潤滑油供給装置付きターボチャージャ
【課題】ターボチャージャの始動時に軸受の隙間に、潤滑油中の異物が噛み込まないようにする。
【解決手段】エンジン１０の排気ガスによって回転駆動されるタービン側インペラ４１と、エンジン１０の吸気側へ圧縮空気を送る及びコンプレッサ側インペラ４２と、タービン側インペラ４１とコンプレッサ側インペラ４２を連結する回転軸４３と、回転軸４３を回転可能に支持する軸受４３、４４と、エンジン各所２４へ潤滑油を供給するとともに軸受４３、４４へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置２０と、エンジン１０の吸気側へ供給される圧縮空気の余剰圧力を逃がすブローオフバルブ６０とを備えた潤滑油供給装置付きターボチャージャにおいて、エンジン各所２４を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留し、エンジンを停止させたときに前記別の場所に貯留した潤滑油を軸受４３、４４に供給する油送給装置８０を備えた。
【解決手段】エンジン１０の排気ガスによって回転駆動されるタービン側インペラ４１と、エンジン１０の吸気側へ圧縮空気を送る及びコンプレッサ側インペラ４２と、タービン側インペラ４１とコンプレッサ側インペラ４２を連結する回転軸４３と、回転軸４３を回転可能に支持する軸受４３、４４と、エンジン各所２４へ潤滑油を供給するとともに軸受４３、４４へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置２０と、エンジン１０の吸気側へ供給される圧縮空気の余剰圧力を逃がすブローオフバルブ６０とを備えた潤滑油供給装置付きターボチャージャにおいて、エンジン各所２４を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留し、エンジンを停止させたときに前記別の場所に貯留した潤滑油を軸受４３、４４に供給する油送給装置８０を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載されるターボチャージャ（過給機）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャ１００は、図４（特許文献１）に示すように、エンジンからの排気ガスによってタービン側インペラ１０１を回転させ、その回転によってコンプレッサ側インペラ１０２を駆動し、エンジンへ吸気用の圧縮空気を供給する装置である。このようなターボチャージャ１００の回転軸１０３は、転がり軸受１０４、１０５により回転自在に支持されているが、回転数が非常に大きい（例えば毎分２０万回）ので、転がり軸受１０４、１０５のオイル潤滑が必要である。タービン側インペラ１０１は、排気ガスで高温となるので、タービン側の転がり軸受１０４を十分に冷却する必要がある。
【０００３】
そこで、ハウジング１１０の導入ポート１１１にエンジンの潤滑ポンプからの潤滑油を供給し、横穴１１２、縦穴１１３、第１の環状溝１１４を経由して軸受ケース１２１の両端面から転がり軸受１０４、１０５へ前記潤滑油を供給していた。
【０００４】
またエンジンの潤滑ポンプからの潤滑油を、導入ポート１１１、横穴１１２、縦穴１１３、第１の環状溝１１４、パス穴１１６、第２の環状溝１１７、ノズル１１８を経由して転がり軸受１０４へ前記潤滑油を供給していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９６１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さらに上記転がり軸受１０４、１０５の外輪１０４ａ、１０５ａ間にはコイルバネ１２０が介挿され、転がり軸受１０４、１０５に定圧予圧がかかっている。この状態で、潤滑油を供給する場合、エンジンの各所を潤滑する際に異物が生ずるため、潤滑油は異物を含んだ状態となり、前記転がり軸受１０４、１０５の外輪と玉間、あるいは内輪と玉間に異物を噛み込んで、損傷を与える。
【０００７】
よって、転がり軸受１０４、１０５に異物が噛み込まないようにするためには、前記コイルバネ１２０を無くし、転がり軸受１０４、１０５に隙間を設ける方法がある。しかし、排気ガスで軸受ケース１２１と回転軸１０３が十分加熱された状態において、この転がり軸受１０４、１０５の隙間が最適になるように設定してあるので、例えば、朝一番のエンジンの始動時は、軸受ケース１２１と回転軸１０３は大気温と同程度まで冷えており、前記最適隙間と比較して転がり軸受１０４、１０５の隙間が小さいがために、潤滑油中の異物を噛み込んで、転がり軸受１０４、１０５に損傷を与える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、エンジンの排気ガスによって回転駆動されるタービン側インペラと、エンジンの吸気側へ圧縮空気を送る及びコンプレッサ側インペラと、タービン側インペラとコンプレッサ側インペラを連結する回転軸と、回転軸を回転可能に支持する軸受と、エンジン各所へ潤滑油を供給するとともに前記軸受へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置と、エンジンの吸気側へ供給される圧縮空気の余剰圧力を逃がすブローオフバルブとを備えた潤滑油供給装置付きターボチャージャにおいて、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留し、エンジンを停止させたときに前記別の場所に貯留した潤滑油を前記軸受に供給する油送給装置を備えたものである。
【０００９】
この構成によれば、エンジン停止時に、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に貯留された潤滑油で軸受に付着した異物を洗い流すことが出来る。これによって、ターボチャージャが冷え、軸受の隙間が小さい状態でターボチャージャを始動しても、軸受を損傷させる恐れが少ない。さらに、別の場所に貯留された潤滑油として、大きな異物を取り除いた潤滑油、あるいは異物を含まないきれいな潤滑油を使用すれば、より効果的である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、油送給装置は、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、前記軸受への潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたものである。
【００１１】
この構成によれば、簡単な構成で、エンジン停止時に、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に貯留された潤滑油を、ターボチャージャの軸受に供給することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、油送給装置は、ブローオフバルブからの余剰圧力を貯留するエアタンクと、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、潤滑油タンクからの潤滑油を、エアタンクからの圧縮空気によってミスト状にするミスト装置と、前記軸受へのミスト状の潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたものである。
【００１３】
この構成によれば、ミスト状の潤滑油をターボチャージャの軸受に勢いよく吹付けるため、軸受に付着した異物付きの潤滑油を確実に洗い流すことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、油送給装置は、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油貯留空間を有し、ブローオフバルブからの余剰圧力をピストンを介して潤滑油貯留空間に加えることによって潤滑油を圧送するようにした潤滑油貯留兼圧送装置と、前記軸受への潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたものである。
