JPWO2018150576A1 - インペラ、回転機械、インペラの製造方法、及び回転機械の製造方法 - Google Patents

Abstract

筒状とされた第１及び第２のディスク部材（２６，２７）を有するディスク（２１）と、第２のディスク部材（２７）に対して一体に設けられたブレード（２３）と、ブレード（２３）に対して一体に設けられており、ブレード（２３）を覆うカバー（２４）と、を備え、第１のディスク部材（２６）は、内側にリング状とされた凹部（３３）を有し、第２のディスク部材（２７）は、凹部（３３）内に挿入されることで、第１のディスク部材（２６）と係合するリング状の係合部（３５）を有しており、係合部（３５）の外周面（３５ａ）と、外周面（３５ａ）と接触する凹部（３３）の内周面（３３ａ）と、の境界部分に第１の焼き嵌め部（２８）が設けられている。

Description

本発明は、インペラ、回転機械、インペラの製造方法、及び回転機械の製造方法に関する。

例えば、産業用圧縮機やターボ冷凍機、小型ガスタービン等に用いられる回転機械は、回転体に固定されたディスクに複数のブレードを取り付けたインペラを有する。このような構成とされた回転機械は、インペラを回転させることで、ガスに圧力エネルギー及び速度エネルギーを与えている。

インペラとしては、ディスクとブレードとを一体とし、ブレードにカバーを一体に設ける、いわゆるクローズドインペラが知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

特開２０１５−１０１９６号公報 特許第５９０７７２３号公報 特開２０１３−４７４７９号公報

ところで、クローズドインペラには、複数のパーツ（ディスク、複数のブレード、及びカバー）を接合して組み立てるものがある。このような接合構造を有する場合、複数のパーツの接続位置が所望の接続位置となるように組み立てることが困難である。このため、ディスクとカバーとの間に配置される流路の形状を、所望の形状にすることが困難となり、インペラの性能が低下する可能性があった。

このような問題を解決するために、ディスク、複数のブレード、及びカバーを一体とする（インペラを１ピース化する）ことが考えられる。この場合、組み立て作業が不要となるが、インペラの母材となる材料に対して工具を用いて高精度な削り出し加工を行う必要がある。

インペラを１ピース化する場合、ドーナッツ形状とされたカバーの中央部にディスクの一部が配置されることになるため、インペラの母材を工具で加工する際に、上記ディスクの一部が工具の挿入時の障害となり、流路を精度良く加工することが困難になる可能性があった。

そこで、本発明は、第１のディスク部材とは別体とされた第２のディスク部材、ブレード、及びカバーを一体に構成した上で、第２のディスク部材とカバーとの間に形成される流路の形状の精度を高めることの可能なインペラ、回転機械、インペラの製造方法、及び回転機械の製造方法に関する。

本発明の第１の態様に係るインペラは、筒状とされた第１及び第２のディスク部材を有するディスクと、前記第２のディスク部材に対して一体に設けられたブレードと、前記ブレードに対して一体に設けられており、前記第２のディスク部材との間に流路を区画するカバーと、を備え、前記第１のディスク部材は、前記流路の一部を区画するとともに、前記ディスクの中心軸方向を深さ方向とするリング状の凹部を有し、前記第２のディスク部材は、前記凹部内に挿入されることで、前記第１のディスク部材と係合するリング状の係合部を有しており、前記係合部の外周面と、該係合部の外周面と接触する前記凹部の内周面と、の境界部分に第１の焼き嵌め部が設けられていることを特徴とする。

このように、ディスクを構成する第１のディスク部材と第２のディスク部材とを別体とすることで、カバーと第２のディスク部材との間に配置される流路を形成する際に使用する工具を、カバーと第２のディスク部材とに挿入させ易くなるため、流路の形状の精度を高めることができる。

また、第２のディスク部材、ブレード、及びカバーを一体とすることで、第２のディスク部材、ブレード、及びカバーの組み立て作業が不要となるので、組合作業に起因する流路の形状の精度の低下を抑制できる。

さらに、係合部の外周面と凹部の内周面との境界部分に、焼き嵌めにより形成される第１の焼き嵌め部を有することで、凹部を区画する部分の第１のディスク部材の外周面を加熱することで、第1の焼き嵌め部を形成することが可能となる。これにより、第１の焼き嵌め部を形成する際に、ブレードと一体とされた第２のディスク部材を直接加熱することがなくなるため、該加熱によるブレードの変形を抑制することができる。

本発明の第２の態様に係るインペラにおいて、前記係合部は、前記ディスクの中心軸方向に対して、前記ディスクの中心軸から前記係合部の外周面までの距離が異なる複数の段差部を有しており、前記凹部の形状は、前記複数の段差部と係合可能な形状であってもよい。

このような構成とすることで、係合部の外周面が複数設けられるとともに、複数の外周面のうち、ある外周面のディスク部材の中心軸方向における幅と、ある外周面よりも外側に配置された別の外周面のディスクの中心軸方向における幅と、を同じにした場合、外側に配置された別の外周面の面積の方が大きくなる。

したがって、１つの外周面のみを有する係合部を用いて所望の面積を得る場合と、複数の外周面を有する係合部（複数の段差部を含む係合部）を用いて該所望の面積を得る場合と、を比較すると、複数の外周面を有する係合部の方が、１つの外周面のみを有する係合部よりもディスクの中心軸方向の長さを短くすることができる。

本発明の第３の態様に係るインペラにおいて、前記第２のディスク部材は、前記ディスクの中心軸方向において、前記第１のディスク部材に当接される部分と、前記第１のディスク部材との間に隙間を形成する部分と、を有してもよい。

このような構成とすることで、上記隙間により、フレッティング（この場合、接触する第１のディスク部材と第２のディスク部材との間に微小な往復滑りが繰返し作用したときに生じる表面損傷）の発生を抑制することができる。

本発明の第４の態様に係るインペラにおいて、前記凹部の内周面は、該凹部の底面から前記第２のディスク部材側に向かうにつれて、前記凹部の内径を狭める方向に傾斜した傾斜面であり、前記係合部の外周面は、前記第１のディスク部材側に配置される前記係合部の先端面から前記ディスクの中心軸方向に離間するにつれて、前記係合部の厚さを薄くする傾斜面であってもよい。

このような構成とすることにより、第１の焼き嵌め部においてアンカー効果（ディスク部材の中心軸方向において、凹部から係合部が抜けにくくなる効果）を発生させることが可能となるので、第１のディスク部材と第２のディスク部材との間の接続強度を向上させることができる。

本発明の第５の態様に係るインペラにおいて、前記ディスクの中心軸方向において、前記第１のディスク部材と前記第２のディスク部材とが当接された部分に、位置決めキーを内設させてもよい。

このように、ディスクの中心軸方向において、第１のディスク部材と第２のディスク部材とが当接された部分に位置決めキーを内設させることで、第１のディスク部材と第２のディスク部材との間の位置決め（ディスクの中心軸を回転軸とする回転方向の位置決め）を容易に行うことができる。

