JP2023003808A - 回転機械のケーシング、回転機械および回転機械のケーシングの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハウジング間の位置ずれを抑制できる回転機械のケーシング、回転機械および回転機械のケーシングの製造方法を提供する。【解決手段】複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械のケーシングであって、前記回転機械の径方向における外側に向かって突出する第1接合部であって、前記径方向に沿って延在する第1面を有する第1接合部を含む第1のハウジングと、前記径方向における外側に向かって突出する第2接合部であって、前記径方向に沿って延在して前記第1面に当接する第2面を有する第2接合部を含む第2のハウジングと、前記第1接合部と前記第2接合部とを前記回転機械の軸方向に締結する少なくとも1つの締結装置と、を備え、前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方は、レーザー光の照射により形成された複数のレーザー照射痕が形成された粗面領域を少なくとも一部に含む。【選択図】 図2
Description
本開示は、回転機械のケーシング、回転機械および回転機械のケーシングの製造方法に関する。
回転機械として、タービン、電動機、ポンプ、エンジン、ターボチャージャなどが知られている。このような回転機械は、一般的に、複数のハウジングを締結したケーシングを備えている。
例えば、特許文献1には、タービン軸を回転可能に支持するベアリングを収容するセンターハウジングと、タービン軸の一端側に連結されたタービンインペラを収容するタービンハウジングと、タービン軸の他端側に連結されたコンプレッサインペラを収容するコンプレッサハウジングと、を備えるターボチャージャが開示されている。センターハウジングは、タービンハウジングとコンプレッサハウジングの間に配置され、タービンハウジングやコンプレッサハウジングに締結ボルトやカップリング(Vクランプ)などの締結装置を介して連結されている。
特許文献1に記載されたようなターボチャージャにおいて、ハウジング間で位置ずれが生じるとハウジング内に少なくとも一部が収容されたアクチュエータの動作不良などの悪影響が生じる虞がある。ハウジング間の位置ずれを抑制する手段として、位置決めピンによりハウジングの回転を抑制することが考えられる。しかしながら、位置決めピンではハウジング間の位置ずれの抑制効果が薄く、位置決めピンの摩耗、損傷などにより、ハウジング間の位置ずれが生じる虞がある。
また、ハウジング間の位置ずれを抑制する手段として、ハウジング同士の当接部の摩擦係数を高めることが考えられる。旋盤によるローレット加工により、上記当接部に滑り止めとしての凹凸を形成した場合には、凹凸の形成精度が低く、却って上記当接部の摩擦係数を低下させる虞がある。
上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、ハウジング間の位置ずれを抑制できる回転機械のケーシング、回転機械および回転機械のケーシングの製造方法を提供することにある。
本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングは、
複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械のケーシングであって、
前記回転機械の径方向に沿って延在する第1面を有する第1接合部を含む第1のハウジングと、
前記径方向に沿って延在して前記第1面に当接する第2面を有する第2接合部を含む第2のハウジングと、
前記第1接合部と前記第2接合部とを前記回転機械の軸方向に締結する少なくとも1つの締結装置と、を備え、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方は、レーザー光の照射により形成された複数のレーザー照射痕が形成された粗面領域を少なくとも一部に含む。
複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械のケーシングであって、
前記回転機械の径方向に沿って延在する第1面を有する第1接合部を含む第1のハウジングと、
前記径方向に沿って延在して前記第1面に当接する第2面を有する第2接合部を含む第2のハウジングと、
前記第1接合部と前記第2接合部とを前記回転機械の軸方向に締結する少なくとも1つの締結装置と、を備え、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方は、レーザー光の照射により形成された複数のレーザー照射痕が形成された粗面領域を少なくとも一部に含む。
本開示の一実施形態にかかる回転機械は、
前記ケーシングと、
前記ケーシングに回転可能に収容されるインペラと、を備える。
前記ケーシングと、
前記ケーシングに回転可能に収容されるインペラと、を備える。
本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングの製造方法は、
複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械のケーシングの製造方法であって、
前記複数のハウジングは、
前記回転機械の径方向に沿って延在する第1面を有する第1接合部を含む第1のハウジングと、
前記径方向に沿って延在して前記第1面に当接する第2面を有する第2接合部を含む第2のハウジングと、を含み、
前記回転機械のケーシングの製造方法は、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方に、レーザー光を照射して複数のレーザー照射痕を含む粗面領域を形成する粗面領域形成ステップを備える。
複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械のケーシングの製造方法であって、
前記複数のハウジングは、
前記回転機械の径方向に沿って延在する第1面を有する第1接合部を含む第1のハウジングと、
前記径方向に沿って延在して前記第1面に当接する第2面を有する第2接合部を含む第2のハウジングと、を含み、
前記回転機械のケーシングの製造方法は、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方に、レーザー光を照射して複数のレーザー照射痕を含む粗面領域を形成する粗面領域形成ステップを備える。
本開示の少なくとも一実施形態によれば、ハウジング間の位置ずれを抑制できる回転機械のケーシング、回転機械および回転機械のケーシングの製造方法が提供される。
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
(回転機械)
図1は、本開示の一実施形態にかかる回転機械の概略断面図である。図1に示されるように、回転機械1は、回転シャフト11と、回転シャフト11に取り付けられるインペラ12と、インペラ12を収容するように構成されたケーシング2と、を備える。以下、回転シャフト11の軸線LA(回転機械1の軸線)の延在する方向(図1中左右方向)を回転機械1の軸方向として定義する。回転機械1の径方向、周方向の夫々は、上記軸方向を基準として定義される。
図1は、本開示の一実施形態にかかる回転機械の概略断面図である。図1に示されるように、回転機械1は、回転シャフト11と、回転シャフト11に取り付けられるインペラ12と、インペラ12を収容するように構成されたケーシング2と、を備える。以下、回転シャフト11の軸線LA(回転機械1の軸線)の延在する方向(図1中左右方向)を回転機械1の軸方向として定義する。回転機械1の径方向、周方向の夫々は、上記軸方向を基準として定義される。
ケーシング2は、複数のハウジング(第1のハウジング3、第2のハウジング4など)が上記軸方向に連結されるように構成されている。ケーシング2は、図1に示されるように、第1のハウジング3と、第2のハウジング4と、第1のハウジング3と第2のハウジング4とを締結する少なくとも1つの締結装置5と、を備える。第1のハウジング3は、回転機械1の径方向に沿って延在する第1面31を有する第1接合部32を含む。第2のハウジング4は、回転機械1の径方向に沿って延在して第1面31に当接する第2面41を有する第2接合部42を含む。第2接合部42は、回転機械1の軸方向において第1接合部32に隣接して配置されている。
少なくとも1つの締結装置5は、第1接合部32と第2接合部42とを上記軸方向に締結するように構成されている。締結装置5を介して第1接合部32と第2接合部42とを上記軸方向に締結することで、第1のハウジング3と第2のハウジング4とが上記軸方向に締結される。締結装置5を介して第1接合部32と第2接合部42とを上記軸方向に締結すると、締結装置5が発生させた締結力により、第1面31と第2面41とが密着し、第1面31と第2面41との間に位置ずれに対する摩擦抵抗を生じさせる。
(ターボチャージャ)
図示される実施形態では、回転機械1は、自動車用のターボチャージャ6からなる。ターボチャージャ6は、上記回転シャフト11と、回転シャフト11の一方側に取り付けられるインペラ12であるコンプレッサインペラ61と、回転シャフト11の他方側に取り付けられるタービン翼62と、回転シャフト11を回転可能に支持するベアリング63と、回転シャフト11、コンプレッサインペラ61、タービン翼62およびベアリング63を収容する上記ケーシング2と、を備える。
