JPWO2018174103A1 - 回転体、過給機、および、回転体の製造方法 - Google Patents

Abstract

回転体Ａは、シャフト８と、シャフト８が挿通される挿通孔が一端から他端側に延在する本体２０、本体２０の一端側に設けられたボス部２３、および、ボス部２３における挿通孔２２の内周面に設けられシャフト８と溶着された接合部２５を有するコンプレッサインペラ１０と、を備える。組み付け工程では、カラー８ｂおよび油切り部材８ｃが回転しない程度の軸力を付与すれば足りる。軸力の管理が極めて容易となるため、回転体Ａおよび過給機Ｃを容易に製造することができる。

Description

本開示は、コンプレッサインペラとシャフトとを備える回転体、この回転体を備える過給機、および、回転体の製造方法に関する。本願は２０１７年３月２２日に日本に出願された特願２０１７−０５６１１７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、シャフトがベアリングハウジングに回転自在に軸支された過給機が知られている。シャフトの一端にはタービンインペラが設けられ、他端にはコンプレッサインペラが設けられる。過給機は、エンジンに接続される。過給機は、エンジンから排出される排気ガスによってタービンインペラが回転する。このタービンインペラの回転によって、シャフトを介してコンプレッサインペラが回転する。過給機は、コンプレッサインペラの回転に伴い空気を圧縮してエンジンに送出する。

例えば、特許文献１に示されるコンプレッサインペラには、挿通孔が形成されている。コンプレッサインペラの挿通孔には、シャフトが挿通される。シャフトには、段部が形成されている。シャフトの段部には、コンプレッサインペラが突き当てられる。シャフトのうち、挿通孔から突出する部位には、ねじ溝が形成されている。コンプレッサインペラは、ねじ溝に螺合されるナットとシャフトの段部との間に挟まれる。コンプレッサインペラは、ナットによる軸力でシャフトに固定される。

特開２０１４−２０２１７１号公報

上記の特許文献１に記載の構成では、軸力の管理が困難であることから、容易に製造することができる回転体、過給機、ならびに、回転体の製造方法の開発が希求されている。

本開示の目的は、容易に製造することができる回転体、過給機、ならびに、回転体の製造方法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回転体は、シャフトと、シャフトが挿通される挿通孔が一端から他端側に延在する本体、本体の一端側に設けられたボス部、および、ボス部における挿通孔の内周面に設けられシャフトと溶着された接合部を有するコンプレッサインペラと、を備える。

また、挿通孔は、ボス部よりも他端側に設けられた小内径部と、小内径部と接合部との間に位置し、小内径部よりも内径が大きい拡径部と、を備えてもよい。

また、コンプレッサインペラは、本体の外周のうち、ボス部よりも他端側に設けられた羽根と、羽根とボス部との間に位置し、ボス部よりも径方向の厚みが大きい延在部と、を備えてもよい。

また、シャフトは、接合部に溶着される小径部と、小径部よりも他端側に設けられ、小径部よりも径が大きい大径部と、小径部から大径部まで延在する段部と、を備えてもよい。

また、ボス部は、周方向に複数に分割されてもよい。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る過給機は、上記回転体を備える。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る回転体の製造方法は、コンプレッサインペラの本体の一端から他端側に延在する挿通孔にシャフトを挿通し、本体の一端に設けられたボス部とシャフトとを電磁成形で接合する。

本開示によれば、容易に製造することができる。

過給機の概略断面図である。 回転体の部分拡大図である。 図３（ａ）は、シャフトとコンプレッサインペラとの接合前の図である。図３（ｂ）は、シャフトとコンプレッサインペラとの接合後の図である。図３（ｃ）は、シャフトとコンプレッサインペラとの接合面の部分拡大図である。 第１変形例における図３（ｂ）に対応する部分の抽出図である。 第２変形例における図３（ｂ）に対応する部分の抽出図である。 第３変形例における図３（ｂ）に対応する部分の抽出図である。 図７（ａ）は、第４変形例のボス部の断面図である。図７（ｂ）は、第５変形例のボス部の断面図である。図７（ｃ）は、第６変形例のボス部の断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の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Ｃの概略断面図である。以下では、図１に示す矢印Ｌ方向を過給機Ｃの左側として説明する。図１に示す矢印Ｒ方向を過給機Ｃの右側として説明する。図１に示すように、過給機Ｃ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を備える。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６が連結される。

