特開 2022-84318 セミフローティング軸受およびターボチャージャ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022084318

(43)【公開日】2022-06-07

(54)【発明の名称】セミフローティング軸受およびターボチャージャ

(51)【国際特許分類】

   F16C 17/02 20060101AFI20220531BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20220531BHJP

   F16C 23/04 20060101ALI20220531BHJP

   F02B 39/00 20060101ALI20220531BHJP

【ＦＩ】

F16C17/02 B

F16C17/04 B

F16C23/04 Z

F02B39/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020196114

(22)【出願日】2020-11-26

(71)【出願人】

【識別番号】000207791

【氏名又は名称】大豊工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115646

【弁理士】

【氏名又は名称】東口 倫昭

(74)【代理人】

【識別番号】100115657

【弁理士】

【氏名又は名称】進藤 素子

(74)【代理人】

【識別番号】100196759

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 雪

(72)【発明者】

【氏名】松井 邦宜

(72)【発明者】

【氏名】太田 圭一

【テーマコード（参考）】

3G005

3J011

3J012

【Ｆターム（参考）】

3G005EA04

3G005EA16

3G005FA27

3G005GB56

3J011AA20

3J011BA02

3J011CA01

3J011JA02

3J011KA02

3J011KA03

3J011MA03

3J011PA03

3J011RA03

3J012AB01

3J012BB01

3J012BB02

3J012DB04

3J012FB01

(57)【要約】

【課題】ジャーナル軸受面と回転軸との隙間から異物を排出しやすいセミフローティング軸受および当該セミフローティング軸受を備えるターボチャージャを提供することを課題とする。
【解決手段】セミフローティング軸受２は、軸受本体２０と、軸受本体２０の内周面に配置され、油膜を介して回転軸５０を径方向から支持するジャーナル軸受面２１と、を備える。セミフローティング軸受２は、ジャーナル軸受面２１を軸方向を含む方向に貫通する溝部２３を備える。セミフローティング軸受２の径方向断面において、ジャーナル軸受面２１は、周方向に交互に配置される、径方向外側に向かって膨出する３つ以上の円弧部２１ａと、円弧部２１ａよりも曲率が小さい３つ以上の連結部２１ｂと、を有する。溝部２３は、円弧部２１ａまたは連結部２１ｂに配置される。連結部２１ｂは、回転軸５０との隙間Ｃが最も狭くなる最狭部２１０ｂを有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の軸受本体と、
前記軸受本体の内周面に配置され、油膜を介して回転軸を径方向から支持するジャーナル軸受面と、
を備えるセミフローティング軸受であって、
さらに、前記ジャーナル軸受面を軸方向を含む方向に貫通する溝部を備え、
前記セミフローティング軸受の径方向断面において、前記ジャーナル軸受面は、周方向に交互に配置される、径方向外側に向かって膨出する３つ以上の円弧部と、前記円弧部よりも曲率が小さい３つ以上の連結部と、を有し、
前記溝部は、前記円弧部または前記連結部に配置され、
前記連結部は、前記回転軸との隙間が最も狭くなる最狭部を有することを特徴とするセミフローティング軸受。

【請求項2】

前記溝部は、前記連結部に配置され、
前記セミフローティング軸受の径方向断面における、潤滑油の流動方向上流側を上流側、流動方向下流側を下流側として、
前記連結部に配置される前記溝部は、前記最狭部よりも前記上流側に配置されると共に、前記上流側から前記下流側に向かって前記回転軸との隙間が狭くなる傾斜部を有する請求項１に記載のセミフローティング軸受。

【請求項3】

さらに、前記軸受本体の軸方向端面に配置され、油膜を介して前記回転軸を軸方向から支持するスラスト軸受面を備え、
前記溝部は、前記スラスト軸受面の内周縁に開口する請求項１または請求項２に記載のセミフローティング軸受。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のセミフローティング軸受を備えるターボチャージャ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ジャーナル荷重を支持するセミフローティング軸受およびターボチャージャに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１のセミフローティング軸受の内周面には、ジャーナル軸受面が配置されている。ジャーナル軸受面は、油膜を介して、回転軸を支持している。セミフローティング軸受の径方向断面において、ジャーナル軸受面は、波線状（サイン波状）を呈している。具体的には、ジャーナル軸受面は、６つの円弧部と、６つの逆円弧部と、６つの給油孔と、を備えている。円弧部は、径方向外側に向かって膨出している。反対に、逆円弧部は、径方向内側に向かって膨出している。逆円弧部は、最狭部を備えている。最狭部においては、ジャーナル軸受面と回転軸との隙間が最も狭くなる。同文献記載のセミフローティング軸受は、６つの最狭部の油膜圧力により、回転軸を支持している。給油孔は、セミフローティング軸受を径方向に貫通している。給油孔の入口（径方向外端）は、セミフローティング軸受の外周面に開口している。他方、給油孔の出口（径方向内端）は、ジャーナル軸受面に開口している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１５／０１５５９９号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

同文献のセミフローティング軸受の場合、ジャーナル軸受面と回転軸との隙間から異物を排出することが困難である。すなわち、当該隙間には、異物が混入する場合がある。上述したように、ジャーナル軸受面には給油孔の出口が開口している。しかしながら、潤滑油の流れに逆らって、異物が給油孔に流れ込むことは困難である。このため、異物は、ジャーナル軸受面と回転軸との隙間つまり摺動界面を経由して、外部に排出される。したがって、ジャーナル軸受面や回転軸が摩耗しやすくなる。

