JP2020172921A - ターボチャージャ用コンプレッサハウジング及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを低減しつつ、シール性の向上が図られるターボチャージャ用コンプレッサハウジングを提供する。【解決手段】ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１はスクロールピース２とシュラウドピース３とを含む複数のピースに分割されてなる。スクロールピース２とシュラウドピース３とは、スクロールピース２に設けられた被圧入部５３ａにシュラウドピース３に設けられた圧入部５３ｂが圧入されて互いに組付けられる。さらに、スクロールピース２とシュラウドピース３の一方に設けられた被圧接部５４１ａ、５４２ａにスクロールピース２とシュラウドピース３の他方に設けられた圧接部５４１ｂ、５４２ｂが圧接されて圧接部５４１ｂ、５４２ｂが塑性流動して両者間をシールするシール部５４１、５４２が形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング及びその製造方法に関する。

自動車等の内燃機関に搭載されるターボチャージャは、コンプレッサインペラとタービンインペラとを有し、これらがハウジングに収容されている。コンプレッサインペラはコンプレッサハウジングの内部に形成された空気流路に配されている。空気流路には、コンプレッサインペラに向けて空気を吸い込む吸気口と、コンプレッサインペラから吐出された圧縮空気が通過するディフューザ通路と、ディフューザ通路を通過した圧縮空気が流れ込む吐出スクロール室とを有する。吐出スクロール室は圧縮空気を内燃機関側へ吐出する。

そして、自動車等の内燃機関には、クランクケース内に発生したブローバイガスを吸気通路に還流させ、クランクケース内やヘッドカバー内を浄化させるブローバイガス還流装置（以下、ＰＣＶという）を備えたものがある。この場合、ブローバイガスに含まれるオイル（オイルミスト）がＰＣＶからターボチャージャにおけるコンプレッサの上流側の吸気通路に流出することがある。

このとき、コンプレッサの出口空気圧力が高いとその空気温度も高くなるため、ＰＣＶから流出したオイルが蒸発を起因とする濃縮・高粘度化によってターボチャージャ用コンプレッサハウジングのディフューザ面やそれに対向する軸受ハウジングの表面等にデポジットとなって堆積することがある。そして、堆積したデポジットによってディフューザ通路が狭められ、ターボチャージャの性能低下を招き、さらには内燃機関の出力低下を招くおそれがある。

従来は、上述したようなディフューザ通路におけるデポジットの堆積を防止するため、コンプレッサの出口空気温度をある程度抑制していた。そのため、ターボチャージャの性能を充分に発揮することができず、また内燃機関の出力を充分に高めることができなかった。

特許文献１には、ディフューザ通路におけるデポジットの堆積を防止するために、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング内に冷媒流路を設けて当該冷媒流路に冷媒を流通させることにより、ハウジング内の空気流路を通過する圧縮空気の温度上昇を抑制する構成が開示されている。特許文献１に開示の構成では、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングをスクロールピースとシュラウドピースとに分割して両ピースの組付けによって冷媒流路が画定されるように構成されている。

特開２０１８−１８４９２８号公報

特許文献１に開示の構成では、冷媒流路はシュラウドピースをスクロールピースに圧入することによって形成されたシール部により冷媒漏れが防止されている。そして、シール部のシール性を十分高めるために圧入時に、シュラウドピース及びスクロールピースにおけるシール部にシール材を塗布することが考えられる。しかしながら、シール材を塗布するためには、シール材や脱脂などの前処理も必要となることからコスト高となり、作業性も悪い。一方、コスト及び作業性の低減のために、シール材を使用せずに単にシュラウドピースをスクロールピースに圧入面でシール部を形成することも考えられるが、この場合には、シール部に冷媒漏れの原因となる微細な隙間が生じてリーク不良が発生するおそれがある。リーク不良は組付け後のリーク検査で検出されるため市場に流出することはないが、歩留まりが低下するため、結果的にコスト高となってしまう。

一方、冷媒流路を有しないターボチャージャ用コンプレッサハウジングにおいて、スクロールピースとシュラウドピースとに分割形成して圧入により両者組み付ける場合にも、両者の圧入部においてシール性の向上が求められることがある。この場合も、上述のようにシール材を用いればコスト高と作業性低下を招く。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、コストを低減しつつ、シール性の向上が図られるターボチャージャ用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、コンプレッサインペラが収容されるターボチャージャ用コンプレッサハウジングであって、
上記コンプレッサインペラに向けて空気を吸い込む吸気口を形成する吸気口形成部と、
上記コンプレッサインペラを周方向に囲むとともに該コンプレッサインペラに対向するシュラウド面を有するシュラウド部と、
上記コンプレッサインペラの外周側において周方向に形成され、上記コンプレッサインペラから吐出される圧縮空気を通過させるディフューザ通路を形成するディフューザ部と、
上記ディフューザ通路を通過した圧縮空気を外部へ導くスクロール室を形成するスクロール室形成部と、
上記ターボチャージャ用コンプレッサハウジングは、少なくとも上記吸気口形成部及び上記スクロール室形成部の一部を有するスクロールピースと、少なくとも上記スクロール室形成部の一部、上記ディフューザ部の一部及び上記シュラウド部を有するシュラウドピースとを含む複数のピースに分割されてなり、
上記スクロールピースと上記シュラウドピースとは、上記スクロールピースに設けられた被圧入部に上記シュラウドピースに設けられた圧入部が圧入されて互いに組付けられるとともに、上記スクロールピースと上記シュラウドピースの一方に設けられた被圧接部に上記スクロールピースと上記シュラウドピースの他方に設けられた圧接部が圧接されて該圧接部が塑性流動して両者間をシールするシール部が形成されている、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングにある。