ベアリングハウジング２には、軸受孔２ａが形成されている。軸受孔２ａは、過給機Ｃの左右方向に貫通する。軸受孔２ａには、ラジアル軸受７が設けられる。図１では、ラジアル軸受７の一例としてフルフローティング軸受を示す。ただし、ラジアル軸受７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。ラジアル軸受７によって、シャフト８が回転自在に軸支されている。シャフト８の左端部には、タービンインペラ９が設けられる。タービンインペラ９は、タービンハウジング４内に回転自在に収容されている。また、シャフト８の右端部には、コンプレッサインペラ１０が設けられる。コンプレッサインペラ１０は、コンプレッサハウジング６内に回転自在に収容されている。

コンプレッサハウジング６には、吸気口１１が形成されている。吸気口１１は、過給機Ｃの右側に開口する。吸気口１１は、不図示のエアクリーナに接続される。吸気口１１の径方向外側には、ディフューザ流路１２が形成される。ディフューザ流路１２は、ベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６との対向面によって形成される。ディフューザ流路１２は、空気を昇圧する。ディフューザ流路１２は、シャフト８の径方向内側から外側に向けて環状に形成されている。ディフューザ流路１２は、コンプレッサインペラ１０を介して吸気口１１に連通している。

コンプレッサハウジング６には、コンプレッサスクロール流路１３が設けられている。コンプレッサスクロール流路１３は、環状に形成されている。例えば、コンプレッサスクロール流路１３は、ディフューザ流路１２よりもシャフト８の径方向外側に位置する。コンプレッサスクロール流路１３は、不図示のエンジンの吸気口と連通する。コンプレッサスクロール流路１３は、ディフューザ流路１２にも連通している。コンプレッサインペラ１０が回転すると、吸気口１１からコンプレッサハウジング６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１０の翼間を流通する過程において遠心力の作用により加圧加速される。加圧加速された空気は、ディフューザ流路１２およびコンプレッサスクロール流路１３で昇圧される。昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。

タービンハウジング４には、吐出口１４が形成されている。吐出口１４は、過給機Ｃの左側に開口する。吐出口１４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、流路１５と、タービンスクロール流路１６とが設けられている。タービンスクロール流路１６は、環状に形成されている。例えば、タービンスクロール流路１６は、流路１５よりもタービンインペラ９の径方向外側に位置する。タービンスクロール流路１６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。ガス流入口からタービンスクロール流路１６に導かれた排気ガスは、流路１５およびタービンインペラ９を介して吐出口１４に導かれる。

タービンインペラ９は、排気ガスが流路１５から吐出口１４へと流通する過程で回転する。タービンインペラ９の回転力は、シャフト８を介してコンプレッサインペラ１０に伝達される。コンプレッサインペラ１０の回転力によって、昇圧された空気は、エンジンの吸気口に導かれる。

ベアリングハウジング２には、タービン側軸受１７およびコンプレッサ側軸受１８が設けられている。タービン側軸受１７には、シャフト８が挿通される貫通孔が形成されている。コンプレッサ側軸受１８には、シャフト８が挿通される貫通孔が形成されている。タービン側軸受１７は、軸受孔２ａの開口に設けられている。コンプレッサ側軸受１８は、タービン側軸受１７よりもコンプレッサインペラ１０側に設けられている。コンプレッサ側軸受１８は、タービン側軸受１７に対して、シャフト８の軸方向（以下、単に軸方向と称す）に離隔している。コンプレッサ側軸受１８とコンプレッサインペラ１０との間には、シールプレート１９が設けられている。シールプレート１９は、ベアリングハウジング２に取り付けられている。

