WO2021152742A1

WO2021152742A1 - コンプレッサ装置及びターボチャージャ

Info

Publication number: WO2021152742A1
Application number: PCT/JP2020/003235
Authority: WO
Inventors: 浩範本田; 水田　徹; 敬信吉澤
Original assignee: 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2021-08-05

Abstract

一実施形態に係るコンプレッサ装置は、コンプレッサホイールと、コンプレッサホイールの背面に開口を有する有底の挿入孔に挿入されるシャフトと、を備えるコンプレッサ装置であって、挿入孔は、第１直径を有する第１孔部であって、コンプレッサホイールの背面からコンプレッサホイールの先端側へ向かって延在する第１孔部と、第１直径より小さい第２直径を有する第２孔部であって、第１孔部の先端からコンプレッサホイールの先端側へ向かって延在する第２孔部と、を含み、シャフトは、第１孔部に嵌合する第１嵌合部を有する第１軸部と、第２孔部に嵌合する第２嵌合部を有する第２軸部と、を含む。

Description

コンプレッサ装置及びターボチャージャ

　本開示は、コンプレッサ装置及び該コンプレッサ装置を備えたターボチャージャに関する。

　ターボチャージャに組み込まれたコンプレッサ装置には、コンプレッサホイールの中心軸に貫通孔が形成され、該貫通孔にシャフトが挿入される、所謂ボアスルー構造のコンプレッサ装置と、コンプレッサホイールの背面に開口を有する有底の挿入孔が形成され、該挿入孔にシャフトが挿入される、所謂ボアレス構造のコンプレッサ装置とがある。商用車や産業用エンジンに取り付けられる比較的大型のターボチャージャに組み込まれるコンプレッサでは、所謂ボアレス構造が採用される場合がある。ボアレス構造は挿入孔周辺の部位に発生する応力集中が低減されるなどの長所が確認されている。特許文献１には、コンプレッサにボアスルー構造及びボアレス構造を採用したターボチャージャが開示されている。

国際公開第２０１８／１６７８９２号

　ボアレス構造のコンプレッサ装置は、ボアスルー構造のコンプレッサ装置よりシャフトとコンプレッサホイールとの嵌合部の長さが短いため、組立時に挿入孔の軸線に対するシャフトの軸心ズレが起りやすく、挿入孔の軸線に対するシャフトの軸線の傾き（偏差角）が大きくなりやすい。偏差角が大きくなると、シャフトの回転中不均衡な力が発生し、振動の発生など装置の安定運転を損なうおそれがある。このような軸心ズレをなくすため、公差の管理を厳しくするなどの対策が考えられるが、この対策は高精度な加工や組立が求められるため、コスト増に繋がる。このことを図５及び図６を用いて説明する。

　図５は、従来のボアレス構造を有するコンプレッサホイール（ハブ部を含む。）を示す縦断面図であり、図６は、従来のボアスルー構造を有するコンプレッサホイール（ハブ部を含む。）を示す縦断面図である。図５において、ボアレス構造を有するコンプレッサホイール０２２Ａには、背面０２３に開口を有する有底の挿入孔０２６が軸線０２２ａに沿って形成され、挿入孔０２６にシャフト０１２の先端部が挿入され、挿入孔０２６に固定される。図６において、ボアスルー構造を有するコンプレッサホイール０２２Ｂには、軸方向に、即ち、背面０２３から先端側へ向けてコンプレッサホイール０２２Ｂを貫通する貫通孔０２７が形成され、貫通孔０２７にシャフト０１２の先端部が挿入される。挿入孔０２６又は貫通孔０２７とシャフト０１２の先端部との組立公差が小さいほど、コンプレッサホイール０２２Ａ又は０２２Ｂの軸線０２２ａとシャフト０１２の軸線０１２ａとのズレは小さくなるが、両者の組立が難しくなるため、組立コストは増加する。　

　図５及び図６に示すように、ボアスルー構造のコンプレッサホイール０２２Ｂとシャフト０１２との嵌合部の長さは、ボアレス構造のコンプレッサホイール０２２Ａとシャフト０１２との嵌合部の長さより長くなる。そして、嵌合部の長さが長くなるほど、コンプレッサホイール０２２Ａ又は０２２Ｂの軸線０２２ａに対するシャフト０１２の軸線０１２ａの傾斜角（偏差角）は小さくなる。従って、ボアレス構造の場合の偏差角θ１はボアスルー構造の場合の偏差角θ２より大きくなるため、シャフト０１２の回転中アンバランスな力が発生し、安定性に欠ける。