上記一態様のターボチャージャ用コンプレッサハウジングによれば、スクロールピースとシュラウドピースの間のシール部が、スクロールピースとシュラウドピースの一方に設けられた被圧接部に、他方に設けられた圧接部が圧接されて該圧接部が塑性流動して形成される。これにより、シール部において圧接部が塑性流動して微細な隙間が埋められるため、単に両者の圧入で形成した場合に比べて、シール性の向上が図られる。さらに、シール部において別途シール材の塗布を要しないことから、コスト低減が図られている。

以上のごとく、本態様によれば、コストを低減しつつ、シール性の向上が図られるターボチャージャ用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１における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの断面図。 実施例１における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法を説明するための概念図。 実施例１における、スクロールピースの断面斜視図。 実施例１における、シュラウドピースの斜視図。 実施例１における、シュラウドピースの断面斜視図。 実施例１における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法を説明するための要部拡大概念図。 実施例１における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法を説明するための要部拡大概念図。 変形例１における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの断面図。 変形例１における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法を説明するための概念図。 変形例１における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法を説明するための概念図。 実施例２における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法を説明するための要部拡大概念図。 実施例２における、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法を説明するための要部拡大概念図。

本明細書において「周方向」とはコンプレッサインペラの回転方向、「軸方向」とはコンプレッサインペラの回転軸の方向、「径方向」とは、コンプレッサインペラの回転軸を中心とする仮想円の半径方向であって、径方向外側とは当該仮想円の中心から円周に向かって延びる直線の方向をいうものとする。

上記ディフューザ部に沿って周方向に形成されるとともに、上記ディフューザ部を冷却する冷媒を流通させる冷媒流路を備え、
上記冷媒流路は、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースにおける互いの対向部にそれぞれ形成された第１冷媒流路形成部と第２冷媒流路形成部とにより構成された環状の空間として形成されており、
上記シール部として、上記冷媒流路の内周側をシールする内周シール部と、上記冷媒流路の外周側をシールする外周シール部とを含み、
上記内周シール部は、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの一方に形成された内周被圧接部に、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの他方に形成された内周圧接部が圧接されて、該内周圧接部が塑性流動して形成されており、
上記外周シール部は、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの一方に形成された外周被圧接部に、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの他方に形成された外周圧接部が圧接されて、該外周圧接部が塑性流動して形成されている。かかる構成によれば、冷媒流路を備えるターボチャージャ用コンプレッサハウジングにおいて、コストを低減しつつ、冷媒流路の内周シール部及び外周シール部のシール性を向上することができる。

上記圧接部は、上記圧入部の圧入方向終端側に位置していることが好ましい。この場合は、シュラウドピースをスクロールピースに組み付ける際に、圧入部が圧入された後に圧接部が被圧接部に圧接されるため、シール部における塑性流動部の分散を防止することができる。これにより、確実にシール性を向上させることができる。

本発明の他の態様は、上記ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法であって、
ダイカストにより上記スクロールピース及び上記シュラウドピースを成形するダイカスト工程と、
機械加工により上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの一方に上記被圧接部を形成し、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの他方に上記圧接部を形成する機械加工工程と、
上記被圧入部に上記圧入部を圧入して、上記被圧接部に上記圧接部を圧接して塑性流動させて上記シール部を形成して、上記スクロールピースに上記シュラウドピースを組み付ける組付工程と、
を含む、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法にある。
これによれば、上述のターボチャージャ用コンプレッサハウジングを製造することができる。そして、圧接部及び被圧接部は、機械加工工程における機械加工により形成されるため、ダイカストによる鋳肌に比べて表面をある程度粗くできることから、組付工程において圧接部を塑性流動させやすくして、シール性を一層高めることができる。

上記機械加工工程において、上記圧接部は、上記コンプレッサインペラの回転軸を含む断面において、径方向に突出した山形状をなし、圧入方向始端側に位置する始端側斜面と、圧入方向終端側に位置する終端側斜面とを有するとともに、上記断面において、上記終端側斜面と上記回転軸とがなす角の鋭角側の角度が、上記始端側斜面と上記回転軸とがなす角の鋭角側の角度より大きくなるように機械加工されて形成されることが好ましい。この場合には、機械加工工程での機械加工により、圧接部において終端側斜面が始端側斜面に比べて回転軸に対して立ち上がることとなるため、始端側斜面の傾斜角度と圧接部の突出量を維持したまま圧接部の幅を狭くすることができる。これにより、組付工程において組付け性を悪化させることなく圧接部を塑性流動させやすくなる。その結果、組付工程で形成された各シール部においてミクロの隙間をより確実に埋めることができ、シール性を一層向上させることができる。または、圧接部における塑性流動量を維持したまま圧接部の幅を狭くすることで、機械加工工程での機械加工において圧接部及び被圧接部の寸法公差を緩和できるため、生産性を向上でき低コスト化を図ることができる。

（実施例１）
以下、上記ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの実施例について、図１〜図７を用いて説明する。
図１に示すように、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１には、コンプレッサインペラ１３が収容され、吸気口形成部１０、シュラウド部２０、ディフューザ部３０、スクロール室形成部１２０が備えられる。
吸気口形成部１０は、コンプレッサインペラ１３に向けて空気を吸い込む吸気口１１を形成している。
シュラウド部２０は、コンプレッサインペラ１３を周方向に囲むとともにコンプレッサインペラ１３に対向するシュラウド面２２を有する。
ディフューザ部３０は、コンプレッサインペラ１３の外周側において周方向に形成され、コンプレッサインペラ１３から吐出される圧縮空気を通過させるディフューザ通路１５を形成している。
スクロール室形成部１２０は、ディフューザ通路１５を通過した圧縮空気を外部へ導くスクロール室１２を形成している。
そして、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１は、スクロールピース２とシュラウドピース３とを含む複数のピースに分割されてなる。
スクロールピース２は、吸気口形成部１０及びスクロール室形成部１２０の一部を少なくとも有する。
シュラウドピース３は、スクロール室形成部１２０の一部、ディフューザ部３０の一部及びシュラウド部２０を少なくとも有する。
スクロールピース２とシュラウドピース３とは、スクロールピース２に設けられた被圧入部５３ａにシュラウドピース３に設けられた圧入部５３ｂが圧入されて互いに組付けられる。さらに、スクロールピース２に設けられた被圧接部５４１ａ、５４２ａにシュラウドピース３に設けられた圧接部５４１ｂ、５４２ｂが圧接されて圧接部５４１ｂ、５４２ｂが塑性流動して両者間をシールするシール部５４１、５４２が形成されている。

