CN101040121A - 涡轮机、涡轮机所使用的压缩机叶轮及涡轮机的制造方法 - Google Patents

涡轮机、涡轮机所使用的压缩机叶轮及涡轮机的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种作为涡轮机的涡轮增压器，其包括：压缩机叶轮(13)，其在背面中央具有突起部(19)；驱动轴(15)，其相对在该压缩机叶轮(13)的突起部(19)设置的有底结合孔(20)仅以过盈配合的配合方式进行结合；轴套(30)，其具有相对压缩机叶轮(13)的突起部(19)的外周部分仅以配合的方式进行结合的筒状部(33)，该轴套(30)由线膨胀系数比压缩机叶轮(13)小的材料形成。因而，即使突起部(19)的结合孔(20)因热膨胀而要扩径，也能够由筒状部(33)抑制其扩径，因此，能够防止驱动轴(15)及结合孔(20)间的松动，从而能够良好地维持结合状态。

Description

涡轮机、涡轮机所使用的压缩机叶轮及涡轮机的制造方法
技术领域
本发明涉及涡轮机、涡轮机所使用的压缩机叶轮及涡轮机的制造方法。
背景技术
一直以来，以涡轮增压器为代表的涡轮机的压缩机叶轮利用螺母固定在与涡轮一体设置的驱动轴。即，在压缩机叶轮上穿设有沿轴向贯通的贯通孔，在该贯通孔中插通驱动轴，并且使螺母与在驱动轴的前端侧刻设的螺纹部分螺合，从而紧固固定。
但是，在这样的结合构造中，由于在压缩机叶轮上设有贯通孔，因此容易在其轴向的中间产生高应力，从而在提高耐久性上存在界限。
因此，提出了取代贯通孔，在压缩机叶轮上设置沿轴向的有底螺纹孔(未贯通的孔)，并使驱动轴与该螺纹孔螺合的结合构造(例如，专利文献1、专利文献2)。另外，在这样的专利文献1及专利文献2中，为了消除螺合部分的晃动、提高同心度，而设有基于孔和驱动轴的过盈配合的嵌合部分。
根据该结合构造，螺纹孔只要达到与驱动轴可靠地螺合的程度即可，因此不需要设置到轴向的中间，从而不易产生高应力。
专利文献1：特表平5-504178号公报
专利文献2：美国专利第5193989号
但是，在专利文献1及专利文献2所述的涡轮增压器中，在其结合时，驱动轴首先与压缩机叶轮侧的螺纹孔螺合，在螺合的过程中相互嵌合，因此存在如下问题：难以得到同心度的螺合部分的结合对嵌合部分产生影响，从而无法正确地得到原本应通过嵌合部分得到的同心度。其结果是，有损生产率，或驱动轴挠曲变形等，在旋转时容易产生不平衡，从而无法如期提高耐久性。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够良好地维持压缩机叶轮和驱动轴的结合状态的涡轮机、该涡轮机所使用的压缩机叶轮及涡轮机的制造方法。
本发明第一方面提供一种涡轮机，其特征在于，具备：
压缩机叶轮，其在背面中央具有突起部；
驱动轴，其与在该压缩机叶轮的突起部设置的有底结合孔嵌合；
筒状构件，其与所述驱动轴同心状地嵌合于与所述驱动轴的嵌合部对应的所述突起部的外周部分。
本发明第二方面的涡轮机，在本发明第一方面的基础上，其特征在于，
所述突起部的有底结合孔和所述驱动轴的嵌合是JIS B 0401所规定的过盈配合，
所述突起部和所述筒状构件的嵌合是JIS B 0401所规定的过渡配合或间隙配合。
在此，过盈配合是在以孔径为基准时，以压入、强力压入、热压配合、冷缩配合等方式使直径大10％左右的轴与有底孔嵌合，由此实现的。
另外，过渡配合通过以滑动配合、压入、冲入等方式使筒状构件与突起部嵌合来实现。
具体地，当设孔径为6mm至10mm时，可通过选择表1所示的轴径的公差区域等级来适当采用过盈配合、过渡配合、间隙配合。
表1
基准孔 轴的公差区域
间隙配合 过渡配合     过盈配合
  H6   g5   h5   js5   k5   m5
  f6   g6   h6   js6   k6   m6   n6   p6
H7   f6   g6   h6   js6   k6   m6   n6   p6   r6   s6   t6  u6   x6
  e7   f7   h7   js7
  H8   f7   h7
  e8   f8   h8
  d9   e9
H9   d8   e8
c9   d9   e9
  H10 b9 c9   d9
本发明第三方面的涡轮机，在本发明第一方面或第二方面的基础上，其特征在于，
所述筒状构件由线膨胀系数比所述压缩机叶轮小的材料形成。
在此，作为压缩机叶轮所采用的材料，例如可以采用铝(线膨胀系数：23.9×10-6l/℃)、硬铝(线膨胀系数：27.3×10-6l/℃)等。
另一方面，作为筒状构件所使用的材料，例如可以采用碳素钢(线膨胀系数：10.1～12.1×10-6l/℃)、铬钢(线热膨胀系数：9.5～11.3×10-6l/℃)、镍钢(线热膨胀系数：18.0×10-6l/℃)等。
本发明第四方面的涡轮机，在本发明第一方面至第三方面中任一方面的基础上，其特征在于，
在所述驱动轴上设有阶梯状的肩部，
在该肩部和所述压缩机叶轮之间夹持有插在所述驱动轴上的轴套。
本发明第五方面的涡轮机，在本发明第四方面的基础上，其特征在于，
所述轴套在所述驱动轴的肩部和所述压缩机叶轮之间，在沿轴向承受面压的状态下受到夹持。
