(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に配設されたタービンと、
吸気通路に配設されたインペラと、
前記タービンと前記インペラとを連結するシャフトと、を備える、ターボチャージャであって、
前記インペラは、
回転軸方向に沿って徐々に径が大きくなる外周面を有する、略円錐台状のハブ部と、
前記ハブ部の前記外周面から径方向外側に突出して形成され、前記回転軸方向から流入してきた流体を径方向外側に圧送する、複数の翼部と、を備え、
隣り合う２つの前記翼部の間に、前記翼部に挟まれた翼間空間が形成され、
さらに、前記翼間空間において前記外周面から突起し、前記翼間空間を径方向外側へ向けて流れる前記流体の流れ方向に沿って延びる、前記ターボチャージャの組立後に必要に応じて切削除去することによって前記ターボチャージャ全体でのバランス修正を行なうための突起部を備える、ターボチャージャ。
【請求項２】
前記翼部の根元部と前記突起部とは、径方向に対して同じ方向に湾曲しており、
前記突起部が延びる方向が、隣接する２つの前記翼部のうち、前記突起部の湾曲の外側にある一方の翼部の根元部の延びる方向に沿う、請求項１に記載のターボチャージャ。
【請求項３】
前記流体の流れ方向における上流側の前記突起部の端部が、鋭角を形成する、請求項１または２に記載のターボチャージャ。
【請求項４】
前記ハブ部は、外周縁部を有し、
前記突起部の、前記流体の流れ方向における下流側の端部が、前記外周縁部まで延びる、請求項１から３のいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項５】
前記突起部には、前記突起部の一部が削除された切欠き部が形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のターボチャージャ。
【請求項６】
排気通路に配設されたタービンと、吸気通路に配設されたインペラと、前記タービンと前記インペラとを連結するシャフトと、を備えるターボチャージャの製造方法であって、
前記インペラは、
回転軸方向に沿って徐々に径が大きくなる外周面を有する、略円錐台状のハブ部と、
前記ハブ部の前記外周面から径方向外側に突出して形成され、前記回転軸方向から流入してきた流体を径方向外側に圧送する、複数の翼部と、を備え、
隣り合う２つの前記翼部の間に、前記翼部に挟まれた翼間空間が形成され、
さらに、前記翼間空間において前記外周面から突起し、前記翼間空間を径方向外側へ向けて流れる前記流体の流れ方向に沿って延びる、突起部を備え、
前記ターボチャージャを組み立てるステップと、
前記突起部を切削除去することによって前記ターボチャージャ全体でのバランス修正を行なうステップと、を備える、ターボチャージャの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インペラを備えるターボチャージャと、インペラを備えるターボチャージャの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンに取り付けられるターボチャージャは、エンジンからの排気を動力源として回転する回転体を有している。この回転体の回転により、エンジンの燃焼室に空気が強制的に送り込まれる。
【０００３】
ターボチャージャの回転体は、高速で回転する。回転体に質量のアンバランスが存在すると、回転体の振動および騒音の原因となる。そのため従来、回転体の一部を除去することによりバランス調整を行なう技術が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−２１１８４５号公報
