(57)【要約】【課題】回転軸を分割することなく、回転軸を伝ってインペラに熱が伝達されるのを抑制することができるコンプレッサユニット及びターボチャージャを得る。【解決手段】ブッシュ５６の鍔部５６Ｂを、カラー４６の接触面４６Ａとインペラ３２との間に配置することで、カラー４６の接触面４６Ａからインペラ３２に熱が伝達されるのを抑制することができる。つまり、回転軸４２を長手方向に分割することなく、回転軸４２を伝ってインペラ３２に熱が伝達されるのを抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する回転機構の回転軸と、
前記回転軸が挿通する挿通孔が形成され、前記回転軸を介して前記回転機構から回転力が伝達されることで回転して流体を圧縮するインペラと、
前記回転軸の外周面に設けられ、前記回転軸の軸方向において前記インペラにおける前記挿通孔の挿入側に押し付けられる拡径部と、
前記回転軸の軸方向において前記拡径部と前記インペラとの間に配置され、前記拡径部から前記インペラに熱が伝達されるのを抑制する挿入側抑制部材と、
を備えるコンプレッサユニット。
【請求項２】
前記回転軸の軸方向から見て、前記挿入側抑制部材の外形縁は、前記拡径部において前記挿入側抑制部材と接触する接触部の外形縁に対して外側に配置されている請求項１に記載のコンプレッサユニット。
【請求項３】
前記挿通孔に挿通された前記回転軸の外周面と、前記インペラにおいて前記挿通孔を構成する内周面との間の少なくとも一部に配置され、前記回転軸から前記インペラに熱が伝達されるのを抑制する挿通側抑制部材を備える請求項１又は２に記載のコンプレッサユニット。
【請求項４】
前記挿通孔から突出した前記回転軸の先端側に取り付けられ、前記拡径部との間で前記インペラを挟み込む挟持部材と、
前記回転軸の軸方向において前記挟持部材と前記インペラとの間に配置され、前記インペラから前記挟持部材に熱が伝達されるのを抑制する突出側抑制部材と、
を備える請求項１〜３の何れか１項に記載のコンプレッサユニット。
【請求項５】
前記挿通孔に挿通された前記回転軸の外周面と、前記インペラにおいて前記挿通孔を構成する内周面との間の少なくとも一部には、空隙が形成されている請求項１〜４の何れか１項に記載のコンプレッサユニット。
【請求項６】
エンジンから排出される排気ガスの流力により回転する回転機構としてのタービンユニットと、
回転軸を介して前記タービンユニットから回転力が伝達され、前記エンジンに圧縮空気を供給する請求項１〜５の何れか１項に記載のコンプレッサユニットと、
を備えるターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を圧縮するコンプレッサユニット、及びこのコンプレッサユニットを備えたターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のターボチャージャには、タービンロータの回転力をインペラに伝達する回転軸が備えられている。この回転軸は、回転軸の軸方向に熱が伝達するのを抑制する断熱部を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３０９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回転軸は、断熱部を境にタービンロータ側とインペラ側とに分割されていた。このため、タービンロータ側とインペラ側とで回転軸の軸心がずれる、或いは、回転軸の強度不足が生じることが考えられる。
【０００５】
本発明の課題は、回転軸を分割することなく、回転軸を伝ってインペラに熱が伝達されるのを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係るコンプレッサユニットは、回転する回転機構の回転軸と、前記回転軸が挿通する挿通孔が形成され、前記回転軸を介して前記回転機構から回転力が伝達されることで回転して流体を圧縮するインペラと、前記回転軸の外周面に設けられ、前記回転軸の軸方向において前記インペラにおける前記挿通孔の挿入側に押し付けられる拡径部と、前記回転軸の軸方向において前記拡径部と前記インペラとの間に配置され、前記拡径部から前記インペラに熱が伝達されるのを抑制する挿入側抑制部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、インペラには、回転する回転機構の回転軸が挿通する挿通孔が形成されている。さらに、回転軸の外周面に設けられた拡径部が、回転軸の軸方向においてインペラにおける挿通孔の挿入側に押し付けられている。また、回転機構が回転すると回転軸を介して回転機構の回転力がインペラに伝達されてインペラが回転する。そして、インペラの回転により、流体が圧縮される。
