特許 6989002 軸受および過給機

(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】6989002

(24)【登録日】2021年12月6日

(45)【発行日】2022年1月5日

(54)【発明の名称】軸受および過給機

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/02 20060101AFI20211220BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20211220BHJP

   F02B 39/14 20060101ALI20211220BHJP

【ＦＩ】

   F16C17/02 Z

   F02B39/00 K

   F02B39/14 B

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-516220(P2020-516220)

(86)(22)【出願日】2019年4月11日

(86)【国際出願番号】JP2019015876

(87)【国際公開番号】WO2019208249

(87)【国際公開日】20191031

【審査請求日】2020年10月13日

(31)【優先権主張番号】特願2018-87506(P2018-87506)

(32)【優先日】2018年4月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 孝治

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 清和

(72)【発明者】

【氏名】崔 恩碩

(72)【発明者】

【氏名】谷垣 惣彦

(72)【発明者】

【氏名】采浦 寛

【審査官】 中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−１６３３２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００２−２１３２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４７−０４６２８５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開平０９−２３６１１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １７／００−１７／２６

Ｆ１６Ｃ ３３／００−３３／２８

Ｆ０２Ｂ ３９／００

Ｆ０２Ｂ ３９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状の本体と、
前記本体の外周面のうち中心軸方向の両端に形成された面取部と、
前記本体の外周面の周方向に延在する溝であって、前記本体の前記中心軸方向の幅である全幅から前記面取部の前記中心軸方向の幅である面取幅および前記溝の前記中心軸方向の幅である溝幅を減じた正味幅を、前記全幅で除した値が、０．６９より大きい前記溝幅となる外周溝と、
を備え、
前記外周溝は、前記本体の径方向の深さを、前記溝幅で除した値が、０．０８３以上となる、軸受。

【請求項2】

環状の本体と、
前記本体の外周面のうち中心軸方向の両端に形成された面取部と、
前記本体の外周面の周方向に延在する溝であって、前記本体の前記中心軸方向の幅である全幅から前記面取部の前記中心軸方向の幅である面取幅および前記溝の前記中心軸方向の幅である溝幅を減じた正味幅を、前記全幅で除した値が、０．６９より大きい前記溝幅となる外周溝と、
を備え、
前記外周溝は、前記正味幅を前記全幅で除した値が０．７５以下となる、軸受。

【請求項3】

前記本体の内周面に周方向に延在する内周溝が形成されている請求項１または２に記載の軸受。

【請求項4】

前記請求項１から３のいずれか１項に記載の軸受を備える過給機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、軸受および過給機に関する。本出願は２０１８年４月２７日に提出された日本特許出願第２０１８−０８７５０６号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、タービンインペラと、コンプレッサインペラと、シャフトと、一対のフルフローティング軸受とを備えた過給機について開示がある。シャフトには、一端にタービンインペラが設けられ、他端にコンプレッサインペラが設けられる。

【0003】

一対のフルフローティング軸受は、シャフトを回転自在に軸支する。一対のフルフローティング軸受は、シャフトの軸方向に離隔して配される。フルフローティング軸受は、径方向に延在する複数の貫通孔を有する。フルフローティング軸受は、外周面の周方向全周に亘って延在する周方向溝を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１５／１２８９７８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

フルフローティング軸受の外周面に形成される周方向溝により、所謂ホワール音が抑制されることが知られている。しかし、フルフローティング軸受の外周面に周方向溝が形成されると、フルフローティング軸受の外周面の面積は減少する。フルフローティング軸受は、外周面の面積が減少すると摩耗しやすくなる。

