JP2019082170A - ポリマ圧縮機ホイール組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機ホイールを、様々な利点（例えば、より低い慣性モーメント、異なる製造方法）を提供する目的でポリマ材料で製造する。【解決手段】圧縮機ホイール組立体２００は、圧縮機ホイール１４０および結合部材２３０を含む。圧縮機ホイール１４０は、ハブ２０２、ハブ２０２の前方面２１０から延長されるブレード２０４、およびハブ２０２の後方面から軸方向の後方に延長されるシャフト結合部を含む。シャフト結合部は、それを通して延長され、多角形断面構成を有するボア２０８を含む。結合部材２３０は、ヘッド２３２およびヘッド２３２から軸方向に延長される本体２３４を含む。ヘッド２３２は、圧縮機ホイール１４０の前方端部２１６に対して収容され、本体２３４は、ボア２０８を通って延長される。本体２３４は、結合部材２３０から圧縮機ホイール１４０にトルクを伝達するための別の多角形断面構成を有する。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１０月３１日付で出願された米国仮特許出願第６２，５７９，４２１号に対する優先権の利益を主張し、その全体内容が参照によって本明細書に組み込まれる。

本開示は、圧縮機ホイール、より詳細には、四角形ナット（ｓｑｕａｒｅｄ ｎｕｔ）を使用する圧縮機ホイール保持のためのシステムおよび方法に関する。

ターボチャージャは、エンジンに提供される吸入空気の圧力を増加させるために利用される強制誘導装置である。圧縮機ホイールは、例えば、電気モータ、エンジンからの排気ガス、またはその両方によって回転されるシャフトに取り付けられる。これによって、圧縮機ホイールは、周囲の吸入空気を加圧し、加圧された吸入空気をエンジンに供給する。吸入空気を加圧することにより、エンジンは、他の類似した自然吸気エンジンと比較し、増加された電力出力を有することができる。

圧縮機ホイールは、典型的には、アルミニウムのような金属材料で製造される。圧縮機ホイールは、代替的に、様々な利点（例えば、より低い慣性モーメント、異なる製造方法）を提供するポリマ材料で製造することができる。

本明細書においては、圧縮機ホイールの様態、特徴、要素、実施例および実施形態が開示され、特に、ポリマ圧縮機ホイールおよびそれを含む圧縮機ホイール組立体が開示される。

圧縮機ホイール組立体は、圧縮機ホイールおよび結合部材を含む。圧縮機ホイールは、ポリマ材料で形成される。圧縮機ホイールは、ハブ、ハブの前方面から延長されるブレード、およびハブの後方面から軸方向の後方に延長されるシャフト結合部を含む。シャフト結合部は、それを通して延長され、多角形断面構成を有するボア（ｂｏｒｅ）を含む。結合部材は、ヘッドおよびヘッドから軸方向に延長される本体を含む。ヘッドは、圧縮機ホイールの前方端部に対して収容され、本体は、ボアを通って延長される。本体は、結合部材から圧縮機ホイールにトルクを伝達するための別の多角形断面構成を有する。

圧縮機ホイール組立体は、シャフトをさらに含むことができる。結合部材の本体は、中空形内部を含む。シャフトは、中空形内部にねじ式に収容され、シャフトが駆動源によって回転されるにつれ、シャフトを結合部材に結合し、結合部材にトルクを伝達する前方部を含む。

圧縮機ホイール組立体は、シャフト結合部の周りに配置され、シャフト結合部と係合するカラー（ｃｏｌｌａｒ）をさらに含むことができる。カラーは、ポリマ材料よりも剛性の材料で形成される。

本開示は、添付された図面とともに読むとき、以下の詳細な説明から最もよく理解される。一般的な慣行にしたがって、図面の様々な特徴は、一定の縮尺ではないことが強調される。逆に、様々な特徴の寸法は、明確にするために任意に拡大または縮小される。

図１は、本開示の原理によるターボチャージャの部分断面斜視図を概略的に示す。 図２は、本開示の原理による圧縮機ホイール組立体の斜視図を概略的に示す。 図３は、本開示の原理による圧縮機ホイール組立体の分解図の断面斜視図を概略的に示す。 図４は、本開示の原理による圧縮機ホイール組立体の断面斜視図を概略的に示す。 図５は、本開示の原理によるカラーを含む圧縮機ホイール組立体の断面斜視図を概略的に示す。