本発明の第６の態様に係る回転機械において、上記インペラと、前記ディスクの中心軸と一致する軸線を回転軸として回転し、前記インペラが固定される回転体と、を備え、前記第１のディスク部材のうち、前記凹部が形成されていない部分の内周面と前記回転体の外周面との境界部分には、第２の焼き嵌め部が設けられていてもよい。

このような構成とすることで、第１の焼き嵌め部から離間した位置に第２の焼き嵌め部を設けることが可能となるので、第１の焼き嵌め部と第２の焼き嵌め部との干渉を抑制した上で、回転体の外周面にインペラを固定することができる。

本発明の第７の態様に係る回転機械において、前記第２の焼き嵌め部の焼き嵌め率は、前記第１の焼き嵌め部の焼き嵌め率よりも小さくしてもよい。

このように、第１の焼き嵌め部の後に形成される第２の焼き嵌め部の焼き嵌め率を第１の焼き嵌め部の焼き嵌め率よりも小さくすることで、第２の焼き嵌め部を形成時に行う加熱に起因する熱が、第１の焼き嵌め部に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

本発明の第８の態様に係るインペラの製造方法は、筒状とされ、内側にリング状とされた凹部を有する第１のディスク部材を形成する工程と、前記凹部内に挿入されることで、前記第１のディスク部材と係合するリング状の係合部を有する第２のディスク部材と、前記第２のディスク部材に設けられたブレードと、前記ブレードに設けられ、前記ブレードを覆うとともに、前記第２のディスク部材とともに流路を区画するカバーと、が一体とされた構造体を形成する工程と、前記凹部内に、前記構造体を構成する前記係合部を挿入し、前記第１のディスク部材の外周面側から、前記第１のディスク部材を加熱することで、前記係合部の外周面と前記凹部の内周面との境界部分を焼き嵌めする第１の焼き嵌め工程と、を含むことを特徴とする。

このように、第１のディスク部材を形成する工程と、第２のディスク部材、第２のディスク部材に設けられたブレード、及びブレードに設けられ、ブレードを覆うカバーを一体形成する工程と、を別の工程で行うことで、第２のディスク部材とカバーとの間に形成される流路を、工具を用いて容易に加工することが可能となるので、流路の形状の精度を高めることができる。

さらに、第１のディスク部材の外周面側から、第１のディスク部材を加熱して、係合部の外周面と凹部の内周面との間を焼き嵌めすることで、第１の焼き嵌め部を形成する際に、ブレードと一体とされた第２のディスク部材を直接加熱することがなくなるため、第１の焼き嵌め部を形成する際の加熱によるブレードの変形を抑制できる。

本発明の第９の態様に係る回転機械の製造方法において、請求項８に記載のインペラ製造方法により製造されたインペラを準備する工程と、前記インペラ内に回転体を挿入させた状態で、前記第１のディスク部材のうち、前記凹部が形成されていない部分の外周面側から前記第１のディスク部材を加熱することで、前記凹部が形成されていない部分の内周面と前記回転体の外周面との境界部分を焼き嵌めする第２の焼き嵌め工程と、を含んでもよい。

このように、インペラ内に回転体を挿入させた状態で、第１のディスク部材のうち、凹部が形成されていない部分の外周面側から第１のディスク部材を加熱することで、ブレードと一体とされた第２のディスク部材を直接加熱することがなくなるため、該加熱によるブレードの変形を抑制することができる。

本発明の第１０の態様に係る回転機械の製造方法において、前記第２の焼き嵌め工程における前記第１のディスク部材の加熱温度は、前記第１の焼き嵌め工程における前記第１のディスク部材の加熱温度よりも低くてもよい。

このように、第１の焼き嵌め部の後に形成する第２の焼き嵌め部を形成する際の加熱温度を、第１の焼き嵌め部を形成する際の加熱温度よりも小さくすることで、第２の焼き嵌め部を形成時の加熱が、第１の焼き嵌め部に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

本発明によれば、第１のディスク部材とは別体とされた第２のディスク部材、ブレード、及びカバーを一体に構成した上で、インペラの流路の形状の精度を高めることができる。

本発明の第１の実施形態に係る回転機械の概略構成を模式的に示す断面図である。 図１に示す構造体のうち、領域Ａで囲まれた部分を拡大した断面図である。 図２に示す構造体のうち、領域Ｂで囲まれた部分を拡大した断面図である。 焼き嵌めする前の分離された第１及び第２のディスク部材を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係るインペラの主要部を拡大した断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るインペラの製造方法を説明するための断面図（その１）である。 本発明の第１の実施形態に係るインペラの製造方法を説明するための断面図（その２）である。 本発明の第１の実施形態に係るインペラの製造方法を説明するための断面図（その３）である。 本発明の第２の実施形態の変形例に係るインペラの断面図である。 図９に示すインペラのうち、領域Ｃで囲まれた部分を拡大した断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るインペラを示す断面図である。 図１１に示す構造体のうち、領域Ｇで囲まれた部分を拡大した断面図である。 本発明の第３の実施形態の変形例に係るインペラの主要部を拡大した断面図である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転機械の概略構成を模式的に示す断面図である。図１において、Ａは領域（以下、「領域Ａ」という）、Ｆは作動流体（以下、「作動流体Ｆ」という）、Ｏ_１はディスク２１の中心軸（以下、「中心軸Ｏ_１」という）、Ｏ_２は回転体１１の軸線（以下、「軸線Ｏ_２」という）、Ｘ方向はディスク２１の中心軸Ｏ_１方向をそれぞれ示している。中心軸Ｏ_１及び軸線Ｏ_２は、同一の方向（Ｘ方向）に延在するとともに、一致している。

図１では、回転機械１０の一例として、遠心圧縮機を例に挙げて図示する。なお、図１では、後述する図２に示すインペラ１６の詳細を図示することが困難なため、簡略化させた状態のインペラ１６を図示する。

図１を参照するに、第１の実施形態の回転機械１０は、回転体１１と、ジャーナル軸受１３と、スラスト軸受１４と、複数のインペラ１６と、第２の焼き嵌め部１８と、ケーシング１９と、を有する。

回転体１１は、円柱状とされており、Ｘ方向に延在している。回転体１１は、電動機等の動力源（図示せず）によって軸線Ｏ_２回りに回転させられる。回転体１１は、ケーシング１９に収容されたインペラ１６が外嵌されている。これにより、回転体１１は、インペラ１６と共に軸線Ｏ_２を中心に回転する。
回転体１１は、ジャーナル軸受１３及びスラスト軸受１４によってケーシング１９に対して回転自在に支持されている。

ジャーナル軸受１３は、Ｘ方向における回転体１１の両端部に設けられている。ジャーナル軸受１３は、回転体１１の外周面と対向して配置されている。

スラスト軸受１４は、後述する吸入口４８側に位置する回転体１１の端に設けられている。

複数のインペラ１６は、Ｘ方向に対して所定の間隔を空けて複数配置されている。複数のインペラ１６は、回転体１１に一体に固定されており、回転体１１の回転とともに回転体１１と一体に回転する。複数のインペラ１６は、回転体１１に固定された状態でケーシング１９の内部に収容されている。