図２は、回転体Ａの部分拡大図である。図２では、回転体Ａと、ラジアル軸受７と、タービン側軸受１７と、コンプレッサ側軸受１８とを示している。回転体Ａは、シャフト８と、例えばラジアル式のコンプレッサインペラ１０とを少なくとも含んで構成される。シャフト８には、当接面８ａが形成されている。シャフト８は、当接面８ａを境にして、コンプレッサインペラ１０側の外径が、タービンインペラ９側の外径よりも小さい。つまり、当接面８ａは、シャフト８の外径差により形成される。

当接面８ａは、コンプレッサインペラ１０側に臨む環状の平面である。当接面８ａには、シャフト８に設けられたカラー８ｂが当接している。カラー８ｂは、当接面８ａに対してコンプレッサインペラ１０側から当接している。カラー８ｂは、タービン側軸受１７とコンプレッサ側軸受１８との間に位置する。カラー８ｂは、シャフト８と一体回転する。カラー８ｂは、タービン側軸受１７およびコンプレッサ側軸受１８と軸方向に対向する。カラー８ｂとタービン側軸受１７との隙間には、潤滑油が供給されている。カラー８ｂとコンプレッサ側軸受１８との隙間には、潤滑油が供給されている。回転体Ａが軸方向に移動すると、カラー８ｂを介してタービン側軸受１７またはコンプレッサ側軸受１８に対して、スラスト荷重が作用する。つまり、タービン側軸受１７およびコンプレッサ側軸受１８は、スラスト軸受として機能する。

カラー８ｂとコンプレッサインペラ１０との間には、円筒状の油切り部材８ｃが設けられている。油切り部材８ｃには、シャフト８が挿通されている。油切り部材８ｃは、一端がコンプレッサインペラ１０に接触し、他端がカラー８ｂに接触している。油切り部材８ｃのうち、カラー８ｂ側の外径は、コンプレッサ側軸受１８の貫通孔の内径よりも小さい。油切り部材８ｃは、カラー８ｂ側が、コンプレッサ側軸受１８の貫通孔に挿通されている。油切り部材８ｃのうち、コンプレッサインペラ１０側の外径は、コンプレッサ側軸受１８の貫通孔の内径よりも大きい。油切り部材８ｃは、コンプレッサ側軸受１８の貫通孔からコンプレッサインペラ１０側に流れる潤滑油を、遠心力で径方向外側に飛散させる。

コンプレッサインペラ１０は、本体２０を備える。本体２０は、軸方向に、図２中、右側から左側に向かって拡径する形状である。本体２０は、軸方向の一方側（図２中右側）に外周面２０ａを臨ませ、軸方向の他方側（図２中左側）に背面２０ｂを臨ませている。

本体２０の外周面２０ａは、軸方向の他方側に向かって徐々に外径が大きくなる。例えば、本体２０の背面２０ｂは、軸方向の一方向側に向かって徐々に外径が大きくなる。外周面２０ａには、シャフト８の回転方向（以下、単に回転方向または周方向と称す）に離隔して複数の羽根２１が設けられている。羽根２１は、本体２０の外周面２０ａから径方向に突出する。羽根２１は、長羽根２１ａおよび短羽根２１ｂを備える。長羽根２１ａは、短羽根２１ｂよりも、軸方向に長く延在している。換言すれば、長羽根２１ａは、短羽根２１ｂよりも、軸方向の一方側（図２中右側）に突出している。長羽根２１ａおよび短羽根２１ｂは、回転方向に交互に設けられている。

コンプレッサインペラ１０の本体２０には、挿通孔２２が形成されている。挿通孔２２は、本体２０の一端（図２中右側の端部）から他端側（図２中左側の端部側）へ向けて形成されている（延在する）。挿通孔２２は、本体２０を一端から他端まで貫通する。挿通孔２２にはシャフト８が挿通される。

