JP6639264B2 - コンプレッサインペラ固定用ナット、インペラ組立体及び過給機 - Google Patents
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Description
例えば、「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。
例えば、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。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「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。
図1に示すように、過給機100は、排気タービン式過給機(ターボチャージャ)であり、不図示の内燃機関(例えば舶用ディーゼルエンジン)の排ガスでタービンロータ2を回転させ、その駆動力でコンプレッサインペラ8を回転させることにより、内燃機関に供給する空気を圧縮するように構成されている。過給機100は、タービンロータ2と、タービンロータ2を収容するタービンケーシング4と、タービンロータ2にシャフト6を介して連結されたコンプレッサインペラ8と、コンプレッサインペラ8を収容するコンプレッサケーシング10と、シャフト6を支持する軸受装置12と、軸受装置12を収容する軸受ケーシング14とを備えている。コンプレッサインペラ8は、コンプレッサインペラ固定用ナット16によってシャフト6に固定され、コンプレッサインペラ固定用ナット16及びシャフト6とともにてコンプレッサインペラ組立体200を構成する。
図2に示すように、コンプレッサインペラ組立体200は、コンプレッサインペラ8と、コンプレッサインペラ8に挿通されたシャフト6と、コンプレッサインペラ固定用ナット16と、ワッシャ18とを備える。
一実施形態では、図7に示すように、シャフト6の先端部7は、コンプレッサインペラ固定用ナット16に対してコンプレッサインペラ8と反対側(空気流れ方向上流側)に突出している。
4 タービンケーシング
6 シャフト
7 先端部
8 コンプレッサインペラ
9 周面
10 コンプレッサケーシング
12 軸受装置
14 軸受ケーシング
16 コンプレッサインペラ固定用ナット
18 ワッシャ
20 ハブ
22,38,40 外周面
24 動翼
26 挿通穴
28 螺子部
30,58 端面
32 段差部
34 曲面形状部
36 ナット部
42 仮想的外周面
44 平面
46 垂直端面
48 第1円弧部
50 第2円弧部
52 凹部
54 被収納部
56 鍔部
58 上流側端
60 空間
100 過給機
200 コンプレッサインペラ組立体
D1,Dc 外径
Dr 内径
S1 第1範囲
S2 第2範囲
S3 第3範囲
S21,S22 範囲
g 隙間
Claims (12)
- コンプレッサインペラをシャフトに固定するためのコンプレッサインペラ固定用ナットであって、
前記コンプレッサインペラ固定用ナットは、筒形状を有するとともに、
軸線方向において一端側からの第1範囲に設けられ、前記軸線方向において他端側に向かうにつれて外径が大きくなり、前記軸線方向に沿った断面において径方向外側に凸となる曲面形状の外周面を有する曲面形状部と、
前記軸線方向において前記第1範囲よりも前記他端側の第2範囲に設けられ、ナット形状の外周面を有するナット部と、
を備え、
前記軸線方向における前記第1範囲の長さをL、前記第1範囲における前記曲面形状部の外径の最大値をD1max、最小値をD1minとすると、
(D1max−D1min)/2<Lを満たすとともに、
前記曲面形状部は、前記軸線方向における前記一端側に、前記曲面形状部の前記外周面に接続するとともに前記軸線方向と直交する垂直端面を有し、
前記軸線方向に沿った断面における前記曲面形状部の前記外周面は、前記垂直端面に接続するとともに第1曲率半径を有する第1円弧部と、前記第1円弧部に前記垂直端面と反対側で接続するとともに前記第1曲率半径よりも大きな第2曲率半径を有する第2円弧部とを含む、
コンプレッサインペラ固定用ナット。 - (D1max−D1min)/2<0.75Lを満たす、請求項1に記載のコンプレッサインペラ固定用ナット。
- D1min/D1max<0.75を満たす、請求項1に記載のコンプレッサインペラ固定用ナット。
- 前記径方向における前記垂直端面の高さをH、前記径方向における前記ナット部の厚さの最小値をT2minとすると、H/T2min<0.3を満たす、請求項1乃至3の何れか1項に記載のコンプレッサインペラ固定用ナット。
- 前記軸線方向における前記第1円弧部の存在範囲は、前記軸線方向における前記第2円弧部の存在範囲より狭い、請求項1乃至4の何れか1項に記載のコンプレッサインペラ固定用ナット。
- 前記軸線方向において前記ナット部よりも前記他端側に設けられ、前記径方向外側に突出する鍔部を更に備える、請求項1に記載のコンプレッサインペラ固定用ナット。
- 前記軸線方向に直交する断面における前記ナット部の前記外周面は、少なくとも一対の互いに平行な辺を含む、請求項1に記載のコンプレッサインペラ固定用ナット。
- コンプレッサインペラと、
前記コンプレッサインペラのハブに挿通され、前記コンプレッサインペラの前記ハブから軸線方向における前記コンプレッサインペラの上流側に突出する螺子部を含むシャフトと、
前記螺子部に螺合することで前記コンプレッサインペラを前記シャフトに固定するコンプレッサインペラ固定用ナットと、を備えるコンプレッサインペラ組立体であって、
前記コンプレッサインペラ固定用ナットは、筒形状を有するとともに、
軸線方向において一端側からの第1範囲に設けられ、前記軸線方向において他端側に向かうにつれて外径が大きくなり、前記軸線方向に沿った断面において径方向外側に凸となる曲面形状の外周面を有する曲面形状部と、
前記軸線方向において前記第1範囲よりも前記他端側の第2範囲に設けられ、ナット形状の外周面を有するナット部と、
を備え、
前記軸線方向における前記第1範囲の長さをL、前記第1範囲における前記曲面形状部の外径の最大値をD1max、最小値をD1minとすると、
(D1max−D1min)/2<Lを満たし、
前記コンプレッサインペラの前記ハブのうち軸線方向における上流側の端面には、凹部が形成されており、
前記コンプレッサインペラ固定用ナットは、
前記軸線方向において前記他端側からの第3範囲に設けられ、前記凹部に収納される被収納部と、
前記軸線方向において前記ナット部と前記被収納部の間に設けられ、前記径方向外側に突出する鍔部と、
を含み、
前記鍔部の外径をDc、前記凹部の内径をDrとすると、Dc>Drを満たす、
コンプレッサインペラ組立体。 - 前記シャフトの先端部は、前記コンプレッサインペラ固定用ナットに対して前記コンプレッサインペラと反対側に突出している、請求項8に記載のコンプレッサインペラ組立体。
- 前記コンプレッサインペラにおける前記ハブの外周面のうち前記軸線方向における上流側端の外径をDhとすると、Dc≦Dhを満たす、請求項8に記載のコンプレッサインペラ組立体。
- 前記鍔部と前記ハブとの間には、隙間が設けられた、請求項8に記載のコンプレッサインペラ組立体。
- 請求項8に記載のコンプレッサインペラ組立体を備える過給機。
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