JPWO2019225143A1 - 回転体、および、過給機 - Google Patents

Abstract

回転体は、シャフト８と、シャフト８の軸方向に貫通し、シャフト８の一端８ａ側が挿通される挿通孔１０ａを有するインペラ（コンプレッサインペラ１０）と、シャフト８に形成され、シャフト８の一端８ａに開口し、シャフト８の軸方向に挿通孔１０ａの径方向内側まで延在する軸端穴８ｅと、軸端穴８ｅに配された拡径部材２１と、軸端穴８ｅを形成し、挿通孔１０ａの内周面を押圧する筒状壁部８ｆと、を備える。

Description

本開示は、回転体、および、過給機に関する。本出願は２０１８年５月２４日に提出された日本特許出願第２０１８−０９９４３３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。

過給機では、例えば、特許文献１に示されるように、シャフトに形成された段差面と、シャフトの一端に螺合されたナットとの間に、スラストカラー、油切り部材、コンプレッサインペラなどが挟まれる。ナットによって生じた軸力（締結力）によって、これらの部材の回転ずれが抑制される。

特開２０１３−１６３９７２号公報

上記の軸力は、例えば、ナットを締めつけるトルクで管理される。トルクは摩擦のバラつきなどの影響を受けることから、トルクの管理は容易ではない。そのため、シャフトにインペラを取り付ける作業が容易ではなかった。

本開示の目的は、シャフトにインペラを容易に取り付けることが可能な回転体、および、過給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回転体は、シャフトと、シャフトの軸方向に貫通し、シャフトの一端側が挿通される挿通孔を有するインペラと、シャフトに形成され、シャフトの一端に開口し、シャフトの軸方向に挿通孔の径方向内側まで延在する軸端穴と、軸端穴に配された拡径部材と、軸端穴を形成し、挿通孔の内周面を押圧する筒状壁部と、を備える。

回転体は、筒状壁部に設けられ、一端から軸方向に延在する切り欠き部を備えてもよい。

拡径部材は、軸端穴の底部に向かうほど細くなり、軸端穴の内周面を押圧するテーパ部を有してもよい。

拡径部材は、軸端穴の内周面に形成されたネジ溝に螺合するネジ部を有してもよい。

拡径部材は、軸端穴の内周面を押圧する球体であってもよい。

拡径部材は、軸方向に開口する中空部を有する被挿通部材と、被挿通部材の中空部に挿通される挿通部材と、中空部を形成し、軸端穴の内周面を押圧する環状壁部と、を備えてもよい。

回転体は、挿通部材の外周面、または、中空部の内周面の少なくとも一方に設けられ、軸方向に径が漸増する傾斜部を備えてもよい。

挿通部材は、中空部の内周面を押圧する球体であってもよい。

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、上記の回転体を備えることを特徴とする。

本開示によれば、シャフトにインペラを容易に取り付けることができる。

図１は、過給機の概略断面図である。 図２は、回転体の抽出図である。 図３（ａ）は、図２における破線部分の拡大図である。図３（ｂ）は、シャフトにコンプレッサインペラが取り付けられる前の図３（ａ）と同じ部位の断面図である。 図４は、筒状壁部の挿通孔への固定部位を示す図である。 図５（ａ）は、第１変形例を説明するための図である。図５（ｂ）は、第２変形例を説明するための図である。図５（ｃ）は、第３変形例を説明するための図である。図５（ｄ）は、第４変形例を説明するための図である。 図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、第５変形例を説明するための図である。図６（ｄ）、図６（ｅ）は、第６変形例を説明するための図である。 図７（ａ）は、第７変形例を説明するための図である。図７（ｂ）は、第８変形例を説明するための図である。図７（ｃ）は、第９変形例を説明するための図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）は、第１０変形例を説明するための図である。 図９は、第１１変形例を説明するための図である。