図２は、図１に示す構造体のうち、領域Ａで囲まれた部分を拡大した断面図である。図２において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。図２に示すＢは、凹部３３と係合部３５とが挿入された領域（以下、「領域Ｂ」という）を示している。

図３は、図２に示す構造体のうち、領域Ｂで囲まれた部分を拡大した断面図である。図３において、図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図４は、焼き嵌めする前の分離された第１及び第２のディスク部材を示す断面図である。図４において、図１〜図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

ここで、図１〜図４を参照して、インペラ１６の構成について詳述する。インペラ１６は、クローズドインペラであり、ディスク２１と、ブレード２３と、カバー２４と、作動流体Ｆが流れる流路２５と、を有する。

ディスク２１は、第１のディスク部材２６と、第２のディスク部材２７と、第１の焼き嵌め部２８と、を有する。

第１のディスク部材２６は、筒状とされている。第１のディスク部材２６は、第１のディスク本体３１と、凹部３３と、を有する。第１のディスク本体３１は、筒状とされた部材である。第１のディスク本体３１は、回転体１１が挿入される貫通穴３１Ａと、貫通穴３１Ａを区画する内周面３１ａと、外周面３１ｂと、を有する。
第１のディスク本体３１の外周面３１ｂは、カバー２４との間に流路２５の一部を区画している。

第１のディスク本体３１は、第１のディスク本体３１の一端３１Ｂ（吸入口４８側に位置する端）から他端３１Ｃ（第２のディスク部材２７と対向する側であって、排出口５３側に位置する端）に向かうにつれて、外径が拡径された形状とされている。外周面３１ｂは、湾曲した傾斜面とされている。

凹部３３は、第１のディスク本体３１の第１のディスク本体３１の後述する他端３１ＣをＸ方向に、リング状に切削することで形成されている。これにより、凹部３３の形状は、リング状とされている。また、凹部３３の深さ方向は、Ｘ方向を深さ方向とされている。

凹部３３は、回転体１１の外周面１１ａに対して平行な内周面３３ａと、Ｘ方向に対して直交する底面３３ｂと、を有する。内周面３３ａは、Ｘ方向に対して傾斜していない面（水平な面）である。底面３３ｂ及び内周面３３ａは、第１のディスク本体３１内に配置されている。

第１のディスク本体３１のうち、凹部３３が形成されていない部分の内周面３１ａは、回転体１１の外周面１１ａに対して焼き嵌めされている。これにより、第１のディスク本体３１は、回転体１１に対して固定されている。

第２のディスク部材２７は、筒状とされている。第２のディスク部材２７は、第１のディスク部材２６とは別体とされ、かつ複数のインペラ１６及びケーシング１９と一体とされている。

このように、回転体１１に固定される第１のディスク部材２６と、第２のディスク部材２７と、を別体とすることにより、カバー２４と第２のディスク部材２７との間に配置される流路２５を形成する際に使用する工具（図示せず）を、カバー２４と第２のディスク部材２７とに挿入させ易くなるため、流路２５の形状の精度を高めることができる。

また、第２のディスク部材２７、ブレード２３、及びカバー２４を一体とすることで、第２のディスク部材２７、ブレード２３、及びカバー２４の組み立て作業が不要となるので、組合作業に起因する流路の形状の精度の低下を抑制できる。

第２のディスク部材２７は、係合部３５と、第２のディスク本体３６と、貫通穴３８と、を有する。

係合部３５は、第２のディスク本体３６と一体とされたリング状の部材であり、Ｘ方向に延在している。係合部３５は、凹部３３に挿入されたときに、凹部３３の内周面３３ａと接触する外周面３５ａを有する。外周面３５ａは、Ｘ方向に対して傾斜していない面（Ｘ方向に対して平行な面）である。

ディスク２１の径方向（Ｘ方向に対して直交する方向）における係合部３５の厚さＭ_１は、Ｘ方向において均一な厚さとされており、かつディスク２１の径方向における凹部３３の幅Ｗ_１と略等しくなるように構成されている。

Ｘ方向における係合部３５の長さＬ_１は、Ｘ方向における凹部の深さＤ_１の値よりも大きくなるように構成されている。このような構成とすることで、係合部３５の先端面３５ｂが凹部３３の底面３３ｂに当接された状態で、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃ（第１のディスク部材２６）と第２のディスク本体３６との間に隙間４１を形成することが可能となる。

このように、Ｘ方向において、第１のディスク部材２６と第２のディスク本体３６との間に隙間４１を設けることで、フレッティング（この場合、接触する第１のディスク部材２６と第２のディスク部材２７との間に微小な往復滑りが繰返し作用したときに生じる表面損傷）の発生を抑制することができる。

係合部３５は、第２のディスク部材２７と第１のディスク部材２６とが焼き嵌めされた状態で、回転体１１が挿入されている。

第２のディスク本体３６は、先端面３５ｂの反対側に位置する係合部３５の後端に設けられている。第２のディスク本体３６は、係合部３５と一体に構成されている。第２のディスク本体３６は、回転体１１の外周面１１ａから回転体１１の径方向に立設している。第２のディスク本体３６は、ドーナッツ形状とされた板状の部材である。

第２のディスク本体３６は、回転体１１の外周面１１ａから離間するにつれて、Ｘ方向の厚さが薄くなるように構成されている。第２のディスク本体３６は、隙間４１を区画する面３６ａを有する。面３６ａは、隙間４１を介して、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃと対向している。

貫通穴３８は、係合部３５及び第２のディスク本体３６に設けられている。貫通穴３８には、回転体１１が挿入される。

第１の焼き嵌め部２８は、凹部３３の内周面３３ａと係合部３５の外周面３５ａとの境界部分に設けられている。第１の焼き嵌め部２８は、係合部３５の外径よりも小さい内径を有する凹部３３を区画する第１のディスク本体３１の外周面３１ｂを加熱することで、熱膨張により凹部３３の内径を拡径させ、拡径された凹部３３内に係合部３５を嵌め合わせることで形成される部分である。

つまり、第１の焼き嵌め部２８とは、焼き嵌めにより、第１のディスク本体３１のうち、凹部３３の内周面３３ａを区画する部分と、係合部３５のうち、外周面３５ａを区画する部分と、が接合された部分のことをいう。

このように、係合部３５の外周面３５ａと凹部３３の内周面３３ａとの境界部分に配置された第１の焼き嵌め部２８を有することで、第１のディスク本体３１の外周面３１ｂ（凹部３３を区画する部分の第１のディスク部材２６の外周面）を加熱して、第1の焼き嵌め部２８を形成することが可能となる。これにより、第１の焼き嵌め部２８を形成する際に、ブレード２３と一体とされた第２のディスク部材２７を直接加熱することがなくなるため、該加熱によるブレード２３の変形を抑制することができる。