【００１５】
この構成によれば、ブローオフバルブからの余剰圧力を利用して潤滑油を圧送するため、新たな駆動源を設けることなく、簡単な構成で潤滑油を軸受に送給できる。また、潤滑油貯留空間の設置場所に制限がない。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、油送給装置は、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油貯留空間を有し、ブローオフバルブからの余剰圧力をピストンを介して潤滑油貯留空間に加えることによって潤滑油を圧送するようにした潤滑油貯留兼圧送装置と、ブローオフバルブからの余剰圧力を貯留するエアタンクと、潤滑油貯留兼圧送装置からの潤滑油を、エアタンクからの圧縮空気によってミスト状にするミスト装置と、前記軸受へのミスト状の潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたものである。
【００１７】
この構成によれば、ブローオフバルブからの余剰圧力を利用して潤滑油をミスト状にして圧送するため、新たな駆動源を設けることなく、簡単な構成で軸受に付着した異物付きの潤滑油を確実に洗い流すことができる。また、潤滑油貯留空間の設置場所に制限がない。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、切換装置は、弁の作動により、前記軸受への連通、遮断のいずれかに切換可能な切換弁である。
【００１９】
この構成によれば、電動モータ付き潤滑油供給ポンプに較べるとローコストで切換弁を設置でき、切換弁の作動により軸受への潤滑油の供給、停止を確実に切り替えることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、切換装置は、電動モータの作動により、前記軸受への潤滑油の供給、停止のいずれかに切換可能な電動モータ付き潤滑油供給ポンプである。
【００２１】
この構成によれば、電動モータの駆動時間、電動モータの回転数の変更が容易なため、これらを最適に設定することで、軸受に付着した異物を確実に洗い流すことができる。また、潤滑油タンクあるいは潤滑油貯留空間の設置場所に制限がない。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、潤滑油供給装置は、潤滑油をろ過するオイルエレメントを有し、このオイルエレメントよりも細かい異物を補足できるフィルターを前記油送給装置に設け、潤滑油供給装置の潤滑油を油送給装置へ供給する連絡通路を設けた。
【００２３】
この構成によれば、潤滑油供給装置の潤滑油を利用できるので、軸受へ供給する潤滑油を定期的に補充する必要がなく、維持管理が容易である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、エンジン停止時に、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に貯留された潤滑油で軸受を洗い流すことが出来る。これによって、ターボチャージャが冷え、軸受の隙間が小さい状態でターボチャージャを始動しても、軸受を損傷させる恐れが少ない。さらに、別の場所に貯留された潤滑油として、大きな異物を取り除いた潤滑油、あるいは異物を含まないきれいな潤滑油を使用すれば、より効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態におけるターボチャージャと潤滑油供給装置の全体概略図
【図２】本発明の実施形態におけるターボチャージャ本体の断面図
【図３】本発明の実施形態における図２の拡大断面図
【図４】従来のターボチャージャの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態を、図１乃至図３にもとづいて説明する。図１は、ターボチャージャ、エンジン、潤滑油供給装置の全体概略図、図２は、ターボチャージャ本体の断面図、図３は、図２の拡大断面図である。
【００２７】
図１において、一点鎖線で囲った部分が自動車のエンジン１０である。エンジン１０は、シリンダ１１、シリンダ１１内を往復動するピストン１２、シリンダ１１に連結された吸気管１３、シリンダ１１に連結された排気管１４、吸気管１３とシリンダ１１の連通遮断を行う吸気バルブ１５、排気管１４とシリンダ１１の連通遮断を行う排気バルブ１６を有する。
【００２８】
エンジン１０は、前記ピストン１２の往復動を回転運動に変換する図略のクランクシャフトを有する。エンジン１０には、液状潤滑油供給装置２０を有し、液状潤滑油供給装置２０は、クランクシャフトによって回転駆動される潤滑油供給ポンプ２１、潤滑油を貯めるオイルパン２２、オイルパン２２から汲み上げられた潤滑油をろ過するストレーナ２３、エンジン１０の各所２４へ潤滑油を供給する前に潤滑油をろ過するオイルエレメント２５、一定圧以上の圧力を逃がすリリーフ弁２６を有する。液状潤滑油供給装置２０は、エンジン１０の各所２４（例えば、エンジンのシリンダとピストン間）へ潤滑油を送給して、各所２４を潤滑する役目を持つ。
【００２９】
ターボチャージャ３０は、エンジン１０に外付けされるもので、ターボチャージャ本体４０、ブローオフバルブ６０、第１のサージタンク７０を有する。このターボチャージャ３０は、排気管１４から排出される排気ガスによって、ターボチャージャ本体４０のタービン側インペラ４１を回し、コンプレッサ側インペラ４２も一体回転することにより、圧縮空気供給通路３１を介して吸気管１３に圧縮空気を供給する装置である。
【００３０】
ブローオフバルブ６０は、弁６１、弁６１を軸動可能に支持するダイヤフラム６２、弁６１を付勢するバネ６３を有する。ブローオフバルブ６０には、第１のサージタンク７０に連通するフィードバック通路３２が繋がっており、またブローオフバルブ６０には、後述するミスト潤滑油供給装置８０のオーバフロー通路８１が繋がっている。ブローオフバルブ６０は、第１のサージタンク７０の圧力が所定圧力以上になると、前記バネ６３に打ち勝って弁６１を軸動させ、圧縮空気供給通路３１の圧縮空気をオーバフロー通路８１に逃がす役目を持っている。
【００３１】
前記第１のサージタンク７０は、圧縮空気を貯え、吸気管１３に供給される圧縮空気の流量、圧力を平滑化させる役目を持つ。
【００３２】
前記ミスト潤滑油供給装置８０は、エンジン１０に外付けされるもので、ブローオブバルブ６０からの圧縮空気を貯える第２のサージタンク８２、潤滑油貯留兼圧送装置８３、電磁方向切換弁８４、液状の潤滑油をミストにするベンチェリー管８５、一定圧以上の圧縮空気を大気へ逃がすリリーフ弁８６を有する。
【００３３】
前記潤滑油貯留兼圧送装置８３は、ピストン８３ａを有し、ピストン８３ａにより一つの内部空間を、圧縮空気を貯える圧縮空気貯留空間８３ｂと、潤滑油を貯える潤滑油貯留空間８３ｃとに区画している。潤滑油貯留兼圧送装置８３は、潤滑油貯留空間８３ｃに潤滑油を貯え、圧縮空気貯留空間８３ｂへ圧縮空気を送ることによりベンチェリー管８５へ潤滑油を圧送する役目を持っている。
【００３４】
前記電磁方向切換弁８４は、潤滑油貯留兼圧送装置８３からの潤滑油をベンチェリー管８５へ供給あるいは停止する役目を持つ。また、電磁方向切換弁８４は、第２のサージタンク８２からの圧縮空気をベンチェリー管８５へ供給あるいは停止する役目を持つ。
【００３５】
イグニッションキースイッチ９０は、一側にＯＦＦ端子、ＩＧ端子、ＳＴ端子を有し、他側にＥ端子を有し、キーを回すことによりＥ端子はＯＦＦ端子、ＩＧ端子、ＳＴ端子のいずれかへ選択的に接続されるようになっている。電磁方向切換弁８４はイグニッションキースイッチ９０のＯＦＦ端子と電気的に接続され、イグニッションキースイッチ９０のＥ端子はバッテリー９１の＋端子と電気的に接続されている。キーを回してＯＦＦ端子をＥ端子に接続すると、バッテリー９１の電圧が電磁方向切換弁８４に印加され、電磁方向切換弁８４は、圧縮空気と潤滑油を供給するポートへ切り替えるようになっている。
