JP2006083779A - Sealing structure of turbocharger - Google Patents

Sealing structure of turbocharger Download PDF

Info

Publication number
JP2006083779A
JP2006083779A JP2004270205A JP2004270205A JP2006083779A JP 2006083779 A JP2006083779 A JP 2006083779A JP 2004270205 A JP2004270205 A JP 2004270205A JP 2004270205 A JP2004270205 A JP 2004270205A JP 2006083779 A JP2006083779 A JP 2006083779A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal ring
peripheral surface
turbocharger
seal
central axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004270205A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Tanada
雅之 棚田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2004270205A priority Critical patent/JP2006083779A/en
Publication of JP2006083779A publication Critical patent/JP2006083779A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing structure of a turbocharger capable of obtaining excellent sealing property by a simple configuration. <P>SOLUTION: This sealing structure of the turbocharger is provided with a turbine shaft 21 having an outer peripheral face 21a extending along a central axis 101 and forming a seal ring channel 45 on the outer peripheral face 21a, a bearing housing 31 having an inner peripheral face 31a extending at a position where it faces the seal ring channel 45, and a seal ring 41 stored in the seal ring channel 45 by providing a clearance in the direction in which the central axis 101 is extended and having elastic force for energizing the inner peripheral face 31a. The inner peripheral face 31a is formed by inclining for the central axis 101 so that distance A from the central axis 101 to the inner peripheral face 31a is increased from one side toward the other side in the direction in which the central axis 101 is extended. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、一般的には、ターボチャージャのシール構造に関し、より特定的には、車両用のターボチャージャのシール構造に関する。   The present invention generally relates to a seal structure for a turbocharger, and more particularly to a seal structure for a turbocharger for a vehicle.

従来のターボチャージャのシール構造に関して、たとえば、特開平8−28291号公報には、シールリングの合口隙間を通って漏れる潤滑油を低減することを目的とした過給機の軸封構造が開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された軸封構造は、軸体の外周に形成されたリング溝に装着され、合口を有するシールリングを備える。合口は、軸受けが配置された側からその反対側に向けて、軸体の回転方向と逆向きに延びて形成されている。   Regarding a conventional turbocharger seal structure, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-28291 discloses a shaft seal structure for a turbocharger for the purpose of reducing lubricating oil leaking through a joint gap in a seal ring. (Patent Document 1). The shaft seal structure disclosed in Patent Document 1 includes a seal ring that is attached to a ring groove formed on the outer periphery of a shaft body and has a joint. The joint is formed so as to extend in the direction opposite to the rotation direction of the shaft body from the side where the bearing is disposed toward the opposite side.

また、実開昭61−10936号公報には、潤滑油の消費量の著しい増加を防止することを目的としたターボ過給機のオイルシール装置が開示されている(特許文献2)。特許文献2に開示されたオイルシール装置は、シールリング溝に並んで配置される2つのシールリングを備える。これらのシールリングには、互いに向い合う位置にリセスが形成されており、そのリセスには、Oリングが配置される。Oリングによって、シールリングの側面は、対向するシールリング溝の側壁に弾性的に圧接される。   Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-10936 discloses an oil seal device for a turbocharger for the purpose of preventing a significant increase in the consumption of lubricating oil (Patent Document 2). The oil seal device disclosed in Patent Document 2 includes two seal rings arranged side by side in a seal ring groove. In these seal rings, recesses are formed at positions facing each other, and O-rings are arranged in the recesses. By the O-ring, the side surface of the seal ring is elastically pressed against the side wall of the opposing seal ring groove.

また、特開2000−204942号公報には、一対の分割排気管の結合部位をシール性良くシールすることを目的とした排気管用シール装置が開示されている(特許文献3)。さらに、実開平5−73223号公報には、分割型のエキゾーストマニホールドの結合部からのガス漏れを阻止することを目的とした分割型エキゾーストマニホールドの結合部シール構造が開示されている(特許文献4)。
特開平8−28291号公報 実開昭61−10936号公報 特開2000−204942号公報 実開平5−73223号公報
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-204942 discloses an exhaust pipe sealing device that aims to seal a joint portion of a pair of split exhaust pipes with good sealing properties (Patent Document 3). Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-73223 discloses a split-type exhaust manifold joint seal structure for the purpose of preventing gas leakage from the split-type exhaust manifold joint (Patent Document 4). ).
JP-A-8-28291 Japanese Utility Model Publication No. 61-10936 JP 2000-204942 A Japanese Utility Model Publication No. 5-73223

上述の特許文献1に開示された過給機の軸封構造では、軸受けから排出された潤滑油が、シールリングの合口から漏れることを防止するため、合口の延びる方向を所定の方向に規定している。しかしながら、潤滑油は、合口以外に、シールリングとリング溝の側壁との間の隙間からも漏れる。軸体が高速で回転する運転条件下では、ガス圧によってシールリングがリング溝の側壁に付勢されるが、低負荷時の運転条件下では、このような隙間から漏れる潤滑油が増大する。   In the turbo seal shaft sealing structure disclosed in Patent Document 1 described above, in order to prevent the lubricating oil discharged from the bearing from leaking from the joint of the seal ring, the extending direction of the joint is defined as a predetermined direction. ing. However, the lubricating oil leaks from the gap between the seal ring and the side wall of the ring groove in addition to the joint. Under an operating condition in which the shaft rotates at high speed, the seal ring is urged against the side wall of the ring groove by the gas pressure, but under a low load operating condition, the lubricating oil leaking from such a gap increases.

一方、特許文献2に開示されたターボ過給機のオイルシール装置では、シールリングをシールリング溝の側壁に付勢するため、シールリングとは別に弾性力を有するOリングが設けられている。しかしこの場合、部品点数が増大するという問題や、シール構造が複雑になるという問題が発生する。   On the other hand, in the turbocharger oil seal device disclosed in Patent Document 2, an O-ring having an elastic force is provided separately from the seal ring in order to bias the seal ring toward the side wall of the seal ring groove. However, in this case, the problem that the number of parts increases and the problem that the seal structure becomes complicated occur.

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、簡易な構成で、優れたシール性が得られるターボチャージャのシール構造を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a turbocharger seal structure capable of obtaining excellent sealing performance with a simple configuration.

この発明に従ったターボチャージャのシール構造は、所定の軸に沿って延在する第1の周面を有し、第1の周面にその周方向に沿ってシールリング溝が形成された第1の部材と、シールリング溝に向い合う位置で延在する第2の周面を有し、第1の部材と相対的に回転する第2の部材と、シールリング溝に所定の軸の延びる方向(以下、軸方向、とも呼ぶ)に隙間を設けて収容され、第2の周面を付勢する弾性力を有するシールリングとを備える。第2の周面は、所定の軸から第2の周面までの距離が、所定の軸の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、所定の軸に対して傾斜して形成されている。   The turbocharger seal structure according to the present invention has a first peripheral surface extending along a predetermined axis, and a seal ring groove is formed in the first peripheral surface along the circumferential direction. 1 member, a second member having a second peripheral surface extending at a position facing the seal ring groove, a second member rotating relative to the first member, and a predetermined axis extending in the seal ring groove And a seal ring that is accommodated in a direction (hereinafter also referred to as an axial direction) with a gap and has an elastic force that biases the second peripheral surface. The second peripheral surface is formed to be inclined with respect to the predetermined axis so that the distance from the predetermined axis to the second peripheral surface increases from one side to the other in the extending direction of the predetermined axis. ing.

このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、第2の周面は、所定の軸に対して傾斜して形成されている。このため、シールリングが、自らの弾性力によって第2の周面を付勢すると、シールリングには、第2の周面から受ける反力の分力として、軸方向の力(より詳細には、所定の軸から第2の周面までの距離が、相対的に小さくなる側から相対的に大きくなる側に向かう方向の力)が作用する。これにより、シールリングは、シールリング溝内で、シールリング溝との軸方向の隙間を詰めるように移動し、シールリングとシールリング溝の側壁とが密着した状態が得られる。したがって、本発明によれば、複雑な構造を設けることなく、シールリングによる第1の部材と第2の部材との間のシール性を向上させることができる。   According to the turbocharger seal structure thus configured, the second peripheral surface is formed to be inclined with respect to a predetermined axis. For this reason, when the seal ring urges the second peripheral surface by its own elastic force, the seal ring has an axial force (more specifically, as a component of the reaction force received from the second peripheral surface). , A force in a direction in which the distance from the predetermined axis to the second peripheral surface moves from a relatively small side to a relatively large side) acts. As a result, the seal ring moves within the seal ring groove so as to close the gap in the axial direction with the seal ring groove, and a state where the seal ring and the side wall of the seal ring groove are in close contact with each other is obtained. Therefore, according to the present invention, the sealing performance between the first member and the second member by the seal ring can be improved without providing a complicated structure.

また好ましくは、シールリングは、所定の軸に対して傾斜して形成され、第2の周面に対して面接触する接触面を有する。このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、シールリングの接触面が、第2の周面に面接触しているため、第1の部材と第2の部材との間のシール性をさらに向上させることができる。   Preferably, the seal ring is inclined with respect to a predetermined axis, and has a contact surface in surface contact with the second peripheral surface. According to the turbocharger sealing structure configured in this way, the contact surface of the seal ring is in surface contact with the second peripheral surface, and thus the sealing performance between the first member and the second member. Can be further improved.

また、シールリングを挟んだ両側には、所定の軸から第2の周面までの距離が相対的に小さい側に位置する第1の空間と、所定の軸から第2の周面までの距離が相対的に大きい側に位置する第2の空間とが形成されている。第1の部材と第2の部材とが相対的に回転した時に、第1の空間内の圧力が、第2の空間内の圧力よりも大きくなる。このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、第1の空間と第2の空間との圧力差を利用して、シールリングに作用する軸方向の力を増大させることができる。これにより、第1の部材と第2の部材との間のシール性をさらに向上させることができる。   Also, on both sides of the seal ring, the first space located on the side where the distance from the predetermined axis to the second peripheral surface is relatively small, and the distance from the predetermined axis to the second peripheral surface And a second space located on the relatively large side. When the first member and the second member rotate relatively, the pressure in the first space becomes larger than the pressure in the second space. According to the turbocharger seal structure thus configured, the axial force acting on the seal ring can be increased by utilizing the pressure difference between the first space and the second space. Thereby, the sealing performance between the first member and the second member can be further improved.

また好ましくは、第1の部材が、所定の軸を中心に回転する場合に、第1の空間に位置する第1の周面には、シールリング溝に隣り合って羽根部材が形成されている。このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、第1の部材の回転時に羽根部材が回転することによって、第1の空間内でシールリングに向かう風の流れを発生させる。これにより、シールリングには、風圧が加わるため、シールリングに作用する軸方向の力を増大させることができる。このため、第1の部材と第2の部材との間のシール性をさらに向上させることができる。   Preferably, when the first member rotates about a predetermined axis, a blade member is formed adjacent to the seal ring groove on the first peripheral surface located in the first space. . According to the turbocharger sealing structure thus configured, the blade member rotates when the first member rotates, thereby generating a flow of wind toward the seal ring in the first space. Thereby, since wind pressure is applied to the seal ring, the axial force acting on the seal ring can be increased. For this reason, the sealing performance between the first member and the second member can be further improved.

また好ましくは、シールリングは、シールリング溝に収容される際に、互いに重ね合わされる両端を有する。シールリングは、両端の重ね合わせ目がシールリング溝の側壁に接触するように、シールリング溝に収容されている。このように構成されたターボチャージャのシール構造によれば、シールリングの両端の重ね合わせ目で、シールリングのシール性が損なわれることを防止できる。   Preferably, the seal ring has both ends overlapped with each other when received in the seal ring groove. The seal ring is accommodated in the seal ring groove so that the overlapping stitches at both ends are in contact with the side wall of the seal ring groove. According to the seal structure of the turbocharger configured as described above, it is possible to prevent the sealing performance of the seal ring from being impaired at the overlap of both ends of the seal ring.

以上説明したように、この発明に従えば、簡易な構成で、優れたシール性が得られるターボチャージャのシール構造を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a turbocharger seal structure that provides excellent sealing performance with a simple configuration.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ参照番号が付されている。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings described below, the same or equivalent members are denoted by the same reference numerals.

(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。図1を参照して、ターボチャージャ10は、自動車などの車両に搭載されており、エンジンの排気経路上に設けられたタービン11と、エンジンの吸気経路上に設けられたコンプレッサ12と、タービン11とコンプレッサ12との間で、中心軸101に沿って延びるタービンシャフト21とを備える。タービンシャフト21の両端には、タービン11側に位置してタービンブレード22が設けられており、コンプレッサ12側に位置してコンプレッサブレード23が設けられている。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view showing a turbocharger seal structure according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, a turbocharger 10 is mounted on a vehicle such as an automobile, and includes a turbine 11 provided on an engine exhaust path, a compressor 12 provided on an engine intake path, and a turbine 11. A turbine shaft 21 extending along the central axis 101. At both ends of the turbine shaft 21, turbine blades 22 are provided on the turbine 11 side, and compressor blades 23 are provided on the compressor 12 side.

タービン11とコンプレッサ12との間には、タービンシャフト21の周りで筒状に延在するベアリングハウジング31が設けられている。タービンシャフト21は、ベアリングハウジング31に固定されたジャーナルベアリング14によって、中心軸101を中心に回転自在に設けられている。ジャーナルベアリング14には、潤滑油通路が形成されており、その潤滑油経路を介して、ジャーナルベアリング14とタービンシャフト21との間に潤滑油が供給される。   Between the turbine 11 and the compressor 12, a bearing housing 31 extending in a cylindrical shape around the turbine shaft 21 is provided. The turbine shaft 21 is rotatably provided around the central axis 101 by a journal bearing 14 fixed to the bearing housing 31. The journal bearing 14 is formed with a lubricating oil passage, and the lubricating oil is supplied between the journal bearing 14 and the turbine shaft 21 via the lubricating oil path.

