JPS63239314A - Lip sealing device for turbocharger - Google Patents
Lip sealing device for turbochargerInfo
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- Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明はりツブシール装置に関し、特にターボチャージ
ャに用いて好適なリップシール装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a lip seal device, and particularly to a lip seal device suitable for use in a turbocharger.
「従来の技術」
従来、自動車用のターボチャージャのコンプレッサ側の
シール装置としては、非接触型のリップシール装置(特
開昭61−11424号)か接触型のメカニカルシール
装置(特開昭57−80628号)が用いられている。``Prior Art'' Conventionally, as a seal device on the compressor side of a turbocharger for an automobile, a non-contact type lip seal device (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11424-1982) or a contact-type mechanical seal device (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1988-11424) has been used. No. 80628) is used.
「発明が解決しようとする問題点」
一般に上記非接触型のリップシール装置は、シール性は
悪いが応答性すなわちエンジン回転数の増大に対して増
大するターボチャージャの回転数の追従性は良く、他方
、接触型のメカニカルシール装置はそれとは逆にシール
性は良いが応答性が悪いという傾向があることから、シ
ール性および応答性に優れ、しかも安価に製造すること
ができるターボチャージャ用シール装置の開発が望まわ
ていた。``Problems to be Solved by the Invention'' In general, the non-contact type lip seal device described above has poor sealing performance, but has good responsiveness, that is, the ability to follow the increasing rotation speed of the turbocharger as the engine speed increases. On the other hand, contact-type mechanical seal devices, on the other hand, tend to have good sealing performance but poor responsiveness, so we developed a sealing device for turbochargers that has excellent sealing performance and responsiveness and can be manufactured at low cost. The development of
「問題点を解決するための手段」
本発明はそのような事情に鑑み、ターボチャージャのタ
ービン軸を回転自在に貫通させたリテーナと、このリテ
ーナに上記タービン軸の周囲において形成した凹部と、
外周部を上記凹部内に収容し1、内周部を上記タービン
軸の外周面に摺接させたリップと、上記凹部内に嵌着さ
れて上記リップの外周部をリテーナに固定するスペーサ
とを備えるターボチャージャ用リップシール装置を提供
するものである。"Means for Solving the Problems" In view of such circumstances, the present invention provides a retainer through which a turbine shaft of a turbocharger is rotatably penetrated, a recess formed in the retainer around the turbine shaft,
a lip having an outer peripheral part accommodated in the recess 1 and an inner peripheral part slidingly contacting the outer peripheral surface of the turbine shaft; and a spacer fitted in the recess to fix the outer peripheral part of the lip to the retainer. A lip seal device for a turbocharger is provided.
「作用」
そのような構成によれば、シール性ではメカニカルシー
ル装置とほぼ同程度の性能を得ることができ、また応答
性ではリップシール装置には及ばないもののメカニカル
シール装置よりも優れた性能を得ることができ、しかも
構成が簡単なので安価に製造することが可能となる。``Operation'' With such a configuration, it is possible to obtain performance that is almost the same as a mechanical seal device in terms of sealing performance, and superior performance than a mechanical seal device in terms of responsiveness, although it is not as good as a lip seal device. Moreover, since the structure is simple, it can be manufactured at low cost.
「実施例」
以下図示実施例について本発明を説明すると、第1図に
おいて、図示しないターボチャージャのハウジングに取
付けられてその一部を構成するリテーナ1は、上記ハウ
ジングとともにその左側にコンプレッサ室2を、右側に
ベアリング室3をそれぞれ区画形成している。``Embodiment'' The present invention will be described below with reference to an illustrated embodiment. In FIG. 1, a retainer 1 that is attached to and constitutes a part of a housing of a turbocharger (not shown) has a compressor chamber 2 on the left side thereof together with the housing. , a bearing chamber 3 is formed on the right side.
上記リテーナ1の軸部には貫通孔4を穿設してあり、こ
の貫通孔4内にこれと同一軸心上で貫通させたタービン
軸5は、上記ベアリング室3内の図示しないベアリング
によって回転自在に軸支している。そしてタービン軸5
のコンプレッサ室2内に位置する左端部に図示しないコ
ンプレッサ用インペラを取付け、また他端は上記ベアリ
ング室3内を貫通させてからタービン室に突出させ、そ
の突出端にタービンホイールを取付けている。A through hole 4 is bored in the shaft portion of the retainer 1, and a turbine shaft 5 passing through the through hole 4 on the same axis is rotated by a bearing (not shown) in the bearing chamber 3. It is freely pivoted. and turbine shaft 5
A compressor impeller (not shown) is attached to the left end located in the compressor chamber 2, and the other end passes through the bearing chamber 3 and projects into the turbine chamber, and a turbine wheel is attached to the projecting end.