【0006】

本開示は、フルフローティング軸受の摩耗を低減することが可能な軸受および過給機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示の軸受は、環状の本体と、本体の外周面のうち中心軸方向の両端に形成された面取部と、本体の外周面の周方向に延在する溝であって、本体の中心軸方向の幅である全幅から面取部の中心軸方向の幅である面取幅および溝の中心軸方向の幅である溝幅を減じた正味幅を、全幅で除した値が、０．６９より大きい前記溝幅となる外周溝と、を備え、外周溝は、本体の径方向の深さを、溝幅で除した値が、０．０８３以上となる。
また、本開示の他の態様の軸受は、環状の本体と、本体の外周面のうち中心軸方向の両端に形成された面取部と、本体の外周面の周方向に延在する溝であって、本体の中心軸方向の幅である全幅から面取部の中心軸方向の幅である面取幅および溝の中心軸方向の幅である溝幅を減じた正味幅を、全幅で除した値が、０．６９より大きい溝幅となる外周溝と、を備え、外周溝は、正味幅を全幅で除した値が０．７５以下となる。

【0010】

本体の内周面に周方向に延在する内周溝が形成されていてもよい。

【0011】

上記課題を解決するために、本開示の過給機は、上記軸受を備える。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、フルフローティング軸受の摩耗を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、過給機の概略断面図である。

【図2】図２は、図１の破線部分を抽出した図である。

【図3A】図３Ａは、本実施形態のフルフローティング軸受の正面図である。

【図3B】図３Ｂは、本実施形態のフルフローティング軸受の回転軸を含む断面図である。

【図4】図４は、フルフローティング軸受の正味幅を全幅で除した値と、フルフローティング軸受の負荷容量との関係を示す図である。

【図5】図５は、外周溝の深さを幅で除した値と、振動無次元数との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0015】

図１は、過給機Ｃの概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌ方向を過給機Ｃの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機Ｃの右側として説明する。図１に示すように、過給機Ｃは、過給機本体１を備えて構成される。過給機本体１は、ベアリングハウジング２と、タービンハウジング４と、コンプレッサハウジング６とを含んで構成される。タービンハウジング４は、ベアリングハウジング２の左側に締結ボルト３によって連結される。コンプレッサハウジング６は、ベアリングハウジング２の右側に締結ボルト５によって連結される。

【0016】

ベアリングハウジング２には、軸受孔２ａが形成されている。軸受孔２ａは、過給機Ｃの左右方向に貫通する。軸受孔２ａは、シャフト７の一部を収容する。軸受孔２ａには、一対のフルフローティング軸受（軸受）８が収容される。シャフト７は、一対のフルフローティング軸受８によって、回転自在に軸支されている。シャフト７の左端部には、タービンインペラ９が設けられている。タービンインペラ９は、タービンハウジング４に回転自在に収容されている。シャフト７の右端部には、コンプレッサインペラ１０が設けられている。コンプレッサインペラ１０は、コンプレッサハウジング６に回転自在に収容されている。

【0017】

コンプレッサハウジング６には、吸気口１１が形成されている。吸気口１１は、過給機Ｃの右側に開口する。吸気口１１は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６の対向面によって、ディフューザ流路１２が形成される。ディフューザ流路１２は、空気を昇圧する。ディフューザ流路１２は、環状に形成される。ディフューザ流路１２は、径方向内側において、コンプレッサインペラ１０を介して吸気口１１に連通している。

【0018】

コンプレッサハウジング６には、コンプレッサスクロール流路１３が設けられている。コンプレッサスクロール流路１３は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路１３は、例えば、ディフューザ流路１２よりもシャフト７の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１３は、不図示のエンジンの吸気口と、ディフューザ流路１２とに連通している。コンプレッサインペラ１０が回転すると、吸気口１１からコンプレッサハウジング６内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ１０の翼間を流通する過程において加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路１２およびコンプレッサスクロール流路１３で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。

【0019】

タービンハウジング４には、吐出口１４が形成されている。吐出口１４は、過給機Ｃの左側に開口する。吐出口１４は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。タービンハウジング４には、連通路１５と、タービンスクロール流路１６とが設けられている。タービンスクロール流路１６は、環状に形成される。タービンスクロール流路１６は、例えば、連通路１５よりもタービンインペラ９の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路１６は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。連通路１５は、タービンスクロール流路１６と吐出口１４とを連通させる。したがって、ガス流入口からタービンスクロール流路１６に導かれた排気ガスは、連通路１５およびタービンインペラ９を介して吐出口１４に導かれる。吐出口１４に導かれる排気ガスは、流通過程においてタービンインペラ９を回転させる。

