JPWO2020031507A1 - 遠心圧縮機および過給機 - Google Patents

Abstract

遠心圧縮機は、吸気通路１３０が形成されたコンプレッサハウジング１００と、吸気通路１３０に設けられるコンプレッサインペラと、コンプレッサインペラの回転軸方向に交差する方向にロッド２４０を直動させるアクチュエータ２５０と、ロッド２４０に接続された連結部材２３０と、突出部を有する絞り部材と、回転軸方向に延在し、連結部材と絞り部材とを接続する連結軸部と、連結軸部と平行な方向に延在し、絞り部材の回転中心となる回転軸部と、を備える。

Description

本開示は、遠心圧縮機および過給機に関する。本出願は２０１８年８月７日に提出された日本特許出願第２０１８−１４８４８０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。

従来、過給機には、遠心圧縮機が設けられる。例えば、特許文献１に記載の過給機では、コンプレッサインペラの上流に吸気通路が形成される。吸気通路のうち、コンプレッサインペラの径方向の外側には、絞り部材が設けられる。絞り部材は、コンプレッサインペラの周方向に複数並設される。絞り部材には、アーム部が設けられる。アーム部は、コンプレッサインペラの回転軸方向に延在する。アーム部は、駆動リングの係合部およびリングプレートのスリット孔に挿通される。

係合部は、コンプレッサインペラの径方向に延在する。スリット孔は、コンプレッサインペラの径方向に対して傾斜する。駆動リングが駆動すると、アーム部は、係合部およびスリット孔の内壁に押圧される。アーム部が押圧されることで、絞り部材の一部が吸気通路内に突出する。こうして、吸気通路の流路断面積が絞られる。

特開２０１６−１７３０５１号公報

特許文献１に記載のように、吸気通路の流路断面積を変える機構は複雑であった。そのため、構造を簡略化する技術の開発が希求される。

本開示の目的は、構造を簡略化することが可能な遠心圧縮機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遠心圧縮機は、吸気通路が形成されたコンプレッサハウジングと、吸気通路に設けられるコンプレッサインペラと、コンプレッサインペラの回転軸方向に交差する方向にロッドを直動させるアクチュエータと、ロッドに接続された連結部材と、突出部を有する絞り部材と、回転軸方向に延在し、連結部材と絞り部材とを接続する連結軸部と、連結軸部と平行な方向に延在し、絞り部材の回転中心となる回転軸部と、を備える。

絞り部材は、回転軸部を回転中心とする回転角度に応じて、突出部が吸気通路内に突出する絞り位置と、絞り位置よりも突出部がコンプレッサインペラの径方向の外側に位置する退避位置とに切り替わってもよい。

絞り部材は、第１絞り部材および第２絞り部材を含み、第１絞り部材および第２絞り部材のそれぞれに、連結軸部および回転軸部が設けられてもよい。

コンプレッサハウジング、連結部材、第１絞り部材、および、第２絞り部材により、４節リンク機構が構成されてもよい。

第１絞り部材および第２絞り部材の双方の突出部の両端部が互いに当接し、吸気通路よりも内径が小さい環状孔が形成されてもよい。

第１絞り部材および第２絞り部材に設けられる２つの回転軸部の中間に、コンプレッサインペラの回転中心が位置してもよい。

回転軸部は、絞り部材と、絞り部材に対して回転軸方向に対向するコンプレッサハウジングの壁面とを接続し、回転軸方向に垂直な面方向の移動が規制され、連結軸部は、回転軸方向に垂直な面方向に移動可能に設けられてもよい。

連結部材は、吸気通路よりもコンプレッサインペラの径方向の外側であって、連結軸部よりも回転軸部から離隔した位置に、ロッドに接続されるロッド接続部が設けられてもよい。

突出部のうち、コンプレッサインペラとの対向面と反対側には、コンプレッサインペラの径方向の内側に向かうほど、対向面に対する距離が短くなるテーパ部が形成されてもよい。

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、上記遠心圧縮機を備える。

本開示によれば、構造を簡略化することが可能となる。

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、リンク機構を構成する部材の分解斜視図である。 図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図５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６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７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８は、図２の二点鎖線部分の抽出図である。 図９は、テーパ部の作用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が形成されている。収容孔２ａは、過給機ＴＣの左右方向に貫通する。収容孔２ａに軸受６が設けられる。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。軸受６によって、シャフト７が回転自在に軸支されている。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。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がコンプレッサハウジング１００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１００は、第１ハウジング部材１１０および第２ハウジング部材１２０を有する。第１ハウジング部材１１０および第２ハウジング部材１２０については後に詳述する。

