JP2013185563A - 過給機用のコンプレッサハウジング - Google Patents

Abstract

【課題】コンプレッサの性能を確保しつつ、バックプレートとの組み付け性に優れ、かつコスト低減を図ることができる、過給機用のコンプレッサハウジングを提供する。
【解決手段】コンプレッサハウジング１は、吸気口１１を形成する筒状の吸気口形成部２１と、シュラウド面２２１及びディフューザ面２２２を形成するシュラウド部２２と、スクロール室１２を形成するスクロール室形成部２３とを有するハウジング本体２と、スクロール室１２における外周側の内壁面１２１ａの一部を形成する略円環状の樹脂スペーサ３とを備えている。樹脂スペーサ３は、外周側へ突出したフランジ部３１を全周にわたって形成してなる。フランジ部３１は、ハウジング本体２とバックプレート４との間に挟圧されて両者の合わせ面をシールできるよう構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、インペラを収容可能に構成された過給機用のコンプレッサハウジングに関する。

自動車のターボチャージャー等の過給機に用いられるコンプレッサ（圧縮機）は、複数のブレードを有するインペラを収容可能に構成されたコンプレッサハウジングを有する。
コンプレッサハウジングは、インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、インペラの外周側において周方向に形成され、インペラから吐き出された空気を外部へ導くスクロール室とを備えている（特許文献１参照）。

また、図１０に示すごとく、コンプレッサ９８の性能向上を目的とし、複雑な形状のスクロール室９１２にも対応可能なコンプレッサハウジング９１として、ハウジング本体９２と樹脂スペーサ９３とを組合わせたものがある。ハウジング本体９２は、吸気口９１１を形成する筒状の吸気口形成部９２１と、インペラ９５に対向配置されるシュラウド部９２２と、バックプレート９４との間にスクロール室９１２を形成するスクロール室形成部９２３とを有する。樹脂スペーサ９３は、円環状に形成され、ハウジング本体９２のスクロール室形成部９２３内に挿入配置され、スクロール室９１２における外周側の内壁面９１２ａの一部を形成するように構成されている。

上記コンプレッサハウジング９１は、バックプレート９４との合わせ面に液状ガスケット（ＦＩＰＧ）９６を塗布して、バックプレート９４との間のシール性を確保している。これにより、スクロール室９１２の気密性を確保し、コンプレッサ９８の性能を確保している。

特開２０００−２５７４３７号公報

しかしながら、コンプレッサハウジング９１とバックプレート９４との合わせ面に液状ガスケット９６を塗布することは、材料コストを向上させると共に、組み付け工数を増やすことにもなる。

また、樹脂スペーサ９３をシール材としても利用することが考えられるが、この場合、コンプレッサハウジング９１とバックプレート９４との間の気密性を確保すべく、樹脂スペーサ９３を高い圧力で圧縮する必要がある。その結果、樹脂スペーサ９３が変形することとなる。樹脂スペーサ９３は、上述のごとく、スクロール室９１２の外周側の内壁面９１２ａの一部を構成しているため、樹脂スペーサ９３が変形するとスクロール室９１２が変形し、コンプレッサ９８の性能が低下するおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、コンプレッサの性能を確保しつつ、バックプレートとの組み付け性に優れ、かつコスト低減を図ることができる、過給機用のコンプレッサハウジングを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、インペラを収容可能に構成されていると共に、該インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、上記インペラの外周側において周方向に形成され、該インペラから吐き出された空気を外部へ導くスクロール室とを備えた過給機用のコンプレッサハウジングにおいて、
上記吸気口を形成する筒状の吸気口形成部と、上記インペラに対向するシュラウド面及び該シュラウド面から上記スクロール室に向かって延びるディフューザ面を形成するシュラウド部と、上記ディフューザ面に対向配置されるバックプレートとの間に上記スクロール室を形成するスクロール室形成部とを有するハウジング本体と、
該ハウジング本体の上記スクロール室形成部と上記バックプレートとの間に配設された状態で上記スクロール室における外周側の内壁面の一部を形成する略円環状の樹脂スペーサとを備えており、
該樹脂スペーサは、外周側へ突出したフランジ部を全周にわたって形成してなり、
該フランジ部は、上記ハウジング本体と上記バックプレートとの間に挟圧されて両者の合わせ面をシールできるよう構成されていることを特徴とする過給機用のコンプレッサハウジングにある（請求項１）。