【0020】

そして、タービンインペラ９の回転力は、シャフト７を介してコンプレッサインペラ１０に伝達される。コンプレッサインペラ１０が回転すると、上記のとおりに空気が昇圧される。こうして、空気がエンジンの吸気口に導かれる。

【0021】

図２は、図１の破線部分を抽出した図である。過給機Ｃは、図２に示すように、軸受構造Ｓを有している。軸受構造Ｓは、軸受孔２ａと、シャフト７と、一対のフルフローティング軸受８とを含んで構成される。一対のフルフローティング軸受８は、シャフト７の軸方向（以下、単に軸方向と称す）に離隔している。

【0022】

以下、一対のフルフローティング軸受８を区別して称するときは、図２中、左側（タービンインペラ９側）のフルフローティング軸受８をタービン側軸受２１と称する。図２中、右側（コンプレッサインペラ１０側）のフルフローティング軸受８をコンプレッサ側軸受２２と称する。

【0023】

タービン側軸受２１およびコンプレッサ側軸受２２については、本実施形態に特有の構成を有するため、後に詳述する。

【0024】

ベアリングハウジング２には、第１リング２４と、第２リング２６と、第３リング２８と、スラスト軸受３０、３２とが設けられる。第１リング２４は、タービン側軸受２１より図２中、左側（タービンインペラ９側）の軸受孔２ａ内に配される。軸受孔２ａには、タービン側軸受２１より図２中、左側（タービンインペラ９側）に環状の内周溝が形成されている。第１リング２４は、軸受孔２ａのタービン側軸受２１よりタービンインペラ９側に形成された内周溝に嵌合している。

【0025】

第２リング２６は、タービン側軸受２１より図２中、右側（コンプレッサインペラ１０側）の軸受孔２ａ内に配される。軸受孔２ａには、タービン側軸受２１より図２中、右側（コンプレッサインペラ１０側）に環状の内周溝が形成されている。第２リング２６は、軸受孔２ａのタービン側軸受２１よりコンプレッサインペラ１０側に形成された内周溝に嵌合している。

【0026】

タービン側軸受２１は、シャフト７の軸方向において、第１リング２４と第２リング２６との間に配される。タービン側軸受２１は、第１リング２４と第２リング２６により、シャフト７の軸方向の動きが規制される。

【0027】

第３リング２８は、コンプレッサ側軸受２２より図２中、左側（タービンインペラ９側）の軸受孔２ａ内に配される。軸受孔２ａには、コンプレッサ側軸受２２より図２中、左側（タービンインペラ９側）に環状の内周溝が形成されている。第３リング２８は、軸受孔２ａのコンプレッサ側軸受２２よりタービンインペラ９側に形成された内周溝に嵌合している。第３リング２８は、第２リング２６より図２中、右側（コンプレッサインペラ１０側）に配される。スラスト軸受３０、３２は、コンプレッサ側軸受２２より図２中、右側（コンプレッサインペラ１０側）に配される。

【0028】

コンプレッサ側軸受２２は、シャフト７の軸方向において、第３リング２８とスラスト軸受３０との間に配される。コンプレッサ側軸受２２は、第３リング２８とスラスト軸受３０により、シャフト７の軸方向の動きが規制される。

【0029】

シャフト７は、大径部７ａと、小径部７ｂとを有する。大径部７ａの外径は、小径部７ｂの外径より大きい。大径部７ａと小径部７ｂの間には、大径部７ａと小径部７ｂの外径差による段差部が形成される。小径部７ｂのうち段差部近傍には、スラストカラー３４が取り付けられる。

【0030】

大径部７ａには、タービン側軸受２１と、コンプレッサ側軸受２２と、スラスト軸受３０とが挿通される。小径部７ｂには、スラスト軸受３２とスラストカラー３４とが挿通される。

