JP2015063956A - Supercharger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a supercharger capable of effectively preventing braking of a bolt fastening a frame adjacent to a scroll chamber frame to the scroll chamber frame and firmly coupling those frames.SOLUTION: A supercharger 4 includes: an impeller 14 for compressing air; an air guide cylinder 16 storing the impeller 14 for guiding the air; a scroll chamber frame 20 provided adjacent to the air guide cylinder 16 and forming a scroll chamber 18 for guiding the air, having passed through the air guide cylinder 16, to an outside; frames (22, 40) provided adjacent to the scroll chamber frame 20; bolts (25, 48) fastening the scroll chamber frame 20 to the frames (22, 40); and a spacer 28 provided between heads (26, 52) of the bolts (25, 48) and the scroll chamber frame (20).

Description

本発明は、内燃機関に用いられる過給機に関する。   The present invention relates to a supercharger used for an internal combustion engine.

従来、内燃機関に供給する空気を圧縮するための過給機として、空気を圧縮するためのインペラと、インペラを収容し空気を案内するための空気案内筒と、空気案内筒に隣接して設けられ、空気案内筒を通過した空気を外部へ案内するためのスクロール室を形成するスクロール室フレームと、を含むものが用いられている。
特許文献１に記載の過給機には、インペラの一部がバーストして外方に飛散した際に、ジャーナル軸受を潤滑するための潤滑油のヘッドタンクが破損してオイル漏れが発生しないように、コンプレッサのディフューザとヘッドタンクとの間に衝撃吸収隔壁が設けられている。 Conventionally, as a supercharger for compressing air supplied to an internal combustion engine, an impeller for compressing air, an air guide cylinder for containing the impeller and guiding air, and an air guide cylinder are provided adjacent to the air guide cylinder. And a scroll chamber frame that forms a scroll chamber for guiding the air that has passed through the air guide cylinder to the outside.
In the turbocharger described in Patent Document 1, when a part of the impeller bursts and scatters outward, the head tank of the lubricating oil for lubricating the journal bearing is not damaged and oil leakage does not occur. In addition, an impact absorbing partition wall is provided between the diffuser of the compressor and the head tank.

特開２００１−１３２４６５号公報JP 2001-132465 A

ところで、過給機においてインペラが破断すると、インペラ破片はインペラの半径方向外側に向かって飛散し、空気案内筒やその周囲のフレーム等に衝突する可能性がある。空気案内筒やその周囲のフレーム等にインペラ破片が衝突すると、空気案内筒に隣接するスクロール室フレームとスクロール室フレームに隣接するフレームとを締結するためのボルトに引張応力が生じ、そのボルトが破断する可能性があった。
この点に関し、特許文献１には、上述のようにインペラの一部が飛散した際に、潤滑油ヘッドタンクを破損させないための構成は記載されているものの、インペラの飛散に起因して上記ボルトが破断する問題及びその解決策については何ら開示されていない。 By the way, when the impeller breaks in the supercharger, the impeller fragments may scatter toward the outer side in the radial direction of the impeller, and may collide with the air guide tube or the surrounding frame. When impeller fragments collide with the air guide cylinder or surrounding frame, tensile stress is generated in the bolt for fastening the scroll chamber frame adjacent to the air guide cylinder and the frame adjacent to the scroll chamber frame, and the bolt breaks. There was a possibility.
In this regard, Patent Document 1 describes a configuration for preventing the lubricant head tank from being damaged when a part of the impeller is scattered as described above, but the bolt is caused by the scattering of the impeller. Is not disclosed at all about the problem of breakage and the solution.

本発明の幾つかの実施形態の目的は、スクロール室フレームに隣接するフレームとスクロール室フレームとを締結するボルトの破断を効果的に抑制し、それらのフレームの安定的な結合状態を実現することができる過給機を提供することである。   An object of some embodiments of the present invention is to effectively suppress breakage of bolts that fasten a frame adjacent to a scroll chamber frame and the scroll chamber frame, and realize a stable coupling state of these frames. It is to provide a supercharger that can.

本発明の幾つかの実施形態に係る過給機は、
（１）空気を圧縮するためのインペラと、
前記インペラを収容し前記空気を案内するための空気案内筒と、
前記空気案内筒に隣接して設けられ、前記空気案内筒を通過した空気を外部へ案内するためのスクロール室を形成するスクロール室フレームと、
前記スクロール室フレームに隣接して設けられる第１フレームと、
前記スクロール室フレームと前記第１フレームとを締結する第１ボルトと、
前記第１ボルトの頭部と前記スクロール室フレームとの間に設けられたスペーサと、
を有する。 A supercharger according to some embodiments of the present invention comprises:
(1) an impeller for compressing air;
An air guide tube for accommodating the impeller and guiding the air;
A scroll chamber frame provided adjacent to the air guide tube and forming a scroll chamber for guiding the air that has passed through the air guide tube to the outside;
A first frame provided adjacent to the scroll chamber frame;
A first bolt that fastens the scroll chamber frame and the first frame;
A spacer provided between the head of the first bolt and the scroll chamber frame;
Have

過給機においてインペラが破断すると、インペラ破片はインペラの半径方向外側に向かって飛散し、空気案内筒やその周囲のフレーム等に衝突する可能性がある。空気案内筒やその周囲のフレーム等にインペラ破片が衝突すると、空気案内筒に隣接するスクロール室フレームとスクロール室フレームに隣接する第１フレームとを締結するための第１ボルトに引張応力が生じ、第１ボルトが破断する可能性があった。   When the impeller breaks in the supercharger, the impeller fragments may scatter toward the outer side in the radial direction of the impeller, and may collide with the air guide tube or the surrounding frame. When impeller fragments collide with the air guide cylinder or the surrounding frame, tensile stress is generated in the first bolt for fastening the scroll chamber frame adjacent to the air guide cylinder and the first frame adjacent to the scroll chamber frame, The first bolt could break.

