KR20140091617A

KR20140091617A - 커넥터

Info

Publication number: KR20140091617A
Application number: KR20147017761A
Authority: KR
Inventors: 이안 핑크니; 오사로보 페이머스 오쿠아헤소지; 폴 에이피온 로치; 닐 라이언 토마스; 이안 패트릭 클레어 브라운; 피터 카이; 스티븐 윌슨; 데이비드 레슬리 스미스; 로버트 닐 조지; 폴 레슬리 잭클린; 제프 킨포이 엔가오; 케빈 존 뮈송; 매튜 엘리야 무어; 제이미 클레어; 토마스 자라스 머레이; 스튜어트 마이클 포터; 크리스토퍼 존 모나한; 앨런 마틴 테일러; 프란시스 조셉 제프리 헤이즈; 트레버 나이튼
Original assignee: 나피어 터보차저스 리미티드
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-07-21
Also published as: US9074477B2; EP2795065A1; WO2013093424A1; EP2795065B1; CN103174467B; IN2014KN01480A; JP5731081B2; CN203296826U; GB201122236D0; JP2015502492A; US20140369840A1; CN103174467A; KR101491431B1

Abstract

샤프트(1)에 임펠러(2)를 연결하기 위한 커넥터가 제공된다. 커넥터는 일체형 바디로 형성된다. 커넥터는 샤프트 측 허브 연장부(H)의 방사상 외측면에 마찰 연결되는 슬리브부(14)를 가진다. 커넥터는 샤프트의 상응하는 나사 부분(7) 상에서 나사운동하는 나사를 구비하는 나사 부분(12)을 더 가지며, 이를 통해 커넥터가 임펠러와 샤프트를 회전 고정 연결시킨다. 허브 연장부는 중앙 리세스를 가지며, 커넥터의 일부(3)는 리세스로 삽입된다. 슬리브와 허브 연장부의 방사상 외측면의 마찰 연결은 사용 중 샤프트와 임펠러 사이의 실질적으로 모든 토크를 전달한다.

Description

커넥터{CONNECTOR}

본 발명은 임펠러와 샤프트를 연결하는 커넥터에 관한 것으로, 특히, 이에 제한되지 않으나, 터보차저 임펠러를 터보차저 샤프트에 연결하기 위한 것이다.

터보차저 임펠러는 적절한 강도와 경제성을 가지면서 동시에 낮은 회전관성을 가지기 위해 통상 알루미늄 합금으로 제조된다. 스틸 터보차저 샤프트로의 부착은 임펠러의 여러 가지 방법으로 이루어진다. 예를 들어, 상대적으로 알루미늄의 약한 강도와 샤프트의 작은 지름 때문에, 한가지 방법은 샤프트에 나사결합 할 수 있는 나사산 소켓이 있는 스틸 인서트를 임펠러에 제공하는 것이다. 이런 방식은 샤프트가 직접 알루미늄 바디에 나사결합되는 연결방식보다 높은 수준의 토크를 가질 수 있다(토크는 접합부를 통해 전달되는 출력에 비례하며, 따라서 임펠러는 직접 나사연결되는 경우보다 높은 압력비율에서 사용될 수 있다.

통상, 이러한 인서트는 가열수축조립에 의해 임펠러에 피팅된다; 임펠러의 알루미늄 바디는 스틸 인서트를 수용하는 구멍을 넓히기 위해 가열되고, 반면에 인서트는 액체 질소 등을 이용해서, 구멍에 삽입되기 전에 냉각된다. 이러한 간섭 연결(interference connection)은 물성이 영향을 받기 이전에 알루미늄이 가열될 수 있는 온도에 의해, 혹은 스틸이 냉각될 수 있는 온도에 의해 제한된다.

