CN107208544B - 增压器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种增压器。本发明的一个实施方式的增压器(100)具有:旋转轴(2);压缩机叶轮(105);压缩机壳体(104);与压缩机壳体(104)连接且在与压缩机壳体(104)之间划定扩散通路(112)的轴承箱(106);在轴向上支承旋转轴(2)的推力板(4);在与轴承箱内部的突出壁部(106A)之间保持推力板(4)的***部件(6);通过***形成于轴承箱(106)的内周壁面(106a)的第一周向槽(81)而在将***部件(6)按压于推力板(4)的状态下进行固定的卡环(8);具有在轴承箱(106)的一侧端部的内周壁面(106a)与压缩机叶轮(105)的外周缘(105a)之间、沿旋转轴(2)的轴正交方向延伸的扩散面(91a)的扩散部件(9)。
Description
技术领域
本发明涉及增压器。
背景技术
目前,作为提高发动机输出的技术,已知通过增压器压缩进气、向发动机供应该压缩的进气的方法(增压),并已经被广泛应用在机动车用发动机等中。一般情况下,增压器具有旋转轴、以及设置于旋转轴的一端侧的压缩机叶轮。并且构成为,通过尾气的排气能、或马达等的驱动力,使旋转轴高速旋转,由此,通过设置于旋转轴的一端侧的压缩机叶轮来压缩进气。
通过压缩机叶轮压缩的进气流经在压缩机壳体与轴承箱之间划定的扩散通路,导入形成于压缩机壳体的外周部的涡旋通路。
一般情况下,压缩机叶轮的外径形成为与轴承箱的内径基本相同或更大,在压缩机叶轮的外周缘与轴承箱的内周壁面之间不存在较大的间隙。因此,不会出现因被压缩机叶轮压缩的进气从该间隙向轴承箱的内部泄漏而产生压力损失、压缩效率降低之类的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2002-180841号公报
专利文献2:(日本)特开2008-223673号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,在近年来缩小发动机尺寸的过程中,对于比目前更小型的压缩机叶轮的需求日益高涨。在研究采用这种比目前更小型的压缩机叶轮的情况下,如果希望使轴承箱、收纳于轴承箱中的推力板、以及用来固定推力板的***部件等各种配件与现有的增压器兼容,则会出现在压缩机叶轮的外周缘与轴承箱的内周壁面之间形成较大的间隙、压缩效率降低这样的问题。
在配合小型的压缩机叶轮的外径来减小轴承箱内径的情况下,需要改变收纳于轴承箱中的推力板及***部件等各种配件的形状,这是造成成本增加的主要因素。
另一方面,在延长压缩机叶轮的外径来填埋间隙的情况下,压缩机叶轮的惯性力矩将增大,响应性变差。
在专利文献1的图1等中,已经公开了一种技术,即在扩散通路(扩散D)中,在通过紧固螺丝将密封板(标记11)固定在轴承箱(轴承箱7)的增压器(涡轮压缩机3)中,通过阻塞支承有紧固螺丝的锪孔(标记20)的开口端部,而防止涡轮压缩机的压缩效率降低。然而,该专利文献1的涡轮压缩机通过紧固螺丝将密封板固定在轴承箱端部,其基本结构与后面叙述的本发明的一个实施方式的增压器不同。
在专利文献2的图2等中,已经公开了一种技术,即在通过螺栓(标记21)将密封板(标记20)固定在轴承箱(标记3)的增压器(涡轮增压器)中,为了阻塞保持有螺栓头部的孔部(标记37)的开口端部,面对扩散部(标记27)设置圆环部件(标记31),由此来防止压缩机叶轮的压缩功率降低。然而,该专利文献2的涡轮增压器通过螺栓将密封板固定在轴承箱的端部,其基本结构与后面叙述的本发明的一个实施方式的增压器不同。
本发明的至少一个实施方式是鉴于上述现有技术的状况而提出的发明,其目的在于,提供一种增压器,能够通过简单的结构填埋形成于压缩机叶轮的外周缘与轴承箱的内周壁面之间的间隙,来提高压缩效率。
用于解决问题的方法
(1)本发明的至少一个实施方式的增压器具有:
旋转轴;
压缩机叶轮,其设置于所述旋转轴的一端侧;
压缩机壳体,其用来收纳所述压缩机叶轮;
轴承箱,其为与所述压缩机壳体在轴承箱的一侧端部连接的轴承箱,且沿所述旋转轴的轴正交方向延伸,在其与所述压缩机壳体之间划定由所述压缩机叶轮压缩的进气所流经的扩散通路,并且在内部具有从所述轴承箱的内周壁面突出的突出壁部;
推力板,其收纳于所述轴承箱,用来在轴向上支承所述旋转轴;
***部件,其为在所述旋转轴的轴向上,在比所述推力板接近所述轴承箱的一侧端部的位置上收纳于所述轴承箱的***部件,在其与所述突出壁部之间保持所述推力板;
卡环,其为收纳于所述轴承箱的卡环,通过***形成于所述轴承箱的内周壁面的第一周向槽,而在将所述***部件按压于所述推力板的状态下进行固定;
扩散部件,其为收纳于所述轴承箱的扩散部件,具有在所述轴承箱的一侧端部的内周壁面与所述压缩机叶轮的外周缘之间、沿所述旋转轴的轴正交方向延伸的、划定所述扩散通路的一部分的扩散面。
上述(1)所述的增压器具有收纳于轴承箱的扩散部件。扩散部件具有在轴承箱的一侧端部的内周壁面与压缩机叶轮的外周缘之间、沿旋转轴的轴正交方向延伸并划定扩散通路的一部分的扩散面。由此,通过该扩散部件的扩散面,填埋压缩机叶轮的外周缘与轴承箱的一侧端部的内周壁面之间的间隙,由此能够防止流经扩散通路的进气进入间隙,从而提高增压器的压缩效率。
因此,例如在使压缩机叶轮小型化时,也能够实现现有增压器与轴承箱及收纳于轴承箱的各种配件的兼容性。
(2)在几种实施方式中,在上述(1)所述的增压器中,所述***部件包括:内周部,其具有沿所述旋转轴的轴正交方向延伸的内周侧壁部;外周部,其具有在比所述内周侧壁部远离所述轴承箱的一侧端部的位置上沿所述旋转轴的轴正交方向延伸的外周侧壁部、以及从所述外周侧壁部向所述推力板突出的突出部;所述卡环比所述***部件的所述内周部更位于外周侧,在***所述第一周向槽的状态下与所述***部件的所述外周侧壁部抵接,并且所述扩散部件比所述***部件的所述内周部更位于外周侧。
