(57)【要約】  スクロール部（７）は、回転軸線（Ｏ）の方向の一方に配置された第一本体部（１１）と、第一本体部（１１）に対して回転軸線（Ｏ）の方向の他方に配置された第二本体部（１２）と、第一本体部（１１）と第二本体部（１２）とを回転軸線（Ｏ）の方向に接合するとともに、スクロール部（７）の流路（ＦＣ）が形成された回転軸線（Ｏ）の方向の範囲内に位置する接合部（１３）と、を有し、第一本体部（１１）には、接合部（１３）よりも径方向の内側に第二本体部（１２）に向かって接合部（１３）を超えて延び、流路（ＦＣ）の内面（７ａ）の一部を形成する環状の凸部（１１ａ）が設けられ、第二本体部（１２）には、流路（ＦＣ）の内面（７ａ）から凹んで凸部（１１ａ）に係合する凹部（１２ａ）が設けられている。
2020170344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラの回転軸線に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなし、前記インペラに流体を導入する吸気部と、
前記吸気部に連通して、前記インペラの外周側で前記回転軸線を中心とした環状に延びる流路を形成する樹脂製のスクロール部と、
前記スクロール部の一端に一体に形成されて前記インペラの周方向に沿って延びて開口し、前記流体を前記流路から吐出する吐出部と、
を備え、
前記スクロール部は、
前記回転軸線の方向の一方に配置された第一本体部と、
前記第一本体部に対して前記回転軸線の方向の他方に配置された第二本体部と、
前記第一本体部と前記第二本体部とを前記回転軸線の方向に接合するとともに、前記流路が形成された前記回転軸線の方向の範囲内に位置する接合部と、
を有し、
前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方には、前記接合部よりも前記回転軸線に対する径方向の内側に前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方から他方に向かって前記接合部を超えて延び、前記流路の内面の一部を形成する前記回転軸線を中心とした環状の凸部が設けられ、
前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方には、前記流路の内面から凹んで前記凸部に係合する凹部が設けられているラジアルコンプレッサのケーシング。
【請求項２】
前記第一本体部は、前記回転軸線の方向を向く第一対向面を有し、
前記第二本体部は、前記第一対向面に面接触する第二対向面を有し、
前記第一本体部には、前記第一対向面から前記回転軸線の方向に凹んで前記回転軸線を中心として環状に延びる第一環状凹部が設けられ、
前記第二本体部には、前記第一環状凹部が設けられた位置に対応する位置で前記第二対向面から前記回転軸線の方向に凹んで前記回転軸線を中心として環状に延びる第二環状凹部が設けられ、
前記接合部は、前記第一環状凹部と前記第二環状凹部とによって形成された空間に配置された樹脂部材である請求項１に記載のラジアルコンプレッサのケーシング。
【請求項３】
前記凸部は、前記径方向の外側を向く凸部外面を有し、
前記凸部外面には前記径方向の外側に突出する横凸部が設けられ、
前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方は、前記凸部外面に対向する内面を有し、
前記内面には前記径方向の外側に凹むとともに、前記横凸部が係合可能な横凹部が設けられている請求項１又は２に記載のラジアルコンプレッサのケーシング。
【請求項４】
前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記他方には前記凸部に対して前記径方向の外側に配置されて前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記他方から前記一方に向けて突出する外側凸部がさらに設けられ、
前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記一方には、前記外側凸部が係合可能な外側凹部が設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のラジアルコンプレッサのケーシング。
【請求項５】
インペラの回転軸線に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなし、前記インペラに流体を導入する吸気部と、
前記吸気部に連通して、前記インペラの外周側で前記回転軸線を中心とした環状に延びる流路を形成する樹脂製のスクロール部と、
前記スクロール部の一端に一体に設けられて前記インペラの周方向に沿って延びて開口し、前記流体を前記流路から吐出する吐出部と、
を備え、
前記スクロール部は、
前記回転軸線の方向の一方に配置された第一本体部と、
前記第一本体部に対して前記回転軸線の方向の他方に配置された第二本体部と、
前記第一本体部と前記第二本体部とを前記回転軸線の方向に接合するとともに、前記流路が形成された前記回転軸線の方向の範囲外に位置する接合部と、
を有し、
前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方には、前記接合部よりも前記回転軸線に対する径方向の内側に前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方から他方に向かって前記接合部を超えて延び、前記流路の内面の一部を形成する前記回転軸線を中心とした環状の凸部が設けられ、
前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方には、前記流路の内面から凹んで前記凸部に係合する凹部が設けられ、
前記第一本体部は、前記回転軸線の方向を向く第一対向面を有し、
前記第二本体部は、前記第一対向面に面接触する第二対向面を有し、
前記第一本体部には、前記第一対向面から前記回転軸線の方向に凹んで前記回転軸線を中心として環状に延びる第一環状凹部が設けられ、
前記第二本体部には、前記第一環状凹部が設けられた位置に対応する位置で前記第二対向面から前記回転軸線の方向に凹んで前記回転軸線を中心として環状に延びる第二環状凹部が設けられ、
