JP2021110273A - 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５３０ａにシュラウドピース３に設けられた圧入部５３０ｂが軸方向Ｙに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５４０ａ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５４０ｂが軸方向Ｙに圧接されて塑性流動して塑性流動部５４０が環状に形成されている。これにより、スクロールピース２とシュラウドピース３との間がシールされている。【選択図】図７

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空気を昇圧させ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、ディフューザ面を冷却して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ハウジングを第１ピース、第２ピース及び第３ピースによって形成するとともに、これらのピースを互いに組付けること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２０１６−１７６３５３号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成では、冷媒流路の液密性を保つために、第１ピースと第２ピースとの間にシール部材としてのＯリングを保持するための保持部を形成するとともに保持部にシール部材を嵌め込み、さらにＯリングを第１ピースと第２ピースとで挟持する必要がある。そのため、部品点数の増加によるコストの増加や、組み付け作業性の低下を招く。

一方、コスト及び作業性の低減のために、シール材としてのＯリングを使用せずにシュラウドピースをスクロールピースに軸方向に圧入して、両者間で径方向に互いに圧接される部分を塑性流動させることによりシール部を形成することが考えられる。かかる構成では、シール部におけるシール性能の信頼性を確保するには、十分な塑性流動量を確保する必要があり、塑性流動させる部分に高い支持剛性が要求される。しかしながら、吸気量や圧縮空気の生成量を確保する上でスクロール室やコンプレッサインペラのサイズや大きさには制約があるため、冷媒流路のシール部において径方向に十分な肉厚を確保することが難しい場合がある。特に小型のターボチャージャにおいてはかかる傾向が顕著である。従って、コンプレッサハウジングにおいて体格を維持したまま、十分なシール性を確保することは困難であり、当該シール部におけるシール性の向上が求められている。

なお、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を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、上述のような課題が存在する。

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と、
上記コンプレッサインペラを周方向に囲む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空気を昇圧させるディフューザ部と、
上記ディフューザ部の径方向外側に形成され、上記ディフューザ部を通過した圧縮空気を外部へ導くスクロール室と、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及び上記スクロール室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軸方向に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軸方向に圧接されて、該圧接部及び上記被圧接部が塑性流動してなる塑性流動部が環状に形成されることにより、上記スクロールピースと上記シュラウドピースとの間がシールされている、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に環状に形成された塑性流動部は、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と他方に設けられた圧接部とが互いに圧接されて塑性流動して形成されるため、ミクロの隙間が埋められて高いシール性が得られる。そして、塑性流動部において被圧接部と圧接部とは軸方向に圧接されるため、径方向に十分な肉厚を確保することが難しい場合であっても、ディフューザ部の径方向外側に形成されるスクロール室の形状を維持した上で、塑性流動部の支持剛性を高めて、塑性流動部におけるシール性の向上を図ることができる。そして、冷媒流路のシールのためにＯリングなどの別部品を用いる必要もないためコスト低減を図ることができる。

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上面図。 図１における、II-II線位置での断面図。 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概念図。 （ａ）〜（ｃ）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概念図。 変形例１における、図１のII-II線に相当する位置での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２における、図１のII-II線に相当する位置での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２における、スクロールピースの断面斜視図。 実施例２における、シュラウドピースの断面斜視図。 （ａ）、（ｂ）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３における、図１のII-II線に相当する位置での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３における、スクロールピースの断面斜視図。 実施例３における、シュラウドピースの断面斜視図。 （ａ）、（ｂ）実施例３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４における、図１のII-II線に相当する位置での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４における、スクロールピースの断面斜視図。 実施例４における、シュラウドピースの断面斜視図。 実施例４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。 （ａ）〜（ｃ）実施例４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。

上記スクロールピース及び上記シュラウドピースは、上記圧接部及び上記被圧接部と異なる位置に、軸方向において互いに当接して、上記圧入部の圧入位置を規定する当接部を有していることが好ましい。この場合には、スクロールピースに対してシュラウドピースが所定の圧入位置に圧入された状態で塑性流動部が形成されるため、所定の塑性流動量が確保されてシール性の向上が図られる。

