斜面式推力軸承裝置和具備該軸承裝置的渦輪增壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種斜面式推力軸承裝置和具備該軸承裝置的渦輪增壓器，即使平臺面的面積小，也能夠不改變平臺面的輪廓形狀地使平臺面的面積實質性地縮小，且機械效率優(yōu)異，該斜面式推力軸承裝置具備：凸緣部，其嵌合于旋轉軸且具有第一推力部；推力部件，其具有在貫通孔的周圍設置且與凸緣部的第一推力部對置的第二推力部。第一推力部或第二推力部具有：多個平臺面，其分別平行于與旋轉軸的軸線正交的面，沿著貫通孔的周向隔開間隔地設置；斜面，其分別設置在多個平臺面之間，在貫通孔的周向上經由臺階與一側的平臺面的邊界相連，在貫通孔的周向上與另一側的平臺面的邊界連續(xù)地相連；在多個平臺面中的各平臺面上設置的至少一個凹部。
【專利說明】
斜面式推力軸承裝置和具備該軸承裝置的渦輪増壓器
技術領域
[0001 ]本公開涉及斜面式推力軸承裝置和具備該軸承裝置的渦輪增壓器。
【背景技術】
[0002]例如機動車用的渦輪增壓器具備渦輪和壓縮機，渦輪的渦輪動葉片與壓縮機的葉輪經由轉子軸而連結。利用對軸向的載荷進行支承的推力軸承能夠旋轉地支承轉子軸。
[0003]例如專利文獻I所記載的推力軸承為斜面式推力軸承，具有嵌合于轉子軸的推力環(huán)和被轉子軸貫通且與推力環(huán)對置配置的推力部件。在推力部件上，在與推力環(huán)對置的環(huán)狀的區(qū)域，沿著周向交替地設有多個斜面和多個平臺面。
[0004]另一方面，在專利文獻2中記載了在具有臺階的滑動軸承的上表面形成凹陷，而使?jié)櫥毫μ岣摺?br>[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I:(日本)特開2009-197772號公報
[0008]專利文獻2:(日本)特開2008-95903號公報

【發(fā)明內容】

[0009]發(fā)明所要解決的技術問題
[0010]在斜面式推力軸承中，通過縮小周向上的平臺面的長度，即平臺面的面積或中心角，能夠減小機械損失(mechanicalloss)。然而，縮小周向上的平臺面的長度，意味著改變平臺面的輪廓形狀，必須使斜面的傾斜角度產生微小變化而擴大斜面的周向長度，需要高的加工精度。因此，尤其是在平臺面的外徑小的情況下，難以縮小平臺面的周向長度。
[0011]另一方面，在專利文獻2中，雖然記載了在具有臺階的滑動軸承的上表面形成凹陷，但對于在斜面式推力軸承裝置中通過縮小平臺面的周向長度來減小機械損失、縮小平臺面的周向長度的方法卻沒有記載。
[0012]于是，本發(fā)明的至少一實施方式的目的在于，提供一種斜面式推力軸承裝置和具備該軸承裝置的渦輪增壓器，即使平臺面的面積小，也能夠不改變平臺面的輪廓形狀地使平臺面的面積實質性地縮小，且機械效率優(yōu)異。
[0013]用于解決技術問題的技術方案
[0014]本發(fā)明的至少一實施方式的斜面式推力軸承裝置具有:
[0015]旋轉軸；
[0016]凸緣部，其嵌合于所述旋轉軸，并且具有第一推力部；
[0017]推力部件，其具有被所述旋轉軸貫通的貫通孔、以及在該貫通孔的周圍設置且與所述凸緣部的第一推力部對置的第二推力部；
[0018]所述第一推力部和所述第二推力部中的一方具有:
[0019]多個平臺面，其分別平行于與所述旋轉軸的軸線正交的面，在所述貫通孔的周向隔開間隔地設置；
[0020]斜面，其分別設置在所述多個平臺面之間，在所述貫通孔的周向上經由臺階與一側的平臺面的邊界相連，在所述貫通孔的周向上與另一側的平臺面的邊界連續(xù)地相連；
[0021]在所述多個平臺面中的各平臺面上設置的至少一個凹部。
[0022]根據該結構，通過在平臺面設置至少一個凹部，在形成有凹部的區(qū)域，第一推力部與第二推力部之間的軸承間隙擴大，能夠實質性地縮小平臺面的面積。而且，平臺面的實質上的面積縮小的結果是，機械損失減小，機械效率提高。
[0023]另一方面，與改變平臺面的輪廓形狀來縮小面積相比，形成凹部更為容易。因此，根據該結構，即使平臺面小，也能夠高精度地縮小平臺面的實質上的面積。
[0024]在若干實施方式中，
[0025]所述多個平臺面由三個以上的平臺面構成，
[0026]所述多個平臺面的外周的直徑為15mm以下，
[0027]所述斜面的傾斜角度處于le-5°以上且1.0°以下的范圍。
[0028]在該結構中，多個平臺面由三個以上的平臺面構成，平臺面的外周的直徑為15mm以下，并且斜面的傾斜角度為le_5°以上且1.0°以下，即便如此，通過形成至少一個凹部，也能夠不改變平臺面的輪廓形狀地容易地縮小平臺面的實質上的面積。
[0029]在若干實施方式中，所述至少一個凹部由多個凹部構成。
[0030]根據該結構，通過多個凹部來縮小平臺面的實質上的面積，因此通過調整凹部的數(shù)量，能夠高精度地縮小平臺面的實質上的面積。
[0031]在若干實施方式中，
