JP6661004B2 - ラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法、及びラジアルコンプレッサの製造方法 - Google Patents

ラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法、及びラジアルコンプレッサの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法、及びラジアルコンプレッサの製造方法に関する。
コンプレッサの一種として、ラジアルコンプレッサが知られている。このラジアルコンプレッサでは、インペラから流出したガスを螺旋状に形成された流路を有するスクロール部に導入して周方向に案内し、その後吐出するようになっている。このスクロール部の内周側にはインペラに対向するように配置され、インペラからのガスをスクロール部の流路に導くディフューザ部が設けられている。
ここで、引用文献１、及び引用文献２に記載されたラジアルコンプレッサのように、例えば自動車のターボチャージャに用いられるラジアルコンプレッサのケーシングは、軽量化等のため樹脂製となっている場合がある。
特表２０１１−５０３４３９号公報 特表２０１２−５２４８６０号公報
上述した樹脂製のケーシングは、樹脂成形金型内に樹脂を注入することで製造される。しかしながらディフューザ部を成形後にスクロール部に組み込む際、ディフューザ部とスクロール部との位置関係を合せることが難しい。ディフューザ部とスクロール部との間の位置関係が設計上の位置関係からずれてしまうと、ディフューザ部とインペラとの間のチップクリアランスが設計値と異なってしまう。この結果、コンプレッサの性能が低下してしまうという問題がある。
そこで本発明は、ディフューザ部の位置ずれを回避し、性能低下を抑制することのできるラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法、及びラジアルコンプレッサの製造方法を提供する。
本発明の第一の態様に係るラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法は、インペラの回転軸線の方向に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなして前記インペラにガスを導入する吸気部と、前記インペラ及び前記吸気部の外周側に配置されて周方向に沿って延びて該周方向に開口する吐出口と該吐出口に向かって前記インペラからの前記ガスが流通するスクロール流路における前記回転軸線の方向の前記吸気部側の内面とを有する第一本体部とを、樹脂の一体成形によって成形する吸気側ケーシング成形工程と、前記スクロール流路における前記回転軸線の方向の前記インペラ側の内面を有する第二本体部と、前記第二本体部の径方向内側で前記吸気部と前記インペラとで前記回転軸線の方向に挟まれる位置に配置されて前記スクロール流路の径方向内側の内面を有するとともに前記ガスを前記インペラから前記スクロール流路内に導くディフューザ部とを、前記吸気側ケーシング成形工程で用いた樹脂成形金型によって樹脂の一体成形で成形するインペラ側ケーシング成形工程と、一体成形した前記吸気部及び第一本体部と、一体成形した前記第二本体部及び前記ディフューザ部とを、前記樹脂成形金型のスライドによって組み合わせるダイスライド工程と、互いに組み合わされた前記吸気部及び第一本体部と、前記第二本体部及び前記ディフューザ部との間を接合する接合工程と、を含んでいる。
このようなケーシングの製造方法によれば、樹脂の一体成形で吸気部、第一本体部、ディフューザ部、及び第二本体部を成形するとともに、ダイスライド成形を用いてケーシングを製造する。よって、一つの樹脂成形金型を用いてケーシングの製造を行うことが可能であるため、製造の手間を削減し、製造コストを抑えつつケーシングの製造が可能となる。
また、インペラ側ケーシング成形工程では、ディフューザ部と第二本体部とを一体で成形する。このため成形後にディフューザ部を第二本体部に組み込む作業を行う必要がなく、これらディフューザ部と第二本体部との位置関係が、所定の位置関係からずれてしまうことがなくなる。
また、所定のチップクリアランスを得るために、ディフューザ部におけるインペラとの対向面の形状を整えるような後加工等が不要となるため、製造コストの低減が可能となる。
また、本発明の第二の態様に係るラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法では、上記第一の態様のケーシングの製造方法は、前記ディフューザ部と前記吸気部とで前記回転軸線の方向に挟まれる位置に配置されるように、かつ、前記吸気部の内面に接触するように、筒状をなす金属製のスリーブを、前記吸気側ケーシング成形工程の前に該吸気側ケーシング成形工程で用いる樹脂成形金型内に挿入するインサート工程をさらに含んでいてもよい。
このようなインサート工程を実行することで、金属製のスリーブを吸気部の内側に容易に設けることができる。金属製のスリーブを事前に樹脂成形金型内にインサートして設けたことで、吸気側ケーシング成形工程で実行される冷却工程で、樹脂の収縮による吸気部及び第一本体部の変形を抑制することができる。よって、ディフューザ部におけるインペラとの対向面の形状を整えるような後加工等を不要としつつ、インペラとのチップクリアランスを設計値の通りにすることができる。
