(57)【要約】軸線回りに回転することで該軸線方向から吸気する流体を径方向外側に排気する羽根車を覆うコンプレッサカバーであって、軸線に沿う円筒内周面、及び、該円筒内周面の軸線方向下流側に配置されて該下流側に向かうに従って拡径するシュラウド面が形成された円筒部を有するカバー本体と、円筒内周面に固定される外周面を有する外筒、該外筒の径方向内側に配置されて羽根車に吸気される流体の一部が循環する再循環流路を外筒との間に画成する内筒、及び、外筒と内周とを接続するように周方向に間隔をあけて複数配置されて再循環流路を複数に区画するストラットを有するスリーブと、を備える。
2016002037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転することで該軸線方向から吸気する流体を径方向外側に排気する羽根車を覆うコンプレッサカバーであって、
前記軸線に沿う円筒内周面、及び、該円筒内周面の前記軸線方向下流側に配置されて該軸線方向下流側に向かうに従って拡径するシュラウド面が形成された円筒部を有するカバー本体と、
前記円筒内周面に固定される外周面を有する外筒、該外筒の径方向内側に配置されて前記羽根車に吸気される流体の一部が循環する再循環流路を前記外筒との間に画成する内筒、及び、前記外筒と前記内筒とを接続するように周方向に間隔をあけて複数配置されて前記再循環流路を複数に区画するストラットを有するスリーブと、
を備えるコンプレッサカバー。
【請求項２】
前記外筒の外周面が、前記円筒内周面に嵌合する請求項１に記載のコンプレッサカバー。
【請求項３】
前記再循環流路は、前記軸線に沿う方向に延在するとともに、該再循環流路の前記軸線方向の全領域が前記スリーブの外筒と内筒とによって画成されている請求項１又は２に記載のコンプレッサカバー。
【請求項４】
前記円筒部は、前記円筒内周面の前記軸線方向下流側の端部から径方向内側に向かって延びて前記シュラウド面の前記軸線方向上流側の端部に接続された段差部を有し、
該段差部と前記内筒の下流側の端部とによって前記再循環流路を径方向内側に連通させるスリットが画成されている請求項１から３のいずれか一項に記載のコンプレッサカバー。
【請求項５】
前記外筒の前記下流側の端部が前記段差部に当接している請求項４に記載のコンプレッサカバー。
【請求項６】
前記外筒の外周面は、上流側領域と、該上流側領域の前記軸線方向下流側に連続する下流側領域とを有し、
前記上流側領域の方が前記下流側領域よりも前記円筒内周面への嵌め合い度合いが大きい請求項１から５のいずれか一項に記載のコンプレッサカバー。
【請求項７】
前記上流側領域の外径が前記下流側領域の外径よりも大きいことにより、前記上流側領域の方が前記下流側領域よりも前記円筒内周面への嵌め合い度合いが大きい請求項６に記載のコンプレッサカバー。
【請求項８】
前記円筒内周面における前記上流側領域に対応する領域が、該円筒内周面における前記下流側領域に対応する領域よりも内径が小さいことにより、前記上流側領域の方が前記下流側領域よりも前記円筒内周面への嵌め合い度合いが大きい請求項６又は７に記載のコンプレッサカバー。
【請求項９】
前記カバー本体は、
前記円筒部の外周側に、周方向に延びて前記羽根車からの排気された流体が導入されるスクロール流路を形成するスクロール部をさらに有し、
前記上流側領域と前記下流側領域との境界が、前記スクロール流路の前記軸線方向上流側の端部と同一の軸線方向位置、又は、前記スクロール流路の前記軸線方向上流側の端部の軸線方向位置よりもさらに軸線方向上流側に位置している請求項６から８のいずれか一項に記載のコンプレッサカバー。
【請求項１０】
前記円筒内周面と前記外筒の外周面との間に介在されたＯリングをさらに備える請求項１から９のいずれか一項に記載のコンプレッサカバー。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載のコンプレッサカバーと、
該コンプレッサカバーによって覆われた前記羽根車と、
を備える遠心圧縮機。
【請求項１２】
請求項１１に記載の遠心圧縮機と、
該遠心圧縮機の前記羽根車を前記軸線回りに回転させる駆動部と、
を備える過給機。
【請求項１３】
軸線回りに回転することで該軸線方向から吸気した流体を径方向外側に排気する羽根車を覆うコンプレッサカバーの製造方法であって、
前記軸線に沿う円筒内周面、及び、該円筒内周面の前記軸線方向下流側に配置されて該下流側に向かうに従って拡径するシュラウド面が形成された円筒部を有するカバー本体を成形する工程と、
前記円筒内周面に固定される外周面を有する外筒、該外筒の径方向内側に配置されて前記外筒との間に再循環流路を画成する内筒、及び、前記外筒と前記内筒とを接続するように周方向に間隔をあけて複数配置されて前記再循環流路を複数に区画するストラットを有するスリーブを成形する工程と、
前記外筒の外周面が前記円筒内周面に固定されるように、前記円筒部の前記軸線方向上流側から前記スリーブを挿入する工程と、
を含むコンプレッサカバーの製造方法。
【請求項１４】
前記外筒の外周面は、前記円筒内周面に嵌合可能とされており、
前記スリーブを挿入する工程は、前記外筒の外周面が前記円筒内周面に嵌合するように前記スリーブを挿入する工程である請求項１３に記載のコンプレッサカバーの製造方法。
【請求項１５】
前記スリーブを成形する工程は、前記スリーブを射出成形又はロストワックス鋳造によりスリーブを一体成形する工程である請求項１３又は１４に記載のコンプレッサカバーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンプレッサカバー、遠心圧縮機及び過給機、並びに、コンプレッサカバーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境保全の世界的な取り組みが進む中、例えば自動車のエンジン等の内燃機関における排気ガス・燃費に関する規制は強化の一途にある。過給機は、圧縮空気をエンジンに送り込むことで自然吸気に比べて排気量を低減することができるため、燃費改善及びＣＯ２削減に非常に有効な機器である。【０００３】
過給機は、エンジンの排気ガスによってタービンが回転駆動することで、同軸上の遠心圧縮機の羽根車を回転させる。羽根車の回転により圧縮された空気は、ディフューザで減速することで昇圧され、スクロール流路を経てエンジンに供給される。なお、過給機の駆動方法としては、排気ガスによって駆動されるのみならず、例えば電動機による駆動や変速機を介しての原動機による駆動等、種々の形態が知られている。【０００４】
このような過給機に用いられる遠心圧縮機は、流量が減少すると系全体の脈動であるサージングが発生する。遠心圧縮機の作動範囲を拡大させるためには、サージングが発生する限界流量を低減させる必要がある。【０００５】
これに対して、特許文献１には、該羽根車に吸い込まれた空気の一部を循環させる再循環流路を形成することで作動範囲の拡大を図った技術が開示されている。この再循環流路は羽根車を覆うコンプレッサカバーに形成されている。この再循環流路は、コンプレッサカバーの本体に、周方向に間隔をあけて配置されたフィンを有する内筒部材を軸方向から外嵌されることによって形成されている。この際、フィンの外周側の端部がコンプレッサカバーに内側から当接することで、再循環流路が周方向に複数に区画される。羽根車に吸い込まれた空気の一部は、旋回流として再循環流路内に導入されて上記フィンによって整流される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２２４５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、コンプレッサカバーの熱膨張や振動等によってコンプレッサカバーの本体とフィンとの間に隙間が発生する可能性がある。隙間が発生すれば、再循環流路の各区画を流通する空気が該隙間を介して他の区画に侵入することで意図しない流れが発生してしまう。この場合、再循環流路内に導入された旋回流の適切な整流を図ることができず、当初狙った遠心圧縮機の性能を発揮することが困難となる。【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、性能の低下を抑制することができるコンプレッサカバー、遠心圧縮機及び過給機、並びに、コンプレッサカバーの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用している。