これに対し、上記（１）に記載の過給機によれば、第１ボルトの頭部とスクロール室フレームとの間にスペーサが設けられているため、スペーサを設けない場合と比較して、軸部の長さ（首下の長さ）が長い第１ボルトを用いてスクロール室フレームと第１フレームとを締結することができる。したがって、スペーサを設けない場合と比較して、第１ボルトに軸方向の引張荷重がかかった際に第１ボルトが破断することなく伸長できる伸長量を大きくすることができる。これにより、スクロール室フレームと第１フレームとを締結する第１ボルトに対して、上述のようにインペラの破断に起因する引張応力が生じても、第１ボルトの破断を効果的に抑制することができる。すなわち、スクロール室フレームと第１フレームとの安定的な結合状態を実現することができる。   On the other hand, according to the supercharger described in the above (1), since the spacer is provided between the head of the first bolt and the scroll chamber frame, compared to the case where no spacer is provided, The scroll chamber frame and the first frame can be fastened using a first bolt having a long shaft portion (length under the neck). Therefore, compared with the case where a spacer is not provided, when the axial load is applied to the first bolt, the amount of extension that can be extended without breaking the first bolt can be increased. Thereby, even if the tensile stress resulting from the fracture | rupture of an impeller arises with respect to the 1st volt | bolt which fastens a scroll chamber frame and a 1st flame | frame as mentioned above, the fracture | rupture of a 1st volt | bolt is suppressed effectively. Can do. That is, a stable coupling state between the scroll chamber frame and the first frame can be realized.

また、上記（１）に記載の過給機を製造するためには、あらたに全ての構成を調達せずとも、既存の過給機に対して、スペーサの追加と第１ボルトの交換を行えばよい。すなわち、上記（１）に記載の過給機は、生産容易性の観点でのメリットもある。
なお、（１）に記載の過給機における「第１フレーム」は、少なくとも、発明を実施するための形態に記載するサイレンサフレームと軸受フレームを含む意味で用いている。また、上記（１）に記載の過給機において、第１ボルトがスタッドボルトである場合には、第１ボルトの頭部とはスタッドボルトに用いるナットを意味する。 In addition, in order to manufacture the supercharger described in (1) above, a spacer is added and the first bolt is replaced with respect to an existing supercharger without procuring all the new components. Just do it. That is, the supercharger described in (1) also has a merit from the viewpoint of ease of production.
The “first frame” in the supercharger described in (1) is used in a sense including at least the silencer frame and the bearing frame described in the mode for carrying out the invention. In the supercharger described in (1) above, when the first bolt is a stud bolt, the head of the first bolt means a nut used for the stud bolt.

幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の過給機において、
（２）前記スペーサは、スリーブ状に形成されて前記第１ボルトの軸部を囲むように設けられており、
前記スペーサの内径は、前記第１ボルトの頭部径よりも小さい。 In some embodiments, in the supercharger described in (1) above,
(2) The spacer is formed in a sleeve shape so as to surround the shaft portion of the first bolt,
The inner diameter of the spacer is smaller than the head diameter of the first bolt.

上記（２）に記載の過給機によれば、第１ボルトの軸部を囲むように設けられたスリーブ状のスペーサによって第１ボルトの頭部を均一に支持しうるので、上述のようにインペラの破断に起因する引張応力が第１ボルトに生じても、第１ボルトの破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレームとスクロール室に隣接する第１フレームとの安定的な結合状態を実現することができる。   According to the supercharger described in (2) above, the head of the first bolt can be uniformly supported by the sleeve-like spacer provided so as to surround the shaft portion of the first bolt. Even if the tensile stress resulting from the fracture of the impeller occurs in the first bolt, the fracture of the first bolt can be effectively suppressed. Therefore, a stable coupling state between the scroll chamber frame and the first frame adjacent to the scroll chamber can be realized.

幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の過給機において、
（３）前記第１ボルトの軸方向における前記スペーサの寸法は、前記第１ボルトの径方向における前記スペーサの寸法より大きい。 In some embodiments, in the supercharger according to (1) or (2) above,
(3) The dimension of the spacer in the axial direction of the first bolt is larger than the dimension of the spacer in the radial direction of the first bolt.

上記（３）に記載の過給機のように、第１ボルトの軸部の長さを長くするのに適したスペーサを用いることで、第１ボルトに軸方向の引張荷重がかかった際に第１ボルトが破断することなく伸長できる伸長量を容易に大きくすることができる。   When a tensile load in the axial direction is applied to the first bolt by using a spacer suitable for increasing the length of the shaft portion of the first bolt as in the supercharger described in (3) above. It is possible to easily increase the extension amount that the first bolt can be extended without breaking.