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、締結機構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のうち、タービンハウジング４近傍の外周面には、突起２ａが設けられる。突起２ａは、ベアリングハウジング２の径方向に突出する。タービンハウジング４のうち、ベアリングハウジング２近傍の外周面には、突起４ａが設けられている。突起４ａは、タービンハウジング４の径方向に突出する。締結機構３は、締結バンド（Ｇカップリング）で構成される。締結機構３は、突起２ａ、４ａを挟持する。

ベアリングハウジング２には、軸受孔２ｂが形成される。軸受孔２ｂは、過給機Ｃの左右方向に貫通する。軸受孔２ｂに軸受７（図１では、一例としてセミフローティング軸受を示す）が設けられる。軸受７によって、シャフト８が軸支される。シャフト８の左端部（他端）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が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（一端）にはコンプレッサインペラ１０（インペラ）が設けられる。コンプレッサインペラ１０が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。締結ボルト５によってベアリングハウジング２とコンプレッサハウジング６とが連結された状態では、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およびコンプレッサハウジング６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（コンプレッサインペラ１０）の径方向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は環状である。コンプレッサスクロール流路１３は、ディフューザ流路１２よりもシャフト８（コンプレッサインペラ１０）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に連通する。したがって、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増速される。増速された空気は、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は環状である。タービンスクロール流路１６は、流路１５よりもシャフト８（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。タービンスクロール流路１６は流路１５に連通する。したがって、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。吐出口１４に導かれた排気ガスは、その流通過程においてタービンインペラ９を回転させる。そして、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。上記のとおりに、空気は、コンプレッサインペラ１０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、回転体ＲＯの抽出図である。図２では、図１に対して、反時計回りに９０度回転させた回転体ＲＯが示される。回転体ＲＯは、シャフト８およびシャフト８と一体回転する部材で構成される。図２に示すように、シャフト８の一端８ａ側には、コンプレッサインペラ１０が設けられる。シャフト８の他端側には、タービンインペラ９が接合される。コンプレッサインペラ１０は、挿通孔１０ａを有する。挿通孔１０ａは、コンプレッサインペラ１０をシャフト８の軸方向（以下、単に軸方向と称す）に貫通する。挿通孔１０ａには、シャフト８の一端８ａ側が挿通される。

シャフト８には、大径部８ｂおよび小径部８ｃが形成される。大径部８ｂは、軸受７に軸支される。小径部８ｃは、大径部８ｂより一端８ａ側に位置する。小径部８ｃの外径は、大径部８ｂの外径よりも小さい。大径部８ｂと小径部８ｃの外径の差によって、シャフト８に段差面８ｄが形成される。段差面８ｄは、コンプレッサインペラ１０側に面する。

シャフト８のうち、段差面８ｄよりもコンプレッサインペラ１０側には、スラストカラー１７が配される。スラストカラー１７は、環状部材である。スラストカラー１７は、図１に示すように、２つのスラスト軸受１８、１９に挟まれる。スラストカラー１７を介して、シャフト８のスラスト荷重がスラスト軸受１８、１９に作用する。

スラストカラー１７とコンプレッサインペラ１０との間には、油切り部材２０が配される。油切り部材２０には、突起２０ａが形成される。突起２０ａは、径方向外側に突出する。スラスト軸受１８、１９を潤滑した潤滑油が、シャフト８を伝って油切り部材２０まで到達する。突起２０ａは、到達した潤滑油を径方向外側に飛散させる。こうして、コンプレッサインペラ１０側への潤滑油の漏出が抑制される。

スラストカラー１７と油切り部材２０は、シャフト８が挿通された状態で、シャフト８の段差面８ｄとコンプレッサインペラ１０に挟持される。詳細には、スラストカラー１７がシャフト８の段差面８ｄに当接するまで、スラストカラー１７にシャフト８が挿入される。油切り部材２０がスラストカラー１７に当接するまで、油切り部材２０にシャフト８が挿入される。続いて、コンプレッサインペラ１０が油切り部材２０に当接するまで、コンプレッサインペラ１０にシャフト８が挿入される。その後、コンプレッサインペラ１０がシャフト８に取り付けられる。

