DE112018001538T5

DE112018001538T5 - Drehender Körper, Turbolader und Herstellungsverfahren für einen drehenden Körper

Info

Publication number: DE112018001538T5
Application number: DE112018001538.6T
Authority: DE
Inventors: Kenichi SEGAWA; Akitada Narimatsu
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-12-05
Also published as: US11530706B2; US20190376524A1; WO2018174103A1; JP6777222B2; JPWO2018174103A1; CN110418897A; CN110418897B

Abstract

Vorgesehen ist ein drehender Körper (A), der Folgendes hat: eine Welle (8); und ein Kompressorlaufrad (10), das Folgendes hat: einen Hauptkörper (20), der ein Einsetzloch hat, das sich von einem Ende zu einer anderen Endseite erstreckt und gestaltet ist, um die Welle (8) aufzunehmen, die durch dieses hindurch eingesetzt ist; einen Nabenabschnitt (23), der an einer Endseite des Hauptkörpers (20) ausgebildet ist; und einen Fügeabschnitt (25), der an einer Innenumfangsfläche des Einsetzlochs (22) an dem Nabenabschnitt (23) ausgebildet ist und an die Welle (8) geschweißt ist. In einem Zusammenbauschritt ist es nur erfordert, dass eine axiale Kraft, die eine Drehung eines Bunds (8b) und eines Ölschleuderbauteils (8c) verhindert, aufgebracht wird. Eine Handhabung der axialen Kraft wird viel leichter. Als eine Folge können der drehende Körper (A) und der Turbolader (C) leicht hergestellt werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen drehenden Körper, der ein Kompressorlaufrad und eine Welle hat, einen Turbolader, der den drehenden Körper hat, und ein Herstellungsverfahren für einen drehenden Körper. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität von der japanischen Patentanmeldung Nummer 2017-056117 , die am 22. März 2017 eingereicht wurde und deren Inhalte hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen sind.
Technischer Hintergrund
Bis jetzt ist ein Turbolader bekannt, in dem eine Welle in einem Lagergehäuse axial gestützt ist, um frei drehbar zu sein. Ein Turbinenlaufrad ist an einem Ende der Welle vorgesehen, und ein Kompressorlaufrad ist an einem anderen Ende der Welle vorgesehen. Der Turbolader ist mit einer Maschine verbunden. In dem Turbolader wird das Turbinenlaufrad durch ein Abgas gedreht, das von der Maschine abgegeben wird. Die Drehung des Turbinenlaufrads bewirkt ein Drehen des Kompressorlaufrads über die Welle. Der Turbolader ist gestaltet, um Luft in Verbindung mit der Drehung des Kompressorlaufrads zu komprimieren und die komprimierte Luft zu der Maschine zu liefern.
Beispielsweise hat ein Kompressorlaufrad, das in Patentliteratur 1 beschrieben ist, ein Einsetzloch. Eine Welle ist durch das Einsetzloch des Kompressorlaufrads hindurch eingesetzt. Die Welle hat einen Stufenabschnitt. Das Kompressorlaufrad ist in Anlage an dem Stufenabschnitt der Welle gehalten. Ein Teil der Welle, der von dem Einsetzloch vorsteht, hat ein Gewinde. Das Kompressorlaufrad ist zwischen einer Mutter, die mit dem Gewinde in Gewindeeingriff ist, und dem Stufenabschnitt der Welle sandwichartig angeordnet. Das Kompressorlaufrad ist durch eine axiale Kraft, die durch die Mutter aufgebracht wird, an der Welle fixiert.
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nummer 2014-202171
Zusammenfassung
Technisches Problem
Mit der vorstehend genannten Gestaltung, die in Patentliteratur 1 beschrieben ist, ist es schwierig, die axiale Kraft handzuhaben. Deshalb gibt es eine Forderung nach einer Entwicklung eines drehenden Körpers, der leicht hergestellt werden kann, eines Turboladers und eines Herstellungsverfahrens für einen drehenden Körper.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung einen drehenden Körper, der leicht hergestellt werden kann, einen Turbolader und ein Herstellungsverfahren für einen drehenden Körper vorzusehen.
Lösung des Problems
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, ist gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ein drehender Körper vorgesehen, der Folgendes hat: eine Welle; und ein Kompressorlaufrad, das Folgendes hat: einen Hauptkörper, der ein Einsetzloch hat, wobei sich das Einsetzloch von einem zu einer anderen Endseite erstreckt und gestaltet ist, um die Welle aufzunehmen, die durch dieses hindurch eingesetzt ist; einen Nabenabschnitt, der an einer Endseite des Hauptkörpers ausgebildet ist; und einen Fügeabschnitt, der an einer Innenumfangsfläche des Einsetzlochs an dem Nabenabschnitt ausgebildet ist und an die Welle geschweißt ist.
Das Einsetzloch hat: einen Abschnitt mit kleinem Innendurchmesser, der an der anderen Endseite mit Bezug auf den Nabenabschnitt ausgebildet ist; und einen radial aufgeweiteten Abschnitt, der zwischen dem Abschnitt mit kleinem Innendurchmesser und dem Fügeabschnitt gelegen ist und der einen Innendurchmesser hat, der größer ist als ein Innendurchmesser des Abschnitts mit kleinem Innendurchmesser.
Das Kompressorlaufrad hat: Schaufeln, die an der anderen Endseite mit Bezug zu dem Nabenabschnitt an einem Außenumfang des Hauptkörpers vorgesehen sind; und einen Erstreckungsabschnitt, der zwischen den Schaufeln und dem Nabenabschnitt gelegen ist und der eine Dicke in der Radialrichtung hat, die größer ist als die des Nabenabschnitts.
Die Welle hat: einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der an den Fügeabschnitt geschweißt ist; einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der an der anderen Endseite mit Bezug auf den Abschnitt mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist und der einen Durchmesser hat, der größer ist als der des Abschnitts mit kleinem Durchmesser; und einen Stufenabschnitt, der sich von dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser zu dem Abschnitt mit großem Durchmesser erstreckt.
Der Nabenabschnitt ist in eine Vielzahl von Segmenten in der Umfangsrichtung unterteilt.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, hat, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, ein Turbolader einen drehenden Körper.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung, ein Herstellungsverfahren für einen drehenden Körper vorgesehen, das folgende Schritte hat: Einsetzen einer Welle durch ein Einsetzloch hindurch, das sich von einem Ende zu einer anderen Endseite eines Hauptkörpers eines Kompressorlaufrads erstreckt; und Fügen eines Nabenabschnitts, der an einem Ende des Hauptkörpers ausgebildet ist, und der Welle durch elektromagnetisches Formen.
Wirkungen der Offenbarung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ein drehender Körper leicht hergestellt werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Schnittansicht eines Turboladers.
2 ist eine vergrößerte Teilansicht eines drehenden Körpers.
