斜面式推力轴承装置和具备该轴承装置的涡轮增压器的制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种斜面式推力轴承装置和具备该轴承装置的涡轮增压器，即使平台面的面积小，也能够不改变平台面的轮廓形状地使平台面的面积实质性地缩小，且机械效率优异，该斜面式推力轴承装置具备：凸缘部，其嵌合于旋转轴且具有第一推力部；推力部件，其具有在贯通孔的周围设置且与凸缘部的第一推力部对置的第二推力部。第一推力部或第二推力部具有：多个平台面，其分别平行于与旋转轴的轴线正交的面，沿着贯通孔的周向隔开间隔地设置；斜面，其分别设置在多个平台面之间，在贯通孔的周向上经由台阶与一侧的平台面的边界相连，在贯通孔的周向上与另一侧的平台面的边界连续地相连；在多个平台面中的各平台面上设置的至少一个凹部。
【专利说明】
斜面式推力轴承装置和具备该轴承装置的涡轮増压器
技术领域
[0001 ]本公开涉及斜面式推力轴承装置和具备该轴承装置的涡轮增压器。
【背景技术】
[0002]例如机动车用的涡轮增压器具备涡轮和压缩机，涡轮的涡轮动叶片与压缩机的叶轮经由转子轴而连结。利用对轴向的载荷进行支承的推力轴承能够旋转地支承转子轴。
[0003]例如专利文献I所记载的推力轴承为斜面式推力轴承，具有嵌合于转子轴的推力环和被转子轴贯通且与推力环对置配置的推力部件。在推力部件上，在与推力环对置的环状的区域，沿着周向交替地设有多个斜面和多个平台面。
[0004]另一方面，在专利文献2中记载了在具有台阶的滑动轴承的上表面形成凹陷，而使润滑膜压力提高。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I:(日本)特开2009-197772号公报
[0008]专利文献2:(日本)特开2008-95903号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的技术问题
[0010]在斜面式推力轴承中，通过缩小周向上的平台面的长度，即平台面的面积或中心角，能够减小机械损失(mechanicalloss)。然而，缩小周向上的平台面的长度，意味着改变平台面的轮廓形状，必须使斜面的倾斜角度产生微小变化而扩大斜面的周向长度，需要高的加工精度。因此，尤其是在平台面的外径小的情况下，难以缩小平台面的周向长度。
[0011]另一方面，在专利文献2中，虽然记载了在具有台阶的滑动轴承的上表面形成凹陷，但对于在斜面式推力轴承装置中通过缩小平台面的周向长度来减小机械损失、缩小平台面的周向长度的方法却没有记载。
[0012]于是，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供一种斜面式推力轴承装置和具备该轴承装置的涡轮增压器，即使平台面的面积小，也能够不改变平台面的轮廓形状地使平台面的面积实质性地缩小，且机械效率优异。
[0013]用于解决技术问题的技术方案
[0014]本发明的至少一实施方式的斜面式推力轴承装置具有:
[0015]旋转轴；
[0016]凸缘部，其嵌合于所述旋转轴，并且具有第一推力部；
[0017]推力部件，其具有被所述旋转轴贯通的贯通孔、以及在该贯通孔的周围设置且与所述凸缘部的第一推力部对置的第二推力部；
[0018]所述第一推力部和所述第二推力部中的一方具有:
[0019]多个平台面，其分别平行于与所述旋转轴的轴线正交的面，在所述贯通孔的周向隔开间隔地设置；
[0020]斜面，其分别设置在所述多个平台面之间，在所述贯通孔的周向上经由台阶与一侧的平台面的边界相连，在所述贯通孔的周向上与另一侧的平台面的边界连续地相连；
[0021]在所述多个平台面中的各平台面上设置的至少一个凹部。
[0022]根据该结构，通过在平台面设置至少一个凹部，在形成有凹部的区域，第一推力部与第二推力部之间的轴承间隙扩大，能够实质性地缩小平台面的面积。而且，平台面的实质上的面积缩小的结果是，机械损失减小，机械效率提高。
[0023]另一方面，与改变平台面的轮廓形状来缩小面积相比，形成凹部更为容易。因此，根据该结构，即使平台面小，也能够高精度地缩小平台面的实质上的面积。
[0024]在若干实施方式中，
[0025]所述多个平台面由三个以上的平台面构成，
[0026]所述多个平台面的外周的直径为15mm以下，
[0027]所述斜面的倾斜角度处于le-5°以上且1.0°以下的范围。
[0028]在该结构中，多个平台面由三个以上的平台面构成，平台面的外周的直径为15mm以下，并且斜面的倾斜角度为le_5°以上且1.0°以下，即便如此，通过形成至少一个凹部，也能够不改变平台面的轮廓形状地容易地缩小平台面的实质上的面积。
[0029]在若干实施方式中，所述至少一个凹部由多个凹部构成。
[0030]根据该结构，通过多个凹部来缩小平台面的实质上的面积，因此通过调整凹部的数量，能够高精度地缩小平台面的实质上的面积。