図示される実施形態では、回転機械1は、自動車用のターボチャージャ6からなる。ターボチャージャ6は、上記回転シャフト11と、回転シャフト11の一方側に取り付けられるインペラ12であるコンプレッサインペラ61と、回転シャフト11の他方側に取り付けられるタービン翼62と、回転シャフト11を回転可能に支持するベアリング63と、回転シャフト11、コンプレッサインペラ61、タービン翼62およびベアリング63を収容する上記ケーシング2と、を備える。
ターボチャージャ6のケーシング2は、コンプレッサインペラ61を収容するように構成されたコンプレッサハウジング64と、タービン翼62を収容するように構成されたタービンハウジング65と、ベアリング63を収容するように構成されたセンターハウジング66と、上記少なくとも1つの締結装置5と、を備える。センターハウジング66は、回転機械1の軸方向においてコンプレッサハウジング64とタービンハウジング65との間に配置されている。
図1に示されるように、コンプレッサハウジング64は、回転機械1の径方向に沿って延在するコンプレッサ側面641を有するコンプレッサ側接合部642を含む。センターハウジング66は、回転機械1の径方向に沿って延在してコンプレッサ側面641に当接する第1センター側面661を有する第1センター側接合部662を含む。少なくとも1つの締結装置5は、コンプレッサ側接合部642と第1センター側接合部662とを上記軸方向に締結するコンプレッサ側の締結装置5Aを含む。締結装置5Aを介してコンプレッサ側接合部642と第1センター側接合部662とを締結することで、コンプレッサハウジング64とセンターハウジング66とが上記軸方向に締結される。締結装置5Aを介してコンプレッサ側接合部642と第1センター側接合部662とを締結すると、締結装置5Aが発生させた締結力により、コンプレッサ側面641と第1センター側面661とが密着し、コンプレッサ側面641と第1センター側面661との間に位置ずれに対する摩擦抵抗を生じさせる。
図1に示されるように、タービンハウジング65は、回転機械1の径方向に沿って延在するタービン側面651を有するタービン側接合部652を含む。センターハウジング66は、回転機械1の径方向に沿って延在してタービン側面651に当接する第2センター側面663を有する第2センター側接合部664を含む。少なくとも1つの締結装置5は、タービン側接合部652と第2センター側接合部664とを上記軸方向に締結するタービン側の締結装置5Bを含む。締結装置5Bを介してタービン側接合部652と第2センター側接合部664とを締結することで、タービンハウジング65とセンターハウジング66とが上記軸方向に締結される。締結装置5Bを介してタービン側接合部652と第2センター側接合部664とを締結すると、締結装置5Bが発生させた締結力により、タービン側面651と第2センター側面663とが密着し、タービン側面651と第2センター側面663との間に位置ずれに対する摩擦抵抗を生じさせる。
第1のハウジング3が、コンプレッサハウジング64又はセンターハウジング66の一方であり、第2のハウジング4が、コンプレッサハウジング64又はセンターハウジング66の他方であってもよい。また、第1のハウジング3が、タービンハウジング65又はセンターハウジング66の一方であり、第2のハウジング4が、タービンハウジング65又はセンターハウジング66の他方であってもよい。
(粗面領域)
第1面31又は第2面41の少なくとも一方は、粗面領域7を少なくとも一部に含む。図1に示される実施形態では、粗面領域7は、第2面41に形成されているが、第1面31に形成されていてもよいし、第1面31および第2面41の両方に形成されていてもよい。図1に示されるように、粗面領域7は、コンプレッサハウジング64とセンターハウジング66とが当接する面641、661の少なくとも一方に設けられてもよく、タービンハウジング65とセンターハウジング66とが当接する面651、663の少なくとも一方にも設けられてもよい。
第1面31又は第2面41の少なくとも一方は、粗面領域7を少なくとも一部に含む。図1に示される実施形態では、粗面領域7は、第2面41に形成されているが、第1面31に形成されていてもよいし、第1面31および第2面41の両方に形成されていてもよい。図1に示されるように、粗面領域7は、コンプレッサハウジング64とセンターハウジング66とが当接する面641、661の少なくとも一方に設けられてもよく、タービンハウジング65とセンターハウジング66とが当接する面651、663の少なくとも一方にも設けられてもよい。
図2は、粗面領域を説明するための説明図である。図3は、粗面領域の表面形状を説明するための説明図である。図2に示されるように、粗面領域7には、レーザー光の照射により形成された複数のレーザー照射痕71が形成されている。複数のレーザー照射痕71は、粗面領域7において互いに離隔した位置に形成されている。複数のレーザー照射痕71は、レーザー照射対象位置が移動する方向に沿って互いに間隔をあけて並列に配設されている。図示されるように、複数のレーザー照射痕71は、粗面領域7において千鳥状に配設してもよいし、粗面領域7において互いに直交する二方向に沿って並列に配設してもよい。図2、図3における領域72は、レーザー光の照射がされていない領域を示している。
図示される実施形態では、レーザーマーカー装置8から照射されるレーザー光により複数のレーザー照射痕71が形成されている。レーザーマーカー装置8は、そのレーザー光の出力が100W以下である。レーザーマーカー装置8としては、例えば、レーザー光を照射して対象物へ刻印することに使用される装置などが挙げられる。図2に示される実施形態では、レーザーマーカー装置8はレーザー照射対象位置にレーザー光(例えば、パルスレーザー)を照射するように構成されたレーザー光照射部81と、レーザー照射対象位置を調整するように構成された照射位置調整部82と、を含む。レーザー光照射部81から照射されるレーザー光の出力は、所定値に固定していてもよい。
図示される実施形態では、複数のレーザー照射痕71の夫々は、10~100μmの径を有する。複数のレーザー照射痕71の夫々は、領域72を基準として10~100μmの深さを有する。複数のレーザー照射痕71の夫々は、他のレーザー照射痕71から10~100μm離れた位置に形成されている。
図3に示されるように、粗面領域7は、複数の凹部73と複数の凸部74とを有する。複数の凹部73や複数の凸部74は、複数のレーザー照射痕71を形成するためのレーザー光の照射により形成される。このため、複数の凹部73の少なくとも一部は、レーザー照射痕71からなるものである。図示される実施形態では、複数の凸部74の夫々は、領域72を基準として0~100μmの深さを有する。図3に示されるように、粗面領域7は、レーザー光の照射がされていない領域72に比べて、表面粗さが大きくなっている。
幾つかの実施形態にかかる回転機械1のケーシング2は、上述した第1面31を有する第1接合部32を含む第1のハウジング3と、上述した第2面41を有する第2接合部42を含む第2のハウジング4と、上述した少なくとも1つの締結装置5と、を備える。第1面31又は第2面41の少なくとも一方は、レーザー光の照射により形成された複数のレーザー照射痕71が形成された粗面領域7を少なくとも一部に含む。
上記の構成によれば、粗面領域7は、レーザー光の照射により形成された凹凸(凹部73、凸部74)を有するため、レーザー光が照射されていない領域72に比べて、表面が荒く摩擦係数が大きくなっている。摩擦係数が大きな粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1面31と第2面41との間の摩擦抵抗を大きなものにできる。また、粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1面31と第2面41との間の接着性を高めることができる。これにより、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを抑制できる。
第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを抑制することで、ケーシング2に少なくとも一部が収容されたアクチュエータの動作不良を抑制できるため、回転機械1の信頼性を向上できる。
幾つかの実施形態では、上述した複数のレーザー照射痕71は、レーザー光の出力が100W以下であるレーザーマーカー装置8から照射されるレーザー光により形成されたものである。
上記の構成によれば、第1面31や第2面41に出力が100W以下のレーザー光を照射することで、好適な表面粗さを有する粗面領域7が形成される。この粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1面31と第2面41との間の摩擦抵抗や接着性を効果的に向上させることができる。これにより、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、レーザー光の出力が100W以下のレーザーマーカー装置8は、レーザー光の出力が100Wを超えるレーザー光照射装置よりも安価であるため、設備コストの増大化を抑制することができる。なお、他の幾つかの実施形態では、複数のレーザー照射痕71は、レーザー光の出力が100Wを超えるレーザー光照射装置から照射されるレーザー光により形成されたものであってもよい。
