JP7485020B2 - 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２０２０年５月１９日に提出された日本特許出願第２０２０－８７６３９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。

特許文献１には、コンプレッサハウジングと、可動部材とを備えた遠心圧縮機について開示がある。コンプレッサハウジングは、第１コンプレッサハウジングと、第２コンプレッサハウジングとに分割される。第１コンプレッサハウジングと第２コンプレッサハウジングとの間には、隙間が形成される。隙間内には、可動部材が配される。可動部材は、隙間内を移動可能に構成される。

特開２００７－２５５３８１号公報

特許文献１では、第１コンプレッサハウジングと第２コンプレッサハウジングとの間の分割面が外部に露出している。分割面は、コンプレッサハウジングの外部から内部に異物が混入する要因となる。

本開示は、コンプレッサハウジング内部への異物混入を抑制することが可能な遠心圧縮機を提供する。

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、スクロール流路が形成されたスクロールハウジングと、スクロールハウジングのうちスクロール流路よりも径方向内側に取り付けられ、コンプレッサインペラと径方向に対向するシュラウド部が形成されたシュラウドピースと、スクロールハウジングとシュラウドピースとの間に形成された隙間に配され、スクロールハウジングおよびシュラウドピースによって形成される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、絞り部材と、を備え、スクロールハウジングは、コンプレッサインペラの軸方向においてシュラウドピースと当接する、絞り部材の径方向外側に配された当接部を有し、当接部は、シュラウドピースのうち、隙間を形成する軸方向端面と軸方向に当接する。

絞り部材は、軸方向において、コンプレッサインペラのリーディングエッジよりも、シュラウド部から離隔した位置に配されてもよい。

スクロールハウジングとシュラウドピースとの間に配されたシール部材を備えてもよい。

シュラウドピースは、スクロール流路の内周面の一部を形成してもよい。

シュラウドピースは、アブレイダブル材を含んでもよい。

シュラウドピースは、中空部を有してもよい。

本開示によれば、コンプレッサハウジング内部への異物混入を抑制することができる。

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、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図４は、リンク機構の動作を説明するための第１の図である。 図５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６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７は、比較例におけるコンプレッサハウジングの構成を示す概略断面図である。 図８は、比較例のコンプレッサハウジングの概略側面図である。 図９は、比較例のコンプレッサハウジングの図８中、ＩＸ－ＩＸ線矢視断面図である。 図１０は、本実施形態のコンプレッサハウジングの図２中、Ｘ－Ｘ線矢視断面図である。 図１１は、第１変形例におけるコンプレッサハウジングの構成を示す概略断面図である。 図１２は、第２変形例におけるコンプレッサハウジングの構成を示す概略断面図である。

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。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３と、コンプレッサハウジング１００と、リンク機構２００とを含む。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４によってタービンハウジング３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３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、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。

過給機ＴＣのうちコンプレッサハウジング１００側は、遠心圧縮機（コンプレッサ）ＣＣとして機能する。以下では、遠心圧縮機ＣＣは、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。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、後述するリンク機構２００とを含む。

タービンハウジング３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３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、タービンインペラ８を介して、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、スクロールハウジング１１０と、シュラウドピース１２０とに分割される。スクロールハウジング１１０とシュラウドピース１２０は、別体で構成される。

スクロールハウジング１１０には、貫通孔１１１が形成される。貫通孔１１１は、スクロールハウジング１１０をシャフト７の軸方向（以下、単に軸方向という）に貫通する。貫通孔１１１のうちベアリングハウジング２から離隔する側の端部に吸気口１０を有する。また、スクロールハウジング１１０は、ベアリングハウジング２と接続する接続面を有し、接続面近傍には、コンプレッサスクロール流路１２が形成される。

貫通孔１１１は、平行部１１１ａと、縮径部１１１ｂと、窪み部１１１ｃとを有する。平行部１１１ａは、貫通孔１１１のうち最もベアリングハウジング２から離隔する位置に配される。平行部１１１ａの内径は、軸方向に亘って大凡一定である。縮径部１１１ｂは、平行部１１１ａよりもベアリングハウジング２側に配される。縮径部１１１ｂは、平行部１１１ａと連続する。縮径部１１１ｂの内径は、ベアリングハウジング２に近接するほど小さくなる。