[0031]在若干实施方式中，
[0032]所述多个凹部由沿着所述贯通孔的径向排列的多个第一凹部构成，
[0033]在所述多个平台面中的各平台面上，所述多个第一凹部位于从所述平台面的边界起中心角为10%以上且20%以下的区域内，
[0034]所述多个第一凹部中的各第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度。
[0035]根据该结构，在边界附近的规定的区域内在径向上排列的第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度，因此能够切实地利用第一凹部来缩小平台面的实质上的面积。
[0036]在若干实施方式中，
[0037]所述多个凹部沿着所述贯通孔的径向和周向排列，
[0038]所述多个凹部中的一部分由沿着所述贯通孔的径向排列的多个第一凹部构成，
[0039]在所述多个平台面中的各平台面上，所述多个第一凹部位于从所述平台面的边界起中心角为10%以上且20%以下的区域内，
[0040]所述多个第一凹部中的各第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度。
[0041]根据该结构，在边界附近的规定的区域内沿着径向排列的第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度，因此能够切实地通过第一凹部来缩小平台面的实质上的面积。
[0042]在若干实施方式中，所述第一凹部的开口面积在所述贯通孔的径向上从内侧朝向外侧阶梯性地变大。
[0043]根据该结构，越向径向外侧，第一凹部的开口面积越大，无论径向位置如何，都能够将平台面的周向长度实质性缩短的比率设置为一定。
[0044]在若干实施方式中，所述多个凹部的深度在所述贯通孔的周向阶梯性地变化。
[0045]根据该结构，凹部的深度阶梯性地变化，从而能够调整由平台面形成的轴承间隙中的润滑油的压力分布。
[0046]在若干实施方式中，所述多个凹部呈螺旋状或人字状排列。
[0047]根据该结构，通过呈螺旋状或人字状排列的多个凹部，在由平台面形成的轴承间隙中，能够引导润滑油以使其沿着平台面的周向，能够有效地提高在轴承间隙处的润滑油的压力。
[0048]在若干实施方式中，
[0049]所述第一推力部和所述第二推力部中形成有所述多个平台面的一方，在所述贯通孔的周向上还具有沿着所述平台面的外周缘和所述斜面的外周缘延伸的环状面，
[0050]所述平台面的表面粗糙度比所述环状面的表面粗糙度大。
[0051]在贯通孔的径向上从内侧朝向外侧向斜面上供给润滑油的情况下，润滑油在由平台面形成的轴承间隙中要朝向径向外侧流出。如果能够使润滑油的流动方向沿着周向，则在轴承间隙中能够提高润滑油的压力。
[0052]对于这一点，在使平台面的表面粗糙度比环状面的表面粗糙度大的情况下，环状面光滑，因此与平台面上相比，在环状面上形成有相对较厚的边界层。因此，在从轴承间隙朝向径向外侧流出时，润滑油的速度在超过平台面的外周缘时变慢，润滑油的压力与此对应地上升。该压力差成为阻碍，从而能够抑制润滑油从轴承间隙朝向径向外侧流出，能够使润滑油沿着周向流动。
[0053]在若干实施方式中，
[0054]在所述多个平台面中的各平台面上形成有多个微细孔，
[0055]所述多个微细孔中的各微细孔具有所述至少一个凹部的深度的1/10?1/100的深度。
[0056]根据该结构，通过与凹部相独立地设置具有凹部的深度的1/10?1/100的深度的多个微细孔，能够使平台面的表面粗糙度比环状面的表面粗糙度大。
[0057]在若干实施方式中，所述平台面的多个微细孔由多孔质材料的细孔形成，
[0058]所述环状面由覆盖所述多孔质材料的覆盖材料形成。
[0059]根据该结构，在形成环状面的区域，通过利用覆盖材料来覆盖多孔质材料，能够容易地使环状面的表面粗糙度比平台面小。
[0060]本发明的至少一实施方式的涡轮增压器具备:
[0061 ]上述任一斜面式推力轴承装置；
[0062]具有叶轮的离心式压缩机；
[0063]具有涡轮动叶片的涡轮；
[0064]所述涡轮叶片与所述叶轮经由所述旋转轴连结。
[0065]在该结构中，斜面式推力轴承装置具有优异的机械效率，因此涡轮动叶片的转矩能够以低损失传递至叶轮。作为其结果，涡轮增压器也具有优异的机械效率。
[0066]发明的效果
[0067]根据本发明的至少一实施方式，能够提供一种斜面式推力轴承装置和具备该轴承装置的涡轮增压器，即使平台面的面积小，也能够不改变平台面的轮廓形状地实质性地缩小平台面的面积，且机械效率优异。
【附图说明】
[0068]图1是示意性表示本发明若干实施方式的涡轮增压器的纵剖视图。
[0069]图2是用于说明推力轴承相对于驱动轴的安装构造的图。