即ち、本発明の第一態様に係るコンプレッサカバーは、軸線回りに回転することで該軸線方向から吸気する流体を径方向外側に排気する羽根車を覆うコンプレッサカバーであって、前記軸線に沿う円筒内周面、及び、該円筒内周面の前記軸線方向下流側に配置されて該下流側に向かうに従って拡径するシュラウド面が形成された円筒部を有するカバー本体と、前記円筒内周面に固定される外周面を有する外筒、該外筒の径方向内側に配置されて前記羽根車に吸気される流体の一部が循環する再循環流路を前記外筒との間に画成する内筒、及び、前記外筒と前記内筒とを接続するように周方向に間隔をあけて複数配置されて前記再循環流路を複数に区画するストラットを有するスリーブと、を備える。【００１０】
このような構成によれば、スリーブが外筒、内筒及びストラットを有しており、外筒がカバー本体の円筒内周面に固定されているため、再循環流路の複数の区画の間に隙間が発生することを防止又は軽減できる。したがって、これら再循環流路の区画同士の間で流体が漏れ出ることを回避でき、カバー本体とスリーブとの間に意図しない流れが発生してしまうことを抑制できる。【００１１】
上記コンプレッサカバーでは、前記外筒の外周面が、前記円筒内周面に嵌合することが好ましい。【００１２】
これによって、スリーブをカバー本体に固定するための部材を不要とすることができ、部品コスト及び組立工程数を削減することができる。【００１３】
上記コンプレッサカバーでは、前記再循環流路が、前記軸線に沿う方向に延在するとともに、該再循環流路の前記軸線方向の全領域が前記スリーブの外筒と内筒とによって画成されていることが好ましい。【００１４】
これによって、軸線方向の広範囲において再循環流路の区画同士の間での流体が漏れ出ることを回避可能な、より整流効果の高いストラットを形成することができる。
さらに、再循環流路の全領域をスリーブが形成することで、剛性の高いスリーブを実現できるとともに、遠心圧縮機の内部を流れる流体や羽根車の回転に起因するスリーブの共振を回避する事ができる。【００１５】
上記コンプレッサカバーでは、前記円筒部が、前記円筒内周面の前記軸線方向下流側の端部から径方向内側に向かって延びて前記シュラウド面の前記軸線方向上流側の端部に接続された段差部を有し、該段差部と前記内筒の下流側の端部とによって前記再循環流路を径方向内側に連通させるスリットが画成されていることが好ましい。【００１６】
これにより、再循環流路を径方向内側に連通させるためのスリットをスリーブに別途形成する必要はないため、スリーブを容易に成形することができる。【００１７】
上記コンプレッサカバーでは、前記外筒の前記下流側の端部が前記段差部に当接していることが好ましい。【００１８】
これにより、カバー本体とスリーブとの位置決めを容易に行うことができるため、上記スリットを確実に形成することができる。【００１９】
上記コンプレッサカバーでは、前記外筒の外周面が、上流側領域と、該上流側領域の前記下流側に連続する下流側領域とを有し、前記上流側領域の方が前記下流側領域よりも前記円筒内周面への嵌め合い度合いが大きいことが好ましい。
さらに、上記コンプレッサカバーでは、前記上流側領域の外径が前記下流側領域の外径よりも大きいことにより、前記上流側領域の方が前記下流側領域よりも前記円筒内周面への嵌め合い度合いが大きいことが好ましい。
また、上記コンプレッサカバーでは、前記円筒内周面における前記上流側領域に対応する領域が、該円筒内周面における前記下流側領域に対応する領域よりも内径が小さいことにより、前記上流側領域の方が前記下流側領域よりも前記円筒内周面への嵌め合い度合いが大きくてもよい。【００２０】
当該コンプレッサカバーを備えた遠心圧縮機では、一般に軸線方向下流側の方が高温になる。高温の影響を受け難いスリーブの上流側領域の嵌め合い度合を大きくすることにより、コンプレッサカバーとスリーブとを強固に一体化することができる。また、高温の影響を受け易いスリーブの下流側領域の嵌め合い度合を小さくすることにより、熱応力の発生を抑制し、耐久性を向上させることができる。【００２１】
上記コンプレッサカバーでは、前記カバー本体は、前記円筒部の外周側に、周方向に延びて前記羽根車からの排気された流体が導入されるスクロール流路を形成するスクロール部をさらに有し、前記上流側領域と前記下流側領域との境界が、前記スクロール流路の前記軸線方向上流側の端部と同一の軸線方向位置、又は、前記スクロール流路の前記軸線方向上流側の端部の軸線方向位置よりもさらに軸線方向上流側に位置していることが好ましい。【００２２】
当該コンプレッサカバーを備えた遠心圧縮機では、スクロール流路が特に高温となる。したがって、上流側領域と下流側領域の境界を上記のように配置することで、コンプレッサカバーとスリーブとの一体化を強固にしながら、耐久性を向上させることができる。【００２３】
上記コンプレッサカバーでは、前記円筒内周面と前記外筒の外周面との間に介在されたＯリングをさらに備えることが好ましい。【００２４】
スリーブの外筒とカバー本体とにより形成される間隙および嵌合部が円形に形成される構成のため、当該間隙及び嵌合部にＯリングを配置することができ、その結果、カバー本体とスリーブとの間に意図しない流れが発生してしまうことを回避できる。【００２５】
本発明の第二の態様に係る遠心圧縮機は、上記コンプレッサカバーと、該コンプレッサカバーによって覆われた前記羽根車と、を備える。【００２６】
本発明の第三の態様に係る過給機は、上記遠心圧縮機と、該遠心圧縮機の前記羽根車を前記軸線回りに回転させる駆動部と、を備える。【００２７】
本発明の第四の態様に係るコンプレッサカバーの製造方法は、軸線回りに回転することで該軸線方向から吸気した流体を径方向外側に排気する羽根車を覆うコンプレッサカバーの製造方法であって、前記軸線に沿う円筒内周面、及び、該円筒内周面の前記軸線方向下流側に配置されて該下流側に向かうに従って拡径するシュラウド面が形成された円筒部を有するカバー本体を成形する工程と、前記円筒内周面に固定される外周面を有する外筒、該外筒の径方向内側に配置されて前記外筒との間に再循環流路を画成する内筒、及び、前記外筒と前記内筒とを接続するように周方向に間隔をあけて複数配置されて前記再循環流路を複数に区画するストラットを有するスリーブを成形する工程と、前記外筒の外周面が前記円筒内周面に固定されるように、前記円筒部の前記軸線方向上流側から前記スリーブを挿入する工程と、を含む。【００２８】
上記コンプレッサカバーの製造方法では、前記外筒の外周面が、前記円筒内周面に嵌合可能とされており、前記スリーブを挿入する工程は、前記外筒の外周面が前記円筒内周面に嵌合するように前記スリーブを挿入する工程であることが好ましい。【００２９】
これにより、再循環流路の区画同士の間で流体が漏れ出ることのないコンプレッサカバーを容易に製造することができる。【００３０】
上記コンプレッサカバーの製造方法では、スリーブを形成する工程が、前記スリーブを射出成形又はロストワックス鋳造によりスリーブを一体成形する工程であることが好ましい。【００３１】