ブレード２３は、第２のディスク本体３６の面３６ａのうち、隙間４１から離間した面に複数設けられている。複数のブレード２３は、第２のディスク部材２７と一体に構成されている。複数のブレード２３は、第２のディスク本体３６の周方向において、第１のディスク部材２６を中心として放射状に配置されている。

複数のブレード２３は、第２のディスク本体３６の面３６ａに対して直交する方向に突出するとともに、第２のディスク本体３６の先端に向かう方向に延在している。複数のブレード２３は、第１のディスク部材２６から第２のディスク本体３６の先端に向かうにつれて突出量（言い換えれば、厚さ）が薄くなるように構成されている。
複数のブレード２３は、第２のディスク本体３６の面３６ａと接触する面の反対側に配置された面２３ａを有する。

カバー２４は、ドーナッツ形状とされた部材であり、中央部に貫通穴２４Ａを有する。カバー２４は、複数のブレード２３の面２３ａに設けられている。この状態において、貫通穴２４Ａは、第１のディスク部材２６を露出している。カバー２４は、複数のブレード２３を覆っている。
貫通穴２４Ａの一部は、第１のディスク部材２６が配置されることで、流路２５の一部を構成している。

流路２５は、カバー２４と第２のディスク部材２７との間に設けられている。流路２５は、ブレード２３、カバー２４、及び第２のディスク部材２７により区画されている。

第２の焼き嵌め部１８は、第１のディスク本体３１の内周面３１ａ（凹部３３が形成されていない部分の第１のディスク本体３１の内周面）と回転体１１の外周面１１ａとの境界部分に配置されている。第２の焼き嵌め部１８は、第１のディスク部材２６を回転体１１に固定している。

第２の焼き嵌め部１８は、第１のディスク本体３１の外周面３１ｂ（凹部３３が形成されていない部分の第１のディスク本体３１の外周面）を加熱する（言い換えれば、焼き嵌めする）ことで形成される。第２の焼き嵌め部１８とは、焼き嵌めにより、第１のディスク本体３１のうち、凹部３３が形成されていない部分の第１のディスク本体３１の外周面３１ｂを区画する部分と、回転体１１の一部の外周面１１ａと、が接合された部分のことをいう。

第２の焼き嵌め部１８の焼き嵌め率は、例えば、第１の焼き嵌め部２８の焼き嵌め率よりも小さくするとよい。

このように、第１の焼き嵌め部２８の後に形成する第２の焼き嵌め部１８の焼き嵌め率を第１の焼き嵌め部２８の焼き嵌め率よりも小さくすることで、第２の焼き嵌め部１８を形成時に行う加熱に起因する熱が、第１の焼き嵌め部２８に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

図１を参照するに、ケーシング１９は、ケーシング本体４６と、貫通部４７と、吸入口４８と、流路５１と、排出口５３と、を有する。ケーシング本体４６は、回転体１１、ジャーナル軸受１３、及び複数のインペラ１６を収容している。

貫通部４７は、Ｘ方向に延在する穴であり、回転体１１が挿入されている。吸入口４８は、ケーシング本体４６の一方の端部側に設けられている。吸入口４８は、外部からケーシング１９内にガスである作動流体Ｆを吸い込むための吸入口として機能する。

流路５１は、ケーシング本体４６に内設されている。流路５１は、一端が吸入口４８と接続されており、他端が排出口５３と接続されている。また、流路５１は、各インペラ１６の流路２５とも接続されている。これにより、流路５１は、各インペラ１６の流路内に作動流体Ｆを供給可能な構成とされている。

排出口５３は、ケーシング本体４６の他方の端部側に設けられている。吸入口４８は、ケーシング１９内を流れる作動流体Ｆを外部に排出するための排出口として機能する。

第１の実施形態に係るインペラ１６によれば、回転体１１に固定される第１のディスク部材２６と、第２のディスク部材２７と、を別体とすることにより、カバー２４と第２のディスク部材２７との間に配置される流路２５を形成する際に使用する工具（図示せず）を、カバー２４と第２のディスク部材２７とに挿入させ易くなるため、流路２５の形状の精度を高めることができる。

また、第２のディスク部材２７、ブレード２３、及びカバー２４を一体とすることで、第２のディスク部材２７、ブレード２３、及びカバー２４の組み立て作業が不要となるので、組合作業に起因する流路の形状の精度の低下を抑制できる。

さらに、係合部３５の外周面３５ａと凹部３３の内周面３３ａとの境界部分に配置された第１の焼き嵌め部２８を有することで、第１のディスク本体３１の外周面３１ｂ（凹部３３を区画する部分の第１のディスク部材２６の外周面）を加熱して、第1の焼き嵌め部２８を形成することが可能となる。これにより、第１の焼き嵌め部２８を形成する際に、ブレード２３と一体とされた第２のディスク部材２７を直接加熱することがなくなるため、該加熱によるブレード２３の変形を抑制することができる。

なお、ディスク２１を２つに分割させる位置（言い換えれば、第１のディスク部材２６と第２のディスク部材２７との分割位置）は、ブレード２３の形成領域よりも貫通穴３１Ａ側であればよく、第１のディスク部材２６と第２のディスク部材２７との分割位置は、図２及び図３に示す分割位置に限定されない。

また、図２及び図３では、一例として、凹部３３の底面３３ｂと係合部３５の先端面３５ｂとを当接させ、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃと第２のディスク本体３６の面３６ａとの間に隙間４１を設けた場合を例に挙げて図示したが、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃと第２のディスク本体３６の面３６ａとを接触させ、凹部３３の底面３３ｂと係合部３５の先端面３５ｂとの間に隙間４１を設けてもよい。この場合もフレッティングを抑制することができる。

第１の実施形態の回転機械１０によれば、第１の焼き嵌め部２８から離間した位置に第２の焼き嵌め部１８を設けることが可能となるので、第１の焼き嵌め部２８と第２の焼き嵌め部１８との干渉を抑制した上で、回転体１１の外周面１１ａにインペラ１６を固定することができる。また、第１の実施形態の回転機械１０は、先に説明したインペラ１６を備えることで、インペラ１６と同様な効果を得ることができる。

図５は、本発明の第１の実施形態の変形例に係るインペラの主要部を拡大した断面図である。図５において、図３に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図５を参照するに、第１の実施形態の変形例のインペラ５５は、凹部３３の内周面３３ａ、及び係合部３５の外周面３５ａがＸ方向に対して傾斜した傾斜面であること以外は、先に説明した第１の実施形態のインペラ１６と同様に構成されている。

凹部３３の内周面３３ａは、底面３３ｂから第２のディスク本体３６（第２のディスク部材２７側）に向かうにつれて、凹部３３の内径を狭める（縮径する）方向に傾斜した傾斜面（Ｘ方向に対して傾斜した面）である。

係合部３５の外周面３５ａは、凹部３３の内周面３３ａと接触しており、第１のディスク部材２６側に配置される係合部３５の先端面３５ｂから第２のディスク本体３６側に向かうにつれて（Ｘ方向に離間するにつれて）、係合部３５の厚さを薄くする傾斜面（ディスク２１の中心軸Ｏ_１方向に対して傾斜下面）である。

