JP2009167882A - Centrifugal impeller - Google Patents

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disc body
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Koji Haruguchi
幸治 春口
Masanori Nishimura
昌典 西村
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal impeller capable of reducing weight and improving rigidity. <P>SOLUTION: The centrifugal impeller 1 is equipped with a plurality of vanes 4, a disc body 3 capable of rotating around a rotating shaft L1, a gouged structure 5 having an inclined surface 5a which is formed on the back surface of the disc body 3 and where the outer peripheral side is inclined rearward than a rotating shaft side, and an annular reinforcing member 7 for reinforcing the rigidity of the disc body 3. The weight of the centrifugal impeller can be reduced and the rigidity for the centrifugal force can be improved by such constitution without changing a front shape of the disc body 3 influencing the flow of a fluid. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、遠心羽根車に関するものである。   The present invention relates to a centrifugal impeller.

従来、このような分野の技術として、特開２００３−２６９３８３号公報がある。この公報に記載された圧縮機のインペラーの構造では、インペラーの複数の羽根の外周側の少なくとも一部に、隣接する羽根間を相互に連結する連結部材を設けることで、遠心応力による羽根の振動を抑制し、羽根の根元における応力集中を防止して、耐久性の向上を図っている。また、一般的に、この種のインペラーでは、回転軸に近づくにつれてディスクが厚肉とされる幅広構造とすることで、遠心応力対策が図られている。
特開２００３−２６９３８３号公報 Conventionally, as a technology in such a field, there is JP-A-2003-269383. In the structure of the impeller of the compressor described in this publication, the vibration of the blade due to centrifugal stress is provided by providing a connecting member that connects adjacent blades to each other at least on the outer peripheral side of the plurality of blades of the impeller. Is suppressed, stress concentration at the base of the blade is prevented, and durability is improved. In general, in this type of impeller, measures against centrifugal stress are taken by adopting a wide structure in which the disk becomes thicker as it approaches the rotation axis.
JP 2003-269383 A

しかしながら、上記特許文献に記載の従来技術では、ディスクの回転軸側が幅広構造とされているため、運転時の熱膨張によって、ディスクの外周側が変形してシュラウドに接触するおそれがあるという問題がある。また、従来技術では、ディスクの回転軸側が幅広構造とされているため、質量が増大して遠心羽根車の動的性能の向上の妨げになっているという問題がある。   However, in the prior art described in the above-mentioned patent document, since the rotating shaft side of the disk has a wide structure, there is a problem that the outer peripheral side of the disk may be deformed and contact the shroud due to thermal expansion during operation. . Moreover, in the prior art, since the rotating shaft side of the disk has a wide structure, there is a problem that the mass is increased and the dynamic performance of the centrifugal impeller is prevented from being improved.

そこで、ディスクの背面にへこみ部を設けてディスクの回転軸側を薄肉とすることで、熱膨張によるディスクの変形を抑えると共に、ディスクを軽量化して遠心羽根車の動的性能を向上させる構造が考えられる。しかしながら、このような構造では、遠心力が過大になると遠心力によってディスクが変形してしまうおそれがある。   Therefore, a structure that improves the dynamic performance of the centrifugal impeller by reducing the weight of the disc and reducing the disc weight by providing a dent on the back of the disc and making the disc rotating shaft side thinner. Conceivable. However, in such a structure, if the centrifugal force is excessive, the disc may be deformed by the centrifugal force.

本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、軽量化及び剛性の向上が可能な遠心羽根車を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a centrifugal impeller capable of reducing weight and improving rigidity.

本発明に係る遠心羽根車は、一方の主面である正面に複数の羽根が設けられ、回転軸回りに回転可能なディスク本体を有する遠心羽根車であって、ディスク本体の背面に形成され、回転軸側よりも外周側が後方へ傾斜する傾斜面を有するえぐり構造と、ディスク本体の剛性を補強する環状の補強部材と、を備えることを特徴とする。   The centrifugal impeller according to the present invention is a centrifugal impeller having a disk body that is provided with a plurality of blades on a front surface that is one main surface and is rotatable around a rotation axis, and is formed on the back surface of the disk body, It is characterized by comprising an bore structure having an inclined surface whose outer peripheral side is inclined rearward relative to the rotating shaft side, and an annular reinforcing member for reinforcing the rigidity of the disc body.

