CN105683502B - 旋转体以及该旋转体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种旋转体以及该旋转体的制造方法,在所述旋转体中,在旋转轴与叶轮嵌合的紧固嵌合部,即使在高速旋转时也不会在旋转轴与叶轮之间产生间隙,因此旋转轴与叶轮的中心位置不发生偏移。旋转体(1)具有旋转轴(2)、叶轮(3)、螺母(6),叶轮具有:轮毂部(4),其具有相对于旋转轴的轴向倾斜的周面(4s)以及被插入旋转轴的插入孔(4h);叶片部(5),在旋转轴以及轮毂部的插入孔的至少任一方形成旋转轴的外径大于轮毂部的插入孔的内径且用于在旋转轴将叶轮嵌合的紧固嵌合部(10),并且,在旋转轴与叶轮嵌合的状态下,紧固嵌合部在旋转轴的轴向上形成在不包含轮毂部的外径最大的最大外径部(4B)的位置。
Description
技术领域
本公开涉及由旋转轴以及与该旋转轴的一端侧嵌合的叶轮构成的旋转体以及该旋转体的制造方法。
背景技术
以往,作为提高发动机输出的技术,已知利用涡轮增压器或机械增压器等增压装置压缩吸气,并将压缩的该吸气向发动机供给的方法(增压),并广泛应用于车辆用发动机等。
增压装置具有压缩旋转体,所述压缩旋转体由旋转轴以及与该旋转轴的一端侧嵌合的压缩叶轮构成。并且,该压缩旋转体被同轴设置的涡轮叶轮和电动马达等高速旋转,由此压缩吸气。
通常,通过将分别制作并各自实施了平衡调整的旋转轴与压缩叶轮一体组合来制造压缩旋转体。
以往,压缩旋转体的组装通过采用被称作“间隙嵌合”(松动嵌合)的方法进行。间隙嵌合是指,将轴的外径设定成小于嵌合孔的内径的方法。该方法由于在旋转轴与压缩叶轮之间形成微小间隙,所以旋转轴与压缩叶轮的中心位置有可能偏移相当于该间隙的量而被组装。如果组装成两者的中心位置偏移,则由于旋转体的重心从中心位置偏移,所以在高速旋转时在压缩旋转体作用有偏心负荷,成为产生损坏、杂音等的原因。虽然在之后的平衡调整(加工)中消除该旋转体的重心与中心位置的偏移,但如果偏移量过大,仅凭加工无法消除,需要进行分解再组装。
为了解决上述问题,考虑过采用被称作“紧固嵌合”的方法将旋转轴与压缩叶轮进行组装。紧固嵌合是指,将轴的外径设定成大于嵌合孔的内径的方法。由于轴比孔大,所以能够通过压入、将压缩叶轮加热的热嵌合、或者将旋转轴冷却的冷嵌合等方法进行组装。
例如在专利文献1中,公开了有关通过紧固嵌合将旋转轴与压缩叶轮一体组装的技术的发明,所述紧固嵌合是指将旋转轴的一部分的外径形成为稍大于压缩叶轮的插入孔的内径,并将该旋转轴的大径部分嵌合于压缩叶轮的插入孔。
此外,在专利文献2中,公开了有关通过紧固嵌合将旋转轴与压缩叶轮一体组装的技术的发明,所述紧固嵌合是指将螺合于旋转轴的一端侧的螺母的一部分的外径形成为比叶轮的插入孔的内径稍大,将该螺母的大径部分嵌合于叶轮的插入孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)专利第4432638号公报
专利文献2:(日本)特开2013-142359号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而在上述专利文献1中,旋转轴的大径部分在旋转轴的轴向上形成在包含压缩叶轮的轮毂外径成为最大的最大外径部分的位置(专利文献1的图2)。轮毂外径最大的部分在高速旋转时作用有最大的离心力,所以旋转时有可能在压缩叶轮的插入孔与旋转轴之间产生间隙。因此,在专利文献1的上述结构中,旋转轴与压缩叶轮的中心位置在高速旋转时有可能发生偏移。
