(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】
(24)【登録日】2023-07-07
(45)【発行日】2023-07-18
(54)【発明の名称】スラスト軸受装置及びターボチャージャ
(51)【国際特許分類】
F02B 39/00 20060101AFI20230710BHJP
F16C 17/04 20060101ALI20230710BHJP
【ＦＩ】
F02B39/00 L
F16C17/04 Z
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021562249
(86)(22)【出願日】2019-12-04
(86)【国際出願番号】 JP2019047402
(87)【国際公開番号】W WO2021111543
(87)【国際公開日】2021-06-10
【審査請求日】2022-04-25
(73)【特許権者】
【識別番号】316015888
【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】二江 貴也
(72)【発明者】
【氏名】矢野 正義
(72)【発明者】
【氏名】横山 真平
(72)【発明者】
【氏名】桝田 翼
(72)【発明者】
【氏名】小島 優也
(72)【発明者】
【氏名】段本 洋輔
【審査官】家喜 健太
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１６０９６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０７０５１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／０９９６００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－２２４６７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０７８３６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１４８３０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１８１７７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１９９５２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１４０９０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１５８０３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第３８９５６８９（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｂ ３９／００
Ｆ１６Ｃ １７／０４
Ｆ０１Ｃ ２５／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸と、前記回転軸に嵌合された、第１スラスト面を有するカラー部材と、
前記回転軸が挿通される挿通孔、及び、該挿通孔の周囲に設けられて前記カラー部材の前記第１スラスト面と対向する第２スラスト面を有するスラスト部材とを備え、
前記第１スラスト面は、前記カラー部材の全周にわたって形成された環状の平面又は円錐面を含み、前記環状の平面又は前記円錐面と前記第２スラスト面との間の距離が前記回転軸の回転に伴って周期的に増減するように、前記回転軸の軸線と直交する面に対して傾斜するように構成されている
スラスト軸受装置。
【請求項2】
前記第１スラスト面の外周縁のうち前記第２スラスト面との前記距離が最も小さくなる第１外周位置が存在する角度位置を第１角度位置と定義し、前記第１角度位置における前記第１スラスト面の内周縁である第１内周位置と、前記第１角度位置と１８０度異なる第２角度位置における前記第１スラスト面の内周縁である第２内周位置とを通過する仮想線を第１仮想線と定義した場合に、
前記第１スラスト面は、前記第１仮想線と前記回転軸の軸線とを含む断面において、前記第１外周位置が、前記第１仮想線を挟んで前記第２スラスト面の反対側に位置するように構成される
請求項１に記載のスラスト軸受装置。
【請求項3】
前記第１スラスト面は、前記第２スラスト面に対して摺動するように形成された前記円錐面を含んでいる、請求項２に記載のスラスト軸受装置。
【請求項4】
前記第２スラスト面において、前記第１スラスト面の外周縁と対向する径方向位置を第１径方向位置と定義し、前記第２スラスト面において、最も径方向内側の位置を第２径方向位置と定義した場合に、
前記第２スラスト面は、前記第１径方向位置が前記第２径方向位置よりも、前記第１スラスト面から離れて位置するように構成される
請求項１乃至３の何れか一項に記載のスラスト軸受装置。
【請求項5】
前記第２スラスト面は、前記第１径方向位置よりも径方向外側に位置する領域の少なくとも一部において、前記第１径方向位置よりも前記第１スラスト面に近づいて位置するように構成される請求項４に記載のスラスト軸受装置。
【請求項6】
前記スラスト部材は、前記第２スラスト面において、凹部と、前記凹部の径方向外側に形成された外側堰部と、前記凹部の径方向内側に形成された内側堰部とが、周方向に複数設けられている請求項１乃至５の何れか一項に記載のスラスト軸受装置。
【請求項7】
複数の前記凹部のそれぞれは、連通孔を介して前記挿通孔と連通しており、前記連通孔のそれぞれは、前記回転軸の周方向における前記凹部の中心位置に対して前記回転軸の回転方向上流側にオフセットされて配置されている
請求項６に記載のスラスト軸受装置。
【請求項8】
前記スラスト部材は、前記第２スラスト面において、周方向に延在する円環溝を有し、前記円環溝は、前記円環溝の内周縁の径が前記第１スラスト面の外周縁の径よりも小さく、前記円環溝の外周縁の径が前記第１スラスト面の外周縁の径よりも大きい
請求項１乃至７の何れか一項に記載のスラスト軸受装置。
【請求項9】
前記回転軸の一方端に取り付けられたタービンインペラと、前記回転軸の他方端に取り付けられたコンプレッサインペラと、
請求項１乃至８の何れか一項に記載のスラスト軸受装置と、
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】
本開示は、スラスト軸受装置及びターボチャージャに関する。
【背景技術】
【0002】
例えばターボチャージャの回転軸には、回転軸を軸方向に移動せしめる力（スラスト力）が作用する。このため、ターボチャージャには、回転軸を軸方向に支持するためのスラスト軸受装置が備えられている。このようなスラスト軸受装置の一例として、例えば特許文献１に示されているスラスト軸受装置が挙げられる。
ターボチャージャにおけるスラスト軸受装置では、特許文献１に記載のように、カラー部材（スラストブッシュ１０）とスラスト部材（スラストディスク１１）とが摺接することで回転軸に作用するスラスト荷重を負担している。
ターボチャージャにおけるスラスト軸受装置では、特許文献１に記載のように、カラー部材（スラストブッシュ１０）とスラスト部材（スラストディスク１１）とが摺接することで回転軸に作用するスラスト荷重を負担している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１１－２１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えばターボチャージャにおけるスラスト軸受装置では、スラスト軸受装置における機械損失を抑制してターボチャージャの過渡応答性を向上させるために、スラスト荷重を負担する摺接面の面積を小さくすることが望ましい。しかし、スラスト荷重を負担する摺接面の面積を小さくするとスラスト荷重の負荷能力が低下して接触や摩耗のリスクが高まるおそれがある。
【0005】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、スラスト軸受装置における機械損失の抑制と、スラスト荷重の負荷能力の低下の抑制とを両立することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るスラスト軸受装置は、
回転軸と、
前記回転軸に嵌合された、第１スラスト面を有するカラー部材と、
前記回転軸が挿通される挿通孔、及び、該挿通孔の周囲に設けられて前記カラー部材の前記第１スラスト面と対向する第２スラスト面を有するスラスト部材とを備え、