[0032]所述多個凹部由沿著所述貫通孔的徑向排列的多個第一凹部構成，
[0033]在所述多個平臺面中的各平臺面上，所述多個第一凹部位于從所述平臺面的邊界起中心角為10%以上且20%以下的區(qū)域內，
[0034]所述多個第一凹部中的各第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度。
[0035]根據該結構，在邊界附近的規(guī)定的區(qū)域內在徑向上排列的第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度，因此能夠切實地利用第一凹部來縮小平臺面的實質上的面積。
[0036]在若干實施方式中，
[0037]所述多個凹部沿著所述貫通孔的徑向和周向排列，
[0038]所述多個凹部中的一部分由沿著所述貫通孔的徑向排列的多個第一凹部構成，
[0039]在所述多個平臺面中的各平臺面上，所述多個第一凹部位于從所述平臺面的邊界起中心角為10%以上且20%以下的區(qū)域內，
[0040]所述多個第一凹部中的各第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度。
[0041]根據該結構，在邊界附近的規(guī)定的區(qū)域內沿著徑向排列的第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度，因此能夠切實地通過第一凹部來縮小平臺面的實質上的面積。
[0042]在若干實施方式中，所述第一凹部的開口面積在所述貫通孔的徑向上從內側朝向外側階梯性地變大。
[0043]根據該結構，越向徑向外側，第一凹部的開口面積越大，無論徑向位置如何，都能夠將平臺面的周向長度實質性縮短的比率設置為一定。
[0044]在若干實施方式中，所述多個凹部的深度在所述貫通孔的周向階梯性地變化。
[0045]根據該結構，凹部的深度階梯性地變化，從而能夠調整由平臺面形成的軸承間隙中的潤滑油的壓力分布。
[0046]在若干實施方式中，所述多個凹部呈螺旋狀或人字狀排列。
[0047]根據該結構，通過呈螺旋狀或人字狀排列的多個凹部，在由平臺面形成的軸承間隙中，能夠引導潤滑油以使其沿著平臺面的周向，能夠有效地提高在軸承間隙處的潤滑油的壓力。
[0048]在若干實施方式中，
[0049]所述第一推力部和所述第二推力部中形成有所述多個平臺面的一方，在所述貫通孔的周向上還具有沿著所述平臺面的外周緣和所述斜面的外周緣延伸的環(huán)狀面，
[0050]所述平臺面的表面粗糙度比所述環(huán)狀面的表面粗糙度大。
[0051]在貫通孔的徑向上從內側朝向外側向斜面上供給潤滑油的情況下，潤滑油在由平臺面形成的軸承間隙中要朝向徑向外側流出。如果能夠使?jié)櫥偷牧鲃臃较蜓刂芟?，則在軸承間隙中能夠提高潤滑油的壓力。
[0052]對于這一點，在使平臺面的表面粗糙度比環(huán)狀面的表面粗糙度大的情況下，環(huán)狀面光滑，因此與平臺面上相比，在環(huán)狀面上形成有相對較厚的邊界層。因此，在從軸承間隙朝向徑向外側流出時，潤滑油的速度在超過平臺面的外周緣時變慢，潤滑油的壓力與此對應地上升。該壓力差成為阻礙，從而能夠抑制潤滑油從軸承間隙朝向徑向外側流出，能夠使?jié)櫥脱刂芟蛄鲃印?br>[0053]在若干實施方式中，
[0054]在所述多個平臺面中的各平臺面上形成有多個微細孔，
[0055]所述多個微細孔中的各微細孔具有所述至少一個凹部的深度的1/10?1/100的深度。
[0056]根據該結構，通過與凹部相獨立地設置具有凹部的深度的1/10?1/100的深度的多個微細孔，能夠使平臺面的表面粗糙度比環(huán)狀面的表面粗糙度大。
[0057]在若干實施方式中，所述平臺面的多個微細孔由多孔質材料的細孔形成，
[0058]所述環(huán)狀面由覆蓋所述多孔質材料的覆蓋材料形成。
[0059]根據該結構，在形成環(huán)狀面的區(qū)域，通過利用覆蓋材料來覆蓋多孔質材料，能夠容易地使環(huán)狀面的表面粗糙度比平臺面小。
[0060]本發(fā)明的至少一實施方式的渦輪增壓器具備:
[0061 ]上述任一斜面式推力軸承裝置；
[0062]具有葉輪的離心式壓縮機；
[0063]具有渦輪動葉片的渦輪；
[0064]所述渦輪葉片與所述葉輪經由所述旋轉軸連結。
[0065]在該結構中，斜面式推力軸承裝置具有優(yōu)異的機械效率，因此渦輪動葉片的轉矩能夠以低損失傳遞至葉輪。作為其結果，渦輪增壓器也具有優(yōu)異的機械效率。
[0066]發(fā)明的效果
[0067]根據本發(fā)明的至少一實施方式，能夠提供一種斜面式推力軸承裝置和具備該軸承裝置的渦輪增壓器，即使平臺面的面積小，也能夠不改變平臺面的輪廓形狀地實質性地縮小平臺面的面積，且機械效率優(yōu)異。
【附圖說明】
[0068]圖1是示意性表示本發(fā)明若干實施方式的渦輪增壓器的縱剖視圖。
[0069]圖2是用于說明推力軸承相對于驅動軸的安裝構造的圖。
