CN112272733B - 涡轮轴组件、增压器及增压器的制造方法 - Google Patents

Abstract

涡轮轴组件用于具有涡轮和压缩机的增压器，该涡轮轴组件具有涡轮叶轮、和一端侧与涡轮叶轮接合的涡轮轴，涡轮轴具有嵌合部分和紧固部分，并且具有锥形部，该嵌合部分构成为通过将涡轮轴的另一端侧插入在压缩机的压缩机叶轮形成的贯通孔中而与压缩机叶轮嵌合，该紧固部分形成于比嵌合部分更靠涡轮轴的另一端侧，并且构成为可供紧固部件紧固，该锥形部在嵌合部分的最接近压缩机叶轮的位置具有最大外径，且以涡轮轴的外径随着从最接近涡轮叶轮的位置朝向压缩机叶轮的前端侧而减小的方式形成。

Description

涡轮轴组件、增压器及增压器的制造方法

技术领域

本发明涉及涡轮轴组件、增压器及增压器的制造方法。

背景技术

目前，在典型的增压器中，在涡轮轴的一端侧接合有涡轮叶轮，并且在涡轮轴的另一端侧安装有压缩机叶轮。涡轮轴和涡轮叶轮一体而成的部件被叫做涡轮轴组件(タービンシャフト，turbine shaft)。在涡轮轴的另一端侧的前端部切出有外螺纹，从压缩机叶轮的背面侧插入在压缩机叶轮形成的贯通孔中。此时，使压缩机叶轮的背面侧的端面抵接于在涡轮轴组件的涡轮轴上安装的衬套或在涡轮轴上形成的凸缘部。并且，将螺母安装于在从压缩机叶轮的前端侧(与压缩机叶轮的背面相反的一侧)突出的涡轮轴的另一端侧切出的外螺纹并拧紧。由此，通过将压缩机叶轮压靠到衬套或凸缘部上，而安装到涡轮轴组件上，且以不脱落的方式进行固定。需要说明的是，在本说明书中，有时将受到通过拧紧螺母而产生的轴力的衬套或凸缘部等部分称为“轴力承受部”。

在这种典型的增压器中，当涡轮轴或压缩机叶轮高速旋转时，压缩机叶轮因离心力叶轮在径向上略微弹性变形而延伸，并且在涡轮轴的轴向上略微收缩。如果压缩机叶轮在轴向上收缩，则螺母的保持力会减弱，压缩机叶轮相对于涡轮轴可能会在旋转方向上偏移。

为了应对这样的问题，在专利文献1记载的发明中，将在涡轮轴上与压缩机叶轮的背面侧嵌合的部分的外径形成得比与压缩机叶轮的前端侧嵌合的部分的外径稍大。并且，在将压缩机叶轮通过热套到涡轮轴上时，通过预先用比成品的增压器中的螺母的按压力大的按压力来拧紧螺母，从而防止在高速旋转时压缩机叶轮在旋转方向上偏移。

另外，在专利文献2中公开有在将压缩机叶轮热套到涡轮轴上时，因热套后的热收缩导致在压缩机叶轮的背面侧的端面与衬套之间产生间隙。为了解决这个问题，在专利文献2记载的发明中，在将压缩机叶轮的贯通孔的内径尺寸设定为在与衬套抵接的压缩机叶轮的背面侧的端面位置处最小。由此，在热收缩时，首先，压缩机叶轮的背面侧的端面位置和涡轮轴的外表面之间以高的面压嵌合，因此，能够防止在压缩机叶轮的背面侧的端面与衬套之间产生间隙。

专利文献1：(日本)特开2006-9634号公报

专利文献2：(日本)特开2017-101641号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另外，作为与上述内容不同的问题，在典型的增压器中，如果长时间反复使用增压器，则由于伴随着压缩机叶轮的高速旋转而产生的振动等的影响，螺母松动，在压缩机叶轮的前端面与螺母之间可能会产生微小的间隙。因此，进行定期重新拧紧螺母，使在压缩机叶轮的前端面与螺母之间产生的微小间隙消失。

然而，本发明的发明者发现，当长时间反复使用增压器时，有时发生如下现象，即，不在压缩机叶轮的前端面与螺母之间，而是在压缩机叶轮的背面侧的端面与衬套等轴力承受部之间形成微小的间隙。推测这是因以下理由而产生的。