上記リテーナ1のベアリング室3側端面には、上記貫通
孔4と同心上に円柱形状の凹部6を形成してあり、この
凹部6内に円柱形状のスペーサ7を圧入嵌着して、この
スペーサ7とりテーナ1とでリップ8の外周部を挟持し
ている。A cylindrical recess 6 is formed concentrically with the through hole 4 on the end surface of the retainer 1 on the side of the bearing chamber 3. A cylindrical spacer 7 is press-fitted into the recess 6. The outer periphery of the lip 8 is held between the retainer 1 and the lip 8.
本実施例では、上記スペーサ7の外周部に上記凹部6の
内壁端面に向けて突出する環状の突起7aを形成してあ
り、この突起7aの突出It 111を自然状態におけ
るリップ8の厚さL2よりも所定量だけ小さく設定し、
かつスペーサ7の外周面の軸方向寸法は上記凹部6の軸
方向の深さに一致させている。In this embodiment, an annular projection 7a is formed on the outer circumference of the spacer 7 and projects toward the inner wall end surface of the recess 6. Set a predetermined amount smaller than
The axial dimension of the outer peripheral surface of the spacer 7 is made to match the axial depth of the recess 6.
そして上記リップ8の外周部は、上記突起7aの内周面
とリップ8の外周面との間に所要の間隙をあけた状態で
挟持されており、かつその内周部はベアリング室3側に
湾曲してタービン軸5の外周面に、若しくはこのタービ
ン軸5と一体的に回転するスリーブ9の外周面に慴接し
ている。The outer circumferential portion of the lip 8 is held between the inner circumferential surface of the protrusion 7a and the outer circumferential surface of the lip 8 with a required gap, and the inner circumferential portion faces the bearing chamber 3 side. It is curved and in contact with the outer circumferential surface of the turbine shaft 5 or the outer circumferential surface of a sleeve 9 that rotates integrally with the turbine shaft 5 .
以上の構成において、ターボチャージャの組立時には、
図示しないハウジングにタービン軸5を軸支してこれに
スリーブ9を組付けるとともに、上記リテーナ1をハウ
ジングに取付ける。そしてリップ8の内周部をスリーブ
9の外周面に均等に密着させてスリーブ9の軸心とリッ
プ8の中心とを一致させたら、そのリップ8の外周部を
リテーナ1の凹部6内に位置させ、さらにスペーサ7を
それの突起7aが凹部6の内壁端面に当接するまで圧入
する。In the above configuration, when assembling the turbocharger,
The turbine shaft 5 is pivotally supported in a housing (not shown), and the sleeve 9 is attached thereto, and the retainer 1 is attached to the housing. After the inner circumferential portion of the lip 8 is evenly brought into close contact with the outer circumferential surface of the sleeve 9 and the axis of the sleeve 9 is aligned with the center of the lip 8, the outer circumferential portion of the lip 8 is positioned within the recess 6 of the retainer 1. Then, the spacer 7 is press-fitted until the projection 7a of the spacer 7 comes into contact with the end surface of the inner wall of the recess 6.
この際、上記突起7aの内周面とリップ8の外周面との
間に所要の間隙を形成しているので、リップ8の中心が
スリーブ9の軸心からずれてしまうことがなく、また突
起7aの突出量IL1を自然状態におけるリップ8の厚
さIL2よりも所定量だけ小さく設定しているので、リ
ップ8の外周部が必要量だけ圧縮された状態で取付けら
れる。At this time, since a required gap is formed between the inner circumferential surface of the protrusion 7a and the outer circumferential surface of the lip 8, the center of the lip 8 does not shift from the axis of the sleeve 9, and the protrusion Since the protrusion amount IL1 of the lip 7a is set to be smaller than the thickness IL2 of the lip 8 in its natural state by a predetermined amount, the lip 8 can be attached with the outer peripheral portion compressed by the necessary amount.
したがってリップ8の回り止めを図ることができるとと
もに、その部分の良好なシール性を確保することができ
、またリップ8を必要以上に圧縮することによりその耐
久性が低下してしまうといったことも防止できる。さら
に、上記突起7aを設けることにより、これを省略した
場合に比較してスペーサ7の圧入長さをその分だけ長く
することができるので、必要な圧入寸法を確保した上で
リップシール装置の軸方向寸法の短縮化を図ることがで
きる。Therefore, it is possible to prevent the lip 8 from rotating, and to ensure good sealing performance in that part, and also to prevent the lip 8 from being compressed more than necessary, which would reduce its durability. can. Furthermore, by providing the protrusion 7a, the press-fit length of the spacer 7 can be increased by that amount compared to the case where the protrusion 7a is omitted. The directional dimension can be shortened.