本发明第六方面的涡轮机，在本发明第四方面或第五方面的基础上，其特征在于，
在所述轴套上一体设有所述筒状构件。
本发明第七方面的涡轮机，在本发明第四方面至第六方面中任一方面的基础上，其特征在于，具备：
壳体，其支承所述驱动轴并使其旋转自如；
止推环，其固定在所述驱动轴上；
推力轴承，其夹持在该止推环及所述轴套之间，且固定在所述壳体上。
本发明第八方面的涡轮机，在本发明第七方面的基础上，其特征在于，
在所述轴套上设有在与所述壳体之间密封润滑油及高压空气的密封机构。
本发明第九方面的涡轮机，在本发明第四方面至第八方面中任一方面的基础上，其特征在于，
在所述轴套和所述驱动轴上设有通过相互卡合来抑制向旋转方向的滑动的第一滑动抑制机构。
本发明第十方面的涡轮机，在本发明第一方面至第九方面中任一方面的基础上，其特征在于，
在所述环状构件和所述压缩机叶轮上设有通过相互卡合来抑制向旋转方向的滑动的第二滑动抑制机构。
本发明第十一方面的涡轮机，在本发明第一方面至第十方面中任一方面的基础上，其特征在于，
在所述压缩机叶轮和所述驱动轴上设有通过相互卡合来抑制向旋转方向的滑动的第三滑动抑制机构。
本发明第十二方面的涡轮机，在本发明第一方面至第十一方面中任一方面的基础上，其特征在于，
在所述压缩机叶轮上设有容易分离所述驱动轴及所述有底孔的嵌合状态、和所述突起部外周部分及所述筒状构件的嵌合状态的拆装机构。
在此，拆装机构优选沿与压缩机叶轮结合的驱动轴设在与压缩机叶轮的突起部相反侧，例如，可由阴螺纹孔状、阳螺纹孔状及凸起部等构成拆装机构。
本发明第十三方面提供一种压缩机叶轮，其用于涡轮机，其特征在于，
具有从背面中央突出的筒状的突起部，
该突起部的内周部分及外周部分分别作为用于装入所述涡轮机的第一结合部及第二结合部。
本发明第十四方面提供一种涡轮机的制造方法，所述涡轮机具备：
压缩机叶轮，其在背面中央具有突起部；
驱动轴，其与在该压缩机叶轮的突起部设置的有底结合孔嵌合；
壳体，其支承该驱动轴并使其旋转自如；和
筒状构件，其与所述驱动轴同心状地嵌合于与所述驱动轴的嵌合部对应的所述突起部的外周部分，
该涡轮机的制造方法的特征在于，包括：
将所述驱动轴插入所述壳体内，使该驱动轴的前端从所述壳体露出的工序；
将所述驱动轴插入所述筒状构件的工序；
将所述驱动轴的前端压入所述压缩机叶轮的结合孔，并且将所述筒状构件压入所述突起部的工序。
(发明效果)
以上，根据本发明第一方面，尽管驱动轴与压缩机叶轮的突起部嵌合，但是由于筒状构件与该突起部的外周嵌合，因此即使驱动轴或压缩机叶轮因涡轮机的驱动而变为高温，压缩机叶轮膨胀，驱动轴的嵌合状态出现松动，由于外周侧的筒状构件的嵌合状态强，因此也能够防止驱动轴从压缩机叶轮的突起部容易脱落的情况，从而能够可靠地提高耐久性。
根据本发明第二方面，通过使突起部的有底结合孔和驱动轴的嵌合为过盈配合，使突起部和筒状构件的嵌合为过渡配合或间隙配合，由此即使将驱动轴压入有底结合孔等，突起部的外周扩张，也由于突起部和筒状构件之间的嵌合缓和，而能够使筒状构件与突起部外周可靠地嵌合。
根据本发明第三方面，通过由线膨胀系数比压缩机叶轮小的材料形成筒状构件，由此即使压缩机叶轮变为高温而膨胀，也由于筒状构件的伴随高温的膨胀小于压缩机叶轮，而使外周的嵌合更加紧密，从而能够牢固地维持驱动轴及压缩机叶轮的嵌合。
根据本发明第四方面，能够将压缩机叶轮和轴套配置在驱动轴上的适当的轴向位置。
根据本发明第五方面，由于轴套在压缩机叶轮和肩部之间以承受面压的状态受到夹持，因此，能够使轴套与驱动轴一起可靠地旋转。
根据本发明第六方面，由于筒状构件一体设置于轴套，因此能够减少部件数目和组装工时。
根据本发明第七方面，由于推力轴承夹持在轴套和止推环之间，因此能够可靠地防止驱动轴经由轴套及止推环在轴向上偏移。另外，由于是在2部件间夹持推力轴承的结构，因此与在轴套上设置沿周向的槽，在该槽中配置马蹄形的推力轴承的结构不同，能够使用圆环状的推力轴承，从而能够在整周上高平衡性支承旋转面。
根据本发明第八方面，由于在轴套上设有对润滑油及高压空气进行密封的密封机构，因此不必担心在压缩机叶轮侧的高压的供给气进入驱动轴的润滑部分而泄露，或润滑部分的润滑油向增压空气侧漏出而混合等情况。
根据本发明第九方面，由于在轴套和驱动轴上设有第一滑动抑制机构，因此，能够使轴套和驱动轴一体旋转，从而能够防止在它们之间产生烧粘等。
根据本发明第十、十一方面，由于在筒状构件和压缩机叶轮上设有第二滑动抑制机构，在压缩机叶轮和驱动轴上设有第三滑动抑制机构，因此，与仅以相互的配合进行结合的情况相比，能够减轻施加于结合面的负担，从而能够可靠地对抗滑动。
根据本发明第十二方面，通过在压缩机叶轮上设置拆装机构，由此可采用拆装机构容易地分离压缩机叶轮及驱动轴的嵌合部分，从而能够容易地进行故障时的修理。
根据本发明第十三方面，由于利用突起部的外周部分及内周部分这两方的结合部将压缩机叶轮装入涡轮机，因此，与利用内周部分进行结合的现有技术比较，能够增大结合强度，从而能够提高耐久性。
根据本发明第十四方面，由于能够在将驱动轴插入壳体后，将筒状构件插入驱动轴，依次进行压缩机叶轮向结合孔的压入和筒状构件向突起部的压入，因此，作业容易且能够缩短组装时间。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的涡轮机的剖视图；