根据上述(2)所述的实施方式,***部件构成为其外周部的外周侧壁部位于比内周部的内周侧壁部从轴承箱的一侧端部远离的位置。因此,在内周部的外周侧,在与轴承箱的内周壁面之间形成空间。因此,通过在该空间配置卡环及扩散部件,能够将***部件、卡环、以及扩散部件紧凑地配置在轴承箱的内部。
而且,卡环构成为在***第一周向槽的状态下与***部件的外周侧壁部抵接。因此,能够将从卡环向***部件传递的按压力,经由从外周侧壁部突出的突出部,有效地向推力板传递。
(3)在几种实施方式中,在上述(2)所述的增压器中,所述扩散部件包括:扩散部,为具有所述扩散面的板状;外周侧板部,为从所述扩散部的外周端部沿所述旋转轴的轴向延伸的板状;所述外周侧板部沿所述旋转轴的轴向与所述轴承箱的内周壁面抵接。
根据上述(3)所述的实施方式,扩散部件的外周侧板部构成为沿旋转轴的轴向与轴承箱的内周壁面抵接。因此,在轴承箱的内部,能够提高扩散部件在旋转轴的轴正交方向上的定位精度。
(4)在几种实施方式中,在上述(3)所述的增压器中,所述***部件具有从所述内周部的外周端部向外周侧突出的凸部,所述扩散部件包括从所述扩散部的内周端部向所述***部件的所述内周部延伸的板状的内周侧板部,在所述***部件及所述扩散部件收纳于所述轴承箱的内部的状态下,所述内周侧板部的内周端在所述旋转轴的轴向上,位于比所述凸部远离所述轴承箱的一侧端部的位置,并且在所述旋转轴的轴正交方向上,位于比所述凸部的外周端接近所述旋转轴的位置。
根据上述(4)所述的实施方式,在扩散部件要从轴承箱的一侧端部的开口脱落时,扩散部件的内周侧板部挂在***部件的凸部。由此,形成为能够防止扩散部件脱落的结构。
(5)在几种实施方式中,在上述(3)或(4)所述的增压器中,所述扩散部件的外径形成得大于所述轴承箱的一侧端部的内径,所述扩散部件通过压入所述轴承箱的内部,而固定在所述轴承箱的内部。
根据上述(5)所述的实施方式,通过在轴承箱的内部压入扩散部件的简单的结构,能够将扩散部件固定在轴承箱的内部。
(6)在几种实施方式中,在上述(3)至(5)中任一所述的增压器中,所述扩散部件的内径形成得小于所述***部件的所述内周部的外周端面的外径,所述扩散部件通过与所述***部件的所述内周部的外周端面嵌合,而固定在所述轴承箱的内部。
根据上述(6)所述的实施方式,通过在***部件的内周部的外周端面嵌合扩散部件的简单的结构,能够将扩散部件固定在轴承箱的内部。
(7)在几种实施方式中,在上述(3)或(4)所述的增压器中,在所述轴承箱的内周壁面,在所述旋转轴的轴向上在比所述第一周向槽接近所述轴承箱的一侧端部的位置上形成有第二周向槽,所述扩散部件包括从所述外周侧板部向外周侧延伸的板状的***板部,所述***板部***所述第二周向槽。
根据上述(7)所述的实施方式,通过在第二周向槽中***扩散部件的***板部的简单的结构,能够将扩散部件固定在轴承箱的内部。而且,根据上述实施方式,能够宽松地设置扩散部件的外周侧的尺寸公差。
(8)在几种实施方式中,在上述(7)所述的增压器中,所述第二周向槽遍及所述轴承箱的内周壁面的整个周而形成,所述***板部遍及所述轴承箱的内周壁面的整个周并***所述第二周向槽。
根据上述(8)所述的实施方式,因为遍及轴承箱的内周壁面的整个周将扩散部件的***板部***第二周向槽,所以能够将扩散部件可靠地固定在轴承箱的内部。
(9)在几种实施方式中,在上述(7)所述的增压器中,所述第一周向槽遍及所述轴承箱的内周壁面的整个周而形成,所述卡环具有圆弧状的两端部相互分离而形成的分离部,所述扩散部件的所述外周侧板部包括:第一外周侧板部、第二外周侧板部,该第二外周侧板部形成于与所述第一外周侧板部在周向上不同的位置且延伸距离短于所述第一外周侧板部,所述扩散部件的***板部包括:从所述第一外周侧板部向外周侧延伸的第一***板部、从所述第二外周侧板部向外周侧延伸的第二***板部,所述第二***板部***所述第二周向槽,所述第一***板部在***所述第一周向槽的所述卡环的所述分离部,***所述第一周向槽。
根据上述(9)所述的实施方式,卡环具有圆弧状的两端部相互分离而形成的分离部。并且,第一***板部构成为在***第一周向槽的卡环的分离部中***第一周向槽。这样,通过有效利用为***卡环而形成的第一周向槽,能够将对轴承箱的加工部位控制在最小限度。而且,除了在第一周向槽***第一***板部以外,还在第二周向槽***第二***板部,由此能够将扩散部件牢固地固定在轴承箱的内部。
(10)在几种实施方式中,在上述(9)所述的增压器中,在从所述旋转轴的轴向观察所述扩散部件的情况下,所述第二***板部形成于在周向上与所述第一***板部对置的位置上。
根据上述(10)所述的实施方式,第一***板部与第二***板部形成在周向上对置的位置上。由此,因为能够在周向上对置的两个部位上支承扩散部件,所以能够将扩散部件更可靠地固定在轴承箱的内部。
(11)在几种实施方式中,在上述(9)或(10)所述的增压器中,所述扩散部件包括从所述扩散部的内周端部沿着所述旋转轴的轴向而向所述***部件延伸的板状的筒状板部,所述***部件具有从所述内周部的外周端面向外周侧突出的凸部,并且所述凸部在周向上至少形成一个、或隔着间隔形成多个,在所述筒状板部的内周面,沿所述旋转轴的轴向形成在所述筒状板部与所述***部件的所述内周部的外周端面嵌合时所述凸部所***的凹部或切口。
根据上述(11)所述的实施方式,除了在第一周向槽***上述第一***板部、以及在第二周向槽***第二***板部以外,还将扩散部件的筒状板部与***部件的内周部的外周端面嵌合。因此,能够将扩散部件更可靠地固定在轴承箱的内部。
而且,在筒状板部的内周面,沿旋转轴的轴向形成在筒状板部与***部件的内周部的外周端面嵌合时凸部所***的凹部或切口。因此,以凸部***凹部或切口的方式,将扩散部件沿旋转轴的轴向***轴承箱的内部,由此,能够容易地进行扩散部件在周向上的定位。