[0070]圖3是示意性表示推力部件的俯視圖。
[0071]圖4是圖3中的區(qū)域IV的放大圖。
[0072]圖5是放大表示圖3中的區(qū)域IV的立體圖。
[0073]圖6是展開表不沿著圖4中的V1-VI線的部分截面的圖。
[0074]圖7是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0075]圖8是展開表示沿著圖7中的VII1-VIII線的部分截面的圖。
[0076]圖9是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0077]圖10是展開表示沿著圖9中的X-X線的部分截面的圖。
[0078]圖11是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0079]圖12是分別展開表示沿著圖11中的XI1-XII線的部分截面的圖。
[0080]圖13是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0081 ]圖14是表示沿著圖13中的XIV-XIV線的部分截面的圖。
[0082]圖15是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0083]圖16是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0084]圖17是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0085]圖18是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0086]圖19是用于對若干實施方式的凹部的形狀進行說明的立體示意圖。
[0087]圖20是用于對若干實施方式的凹部的形狀進行說明的立體示意圖。
[0088]圖21是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
【具體實施方式】
[0089]以下，參照附圖，對本發(fā)明的若干實施方式進行說明。其中，這些實施方式中所記載的或附圖所示的構成部件的尺寸、材質、形狀以及其相對的配置等并非用于將本發(fā)明的范圍限定于此，不過是單純的說明例。例如，“沿著某一方向”這一表達不僅表示相對于某一方向嚴格地平行的狀態(tài)，根據需要也表示具有公差或某種程度的角度地傾斜的狀態(tài)。另外，“大致”這一表達表示可以包括公差的范圍內的誤差、或者通常所進行的程度的變形。
[0090]圖1是示意性表示本發(fā)明的若干實施方式的渦輪增壓器的縱剖視圖。渦輪增壓器例如應用于車輛、船舶等的內燃機。
[0091]渦輪增壓器具有渦輪10和離心式的壓縮機12。渦輪10具有渦輪殼體14和能夠旋轉地收納于渦輪殼體14內的渦輪動葉片(渦輪葉輪)16，壓縮機12具有壓縮機殼18和能夠旋轉地收納于壓縮機殼18的葉輪(壓縮機葉輪)20。
[0092]渦輪殼體14和壓縮機殼18被未圖示的緊固部件固定于軸承殼22，渦輪10的渦輪動葉片16和壓縮機12的葉輪20利用在軸承殼22內延伸的驅動軸(渦輪轉子)24彼此連結。因此，渦輪動葉片16、葉輪20以及驅動軸24配置在同一軸線26上。例如通過從內燃機排出的排氣使渦輪10的渦輪動葉片16旋轉，由此，經由驅動軸24而使壓縮機12的葉輪20旋轉。通過壓縮機12的葉輪20的旋轉，對向內燃機供給的進氣進行壓縮。
[0093]例如，渦輪殼體14包括收納渦輪動葉片16的筒部(罩部)28和包圍筒部28的軸承殼22側的部分的渦旋部30。渦旋部30具有未圖示的排氣的入口，并且經由頸部32與筒部28連通。與軸承殼22位于相反側的筒部28的開口形成排氣的出口。
[0094]軸承殼22側的渦輪殼體14的開口嵌合有軸承殼22的端壁34。在端壁34上一體且同軸地設有筒狀的密封部36，密封部36形成貫通端壁34的中央的密封孔。渦輪動葉片16側的驅動軸24的端部配置在密封部36內，在驅動軸24與密封部36之間的間隙配置有密封環(huán)38。
[0095]在端壁34與渦輪動葉片16的背面之間的環(huán)狀的凹處，配置有環(huán)狀的背板40。背板40的外周部被渦輪殼體14和軸承殼22夾住，背板40的內周緣包圍密封部36。
[0096]在軸承殼22的內部，與周壁42—體地設置有軸承部44，在軸承部44形成有軸承孔。在軸承部44的軸承孔內，作為徑向軸承，配置有例如兩個浮動軸套46，在驅動軸24的中央部以貫通浮動軸套46的狀態(tài)配置在軸承部44的軸承孔內。
[0097]在壓縮機12側的軸承部44的端面，固定有與軸線26正交的板狀的推力部件48，驅動軸24貫通推力部件48的貫通孔。在驅動軸24嵌合有推力環(huán)50以及推力套筒52，推力部件48、推力環(huán)50以及推力套筒52構成推力軸承裝置。
