可変ガイドベーンの軸受装置及び過給機
【課題】簡略な構成にてガイドベーンの軸を安定して支持できるようにする。
【解決手段】軸受リング１１と押えリング１２の対向面で複数のガイドベーン１９の軸２０，２０'を挟み込んで支持するようにしたガイドベーンの軸受装置であって、軸受リング１１と押えリング１２の対向面の少なくとも一方に備えてガイドベーン１９の軸２０，２０'を回動自在に支持する軸受部軸受部２１，２１'と、各ガイドベーン１９の軸２０'から軸受部２１'の側面と係合するよう突出してガイドベーン１９の軸２０，２０'が軸長手方向へ移動するのを規制する鍔部５３，５４とを備える。
【解決手段】軸受リング１１と押えリング１２の対向面で複数のガイドベーン１９の軸２０，２０'を挟み込んで支持するようにしたガイドベーンの軸受装置であって、軸受リング１１と押えリング１２の対向面の少なくとも一方に備えてガイドベーン１９の軸２０，２０'を回動自在に支持する軸受部軸受部２１，２１'と、各ガイドベーン１９の軸２０'から軸受部２１'の側面と係合するよう突出してガイドベーン１９の軸２０，２０'が軸長手方向へ移動するのを規制する鍔部５３，５４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変ガイドベーンの軸受装置及び過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給機に備えられる 圧縮機においては、圧縮機に取り入れるガス流体（空気）の量が減少してくると、圧縮機の特性曲線がサージ線を越えてサージング領域に入るという特性がある。従って、上記サージ線を低流量側へ移動させてサージング領域を狭めることができれば、エンジンの運転範囲をワイドレンジとすることができて有益となる。
【０００３】
このため、従来、サージング領域に入るような低流量容量の運転状況下でも、サージング領域に入らないようにサージ線を低流量側へ移動させるようにした圧縮機として、コンプレッサインペラの入口上流側に可変ガイドベーン（ＶＩＧＶ＝以下、単にガイドベーンと略称する）を設けて、コンプレッサインペラに向かう空気の傾きを調整するようにしたものが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
又、ガイドベーンではないが、複数備えているベーンの傾きを一斉に調整するようにしたものとしてはベーン駆動装置がある（特許文献３参照）。
【０００５】
特許文献１では、コンプレッサインペラに空気を導く空気入口管（ハウジング）内側の周方向に複数のガイドベーンを放射状に配置すると共に各ガイドベーンの各軸をハウジングを貫通して外部に導き、ハウジングの外部には前記各軸に対応した回転駆動装置を設け、該各回転駆動装置によって前記各軸を同時に回転させることにより各ガイドベーンの回動角度を一斉に調整するようにしている。
【０００６】
一方、特許文献２では、コンプレッサインペラに空気を導くハウジング内側の周方向に複数のガイドベーンを放射状に配置し、該各ガイドベーンの各軸をハウジングの内部に設けた空間に導き、該空間内部におけるガイドベーンの各軸には軸と直交方向に延びるアームを取り付け、該アームの端部を他のアームを介してリングに接続している。各ガイドベーンの１つの軸に接続された回転軸がハウジングを貫通して外部に導かれており、前記回動軸を回動すると、アームと他のアームを介してリングが回転し、リングが回転すると前記他のアームとアームを介して前記各軸が同時に回動して各ガイドベーンの回動角度が一斉に調整されるようになっている。
【０００７】
又、特許文献３では、流路の周囲から流路の内部に向かって設けられる複数のベーンと、複数のベーンの軸を回転可能に支持するハウジングと、モータと、該モータの駆動軸に設けられる手動ギヤと、複数のベーンの軸にそれぞれ設けられる従動ギヤと、手動ギヤの回転を従動ギヤに伝達するギヤ伝達機構（べベルギヤ）が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０２３７９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０５５７号公報
【特許文献３】特開２００６−０４６２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の圧縮機においては、ガイドベーンの各軸がハウジングを貫通して外部に導かれ、該軸に対応して設けた回転駆動装置により各軸を別個に回転駆動するようにしているので、ハウジング内部の構成は比較的簡単となる。
【００１０】
しかし、特許文献１では、複数のガイドベーンの各軸に対応した複数の回転駆動装置をハウジングの外部に備える必要があるため、ケージング外部の構造が複雑となり、且つガイドベーンの数に応じた複数の回転駆動装置を設ける必要があるために装置価格が増加するという問題がある。又、ケージングの外部に複数の回転駆動装置が設置されると、外部からの衝撃等を受けることにより回転駆動装置が損傷する可能性がある。更に、前記した複数の回転駆動装置を同期して駆動するために制御が必要になるという問題がある。
【００１１】
特許文献２に記載の圧縮機においては、ハウジングに設けた空間に、リングと、ガイドベーンの各軸と前記リングとを接続するためのアーム及び他のアームとを備え、ガイドベーンの１つの軸をハウジングを貫通した回動軸によって回動するようにしているので、前記回動軸を回動させる１つの駆動装置を備えることで、全てのガイドベーンの回動角度を一斉に調整できる利点があり、ハウジング外部の構成は簡略化することができる。
【００１２】
しかし、特許文献２では、ガイドベーンの各軸とリングとの間に備えるアーム及び他のアームを、狭い空間内部で接続する必要があり、組立作業が非常に困難であるという問題がある。
【００１３】
又、特許文献２では、軸とリングとの間の力の伝達を前記アーム及び他のアームを介して行う構成であるため、各部の製作精度のバラツキ等によって各ガイドベーンの回動に誤差を生じる可能性がある。更に、特許文献２では、ガイドベーンの各軸はハウジングの空間を形成する内壁の孔を貫通し、この孔における軸受によって軸を回動可能に支持する必要があるが、前記したように軸に予めアームが備えられている場合には、前記軸を内壁の孔に貫通させて組み立てることができない。
【００１４】
特許文献２のような組立性の問題を解消するには、前記ガイドベーンの各軸をハウジングの外部に貫通突出させ、ハウジングの外部に設けた回動リング機構によって前記各軸を一斉に回動させることも考えられる。しかし、このようにハウジングの外部に回動リング機構を設けた場合には、圧縮機の外形形状が大型化する問題があると共に、外部からの衝撃等を受けることにより回動リング機構が損傷する可能性がある。