【００３６】
図２において、ターボチャージャ本体４０は、回転軸４３を有し、回転軸４３の一端にはタービン側インペラ４１が一体形成され、回転軸４３の他端にはコンプレッサ側インペラ４２が取り付けられている。回転軸４３は、一対の転がり軸受（アンギュラ玉軸受）４４、４５によって回転可能に支持され、一対の転がり軸受４４、４５は、略筒状の軸受ケース４６に圧入固定されている。
【００３７】
前記回転軸４３には、第1の段部４３ａ、中径部４３ｂ、第２の段部４３ｃ、小径部４３ｄ、ネジ部４３ｅの順に形成されている。前記中径部４３ｂには、転がり軸受４４、間座４７、転がり軸受４５の順に嵌合され、前記小径部４３ｄには、スラスト受部材４８、コンプレッサ側インペラ４２の順に嵌合され、前記ネジ部４３ｅにナット４９が螺着されている。転がり軸受４４、間座４７、転がり軸受４５が、第１の段部４３ａとスラスト受部材４８とで軸方向に挟み込まれ、スラスト受部材４８、コンプレッサ側インペラ４２が、第２の段部４３ｃとナット４９とで軸方向に挟み込まれている。
【００３８】
前記軸受ケース４６の外周面には、図３に示すように、第１の小径部４６ａ、第１の大径部４６ｂ、幅広環状溝４６ｃ、第２の大径部４６ｄ、第２の小径部４６ｅの順に形成されている。第１の大径部４６ｂと第２の大径部４６ｄには、断面三角形状の幅狭環状溝４６ｆ、４６ｇがそれぞれ形成されている。
【００３９】
前記軸受ケース４６の内周面には、第１の大径部４６ｈ、第１の段部４６ｊ、小径部４６ｋ、第２の段部４６ｍ、第２の大径部４６ｎの順に形成されている。第１の大径部４６ｈに転がり軸受４４の外輪が嵌合され、第１の段部４６ｊに転がり軸受４４の外輪の端面が当接している。第２の大径部４６ｎに転がり軸受４５の外輪が嵌合され、第２の段部４６ｍに転がり軸受４５の外輪の端面が当接している。
【００４０】
前記軸受ケース４６には、ノズル４６ｐが形成され、ノズル４６ｐの一端は幅狭環状溝４６ｆに開口し、ノズル４６ｐの他端は転がり軸受４４の外輪の内周面に向けられている。
【００４１】
ターボチャージャ本体４０は、図２に示すように、ターボチャージャハウジング５０を有し、ターボチャージャハウジング５０は、タービンハウジング５１、センタハウジング５２、コンプレッサハウジング５３から構成されている。
【００４２】
前記タービンハウジング５１には、スクロール室５１ａと排気ガス用排出口５１ｂが形成され、エンジン１０の排気管１４からの排気ガスは、スクロール室５１ａ、タービン側インペラ４１、排気ガス用排出口５１ｂの順に通過するようになっている。
【００４３】
前記センタハウジング５２には、保持穴５２ａ、第１の段付き穴５２ｂ、第２の段付き穴５２ｃの順に形成されている。保持穴５２ａには前記軸受ケース４６が遊嵌され、第１の段付き穴５２ｂにはスラストプレート５３が嵌合され、第２の段付き穴５２ｃにはシールプレート５４が嵌合されている。スラストプレート５３の内周面とシールプレート５４の内周面に前記スラスト受部材４８が摺動可能に嵌合され、スラストプレート５３の内周面とシールプレート５４の内周面とスラスト受部材４８の外周面に形成されたテーパ面でスラスト力を受け止めることが出来るようになっている。
【００４４】
前記センタハウジング５２には、導入ポート５２ｄ、横穴５２ｅ、縦穴５２ｆ、５２ｇが形成され、潤滑油供給ポンプ２１からの潤滑油は、導入ポート５２ｄ、横穴５２ｅ、縦穴５２ｆ、軸受ケース４６の幅狭環状溝４６ｆ、ノズル４６ｐを介して転がり軸受４４に導かれるようになっている。また潤滑油供給ポンプ２１からの潤滑油は、導入ポート５２ｄ、横穴５２ｅ、縦穴５２ｇ、軸受ケース４６の幅狭環状溝４６ｇに導かれるようになっている。幅狭環状溝４６ｆに導かれた潤滑油は、軸受ケース４６の第１の小径部４６ａを経て軸受ケース４６のタービン側インペラ４１側の端面に導かれる。幅狭環状溝４６ｇに導かれた潤滑油は、軸受ケース４６の第２の小径部４６ｅを経て軸受ケース４６のコンプレッサ側インペラ４２側の端面に導かれる。幅狭環状溝４６ｆ、４６ｇに導かれた潤滑油の一部は、軸受ケース４６の幅広環状溝４６ｃに導かれる。
【００４５】
前記センタハウジング５２には、第１の排出通路５２ｈ、第２の排出通路５２ｊ、第３の排出通路５２ｋ、排出ポート５２ｍが形成され、軸受ケース４６のタービン側インペラ４１側の端面に導かれた潤滑油は、第１の排出通路５２ｈを経て排出ポート５２ｍへ排出されるようになっている。軸受ケース４６のコンプレッサ側インペラ４２側の端面に導かれた潤滑油は、第３の排出通路５２ｋを経て排出ポート５２ｍへ排出されるようになっている。軸受ケース４６の幅広環状溝４６ｃに導かれた潤滑油は、第２の排出通路５２ｊを経て排出ポート５２ｍへ排出されるようになっている。
【００４６】
前記コンプレッサハウジング５３には、スクロール室５３ａと空気用吸入口５３ｂが形成され、図略のエアークリーナからの空気は、空気用吸入口５３ｂ、コンプレッサ側インペラ４２、スクロール室５３ａの順に通過し、エンジン１０の吸気管１３へ送給されるようになっている。
【００４７】
次に、上述した実施形態の構成にもとづいて、本実施形態の動作について説明する。
エンジン１０の駆動中は、シリンダ１１から排出された排気ガスが、排気管１４、スクロール室５１ａ、タービン側インペラ４１、排気ガス用排出口５１ｂの順に通過し、タービン側インペラ４１が回転する。タービン側インペラ４１の回転は、回転軸４３を介してコンプレッサ側インペラ４２に伝えられ、空気用吸入口５３ｂから吸引された空気は、コンプレッサ側インペラ４２で圧縮され、スクロール室５３ａ、圧縮空気供給通路３１、第１のサージタンク７０、吸気管１３を経てシリンダ１１に供給される。
【００４８】
第１のサージタンク７０の圧力は、フィードバック通路３２を介して弁６１に作用し、この圧力が高まると、弁６１がバネ６３に打ち勝って作動し、余剰圧力をオーバフロー通路８１へ逃がす。余剰圧力は、第２のサージタンク８２と潤滑油貯留兼圧送装置８３の圧縮空気貯留空間８３ｂに貯えられる。エンジン１０の駆動によって、潤滑油供給ポンプ２１も駆動され、オイルパン２２から汲み上げられた潤滑油は、ストレーナ２３、潤滑油供給ポンプ２１、オイルエレメント２５を経てエンジン１０の各所２４へ送給される。また、ターボチャージャ本体４０の転がり軸受４３、４４にも供給される。
エンジン１０の駆動時は、電磁方向切換弁８４は停止位置に切り替わっており、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃ内の潤滑油は、ベンチェリー管８５へ供給されない。第２のサージタンク８２内の圧縮空気は、ベンチェリー管８５へ供給されない。すなわち、ミスト潤滑油供給装置８０からミスト状の潤滑油が、ターボチャージャ本体４０の転がり軸受４３、４４に供給されない。
【００４９】
ところが、運転手がイグニッションキースイッチ９０を回して、Ｅ端子をＯＦＦ端子に接続すると、エンジン１０が停止するが、タービン側インペラ４１、回転軸４３、コンプレッサ側インペラ４２は、惰性で回転する。電磁方向切換弁８４は供給位置に切り替わり、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃ内の潤滑油は、ベンチェリー管８５へ供給され、第２のサージタンク８２内の圧縮空気は、ベンチェリー管８５へ供給されて、ベンチェリー管８５からミスト状の潤滑油が発生し、ターボチャージャ本体４０の転がり軸受４３、４４に供給される。転がり軸受４３、４４の内輪と玉は回転しながら、ミスト状の潤滑油によって、きれいに洗い流される。液状潤滑油供給装置２０からの潤滑油に替えて、ミスト潤滑油供給装置８０からのミスト状の潤滑油が、転がり軸受４３、４４に付着する。第２のサージタンク８２と潤滑油貯留兼圧送装置８３の圧縮空気貯留空間８３ｂに貯えられた圧縮空気が無くなると、ミスト状の潤滑油が転がり軸受４３、４４に送給されなくなる。
【００５０】