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。また、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１００が連結された状態では、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ている。ディフューザ流路１１は、上記の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。

また、コンプレッサハウジング１００の内部には、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は環状である。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と連通する。コンプレッサスクロール流路１２は、ディフューザ流路１１にも連通している。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、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。

このように、過給機ＴＣは、遠心圧縮機Ｃ（コンプレッサ）を備える。遠心圧縮機Ｃは、コンプレッサハウジング１００、コンプレッサインペラ９、コンプレッサスクロール流路１２を含んで構成される。

タービンハウジング４には、排気口１３が形成されている。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。また、タービンハウジング４には、流路１４と、タービンスクロール流路１５とが設けられている。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。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。タービンスクロール流路１５は、上記の流路１４にも連通している。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、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。排気口１３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では、コンプレッサインペラ９、コンプレッサハウジング１００、および、後述する絞り部材を抽出して示す。図２に示すように、コンプレッサハウジング１００の第１ハウジング部材１１０は、第２ハウジング部材１２０よりも、図２中、右側（ベアリングハウジング２から離隔する側）に位置する。

第１ハウジング部材１１０は、大凡円筒形状である。第１ハウジング部材１１０は、小径部１１０ａ、中径部１１０ｂ、大径部１１０ｃを有する。小径部１１０ａは、ベアリングハウジング２から最も遠い。大径部１１０ｃは、ベアリングハウジング２に最も近い。中径部１１０ｂは、小径部１１０ａと大径部１１０ｃの間に位置する。小径部１１０ａは、中径部１１０ｂよりも外径が小さい。中径部１１０ｂは、大径部１１０ｃよりも外径が小さい。ただし、第１ハウジング部材１１０は、小径部１１０ａ、中径部１１０ｂ、大径部１１０ｃを有さなくてもよい。例えば、外径が回転軸方向に大凡一定であってもよい。

第１ハウジング部材１１０には、貫通孔１１１が形成される。貫通孔１１１は、第１ハウジング部材１１０を、コンプレッサインペラ９の回転軸方向（以下、単に回転軸方向という。シャフト７の軸方向、過給機ＴＣの左右方向）に貫通する。貫通孔１１１は、小径部１１０ａ、中径部１１０ｂ、大径部１１０ｃを回転軸方向に貫通する。貫通孔１１１の一端は、上記の吸気口１０である。

貫通孔１１１は、平行部１１１ａおよび縮径部１１１ｂを有する。平行部１１１ａは、縮径部１１１ｂよりも貫通孔１１１の一端側に位置する。平行部１１１ａの一端は、吸気口１０である。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の一端は、平行部１１１ａに連続する。縮径部１１１ｂの一端の内径は、平行部１１１ａの内径と大凡等しい。縮径部１１１ｂの内径は、平行部１１１ａから離隔するほど（第２ハウジング部材１２０に近づくほど）、小さくなる。

第１ハウジング部材１１０のうち、第２ハウジング部材１２０側の端面１１２の外周部には、切り欠き部１１２ａが形成される。切り欠き部１１２ａは、例えば環状である。

第１ハウジング部材１１０の端面１１２には、収容溝１１２ｂが形成される。収容溝１１２ｂは、端面１１２よりも吸気口１０側（第２ハウジング部材１２０から離隔する側）に窪む。収容溝１１２ｂは、軸方向から見たとき、例えば大凡環状である。言い換えると、収容溝１１２ｂは、貫通孔１１１の内壁から径方向の外側に窪む。

収容溝１１２ｂのうち、吸気口１０側（小径部１１０ａ側、第２ハウジング部材１２０から離隔する側）の壁面１１２ｃには、軸受穴１１２ｄが形成される。軸受穴１１２ｄは、壁面１１２ｃから回転軸方向に平行に吸気口１０側に延在する。軸受穴１１２ｄは、コンプレッサインペラ９の回転方向（以下、単に回転方向という）に離隔して２つ設けられる。２つの軸受穴１１２ｄは、回転方向に１８０度ずれた位置に配されている。