【００１５】
従って、上記観点から、圧縮機のガイドベーンを一斉に回動するための機構はハウジング内部に設けることが好ましいが、一斉回動のための機構をハウジング内に設けた場合には、組み立て等の作業性が非常に悪くなるという問題がある。特に、車載用の過給機（ターボチャージャ）に備えられる圧縮機は、特に近年、小型・軽量化が進められており、このような小型の圧縮機においては、組み立ての作業性に優れたものの出現が望まれている。
【００１６】
一方、特許文献３のベーン駆動装置では、ギヤ伝達機構（べベルギヤ）により複数のベーンを一斉に回動させることができるが、この構成を実施するためには、ベーンの各軸に備えた従動ギヤとギヤ伝達機構（べベルギヤ）とを確実に噛み合わせること、及び、ベーンの各軸が軸長手方向へ移動しないように規制することが重要であり、このためには軸受装置等を備える必要があるが、軸受装置等の構成については何ら記載されていない。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、簡略な構成によってガイドベーンの軸を容易且つ安定して支持できるようにした可変ガイドベーンの軸受装置及び過給機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１に係る発明は、軸受リングと押えリングの対向面で複数のガイドベーンの軸を挟み込んで支持するようにしたガイドベーンの軸受装置であって、
前記軸受リングと押えリングの対向面の少なくとも一方に備えてガイドベーンの軸を回動自在に支持する軸受部と、
前記各ガイドベーンの軸から前記軸受部の側面と係合するよう突出して前記ガイドベーンの軸が軸長手方向へ移動するのを規制する鍔部と
を備えたことを特徴とする可変ガイドベーンの軸受装置である。
【００１９】
請求項２に係る発明は、前記軸受部は、軸受リングと押えリングの対向面の一方には前記ガイドベーンの軸が嵌合する深さに形成したＵ字状軸受凹部を有し、軸受リングと押えリングの対向面の他方には前記Ｕ字状軸受凹部内に前記軸を挿入した状態で支持する直線支持部を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの軸受装置である。
【００２０】
請求項３に係る発明は、前記軸受部は、軸受リングと押えリングの対向面の夫々にガイドベーンの軸を支持する半円状軸受凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの軸受装置である。
【００２１】
請求項４に係る発明は、前記軸受リング及び押えリングと、ガイドベーンの少なくともいずれか一方が樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの軸受装置である。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの軸受装置を備えたことを特徴とする過給機である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の可変ガイドベーンの軸受装置によれば、簡単な構成によりガイドベーンの軸を高い強度で支持する共に軸長手方向への移動を規制できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明の可変ガイドベーンの軸受装置の一実施例を示す切断側面図、（ｂ）は（ａ）をＩ−Ｉ方向から見た矢視図である。
【図２】本発明の可変ガイドベーンの軸受装置の他の実施例を示すもので、図１（ｂ）と同じ方向から見た矢視図である。
【図３】本発明の軸受装置を適用する圧縮機が組み立てられた状態を示す切断側面図である。
【図４】（ａ）はガイドベーンユニットを組み立てた状態を示す側面図、（ｂ）は軸受リングを上方から見た斜視図である。
【図５】（ａ）はガイドベーンの一例を示す切断側面図、（ｂ）は（ａ）のガイドベーンをＶ−Ｖ方向から見た平面図である。
【図６】（ａ）はリングギヤの正面図、（ｂ）は（ａ）のリングギヤをＶＩ−ＶＩ方向から見た断面図である。
【図７】（ａ）は波ワッシャの正面図、（ｂ）は（ａ）の波ワッシャをＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見た側面図である。
【図８】止め輪の正面図である。
【図９】軸受リングの軸受部にガイドベーンを嵌合配置する状態を示す平面図である。
【図１０】本発明を適用するガイドベーンユニットの他の構成例を示す切断側面図である。
【図１１】（ａ）は図１０のガイドベーンが最小開度姿勢の状態を示す作動説明図、（ｂ）は前記ガイドベーンの開度が増加した状態を示す作動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２６】
本発明者は、図３に示すような自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機を開発した。図３に示す圧縮機１のハウジング２の内部にはコンプレッサインペラ３が備えてあり、該コンプレッサインペラ３は、自動車用エンジンの排気によって回転する図示しないタービンインペラと同軸の回転軸４によって回転される。前記ハウジング２の内側には、前記コンプレッサインペラ３の外周部から前方に延びた吸込口５が形成されており、又、コンプレッサインペラ３によって速度が高められた空気を圧力に換えてハウジング２内部のスクロール６に導くディフューザ７が形成されている。
【００２７】
前記圧縮機１のハウジング２における前記コンプレッサインペラ３の前方内側に、前記吸込口５から拡径した円筒状の段部８を設ける。この段部８は切欠底面８ａと切欠内周面８ｂとからなる。一方、該段部８の切欠内周面８ｂに外面が嵌合し内面に前記吸込口５の延長部５ａが形成されたガイドベーンユニット９を設ける。
【００２８】
前記ガイドベーンユニット９は、図４（ａ）にも示すように、対向面１０ａ，１０ｂによって軸長方向前後に分割された後側の軸受リング１１と前側の押えリング１２とを有している。前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂの夫々には、図３、図４に示すように、環状溝１３，１４が形成してあり、従って、この前記環状溝１３，１４によって軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂには夫々内側壁１５と外側壁１６が形成されている。
【００２９】