이러한 배치는 만족스럽게 실행될 수 있지만, 터보차저의 무부하에서 최고 부하까지의 과정에서 문제가 발생할 수 있다. 터보차저가 회전하기 시작하면 접합부는 원심력의 영향을 받게 되는데, 이 과정에서 알루미늄이 스틸 인서트 바깥쪽으로 팽창한다. 이는 인서트와 임펠러 간의 간섭력(interference force)을 감소시키고, 설계상의 제약으로 인해 이러한 간섭력 감소가 인서트의 일측 말단에서 타측에 비해 커지는 것이 발견되었다. 결과적으로, 인서트는 일측 말단에서 타측에 비해 더 견고하게 결합된다. 그 다음, 터보차저가 가열되기 시작하고 알루미늄과 스틸의 열팽창계수의 차이로 인해 알루미늄이 스틸보다 축방향으로 더 팽창하고, 이는 여전히 임펠러가 인서트에 견고하게 결합되는 부분을 제외하고 이 두 종류의 금속이 서로 미끄러지게 만든다. 운전이 정지되면 원심력이 제거되는 반면, 가열의 의한 응력은 터보차저가 냉각되는 수 분간 존재하게 된다. 이러한 과정에서, 임펠러와 인서트가 견고하게 접지되는 부분이 한쪽 말단 타측 말단으로 변화되고, 터보차저가 냉각됨에 따라 인서트는 임펠러를 따라 "움직이게(walk)" 된다.

특정한 사이클링 조건에서(예를 들어, 주위가 고온일 때의 고속 훼리(ferry) 어플리케이션의 경우), 인서트가 임펠러를 따라 많이 움직이게 되어, 터보차저의 운전 실패가 발생하는 경우가 발견되었다. 부품들 사이의 원래의 간섭을 증가시켜 이러한 영향력이 일정 부분 완화될 수 있음에도, 상기에서 언급된 이유들로 인해, 이러한 해결방안은 제한될 수밖에 없고, 따라서 운전 중 접지부가 인서트의 한쪽 말단에서 타측 말단으로 움직이지 않고, 확실하게 동일한 위치에 있도록 설계하는 것이 바람직하다.

따라서, 유럽특허 EP1394387에서는 알루미늄 임펠러와 인서트 사이의 마찰 접촉을 보강하는 외부 스틸 속박링을 제안하고 있다. 터보차저가 가열되더라도 링은 임펠러 바디 만큼 팽창하지는 않기 때문에, 터보차저의 전체 운전 사이클에서, 임펠러와 인서트 간의 접지부는 링의 축 영역 내로 유지되고, 따라서 임펠러가 인서트를 따라서 "움직이는" 경향을 방지할 수 있다. 이러한 결과로, 속박링이 없는 기존의 터보차저에 비해 터보차저의 운전수명이 상당히 증가할 수 있다.

그러나 이러한 해법은 스틸과 알루미늄 사이에서 2개의 끼워맞춤 접합부를 포함한다. 이러한 접합부는 복잡해서, 운전 동안 접합부가 견뎌야 하는 원심력 부하 및 온도 부하에 대한 세부적인 지식과 함께, 복잡하고 매우 작은 오차의 몇 가지 부품들을 포함한다.

높은 수준의 토크를 전달하면서 임펠러가 "움직이는" 경향을 줄일거나 방지할 수 있으면서, 임펠러와 샤프트 간의 더 간단한 연결을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

따라서, 본 발명의 첫번째 양상은 임펠러를 샤프트에 연결하는 커넥터, 특히 터보차저의 임펠러를 터보차저 샤프트에 연결하기 위한 커넥터를 제공하며, 상기 커넥터는 일체의 바디로 형성되며, 상기 커넥터는;

상기 임펠러의 샤프트 측 허브 연장부의 방사상 외측면에 마찰 연결되는 슬리브부, 및

상기 샤프트의 상응하는 나사 부분 상에서 나사 운동하는 나사산을 수반하여, 상기 커넥터가 상기 임펠러와 상기 샤프트 사이의 회전 고정 연결을 제공할 수 있는 나사 부분을 가진다.