第２ハウジング部材１２０には、貫通孔１２１が形成される。貫通孔１２１は、第２ハウジング部材１２０を回転軸方向に貫通する。貫通孔１２１のうち、第１ハウジング部材１１０側の端部の内径は、貫通孔１１１のうち、第２ハウジング部材１２０側の端部の内径と大凡等しい。第２ハウジング部材１２０のうち、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。シュラウド部１２１ａの内径は、第１ハウジング部材１１０から離隔するほど大きくなる。シュラウド部１２１ａのうち、第１ハウジング部材１１０と反対側の端部は、上記のディフューザ流路１１に連通する。

第２ハウジング部材１２０のうち、第１ハウジング部材１１０側の端面１２２には、収容溝１２２ａが形成される。収容溝１２２ａは、端面１２２よりもディフューザ流路１１側（第１ハウジング部材１１０から離隔する側）に窪む。収容溝１２２ａは、軸方向から見たとき、例えば大凡環状である。言い換えると、収容溝１２２ａは、貫通孔１２１の内壁から径方向の外側に窪む。大径部１１０ｃは、収容溝１２２ａに挿通される。収容溝１２２ａのうち、ディフューザ流路１１側の壁面に、第１ハウジング部材１１０の端面１１２が当接する。

第１ハウジング部材１１０の貫通孔１１１と、第２ハウジング部材１２０の貫通孔１２１によって、吸気通路１３０が形成される。吸気通路１３０は、吸気口１０とディフューザ流路１１を連通する。コンプレッサインペラ９は、吸気通路１３０に設けられる。吸気通路１３０（貫通孔１１１、１２１）のうち、回転軸方向に垂直な断面形状は、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、吸気通路１３０の断面形状は、これに限られない。第１ハウジング部材１１０の切り欠き部１１２ａには、不図示のシール材が配される。シール材により、第１ハウジング部材１１０と第２ハウジング部材１２０との隙間を流通する空気の流量が抑制される。ただし、切り欠き部１１２ａおよびシール材は必須の構成ではない。

図３は、リンク機構２００を構成する部材の分解斜視図である。図３では、コンプレッサハウジング１００のうち、第１ハウジング部材１１０のみが示される。図３に示すように、リンク機構２００は、コンプレッサハウジング１００、第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０、連結部材２３０、ロッド２４０を有する。

第１絞り部材２１０は、湾曲部２１１を有する。湾曲部２１１は、大凡半円弧形状である。湾曲部２１１のうち、回転方向の一端面２１１ａおよび他端面２１１ｂは、径方向および回転軸方向に平行に延在する。ただし、一端面２１１ａおよび他端面２１１ｂは、径方向および回転軸方向に対し、傾斜していてもよい。

湾曲部２１１の一端面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の外周面２１１ｃから径方向の外側に延在する。アーム部２１２は、径方向に対して傾斜する方向（第２絞り部材２２０側）に延在する。

第２絞り部材２２０は、湾曲部２２１を有する。湾曲部２２１は、大凡半円弧形状である。湾曲部２２１のうち、回転方向の一端面２２１ａおよび他端面２２１ｂは、径方向および回転軸方向に平行に延在する。ただし、一端面２２１ａおよび他端面２２１ｂは、径方向および回転軸方向に対し、傾斜していてもよい。

湾曲部２２１の一端面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の外周面２２１ｃから径方向の外側に延在する。アーム部２２２は、径方向に対して傾斜する方向（第１絞り部材２１０側）に延在する。

湾曲部２１１と湾曲部２２１は、コンプレッサインペラ９の回転中心（吸気通路１３０）を挟んで対向する。湾曲部２１１の一端面２１１ａと湾曲部２２１の他端面２２１ｂは対向する。湾曲部２１１の他端面２１１ｂと湾曲部２２１の一端面２２１ａは対向する。

連結部材２３０は、第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０よりも吸気口１０側に位置する。連結部材２３０は、大凡半円弧形状である。連結部材２３０のうち、回転方向の一端側および他端側には、軸受穴２３１、２３２が形成される。軸受穴２３１、２３２は、連結部材２３０のうち、第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０側の端面２３３に開口する。軸受穴２３１、２３２は、回転軸方向に延在する。ここでは、軸受穴２３１、２３２は、非貫通の穴で構成される。ただし、軸受穴２３１、２３２は、連結部材２３０を回転軸方向に貫通してもよい。