第１の実施形態の変形例に係るインペラ５５によれば、凹部３３の内周面３３ａを、底面３３ｂから第２のディスク本体３６に向かうにつれて、凹部３３の内径を狭める方向に傾斜した傾斜面にするとともに、係合部３５の外周面３５ａを、第１のディスク部材２６側に配置される係合部３５の先端面３５ｂから第２のディスク本体３６側に向かうにつれて、係合部３５の厚さを薄くする傾斜面とすることにより、第１の焼き嵌め部２８においてアンカー効果（Ｘ方向において、凹部３３から係合部３５が抜けにくくなる効果）を発生させることが可能となるので、第１のディスク部材２６と第２のディスク部材２７との間の接続強度を向上させることができる。

なお、上述したインペラ１６，５５では、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃと第２のディスク本体３６の面３６ａとの間に隙間４１を設けた場合を例に挙げて説明したが、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃと第２のディスク本体３６の面３６ａとを当接させて、凹部３３の底面３３ｂと係合部３５の先端面３５ｂとをＸ方向に離間させることで、底面３３ｂと先端面３５ｂとの間に隙間４１を設けてもよい。このような構成とされた場合もフレッティングを抑制することができる。

図６〜図８は、本発明の第１の実施形態に係るインペラの製造方法を説明するための断面図である。図６〜図８において、図２〜図４に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。図８において、Ｅは第１のディスク本体３１の外周面３１ｂのうち、第１の焼き嵌め工程時に加熱する領域（以下、「領域Ｅ」という）を示している。また、図８に示すＦは第１のディスク本体３１の外周面３１ｂのうち、第２の焼き嵌め工程時に加熱する領域（以下、「領域Ｆ」という）を示している。

図１〜図４、及び図６〜図８を参照して、第１の実施形態の回転機械１０の製造方法について説明する。第１の実施形態の回転機械１０の製造方法を説明する中で、第１の実施形態のインペラ１６の製造方法について説明する。

初めに、図６に示す工程では、周知の手法により、筒状とされ、内側にリング状とされた凹部３３を有する第１のディスク部材２６を形成する。

次いで、図７に示す工程では、凹部３３内に挿入されることで、第１のディスク部材２６と係合するリング状の係合部３５を有する第２のディスク部材２７と、第２のディスク部材２７に設けられたブレード２３と、ブレードに設けられ、ブレード２３を覆うカバー２４と、が一体とされた構造体６７を形成する。

具体的には、回転する加工部６６を有した工具６５を用いて、構造体６７の母材を加工することで、第２のディスク部材２７、ブレード２３、及びカバー２４が一体とされた構造体６７を形成する。

上記構造体６７を形成時において、図６に示す第１のディスク部材２６と、図７に示す第２のディスク部材２７と、が別体とされているため、カバー２４と第２のディスク部材２７との間に工具６５の加工部６６を挿入しやすくなる。これにより、カバー２４と第２のディスク部材２７との間に形成される流路２５を容易に加工することが可能となる。これにより、流路２５の形状の精度を高めることができる。

上記構造体６７を形成する工程では、例えば、係合部３５の長さＬ_１を凹部３３の深さＤ_１よりも大きく形成するとよい。これにより、図７に示す凹部３３に図８に示す係合部３５を挿入した際に、図２及び図３に示す隙間４１を形成することができ、フレッティングの発生を抑制することができる。

次いで、図８に示す工程では、凹部３３内に構造体６７を構成する係合部３５を挿入し、第１のディスク本体３１の外周面３１ｂ側から、領域Ｅに対応する第１のディスク本体３１を所定の加熱温度（以下、「加熱温度Ｔ_１」という）で加熱することで、係合部３５の外周面３５ａと凹部３３の内周面３３ａとの間を焼き嵌めする（第１の焼き嵌め工程）。

このとき、係合部３５の外周面３５ａと凹部３３の内周面３３ａとの境界部分に、第１の焼き嵌め部２８が形成される。これにより、第１の実施形態のインペラ１６が製造される（インペラを準備する工程）。

次いで、図２及び図３に示すように、インペラ１６の貫通穴３１Ａ，３８に回転体１１を挿入させ、回転体１１の所定の位置に複数のインペラ１６を配置させる。次いで、第１のディスク本体３１の外周面３１ｂ側から、図８に示す領域Ｆ（凹部が形成されていない部分）に対応する第１のディスク本体３１を加熱することで、第１のディスク本体３１のうち、凹部３３が形成されていない部分の内周面３１ａと回転体１１の外周面１１ａとの間を焼き嵌めする（第２の焼き嵌め工程）。

このとき、第１のディスク本体３１の内周面３１ａと回転体１１の外周面１１ａとの境界部分に、第２の焼き嵌め部１８が形成される。このように、インペラ１６の貫通穴３１Ａ，３８に回転体１１を挿入させた状態で、領域Ｆに対応する第１のディスク本体３１の外周面３１ｂを加熱することで、ブレード２３と一体とされた第２のディスク部材２７を直接的に加熱することがなくなるため、該加熱によるブレード２３の変形を抑制することができる。

上記第２の焼き嵌め工程において、第１のディスク本体３１を加熱するときの加熱温度Ｔ_２は、例えば、第１の焼き嵌め工程において、第１のディスク本体３１を加熱するときの加熱温度Ｔ_１よりも低くするとよい。

このように、第１の焼き嵌め部２８の後に形成する第２の焼き嵌め部１８を形成する際の加熱温度Ｔ_２を、第１の焼き嵌め部２８を形成する際の加熱温度Ｔ_１よりも小さくすることで、第２の焼き嵌め部１８の形成時の加熱温度Ｔ_２が、第１の焼き嵌め部２８に悪影響を及ぼして、第１のディスク部材２６と第２のディスク部材２７との間の接合強度が低下することを抑制できる。

次いで、図１に示すように、ケーシング１９内に図２に示す構造体を収容させて、貫通部４７内に回転体１１を配置させて、ジャーナル軸受１３及びスラスト軸受１４により、回転体１１を支持する。このとき、複数のインペラ１６に設けられた流路（図示せず）と、ケーシング１９内に形成された流路５１と、を接続する。これにより、第１の実施形態の回転機械１０が製造される。

第１の実施形態のインペラ１６の製造方法によれば、第１のディスク部材２６と第２のディスク部材２７とを別体として形成することで、カバー２４と第２のディスク部材２７との間に配置される流路２５を形成する際に使用する工具６５の加工部６６を、カバー２４と第２のディスク部材２７とに挿入させ易くなるため、流路２５の形状の精度を高めることができる。

また、第２のディスク部材２７、ブレード２３、及びカバー２４を一体形成することで、第２のディスク部材２７、ブレード２３、及びカバー２４の組み立て作業が不要となるので、組合作業に起因する流路の形状の精度の低下を抑制できる。