前記接合部は、前記第一環状凹部と前記第二環状凹部とによって形成された空間に配置された樹脂部材であるラジアルコンプレッサのケーシング。
【請求項６】
インペラの回転軸線に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなし、前記インペラに流体を導入する吸気部と、
前記吸気部に連通して、前記インペラの外周側で前記回転軸線を中心とした環状に延びる流路を形成する樹脂製のスクロール部と、
前記スクロール部の一端に一体に設けられて前記インペラの周方向に沿って延びて開口し、前記流体を前記流路から吐出する吐出部と、
を備え、
前記スクロール部は、
前記回転軸線の方向の一方に配置された第一本体部と、
前記第一本体部に対して前記回転軸線の方向の他方に配置された第二本体部と、
前記第一本体部と前記第二本体部とを前記回転軸線の方向に接合するとともに、前記流路が形成された前記回転軸線の方向の範囲外に位置する接合部と、
を有し、
前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方には、前記接合部よりも前記回転軸線に対する径方向の内側に前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方から他方に向かって前記接合部を超えて延び、前記流路の内面の一部を形成する前記回転軸線を中心とした環状の凸部が設けられ、
前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方には、前記流路の内面から凹んで前記凸部に係合する凹部が設けられ、
前記凸部は、前記径方向の外側を向く凸部外面を有し、
前記凸部外面には前記径方向の外側に突出する横凸部が設けられ、
前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方は、前記凸部外面に対向する内面を有し、
前記内面には前記径方向の外側に凹むとともに、前記横凸部が係合可能な横凹部が設けられ、
前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記他方には前記凸部に対して前記径方向の外側に配置されて前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記他方から前記一方に向けて突出する外側凸部がさらに設けられ、
前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記一方には、前記外側凸部が係合可能な外側凹部が設けられているラジアルコンプレッサのケーシング。
【請求項７】
インペラと、
前記インペラが嵌合して該インペラとともに回転する回転軸と、
前記インペラを覆うように設けられた請求項１から６のいずれか一項に記載のケーシングと、
を備えるラジアルコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルコンプレッサのケーシング、及びラジアルコンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンプレッサの一種としてラジアルコンプレッサが知られている。このラジアルコンプレッサでは、インペラから流出したガスを螺旋状に形成された流路を有するスクロール部に導入し、周方向に案内して吐出するようになっている。スクロール部は、巻き始め側から吐出側に向けて徐々に外形寸法が大きくなっている。【０００３】
ここで、引用文献１、及び引用文献２に記載されたラジアルコンプレッサのように、例えば自動車のターボチャージャに用いられるラジアルコンプレッサのケーシングは、軽量化等のため樹脂製となっている場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１６８７６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、樹脂はアルミ等の金属と比較して熱伝導率が低いため、特許文献１のコンプレッサのようにケーシングが樹脂製である場合にはケーシングから十分な放熱を行うことが難しい。よって、ケーシングが高温となってケーシングのスクロール部が熱膨張によって大きく変形してしまう可能性がある。またスクロール部には、流路を流通する流体から径方向外側へ向かう圧力が作用する。
特許文献１のコンプレッサでは、ケーシングの第一本体部と第二本体部とを接合することで流路が形成されている。このため、上記の熱膨張や流体の圧力によって、第一本体部と第二本体部との接合部には第一本体部と第二本体部とが離れるように周方向に応力が生じ、接合部に亀裂が生じ、第一本体部と第二本体部との間に隙間が形成されてしまう可能性がある。この結果、コンプレッサの疲労強度が低下する可能性がある。
さらに、第一本体部と第二本体部との隙間に流路内の流体が侵入することで第一本体部と第二本体部とがさらに離れようとして隙間が大きくなり、流体の圧力損失が大きくなってしまう。【０００６】
そこで本発明は、疲労強度を向上しつつ、性能向上が可能なラジアルコンプレッサのケーシング、及びラジアルコンプレッサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の態様に係るラジアルコンプレッサのケーシングは、インペラの回転軸線に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなし、前記インペラに流体を導入する吸気部と、前記吸気部に連通して、前記インペラの外周側で前記回転軸線を中心とした環状に延びる流路を形成する樹脂製のスクロール部と、前記スクロール部の一端に一体に形成されて前記インペラの周方向に沿って延びて開口し、前記流体を前記流路から吐出する吐出部と、を備え、前記スクロール部は、前記回転軸線の方向の一方に配置された第一本体部と、前記第一本体部に対して前記回転軸線の方向の他方に配置された第二本体部と、前記第一本体部と前記第二本体部とを前記回転軸線の方向に接合するとともに、前記流路が形成された前記回転軸線の方向の範囲内に位置する接合部と、を有し、前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方には、前記接合部よりも前記回転軸線に対する径方向の内側に前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方から他方に向かって前記接合部を超えて延び、前記流路の内面の一部を形成する前記回転軸線を中心とした環状の凸部が設けられ、前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方には、前記流路の内面から凹んで前記凸部に係合する凹部が設けられている。【０００８】