[0070]图3是示意性表示推力部件的俯视图。
[0071]图4是图3中的区域IV的放大图。
[0072]图5是放大表示图3中的区域IV的立体图。
[0073]图6是展开表不沿着图4中的V1-VI线的部分截面的图。
[0074]图7是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0075]图8是展开表示沿着图7中的VII1-VIII线的部分截面的图。
[0076]图9是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0077]图10是展开表示沿着图9中的X-X线的部分截面的图。
[0078]图11是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0079]图12是分别展开表示沿着图11中的XI1-XII线的部分截面的图。
[0080]图13是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0081 ]图14是表示沿着图13中的XIV-XIV线的部分截面的图。
[0082]图15是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0083]图16是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0084]图17是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0085]图18是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0086]图19是用于对若干实施方式的凹部的形状进行说明的立体示意图。
[0087]图20是用于对若干实施方式的凹部的形状进行说明的立体示意图。
[0088]图21是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0089]以下，参照附图，对本发明的若干实施方式进行说明。其中，这些实施方式中所记载的或附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状以及其相对的配置等并非用于将本发明的范围限定于此，不过是单纯的说明例。例如，“沿着某一方向”这一表达不仅表示相对于某一方向严格地平行的状态，根据需要也表示具有公差或某种程度的角度地倾斜的状态。另外，“大致”这一表达表示可以包括公差的范围内的误差、或者通常所进行的程度的变形。
[0090]图1是示意性表示本发明的若干实施方式的涡轮增压器的纵剖视图。涡轮增压器例如应用于车辆、船舶等的内燃机。
[0091]涡轮增压器具有涡轮10和离心式的压缩机12。涡轮10具有涡轮壳体14和能够旋转地收纳于涡轮壳体14内的涡轮动叶片(涡轮叶轮)16，压缩机12具有压缩机壳18和能够旋转地收纳于压缩机壳18的叶轮(压缩机叶轮)20。
[0092]涡轮壳体14和压缩机壳18被未图示的紧固部件固定于轴承壳22，涡轮10的涡轮动叶片16和压缩机12的叶轮20利用在轴承壳22内延伸的驱动轴(涡轮转子)24彼此连结。因此，涡轮动叶片16、叶轮20以及驱动轴24配置在同一轴线26上。例如通过从内燃机排出的排气使涡轮10的涡轮动叶片16旋转，由此，经由驱动轴24而使压缩机12的叶轮20旋转。通过压缩机12的叶轮20的旋转，对向内燃机供给的进气进行压缩。
[0093]例如，涡轮壳体14包括收纳涡轮动叶片16的筒部(罩部)28和包围筒部28的轴承壳22侧的部分的涡旋部30。涡旋部30具有未图示的排气的入口，并且经由颈部32与筒部28连通。与轴承壳22位于相反侧的筒部28的开口形成排气的出口。
[0094]轴承壳22侧的涡轮壳体14的开口嵌合有轴承壳22的端壁34。在端壁34上一体且同轴地设有筒状的密封部36，密封部36形成贯通端壁34的中央的密封孔。涡轮动叶片16侧的驱动轴24的端部配置在密封部36内，在驱动轴24与密封部36之间的间隙配置有密封环38。
[0095]在端壁34与涡轮动叶片16的背面之间的环状的凹处，配置有环状的背板40。背板40的外周部被涡轮壳体14和轴承壳22夹住，背板40的内周缘包围密封部36。
[0096]在轴承壳22的内部，与周壁42—体地设置有轴承部44，在轴承部44形成有轴承孔。在轴承部44的轴承孔内，作为径向轴承，配置有例如两个浮动轴套46，在驱动轴24的中央部以贯通浮动轴套46的状态配置在轴承部44的轴承孔内。
[0097]在压缩机12侧的轴承部44的端面，固定有与轴线26正交的板状的推力部件48，驱动轴24贯通推力部件48的贯通孔。在驱动轴24嵌合有推力环50以及推力套筒52，推力部件48、推力环50以及推力套筒52构成推力轴承装置。