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、
上記冷媒流路の内周側には、上記被圧入部に上記圧入部が圧入されてなる環状の内周シール部が形成されており、
上記冷媒流路の外周側には、上記塑性流動部からなる環状の外周シール部が形成されており、
上記冷媒流路は、上記内周シール部と上記外周シール部とでシールされていることが好ましい。
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、十分な肉厚を確保しにくい部位を含む冷媒流路の外周側においても、径方向の支持剛性を高める必要がないため、スクロール室の形状を維持した上で、コストを低減しつつ冷媒流路におけるシール性の向上が図られる。

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に、上記被圧接部及び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スクロールピースと上記シュラウドピースとを互いに組み付けるとともに、上記被圧接部に上記圧接部を軸方向に圧接して上記被圧接部及び上記圧接部を塑性流動させて上記塑性流動部を形成する組付工程と、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、被圧接部及び圧接部は、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及び被圧接部を塑性流動させやすくして、塑性流動部におけるシール性を高めることができる。

上記機械加工工程において、上記圧接部を上記被圧接部に向けて凸状に突出した稜線形状部分に形成することが好ましい。この場合は、圧接部を被圧接部に圧接した際に圧接部が塑性流動しやすくなり、塑性流動部の形成が容易となる。

（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９を用いて説明する。
図２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１１、シュラウド部２０、ディフューザ部３０、スクロール室１２が備えられる。
吸気口１１は、コンプレッサインペラ１３に向けて空気を吸い込むように構成されている。
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から吐出される空気を昇圧させる。
スクロール室１２は、ディフューザ部３０の径方向外側に形成され、ディフューザ通路１５を通過した圧縮空気を外部へ導く。
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１１及びスクロール室１２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１２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、図３に示すスクロールピース２に設けられた被圧入部５３０ａに、図５に示すシュラウドピース３に設けられた圧入部５３０ｂが、図６に示すように、軸方向Ｙに圧入されて互いに組付けられる。
そして、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、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５４０ａ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５４０ｂが軸方向Ｙに圧接されて、圧接部５４０ｂ及び被圧接部５４０ａが塑性流動してなる塑性流動部５４０が環状に形成されている。これにより、スクロールピース２とシュラウドピース３との間がシールされている。

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２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、シュラウドピース３及び外周環状ピース４により分割形成された３ピース構造を有している。

図２及び図３に示すように、スクロールピース２は、吸気口１１、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。図２及び図５に示すように、シュラウドピース３は、第２スクロール室形成部１２２、シュラウド部２０、ディフューザ部３０及び第２冷媒流路形成部５２を有する。図２に示すように、外周環状ピース４は、第３スクロール室形成部１２３と外周環状ピース挿入部４１を有する。

図２、図３に示すように、スクロールピース２において、吸気口１１は筒状の吸気口形成部１０により軸方向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２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。外周部１２５の内側には外周環状ピース４が取り付けられている。

図２に示すように、シュラウドピース３において、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。ディフューザ部３０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。ディフューザ面３４と対向面３７との間にディフューザ通路１５が形成されている。対向面３７は、コンプレッサハウジング１が取り付けられる軸受ハウジング７において、ディフューザ面３４と所定距離をおいて対向する位置に形成されており、ディフューザ面３４と対向面３７とは互いに略平行となっている。ディフューザ通路１５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から吐出される空気を昇圧させる。

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の吸気側Ｙ１と反対側Ｙ２には、被圧入部５３０ａが設けられている。被圧入部５３０ａは円筒内周面となっている。また、図４に示すように、シュラウドピース３における吸気側Ｙ１には、圧入部５３０ｂが設けられている。圧入部５３０ｂは円筒外周面となっている。

シュラウドピース３の圧入部５３０ｂがスクロールピース２の被圧入部５３０ａの内側に圧入されて、図２に示すように、シュラウドピース３とスクロールピース２とが互いに組み付けられる。圧入部５３０ｂと被圧入部５３０ａとは、互いに周方向の全域において当接して圧入形成部５３０を形成している。なお、圧入形成部５３０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。なお、本例では、スクロールピース２及びシュラウドピース３をアルミニウム合金製としている。

図２に示すように、シュラウドピース３とスクロールピース２とが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２、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。なお、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。

図２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、ディフューザ部３０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、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２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５７２を有している。第２当接面５７２は、スクロールピース２における第１当接面５７１に当接している。そして、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が冷媒流路５となっている。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。