図４の前記内側壁１５と外側壁１６の対向面１０ａ，１０ｂには、図５に示すように羽根部１７とピニオン１８を備えたガイドベーン１９の軸２０，２０'を周方向に等間隔位置で放射状に受けるための複数の軸受部２１，２１'からなる軸受装置を設けている。従って、各ガイドベーン１９の軸２０，２０'は、内側壁１５と外側壁１６の対向面１０ａ，１０ｂに備えた軸受部２１，２１'からなる軸受け装置によって２点で回転可能に支持されることになる。
【００３０】
図１は、前記軸受部２１，２１'の一実施例を示すもので、この軸受部２１，２１'は、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにおける軸受リング１１側には、前記ガイドベーン１９の軸２０，２０'が嵌合する深さを備えたＵ字状軸受凹部５０，５０を形成している。従って、図５のガイドベーン１９の外側の軸２０は外側壁１６に備えたＵ字状軸受凹部５０に嵌合し、ガイドベーン１９の内側の軸２０'は内側壁１５に備えたＵ字状軸受凹部５０に嵌合して２点支持される。又、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにおける押えリング１２側には、前記Ｕ字状軸受凹部５０内に嵌合した前記軸２０，２０'を前記Ｕ字状軸受凹部５０内に支持する直線支持部５１を有している。図１では軸受リング１１側にＵ字状軸受凹部５０を形成し、押えリング１２側に直線支持部５１を有しているが、逆に、押えリング１２側にＵ字状軸受凹部５０を形成し、軸受リング１１側に直線支持部５１を有してもよい。
【００３１】
図２は前記軸受部２１，２１'の他の形状例を示すもので、この軸受部２１，２１'では、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂの夫々にガイドベーン１９の軸２０，２０'を支持する半円状軸受凹部５２ａ，５２ｂを形成した場合を示している。
【００３２】
前記軸受リング１１及び押えリング１２とガイドベーン１９は、アルミダイキャスト、焼結金属等からなる金属によって製造することができる。
【００３３】
又、前記軸受リング１１及び押えリング１２とガイドベーン１９は、樹脂による射出成形によって製造することができる。前記軸受リング１１及び押えリング１２と、ガイドベーン１９の少なくとも一方を樹脂により製造すると、自己潤滑性を有することから、ガイドーン１９の軸２０，２０'を軸受部２１，２１'によって無潤滑で好適に軸支することができる。軸受リング１１、押えリング１２、ガイドベーン１９に用いる樹脂の選定においては、射出成形における成形性、圧縮機の使用温度における耐熱性、耐腐食性（エンジンオイルに対する耐油性、耐水性等）、強度（ガイドベーン１９については、ガイドベーン１９に作用する作動力・流体力に耐えうる強度）、自己潤滑性（軸受機能）、コスト（樹脂材料単価が安価であること）等を考慮することが好ましい。
【００３４】
上記したように、軸受リング１１及び押えリング１２と、ガイドベーン１９の少なくとも一方を樹脂にて製造すると、射出成形により容易且つ安価に製造することができると共に、軽量化が図れる利点を有する。又、前記軸受リング１１及び押えリング１２とガイドベーン１９が金属で製造されている場合にも、前記軸受部２１，２１'の部分は樹脂を用いて形成することが好ましい。
【００３５】
図５のガイドベーン１９には、前記軸受部２１の側面と係合するよう突出することにより前記ガイドベーンの軸２０，２１'が軸長手方向へ移動するのを規制するための鍔部５３，５４による軸受装置を設けている。
【００３６】
図１（ａ）では、前記ガイドベーン１９の内側の軸２０'に、内側壁１５を両側から挟むように軸受部２１'の側面に沿って突出した鍔部５３，５４からなる軸受装置を設けた場合を示している。尚、この鍔部５３，５４は、外側壁１６を両側から挟むように突出していてもよく、又、内側壁１５の内側と外側壁１５の外側に沿って突出していてもよく、又、内側壁１５の外側と外側壁１５の内側に沿って突出していてもよい。
【００３７】
前記環状溝１３，１４の一方には、押付手段２４を介してリングギヤ２５を挿入している。図４では、対向面１０ａ，１０ｂにＵ字状軸受凹部５０を備えている軸受リング１１の環状溝１３の底部に、押付手段２４を挿入し、押付手段２４の上部にリングギヤ２５を挿入している。ここで、Ｕ字状軸受凹部５０を押えリング１２に備えた場合には、押えリング１２の環状溝１４に押付手段２４とリングギヤ２５を挿入し、又、図２の如く前記軸受リング１１の対向面１０ａと押えリング１２の対向面１０ｂの両方に半円状軸受凹部５２ａ，５２ｂを形成した場合には、前記環状溝１３，１４のいずれか一方に押付手段２４とリングギヤ２５を挿入する。
【００３８】
リングギヤ２５は、図６に示すように、短い筒状の端面にギヤ歯２５ａが形成してあり、リングギヤ２５のギヤ歯２５ａは前記軸受部２１，２１'のＵ字状軸受凹部５０に嵌合したガイドベーン１９のピニオン１８と噛合するようになっている。図６のリングギヤ２５は全周に亘ってギヤ歯２５ａを形成した場合を示しているが、前記ガイドベーン１９のピニオン１８が噛合する部分のみにギヤ歯２５ａを形成してもよく、又、図５のガイドベーン１９の軸２０に備えたピニオン１８は軸２０の周方向のガイドベーン１９が回動する範囲のみに設けたセクターピニオンの場合を示しているが、全周に歯を有する円板状のピニオン１８を備えてもよい。
【００３９】
前記押付手段２４は前記リングギヤ２５を前記ガイドベーン１９のピニオン１８に確実に噛合させるためのものであり、図７に示すように、環状に形成された波ワッシャ２６を用いることができる。この波ワッシャ２６は図７（ｂ）に示すように、周方向３個所で突出又はへこむように波打った形状を有しており、これにより前記リングギヤ２５を３個所で押してリングギヤ２５をガイドベーン１９のピニオン１８に噛合させるようになっている。尚、この押付手段２４としては、前記波ワッシャ２６に代えて、コイルバネを用いて前記リングギヤ２５を前記ガイドベーン１９のピニオン１８に押し付けるようにしてもよい。
【００４０】
図１、図２に示すように、前記軸受リング１１の後端面１１ａとハウジング２の段部８の切欠底面８ａには、ピン２８を挿入して前記軸受リング１１（ガイドベーンユニット９）とハウジング２との周方向の位置決めを行うためのピン孔２９，３０が形成してあり、前記軸受リング１１のピン孔３０に、前記ピン２８は予め取り付けるようにしている。
【００４１】