【特許文献２】実開昭５６−１３９８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転体は、単独でバランス調整を行なう必要があるほか、その回転体を含む機器の組立後に、機器全体でのバランス調整を行なう必要がある。上記特許文献１，２では、インペラのハブ部の背面にバランス調整用の突起を設けることが開示されているが、機器の組立後にハブ部の背面の突起を切削することはできない。そのため、組立後の機器全体でのバランス調整が困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、インペラを含む機器全体での組立後のバランス調整を容易にするターボチャージャと、インペラを備えるターボチャージャの製造方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るインペラは、略円錐台状のハブ部と、複数の翼部とを備えている。ハブ部は、回転軸方向に沿って徐々に径が大きくなる外周面を有している。翼部は、回転軸方向から流入してきた流体を径方向外側に圧送する。翼部は、ハブ部の外周面から径方向外側に突出して形成されている。隣り合う２つの翼部の間に、翼部に挟まれた翼間空間が形成されている。インペラはさらに、突起部を備えている。突起部は、翼間空間において外周面から突起している。突起部は、翼間空間を径方向外側へ向けて流れる流体の流れ方向に沿って延びている。
【０００８】
上記インペラにおいて好ましくは、翼部の根元部と突起部とは、径方向に対して同じ方向に湾曲している。隣接する２つの翼部のうち、突起部の湾曲の外側にある一方の翼部の根元部の延びる方向に沿って、突起部が延びている。
【０００９】
上記インペラにおいて好ましくは、流体の流れ方向における上流側の突起部の端部が、鋭角を形成している。
【００１０】
上記インペラにおいて好ましくは、ハブ部は、外周縁部を有している。突起部の、流体の流れ方向における下流側の端部が、外周縁部まで延びている。
【００１１】
上記インペラにおいて好ましくは、突起部には、突起部の一部が削除された切欠き部が形成されている。
【００１２】
本発明に係るターボチャージャは、排気通路に配設されたタービンと、吸気通路に配設されたインペラと、タービンとインペラとを連結するシャフトと、を備えている。インペラは、略円錐台状のハブ部と、複数の翼部と、突起部とを有している。ハブ部は、回転軸方向に沿って徐々に径が大きくなる外周面を有している。翼部は、回転軸方向から流入してきた流体を径方向外側に圧送する。翼部は、ハブ部の外周面から径方向外側に突出して形成されている。突起部は、隣接する２つの翼部に挟まれた翼間空間において外周面から突起している。突起部は、翼間空間を径方向外側へ向けて流れる流体の流れ方向に沿って延びている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のターボチャージャによると、インペラを含む機器全体での、組立後のバランス調整を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ターボユニットの外観の斜視図である。
【図２】ターボチャージャの回転軸に沿った断面図である。
【図３】インペラの外観を説明する斜視図である。
【図４】インペラの外観を説明する平面図である。
【図５】図３，４に示すインペラの一部の断面図である。
【図６】第１の例の突起部を拡大して示す部分断面図である。
【図７】第１の例の突起部に切欠き部が形成された状態を示す断面図である。
【図８】第２の例の突起部を拡大して示す部分断面図である。
【図９】第３の例の突起部を有するインペラの一部の断面図である。
【図１０】第３の例の突起部を拡大して示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１６】
まず、ターボチャージャ１の全体構造について説明する。なお、本実施の形態では、車両に搭載される内燃機関に取り付けられるターボチャージャ１を例にして説明する。
【００１７】