即，在压缩机叶轮高速旋转时，因离心力使贯通孔在径向延伸并且压缩机叶轮本身在轴向上收缩。并且，若旋转停止，则沿径向延伸的贯通孔返回原样，但此时，嵌合于贯通孔的涡轮轴的嵌合部分整体有时不是同时落座于贯通孔，嵌合部分的一部分先于其他部分落座于贯通孔中。在轴向上收缩了的压缩机叶轮以该先行落座的部分为起点返回原样，因此，如果先就座的部分位于从压缩机叶轮的背面侧的端面向前端侧离开的位置，则压缩机叶轮会向前端侧偏移。

这样，如果在压缩机叶轮的背面侧的端面与衬套等轴力承受部之间形成间隙，则仅通过重新拧紧螺母难以消除该间隙，因此维护的负担增大。

需要说明的是，在上述的说明中，作为将压缩机叶轮安装到涡轮轴组件上时的紧固部件，对使用与涡轮轴的前端部螺合的螺母的情况进行了说明，但紧固部件不限于螺母。

例如，在紧固部件是具有比涡轮轴的外周稍小的孔的环状或有底筒状(帽状)的嵌合部件，且是与涡轮轴的前端部嵌合而将压缩机叶轮安装在涡轮轴组件上的嵌合部件的情况下，也可能会产生与上述的螺母的情况相同的问题。

因此，本发明的一些实施方式鉴于上述情况，其目的在于提供一种涡轮轴组件和增压器，能够即使螺母等紧固部件松动也抑制在压缩机叶轮与衬套等轴力承受部之间产生间隙，降低维护的负担。

用于解决课题的技术手段

(1)本发明至少一方面的涡轮轴组件用于具有涡轮和压缩机的增压器，该涡轮轴组件的特征在于，具有：

所述涡轮的涡轮叶轮；

所述涡轮叶轮接合于一端侧的涡轮轴；

所述涡轮轴具有嵌合部分和紧固部分，并且具有锥形部，

所述嵌合部分通过将所述涡轮轴的另一端侧插入在所述压缩机的压缩机叶轮形成的贯通孔中而与所述压缩机叶轮嵌合；

所述紧固部分形成在比所述嵌合部分更靠所述涡轮轴的另一端侧，并且构成为可供紧固部件紧固，

所述锥形部在所述嵌合部分中最接近所述涡轮叶轮的位置具有最大外径，且以所述涡轮轴的外径随着从最接近所述涡轮叶轮的位置朝向所述压缩机叶轮的前端侧而变小的方式形成。

根据上述(1)的结构，涡轮轴在嵌合部分中最接近涡轮叶轮的位置(即衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置)具有最大外径，且具有以涡轮轴的外径随着从最接近涡轮叶轮的位置朝向压缩机叶轮的前端侧而减小的方式形成的锥形部。因此，在高速旋转时因离心力在径向上延伸了且在轴向上收缩了的压缩机叶轮旋转停止时，涡轮轴的嵌合部分中的、衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置先于其他部分落座在压缩机叶轮的贯通孔中。此时，涡轮轴落座在压缩机叶轮的贯通孔中最接近涡轮叶轮的位置，即压缩机叶轮的背面侧的端面。衬套等轴力承受部被设置成与压缩机叶轮的背面侧的端面接触。因此，在压缩机叶轮的背面侧的端面与衬套等轴力承受部接触了的状态下，涡轮轴落座在压缩机叶轮的贯通孔中。由此，高速旋转时在轴向上收缩了的压缩机叶轮在保持压缩机叶轮的背面侧的端面和衬套等轴力承受部接触的状态下，以该先就座的位置为起点返回原样。因此，压缩机叶轮不会向前端侧偏移，能够抑制在压缩机叶轮的背面侧的端面和衬套等轴力承受部之间形成间隙。

这样，根据上述(1)的结构，能够提供即使紧固部件松动也抑制在压缩机叶轮与衬套等轴力承受部之间产生间隙，能够降低维护的负担的涡轮轴组件。

另外，在上述(1)的结构中，上述的锥形部形成在涡轮轴上。因此，相比于在压缩机叶轮的贯通孔中最接近涡轮叶轮的位置具有最大内径、且贯通孔的内径随着从最接近涡轮叶轮的位置朝向压缩机叶轮的前端侧变大而形成的锥形部形成于压缩机叶轮的贯通孔的内周面的情况，起到如下的有利的效果。