以下、本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１について、詳述する。
図１に示すように、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１は、互いに別部材として形成されたスクロールピース２及びシュラウドピース３により分割形成されている。そして、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１は、コンプレッサインペラ１３が一端に取り付けられたシャフト１４を軸受けする軸受機構が収納された軸受ハウジング（図示せず）のフランジ部又は分割構造を採用した場合のシールプレート４０に取り付けられる。

スクロールピース２は、図２、図３に示すように、吸気口形成部１０、第１スクロール室形成部１２１、外周部１２５、第１冷媒流路形成部５１を有する。シュラウドピース３は、図２に示すように、第２スクロール室形成部１２２、シュラウド部２０、第１ディフューザ部３５及び第２冷媒流路形成部５２を有する。

図２、図３に示すように、スクロールピース２における吸気口形成部１０は筒状をなすとともに軸方向Ｙに貫通形成されている。第１スクロール室形成部１２１は、スクロール室１２における吸気側Ｙ１の壁面を構成している。図１に示すように、外周部１２５は、第１スクロール室形成部１２１の吸気側Ｙ１と反対側Ｙ２に位置しており、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１の外周部１２５を形成している。そして、外周部１２５の内側には、シールプレート４０が取り付けられている。

図１に示すように、シュラウドピース３における第２スクロール室形成部１２２は、スクロール室１２における内周側の壁面を形成している。シュラウド部２０は、コンプレッサインペラ１３に対向するシュラウド面２２を形成している。第１ディフューザ部３５はシュラウド面２２からスクロール室１２に向かって延びるディフューザ面３４を形成している。なお、図２に示すように、シュラウドピース３の吸気側Ｙ１の先端における外周縁は面取りされて第３面取り部５９１が形成されている。

図１、図２に示すように、スクロールピース２における吸気口形成部１０の吸気側Ｙ１と反対側Ｙ２には、被圧入部５３ａが設けられている。図３に示すように、被圧入部５３ａは円筒内周面となっている。図１に示すように、また、シュラウドピース３における吸気側Ｙ１には、圧入部５３ｂが設けられている。図４、図５に示すように、圧入部５３ｂは円筒外周面となっている。そして、図１、図２に示すように、シュラウドピース３の圧入部５３ｂがスクロールピース２の被圧入部５３ａの内側に圧入されて、シュラウドピース３がスクロールピース２に組み付けられる。圧入部５３ｂと被圧入部５３ａとは、互いに周方向の全域において当接している。なお、圧入部５３ｂと被圧入部５３ａとにおける締め代は、必要な抜け荷重が得られ、かつ破損することがない範囲とすることができる。本例では、スクロールピース２及びシュラウドピース３がアルミニウム合金製であって、両者の締め代を４０±２０μｍの範囲としている。

図１に示すように、シュラウドピース３がスクロールピース２に組み付けられることにより、スクロールピース２における第１冷媒流路形成部５１と、シュラウドピース３の第２冷媒流路形成部５２とにより冷媒流路５が形成される。図３に示すように、スクロールピース２における第１冷媒流路形成部５１は、第１スクロール室形成部１２１の内側に位置しており、冷媒流路５の吸気側Ｙ１の壁面である第１壁面５１１を有している。本例では、第１壁面５１１は軸方向Ｙに垂直な平面となっているが、第１壁面５１１は必ずしも平面でなくてもよく、吸気側Ｙ１に凹んだ凹状であってもよい。なお、図２に示すように、第１壁面５１１と後述の内周被圧接部５４１ａとをつなぐ角部は面取りされて第１面取り部５８１が形成されている。

図１に示すように、シュラウドピース３における第２冷媒流路形成部５２は、第１ディフューザ部３５の吸気側Ｙ１に設けられている。図５に示すように、第２冷媒流路形成部５２は、吸気側Ｙ１と反対側Ｙ２に凹んだ凹状に形成された第２壁面５２１を有している。本例では、第２壁面５２１は、軸方向Ｙに平行な断面においてＵ字型を成しているとともに、図５示すように、シュラウド面２２の径方向外側において周方向に延びる環状の凹部を形成している。図１に示すように、第２冷媒流路形成部５２は、第２壁面５２１の径方向外側に、径方向に平行な壁面である第２当接面５６２を有している。図１に示すように、第２当接面５６２は、スクロールピース２における第１当接面５６１に当接している。そして、冷媒流路５として、第１冷媒流路形成部５１と第２冷媒流路形成部５２とによって構成された環状の空間５０が形成されている。冷媒流路５は、ディフューザ部３０に沿って周方向に形成されるとともに、ディフューザ部３０を冷却する冷媒を流通させる。なお、図２に示すように、スクロールピース２における第１当接面５６１と後述の外周被圧接部５４２ａとをつなぐ角部（外周被圧接部５４２ａのＹ２側の端部）は面取りされて第２面取り部５８２が形成されている。

図１に示すように、冷媒流路５において、第１冷媒流路形成部５１と第２冷媒流路形成部５２との境界部はシール部５４１、５４２によりシールされている。シール部５４１（５４２）は圧接部５４１ｂ（５４２ｂ）を被圧接部５４１ａ（５４２ａ）に圧接させて主に圧接部５４１ｂ（５４２ｂ）を塑性流動させることにより形成される。本例では、シール部５４１、５４２として、冷媒流路５の内周側をシールする内周シール部５４１と、冷媒流路の外周側をシールする外周シール部５４２とを含む。内周シール部５４１は、内周被圧接部５４１ａと内周圧接部５４１ｂとからなり、外周シール部５４２は、外周被圧接部５４２ａと外周圧接部５４２ｂとからなる。