유리하게는, 커넥터를 일체의 바디로 형성함으로써, 예를 들어 고도로 정밀한 인터페이스를 적게 사용하여 임펠러와 샤프트 간의 연결이 매우 단순화될 수 있다. 게다가, 커넥터는 일반적으로 임펠러의 소재보다 더 큰 강성을 가지면서 동시에 더 낮은 열팽창계수를 가지는 소재로 형성된다. 이리하여 운전 동안, 임펠러 어셈블리가 가열되더라도, 허브 연장부가 슬리브부보다 더 팽창하기 때문에, 허브 연장부과 슬리브부 간의 접합부는 견고해지고, 이로 인해, 임펠러가 "움직이는" 경향이 줄어들고, 접합부의 토크 용량은 증가한다. 대안적으로, 이처럼 접합부가 견고해지기 때문에, 커넥터를 임펠러에 피팅하는데 필요한 간섭 정도(degree of interference)가 감소되고, 반면에 "움직임" 저항과 접합부의 토크 용량은 유지된다. 더욱이, 커넥터는 통상적으로 가열수축조립에 의해 허브 연장부에마찰 연결되는 인서트를 필요로 하지 않기 때문에, 피팅 중 임펠러의 가열을 피할 수 있고, 이로 인해 조립하는 동안의 촉진되는 노화에 의해 임펠러의 물성이 저하되지 않을 수 있다.

본 발명의 두번째 양상은 샤프트 측 허브 연장부를 포함하고, 본 발명의 첫번째 특징에서 언급한 커넥터에 피팅되되, 커넥터 슬리브부는 허브 연장부의 방사상 외측면에 마찰 연결되는 임펠러를 제공하는 것이다.

본 발명의 세번째 양상은 본 발명의 두 번째 양상에서 언급한 커넥터를 구비한 임펠러를 제공하는 것으로, 임펠러는 상응하는 나사 부분을 가지는 샤프트에 연결되고, 상응하는 커넥터 나사 부분의 나사산은 상응하는 샤프트 나사 부분 상에서 나사운동한다.

본 발명의 네번째 양상은 본 발명의 세번째 양상에서 언급한 임펠러와 샤프트에 연결되는 터보차저를 제공하는 것이다.

이제 본 발명의 선택적인 특성이 설명될 것이다. 이는 독립적으로 혹은 본 발명의 다른 특징과 결합하여 적용가능하다.

커넥터의 슬리브부는 거의 실린더 모양으로 형성될 수 있다. 따라서, 임펠러 샤프트 측 허브 연장부의 외측면도 거의 실린더 모양으로 형성될 수 있다.

슬리브부와 허브 연장부 간의 마찰연결은 예를 들어 압입이나 가열수축조립 등에 의해 달성될 수 있다.

회전 고정 연결을 제공하기 위해, 나사는 예를 들어 테이퍼되는 정합잠금 될 수 있다. 그러나 커넥터를 위한 또 다른 선택은, 나사 부분이 함께 나사운동할 때, 샤프트가 상응하는 샤프트의 어벗먼트면을 체결하는 어벗먼트면을 가지고, 그렇게 함으로써 나사를 조여 회전 고정 연결을 제공하는 것이다.

커넥터는 오직 허브 연장부의 방사상 외측면에서만 임펠러에 접하도록 구성 될 수 있다.

대안적으로, 허브 연장부는 말단면을 가질 수 있고, 커넥터는 말단면에 맞닿는 어벗먼트부를 가질 수 있다. 이 경우에, 커넥터는 오직 허브 연장부의 방사상 외측면과 허브 연장부의 말단면에서만 임펠러에 접할 수 있다. 바람직하게는, 말단면은 방사상 외부측과 허브 연장부의 임펠러 말단에 있어서,말단면과 어벗먼트부 사이에서 생기는 갭을 측정함으로써 임펠러의 "움직임"이 미리 모니터링 될 수 있다.

바람직하게는, 슬리브와 허브 연장부의 방사상 외측면 사이의 마찰연결은, 사용 시, 샤프트와 임펠러 간의 실질적으로 모든 토크를 전달한다.