本発明に係る遠心羽根車では、ディスク本体の背面にえぐり構造が形成されると共に、ディスク本体の剛性を補強する環状の補強部材を備えている。このような構成により、流路を形成するディスク本体正面の形状に影響を与えずに、遠心羽根車の軽量化を図ることができる。さらに、環状の補強部材をディスク本体の剛性を補強するように備えることにより、遠心羽根車の剛性を向上させることができる。   In the centrifugal impeller according to the present invention, a counterbored structure is formed on the back surface of the disk main body, and an annular reinforcing member for reinforcing the rigidity of the disk main body is provided. With such a configuration, it is possible to reduce the weight of the centrifugal impeller without affecting the shape of the front surface of the disk body forming the flow path. Furthermore, the rigidity of the centrifugal impeller can be improved by providing an annular reinforcing member so as to reinforce the rigidity of the disc body.

また、本発明に係る遠心羽根車では、環状の補強部材は、ディスク本体に埋め込まれていることが好ましい。これにより、ディスク本体の剛性を向上させることが可能となる。   In the centrifugal impeller according to the present invention, the annular reinforcing member is preferably embedded in the disc body. Thereby, the rigidity of the disc body can be improved.

あるいは、本発明に係る遠心羽根車では、ディスク本体の背面には、後方に突出し回転軸を中心とする環状の第一突部が形成され、環状の補強部材は、環状の第一突部の外周面に装着されていることが好ましい。このような構成により、環状の補強部材は、第一突部を介して、遠心力によるディスク本体の変形を規制する。したがって、遠心羽根車は、ディスク本体の変形に対する剛性を向上させることが可能となる。   Alternatively, in the centrifugal impeller according to the present invention, an annular first protrusion is formed on the back surface of the disk body so as to protrude rearward and centering on the rotation axis, and the annular reinforcing member is formed of the annular first protrusion. It is preferable that it is mounted on the outer peripheral surface. With such a configuration, the annular reinforcing member regulates the deformation of the disc body due to the centrifugal force via the first protrusion. Therefore, the centrifugal impeller can improve the rigidity against the deformation of the disc body.

また、本発明に係る遠心羽根車では、第一突部は、前記ディスク本体の背面外周側に形成されており、えぐり構造の傾斜面には、後方に突出し回転軸を中心とする環状の第二突部が形成され、第一突部及び第二突部の外周面には、環状の補強部材がそれぞれ装着されていることが好ましい。このような構成により、環状の補強部材は、第一突部を介してディスク本体の半径方向への変形を規制すると共に、第二突部を介してディスク本体の前方への倒れこみ変形を規制する。したがって、ディスク本体の変形に対する剛性をさらに向上させることが可能となる。   Further, in the centrifugal impeller according to the present invention, the first protrusion is formed on the outer peripheral side of the back surface of the disc body, and protrudes rearward from the inclined surface of the counterbored structure and has an annular first centered on the rotation axis. Preferably, two protrusions are formed, and annular reinforcing members are respectively attached to the outer peripheral surfaces of the first protrusion and the second protrusion. With such a configuration, the annular reinforcing member regulates the deformation of the disc main body in the radial direction via the first protrusion, and restricts the deformation of the disk main body falling forward via the second protrusion. To do. Therefore, it is possible to further improve the rigidity against the deformation of the disc body.

本発明の遠心羽根車によれば、軽量化及び剛性の向上が可能となる。   According to the centrifugal impeller of the present invention, it is possible to reduce the weight and improve the rigidity.

以下、本発明に係る遠心羽根車の第１実施形態について図面を参照して説明する。図中、同一又は相当部分には、同一符号を用いることとする。   Hereinafter, a first embodiment of a centrifugal impeller according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts.

図１は、第１実施形態に係る遠心羽根車を示す斜視図であり、図２は、第１実施形態に係る遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。なお、本明細書の端面図においては、回転軸対称となる遠心羽根車のうちの一方のみを図示して説明する。   FIG. 1 is a perspective view showing the centrifugal impeller according to the first embodiment, and FIG. 2 is an end view along the rotation axis of the centrifugal impeller according to the first embodiment. In the end view of the present specification, only one of the centrifugal impellers that are rotationally symmetric is illustrated and described.