【０００８】
また、回転機構側の回転軸の軸方向において拡径部とインペラとの間には、拡径部からインペラに熱が伝達されるのを抑制する挿入側抑制部材が配置されている。これにより、回転軸を分割することなく、回転軸を伝ってインペラに熱が伝達されるのを抑制することができる。
【０００９】
本発明の請求項２に係るコンプレッサユニットは、請求項１に記載のコンプレッサユニットにおいて、前記回転軸の軸方向から見て、前記挿入側抑制部材の外形縁は、前記拡径部において前記挿入側抑制部材と接触する接触部の外形縁に対して外側に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、軸方向から見て、挿入側抑制部材の外形縁は、拡径部材において挿入側抑制部材と接触する接触部の外形縁の外側に配置されている。このため、拡径部からインペラに熱が伝達されるのを効果的に抑制することができる。
【００１１】
本発明の請求項３に係るコンプレッサユニットは、請求項１又は２に記載のコンプレッサユニットにおいて、前記挿通孔に挿通された前記回転軸の外周面と、前記インペラにおいて前記挿通孔を構成する内周面との間の少なくとも一部に配置され、前記回転軸から前記インペラに熱が伝達されるのを抑制する挿通側抑制部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、回転軸の外周面と、インペラにおいて挿通孔を構成する内周面との間の少なくとも一部には、回転軸からインペラに熱が伝達されるのを抑制する挿通側抑制部材が配置されている。これにより、回転軸を伝って回転軸の外周面から、インペラに熱が伝達されるのを抑制することができる。
【００１３】
本発明の請求項４に係るコンプレッサユニットは、請求項１〜３の何れか１項に記載のコンプレッサユニットにおいて、前記挿通孔から突出した前記回転軸の先端側に取り付けられ、前記拡径部との間で前記インペラを挟み込む挟持部材と、前記回転軸の軸方向において前記挟持部材と前記インペラとの間に配置され、前記インペラから前記挟持部材に熱が伝達されるのを抑制する突出側抑制部材と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、挿通孔から突出した回転軸の先端側に取り付けられた挟持部材と拡径部との間に、インペラが挟み込まれている。さらに、回転軸の軸方向において、挟持部材とインペラとの間には、インペラから挟持部材に熱が伝達されるのを抑制する突出側抑制部材が配置されている。これにより、インペラから挟持部材への熱の伝達が抑制されることで、挟持部材からインペラによって圧縮される流体に熱が伝達されるのを抑制することができる。
【００１５】
本発明の請求項５に係るコンプレッサユニットは、請求項１〜４の何れか１項に記載のコンプレッサユニットにおいて、前記挿通孔に挿通された前記回転軸の外周面と、前記インペラにおいて前記挿通孔を構成する内周面との間の少なくとも一部には、空隙が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、挿通孔に挿通された回転軸の外周面と、インペラにおいて挿通孔を構成する内周面との間の少なくとも一部には、空隙が形成されている。これにより、回転軸を伝って回転軸の外周面から、インペラに熱が伝達されるのを抑制することができる。
【００１７】
本発明の請求項６に係るターボチャージャは、エンジンから排出される排気ガスの流力により回転する回転機構としてのタービンユニットと、回転軸を介して前記タービンユニットから回転力が伝達され、前記エンジンに圧縮空気を供給する請求項１〜５の何れか１項に記載のコンプレッサユニットと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、ターボチャージャは、エンジンに圧縮空気を供給する請求項１〜５の何れか１項に記載のコンプレッサユニットを備えている。これにより、回転軸を分割することなく、タービンユニットから回転軸を伝ってコンプレッサユニットのインペラに熱が伝達されるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回転軸を分割することなく、回転軸を伝ってインペラに熱が伝達されるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るコンプレッサユニットのインペラを示した断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るコンプレッサユニットのインペラを示した分解断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャを示した断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るターボチャージャと比較形態に係るターボチャージャとの評価結果をグラフで示した図面である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るターボチャージャの熱伝導解析の結果を示した図面である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るターボチャージャに対する比較形態に係るターボチャージャの熱伝導解析の結果を示した図面である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るコンプレッサユニットのインペラを示した断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るコンプレッサユニットのインペラを示した断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るコンプレッサユニットのインペラを示した断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るコンプレッサユニットのインペラを示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
【００２２】
（全体構成）
【００２３】
本発明の第１実施形態に係るコンプレッサユニット及びターボチャージャの一例について図１〜図６を用いて説明する。
【００２４】
本第１実施形態に係るターボチャージャ１０は、図３に示されるように、タービンユニット２０と、コンプレッサユニット３０と、タービンユニット２０とコンプレッサユニット３０とを連結する連結ユニット４０と、を備えている。そして、タービンユニット２０は、車のエンジン（図示省略）の排気通路１２の途中に配置され、コンプレッサユニット３０は、このエンジンの吸気通路１４の途中に配置されている。
【００２５】
タービンユニット２０には、筐体であるタービンハウジング２４が備えられ、コンプレッサユニット３０には、筐体であるコンプレッサハウジング５０が備えられ、連結ユニット４０には、コンプレッサハウジング５０とコンプレッサハウジング５０とを連結する連結ハウジング４４が備えられている。そして、タービンハウジング２４、連結ハウジング４４、及びコンプレッサハウジング５０は、図示せぬ固定具で互いに固定されている。
【００２６】
〔タービンユニット〕
【００２７】
タービンユニット２０は、前述したようにタービンハウジング２４を備えており、タービンハウジング２４は、内部が空洞とされている。このタービンハウジング２４内には、複数枚のタービン翼２３を有するタービンロータ２２が、円柱形状とされる回転軸４２によってタービンハウジング２４に回転可能に支持されている。
【００２８】
また、タービンロータ２２の回転軸４２の軸方向（図中矢印Ｃ方向：以下単に「軸方向」とする）は、タービンハウジング２４、連結ハウジング４４、及びコンプレッサハウジング５０の並び方向と同様とされている。
【００２９】
また、この回転軸４２の一端部側（図中右側）は、タービンハウジング２４内に配置されてタービンロータ２２に固定され、回転軸４２の中央部側は、連結ハウジング４４内に配置され、回転軸４２の他端部側は、コンプレッサハウジング５０内に配置されている。そして、タービンロータ２２と回転軸４２とは一体となって回転するようになっている。
【００３０】
さらに、タービンロータ２２に対して回転軸４２の径方向（図中矢印Ｄ方向：以下単に「径方向」とする）の外側には、排気通路１２を流れる排気ガスがタービンハウジング２４内に流入するための流入口２４Ａが形成されている。また、タービンロータ２２に対して軸方向の外側（図３に示す右側）には、タービンハウジング２４内でタービンロータ２２を回転させた後の排気ガスを排出するための排出口２４Ｂが形成されている。
【００３１】
〔連結ユニット〕
【００３２】
連結ユニット４０は、前述したように連結ハウジング４４を備えている。そして、この連結ハウジング４４には、回転軸４２を回転可能に支持する一対の支持部４４Ａが形成されている。
【００３３】
さらに、連結ハウジング４４には、循環するエンジンオイルが連結ハウジング４４内に流入するための流入口（図示省略）と、エンジンオイルを連結ハウジング４４内から排出するための排出口（図示省略）とが形成されている。そして、連結ハウジング４４内に流入したエンジンオイルは、支持部４４Ａに供給され、回転軸４２が滑らかに回転するように潤滑している。
【００３４】
〔コンプレッサユニット〕
【００３５】