[0098]在這里，在軸承殼22的周壁42設有供油口54和排油口 56，在軸承部44和推力部件48形成有用于向徑向軸承和推力軸承的軸承間隙供給潤滑油的供油路。另一方面，為了防止?jié)櫥拖驂嚎s機12的方向飛散，以覆蓋推力部件48的壓縮機12側的面的方式設置有擋油板58。
[0099]在壓縮機12側的軸承殼22的開口，嵌合有在中央具有密封孔的蓋部件60，蓋部件60通過固定環(huán)62而固定于軸承殼22。推力套筒52貫通蓋部件60的密封孔，在推力套筒52與密封孔的間隙配置有未圖示的密封環(huán)。
[0100]例如壓縮機殼18包括收納葉輪20的筒部(罩部)64和包圍筒部64的軸承殼22側的部分的渦旋部66。渦旋部66具有未圖示的供氣的出口，并且經由擴散部68與筒部64連通。與軸承殼22位于相反側的筒部64的開口形成進氣的入口。
[0101]圖2是用于說明推力軸承相對于驅動軸(旋轉軸)24的安裝構造的圖。
[0102]葉輪20包括輪轂70和多個葉片72。輪轂70具有繞軸線26旋轉對稱的形狀。在沿著軸線26的方向上，輪轂70的一端側位于進氣的入口側，輪轂70的另一端側位于擴散部68側。輪轂70的外周面74具有朝向另一端側擴大的喇叭形狀，輪轂70在另一端側具有與蓋部件60對置的背面76。
[0103]在輪轂70設有沿著軸線26貫通輪轂70的安裝孔78，安裝孔78在輪轂70的兩端開口。多個葉片72—體地安裝于輪轂70的外周面74，在輪轂70的周向以規(guī)定的間隔地排列。在若干實施方式中，多個葉片72中具有主葉片72a和在沿著軸線26的方向上比主葉片72a短的分流葉片72b，主葉片72a和分流葉片72b在周向上交替配置。
[0104]驅動軸24具有彼此一體形成的軸部80、大徑部82以及中間部84。軸部80在葉輪20的安裝孔78的內部延伸，大徑部82與葉輪20分開。中間部84位于軸部80與大徑部82之間。中間部84直徑比大徑部82小，在中間部84與大徑部82的邊界形成有臺階部86。
[0105]在位于葉輪20的一端側的軸部80的前端側形成有內螺紋，作為緊固部件88的螺母與內螺紋螺紋結合。緊固部件88與葉輪20的一端側抵接，并對葉輪20在沿著軸線26的方向上施加朝向臺階部86的軸向力。
[0106]在驅動軸24的中間部84嵌合有至少一個凸緣部90。在若干實施方式中，在中間部84上串聯(lián)嵌合的推力環(huán)50和推力套筒52分別具有凸緣部90(90a、90b)。
[0107]另外，推力環(huán)50和推力套筒52分別具有與凸緣部90(90a、90b)—體形成的軸套部92(92&、9213)，軸套部92(92&、9213)與中間部84嵌合。軸套部92&位于凸緣部90&與凸緣部9(^之間，軸套部92b配置在凸緣部90b與葉輪20之間。
[0108]推力環(huán)50和推力套筒52構成為在葉輪20的背面76與臺階部86之間受緊固部件88的軸向力而被夾住，與驅動軸24—起旋轉。
[0109]推力部件48的貫通孔94被中間部84貫通，在貫通孔94的內周面與中間部84的外周面之間配置有軸套部92a。推力部件48在貫通孔94的周圍，具有在沿著軸線26的方向上與凸緣部90a、90b對置且滑動接觸的推力部96。在若干實施方式中，推力部件48在沿著軸線26的方向上兩側具有推力部96(96a、96b)。
[0110]另外，在推力部件48設有形成供油路的供油孔98，供油孔98的出口在貫通孔94的內周面開口。從供油孔98的出口流出的潤滑油在軸套部92a的外周面與貫通孔94的內周面之間的間隙通過，被供給到推力部96 (96a、96b)與凸緣部90 (90a、90b)之間。
[0111]圖3是示意性表示推力部件48的俯視圖。圖4是圖3中的區(qū)域IV的放大圖。圖5是放大表示圖3中的區(qū)域IV的立體圖。圖6是展開表示沿著圖4中的V1-VI線的部分截面的圖。
[0112]如圖3?圖6所示，推力部件48的推力部96具有在貫通孔94的周向上交替配置的多個平臺面100和多個斜面102。
[0113]多個平臺面100分別平行于與驅動軸(旋轉軸)24的軸線、即軸線26正交的面，沿著貫通孔94的周向隔開間隔地設置。各平臺面100在周向兩側具有邊界104、106，邊界104、106沿著貫通孔94的徑向延伸。各平臺面100的輪廓形狀具有扇形形狀，各平臺面100配置成同與軸線26正交的面處于同一面。
[0114]多個斜面102在貫通孔94的周向上分別設置在多個平臺面100之間。各斜面102在貫通孔94的周向上經由臺階108而與一側的平臺面100的邊界106相連，在貫通孔94的周向上與另一側的平臺面100的邊界104連續(xù)地相連。因而，斜面102的一方的邊界110在貫通孔94的軸線方向上與平臺面100分開。各斜面102繞軸線26螺旋狀地延伸，相對于與軸線26正交的面以傾斜角度0t傾斜。
[0115]在與推力部96對置的凸緣部90的旋轉方向R上，邊界104相對于邊界106位于上游。凸緣部90具有經由潤滑油而與多個平臺面100滑動接觸的推力部112，推力部112由與多個平臺面100和多個斜面102對置的環(huán)狀的平坦面形成。