3(a) ist eine Darstellung einer Welle und eines Kompressorlaufrads, bevor diese miteinander gefügt werden.
3(b) ist eine Darstellung der Welle und des Kompressorlaufrads, nachdem diese miteinander gefügt worden sind.
3(c) ist eine vergrößerte Teilansicht einer Fügefläche zwischen der Welle und dem Kompressorlaufrad.
4 ist eine Auszugsansicht zum Darstellen eines Teils entsprechend 3(b) in einem ersten Modifikationsbeispiel.
5 ist eine Auszugsansicht zum Darstellen eines Teils entsprechend 3(b) in einem zweiten Modifikationsbeispiel.
6 ist eine Auszugsansicht zum Darstellen eines Teils entsprechend 3(b) in einem dritten Modifikationsbeispiel.
7(a) ist eine Schnittansicht eines Nabenabschnitts in einem vierten Modifikationsbeispiel.
7(b) ist eine Schnittansicht eines Nabenabschnitts in einem fünften Modifikationsbeispiel.
7(c) ist eine Schnittansicht eines Nabenabschnitts in einem sechsten Modifikationsbeispiel.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nun wird mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung im Detail beschrieben. Die Abmessungen, Materialien und andere spezifische numerische Werte, die in dem Ausführungsbeispiel dargestellt sind, sind lediglich Beispiele, die zum Erleichtern des Verstehens der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, und begrenzen nicht die vorliegende Offenbarung, wenn es nicht anderweitig besonders angemerkt ist. Elemente, die im Wesentlichen die gleichen Funktionen und Gestaltungen hierin und in den Zeichnungen haben, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, um eine redundante Beschreibung von diesen wegzulassen. Des Weiteren ist eine Darstellung von Elementen mit keiner direkten Beziehung zu der vorliegenden Offenbarung weggelassen.
1 ist eine schematische Schnittansicht eines Turboladers C. In dem Folgenden ist eine Richtung, die durch den Pfeil L gekennzeichnet ist, der in 1 dargestellt ist, als eine linke Seite des Turboladers C beschrieben. Eine Richtung, die durch den Pfeil R gekennzeichnet ist, der in 1 dargestellt ist, ist als eine rechte Seite des Turboladers C beschrieben. Wie in 1 dargestellt ist, hat der Turbolader C einen Turboladerhauptkörper 1. Der Turboladerhauptkörper 1 hat ein Lagergehäuse 2. Ein Turbinengehäuse 4 ist mit der linken Seite des Lagergehäuses 2 durch einen Befestigungsbolzen 3 gekoppelt. Ein Kompressorgehäuse 6 ist mit der rechten Seite des Lagergehäuses 2 durch einen Befestigungsbolzen 5 gekoppelt.
Das Lagergehäuse 2 hat ein Lagerloch 2a. Das Lagerloch 2a geht durch den Turbolader C in der Rechts-und-Links-Richtung hindurch. Radiallager 7 sind in dem Lagerloch 2a vorgesehen. In 1 sind vollschwimmende Lager als ein Beispiel der Radiallager 7 dargestellt. Jedoch können die Radiallager 7 andere Radiallager sein, wie halbschwimmende Lager oder Rollenlager. Die Welle 8 ist durch die Radiallager 7 axial gestützt, um frei drehbar zu sein. Ein Turbinenlaufrad 9 ist an einem linken Endabschnitt der Welle 8 vorgesehen. Das Turbinenlaufrad 9 ist in dem Turbinengehäuse 4 aufgenommen, um frei drehbar zu sein. Darüber hinaus ist ein Kompressorlaufrad 10 an einem rechten Endabschnitt der Welle 8 vorgesehen. Das Kompressorlaufrad 10 ist in dem Kompressorgehäuse 6 aufgenommen, um frei drehbar zu sein.
Das Kompressorgehäuse 6 hat einen Ansauganschluss 11. Der Ansauganschluss öffnet an der rechten Seite des Turboladers C. Der Ansauganschluss ist mit einem Luftreiniger (nicht gezeigt) verbunden. Ein Diffusorströmungsdurchgang 12 ist an einer radial äußeren Seite des Ansauganschlusses 11 definiert. Der Diffusorströmungsdurchgang 12 ist durch gegenüberliegende Flächen des Lagergehäuses 2 und des Kompressorgehäuses 6 definiert. Der Diffusorströmungsdurchgang 12 ist gestaltet, um den Druck der Luft zu erhöhen. Der Diffusorströmungsdurchgang 12 ist definiert, um eine ringförmige Form zu haben, die sich von einer inneren Seite zu einer äußeren Seite in der Radialrichtung der Welle 8 erstreckt. Der Diffusorströmungsdurchgang 12 ist mit dem Ansauganschluss 12 verbunden, wobei das Kompressorlaufrad 10 dazwischen liegt.
Das Kompressorgehäuse 6 hat einen Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13. Der Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 ist definiert, um eine ringförmige Form zu haben. Beispielsweise ist der Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 an einer äußeren Seite in der Radialrichtung der Welle 8 mit Bezug auf den Diffusorströmungsdurchgang 12 gelegen. Der Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 ist mit einem Ansauganschluss einer Maschine (nicht gezeigt) verbunden. Der Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 ist auch mit dem Diffusorströmungsdurchgang 12 verbunden. Wenn das Kompressorlaufrad 10 dreht, wird Luft in das Kompressorgehäuse 6 durch den Ansauganschluss 11 hindurch angesaugt. Die Luft, die angesaugt worden ist, wird unter Druck gesetzt und beschleunigt durch eine Wirkung einer Zentrifugalkraft in einem Verlauf des Strömens durch Schaufeln des Kompressorlaufrads 10. Ein Druck der Luft die unter Druck gesetzt und beschleunigt worden ist, wird in dem Diffusorströmungsdurchgang 12 und in dem Kompressorschneckenströmungsdurchgang 13 erhöht. Die Luft, deren Druck erhöht worden ist, wird zu dem Ansauganschluss der Maschine geführt.
Das Turbinengehäuse 4 hat einen Abgabeanschluss 14. Der Abgabeanschluss 14 öffnet an der linken Seite des Turboladers C. Der Abgabeanschluss 14 ist mit einer Abgasreinigungsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Das Turbinengehäuse 4 hat einen Strömungsdurchgang 15 und einen Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16. Der Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 ist definiert, um eine ringförmige Form zu haben. Beispielsweise ist der Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 an der radial äußeren Seite des Turbinenlaufrads 9 mit Bezug auf den Strömungsdurchgang 15 gelegen. Der Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 ist mit einem Gaseinströmanschluss (nicht gezeigt) in Verbindung. Abgas, das durch einen Abgabeverteiler der Maschine (nicht gezeigt) abgegeben wird, wird zu dem Gaseinströmanschluss geführt. Das Abgas, das zu dem Turbinenschneckenströmungsdurchgang 16 durch den Gaseinströmanschluss geführt worden ist, wird zu dem Abgabeanschluss 14 durch den Strömungsdurchgang 15 und das Turbinenlaufrad 9 geführt.