窪み部１１１ｃは、縮径部１１１ｂよりもベアリングハウジング２側に配される。窪み部１１１ｃは、縮径部１１１ｂおよび平行部１１１ａに対し径方向外側に窪んでいる。つまり、窪み部１１１ｃの内径は、縮径部１１１ｂおよび平行部１１１ａの内径よりも大きい。窪み部１１１ｃには、シュラウドピース１２０が配される。シュラウドピース１２０は、窪み部１１１ｃに当接する。シュラウドピース１２０は、スクロールハウジング１１０のうちコンプレッサスクロール流路１２よりも径方向内側に取り付けられる。

本実施形態では、シュラウドピース１２０は、窪み部１１１ｃに圧入される。ただし、これに限定されず、シュラウドピース１２０は、スクロールハウジング１１０に接着されてもよい。また、シュラウドピース１２０は、スクロールハウジング１１０に嵌め輪（スナップリング）を介して取り付けられてもよい。また、シュラウドピース１２０は、不図示のフランジ部を有し、フランジ部は、スクロールハウジング１１０にねじ止めされてもよい。シュラウドピース１２０は、窪み部１１１ｃ（スクロールハウジング１１０）内に収容される。

シュラウドピース１２０には、貫通孔１２１が形成される。貫通孔１２１は、シュラウドピース１２０を軸方向に貫通する。貫通孔１２１の最も小さい内径は、貫通孔１１１（縮径部１１１ｂ）の最も小さい内径と大凡等しい。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の羽根の前縁端（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は、コンプレッサインペラ９の外形形状に近似した形状を有する。シュラウド部１２１ａの内径は、コンプレッサインペラ９の外径より僅かに大きい。そのため、シュラウド部１２１ａの内径は、リーディングエッジＬＥからベアリングハウジング２側に向かって大きくなる。

シュラウドピース１２０は、アブレイダブル材を含む。本実施形態では、シュラウドピース１２０のうち少なくともシュラウド部１２１ａがアブレイダブル材により構成される。これにより、回転するコンプレッサインペラ９がシュラウド部１２１ａと接触したときに、シュラウドピース１２０は、コンプレッサインペラ９により切削される。その結果、シュラウド部１２１ａとコンプレッサインペラ９との隙間を小さくすることができる。ただし、シュラウドピース１２０は、アブレイダブル材を含まなくてもよい。

スクロールハウジング１１０の貫通孔１１１と、シュラウドピース１２０の貫通孔１２１によって、吸気流路１３０が形成される。つまり、吸気流路１３０は、コンプレッサハウジング１００に形成される。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（図１参照）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、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。

スクロールハウジング１１０とシュラウドピース１２０との間の分割面Ｄｓ１は、一端がディフューザ流路１１の内面に位置し、他端がリーディングエッジＬＥよりも上流側の吸気流路１３０の内面に位置する。本実施形態では、分割面Ｄｓ１は、ディフューザ流路１１および吸気流路１３０間に跨っている。分割面Ｄｓ１は、一端から他端までコンプレッサハウジング１００の内に位置する。分割面Ｄｓ１は、コンプレッサハウジング１００の外面に露出しない。

スクロールハウジング１１０の窪み部１１１ｃと、シュラウドピース１２０との間には、シール部材１４０が配される。シール部材１４０は、分割面Ｄｓ１の途中に配される。シール部材１４０により、スクロールハウジング１１０とシュラウドピース１２０との隙間を流通する空気の流量が抑制される。ただし、シール部材１４０は、必須の構成ではなく、窪み部１１１ｃとシュラウドピース１２０との間にシール部材１４０が配されなくてもよい。