(ハウジング同士のボルト締結構造)
図4は、本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングにおける第1ハウジングと第2のハウジングとの締結部近傍の概略断面図である。図5は、図4に示される第2面を回転機械の軸方向から視認した状態を示す図である。
図4は、本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングにおける第1ハウジングと第2のハウジングとの締結部近傍の概略断面図である。図5は、図4に示される第2面を回転機械の軸方向から視認した状態を示す図である。
幾つかの実施形態では、図4に示されるように、上述した第1接合部32は、上述した第2接合部42の外周縁部43を嵌合可能な凹部33を有し、上述した少なくとも1つの締結装置5(5C)は、支持板51と、締結ボルト52と、を含む。支持板51は、第1接合部32の凹部33との間に第2接合部42の外周縁部43を挟み込む内周部511と、第2接合部42よりも回転機械1の径方向における外側に突出する外周部512と、を含む。
図4に示される実施形態では、第1接合部32は、凹部33よりも回転機械1の径方向における外側に、回転機械1の径方向に沿って延在する平滑面34を有する。凹部33は、回転機械1の軸方向において平滑面34よりも凹むように形成されている。第1面31は、凹部33の底面に形成されている。第2接合部42は、回転機械1の径方向に沿って上記径方向における外側に突出する突出部からなる。凹部33は、回転機械1の周方向に沿って延在する円環状凹部からなり、第2接合部42は、該円環状凹部に嵌入する円環板状に形成されている。
図4に示される実施形態では、支持板51は、回転機械1の周方向に沿って延在する円弧状に形成されている。なお、支持板51は、回転機械1の周方向に沿って延在する環状に形成されていてもよい。支持板51の上記軸方向の一方の面513が、内周部511において第2接合部42の第2面41とは上記軸方向における反対側の面44に当接し、且つ外周部512において第1接合部32の平滑面34に当接している。
図4に示される実施形態では、第1接合部32の平滑面34には、雌ねじ孔35が形成され、支持板51の外周部512には、ボルト挿通孔514が形成されている。締結ボルト52は、ボルト挿通孔514を挿通して、第1接合部32に螺合する軸部521と、第1接合部32との間に支持板51の外周部512を挟持する頭部522と、を含む。軸部521は、上記軸方向に沿って延びるとともに、雌ねじ孔35に螺合する雄ねじ部523を外周に有する。締結ボルト52が発生させた締結力により支持板51が第1接合部32の凹部33との間に第2接合部42の外周縁部43を挟持することで、第1面31と第2面41とが密着し、第1面31と第2面41との間に位置ずれに対する摩擦抵抗を生じさせる。
上記の構成によれば、支持板51と締結ボルト52により、第1接合部32と第2接合部42とを締結できる。粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを抑制できるので、その分だけ締結ボルト52による締結力を低減可能である。これにより、締結ボルト52の小径化が可能であり、ケーシング2やケーシング2を備える回転機械1の設計自由度が向上する。
図6は、本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングにおける位置決めピン近傍の概略断面図である。図6に示されるように、ケーシング2は、第1接合部32と第2接合部42の位置ずれを抑制するための位置決めピン21を備えていてもよい。
図6に示される実施形態では、位置決めピン21は、小径部211と、小径部211よりも径が大きい大径部212と、を含む。小径部211は、第1接合部32に形成された小径孔36に嵌入される。第2接合部42の外周縁部43の外周縁には、円弧状に切り欠かれた切り欠き37が形成されている。第1接合部32には、切り欠き37との間に大径部212が嵌入される大径孔45を形成する円弧状の切り欠き45Aが形成されている。大径孔45は、小径孔36に連通するとともに、小径孔36よりも径が大きい。第1のハウジング3の周方向位置に対応する第2のハウジング4の周方向位置が予め決められている。位置決めピン21により、第1のハウジング3と第2のハウジング4が予め決められた周方向位置に位置決めされる。
上記の構成によれば、粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを抑制できるので、位置決めピン21の摩耗や損傷を抑制できる。これにより、位置決めピン21による第1接合部32と第2接合部42との間の位置ずれの抑制作用を長期間に亘り発揮させることができる。
図4に示されるように、締結ボルト52の頭部締結面524から締結ボルト52の締結力(軸力)作用方向(上記軸方向に沿って第1のハウジング3に向かう方向、図5中左側)に向かうにつれて上記締結力作用方向に対して傾斜角θだけ拡径する円錐台形空間525を定義する。幾つかの実施形態では、図4に示されるように、上述した粗面領域7は、傾斜角θが0°以上30°以下の条件を満たす円錐台形空間525に存在するように構成されている。図4に示されるように、第1面31や第2面41には、円錐台形空間525内に存在する締結力作用面526を含む。粗面領域7は、締結力作用面526に形成されている。粗面領域7は、第1面31や第2面41の締結力作用面526以外には形成されていなくてもよい。
上記の構成によれば、円錐台形空間525は、締結ボルト52の締結力が大きく作用するため、第1面31や第2面41の円錐台形空間525に存在する部分(締結力作用面526)は、他の部分よりも面圧が高くなっている。面圧が高い部分(締結力作用面526)に限定して粗面領域7を設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、面圧が高い部分(締結力作用面526)に限定して粗面領域7を設けることで、粗面領域7を小さくできるため、粗面領域7を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記の構成によれば、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。
幾つかの実施形態では、図5に示されるように、少なくとも1つの締結装置5Cは、回転機械1の周方向に間隔をあけて配置された複数(図示例では六個)の締結装置5Cを含む。上述した円錐台形空間525や締結力作用面526は、回転機械1の周方向に間隔をあけて複数(図示例では六個)形成される。図5に示されるように、複数の締結力作用面526の夫々に粗面領域7を形成してもよい。換言すると、粗面領域7は、回転機械1の周方向に間隔をあけて配置された複数の締結力作用面526の夫々に形成された複数の粗面領域7を含む。このように複数の締結力作用面526の夫々に粗面領域7を形成することで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の回転機械1の周方向における位置ずれを効果的に抑制できる。
幾つかの実施形態では、図5に示されるように、上述した粗面領域7は、第1面31又は第2面41のうちの一方の面(図示例では、第2面41)に形成された第1の粗面領域7Aと、上記一方の面における第1の粗面領域7Aから回転機械1の周方向に離隔した位置に設けられた第2の粗面領域7Bと、を含む。
上記の構成によれば、上記一方の面における回転機械1の周方向に離隔した位置に第1の粗面領域7Aと第2の粗面領域7Bを設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の上記周方向における位置ずれを効果的に抑制できる。また、上記の構成によれば、上記一方の面の全面に亘り粗面領域7を設ける場合に比べて、粗面領域7を小さくできる。粗面領域7を形成するために作業時間は、粗面領域7の面積に影響されるため、粗面領域7を小さくすることで、粗面領域7を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記の構成によれば、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。
(ハウジング同士のボルト締結構造2)
本開示は、支持板51と締結ボルト52により、第1接合部32と第2接合部42とを締結する場合に限らず、後述する締結ボルト53により、第1接合部32と第2接合部42とを締結する場合などにも適用可能である。
図7は、本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングにおける第1ハウジングと第2のハウジングとの締結部近傍の概略断面図である。
幾つかの実施形態では、図7に示されるように、上述した締結装置5(5D)は、締結ボルト53を含む。締結ボルト53は、第2接合部42に形成された貫通孔411を挿通して、第1接合部32に螺合する軸部531と、第1接合部32との間に第2接合部42を挟持するように構成された頭部532と、を含む。