本明細書においては、ターボチャージャに使用され得る圧縮機ホイールおよび圧縮機ホイール組立体の実施形態が開示される。圧縮機ホイールは、ポリマ材料で形成され、結合部材によってシャフトに連結され、圧縮機ホイール組立体を形成する。より特に、圧縮機ホイールは、順番にシャフトに結合される結合部材を収容する中央ボアを含む。中央のボアおよび結合部材は、これらの間にトルク伝達を可能にする相補的な多角形断面形状を有する。中央のボアおよび結合部材はまた、相補的な軸方向長さを有することができ、結合部材およびシャフトは、対向表面を含むことができ、これら対向表面は、協力してこれらの間に圧縮機ホイールが軸方向に保持できるようにする。本明細書に開示される圧縮機ホイールおよび圧縮機ホイール組立体のこれらおよびさらなる様態が、以下でさらに詳細に論議される。

図１は、本開示の原理によるターボチャージャ１００の部分断面斜視図を概略的に示す。ターボチャージャ１００は、内燃機関（図示せず）とともに使用される排気ガス駆動強制誘導装置である。ターボチャージャ１００は、タービンホイール１１０を含む。タービンホイール１１０は、タービンハウジング１２０内に位置される。タービンハウジング１２０は、内燃機関からの排気ガスを収容するための排気ガス流入口１２２を含む。排気ガスは、排気ガス排出口１２３でタービンハウジング１２０を出る前に、排気ガス流入口１２２からタービンホイール１１０に送られる。ウエストゲート１２４は、排気ガスの一部または全部がタービンホイール１１０をバイパスできるようにタービンハウジング１２０内に取り付けられてもよい。ウエストゲート１２４は、電気リニアアクチュエータ１３０によって開放位置と閉鎖位置との間で移動可能である。

ターボチャージャは、圧縮機ホイール１４０を含む圧縮機ホイール組立体を含む。圧縮機ホイール１４０は、圧縮機ハウジング１５０内に位置される。圧縮機ハウジング１５０は、空気流入口１５２および空気排出口（図示せず）と連通するボリュート（ｖｏｌｕｔｅ）を含む。吸入空気は、空気流入口１５２から圧縮機ホイール１４０に送られ、ここで吸入空気は、圧縮機ホイール１４０の回転によって加圧される。圧縮空気は、ボリュートに進入された後、空気排出口を介して圧縮機ハウジング１５０を出て内燃機関に供給される。

圧縮機ホイール１４０の回転は、タービンホイール１１０の回転によって駆動される。特に、タービンホイール１１０および圧縮機ホイール１４０は、各々シャフト１６０に連結される。シャフト１６０は、実質的に剛性の部材とすることができ、タービンホイール１１０および圧縮機ホイール１４０の各々は、シャフト１６０に対するタービンホイール１１０および圧縮機ホイール１４０の回転を防止する方式でシャフト１６０に連結することができる。その結果、圧縮機ホイール１４０は、タービンホイール１１０の回転に応じて、タービンホイール１１０と一致して回転することができる。

シャフト１６０は、高い回転速度で軸受ハウジング１７０に対して自由に回転できるように軸受ハウジング１７０内に支持される。軸受ハウジング１７０、タービンハウジング１２０、および圧縮機ハウジング１５０は、すべてシャフト１６０の回転軸に沿って配列される。特に、軸受ハウジング１７０は、タービンハウジング１２０と圧縮機ハウジング１５０との間に位置付けされ、軸受ハウジング１７０の第１端部は、タービンハウジング１２０に連結され、軸受ハウジング１７０の第２端部は、圧縮機ハウジング１５０に連結される。軸受ハウジング１７０は、潤滑および／または冷却特徴を組み込むことができる。

図２〜図５は、本開示の原理による圧縮機ホイール組立体２００を概略的に示す。圧縮機ホイール組立体２００は、図１のターボチャージャ１００のようなターボチャージャ、または別の強制誘導装置（例えば、排気、電気モータ、および／または別の適切な駆動源によって駆動される）と関連することができる。

圧縮機ホイール組立体２００は、一般的に圧縮機ホイール１４０（例えば、図１に図示されるもの）、シャフト１６０、および圧縮機ホイール１４０をシャフト１６０に固定するのに適応された結合部材２３０を含む。

圧縮機ホイール１４０は、ガラス充電ナイロン、プラスチックのようなポリマ材料で形成されるか、または他の適切な材料を含むことができる。圧縮機ホイール１４０は、例えば、射出成形することができる。圧縮機ホイール１４０は、また、ポリマ圧縮機ホイールと称されてもよい。