図１は、ターボユニットの外観の斜視図である。ターボユニットは、ターボチャージャ１の吸気流入口２０Ａに、インレットエルボ２の吸気吐出口２Ｂを接続して構成されている。ターボチャージャ１は、吸気ハウジング２０とインペラとにて構成されるコンプレッサ、および排気ハウジング１０を有している。
【００１８】
インレットエルボ２は、略筒状形状に形成されており、吸気流入口２Ａと吸気吐出口２Ｂとを有している。ターボユニットを車両のエンジンルーム内の限られた搭載スペース内に収めるために、インレットエルボ２は、種々の方向に湾曲した形状とされている。図１に点線にて示す流線２Ｚは、湾曲したインレットエルボ２内を通過する吸気（空気）の流線を示している。
【００１９】
図２は、ターボチャージャ１の回転軸ＺＣ方向に沿った断面図である。ターボチャージャ１は、排気ハウジング１０、吸気ハウジング２０、および軸受ハウジング３０、の３つのハウジングを有している。
【００２０】
軸受ハウジング３０内には、シャフト３１が設けられている。シャフト３１は、軸受によって、回転軸ＺＣ回りに回転可能に支持されている。排気ハウジング１０内には、タービン４０が設けられている。吸気ハウジング２０内には、インペラ５０が設けられている。
【００２１】
タービン４０は、シャフト３１における排気ハウジング１０の側の先端に固定されている。インペラ５０には、シャフト３１を貫通させる貫通孔が形成されている。インペラ５０は、シャフト３１における吸気ハウジング２０の側の先端付近に、ナット３２を用いて固定されている。タービン４０とインペラ５０とは、シャフト３１によって連結されている。タービン４０とシャフト３１とインペラ５０とは、一体となって回転軸ＺＣ回りに回転可能である。
【００２２】
排気ハウジング１０には、内燃機関からの排気ガスを流入させる排気流入口１０Ａ（図１参照）、流入させた排気ガスをタービン４０に導くスクロール室１０Ｓ、および、タービン４０にてエネルギーが回収された排気を吐出する排気吐出口１０Ｂが形成されている。排気ハウジング１０内には、スクロール室１０Ｓからタービン４０に向かって流れる排気ガスの流速を調節する可変ノズル６０、および可変ノズルを支持するプレート６１，６２が設けられている。
【００２３】
吸気ハウジング２０には、内燃機関が吸入する吸気（空気）を流入させる吸気流入口２０Ａ、吸気ハウジング２０内に流入してインペラ５０にて移送（圧送）された空気の通路となるスクロール室２０Ｃ、および、移送（圧送）された空気の出口となる吸気吐出口２０Ｂ（図１参照）が形成されている。吸気ハウジング２０内には、シュラウド部材２１およびスクロール部材２２が設けられている。シュラウド部材２１およびスクロール部材２２は、スクロール室２０Ｃを形成している。
【００２４】
ターボチャージャ１の動作について説明する。内燃機関から排出された排気ガスは、排気通路を流れる過程で、排気流入口１０Ａからターボチャージャ１に流入する。排気ガスは、排気ハウジング１０のスクロール室１０Ｓにおいて、隣り合う可変ノズル６０間の通路を通り、タービン４０に吹付けられる。
【００２５】
この排気ガスの吹付けにより、タービン４０が回転駆動される。タービン４０の回転は、シャフト３１を介して、タービン４０と同軸上のインペラ５０に伝達される。これにより、インペラ５０がタービン４０と一体となって回転する。ターボチャージャ１のインペラ５０の回転によって、内燃機関の燃焼室に空気が強制的に送り込まれる（過給される）。このようにして、燃焼室への空気の充填効率が高められる。インペラ５０は、タービン４０の回転動力を用いて内燃機関に過給するための部材である。
【００２６】
次に、本実施の形態のインペラ５０の形状について説明する。図３は、インペラ５０の外観を説明する斜視図である。図４は、インペラ５０の外観を説明する平面図である。図５は、図３，４に示すインペラ５０の一部の断面図である。なお図４には、インペラ５０を回転軸ＺＣに沿う方向から見た平面図が示されている。図５には、回転軸ＺＣを含む切断面に沿うインペラ５０の断面が示されている。
