JP2023122357A - Seal structure of supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、過給機のシール構造に関する。 The present disclosure relates to a supercharger seal structure.
過給機は、回転シャフト、回転シャフトの一方側に取り付けられたタービンインペラ、及び、回転シャフトの他方側に取り付けられたコンプレッサインペラ、を含むロータ(回転体)と、回転シャフトにおけるタービンインペラとコンプレッサインペラとの間を回転可能に支持する軸受と、ロータ及び軸受を収容するケーシングと、を備える。過給機の軸受は、高速回転する回転シャフトを支持するため、高温になり易く、潤滑が不十分であると焼き付けが生じる虞がある。このため、軸受に潤滑油を供給することで、軸受を潤滑したり冷却したりすることが行われる。過給機には、軸受に供給された潤滑油のコンプレッサ側やタービン側への漏洩を防ぐために、ロータなどの回転体の外面とケーシングなどの静止体の内面との間を封止するシールリングを備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。 A turbocharger comprises a rotor (rotating body) including a rotating shaft, a turbine impeller mounted on one side of the rotating shaft, and a compressor impeller mounted on the other side of the rotating shaft, and a turbine impeller and a compressor on the rotating shaft. A bearing that rotatably supports the impeller and a casing that houses the rotor and the bearing are provided. Since the bearings of the turbocharger support a rotating shaft that rotates at high speed, they are likely to reach high temperatures, and if lubrication is insufficient, there is a risk of seizure. Therefore, the bearings are lubricated and cooled by supplying lubricating oil to the bearings. A turbocharger has a seal ring that seals between the outer surface of a rotating body such as a rotor and the inner surface of a stationary body such as a casing in order to prevent leakage of lubricating oil supplied to the bearings to the compressor side or turbine side. (see, for example, Patent Document 1).
シールリングによるシーリング機構を備える過給機において、潤滑油の漏洩が生じる虞がある。具体的には、シールリングが装着される回転体の外面と静止体の内面との間の空間に潤滑油が溜まり、上記空間に溜まった潤滑油が、シールリングを挟んで上記空間とは反対側の空間に漏洩する虞がある。 In a supercharger having a sealing mechanism with a seal ring, there is a risk of leakage of lubricating oil. Specifically, the lubricating oil accumulates in the space between the outer surface of the rotating body to which the seal ring is attached and the inner surface of the stationary body, and the lubricating oil accumulated in the space moves away from the space with the seal ring interposed therebetween. There is a risk of leakage into the side space.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、潤滑油の漏洩を抑制できる過給機のシール構造を提供することを目的とする。 In view of the circumstances described above, at least one embodiment of the present invention aims to provide a supercharger seal structure capable of suppressing leakage of lubricating oil.
本発明の少なくとも一実施形態にかかる過給機のシール構造は、
過給機のシール構造であって、
前記過給機の回転軸および前記回転軸の一端側に設けられた回転ホイールを少なくとも含む回転部材と、
前記回転部材を収容するハウジングを少なくとも含む静止部材と、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記回転部材と前記静止部材との間に形成されるシール隙間であって、前記回転ホイールが収容される第1空間と前記軸受が収容される第2空間とを連通するシール隙間に設けられたシール部材と、を備え、
前記回転部材は、前記シール隙間を画定する回転側外周面を少なくとも含み、
前記静止部材は、前記シール隙間を画定する静止側内周面と、前記静止側内周面における前記第2空間側の縁から前記回転軸の径方向に沿って延在する静止側端面と、を含み、
前記静止部材は、前記回転軸の軸線よりも下方における前記静止側端面に設けられる排油溝であって、前記静止側内周面における前記第2空間側の前記縁から鉛直方向に沿って下方に向かって延在する排油溝を有する。
A supercharger seal structure according to at least one embodiment of the present invention includes:
A seal structure for a turbocharger,
a rotating member including at least a rotating shaft of the supercharger and a rotating wheel provided on one end side of the rotating shaft;
a stationary member including at least a housing that accommodates the rotating member;
a bearing that rotatably supports the rotating shaft;
A seal gap formed between the rotating member and the stationary member, the seal gap providing communication between a first space in which the rotating wheel is accommodated and a second space in which the bearing is accommodated. a sealing member;
The rotating member includes at least a rotating-side outer peripheral surface that defines the seal gap,
The stationary member includes a stationary-side inner peripheral surface that defines the seal gap, a stationary-side end surface that extends along the radial direction of the rotating shaft from an edge of the stationary-side inner peripheral surface on the second space side, including
The stationary member is an oil drain groove provided in the stationary side end surface below the axis of the rotating shaft, and extends vertically downward from the edge of the stationary side inner peripheral surface on the second space side. with oil drain grooves extending toward the
本発明の少なくとも一実施形態によれば、潤滑油の漏洩を抑制できる過給機のシール構造が提供される。 According to at least one embodiment of the present invention, there is provided a supercharger seal structure capable of suppressing leakage of lubricating oil.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示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、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。 Several embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, and are merely illustrative examples. do not have.