本開示は、支持板51と締結ボルト52により、第1接合部32と第2接合部42とを締結する場合に限らず、後述する締結ボルト53により、第1接合部32と第2接合部42とを締結する場合などにも適用可能である。
図7は、本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングにおける第1ハウジングと第2のハウジングとの締結部近傍の概略断面図である。
幾つかの実施形態では、図7に示されるように、上述した締結装置5(5D)は、締結ボルト53を含む。締結ボルト53は、第2接合部42に形成された貫通孔411を挿通して、第1接合部32に螺合する軸部531と、第1接合部32との間に第2接合部42を挟持するように構成された頭部532と、を含む。
図7に示される実施形態では、第1面31には、雌ねじ孔311が形成され、第2面41に貫通孔411が形成されている。軸部531は、上記軸方向に沿って延びるとともに、雌ねじ孔311に螺合する雄ねじ部533を外周に有する。締結ボルト53が発生させた締結力により、締結ボルト53の頭部532と第1接合部32との間に第2接合部42を挟持することで、第1面31と第2面41とが密着し、第1面31と第2面41との間に位置ずれに対する摩擦抵抗を生じさせる。
図7に示されるように、締結ボルト53の頭部締結面534から締結ボルト53の締結力(軸力)作用方向(上記軸方向に沿って第1のハウジング3に向かう方向、図7中左側)に向かうにつれて上記締結力作用方向に対して傾斜角θだけ拡径する円錐台形空間535を定義したときに、上述した粗面領域7は、傾斜角θが0°以上30°以下の条件を満たす円錐台形空間535に存在するように構成されていてもよい。すなわち、粗面領域7は、第1面31又は第2面41における円錐台形空間535内に存在する部分である締結力作用面536に形成されていてもよい。粗面領域7は、第1面31や第2面41の締結力作用面536以外には形成されていなくてもよい。
上記の構成によれば、締結ボルト53により、第1接合部32と第2接合部42とを締結できる。粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを抑制できるので、その分だけ締結ボルト53による締結力を低減可能である。これにより、締結ボルト53の小径化が可能であり、ケーシング2やケーシング2を備える回転機械1の設計自由度が向上する。
(ハウジング同士のカップリング締結構造)
本開示は、締結ボルトを用いて第1接合部32と第2接合部42とを締結する場合に限らず、後述するカップリング54を用いて第1接合部32と第2接合部42とを締結する場合などにも適用可能である。
図8は、本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングにおける第1ハウジングと第2のハウジングとの締結部近傍の概略断面図である。図9は、図8に示される締結装置を説明するための説明図である。図10は、図8に示される第2面を回転機械の軸方向から視認した状態を示す図である。
本開示は、締結ボルトを用いて第1接合部32と第2接合部42とを締結する場合に限らず、後述するカップリング54を用いて第1接合部32と第2接合部42とを締結する場合などにも適用可能である。
図8は、本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングにおける第1ハウジングと第2のハウジングとの締結部近傍の概略断面図である。図9は、図8に示される締結装置を説明するための説明図である。図10は、図8に示される第2面を回転機械の軸方向から視認した状態を示す図である。
幾つかの実施形態では、図9に示されるように、上述した締結装置5(5E)は、カップリング54(Vバンドカップリング)を含む。カップリング54は、回転機械1の周方向に沿って延在する第1の円弧状部材55と、回転機械1の周方向に沿って延在する第2の円弧状部材56と、第1の円弧状部材55の一端部551と第2の円弧状部材56の一端部561とを回動可能に連結するように構成された回動部57と、第1の円弧状部材55の他端部552と第2の円弧状部材56の他端部562とを締結する締結部58と、を含む。
図8に示されるように、第1接合部32は、回転機械1の径方向における外側に突出する第1フランジ部38を含む。第1フランジ部38の第1面31とは軸方向における反対側に位置する面は、上記径方向における外側に向かうにつれて第1面31からの距離が小さくなるように傾斜していてもよい。第2接合部42は、回転機械1の径方向における外側に突出する第2フランジ部46を含む。第2フランジ部46の第2面41とは軸方向における反対側に位置する面は、上記径方向における外側に向かうにつれて第2面41からの距離が小さくなるように傾斜していてもよい。
第1の円弧状部材55は、第1接合部32の第1フランジ部38および第2接合部42の第2フランジ部46に対して回転機械1の径方向における外側から嵌合する第1嵌合溝553を有する。第1嵌合溝553は、第1の円弧状部材55の内周側に形成されている。第2の円弧状部材56は、第1接合部32の第1フランジ部38および第2接合部42の第2フランジ部46に対して回転機械1の径方向における外側から嵌合する第2嵌合溝563を有する。第2嵌合溝563は、第2の円弧状部材56の内周側に形成されている。第2の円弧状部材56は、第2嵌合溝563が第1嵌合溝553に対向している。図示される実施形態では、第1の円弧状部材55および第2の円弧状部材56の夫々は、半円弧状に形成されている。
図9に示される実施形態では、回動部57は、第1の円弧状部材55を第1の回動中心RC1を中心に回転可能に構成されている。また、回動部57は、第2の円弧状部材56を第2の回動中心RC2を中心に回転可能に構成されている。図9に示されるように、軸方向における一方側から視たときに、第1の回動中心RC1と第2の回動中心RC2の中心位置を回動部57の回動中心RCとする。
図9に示される実施形態では、第1の円弧状部材55は、他端部552から回転機械1の径方向における外側に突出する第1突出部552Aを含む。第2の円弧状部材56は、他端部562から回転機械1の径方向における外側に突出する第2突出部562Aを含む。締結部58は、第1突出部552Aに締結される第1締結部581と、第2突出部562Aに締結される第2締結部582と、を有する。締結部58(第1締結部581、第2締結部582)により第1の円弧状部材55の他端部552と第2の円弧状部材56の他端部562とを締結することで、第1締結部581と第2締結部582との間の間隔が締結前よりも短くなり、第1嵌合溝553や第2嵌合溝563に第1接合部32や第2接合部42が挟持される。これにより、第1接合部32や第2接合部42に上記軸方向における相手側に向かう押圧力が作用し、第1面31と第2面41とが密着し、第1面31と第2面41との間に位置ずれに対する摩擦抵抗を生じさせる。
上記の構成によれば、締結部58により第1の円弧状部材55の他端部552と第2の円弧状部材56の他端部562とを締結することで、第1の円弧状部材55および第2の円弧状部材56により、第1接合部32と第2接合部42とが挟持される。これにより、第1接合部32と第2接合部42とを締結できる。粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを抑制できるので、その分だけ上記締結装置5による締結力を低減可能である。これにより、上記締結装置5Eの小径化が可能であり、ケーシング2やケーシング2を備える回転機械1の設計自由度が向上する。
図10に示されるように、回転機械1の軸線LA周りの角度位置について、回動部57の回動中心RCを0°とし、回動部57から第2の円弧状部材56を介して締結部58に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置αを定義する。
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述した粗面領域7は、-60°≦α≦60°の条件を満たす角度範囲内に形成された回動部側粗面領域7Cを含む。上記の構成によれば、回動部側粗面領域7Cは、締結装置5E(カップリング54)の締結力が大きく作用するため、面圧が高いものになっている。面圧が高い部分に限定して粗面領域7を設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、面圧が高い部分に限定して粗面領域7を設けることで、粗面領域7を小さくできるため、粗面領域7を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記の構成によれば、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。なお、粗面領域7は、回動部側粗面領域7C以外には形成されていなくてもよい。
