JP2011052558A - Supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は過給機に関する。 The present invention relates to a supercharger.
内燃機関の出力向上を目的として、より多くの新気を供給する過給機が用いられる。このような過給機はハウジングと、ハウジングに回転自在に内装されるインペラとを備えている。このハウジングとインペラの翼とのクリアランスが大きくなると新気の圧縮効率が低下してしまう。このような新気の圧縮効率を向上させる目的で、インペラ翼の先端に対向するハウジングのシュラウド部に、いわゆるアブレーダブルシールを形成して、上記のクリアランスを極限まで減少させる技術が知られている。このような技術を備えたターボチャージャの一例が特許文献1に開示されている。
For the purpose of improving the output of the internal combustion engine, a supercharger that supplies more fresh air is used. Such a supercharger includes a housing and an impeller that is rotatably mounted in the housing. When the clearance between the housing and the impeller blades increases, the compression efficiency of fresh air decreases. In order to improve the compression efficiency of such fresh air, a technique is known in which a so-called abradable seal is formed on the shroud portion of the housing facing the tip of the impeller blade to reduce the above clearance to the limit. Yes. An example of a turbocharger having such a technique is disclosed in
特許文献1に開示されたターボチャージャは、コンプレッサインペラの外縁と対向するコンプレッサハウジングの内壁に溝を設けるとともに、この溝にコンプレッサインペラと接触する寸前まで突出させた滑り部材(アブレータブルシール)を装着することで、コンプレッサハウジングとコンプレッサインペラとのクリアランスを限りなく小さくする。
The turbocharger disclosed in
ところが、特許文献1に開示されたターボチャージャは、コンプレッサインペラとコンプレッサハウジングとの間に備えた滑り部材(アブレーダブルシール)を、Cリングを用いることによりコンプレッサハウジングに固定している。従って、特許文献1に開示されたターボチャージャは、製造時にCリングにより滑り部材(アブレータブルシール)を固定するための工程を必要とし、Cリングの部品費、組付け費等のコストがかかっている。
However, in the turbocharger disclosed in
そこで、本発明は、ハウジングとインペラとの間のクリアランスを限りなく小さくするシールを備えた過給機の製造コストを低減することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of a supercharger provided with a seal that makes the clearance between the housing and the impeller as small as possible.
かかる課題を解決する本発明の過給機は、ハウジング本体と、前記ハウジング本体と分離して形成されたシュラウド部と、前記ハウジング本体内部に回転自在に配置され、新気をハウジング本体内部に取り込み圧縮するインペラと、前記ハウジング本体と前記シュラウド部とにより狭持されることにより、前記ハウジング本体と前記インペラとの間に固定され、回転する前記インペラの先端が接触するシール部と、を備えている。 A turbocharger of the present invention that solves such a problem is provided with a housing main body, a shroud portion formed separately from the housing main body, and a rotatable arrangement inside the housing main body, and takes in fresh air into the housing main body. An impeller that compresses, and a seal portion that is fixed between the housing main body and the impeller by being sandwiched between the housing main body and the shroud portion, and that contacts the tip of the rotating impeller. Yes.
本発明の過給機では、シール部を固定するための部材を用いることなくシール部を固定できるため、シール部を固定するための部材のコストを削減することができる。また、シール部を固定するための部材の組付けコストを削減することができる。 In the supercharger of the present invention, since the seal part can be fixed without using a member for fixing the seal part, the cost of the member for fixing the seal part can be reduced. Moreover, the assembly cost of the member for fixing a seal part can be reduced.
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施例1について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の過給機の一例であるターボチャージャ1の概略構成を示した説明図である。
ターボチャージャ1は加圧した空気を内燃機関へ送り内燃機関の出力向上を図る装置である。ターボチャージャ1は、コンプレッサ2とタービン3とを備えている。コンプレッサ2は、コンプレッサハウジング21とコンプレッサインペラ22とを備えている。コンプレッサインペラ22は、コンプレッサハウジング21に形成されたコンプレッサ室23内に配置されている。タービン3は、タービンハウジング31とタービンホイール32とを備えている。タービンホイール32は、タービンハウジング31に形成されたタービン室33内に配置されている。また、ターボチャージャ1は、ロータシャフト4を備えている。ロータシャフト4の一端にコンプレッサインペラ22が固定され、他端にタービンホイール32が固定されている。ロータシャフト4は軸受5により回転可能に支持されている。
The
コンプレッサハウジング21には、吸気入口24と、吸気通路25と、吸気出口26が設けられている。吸気入口24はコンプレッサ室23の軸心方向に延びるように形成されており、図示しない吸気管の端部に接続されている。吸気通路25は、コンプレッサ室23の外周に沿ってほぼ環状に形成され、その供給出口である吸気出口26は図示しない内燃機関側の吸気管に接続されている。
The
