JP2014058890A - 過給機用のコンプレッサハウジング - Google Patents

Abstract

【課題】安価で生産性に優れ、さらには部品の組付性にも優れた過給機用のコンプレッサハウジングを提供すること。
【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部２と、スクロール室形成部２３内に挿入配置され、スクロール室１２における外周側内壁面１２１ａの一部を形成する環状のスペーサ部３とを備えている。スペーサ部３は、キャビティ及びそのキャビティに連通するゲートを有する成形型を用い、成形材料をゲートからキャビティ内に充填して成形してなるものであり、かつ、成形時に形成されたゲート残り部３１をハウジング本体部２のスクロール室形成部２３に形成された係合部２４に係合させている。
【選択図】図１

Description

本発明は、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、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等を備えている（特許文献１参照）。

また、図７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、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とを有するハウジング本体部９２とを備え、そのハウジング本体部９２のスクロール室形成部９２３内にスクロール室９１２における外周側の内壁面９１３の一部を形成する円環状のスペーサ部９３を挿入配置したものがある。

そして、スペーサ部９３は、成形型を用いた射出成形等の方法により成形する。具体的には、加熱溶融した樹脂等の成形材料を成形型のスプル、ランナ等を介してゲートからキャビティ内に充填し、冷却・固化させる。その後、成形型から成形品を取り出し、その成形品をゲート部分で切断・分離する。これにより、スペーサ部９３を成形する。

特開２０００−２５７４３７号公報

しかしながら、上記のコンプレッサハウジング９１では、次のような問題があった。
すなわち、円環状のスペーサ部９３を成形する際には、成形材料をゲートからキャビティ内に充填するため、その成形性の観点から最終的にスペーサ部９３の外周面９３１となる部分にゲートを設けることが望ましい。この場合、成形品をゲート部分で切断・分離することにより、スペーサ部９３の外周面９３１にゲート残りが発生する。

ここで、スペーサ部９３の外周面９３１は、ハウジング本体部９２のスクロール室形成部９２３内に挿入される部分であり、組付性の観点から高い寸法精度が求められる。そのため、スペーサ部９３をハウジング本体部９２のスクロール室形成部９２３内に挿入して組み付ける前に、ゲート残りを除去する加工が必要となり、生産性の低下、コスト増大等の問題が生じていた。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、安価で生産性に優れ、さらには部品の組付性にも優れた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。

本発明の一の態様は、複数のブレードを有する過給機用のインペラを収容可能に構成されていると共に、上記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、上記インペラから吐き出された空気を導入する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部と、
該ハウジング本体部の上記スクロール室形成部内に挿入配置され、該スクロール室形成部と上記バックプレートとに挟持された状態で両者の間に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環状のスペーサ部とを備えており、
該スペーサ部は、キャビティ及び該キャビティに連通するゲートを有する成形型を用い、成形材料を上記ゲートから上記キャビティ内に充填して成形されたものであり、かつ、成形時に形成されたゲート残り部を上記ハウジング本体部の上記スクロール室形成部に形成された係合部に係合させ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、上記スペーサ部は、キャビティ及びゲートを有する成形型を用い、成形材料をゲートからキャビティ内に充填して成形されたものである。そして、上記スペーサ部は、成形時に形成されたゲート残り部を上記ハウジング本体部の上記スクロール室形成部における上記ゲート残り部に対応する位置に形成された係合部に係合させている。

すなわち、上記スペーサ部の成形時に形成される上記ゲート残り部を除去することなく、積極的に残した状態にしている。そして、該ゲート残り部を上記ハウジング本体部に対して係合させる部分として利用している。そのため、従来のように、上記スペーサ部を上記ハウジング本体部に対して組み付ける前に、上記ゲート残り部を加工等により除去する必要がなくなる。これにより、生産性を向上させることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。

また、上述したように、上記スペーサ部の上記ゲート残り部を上記ハウジング本体部の上記スクロール室形成部における上記ゲート残り部に対応する位置に形成された上記係合部に係合させる。そのため、上記スペーサ部を上記ハウジング本体部に対して組み付ける際に、上記スペーサ部の位置決めが容易となる。また、両者の係合により、組み付け後の上記スペーサ部の位置ずれ等を防止することができる。これにより、上記ハウジング本体部と上記スペーサ部との組付性を向上させることができる。

このように、安価で生産性に優れ、さらには部品の組付性にも優れた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。

実施例における、コンプレッサハウジングを示す説明図。 図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図。 実施例における、ハウジング本体部を示す説明図。 実施例における、スペーサ部を示す説明図。 実施例における、コンプレッサハウジングを有するコンプレッサの構造を示す説明図。 実施例における、スペーサ部を成形する工程を示す説明図。 背景技術における、コンプレッサハウジングを有するコンプレッサの構造を示す説明図。