此外,在上述专利文献2中,不是旋转轴与叶轮嵌合,而是螺合于旋转轴端部的螺母与叶轮嵌合。在专利文献2的上述结构中,由于旋转轴与叶轮不直接嵌合而在两者之间形成间隙,所以在高速旋转时,旋转轴与叶轮的中心位置有可能发生偏移。
本发明的至少一实施方式是鉴于前述现有的课题而做出的发明,其目的在于,在旋转轴与叶轮嵌合的紧固嵌合部中,即使在高速旋转时也不在旋转轴与叶轮之间产生间隙,因而提供旋转轴与叶轮的中心位置不发生偏移的旋转体以及该旋转体的制造方法。
用于解决课题的技术方案
本发明的至少一实施方式,
(1)
一种旋转体,具有
旋转轴、
与所述旋转轴的一端侧嵌合的叶轮、
与所述旋转轴的一端侧螺合并将所述旋转轴与所述叶轮紧固的螺母,
所述叶轮具有:轮毂部,其具有相对于所述旋转轴的轴向倾斜的周面以及插入所述旋转轴的插入孔;叶片部,其从该轮毂部的周面朝径向突出设置,
在所述旋转轴以及所述轮毂部的插入孔的至少任一方形成有用于将所述叶轮与所述旋转轴嵌合的紧固嵌合部,所述紧固嵌合部以所述旋转轴的外径大于所述轮毂部的插入孔的内径的方式形成,并且,
在所述旋转轴与所述叶轮嵌合的状态下,所述紧固嵌合部在所述旋转轴的轴向上形成于不包含最大外径部的位置,所述最大外径部是所述轮毂部的外径最大的部位。
根据(1)所述的旋转体,在旋转轴与叶轮嵌合的状态下,旋转轴与叶轮嵌合的部分即紧固嵌合部在旋转轴的轴向上形成在不包含轮毂部的外径最大的最大外径部的位置。即,在高速旋转时作用有最大离心力的部分不形成紧固嵌合部。因此,在紧固嵌合部,在旋转轴与叶轮之间难以产生离心力的作用所引起的间隙,所以能够使旋转轴与叶轮的中心位置难以偏移。
(2)在某些实施方式中,所述紧固嵌合部由在轮毂部的插入孔形成且内径比该插入孔的其它部分小的小径孔部构成。
如(2)所述的旋转体,紧固嵌合部由在轮毂部的插入孔形成的小径孔部构成。因此,在例如采用压入等机械方法将旋转轴与叶轮进行组装时,与紧固嵌合部形成在旋转轴的情况相比,能够缩短需要压入负荷的移动距离(叶轮的小径孔部与旋转轴之间的滑动距离)。因此,旋转体的组装性优异,而且能够降低由于紧固嵌合部滑动而可能在旋转轴以及叶轮产生的损伤等发生的风险。
(3)在某些实施方式中,所述紧固嵌合部由在旋转轴形成且外径比该旋转轴的其它部分大的大径部构成。
紧固嵌合部的过盈量的量级是例如10μm以下的程度,非常小,所以与在插入孔的内周面设置小径孔部相比,在旋转轴的外周面形成大径部将更容易进行加工以及检查。因此,根据(3)所述的旋转体,与紧固嵌合部在叶轮的插入孔形成的情况相比,更容易维持紧固嵌合部的加工精度。
(4)在某些实施方式中,所述紧固嵌合部由在轮毂部的插入孔形成且内径比该插入孔的其它部分小的小径孔部和在旋转轴形成且外径比该旋转轴的其它部分大的大径部这两部分构成。
如(4)所述的旋转体,能够得到由在轮毂部的插入孔形成的小径孔部构成所述紧固嵌合部的效果和由在旋转轴形成的大径部构成紧固嵌合部的效果。
此时,先形成在插入孔形成的小径孔部,之后形成旋转轴的大径部,利用大径部的外径进行紧固嵌合部的过盈量的调整,由此能够回避在插入孔形成小径孔部时的课题即加工精度的问题。
(5)在某些实施方式中,在所述(2)的旋转体中,所述小径孔部由在轮毂部的插入孔的内周面形成的压入痕的痕边形成。
(6)此外,在某些实施方式中,在所述(3)的旋转体中,所述大径部由在旋转轴的外周面形成的压入痕的痕边形成。