圧縮機ホイール１４０は、一般的にハブ２０２、ブレード２０４、およびシャフト結合部２０６を含み、シャフト結合部２０６は、それを通して軸方向に延長されるボア２０８を有する。圧縮機ホイール１４０のインデューサー端部（例えば、空気流入口１５２近所）からエクスデューサー端部（例えば、ボリュート近所）に移動すると、ハブ２０２は、断面が凸型である（例えば、ほぼ垂直面からほぼ水平面状表面に移動する）外面２１０（例えば、前方面）に広がる。ハブ２０２は、例えば、一般的に一定の壁の厚さを有することができ、これは、製造（例えば、射出成形）に有利であり得る。

ブレード２０４は、一般的に、周囲の空気を圧縮機ハウジング１５０内に吸い込み、空気を圧縮し、圧縮された空気をエンジンに供給するため、ボリュートに排出するように構成される。ブレード２０４は、ハブ２０２の外面２１０上に配置され、ここから離れるように（例えば、半径方向および／または軸方向に）延長される。ブレード２０４は、互いに同一であるか、または実質的に同一であってもよい。例えば、ブレード２０４の各々は、同一であるか、実質的に同一の形状および寸法を含むことができる。代替的に、ブレード２０４は、異なる形状および／または大きさ（例えば、より大きくより小さいブレード）を有することができる。ブレード２０４は、例えば、射出成形工程中にハブ２０２と一体的に形成される。

シャフト結合部２０６は、ハブ２０２の内面（図示せず；例えば、後方面）から軸方向の後方に延長される。シャフト結合部２０６は、例えば、軸方向の後方に（すなわち、圧縮機ホイール１４０のインデューサー端部から離れて）延長する突出部として形成される。後方に移動すると、シャフト結合部２０６は、増加する距離を空けてハブ２０２の内面から半径方向に離隔される。シャフト結合部２０６は、それを通して軸方向に延長されるボア２０８を含み、ボア２０８は、以下でさらに詳細に説明されているように、圧縮機ホイール１４０をシャフト１６０に結合するため、結合部材２３０の収容を可能とする。シャフト結合部２０６は、シャフト１６０に結合されるとき、シャフト１６０と平行（例えば、同心）である。一般的に円筒状として示されているが、シャフト結合部２０６は、異なる構成（例えば、非円形断面形状および／またはそれに沿って軸方向に移動する異なる断面形状および／または大きさを有する）を有することができる。シャフト結合部２０６は、例えば、射出成形工程中にハブ２０２と一体的に形成される。

ボア２０８および結合部材２３０は、協力して圧縮機ホイール１４０をシャフト１６０に結合し、これらの間にトルクを伝達するように構成される。より特に、ボア２０８および結合部材２３０は、結合部材２３０をボア２０８内に軸方向に収容するようにし、それらの係合面間に力を伝達する相補的な断面形状を有する。

ボア２０８は、前方開口部２１２および後方開口部２１４を有するように圧縮機ホイール１４０を通し、軸方向に全体的に延長される。ボア２０８の前方開口部２１２は、ハブ２０２の外面２１０から半径方向内側に延長される平面状表面を形成できる圧縮機ホイール１４０）の前方端部２１６（例えば、第１またはインデューサ端部）に位置付けられる。ボア２０８の後方開口部２１４は、シャフト結合部２０６の後方端部２１８に位置付けられる。シャフト結合部２０６の後方端部２１８はまた、平面状表面を形成することができる。ボア２０８は、長方形断面構成（例えば、図示のように、正方形）のような多角形断面構成（例えば、形状）を含む。すなわち、ボア２０８は、断面構成を形成する内部面２２０（例えば、直線状または平面状内部面）を有する内周を有する。いくつかの実施形態において、ボア２０８は、三角形断面構成、五角形断面構成、六角形断面構成、八角形断面構成、またはたの適切な断面構成のような他の断面構成を含むことができる。

多角形断面構成は、直線状であり、多角形状（例えば、長方形または正方形）を形成する内部面２２０の間で延長される（例えば、遷移する）曲線状表面２２２（例えば、フィレット、フィレット面または内部曲線状表面）をさらに含むことができる。結合部材２３０の外部面がボア２０８を定義する内部面と係合するとき、応力は、シャフト結合部２０６を形成するポリマ材料に形成されてもよいし、ボア２０８の多角形断面形状を形成する隣接する直線形表面間の交差部近所に集中されてもよい。直線状の内部面２２０間に延長される曲線状表面２２２は、このような応力集中を減少させることができる。

