CN103748335B - 压缩机壳体以及废气涡轮增压器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供压缩机壳体以及废气涡轮增压器。压缩机壳体(10)具备：包围压缩机叶轮的护罩部件(30)；以及设置在护罩部件(30)的内周面中的位于压缩机叶轮的外周侧且与该压缩机叶轮对置的对置面(33)的密封部件(40)。密封部件(40)形成为筒状并且由相对于压缩机叶轮具有易切性的材料形成。密封部件(40)被压入至护罩部件(30)的对置面(33)。
Description
技术领域
本发明涉及利用废气能量使压缩机叶轮旋转来进行增压的废气涡轮增压器以及包围压缩机叶轮的压缩机壳体。
背景技术
以往，作为这种压缩机叶轮以及废气涡轮增压器，例如存在专利文献1所记载的压缩机叶轮以及废气涡轮增压器(以下，称为增压器)。
专利文献1所记载的增压器的压缩机壳体具有包围压缩机叶轮(8)的壳体主体(9)。在壳体主体(9)的、位于压缩机叶轮(8)的叶片(13A)的外周侧且与之对置的对置面(14)，设置有呈大致圆筒状且由相对于压缩机叶轮(8)具有易切性的树脂材料形成的密封部件(15)，即所谓耐磨密封(abratorseal)。
在此，在密封部件(15)的外周面上遍及整周地形成槽(15a)。另外，在与该槽(15a)对置的对置面(14)遍及整周上地形成凹部(14a)。
当将密封部件(15)向壳体主体(9)组装时，在使卡环(22)嵌合于槽(15a)的状态下，通过将密封部件(15)插入至壳体主体(9)的对置面(14)的内周，使得卡环(22)嵌合于槽(15a)与凹部(14a)的双方。这样，通过隔着卡环(22)将密封部件(15)组装于对置面(14)，抑制密封部件从壳体主体(9)脱落。
另外，以往还存在通过喷镀在壳体主体的对置面形成密封部件的技术、通过注塑成形形成密封部件的技术。
专利文献1：日本特开平11-173153号公报
然而，在专利文献1所记载的密封部件的安装构造的情况下，为了将密封部件组装于壳体主体的对置面，需要另外准备卡环等。
另外，在通过喷镀在壳体主体的对置面形成密封部件的情况、通过注塑成形在壳体主体的对置面形成密封部件的情况下，由于高温材料直接流入到对置面，因此担心壳体主体被加热而产生热变形。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况而形成的，其目的在于提供一种不会使壳体主体产生热变形并且无需借助其他部件壳体就能够确切地将密封部件安装于壳体主体的对置面的压缩机壳体以及废气涡轮增压器。
以下，对用于解决上述课题的手段及其作用效果进行记载。
为了实现上述目的，基于本发明的压缩机壳体，具备：包围压缩机叶轮的壳体主体；以及密封部件，该密封部件设置于壳体主体的内周面中的位于压缩机叶轮的外周侧且与该压缩机叶轮对置的对置面，上述密封部件形成为筒状并且由相对于压缩机叶轮具有易切性的材料形成，其中，密封部件被压入至壳体主体的上述对置面。
根据该结构，由于密封部件通过压入壳体主体的对置面而被组装，因此无需借助卡环等的其他部件便能够将密封部件安装于壳体主体。另外，与相对于对置面通过喷镀形成密封部件情况或通过注塑成形形成密封部件的情况不同，无需加热壳体主体便可设置密封部件。因此，能够不使壳体主体产生热变形并且无需借助其他部件便将密封部件确切地安装于壳体主体的对置面。
在这种情况下，优选为采用在密封部件的外周面形成有凸部或凹部，在壳体主体的上述对置面形成有与上述凸部或凹部嵌合的凹部或凸部这样的方式。
根据这样的结构，由于形成于密封部件的外周面的凸部或凹部和壳体主体的对置面的与上述凸部或凹部对置的凹部或凸部相互嵌合，因此即使在壳体主体的对置面与密封部件的压接状态松懈的情况下，也能够抑制密封部件从壳体主体的对置面拔出。