このようなケーシングによれば、接合部を超えて回転軸線の方向に延びてスクロール部の流路の内面を形成する凸部を設けている。このため仮に周方向の応力によって接合部に亀裂が生じたとしても、亀裂をふさぐように凸部が流体の圧力によって径方向外側に押し付けられる。この結果、亀裂の進展速度を低減することができる。また仮に亀裂が生じたとしても、凸部が径方向外側に押し付けられることで亀裂は径方向外側に向かわずに、凸部の根本に回転軸線の方向に向かって進展しようとするため、第一本体部や第二本体部に比べて強度が弱い接合部に亀裂が進展しようとせず、強度の強い第一本体部や第二本体部の内部に向かって進展しようとする。これによっても亀裂の進展速度を低減することができる。
また凸部が流体の圧力によって径方向外側に押し付けられることで、凸部と凹部との隙間が閉じようとするため、この隙間に流体が侵入することを回避できる。よって、流路内の流体の圧力損失を低減することができる。
さらに接合部は、流路が形成された回転軸線の方向の範囲内に位置している。このため、接合部はスクロール部の流路における回転軸線方向の中央の位置に近接して配置されていることになる。この結果、流体の圧力による周方向の応力の影響が大きくなる。しかしこのような場合であっても、上記の凸部によって亀裂の進展を抑えることができるためケーシングの損傷を抑制する効果が得られる。【０００９】
また上記のケーシングでは、前記第一本体部は、前記回転軸線の方向を向く第一対向面を有し、前記第二本体部は、前記第一対向面に面接触する第二対向面を有し、前記第一本体部には、前記第一対向面から前記回転軸線の方向に凹んで前記回転軸線を中心として環状に延びる第一環状凹部が設けられ、前記第二本体部には、前記第一環状凹部が設けられた位置に対応する位置で前記第二対向面から前記回転軸線の方向に凹んで前記回転軸線を中心として環状に延びる第二環状凹部が設けられ、前記接合部は、前記第一環状凹部と前記第二環状凹部とによって形成された空間に配置された樹脂部材であってもよい。【００１０】
このように樹脂部材を接合部に用いることで、第一本体部と第二本体部とをより強固に接合することができる。さらにダイスライドインジェクションを用いて接合部を設け、第一本体部と第二本体部とを接合することができるため、ケーシングの製造を容易化できる。【００１１】
また上記のケーシングでは、前記凸部は、前記径方向の外側を向く凸部外面を有し、前記凸部外面には前記径方向の外側に突出する横凸部が設けられ、前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方は、前記凸部外面に対向する内面を有し、前記内面には前記径方向の外側に凹むとともに、前記横凸部が係合可能な横凹部が設けられていてもよい。【００１２】
凸部の凸部外面に横凸部が設けられ、凸部外面に対向する内面に横凸部に係合可能な横凹部を設けることで、第一本体部と第二本体部とが回転軸線の方向へ相対移動してしまうことを抑制できる。よって、第一本体部と第二本体部とが、互いに回転軸線の方向の変形を規制し合うことができ、ケーシングの疲労強度を向上しつつ、ケーシングの変形に伴う流体の圧縮効率低下を回避できる。【００１３】
また上記のケーシングでは、前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記他方には前記凸部に対して前記径方向の外側に配置されて前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記他方から前記一方に向けて突出する外側凸部がさらに設けられ、前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記一方には、前記外側凸部が係合可能な外側凹部が設けられていてもよい。【００１４】
このように凸部に加えてさらに外側凸部を設けることで、第一本体部と第二本体部とが回転軸線の方向に嵌め合うようにして接合部によって接合される。よって回転軸線に対して径方向に互いに位置ずれしてしまうことを回避でき、組立時、運転時に第一本体部と第二本体部とを確実に同軸上に配置することができる。この結果、流体の圧縮効率の向上が可能である。【００１５】
また本発明の一態様に係るラジアルコンプレッサのケーシングは、インペラの回転軸線に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなし、前記インペラに流体を導入する吸気部と、前記吸気部に連通して、前記インペラの外周側で前記回転軸線を中心とした環状に延びる流路を形成する樹脂製のスクロール部と、前記スクロール部の一端に一体に設けられて前記インペラの周方向に沿って延びて開口し、前記流体を前記流路から吐出する吐出部と、を備え、前記スクロール部は、前記回転軸線の方向の一方に配置された第一本体部と、前記第一本体部に対して前記回転軸線の方向の他方に配置された第二本体部と、前記第一本体部と前記第二本体部とを前記回転軸線の方向に接合するとともに、前記流路が形成された前記回転軸線の方向の範囲外に位置する接合部と、を有し、前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方には、前記接合部よりも前記回転軸線に対する径方向の内側に前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方から他方に向かって前記接合部を超えて延び、前記流路の内面の一部を形成する前記回転軸線を中心とした環状の凸部が設けられ、前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方には、前記流路の内面から凹んで前記凸部に係合する凹部が設けられ、前記第一本体部は、前記回転軸線の方向を向く第一対向面を有し、前記第二本体部は、前記第一対向面に面接触する第二対向面を有し、前記第一本体部には、前記第一対向面から前記回転軸線の方向に凹んで前記回転軸線を中心として環状に延びる第一環状凹部が設けられ、前記第二本体部には、前記第一環状凹部が設けられた位置に対応する位置で前記第二対向面から前記回転軸線の方向に凹んで前記回転軸線を中心として環状に延びる第二環状凹部が設けられ、前記接合部は、前記第一環状凹部と前記第二環状凹部とによって形成された空間に配置された樹脂部材である。【００１６】
