JP7211529B2 - 遠心圧縮機 - Google Patents

Description

本開示は、遠心圧縮機に関する。本出願は２０１９年１０月９日に提出された日本特許出願第２０１９－１８５７８６号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。

遠心圧縮機は、吸気流路が形成されたコンプレッサハウジングを備える。吸気流路には、コンプレッサインペラが配される。コンプレッサインペラに流入する空気の流量が減少すると、コンプレッサインペラで圧縮された空気が吸気流路を逆流し、サージングと呼ばれる現象が発生する。

特許文献１には、コンプレッサハウジングに絞り機構を設ける遠心圧縮機について開示がある。絞り機構は、可動部材を備える。可動部材は、吸気流路内に突出する突出位置と、吸気流路から退避する退避位置とに移動可能に構成される。絞り機構は、可動部材を吸気流路内に突出させることで、吸気流路の流路断面積を小さくする。可動部材が吸気流路内に突出すると、吸気流路内を逆流する空気は、可動部材により堰き止められる。吸気流路内を逆流する空気が堰き止められることで、サージングが抑制される。

特開２００９－２３６０３５号公報

可動部材は、吸気流路内を逆流する空気により、吸気の上流側のコンプレッサハウジングの壁面に押し付けられる。このとき、コンプレッサハウジングの壁面と可動部材との間で摩擦力が増大する。その結果、絞り機構は、可動部材を駆動する際の負荷が増大する。

本開示の目的は、可動部材を駆動する際の負荷を低減することが可能な遠心圧縮機を提供することである。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る遠心圧縮機は、吸気流路が形成されるハウジングと、吸気流路に配されるコンプレッサインペラと、ハウジングのうちコンプレッサインペラよりも吸気の上流側に形成される収容室と、収容室に配される可動部材と、収容室のうち可動部材より上流側の収容室対向面に設けられた当接部および非当接部と、を備える。

当接部は、収容室対向面の最も径方向内側に配されてもよい。

非当接部は、吸気流路と連通してもよい。

本開示によれば、可動部材を駆動する際の負荷を低減することができる。

図１は、過給機の概略断面図である。 図２は、図１の破線部分の抽出図である。 図３は、リンク機構を構成する部材の分解斜視図である。 図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５は、本実施形態における第１ハウジング部材の壁面の構成を示す図である。 図６は、リンク機構（絞り機構）の動作を説明するための第１の図である。 図７は、リンク機構の動作を説明するための第２の図である。 図８は、リンク機構の動作を説明するための第３の図である。 図９は、変形例における第１ハウジング部材の壁面の構成を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、過給機ＴＣの概略断面図である。図１に示す矢印Ｌ方向を過給機ＴＣの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機ＴＣの右側として説明する。過給機ＴＣのうち、後述するコンプレッサハウジング１００側は、遠心圧縮機ＣＣとして機能する。以下では、遠心圧縮機ＣＣは、後述するタービンインペラ８により駆動されるものとして説明する。ただし、これに限定されず、遠心圧縮機ＣＣは、不図示のエンジンにより駆動されてもよいし、不図示の電動機（モータ）により駆動されてもよい。このように、遠心圧縮機ＣＣは、過給機ＴＣ以外の装置に組み込まれてもよいし、単体であってもよい。

図１に示すように、過給機ＴＣは、過給機本体１を備える。過給機本体１は、ベアリングハウジング２と、タービンハウジング４と、コンプレッサハウジング（ハウジング）１００と、リンク機構２００とを含んで構成される。リンク機構２００の詳細については、後述する。ベアリングハウジング２の左側には、締結ボルト３によってタービンハウジング４が連結される。ベアリングハウジング２の右側には、締結ボルト５によってコンプレッサハウジング１００が連結される。

ベアリングハウジング２には、収容孔２ａが形成される。収容孔２ａは、過給機ＴＣの左右方向に貫通する。収容孔２ａには、軸受６が配される。図１では、軸受６の一例としてフルフローティング軸受を示す。ただし、軸受６は、セミフローティング軸受や転がり軸受など、他のラジアル軸受であってもよい。収容孔２ａには、シャフト７の一部が配される。シャフト７は、軸受６によって回転自在に軸支される。シャフト７の左端部には、タービンインペラ８が設けられる。タービンインペラ８は、タービンハウジング４内に回転自在に収容される。シャフト７の右端部には、コンプレッサインペラ９が設けられる。コンプレッサインペラ９は、コンプレッサハウジング１００内に回転自在に収容される。

コンプレッサハウジング１００には、吸気口１０が形成される。吸気口１０は、過給機ＴＣの右側に開口する。吸気口１０は、不図示のエアクリーナに接続される。ベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング１００の間には、ディフューザ流路１１が形成される。ディフューザ流路１１は、空気を昇圧する。ディフューザ流路１１は、シャフト７（コンプレッサインペラ９）の径方向（以下、単に径方向という）の内側から外側に向けて環状に形成される。ディフューザ流路１１は、径方向の内側において、コンプレッサインペラ９を介して吸気口１０に連通している。