図３に示すように、内周シール部５４１において、内周被圧接部５４１ａはスクロールピース２に形成されており、被圧入部５３ａのＹ２側に位置して被圧入部５３ａに連続する円筒内周面となっている。一方、内周圧接部５４１ｂは図４、図５、に示すように、シュラウドピース３に形成されており、圧入部５３ｂの圧入方向終端側であるＹ２側に位置して圧入部５３ｂに連続する円筒外周面となっている。さらに、組付前の状態では、内周圧接部５４１ｂは径方向外側に突出している。内周圧接部５４１ｂの形状は限定されないが、本例では、図６（ａ）に示すように、コンプレッサインペラ１３の回転軸１３ａを含む断面において、内周圧接部５４１ｂは径方向外側に突出するとともに、内周圧接部５４１ｂの立ち上がり部が軸方向Ｙの前後に滑らかに繋がった緩やかな山形状としている。また、同断面において、内周圧接部５４１ｂにおける突出方向の頂点も緩やかに湾曲した形状となっている。そして、図３に示すように、内周圧接部５４１ｂは周方向に連続して環状をなしている。

図６（ａ）に示すように、組付前の状態における回転軸１３ａを含む断面において、内周圧接部５４１ｂは圧入部５３ｂから径方向外側に、圧入部５３ｂに対して所定の大きさの突出量Ｔ１で突出している。突出量Ｔ１は、内周圧接部５４１ｂが塑性流動可能な範囲であって、例えば、８０〜１２０μｍとすることができ、本例では１００μｍとしている。内周圧接部５４１ｂの軸方向Ｙの長さ、すなわち、軸方向Ｙにおける内周圧接部５４１ｂの形成範囲Ｈ１は特に限定されないが、例えば０．５〜１．５ｍｍとすることができ、本例では、１．０ｍｍとしている。

図６（ａ）に示すように、内周圧接部５４１ｂが圧入部５３ｂに対して所定の突出量Ｔ１で突出していることにより、図６（ｃ）に示すように、シュラウドピース３の圧入部５３ｂをスクロールピース２の被圧入部５３ａに圧入することで、シュラウドピース３の内周圧接部５４１ｂがスクロールピース２の内周被圧接部５４１ａに圧接されて、符号Ｍで示すように主に内周圧接部５４１ｂが塑性流動する。これにより、両者間のミクロな隙間が埋められて、内周シール部５４１が形成される。なお、本例では、シュラウドピース３に内周圧接部５４１ｂを設けるとともに、スクロールピース２に内周被圧接部５４１ａを設けたが、これに替えて、シュラウドピース３に内周被圧接部５４１ａを設けるとともに、スクロールピース２に内周圧接部５４１ｂを設けてもよい。ただし、剛性の高い方に内周被圧接部５４１ａを設けることが好ましい。

図７（ａ）に示すように、外周シール部５４２においても、外周圧接部５４２ｂは内周圧接部５４１ｂと同様に径方向外側に突出している。外周圧接部５４２ｂにおける突出量Ｔ２及び形成範囲Ｈ２も内周圧接部５４１ｂの突出量Ｔ１及び形成範囲Ｈ１と同等とすることができ、本例でも同一としている。なお、外周圧接部５４２ｂが形成された壁面において吸気側Ｙ１の端部の外周縁は面取りされて第４面取り部５９２が形成されている。そして、シュラウドピース３の圧入部５３ｂをスクロールピース２の被圧入部５３ａに圧入することで、図７（ｃ）に示すように、シュラウドピース３の外周圧接部５４２ｂがスクロールピース２の外周被圧接部５４２ａに圧接されて主に外周圧接部５４２ｂが符号Ｍで示すように塑性流動する。これにより、両者間のミクロな隙間が埋められて、外周シール部５４２が形成される。なお、本例では、シュラウドピース３に外周圧接部５４２ｂを設けるとともに、スクロールピース２に外周被圧接部５４２ａを設けたが、これに替えて、シュラウドピース３に外周被圧接部５４２ａを設けるとともに、スクロールピース２に外周圧接部５４２ｂを設けてもよい。ただし、剛性の高い方に外周被圧接部５４２ａを設けることが好ましい。

図１、図２に示すように、スクロールピース２は、第１冷媒流路形成部５１を貫通して、冷媒流路５に連通する貫通孔からなる冷媒供給部５１３及び冷媒排出部５１４を有する。冷媒供給部５１３は冷媒流路５に冷媒を供給し、冷媒排出部５１４は冷媒を排出するように構成されている。本例では、図２に示すように、冷媒供給部５１３及び冷媒排出部５１４は、第１壁面５１１から軸方向Ｙに平行に吸気側Ｙ１に向けて形成されてさらに径方向外方に形成されている。

シールプレート４０は、図１に示すように、第３スクロール室形成部１２３と、シールプレート挿入部４１と、第２ディフューザ部３６とを有する。第３スクロール室形成部１２３は、スクロール室１２における外周側の壁面を構成している。シールプレート挿入部４１は、外周部１２５の内側に挿入されている。第２ディフューザ部３６は、第１ディフューザ部３５とともに、ディフューザ部３０を形成している。第２ディフューザ部３６は、第１ディフューザ部３５のディフューザ面３４と所定距離をおいて対向する対向面３７を有する。そして、ディフューザ面３４と対向面３７との間の空間がディフューザ通路１５となっている。なお、図１に示すように、スクロールピース２における第１スクロール室形成部１２１とシールプレート４０における第３スクロール室形成部１２３との間には、若干の隙間Ｃが存在して互いに当接しないように構成されている。これにより、シールプレート４０が所定位置まで挿入されて、ディフューザ通路１５が所定の幅で形成される。