ターボチャージャ10には、さらに、タービンシャフト21に固定されたスラストカラー17および18に挟まれる位置に、スラストベアリング13が設けられている。スラストベアリング13とスラストカラー17および18との間には、微小な隙間が形成されている。その隙間にスラストベアリング13から潤滑油が供給されることによって、タービンシャフト21は、中心軸101の延びる方向(以下、中心軸101方向、とも呼ぶ)に保持されている。   The turbocharger 10 is further provided with a thrust bearing 13 at a position between the thrust collars 17 and 18 fixed to the turbine shaft 21. A minute gap is formed between the thrust bearing 13 and the thrust collars 17 and 18. By supplying lubricating oil from the thrust bearing 13 to the gap, the turbine shaft 21 is held in the direction in which the central shaft 101 extends (hereinafter also referred to as the central shaft 101 direction).

ターボチャージャ10の働きについて簡単に説明すると、エンジンで、燃料と混合され燃焼させられた空気、すなわち排気ガスは、エンジンの各気筒に接続されたエキゾーストマニホールドからタービン11内に導かれる。排気ガスは、そこでタービンブレード22を回転させ、その回転力がタービンシャフト21に伝達される。その後、排気ガスは、触媒に導かれ、浄化された状態で車外へと排出される。一方、エンジンに供給するため車外より吸入された空気は、図示しないエアクリーナによってろ過された後、コンプレッサ12に導かれる。空気は、そこで、タービンシャフト21と一体となって回転するコンプレッサブレード23によって加圧される。加圧された空気は、インタークーラーに導かれ、冷却された状態でエンジンのインテークマニホールドへと吸入される。   The operation of the turbocharger 10 will be briefly described. Air, which is mixed with fuel and burned in the engine, that is, exhaust gas, is introduced into the turbine 11 from an exhaust manifold connected to each cylinder of the engine. The exhaust gas then rotates the turbine blade 22, and the rotational force is transmitted to the turbine shaft 21. Thereafter, the exhaust gas is guided to the catalyst and discharged outside the vehicle in a purified state. On the other hand, the air taken from outside the vehicle to be supplied to the engine is filtered by an air cleaner (not shown) and then guided to the compressor 12. The air is then pressurized by a compressor blade 23 that rotates integrally with the turbine shaft 21. The pressurized air is guided to the intercooler, and is sucked into the intake manifold of the engine in a cooled state.

図2は、図1中の2点鎖線IIに囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。図1および図2を参照して、タービンシャフト21は、中心軸101に沿って延在する外周面21aを有する。外周面21aのタービンブレード22に隣り合う位置には、中心軸101周りで環状に延在するシールリング溝45が形成されている。   2 is an enlarged cross-sectional view of a range surrounded by a two-dot chain line II in FIG. Referring to FIGS. 1 and 2, turbine shaft 21 has an outer peripheral surface 21 a extending along central axis 101. A seal ring groove 45 extending annularly around the central axis 101 is formed at a position adjacent to the turbine blade 22 on the outer peripheral surface 21a.

シールリング溝45は、中心軸101方向に距離を隔てて向い合う側壁45mおよび45nによって形成されている。側壁45mは、シールリング溝45を挟んでタービンブレード22側に位置する外周面21aに連なっており、側壁45nは、ジャーナルベアリング14側に位置する外周面21aに連なっている。中心軸101と、側壁45nが連なる外周面21aとの間の距離は、中心軸101と、側壁45mが連なる外周面21aとの間の距離よりも大きい。シールリング溝45を挟んだ両側には、タービンブレード22が設けられたタービン室50と、ジャーナルベアリング14が設けられたベアリング室55とが形成されている。   The seal ring groove 45 is formed by side walls 45m and 45n facing each other at a distance in the direction of the central axis 101. The side wall 45m continues to the outer peripheral surface 21a located on the turbine blade 22 side with the seal ring groove 45 interposed therebetween, and the side wall 45n continues to the outer peripheral surface 21a located on the journal bearing 14 side. The distance between the central axis 101 and the outer peripheral surface 21a connected with the side wall 45n is larger than the distance between the central axis 101 and the outer peripheral surface 21a connected with the side wall 45m. On both sides of the seal ring groove 45, a turbine chamber 50 provided with the turbine blade 22 and a bearing chamber 55 provided with the journal bearing 14 are formed.

ベアリングハウジング31は、シールリング溝45に向い合って環状に延在する内周面31aを有する。内周面31aは、内周面31aと中心軸101との間の距離Aが、タービン室50側からベアリング室55側に向かうに従って単調増加するように形成されている。つまり、内周面31aは、中心軸101に対して傾斜して形成されており、中心軸101に沿って存在する円錐台の側面によって構成されている。なお、内周面31aは、内周面31aと中心軸101との間の距離Aが、中心軸101に沿って傾きを変えながら増加するように形成されていても良い。   The bearing housing 31 has an inner peripheral surface 31 a that faces the seal ring groove 45 and extends in an annular shape. The inner peripheral surface 31a is formed such that the distance A between the inner peripheral surface 31a and the central shaft 101 increases monotonously as it goes from the turbine chamber 50 side to the bearing chamber 55 side. That is, the inner peripheral surface 31 a is formed to be inclined with respect to the central axis 101, and is constituted by a side surface of a truncated cone that exists along the central axis 101. The inner peripheral surface 31 a may be formed such that the distance A between the inner peripheral surface 31 a and the central axis 101 increases while changing the inclination along the central axis 101.

図3は、図2中のシールリングを示す斜視図である。図2および図3を参照して、シールリング溝45には、たとえば、ばね鋼から形成されたシールリング41が配置されている。シールリング41は、リング状に形成されており、シールリング溝45に収容された状態で矢印110に示す方向に拡径しようとするリング張力を備える。シールリング41は、環状に延在し、内周面31aに面接触する接触面41aを有する。接触面41aは、内周面31aと同じ傾きで、中心軸101に対して傾いて形成されている。シールリング41は、接触面41aの面積が、内周面31aの面積よりも小さくなるように形成されている。シールリング41が備えるリング張力により、内周面31aは、シールリング41の接触面41aに圧接されている。   FIG. 3 is a perspective view showing the seal ring in FIG. 2. 2 and 3, seal ring 41 made of, for example, spring steel is arranged in seal ring groove 45. The seal ring 41 is formed in a ring shape, and has a ring tension for expanding the diameter in the direction indicated by the arrow 110 while being accommodated in the seal ring groove 45. The seal ring 41 extends in an annular shape and has a contact surface 41a that makes surface contact with the inner peripheral surface 31a. The contact surface 41a is inclined with respect to the central axis 101 with the same inclination as the inner peripheral surface 31a. The seal ring 41 is formed such that the area of the contact surface 41a is smaller than the area of the inner peripheral surface 31a. The inner peripheral surface 31 a is in pressure contact with the contact surface 41 a of the seal ring 41 due to the ring tension of the seal ring 41.