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述した粗面領域7は、-60°≦α≦60°の条件を満たす角度範囲内に形成された回動部側粗面領域7Cを含む。上記の構成によれば、回動部側粗面領域7Cは、締結装置5E(カップリング54)の締結力が大きく作用するため、面圧が高いものになっている。面圧が高い部分に限定して粗面領域7を設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、面圧が高い部分に限定して粗面領域7を設けることで、粗面領域7を小さくできるため、粗面領域7を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記の構成によれば、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。なお、粗面領域7は、回動部側粗面領域7C以外には形成されていなくてもよい。
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述した粗面領域7は、120°≦α≦240°の条件を満たす角度範囲内に形成された締結部側粗面領域7Dを含む。上記の構成によれば、締結部側粗面領域7Dは、締結装置5E(カップリング54)の締結力が大きく作用するため、面圧が高いものになっている。面圧が高い部分に限定して粗面領域7を設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、面圧が高い部分に限定して粗面領域7を設けることで、粗面領域7を小さくできるため、粗面領域7を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記の構成によれば、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。なお、粗面領域7は、締結部側粗面領域7D以外には形成されていなくてもよい。
幾つかの実施形態では、図10に示されるように、上述した粗面領域7は、上述した回動部側粗面領域7Cと、上述した締結部側粗面領域7Dと、を含む。上記の構成によれば、面圧が高い部分(回動部側粗面領域7C、締結部側粗面領域7D)に限定して粗面領域7を設けることで、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。また、回動部側粗面領域7Cと締結部側粗面領域7Dは、回転機械1の周方向において互いに離れた位置に形成されているため、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の周方向の位置ずれの効果的に抑制できる。なお、粗面領域7は、回動部側粗面領域7Cおよび締結部側粗面領域7Dを除く部分には、形成されていなくてもよい。
幾つかの実施形態では、上述した第2のハウジング4は、上述した第1のハウジング3よりも硬い材料により形成され、第2のハウジング4の第2面41に粗面領域7が形成されている。なお、第1のハウジング3や第2のハウジング4の硬さは、硬さ試験の試験結果(例えば、ビッカース硬さの測定値)により評価するようにしてもよい。
図1に示される実施形態では、センターハウジング66は、コンプレッサハウジング64よりも硬い材料により形成されている。或る実施形態では、コンプレッサハウジング64は、アルミニウムを材料としてその形状が形成されており、センターハウジング66は、鋳鉄を材料としてその形状が形成されている。この場合には、コンプレッサ側面641よりも第1センター側面661に上述した粗面領域7を形成することが好ましい。
上記の構成によれば、第1のハウジング3よりも硬い材料により形成された第2のハウジング4における第2面41に粗面領域7を形成することで、第1面31と第2面41とが当接したときに、粗面領域7に形成された凸部74が第1面31に食い込むため、第1面31と第2面41との間の接着性を高めることができる。これにより、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを効果的に抑制できる。
幾つかの実施形態にかかる回転機械1は、図1に示されるように、上述したケーシング2と、上述したインペラ12と、を少なくとも備える。上記の構成によれば、複数のハウジング(第1のハウジング3、第2のハウジング4など)により構成されたケーシング2におけるハウジング3、4間の位置ずれを抑制できるため、ケーシング2に少なくとも一部が収容されたアクチュエータの動作不良を抑制できる。アクチュエータの動作不良を抑制することで、回転機械1の信頼性を向上できる。
図11は、本開示の一実施形態にかかる回転機械のケーシングの製造方法を説明するためのフロー図である。
幾つかの実施形態にかかる回転機械1のケーシング2の製造方法100は、図11に示されるように、上述した第1面31又は第2面41の少なくとも一方に、レーザー光を照射して複数のレーザー照射痕71を含む粗面領域7を形成する粗面領域形成ステップS101を備える。
幾つかの実施形態にかかる回転機械1のケーシング2の製造方法100は、図11に示されるように、上述した第1面31又は第2面41の少なくとも一方に、レーザー光を照射して複数のレーザー照射痕71を含む粗面領域7を形成する粗面領域形成ステップS101を備える。
図11に示されるように、ケーシング2の製造方法100は、センターハウジング66を含むカートリッジを組み立てるカートリッジ組立ステップS102と、上記カートリッジのセンターハウジング66にコンプレッサハウジング64を組み付けるコンプレッサハウジング組付ステップS103と、上記カートリッジのセンターハウジング66にタービンハウジング65を組み付けるタービンハウジング組付ステップS104と、をさらに備えていてもよい。
カートリッジ組立ステップS102では、センターハウジング66にベアリング63、回転シャフト11、コンプレッサインペラ61およびタービン翼62を組み付け、上記カートリッジを形成することが行われる。コンプレッサハウジング組付ステップS103では、締結装置5A(5)を介して、コンプレッサ側接合部642と第1センター側接合部662とを上記軸方向に締結することが行われる。タービンハウジング組付ステップS104では、締結装置5B(5)を介して、タービン側接合部652と第2センター側接合部664とを締結することが行われる。
なお、ケーシング2の製造方法100は、図11に示される順序に限定されない。粗面領域形成ステップS101は、カートリッジ組立ステップS102よりも前に行ってもよいし、カートリッジ組立ステップS102よりも後に行ってもよい。コンプレッサハウジング組付ステップS103は、タービンハウジング組付ステップS104よりも前に行ってもよいし、タービンハウジング組付ステップS104よりも後に行ってもよい。
上記の方法によれば、粗面領域形成ステップS101で形成される粗面領域7は、レーザー光の照射により形成された凹凸を有するため、レーザー光が照射されていない領域72に比べて、表面が荒く摩擦係数が大きくなっている。摩擦係数が大きな粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1面31と第2面41との間の摩擦抵抗を大きなものにできる。また、粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1面31と第2面41との間の接着性を高めることができる。これにより、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを抑制できる。
幾つかの実施形態では、上述した粗面領域形成ステップS101では、レーザー光の出力が100W以下であるレーザーマーカー装置8から照射されるレーザー光により、粗面領域7が形成される。
上記の方法によれば、第1面31や第2面41に出力が100W以下のレーザー光を照射することで、好適な表面粗さを有する粗面領域7が形成される。この粗面領域7を第1面31又は第2面41に設けることで、第1面31と第2面41との間の摩擦抵抗や接着性を効果的に向上させることができる。これにより、第1のハウジング3と第2のハウジング4との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、レーザー光の出力が100W以下のレーザーマーカー装置8は、レーザー光の出力が100Wを超えるレーザー光照射装置よりも安価であるため、設備コストの増大化を抑制することができる。
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
1)本開示の少なくとも一実施形態にかかる回転機械(1)のケーシング(2)は、
複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記回転機械(1)の径方向に沿って延在する第1面(31)を有する第1接合部(32)を含む第1のハウジング(3)と、
前記径方向に沿って延在して前記第1面(31)に当接する第2面(41)を有する第2接合部(42)を含む第2のハウジング(4)と、
前記第1接合部(32)と前記第2接合部(42)とを前記回転機械(1)の軸方向に締結する少なくとも1つの締結装置(5)と、を備え、
前記第1面(31)又は前記第2面(41)の少なくとも一方は、レーザー光の照射により形成された複数のレーザー照射痕(71)が形成された粗面領域(7)を少なくとも一部に含む。