【0005】

そこで、本発明は、ジャーナル軸受面と回転軸との隙間から異物を排出しやすいセミフローティング軸受および当該セミフローティング軸受を備えるターボチャージャ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】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明のセミフローティング軸受は、筒状の軸受本体と、前記軸受本体の内周面に配置され、油膜を介して回転軸を径方向から支持するジャーナル軸受面と、を備えるセミフローティング軸受であって、さらに、前記ジャーナル軸受面を軸方向を含む方向に貫通する溝部を備え、前記セミフローティング軸受の径方向断面において、前記ジャーナル軸受面は、周方向に交互に配置される、径方向外側に向かって膨出する３つ以上の円弧部と、前記円弧部よりも曲率が小さい３つ以上の連結部と、を有し、前記溝部は、前記円弧部または前記連結部に配置され、前記連結部は、前記回転軸との隙間が最も狭くなる最狭部を有することを特徴とする。また、上記課題を解決するため、本発明のターボチャージャは、上述のセミフローティング軸受を備えることを特徴とする。

【0007】

ここで、「回転軸を径方向から支持する」形態には、ジャーナル軸受面が回転軸を直接支持する形態、ジャーナル軸受面が回転軸を、径方向介装部材（油膜を介してジャーナル軸受面と径方向に対向する部材）を介して、間接的に支持する形態などが含まれる。ジャーナル軸受面が回転軸を間接的に支持する形態の場合、「回転軸との隙間」とは、ジャーナル軸受面と径方向介装部材との隙間をいう。

【0008】

また、「曲率が小さい」形態には、円弧部よりも連結部の方が曲がり方が緩い形態、連結部が平面である形態（曲率が０）、連結部が径方向内側に向かって膨出する形態（曲率がマイナス）などが含まれる。「軸方向を含む方向」には、軸方向のみ、軸方向および周方向を含む方向（螺旋方向）などが含まれる。

【発明の効果】

【0009】

本発明のセミフローティング軸受およびターボチャージャによると、溝部が円弧部または連結部に配置されている。回転軸の回転に伴う遠心力により、溝部には、潤滑油や異物が合流しやすい。また、溝部は、ジャーナル軸受面を軸方向を含む方向に貫通している。このため、溝部を潤滑油や異物が流動しやすい。よって、ジャーナル軸受面と回転軸との隙間からの異物排出効果、当該隙間への給油効果、当該隙間からの排油効果が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、第一実施形態のターボチャージャの軸方向断面図である。

【図2】図２は、図１の枠ＩＩ内の拡大図である。

【図3】図３は、第一実施形態のセミフローティング軸受の前半部分の斜視図である。

【図4】図４は、図２のＩＶ－ＩＶ方向断面図である。

【図5】図５は、図４の枠Ｖ内の拡大図である。

【図6】図６は、図２のＶＩ－ＶＩ方向断面図である。

【図7】図７は、図２のＶＩＩ－ＶＩＩ方向断面図である。

【図8】図８は、第二実施形態のセミフローティング軸受の前側のジャーナル軸受面付近の径方向断面図である。

【図9】図９は、図８の枠ＩＸ内の拡大図である。

【図10】図１０は、同セミフローティング軸受の給油孔付近の径方向断面図である。

【図11】図１１は、同セミフローティング軸受の前端面図である。

【図12】図１２（Ａ）は、その他の実施形態（その１）のセミフローティング軸受の前端面図である。図１２（Ｂ）～図１２（Ｄ）は、その他の実施形態（その２～その４）のセミフローティング軸受の径方向断面図である。

【図13】図１３は、その他の実施形態（その５）のセミフローティング軸受の軸方向断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明のセミフローティング軸受およびターボチャージャの実施の形態について説明する。

【0012】

＜第一実施形態＞
（ターボチャージャの構成）
まず、本実施形態のターボチャージャの構成について説明する。図１に、本実施形態のターボチャージャの軸方向断面図を示す。図２に、図１の枠ＩＩ内の拡大図を示す。図３に、本実施形態のセミフローティング軸受の前半部分の斜視図を示す。図４に、図２のＩＶ－ＩＶ方向断面図を示す。図５に、図４の枠Ｖ内の拡大図を示す。図６に、図２のＶＩ－ＶＩ方向断面図を示す。図７に、図２のＶＩＩ－ＶＩＩ方向断面図（セミフローティング軸受の前端面図）を示す。なお、図２は、図４、図６、図７のＩＩ－ＩＩ方向断面図に対応している。

【0013】

これらの図においては、説明の便宜上、ジャーナル軸受面２１、スラスト軸受面２２、隙間Ｃ、Ｄ、Ｅを誇張して示す。また、これらの図において、前後方向は、回転軸５０の軸心Ａの延在方向、つまり本発明の「軸方向」に対応する。また、本発明の「径方向」、「周方向」は、軸心Ａを中心としている。また、「周方向」は、回転軸５０の回転方向、および図４～図７に示すジャーナル軸受面２１およびスラスト軸受面２２における潤滑油の流動方向に対応している。また、回転軸５０の回転方向後側は潤滑油の流動方向上流側（以下、「上流側」と略称する。）に、回転軸５０の回転方向前側は潤滑油の流動方向下流側（以下、「下流側」と略称する。）に、各々対応している。

【0014】

図１、図２に示すように、ターボチャージャ１は、セミフローティング軸受２と、回転部５と、ベアリングハウジング９０と、コンプレッサハウジング９１と、タービンハウジング９２と、を備えている。ベアリングハウジング９０の内部には、軸受配置部９００と、ハウジング側油路（給油孔２５に対する上流側油路）９０５と、が形成されている。軸受配置部９００は、ハウジング側油路９０５の下側に連なっている。

【0015】

図１に示すように、回転部５は、回転軸５０と、コンプレッサインペラ５１と、タービンインペラ５２と、スラストカラー５３と、を備えている。回転部５は、ベアリングハウジング９０に対して、回転軸５０の軸心Ａを中心に回転可能である。回転軸５０は、ベアリングハウジング９０を前後方向に貫通している。回転軸５０は、段付き円柱状を呈している。回転軸５０は、後述するセミフローティング軸受２により、径方向および前後方向から、回転可能に支持されている。つまり、セミフローティング軸受２は、ジャーナル軸受とスラスト軸受との機能を併有している。コンプレッサインペラ５１は、回転軸５０の前端（軸方向一端）に取り付けられている。タービンインペラ５２は、回転軸５０の後端（軸方向他端）に連なっている。すなわち、回転軸５０は、コンプレッサインペラ５１とタービンインペラ５２とを連結している。スラストカラー５３は、回転軸５０の外周面に固定されている。図２に示すように、スラストカラー５３は、回転軸５０とスラスト軸受面２２との間に介装される、軸方向介装部材である。スラストカラー５３は、スラスト軸受面２２つまりセミフローティング軸受２により、後側から、回転可能に支持されている。