【0031】

スラスト軸受３０は、スラストカラー３４のタービンインペラ９側に配される。スラスト軸受３０は、スラストカラー３４を介して、シャフト７がタービンインペラ９側に移動する際の荷重を受ける。スラスト軸受３２は、スラストカラー３４のコンプレッサインペラ１０側に配される。スラスト軸受３２は、スラストカラー３４を介して、シャフト７がコンプレッサインペラ１０側に移動する際の荷重を受ける。

【0032】

ベアリングハウジング２には、油路３６が形成される。油路３６には、不図示のポンプから送出された潤滑油が導入される。油路３６は、軸受孔２ａ内と連通する２つの開口３６ａ、３６ｂを有する。開口３６ａ、３６ｂは、シャフト７の軸方向に離間して配される。

【0033】

開口３６ａは、シャフト７の径方向において、タービン側軸受２１と対向する。開口３６ｂは、シャフト７の径方向において、コンプレッサ側軸受２２と対向する。油路３６に導入された潤滑油は、開口３６ａ、３６ｂを介して軸受孔２ａ内に流入する。潤滑油は、開口３６ａを介してタービン側軸受２１に供給される。潤滑油は、開口３６ｂを介してコンプレッサ側軸受２２に供給される。潤滑油は、タービン側軸受２１およびコンプレッサ側軸受２２を潤滑する。

【0034】

潤滑油は、一対のフルフローティング軸受８の外周面と軸受孔２ａとの間を流通する。一対のフルフローティング軸受８の外周面と軸受孔２ａとの間には、油膜が形成される。一対のフルフローティング軸受８は、外周面と軸受孔２ａとの間の油膜圧力によって回転自在に支持される。

【0035】

潤滑油は、一対のフルフローティング軸受８の内周面とシャフト７との間を流通する。一対のフルフローティング軸受８の内周面とシャフト７との間には、油膜が形成される。一対のフルフローティング軸受８は、内周面とシャフト７との間の油膜圧力によって、シャフト７を回転自在に軸支する。

【0036】

一対のフルフローティング軸受８は、シャフト７の回転に伴う潤滑油の流れによってシャフト７の回転より低速で回転する。一対のフルフローティング軸受８は、軸受孔２ａと非接触状態で相対的に回転することができる。

【0037】

ベアリングハウジング２には、鉛直孔２ｂが設けられる。鉛直孔２ｂは、軸受孔２ａと連通し、鉛直下方に延在する。軸受孔２ａ内に流入した潤滑油の一部は、鉛直孔２ｂを介して鉛直下方に排出される。

【0038】

軸受孔２ａ内に流入した潤滑油の一部は、軸受孔２ａのシャフト７の軸方向の両端側から排出される。軸受孔２ａのコンプレッサインペラ１０側から排出された潤滑油の一部は、スラスト軸受３０、３２に供給される。スラスト軸受３０、３２に供給された潤滑油の一部は、スラスト軸受３０、３２を潤滑した後、鉛直下方に排出される。

【0039】

図３Ａは、本実施形態のフルフローティング軸受８の正面図である。図３Ｂは、本実施形態のフルフローティング軸受８の回転軸を含む断面図である。ここでは、タービン側軸受２１について詳述する。コンプレッサ側軸受２２の構成については、タービン側軸受２１と実質的に等しいため説明を省略する。

【0040】

フルフローティング軸受８は、環状の本体８ａを備える。本体８ａは、貫通孔８ｂと、外周溝８ｃと、内周溝８ｄとを有する。貫通孔８ｂは、本体８ａの径方向に貫通する。貫通孔８ｂは、例えば、本体８ａの周方向に等間隔に６つ設けられる。貫通孔８ｂは、本体８ａの外周面８ｅ側の潤滑油の一部を内周面８ｆ側に導く。ただし、貫通孔８ｂは、本体８ａの周方向に不等間隔に設けられてもよい。また、本体８ａには、複数の貫通孔８ｂが設けられなくてもよい。例えば、本体８ａには、単一（１つ）の貫通孔８ｂだけが形成されてもよい。貫通孔８ｂは、本体８ａの中心軸方向（幅方向）における中心位置（中央位置）に形成される。ただし、貫通孔８ｂは、本体８ａの中心軸方向における中心位置から離隔した（ずれた）位置に形成されてもよい。また、貫通孔８ｂは、本体８ａに複数形成される場合、本体８ａの中心軸方向において互いに等しい位置に形成される。ただし、貫通孔８ｂは、本体８ａに複数形成される場合、本体８ａの中心軸方向において互いに異なる位置に形成されてもよい。