なお、先に説明した第１の実施形態の変形例に係るインペラ５５は、内周面３３ａ及び外周面３５ａが傾斜面となるように加工すること以外は、第１の実施形態のインペラ１６の製造方法と同様な手法により製造することができる。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態の変形例に係るインペラの断面図である。図９では、インペラ６０以外の構成要素である回転体１１も図示する。図９において、図２〜図４に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。

図１０は、図９に示すインペラのうち、領域Ｃで囲まれた部分を拡大した断面図である。図１０において、図２〜４及び図９に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図９及び図１０を参照するに、第２の実施形態のインペラ６０は、第１の実施形態のインペラ１６の構成に、さらに、位置決めキー６１及びキー挿入穴６３を設けたこと以外は、インペラ１６と同様に構成される。

位置決めキー６１は、金属製のピンである。位置決めキー６１は、先端面３５ｂからＸ方向に突出するように、係合部３５に設けられている。

キー挿入穴６３は、位置決めキー６１と対向する第１のディスク本体３１に設けられている。キー挿入穴６３は、Ｘ方向に延在する穴である。キー挿入穴６３には、位置決めキー６１のうち、先端面３５ｂから突出した部分が挿入されている。

第２の実施形態のインペラ６０によれば、係合部３５に設けられ、先端面３５ｂからＸ方向に突出する位置決めキー６１と、第１のディスク本体３１に設けられ、位置決めキー６１の一部が挿入されるキー挿入穴６３と、を有することで、第１のディスク部材２６と第２のディスク部材２７との間の位置決め（中心軸Ｏ_１を回転軸とする回転方向の位置決め）を容易に行うことができる。

なお、上述した位置決めキー６１及びキー挿入穴６３は、ディスク２１の周方向に1つ以上設けられていればよい。

なお、第２の実施形態のインペラ６０において、図５に示す傾斜した内周面３３ａ及び外周面３５ａを用いてもよい。この場合、先に説明した第１の実施形態の変形例に係るインペラ５５と同様な効果を得ることができる。

また、第２の実施形態のインペラ６０は、第１及び第２のディスク部材２６，２７を形成後、キー挿入穴６３内に位置決めキー６１を挿入した後に、第１の焼き嵌め工程を行うこと以外は、先に説明した第１の実施形態のインペラ１６の製造方法と同様な手法により製造することができる。

（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態に係るインペラを示す断面図である。図１１において、図２〜図４に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。また、図１１では、回転体１１にインペラ７０が焼き嵌めされた状態を模式的に示す。図１１において、Ｏ_１はディスク７１の中心軸（以下、「中心軸Ｏ_１」という）を示している。

図１２は、図１１に示す構造体のうち、領域Ｇで囲まれた部分を拡大した断面図である。図１２において、図２〜図４及び図１１に示す構成と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１１及び図１２を参照するに、第３の実施形態のインペラ７０は、第１の実施形態のインペラ１６を構成するディスク２１に替えて、ディスク７１を有すること以外は、インペラ１６と同様に構成されている。

ディスク７１は、第１のディスク部材７３と、第２のディスク部材７５と、を有する。第１のディスク部材７３は、第１の実施形態で説明した第１のディスク部材２６を構成する凹部３３に替えて、複数の段差（図１１及び図１２の場合、一例として２つの段差）を有する凹部８１を有すること以外は、第１のディスク部材２６と同様に構成されている。

凹部８１は、第１の凹部８１Ａと、第２の凹部８１Ｂと、を含む。第１の凹部８１Ａは、凹部８１の底面８１ｃ側に配置されている。底面８１ｃは、第１の凹部８１Ａの底面として機能する。底面８１ｃは、Ｘ方向に対して直交する面である。

第１の凹部８１Ａは、底面８１ｃに対して直交する内周面８１ａを有する。第１の凹部８１Ａは、底面８１ｃ及び内周面８１ａにより区画されている。

第２の凹部８１Ｂは、第１の凹部８１Ａと一体に構成されており、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃから露出されている。第２の凹部８１Ｂは、第１の凹部８１Ａよりも直径の大きい凹部である。

第２の凹部８１Ｂは、内周面８１ａの内径よりも大きい内周面８１ｂと、底面８１Ｂａと、を有する。底面８１Ｂａは、Ｘ方向に対して直交する面である。底面８１Ｂａは、内周面８１ｂと接続されており、かつ内周面８１ｂに対して直交している。

第２のディスク部材７５は、第１の実施形態で説明した第２のディスク部材２７を構成する係合部３５に替えて、凹部８１内に挿入可能な複数の段差部（図１１及び図１２の場合、一例として２つの段差部）を有する係合部８３を有すること以外は、第２のディスク部材２７と同様に構成されている。

係合部８３は、Ｘ方向に延在する筒形の部材であり、凹部８１内に挿入されている。係合部８３の内周面は、回転体１１の外周面１１ａと接触している。係合部８３は、第１の段差部８８と、第２の段差部８９と、を有する。

第１の段差部８８は、第１の凹部８１Ａに挿入されている。第１の段差部８８は、底面８１ｃに当接される先端面８８ａと、第１の凹部８１Ａの内周面８１ａと接触する外周面８８ｂと、を有する。第１の段差部８８の厚さＭ_２は、例えば、第１の実施形態で説明した係合部３５の厚さＭ_１と同じ厚さにすることが可能である。

第２の段差部８９は、第１の段差部８８よりも外周部が拡径された筒状の部材である。第２の段差部８９は、第２の凹部８１Ｂに挿入されている。第２の段差部８９の厚さＭ_３は、第１の段差部８８の厚さＭ_１よりも薄い。

第２の段差部８９は、第２の凹部８１Ｂの底面８１Ｂａとの間に隙間８５を介在する先端面８９ａと、第２の凹部８１Ｂの内周面８１ｂと接触する外周面８９ｂと、を有する。第１のディスク本体３１の他端３１Ｃと第２のディスク本体３６の面３６ａとの間には、隙間４１が形成されている。

つまり、係合部８３は、Ｘ方向に対して、ディスク７１の中心軸Ｏ_１から係合部８３の外周面８８ｂ，８９ｂまでの距離が異なる第１及び第２の段差部８８，８９（複数の段差部）を有する。

このように、第１の段差部８８の先端面８８ａを第１の凹部８１Ａの底面８１ｃに当接させ、第２の段差部８９の先端面８９ａと第２の凹部８１Ｂの底面８１Ｂａとの間に隙間８５を設けるとともに、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃと第２のディスク本体３６の面３６ａとの間に隙間４１を設けることで、フレッティング（この場合、第１のディスク部材７３と第２のディスク部材７５との間に微小な往復滑りが繰返し作用したときに生じる表面損傷）の発生を抑制することができる。

第３の実施形態のインペラ７０によれば、第１の段差部８８の外周面８８ｂのＸ方向における幅と、外周面８８ｂよりも外側に配置された第２の段差部８９の外周面８９ｂのＸ方向における幅と、が同じ場合、外側に配置された外周面８９ｂの面積の方が大きくなる。