スリーブをカバー本体とは別体としたことにより、該スリーブを射出成形、ロストワックス鋳造で一体成形することができる。これにより、スリーブの形状をより複雑かつ精密に成形することができるため、意図した性能のコンプレッサカバーを容易に製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のコンプレッサカバー、遠心圧縮機及び過給機、並びに、コンプレッサカバーの製造方法によれば、再循環流路の区画同士の間で流体が漏れ出ることを回避できるため、性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る過給機の縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコンプレッサカバーの縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るコンプレッサカバーを軸線方向上流側から見た図である。
【図４】本発明の実施形態に係るコンプレッサカバーをカバー本体５１とスリーブとに分解した状態を示す縦断面図である。
【図５】図２の部分拡大図である。
【図６】コンプレッサカバーの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の第一変形例を示す過給機の縦断面図である。
【図８】本発明の実施形態の第二変形例を示す過給機の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態に係る過給機について図１から図５を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、過給機１は、過給機本体１０と、ラジアルタービン３０（駆動部）と、コンプレッサカバー５０を有する遠心圧縮機４０とを備えている。この過給機１は、図示しないエンジンからの排気ガスによりラジアルタービン３０が回転し、当該回転に伴って遠心圧縮機４０が圧縮した空気（流体）をエンジンに供給する。
【００３５】
過給機本体１０は、ラジアルタービン３０と遠心圧縮機４０との間にこれらラジアルタービン３０及び遠心圧縮機４０とによって挟み込まれるように配置されており、ロータ１５、軸受ハウジング１９、ジャーナル軸受２０及びスラスト軸受２５を備える。
【００３６】
ロータ１５は、ラジアルタービン３０と遠心圧縮機４０とにわたって軸線Ｏを中心として延びる棒状をなすロータ本体１６を有している。ロータ本体１６には、第一スラストカラー１７及び第二スラストカラー１８が該ロータ本体１６と一体に取り付けられている。第一スラストカラー１７及び第二スラストカラー１８は、それぞれロータ本体１６の外周面に外嵌される筒状をなしている。第一スラストカラー１７及び第二スラストカラー１８は、それぞれ軸線Ｏ方向に隣接して配置されており、遠心圧縮機４０側（図１における左側）に第一スラストカラー１７が配置され、ラジアルタービン３０側（図１における右側）に第二スラストカラー１８が配置されている。第一スラストカラー１７及び第二スラストカラー１８は、それぞれラジアルタービン３０側の端部に径方向外側に向かって張り出す円盤状をなすフランジ１７ａ，１８ａを有している。
【００３７】
軸受ハウジング１９は、ロータ１５を外周側から取り囲むように、かつ、ロータ本体１６の遠心圧縮機４０側の端部が該軸受ハウジング１９から突出するように配置されている。軸受ハウジング１９の遠心圧縮機４０側の端面は、軸線Ｏに直交する平坦面状をなすとともに軸線Ｏを中心とした環状をなす環状端面１９ａとされている。軸受ハウジング１９における環状端面１９ａの外周縁部に接続された外周部は、コンプレッサカバー５０に連結される連結外周部１９ｂとされている。
【００３８】
ジャーナル軸受２０は、ロータ本体１６と軸受ハウジング１９との間に設けられており、外周部が軸受ハウジング１９に固定され、内周側にはロータ本体１６の外周面に摺接するジャーナルパッド面が形成されている。本実施形態では、このジャーナル軸受２０が軸線Ｏ方向に間隔をあけて一対設けられている。これらジャーナル軸受２０によって、ロータ１５が軸線Ｏ回りに回転可能に支持されており、該ロータ１５に生じるラジアル荷重はこれらジャーナル軸受２０によって支持される。
なお、このジャーナル軸受２０に代えてフロート軸受を用いてもよい。この場合、フロート軸受は軸受ハウジング１９に対して軸線回りに相対回転可能に配置される。これによって、フロート軸受は、ロータ本体１６の回転に伴って軸線回りに回転する。
【００３９】
スラスト軸受２５は、径方向外側の部分が軸受ハウジング１９に固定されており、径方向内側の部分が第一スラストカラー１７のフランジ１７ａと第二スラストカラー１８のフランジ１８ａとによって軸線Ｏ方向から挟まれるように配置されている。スラスト軸受２５の内周側の部分における軸線Ｏ方向両側を向く面が、第一スラストカラー１７のフランジ１７ａ及び第二スラストカラー１８のフランジ１８ａにそれぞれ軸線Ｏ方向から当接するスラストパッド面とされている。ロータ１５に生じるスラスト荷重は、第一スラストカラー１７及び第二スラストカラー１８を介してスラスト軸受２５に支持される。
【００４０】
そして、このような過給機本体１０のロータ本体１６の端部にラジアルタービン３０が固定されている。このラジアルタービン３０は、径方向外側から導入された排気ガスを軸線Ｏ方向に排出する。このような排気ガスの流通によってラジアルタービン３０が軸線Ｏ回りに回転駆動し、当該回転に伴ってラジアルタービン３０と一体に固定されたロータ１５が軸線Ｏ回りに回転する。
なお、図示は省略したが、ラジアルタービン３０の外周側には、該ラジアルタービン３０を径方向外側から覆うようにしてタービンハウジングが設けられている。
【００４１】
次に、遠心圧縮機４０について説明する。本実施形態の遠心圧縮機４０は、図１に示すように、過給機本体１０におけるラジアルタービン３０の反対側に設けられており、羽根車４１及びコンプレッサカバー５０を備える。
羽根車４１は、図１に示すように、ロータ本体１６の端部に一体に固定されたボス部４１ａと、該ボス部４１ａの外周面に周方向に間隔をあけて配置された複数の羽根４１ｂを有している。この羽根車４１は、ロータ１５とともに軸線Ｏ回りに回転することで軸線Ｏ方向のラジアルタービン３０とは反対側から吸気した空気を径方向外側に向かって排気する。以下では、遠心圧縮機４０の軸線Ｏ方向のうち空気の吸込み側（ラジアルタービン３０の反対側、図１及び図２における左側）を軸線Ｏ方向上流側と称し、該軸線Ｏ方向上流側の反対側（ラジアルタービン３０側、図１及び図２における右側）を軸線Ｏ方向下流側と称する。
【００４２】
コンプレッサカバー５０は、羽根車４１を覆う部材であって、図１〜図４に示すように、カバー本体５１及びスリーブ７０を備えている。このコンプレッサカバー５０は、例えば鋼材やアルミニウム等の金属材料から成形されている。
カバー本体５１は、コンプレッサカバー５０の外形をなしており、互いに一体に成形された円筒部６０、スクロール部６８及び連結部６９を有している。
【００４３】
円筒部６０は、軸線Ｏを中心として延びる概形筒状をなす部分である。円筒部６０はその内周部に、軸線Ｏ方向上流側から軸線Ｏ方向下流側に向かって順に配置された円筒内周面６１、段差部６２及びシュラウド面６３が形成されている。
【００４４】
円筒内周面６１は、軸線Ｏを中心として該軸線Ｏに平行に延びる円筒面状をなしている。この円筒内周面６１は、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなし、かつ、一定の径で軸線Ｏ方向に延在している。この円筒内周面６１は、円筒部６０の軸線Ｏ方向上流側の開口を形成している。この円筒内周面６１は、軸線Ｏ方向下流側の領域が、スリーブ７０が嵌合される嵌合領域６１ａとされ、該嵌合領域６１ａの軸線Ｏ方向上流側の領域が上記開口を形成する非嵌合領域６１ｂとされている。