複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記回転機械(1)の径方向に沿って延在する第1面(31)を有する第1接合部(32)を含む第1のハウジング(3)と、
前記径方向に沿って延在して前記第1面(31)に当接する第2面(41)を有する第2接合部(42)を含む第2のハウジング(4)と、
前記第1接合部(32)と前記第2接合部(42)とを前記回転機械(1)の軸方向に締結する少なくとも1つの締結装置(5)と、を備え、
前記第1面(31)又は前記第2面(41)の少なくとも一方は、レーザー光の照射により形成された複数のレーザー照射痕(71)が形成された粗面領域(7)を少なくとも一部に含む。
上記1)の構成によれば、粗面領域(7)は、レーザー光の照射により形成された凹凸を有するため、レーザー光が照射されていない領域(72)に比べて、表面が荒く摩擦係数が大きくなっている。摩擦係数が大きな粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1面(31)と第2面(41)との間の摩擦抵抗を大きなものにできる。また、粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1面(31)と第2面(41)との間の接着性を高めることができる。これにより、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを抑制できる。
2)幾つかの実施形態では、上記1)に記載の回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記粗面領域(7)は、
前記第1面(31)又は前記第2面(41)のうちの一方の面に形成された第1の粗面領域(7A)と、
前記一方の面における前記第1の粗面領域(7A)から前記回転機械(1)の周方向に離隔した位置に設けられた第2の粗面領域(7B)と、を含む。
前記粗面領域(7)は、
前記第1面(31)又は前記第2面(41)のうちの一方の面に形成された第1の粗面領域(7A)と、
前記一方の面における前記第1の粗面領域(7A)から前記回転機械(1)の周方向に離隔した位置に設けられた第2の粗面領域(7B)と、を含む。
上記2)の構成によれば、上記一方の面における回転機械(1)の周方向に離隔した位置に第1の粗面領域(7A)と第2の粗面領域(7B)を設けることで、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の上記周方向における位置ずれを効果的に抑制できる。また、上記2)の構成によれば、上記一方の面の全面に亘り粗面領域(7)を設ける場合に比べて、粗面領域(7)を小さくできる。粗面領域(7)を形成するために作業時間は、粗面領域(7)の面積に影響されるため、粗面領域(7)を小さくすることで、粗面領域(7)を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記2)の構成によれば、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。
3)幾つかの実施形態では、上記1)又は2)に記載の回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記第1接合部(32)は、前記第2接合部(42)の外周縁部(43)を嵌合可能な凹部(33)を有し、
前記少なくとも1つの締結装置(5(5C))は、
前記第1接合部(32)の前記凹部(33)との間に前記第2接合部(42)の前記外周縁部(43)を挟み込む内周部(511)と、前記第2接合部(42)よりも前記回転機械(1)の径方向における外側に突出する外周部(512)と、を含む支持板(51)と、
前記第1接合部(32)に前記支持板(51)の前記外周部(512)を締結する締結ボルト(52)と、を含む。
前記第1接合部(32)は、前記第2接合部(42)の外周縁部(43)を嵌合可能な凹部(33)を有し、
前記少なくとも1つの締結装置(5(5C))は、
前記第1接合部(32)の前記凹部(33)との間に前記第2接合部(42)の前記外周縁部(43)を挟み込む内周部(511)と、前記第2接合部(42)よりも前記回転機械(1)の径方向における外側に突出する外周部(512)と、を含む支持板(51)と、
前記第1接合部(32)に前記支持板(51)の前記外周部(512)を締結する締結ボルト(52)と、を含む。
上記3)の構成によれば、支持板(51)と締結ボルト(52)により、第1接合部(32)と第2接合部(42)とを締結できる。粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを抑制できるので、その分だけ締結ボルト(52)による締結力を低減可能である。これにより、締結ボルト(52)の小径化が可能であり、ケーシング(2)やケーシング(2)を備える回転機械(1)の設計自由度が向上する。
4)幾つかの実施形態では、上記3)に記載の回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記締結ボルト(52)の頭部締結面(524)から前記締結ボルト(52)の締結力作用方向に向かうにつれて前記締結力作用方向に対して傾斜角θだけ拡径する円錐台形空間(525)を定義したときに、前記粗面領域(7)は、前記傾斜角θが0°以上30°以下の条件を満たす前記円錐台形空間(525)に存在するように構成された。
前記締結ボルト(52)の頭部締結面(524)から前記締結ボルト(52)の締結力作用方向に向かうにつれて前記締結力作用方向に対して傾斜角θだけ拡径する円錐台形空間(525)を定義したときに、前記粗面領域(7)は、前記傾斜角θが0°以上30°以下の条件を満たす前記円錐台形空間(525)に存在するように構成された。
上記4)の構成によれば、円錐台形空間(525)は、締結ボルト(52)の締結力が大きく作用するため、第1面(31)や第2面(41)の円錐台形空間(525)に存在する部分(締結力作用面526)は、他の部分よりも面圧が高くなっている。面圧が高い部分に限定して粗面領域(7)を設けることで、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、面圧が高い部分に限定して粗面領域(7)を設けることで、粗面領域(7)を小さくできるため、粗面領域(7)を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記4)の構成によれば、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。
5)幾つかの実施形態では、上記1)又は2)に記載の回転機械のケーシングであって、
前記少なくとも1つの締結装置(5(5E))は、
前記第1接合部(32)および前記第2接合部(42)に対して前記径方向における外側から嵌合する第1嵌合溝(553)を有するとともに、前記回転機械(1)の周方向に沿って延在する第1の円弧状部材(55)と、
前記第1接合部(32)および前記第2接合部(42)に対して前記径方向における外側から嵌合する第2嵌合溝(563)を有するとともに、前記回転機械(1)の周方向に沿って延在する第2の円弧状部材(56)と、
前記第1の円弧状部材(55)の一端部(551)と前記第2の円弧状部材(56)の一端部(561)とを回動可能に連結するように構成された回動部(57)と、
前記第1の円弧状部材(55)の他端部(552)と前記第2の円弧状部材(56)の他端部(562)とを締結する締結部(58)と、を含む。
前記少なくとも1つの締結装置(5(5E))は、
前記第1接合部(32)および前記第2接合部(42)に対して前記径方向における外側から嵌合する第1嵌合溝(553)を有するとともに、前記回転機械(1)の周方向に沿って延在する第1の円弧状部材(55)と、
前記第1接合部(32)および前記第2接合部(42)に対して前記径方向における外側から嵌合する第2嵌合溝(563)を有するとともに、前記回転機械(1)の周方向に沿って延在する第2の円弧状部材(56)と、
前記第1の円弧状部材(55)の一端部(551)と前記第2の円弧状部材(56)の一端部(561)とを回動可能に連結するように構成された回動部(57)と、
前記第1の円弧状部材(55)の他端部(552)と前記第2の円弧状部材(56)の他端部(562)とを締結する締結部(58)と、を含む。
上記5)の構成によれば、締結部(58)により第1の円弧状部材(55)の他端部(552)と第2の円弧状部材(56)の他端部(562)とを締結することで、第1の円弧状部材(55)および第2の円弧状部材(56)により、第1接合部(32)と第2接合部(42)とが挟持される。これにより、第1接合部(32)と第2接合部(42)とを締結できる。粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを抑制できるので、その分だけ上記締結装置(5)による締結力を低減可能である。これにより、上記締結装置(5E)の小径化が可能であり、ケーシング(2)やケーシング(2)を備える回転機械(1)の設計自由度が向上する。