本体２０の一端側（図２中右側）には、ボス部２３が設けられている。ボス部２３は、本体２０のうち、羽根２１（長羽根２１ａ）よりも軸方向の一方側に突出した部位である。換言すれば、羽根２１は、本体２０の外周のうち、ボス部２３よりも他端側に設けられている。ボス部２３は、羽根２１と軸方向に離隔している。本体２０には、延在部２４が設けられている。延在部２４は、羽根２１（長羽根２１ａ）とボス部２３との間に位置する部位である。延在部２４は、ボス部２３よりも径方向の厚みが大きい。換言すれば、ボス部２３は、延在部２４よりも径方向の厚みが小さい。

本体２０の外周面２０ａは、軸方向の一方側（図２中右側）に向かうにしたがって径が漸減する。延在部２４において、外周面２０ａの径は、大凡一定であるか、あるいは、軸方向の一方側（図２中右側）に向かって緩やかに径が小さくなる。ボス部２３における外周面２０ａは、本体２０の一端側（図２中右側）が他端側（図２中左側）よりも外径が小さい。例えば、ボス部２３は、本体２０の一端側（図２中右側）に向かって先細りとなっている。ボス部２３における挿通孔２２の内周面には、接合部２５が設けられる。接合部２５は、本体２０（ボス部２３）とシャフト８とが溶着された部位である。つまり、接合部２５は、本体２０（ボス部２３）とシャフト８との双方に跨って形成される。

挿通孔２２は、上記の接合部２５よりも本体２０の他端側（図２中左側）に、小内径部２６および拡径部２７を備える。小内径部２６は、ボス部２３よりも本体２０の他端側（図２中左側）に設けられる。つまり、小内径部２６は、羽根２１および延在部２４の径方向内側に位置する。拡径部２７は、小内径部２６と接合部２５との間に位置する。拡径部２７は、小内径部２６から接合部２５まで延在する。拡径部２７は、小内径部２６よりも内径が大きい。拡径部２７は、小内径部２６側の内径が最大となり、接合部２５側に向かうにしたがって内径が漸減する。拡径部２７のうち、接合部２５側は、内径が徐々に漸減するテーパ形状である。

挿通孔２２内には、径方向に延在する段差面２８が形成される。段差面２８は、ボス部２３と延在部２４との境界部分に位置する。換言すれば、ボス部２３と延在部２４とは、段差面２８を境界としている。段差面２８は、小内径部２６と拡径部２７のうち小内径部２６側の端部との内径差により形成される。ボス部２３と延在部２４との径方向の厚みの差は、小内径部２６と拡径部２７のうち小内径部２６側の端部との内径差と大凡等しい。つまり、ボス部２３と延在部２４との径方向の厚みの差は、段差面２８の径方向の厚みと大凡等しい。拡径部２７により、ボス部２３の内部に空間Ｓが形成される。

次に、上記の回転体Ａの組み付け方法について説明する。図３（ａ）は、シャフト８とコンプレッサインペラ１０との接合前の図である。図３（ｂ）は、シャフト８とコンプレッサインペラ１０との接合後の図である。図３（ｃ）は、シャフト８とコンプレッサインペラ１０との接合面の部分拡大図である。図３（ｃ）では、シャフト８とコンプレッサインペラ１０との接合面を簡略化して示す。図３（ａ）に示すように、シャフト８とコンプレッサインペラ１０とが接合される前の段階では、ボス部２３はシャフト８と径方向に離隔している。すなわち、ボス部２３における挿通孔２２の内径は、段差面２８の外径と等しく、軸方向の一方側から他方側まで大凡一定である。ボス部２３は、段差面２８を底部とする有底円筒形状である。ボス部２３は、本体２０の一端側に空間Ｓを開口させている。

組み付け工程では、ベアリングハウジング２に、ラジアル軸受７、シャフト８、カラー８ｂ、油切り部材８ｃ、タービンインペラ９、コンプレッサ側軸受１８、シールプレート１９を、所定の手順で組み付ける。その後、コンプレッサインペラ１０の挿通孔２２にシャフト８が挿通される。