コンプレッサユニット３０は、前述したようにコンプレッサハウジング５０を備えており、コンプレッサハウジング５０は、内部が空洞とされている。このコンプレッサハウジング５０内には、複数枚のインペラ翼３３を有するインペラ３２が、回転軸４２によって回転可能に支持されている。このインペラ３２は、アルミ合金で成形され、回転軸４２の他端側に固定されており、回転軸４２の回転に伴って回転するようになっている。
【００３６】
さらに、インペラ３２に対して軸方向の外側（図３に示す左側）には、大気圧の空気（流体の一例）がコンプレッサハウジング５０内に流入するための流入口５０Ａが形成されている。また、インペラ３２に対して径方向の外側には、高速回転するインペラ３２によって圧縮された圧縮空気がコンプレッサハウジング５０内から流出するための流出口５０Ｂが形成されている。流出口５０Ｂから流出した圧縮空気は、前述のエンジンに燃焼用の圧縮空気として供給されるようになっている。
【００３７】
なお、回転軸４２の他端側にインペラ３２を固定する構造については、詳細を後述する。
【００３８】
（全体構成の作用）
【００３９】
次に、ターボチャージャ１０の作用について説明する。
【００４０】
排気通路１２を流れる排気ガスは、流入口２４Ａからタービンハウジング２４内に流入してタービン翼２３に衝突する。これにより、タービンロータ２２が高速回転し、この回転力が回転軸４２を介してインペラ３２に伝達される。なお、タービンハウジング２４内でタービンロータ２２を回転させた後の排気ガスは、排出口２４Ｂから排出される。
【００４１】
回転軸４２を介して回転力が伝達されることで回転するインペラ３２は、流入口５０Ａからコンプレッサハウジング５０内に流入した大気圧の空気を圧縮して圧縮空気として流出口５０Ｂから流出させる。そして、流出口５０Ｂから流出した圧縮空気は、エンジンに燃焼用の圧縮空気として供給される。
【００４２】
（要部構成）
【００４３】
次に、回転軸４２の他端側にインペラ３２を固定する構造等について説明する。
【００４４】
〔インペラ〕
【００４５】
インペラ３２には、図１、図２に示されるように、軸方向に延びると共に回転軸４２が挿通される円柱形状の挿通孔３６が形成されている。この挿通孔３６は、回転軸４２が挿入される挿入側（図中右側：以下「挿入側」とする）の大径部３６Ａと、挿通された回転軸４２の先端側が突出する突出側（図中左側：以下「突出側」とする）で大径部３６Ａに比して小径化された小径部３６Ｂとから構成されている。
【００４６】
〔回転軸〕
【００４７】
円柱状とされた回転軸４２の外周面４２Ｂには、インペラ３２における挿通孔３６の挿入側と対向するように、拡径部の一例としてのカラー４６が挿入されて設けられている。このカラー４６は、連結ハウジング４４内からエンジンオイルがコンプレッサハウジング５０内に流入するのを抑制するシール部材として機能している。
【００４８】
さらに、回転軸４２が挿通孔３６に挿通された状態で、インペラ３２の突出側から突出する回転軸４２の先端側には、雄ネジ部４２Ａが形成されている。
【００４９】
〔ブッシュ〕
【００５０】
ブッシュ５６は、大径部３６Ａに挿入側から挿入される鍔付円筒状とされ、ブッシュ５８は、小径部３６Ｂに突出側から挿入される鍔付円筒状とされている。ブッシュ５６、５８は、インペラ３２の材料であるアルミ合金の熱伝導率より小さい熱伝導率の材料（例えばチタン合金やセラミック材）で成形されている。
【００５１】
ブッシュ５６は、円筒状の筒部５６Ａ（挿通側抑制部材の一例）と、鍔状の鍔部５６Ｂ（挿入側抑制部材の一例）とを有している。そして、ブッシュ５６が大径部３６Ａに挿入された状態で、筒部５６Ａの外周面と、大径部３６Ａを構成するインペラ３２の内周面３２Ａとが接触する。さらに、鍔部５６Ｂの裏面（インペラ３２側の面）と、挿通孔３６の挿入側に形成されたインペラ３２のザグリ面３２Ｃとが接触するようになっている。
【００５２】
また、回転軸４２が挿通孔３６に挿通された状態で、カラー４６のインペラ３２側に形成された接触部の一例としての接触面４６Ａと鍔部５６Ｂの表面とが接触するようになっている。そして、鍔部５６Ｂの外形縁は、軸方向から見て、接触面４６Ａの外形縁に対して外側に配置されている。
【００５３】
さらに、回転軸４２が挿通孔３６に挿通された状態で、回転軸４２の外周面４２Ｂと筒部５６Ａの内周面との間には、空隙６０が形成されるようになっている（図１参照）。
【００５４】
ブッシュ５６と同様に、ブッシュ５８は、円筒状の筒部５８Ａ（挿通側抑制部材の一例）と、鍔状の鍔部５８Ｂ（突出側抑制部材の一例）とを有している。そして、ブッシュ５８が小径部３６Ｂに挿入された状態で、筒部５８Ａの外周面と、小径部３６Ｂを構成するインペラ３２の内周面３２Ｂとが接触する。さらに、鍔部５８Ｂの裏面（インペラ３２側の面）と、挿通孔３６の突出側に形成されたインペラ３２の頂面３２Ｄとが接触するようになっている。