また仮に、ラジアルコンプレッサの運転時にインペラが破損した際にも、金属製のスリーブによって破損したインペラの破片がコンプレッサ外に飛散することを抑制することができる。
また、本発明の第三の態様に係るラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法では、上記第二の態様のケーシングの製造方法は、前記インサート工程の前に、前記スリーブにおける前記吸気部の内面に接触する接触面を粗面化する粗化工程をさらに含んでいてもよい。
このような粗化工程を実行することで、スリーブにおける吸気部への接触面が粗面となるため、スリーブを吸気部に対して所定の位置にしっかりと固定することができる。
また、本発明の第四の態様に係るラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法では、上記第一から第三のいずれかの態様のケーシングの製造方法は、前記インペラ側ケーシング成形工程の前に、該インペラ側ケーシング成形工程で用いる樹脂成形金型に設けられる成形品の取出し用のエジェクタピンを挿入する孔部に該孔部の中途位置まで、前記エジェクタピンを前記インペラ側ケーシング成形工程での樹脂注入前に挿入しておくピン挿入工程をさらに含んでいてもよい。
このようなピン挿入工程を実行することで、成形品となる第二本体部及びディフューザ部の成形時には樹脂がエジェクタピンの先端との間まで孔部内に入り込み、成形品には、該成形品と一体に成形品の表面から突出して孔部内に挿入された柱状部が形成される。よって、この柱状部によって、ダイスライド工程実行前に、成形品となる第二本体部及びディフューザ部が金型上で位置ずれしてしまうことを回避することができる。
また、本発明の第五の態様に係るラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法では、上記第一から第四のいずれかの態様の前記吸気側ケーシング成形工程、及びインペラ側ケーシング成形工程では、第一本体部及び前記第二本体部の各々の外周端に、前記回転軸線に沿って互いに離間する方向に突出する凸部を形成してもよい。
第一本体部及び第二本体部が、このような凸部を有することで、成形時の冷却工程で第一本体部及び第二本体部が収縮しようとする際に、この凸部が樹脂成形金型に引っ掛かる。このため、第一本体部及び第二本体部の径方向への収縮が抑制され、設計通りの寸法でケーシングを製造することが可能となる。従って、コンプレッサの性能低下を抑制することができる。
また、本発明の第六の態様に係るラジアルコンプレッサの製造方法は、上記第一から第五のいずれかの態様のケーシングの製造方法と、前記ケーシングにインペラ及び該インペラが嵌合する回転軸を設ける組立工程と、を含んでいる。
このようなラジアルコンプレッサの製造方法によれば、上記のケーシングの製造方法が実行されることで、一つの樹脂成形金型を用いてケーシングの製造を行うことが可能であるため、製造の手間を削減し、製造コストを抑えつつケーシングの製造が可能となる。
またディフューザ部と第二本体部とを一体で成形するため、成形後にディフューザ部を第二本体部に組み込む作業を行う必要がなく、これらディフューザ部と第二本体部との間での位置関係が所定の位置関係からずれてしまうことがなくなる。
また、ディフューザ部の位置ずれを回避できるので、所定のチップクリアランスを得るためにディフューザ部におけるインペラとの対向面の形状を整えるような後加工等が不要となる。よって、製造コストの低減が可能となる。
上記のラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法、及びラジアルコンプレッサの製造方法では、ディフューザ部の位置ずれを回避し、性能低下を抑制することが可能となる。
本発明の実施形態に係る製造方法で製造されるラジアルコンプレッサの全体上面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法で製造されるラジアルコンプレッサの全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る製造方法で製造されるラジアルコンプレッサのケーシングの縦断面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法の工程を示すフロー図である。 本発明の実施形態に係る製造方法の吸気側ケーシング成形工程とインペラ側ケーシング成形工程とを実行している様子を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法のダイスライド工程を実行している様子を示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係る製造方法の二次成形工程を実行している様子を示す縦断面図である。 本発明の実施形態の第一変形例に係る製造方法で製造されるラジアルコンプレッサの全体上面図である。 本発明の実施形態の第二変形例に係る製造方法で用いられる樹脂成形金型、及びこの樹脂成形金型で成形される成形品を示す縦断面図である。 本発明の実施形態の第二変形例に係る製造方法の工程を示すフロー図である。