カラー８ｂは、当接面８ａに当接する。油切り部材８ｃは、カラー８ｂに接触する。コンプレッサインペラ１０の他端は、油切り部材８ｃに接触する。つまり、当接面８ａとコンプレッサインペラ１０との間に、カラー８ｂおよび油切り部材８ｃが挟持される。なお、このとき、コンプレッサインペラ１０は、不図示の治具により油切り部材８ｃ側に押圧される。また、このとき、シャフト８の一端は、不図示の冶具により引っ張られている。

この状態で、図３（ｂ）に示すように、ボス部２３がコイル３０に挿入される。コイル３０に大電流が流れると、電磁誘導によりボス部２３に磁束と渦電流が流れる。コイル３０とボス部２３との間で電磁力が反発し合い、ボス部２３に径方向内側に向う電磁力（図３（ｂ）中、白抜きの矢印で示す）が作用する。ボス部２３は、シャフト８の一端側（図３（ｂ）中右側）から、シャフト８の他端側（図３（ｂ）中左側）に向かって、順次、高速で縮径される。ボス部２３における挿通孔２２の内周面が、高速でシャフト８の外周面に衝突する。その結果、ボス部２３は、材料の有する粘塑性（viscoplasticity）から変形し、シャフト８の径方向に溶着（接合）される。ボス部２３における挿通孔２２の内周面には、接合部２５が形成される。この場合、溶着部の接合面（接合部２５とシャフト８の外周面）は、図３（ｃ）に示すように、粘塑性の挙動から、例えば、波打ち形状となる。

このように、回転体Ａの組み付け工程では、コンプレッサインペラ１０に形成された挿通孔２２にシャフト８が挿通される。そして、本体２０の一端に設けられたボス部２３とシャフト８とが電磁成形で溶着（接合）される。従来、コンプレッサインペラ１０は、ナットによりシャフト８に締結されていた。従来の組み付け工程では、軸力を厳密に管理する必要があった。コンプレッサインペラ１０がシャフト８に溶着される場合、組み付け工程では、カラー８ｂおよび油切り部材８ｃが回転しない程度の軸力を付与すれば足りる。軸力の管理が極めて容易となる。その結果、回転体Ａおよび過給機Ｃを容易に製造することができる。また、従来の組み付け工程では、シャフト８に対してコンプレッサインペラ１０を保持する軸力のばらつきが大きく、回転数が制限され得る。本実施形態の回転体Ａによれば、シャフト８に対してコンプレッサインペラ１０を保持する軸力のばらつきが小さいため、高速化の要求に対応することができる。また、ボス部２３とシャフト８とが径方向に溶着（接合）すると、軸方向に溶着（接合）する場合と比べて、容易に溶着（接合）面積を大きくできるなど、設計の自由度を高く確保することができる。また、ボス部２３とシャフト８とが径方向に溶着（接合）すると、軸方向に溶着（接合）する場合と比べて、溶着（接合）時に治具などを配置する空間の確保が容易となる。そのため、作業性が向上する。

ここでは、羽根２１とボス部２３との間に延在部２４が設けられている。一般的に、過給機Ｃにおいては、回転体Ａの組み付け後にバランス調整が行われる。コンプレッサインペラ１０がナットでシャフト８に締結される従来の構成では、ナットを削ることでバランス調整がなされていた。延在部２４は、ボス部２３よりも肉厚である。そのため、回転体Ａにおいては、延在部２４をバランス調整に適用することができる。ただし、延在部２４は必須ではない。