【0016】

（軸受配置部付近の構成）
次に、軸受配置部付近の構成について詳しく説明する。図２に示すように、軸受配置部９００には、スラストカラー５３、セミフローティング軸受２、回転軸５０の一部が配置されている。回転軸５０は、前側から後側に向かって、小径部５００と、中径部５０１と、大径部５０２と、を備えている。中径部５０１は小径部５００よりも大径である。小径部５００と中径部５０１との間には、環状であって前向きの第１段差部５０３が配置されている。大径部５０２は中径部５０１よりも大径である。中径部５０１と大径部５０２との間には、環状であって前向きの第２段差部５０４が配置されている。スラストカラー５３は、環状であって、小径部５００に環装されている。スラストカラー５３の後端面（径方向内側部分）は、第１段差部５０３に当接している。

【0017】

図２～図６に示すように、セミフローティング軸受２は、中径部５０１に環装されている。セミフローティング軸受２は、第１段差部５０３（スラストカラー５３）と、第２段差部５０４と、の間に配置されている。セミフローティング軸受２は、軸受本体２０と、前後２つのジャーナル軸受面２１と、前後２つのスラスト軸受面２２と、６つ（前後３つずつ）の円弧部側溝部２３と、給油孔２５と、前後２つの油路２６と、凹面２７と、を備えている。円弧部側溝部２３は、本発明の「溝部」の概念に含まれる。

【0018】

図２、図３に示すように、軸受本体２０は、前後方向に延在している。軸受本体２０は、軸心Ａを中心とする円筒状を呈している。２つのジャーナル軸受面２１は、軸受本体２０の内周面の前後方向両端に配置されている。ジャーナル軸受面２１は、油膜を介して、中径部５０１（図３においては、中径部５０１の外周縁を一点鎖線で示す）の外周面に摺接している。詳しくは、ジャーナル軸受面２１と中径部５０１の外周面との間には、隙間Ｃが区画されている。油膜は隙間Ｃに配置されている。

【0019】

図２、図６に示すように、凹面２７は、軸受本体２０の内周面の前後方向中間部（前後２つのジャーナル軸受面２１の間）に配置されている。ジャーナル軸受面２１に対して、凹面２７は、径方向外側に配置されている。凹面２７と中径部５０１の外周面との間には、隙間Ｄが区画されている。隙間Ｄ（詳しくは、隙間Ｄの径方向幅）は、凹面２７の前後方向全長に亘って、全周的に一定である。

【0020】

図４に示すように、セミフローティング軸受２の径方向断面において、前側のジャーナル軸受面２１は、３つの円弧部２１ａと、３つの連結部２１ｂと、を備えている。３つの円弧部２１ａと、３つの連結部２１ｂと、は周方向に交互に配置されている。周方向に隣り合う任意の円弧部２１ａ（周方向中心）と連結部２１ｂ（周方向中心）とは、軸心Ａを中心として、６０°だけ離間して配置されている。

【0021】

図４、図５に示すように、円弧部２１ａは、曲率一定の曲面状（図４、図５においては円弧状）を呈している。円弧部２１ａは、中径部５０１の外周面と同じ方向に湾曲している。円弧部２１ａの曲率中心は、軸心Ａと一致している。このため、円弧部２１ａにおいて、隙間Ｃ（詳しくは、隙間Ｃの径方向幅）は、一定である。円弧部２１ａの周方向中心には、後述の円弧部側溝部２３が配置されている。円弧部側溝部２３の上流側（潤滑油の流動方向（矢印Ｙ）の上流側）には上流側区間２１１ａが、円弧部側溝部２３の下流側には下流側区間２１２ａが、各々配置されている。

【0022】

図４、図５に示すように、連結部２１ｂは、平面状（図４、図５においては直線状）を呈している。すなわち、連結部２１ｂの曲率は０である。連結部２１ｂは、中径部５０１の外周面の接線方向に延在している。連結部２１ｂの周方向中心には、最狭部２１０ｂが配置されている。最狭部２１０ｂの上流側には上流側区間２１１ｂが、最狭部２１０ｂの下流側には下流側区間２１２ｂが、各々配置されている。隙間Ｃは、上流側区間２１１ｂにおいて上流側から下流側に向かって狭くなり、最狭部２１０ｂにおいて最も狭くなり、下流側区間２１２ｂにおいて上流側から下流側に向かって広くなる。

【0023】

図２～図６に示すように、円弧部側溝部２３は、円弧部２１ａの周方向中心に配置されている。円弧部側溝部２３の径方向断面は、Ｖ字状を呈している。図５に示すように、円弧部側溝部２３は、２つの溝側面２３０ａ、２３０ｂと、溝底２３０ｃと、を備えている。２つの溝側面２３０ａ、２３０ｂは、溝底２３０ｃを介して、周方向に対向している。溝底２３０ｃは、円弧部２１ａ（曲率一定の曲面）に対して、径方向外側に配置されている。円弧部側溝部２３は、前後方向に延在している。円弧部側溝部２３は、円弧部２１ａを前後方向に貫通している。図２、図３に示すように、円弧部側溝部２３の後端（軸方向内端、入口）は、隙間Ｄに開口している。他方、円弧部側溝部２３の前端（軸方向外端、出口）は、後述するスラスト軸受面２２の内周縁の面取部２２０に開口している。図２、図４、図６に示すように、後側のジャーナル軸受面２１は、前側のジャーナル軸受面２１と、構成、配置が同様である。