Das Turbinenlaufrad 9 dreht in einem Verlauf des Strömens des Abgases von dem Strömungsdurchgang 15 zu dem Abgabeanschluss 14. Eine Drehkraft des Turbinenlaufrads 9 wird zu dem Kompressorlaufrad 10 über die Welle 8 übertragen. Die Drehkraft des Kompressorlaufrads 10 bewirkt, dass Luft, deren Druck erhöht worden ist, zu dem Ansauganschluss der Maschine geführt wird.
Ein turbinenseitiges Lager 17 und ein kompressorseitiges Lager 18 sind in dem Lagergehäuse 2 vorgesehen. Das turbinenseitige Lager 17 hat ein Durchgangsloch, das gestaltet ist, um die Welle 8 aufzunehmen, die durch dieses hindurch eingesetzt ist. Das kompressorseitige Lager 18 hat ein Durchgangsloch, das gestaltet ist, um die Welle 8 aufzunehmen, die durch dieses hindurch eingesetzt ist. Das turbinenseitige Lager 17 ist an einer Öffnung des Lagerlochs 2a vorgesehen. Das kompressorseitige Lager 18 ist an der Seite des Kompressorlaufrads 10 mit Bezug auf das turbinenseitige Lager 17 vorgesehen. Das kompressorseitige Lager 18 ist von dem turbinenseitigen Lager 17 in der Axialrichtung der Welle 8 (nachstehend einfach als „Axialrichtung“ bezeichnet) beabstandet. Eine Dichtungsplatte 19 ist zwischen dem kompressorseitigen Lager 18 und dem Kompressorlaufrad 10 vorgesehen. Die Dichtungsplatte 19 ist an dem Lagergehäuse 2 montiert.
2 ist eine vergrößerte Teilansicht des drehenden Körpers A. In 2 sind der drehende Körper A, das Radiallager 7, das turbinenseitige Lager 17 und das kompressorseitige Lager 18 dargestellt. Der drehende Körper A hat wenigstens die Welle 8 und das Kompressorlaufrad 10 von beispielsweise einer Radialbauart. Die Welle 8 hat eine Anlagefläche 8a. Bei der Welle 8 ist ein Außendurchmesser von dieser an der Seite des Kompressorlaufrads 10 kleiner als ein Außendurchmesser von dieser an der Seite des Turbinenlaufrads 9 über die Anlagefläche 8a als eine Grenze. Das heißt die Anlagefläche 8a ist durch eine Außendurchmesserdifferenz der Welle 8 ausgebildet.
Die Anlagefläche 8a ist eine ringförmige flache Fläche, die der Seite des Kompressorlaufrads 10 zugewandt ist. Ein Bund 8b, der an der Welle 8 vorgesehen ist, ist mit der Anlagefläche 8a in Anlage gehalten. Der Bund 8b ist von der Seite des Kompressorlaufrads 10 in Anlage mit der Anlagefläche 8a gehalten. Der Bund 8b ist zwischen dem turbinenseitigen Lager 17 und dem kompressorseitigen Lager 18 gelegen. Der Bund 8b dreht einstückig mit der Welle 8. Der Bund 8b liegt dem turbinenseitigen Lager 17 und dem kompressorseitigen Lager 18 in der Axialrichtung gegenüber. Schmieröl wird zu einem Spalt zwischen dem Bund 8b und dem turbinenseitigen Lager 17 zugeführt. Schmieröl wird zu einem Spalt zwischen dem Bund 8b und dem kompressorseitigen Lager 18 zugeführt. Wenn sich der drehende Körper A in der Axialrichtung bewegt, wirkt eine Drucklast auf das turbinenseitige Lager 17 oder das kompressorseitige Lager 18 über den Bund 8b. Das heißt das turbinenseitige Lager 17 und das kompressorseitige Lager 18 funktionieren als Drucklager.
Ein Ölschleuderbauteil 8c, das eine zylindrische Form hat, ist zwischen dem Bund 8b und dem Kompressorlaufrad 10 vorgesehen. Die Welle 8 ist durch das Ölschleuderbauteil 8c hindurch eingesetzt. Das Ölschleuderbauteil 8c hat ein Ende in Kontakt mit dem Kompressorlaufrad 10 und ein anderes Ende in Kontakt mit dem Bund 8b. Bei dem Ölschleuderbauteil 8c ist ein Außendurchmesser von diesem an der Seite des Bunds 8b kleiner als ein Innendurchmesser eines Durchgangslochs des kompressorseitigen Lagers 18. Die sich an der Seite des Bunds 8b befindliche Seite des Ölschleuderbauteils 8c ist durch das Durchgangsloch des kompressorseitigen Lagers 18 hindurch eingesetzt. Bei dem Ölschleuderbauteil 8c ist ein Außendurchmesser von diesem an der Seite des Kompressorlaufrads 10 größer als ein Innendurchmesser des Durchgangslochs des kompressorseitigen Lagers 18. Das Ölschleuderbauteil 8c bewirkt, dass Schmieröl, das von dem Durchgangsloch des kompressorseitigen Lagers 18 zu dem Kompressorlaufrad 10 strömt, radial nach außen mit einer Zentrifugalkraft verteilt wird.
Das Kompressorlaufrad 10 hat einen Hauptkörper 20. Der Hauptkörper 20 hat solch eine Form, dass er sich radial von der rechten Seite zu der linken Seite in 2 in der Axialrichtung aufweitet. In dem Hauptkörper 20 ist eine Außenumfangsfläche 20a einer Seite in der Axialrichtung (der rechten Seite in 2) zugewandt, und eine Rückfläche 20b ist einer anderen Seite in der Axialrichtung (der linken Seite in 2) zugewandt.
Ein Außendurchmesser der Außenumfangsfläche 20a des Hauptkörpers 20 erhöht sich allmählich in Richtung zu der anderen Seite in der Axialrichtung. Beispielsweise erhöht sich ein Außendurchmesser der Rückfläche 20b des Hauptkörpers 20 allmählich zu der einen Seite in der Axialrichtung. Die Außenumfangsfläche 20a hat eine Vielzahl von Schaufeln 21, die in einer Drehrichtung der Welle 8 (nachstehend einfach als „Drehrichtung“ oder „Umfangsrichtung“ bezeichnet) voneinander beabstandet sind. Die Schaufeln 21 stehen in der Radialrichtung von der Außenumfangsfläche 20a des Hauptkörpers 20 vor. Die Schaufeln 21 haben lange Schaufeln 21a und kurze Schaufeln 21b. Die langen Schaufeln 21a erstrecken sich länger als die kurzen Schaufeln 21b in der Axialrichtung. Mit anderen Worten gesagt stehen die langen Schaufeln 21a zu einer Seite (der rechten Seite in 2) mit Bezug zu den kurzen Schaufeln 21b vor. Die langen Schaufeln 21a und die kurzen Schaufeln 21b sind abwechselnd in der Drehrichtung vorgesehen.