【００２７】
図３、図４および図５に示すように、インペラ５０は、ハブ部５１を有している。ハブ部５１は、略円錐台状の形状を有している。ハブ部５１は、先端部５４と、外周縁部５５と、背面５１ｂを有している。先端部５４は、ハブ部５１における排気の流入側の端部である。外周縁部５５は、ハブ部５１における外径が最大の部位であって、径方向外側に向けて排気を排出する部位である。背面５１ｂは、図２に示すインペラ５０が組み立てられた状態において軸受ハウジング３０に向くインペラ５０の外表面である。背面５１ｂは、空気の流路を形成しないインペラ５０の外表面である。
【００２８】
ハブ部５１は、外周面（ハブ面）５６を有している。外周面５６は、回転軸ＺＣ方向に沿って、先端部５４から外周縁部５５へ向かって放物線状に径が大きくなるように形成されている。
【００２９】
ハブ部５１の表面には、複数の翼部が形成されている。翼部は、回転軸ＺＣ方向に沿って先端部５４側から流入してきた流体を径方向外側に移送（圧送）して、外周縁部５５へ導く。
【００３０】
翼部は、回転軸ＺＣ方向の長さが互いに異なる複数の全翼（長翼）５２と複数の半翼（短翼）５３とを有している。全翼５２と半翼５３とは、インペラ５０の外周面５６において、回転軸ＺＣを中心とする周方向に交互に設けられている。本実施の形態においては、６つの全翼５２と６つの半翼５３とが、インペラ５０の周方向に交互に設けられている。
【００３１】
全翼５２は、流体の入口部を構成する先端部５４の近傍から、流体の出口部を構成する外周縁部５５にかけて、ハブ部５１の外周面５６から径方向外側に突出して形成されている。半翼５３は、隣り合う全翼５２，５２の間に形成された流路の途中位置から外周縁部５５にかけて、ハブ部５１の外周面５６から径方向外側に突出して形成されている。半翼５３は、全翼５２よりも、流体の流れ方向Ｆ（図５）の長さが短くなっている。
【００３２】
図３，４中に、インペラ５０の回転方向が破線で示されている。全翼５２と半翼５３とは、外周縁部５５に近づくにつれてインペラ５０の回転方向の下流に向くように曲がった、湾曲形状を有している。全翼５２と半翼５３とは、回転方向後方側のサクション面と、回転方向前方側のプレッシャー面とを有している。
【００３３】
隣り合う全翼５２と半翼５３との間に、翼間空間５８が形成されている。翼間空間５８は、全翼５２と半翼５３とによって挟まれている。全翼５２のサクション面と、半翼５３のプレッシャー面と、外周面（ハブ面）５６とによって、翼間空間５８の三方が囲まれている。全翼５２に対して回転方向の後方側、かつ半翼５３に対して回転方向の前方側に、６つの翼間空間５８が形成されている。
【００３４】
６つの翼間空間５８の各々に、突起部５７が形成されている。突起部５７は、全翼５２と同数設けられている。突起部５７は、半翼５３と同数設けられている。突起部５７の設けられる数は、全翼５２の数と半翼５３の数とを合計した数の約数のうち、１以外の数とされている。本実施の形態では全翼５２と半翼５３との合計数は１２であるため、突起部５７の数は、２，３，４，６または１２であってもよい。
【００３５】
突起部５７は、ハブ部５１の外周面５６から径方向外側に突出して形成されている。突起部５７は、全翼５２と半翼５３との間に形成された翼間空間５８の、流体の流れ方向Ｆにおける途中位置に形成されている。突起部５７は、流体の流れ方向Ｆに沿って延びている。翼間空間５８を流れる流体（空気）は、図５に示すように、インペラ５０の外周縁部５５へ向けて径方向外側へ向かって流れる。
【００３６】
図６は、第１の例の突起部５７を拡大して示す部分断面図である。図６中には、突起部５７と、全翼５２のうちの根元部５２ｂ（図３も併せて参照）と、半翼５３のうちの根元部５３ｂ（図３も併せて参照）とを、回転軸ＺＣに沿う方向から見た拡大平面図が示されている。図６中に示す全翼５２は、根元部５２ｂを残して切断した断面であり、半翼５３は、根元部５３ｂを残して切断した断面である。