另外，在这种情况下，优选为采取密封部件的上述凸部或凹部在密封部件的径向上相比压接于壳体主体的上述对置面的压接部位于密封部件的压入方向前方这样的方式。
根据这样的结构，在密封部件的外周面与壳体主体的对置面之间，相比密封部件的凸部或凹部与壳体主体的凹部或凸部的嵌合位置靠压入方向后方被各压接部密封。因此，能够很好地抑制水等从密封部件的压入方向后方浸入到上述嵌合位置。
另外，优选为采取在壳体主体的上述对置面形成有在密封部件的压入方向上对该密封部件进行定位的定位部这样的方式。
根据这样的结构，当将密封部件相对于壳体主体的对置面压入时，通过形成于该对置面的定位部限制密封部件朝压入方向前方的移位，因此能够容易并且确切地进行密封部件相对于对置面的定位。
在这种情况下，优选为采取上述定位部形成为将壳体主体的上述对置面中的位于相比与密封部件压接的压接部靠该密封部件的压入方向前方的部位朝内周侧突出的台阶部这样的方式。
根据这样的结构，通过密封部件与形成于壳体主体的对置面的台阶部抵接来限制密封部件朝压入方向前方的移位。另外，由于台阶部与密封部件相互抵接，因此能够很好地抑制水等经由它们之间浸入到对置面与密封部件的外周面之间。
另外，在这些情况下，优选为采取壳体主体的上述对置面在密封部件的轴线方向上只有上述定位部与密封部件接触这样的方式。
根据这样的结构，由于当相对于壳体主体的对置面压入密封部件时，在密封部件的轴线方向上定位部、压接部以外的部位不与密封部件干涉，因此能够确切地进行密封部件的压入以及定位。
另外，优选为采取壳体主体的上述对置面只有在密封部件的径向上与上述对置面压接的压接部在密封部件的径向上与密封部件接触这样的方式。
根据这样的结构，当相对于壳体主体的对置面压入密封部件时，在密封部件的径向上压接部以外的部位不与密封部件干涉，因此能够确切地使密封部件的外周面压接于对置面。
另外，优选为采取壳体主体包括：具有划分形成压缩机壳体的蜗形空间的内表面的蜗形部件；以及具有划分形成上述蜗形空间的外周面以及上述对置面的护罩部件这样的方式。
另外，优选为形成具有上述发明的压缩机壳体，通过废气的能量使压缩机叶轮旋转来进行增压的废气涡轮增压器这样的结构。
附图说明
图1是针对本发明的一实施方式局部示出构成废气涡轮增压器的压缩机的剖面构造的剖视图。
图2是放大示出以该实施方式的护罩部件的对置面以及密封部件的外周面为中心的剖面构造的放大剖视图，其中(a)为切削加工前的剖视图，(b)为切削加工后的剖视图。
具体实施方式
以下，参照图1以及图2对将本发明所涉及的压缩机壳体以及废气涡轮增压器具体化的一实施方式进行详细说明。
图1中局部示出构成本实施方式的废气涡轮增压器(以下，简称为增压器1)的压缩机2的剖面构造。
以下，沿着压缩机叶轮3的轴线方向C，将图1中的右侧称为基端侧，将图1中的左侧称为前端侧。并且对于各部件的各部分所具有的面中的、朝向前端侧的面称为前端面，朝向基端侧的面称为基端面。
如图1所示，增压器1的压缩机2是离心式压缩机，具备压缩机叶轮3、以及包围压缩机叶轮3的压缩机壳体10。
压缩机壳体10具备：由蜗形部件20以及护罩部件30构成且形成压缩机2的框体的壳体主体11；设置在壳体主体11的内周面中的位于压缩机叶轮3的外周侧且与该叶轮3对置的对置面33的密封部件40。
在蜗形部件20的内部形成有剖面大致为圆状并且作为整体划分形成漩涡状的蜗形空间S的内表面亦即蜗形部21。
护罩部件30形成为大致圆筒状，并且在其外周面形成有与蜗形部21一同划分形成上述蜗形空间S的蜗形部31。
在护罩部件30的内周面形成有位于压缩机叶轮3的外周侧且与压缩机叶轮3对置的对置面33，支承蜗形部件20的内周面的延伸设置部36从该对置面33的前端延伸出。