[0116]推力部112的平坦面平行于與軸線26正交的面，在推力部112的平坦面與斜面102之間，形成有沿著旋轉方向R前端逐漸變細的楔形的空間，在彼此平行的推力部112的平坦面與平臺面100之間，形成有與楔形的空間相連的軸承間隙G。潤滑油伴隨著凸緣部90的旋轉而在貫通孔94的周向上通過楔形的空間而從邊界104側流入軸承間隙G。
[0117]需要說明的是，形成凸緣部90的推力部112的平坦面的外周緣的直徑與平臺面100的外周緣的直徑D大致相等。
[0118]在多個平臺面100上分別設有至少一個凹部114。
[0119]根據該結構，通過在平臺面100設置至少一個凹部114，在形成有凹部114的區(qū)域，推力部件48的推力部96和經由潤滑油而與該推力部96滑動接觸的凸緣部90的推力部112之間的軸承間隙G擴大，能夠實質性地縮小平臺面100的面積或周向長度。并且，平臺面100的實質上的面積或周向長度縮小的結果是，推力軸承裝置的機械損失減小，機械效率提高。
[0120]另一方面，與改變平臺面100的輪廓形狀來縮小面積相比，形成凹部114更為容易。因此，根據該結構，即使平臺面100小，也能夠高精度地縮小平臺面100的實質上的面積。
[0121]需要說明的是，凹部114的形成方法沒有特別限定，例如，可以通過將具有突起的模具按壓于平臺面100、或者對平臺面100照射激光來形成凹部114。
[0122]這樣，在上述結構中，推力軸承裝置具有優(yōu)異的機械效率，因此渦輪動葉片16的轉矩以低損失傳遞至葉輪20。作為其結果，渦輪增壓器也具有優(yōu)異的機械效率。
[0123]在若干實施方式中，多個平臺面100由三個以上的平臺面100構成，多個平臺面100的外周的直徑D為15mm以下，斜面102的傾斜角0t處于le-5° ( = 1 X 10—5°)以上且1.0°以下的范圍內。
[0124]在該結構中，多個平臺面100由三個以上的平臺面100構成，平臺面100的外周的直徑D為15mm以下，斜面102的傾斜角度0t為le-5°以上且1.0°以下，即便如此，通過形成至少一個凹部114，也能夠不改變平臺面100的輪廓形狀、容易地縮小平臺面100的實質上的面積。
[0125]在若干實施方式中，至少一個凹部114由多個凹部114構成。
[0126]根據該結構，利用多個凹部114來縮小平臺面100的實質上的面積，因此通過調整凹部114的數(shù)量，能夠高精度地縮小平臺面100的實質上的面積。
[0127]在若干實施方式中，多個凹部114由沿著貫通孔94的徑向排列的多個第一凹部114a構成，在多個平臺面100中的各平臺面上，多個第一凹部114a位于從平臺面100的邊界104起中心角為10%以上且20%以下的區(qū)域內。即，形成有第一凹部114a的區(qū)域的中心角0C處于平臺面100的中心角0a的10%以上且20%以下的范圍內。而且，多個第一凹部114a的分別具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度dc。
[0128]根據該結構，在邊界104附近的規(guī)定的區(qū)域內，沿徑向排列的第一凹部114a具有
0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度dc，因此能夠切實地通過第一凹部114a來縮小平臺面100的實質上的面積。具體地說，通過第一凹部114a，能夠在旋轉方向R上在平臺面100的上游側實質性地縮小面積。
[0129]圖7是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暡灰鈭D。圖8是展開表不沿著圖7中的VII1-VIII線的部分截面的圖。
[0130]如圖7和圖8所示，在若干實施方式中，沿著貫通孔94的徑向排列的多個第一凹部114b位于從平臺面100的邊界106起中心角為10%以上且20%以下的區(qū)域內。即，形成有第一凹部114a的區(qū)域的中心角9C處于平臺面100的中心角Ga的10%以上且20%以下的范圍內。而且，多個第一凹部114b分別具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度dc。
[0131]根據該結構，在邊界106附近的規(guī)定的區(qū)域內，沿徑向排列的第一凹部114b具有0.0OImm以上且0.025mm以下的范圍的深度dc，因此能夠通過第一凹部114b切實地縮小平臺面100的實質上的面積。具體地說，通過第一凹部114b能夠在旋轉方向R上在平臺面100的下游側實質性地縮小面積。
[0132]圖9和圖11是若干實施方式的分別與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。圖10和圖12是展開表示沿著圖9中的X-X線和圖11中的XI1-XII線的部分截面的圖。