上記コンプレッサハウジングにおいて、上記樹脂スペーサは上記フランジ部を有する。そして、フランジ部は、上記ハウジング本体と上記バックプレートとの間に挟圧されて両者の合わせ面をシールできるよう構成されている。それゆえ、上記コンプレッサハウジングとバックプレートとの間に、液状ガスケット等のシール材を改めて配置する必要がない。つまり、スクロール室の内壁面の一部を形成するための樹脂スペーサの一部を、ハウジング本体とバックプレートとの間のシール材としても利用することができる。それゆえ、材料コストを低減することができると共に、バックプレートとの組み付け工数も低減することができる。

また、上記フランジ部は、上記樹脂スペーサから外周側へ突出して形成されている。それゆえ、シール材としてフランジ部がハウジング本体とバックプレートとの間において挟圧され、圧縮変形したとしても、樹脂スペーサの本体部分は変形することがない。それゆえ、スクロール室の内壁面が部分的に変形することもなく、得られるコンプレッサの性能を維持することができる。

以上のごとく、本発明によれば、コンプレッサの性能を確保しつつ、バックプレートとの組み付け性に優れ、かつコスト低減を図ることができる、過給機用のコンプレッサハウジングを提供しようとするものである。

実施例１における、コンプレッサハウジングを有するコンプレッサの断面図。 実施例１における、コンプレッサハウジングの断面図。 実施例１における、ハウジング本体及び樹脂スペーサの斜視図。 実施例１における、ハウジング本体のスクロール室形成部内に樹脂スペーサが挿入配置されている状態を示す説明図。 実施例１における、ハウジング本体側から見た樹脂スペーサの平面図。 実施例１における、ハウジング本体とバックプレートとの締結構造を示す断面図。 実施例２における、樹脂スペーサの断面図。 実施例２における、ハウジング本体側から見た樹脂スペーサの平面図。 実施例２における、コンプレッサハウジングの（Ａ）バックプレートによる挟圧前の状態を示す部分拡大説明図、（Ｂ）バックプレートによる挟圧後の状態を示す部分拡大説明図。 従来例における、コンプレッサハウジングの構造を示す説明図。

上記過給機用のコンプレッサハウジングにおいて、上記樹脂スペーサは、例えばＰＴＦＥ等のフッ素樹脂によって構成することができる。

また、上記フランジ部は、上記ハウジング本体側及び上記バックプレート側の少なくとも一方に向かって突出した突起部を全周にわたって形成してもよい（請求項２）。この場合には、フランジ部をハウジング本体とバックプレートとの間に挟圧したとき、上記フランジ部における上記突起部を形成した部分が、ハウジング本体及びバックプレートの合わせ面に対して、大きな圧力で、より確実に密着することとなる。その結果、フランジ部によるシール性を確保しやすくなる。

（実施例１）
上記過給機用のコンプレッサハウジングの実施例について、図を用いて説明する。
本例のコンプレッサハウジング１は、図１に示すごとく、自動車のターボチャージャー（過給機）に用いられるコンプレッサ（圧縮機）８の外殻を形成するものである。そして、コンプレッサハウジング１は、複数のブレード５２を有するインペラ５を収容可能に構成されていると共に、インペラ５に向けて空気Ａ１を吸い込む吸気口１１と、インペラ５の外周側において周方向に形成され、インペラ５から吐き出された空気Ａ２を外部へ導くスクロール室１２とを備えている。

図２に示すごとく、コンプレッサハウジング１は、ハウジング本体２と樹脂スペーサ３とを備えている。
本例では、ハウジング本体２は、アルミニウムからなる。また、樹脂スペーサ３は、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる。

図１〜図３に示すごとく、ハウジング本体２は、吸気口１１を形成する筒状の吸気口形成部２１と、インペラ５に対向するシュラウド面２２１及びシュラウド面２２１からスクロール室１２に向かって延びるディフューザ面２２２を形成するシュラウド部２２と、ディフューザ面２２２に対向配置されるバックプレート４との間にスクロール室１２を形成するスクロール室形成部２３とを有する。
なお、本例では、ハウジング本体２は、吸気口形成部２１、シュラウド部２２及びスクロール室形成部２３をダイキャストにより一体的に成形した一部品として構成されている。

図３〜図５に示すごとく、樹脂スペーサ３は、略円環状からなり、図１に示すごとく、ハウジング本体２のスクロール室形成部２３とバックプレート４との間に配設された状態でスクロール室１２における外周側の内壁面１２１（以下、これを適宜、外周側内壁面１２１ａという）の一部を形成する。また、樹脂スペーサ３は、外周側へ突出したフランジ部３１を全周にわたって形成している。