密封部件40形成为大致圆筒状，并由相对于压缩机叶轮3具有易切性的树脂材料形成。即，密封部件40的内周面(护罩面)作为所谓的耐磨密封发挥功能。密封部件40的轴线方向C与压缩机叶轮3的轴线方向C相同。
在此，参照图2对密封部件40相对于对置面33的固定方式进行说明。
在图2中示出以护罩部件30的对置面33以及密封部件40的外周面43为中心的放大剖面构造。此外，图2(a)为对密封部件40的内周面45切削加工前的剖视图，图2(b)为对密封部件40的内周面45切削加工后的剖视图。另外，图2(a)以及图2(b)除了密封部件40的内周面45的形状不同以外都相同。
如图2(a)所示，在护罩部件30的对置面33，自前端侧起依次形成有前端侧台阶部33a、前端侧扩径部33b、中央台阶部33c、凹部33d以及基端侧扩径部33e。
前端侧扩径部33b与延伸设置部36的内周面相比直径扩大，由延伸设置部36的内周面与前端侧扩径部33b形成的阶梯差形成为前端侧台阶部33a。
基端侧扩径部33e位于内周面33的基端，并且与前端侧扩径部33b相比直径扩大。
凹部33d在密封部件40的轴线方向C上位于前端侧扩径部33b与基端侧扩径部33e之间，相比基端侧扩径部33e直径进一步扩大。由前端侧扩径部33b与凹部33d形成的阶梯差形成为中央台阶部33c。此外，前端侧扩径部33b与中央台阶部33c的角部被倒角。
如图2(b)所示，在密封部件40的外周面43，自前端侧起依次形成有缩径部43b以及直径比缩径部43b扩大的扩径部43c。在此，缩径部43b的外径比对置面33的前端侧扩径部33b的内径小。
在扩径部43c形成有能够与对置面33的凹部33d嵌合的凸部43d和位于凸部43d的基端侧且被压接于对置面33的基端侧扩径部33e的基端侧扩径部43e。在此，凸部43d的最大外径比凹部33d的内径小。另外，扩径部43c的外径被形成为比对置面33的基端侧扩径部33e的内径大。
如图2(a)、(b)所示，通过将密封部件40相对于护罩部件30的对置面33从基端侧向前端侧压入，从而组装密封部件40。
当将密封部件40相对于对置面33压入时，密封部件40抵接于在对置面33形成的前端侧台阶部33a，由此限制了密封部件40朝前端侧的移位，即向压入方向前方的移位。此时，在密封部件40的扩径部43c的前端面和与之对置的对置面33的中央台阶部33c的基端面之间存在规定的间隙。即，对置面33在密封部件40的轴线方向C上只有前端侧台阶部33a与密封部件40接触。
另外，此时，密封部件40的凸部43d嵌合于对置面33的凹部33d，并且密封部件40的基端侧扩径部43e的外周面被压接于对置面33的基端侧扩径部33e的内周面。在此，在对置面33的凹部33d的内周面与密封部件40的凸部43d的外周面之间存在规定的间隙，并且在前端侧扩径部33b的内周面与缩径部43b的外周面之间存在规定的间隙。即，对置面33在密封部件40的径向R上只有基端侧扩径部33e与密封部件40接触。
此外，从将密封部件40相对于对置面33压入的状态(参照图2(a))起，如图2(b)所示，对密封部件40的内周面45进行切削加工，由此将内周面45形成为沿着压缩机叶轮3的外周形状的形状。
(作用)
接下来，对本实施方式的作用进行说明。
在这样的增压器1中，当利用从内燃机排出的废气能量驱动涡轮(省略图示)旋转时，与涡轮进行轴连结的压缩机叶轮3旋转。由此，进气被压缩而进行增压。
另外，密封部件40通过压入壳体主体11(护罩部件30)的对置面33而被组装，因此无需借助卡环等的其他部件便能够将密封部件40安装于护罩部件30。另外，与通过喷镀将密封部件形成于对置面的情况、通过注塑成形形成密封部件的情况不同，能够不加热护罩部件30地设置密封部件40。
根据以上说明的本实施方式所涉及的压缩机壳体以及废气涡轮增压器，能够得到以下所示的作用效果。