紧固嵌合部的过盈量特别小,是数μm的程度。当在材料表面采用凹陷加工等方法形成压入痕时,产生微米级的飞边部(痕边)。由此,如(5)、(6)所述的旋转体,通过利用伴随压入痕形成的极微小的形状变化,能够形成紧固嵌合部的极微小的过盈量。
(7)在某些实施方式中,在所述(2)的旋转体中,所述小径孔部形成为,表面粗糙度比插入孔的其它部分大。
(8)此外,在某些实施方式中,在所述(3)的旋转体中,所述大径部形成为,表面粗糙度比旋转轴的其它部分大。
根据(7)、(8)所述的旋转体,通过增大紧固嵌合部的表面粗糙度来提高摩擦系数,能够抑制高速旋转时的旋转轴与叶轮的轴向的偏移以及与之伴随的旋转轴与叶轮的的中心位置的偏移。
此时,通过使表面粗糙度(中心线平均粗糙度)与紧固嵌合部的高低差相等,能够利用表面粗糙度形成紧固嵌合部的高低差,所以在加工性方面优异。
(9)在某些实施方式中,在所述旋转轴与所述叶轮嵌合的状态下,所述紧固嵌合部在旋转轴的轴向上与螺母分离形成。
在紧固嵌合部中,在旋转轴与叶轮之间产生防止轴向偏移的摩擦力。另一方面,在螺母与紧固嵌合部之间作用有相当于螺母的夹持力的轴力。当螺母与紧固嵌合部之间的距离过短时,与螺母的头下部分对应的部分的长度变短,由于轴力而变形的量减小,所以螺母容易产生松动。因此,根据(9)所述的旋转体,通过使紧固嵌合部与螺母分离形成,能够确保螺母的头下部分的长度,防止螺母的松动。
(10)在某些实施方式中,在所述(9)的旋转体中,在旋转轴与叶轮嵌合的状态下,所述紧固嵌合部在旋转轴的轴向上形成在包含轮毂部的轴向中心位置的位置。
根据(10)所述的旋转体,能够确保螺母的头下部分的适当长度,而且能够以避开在高速旋转时作用有最大的离心力的部分的方式形成紧固嵌合部。
(11)在某些实施方式中,通过所述轮毂部的插入孔被压入旋转轴,叶轮在紧固嵌合部与旋转轴嵌合。
除了压入之外,上述的(1)~(10)的旋转体也采用将叶轮加热的热嵌合、将旋转轴冷却的冷嵌合等方法组装。特别地,如所述的(11)的旋转体,通过采用压入将旋转轴与压缩叶轮嵌合,能够在不使旋转轴与压缩叶轮发生热变形的情况下将两者嵌合,所以不会发生在热嵌合、冷嵌合中所担心的热变形导致的螺母的松动等问题。
在上述的(1)~(10)的旋转体中,尤其在上述(2)的旋转体,如前所述,能够缩短需要压入负荷的移动距离(叶轮的小径孔部与旋转轴之间的滑动距离),所以成为适于压入的构造。
另外,在上述(11)的旋转体中,通过缩短紧固嵌合部的长度,降低压入时的滑动摩擦,能够使之成为适于压入的构造。在此,当将轮毂部的轴向长度设为L1,将紧固嵌合部的轴向长度设为L2时,如果使L2/L1为1/2~1/6,并且优选1/3~1/5的范围,则不仅能够将旋转轴与叶轮可靠地嵌合,还能够降低压入时的滑动摩擦。
此外,本发明的至少一实施方式,
(12)一种旋转体的制造方法,其特征在于,
所述旋转体具有
旋转轴、
与所述旋转轴的一端侧嵌合的叶轮、
与所述旋转轴的一端侧螺合并将所述旋转轴与所述叶轮紧固的螺母,
所述叶轮具有:轮毂部,其具有相对于所述旋转轴的轴向倾斜的周面以及插入所述旋转轴的插入孔;叶片部,其从该轮毂部的周面朝径向突出设置,
在所述旋转轴以及所述轮毂部的插入孔的至少任一方形成有用于将所述叶轮与所述旋转轴嵌合的紧固嵌合部,所述紧固嵌合部以所述旋转轴的外径大于所述轮毂部的插入孔的内径的方式形成,