[0098]在这里，在轴承壳22的周壁42设有供油口54和排油口 56，在轴承部44和推力部件48形成有用于向径向轴承和推力轴承的轴承间隙供给润滑油的供油路。另一方面，为了防止润滑油向压缩机12的方向飞散，以覆盖推力部件48的压缩机12侧的面的方式设置有挡油板58。
[0099]在压缩机12侧的轴承壳22的开口，嵌合有在中央具有密封孔的盖部件60，盖部件60通过固定环62而固定于轴承壳22。推力套筒52贯通盖部件60的密封孔，在推力套筒52与密封孔的间隙配置有未图示的密封环。
[0100]例如压缩机壳18包括收纳叶轮20的筒部(罩部)64和包围筒部64的轴承壳22侧的部分的涡旋部66。涡旋部66具有未图示的供气的出口，并且经由扩散部68与筒部64连通。与轴承壳22位于相反侧的筒部64的开口形成进气的入口。
[0101]图2是用于说明推力轴承相对于驱动轴(旋转轴)24的安装构造的图。
[0102]叶轮20包括轮毂70和多个叶片72。轮毂70具有绕轴线26旋转对称的形状。在沿着轴线26的方向上，轮毂70的一端侧位于进气的入口侧，轮毂70的另一端侧位于扩散部68侧。轮毂70的外周面74具有朝向另一端侧扩大的喇叭形状，轮毂70在另一端侧具有与盖部件60对置的背面76。
[0103]在轮毂70设有沿着轴线26贯通轮毂70的安装孔78，安装孔78在轮毂70的两端开口。多个叶片72—体地安装于轮毂70的外周面74，在轮毂70的周向以规定的间隔地排列。在若干实施方式中，多个叶片72中具有主叶片72a和在沿着轴线26的方向上比主叶片72a短的分流叶片72b，主叶片72a和分流叶片72b在周向上交替配置。
[0104]驱动轴24具有彼此一体形成的轴部80、大径部82以及中间部84。轴部80在叶轮20的安装孔78的内部延伸，大径部82与叶轮20分开。中间部84位于轴部80与大径部82之间。中间部84直径比大径部82小，在中间部84与大径部82的边界形成有台阶部86。
[0105]在位于叶轮20的一端侧的轴部80的前端侧形成有内螺纹，作为紧固部件88的螺母与内螺纹螺纹结合。紧固部件88与叶轮20的一端侧抵接，并对叶轮20在沿着轴线26的方向上施加朝向台阶部86的轴向力。
[0106]在驱动轴24的中间部84嵌合有至少一个凸缘部90。在若干实施方式中，在中间部84上串联嵌合的推力环50和推力套筒52分别具有凸缘部90(90a、90b)。
[0107]另外，推力环50和推力套筒52分别具有与凸缘部90(90a、90b)—体形成的轴套部92(92&、9213)，轴套部92(92&、9213)与中间部84嵌合。轴套部92&位于凸缘部90&与凸缘部9(^之间，轴套部92b配置在凸缘部90b与叶轮20之间。
[0108]推力环50和推力套筒52构成为在叶轮20的背面76与台阶部86之间受紧固部件88的轴向力而被夹住，与驱动轴24—起旋转。
[0109]推力部件48的贯通孔94被中间部84贯通，在贯通孔94的内周面与中间部84的外周面之间配置有轴套部92a。推力部件48在贯通孔94的周围，具有在沿着轴线26的方向上与凸缘部90a、90b对置且滑动接触的推力部96。在若干实施方式中，推力部件48在沿着轴线26的方向上两侧具有推力部96(96a、96b)。
[0110]另外，在推力部件48设有形成供油路的供油孔98，供油孔98的出口在贯通孔94的内周面开口。从供油孔98的出口流出的润滑油在轴套部92a的外周面与贯通孔94的内周面之间的间隙通过，被供给到推力部96 (96a、96b)与凸缘部90 (90a、90b)之间。
[0111]图3是示意性表示推力部件48的俯视图。图4是图3中的区域IV的放大图。图5是放大表示图3中的区域IV的立体图。图6是展开表示沿着图4中的V1-VI线的部分截面的图。
[0112]如图3?图6所示，推力部件48的推力部96具有在贯通孔94的周向上交替配置的多个平台面100和多个斜面102。
[0113]多个平台面100分别平行于与驱动轴(旋转轴)24的轴线、即轴线26正交的面，沿着贯通孔94的周向隔开间隔地设置。各平台面100在周向两侧具有边界104、106，边界104、106沿着贯通孔94的径向延伸。各平台面100的轮廓形状具有扇形形状，各平台面100配置成同与轴线26正交的面处于同一面。
[0114]多个斜面102在贯通孔94的周向上分别设置在多个平台面100之间。各斜面102在贯通孔94的周向上经由台阶108而与一侧的平台面100的边界106相连，在贯通孔94的周向上与另一侧的平台面100的边界104连续地相连。因而，斜面102的一方的边界110在贯通孔94的轴线方向上与平台面100分开。各斜面102绕轴线26螺旋状地延伸，相对于与轴线26正交的面以倾斜角度0t倾斜。