このようなケーシングによれば、仮に流体の圧力によって生じる周方向の応力によって接合部に亀裂が生じたとしても、亀裂をふさぐように凸部が流体の圧力によって径方向外側に押し付けられることで亀裂の進展速度を低減することができる。また仮に亀裂が生じたとしても、凸部が径方向外側に押し付けられることで亀裂は径方向外側に向かわずに、凸部の根本に回転軸線の方向に向かって進展しようとし、即ち、接合部よりも強度の強い第一本体部や第二本体部の内部に向かって進展しようとする。これによっても亀裂の進展速度を低減することができる。
また凸部が流体の圧力によって径方向外側に押し付けられることで、凸部と凹部との隙間が閉じようとするため、この隙間に流体が侵入することを回避できる。よって、流路内の流体の圧力損失を低減することができる。
さらに接合部は、流路が形成された回転軸線の方向の範囲外に位置している。このため、圧縮された流体からの熱の影響や流体からの圧力の影響が接合部へ及びにくくなり、周方向の応力による接合部での亀裂の発生を抑制することができ、ケーシングの損傷を抑制する効果が得られる。【００１７】
また本発明の一態様に係るラジアルコンプレッサのケーシングは、インペラの回転軸線に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなし、前記インペラに流体を導入する吸気部と、
前記吸気部に連通して、前記インペラの外周側で前記回転軸線を中心とした環状に延びる流路を形成する樹脂製のスクロール部と、
前記スクロール部の一端に一体に設けられて前記インペラの周方向に沿って延びて開口し、前記流体を前記流路から吐出する吐出部と、
を備え、
前記スクロール部は、
前記回転軸線の方向の一方に配置された第一本体部と、
前記第一本体部に対して前記回転軸線の方向の他方に配置された第二本体部と、前記第一本体部と前記第二本体部とを前記回転軸線の方向に接合するとともに、前記流路が形成された前記回転軸線の方向の範囲外に位置する接合部と、を有し、前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方には、前記接合部よりも前記回転軸線に対する径方向の内側に前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの一方から他方に向かって前記接合部を超えて延び、前記流路の内面の一部を形成する前記回転軸線を中心とした環状の凸部が設けられ、前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方には、前記流路の内面から凹んで前記凸部に係合する凹部が設けられ、前記凸部は、前記径方向の外側を向く凸部外面を有し、前記凸部外面には前記径方向の外側に突出する横凸部が設けられ、前記第一本体部及び前記第二本体部のうちの前記他方は、前記凸部外面に対向する内面を有し、前記内面には前記径方向の外側に凹むとともに、前記横凸部が係合可能な横凹部が設けられ、前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記他方には前記凸部に対して前記径方向の外側に配置されて前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記他方から前記一方に向けて突出する外側凸部がさらに設けられ、前記第一本体部と前記第二本体部とのうちの前記一方には、前記外側凸部が係合可能な外側凹部が設けられている。【００１８】
このようなケーシングによれば、上記の通り、凸部によって亀裂の進展速度を低減することができるとともに、流路内の流体の圧力損失を低減することができる。さらに、接合部が、流路が形成された回転軸線の方向の範囲外に位置しているため、圧縮された流体からの熱の影響や流体からの圧力の影響が接合部へ及びにくくなる。よって、流体の圧力に起因する周方向の応力による接合部での亀裂の発生を抑制することができ、ケーシングの損傷を抑制する効果が得られる。
さらに、上記のように横凸部によって第一本体部と第二本体部とが、互いに回転軸の方向の変形を規制し合うことができ、ケーシングの疲労強度を向上しつつ、ケーシングの変形に伴う流体の圧縮効率低下を回避できる。また、上記のように外側凸部によって第一本体部と第二本体部とを同軸上に配置でき、流体の圧縮効率の向上が可能である。【００１９】
また本発明の一態様に係るラジアルコンプレッサは、インペラと、前記インペラが嵌合して該インペラとともに回転する回転軸と、前記インペラを覆うように設けられた上記のケーシングと、を備えている。【００２０】
このようなラジアルコンプレッサでは、上記のケーシングを備えることで、仮に流体の圧力によって生じる周方向の応力によって接合部に亀裂が生じたとしても、凸部によって亀裂の進展速度を低減することができる。また流体の圧力によって凸部と凹部との隙間が閉じようとするため、この隙間に流体が侵入することを回避でき、流路内の流体の圧力損失を低減することができる。
【発明の効果】
【００２１】