(過給機)
図1は、一実施形態に係る過給機のシール構造を備える過給機の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。過給機1は、図1に示されるように、回転軸11と、回転軸11の一端側に設けられたコンプレッサホイール12Aと、回転軸11の他端側に設けられたタービンホイール12Bと、回転軸11を回転可能に支持する軸受13と、回転軸11、コンプレッサホイール12A、タービンホイール12B及び軸受13を収容するハウジング14と、を備える。
(supercharger)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along the axis of a turbocharger provided with a turbocharger seal structure according to one embodiment. As shown in FIG. 1, the
軸受13は、ハウジング14に支持される。回転軸11は、コンプレッサホイール12Aとタービンホイール12Bの間において軸受13に支持されることで、回転軸11の軸線LAを中心として回転可能になっている。
以下、回転軸11の軸線LAが延在する方向を回転軸11(過給機1)の軸方向と定義し、軸線LAに直交する方向を回転軸11(過給機1)の径方向と定義する。回転軸11(過給機1)の軸方向のうち、タービンホイール12Bに対してコンプレッサホイール12Aが位置する側をコンプレッサ側とし、コンプレッサホイール12Aに対してタービンホイール12Bが位置する側をタービン側とする。
Hereinafter, the direction in which the axis LA of the
タービンホイール12Bは、タービンホイール12Bに導かれる、エンジンから排出された排ガスのエネルギーにより回転するように構成される。コンプレッサホイール12Aは、回転軸11とともにタービンホイール12Bの回転に連動して回転する。過給機1は、コンプレッサホイール12Aの回転により、コンプレッサホイール12Aに導かれる気体(例えば、空気)を圧縮し、上記気体の密度を高めて気体の供給先(例えば、上記エンジン)に送るように構成される。
(過給機のシール構造)
図2は、一実施形態に係る過給機のシール構造の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。図2には、図1中において二点鎖線により囲まれた領域が示されている。図3及び図4の各々は、一実施形態に係る過給機のシール構造を第2空間側から視た状態を示す概略図である。図5は、一実施形態に係る過給機のシール構造における排油溝近傍を上方から視た状態を示す概略図である。幾つかの実施形態に係る過給機のシール構造2は、過給機1に設けられる過給機1における潤滑油の漏洩を抑制するためのシール構造である。過給機のシール構造2は、図1に示されるように、回転部材3と、回転部材3を収容する静止部材4と、回転部材3と静止部材4との間に形成されるシール隙間20に設けられたシール部材5と、上述した軸受13と、を備える。
(Turbocharger seal structure)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along the axis of the seal structure of the supercharger according to one embodiment. FIG. 2 shows a region surrounded by a chain double-dashed line in FIG. Each of FIGS. 3 and 4 is a schematic diagram showing a state of the sealing structure of the turbocharger according to one embodiment, viewed from the second space side. FIG. 5 is a schematic view showing the vicinity of the oil drain groove in the seal structure of the turbocharger according to one embodiment, as viewed from above. A
(回転部材、静止部材)
回転部材3は、過給機1の駆動時に回転するように構成される。回転部材3は、回転軸11及び回転軸11の一端側に設けられた回転ホイール12を少なくとも含む。静止部材4は、過給機1の駆動時に回転部材3が回転しても静止する(回転しない)ように構成される。静止部材4は、ハウジング14を少なくとも含む。
(Rotating member, stationary member)
The rotating
静止部材4(ハウジング14)は、回転部材3及び軸受13を収容する。静止部材4(ハウジング14)の内部には、上述したシール隙間20と、回転ホイール12が収容される第1空間21と、軸受13が収容される第2空間22と、が形成される。シール隙間20は、回転軸11の軸方向において第1空間21と第2空間22の間に設けられて、第1空間21と第2空間22とを連通する。
The stationary member 4 (housing 14 ) accommodates the rotating
回転部材3は、シール隙間20を画定する回転側外周面31を有する。静止部材4は、シール隙間20を画定する静止側内周面41を有する。静止側内周面41は、回転側外周面31よりも回転軸11の径方向における外側に設けられて、環状に形成されるシール隙間20を挟んで回転側外周面31に対向している。
The
静止部材4は、図2に示されるように、静止側内周面41における第2空間22側の縁42から回転軸11の径方向に沿って上記径方向における外側に向かって延在する静止側端面43を有する。回転部材3は、図2に示されるような、回転側外周面31における第2空間22側の縁32から回転軸11の径方向に沿って上記径方向における内側に向かって延在する回転側端面33を有していてもよい。
As shown in FIG. 2 , the
(シール部材)
シール部材5は、静止側内周面41と回転側外周面31との間を封止するように構成される。図示される実施形態では、シール部材(シールリング)5は、図2に示されるように、静止側内周面41と回転側外周面31との間に圧縮された状態で配置され、静止側内周面41にその外周面が当接するとともに、回転側外周面31にその内周面が当接する。なお、図1及び図2に示されるように、静止側内周面41又は回転側外周面31の少なくとも一方には、シール部材5の一部を嵌合させるための回転軸11の周方向に沿って延在する環状の溝部が設けられていてもよい。
(Seal member)
The
(潤滑油系統)
過給機1は、軸受13や軸受13が収容された第2空間22に潤滑油が流れ込むように構成される。図1に示される実施形態では、ハウジング14は、その内部に潤滑油を導入するための潤滑油導入口23と、潤滑油導入口23から軸受13に潤滑油を導くための潤滑油供給路24と、ハウジング14の外部に潤滑油を排出するための潤滑油排出口25と、が形成されている。潤滑油供給路24は、ハウジング14の内壁面により画定される、潤滑油導入口23と第2空間22とを連通させる流路からなる。潤滑油排出口25は、第2空間22よりも下方に設けられ、第2空間22の下部に連通している。