【００３７】
図６に示す第１の例の突起部５７は、翼形状を有している。突起部５７は、流体の流れ方向Ｆにおける上流側の端部となるリーディングエッジ５７Ｌと、流体の流れ方向Ｆにおける下流側の端部となるトレーリングエッジ５７Ｔとを有している。リーディングエッジ５７Ｌは、インペラ５０の径方向における内側の、突起部５７の縁を構成している。トレーリングエッジ５７Ｔは、インペラ５０の径方向における外側の、突起部５７の縁を構成している。
【００３８】
突起部５７は、側壁５７Ａ，５７Ｂを有している。側壁５７Ａは、半翼５３と向かい合う突起部５７の側面である。側壁５７Ｂは、全翼５２と向かい合う突起部５７の側面である。
【００３９】
側壁５７Ａと側壁５７Ｂとは、リーディングエッジ５７Ｌにおいて互いに接合されており、トレーリングエッジ５７Ｔにおいて互いに接合されている。リーディングエッジ５７Ｌは、流体の流れ方向Ｆにおける、側壁５７Ａ，５７Ｂの上流側の縁部を構成している。トレーリングエッジ５７Ｔは、流体の流れ方向Ｆにおける、側壁５７Ａ，５７Ｂの下流側の縁部を構成している。リーディングエッジ５７Ｌにおいて、側壁５７Ａと側壁５７Ｂとは、鋭角を形成している。トレーリングエッジ５７Ｔの近傍において、側壁５７Ａと側壁５７Ｂとは、円筒面形状を有している。
【００４０】
図６中に一点鎖線で示す中心線ＣＬは、側壁５７Ａと側壁５７Ｂとから等しい距離にある点を、リーディングエッジ５７Ｌからトレーリングエッジ５７Ｔまで繋いだ線である。
【００４１】
隣り合う全翼５２と半翼５３との間に形成されている翼間空間５８は、突起部５７によって仕切られている。突起部５７は、翼間空間５８を、突起部５７と半翼５３との間の翼間空間５８ａと、全翼５２と突起部５７との間の翼間空間５８ｂとに仕切っている。翼間空間５８ａは、突起部５７と半翼５３とによって挟まれている。翼間空間５８ｂは、突起部５７と全翼５２とによって挟まれている。全翼５２と半翼５３との間を流れる流体は、突起部５７のリーディングエッジ５７Ｌに到達すると、翼間空間５８ａと翼間空間５８ｂとのいずれか一方に分かれて流れる。
【００４２】
突起部５７の側壁５７Ａと、半翼５３のプレッシャー面と、外周面（ハブ面）５６とによって、翼間空間５８ａの三方が囲まれている。突起部５７の側壁５７Ｂと、全翼５２のサクション面と、外周面（ハブ面）５６とによって、翼間空間５８ｂの三方が囲まれている。
【００４３】
図６に示すように、全翼５２の根元部５２ｂと、半翼５３の根元部５３ｂと、突起部５７の中心線ＣＬとは、インペラ５０の径方向に対して同じ方向に湾曲している。より具体的には、根元部５２ｂ，５３ｂと突起部５７の中心線ＣＬとは、径方向外側へ向かうにつれて回転方向の後方側へ向かうように、湾曲している。図６に示すインペラ５０は時計回り方向を回転方向とし、根元部５２ｂ，５３ｂと突起部５７の中心線ＣＬとは、インペラ５０の外周縁部５５に近づくにつれて反時計方向へ向くように、湾曲している。
【００４４】
全翼５２と半翼５３とは、異なる曲率を有している。インペラ５０の外周縁部５５の近傍において、半翼５３は、全翼５２よりも曲率が大きい。
【００４５】
半翼５３は、突起部５７の湾曲の内側に配置されている。全翼５２は、突起部５７の湾曲の外側に配置されている。突起部５７の中心線ＣＬは、全翼５２の根元部５２ｂと等しい曲率を有している。突起部５７の中心線ＣＬは、半翼５３の根元部５３ｂと異なる曲率を有している。隣接する全翼５２と半翼５３とのうち、突起部５７の湾曲の外側にある全翼５２の根元部５２ｂの延びる方向に沿って、突起部５７が延びている。
【００４６】