　本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ボアレス構造のコンプレッサ装置において、高精度な加工や組立を必要とすることなく、シャフトとコンプレッサホイールとの間の軸心ズレを抑制することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本開示に係るコンプレッサ装置は、コンプレッサホイールと、前記コンプレッサホイールの背面に開口を有する有底の挿入孔に挿入されるシャフトと、を備えるコンプレッサ装置であって、前記挿入孔は、第１直径を有する第１孔部であって、前記背面から前記コンプレッサホイールの先端側へ向かって延在する第１孔部と、前記第１直径より小さい第２直径を有する第２孔部であって、前記第１孔部の先端から前記コンプレッサホイールの前記先端側へ向かって延在する第２孔部と、を含み、前記シャフトは、前記第１孔部に嵌合する第１嵌合部を有する第１軸部と、前記第２孔部に嵌合する第２嵌合部を有する第２軸部と、を含む。

　本開示に係るターボチャージャは、前記シャフトの一端側に設けられた上述のコンプレッサ装置と、前記シャフトの他端側に固定され、排ガスによって回転するタービンホイールを含むタービン装置と、を備える。

　本開示に係るコンプレッサ装置及びターボチャージャによれば、ボアレス構造のコンプレッサ装置において、高精度な加工や組立を必要とすることなく、シャフトとコンプレッサホイールとの間の軸心ズレを抑制することができる。これによって、回転中のシャフトに不均衡な力が発生して振動などが発生するのを回避でき、装置の安定運転が可能になる。

一実施形態に係るターボチャージャの回転部位を示す一部断裁正面図である。コンプレッサ装置を示す図１の一部拡大縦断面図である。一実施形態に係るコンプレッサホイールの一部拡大縦断面図である。一実施形態に係るコンプレッサホイールの一部拡大縦断面図である。一実施形態に係るコンプレッサホイールの一部拡大縦断面図である。従来のボアレス構造のコンプレッサホイールを示す一部拡大縦断面図である。従来のボアスルー構造のコンプレッサホイールを示す一部拡大縦断面図である。

　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

　図１は、一実施形態に係るボアレス構造のコンプレッサ装置２０を含むターボチャージャ１０を示す縦断面図であり、図２はコンプレッサ装置２０を示す図１の一部拡大図である。ターボチャージャ１０は、シャフト１２の一端部にコンプレッサ装置２０を備え、コンプレッサ装置２０と反対側のシャフト１２の他端部にタービン装置３０を備えている。コンプレッサ装置２０は、シャフト１２の一端部に固定されたコンプレッサホイール２２と、コンプレッサホイール２２の外周に周方向に設けられた複数のコンプレッサブレード２４とを備えている。コンプレッサホイール２２の背面２３に開口を有し、コンプレッサホイール２２の軸線１２ａ上に該軸線に沿って有底の挿入孔２６が形成され、挿入孔２６にシャフト１２の一端部が挿入固定されている。

　タービン装置３０は、シャフト１２の他端部に例えば溶接などの手段で取り付けられたタービンホイール３２と、タービンホイール３２の外周に周方向に設けられた複数のタービンブレード３４とを備えている。シャフト１２は軸線１２ａに沿う方向の中央部においてジャーナル軸受（不図示）で支持される。図２に示すように、コンプレッサ装置２０はコンプレッサハウジング（不図示）の内部に収容され、シャフト１２の軸線方向中央部は軸受ハウジング（不図示）の内部に収容され、タービン装置３０はタービンハウジング（不図示）の内部に収容されている。

　図１に示す実施形態では、コンプレッサ装置２０寄りのシャフト１２の周囲にスラストカラー１６が設けられている。シャフト１２に加わる軸方向のスラスト荷重に対してシャフト１２を支持するスラスト軸受（不図示）が設けられ、スラストカラー１６は該スラスト軸受を支持している。

　図３Ａ、図３Ｂ及び図４は、幾つかの実施形態に係るコンプレッサホイール２２（後述するハブ部５０を含む。）の挿入孔２６付近の縦断面図である。これらの図に示すように、挿入孔２６は、直径が異なる２つの孔部２６ａ及び２６ｂを有している。孔部２６ａ（第１孔部２６ａ）は、コンプレッサホイール２２の背面２３からコンプレッサホイール２２の先端側へ向かって延在する。孔部２６ｂ（第２孔部２６ｂ）は、第１孔部２６ａの先端からコンプレッサホイール２２の先端側へ向かって延在する。第２孔部２６ｂの横断面の直径は第１孔部２６ａの横断面の直径より小さくなるように構成されている。

