JP7228402B2 - 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

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、当該両者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、さらにシール部材を第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。

また、特許文献１に開示の構成では、各ピースをダイカストで成形可能なように型抜きを考慮してアンダーカットのない形状としている。これに伴って、スクロール室の断面形状が円形と大きく異なる形状となっているため、給気の圧縮効率の低下を招く。

また、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成形する方法としては、砂中子を用いた重力鋳造が考えられる。この方法によれば、形状自由度が高く、複雑な形状にも対応できる。しかしながら、この方法では、鋳造サイクルが長く、砂中子を除去するための砂落とし作業や砂残りの検査作業が必要となるため、製造工数が増加して生産性が低下する。

さらに、特許文献１の構成によれば、冷媒流路を設けることによりデポジットの堆積が防止されるため、コンプレッサインペラを大流量化して、高過給化によるエンジンの最高出力の向上を図ることができるが、コンプレッサインペラの大流量化と、前述したスクロール室の断面形状の悪さによって、エンジンの低速トルクが大幅に低下する。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、デポジットの付着が防止されるとともに、組み付け作業性が良く、ダイカストにより容易に成形が可能であって、低コストで低空気流量側の性能を維持し、高空気流量側の性能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と、
上記吸気口から吸い込まれて上記シュラウド部に到達した吸気の一部を上記コンプレッサインペラの上流に戻すように構成された還流部と、
を有し、
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の一部及び少なくとも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及び上記シュラウド部を有するとともに上記スクロールピースの内側に軸方向に圧入されるシュラウドピースと、に分割されてなり、
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流路形成部と第２流路形成部とにより区画された環状の空間として形成され、
上記第１流路形成部と上記第２流路形成部とは、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において互いに嵌合しており、
上記内周シール部は、上記スクロールピースに形成された第１被圧入部に、上記シュラウドピースに形成された第１圧入部が圧入されてなり、
上記外周シール部は、上記スクロールピースに形成された第２被圧入部に、上記シュラウドピースに形成された第２圧入部が圧入されてなる、
上記還流部は、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還流室形成部と第２還流室形成部とにより区画された空間である還流室と、上記シュラウド面に開口して上記還流室に連通する連通部と、上記シュラウドピース又は上記シュラウドピースにおける上記コンプレッサインペラよりも上流の位置に開口して上記還流室に連通する吹出部とを有おり、
上記第１還流室形成部及び上記吹出部はそれぞれ複数設けられるととともに、周方向に配列している、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングにある。
また、本発明の他の態様は、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と、
上記吸気口から吸い込まれて上記シュラウド部に到達した吸気の一部を上記コンプレッサインペラの上流に戻すように構成された還流部と、
を有し、
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の一部及び少なくとも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及び上記シュラウド部を有するとともに上記スクロールピースの内側に軸方向に圧入されるシュラウドピースと、に分割されてなり、
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流路形成部と第２流路形成部とにより区画された環状の空間として形成され、
上記第１流路形成部と上記第２流路形成部とは、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において互いに嵌合しており、
上記内周シール部は、上記スクロールピースに形成された第１被圧入部に、上記シュラウドピースに形成された第１圧入部が圧入されてなり、
上記外周シール部は、上記スクロールピースに形成された第２被圧入部に、上記シュラウドピースに形成された第２圧入部が圧入されてなり、
上記還流部は、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還流室形成部と第２還流室形成部とにより区画された空間である還流室と、上記シュラウド面に開口して上記還流室に連通する連通部と、上記シュラウドピース又は上記シュラウドピースにおける上記コンプレッサインペラよりも上流の位置に開口して上記還流室に連通する吹出部とを有する、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し、機械加工により上記スクロールピースに上記第１被圧入部及び上記第２被圧入部を成形するとともに上記シュラウドピースに上記第１圧入部、上記第２圧入部及び上記連通部を成形する成形工程と、
上記第１被圧入部に上記第１圧入部を圧入して上記内周シール部を形成するとともに、上記第２被圧入部に上記第２圧入部を圧入して上記外周シール部を形成することにより、上記冷媒流路及び上記還流部を形成して、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み付け工程と、
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。