前記第１スラスト面は、前記第１スラスト面と前記第２スラスト面との間の距離が前記回転軸の回転に伴って周期的に増減するように、前記回転軸の軸線と直交する面に対して傾斜するように構成されている。
回転軸と、
前記回転軸に嵌合された、第１スラスト面を有するカラー部材と、
前記回転軸が挿通される挿通孔、及び、該挿通孔の周囲に設けられて前記カラー部材の前記第１スラスト面と対向する第２スラスト面を有するスラスト部材とを備え、
前記第１スラスト面は、前記第１スラスト面と前記第２スラスト面との間の距離が前記回転軸の回転に伴って周期的に増減するように、前記回転軸の軸線と直交する面に対して傾斜するように構成されている。
【0007】
（２）本開示の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャは、
前記回転軸の一方端に取り付けられたタービンインペラと、
前記回転軸の他方端に取り付けられたコンプレッサインペラと、
上記（１）の構成のスラスト軸受装置と、
を備える。
前記回転軸の一方端に取り付けられたタービンインペラと、
前記回転軸の他方端に取り付けられたコンプレッサインペラと、
上記（１）の構成のスラスト軸受装置と、
を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、スラスト軸受装置における機械損失の抑制と、スラスト荷重の負荷能力の低下の抑制とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の一実施形態に係るターボチャージャにおいて、その回転軸の軸線方向に沿った断面を示した断面図である。
【図3】一実施形態に係るスラスト軸受装置の模式的な断面図である。
【図4】一実施形態に係るスラスト軸受装置において回転軸が回転したときの様子を模式的に示した断面図である。
【図5】カラー部材の他の実施形態についての模式的な断面図である。
【図6】カラー部材のさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。
【図7】カラー部材のさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。
【図8】スラスト部材についての他の実施形態についての模式的な断面図である。
【図9】スラスト部材についてのさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。
【図10】第２スラスト面におけるパッドの一実施形態についての図である。
【図11】第２スラスト面におけるパッドの他の実施形態についての図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0011】
（ターボチャージャ１００の全体構成）
図１は、本開示の一実施形態に係るターボチャージャにおいて、その回転軸の軸線方向に沿った断面を示した断面図である。
本開示の一実施形態に係るターボチャージャは、特に限定されないが、例えば自動車用エンジン等に搭載されるターボチャージャである。
本実施形態のターボチャージャ１００は、図１に示したように、回転軸２の一端側に設けられたタービンインペラ１０３を収容するタービンハウジング１０２、回転軸２の他端側に設けられたコンプレッサインペラ１０５を収容するコンプレッサハウジング１０４、及び回転軸２を回転可能に支持するラジアル軸受装置１１０と、回転軸２のスラスト力を支持するスラスト軸受装置１とを収容する軸受ハウジング１０６、の３つのハウジングからなる。
図１は、本開示の一実施形態に係るターボチャージャにおいて、その回転軸の軸線方向に沿った断面を示した断面図である。
本開示の一実施形態に係るターボチャージャは、特に限定されないが、例えば自動車用エンジン等に搭載されるターボチャージャである。
本実施形態のターボチャージャ１００は、図１に示したように、回転軸２の一端側に設けられたタービンインペラ１０３を収容するタービンハウジング１０２、回転軸２の他端側に設けられたコンプレッサインペラ１０５を収容するコンプレッサハウジング１０４、及び回転軸２を回転可能に支持するラジアル軸受装置１１０と、回転軸２のスラスト力を支持するスラスト軸受装置１とを収容する軸受ハウジング１０６、の３つのハウジングからなる。
【0012】
タービンハウジング１０２の外周部には、渦巻き状のタービンスクロール流路１１３が形成されている。そして、タービンスクロール流路１１３の中心部分にはタービンインペラ１０３が配置されている。タービンインペラ１０３は、円錐体の頭部を底面に平行な面で切り取った截頭円錐状のタービンハブ１０３ａと、タービンハブ１０３ａの周面から径方向の突出して設けられる複数のタービン翼１０３ｂとからなる。タービンインペラ１０３のタービンハブ１０３ａは、回転軸２の一端部と例えば溶接によって接合されている。そして、タービンスクロール流路１１３を流れてタービンインペラ１０３に作用した排気ガスは、回転軸２の軸方向に開口する排ガス流出口１１１からタービンハウジング１０２の外部へと排出される。
【0013】
コンプレッサハウジング１０４の外周部には渦巻き状のコンプレッサスクロール流路１１７が形成されている。そして、コンプレッサスクロール流路１１７の中心部分にはコンプレッサインペラ１０５が配置されている。コンプレッサインペラ１０５は、円錐体の頭部を底面に平行な面で切り取った截頭円錐状のコンプレッサハブ１０５ａと、コンプレッサハブ１０５ａの周面から径方向の突出して設けられる複数のコンプレッサ翼１０５ｂとからなる。コンプレッサインペラ１０５のコンプレッサハブ１０５ａの中心部には、回転軸２の他端側が嵌挿される嵌挿孔（不図示）が形成されている。コンプレッサインペラ１０５は、この嵌挿孔に回転軸２の一端側が嵌挿された後、コンプレッサハブ１０５ａの先端からナット１１６を締め付けることで、回転軸２の他端部に固定されている。そして、回転軸２の軸方向に開口する吸気流入口１１５を流れ、コンプレッサインペラ１０５によって圧縮された吸気ガスが、コンプレッサスクロール流路１１７を流れて不図示のエンジンへと供給される。
【0014】
軸受ハウジング１０６は、タービンハウジング１０２とコンプレッサハウジング１０４との間に配置され、一端側がタービンハウジング１０２に連結され、他端側がコンプレッサハウジング１０４に連結されている。軸受ハウジング１０６の内部には、回転軸２を軸方向に挿通可能とする内部空間が形成されており、この内部空間に上述したラジアル軸受装置１１０、スラスト軸受装置１が収容されている。また軸受ハウジング１０６の上部には、上述したラジアル軸受装置１１０、及びスラスト軸受装置１に対して潤滑油を供給するための入口油路１１２が形成されている。入口油路１１２から軸受ハウジング１０６の内部に導入された潤滑油は、ラジアル軸受装置１１０、及びスラスト軸受装置１を潤滑した後、軸受ハウジング１０６の下部に形成されている出口油路１１４から軸受ハウジング１０６の外部に排出される。
【0015】
（スラスト軸受装置１の概要）
図２は、図１におけるａ部付近の拡大図であって、本発明の一実施形態に係るスラスト軸受装置を示した断面図である。図３は、一実施形態に係るスラスト軸受装置の模式的な断面図である。図４は、一実施形態に係るスラスト軸受装置において回転軸が回転したときの様子を模式的に示した断面図である。図５は、カラー部材の他の実施形態についての模式的な断面図である。図６は、カラー部材のさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。図７は、カラー部材のさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。図８は、スラスト部材についての他の実施形態についての模式的な断面図である。図９は、スラスト部材についてのさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。図１０は、第２スラスト面におけるパッドの一実施形態についての図である。図１１は、第２スラスト面におけるパッドの他の実施形態についての図である。