コンプレッサハウジング１００には、コンプレッサスクロール流路１２が形成される。コンプレッサスクロール流路１２は、環状に形成される。コンプレッサスクロール流路１２は、例えば、コンプレッサインペラ９よりも径方向の外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１２は、不図示のエンジンの吸気口、および、ディフューザ流路１１と連通している。コンプレッサインペラ９が回転すると、吸気口１０からコンプレッサハウジング１００内に空気が吸気される。吸気された空気は、コンプレッサインペラ９の翼間を流通する過程において、加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路１１およびコンプレッサスクロール流路１２で昇圧される。昇圧された空気は、不図示の吐出口から流出し、エンジンの吸気口に導かれる。

このように、過給機ＴＣは、遠心圧縮機（コンプレッサ）ＣＣを備える。遠心圧縮機ＣＣは、コンプレッサハウジング１００と、コンプレッサインペラ９と、コンプレッサスクロール流路１２と、後述するリンク機構２００とを含む。

タービンハウジング４には、排気口１３が形成される。排気口１３は、過給機ＴＣの左側に開口する。排気口１３は、不図示の排気ガス浄化装置に接続される。タービンハウジング４には、連通流路１４と、タービンスクロール流路１５とが形成される。タービンスクロール流路１５は、タービンインペラ８よりも径方向の外側に位置する。連通流路１４は、タービンインペラ８とタービンスクロール流路１５との間に位置する。

タービンスクロール流路１５は、不図示のガス流入口と連通する。ガス流入口には、不図示のエンジンの排気マニホールドから排出される排気ガスが導かれる。連通流路１４は、タービンスクロール流路１５と排気口１３とを連通させる。ガス流入口からタービンスクロール流路１５に導かれた排気ガスは、連通流路１４およびタービンインペラ８の翼間を介して排気口１３に導かれる。排気ガスは、その流通過程においてタービンインペラ８を回転させる。

タービンインペラ８の回転力は、シャフト７を介してコンプレッサインペラ９に伝達される。上記のとおりに、空気は、コンプレッサインペラ９の回転力によって昇圧されて、エンジンの吸気口に導かれる。

図２は、図１の破線部分の抽出図である。図２に示すように、コンプレッサハウジング１００は、第１ハウジング部材１１０と、第２ハウジング部材１２０とを含む。第１ハウジング部材１１０は、第２ハウジング部材１２０よりも、図２中、右側（ベアリングハウジング２から離隔する側）に位置する。第２ハウジング部材１２０は、ベアリングハウジング２に接続される。第１ハウジング部材１１０は、第２ハウジング部材１２０に接続される。

第１ハウジング部材１１０は、大凡円筒形状である。第１ハウジング部材１１０には、貫通孔１１１が形成される。第１ハウジング部材１１０は、第２ハウジング部材１２０と近接（接続）する側に端面１１２を有する。第１ハウジング部材１１０は、第２ハウジング部材１２０から離隔する側に端面１１３を有する。端面１１３には、吸気口１０が形成される。貫通孔１１１は、シャフト７（コンプレッサインペラ９）の回転軸方向（以下、単に回転軸方向という）に沿って、端面１１２から端面１１３まで延在する。貫通孔１１１は、第１ハウジング部材１１０を回転軸方向に貫通している。貫通孔１１１は、端面１１３において吸気口１０を有する。

貫通孔１１１は、平行部１１１ａと、縮径部１１１ｂとを有する。平行部１１１ａは、縮径部１１１ｂよりも端面１１３側に位置する。平行部１１１ａの内径は、回転軸方向に亘って大凡一定である。縮径部１１１ｂは、平行部１１１ａよりも端面１１２側に位置する。縮径部１１１ｂは、平行部１１１ａと連続する。縮径部１１１ｂは、平行部１１１ａと連続する部位の内径が、平行部１１１ａの内径と大凡等しい。縮径部１１１ｂの内径は、平行部１１１ａから離隔するほど（端面１１２に近づくほど）、小さくなる。

端面１１２には、切り欠き部１１２ａが形成される。切り欠き部１１２ａは、端面１１２から端面１１３側に窪む。切り欠き部１１２ａは、端面１１２の外周部に形成される。切り欠き部１１２ａは、回転軸方向から見たとき、例えば大凡環状である。

端面１１２には、収容室ＡＣが形成される。収容室ＡＣは、第１ハウジング部材１１０のうちコンプレッサインペラ９の羽根の前縁端（リーディングエッジ）ＬＥよりも吸気口１０側に形成される。収容室ＡＣは、後述する収容溝１１２ｂ、軸受穴１１２ｄ、収容穴１１５を含む。

収容溝１１２ｂは、端面１１２に形成される。収容溝１１２ｂは、切り欠き部１１２ａと貫通孔１１１との間に位置する。収容溝１１２ｂは、端面１１２から端面１１３側に窪む。収容溝１１２ｂは、回転軸方向から見たとき、例えば大凡環状である。収容溝１１２ｂは、径方向内側において貫通孔１１１と連通する。

収容溝１１２ｂのうち端面１１３側の壁面（収容室対向面）１１２ｃには、軸受穴１１２ｄが形成される。軸受穴１１２ｄは、壁面１１２ｃから端面１１３側に向かって回転軸方向に延在する。軸受穴１１２ｄは、シャフト７（コンプレッサインペラ９）の回転方向（以下、単に回転方向、周方向という）に離隔して２つ設けられる。２つの軸受穴１１２ｄは、回転方向に１８０度ずれた位置に配されている。