以下、本発明の実施形態におけるラジアルコンプレッサ１の製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法で製造されるラジアルコンプレッサ１（以下、単にコンプレッサ１とする）は、例えば車両に搭載されるターボチャージャ用のコンプレッサである。
図１及び図２に示すように、コンプレッサ１は、インペラ２と、インペラ２が嵌合することでインペラ２と一体で回転軸線Ｏを中心として回転する回転軸３と、インペラ２を覆うケーシング１０とを備えている。
次に、ケーシング１０について説明する。
図１から図３に示すように、ケーシング１０は、インペラ２にガスＧ（例えば空気）を導入する吸気部１１と、インペラ２から流出したガスＧが流通してこのガスＧを吐出するスクロール部１２と、吸気部１１とスクロール部１２とを接続する複数のリブ１３とを備えている。ケーシング１０は、さらに、吸気部１１の内側に配置された内筒部１４と、吸気部１１と内筒部１４とを接続する複数の内部リブ１５とを備えている。
吸気部１１は、インペラ２に対して回転軸線Ｏの方向の一方に配置されて回転軸線Ｏの方向に延び、回転軸線Ｏの方向に開口する円筒状をなしている。吸気部１１は、インペラ２に向かって回転軸線Ｏの方向の一方からガスＧを吸込み、インペラ２の流路（不図示）に向けてガスＧを導入する。また、吸気部１１の材料は、熱可塑性プラスチック等の樹脂（例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＡ９Ｔ・ＰＡ４６・ＰＡ６Ｔ（ポリアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等）である。
スクロール部１２は、インペラ２及び吸気部１１の外周側に配置されている。このスクロール部１２はインペラ２及び回転軸３の周方向に環状に延びるスクロール流路２０を内部に有している。スクロール部１２は、周方向の一方の端部に設けられて、スクロール流路２０の開口部２０ａを形成する円筒状の吐出口２１をさらに有している。
ここで吐出口２１側となるスクロール部１２における周方向の一方側の端部をスクロール部１２の吐出側とし、周方向の他方側の端部をスクロール部１２の巻き始め側とする。吐出側の端部と巻き始め側の端部とは隣接している。
スクロール流路２０は、巻き始め側から吐出側に向かって、周方向に直交する断面での流路断面積が漸次拡大する。これによりスクロール部１２は、巻き始め側から吐出側に向かって外形寸法が漸次拡大する。また、スクロール流路２０の周方向に直交する断面での流路断面の形状は円形状をなしている。これによりスクロール部１２における回転軸線Ｏの方向を向く面の外形形状はスクロール流路２０の形状に沿って曲面状に形成されている。
また、スクロール部１２は、回転軸線Ｏの一方でスクロール流路２０の内面を形成する第一本体部２２と、回転軸線Ｏの他方でスクロール流路２０の内面を形成する第二本体部２３と、スクロール流路２０の径方向内側の内面を形成するディフューザ部２４と、ディフューザ部２４と吸気部１１との間に配置されたスリーブ２５とをさらに備えている。
第一本体部２２は、回転軸線Ｏを中心とした環状をなしている。スクロール部１２における回転軸線Ｏの方向の一方側の部分である第一本体部２２は、吸気部１１の外周面１１ｂを外周から取り囲むように設けられている。また、第一本体部２２は吸気部１１と同様に樹脂製である。第一本体部２２には、周方向の一方側の端部で吐出口２１が接続されている。本実施形態では、第一本体部２２と吐出口２１とは一体で製造されている。
具体的には、第一本体部２２は、回転軸線Ｏを中心とした環状をなす環状部２２ａと、環状部２２ａの径方向外側の端部（外周端）で周方向にわたって、回転軸線Ｏの方向の一方へ回転軸線Ｏに沿って突出する凸部２２ｂとを有している。また、第一本体部２２は、環状部２２ａの径方向外側の端部（外周端）に設けられて、回転軸線Ｏの方向の他方を向く面２２ｃと、この面２２ｃから回転軸線Ｏの方向の一方へ周方向にわたって凹む凹部２２ｄとをさらに有している。
第二本体部２３は回転軸線Ｏを中心とした環状をなす環状部２３ａと、環状部２３ａの径方向外側の端部（外周端）で周方向にわたって、回転軸線Ｏの方向の他方へ回転軸線Ｏに沿って突出する凸部２３ｂとを有している。また、第二本体部２３は、径方向外側の端部（外周端）に設けられて、回転軸線Ｏの方向の一方を向く面２３ｃと、この面２３ｃから回転軸線Ｏの方向の他方へ、周方向にわたって凹む凹部２３ｄとをさらに有している。
凸部２３ｂは、第一本体部２２における凸部２２ｂと略同一形状をなしており、これら凸部２２ｂ、２３ｂは径方向の同じ位置に配置されている。凸部２３ｂと凸部２２ｂとは、回転軸線Ｏの方向に互いに離間する方向に延びている。
凹部２３ｄは、第一本体部２２における凹部２２ｄと略同一形状をなしている。