連結部材２３０のうち、軸受穴２３１、２３２の間には、ロッド接続部２３４が設けられる。ロッド接続部２３４は、連結部材２３０のうち、第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０と反対側の端面２３５に設けられる。ロッド接続部２３４は、端面２３５から回転軸方向に突出する。ロッド接続部２３４は、例えば、大凡円柱形状である。

ロッド２４０は、大凡円柱形状である。ロッド２４０の一端部には、平面部２４１が形成される。平面部２４１は、大凡回転軸方向に垂直な面方向に延在する。平面部２４１には、軸受穴２４２が開口する。軸受穴２４２は、回転軸方向に延在する。ロッド２４０の他端部には、連結部２４３が設けられる。連結部２４３は、連結孔２４３ａを有する。連結部２４３には、後述するアクチュエータが連結される。軸受穴２４２は、例えば、回転軸方向およびロッド２４０の軸方向に垂直な方向（後述する図５中、左右方向）に、ロッド２４０の軸方向よりも長い長穴であってもよい。

ロッド２４０のうち、平面部２４１と連結部２４３の間には、ロッド大径部２４４が形成される。ロッド大径部２４４の外径は、ロッド２４０のうち、ロッド大径部２４４に対して平面部２４１側および連結部２４３側に連続する部位よりも大きい。

第１ハウジング部材１１０には、挿通穴１１３が形成される。挿通穴１１３の一端１１３ａは、第１ハウジング部材１１０の外部に開口する。挿通穴１１３は、例えば、回転軸方向に垂直な面方向に延在する。挿通穴１１３は、貫通孔１１１（吸気通路１３０）よりも径方向の外側に位置する。挿通穴１１３には、ロッド２４０の平面部２４１側が挿通される。ロッド大径部２４４は、第１ハウジング部材１１０の挿通穴１１３の内壁面によってガイドされる。そのため、ロッド２４０において、挿通穴１１３の中心軸方向（ロッド２４０の中心軸方向）以外の移動が規制される。

第１ハウジング部材１１０には、収容穴１１４が形成される。収容穴１１４は、収容溝１１２ｂの壁面１１２ｃに開口する。収容穴１１４は、壁面１１２ｃから吸気口１０側（第２ハウジング部材１２０から離隔する側）に窪む。収容穴１１４は、回転軸方向から見たとき、大凡半円弧形状である。収容穴１１４は、壁面１１２ｃにおいて、連結部材２３０よりも回転方向に長く延在する。収容穴１１４の回転方向の両端は、軸受穴２３１、２３２から回転方向に離隔する。収容穴１１４は、挿通穴１１３よりも第２ハウジング部材１２０側（第１絞り部材２１０側）に位置する。

第１ハウジング部材１１０には、連通孔１１５が形成される。連通孔１１５は、挿通穴１１３と収容穴１１４を連通する。連通孔１１５は、収容穴１１４のうち、回転方向の大凡中間部分に形成される。連通孔１１５は、挿通穴１１３の延在方向に大凡平行に延在する。連通孔１１５のうち、挿通穴１１３の延在方向および回転軸方向に垂直な面方向の幅は、連結部材２３０のロッド接続部２３４の外径よりも大きい。連通孔１１５は、挿通穴１１３の延在方向の幅が、挿通穴１１３の延在方向および回転軸方向に垂直な面方向の幅よりも大きい長孔である。

連結部材２３０は、収容穴１１４に収容される。収容穴１１４は、連結部材２３０よりも回転方向の長さが長く、径方向の幅も大きい。そのため、収容穴１１４の内部で、回転軸方向に垂直な面方向（連通孔１１５の長手方向）への連結部材２３０の移動が許容される。

ロッド接続部２３４は、連通孔１１５から挿通穴１１３に挿通される。挿通穴１１３に挿通されたロッド２４０の軸受穴２４２は、連通孔１１５に対向する。ロッド接続部２３４は、軸受穴２４２に挿通される（接続される）。ロッド接続部２３４は、軸受穴２４２に軸支される。