허브 연장부는 중앙 리세스를 가질 수 있고, 커넥터의 일부는 리세스 내로 삽입될 수 있다. 그러나 커넥터의 일부와 리세스의 측면 표면 사이에 간극이 제공된다. 이리하여, 커넥터는 리세스의 측면 표면에는 접하지 않는다. 즉, 커넥터가 리세스의 표면에 접한다면, 이는 오직 리세스의 말단 표면에서 접할 수 있다. 통상적으로, 임펠러는 임펠러의 일측에서 타측까지 연장되는 관통홀을 가지지 않는다. 이리하여, 일반적으로 중앙 리세스는 (말단면을 가지는) 막힌 구멍이고, 홀은 허브 연장부의 샤프트 측 말단면 쪽으로 개방되어 있다.

허브 연장부가 중앙 리세스를 포함할 때, 리세스 안으로 삽입되는 커넥터의 일부는 커넥터의 나사 부분을 포함한다. 이런 식으로, 축방향으로의 간편한 배치가 이루어질 수 있다.

커넥터의 나사산은 방사상 외측을 향하고 있을 수 있다. 예를 들면, 커넥터의 나사 부분은 샤프트와 동축을 갖는 거의 원통형의 속이 빈 형태로 형성되고, 나사산은 동공의 방사상 외측면에 형성된다.

대안적으로, 커넥터의 나사산은 방사상 내측을 향할 수 있다. 예를 들면 커넥터의 나사 부분은 리세스로 삽입되는 커넥터의 일부로 포함될 수 있다.

커넥터는 스틸, 바람직하게는 임펠러 소재(통상 금속이거나 더 전형적으로는 알루미늄 합금)보다 높은 강성을 가지면서 임펠러 소재보다 낮은 열팽창계수를 가지는 고장력 스틸로 형성될 수 있다.

슬리브부는 적어도 허브 연장부의 축 길이의 50%, 바람직하게는 80% 너머 연장될 수 있다. 더욱 바람직하게는 슬리브부는 실질적으로 허브 연장부의 전체 축 길이 너머로 연장될 수 있다.

슬리브부와 허브 연장부간의 마찰접촉은, 최소한 슬리브부와 허브 연장부 간 겹치는 영역의 축 길이의 25% 너머로, 바람직하게는 적어도 겹치는 영역의 축 길이의 30 혹은 50% 너머로 연장될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 겹치는 영역의 전체 축 길이 너머로 연장될 수 있다.

커넥터 및/또는 임펠러는, 샤프트, 커넥터의 나사 부분, 그리고 커넥터의 중앙부 및/또는 임펠러 축을 따라 분배되는 임펠러의 하나 또는 그보다 많은 상응하는 중앙부와체결되는 각각의 체결면을 가지는, 하나 또는 그보다 많은 중앙부를 포함할 수 있다. 커넥터의 나사 표면과 커넥터 및/또는 임펠러의 체결면은 방사상 내측을 향할 수 있고, 나사와 커넥터의 체결면 각각의 직경은 임펠러를 향하여 감소될 수 있다. 그렇지 않으면, 나사와 접합면은 방사상 외측을 향할 수 있고, 각각의 나사와 커넥터의 접합면 각각의 직경은 임펠러를 향하여 증가할 수 있다.

일반적으로 임펠러는 케이싱을 포함하고, 슬리브부는 케이싱 섹션과 밀봉을 형성할 수 있다. 예를 들면, 밀봉은 밀봉링을 포함할 수 있는데, 케이싱 섹션에 의해 수반되고 이에 상응하는 슬리브의 외측면에 형성되는 원주의 리세스에 의해 수용될 수 있다. 밀봉링은 방사상 내측 면에 하나 혹은 그 이상의 환형의 홈을 가질 수 있으며, 리세스는 홈에 수용되는 상응하는 원주형 리브를 포함한다. 또 다른 선택은 밀봉을 위해 래비린드 밀봉(labyrinth seal)을 포함하는 것이며, 이는 케이싱 섹션과 래비린드를 형성하는 슬리브부 상에 형성된다.

슬리브부는 방사상 외측면에서 원주의 오일 쓰로어(oil thrower)를 수반하거나, 형성된다.