Der Hauptkörper 20 des Kompressorlaufrads 10 hat ein Einsetzloch 22. Das Einsetzloch 22 ist von einem Ende (Endabschnitt an der rechten Seite in 2) des Hauptkörpers 20 zu einer anderen Endseite (Endabschnittseite an der linken Seite in 2) ausgebildet (erstreckt sich derartig). Das Einsetzloch 22 geht durch den Hauptkörper 20 hindurch von dem einem Ende zu dem anderen Ende. Die Welle 8 ist durch das Einsetzloch 22 hindurch eingesetzt.
Ein Nabenabschnitt 23 ist an einer Endseite (rechte Seite in 2) des Hauptkörpers 20 ausgebildet. Der Nabenabschnitt 23 ist ein Teil des Hauptkörpers 20, der zu einer Seite in der Axialrichtung mit Bezug auf die Schaufel 21 (lange Schaufeln 21a) vorsteht. Mit anderen Worten gesagt sind die Schaufeln 21 an der anderen Endseite mit Bezug auf den Nabenabschnitt 23 an einem Außenumfang des Hauptkörpers 20 vorgesehen. Der Nabenabschnitt 23 ist von den Schaufeln 21 in der Axialrichtung getrennt. Der Hauptkörper 20 hat einen Erstreckungsabschnitt 24. Der Erstreckungsabschnitt 24 ist ein Teil, der zwischen den Schaufeln 21 (lange Schaufeln 21a) und dem Nabenabschnitt 23 gelegen ist. Der Erstreckungsabschnitt 24 hat eine Dicke in der Radialrichtung, die größer ist als die des Nabenabschnitts 23. Mit anderen Worten gesagt hat der Nabenabschnitt 23 eine Dicke in der Radialrichtung, die kleiner ist als die des Erstreckungsabschnitts 24.
Die Außenumfangsfläche 20a des Hauptkörpers 20 verringert sich im Durchmesser allmählich zu einer Seite in der Axialrichtung (rechte Seite in 2). Bei dem Erstreckungsabschnitt 24 ist ein Durchmesser der Außenumfangsfläche 20a annähernd konstant oder verringert sich leicht zu einer Seite in der Axialrichtung (rechte Seite in 2). Bei der Außenumfangsfläche 20a an dem Nabenabschnitt 23 ist ein Außendurchmesser an einer Endseite des Hauptkörpers 20 (rechte Seite in 2) kleiner als ein Außendurchmesser an einer anderen Endseite (linke Seite in 2). Beispielsweise ist der Nabenabschnitt 23 zu der einen Seite (rechte Seite in 2) des Hauptkörpers 20 verjüngt. Ein Fügeabschnitt 25 ist an einer Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23 ausgebildet. Der Fügeabschnitt 25 ist ein Teil, an dem der Hauptkörper 20 (Nabenabschnitt 23) und die Welle 8 aneinander geschweißt sind. Das heißt der Fügeabschnitt 25 ist über sowohl den Hauptkörper 20 (Nabenabschnitt 23) als auch die Welle 8 ausgebildet.
Das Einsetzloch 22 hat einen Abschnitt 26 mit kleinem Innendurchmesser und einen radial aufgeweiteten Abschnitt 27 an einer anderen Endseite des Hauptkörpers 20 (linke Seite in 2) mit Bezug auf den Fügeabschnitt 25, der vorstehend beschrieben ist. Der Abschnitt 26 mit kleinem Innendurchmesser ist an einer anderen Endseite (linke Seite in 2) des Hauptkörpers 20 mit Bezug auf den Nabenabschnitt 23 ausgebildet. Das heißt der Abschnitt 26 mit kleinem Innendurchmesser ist an einer radial inneren Seite der Schaufeln 21 und des Erstreckungsabschnitts 24 gelegen. Der radial aufgeweitete Abschnitt 27 ist zwischen dem Abschnitt 26 mit kleinem Innendurchmesser und dem Fügeabschnitt 25 gelegen. Der radial aufgeweitete Abschnitt 27 erstreckt sich von dem Abschnitt 26 mit kleinem Innendurchmesser zu dem Fügeabschnitt 25. Der radial aufgeweitete Abschnitt 27 hat einen Innendurchmesser, der größer ist als der des Abschnitts 26 mit kleinem Innendurchmesser. Der radial aufgeweitete Abschnitt 27 hat einen maximalen Innendurchmesser an der Seite des Abschnitts 26 mit kleinem Innendurchmesser, und der Innendurchmesser verringert sich allmählich zu der Seite des Fügeabschnitts 25. Der radial aufgeweitete Abschnitt 27 hat eine verjüngte Form, deren Innendurchmesser sich allmählich an der Seite des Fügeabschnitts 25 verringert.
Eine Stufenfläche 28, die sich in der Radialrichtung erstreckt, ist in dem Einsetzloch 22 ausgebildet. Die Stufenfläche 28 ist an einem Grenzabschnitt zwischen dem Nabenabschnitt 23 und dem Erstreckungsabschnitt 24 gelegen. Mit anderen Worten gesagt haben der Nabenabschnitt 23 und der Erstreckungsabschnitt 24 eine Grenze zwischen sich an der Stufenfläche 28. Die Stufenfläche 28 ist durch eine Innendurchmesserdifferenz zwischen dem Abschnitt 26 mit kleinem Durchmesser und einem Endabschnitt des radial aufgeweiteten Abschnitts 27 an der Seite des Abschnitts 26 mit kleinem Innendurchmesser ausgebildet. Eine Dickendifferenz in der Radialrichtung zwischen dem Nabenabschnitt 23 und dem Erstreckungsabschnitt 24 ist ungefähr gleich zu einer Innenradiusdifferenz zwischen dem Abschnitt 26 mit kleinem Innendurchmesser und dem Endabschnitt des radial aufgeweiteten Abschnitts 27 an der Seite des Abschnitts 26 mit kleinem Innendurchmesser. Das heißt eine Dickendifferenz zwischen dem Nabenabschnitt 23 und dem Erstreckungsabschnitt 24 in der Radialrichtung ist ungefähr gleich zu einer Dicke der Stufenfläche 28 in der Radialrichtung. Mit dem radial aufgeweiteten Abschnitt 27 ist ein Raum S im Inneren des Nabenabschnitts 23 definiert.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Zusammenbauen des vorstehend beschriebenen drehenden Körpers A beschrieben. 3(a) ist eine Darstellung der Welle 8 und des Kompressorlaufrads 10, bevor sie miteinander gefügt werden. 3(b) ist eine Darstellung der Welle 8 und des Kompressorlaufrads 10, nachdem sie miteinander gefügt worden sind. 3(c) ist eine vergrößerte Teilansicht einer Fügefläche zwischen der Welle 8 und dem Kompressorlaufrad 10. In 3(c) ist eine Darstellung der Fügefläche zwischen der Welle 8 und dem Kompressorlaufrad 10 vereinfacht. Wie in 3(a) dargestellt ist, ist in einem Zustand, bevor die Welle 8 und das Kompressorlaufrad 10 miteinander gefügt sind, der Nabenabschnitt 23 von der Welle 8 in der Radialrichtung beabstandet. Das heißt ein Innendurchmesser des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23 ist gleich zu einem Außendurchmesser der Stufenfläche 28 und ist ungefähr konstant von einer Seite zu einer anderen Seite in der Axialrichtung. Der Nabenabschnitt 23 hat eine zylindrische Form mit Boden mit der Stufenfläche 28 als einem Bodenteil. Der Nabenabschnitt 23 hat den Raum S, der an einer Endseite des Hauptkörpers 20 geöffnet ist.