シュラウドピース１２０の側面（軸方向端面）のうち内径側には、対向面１２０ａが形成される。スクロールハウジング１１０には、対向面１２０ａと軸方向に対向する対向面１１０ａが形成される。対向面１１０ａは、縮径部１１１ｂよりもコンプレッサインペラ９側に位置し、窪み部１１１ｃよりもコンプレッサインペラ９から離隔する側に位置する。シュラウドピース１２０の対向面１２０ａは、スクロールハウジング１１０の対向面１１０ａに対し軸方向に離隔している。つまり、スクロールハウジング１１０とシュラウドピース１２０との間には、隙間Ｓが形成される。隙間Ｓは、コンプレッサインペラ９の軸方向において、コンプレッサインペラ９に対し吸気の上流側に配される。つまり、隙間Ｓは、リーディングエッジＬＥよりも吸気口１０側に配される。隙間Ｓは、縮径部１１１ｂよりもベアリングハウジング２側に配される。隙間Ｓには、詳しくは後述する絞り部材（第１可動部材２１０および第２可動部材２２０）が配される。つまり、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のリーディングエッジＬＥよりも、シュラウド部１２１ａから離隔した位置に配される。

シュラウドピース１２０の側面（軸方向端面）のうち外径側には、当接面１２０ｂが形成される。スクロールハウジング１１０には、当接面１２０ｂと軸方向に対向する当接面１１０ｂが形成される。シュラウドピース１２０の当接面１２０ｂは、スクロールハウジング１１０の当接面１１０ｂと軸方向に当接する。スクロールハウジング１１０の当接面１１０ｂは、対向面１１０ａよりもコンプレッサインペラ９側に位置する。つまり、スクロールハウジング１１０は、対向面１１０ａからコンプレッサインペラ９側に突出する突出部（当接部）１１１ｄを有する。本実施形態では、スクロールハウジング１１０には、シュラウドピース１２０と軸方向に当接する当接面１１０ｂを含む当接部１１１ｄが形成される。当接部１１１ｄは、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０の径方向外側に配される。当接部１１１ｄは、シュラウドピース１２０と当接することで、シュラウドピース１２０の軸方向の位置を決定する。また、当接部１１１ｄがスクロールハウジング１１０に設けられることで、シュラウドピース１２０の圧入代を小さくすることができる。ただし、これに限定されず、当接部１１１ｄは、シュラウドピース１２０に設けられてもよい。

図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。図３に示すように、隙間Ｓは、収容溝１１２と、軸受穴１１３と、収容穴１１４とを含む。本実施形態では、収容溝１１２、軸受穴１１３、収容穴１１４が、スクロールハウジング１１０に形成される例について説明する。しかし、これに限定されず、収容溝１１２、軸受穴１１３、収容穴１１４は、シュラウドピース１２０に形成されてもよい。

収容溝１１２は、大凡環状に形成される。収容溝１１２は、径方向内側において貫通孔１１１と連通する。軸受穴１１３は、収容溝１１２の吸気口１０側の壁面に形成される。軸受穴１１３は、収容溝１１２から吸気口１０側に向かって軸方向に延在する。軸受穴１１３は、シャフト７の回転方向（以下、単に回転方向、周方向という）に離隔して複数設けられる。本実施形態では、軸受穴１１３は、２つ設けられる。２つの軸受穴１１３は、回転方向に１８０°ずれた位置に配される。

収容穴１１４は、収容溝１１２の吸気口１０側の壁面に形成される。収容穴１１４は、収容溝１１２から吸気口１０側に向かって軸方向に窪む。収容穴１１４は、大凡円弧形状である。収容穴１１４は、２つの軸受穴１１３から周方向に離隔する。

リンク機構２００は、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、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の上流側に配される。

第１可動部材２１０は、収容溝１１２に配される。第１可動部材２１０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、周方向の第１端面２１１ａおよび第２端面２１１ｂは、径方向および軸方向に平行に延在する。ただし、第１端面２１１ａおよび第２端面２１１ｂは、径方向および軸方向に対し、傾斜していてもよい。

湾曲部２１１の第１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の第１端面２１１ａ側から径方向外側に連続する。また、アーム部２１２は、第１端面２１１ａから第２可動部材２２０側に向かって延在する。