前記ガイドベーンユニット９は、前記軸受リング１１と押えリング１２を組み立てた際に一体に保持しておくための仮止め手段を有している。この仮止め手段としては、例えば前記軸受リング１１と押えリング１２とに備られて互いに嵌合する係合凸部２２と係合凹部２３とから構成されており、前記係合凸部２２と係合凹部２３を嵌合する際に塑性変形させて一体化することで達成することができる。又、前記係合凸部２２と係合凹部２３を少量の接着剤を用いて嵌合することでも達成できる。更に、図４（ｂ）に示すように、前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにピン孔３１（図示では周方向２個所）を設けておき、このピン孔３１にきつく嵌合するピン３２を挿入することによって、軸受リング１１と押えリング１２を一体に保持することができる。上記仮止め手段は、組み立てられたガイドベーンユニット９をハウジング２の段部８に挿入する際に分解しないように保持しておくためのものであり、強度が要求されるものではない。
【００４２】
前記ハウジング２には、段部８に挿入した前記ガイドベーンユニット９を段部８内に固定しておくための固定手段３３が設けられる。図３では、前記段部８に挿入したガイドベーンユニット９の前端面に対応する切欠内周面８ｂの位置に環状の係止溝３４を形成し、該係止溝３４に、図９に示す止め輪３５を縮めた状態で挿入し、開放して弾撥力により係合させることで、止め輪３５によって前記ガイドベーンユニット９を段部８から抜け出ないように固定している。上記固定手段３３としては、前記ガイドベーンユニット９が段部８から抜け出ないように固定ボルト等を用いてハウジング２に固定してもよい。
【００４３】
図５に示したガイドベーン１９には、外側の軸２０の端部の中心直径方向に接続凸部３６が形成してあり、前記ガイドベーン１９の軸２０，２０'を前記軸受リング１１の外側壁１６と内側壁１５のＵ字状軸受凹部５０に嵌合させて前記軸受リング１１と押えリング１２を組み付けることで前記ガイドベーンユニット９を組み立てた際に、前記接続凸部３６の先端が段部８の切欠内周面８ｂに接しない長さに形成されている。図３では、前記段部８の切欠底面８ａに近い切欠内周面８ｂの位置には、軸受リング１１の底部近傍が緊密に嵌合する嵌合部３７が形成してあり、該嵌合部３７よりも前方の切欠内周面８ｂは前記嵌合部３７よりも径が大きくなっていて隙間３８が形成されている。
【００４４】
前記したように、ハウジング２の段部８にガイドベーンユニット９を挿入した際に前記ガイドベーン１９の軸２０の１つが対応する位置のハウジング２には、前記ガイドベーン１９の軸２０を回動する回動軸４０を外部から挿入するための１つの軸孔４１を設けている。前記回動軸４０の先端には、前記ガイドベーン１９の軸２０に備えた接続凸部３６に嵌合する接続凹部３９が設けてあり、前記回動軸４０の他端には、図３に示すようにアーム４２を介して作動ピン４３がクランク状に取り付けてあり、図示しないアクチュエータよって前記作動ピン４３を押し引きして前記回動軸４０を回動することにより、前記接続凹部３９と接続凸部３６を介して１つのガイドベーン１９の軸２０，２０'を回動させるようになっている。回動軸４０によって１つのガイドベーン１９の軸２０，２０'が回動すると、ピニオン１８を介してリングギヤ２５が回転し、該リングギヤ２５の回転によりピニオン１８を介して全てのガイドベーン１９が一斉に回動される。
【００４５】
次に、上記実施例の圧縮機を組み立てる手順について説明する。
【００４６】
前記ガイドベーンユニット９の組み立ては、ハウジング２の外部において行うことができる。ガイドベーンユニット９の組み立てに当たっては、図４（ｂ）、図９に示すように、軸受部２１，２１'が上側を向いた状態になるように軸受リング１１を机上等に載置する。
【００４７】
この状態で、前記軸受リング１１の環状溝１３に、図７に示す波ワッシャ２６を挿入し、続いて、波ワッシャ２６の上側に図６に示すリングギヤ２５を挿入する。
【００４８】
次に、図９に示すように、軸受リング１１の外側壁１６の対向面１０ａに備えたＵ字状軸受凹部５０にガイドベーン１９の外側の軸２０が嵌合し、内側壁１５の対向面１０ａに備えたＵ字状軸受凹部５０にガイドベーン１９の内側の軸２０'が嵌合するようにガイドベーン１９を配置し、この時、ガイドベーン１９のピニオン１８が前記リングギヤ２５のギヤ歯２５ａに噛合して、ガイドベーン１９の羽根部１７が所定の傾きになるように調整する。図９における別のＵ字状軸受凹部５０にも別のガイドベーン１９の軸２０，２０'を嵌合させて配置し、ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きが先に配置したガイドベーン１９の羽根部１７の傾と等しくなるように調整して嵌合させる。ここで、前記リングギヤ２５のギヤ歯２５ａとガイドベーン１９のピニオン１８との噛み合いは予め設定されているので、正しい位置にガイドベーン１９を配置されると、各ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きは同じになり、歯がずれて噛み合わされたときは、ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きが大きく異なるので、誤って嵌合され時は間違いが直ちに判明する。このようにして、全てのＵ字状軸受凹部５０に対してガイドベーン１９を同一の傾きになるように嵌合配置する。
【００４９】
続いて、図４（ａ）に示すように、前記軸受リング１１の対向面１０ａの上部に前記押えリング１２の対向面１０ｂが対向するようにし、相互間に設けた係合凸部２２と係合凹部２３を嵌合させて対向面１０ａ，１０ｂを当接させることでガイドベーンユニット９を組み立てる。
【００５０】
上記ガイドベーンユニット９の組み立て時には、前記軸受リング１１と押えリング１２を一体に保持しておくための仮止め手段を介して組み立てる。例えば、前記係合凸部２２と係合凹部２３を塑性変形させるようにして嵌合させる。又、図４（ｂ）に示すように、前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂに備えたピン孔３１にきつく嵌合するピン３２を挿入して組み立てることにより、軸受リング１１と押えリング１２を一体に保持する。又、前記係合凸部２２と係合凹部２３を少量の接着剤を介して嵌合することでも同様に一体に保持することができる。
【００５１】
上記したように、軸受リング１１と押えリング１２を組み立てた状態では、ガイドベーン１９のピニオン１８がリングギヤ２５を介して波ワッシャ２６を弾力的に押す状態となり、これによってリングギヤ２５とピニオン１８の噛合が確実に保持されるようになる。
【００５２】