(Lubricating oil system)
The
潤滑油導入口23を介してハウジング14の内部に導入された潤滑油は、潤滑油供給路24を通じて軸受13に導かれる。軸受13に導かれた潤滑油の多くは、第2空間22において下方に流れ落ちて、潤滑油排出口25を介してハウジング14の外部に排出される。軸受13に導かれた潤滑油の一部がシール隙間20に流入することがある。
The lubricating oil introduced into the
幾つかの実施形態に係る過給機1のシール構造2は、上述した回転部材3と、上述した静止部材4と、上述した軸受13と、上述したシール隙間20に設けられたシール部材5と、を備える。静止部材4は、上述した静止側内周面41と、上述した静止側端面43と、を含む。静止側端面43は、図2~図4に示されるように、回転軸11の軸線LAよりも下方における静止側端面43に設けられる排油溝6を有する。排油溝6は、静止側内周面41における第2空間22側の縁42から鉛直方向に沿って下方に向かって延在している。以下、排油溝6の延在方向に直交する方向を排油溝6の幅方向とする。排油溝6の幅方向は、回転軸11の軸線LAに直交する水平方向に沿って延在する。
The
静止側端面43は、図2~図5に示されるように、排油溝6が形成された領域以外に設けられる平坦面43Aをさらに有する。平坦面43Aは、静止側内周面41における第2空間22側の縁42から回転軸11の径方向に沿って上記径方向における外側に向かって延在している。図5に示されるように、静止側内周面41の第2空間22側の縁42のうち、排油溝6に連なる排油溝側縁42A(排油溝6の上端縁)は、平坦面43Aに連なる平坦面側縁42B(平坦面43Aの静止側内周面41に連なる内周縁)よりも回転軸11の軸方向における第1空間21側に凹む凹形状(図示例では、角の尖ったU字形状)を有する。
The stationary side end face 43 further has a
シール隙間20に流入した潤滑油は、シール隙間20の下部に溜まる。シール隙間20の下部に溜まる潤滑油の少なくとも一部が、排油溝6を伝って流れ落ちて、第2空間22に排出される。
Lubricating oil that has flowed into the
上記の構成によれば、回転軸11の軸線LAよりも下方における静止側端面43に設けられた排油溝6により、シール隙間20の下部から潤滑油を排出できるので、シール隙間20の下部に潤滑油が溜まることを抑制できる。過給機のシール構造2は、シール隙間20の下部に潤滑油が溜まることを抑制することで、潤滑油がシール隙間20に設けられたシール部材5よりも第1空間21側(回転ホイール12が位置する側)に漏洩することを抑制できる。
According to the above configuration, the lubricating oil can be discharged from the bottom of the
幾つかの実施形態では、図1に示されるように、過給機のシール構造2A(2)は、第2空間22からコンプレッサホイール12Aが収容される第1空間21A(21)への潤滑油の漏洩を抑制するためのものである。過給機のシール構造2Aの回転ホイール12は、上述したコンプレッサホイール12Aからなる。図1に示されるように、コンプレッサホイール12Aが収容される空間である第1空間21Aやシール隙間20A(20)は、軸受13が収容される第2空間22よりも回転軸11の軸方向におけるコンプレッサ側に設けられる。
In some embodiments, as shown in FIG. 1, the
回転側外周面31A(31)は、例えば、図1に示されるような、過給機1が備える環状のスリーブ15の外周面であってもよい。スリーブ15は、回転軸11の軸方向におけるコンプレッサホイール12A(回転ホイール12)と軸受13との間において、回転軸11の外周を覆うように回転軸11に取り付けられている。回転部材3は、スリーブ15をさらに含んでいてもよい。静止側内周面41A(41)は、シール隙間20Bを挟んでスリーブ15の外周面に対向するハウジング14の内壁面であってもよい。
The rotation-side outer
幾つかの実施形態では、図1に示されるように、過給機のシール構造2B(2)は、第2空間22からタービンホイール12Bが収容される第1空間21B(21)への潤滑油の漏洩を抑制するためのものである。過給機のシール構造2Bの回転ホイール12は、上述したタービンホイール12Bからなる。図1に示されるように、タービンホイール12Bが収容される空間である第1空間21Bやシール隙間20B(20)は、軸受13が収容される第2空間22よりも回転軸11の軸方向におけるタービン側に設けられる。
In some embodiments, as shown in FIG. 1, the
回転側外周面31B(31)は、例えば、図1に示されるような、タービンホイール12Bの背面から突出するボス部の外周面であってもよい。静止側内周面41B(41)は、シール隙間20Bを挟んでタービンホイール12Bの上記ボス部の外周面に対向するハウジング14の内壁面であってもよい。また、回転側外周面31は、回転軸11の外周面であってもよい。
The rotation-side outer
なお、過給機1は、過給機のシール構造2A、2Bの両方を備えていてもよい。すなわち、静止側内周面41Aのタービン側に連なる端面、及び、静止側内周面41Bのコンプレッサ側に連なる端面、の夫々が上述した排油溝6を含む静止側端面43であってもよい。
The
図3及び図4に示されるように、回転軸11の軸線LAに対して鉛直下方を0°とし、回転軸11の回転方向に向かって角度が増加するように角度位置θを定義する。幾つかの実施形態では、上述した排油溝6は、排油溝6の幅方向において互いに隙間を介して対向する一対の溝壁面62、63を有する。一対の溝壁面62、63のうち一方の溝壁面62は、角度位置θが+45°以上+95°以下の範囲に静止側内周面41に連なる上端64が設けられることが好ましい。一対の溝壁面62、63のうち他方の溝壁面63は、角度位置θが-95°以上-45°以下の範囲に静止側内周面41に連なる上端65が設けられることが好ましい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the angle position .theta. is defined so that the vertical downward direction with respect to the axis LA of the
図3に示される実施形態では、一方の溝壁面62の上端64は、角度位置θが+45°の位置に設けられ、他方の溝壁面63の上端65は、角度位置θが-45°の位置に設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 3, the