図１及び図２に示すように、遠心羽根車１は、回転軸Ｌ１に沿って延在する円筒状のボス部２を中心に形成されている。このボス部２には、その周方向に展開するディスク本体３が設けられており、このディスク本体３の正面には、ボス部２の周方向に湾曲した羽根４が複数形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the centrifugal impeller 1 is formed around a cylindrical boss portion 2 extending along the rotation axis L1. The boss portion 2 is provided with a disk body 3 that extends in the circumferential direction. A plurality of blades 4 curved in the circumferential direction of the boss portion 2 are formed on the front surface of the disk body 3.

また、ディスク本体３の背面には、ボス部２を中心にえぐり構造５が形成されている。このえぐり構造５は、回転軸Ｌ１側よりも外周側が後方へ傾斜する傾斜面５ａを有している。なお、ディスク本体３の材質としては、ステンレス、アルミ、チタン等が一般的である。   Further, on the back surface of the disc body 3, a hollow structure 5 is formed around the boss portion 2. This bore structure 5 has an inclined surface 5a whose outer peripheral side is inclined rearward relative to the rotation axis L1 side. In general, stainless steel, aluminum, titanium, or the like is used as the material of the disc body 3.

この傾斜面５ａは、ボス部２を囲繞して全周に亘り形成され、半径方向において、例えばボス部２の際から略中央まで形成されている。このように、前方に窪むえぐり構造５を形成することで、ディスク本体３の厚さが従来に比して薄くされ均一化されている。   The inclined surface 5a surrounds the boss portion 2 and is formed over the entire circumference. For example, the inclined surface 5a is formed in the radial direction from the boss portion 2 to substantially the center. Thus, by forming the hollow structure 5 recessed forward, the thickness of the disk main body 3 is made thinner and uniform than in the prior art.

また、えぐり構造５の外縁には、後方へ突出した環状の突部（第一突部）６がボス部２を中心に形成されており、この突部６の外周面には、ディスク本体３の剛性を補強する環状の補強部材７が装着されている。この補強部材７としては、ディスク本体３よりも剛性が高く、かつ、軽量な素材が用いられ、例えば、カーボンファイバーが好ましい。   An annular protrusion (first protrusion) 6 protruding rearward is formed around the boss 2 at the outer edge of the bore structure 5, and the disc body 3 is formed on the outer peripheral surface of the protrusion 6. An annular reinforcing member 7 for reinforcing the rigidity is attached. As the reinforcing member 7, a material having higher rigidity and lighter weight than that of the disc body 3 is used, and for example, carbon fiber is preferable.

次に、比較のため、従来の遠心羽根車について図面を参照して説明する。   Next, for comparison, a conventional centrifugal impeller will be described with reference to the drawings.

図３は、従来の遠心羽根車を示す端面図である。図３に示すように、遠心羽根車５１が回転することで、その半径方向に遠心力Ｆが生じる。この遠心力Ｆは、遠心羽根車５１の回転速度に応じて大きくなり、その応力は、ボス部５２とディスク本体５３との接続部に集中することとなる。図３に示すように、従来の遠心羽根車５１では、ボス部５２に近いほどディスク本体５３の背面が後方に傾斜するテーパ状の構造を成している。このようにして、従来の遠心羽根車５１では、ボス部５２とディスク本体５３との接続部の厚みを増すことで遠心力Ｆに対する剛性を高めていた。   FIG. 3 is an end view showing a conventional centrifugal impeller. As shown in FIG. 3, when the centrifugal impeller 51 rotates, a centrifugal force F is generated in the radial direction. The centrifugal force F increases in accordance with the rotational speed of the centrifugal impeller 51, and the stress is concentrated on the connection portion between the boss portion 52 and the disc main body 53. As shown in FIG. 3, the conventional centrifugal impeller 51 has a tapered structure in which the back surface of the disk main body 53 is inclined rearward as it is closer to the boss portion 52. Thus, in the conventional centrifugal impeller 51, the rigidity with respect to the centrifugal force F is increased by increasing the thickness of the connecting portion between the boss portion 52 and the disk main body 53.