第２可動部材２２０は、収容溝１１２に配される。第２可動部材２２０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、周方向の第１端面２２１ａおよび第２端面２２１ｂは、径方向および軸方向に平行に延在する。ただし、第１端面２２１ａおよび第２端面２２１ｂは、径方向および軸方向に対し、傾斜していてもよい。

湾曲部２２１の第１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の第１端面２２１ａ側から径方向外側に連続する。また、アーム部２２２は、第１端面２２１ａから第１可動部材２１０側に向かって延在する。

湾曲部２１１は、湾曲部２２１とコンプレッサインペラ９の回転中心軸を挟んで対向する。湾曲部２１１の第１端面２１１ａは、湾曲部２２１の第２端面２２１ｂと周方向に対向する。湾曲部２１１の第２端面２１１ｂは、湾曲部２２１の第１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、ロッド２４０とを連結する。連結部材２３０は、収容穴１１４に配される。つまり、連結部材２３０は、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０より吸気口１０側に配される。連結部材２３０は、大凡円弧形状である。連結部材２３０の径方向の幅は、収容穴１１４の径方向の幅より小さい。連結部材２３０の周方向の長さは、収容穴１１４の周方向の長さより短い。

連結部材２３０は、周方向において、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は、連結部材２３０のうち第１可動部材２１０と軸方向に対向する面に開口する。第２軸受穴２３２は、連結部材２３０のうち第２可動部材２２０と軸方向に対向する面に開口する。第１軸受穴２３１および第２軸受穴２３２は、軸方向に延在する。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を軸方向に貫通してもよい。

連結部材２３０には、ロッド接続部２３３が形成される。ロッド接続部２３３は、連結部材２３０のうち第１可動部材２１０および第２可動部材２２０から離隔する側の面から軸方向に突出する。ロッド接続部２３３は、大凡円柱形状である。ロッド接続部２３３は、連結部材２３０の周方向において大凡中央に位置する。

ロッド２４０は、大凡円柱形状である。ロッド２４０は、一端に軸受穴２４１が形成され、他端が後述するアクチュエータに接続される。軸受穴２４１は、軸方向に延在する。軸受穴２４１の大きさは、ロッド接続部２３３の大きさより僅かに大きい。

スクロールハウジング１１０には、不図示の挿通穴が形成される。挿通穴には、ロッド２４０の一端側が挿通される。挿通穴は、ロッド２４０の中心軸と直交する方向の移動を規制する。また、挿通穴は、ロッド２４０の中心軸方向の移動をガイドする。

ロッド２４０の軸受穴２４１は、挿通穴の内部に配される。挿通穴の内壁面には、収容穴１１４と連通する連通孔１１６が形成される。連通孔１１６は、収容穴１１４のうち周方向の大凡中間部に形成される。連通孔１１６は、ロッド２４０の中心軸方向の幅が、ロッド２４０の中心軸方向と直交する方向の幅よりも大きい。つまり、連通孔１１６は、長孔である。連通孔１１６の短手方向の幅は、ロッド接続部２３３の外径よりも僅かに大きい。

軸受穴２４１には、連通孔１１６を介してロッド接続部２３３が挿通される。これにより、ロッド２４０は、連結部材２３０と連結する。収容穴１１４は、連結部材２３０よりも周方向の長さが長い。収容穴１１４は、連結部材２３０よりも径方向の幅が大きい。そのため、連結部材２３０は、収容穴１１４内でコンプレッサインペラ９の回転中心軸に垂直な面内での移動が許容される。

第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、収容溝１１２に収容される。つまり、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、スクロールハウジング１１０とシュラウドピース１２０との間に形成された隙間Ｓに収容される。収容溝１１２の内径は、第１可動部材２１０の湾曲部２１１の外径よりも大きい。収容溝１１２の内径は、第２可動部材２２０の湾曲部２２１の外径よりも大きい。そのため、第１可動部材２１０および第２可動部材２２０は、収容溝１１２内でコンプレッサインペラ９の回転中心軸に垂直な面内での移動が許容される。