[0115]在与推力部96对置的凸缘部90的旋转方向R上，边界104相对于边界106位于上游。凸缘部90具有经由润滑油而与多个平台面100滑动接触的推力部112，推力部112由与多个平台面100和多个斜面102对置的环状的平坦面形成。
[0116]推力部112的平坦面平行于与轴线26正交的面，在推力部112的平坦面与斜面102之间，形成有沿着旋转方向R前端逐渐变细的楔形的空间，在彼此平行的推力部112的平坦面与平台面100之间，形成有与楔形的空间相连的轴承间隙G。润滑油伴随着凸缘部90的旋转而在贯通孔94的周向上通过楔形的空间而从边界104侧流入轴承间隙G。
[0117]需要说明的是，形成凸缘部90的推力部112的平坦面的外周缘的直径与平台面100的外周缘的直径D大致相等。
[0118]在多个平台面100上分别设有至少一个凹部114。
[0119]根据该结构，通过在平台面100设置至少一个凹部114，在形成有凹部114的区域，推力部件48的推力部96和经由润滑油而与该推力部96滑动接触的凸缘部90的推力部112之间的轴承间隙G扩大，能够实质性地缩小平台面100的面积或周向长度。并且，平台面100的实质上的面积或周向长度缩小的结果是，推力轴承装置的机械损失减小，机械效率提高。
[0120]另一方面，与改变平台面100的轮廓形状来缩小面积相比，形成凹部114更为容易。因此，根据该结构，即使平台面100小，也能够高精度地缩小平台面100的实质上的面积。
[0121]需要说明的是，凹部114的形成方法没有特别限定，例如，可以通过将具有突起的模具按压于平台面100、或者对平台面100照射激光来形成凹部114。
[0122]这样，在上述结构中，推力轴承装置具有优异的机械效率，因此涡轮动叶片16的转矩以低损失传递至叶轮20。作为其结果，涡轮增压器也具有优异的机械效率。
[0123]在若干实施方式中，多个平台面100由三个以上的平台面100构成，多个平台面100的外周的直径D为15mm以下，斜面102的倾斜角0t处于le-5° ( = 1 X 10—5°)以上且1.0°以下的范围内。
[0124]在该结构中，多个平台面100由三个以上的平台面100构成，平台面100的外周的直径D为15mm以下，斜面102的倾斜角度0t为le-5°以上且1.0°以下，即便如此，通过形成至少一个凹部114，也能够不改变平台面100的轮廓形状、容易地缩小平台面100的实质上的面积。
[0125]在若干实施方式中，至少一个凹部114由多个凹部114构成。
[0126]根据该结构，利用多个凹部114来缩小平台面100的实质上的面积，因此通过调整凹部114的数量，能够高精度地缩小平台面100的实质上的面积。
[0127]在若干实施方式中，多个凹部114由沿着贯通孔94的径向排列的多个第一凹部114a构成，在多个平台面100中的各平台面上，多个第一凹部114a位于从平台面100的边界104起中心角为10%以上且20%以下的区域内。即，形成有第一凹部114a的区域的中心角0C处于平台面100的中心角0a的10%以上且20%以下的范围内。而且，多个第一凹部114a的分别具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度dc。
[0128]根据该结构，在边界104附近的规定的区域内，沿径向排列的第一凹部114a具有
0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度dc，因此能够切实地通过第一凹部114a来缩小平台面100的实质上的面积。具体地说，通过第一凹部114a，能够在旋转方向R上在平台面100的上游侧实质性地缩小面积。
[0129]图7是若干实施方式的与图4相当的俯视不意图。图8是展开表不沿着图7中的VII1-VIII线的部分截面的图。
[0130]如图7和图8所示，在若干实施方式中，沿着贯通孔94的径向排列的多个第一凹部114b位于从平台面100的边界106起中心角为10%以上且20%以下的区域内。即，形成有第一凹部114a的区域的中心角9C处于平台面100的中心角Ga的10%以上且20%以下的范围内。而且，多个第一凹部114b分别具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度dc。
[0131]根据该结构，在边界106附近的规定的区域内，沿径向排列的第一凹部114b具有0.0OImm以上且0.025mm以下的范围的深度dc，因此能够通过第一凹部114b切实地缩小平台面100的实质上的面积。具体地说，通过第一凹部114b能够在旋转方向R上在平台面100的下游侧实质性地缩小面积。
[0132]图9和图11是若干实施方式的分别与图4相当的俯视示意图。图10和图12是展开表示沿着图9中的X-X线和图11中的XI1-XII线的部分截面的图。