なお、必要に応じて、上記突起7aの内周面とリップ8
の外周面との間隙に0リング等のシール部材を設けて、
一層確実なシール性を確保することか可能である。Note that the inner circumferential surface of the protrusion 7a and the lip 8 may be
A sealing member such as an O-ring is provided in the gap between the outer peripheral surface of the
It is possible to ensure even more reliable sealing performance.
そlノで上記構成を有するリップシール装置についてシ
ール性および応答性について試験を行なったところ、シ
ール性は従来公知のリップシール装置よりも溝かに優れ
、メカニカルシール装置とほぼ同程度の性能を得ること
ができた。また応答性ではリップシール装置には及ばな
いものの、メカニカルシール装置の応答性に対し約20
%以上の向上を果すことができた。When we tested the sealing performance and responsiveness of the lip seal device with the above configuration, we found that the sealing performance was superior to that of conventionally known lip seal devices, and the performance was almost the same as that of mechanical seal devices. I was able to get it. Also, although it is not as responsive as a lip seal device, it is about 20 times more responsive than a mechanical seal device.
We were able to achieve an improvement of more than %.
次に、第2図は本発明の他の実施例を示したもので、上
記実施例がリップ8をスペーサ7によフて直接リテーナ
1に取付けているのに対し、本実施例ではリップ8をス
ペーサ7によってケース10に取付け、このケース10
をリテーナ1に取付けるようにしたものである。Next, FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. Whereas in the above embodiment, the lip 8 is directly attached to the retainer 1 by means of a spacer 7, in this embodiment, the lip 8 is attached directly to the retainer 1. is attached to the case 10 by the spacer 7, and this case 10
is attached to the retainer 1.
すなわち、上記ケース10はリング状に形成してそのベ
アリング室3側端面に上記貫通孔4と同心上に円柱形状
の凹部11を形成してあり、リップ8の組立前の状態で
は、第2図の想像線で示すように、断面り字形のリング
状部材として構成している。That is, the case 10 is formed into a ring shape, and a cylindrical recess 11 is formed on the end surface on the side of the bearing chamber 3 concentrically with the through hole 4, and in the state before the lip 8 is assembled, as shown in FIG. As shown by the imaginary line, it is constructed as a ring-shaped member with a cross-sectional shape.
そして、上記凹部11の内壁端面に■構成した環状溝1
2内にシール部材13を収納してからリップ8の外周部
を上記凹部j1内に収容し、さらに突起7aを有するス
ペーサ7でリップ8の外周部を挟持させた状態で、ケー
ス10の先端部10aをカシメてスペーサ7をケースI
Oに一体に固定している。また上記ケース10の外周角
部に段部14を形成し、ここにシール部材15を嵌装し
てから、ケース10を上記上記リテーナ1の凹部6に圧
入嵌着している。An annular groove 1 is formed on the inner wall end surface of the recess 11.
After the seal member 13 is housed in the case 10, the outer circumference of the lip 8 is housed in the recess j1, and the outer circumference of the lip 8 is held between the spacer 7 having the protrusion 7a. Caulk 10a and attach spacer 7 to case I
It is fixed integrally to O. Further, a stepped portion 14 is formed at the outer circumferential corner of the case 10, a seal member 15 is fitted thereto, and then the case 10 is press-fitted into the recessed portion 6 of the retainer 1.
本実施例においても、上記突起7aの突出量を適宜に設
定°することにより、リップ8の適度な圧縮量を確保す
ることができ、上記実施例と同様な作用効果が得られる
ことは明らかである。It is clear that in this embodiment as well, by appropriately setting the amount of protrusion of the protrusion 7a, an appropriate amount of compression of the lip 8 can be ensured, and the same effects as in the above embodiment can be obtained. be.
なお、本実施例においては、カシメによってスペーサ7
をケース10に固定しているが、前述の実施例と同様に
スペーサ7をケース10の凹部11に圧入することによ
り固定することができ、また必要に応じてシール部材1
3.15を省略してもよい。Note that in this embodiment, the spacer 7 is secured by caulking.
Although the spacer 7 is fixed to the case 10, it can be fixed by press-fitting the spacer 7 into the recess 11 of the case 10 as in the previous embodiment.
3.15 may be omitted.