(1)密封部件40被压入至构成壳体主体11的护罩部件30的对置面33。根据这样的结构，不会使壳体主体11(护罩部件30)产生热变形，并且无需借助其他部件便能够确切地将密封部件40安装于护罩部件30的对置面33。
(2)在密封部件40的外周面43形成凸部43d。另外，在护罩部件30的对置面33形成供凸部43d嵌合的凹部33d。根据这样的结构，由于形成于密封部件40的外周面43的凸部43d与护罩部件30的对置面33中的与凸部43d对置的凹部33d相互嵌合，因此即便在通过将扩径部43c压接于基端侧扩径部33e而得到的护罩部件30的对置面33与密封部件40的压接状态松懈的情况下，也能够抑制密封部件40从护罩部件30的对置面33拔出。
(3)密封部件40的凸部43d与压接于护罩部件30的对置面33的基端侧扩径部43e相比在密封部件40的轴线方向C上位于密封部件40的压入方向前方。根据这样的结构，在密封部件40的外周面43与护罩部件30的对置面33之间，相比密封部件40的凸部43d与护罩部件30的凹部33d的嵌合位置靠压入方向后方的部分通过基端侧扩径部43e与基端侧扩径部33e相互压接而被密封。因此，能够很好地抑制水等从密封部件40的压入方向后方浸入到上述嵌合位置。
(4)护罩部件30的对置面33中的位于相比基端侧扩径部33e靠密封部件40的压入方向前方的部位被形成为朝内周侧突出的前端侧台阶部33a。另外，利用该前端侧台阶部33a在密封部件40的压入方向(轴线方向C)上对密封部件40进行定位。根据这样的结构，当将密封部件40相对于护罩部件30的对置面33压入时，密封部件40与形成于该对置面33的前端侧台阶部33a抵接，由此限制了密封部件40朝压入方向前方的移位。因此，能够容易并且确切地进行密封部件40相对于对置面33的定位。另外，由于前端侧台阶部33a与密封部件40会相互抵接，因此能够很好地抑制水等经由它们之间浸入到对置面33与密封部件40的外周面43之间。
(5)护罩部件30的对置面33在密封部件40的轴线方向C上只有前端侧台阶部33a与密封部件40接触。根据这样的结构，当将密封部件40相对于护罩部件30的对置面33压入时，在轴线方向C上，前端侧台阶部33a、基端侧扩径部33e以外的部位不与密封部件40干涉，因此能够确切地进行密封部件40的压入以及定位。
(6)护罩部件30的对置面33在密封部件40的径向R上只有基端侧扩径部33e在该径向R上与密封部件40接触。根据这样的结构，当将密封部件40相对于护罩部件30的对置面33压入时，在密封部件40的径向R上基端侧扩径部33e以外的部位不与密封部件40干涉，因此能够确切地将密封部件40的外周面43压接于对置面33。
(7)密封部件40具有缩径部43b。根据这样的结构，能够抑制密封部件40的体积过度变大。
(8)在护罩部件30的对置面33的前端侧扩径部33b的内周面与密封部件40的缩径部43b的外周面之间存在规定的间隙。根据这样的结构，能够确切地抑制应力集中产生于刚性低的缩径部43b。
此外，本发明所涉及的压缩机壳体以及废气涡轮增压器并不局限于在上述实施方式中例示的结构，还能够以对其进行适当变更的例如下述的方式来实施。
·在上述实施方式中，对由树脂材料形成的密封部件40进行了例示，但本发明并不局限于此。只要是相对于压缩机叶轮具有易切性的材料，也可以是比压缩机叶轮脆的材料，例如可以利用金属材料形成密封部件。
·在上述实施方式中，对壳体主体11由蜗形部件20以及护罩部件30构成的情况进行了例示，但也可以由3个以上的部件构成壳体主体。另外，也可以由一个部件构成壳体主体。
·在上述实施方式中，作为对置面33的一部分的前端侧台阶部33a被形成为在密封部件40的压入方向上对该密封部件40进行定位的定位部。取而代之也可以由与对置面不同的部件形成定位部。