エンジン１０が停止すると、大気温によってターボチャージャ本体４０が冷やされ、ターボチャージャ本体４０の温度が徐々に低下する。エンジン１０の駆動中は、排気ガスによって、タービン側インペラ４１、タービンハウジング５１が特に加熱されるので、軸受ケース４６に比べて回転軸４３、間座４７の方が温度変化量が大きい。この結果、エンジン１０が連続駆動し、ターボチャージャ本体４０が十分加熱された状態において、転がり軸受４３、４４の隙間が十分確保できるように設定されているので、ターボチャージャ本体４０が冷えた状態において、転がり軸受４３、４４の隙間が小さい。
【００５１】
ターボチャージャ本体４０が冷えた状態から運転手がイグニッションキースイッチ９０を回してエンジン１０が駆動されると、シリンダ１１から排気ガスが排出されてタービン側インペラ４１、回転軸４３、プレッサ側インペラ４２が回転し、転がり軸受４３、４４の内輪と玉が回転するが、大きい異物が入っていない潤滑油あるいは異物が入っていないきれいな潤滑油が軸受に付着しているので、転がり軸受４３、４４は異物によって損傷する恐れがない。ターボチャージャ本体４０は、排気ガスによって、数分で十分加熱された温度に到達し、転がり軸受４３、４４に十分な隙間が確保されるので、この状態で液状潤滑油供給装置２０から潤滑油が供給されても、転がり軸受４３、４４は異物によって損傷する恐れがない。
【００５２】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００５３】
上述した実施形態は、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃへ異物を含まないきれいな潤滑油を、自動車の点検時に定期的に補充することを考えた。ターボチャージャ本体４０の排出ポート５２ｍとオイルパン２２を回収通路９３で繋ぎ、オイルエレメント２５と潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃを連絡通路９４で繋ぎ、連絡通路９４にフィルタ９５を設け、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃへ液状潤滑油供給装置２０からの潤滑油を補充するようにしても良い。この場合、フィルタ９５は、ターボチャージャ本体４０が十分に冷えた状態における転がり軸受４３、４４の小さい隙間より若干小さい異物を補足できるメッシュを持ったものが使用される。オイルエレメント２５は、ターボチャージャ本体４０が十分に加熱された状態における転がり軸受４３、４４の大きい隙間より若干小さい異物を補足できるメッシュを持ったものが使用される。
【００５４】
上述した実施形態は、エンジン１１の停止時にミスト潤滑油供給装置８０からミスト状の潤滑油を転がり軸受４３、４４に供給する例について述べたが、第２のサージタンク８２とベンチェリー管８５を無くし、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃから液状の潤滑油を転がり軸受４３、４４に供給しても良い。
第２のサージタンク８２とベンチェリー管８５を無くだけでなく、さらに、潤滑油貯留兼圧送装置８３の圧縮空気貯留空間８３ｂを無くして、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃを単なる潤滑油タンクとしも良い。エンジン１１の停止時に前記潤滑油タンクの潤滑油を自重により転がり軸受４３、４４に供給する。潤滑油タンクの潤滑油を自重で送給するためには、潤滑油タンクをターボチャージャ本体４０よりも高い位置に設置する。
【００５５】
さらに、電磁方向切換弁８４に変えて電動モータ付き潤滑油供給ポンプを使用し、エンジン１１の停止時に潤滑油タンクの潤滑油を電動モータ付き潤滑油供給ポンプで転がり軸受４３、４４に供給しても良い。
【００５６】
上述した実施形態は、回転軸４３の回転支持にアンギュラ玉軸受タイプの転がり軸受４３、４４を使用した。このものは、玉が転動できるように内輪の転動面と外輪の転動面が断面円弧状に形成されている。このため、外輪に対し内輪を軸方向に動かすと、外輪と玉間並びに内輪と玉間の隙間が変化するので、本発明は隙間に応じて適切な潤滑油を供給するようにした。他の実施形態として、アンギュラ玉軸受タイプの転がり軸受４３、４４に変えて、ラジアル玉軸受タイプの転がり軸受にも適用しても良い。
【符号の説明】
【００５７】
２０：液状潤滑油供給装置（潤滑油供給装置）、３０：ターボチャージャ、４１：タービン側インペラ、４２：コンプレッサ側インペラ、４３：回転軸、４４：転がり軸受、４５：転がり軸受、６０：ブローオフバルブ、８０：ミスト潤滑油供給装置（油送給装置）、８２：第２のサージタンク（エアタンク）、８３：潤滑油貯留兼圧送装置、８３ｃ：潤滑油貯留空間（潤滑油タンク）、８４：電磁方向切換弁（切換弁）、８５：ベンチェリー管（ミスト装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載されるターボチャージャ（過給機）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャ１００は、図４（特許文献１）に示すように、エンジンからの排気ガスによってタービン側インペラ１０１を回転させ、その回転によってコンプレッサ側インペラ１０２を駆動し、エンジンへ吸気用の圧縮空気を供給する装置である。このようなターボチャージャ１００の回転軸１０３は、転がり軸受１０４、１０５により回転自在に支持されているが、回転数が非常に大きい（例えば毎分２０万回）ので、転がり軸受１０４、１０５のオイル潤滑が必要である。タービン側インペラ１０１は、排気ガスで高温となるので、タービン側の転がり軸受１０４を十分に冷却する必要がある。
【０００３】
そこで、ハウジング１１０の導入ポート１１１にエンジンの潤滑ポンプからの潤滑油を供給し、横穴１１２、縦穴１１３、第１の環状溝１１４を経由して軸受ケース１２１の両端面から転がり軸受１０４、１０５へ前記潤滑油を供給していた。
【０００４】
またエンジンの潤滑ポンプからの潤滑油を、導入ポート１１１、横穴１１２、縦穴１１３、第１の環状溝１１４、パス穴１１６、第２の環状溝１１７、ノズル１１８を経由して転がり軸受１０４へ前記潤滑油を供給していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９６１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さらに上記転がり軸受１０４、１０５の外輪１０４ａ、１０５ａ間にはコイルバネ１２０が介挿され、転がり軸受１０４、１０５に定圧予圧がかかっている。この状態で、潤滑油を供給する場合、エンジンの各所を潤滑する際に異物が生ずるため、潤滑油は異物を含んだ状態となり、前記転がり軸受１０４、１０５の外輪と玉間、あるいは内輪と玉間に異物を噛み込んで、損傷を与える。
【０００７】
よって、転がり軸受１０４、１０５に異物が噛み込まないようにするためには、前記コイルバネ１２０を無くし、転がり軸受１０４、１０５に隙間を設ける方法がある。しかし、排気ガスで軸受ケース１２１と回転軸１０３が十分加熱された状態において、この転がり軸受１０４、１０５の隙間が最適になるように設定してあるので、例えば、朝一番のエンジンの始動時は、軸受ケース１２１と回転軸１０３は大気温と同程度まで冷えており、前記最適隙間と比較して転がり軸受１０４、１０５の隙間が小さいがために、潤滑油中の異物を噛み込んで、転がり軸受１０４、１０５に損傷を与える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、エンジンの排気ガスによって回転駆動されるタービン側インペラと、エンジンの吸気側へ圧縮空気を送る及びコンプレッサ側インペラと、タービン側インペラとコンプレッサ側インペラを連結する回転軸と、回転軸を回転可能に支持する軸受と、エンジン各所へ潤滑油を供給するとともに前記軸受へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置と、エンジンの吸気側へ供給される圧縮空気の余剰圧力を逃がすブローオフバルブとを備えた潤滑油供給装置付きターボチャージャにおいて、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留し、エンジンを停止させたときに前記別の場所に貯留した潤滑油を前記軸受に供給する油送給装置を備えたものである。