なお、ここでは、一例として、電磁成形によって、接合部２５が形成される場合について説明した。ただし、爆着など、他の接合処理によって、接合部２５が形成されてもよい。また、例えば、コンプレッサインペラ１０をシャフト８に組み付ける際に、上記の電磁成形と焼嵌めを併用してもよい。この場合、焼嵌めの範囲は、小内径部２６のうち、油切り部材８ｃ側の一部であるとよい。小内径部２６のうち、油切り部材８ｃ側の一部と、この小内径部２６の一部（小内径部２６のうち、油切り部材８ｃ側の一部）と径方向に対向するシャフト８の一部は、締り嵌めとなる寸法関係である。すなわち、シャフト８のうち、油切り部材８ｃ側の一部の外径は、このシャフト８の一部（シャフト８のうち、油切り部材８ｃ側の一部）と径方向に対向する挿通孔２２の内径よりも大きい。本体２０が暖められたコンプレッサインペラ１０の挿通孔２２にシャフト８を挿入し、シャフト８の一端側を引っ張る。本体２０が冷えると、挿通孔２２が縮径し、コンプレッサインペラ１０がシャフト８に圧接する。その後、上記と同様に、ボス部２３を電磁成形により、シャフト８に接合する。電磁成形と焼嵌めの併用により、コンプレッサインペラ１０をより強固にシャフト８に組み付けることができる。

図４は、第１変形例における図３（ｂ）に対応する部分の抽出図である。第１変形例では、上記実施形態の回転体Ａに代えて回転体Ａ１が設けられる。回転体Ａ１以外の構成は上記と同じである。上記と同じ構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。回転体Ａ１は、シャフト８Ａを備える。シャフト８Ａは、一端側の外周面に環状溝３１が形成されている。環状溝３１は、周方向に延在する溝である。

環状溝３１は、ボス部２３の径方向内側に位置する。回転体Ａ１の組み付け工程において、例えば、上記と同様に電磁成形を施す。この場合、ボス部２３における挿通孔２２の内周面に、接合部２５Ａが形成される。接合部２５Ａは、シャフト８Ａの環状溝３１に食い込んでいる。つまり、ボス部２３は、接合部２５Ａにおいてシャフト８Ａに加締め（カシメ）られる。

第１変形例では、環状溝３１が形成される場合について説明した。ただし、シャフト８Ａの外周面に、環状溝３１の代わりに、周方向に延在する環状突起が形成されてもよい。また、環状溝３１の代わりに、軸方向に延在するスプライン状の溝が形成されてもよい。シャフト８Ａの外周面に、複数の溝が互いに交差する格子状の溝が形成されてもよい。また、シャフト８Ａの外周面に、環状溝３１や環状突起が形成されず、ボス部２３における挿通孔２２の内周面が、シャフト８Ａの外周面に圧着されてもよい。いずれの場合も、ボス部２３は、例えば、周方向に亘って延在すると、圧着力が生じ易い。ボス部２３における挿通孔２２の内周面には、接合部２５Ａが形成される。なお、接合部２５Ａは、シャフト８Ａに溶着されてもよいし、溶着されなくともよい。

図５は、第２変形例における図３（ｂ）に対応する部分の抽出図である。第２変形例では、上記実施形態の回転体Ａに代えて回転体Ａ２が設けられる。回転体Ａ２以外の構成は上記と同じである。上記と同じ構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。回転体Ａ２のコンプレッサインペラ１０は、本体２０Ａを備える。本体２０Ａは、一端にボス部２３Ａが設けられる。ボス部２３Ａの他端側には、延在部２４が設けられている。ボス部２３Ａの外周面と、延在部２４の外周面との間には、突き当て面３２が設けられている。突き当て面３２は、径方向および周方向に延在する環状の平面である。ボス部２３Ａの外径は、例えば延在部２４の外径よりも、突き当て面３２の径方向の厚さ分だけ小さい。突き当て面３２は、ボス部２３Ａの基端に設けられる。