第２ハウジング部材１２０には、貫通孔１２１が形成される。第２ハウジング部材１２０は、第１ハウジング部材１１０と近接（接続）する側に端面１２２を有する。また、第２ハウジング部材１２０は、第１ハウジング部材１１０から離隔する側（ベアリングハウジング２と接続する側）に端面１２３を有する。貫通孔１２１は、回転軸方向に沿って、端面１２２から端面１２３まで延在する。貫通孔１２１は、第２ハウジング部材１２０を回転軸方向に貫通する。

貫通孔１２１のうち端面１２２側の端部の内径は、貫通孔１１１のうち端面１１２側の端部の内径と大凡等しい。貫通孔１２１の内壁には、シュラウド部１２１ａが形成される。シュラウド部１２１ａは、コンプレッサインペラ９に対して径方向の外側から対向する。コンプレッサインペラ９の外径は、コンプレッサインペラ９のリーディングエッジＬＥから離隔するほど大きくなる。シュラウド部１２１ａの内径は、端面１２２から離隔するほど（端面１２３に近接するほど）大きくなる。

端面１２２には、収容溝１２２ａが形成される。収容溝１２２ａは、端面１２２から端面１２３側に窪む。収容溝１２２ａは、回転軸方向から見たとき、例えば大凡環状である。収容溝１２２ａには、第１ハウジング部材１１０が挿入される。収容溝１２２ａのうち端面１２３側には、壁面１２２ｂが形成される。壁面１２２ｂには、第１ハウジング部材１１０の端面１１２が当接する。このとき、第１ハウジング部材１１０（壁面１１２ｃ）と第２ハウジング部材１２０（壁面１２２ｂ）との間には、収容室ＡＣが形成される。

第１ハウジング部材１１０の貫通孔１１１と、第２ハウジング部材１２０の貫通孔１２１によって、吸気流路１３０が形成される。このように、コンプレッサハウジング１００には、吸気流路１３０が形成される。吸気流路１３０は、不図示のエアクリーナから吸気口１０を介してディフューザ流路１１まで連通する。吸気流路１３０のエアクリーナ側（吸気口１０側）を吸気の上流側とし、吸気流路１３０のディフューザ流路１１側を吸気の下流側とする。

コンプレッサインペラ９は、吸気流路１３０に配される。吸気流路１３０（貫通孔１１１、１２１）は、回転軸方向に垂直な断面形状が、例えば、コンプレッサインペラ９の回転軸を中心とする円形である。ただし、吸気流路１３０の断面形状は、これに限定されず、例えば、楕円形状であってもよい。

第１ハウジング部材１１０の切り欠き部１１２ａには、不図示のシール材が配される。シール材により、第１ハウジング部材１１０と第２ハウジング部材１２０との隙間を流通する空気の流量が抑制される。ただし、切り欠き部１１２ａおよびシール材の構成は、必須ではない。

図３は、リンク機構２００を構成する部材の分解斜視図である。図３では、コンプレッサハウジング１００のうち、第１ハウジング部材１１０のみが示される。図３に示すように、リンク機構２００は、第１ハウジング部材１１０、第１可動部材２１０、第２可動部材２２０、連結部材２３０、ロッド２４０を含む。リンク機構２００は、回転軸方向において、コンプレッサインペラ９より吸気流路１３０の吸気口１０側（上流側）に配される。

第１可動部材２１０は、収容溝１１２ｂ（収容室ＡＣ）に配される。具体的には、第１可動部材２１０は、回転軸方向において、収容溝１１２ｂの壁面１１２ｃと、収容溝１２２ａの壁面１２２ｂ（図２参照）との間に配される。第１可動部材２１０は、収容溝１１２ｂの壁面１１２ｃと対向する対向面（可動部材対向面）Ｓ１を有する。第１可動部材２１０は、収容溝１２２ａの壁面１２２ｂと対向する対向面Ｓ２を有する。第１可動部材２１０は、本体部Ｂ１を有する。本体部Ｂ１は、湾曲部２１１と、アーム部２１２とを含む。

湾曲部２１１は、コンプレッサインペラ９の周方向に延在する。湾曲部２１１は、大凡半円弧形状である。湾曲部２１１のうち、周方向の一端面２１１ａおよび他端面２１１ｂは、径方向および回転軸方向に平行に延在する。ただし、一端面２１１ａおよび他端面２１１ｂは、径方向および回転軸方向に対し、傾斜していてもよい。

湾曲部２１１の一端面２１１ａ側には、アーム部２１２が設けられる。アーム部２１２は、湾曲部２１１の外周面２１１ｃから径方向の外側に延在する。アーム部２１２は、径方向に対して傾斜する方向（第２可動部材２２０側）に延在する。

第２可動部材２２０は、収容溝１１２ｂ（収容室ＡＣ）に配される。具体的には、第２可動部材２２０は、回転軸方向において、収容溝１１２ｂの壁面１１２ｃと、収容溝１２２ａの壁面１２２ｂ（図２参照）との間に配される。第２可動部材２２０は、収容溝１１２ｂの壁面１１２ｃと対向する対向面（可動部材対向面）Ｓ１を有する。第２可動部材２２０は、収容溝１２２ａの壁面１２２ｂと対向する対向面Ｓ２を有する。第２可動部材２２０は、本体部Ｂ２を有する。本体部Ｂ２は、湾曲部２２１と、アーム部２２２とを含む。