[0133]如图9至图12所示，在若干实施方式中，多个凹部114沿着贯通孔94的径向和周向排列。多个凹部114中的一部分由沿着贯通孔94的径向排列的多个第一凹部114a、114b构成，在多个平台面100中，多个第一凹部114a、114b分别位于从平台面100的边界104、106起中心角为10%以上且20%以下的区域内。而且，多个第一凹部114a、114b分别具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度dc。
[0134]根据该结构，在边界104、106附近的规定的区域内，沿着径向排列的第一凹部114a、114b具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度dc，因此能够切实地利用第一凹部114a、114b来缩小平台面100的实质上的面积。
[0135]如图9至图12所示，在若干实施方式中，多个凹部114的深度沿着贯通孔94的周向阶梯性地变化。
[0136]根据该结构，凹部114的深度阶梯性地变化，从而能够调整由平台面100形成的轴承间隙G中润滑油的压力的分布。需要说明的是，在图9和图10中，在旋转方向R上越向下游，凹部114的深度越浅，与此相反，在图11和图12中，在旋转方向R上越向下游，凹部114的深度越深。
[0137]图13是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。图14是表示沿着图13中的XIV-XIV线的部分截面的图。
[0138]如图13和图14所示，在若干实施方式中，推力部96在贯通孔94的周向上还具有沿着平台面100的外周缘和斜面102的外周缘延伸的环状面116。环状面116由与多个平台面100处于同一面的平坦面形成，平台面100的表面粗糙度比环状面116的表面粗糙度大。
[0139]在沿贯通孔94的径向从内侧朝向外侧向斜面102上供给润滑油的情况下，润滑油由于离心力的作用要在由平台面100形成的轴承间隙G朝向径向外侧流出。如果能够使润滑油的流动方向沿着周向，则在轴承间隙G中能够提高润滑油的压力。
[0140]对于这一点，在使平台面100的表面粗糙度比环状面116的表面粗糙度大的情况下，环状面116光滑，因此与平台面100上相比，在环状面116上形成相对较厚的边界层。因此，在从轴承间隙G朝向径向外侧流出时，如果超过平台面100的外周缘，则润滑油的径向速度url变慢至径向速度ur2，润滑油的压力与此对应地上升。该压力差成为阻碍，从而抑制润滑油从轴承间隙G朝向径向外侧的流出，能够使润滑油沿着周向流动。
[0141]在若干实施方式中，在多个平台面100上分别形成有多个微细孔118，多个微细孔118具有至少一个凹部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]根据该结构，通过与凹部114相独立地设置具有凹部114的深度、或者第一凹部114a、114b的深度dc的1/10?1/100的深度的多个微细孔118，能够使平台面100的表面粗糙度比环状面116的表面粗糙度大。
[0143]图15是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0144]在若干实施方式中，平台面100的多个微细孔118由多孔质材料的细孔形成，环状面116如图15所示由覆盖多孔质材料的覆盖材料116a形成。多孔质材料例如由烧结材料构成，覆盖材料116a例如由树脂构成。
[0145]根据该结构，在形成环状面116的区域，利用覆盖材料116a来覆盖多孔质材料，由此，能够使环状面116的表面粗糙度比平台面100小。
[0146]图16是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[OH7]如图16所不，在若干实施方式中，多个凹部114沿着贯通孔94的周向和半径方向排列。例如，多个凹部114的各深度处于0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围，多个凹部114的总开口面积处于各平台面100的面积的10%以上且50%以下的范围。
[0148]根据该结构，通过形成多个凹部114，能够扩大包括多个凹部114的平均的轴承间隙G，能够减小机械损失。需要说明的是，在图16中，凹部114在周向上呈锯齿状或之字形排列，但也可以在周向上排成一列。
[0149]图17是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0150]如图17所示，在若干实施方式中，多个凹部114呈螺旋状排列。具体地说，多个凹部114排列成多个列，多个列分别形成为越靠近径向外侧越从径向逐渐脱离。各列排列成，越靠近径向外侧，在旋转方向R上越靠近上游。例如，多个凹部114的各深度处于0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围，多个凹部114的总开口面积处于各平台面100的面积的10%以上且50%以下的范围。