図２に示すように、冷媒流路５は、第１冷媒流路形成部５１と第２冷媒流路形成部５２との境界部において、冷媒流路５の内周側に位置する内周シール部５５と、冷媒流路５の外周側に位置する外周シール部５６とによりシールされている。内周シール部５５は、上述のように、被圧入部５３０ａに圧入部５３０ｂを圧入してなる圧入形成部５３０により形成されている。当該圧入は、第１当接面５７１と第２当接面５７２とが互いに当接するまで行われる。外周シール部５６は、図２に示すように、塑性流動部５４０からなる。図７（ｃ）に示すように、塑性流動部５４０は、スクロールピース２において被圧接部５４０ａに、シュラウドピース３に形成された圧接部５４０ｂを軸方向Ｙに圧接させることにより、両者を塑性流動させて形成される。これにより、塑性流動部５４０においてミクロな隙間が埋められることとなる。

図２及び図３に示すように、組み付け前の状態において、被圧接部５４０ａは径方向Ｘに平行な平面となっており、環状に形成されている。本例では、被圧接部５４０ａは、第１壁面５１１から径方向外方に広がる平面となっている。

また、図４及び図５に示すように、組み付け前の状態において、圧接部５４０ｂは稜線形状部分５４０ｃに形成されている。稜線形状部分５４０ｃは、冷媒流路５の外周側壁における吸気側Ｙ１の部分であって、吸気側Ｙ１に凸状に突出している。図５に示すように、稜線形状部分５４０ｃは断面形状が山形状をなしており、当該山形状の峰が周方向に連なって環状に形成されている。そして、当該稜線形状部分５４０ｃの吸気側Ｙ１の先端が圧接部５４０ｂとなっている。図７（ａ）に示すように、圧接部５４０ｂの径方向Ｘにおける形成範囲、すなわち幅Ｗ１は、十分な塑性流動量が確保できる程度の大きさであって、例えば、０．２〜０．５ｍｍとすることができる。上述の通り、圧接部５４０ｂが突出しているため、塑性流動部５４０において、圧接部５４０ｂが主に塑性流動することとなる。

本例では、図７（ａ）に示すように、組み付け前の状態において、回転軸１３ａを含む断面における圧接部５４０ｂの第２当接面５７２からの高さＨ２は、当該断面における被圧接部５４０ａの第１当接面５７１からの高さＨ１よりも大きくなっている。これにより、図７（ｂ）に示すように、圧入時に、両当接面５７１、５７２が互いに当接する前に、圧接部５４０ｂと被圧接部５４０ａとが圧接されて塑性流動することとなる。Ｈ１とＨ２との高さの差により、塑性流動部５４０における塑性流動量が規定される。Ｈ１とＨ２との高さの差であるＨ２−Ｈ１は、例えば、２０〜６０μｍとすることができ、本例では、４０μｍとしている。

図２、図３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。

図２に示すように、スクロールピース２の外周部１２５の内側には、外周環状ピース４の外周環状ピース挿入部４１が挿入されている。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と外周環状ピース４の第３スクロール室形成部１２３との間には、若干の隙間Ｂ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、外周環状ピース４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。

本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１の製造方法を以下に説明する。
まず、図６に示すように、スクロールピース２をダイカスト成形する。さらに、シュラウドピース３の外周部と外周環状ピース４の内周部とが連結部４ａを介して連結されて一体となった一体ピース３ａ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５３０ａ及び被圧接部５４０ａを成形し、シュラウドピース３に圧入部５３０ｂ、圧接部５４０ｂを成形し、第２壁面５２１の底部の切削加工部５７を切削する。なお、一体ピース３ａは、シュラウド面２２が成形されておらず、一体ピース３ａの内側面２２ａは円筒面となっている。