上記の構成によれば、一方の溝壁面62の上端64を角度位置θが+45°以上+95°以下の範囲に設け、且つ他方の溝壁面63の上端65を角度位置θが-95°以上-45°以下の範囲に設けることで、静止側内周面41の一方の溝壁面62及び他方の溝壁面63の各々との接続位置における鉛直方向に対する傾斜角度を小さくできるため、静止側内周面41を伝って流れ落ちる潤滑油を排油溝に導くことができ、これにより静止側内周面(41)上に潤滑油が溜まることを抑制できる。また、上記の構成によれば、排油溝6の幅方向における長さが大きいので、シール隙間20の下部から排油溝6への潤滑油の流入が促進される。
According to the above configuration, the
図示される実施形態では、排油溝6は、一対の溝壁面62、63の夫々の第1空間21側の端同士を繋ぐ溝底面61をさらに有する。排油溝6の溝底面61は、角度位置θが0°の位置を含むように形成される。角度位置θが0°の位置を含むように排油溝6を形成することで、シール隙間20の潤滑油が溜まる下部から、排油溝6へ潤滑油を直接的に排出できる。
In the illustrated embodiment, the
図4に示されるように、上述した一方の溝壁面62は、角度位置θが+85°以上+95°以下の位置にその上端64が設けられることがさらに好ましい。上述した他方の溝壁面63は、角度位置θが-95°以上-85°以下の位置にその上端65が設けられることがさらに好ましい。図4に示される実施形態では、一方の溝壁面62の上端64は、角度位置θが+90°の位置に設けられ、他方の溝壁面63の上端65は、角度位置θが-90°の位置に設けられている。
As shown in FIG. 4, one
上記の構成によれば、一方の溝壁面62の上端64を角度位置θが+85°以上+95°以下の範囲に設け、且つ他方の溝壁面63の上端65を角度位置θが-95°以上-85°以下の範囲に設けることで、静止側内周面41の一方の溝壁面62及び他方の溝壁面63の各々との接続位置における鉛直方向に対する傾斜角度を小さくできるため、静止側内周面41を伝って流れ落ちる潤滑油を排油溝6に効果的に導くことができ、静止側内周面41上に潤滑油が溜まることを効果的に抑制できる。
According to the above configuration, the
幾つかの実施形態では、図4に示されるように、排油溝6の幅方向における長さをL1とし、静止側内周面41の直径をL2とした場合において、排油溝6は、0.95×L2≦L1≦1.05×L2の条件を満たす。図示される実施形態では、排油溝6は、その幅方向における長さL1が一定であるが、他の実施形態では、排油溝6は、下方に向かうにつれてその幅方向における長さが大きくなるように構成されていても良いし、下方に向かうにつれてその幅方向における長さが小さくなるように構成されていても良い。なお、排油溝6の幅方向における長さが一定でない場合には、上記長さL1として、排油溝6の上端縁(排油溝側縁42Aに連なる縁)の幅方向における長さを用いてもよい。
In some embodiments, as shown in FIG. 4, when the length in the width direction of the
上記の構成によれば、排油溝6の幅方向における長さL1を静止側内周面41の直径L2と同様の長さにすることで、静止側内周面41を伝って流れ落ちる潤滑油を排油溝6に効果的に導くことができ、静止側内周面41上に潤滑油が溜まることを効果的に抑制できる。また、排油溝6の幅方向における長さL1を静止側内周面41の直径L2と同様の長さにすることで、排油溝6における潤滑油の排出性を良好なものにできる。
According to the above configuration, by setting the length L1 in the width direction of the
幾つかの実施形態では、図2に示されるように、上述した溝底面61は、回転軸11の軸線LAよりも下方において、回転側外周面31における第2空間22側の縁32よりも第1空間21側に位置する。
In some embodiments, as shown in FIG. 2 , the above-described groove
上記の構成によれば、溝底面61は、回転軸11の軸線LAよりも下方において、回転側外周面31における第2空間22側の縁32よりも第1空間21側に位置する。この場合には、回転側端面33を伝って流れ落ちる潤滑油が、シール隙間20に入り込み難い形状になっているので、シール隙間20への潤滑油の流入を抑制でき、ひいてはシール隙間20の下部に潤滑油が溜まることを抑制できる。
According to the above configuration, the
図6は、一実施形態に係る過給機のシール構造の軸線に沿った断面を示す概略断面図である。図6には、図1中において二点鎖線により囲まれた領域が示されている。幾つかの実施形態では、図6に示されるように、上述した静止側端面43は、上述した排油溝6と、排油溝6が形成された領域以外に設けられる平坦面43Bと、を有する。平坦面43Bは、上述した平坦面43Aと同様に、静止側内周面41における第2空間22側の縁42から回転軸11の径方向に沿って上記径方向における外側に向かって延在している。回転軸11の軸線LAよりも下方において、平坦面43Bは、回転側外周面31における第2空間22側の縁32よりも第1空間21側に位置する。この場合には、回転側端面33を伝って流れ落ちる潤滑油が、シール隙間20に入り込み難い形状になっているので、シール隙間20への潤滑油の流入を抑制でき、ひいてはシール隙間20の下部に潤滑油が溜まることを抑制できる。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a cross section along the axis of the seal structure of the supercharger according to one embodiment. FIG. 6 shows a region surrounded by a chain double-dashed line in FIG. In some embodiments, as shown in FIG. 6, the above-described stationary
なお、静止側内周面41に第2空間22からシール隙間20への潤滑油の流入を抑制する、不図示の突出部材を設けてもよい。該突出部材は、静止側内周面41から回転軸11の径方向における内側に向かって突出し、回転軸11の周方向に沿って延在する。
A projecting member (not shown) may be provided on the stationary-side inner
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
As used herein, expressions such as "in a certain direction", "along a certain direction", "parallel", "perpendicular", "central", "concentric" or "coaxial", etc. express relative or absolute arrangements. represents not only such arrangement strictly, but also the state of being relatively displaced with a tolerance or an angle or distance to the extent that the same function can be obtained.