インペラ５０は、母材からの切削加工（いわゆる削り出し）、または精密鋳造による製造方法によって、成形される。切削によりインペラ５０を製造する場合には、切削の未加工部分を突起部５７の形状に形作ることで、容易に突起部５７を形成することができる。鋳造によりインペラ５０を製造する場合には、突起部５７を含む金型を準備することで、容易に突起部５７を形成することができる。
【００４７】
図７は、第１の例の突起部５７に切欠き部５９が形成された状態を示す断面図である。図７に示すように、ハブ部５１の外周面５６から突起部５７が突き出した先端部分の一部が切り欠かれて、切欠き部５９が形成されている。このような切欠き部５９は、ハブ部５１の先端部５４側からボールエンドミルなどの加工工具を用いて突起部５７の一部を削除することにより、容易に形成され得る。工具を用いた加工のほか、レーザ加工などの他の任意の加工手段を用いて、切欠き部５９を形成してもよい。
【００４８】
図７に示す実施の形態では、突起部５７の先端部分の一部が切り欠かれた形状の切欠き部５９が形成されているが、切欠き部５９の形状はこの例に限られない。突起部５７の延びる方向における端部（図６に示すリーディングエッジ５７Ｌまたはトレーリングエッジ５７Ｔ）のいずれか一方または両方が切り欠かれてもよい。突起部５７の先端部分の全体が加工されて、突起部５７が外周面５６から突き出す高さを全体的に小さくするように、切欠き部５９を形成してもよい。突起部５７の全部を削除する加工が行なわれてもよい。突起部５７の全部を削除した後にさらにハブ部５１の外周面５６に窪みを形成するまで、加工が行なわれてもよい。
【００４９】
図８は、第２の例の突起部５７を拡大して示す部分断面図である。突起部５７は、図６を参照して説明した翼形状に限られるものではない。突起部５７は、翼間空間５８を径方向外側へ向けて流れる流体の流れ方向Ｆに沿って延びる形状であれば、どのような形状であってもよい。より具体的には、リーディングエッジ５７Ｌとトレーリングエッジ５７Ｔとの間の中心線ＣＬに沿う長さが、流体の流れ方向Ｆに直交する方向における側壁５７Ａと側壁５７Ｂとの間の寸法の最大値よりも大きくなるように、突起部５７は形成されればよい。
【００５０】
突起部５７は、流体の流れ方向Ｆに沿う方向を長手方向とし、流体の流れ方向Ｆに直交する方向を短手方向（厚み方向）とするように、形成されればよい。突起部５７は、リーディングエッジ５７Ｌとトレーリングエッジ５７Ｔとの間の中心線ＣＬに沿う長さを長径とし、側壁５７Ａと側壁５７Ｂとの間の寸法を短径とするように、形成されればよい。
【００５１】
たとえば図８に示すように、流体の流れ方向Ｆにおける側壁５７Ａの中央部分が半翼５３に向けて突き出し、流体の流れ方向Ｆにおける側壁５７Ｂの中央部分が全翼５２に向けて突き出してもよい。図８に示す突起部５７では、側壁５７Ａと側壁５７Ｂとは、リーディングエッジ５７Ｌとトレーリングエッジ５７Ｔとの両方において、鋭角を形成している。このような突起部５７は、切削加工によって容易に形成することができる。
【００５２】
図９は、第３の例の突起部５７を有するインペラの一部の断面図である。図１０は、第３の例の突起部５７を拡大して示す部分断面図である。第３の例の突起部５７では、流体の流れ方向Ｆにおける下流側の端部であるトレーリングエッジ５７Ｔが、インペラ５０の外周縁部５５にまで延びている。第３の例の突起部５７は、ハブ部５１の外周面５６のうち、回転軸ＺＣ方向において先端部５４から最も離れている位置に、形成されている。
【００５３】
上述した説明と一部重複する部分もあるが、本実施の形態の特徴的な構成を以下、列挙する。本実施の形態のインペラ５０は、図３〜５に示すように、略円錐台状のハブ部５１と、複数の翼部を構成する全翼５２および半翼５３とを備えている。ハブ部５１は、回転軸ＺＣ方向に沿って徐々に径が大きくなる外周面５６を有している。全翼５２および半翼５３は、回転軸ＺＣ方向から流入してきた流体を径方向外側に圧送する。全翼５２および半翼５３は、ハブ部５１の外周面５６から径方向外側に突出して形成されている。隣り合う全翼５２と半翼との間に、全翼５２と半翼５３とに挟まれた翼間空間５８が形成されている。インペラ５０はさらに、突起部５７を備えている。突起部５７は、翼間空間５８においてハブ部５１の外周面５６から突起している。