図２は、図１におけるａ部付近の拡大図であって、本発明の一実施形態に係るスラスト軸受装置を示した断面図である。図３は、一実施形態に係るスラスト軸受装置の模式的な断面図である。図４は、一実施形態に係るスラスト軸受装置において回転軸が回転したときの様子を模式的に示した断面図である。図５は、カラー部材の他の実施形態についての模式的な断面図である。図６は、カラー部材のさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。図７は、カラー部材のさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。図８は、スラスト部材についての他の実施形態についての模式的な断面図である。図９は、スラスト部材についてのさらに他の実施形態についての模式的な断面図である。図１０は、第２スラスト面におけるパッドの一実施形態についての図である。図１１は、第２スラスト面におけるパッドの他の実施形態についての図である。
【0016】
幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１は、図２～図９に示したように、回転軸２と、カラー部材としてのコンプレッサ側スラストカラー３及びタービン側スラストカラー９と、スラスト部材４と、を備えている。
幾つかの実施形態では、図２に示したように、オイルディフレクタ５と、オイルディフレクタ５及びスラスト部材４を回転軸２の外周側において保持するように構成されたリテーナ７とを備える。
幾つかの実施形態では、リテーナ７は環状部材であり、その外周部にはスラスト部材４側に突出した突出部７１が形成されている。突出部７１の内、スラスト部材４及びオイルディフレクタ５と当接する部分には、先端面７１ａが形成されている。そして、先端面７１ａにより、オイルディフレクタ５の外周縁部及びスラスト部材４の外周端部を軸受ハウジング１０６の内周凸部１０６Ａの一端面１０６ａに押し付けることで、スラスト部材４及びオイルディフレクタ５を回転軸２の外周側に保持している。また、突出部７１の後端面７１ｂは、軸受ハウジング１０６の内周溝に嵌合された環状の移動規制部材７３と当接している。そして、この移動規制部材７３により、リテーナ７がスラスト部材４側に押し付けられている。
幾つかの実施形態では、図２に示したように、オイルディフレクタ５と、オイルディフレクタ５及びスラスト部材４を回転軸２の外周側において保持するように構成されたリテーナ７とを備える。
幾つかの実施形態では、リテーナ７は環状部材であり、その外周部にはスラスト部材４側に突出した突出部７１が形成されている。突出部７１の内、スラスト部材４及びオイルディフレクタ５と当接する部分には、先端面７１ａが形成されている。そして、先端面７１ａにより、オイルディフレクタ５の外周縁部及びスラスト部材４の外周端部を軸受ハウジング１０６の内周凸部１０６Ａの一端面１０６ａに押し付けることで、スラスト部材４及びオイルディフレクタ５を回転軸２の外周側に保持している。また、突出部７１の後端面７１ｂは、軸受ハウジング１０６の内周溝に嵌合された環状の移動規制部材７３と当接している。そして、この移動規制部材７３により、リテーナ７がスラスト部材４側に押し付けられている。
【0017】
（コンプレッサ側スラストカラー３）
コンプレッサ側スラストカラー３は、図２～図９に示したように、円筒状のカラー本体部３１及びカラー本体部３１よりも大径に形成されたフランジ部３２を有している。そして、回転軸２と共に回転可能なように回転軸２の外周に装着される。
フランジ部３２におけるタービン側の面である一端面３２ａには、図３～図９に示したように、コンプレッサ側第１スラスト面３１０が形成されている。コンプレッサ側第１スラスト面３１０の詳細については、後で説明する。
コンプレッサ側スラストカラー３は、図２～図９に示したように、円筒状のカラー本体部３１及びカラー本体部３１よりも大径に形成されたフランジ部３２を有している。そして、回転軸２と共に回転可能なように回転軸２の外周に装着される。
フランジ部３２におけるタービン側の面である一端面３２ａには、図３～図９に示したように、コンプレッサ側第１スラスト面３１０が形成されている。コンプレッサ側第１スラスト面３１０の詳細については、後で説明する。
【0018】
（タービン側スラストカラー９）
図示した実施形態では、コンプレッサ側スラストカラー３よりもタービン側の回転軸２の外周面に、タービン側スラストカラー９が装着されている。タービン側スラストカラー９は、円筒状のカラー本体部９１及びカラー本体部９１よりも大径に形成されたフランジ部９２を有している。そして、タービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の先端面９１ａが、コンプレッサ側スラストカラー３のフランジ部３２の一端面３２ａと当接している。
フランジ部９２におけるコンプレッサ側の面には、図３～図９に示したように、タービン側第１スラスト面９１０が形成されている。タービン側第１スラスト面９１０の詳細については、後で説明する。
図示した実施形態では、コンプレッサ側スラストカラー３よりもタービン側の回転軸２の外周面に、タービン側スラストカラー９が装着されている。タービン側スラストカラー９は、円筒状のカラー本体部９１及びカラー本体部９１よりも大径に形成されたフランジ部９２を有している。そして、タービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の先端面９１ａが、コンプレッサ側スラストカラー３のフランジ部３２の一端面３２ａと当接している。
フランジ部９２におけるコンプレッサ側の面には、図３～図９に示したように、タービン側第１スラスト面９１０が形成されている。タービン側第１スラスト面９１０の詳細については、後で説明する。
【0019】
（スラスト部材４）
幾つかの実施形態に係るスラスト部材４は、図２～図１１に示したように、回転軸２が挿通される挿通孔４１を有する環状のプレート状部材である。幾つかの実施形態に係るスラスト部材４における、コンプレッサ側の面（一端面４ａ）には、図３～図１１に示したように、コンプレッサ側スラストカラー３のコンプレッサ側第１スラスト面３１０と対向するコンプレッサ側第２スラスト面４３０が形成されている。そして、回転軸２にコンプレッサインペラ１０５側からタービンインペラ１０３側に軸方向力が作用した時に、コンプレッサ側第２スラスト面４３０と、コンプレッサ側第１スラスト面３１０とが摺接することで、挿通孔４１に挿通された状態で回転する回転軸２を軸方向に支持するように構成されている。
幾つかの実施形態に係るスラスト部材４は、図２～図１１に示したように、回転軸２が挿通される挿通孔４１を有する環状のプレート状部材である。幾つかの実施形態に係るスラスト部材４における、コンプレッサ側の面（一端面４ａ）には、図３～図１１に示したように、コンプレッサ側スラストカラー３のコンプレッサ側第１スラスト面３１０と対向するコンプレッサ側第２スラスト面４３０が形成されている。そして、回転軸２にコンプレッサインペラ１０５側からタービンインペラ１０３側に軸方向力が作用した時に、コンプレッサ側第２スラスト面４３０と、コンプレッサ側第１スラスト面３１０とが摺接することで、挿通孔４１に挿通された状態で回転する回転軸２を軸方向に支持するように構成されている。
【0020】
図示した実施形態では、スラスト部材４の内周側には、上述したタービン側スラストカラー９のカラー本体部９１が位置している。すなわち、スラスト部材４の挿通孔４１には、回転軸２と、回転軸２の外周に装着されているタービン側スラストカラー９のカラー本体部９１とが挿通されている。スラスト部材４の外周端部は、軸受ハウジング１０６に固定されている。そして、スラスト部材４の内周面と、タービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の外周面とが、回転軸２の回転に伴って摺接するように構成されている。
幾つかの実施形態に係るスラスト部材４における、タービン側の面（他端面４ｂ）には、図３～図１１に示したように、タービン側スラストカラー９のタービン側第１スラスト面９１０と対向するタービン側第２スラスト面４９０が形成されている。そして、回転軸２にタービンインペラ１０３からコンプレッサインペラ１０５側に軸方向力が作用した時には、タービン側第２スラスト面４９０と、タービン側第１スラスト面９１０とが摺接することで、挿通孔４１に挿通された状態で回転する回転軸２を軸方向に支持するように構成されている。
幾つかの実施形態に係るスラスト部材４における、タービン側の面（他端面４ｂ）には、図３～図１１に示したように、タービン側スラストカラー９のタービン側第１スラスト面９１０と対向するタービン側第２スラスト面４９０が形成されている。そして、回転軸２にタービンインペラ１０３からコンプレッサインペラ１０５側に軸方向力が作用した時には、タービン側第２スラスト面４９０と、タービン側第１スラスト面９１０とが摺接することで、挿通孔４１に挿通された状態で回転する回転軸２を軸方向に支持するように構成されている。