図４は、従来の遠心羽根車の高温環境下における使用状態を示す概略図である。遠心羽根車５１が高温環境下で使用される場合、遠心羽根車５１の内部では、熱膨張に伴う熱応力が発生する。このとき、ディスク本体５３の正面側では、空気等の流体が流れているため、ディスク本体５３の正面側より背面側が高温となる場合が多い。図４に示すように、高温環境下の遠心羽根車５１では、ディスク本体５３の背面側において、高温ガスＧからディスク本体５３の背面に熱が伝わることとなる。その結果、ディスク本体５３の背面に沿った方向に熱膨張による変形Ｔが発生する。   FIG. 4 is a schematic view showing a use state of a conventional centrifugal impeller in a high temperature environment. When the centrifugal impeller 51 is used in a high temperature environment, thermal stress accompanying thermal expansion is generated inside the centrifugal impeller 51. At this time, fluid such as air is flowing on the front side of the disc main body 53, so that the back side is often hotter than the front side of the disc main body 53. As shown in FIG. 4, in the centrifugal impeller 51 in a high temperature environment, heat is transferred from the high temperature gas G to the back surface of the disk body 53 on the back surface side of the disk body 53. As a result, deformation T due to thermal expansion occurs in the direction along the back surface of the disk main body 53.

図５は、従来の遠心羽根車の変形状態を示す概略図である。遠心羽根車５１では、高温環境下で使用することによって、図３に示す遠心力Ｆと図４に示す熱膨張による変形Ｔとが同時に生じることとなる。その結果、図５に示すように、従来の遠心羽根車５１では、遠心力Ｆと熱膨張による変形Ｔの協働により、ディスク本体３の周端部が前方へ倒れこむ慮があった。   FIG. 5 is a schematic view showing a deformation state of a conventional centrifugal impeller. When the centrifugal impeller 51 is used in a high temperature environment, the centrifugal force F shown in FIG. 3 and the deformation T due to thermal expansion shown in FIG. 4 occur simultaneously. As a result, as shown in FIG. 5, in the conventional centrifugal impeller 51, there is a consideration that the peripheral end portion of the disc body 3 falls forward due to the cooperation of the centrifugal force F and the deformation T due to thermal expansion.

このような従来の遠心羽根車５１に対して、図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る遠心羽根車１は、ディスク本体３の背面にえぐり構造５を形成している。これにより、遠心羽根車１は、流体の流れに影響するディスク本体３の正面側の形状を変えることなく、遠心羽根車１の軽量化を図ることができる。   In contrast to such a conventional centrifugal impeller 51, as shown in FIGS. 1 and 2, the centrifugal impeller 1 according to the first embodiment forms a counterbored structure 5 on the back surface of the disc body 3. Thereby, the centrifugal impeller 1 can reduce the weight of the centrifugal impeller 1 without changing the shape of the front side of the disc body 3 that affects the flow of fluid.

さらに、第１実施形態に係る遠心羽根車１では、えぐり構造５が回転軸Ｌ１側よりも外周側が後方へ傾斜する傾斜面５ａを有している。ここで、図６は、第１実施形態に係る遠心羽根車の高温環境下における使用状態を示す概略図である。   Furthermore, in the centrifugal impeller 1 according to the first embodiment, the counterbored structure 5 has an inclined surface 5a whose outer peripheral side is inclined rearward relative to the rotation axis L1 side. Here, FIG. 6 is a schematic view showing a use state of the centrifugal impeller according to the first embodiment in a high temperature environment.

図６に示すように、遠心羽根車１では、ディスク本体３の背面側に傾斜面５ａが形成されている。このため、熱膨張による変形Ｔは、後方に傾斜した傾斜面５ａに沿って発生することとなる。この熱膨張による変形Ｔは、ディスク本体３を後方に倒す方向に働き、ディスク本体３を前方に倒す方向に働く遠心力Ｆの力を緩和する。このようにして、遠心羽根車１では、高温状況下における前方への倒れこみを起こりにくくすることができる。   As shown in FIG. 6, in the centrifugal impeller 1, an inclined surface 5 a is formed on the back side of the disc body 3. For this reason, the deformation T due to thermal expansion occurs along the inclined surface 5a inclined backward. The deformation T due to the thermal expansion acts in a direction in which the disc main body 3 is tilted backward, and the centrifugal force F acting in a direction in which the disc main body 3 is tilted forward is relaxed. In this manner, the centrifugal impeller 1 can be made difficult to fall forward in a high temperature situation.