[0151]根据该结构，通过呈螺旋状排列的多个凹部114，在由平台面100形成的轴承间隙G中，能够引导润滑油以使其沿着平台面100的周向，能够有效地提高在轴承间隙G处的润滑油的压力。
[0152]图18是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0153]如图18所示，在若干实施方式中，多个凹部114呈人字状或V形排列。例如，多个凹部114的各深度处于0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围，多个凹部114的总开口面积处于各平台面100的面积的10%以上且50%以下的范围。
[0154]根据该结构，通过呈人字状或在旋转方向R上朝向上游敞开的V形排列的多个凹部114，在由平台面100形成的轴承间隙G中，能够引导润滑油以使其沿着平台面100的周向，能够有效地提高在轴承间隙G处的润滑油的压力。
[0155]图19和图20是用于对若干实施方式的凹部114的形状的进行说明的立体示意图。
[0156]在图19中，凹部114的形状是开口为圆形的半球形状。在图20中，凹部114的形状是开口为矩形的长方体形状或四棱锥台形状。凹部114的形状不限于此，凹部114可以是开口为圆形的圆锥台形状，凹部114的开口形状可以是长圆形状、椭圆形状，凹部114也可以为槽状。
[0157]图21是若干实施方式的与图4相当的俯视示意图。
[0158]如图21所示，在若干实施方式中，多个第一凹部114a的开口面积形成为，从贯通孔94的径向内侧朝向外侧而阶梯性地变大。
[0159]根据该结构，越向径向外侧，第一凹部114a的开口面积越大，由此，无论径向位置如何，都能够将平台面100的周向长度实质性缩短的比率设置为一定。
[0160]在若干实施方式中，对于图7的第一凹部114b，可以形成为从贯通孔94的径向内侧朝向外侧阶梯性地变大。
[0161]本发明不限于上述实施方式，也包括对上述实施方式施加了变更的实施方式、将这些实施方式适当组合而成的实施方式。
[0162]例如，在图7、图9、图11、图16?图18以及图21所示的若干实施方式中，也可以如图13?图15所示的若干实施方式那样，设置环状面116。
[0163]在上述若干实施方式中，使用了轴套部92(92a、92b)与凸缘部90(90a、90b)为一体的推力环50和推力套筒52，但轴套部92与凸缘部90也可以是分别独立的。只要构成为凸缘部90与驱动轴24嵌合、凸缘部90能够与驱动轴24—同旋转即可。
[0164]在上述若干实施方式中，推力部件48被两个凸缘部90(90a、90b)夹住，在推力部件48的两侧形成有推力部96，但也可以仅在一侧设置推力部96，将一个凸缘部90与该推力部96对置配置。
[0165]在上述若干实施方式中，在被固定的推力部件48的推力部(第二推力部)96设有平台面100、斜面102以及凹部114，在可动的凸缘部90的推力部(第一推力部)112设有环状的平坦面，但也可以与此相反，在被固定的推力部件48的推力部96设置环状的平坦面，在可动的凸缘部90的推力部112设置平台面100、斜面102以及凹部114。
[0166]在上述若干实施方式中，轴部80、大径部82以及中间部84—体形成，但轴部80和中间部84也可以由与大径部82相对独立的柱头螺栓等形成。另外，台阶部86可以由与中间部84嵌合的挡圈等形成。
[0167]此外，离心式压缩机可以是可变容量式。
[0168]附图标记说明
[0169]10涡轮
[0170]12压缩机
[0171]14涡轮壳体
[0172]16涡轮动叶片
[0173]18压缩机壳
[0174]20叶轮
[0175]22轴承壳
[0176]24驱动轴(旋转轴)
[0177]26轴线
[0178]28筒部
[0179]30涡旋部
[0180]32颈部
[0181]34端壁
[0182]36密封部
[0183]38密封环
[0184]40背板
[0185]42周壁
[0186]44轴承部
[0187]46浮动衬套
[0188]48推力部件
[0189]50推力环
[0190]52推力套筒
[0191]54供油口
[0192]56排油口
[0193]58挡油板
[0194]60盖部件
[0195]62固定环
[0196]64筒部
[0197]66涡旋部
[0198]68扩散部
[0199]70轮毂
[0200]72叶片
[0201]72a主叶片
[0202]72b分流叶片
[0203]74外周面
[0204]76背面
[0205]78安装孔
[0206]80轴部
[0207]82大径部
[0208]84中间部
[0209]86台阶部