上記一形態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、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングは分割形成されているとともに、冷媒流路はスクロールピース及び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流路形成部と第２流路形成部とによって形成されている。そして、冷媒流路の内周側及び外周側は内周シール部及び外周シール部によりシールされている。そして、内周シール部はシュラウドピースの第１圧入部がスクロールピースの第１被圧入部に圧入されてなり、外周シール部はシュラウドピースの第２圧入部がスクロールピースの第２被圧入部に圧入されてなる。また、還流部における還流室は、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還流室形成部と第２還流室形成部とにより区画された空間からなる。これらにより、シュラウドピースをスクロールピースに圧入して組み付けるだけで、還流部を形成しつつ冷媒流路の内周側及び外周側をシールすることができ、第１流路形成部と第２流路形成部との間にＯリングを挟み込んだりする必要がなく、組み付け作業性がよい。また、Ｏリングも不要となるため、部品点数の削減も図れる。そして、上記ターボチャージャ用コンプレッサハウジングは冷媒流路を備えることにより、ディフューザ通路におけるデポジットの堆積が抑制されてコンプレッサの高空気流量側（エンジンの高回転側）で高過給化を図ることができ、エンジンの最高出力の向上を図ることができる。

さらに、還流部は、シュラウド部に到達した吸気の一部をコンプレッサインペラの上流側に戻すことができ、いわゆるケーシングトリートメントを構成している。これにより、高過給化に対応してコンプレッサインペラを大流量化しても、低空気流量側の作動範囲を維持することができ、低速トルクの低下を防ぐことができる。すなわち、上記ターボチャージャ用コンプレッサハウジングによれば、還流部による低空気流量側の作動範囲の維持に基づく低速トルクの維持と、冷媒流路による高過給化に基づく最高出力の向上との両立を図ることができる。

さらに、ターボチャージャ用コンプレッサハウジングは分割形成されて、スクロールピースとシュラウドピースとを有し、スクロール室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、スクロール室の断面形状を円形状にしつつ、スクロール室形成部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。

以上のごとく、本発明によれば、デポジットの付着が防止されるとともに、組み付け作業性が良く、ダイカストにより容易に成形が可能であって、低コストで高過給化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。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

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断面一部拡大図。 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他の概念図。 変形例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概念図。 変形例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他の概念図。

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、軸方向に対向して互いに接することにより、上記圧入時の位置決めをする当接部を有することが好ましい。この場合には、当接部によってスクロールピース及びシュラウドピースの圧入方向となる軸方向Ｙの位置決めがなされるため、スクロールピースとシュラウドピースとの組み付け精度を向上することができる。

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は、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し、機械加工により上記スクロールピースに上記第１被圧入部及び上記第２被圧入部を成形するとともに上記シュラウドピースに上記第１圧入部、上記第２圧入部及び上記連通部を成形する成形工程と、上記第１被圧入部に上記第１圧入部を圧入して上記内周シール部を形成するとともに、上記第２被圧入部に上記第２圧入部を圧入して上記外周シール部を形成することにより、上記冷媒流路及び上記還流部を形成して、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み付け工程と、を含むことが好ましい。この場合には、成形工程においてダイカストによりスクロールピース及びシュラウドピースを成形し、機械加工によりスクロールピースに第１被圧入部及び第２被圧入部を成形するとともにシュラウドピースに第１圧入部、第２圧入部及び連通部を成形した後、組み付け工程においてシュラウドピースをスクロールピースに圧入して組み付けるだけで、還流部を形成しつつ冷媒流路の内周側及び外周側をシールすることができるため、第１流路形成部と第２流路形成部の間にＯリングを挟み込んだりする必要がなく、組み付け作業性がよい。また、Ｏリングも不要となるため、部品点数の削減も図れる。

（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、冷媒流路５及び還流部６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２１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。
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。
還流部６は、吸気口１１から吸い込まれてシュラウド部２０に到達した吸気の一部をコンプレッサインペラ１３の上流に戻すように構成されている。
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、少なくとも吸気口形成部１０の一部及び少なくともスクロール室形成部１２０の一部を有するスクロールピース２と、少なくともスクロール室形成部１２０の一部、ディフューザ部３０及びシュラウド部２０を有するとともにスクロールピース２の内側に挿入されるシュラウドピース３と、に分割されてなる。

図１、図３に示すように、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流路形成部５１と第２流路形成部５２とにより区画された環状の空間５０として形成されている。
第１流路形成部５１と第２流路形成部５２とは、冷媒流路５の内周側をシールする内周シール部５３と、冷媒流路５の外周側をシールする外周シール部５４とにおいて互いに嵌合している。
そして、内周シール部５３は、スクロールピース２に形成された第１被圧入部５３ａに、シュラウドピース３に形成された第１圧入部５３ｂが圧入されてなる。
また、外周シール部５４は、スクロールピース２に形成された第２被圧入部５４ａに、シュラウドピース３に形成された第２圧入部５４ｂが圧入されてなる。