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の吸気口１０側の面から軸方向に突出する。連結軸部２１３は、回転軸部２１４と大凡平行に延在する。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、スクロールハウジング１１０の軸受穴１１３の内径よりも小さい。回転軸部２１４は、２つの軸受穴１１３のうち鉛直上側の軸受穴１１３に挿通される。回転軸部２１４は、軸受穴１１３に回転自在に軸支される。

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の吸気口１０側の面から軸方向に突出する。連結軸部２２３は、回転軸部２２４と大凡平行に延在する。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、スクロールハウジング１１０の軸受穴１１３の内径よりも小さい。回転軸部２２４は、２つの軸受穴１１３のうち鉛直下側の軸受穴１１３に挿通される。回転軸部２２４は、軸受穴１１３に回転自在に軸支される。

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、スクロールハウジング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４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４、図５、図６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４に示すように、ロッド２４０には、アクチュエータ２５０の駆動シャフトが連結される。

図４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および図３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。この状態における第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４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５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６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、コンプレッサインペラ９の軸方向と交差する方向（図５、図６中、上下方向）にロッド２４０を直動させる。図５および図６では、ロッド２４０は、図４に示す位置から上側に移動する。図５の配置よりも図６の配置の方が、図４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２３３を介して、図５、図６中、上側に移動する。このとき、連結部材２３０は、ロッド接続部２３３を回転中心とする回転が許容される。また、ロッド接続部２３３の外径に対し、ロッド２４０の軸受穴２４１の内径に僅かに遊びがある。そのため、連結部材２３０は、コンプレッサインペラ９の軸方向に垂直な面方向の移動が僅かに許容される。

上述したように、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、スクロールハウジング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５、図６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、スクロールハウジング１１０に軸支される。回転軸部２１４は、コンプレッサインペラ９の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、コンプレッサインペラ９の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５、図６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、スクロールハウジング１１０に軸支される。回転軸部２２４は、コンプレッサインペラ９の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、コンプレッサインペラ９の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５、図６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５、図６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（退避位置）。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６、図５、図４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から退避する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、突出位置と退避位置とに移動してもよい。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。そのため、吸気流路１３０を流れる吸気（空気）の圧損が小さくなる。

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、突出位置に位置するとき（以下、突出位置状態ともいう）、突出部２１５、２２５が吸気流路１３０内に突出する。つまり、突出部２１５、２２５が吸気流路１３０内に配される。突出部２１５、２２５が吸気流路１３０内に突出すると、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。つまり、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、サージングと呼ばれる逆流現象が発生する場合がある。

図２に示す突出位置状態では、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、突出位置状態の第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に従い、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。これにより、コンプレッサインペラ９の羽根に対する入射角が減少し、空気の流れを安定化させることができる。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、突出部２１５、２２５を吸気流路１３０内に突出させることにより、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。つまり、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。

図７は、比較例におけるコンプレッサハウジング３００の構成を示す概略断面図である。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。

図７に示すように、比較例のコンプレッサハウジング３００は、第１コンプレッサハウジング３１０と、第２コンプレッサハウジング３２０とに分割される。第１コンプレッサハウジング３１０と第２コンプレッサハウジング３２０との間には、隙間Ｓが形成される。隙間Ｓ内には、第１可動部材２１０と、第２可動部材２２０とが配される。

比較例のコンプレッサハウジング３００では、第１コンプレッサハウジング３１０と、第２コンプレッサハウジング３２０との間の分割面Ｄｓ２が外部に露出している。分割面Ｄｓ２により、コンプレッサハウジング３００の外部と内部が連通する。分割面Ｄｓ２は、コンプレッサハウジング３００の外部から内部に異物が混入する要因となる。

図８は、比較例のコンプレッサハウジング３００の概略側面図である。図８に示すように、比較例のコンプレッサハウジング３００を組み立てる際は、第１コンプレッサハウジング３１０を鉛直下側に配置し、第２コンプレッサハウジング３２０を鉛直上側に配置する。そして、第１コンプレッサハウジング３１０に対し第２コンプレッサハウジング３２０を鉛直上側から鉛直下側に向かって近接させることで、第１コンプレッサハウジング３１０と第２コンプレッサハウジング３２０とが接続される。こうして、比較例のコンプレッサハウジング３００が組み立てられる。