図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図４に破線で示すように、第１絞り部材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絞り部材２１０のうち、吸気口１０側（収容溝１１２ｂの壁面１１２ｃ側）の端面から、回転軸方向に突出する。連結軸部２１３および回転軸部２１４は、図４中、紙面奥側に延在する。回転軸部２１４は、連結軸部２１３と平行に延在する。

連結軸部２１３の外径は、連結部材２３０の軸受穴２３１の内径よりも小さい。連結軸部２１３は、軸受穴２３１に挿通される。連結軸部２１３は、軸受穴２３１に軸支される。回転軸部２１４の外径は、第１ハウジング部材１１０の軸受穴１１２ｄの内径よりも小さい。回転軸部２１４は、一方の軸受穴１１２ｄに挿通される。回転軸部２１４は、軸受穴１１２ｄに軸支される（図２参照）。すなわち、回転軸部２１４は、第１絞り部材２１０と、第１絞り部材２１０に対して回転軸方向に対向する壁面１１２ｃとを接続する。

第２絞り部材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絞り部材２２０のうち、吸気口１０側（収容溝１１２ｂの壁面１１２ｃ側）の端面から、回転軸方向に突出する。連結軸部２２３および回転軸部２２４は、図４中、紙面奥側に延在する。回転軸部２２４は、連結軸部２２３と平行に延在する。

連結軸部２２３の外径は、連結部材２３０の軸受穴２３２の内径よりも小さい。連結軸部２２３は、軸受穴２３２に挿通される。連結軸部２２３は、軸受穴２３２に軸支される。回転軸部２２４の外径は、軸受穴１１２ｄの内径よりも小さい。回転軸部２２４は、他方の軸受穴１１２ｄに挿通される。回転軸部２２４は、軸受穴１１２ｄに軸支される（図２参照）。すなわち、回転軸部２２４は、第２絞り部材２２０と、第２絞り部材２２０に対して回転軸方向に対向する壁面１１２ｃとを接続する。

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絞り部材２１０、第２絞り部材２２０、第１ハウジング部材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５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５、図６、図７では、吸気口１０側から見た図が示される。図５に示すように、ロッド２４０の連結部２４３には、アクチュエータ２５０の駆動シャフト２５１の一端部が連結される。

図５に示す配置では、第１絞り部材２１０と第２絞り部材２２０は、互いに当接する。このとき、図２、図４に示すように、第１絞り部材２１０のうち、径方向の内側の部位である突出部２１５は、吸気通路１３０内に突出する。第２絞り部材２２０のうち、径方向の内側の部位である突出部２２５は、吸気通路１３０内に突出する。このときの第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０の位置を、絞り位置という。

絞り位置では、突出部２１５のうち、回転方向の端部２１５ａ、２１５ｂと、突出部２２５のうち、回転方向の端部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、吸気通路１３０のうち、第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０が設けられる部位の内径よりも小さい。環状孔２６０の内径は、例えば、吸気通路１３０の最小の内径よりも小さい。

図６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７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、回転軸方向と交差する方向（図６、図７中、上下方向）にロッド２４０を直動させる。ロッド２４０は、図５に示す状態から上側に移動する。図６の配置よりも図７の配置の方が、図５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、ロッド接続部２３４を介して、連結部材２３０も、図６、図７中、上側に移動する。このとき、連結部材２３０は、ロッド接続部２３４を回転中心とする回転が許容される。ロッド接続部２３４の外径に対し、ロッド２４０の軸受穴２４２の内径には、僅かに遊びがある。そのため、連結部材２３０において、回転軸方向に垂直な面方向の移動が僅かに許容される。

上記のように、リンク機構２００は、４節リンク機構である。連結部材２３０、第１絞り部材２１０および第２絞り部材２２０は、第１ハウジング部材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６、図７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絞り部材２１０のうち、回転軸部２１４は、第１ハウジング部材１１０に軸支されることから、回転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、回転軸方向に垂直な面方向に移動可能に設けられる。連結部材２３０の移動に伴って、第１絞り部材２１０は、回転軸部２１４を回転中心として、図６、図７中、時計回り方向に回転する。

第２絞り部材２２０のうち、回転軸部２２４は、第１ハウジング部材１１０に軸支されることから、回転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、回転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絞り部材２２０は、回転軸部２２４を回転中心として、図６、図７中、時計回り方向に回転する。