ボア２０８の断面構成は、前方開口部２１２から後方の開口部２１４まで一定に延長することができる。ボア２０８はまた、ボア２０８の前方開口部２１２および／または後方開口部２１４に隣接する領域で広がることができる。例えば、ボア２０８は、内部面２２０のみならず、曲線状表面２２２との間でハブ２０２の前方端部２１６の平面状表面まで軸方向および半径方向に延長されるテーパ面２２４を含むことができる。テーパ面２２４は、図示されるように、面取型であってもよいし、または代替的に曲線型（例えば、フィレット型）または段差型であってもよい。

ボア２０８は、結合部材２３０を収容するのに適応される。結合部材２３０はまた、ナット、保持ナット、またはインサート（ｉｎｓｅｒｔ）と称されてもよい。結合部材２３０は、圧縮機ホイール組立体２００を形成するため、シャフト１６０上に圧縮機ホイール１４０を保持するのに適応される。結合部材２３０は、例えば、金属、プラスチック、または他の適切な材料で形成されてもよい。いくつかの実施形態において、結合部材２３０を形成する材料は、圧縮機ホイール１４０のポリマ材料と比較し、相対的に強力（例えば、より剛性）であり得る。このような方式で、結合部材２３０は、シャフト１６０から圧縮機ホイール１４０にトルクを伝達するとき、圧縮機ホイール１４０のシャフト結合部２０６のポリマ材料が半径方向の外側の位置で耐えることより、（以下でさらに詳細に論議されるように）シャフト１６０と係合する半径方向内側の位置でより大きな力に耐えることができる。

結合部材２３０は、一般的にヘッド部２３２およびヘッド部２３２から（例えば、結合部材２３０の前方端部２３６から結合部材２３０の後方端部２３８まで）軸方向の後方に延長される細長型本体部２３４を含む。ヘッド部２３２はまた、ヘッドと称されてもよい一方、細長型本体部２３４はまた、本体、中空形本体、または本体部と称されてもよい。

細長型本体部２３４は、ボア２０８の断面構成に対応する多角形断面構成を有し、これは、ボア２０８による結合部材２３０の収容およびこれらの間におけるトルク伝達を容易にする。すなわち、細長型本体部２３４は、断面構成を形成する外部面２４０（例えば、直線状または平面状外部面）を有する外周を有する。例えば、細長型本体部２３４は、長方形断面構成（例えば、正方形）を含む一方、ボア２０８は、長方形断面構成を含む。本体部２３４は、三角形断面構成、五角形断面構成、六角形断面構成、八角形断面構成、または他の適切な断面構成のような他の断面構成を含むことができる。

本体部２３４の多角形断面構成は、直線状であり、多角形状（例えば、長方形または正方形）を形成する外部面２４０の間で延長される（例えば、遷移する）曲線状表面２４２（例えば、フィレット、フィレット面、または外部曲線状表面）をさらに含むことができる。ボア２０８の内部面２２０が外部面２４０によって係合するとき、応力は、シャフト結合部２０６を形成するポリマ材料で形成され、本体部２３４の直線状外部面２４０の縁が内部面２２０と係合するところに集中されてもよい。外部面２４０の間で延長される曲線状表面２４２は、より広い領域にわたってボア２０８の内部面２２０に力を加えることにより、このような応力集中を減少させることができる。

本体部２３４の断面構成は、結合部材２３０のヘッド部２３２から後方端部２３８まで一定に延長することができる。本体部２３４はまた、例えば、外部面２４０のみならず、曲線状表面２４２の間からヘッド部２３２の平面状後面２４４まで軸方向および半径方向に延長されるテーパ面２４６（例えば、面取型、フィレット型、段差型）を形成することにより、ヘッド部２３２に隣接してより広がることができる。

結合部材２３０は、圧縮機ホイール１４０のボア２０８によって受容するのに適応される。より特に、本体部２３４は、圧縮機ホイール１４０のボア２０８内におよび／またはそれを通って延長される。本体部２３４の断面構成は、ボア２０８の断面構成と合致するのに適応される。例えば、本体部２３４の断面構成は、本体部２３４がボア２０８内に挿入されるように、同一の形状（例えば、正方形のような長方形）を有し、ボア２０８の断面構成より僅かに小さい。代替的に、本体部２３４は、本体部２３４がボア２０８内に圧入されるように、本体部２３４が本体部２３４を囲んで本体部２３４と係合する圧縮機ホイール１４０のシャフト結合部２０６によって半径方向に圧縮されるように、同一であるか、僅かに大きな大きさを有することができる。細長型本体部２３４がボア２０８によって収容されるとき、外部面２４０および曲線状表面２４２は、ボア２０８の内部面２２０および／または曲線状表面２２２と係合し、これらに力を加えることにより、結合部材２３０から圧縮機ホイール１４０にトルクを伝達する。