【００５５】
また、回転軸４２が挿通孔３６に挿通された状態で、回転軸４２の外周面４２Ｂと筒部５８Ａの内周面とは接触するようになっている（図１参照）。
【００５６】
〔その他〕
【００５７】
その他、インペラ３２を回転軸４２に固定するための部材として、インペラ３２から突出する回転軸４２の雄ネジ部４２Ａに締め込まれるナット６２が備えられている。このナット６２の外形縁は、軸方向から見て、鍔部５８Ｂの外形縁より内側に配置されている。
【００５８】
インペラ３２から突出する回転軸４２の雄ネジ部４２Ａにナット６２を締め込むことで、ナット６２とカラー４６とでインペラ３２が挟み込まれる。これにより、回転軸４２の他端側にインペラ３２が固定されるようになっている。
【００５９】
（要部構成の作用・効果）
【００６０】
排気ガスの流力によりタービンロータ２２が高速回転し、図３に示されるように、この回転力が回転軸４２を介してインペラ３２に伝達される。
【００６１】
排気ガスの流力によりタービンロータ２２が高速回転する際に、排気ガスの熱の一部は、タービンロータ２２の流路内での排気ガスの膨張により奪われるが、熱の一部は、回転軸４２を介してインペラ３２に伝達される。回転軸４２を介してインペラ３２に熱が伝達されることで、インペラ３２の温度が上昇し、インペラ３２の熱が、コンプレッサハウジング５０内に流入した空気に伝達される。そして、インペラ３２から空気に熱が伝達されることで、コンプレッサユニット３０のコンプレッサ効率が低下してしまうことが考えられる。
【００６２】
なお、コンプレッサ効率は、一例として、公知の技術（特開２００６−００９７６７数式（６））を用いて、流入口５０Ａにおける空気の温度及び圧力と、流出口５０Ｂにおける空気の温度及び圧力と、コンプレッサハウジング５０内に流入する空気の比熱比とに基づいて求められる。そして、通常、流出口５０Ｂの空気の温度が、流入口５０Ａの空気の温度より高くなるが、コンプレッサ効率は、流入口５０Ａの空気と流出口５０Ｂの空気との温度差が小さくなれば向上する。
【００６３】
ここで、本実施形態では、インペラ３２の材料であるアルミ合金の熱伝導率より小さい熱伝導率の材料で成形されたブッシュ５６、５８が、回転軸４２とインペラ３２との間に配置されている。
【００６４】
具体的には、ブッシュ５６の鍔部５６Ｂが、図１に示されるように、軸方向において、回転軸４２に固定されたカラー４６の接触面４６Ａと、インペラ３２のザグリ面３２Ｃとの間に配置されている。また、ブッシュ５６、５８の筒部５６Ａ、５８Ａは、径方向において、回転軸４２の外周面４２Ｂと、挿通孔３６を構成するインペラ３２の内周面３２Ａ、３２Ｂとの間に配置されている。
【００６５】
また、径方向において、回転軸４２の外周面４２Ｂと筒部５６Ａの内周面との間には、空隙６０が形成されている。
【００６６】
このため、タービンロータ２２から回転軸４２を介してインペラ３２に熱が伝達されるのが抑制される。以下、熱伝導解析及び実機試験により、タービンロータ２２側から回転軸４２を介してインペラ３２に伝達される熱（伝熱）について検証する。
【００６７】
〔熱伝導解析〕
【００６８】
先ず、ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ：有限要素法）による熱伝導解析により、回転軸４２を介してインペラ３２に伝達される熱を検証した。
【００６９】
図５（Ａ）は、インペラ３２の材料の熱伝導率に対して、１／１０の熱伝導率の材料でブッシュ５６、５８を成形した場合の解析結果を示し、図５（Ｂ）は、インペラ３２の材料の熱伝導率に対して、１／１００の熱伝導率の材料でブッシュ５６、５８を成形した場合の解析結果を示している。
【００７０】
一方、図６は、本実施形態の比較例である比較形態に係る解析結果を示している。比較形態では、ブッシュは配置されておらず、回転軸４２の外周面４２Ｂと挿通孔を構成する内周面とが接触し、さらに、カラー４６の接触面４６Ａとインペラの挿入側の面とが接触している。
【００７１】
各図には、熱流束（単位時間に単位面積を横切る熱量〔Ｗ／ｍ２〕）の大小が、色調を変えて示されている。色調が濃い場合は、色調が薄い場合に比して、熱流束が大きくなっている。各図から分かるように、熱は、タービン側（図の右側）からインペラ側（図の左側）に向かって軸方向に流れる。
【００７２】
比較形態では、図６に示されるように、カラー４６の接触面４６Ａからインペラへ熱が軸方向に伝達されるのが分かる。また、カラー４６の接触面４６Ａからインペラへ伝達される熱の量よりは少ないが、回転軸４２の外周面４２Ｂからインペラへ熱が伝達されるものと考えられる。
【００７３】