(12)在几种实施方式中,在上述(2)或(3)所述的增压器中,所述扩散部件包括从所述扩散部的内周端部沿着所述旋转轴的轴向而向所述***部件延伸的板状的水平板部,并且在所述水平板部的前端部形成有比水平板部的其他部分膨出的膨出部,在所述***部件的所述外周侧壁部形成有能够嵌合所述水平板部的前端部的嵌合槽。
根据上述(12)所述的实施方式,通过在***部件的嵌合槽中嵌合扩散部件的水平板部的前端部的简单的结构,能够将扩散部件固定在轴承箱的内部。
(13)在几种实施方式中,在上述(3)至(12)的任一所述的增压器中,所述扩散部件由金属板进行弯曲加工而形成的板状部件构成。
根据上述(13)所述的实施方式,通过对金属板进行弯曲加工的简单的方法,能够形成扩散部件。而且,金属板与铸件等相比,表面粗糙度较高。由此,根据上述实施方式,因为由金属板形成划定扩散通路的扩散部,所以能够减少扩散通路中的压力损失。
(14)在几种实施方式中,在上述(2)所述的增压器中,在所述扩散部件的扩散部形成有能够螺合螺丝部件的螺孔,在所述***部件的所述外周侧壁部形成有能够螺合所述螺丝部件的螺孔,从所述扩散部件的所述扩散面,在所述扩散部件的所述螺孔、以及所述***部件的所述螺孔螺合所述螺丝部件,由此,所述扩散部件紧固于所述***部件。
根据上述(14)所述的实施方式,通过利用螺丝部件在***部件螺合扩散部件的简单的结构,能够将扩散部件固定在轴承箱的内部。
(15)在几种实施方式中,在上述(2)所述的增压器中,在所述轴承箱的内周壁面,从所述轴承箱的一侧端部,沿所述旋转轴的轴向形成有规定长度的螺纹槽,所述扩散部件形成为圆环状,在所述扩散部件的外周面形成能够与所述螺纹槽螺合的螺纹。
根据上述(15)所述的实施方式,通过螺合扩散部件的外周面与轴承箱的内周壁面的简单的结构,能够将扩散部件固定在轴承箱的内部。
根据本发明的至少一个实施方式,通过简单的结构来填埋形成于压缩机叶轮的外周缘与轴承箱的内周壁面之间的间隙,能够提供可提高压缩效率的增压器。因此,例如在使压缩机叶轮小型化时,也能够实现现有增压器与轴承箱及收纳于轴承箱的各种配件的兼容性。
附图说明
图1是表示在本发明的一个实施方式的增压器中、沿其旋转轴的轴线方向的剖面的侧剖视图。
图2A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图。
图2B是表示图2A所示的增压器的扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图。
图3A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图。
图3B是表示图3A所示的增压器的扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图。
图4A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图。
图4B是表示图4A所示的增压器的扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图。
图4C是用来说明图4A所示的增压器的***部件、卡环、以及扩散部件的安装状态的图。
图5A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图。
图5B是表示图5A所示的增压器的扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图。
图5C是用来说明图5A所示的增压器的***部件、卡环、以及扩散部件的安装状态的图;
图6A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图。
图6B是表示图6A所示的增压器的扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图;
图6C是用来说明图6A所示的增压器的***部件、卡环、以及扩散部件的安装状态的图;
图7A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图;
图7B是表示图7A所示的增压器的扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图。
图8A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图;
图8B是表示图8A所示的增压器的扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图;
图9A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图。
图9B是表示图9A所示的增压器的扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图。
图10是放大表示本发明的一个实施方式的***部件的侧剖视图。
具体实施方式
下面,参照附图,针对本发明的几种实施方式进行说明。其中,作为实施方式所记述或附图所表示的构成配件的尺寸、材质、形状、以及其相对配置等不是将本发明的范围限制于此的主旨,只是单纯的说明例。
例如,表示“某方向”、“沿某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等相对或绝对配置的表达,不只是表示严格意义上那样的配置,也表示以公差、或得到相同功能程度的角度及距离进行相对位移的状态。
例如,表示“一样”、“相同”以及“均匀”等的事物为相同状态的表达不只表示严格意义上相同的状态,也表示公差、或可得到相同功能程度的差别存在的状态。
例如,表示四边形状或圆筒形状等形状的表达,不只表示几何学方面严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状,也表示在可获得相同效果的范围内、包括凹凸部或倒角部等在内的形状。
另一方面,“配置”、“配备”、“具备”、“包括”或“具有”一个构成部件这样的表达不是排除其他构成部件存在的排他性表达。