図３（ａ）は、図２における破線部分の拡大図である。図３（ａ）に示すように、シャフト８の一端８ａ側には、軸端穴８ｅが設けられる。軸端穴８ｅは、シャフト８の一端８ａに開口する。

軸端穴８ｅは、シャフト８の軸方向に、コンプレッサインペラ１０の挿通孔１０ａの径方向内側まで延在している。軸端穴８ｅの内部には、拡径部材２１が配されている。拡径部材２１は、軸端穴８ｅの内部に挿通（挿入）される。拡径部材２１は、被挿通部材２２と、挿通部材２３とを含んで構成される。被挿通部材２２は、中空の環状部材である。被挿通部材２２の内部には、中空部２２ａが形成されている。中空部２２ａは、被挿通部材２２の軸方向の両端に開口する。中空部２２ａは、例えば、被挿通部材２２を軸方向に貫通する孔である。環状壁部２２ｂは、被挿通部材２２のうち、中空部２２ａを形成する部位である。

挿通部材２３の外周面には、傾斜部２３ａが形成される。傾斜部２３ａの外径は、軸方向に漸増する。傾斜部２３ａの外径は、シャフト８の一端８ａ側に向かうほど小さくなる。挿通部材２３は、切頭円錐形状である。挿通部材２３のうち、外径が最小となる一端側が、被挿通部材２２の中空部２２ａに挿通される。挿通部材２３のうち、外径が最大となる他端側が、被挿通部材２２の外側に突出している。また、筒状壁部８ｆは、シャフト８のうち、軸端穴８ｅを形成する部位である。

図３（ｂ）は、シャフト８にコンプレッサインペラ１０が取り付けられる前の図３（ａ）と同じ部位の断面図である。図３（ｂ）に示す挿通部材２３には、突出部２３ｂが設けられている。突出部２３ｂは、例えば、中空部２２ａにおけるシャフト８の一端８ａ側から突出する。突出部２３ｂは、例えば、軸端穴８ｅから突出する。

突出部２３ｂのうち、シャフト８の径方向の幅は、挿通部材２３の傾斜部２３ａよりも小さい。突出部２３ｂは、傾斜部２３ａよりも細長く形成されている。突出部２３ｂが、シャフト８の他端側から一端８ａ側（図３（ｂ）中、白抜き矢印で示す向き）に向かって引っ張られる。そうすると、挿通部材２３に対して、中空部２２ａに挿通される向きに引張荷重が作用する。引張荷重が突出部２３ｂの限界応力を超えて突出部２３ｂが破断すると、図３（ａ）に示す状態となる。

この過程で、挿通部材２３は、被挿通部材２２の環状壁部２２ｂを径方向外側に押し拡げながら、被挿通部材２２の中空部２２ａに、さらに挿通される。環状壁部２２ｂが径方向外側に押し拡げられると、環状壁部２２ｂは、軸端穴８ｅ（筒状壁部８ｆ）の内周面に固定される（例えば、圧着する）。被挿通部材２２は、筒状壁部８ｆを径方向外側に押圧する。このように、拡径部材２１は、筒状壁部８ｆを径方向外側に押圧して、筒状壁部８ｆを拡径する。筒状壁部８ｆが径方向外側に拡径すると、筒状壁部８ｆが挿通孔１０ａの内周面１０ｂに固定される。こうして、シャフト８にコンプレッサインペラ１０が取り付けられる。

また、突出部２３ｂが、上記のように、図３（ｂ）に示す白抜き矢印の向きに引っ張られるとき、コンプレッサインペラ１０には、突出部２３ｂへの引張荷重と反対向きの荷重が作用する。開口面１０ｃは、コンプレッサインペラ１０のうち、挿通孔１０ａが開口する面である。開口面１０ｃは、シャフト８の一端８ａ側に位置する。例えば、開口面１０ｃを不図示の冶具で押圧しながら、突出部２３ｂが引っ張られる。そのため、段差面８ｄ、スラストカラー１７、油切り部材２０、コンプレッサインペラ１０の間の隙間が抑制される。スラストカラー１７、油切り部材２０の回転ずれが抑制される。