結合部材２３０のヘッド部２３２は、結合部材２３０の前方端部２３６に配置される。ヘッド部２３２は、圧縮機ホイール１４０の前方端部２１６に対して収容される。

ヘッド部２３２は、結合部材２３０を圧縮機ホイール１４０のボア２０８内に挿入するため、作動者、道具、または他の適切な係合機構によって係合するのに適適応される。ヘッド部２３２は、結合部材２３０をシャフト１６０に連結することをさらに容易にすることができる。例えば、ヘッド部２３２は、例えば、シャフト１６０に対する結合部材２３０のねじ式係合のためにトルクを加えるため、作動者、道具、または他の適切な係合機構によって係合されるように、外周２５０（例えば、六角形）を有することができる。

ヘッド部２３２は、（例えば、中央平面状表面を有するのとは逆に）圧縮機ホイール組立体２００のインデューサー端部上にわたって空気の空気力学的な流れを改善するため、テーパ型（例えば、図示されように、半球状のような丸い形）となる外面２５２をさらに含むことができる。

結合部材２３０は、シャフト１６０の一部を収容し、シャフト１６０に連結するのに適応される。例えば、結合部材２３０は、内部的に螺合される一方、シャフト１６０は外部にねじ山が形成されていることができ、シャフト１６０が結合部材２３０によってねじ式に収容される。このねじ式係合は、トルクがシャフト１６０から結合部材２３０に伝達されるようにし、圧縮機ホイール１４０に伝達されるようにする。

結合部材２３０は、第１部分２５４および第２部分２５６を有する中空形内部を含むことができる。第１部分２５４は、結合部材２３０の後方端部２３８から第２部分２５６に軸方向の前方に延長される。第２部分２５６は、第１部分２５４から結合部材２３０のヘッド部２３２内に軸方向の前方に延長される。いくつかの実施形態において、第１部分２５４は、第２部分２５６に関連する内部プロファイルよりも大きい内部プロファイル（例えば、直径のような断面形状）を含む。例えば、第２部分２５６は、第１部分２５４の内部面（例えば、円筒状または非ねじ状表面）に対して、半径方向の内側に突出するねじ山によって内部的に螺合されることができる。ショルダ面２５８はまた、結合部材２３０の中空形内部の第１部分２５４の内部面から第２部分２５６まで半径方向の外側に延長することができる。結合部材２３０の中空形内部は、またボアと称されてもよい。

シャフト１６０は、結合部材２３０の中空形内部に挿入されるのに適応される。シャフト１６０は、後方部２６０および前方部２６２を含む。後方部２６０は、例えば、軸受ハウジング１７０内に延長されてもよい。前方部２６２（例えば、前方部）は、シャフト１６０の後方部２６０から前方端部２６４まで軸方向に延長される。前方部２６２は、後方部２６０より小さい直径を有し、ショルダ２６６がこれらの間で半径方向に延長される。

前方部２６２は、結合部材２３０の中空形内部に挿入され、および／またはそれと合致されるのに適応される。例えば、シャフト１６０の前方部２６２は、結合部材２３０の中空形内部の第１部分２５４に対応する第１下位部分２６２ａおよび第１下位２６２ａから離れるように軸方向に（すなわち、前方方向に）延長され、第２部分２５６に対応する第２下位部分２６２ｂを含む。

第１下位部分２６２ａは、結合部材２３０の第１部分２５４の内部プロファイルに対応する外部プロファイルを含む。例えば、第１下位部分２６２ａの外部プロファイルは、結合部材２３０の第１部分２５４の内部プロファイルに対応する直径より僅かに小さい直径を有する円筒状であってもよい。シャフト１６０の前方部２６２の第１下位部分２６２ａの僅かに小さい直径は、結合部材２３０内に前方部２６２が収容するようにし、これらの間の相対的な半径方向の移動（例えば、振れ）も防止することができる。

シャフト１６０の前方部２６２の第２下位部分２６２ｂは、結合部材２３０の中空形内部の第２部分２５６に対応する。第２下位部分２６２ｂは、結合部材２３０の第２部分２５６の内部のねじ山に対応し、この内部のねじ山によって収容される外部ねじ山を有する実質的に円筒状であってもよい。ねじ山は、結合部材の第２部分２５６の内径よりも大きな外径を有するものと示した第２下位部分２６２ｂによって概略的に表現される。