For example, expressions such as "identical", "equal", and "homogeneous", which express that things are in the same state, not only express the state of being strictly equal, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the existing state.
Further, in this specification, expressions representing shapes such as a quadrilateral shape and a cylindrical shape not only represent shapes such as a quadrilateral shape and a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also within the range in which the same effect can be obtained. , a shape including an uneven portion, a chamfered portion, and the like.
Moreover, in this specification, the expressions “comprising”, “including”, or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications of the above-described embodiments and modes in which these modes are combined as appropriate.
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。 The contents described in the several embodiments described above are understood as follows, for example.
1)本開示の少なくとも一実施形態に係る過給機のシール構造(2)は、
過給機(1)のシール構造であって、
前記過給機(1)の回転軸(11)および前記回転軸(11)の一端側に設けられた回転ホイール(12)を少なくとも含む回転部材(3)と、
前記回転部材(3)を収容するハウジング(14)を少なくとも含む静止部材(4)と、
前記回転軸(11)を回転可能に支持する軸受(13)と、
前記回転部材(3)と前記静止部材(4)との間に形成されるシール隙間(20)であって、前記回転ホイール(12)が収容される第1空間(21)と前記軸受(13)が収容される第2空間(22)とを連通するシール隙間(20)に設けられたシール部材(5)と、を備え、
前記回転部材(3)は、前記シール隙間(20)を画定する回転側外周面(31)を少なくとも含み、
前記静止部材(4)は、前記シール隙間(20)を画定する静止側内周面(41)と、前記静止側内周面(41)における前記第2空間(22)側の縁(42)から前記回転軸(11)の径方向に沿って延在する静止側端面(43)と、を含み、
前記静止側端面(43)は、前記回転軸(11)の軸線(LA)よりも下方における前記静止側端面(43)に設けられる排油溝(6)であって、前記静止側内周面(41)における前記第2空間(22)側の前記縁(42)から鉛直方向に沿って下方に向かって延在する排油溝(6)を有する。
1) The turbocharger seal structure (2) according to at least one embodiment of the present disclosure is
A seal structure for a supercharger (1),
a rotating member (3) including at least a rotating shaft (11) of the supercharger (1) and a rotating wheel (12) provided at one end of the rotating shaft (11);
a stationary member (4) comprising at least a housing (14) containing said rotating member (3);
a bearing (13) rotatably supporting the rotating shaft (11);
A sealing gap (20) formed between the rotating member (3) and the stationary member (4), the first space (21) accommodating the rotating wheel (12) and the bearing (13). ) and a seal member (5) provided in the seal gap (20) communicating with the second space (22) in which the
The rotating member (3) includes at least a rotating side outer peripheral surface (31) defining the seal gap (20),
The stationary member (4) has a stationary side inner peripheral surface (41) defining the seal gap (20) and an edge (42) of the stationary side inner peripheral surface (41) on the side of the second space (22). a stationary side end face (43) extending along the radial direction of said rotating shaft (11) from
The stationary side end face (43) is an oil drain groove (6) provided in the stationary side end face (43) below the axis (LA) of the rotating shaft (11), and the stationary side inner peripheral surface It has an oil drain groove (6) extending downward along the vertical direction from the edge (42) on the side of the second space (22) at (41).