図４は、筒状壁部８ｆの挿通孔１０ａへの固定部位を示す図である。図４に示すように、筒状壁部８ｆは、挿通孔１０ａの内周面１０ｂの固定部１０ｄに固定される。ここで、コンプレッサインペラ１０の軸方向の全長をＸとする。固定部１０ｄは、挿通孔１０ａのうち、一端８ａから軸方向にＸ／２の位置よりも、シャフト８の一端８ａ側に位置している。

過給機Ｃの稼働時、遠心力によって挿通孔１０ａの内径がわずかに拡径する。挿通孔１０ａの拡径幅は、シャフト８の他端側よりも一端８ａ側の方が小さい。固定部１０ｄをシャフト８の一端８ａ側にすることで、シャフト８とコンプレッサインペラ１０の固定力の低下が抑制される。

また、筒状壁部８ｆの変形量は、筒状壁部８ｆの弾性変形の範囲とする。これにより、過給機Ｃの稼働時、遠心力で挿通孔１０ａが拡径しても、筒状壁部８ｆが追従して拡径する。筒状壁部８ｆと内周面１０ｂとの固定状態を維持することが可能となる。ただし、筒状壁部８ｆの変形量は、筒状壁部８ｆの弾性変形の範囲より大きくともよい。

図５（ａ）は、第１変形例を説明するための図である。第１変形例の拡径部材３１の被挿通部材３２は、中空の環状部材である。被挿通部材３２のうち、軸方向の一端が開口し、他端が閉じている。被挿通部材３２の内部には、中空部３２ａが形成されている。中空部３２ａは、底がある穴である。環状壁部３２ｂは、被挿通部材３２のうち、中空部３２ａを形成する環状の部位である。挿通部材３３は、球体である。挿通部材３３の直径は、挿通部材３３が挿通される前の被挿通部材３２の中空部３２ａの内径よりもわずかに大きい。

挿通部材３３は、被挿通部材３２を径方向外側に押し拡げながら、被挿通部材３２の中空部３２ａに挿通される。挿通部材３３は、中空部３２ａの内周面を押圧する。環状壁部３２ｂは、軸端穴８ｅの内周面を固定する。こうして、拡径部材３１は、筒状壁部８ｆを径方向外側に押圧して、筒状壁部８ｆを拡径する。

図５（ｂ）は、第２変形例を説明するための図である。第２変形例の拡径部材４１は、切頭円錐形状である。拡径部材４１の先端部４１ａの外径は、拡径部材４１の中で最小である。先端部４１ａの外径は、軸端穴８ｅの内径よりも小さい。拡径部材４１の基端部４１ｂの外径は、拡径部材４１の中で最大である。基端部４１ｂの外径は、軸端穴８ｅの内径よりも大きい。このように、拡径部材４１は、テーパ部４１ｃを有する。テーパ部４１ｃは、軸端穴８ｅの底部８ｅ１に向かうほど細くなる。拡径部材４１が、先端部４１ａ側から軸端穴８ｅに挿通される。拡径部材４１のテーパ部４１ｃは、軸端穴８ｅの内周面を押圧する。こうして、テーパ部４１ｃは、筒状壁部８ｆを径方向外側に押圧して、筒状壁部８ｆを拡径する。

図５（ｃ）は、第３変形例を説明するための図である。第３変形例においては、拡径部材５１は、例えば、ボルトで構成される。軸端穴５８ｅの内周面には、ネジ溝５８ｇが設けられている。ネジ溝５８ｇは、拡径部材５１のネジ部５１ａに螺合する。拡径部材５１のネジ部５１ａの有効径は、軸端穴５８ｅのネジ溝５８ｇの有効径よりも僅かに大きい。ネジ部５１ａがネジ溝５８ｇに螺合しながら、拡径部材５１が軸端穴５８ｅに挿通されると、拡径部材５１は、筒状壁部５８ｆを径方向外側に押圧して、筒状壁部５８ｆを拡径する。