【００４５】
段差部６２は、円筒内周面６１の軸線Ｏ方向下流側に位置しており、軸線Ｏ方向上流側から軸線Ｏ方向下流側に向かって順に、当接面６２ａ、段差部円筒面６２ｂ、湾曲面６２ｃ及びスリット形成面６２ｄを有している。
当接面６２ａは、円筒内周面６１の軸線Ｏ方向下流側の端部から径方向内側に向かって延びる面である。この当接面６２ａは、軸線Ｏ方向上流側を向く環状をなしており、本実施形態では軸線Ｏに直交する平坦面とされている。
【００４６】
段差部円筒面６２ｂは、軸線Ｏを中心として該軸線Ｏに平行に延びる円筒面状をなしており、当接面６２ａの径方向内側の端部から軸線Ｏ方向下流側に向かって一定の径で延在している。
湾曲面６２ｃは、段差部円筒面６２ｂの軸線Ｏ方向下流側の端部から径方向内側に向かって延びる面である。この湾曲面６２ｃは、軸線Ｏ方向上流側を向く環状をなすとともに、軸線Ｏ方向上流側に向かって湾曲するように凹んでいる。
スリット形成面６２ｄは、湾曲面６２ｃの径方向内側の端部から、さらに径方向内側に向かって延びる面である。このスリット形成面６２ｄは、軸線Ｏ方向上流側を向く環状をなすとともに、径方向内側に向かうにしたがって軸線Ｏ方向上流側に向かって傾斜するテーパ面状とされている。換言すれば、スリット形成面６２ｄは、軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って漸次縮径するテーパ面状とされている。
【００４７】
シュラウド面６３は、段差部６２の軸線Ｏ方向下流側の端部から、即ち、スリット形成面６２ｄの軸線Ｏ方向下流側の端部から、軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って漸次径方向外側に湾曲するように拡径する面である。このシュラウド面６３には、コンプレッサカバー５０によって覆われる羽根車４１の羽根４１ｂのチップが軸線Ｏ方向にわたって対向する。したがって、シュラウド面６３の湾曲は羽根車４１のチップの湾曲に対応した形状とされている。
【００４８】
このような内周部を有する円筒部６０には、円筒内周面６１を径方向外側に連通させるボルト挿通孔６６が形成されている。即ち、このボルト挿通孔６６は、円筒内周面６１と円筒部６０の外周面６５とを貫通させるように形成されている。
この外周面６５と円筒内周面６１とを円筒部６０の軸線Ｏ方向上流側で接続する端面は、軸線Ｏに直交する平坦面状をなすとともに軸線Ｏを中心とした環状をなして軸線Ｏ方向上流側を向く円筒部入口端面６７とされている。
【００４９】
そして、円筒部６０における軸線Ｏ方向下流側の端面は、羽根車４１から排気された流体が流通するディフューザ流路Ｆ４を画成するディフューザ形成面６４とされている。このディフューザ形成面６４は、軸線Ｏに直交する平坦状をなすとともに、軸線Ｏを中心とした環状をなしている。このディフューザ形成面６４は、径方向内側の端部がシュラウド面６３の軸線Ｏ方向下流側の端部（径方向外側の端部）に接続されている。
【００５０】
スクロール部６８は、円筒部６０の外周側に該円筒部６０を周方向に取り巻くように該円筒部６０に一体に設けられている。スクロール部６８の内側には、軸線Ｏを含む断面形状が円形をなして周方向に延びるスクロール流路Ｆ５が形成されている。このスクロール流路Ｆ５は、スクロール部６８の内側の面であるスクロール形成面６８ａによって画成されている。また、スクロール部６８の周方向の一部には、図３に示すようにスクロール流路Ｆ５を外部に連通させる出口部６８ｂが形成されている。この出口部６８ｂは例えば図示しないエンジンの燃焼室に連通されている。
【００５１】
連結部６９は、スクロール部６８の軸線Ｏ方向下流側に一体に設けられている。この連結部６９の径方向内側には、軸線Ｏを中心とした連結内周部６９ａが形成されている。この連結内周部６９ａは、図１に示すように、軸受ハウジング１９の連結外周部１９ｂと連結されている。これによって、コンプレッサカバー５０のカバー本体５１が軸受ハウジング１９と一体に固定される。
【００５２】
次にスリーブ７０について説明する。スリーブ７０は、図１から図３に示すように、カバー本体５１の内側に該カバー本体５１と一体となるように嵌め込まれており、互いに一体に成形された外筒８０、内筒９０及び複数のストラット９５を有している。このスリーブ７０は、例えば樹脂や鋼材、アルミニウム等の金属材料から成形されている。
【００５３】
外筒８０は、軸線Ｏを中心とした円筒状をなしている。外筒８０の軸線Ｏ方向の長さは、円筒部６０の円筒内周面６１の軸線Ｏ方向の長さ以下となるように設定されている。
外筒８０の外周面８１は、軸線Ｏを中心として該軸線Ｏに平行に延びる円筒面状をなしている。外筒８０の外周面８１は、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなし、かつ、一定の径で軸線Ｏ方向に延在している。この外筒８０の外周面８１は、カバー本体５１の円筒内周面６１における嵌合領域６１ａに内側から嵌合する。
【００５４】
外筒８０の内周面８４は、軸線Ｏを中心として該軸線Ｏに平行に延びる円筒面状をなしている。外筒８０の内周面８４は、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなし、かつ、一定の径で軸線Ｏ方向に延在している。また、外筒８０の内周面８４は、軸線Ｏ方向の長さが外筒８０の外周面８１と同一とされており、かつ、該外筒８０の外周面８１と同一の軸線Ｏ方向位置に配置されている。
【００５５】
外筒８０の外周面８１と内周面８４とを軸線Ｏ方向下流側で接続する端面は、軸線Ｏに直交する平坦状をなすとともに、軸線Ｏを中心とした環状をなして軸線Ｏ方向上流側を向く外筒下流側端面８５とされている。外筒下流側端面８５は、外筒８０がカバー本体５１の内側に嵌め込まれた状態でカバー本体５１の段差部６２における当接面６２ａに軸線Ｏ方向から上流側から当接している。
外筒８０の外周面８１と内周面８４とを軸線Ｏ方向上流側で接続する端面は、軸線Ｏに直交する平坦状をなすとともに、軸線Ｏを中心とした環状をなして軸線Ｏ方向上流側を向く外筒上流側端面８６とされている。
【００５６】
ここで、外筒８０の外周面８１について、より詳細に説明する。図５に示すように、外筒８０の外周面８１は、軸線Ｏ方向上流側の部分が上流側領域８１ａとされており、該上流側領域８１ａに接続された軸線Ｏ方向下流側の部分が下流側領域８１ｂとされている。上流側領域８１ａは一定の径で軸線Ｏ方向に延びる円筒面状とされており、下流側領域８１ｂも一定の径で軸線Ｏ方向に延びる円筒面状とされている。
【００５７】
上流側領域８１ａは、下流側領域８１ｂよりも外径が大きく形成されていることで、円筒内周面６１の嵌合領域６１ａに対する嵌め合い度合が大きく設定されている。本実施形態では、外筒８０の外周面８１の上流側領域８１ａが円筒内周面６１に対してしまり嵌めとされており、外筒８０の外周面８１の下流側領域８１ｂが円筒内周面６１に対してすきま嵌めとされている。
なお、これに限られず、例えば上流側領域８１ａをしまり嵌めとして下流側領域８１ｂを中間嵌めとしてもよい。
また、上流側領域８１ａ、下流側領域８１ｂのそれぞれがしまり嵌めであってもよい。この場合、上流側領域８１ａの方が下流側領域８１ｂよりもしめしろが大きく設定されることで、上流側領域８１ａの嵌め合い度合が下流側領域８１ｂよりも大きくされる。
【００５８】
上流側領域８１ａと下流側領域８１ｂの境界は、スクロール流路Ｆ５の軸線Ｏ方向上流側の端部と同一の軸線Ｏ方向位置に位置している。なお、当該境界は、スクロール流路Ｆ５の軸線Ｏ方向上流側の端部よりも軸線Ｏ方向上流側に位置していてもよいし、より好ましくは、スクロール部６８の軸線Ｏ方向上流側の端部よりも軸線Ｏ方向上流側に位置していてもよい。