　一方、挿入孔２６に挿入されるシャフト１２の先端部は第１軸部４０及び第２軸部４２を有する。第１軸部４０は、第１孔部２６ａに嵌合する第１嵌合部４４（４４ａ、４４ｂ）を有し、第２軸部４２は、第２孔部２６ｂに嵌合する第２嵌合部４６（４６ａ、４６ｂ）を有する。即ち、第１嵌合部４４の横断面の直径（第１直径）は第２嵌合部４６の横断面の直径（第２直径）より大きい。

　このような構成によれば、挿入孔２６に挿入されたシャフト１２の先端部は、第１軸部４０が第１嵌合部４４で第１孔部２６ａに嵌合すると共に、第２軸部４２が第２嵌合部４６で第２孔部２６ｂに嵌合する。こうして、挿入孔２６に挿入されるシャフト１２の先端部は、第１嵌合部４４及び第２嵌合部４６の２か所で支持される。この２点支持によって、挿入孔２６とシャフト１２との間の軸心ズレによって発生するシャフト１２の偏差角θ１を、第１嵌合部４４から第２嵌合部４６に至るまで一つの嵌合部が形成されている場合と同等まで小さく抑えることができる。これによって、シャフト１２の回転中のアンバランスをなくし、安定運転が可能になる。

　また、第２孔部２６ｂの直径よりも第１孔部２６ａの直径の方が大きいため、シャフト１２を挿入孔２６に挿入して第２軸部４２の第２嵌合部４６が第１孔部２６ａを通過する際に、第１孔部２６ａの内周面と第２嵌合部４６とが当接することがない。このため、第２嵌合部４６を第２孔部２６ｂに嵌合するまでの工程が容易になる。さらに、挿入孔２６とシャフト１２の先端部とは、第１嵌合部４４及び第２嵌合部４６のみで嵌合し、その他の部位は組立公差を緩めに設定できるので、高精度な加工や組立を必要としない。そのため、コンプレッサホイール２２やシャフト１２の製造コストを抑制できる。

　一実施形態では、挿入孔２６はコンプレッサホイール２２の軸線上に沿って直線状に形成され、第１軸部４０及び第２軸部４２は、挿入孔２６の軸線方向に沿って直線状に延在し、挿入孔２６及び第１軸部４０、第２軸部４２は横断面が円形を有している。また、第１軸部４０及び第２軸部４２の横断面は互いに断面の中心を同じくする同心状に配置されている。第１孔部２６ａと第２孔部２６ｂとの直径の差は公差以上であってかつ少ないほうがよい。即ち、第２孔部２６ｂの直径が小さいほど、組立が難しくなりかつ強度が低下するためである。

　図３Ａ及び３Ｂに示す実施形態において、第１嵌合部４４（４４ａ）と第１孔部２６ａとの接触面積、及び第２嵌合部４６（４６ａ）と第２孔部２６ｂとの接触面積は、できるだけ小さくすることで組立性の悪化を最小限に抑えることができる。

　一実施形態では、図２に示すように、コンプレッサホイール２２の背面２３の中心には、軸方向に沿ってシャフト１２の中央側へ延在するハブ部５０が形成され、ハブ部５０の中心部に挿入孔２６が形成されている。同図において、Ｌ_０は、挿入孔２６におけるハブ部５０とシャフト１２の先端部との嵌合部の長さを示す。ハブ部５０は、ハブ部５０の外周面に接する支持部材（不図示）によって回転自在に支持されている。

　一実施形態では、図３Ａ、３Ｂ及び図４に示すように、第１軸部４０の先端外周に傾斜平面状の面取り５６が形成され、これによって、第１軸部４０の第１孔部２６ａへの挿入時の位置決めが容易になる。また、第２軸部４２の先端部の外周端を曲面とした面取り５８が形成され、これによって、第２軸部４２の第２孔部２６ｂへの挿入時の位置決めが容易になる。