所述旋转体的制造方法包括嵌合工序,所述嵌合工序将所述旋转轴插入所述轮毂部的插入孔,以所述紧固嵌合部在所述旋转轴的轴向上形成在不包含最大外径部的位置的方式使所述旋转轴与所述叶轮在所述紧固嵌合部嵌合,所述最大外径部是所述轮毂部的外径最大的部位。
根据(12)所述的旋转体的制造方法,包括在紧固嵌合部将旋转轴与叶轮嵌合的嵌合工序,在旋转轴与叶轮嵌合的状态下,作为旋转轴与叶轮嵌合的部分,紧固嵌合部在旋转轴的轴向上形成在不包含最大外径部的位置,所述最大外径部是轮毂部的外径最大的部位。即,经过这样的嵌合工序制造的旋转体,由于在高速旋转时作用有最大的离心力的部分没有形成紧固嵌合部,所以在紧固嵌合部,即使在高速旋转时旋转轴与叶轮之间也不会产生间隙。因此,旋转轴与叶轮的中心位置难以偏移。
(13)在某些实施方式中,还包括紧固工序,所述紧固工序在所述嵌合工序之后将螺母从旋转轴的一端侧拧紧来将旋转轴与叶轮紧固。
(14)在某些实施方式中,在上述(13)的旋转体的制造方法中,所述嵌合工序为压入嵌合工序,所述压入嵌合工序通过将轮毂部的插入孔压入旋转轴,在紧固嵌合部将旋转轴与叶轮嵌合。
发明的效果
根据本发明的至少一实施方式,在旋转轴与叶轮嵌合的紧固嵌合部中,即使在高速旋转时也不会在旋转轴与叶轮之间产生间隙,因此,能够提供旋转轴与叶轮的中心位置不偏移的旋转体以及该旋转体的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的旋转体的剖视图。
图2是应用了本发明一实施方式的旋转体的增压装置的部分剖视图。
图3是用于说明旋转轴的大径部(紧固嵌合部)的尺寸关系的剖视图。
图4是用于说明本发明一实施方式的旋转体的组装工序的图。
图5是表示本发明的一实施方式的旋转体的剖视图。
图6是用于说明插入孔的小径孔部(紧固嵌合部)的尺寸关系的剖视图。
图7是表示本发明一实施方式的旋转体的剖视图。
图8是紧固嵌合部的放大剖视图,(a)是构成紧固嵌合部的大径部的放大剖视图,(b)是构成紧固嵌合部的小径孔部的放大剖视图。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式,基于附图更详细地进行说明。
但是,本发明的范围不限于以下的实施方式。在以下的实施方式中记载的结构部品的尺寸、材质、形状、其相对配置等,只不过是说明例,并不将本发明的范围限定于此。
图1是表示本发明一实施方式的旋转体的剖视图。
本发明一实施方式的旋转体1例如是通过高速旋转压缩吸气的压缩旋转体1A。如图1所示,压缩旋转体1A由旋转轴2、与旋转轴2的一端侧嵌合的压缩叶轮3、将旋转轴2与压缩叶轮3紧固的螺母6构成。并且,该压缩旋转体1A通过同轴设置的未图示的涡轮叶轮或电动马达等高速地旋转,由此,将吸气压缩。
压缩叶轮3由轮毂部4和叶片部5构成。轮毂部4形成为将圆锥体的顶部与底面平行地切断的截头圆锥状。在轮毂部4的中央部形成有轴向贯通的插入孔4h(参照图3)。轮毂部4的周面4s形成为相对于旋转轴2的轴向(将中心轴以CL表示)倾斜,其直径从顶面(前端面4a)朝着底面(背面4b)平缓地增大。图中的附图标记4B表示轮毂部4中其外形最大的最大外径部。并且,叶片部5从轮毂部4的周面4s朝径向突出,在轮毂部4的周向以规定的间隔设置多个。
在旋转轴2的一端侧形成有在外周面2s以螺旋状实施了槽加工的凸螺纹部2B,螺母6与该凸螺纹部2B螺合。并且,在旋转轴2的中央部附近形成有直径比旋转轴2的一端侧大的台阶部2C。
