特許 6127134 排気ガスターボチャージャ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6127134

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】排気ガスターボチャージャ

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/00 20060101AFI20170424BHJP

【ＦＩ】

   F02B39/00 H

   F02B39/00 R

   F02B39/00 T

   F02B39/00 M

【請求項の数】8

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-518573(P2015-518573)

(86)(22)【出願日】2013年6月20日

(65)【公表番号】特表2015-520336(P2015-520336A)

(43)【公表日】2015年7月16日

(86)【国際出願番号】US2013046755

(87)【国際公開番号】WO2014004245

(87)【国際公開日】20140103

【審査請求日】2016年1月29日

(31)【優先権主張番号】102012012571.2

(32)【優先日】2012年6月25日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】500124378

【氏名又は名称】ボーグワーナー インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100093861

【弁理士】

【氏名又は名称】大賀 眞司

(74)【代理人】

【識別番号】100129218

【弁理士】

【氏名又は名称】百本 宏之

(72)【発明者】

【氏名】シルヴィオ・コッホ

(72)【発明者】

【氏名】ディーター・ゼッペイ

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０５０１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５１０５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７９６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０５−５０１５９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８５８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２１７４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００８１０４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０３６８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００４５３２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２８７０１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２６７５４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０４−１５９４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−２４８４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００３８７１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１０／１０９６５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１５３５６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

− 軸受ハウジング（２）と、
− 前記軸受ハウジング（２）に挿入され、かつ外側リング（８）と、前記外側リング（８）に対して回転可能であるように取り付けられる内側リング（９）とを有する軸受カートリッジ（３）と、
− 前記内側リング（９）に挿入されかつ軸方向に延びるシャフト（５）と、
− 前記シャフト（５）に配置されるタービンホイール（６）と、
− 前記シャフト（５）に配置されるコンプレッサホイール（７）と、を備える排気ガスターボチャージャ（１）であって、
− 前記内側リング（９）が前記外側リング（８）を越えて軸方向に突出し、オイル遠心ディスク（１２、１５）が前記内側リング（９）の前記突出部分（１１、１４）に配置され、
前記オイル遠心ディスク（１２、１５）が前記内側リング（９）の一体構成部分であるか、又は前記オイル遠心ディスク（１２、１５）が前記内側リング（９）に共同回転して取り付けられる、
排気ガスターボチャージャ（１）。

【請求項2】

前記軸受ハウジング（２）に対するシールを提供するためのシール（１３）が、前記内側リング（９）の前記突出部分（１１）に挿入される請求項１に記載の排気ガスターボチャージャ。

【請求項3】

前記軸受ハウジング（２）が軸受ハウジングカバー（４）を備え、前記シール（１３）が、前記軸受ハウジングカバー（４）に対するシールを提供するように配置される請求項２に記載の排気ガスターボチャージャ。

【請求項4】

前記シール（１３、１６）が少なくとも１つのシールリング及び／又はピストンリングを備える請求項２又は３に記載の排気ガスターボチャージャ。

【請求項5】

前記コンプレッサホイール（７）に対面する側において、前記オイル遠心ディスク（１２）が前記内側リング（９）の前記突出部分（１１）に配置され、前記タービンホイール（６）に対面する側において、別のオイル遠心ディスク（１５）が前記内側リング（９）の別の突出部分（１４）に配置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気ガスターボチャージャ。

【請求項6】

前記コンプレッサホイール（７）に対面する側において、前記シール（１３）が、前記軸受ハウジング（２）、特に前記軸受ハウジングカバー（４）に対するシールを提供するように前記突出部分（１１）に取り付けられ、前記タービンホイール（６）に対面する側において、別のシール（１６）が、前記軸受ハウジング（２）に対するシールを提供するように前記シャフト（５）に取り付けられる請求項５に記載の排気ガスターボチャージャ。

【請求項7】

前記タービンホイール（６）に対面する側において、別のシール（１６）が、前記軸受ハウジング（２）に対するシールを提供するように前記突出部分（１４）に取り付けられる請求項５に記載の排気ガスターボチャージャ。

【請求項8】

排気ガスターボチャージャ（１）を組み立てるための方法であって、提示した順序で、
− 外側リング（８）と、前記外側リング（８）に対して回転可能であるように取り付けられる内側リング（９）とを有する軸受カートリッジ（３）を設けるステップであって、前記内側リング（９）が前記外側リング（８）を越えて軸方向に突出し、オイル遠心ディスク（１２）及びシール（１３）が前記内側リング（９）の突出部分（１１）に配置されるステップと、
− 軸受ハウジングカバー（４）及び前記軸受カートリッジ（３）が前記シール（１３）によって互いに固定されるように、前記軸受ハウジングカバー（４）を前記軸受カートリッジ（３）の上に取り付けるステップと、
− 軸受カートリッジ（３）と軸受ハウジングカバー（４）とから構成された組み立てられたユニット（１９）を前記排気ガスターボチャージャ（１）の軸受ハウジング（２）に取り付けるステップと、
を含み、
前記オイル遠心ディスク（１２）が前記内側リング（９）の一体構成部分であるか、又は前記オイル遠心ディスク（１２）が前記内側リング（９）に共同回転して取り付けられる、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャ、及び排気ガスターボチャージャを組み立てるための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