また第二本体部２３は、吸気部１１及び第一本体部２２と同様に樹脂製である。そして第二本体部２３は、第一本体部２２に回転軸線Ｏの方向に対向して設けられている。本実施形態では第二本体部２３は、第一本体部２２とは別体で製造され、第一本体部２２に接合されている。より詳しくは、第二本体部２３の面２３ｃと第一本体部２２の面２２ｃとが接触し、かつ、第二本体部２３の凹部２３ｄと第一本体部２２の凹部２２ｄとが径方向の同じ位置に配置されて凹部２３ｄと凹部２２ｄとが回転軸線Ｏの方向に対向している。
ディフューザ部２４は、回転軸線Ｏを中心とした環状をなしている。ディフューザ部２４は、第二本体部２３の径方向内側で、吸気部１１とインペラ２とによって回転軸線Ｏの方向に挟まれる位置に配置されている。
ディフューザ部２４のインペラ２に対向する対向面２４ａは、インペラ２のチップの形状に対応した形状に形成されている。この対向面２４ａとインペラ２との間の距離がチップクリアランスである。
そして、ディフューザ部２４の対向面２４ａよりも、第二本体部２３における回転軸線Ｏの方向の他方の端部の方が、回転軸線Ｏの他方に配置されている。これにより、スクロール流路２０が径方向内側に環状に開口する開口部２０ｂを有している。インペラ２から流出したガスＧはこの開口部２０ｂからスクロール流路２０に流入する。
ディフューザ部２４は、第一本体部２２と別体で製造され、第一本体部２２に回転軸線Ｏの方向の他方側から接合されている。
スリーブ２５は、ディフューザ部２４と吸気部１１とで回転軸線Ｏ方向に挟まれる位置に配置されている。スリーブ２５は金属製である。またスリーブ２５は、回転軸線Ｏの方向に延びる筒状部２６と、筒状部２６における回転軸線Ｏの方向の他方側の端部に筒状部２６と一体に設けられた鍔部２７とを備えている。
筒状部２６は、回転軸線Ｏを中心とした円筒状をなしている。筒状部２６の外周面は、吸気部１１の内周面１１ａに接触する接触面２６ａである。この接触面２６ａは、レーザー等の粗面化処理を行うことで粗面となっている。また、スリーブ２５の内周面２５ａは、吸気部１１の内周面１１ａとの間で段差が形成されないように、吸気部１１の内周面１１ａと面一になっている。
鍔部２７は、回転軸線Ｏを中心とした環状をなしている。鍔部２７は筒状部２６の外周面から径方向外側に突出して設けられている。
ここで第一本体部２２における径方向内側に位置し、第一本体部２２とディフューザ部２４とで挟まれる領域には回転軸線Ｏを中心とした環状の隙間Ａ２が設けられている。この隙間Ａ２内に鍔部２７が配置されている。そして鍔部２７の回転軸線Ｏの方向の一方を向く面は第一本体部２２に接触する接触面２７ａとなっている。この接触面２７ａについても粗面となっていてもよい。また、鍔部２７の回転軸線Ｏの方向の他方を向く面はディフューザ部２４と回転軸線Ｏの方向に離れた位置に配置されている。
本実施形態のスクロール部１２は、上記の隙間Ａ２に充填された充填材３０をさらに備えている。充填材３０は、第一本体部２２、第二本体部２３、及びディフューザ部２４の材料と同じ樹脂である。この充填材３０により、第一本体部２２とディフューザ部２４とが互いに固定されている。
また、凹部２２ｄと凹部２３ｄとによって形成される周方向に延びる隙間Ａ３にも、充填材３０が充填されて、第一本体部２２と第二本体部２３とが互いに接合されている。
複数のリブ１３は、吸気部１１の外周面１１ｂと、第一本体部２２における回転軸線Ｏの方向の一方を向く外面２２ｅとを接続している。これらのリブ１３は吸気部１１及び第一本体部２２と同様に樹脂製であって、吸気部１１及び第一本体部２２と一体で成形される。
これらのリブ１３は、周方向に間隔をあけて、スクロール部１２の周方向にわたって設けられている。リブ１３の周方向の設置間隔は、巻き始め側から吐出側に向かって漸次小さくなっていく。またこれらのリブ１３は、第一本体部２２の外面２２ｅ上で径方向に延びており、リブ１３の径方向の延在方向の全域で、外面２２ｅに接続されている。
また、第一本体部２２の外面２２ｅ上でのリブ１３の長さは、周方向に巻き始め側から吐出側に向かって漸次小さくなっている。
またこれらリブ１３は、吸気部１１の外周面１１ｂに沿って回転軸線Ｏの方向に延びており、リブ１３の回転軸線Ｏの方向の延在方向の全域で、吸気部１１の外周面１１ｂに接続されている。全てのリブ１３の吸気部１１の外周面１１ｂ上での長さ寸法は同じである。
内筒部１４は、回転軸線Ｏを中心とした円筒状をなしており、内筒部１４の内側をガスＧが流通する。内筒部１４の回転軸線Ｏの方向の一方側の端部は、吸気部１１の回転軸線Ｏの方向の一方の端部よりも、回転軸線Ｏの方向の他方に位置している。即ち、内筒部１４は吸気部１１に収容されている。内筒部１４は、吸気部１１と同様に樹脂製である。内筒部１４は例えば、吸気部１１、第一本体部２２、及びリブ１３と一体で成形される。即ち、内筒部１４によって吸気部１１は二重管構造となっている。
本実施形態では、内筒部１４の外周面１４ａは吸気部１１の内周面１１ａと径方向に離れた位置に配置されている。さらに、内筒部１４の回転軸線Ｏの方向の他方側の端部は、ディフューザ部２４における回転軸線Ｏの方向の一方の端部と間隔をあけて設けられている。これにより、内筒部１４とディフューザ部２４との間には回転軸線Ｏを中心とした環状のスリットＳＬが形成されている。
内部リブ１５は、内筒部１４の外周面１４ａと吸気部１１の内周面１１ａとの間に、回転軸線Ｏの方向に延在して設けられている。また内部リブ１５は、周方向に等間隔をあけて複数が設けられている。