【０００９】
この構成によれば、エンジン停止時に、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に貯留された潤滑油で軸受に付着した異物を洗い流すことが出来る。これによって、ターボチャージャが冷え、軸受の隙間が小さい状態でターボチャージャを始動しても、軸受を損傷させる恐れが少ない。さらに、別の場所に貯留された潤滑油として、大きな異物を取り除いた潤滑油、あるいは異物を含まないきれいな潤滑油を使用すれば、より効果的である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、油送給装置は、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、前記軸受への潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたものである。
【００１１】
この構成によれば、簡単な構成で、エンジン停止時に、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に貯留された潤滑油を、ターボチャージャの軸受に供給することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、油送給装置は、ブローオフバルブからの余剰圧力を貯留するエアタンクと、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、潤滑油タンクからの潤滑油を、エアタンクからの圧縮空気によってミスト状にするミスト装置と、前記軸受へのミスト状の潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたものである。
【００１３】
この構成によれば、ミスト状の潤滑油をターボチャージャの軸受に勢いよく吹付けるため、軸受に付着した異物付きの潤滑油を確実に洗い流すことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、油送給装置は、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油貯留空間を有し、ブローオフバルブからの余剰圧力をピストンを介して潤滑油貯留空間に加えることによって潤滑油を圧送するようにした潤滑油貯留兼圧送装置と、前記軸受への潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたものである。
【００１５】
この構成によれば、ブローオフバルブからの余剰圧力を利用して潤滑油を圧送するため、新たな駆動源を設けることなく、簡単な構成で潤滑油を軸受に送給できる。また、潤滑油貯留空間の設置場所に制限がない。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、油送給装置は、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油貯留空間を有し、ブローオフバルブからの余剰圧力をピストンを介して潤滑油貯留空間に加えることによって潤滑油を圧送するようにした潤滑油貯留兼圧送装置と、ブローオフバルブからの余剰圧力を貯留するエアタンクと、潤滑油貯留兼圧送装置からの潤滑油を、エアタンクからの圧縮空気によってミスト状にするミスト装置と、前記軸受へのミスト状の潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたものである。
【００１７】
この構成によれば、ブローオフバルブからの余剰圧力を利用して潤滑油をミスト状にして圧送するため、新たな駆動源を設けることなく、簡単な構成で軸受に付着した異物付きの潤滑油を確実に洗い流すことができる。また、潤滑油貯留空間の設置場所に制限がない。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、切換装置は、弁の作動により、前記軸受への連通、遮断のいずれかに切換可能な切換弁である。
【００１９】
この構成によれば、電動モータ付き潤滑油供給ポンプに較べるとローコストで切換弁を設置でき、切換弁の作動により軸受への潤滑油の供給、停止を確実に切り替えることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、切換装置は、電動モータの作動により、前記軸受への潤滑油の供給、停止のいずれかに切換可能な電動モータ付き潤滑油供給ポンプである。
【００２１】
この構成によれば、電動モータの駆動時間、電動モータの回転数の変更が容易なため、これらを最適に設定することで、軸受に付着した異物を確実に洗い流すことができる。また、潤滑油タンクあるいは潤滑油貯留空間の設置場所に制限がない。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、潤滑油供給装置は、潤滑油をろ過するオイルエレメントを有し、このオイルエレメントよりも細かい異物を補足できるフィルターを前記油送給装置に設け、潤滑油供給装置の潤滑油を油送給装置へ供給する連絡通路を設けた。
【００２３】
この構成によれば、潤滑油供給装置の潤滑油を利用できるので、軸受へ供給する潤滑油を定期的に補充する必要がなく、維持管理が容易である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、エンジン停止時に、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に貯留された潤滑油で軸受を洗い流すことが出来る。これによって、ターボチャージャが冷え、軸受の隙間が小さい状態でターボチャージャを始動しても、軸受を損傷させる恐れが少ない。さらに、別の場所に貯留された潤滑油として、大きな異物を取り除いた潤滑油、あるいは異物を含まないきれいな潤滑油を使用すれば、より効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態におけるターボチャージャと潤滑油供給装置の全体概略図
【図２】本発明の実施形態におけるターボチャージャ本体の断面図
【図３】本発明の実施形態における図２の拡大断面図
【図４】従来のターボチャージャの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態を、図１乃至図３にもとづいて説明する。図１は、ターボチャージャ、エンジン、潤滑油供給装置の全体概略図、図２は、ターボチャージャ本体の断面図、図３は、図２の拡大断面図である。
【００２７】
図１において、一点鎖線で囲った部分が自動車のエンジン１０である。エンジン１０は、シリンダ１１、シリンダ１１内を往復動するピストン１２、シリンダ１１に連結された吸気管１３、シリンダ１１に連結された排気管１４、吸気管１３とシリンダ１１の連通遮断を行う吸気バルブ１５、排気管１４とシリンダ１１の連通遮断を行う排気バルブ１６を有する。
【００２８】
エンジン１０は、前記ピストン１２の往復動を回転運動に変換する図略のクランクシャフトを有する。エンジン１０には、液状潤滑油供給装置２０を有し、液状潤滑油供給装置２０は、クランクシャフトによって回転駆動される潤滑油供給ポンプ２１、潤滑油を貯めるオイルパン２２、オイルパン２２から汲み上げられた潤滑油をろ過するストレーナ２３、エンジン１０の各所２４へ潤滑油を供給する前に潤滑油をろ過するオイルエレメント２５、一定圧以上の圧力を逃がすリリーフ弁２６を有する。液状潤滑油供給装置２０は、エンジン１０の各所２４（例えば、エンジンのシリンダとピストン間）へ潤滑油を送給して、各所２４を潤滑する役目を持つ。