In einem Zusammenbauschritt werden das Radiallager 7, die Welle 8, der Bund 8b, das Ölschleuderbauteil 8c, das Turbinenlaufrad 9, das kompressorseitige Lager 18 und die Dichtungsplatte 19 an dem Lagergehäuse 2 durch eine vorbestimmte Prozedur montiert. Anschließend wird die Welle 8 durch das Einsetzloch 22 des Kompressorlaufrads 10 hindurch eingesetzt.
Der Bund 8b wird in Anlage an der Anlagefläche 8a gehalten. Das Ölschleuderbauteil 8c ist mit dem Bund 8b in Kontakt. Ein anderes Ende des Kompressorlaufrads 10 ist mit dem Ölschleuderbauteil 8c in Kontakt. Das heißt der Bund 8b und das Ölschleuderbauteil 8c sind sandwichartig zwischen der Anlagefläche 8a und dem Kompressorlaufrad 10 angeordnet. Zu dieser Zeit wird das Kompressorlaufrad 10 mit einer Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) zu der Seite des Ölschleuderbauteils 8c gedrückt. Des Weiteren wird bei dieser Gelegenheit ein Ende der Welle 8 mit einer Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) gezogen.
In diesem Zustand wird, wie in 3(b) dargestellt ist, der Nabenabschnitt 23 in eine Spule 30 eingesetzt. Wenn ein großer Strom durch die Spule 30 fließt, fließen ein magnetischer Fluss und ein Wirbelstrom zu dem Nabenabschnitt 23 durch elektromagnetische Induktion. Elektromagnetische Kräfte stoßen einander ab zwischen der Spule 30 und dem Nabenabschnitt 23, so dass die elektromagnetische Kraft wirkt, die radial nach innen zu dem Nabenabschnitt 23 beaufschlagt wird (durch umrandete Pfeile in 3(b) gekennzeichnet). Der Nabenabschnitt 23 wird in einer sequentiellen Weise mit einer hohen Geschwindigkeit radial zusammengezogen von der einen Endseite der Welle 8 (rechte Seite in 3(b)) zu der anderen Endseite der Welle 8 (linke Seite in 3(b)). Eine Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23 trifft mit einer Außenumfangsfläche der Welle 8 mit hoher Geschwindigkeit zusammen. Als eine Folge wird der Nabenabschnitt 23 mit einer Viskoplastizität eines Materials von diesem verformt, wodurch er in der Radialrichtung der Welle 8 geschweißt (gefügt) wird. Der Fügeabschnitt 25 wird an der Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23 ausgebildet. In diesem Fall wird die Fügefläche des geschweißten Abschnitts (Außenumfangsflächen des Fügeabschnitts 25 und der Welle 8) in beispielsweise einer gewellten Form aufgrund eines Verhaltens der Viskoplastizität ausgebildet, wie in 3(c) dargestellt ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dem Zusammenbauschritt für den drehenden Körper A die Welle 8 durch das Einsetzloch 22 hindurch eingesetzt, das in dem Kompressorlaufrad 10 ausgebildet ist. Dann werden der Nabenabschnitt 23, der an einem Ende des Hauptkörpers 20 ausgebildet ist, und die Welle 8 durch elektromagnetisches Formen miteinander geschweißt (gefügt).
Im Stand der Technik wird das Kompressorlaufrad 10 durch eine Mutter an der Welle 8 befestigt. In dem Zusammenbauschritt, der bis jetzt verwendet worden ist, ist es erfordert, dass die axiale Kraft genau gehandhabt wird. Wenn das Kompressorlaufrad 10 an die Welle 8 zu schweißen ist, ist es in dem Zusammenbauschritt nur erfordert, dass eine axiale Kraft aufgebracht wird, die eine Drehung des Bunds 8b und des Ölschleuderbauteils 8c verhindert. Eine Handhabung der axialen Kraft wird viel leichter. Als eine Folge können der drehende Körper A und der Turbolader C leicht hergestellt werden. Des Weiteren variiert in dem Zusammenbauschritt, der bis jetzt verwendet worden ist, die axiale Kraft zum Halten des Kompressorlaufrads 10 mit Bezug zu der Welle 8 in signifikanter Weise, mit dem Ergebnis, dass die Drehzahl beschränkt ist. Mit dem drehenden Körper A gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Variation der axialen Kraft zum Halten des Kompressorlaufrads 10 mit Bezug auf die Welle 8 klein, wodurch die Forderung nach einer Erhöhung der Geschwindigkeit erfüllt werden kann. Darüber hinaus, wenn der Nabenabschnitt 23 und die Welle 8 in der Radialrichtung aneinander geschweißt (gefügt) werden, kann im Vergleich zu dem Fall, in dem der Nabenabschnitt 23 und die Welle 8 in der Axialrichtung geschweißt (gefügt) werden, ein hoher Freiheitsgrad bei einem Design, wie ein Erhöhen eines Schweißbereichs (Fügebereichs) in einer leichten Weise, gewährleistet werden. Darüber hinaus kann, wenn der Nabenabschnitt 23 und die Welle 8 in der Radialrichtung aneinander geschweißt (gefügt) werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem der Nabenabschnitt 23 und die Welle 8 in der Axialrichtung aneinander geschweißt (gefügt) werden, ein Raum zum Anordnen einer Einspannvorrichtung zu der Zeit eines Schweißens (Fügens) leicht gewährleistet werden. Deshalb ist eine Bedienbarkeit verbessert.
In diesem Fall ist der Erstreckungsabschnitt 24 zwischen den Schaufeln 21 und dem Nabenabschnitt 23 ausgebildet. Im Allgemeinen wird in dem Turbolader C eine Gleichgewichtseinstellung nach einem Zusammenbau des drehenden Körpers A durchgeführt. In der Gestaltung des Stands der Technik, bei der das Kompressorlaufrad 10 an der Welle 8 mit einer Mutter befestigt wird, wird die Gleichgewichtseinstellung durch Schleifen der Mutter durchgeführt. Der Erstreckungsabschnitt 24 hat eine Dicke, die größer ist als die des Nabenabschnitts 23. Deshalb kann bei dem drehenden Körper A der Erstreckungsabschnitt 24 für die Gleichgewichtseinstellung verwendet werden. Jedoch ist der Erstreckungsabschnitt 24 nicht essentiell erfordert.