一方、本実施形態では、図５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、ブッシュ５６の鍔部５６Ｂが配置されているため、カラー４６の接触面４６Ａからインペラ３２に熱が伝達されるのが抑制されているのが分かる。さらに、ブッシュ５６、５８の筒部５６Ａ、５８Ａが配置されているため、回転軸４２の外周面４２Ｂからインペラ３２に熱が伝達されているのが抑制されていると考えられる。
【００７４】
また、回転軸４２の外周面４２Ｂと筒部５６Ａの内周面との間に空隙６０が形成されているため、回転軸４２の外周面４２Ｂからインペラ３２に熱が伝達されるのが抑制されていると考えられる。
【００７５】
〔実機試験〕
【００７６】
次に、実際に本実施形態に係るターボチャージャ１０と、比較形態に係るターボチャージャとを用いて、コンプレッサハウジングの流入口の空気と流出口の空気との温度差、及びコンプレッサ効率を評価した。
【００７７】
［評価仕様］
【００７８】
本実施形態に係るターボチャージャ１０のブッシュ５６、５８の材料には、チタン合金を用いた。一方、比較形態に係るターボチャージャについては、ブッシュを用いず、挿通孔を構成するインペラの内周面を回転軸４２の外周面４２Ｂに接触させた。他の部材については、本実施形態に係るターボチャージャ１０と、比較形態に係るターボチャージャとでは、同様とした。
【００７９】
［評価条件］
【００８０】
比較形態に係るターボチャージャについては、タービンハウジングの流入口における排気ガスの温度を１００〔℃〕、又は６００〔℃〕にして、前述した温度差及びコンプレッサ効率を評価した。
【００８１】
本実施形態に係るターボチャージャ１０については、タービンハウジング２４の流入口２４Ａにおける排気ガスの温度を６００〔℃〕にして、前述した温度差及びコンプレッサ効率を評価した。
【００８２】
［評価結果・考察］
【００８３】
図４（Ｂ）のグラフの横軸は、コンプレッサハウジング内を流れる空気の流量を示し、図４（Ｂ）のグラフの縦軸は、温度差を示している。さらに、図４（Ｂ）のグラフ中の一点鎖線は、比較形態に係るターボチャージャにおいて流入口での排気ガスの温度が１００〔℃〕の際の温度差を示しており、点線は、比較形態に係るターボチャージャにおいて流入口での排気ガスの温度が６００〔℃〕の際の温度差を示している。
【００８４】
また、図４（Ｂ）のグラフ中の実線は、本実施形態に係るターボチャージャ１０において流入口２４Ａでの排気ガスの温度が６００〔℃〕の際の温度差を示している。
【００８５】
温度差については、実線は、一点鎖線と点線との間を通り、流入口での排気ガスの温度が同じ際には、本実施形態（実線）は、比較形態（点線）に比して、温度差が小さいことが分かる。
【００８６】
一方、図４（Ａ）のグラフの横軸は、コンプレッサハウジング内を流れる空気の質量流量を示し、図４（Ａ）のグラフの縦軸は、コンプレッサ効率を示している。さらに、図４（Ａ）中の一点鎖線は、比較形態に係るターボチャージャにおいて流入口での排気ガスの温度が１００〔℃〕の際のコンプレッサ効率を示しており、点線は、比較形態に係るターボチャージャにおいて流入口での排気ガスの温度が６００〔℃〕の際のコンプレッサ効率を示している。
【００８７】
また、図４（Ａ）のグラフ中の実線は、本実施形態に係るターボチャージャ１０において流入口２４Ａでの排気ガスの温度が６００〔℃〕の際のコンプレッサ効率を示している。
【００８８】
コンプレッサ効率については、実線は、一点鎖線と点線との間を通り、流入口での排気ガスの温度が同じ際には、本実施形態（実線）は、比較形態（点線）に比して、コンプレッサ効率が向上していることが分かる。これは、図４（Ｂ）のグラフを用いて説明したように、本実施形態は、比較形態に比して、コンプレッサハウジングの流入口の空気と流出口の空気との温度差が小さいからである。
【００８９】
〔まとめ〕
【００９０】
以上説明したように、熱伝導解析からも分かるように、ブッシュ５６の鍔部５６Ｂを、カラー４６の接触面４６Ａとインペラ３２との間に配置することで、カラー４６の接触面４６Ａからインペラ３２に熱が伝達されるのを抑制することができる。つまり、回転軸４２を長手方向に分割することなく、回転軸４２を伝ってインペラ３２に熱が伝達されるのを抑制することができる。なお、前述したように、カラー４６の接触面４６Ａからインペラ３２へ伝達される熱量が、他の部位からインペラ３２へ伝達される熱量より大きい。
【００９１】
また、熱伝導解析からも分かるように、ブッシュ５６、５８の筒部５６Ａ、５８Ａを、回転軸４２の外周面４２Ｂと、挿通孔３６を構成するインペラ３２の内周面との間に配置することで、回転軸４２の外周面４２Ｂからインペラ３２に熱が伝達されるのを抑制することができる。