さらに、図１に示すように、還流部６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還流室形成部６１と第２還流室形成部６２とにより区画された空間である還流室６０と、シュラウド面２１に開口して還流室６０に連通する連通部６３と、スクロールピース２又はシュラウドピース３におけるコンプレッサインペラ１３よりも上流の位置に開口して還流室６０に連通する吹出部６４とを有する。

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１、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流路形成部５１、第１還流室形成部６１及び吹出部６４を有する。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、スクロールピース２における第１流路形成部５１は、後述する第２流路形成部５２とともに冷媒流路５を形成するように構成されている。そして、図３に示すように、第１流路形成部５１は、冷媒流路５における吸気側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は径方向に平行な面となっている。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１、図２に示すように、第１流路形成部５１の内周側には、後述のシュラウドピース３の第１圧入部５３ｂが圧入される第１被圧入部５３ａが形成されている。第１被圧入部５３ａに第１圧入部５３ｂが圧入されることにより、内周シール部５３が形成されている。図２に示すように、第１被圧入部５３ａと第１圧入部５３ｂとは互いに周方向の全域において当接している。

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の内周側には、後述のシュラウドピース３における第２流路形成部５２の外周部が圧入されている。これにより、第１スクロール室形成部１２１の内周部である第２被圧入部５４ａに、第２流路形成部５２の外周部である第２圧入部５４ｂが圧入されて、外周シール部５４が形成されている。図３に示すように、第２被圧入部５４ａと第２圧入部５４ｂとは互いに周方向の全域において当接している。なお、内周シール部５３及び外周シール部５４の締め代は特に限定されず、内周シール部５３及び外周シール部５４に発生する応力等を考慮して適宜決定することができ、本例では両者の締め代は同一の大きさとしている。

内周シール部５３及び外周シール部５４の一方または両方にシール材を介在させてもよい。シール材の種類は特に限定されないが、速乾性を有するものが好ましい。例えば、液体ガスケットとして使用されるシール材を使用することができる。

図１、図２に示すように、スクロールピース２は、第１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５８及び冷媒排出部５９を有する。冷媒供給部５８は冷媒流路５に冷媒を供給し、冷媒排出部５９は排出するように構成されている。本例では、図１に示すように、冷媒供給部５８及び冷媒排出部５９は、第１壁面５１１から軸方向Ｙに平行に吸気側Ｙ１に延びている。

図１、図７に示すように、スクロールピース２は、外周シール部５４の径方向外側であって、スクロール室１２よりも内側に、径方向に平行な壁面である第１当接面５６１を有している。

図１に示すように、スクロールピース２における第１還流室形成部６１は、シュラウドピース３に軸方向Ｙに対向する対向部において、吸気側Ｙ１に窪んだ溝からなる。そして、吹出部６４はスクロールピース２の内側に開口して第１還流室形成部６１に連通している。第１還流室形成部６１及び吹出部６４はそれぞれ複数設けられ、周方向に配列している。

一方、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、第２流路形成部５２、第２還流室形成部６２及び連通部６３を有する。シュラウドピース３は筒状に形成されており、シュラウドピース３の第１圧入部５３ｂ及び第２圧入部５４ｂが、スクロールピース２の第１被圧入部５３ａ及び第２被圧入部５４ａに圧入されるように構成されている。

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２１を形成している。第１ディフューザ部３５はシュラウド面２１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。

そして、図１に示すように、シュラウドピース３における第２流路形成部５２は、上述の第１流路形成部５１とともに冷媒流路５を形成するように構成されており、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４に示すように、シュラウド面２１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、図９に示すように、第２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、上述の如く、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、第１流路形成部５１と第２流路形成部５２との間に環状の空間５０である冷媒流路５が形成されている。

図２に示すように、シュラウドピース３における第１還流室形成部６１は、シュラウドピース３においてスクロールピース２に軸方向Ｙに対向する対向部において吸気側Ｙ１と反対側Ｙ２に窪んだ溝からなる。そして、連通部６３はシュラウド面２１にスリット状に開口して、第１還流室形成部６１に連通している。第１還流室形成部６１及び連通部６３は複数備えられ、周方向に配列している。