　一実施形態では、図３Ａ、３Ｂ及び図４に示すように、第１孔部２６ａは、コンプレッサホイール２２の背面２３からコンプレッサホイール２２の先端側へ向かって延在する雌ネジ部６２と、雌ネジ部６２の先端からコンプレッサホイール２２の先端側へ向かって延在する非ネジ部６４と、を有する。一方、第１軸部４０は、雌ネジ部６２に螺合可能な雄ネジ部６６を有し、第１嵌合部４４は、非ネジ部６４の少なくとも一部と嵌合するように構成されている。この実施形態によれば、第１軸部４０及び第２軸部４２は第１嵌合部４４及び第２嵌合部４６によって支持されて、挿入孔２６とシャフト１２との間の軸心ズレを抑えながら第１孔部２６ａ及び第２孔部２６ｂに挿入された後、雌ネジ部６２と雄ネジ部６６とが螺合することで、コンプレッサホイール２２に固定される。

　一実施形態では、第１嵌合部４４（４４ａ、４４ｂ）の先端と第２嵌合部４６（４６ａ、４６ｂ）の先端との間の長さＬ_１は、非ネジ部６４の先端と非ネジ部６４の後端との間の長さＬ_２より大きくなるように構成されている（Ｌ_２＜Ｌ_１）。これによって、第１嵌合部４４が第１孔部２６ａに嵌合する前に、第２嵌合部４６の先端が第２孔部２６ｂに挿入されて第２孔部２６ｂに対する第２軸部４２の軸心合わせが行われる。このように、第２孔部２６ｂと第２軸部４２との軸心合わせが、第１孔部２６ａと第１軸部４０との軸心合わせより先に行われるので、組付け後の挿入孔２６に対するシャフト先端部の軸心ズレを抑制できる。

　なお、図４に示す実施形態では、後述するように、第１嵌合部４４（４４ｂ）及び第２嵌合部４６（４６ｂ）は、コンプレッサホイール２２の軸方向でほぼ１点に集約されるので、先端及び後端はほぼ同一位置となる。この実施形態においても、長さＬ_１及び長さＬ_２が設定されたとき（Ｌ_２＜Ｌ_１）、図３Ａ及び図３Ｂ示す実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

　一実施形態では、図３Ａ、３Ｂ及び図４に示すように、非ネジ部６４の先端部に軸方向に対して傾斜した傾斜面６０が形成されている。傾斜面６０を形成することで、第２軸部４２の第２孔部２６ｂに対する位置決め及び第１軸部４０の第１孔部２６ａへの挿入が容易になる。一方、図１に示すように、ボアレス構造のコンプレッサホイール２２では、コンプレッサホイール２２の軸心付近に、コンプレッサホイール２２の軸線に沿う領域Ｃで応力が発生する。特に、軸方向でコンプレッサホイール２２が最大径となる位置に最大応力が発生する。そのため、挿入孔２６が軸方向で最大径となる位置まで延在しないことが望ましい。

　そのために、一実施形態では、傾斜面６０の軸方向長さｂが径方向長さａより大きくならないようにする（ｂ≦ａ）。これによって、応力発生領域Ｃに挿入孔２６が形成されることで、応力発生領域Ｃでコンプレッサホイール２２の強度が低下するのを回避できる。別な実施形態では、シャフト１２の軸方向に直角な横断面に対する傾斜面６０の傾斜角θ３を０°≦θ３≦４５°とする。これによって、ｂ≦ａとすることができ、挿入孔２６がコンプレッサホイール２２の軸方向で最大径となる位置まで延在しないようにすることができる。

　一実施形態では、第１嵌合部４４（４４ａ、４４ｂ）の軸方向先端と雄ネジ部６６の軸方向先端との間の長さＬ_３は、雌ネジ部６２の軸方向先端と雌ネジ部６２の軸方向後端との間の長さＬ_４より大きくなるように構成されている（Ｌ_４＜Ｌ_３）。この実施形態によれば、雌ネジ部６２と雄ネジ部６６とが螺合する前に、第１嵌合部４４の先端が第１孔部２６ａに挿入され、第１孔部２６ａに対する第１軸部４０の軸心合わせが行われる。このように、挿入孔２６とシャフト１２間の軸心合わせを終えた後で、挿入孔２６にシャフト１２を固定できる。

　なお、図４に示す実施形態では、後述するように、第１嵌合部４４（４４ｂ）及び第２嵌合部４６（４６ｂ）は、コンプレッサホイール２２の軸方向でほぼ１点に集約されるので、先端及び後端はほぼ同一位置となる。この実施形態においても、長さＬ_３及び長さＬ_４が設定されたとき（Ｌ_４＜Ｌ_３）、図３Ａ及び図３Ｂ示す実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