既知の排気ガスターボチャージャは、通常、軸受ハウジングに回転可能に取り付けられたシャフトを有する。タービンホイールはシャフトの一方の端部に取り付けられる。コンプレッサホイールはシャフトの他方の端部に取り付けられる。タービン側及びコンプレッサ側の両方において、シャフトは軸受ハウジングから現れ、シールが、シャフトと軸受ハウジング又は軸受ハウジングの軸受ハウジングカバーとの間に必要とされる。このために、例えばコンプレッサ側にシールブッシュが通常使用される。前記シールブッシュは、いわゆるオイル遠心ディスクを有する。前記オイル遠心ディスクにより、シール、特にピストンリングが軸受ハウジングの内部からの潤滑油によって直接衝突されることが防止される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、製造及び組立が費用効果的である一方で、確実に及びほとんどメンテナンスなしで操作することができる請求項１の前提部に記載の排気ガスターボチャージャを提供することである。特に、容易な組立を許容するように、シャフトが軸受ハウジングから現れる箇所のシールを構成すべきである。さらに、本発明の目的は、排気ガスターボチャージャを組み立てるための対応する方法を特定することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

この目的は独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は本発明の好ましい改良形態に関する。

【0005】

本発明によれば、シールブッシュに形成されたオイル遠心ディスクを有する別個のシールブッシュは使用されない。本発明によれば、軸受カートリッジの内側リングは、軸受カートリッジの外側リングを越えて突出する程度に軸方向に伸長される。このようにして、オイル遠心リングを軸受カートリッジの内側リングの外周に直接配置することが可能である。本発明によれば、内側リングがタービン側及びコンプレッサ側の両方で伸長され、各々１つのオイル遠心ディスクが内側リングの突出部に配置されるようになっている。

【0006】

同様に好ましくは、内側リングと軸受ハウジング又は軸受ハウジングの軸受ハウジングカバーとの間にシールを提供するためのシールが、内側リングの突出部に直接形成されるようになっている。特にコンプレッサ側では、シールが内側リングの突出部分に直接取り付けられる。

【0007】

上述のように、同様にタービン側では、軸受カートリッジの内側リングが外側リングよりも長く設計されることが当てはまる。このようにして、タービン側で、オイル遠心ディスクを内側リングに形成することも可能である。タービン側では、軸受ハウジングに対するシールは、シャフトと軸受ハウジングとの間で行われることが好ましい。このことは、この側では、シールがシャフトに直接取り付けられることを意味する。

【0008】

軸受カートリッジの内側リングの本発明による伸長の結果として、及び別個のシールブッシュが省略されるという事実の結果として、内側リングとシールブッシュとの間の分離継手が排除される。このようにして、シャフト組立体の全体がより剛性かつより頑丈になる。

【0009】

オイル遠心ディスクは内側リングの一体構成部分であり得る。多額の切削費用の必要性を回避するために、代わりに、オイル遠心リングが内側リングにプレスされ、溶接され、半田付け又は接着結合されるようになっている。

【0010】

本発明の最も単純な実施形態では、軸受カートリッジは、内側リングを有し、外側リングを有しかつそれらの間に位置する転がり体を有する転がり軸受である。

【0011】

本発明はまた、排気ガスターボチャージャを組み立てるための方法を含む。本発明による排気ガスターボチャージャに関連して提案した有利な改良形態、及び従属請求項は、本発明による方法と共に相応に使用されることが有利である。

【0012】

本発明による方法では、第一に、軸受カートリッジと軸受ハウジングカバーとから構成された組み立てられたユニットが形成される。このために、軸受ハウジングカバーは軸受カートリッジの上に押圧される。組立工程において、軸受カートリッジの内側リングのシールは、軸受カートリッジに対して軸受ハウジングカバーを固定するために役立つ。したがって、軸受カートリッジと軸受ハウジングカバーとから構成された組み立てられたユニットは、予備組立工程で製造して、保管することができる。このようにして、排気ガスターボチャージャの主な組立工程のための組立時間が全体として短縮される。

【0013】

本発明のさらなる詳細、利点及び特徴は、図面を参照して例示的な実施形態の以下の説明から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の例示的な実施形態による、本発明による排気ガスターボチャージャを示す。