【0041】

外周溝８ｃは、本体８ａの周方向に延在する周方向溝である。外周溝８ｃは、本体８ａの周方向において、６つの貫通孔８ｂと連通する。外周溝８ｃは、６つの貫通孔８ｂの中心軸を通過している。ただし、外周溝８ｃは、６つの貫通孔８ｂと連通しなくてもよい。すなわち、外周溝８ｃは、本体８ａの中心軸方向において、貫通孔８ｂと異なる位置に設けられてもよい。

【0042】

内周溝８ｄは、本体８ａの周方向に延在する周方向溝である。内周溝８ｄは、本体８ａの周方向において、６つの貫通孔８ｂと連通する。内周溝８ｄは、６つの貫通孔８ｂの中心軸を通過している。ただし、内周溝８ｄは、６つの貫通孔８ｂと連通しなくてもよい。すなわち、内周溝８ｄは、本体８ａの中心軸方向において、貫通孔８ｂと異なる位置に設けられてもよい。

【0043】

本体８ａは、外周面８ｅに形成された一対の面取部８ｇを有する。本体８ａは、内周面８ｆに形成された一対の面取部８ｈを有する。一対の面取部８ｇ、８ｈは、本体８ａの中心軸方向の両端に形成される。面取部８ｇは、本体８ａの中心軸方向において、外径が変化する。面取部８ｈは、本体８ａの中心軸方向において、内径が変化する。面取部８ｇは、本体８ａの中心軸方向における中心位置から離間する方向に向かって、外径が漸減する。面取部８ｈは、本体８ａの中心軸方向における中心位置から離間する方向に向かって、内径が漸増する。したがって、本体８ａの厚さは、面取部８ｇ、８ｈにおいて、本体８ａの中心軸方向における中心位置から離間する方向に向かって薄くなる。

【0044】

図３Ａに示すように、本体８ａは、中心軸方向に一定の幅（全幅）Ｗ１を有する。面取部８ｇは、本体８ａの中心軸方向に一定の幅Ｗ２を有する。面取部８ｇは、本体８ａの中心軸方向の両端に一対設けられている。そのため、一対の面取部８ｇの合計幅（面取幅）は、幅Ｗ２の２倍である。貫通孔８ｂは、本体８ａの中心軸方向に最大の幅Ｗ３を有する。幅Ｗ３は、貫通孔８ｂの直径と大凡等しい。外周溝８ｃは、本体８ａの中心軸方向に最大の幅（外周溝幅）Ｗ４を有する。

【0045】

外周溝８ｃの幅Ｗ４は、面取部８ｇの幅Ｗ２よりも大きい。外周溝８ｃの幅Ｗ４は、例えば、０．８５ｍｍである。面取部８ｇの幅Ｗ２は、例えば、０．３ｍｍである。貫通孔８ｂの幅Ｗ３は、外周溝８ｃの幅Ｗ４よりも大きい。貫通孔８ｂの幅Ｗ３は、例えば、１．５ｍｍである。本体８ａの幅Ｗ１は、貫通孔８ｂの幅Ｗ３よりも大きい。本体８ａの幅Ｗ１は、例えば、５．８ｍｍである。

【0046】

図３Ｂに示すように、本体８ａは、径方向に一定の厚さＴ１を有する。外周溝８ｃは、本体８ａの径方向に最大の深さ（外周溝深さ）Ｄ１を有する。一方、内周溝８ｄは、本体８ａの中心軸方向に最大の幅（内周溝幅）Ｗ５を有する。内周溝８ｄは、本体８ａの径方向に最大の深さ（内周溝深さ）Ｄ２を有する。