これにより、例えば、図２に示す外周面３５ａを有する係合部３５の厚さＭ_１と、第１の段差部８８の厚さＭ_２と、が等しく、かつ２つの係合部３５，８３の外周面の合計で同じ面積（所望の面積）を得る場合、２つの外周面８８ｂ，８９ｂを有する係合部８３の長さＬ_２を、１つの外周面３５ａのみを有する係合部３５の長さＬ_１よりも短くすることが可能となるので、Ｘ方向における係合部８３の長さＬ_２を短くすることができる。

第３の実施形態のインペラ７０は、第１の実施形態で説明したインペラ１６の製造方法と同様な手法により、製造することが可能であり、第１の実施形態のインペラ１６の製造方法と同様な効果を得ることができる。

なお、第３の実施形態のインペラ７０において、図５に示す傾斜した内周面３３ａ及び外周面３５ａを用いてもよい。この場合、先に説明した第１の実施形態の変形例に係るインペラ５５と同様な効果を得ることができる。

図１３は、本発明の第３の実施形態の変形例に係るインペラの主要部を拡大した断面図である。図１３において、図１２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

図１３を参照するに、第３の実施形態の変形例に係るインペラ９０は、第１のディスク本体３１の他端３１Ｃと第２のディスク本体３６の面３６ａとを当接させ、凹部８１の底面８１ｃと第１の段差部８８の先端面８８ａとをＸ方向に離間させて、底面８１ｃと先端面８８ａとの間に隙間４１を配置させたこと以外は、第３の実施形態のインペラ７０と同様に構成されている。

このような構成とされた第３の実施形態の変形例に係るインペラ９０は、先に説明した第３の実施形態のインペラ７０と同様な効果を得ることができる。

上述したように、複数（図１３の場合、一例として２つ）の段差部を係合部８３が有する場合、複数の段差部及び第２のディスク本体３６のうちの１つが、Ｘ方向において第１のディスク本体３１に当接され、残りがＸ方向において第１のディスク本体３１との間に隙間を介在する構成であれば、フレッティングの発生を抑制することができる。

なお、第３の実施形態の変形例に係るインペラ９０において、図５に示す傾斜した内周面３３ａ及び外周面３５ａを用いてもよい。この場合、先に説明した第１の実施形態の変形例に係るインペラ５５と同様な効果を得ることができる。

また、第１ないし第３の実施形態において、第１の第１のディスク部材２６，７３と回転体１１とを一体に構成してもよい。

第３の実施形態の変形例に係るインペラ９０は、第１の実施形態で説明したインペラ１６の製造方法と同様な手法により、製造することが可能であり、第１の実施形態のインペラ１６の製造方法と同様な効果を得ることができる。

本発明は、第１のディスク部材とは別体とされた第２のディスク部材、ブレード、及びカバーを一体に構成した上で、第２のディスク部材とカバーとの間に配置される流路の形状の精度を高めることの可能なインペラ、回転機械、インペラの製造方法、及び回転機械の製造方法に適用可能である。

１０ 回転機械
１１ 回転体
１１ａ，３１ｂ，３５ａ，８８ｂ，８９ｂ 外周面
１３ ジャーナル軸受
１４ スラスト軸受
１６，５５，６０，７０，９０ インペラ
１８ 第２の焼き嵌め部
１９ ケーシング
２１，７１ ディスク
２３ ブレード
２３ａ，３６ａ 面
２４ カバー
２４Ａ，３１Ａ，３８ 貫通穴
２５ 流路
２６，７３ 第１のディスク部材
２７，７５ 第２のディスク部材
２８ 第１の焼き嵌め部
３１ 第１のディスク本体
３１ａ，３３ａ，８１ａ,８１ｂ 内周面
３１Ｂ 一端
３１Ｃ 他端
３３，８１ 凹部
３３ｂ，８１ｃ，８１Ｂａ 底面
３５，８３ 係合部
３５ｂ，８８ａ，８９ａ 先端面
３６ 第２のディスク本体
４１，８５ 隙間
４６ ケーシング本体
４７ 貫通部
４８ 吸入口
５１ 流路
５３ 排出口
６１ 位置決めキー
６３ キー挿入穴
６５ 工具
６６ 加工部
６７ 構造体
８１Ａ 第１の凹部
８１Ｂ 第２の凹部
８８ 第１の段差部
８９ 第２の段差部
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ，Ｆ，Ｇ 領域
Ｆ 作動流体
Ｄ_１ 深さ
Ｌ_１，Ｌ_２ 長さ
Ｍ_１，Ｍ_２，Ｍ_３ 厚さ
Ｏ_１ 中心軸
Ｏ_２ 軸線
Ｔ_１，Ｔ_２ 加熱温度
Ｗ_１ 幅

本発明の第１の態様に係るインペラは、筒状とされた第１及び第２のディスク部材を有するディスクと、前記第２のディスク部材に対して一体に設けられたブレードと、前記ブレードに対して一体に設けられており、前記第２のディスク部材との間に流路を区画するカバーと、を備え、前記第１のディスク部材は、前記流路の一部を区画するとともに、前記ディスクの中心軸方向を深さ方向とするリング状の凹部を有し、前記第２のディスク部材は、前記凹部内に挿入されることで、前記第１のディスク部材と係合するリング状の係合部を有しており、前記係合部の外周面と、該係合部の外周面と接触する前記凹部の内周面と、の境界部分に第１の焼き嵌め部が設けられており、前記第２のディスク部材は、前記ディスクの中心軸方向において、前記第１のディスク部材に当接される部分と、前記第１のディスク部材との間に隙間を形成する部分と、を有することを特徴とする。

さらに、係合部の外周面と凹部の内周面との境界部分に、焼き嵌めにより形成される第１の焼き嵌め部を有することで、凹部を区画する部分の第１のディスク部材の外周面を加熱することで、第1の焼き嵌め部を形成することが可能となる。これにより、第１の焼き嵌め部を形成する際に、ブレードと一体とされた第２のディスク部材を直接加熱することがなくなるため、該加熱によるブレードの変形を抑制することができる。
また、ディスクの中心軸方向において、第１のディスク部材に当接される部分と、第１のディスク部材との間に隙間を形成する部分と、を第２のディスク部材が有することで、上記隙間により、フレッティング（この場合、接触する第１のディスク部材と第２のディスク部材との間に微小な往復滑りが繰返し作用したときに生じる表面損傷）の発生を抑制することができる。

本発明の第３の態様に係るインペラにおいて、前記凹部の内周面は、該凹部の底面から前記第２のディスク部材側に向かうにつれて、前記凹部の内径を狭める方向に傾斜した傾斜面であり、前記係合部の外周面は、前記第１のディスク部材側に配置される前記係合部の先端面から前記ディスクの中心軸方向に離間するにつれて、前記係合部の厚さを薄くする傾斜面であってもよい。

本発明の第４の態様に係るインペラにおいて、前記ディスクの中心軸方向において、前記第１のディスク部材と前記第２のディスク部材とが当接された部分に、位置決めキーを内設させてもよい。