さらに第3図に示す本発明の他の実施例は、2枚のリッ
プ8.8を設けたもので、第1図に示す構成のリップ8
とスペーサ7とを1組としてそれを2組重ね合せ、その
状態でリテーナ1に形成した上記凹部6の2倍の深さを
有する凹部16に圧入して嵌着したものである。Furthermore, another embodiment of the invention shown in FIG. 3 is provided with two lips 8.8, with the lip 8.
and spacer 7, and in this state are press-fitted into a recess 16 formed in the retainer 1 and having a depth twice that of the recess 6 described above.
また第3図に関連した他の実施例として、上記ケース1
0内にやはり2組のリップ8とスペーサ7とを重ね合せ
て設けることができることは明らかであり、さらに第4
図に示すように、第3図におけるリテーナ1の凹部16
の内側に位置するスペーサ7を半径方向外方の円筒状の
突起部分とその内側のリング状部分とに分割し、かつそ
の円筒状部分を凹部16の外側のスペーサ7の突起7a
に一体に連結した構成としてもよい。そして第4図に示
した構成を、上記ケース10内に2組のリップ8とスペ
ーサ7とを重ね合せて設けるようにしたものにも採用で
きることは勿論である。In addition, as another example related to FIG. 3, the above case 1
It is clear that two sets of lips 8 and spacers 7 can also be provided superimposed within the spacer 0;
As shown in the figure, the recess 16 of the retainer 1 in FIG.
The spacer 7 located on the inside of the recess 16 is divided into a radially outer cylindrical protrusion portion and an inner ring-shaped portion, and the cylindrical portion is separated from the protrusion 7a of the spacer 7 on the outside of the recess 16.
It is also possible to have a structure in which they are integrally connected. It goes without saying that the configuration shown in FIG. 4 can also be adopted in the case 10 in which two sets of lips 8 and spacers 7 are provided one on top of the other.
「発明の効果」
以上のように、本発明によれば、従来装置に比較してシ
ール性および応答性が同時に優れているターボチャージ
ャ用リップシール装置を提供することができ、しかも該
リップシール装置は構成が簡単で組立性に優れているの
で、安価に製造することができるという効果が得られる
。"Effects of the Invention" As described above, according to the present invention, it is possible to provide a lip seal device for a turbocharger that is superior in both sealing performance and responsiveness compared to conventional devices, and furthermore, the lip seal device Since it has a simple structure and is easy to assemble, it can be manufactured at low cost.
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図ないし
第4図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す断面図であ
る。
1・・・リテーナ 4・・・貫通孔5・・・ター
ビン軸 6.1〕、16・−・凹部7・・−スペー
サ 7a・・・突起8・・・リップ 1
0−・・ケース第 1 図
第 2 図
第 3 図
第 4 図FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the invention, and FIGS. 2 to 4 are sectional views showing other embodiments of the invention. 1...Retainer 4...Through hole 5...Turbine shaft 6.1], 16...Recess 7...-Spacer 7a...Protrusion 8...Lip 1
0-...Case Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4
Claims (4)
させたリテーナと、このリテーナに上記タービン軸の周
囲において形成した凹部と、外周部を上記凹部内に収容
し、内周部を上記タービン軸の外周面に摺接させたリッ
プと、上記凹部内に嵌着されて上記リップの外周部をリ
テーナに固定するスペーサとを備えることを特徴とする
ターボチャージャ用リップシール装置。(1) A retainer having a turbine shaft of a turbocharger rotatably passed through it, a recess formed in the retainer around the turbine shaft, an outer peripheral portion accommodated in the recess, and an inner peripheral portion of the turbine shaft. 1. A lip seal device for a turbocharger, comprising: a lip that is in sliding contact with an outer circumferential surface; and a spacer that is fitted into the recess and fixes the outer circumference of the lip to a retainer.
スに形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載のターボチャージャ用リップシール装置。(2) The lip seal device for a turbocharger according to claim 1, wherein the recess is formed in a case that is integrally attached to the retainer.
けて突出する突起を形成してあり、この突起の突出量が
自然状態におけるリップの厚さよりも所定量だけ小さく
設定されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
又は第2項に記載のターボチャージャ用リップシール装
置。(3) A protrusion is formed on the outer periphery of the spacer that protrudes toward the inner wall end surface of the recess, and the amount of protrusion of this protrusion is set to be smaller than the thickness of the lip in its natural state by a predetermined amount. A lip seal device for a turbocharger according to claim 1 or 2.
して、それらが複数組重ね合せて配設されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
かに記載のターボチャージャ用リップシール装置。(4) A plurality of sets of the lip and a spacer for fixing the lip are arranged one on top of the other, according to any one of claims 1 to 3. lip seal device for turbochargers.
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