图2是表示涡轮机的主要部分的剖视图；
图3是本发明的第二实施方式的结合部分的剖视图；
图4是本实施方式的驱动轴的主视图；
图5是本实施方式的轴套的主视图；
图6是本实施方式的压缩机叶轮的主视图；
图7A是本发明的第三实施方式的结合部分的图7B的A-A线剖视图；
图7B是本实施方式的驱动轴的侧视图；
图8A是本实施方式的轴套的侧剖视图；
图8B是本实施方式的轴套的后视图。
图中：1-涡轮增压器(涡轮机)；13-压缩机叶轮；15-驱动轴；16-壳体(非旋转构件)；18-肩部；19-突起部，19A-第二结合部；20-结合孔；20A-第一结合部；30-轴套；31-止推环；32-推力轴承；33-筒状部(筒状构件)；34-密封环(密封机构)；43、56-第一滑动抑制机构；46-第二滑动抑制机构；49、53-第三滑动抑制机构。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的各实施方式。还有，在后述的第二实施方式以后，对与下述的第一实施方式相同的构件标注相同符号，省略或简化在第二实施方式以后的它们的详细说明。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的第一实施方式的涡轮增压器(涡轮机)1的剖视图，图2是表示涡轮增压器1的主要部分的剖视图。
如图1所示，涡轮增压器1例如是搭载在汽油发动机或柴油发动机上的涡轮增压器，且具备与向未图示的发动机连接的吸气管路的途中连接的压缩机11和与排气管路的途中连接的排气涡轮12。
压缩机11具有通过旋转来压缩来自外部的吸气的压缩机叶轮13。
压缩机叶轮13虽然省略了图示，但在正面观察大致圆形状的毂上安装有沿旋转方向排列的多个叶片，并由铝合金制的铸造品形成。该压缩机叶轮13的大致中央突出为山形状，在其前端的平坦部分形成有作为拆装机构的阴螺纹孔131。该阴螺纹孔131在按照后述的制造顺序来完成压缩机叶轮13和驱动轴15的嵌合后，再次使它们分离的情况下使用，在本实施方式中，是为了在使省略了图示的拆下工具与阴螺纹孔131螺合并拉拔时，使分离容易化而设置的。
排气涡轮12具有利用流入的排出气体而旋转的涡轮机叶轮14，在涡轮机叶轮14上通过摩擦压接或TIG焊接或MIG焊接等一体形成有钢制的驱动轴15。而且，该驱动轴15由在壳体16内设置的全浮动轴承(full floatbearing)17支承并可旋转，且在驱动轴15的前端侧结合有压缩机叶轮13。
以下，参照图2详细说明压缩机叶轮13和驱动轴15的结合部分。
在压缩机叶轮13的背面侧的中央即与涡轮机叶轮14对置的一侧的中央设有向该涡轮机叶轮14侧突出的突起部19。在该突起部19部分朝向轴向的里侧设有结合孔20。
该结合孔20是用于插入驱动轴15而结合的孔，而并不是贯通压缩机叶轮13的现有那样的贯通孔，是有底的孔。结合孔20的内周部分作为结合驱动轴15的第一结合部20A。
在驱动轴15的前端侧，设有插入压缩机叶轮13的结合孔20中且与该第一结合部20A嵌合的嵌合轴部15A，在比嵌合轴部15A靠基端侧的位置设有插入轴套30的插入部15B。
嵌合轴部15A和第一结合部20A的嵌合状态形成为孔基准的过盈配合(在JIS的配合记号下，例如是H6/u6)。此外，没有现有那样的螺纹止动的结构，压缩机叶轮13和驱动轴15仅通过嵌合来进行结合。
轴套30由压缩机叶轮13侧的面开口的大致圆筒状体构成，是线膨胀系数比铝制的压缩机叶轮13小的钢制。
在该轴套30上设有插入驱动轴15的插通孔30A，并且在比插通孔30A靠压缩机叶轮13侧的位置一体设有具有与插通孔30A连通的嵌合孔部33A的筒状部(筒状构件)33。
筒状部33的嵌合孔部33A其直径比插通孔30A大，插入压缩机叶轮13的突起部19而嵌合。即，插入的突起部19的外周部分作为与嵌合孔部33A结合的第二结合部19A。
嵌合孔部33A和第二结合部19A的嵌合状态是孔基准的间隙配合或过渡配合(在JIS的配合记号下，例如是H6/h6、H6/k6)，嵌合轴部15A和第一结合部20A的嵌合设定得更紧密。
由此在不受嵌合孔部33A和第二结合部19A的嵌合影响的情况下可靠地确保驱动轴15和压缩机叶轮13的同心度。还有，在此也没有螺纹止动的结构，压缩机叶轮13和筒状部33(轴套)仅通过嵌合进行结合。
于是，由于在突起部19的第二结合部19A上嵌合有线膨胀系数比压缩机叶轮13小的筒状部33，因此即使驱动轴15或压缩机叶轮13成为高温，压缩机叶轮13侧更加热膨胀而使结合孔20要扩径的情况下，也能够通过筒状部33来抑制其膨胀，能够防止驱动轴15从突起部19的结合孔20中容易脱落的情况，从而能够可靠地提高耐久性。
而且，由于在压缩机叶轮13侧并未设有贯通孔而是设有有底的结合孔20，因此在压缩机叶轮13的内部中央不易产生高应力，从而能够大幅提高耐久性。
另外，由于驱动轴15和压缩机叶轮13并非螺合，而是仅通过第一结合部20A及嵌合轴部15A，以相互过盈配合的嵌合进行结合，因此，在嵌合部分的同心度上能够更加高精度地组装，而且与现有的螺合结构不同，完全不产生驱动轴15的变形或螺纹牙部分的咬住等，从而组装性也良好。