【００５９】
外筒８０の外周面８１には、該外周面８１から凹んで周方向にわたって軸線Ｏを中心として環状に延びる第一凹溝８１ｃが形成されている。本実施形態では、第一凹溝８１ｃが外筒８０の外周面８１における上流側領域８１ａに形成されている。この第一凹溝８１ｃは、スリーブ７０がカバー本体５１に嵌め込まれた状態において、カバー本体５１のボルト挿通孔６６と同一の軸線Ｏ方向位置に形成されている。
そして、ボルト挿通孔６６には、カバー本体５１の外周側から抜け止め用ボルト８２が挿入されている。この抜け止め用ボルト８２の先端が第一凹溝８１ｃに嵌まり込むことにより、スリーブ７０がカバー本体５１に対して軸線Ｏ方向に相対移動不能に固定されている。
【００６０】
外筒８０の外周面８１における第一凹溝８１ｃよりも軸線Ｏ方向下流側には、該外周面８１から凹んで周方向にわたって軸線Ｏを中心として環状に延びる第二凹溝８１ｄが形成されている。本実施形態では、第二凹溝８１ｄは外筒８０の外周面８１における上流側領域８１ａに形成されている。
この第二凹溝８１ｄには、該第二凹溝８１ｄの全周にわたって延在する環状をなすＯリング８３が設けられている。このＯリング８３は例えばゴム等の弾性材料から形成されており、スリーブ７０がカバー本体５１に嵌め込まれた状態では、潰れるように変形している。これによって、Ｏリング８３は、外周部がカバー本体５１の円筒内周面６１に全周にわたって密着する一方、内周部が外筒８０の第二凹溝８１ｄの底部に全周にわたって密着している。このようにして、Ｏリング８３はカバー本体５１と外筒８０との間に介在している。
【００６１】
内筒９０は、外筒８０よりも内径及び外径の小さく、かつ、軸線Ｏ方向の長さが外筒８０よりも大きい円筒状をなしている。内筒９０は、外筒８０の内周面８４の内側に外筒８０と同軸に、かつ、該内周面８４と間隔をあけて配置されている。
内筒９０の外周面９１は、軸線Ｏを中心とした円筒面状をなして一定の径で軸線Ｏ方向に延在している。内筒９０の外周面９１の軸線Ｏ方向の長さは、外筒８０の軸線Ｏ方向の長さよりも大きくされている。内筒９０の外周面９１の軸線Ｏ方向上流側の端部は、外筒８０の上流側端面と同一の軸線Ｏ方向位置に配置されている。内筒９０の外周面９１は、外筒８０の内周面８４との間に径方向かつ周方向に延在する環状の空間を画成しており、当該空間は再循環流路Ｆ１０とされている。再循環流路Ｆ１０は後述するストラット９５によって周方向に非連続に画成されている。また、再循環流路Ｆ１０は、軸線Ｏに沿う方向（本実施形態では軸線に平行な方向）に延在しており、該再循環流路Ｆ１０の軸線Ｏ方向の全領域が外筒８０と内筒９０とによって画成されている。
【００６２】
内筒９０の内周面９２は、軸線Ｏを中心とした円筒面状をなして一定の径で軸線Ｏ方向に延在している。内筒９０の内周面９２の軸線Ｏ方向の長さは内筒９０の外周面９１よりも大きく設定されている。内筒９０の内周面９２の軸線Ｏ方向上流側の端部は内筒９０の外周面９１の軸線Ｏ方向上流側の端部と同一の軸線Ｏ方向位置に配置されている一方、内筒９０の内周面９２の軸線Ｏ方向下流側の端部は、内筒９０の外周面９１の軸線Ｏ方向下流側の端部よりもさらに軸線Ｏ方向下流側に配置されている。また、本実施形態では、内筒９０の内周面９２の内径は、カバー本体５１のシュラウド面６３における軸線Ｏ方向上流側の端部の内径と同一に設定されている。
【００６３】
内筒９０の下流側の端部に当たる内筒９０の外周面９１と内周面９２とを軸線Ｏ方向下流側で接続する該軸線Ｏ方向下流側の端面は、軸線Ｏ方向下流側を向く環状をなす内筒下流側端面９３とされている。この内筒下流側端面９３は、径方向外側から内側に向かうに従って軸線Ｏ方向下流側に向かって延びるテーパ面状とされている。本実施形態では、スリーブ７０がカバー本体５１に嵌め込まれた状態において、内筒下流側端面９３は、カバー本体５１の段差部６２におけるスリット形成面６２ｄと互いに平行をなしており、かつ、スリット形成面６２ｄとは互いに軸線Ｏ方向に離間して配置されている。これによって、内筒下流側端面９３とスリット形成面６２ｄとの間には、再循環流路Ｆ１０を内筒９０及びカバー本体５１のシュラウド面６３の内側の空間に連通させるスリットＦ１１が画成されている。
内筒９０の上流側の端部に当たる内筒９０の外周面９１と内周面９２とを軸線Ｏ方向上流側で接続する該軸線Ｏ方向上流側の端面は、軸線Ｏに直交する平坦状をなして軸線Ｏ方向上流側を向く環状をなす内筒上流側端面９４とされている。この内筒上流側端面９４の軸線Ｏ方向位置は、外筒上流側端面８６と同一とされている。
【００６４】
ストラット９５は、外筒８０の内周面８４と内筒９０の外周面９１とをこれらの相対位置が一義的に定まるように接続している。本実施形態では、ストラット９５は、外筒８０及び内筒９０の軸線Ｏ方向にわたって該軸線Ｏと平行に延在しており、図３に示すように、周方向に間隔をあけて複数が設けられている。これによって、これらストラット９５は、外筒８０及び内筒９０によって画成される再循環流路Ｆ１０を周方向に複数に区画している。また、ストラット９５によって、外筒８０と内筒９０との相対位置が一義的に固定されている。
【００６５】
このようなカバー本体５１及びスリーブ７０とから構成されるコンプレッサカバー５０は、図１に示すように、ロータ本体１６に固定された羽根車４１を外周側から覆うように配置される。この際、羽根車４１のエッジがシュラウド面６３に対向する。また、羽根車４１のエッジの上流側の一部は、内筒９０の内周面９２に対向する。これによって、シュラウド面６３と内筒９０の内周面９２との間に形成されるスリットＦ１１は羽根車４１のエッジに対して径方向から対向して配置される。
【００６６】
また、連結部６９における連結内周部６９ａが軸受ハウジング１９の連結外周部１９ｂと係合することによってコンプレッサカバー５０と過給機本体１０とが一体に連結される。この際、カバー本体５１の円筒部６０におけるディフューザ形成面６４は、軸受ハウジング１９の環状端面１９ａと軸線Ｏ方向に離間した状態となる。また、当該環状端面１９ａは、その外周側がスクロール部６８のスクロール形成面６８ａと面一となる。
【００６７】
そして、コンプレッサカバー５０の内側には、羽根車４１によって空気を吸排気する主流路が形成されている。当該主流路は、上流側吸気流路Ｆ１、下流側吸気流路Ｆ２、拡径流路Ｆ３、ディフューザ流路Ｆ４から構成される。
上流側吸気流路Ｆ１は、カバー本体５１の円筒内周面６１のうち非嵌合領域６１ｂの径方向内側の空間である。下流側吸気流路Ｆ２は、スリーブ７０の内筒９０の内周面９２の内側の空間であって、上流側吸気流路Ｆ１の下流側に接続されている。拡径流路Ｆ３は、シュラウド面６３の内側の空間であって、下流側吸気流路Ｆ２の下流側に接続される。羽根車４１の羽根４１ｂは、これら下流側吸気流路Ｆ２と拡径流路Ｆ３とにわたって配置されている。
【００６８】
ディフューザ流路Ｆ４は、カバー本体５１の円筒部６０のディフューザ形成面６４と軸受ハウジング１９の環状端面１９ａによって画成された空間であって、径方向にかつ周方向に広がる環状に形成されている。このディフューザ流路Ｆ４は径方向内側の端部が拡径流路Ｆ３に接続されて、径方向外側の端部がディフューザ流路Ｆ４に接続される。
また、再循環流路Ｆ１０は、外筒８０の上流側端部と内筒９０の上流側端部との間の上流側の開口が上流側吸気流路Ｆ１に軸線Ｏ方向下流側から接続されている。そして、スリットＦ１１は、径方向外側の端部が再循環流路Ｆ１０に接続され、径方向内側の端部が主流路における下流側吸気流路Ｆ２と拡径流路Ｆ３との境界に接続されている。
【００６９】
次に、上記構成のコンプレッサカバー５０の製造方法について図６に示すフローチャートを参照して説明する。当該製造方法は、カバー本体成形工程Ｓ１と、スリーブ成形工程Ｓ２と、挿入工程Ｓ３とを含んでいる。