湾曲部２２１は、コンプレッサインペラ９の周方向に延在する。湾曲部２２１は、大凡半円弧形状である。湾曲部２２１のうち、周方向の一端面２２１ａおよび他端面２２１ｂは、径方向および回転軸方向に平行に延在する。ただし、一端面２２１ａおよび他端面２２１ｂは、径方向および回転軸方向に対し、傾斜していてもよい。

湾曲部２２１の一端面２２１ａ側には、アーム部２２２が設けられる。アーム部２２２は、湾曲部２２１の外周面２２１ｃから径方向の外側に延在する。アーム部２２２は、径方向に対して傾斜する方向（第１可動部材２１０側）に延在する。

湾曲部２１１は、湾曲部２２１とコンプレッサインペラ９の回転中心（吸気流路１３０）を挟んで対向する。湾曲部２１１の一端面２１１ａは、湾曲部２２１の他端面２２１ｂと周方向に対向する。湾曲部２１１の他端面２１１ｂは、湾曲部２２１の一端面２２１ａと周方向に対向する。第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、詳しくは後述するように、湾曲部２１１、２２１が径方向に移動可能に構成される。

連結部材２３０は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０と連結する。連結部材２３０は、第１可動部材２１０、第２可動部材２２０よりも吸気口１０側に位置する。連結部材２３０は、大凡円弧形状である。連結部材２３０は、周方向における一端側に第１軸受穴２３１が形成され、他端側に第２軸受穴２３２が形成される。第１軸受穴２３１および第２軸受穴２３２は、連結部材２３０のうち、第１可動部材２１０、第２可動部材２２０側の端面２３３に開口する。第１軸受穴２３１および第２軸受穴２３２は、回転軸方向に窪む。ここでは、第１軸受穴２３１および第２軸受穴２３２は、非貫通の穴で構成される。ただし、第１軸受穴２３１および第２軸受穴２３２は、連結部材２３０を回転軸方向に貫通してもよい。

連結部材２３０は、第１軸受穴２３１と第２軸受穴２３２の間に、ロッド接続部２３４が形成される。ロッド接続部２３４は、連結部材２３０のうち、第１可動部材２１０、第２可動部材２２０と反対側の端面２３５に形成される。ロッド接続部２３４は、端面２３５から回転軸方向に突出する。ロッド接続部２３４は、例えば、大凡円柱形状である。

ロッド２４０は、大凡円柱形状である。ロッド２４０は、一端部に平面部２４１が形成され、他端部に連結部２４３が形成される。平面部２４１は、回転軸方向に大凡垂直な面方向に延在する。平面部２４１には、軸受穴２４２が開口する。軸受穴２４２は、回転軸方向に延在する。連結部２４３は、連結孔２４３ａを有する。連結部２４３（連結孔２４３ａ）には、後述するアクチュエータが連結される。軸受穴２４２は、例えば、回転軸方向およびロッド２４０の軸方向に垂直な方向（後述する図６中、左右方向）の長さが、ロッド２４０の軸方向の長さよりも長い長穴であってもよい。

ロッド２４０は、平面部２４１と連結部２４３の間に、ロッド大径部２４４と、２つのロッド小径部２４５とが形成される。ロッド大径部２４４は、２つのロッド小径部２４５の間に配される。２つのロッド小径部２４５のうち平面部２４１側のロッド小径部２４５は、ロッド大径部２４４と平面部２４１とを接続する。２つのロッド小径部２４５のうち連結部２４３側のロッド小径部２４５は、ロッド大径部２４４と連結部２４３とを接続する。ロッド大径部２４４の外径は、２つのロッド小径部２４５の外径よりも大きい。

第１ハウジング部材１１０には、挿通穴１１４が形成される。挿通穴１１４の一端１１４ａは、第１ハウジング部材１１０の外部に開口する。挿通穴１１４は、例えば、回転軸方向に垂直な面方向に延在する。挿通穴１１４は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）よりも径方向の外側に位置する。挿通穴１１４には、ロッド２４０の平面部２４１側が挿通される。ロッド大径部２４４は、挿通穴１１４の内壁面によってガイドされる。ロッド２４０は、挿通穴１１４の中心軸方向（ロッド２４０の中心軸方向）以外の移動が規制される。

第１ハウジング部材１１０には、収容穴１１５が形成される。収容穴１１５は、収容溝１１２ｂの壁面１１２ｃに開口する。収容穴１１５は、壁面１１２ｃから吸気口１０側に窪む。収容穴１１５は、挿通穴１１４よりも吸気口１０から離隔する側（第２ハウジング部材１２０側）に位置する。収容穴１１５は、回転軸方向から見たとき、大凡円弧形状である。収容穴１１５は、連結部材２３０よりも周方向に長く延在する。収容穴１１５は、軸受穴１１２ｄから周方向に離隔する。

第１ハウジング部材１１０には、連通孔１１６が形成される。連通孔１１６は、挿通穴１１４と収容穴１１５とを連通させる。連通孔１１６は、収容穴１１５のうち、周方向の大凡中間部分に位置する。連通孔１１６は、例えば、挿通穴１１４の延在方向に大凡平行に延在する長孔である。連通孔１１６は、長手方向（延在方向）の幅が、短手方向（延在方向と垂直な方向）の幅よりも大きい。挿通穴１１４の短手方向の幅は、連結部材２３０のロッド接続部２３４の外径よりも大きい。