而且,在以下的说明中,对相同的结构使用相同的标记,有时会省略其详细说明。
图1是表示在本发明的一个实施方式的增压器中、沿其旋转轴的轴线方向的剖面的侧剖视图。
本发明的一个实施方式的增压器虽然未特别限定,但例如为搭载于机动车用发动机等的涡轮增压器。
本实施方式的增压器100如图1所示,由收纳设置于旋转轴2的一端侧的涡轮叶轮103的涡轮壳体102、收纳设置于旋转轴2的另一端侧的压缩机叶轮105的压缩机壳体104、以及收纳可旋转地支承旋转轴2的径向轴承110和支承旋转轴2的推力(轴向力)的推力板4的轴承箱106这三种壳体构成。
在涡轮壳体102的外周部形成漩涡状涡轮涡旋通路113。并且,在涡轮涡旋通路113的中心部分配置涡轮叶轮103。涡轮叶轮103由在底面以平行面切下圆锥体头部后的圆锥台状涡轮轮毂103A、以及从涡轮轮毂103A的周面向径向突出而设置的多个涡轮叶片103B构成。涡轮叶轮103的涡轮轮毂103A与旋转轴2的一端部通过例如焊接而接合。并且,流经涡轮涡旋通路113而作用于涡轮叶轮103的尾气,从沿旋转轴2的轴向延伸的尾气排出通路111向涡轮壳体102的外部排出。
在压缩机壳体104的外周部形成漩涡状的压缩机涡旋通路117。并且,在压缩机涡旋通路117的中心部分配置压缩机叶轮105。压缩机叶轮105由在底面以平行面切下圆锥体头部的圆锥台状的压缩机轮毂105A、以及从压缩机轮毂105A的周面向径向突出而设置的多个压缩机叶片105B构成。在压缩机叶轮105的压缩机轮毂105A的中心部形成旋转轴2的另一端侧所***的插通孔(未图示)。压缩机叶轮105在该插通孔***旋转轴2的一端侧后,从压缩机轮毂105A的前端紧固螺母116,由此,固定在旋转轴2的另一端部。并且,流经沿旋转轴2的轴向延伸的进气导入通路115、通过压缩机叶轮105压缩的进气,经由沿旋转轴2的轴正交方向延伸的扩散通路112,导入压缩机涡旋通路117,供应给未图示的发动机。
轴承箱106配置在涡轮壳体102与压缩机壳体104之间,其一侧端部与压缩机壳体104连接,其另一侧端部与涡轮壳体102连接。在轴承箱106与压缩机壳体104之间划定上述扩散通路112。
而且,在轴承箱106的内部形成从轴承箱106的内周壁面106a突出的突出壁部106A。并且,在突出壁部106A形成用来导入供应给上述径向轴承110、以及推力板4的润滑油的润滑油导入通路118。从润滑油导入通路118向轴承箱106的内部所导入的润滑油在对径向轴承110、以及推力板4进行润滑后,从形成于轴承箱106的下部的润滑油出口119向轴承箱106的外部排出。
图2A、图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A是表示本发明的一个实施方式的增压器的主要部分剖视图。图2B、图3B、图4B、图5B、图6B、图7B、图8B、图9B是表示图2A、图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A所示的增压器的各个扩散部件的图,(a)是扩散部件的侧剖视图,(b)是扩散部件的立体图。图4C是用来说明图4A所示的增压器的***部件、卡环、以及扩散部件的安装状态的图。图5C是用来说明图5A所示的增压器的***部件、卡环、以及扩散部件的安装状态的图。图6C是用来说明图6A所示的增压器的***部件、卡环、以及扩散部件的安装状态的图。
本发明的至少一个实施方式的增压器100如图2A、图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A所示,除了上述推力板4以外,至少在轴承箱106的内部收纳有***部件6、卡环8、以及扩散部件9。
如上所述,推力板4构成为在轴向上支承旋转轴2。
在图示的实施方式中,推力板4为具有旋转轴2所插通的插通孔4A的环状的板状部件。并且,推力板4在其一面4a与轴承箱106的突出壁部106A的侧面抵接的状态下,收纳在轴承箱106的内部。
而且,在图示的实施方式中,在旋转轴2上安装有第一推力环3A、第二推力环3B,该第二推力环3B位于比第一推力环3A接近轴承箱106的一侧端部(与压缩机壳体104连接一侧的端部)的位置上。第一推力环3A及第二推力环3B分别具有圆筒状的环主体部3A1,3B1、以及直径形成为大于各环主体部3A1,3B1的大径部3A2,3B2,可与旋转轴2共同旋转地安装在旋转轴2的外周。此外,在推力板4的插通孔4A中插通第一推力环3A的环主体部3A1。并且,推力板4收纳在形成于第一推力环3A的大径部3A2与第二推力环3B的大径部3B2之间的凹部。并且,构成为通过与第一推力环3A的大径部3A2、及第二推力环3B的大径部3B2滑动连接,由此在轴向上支承旋转轴2。
***部件6在旋转轴2的轴向上,在比推力板4接近轴承箱106的一侧端部的位置上,收纳于轴承箱106中。并且,构成为在***部件6与轴承箱106的突出壁部106A之间保持推力板4。
在图示的实施方式中,***部件6由具有插通孔6C的环状的板状部件构成。在插通孔6C中插通安装于旋转轴2的外周的第二推力环3B的主体部3B1。***部件6的外径具有与轴承箱106的内径大致相同的大小。并且,构成为***部件6的外周面与轴承箱106的内周壁面106a抵接,***部件6的内周面与第二推力环3B的主体部3B1的外周面滑动连接。而且,在位于***部件6的外周侧的轴承箱106的内周壁面106a形成环状的密封槽。并且,在该密封槽配置例如O环等环状的密封部件7。
而且,在图示的实施方式中,在推力板4与***部件6之间配置导油件5。导油件5是用来防止供应给推力板4的润滑油向压缩机叶轮105侧漏出的部件,例如为由金属板构成的环状的板状部件。导油件5通过其外周缘的一部分被推力板4与***部件6夹持,而固定在轴承箱106的内部。
卡环8通过***形成于轴承箱106的内周壁面106a的第一周向槽81,而构成为在将***部件6按压于推力板4的状态下进行固定。