[0133]如圖9至圖12所示，在若干實施方式中，多個凹部114沿著貫通孔94的徑向和周向排列。多個凹部114中的一部分由沿著貫通孔94的徑向排列的多個第一凹部114a、114b構成，在多個平臺面100中，多個第一凹部114a、114b分別位于從平臺面100的邊界104、106起中心角為10%以上且20%以下的區(qū)域內。而且，多個第一凹部114a、114b分別具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度dc。
[0134]根據該結構，在邊界104、106附近的規(guī)定的區(qū)域內，沿著徑向排列的第一凹部114a、114b具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度dc，因此能夠切實地利用第一凹部114a、114b來縮小平臺面100的實質上的面積。
[0135]如圖9至圖12所示，在若干實施方式中，多個凹部114的深度沿著貫通孔94的周向階梯性地變化。
[0136]根據該結構，凹部114的深度階梯性地變化，從而能夠調整由平臺面100形成的軸承間隙G中潤滑油的壓力的分布。需要說明的是，在圖9和圖10中，在旋轉方向R上越向下游，凹部114的深度越淺，與此相反，在圖11和圖12中，在旋轉方向R上越向下游，凹部114的深度越深。
[0137]圖13是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。圖14是表示沿著圖13中的XIV-XIV線的部分截面的圖。
[0138]如圖13和圖14所示，在若干實施方式中，推力部96在貫通孔94的周向上還具有沿著平臺面100的外周緣和斜面102的外周緣延伸的環(huán)狀面116。環(huán)狀面116由與多個平臺面100處于同一面的平坦面形成，平臺面100的表面粗糙度比環(huán)狀面116的表面粗糙度大。
[0139]在沿貫通孔94的徑向從內側朝向外側向斜面102上供給潤滑油的情況下，潤滑油由于離心力的作用要在由平臺面100形成的軸承間隙G朝向徑向外側流出。如果能夠使?jié)櫥偷牧鲃臃较蜓刂芟颍瑒t在軸承間隙G中能夠提高潤滑油的壓力。
[0140]對于這一點，在使平臺面100的表面粗糙度比環(huán)狀面116的表面粗糙度大的情況下，環(huán)狀面116光滑，因此與平臺面100上相比，在環(huán)狀面116上形成相對較厚的邊界層。因此，在從軸承間隙G朝向徑向外側流出時，如果超過平臺面100的外周緣，則潤滑油的徑向速度url變慢至徑向速度ur2，潤滑油的壓力與此對應地上升。該壓力差成為阻礙，從而抑制潤滑油從軸承間隙G朝向徑向外側的流出，能夠使?jié)櫥脱刂芟蛄鲃印?br>[0141]在若干實施方式中，在多個平臺面100上分別形成有多個微細孔118，多個微細孔118具有至少一個凹部114的深度、或者第一凹部114a、114b的深度dc的1/10?1/100的深度。
[0142]根據該結構，通過與凹部114相獨立地設置具有凹部114的深度、或者第一凹部114a、114b的深度dc的1/10?1/100的深度的多個微細孔118，能夠使平臺面100的表面粗糙度比環(huán)狀面116的表面粗糙度大。
[0143]圖15是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0144]在若干實施方式中，平臺面100的多個微細孔118由多孔質材料的細孔形成，環(huán)狀面116如圖15所示由覆蓋多孔質材料的覆蓋材料116a形成。多孔質材料例如由燒結材料構成，覆蓋材料116a例如由樹脂構成。
[0145]根據該結構，在形成環(huán)狀面116的區(qū)域，利用覆蓋材料116a來覆蓋多孔質材料，由此，能夠使環(huán)狀面116的表面粗糙度比平臺面100小。
[0146]圖16是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[OH7]如圖16所不，在若干實施方式中，多個凹部114沿著貫通孔94的周向和半徑方向排列。例如，多個凹部114的各深度處于0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍，多個凹部114的總開口面積處于各平臺面100的面積的10%以上且50%以下的范圍。
[0148]根據該結構，通過形成多個凹部114，能夠擴大包括多個凹部114的平均的軸承間隙G，能夠減小機械損失。需要說明的是，在圖16中，凹部114在周向上呈鋸齒狀或之字形排列，但也可以在周向上排成一列。
[0149]圖17是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0150]如圖17所示，在若干實施方式中，多個凹部114呈螺旋狀排列。具體地說，多個凹部114排列成多個列，多個列分別形成為越靠近徑向外側越從徑向逐漸脫離。各列排列成，越靠近徑向外側，在旋轉方向R上越靠近上游。例如，多個凹部114的各深度處于0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍，多個凹部114的總開口面積處于各平臺面100的面積的10%以上且50%以下的范圍。