これにより、スクロール室フレームと第１フレームとを締結する第１ボルトに対して、上述のようにインペラの破断に起因する引張応力が生じても、第１ボルトの破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレームとスクロール室フレームに隣接する第１フレームとの安定的な結合状態を実現することができる。   Thereby, even if the tensile stress resulting from the fracture | rupture of an impeller arises with respect to the 1st volt | bolt which fastens a scroll chamber frame and a 1st flame | frame as mentioned above, the fracture | rupture of a 1st volt | bolt is suppressed effectively. Can do. Therefore, a stable coupling state between the scroll chamber frame and the first frame adjacent to the scroll chamber frame can be realized.

幾つかの実施形態では、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の過給機において、
（４）前記過給機が発生する音を低減するためのサイレンサを更に備え、
前記第１フレームは、前記サイレンサのフレームである。 In some embodiments, in the supercharger according to any one of (1) to (3) above,
(4) further comprising a silencer for reducing the noise generated by the supercharger;
The first frame is a frame of the silencer.

前記（４）に記載の過給機によれば、サイレンサのフレームとスクロール室フレームとを締結する第１ボルトに対して上述のようにインペラの破断に起因する引張応力が生じても、第１ボルトの破断を効果的に抑制することができる。したがって、過給機からのサイレンサの脱落を効果的に抑制することができる。   According to the turbocharger described in the above (4), even if a tensile stress resulting from the breakage of the impeller as described above occurs on the first bolt that fastens the frame of the silencer and the scroll chamber frame, the first The breakage of the bolt can be effectively suppressed. Therefore, it is possible to effectively suppress the silencer from dropping from the supercharger.

幾つかの実施形態では、上記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の過給機において、
（５）前記スクロール室フレームに隣接して配置される第２フレームと、
前記スクロール室フレームと前記第２フレームとを締結する第２ボルトと、
前記スクロール室フレームと前記第２フレームとを挟むように構成されたクランプと、を有する。 In some embodiments, in the supercharger according to any one of (1) to (4) above,
(5) a second frame disposed adjacent to the scroll chamber frame;
A second bolt for fastening the scroll chamber frame and the second frame;
A clamp configured to sandwich the scroll chamber frame and the second frame.

過給機においてインペラが破断すると、インペラ破片はインペラの半径方向外側に向かって飛散し、空気案内筒やスクロール室フレームに衝突する場合がある。空気案内筒やスクロール室フレームにインペラ破片が衝突すると、スクロール室フレームに隣接して配置される第２フレームとスクロール室フレームとを締結するための第２ボルトに引張応力が生じ、第２ボルトが破断する可能性があった。
これに対し、上記（５）に記載の過給機によれば、スクロール室フレームと第２フレームとを挟むよう構成されたクランプによって、第２ボルトに引張応力が生じることを抑制し、第２ボルトの破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレームとスクロール室フレームに隣接する第２フレームとの安定的な結合状態を実現することができる。
なお、上記（５）に記載の過給機における「第２フレーム」は、少なくとも、発明を実施するための形態に記載するサイレンサフレームと軸受フレームを含む意味で用いている。 When the impeller breaks in the turbocharger, the impeller fragments may scatter toward the outer side in the radial direction of the impeller and collide with the air guide cylinder or the scroll chamber frame. When impeller fragments collide with the air guide cylinder or the scroll chamber frame, a tensile stress is generated in the second bolt for fastening the second frame and the scroll chamber frame adjacent to the scroll chamber frame, and the second bolt There was a possibility of breaking.
On the other hand, according to the supercharger described in the above (5), the clamp configured to sandwich the scroll chamber frame and the second frame suppresses the generation of tensile stress in the second bolt, and the second The breakage of the bolt can be effectively suppressed. Therefore, a stable coupling state between the scroll chamber frame and the second frame adjacent to the scroll chamber frame can be realized.
The “second frame” in the supercharger described in the above (5) is used to include at least the silencer frame and the bearing frame described in the embodiment for carrying out the invention.

幾つかの実施形態では、上記（５）に記載の過給機において、
（６）前記第２フレームは、前記インペラの回転軸を軸支する軸受部が設けられる軸受フレームである。 In some embodiments, in the turbocharger described in (5) above,
(6) The second frame is a bearing frame provided with a bearing portion that pivotally supports a rotating shaft of the impeller.

上記（６）に記載の過給機によれば、スクロール室フレームと軸受フレームとを締結する第２ボルトに対して上述のようにインペラの破断に起因する引張応力が生じても、第２ボルトの破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレームと軸受フレームとの安定的な結合状態を実現することができる。   According to the supercharger described in the above (6), even if the tensile stress resulting from the breakage of the impeller is generated on the second bolt that fastens the scroll chamber frame and the bearing frame, the second bolt Can be effectively suppressed. Therefore, a stable coupling state between the scroll chamber frame and the bearing frame can be realized.

幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の過給機において、
（７）前記スクロール室フレームは、
前記スクロール室を形成するスクロール室形成部と、
前記スクロール室フレームと前記軸受フレームとを結合するために前記スクロール室形成部から前記インペラの半径方向外側に向かって延設されたフランジ部と、
を有し、
前記第２ボルトは、前記フランジ部と前記軸受フレームとを締結し、
前記クランプは、前記フランジ部と前記軸受フレームとを挟むよう構成される。 In some embodiments, in the supercharger described in (6) above,
(7) The scroll chamber frame is
A scroll chamber forming portion for forming the scroll chamber;
A flange portion extending radially outward of the impeller from the scroll chamber forming portion to couple the scroll chamber frame and the bearing frame;
Have
The second bolt fastens the flange portion and the bearing frame;
The clamp is configured to sandwich the flange portion and the bearing frame.