即，由于相比于涡轮轴较大的离心力作用于压缩机叶轮，所以压缩机叶轮在高速旋转时因离心力引起的变形量比涡轮轴大。另外，由于压缩机叶轮的外周面暴露在压缩后成为高温的进气中，因此除了离心力之外，还会对压缩机叶轮产生热膨张的影响。因此，即使设置了以如下方式形成的锥形部，即，在压缩机叶轮的贯通孔中最接近涡轮叶轮的位置具有最大内径、且贯通孔的内径随着从最接近涡轮叶轮的位置朝向压缩机叶轮的前端侧而变大，也由于在旋转停止时从压缩机叶轮的变形恢复时的行为变得复杂，所以在压缩机叶轮的旋转停止时，涡轮轴的嵌合部分中的衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置也不一定会先于其他部分落座在压缩机叶轮的贯通孔中。

在这一点上，在涡轮轴上相比于压缩机叶轮只作用较小的离心力，并且几乎不受到被压缩后变成高温的进气的影响。因此，与在压缩机叶轮的贯通孔的内周面形成锥形部的情况相比，在涡轮轴上形成上述锥形部能够更稳定地使衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置先于其他部分落座在压缩机叶轮的贯通孔中。另外，在涡轮轴形成锥形部与在压缩机叶轮的贯通孔的内周面形成锥形部的情况相比，制造容易。

(2)在一些实施方式中，在上述(1)的结构中，所述锥形部由遍及所述嵌合部分的整体而形成的整体锥形部构成。

根据上述(2)的结构，在嵌合部分，涡轮轴在嵌合部分中的最接近涡轮叶轮的位置(即衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置)具有最大外径，朝向压缩机叶轮的前端侧，其外径逐渐减小。即，在嵌合部分的整体上，从衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置，从压缩机叶轮的背面侧朝向前端侧，涡轮轴的外径逐渐变小。因此，在压缩机叶轮的旋转停止时，在嵌合部分中与贯通孔嵌合的涡轮轴，嵌合部分中的衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置先于其他部分可靠地落座在贯通孔中。之后，涡轮轴从压缩机叶轮的背面侧朝向前端侧逐渐落座在贯通孔中。其结果是，就在轴向上收缩了的压缩机叶轮而言，在可靠地确保了压缩机叶轮的背面侧的端面和衬套等轴力承受部接触的状态下，以该先行就座的位置为起点返回原样。因此，能够更有效地抑制在压缩机叶轮的背面侧的端面与衬套等轴力承受部之间形成间隙。

因此，基于上述(1)中所述的原理，能够提供如下的涡轮轴组件，即，即使紧固部件松动了，也能够抑制在压缩机叶轮和衬套等轴力承受部之间产生间隙，减少维护的负担。

(3)在一些实施方式中，在上述(1)的结构中，所述锥形部由在所述嵌合部分的一部分形成的部分锥形部构成。

根据上述(3)的结构，嵌合部分包括在压缩机叶轮的背面侧形成的部分锥形部和在比部分锥形部更靠压缩机叶轮的前端侧形成的棒状部。另外，棒状部具有与部分锥形部的最小外径相等的外径，在涡轮轴向上该外径是一样的。因此，在压缩机叶轮的旋转停止时，涡轮轴从在涡轮叶轮的背面侧形成的部分锥形部可靠地落座在贯通孔中。其结果是，在可靠地确保了压缩机叶轮的背面侧的端面与衬套等轴力承受部接触的状态下，在压缩机叶轮的背面侧的端面将涡轮轴固定在贯通孔中，能够更加有效地抑制在压缩机叶轮的背面侧的端面与衬套等轴力承受部之间形成间隙。

因此，基于上述(1)中所述的原理，能够提供如下的涡轮轴组件，即，即使紧固部件松动了，也能够抑制在压缩机叶轮与衬套等轴力承受部之间产生间隙，减少维护的负担。

(4)本发明至少一方面的增压器具有：包括上述(1)至(3)中任一方面所述的涡轮轴组件的涡轮；包括嵌合于所述涡轮轴组件的另一端侧的压缩机叶轮的压缩机。

根据上述(4)的结构，基于上述(1)所述的原理，能够提供如下的增压器，即，即使紧固部件松动了，也能够抑制在压缩机叶轮和衬套等轴力承受部之间产生间隙，降低维护的负担。