その後、図６に示すように一体ピース３ａを矢印Ｐの方向（すなわち吸気側Ｙ１の方向）にスクロールピース２に圧入する。これにより、まず、図７（ａ）に示すように圧入部５３０ｂが被圧入部５３０ａに圧入され、図７（ｂ）に示すように圧接部５４０ｂと被圧接部５４０ａとが互いに軸方向Ｙに当接する。さらに、第１当接面５７１が第２当接面５７２に当接するまで圧入を継続することにより、図７（ｃ）に示すように、圧接部５４０ｂと被圧接部５４０ａとが互いに軸方向Ｙに圧接されて、両者が塑性流動して塑性流動部５４０が形成される。その結果、図８に示すように、第１冷媒流路形成部５１と第２冷媒流路形成部５２とにより環状の空間５０としての冷媒流路５が形成されるとともに、圧入部５３０ｂと被圧入部５３０ａとによって冷媒流路５の内周側をシールする内周シール部５５が形成され、塑性流動部５４０が冷媒流路５の外周側をシールする外周シール部を構成することとなる。なお、図７（ｃ）に示すように、第２冷媒流路形成部５２における径方向外方に面する側周面５２２は、第１スクロール室形成部１２１における径方向内方に面する側周面１２４に対向しており、両者は互いに離間して間隙５７３が形成されている。

その後、図８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とともに、内側面２２ａを機械加工してシュラウド面２２を形成する。これにより、図２に示す本例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。

なお、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５３０ｂ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３ａ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５３０ｂ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。

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の作用効果を詳述する。
本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１では、スクロールピース２とシュラウドピース３の間に環状に形成された塑性流動部５４０は、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５４０ａと他方に設けられた圧接部５４０ｂとが互いに圧接されて塑性流動して形成されるため、ミクロの隙間が埋められて高いシール性が得られる。そして、塑性流動部５４０において被圧接部５４０ａと圧接部５４０ｂとは軸方向Ｙに圧接されるため、径方向Ｘに十分な肉厚を確保することが難しい場合であっても、ディフューザ部３０の径方向外側に形成されるスクロール室１２の形状を維持した上で、塑性流動部５４０の支持剛性を高めて、塑性流動部５４０におけるシール性の向上を図ることができる。そして、冷媒流路５のシールのためにＯリングなどの別部品を用いる必要もないためコスト低減を図ることができる。

また、本例では、スクロールピース２及びシュラウドピース３は、圧接部５４０ｂ及び被圧接部５４０ａと異なる位置に、軸方向Ｙにおいて互いに当接して、圧入部５３０ｂの圧入位置を規定する当接面５７１、５７２を有している。これにより、スクロールピース２に対してシュラウドピース３が所定の圧入位置に圧入された状態で塑性流動部５４０が形成されるため、所定の塑性流動量が確保されてシール性の向上が図られる。

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、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５を備える。そして、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として形成されており、冷媒流路５の内周側には被圧入部５３０ａに圧入部５３０ｂが圧入されてなる環状の内周シール部５５が形成されており、冷媒流路５の外周側には塑性流動部５４０からなる環状の外周シール部５６が形成されている。冷媒流路５は、内周シール部５５と外周シール部５６とでシールされている。かかる構成を有することにより、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、十分な肉厚を確保しにくい部位を含む冷媒流路５の外周側においても、径方向の支持剛性を高める必要がないため、スクロール室１２の形状を維持した上で、コストを低減しつつ冷媒流路５におけるシール性の向上が図られる。

また、本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１の製造方法は、ダイカストによりスクロールピース２及びシュラウドピース３を成形するダイカスト工程と、機械加工によりスクロールピース２及びシュラウドピース３に、被圧接部５４０ａ及び圧接部５４０ｂを形成する機械加工工程と、被圧入部５３０ａに圧入部５３０ｂを圧入してスクロールピース２とシュラウドピース３とを互いに組み付けるとともに、被圧接部５４０ａに圧接部５４０ｂを軸方向Ｙに圧接して被圧接部５４０ａ及び圧接部５４０ｂを塑性流動させて塑性流動部５４０を形成する組付工程と、を含む。
これにより、本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１を製造することができる。そして、被圧接部５４０ａ及び圧接部５４０ｂ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５４０ｂ及び被圧接部５４０ａを塑性流動させやすくして、塑性流動部５４０におけるシール性を高めることができる。

また、本例では、機械加工工程において、圧接部５４０ｂを被圧接部５４０ａに向けて凸状に突出した稜線形状部分５４０ｃに形成している。これにより、圧接部５４０ｂを被圧接部５４０ａに圧接した際に圧接部５４０ｂが塑性流動しやすくなり、塑性流動部５４０の形成が容易となる。

