排路形成用中子1を用いて製作されたベアリングハウジング20の油排出路11には、端部油路12の両側から軸方向に延びる側方拡張油路22が形成される。このため、軸受側から端部油路12に排出された潤滑油が、穴16の部分に設けられるシール部へ行かずに排出口15へ行きやすくなるとともに、油排出路11の体積も増えることで潤滑油の排出性能が向上するので、シール部における油漏れに対する耐性を向上させることができる。
【0035】
また、側方拡張部6を有する油排路形成用中子1を用いて製作されたベアリングハウジング20について鋳砂残りの検査を行う際に、図4(B)に示すように、排出口15から検査ワイヤー18を挿入し、側方拡張油路22に通すことで、最奥部である端部油路12の上端部まで検査ワイヤー18を容易に挿入できるので、検査精度が向上する。
【0036】
なお、本実施形態では、側方拡張部6はタービン側に設けた構成例を示したが、コンプレッサ側においても同様に適用可能である。
また、本実施形態では、過給機用のベアリングハウジングに適用するものとして説明したが、同様の油排出路構造をもつ他の回転機械のベアリングハウジングの鋳造に用いる中子についても、本発明は適用可能である
【0037】
上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】本発明の実施形態にかかる油排出路形成用中子の斜視図である。
【図2】本発明の実施形態にかかる油排出路形成用中子の側面図である。
【図3】図2におけるIII−III線切断端面図である。
【図4】本実施形態の油排出路形成用中子を用いたベアリングハウジングの製造方法の説明図である。
【図5】特許文献1に開示された従来の過給機の構造を示す断面図である。
【図6】図5の油排出路とは別形状を有する油排出路の構造を示す図である。
【図7】(A)は図5の油排出路を形成するための中子の側面図である。(B)は図6の油排出路を形成するための中子の側面図である。
【符号の説明】
【0039】
1 油排出路形成用中子
3、4 端部油路形成部
5 下部油路形成部
6 側方拡張部
7 外側軸部
10 ベアリングハウジング
11 油排出路
12、13 端部油路
14 下部油路
15 排出口
16 穴
17 軸貫通穴
19 冷却液流路
21 潤滑油供給路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸を支持する軸受を通すための軸貫通穴と、該軸貫通穴の両端から排出される潤滑油を受け入れて下部から排出するための油排出路と備えたベアリングハウジングの鋳造において前記油排出路の形成に用いる油排出路形成用中子であって、
前記ベアリングハウジングの前記油排出路は、軸貫通穴の両端にそれぞれ連結し該軸貫通穴の両端から半径方向に広がり軸貫通穴からの潤滑油を受け入れる2つの端部油路と、各端部油路からの潤滑油を集めて下部の排出口まで導く下部油路とからなるものであり、
前記2つの端部油路をそれぞれ形成するための端部油路形成部と、該端部油路形成部と一体的に形成され前記下部油路を形成するための下部油路形成部とを備え、前記軸貫通穴を形成するための中子部分が省略された形状を有する、ことを特徴とする油排出路形成用中子。
【請求項2】
造型に際して中子を必要とするような中空部が前記2つの端部油路形成部の間に存在しない形状であって、上下2つのみの型枠によって造型可能であるような形状を有する、請求項1記載の油排出路形成用中子。
【請求項3】
前記2つの端部油路形成部の少なくとも一方の左右両側に、他方の端部油路形成部側に向かって延びる側方拡張部が連結されており、
側面から見て、前記側方拡張部は、高さ方向の全体にわたって、当該側方拡張部が連結された前記端部油路形成部の上端部と、前記排出口に相当する部分の中心部とを結ぶ線分を超える位置まで、他方の端部油路形成部側に延びている、請求項1又は2記載の油排出路形成用中子。
【請求項4】
ベアリングハウジングの外形を成形するための主型と、請求項1乃至3のいずれかに記載の油排出路形成用中子とからなるベアリングハウジング用鋳型を用いて、成形体を鋳造し、次に、穴あけ加工によって前記成形体に前記軸貫通穴を形成する、ことを特徴とするベアリングハウジングの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−228646(P2009−228646A)
【公開日】平成21年10月8日(2009.10.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−78346(P2008−78346)
【出願日】平成20年3月25日(2008.3.25)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【Fターム(参考)】