扩散部件9具有在轴承箱106的一侧端部的内周壁面106a与压缩机叶轮105的外周缘105a之间、沿旋转轴2的轴正交方向延伸的扩散面91a。在图示的实施方式中,扩散面91a经过整个周向,形成为同一宽度。
如上所述构成的本发明的一个实施方式的增压器100利用上述扩散部件9的扩散面91a,填埋压缩机叶轮105的外周缘105a与轴承箱106的一侧端部的内周壁面106a之间的间隙S,能够防止流经扩散通路112的进气流入间隙S,提高增压器100的压缩效率。
即本发明的一个实施方式的增压器100如图2A、图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A所示,压缩机叶轮105的外径小于轴承箱106的一侧端部的内径。因此,在轴承箱106的一侧端部的内周壁面106a与压缩机叶轮105的外周缘105a之间形成间隙S。在图示的实施方式中,间隙S的大小为轴承箱106的一侧端部的内半径R的2~30%。上述间隙S如果形成于划定扩散通路112的通路面,则流经扩散通路112的进气流入间隙S,产生较大的压力损失。因此,通过利用上述扩散部件9的扩散面91a来填埋间隙S,能够防止因进气进入间隙S而使增压器100的压缩效率降低。
因此,根据上述本发明的一个实施方式,例如在使压缩机叶轮105小型化时,也能够实现现有增压器与轴承箱及收纳于轴承箱的各种配件的兼容性。
图10是放大表示本发明的一个实施方式的***部件的侧剖视图。
在几种实施方式中,如图2A、图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A以及图10放大所示,***部件6包括:内周部6A,其具有沿旋转轴2的轴正交方向延伸的内周壁部61;外周部6B,其具有在比内周侧壁部61远离轴承箱106的一侧端部较远的位置上沿旋转轴2的轴正交方向延伸的外周侧壁部62、及从外周侧壁部62向推力板4突出的突出部63。卡环8位于***部件6的内周部6A的外周侧,在***第一周向槽81的状态下,构成为与***部件6的外周侧壁部62抵接。并且,扩散部件9构成为位于***部件6的内周部6A的外周侧。
在图示的实施方式中,***部件6的突出部63从外周侧壁部62的外周端部突出。并且,突出部63的外周面63a与轴承箱106的内周壁面106a抵接。而且,突出部63的前端部与推力板4的另一面4b的外周端部抵接。此外,在突出部63的前端部形成导油件5的外周端部所抵接的台阶部63b。
而且,在图示的实施方式中,***部件6的内周部61具有沿旋转轴2的轴向、从内周侧壁部61的内周端部向推力板4延伸的延伸部64。此外,在内周部6A与外周部6B之间形成连接两者的连接部65。
根据上述实施方式,***部件6构成为其外周部6B的外周侧壁部62位于比内周部6A的内周侧壁部61远离轴承箱106的一侧端部的位置上。即外周侧壁部62位于比周侧壁部61接近推力板4的位置上。因此,在内周部6A的外周侧,在与轴承箱106的内周壁面106a之间形成空间。因此,通过在该空间配置卡环8及扩散部件9,能够将***部件6、卡环8、以及扩散部件9紧凑地配置在轴承箱106的内部。
而且,卡环8在***第一周向槽81的状态下,与***部件6的外周侧壁部62抵接。因此,能够将从卡环8向***部件6传递的按压力,经由从外周侧壁部62突出的突出部63,有效地向推力板4传递。
在几种实施方式中,如图2A、图2B、图3A、图3B、图4A、图4B、图4C、图5A、图5B、图5C、图6A、图6B、图6C所示,扩散部件9包括:具有扩散面91a的板状的扩散部91、以及从扩散部91的外周端部沿旋转轴2的轴向延伸的板状的外周侧板部92。并且,外周侧板部92构成为与轴承箱106的内周壁面106a沿旋转轴2的轴向抵接。
根据上述实施方式,扩散部件9的外周侧板部92构成为与轴承箱106的内周壁面106a沿旋转轴2的轴向抵接。因此,在轴承箱106的内部,能够提高扩散部件9在旋转轴2的轴正交方向上的定位精度。
在几种实施方式中,如图2A、图2B、图3A、图3B所示,***部件6具有从内周部6A的外周端面61a向外周侧突出的凸部66。扩散部件9包括从扩散部91的内周端部向***部件6的内周部6A延伸的板状的内周侧板部93。并且,构成为在***部件6及扩散部件9收纳在轴承箱106的内部的状态下,内周侧板部93的内周端93a在旋转轴2的轴向上,位于比凸部66远离轴承箱106的一侧端部的位置上,且在旋转轴2的轴正交方向上,位于比凸部66的外周端66a接近旋转轴2的位置上。
在图示的实施方式中,内周侧板部93具有:从扩散部91的内周端部沿旋转轴2的轴向延伸的水平部931、以及从水平部931的端部沿旋转轴2的轴正交方向延伸的垂直部932。而且,凸部66形成为在周向上连续延伸的环状形状。
根据上述实施方式,在扩散部件9要从轴承箱106的一侧端部的开口脱落时,扩散部件9的内周侧板部93挂在***部件6的凸部66上。由此,形成为能够防止扩散部件9脱落的结构。
在几种实施方式中,扩散部件9的外径形成得大于轴承箱106的一侧端部的内径。并且,如图2A、图2B所示,扩散部件9通过压入轴承箱106的内部,构成为固定在轴承箱106的内部。
在图示的实施方式中,扩散部件9的外径、即在将扩散部件9压入轴承箱106的内部之前的状态下的外周侧板部92的外径形成得比轴承箱106的一侧端部的内径稍大。并且,通过将该扩散部件9从轴承箱106的一侧端部的开口压入轴承箱106的内部,而将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。
根据上述实施方式,通过在轴承箱106的内部压入扩散部件9的简单的结构,能够将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。
在几种实施方式中,扩散部件9的内径形成得小于***部件6的内周部6A的外周端面61a的外径。并且,如图2A、图2B所示,扩散部件9通过与***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合,构成为固定在轴承箱106的内部。