【0047】

本実施形態では、内周溝８ｄの幅Ｗ５は、外周溝８ｃの幅Ｗ４と同じである。ただし、内周溝８ｄの幅Ｗ５は、外周溝８ｃの幅Ｗ４と異なっていてもよい。例えば、内周溝８ｄの幅Ｗ５は、外周溝８ｃの幅Ｗ４より小さくてもよい。また、内周溝８ｄの幅Ｗ５は、外周溝８ｃの幅Ｗ４より大きくてもよい。

【0048】

本実施形態では、内周溝８ｄの深さＤ２は、外周溝８ｃの深さＤ１と同じである。ただし、内周溝８ｄの深さＤ２は、外周溝８ｃの深さＤ１と異なっていてもよい。例えば、内周溝８ｄの深さＤ２は、外周溝８ｃの深さＤ１より小さくてもよい。また、内周溝８ｄの深さＤ２は、外周溝８ｃの深さＤ１より大きくてもよい。

【0049】

本実施形態では、本体８ａの厚さＴ１は、例えば、１．８ｍｍである。外周溝８ｃおよび内周溝８ｄの幅Ｗ４、Ｗ５は、例えば、０．８５ｍｍである。外周溝８ｃおよび内周溝８ｄの深さＤ１、Ｄ２は、例えば、０．２ｍｍである。

【0050】

ところで、過給機Ｃでは、フルフロート方式の軸受を採用した場合、ホワール音と呼ばれる異音の発生が指摘される場合がある。このホワール音の発生原因は、軸受内外に形成される油膜の圧力に起因するフルフローティング軸受８の自励振動（ホワール振動）が原因であると考えられる。

【0051】

ここで、フルフローティング軸受８は、例えば、図３Ａに示すように外周面８ｅに外周溝８ｃが形成されると、固有振動数が変化する。例えば、外周溝８ｃの幅Ｗ４が大きくなるほど、フルフローティング軸受８の固有振動数は大きくなる。フルフローティング軸受８の固有振動数が変化すると、例えば、軸受構造Ｓの振動と軸受構造Ｓの周囲に配される部材との共振を回避することができる。したがって、ホワール音は、フルフローティング軸受８の外周面８ｅに外周溝８ｃを形成した場合に低減することができる。

【0052】

しかし、フルフローティング軸受８の外周面８ｅに外周溝８ｃが形成された場合、フルフローティング軸受８の外周面８ｅの面積は減少する。フルフローティング軸受８は、外周面８ｅの面積が減少すると摩耗しやすくなる。

【0053】

そこで、本実施形態では、外周溝８ｃの幅Ｗ４は、所定の範囲内に設定される。図４は、フルフローティング軸受８の正味幅を全幅で除した値と、フルフローティング軸受８の負荷容量との関係を示す図である。ここで、正味幅は、本体８ａの中心軸方向の幅（全幅）Ｗ１から一対の面取部８ｇの軸方向の合計幅（面取幅）および外周溝８ｃの軸方向の幅（外周溝幅）Ｗ４を減じた値である。

【0054】

図４に示すＡ１点は、正味幅を全幅で除した値が０．６９０となる点である。Ｂ１点は、正味幅を全幅で除した値が０．７５０となる点である。Ｃ１点は、正味幅を全幅で除した値が０．８１９となる点である。Ｄ１点は、正味幅を全幅で除した値が０．８６２となる点である。Ｅ１点は、正味幅を全幅で除した値が０．８９７となる点である。Ｆ１点は、正味幅を全幅で除した値が０．９３１となる点である。

【0055】

図４に示すように、正味幅を全幅で除した値が大きくなるほど、フルフローティング軸受８の負荷容量は大きくなる。つまり、フルフローティング軸受８の摩耗は、正味幅を全幅で除した値が大きくなるほど、低減する。