また、第１実施形態に係る遠心羽根車１は、突部６の外周面に環状の補強部材７を装着している。ここで、図７は、第１実施形態に係る環状の補強部材を示す正面図である。図７に示すように、カーボンファイバーなどからなる環状の補強部材７は、その周方向に対する剛性が高い。このため、環状の突部６に装着される補強部材７は、突部６を介して、遠心力Ｆによるディスク本体３の半径方向の変形を規制する。これにより、補強部材７は、ディスク本体３の遠心力Ｆに対する剛性を高めることができる。また、遠心羽根車１では、運転時の遠心力によって補強部材７が突部６に強固に固定されるため、ボルト等の固定部品や接着剤等を不要とし、簡素な構成でディスク本体３の変形を防止することができる。   Moreover, the centrifugal impeller 1 according to the first embodiment is provided with an annular reinforcing member 7 on the outer peripheral surface of the protrusion 6. Here, FIG. 7 is a front view showing the annular reinforcing member according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, the annular reinforcing member 7 made of carbon fiber or the like has high rigidity in the circumferential direction. For this reason, the reinforcing member 7 attached to the annular protrusion 6 restricts the radial deformation of the disc body 3 due to the centrifugal force F via the protrusion 6. Thereby, the reinforcing member 7 can increase the rigidity with respect to the centrifugal force F of the disc body 3. Further, in the centrifugal impeller 1, since the reinforcing member 7 is firmly fixed to the protrusion 6 by the centrifugal force during operation, no fixing parts such as bolts or adhesives are required, and the disk main body 3 is configured with a simple configuration. Deformation can be prevented.

また、このような遠心羽根車１を備えたターボチャージャでは、遠心羽根車１の軽量化が図られているため、ターボチャージャを搭載する車両の軽量化が図られると共に、加速性能の向上、燃費の向上が図られている。また、遠心羽根車１を備えたターボチャージャでは、始動特性の向上、応答性能の向上を図ることができる。   Further, in the turbocharger equipped with such a centrifugal impeller 1, since the weight of the centrifugal impeller 1 is reduced, the weight of the vehicle equipped with the turbocharger can be reduced, the acceleration performance can be improved, and the fuel efficiency can be improved. Improvements are being made. Moreover, in the turbocharger provided with the centrifugal impeller 1, it is possible to improve the starting characteristics and the response performance.

加えて、遠心羽根車１を備えたターボチャージャでは、ディスク本体３の剛性の向上が図られているため、ディスク本体３の前方への変形が抑制され、遠心羽根車１を覆うシュラウドと羽根４との接触の慮を低減することができる。   In addition, in the turbocharger provided with the centrifugal impeller 1, since the rigidity of the disc body 3 is improved, the forward deformation of the disc body 3 is suppressed, and the shroud and the blade 4 covering the centrifugal impeller 1 are suppressed. Can be reduced.

次に、本発明に係る遠心羽根車の第２実施形態について図面を参照して説明する。図８は、第２実施形態に係る遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。   Next, 2nd Embodiment of the centrifugal impeller which concerns on this invention is described with reference to drawings. FIG. 8 is an end view along the rotation axis of the centrifugal impeller according to the second embodiment.

図８に示す第２実施形態に係る遠心羽根車１１が、第１実施形態に係る遠心羽根車１と違う点は、突部として環状の突部６が形成されたディスク本体３に代えて、環状の第一突部１６と環状の第二突部１７とが形成されたディスク本体１３を備えている点と、環状の突部６の外周面に装着された補強部材７に代えて、環状の第一突部１６及び第二突部１７の外周面にそれぞれ装着された線状の第一補強部材１８及び第二補強部材１９を備えている点である。その他の構成部分については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。以下、他の実施形態においても、第１実施形態と同様の構成部分については、説明を省略する。   The centrifugal impeller 11 according to the second embodiment shown in FIG. 8 is different from the centrifugal impeller 1 according to the first embodiment in that instead of the disc main body 3 in which the annular protrusion 6 is formed as a protrusion, Instead of the point provided with the disc main body 13 in which the annular first protrusion 16 and the annular second protrusion 17 are formed, and the reinforcing member 7 mounted on the outer peripheral surface of the annular protrusion 6, an annular shape is provided. It is the point provided with the linear 1st reinforcement member 18 and the 2nd reinforcement member 19 with which the outer peripheral surface of the 1st protrusion part 16 and the 2nd protrusion part 17 was each mounted | worn. Since other components are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted. Hereinafter, also in other embodiments, description of the same components as those in the first embodiment will be omitted.