6)幾つかの実施形態では、上記5)に記載の回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記回転機械(1)の軸線(LA)周りの角度位置について、前記回動部(57)の回動中心を0°とし、前記回動部(57)から前記第2の円弧状部材(56)を介して前記締結部に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置αを定義した場合に、
前記粗面領域(7)は、-60°≦α≦60°の条件を満たす角度範囲内に形成された回動部側粗面領域(7C)を含む。
前記回転機械(1)の軸線(LA)周りの角度位置について、前記回動部(57)の回動中心を0°とし、前記回動部(57)から前記第2の円弧状部材(56)を介して前記締結部に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置αを定義した場合に、
前記粗面領域(7)は、-60°≦α≦60°の条件を満たす角度範囲内に形成された回動部側粗面領域(7C)を含む。
上記6)の構成によれば、回動部側粗面領域(7C)は、締結装置(5E、カップリング54)の締結力が大きく作用するため、面圧が高いものになっている。面圧が高い部分に限定して粗面領域(7)を設けることで、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、面圧が高い部分に限定して粗面領域(7)を設けることで、粗面領域(7)を小さくできるため、粗面領域(7)を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記6)の構成によれば、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。
7)幾つかの実施形態では、上記5)又は6)に記載の回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記回転機械(1)の軸線(LA)周りの角度位置について、前記回動部(57)の回動中心を0°とし、前記回動部(57)から前記第2の円弧状部材(56)を介して前記締結部(58)に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置αを定義した場合に、
前記粗面領域(7)は、120°≦α≦240°の条件を満たす角度範囲内に形成された締結部側粗面領域(7D)を含む。
前記回転機械(1)の軸線(LA)周りの角度位置について、前記回動部(57)の回動中心を0°とし、前記回動部(57)から前記第2の円弧状部材(56)を介して前記締結部(58)に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置αを定義した場合に、
前記粗面領域(7)は、120°≦α≦240°の条件を満たす角度範囲内に形成された締結部側粗面領域(7D)を含む。
上記7)の構成によれば、締結部側粗面領域(7D)は、締結装置(5E、カップリング54)の締結力が大きく作用するため、面圧が高いものになっている。面圧が高い部分に限定して粗面領域(7)を設けることで、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、面圧が高い部分に限定して粗面領域(7)を設けることで、粗面領域(7)を小さくできるため、粗面領域(7)を形成するための加工コストを低減できる。すなわち、上記6)の構成によれば、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれの抑制しつつ、上記加工コストの低減が図れる。
8)幾つかの実施形態では、上記1)又は2)に記載の回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記少なくとも1つの締結装置(5(5D))は、
前記第2接合部(42)に形成された貫通孔(411)を挿通して、前記第1接合部(32)に螺合する軸部(531)と、
前記第1接合部(32)との間に前記第2接合部(42)を挟持するように構成された頭部(532)と、を含む締結ボルト(53)を含む。
前記少なくとも1つの締結装置(5(5D))は、
前記第2接合部(42)に形成された貫通孔(411)を挿通して、前記第1接合部(32)に螺合する軸部(531)と、
前記第1接合部(32)との間に前記第2接合部(42)を挟持するように構成された頭部(532)と、を含む締結ボルト(53)を含む。
上記8)の構成によれば、締結ボルト(53)により、第1接合部(32)と第2接合部(42)とを締結できる。粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを抑制できるので、その分だけ締結ボルト(53)による締結力を低減可能である。これにより、締結ボルト(53)の小径化が可能であり、ケーシング(2)やケーシング(2)を備える回転機械(1)の設計自由度が向上する。
9)幾つかの実施形態では、上記1)から8)までの何れかに記載の回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記第2のハウジング(4)は、前記第1のハウジング(3)よりも硬い材料により形成され、
前記第2のハウジング(4)の前記第2面(41)に前記粗面領域(7)が形成された。
前記第2のハウジング(4)は、前記第1のハウジング(3)よりも硬い材料により形成され、
前記第2のハウジング(4)の前記第2面(41)に前記粗面領域(7)が形成された。
上記9)の構成によれば、第1のハウジング(3)よりも硬い材料により形成された第2のハウジング(4)における第2面(41)に粗面領域(7)を形成することで、第1面(31)と第2面(41)とが当接したときに、粗面領域(7)に形成された凸部(74)が第1面(31)に食い込むため、第1面(31)と第2面(41)との間の接着性を高めることができる。これにより、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを効果的に抑制できる。
10)幾つかの実施形態では、上記1)から9)までの何れかに記載の回転機械(1)のケーシング(2)であって、
前記複数のレーザー照射痕(71)は、レーザー光の出力が100W以下であるレーザーマーカー装置(8)から照射される前記レーザー光により形成された。
前記複数のレーザー照射痕(71)は、レーザー光の出力が100W以下であるレーザーマーカー装置(8)から照射される前記レーザー光により形成された。
上記10)の構成によれば、第1面(31)や第2面(41)に出力が100W以下のレーザー光を照射することで、好適な表面粗さを有する粗面領域(7)が形成される。この粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1面(31)と第2面(41)との間の摩擦抵抗や接着性を効果的に向上させることができる。これにより、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、レーザー光の出力が100W以下のレーザーマーカー装置(8)は、レーザー光の出力が100Wを超えるレーザー光照射装置よりも安価であるため、設備コストの増大化を抑制することができる。
11)本開示の少なくとも一実施形態にかかる回転機械(1)は、
上記1)から10)までの何れかに記載の回転機械(1)のケーシング(2)と、
前記ケーシング(2)に回転可能に収容されるインペラ(12)と、を備える。
上記1)から10)までの何れかに記載の回転機械(1)のケーシング(2)と、
前記ケーシング(2)に回転可能に収容されるインペラ(12)と、を備える。
上記11)の構成によれば、複数のハウジング(第1のハウジング3、第2のハウジング4など)により構成されたケーシング(2)におけるハウジング(3、4)間の位置ずれを抑制できるため、ケーシング(2)に少なくとも一部が収容されたアクチュエータの動作不良を抑制できる。アクチュエータの動作不良を抑制することで、回転機械(1)の信頼性を向上できる。
12)本開示の少なくとも一実施形態にかかる回転機械(1)のケーシング(2)の製造方法(100)は、
複数のハウジング(3、4)が連結されるように構成された回転機械(1)のケーシング(2)の製造方法(100)であって、
前記複数のハウジング(3、4)は、
前記回転機械(1)の径方向に沿って延在する第1面(31)を有する第1接合部(32)を含む第1のハウジング(3)と、
前記径方向に沿って延在して前記第1面(31)に当接する第2面(41)を有する第2接合部(42)を含む第2のハウジング(4)と、を含み、
前記回転機械(1)のケーシング(2)の製造方法(100)は、
前記第1面(31)又は前記第2面(41)の少なくとも一方に、レーザー光を照射して複数のレーザー照射痕(71)を含む粗面領域(7)を形成する粗面領域形成ステップ(S101)を備える。
複数のハウジング(3、4)が連結されるように構成された回転機械(1)のケーシング(2)の製造方法(100)であって、
前記複数のハウジング(3、4)は、
前記回転機械(1)の径方向に沿って延在する第1面(31)を有する第1接合部(32)を含む第1のハウジング(3)と、
前記径方向に沿って延在して前記第1面(31)に当接する第2面(41)を有する第2接合部(42)を含む第2のハウジング(4)と、を含み、
前記回転機械(1)のケーシング(2)の製造方法(100)は、