図４および図５を参照すると、結合部材２３０は、シャフト１６０に対して安着される。例えば、結合部材２３０の後方端部２４５は、シャフト１６０の後方部２６０と前方部２６２との間で半径方向に延長されるショルダ２６６に対して安着されてもよい。より特に、結合部材２３０の本体部２３４は、ボア２０８の軸方向長さに対し、本体部２３４の後方端部２４５がショルダ２６６と係合するようにする軸方向長さを含む。本体部２３４の軸方向長さは、ヘッド部２３２の平面状後面２４４と後方端部２４５との間で測定される一方、ボア２０８の軸方向長さは、その前方端部２１６と後方端部２１８との間で測定される。本体部２３４の軸方向長さは、図示されているように、ボア２０８の軸方向長さと同一であってもよい。したがって、シャフト１６０の前方部２６２が結合部材２３０の中空形内部で第２部分２５６に螺合されるとき、後方端部２４５は，シャフト１６０のショルダ２６６に向かって引き寄せられ、そのショルダ２６６に対して合致される。代替的に、本体部２３４の軸方向長さは、ボア２０８の軸方向長さより僅かに大きくてもよいし、この場合、圧縮機ホイール１４０が結合部材２３０のヘッド部２３２とシャフト１６０のショルダ２６６との間で軸方向に僅かに圧縮される一方、結合部材２３０の後方端部２４５がシャフト１６０のショルダ２６６とそれらの間のねじ式係合から係合されるようにする。

さらに別の代替案において、結合部材２３０の後方端部２４５は、シャフト１６０のショルダ２６６から軸方向に離隔され、この場合、ボア２０８の軸方向長さは、結合部材２３０の本体部２３４の軸方向長さより大きい。その結果、圧縮機ホイール１４０は、結合部材２３０とシャフト１６０との間のねじ式係合から結合部材２３０のヘッド部２３２とシャフト１６０のショルダ２６６との間で軸方向に圧縮されてもよい。

さらに、シャフト１６０の前方部２６２の軸方向長さおよび結合部材２３０の中空形内部の軸方向長さは、結合部材２３０および／または圧縮機ホイール１４０が協力して、シャフト１６０に対して安着するように構成される。例えば、結合部材２３０がシャフト１６０に対して安着する実施形態において、結合部材２３０の中空形内部の軸方向長さは、シャフト１６０の遠位端部２６２の軸方向長さより大きい。その結果、シャフト１６０の前方部２６２は、結合部材２３０の中空形内部で届かない。

結合部材２３０およびシャフト１６０はまた、シャフト１６０の前方端部２６４と結合部材２３０の中空形内部の端面２７２（例えば、内部端面）間に軸方向ギャップ２７０（例えば、ボイド）が形成されるように構成することができる。例えば、本体部２３４の中空形内部は、圧縮機ホイール１４０の前方端部２１６の軸方向の前方に延長されてもよい一方、シャフト１６０の前方端部２６４は、圧縮機ホイール１４０の前方端部２１６の後方で終結する。端面２７２まで延長されないことにより、シャフト１６０は、シャフトがそれを通して全体的に延長されるより小さい質量を有する（例えば、重量緩和を提供する）ことができる。

図５を参照すると、圧縮機ホイール組立体２００は、カラー２８０をさらに含むことができる。カラー２８０は、例えば、トルクが結合部材２３０からシャフト結合部２０６に伝達され、および／または遠心力がシャフト結合部２０６上に作用するとき、圧縮機ホイール１４０のシャフト結合部２０６の変形を防止するように構成される。カラー２８０は、圧縮機ホイール１４０を形成するポリマ材料より強い（例えば、より剛性の）材料で製造される。例えば、カラー２８０は、金属、プラスチック、または他の適切な材料で形成することができる。カラー２８０は、一般的に円筒状プロファイルを含み、カラー２８０の第１端部２８４からカラー２８０の第２端部２８６まで延長されるボア２８２を含む。ボア２８２は、圧縮機ホイール１４０の一部、特にそのシャフト結合部２０６を収容するのに適応される。カラー２８０のボア２８２は、圧縮機ホイール１４０のシャフト結合部２０６を収容し、しっかりと係合するのに適応される内径を含む。したがって、カラー２８０は、シャフト結合部２０６の周りに配置され、シャフト結合部２０６と係合し、さらに結合部材２３０および／またはシャフト１６０を囲む。