【0021】
また、スラスト部材４の内部には、供給油路４３が形成されている。供給油路４３は、スラスト部材４の他端面４ｂに入口側開口が形成され、スラスト部材４の内周面（挿通孔４１）に出口側開口が形成されている。そして、出口側開口から供給された潤滑油が、スラスト部材４の内周面とタービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の外周面との間、スラスト部材４のコンプレッサ側第２スラスト面４３０と、コンプレッサ側スラストカラー３のコンプレッサ側第１スラスト面３１０との間、及び、スラスト部材４のタービン側第２スラスト面４９０と、タービン側スラストカラー９のタービン側第１スラスト面９１０との間に供給されるように構成されている。
【0022】
なお、以下の説明では、コンプレッサ側スラストカラー３のコンプレッサ側第１スラスト面３１０とタービン側スラストカラー９のタービン側第１スラスト面９１０とを特に区別する必要がない場合には、コンプレッサ側第１スラスト面３１０及びタービン側第１スラスト面９１０のことを単に第１スラスト面１０とも呼ぶことがある。また、以下の説明では、コンプレッサ側第１スラスト面３１０及びタービン側第１スラスト面９１０の双方について言及する場合にも、コンプレッサ側第１スラスト面３１０及びタービン側第１スラスト面９１０のことを単に第１スラスト面１０とも呼ぶことがある。
同様に、以下の説明では、スラスト部材４のコンプレッサ側第２スラスト面４３０とタービン側第２スラスト面４９０とを特に区別する必要がない場合には、コンプレッサ側第２スラスト面４３０及びタービン側第２スラスト面４９０のことを単に第２スラスト面２０とも呼ぶことがある。また、以下の説明では、コンプレッサ側第２スラスト面４３０及びタービン側第２スラスト面４９０の双方について言及する場合にも、コンプレッサ側第２スラスト面４３０及びタービン側第２スラスト面４９０のことを単に第２スラスト面２０とも呼ぶことがある。
同様に、以下の説明では、スラスト部材４のコンプレッサ側第２スラスト面４３０とタービン側第２スラスト面４９０とを特に区別する必要がない場合には、コンプレッサ側第２スラスト面４３０及びタービン側第２スラスト面４９０のことを単に第２スラスト面２０とも呼ぶことがある。また、以下の説明では、コンプレッサ側第２スラスト面４３０及びタービン側第２スラスト面４９０の双方について言及する場合にも、コンプレッサ側第２スラスト面４３０及びタービン側第２スラスト面４９０のことを単に第２スラスト面２０とも呼ぶことがある。
【0023】
例えばターボチャージャ１００におけるスラスト軸受装置１では、スラスト軸受装置１における機械損失を抑制してターボチャージャ１００の過渡応答性を向上させるために、スラスト荷重を負担する摺接面である第１スラスト面１０及び第２スラスト面２０の面積を小さくすることが望ましい。しかし、単に第１スラスト面１０及び第２スラスト面２０の面積を小さくするとスラスト荷重の負荷能力が低下して接触や摩耗のリスクが高まるおそれがある。
【0024】
（各実施形態に共通する特徴について）
そこで、図３～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、第１スラスト面１０は、第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の距離Ｌｘ（図３参照）が回転軸２の回転に伴って周期的に増減するように、回転軸２の軸線ＡＸと直交する面（直交面）Ｓ（図３参照）に対して傾斜するように構成されている。
すなわち、図３～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、コンプレッサ側第１スラスト面３１０は、コンプレッサ側第１スラスト面３１０とコンプレッサ側第２スラスト面４３０との間の距離Ｌｘ１（図３参照）が回転軸２の回転に伴って周期的に増減するように、回転軸２の軸線ＡＸと直交する直交面Ｓに対して傾斜するように構成されている。
同様に、図３～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、タービン側第１スラスト面９１０は、タービン側第１スラスト面９１０とタービン側第２スラスト面４９０との間の距離Ｌｘ２（図３参照）が回転軸２の回転に伴って周期的に増減するように、回転軸２の軸線ＡＸと直交する直交面Ｓに対して傾斜するように構成されている。
そこで、図３～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、第１スラスト面１０は、第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の距離Ｌｘ（図３参照）が回転軸２の回転に伴って周期的に増減するように、回転軸２の軸線ＡＸと直交する面（直交面）Ｓ（図３参照）に対して傾斜するように構成されている。
すなわち、図３～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、コンプレッサ側第１スラスト面３１０は、コンプレッサ側第１スラスト面３１０とコンプレッサ側第２スラスト面４３０との間の距離Ｌｘ１（図３参照）が回転軸２の回転に伴って周期的に増減するように、回転軸２の軸線ＡＸと直交する直交面Ｓに対して傾斜するように構成されている。
同様に、図３～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、タービン側第１スラスト面９１０は、タービン側第１スラスト面９１０とタービン側第２スラスト面４９０との間の距離Ｌｘ２（図３参照）が回転軸２の回転に伴って周期的に増減するように、回転軸２の軸線ＡＸと直交する直交面Ｓに対して傾斜するように構成されている。
【0025】
なお、図３～図９に示した幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、コンプレッサ側スラストカラー３のフランジ部３２の全体及びタービン側スラストカラー９のフランジ部９２の全体が直交面Ｓに対して傾斜している。しかし、実施形態に係るスラスト軸受装置１では、第１スラスト面１０が直交面Ｓに対して傾斜しているのであれば、コンプレッサ側スラストカラー３のフランジ部３２の全体及びタービン側スラストカラー９のフランジ部９２の全体が直交面Ｓに対して傾斜していなくてもよい。
【0026】
図３～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１によれば、第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の距離Ｌｘが回転軸２の回転に伴って周期的に増減することで、第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間でスクイズ効果が生じて、スラスト荷重の負荷能力を高められる。そのため、スラスト荷重を負担する摺接面の面積、すなわち第１スラスト面１０及び第２スラスト面２０の面積を抑制してもスラスト荷重の負荷能力の低下を抑制できる。したがって、図３～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１によれば、第１スラスト面１０及び第２スラスト面２０の面積の抑制による機械損失の抑制と、スラスト荷重の負荷能力の低下の抑制とを両立できる。
【0027】
なお、図３において、第１スラスト面１０が直交面Ｓに対して傾斜していない、すなわち直交面Ｓと平行である場合のコンプレッサ側スラストカラー３のフランジ部３２ｘ及びタービン側スラストカラー９のフランジ部９２ｘを２点鎖線で示している。
また、図４では、図３に示したスラスト軸受装置１において第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の距離Ｌｘが回転軸２の回転に伴って周期的に増減する様子を実線及び破線によって模式的に示している。図４では、実線で示したコンプレッサ側スラストカラー３及びタービン側スラストカラー９が軸線ＡＸを中心に１８０度回転したときのコンプレッサ側スラストカラー３のフランジ部３２及びタービン側スラストカラー９のフランジ部９２の状態を破線で示している。