　一実施形態では、図４に示すように、第１嵌合部４４（４４ｂ）又は第２嵌合部４６（４６ｂ）の少なくとも一方は、径方向外側に向かって凸となる曲面状に形成されている。この実施形態によれば、第１嵌合部４４（４４ｂ）と第１孔部２６ａとの接触面積又は第２嵌合部４６（４６ｂ）と第２孔部２６ｂとの接触面積の少なくとも一方を小さくできるため、第１嵌合部４４（４４ｂ）と第１孔部２６ａとの間の摩擦又は第２嵌合部４６（４６ａ、４６ｂ）と第２孔部２６ｂとの間の摩擦を低減できる。従って、挿入孔２６へのシャフト１２の挿入が容易になる。

　一実施形態では、第１嵌合部４４（４４ｂ）又は第２嵌合部４６（４６ｂ）の軸方向断面の外縁が円弧又は楕円形を形成するように構成する。これによって、第１嵌合部４４（４４ｂ）又は第２嵌合部４６（４６ｂ）を第１孔部２６ａ又は第２孔部２６ｂに点接触に近い状態で接触できるので、両者間の摩擦を軽減できる。
　一実施形態では、少なくとも横断面の直径が大きい第１嵌合部４４（４４ｂ）の軸方向断面の外縁が円弧又は楕円形を形成するように構成する。直径が大きい第１嵌合部４４（４４ｂ）をこのような形状の加工対象とすることで、加工が容易になる。
　一実施形態では、第１嵌合部４４（４４ｂ）と第２嵌合部４６（４６ｂ）との間隔をなるべく広げるようにする。これによって、挿入孔２６の軸線に対するシャフト１２の先端部の軸線１２ａの偏差角θ１を抑えることができる。

　一実施形態に係るターボチャージャ１０は、図１に示すように、シャフト１２の一端部に上記各実施形態に係るコンプレッサ装置２０が設けられ、シャフト１２の他端部に内燃機関から排出される排ガスによって回転するタービンホイール３２を含むタービン装置３０が設けられているタービンホイール３２及びシャフト１２が回転することで、コンプレッサホイール２２が回転し、コンプレッサホイール２２の回転によって加圧給気を内燃機関に供給する。ターボチャージャ１０は、上記各実施形態に係るコンプレッサ装置２０を備えているため、シャフト１２とコンプレッサホイール２２との組立時に、シャフト１２はコンプレッサホイール２２に形成された挿入孔２６に対して第１嵌合部４４（４４ａ、４４ｂ）及び第２嵌合部４６（４６ａ、４６ｂ）とで支持される。

　これによって、挿入孔２６とシャフト１２間の軸心ズレによって発生するシャフト１２の偏差角θ１を小さく抑えることができると共に、シャフト１２の回転中のアンバランスをなくし、安定運転が可能になる。また、第１軸部４０の第１直径を第２軸部４２の第２直径より大きくすることで、先に挿入される第２軸部４２と第２孔部２６ｂとの軸心合わせが容易になると共に、挿入孔２６に挿入されるシャフト先端部の強度を増加できる。さらに、第１嵌合部４４及び第２嵌合部４６以外は組立公差を緩めに設定できるので、組付けが容易になると共に、製造コストを抑制できる。

　上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

　１）一つの態様に係るコンプレッサ装置（２０）は、コンプレッサホイール（２２）と、前記コンプレッサホイール（２２）の背面（２３）に開口を有する有底の挿入孔（２６）に挿入されるシャフト（１２）と、を備えるコンプレッサ装置であって、前記挿入孔は、第１直径を有する第１孔部であって、前記背面から前記コンプレッサホイールの先端側へ向かって延在する第１孔部（２６ａ）と、前記第１直径より小さい第２直径を有する第２孔部であって、前記第１孔部の先端から前記コンプレッサホイールの前記先端側へ向かって延在する第２孔部（２６ｂ）と、を含み、前記シャフトは、前記第１孔部に嵌合する第１嵌合部（４４（４４ａ、４４ｂ））を有する第１軸部（４０）と、前記第２孔部に嵌合する第２嵌合部（４６（４６ａ、４６ｂ））を有する第２軸部（４２）と、を含む。