図９は、比較例のコンプレッサハウジング３００の図８中、ＩＸ－ＩＸ線矢視断面図である。図９に示すように、第１コンプレッサハウジング３１０の最大外径は、第２コンプレッサハウジング３２０の最大外径よりも小さい。そのため、第１コンプレッサハウジング３１０の鉛直上側から第２コンプレッサハウジング３２０を組み付ける場合、第１コンプレッサハウジング３１０が目視し難くなる。その結果、コンプレッサハウジング３００の組立が困難になる。

図１０は、本実施形態のコンプレッサハウジング１００の図２中、Ｘ－Ｘ線矢視断面図である。図１０に示すように、本実施形態のコンプレッサハウジング１００は、スクロールハウジング１１０と、シュラウドピース１２０とを備える。スクロールハウジング１１０とシュラウドピース１２０との間の分割面Ｄｓ１は、コンプレッサハウジング１００内に位置する。つまり、分割面Ｄｓ１は、コンプレッサハウジング１００の外部に露出しない。そのため、本実施形態のコンプレッサハウジング１００によれば、図７に示すような分割面Ｄｓ２が外部に露出する比較例のコンプレッサハウジング３００に比べ、異物の混入を低減することができる。

また、本実施形態のコンプレッサハウジング１００を組み立てる際は、スクロールハウジング１１０を鉛直下側に配置し、シュラウドピース１２０を鉛直上側に配置する。そして、スクロールハウジング１１０に対しシュラウドピース１２０を鉛直上側から鉛直下側に向かって近接させることで、スクロールハウジング１１０とシュラウドピース１２０とが接続される。こうして、本実施形態のコンプレッサハウジング１００が組み立てられる。

図１０に示すように、シュラウドピース１２０の最大外径は、スクロールハウジング１１０の最大外径よりも小さい。そのため、スクロールハウジング１１０の鉛直上側からシュラウドピース１２０を組み付ける場合、シュラウドピース１２０を目視したまま組み付けることができる。その結果、コンプレッサハウジング１００の組立が容易になる。

図１１は、第１変形例におけるコンプレッサハウジング４００の構成を示す概略断面図である。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。第１変形例のコンプレッサハウジング４００は、シュラウドピース４２０の構成が上記実施形態と異なっている。それ以外の構成については、上記実施形態のコンプレッサハウジング１００と同じである。

第１変形例のシュラウドピース４２０は、シュラウド部１２１ａと、突出部４２１とを有する。シュラウド部１２１ａは、コンプレッサスクロール流路１２の最小内径よりも小さい大凡一定の外径を有する。突出部４２１は、大凡円環形状である。突出部４２１は、シュラウド部１２１ａの下流側に設けられる。突出部４２１は、シュラウド部１２１ａから径方向外側に突出する。突出部４２１は、コンプレッサスクロール流路１２の内周面の一部を形成する。突出部４２１の最大外径は、スクロールハウジング１１０の最大外径よりも小さい。分割面Ｄｓ１は、突出部４２１の上流側に連通している。分割面Ｄｓ１は、一端がコンプレッサスクロール流路１２の内面に位置し、他端がリーディングエッジＬＥよりも上流側の吸気流路１３０の内面に位置する。第１変形例では、分割面Ｄｓ１は、コンプレッサスクロール流路１２および吸気流路１３０間に跨っている。分割面Ｄｓ１は、一端から他端までコンプレッサハウジング４００内に位置する。分割面Ｄｓ１は、コンプレッサハウジング４００の外面に露出しない。

第１変形例によれば、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、第１変形例のシュラウドピース４２０は、コンプレッサスクロール流路１２の内周面の一部を形成する。これにより、コンプレッサスクロール流路１２を有するシュラウドピース１２０の製造（鋳造）を容易にすることができる。

図１２は、第２変形例におけるコンプレッサハウジング５００の構成を示す概略断面図である。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。第２変形例のコンプレッサハウジング５００は、シュラウドピース５２０の構成が上記実施形態と異なっている。それ以外の構成については、上記実施形態のコンプレッサハウジング１００と同じである。