シールリング41は、さらに、接触面41aの両端にそれぞれ連なり、シールリング溝45の側壁45mに向い合う側面41cと、側壁45nに向い合う側面41bとを有する。側面41cから側面41bまでの距離であるシールリング41の厚みは、側壁45mから側壁45nまでの距離であるシールリング溝45の幅よりも小さい。つまり、シールリング41は、中心軸101方向に隙間を設けて、シールリング溝45に配置されている。また、シールリング41と、側壁45mおよび側壁45nに連なるシールリング溝45の底面との間にも、隙間が設けられている。このような隙間を設けることによって、シールリング41がシールリング溝45内で焼き付くことを防止している。   The seal ring 41 further includes a side surface 41c that is continuous with both ends of the contact surface 41a and faces the side wall 45m of the seal ring groove 45, and a side surface 41b that faces the side wall 45n. The thickness of the seal ring 41 that is the distance from the side surface 41c to the side surface 41b is smaller than the width of the seal ring groove 45 that is the distance from the side wall 45m to the side wall 45n. That is, the seal ring 41 is arranged in the seal ring groove 45 with a gap in the direction of the central axis 101. Further, a gap is also provided between the seal ring 41 and the bottom surface of the seal ring groove 45 connected to the side wall 45m and the side wall 45n. By providing such a gap, the seal ring 41 is prevented from being seized in the seal ring groove 45.

シールリング41が、リング張力により内周面31aを付勢すると、内周面31aからその反力を受ける。このとき、内周面31aが中心軸101に対して傾いて形成されているため、シールリング41には、その反力の分力として、タービン室50側からベアリング室55側に向かう中心軸101方向の力が作用する。これにより、シールリング41は、ベアリング室55側へと移動し、シールリング41の側面41bとシールリング溝45の側壁45nとが密着した状態が得られる。   When the seal ring 41 urges the inner peripheral surface 31a by ring tension, the reaction force is received from the inner peripheral surface 31a. At this time, since the inner peripheral surface 31a is formed to be inclined with respect to the central axis 101, the seal ring 41 has a central axis 101 directed from the turbine chamber 50 side to the bearing chamber 55 side as a component force of the reaction force. Directional force acts. Thereby, the seal ring 41 moves to the bearing chamber 55 side, and a state in which the side surface 41b of the seal ring 41 and the side wall 45n of the seal ring groove 45 are in close contact with each other is obtained.

内周面31aの中心軸101に対する傾きをθとするとき、内周面31aは、15°≦θ≦45°の関係を満たして形成されていることが好ましい。シールリング41の側面41bは、タービンシャフト21の回転時、シールリング溝45の側壁45nと密着して擦れ合うため、時間の経過とともに摩耗する。側面41bの摩耗が進行すると、シールリング41は、タービン室50側からベアリング室55側に向けて変位し、同時に矢印110に示す方向に拡径していく。この場合、側面41bの摩耗に対するシールリング41の拡径する割合は、内周面31aの傾きに比例して大きくなる。このため、傾きθが、45°よりも大きいと、早期に、側面41bとシールリング溝45の側壁45nとの接触面積が小さくなり、シールリング41によるシール性が損なわれるおそれが生じる。一方、傾きθが、15°よりも小さいと、シールリング41のリング張力から得られる中心軸101方向の力が小さくなりすぎて、側面41bと側壁45nとを十分に密着できないおそれが生じる。   When the inclination of the inner peripheral surface 31a with respect to the central axis 101 is θ, the inner peripheral surface 31a is preferably formed so as to satisfy the relationship of 15 ° ≦ θ ≦ 45 °. Since the side surface 41b of the seal ring 41 is in close contact with and rubbed with the side wall 45n of the seal ring groove 45 when the turbine shaft 21 rotates, it wears with time. As the wear of the side surface 41b proceeds, the seal ring 41 is displaced from the turbine chamber 50 side toward the bearing chamber 55 side, and at the same time, the diameter increases in the direction indicated by the arrow 110. In this case, the ratio of the diameter of the seal ring 41 to the wear of the side surface 41b increases in proportion to the inclination of the inner peripheral surface 31a. For this reason, when the inclination θ is larger than 45 °, the contact area between the side surface 41b and the side wall 45n of the seal ring groove 45 is reduced early, and the sealing performance by the seal ring 41 may be impaired. On the other hand, when the inclination θ is smaller than 15 °, the force in the direction of the central axis 101 obtained from the ring tension of the seal ring 41 becomes too small, and there is a possibility that the side surface 41b and the side wall 45n cannot be sufficiently adhered.

また、タービンシャフト21の回転時、タービン室50には、エンジンから排気ガスが連続的に流れ込んでいるため、タービン室50内の圧力は、ベアリング室55内の圧力よりも大きくなる。このため、シールリング41には、タービン室50側からベアリング室55側に向かう中心軸101方向の力が作用し、側面41bと側壁45bとをさらに密着させることができる。   Further, when the turbine shaft 21 rotates, exhaust gas continuously flows from the engine into the turbine chamber 50, so that the pressure in the turbine chamber 50 becomes larger than the pressure in the bearing chamber 55. Therefore, a force in the direction of the central axis 101 from the turbine chamber 50 side toward the bearing chamber 55 side acts on the seal ring 41, and the side surface 41b and the side wall 45b can be further adhered to each other.

図4は、図3中のIV−IV線上に沿ったシールリングの断面図である。図3および図4を参照して、シールリング41の形状についてさらに詳細に説明すると、シールリング41は、シールリング溝45に収容された状態で互いに重ね合わされる端部41pおよび41qを有する。端部41qは、四角形の一角が切欠かれた断面形状を有し、端部41pは、端部41qの切欠きに嵌め合わされる断面形状を有する。端部41pと端部41qとを重ね合わせて合口にすると、側面41bには、シールリング41の周方向に沿って所定の長さで延びる、重ね合わせ目42が形成される。   4 is a cross-sectional view of the seal ring taken along line IV-IV in FIG. The shape of the seal ring 41 will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4. The seal ring 41 has end portions 41 p and 41 q that are overlapped with each other while being accommodated in the seal ring groove 45. The end portion 41q has a cross-sectional shape in which one corner of the quadrangle is cut out, and the end portion 41p has a cross-sectional shape that is fitted into the notch in the end portion 41q. When the end portion 41p and the end portion 41q are overlapped to form a joint, the side surface 41b is formed with an overlapping stitch 42 that extends a predetermined length along the circumferential direction of the seal ring 41.

図5は、図2中のターボチャージャのシール構造をさらに拡大して示す断面図である。図中には、図4中に示すシールリングの断面位置が表わされている。図5を参照して、シールリング41は、重ね合わせ目42が側壁45nに接触するようにシールリング溝45に収容されている。このような構成により、端部41pと端部41qとを重ね合わせた合口で、シールリング41のシール性が損なわれることを防止できる。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the turbocharger seal structure in FIG. 2 in a further enlarged manner. In the drawing, the cross-sectional position of the seal ring shown in FIG. 4 is shown. Referring to FIG. 5, the seal ring 41 is accommodated in the seal ring groove 45 so that the overlapping stitch 42 contacts the side wall 45n. With such a configuration, it is possible to prevent the sealing performance of the seal ring 41 from being impaired at the joint where the end portion 41p and the end portion 41q are overlapped.