上記のラジアルコンプレッサのケーシング、及びラジアルコンプレッサでは、第一本体部又は第二本体部に凸部を設けたことで、疲労強度を向上しつつ性能向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に係るラジアルコンプレッサの全体斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るラジアルコンプレッサのケーシングの要部の縦断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態の第一変形例に係るラジアルコンプレッサのケーシングの要部の縦断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態の第二変形例に係るラジアルコンプレッサのケーシングの要部の縦断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係るラジアルコンプレッサのケーシングの要部の縦断面図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係るラジアルコンプレッサのケーシングの要部の縦断面図である。
【図７】本発明の第四実施形態に係るラジアルコンプレッサのケーシングの要部の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の実施形態におけるラジアルコンプレッサ１について説明する。
ラジアルコンプレッサ１（以下、単にコンプレッサ１とする）は、例えば車両に搭載されるターボチャージャ用のコンプレッサである。
図１に示すように、コンプレッサ１は、インペラ２と、インペラ２が嵌合することでインペラ２と一体で回転軸線Ｏを中心として回転する回転軸３と、インペラ２を覆うように設けられたケーシング４とを備えている。
【００２４】
次に、ケーシング４について説明する。
ケーシング４は、インペラ２に例えば空気等のガスＧ（流体）を導入する吸気部５と、インペラ２から流出したガスＧが流通してこのガスＧを吐出する吐出部６と、吸気部５と吐出部６とを連通するスクロール部７とを備えている。
【００２５】
吸気部５は、インペラ２に対して回転軸線Ｏの方向の一方に配置されて回転軸３線の方向に延び、回転軸線Ｏの方向の他方に開口する円筒状をなしている。吸気部５は、インペラ２に向かって回転軸線Ｏの方向の一方からガスＧを吸込み、インペラ２内の流路（不図示）に向けてガスＧを導入する。また、吸気部５の材料は、例えば熱可塑性プラスチック等の樹脂（例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＡ９Ｔ・ＰＡ４６・ＰＡ６Ｔ（ポリアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等）である。
【００２６】
スクロール部７は、インペラ２及び吸気部５の外周側に配置されている。このスクロール部７は、インペラ２及び回転軸３の周方向に環状に延びる流路ＦＣを有している。吸気部５から導入されたガスＧは、インペラ２内の流路を流通して圧縮された後にこのスクロール部７の流路ＦＣを流通する。スクロール部７は吸気部５と同様の樹脂によって形成されている。スクロール部７の流路ＦＣは、周方向に直交する断面が円形状をなし、周方向の一方に向かって流路断面積が漸次拡大する。これによりスクロール部７は、周方向の一方に吐出部６に向かって外形寸法が漸次拡大する。スクロール部７は、例えば吸気部５と一体の樹脂の射出成形品となっていてもよいし、吸気部５と別体で製造されて吸気部５と接合されていてもよい。
【００２７】
吐出部６は、円筒状をなしてスクロール部７の周方向の一方の端部に一体に設けられ、周方向に沿ってスクロール部７の接線方向に延びて開口し、ガスＧを流路ＦＣから吐出する。吐出部６もスクロール部７及び吸気部５と同様の樹脂によって形成されている。吐出部６は、例えばスクロール部７と一体の樹脂の射出成形品となっていてもよいし、スクロール部７と別体で製造されてスクロール部７と接合されていてもよい。
【００２８】
次に図２を参照してスクロール部７について詳述する。
スクロール部７は、第一本体部１１と、第一本体部１１に対して回転軸線Ｏの方向の他方に配置され、第一本体部１１とともに流路ＦＣの内面７ａを形成する第二本体部１２と、第一本体部１１と第二本体部１２との間に設けられた接合部１３とを有している。
【００２９】
第一本体部１１は、回転軸線Ｏを中心とした環状をなしている。第一本体部１１には、第一本体部１１から回転軸線Ｏの方向の他方に突出して延び、流路ＦＣの内面７ａの一部を形成する回転軸線Ｏを中心とした環状の凸部１１ａが設けられている。これにより凸部１１ａは流路ＦＣに接して設けられている。第一本体部１１には凸部１１ａに接して、凸部１１ａよりも径方向外側に回転軸線Ｏの方向の他方を向く第一対向面１１ｂが形成されている。凸部１１ａの径方向外側を向く凸部外面１１ｃは、回転軸線Ｏの方向の他方に向かって径方向内側に向かって傾斜する傾斜面となっている。
【００３０】
第二本体部１２は、回転軸線Ｏを中心とした環状をなしている。第二本体部１２には流路ＦＣの内面７ａから径方向外側に凹んで、凸部１１ａが挿入されて凸部１１ａに係合する環状の凹部１２ａが設けられている。よって凹部１２ａの径方向内側を向く凹部内面１２ｃは、凸部外面１１ｃに対応して回転軸線Ｏの方向の他方に向かって径方向内側に向かって傾斜する傾斜面となっている。第二本体部１２には、凹部１２ａに接して凹部１２ａよりも径方向外側に、回転軸線Ｏの方向の一方を向く第二対向面１２ｂが形成されている。第二対向面１２ｂは第一対向面１１ｂに回転軸線Ｏの方向に向かい合って面接触して配置されている。
【００３１】
接合部１３は、凸部１１ａ及び凹部１２ａよりも径方向外側の位置で、第一対向面１１ｂ及び第二対向面１２ｂ上に設けられている。よって接合部１３の径方向内側に、接合部１３に接して凸部１１ａが設けられていることになる。また凸部１１ａは接合部１３を超えて回転軸線Ｏの方向の他方に、第二本体部１２に向かって延びている。接合部１３は、例えば第一対向面１１ｂと第二対向面１２ｂとを回転軸線Ｏの方向に対向させた状態で、第一本体部１１と第二本体部１２とを振動融着や超音波融着等の方法を用いて接合させた結果形成されている。よって接合部１３は第一対向面１１ｂ及び第二対向面１２ｂの全体にわたって回転軸線Ｏを中心とした環状に形成され、第一本体部１１及び第二本体部１２と同じ樹脂材料からなる。
【００３２】
本実施形態の接合部１３は、スクロール部７の流路ＦＣにおける回転軸線Ｏの方向の中央位置を通り径方向に延びる仮想線Ｘに沿って配置されている。ただし接合部１３は流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲内に位置していればよく、必ずしも上記の仮想線Ｘに沿って配置されている必要はない。