此外,在图示的实施方式中,在旋转轴2的一端侧的稍微离开凸螺纹部2B的位置形成有外径比该旋转轴2的其它部分大的大径部2A。在图示的实施方式中,该大径部2A构成将旋转轴2与压缩叶轮3嵌合的紧固嵌合部10。
图2是应用了本发明一实施方式的旋转体的增压装置的部分剖视图。
压缩旋转体1由止推轴承12以及未图示的轴颈轴承可旋转地支承,所述止推轴承12在轴承套10收纳有旋转轴2。在此,附图标记14A表示安装于旋转轴2的外周面的止推衬套,附图标记14B表示安装于旋转轴2的外周面的止推环,附图标记16表示用于向各轴承供给润滑油的润滑油通道。
图3是用于说明旋转轴的大径部(紧固嵌合部)的尺寸关系的图。
与旋转轴2的其它部分的外径d1相比,所述大径部2A的外径d2在半径上大相当于高低差T的量(d2=d1+2T)。并且,轮毂部4的插入孔4h的内径d3大于旋转轴2的其它部分的外径d1,且小于大径部2A的外径d2(d2>d3>d1)。该高低差T的大小例如是数μm~数十μm的程度。此外,图3中的附图标记L1表示轮毂部4的轴向长度、附图标记L2表示大径部2A的轴向的长度。
图4是用于说明本发明一实施方式的旋转体的组装工序的剖视图。
如图4(a)所示,在图示的实施方式中,在止推衬套14A以及止推环14B被安装在旋转轴2的状态下,轮毂部4的插入孔4h从旋转轴2的一端侧被压入。止推环14B以其背面与台阶部2C抵接的状态安装在旋转轴2。止推衬套14A以其背面与止推环14B的顶端部抵接的状态安装在旋转轴2。并且,压缩叶轮3被插入旋转轴2,直至轮毂部4的背面4b与止推环14B的顶端部抵接的位置。于是,旋转轴2与压缩叶轮3在紧固嵌合部10被嵌合(压入嵌合工序)。
图1中的附图标记X1表示在作用有压入负荷的状态下插入孔4h插入旋转轴2时的移动距离。
在此,作为轮毂部4的插入孔4h插入旋转轴2的方法,由于旋转轴2的外径d2大于插入孔4h的内径d3,所以除了上述的压入之外,可采用将压缩叶轮3加热的热嵌合、将旋转轴2冷却的冷嵌合等各种公知的紧固嵌合方法(嵌合工序)。
然后,如图4(b)所示,从旋转轴2的一端侧将螺母6拧紧,通过按压轮毂部4的前端面4a,将旋转轴2与压缩叶轮3紧固(紧固工序)。此时,通过在螺母6与轮毂部4的前端面4a之间穿插垫片7,能够将旋转轴2与压缩叶轮3稳定紧固,并且还能够实现防止螺母6松动的效果。
由此,在本发明的至少一实施方式的压缩旋转体1中,如图1所示,在旋转轴2与压缩叶轮3嵌合的状态下,所述大径部2A(紧固嵌合部10)在旋转轴2的轴向上形成在不包含轮毂部4的外径最大的最大外径部4B的位置。即,轮毂部4中外径最大的是背面4b侧,紧固嵌合部10在从该背面4b朝着旋转轴2的一端侧沿轴向分离的位置形成。
根据这样的压缩旋转体1,在高速旋转时作用有最大离心力的部分(外径最大的最大外径部4B)不形成紧固嵌合部10。因此,在紧固嵌合部10中,难以在旋转轴2与压缩叶轮3之间产生离心力的作用所导致的间隙,所以能够使旋转轴2与压缩叶轮3的中心位置难以偏移。
图5是表示本发明一实施方式的旋转体的剖视图。
在某些实施方式中,如图5所示,所述紧固嵌合部10由在轮毂部4的插入孔4h形成的、内径比该插入孔4h的其它部分小的小径孔部4A构成。
图6是用于说明插入孔的小径孔部(紧固嵌合部)的尺寸关系的剖视图。
与插入孔4h的其它部分的内径d3相比,小径孔部4A的内径d2在半径上小相当于高低差T的量(d2=d3-2T)。此外,旋转轴的外径d1小于插入孔4h的内径d3,且大于小径孔部4A的内径d2(d3>d2>d1)。该高低差T的大小例如是数μm~数十μm的程度。