ターボチャージャ１００の動作中、シャフト１６０が回転されてトルクが結合部材２３０に伝達され、シャフト結合部２０６に伝達されるとき、圧縮機ホイール１４０は、結合部材２３０がシャフト結合部２０６を形成するポリマ材料に対し、力を加えて圧縮機ホイール１４０を加速するため、変形（例えば、歪み）に敏感であり得る。変形はまた、圧縮機ホイール１４０が高い回転速度で回転するとき、シャフト結合部２０６上に作用する遠心力から生じ得る。カラー２８０は、シャフト結合部２０６と確実に係合し、結合部材２３０の半径方向の外側にある（例えば、結合部材２３０と同心円である）ことにより、このような変形を制限および／または防止するのに適合される。例えば、カラー２８０は、シャフト結合部２０６を形成するポリマ材料の半径方向の外側への移動を制限するようにシャフト結合部２０６に機械的支持部を提供する。

本明細書において使用されているように、用語「または」は、排他的な「または」ではなく、包括的な「または」を意味することが意図されている。すなわち、他に明示されないか、または文脈上明らかでない限り、「Ｘは、ＡまたはＢを含む」は、自然な包括的な置換（ｎａｔｕｒａｌ ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）のいずれかを示すことを意図している。すなわち、ＸがＡを含むか；ＸがＢを含むか；またはＸがＡおよびＢの両方を含む場合、それでは「Ｘは、ＡまたはＢを含む」は、上述した場合のいずれにも充足される。さらに、本出願および添付された請求範囲で使用されているように、冠詞「ａ」および「ａｎ」は、他に明記されない限り、または単数形と指示される文脈上明らかでない限り、一般的に「１つ以上」を意味するものと解釈されるべきである。

さらに、説明の単純性のため、本願の図および説明は、シークエンスまたは、一連の段階またはステージを含むことができるが、本願に開示された方法の要素は、様々な順序で、または同時に発生し得る。さらに、本願に開示された方法の要素は、本願に明示的に提示および説明されていない他の要素とともに発生し得る。さらに、本願に説明された方法のすべての要素が、本開示による方法を具現するのに要求され得るものではない。様態、特徴、および要素が特定の組合せで本願に説明されているが、各様態、特徴、または要素は、他の様態、特徴、および要素の有無によって独立的にまたは様々な組み合わせで使用することができる。

本開示は、特定の実施形態に関連して記載されているが、本開示は、開示された実施形態に限定されるものではなく、逆に、添付された特許請求の範囲内に含まれる様々な変更および均等な配列を包括するように意図されるものと理解されるべきであり、この範囲は、法律で許容されるすべての変更および均等な構造を含むように最も広く解釈が与えられるべきであろう。

Claims (15)