本発明の第５の態様に係る回転機械において、上記インペラと、前記ディスクの中心軸と一致する軸線を回転軸として回転し、前記インペラが固定される回転体と、を備え、前記第１のディスク部材のうち、前記凹部が形成されていない部分の内周面と前記回転体の外周面との境界部分には、第２の焼き嵌め部が設けられていてもよい。

本発明の第６の態様に係る回転機械において、前記第２の焼き嵌め部の焼き嵌め率は、前記第１の焼き嵌め部の焼き嵌め率よりも小さくしてもよい。

本発明の第７の態様に係るインペラの製造方法は、筒状とされ、内側にリング状とされた凹部を有する第１のディスク部材を形成する工程と、
前記凹部内に挿入されることで、前記第１のディスク部材と係合するリング状の係合部を有し、前記第１のディスクとともにディスクを構成する第２のディスク部材と、前記第２のディスク部材に設けられたブレードと、前記ブレードに設けられ、前記ブレードを覆うとともに、前記第２のディスク部材とともに流路を区画するカバーと、が一体とされた構造体を形成する工程と、前記凹部内に、前記構造体を構成する前記係合部を挿入し、前記第１のディスク部材の外周面側から、前記第１のディスク部材を加熱することで、前記係合部の外周面と前記凹部の内周面との境界部分を焼き嵌めする第１の焼き嵌め工程と、を含み、前記構造体を形成する工程では、前記ディスクの中心軸方向において、前記係合部の長さを前記凹部の深さよりも大きくすることで、前記第１のディスク部材と前記第２のディスク部材とが当接する部分を形成するとともに、前記第１のディスク部材と前記第２のディスク部材との間に隙間を形成することを特徴とする。

さらに、第１のディスク部材の外周面側から、第１のディスク部材を加熱して、係合部の外周面と凹部の内周面との間を焼き嵌めすることで、第１の焼き嵌め部を形成する際に、ブレードと一体とされた第２のディスク部材を直接加熱することがなくなるため、第１の焼き嵌め部を形成する際の加熱によるブレードの変形を抑制できる。
また、構造体を形成する工程では、ディスクの中心軸方向において、係合部の長さを凹部の深さよりも大きくして、第１のディスク部材と第２のディスク部材との間に隙間を形成することで、上記隙間により、フレッティング（この場合、接触する第１のディスク部材と第２のディスク部材との間に微小な往復滑りが繰返し作用したときに生じる表面損傷）の発生を抑制することができる。

本発明の第８の態様に係る回転機械の製造方法において、請求項８に記載のインペラ製造方法により製造されたインペラを準備する工程と、前記インペラ内に回転体を挿入させた状態で、前記第１のディスク部材のうち、前記凹部が形成されていない部分の外周面側から前記第１のディスク部材を加熱することで、前記凹部が形成されていない部分の内周面と前記回転体の外周面との境界部分を焼き嵌めする第２の焼き嵌め工程と、を含んでもよい。

本発明の第９の態様に係る回転機械の製造方法において、前記第２の焼き嵌め工程における前記第１のディスク部材の加熱温度は、前記第１の焼き嵌め工程における前記第１のディスク部材の加熱温度よりも低くてもよい。

Claims (10)

1. 筒状とされた第１及び第２のディスク部材を有するディスクと、
   前記第２のディスク部材に対して一体に設けられたブレードと、
   前記ブレードに対して一体に設けられており、前記第２のディスク部材との間に流路を区画するカバーと、
   を備え、
   前記第１のディスク部材は、前記流路の一部を区画するとともに、前記ディスクの中心軸方向を深さ方向とするリング状の凹部を有し、
   前記第２のディスク部材は、前記凹部内に挿入されることで、前記第１のディスク部材と係合するリング状の係合部を有しており、
   前記係合部の外周面と、該係合部の外周面と接触する前記凹部の内周面と、の境界部分に第１の焼き嵌め部が設けられていることを特徴とするインペラ。
2. 前記係合部は、前記ディスクの中心軸方向に対して、前記ディスクの中心軸から前記係合部の外周面までの距離が異なる複数の段差部を有しており、
   前記凹部の形状は、前記複数の段差部と係合可能な形状であることを特徴とする請求項１記載のインペラ。
3. 前記第２のディスク部材は、前記ディスクの中心軸方向において、前記第１のディスク部材に当接される部分と、前記第１のディスク部材との間に隙間を形成する部分と、を有することを特徴とする請求項１または２記載のインペラ。
4. 前記凹部の内周面は、該凹部の底面から前記第２のディスク部材側に向かうにつれて、前記凹部の内径を狭める方向に傾斜した傾斜面であり、
   前記係合部の外周面は、前記第１のディスク部材側に配置される前記係合部の先端面から前記ディスクの中心軸方向に離間するにつれて、前記係合部の厚さを薄くする傾斜面であることを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載のインペラ。
5. 前記ディスクの中心軸方向において、前記第１のディスク部材と前記第２のディスク部材とが当接された部分に、位置決めキーを内設させることを特徴とする請求項３または４記載のインペラ。
6. 請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載のインペラと、
   前記ディスクの中心軸と一致する軸線を回転軸として回転し、前記インペラが固定される回転体と、
   を備え、
   前記第１のディスク部材のうち、前記凹部が形成されていない部分の内周面と前記回転体の外周面との境界部分には、第２の焼き嵌め部が設けられていることを特徴とする回転機械。
7. 前記第２の焼き嵌め部の焼き嵌め率は、前記第１の焼き嵌め部の焼き嵌め率よりも小さいことを特徴とする請求項６記載の回転機械。
8. 筒状とされ、内側にリング状とされた凹部を有する第１のディスク部材を形成する工程と、
   前記凹部内に挿入されることで、前記第１のディスク部材と係合するリング状の係合部を有する第２のディスク部材と、前記第２のディスク部材に設けられたブレードと、前記ブレードに設けられ、前記ブレードを覆うとともに、前記第２のディスク部材とともに流路を区画するカバーと、が一体とされた構造体を形成する工程と、
   前記凹部内に、前記構造体を構成する前記係合部を挿入し、前記第１のディスク部材の外周面側から、前記第１のディスク部材を加熱することで、前記係合部の外周面と前記凹部の内周面との境界部分を焼き嵌めする第１の焼き嵌め工程と、
   を含むことを特徴とするインペラの製造方法。
9. 請求項８に記載のインペラ製造方法により製造されたインペラを準備する工程と、
   前記インペラ内に回転体を挿入させた状態で、前記第１のディスク部材のうち、前記凹部が形成されていない部分の外周面側から前記第１のディスク部材を加熱することで、前記凹部が形成されていない部分の内周面と前記回転体の外周面との境界部分を焼き嵌めする第２の焼き嵌め工程と、
   を含むことを特徴とする回転機械の製造方法。
10. 前記第２の焼き嵌め工程における前記第１のディスク部材の加熱温度は、前記第１の焼き嵌め工程における前記第１のディスク部材の加熱温度よりも低いことを特徴とする請求項９記載の回転機械の製造方法。

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