【００３３】
接合部１３は第一対向面１１ｂと第二対向面１２ｂとの間にのみ設けられているため、凸部１１ａと凹部１２ａとの間には設けられていない。この結果、凸部１１ａと凹部１２ａとは近接、又は接触した状態で互いに接合されていない状態となっている。
【００３４】
以上説明した本実施形態のコンプレッサ１では、回転軸線Ｏの方向に延びてスクロール部７の流路ＦＣの内面７ａを形成する凸部１１ａを第一本体部１１に設けている。このため、仮に周方向の応力によって接合部１３に亀裂Ｃ（図２参照）が生じたとしても、亀裂Ｃを塞ぐように凸部１１ａがガスＧの圧力によって径方向外側に押し付けられる。この結果、亀裂Ｃの進展速度を低減することができる。
【００３５】
また仮に亀裂Ｃが生じたとしても、凸部１１ａが径方向外側に押し付けられることで亀裂Ｃは径方向外側に向かわずに、凸部１１ａの根本に、接合部１３と凸部１１ａとの間で凸部外面１１ｃに沿って回転軸線の方向の一方に向かって進展しようとする。このため、第一本体部１１や第二本体部１２に比べて強度が弱い接合部１３に亀裂Ｃが生じることがなく、亀裂Ｃは、より強度の強い第一本体部１１や第二本体部１２の内部に向かって進展しようとする。これによっても亀裂Ｃの進展速度を低減することができる。
【００３６】
また凸部１１ａと凹部１２ａとの間は非接合の状態となっているが、凸部１１ａがガスＧの圧力によって径方向外側に向かって凹部１２ａに押し付けられることで、凸部外面１１ｃと凹部内面１２ｃとの隙間が閉じようとする。このため、この隙間にガスＧが侵入することを回避できる。よって、流路ＦＣ内のガスＧの圧力損失を低減することができる。
【００３７】
さらに接合部１３は、仮想線Ｘ上に設けられていることで、スクロール部７の流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲内に位置している。このため、接合部１３は流路ＦＣにおける回転軸線Ｏの方向の中央の位置に一致若しくは近接して配置されていることになる。この結果、凸部１１ａが径方向外側に向かって凹部１２ａに押付けられることで、凸部外面１１ｃと凹部内面１２ｃとの隙間が閉じようとする。
【００３８】
従って本実施形態のコンプレッサ１では、上記のようなケーシング４を備えることで、ケーシング４の疲労強度を向上しつつコンプレッサ１の性能向上が可能となる。
【００３９】
ここで本実施形態では第二本体部１２に凸部１１ａが設けられ、第一本体部１１に凹部１２ａが設けられていてもよい。また接合部１３は、第一対向面１１ｂ、第二対向面１２ｂ上で、凸部１１ａとは離れた位置まで設けられていてもよい。即ち。接合部１３は凸部外面１１ｃと接していなくともよい。
【００４０】
（第一変形例）
次に、図３を参照して本発明の第一実施形態の第一変形例のコンプレッサ１Ａについて説明する。
図３に示すように第一本体部１１には、第一対向面１１ｂから回転軸線Ｏの方向の一方に向かって凹んで回転軸線Ｏを中心として環状に延びる第一環状凹部１１ｄが形成されている。第一環状凹部１１ｄは凸部外面１１ｃに接して形成されている。第一環状凹部１１ｄにおける内面のうち、径方向を向く一対の側底面２１ａ、２１ｂは回転軸線Ｏの方向を向く底面２２に向かって互いに近接するように傾斜している。即ち、側底面２１ａ、２１ｂには型成型時の抜き勾配が設けられている。
【００４１】
第二本体部１２には、第二対向面１２ｂから回転軸線Ｏの方向の他方に向かって凹んで回転軸線Ｏを中心として環状に延びる第二環状凹部１２ｄが形成されている。第二環状凹部１２ｄの内面のうちの径方向を向く一対の側底面２５ａ、２５ｂのうち径方向内側の側底面２５ａは、凹部１２ａと径方向に離れた位置に設けられている。よって第一環状凹部１１ｄの径方向内側の側底面２１ａよりも径方向外側に設けられている。また、第二環状凹部１２ｄの径方向外側の側底面２５ｂは、第一環状凹部１１ｄの径方向外側の側底面２１ｂと同じ径方向の位置に設けられている。第一環状凹部１１ｄの側底面２１ａ、２１ｂと同様に、第二環状凹部１２ｄの一対の側底面２５ａ、２５ｂは、回転軸線Ｏの方向を向く底面２６に向かって互いに近接するように傾斜している。即ち、側底面２５ａ、２５ｂには成型時の抜き勾配が設けられている。
【００４２】
接合部２３は、第一環状凹部１１ｄと第二環状凹部１２ｄとによって形成された空間に配置された樹脂部材である。接合部２３の材料には上記のスクロール部７と同様の樹脂材料を用いることができる。接合部２３の外面は、全体にわたって第一本体部１１及び第二本体部１２と接合されている。
【００４３】
以上説明した第一実施形態の第一変形例のコンプレッサ１Ａによれば、第一本体部１１に設けられた凸部１１ａによって亀裂Ｃの進展速度を低減することができるとともに、流路内のガスＧの圧力損失を低減することができる。よってケーシング４Ａの疲労強度を向上しつつコンプレッサ１Ａの性能向上が可能となる。
【００４４】
さらに、接合部２３に樹脂部材を用いることで、第一本体部１１と第二本体部１２とをより強固に接合することができる。さらに、例えばダイスライドインジェクションを用いて接合部２３を設け、第一本体部１１と第二本体部１２とを接合することができる。具体的には、第一本体部１１と第二本体部１２を成型した後にダイスライドを行って第一環状凹部１１ｄと第二環状凹部１２ｄとを回転軸線Ｏの方向に対向させ、接合部２３の樹脂材料を第一環状凹部１１ｄと第二環状凹部１２ｄとの間の空間に充填することで、容易にケーシング４Ａを製造できる。
【００４５】
（第二変形例）
次に、図４を参照して本発明の第一実施形態の第二変形例のコンプレッサ１Ｂについて説明する。
第二変形例では、第一変形例とは第二環状凹部３２ｄの形状が異なっている。図４に示すように第二環状凹部３２ｄの径方向内側の側底面は、凸部外面１１ｃである。これにより接合部３３は凸部外面１１ｃに接して第一本体部１１と第二本体部１２との間にわたって設けられている。接合部３３の外面は、全体にわたって第一本体部１１及び第二本体部１２と接合されている。
【００４６】