これにより、内部リブ１５同士の間には、回転軸線Ｏの方向の両側で内筒部１４の内側に連通する空間Ａ１が画成されている。これら空間Ａ１は、回転軸線Ｏの他方側でスリットＳＬを介して内筒部１４の内側に連通している。またこれら空間Ａ１は、回転軸線Ｏの一方側でも回転軸線Ｏの方向に開口し、内筒部１４の内側に連通している。
本実施形態では、スクロール部１２がスリーブ２５を備えるので、内部リブ１５における回転軸線Ｏの方向の他方側の部分は、スリーブ２５の内周面２５ａに接続され、内部リブ１５における回転軸線Ｏの方向の一方側の部分は、吸気部１１の内周面１１ａに接続されている。
次に、図４から図７を参照して、本実施形態のコンプレッサ１の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、スリーブ準備工程Ｓ１と、粗化工程Ｓ２と、インサート工程Ｓ３と、一次成形工程Ｓ４と、ダイスライド工程Ｓ５と、二次成形工程（接合工程）Ｓ６とを含むケーシング１０の製造方法と、当該ケーシング１０の製造方法の後に実行される組立工程Ｓ７とを含んでいる。
まず、スリーブ準備工程Ｓ１を実行して、上記の金属製のスリーブ２５を準備する。その後、粗化工程Ｓ２を実行し、スリーブ２５における接触面２６ａに例えばレーザー光を照射して接触面２６ａを粗化する。
次に、インサート工程Ｓ３を実行する。インサート工程Ｓ３では、第一本体部２２及び吸気部１１を成形する樹脂成形金型１００内の所定の位置に、スリーブ２５を挿入して設置する。
ここで樹脂成形金型１００は第一金型１１０と、第一金型１１０に突き合わされる第二金型１１１とを有している。スリーブ２５は、第一金型１１０側にインサートされる。
その後、一次成形工程Ｓ４を実行する。一次成形工程Ｓ４は、吸気側ケーシング成形工程Ｓ４ａとインペラ側ケーシング成形工程Ｓ４ｂとを含んでいる。
図５に示すように、吸気側ケーシング成形工程Ｓ４ａでは、スリーブ２５が設置された樹脂成形金型１００に樹脂を注入し、第一本体部２２と吸気部１１とを一体で成形する。これにより金属製のスリーブ２５と第一本体部２２と吸気部１１とが一体で成形される。本実施形態では、内筒部１４及び内部リブ１５についても、第一本体部２２及び吸気部１１と一体で樹脂成形される。
そして、インペラ側ケーシング成形工程Ｓ４ｂは吸気側ケーシング成形工程Ｓ４ａとともに実行される。樹脂成形金型１００には、第一本体部２２と吸気部１１とを一体で形成する部分と、第二本体部２３とディフューザ部２４とを一体で成形する部分とが並んで設けられている。
インペラ側ケーシング成形工程Ｓ４ｂでは、上記の樹脂成形金型１００内に樹脂を注入し、第二本体部２３とディフューザ部２４とを一体で成形する。
次に、ダイスライド工程Ｓ５を実行する。図６に示すように、樹脂成形金型１００における第一金型１１０と第二金型１１１とをスライドさせる。これにより、第一金型１１０上に配置されている一体成形した吸気部１１及び第一本体部２２と、第二金型１１１上に配置されている第二本体部２３及びディフューザ部２４とを対向させる。
次に、二次成形工程Ｓ６を実行する。即ち、図７に示すように、第一金型１１０上に配置されている第一本体部２２と、第二金型１１１上に配置されている第二本体部２３とを対向させて配置させたことで、これら第一本体部２２と第二本体部２３との間に形成された隙間Ａ３、及び、第一本体部２２とディフューザ部２４との間に形成された隙間Ａ２に樹脂（充填材３０）を充填することで、第一本体部２２と第二本体部２３とを接合する。
これにより、ケーシング１０が製造される。ここで、二次成形工程Ｓ６を実行後に、検査工程を実行してもよい。
そして組立工程Ｓ７を実行し、ケーシング１０にインペラ２及び該インペラ２が嵌合する回転軸３を、ディフューザ部２４の対向面２４ａにインペラ２のチップが対向するように、回転軸３の中心が回転軸線Ｏに一致するように設ける（図１参照）。
以上説明した本実施形態のコンプレッサ１の製造方法によれば、一つの樹脂成形金型１００を用いて、吸気部１１と第一本体部２２とを成形し、同時にディフューザ部２４と第二本体部２３とを成形することができる。その後、樹脂成形金型１００の第一金型１１０と第二金型１１１とスライドさせることで成形品同士を接合することができる。即ち、いわゆるダイスライド成形を用いてケーシング１０を製造することができる。よって製造の手間を削減でき、樹脂成形金型の数量を低減することができるため、製造コストを抑えつつケーシングの製造が可能となる。
また、インペラ側ケーシング成形工程Ｓ４ｂでは、ディフューザ部２４と第二本体部２３とを一体で成形する。このため成形後にディフューザ部２４を第二本体部２３に組み込む作業を行う必要がなく、これらディフューザ部２４と第二本体部２３との間での位置関係が、所定の位置関係からずれてしまうことがなくなる。即ち、ディフューザ部２４の軸が回転軸線Ｏからずれてしまうことを回避することができる。この結果、例えば所定のチップクリアランスを得るためにディフューザ部２４における対向面２４ａの形状を整えるような後加工等が不要となる。
よって、本実施形態では、上述のようにケーシング１０の製造コストの低減しつつディフューザ部２４の位置ずれを回避し、性能低下を抑制することができる