本体２０Ａとシャフト８とを接合する場合、シャフト８の一端が、不図示の冶具で軸方向の一方側（図５中右側）に引っ張られる。この状態で、突き当て面３２に冶具が押し当てられ、本体２０Ａが軸方向の他方側（図５中左側）へ押し付けられる。本体２０Ａが押し付けられることで、シャフト８の当接面８ａ、カラー８ｂ、油切り部材８ｃ、コンプレッサインペラ１０が軸方向に互いに接触する。この状態で、電磁成形等により接合部２５が形成され、ボス部２３Ａがシャフト８に接合（溶着）される。ボス部２３Ａの基端に突き当て面３２が設けられることで、接合時にボス部２３Ａが適切に保持され、接合の精度が向上する。

図６は、第３変形例における図３（ｂ）に対応する部分の抽出図である。第３変形例では、上記実施形態の回転体Ａに代えて回転体Ａ３が設けられる。回転体Ａ３以外の構成は上記と同じである。上記と同じ構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。回転体Ａ３のコンプレッサインペラ１０は、本体２０Ｂを備える。本体２０Ｂは、一端にボス部２３Ｂが設けられる。ボス部２３Ｂの他端側には、延在部２４が設けられている。ボス部２３Ｂと延在部２４とは、径方向の肉厚が大凡等しい。

回転体Ａ３は、シャフト８Ｂを備える。シャフト８Ｂは、一端に小径部３３を備える。シャフト８Ｂには、小径部３３よりも他端側に大径部３４が設けられる。大径部３４は、小径部３３よりも径が大きい。小径部３３と大径部３４との間には段部３５が設けられる。段部３５は、小径部３３から大径部３４まで延在する。段部３５は、径方向および周方向に延在する環状の平面である。

回転体Ａ３は、本体２０Ｂのボス部２３Ｂがシャフト８Ｂに接合される。ボス部２３Ｂとシャフト８Ｂとの接合前、挿通孔２２の内径は、一端側から他端側まで大凡等しい。挿通孔２２の内径は、シャフト８Ｂの大径部３４の直径と大凡同じであるか、もしくは、大径部３４の直径よりも僅かに大きい。したがって、ボス部２３Ｂにおける挿通孔２２の内周面と、小径部３３の外周面との間に空間Ｓが形成される。上記と同様に、ボス部２３Ｂに電磁成形が施されると、ボス部２３Ｂにおける挿通孔２２の内周面に接合部２５が形成される。ボス部２３Ｂとシャフト８Ｂとが接合された状態では、接合部２５に近づくほど、挿通孔２２の内径が小さくなる。

上記実施形態の回転体Ａは、本体２０の挿通孔２２に段差が設けられている。この第３変形例の回転体Ａ３のように、シャフト８Ｂに段差を設けた場合にも、上記実施形態と同様の作用がもたらされる。

図７（ａ）は、第４変形例のボス部２３Ｃの断面図である。第４変形例では、ボス部２３Ｃが上記実施形態のボス部２３と異なる。ボス部２３Ｃは、上記と同様に、シャフト８に接合される。図７（ａ）では、ボス部２３Ｃとシャフト８との接合前の状態を図示している。第４変形例のボス部２３Ｃには、スリット３６が２つ設けられている。スリット３６は、挿通孔２２の内周面から、ボス部２３Ｃの外周面まで貫通している。スリット３６は、軸方向に延在しているが、その長さや幅は特に限定されるものではない。スリット３６は、例えば、ボス部２３Ｃの範囲内で設けられてもよいし、延在部２４まで延在してもよい。この第４変形例では、２つのスリット３６が、周方向に１８０度ずれた位置に対向配置されている。

図７（ｂ）は、第５変形例のボス部２３Ｄの断面図である。ボス部２３Ｄは、上記と同様に、シャフト８に接合される。図７（ｂ）では、ボス部２３Ｄとシャフト８との接合前の状態を図示している。第５変形例のボス部２３Ｄは、第４変形例のボス部２３Ｃに対して、スリット３６がさらに２つ追加されている。ボス部２３Ｄには、４つのスリット３６が、周方向に９０度ずれた位置に設けられている。第５変形例においても、スリット３６の軸方向の長さや幅は特に限定されるものではない。