(5)在一些实施方式中，在上述(4)所述的结构中，所述压缩机叶轮构成为在最接近所述涡轮叶轮的位置具有最大轮径。

根据上述(5)的结构，由于压缩机叶轮在最接近涡轮叶轮的位置(即，在涡轮轴上压缩机叶轮和衬套等轴力承受部接触的位置)具有最大轮径，所以对压缩机叶轮作用的离心力在涡轮轴的轴向上在涡轮压缩机和衬套等轴力承受部接触的位置最大。另外，由于压缩后成为高温的进气泄漏到涡轮压缩机的背面侧，因此除了离心力之外，也作用热膨张的影响。对于这样的压缩机叶轮，即使设置了以如下方式形成的锥形部，即，在压缩机叶轮的贯通孔中最接近涡轮叶轮的位置具有最大内径，且贯通孔的内径随着从最接近涡轮叶轮的位置朝向压缩机叶轮的前端侧而变小，也由于从旋转停止时的压缩机叶轮的变形恢复时的行为变得更加复杂，所以在压缩机叶轮的旋转停止时，在涡轮轴的嵌合部分中的、衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置不一定先于其他部分之前落座在压缩机叶轮的贯通孔中。

在这一点上，在涡轮轴上相比于压缩机叶轮只作用较小的离心力，并且几乎不受压缩后变成高温的进气的影响。因此，与在压缩机叶轮的贯通孔的内周面形成锥形部的情况相比，在涡轮轴形成上述锥形部能够更稳定地使衬套等轴力承受部的压缩机叶轮侧的端面位置先于其他部分落座在压缩机叶轮的贯通孔中。

(6)本发明至少一方面的增压器的制造方法具有如下的步骤：

准备上述(1)至(3)中任一项所述的涡轮轴组件；

准备压缩机叶轮；

将所述压缩机叶轮热套在所述涡轮轴组件的涡轮轴上。

根据上述(6)的制造方法，能够制造如下的增压器，即，即使在制造时压缩机叶轮因冷却而发生热收缩，也能够抑制在压缩机叶轮和衬套等轴力承受部之间产生间隙，使压缩机叶轮稳定地落座于涡轮轴中。

根据本发明的一些方面，其目的在于提供一种涡轮轴组件和增压器，即使紧固部件松动了，也能够抑制在压缩机叶轮与衬套等轴力承受部之间产生间隙，减少维护的负担。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的增压器的结构的概略剖面图；

图2是本发明一实施方式的涡轮旋转体的放大剖面图；

图3是本发明另一实施方式的涡轮旋转体的放大剖面图；

图4是本发明另一实施方式的紧固部件的概略剖面图；

图5是本发明另一实施方式的涡轮旋转体的放大剖面图；

图6是本发明另一实施方式的涡轮旋转体的放大剖面图；

图7是本发明另一实施方式的涡轮旋转体的放大剖面图；

图8是制造本发明一实施方式的增压器的步骤图。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明的实施方式。

但是，本发明的范围不限于以下实施方式。以下实施方式中记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等不是将本发明的范围仅限定于此的意思，只不过是说明例。

图1是表示本发明一实施方式的增压器400的结构的概略剖面图。使用图1，说明本发明一实施方式的增压器400的概要。本发明的一实施方式的增压器400包括涡轮50和压缩机20。

上述增压器400具有位于涡轮50与压缩机20之间并将后述的涡轮叶轮56和压缩机叶轮26相互连结的涡轮轴100。在涡轮轴100的一端侧接合有涡轮叶轮56，将该接合的涡轮轴100和涡轮叶轮56一并称为涡轮轴组件200。此外，在涡轮轴100(涡轮轴组件200)的另一端侧安装有压缩机叶轮26，将涡轮轴组件200和该安装的压缩机叶轮26一起称为涡轮旋转体300。涡轮轴100被轴承4可旋转地支承。该轴承4被收纳在轴承壳体2中。在涡轮轴100的轴向上，在夹着轴承壳体2的一侧设有构成涡轮50的壳体的涡轮壳体52，在夹着轴承壳体2的另一侧设有构成压缩机20的壳体的压缩机壳体22。