図５（ｄ）は、第４変形例を説明するための図である。第４変形例においては、拡径部材６１は、例えば、リベットで構成される。シャフト８の一端８ａには、予め、拡径部材６１のうち、軸端穴６８ｅが設けられる。拡径部材６１の突出部６１ａが、軸端穴６８ｅに打ち込まれる。突出部６１ａが打ち込まれる前の軸端穴６８ｅの内径は、突出部６１ａの外径よりも小さい。突出部６１ａが軸端穴６８ｅに打ち込まれると、拡径部材６１は、筒状壁部６８ｆを径方向外側に押圧して、筒状壁部６８ｆを拡径する。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、第５変形例を説明するための図である。図６（ａ）に示すように、第５変形例においては、シャフト７８の筒状壁部７８ｆは、テーパ形状となっている。筒状壁部７８ｆの外径は、他端側から一端７８ａ側に向かって漸増する。シャフト７８を挿通孔１０ａに挿通する前、荷重が作用していない状態では、シャフト７８の一端７８ａの外径は、挿通孔１０ａの内径よりも大きい。

図６（ｂ）に示すように、筒状壁部７８ｆの一端７８ａ側の外径が、治具Ｊによって、弾性変形の範囲で縮径する。筒状壁部７８ｆは、治具Ｊから径方向内側への荷重を受ける。筒状壁部７８ｆの一端７８ａ側の外径が、挿通孔１０ａの内径よりも小さくなる。治具Ｊの外径は、例えば、挿通孔１０ａの内径よりも小さい。

この状態で、図６（ｃ）に示すように、シャフト７８が、コンプレッサインペラ１０の挿通孔１０ａに挿通される。その後、治具Ｊが取り外される。シャフト７８の筒状壁部７８ｆは、弾性力によって挿通孔１０ａの内周面１０ｂに固定される。

図６（ｄ）、図６（ｅ）は、第６変形例を説明するための図である。図６（ｄ）に示すように、コンプレッサインペラ１０の開口面１０ｃには、挿通孔１０ａが開口する。シャフト８８をコンプレッサインペラ１０の挿通孔１０ａに挿通した状態で、シャフト８８の一端８８ａは、挿通孔１０ａから突出する。図６（ｅ）に示すように、シャフト８８の筒状壁部８８ｆは、例えば、不図示の冶具などにより、開口面１０ｃに沿うように押し拡げられる。こうして、筒状壁部８８ｆは、挿通孔１０ａの内周面１０ｂに固定される。

図７（ａ）は、第７変形例を説明するための図である。第７変形例の拡径部材９１は、第２変形例と同様の切頭円錐形状である。図５（ｂ）に示す第２変形例では、基端部４１ｂの外径が、軸端穴８ｅの内径よりも大きく、基端部４１ｂが軸端穴８ｅから突出していた。第７変形例では、拡径部材９１の基端部９１ｂは、軸端穴８ｅの内部に位置する。拡径部材９１全体が軸端穴８ｅに挿通される。基端部９１ｂの外径は、軸端穴８ｅに挿通される前、軸端穴８ｅの内径よりもわずかに大きい。そのため、拡径部材９１が、先端部９１ａ側から軸端穴８ｅに挿通されると、拡径部材９１のテーパ部９１ｃは、軸端穴８ｅの内周面を押圧する。こうして、テーパ部９１ｃは、筒状壁部８ｆを径方向外側に押圧して、筒状壁部８ｆを拡径する。

図７（ｂ）は、第８変形例を説明するための図である。第８変形例の拡径部材１０１は、球体である。拡径部材１０１の直径は、拡径部材１０１が挿通される前の軸端穴８ｅの内径よりもわずかに大きい。拡径部材１０１は、軸端穴８ｅを径方向外側に押し拡げながら、軸端穴８ｅに挿通される。拡径部材１０１は、軸端穴８ｅの内周面を押圧する。こうして、拡径部材３１は、筒状壁部８ｆを径方向外側に押圧して、筒状壁部８ｆを拡径する。