連結部材２３０は、収容穴１１５（収容室ＡＣ）に収容される。第１可動部材２１０、第２可動部材２２０、連結部材２３０は、第１ハウジング部材１１０に形成された収容室ＡＣ内に配される。収容穴１１５は、連結部材２３０よりも周方向の長さが長く、径方向の幅も大きい。そのため、連結部材２３０は、収容穴１１５の内部で、回転軸方向に垂直な面方向への移動が許容される。

ロッド接続部２３４は、連通孔１１６から挿通穴１１４に挿通される。挿通穴１１４には、ロッド２４０の平面部２４１が挿通されている。平面部２４１の軸受穴２４２は、連通孔１１６に対向している。ロッド接続部２３４は、軸受穴２４２に挿通される（接続される）。ロッド接続部２３４は、軸受穴２４２に軸支される。

図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線断面図である。図４に破線で示すように、第１可動部材２１０は、連結軸部２１３および回転軸部２１４を有する。連結軸部２１３および回転軸部２１４は、第１可動部材２１０のうち、壁面１１２ｃと対向する対向面Ｓ１（図２参照）から、回転軸方向に突出する。連結軸部２１３および回転軸部２１４は、図４中、紙面奥側に延在する。回転軸部２１４は、連結軸部２１３と平行に延在する。連結軸部２１３および回転軸部２１４は、大凡円柱形状である。

連結軸部２１３の外径は、連結部材２３０の第１軸受穴２３１の内径よりも小さい。連結軸部２１３は、第１軸受穴２３１に挿通される。連結軸部２１３は、第１軸受穴２３１に回転自在に軸支される。回転軸部２１４の外径は、第１ハウジング部材１１０の軸受穴１１２ｄの内径よりも小さい。回転軸部２１４は、２つの軸受穴１１２ｄのうち鉛直上側（ロッド２４０に近接する側）の軸受穴１１２ｄに挿通される。回転軸部２１４は、軸受穴１１２ｄに回転自在に軸支される。回転軸部２１４は、第１可動部材２１０と、第１可動部材２１０に対して回転軸方向に対向する壁面１１２ｃとを接続する。

第２可動部材２２０は、連結軸部２２３および回転軸部２２４を有する。連結軸部２２３および回転軸部２２４は、第２可動部材２２０のうち、壁面１１２ｃと対向する対向面Ｓ１（図２参照）から、回転軸方向に突出する。連結軸部２２３および回転軸部２２４は、図４中、紙面奥側に延在する。回転軸部２２４は、連結軸部２２３と平行に延在する。連結軸部２２３および回転軸部２２４は、大凡円柱形状である。

連結軸部２２３の外径は、連結部材２３０の第２軸受穴２３２の内径よりも小さい。連結軸部２２３は、第２軸受穴２３２に挿通される。連結軸部２２３は、第２軸受穴２３２に回転自在に軸支される。回転軸部２２４の外径は、第１ハウジング部材１１０の軸受穴１１２ｄの内径よりも小さい。回転軸部２２４は、２つの軸受穴１１２ｄのうち鉛直下側（ロッド２４０から離隔する側）の軸受穴１１２ｄに挿通される。回転軸部２２４は、軸受穴１１２ｄに回転自在に軸支される。回転軸部２２４は、第２可動部材２２０と、第２可動部材２２０に対して回転軸方向に対向する壁面１１２ｃとを接続する。

このように、リンク機構２００は、４節リンク機構により構成される。４つのリンク（節）は、第１可動部材２１０、第２可動部材２２０、第１ハウジング部材１１０、連結部材２３０である。リンク機構２００が、４節リンク機構により構成されることから、限定連鎖となり１自由度であって制御が容易である。

図５は、本実施形態における第１ハウジング部材１１０の壁面１１２ｃの構成を示す図である。図５では、第２ハウジング部材１２０側から見た、第１ハウジング部材１１０の壁面１１２ｃを示している。

図５に示すように、壁面１１２ｃには、非当接部１４０と、当接部１４２とが設けられる。非当接部１４０は、壁面１１２ｃから吸気口１０側（図３参照）に窪む窪み部である。非当接部１４０は、壁面１１２ｃのうち、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０と当接不能な部位である。

非当接部１４０は、径方向に沿って放射状（直線状）に延在する。ただし、非当接部１４０は、径方向から傾斜して延在してもよいし、曲線状に延在してもよい。非当接部１４０は、周方向に沿って壁面１１２ｃに複数形成される。ただし、非当接部１４０は、壁面１１２ｃに１つだけ（単数）形成されてもよい。

非当接部１４０は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）よりも径方向外側に形成される。非当接部１４０は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）よりも径方向外側に離隔した位置に形成される。非当接部１４０は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）よりも径方向外側に離隔した位置から、壁面１１２ｃの外周縁まで延在する。

当接部１４２は、壁面１１２ｃのうち、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０と当接可能な部位である。当接部１４２は、壁面１１２ｃのうち非当接部１４０が形成される領域と異なる領域に形成される。当接部１４２は、複数の非当接部１４０の間に形成される。

当接部１４２の一部は、非当接部１４０と貫通孔１１１（吸気流路１３０）との間に形成される。換言すれば、当接部１４２の一部は、非当接部１４０よりも径方向内側に形成される。当接部１４２の一部は、壁面１１２ｃのうち最も径方向内側に配される。

非当接部１４０よりも径方向内側の当接部１４２は、周方向において、壁面１１２ｃの全周に亘って形成される。本実施形態では、非当接部１４０は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）と連通しないように構成される。