【００９２】
また、熱伝導解析からも分かるように、回転軸４２の外周面４２Ｂと筒部５６Ａの内周面との間に空隙６０を形成することで、回転軸４２の外周面４２Ｂからインペラ３２に熱が伝達されるのを効果的に抑制することができる。
【００９３】
また、実機試験からも分かるように、ブッシュ５６、５８を用いて回転軸４２からインペラ３２に熱が伝達されるのを抑制することで、コンプレッサハウジング５０の流入口５０Ａの空気と流出口５０Ｂの空気との温度差を、ブッシュを用いない場合と比して、小さくすることができる。
【００９４】
また、実機試験からも分かるように、前述した温度差を小さくすることで、コンプレッサユニット３０のコンプレッサ効率を、ブッシュを用いない場合と比して、向上させることができる。
【００９５】
また、吸気通路１４においてコンプレッサユニット３０に対して空気流れ方向の下流側に、エンジンヘの吸気温度を下げるインタークーラ（図示省略）が配置されている場合には、前述した温度差を小さくすることで、インタークーラの負荷を軽減させることができる。
【００９６】
また、回転軸４２を伝ってインペラ３２に熱が伝達されるのを抑制することで、インペラ３２の材料強度に余裕代ができ、インペラ３２の限界回転数を高くすることができる。
【００９７】
また、鍔部５６Ｂの外形縁は、軸方向から見て、接触面４６Ａの外形縁に対して外側に配置されている。このため、カラー４６の接触面４６Ａからインペラ３２に熱が伝達されるのを効果的に抑制することができる。
【００９８】
また、ブッシュ５８の鍔部５８Ｂが、軸方向において、ナット６２とインペラ３２との間に配置されている。このため、インペラ３２からナット６２に熱が伝達されるのを抑制することができる。
【００９９】
また、インペラ３２からナット６２に熱が伝達されるのを抑制することで、ナット６２の熱によってコンプレッサハウジング５０内を流れる空気の温度が上昇するのを抑制することができる。
【０１００】
＜第２実施形態＞
【０１０１】
次に、本発明の第２実施形態に係るコンプレッサ及びターボチャージャの一例について図７を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。また、第１実施形態と異なる部分を主に説明し、他の部分の説明は省略する。
【０１０２】
図７に示されるように、第２実施形態に係るコンプレッサユニット７０には、ブッシュは備えられておらず、回転軸４２の外周面４２Ｂとインペラ７２の挿通孔７６を構成する内周面７２Ａとは接触している。インペラ７２の挿通孔７６には、空隙６０が設けられている。
【０１０３】
また、軸方向において、カラー４６とインペラ７２との間には、カラー４６からインペラ７２に熱が伝達されるのを抑制する挿入側抑制部材の一例としてのワッシャ７４が配置されている。ワッシャ７４の内面７４Ａと、回転軸４２の外周面４２Ｂとの間には、空隙が設けられている。
【０１０４】
ワッシャ７４は、インペラ７２の材料であるアルミ合金の熱伝導率より小さい熱伝導率である材料（例えばチタン合金やセラミック材）で成形されている。
【０１０５】
第２実施形態では、第１実施形態で説明したブッシュ５６の鍔部５６Ｂが奏する作用と同様の作用を奏する。
【０１０６】
＜第３実施形態＞
【０１０７】
次に、本発明の第３実施形態に係るコンプレッサ及びターボチャージャの一例について図８を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。また、第１実施形態と異なる部分を主に説明し、他の部分の説明は省略する。
【０１０８】
図８に示されるように、第３実施形態に係るコンプレッサユニット８０には、ブッシュ５８は備えられておらず、ブッシュ５６のみ備えられている。つまり、回転軸４２の外周面４２Ｂと、インペラ８２において挿通孔８６を形成する内周面８２Ａとの間における挿入側にのみ、ブッシュ５６の筒部５６Ａが配置されている。なお、回転軸４２の外周面４２Ｂと、筒部５６Ａが配置されていない内周面８２Ａとは接触している。
【０１０９】
このように、筒部５６Ａを挿入側のみに配置することで、筒部５６Ａを突出側のみに配置する場合と比して、回転軸４２の外周面４２Ｂからインペラ８２に熱が伝達されるのを効果的に抑制することができる。
【０１１０】
さらに、第３実施形態では、第１実施形態で説明したブッシュ５６の鍔部５６Ｂが奏する作用と同様の作用を奏する。
【０１１１】
＜第４実施形態＞
【０１１２】
次に、本発明の第４実施形態に係るコンプレッサ及びターボチャージャの一例について図９を用いて説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。また、第１実施形態と異なる部分を主に説明し、他の部分の説明は省略する。