スクロール室形成部からインペラの半径方向外側に向かって延設されたフランジ部と軸受フレームとを結合する構成においては、フランジ部とスクロール室形成部の間のスペースを確保しにくく、第２ボルトの破断を防ぐために第２ボルトの頭部とスクロール室フレームとの間にスペーサを設けることが困難な場合がある。   In the configuration in which the flange portion extending from the scroll chamber forming portion toward the radially outer side of the impeller and the bearing frame are coupled, it is difficult to secure a space between the flange portion and the scroll chamber forming portion, and the second bolt It may be difficult to provide a spacer between the head of the second bolt and the scroll chamber frame to prevent breakage.

このような場合であっても、上記（７）に記載の過給機によれば、スクロール室フレームと軸受フレームとを挟むよう構成されたクランプによって第２ボルトに引張応力が生じることを抑制し、第２ボルトの破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレームと軸受フレームとの安定的な結合状態を実現することができる。   Even in such a case, according to the turbocharger described in (7) above, it is possible to suppress the occurrence of tensile stress on the second bolt by the clamp configured to sandwich the scroll chamber frame and the bearing frame. The breakage of the second bolt can be effectively suppressed. Therefore, a stable coupling state between the scroll chamber frame and the bearing frame can be realized.

幾つかの実施形態では、上記（７）に記載の過給機において、
（８）前記クランプは、前記軸受フレームに対して前記スクロール室フレームの前記フランジ部と反対側から押し圧を加える押しボルトを有する。 In some embodiments, in the supercharger described in (7) above,
(8) The clamp includes a push bolt that applies a pressing force to the bearing frame from a side opposite to the flange portion of the scroll chamber frame.

スクロール室形成部からインペラの半径方向外側に向かって延設されたフランジ部と軸受フレームとを結合する構成においては、フランジ部とスクロール室形成部の間のスペースを確保しにくく、第２ボルトの破断を防ぐために第２ボルトの頭部とスクロール室フレームとの間にスペーサを設けることが困難な場合がある。   In the configuration in which the flange portion extending from the scroll chamber forming portion toward the radially outer side of the impeller and the bearing frame are coupled, it is difficult to secure a space between the flange portion and the scroll chamber forming portion, and the second bolt It may be difficult to provide a spacer between the head of the second bolt and the scroll chamber frame to prevent breakage.

このような場合であっても、上記（８）に記載の過給機のように、軸受フレームに対してスクロール室フレームのフランジ部と反対側から押し圧を加える押しボルトを設ければ、第２ボルトに引張応力が生じることを簡易な構成で抑制し、第２ボルトの破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレームと軸受フレームとの安定的な結合状態を簡易な構成で実現することができる。   Even in such a case, as in the supercharger described in (8) above, if a push bolt that applies a pressing force to the bearing frame from the side opposite to the flange portion of the scroll chamber frame is provided, It is possible to suppress the occurrence of tensile stress in the two bolts with a simple configuration, and to effectively suppress the breakage of the second bolt. Therefore, a stable coupling state between the scroll chamber frame and the bearing frame can be realized with a simple configuration.

本発明の幾つかの実施形態によれば、スクロール室フレームに隣接するフレームとスクロール室フレームとを締結するボルトの破断を効果的に抑制し、それらのフレームの安定的な結合状態を実現することができる。   According to some embodiments of the present invention, it is possible to effectively suppress breakage of bolts that fasten a frame adjacent to a scroll chamber frame and the scroll chamber frame, and realize a stable coupling state of these frames. Can do.

幾つかの実施形態に係る内燃機関システムの全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an internal combustion engine system according to some embodiments. 幾つかの実施形態に係る過給機の一部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a part of the supercharger which concerns on some embodiment. スクロール室フレームとサイレンサフレームとを締結するボルトの周辺の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the periphery of the volt | bolt which fastens a scroll chamber frame and a silencer frame. スクロール室フレームが変形してスクロール室フレームと軸受フレームとを締結するボルトに引張応力が生じた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the tensile force was produced in the volt | bolt which a scroll chamber frame deform | transforms and fastens a scroll chamber frame and a bearing frame. 図２におけるＰ方向からスクロール室フレームのフランジ部と軸受フレームのフランジ部とを見た図。The figure which looked at the flange part of the scroll chamber frame and the flange part of the bearing frame from the P direction in FIG. 幾つかの実施形態に係るクランプの構造を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the structure of the clamp which concerns on some embodiment.

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Only.

図１は、幾つかの実施形態に係る内燃機関システム１００の全体構成を示す概略図である。
図１に示す内燃機関システム１００は、内燃機関２と、内燃機関２への吸気を加圧する過給機４と、過給機４が有するタービン６によって駆動される発電機８とを備える。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an internal combustion engine system 100 according to some embodiments.
An internal combustion engine system 100 shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 2, a supercharger 4 that pressurizes intake air to the internal combustion engine 2, and a generator 8 that is driven by a turbine 6 that the supercharger 4 has.

図１に示す過給機４は、内燃機関２への吸気を加圧する遠心式のコンプレッサ１０と、コンプレッサ１０と回転軸１２を介して連結され内燃機関２の排気により駆動されるタービン６と、コンプレッサ１０が発生する音を低減するためのサイレンサ１３とを備えている。   A turbocharger 4 shown in FIG. 1 includes a centrifugal compressor 10 that pressurizes intake air to the internal combustion engine 2, a turbine 6 that is connected to the compressor 10 via a rotary shaft 12 and is driven by exhaust gas from the internal combustion engine 2, A silencer 13 for reducing the sound generated by the compressor 10 is provided.