Hierin wird, als ein Beispiel, der Fall beschrieben, in dem der Fügeabschnitt 25 durch das elektromagnetische Formen ausgebildet wird. Jedoch kann der Fügeabschnitt 25 durch einen anderen Fügeprozess wie Explosionsbonden ausgebildet werden. Darüber hinaus können beispielsweise zu der Zeit des Montierens des Kompressorlaufrads 10 an der Welle 8 das elektromagnetische Bonden, das vorstehend beschrieben ist, und ein Schrumpfpassen in Kombination verwendet werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass der Bereich des Schrumpfpassens auf einen Teil des Abschnitts 26 mit kleinem Innendurchmesser an der Seite des Ölschleuderbauteils 8c festgelegt ist. Bei dem Abschnitt 26 mit kleinem Innendurchmesser haben der Teil an der Seite des Ölschleuderbauteils 8C und ein Teil der Welle 8, der dem Teil des Abschnitts 26 mit kleinem Innendurchmesser (Teil des Abschnitts 26 mit kleinem Innendurchmesser an der Seite des Ölschleuderbauteils 8c) in der Radialrichtung gegenüberliegt, eine Dimensionsbeziehung, die ein Eingriffspassen erreicht. Das heißt ein Außendurchmesser des Teils der Welle 8 an dem Ölschleuderbauteil 8c ist größer als ein Innendurchmesser des Einsetzlochs 22, das dem Teil der Welle 8 (Teil der Welle 8 an der Seite des Ölschleuderbauteils 8c) in der Radialrichtung gegenüberliegt. Die Welle 8 wird in das Einsetzloch 22 des Kompressorlaufrads 10 eingesetzt, wobei der Hauptkörper 20 erwärmt worden ist, und eine Endseite der Welle 8 wird gezogen. Wenn der Hauptkörper 20 gekühlt wird, zieht sich das Einsetzloch 22 radial zusammen und daher wird das Kompressorlaufrad 10 mit der Welle 8 in Druckkontakt gebracht. Anschließend wird in einer Weise, die ähnlich zu der ist, die vorstehend beschrieben ist, der Nabenabschnitt 23 durch das elektromagnetische Formen mit der Welle 8 gefügt. Mit der Kombination aus dem elektromagnetischen Formen und dem Schrumpfpassen kann das Kompressorlaufrad 10 steifer an der Welle 8 montiert werden.
4 ist eine Extraktionsansicht zum Darstellen eines Teils entsprechend 3(b) in einem ersten Modifikationsbeispiel. In dem ersten Modifikationsbeispiel ist ein drehender Körper A1 anstelle des drehenden Körpers A gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen. Gestaltungen, die anders als der drehende Körper A1 sind, sind die gleichen wie diejenigen, die vorstehend beschrieben sind. Gestaltungen, die die gleichen sind, wie diejenigen, die vorstehend beschrieben sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung ist weggelassen. Der drehende Körper A1 hat eine Welle 8A. Die Welle 8A hat eine ringförmige Nut 31, die in einer Außenumfangsfläche an einer Endseite ausgebildet ist. Die ringförmige Nut 31 ist eine Nut, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt.
Die ringförmige Nut 31 ist an einer radial inneren Seite des Nabenabschnitts 23 gelegen. In einem Zusammenbauschritt für den drehenden Körper A1 wird beispielsweise das elektromagnetische Formen in einer Weise durchgeführt, die ähnlich zu der ist, die vorstehend beschrieben ist. In diesem Fall wird ein Fügeabschnitt 25A an einer Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23 ausgebildet. Der Fügeabschnitt 25A verzahnt in die ringförmige Nut 31 der Welle 8A. Das heißt der Nabenabschnitt 23 ist mit Bezug auf die Welle 8A an dem Fügeabschnitt 25A verstemmt.
In dem ersten Modifikationsbeispiel wird der Fall beschrieben, in dem die ringförmige Nut 31 ausgebildet ist. Jedoch kann an der Außenumfangsfläche der Welle 8A, anstelle der ringförmigen Nut 31, ein ringförmiger Vorsprung ausgebildet sein, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Darüber hinaus kann, anstelle der ringförmigen Nut 31, eine keilförmige Nut ausgebildet sein, die sich in der Axialrichtung erstreckt. In der Außenumfangsfläche der Welle 8A können gitterförmige Nuten ausgebildet sein, die aus einer Vielzahl von Nuten ausgebildet sind, die einander schneiden. Darüber hinaus können an der Außenumfangsfläche der Welle 8A die ringförmige Nut 31 und der ringförmige Vorsprung weggelassen sein, und die Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23 kann mit der Außenumfangsfläche der Welle 8A pressgefügt werden. In jedem von diesen Fällen ist es, wenn beispielsweise sich der Nabenabschnitt 23 über die Umfangsrichtung erstreckt, wahrscheinlich, dass eine Pressfügekraft erzeugt wird. An der Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23 wird der Fügeabschnitt 25A ausgebildet. Der Fügeabschnitt 25A kann an die Welle 8A geschweißt sein oder kann nicht an die Welle 8A geschweißt sein.
5 ist eine Extraktionsansicht zum Darstellen eines Teils entsprechend 3(b) in einem zweiten Modifikationsbeispiel. In dem zweiten Modifikationsbeispiel ist ein drehender Körper A2 anstelle des drehenden Körpers A gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen. Gestaltungen, die anders sind als der drehende Körper A2, sind die gleichen wie diejenigen, die vorstehend beschrieben sind. Gestaltungen, die die gleichen sind, wie diejenigen, die vorstehend beschrieben sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung ist weggelassen. Das Kompressorlaufrad 10 des drehenden Körpers A2 hat einen Hauptkörper 20A. Der Hauptkörper 20A hat einen Nabenabschnitt 23A, der an einem Ende ausgebildet ist. Der Erstreckungsabschnitt 24 ist an einer anderen Endseite des Nabenabschnitts 23A ausgebildet. Eine Anlagefläche 32 ist zwischen der Außenumfangsfläche des Nabenabschnitts 23A und der Außenumfangsfläche des Erstreckungsabschnitts 24 ausgebildet. Die Anlagefläche 32 ist eine ringförmige flache Fläche, die sich in der Radialrichtung und der Umfangsrichtung erstreckt. Ein Außendurchmesser des Nabenabschnitts 23A ist beispielsweise kleiner als ein Außendurchmesser des Erstreckungsabschnitts 24 um eine Dicke der Anlagefläche 32 in der Radialrichtung. Die Anlagefläche 32 ist an einem Basisende des Nabenabschnitts 23A ausgebildet.