図７（ｃ）は、第９変形例を説明するための図である。第９変形例においては、拡径部材１０１は、第４変形例と同様、ボルトで構成される。第９変形例の拡径部材１１１は、第４変形例の拡径部材５１と異なり、テーパ部１１１ｃを有する。テーパ部１１１ｃは、シャフト５８の一端５８ａに形成された軸端穴５８ｅの底部５８ｅ１に向かうほど細くなる。拡径部材１１１のネジ部１１１ａは、テーパ部１１１ｃより軸端穴５８ｅの底部５８ｅ１側に位置する。

軸端穴５８ｅの内周面には、大内径部５８ｈが形成される。大内径部５８ｈの内径は、ネジ溝５８ｇの内径よりも大きい。拡径部材１１１が挿通される前の大内径部５８ｈの内径は、テーパ部１１１ｃのうち、拡径部材１１１の頭部１１１ｄ側の外径よりもわずかに小さい。軸端穴５８ｅのネジ溝５８ｇは、大内径部５８ｈよりも軸端穴５８ｅの底部５８ｅ１側に位置する。

ネジ部１１１ａがネジ溝５８ｇに螺合しながら、拡径部材１１１が軸端穴５８ｅに挿通されると、拡径部材１１１のテーパ部１１１ｃは、大内径部５８ｈの内周面を押圧する。こうして、テーパ部１１１ｃは、筒状壁部５８ｆを径方向外側に押圧して、筒状壁部５８ｆを拡径する。

図８（ａ）、図８（ｂ）は、第１０変形例を説明するための図である。第１０変形例においては、拡径部材１２１は、楔形状である。拡径部材１２１の先端部１２１ａが軸端穴１２８ｅに挿通される。拡径部材１２１の基端部１２１ｂは、軸端穴１２８ｅから突出する。ただし、拡径部材１２１は、基端部１２１ｂまで軸端穴１２８ｅに挿通されてもよい。

シャフト１２８の筒状壁部１２８ｆの外周面には、ネジ部１２８ｇが形成される。ネジ部１２８ｇは、挿通孔１０ａから突出する。シャフト１２８の一端１２８ａには、保護部材１２０が設けられる。保護部材１２０は、例えば、袋ナットなどのナットで構成される。保護部材１２０は、底が形成されたネジ穴１２０ａを有する。ネジ穴１２０ａは、シャフト１２８のネジ部１２８ｇに螺合する。保護部材１２０がシャフト１２８に取り付けられると、シャフト１２８、拡径部材１２１が露出せず酸化が抑制される。また、保護部材１２０によって、拡径部材１２１の抜け落ちが抑制される。

図８（ｂ）に示すように、シャフト１２８の筒状壁部１２８ｆには、切り欠き部１２８ｋが設けられる。切り欠き部１２８ｋは、一端１２８ａから軸方向に延在する。切り欠き部１２８ｋは、例えば、シャフト１２８の周方向に等間隔に離隔して複数設けられる。ただし、切り欠き部１２８ｋは、シャフト１２８の周方向に不均一な間隔で設けられてもよい。切り欠き部１２８ｋは、１つのみ設けられてもよい。

切り欠き部１２８ｋを設けることで、拡径部材１２１を挿通したとき、筒状壁部１２８ｆが変形し易くなる。そのため、筒状壁部１２８ｆの変形に伴ってシャフト１２８に生じる応力が抑制される。

図９は、第１１変形例を説明するための図である。第１１変形例においては、上述した実施形態と同じ、拡径部材２１が設けられる。第１１変形例の軸端穴２０８ｅは、上述した実施形態よりも深く形成される。軸端穴２０８ｅは、挿通孔１０ａのうち、一端８ａから軸方向にＸ／２の位置よりも、シャフト８の一端８ａから離隔する側（図９中、左側、段差面８ｄ側）まで延在する。