フランジ部３１は、ハウジング本体２とバックプレート４との間に挟圧されて両者の合わせ面をシールできるよう構成されている。
なお、バックプレート４は、少なくともコンプレッサハウジング１側の面を平坦に形成してなる。そして、バックプレート４は、図１に示すごとく、シュラウド部２２のディフューザ面２２２に対向する位置に、コンプレッサハウジング１の吸気側とは反対の側を覆うように配置されている。また、バックプレート４は、アルミニウムもしくは鉄からなる。

また、具体的には、図３〜図５に示すごとく、樹脂スペーサ３は、円環状であって、全周にわたって連続して形成されている。樹脂スペーサ３は、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を用いて、射出成形により成形したものである。

樹脂スペーサ３は、図１〜図６に示すごとく、スクロール室１２の外周側内壁面１２１ａの一部を構成する凹状曲面３０３を備えたスペーサ本体部３０と、該スペーサ本体部３０から外周側へ突出したフランジ部３１とからなる。
スペーサ本体部３０は、ハウジング本体２のスクロール室形成部２３に当接する前面３０１と、バックプレート４に当接する後面３０２とを有する。凹状曲面３０３は、前面３０１の内側端縁と後面３０２の内側端縁との間に形成されている。そして、凹状曲面３０３は、インペラ５の回転中心軸Ｘを含む断面において凹状となる曲面を形成している。

また、スペーサ本体部３０の外周側に、フランジ部３１が突出して全周にわたって形成されている。フランジ部３１は、軸方向（回転中心軸Ｘの方向）の厚みが、スペーサ本体部３０よりも小さい。そして、本例においては、フランジ部３１の後面は、スペーサ本体部３０の後面３０２と同一平面上に繋がっている。

フランジ部３１の前面は、ハウジング本体２におけるスクロール室形成部２３の外側の外周端縁部２３３に、軸方向から密着する。そして、フランジ部３１の後面は、バックプレート４に対して、軸方向から密着する。この状態において、樹脂スペーサ３のフランジ部３１は、ハウジング本体２の外周端縁部２３３とバックプレート４との間に挟持されるよう構成されている。

また、図６に示すごとく、コンプレッサハウジング１とバックプレート４とを組み付ける際には、コンプレッサハウジング１の外周側における複数個所に設けたボルト締結部２３４において、ボルト６１によって両者を軸方向に締め付けて固定する。このとき、ハウジング本体２の外周端縁部２３３とバックプレート４との間に挟持されたフランジ部３１が、軸方向（厚み方向）に圧縮されるように、外周端縁部２３３とバックプレート４とに挟持される。これにより、フランジ部３１は、弾性圧縮された状態で、外周端縁部２３３とバックプレート４との間に保持されると共に両者に密着することとなり、この状態が、全周にわたって形成されることとなる。そのため、外周端縁部２３３とバックプレート４との間は、樹脂スペーサ３のフランジ部３１によって充分にシールされることとなる。

なお、このとき、樹脂スペーサ３におけるスペーサ本体部３０は、変形しないようにすることが好ましい。つまり、ハウジング本体２とバックプレート４との間のシールは、フランジ部３１において行うため、スペーサ本体部３０は、その凹状曲面３０３によってスクロール室１２の外周側内壁面１２１ａの一部を理想的な形状に仕上げる役割を果たせればよい。そのためにも、スペーサ本体部３０は変形しないようにすることが望ましい。

また、図１〜図４に示すごとく、ハウジング本体２のスクロール室形成部２３、樹脂スペーサ３及びバックプレート４によって形成されたスクロール室１２は、外部出口１２０に向かって外周側内壁面１２１ａがインペラ５の回転中心軸Ｘから徐々に遠ざかるように（スクロール室１２の外周側内壁面１２１ａとインペラ５の回転中心軸Ｘとの間の距離Ｌが徐々に大きくなるように）、かつ断面積が徐々に大きくなるように構成されている。

図１に示すごとく、インペラ５は、ハウジング本体２のシュラウド部２２の内周側に配置されており、回転軸５０を中心に回転可能に取り付けられている。また、インペラ５は、ハブ５１の外周面から周方向に並ぶ複数のブレード５２を突出させている。複数のブレード５２は、ハウジング本体２のシュラウド部２２のシュラウド面２２１に対向して配置されている。

上記構成のコンプレッサハウジング１を有するコンプレッサ８においては、インペラ５の回転により、吸気口１１から吸気通路２２０を介してインペラ５へと空気Ａ１が吸い込まれる。インペラ５のブレード５２によって加速され、インペラ５から吐き出された空気Ａ２は、ディフューザ部１３において昇圧され、スクロール室１２へと送り込まれる。スクロール室１２に導入された空気Ａ３は、樹脂スペーサ３の凹状曲面３０３を含む外周側内壁面１２１ａに接触し、スクロール室１２内を周方向に流れ、外部出口１２０（図３、図４参照）から排出される。