図１に示す過給機４では、このように、内燃機関２の排気により駆動されるタービン６によってコンプレッサ１０を駆動する排気タービン式の過給機（所謂ターボチャージャ）を用いている。他の実施形態に係る過給機４では、内燃機関２の出力軸からベルト等を介して取り出した動力によってコンプレッサ１０を駆動する機械式の過給機（所謂スーパーチャージャ）を用いてもよい。また、内燃機関２としては、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジン等を適宜選択することができる。   The supercharger 4 shown in FIG. 1 uses an exhaust turbine supercharger (so-called turbocharger) that drives the compressor 10 by the turbine 6 driven by the exhaust gas of the internal combustion engine 2 in this way. In the supercharger 4 according to another embodiment, a mechanical supercharger (so-called supercharger) that drives the compressor 10 by power extracted from the output shaft of the internal combustion engine 2 via a belt or the like may be used. As the internal combustion engine 2, for example, a diesel engine or a gasoline engine can be selected as appropriate.

次に、過給機４の具体的構成例について図２を用いて以下に説明する。   Next, a specific configuration example of the supercharger 4 will be described below with reference to FIG.

図２は、幾つかの実施形態に係る過給機４の一部の概略断面図である。
図２に示すコンプレッサ１０は、空気を圧縮するためのインペラ１４と、インペラ１４を収容し空気を案内するための空気案内筒１６と、スクロール室フレーム２０と、軸受フレーム４０とを含む。インペラ１４は、ハブ１５及びハブ１５の周りに設けられた複数の翼１７を含む。スクロール室フレーム２０は、空気案内筒１６に隣接して設けられており、空気案内筒１６を通過した空気を外部へ案内するためのスクロール室１８を形成するスクロール室形成部１９を有する。軸受フレーム４０には、インペラ１４の回転軸１２を軸支する軸受部４４が設けられる。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a part of the supercharger 4 according to some embodiments.
The compressor 10 shown in FIG. 2 includes an impeller 14 for compressing air, an air guide cylinder 16 for housing the impeller 14 and guiding air, a scroll chamber frame 20, and a bearing frame 40. The impeller 14 includes a hub 15 and a plurality of wings 17 provided around the hub 15. The scroll chamber frame 20 is provided adjacent to the air guide tube 16 and has a scroll chamber forming portion 19 that forms a scroll chamber 18 for guiding the air that has passed through the air guide tube 16 to the outside. The bearing frame 40 is provided with a bearing portion 44 that supports the rotating shaft 12 of the impeller 14.

サイレンサ１３は、スクロール室フレーム２０に隣接して設けられるサイレンサフレーム２２を含む。スクロール室フレーム２０とサイレンサフレーム２２とは、スクロール室フレーム２０のフランジ部２３とサイレンサフレーム２２のフランジ部２４とがボルト２５によって締結されている。ボルト２５の頭部２６とスクロール室フレーム２０との間には、スペーサ２８（図３参照）が設けられている。   The silencer 13 includes a silencer frame 22 provided adjacent to the scroll chamber frame 20. In the scroll chamber frame 20 and the silencer frame 22, a flange portion 23 of the scroll chamber frame 20 and a flange portion 24 of the silencer frame 22 are fastened by bolts 25. A spacer 28 (see FIG. 3) is provided between the head 26 of the bolt 25 and the scroll chamber frame 20.

軸受フレーム４０とスクロール室フレーム２０とは、軸受フレーム４０のフランジ部４６とスクロール室フレーム２０のフランジ部２９とがボルト４８によって締結されている。   In the bearing frame 40 and the scroll chamber frame 20, the flange portion 46 of the bearing frame 40 and the flange portion 29 of the scroll chamber frame 20 are fastened by bolts 48.

図２に示す過給機４においてインペラ１４が破断すると、インペラ破片はインペラ１４の半径方向外側に向かって飛散し、空気案内筒１６やスクロール室フレーム２０等に衝突する場合がある。   When the impeller 14 is broken in the supercharger 4 shown in FIG. 2, the impeller fragments may scatter toward the outside in the radial direction of the impeller 14 and collide with the air guide cylinder 16, the scroll chamber frame 20, or the like.

例えば、空気案内筒１６の傾斜部３０にインペラ破片が衝突すると、その衝突の影響で、空気案内筒１６の入り口部３２がサイレンサ１３側へ矢印Ｓ方向（図３参照）に移動してサイレンサフレーム２２の出口部４３に衝突する。これにより、サイレンサフレーム２２のフランジ部２４がスクロール室フレーム２０のフランジ部２３から離れる方向に移動しようとするため、ボルト２５に引張応力が生じる。   For example, when impeller fragments collide with the inclined portion 30 of the air guide tube 16, the entrance portion 32 of the air guide tube 16 moves in the direction of arrow S (see FIG. 3) toward the silencer 13 due to the impact, and the silencer frame. It collides with the exit part 43 of 22. As a result, the flange portion 24 of the silencer frame 22 tends to move away from the flange portion 23 of the scroll chamber frame 20, and tensile stress is generated in the bolt 25.