図２に示すように、スクロールピース２にシュラウドピース３が嵌合されることにより、図１に示すように、第１還流室形成部６１と第２還流室形成部６２とが互いに対向して、第１還流室形成部６１と第２還流室形成部６２とにより区画された空間である還流室６０が形成される。そして、連通部６３はシュラウド面２１に開口して還流室６０に連通しており、吹出部６４はコンプレッサインペラ１３よりも上流に位置して還流室６０に連通している。これにより、還流部６は、シュラウド部２０に到達した吸気の一部を連通部６３を介して還流室６０内に取り込んで、吹出部６４からコンプレッサインペラ１３の上流に戻すように構成されて、ケーシングトリートメントとして機能する。なお、還流部６の構成は特に限定されず、ケーシングトリートメントの機能を有する公知の構成を採用することができる。

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。

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。
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、成形工程Ｓ１と、組付工程Ｓ２とを含む。まず、成形工程Ｓ１では、図２に示すように、スクロールピース２及びシュラウドピース３を個別にダイカストにより作製する。そして、機械加工によりスクロールピース２に第１被圧入部５３ａ及び第２被圧入部５４ａを成形し、シュラウドピース３に第１圧入部５３ｂ、第２圧入部５４ｂ及び連通部６３を成形する。

次に、組付工程Ｓ２では、図２において矢印Ｐで示すように、シュラウドピース３におけるシュラウド圧入部３１を、スクロールピース２の吸気口形成部１０の内側に圧入して、スクロールピース２の第１当接面５６１にシュラウドピース３の第２当接面５６２を突き当てる。これにより、図６に示すように、第１流路形成部５１と第２流路形成部５２との間に環状の空間５０として冷媒流路５が形成される。これとともに、スクロールピース２の第１還流室形成部６１とシュラウドピース３の第２還流室形成部６２との間に還流室６０が形成され、還流室６０と連通部６３及び吹出部６４とが連通して還流部６が形成される。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流路形成部５１とシュラウドピース３における第２還流室形成部６２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、第１当接面５６１と第２当接面５６２とが確実に当接するように構成されている。

そして、スクロールピース２にシュラウドピース３が圧入されることにより、スクロールピース２の第１被圧入部５３ａにシュラウドピース３の第１圧入部５３ｂが圧入されて内周シール部５３が形成されるとともに、スクロールピース２の第２被圧入部５４ａにシュラウドピース３の第２圧入部５４ｂが圧入されて外周シール部５４が形成される。これにより、冷媒流路５において、第１流路形成部５１と第２流路形成部５２との間がシールされる。そして、本例ではシュラウド面２１を機械加工して成形精度を確保する。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５８及び冷媒排出部５９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、成形工程Ｓ１の後、第１被圧入部５３ａ又は第１圧入部５３ｂにシール材を塗布した後、組付工程Ｓ２を行うことにより、内周シール部５３にシール材が介在するようにしてもよい。同様に、成形工程Ｓ１の後、第２被圧入部５４ａ又は第２圧入部５４ｂにシール材を塗布した後、組付工程Ｓ２を行うことにより、外周シール部５４にシール材が介在するようにしてもよい。

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、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１は分割形成されているとともに、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流路形成部５１と第２流路形成部５２とによって形成されている。そして、冷媒流路５の内周側及び外周側は内周シール部５３及び外周シール部５４によりシールされている。そして、内周シール部５３はシュラウドピース３の第１圧入部５３ｂがスクロールピース２の第１被圧入部５３ａに圧入されてなり、外周シール部５４はシュラウドピース３の第２圧入部５４ｂがスクロールピース２の第２被圧入部５４ａに圧入されてなる。また、還流部６における還流室６０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還流室形成部６１と第２還流室形成部６２とにより区画された空間からなる。これらにより、シュラウドピース３をスクロールピース２に圧入して組み付けるだけで、還流部６を形成しつつ冷媒流路５の内周側及び外周側をシールすることができ、第１流路形成部５１と第２流路形成部５２との間にＯリングを挟み込んだりする必要がなく、組み付け作業性がよい。また、Ｏリングも不要となるため、部品点数の削減も図れる。そして、ターボチャージャ用コンプレッサハウジング１は冷媒流路５を備えることにより、ディフューザ通路１５におけるデポジットの堆積が抑制されてエンジンの高回転側で高過給化を図ることができ、エンジンの最高出力の向上を図ることができる。