본 발명의 추가되는 선택적인 특성은 아래에서 설명된다.

본 발명의 실시예들은 첨부되는 도면과 관련되어 예시적으로 통해 기술된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 커넥터에 의해 샤프트에 접합되는 터보차저 임펠러의 개략도이다.
도 2는 커넥터의 슬리브부와 도 1의 임펠러의 케이싱 섹션 간의 밀봉을 확대한 개략도이다.
도 3은 커넥터의 다른 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 4는 커넥터의 다른 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 5는 커넥터의 다른 실시예의 슬리브부와 임펠러 케이싱 섹션 간의 밀봉을 확대한 개략도이다.
도 6은 커넥터의 다른 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 7은 커넥터의 다른 실시예의 개략적인 단면도이다.

먼저, 도 1을 참조하여, 알루미늄 합금 임펠러(1)는 스틸 커넥터에 의해 스틸 터보차저 샤프트(2)에 구비된다. 임펠러가 제조되는 합금(미국에서 "2618A"로 알려진)은 약 200도의 온도에서까지 사용할 수 있도록 상대적으로 높은 강성을 가지고, 약 2.5중량 퍼센트의 구리와 더 적은 양의 마그네슘, 청, 니켈로 이루어진 알루미늄 조성물을 가진다. 커넥터는 EN26과 같은 고장력 스틸로 제조될 수 있는데, 그 조성은 약 2.5중량 퍼센트의 니켈을 포함하고, 임펠러(1) 바디의 허브 연장부(H)에 위치한다.

샤프트(2)는 원통형의 중앙부(5)를 둘러싸는 제 1 견부(4) 말단에서 형성되고, 더 감소된 직경의 스크루 나사 부분(7)은 중앙부의 말단으로부터 연장된다. 스틸 커넥터는 허브 연장부(H) 안에 형성된 중앙 리세스로 삽입되는 컵 모양의 삽입부(3)와 허브 연장부(H)를 둘러싼 원통형 슬리브부(14)를 가진다. 슬리브부(14)의 임펠러 측 말단에 위치한 어벗먼트부(21)는 임펠러 측 말단면(22)과 맞닿아 슬리브부(14)와 허브 연장부(H)의 축 상에서의 상대적 위치를 결정한다. 삽입부(3) 입구를 둘러싼 리브부(8)는 슬리브부(14)와 삽입부(3)를 연결한다. 리브부(8)는 허브 연장부(H)의 샤프트 측 말단면(9)으로부터 작은 간극을 가지나, 타측에서 샤프트(2) 상의 견부(4)와 체결된다. 샤프트(2)의 중앙부(5)는 삽입부(3)의 상응하는 중앙부(10)에 타이트하지는 않지만 끼워맞추어 수용된다. 삽입부(3)의 말단은 샤프트의 스크루 나사 부분(7) 상에 체결되는 나사 구멍(11)을 가진 나사 부분(12)을 형성한다. 나사 부분(12)은 리세스 말단으로부터 작은 간극을 가진다.

슬리브부(14)는슬리브부(14)를 연장시키기 위해 커넥터를 가열함으로써 허브 연장부(H)에 피팅되고, 그 다음 허브 연장부(H)의 원통형 외측면에서 미끄러지는 슬리브부(14)는 마찰 접지된다. 다른 실시예에서는 슬리브부(14)는 축 길이 일부 너머로 연장되기는 하지만, 슬리브부(14)는허브 연장부(H)의 축 길이의 대부분을 너머 연장되고 마찰 접촉하며, 그리고/또는 마찰 접촉은, 오직 슬리브부(14)와 허브 연장부(H)가 겹치는 영역에서, 슬리브부(14)와 허브 연장부(H) 사이에서 연장될 수 있다. 커넥터의 스틸은 임펠러의 알루미늄 합금보다 낮은 열팽창계수를 가지고 있어서 슬리브부(14)는 온도 상승에 따라 허브 연장부(H)만큼 팽창하지 않는 것으로 알려져 있다. 운전되는 동안 각각의 이러한 열팽창계수의 차이는, 임펠러 어셈블리가 가열됨에 따라 원심력과 가열응력의 영향으로 허브 연장부(H)과 슬리브부 사이의 접합은 타이트해져 임펠러와 커넥터 사이의 상대적인 움직임은 줄어들고 접합부의 토크용량은 증가되는 것을 보장한다.