こうして、第１絞り部材２１０と第２絞り部材２２０は、図６、図７の順に、互いに離隔する方向に移動する。突出部２１５、２２５は、絞り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、吸気通路１３０の内壁面と面一となるか、吸気通路１３０の内壁面よりも径方向の外側に位置する。退避位置から絞り位置に移動するときは、図７、図６、図５の順に、第１絞り部材２１０と第２絞り部材２２０が互いに近づいて当接する。第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０は、回転軸部２１４、２２４を回転中心とする回転角度に応じて、絞り位置と退避位置とに切り替わる。

このように、第１絞り部材２１０と第２絞り部材２２０は、絞り位置と退避位置との間での移動が可能となる。リンク機構２００によれば、吸気通路１３０の流路断面積を変える構造を簡略化することができる。

ロッド接続部２３４は、連結軸部２１３よりも回転軸部２１４から離隔した位置に配される。連結部材２３０は、ロッド接続部２３４から回転軸部２１４側に向かって延在する。連結軸部２１３は、ロッド接続部２３４と回転軸部２１４との間に位置する。その結果、回転軸部２１４と連結軸部２１３との間の距離が短くなる。そのため、連結軸部２１３の僅かな移動でも、第１絞り部材２１０の回転角度が大きくなる。すなわち、同じ回転角度の回転をさせるために必要とされるアクチュエータ２５０の移動量は、小さくて済む。その結果、アクチュエータ２５０の小型化が可能となる。

ロッド接続部２３４は、連結軸部２２３よりも回転軸部２２４から離隔した位置に配される。連結部材２３０は、ロッド接続部２３４から回転軸部２２４側に向かって延在する。連結軸部２２３は、ロッド接続部２３４と回転軸部２２４との間に位置する。そのため、第１絞り部材２１０に関する上記説明と同様、アクチュエータ２５０の小型化が可能となる。

図５、図６、図７に示すように、回転軸部２１４および回転軸部２２４の中間に、コンプレッサインペラ９の回転中心Ｏが位置する。突出部２１５と突出部２２５は、回転中心Ｏを中心として点対称な軌跡で移動する。連結軸部２１３と回転軸部２１４との距離は、連結軸部２２３と回転軸部２２４との距離と大凡等しい。そのため、第１絞り部材２１０と第２絞り部材２２０の回転角度は大凡等しくなる。突出部２１５、２２５は、いずれの回転角度にあっても、回転中心Ｏを中心として点対称な配置となる。すなわち、吸気通路１３０への突出量が互いに等しくなる。突出部２１５、２２５は、吸気の流れを乱し難い。

図８は、図２の二点鎖線部分の抽出図である。図８に示すように、突出部２１５は、コンプレッサインペラ９との対向面２１５ｃを有する。突出部２１５のうち、対向面２１５ｃと反対側には、吸気口１０に面する上流面２１５ｄが形成される。上流面２１５ｄのうち、径方向の内側の端部には、テーパ部２１５ｅが形成される。テーパ部２１５ｅは、径方向の内側に向かうほど、対向面２１５ｃに対する距離が短くなる。テーパ部２１５ｅは、径方向の内側に向かうほど、吸気口１０から離隔する。テーパ部２１５ｅにおいて、コンプレッサインペラ９の回転軸を含む断面の形状（以下、単に断面形状という）は、図８に示すように湾曲している。ただし、テーパ部２１５ｅの断面形状は、直線形状であってもよい。

突出部２１５の対向面２１５ｃにも、テーパ部２１５ｆが形成される。ただし、テーパ部２１５ｆは、必須の構成ではない。テーパ部２１５ｅが、対向面２１５ｃまで延在していてもよい。また、ここでは、突出部２１５のテーパ部２１５ｅについて詳述したが、突出部２２５にもテーパ部２２５ｅが形成される（図２参照）。

図９は、テーパ部２１５ｅ、２２５ｅの作用を説明するための図である。図９において、横軸は遠心圧縮機Ｃの流量特性であり、右側ほど流量が大きいことを示す。縦軸は遠心圧縮機Ｃの圧力特性であり、上側ほど圧縮比が大きいことを示す。図９中、実線の凡例は、突出部２１５、２２５が吸気通路１３０に突出しない状態（退避位置）を示す。図９中、破線の凡例は、突出部２１５、２２５が絞り位置にあり、突出部２１５、２２５にテーパ部２１５ｅ、２２５ｅが形成されている場合を示す。図９中、一点鎖線の凡例は、突出部２１５、２２５が絞り位置にあり、突出部２１５、２２５にテーパ部２１５ｅ、２２５ｅが形成されていない比較例を示す。