次に、図３に示す軸受リング１１の後端面１１ａに設けたピン孔３０にピン２８を挿入した後、前記したように組み立てたガイドベーンユニット９を前記ハウジング２の段部８に挿入し、前記ハウジング３の切欠底面８ａに設けたピン孔２９に前記ピン２８が合致するようにして、段部８の嵌合部３７に軸受リング１１を緊密に嵌合させる。この時、ハウジング３を加熱して嵌合する焼嵌めによって前記嵌合部３７をガイドベーンユニット９とのインロー部として、ハウジング３とガイドベーンユニット９を固定してもよい。尚、前記前記ピン２８によってハウジング２に対するガイドベーンユニット９の周方向の位置は規定されるので、前記１つのガイドベーン１９の軸２０はハウジング２に形成した軸孔４１と一致する。
【００５３】
上記したように、前記ハウジング２の段部８にガイドベーンユニット９が挿入されると、固定手段３３によってガイドベーンユニット９を段部８に固定する。図３では、ガイドベーンユニット９の前端に対応した位置の切欠内周面８ｂに形成した環状の係止溝３４に、図８に示す止め輪３５を縮めた状態で挿入し、開放して弾撥力により係合させることで固定する。
【００５４】
続いて、回動軸４０をハウジング２に設けた軸孔４１から挿入し、回動軸４０の先端に設けた接続凹部３９を前記ガイドベーン１９の軸２０の接続凸部３６に嵌合させると、圧縮機１は組み立てられる。
【００５５】
上記したように、複数のガイドベーン１９及び各ガイドベーン１９を一斉に回動するためのリングギヤ２５を備えたガイドベーンユニット９はハウジング２の外部において組み立てることができるので、小型の圧縮機１においても、組み立ての作業性を大幅に高めることができる。
【００５６】
本発明の可変ガイドベーンの軸受装置では、前記したように、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂに設けた環状溝１３，１４によって内側壁１５と外側壁１６を形成し、該内側壁１５と外側壁１６に設けたＵ字状軸受凹部５０による軸受部２１，２１'に各ガイドベーン１９の軸２０，２０'を嵌合してセットすることで、軸２０，２０'の回転を支持するようにしたので、各ガイドベーン１９のセットが容易になり、更に、ガイドベーン１９の軸２０，２０'は、Ｕ字状軸受凹部５０による軸受部２１，２１'の２点で支持されるので、ガイドベーン１９を安定して強固に支持することができる。
【００５７】
更に、軸受部２１，２１'の間に形成された環状溝１３に挿入されるリングギヤ２５とガイドベーン１９のピニオン１８とが噛合して、２点支持の中間部で動力の伝達を行うため、動力を確実に伝達することができる。
【００５８】
又、本発明の可変ガイドベーンの軸受装置では、図１（ａ）に示したように、前記ガイドベーン１９の内側の軸２０'に、内側壁１５を両側から挟むように突出した鍔部５３，５４を形成しているので、前記ガイドベーン１９の軸２０'が軸長手方向へ移動するのを規制することができる。
【００５９】
又、前記軸受リング１１及び押えリング１２と、ガイドベーン１９の少なくともいずれか一方を樹脂で製作すると、樹脂は自己潤滑性を有することから、軸受部２１，２１'は無潤滑で好適にガイドベーン１９の軸２０，２０'を軸支することができる。更に、前記したようにガイドベーンユニット９を軸受リング１１と押えリング１２からなる分割した構成としたので、樹脂で製造する際の型抜きが容易になり、又、樹脂で製造することにより製作が比較的容易で安価に製造できると共に、軽量化を図れる利点がある。
【００６０】
図１０、図１１は本発明を適用するガイドベーンユニット９の他の構成例を示したもので、ガイドベーンユニット９に備えられる全てのガイドベーン１９は、軸２０'に備えた伝達部材４６が環状体からなる受け部４７に当接している。該受け板４７はコイルバネ４５によって押され、コイルバネ４５が自由長となったときには、図１１（ａ）の如く、総てのガイドベーン１９は最小開度姿勢となるように付勢されている。４８はコイルバネ４５を支持する凹溝である。
【００６１】
コンプレッサインペラ３の回転によりガイドベーンユニット９内側の吸気の流量が増加すると、ガイドベーン１９は図１１（ｂ）のように開度が増加するように回動し、ガイドベーン１９の回動に伴う軸２０'の回転力により伝達部材４６は受け板４７を押込むように回動してコイルバネ４５を圧縮する。尚、前記コイルバネ４５に代えて、波ワッシャ等を用いてもよい。図１０の構成においても、軸受部２１'と鍔部５３，５４からなる軸受装置を備えて、ガイドベーン１９を良好に支持することができる。
【００６２】
図１０の構成によれば、吸気の流量に応じてガイドベーン１９の開度が自動的に調整され、吸気を適切な状態にしてコンプレッサインペラ３に導いて圧縮することができるので、図３に示すガイドベーン１９を回動するためのハウジング２の外部に備えられる回動軸４０、アーム４２、作動ピン４３及び駆動装置を不要にして、構成を簡略化し、且つ圧縮機の省スペース化を図ることができ、よって圧縮機を車両等へ容易に搭載することができる。
【００６３】
尚、前記実施例では、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂでガイドベーン１９を挟んで支持するようにしたガイドベーンユニット９をハウジング２の外部で組み立てた後、該ガイドベーンユニット９をハウジング２の段部８に挿入して設置する構成におけるガイドベーン１９の軸受装置について説明したが、前記ガイドベーンユニット９を備えることなく、前記軸受リング１１がハウジング２と一体に構成されており、前記押えリング１２がフランジ等を介して前記軸受リング１１に組み付けられるようにした構成においても、前記軸受装置を適用することができる。
【００６４】
従って、前記可変ガイドベーンの軸受装置を備えた過給機によれば、簡単な構成によりガイドベーンの駆動を安定、確実に行うことができて過給機の信頼性を高めることができる。
【００６５】
尚、本発明の可変ガイドベーンの軸受装置及び過給機は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 圧縮機
１０ａ，１０ｂ 対向面
１１ 軸受リング
１２ 押えリング
１９ ガイドベーン
２０，２０' 軸
２１，２１' 軸受部
５０ Ｕ字状軸受凹部（軸受部）
５１ 直線支持部（軸受部）
５２ａ，５２ｂ 半円状軸受凹部（軸受部）
５３，５４ 鍔部
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変ガイドベーンの軸受装置及び過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過給機に備えられる 圧縮機においては、圧縮機に取り入れるガス流体（空気）の量が減少してくると、圧縮機の特性曲線がサージ線を越えてサージング領域に入るという特性がある。従って、上記サージ線を低流量側へ移動させてサージング領域を狭めることができれば、エンジンの運転範囲をワイドレンジとすることができて有益となる。
【０００３】