【００２９】
ターボチャージャ３０は、エンジン１０に外付けされるもので、ターボチャージャ本体４０、ブローオフバルブ６０、第１のサージタンク７０を有する。このターボチャージャ３０は、排気管１４から排出される排気ガスによって、ターボチャージャ本体４０のタービン側インペラ４１を回し、コンプレッサ側インペラ４２も一体回転することにより、圧縮空気供給通路３１を介して吸気管１３に圧縮空気を供給する装置である。
【００３０】
ブローオフバルブ６０は、弁６１、弁６１を軸動可能に支持するダイヤフラム６２、弁６１を付勢するバネ６３を有する。ブローオフバルブ６０には、第１のサージタンク７０に連通するフィードバック通路３２が繋がっており、またブローオフバルブ６０には、後述するミスト潤滑油供給装置８０のオーバフロー通路８１が繋がっている。ブローオフバルブ６０は、第１のサージタンク７０の圧力が所定圧力以上になると、前記バネ６３に打ち勝って弁６１を軸動させ、圧縮空気供給通路３１の圧縮空気をオーバフロー通路８１に逃がす役目を持っている。
【００３１】
前記第１のサージタンク７０は、圧縮空気を貯え、吸気管１３に供給される圧縮空気の流量、圧力を平滑化させる役目を持つ。
【００３２】
前記ミスト潤滑油供給装置８０は、エンジン１０に外付けされるもので、ブローオブバルブ６０からの圧縮空気を貯える第２のサージタンク８２、潤滑油貯留兼圧送装置８３、電磁方向切換弁８４、液状の潤滑油をミストにするベンチェリー管８５、一定圧以上の圧縮空気を大気へ逃がすリリーフ弁８６を有する。
【００３３】
前記潤滑油貯留兼圧送装置８３は、ピストン８３ａを有し、ピストン８３ａにより一つの内部空間を、圧縮空気を貯える圧縮空気貯留空間８３ｂと、潤滑油を貯える潤滑油貯留空間８３ｃとに区画している。潤滑油貯留兼圧送装置８３は、潤滑油貯留空間８３ｃに潤滑油を貯え、圧縮空気貯留空間８３ｂへ圧縮空気を送ることによりベンチェリー管８５へ潤滑油を圧送する役目を持っている。
【００３４】
前記電磁方向切換弁８４は、潤滑油貯留兼圧送装置８３からの潤滑油をベンチェリー管８５へ供給あるいは停止する役目を持つ。また、電磁方向切換弁８４は、第２のサージタンク８２からの圧縮空気をベンチェリー管８５へ供給あるいは停止する役目を持つ。
【００３５】
イグニッションキースイッチ９０は、一側にＯＦＦ端子、ＩＧ端子、ＳＴ端子を有し、他側にＥ端子を有し、キーを回すことによりＥ端子はＯＦＦ端子、ＩＧ端子、ＳＴ端子のいずれかへ選択的に接続されるようになっている。電磁方向切換弁８４はイグニッションキースイッチ９０のＯＦＦ端子と電気的に接続され、イグニッションキースイッチ９０のＥ端子はバッテリー９１の＋端子と電気的に接続されている。キーを回してＯＦＦ端子をＥ端子に接続すると、バッテリー９１の電圧が電磁方向切換弁８４に印加され、電磁方向切換弁８４は、圧縮空気と潤滑油を供給するポートへ切り替えるようになっている。
【００３６】
図２において、ターボチャージャ本体４０は、回転軸４３を有し、回転軸４３の一端にはタービン側インペラ４１が一体形成され、回転軸４３の他端にはコンプレッサ側インペラ４２が取り付けられている。回転軸４３は、一対の転がり軸受（アンギュラ玉軸受）４４、４５によって回転可能に支持され、一対の転がり軸受４４、４５は、略筒状の軸受ケース４６に圧入固定されている。
【００３７】
前記回転軸４３には、第1の段部４３ａ、中径部４３ｂ、第２の段部４３ｃ、小径部４３ｄ、ネジ部４３ｅの順に形成されている。前記中径部４３ｂには、転がり軸受４４、間座４７、転がり軸受４５の順に嵌合され、前記小径部４３ｄには、スラスト受部材４８、コンプレッサ側インペラ４２の順に嵌合され、前記ネジ部４３ｅにナット４９が螺着されている。転がり軸受４４、間座４７、転がり軸受４５が、第１の段部４３ａとスラスト受部材４８とで軸方向に挟み込まれ、スラスト受部材４８、コンプレッサ側インペラ４２が、第２の段部４３ｃとナット４９とで軸方向に挟み込まれている。
【００３８】
前記軸受ケース４６の外周面には、図３に示すように、第１の小径部４６ａ、第１の大径部４６ｂ、幅広環状溝４６ｃ、第２の大径部４６ｄ、第２の小径部４６ｅの順に形成されている。第１の大径部４６ｂと第２の大径部４６ｄには、断面三角形状の幅狭環状溝４６ｆ、４６ｇがそれぞれ形成されている。
【００３９】
前記軸受ケース４６の内周面には、第１の大径部４６ｈ、第１の段部４６ｊ、小径部４６ｋ、第２の段部４６ｍ、第２の大径部４６ｎの順に形成されている。第１の大径部４６ｈに転がり軸受４４の外輪が嵌合され、第１の段部４６ｊに転がり軸受４４の外輪の端面が当接している。第２の大径部４６ｎに転がり軸受４５の外輪が嵌合され、第２の段部４６ｍに転がり軸受４５の外輪の端面が当接している。
【００４０】
前記軸受ケース４６には、ノズル４６ｐが形成され、ノズル４６ｐの一端は幅狭環状溝４６ｆに開口し、ノズル４６ｐの他端は転がり軸受４４の外輪の内周面に向けられている。
【００４１】
ターボチャージャ本体４０は、図２に示すように、ターボチャージャハウジング５０を有し、ターボチャージャハウジング５０は、タービンハウジング５１、センタハウジング５２、コンプレッサハウジング５３から構成されている。
【００４２】
前記タービンハウジング５１には、スクロール室５１ａと排気ガス用排出口５１ｂが形成され、エンジン１０の排気管１４からの排気ガスは、スクロール室５１ａ、タービン側インペラ４１、排気ガス用排出口５１ｂの順に通過するようになっている。
【００４３】
前記センタハウジング５２には、保持穴５２ａ、第１の段付き穴５２ｂ、第２の段付き穴５２ｃの順に形成されている。保持穴５２ａには前記軸受ケース４６が遊嵌され、第１の段付き穴５２ｂにはスラストプレート５３が嵌合され、第２の段付き穴５２ｃにはシールプレート５４が嵌合されている。スラストプレート５３の内周面とシールプレート５４の内周面に前記スラスト受部材４８が摺動可能に嵌合され、スラストプレート５３の内周面とシールプレート５４の内周面とスラスト受部材４８の外周面に形成されたテーパ面でスラスト力を受け止めることが出来るようになっている。
【００４４】
前記センタハウジング５２には、導入ポート５２ｄ、横穴５２ｅ、縦穴５２ｆ、５２ｇが形成され、潤滑油供給ポンプ２１からの潤滑油は、導入ポート５２ｄ、横穴５２ｅ、縦穴５２ｆ、軸受ケース４６の幅狭環状溝４６ｆ、ノズル４６ｐを介して転がり軸受４４に導かれるようになっている。また潤滑油供給ポンプ２１からの潤滑油は、導入ポート５２ｄ、横穴５２ｅ、縦穴５２ｇ、軸受ケース４６の幅狭環状溝４６ｇに導かれるようになっている。幅狭環状溝４６ｆに導かれた潤滑油は、軸受ケース４６の第１の小径部４６ａを経て軸受ケース４６のタービン側インペラ４１側の端面に導かれる。幅狭環状溝４６ｇに導かれた潤滑油は、軸受ケース４６の第２の小径部４６ｅを経て軸受ケース４６のコンプレッサ側インペラ４２側の端面に導かれる。幅狭環状溝４６ｆ、４６ｇに導かれた潤滑油の一部は、軸受ケース４６の幅広環状溝４６ｃに導かれる。
【００４５】
前記センタハウジング５２には、第１の排出通路５２ｈ、第２の排出通路５２ｊ、第３の排出通路５２ｋ、排出ポート５２ｍが形成され、軸受ケース４６のタービン側インペラ４１側の端面に導かれた潤滑油は、第１の排出通路５２ｈを経て排出ポート５２ｍへ排出されるようになっている。軸受ケース４６のコンプレッサ側インペラ４２側の端面に導かれた潤滑油は、第３の排出通路５２ｋを経て排出ポート５２ｍへ排出されるようになっている。軸受ケース４６の幅広環状溝４６ｃに導かれた潤滑油は、第２の排出通路５２ｊを経て排出ポート５２ｍへ排出されるようになっている。
【００４６】
前記コンプレッサハウジング５３には、スクロール室５３ａと空気用吸入口５３ｂが形成され、図略のエアークリーナからの空気は、空気用吸入口５３ｂ、コンプレッサ側インペラ４２、スクロール室５３ａの順に通過し、エンジン１０の吸気管１３へ送給されるようになっている。