【0024】

図２、図３、図７に示すように、２つのスラスト軸受面２２は、軸受本体２０の前後方向両端面に配置されている。前側のスラスト軸受面２２は、油膜を介して、スラストカラー５３の後端面（径方向外側部分）に摺接している。詳しくは、スラスト軸受面２２とスラストカラー５３の後端面との間には、隙間Ｅが区画されている。油膜は隙間Ｅに配置されている。

【0025】

図３、図７に示すように、前側のスラスト軸受面２２は、３つのパッド部２２１を備えている。３つのパッド部２２１は、周方向に連設されている。パッド部２２１は、テーパ部２２１ａと、ランド部２２１ｂと、を備えている。テーパ部２２１ａは、上流側から下流側に向かって高度（詳しくは、前後方向の高度）が高くなる、平面状を呈している。ランド部２２１ｂは、テーパ部２２１ａの下流側に連なっている。ランド部２２１ｂは、高度が一定の平面状を呈している。

【0026】

図２、図３、図７に示すように、面取部２２０は、スラスト軸受面２２の内周縁に配置されている。具体的には、面取部２２０は、３つのパッド部２２１と、前側のジャーナル軸受面２１と、の間に介在している。面取部２２０は、軸心Ａを中心とするリング状を呈している。また、面取部２２０は、後側（軸方向内側）から前側（軸方向外側）に向かって拡径する、平面取状を呈している。ジャーナル軸受面２１の前端、円弧部側溝部２３の前端（出口）は、面取部２２０に開口している。図７に示すように、円弧部側溝部２３は、テーパ部２２１ａの上流端と同じ周方向位置（位相）に配置されている。

【0027】

図２に示すように、後側のスラスト軸受面２２は、第２段差部５０４に、油膜を介して摺接している。後側のスラスト軸受面２２は、前側のスラスト軸受面２２と、構成、配置が同様である。

【0028】

図２に示すように、給油孔２５は、軸受本体２０を径方向に貫通している。給油孔２５の入口（径方向外端）は、ハウジング側油路９０５に連なっている。給油孔２５の出口（径方向内端）は、凹面２７に開口している。２つの油路２６のうち、前側の油路２６は、給油孔２５と前側のスラスト軸受面２２とを繋いでいる。前側の油路２６は、給油孔２５と、凹面２７（隙間Ｄ）の前側部分と、前側のジャーナル軸受面２１（隙間Ｃ、円弧部側溝部２３）と、スラスト軸受面２２（隙間Ｅ）と、を備えている。後側の油路２６は、給油孔２５と後側のスラスト軸受面２２とを繋いでいる。後側の油路２６は、前側の油路２６と、構成、配置が同様である。

【0029】

（潤滑油の流れ）
次に、本実施形態のセミフローティング軸受における潤滑油の流れについて説明する。ターボチャージャ１の駆動時において、潤滑油は、ハウジング側油路９０５から、給油孔２５に流入し、２つの油路２６に分流する。前側の油路２６において、潤滑油は、給油孔２５、凹面２７、ジャーナル軸受面２１、スラスト軸受面２２を流動する。潤滑油は、ジャーナル軸受面２１において、所望の油膜圧力、負荷容量の油膜を形成する。すなわち、図４、図５に矢印Ｙで示すように、潤滑油は、回転軸５０の回転に伴って、軸心Ａを中心に隙間Ｃを流動する。

【0030】

隙間Ｃにおける周方向の油膜圧力分布に着目すると、円弧部２１ａにおいて、隙間Ｃは一定である。このため、油膜圧力はあまり変化しない。連結部２１ｂの上流側区間２１１ｂにおいて、隙間Ｃは徐々に狭くなる。このため、油膜圧力は徐々に大きくなる。最狭部２１０ｂにおいて、隙間Ｃは最も狭くなる。このため、最狭部２１０ｂ付近において、油膜圧力は最大になる。連結部２１ｂの下流側区間２１２ｂにおいて、隙間Ｃは徐々に広くなる。このため、油膜圧力は、徐々に小さくなる。

【0031】

このように、周方向に１２０°ずつ離間して配置される３つの最狭部２１０ｂ付近において、油膜圧力は最大になる。当該油膜圧力により、ジャーナル軸受面２１は、回転軸５０に作用するジャーナル荷重（ラジアル荷重）を支持している。

【0032】

ここで、図５に示すように、円弧部２１ａには、円弧部側溝部２３が配置されている。円弧部側溝部２３において、隙間Ｃは局所的に広くなる。このため、油膜圧力は局所的に小さくなる。しかしながら、円弧部側溝部２３は円弧部２１ａの径方向中心に配置されている。このため、油膜圧力は、下流側区間２１２ａの上流側から下流側に向かって上昇する。その結果、巨視的には、円弧部２１ａにおいて、油膜圧力はあまり変化しない。

【0033】

また、潤滑油は、図３、図７に示すスラスト軸受面２２において、所望の油膜圧力、負荷容量の油膜を形成する。すなわち、矢印Ｙで示すように、潤滑油は、回転軸５０の回転に伴って、遠心力により径方向外側に拡がりながら、スラスト軸受面２２の前側（図２に示す隙間Ｅ）を周方向に流動する。

【0034】

隙間Ｅにおける周方向の油膜圧力分布に着目すると、テーパ部２２１ａにおいて、隙間Ｅ（詳しくは、隙間Ｅの前後方向幅）は徐々に狭くなる。このため、油膜圧力は徐々に大きくなる。ランド部２２１ｂにおいて、隙間Ｅは最狭かつ一定になる。このため、油膜圧力はあまり変化しない。このように、周方向に１２０°ずつ離間して配置される３つのランド部２２１ｂにおいて、油膜圧力は最大になる。当該油膜圧力により、スラスト軸受面２２は、回転軸５０に作用するスラスト荷重（アキシアル荷重）を支持している。図２に示す後側の油路２６における潤滑油の流れ方は、前側の油路２６における潤滑油の流れ方と、同様である。

【0035】

（作用効果）
次に、本実施形態のセミフローティング軸受およびターボチャージャの作用効果について説明する。以下、セミフローティング軸受２の軸方向基準位置（給油孔２５の孔軸位置）に対して、前側部分の作用効果について説明するが、後側部分についても同様である。