図７（ｃ）は、第６変形例のボス部２３Ｅの断面図である。ボス部２３Ｅは、上記と同様に、シャフト８に接合される。図７（ｂ）では、ボス部２３Ｅとシャフト８との接合前の状態を図示している。第６変形例のボス部２３Ｅは、第５変形例のボス部２３Ｄに対して、内周面側が、断面四角形状に形成されている。つまり、ボス部２３Ｅは、径方向の厚みが部分的に異なっている。ボス部２３Ｅは、スリット３６により、周方向に４分割されている。ボス部２３Ｅのうち、分割された４つの部位は、いずれも周方向の両端側から中央側に向かうにしたがって径方向の厚みが大きくなっている。

上記の第４〜６変形例によれば、ボス部２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅに、シャフト８に接合される接合部２５が形成される。接合部２５が形成されるボス部２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅは、スリット３６により、周方向に複数に分割されている。本体２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅとシャフト８とを接合する場合、シャフト８の一端が、不図示の冶具で軸方向の一方側（図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）中、紙面手前側）に引っ張られる。この状態で、スリット３６のうち、軸方向の他方側（図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）中、紙面奥側）の底面３６ａに不図示の治具が押し当てられ、本体２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅが軸方向の他方側へ押し付けられる。接合時にボス部２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅが適切に保持され、接合の精度が向上する。また、ボス部２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅが周方向に分割されることにより、電磁成形等を施した際に、縮径しやすい。したがって、回転体Ａの組み付けおよび製造が容易となる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の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。

例えば、上述した実施形態および各変形例の構成を組み合わせてもよい。

また、上述した実施形態および各変形例では、羽根２１は、長羽根２１ａおよび短羽根２１ｂを含んで構成される場合について説明した。ただし、羽根２１は、軸方向の長さが一種類であってもよい。

本開示は、コンプレッサインペラとシャフトとを備える回転体、この回転体を備える過給機、および、回転体の製造方法に利用することができる。

８、８Ａ、８Ｂ：シャフト １０：コンプレッサインペラ ２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ：本体 ２１：羽根 ２２：挿通孔 ２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ、２３Ｅ：ボス部 ２４：延在部 ２５、２５Ａ：接合部 ２６：小内径部 ２７：拡径部 ３３：小径部 ３４：大径部 ３５：段部 Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３：回転体 Ｃ：過給機

Claims (7)

1. 
   シャフトと、
   
   前記シャフトが挿通される挿通孔が一端から他端側に延在する本体、前記本体の一端側に設けられたボス部、および、前記ボス部における前記挿通孔の内周面に設けられ前記シャフトと溶着された接合部を有するコンプレッサインペラと、
   
   を備える回転体。
   
2. 
   前記挿通孔は、
   
   前記ボス部よりも前記他端側に設けられた小内径部と、
   
   前記小内径部と前記接合部との間に位置し、前記小内径部よりも内径が大きい拡径部と、
   
   を備える請求項１に記載の回転体。
   
3. 
   前記コンプレッサインペラは、
   
   前記本体の外周のうち、前記ボス部よりも前記他端側に設けられた羽根と、
   
   前記羽根と前記ボス部との間に位置し、前記ボス部よりも径方向の厚みが大きい延在部と、
   
   を備える請求項１または２に記載の回転体。
   
4. 
   前記シャフトは、
   
   前記接合部に溶着される小径部と、
   
   前記小径部よりも前記他端側に設けられ、前記小径部よりも径が大きい大径部と、
   
   前記小径部から前記大径部まで延在する段部と、
   
   を備える請求項１から３のいずれか１項に記載の回転体。
   
5. 
   前記ボス部は、周方向に複数に分割されている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転体。
   
6. 
   前記請求項１から５のいずれか１項に記載の回転体を備える過給機。
   
7. 
   コンプレッサインペラの本体の一端から他端側に延在する挿通孔にシャフトを挿通し、
   
   前記本体の一端に設けられたボス部と前記シャフトとを電磁成形で接合する回転体の製造方法。

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