[发明专利]推力轴承构造以及具备该推力轴承构造的增压器

说明书

技术领域

本发明涉及对在轴向上产生的推力载荷进行支承的推力轴承构造以及具备该推力轴承构造的增压器。

背景技术

作为旋转机械的一个例子而公知的增压器具备壳体、能够旋转地设于该壳体的转子轴、安装于该转子轴的一端的压缩机叶轮、以及安装于该转子轴的另一端的涡轮机叶轮。压缩机叶轮利用离心力而压缩空气，涡轮机叶轮利用排出气体的压力能而产生旋转力。由于压缩机叶轮和涡轮机叶轮经由转子轴而相互连结，所以它们一体旋转。该旋转时，转子轴不仅在旋转方向上、也在轴向上受到载荷。因此，增压器具有支承轴向的载荷（所谓推力载荷）的推力轴承构造。

关于该推力轴承构造，专利文献1中公开了利用润滑油的楔效果的结构。专利文献1的推力轴承构造具有推力环和推力轴承。推力环和推力轴承均形成为环状，并沿转子轴的轴向相互对置地排列。推力环固定于转子轴，与该转子轴一体旋转。

另外，在推力环的一面具有环垫片。环垫片的表面与转子轴的轴心正交。另一方面，推力轴承在与环垫片对置的面具有多个轴承垫片。各轴承垫片具有锥形部和平坦部。锥形部的表面沿转子轴的旋转方向以逐渐地接近环垫片的方式倾斜。换言之，锥形部形成为其壁厚沿转子轴的旋转方向逐渐变厚。平坦部的表面与转子轴的轴心正交，与锥形部的旋转方向侧连续。也就是，当推力环的环垫片和推力轴承的轴承垫片相互对置时，两者的间隔在平坦部最窄。

在环垫片与推力轴承之间充满润滑油。当转子轴与环垫片一起旋转时，由于该旋转和润滑油的粘性使润滑油沿旋转方向流动。另一方面，如上所述，环垫片-轴承垫片的间隔在平坦部最窄。即，润滑油的流动在平坦部与环垫片之间集中，从而在平坦部以及锥形部中的平坦部一侧，润滑油内的压力上升，而使环垫片和推力轴承相互分离。这样的效果一般被称作楔效果。增压器的运转过程中，利用该楔效果，能够支承对转子轴作用的推力载荷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-364635号公报

发明内容

发明所要解决的课题

旋转机械中，当务之急是确保相对于推力载荷的高的支承能力。这是由于在增压器的情况下，强烈要求压力比或者膨胀比等的提高，伴随于此，对转子轴作用的推力载荷增大。

本发明的目的在于，提供能够以较高的等级确保负荷能力的新的结构的推力轴承构造以及具备该推力轴承构造的增压器。

用于解决课题的方法

本发明的第一方案是支承对转子轴作用的轴向的推力载荷的推力轴承构造，其主旨在于，该推力轴承构造具备固定于能够旋转的转子轴上的推力环和与上述推力环对置的推力轴承，上述推力环在与上述推力轴承对置的面上具有环垫片，上述推力轴承在与上述推力环对置的面的、与上述环垫片对应的位置具有轴承垫片，上述环垫片及上述轴承垫片中的任一垫片具有锥形部、和与上述锥形部的外缘连续地形成的平坦部，在假定上述轴承垫片与上述环垫片之间的油滴的情况下，锥形部具有如下斜面，该斜面形成为沿上述油滴的轨道、随着朝向其下游侧而壁厚逐渐变厚，其中，上述油滴的轨道基于针对由上述转子轴的旋转产生的上述油滴的离心力而决定，上述平坦部具有与上述转子轴的轴心正交的平面。

本发明的第二方案是利用来自发动机的排出气体的能量来对供给至上述发动机侧的空气进行增压的增压器，其主旨在于，该增压器具备壳体、能够旋转地设于上述壳体的上述转子轴、安装于上述转子轴的一端且利用离心力来压缩气体的压缩机叶轮、安装于上述转子轴的另一端且利用气体的压力能来产生旋转力的涡轮机叶轮、以及支承对上述转子轴作用的轴向的推力载荷的推力轴承构造，上述推力轴承构造具有固定于上述转子轴上的推力环、和与上述推力环对置的推力轴承，上述推力环在与上述推力轴承对置的面上具有环垫片，上述推力轴承在与上述推力环对置的面的、与上述环垫片对应的位置具有轴承垫片，上述环垫片及上述轴承垫片中的任一垫片具有锥形部、和与上述锥形部的外缘连续地形成的平坦部，在假定上述轴承垫片与上述环垫片之间的油滴的情况下，锥形部具有如下斜面，该斜面形成为沿上述油滴的轨道、随着朝向其下游侧而壁厚逐渐变厚，其中，上述油滴的轨道基于针对由上述转子轴的旋转产生的上述油滴的离心力而决定，上述平坦部具有与上述转子轴的轴心正交的平面。

优选上述任一垫片形成为环状。

优选上述任一垫片沿圆周方向设有多个。

优选上述油滴的轨道是假设上述转子轴的旋转速度恒定的情况下的轨道。

本发明的效果如下。