JP2019127871A

JP2019127871A - コンプレッサハウジング

Info

Publication number: JP2019127871A
Application number: JP2018009270A
Authority: JP
Inventors: 真人澤下; Masato Sawashita
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2019-08-01

Abstract

【課題】全体が金属製のコンプレッサハウジングと同等のチップクリアランスを確保しつつ、軽量化を図ること。【解決手段】コンプレッサインペラ１４を収納するコンプレッサハウジング１２は、樹脂製のハウジング本体１２ａと、金属製のシュラウド部材１２ｂとを備える。また、シュラウド部材１２ｂは、コンプレッサインペラ１４と対向するシュラウド面ＳＨ１を有して、ハウジング本体１２ａと接合される。【選択図】図２

Description

この発明は、コンプレッサハウジングに関し、特に、過給機を構成し、コンプレッサインペラを収納する、コンプレッサハウジングに関する。

この種のコンプレッサハウジングの一例が、特許文献１に開示されている。この文献によれば、コンプレッサハウジングは、インペラの外周に沿って環状をなす内周面において凹状の内周凹部が形成されたハウジング本体と、内周凹部に配設されるとともに、内周面がインペラに対向するシュラウド面を形成する環状の滑り部材とを有する。ここで、ハウジング本体はアルミニウムによって作製される一方、滑り部材は熱可塑性のポリイミド樹脂によって作製される。インペラの破損は、シュラウド部に軟質の滑り部材を設けることで防止される。また、チップクリアランスは、滑り部材の材料として切削加工が可能な樹脂を採用することで、さらに縮められる。

特開２０１６−２２３４０４号公報

しかし、特許文献１では、ハウジング本体がアルミ製であるため、コンプレッサハウジングの軽量化が困難である。

それゆえに、この発明の主たる目的は、全体が金属製のコンプレッサハウジングと同等のチップクリアランスを確保しつつ、軽量化を図ることができる、コンプレッサハウジングを提供することである。

この発明に係るコンプレッサハウジングは、遠心式過給機を構成しかつコンプレッサインペラを収納するコンプレッサハウジングであって、樹脂製のハウジング本体、およびコンプレッサインペラと対向するシュラウド面を有してハウジング本体と接合される金属製のシュラウド部材を備える。

シュラウド部材を金属製とすることで、シュラウド部材の高精度な機械加工が可能となる。これによって、全体が金属製のコンプレッサハウジングと同等のチップクリアランスを確保しつつ、コンプレッサハウジングの軽量化を図ることができる。

また、樹脂製のハウジング本体は、樹脂よりも熱膨張率が小さい金属製のシュラウド部材と接合される。これによって、受熱によるハウジング本体の変形を抑制することができ、ひいては過給機の性能低下を抑制することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

遠心式過給機の構造の一例を示す図解図である。図１に示す遠心式過給機の要部を拡大して示す要部拡大図である。

図１を参照して、この実施例の遠心式過給機１０は、コンプレッサインペラ１４を収納するコンプレッサハウジング１２と、ベアリングユニット１６およびタービンブレード１８を収納するベアリングタービン一体ハウジング２０とによって構成される。

以下では、説明の便宜上、紙面の左右方向にＸ軸を割り当て、紙面の厚み方向にＹ軸を割り当て、紙面の上下方向にＺ軸を割り当てる。

ベアリングユニット１６は、Ｘ軸に沿って延在する主軸を備える。コンプレッサインペラ１４は主軸の一方端に結合され、タービンブレード１８は主軸の他方端に結合される。この結果、タービンブレード１８の回転力は、ベアリングユニット１６を介してコンプレッサインペラ１４に伝達される。

コンプレッサハウジング１２は、ハウジング本体１２ａとシュラウド部材１２ｂとによって構成される。ハウジング本体１２ａは、その左側に形成された開口ＯＰ１と、その上側に形成された開口ＯＰ２とを有する。また、シュラウド部材１２ｂは、コンプレッサインペラ１４を覆う位置でハウジング本体１２ａに設けられる。ここで、ハウジング本体１２ａは樹脂製である一方、シュラウド部材１２ｂは金属製（アルミ製）であり、両者はハイブリッド接合によって強固に一体化される。