另外，轴套30通过使压缩机叶轮13与驱动轴15嵌合，而被推压向驱动轴15上设置的阶梯状的肩部18侧，从而在压缩机叶轮13和肩部18之间在承受轴向的面压的状态下受到夹持。因而，轴套30并不是相对驱动轴15处于结合，而是在承受面压的状态下受到夹持，由此，压缩机叶轮13及轴套30被配置在驱动轴15上的适当的轴向位置，另外，轴套30与驱动轴15一体旋转。
而且，在轴套30和肩部18之间配置有止推环31，该止推环31也在承受面压的状态下受到夹持，仍然固定在驱动轴15上并一体旋转。
进而，在设置于轴套30上的与止推环31抵接的抵接部30B的外周侧，由该轴套30和止推环31夹持而配置有推力轴承32。该推力轴承32形成为可插通抵接部30B的圆环状，并固定在设置于壳体16的凹部空间16A内。圆环状的推力轴承32，与马蹄形的推力轴承不同，可在整周上高平衡性支承轴套30和止推环31的旋转面。
而且，轴套30收容在壳体16的凹部空间16A内而配置，不过所述筒状部33从凹部空间16A稍微向压缩机叶轮13侧突出设置。在该筒状部33的基端侧外周部的整周上设有凹槽，且在凹槽内沿轴向并排设置并嵌入有一对密封环(密封机构)34。
密封环34与覆盖推力轴承32而配置在凹部空间16A内的保持环35接触，从而对凹部空间16A的内外进行密封。即，不需要担心如下的情况：向推力轴承32供给的润滑油通过密封环34而从凹部空间16A侧向压缩机叶轮13侧漏出，或在压缩机叶轮13侧产生的高压的供给气通过凹部空间16A内的润滑部分而泄漏。还有，在保持环35的外侧设有卡止环36，从而防止保持环35从凹部空间16A脱落。
在制造如此的涡轮增压器1时，首先，预先在壳体16内配置全浮动轴承17，然后从排气涡轮12侧将与涡轮机叶轮14一体的驱动轴15插入该全浮动轴承17内。
然后，相对从壳体16的凹部空间16A突出的驱动轴15插入止推环31，在凹部空间16A内依次配置推力轴承32、保持环35、卡止环36，进而，将轴套30插在驱动轴15上。
此时，由于在轴套30上一体设有筒状部33，因此不需要独立地装入筒状部33。
然后，将驱动轴15的嵌合轴部15A压入结合孔20中，并且将筒状部33压入突起部19的外周面而使其嵌合。由此，完成压缩机叶轮13向涡轮增压器1中的组装。
[第二实施方式]
接着，说明本发明的第二实施方式。
在所述第一实施方式中，驱动轴15的前端形成为圆柱形状，压入嵌合到圆形状的有底孔20，进而，在圆柱状的突起部19上嵌合固定有圆筒状的筒状部33。
与此相对，在本发明的第二实施方式中，如图3所示，不同点在于：在压缩机叶轮13、驱动轴15及轴套30的结合部分设有抑制向旋转方向的滑动的滑动抑制机构43、46、49。还有，图4表示驱动轴15的主视图，图5表示轴套30的主视图，图6表示压缩机叶轮13的主视图。
如图3所示，在驱动轴15上安装轴套30的部分刻设有阳螺纹部41，在轴套30上刻设有与该阳螺纹部41螺合的阴螺纹部42，通过该部分的螺合将轴套30安装到驱动轴15上，并且防止了轴套30绕驱动轴15滑动或空转的情况。即，通过这些螺纹部41、42形成了本发明的第一滑动抑制机构43。
另外，在压缩机叶轮13中，如图6所示，在突起部19的外周部基端侧通过平行的一对平坦面44形成了二面幅度部分，在轴套30的筒状部33上，如图5所示，设有卡止在所述平坦面44上的卡止槽45。在突起部19和轴套30嵌合的状态下，卡止槽45卡止在平坦面45上，从而在筒状部33和突起部19之间抑制旋转方向的滑动。即，通过平坦面44及卡止槽45形成了本发明的第二滑动抑制机构46。
进而，如图4所示，在驱动轴15上，在嵌合轴部15A的基端侧也通过平行的一对平坦面47形成了二面幅度部分，在压缩机叶轮13的突起部19上，如图6所示，设有卡止在所述平坦面47上的卡止槽48。在驱动轴15和突起部19嵌合的状态下，卡止槽48卡止在平坦面47上，从而在驱动轴15和突起部19之间抑制旋转方向的滑动。即，通过平坦面47及卡止槽48形成了本发明的第三滑动抑制机构49。
此外，在驱动轴15的前端设有朝向前端侧突出的卡合片51，该卡合片51进入在突起部19的结合孔20的里面部分设置的卡合孔52而卡合。通过这些卡合片51及卡合孔52的卡合，也能够在驱动轴15和突起部19之间抑制旋转方向的滑动，因而，可以说卡合片51及卡合孔52形成了本发明的另一第三滑动抑制机构53。
[第三实施方式]
图7A、图7B及图8A、图8B分别表示作为本发明的第三实施方式的、驱动轴15及轴套30的又一变形例。所述第二实施方式的第一滑动抑制机构43是由驱动轴15的阳螺纹部41及轴套30的阴螺纹部42形成的，但是在本实施方式中，通过二面幅度结构形成了第一滑动抑制机构56。
具体地，如图7A、图7B所示，在驱动轴15的插入部15B(插入轴套30的部分)基端侧通过平行的一对平坦面54形成了二面幅度部分，在图8A、图8B所示的轴套30的插通孔30A的外侧开口部分设有卡止在所述平坦面54上的卡止槽55。在轴套30插在驱动轴15上的状态下，卡止槽55卡止在平坦面54上，从而在驱动轴15和轴套30之间抑制旋转方向的滑动。即，通过平坦面54及卡止槽55形成了第一滑动抑制机构56。其他部分的形状与第二实施方式大致相同。
还有，本发明并不限定于所述实施方式，包括能够达成本发明的目的的其他结构等、如以下所示的变形例等也包含在本发明中。