图1所示的涡轮50是由用于车辆等的未图示的内燃机(例如柴油发动机或汽油发动机)排出的废气驱动的。这样的涡轮50可以是例如径流式涡轮，也可以是斜流式涡轮。另外，涡轮50包括：由涡轮壳体52形成的涡室54、和位于涡室54的径向内侧的涡轮叶轮56。在图1所示的实施方式中，涡轮壳体52在涡室54的径向内侧形成：收纳涡轮叶轮56的叶轮收纳空间57、和与相对于该叶轮收纳空间57在轴向上与轴承壳体2侧为相反侧相邻的废气出口部58。

从上述内燃机排出的废气从涡室54向径向内侧朝向涡轮叶轮56流动，驱动涡轮50。然后，废气在驱动了涡轮50之后，通过废气出口部58排出到涡轮50的外部。

图1所示的压缩机20经由涡轮轴100与涡轮50连结，通过涡轮50驱动来压缩向内燃机供给的流体(空气)。需要说明的是，在图示的实施方式中，压缩机20构成为将压缩后的流体(空气)向半径方向排出的径流式压缩机，但也可以构成为将压缩后的流体(空气)斜向排出的斜流式压缩机。另外，压缩机20包括由压缩机壳体22形成的涡室24和位于涡室24的径向内侧的压缩机叶轮26。在图1所示的实施方式中，压缩机壳体22在涡室24的径向内侧形成：收纳压缩机叶轮26的叶轮收容空间27、和与相对于该叶轮收容空间27在轴向上与轴承壳体2侧为相反侧相邻的空气入口部28。

在上述结构的压缩机20中，用于向内燃机供给的流体(空气)通过空气入口部28沿轴向流动而被引导到压缩机叶轮26，由压缩机叶轮26压缩。然后，流体(空气)被压缩后通过涡室24向内燃机供给。

图2是本发明一实施方式的涡轮旋转体300的放大剖面图。图3、图5～图7是本发明另一实施方式的涡轮旋转体300的放大剖面图。图4是另一实施方式的紧固部件42的概略剖面图。

下面将使用图2、图3和图5～图7详细说明涡轮轴组件200和包括该涡轮轴组件200的涡轮旋转体300的结构。涡轮旋转体300的涡轮轴100包括嵌合部分110和紧固部分104，该嵌合部分110构成为通过将涡轮轴100的另一端侧插入在压缩机20的压缩机叶轮26形成的贯通孔30中而与压缩机叶轮26嵌合，该紧固部件104在比嵌合部分110更靠涡轮轴100的另一端侧形成，并且构成为可供后述的紧固部件42紧固。

在图2、图3以及图5～图7各自所示的一实施方式中，涡轮轴100的另一端侧通过从背面32侧插入在压缩机叶轮26形成的贯通孔30中，而与压缩机叶轮26嵌合。涡轮轴100在另一端侧的端面101从压缩机叶轮26的前端面36突出的状态下与压缩机叶轮26嵌合。另外，在图示的实施方式中，为了便于理解本发明一实施方式的涡轮轴组件200的结构，以贯通孔30与嵌合部分110分离的方式进行表示，但将压缩机叶轮26安装在涡轮轴组件200上时，嵌合部分110整体与贯通孔30接触。

涡轮轴100的嵌合部分110是与在轴向上从压缩机叶轮26的前端面36到背面32侧的端面34形成的贯通孔30嵌合的部分。在这里所说的嵌合中，包括嵌合部分110的外径形成为比贯通孔30的内径大的过紧嵌合、嵌合部分110的外径形成为与贯通孔30的内径相同大小的中间嵌合、以及嵌合部分110的外径形成为比贯通孔30的内径小的过盈嵌合。另外，端面34是指在轴向上背面32中的最接近涡轮叶轮56的面。在图2、图3、图5以及图6所示的实施方式中，背面32的整体相当于端面34。在图7所示的实施方式中，压缩机叶轮26的最大外径(最大轮径)的位置相比于端面34的位置向前端面36侧偏移，背面32的一部分相当于端面34。

涡轮轴100的紧固部分104包括以供后述的紧固部件42可紧固的方式构成的部分。在图2、图3以及图5～图7各自所示的一实施方式中，紧固部件42为螺母42A，在紧固部分104的外周面形成有供螺母42A可螺合的外螺纹部43。在图示的实施方式中，在从与嵌合部分110的边界位置到另一端侧的端面101之间形成有外螺纹部43，从与嵌合部分110的边界位置到另一端侧的端面101之间成为紧固部分104。