前記第1面(31)又は前記第2面(41)の少なくとも一方に、レーザー光を照射して複数のレーザー照射痕(71)を含む粗面領域(7)を形成する粗面領域形成ステップ(S101)を備える。
上記12)の方法によれば、粗面領域形成ステップ(S101)で形成される粗面領域(7)は、レーザー光の照射により形成された凹凸を有するため、レーザー光が照射されていない領域(72)に比べて、表面が荒く摩擦係数が大きくなっている。摩擦係数が大きな粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1面(31)と第2面(42)との間の摩擦抵抗を大きなものにできる。また、粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1面(31)と第2面(41)との間の接着性を高めることができる。これにより、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを抑制できる。
13)幾つかの実施形態では、上記12)に記載の回転機械(1)のケーシング(2)の製造方法(100)であって、
前記粗面領域形成ステップ(S101)では、前記レーザー光の出力が100W以下であるレーザーマーカー装置(8)から照射される前記レーザー光により、前記粗面領域(7)が形成される。
前記粗面領域形成ステップ(S101)では、前記レーザー光の出力が100W以下であるレーザーマーカー装置(8)から照射される前記レーザー光により、前記粗面領域(7)が形成される。
上記13)の方法によれば、第1面(31)や第2面(41)に出力が100W以下のレーザー光を照射することで、好適な表面粗さを有する粗面領域(7)が形成される。この粗面領域(7)を第1面(31)又は第2面(41)に設けることで、第1面(31)と第2面(41)との間の摩擦抵抗や接着性を効果的に向上させることができる。これにより、第1のハウジング(3)と第2のハウジング(4)との間の位置ずれを効果的に抑制できる。また、レーザー光の出力が100W以下のレーザーマーカー装置(8)は、レーザー光の出力が100Wを超えるレーザー光照射装置よりも安価であるため、設備コストの増大化を抑制することができる。
1 回転機械
2 ケーシング
3 第1のハウジング
4 第2のハウジング
5,5A~5E 締結装置
6 ターボチャージャ
7 粗面領域
7A 第1の粗面領域
7B 第2の粗面領域
7C 回動部側粗面領域
7D 締結部側粗面領域
8 レーザーマーカー装置
11 回転シャフト
12 インペラ
21 位置決めピン
31 第1面
32 第1接合部
33 凹部
41 第2面
42 第2接合部
51 支持板
52,53 締結ボルト
54 カップリング
55 第1の円弧状部材
56 第2の円弧状部材
57 回動部
58 締結部
61 コンプレッサインペラ
62 タービン翼
63 ベアリング
64 コンプレッサハウジング
65 タービンハウジング
66 センターハウジング
71 レーザー照射痕
72 領域
73 凹部
74 凸部
81 レーザー光照射部
82 照射位置調整部
100 ケーシングの製造方法
LA 軸線
RC 回動中心
2 ケーシング
3 第1のハウジング
4 第2のハウジング
5,5A~5E 締結装置
6 ターボチャージャ
7 粗面領域
7A 第1の粗面領域
7B 第2の粗面領域
7C 回動部側粗面領域
7D 締結部側粗面領域
8 レーザーマーカー装置
11 回転シャフト
12 インペラ
21 位置決めピン
31 第1面
32 第1接合部
33 凹部
41 第2面
42 第2接合部
51 支持板
52,53 締結ボルト
54 カップリング
55 第1の円弧状部材
56 第2の円弧状部材
57 回動部
58 締結部
61 コンプレッサインペラ
62 タービン翼
63 ベアリング
64 コンプレッサハウジング
65 タービンハウジング
66 センターハウジング
71 レーザー照射痕
72 領域
73 凹部
74 凸部
81 レーザー光照射部
82 照射位置調整部
100 ケーシングの製造方法
LA 軸線
RC 回動中心
Claims (13)
- 複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械のケーシングであって、
前記回転機械の径方向に沿って延在する第1面を有する第1接合部を含む第1のハウジングと、
前記径方向に沿って延在して前記第1面に当接する第2面を有する第2接合部を含む第2のハウジングと、
前記第1接合部と前記第2接合部とを前記回転機械の軸方向に締結する少なくとも1つの締結装置と、を備え、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方は、レーザー光の照射により形成された複数のレーザー照射痕が形成された粗面領域を少なくとも一部に含む、
回転機械のケーシング。 - 前記粗面領域は、
前記第1面又は前記第2面のうちの一方の面に形成された第1の粗面領域と、
前記一方の面における前記第1の粗面領域から前記回転機械の周方向に離隔した位置に設けられた第2の粗面領域と、を含む、
請求項1に記載の回転機械のケーシング。 - 前記第1接合部は、前記第2接合部の外周縁部を嵌合可能な凹部を有し、
前記少なくとも1つの締結装置は、
前記第1接合部の前記凹部との間に前記第2接合部の前記外周縁部を挟み込む内周部と、前記第2接合部よりも前記回転機械の径方向における外側に突出する外周部と、を含む支持板と、
前記第1接合部に前記支持板の前記外周部を締結する締結ボルトと、を含む、
請求項1又は2に記載の回転機械のケーシング。 - 前記締結ボルトの頭部締結面から前記締結ボルトの締結力作用方向に向かうにつれて前記締結力作用方向に対して傾斜角θだけ拡径する円錐台形空間を定義したときに、前記粗面領域は、前記傾斜角θが0°以上30°以下の条件を満たす前記円錐台形空間に存在するように構成された、
請求項3に記載の回転機械のケーシング。 - 前記少なくとも1つの締結装置は、
前記第1接合部および前記第2接合部に対して前記径方向における外側から嵌合する第1嵌合溝を有するとともに、前記回転機械の周方向に沿って延在する第1の円弧状部材と、
前記第1接合部および前記第2接合部に対して前記径方向における外側から嵌合する第2嵌合溝を有するとともに、前記回転機械の周方向に沿って延在する第2の円弧状部材と、
前記第1の円弧状部材の一端部と前記第2の円弧状部材の一端部とを回動可能に連結するように構成された回動部と、
前記第1の円弧状部材の他端部と前記第2の円弧状部材の他端部とを締結する締結部と、を含む、
請求項1又は2に記載の回転機械のケーシング。 - 前記回転機械の軸線周りの角度位置について、前記回動部の回動中心を0°とし、前記回動部から前記第2の円弧状部材を介して前記締結部に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置αを定義した場合に、
前記粗面領域は、-60°≦α≦60°の条件を満たす角度範囲内に形成された回動部側粗面領域を含む、
請求項5に記載の回転機械のケーシング。 - 前記回転機械の軸線周りの角度位置について、前記回動部の回動中心を0°とし、前記回動部から前記第2の円弧状部材を介して前記締結部に向かって徐々に角度が大きくなるように角度位置αを定義した場合に、
前記粗面領域は、120°≦α≦240°の条件を満たす角度範囲内に形成された締結部側粗面領域を含む、
請求項5又は6に記載の回転機械のケーシング。 - 前記少なくとも1つの締結装置は、
前記第2接合部に形成された貫通孔を挿通して、前記第1接合部に螺合する軸部と、
前記第1接合部との間に前記第2接合部を挟持するように構成された頭部と、を含む締結ボルトを含む、
請求項1又は2に記載の回転機械のケーシング。 - 前記第2のハウジングは、前記第1のハウジングよりも硬い材料により形成され、
前記第2のハウジングの前記第2面に前記粗面領域が形成された、
請求項1乃至8の何れか1項に記載の回転機械のケーシング。 - 前記複数のレーザー照射痕は、レーザー光の出力が100W以下であるレーザーマーカー装置から照射される前記レーザー光により形成された、
請求項1乃至9の何れか1項に記載の回転機械のケーシング。 - 請求項1乃至10の何れか一項に記載のケーシングと、
前記ケーシングに回転可能に収容されるインペラと、を備える、
回転機械。 - 複数のハウジングが連結されるように構成された回転機械のケーシングの製造方法であって、
前記複数のハウジングは、
前記回転機械の径方向に沿って延在する第1面を有する第1接合部を含む第1のハウジングと、
前記径方向に沿って延在して前記第1面に当接する第2面を有する第2接合部を含む第2のハウジングと、を含み、
前記回転機械のケーシングの製造方法は、
前記第1面又は前記第2面の少なくとも一方に、レーザー光を照射して複数のレーザー照射痕を含む粗面領域を形成する粗面領域形成ステップを備える、
回転機械のケーシングの製造方法。 - 前記粗面領域形成ステップでは、前記レーザー光の出力が100W以下であるレーザーマーカー装置から照射される前記レーザー光により、前記粗面領域が形成される、
請求項12に記載の回転機械のケーシングの製造方法。
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