上記1)の構成によれば、回転軸(11)の軸線(LA)よりも下方における静止側端面(43)に設けられた排油溝(6)により、シール隙間(20)の下部から潤滑油を排出できるので、シール隙間(20)の下部に潤滑油が溜まることを抑制できる。上記1)に記載の過給機のシール構造(2)は、シール隙間(20)の下部に潤滑油が溜まることを抑制することで、潤滑油がシール隙間(20)に設けられたシール部材(5)よりも第1空間(21)側(回転ホイール12が位置する側)に漏洩することを抑制できる。
According to the above configuration 1), lubrication is performed from the bottom of the seal gap (20) by the oil drain groove (6) provided in the stationary side end face (43) below the axis (LA) of the rotating shaft (11). Since the oil can be discharged, it is possible to prevent lubricating oil from accumulating in the lower portion of the seal gap (20). The seal structure (2) for a supercharger described in 1) above suppresses the accumulation of lubricating oil in the lower portion of the seal gap (20), so that the lubricating oil is provided in the seal gap (20). It is possible to suppress leakage to the first space (21) side (the side where the
2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の過給機のシール構造(6)であって、
前記排油溝(6)は、前記排油溝(6)の幅方向において互いに隙間を介して対向する一対の溝壁面(62、63)を有し、
前記回転軸(11)の前記軸線(LA)に対して鉛直下方を0°とし、前記回転軸(11)の回転方向に向かって角度が増加するように角度位置(θ)を定義した場合において、
前記一対の溝壁面(62、63)のうち一方の溝壁面(62)は、前記角度位置(θ)が+45°以上+95°以下の範囲に上端(64)が設けられ、
前記一対の溝壁面(62、63)のうち他方の溝壁面(63)は、前記角度位置(θ)が-95°以上-45°以下の範囲に上端(65)が設けられた。
2) In some embodiments, the supercharger seal structure (6) according to 1) above,
The oil drain groove (6) has a pair of groove wall surfaces (62, 63) facing each other across a gap in the width direction of the oil drain groove (6),
In the case where the angle position (θ) is defined so that the vertical downward direction with respect to the axis (LA) of the rotating shaft (11) is 0° and the angle increases in the rotating direction of the rotating shaft (11) ,
One groove wall surface (62) of the pair of groove wall surfaces (62, 63) has an upper end (64) in the range of the angular position (θ) of +45° or more and +95° or less,
The other groove wall surface (63) of the pair of groove wall surfaces (62, 63) has an upper end (65) in the range of -95° to -45° in the angular position (θ).
上記2)の構成によれば、一方の溝壁面(62)の上端(64)を角度位置(θ)が+45°以上+95°以下の範囲に設け、且つ他方の溝壁面(63)の上端(65)を角度位置(θ)が-95°以上-45°以下の範囲に設けることで、静止側内周面(41)の一方の溝壁面(62)及び他方の溝壁面(63)の各々との接続位置における鉛直方向に対する傾斜角度を小さくできるため、静止側内周面(41)を伝って流れ落ちる潤滑油を排油溝に導くことができ、これにより静止側内周面(41)上に潤滑油が溜まることを抑制できる。 According to the above configuration 2), the upper end (64) of one groove wall surface (62) is provided in the range of +45° to +95° in angle position (θ), and the upper end (64) of the other groove wall surface (63) 65) at an angular position (θ) in the range of −95° or more and −45° or less, each of one groove wall surface (62) and the other groove wall surface (63) of the stationary side inner peripheral surface (41) Since the angle of inclination with respect to the vertical direction at the connection position can be reduced, the lubricating oil flowing down along the stationary side inner peripheral surface (41) can be guided to the oil drain groove, thereby It is possible to suppress the accumulation of lubricating oil in the
3)幾つかの実施形態では、上記2)に記載の過給機のシール構造(2)であって、
前記一方の溝壁面(62)は、前記角度位置(θ)が+85°以上+95°以下の位置に前記一方の溝壁面(62)の前記上端(64)が設けられ、
前記他方の溝壁面(63)は、前記角度位置(θ)が-95°以上-85°以下の位置に前記他方の溝壁面(63)の前記上端(65)が設けられた。
3) In some embodiments, the supercharger seal structure (2) according to 2) above,
The one groove wall surface (62) is provided with the upper end (64) of the one groove wall surface (62) at a position where the angular position (θ) is +85° or more and +95° or less,
The other groove wall surface (63) is provided with the upper end (65) of the other groove wall surface (63) at a position where the angular position (θ) is -95° or more and -85° or less.