図６は、リンク機構２００の動作を説明するための第１の図である。以下の図６、図７、図８では、リンク機構２００を吸気口１０側から見た図が示される。図６に示すように、ロッド２４０の連結部２４３には、アクチュエータ２５０の駆動シャフト２５１の一端部が連結される。

図６に示す配置では、第１可動部材２１０と第２可動部材２２０は、互いに当接する。このとき、図２、図４に示すように、第１可動部材２１０のうち、径方向の内側の部位である突出部２１５は、吸気流路１３０内に突出（露出）する。第２可動部材２２０のうち、径方向の内側の部位である突出部２２５は、吸気流路１３０内に突出（露出）する。このときの第１可動部材２１０、第２可動部材２２０の位置を、突出位置（あるいは絞り位置）という。

図６に示すように、突出位置では、突出部２１５のうち、周方向の端部２１５ａ、２１５ｂと、突出部２２５のうち、周方向の端部２２５ａ、２２５ｂとが当接する。突出部２１５と突出部２２５によって環状孔２６０が形成される。環状孔２６０の内径は、吸気流路１３０のうち、突出部２１５、２２５が突出する部位の内径よりも小さい。環状孔２６０の内径は、例えば、吸気流路１３０のいずれの部位の内径よりも小さい。

図７は、リンク機構２００の動作を説明するための第２の図である。図８は、リンク機構２００の動作を説明するための第３の図である。アクチュエータ２５０は、回転軸方向と交差する方向（図７、図８中、上下方向）にロッド２４０を直動させる。ロッド２４０は、図６に示す状態から上側に移動する。図７の配置よりも図８の配置の方が、図６の配置に対するロッド２４０の移動量が大きい。

ロッド２４０が移動すると、連結部材２３０は、ロッド接続部２３４を介して、図７、図８中、上側に移動する。このとき、連結部材２３０は、ロッド接続部２３４を回転中心とする回転が許容される。また、ロッド接続部２３４の外径に対し、ロッド２４０の軸受穴２４２の内径に僅かに遊びがある。そのため、連結部材２３０は、回転軸方向に垂直な面方向の移動が僅かに許容される。

上記のように、リンク機構２００は、４節リンク機構である。連結部材２３０、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、第１ハウジング部材１１０に対して、１自由度の挙動を示す。具体的には、連結部材２３０は、上記の許容範囲内で、図７、図８中、反時計回りに僅かに回転しつつ、左右方向に僅かに揺れ動く。

第１可動部材２１０のうち、回転軸部２１４は、第１ハウジング部材１１０に軸支される。回転軸部２１４は、回転軸方向に垂直な面方向の移動が規制される。連結軸部２１３は、連結部材２３０に軸支される。連結部材２３０の移動が許容されることから、連結軸部２１３は、回転軸方向に垂直な面方向に移動可能に設けられる。その結果、連結部材２３０の移動に伴って、第１可動部材２１０は、回転軸部２１４を回転中心として、図７、図８中、時計回り方向に回転する。

同様に、第２可動部材２２０のうち、回転軸部２２４は、第１ハウジング部材１１０に軸支される。回転軸部２２４は、回転軸方向に垂直な面方向の移動が規制される。連結軸部２２３は、連結部材２３０に軸支される。連結部材２３０の移動が許容されることから、連結軸部２２３は、回転軸方向に垂直な面方向へ移動可能に設けられる。その結果、連結部材２３０の移動に伴って、第２可動部材２２０は、回転軸部２２４を回転中心として、図７、図８中、時計回り方向に回転する。

こうして、第１可動部材２１０と第２可動部材２２０は、図７、図８の順に、互いに離隔する方向に移動する。突出部２１５、２２５は、突出位置よりも径方向の外側に移動する。突出部２１５、２２５は、吸気流路１３０（図２参照）よりも径方向の外側に移動する。このときの第１可動部材２１０、第２可動部材２２０の位置を、退避位置という。退避位置では、例えば、突出部２１５、２２５は、吸気流路１３０の内壁面と面一となるか、吸気流路１３０の内壁面よりも径方向の外側に位置する。退避位置から突出位置に移動するときは、図８、図７、図６の順に、第１可動部材２１０と第２可動部材２２０が互いに近づいて当接する。このように、第１可動部材２１０、第２可動部材２２０は、回転軸部２１４、２２４を回転中心とする回転角度に応じて、突出位置と退避位置とに切り替わる。

このように、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、吸気流路１３０内に突出する突出位置と、吸気流路１３０内に露出（突出）しない退避位置とに移動可能に構成される。本実施形態では、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、コンプレッサインペラ９の径方向に移動する。ただし、これに限定されず、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、コンプレッサインペラ９の回転軸周り（周方向）に回転してもよい。例えば、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、２以上の羽根を有するシャッター羽根であってもよい。

第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、退避位置に位置するとき（以下、退避位置状態ともいう）、吸気流路１３０内に突出しないため、吸気流路１３０を流れる吸気（空気）の圧損を小さくすることができる。

また、図２に示すように、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、突出位置において、突出部２１５、２２５が吸気流路１３０内に配される。第１可動部材２１０および第２可動部材２２０が突出位置に位置すると、吸気流路１３０の流路断面積が小さくなる。