図８に示すように、第２実施形態に係る遠心羽根車１１では、ディスク本体１３の背面にえぐり構造１５が形成されている。このえぐり構造１５の外縁には、後方へ突出した環状の第一突部１６がボス部２を中心に形成されており、この環状の第一突部１６の外周面には、線状の第一補強部材１８が所定の張力をもって巻きつけられている。   As shown in FIG. 8, in the centrifugal impeller 11 according to the second embodiment, a counterbored structure 15 is formed on the back surface of the disc body 13. An annular first protrusion 16 protruding rearward is formed around the boss 2 at the outer edge of the bore structure 15, and a linear first protrusion 16 is formed on the outer peripheral surface of the annular first protrusion 16. One reinforcing member 18 is wound with a predetermined tension.

また、えぐり構造１５は、回転軸Ｌ１側から外方へ離間するにつれて後方へ傾斜する傾斜面１５ａを有している。この傾斜面１５ａには、後方へ突出した環状の第二突部１７が回転軸Ｌ１を中心として形成されており、この環状の第二突部１７の外周面には、線状の第二補強部材１９が所定の張力をもって巻きつけられている。これらの第一補強部材１８及び第二補強部材１９としては、ディスク本体１３よりも剛性が高く、かつ、軽量な線状部材（軽量高剛性繊維部材）が用いられ、例えば、カーボンファイバーが好ましい。また、第一補強部材１８及び第二補強部材１９は、環状の第一突部１６及び第二突部１７に巻き付けられて、環状の補強部材を構成している。   In addition, the bore structure 15 has an inclined surface 15a that inclines backward as it is spaced outward from the rotation axis L1 side. An annular second protrusion 17 protruding rearward is formed on the inclined surface 15a with the rotation axis L1 as the center, and a linear second reinforcement is formed on the outer peripheral surface of the annular second protrusion 17. The member 19 is wound with a predetermined tension. As these 1st reinforcement member 18 and the 2nd reinforcement member 19, rigidity higher than the disc main body 13 and a lightweight linear member (light weight highly rigid fiber member) are used, For example, a carbon fiber is preferable. Moreover, the 1st reinforcement member 18 and the 2nd reinforcement member 19 are wound by the cyclic | annular 1st protrusion 16 and the 2nd protrusion 17, and comprise the cyclic | annular reinforcement member.

このような構成の遠心羽根車１１によれば、第一補強部材１８によってディスク本体１３の半径方向への変形を規制すると共に、第二補強部材１９によってディスク本体１３の前方への倒れこみ変形を規制することができる。このため、第２実施形態に係る遠心羽根車１１では、ディスク本体１３の変形に対する剛性をより効果的に向上させることが可能となる。   According to the centrifugal impeller 11 having such a configuration, the first reinforcing member 18 restricts deformation of the disk main body 13 in the radial direction, and the second reinforcing member 19 prevents the disk main body 13 from being collapsed forward. Can be regulated. For this reason, in the centrifugal impeller 11 according to the second embodiment, it is possible to more effectively improve the rigidity against the deformation of the disc body 13.

また、遠心羽根車１１では、運転時の遠心力によって第一補強部材１８及び第二補強部材１９が第一突部１６及び第二突部１７に強固に固定されるため、ボルト等の固定部品や接着剤等を不要とし、簡素な構成でディスク本体１３の変形を防止することができる。   Further, in the centrifugal impeller 11, the first reinforcing member 18 and the second reinforcing member 19 are firmly fixed to the first protrusion 16 and the second protrusion 17 by the centrifugal force during operation. In addition, the disk main body 13 can be prevented from being deformed with a simple configuration.

続いて、本発明に係る遠心羽根車の第３実施形態について図面を参照して説明する。図９は、第３実施形態に係る遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。   Then, 3rd Embodiment of the centrifugal impeller which concerns on this invention is described with reference to drawings. FIG. 9 is an end view along the rotation axis of the centrifugal impeller according to the third embodiment.

図９に示す第３実施形態に係る遠心羽根車２１が、第１実施形態に係る遠心羽根車１と違う点は、環状の突部６が形成されたディスク本体３に代えて、環状の凹部２４が形成されたディスク本体２３を備えている点と、環状の突部６の外周面に装着された補強部材７に代えて、環状の凹部２４に装着された環状の補強部材２５が装着されている点である。   The centrifugal impeller 21 according to the third embodiment shown in FIG. 9 is different from the centrifugal impeller 1 according to the first embodiment in that an annular recess is used instead of the disc body 3 on which the annular protrusion 6 is formed. An annular reinforcing member 25 attached to an annular recess 24 is attached in place of the reinforcing member 7 attached to the outer peripheral surface of the annular protrusion 6 and a point having a disk main body 23 formed with 24. It is a point.