例如，在所述第二、第三实施方式中，设有第一至第三滑动抑制机构43、46、49、53、56，但是若在驱动轴15和轴套30上设有第一滑动抑制机构43、56，在驱动轴15和压缩机叶轮13上设有第三滑动抑制机构49、53，则必然在压缩机叶轮13和轴套30之间不会产生滑动，因此可省略第二滑动抑制机构46。
在所述实施方式中，筒状部33一体设置在轴套30上，但是也可以将这样的筒状部33作为圆环状的筒状构件而与轴套30独立地设置。而且，在采用了独立的筒状构件时，只要使筒状构件的材料的线膨胀系数小于压缩机叶轮13，并相对突起部19进行配合及嵌合即可。
此外，用于实施本发明的最优结构、方法等在以上的记载中已公开，但是，本发明并不限定于此。即，本发明只是主要针对特定的实施方式进行特别的图示及说明，但是，本领域普通技术人员能够在不脱离本发明的技术思想及目的的范围的情况下，对以上所述实施方式，在形状、数量、其他详细结构上进行各种各样的变形。
因而，对所述公开的形状、数量等进行限定的记载只是为了容易理解本发明而例示的记载，并不对本发明进行限定，因此，除去了这些形状、数量等的局部限定或全部限定后的构件的名称的记载也包含在本发明中。
(工业上的可利用性)
本发明可利用于在汽油发动机或柴油发动机中搭载的涡轮增压器，除此之外，还可利用于具备压缩机叶轮及对其进行驱动的驱动轴的涡轮压缩机、涡轮喷气发动机、涡轮送风机、涡轮冷冻机等涡轮机。

Claims (14)

1.一种涡轮机，其特征在于，具备：
压缩机叶轮，其在背面中央具有突起部；
驱动轴，其与在该压缩机叶轮的突起部设置的有底结合孔嵌合；
筒状构件，其与所述驱动轴同心状地嵌合于与所述驱动轴的嵌合部对应的所述突起部的外周部分。
2.如权利要求1所述的涡轮机，其特征在于，
所述突起部的有底结合孔和所述驱动轴的嵌合是JIS B 0401所规定的过盈配合，
所述突起部和所述筒状构件的嵌合是JIS B 0401所规定的过渡配合或间隙配合。
3.如权利要求1或2所述的涡轮机，其特征在于，
所述筒状构件由线膨胀系数比所述压缩机叶轮小的材料形成。
4.如权利要求1至3中任一项所述的涡轮机，其特征在于，
在所述驱动轴上设有阶梯状的肩部，
在该肩部和所述压缩机叶轮之间夹持有插在所述驱动轴上的轴套。
5.如权利要求4所述的涡轮机，其特征在于，
所述轴套在所述驱动轴的肩部和所述压缩机叶轮之间，在沿轴向承受面压的状态下受到夹持。
6.如权利要求4或5所述的涡轮机，其特征在于，
在所述轴套上一体设有所述筒状构件。
7.如权利要求4至6中任一项所述的涡轮机，其特征在于，具备：
壳体，其支承所述驱动轴并使其旋转自如；
止推环，其固定在所述驱动轴上；
推力轴承，其夹持在该止推环及所述轴套之间，且固定在所述壳体上。
8.如权利要求7所述的涡轮机，其特征在于，
在所述轴套上设有在与所述壳体之间密封润滑油及高压空气的密封机构。
9.如权利要求4至8中任一项所述的涡轮机，其特征在于，
在所述轴套和所述驱动轴上设有通过相互卡合来抑制向旋转方向的滑动的第一滑动抑制机构。
10.如权利要求1至9中任一项所述的涡轮机，其特征在于，
在所述环状构件和所述压缩机叶轮上设有通过相互卡合来抑制向旋转方向的滑动的第二滑动抑制机构。
11.如权利要求1至10中任一项所述的涡轮机，其特征在于，
在所述压缩机叶轮和所述驱动轴上设有通过相互卡合来抑制向旋转方向的滑动的第三滑动抑制机构。
12.如权利要求1至11中任一项所述的涡轮机，其特征在于，
在所述压缩机叶轮上设有容易分离所述驱动轴及所述有底孔的嵌合状态、和所述突起部外周部分及所述筒状构件的嵌合状态的拆装机构。
13.一种压缩机叶轮，其用于涡轮机，其特征在于，
具有从背面中央突出的筒状的突起部，
该突起部的内周部分及外周部分分别作为用于装入所述涡轮机的第一结合部及第二结合部。
14.一种涡轮机的制造方法，所述涡轮机具备：
压缩机叶轮，其在背面中央具有突起部；
驱动轴，其与在该压缩机叶轮的突起部设置的有底结合孔嵌合；
壳体，其支承该驱动轴并使其旋转自如；和
筒状构件，其与所述驱动轴同心状地嵌合于与所述驱动轴的嵌合部对应的所述突起部的外周部分，
该涡轮机的制造方法的特征在于，包括：
将所述驱动轴插入所述壳体内，使该驱动轴的前端从所述壳体露出的工序；
将所述驱动轴插入所述筒状构件的工序；
将所述驱动轴的前端压入所述压缩机叶轮的结合孔，并且将所述筒状构件压入所述突起部的工序。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102767398A (zh) * 2012-07-04 2012-11-07 联优机械(常熟)有限公司 透平膨胀机的叶轮与主轴的配合结构
CN102828993A (zh) * 2011-06-15 2012-12-19 霍尼韦尔国际公司 叶轮和可更换的突鼻件
CN102939464A (zh) * 2010-03-17 2013-02-20 东京电力株式会社 轴流压缩机
CN105378247A (zh) * 2013-07-26 2016-03-02 博格华纳公司 包括轴对称供给空腔的涡轮增压器吹扫密封件
CN105863740A (zh) * 2016-03-24 2016-08-17 中国北方发动机研究所(天津) 高可靠性增压器涡轮转轴互锁式连接结构