本変形例においても、接合部３３の樹脂材料を第一環状凹部１１ｄと第二環状凹部３２ｄとの間の空間に充填したことで、第一本体部１１と第二本体部１２とをより強固に接合することができ、かつ、例えばダイスライドインジェクションを用いて容易にケーシング４Ｂを製造できる。
【００４７】
〔第二実施形態〕
次に、図５を参照して本発明の第二実施形態のコンプレッサ１Ｃについて説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態の第二変形例と比較して、接合部４３の位置が異なっている。
【００４８】
第一本体部４１の第一対向面４１ｂ、及び第二本体部４２の第二対向面４２ｂは、流路の回転軸線Ｏの方向の中央位置を通る仮想線Ｘよりも回転軸線Ｏの方向の一方側に配置されている。そして第一対向面４１ｂ及び第二対向面４２ｂは、流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲外に配置されている。
さらに、第一環状凹部４１ｄ及び第二環状凹部４２ｄも、流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲外に配置されている。よって、接合部４３も流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲外に配置されている。
【００４９】
以上説明した本実施形態のコンプレッサ１Ｃでは、第一本体部４１に設けられた凸部４１ａによって亀裂の進展速度を低減することができるとともに、流路ＦＣ内のガスＧの圧力損失を低減することができる。よって、ケーシング４Ｃの疲労強度を向上しつつ、コンプレッサ１Ｃの性能向上が可能となる。
【００５０】
さらに接合部４３は、流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲外に位置している。このため、圧縮されたガスＧからの熱の影響やガスＧからの圧力の影響が接合部４３へ及びにくくなり、周方向の応力による接合部４３での亀裂Ｃの発生を抑制することができる。よってケーシング４Ｃの損傷を抑制する効果が得られる。
【００５１】
〔第三実施形態〕
次に、図６を参照して本発明の第三実施形態のコンプレッサ１Ｄについて説明する。以下に説明する第三実施形態においては、第一実施形態及び第二実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【００５２】
第一実施形態及び第二実施形態とは逆に凸部５２ａが第二本体部５２に設けられ、凸部５２ａが挿入されて凸部５２ａに係合する凹部５１ａが第一本体部５１に設けられている。
【００５３】
さらに凸部５２ａにおける径方向外側を向く面である凸部外面５２ｃには、径方向外側に突出する横凸部５２ｆが設けられている。この横凸部５２ｆは、回転軸線Ｏを中心とした環状に設けられてもよいし、周方向に間隔をあけて複数設けられてもよい。
【００５４】
また凹部５１ａにおける径方向内側を向く凹部内面５１ｃには、径方向外側に凹むとともに横凸部５２ｆが挿入されて係合する横凹部５１ｆが設けられている。横凹部５１ｆは回転軸線Ｏを中心とした環状をなしてもよいし、周方向に間隔をあけて複数設けられていてもよい。
【００５５】
第二本体部５２には、凸部５２ａに加えて、凸部５２ａと径方向に間隔をあけて凸部５２ａに対して径方向外側に配置され、第二本体部５２の第二対向面５２ｂから回転軸線Ｏの一方、即ち、第一本体部５１に向けて突出する外側凸部５２ｅが設けられている。第二対向面５２ｂは、凸部５２ａに接して凸部５２ａよりも径方向外側に配置されて回転軸線Ｏの方向の一方を向く面である。外側凸部５２ｅの径方向外側を向く面は、回転軸線Ｏの方向に延びる第一本体部５１と第二本体部５２との分割面Ｄとなっている。
【００５６】
第一本体部５１には、外側凸部５２ｅが挿入されて係合可能に、第二対向面５２ｂに対向する第一対向面５１ｂから回転軸線Ｏの方向の一方に凹む外側凹部５１ｅが設けられている。
【００５７】
接合部５３は、流路ＦＣの回転軸線Ｏの方向の中央位置を通る仮想線Ｘよりも回転軸線Ｏの方向の他方側に配置され、流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲外に配置されている。接合部５３の外面は、全体にわたって第一本体部５１及び第二本体部５２と接合されている。
【００５８】
ここで、第一本体部５１と第二本体部５２とは、分割面Ｄで径方向に対向している。第一本体部５１には、回転軸線Ｏの方向の他方を向く端面に開口するとともに、上記分割面Ｄから径方向外側に凹む回転軸線Ｏを中心とした環状をなす第一環状凹部５１ｄが設けられている。また第二本体部５２には、回転軸線Ｏの方向の他方を向く端面に開口するとともに、上記分割面Ｄから径方向内側に凹む回転軸線Ｏを中心とした環状をなす第二環状凹部５２ｄが設けられている。第一環状凹部５１ｄと第二環状凹部５２ｄとは、回転軸線Ｏの方向に同じ位置に設けられている。また、第一環状凹部５１ｄ及び第二環状凹部５２ｄは流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲外に位置している。
【００５９】
そして接合部５３は、第一環状凹部５１ｄと第二環状凹部５２ｄとによって形成された空間に配置されている。よって接合部５３も流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲外に位置している。
【００６０】
以上説明した本実施形態のコンプレッサ１Ｄでは、上記の通り、凸部５２ａによって亀裂の進展速度を低減することができるとともに、流路ＦＣ内のガスＧの圧力損失を低減することができる。さらに、接合部５３が、流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲外に位置しているため、圧縮されたガスＧからの熱の影響やガスＧからの圧力の影響が接合部５３へ及びにくくなる。よって、周方向の応力による接合部５３での亀裂の発生を抑制することができ、ケーシング４Ｄの損傷を抑制する効果が得られる。
【００６１】