슬리브부(14)의 샤프트 측 말단에서, 슬리브부(14)의 외측 직경에는 오일 캡쳐/쓰로워링(R)이 구비되는데, 본 발명의 본 실시예에서 이는 슬리브부(14)에맞게 가공된다. 그러나 다른 옵션에서는 독립적인 부품으로써 링(R)을 형성하기도 한다.

도 2에서 더욱 잘 도시되듯이, 임펠러 케이싱의 섹션(15)과 슬리브부(14)의 외측면은 임펠러(1)와 케이싱 사이에 순환하는 오일과 압력 밀봉의 제공을 돕기 위해 매우 근접해 있다. 밀봉을 개선하기 위해 슬리브부(14)는, 외측면에 케이싱의 섹션(15)에 의한 밀봉링(16)을 수용하는 리세스(13)를 가진다. 밀봉링(16)과 슬리브부(14) 사이의 마모를 줄이기 위해, 케이싱 섹션(15)은 밀봉링(16)의 샤프트 측 위에 작은 어벗먼트면(20)을 가지며,(도 1의 오른쪽 참조), 밀봉링(16)이 이에 의해 지지된다. 밀봉을 강화하기 위하여, 유럽특허 EP1130220에 기재된 바와 같이,밀봉링(16)은 방사상 내측면에 환형 홈(18)을 가지며, 리세스는 홈 안으로 받아들여지는 상응하는 원주형 리브(17)를 포함한다. 그러나 대안적으로 밀봉링은 평평한 리세스(즉, 리브가 없음)에 수용되는 플레인 링(즉, 홈이 없음)일 수도 있다. 밀봉링(16)은 케이싱의 섹션(15)과 함께 작동하여, 어셈블리의 샤프트 측으로의 윤활 오일과 어셈블리의 임펠러 측(도 1의 왼쪽)으로의 압축 공기를 유지하도록 돕는다. 압축 공기는 임펠러(1)의 바디와 밀봉링(16)을 가진 슬리브부(14), 및 임펠러 케이싱 사이에 포함되는데, 그 내측에서 임펠러 어셈블리는 회전을 위해 돌출 베어링(미도시) 상에 탑재된다.

임펠러 어셈블리는 다음과 같이 구성된다. 커넥터가 데워지고 슬리브부(14)가, 어벗먼트부(21)가 허브 연장부(H)의 말단에 닿을 때까지, 허브 연장부(H)의 원통형 외측면에서 미끄러진다. 커넥터 삽입부(3)는 허브 연장부(H)의 중앙 리세스에 삽입된다. 커넥터가 냉각되면, 슬리브부(14)와 허브 연장부(H) 간 마찰접촉이 형성된다. 그러나 커넥터는 삽입부(3)가 중앙 리세스 측에 닿지 않을 만큼의 간극(C)을 가질 정도의 크기를 가진다. 샤프트(2)의 스크루 나사 부분(7)은 커넥터의 나사 부분(12)에 나사연결되고, 각각의 중앙부(5, 10)가 샤프트가 임펠러와 동축 상에 정렬하도록 보장한다. 리브부(8)의 반대면과 견부(4)가 서로 지지될 때까지 나사가 조여지고, 이는 나사가 단단히 조여져 임펠러(1)와 샤프트(2) 사이에 회전 고정 연결을 제공한다.