【００４７】
次に、上述した実施形態の構成にもとづいて、本実施形態の動作について説明する。
エンジン１０の駆動中は、シリンダ１１から排出された排気ガスが、排気管１４、スクロール室５１ａ、タービン側インペラ４１、排気ガス用排出口５１ｂの順に通過し、タービン側インペラ４１が回転する。タービン側インペラ４１の回転は、回転軸４３を介してコンプレッサ側インペラ４２に伝えられ、空気用吸入口５３ｂから吸引された空気は、コンプレッサ側インペラ４２で圧縮され、スクロール室５３ａ、圧縮空気供給通路３１、第１のサージタンク７０、吸気管１３を経てシリンダ１１に供給される。
【００４８】
第１のサージタンク７０の圧力は、フィードバック通路３２を介して弁６１に作用し、この圧力が高まると、弁６１がバネ６３に打ち勝って作動し、余剰圧力をオーバフロー通路８１へ逃がす。余剰圧力は、第２のサージタンク８２と潤滑油貯留兼圧送装置８３の圧縮空気貯留空間８３ｂに貯えられる。エンジン１０の駆動によって、潤滑油供給ポンプ２１も駆動され、オイルパン２２から汲み上げられた潤滑油は、ストレーナ２３、潤滑油供給ポンプ２１、オイルエレメント２５を経てエンジン１０の各所２４へ送給される。また、ターボチャージャ本体４０の転がり軸受４３、４４にも供給される。
エンジン１０の駆動時は、電磁方向切換弁８４は停止位置に切り替わっており、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃ内の潤滑油は、ベンチェリー管８５へ供給されない。第２のサージタンク８２内の圧縮空気は、ベンチェリー管８５へ供給されない。すなわち、ミスト潤滑油供給装置８０からミスト状の潤滑油が、ターボチャージャ本体４０の転がり軸受４３、４４に供給されない。
【００４９】
ところが、運転手がイグニッションキースイッチ９０を回して、Ｅ端子をＯＦＦ端子に接続すると、エンジン１０が停止するが、タービン側インペラ４１、回転軸４３、コンプレッサ側インペラ４２は、惰性で回転する。電磁方向切換弁８４は供給位置に切り替わり、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃ内の潤滑油は、ベンチェリー管８５へ供給され、第２のサージタンク８２内の圧縮空気は、ベンチェリー管８５へ供給されて、ベンチェリー管８５からミスト状の潤滑油が発生し、ターボチャージャ本体４０の転がり軸受４３、４４に供給される。転がり軸受４３、４４の内輪と玉は回転しながら、ミスト状の潤滑油によって、きれいに洗い流される。液状潤滑油供給装置２０からの潤滑油に替えて、ミスト潤滑油供給装置８０からのミスト状の潤滑油が、転がり軸受４３、４４に付着する。第２のサージタンク８２と潤滑油貯留兼圧送装置８３の圧縮空気貯留空間８３ｂに貯えられた圧縮空気が無くなると、ミスト状の潤滑油が転がり軸受４３、４４に送給されなくなる。
【００５０】
エンジン１０が停止すると、大気温によってターボチャージャ本体４０が冷やされ、ターボチャージャ本体４０の温度が徐々に低下する。エンジン１０の駆動中は、排気ガスによって、タービン側インペラ４１、タービンハウジング５１が特に加熱されるので、軸受ケース４６に比べて回転軸４３、間座４７の方が温度変化量が大きい。この結果、エンジン１０が連続駆動し、ターボチャージャ本体４０が十分加熱された状態において、転がり軸受４３、４４の隙間が十分確保できるように設定されているので、ターボチャージャ本体４０が冷えた状態において、転がり軸受４３、４４の隙間が小さい。
【００５１】
ターボチャージャ本体４０が冷えた状態から運転手がイグニッションキースイッチ９０を回してエンジン１０が駆動されると、シリンダ１１から排気ガスが排出されてタービン側インペラ４１、回転軸４３、プレッサ側インペラ４２が回転し、転がり軸受４３、４４の内輪と玉が回転するが、大きい異物が入っていない潤滑油あるいは異物が入っていないきれいな潤滑油が軸受に付着しているので、転がり軸受４３、４４は異物によって損傷する恐れがない。ターボチャージャ本体４０は、排気ガスによって、数分で十分加熱された温度に到達し、転がり軸受４３、４４に十分な隙間が確保されるので、この状態で液状潤滑油供給装置２０から潤滑油が供給されても、転がり軸受４３、４４は異物によって損傷する恐れがない。
【００５２】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００５３】
上述した実施形態は、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃへ異物を含まないきれいな潤滑油を、自動車の点検時に定期的に補充することを考えた。ターボチャージャ本体４０の排出ポート５２ｍとオイルパン２２を回収通路９３で繋ぎ、オイルエレメント２５と潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃを連絡通路９４で繋ぎ、連絡通路９４にフィルタ９５を設け、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃへ液状潤滑油供給装置２０からの潤滑油を補充するようにしても良い。この場合、フィルタ９５は、ターボチャージャ本体４０が十分に冷えた状態における転がり軸受４３、４４の小さい隙間より若干小さい異物を補足できるメッシュを持ったものが使用される。オイルエレメント２５は、ターボチャージャ本体４０が十分に加熱された状態における転がり軸受４３、４４の大きい隙間より若干小さい異物を補足できるメッシュを持ったものが使用される。
【００５４】
上述した実施形態は、エンジン１１の停止時にミスト潤滑油供給装置８０からミスト状の潤滑油を転がり軸受４３、４４に供給する例について述べたが、第２のサージタンク８２とベンチェリー管８５を無くし、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃから液状の潤滑油を転がり軸受４３、４４に供給しても良い。
第２のサージタンク８２とベンチェリー管８５を無くだけでなく、さらに、潤滑油貯留兼圧送装置８３の圧縮空気貯留空間８３ｂを無くして、潤滑油貯留兼圧送装置８３の潤滑油貯留空間８３ｃを単なる潤滑油タンクとしも良い。エンジン１１の停止時に前記潤滑油タンクの潤滑油を自重により転がり軸受４３、４４に供給する。潤滑油タンクの潤滑油を自重で送給するためには、潤滑油タンクをターボチャージャ本体４０よりも高い位置に設置する。
【００５５】
さらに、電磁方向切換弁８４に変えて電動モータ付き潤滑油供給ポンプを使用し、エンジン１１の停止時に潤滑油タンクの潤滑油を電動モータ付き潤滑油供給ポンプで転がり軸受４３、４４に供給しても良い。
【００５６】
上述した実施形態は、回転軸４３の回転支持にアンギュラ玉軸受タイプの転がり軸受４３、４４を使用した。このものは、玉が転動できるように内輪の転動面と外輪の転動面が断面円弧状に形成されている。このため、外輪に対し内輪を軸方向に動かすと、外輪と玉間並びに内輪と玉間の隙間が変化するので、本発明は隙間に応じて適切な潤滑油を供給するようにした。他の実施形態として、アンギュラ玉軸受タイプの転がり軸受４３、４４に変えて、ラジアル玉軸受タイプの転がり軸受にも適用しても良い。
【符号の説明】
【００５７】
２０：液状潤滑油供給装置（潤滑油供給装置）、３０：ターボチャージャ、４１：タービン側インペラ、４２：コンプレッサ側インペラ、４３：回転軸、４４：転がり軸受、４５：転がり軸受、６０：ブローオフバルブ、８０：ミスト潤滑油供給装置（油送給装置）、８２：第２のサージタンク（エアタンク）、８３：潤滑油貯留兼圧送装置、８３ｃ：潤滑油貯留空間（潤滑油タンク）、８４：電磁方向切換弁（切換弁）、８５：ベンチェリー管（ミスト装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気ガスによって回転駆動されるタービン側インペラと、前記エンジンの吸気側へ圧縮空気を送る及びコンプレッサ側インペラと、前記タービン側インペラとコンプレッサ側インペラを連結する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、前記エンジン各所へ潤滑油を供給するとともに前記軸受へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置と、前記エンジンの吸気側へ供給される圧縮空気の余剰圧力を逃がすブローオフバルブとを備えた潤滑油供給装置付きターボチャージャにおいて、