第１１変形例の固定部２１０ｄは、上述した実施形態の固定部１０ｄよりも、シャフト８の一端８ａから離隔する。固定部２１０ｄは、挿通孔１０ａのうち、一端８ａから軸方向にＸ／２の位置よりも、シャフト８の一端８ａから離隔する側（図９中、左側、段差面８ｄ側）に位置している。

このように、上述した実施形態および変形例では、筒状壁部８ｆ、５８ｆ、６８ｆ、７８ｆ、８８ｆは、挿通孔１０ａの内周面１０ｂに押圧されて、シャフト８、５８、７８、８８にコンプレッサインペラ１０が取り付けられる。そのため、軸力の管理などが不要となる。シャフト８、５８、７８、８８へのコンプレッサインペラ１０の取り付けが容易となる。

また、上述した実施形態および第１〜第４、第７〜第１１変形例では、拡径部材２１、３１、４１、５１、６１、９１、１０１、１１１、１２１を備えることから、シャフト８、５８、１２８へのコンプレッサインペラ１０の取り付けがより簡便に遂行可能となる。

また、上述した実施形態および第１変形例では、拡径部材２１、３１は、被挿通部材２２、３２と挿通部材２３、３３で構成されている場合について説明した。この場合、挿通部材２３、３３に対し軸方向に荷重をかけて筒状壁部８ｆを拡径するとき、シャフト８の軸端穴８ｅの内周面には摩擦がほとんど生じない。シャフト８の摩耗を抑え、耐久性を向上することが可能となる。

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、本開示は上記の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、上述した実施形態では、挿通部材２３の外周面に傾斜部２３ａが設けられる場合について説明した。しかし、被挿通部材２２の中空部２２ａの内周面に傾斜部が設けられていてもよい。この場合、傾斜部２３ａの内径は、例えば、シャフト８の一端８ａ側に向かうほど小さくなる。また、傾斜部２３ａは、挿通部材２３の外周面、または、中空部２２ａの内周面の双方に形成されてもよい。また、上述した第１変形例において、中空部３２ａ（環状壁部３２ｂ）の内周面に、傾斜部が形成されてもよい。この場合、挿通部材２３とは逆向きに挿通部材３３が挿通されることから、傾斜部の内径は、シャフト８の一端８ａ側に向かうほど大きくなる。このように、挿通部材２３、３３が挿通される向きに応じて、傾斜部の傾斜の向きが設定される。いずれにしても、傾斜部２３ａによって、挿通部材２３の移動量に対する径の拡がりを適切に調整することが可能となる。また、被挿通部材２２と挿通部材２３の接触面積が大きく確保される。シャフト８の局所的な変形を抑えることが可能となる。

また、上述した実施形態では、突出部２３ｂが設けられる場合について説明したが、突出部２３ｂは必須の構成ではない。ただし、突出部２３ｂを引っ張ることで挿通部材２３に引張荷重を作用させる構成により、以下の効果がある。すなわち、突出部２３ｂが破断する荷重を調整することで、挿通部材２３に作用させる引張荷重の調整が容易に可能となる。

また、上述した第１変形例では、挿通部材３３は球体で構成される場合について説明したが、挿通部材３３は球体に限られない。ただし、挿通部材３３を球体で構成することで、被挿通部材３２に対する摩擦が抑えられる。より小さい荷重で被挿通部材３２の拡径幅を大きく確保することが可能となる。

また、上述した第５変形例および第６変形例のように、拡径部材２１、３１、４１、５１、６１を設けない構成により、軽量化を図ることが可能となる。特に、第５変形例では、治具Ｊによる縮径の大きさを調整することで、シャフト７８の弾性力を大きく確保することが可能となる。拡径部材２１、３１、４１、５１、６１を設けない構成としては、コンプレッサインペラ１０をシャフト７８に比較的強固に取り付けることが可能となる。

また、上述した実施形態および第１０変形例以外の変形例では、拡径部材２１、３１、４１、５１、６１、９１、１０１、１１１、１２１やシャフト８、５８、７８、８８の一端８ａ、５８ａ、７８ａ、８８ａが露出している場合について説明した。しかし、露出部分に耐腐食性を向上させるコーティングが施されてもよい。第１０変形例のように、露出部分を覆う保護部材１２０を配することで、腐食が抑制されてもよい。