Wenn der Hauptkörper 20A und die Welle 8 miteinander zu fügen sind, wird ein Ende der Welle 8 zu einer Seite in der Axialrichtung (rechte Seite in 5) mit einer Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) gezogen. In diesem Zustand wird die Einspannvorrichtung gegen die Anlagefläche 32 gedrückt und der Hauptkörper 20A wird zu einer anderen Seite in der Axialrichtung (linke Seite in 5) gedrückt. Wenn der Hauptkörper 20A gedrückt wird, werden die Anlagefläche 8a, der Bund 8b und das Ölschleuderbauteil 8c der Welle 8 sowie das Kompressorlaufrad 10 in Kontakt miteinander in der Axialrichtung gebracht. In diesem Zustand wird der Fügeabschnitt 25 durch beispielsweise das elektromagnetische Formen ausgebildet und der Nabenabschnitt 23 wird an die Welle 8 gefügt (geschweißt). Da die Anlagefläche 32 an dem Basisende des Nabenabschnitts 23a ausgebildet ist, wird der Nabenabschnitt 23A zu der Zeit des Fügens in geeigneter Weise gehalten, wodurch eine Genauigkeit beim Fügen verbessert wird.
6 ist eine Auszugsansicht zum Darstellen eines Teils entsprechend 3(b) in einem dritten Modifikationsbeispiel. In dem dritten Modifikationsbeispiel ist ein drehender Körper A3 anstelle des drehenden Körpers A gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehen. Gestaltungen, die anders sind als der drehende Körper A3, sind die gleichen wie diejenigen, die vorstehend beschrieben sind. Gestaltungen, die die gleichen sind, wie diejenigen, die vorstehend beschrieben sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung wird weggelassen. Das Kompressorlaufrad 10 des drehenden Körpers A3 hat einen Hauptkörper 20B. Der Hauptkörper 20B hat einen Nabenabschnitt 23B, der an einem Ende ausgebildet ist. Der Erstreckungsabschnitt 24 ist an einer anderen Endseite des Nabenabschnitts 23B ausgebildet. Der Nabenabschnitt 23B und der Erstreckungsabschnitt 24 haben Dicken in der Radialrichtung, die ungefähr gleich zueinander sind.
Der drehende Körper A3 hat eine Welle 8B. Die Welle 8B hat einen Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser an einem Ende von sich. Die Welle 8B hat einen Abschnitt 34 mit großem Durchmesser an einer anderen Endseite mit Bezug auf den Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt 34 mit großem Durchmesser hat einen Durchmesser, der größer ist als der des Abschnitts 33 mit kleinem Durchmesser. Ein Stufenabschnitt 35 ist zwischen dem Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser und dem Abschnitt 34 mit großem Durchmesser ausgebildet. Der Stufenabschnitt 35 erstreckt sich von dem Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser zu dem Abschnitt 34 mit großem Durchmesser. Der Stufenabschnitt 35 ist eine ringförmige flache Fläche, die sich in der Axialrichtung und der Umfangsrichtung erstreckt.
Bei dem drehenden Körper A3 ist der Nabenabschnitt 23B des Hauptkörpers 20B mit der Welle 8B gefügt. Bevor der Nabenabschnitt 23B und die Welle 8B miteinander gefügt werden, ist ein Innendurchmesser des Einsetzlochs 22 ungefähr gleich von einer Endseite zu einer anderen Endseite. Ein Innendurchmesser des Einsetzlochs 22 ist ungefähr gleich zu einem Durchmesser des Abschnitts 34 mit großem Durchmesser der Welle 8B oder ist geringfügig größer als ein Durchmesser des Abschnitts 34 mit großem Durchmesser. Somit ist ein Raum S zwischen der Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23B und der Außenumfangsfläche des Abschnitts 33 mit kleinem Durchmesser definiert. In einer Weise, die ähnlich zu der ist, die vorstehend beschrieben ist, wenn das elektromagnetische Formen an dem Nabenabschnitt 23 durchgeführt wird, wird der Fügeabschnitt 25 an der Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 an dem Nabenabschnitt 23B ausgebildet. Unter einem Zustand, in dem der Nabenabschnitt 23B und die Welle 8B miteinander gefügt sind, ist ein Innendurchmesser des Einsetzlochs 22 kleiner an einer Seite näher zu dem Fügeabschnitt 25.
Der drehende Körper A des Ausführungsbeispiels, das vorstehend beschrieben ist, hat eine Stufe in dem Einsetzloch 22 des Hauptkörpers 20. Auch in einem Fall, in dem die Stufe in der Welle 8B ausgebildet ist, wie in dem Fall des drehenden Körpers A3 des dritten Modifikationsbeispiels, wird eine Wirkung ähnlich zu der des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels erreicht.
7(a) ist eine Schnittansicht eines Nabenabschnitts 23C in einem vierten Modifikationsbeispiel. In dem vierten Modifikationsbeispiel unterscheidet sich der Nabenabschnitt 23C von dem Nabenabschnitt 23 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels. In gleicher Weise wie bei der vorstehenden Beschreibung ist der Nabenabschnitt 23C mit der Welle 8 gefügt. In 7(a) ist ein Zustand dargestellt, bevor der Nabenabschnitt 23C und die Welle 8 miteinander gefügt werden. Der Nabenabschnitt 23C des vierten Modifikationsbeispiels hat zwei Schlitze 36. Die Schlitze 36 gehen von der Innenumfangsfläche des Einsetzlochs 22 zu der Außenumfangsfläche des Nabenabschnitts 23C. Die Schlitze 36 erstrecken sich in der Axialrichtung. Jedoch sind eine Länge und eine Breite der Schlitze 36 nicht besonders beschränkt. Beispielsweise können die Schlitze 36 innerhalb eines Bereichs des Nabenabschnitts 23C ausgebildet sein oder können sich zu dem Erstreckungsabschnitt 24 erstrecken. In dem vierten Modifikationsbeispiel sind die zwei Schlitze 26 gegenüberliegend zueinander an Positionen angeordnet, die um 180° in der Umfangsrichtung verschoben sind.
7(b) ist eine Schnittansicht eines Nabenabschnitts 23D in einem fünften Modifikationsbeispiel. In gleicher Weise wie bei der vorstehenden Beschreibung wird der Nabenabschnitt 23D mit der Welle 8 gefügt. In 7(b) ist ein Zustand dargestellt, bevor der Nabenabschnitt 23D und die Welle 8 miteinander gefügt werden. Der Nabenabschnitt 23D des fünften Modifikationsbeispiels hat zwei mehr Schlitze 36 im Vergleich zu dem Nabenabschnitt 23C des vierten Modifikationsbeispiels. Der Nabenabschnitt 23D hat vier Schlitze 36, die an Positionen ausgebildet sind, die um 90° in der Umfangsrichtung verschoben sind. Auch in dem fünften Modifikationsbeispiel sind eine Länge und eine Breite der Schlitze 36 in der Axialrichtung nicht besonders beschränkt.