また、インサート工程Ｓ３を実行することで、金属製のスリーブ２５を吸気部１１の内側に容易に設けることができる。そして金属製のスリーブ２５を一次成形工程Ｓ４の前に樹脂成形金型１００内にインサートして設けたことで、吸気側ケーシング成形工程Ｓ４ａで実行される冷却工程で、樹脂の収縮による吸気部１１及び第一本体部２２の変形を抑制することができる。よって、樹脂が収縮変形することでディフューザ部２４の位置ずれが生じてしまうことがなくなるので、対向面２４ａに後加工等を行うことを不要としつつインペラ２とのチップクリアランスを設計値の通りに設定することができる。
さらに金属製のスリーブ２５を設けたことで、仮にラジアルコンプレッサ１の運転時にインペラ２が破損した際にも、スリーブ２５によって破損したインペラ２の破片がコンプレッサ１の外に飛散することを抑制することができる。
また、スリーブ２５の接触面２６ａは粗化工程Ｓ２によって粗面とされるため、スリーブ２５を吸気部１１に対して所定の位置にしっかりと固定することができる。特に、コンプレッサ１の運転中にもスリーブ２５の位置ずれが生じにくくなる。よって、コンプレッサ１の性能低下を抑制することができる。
また第一本体部２２が凸部２２ｂを有し、第二本体部２３が凸部２３ｂを有することで、吸気側ケーシング成形工程Ｓ４ａとインペラ側ケーシング成形工程Ｓ４ｂを実行する際の冷却工程で第一本体部２２及び第二本体部２３が収縮しようとする際に、この凸部２３ｂが樹脂成形金型１００に引っ掛かる。このため、第一本体部２２及び第二本体部２３の径方向への収縮が抑制され、設計通りの寸法でケーシング１０を製造することが可能となる。従って、コンプレッサ１の性能低下を抑制することができる。
また、ケーシング１０に複数のリブ１３が設けられていることで、吸気部１１とスクロール部１２とが接続される部分で剛性を向上でき、スクロール部１２の熱変形を抑制することができる。これにより、インペラ２と、ディフューザ部２４の対向面２４ａとの間のチップクリアランスの変動を抑えることができ、コンプレッサ１の性能低下を抑えることができる。
さらに、スクロール部１２では吐出側の方が巻き始め側よりも外形寸法が大きいため、同じ熱膨張率で熱変形すると、吐出側の方が巻き始め側よりも熱変形量が大きくなる。本実施形態では吐出側に向かってリブ１３の設置間隔を小さくすることで、吐出側でスクロール部１２の径方向への熱変形を促しつつ回転軸線Ｏの方向への熱変形を抑制できる。一方で、巻き始め側ではスクロール部１２の第一本体部２２の外面２２ｅ上でのリブ１３の径方向の寸法が大きくなっているので、巻き始め側では吐出側と比較してスクロール部１２の剛性が高くなる。よって、スクロール部１２では回転軸線Ｏの方向、及び径方向に、比較的均一に熱変形が生じる。
この結果、回転軸線Ｏの方向への熱変形量が巻き始め側より大きくなる吐出側と、回転軸線Ｏの方向への熱変形量が吐出側より小さくなる巻き始め側とで、回転軸線Ｏの方向への熱変形量とを同等にすることができる。即ち、インペラ２とケーシング１０との間のチップクリアランスの変化を吐出側で低減できる。よってインペラ２とケーシング１０との間のチップクリアランスを周方向に均一化することができる。よってコンプレッサ１の性能低下を抑えることができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
例えば図８に示すように、ケーシング１０Ａは、上記の内筒部１４と内部リブ１５とを有していなくともよい。即ち、吸気部１１は二重管構造となっていなくともよい。
また、吸気部１１の内側に内筒部１４のみを設け、内部リブ１５を設けなくてもよい。即ち、必ずしもガスＧの再循環路（図３参照）となる空間Ａ１を形成しなくてもよい。
また、インサート工程Ｓ３を実行せず、スクロール部１２にスリーブ２５を設けなくともよい。また粗化工程Ｓ２も実行しなくともよい。
またスリーブ２５には鍔部２７は設けられていなくともよい。またスリーブ２５の接触面２６ａは必ずしも粗面となっていなくともよい。
ここで、図９に示すように、樹脂成形金型１００には、成形品となるディフューザ部２４の取出し用のエジェクタピン１０１を挿入する孔部１０２が設けられていてもよい。
具体的には本実施形態では、孔部１０２は、成形品となるディフューザ部２４における対向面２４ａを形成するための樹脂成形金型１００における第二金型１１１の内面１００ａから、回転軸線Ｏの方向に沿って延びるように、第二金型１１１を回転軸線Ｏの方向に貫通して設けられている。また孔部１０２は、径方向に離れて一対が設けられている。これら孔部１０２の開口１０２ａは、対向面２４ａを形成するための内面１００ａで、対向面２４ａの径方向外側の端部寄りの位置に対応する位置に設けられている。
ここで、第一本体部２２や第二本体部２３を成形する位置においても、樹脂成形金型１００に孔部が設けられていてもよい。
そして、図１０に示すように、本変形例では一次成形工程Ｓ４の前に、ピン挿入工程ＳＰを実行してもよい。このピン挿入工程ＳＰでは、エジェクタピン１０１を孔部１０２の開口１０２ａと離れた中途位置まで、即ち、成形品であるディフューザ部２４に接触しない位置まで、樹脂成形金型１００内への樹脂の注入前に樹脂成形金型１００の外部から挿入しておく。