遠心羽根車２１では、ディスク本体２３背面に、回転軸Ｌ１を中心とする環状の凹部２４が形成されている。この環状の凹部２４は、ディスク本体２３の外縁に形成され、背面から前方に凹むように形成されている。なお、この凹部２４は、ディスク本体２３の背面であれば、外縁以外の場所に形成してもよい。そして、運転時の遠心力によって補強部材２５が環状の凹部２４の内周側の壁面２４ａに強固に固定される。このように構成された遠心羽根車２１でも、第１実施形態の遠心羽根車１と同様な作用、効果を奏する。   In the centrifugal impeller 21, an annular recess 24 centered on the rotation axis L1 is formed on the back surface of the disk body 23. The annular recess 24 is formed on the outer edge of the disc main body 23 and is recessed from the back to the front. The recess 24 may be formed at a place other than the outer edge as long as it is the back surface of the disk main body 23. The reinforcing member 25 is firmly fixed to the inner peripheral wall surface 24 a of the annular recess 24 by the centrifugal force during operation. The centrifugal impeller 21 configured in this manner also exhibits the same operations and effects as the centrifugal impeller 1 of the first embodiment.

次に、本発明に係る遠心羽根車の第４実施形態について図面を参照して説明する。図１０は、第４実施形態に係る遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。   Next, 4th Embodiment of the centrifugal impeller which concerns on this invention is described with reference to drawings. FIG. 10 is an end view along the rotation axis of the centrifugal impeller according to the fourth embodiment.

図１０に示す第４実施形態に係る遠心羽根車３１が、第１実施形態に係る遠心羽根車１と違う点は、環状の突部６が形成されたディスク本体３に代えて、環状の突部が形成されていないディスク本体３３を備える点と、環状の突部６の外周面に装着された補強部材７に代えて、ディスク本体３３に埋め込まれた複数の補強部材３４〜３６を備える点である。また、この遠心羽根車３１のボス部３２には、補強部材３７〜３９が埋め込まれており、これらの補強部材３４〜３９は、回転軸Ｌ１を中心として環形状を成している。このように構成された遠心羽根車３１では、環状の補強部材３４〜３９によりボス部３２及びディスク本体３３の剛性を高めることが可能となる。   The centrifugal impeller 31 according to the fourth embodiment shown in FIG. 10 is different from the centrifugal impeller 1 according to the first embodiment in that an annular protrusion is used instead of the disc body 3 on which the annular protrusion 6 is formed. A point provided with a disk main body 33 in which no part is formed, and a point provided with a plurality of reinforcing members 34 to 36 embedded in the disk main body 33 instead of the reinforcing member 7 mounted on the outer peripheral surface of the annular protrusion 6. It is. Reinforcing members 37 to 39 are embedded in the boss portion 32 of the centrifugal impeller 31, and these reinforcing members 34 to 39 have an annular shape centering on the rotation axis L1. In the centrifugal impeller 31 configured as described above, the rigidity of the boss portion 32 and the disk main body 33 can be increased by the annular reinforcing members 34 to 39.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ディスク本体の背面には、突部に加えて凹部を形成する構造としてもよい。また、突部と凹部との数は、上記実施形態に限定されず、２個以上形成してもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment. For example, a recess may be formed on the back surface of the disc body in addition to the protrusions. The number of protrusions and recesses is not limited to the above embodiment, and two or more may be formed.

また、突部及び凹部を形成して補強部材を装着することと、遠心羽根車の内部に補強部材を埋め込むこととを組み合わせてもよく、補強部材としては、一体成形された環状の補強部材と針金状の補強部材などを任意に組み合わせてもよい。   Further, it may be combined with mounting a reinforcing member by forming protrusions and recesses and embedding the reinforcing member inside the centrifugal impeller, and as the reinforcing member, an integrally formed annular reinforcing member and A wire-like reinforcing member or the like may be arbitrarily combined.

また、上記実施形態では、補強部材をカーボンファイバーによって構成しているが、その他の素材であってもよく、要は、ディスク本体より剛性が高く、ディスク本体の剛性を補強可能な素材であればよい。   Further, in the above embodiment, the reinforcing member is made of carbon fiber, but other materials may be used. In short, any material that has higher rigidity than the disk body and can reinforce the rigidity of the disk body. Good.