[0151]根據該結構，通過呈螺旋狀排列的多個凹部114，在由平臺面100形成的軸承間隙G中，能夠引導潤滑油以使其沿著平臺面100的周向，能夠有效地提高在軸承間隙G處的潤滑油的壓力。
[0152]圖18是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0153]如圖18所示，在若干實施方式中，多個凹部114呈人字狀或V形排列。例如，多個凹部114的各深度處于0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍，多個凹部114的總開口面積處于各平臺面100的面積的10%以上且50%以下的范圍。
[0154]根據該結構，通過呈人字狀或在旋轉方向R上朝向上游敞開的V形排列的多個凹部114，在由平臺面100形成的軸承間隙G中，能夠引導潤滑油以使其沿著平臺面100的周向，能夠有效地提高在軸承間隙G處的潤滑油的壓力。
[0155]圖19和圖20是用于對若干實施方式的凹部114的形狀的進行說明的立體示意圖。
[0156]在圖19中，凹部114的形狀是開口為圓形的半球形狀。在圖20中，凹部114的形狀是開口為矩形的長方體形狀或四棱錐臺形狀。凹部114的形狀不限于此，凹部114可以是開口為圓形的圓錐臺形狀，凹部114的開口形狀可以是長圓形狀、橢圓形狀，凹部114也可以為槽狀。
[0157]圖21是若干實施方式的與圖4相當?shù)母┮暿疽鈭D。
[0158]如圖21所示，在若干實施方式中，多個第一凹部114a的開口面積形成為，從貫通孔94的徑向內側朝向外側而階梯性地變大。
[0159]根據該結構，越向徑向外側，第一凹部114a的開口面積越大，由此，無論徑向位置如何，都能夠將平臺面100的周向長度實質性縮短的比率設置為一定。
[0160]在若干實施方式中，對于圖7的第一凹部114b，可以形成為從貫通孔94的徑向內側朝向外側階梯性地變大。
[0161]本發(fā)明不限于上述實施方式，也包括對上述實施方式施加了變更的實施方式、將這些實施方式適當組合而成的實施方式。
[0162]例如，在圖7、圖9、圖11、圖16?圖18以及圖21所示的若干實施方式中，也可以如圖13?圖15所示的若干實施方式那樣，設置環(huán)狀面116。
[0163]在上述若干實施方式中，使用了軸套部92(92a、92b)與凸緣部90(90a、90b)為一體的推力環(huán)50和推力套筒52，但軸套部92與凸緣部90也可以是分別獨立的。只要構成為凸緣部90與驅動軸24嵌合、凸緣部90能夠與驅動軸24—同旋轉即可。
[0164]在上述若干實施方式中，推力部件48被兩個凸緣部90(90a、90b)夾住，在推力部件48的兩側形成有推力部96，但也可以僅在一側設置推力部96，將一個凸緣部90與該推力部96對置配置。
[0165]在上述若干實施方式中，在被固定的推力部件48的推力部(第二推力部)96設有平臺面100、斜面102以及凹部114，在可動的凸緣部90的推力部(第一推力部)112設有環(huán)狀的平坦面，但也可以與此相反，在被固定的推力部件48的推力部96設置環(huán)狀的平坦面，在可動的凸緣部90的推力部112設置平臺面100、斜面102以及凹部114。
[0166]在上述若干實施方式中，軸部80、大徑部82以及中間部84—體形成，但軸部80和中間部84也可以由與大徑部82相對獨立的柱頭螺栓等形成。另外，臺階部86可以由與中間部84嵌合的擋圈等形成。
[0167]此外，離心式壓縮機可以是可變容量式。
[0168]附圖標記說明
[0169]10渦輪
[0170]12壓縮機
[0171]14渦輪殼體
[0172]16渦輪動葉片
[0173]18壓縮機殼
[0174]20葉輪
[0175]22軸承殼
[0176]24驅動軸(旋轉軸)
[0177]26軸線
[0178]28筒部
[0179]30渦旋部
[0180]32頸部
[0181]34端壁
[0182]36密封部
[0183]38密封環(huán)
[0184]40背板
[0185]42周壁
[0186]44軸承部
[0187]46浮動襯套
[0188]48推力部件
[0189]50推力環(huán)
[0190]52推力套筒
[0191]54供油口
[0192]56排油口
[0193]58擋油板
[0194]60蓋部件
[0195]62固定環(huán)
[0196]64筒部
[0197]66渦旋部
[0198]68擴散部
[0199]70輪轂
[0200]72葉片
[0201]72a主葉片
[0202]72b分流葉片
[0203]74外周面
[0204]76背面
[0205]78安裝孔
[0206]80軸部
[0207]82大徑部
[0208]84中間部
[0209]86臺階部
[0210]88緊固部件