次に、本例のターボチャージャ用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。
まず、図２に示すように、ダイカスト工程において、スクロールピース２と、シュラウドピース３の粗材となるシュラウドピース前駆体３ａとを個別にダイカストにより作製する。そして、機械加工工程において、機械加工によりスクロールピース２に被圧入部５３ａ、内周被圧接部５４１ａ及び外周被圧接部５４２ａを成形し、シュラウドピース３に圧入部５３ｂ、内周圧接部５４１ｂ及び外周圧接部５４２ｂを成形する。さらに、第２壁面５２１の底部の切削加工部５７を切削する。なお、シュラウドピース前駆体３ａは、シュラウド面２２が成形されておらず、シュラウドピース前駆体３ａの内側面２２ａは円筒面となっている。

次に、図２において矢印Ｐで示すように、組付工程において、シュラウドピース３をスクロールピース２に組み付ける。より詳細には、内周シール部５４１においては、図６（ａ）に示すように、まず、シュラウドピース３の圧入部５３ｂをスクロールピース２の内周被圧接部５４１ａ内に向けて矢印Ｐで示すように軸方向Ｙに沿って挿入して、図６（ｂ）に示すように、圧入部５３ｂを内周被圧接部５４１ａに圧入する。そして、さらに矢印Ｐの方向に挿入して、図６（ｃ）に示すように、スクロールピース２の内周被圧接部５４１ａよりも吸気側Ｙ１に位置する被圧入部５３ａまで圧入部５３ｂを圧入する。これに伴って、シュラウドピース３の内周圧接部５４１ｂが、スクロールピース２の第１面取り部５８１に接触して、主に内周圧接部５４１ｂがスクロールピース２の内周被圧接部５４１ａに沿って塑性流動することとなる。そして、図６（ｃ）に示すように、内周圧接部５４１ｂがスクロールピース２の内周被圧接部５４１ａに密着した状態となる。そして、シュラウドピース３の第２当接面５６２がスクロールピース２の第１当接面５６１に突き当たるまで圧入されて、内周シール部５４１が完成する。

また、外周シール部５４２においても、内周シール部５４１と同様に、シュラウドピース３の圧入部５３ｂがスクロールピース２の被圧入部５３ａに圧入されるのに伴って、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、シュラウドピース３の外周圧接部５４２ｂが、スクロールピース２の第２面取り部５８２に接触して、主に外周圧接部５４２ｂがスクロールピース２の内周被圧接部５４１ａに沿って塑性流動して、図７（ｃ）に示すように、外周圧接部５４２ｂがスクロールピース２の外周被圧接部５４２ａに密着した状態となる。これにより、外周シール部５４２が完成する。そして、図１に示すように、内周シール部５４１と外周シール部５４２とによりシールされた環状の空間５０としての冷媒流路５が形成される。そして、内側面２２ａを機械加工してシュラウド面２２を形成する。これらにより、図１に示すターボチャージャ用コンプレッサハウジング１が製造される。

そして、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１では、図１、図２に示す冷媒流路５に連通する冷媒供給部５１３及び冷媒排出部５１４に図示しない冷媒導入管及び冷媒排出管を接続して、これらを介して冷媒を冷媒流路５に流通させることにより、ディフューザ面３４を冷却することができる。

なお、本例では、内周シール部５４１において、スクロールピース２に内周被圧接部５４１ａを設けるとともに、シュラウドピース３に内周圧接部５４１ｂを設けることとしたが、スクロールピース２に内周圧接部５４１ｂを設けるとともに、シュラウドピース３に内周被圧接部５４１ａを設けてもよい。同様に、外周シール部５４２において、スクロールピース２に外周被圧接部５４２ａを設けるとともに、シュラウドピース３に外周圧接部５４２ｂを設けることとしたが、スクロールピース２に外周圧接部５４２ｂを設けるとともに、シュラウドピース３に外周被圧接部５４２ａを設けてもよい。ただし、剛性の高い方に被圧接部５４１ａ、５４２ａを設けることが好ましい。

なお、本例では、塑性流動部の分散を防止するために、圧入部５３ｂをシュラウドピース３における内周圧接部５４１ｂのＹ１側に設けるとともに、被圧入部５３ａをスクロールピース２における内周被圧接部５４１ａのＹ１側に設けたが、これに替えて、またはこれとともに、シュラウドピース３の外周圧接部５４２ｂのＹ１側に圧入部を形成するとともに、スクロールピース２における内周被圧接部５４１ａのＹ１側に被圧入部を設けてもよい。

次に、本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１の作用効果について詳述する。
本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１によれば、スクロールピース２とシュラウドピース３の間のシール部５４１、５４２が、スクロールピース２とシュラウドピース３の一方に設けられた被圧接部５４１ａ、５４２ａに、他方に設けられた圧接部５４１ｂ、５４２ｂが圧接されて主に該圧接部５４１ｂ、５４２ｂが塑性流動して形成される。これにより、シール部５４１、５４２において主に圧接部５４１ｂ、５４２ｂが塑性流動して微細な隙間が埋められるため、シール部を単に両者の圧入で形成した場合に比べて、シール性の向上が図られる。さらに、シール部５４１、５４２において別途シール材の塗布を要しないことから、コスト低減が図られている。