CN107002703A (zh) * 2014-10-09 2017-08-01 克里奥斯塔股份有限公司 以高速旋转的涡轮机构
US10227992B2 (en) 2013-07-03 2019-03-12 Continental Automotive Gmbh Rotor for a turbocharger device, turbocharger device having a rotor, and shaft for a rotor of said type
CN110242354A (zh) * 2019-05-28 2019-09-17 华电电力科学研究院有限公司 一种改进的高效径向透平分布式余压发电系统及其工作方法

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20071100A1 (it) * 2007-05-30 2008-11-30 Nuovo Pignone Spa Sistema di ancoraggio per le giranti di una macchina rotativa a fluido
WO2009125452A1 (ja) * 2008-04-08 2009-10-15 株式会社Ihi ターボチャージャ
DE102008056058A1 (de) * 2008-08-04 2010-02-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgasturbolader und Verfahren zur Montage eines solchen Abgasturboladers
DE102008056059B4 (de) * 2008-08-04 2010-11-18 Mtu Friedrichshafen Gmbh Abgasturbolader und Verfahren zur Montage eines Abgasturboladers
DE102009015862A1 (de) * 2009-04-01 2010-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Getriebeverdichterrotor für Kaltgasanwendungen
DE102009035629A1 (de) * 2009-07-31 2011-02-17 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Ladevorrichtung, insbesondere Abgasturbolader für ein Kraftfahrzeug
JP4856748B2 (ja) * 2009-10-22 2012-01-18 本田技研工業株式会社 過給機
DE102009060056A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 BorgWarner Inc., Mich. Wellenverband eines Abgasturboladers
EP2676022A2 (en) 2011-02-18 2013-12-25 Ethier, Jason Fluid flow devices with vertically simple geometry and methods of making the same
DE112012004142T5 (de) * 2011-11-23 2014-06-26 Borgwarner Inc. Abgasturbolader
GB201122236D0 (en) * 2011-12-23 2012-02-01 Napier Turbochargers Ltd Connector
GB2498361A (en) * 2012-01-10 2013-07-17 Napier Turbochargers Ltd Silicon carbide reinforced aluminium alloy turbocharger impeller
WO2013106303A1 (en) * 2012-01-13 2013-07-18 Borgwarner Inc. Sealing system and turbocharger incorporating the same
IN2014DN09636A (zh) * 2012-04-24 2015-07-31 Borgwarner Inc
RU2014148095A (ru) * 2012-05-16 2016-06-27 Боргварнер Инк. Масляное уплотнение маслоотбойного кольца и турбонагнетатель, содержащий такое масляное уплотнение
GB201220300D0 (en) * 2012-11-12 2012-12-26 Cummins Ltd Turbomachine bearing assembly preloading arrangement