上記コンプレッサハウジングにおいて、上記スペーサ部は、キャビティ及びゲートを有する成形型を用い、成形材料をゲートからキャビティ内に充填して成形されたものである。
上記スペーサ部は、例えば、成形型を用いた射出成形等の方法により成形することができる。具体的には、成形材料を成形型のスプル、ランナ等を介してゲートからキャビティ内に充填し、冷却・固化させる。その後、成形型から成形品を取り出し、その成形品をゲート部分で切断・分離する。これにより、上記スペーサ部を成形することができる。
上記ゲート残り部は、上記スペーサ部の成形時において、成形品をゲート部分で切断・分離する際に発生し、上記スペーサ部の本体から突出するように形成される。

また、上記ゲート残り部は、上記スペーサ部の外周面から突出するように形成されており、上記係合部は、上記ハウジング本体部の上記スクロール室形成部の内周面を凹ませて形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記スペーサ部の上記ゲート残り部を上記ハウジング本体部の上記スクロール室形成部の上記係合部に係合させることが容易となる。また、組み付け後の上記スペーサ部の位置ずれ、特に周方向への回転を防止することができる。

また、上記スペーサ部は、樹脂からなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、キャビティ及びゲートを有する成形型を用い、成形材料となる溶融した樹脂をゲートからキャビティ内に充填することにより、所望の形状の上記スペーサ部を容易に成形することができる。
なお、上記スペーサ部を構成する樹脂としては、例えば、ナイロン６６（登録商標）樹脂等を用いることができる。また、上記スペーサ部を構成する材料としては、樹脂以外にも、ゴム等を用いることができる。

上記過給機用のコンプレッサハウジングにかかる実施例について、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５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り、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を導入するスクロール室１２とを有する。

図１、図２に示すごとく、コンプレッサハウジング１は、インペラ５（図５）を内部に収容すると共に吸気口１１やスクロール室１２を形成するハウジング本体部２と、そのハウジング本体部２内に組み付けられた円環状のスペーサ部３とにより構成されている。
本例では、ハウジング本体部２は、アルミニウム材料からなる。また、スペーサ部３は、ナイロン６６（登録商標）樹脂からなる。

同図に示すごとく、ハウジング本体部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及びそのシュラウド面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（図５）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。また、シュラウド部２２内には、吸気口１１と連通する吸気通路２２０が形成されている。
本例では、ハウジング本体部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で構成されている。

図１、図２に示すごとく、スペーサ部３は、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３内に挿入配置されている。
図５に示すごとく、スペーサ部３は、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３とバックプレート４とに挟持された状態で、両者の間にスクロール室１２の内壁面１２１における外周側の内壁面（以下、外周側内壁面という）１２１ａの一部を形成している。

具体的には、図４に示すごとく、スペーサ部３は、キャビティ６１及びそのキャビティ６１に連通するゲート６２を有する成形型６を用い、成形材料３００をゲート６２からキャビティ６１内に充填して成形されたものであり（図６参照）、周方向に連続して円環状に形成されている。スペーサ部３には、成形時に形成された３つのゲート残り部３１が形成されている。ゲート残り部３１は、スペーサ部３の外周面３０４から突出するように形成されている。

図３に示すごとく、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３には、スペーサ部３のゲート残り部３１を係合させるための係合部２４が形成されている。係合部２４は、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３の外周側の内壁面２３１を凹ませて形成されている。また、係合部２４は、スペーサ部３のゲート残り部３１（図４）に対応する位置にそれぞれ形成されている。

図１、図２に示すごとく、スペーサ部３は、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３に対して軸方向に挿入されており、スクロール室形成部２３の外周側の内壁面２３１に沿って配置されている。そして、スペーサ部３は、その外周面３０４に形成されたゲート残り部３１をハウジング本体部２におけるスクロール室形成部２３の外周側の内壁面２３１に形成された係合部２４に係合させている。

図５に示すごとく、ハウジング本体部２のシュラウド部２２のディフューザ面２２２に対向する位置には、バックプレート４が配置されている。バックプレート４は、両面が平坦な板状であり、アルミニウム材料からなる。
また、ハウジング本体部２のシュラウド部２２のディフューザ面２２２とバックプレート４のハウジング本体部２側の表面４０１との間には、インペラ５から吐き出された空気Ａ２を昇圧させるディフューザ部１３が形成されている。

同図に示すごとく、スペーサ部３のハウジング本体部２側の軸方向端面である第１端面３０１は、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３の当接面２３２に対して軸方向に当接している。
また、スペーサ部３のバックプレート４側の軸方向端面である第２端面３０２は、バックプレート４のハウジング本体部２側の表面４０１によって軸方向に押圧された状態となっている。

また、スペーサ部３の内周面３０３は、スクロール室１２の内壁面１２１のうち、外周側内壁面１２１ａの一部を形成しており、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凹状曲面を有している。また、スペーサ部３の内周面３０３は、スクロール室形成部２３が形成するスクロール室１２の外周側内壁面１２１ａとバックプレート４のハウジング本体部２側の表面４０１とを滑らかにつないでいる。

そして、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３、スペーサ部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（図１）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（図２）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。

同図に示すごとく、インペラ５は、ハウジング本体部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、ハウジング本体部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。

そして、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、スペーサ部３の内周面３０３を含むスクロール室１２の外周側内壁面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１）から排出される。