また、上記実施形態では、遠心羽根車を備えたターボチャージャについて説明しているが、例えば、ガスタービンエンジンに本発明の遠心羽根車を適用してもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the turbocharger provided with the centrifugal impeller, you may apply the centrifugal impeller of this invention to a gas turbine engine, for example.

第１実施形態に係る遠心羽根車を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the centrifugal impeller which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。It is an end view which follows the rotating shaft of the centrifugal impeller which concerns on 1st Embodiment. 従来の遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。It is an end view along the rotating shaft of the conventional centrifugal impeller. 従来の遠心羽根車の高温環境下における使用状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the use condition in the high temperature environment of the conventional centrifugal impeller. 従来の遠心羽根車の変形状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the deformation | transformation state of the conventional centrifugal impeller. 第１実施形態に係る遠心羽根車の高温環境下における使用状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the use condition in the high temperature environment of the centrifugal impeller which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る環状の補強部材を示す正面図である。It is a front view which shows the cyclic | annular reinforcement member which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。It is an end view which follows the rotating shaft of the centrifugal impeller which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。It is an end view which follows the rotating shaft of the centrifugal impeller which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係る遠心羽根車の回転軸に沿う端面図である。It is an end view which follows the rotating shaft of the centrifugal impeller which concerns on 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１、１１、２１、３１…遠心羽根車、２、３２…ボス部、３、１３、２３、３３…ディスク本体、４…羽根、５、１５…えぐり構造、５ａ、１５ａ…傾斜面、６、１６…突部（第一突部）、１７…第二突部、７、１８、１９、２５、３４、３５、３６、３７、３８、３９…補強部材、２４…凹部、２４ａ…壁面。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11, 21, 31 ... Centrifugal impeller 2, 32 ... Boss part 3, 13, 23, 33 ... Disc main body, 4 ... Blade | wing 5, 15 ... Outward structure, 5a, 15a ... Inclined surface, 6, DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Projection (1st projection), 17 ... 2nd projection, 7, 18, 19, 25, 34, 35, 36, 37, 38, 39 ... Reinforcement member, 24 ... Recess, 24a ... Wall surface.

Claims (4)

一方の主面である正面に複数の羽根が設けられ、回転軸回りに回転可能なディスク本体を有する遠心羽根車であって、
前記ディスク本体の背面に形成され、前記回転軸側よりも外周側が後方へ傾斜する傾斜面を有するえぐり構造と、
前記ディスク本体の剛性を補強する環状の補強部材と、を備えることを特徴とする遠心羽根車。 A centrifugal impeller provided with a plurality of blades on the front which is one main surface and having a disc body rotatable around a rotation axis,
A bore structure having an inclined surface formed on the back surface of the disc body and having an outer peripheral side inclined backward rather than the rotating shaft side;
A centrifugal impeller comprising an annular reinforcing member for reinforcing the rigidity of the disk main body. 前記環状の補強部材は、前記ディスク本体に埋め込まれていることを特徴とする請求項１記載の遠心羽根車。   The centrifugal impeller according to claim 1, wherein the annular reinforcing member is embedded in the disk body. 前記ディスク本体の背面には、後方に突出し前記回転軸を中心とする環状の第一突部が形成され、
前記環状の補強部材は、前記環状の第一突部の外周面に装着されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の遠心羽根車。 On the back surface of the disk main body, an annular first protrusion centering on the rotation shaft is formed to protrude rearward,
The centrifugal impeller according to claim 1 or 2, wherein the annular reinforcing member is mounted on an outer peripheral surface of the annular first protrusion. 前記第一突部は、前記ディスク本体の背面外周側に形成されており、
前記えぐり構造の傾斜面には、後方に突出し前記回転軸を中心とする環状の第二突部が形成され、
前記第一突部及び前記第二突部の外周面には、前記環状の補強部材がそれぞれ装着されていることを特徴とする請求項３記載の遠心羽根車。 The first protrusion is formed on the outer peripheral side of the back surface of the disc body,
The inclined surface of the bore structure is formed with an annular second protrusion that protrudes rearward and centered on the rotation axis,
The centrifugal impeller according to claim 3, wherein the annular reinforcing members are respectively attached to outer peripheral surfaces of the first protrusion and the second protrusion.
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