在图示的实施方式中,扩散部件9的内径、即在使扩散部件9与***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合之前的状态下的内周侧板部93的内径形成得比***部件6的内周部6A的外周端面61a的外径稍小。并且,将该扩散部件9从轴承箱106的一侧端部的开口***轴承箱106的内部,使扩散部件9的内周侧板部93与***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合,由此,将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。
根据上述实施方式,通过在***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合扩散部件9的简单的结构,能够将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。
在几种实施方式中,如图2A所示,扩散部件9构成为其外周侧板部92的前端部为了与被***第一周向槽81的卡环8抵接。
在图示的实施方式中,扩散部件9构成为在其外周侧板部92的前端部与被***第一周向槽81的卡环8抵接的状态下,其扩散部91的扩散面91a位于恰好划定扩散通路112的位置上。
根据上述实施方式,在从轴承箱106的一侧端部的开口***轴承箱106的内部时,能够容易地进行扩散部件9在旋转轴2的轴向上的定位。
在几种实施方式中,如图3A、图3B所示,在轴承箱106的内周壁面106a,在旋转轴2的轴向上比第一周向槽81接近轴承箱106的一侧端部的位置上形成第二周向槽99。扩散部件9包括从外周侧板部92向外周侧延伸的板状的***板部94。并且***板部94***第二周向槽99。
在图示的实施方式中,***板部94从外周侧板部92的前端部,沿旋转轴2的轴正交方向延伸。而且,***板部94在旋转轴2的轴向上的位置为比内周侧板部93的垂直部932更接近轴承箱106的一侧端部的位置。
根据上述实施方式,通过将***扩散部件9的***板部94***第二周向槽99的简单的结构,能够将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。而且,根据上述实施方式,能够宽松地设定扩散部件9的外周侧的尺寸公差。
在几种实施方式中,如图3A、图3B所示,第二周向槽99遍及轴承箱106的内周壁面106a的整个周而形成。并且,***板部94遍及轴承箱106的内周壁面106a的整个周而***第二周向槽99。
根据上述实施方式,因为遍及轴承箱106的内周壁面106a的整个周而将扩散部件9的***板部94***第二周向槽99,所以能够将扩散部件9牢固地固定在轴承箱106的内部。
在几种实施方式中,如图4A、图4B、图4C、图5A、图5B、图5C、图6A、图6B、图6C所示,第一周向槽81遍及轴承箱106的内周壁面106a的整个周而形成。卡环8具有圆弧状的两端部8a、8b相互分离而形成的分离部82。即卡环8形成为切下圆环状的一部分那样的C形。扩散部件9的外周侧板部92包括:第一外周侧板部921、第二外周侧板部922,该第二外周侧板部922为形成于与第一外周侧板部921在周向的不同位置上的第二外周侧板部且延伸距离短于第一外周侧板部921。扩散部件9的***板部94包括:从第一外周侧板部921向外周侧延伸的第一***板部941、从第二外周侧板部922向外周侧延伸的第二***板部942。并且,第二***板部942构成为***第二周向槽99,且第一***板部941在***第一周向槽81的卡环8的分离部82中,***第一周向槽81。
在图示的实施方式中,特别如图4C、图5C、图6C所示,第一***板部941在周向上的长度短于卡环8的一端部8a及另一端部8b之间的距离。第二***板部942在周向上的长度未特别限定,但在图示的实施方式中,是与第一***板941在周向上的长度大致相同的长度。第二周向槽99至少遍及第二***板部942的周向长度以上的长度而在周向上形成。并且在第一周向槽81的未***卡环8的部位(卡环8的间隙82)上***第一***板部941。在第二周向槽99中***第二***板部942。
根据上述实施方式,通过有效利用为***卡环8而形成的第一周向槽81,能够将对轴承箱106的加工部位控制在最小限度内。而且,除了在第一周向槽81中***第一***板部941,还在第二周向槽99中***第二***板部942,由此,能够将扩散部件9牢固地固定在轴承箱106的内部。
在几种实施方式中,如图4A、图4B、图4C、图5A、图5B、图5C、图6A、图6B、图6C所示,第一***板部941与第二***板部942形成在周向上相对的位置上。
根据上述实施方式,第一***板部941与第二***板部942形成在周向上相对的位置上。由此,因为能够在周向上对置的两个位置上支承扩散部件9,所以能够将扩散部件9更牢固地固定在轴承箱106的内部。
在几种实施方式中,如图5A、图5B、图5C所示,扩散部件9包括从扩散部91的内周端部沿旋转轴2的轴向而向***部件6延伸的板状的筒状板部95。***部件6具有从内周部6A的外周端面61a向外周侧突出的凸部67,并且凸部67在周向上至少形成一个、或隔着间隔形成多个。而且,在筒状板部95的内周面95a沿旋转轴2的轴向形成在筒状板部95与***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合时凸部67所***的凹部951或切口952。
在图示的实施方式中,扩散部件9的内径、即在将扩散部件9与***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合之前的状态下的筒状板部95的内径形成得比***部件6的内周部6A的外周端面61a的外径稍小。而且,***部件6的内周部6A的外周端面61a的外径形成得大于压缩机叶轮105的外径。并且,将该扩散部件9从轴承箱106的一侧端部的开口***轴承箱106的内部,使扩散部件9的筒状板部95与***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合,由此,能够将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。