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、シュラウド部２０に到達した吸気の一部をコンプレッサインペラ１３の上流側に戻すことができる還流部６を備える。還流部６は、いわゆるケーシングトリートメントを構成しており、より高過給化に対応してコンプレッサインペラ１３を大流量化しても、低空気流量側の作動範囲を維持することができ、低速トルクの低下を防ぐことができる。すなわち、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、還流部６による低空気流量側の作動範囲の維持に基づく低速トルクの維持と、冷媒流路５による高過給化に基づく最高出力の向上との両立を図ることができる。

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。

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における冷媒流路５は、従来のターボチャージャ用コンプレッサハウジングにおけるスクロールピースやシュラウドピースの基本構成を大幅には変える必要がないため、従来のターボチャージャ用コンプレッサハウジングに適用しやすくなっている。

また、本例では、スクロールピース２は、冷媒流路５に連通して冷媒流路５に冷媒を供給する貫通孔からなる冷媒供給部５８と、冷媒流路５に連通して冷媒流路５から冷媒を排出する貫通孔からなる冷媒排出部５９とを有する。これにより、冷媒供給部５８及び冷媒排出部５９を容易に形成することができるとともに、冷媒を冷媒流路５に確実に流通させることができる。

また、本例では、内周シール部５３及び外周シール部５４の少なくとも一方において、スクロールピース２とシュラウドピース３との間には両者の間をシールするシール材が介在するようにできる。これより、内周シール部５３及び外周シール部５４の少なくとも一方において、シール性を高めて、冷媒流路５からの冷媒漏れを防止して信頼性を向上させることができる。

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、軸方向Ｙに対向して互いに接して圧入時の位置決めをする当接部５６を有する。これにより、当接部５６によってスクロールピース２及びシュラウドピース３の圧入方向となる軸方向Ｙの位置決めがなされるため、スクロールピース２とシュラウドピース３との組み付け精度を向上することができる。

本例のターボチャージャ用コンプレッサハウジング１の製造方法においては、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を成形し、機械加工によりスクロールピース２に第１被圧入部５３ａ及び第２被圧入部５４ａを成形するとともにシュラウドピース３に第１圧入部５３ｂ、第２圧入部５４ｂ及び連通部６３を成形する成形工程Ｓ１と、第１被圧入部５３ａに第１圧入部５３ｂを圧入して内周シール部５３を形成するとともに、第２被圧入部５４ａに第２圧入部５４ｂを圧入して外周シール部５４を形成することにより、環状の空間５０からなる冷媒流路５及び還流部６を形成して、スクロールピース２にシュラウドピース３を組み付ける組み付け工程Ｓ２とを含む。これにより、上述のように、成形工程Ｓ１において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を成形し、機械加工によりスクロールピース２に第１被圧入部５３ａ及び第２被圧入部５４ａを成形するとともにシュラウドピース３に第１圧入部５３ｂ、第２圧入部５４ｂ及び連通部６３を成形した後、組み付け工程Ｓ２において、シュラウドピース３をスクロールピース２に圧入して組み付けるだけで、還流部６を形成しつつ冷媒流路５の内周側及び外周側をシールすることができるため、第１流路形成部５１と第２流路形成部５２との間にＯリングを挟み込んだりする必要がなく、組み付け作業性がよい。また、Ｏリングも不要となるため、部品点数の削減も図れる。

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、成形工程Ｓ１において、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に第１被圧入部５３ａ及び第２被圧入部５４ａを成形し、シュラウドピース３に第１圧入部５３ｂ、第２圧入部５４ｂ及び連通部６３を成形する。その後、組み付け工程Ｓ２において、矢印Ｐの方向に一体ピース３ａをスクロールピース２の内側に圧入する。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、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、内周シール部５３及び外周シール部５４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（内周シール部５３及び外周シール部５４）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、組み付け工程Ｓ２において、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。なお、組み付け工程Ｓ２の後、一体ピース３ａから分離した外周環状ピース４をスクロールピース２に対して軸方向に当接するまで再圧入することにより、外周環状ピース４の軸方向の位置決めを精度良く行うこともできる。