ここで、コンプレッサインペラ９に流入する空気の流量が減少するに従い、コンプレッサインペラ９で圧縮された空気が吸気流路１３０を逆流する（すなわち、下流側から上流側に向かって空気が流れる）場合がある。

図２に示すように、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０が突出位置に位置するとき（以下、突出位置状態ともいう）、突出部２１５、２２５は、コンプレッサインペラ９のリーディングエッジＬＥの最外径端よりも径方向内側に位置する。これにより、吸気流路１３０内を逆流する空気は、突出部２１５、２２５に堰き止められる。したがって、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、吸気流路１３０内の空気の逆流を抑制することができる。

また、吸気流路１３０の流路断面積が小さくなることから、コンプレッサインペラ９に流入する空気の流速が増大する。その結果、遠心圧縮機ＣＣのサージングの発生を抑制することができる。つまり、本実施形態の遠心圧縮機ＣＣは、突出位置状態を形成することにより、遠心圧縮機ＣＣの作動領域を小流量側に拡大することができる。

このように、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、吸気流路１３０を絞る絞り部材として構成される。本実施形態において、リンク機構２００は、吸気流路１３０を絞る絞り機構として構成される。第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、リンク機構２００が駆動されることで、吸気流路１３０の流路断面積を変化させることができる。

ところで、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、突出位置に位置するとき、吸気流路１３０内を逆流する空気により、吸気の上流側に向かって壁面１１２ｃ（コンプレッサハウジング１００）に押し付けられる。このとき、壁面１１２ｃと、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０との間で摩擦力が増大する。

また、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０が壁面１１２ｃに押し付けられると、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０の対向面Ｓ２（図２参照）と、第２ハウジング部材１２０の壁面１２２ｂ（図２参照）との間には、空隙が生じる。吸気流路１３０内を逆流する空気は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０の対向面Ｓ２と、壁面１２２ｂとの間の空隙を通って、収容室ＡＣ内に流入する。収容室ＡＣ内に流入した空気は、収容室ＡＣ内に滞留する。

このとき、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より径方向外側の収容室ＡＣ内の圧力は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より径方向内側の吸気流路１３０内の圧力より大きくなる。そのため、リンク機構２００は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０を径方向外側に移動し難くなる。

このように、リンク機構２００は、突出位置状態において、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０を駆動する際の負荷が増大する。

そこで、本実施形態のコンプレッサハウジング１００は、収容室ＡＣのうち第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より吸気の上流側の壁面１１２ｃに、非当接部１４０および当接部１４２を有する。

吸気流路１３０内を逆流し、収容室ＡＣ内に流入した空気は、収容室ＡＣの壁面１１２ｃに形成された非当接部１４０に流入する。非当接部１４０に流入した空気は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０のうち、壁面１１２ｃと対向する対向面（可動部材対向面）Ｓ１を押圧する。非当接部１４０に流入した空気は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０（対向面Ｓ１）を、壁面１１２ｃから離隔する方向に押圧する。

これにより、壁面１１２ｃと、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０の対向面Ｓ１との間の摩擦力が低減する。その結果、リンク機構２００は、突出位置状態において第１可動部材２１０および第２可動部材２２０を駆動する際の負荷を低減することができる。

また、当接部１４２の一部は、壁面１１２ｃのうち最も径方向内側に配される。つまり、当接部１４２は、非当接部１４０と貫通孔１１１（吸気流路１３０）との間に配される。当接部１４２では、壁面１１２ｃと第１可動部材２１０および第２可動部材２２０が当接している。当接部１４２は、非当接部１４０に流入した空気が吸気流路１３０に流出することを抑制する。したがって、非当接部１４０に流入した空気は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０（対向面Ｓ１）を、壁面１１２ｃから離隔する方向に十分押圧することができる。

（変形例）
図９は、変形例における第１ハウジング部材１１０の壁面１１２ｃの構成を示す図である。上記実施形態の遠心圧縮機ＣＣと実質的に等しい構成要素については、同一符号を付して説明を省略する。本変形例の遠心圧縮機ＣＣは、壁面１１２ｃに形成される非当接部３４０および当接部３４２の形状が、上記実施形態の非当接部１４０および当接部１４２の形状と異なっている。

図９に示すように、本変形例の壁面１１２ｃには、非当接部３４０と、当接部３４２とが設けられる。非当接部３４０は、壁面１１２ｃから吸気口１０側（図３参照）に窪む窪み部である。非当接部３４０は、壁面１１２ｃのうち、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０と当接不能な部位である。

非当接部３４０は、軸受穴１１２ｄの中心軸を中心とした円弧状（曲線状）に延在する。非当接部３４０は、軸受穴１１２ｄの周囲を囲うように略円環状に形成される。略円環状の非当接部３４０は、軸受穴１１２ｄの中心軸を中心として壁面１１２ｃに複数形成される。

本変形例では、壁面１１２ｃには、軸受穴１１２ｄが２つ形成される。略円環状の非当接部３４０は、２つの軸受穴１１２ｄのそれぞれの周囲を囲うように形成される。そのため、略円環状の非当接部３４０は、壁面１１２ｃに少なくとも２つ形成される。ただし、略円環状の非当接部３４０は、２つの軸受穴１１２ｄのうち一方の周囲を囲うように、壁面１１２ｃに少なくとも１つ形成されてもよい。