US10309300B2 (en) 2013-02-22 2019-06-04 Borgwarner Inc. Electric rotor fit onto a turbomachine shaft
JP6232713B2 (ja) * 2013-03-06 2017-11-22 株式会社島津製作所 真空ポンプ
US20140322019A1 (en) * 2013-04-30 2014-10-30 Dresser Inc. Rotary element and compressor device comprised thereof
US9664050B2 (en) 2013-10-25 2017-05-30 Ecomotors, Inc. Bearings for a turbomachine having an electric motor
US10578116B2 (en) * 2013-12-11 2020-03-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Rotational body and method for manufacturing the same
KR20160132876A (ko) * 2014-03-11 2016-11-21 보르그워너 인코퍼레이티드 압축기 휠-샤프트 조립체
US10030580B2 (en) 2014-04-11 2018-07-24 Dynamo Micropower Corporation Micro gas turbine systems and uses thereof
WO2016201171A1 (en) * 2015-06-11 2016-12-15 Eaton Corporation Bearing plate for supercharger
DE102016119233A1 (de) * 2016-10-10 2018-04-12 Ihi Charging Systems International Gmbh Laufzeug für einen Abgasturbolader und Abgasturbolader
DE102017207259A1 (de) * 2017-04-28 2018-10-31 Continental Automotive Gmbh Turbolader für eine Brennkraftmaschine, Turboladerläufer und Verdichterrad
US11585348B2 (en) * 2019-03-14 2023-02-21 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Compressor wheel device and supercharger
US11401942B2 (en) 2020-05-15 2022-08-02 Garrett Transportation I Inc Fastener arrangement for rotating group of turbomachine
US11674406B2 (en) 2021-08-06 2023-06-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Variable gap between impeller rotor and static structure
US11719243B2 (en) * 2021-08-06 2023-08-08 Pratt & Whitney Canada Corp. Impeller rotor configured with wear resistant seal land
US20230323874A1 (en) * 2022-04-12 2023-10-12 Delphi Technologies Ip Limited Fluid pump with thrust bearing driver

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48100205U (zh) * 1972-02-28 1973-11-26
GB1430308A (en) * 1973-04-06 1976-03-31 Woollenweber W E Rotatable assembly
US4340317A (en) * 1981-05-07 1982-07-20 Northern Research & Engineering Corp. Splineless coupling means
JPS6026197A (ja) * 1983-07-21 1985-02-09 Asahi Glass Co Ltd タ−ボ機械とそのための翼車片
JPS6023220U (ja) * 1983-07-22 1985-02-18 トヨタ自動車株式会社 タ−ボチャ−ジャ用ロ−タ
JPS611693U (ja) * 1984-06-11 1986-01-08 日産自動車株式会社 圧縮機インペラ
JPH0216079Y2 (zh) * 1985-03-19 1990-05-01