根据上述实施方式,除了在第一周向槽81中***第一***板部941、以及在第二周向槽99中***第二***板部942以外,还将扩散部件9的筒状板部95与***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合。因此,能够将扩散部件9更可靠地固定在轴承箱106的内部。
而且,在筒状板部95的内周面95a沿旋转轴2的轴向形成在筒状板部95与***部件6的内周部6A的外周端面61a嵌合时凸部67所***的凹部951或切口952。因此,以凸部67***凹部951或切口952的方式,将扩散部件9沿旋转轴2的轴向***轴承箱106的内部,由此能够容易地进行扩散部件9在周向上的定位。需要说明的是,在图5B的(a)中,图的上侧表示在形成于筒状板部95的内周面95a的凹部951中***凸部67的状态,图的下侧表示在形成于筒状板部95的内周面95a的切口952中***凸部67的状态。
在几种实施方式中,如图6A、图6B、图6C、图7A、图7B所示,扩散部件9具有从扩散部91的内周端部沿旋转轴2的轴向而向***部件6延伸的板状的水平板部96。在水平板部96的前端部形成比水平板部96的其他部分膨出的膨出部961。并且,在***部件6的外周侧壁部62,如图10的上侧所示,形成可嵌合水平板部96的前端部而构成的嵌合槽621。
在图示的实施方式中,虽然水平板部96形成为在周向上连续的环状,但也可以只在周向的一部分形成水平板部96。而且,膨出部961通过将水平板部96的前端部弯曲加工成弯曲状而形成。但是,膨出部961的形状及加工方法不限于此。只要是可嵌合于嵌合槽621、比水平板部96的其他部分突出的形状即可。
根据上述实施方式,通过在***部件6的嵌合槽621中嵌合扩散部件9的水平板部96的前端部的简单的结构,能够将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。
在几种实施方式中,如图2A、图2B、图3A、图3B、图4A、图4B、图4C、图5A、图5B、图5C、图6A、图6B、图6C、图7A、图7B所示,扩散部件9由金属板弯曲加工而成的板状部件构成。
根据上述实施方式,通过弯曲加工金属板的简单的方法,能够形成扩散部件9。而且,金属板与铸件等相比,表面粗糙度较高。因此,根据上述实施方式,因为由金属板形成划定扩散通路112的扩散部91,所以能够减少扩散通路112的压力损失。
在几种实施方式中,如图8A、图8B所示,在扩散部件9的扩散部91形成可螺合螺丝部件10的螺孔97。在***部件6的外周侧壁部62,如图10的下侧所示,形成螺丝部件10可螺合的螺孔622。并且,从扩散部件9的扩散面91a,在扩散部件9的螺孔97、以及***部件6的螺孔622螺合螺丝部件10,由此,扩散部件9被紧固于***部件6。
在图示的实施方式中,扩散部件9的扩散部91只具有形成螺孔97所必要的厚度。这样的扩散部件9例如由铸造金属、或耐热性树脂等形成。
根据上述实施方式,通过利用螺丝部件10而在***部件6上螺合扩散部件9的简单的结构,能够将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。
在几种实施方式中,如图9A、图9B所示,在轴承箱106的内周壁面106a,从轴承箱106的一侧端部沿旋转轴2的轴向形成规定长度的螺纹槽106b。并且,扩散部件9形成为圆环状,在该扩散部件9的外周面形成可与螺纹槽106b螺合的螺纹98。
根据上述实施方式,通过将扩散部件9的外周面与轴承箱106的内周壁面106a螺合的简单结构,能够将扩散部件9固定在轴承箱106的内部。
上面,针对本发明的优选方式进行了说明,但本发明不限于上述方式。例如可以将上述实施方式进行组合,在不脱离本发明目的的范围内可以进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,以增压器100为涡轮增压器的情况为例进行了说明,但本发明的增压器不限于此。本发明的增压器例如也可以是旋转轴通过马达而旋转的电动压缩机、或旋转轴通过从曲轴等传递的动力而旋转的机械式增压器。
附图标记说明
2旋转轴;3A第一推力环;3A1环主体部;3A2大径部;3B第二推力环;3B1环主体部;3B2大径部;4推力板;4A插通孔;4a一面;4b另一面;5导油件;6***部件;6A内周部;6B外周部;6C插通孔;61内周侧壁部;61a外周端面;62外周侧壁部;621嵌合槽;622螺孔;63突出部;63a外周面;63b台阶部;64延伸部;65连接部;66凸部;66a外周端;67凸部;7密封部件;8卡环;8a一端部;8b另一端部;81第一周向槽;82分离部;9扩散部件;91扩散部;91a扩散面;92外周侧板部;921第一外周侧板部;922第二外周侧板部;93内周侧板部;931水平部;932垂直部;93a内周端;94***板部;941第一***板部;942第二***板部;95筒状板部;951凹部;952切口;95a内周面;96水平板部;961膨出部;97螺孔;98螺纹;99第二周向槽;10螺丝部件;100增压器;102涡轮壳体;103涡轮叶轮;103A涡轮轮毂;103B涡轮叶片;104压缩机壳体;105压缩机叶轮;105A压缩机轮毂;105B压缩机叶片;105a外周缘;106轴承箱;106A突出壁部;106a内周壁面;106b螺纹槽;110径向轴承;111尾气排出通路;112扩散通路;113涡轮涡旋通路;115进气导入通路;116螺母;117压缩机涡旋通路;118润滑油导入通路;119润滑油出口。
Claims (15)