　このような構成によれば、上記シャフトは、第１孔部に嵌合する第１嵌合部を有する第１軸部と、前記第２孔部に嵌合する第２嵌合部を有する第２軸部とを有するため、挿入孔に対して第１嵌合部と第２嵌合部とで支持される。従って、挿入孔とシャフト間の軸心ズレによって発生するシャフトの偏差角（θ１）を、第１嵌合部から第２嵌合部に至るまで一つの嵌合部が形成されている場合と同等まで小さく抑えることができる。これによって、シャフトの回転中のアンバランスをなくし、安定運転が可能になる。また、第２孔部の直径よりも第１孔部の直径の方が大きいため、シャフトを挿入孔に挿入して第２軸部の第２嵌合部が第１孔部を通過する際に、第１孔部の内周面と第２嵌合部とが当接することがない。このため、第２嵌合部を第２孔部に嵌合するまでの工程が容易になる。さらに、挿入孔とシャフトの先端部とは、第１嵌合部及び第２嵌合部のみで嵌合し、その他の部位は組立公差を緩めに設定できるので、高精度な加工や組立を必要としない。そのため、コンプレッサホイールやシャフトの製造コストを抑制できる。

　２）別な態様に係るコンプレッサ装置は、１）に記載のコンプレッサ装置であって、前記第１孔部は、前記コンプレッサホイールの前記背面から前記コンプレッサホイールの前記先端側へ向かって延在する雌ネジ部（６２）と、前記雌ネジ部の先端から前記コンプレッサホイールの前記先端側へ向かって延在する非ネジ部（６４）と、を含み、前記第１軸部は、前記雌ネジ部に螺合可能な雄ネジ部（６６）を有し、前記第１嵌合部は、前記非ネジ部の一部と嵌合するように構成される。

　このような構成によれば、第１軸部及び第２軸部は、第１嵌合部及び第２嵌合部によって支持されて挿入孔とシャフトとの軸心ズレを抑えながら、第１孔部及び第２孔部に挿入された後、上記雌ネジ部と上記雄ネジ部とが螺合することで、コンプレッサホイールに固定される。

　３）さらに別な態様に係るコンプレッサ装置は、２）に記載のコンプレッサ装置であって、前記第１嵌合部の先端と前記第２嵌合部の先端との間の長さＬ_１は、前記非ネジ部の先端と前記非ネジ部の後端との間の長さＬ_２より大きくなるように構成されている。

　このような構成によれば、Ｌ_２＜Ｌ_１であるため、第１嵌合部が第１孔部に嵌合する前に、第２嵌合部の先端が第２孔部に挿入されて第２孔部に対する第２軸部の軸心合わせが行われる。このように、第２孔部と第２軸部との軸心合わせが、第１孔部と第１軸部との軸心合わせより先に行われるので、組付け後の挿入孔に対するシャフト先端部の軸心ズレを抑制できる。

　４）さらに別な態様に係るコンプレッサ装置は、２）又は３）に記載のコンプレッサ装置であって、前記第１嵌合部の先端と前記雄ネジ部の先端との間の長さＬ_３は、前記雌ネジ部の先端と前記雌ネジ部の後端との間の長さＬ_４より大きくなるように構成されている。

　このような構成によれば、Ｌ_４＜Ｌ_３であるため、上記雌ネジ部と上記雄ネジ部とが螺合する前に、第１嵌合部の先端が第１孔部に挿入され、第１孔部に対する第１軸部の軸心合わせが行われる。このように、挿入孔とシャフト間の軸心合わせを終えた後で、挿入孔にシャフトを固定できる。

　５）さらに別な態様に係るコンプレッサ装置は、１）乃至４）の何れかに記載のコンプレッサ装置であって、前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部の少なくとも一方は、径方向外側に向かって凸となる曲面状に形成されている。

　このような構成によれば、第１嵌合部と第１孔部との接触面積又は第２嵌合部と第２孔部との接触面積の少なくとも一方を小さくできるため、挿入孔とシャフト先端部との間の摩擦を低減できる。これによって、挿入孔へシャフトを容易に挿入できる。

　６）一つの態様に係るターボチャージャ（１０）は、前記シャフトの一端側に設けられた１）乃至５）の何れかに記載のコンプレッサ装置と、前記シャフトの他端側に固定され、排ガスによって回転するタービンホイールを含むタービン装置（３０）と、を備える。