上記3)の構成によれば、一方の溝壁面(62)の上端(64)を上記角度位置が+85°以上+95°以下の範囲に設け、且つ他方の溝壁面(63)の上端(65)を上記角度位置(θ)が-95°以上-85°以下の範囲に設けることで、静止側内周面(41)の上記接続位置における鉛直方向に対する傾斜角度を小さくできるため、静止側内周面(41)を伝って流れ落ちる潤滑油を排油溝(6)に効果的に導くことができ、静止側内周面(41)上に潤滑油が溜まることを効果的に抑制できる。 According to the above configuration 3), the upper end (64) of one groove wall surface (62) is provided in the range of +85° or more and +95° or less, and the upper end (65) of the other groove wall surface (63) is provided in the range of -95° to -85° in the angular position (θ). Lubricating oil flowing down along the surface (41) can be effectively guided to the oil drain groove (6), and accumulation of the lubricating oil on the stationary side inner peripheral surface (41) can be effectively suppressed.
4)幾つかの実施形態では、上記3)に記載の過給機のシール構造(2)であって、
前記排油溝(6)の前記幅方向における長さをL1とし、前記静止部材(4)の前記静止側内周面(41)の直径をL2とした場合において、前記排油溝(6)は、0.95×L2≦L1≦1.05×L2の条件を満たす。
4) In some embodiments, the supercharger seal structure (2) according to 3) above,
When the length of the oil drain groove (6) in the width direction is L1, and the diameter of the stationary inner peripheral surface (41) of the stationary member (4) is L2, the oil drain groove (6) satisfies the condition of 0.95×L2≦L1≦1.05×L2.
上記4)の構成によれば、排油溝(6)の幅方向における長さL1を静止側内周面(41)の直径L2と同様の長さにすることで、静止側内周面(41)を伝って流れ落ちる潤滑油を排油溝(6)に効果的に導くことができ、静止側内周面(41)上に潤滑油が溜まることを効果的に抑制できる。また、排油溝(6)の幅方向における長さL1を静止側内周面(41)の直径L2と同様の長さにすることで、排油溝(6)における潤滑油の排出性を良好なものにできる。 According to the configuration of 4) above, by setting the length L1 in the width direction of the oil drain groove (6) to the same length as the diameter L2 of the stationary side inner peripheral surface (41), the stationary side inner peripheral surface ( 41) can be effectively guided to the oil drain groove (6), and accumulation of the lubricating oil on the stationary side inner peripheral surface (41) can be effectively suppressed. In addition, by setting the length L1 in the width direction of the oil drain groove (6) to the same length as the diameter L2 of the stationary side inner peripheral surface (41), the lubricating oil discharge performance in the oil drain groove (6) is improved. can be made good.
5)幾つかの実施形態では、上記2)から上記4)までの何れかに記載の過給機のシール構造(2)であって、
前記排油溝(6)は、前記一対の溝壁面(62、63)の各々の前記第1空間(21)側の縁同士を繋ぐ溝底面(61)をさらに有し、
前記溝底面(61)は、前記回転軸(11)の前記軸線(LA)よりも下方において、前記回転側外周面(31)における前記第2空間(22)側の前記縁(32)よりも前記第1空間(21)側に位置する、
請求項2乃至4の何れか1項に記載の過給機のシール構造。
5) In some embodiments, the supercharger seal structure (2) according to any one of 2) to 4) above,
The oil drain groove (6) further has a groove bottom surface (61) connecting edges of the pair of groove wall surfaces (62, 63) on the first space (21) side,
The bottom surface of the groove (61) is located below the axis (LA) of the rotating shaft (11) and is positioned above the edge (32) on the second space (22) side of the outer peripheral surface (31) on the rotating side. Located on the first space (21) side,
The supercharger seal structure according to any one of
上記5)の構成によれば、溝底面(61)は、回転軸(11)の軸線(LA)よりも下方において、回転側外周面(31)における第2空間(22)側の縁(32)よりも第1空間(21)側に位置する。この場合には、回転側端面(33)を伝って流れ落ちる潤滑油が、シール隙間(20)に入り込み難い形状になっているので、シール隙間(20)への潤滑油の流入を抑制でき、ひいてはシール隙間(20)の下部に潤滑油が溜まることを抑制できる。 According to the configuration of 5) above, the bottom surface of the groove (61) is located below the axis (LA) of the rotating shaft (11), the edge (32 ) on the first space (21) side. In this case, since the lubricating oil flowing down along the rotation side end surface (33) is difficult to enter the seal gap (20), the lubricating oil can be prevented from flowing into the seal gap (20). It is possible to suppress accumulation of lubricating oil in the lower portion of the seal gap (20).