与所述实施方式的压缩旋转体1A相同地,图5所示的实施方式中的旋转体1B例如将轮毂部4的插入孔4h压入旋转轴2,由此,旋转轴2与压缩叶轮3在紧固嵌合部10嵌合。
图5中的附图标记X2表示在作用有压入负荷的状态下插入孔4h插入旋转轴2时的移动距离。
根据上述实施方式的旋转体1B,紧固嵌合部10由在轮毂部4的插入孔4h形成的小径孔部4A构成。因此,在例如采用压入等机械方法组装旋转轴2与压缩叶轮3时,与紧固嵌合部10由旋转轴2的大径部2A构成的情况相比,能够缩短需要压入负荷的移动距离(压缩叶轮3的小径孔部4A与旋转轴2之间的滑动距离)。因此,在旋转体1B的组装性方面优异,并且,由于紧固嵌合部10进行滑动,所以能够降低在旋转轴2及压缩叶轮3产生的损伤等风险可能性。
此外,在某些实施方式中,如在图1所说明,紧固嵌合部10由在旋转轴2形成的、外径比该旋转轴2的其它部分大的大径部2A构成。
紧固嵌合部10的过盈量的量级例如是10μm以下的非常小的程度,所以与在插入孔4h的内周面4hs设置小径孔部4A相比,在旋转轴2的外周面2s形成大径部2A在加工以及检查方面更加容易。因此,与紧固嵌合部10在压缩叶轮3的插入孔4h形成的图5所示的旋转体1B相比,图1所示的旋转体1A更容易维持紧固嵌合部10的加工精度。
图7是表示本发明一实施方式的旋转体的剖视图。
在某些实施方式中,如图7所示,所述紧固嵌合部10由形成在轮毂部4的插入孔4h且内径比该插入孔4h的其它部分小的小径孔部4A、和形成在旋转轴2且外径比该旋转轴2的其它部分大的大径部2A构成。
根据上述实施方式的旋转体1C,能够得到前述的紧固嵌合部10由在轮毂部4的插入孔4h形成的小径孔部4A构成的效果和紧固嵌合部10由在旋转轴2形成的大径部2A构成的效果。
此时,在插入孔4h形成的小径孔部4A先形成,之后形成旋转轴2的大径部2A,以大径部2A的外径进行针对紧固嵌合部10的过盈量的调整,由此,能够回避在插入孔4h形成小径孔部4A时的课题,即加工精度的问题。
图8是紧固嵌合部的放大剖视图,(a)是构成紧固嵌合部的大径部的放大剖视图,(b)是构成紧固嵌合部的小径孔部的放大剖视图。
在某些实施方式中,如图8(a)所示,在图1所示的旋转体1A中,所述大径部2A由在旋转轴2的外周面2s形成的压入痕20A、20B、20C的痕边22a,22b,22c,22d形成。
此外,在某些实施方式中,如图8(b)所示,在图5所示的旋转体1B中,所述小径孔部4A由在轮毂部4的插入孔4h的内周面4s形成的压入痕20A、20B、20C的痕边22a,22b,22c,22d形成。
紧固嵌合部10的过盈量特别小,是数μm的程度。当在材料表面采用凹陷加工(ディンプル加工)等方法形成压入痕20时,产生微米级的飞边部(痕边22)。因此,根据这样的实施方式,通过利用伴随压入痕20形成的极微小的形状变化,能够形成紧固嵌合部10中极微小的过盈量。
在某些实施方式中,在图1所示的旋转体1A中,与旋转轴2的其它部分相比,所述大径部2A的表面粗糙度更大。
此外,在某些实施方式中,在图5所示的旋转体1B中,与插入孔4h的其它部分相比,所述小径孔部4A的表面粗糙度更大。
根据这样的实施方式,通过增大紧固嵌合部10的表面粗糙度来提高摩擦系数,能够抑制高速旋转时的旋转轴2与压缩叶轮3在轴向上的偏移以及与之伴随的旋转轴2与压缩叶轮3的中心位置的偏移。