前記エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留し、前記エンジンを停止させたときに前記別の場所に貯留した潤滑油を前記軸受に供給する油送給装置を備えたことを特徴とする潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項２】
前記油送給装置は、前記エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、前記軸受への潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項３】
前記油送給装置は、前記ブローオフバルブからの余剰圧力を貯留するエアタンクと、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、前記潤滑油タンクからの潤滑油を、前記エアタンクからの圧縮空気によってミスト状にするミスト装置と、前記軸受へのミスト状の潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項４】
前記油送給装置は、前記エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油貯留空間を有し、前記ブローオフバルブからの余剰圧力をピストンを介して潤滑油貯留空間に加えることによって潤滑油を圧送するようにした潤滑油貯留兼圧送装置と、前記軸受への潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項５】
前記油送給装置は、前記エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油貯留空間を有し、前記ブローオフバルブからの余剰圧力をピストンを介して潤滑油貯留空間に加えることによって潤滑油を圧送するようにした潤滑油貯留兼圧送装置と、前記ブローオフバルブからの余剰圧力を貯留するエアタンクと、前記潤滑油貯留兼圧送装置からの潤滑油を、前記エアタンクからの圧縮空気によってミスト状にするミスト装置と、前記軸受へのミスト状の潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項６】
前記切換装置は、弁の作動により、前記軸受への連通、遮断のいずれかに切換可能な切換弁であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項７】
前記切換装置は、電動モータの作動により、前記軸受への潤滑油の供給、停止のいずれかに切換可能な電動モータ付き潤滑油供給ポンプであることを特徴とする請求項１、２のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項８】
前記潤滑油供給装置は、潤滑油をろ過するオイルエレメントを有し、このオイルエレメントよりも細かい異物を補足できるフィルターを前記油送給装置に設け、前記潤滑油供給装置の潤滑油を前記油送給装置へ供給する連絡通路を設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項１】
エンジンの排気ガスによって回転駆動されるタービン側インペラと、前記エンジンの吸気側へ圧縮空気を送る及びコンプレッサ側インペラと、前記タービン側インペラとコンプレッサ側インペラを連結する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、前記エンジン各所へ潤滑油を供給するとともに前記軸受へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置と、前記エンジンの吸気側へ供給される圧縮空気の余剰圧力を逃がすブローオフバルブとを備えた潤滑油供給装置付きターボチャージャにおいて、
前記エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留し、前記エンジンを停止させたときに前記別の場所に貯留した潤滑油を前記軸受に供給する油送給装置を備えたことを特徴とする潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項２】
前記油送給装置は、前記エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、前記軸受への潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項３】
前記油送給装置は、前記ブローオフバルブからの余剰圧力を貯留するエアタンクと、エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、前記潤滑油タンクからの潤滑油を、前記エアタンクからの圧縮空気によってミスト状にするミスト装置と、前記軸受へのミスト状の潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項４】
前記油送給装置は、前記エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油貯留空間を有し、前記ブローオフバルブからの余剰圧力をピストンを介して潤滑油貯留空間に加えることによって潤滑油を圧送するようにした潤滑油貯留兼圧送装置と、前記軸受への潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項５】
前記油送給装置は、前記エンジン各所を潤滑する潤滑油とは別の場所に潤滑油を貯留する潤滑油貯留空間を有し、前記ブローオフバルブからの余剰圧力をピストンを介して潤滑油貯留空間に加えることによって潤滑油を圧送するようにした潤滑油貯留兼圧送装置と、前記ブローオフバルブからの余剰圧力を貯留するエアタンクと、前記潤滑油貯留兼圧送装置からの潤滑油を、前記エアタンクからの圧縮空気によってミスト状にするミスト装置と、前記軸受へのミスト状の潤滑油の供給停止切換可能な切換装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項６】
前記切換装置は、弁の作動により、前記軸受への連通、遮断のいずれかに切換可能な切換弁であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項７】
前記切換装置は、電動モータの作動により、前記軸受への潤滑油の供給、停止のいずれかに切換可能な電動モータ付き潤滑油供給ポンプであることを特徴とする請求項１、２のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【請求項８】
前記潤滑油供給装置は、潤滑油をろ過するオイルエレメントを有し、このオイルエレメントよりも細かい異物を補足できるフィルターを前記油送給装置に設け、前記潤滑油供給装置の潤滑油を前記油送給装置へ供給する連絡通路を設けたことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の潤滑油供給装置付きターボチャージャ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−５７５４４（Ｐ２０１２−５７５４４Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１７３９（Ｐ２０１０−２０１７３９）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]