紧固部件42只要能够安装在紧固部分104且能够将压缩机叶轮26安装于涡轮轴组件200则可以是任何部件，可以是如图2、图3和图5～图7所示的螺母42A，也可以是如图4所示的具有比涡轮轴100的外周稍小的孔的环状嵌合部件42B或有底筒状(帽状)的嵌合部件42C，这样的嵌合部件42B、C与涡轮轴100的前端部嵌合并将压缩机叶轮26安装在涡轮轴组件200上。

另外，在图2、图3以及图5～图7各自所示的一实施方式中，压缩机叶轮26的贯通孔30在轴向上具有相同的直径。

另外，在图2、图3以及图5～图7各自所示的一实施方式中，在与压缩机叶轮26的背面32侧的端面34抵接的位置形成有轴力承受部40。轴力承受部40只要是能够承受因被紧固部件42按压而产生的轴力则可以是任何部件，例如可以是如图2及图5～图7所示的在涡轮轴组件200的涡轮轴100安装的衬套40A，也可以是如图3所示的在涡轮轴100形成的凸缘部40B。

在将压缩机叶轮26安装到涡轮轴组件200上时，首先，将涡轮轴100的另一端侧插入到压缩机叶轮26的贯通孔30中，并使压缩机叶轮26的背面32侧的端面34与轴力承受部40抵接。然后，在从压缩机叶轮26的前端面36突出的紧固部分104上安装紧固部件42，将压缩机叶轮26压靠在轴力承受部40上。由此，将压缩机叶轮26安装到涡轮轴组件200上，且以不会脱落的方式进行固定。

并且，如图2、图3以及图5～图7所示，本发明一实施方式的涡轮轴组件200包括锥形部112，该锥形部112在嵌合部分110中最接近涡轮叶轮56的位置具有最大外径，且以涡轮轴100的外径从最接近涡轮叶轮56的位置随着朝向压缩机叶轮26的前端面36侧减小的方式形成。即，嵌合部分110以外径从与涡轮叶轮56最接近的位置朝向压缩机叶轮26的前端面36侧连续地减小的方式构成。

根据上述结构，在高速旋转时因离心力在径向上延伸并且在轴向上收缩的压缩机叶轮26的旋转停止时，涡轮轴100的嵌合部分F中的、轴力承受部40的压缩机叶轮26侧的端面位置先于其他部分落座在压缩机叶轮26的贯通孔30中。此时，涡轮轴100落座在压缩机叶轮26的贯通孔30中的最接近涡轮叶轮56的位置、即压缩机叶轮26的背面32侧的端面34。因此，在压缩机叶轮26的背面32侧的端面34与轴力承受部40接触的状态下，涡轮轴100落座在压缩机叶轮26的贯通孔30中。由此，高速旋转时在轴向上收缩了的压缩机叶轮26在保持压缩机叶轮26的背面32侧的端面34与轴力承受部40接触的状态下，以该先就座的位置为起点返回原样。因此，在压缩机叶轮不会向前端面36侧偏移，能够抑制在压缩机叶轮26的背面32侧的端面34和轴力承受部40之间形成间隙。这样一来，能够提供如下的涡轮轴组件200，即，即使紧固部件42松动，也能够抑制在压缩机叶轮26与轴力承受部40之间产生间隙，降低维护的负担。

在图2、图3以及图5～图7各自所示的一实施方式中，锥形部112构成为外径从最接近涡轮叶轮56的位置朝向压缩机叶轮26的前端面36侧直线状地减小。

另外，在一些实施方式中，如图6所示，锥形部112构成为外径从最接近涡轮叶轮56的位置朝向压缩机叶轮26的前端面36以向径向外侧凸出的方式曲线状地减小。因此，与直线状地形成的锥形部112相比，包括压缩机叶轮26的贯通孔30中最接近涡轮叶轮56的位置在内的靠近压缩机叶轮26的背面32的部分迅速落座于涡轮轴100，因此，能够进一步防止压缩机叶轮向前端面36侧偏移。

使用图2、图3及图5详细说明上述的锥形部112。如图2和图3所示，锥形部112可以是遍及整个嵌合部分110而形成的整体锥形部114。即，在嵌合部分110中，随着从压缩机叶轮26的背面32侧朝向压缩机叶轮26的前端面36侧，涡轮轴100的外径逐渐变小。因此，在压缩机叶轮26的背面32侧的端面34的位置，嵌合部分110的外径最大，在嵌合部分110中最轴向外侧的位置，嵌合部分110的外径最小。