【００７０】
カバー本体成形工程Ｓ１では、砂型鋳造によってカバー本体の原形を成形した後、切削加工を施すことによって上記構成のカバー本体５１を成形する。
スリーブ成形工程Ｓ２では、外筒８０、内筒９０及びストラット９５からなるスリーブ７０を、射出成形又はロストワックス鋳造によって成形する。
【００７１】
そして、挿入工程Ｓ３では、図４に示すように、スリーブ７０とカバー本体５１とを同軸に配置した状態で、スリーブ７０を軸線Ｏ方向上流側からカバー本体５１の円筒部６０の内側に挿入することでスリーブ７０をカバー本体５１に嵌め込む。この際、例えばスリーブ７０を冷却して該スリーブ７０を縮径させることで嵌めこむ冷やし嵌めとしてもよいし、カバー本体５１を加熱して円筒内周面６１を拡径させることで嵌め込む焼き嵌めとしてもよい。
【００７２】
この挿入工程Ｓ３では、スリーブ７０の外筒下流側端面８５がカバー本体５１の段差部６２の当接面６２ａに当接するまでスリーブ７０を挿入する。外筒下流側端面８５の当接面６２ａへの当接により、内筒下流側端面９３と段差部６２のスリーブ７０形成面との間には、スリットＦ１１が形成される。
このような工程によって、カバー本体５１とスリーブ７０とが一体となったコンプレッサカバー５０が完成する。
【００７３】
次に上記構成のコンプレッサカバー５０を備えた遠心圧縮機４０、過給機１の作用について説明する。
例えばエンジンから排出される排気ガスがラジアルタービン３０に径方向外側から供給されると、該ラジアルタービン３０が回転し、当該排気ガスは軸線Ｏ方向に排出される。このラジアルタービン３０の回転はロータ１５を介して遠心圧縮機４０の羽根車４１に伝達され、該羽根車４１が軸線Ｏ回りに回転する。すると、羽根車４１が軸線Ｏ方向上流側から空気を吸気し、該空気を径方向外側に排気する。即ち、空気は、上流側吸気流路Ｆ１、下流側吸気流路Ｆ２、拡径流路Ｆ３を流通する過程で圧縮され、ディフューザ流路Ｆ４に排気される。そしてディフューザ流路Ｆ４を流通した空気は、スクロール流路Ｆ５内を周方向に流通し、最終的にスクロール部６８の出口部６８ｂから外部に排出される。このような圧縮された空気がエンジンの燃焼室に送り込まれて燃焼に供される。
【００７４】
本実施形態の遠心圧縮機４０では、カバー本体５１に嵌め込まれたスリーブ７０に再循環流路Ｆ１０が形成されている。したがって、羽根車４１を流通する空気の一部は、スリットＦ１１を介して径方向外側に移動することで再循環流路Ｆ１０内に旋回流として導入される。このように再循環流路Ｆ１０内に導入された旋回流は、再循環流路Ｆ１０を主流の逆方向に向かって、即ち、軸線Ｏ方向上流側に向かってストラット９５に沿って流通した後、上流側吸気流路Ｆ１内に還流させられる。このようにして、羽根車４１を流通する空気の一部が、連続的に還流させられることで、主流と再循環流路Ｆ１０を循環する空気の流れが形成される。すると、羽根車４１への見掛け上の吸込み流量が増加するため、遠心圧縮機４０の運転状態がサージング領域から遠ざけられる。これによって、遠心圧縮機４０の作動範囲の拡大を図ることができ、遠心圧縮機４０に外部から供給される空気の流量が減少した際におけるサージングの発生を抑制できる。
【００７５】
ここで、本実施形態のコンプレッサカバー５０では、スリーブ７０が外筒８０、内筒９０及びストラット９５を有しており、外筒８０がカバー本体５１の円筒内周面６１に嵌合しているため、再循環流路Ｆ１０の複数の区画の間に隙間が発生することはない。即ち、外筒８０、内筒９０及びストラット９５が一体に成形されており、これら外筒８０、内筒９０及びストラット９５の相対位置関係が一義的に定まるため、外筒８０とストラット９５との間、内筒９０とストラット９５との間に意図しない隙間が発生してしまうことを回避できる。
【００７６】
したがって、スリットＦ１１を介してスリーブ７０内の再循環流路Ｆ１０に導かれた空気は、ストラット９５によって整流されながら上流側吸気流路Ｆ１に導かれる。これによって、当初狙った通りの流れを再循環流路Ｆ１０内に形成することができるため、再循環流路Ｆ１０内での意図しない流れの発生による性能の低下を回避することが可能となる。
【００７７】
さらに、本実施形態では、外筒８０の外周面８１が円筒内周面６１に嵌合しているため、スリーブ７０をカバー本体５１に固定するための部材を別途設ける必要はない。そのため、部品コスト及び組立工程数を削減することができる。
【００７８】
また、再循環流路Ｆ１０の軸線Ｏ方向全域が外筒８０と内筒９０とによって画成されているため、軸線Ｏ方向の広範囲にわたって再循環流路Ｆ１０の区画同士で流体が漏れ出ることを回避できる。これによって、より整流効果の高いストラット９５を提供することが可能となる。
さらに、再循環流路Ｆ１０の全領域をスリーブ７０が形成することで、剛性の高いスリーブ７０を実現できるとともに、遠心圧縮機４０の内部を流れる流体や羽根車４１の回転に起因するスリーブ７０の共振を回避する事ができる。
【００７９】
また、本実施形態では、カバー本体５１内に嵌め込まれたスリーブ７０の内筒下流側端面９３とカバー本体５１の段差部６２のスリット形成面６２ｄとの間に再循環流路Ｆ１０と主流路とを連通させるスリットＦ１１が画成されているため、スリーブ７０やカバー本体５１に別途スリットＦ１１に相当する孔部を形成する必要がない。即ち、スリーブ７０又はカバー本体５１に当該孔部を形成しようとした場合、別途加工工程が増える分だけ製造過程が複雑になるおそれがある。また、これらスリーブ７０又はカバー本体５１を射出成形や鋳造で成形しようとしても、鋳型や中子の形状が複雑になる分、作業が煩雑となる。これに対して本実施形態では、カバー本体５１とスリーブ７０との相対位置関係のみによってスリットＦ１１が形成されるため、上記不都合を解消することができる。
【００８０】
また、上記スリットＦ１１は、カバー本体５１にスリーブ７０を挿入して嵌め込む際に、スリーブ７０の外筒８０の外筒下流側端面８５がカバー本体５１の段差部６２の当接面６２ａに当接することで一義的に画成される。即ち、これら外筒下流側端面８５と当接面６２ａとの当接によりスリーブ７０とカバー本体５１とが位置決めされる結果、別途スリーブ７０の軸線Ｏ方向の間隔を調整する作業等を行う必要がないため、当初意図した通りの間隔のスリットＦ１１を容易に形成することができる。
【００８１】
ここで、遠心圧縮機４０では、羽根車４１によって空気が圧縮されると該空気の温度が上昇するため、一般に軸線Ｏ方向下流側の方が高温になり易い。本実施形態では、当該高温の影響を受け難いスリーブ７０の上流側領域８１ａの嵌め合い度合が大きく設定されているため、該上流側領域８１ａの嵌め合いに高温による緩み等の悪影響が発生することはない。したがって、遠心圧縮機４０の運転中であっても、コンプレッサカバー５０とスリーブ７０との一体化を強固に保持することができる。また、高温の影響を受け易いスリーブ７０の下流側領域８１ｂの嵌め合い度合が小さく設定されているため、該下流側領域８１ｂにおける熱伸びによる熱応力の発生を抑制することができる。これによって、カバー本体５１及びスリーブ７０の耐久性を向上させることができ、コンプレッサカバー５０の長寿命化を図ることができる。
【００８２】
なお、遠心圧縮機４０では、圧縮後の空気が流通するスクロール流路Ｆ５内が特に高温となるが、本実施形態では外筒８０の外周面８１の上流側領域８１ａと下流側領域８１ｂとの境界の軸線Ｏ方向位置がスクロール流路Ｆ５を避けて配置されているため、コンプレッサカバー５０とスリーブ７０との一体化をより強固にしながら、耐久性を一層向上させることができる。
【００８３】