유리하게는, 커넥터는 일체형 바디이고, 이는 임펠러와 오직 한 번의 끼워맞춤을 필요로 한다. 이는 동작을 형성하는 높은 오차한계 값을 줄이고, 커넥터를 임펠러에 접합하는 과정을 단순화시킨다. 더욱이, 운전 중에, 접합부의 온도가 상승하면, 간섭 정도(degree of interference)도 증가하기 때문에, 접합부의 "움직임" 저항과 토크 용량은 유지하면서 조립에 요구되는 간섭 정도는 감소되어야 한다. 게다가, 허브 연장부(H)의 중앙 리세스에서의커넥터와 샤프트(2) 간의 나사 연결을 포함함으로써, 축 상의 간편한 배치가 달성된다. 슬리브부(14)와 허브 연장부(H)의 방사상 외측면 사이의 마찰연결은, 사용 중, 임펠러(1)와 샤프트 사이의 실질적으로 모든 토크를 전달한다.

임펠러(1)에 "움직임"의 경향이 조금이라도 있다면, 유리하게는 이는 어벗먼트부(21)와 임펠러 측 말단면(22) 사이에서 발생하는 갭의 크기를 측정함으로써 모니터링 될 수 있다. 이러한 이유로 어벗먼트부(21)와 임펠러 측 말단면(22)에 의해 슬리브부(14)와 허브 연장부(H)의 축 상의 상대적 위치가 결정되는 것이 바람직하다. 각각 인접하여 축 상의 상대위치를 결정하도록 구성된 (리브부(8)와 샤프트 측 말단면(9), 혹은 나사 부분(12)과 리세스 말단면처럼) 면특성의 대안적인 쌍을 조사하기에 쉽지 않다.

도 3에서는 커넥터의 또 다른 실시예의 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 이 실시예에서는 임펠러(1)의 허브 연장부(H)에는 중앙 리세스가 존재하지 않는다. 결과적으로, 커넥터에는 삽입부도 존재하지 않는다. 대신에, 커넥터의 나사 부분(12)이 리브부(8)의 방사상 내측 말단에 위치하고 있다. 커넥터의 중앙부(10)는 결국 방사상 내측이고 슬리브부(14)의 샤프트 측 말단에 형성된다. 이는 엄격한 오차한계의 슬리브부(14)의 간섭면을 제조하기 용이하게 하는 반면, 결과적으로 축 상으로 더 긴 배치를 만들어낸다.

도 4에서는 커넥터의 또 다른 실시예의 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 이 실시예에서 커넥터의 나사 부분(12)은 샤프트(2)에 형성된 원통형 리세스에 끼워지는 원통형 돌기로 형성된다. 나사 부분(12)은 돌기의 방사상 외측면의 나사산을 포함하는 반면, 이에 상응하는 샤프트(2)의 나사 부분(7)은 원통형 리세스 주위에 형성되고, 방사상 내측으로 면하는 표면에 나사산이 형성된다.

도 5에서는 커넥터의 또 다른 실시예에서, 슬리브부와 임펠러 케이싱의 섹션 사이의 밀봉을 보여주는 확대 도면이다. 이 경우에, 밀봉링에 의해 형성되는 밀봉 대신에, 슬리브부(14)와 케이싱의 섹션(15)은 래비린드 실을 형성하도록 맞물리는 가공된 홈을 포함하는 체결면(19)을 포함한다.

도 6에서는 커넥터의 또 다른 실시예의 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 이 실시예는, 샤프트(2)가 2개의 중앙부(5a, 5b)를 가지고 있고 커넥터가 2개의 상응하는 중앙부(10a, 10b)를 가지고 있다는 점을 제외하면, 첫번째 실시예와 유사하다. 샤프트(2)와 커넥터의 나사 부분(7, 12)은 체결되는 중앙부의 짝 사이에서축 상 배치되며, 샤프트와 커넥터의 각각 위에서, 임펠러 쪽으로 갈수록 나사 부분과 중앙부 각각의 직경이 감소한다. 첫번째 실시예와 더욱 다른 점은 나사가 점점 가늘어져서, 나사결합하는 나사 부분(7, 12)만이 임펠러(1)와 샤프트(2) 사이에 회전 고정 연결을 형성한다는 점이다.

도 7에서는 커넥터의 또 다른 실시예의 단면을 개략적으로 도시하고 있다. 이 실시예는 커넥터보다는 임펠러에 의해 샤프트 중앙부(5b)와 체결되는 임펠러 측 중앙부(10b)가 형성된다는 점을 제외하면, 도 6의 실시예와 유사하다.