【0056】

図４に示すＡ１点は、図３Ａで説明した外周溝８ｃの幅Ｗ４を大きくした（例えば、幅Ｗ４を０．８５ｍｍから１．２ｍｍに変更した）ときの正味幅を全幅で除した値である。Ａ１点では、外周溝８ｃの幅Ｗ４を大きくしたことにより、フルフローティング軸受８の固有振動数を大きくすることができる。その結果、ホワール音は、外周溝８ｃの幅を図３Ａで説明した幅Ｗ４としたときよりも、低減することができる。しかし、外周面８ｅの面積は、外周溝８ｃの幅Ｗ４を大きくしたことにより減少する。そのため、フルフローティング軸受８の外周面８ｅは摩耗しやすくなる。ここで、正味幅を全幅で除した値がＡ１点となるフルフローティング軸受８の評価試験を行った結果、フルフローティング軸受８の摩耗量は基準値を超える結果となった。

【0057】

外周面８ｅの面積は、正味幅を大きくすることで、増加させることができる。フルフローティング軸受８の摩耗量は、外周面８ｅの面積を増加させることができれば、低減することができる。

【0058】

したがって、本実施形態では、正味幅を全幅で除した値は、Ａ１点よりも大きい値としている。具体的には、正味幅を全幅で除した値は、０．６９より大きい値としている。フルフローティング軸受８の摩耗量は、正味幅を全幅で除した値を０．６９より大きい値とすることで、基準値未満となる摩耗量に抑制することができる。

【0059】

一方、ホワール音の低減効果は、正味幅を大きくする（すなわち、外周溝８ｃの幅Ｗ４を小さくする）ほど、小さくなる。したがって、好ましくは、正味幅を全幅で除した値は、図４に示すＢ１点以下（すなわち、０．７５以下）の値に設定される。

【0060】

本実施形態のフルフローティング軸受８は、正味幅を全幅で除した値を０．６９より大きい値、かつ、０．７５以下の値に設定している。これにより、本実施形態のフルフローティング軸受８は、ホワール音の低減とフルフローティング軸受８の摩耗量の低減の両立を図ることができる。

【0061】

図５は、外周溝８ｃの深さＤ１を外周溝８ｃの幅Ｗ４で除した値と、振動無次元数との関係を示す図である。図５に示すＡ２点は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値が０（すなわち、外周面８ｅに外周溝８ｃが形成されていない状態）となる点である。Ｂ２点は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値が０．０８３となる点である。Ｃ２点は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値が０．１６７となる点である。Ｄ２点は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値が０．２５０となる点である。Ｅ２点は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値が０．３３３となる点である。

【0062】

図５に示すように、振動無次元数は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値を大きくするほど、小さくなる。つまり、ホワール振動の振幅は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値を大きくするほど、小さくすることができる。ホワール音は、ホワール振動の振幅を小さくするほど、低減することができる。

【0063】

図５に示すＡ２点では、例えば、外周溝８ｃの深さＤ１は０ｍｍである。つまり、フルフローティング軸受８の外周面８ｅには、外周溝８ｃが形成されていない。ホワール音は、外周溝８ｃが形成されない場合、低減することが困難になる。

【0064】

深さＤ１を幅Ｗ４で除した値は、例えば、外周溝８ｃの深さＤ１を大きくすることで、大きくすることができる。ホワール音は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値を大きくすることができれば、低減することができる。

【0065】

本実施形態では、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値は、Ｂ２点以上の値としている。具体的には、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値は、０．０８３以上の値としている。ホワール振動の振幅は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値を０．０８３以上とすることで、外周溝８ｃを形成しない場合と比して大凡半分に小さくすることができる。これにより、ホワール音は、基準値未満に抑制される。

【0066】

上述したように、本実施形態のフルフローティング軸受８は、正味幅を全幅で除した値を０．６９より大きい値、かつ、０．７５以下の値に設定している。また、本実施形態のフルフローティング軸受８は、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値を０．０８３以上の値としている。これにより、本実施形態のフルフローティング軸受８は、ホワール音を効果的に低減することができる。