【0036】

図４、図５に示すように、円弧部側溝部２３は、円弧部２１ａに配置されている。円弧部側溝部２３においては、油膜圧力が小さくなりやすい。他方、最狭部２１０ｂは、連結部２１ｂに配置されている。このため、円弧部側溝部２３が連結部２１ｂに配置されている場合と比較して、最狭部２１０ｂから円弧部側溝部２３までの周方向距離を遠くすることができる。したがって、最狭部２１０ｂの油膜圧力に及ぼす円弧部側溝部２３の影響を小さくすることができる。よって、最狭部２１０ｂが所望の油膜圧力、負荷容量を確保しやすい。

【0037】

また、最狭部２１０ｂは、連結部２１ｂの周方向中心に配置されている。他方、円弧部側溝部２３は、円弧部２１ａの周方向中心に配置されている。このため、最狭部２１０ｂから円弧部側溝部２３までの周方向距離が最も遠くなる。したがって、最狭部２１０ｂの油膜圧力に及ぼす円弧部側溝部２３の影響が最小になる。よって、最狭部２１０ｂが所望の油膜圧力、負荷容量を確保しやすい。

【0038】

また、図４、図５に示す隙間Ｃには、潤滑油と共に、異物（例えば、塵埃、摩耗粉など）が混入する場合がある。この点、円弧部２１ａには、円弧部側溝部２３が配置されている。円弧部側溝部２３の溝底２３０ｃは、円弧部２１ａおよび連結部２１ｂよりも、径方向外側に配置されている。このため、回転軸５０の回転に伴う遠心力により、円弧部側溝部２３には、潤滑油や異物が合流しやすい。また、図２に示すように、円弧部側溝部２３は、円弧部２１ａを前後方向に貫通している。すなわち、円弧部側溝部２３の入口は隙間Ｄに連通している。並びに、円弧部側溝部２３の出口は隙間Ｅに連通している。このため、円弧部側溝部２３を潤滑油や異物が流動しやすい。よって、隙間Ｃから隙間Ｅを経由して外部に、円滑に異物を排出することができる。また、隙間Ｄから隙間Ｃに、円滑に潤滑油を流動させることができる。また、隙間Ｃから隙間Ｅに、円滑に潤滑油を流動させることができる。このように、円弧部側溝部２３は、隙間Ｃからの異物排出効果、隙間Ｃへの給油効果、隙間Ｃからの排油効果（隙間Ｅへの給油効果）を有している。

【0039】

図４に示すように、最狭部２１０ｂは、周方向に１２０°ずつ離間して、３つ配置されている。このため、中径部５０１（回転軸５０）を、大きな油膜圧力、負荷容量でしっかりと保持することができる。したがって、強制振動や自励振動（オイルホイップ、オイルホワールなど）による、油膜切れや焼き付きを抑制することができる。

【0040】

図２に示すように、ジャーナル軸受面２１には、給油孔２５の出口が開口していない。このため、ジャーナル軸受面２１の油膜圧力分布がばらつきにくい。また、給油孔２５の出口は、凹面２７つまり隙間Ｄに開口している。隙間Ｄは隙間Ｃよりも広い。このため、油路２６に、潤滑油を導入しやすい。また、スラスト軸受面２２には、油路２６を介して、潤滑油が供給される。このため、ベアリングハウジング９０に、スラスト軸受面２２専用のハウジング側油路９０５を配置する必要がない。

【0041】

図４に示すように、円弧部２１ａの曲率は一定である。また、円弧部２１ａの曲率中心と軸心Ａとは一致する。このため、円弧部２１ａの周方向全長に亘って（円弧部側溝部２３が配置されている部分を除く）、隙間Ｃを一定にすることができる。したがって、円弧部２１ａの周方向における油膜圧力分布のばらつきを抑制することができる。

【0042】

図３、図７に示すように、スラスト軸受面２２の内周縁には、面取部２２０が配置されている。円弧部側溝部２３の出口は、面取部２２０に開口している。このため、当該出口がパッド部２２１（図２に示すスラスト軸受面２２とスラストカラー５３との摺動界面）に開口している場合と比較して、スラスト軸受面２２の油膜圧力分布のばらつきを抑制することができる。

【0043】

スラスト軸受面２２において、テーパ部２２１ａは、ランド部２２１ｂよりも油膜圧力が小さい。この点、図３、図７に示すように、前側から見て、円弧部側溝部２３は、テーパ部２２１ａの周方向区間に含まれている。このため、図２に示す隙間Ｅに潤滑油を導入しやすい。テーパ部２２１ａにおいて、上流端は最も油膜圧力が小さい。この点、図３、図７に示すように、前側から見て、円弧部側溝部２３は、テーパ部２２１ａの上流端と同じ周方向位置に配置されている。このため、隙間Ｅに潤滑油を導入しやすい。

【0044】

また、セミフローティング軸受２は、ジャーナル軸受面２１とスラスト軸受面２２とを併有している。このため、ターボチャージャ１がラジアル軸受とスラスト軸受とを各々独立して備えている場合と比較して、ターボチャージャ１の部品点数を少なくすることができる。また、ターボチャージャ１の構成を簡単にすることができる。また、ターボチャージャ１を小型化することができる。

【0045】

＜第二実施形態＞
本実施形態のセミフローティング軸受およびターボチャージャと、第一実施形態のセミフローティング軸受およびターボチャージャとの相違点は、円弧部側溝部ではなく、連結部側溝部が配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。

【0046】

図８に、本実施形態のセミフローティング軸受の前側のジャーナル軸受面付近の径方向断面図を示す。なお、図４と対応する部位については、同じ符号で示す。図９に、図８の枠ＩＸ内の拡大図を示す。なお、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。図１０に、同セミフローティング軸受の給油孔付近の径方向断面図を示す。なお、図６と対応する部位については、同じ符号で示す。図１１に、同セミフローティング軸受の前端面図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号で示す。