次に、本例のコンプレッサハウジング１の製造方法について説明する。
本例のコンプレッサハウジング１を製造するに当たっては、その構成部品となるハウジング本体部２とスペーサ部３とをそれぞれ成形する。
ハウジング本体部２は、ダイキャストにより、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を有する一部品として一体的に成形する。

スペーサ部３は、図６に示すごとく、成形型６を用いて射出成形により成形する。
具体的には、図６（ａ）に示すごとく、キャビティ６１及びキャビティ６１に連通するゲート６２を有する成形型６を準備する。キャビティ６１は、最終的に得ようとするスペーサ部３の形状と同一の形状を有する。
次いで、図６（ｂ）に示すごとく、加熱溶融したナイロン６６（登録商標）樹脂からなる成形材料３００を成形型６のスプル、ランナ等を介してゲート６２からキャビティ６１内に充填し、冷却・固化させる。

次いで、図６（ｃ）に示すごとく、成形型６を脱型することにより、成形型６から成形品３０を取り出す。
次いで、図６（ｄ）に示すごとく、その成形品３０におけるゲート部分、すなわち成形型６のゲート６２において成形された部分を切断し、分離する。このとき、成形品３０の本体から例えば１〜３ｍｍ程度突出したゲート残り部３１が形成される。これにより、ゲート残り部３１を有するスペーサ部３が得られる。

次いで、ハウジング本体部２とスペーサ部３とを組み付ける。具体的には、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３内にスペーサ部３を軸方向に挿入し、スクロール室形成部２３の外周側の内壁面２３１に沿って配置する。このとき、スペーサ部３のゲート残り部３１をハウジング本体部２のスクロール室形成部２３の係合部２４に係合させる。
以上により、コンプレッサハウジング１（図１、図２）を得る。

次に、本例のコンプレッサハウジング１における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、スペーサ部３は、キャビティ６１及びゲート６２を有する成形型６を用い、成形材料３００をゲート６２からキャビティ６１内に充填して成形されたものである。そして、スペーサ部３は、成形時に形成されたゲート残り部３１をハウジング本体部２のスクロール室形成部２３におけるゲート残り部３１に対応する位置に形成された係合部２４に係合させている。

すなわち、スペーサ部３の成形時に形成されるゲート残り部３１を除去することなく、敢えて残した状態にしている。そして、ゲート残り部３１をハウジング本体部２に対して係合させる部分として利用している。そのため、スペーサ部３をハウジング本体部２に対して組み付ける前にゲート残り部３１を加工等により除去する必要がなくなり、生産性を向上させることができると共に、製造コストの低減を図ることができる。

また、上述したように、スペーサ部３のゲート残り部３１をハウジング本体部２のスクロール室形成部２３におけるゲート残り部３１に対応する位置に形成された係合部２４に係合させる。そのため、スペーサ部３をハウジング本体部２に対して組み付ける際に、スペーサ部３の位置決めが容易となる。また、両者の係合により、組み付け後のスペーサ部３の位置ずれ等を防止することができる。これにより、ハウジング本体部２とスペーサ部３との組付性を向上させることができる。

また、本例では、ゲート残り部３１は、スペーサ部３の外周面３０４から突出するように形成されており、係合部２４は、ハウジング本体部２のスクロール室形成部２３の内周面２３１を凹ませて形成されている。そのため、スペーサ部３のゲート残り部３１をハウジング本体部２のスクロール室形成部２３の係合部２４に係合させることが容易となる。また、組み付け後のスペーサ部３の位置ずれ、特に周方向への回転を防止することができる。

また、スペーサ部３は、樹脂により構成されている。そのため、キャビティ６１及びゲート６２を有する成形型６を用い、成形材料３００となる溶融した樹脂をゲート６２からキャビティ６１内に充填することにより、所望の形状のスペーサ部３を容易に成形することができる。

このように、本例によれば、安価で生産性に優れ、さらには部品の組付性にも優れた過給機用のコンプレッサハウジング１を提供することができる。

１ コンプレッサハウジング
１２ スクロール室
１２１ａ 外周側内壁面
２ ハウジング本体部
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
２４ 係合部
３ スペーサ部
３１ ゲート残り部

Claims (3)

1. 複数のブレードを有する過給機用のインペラを収容可能に構成されていると共に、上記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、上記インペラから吐き出された空気を導入する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部と、
   該ハウジング本体部の上記スクロール室形成部内に挿入配置され、該スクロール室形成部と上記バックプレートとに挟持された状態で両者の間に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環状のスペーサ部とを備えており、
   該スペーサ部は、キャビティ及び該キャビティに連通するゲートを有する成形型を用い、成形材料を上記ゲートから上記キャビティ内に充填して成形されたものであり、かつ、成形時に形成されたゲート残り部を上記ハウジング本体部の上記スクロール室形成部に形成された係合部に係合させ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に記載のコンプレッサハウジングにおいて、上記ゲート残り部は、上記スペーサ部の外周面から突出するように形成されており、上記係合部は、上記ハウジング本体部の上記スクロール室形成部の内周面を凹ませて形成されていることを特徴とする過給機用コンプレッサハウジング。
3. 請求項１又は２に記載のコンプレッサハウジングにおいて、上記スペーサ部は、樹脂から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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