·如上述实施方式所示，为了容易并确切地进行密封部件相对于对置面的定位，优选为设置在密封部件的压入方向上对密封部件进行定位的定位部。然而，如果通过其他手段能够确切地进行密封部件的定位，则也可以省去该定位部。
·如上述实施方式所示，为了很好地抑制水等从基端侧浸入凸部43d以及凹部33d之间，优选为在密封部件40的轴线方向C上使凸部43d相比压接于对置面33的基端侧扩径部43e(压接部)位于密封部件40的压入方向前方、即前端侧。然而，当不存在水等的浸入的问题的情况下，也可以在密封部件的轴线方向上将凸部形成在相比压接部靠基端侧的位置。
·在上述实施方式中，对在密封部件40的外周面43形成凸部43d且在护罩部件30的对置面33形成凹部33d的情况进行了例示，但取而代之也可以在密封部件的外周面形成凹部，在护罩部件的对置面形成凸部。在这种情况下，也可以起到基于上述实施方式的作用效果(2)的作用效果。
·如上述实施方式及其变形例所示，为了抑制密封部件从壳体主体拔出，优选为在密封部件的外周面形成凸部或凸部并且在壳体主体的对置面形成凹部或凸部，并使它们相互嵌合。然而，当不存在这样的拔出问题的情况下，也可以不形成这些凸部(凹部)以及凹部(凸部)。
附图标记说明：
1：增压器；2：压缩机；3：压缩机叶轮；10：压缩机壳体；11：壳体主体；20：蜗形部件；21：蜗形部；30：护罩部件；31：蜗形部；33：对置面；33a：前端侧台阶部(定位部、台阶部)；33b：前端侧扩径部；33c：中央台阶部；33d：凹部；33e：基端侧扩径部(压接部)；36：延伸设置部；40：密封部件；43：外周面；43b：缩径部；43c：扩径部；43d：凸部；43e：基端侧扩径部(压接部)；44：前端部；45：内周面。
Claims (6)
1.一种压缩机壳体，
该压缩机壳体具备：
包围压缩机叶轮的壳体主体；以及
密封部件，该密封部件设置于壳体主体的内周面中的位于压缩机叶轮的外周侧且与该压缩机叶轮对置的对置面，所述密封部件形成为筒状并且由相对于压缩机叶轮具有易切性的材料形成，
所述压缩机壳体的特征在于，
密封部件从压缩机叶轮的基端侧压入至壳体主体的所述对置面，
密封部件具有：缩径部，该缩径部形成于该密封部件的压入方向前侧；以及扩径部，该扩径部相比该缩径部位于所述压入方向后侧，且与该缩径部相比外径扩大，
所述扩径部包括在密封部件的径向上与壳体主体的所述对置面压接的压接部，
通过所述缩径部的所述压入方向前侧的前端面与壳体主体的所述对置面的一部分朝内周侧突出而形成的台阶部抵接，在所述压入方向上对密封部件进行定位，另一方面，对于密封部件，只有所述扩径部的所述压接部在密封部件的径向上与壳体主体的所述对置面接触。
2.根据权利要求1所述的压缩机壳体，其特征在于，
在密封部件的所述扩径部的外周面形成有凸部或凹部，在壳体主体的所述对置面形成有与所述凸部或凹部嵌合的凹部或凸部。
3.根据权利要求2所述的压缩机壳体，其特征在于，
密封部件的所述凸部或凹部相比所述压接部位于所述压入方向前方。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的压缩机壳体，其特征在于，
对于密封部件，只有所述缩径部的所述前端面在密封部件的轴线方向上与壳体主体的所述对置面接触。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的压缩机壳体，其特征在于，
壳体主体包括：具有划分形成压缩机壳体的蜗形空间的内表面的蜗形部件；以及具有划分形成所述蜗形空间的外周面以及所述对置面的护罩部件。
6.一种废气涡轮增压器，其中，
该废气涡轮增压器具备权利要求1～3中任一项所述的压缩机壳体，通过废气的能量使压缩机叶轮旋转来进行增压。
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