非当接部３４０は、少なくとも第１可動部材２１０および第２可動部材２２０の可動範囲に形成される。非当接部３４０は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０の角部（例えば、図３に示す一端面２１１ａ、２２１ａの外径端および内径端や、他端面２１１ｂ、２２１ｂの外径端および内径端等）の移動軌跡上に形成される。

２つの軸受穴１１２ｄのそれぞれの周囲を囲う略円環状の非当接部３４０は、互いに同じ内径を有する。ただし、２つの軸受穴１１２ｄのそれぞれを囲う略円環状の非当接部３４０は、互いに異なる内径を有してもよい。

非当接部３４０は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）よりも径方向外側に形成される。つまり、非当接部３４０は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）よりも径方向外側に離隔した位置に形成される。非当接部３４０は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）よりも径方向外側に離隔した位置から、壁面１１２ｃの外周縁まで延在する。

当接部３４２は、壁面１１２ｃのうち非当接部３４０が形成される領域と異なる領域に形成される。当接部３４２は、複数の非当接部３４０の間に形成される。当接部３４２の一部は、非当接部３４０と貫通孔１１１（吸気流路１３０）との間に形成される。当接部３４２の一部は、壁面１１２ｃのうち最も径方向内側に配される。本変形例では、非当接部３４０は、貫通孔１１１（吸気流路１３０）と連通しないように構成される。

このように、本変形例によれば、コンプレッサハウジング１００は、収容室ＡＣのうち第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より吸気の上流側の壁面１１２ｃに、非当接部３４０および当接部３４２を有する。したがって、上記実施形態と同様の作用および効果を奏することができる。

また、本変形例によれば、非当接部３４０は、軸受穴１１２ｄの中心軸周りに延在している。そのため、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、軸受穴１１２ｄ（回転軸部２１４、２２４（図４参照））の中心軸周りに回転する際、非当接部３４０および当接部３４２の境界部において、引っ掛かり難くなる。その結果、リンク機構２００は、突出位置状態において第１可動部材２１０および第２可動部材２２０を駆動する際の負荷を低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

上記実施形態および変形例では、当接部１４２、３４２が壁面１１２ｃのうち最も径方向内側に配される例について説明した。しかし、これに限定されず、当接部１４２、３４２は、壁面１１２ｃのうち最も径方向内側に配されなくてもよい。

上記実施形態および変形例では、非当接部１４０、３４０と吸気流路１３０との間に当接部１４２、３４２が配される例について説明した。しかし、これに限定されず、非当接部１４０、３４０と吸気流路１３０との間の少なくとも一部には、当接部１４２、３４２が配されなくてもよい。例えば、非当接部１４０、３４０と吸気流路１３０との間には、当接部１４２、３４２が配されなくてもよい。また、当接部１４２、３４２には、非当接部１４０、３４０と吸気流路１３０とを連通させる連通孔が設けられてもよい。このように、非当接部１４０、３４０は、吸気流路１３０と連通してもよい。非当接部１４０、３４０が吸気流路１３０と連通することで、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より径方向外側の収容室ＡＣ内の高圧の空気を、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より径方向内側の吸気流路１３０内に流出させることができる。その結果、リンク機構２００は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０を径方向外側に移動し易くすることができる。したがって、リンク機構２００は、突出位置状態における第１可動部材２１０および第２可動部材２２０を駆動する際の負荷を低減することができる。反対に、非当接部１４０、３４０と吸気流路１３０との間に当接部１４２、３４２が配された場合、非当接部１４０、３４０から吸気流路１３０に空気が流出し難くなる。そのため、収容室ＡＣ内の空気が吸気流路１３０を流通する空気と混合し難くなり、混合損失を低減できる（ひいては、コンプレッサ効率の低下を抑制できる）。

また、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、本体部Ｂ１、Ｂ２を径方向に貫通する貫通孔を備えてもよい。これにより、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より径方向外側の収容室ＡＣ内の高圧の空気を、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より径方向内側の吸気流路１３０内に流出させることができる。その結果、リンク機構２００は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０を径方向外側に移動し易くすることができる。したがって、リンク機構２００は、突出位置状態における第１可動部材２１０および第２可動部材２２０を駆動する際の負荷を低減することができる。

本開示は、遠心圧縮機に利用することができる。

９：コンプレッサインペラ １００：コンプレッサハウジング（ハウジング） １３０：吸気流路 １４０：非当接部 １４２：当接部 ２１０：第１可動部材（可動部材） ２２０：第２可動部材（可動部材） ３４０：非当接部 ３４２：当接部 ＡＣ：収容室 ＣＣ：遠心圧縮機

Claims (3)

1. 吸気流路が形成されるハウジングと、
   前記吸気流路に配されるコンプレッサインペラと、
   前記ハウジングのうち前記コンプレッサインペラよりも吸気の上流側に形成される収容室と、
   前記収容室に配され、前記吸気流路から退避する退避位置と、前記収容室から前記吸気流路内に突出し、前記退避位置よりも前記吸気流路側に位置する突出位置とに移動可能に構成された可動部材と、
   前記収容室のうち前記可動部材より前記上流側の収容室対向面に設けられ、前記可動部材と当接可能な当接部および前記可動部材と当接不能な非当接部と、
   を備える遠心圧縮機。
2. 前記当接部は、前記収容室対向面の最も径方向内側に配される請求項１に記載の遠心圧縮機。
3. 前記非当接部は、前記吸気流路と連通する請求項１または２に記載の遠心圧縮機。

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