ここで本変形例では、粗化工程Ｓ２とインサート工程Ｓ３との間にピン挿入工程ＳＰを実行することにしているが、少なくとも一次成形工程Ｓ４の前であれば、どのタイミングでピン挿入工程ＳＰを実行してもよい。
このようなピン挿入工程ＳＰを実行することで、成形品となるディフューザ部２４の成形時には、樹脂がエジェクタピン１０１の先端との間まで孔部１０２内に入り込み、成形品となるディフューザ部２４と一体にディフューザ部２４から突出して孔部１０２内に挿入された柱状をなす柱状部３５が形成される。この柱状部３５によって、ダイスライド工程Ｓ５の実行前に、ディフューザ部２４が第二金型１１１上で位置ずれしてしまうことを回避することができる。
また、第一本体部２２及び第二本体部２３には、必ずしも凸部２２ｂ、２３ｂを形成しなくともよい。また、リブ１３も設けなくともよい。
上記のラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法、及びラジアルコンプレッサの製造方法によれば、ディフューザ部の位置ずれを回避し、性能低下を抑制することが可能である。
１ ラジアルコンプレッサ
２ インペラ
３ 回転軸
１０、１０Ａ ケーシング
１１ 吸気部
１１ａ 内周面
１１ｂ 外周面
１２ スクロール部
１３ リブ
１４ 内筒部
１４ａ 外周面
１５ 内部リブ
２０ スクロール流路
２０ａ 開口部
２０ｂ 開口部
２１ 吐出口
２２ 第一本体部
２２ａ 環状部
２２ｂ 凸部
２２ｃ 面
２２ｄ 凹部
２２ｅ 外面
２３ 第二本体部
２３ａ 環状部
２３ｂ 凸部
２３ｃ 面
２３ｄ 凹部
２４ ディフューザ部
２４ａ 対向面
２５ スリーブ
２５ａ 内周面
２６ 筒状部
２６ａ 接触面
２７ 鍔部
２７ａ 接触面
３０ 充填材
３５ 柱状部
１００ 樹脂成形金型
１００ａ 内面
１０１ エジェクタピン
１０２ 孔部
１０２ａ 開口
１１０ 第一金型
１１１ 第二金型
Ａ１ 空間
Ａ２ 隙間
Ａ３ 隙間
ＳＬ スリット
Ｏ 回転軸線
Ｇ ガス
Ｓ１ スリーブ準備工程
Ｓ２ 粗化工程
Ｓ３ インサート工程
Ｓ４ 一次成形工程
Ｓ４ａ 吸気側ケーシング成形工程
Ｓ４ｂ インペラ側ケーシング成形工程
Ｓ５ ダイスライド工程
Ｓ６ 二次成形工程（接合工程）
Ｓ７ 組立工程
ＳＰ ピン挿入工程

Claims (9)

  1. インペラの回転軸線の方向に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなして前記インペラにガスを導入する吸気部と、前記インペラ及び前記吸気部の外周側に配置されて周方向に沿って延びて該周方向に開口する吐出口と該吐出口に向かって前記インペラからの前記ガスが流通するスクロール流路における前記回転軸線の方向の前記吸気部側の内面とを有する第一本体部とを、樹脂の一体成形によって成形する吸気側ケーシング成形工程と、
    前記スクロール流路における前記回転軸線の方向の前記インペラ側の内面を有する第二本体部と、前記第二本体部の径方向内側で前記吸気部と前記インペラとで前記回転軸線の方向に挟まれる位置に配置されて前記スクロール流路の径方向内側の内面を有するとともに前記ガスを前記インペラから前記スクロール流路内に導くディフューザ部とを、前記吸気側ケーシング成形工程で用いた樹脂成形金型によって樹脂の一体成形で成形するインペラ側ケーシング成形工程と、
    一体成形した前記吸気部及び第一本体部と、一体成形した前記第二本体部及び前記ディフューザ部とを、前記樹脂成形金型のスライドによって組み合わせるダイスライド工程と、
    互いに組み合わされた前記吸気部及び第一本体部と、前記第二本体部及び前記ディフューザ部との間を接合する接合工程と、
    を含み、
    前記ディフューザ部と前記吸気部とで前記回転軸線の方向に挟まれる位置に配置されるように、かつ、前記吸気部の内面に接触するように、筒状をなす金属製のスリーブを、前記吸気側ケーシング成形工程の前に該吸気側ケーシング成形工程で用いる樹脂成形金型内に挿入するインサート工程をさらに含み、
    前記インサート工程の前に、前記スリーブにおける前記吸気部の内面に接触する接触面を粗面化する粗化工程をさらに含むラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法。
  2. 前記インペラ側ケーシング成形工程の前に、該インペラ側ケーシング成形工程で用いる樹脂成形金型に設けられる成形品の取出し用のエジェクタピンを挿入する孔部に該孔部の中途位置まで、前記エジェクタピンを前記インペラ側ケーシング成形工程での樹脂注入前に挿入しておくピン挿入工程をさらに含む請求項１に記載のラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法。
  3. 前記吸気側ケーシング成形工程、及びインペラ側ケーシング成形工程では、第一本体部及び前記第二本体部の各々の外周端に、前記回転軸線に沿って互いに離間する方向に突出する凸部を形成する請求項１又は２に記載のラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法。