図6は、図3中のシールリングの変形例を示す斜視図である。図7は、図6中のシールリングがシールリング溝に収容された状態を示す断面図である。図7中には、図6中のVII−VII線上に沿ったシールリングの断面位置が表わされている。図6および図7を参照して、本変形例では、シールリング61および66を組み合わせて1つのシールリング60を構成するダブルシールリング構造が採られている。シールリング61は、シールリング溝45の側壁45nに向い合う側面61bを有する。シールリング61は、さらに、端部61pおよび61qを有する。端部61pおよび61qは、それぞれ、シールリング61の断面を2分割した断面形状を有する。端部61pと端部61qとを重ね合わせて合口にすると、側面61bには、シールリング61の周方向に沿って所定の長さで延びる、重ね合わせ目62が形成される。   FIG. 6 is a perspective view showing a modified example of the seal ring in FIG. 3. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the seal ring in FIG. 6 is accommodated in the seal ring groove. FIG. 7 shows the cross-sectional position of the seal ring along the line VII-VII in FIG. With reference to FIGS. 6 and 7, in this modification, a double seal ring structure is adopted in which seal rings 61 and 66 are combined to form one seal ring 60. The seal ring 61 has a side surface 61 b that faces the side wall 45 n of the seal ring groove 45. The seal ring 61 further has end portions 61p and 61q. Each of the end portions 61p and 61q has a cross-sectional shape obtained by dividing the cross section of the seal ring 61 into two parts. When the end portion 61p and the end portion 61q are overlapped to form a joint, the side surface 61b is formed with an overlapping stitch 62 that extends a predetermined length along the circumferential direction of the seal ring 61.

シールリング66は、端部66pおよび66qを有する。端部66pの端面と端部66qの端面とが当接されて、シールリング66の合口とされる。シールリング60は、シールリング66が、側面61bの反対側の側面からシールリング61に組み合わされることによって構成されている。このとき、シールリング66の合口とシールリング61の合口とが、互いに異なる位相位置、本実施の形態では180°ずれた位相位置に位置決めされるように、両者が組み合わされる。   The seal ring 66 has end portions 66p and 66q. The end surface of the end portion 66p and the end surface of the end portion 66q are brought into contact with each other to form a seal ring 66 joint. The seal ring 60 is configured by combining the seal ring 66 with the seal ring 61 from the side surface opposite to the side surface 61b. At this time, both are combined so that the joint of the seal ring 66 and the joint of the seal ring 61 are positioned at different phase positions, that is, 180 ° shifted in this embodiment.

シールリング60は、シールリング61および66が中心軸101方向に並ぶようにシールリング溝45に収容される。このとき、シールリング61の重ね合わせ目62が側壁45nに接触する。このような構成によって、図3中のシールリング41を用いた場合と同様の効果を得ることができる。加えて、本変形例では、合口を構成するシールリング61および66の端部の形状が単純であるため、シールリング60をより簡単に製造することができる。また、シールリング61および66の合口は、互いにずれた位相位置に位置決めされている。このため、一方のシールリングの合口を他方のシールリングで覆うことができ、シール性の向上を図ることができる。   The seal ring 60 is accommodated in the seal ring groove 45 so that the seal rings 61 and 66 are aligned in the direction of the central axis 101. At this time, the overlapping stitch 62 of the seal ring 61 contacts the side wall 45n. With such a configuration, it is possible to obtain the same effect as when the seal ring 41 in FIG. 3 is used. In addition, in this modification, since the shapes of the end portions of the seal rings 61 and 66 constituting the joint are simple, the seal ring 60 can be manufactured more easily. Further, the joint of the seal rings 61 and 66 is positioned at a phase position shifted from each other. For this reason, the joint of one seal ring can be covered with the other seal ring, and the sealing performance can be improved.

この発明の実施の形態1におけるターボチャージャ10のシール構造は、所定の軸としての中心軸101に沿って延在する第1の周面としての外周面21aを有し、外周面21aにその周方向に沿ってシールリング溝45が形成された第1の部材としてのタービンシャフト21と、シールリング溝45に向い合う位置で延在する第2の周面としての内周面31aを有し、タービンシャフト21と相対的に回転する第2の部材としてのベアリングハウジング31(本実施の形態では、タービンシャフト21が回転することによって、ベアリングハウジング31がタービンシャフト21に対して相対的に回転する)と、シールリング溝45に中心軸101の延びる方向に隙間を設けて収容され、内周面31aを付勢する弾性力を有するシールリング41とを備える。内周面31aは、中心軸101から内周面31aまでの距離Aが、中心軸101の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、中心軸101に対して傾斜して形成されている。   The seal structure of the turbocharger 10 according to Embodiment 1 of the present invention has an outer peripheral surface 21a as a first peripheral surface extending along a central axis 101 as a predetermined axis, and the outer peripheral surface 21a has its peripheral surface. A turbine shaft 21 as a first member in which a seal ring groove 45 is formed along the direction, and an inner peripheral surface 31a as a second peripheral surface extending at a position facing the seal ring groove 45; Bearing housing 31 as a second member that rotates relative to turbine shaft 21 (in the present embodiment, bearing housing 31 rotates relative to turbine shaft 21 as turbine shaft 21 rotates). And a seal ring that is accommodated in the seal ring groove 45 with a gap in the direction in which the central shaft 101 extends and has an elastic force that biases the inner peripheral surface 31a And a 41. The inner peripheral surface 31a is formed to be inclined with respect to the central axis 101 so that the distance A from the central axis 101 to the inner peripheral surface 31a increases from one to the other in the direction in which the central axis 101 extends. Yes.

第1の部材は、中心軸101を中心に回転するシャフト部材としてのタービンシャフト21であり、第2の部材は、タービンシャフト21の周りで中心軸101に沿って延在する筒状部材としてのベアリングハウジング31である。   The first member is a turbine shaft 21 as a shaft member that rotates about the central axis 101, and the second member is a cylindrical member that extends along the central axis 101 around the turbine shaft 21. This is a bearing housing 31.

シールリング41は、中心軸101に対して傾斜して形成され、内周面31aに対して面接触する接触面41aを有する。なお、シールリング41は、本実施の形態に説明した形状に限定されず、たとえば、円形の断面形状を有していても良い。この場合にも、以下に説明する効果を同様に得ることができる。   The seal ring 41 is formed to be inclined with respect to the central axis 101, and has a contact surface 41a that is in surface contact with the inner peripheral surface 31a. The seal ring 41 is not limited to the shape described in the present embodiment, and may have, for example, a circular cross-sectional shape. Also in this case, the effects described below can be obtained similarly.