また、本実施形態では、スリーブ７０の外筒８０がカバー本体５１の円筒内周面６１に嵌め込まれる構成のため、外筒８０とカバー本体５１との間、即ち、スリーブ７０とカバー本体５１との間にＯリング８３を配置することができる。即ち、スリーブ７０の外筒８０とカバー本体５１とにより形成される間隙および嵌合部が円形に形成される構成のため、当該間隙及び嵌合部にＯリングを配置することができる。これによって、カバー本体５１とスリーブ７０との間に空気流れ混んでしまうことをより確実に回避することができるため、意図しない流れの発生を抑制することにつながり遠心圧縮機４０全体としての性能を高く維持することができる。
【００８４】
ここで、仮にコンプレッサカバー５０をカバー本体５１とスリーブ７０に分けずに総切削によって一体に製造する場合、複雑な形状の再循環流路Ｆ１０を切削形成する必要がある分だけ時間と手間を要し、コストが過大となってしまう。これに対して本実施形態では、コンプレッサカバー５０をカバー本体５１とスリーブ７０とに分離してこれらを別々に成形しているため、カバー本体５１、スリーブ７０のそれぞれに適した成形方法でこれらカバー本体５１、スリーブ７０を成形することができる。そして、このように別々に成形したカバー本体５１及びスリーブ７０を、スリーブ７０をカバー本体５１内に嵌め込むことによって一体化させているため、コンプレッサカバー５０を容易に製造することができる。
特に、大型の製品の量産に適した砂型鋳造によってカバー本体５１を成形し、比較的小型で精密な製品の成形に適した射出成形又はロストワックス成形によってスリーブ７０を成形することで製造過程全体としてのコストを低減することができる。
【００８５】
また、カバー本体５１に比べて複雑な形状のスリーブ７０を精度高く成形することができる。したがって、特に砂型鋳造によってスリーブ７０を成形する場合に比べて、ストラット９５の周方向の幅を薄くすることができ、かつ、ストラットの数を増やすことができる。ストラット９５の周方向の幅は小さい程、また、ストラット９５の数が多い程、再循環流路Ｆ１０に入り込む旋回流の整流効果を向上させることができるため、より性能の高いコンプレッサカバー５０を実現することができる。
一方、仮に砂型鋳造によってスリーブ７０を成形した場合、鋳込んだ際の中子の熱が抜け難いことから、成形されたスリーブ７０の機械的性質が低下してしまう。本実施形態では、スリーブ７０を射出成形又はロストワックスにて成形することで、当該不利益も解消することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、実施形態では、カバー本体５１の円筒内周面６１にスリーブ７０の外筒８０の外周面８１が嵌合する構成としたが、これに限定されることはない。これに代えて、カバー本体５１にスリーブ７０を挿入可能として、円筒内周面６１とスリーブ７０の外筒８０の外周面８１との間に隙間が形成されていてもよい。この場合、別途設ける固定部材によって、カバー本体５１にスリーブ７０が固定される。即ち、カバー本体５１にスリーブ７０が固定される構成ならばよく、嵌合のみならず他のあらゆる周知の手段を用いてカバー本体５１とスリーブ７０との一体化を図ってもよい。
【００８７】
上記固定部材としては、例えば円筒内周面６１と外筒８０の外周面８１との間に介在されるスペーサを用いることもできるし、カバー本体５１とスリーブ７０とを互いに固定するボルトを用いることもできる。
【００８８】
なお、外筒８０の外周面８１における上流側領域８１ａ及び下流側領域８１ｂの双方が内筒円周面６１に対してすきま嵌めとされている場合にも、固定部材によって外筒８０がカバー本体５１に固定されていれば、これら外筒８０及びカバー本体５１とを互いに一体化することができる。
【００８９】
このように外筒８０がカバー本体５１の円筒内周面６１に固定されていれば、に、実施形態同様、再循環流路の複数の区画の間に隙間が発生することを防止又は軽減できる。したがって、これら再循環流路Ｆ１０の区画同士の間で流体が漏れ出ることを回避でき、カバー本体５１とスリーブ７０との間に意図しない流れが発生してしまうことを抑制できる。
【００９０】
また、例えば実施形態の第一変形例の過給機１００として、図７に示すように、駆動部として電動機１０１を用いた構成であってもよい。この第一実施形態は実施形態同様の構成の遠心圧縮機４０と電動機１０１とを備えている。電動機１０１は、図示しない電源からの電力供給によって軸線Ｏ回りに回転する出力軸１０１ａを有しており、当該出力軸に羽根車羽根車４１が出力軸１０１ａとともに軸線Ｏ回りに回転可能に一体に該出力軸１０１ａに取り付けられている。
【００９１】
また、実施形態の第二変形例の過給機２００として、図８に示すように、駆動部として原動機２０１電動機１０１を備え、該原動機２０１電動機１０１の出力を駆動ベルト２０３及び変速機２０２を介して遠心圧縮機遠心圧縮機４０の羽根車羽根車４１に伝達する構成であってもよい。当該構成では原動機２０１の出力軸２０１ａ及び変速機２０２の入力軸２０２ａにベルト２０３が掛け回され駆け回されており、原動機２０１の出力軸２０１ａの回転がベルト２０３を介して変速機２０２の入力軸２０２ａに伝達される。そして、変速機２０２は入力軸２０２ａの回転を任意のギア比に基づいて変速して出力軸２０２ｂの回転として出力する。そして、当該変速機２０２の出力軸２０２ｂに一体に固定された羽根車羽根車４１が変速機２０２の出力軸２０２ｂの回転とともに回転する。
【００９２】
これら第一変形例、第二変形例のように駆動部の構成が実施形態と異なる構成であっても、遠心圧縮機４０が上記コンプレッサカバー５０を備えていることにより、実施形態同様の作用効果を奏する。
【００９３】
また、実施形態、第一変形例及び第二変形例では、遠心圧縮機４０を過給機１に適用した例について説明したが、これに限定されることはなく、遠心圧縮機４０を適用可能な回転機械であればいかなるものにも本発明を適用できる。
【００９４】
さらに、実施形態では、円筒内周面６１、外筒８０の外周面８１はそれぞれ軸線Ｏに平行な円筒面として説明したが、例えば軸線Ｏ方向下流側に向かうに従って縮径するテーパ面状をなしていてもよい。即ち、スリーブ７０をカバー本体５１に挿入可能であって、かつ、スリーブ７０がカバー本体５１に固定可能であれば、円筒内周面６１、外筒８０の外周面８１の形状は実施形態の構成に限られない。
【００９５】
また、実施形態では、スリーブ７０の外周面８１の上流側領域８１ａと下流側領域８１ｂとは互いに外径が異なることにより上流側領域８１ａの嵌め合い度合の方が下流側領域８１ｂに比べて大きいものとしたが、例えば、カバー本体５１の円筒内周面６１の内径が部分的に異なることによって、上流側領域８１ａの嵌め合い度合の方が下流側領域８１ｂに比べて大きく設定されていてもよい。即ち、円筒内周面６１における上流側領域８１ａに対応する領域が、該円筒内周面６１における下流側領域８１ｂに対応する領域よりも内径が小さいことにより、上流側領域８１ａの方が下流側領域８１ｂよりも円筒内周面６１への嵌め合い度合いが大きく設定されていてもよい。
さらに、上流側領域８１ａ及び下流側領域８１ｂの外径が互いに異なり、かつ、円筒内周面６１の内径が部分的に異なることによって、上流側領域８１ａの方が下流側領域８１ｂよりも円筒内周面６１への嵌め合い度合いが大きく設定されていてもよい。
【００９６】
さらに、第一凹溝８１ｃ、第二凹溝８１ｄは、いずれが軸線Ｏ方向上流側に形成されていてもよく、その順番は問わない。また、これら第一凹溝８１ｃ、第二凹溝８１ｄは、少なくとも一方が外筒８０の外周面８１の下流側領域８１ｂに形成されていてもよい。
【００９７】
また、実施形態では、ストラット９５が軸線Ｏに平行に延びている例について説明したが、例えばストラット９５が軸線Ｏ方向上流側に向かうに従って周方向に向かって延びるように捩じれた形状であってもよい。このように複雑な形状のストラット９５であっても、本実施形態ではスリーブ７０を別途射出成形又はロストワックス鋳造によって成形しているため、容易に所望の形状を形成することができる。