コンプレッサハウジング１２は、ハウジング本体１２ａに対応する金型内にシュラウド部材１２ｂを配し、当該金型に樹脂を注入するインサート成型によって作製される。この結果、シュラウド部材１２ｂの表面に形成された微小な凹凸に樹脂が入り込むアンカー効果によって、ハウジング本体１２ａとシュラウド部材１２ｂとが強固に一体化される。また、インサート成型の場合は、ハウジング本体１２ａの成形と同時にハイブリッド接合が完了するため、工程の簡素化が図られる。

図２を参照して、コンプレッサインペラ１４は、ベアリングユニット１６の主軸によって支持されたインペラ本体１４ａと、インペラ本体１４ａの表面に形成されたブレード１４ｂとによって形成される。シュラウド部材１２ｂの内周面つまりシュラウド面ＳＨ１は、こうして形成されたブレード１４ｂと対向し、シュラウド面ＳＨ１とブレード１４ｂとの間にはチップクリアランスが形成される。

スクロール室ＳＣ１は、開口ＯＰ１および開口ＯＰ２の各々と連通するように、ハウジング本体１２ａの内部に形成される。開口ＯＰ１から取り込まれた吸気は、コンプレッサインペラ１４の回転によって圧縮された後、スクロール室ＳＣ１を経て開口ＯＰ２から排出される。

図１に戻って、ベアリングタービン一体ハウジング２０は、その裏側に形成された開口（図示せず）と、その右側に形成された大口径かつ斜め下向きの開口ＯＰ３とを有する。バイパス（図示せず）およびスクロール室ＳＣ２は、裏側の開口および開口ＯＰ３の各々と連通するように、ベアリングタービン一体ハウジング２０の内部に形成される。

開口ＯＰ３の奥には、バイパスと連通しかつウェイストゲートバルブ２４によって開閉されるウェイストゲート２２が形成される。また、ウェイストゲート２２の近傍には、Ｘ軸方向に延在する筒状のシュラウドピース２６が設けられる。シュラウドピース２６の一方端（Ｘ軸方向における負側端部）には、タービンブレード１８と対向するシュラウド面ＳＨ２が形成される。

裏側の開口から取り込まれた排気の一部は、バイパスを経て開口ＯＰ３に達する。また、当該排気の他の一部は、スクロール室ＳＣ１を経てタービンブレード１８を回転させた後、シュラウドピース２６を経て開口ＯＰ３に達する。

以上の説明から分かるように、コンプレッサインペラ１４を収納するコンプレッサハウジング１２は、樹脂製のハウジング本体１２ａと、アルミ製のシュラウド部材１２ｂとを備える。また、シュラウド部材１２ｂは、コンプレッサインペラ１４と対向するシュラウド面ＳＨ１を有して、ハウジング本体１２ａと接合される。

シュラウド部材１２ｂをアルミ製とすることで、ハウジング本体１２ａに接合した後に、シュラウド部材１２ｂに切削加工（高精度な機械加工）を施すことが可能となる。これによって、全体が金属製のコンプレッサハウジングと同等のチップクリアランスを確保しつつ、コンプレッサハウジング１２の軽量化を図ることができる。

また、コンプレッサインペラ１４によって圧縮された高温の空気によって、樹脂は受熱により不規則な熱変形を起こすが、シュラウド部材１２ｂは、樹脂よりも熱膨張率が小さいアルミ製である。このため、受熱によるシュラウド部材１２ｂの熱変形を抑制することができる。また、シュラウド部材１２ｂはハウジング本体１２ａと接合されているため、ハウジング本体１２ａの熱変形も抑制することができる。

なお、この実施例では、インサート成型によってコンプレッサハウジング１２を作製するようにしている。しかし、ハウジング本体１２ａを成形した後にシュラウド部材１２ｂをハウジング本体１２ａに組み付け、接着によって接合強度を確保するようにしてもよい。この場合、スクロール室ＳＣ１のアンダーカット部をシュラウド部材１２ｂ側で形成することにより、ハウジング本体１２ａに対応する金型の構造の簡素化が図られる。

１０ …遠心式過給機
１２ …コンプレッサハウジング
１４ …コンプレッサインペラ
１６ …ベアリングユニット
１８ …タービンブレード
２０ …ベアリングタービン一体ハウジング

Claims

遠心式過給機を構成しかつコンプレッサインペラを収納するコンプレッサハウジングであって、
樹脂製のハウジング本体、および
前記コンプレッサインペラと対向するシュラウド面を有して前記ハウジング本体と接合される金属製のシュラウド部材を備える、コンプレッサハウジング。