1 過給機
2,2A,2B シール構造
3 回転部材
4 静止部材
5 シール部材
6 排油溝
11 回転軸
12 回転ホイール
12A コンプレッサホイール
12B タービンホイール
13 軸受
14 ハウジング
15 スリーブ
20,20A,20B シール隙間
21,21A,21B 第1空間
22 第2空間
23 潤滑油導入口
24 潤滑油供給路
25 潤滑油排出口
31,31A,31B 回転側外周面
32 縁
33 回転側端面
41,41A,41B 静止側内周面
42 縁
42A 排油溝側縁
42B 平坦面側縁側縁
43 静止側端面
43A,43B 平坦面
44 下端縁
61 溝底面
62,63 溝壁面
64,65 上端
LA 軸線
θ 角度位置
1
Claims (5)
前記過給機の回転軸および前記回転軸の一端側に設けられた回転ホイールを少なくとも含む回転部材と、
前記回転部材を収容するハウジングを少なくとも含む静止部材と、
前記回転軸を回転可能に支持する軸受と、
前記回転部材と前記静止部材との間に形成されるシール隙間であって、前記回転ホイールが収容される第1空間と前記軸受が収容される第2空間とを連通するシール隙間に設けられたシール部材と、を備え、
前記回転部材は、前記シール隙間を画定する回転側外周面を少なくとも含み、
前記静止部材は、前記シール隙間を画定する静止側内周面と、前記静止側内周面における前記第2空間側の縁から前記回転軸の径方向に沿って延在する静止側端面と、を含み、
前記静止部材は、前記回転軸の軸線よりも下方における前記静止側端面に設けられる排油溝であって、前記静止側内周面における前記第2空間側の前記縁から鉛直方向に沿って下方に向かって延在する排油溝を有する、
過給機のシール構造。 A seal structure for a turbocharger,
a rotating member including at least a rotating shaft of the supercharger and a rotating wheel provided on one end side of the rotating shaft;
a stationary member including at least a housing that accommodates the rotating member;
a bearing that rotatably supports the rotating shaft;
A seal gap formed between the rotating member and the stationary member, the seal gap providing communication between a first space in which the rotating wheel is accommodated and a second space in which the bearing is accommodated. a sealing member;
The rotating member includes at least a rotating-side outer peripheral surface that defines the seal gap,
The stationary member includes a stationary-side inner peripheral surface that defines the seal gap, a stationary-side end surface that extends along the radial direction of the rotating shaft from an edge of the stationary-side inner peripheral surface on the second space side, including
The stationary member is an oil drain groove provided in the stationary side end surface below the axis of the rotating shaft, and extends vertically downward from the edge of the stationary side inner peripheral surface on the second space side. having an oil drain groove extending towards
The seal structure of the supercharger.
前記回転軸の前記軸線に対して鉛直下方を0°とし、前記回転軸の回転方向に向かって角度が増加するように角度位置を定義した場合において、
前記一対の溝壁面のうち一方の溝壁面は、前記角度位置が+45°以上+95°以下の範囲に上端が設けられ、
前記一対の溝壁面のうち他方の溝壁面は、前記角度位置が-95°以上-45°以下の範囲に上端が設けられた、
請求項1に記載の過給機のシール構造。 The oil drain groove has a pair of groove wall surfaces facing each other across a gap in the width direction of the oil drain groove,
In the case where the angular position is defined such that the vertical downward direction with respect to the axis line of the rotating shaft is 0° and the angle increases in the rotating direction of the rotating shaft,
one of the pair of groove wall surfaces has an upper end in the range of the angular position of +45° or more and +95° or less;
The other of the pair of groove wall surfaces has an upper end in the range of the angular position of -95° or more and -45° or less.
A seal structure for a supercharger according to claim 1.
前記他方の溝壁面は、前記角度位置が-95°以上-85°以下の位置に前記他方の溝壁面の前記上端が設けられた、
請求項2に記載の過給機のシール構造。 The one groove wall surface is provided with the upper end of the one groove wall surface at a position where the angular position is +85° or more and +95° or less,
The other groove wall surface is provided with the upper end of the other groove wall surface at a position where the angular position is −95° or more and −85° or less.
The seal structure for a supercharger according to claim 2.
請求項3に記載の過給機のシール構造。 When the length of the oil drain groove in the width direction is L1, and the diameter of the stationary side inner peripheral surface of the stationary member is L2, the oil drain groove satisfies the following conditions: 0.95×L2≦L1≦1. Satisfying the condition of 05 × L2,
The sealing structure for a supercharger according to claim 3.
前記溝底面は、前記回転軸の前記軸線よりも下方において、前記回転側外周面における前記第2空間側の前記縁よりも前記第1空間側に位置する、
請求項2乃至4の何れか1項に記載の過給機のシール構造。 The oil drain groove further has a groove bottom surface connecting edges of the pair of groove wall surfaces on the first space side,
The bottom surface of the groove is located below the axis of the rotating shaft and closer to the first space than the edge of the rotating-side outer peripheral surface on the second space side,
The supercharger seal structure according to any one of claims 2 to 4.
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