[发明专利]叶轮、旋转机械、涡轮增压器

说明书

该压缩机叶轮(3)具备：盘(22)，其呈圆盘状，以能够绕中心轴(C)旋转的方式设置；叶片(23)，其在盘(22)中朝向中心轴(C)方向的第一侧的盘面(22f)，在绕中心轴(C)的周向上隔开间隔地设有多个；盘(22)中朝向中心轴(C)方向的第二侧的背面(22r)在盘(22)的中央部的至少一部分具备凸曲面(25)，该凸曲面(25)朝中心轴(C)方向的第二侧凸出。

技术领域

本发明涉及叶轮、旋转机械、涡轮增压器。

背景技术

涡轮增压器的压缩机叶轮大多一体地具备固定于旋转轴上的盘、和设于盘的旋转轴的中心轴方向一方侧的表面上的多个叶片。就这种涡轮增压器而言，伴随高性能化，压缩机叶轮的旋转也高速化。

压缩机叶轮旋转时，作用有盘的自重产生的离心应力。为了减小该离心应力，将盘的外周侧在中心轴方向上减薄以抑制盘的外周部的质量，同时为了确保刚度，将盘的内周侧在中心轴方向上加厚。

例如，专利文献1中公开了如下结构，即，在盘的径向外周部的背面(设有叶片的表面的相反侧)设置锥部，从而减小盘的离心应力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平11－270491号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，伴随压缩机叶轮的旋转高速化，对作用于盘上的应力的影响变大。例如，为了相对于中心轴方向对压缩机叶轮进行定位，在压缩机叶轮的背面设有轴环等部件，该情况下，也会由于与该部件的接触而在压缩机叶轮的背面产生应力。对此，如果为了提升强度而强行将盘在中心轴方向上加厚，则将导致上述那样的离心应力的影响增大。

本发明的目的在于，提供能够减小盘背面的应力、提高可靠性的叶轮、旋转机械、涡轮增压器。

用于解决课题的技术方案

根据本发明的第一方面，叶轮具备：盘，其呈圆盘状，以能够绕中心轴旋转的方式设置；叶片，其在所述盘中朝向所述中心轴方向的第一侧的表面，在绕所述中心轴的周向上隔开间隔地设有多个。所述盘中朝向所述中心轴方向的第二侧的背面在所述盘的中央部的至少一部分具备凸曲面，该凸曲面朝所述中心轴方向的第二侧凸出。

根据这种结构，当在叶轮的盘的背面的至少中央部形成凸曲面时，在形成有凸曲面的部分，能够确保盘在径向上的厚度大。由此，能够提升盘的强度。

另外，在其他部件抵靠在盘的背面的情况下，能够减小相对于其他部件的接触面积，防止与其他部件的接触部位处的局部应力集中。

根据本发明的第二方面，叶轮也可以是，在第一方面的基础上，在所述凸曲面的径向外侧，连续地形成有外周凸曲面，该外周凸曲面朝所述中心轴方向的第二侧凸出，并以不同于所述凸曲面的曲率形成。

这样，通过在凸曲面的径向外侧连续地形成外周凸曲面，可抑制盘部的外周部在中心轴方向上的厚度，可抑制盘的外周部的质量。由此，能够抑制盘的自重产生的离心应力。

根据本发明的第三方面，叶轮也可以是，在第一方面的基础上，在所述凸曲面的径向外侧，连续地形成有凹曲面，该凹曲面朝所述中心轴方向的第二侧凹陷。

这样，可抑制盘部的外周部在中心轴方向上的厚度，可抑制盘的外周部的质量。由此，能够抑制盘的自重产生的离心应力。

根据本发明的第四方面，叶轮也可以是，在第一方面的基础上，在所述凸曲面的径向外侧，形成有锥面，该锥面与所述凸曲面的外周端部连续地沿切线方向延伸。

这样，可抑制盘部的外周部在中心轴方向上的厚度，可抑制盘的外周部的质量。由此，能够抑制盘的自重产生的离心应力。