また、本例では、ディフューザ部３０に沿って周方向に形成されるとともに、ディフューザ部３０を冷却する冷媒を流通させる冷媒流路５を備える。冷媒流路５は、スクロールピース２及びシュラウドピース３における互いの対向部にそれぞれ形成された第１冷媒流路形成部５１と第２冷媒流路形成部５２とにより構成された環状の空間５０として形成されている。シール部５４１、５４２として、冷媒流路５の内周側をシールする内周シール部５４１と、冷媒流路５の外周側をシールする外周シール部５４２とを含み、内周シール部５４１は、スクロールピース２及びシュラウドピース３の一方に形成された内周被圧接部５４１ａに、スクロールピース２及びシュラウドピース３の他方に形成された内周圧接部５４１ｂが圧接されて、主に内周圧接部５４１ｂが塑性流動して形成されている。外周シール部５４２は、スクロールピース２及びシュラウドピース３の一方に形成された外周被圧接部５４２ａに、スクロールピース２及びシュラウドピース３の他方に形成された外周圧接部５４２ｂが圧接されて、主に外周圧接部５４２ｂが塑性流動して形成されている。これらにより、冷媒流路５を備えるターボチャージャ用コンプレッサハウジング１において、コスト低減を図りつつ、冷媒流路５の内周シール部５４１及び外周シール部５４２のシール性を向上することができる。

また、本例では、内周圧接部５４１ｂは、圧入部５３ｂの圧入方向終端側Ｙ２に位置している。これにより、シュラウドピース３をスクロールピース２に組み付ける際に、圧入部５３ｂが圧入された後に内周圧接部５４１ｂが被圧接部５４１ａに圧接されるため、内周シール部５４１における塑性流動部の分散を防止することができる。これにより、確実にシール性を向上させることができる。

さらに、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１は分割形成されて、スクロールピース２とシュラウドピース３とを有し、スクロール室１２は少なくとも両ピースを互いに組み付けて形成されている。これにより、スクロール室１２の断面形状を円形状にしつつ、スクロール室形成部１２０を型抜き可能なアンダーカットのない形状にすることができる。その結果、給気の圧縮効率を向上できるとともに、ダイカストにより容易に成形することができる。

なお、本例では、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１は、スクロールピース２及びシュラウドピース３からなる２ピース構造としたが、図８に示す変形例１のように、スクロールピース２、シュラウドピース３及び外周環状ピース４からなる３ピース構造としてもよい。外周環状ピース４は環状を成しており、第３スクロール室形成部１２３と、外周環状ピース挿入部４１０とを有する。外周環状ピース挿入部４１０は外周部１２５に圧入されて、圧入部４２が形成されている。なお、当該変形例１において、実施例１と同等の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

変形例１のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１の製造方法を以下に説明する。まず、図９に示すように、実施例１と同様にスクロールピース２をダイカスト成形する。さらに、実施例１におけるシュラウドピース３の外周部と、外周環状ピース４の外形を有する外周環状ピース４の内周部とが連結部４ａを介して連結され一体となった一体ピース３ｂをダイカスト成形する。そして、機械加工によりスクロールピース２に被圧入部５３ａ、内周被圧接部５４１ａ及び外周被圧接部５４２ａを成形し、シュラウドピース３に圧入部５３ｂ、内周圧接部５４１ｂ及び外周圧接部５４２ｂを成形する。さらに、第２壁面５２１の底部の切削加工部５７を切削する。その後、矢印Ｐの方向に一体ピース３ｂの圧入部５３ｂをスクロールピース２の被圧入部５３ａに圧入し、一体ピース３ｂの内周圧接部５４１ｂ及び外周圧接部５４２ｂをスクロールピース２の内周被圧接部５４１ａ及び外周被圧接部５４２ａに圧接して塑性流動させ、内周シール部５４１及び外周シール部５４２を形成する。そして、図１０に示す連結部４ａを切削して、シュラウドピース３と外周環状ピース４とがスクロールピース２に圧入された状態で両者を分離する。これにより、図８に示す形例１のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１が作製される。

当該変形例１のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１においても実施例１と同等の作用効果を奏する。そして、外周環状ピース４が圧入されてなる圧入部４２の締め代は、圧入部５３ｂの締め代よりも小さいことが好ましい。この場合には、一体ピース３ｂをスクロールピース２へ圧入する作業を容易に行うことができる。また、シュラウドピース３の圧入部５３ｂと外周環状ピース４の圧入部４２との同軸ずれを吸収することができる。

また、変形例１のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１では、図８、図１０に示すように、一体ピース３ｂにおける外周環状ピース４となる部分をスクロールピース２に対して軸方向に当接させることなく隙間Ｂを形成している。そのため、一体ピース３ｂの圧入時に、第１当接面５６１を第２当接面５６２に当接させることができる。これにより、一体ピース３ｂの軸方向圧入位置をより一層精度良く決めることができる。すなわち、最終的なシュラウドピース３の軸方向の位置決めをより一層精度良く行うことができる。

（実施例２）
上記実施例１では、図６（ａ）に示すように、組み付け前の状態において、内周圧接部５４１ｂは、コンプレッサインペラ１３の回転軸１３ａを含む断面において径方向に突出して山形状をなしており、圧入方向始端側に位置する始端側斜面と圧入方向終端の終端側斜面とが当該山形状の頂点位置を中心に対称形状となっており、互い斜面の傾斜角度が同等となっている。また、上記実施例１では、図７（ａ）に示すように、組み付け前の状態において、外周圧接部５４２ｂも内周圧接部５４１ｂと同様になっている。

本実施例２では、これらに替えて、図１１に示すように、組み付け前の状態において、内周圧接部５４１ｂは、コンプレッサインペラ１３の回転軸１３ａを含む断面において径方向Ｘに突出して山形状をなしており、圧入方向始端側（本例では吸気側Ｙ１）に位置する始端側斜面５４５と、圧入方向終端側（本例では吸気側Ｙ１と反対である反対側Ｙ２）の終端側斜面５４６とを有する。そして、当該断面において、終端側斜面５４６と回転軸１３ａとがなす角の鋭角側の角度θ２は、始端側斜面５４５と回転軸１３ａとがなす角の鋭角側の角度θ１よりも大きくなっている。また、図１１に示す内周圧接部５４１ｂの形成範囲Ｈ３は、図６（ａ）に示す実施例１における形成範囲Ｈ１よりも小さくなっている。本例では、図１１に示す内周圧接部５４１ｂの突出量Ｔ１は実施例１の場合と同等としている。なお、図１１に示す回転軸１３ａは同図上で内周圧接部５４１ｂの近傍に平行移動したものであって、実際の回転軸１３ａの位置を示したものではないが、図１１におけるθ１は実際の回転軸１３ａに対する始端側斜面５４５の鋭角側の角度と一致しており、図１１におけるθ２は実際の回転軸１３ａに対する終端側斜面５４６の鋭角側の角度と一致している。