【図2】第１の例示的な実施形態による、本発明による排気ガスターボチャージャの組み立てられたユニットを示す。

【図3】第２の例示的な実施形態による、本発明による排気ガスターボチャージャの組み立てられたユニットを示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の２つの例示的な実施形態について以下に説明する。同一の又は機能的に同一の構成要素は、例示的な実施形態のすべてにおいて同一の参照番号で示されている。

【0016】

図１は、排気ガスターボチャージャ１の単純化した概略図を示している。排気ガスターボチャージャ１は、軸受カートリッジ３が配置された軸受ハウジング２を備える。軸受ハウジング２は軸受ハウジングカバー４によって閉じられる。単に破線で示したシャフト５は、軸受カートリッジ３に回転可能に取り付けられる。タービンホイール６はシャフト５の一方の端部に取り付けられる。コンプレッサホイール７はシャフト５の他方の端部に取り付けられる。

【0017】

排気ガスターボチャージャ１の動作中、タービンホイール６に排気ガスの流れが衝突する。このようにして、タービンホイール６、シャフト５及びコンプレッサホイール７が回転される。内燃機関用の給気はコンプレッサホイール７によって圧縮される。

【0018】

軸受カートリッジ３は、外側リング８、２部分の内側リング９、及び内側リング９と外側リング８との間の複数の転がり体を備える。外側リング８は、固定手段１７によって軸受ハウジング２に固定して接続される。この場合、固定手段１７も軸受ハウジングカバー４の構成部分であり得る。シャフト５は内側リング９に共同回転して接続される。

【0019】

コンプレッサ側において、内側リング９は、外側リング８を越えて突出する部分１１を有する。シール１３は前記部分１１に形成される。さらに、オイル遠心リング１２が突出部分１１に共同回転して取り付けられる。オイル遠心リング１２は、シール１３と外側リング８との間に位置する。シール１３は、軸受ハウジングカバー４に対するシールを提供する。

【0020】

タービン側において、内側リング９は、外側リング８を越えて突出する別の部分１４を有する。別のオイル遠心リング１５が、別の突出部分１４に共同回転して取り付けられる。別のシール１６が、別のオイル遠心リング１５の外側に位置する。別のシール１６は、シャフト５に直接取り付けられ、シャフト５と軸受ハウジング２との間のシールを提供する。

【0021】

シール１３及び別のシール１６の各々は、溝に挿入される２つのピストンリングを有する。オイル遠心リング１２、１５は、潤滑油による直接衝突から前記ピストンリングを保護するために設けられる。

【0022】

図２は、第１の例示的な実施形態の組み立てられたユニット１９を示している。前記組み立てられたユニット１９は、２つのオイル遠心ディスク１２、１５を有しかつシール１３を有する軸受カートリッジ３を備える。組み立てられたユニット１９の別の構成部分は、軸受ハウジングカバー４及び固定手段１７である。凹部１８は軸受ハウジングカバー４に形成される。軸受ハウジングカバー４は、前記凹部１８を介して突出部分１１に、特にシール１３に取り付けられる。したがって、シール１３は、軸受ハウジングカバー４を軸受カートリッジ３に固定し、この結果、組み立てられたユニット１９が形成される。さらなる組立ステップでは、図２に示した組み立てられたユニット１９の全体を軸受ハウジング２に取り付けることができる。

【0023】

図３は、第２の例示的な実施形態による排気ガスターボチャージャ１用の組み立てられたユニット１９を示している。第２の例示的な実施形態では、内側リングはコンプレッサ側にのみ突出部分１１を有する。オイル遠心リング１２及びシール１３は前記突出部分１１に配置される。前記例示的な実施形態においても、軸受ハウジングカバー４は、シール１３によって軸受カートリッジ３に固定され、したがって予め組み立てることができる。さらに、図３は、組み立てられたユニット１９を軸受ハウジング２に取り付けるためのねじ付きボルトの形態のねじ接続部２０を示している。

【0024】

本発明の上述の説明に加えて、本発明の追加の開示のために図１〜図３の本発明の概略図が本明細書により明示的に参照される。

【符号の説明】

【0025】

１ 排気ガスターボチャージャ
２ 軸受ハウジング
３ 軸受カートリッジ
４ 軸受ハウジングカバー
５ シャフト
６ タービンホイール
７ コンプレッサホイール
８ 外側リング
９ 内側リング
１０ 転がり体
１１ 突出部分
１２ オイル遠心ディスク
１３ シール
１４ 別の突出部分
１５ 別のオイル遠心ディスク
１６ 別のシール
１７ 固定手段
１８ 凹部
１９ 組み立てられたユニット
２０ ねじ接続部

【図1】

【図2】

【図3】