根据上述结构，在压缩机叶轮26的旋转停止时，在嵌合部分F中与贯通孔30嵌合的涡轮轴100中，嵌合部分F中的轴力承受部40的压缩机叶轮26侧的端面位置先于其他部分可靠地落座在贯通孔30中。之后，涡轮轴100从压缩机叶轮26的背面32侧朝向前端面36侧逐渐落座在贯通孔30中。其结果是，就在轴向上收缩了的压缩机叶轮26而言，在可靠地确保了压缩机叶轮26的背面32侧的端面34与轴力承受部40接触的状态下，以该先落座的位置为起点返回原样。因此，能够更有效地抑制在压缩机叶轮26的背面32侧的端面34和轴力承受部40之间形成间隙。因此，能够提供如下的涡轮轴组件200，即，即使紧固部件42松动也能够抑制在压缩机叶轮26和轴力承受部40之间产生间隙，减少维护负担。

另外，如图5所示，锥形部116可以在嵌合部分110的一部分上形成。例如，在图5所示的示例性实施方式中，嵌合部分110包括部分锥形部116和棒状部118，该部分锥形部116在压缩机叶轮26的背面32侧形成，该棒状部118在相比于部分锥形部116更靠压缩机叶轮26的前端面36侧形成。部分锥形部116的外径随着从压缩机叶轮26的背面侧朝向压缩机叶轮26的前端面36侧而逐渐减小。由此，部分锥形部116的外径在压缩机叶轮的背面32侧的端面34的位置最大，在部分锥形部116中最轴向外侧(即，压缩机叶轮26的前端面36侧)的位置最小。另外，棒状部118在部分锥形部116中最轴向外侧(即，压缩机叶轮26的前端面36侧)的位置与部分锥形部116连接，具有与部分锥形部116的最小外径相等的外径。而且，在棒状部118的轴向上其外径一样。

根据上述结构，在压缩机叶轮26的旋转停止时，从在压缩机叶轮26的背面32侧形成的部分锥形部116，涡轮轴100可靠地落座在贯通孔30中。其结果是，在可靠地保持压缩机叶轮26的背面32侧的端面34和轴力承受部40接触的状态下，涡轮轴100在压缩机叶轮26的背面32侧的端面34固定于贯通孔30，能够更有效地抑制在压缩机叶轮26的背面32侧的端面34和轴力承受部40之间形成间隙。因此，能够提供如下的涡轮轴组件200，即，即使紧固部件42松动，也能够抑制在压缩机叶轮26和轴力承受部40之间产生间隙，降低维护的负担。

接下来，将详细描述具有上述的涡轮轴组件200(涡轮轴100具有锥形部112)的增压器400。本发明一实施方式的增压器400具有：涡轮50，其具有上述的涡轮轴组件200；压缩机20，其具有嵌合在涡轮轴组件200的另一端侧的压缩机叶轮26。

根据上述结构，能够提供如下涡轮轴组件200，即，即使紧固部件42松动，也能够抑制在压缩机叶轮26和轴力承受部40之间产生间隙，降低维护的负担。

本发明另一实施方式的增压器400可以构成为压缩机叶轮26在轴向上最接近涡轮叶轮56的位置处具有最大的轮径。即，在涡轮轴100中压缩机叶轮26和轴力承受部40接触的位置，轮径最大。在上述结构中，在轴向上，压缩机叶轮26的轮径最大的位置和涡轮轴100的嵌合部分110的外径最大的位置是相同的位置。

根据上述结构，作用于压缩机叶轮26的离心力在涡轮轴100的轴向上在压缩机叶轮26和轴力承受部40接触的位置最大。另外，由于压缩后成为高温的进气泄漏到压缩机叶轮26的背面32侧，因此除了离心力之外，还作用热膨张的影响。因此，与结构为例如压缩机叶轮26的轮径不在压缩机叶轮26的背面32，而是在背面32和前端(轴向另一端侧的端面101)之间成为最大的压缩机叶轮26相比，上述结构的压缩机叶轮26的因高速旋转时的离心力引起的径向延伸可能变大。