また、本例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に示すように、一体ピース３ａ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３ａの圧入時に、第１当接面５７１を第２当接面５７２に当接させることができる。これにより、一体ピース３ａ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。

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、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、スクロール室１２はこれらの３つのピース２、３、４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、図９に示す変形例１のように、外周環状ピース４の構成を軸受ハウジング７のシールプレート４０に設けて、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２とシュラウドピース３とからなる２ピース構造としてもよい。

以上のごとく、本例及び変形例によれば、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２）
本例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１０に示すように、内周シール部５５は、圧入形成部５３０と塑性流動部５４１とからなる。圧入形成部５３０は実施例１の場合と同様に形成されている。塑性流動部５４１は、被圧接部５４１ａと圧接部５４１ｂとを互いに軸方向Ｙに圧接させることにより、両者を塑性流動させてなる。これにより、塑性流動部５４１においてミクロな隙間が埋められることとなる。

図１１に示すように、組み付け前の状態において、被圧接部５４１ａは実施例１の被圧接部５４０ａと同様に、径方向Ｘに平行な平面となっており環状にスクロールピース２に形成されている。本例では、被圧接部５４１ａは被圧入部５３０ａの吸気側Ｙ１に位置している。

また、図１２に示すように、組み付け前の状態において、圧接部５４１ｂはシュラウドピース３の稜線形状部分５４１ｃに形成されている。稜線形状部分５４１ｃは、冷媒流路５の内周側壁における吸気側Ｙ１の部分であって、吸気側Ｙ１に凸状に突出している。稜線形状部分５４１ｃは、実施例１の稜線形状部分５４０ｃと同様に断面形状が山形状をなしており、当該山形状の峰が周方向に連なった環状に形成されている。そして、当該稜線形状部分５４１ｃの吸気側Ｙ１の先端が圧接部５４１ｂとなっている。図１３（ａ）に示すように、圧接部５４１ｂの径方向Ｘにおける形成範囲、すなわち幅Ｗ２は、実施例１における圧接部５４０ｂの幅Ｗ１と同等としている。上述の通り、圧接部５４１ｂが被圧接部５４１ａに向けて突出しているため、塑性流動部５４１において、圧接部５４１ｂが主に塑性流動することとなる。

本例では、図１３（ａ）に示すように、組み付け前の状態において、回転軸１３ａ（図１０参照）を含む断面における圧接部５４１ｂの第２当接面５７２からの高さＨ４は、当該断面における被圧接部５４１ａの第１当接面５７１からの高さＨ３よりも大きくなっている。これにより、圧入時に、両当接面５７１、５７２が互いに当接する前に、圧接部５４１ｂと被圧接部５４１ａとが互いに圧接されて塑性流動することとなる。Ｈ３とＨ４との高さの差は、Ｈ１とＨ２との高さの差と同等としている。なお、実施例２におけるその他の構成は実施例１と同等であって、実施例１の場合と同一の符号を付してその説明を省略する。

本例では、内周シール部５５には、実施例１と同様の圧入によって形成された圧入形成部５３０に加え、圧接部５４１ｂ及び被圧接部５４１ａを塑性流動させてなる塑性流動部５４１が備えられている。これにより、内周シール部５５におけるシール性が向上される。なお、本例においても実施例１と同等の作用効果を奏する。

（実施例３）
本例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１４に示すように、内周シール部５５は、圧接部５４１ｂ及び被圧接部５４１ａを塑性流動させてなる塑性流動部５４１からなる。本例の塑性流動部５４１は実施例２の塑性流動部５４１と同様の構成を有する。しかしながら、本例では、内周シール部５５は実施例２の圧入形成部５３０（図１０参照）を有しておらず、これに替えて外周シール部５６が圧入部５３１ｂを被圧入部５３１ａに圧入して形成された圧入形成部５３１からなっている。本例において、実施例１、２の場合と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１５に示すように、被圧入部５３１ａは、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の径方向内方に面する部分に設けられている。図１６に示すように、圧入部５３１ｂは、シュラウドピース３における冷媒流路５の外側壁の外周面に形成されている。圧接部５４１ｂはシュラウドピース３における冷媒流路５の内周側壁の吸気側Ｙ１の部分を形成する稜線形状部分５４１ｃに形成されている。そして、圧接部５４１ｂは吸気側Ｙ１に凸状に突出している。