タービンハウジング31には、排気入口34と、排気通路35と、排気出口36とが設けられている。排気通路35は、タービン室33の外周に沿ってほぼ環状に形成され、その導入側の排気入口34には図示しない内燃機関の排気管が接続されている。排気出口36はタービン室33の軸心方向に延びるように形成され、図示しない排気管に接続されている。
The
そして、内燃機関が運転されて排気入口34を介して排気通路35に導入された排気ガスは、排気通路35に沿ってタービン室33の周囲を移動しながら、タービン室33内に導入される。タービン室33内に導入された排気ガスはタービンホイール32を回転させた後、排気出口36から排気管に排出される。タービンホイール32が回転することにより、ロータシャフト4により接続されたコンプレッサインペラ22が回転する。コンプレッサインペラ22が回転することにより、コンプレッサ室23内の新気を、吸気通路25を通じて吸気出口26へ圧送し、吸気入口24を通じて新たな外気をコンプレッサ室23内に導入する。このように、ターボチャージャ1は内燃機関へ圧縮した新気を供給する。
The exhaust gas introduced into the
次に、コンプレッサ2についてさらに詳細に説明する。図2はコンプレッサ2の一部を拡大して示した説明図である。
Next, the
コンプレッサハウジング21は、ハウジング本体210と、ハウジング本体210と分離して形成されたシュラウド部211とを備えている。さらに、ハウジング本体210とコンプレッサインペラ22との間に、ハウジング本体210とシュラウド部211とに狭持されて固定されることにより、シール部212が配置されている。このシール部212は、コンプレッサインペラ22の翼の形状に沿う形に成形した加工物に、削られ易い材料、例えば、アルミやポリエステル樹脂等を混合したいわゆるアブレーダブル材料を射出成型、または溶射したものである。シール部212は、コンプレッサインペラ22の回転時に、コンプレッサインペラ22の翼の先端部221が、接触面Aにおいてアブレータブル被膜に接触するように固定されている。シール部212をこのように固定することにより、コンプレッサインペラ22とシール部212との間のクリアランスが限りなく小さくなり、シール性能が向上する。
The
このシール部212は、ハウジング本体210へシュラウド部211を圧入することにより組み付けられる。詳細には、図2中Cの面、すなわち、ハウジング本体210に形成された凹部210aの半径方向外側の面と、シュラウド部211に形成された凸部211aの半径方向外側の面とが圧入により圧着して固定される。さらに、このようにハウジング本体210へシュラウド部211を圧入することにより、シール部212を挟み込むとともに、軸方向(図2中B)、法線方向(図2中C)の位置決めがなされる。このように、シール部212の固定に他の部品を使用しないため、部品コストが低減される。また、一度の圧入により固定できるため、作業負担や組付けコストを低減できる。なお、図2中Cの部分が圧入面であり、組み付け前のCの面に相当するハウジング本体210の内径よりも、組み付け前のCの面に相当するシュラウド部211の外径の方が大きい。
The
また、ハウジング本体210に形成した凹部210aにシュラウド部211に形成した凸部211aを組み合わせる。さらに、シール部212に形成した一部のみ幅の異なる凹部212bにシュラウド部211に形成した一部のみ幅の異なる凸部211bを組み合わせる。このように一部のみ幅の異なる凸部211b、凹部212bのかみ合いにより、シール部212を狭持し、シール部212が抜け出てしまうことを防止する。また、凸部211b、凹部212bのかみ合いにより、このシール部212の仕上げ加工時、及びターボチャージャ1の回転時に、シール部212がハウジング本体210、シュラウド部211に対し、相対的に回転することを防止する。ここで、シール部212に形成した凹部212b、シュラウド部211に形成した凸部211bは、本発明の回転防止手段を構成する。なお、ハウジング本体210に凹部または凸部を形成し、これに組み合うようにシール部212に凸部または凹部を形成した構成により、シール部の回転を防止することとしても良い。
Further, the
続いて、実施例の他の構成を示す。図3(a)、図3(b)は他の構成におけるシール部212の周辺を拡大して示した説明図である。図3(a)は、ハウジング本体210とシール部212との間、及びシュラウド部211とシール部212との間に隙間を設けてシール部212を配置した点で、図2の構成と異なっている。このような構成とすることにより、ターボチャージャ1の作動時におけるシール部212の熱膨張による内部応力を低減する。また、図3(a)の構成において、ハウジング本体210とシール部212との間、またはシュラウド部211とシール部212との間のどちらか一方にのみ隙間を設ける構成としても良い。
Subsequently, another configuration of the embodiment will be described. FIG. 3A and FIG. 3B are explanatory views showing the periphery of the
図3(b)は、ハウジング本体210とシール部212との間、及びシュラウド部211とシール部212との間に弾性吸収剤を挿入した点で、図2の構成と異なっている。弾性吸収剤は、フッ素ゴムなどの高耐熱性の弾性材を採用できる。このような構成とすることにより、シール部212のガタつきによる騒音の発生や摩擦を防止することができる。なお、図3(b)の構成において、ハウジング本体210とシール部212との間、またはシュラウド部211とシール部212との間のどちらか一方にのみ弾性吸収剤を挿入する構成としても良い。
FIG. 3B is different from the configuration of FIG. 2 in that an elastic absorbent is inserted between the housing
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.
1 ターボチャージャ
2 コンプレッサ
3 タービン
22 コンプレッサインペラ
210 ハウジング本体
211 シュラウド部
212 シール部
210a、212b 凹部
211a、211b 凸部
271、272 隙間
281、282 弾性吸収剤
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ハウジング本体と分離して形成されたシュラウド部と、
前記ハウジング本体内部に回転自在に配置され、新気をハウジング本体内部に取り込み圧縮するインペラと、
前記ハウジング本体と前記シュラウド部とにより狭持されることにより、前記ハウジング本体と前記インペラとの間に固定され、回転する前記インペラの先端が接触するシール部と、
を備えたことを特徴とする過給機。 A housing body;
A shroud portion formed separately from the housing body;
An impeller that is rotatably arranged inside the housing body, takes fresh air into the housing body, and compresses it;
A seal portion that is fixed between the housing main body and the impeller by being sandwiched between the housing main body and the shroud portion, and a tip of the rotating impeller comes into contact therewith,
A turbocharger characterized by comprising:
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