また、本実施の形態におけるターボチャージャ10のシール構造を、ベアリング室55と、コンプレッサブレード23が設けられたコンプレッサ室との間(図1中の2点鎖線120で囲まれた位置)のシールに利用することもできる。この場合、シールリングによって付勢されるハウジングの内周面は、中心軸101から内周面までの距離が、コンプレッサ室側からベアリング室55側に向かうに従って増加するように、中心軸101に対して傾斜して形成される。   Further, the seal structure of the turbocharger 10 according to the present embodiment is a seal between the bearing chamber 55 and the compressor chamber provided with the compressor blade 23 (position surrounded by a two-dot chain line 120 in FIG. 1). It can also be used. In this case, the inner peripheral surface of the housing urged by the seal ring is in relation to the central shaft 101 so that the distance from the central shaft 101 to the inner peripheral surface increases from the compressor chamber side toward the bearing chamber 55 side. It is formed to be inclined.

このように構成された、この発明の実施の形態1におけるターボチャージャ10のシール構造によれば、内周面31aを中心軸101に対して傾斜させることによって、シールリング41を中心軸101方向に移動させ、シールリング41の側面41bとシールリング溝45の側壁45nとを密着させた状態にできる。   According to the seal structure of the turbocharger 10 according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above, the seal ring 41 is moved in the direction of the central axis 101 by inclining the inner peripheral surface 31a with respect to the central axis 101. The side surface 41b of the seal ring 41 and the side wall 45n of the seal ring groove 45 can be brought into close contact with each other.

また、本実施の形態では、シールリング41に作用する中心軸101方向の力は、シールリング41のリング張力に応じた大きさとなる。このため、タービン室50とベアリング室55との間の差圧のみに頼る場合と異なって、シールリング41のリング張力が大きい場合であっても、シールリング41を中心軸101方向に確実に移動させることができる。また、この力は、シールリング41のリング張力の反力であるため、ターボチャージャ10の運転状況にかかわらず、常にシールリング41に作用する。このような理由から、本実施の形態では、シールリング41によるシール性を向上させ、ジャーナルベアリング14から供給された潤滑油がベアリング室55からタービン室50に漏れ出すことを効果的に防止できる。   In the present embodiment, the force in the direction of the central axis 101 acting on the seal ring 41 has a magnitude corresponding to the ring tension of the seal ring 41. For this reason, unlike the case where only the pressure difference between the turbine chamber 50 and the bearing chamber 55 is relied upon, the seal ring 41 is reliably moved in the direction of the central axis 101 even when the ring tension of the seal ring 41 is large. Can be made. Further, since this force is a reaction force of the ring tension of the seal ring 41, it always acts on the seal ring 41 regardless of the operation state of the turbocharger 10. For this reason, in the present embodiment, the sealing performance by the seal ring 41 can be improved, and the lubricating oil supplied from the journal bearing 14 can be effectively prevented from leaking from the bearing chamber 55 to the turbine chamber 50.

また、本実施の形態におけるターボチャージャ10のシール構造は、ほぼ一定負荷で稼動される発電用などと比較して、運転条件が広範囲に渡って変化する自動車などの車両用としてより有効に利用される。その理由は、以下に説明する通りである。   Further, the seal structure of the turbocharger 10 according to the present embodiment is more effectively used for vehicles such as automobiles whose operating conditions change over a wide range, compared to power generation that is operated at a substantially constant load. The The reason is as described below.

図8は、図1中のターボチャージャでのガス流れを模式的に表わした図である。図8を参照して、エンジンからタービン11内に導入される排気ガスの圧力をP1、タービン11から排出される排気ガスの圧力をP2、エアクリーナからコンプレッサ12に導入される空気の圧力をP3、コンプレッサ12から排出される空気の圧力をP4とする。この場合、P2およびP3は、大気圧程度の大きさとなる。また、タービン11内に導入された排気ガスのエネルギは、タービンブレード22の回転力に置き換えられるため、P2は、P1よりも小さくなる(P2<P1)。さらに、コンプレッサ12に導入された空気は、回転するコンプレッサブレード23によって加圧されるため、P4は、P3よりも大きくなる(P4>P3)。   FIG. 8 is a diagram schematically showing the gas flow in the turbocharger in FIG. Referring to FIG. 8, the pressure of the exhaust gas introduced from the engine into the turbine 11 is P1, the pressure of the exhaust gas discharged from the turbine 11 is P2, the pressure of the air introduced from the air cleaner to the compressor 12 is P3, The pressure of the air discharged from the compressor 12 is assumed to be P4. In this case, P2 and P3 are about the atmospheric pressure. Further, since the energy of the exhaust gas introduced into the turbine 11 is replaced with the rotational force of the turbine blade 22, P2 is smaller than P1 (P2 <P1). Furthermore, since the air introduced into the compressor 12 is pressurized by the rotating compressor blade 23, P4 becomes larger than P3 (P4> P3).

また、P1とP4の大小関係は、ターボチャージャ10を搭載した車両の走行状態により変化する。つまり、エンジンが高速回転する時には、排気ガスの量が増大するため、P1がP4よりも大きくなる。また、低負荷時であってエンジンが低速回転する時には、排気ガスの量が少なくなるため、P4がP1よりも大きくなる。このP1およびP4の圧力は、それぞれ、タービンブレード22の裏面22bおよびコンプレッサブレード23の裏面23bに、ほぼそのままの大きさで作用する。   The magnitude relationship between P1 and P4 varies depending on the traveling state of the vehicle on which the turbocharger 10 is mounted. That is, when the engine rotates at a high speed, the amount of exhaust gas increases, so P1 becomes larger than P4. Further, when the load is low and the engine rotates at a low speed, the amount of exhaust gas decreases, so that P4 becomes larger than P1. The pressures P1 and P4 act on the back surface 22b of the turbine blade 22 and the back surface 23b of the compressor blade 23 with almost the same magnitude, respectively.

一方、図1中のスラストベアリング13によって中心軸101方向に保持されたタービンシャフト21は、中心軸101方向に微小な変位が可能なように設けられている。このため、エンジンが高速回転してP1がP4よりも大きくなった場合には、タービンシャフト21が矢印141に示す方向に移動し、エンジンが低速回転してP4がP1よりも大きくなった場合には、タービンシャフト21が矢印142に示す方向に移動する。つまり、運転条件が広範囲に渡る自動車用ターボチャージャ10では、エンジンの回転速度が絶えず変化するため、タービンシャフト21は、中心軸101方向に変位しながら回転している。   On the other hand, the turbine shaft 21 held in the direction of the central axis 101 by the thrust bearing 13 in FIG. 1 is provided so that a minute displacement is possible in the direction of the central axis 101. Therefore, when the engine rotates at a high speed and P1 becomes larger than P4, the turbine shaft 21 moves in the direction indicated by the arrow 141, and when the engine rotates at a low speed and P4 becomes larger than P1. The turbine shaft 21 moves in the direction indicated by the arrow 142. In other words, in the turbocharger 10 for automobiles over a wide range of operating conditions, the rotational speed of the engine constantly changes, so that the turbine shaft 21 rotates while being displaced in the direction of the central axis 101.