次に、本例の作用効果について、説明する。
本例のコンプレッサハウジング１において、樹脂スペーサ３はフランジ部３１を有する。そして、フランジ部３１は、図１に示すごとく、ハウジング本体２とバックプレート４との間に挟圧されて両者の合わせ面をシールできるよう構成されている。それゆえ、コンプレッサハウジング１とバックプレート４との間に、液状ガスケット等のシール材を改めて配置する必要がない。つまり、スクロール室１２の内壁面１２１の一部を形成するための樹脂スペーサ３の一部を、ハウジング本体２とバックプレート４との間のシール材としても利用することができる。それゆえ、材料コストを低減することができると共に、バックプレート４との組み付け工数も低減することができる。

また、フランジ部３１は、図１に示すごとく、樹脂スペーサ３から外周側へ突出して形成されている。それゆえ、シール材としてフランジ部３１がハウジング本体２とバックプレート４との間において挟圧され、圧縮変形したとしても、樹脂スペーサ３の本体部分（スペーサ本体部３０）は変形することがない。それゆえ、スクロール室１２の内壁面１２１が部分的に変形することもなく、得られるコンプレッサ８の性能を維持することができる。

以上のごとく、本発明によれば、コンプレッサの性能を確保しつつ、バックプレートとの組み付け性に優れ、かつコスト低減を図ることができる、過給機用のコンプレッサハウジングを提供することができる。

（実施例２）
本例は、図７〜図９（Ａ）に示すごとく、フランジ部３１の全周にわたって突起部３１０を形成した例である。
本例におけるフランジ部３１は、ハウジング本体２側に向かって突出した突起部３１０が、図８に示すごとく、フランジ部３１の全周にわたって形成されている。
その他は、実施例１と同様である。

本例の場合には、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すごとく、フランジ部３１をハウジング本体２とバックプレート４との間に挟圧したとき、フランジ部３１における突起部３１０を形成した部分が、ハウジング本体２及びバックプレート４の合わせ面に対して、大きな圧力で、より確実に密着することとなる。具体的には、上記挟圧状態において、突起部３１０がフランジ部３１の後面３０２側に向かって大きく弾性変形することとなる。その結果、フランジ部３１によるシール性を確保しやすくなる。
その他、実施例１と同様の効果を有する。

なお、突起部３１０の突出方向は、実施例２のように、ハウジング本体２側に限定されるものではない。つまり、例えば、突起部３１０をバックプレート４側に向かって突出させてもよいし、或いは、突起部３１０をハウジング本体２側及びバックプレート４側の双方に向かって突出させてもよい。

１ コンプレッサハウジング
１１ 吸気口
１２ スクロール室
１２１ａ 外周側内壁面
２ ハウジング本体
２１ 吸気口形成部
２２ シュラウド部
２２１ シュラウド面
２２２ ディフューザ面
２３ スクロール室形成部
３ 樹脂スペーサ
３１ フランジ部
４ バックプレート

Claims (2)

1. インペラを収容可能に構成されていると共に、該インペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、上記インペラの外周側において周方向に形成され、該インペラから吐き出された空気を外部へ導くスクロール室とを備えた過給機用のコンプレッサハウジングにおいて、
   上記吸気口を形成する筒状の吸気口形成部と、上記インペラに対向するシュラウド面及び該シュラウド面から上記スクロール室に向かって延びるディフューザ面を形成するシュラウド部と、上記ディフューザ面に対向配置されるバックプレートとの間に上記スクロール室を形成するスクロール室形成部とを有するハウジング本体と、
   該ハウジング本体の上記スクロール室形成部と上記バックプレートとの間に配設された状態で上記スクロール室における外周側の内壁面の一部を形成する略円環状の樹脂スペーサとを備えており、
   該樹脂スペーサは、外周側へ突出したフランジ部を全周にわたって形成してなり、
   該フランジ部は、上記ハウジング本体と上記バックプレートとの間に挟圧されて両者の合わせ面をシールできるよう構成されていることを特徴とする過給機用のコンプレッサハウジング。
2. 請求項１に記載の過給機用のコンプレッサハウジングにおいて、上記フランジ部は、上記ハウジング本体側及び上記バックプレート側の少なくとも一方に向かって突出した突起部を全周にわたって形成してなることを特徴とする過給機用のコンプレッサハウジング。

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