このため、従来、サージング領域に入るような低流量容量の運転状況下でも、サージング領域に入らないようにサージ線を低流量側へ移動させるようにした圧縮機として、コンプレッサインペラの入口上流側に可変ガイドベーン（ＶＩＧＶ＝以下、単にガイドベーンと略称する）を設けて、コンプレッサインペラに向かう空気の傾きを調整するようにしたものが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
又、ガイドベーンではないが、複数備えているベーンの傾きを一斉に調整するようにしたものとしてはベーン駆動装置がある（特許文献３参照）。
【０００５】
特許文献１では、コンプレッサインペラに空気を導く空気入口管（ハウジング）内側の周方向に複数のガイドベーンを放射状に配置すると共に各ガイドベーンの各軸をハウジングを貫通して外部に導き、ハウジングの外部には前記各軸に対応した回転駆動装置を設け、該各回転駆動装置によって前記各軸を同時に回転させることにより各ガイドベーンの回動角度を一斉に調整するようにしている。
【０００６】
一方、特許文献２では、コンプレッサインペラに空気を導くハウジング内側の周方向に複数のガイドベーンを放射状に配置し、該各ガイドベーンの各軸をハウジングの内部に設けた空間に導き、該空間内部におけるガイドベーンの各軸には軸と直交方向に延びるアームを取り付け、該アームの端部を他のアームを介してリングに接続している。各ガイドベーンの１つの軸に接続された回転軸がハウジングを貫通して外部に導かれており、前記回動軸を回動すると、アームと他のアームを介してリングが回転し、リングが回転すると前記他のアームとアームを介して前記各軸が同時に回動して各ガイドベーンの回動角度が一斉に調整されるようになっている。
【０００７】
又、特許文献３では、流路の周囲から流路の内部に向かって設けられる複数のベーンと、複数のベーンの軸を回転可能に支持するハウジングと、モータと、該モータの駆動軸に設けられる手動ギヤと、複数のベーンの軸にそれぞれ設けられる従動ギヤと、手動ギヤの回転を従動ギヤに伝達するギヤ伝達機構（べベルギヤ）が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０２３７９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０５５７号公報
【特許文献３】特開２００６−０４６２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の圧縮機においては、ガイドベーンの各軸がハウジングを貫通して外部に導かれ、該軸に対応して設けた回転駆動装置により各軸を別個に回転駆動するようにしているので、ハウジング内部の構成は比較的簡単となる。
【００１０】
しかし、特許文献１では、複数のガイドベーンの各軸に対応した複数の回転駆動装置をハウジングの外部に備える必要があるため、ケージング外部の構造が複雑となり、且つガイドベーンの数に応じた複数の回転駆動装置を設ける必要があるために装置価格が増加するという問題がある。又、ケージングの外部に複数の回転駆動装置が設置されると、外部からの衝撃等を受けることにより回転駆動装置が損傷する可能性がある。更に、前記した複数の回転駆動装置を同期して駆動するために制御が必要になるという問題がある。
【００１１】
特許文献２に記載の圧縮機においては、ハウジングに設けた空間に、リングと、ガイドベーンの各軸と前記リングとを接続するためのアーム及び他のアームとを備え、ガイドベーンの１つの軸をハウジングを貫通した回動軸によって回動するようにしているので、前記回動軸を回動させる１つの駆動装置を備えることで、全てのガイドベーンの回動角度を一斉に調整できる利点があり、ハウジング外部の構成は簡略化することができる。
【００１２】
しかし、特許文献２では、ガイドベーンの各軸とリングとの間に備えるアーム及び他のアームを、狭い空間内部で接続する必要があり、組立作業が非常に困難であるという問題がある。
【００１３】
又、特許文献２では、軸とリングとの間の力の伝達を前記アーム及び他のアームを介して行う構成であるため、各部の製作精度のバラツキ等によって各ガイドベーンの回動に誤差を生じる可能性がある。更に、特許文献２では、ガイドベーンの各軸はハウジングの空間を形成する内壁の孔を貫通し、この孔における軸受によって軸を回動可能に支持する必要があるが、前記したように軸に予めアームが備えられている場合には、前記軸を内壁の孔に貫通させて組み立てることができない。
【００１４】
特許文献２のような組立性の問題を解消するには、前記ガイドベーンの各軸をハウジングの外部に貫通突出させ、ハウジングの外部に設けた回動リング機構によって前記各軸を一斉に回動させることも考えられる。しかし、このようにハウジングの外部に回動リング機構を設けた場合には、圧縮機の外形形状が大型化する問題があると共に、外部からの衝撃等を受けることにより回動リング機構が損傷する可能性がある。
【００１５】
従って、上記観点から、圧縮機のガイドベーンを一斉に回動するための機構はハウジング内部に設けることが好ましいが、一斉回動のための機構をハウジング内に設けた場合には、組み立て等の作業性が非常に悪くなるという問題がある。特に、車載用の過給機（ターボチャージャ）に備えられる圧縮機は、特に近年、小型・軽量化が進められており、このような小型の圧縮機においては、組み立ての作業性に優れたものの出現が望まれている。
【００１６】
一方、特許文献３のベーン駆動装置では、ギヤ伝達機構（べベルギヤ）により複数のベーンを一斉に回動させることができるが、この構成を実施するためには、ベーンの各軸に備えた従動ギヤとギヤ伝達機構（べベルギヤ）とを確実に噛み合わせること、及び、ベーンの各軸が軸長手方向へ移動しないように規制することが重要であり、このためには軸受装置等を備える必要があるが、軸受装置等の構成については何ら記載されていない。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、簡略な構成によってガイドベーンの軸を容易且つ安定して支持できるようにした可変ガイドベーンの軸受装置及び過給機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１に係る発明は、軸受リングと押えリングの対向面で複数のガイドベーンの軸を挟み込んで支持するようにしたガイドベーンの軸受装置であって、
前記軸受リングと押えリングの対向面の少なくとも一方に備えてガイドベーンの軸を回動自在に支持する軸受部と、
前記各ガイドベーンの軸から前記軸受部の側面と係合するよう突出して前記ガイドベーンの軸が軸長手方向へ移動するのを規制する鍔部と