しかし、本実施の形態におけるターボチャージャ10のシール構造では、シールリング41のリング張力により、シールリング41に中心軸101方向の力が作用し続ける。このため、中心軸101方向のタービンシャフト21の変位にシールリング41を追随させ、シールリング41の側面41bとシールリング溝45の側壁45nとを密着させた状態を常時、保つことができる。これにより、タービンシャフト21が中心軸101方向に変位し続けているにもかかわらず、シールリング41による優れたシール性を実現することができる。   However, in the seal structure of the turbocharger 10 in the present embodiment, the force in the direction of the central axis 101 continues to act on the seal ring 41 due to the ring tension of the seal ring 41. For this reason, the seal ring 41 can be made to follow the displacement of the turbine shaft 21 in the direction of the central axis 101, and the state where the side surface 41b of the seal ring 41 and the side wall 45n of the seal ring groove 45 are in close contact with each other can always be maintained. Thereby, although the turbine shaft 21 continues to be displaced in the direction of the central axis 101, excellent sealing performance by the seal ring 41 can be realized.

(実施の形態2)
図9は、この発明の実施の形態2におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。本実施の形態におけるターボチャージャのシール構造は、実施の形態1におけるターボチャージャ10のシール構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a turbocharger seal structure according to Embodiment 2 of the present invention. The seal structure of the turbocharger in the present embodiment is basically the same as that of the turbocharger 10 in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.

図9を参照して、本実施の形態では、タービン室50に位置して、タービンシャフト21の外周面21aに羽根部材71が設けられている。羽根部材71は、シールリング溝45に隣接して、外周面21aの周方向に沿って複数、設けられている。羽根部材71は、タービンシャフト21が回転すると、タービン室50からシールリング41に向けて風が流れるように形成されている。   Referring to FIG. 9, in the present embodiment, blade member 71 is provided on outer peripheral surface 21 a of turbine shaft 21, located in turbine chamber 50. A plurality of blade members 71 are provided adjacent to the seal ring groove 45 along the circumferential direction of the outer peripheral surface 21a. The blade member 71 is formed such that wind flows from the turbine chamber 50 toward the seal ring 41 when the turbine shaft 21 rotates.

このように構成された、この発明の実施の形態2におけるターボチャージャのシール構造によれば、実施の形態1に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、羽根部材71を設けることによって、中心軸101方向に負荷する風圧がシールリング41に作用する。このため、シールリング41をより容易に中心軸101方向に移動させることができ、シールリング41によるシール性をさらに向上させることができる。   According to the turbocharger seal structure according to the second embodiment of the present invention configured as described above, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained. In addition, by providing the blade member 71, wind pressure applied in the direction of the central axis 101 acts on the seal ring 41. For this reason, the seal ring 41 can be moved in the direction of the central axis 101 more easily, and the sealing performance by the seal ring 41 can be further improved.

(実施の形態3)
図10は、この発明の実施の形態3におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。本実施の形態におけるターボチャージャのシール構造は、実施の形態1におけるターボチャージャ10のシール構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a turbocharger seal structure according to Embodiment 3 of the present invention. The seal structure of the turbocharger in the present embodiment is basically the same as that of the turbocharger 10 in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.

図10を参照して、本実施の形態では、シールリング41の側面41cに、板ばね81が固定されている。シールリング41がシールリング溝45に収容されると、板ばね81は、側面41cとシールリング溝の側壁45mとの間で撓んだ状態となる。この状態でシールリング41には、板ばね81の弾性力によって、タービン室50側からベアリング室55側に向かう中心軸101方向の力が作用する。   Referring to FIG. 10, in the present embodiment, a leaf spring 81 is fixed to the side surface 41 c of the seal ring 41. When the seal ring 41 is accommodated in the seal ring groove 45, the leaf spring 81 is bent between the side surface 41c and the side wall 45m of the seal ring groove. In this state, a force in the direction of the central axis 101 from the turbine chamber 50 side toward the bearing chamber 55 side acts on the seal ring 41 by the elastic force of the leaf spring 81.

この発明の実施の形態3におけるターボチャージャのシール構造は、シールリング41をシールリング溝45の側壁45nに付勢するばね部材としての板ばね81をさらに備える。   The turbocharger sealing structure according to the third embodiment of the present invention further includes a leaf spring 81 as a spring member that biases the seal ring 41 toward the side wall 45n of the seal ring groove 45.

図11は、図10中に示すターボチャージャのシール構造の変形例を示す断面図である。図11を参照して、本変形例では、図10中の板ばね81に替えて、コイルばね91が設けられている。この場合のシールリング41にも、コイルばね91の弾性力によって、タービン室50側からベアリング室55側に向かう中心軸101方向の力を作用させることができる。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of the seal structure of the turbocharger shown in FIG. Referring to FIG. 11, in this modification, a coil spring 91 is provided instead of the leaf spring 81 in FIG. In this case, a force in the direction of the central axis 101 from the turbine chamber 50 side toward the bearing chamber 55 side can also be applied to the seal ring 41 by the elastic force of the coil spring 91.

このように構成された、この発明の実施の形態3におけるターボチャージャのシール構造によれば、実施の形態1に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、板ばね81やコイルばね91を設けることにより、これらのばねが有する弾性力をシールリング41に作用させることができる。これにより、シールリング41をより容易に中心軸101方向に移動させることができ、シールリング41によるシール性をさらに向上させることができる。   According to the turbocharger seal structure according to the third embodiment of the present invention configured as described above, the same effects as those described in the first embodiment can be obtained. In addition, by providing the leaf spring 81 and the coil spring 91, the elastic force of these springs can be applied to the seal ring 41. Thereby, the seal ring 41 can be moved more easily in the direction of the central axis 101, and the sealing performance by the seal ring 41 can be further improved.

なお、以上の実施の形態1から3におけるターボチャージャのシール構造では、シールリング溝45がタービンシャフト21に形成されている場合について説明したが、シールリング溝45は、ベアリングハウジング31の内周面に形成されていても良い。この場合、その内周面に向い合う位置で延在するタービンシャフト21の外周面は、中心軸101から外周面までの距離が、中心軸101の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、中心軸101に対して傾斜して形成される。ベアリングハウジング31の内周面に形成されたシールリング溝には、タービンシャフト21の外周面を付勢する弾性力を有するシールリングが配置される。   In the turbocharger seal structure according to the first to third embodiments, the case where the seal ring groove 45 is formed in the turbine shaft 21 has been described. However, the seal ring groove 45 is formed on the inner peripheral surface of the bearing housing 31. It may be formed. In this case, the outer peripheral surface of the turbine shaft 21 extending at a position facing the inner peripheral surface is such that the distance from the central axis 101 to the outer peripheral surface increases from one to the other in the direction in which the central axis 101 extends. Further, it is formed to be inclined with respect to the central axis 101. A seal ring having an elastic force that biases the outer peripheral surface of the turbine shaft 21 is disposed in a seal ring groove formed on the inner peripheral surface of the bearing housing 31.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明の実施の形態1におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the seal structure of the turbocharger in Embodiment 1 of this invention. 図1中の2点鎖線IIに囲まれた範囲を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the range enclosed by the dashed-two dotted line II in FIG. 図2中のシールリングを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the seal ring in FIG. 図3中のIV−IV線上に沿ったシールリングの断面図である。It is sectional drawing of the seal ring along the IV-IV line in FIG. 図2中のターボチャージャのシール構造をさらに拡大して示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view further enlarging the seal structure of the turbocharger in FIG. 2. 図3中のシールリングの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the seal ring in FIG. 図6中のシールリングがシールリング溝に収容された状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state in which the seal ring in FIG. 6 was accommodated in the seal ring groove. 図1中のターボチャージャでのガス流れを模式的に表わした図である。It is the figure which represented typically the gas flow in the turbocharger in FIG. この発明の実施の形態2におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the seal structure of the turbocharger in Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3におけるターボチャージャのシール構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the seal structure of the turbocharger in Embodiment 3 of this invention. 図10中に示すターボチャージャのシール構造の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the seal structure of the turbocharger shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 ターボチャージャ、21 タービンシャフト、21a 外周面、31 ベアリングハウジング、31a 内周面、41 シールリング、41a 接触面、45 シールリング溝、45n 側壁、50 タービン室、55 ベアリング室、71 羽根部材、101 中心軸。   10 turbocharger, 21 turbine shaft, 21a outer peripheral surface, 31 bearing housing, 31a inner peripheral surface, 41 seal ring, 41a contact surface, 45 seal ring groove, 45n side wall, 50 turbine chamber, 55 bearing chamber, 71 blade member, 101 Central axis.