このようにボルト２５に引張応力が生じる場合であっても、過給機４によれば、ボルト２５の頭部２６とスクロール室フレーム２０との間にスペーサ２８が設けられているため、スペーサ２８を設けない場合と比較して、軸部３１（図３参照）の長さ（首下の長さ）が長いボルト２５を用いてスクロール室フレーム２０とサイレンサフレーム２２とを締結することができる。したがって、スペーサ２８を設けない場合と比較して、ボルト２５に軸方向の引張荷重がかかった際にボルト２５が破断することなく伸長できる伸長量を大きくすることができる。これにより、スクロール室フレーム２０とサイレンサフレーム２２とを締結するボルト２５に対して、上述のようにインペラ１４の破断に起因する引張応力が生じても、ボルト２５の破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレーム２０とサイレンサフレーム２２とを安定的に結合し、過給機４からのサイレンサ１３の脱落を効果的に抑制することができる。   Thus, even when tensile stress is generated in the bolt 25, according to the supercharger 4, the spacer 28 is provided between the head portion 26 of the bolt 25 and the scroll chamber frame 20. The scroll chamber frame 20 and the silencer frame 22 can be fastened by using a bolt 25 having a long shaft portion 31 (see FIG. 3) (the length under the neck) as compared with the case where the shaft portion 31 is not provided. Therefore, as compared with the case where the spacer 28 is not provided, when the axial load is applied to the bolt 25, the extension amount that the bolt 25 can extend without breaking is increased. Thereby, even if the tensile stress resulting from the fracture | rupture of the impeller 14 arises with respect to the volt | bolt 25 which fastens the scroll chamber frame 20 and the silencer frame 22, as mentioned above, the fracture | rupture of the volt | bolt 25 is suppressed effectively. Can do. Therefore, the scroll chamber frame 20 and the silencer frame 22 can be stably coupled to effectively prevent the silencer 13 from falling off the supercharger 4.

図３に示すスペーサ２８は、スリーブ状に形成されてボルト２５の軸部３１を囲むように設けられており、スペーサ２８の内径ｄ１は、ボルト２５の頭部２６の径ｄ２よりも小さい。したがって、スペーサ２８によってボルト２５の頭部２６を均一に支持しうるので、上述のようにインペラ１４の破断に起因する引張応力がボルト２５に生じても、ボルト２５の破断を効果的に抑制することができる。 The spacer 28 shown in FIG. 3 is formed in a sleeve shape so as to surround the shaft portion 31 of the bolt 25, and the inner diameter d 1 of the spacer 28 is smaller than the diameter d 2 of the head portion 26 of the bolt 25. . Therefore, since the head portion 26 of the bolt 25 can be uniformly supported by the spacer 28, even if the tensile stress resulting from the breakage of the impeller 14 is generated in the bolt 25 as described above, the breakage of the bolt 25 is effectively suppressed. be able to.

また、図３に示すボルト２５の軸方向におけるスペーサ２８の寸法ｄ３は、ボルト２５の径方向におけるスペーサ２８の寸法ｄ４より大きい。このように、ボルト２５の軸部３１の長さを長くするのに適したスペーサ２８を用いることで、ボルト２５に軸方向の引張荷重がかかった際にボルト２５が破断することなく伸長できる伸長量を容易に大きくすることができる。これにより、スクロール室フレーム２０とサイレンサフレーム２２とを締結するボルト２５に対して、上述のようにインペラ１４の破断に起因する引張応力が生じても、ボルト２５の破断を効果的に抑制することができる。 Further, the dimension d 3 of the spacer 28 in the axial direction of the bolt 25 shown in FIG. 3 is larger than the dimension d 4 of the spacer 28 in the radial direction of the bolt 25. In this manner, by using the spacer 28 suitable for increasing the length of the shaft portion 31 of the bolt 25, the bolt 25 can be extended without breaking when the bolt 25 is subjected to an axial tensile load. The amount can be easily increased. Thereby, even if the tensile stress resulting from the fracture | rupture of the impeller 14 arises with respect to the volt | bolt 25 which fastens the scroll chamber frame 20 and the silencer frame 22, as mentioned above, the fracture | rupture of the volt | bolt 25 is suppressed effectively. Can do.

図３では、スクロール室フレーム２０とサイレンサフレーム２２とを締結するボルト２５にインペラ１４の破断に起因して引張応力が生じる例を説明したが、スクロール室フレーム２０と軸受フレーム４０とを締結するボルト４８にインペラ１４の破断に起因して引張応力が生じる場合がある。   In FIG. 3, an example in which tensile stress is generated due to the breakage of the impeller 14 in the bolt 25 that fastens the scroll chamber frame 20 and the silencer frame 22 has been described, but the bolt that fastens the scroll chamber frame 20 and the bearing frame 40. 48, a tensile stress may be generated due to the breakage of the impeller 14.

例えば、図２のディフューザ部５０にインペラ破片が侵入してディフューザ部５０で閊えてしまった場合、このインペラ破片によってディフューザ部５０はインペラ１４の軸方向に押し広げられる。これにより、スクロール室フレーム２０と軸受フレームとは互いに離れる方向の力を受けるため、図４に示すようにスクロール室フレーム２０が変形してボルト４８に引張応力が生じる。   For example, when an impeller fragment enters the diffuser unit 50 of FIG. 2 and is caught by the diffuser unit 50, the diffuser unit 50 is pushed and expanded in the axial direction of the impeller 14 by the impeller fragment. As a result, the scroll chamber frame 20 and the bearing frame receive forces in directions away from each other, so that the scroll chamber frame 20 is deformed and tensile stress is generated in the bolts 48 as shown in FIG.