図１１に示す始端側斜面５４５と回転軸１３ａとがなす角の鋭角側の角度θ１は、例えば５〜１５°とすることができ、本例では１０°としている。また、図１１に示す終端側斜面５４６と回転軸１３ａとがなす角の鋭角側の角度θ２は、例えば３０〜６０°とすることができ、本例では４５°としている。θ１、θ２はいずれも周方向に亘って一定となっている。

また、図１２に示すように、組み付け前の状態において、外周圧接部５４２ｂも内周圧接部５４１ｂと同様に、回転軸１３ａを含む断面において径方向Ｘに突出して山形状をなしており、圧入方向始端側（本例では吸気側Ｙ１）に位置する始端側斜面５４７と、圧入方向終端側（本例では吸気側Ｙ１と反対である反対側Ｙ２）の終端側斜面５４８とを有する。そして、当該断面において、終端側斜面５４８と回転軸１３ａとのなす角の鋭角側の角度θ４は、始端側斜面５４７と回転軸１３ａとがなす角の鋭角側の角度θ３よりも大きくなっている。また、図１２に示す外周圧接部５４２ｂの形成範囲Ｈ４は、図７（ａ）に示す実施例１における形成範囲Ｈ２よりも小さくなっている。そして、図１２に示す外周圧接部５４２ｂの突出量Ｔ２は実施例１の場合と同等となっている。なお、図１２に示す回転軸１３ａは同図上で内周圧接部５４１ｂの近傍に平行移動したものであって、実際の回転軸１３ａの位置を示したものではないが、図１２におけるθ３は実際の回転軸１３ａに対する始端側斜面５４７の鋭角側の角度と一致しており、図１２におけるθ４は実際の回転軸１３ａに対する終端側斜面５４８の鋭角側の角度と一致している。

図１２に示す始端側斜面５４７と回転軸１３ａとがなす角の鋭角側の角度θ３はθ１と同様に、例えば５〜１５°とすることができ、本例では１０°としている。また、終端側斜面５４８と回転軸１３ａとのなす角の鋭角側の角度θ４はθ２と同様に、例えば３０〜６０°とすることができ、本例では４５°としている。θ３、θ４はいずれも周方向に亘って一定となっている。なお、本例におけるその他の構成は実施例１の場合と同等であって、実施例１と同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施例２のターボチャージャ用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。
まず、図２に示す実施例１の場合と同様にダイカスト工程に行って、スクロールピース２と、シュラウドピース前駆体３ａとを個別にダイカストにより作製する。そして、機械加工工程も実施例１の場合と同様に行う。ただし、本例の機械加工工程では、内周圧接部５４１ｂ及び外周圧接部５４２ｂは、図１１、図１２に示すように、径方向に突出した山形状をなし、圧入方向始端側Ｙ１に位置する始端側斜面５４５、５４７と、圧入方向終端側Ｙ２に位置する終端側斜面５４６、５４８とを有するとともに、当該断面において、終端側斜面５４６、５４８と回転軸１３ａとがなす角の鋭角側の角度θ２及びθ４が、始端側斜面５４５、５４７と回転軸１３ａとがなす角の鋭角側の角度θ１及びθ３より大きくなるように機械加工されて形成される。そして本例では、上述の通り、θ１及びθ３を１０°とし、θ２及びθ４を４５°としている。その後、実施例１の場合と同様に組付工程を行って、内周圧接部５４１ｂ及び外周圧接部５４２ｂを塑性流動させて、内周シール部５４１と外周シール部５４２を形成する。これにより、冷媒流路５が形成される。そして、内側面２２ａを機械加工してシュラウド面２２を形成して、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１が製造されることとなる。

本実施例２のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１によれば、上記実施例１の場合と同様の作用効果を奏する。さらに、本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１の製造方法では、機械加工工程において、圧接部５４１ｂ、５４２ｂは、回転軸１３ａを含む断面において、径方向に突出した山形状をなし、圧入方向始端側に位置する始端側斜面５４５、５４７と、圧入方向終端側に位置する終端側斜面５４６、５４８とを有するとともに、当該断面において、終端側斜面５４６、５４８の鋭角側の角度θ２、θ４、が、始端側斜面５４５、５４７の鋭角側の角度θ１、θ３より大きくなるように機械加工されて形成される。これにより、機械加工工程での機械加工により、圧接部５４１ｂ、５４２ｂにおいて終端側斜面５４６、５４８が始端側斜面５４５、５４７に比べて回転軸１３ａに対して立ち上がることとなるため、始端側斜面５４５、５４７の傾斜角度θ１、θ３と圧接部５４１ｂ、５４２ｂの突出量Ｔ１、Ｔ２を実施例１の場合と同等に維持したまま圧接部５４１ｂ、５４２ｂの形成範囲（すなわち幅）Ｈ３、Ｈ４を狭くすることができる。これにより、組付工程において組付け性を悪化させることなく圧接部５４１ｂ、５４２ｂを塑性流動させやすくなる。その結果、各シール部５４１、５４２におけるミクロの隙間をより確実に埋めることができ、シール性を一層向上させることができる。または、圧接部５４１ｂ、５４２ｂにおける塑性流動量を実施例１と同じにした場合には、圧接部の幅Ｈ３、Ｈ４を狭くすることで、機械加工工程での機械加工において圧接部５４１ｂ、５４２ｂ及び被圧接部５４１ａ、５４２ａの寸法公差を緩和できるため、生産性を向上でき低コスト化を図ることができる。