此时,通过使表面粗糙度(中心线平均粗糙度)与紧固嵌合部10的高低差T相等,能够利用表面粗糙度形成紧固嵌合部10的高低差T,所以能够制造加工性优异的旋转体。
在某些实施方式中,如图1以及图5所示,在旋转轴2与压缩叶轮3嵌合的状态下,所述紧固嵌合部10在旋转轴2的轴向上与螺母6分离形成。
在紧固嵌合部10中,在旋转轴2与压缩叶轮3之间产生防止轴向偏移的摩擦力。另一方面,在螺母6与紧固嵌合部10之间作用有相当于螺母6的夹持力的轴力。如果螺母6与紧固嵌合部10之间的距离过短,则与螺母6的头下(首下)部分对应的部分的长度变短,由于轴力而变形的量减小,所以螺母6容易产生松动。因此,如图1以及图5所示的旋转体1A、1B,通过使紧固嵌合部10与螺母6分离形成,能够确保螺母6的头下部分的长度,从而防止螺母6的松动。
在某些实施方式中,如图1以及图5所示,在旋转轴2与压缩叶轮3嵌合的状态下,所述旋转体1A、1B的紧固嵌合部10在旋转轴2的轴向上形成在包含轮毂部4的轴向中心位置的位置。
即,如图1以及图5所示,在旋转轴2与压缩叶轮3嵌合的状态下,所述旋转体1A、1B的紧固嵌合部10以位于轮毂部4的轴向长度L的1/2L的位置(图中的X-X位置)的方式形成。
根据这样的实施方式,能够确保螺母6的头下部分的适当长度,同时能够避开在高速旋转时作用有最大离心力的部分而形成紧固嵌合部10。因此,能够使旋转轴2与压缩叶轮3的中心位置在紧固嵌合部10难以偏移,并且能够确保螺母6的头下部分的长度,防止螺母6的松动。
在某些实施方式中,如前所述,轮毂部4的插入孔4h被压入旋转轴2,由此,压缩叶轮3在紧固嵌合部10与旋转轴2嵌合。
本发明的旋转体1,除了压入之外,还可采用将压缩叶轮3加热的热嵌合、将旋转轴2冷却的冷嵌合等方法进行组装。特别地,如上述实施方式,通过压入将旋转轴2与压缩叶轮3嵌合,能够在不使旋转轴2与压缩叶轮3发生热变形的情况下将两者嵌合,所以不会发生在热嵌合、冷嵌合中所担心的热变形导致的螺母6的松动等问题。
以上,对于本发明优选的实施方式进行了说明,但本发明不限于前述的实施方式。例如也可以将前述实施方式进行组合,并且可在不脱离本发明的目的的范围内进行多种变更。
例如在前述实施方式中,旋转体1由旋转轴2、与旋转轴2的一端侧嵌合的压缩叶轮3、将旋转轴2与压缩叶轮3紧固的螺母6构成,是通过高速旋转压缩吸气的压缩旋转体1。然而,本发明的旋转体1并不限于此,例如,也可以是由旋转轴、与旋转轴的另一端侧嵌合的涡轮叶轮、将旋转轴与涡轮叶轮紧固的螺母构成的、利用排气能量高速旋转的涡轮旋转体。
工业实用性
本发明的至少一实施方式的旋转体,适合用作涡轮增压器的压缩旋转体或涡轮旋转体。
附图标记说明
1、1A~1C 旋转体(压缩旋转体)
2 旋转轴
2A 大径部(紧固嵌合部10)
2B 凸螺纹部
2C 台阶部
2s 外周面
3 压缩叶轮
4 轮毂部
4A 小径孔部(紧固嵌合部10)
4B 最大外径部
4h 插入孔
4hs 内周面
4s 周面
5 叶片部
6 螺母
7 垫片
10 轴承套
12 止推轴承
14A 止推衬套
14B 止推环
20、20A~20C 压入痕
22、22a~22c 痕边
Claims (13)
1.一种旋转体,其特征在于,具有
旋转轴、
与所述旋转轴的一端侧嵌合的叶轮、
与所述旋转轴的一端侧螺合并将所述旋转轴与所述叶轮紧固的螺母,
所述叶轮具有:轮毂部,其具有相对于所述旋转轴的轴向倾斜的周面以及插入所述旋转轴的插入孔;叶片部,其从该轮毂部的周面朝径向突出设置,