また、上述した実施形態では、突出部２３ｂが、上記のように、図３（ｂ）に示す白抜き矢印の向きに引っ張られるとき、コンプレッサインペラ１０には、突出部２３ｂへの引張荷重と反対向きの荷重が作用する場合について説明した。これは、他の変形例に適用できる。すなわち、上述した実施形態と同様、他の変形例でも、コンプレッサインペラ１０に、段差面８ｄ側への荷重を作用させながら、コンプレッサインペラ１０の取り付け作業が行われてもよい。

また、上述した第１０変形例では、シャフト１２８の筒状壁部１２８ｆには、切り欠き部１２８ｋが設けられる場合について説明した。これは、他の実施形態および変形例にも適用できる。

また、上述した第１１変形例では、固定部２１０ｄが、挿通孔１０ａのうち、一端８ａから軸方向にＸ／２の位置よりも、シャフト８の一端８ａから離隔する側に位置する場合について説明した。これは、他の実施形態および変形例にも適用できる。

本開示は、回転体、および、過給機に利用することができる。

Ｃ：過給機 ＲＯ：回転体 ８、５８、７８、８８、１２８：シャフト ８ａ、５８ａ、７８ａ、８８ａ、１２８ａ：一端 ８ｅ、５８ｅ、６８ｅ、１２８ｅ、２０８ｅ：軸端穴 ８ｅ１、５８ｅ１：底部 ８ｆ、５８ｆ、６８ｆ、７８ｆ、８８ｆ、１２８ｆ：筒状壁部 １０：コンプレッサインペラ（インペラ） １０ａ：挿通孔 １０ｂ：内周面 １２８ｋ：切り欠き部 ２１、３１、４１、５１、６１、９１、１０１、１１１、１２１：拡径部材 ２２、３２：被挿通部材 ２２ａ、３２ａ：中空部 ２２ｂ、３２ｂ：環状壁部 ２３、３３：挿通部材 ２３ａ：傾斜部 ４１ｃ、９１ｃ、１１１ｃ：テーパ部 ５１ａ、１１１ａ、１２８ｇ：ネジ部 ５８ｇ：ネジ溝

Claims (9)

1. シャフトと、
   前記シャフトの軸方向に貫通し、前記シャフトの一端側が挿通される挿通孔を有するインペラと、
   前記シャフトに形成され、前記シャフトの一端に開口し、前記シャフトの軸方向に前記挿通孔の径方向内側まで延在する軸端穴と、
   前記軸端穴に配された拡径部材と、
   前記軸端穴を形成し、前記挿通孔の内周面を押圧する筒状壁部と、
   を備える回転体。
2. 前記筒状壁部に設けられ、前記一端から軸方向に延在する切り欠き部を備える請求項１に記載の回転体。
3. 前記拡径部材は、前記軸端穴の底部に向かうほど細くなり、前記軸端穴の内周面を押圧するテーパ部を有する請求項１または２に記載の回転体。
4. 前記拡径部材は、前記軸端穴の内周面に形成されたネジ溝に螺合するネジ部を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の回転体。
5. 前記拡径部材は、前記軸端穴の内周面を押圧する球体である請求項１または２に記載の回転体。
6. 前記拡径部材は、
   前記軸方向に開口する中空部を有する被挿通部材と、
   前記被挿通部材の中空部に挿通される挿通部材と、
   前記中空部を形成し、前記軸端穴の内周面を押圧する環状壁部と、
   を備える請求項１または２に記載の回転体。
7. 前記挿通部材の外周面、または、前記中空部の内周面の少なくとも一方に設けられ、前記軸方向に径が漸増する傾斜部を備える請求項６に記載の回転体。
8. 前記挿通部材は、前記中空部の内周面を押圧する球体である請求項６に記載の回転体。
9. 前記請求項１から８のいずれか１項に記載の回転体を備える過給機。

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