本例において、スクロールピース２とシュラウドピース３とを組み付ける際には、図１７（ａ）に示すように、まず、圧入部５３１ｂが被圧入部５３１ａに圧入されることにより圧入形成部５３１が形成される。そして、当該圧入形成部５３１により、外周シール部５６が形成される。また、図１７（ｂ）に示すように、両当接面５７１、５７２が互いに当接するまでさらに圧入することにより、被圧接部５４１ａに圧接部５４１ｂが圧接されて両者が塑性流動して塑性流動部５４１が形成される。そして、当該塑性流動部５４１により内周シール部５５を形成される。

本例のように、外周シール部５６において、圧入を支持可能な剛性が得られる肉厚を確保できるのであれば、上述のように外周シール部５６を圧入形成部５３１により形成することができる。この場合には、上述のように内周シール部５５を塑性流動部５４１のみで形成することができる。

（実施例４）
本例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１８に示す外周シール部５６は、図１９に示すスクロールピース２に設けられた圧接部５４２ｂと、図２０に示すシュラウドピース３に形成された被圧接部５４２ａとからなる。図２１に示すように、圧接部５４２ｂ及び被圧接部５４２ａは、それぞれ軸方向Ｙに対して垂直な面上に形成されている。一方、当接面５７１、５７２はらせん状に形成されており、軸方向Ｙに対して垂直となっておらず、図２１に示す断面では、圧接部５４２ｂ及び被圧接部５４２ａに対して傾斜した状態で観察される。

図２２（ａ）に示すように、圧入部５３０ｂが被圧入部５３０ａに圧入され、図２２（ｂ）に示すように、圧接部５４２ｂが被圧接部５４２ａに当接する。さらに圧入することにより、図２２（ｃ）に示すように、圧接部５４２ｂと被圧接部５４２ａとが塑性流動して塑性流動部５４２が形成される。そして、当該塑性流動部５４２が外周シール部５６を構成することとなる。

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、図１８に示すように、外周シール部５６は、図２に示す実施例１の場合よりもＹ２側に位置しているため、シュラウドピース３の第２冷媒流路形成部５２における凹部の深さが比較的浅くなっている。これにより、図５に示す切削加工部５７を形成する必要がない。なお、本例においても実施例１の場合と同様の作用効果を奏する。

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
５３０、５３１ 圧入形成部
５３０ａ、５３１ａ 被圧入部
５３０ｂ、５３１ｂ 圧入部
５４０、５４１、５４２ 塑性流動部
５４０ａ、５４１ａ、５４２ａ 被圧接部
５４０ｂ、５４１ｂ、５４２ｂ 圧接部
５５ 内周シール部
５６ 外周シール部
５７１ 第１当接面
５７２ 第２当接面

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と、
   上記コンプレッサインペラを周方向に囲む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空気を昇圧させるディフューザ部と、
   上記ディフューザ部を通過した圧縮空気を外部へ導くスクロール室と、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及び上記スクロール室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軸方向に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軸方向に圧接されて、該圧接部及び上記被圧接部が塑性流動してなる塑性流動部が環状に形成されることにより、上記スクロールピースと上記シュラウドピースとの間がシールされている、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング。
2. 上記スクロールピース及び上記シュラウドピースは、上記圧接部及び上記被圧接部と異なる位置に、軸方向において互いに当接して上記圧入部の圧入位置を規定する当接部を有している、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、
   上記冷媒流路の内周側には、上記被圧入部に上記圧入部が圧入されてなる環状の内周シール部が形成されており、
   上記冷媒流路の外周側には、上記塑性流動部からなる環状の外周シール部が形成されており、
   上記冷媒流路は、上記内周シール部と上記外周シール部とでシールされている、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に、上記被圧接部及び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スクロールピースと上記シュラウドピースとを互いに組み付けるとともに、上記被圧接部に上記圧接部を軸方向に圧接して上記被圧接部及び上記圧接部を塑性流動させて上記塑性流動部を形成する組付工程と、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、上記圧接部を上記被圧接部に向けて凸状に突出した稜線形状部分に形成する、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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