また、凸部５２ａに加えてさらに外側凸部５２ｅを設けることで、第一本体部５１と第二本体部５２とが回転軸線Ｏの方向に嵌め合うようにして、接合部５３によって接合される。よって回転軸線Ｏに対して互いに位置ずれしてしまうことを回避でき、組立時、運転時に第一本体部５１と第二本体部５２とを同軸上に配置することができる。即ち、同軸度を向上できる。この結果、ガスＧの圧縮効率の向上が可能である。
【００６２】
凸部外面５２ｃに横凸部５２ｆが設けられ、凸部外面５２ｃに対向する凹部内面５１ｃには横凸部５２ｆに係合可能な横凹部５１ｆを設けることで、第一本体部５１と第二本体部５２とが回転軸線Ｏの方向へ相対移動してしまうことを抑制できる。よって、第一本体部５１と第二本体部５２とが、互いに回転軸線Ｏの方向の変形を規制し合うことができ、ケーシング４Ｄの疲労強度を向上しつつ、ケーシング４Ｄの変形に伴うガスＧの圧縮効率低下を回避できる。特に第一本体部５１と第二本体部５２とのいずれか一方が高温となりやすく熱変形量が大きいような場合であっても、第一本体部５１と第二本体部５２とのうちの熱変形量の小さい方が熱変形量の大きい方の変形を抑制することができる。よってケーシング４Ｄの疲労強度を向上しつつ、ケーシング４Ｄの変形に伴うガスＧの圧縮効率低下を回避できる。
【００６３】
本実施形態では、外側凸部５２ｅ（外側凹部５１ｅ）、及び横凸部５２ｆ（横凹部５１ｆ）のうちのいずれか一方のみが設けられていてもよい。
【００６４】
〔第四実施形態〕
次に、図７を参照して本発明の第四実施形態のコンプレッサ１Ｅについて説明する。以下に説明する第四実施形態においては、第一実施形態から第三実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。本実施形態では、接合部６３の位置が第三実施形態とは異なっている。
【００６５】
図７に示すように例えば、第一本体部６１には、外側凹部５１ｅから回転軸線Ｏの方向の一方に凹む第一環状凹部６１ｄが設けられている。第二本体部６２には、外側凸部５２ｅから回転軸線Ｏの方向の他方に凹むとともに、回転軸線Ｏを中心として環状をなす第二環状凹部６２ｄが設けられている。第一環状凹部６１ｄと第二環状凹部６２ｄとは径方向に同じ位置に設けられている。第一環状凹部６１ｄ及び第二環状凹部６２ｄは、流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲内に位置している。
【００６６】
そして接合部６３は、第一環状凹部６１ｄと第二環状凹部６２ｄとによって形成された空間に配置されている。よって接合部６３も流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲内に位置している。
【００６７】
以上説明した本実施形態のコンプレッサ１Ｅによれば、接合部６３が流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲内に位置している。このため、接合部６３は流路ＦＣにおける回転軸線Ｏの方向の中央の位置（仮想線Ｘ）に近接して配置されていることになる。この結果、ガスＧの圧力による周方向の応力の影響が大きくなるが、このような場合であっても上記の凸部５２ａによって亀裂の進展を抑えることができるためケーシング４Ｅの損傷を抑制する効果が得られる。
【００６８】
本実施形態では接合部６３の位置は上記の場合に限定されず、接合部６３が少なくとも流路ＦＣが形成された回転軸線Ｏの方向の範囲内に位置していればよい。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、請求の範囲によってのみ限定される。
【００７０】
例えば、スクロール部７、吸気部５、吐出部６の材料は、互いに同じでなくともよい。また、少なくともスクロール部７が樹脂製であればよい。ここで「樹脂製」とは純粋に樹脂のみで製造されるものだけでなく、フィラー等の樹脂以外の材料を含んだ樹脂によって製造されるものも含む。吸気部５や吐出部６はアルミ等の金属、炭素繊維、金属フィラ―を含んだ複合材等で形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
上記のラジアルコンプレッサのケーシング、及びラジアルコンプレッサによれば、疲労強度を向上しつつ、性能向上が可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ    コンプレッサ  
２    インペラ  
３    回転軸  
４、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ    ケーシング  
５    吸気部  
６    吐出部  
７    スクロール部  
７ａ    内面  
１１、４１、５１、６１    第一本体部  
１１ａ、４１ａ、５２ａ    凸部  
１１ｂ、４１ｂ、５１ｂ    第一対向面  
１１ｃ、５２ｃ    凸部外面  
１１ｄ、４１ｄ、５１ｄ、６１ｄ    第一環状凹部
１２、４２、５２、６２    第二本体部  
１２ａ、５１ａ    凹部  
１２ｂ、４２ｂ、５２ｂ    第二対向面  
１２ｃ、５１ｃ    凹部内面  
１２ｄ、３２ｄ、４２ｄ、５２ｄ、６２ｄ    第二環状凹部  
１３、２３、３３、４３、５３、６３    接合部  
２１ａ、２１ｂ、２５ａ、２５ｂ    側底面
２２、２６    底面
５１ｅ    外側凹部
５１ｆ    横凹部
５２ｅ    外側凸部
５２ｆ    横凸部
６１    第一本体部
６２    第二本体部
Ｘ    仮想線  
Ｇ    ガス  
Ｏ    回転軸線
ＦＣ    流路
Ｃ    亀裂
Ｄ    分割面
【図１】
2020170344.tif 000003
【図２】
2020170344.tif 000004
【図３】
2020170344.tif 000005
【図４】
2020170344.tif 000006
【図５】
2020170344.tif 000007
【図６】
2020170344.tif 000008
【図７】
2020170344.tif 000009
【国際調査報告】
2020170344.tif 000010
2020170344.tif 000011
2020170344.tif 000012
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