1.一种增压器,其特征在于,具有:
旋转轴;
压缩机叶轮,其设置于所述旋转轴的一端侧;
压缩机壳体,其用来收纳所述压缩机叶轮;
轴承箱,其为与所述压缩机壳体在轴承箱的一侧端部连接的轴承箱,且沿所述旋转轴的轴正交方向延伸,在其与所述压缩机壳体之间划定由所述压缩机叶轮压缩的进气所流经的扩散通路,并且在内部具有从所述轴承箱的内周壁面突出的突出壁部;
推力板,其收纳于所述轴承箱,用来在轴向上支承所述旋转轴;
***部件,其为在所述旋转轴的轴向上,在比所述推力板接近所述轴承箱的一侧端部的位置上收纳于所述轴承箱的***部件,在其与所述突出壁部之间保持所述推力板;
卡环,其为收纳于所述轴承箱的卡环,通过***形成于所述轴承箱的内周壁面的第一周向槽,而在将所述***部件按压于所述推力板的状态下进行固定;
扩散部件,其为收纳于所述轴承箱的扩散部件,具有在所述轴承箱的一侧端部的内周壁面与所述压缩机叶轮的外周缘之间、沿所述旋转轴的轴正交方向延伸的、划定所述扩散通路的一部分的扩散面;
所述压缩机叶轮的外形比所述轴承箱的一侧端部的内径小,
在所述旋转轴的轴向上,所述扩散面与所述压缩机叶轮的背面相比,更位于划定所述扩散通路的所述压缩机壳体的壁面侧。
2.如权利要求1所述的增压器,其特征在于,
所述***部件包括:
内周部,其具有沿所述旋转轴的轴正交方向延伸的内周侧壁部;
外周部,其具有在比所述内周侧壁部远离所述轴承箱的一侧端部的位置上沿所述旋转轴的轴正交方向延伸的外周侧壁部、以及从所述外周侧壁部向所述推力板突出的突出部;
所述卡环比所述***部件的所述内周部更位于外周侧,在***所述第一周向槽的状态下与所述***部件的所述外周侧壁部抵接,
并且所述扩散部件比所述***部件的所述内周部更位于外周侧。
3.如权利要求2所述的增压器,其特征在于,
所述扩散部件包括:
扩散部,为具有所述扩散面的板状;
外周侧板部,为从所述扩散部的外周端部沿所述旋转轴的轴向延伸的板状;
所述外周侧板部沿所述旋转轴的轴向与所述轴承箱的内周壁面抵接。
4.如权利要求3所述的增压器,其特征在于,
所述***部件具有从所述内周部的外周端部向外周侧突出的凸部,
所述扩散部件包括从所述扩散部的内周端部向所述***部件的所述内周部延伸的板状的内周侧板部,
在所述***部件及所述扩散部件收纳于所述轴承箱的内部的状态下,所述内周侧板部的内周端在所述旋转轴的轴向上,位于比所述凸部远离所述轴承箱的一侧端部的位置,并且在所述旋转轴的轴正交方向上,位于比所述凸部的外周端接近所述旋转轴的位置。
5.如权利要求3或4所述的增压器,其特征在于,
所述扩散部件的外径形成得大于所述轴承箱的一侧端部的内径,
所述扩散部件通过压入所述轴承箱的内部,而固定在所述轴承箱的内部。
6.如权利要求3或4所述的增压器,其特征在于,
所述扩散部件的内径形成得小于所述***部件的所述内周部的外周端面的外径,
所述扩散部件通过与所述***部件的所述内周部的外周端面嵌合,而固定在所述轴承箱的内部。
7.如权利要求3或4中任一项所述的增压器,其特征在于,
在所述轴承箱的内周壁面,在所述旋转轴的轴向上在比所述第一周向槽接近所述轴承箱的一侧端部的位置上形成有第二周向槽,
所述扩散部件包括从所述外周侧板部向外周侧延伸的板状的***板部,
所述***板部***所述第二周向槽。
8.如权利要求7所述的增压器,其特征在于,
所述第二周向槽遍及所述轴承箱的内周壁面的整个周而形成,
所述***板部遍及所述轴承箱的内周壁面的整个周并***所述第二周向槽。
9.如权利要求7所述的增压器,其特征在于,
所述第一周向槽遍及所述轴承箱的内周壁面的整个周而形成,
所述卡环具有圆弧状的两端部相互分离而形成的分离部,
所述扩散部件的所述外周侧板部包括:第一外周侧板部、第二外周侧板部,该第二外周侧板部形成于与所述第一外周侧板部在周向上不同的位置且延伸距离短于所述第一外周侧板部,
所述扩散部件的***板部包括:从所述第一外周侧板部向外周侧延伸的第一***板部、从所述第二外周侧板部向外周侧延伸的第二***板部,
所述第二***板部***所述第二周向槽,
所述第一***板部在***所述第一周向槽的所述卡环的所述分离部,***所述第一周向槽。
10.如权利要求9所述的增压器,其特征在于,
在从所述旋转轴的轴向观察所述扩散部件的情况下,所述第二***板部形成于在周向上与所述第一***板部对置的位置上。
11.如权利要求9或10所述的增压器,其特征在于,
所述扩散部件包括从所述扩散部的内周端部沿着所述旋转轴的轴向而向所述***部件延伸的板状的筒状板部,
所述***部件具有从所述内周部的外周端面向外周侧突出的凸部,并且所述凸部在周向上至少形成一个、或隔着间隔形成多个,
在所述筒状板部的内周面,沿所述旋转轴的轴向形成在所述筒状板部与所述***部件的所述内周部的外周端面嵌合时所述凸部所***的凹部或切口。
12.如权利要求2或3所述的增压器,其特征在于,
所述扩散部件包括从所述扩散部的内周端部沿着所述旋转轴的轴向而向所述***部件延伸的板状的水平板部,并且在所述水平板部的前端部形成有比水平板部的其他部分膨出的膨出部,
在所述***部件的所述外周侧壁部形成有能够嵌合所述水平板部的前端部的嵌合槽。
13.如权利要求3或4所述的增压器,其特征在于,
所述扩散部件由金属板进行弯曲加工而形成的板状部件构成。
14.如权利要求2所述的增压器,其特征在于,
在所述扩散部件的扩散部形成有能够螺合螺丝部件的螺孔,
在所述***部件的所述外周侧壁部形成有能够螺合所述螺丝部件的螺孔,
从所述扩散部件的所述扩散面,在所述扩散部件的所述螺孔、以及所述***部件的所述螺孔螺合所述螺丝部件,由此,所述扩散部件紧固于所述***部件。
15.如权利要求2所述的增压器,其特征在于,
在所述轴承箱的内周壁面,从所述轴承箱的一侧端部,沿所述旋转轴的轴向形成有规定长度的螺纹槽,
所述扩散部件形成为圆环状,在所述扩散部件的外周面形成能够与所述螺纹槽螺合的螺纹。
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