【００９８】
さらに、実施形態では、スリーブ７０の内筒下流側端面９３とカバー本体カバー本体５１のスリット形成面６２ｄとの間にスリットＦ１１を画成したが、例えば内筒９０を内外に貫通する孔部を形成して、当該孔部を介して再循環流路Ｆ１０内に旋回流を導く構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１     過給機
１０   過給機本体
１５   ロータ
１６   ロータ本体
１７   第一スラストカラー
１７ａ フランジ
１８   第二スラストカラー
１８ａ フランジ
１９   軸受ハウジング
１９ａ 環状端面
１９ｂ 連結外周部
２０   ジャーナル軸受
２５   スラスト軸受
３０   ラジアルタービン
４０   遠心圧縮機
４１   羽根車
４１ａ ボス部
４１ｂ 羽根
５０   コンプレッサカバー
５１   カバー本体
６０   円筒部
６１   円筒内周面
６１ａ 嵌合領域
６１ｂ 非嵌合領域
６２   段差部
６２ａ 当接面
６２ｂ 段差部円筒面
６２ｃ 湾曲面
６２ｄ スリット形成面
６３   シュラウド面
６４   ディフューザ形成面
６５   外周面
６６   ボルト挿通孔
６７   円筒部入口端面
６８   スクロール部
６８ａ スクロール形成面
６８ｂ 出口部
６９   連結部
６９ａ 連結内周部
７０   スリーブ
８０   外筒
８１   外周面
８１ａ 上流側領域
８１ｂ 下流側領域
８１ｃ 第一凹溝
８１ｄ 第二凹溝
８２   抜け止め用ボルト
８３   Ｏリング
８４   内周面
８５   外筒下流側端面
８６   外筒上流側端面
９０   内筒
９１   外周面
９２   内周面
９３   内筒下流側端面
９４   内筒上流側端面
９５   ストラット
１００ 過給機
１０１ 電動機
１０１ａ      出力軸
２００ 過給機
２０１ 原動機
２０１ａ      出力軸
２０２ 変速機
２０２ａ      入力軸
２０２ｂ      出力軸
２０３ ベルト
Ｆ１   上流側吸気流路
Ｆ２   下流側吸気流路
Ｆ３   拡径流路
Ｆ４   ディフューザ流路
Ｆ５   スクロール流路
Ｆ１０ 再循環流路
Ｆ１１ スリット
Ｓ１   カバー本体成形工程
Ｓ２   スリーブ成形工程
Ｓ３   挿入工程
【図１】
2016002037.tif 000003
【図２】
2016002037.tif 000004
【図３】
2016002037.tif 000005
【図４】
2016002037.tif 000006
【図５】
2016002037.tif 000007
【図６】
2016002037.tif 000008
【図７】
2016002037.tif 000009
【図８】
2016002037.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月30日(2016.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
この挿入工程Ｓ３では、スリーブ７０の外筒下流側端面８５がカバー本体５１の段差部６２の当接面６２ａに当接するまでスリーブ７０を挿入する。外筒下流側端面８５の当接面６２ａへの当接により、内筒下流側端面９３と段差部６２のスリット形成面６２ｄとの間には、スリットＦ１１が形成される。
このような工程によって、カバー本体５１とスリーブ７０とが一体となったコンプレッサカバー５０が完成する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
また、本実施形態では、スリーブ７０の外筒８０がカバー本体５１の円筒内周面６１に嵌め込まれる構成のため、外筒８０とカバー本体５１との間、即ち、スリーブ７０とカバー本体５１との間にＯリング８３を配置することができる。即ち、スリーブ７０の外筒８０とカバー本体５１とにより形成される間隙および嵌合部が円形に形成される構成のため、当該間隙及び嵌合部にＯリングを配置することができる。これによって、カバー本体５１とスリーブ７０との間に空気が流れ混んでしまうことをより確実に回避することができるため、意図しない流れの発生を抑制することにつながり遠心圧縮機４０全体としての性能を高く維持することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
また、カバー本体５１に比べて複雑な形状のスリーブ７０を精度高く成形することができる。したがって、特に砂型鋳造によってスリーブ７０を成形する場合に比べて、ストラット９５の周方向の幅を薄くすることができ、かつ、ストラットの数を増やすことができる。ストラット９５の周方向の幅は小さい程、また、ストラット９５の数が多い程、再循環流路Ｆ１０に入り込む旋回流の整流効果を向上させることができるため、より性能の高いコンプレッサカバー５０を実現することができる。
一方、仮に砂型鋳造によってスリーブ７０を成形した場合、鋳込んだ際の中子の熱が抜け難いことから、成形されたスリーブ７０の機械的性質が低下してしまう。本実施形態では、スリーブ７０を射出成形又はロストワックス鋳造にて成形することで、当該不利益も解消することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
このように外筒８０がカバー本体５１の円筒内周面６１に固定されていれば、実施形態同様に、再循環流路の複数の区画の間に隙間が発生することを防止又は軽減できる。したがって、これら再循環流路Ｆ１０の区画同士の間で流体が漏れ出ることを回避でき、カバー本体５１とスリーブ７０との間に意図しない流れが発生してしまうことを抑制できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
また、例えば実施形態の第一変形例の過給機１００として、図７に示すように、駆動部として電動機１０１を用いた構成であってもよい。この第一変形例は実施形態同様の構成の遠心圧縮機４０と電動機１０１とを備えている。電動機１０１は、図示しない電源からの電力供給によって軸線Ｏ回りに回転する出力軸１０１ａを有しており、当該出力軸に羽根車４１が出力軸１０１ａとともに軸線Ｏ回りに回転可能に一体に該出力軸１０１ａに取り付けられている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
また、実施形態の第二変形例の過給機２００として、図８に示すように、駆動部として原動機２０１を備え、該原動機２０１の出力を駆動ベルト２０３及び変速機２０２を介して遠心圧縮機４０の羽根車４１に伝達する構成であってもよい。当該構成では原動機２０１の出力軸２０１ａ及び変速機２０２の入力軸２０２ａにベルト２０３が掛け回されており、原動機２０１の出力軸２０１ａの回転がベルト２０３を介して変速機２０２の入力軸２０２ａに伝達される。そして、変速機２０２は入力軸２０２ａの回転を任意のギア比に基づいて変速して出力軸２０２ｂの回転として出力する。そして、当該変速機２０２の出力軸２０２ｂに一体に固定された羽根車４１が変速機２０２の出力軸２０２ｂの回転とともに回転する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
さらに、実施形態では、スリーブ７０の内筒下流側端面９３とカバー本体５１のスリット形成面６２ｄとの間にスリットＦ１１を画成したが、例えば内筒９０を内外に貫通する孔部を形成して、当該孔部を介して再循環流路Ｆ１０内に旋回流を導く構成であってもよい。
【国際調査報告】
2016002037.tif 000011
2016002037.tif 000012
2016002037.tif 000013
2016002037.tif 000014