【0047】

図８～図１１に示すように、セミフローティング軸受２は、軸受本体２０と、前後２つのジャーナル軸受面２１と、前後２つのスラスト軸受面２２と、６つ（前後３つずつ）の連結部側溝部２４と、給油孔２５と、前後２つの油路２６（図２参照）と、凹面２７と、を備えている。連結部側溝部２４は、本発明の「溝部」の概念に含まれる。セミフローティング軸受２は、円弧部側溝部２３（図４参照）を備えていない。

【0048】

図８、図９に示すように、セミフローティング軸受２の径方向断面において、前側のジャーナル軸受面２１の連結部２１ｂの上流側区間２１１ｂには、連結部側溝部２４が配置されている。連結部側溝部２４は、最狭部２１０ｂに近接して配置されている。連結部側溝部２４の径方向断面は、Ｌ字状を呈している。連結部側溝部２４は、２つの溝側面２４０ａ、２４０ｂと、溝底２４０ｃと、を備えている。下流側の溝側面２４０ｂは、本発明の「傾斜部」の概念に含まれる。２つの溝側面２４０ａ、２４０ｂは、溝底２４０ｃを介して、周方向に対向している。溝底２４０ｃは、連結部２１ｂ（平面）に対して、径方向外側に配置されている。連結部側溝部２４の後端（軸方向内端、入口）は、図１０に示す隙間Ｄに開口している。他方、連結部側溝部２４の前端（軸方向外端、出口）は、図１１に示すスラスト軸受面２２の内周縁の面取部２２０に開口している。図１１に示すように、連結部側溝部２４は、テーパ部２２１ａの中間部と同じ周方向位置に配置されている。図８、図１０に示すように、後側のジャーナル軸受面２１は、前側のジャーナル軸受面２１と、構成、配置が同様である。

【0049】

２つの油路２６（図２参照）のうち、前側の油路２６は、給油孔２５と前側のスラスト軸受面２２とを繋いでいる。すなわち、前側の油路２６は、給油孔２５と、凹面２７（隙間Ｄ）の前側部分と、前側のジャーナル軸受面２１（隙間Ｃ、連結部側溝部２４）と、スラスト軸受面２２（図２に示す隙間Ｅ）と、を備えている。後側の油路２６は、給油孔２５と後側のスラスト軸受面２２とを繋いでいる。後側の油路２６は、前側の油路２６と、構成、配置が同様である。

【0050】

図９に示すように、中径部５０１の外周面の接線に平行な直線をＦ、溝底２４０ｃを通過する直線Ｆに対する上流側の溝側面２４０ａの傾斜角度をθ１、当該直線Ｆに対する下流側の溝側面２４０ｂの傾斜角度をθ２とすると、θ１＞θ２の関係がある。このため、上流側から下流側に向かって、隙間Ｃは、上流側の溝側面２４０ａにおいて急激に広くなり、下流側の溝側面２４０ｂにおいて徐々に狭くなる。したがって、油膜圧力は、連結部側溝部２４付近において、急激に小さくなり、徐々に大きくなる。

【0051】

また、最狭部２１０ｂを通過する直線Ｆに対する溝側面２４０ｂの傾斜角度をθ３、当該直線Ｆに対する下流側区間２１２ｂの傾斜角度をθ４とすると、θ３＞θ４（＝０）の関係がある。このため、上流側から下流側に向かって、隙間Ｃは、溝側面２４０ｂにおいて急激に狭くなり、下流側区間２１２ｂにおいて徐々に広くなる。したがって、油膜圧力は、最狭部２１０ｂ付近において、急激に大きくなり、徐々に小さくなる。

【0052】

本実施形態のセミフローティング軸受およびターボチャージャと、第一実施形態のセミフローティング軸受およびターボチャージャとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。

【0053】

図８、図９に示す隙間Ｃには、潤滑油と共に、異物が混入する場合がある。この点、連結部２１ｂには、連結部側溝部２４が配置されている。連結部側溝部２４の溝底２４０ｃは、連結部２１ｂよりも、径方向外側に配置されている。このため、回転軸５０の回転に伴う遠心力により、連結部側溝部２４には、潤滑油や異物が合流しやすい。また、連結部側溝部２４は、連結部２１ｂを前後方向に貫通している。すなわち、連結部側溝部２４の入口は隙間Ｄに連通している。並びに、連結部側溝部２４の出口は隙間Ｅ（図２参照）に連通している。このため、連結部側溝部２４を潤滑油や異物が流動しやすい。よって、隙間Ｃから隙間Ｅ（図２参照）を経由して外部に、円滑に異物を排出することができる。また、隙間Ｄから隙間Ｃに、円滑に潤滑油を流動させることができる。また、隙間Ｃから隙間Ｅ（図２参照）に、円滑に潤滑油を流動させることができる。このように、連結部側溝部２４は、隙間Ｃからの異物排出効果、隙間Ｃへの給油効果、隙間Ｃからの排油効果（図２に示す隙間Ｅへの給油効果）を有している。

【0054】

図９に示すように、連結部側溝部２４は、最狭部２１０ｂの上流側に、近接して配置されている。このため、潤滑油が最狭部２１０ｂに流れ込む直前で、潤滑油から異物を除去することができる。したがって、連結部側溝部２４と最狭部２１０ｂとが離間している場合と比較して、最狭部２１０ｂに異物が混入しにくい。

【0055】

図９に示すように、連結部側溝部２４は、連結部２１ｂの上流側区間２１１ｂに配置されている。θ３＞θ４の関係があるため、上流側から下流側に向かって、隙間Ｃは、溝側面２４０ｂにおいて急激に狭くなる。このため、油膜圧力は急激に大きくなる。したがって、最狭部２１０ｂが所望の油膜圧力、負荷容量を確保しやすい。このように、連結部側溝部２４の溝側面２４０ｂは、昇圧効果（くさび効果）を有している。