[0211]90 (90a、90b)凸緣部
[0212]92(92a、92b)軸套部
[0213]94貫通孔
[0214]96(96a、96b)推力部(第二推力部)
[0215]98供油孔
[0216]100平臺面
[0217]102斜面
[0218]104邊界
[0219]106邊界
[0220]108臺階
[0221]HO邊界
[0222]112推力部(第一推力部)
[0223]114凹部
[0224]114a第一凹部
[0225]116環(huán)狀面
[0226]116a樹脂材料
[0227] 118微細孔
【主權項】
1.一種斜面式推力軸承裝置，其特征在于，具有: 旋轉軸； 凸緣部，其嵌合于所述旋轉軸，并且具有第一推力部； 推力部件，其具有被所述旋轉軸貫通的貫通孔、以及在該貫通孔的周圍設置且與所述凸緣部的第一推力部對置的第二推力部； 所述第一推力部和所述第二推力部中的一方具有: 多個平臺面，其分別平行于與所述旋轉軸的軸線正交的面，在所述貫通孔的周向隔開間隔地設置； 斜面，其分別設置在所述多個平臺面之間，在所述貫通孔的周向上經由臺階與一側的平臺面的邊界相連，在所述貫通孔的周向上與另一側的平臺面的邊界連續(xù)地相連； 在所述多個平臺面中的各平臺面上設置的至少一個凹部。2.根據權利要求1所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于， 所述多個平臺面由三個以上的平臺面構成， 所述多個平臺面的外周的直徑為15mm以下， 所述斜面的傾斜角度處于le_5°以上且1.0°以下的范圍。3.根據權利要求1或2所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于， 所述至少一個凹部由多個凹部構成。4.根據權利要求3所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于， 所述多個凹部由沿著所述貫通孔的徑向排列的多個第一凹部構成， 在所述多個平臺面中的各平臺面上，所述多個第一凹部位于從所述平臺面的邊界起中心角為10%以上且20%以下的區(qū)域內， 所述多個第一凹部中的各第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度。5.根據權利要求3所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于， 所述多個凹部沿著所述貫通孔的徑向和周向排列， 所述多個凹部中的一部分由沿著所述貫通孔的徑向排列的多個第一凹部構成， 在所述多個平臺面中的各平臺面上，所述多個第一凹部位于從所述平臺面的邊界起中心角為10%以上且20%以下的區(qū)域內， 所述多個第一凹部中的各第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范圍的深度。6.根據權利要求4或5所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于， 所述第一凹部的開口面積，在所述貫通孔的徑向上從內側朝向外側階梯性地變大。7.根據權利要求5所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于， 所述多個凹部的深度在所述貫通孔的周向階梯性地變化。8.根據權利要求3所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于， 所述多個凹部呈螺旋狀或人字狀排列。9.根據權利要求1?8中任一項所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于， 所述第一推力部和所述第二推力部中的一方在所述貫通孔的周向上還具有沿著所述平臺面的外周緣和所述斜面的外周緣延伸的環(huán)狀面， 所述平臺面的表面粗糙度比所述環(huán)狀面的表面粗糙度大。10.根據權利要求9所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于，在所述多個平臺面中的各平臺面上形成有多個微細孔，所述多個微細孔中的各微細孔具有所述至少一個凹部的深度的1/10?1/100的深度。11.根據權利要求9或10所述的斜面式推力軸承裝置，其特征在于，所述平臺面的多個微細孔由多孔質材料的細孔形成，所述環(huán)狀面由覆蓋所述多孔質材料的覆蓋材料形成。12.一種渦輪增壓器，其特征在于，具備:權利要求1?11中任一項所述的斜面式推力軸承裝置；具有葉輪的尚心式壓縮機；具有渦輪動葉片的渦輪；所述渦輪動葉片與所述葉輪經由所述旋轉軸連結。
【文檔編號】F16C33/12GK105934593SQ201480074123
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2014年2月27日
【發(fā)明人】二江貴也, 西田英朗
【申請人】三菱重工業(yè)株式會社