なお、実施例１では、冷媒流路５をダイカストで形成したが、これに替えて、図１１に示す変形例２のように、成形工程Ｓ１において、ダイカスト成形で第２流路形成部５２を所定深さで形成した後、Ｙ２側に凹んだ凹状に形成された第２壁面５２１の底部、すなわち、第２壁面５２１における最もＹ２側に位置する部分である切削部位５２ａを切削して、図１２に示すように、第２流路形成部５２をより深い凹状に成形するようにしてもよい。当該変形例２では、図１１に示すようにダイカスト成形の際にディフューザ部３０の肉厚をある程度確保することができるため、成形性の向上を図ることができる。さらに、図１２に示すように、冷媒流路５をディフューザ面３４に近い位置に形成することができるため、ディフューザ面３４の冷却効果を向上して、デポジットの付着を一層防止することができる。なお、本例でも、実施例１の場合と同等の作用効果を奏する。また、当該変形例２においても、上述の変形例１のように３ピース構造とすることができる。

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
２０ シュラウド部
２１ シュラウド面
３ シュラウドピース
３０ ディフューザ部
５ 冷媒流路
５１ 第１流路形成部
５２ 第２流路形成部
５３ 内周シール部
５３ａ 第１被圧入部
５３ｂ 第１圧入部
５４ 外周シール部
５４ａ 第２被圧入部
５４ｂ 第２圧入部
５６ 当接部
６ 還流部
６０ 還流室
６１ 第１還流室形成部
６２ 第２還流室形成部
６３ 連通部
６４ 吹出部

Claims (3)

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、
   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と、
   上記吸気口から吸い込まれて上記シュラウド部に到達した吸気の一部を上記コンプレッサインペラの上流に戻すように構成された還流部と、
   を有し、
   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の一部及び少なくとも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及び上記シュラウド部を有するとともに上記スクロールピースの内側に軸方向に圧入されるシュラウドピースと、に分割されてなり、
   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流路形成部と第２流路形成部とにより区画された環状の空間として形成され、
   上記第１流路形成部と上記第２流路形成部とは、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において互いに嵌合しており、
   上記内周シール部は、上記スクロールピースに形成された第１被圧入部に、上記シュラウドピースに形成された第１圧入部が圧入されてなり、
   上記外周シール部は、上記スクロールピースに形成された第２被圧入部に、上記シュラウドピースに形成された第２圧入部が圧入されてなり、
   上記還流部は、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還流室形成部と第２還流室形成部とにより区画された空間である還流室と、上記シュラウド面に開口して上記還流室に連通する連通部と、上記シュラウドピース又は上記シュラウドピースにおける上記コンプレッサインペラよりも上流の位置に開口して上記還流室に連通する吹出部とを有しており、
   上記第１還流室形成部及び上記吹出部はそれぞれ複数設けられるととともに、周方向に配列している、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、軸方向に対向して互いに接することにより上記圧入時の位置決めをする当接部を有する、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. 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と、
   上記吸気口から吸い込まれて上記シュラウド部に到達した吸気の一部を上記コンプレッサインペラの上流に戻すように構成された還流部と、
   を有し、
   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の一部及び少なくとも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及び上記シュラウド部を有するとともに上記スクロールピースの内側に軸方向に圧入されるシュラウドピースと、に分割されてなり、
   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流路形成部と第２流路形成部とにより区画された環状の空間として形成され、
   上記第１流路形成部と上記第２流路形成部とは、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において互いに嵌合しており、
   上記内周シール部は、上記スクロールピースに形成された第１被圧入部に、上記シュラウドピースに形成された第１圧入部が圧入されてなり、
   上記外周シール部は、上記スクロールピースに形成された第２被圧入部に、上記シュラウドピースに形成された第２圧入部が圧入されてなり、
   上記還流部は、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還流室形成部と第２還流室形成部とにより区画された空間である還流室と、上記シュラウド面に開口して上記還流室に連通する連通部と、上記シュラウドピース又は上記シュラウドピースにおける上記コンプレッサインペラよりも上流の位置に開口して上記還流室に連通する吹出部とを有する、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し、機械加工により上記スクロールピースに上記第１被圧入部及び上記第２被圧入部を成形するとともに上記シュラウドピースに上記第１圧入部、上記第２圧入部及び上記連通部を成形する成形工程と、
   上記第１被圧入部に上記第１圧入部を圧入して上記内周シール部を形成するとともに、上記第２被圧入部に上記第２圧入部を圧入して上記外周シール部を形成することにより、上記冷媒流路及び上記還流部を形成して、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み付け工程と、
   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。

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