【0056】

また、θ３＞θ４の関係があるため、上流側から下流側に向かって、隙間Ｃは、下流側区間２１２ｂにおいて徐々に広くなる。このため、油膜圧力は徐々に小さくなる。したがって、下流側区間２１２ｂにおいて、潤滑油に、減圧に伴うキャビテーションが発生しにくい。

【0057】

図１１に示すように、スラスト軸受面２２の内周縁には、面取部２２０が配置されている。連結部側溝部２４の出口は、面取部２２０に開口している。このため、当該出口がパッド部２２１（図２に示すスラスト軸受面２２とスラストカラー５３との摺動界面）に開口している場合と比較して、スラスト軸受面２２の油膜圧力分布のばらつきを抑制することができる。

【0058】

スラスト軸受面２２において、テーパ部２２１ａは、ランド部２２１ｂよりも油膜圧力が小さい。この点、図１１に示すように、前側から見て、連結部側溝部２４は、テーパ部２２１ａの周方向区間に含まれている。このため、隙間Ｅ（図２参照）に潤滑油を導入しやすい。

【0059】

＜その他＞
以上、本発明のセミフローティング軸受およびターボチャージャの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。以下、セミフローティング軸受の軸方向基準位置（油孔の孔軸位置）に対して、前側部分の実施形態について説明するが、後側部分についても同様である。

【0060】

図１２（Ａ）に、その他の実施形態（その１）のセミフローティング軸受の前端面図を示す。なお、図７と対応する部位については、同じ符号で示す。図１２（Ａ）に示すように、セミフローティング軸受２の軸受本体２０の前端面に、スラスト軸受面２２（図７参照）が配置されていなくてもよい。すなわち、セミフローティング軸受２は、ジャーナル軸受面２１だけを備えるジャーナル軸受であってもよい。

【0061】

図１２（Ｂ）～図１２（Ｄ）に、その他の実施形態（その２～その４）のセミフローティング軸受の径方向断面図を示す。なお、図４、図５と対応する部位については、同じ符号で示す。図１２（Ｂ）に示すように、円弧部２１ａにおける円弧部側溝部２３が、円弧部２１ａの周方向中心よりも、上流側に配置されていてもよい。また、連結部２１ｂにおいて、下流側区間２１２ｂよりも、上流側区間２１１ｂの方が、傾斜角度（図９に示す傾斜角度θ３、θ４のように、最狭部２１０ｂを通過する直線Ｆに対する傾斜角度）が大きくてもよい。こうすると、上流側から下流側に向かって、隙間Ｃは、上流側区間２１１ｂにおいて急激に狭くなる。このため、油膜圧力は急激に大きくなる。したがって、最狭部２１０ｂが所望の油膜圧力、負荷容量を確保しやすい。このように、上流側区間２１１ｂは、昇圧効果（くさび効果）を有している。また、上流側から下流側に向かって、隙間Ｃは、下流側区間２１２ｂにおいて徐々に広くなる。このため、油膜圧力は徐々に小さくなる。したがって、下流側区間２１２ｂにおいて、潤滑油に、減圧に伴うキャビテーションが発生しにくい。

【0062】

図１２（Ｃ）に示すように、ジャーナル軸受面２１に、「円弧部２１ａ－連結部２１ｂ」の対が、９０°ごとに４つ配置されていてもよい。連結部２１ｂが、径方向外側に向かって膨出する、曲率一定の曲面状（図１２（Ｃ）においては円弧状）を呈していてもよい。なお、連結部２１ｂは、円弧部２１ａよりも曲率が小さい。

【0063】

図１２（Ｄ）に示すように、連結部２１ｂが、曲率一定の曲面状（図１２（Ｄ）においては円弧状）を呈していてもよい。連結部２１ｂは、中径部５０１の外周面と反対方向に湾曲していてもよい。つまり、連結部２１ｂが径方向内側に向かって膨出していてもよい。言い換えると、円弧部２１ａの湾曲方向を基準として、連結部２１ｂの曲率がマイナスでもよい。

【0064】

なお、図１２（Ａ）～図１２（Ｄ）においては、円弧部２１ａに円弧部側溝部２３が配置されており、連結部２１ｂに連結部側溝部２４が配置されていない。しかしながら、図１２（Ａ）、図１２（Ｃ）、図１２（Ｄ）に点線で示すように、連結部２１ｂに連結部側溝部２４が配置されていてもよい。並びに、円弧部２１ａに円弧部側溝部２３が配置されていなくてもよい。

【0065】

図１３に、その他の実施形態（その５）のセミフローティング軸受の軸方向断面図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号で示す。図１３に示すように、凹面２７（図２参照）が配置されていなくてもよい。すなわち、軸受本体２０の軸方向全長に亘って、軸受本体２０の内径が円弧部２１ａの内径と同一でもよい。また、軸受本体２０の軸方向全長に亘って、円弧部側溝部２３が延在していてもよい。こうすると、軸受本体２０の内周面の軸方向両端部に、所定角度ずつ離間して、複数の連結部２１ｂ（必要に応じて連結部側溝部２４）を配置するだけで、セミフローティング軸受２を製造することができる。このため、軸受本体２０の内周面の加工が簡単になる。

【0066】

円弧部２１ａの曲率中心は、特に限定しない。軸心Ａと一致していても異なっていてもよい。円弧部２１ａの曲率は、特に限定しない。同一でも異なっていてもよい。例えば、上流側区間２１１ａ、下流側区間２１２ａの曲率は、同一でも異なっていてもよい。円弧部２１ａにおける円弧部側溝部２３の周方向位置は、特に限定しない。周方向中心でも、周方向中心の上流側（例えば上流側端部）でも、周方向中心の下流側（例えば下流側端部）でもよい。

【0067】

上流側区間２１１ｂ、下流側区間２１２ｂの傾斜は特に限定しない。同一でも異なっていてもよい。連結部２１ｂにおける連結部側溝部２４の周方向位置は、特に限定しない。最狭部２１０ｂの上流側（例えば上流側端部）でも、下流側（例えば下流側端部）でもよい。円弧部２１ａと連結部２１ｂとの間に、面取部（丸面取部、平面取部）が介在してもよい。

