この発明の実施の形態を、以下図面を参� ��して説明する。以下の説明において、各図� ��左右を左右というものとする。

 図1は、この発明によるターボチャージャ 用軸受装置の第1実施形態を示すもので、タ� �ボチャージャ用軸受装置1は、背面合せとな� ��ように配置された左右1対のアンギュラ玉軸 受10、20を備えており、各アンギュラ玉軸受10 、20は、ハウジング2に取り付けられた外輪11� ��21、回転軸3に取り付けられた内輪12、22、両 輪11、12、21、22間に配された複数の玉13、23、 および複数の玉13、23を保持する保持器14、24� ��有している。

 ターボチャージャは、例えば図5に示した 構成とされ、エンジンの排気エネルギを利用 してタービンを駆動し、回転軸3を介してタ� �ビンと同軸に連結されたインペラで空気を� �縮し、エンジンに供給するもので、回転軸3� ��毎分数万~数10万回転の高速で回転し、ター� ��ンが高温の排気ガスにさらされることから� ��ターボチャージャ用軸受装置1は、高温環境 で高速回転を受けるという厳しい条件下で使 用される。

 ハウジング2には、潤滑油入口2aおよび潤� ��油出口2bが設けられており、各アンギュラ� �軸受10、20は、ハウジング2の潤滑油入口2aか� ��導入された潤滑油によって潤滑されている� ��この潤滑油には、摩耗粉等の異物が混入し� ��おり、この異物の転走部への噛み込みがア� ��ギュラ玉軸受10、20の損傷原因の1つとなっ� �いる。

 外輪11、21および内輪12、22は、高炭素クロ� �軸受鋼JIS規格SUJ2などや耐熱・耐食合金AISI規 格M-50、JIS規格高速度工具鋼SKHなどで形成さ� �、適宜焼入れ、焼戻し処理が施されている� �また、玉13、23は、セラミックス材料で形成� ��れている。セラミックス材料としては、焼� ��助剤として、イットリアY ₂ O ₃ およびアルミナAl ₂ O ₃ 、その他、適宜、窒化アルミAlN、酸化チタン TiO ₂ を用いた窒化けい素Si ₃ N ₄ を主体とするものの他、アルミナAl ₂ O ₃ や炭化けい素SiC、ジルコニアZrO ₂ 、窒化アルミAlNなどがある。

 ハウジング2の左右端部内径には、外輪11� ��21の外径に等しい外径の環状の切欠き部が� �けられていることで、位置決め部段差部、4� ��5が形成されている。左右外輪11、21は、そ� �軸方向内側の端面がこの位置決め部4、5に当 接するように、圧入されており、これにより 、左右外輪11、21間の距離Woが所定の値とされ ている。

 左右内輪12、22間には、間座6が設けられ� �おり、各内輪12、22の軸方向内側の端面をこ� ��間座6の左右端面に当接させることにより、 左右内輪12、22間の距離Wiが所定の値とされて いる。内輪12、22間距離Wiは、外輪11、21間距� �Woよりも小さく設定されており、外輪11、21� �ハウジング2に取り付けられた後に、内輪12� �22を回転軸3に圧入することで、内輪12、22間� ��離Wiが確保されている。

 各アンギュラ玉軸受10、20の軸受内部すき まδは、従来と同じばね等による予圧付与状� ��ではなく、正すきま(δ>0)とされている。� ��の軸受内部すきまは、組込み状態において� ��すきまであることはもちろんのこと、ター� ��チャージャ作動時においても、正すきまと� ��れており、外輪11、21間距離Woおよび内輪12� �22間距離Wiは、ターボチャージャ作動時の状� ��を考慮して、その値が設定されている。尚� ��軸受内部すきまδは、ターボチャージャ作� �時の高温状態(例えば、軸受温度で200-300℃)� �基準として設定される。