[0210]88紧固部件
[0211]90 (90a、90b)凸缘部
[0212]92(92a、92b)轴套部
[0213]94贯通孔
[0214]96(96a、96b)推力部(第二推力部)
[0215]98供油孔
[0216]100平台面
[0217]102斜面
[0218]104边界
[0219]106边界
[0220]108台阶
[0221]HO边界
[0222]112推力部(第一推力部)
[0223]114凹部
[0224]114a第一凹部
[0225]116环状面
[0226]116a树脂材料
[0227] 118微细孔
【主权项】
1.一种斜面式推力轴承装置，其特征在于，具有: 旋转轴； 凸缘部，其嵌合于所述旋转轴，并且具有第一推力部； 推力部件，其具有被所述旋转轴贯通的贯通孔、以及在该贯通孔的周围设置且与所述凸缘部的第一推力部对置的第二推力部； 所述第一推力部和所述第二推力部中的一方具有: 多个平台面，其分别平行于与所述旋转轴的轴线正交的面，在所述贯通孔的周向隔开间隔地设置； 斜面，其分别设置在所述多个平台面之间，在所述贯通孔的周向上经由台阶与一侧的平台面的边界相连，在所述贯通孔的周向上与另一侧的平台面的边界连续地相连； 在所述多个平台面中的各平台面上设置的至少一个凹部。2.根据权利要求1所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于， 所述多个平台面由三个以上的平台面构成， 所述多个平台面的外周的直径为15mm以下， 所述斜面的倾斜角度处于le_5°以上且1.0°以下的范围。3.根据权利要求1或2所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于， 所述至少一个凹部由多个凹部构成。4.根据权利要求3所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于， 所述多个凹部由沿着所述贯通孔的径向排列的多个第一凹部构成， 在所述多个平台面中的各平台面上，所述多个第一凹部位于从所述平台面的边界起中心角为10%以上且20%以下的区域内， 所述多个第一凹部中的各第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度。5.根据权利要求3所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于， 所述多个凹部沿着所述贯通孔的径向和周向排列， 所述多个凹部中的一部分由沿着所述贯通孔的径向排列的多个第一凹部构成， 在所述多个平台面中的各平台面上，所述多个第一凹部位于从所述平台面的边界起中心角为10%以上且20%以下的区域内， 所述多个第一凹部中的各第一凹部具有0.0Olmm以上且0.025mm以下的范围的深度。6.根据权利要求4或5所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于， 所述第一凹部的开口面积，在所述贯通孔的径向上从内侧朝向外侧阶梯性地变大。7.根据权利要求5所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于， 所述多个凹部的深度在所述贯通孔的周向阶梯性地变化。8.根据权利要求3所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于， 所述多个凹部呈螺旋状或人字状排列。9.根据权利要求1?8中任一项所述的斜面式推力轴承装置，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贯通孔的周向上还具有沿着所述平台面的外周缘和所述斜面的外周缘延伸的环状面， 所述平台面的表面粗糙度比所述环状面的表面粗糙度大。10.根据权利要求9所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于，在所述多个平台面中的各平台面上形成有多个微细孔，所述多个微细孔中的各微细孔具有所述至少一个凹部的深度的1/10?1/100的深度。11.根据权利要求9或10所述的斜面式推力轴承装置，其特征在于，所述平台面的多个微细孔由多孔质材料的细孔形成，所述环状面由覆盖所述多孔质材料的覆盖材料形成。12.一种涡轮增压器，其特征在于，具备:权利要求1?11中任一项所述的斜面式推力轴承装置；具有叶轮的尚心式压缩机；具有涡轮动叶片的涡轮；所述涡轮动叶片与所述叶轮经由所述旋转轴连结。
【文档编号】F16C33/12GK105934593SQ201480074123
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年2月27日
【发明人】二江贵也, 西田英朗
【申请人】三菱重工业株式会社