この引張応力によってボルト４８が破断しないように、幾つかの実施形態では、図３を用いて説明したスペーサ２８をボルト４８の頭部５２とスクロール室フレーム２０との間に設けることで、ボルト４８の軸部５３を図４に示すものより長くしてもよい。ただし、図２に示すように、スクロール室フレーム２０のフランジ部２９は、スクロール室形成部１９からインペラ１４の半径方向外側に向かって延設されているため、フランジ部２９とスクロール室形成部１９の間のスペースを確保しにくく、ボルト４８の破断を防ぐためにボルト４８の頭部５２とスクロール室フレーム２０との間にスペーサを設けることが困難な場合がある。   In order to prevent the bolt 48 from being broken by this tensile stress, in some embodiments, the spacer 48 described with reference to FIG. 3 is provided between the head 52 of the bolt 48 and the scroll chamber frame 20. The shaft portion 53 may be longer than that shown in FIG. However, as shown in FIG. 2, since the flange portion 29 of the scroll chamber frame 20 extends from the scroll chamber forming portion 19 toward the radially outer side of the impeller 14, the flange portion 29 and the scroll chamber forming portion 19 are provided. It is difficult to secure a space between the bolt 48 and it may be difficult to provide a spacer between the head 52 of the bolt 48 and the scroll chamber frame 20 in order to prevent the bolt 48 from being broken.

そこで、図２に示す過給機４は、図５及び図６に示すようにスクロール室フレーム２０と軸受フレーム４０とを挟むように構成されたクランプ５４を有する。図５は、図２におけるＰ方向からスクロール室フレーム２０のフランジ部２９と軸受フレーム４０のフランジ部４６とを見た図であり、ボルト４８及びクランプ５４の配置を示している。図６は、クランプ５４の構造を説明するための概略断面図である。   Therefore, the supercharger 4 shown in FIG. 2 has a clamp 54 configured to sandwich the scroll chamber frame 20 and the bearing frame 40 as shown in FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a view of the flange portion 29 of the scroll chamber frame 20 and the flange portion 46 of the bearing frame 40 viewed from the direction P in FIG. 2, and shows the arrangement of the bolts 48 and the clamps 54. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of the clamp 54.

このように、スクロール室フレーム２０のフランジ部２９と軸受フレーム４０のフランジ部４６とを挟むよう構成されたクランプ５４を用いることで、フランジ部２９とスクロール室形成部１９との間に上述のスペーサを設けるための十分なスペースを確保しにくい構成であっても、ボルト４８に引張応力が生じることを抑制し、ボルト４８の破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレーム２０と軸受フレーム４０とを安定的に結合することができる。   Thus, by using the clamp 54 configured to sandwich the flange portion 29 of the scroll chamber frame 20 and the flange portion 46 of the bearing frame 40, the spacer described above is interposed between the flange portion 29 and the scroll chamber forming portion 19. Even in a configuration in which it is difficult to secure a sufficient space for providing the bolt 48, it is possible to suppress the tensile stress from being generated in the bolt 48 and to effectively prevent the bolt 48 from breaking. Therefore, the scroll chamber frame 20 and the bearing frame 40 can be stably coupled.

図５及び図６に示すクランプ５４は、軸受フレーム４０に対してスクロール室フレーム２０のフランジ部２９と反対側から押し圧を加える押しボルト５６を有する。これにより、ボルト４８の破断を防ぐ目的で上述のようにボルト４８の頭部５２とスクロール室フレーム２０との間にスペーサを設けることが困難な場合であっても、ボルト４８に引張応力が生じることを簡易な構成で抑制し、ボルト４８の破断を効果的に抑制することができる。したがって、スクロール室フレーム２０と軸受フレーム４０とを簡易な構成で安定的に結合することができる。なお、他の実施形態では、スクロール室フレーム２０のフランジ部２９に対して軸受フレーム４０と反対側から押し圧を加える押しボルトを用いてもよい。
図６を用いて説明した実施形態では、スクロール室フレーム２０と軸受フレーム４０と挟むよう構成されたクランプ５４を例示したが、他の実施形態では、スクロール室フレーム２０とサイレンサフレーム２２とを挟むよう構成されたクランプを用いてもよい。これにより、スクロール室フレーム２０とサイレンサフレーム２２とを安定的に結合することができる。 The clamp 54 shown in FIGS. 5 and 6 has a push bolt 56 that applies a pressing force to the bearing frame 40 from the side opposite to the flange portion 29 of the scroll chamber frame 20. Thereby, even if it is difficult to provide a spacer between the head portion 52 of the bolt 48 and the scroll chamber frame 20 for the purpose of preventing the breakage of the bolt 48, tensile stress is generated in the bolt 48. This can be suppressed with a simple configuration, and the breakage of the bolt 48 can be effectively suppressed. Therefore, the scroll chamber frame 20 and the bearing frame 40 can be stably coupled with a simple configuration. In another embodiment, a push bolt that applies a pressing force to the flange portion 29 of the scroll chamber frame 20 from the side opposite to the bearing frame 40 may be used.
In the embodiment described with reference to FIG. 6, the clamp 54 configured to sandwich the scroll chamber frame 20 and the bearing frame 40 is illustrated. However, in another embodiment, the scroll chamber frame 20 and the silencer frame 22 are sandwiched. A configured clamp may be used. Thereby, the scroll chamber frame 20 and the silencer frame 22 can be stably coupled.