Claims (5)

所定の軸に沿って延在する第1の周面を有し、前記第1の周面にその周方向に沿ってシールリング溝が形成された第1の部材と、
前記シールリング溝に向い合う位置で延在する第2の周面を有し、前記第1の部材と相対的に回転する第2の部材と、
前記シールリング溝に前記所定の軸の延びる方向に隙間を設けて収容され、前記第2の周面を付勢する弾性力を有するシールリングとを備え、
前記第2の周面は、前記所定の軸から前記第2の周面までの距離が、前記所定の軸の延びる方向の一方から他方に向かうに従って増加するように、前記所定の軸に対して傾斜して形成されている、ターボチャージャのシール構造。
A first member having a first peripheral surface extending along a predetermined axis and having a seal ring groove formed along the circumferential direction on the first peripheral surface;
A second member having a second peripheral surface extending at a position facing the seal ring groove, and rotating relative to the first member;
A seal ring that is accommodated in the seal ring groove with a gap in a direction in which the predetermined axis extends and has an elastic force that biases the second peripheral surface;
The second peripheral surface with respect to the predetermined axis so that a distance from the predetermined axis to the second peripheral surface increases from one side to the other in the extending direction of the predetermined axis. The turbocharger seal structure is inclined.
前記シールリングは、前記所定の軸に対して傾斜して形成され、前記第2の周面に対して面接触する接触面を有する、請求項1に記載のターボチャージャのシール構造。   2. The turbocharger sealing structure according to claim 1, wherein the seal ring is formed to be inclined with respect to the predetermined axis and has a contact surface in surface contact with the second peripheral surface. 前記シールリングを挟んだ両側には、前記所定の軸から前記第2の周面までの距離が相対的に小さい側に位置する第1の空間と、前記所定の軸から前記第2の周面までの距離が相対的に大きい側に位置する第2の空間とが形成されており、
前記第1の部材と前記第2の部材とが相対的に回転した時に、前記第1の空間内の圧力が、前記第2の空間内の圧力よりも大きくなる、請求項1または2に記載のターボチャージャのシール構造。
On both sides of the seal ring, a first space located on the side where the distance from the predetermined axis to the second peripheral surface is relatively small, and the second peripheral surface from the predetermined axis And a second space located on the side where the distance to is relatively large,
The pressure in the first space is larger than the pressure in the second space when the first member and the second member are relatively rotated. Turbocharger seal structure.
前記第1の部材が、前記所定の軸を中心に回転する場合に、前記第1の空間に位置する前記第1の周面には、前記シールリング溝に隣り合って羽根部材が形成されている、請求項3に記載のターボチャージャのシール構造。   When the first member rotates about the predetermined axis, a blade member is formed adjacent to the seal ring groove on the first peripheral surface located in the first space. The turbocharger seal structure according to claim 3. 前記シールリングは、前記シールリング溝に収容される際に、互いに重ね合わされる両端を有し、
前記シールリングは、前記両端の重ね合わせ目が前記シールリング溝の側壁に接触するように、前記シールリング溝に収容されている、請求項1から4のいずれか1項に記載のターボチャージャのシール構造。
The seal ring has both ends overlapped with each other when accommodated in the seal ring groove;
The turbocharger according to any one of claims 1 to 4, wherein the seal ring is accommodated in the seal ring groove so that a lap of the both ends contacts a side wall of the seal ring groove. Seal structure.
JP2004270205A 2004-09-16 2004-09-16 Sealing structure of turbocharger Withdrawn JP2006083779A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004270205A JP2006083779A (en) 2004-09-16 2004-09-16 Sealing structure of turbocharger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004270205A JP2006083779A (en) 2004-09-16 2004-09-16 Sealing structure of turbocharger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006083779A true JP2006083779A (en) 2006-03-30

Family

ID=36162493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004270205A Withdrawn JP2006083779A (en) 2004-09-16 2004-09-16 Sealing structure of turbocharger

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006083779A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009128406A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-22 Nok株式会社 Seal ring
US11015716B2 (en) 2016-09-12 2021-05-25 Ihi Corporation Sealing ring and turbocharger

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009128406A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-22 Nok株式会社 Seal ring
JP2009257439A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Nok Corp Sealing ring
US9291271B2 (en) 2008-04-15 2016-03-22 Nok Corporation Seal ring
US11015716B2 (en) 2016-09-12 2021-05-25 Ihi Corporation Sealing ring and turbocharger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7175388B2 (en) Integrated labyrinth and carbon seal
US6325380B1 (en) Face seal assembly
US11739844B2 (en) Mechanical seal
US20080001364A1 (en) Bearing seal with backup device
US20110229301A1 (en) Active tip clearance control for shrouded gas turbine blades and related method
JP5174241B2 (en) Shaft seal and rotating machine equipped with the same
WO2015087800A1 (en) Sliding component
JP2007285252A (en) Turbo charger
US11156294B2 (en) Controlled gap seal with surface discontinuities
US11187093B2 (en) Face seal assembly with thermal management circuit and an associated method thereof
CA2513053A1 (en) Controlled gap carbon seal
JP2007046642A (en) Supercharger and fully floating bearing
JP7224740B2 (en) mechanical seal
JP5595259B2 (en) Shaft seal device and rotary machine equipped with the same
JP2017145859A (en) Seal device and rotary machine
WO2014033920A1 (en) Axial flow turbine for superchargers
JP4816562B2 (en) Oil seal structure
JP2006083779A (en) Sealing structure of turbocharger
JP2009197772A (en) Thrust bearing device of exhaust gas turbocharger
JP2010133530A (en) Bearing structure and supercharger with the bearing structure
JP2002122243A (en) Split type seal
JP4031699B2 (en) Shaft seal mechanism and turbine
CN111108274B (en) Variable nozzle turbocharger
JP7566201B2 (en) Shaft seal device and rotating machine
WO2024171891A1 (en) Mechanical seal

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20071204