另一方面，在涡轮轴100上相比于压缩机叶轮26只作用较小的离心力，并且几乎不受压缩后成为高温的进气的影响。因此，通过在涡轮轴100上形成上述锥形部112，与在压缩机叶轮26的贯通孔30的内周面形成锥形部的情况相比，能够更稳定地将轴力承受部40的压缩机叶轮26侧的端面位置先于其他部分落座在压缩机叶轮26的贯通孔30中。

图8是制造本发明一实施方式的增压器的步骤图。以下，使用图8详细说明具有涡轮轴组件200的增压器400的制造方法，该涡轮轴组件200具有包括锥形部112的涡轮轴100。

本发明至少一实施方式的增压器400的制造方法包括：准备具有包括锥形部112的涡轮轴100的涡轮轴组件200的步骤S1；准备压缩机叶轮26的步骤S2；将压缩机叶轮26热套到涡轮轴组件200的涡轮轴100上的步骤S3。将压缩机叶轮26热套到涡轮轴组件200的涡轮轴100上的步骤S3还包括：对压缩机叶轮26进行加热的步骤S31；将加热后的压缩机叶轮26压入的步骤S32；对压入后的压缩机叶轮26进行冷却的步骤S33。需要说明的是，如图8所示，不限于在准备具有包括锥形部112的涡轮轴100的涡轮轴组件200的步骤S1之后开始准备压缩机叶轮26的步骤S2，也可以在准备压缩机叶轮26的步骤S2结束之后，开始准备具有包括锥形部112的涡轮轴100的涡轮轴组件200的步骤S1。

根据上述制造方法，能够制造如下增压器400，即，即使在制造时压缩机叶轮26被冷却而热收缩，也能够抑制在压缩机叶轮26和衬套40A等轴力承受部40之间产生间隙，使压缩机叶轮26稳定地落座在涡轮轴100上。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明目的的范围内进行各种变更。

附图标记说明

2：轴承壳体

4：轴承

20：压缩机

22：压缩机壳体

24：涡室

26：压缩机叶轮

27：叶轮收纳空间

28：空气入口部

30：贯通孔

32：背面

34：端面

36：前端面

40：轴力承受部

40A：衬套

40B：凸缘部

42：紧固部件

42A：螺母

42B：嵌合部件

42C：嵌合部件

42：外螺纹部

50：涡轮

52：涡轮壳体

54：涡室

56：涡轮叶轮

57：叶轮收纳空间

58：废气出口部

100：涡轮轴

101：端面

104：紧固部分

110：嵌合部分

112：锥形部

114：整体锥形部

116：部分锥形部

118：棒状部

200：涡轮轴组件

300：涡轮旋转体

400：增压器

F：嵌合部分

T：紧固区域

Claims (4)

1.一种涡轮轴组件，其用于具有涡轮和压缩机的增压器，该涡轮轴组件的特征在于，具有：

所述涡轮的涡轮叶轮；

一端侧与所述涡轮叶轮接合的涡轮轴；

所述涡轮轴具有嵌合部分和紧固部分，并且具有锥形部，

所述嵌合部分构成为通过所述涡轮轴的另一端侧插入在所述压缩机的压缩机叶轮形成的贯通孔中而与所述压缩机叶轮嵌合，

所述紧固部分形成在比所述嵌合部分更靠所述涡轮轴的另一端侧，并且构成为可供紧固部件紧固，

所述锥形部在所述嵌合部分中最接近所述涡轮叶轮的位置具有最大外径，且以所述涡轮轴的外径随着从最接近所述涡轮叶轮的位置朝向所述压缩机叶轮的前端侧而减小的方式形成,

所述贯通孔在轴向上具有相同的直径，并且，所述嵌合部分整体和所述压缩机叶轮在所述压缩机叶轮安装于所述涡轮轴时，彼此接触，

所述锥形部由遍及所述嵌合部分的整体而形成的整体锥形部构成。

2.一种增压器，其特征在于，具有：

涡轮，其具有权利要求1所述的涡轮轴组件；

压缩机，其具有嵌合于所述涡轮轴组件的另一端侧的压缩机叶轮。

3.如权利要求2所述的增压器，其特征在于，

所述压缩机叶轮构成为在最接近所述涡轮叶轮的位置具有最大轮径。

4.一种增压器的制造方法，其中，具有：

准备权利要求1所述的涡轮轴组件的步骤；

准备压缩机叶轮的步骤；

将所述压缩机叶轮热套在所述涡轮轴组件的涡轮轴上的步骤。

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