また、図４では、図３に示したスラスト軸受装置１において第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の距離Ｌｘが回転軸２の回転に伴って周期的に増減する様子を実線及び破線によって模式的に示している。図４では、実線で示したコンプレッサ側スラストカラー３及びタービン側スラストカラー９が軸線ＡＸを中心に１８０度回転したときのコンプレッサ側スラストカラー３のフランジ部３２及びタービン側スラストカラー９のフランジ部９２の状態を破線で示している。
【0028】
図３、図４、及び図６～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、コンプレッサ側スラストカラー３のカラー本体部３１及びタービン側スラストカラー９のカラー本体部９１は、回転軸２の軸線ＡＸと平行に延在している。すなわち、図３、図４、及び図６～図９に示したように、幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、コンプレッサ側スラストカラー３のカラー本体部３１の軸線ＡＸ１及びタービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の軸線ＡＸ２は、回転軸２の軸線ＡＸと平行である。そして、上述したように、第１スラスト面１０が直交面Ｓに対して傾斜している。
【0029】
しかし、図３、図４、及び図６～図９に示した幾つかの実施形態では、例えば図５に示した一実施形態のように、コンプレッサ側スラストカラー３のカラー本体部３１の軸線ＡＸ１が回転軸２の軸線ＡＸに対して傾斜していることでコンプレッサ側第１スラスト面３１０が直交面Ｓに対して傾斜するようにしてもよい。同様に、図３、図４、及び図６～図９に示した幾つかの実施形態では、例えば図５に示した一実施形態のように、タービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の軸線ＡＸ２が回転軸２の軸線ＡＸに対して傾斜していることでタービン側第１スラスト面９１０が直交面Ｓに対して傾斜するようにしてもよい。
なお、図５に示した一実施形態では、コンプレッサ側第１スラスト面３１０は、コンプレッサ側スラストカラー３のカラー本体部３１の軸線ＡＸ１についての径方向に対して平行となるように延在していてもよく、タービン側第１スラスト面９１０は、タービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の軸線ＡＸ２についての径方向に対して平行となるように延在していてもよい。
すなわち、図３、図４、及び図６～図９に示した幾つかの実施形態では、図５に示した一実施形態のように、回転軸２が貫通する貫通する貫通孔をコンプレッサ側スラストカラー３のカラー本体部３１の軸線ＡＸ１に対して傾斜するように形成することで、コンプレッサ側第１スラスト面３１０を直交面Ｓに対して傾斜させてもよい。同様に、図３、図４、及び図６～図９に示した幾つかの実施形態では、図５に示した一実施形態のように、回転軸２が貫通する貫通する貫通孔をタービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の軸線ＡＸ２に対して傾斜するように形成することで、タービン側第１スラスト面９１０を直交面Ｓに対して傾斜させてもよい。
なお、図５に示した一実施形態では、コンプレッサ側第１スラスト面３１０は、コンプレッサ側スラストカラー３のカラー本体部３１の軸線ＡＸ１についての径方向に対して平行となるように延在していてもよく、タービン側第１スラスト面９１０は、タービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の軸線ＡＸ２についての径方向に対して平行となるように延在していてもよい。
すなわち、図３、図４、及び図６～図９に示した幾つかの実施形態では、図５に示した一実施形態のように、回転軸２が貫通する貫通する貫通孔をコンプレッサ側スラストカラー３のカラー本体部３１の軸線ＡＸ１に対して傾斜するように形成することで、コンプレッサ側第１スラスト面３１０を直交面Ｓに対して傾斜させてもよい。同様に、図３、図４、及び図６～図９に示した幾つかの実施形態では、図５に示した一実施形態のように、回転軸２が貫通する貫通する貫通孔をタービン側スラストカラー９のカラー本体部９１の軸線ＡＸ２に対して傾斜するように形成することで、タービン側第１スラスト面９１０を直交面Ｓに対して傾斜させてもよい。
【0030】
なお、図２～図９に示した幾つかの実施形態に係るスラスト軸受装置１では、図３～図５、及び図７～図９に示した実施形態のように、コンプレッサ側スラストカラー３のフランジ部３２は、一端面３２ａと該フランジ部３２の外周面３２ｂとの間にＣ面取り又はＲ面取りが施された傾斜部３２ｃを有していてもよい。なお、傾斜部３２ｃは、スラスト荷重を負担しない部位である。同様に、図示はしないが、タービン側スラストカラー９のフランジ部９２は、スラスト部材４の他端面４ｂを向いた面、すなわちタービン側第１スラスト面９１０とは反対側の面と、該フランジ部９２の外周面との間に、上述した傾斜部３２ｃと同様に傾斜部を有していてもよい。
本開示では、上述した傾斜部３２ｃや該フランジ部９２における不図示の傾斜部は、スラスト荷重の負担に貢献しないため、第１スラスト面１０には含めないこととする。
本開示では、上述した傾斜部３２ｃや該フランジ部９２における不図示の傾斜部は、スラスト荷重の負担に貢献しないため、第１スラスト面１０には含めないこととする。
【0031】
（図６及び図７に示した実施形態について）
説明の便宜上、図６及び図７に示した実施形態について説明するにあたり、第１角度位置、第２角度位置、及び第１仮想線を以下のように定義する。
すなわち、図６に示すように、回転軸２の軸線ＡＸを中心とした角度位置に関し、第１スラスト面１０の外周縁１１のうち第２スラスト面２０との距離Ｌｘが最も小さくなる第１外周位置１３が存在する角度位置を第１角度位置θ１と定義する。
第１角度位置θ１と１８０度異なる角度位置を第２角度位置θ２と定義する。
第１角度位置θ１における第１スラスト面１０の内周縁１５である第１内周位置１７と、第２角度位置θ２における第１スラスト面１０の内周縁１５である第２内周位置１８とを通過する仮想線を第１仮想線ＶＬ１と定義する。
説明の便宜上、図６及び図７に示した実施形態について説明するにあたり、第１角度位置、第２角度位置、及び第１仮想線を以下のように定義する。
すなわち、図６に示すように、回転軸２の軸線ＡＸを中心とした角度位置に関し、第１スラスト面１０の外周縁１１のうち第２スラスト面２０との距離Ｌｘが最も小さくなる第１外周位置１３が存在する角度位置を第１角度位置θ１と定義する。
第１角度位置θ１と１８０度異なる角度位置を第２角度位置θ２と定義する。
第１角度位置θ１における第１スラスト面１０の内周縁１５である第１内周位置１７と、第２角度位置θ２における第１スラスト面１０の内周縁１５である第２内周位置１８とを通過する仮想線を第１仮想線ＶＬ１と定義する。
【0032】
図６及び図７に示した実施形態では、第１スラスト面１０は、第１仮想線ＶＬ１と回転軸２の軸線ＡＸとを含む断面、すなわち図６に示した軸線ＡＸに沿った断面及び図７に示した断面において、第１外周位置１３が、第１仮想線ＶＬ１を挟んで第２スラスト面２０の反対側に位置するように構成される。
したがって、図６及び図７に示した実施形態では、第１外周位置１３が、第１仮想線ＶＬ１よりも第２スラスト面２０から離れているので、第１外周位置１３の近傍において第１スラスト面１０が第２スラスト面２０と接触し難くなる。これにより、スラスト軸受装置１の信頼性及び耐久性を高めることができる。
したがって、図６及び図７に示した実施形態では、第１外周位置１３が、第１仮想線ＶＬ１よりも第２スラスト面２０から離れているので、第１外周位置１３の近傍において第１スラスト面１０が第２スラスト面２０と接触し難くなる。これにより、スラスト軸受装置１の信頼性及び耐久性を高めることができる。
【0033】
図６及び図７に示した実施形態では、第１スラスト面１０は、第２スラスト面２０に対して摺動するように形成された円錐面１２を含んでいる。
図６及び図７に示した実施形態では、円錐面１２は、円錐の頂部側をスラスト部材４の方に向けるように形成されている。図６及び図７に示した実施形態では、第１スラスト面１０が平面である場合と比べて、第１スラスト面１０の外周縁１１を第２スラスト面２０から離すことができる。これにより、外周縁１１の近傍において第１スラスト面１０が第２スラスト面２０と接触し難くなり、スラスト軸受装置１の信頼性及び耐久性を高めることができる。