 上述したように、本発明によれば、ターボ� ��ャージャ作動時の軸受内部すきまは正すき� ��(δ>0)であればよいが、20μm<δ<60μmと� �ることが好ましく、さらに40μm<δ<60μmと することがより好ましい。
 次の理由により、好ましい軸受内部すきま� �の下限値を20μm、40μmとした。ターボチャー� ��ャの運転条件によってはターボチャージャ� ��稼働時間が短くなり、軸受の温度が低下す� ��ことが考えられる。この際には、金属製の� ��道輪は、高温状態(例えば、軸受温度で200-30 0℃)に比べて、寸法収縮するが、セラミック� ��の玉は殆ど寸法収縮しないため、軸受内部� ��きまが小さくなる(詰まる)傾向にある。よ� �て、温度低下時の軸受内部すきまの詰まり� �考慮して、軸受内部すきまδの下限値を20μm� ��40μmとすることが好ましい。
 次の理由により、好ましい軸受内部すきま� �の上限値を60μmとした。軸受内部すきまδが� ��きくなると、回転軸3の軸振れとそれに伴う 振動が大きくなる。また、軸振れが回転軸3� �端部に設けられたタービン羽根車とターボ� �ャージャのケースとの間のすきま(クリアラ� ��ス)より大きくなると、羽根車とケースとが 干渉する問題がある。よって、振動低減およ び、羽根車とケースの干渉防止のため、軸受 内部すきまδの上限値を60μmとすることが好� �しい。

 なお、軸受内部すきまとして、ラジアル� ��きまおよびアキシアルすきまが考えられる� ��、両者とも正すきま、もしくは片方のみ正� ��きまとなるように設定することができ、使� ��条件に応じて適切に設定すればよい。

 従来のようにコイルばねなどによってア� ��ギュラ玉軸受10、20に予圧を付与すると、潤 滑油中に混入した異物がアンギュラ玉軸受10� ��20の転走部に噛み込むことにより、玉13、23� ��摩耗が発生し、接触面圧が大きいことから� ��玉13、23の損傷が大きいものとなる。

 これに対し、上記ターボチャージャ用軸� ��装置1によると、ターボチャージャ作動時高 温状態においても、正すきまが維持され、ま た、外輪11、21間距離Woおよび内輪12、22間距� �Wiが設定されていることで、すきまの絶対値 が所定範囲内に保持されるので、低温から高 温までの広い範囲にわたって玉13、23の損傷� �抑えられ、安定した回転を得ることができ� �。

 外輪11、21間距離Woおよび内輪12、22間距離 Wiを設定するには、上記の実施形態に限られ� ��ものではなく、以下に示すように、種々の� ��態が可能である。以下の説明において、第1 実施形態と同じ構成には同じ符号を付し、そ の説明を省略する。

 図2は、この発明によるターボチャージャ 用軸受装置の第2実施形態を示すもので、ハ� �ジング2に設けられている外輪11、21の位置決 め部段差部、4、5は、第1実施形態のものと同 じであり、第1実施形態で使用されていた左� �内輪12、22間の間座6が省略されるとともに、 回転軸3が段付き状とされることにより、各� �輪12、22を位置決めするための位置決め部段� ��部、7、8が回転軸3に設けられている。回転� ��3は、中央部分3aよりも径が大きくかつ中央� ��分3aの右側に連なる大径部3bと、中央部分3a� ��りも径が小さくかつ中央部分3aの左側に連� �る小径部3cとを有している。そして、右側の 内輪22は、中央部分3aに左方から圧入される� �ともに、大径部3bの左面に位置する段差部7� �その右面が当接させられており、左側の内� �12は、小径部3cに左方から圧入されるととも� ��、中央部分3aの左面に位置する段差部8にそ� ��右面が当接させられている。こうして、こ� ��実施形態では、回転軸3の中央部分3aの軸方� ��長さから右側の内輪22の軸方向長さを引い� �ものが内輪12、22間距離Wiとされている。

 図3は、この発明によるターボチャージャ 用軸受装置の第3実施形態を示すもので、左� �内輪12、22間に介在させられる間座6は、第1� �施形態と同じものとされ、第1実施形態では� ��ウジング2に設けられていた外輪11、21の位� �決め部段差部、4、5に代えて間座9が使用さ� �ている。

 すなわち、左右外輪11、21間にも、間座9� �設けられており、各外輪11、21の軸方向内側� ��端面をこの間座9の左右端面に当接させるこ とにより、左右外輪11、21間の距離Woが所定の 値とされている。

 左右外輪11、21間に介在させられている間 座9には、ハウジング2の潤滑油入口2aおよび� �滑油出口2bにそれぞれ通じている潤滑油流入 通路9aおよび潤滑油排出通路9bが設けられて� �る。

 図4は、この発明によるターボチャージャ 用軸受装置の第4実施形態を示すもので、左� �内輪12、22間には間座6がなく、外輪11、21間� �は間座9が介在させられている。すなわち、� ��輪12、22の位置決めは、図2に示した第2実施� ��態と同じにされ、外輪11、21の位置決めは、 図3に示した第3実施形態と同じにされている� ��