  4. インペラの回転軸線の方向に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなして前記インペラにガスを導入する吸気部と、前記インペラ及び前記吸気部の外周側に配置されて周方向に沿って延びて該周方向に開口する吐出口と該吐出口に向かって前記インペラからの前記ガスが流通するスクロール流路における前記回転軸線の方向の前記吸気部側の内面とを有する第一本体部とを、樹脂の一体成形によって成形する吸気側ケーシング成形工程と、
    前記スクロール流路における前記回転軸線の方向の前記インペラ側の内面を有する第二本体部と、前記第二本体部の径方向内側で前記吸気部と前記インペラとで前記回転軸線の方向に挟まれる位置に配置されて前記スクロール流路の径方向内側の内面を有するとともに前記ガスを前記インペラから前記スクロール流路内に導くディフューザ部とを、前記吸気側ケーシング成形工程で用いた樹脂成形金型によって樹脂の一体成形で成形するインペラ側ケーシング成形工程と、
    一体成形した前記吸気部及び第一本体部と、一体成形した前記第二本体部及び前記ディフューザ部とを、前記樹脂成形金型のスライドによって組み合わせるダイスライド工程と、
    互いに組み合わされた前記吸気部及び第一本体部と、前記第二本体部及び前記ディフューザ部との間を接合する接合工程と、
    を含み、
    前記インペラ側ケーシング成形工程の前に、該インペラ側ケーシング成形工程で用いる樹脂成形金型に設けられる成形品の取出し用のエジェクタピンを挿入する孔部に該孔部の中途位置まで、前記エジェクタピンを前記インペラ側ケーシング成形工程での樹脂注入前に挿入しておくピン挿入工程をさらに含むラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法。
  5. 前記吸気側ケーシング成形工程、及びインペラ側ケーシング成形工程では、第一本体部及び前記第二本体部の各々の外周端に、前記回転軸線に沿って互いに離間する方向に突出する凸部を形成する請求項４に記載のラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法。
  6. インペラの回転軸線の方向に沿って延びて該回転軸線の方向に開口する筒状をなして前記インペラにガスを導入する吸気部と、前記インペラ及び前記吸気部の外周側に配置されて周方向に沿って延びて該周方向に開口する吐出口と該吐出口に向かって前記インペラからの前記ガスが流通するスクロール流路における前記回転軸線の方向の前記吸気部側の内面とを有する第一本体部とを、樹脂の一体成形によって成形する吸気側ケーシング成形工程と、
    前記スクロール流路における前記回転軸線の方向の前記インペラ側の内面を有する第二本体部と、前記第二本体部の径方向内側で前記吸気部と前記インペラとで前記回転軸線の方向に挟まれる位置に配置されて前記スクロール流路の径方向内側の内面を有するとともに前記ガスを前記インペラから前記スクロール流路内に導くディフューザ部とを、前記吸気側ケーシング成形工程で用いた樹脂成形金型によって樹脂の一体成形で成形するインペラ側ケーシング成形工程と、
    一体成形した前記吸気部及び第一本体部と、一体成形した前記第二本体部及び前記ディフューザ部とを、前記樹脂成形金型のスライドによって組み合わせるダイスライド工程と、
    互いに組み合わされた前記吸気部及び第一本体部と、前記第二本体部及び前記ディフューザ部との間を接合する接合工程と、
    を含み、
    前記吸気側ケーシング成形工程、及びインペラ側ケーシング成形工程では、第一本体部及び前記第二本体部の各々の外周端に、前記回転軸線に沿って互いに離間する方向に突出する凸部を形成するラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法。
  7. 前記ディフューザ部と前記吸気部とで前記回転軸線の方向に挟まれる位置に配置されるように、かつ、前記吸気部の内面に接触するように、筒状をなす金属製のスリーブを、前記吸気側ケーシング成形工程の前に該吸気側ケーシング成形工程で用いる樹脂成形金型内に挿入するインサート工程をさらに含む請求項４から６のいずれか一項に記載のラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法。
  8. 前記ディフューザ部と前記吸気部とで前記回転軸線の方向に挟まれる位置に配置されるように、かつ、前記吸気部の内面に接触するように、筒状をなす金属製のスリーブを、前記吸気側ケーシング成形工程の前に該吸気側ケーシング成形工程で用いる樹脂成形金型内に挿入するインサート工程をさらに含み、
    前記インサート工程の前に、前記スリーブにおける前記吸気部の内面に接触する接触面を粗面化する粗化工程をさらに含む請求項６に記載のラジアルコンプレッサのケーシングの製造方法。
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のケーシングの製造方法と、
    前記ケーシングにインペラ及び該インペラが嵌合する回転軸を設ける組立工程と、
    を含むラジアルコンプレッサの製造方法。
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