【0067】

ただし、フルフローティング軸受８の外周面８ｅ側の潤滑油は、外周溝８ｃの深さＤ１が大きくなる（すなわち、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値が大きくなる）ほど、外周面８ｅ側から内周面８ｆ側に漏れやすくなる。潤滑油が外周面８ｅ側から内周面８ｆ側に漏れやすくなると、外周面８ｅと軸受孔２ａとの間に形成される油膜の厚さは薄くなる。フルフローティング軸受８の外周面８ｅは、油膜の厚さが薄くなると、摩耗しやすくなる。したがって、深さＤ１を幅Ｗ４で除した値は、図５に示すＥ２点以下（すなわち、０．３３３以下）の値に設定することが好ましい。

【0068】

本実施形態によれば、フルフローティング軸受８は、外周溝８ｃの幅Ｗ４および深さＤ１を所定の範囲内に設定している。これにより、フルフローティング軸受８は、ホワール音およびフルフローティング軸受の摩耗量を低減することができる。

【0069】

また、本実施形態では、本体８ａの内周面８ｆに周方向に延在する内周溝８ｄが形成されている。外周面８ｅに外周溝８ｃを形成した場合と同様に、内周面８ｆに内周溝８ｄを形成した場合も、ホワール音を低減することができる。したがって、フルフローティング軸受８は、内周面８ｆに内周溝８ｄが形成されていない場合よりも内周面８ｆに内周溝８ｄが形成されている方が、ホワール音を効果的に低減することができる。

【0070】

以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0071】

上記実施形態では、フルフローティング軸受８の本体８ａに貫通孔８ｂが形成される例について説明した。しかし、貫通孔８ｂは必須ではない。したがって、本体８ａには、貫通孔８ｂが形成されなくてもよい。本体８ａに貫通孔８ｂが形成されない場合、潤滑油は、本体８ａの外周面８ｅから本体８ａの側面を通ってシャフト７と内周面８ｆとの間に流入する。

【0072】

上記実施形態では、フルフローティング軸受８の内周面８ｆに内周溝８ｄを形成する例について説明した。しかし、内周溝８ｄは必須ではない。したがって、フルフローティング軸受８の内周面８ｆには、内周溝８ｄが形成されなくてもよい。

【0073】

上記実施形態では、フルフローティング軸受８の外周面８ｅに１つの外周溝８ｃを形成する例について説明した。しかし、これに限定されず、フルフローティング軸受８の外周面８ｅに複数の外周溝８ｃを形成してもよい。その場合、外周溝８ｃの幅Ｗ４は、複数の外周溝８ｃの合計幅となる。

【0074】

上記実施形態では、フルフローティング軸受８の内周面８ｆに１つの内周溝８ｄを形成する例について説明した。しかし、これに限定されず、フルフローティング軸受８の内周面８ｆに複数の内周溝８ｄを形成してもよい。その場合、内周溝８ｄの幅Ｗ５は、複数の内周溝８ｄの合計幅となる。

【0075】

上記実施形態では、幅Ｗ４を調整することで正味幅を調整する例について説明した。しかし、これに限定されず、正味幅は、面取部８ｇの幅Ｗ２により調整されてもよい。例えば、上記実施形態では、面取部８ｇの幅Ｗ２は、０．３ｍｍとしているが、この幅Ｗ２を小さくし、例えば、０．１ｍｍに設定してもよい。幅Ｗ２を０．３ｍｍから０．１ｍｍに変更することで、正味幅を大きくすることができる。面取部８ｇの幅Ｗ２は、０．１〜０．３ｍｍの範囲で適宜変更することができる。なお、面取部８ｇの幅Ｗ２は、タービンインペラ９側とコンプレッサインペラ１０側とで異なっていてもよい。また、正味幅は、外周溝８ｃの幅Ｗ４と面取部８ｇの幅Ｗ２の組み合わせにより調整されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本開示は、軸受および過給機に利用することができる。

【符号の説明】

【0077】

８：フルフローティング軸受（軸受） ８ａ：本体 ８ｃ：外周溝 ８ｅ：外周面 ８ｇ：面取部 ８ｈ：面取部

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】