なお、円錐面１２は、図６及に示した実施形態のように、第１スラスト面１０の内周縁１５から外周縁１１にかけて形成されていてもよく、図７に示した実施形態のように、第１スラスト面１０の外周縁１１側の一部の領域に形成されていてもよい。
図６及び図７に示した実施形態では、円錐面１２は、円錐の頂部側をスラスト部材４の方に向けるように形成されている。図６及び図７に示した実施形態では、第１スラスト面１０が平面である場合と比べて、第１スラスト面１０の外周縁１１を第２スラスト面２０から離すことができる。これにより、外周縁１１の近傍において第１スラスト面１０が第２スラスト面２０と接触し難くなり、スラスト軸受装置１の信頼性及び耐久性を高めることができる。
なお、円錐面１２は、図６及に示した実施形態のように、第１スラスト面１０の内周縁１５から外周縁１１にかけて形成されていてもよく、図７に示した実施形態のように、第１スラスト面１０の外周縁１１側の一部の領域に形成されていてもよい。
【0034】
（図８及び図９に示した実施形態について）
説明の便宜上、図８及び図９に示した実施形態について説明するにあたり、第１径方向位置、及第２径方向位置を以下のように定義する。
すなわち、図８及び図９に示すように、第２スラスト面２０において、第１スラスト面１０の外周縁１１と対向する径方向位置を第１径方向位置２１と定義する。なお、第１径方向位置２１は、第２スラスト面２０において周方向に沿って全周に存在する。
また、第２スラスト面において、最も径方向内側の位置を第２径方向位置２２と定義する。
説明の便宜上、図８及び図９に示した実施形態について説明するにあたり、第１径方向位置、及第２径方向位置を以下のように定義する。
すなわち、図８及び図９に示すように、第２スラスト面２０において、第１スラスト面１０の外周縁１１と対向する径方向位置を第１径方向位置２１と定義する。なお、第１径方向位置２１は、第２スラスト面２０において周方向に沿って全周に存在する。
また、第２スラスト面において、最も径方向内側の位置を第２径方向位置２２と定義する。
【0035】
図８及び図９に示した実施形態では、第２スラスト面２０は、第１径方向位置２１が第２径方向位置２２よりも、第１スラスト面１０から離れて位置するように構成される。
すなわち、例えば図８に示した実施形態では、第２スラスト面２０は、第２径方向位置２２から径方向外側に向かうにつれて、第１スラスト面１０から離れるように傾斜している。また、例えば図９に示した実施形態では、第２スラスト面２０には、第１径方向位置２１において円環状の凹部２５が形成されている。したがって、図９に示した実施形態では、第１径方向位置２１が凹部２５の底面２５ａについての径方向位置と同じであるため、第１径方向位置２１が第２径方向位置２２よりも、第１スラスト面１０から離れて位置することとなる。
すなわち、例えば図８に示した実施形態では、第２スラスト面２０は、第２径方向位置２２から径方向外側に向かうにつれて、第１スラスト面１０から離れるように傾斜している。また、例えば図９に示した実施形態では、第２スラスト面２０には、第１径方向位置２１において円環状の凹部２５が形成されている。したがって、図９に示した実施形態では、第１径方向位置２１が凹部２５の底面２５ａについての径方向位置と同じであるため、第１径方向位置２１が第２径方向位置２２よりも、第１スラスト面１０から離れて位置することとなる。
【0036】
したがって、図８及び図９に示した実施形態では、第２スラスト面２０の第１径方向位置２１が第２径方向位置２２よりも第１スラスト面１０から離れるので、第１径方向位置２１の近傍において第１スラスト面１０が第２スラスト面２０と接触し難くなる。これにより、スラスト軸受装置１の信頼性及び耐久性を高めることができる。
【0037】
図９に示した実施形態では、第２スラスト面２０は、第１径方向位置２１よりも径方向外側に位置する領域２７の少なくとも一部において、第１径方向位置２１よりも第１スラスト面１０に近づいて位置するように構成される。
すなわち図９に示した実施形態では、円環状の凹部２５よりも径方向外側の領域の少なくとも一部は、凹部２５の底面２５ａよりも第１スラスト面１０に近づいて位置している。
したがって、図９に示した実施形態では、第１径方向位置２１よりも径方向外側に位置する領域２７の少なくとも一部において軸方向に沿ったスラスト部材４の寸法が第１径方向位置２１における軸方向に沿ったスラスト部材４の寸法よりも大きくすることができる。例えば、図示した各実施形態のようにスラスト部材４が径方向に沿って延在する板状の部材であれば、図９に示した実施形態に係るスラスト部材４と同様とすることによって、第１径方向位置２１よりも径方向外側に位置する領域２７の少なくとも一部においてスラスト部材４の厚さを大きくしてスラスト部材４の強度を確保できる。
すなわち図９に示した実施形態では、円環状の凹部２５よりも径方向外側の領域の少なくとも一部は、凹部２５の底面２５ａよりも第１スラスト面１０に近づいて位置している。
したがって、図９に示した実施形態では、第１径方向位置２１よりも径方向外側に位置する領域２７の少なくとも一部において軸方向に沿ったスラスト部材４の寸法が第１径方向位置２１における軸方向に沿ったスラスト部材４の寸法よりも大きくすることができる。例えば、図示した各実施形態のようにスラスト部材４が径方向に沿って延在する板状の部材であれば、図９に示した実施形態に係るスラスト部材４と同様とすることによって、第１径方向位置２１よりも径方向外側に位置する領域２７の少なくとも一部においてスラスト部材４の厚さを大きくしてスラスト部材４の強度を確保できる。
【0038】
（パッド２００の一実施形態について）
図１０を参照して、第２スラスト面２０におけるパッド２００の一実施形態について説明する。なお、図１０では、スラスト部材４を軸方向から見た状態を表している。
図２～図９に示した幾つかの実施形態では、スラスト部材４は、図１０に示したパッド２００を備えていてもよい。図１０に示したパッド２００は、第２スラスト面２０に形成されている。
図１０を参照して、第２スラスト面２０におけるパッド２００の一実施形態について説明する。なお、図１０では、スラスト部材４を軸方向から見た状態を表している。
図２～図９に示した幾つかの実施形態では、スラスト部材４は、図１０に示したパッド２００を備えていてもよい。図１０に示したパッド２００は、第２スラスト面２０に形成されている。
【0039】
図１０に示したパッド２００は、第２スラスト面２０において、凹部２１１と、凹部２１１の径方向外側に形成された外側堰部２１３と、凹部２１１の径方向内側に形成された内側堰部２１５とが、周方向に複数設けられている。
図１０に示したパッド２００では、複数の凹部２１１のそれぞれは、連通孔２１７を介して挿通孔４１と連通している。連通孔２１７のそれぞれは、回転軸２の周方向における凹部２１１の中心位置２１１Ｃに対して回転軸２の回転方向上流側にオフセットされて配置されている。なお、図１０では、回転軸２の回転方向を矢印Ｒによって示している。
図１０に示したパッド２００では、周方向で隣り合う２つの凹部２１１の間にランド部２１９が形成されている。
図１０に示したパッド２００では、複数の凹部２１１のそれぞれは、連通孔２１７を介して挿通孔４１と連通している。連通孔２１７のそれぞれは、回転軸２の周方向における凹部２１１の中心位置２１１Ｃに対して回転軸２の回転方向上流側にオフセットされて配置されている。なお、図１０では、回転軸２の回転方向を矢印Ｒによって示している。
図１０に示したパッド２００では、周方向で隣り合う２つの凹部２１１の間にランド部２１９が形成されている。
【0040】
図１０に示したパッド２００では、凹部２１１が周方向に複数配置されているので、直交面Ｓに対して傾斜するように構成された第１スラスト面１０が軸線ＡＸを中心に回転する際にスクイズ効果がより効果的に得られる。また、図１０に示したパッド２００によれば、エンドミル等によって凹部２１１を容易に形成できるので、加工が容易である。
【0041】
図１０に示したパッド２００では、挿通孔４１から複数の連通孔２１７のそれぞれを介して複数の凹部２１１のそれぞれに潤滑油が流入するが、この潤滑油は、回転軸２の回転の影響により、回転方向下流側に向かう速度成分を有する。そして、連通孔２１７のそれぞれが回転軸２の周方向における凹部２１１の中心位置２１１Ｃに対して回転軸２の回転方向上流側にオフセットされて配置されているため、複数の凹部２１１のそれぞれに潤滑油が流入し易くなる。これにより、それぞれの凹部２１１に流入した潤滑油が凹部２１１から第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の隙間（第１スラスト面１０とランド部２１９との隙間）に流れ込みやすくなり、スラスト軸受装置１の負荷能力を確保し易くなる。