7(c) ist eine Schnittansicht eines Nabenabschnitts 23E in einem sechsten Modifikationsbeispiel. Ähnlich zu der vorstehenden Beschreibung wird der Nabenabschnitt 23E mit der Welle 8 gefügt. In 7(b) ist ein Zustand dargestellt, bevor der Nabenabschnitt 23E und die Welle 8 miteinander gefügt werden. Der Nabenabschnitt 23E des sechsten Modifikationsbeispiels hat eine rechteckige Schnittform im Vergleich zu dem Nabenabschnitt 23D des fünften Modifikationsbeispiels. Das heißt der Nabenabschnitt 23E unterscheidet sich teilweise in einer Dicke in der Radialrichtung. Der Nabenabschnitt 23E ist durch die Schlitze 36 in vier Segmente in der Umfangsrichtung unterteilt. Die vier unterteilten Segmente des Nabenabschnitts 23E erhöhen sich jeweils in einer Dicke in der Radialrichtung mit Erstreckung von beiden Endseiten zu einer Mittenseite in der Umfangsrichtung.
Gemäß dem vierten bis sechsten Modifikationsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, ist der Fügeabschnitt 25, der mit der Welle 8 zu fügen ist, an dem Nabenabschnitt 23C, 23D, 23E ausgebildet. Der Nabenabschnitt 23C, 23D, 23E, der den Fügeabschnitt 25 hat, ist durch die Schlitze 36 in eine Vielzahl von Segmenten in der Umfangsrichtung unterteilt. Wenn der Hauptkörper 20C, 20D, 20E und die Welle 8 miteinander zu fügen sind, wird ein Ende der Welle 8 zu einer Seite in der Axialrichtung (nahe Seite an den Zeichnungsblättern in 7(a), 7(b) und 7(c)) mit einer Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) gezogen. In diesem Zustand wird eine Einspannvorrichtung (nicht gezeigt) gegen eine Bodenfläche 36a des Schlitzes 36 an einer anderen Seite in der Axialrichtung (entfernte Seite an den Zeichnungsblättern in 7(a), 7(b) und 7(c)) gedrückt, und der Hauptkörper 20C, 20D, 20E wird zu einer anderen Seite in der Axialrichtung gedrückt. Der Nabenabschnitt 23C, 23D, 23E wird zu der Zeit des Fügens in geeigneter Weise gehalten, wodurch eine Genauigkeit beim Fügen verbessert wird. Darüber hinaus ist der Nabenabschnitt 23C, 23D, 23E in der Umfangsrichtung unterteilt, und daher ist es wahrscheinlich, dass er sich zu der Zeit des Durchführens des elektromagnetischen Formens radial zusammenzieht. Somit kann der drehende Körper A leicht zusammengebaut und hergestellt werden.
Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist vorstehend mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben worden, aber es ist überflüssig zu sagen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Es ist offensichtlich, dass der Fachmann zu verschiedenen Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche gelangen kann, und diese Beispiele sind natürlicherweise so zu betrachten, dass sie in den technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
Beispielsweise können Gestaltungen des Ausführungsbeispiels und der Modifikationsbeispiele, die vorstehend beschrieben sind, kombiniert werden.
Darüber hinaus ist in dem Ausführungsbeispiel und den Modifikationsbeispielen, die vorstehend beschrieben sind, der Fall beschrieben, in dem die Schaufeln 21 die langen Schaufeln 21a und die kurzen Schaufeln 21b haben. Jedoch können die Schaufeln 21 eine Art von Länge in der Axialrichtung haben.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung ist auf einen drehenden Körper, der ein Kompressorlaufrad und eine Welle hat, auf einen Turbolader, der den drehenden Körper hat, und auf ein Herstellungsverfahren für einen drehenden Körper anwendbar.
Bezugszeichenliste

8, 8A, 8B:: Welle
10:: Kompressorlaufrad
20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E:: Hauptkörper
21:: Schaufel
22:: Einsetzloch
23, 23A, 23B, 23C, 23D, 23E:: Nabenabschnitt
24:: Erstreckungsabschnitt
25, 25A:: Fügeabschnitt
26:: Abschnitt mit kleinem Innendurchmesser
27:: Radial aufgeweiteter Abschnitt
33:: Abschnitt mit kleinem Durchmesser
34:: Abschnitt mit großem Durchmesser
35:: Stufenabschnitt
A, A1, A2, A3:: Drehender Körper
C:: Turbolader

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017056117 [0001]

Claims

Drehender Körper mit: einer Welle; und einem Kompressorlaufrad, das Folgendes hat: einen Hauptkörper, der ein Einsetzloch hat, wobei sich das Einsetzloch von einem Ende zu einer anderen Endseite erstreckt und gestaltet ist, um die Welle aufzunehmen, die durch dieses hindurch eingesetzt ist; einen Nabenabschnitt, der an einer Endseite des Hauptkörpers ausgebildet ist; und einen Fügeabschnitt, der an einer Innenumfangsfläche des Einsetzlochs an dem Nabenabschnitt ausgebildet ist und an die Welle geschweißt ist.
Drehender Körper nach Anspruch 1, wobei das Einsetzloch Folgendes hat: einen Abschnitt mit kleinem Innendurchmesser, der an der anderen Endseite mit Bezug auf den Nabenabschnitt ausgebildet ist; und einen radial aufgeweiteten Abschnitt, der zwischen dem Abschnitt mit kleinem Innendurchmesser und dem Fügeabschnitt gelegen ist und der einen Innendurchmesser hat, der größer ist als ein Innendurchmesser des Abschnitts mit kleinem Innendurchmesser.
Drehender Körper nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kompressorlaufrad Folgendes hat: Schaufeln, die an der anderen Endseite mit Bezug auf den Nabenabschnitt an einem Außenumfang des Hauptkörpers vorgesehen sind; und einen Erstreckungsabschnitt, der zwischen den Schaufeln und dem Nabenabschnitt gelegen ist und der eine Dicke in der Radialrichtung hat, die größer ist als die des Nabenabschnitts.
Drehender Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Welle Folgendes hat: einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der an den Fügeabschnitt geschweißt ist; einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der an der anderen Endseite mit Bezug auf den Abschnitt mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist und der einen Durchmesser hat, der größer ist als der des Abschnitts mit kleinem Durchmesser; und einen Stufenabschnitt, der sich von dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser zu dem Abschnitt mit großem Durchmesser erstreckt.
Drehender Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Nabenabschnitt in eine Vielzahl von Segmenten in der Umfangsrichtung unterteilt ist.
Turbolader mit dem drehenden Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Herstellungsverfahren für einen drehenden Körper, das die folgenden Schritte aufweist: Einsetzen einer Welle durch ein Einsetzloch hindurch, das sich von einem Ende zu einer anderen Endseite eines Hauptkörpers eines Kompressorlaufrads erstreckt; und Fügen eines Nabenabschnitts, der an einem Ende des Hauptkörpers ausgebildet ist, und der Welle durch elektromagnetisches Formen.