図９に示すように、突出部２１５、２２５を絞り位置に移動させることで、小流量側での作動領域が広がる。大流量側では、実線の凡例のように、突出部２１５、２２５を吸気通路１３０に突出させない方が、圧縮比を高くすることができる。そのため、大流量側では、突出部２１５、２２５は、吸気通路１３０内に突出させない。

大流量側から小流量側に遷移し、例えば、不図示のセンサから取得された圧力特性などのデータが所定条件を満たしたとする。不図示の制御部（例えば、ＥＣＵ）は、アクチュエータ２５０を制御し、突出部２１５、２２５を絞り位置に移動させる。このとき、突出部２１５、２２５の移動前後で、同じ流量特性に対する圧力特性が乖離している場合、吸気中の圧力変動が大きくなってしまう。そのため、実線の凡例に対して、重なっている流量特性の範囲で、突出部２１５、２２５を絞り位置に移動させることが望ましい。

一点鎖線の凡例は、実線の凡例に対して重なる領域が小さい。一方、破線の凡例は、実線の凡例に対して重なる領域が大きい。すなわち、突出部２１５、２２５にテーパ部２１５ｅ、２２５ｅを形成することで、吸気中の圧力変動を抑制した制御が容易となる。

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、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、遠心圧縮機Ｃが過給機ＴＣに組み込まれる場合について説明した。しかし、遠心圧縮機Ｃ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。

上述した実施形態では、絞り部材として、第１絞り部材２１０および第２絞り部材２２０が含まれる場合について説明した。しかし、第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０のうち、少なくとも一方が設けられていればよい。また、３つ以上の絞り部材が設けられてもよい。

上述した実施形態では、リンク機構２００は、４節リンク機構により構成される場合について説明した。しかし、リンク機構２００は、４節リンク機構により構成されなくてもよい。例えば、リンク機構２００は、５節リンク機構により構成されてもよい。

上述した実施形態では、第１絞り部材２１０および第２絞り部材２２０の双方の突出部２１５、２２５の両端部２１５ａ、２１５ｂ、２２５ａ、２２５ｂが互いに当接して環状孔２６０が形成される場合について説明した。例えば、３以上の絞り部材によって、吸気通路１３０の内径よりも小さな内径の環状孔２６０を形成しようとすると、絞り部材同士の境界部の数は３つ以上となる。また、絞り部材の数が増えるほど、すべての絞り部材を完全に連動させて移動させる難易度が増す。境界部の数が多く、連動させる難易度も高いことから、境界部がずれる可能性が高まる。第１絞り部材２１０および第２絞り部材２２０により環状孔２６０を形成することで、境界部の数が最小（２つ）となる。連動させる部材の数も最小となる。境界部のずれが生じ難い。そのため、環状孔２６０をより真円に近づけることが可能となる。ただし、第１絞り部材２１０および第２絞り部材２２０と、その他の部材とで環状孔２６０が形成されてもよい。

上述した実施形態では、回転軸部２１４と回転軸部２２４の中間に、コンプレッサインペラ９の回転中心Ｏが位置する場合について説明した。ただし、コンプレッサインペラ９の回転中心Ｏは、回転軸部２１４と回転軸部２２４の中間からずれていてもよい。

上述した実施形態では、回転軸部２１４、２２４は、第１絞り部材２１０、第２絞り部材２２０と、壁面１１２ｃとを接続し、回転軸方向に垂直な面方向の移動が規制される場合について説明した。連結軸部２１３、２２３は、回転軸方向に垂直な面方向に移動可能に設けられる場合について説明した。この場合、回転軸部２１４、２２４の回転以外の移動が規制されることから、構造の簡素化が可能となる。ただし、回転軸部２１４、２２４も、連結軸部２１３、２２３と同様、回転軸方向に垂直な面方向に移動可能であってもよい。この場合、例えば、コンプレッサハウジング１００に、回転軸部２１４、２２４の移動を一方向に規制する溝部が形成されてもよい。