２ 内燃機関
４ 過給機
６ タービン
８ 発電機
１０ コンプレッサ
１２ 回転軸
１３ サイレンサ
１４ インペラ
１６ 空気案内筒
１７ 翼
１８ スクロール室
１９ スクロール室形成部
２０ スクロール室フレーム
２２ サイレンサフレーム
２３，２４，２９，４６ フランジ部
２５，４８ ボルト
２６，５２ 頭部
２８ スペーサ
３０ 傾斜部
３１ 軸部
３２ 入り口部
４０ 軸受フレーム
４３ 出口部
４４ 軸受部
５０ ディフューザ部
５４ クランプ
５６ 押しボルト
１００ 内燃機関システム
ｄ１ 内径
ｄ２ 径
ｄ３，ｄ４ 寸法

2 Internal combustion engine 4 Supercharger 6 Turbine 8 Generator 10 Compressor 12 Rotating shaft 13 Silencer 14 Impeller 16 Air guide cylinder 17 Blade 18 Scroll chamber 19 Scroll chamber forming part 20 Scroll chamber frame 22 Silencer frames 23, 24, 29, 46 Flange Portions 25, 48 Bolts 26, 52 Head 28 Spacer 30 Inclined portion 31 Shaft portion 32 Entrance portion 40 Bearing frame 43 Exit portion 44 Bearing portion 50 Diffuser portion 54 Clamp 56 Push bolt 100 Internal combustion engine system d1 Inner diameter d2 Diameter d3, d4 Dimensions

Claims (8)

空気を圧縮するためのインペラと、
前記インペラを収容し前記空気を案内するための空気案内筒と、
前記空気案内筒に隣接して設けられ、前記空気案内筒を通過した空気を外部へ案内するためのスクロール室を形成するスクロール室フレームと、
前記スクロール室フレームに隣接して設けられる第１フレームと、
前記スクロール室フレームと前記第１フレームとを締結する第１ボルトと、
前記第１ボルトの頭部と前記スクロール室フレームとの間に設けられたスペーサと、
を有する過給機。 An impeller for compressing air;
An air guide tube for accommodating the impeller and guiding the air;
A scroll chamber frame provided adjacent to the air guide tube and forming a scroll chamber for guiding the air that has passed through the air guide tube to the outside;
A first frame provided adjacent to the scroll chamber frame;
A first bolt that fastens the scroll chamber frame and the first frame;
A spacer provided between the head of the first bolt and the scroll chamber frame;
Having a supercharger. 前記スペーサは、スリーブ状に形成されて前記第１ボルトの軸部を囲むように設けられており、
前記スペーサの内径は、前記第１ボルトの頭部径よりも小さい請求項１に記載の過給機。 The spacer is formed in a sleeve shape so as to surround the shaft portion of the first bolt,
The supercharger according to claim 1, wherein an inner diameter of the spacer is smaller than a head diameter of the first bolt. 前記第１ボルトの軸方向における前記スペーサの寸法は、前記第１ボルトの径方向における前記スペーサの寸法より大きい請求項１又は２に記載の過給機。   The supercharger according to claim 1 or 2, wherein a dimension of the spacer in an axial direction of the first bolt is larger than a dimension of the spacer in a radial direction of the first bolt. 前記過給機が発生する音を低減するためのサイレンサを更に備え、
前記第１フレームは、前記サイレンサのフレームである請求項１〜３のいずれか１項に記載の過給機。 A silencer for reducing noise generated by the supercharger;
The supercharger according to any one of claims 1 to 3, wherein the first frame is a frame of the silencer. 前記スクロール室フレームに隣接して配置される第２フレームと、
前記スクロール室フレームと前記第２フレームとを締結する第２ボルトと、
前記スクロール室フレームと前記第２フレームとを挟むように構成されたクランプと、を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の過給機。 A second frame disposed adjacent to the scroll chamber frame;
A second bolt for fastening the scroll chamber frame and the second frame;
The supercharger according to claim 1, further comprising: a clamp configured to sandwich the scroll chamber frame and the second frame. 前記第２フレームは、前記インペラの回転軸を軸支する軸受部が設けられる軸受フレームである請求項５に記載の過給機。   The supercharger according to claim 5, wherein the second frame is a bearing frame provided with a bearing portion that pivotally supports a rotating shaft of the impeller. 前記スクロール室フレームは、
前記スクロール室を形成するスクロール室形成部と、
前記スクロール室フレームと前記軸受フレームとを結合するために前記スクロール室形成部から前記インペラの半径方向外側に向かって延設されたフランジ部と、
を有し、
前記第２ボルトは、前記フランジ部と前記軸受フレームとを締結し、
前記クランプは、前記フランジ部と前記軸受フレームとを挟むよう構成される請求項６に記載の過給機。 The scroll chamber frame is
A scroll chamber forming portion for forming the scroll chamber;
A flange portion extending radially outward of the impeller from the scroll chamber forming portion to couple the scroll chamber frame and the bearing frame;
Have
The second bolt fastens the flange portion and the bearing frame;
The supercharger according to claim 6, wherein the clamp is configured to sandwich the flange portion and the bearing frame. 前記クランプは、前記軸受フレームに対して前記スクロール室フレームの前記フランジ部と反対側から押し圧を加える押しボルトを有する請求項７に記載の過給機。

The supercharger according to claim 7, wherein the clamp includes a push bolt that applies a pressing force to the bearing frame from a side opposite to the flange portion of the scroll chamber frame.

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