【0068】

円弧部側溝部２３、連結部側溝部２４の径方向（短手方向）断面形状は、特に限定しない。半円状、Ｖ字状、Ｌ字状（Ｖ字状に対して、溝底２３０ｃ、２４０ｃの位置が、上流側または下流側にずれている形状）、Ｕ字状、矩形状などであってもよい。溝側面２３０ａ、２３０ｂの傾斜は、同一でも異なっていてもよい。同様に、溝側面２４０ａ、２４０ｂの傾斜は、同一でも異なっていてもよい。溝底２３０ｃ、２４０ｃは、平面状や曲面状であってもよい。円弧部側溝部２３、連結部側溝部２４の長手方向の形状は、特に限定しない。軸心Ａと平行な直線状（軸方向）、軸心Ａを中心とする螺旋状（軸方向および周方向を含む方向）などであってもよい。円弧部側溝部２３、連結部側溝部２４の出口（軸方向外端）が、面取部２２０に開口していなくてもよい。すなわち、円弧部側溝部２３、連結部側溝部２４の出口が、パッド部２２１に開口していてもよい。

【0069】

ジャーナル軸受面２１における円弧部２１ａ、連結部２１ｂの配置数は特に限定しない。「円弧部２１ａ－連結部２１ｂ」の対が、軸心Ａを中心とする等角度ごとに、３つ（１２０°ごと）、４つ（９０°ごと）、５つ（７２°ごと）、６つ（６０°ごと）など配置されていてもよい。同様に、スラスト軸受面２２におけるパッド部２２１（テーパ部２２１ａ、ランド部２２１ｂ）の配置数は特に限定しない。また、パッド部２２１の代わりに、スラスト軸受面２２に、渦巻き状の溝が配置されていてもよい。ジャーナル軸受面２１における「円弧部２１ａ－連結部２１ｂ」の配置数とスラスト軸受面２２におけるパッド部２２１の配置数とは、同一でも異なっていてもよい。

【0070】

ジャーナル軸受面２１における全ての円弧部２１ａのうち、少なくとも一つの円弧部２１ａに、円弧部側溝部２３が配置されていればよい。同様に、ジャーナル軸受面２１における全ての連結部２１ｂのうち、少なくとも一つの連結部２１ｂに、連結部側溝部２４が配置されていればよい。また、セミフローティング軸受２に、円弧部側溝部２３および連結部側溝部２４が配置されていてもよい。こうすると、隙間Ｃからの異物排出効果、隙間Ｃへの給油効果、隙間Ｃからの排油効果が高くなる。

【0071】

単一の円弧部２１ａにおける円弧部側溝部２３の配置数は限定しない。単一でも複数でもよい。単一の連結部２１ｂにおける連結部側溝部２４の配置数についても同様である。セミフローティング軸受２におけるジャーナル軸受面２１の配置数は特に限定しない。単一でも複数（例えば３つ以上）でもよい。スラスト軸受面２２の配置数についても同様である。

【0072】

隙間Ｃ（ジャーナル軸受面２１）における周方向の油膜圧力分布において、最狭部２１０ｂの周方向位置と油膜圧力最大部の周方向位置とは、同一でも異なっていてもよい。同様に、隙間Ｃにおける周方向の負荷容量分布において、最狭部２１０ｂの周方向位置と負荷容量最大部の周方向位置とは、同一でも異なっていてもよい。隙間Ｅ（スラスト軸受面２２）における周方向の油膜圧力分布において、ランド部２２１ｂの周方向位置と油膜圧力最大部の周方向位置とは、一致していても、異なっていてもよい。同様に、隙間Ｅにおける周方向の負荷容量分布において、ランド部２２１ｂの周方向位置と負荷容量最大部の周方向位置とは、同一でも異なっていてもよい。

【0073】

ジャーナル軸受面２１の円弧部２１ａ、連結部２１ｂ、円弧部側溝部２３、連結部側溝部２４、スラスト軸受面２２のテーパ部２２１ａ、ランド部２２１ｂの周方向位置関係は特に限定しない。例えば、連結部２１ｂの最狭部２１０ｂの周方向位置が、ランド部２２１ｂの周方向区間に含まれていてもよい。こうすると、ジャーナル軸受面２１の油膜圧力最大部の周方向位置と、スラスト軸受面２２の油膜圧力最大部の周方向位置と、を一致または近接させることができる。

【0074】

ジャーナル軸受面２１と回転軸５０との間に、カラー等の径方向介装部材が配置されていてもよい。すなわち、回転軸５０の外周面に径方向介装部材が固定されており、ジャーナル軸受面２１が、隙間Ｃ（油膜）を介して、径方向介装部材の内周面と径方向に対向していてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１：ターボチャージャ、２：セミフローティング軸受、２０：軸受本体、２１：ジャーナル軸受面、２１ａ：円弧部、２１１ａ：上流側区間、２１２ａ：下流側区間、２１ｂ：連結部、２１０ｂ：最狭部、２１１ｂ：上流側区間、２１２ｂ：下流側区間、２２：スラスト軸受面、２２０：面取部、２２１：パッド部、２２１ａ：テーパ部、２２１ｂ：ランド部、２３：円弧部側溝部（溝部）、２３０ａ：溝側面、２３０ｂ：溝側面、２３０ｃ：溝底、２４：連結部側溝部（溝部）、２４０ａ：溝側面、２４０ｂ：溝側面（傾斜部）、２４０ｃ：溝底、２５：給油孔、２６：油路、２７：凹面、５：回転部、５０：回転軸、５００：小径部、５０１：中径部、５０２：大径部、５０３：第１段差部、５０４：第２段差部、５１：コンプレッサインペラ、５２：タービンインペラ、５３：スラストカラー、９０：ベアリングハウジング、９００：軸受配置部、９０５：ハウジング側油路、９１：コンプレッサハウジング、９２：タービンハウジング、Ａ：軸心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】