1. 圧縮機ホイール組立体（２００）であって：
   ポリマ材料で形成された圧縮機ホイール（１４０）であり、前記圧縮機ホイール（１４０）は、ハブ（２０２）、前記ハブ（２０２）の前方面（２１０）から延長されるブレード（２０４）、および前記ハブ（２０２）の後方面から軸方向の後方に延長されるシャフト結合部（２０６）を含み、前記シャフト結合部（２０６）は、それを通して延長され、多角形断面構成を有するボア（２０８）を含む、前記圧縮機ホイール（１４０）；および
   ヘッド（２３２）および前記ヘッド（２３２）から軸方向に延長される本体（２３４）を有する結合部材（２３０）；を含み、前記ヘッド（２３２）は、前記圧縮機ホイール（１４０）の前方端部（２１６）に対して収容され、前記本体（２３４）は、前記ボア（２０８）を通って延長され、前記本体（２３４）は、前記結合部材（２３０）から前記圧縮機ホイール（１４０）にトルクを伝達するための別の多角形断面構成を有する、圧縮機ホイール組立体（２００）。
2. 前記ボア（２０８）の前記多角形断面構成および前記本体（２３４）の前記異なる多角形断面構成は、正方形である、請求項１に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
3. 前記ボア（２０８）は、前記多角形断面構成を形成するため、直線状の内部面（２２０）および前記内部面（２２０）の間に延長される内部曲線状表面を含み、前記本体（２３４）は、前記他の多角形断面構成を形成するため、直線状の外部面（２４０）および前記外部面（２４０）の間に延長される外部曲線状表面を含む、請求項１に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
4. 前記多角形断面形状は、前記ボア（２０８）の軸方向長さを延長させ、前記他の多角形断面構成は、前記本体（２３４）の別の軸方向長さを延長させ、前記ボア（２０８）の前記他の軸方向長さは、前記本体（２３４）の前記軸方向長さ以上である、請求項１に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
5. 前記結合部材（２３０）は、前記ポリマ材料よりも剛性の材料で形成される、請求項１に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
6. 圧縮機ホイール組立体（２００）であって、
   シャフト（１６０）をさらに含み；
   前記結合部材（２３０）の前記本体（２３４）は、中空形内部を含み；
   前記シャフト（１６０）は、前記中空形内部にねじ式に収容され、前記シャフトが駆動源によって回転されるにつれ、前記シャフト（１６０）を前記結合部材（２３０）に結合し、前記結合部材（２３０）にトルクを伝達する前方部（２６２）を含む、請求項１に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
7. 前記シャフト（１６０）は、前記前方部（２６２）の直径より大きい直径を有する後方部（２６０）を含み、前記前方部（２６２）が軸方向の前方に延長され、前記結合部材（２３０）の後方端部（２３８）は、前記後方部（２６０）と前記前方部（２６２）との間で半径方向に延長されるショルダ（２６６）に対して安着する、請求項６に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
8. 前記前方部（２６２）は、前記中空形内部によって収容され、前記シャフト（１６０）を前記結合部材（２３０）に結合し、ボイド（２７０）が前記本体（２３４）の内部端面（２７２）と前記シャフト（１６０）の前方端部（２６４）の間に軸方向に形成される、請求項６に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
9. 前記本体（２３４）の中空形内部は、圧縮機ホイール（１４０）の前記前方端部（２１６）の軸方向の前方に延長され、前記シャフト（１６０）の前記前方端部（２６４）は、前記圧縮機ホイール（１４０）の前記前方端部（２１６）の後方で終結する、請求項８に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
10. 前記シャフト結合部（２０６）の周りに配置され、前記シャフト結合部（２０６）と係合するカラー（２８０）をさらに含み、前記カラー（２８０）は、前記ポリマ材料よりも剛性の材料で形成される、請求項６に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
11. 前記カラー（２８０）は、前記結合部材（２３０）を囲む、請求項１０に記載の圧縮機ホイール組立体。
12. 圧縮機ホイール組立体（２００）であって：
    ポリマ材料で形成された圧縮機ホイール（１４０）であり、前記圧縮機ホイール（１４０）は、ハブ（２０２）、前記ハブ（２０２）の前方面（２１０）から延長されるブレード（２０４）、および前記ハブ（２０２）の後方面から軸方向の後方に延長されるシャフト結合部（２０６）を含み；前記シャフト結合部（２０６）は、それを通して延長され、多角形断面構成を有するボア（２０８）を含む、前記圧縮機ホイール（１４０）：
    前記ポリマ材料よりも剛性の材料で形成され、ヘッド（２３２）および前記ヘッド（２３２）から軸方向に延長され、中空形内部を有する本体（２３４）を有する結合部材（２３０）であって、前記ヘッド（２３２）は、前記圧縮機ホイール（１４０）の前方端部（２１６）に対して収容され、前記本体（２３４）は、前記ボア（２０８）を通って延長され、前記本体（２３４）は、前記結合部材（２３０）から前記圧縮機ホイール（１４０）にトルクを伝達するための別の多角形断面構成を有する、前記結合部材（２３０）；および
    前方部（２６２）を有するシャフト（１６０）；を含み、前記前方部（２６２）は、前記中空形内部にねじ式に収容され、前記シャフトが（１６０）回転駆動されるにつれ、前記シャフト（１６０）を前記結合部材（２３０）に結合して前記結合部材（２３０）にトルクを伝達する、圧縮機ホイール組立体（２００）。
13. 前記ボア（２０８）および前記本体（２３４）の前記多角形断面構成は、正方形であるか、または直線形表面および曲線状表面を含む、請求項１２に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
14. 前記シャフト結合部（２０６）の周りに配置され、前記シャフト結合部（２０６）と係合するカラー（２８０）をさらに含み、前記カラー（２８０）は、前記ポリマ材料よりも剛性の材料で形成される、請求項１２に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。
15. 前記多角形断面構成は、前記ボア（２０８）の軸方向長さを延長させ、前記他の多角形断面構成は、前記本体（２３４）の別の軸方向長さを延長させ、前記ボア（２０８）の前記他の軸方向長さは、前記本体（２３４）の前記軸方向長さ以上である、請求項１２に記載の圧縮機ホイール組立体（２００）。

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