　このような構成によれば、上記シャフトとコンプレッサホイールとの組立時に、上記シャフトはコンプレッサホイールに形成された挿入孔に対して第１嵌合部及び第２嵌合部とで支持されるため、挿入孔とシャフト間の軸心ズレによって発生するシャフトの偏差角を、第１嵌合部から第２嵌合部に至るまで一つの嵌合部が形成されている場合と同等まで小さく抑えることができる。また、第２孔部の直径よりも第１孔部の直径の方が大きいため、シャフトが挿入孔に挿入されて第２軸部の第２嵌合部が第１孔部を通過する際に、第１孔部の内周面と第２嵌合部とが当接することがないため、第２嵌合部を第２孔部に嵌合するまでの工程が容易になる。さらに、挿入孔とシャフトの先端部とは、第１嵌合部及び第２嵌合部のみで嵌合し、その他の部位は組立公差を緩めに設定できるので、高精度な加工や組立を必要としない。

　１０　　ターボチャージャ
　１２、０１２　　シャフト
　　１２ａ、０１２ａ　　軸線
　１４　　軸受ハウジング
　１６　　スラストカラー
　１８　　スラスト軸受
　２０　　コンプレッサ装置
　２２、０２２（０２２Ａ、０２２Ｂ）　　コンプレッサホイール
　　０２２ａ　　軸線
　２３、０２３　　背面
　２４　　コンプレッサブレード
　２６、０２６　　挿入孔
　　２６ａ　　第１孔部
　　２６ｂ　　第２孔部
　０２７　　貫通孔
　３０　　タービン装置
　３２　　タービンホイール
　３４　　タービンブレード
　４０　　第１軸部
　４２　　第２軸部
　４４（４４ａ、４４ｂ）　　第１嵌合部
　４６（４６ａ、４６ｂ）　　第２嵌合部
　５０　　ハブ部
　５６、５８　　面取り
　６０　　傾斜面
　６２　　雌ネジ部
　６４　　非ネジ部
　６６　　雄ネジ部
　Ｃ　　　応力発生領域
　θ１、θ２　　偏差角
　θ３　　傾斜角

Claims

　コンプレッサホイールと、
　前記コンプレッサホイールの背面に開口を有する有底の挿入孔に挿入されるシャフトと、
を備えるコンプレッサ装置であって、
　前記挿入孔は、
　　第１直径を有する第１孔部であって、前記背面から前記コンプレッサホイールの先端側へ向かって延在する第１孔部と、
　　前記第１直径より小さい第２直径を有する第２孔部であって、前記第１孔部の先端から前記コンプレッサホイールの前記先端側へ向かって延在する第２孔部と、
　を含み、
　前記シャフトは、
　　前記第１孔部に嵌合する第１嵌合部を有する第１軸部と、
　　前記第２孔部に嵌合する第２嵌合部を有する第２軸部と、
　を含む
コンプレッサ装置。
　前記第１孔部は、
　　前記コンプレッサホイールの前記背面から前記コンプレッサホイールの前記先端側へ向かって延在する雌ネジ部と、
　　前記雌ネジ部の先端から前記コンプレッサホイールの前記先端側へ向かって延在する非ネジ部と、を含み、
　前記第１軸部は、前記雌ネジ部に螺合可能な雄ネジ部を有し、
　前記第１嵌合部は、前記非ネジ部の一部と嵌合するように構成される
請求項１に記載のコンプレッサ装置。
　前記第１嵌合部の先端と前記第２嵌合部の先端との間の長さＬ_１は、前記非ネジ部の先端と前記非ネジ部の後端との間の長さＬ_２より大きくなるように構成されている
請求項２に記載のコンプレッサ装置。
　前記第１嵌合部の先端と前記雄ネジ部の先端との間の名長さＬ_３は、前記雌ネジ部の先端と前記雌ネジ部の後端との間の長さＬ_４より大きくなるように構成されている
請求項２又は３に記載のコンプレッサ装置。
　前記第１嵌合部又は前記第２嵌合部の少なくとも一方は、径方向外側に向かって凸となる曲面状に形成されている
請求項１乃至４の何れか一項に記載のコンプレッサ装置。
　前記シャフトの一端側に設けられた請求項１乃至５の何れか一項に記載のコンプレッサ装置と、
　前記シャフトの他端側に固定され、排ガスによって回転するタービンホイールを含むタービン装置と、
を備えた
ターボチャージャ。