【０１１３】
図９に示されるように、第４実施形態に係るコンプレッサユニット９０には、ブッシュは備えられていない。そして、インペラ９２の挿通孔９６を構成する内周面９２Ａ、ナット６２と接触するインペラ９２の頂面９２Ｄ、及びカラー４６の接触面４６Ａと接触するインペラ９２の接触面９２Ｃには、セラミックコーティング等の断熱材の被膜９４が形成されている。セラミックコーティング等の断熱材は、インペラ９２を構成する材料（アルミ合金）の熱伝導率に対して、小さい（低い）熱伝導率の材料である。
【０１１４】
この被膜９４は、挿入側抑制部材、挿通側抑制部材、及び突出側抑制部材の一例とされ、被膜９４は、回転軸４２の外周面４２Ｂと接触している。
【０１１５】
このように、被膜９４が形成されることで、第４実施形態では、第１実施形態の空隙６０が奏する作用を除いて、第１実施形態と同様の作用を奏する。
【０１１６】
＜第５実施形態＞
【０１１７】
次に、本発明の第５実施形態に係るコンプレッサ及びターボチャージャの一例について図１０を用いて説明する。なお、第２実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。また、第２実施形態と異なる部分を主に説明し、他の部分の説明は省略する。
【０１１８】
図１０に示されるように、第５実施形態に係るコンプレッサユニット１００のインペラ１０２の挿通孔１０６を構成する内周面１０２Ａと、回転軸４２の外周面４２Ｂとの間には、空隙１０４が形成されている。
【０１１９】
詳細には、インペラ１０２において、空隙１０４の突出側と空隙１０４の挿入側とには、回転軸４２の外周面４２Ｂと接触する接触部１０２Ｂ、１０２Ｃが形成され、回転軸４２の軸心とインペラ１０２の回転中心との軸ずれを抑制している。
【０１２０】
第２実施形態の作用に対して、回転軸４２の外周面４２Ｂとインペラ１０２の内周面１０２Ａとの間に空隙１０４を形成することで、第５実施形態では、回転軸４２の外周面４２Ｂからインペラ１０２に熱が伝達されるのを抑制することができる。
【０１２１】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、ブッシュ、ワッシャ、又は被膜を構成する材料として、チタン合金やセラミックを例に説明したが、特にこれらの材料には限定されず、インペラを構成する材料の熱伝導率に対して、小さい（低い）熱伝導率の材料であればよい。
【０１２２】
また、上記実施形態では、カラー４６と回転軸４２とが別体の場合を例にとって説明したが、カラー４６と回転軸４２とが一体的に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
１０        ターボチャージャ
２０        タービンユニット（回転機構の一例）
２２        タービンロータ
３０        コンプレッサユニット
３２        インペラ
３２Ａ      内周面
３２Ｂ      内周面
３６        挿通孔
４２        回転軸
４２Ｂ      外周面
４６        カラー（拡径部の一例）
４６Ａ      接触面（接触部の一例）
５６Ａ      筒部（挿通側抑制部材の一例）
５６Ｂ      鍔部（挿入側抑制部材の一例）
５８Ａ      筒部（挿通側抑制部材の一例）
５８Ｂ      鍔部（突出側抑制部材の一例）
６０        空隙
６２        ナット（挟持部材の一例）
７０        コンプレッサユニット
７２        インペラ
７２Ａ      内周面
７４        ワッシャ（挿入側抑制部材の一例）
７６         挿通孔
８０        コンプレッサユニット
８２        インペラ
８２Ａ      内周面
８６        挿通孔
９０        コンプレッサユニット
９２        インペラ
９２Ａ      内周面
９４        被膜（挿入側抑制部材、挿通側抑制部材、突出側抑制部材の一例）
９６        挿通孔
１００      コンプレッサユニット
１０２      インペラ
１０２Ａ    内周面
１０４      空隙
１０６      挿通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014211127.tif 000009
【図１０】
2014211127.tif 000010
【図５】
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【図６】
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