JPS6326701U (zh) * 1986-08-05 1988-02-22
US4986733A (en) * 1989-10-30 1991-01-22 Allied-Signal, Inc. Turbocharger compressor wheel assembly with boreless hub compressor wheel
JP2815697B2 (ja) * 1990-10-31 1998-10-27 日本特殊陶業株式会社 過給機およびタービン羽車体
US5176497A (en) * 1991-01-22 1993-01-05 Allied-Signal Inc. Boreless hub compressor wheel assembly for a turbocharger
US5193989A (en) * 1991-07-19 1993-03-16 Allied-Signal Inc. Compressor wheel and shaft assembly for turbocharger
JPH0521200U (ja) * 1991-09-02 1993-03-19 株式会社神戸製鋼所 遠心圧縮機用ロータ
US6116855A (en) * 1998-07-27 2000-09-12 Hypro Corporation Flexible impeller removal system
JP2003139156A (ja) * 2001-11-05 2003-05-14 Kawasaki Heavy Ind Ltd 組立回転体およびその締結機構
DE50308692D1 (de) 2002-05-06 2008-01-10 Abb Turbo Systems Ag Befestigungsvorrichtung für ein laufrad auf einer welle
GB2392477A (en) 2002-08-24 2004-03-03 Alstom Turbocharger
JP2004090130A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ＴｉＡｌ基合金と鋼材の接合方法
GB0224721D0 (en) * 2002-10-24 2002-12-04 Holset Engineering Co Compressor wheel assembly
US6896479B2 (en) * 2003-04-08 2005-05-24 General Motors Corporation Turbocharger rotor
US7052241B2 (en) * 2003-08-12 2006-05-30 Borgwarner Inc. Metal injection molded turbine rotor and metal shaft connection attachment thereto

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102939464A (zh) * 2010-03-17 2013-02-20 东京电力株式会社 轴流压缩机
CN102939464B (zh) * 2010-03-17 2015-09-30 东京电力株式会社 轴流压缩机
CN102828993A (zh) * 2011-06-15 2012-12-19 霍尼韦尔国际公司 叶轮和可更换的突鼻件
CN102767398A (zh) * 2012-07-04 2012-11-07 联优机械(常熟)有限公司 透平膨胀机的叶轮与主轴的配合结构
US10227992B2 (en) 2013-07-03 2019-03-12 Continental Automotive Gmbh Rotor for a turbocharger device, turbocharger device having a rotor, and shaft for a rotor of said type
CN105378247A (zh) * 2013-07-26 2016-03-02 博格华纳公司 包括轴对称供给空腔的涡轮增压器吹扫密封件
CN107002703A (zh) * 2014-10-09 2017-08-01 克里奥斯塔股份有限公司 以高速旋转的涡轮机构
CN107002703B (zh) * 2014-10-09 2020-03-03 克里奥斯塔股份有限公司 以高速旋转的涡轮机构
CN105863740A (zh) * 2016-03-24 2016-08-17 中国北方发动机研究所(天津) 高可靠性增压器涡轮转轴互锁式连接结构
CN110242354A (zh) * 2019-05-28 2019-09-17 华电电力科学研究院有限公司 一种改进的高效径向透平分布式余压发电系统及其工作方法
CN110242354B (zh) * 2019-05-28 2024-03-29 华电电力科学研究院有限公司 一种改进的高效径向透平分布式余压发电系统及其工作方法

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