上述した実施形態では、連結部材２３０のうち、吸気通路１３０よりも径方向の外側であって、連結軸部２１３、２２３よりも回転軸部２１４、２２４から離隔した位置に、ロッド接続部２３４が設けられる場合について説明した。ただし、ロッド接続部２３４は、連結軸部２１３（連結軸部２２３）よりも回転軸部２１４（回転軸部２２４）に近い位置にあってもよい。ロッド接続部２３４と回転軸部２１４（回転軸部２２４）との距離は、連結軸部２１３（連結軸部２２３）と回転軸部２１４（回転軸部２２４）との距離と等しくてもよい。

上述した実施形態では、突出部２１５、２２５にテーパ部２１５ｅ、２２５ｅが形成される場合について説明した。ただし、テーパ部２１５ｅ、２２５ｅは必須の構成ではない。

本開示は、遠心圧縮機および過給機に利用することができる。

９：コンプレッサインペラ １００：コンプレッサハウジング １１２ｃ：壁面 １３０：吸気通路 ２１０：第１絞り部材 ２１３：連結軸部 ２１４：回転軸部 ２１５：突出部 ２１５ａ：端部 ２１５ｂ：端部 ２１５ｃ：対向面 ２１５ｅ：テーパ部 ２２０：第２絞り部材 ２２３：連結軸部 ２２４：回転軸部 ２２５：突出部 ２２５ａ：端部 ２２５ｂ：端部 ２２５ｅ：テーパ部 ２３０：連結部材 ２３４：ロッド接続部 ２４０：ロッド ２４３：連結部 ２５０：アクチュエータ ２６０：環状孔 Ｃ：遠心圧縮機 Ｏ：回転中心 ＴＣ：過給機

Claims (10)

1. 吸気通路が形成されたコンプレッサハウジングと、
   前記吸気通路に設けられるコンプレッサインペラと、
   前記コンプレッサインペラの回転軸方向に交差する方向にロッドを直動させるアクチュエータと、
   前記ロッドに接続された連結部材と、
   突出部を有する絞り部材と、
   前記回転軸方向に延在し、前記連結部材と前記絞り部材とを接続する連結軸部と、
   前記連結軸部と平行な方向に延在し、前記絞り部材の回転中心となる回転軸部と、
   を備える遠心圧縮機。
2. 前記絞り部材は、前記回転軸部を回転中心とする回転角度に応じて、前記突出部が前記吸気通路内に突出する絞り位置と、前記絞り位置よりも前記突出部が前記コンプレッサインペラの径方向の外側に位置する退避位置とに切り替わる請求項１に記載の遠心圧縮機。
3. 前記絞り部材は、第１絞り部材および第２絞り部材を含み、
   前記第１絞り部材および前記第２絞り部材のそれぞれに、前記連結軸部および前記回転軸部が設けられる請求項１または２に記載の遠心圧縮機。
4. 前記コンプレッサハウジング、前記連結部材、前記第１絞り部材、および、前記第２絞り部材により、４節リンク機構が構成される請求項３に記載の遠心圧縮機。
5. 前記第１絞り部材および前記第２絞り部材の双方の突出部の両端部が互いに当接し、前記吸気通路よりも内径が小さい環状孔が形成される請求項３または４に記載の遠心圧縮機。
6. 前記第１絞り部材および前記第２絞り部材に設けられる２つの前記回転軸部の中間に、前記コンプレッサインペラの回転中心が位置する請求項３から５のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
7. 前記回転軸部は、前記絞り部材と、前記絞り部材に対して前記回転軸方向に対向する前記コンプレッサハウジングの壁面とを接続し、前記回転軸方向に垂直な面方向の移動が規制され、
   前記連結軸部は、前記回転軸方向に垂直な面方向に移動可能に設けられる請求項１から６のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
8. 前記連結部材は、前記吸気通路よりも前記コンプレッサインペラの径方向の外側であって、前記連結軸部よりも前記回転軸部から離隔した位置に、前記ロッドに接続されるロッド接続部が設けられる請求項１から７のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
9. 前記突出部のうち、前記コンプレッサインペラとの対向面と反対側には、前記コンプレッサインペラの径方向の内側に向かうほど、前記対向面に対する距離が短くなるテーパ部が形成される請求項１から８のいずれか１項に記載の遠心圧縮機。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の前記遠心圧縮機を備える過給機。

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