を備えたことを特徴とする可変ガイドベーンの軸受装置である。
【００１９】
請求項２に係る発明は、前記軸受部は、軸受リングと押えリングの対向面の一方には前記ガイドベーンの軸が嵌合する深さに形成したＵ字状軸受凹部を有し、軸受リングと押えリングの対向面の他方には前記Ｕ字状軸受凹部内に前記軸を挿入した状態で支持する直線支持部を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの軸受装置である。
【００２０】
請求項３に係る発明は、前記軸受部は、軸受リングと押えリングの対向面の夫々にガイドベーンの軸を支持する半円状軸受凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの軸受装置である。
【００２１】
請求項４に係る発明は、前記軸受リング及び押えリングと、ガイドベーンの少なくともいずれか一方が樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの軸受装置である。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの軸受装置を備えたことを特徴とする過給機である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の可変ガイドベーンの軸受装置によれば、簡単な構成によりガイドベーンの軸を高い強度で支持する共に軸長手方向への移動を規制できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明の可変ガイドベーンの軸受装置の一実施例を示す切断側面図、（ｂ）は（ａ）をＩ−Ｉ方向から見た矢視図である。
【図２】本発明の可変ガイドベーンの軸受装置の他の実施例を示すもので、図１（ｂ）と同じ方向から見た矢視図である。
【図３】本発明の軸受装置を適用する圧縮機が組み立てられた状態を示す切断側面図である。
【図４】（ａ）はガイドベーンユニットを組み立てた状態を示す側面図、（ｂ）は軸受リングを上方から見た斜視図である。
【図５】（ａ）はガイドベーンの一例を示す切断側面図、（ｂ）は（ａ）のガイドベーンをＶ−Ｖ方向から見た平面図である。
【図６】（ａ）はリングギヤの正面図、（ｂ）は（ａ）のリングギヤをＶＩ−ＶＩ方向から見た断面図である。
【図７】（ａ）は波ワッシャの正面図、（ｂ）は（ａ）の波ワッシャをＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見た側面図である。
【図８】止め輪の正面図である。
【図９】軸受リングの軸受部にガイドベーンを嵌合配置する状態を示す平面図である。
【図１０】本発明を適用するガイドベーンユニットの他の構成例を示す切断側面図である。
【図１１】（ａ）は図１０のガイドベーンが最小開度姿勢の状態を示す作動説明図、（ｂ）は前記ガイドベーンの開度が増加した状態を示す作動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２６】
本発明者は、図３に示すような自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機を開発した。図３に示す圧縮機１のハウジング２の内部にはコンプレッサインペラ３が備えてあり、該コンプレッサインペラ３は、自動車用エンジンの排気によって回転する図示しないタービンインペラと同軸の回転軸４によって回転される。前記ハウジング２の内側には、前記コンプレッサインペラ３の外周部から前方に延びた吸込口５が形成されており、又、コンプレッサインペラ３によって速度が高められた空気を圧力に換えてハウジング２内部のスクロール６に導くディフューザ７が形成されている。
【００２７】
前記圧縮機１のハウジング２における前記コンプレッサインペラ３の前方内側に、前記吸込口５から拡径した円筒状の段部８を設ける。この段部８は切欠底面８ａと切欠内周面８ｂとからなる。一方、該段部８の切欠内周面８ｂに外面が嵌合し内面に前記吸込口５の延長部５ａが形成されたガイドベーンユニット９を設ける。
【００２８】
前記ガイドベーンユニット９は、図４（ａ）にも示すように、対向面１０ａ，１０ｂによって軸長方向前後に分割された後側の軸受リング１１と前側の押えリング１２とを有している。前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂの夫々には、図３、図４に示すように、環状溝１３，１４が形成してあり、従って、この前記環状溝１３，１４によって軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂには夫々内側壁１５と外側壁１６が形成されている。
【００２９】
図４の前記内側壁１５と外側壁１６の対向面１０ａ，１０ｂには、図５に示すように羽根部１７とピニオン１８を備えたガイドベーン１９の軸２０，２０'を周方向に等間隔位置で放射状に受けるための複数の軸受部２１，２１'からなる軸受装置を設けている。従って、各ガイドベーン１９の軸２０，２０'は、内側壁１５と外側壁１６の対向面１０ａ，１０ｂに備えた軸受部２１，２１'からなる軸受け装置によって２点で回転可能に支持されることになる。
【００３０】
図１は、前記軸受部２１，２１'の一実施例を示すもので、この軸受部２１，２１'は、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにおける軸受リング１１側には、前記ガイドベーン１９の軸２０，２０'が嵌合する深さを備えたＵ字状軸受凹部５０，５０を形成している。従って、図５のガイドベーン１９の外側の軸２０は外側壁１６に備えたＵ字状軸受凹部５０に嵌合し、ガイドベーン１９の内側の軸２０'は内側壁１５に備えたＵ字状軸受凹部５０に嵌合して２点支持される。又、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにおける押えリング１２側には、前記Ｕ字状軸受凹部５０内に嵌合した前記軸２０，２０'を前記Ｕ字状軸受凹部５０内に支持する直線支持部５１を有している。図１では軸受リング１１側にＵ字状軸受凹部５０を形成し、押えリング１２側に直線支持部５１を有しているが、逆に、押えリング１２側にＵ字状軸受凹部５０を形成し、軸受リング１１側に直線支持部５１を有してもよい。
【００３１】
図２は前記軸受部２１，２１'の他の形状例を示すもので、この軸受部２１，２１'では、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂの夫々にガイドベーン１９の軸２０，２０'を支持する半円状軸受凹部５２ａ，５２ｂを形成した場合を示している。
【００３２】