【0042】
（パッド２００の他の実施形態について）
図１１を参照して、第２スラスト面２０におけるパッド２００の他の実施形態について説明する。図１１では、スラスト部材４を軸方向から見た状態を表している。図１１では、後述する円環溝４５についての説明の便宜上、コンプレッサ側スラストカラー３の各部と寸法を対比するために、コンプレッサ側スラストカラー３についての軸線ＡＸに沿った断面図を併記している。なお、図１１に示したコンプレッサ側スラストカラー３は、説明の便宜上、コンプレッサ側第１スラスト面３１０は上述した直交面Ｓに対して傾斜させていない。
図１１を参照して、第２スラスト面２０におけるパッド２００の他の実施形態について説明する。図１１では、スラスト部材４を軸方向から見た状態を表している。図１１では、後述する円環溝４５についての説明の便宜上、コンプレッサ側スラストカラー３の各部と寸法を対比するために、コンプレッサ側スラストカラー３についての軸線ＡＸに沿った断面図を併記している。なお、図１１に示したコンプレッサ側スラストカラー３は、説明の便宜上、コンプレッサ側第１スラスト面３１０は上述した直交面Ｓに対して傾斜させていない。
【0043】
図２～図９に示した幾つかの実施形態では、スラスト部材４は、図１１に示したパッド２００を備えていてもよい。図１１に示したパッド２００は、第２スラスト面２０に形成されている。
図１１に示したパッド２００は、第２スラスト面２０においてテーパ部２２１とランド部２２９とが周方向に複数設けられたパッド２００であり、いわゆるテーパランド型スラスト軸受のパッド２００である。図１１に示したパッド２００では、それぞれのテーパ部２２１の径方向外側に外側堰部２２３が形成されている。
図１１に示したパッド２００は、第２スラスト面２０においてテーパ部２２１とランド部２２９とが周方向に複数設けられたパッド２００であり、いわゆるテーパランド型スラスト軸受のパッド２００である。図１１に示したパッド２００では、それぞれのテーパ部２２１の径方向外側に外側堰部２２３が形成されている。
【0044】
（円環溝４５について）
図２～図９に示した幾つかの実施形態では、スラスト部材４は、図１０及び図１１に示したパッド２００の径方向外側の領域において図１１に示した円環溝４５を備えていてもよい。図１１に示した円環溝４５は、一端面４ａ及び他端面４ｂの何れに設けられていてもよい。すなわち、図２～図９に示した幾つかの実施形態では、スラスト部材４は、第２スラスト面２０において、周方向に延在する円環溝４５を有していてもよい。円環溝４５は、円環溝４５の内周縁４５ａの径が第１スラスト面１０の外周縁１１の径よりも小さく、円環溝４５の外周縁４５ｂの径が第１スラスト面１０の外周縁１１の径よりも大きい。
図２～図９に示した幾つかの実施形態では、スラスト部材４は、図１０及び図１１に示したパッド２００の径方向外側の領域において図１１に示した円環溝４５を備えていてもよい。図１１に示した円環溝４５は、一端面４ａ及び他端面４ｂの何れに設けられていてもよい。すなわち、図２～図９に示した幾つかの実施形態では、スラスト部材４は、第２スラスト面２０において、周方向に延在する円環溝４５を有していてもよい。円環溝４５は、円環溝４５の内周縁４５ａの径が第１スラスト面１０の外周縁１１の径よりも小さく、円環溝４５の外周縁４５ｂの径が第１スラスト面１０の外周縁１１の径よりも大きい。
【0045】
図１１に示した円環溝４５によれば、円環溝４５によって第１スラスト面１０の外周縁１１近傍の領域と第２スラスト面２０との接触を抑制しつつ、円環溝４５に溜まった潤滑油によってスクイズ効果がより効果的に得られる。
【0046】
本開示の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャ１００は、回転軸２の一方端に取り付けられたタービンインペラ１０３と、回転軸２の他方端に取り付けられたコンプレッサインペラ１０５と、上述した何れかの実施形態に係るスラスト軸受装置１と、を備える。
これにより、ターボチャージャ１００の耐久性を確保しつつ、ターボチャージャ１００の良好な過渡応答性を確保できる。
これにより、ターボチャージャ１００の耐久性を確保しつつ、ターボチャージャ１００の良好な過渡応答性を確保できる。
【0047】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述したような、直交面Ｓに対して傾斜するように構成された第１スラスト面１０は、コンプレッサ側スラストカラー３又はタービン側スラストカラー９の何れか一方にだけ設けられていてもよい。
例えば、上述したような、直交面Ｓに対して傾斜するように構成された第１スラスト面１０は、コンプレッサ側スラストカラー３又はタービン側スラストカラー９の何れか一方にだけ設けられていてもよい。
【0048】
上述した幾つかの実施形態では、スラスト軸受装置１は、ターボチャージャ１００における回転軸２のスラスト力を支持するための軸受装置であったが、ターボチャージャ１００以外の他の回転機器における回転軸のスラスト力を支持するための軸受装置であってもよい。この場合、潤滑用の流体は、潤滑油でなく他の液体であってもよく、気体であってもよい。
【0049】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るスラスト軸受装置１は、回転軸２と、回転軸２に嵌合された、第１スラスト面１０を有するカラー部材としてのコンプレッサ側スラストカラー３及びタービン側スラストカラー９と、回転軸２が挿通される挿通孔４１、及び、該挿通孔４１の周囲に設けられてカラー部材の第１スラスト面１０と対向する第２スラスト面２０を有するスラスト部材４とを備える。第１スラスト面１０は、第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の距離Ｌｘが回転軸２の回転に伴って周期的に増減するように、回転軸２の軸線ＡＸと直交する直交面Ｓに対して傾斜するように構成されている。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るスラスト軸受装置１は、回転軸２と、回転軸２に嵌合された、第１スラスト面１０を有するカラー部材としてのコンプレッサ側スラストカラー３及びタービン側スラストカラー９と、回転軸２が挿通される挿通孔４１、及び、該挿通孔４１の周囲に設けられてカラー部材の第１スラスト面１０と対向する第２スラスト面２０を有するスラスト部材４とを備える。第１スラスト面１０は、第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の距離Ｌｘが回転軸２の回転に伴って周期的に増減するように、回転軸２の軸線ＡＸと直交する直交面Ｓに対して傾斜するように構成されている。
【0050】
上記（１）の構成によれば、第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の距離Ｌｘが回転軸２の回転に伴って周期的に増減することで、第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間でスクイズ効果が生じて、スラスト荷重の負荷能力を高められる。そのため、スラスト荷重を負担する摺接面の面積、すなわち第１スラスト面１０及び第２スラスト面２０の面積を抑制してもスラスト荷重の負荷能力の低下を抑制できる。したがって、上記（１）の構成によれば、第１スラスト面１０及び第２スラスト面２０の面積の抑制による機械損失の抑制と、スラスト荷重の負荷能力の低下の抑制とを両立できる。
【0051】
上述したように、第１スラスト面１０の外周縁１１のうち第２スラスト面２０との距離Ｌｘが最も小さくなる第１外周位置１３が存在する角度位置を第１角度位置θ１と定義する。
また、第１角度位置θ１における第１スラスト面１０の内周縁１５である第１内周位置１７と、第１角度位置θ１と１８０度異なる第２角度位置θ２における第１スラスト面１０の内周縁１５である第２内周位置１８とを通過する仮想線を第１仮想線ＶＬ１と定義する。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、第１スラスト面１０は、第１仮想線ＶＬ１と回転軸２の軸線ＡＸとを含む断面において、第１外周位置１３が、第１仮想線ＶＬ１を挟んで第２スラスト面２０の反対側に位置するように構成される。