在所述旋转轴以及所述轮毂部的插入孔的至少任一方形成有用于将所述叶轮与所述旋转轴嵌合的紧固嵌合部,所述紧固嵌合部以所述旋转轴的外径大于所述轮毂部的插入孔的内径的方式形成,并且,
在所述旋转轴与所述叶轮嵌合的状态下,所述紧固嵌合部在所述旋转轴的轴向上形成于不包含最大外径部的位置,所述最大外径部是所述轮毂部的外径最大的部位,并且,在所述最大外径部的位置不形成所述紧固嵌合部,
在所述旋转轴与所述叶轮嵌合的状态下,所述紧固嵌合部在所述旋转轴的轴向上与所述螺母分离形成。
2.如权利要求1所述的旋转体,其特征在于,
所述紧固嵌合部由在所述轮毂部的插入孔形成且内径比该插入孔的其它部分小的小径孔部构成。
3.如权利要求1所述的旋转体,其特征在于,
所述紧固嵌合部由在所述旋转轴形成且外径比该旋转轴的其它部分大的大径部构成。
4.如权利要求1所述的旋转体,其特征在于,
所述紧固嵌合部由在所述轮毂部的插入孔形成且内径比该插入孔的其它部分小的小径孔部和在所述旋转轴形成且外径比该旋转轴的其它部分大的大径部这两部分构成。
5.如权利要求2所述的旋转体,其特征在于,
所述小径孔部由在所述轮毂部的插入孔的内周面形成的压入痕的痕边形成。
6.如权利要求3所述的旋转体,其特征在于,
所述大径部由在所述旋转轴的外周面形成的压入痕的痕边形成。
7.如权利要求2所述的旋转体,其特征在于,
所述小径孔部形成为,表面粗糙度比所述插入孔的其它部分大。
8.如权利要求3所述的旋转体,其特征在于,
所述大径部形成为,表面粗糙度比所述旋转轴的其它部分大。
9.如权利要求1所述的旋转体,其特征在于,
在所述旋转轴与所述叶轮嵌合的状态下,所述紧固嵌合部在所述旋转轴的轴向上形成在包含所述轮毂部的轴向中心位置的位置。
10.如权利要求1所述的旋转体,其特征在于,
通过所述轮毂部的插入孔被压入所述旋转轴,所述叶轮在所述紧固嵌合部与所述旋转轴嵌合。
11.一种旋转体的制造方法,其特征在于,
所述旋转体具有
旋转轴、
与所述旋转轴的一端侧嵌合的叶轮、
与所述旋转轴的一端侧螺合并将所述旋转轴与所述叶轮紧固的螺母,
所述叶轮具有:轮毂部,其具有相对于所述旋转轴的轴向倾斜的周面以及插入所述旋转轴的插入孔;叶片部,其从该轮毂部的周面朝径向突出设置,
在所述旋转轴以及所述轮毂部的插入孔的至少任一方形成有用于将所述叶轮与所述旋转轴嵌合的紧固嵌合部,所述紧固嵌合部以所述旋转轴的外径大于所述轮毂部的插入孔的内径的方式形成,
所述旋转体的制造方法包括嵌合工序,所述嵌合工序将所述旋转轴插入所述轮毂部的插入孔,以所述紧固嵌合部在所述旋转轴的轴向上形成在不包含最大外径部的位置且在所述最大外径部的位置不形成所述紧固嵌合部的方式使所述旋转轴与所述叶轮在所述紧固嵌合部嵌合,所述最大外径部是所述轮毂部的外径最大的部位,
在所述旋转轴与所述叶轮嵌合的状态下,所述紧固嵌合部在所述旋转轴的轴向上与所述螺母分离形成。
12.如权利要求11所述的旋转体的制造方法,其特征在于,
还包括紧固工序,所述紧固工序在所述嵌合工序之后将所述螺母从所述旋转轴的一端侧拧紧来将所述旋转轴与所述叶轮紧固。
13.如权利要求12所述的旋转体的制造方法,其特征在于,
所述嵌合工序为压入嵌合工序,所述压入嵌合工序通过将所述轮毂部的插入孔压入所述旋转轴,在所述紧固嵌合部将所述旋转轴与所述叶轮嵌合。
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