본 발명은 상기 실시예와 관련하여 기술되었으나, 본 기재에 의한 균등한 수정이나 변형은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 상기 전술한 실시예는 예시적인 것이며, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 기재된 실시예에 대한 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

여기에서 인용되는 모든 참조문헌들이 참조로써 채택된다.

Claims

임펠러(1)를 샤프트(2)에 연결하는 커넥터로서, 상기 커넥터는 일체의 바디로 형성되며, 상기 커넥터는;
상기 임펠러의 샤프트 측 허브 연장부(hub extension)(H)의 방사상 외측면에 마찰 연결되는 슬리브부(sleeve portion)(14), 및
상기 샤프트의 상응하는 나사 부분(7) 상에서 나사 운동하는 나사산(thread)을 수반하는 나사 부분(12)을 포함하여, 상기 커넥터가 상기 임펠러와 상기 샤프트 사이의 회전 고정 연결을 제공하고; 그리고
상기 허브 연장부는 중앙 리세스(recess)를 가지고, 상기 커넥터의 일부(3)가 상기 리세스로 삽입되고; 그리고
상기 슬리브부와 상기 허브 연장부의 방사상 외측면 사이의 마찰 연결은, 사용 시, 상기 샤프트와 상기 임펠러 사이의 실질적으로 모든 토크를 전달하는,
커넥터.
제 1항에 있어서,
상기 커넥터는, 오직 상기 허브 연장부의 상기 방사상 외측면에서만 상기 임펠러에 접하도록 구성된,
커넥터.
제 1항에 있어서,
상기 허브 연장부는 말단면(22)을 가지고, 상기 커넥터는 상기 말단면(22)에 맞닿는 어벗먼트부(abutment portion)(21)를 가지는,
커넥터.
제 3항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 허브 연장부의 상기 방사상 외측면과 상기 허브 연장부의 말단면에서만 상기 임펠러에 접하도록 구성된,
커넥터.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리세스로 삽입되는 상기 커넥터의 상기 일부는 상기 커넥터의 상기 나사 부분을 포함하는,
커넥터.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 임펠러 소재보다 더 큰 강성을 가지면서 상기 임펠러 소재보다 더 작은 열팽창계수를 가지는 소재로 이루어지는,
커넥터.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬리브부가 상기 허브 연장부의 축 길이의 적어도 50% 너머 연장되는,
커넥터.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커넥터 및/또는 임펠러는 하나 또는 그보다 많은 중심부(5; 5a, 5b)와 체결하는 각각의 체결면을 가지는 하나 또는 그보다 많은 중심부(10; 10a, 10b; 10a, 10b')를 포함하고, 상기 커넥터의 상기 나사 부분과 상기 커넥터 및/또는 상기 임펠러의 상기 중심부가 상기 임펠러의 축을 따라 분포하는,
커넥터.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 임펠러는 케이싱을 포함하고, 상기 슬리브부는 상기 케이싱의 섹션(15)과 밀봉을 형성하는,
커넥터.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬리브부는 그의 방사상 외측면에서 환형의 오일 쓰로워 형성부(oil thrower formation)(R)로 형성되거나, 또는 이를 수반하는,
커넥터.
샤프트 측 허브 연장부를 포함하고 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 커넥터와 피팅되고, 상기 커넥터의 상기 슬리브부는 허브 연장부의 방사상 외측면에서 마찰 연결되는,
임펠러.
제 11항에 있어서,
상기 임펠러는 금속 임펠러인,
임펠러.
제 11항 또는 제 12항에 있어서,
상기 임펠러는 상응하는 나사 부분을 가지는 샤프트에 연결되고, 상기 커넥터의 상기 나사 부분의 상기 나사산은 상기 샤프트의 상응하는 상기 나사 부분에 나사연결되는,
임펠러.
제 13항에 따른 상기 임펠러와 상기 샤프트에 연결된,
터보차저.