本例では、シュラウドピース３に内周圧接部５４１ｂを設けるとともに、スクロールピース２に内周被圧接部５４１ａを設けたが、これに替えて、シュラウドピース３に内周被圧接部５４１ａを設けるとともに、スクロールピース２に内周圧接部５４１ｂを設けてもよい。また、本例では、シュラウドピース３に外周圧接部５４２ｂを設けるとともに、スクロールピース２に外周被圧接部５４２ａを設けたが、これに替えて、シュラウドピース３に外周被圧接部５４２ａを設けるとともに、スクロールピース２に外周圧接部５４２ｂを設けてもよい。いずれの場合も剛性の高いピースに内周被圧接部５４１ａ、外周被圧接部５４２ａを設けることが好ましい。

なお、本例では、図１１、図１２に示すように、シュラウドピース３に内周圧接部５４１ｂ、外周圧接部５４２ｂを設けているため、始端側斜面５４５、５４７が吸気側Ｙ１に位置するとともに終端側斜面５４６、５４８が反対側Ｙ２に位置している。一方、スクロールピース２に内周圧接部５４１ｂ、外周圧接部５４２ｂを設けた場合は、吸気側Ｙ１が圧入方向終端側となるとともに反対側Ｙ２が圧入方向始端側となるため、終端側斜面５４６、５４８が吸気側Ｙ１に位置するとともに始端側斜面５４５、５４７が反対側Ｙ２に位置することとなる。

なお、本例では、始端側斜面５４５、５４７及び終端側斜面５４６、５４８は回転軸１３ａを含む断面において直線状としたが、回転軸１３ａを含む断面において厳密な直線状ではなく若干湾曲した形状であってもよい。

本発明は上記実施例及び変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施例及び変形例に適用することが可能である。

１ ターボチャージャ用コンプレッサハウジング
２ スクロールピース
３ シュラウドピース
５ 冷媒流路
５１ 第１冷媒流路形成部
５２ 第２冷媒流路形成部
５３ａ 被圧入部
５３ｂ 圧入部
５４１ 内周シール部
５４１ａ 内周被圧接部
５４１ｂ 内周圧接部
５４２ 外周シール部
５４２ａ 外周被圧接部
５４２ｂ 外周圧接部
５４５、５４７ 始端側斜面
５４６、５４８ 終端側斜面

Claims (5)

1. コンプレッサインペラが収容されるターボチャージャ用コンプレッサハウジングであって、
   上記コンプレッサインペラに向けて空気を吸い込む吸気口を形成する吸気口形成部と、
   上記コンプレッサインペラを周方向に囲むとともに該コンプレッサインペラに対向するシュラウド面を有するシュラウド部と、
   上記コンプレッサインペラの外周側において周方向に形成され、上記コンプレッサインペラから吐出される圧縮空気を通過させるディフューザ通路を形成するディフューザ部と、
   上記ディフューザ通路を通過した圧縮空気を外部へ導くスクロール室を形成するスクロール室形成部と、を備え、
   上記ターボチャージャ用コンプレッサハウジングは、少なくとも上記吸気口形成部及び上記スクロール室形成部の一部を有するスクロールピースと、少なくとも上記スクロール室形成部の一部、上記ディフューザ部の一部及び上記シュラウド部を有するシュラウドピースとを含む複数のピースに分割されてなり、
   上記スクロールピースと上記シュラウドピースとは、上記スクロールピースに設けられた被圧入部に上記シュラウドピースに設けられた圧入部が圧入されて互いに組付けられるとともに、上記スクロールピースと上記シュラウドピースの一方に設けられた被圧接部に上記スクロールピースと上記シュラウドピースの他方に設けられた圧接部が圧接されて該圧接部が塑性流動して両者間をシールするシール部が形成されている、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング。
2. 上記ディフューザ部に沿って周方向に形成されるとともに、上記ディフューザ部を冷却する冷媒を流通させる冷媒流路を備え、
   上記冷媒流路は、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースにおける互いの対向部にそれぞれ形成された第１冷媒流路形成部と第２冷媒流路形成部とにより構成された環状の空間として形成されており、
   上記シール部として、上記冷媒流路の内周側をシールする内周シール部と、上記冷媒流路の外周側をシールする外周シール部とを含み、
   上記内周シール部は、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの一方に形成された内周被圧接部に、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの他方に形成された内周圧接部が圧接されて、該内周圧接部が塑性流動して形成されており、
   上記外周シール部は、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの一方に形成された外周被圧接部に、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの他方に形成された外周圧接部が圧接されて、該外周圧接部が塑性流動して形成されている、請求項１に記載のターボチャージャ用コンプレッサハウジング。
3. 上記シール部は、上記圧入部の圧入方向終端側に位置している、請求項１又は２に記載のターボチャージャ用コンプレッサハウジング。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法であって、
   ダイカストにより上記スクロールピース及び上記シュラウドピースを成形するダイカスト工程と、
   機械加工により上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの一方に上記被圧接部を形成し、上記スクロールピース及び上記シュラウドピースの他方に上記圧接部を形成する機械加工工程と、
   上記被圧入部に上記圧入部を圧入して、上記被圧接部に上記圧接部を圧接して塑性流動させて上記シール部を形成して、上記スクロールピースに上記シュラウドピースを組み付ける組付工程と、
   を含む、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法。
5. 上記機械加工工程において、上記圧接部は、上記コンプレッサインペラの回転軸を含む断面において、径方向に突出した山形状をなし、圧入方向始端側に位置する始端側斜面と、圧入方向終端側に位置する終端側斜面とを有するとともに、上記断面において、上記終端側斜面と上記回転軸とがなす角の鋭角側の角度が、上記始端側斜面と上記回転軸とがなす角の鋭角側の角度より大きくなるように機械加工されて形成される、請求項４に記載のターボチャージャ用コンプレッサハウジングの製造方法。

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