第２変形例のシュラウドピース５２０は、中空部５２１を有する。中空部５２１は、シュラウドピース５２０の内周面に開口しない。中空部５２１は、シュラウドピース５２０の外周面に開口する。ただし、中空部５２１は、シュラウドピース５２０の外周面に開口しなくてもよい。例えば、中空部５２１は、シュラウドピース５２０の外部に開口せずに、内部に密閉空間として形成されてもよい。つまり、中空部５２１は、シュラウドピース５２０の内部に密閉空間を形成する。中空部５２１は、シュラウドピース５２０の外部を流通する吸気と連通し難い。

第２変形例によれば、上記実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。また、第２変形例のシュラウドピース５２０は、中空部５２１を有する。これにより、第２変形例のコンプレッサハウジング５００は、上記実施形態および第１変形例のコンプレッサハウジング１００、４００よりも軽量化することができる。また、中空部５２１には、空気層が形成される。そのため、シュラウドピース５２０に中空部５２１を形成した場合、中空部５２１を形成しない場合に比べ、遮熱性を高くすることができる。

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、第１変形例、および、第２変形例では、隙間Ｓがコンプレッサインペラ９よりも吸気の上流側に形成される例について説明した。ただし、これに限定されず、隙間Ｓは、コンプレッサインペラ９よりも吸気の下流側に形成されてもよい。例えば、隙間Ｓは、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の間に形成されてもよい。つまり、隙間Ｓは、ディフューザ流路１１と連通してもよい。このように、隙間Ｓは、スクロールハウジング１１０とシュラウドピース１２０、４２０、５２０との間に形成されるものであればよい。

上記実施形態、第１変形例、および、第２変形例では、窪み部１１１ｃとシュラウドピース１２０との間にシール部材１４０が設けられる例について説明した。しかし、シール部材１４０は、必須の構成ではない。例えば、シュラウドピース１２０、４２０、５２０がスクロールハウジング１１０に圧入される場合、シール部材１４０は、設けられなくてもよい。

９：コンプレッサインペラ １２：コンプレッサスクロール流路（スクロール流路） １００：コンプレッサハウジング １１０：スクロールハウジング １１１ｄ：当接部 １２０：シュラウドピース １２１ａ：シュラウド部 １４０：シール部材 ２１０：第１可動部材（絞り部材） ２２０：第２可動部材（絞り部材） ４００：コンプレッサハウジング ４２０：シュラウドピース ４２１：突出部 ５００：コンプレッサハウジング ５２０：シュラウドピース ５２１：中空部

Claims (6)

1. スクロール流路が形成されたスクロールハウジングと、
   前記スクロールハウジングのうち前記スクロール流路よりも径方向内側に取り付けられ、コンプレッサインペラと径方向に対向するシュラウド部が形成されたシュラウドピースと、
   前記スクロールハウジングと前記シュラウドピースとの間に形成された隙間に配され、前記スクロールハウジングおよび前記シュラウドピースによって形成される吸気流路内に突出する突出位置と、前記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、絞り部材と、
   を備え、
   前記スクロールハウジングは、前記コンプレッサインペラの軸方向において前記シュラウドピースと当接する、前記絞り部材の径方向外側に配された当接部を有し、
   前記当接部は、前記シュラウドピースのうち、前記隙間を形成する軸方向端面と前記軸方向に当接する、
   遠心圧縮機。
2. 前記絞り部材は、前記軸方向において、前記コンプレッサインペラのリーディングエッジよりも、前記シュラウド部から離隔した位置に配される、請求項１に記載の遠心圧縮機。
3. 前記スクロールハウジングと前記シュラウドピースとの間に配されたシール部材を備える、請求項１または２に記載の遠心圧縮機。
4. 前記シュラウドピースは、前記スクロール流路の内周面の一部を形成する、請求項１～３のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
5. 前記シュラウドピースは、アブレイダブル材を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
6. 前記シュラウドピースは、中空部を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。

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