【００５４】
インペラの翼間空間に突起部が形成されていない従来の構成において、ターボチャージャ組立後の回転体全体としてのバランス修正は、シャフトにインペラを締結するナットの一部を切削除去することによって行なわれることが一般的である。回転体全体でのアンバランスは、軸方向の異なる２面で修正しなければ、完全には修正できない。そこで、ナットに加えてインペラの外周面（ハブ面）を切削除去して、軸方向の異なる２面でのバランス修正が行なわれている。しかしながら、インペラは高速回転する部材であり、かつハブ面は流路を形成する部分であるので、ハブ面を大きく切削すると、インペラの強度低下、および、切削箇所が流体の流れに対する抵抗となり流れが阻害されることによるインペラの性能低下、などの虞がある。そのため、ハブ面の複数箇所を少量ずつ切削除去してバランス修正を行なう必要があり、回転体の試験的な回転とハブ面の切削加工とを何度も繰り返して行なう作業が必要とされ、効率が悪かった。
【００５５】
本実施の形態においては、ハブ部５１の外周面（ハブ面）５６から突起する突起部５７が設けられている。たとえば、図７に示すように、ターボチャージャ１の組立後に、この突起部５７を必要に応じて切削除去することによって、ターボチャージャ１全体でのバランス修正が容易に可能になる。突起部５７が切削除去できる重量を増加させていることにより、１箇所の突起部５７を切削除去してバランス修正を行なうことができるので、多点に分割して切削除去する必要がない。したがって、バランス修正に係る作業性を向上することができる。
【００５６】
図６，８および１０に示すように、突起部５７は、翼間空間５８を径方向外側へ向けて流れる流体の流れ方向Ｆに沿って延びている。このように突起部５７を形成することで、切削除去されずにハブ部５１の外周面（ハブ面）５６に存在する突起部５７は、翼間空間５８に設けられたスプリッターとしての機能を発揮する。突起部５７は、翼間空間５８ａから翼間空間５８ｂへの流体の横すべりを防止する機能を有している。これにより、流体には、インペラ５０の径方向外側へ向かう方向の力が、より強く作用する。流体の流れを妨げることなく、却って流体の流れを促進する形状に突起部５７を形成することで、突起部５７の設けられたインペラ５０の性能を向上することができる。
【００５７】
また図６，８および１０に示すように、全翼５２の根元部５２ｂ、半翼５３の根元部５３ｂ、および突起部５７は、インペラ５０の径方向に対して同じ方向に湾曲している。全翼５２と半翼５３とのうち、突起部５７の湾曲の外側に全翼５２が存在している。全翼５２の根元部５２ｂの延びる方向に沿って、突起部５７が延びている。このように突起部５７を形成することで、翼間空間５８を径方向外側へ向けて流れる流体の流れ方向Ｆに沿って延びるように、確実に突起部５７を形成することができる。
【００５８】
また図６，８および１０に示すように、流体の流れ方向Ｆにおける上流側の突起部５７の端部が、鋭角を形成している。
【００５９】
ハブ部５１の外周面５６は略円錐面状の形状を有しているため、全翼５２と半翼５３との間隔は、回転軸ＺＣから離れるにつれてより大きくなる。全翼５２と半翼５３との間隔は、ハブ部５１の外周縁部５５に近づくにつれて、より大きくなる。全翼５２と半翼５３との間隔は、流体の流れ方向Ｆにおける下流側に向かうにつれて、より大きくなる。翼間空間５８において、流体の流れ方向Ｆの下流側ほど流路幅が拡大しているので、突起部５７に許容される厚みがより大きくなる。
【００６０】