また、第１角度位置θ１における第１スラスト面１０の内周縁１５である第１内周位置１７と、第１角度位置θ１と１８０度異なる第２角度位置θ２における第１スラスト面１０の内周縁１５である第２内周位置１８とを通過する仮想線を第１仮想線ＶＬ１と定義する。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、第１スラスト面１０は、第１仮想線ＶＬ１と回転軸２の軸線ＡＸとを含む断面において、第１外周位置１３が、第１仮想線ＶＬ１を挟んで第２スラスト面２０の反対側に位置するように構成される。
【0052】
上記（２）の構成によれば、第１外周位置１３が、第１仮想線ＶＬ１よりも第２スラスト面２０から離れているので、第１外周位置１３の近傍において第１スラスト面１０が第２スラスト面２０と接触し難くなる。これにより、スラスト軸受装置１の信頼性及び耐久性を高めることができる。
【0053】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、第１スラスト面１０は、第２スラスト面２０に対して摺動するように形成された円錐面１２を含んでいる。
【0054】
上記（３）の構成によれば、上記円錐面１２が円錐の頂部側をスラスト部材４の方に向けるように形成されていれば、第１スラスト面１０が平面である場合と比べて、第１スラスト面１０の外周縁１１を第２スラスト面２０から離すことができる。これにより、外周縁１１の近傍において第１スラスト面１０が第２スラスト面２０と接触し難くなり、スラスト軸受装置１の信頼性及び耐久性を高めることができる。
【0055】
第２スラスト面２０において、第１スラスト面１０の外周縁１１と対向する径方向位置を第１径方向位置２１と定義する。
また、第２スラスト面２０において、最も径方向内側の位置を第２径方向位置２２と定義する。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、第２スラスト面２０は、第１径方向位置２１が第２径方向位置２２よりも、第１スラスト面１０から離れて位置するように構成される。
また、第２スラスト面２０において、最も径方向内側の位置を第２径方向位置２２と定義する。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、第２スラスト面２０は、第１径方向位置２１が第２径方向位置２２よりも、第１スラスト面１０から離れて位置するように構成される。
【0056】
上記（４）の構成によれば、第２スラスト面２０のうち、第１スラスト面１０の外周縁１１と対向する第１径方向位置２１が第２径方向位置２２よりも第１スラスト面１０から離れるので、第１径方向位置２１の近傍において第１スラスト面１０が第２スラスト面２０と接触し難くなる。これにより、スラスト軸受装置１の信頼性及び耐久性を高めることができる。
【0057】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、第２スラスト面２０は、第１径方向位置２１よりも径方向外側に位置する領域２７の少なくとも一部において、第１径方向位置２１よりも第１スラスト面１０に近づいて位置するように構成される。
【0058】
上記（５）の構成によれば、第１径方向位置２１よりも径方向外側に位置する領域２７の少なくとも一部において軸方向に沿ったスラスト部材４の寸法が第１径方向位置２１における軸方向に沿ったスラスト部材４の寸法よりも大きくすることができる。例えば、スラスト部材４が径方向に沿って延在する板状の部材であれば、上記（５）の構成によって、第１径方向位置２１よりも径方向外側に位置する領域２７の少なくとも一部においてスラスト部材４の厚さを大きくしてスラスト部材４の強度を確保できる。
【0059】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、スラスト部材４は、第２スラスト面２０において、凹部２１１と、凹部２１１の径方向外側に形成された外側堰部２１３と、凹部２１１の径方向内側に形成された内側堰部２１５とが、周方向に複数設けられている。
【0060】
上記（６）の構成によれば、凹部２１１が周方向に複数配置されているので、直交面Ｓに対して傾斜するように構成された第１スラスト面１０が軸線ＡＸを中心に回転する際にスクイズ効果がより効果的に得られる。また、上記（６）の構成によれば、エンドミル等によって凹部２１１を容易に形成できるので、加工が容易である。
【0061】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、複数の凹部２１１のそれぞれは、連通孔２１７を介して挿通孔４１と連通している。連通孔２１７のそれぞれは、回転軸２の周方向における凹部２１１の中心位置２１１Ｃに対して回転軸２の回転方向上流側にオフセットされて配置されている。
【0062】
上記（７）の構成によれば、挿通孔４１から複数の連通孔２１７のそれぞれを介して複数の凹部２１１のそれぞれに流体が流入するが、この流体は、回転軸２の回転の影響により、回転方向下流側に向かう速度成分を有する。そして、連通孔２１７のそれぞれが回転軸２の周方向における凹部２１１の中心位置２１１Ｃに対して回転軸２の回転方向上流側にオフセットされて配置されているため、複数の凹部２１１のそれぞれに流体が流入し易くなる。これにより、それぞれの凹部２１１に流入した流体が凹部２１１から第１スラスト面１０と第２スラスト面２０との間の隙間に流れ込みやすくなり、スラスト軸受装置１の負荷能力を確保し易くなる。
【0063】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの構成において、スラスト部材４は、第２スラスト面２０において、周方向に延在する円環溝４５を有する。円環溝４５は、円環溝４５の内周縁４５ａの径が第１スラスト面１０の外周縁１１の径よりも小さく、円環溝４５の外周縁４５ｂの径が第１スラスト面１０の外周縁１１の径よりも大きい。
【0064】
上記（８）の構成によれば、円環溝４５によって第１スラスト面１０の外周縁１１近傍の領域と第２スラスト面２０との接触を抑制しつつ、円環溝４５に溜まった流体によってスクイズ効果がより効果的に得られる。
【0065】
（９）本開示の少なくとも一実施形態に係るターボチャージャ１００は、回転軸２の一方端に取り付けられたタービンインペラ１０３と、回転軸２の他方端に取り付けられたコンプレッサインペラ１０５と、上記（１）乃至（８）の何れかの構成のスラスト軸受装置１と、を備える。
【0066】
上記（９）の構成によれば、上記（１）乃至（８）の何れかの構成のスラスト軸受装置１を備えるので、ターボチャージャ１００の耐久性を確保しつつ、ターボチャージャ１００の良好な過渡応答性を確保できる。
【符号の説明】
【0067】
１ スラスト軸受装置
２ 回転軸
３ コンプレッサ側スラストカラー（カラー部材）
４ スラスト部材
９ タービン側スラストカラー（カラー部材）
１０ 第１スラスト面
１１ 外周縁
１２ 円錐面
１３ 第１外周位置
１５ 内周縁
１７ 第１内周位置
１８ 第２内周位置
２０ 第２スラスト面
２１ 第１径方向位置
２２ 第２径方向位置
２５ 凹部
２７ 領域
３２ フランジ部
４１ 挿通孔
４５ 円環溝
９２ フランジ部
１００ ターボチャージャ
１０３ タービンインペラ
１０５ コンプレッサインペラ
２００ パッド
２１１ 凹部
２１３ 外側堰部
２１５ 内側堰部
２１７ 連通孔
２１９ ランド部
３１０ コンプレッサ側第１スラスト面
４３０ コンプレッサ側第２スラスト面
４９０ タービン側第２スラスト面
９１０ タービン側第１スラスト面
２ 回転軸
３ コンプレッサ側スラストカラー（カラー部材）
４ スラスト部材
９ タービン側スラストカラー（カラー部材）
１０ 第１スラスト面
１１ 外周縁
１２ 円錐面
１３ 第１外周位置
１５ 内周縁
１７ 第１内周位置
１８ 第２内周位置
２０ 第２スラスト面
２１ 第１径方向位置
２２ 第２径方向位置
２５ 凹部
２７ 領域
３２ フランジ部
４１ 挿通孔
４５ 円環溝
９２ フランジ部
１００ ターボチャージャ
１０３ タービンインペラ
１０５ コンプレッサインペラ
２００ パッド
２１１ 凹部
２１３ 外側堰部
２１５ 内側堰部
２１７ 連通孔
２１９ ランド部
３１０ コンプレッサ側第１スラスト面
４３０ コンプレッサ側第２スラスト面
４９０ タービン側第２スラスト面
９１０ タービン側第１スラスト面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】