よって、リーディングエッジ５７Ｌが鋭角を形成するように突起部５７を形成することにより、翼間空間５８を径方向外側へ向けて流れる流体の流れ方向Ｆに沿って延びるように、確実に突起部５７を形成することができる。また、翼間空間５８ａと翼間空間５８ｂとに分かれる流路抵抗を、より低減することができる。
【００６１】
また図３，４に示すように、ハブ部５１は、外周縁部５５を有している。図９，１０に示すように、突起部５７の、流体の流れ方向Ｆにおける下流側の端部が、外周縁部５５まで延びている。このように突起部５７を形成することにより、回転軸ＺＣ方向において図２に示すナット３２からより離れた位置に突起部５７が形成されるので、突起部５７を切削除去することによるターボチャージャ１全体でのバランス修正がより容易になる。さらに、切削除去されずにハブ部５１の外周面５６に存在する突起部５７によって、インペラ５０の性能をより向上することができる。
【００６２】
また図７に示すように、突起部５７には、突起部５７の一部が削除された切欠き部５９が形成されている。切欠き部５９は、突起部５７の一部をバランス修正のために切削除去した後の形状を示している。よって、切欠き部５９の形成されたインペラ５０を有するターボチャージャ１では、ターボチャージャ１全体でのアンバランスが確実に低減されている。
【００６３】
本実施の形態５０のターボチャージャ１は、図２に示すように、排気通路の配設されたタービン４０と、吸気通路に配設されたインペラ５０と、タービン４０とインペラ５０とを連結するシャフト３１と、を備えている。インペラ５０は、図３〜５に示すように、略円錐台状のハブ部５１と、複数の翼部を構成する全翼５２および半翼５３とを有している。ハブ部５１は、回転軸ＺＣ方向に沿って徐々に径が大きくなる外周面５６を有している。全翼５２および半翼５３は、回転軸ＺＣ方向から流入してきた流体を径方向外側に圧送する。全翼５２および半翼５３は、ハブ部５１の外周面５６から径方向外側に突出して形成されている。隣り合う全翼５２と半翼との間に、全翼５２と半翼５３とに挟まれた翼間空間５８が形成されている。インペラ５０はさらに、突起部５７を有している。突起部５７は、翼間空間５８においてハブ部５１の外周面５６から突起している。図６，８および１０に示すように、突起部５７は、翼間空間５８を径方向外側へ向けて流れる流体の流れ方向Ｆに沿って延びている。
【００６４】
このような突起部５７を有するインペラ５０を用いたターボチャージャ１は、組立後に突起部５７を必要に応じて切削除去することによって、ターボチャージャ１全体でのバランス修正が容易に可能になる。流体の流れを促進する形状に突起部５７を形成することで、突起部５７の設けられたインペラ５０を備えるターボチャージャ１の性能を向上することができる。
【００６５】
これまでに説明したターボチャージャは、内燃機関を搭載した車両に限定されず、種々の用途に適用することが可能である。また、これまでに説明したインペラは、ターボチャージャに限定されず、種々の回転機械に適用することが可能である。
【００６６】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６７】
１  ターボチャージャ、１０  排気ハウジング、２０  吸気ハウジング、３０  軸受ハウジング、３１  シャフト、３２  ナット、４０  タービン、５０  インペラ、５１  ハブ部、５１ｂ  背面、５２  全翼、５２ｂ，５３ｂ  根元部、５３  半翼、５４  先端部、５５  外周縁部、５６  外周面、５７  突起部、５７Ａ，５７Ｂ  側壁、５７Ｌ  リーディングエッジ、５７Ｔ  トレーリングエッジ、５８，５８ａ，５８ｂ  翼間空間、５９  切欠き部、ＣＬ  中心線、Ｆ  流れ方向、ＺＣ  回転軸。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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