前記軸受リング１１及び押えリング１２とガイドベーン１９は、アルミダイキャスト、焼結金属等からなる金属によって製造することができる。
【００３３】
又、前記軸受リング１１及び押えリング１２とガイドベーン１９は、樹脂による射出成形によって製造することができる。前記軸受リング１１及び押えリング１２と、ガイドベーン１９の少なくとも一方を樹脂により製造すると、自己潤滑性を有することから、ガイドーン１９の軸２０，２０'を軸受部２１，２１'によって無潤滑で好適に軸支することができる。軸受リング１１、押えリング１２、ガイドベーン１９に用いる樹脂の選定においては、射出成形における成形性、圧縮機の使用温度における耐熱性、耐腐食性（エンジンオイルに対する耐油性、耐水性等）、強度（ガイドベーン１９については、ガイドベーン１９に作用する作動力・流体力に耐えうる強度）、自己潤滑性（軸受機能）、コスト（樹脂材料単価が安価であること）等を考慮することが好ましい。
【００３４】
上記したように、軸受リング１１及び押えリング１２と、ガイドベーン１９の少なくとも一方を樹脂にて製造すると、射出成形により容易且つ安価に製造することができると共に、軽量化が図れる利点を有する。又、前記軸受リング１１及び押えリング１２とガイドベーン１９が金属で製造されている場合にも、前記軸受部２１，２１'の部分は樹脂を用いて形成することが好ましい。
【００３５】
図５のガイドベーン１９には、前記軸受部２１の側面と係合するよう突出することにより前記ガイドベーンの軸２０，２１'が軸長手方向へ移動するのを規制するための鍔部５３，５４による軸受装置を設けている。
【００３６】
図１（ａ）では、前記ガイドベーン１９の内側の軸２０'に、内側壁１５を両側から挟むように軸受部２１'の側面に沿って突出した鍔部５３，５４からなる軸受装置を設けた場合を示している。尚、この鍔部５３，５４は、外側壁１６を両側から挟むように突出していてもよく、又、内側壁１５の内側と外側壁１５の外側に沿って突出していてもよく、又、内側壁１５の外側と外側壁１５の内側に沿って突出していてもよい。
【００３７】
前記環状溝１３，１４の一方には、押付手段２４を介してリングギヤ２５を挿入している。図４では、対向面１０ａ，１０ｂにＵ字状軸受凹部５０を備えている軸受リング１１の環状溝１３の底部に、押付手段２４を挿入し、押付手段２４の上部にリングギヤ２５を挿入している。ここで、Ｕ字状軸受凹部５０を押えリング１２に備えた場合には、押えリング１２の環状溝１４に押付手段２４とリングギヤ２５を挿入し、又、図２の如く前記軸受リング１１の対向面１０ａと押えリング１２の対向面１０ｂの両方に半円状軸受凹部５２ａ，５２ｂを形成した場合には、前記環状溝１３，１４のいずれか一方に押付手段２４とリングギヤ２５を挿入する。
【００３８】
リングギヤ２５は、図６に示すように、短い筒状の端面にギヤ歯２５ａが形成してあり、リングギヤ２５のギヤ歯２５ａは前記軸受部２１，２１'のＵ字状軸受凹部５０に嵌合したガイドベーン１９のピニオン１８と噛合するようになっている。図６のリングギヤ２５は全周に亘ってギヤ歯２５ａを形成した場合を示しているが、前記ガイドベーン１９のピニオン１８が噛合する部分のみにギヤ歯２５ａを形成してもよく、又、図５のガイドベーン１９の軸２０に備えたピニオン１８は軸２０の周方向のガイドベーン１９が回動する範囲のみに設けたセクターピニオンの場合を示しているが、全周に歯を有する円板状のピニオン１８を備えてもよい。
【００３９】
前記押付手段２４は前記リングギヤ２５を前記ガイドベーン１９のピニオン１８に確実に噛合させるためのものであり、図７に示すように、環状に形成された波ワッシャ２６を用いることができる。この波ワッシャ２６は図７（ｂ）に示すように、周方向３個所で突出又はへこむように波打った形状を有しており、これにより前記リングギヤ２５を３個所で押してリングギヤ２５をガイドベーン１９のピニオン１８に噛合させるようになっている。尚、この押付手段２４としては、前記波ワッシャ２６に代えて、コイルバネを用いて前記リングギヤ２５を前記ガイドベーン１９のピニオン１８に押し付けるようにしてもよい。
【００４０】
図１、図２に示すように、前記軸受リング１１の後端面１１ａとハウジング２の段部８の切欠底面８ａには、ピン２８を挿入して前記軸受リング１１（ガイドベーンユニット９）とハウジング２との周方向の位置決めを行うためのピン孔２９，３０が形成してあり、前記軸受リング１１のピン孔３０に、前記ピン２８は予め取り付けるようにしている。
【００４１】
前記ガイドベーンユニット９は、前記軸受リング１１と押えリング１２を組み立てた際に一体に保持しておくための仮止め手段を有している。この仮止め手段としては、例えば前記軸受リング１１と押えリング１２とに備られて互いに嵌合する係合凸部２２と係合凹部２３とから構成されており、前記係合凸部２２と係合凹部２３を嵌合する際に塑性変形させて一体化することで達成することができる。又、前記係合凸部２２と係合凹部２３を少量の接着剤を用いて嵌合することでも達成できる。更に、図４（ｂ）に示すように、前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂにピン孔３１（図示では周方向２個所）を設けておき、このピン孔３１にきつく嵌合するピン３２を挿入することによって、軸受リング１１と押えリング１２を一体に保持することができる。上記仮止め手段は、組み立てられたガイドベーンユニット９をハウジング２の段部８に挿入する際に分解しないように保持しておくためのものであり、強度が要求されるものではない。
【００４２】
前記ハウジング２には、段部８に挿入した前記ガイドベーンユニット９を段部８内に固定しておくための固定手段３３が設けられる。図３では、前記段部８に挿入したガイドベーンユニット９の前端面に対応する切欠内周面８ｂの位置に環状の係止溝３４を形成し、該係止溝３４に、図９に示す止め輪３５を縮めた状態で挿入し、開放して弾撥力により係合させることで、止め輪３５によって前記ガイドベーンユニット９を段部８から抜け出ないように固定している。上記固定手段３３としては、前記ガイドベーンユニット９が段部８から抜け出ないように固定ボルト等を用いてハウジング２に固定してもよい。
【００４３】
図５に示したガイドベーン１９には、外側の軸２０の端部の中心直径方向に接続凸部３６が形成してあり、前記ガイドベーン１９の軸２０，２０'を前記軸受リング１１の外側壁１６と内側壁１５のＵ字状軸受凹部５０に嵌合させて前記軸受リング１１と押えリング１２を組み付けることで前記ガイドベーンユニット９を組み立てた際に、前記接続凸部３６の先端が段部８の切欠内周面８ｂに接しない長さに形成されている。図３では、前記段部８の切欠底面８ａに近い切欠内周面８ｂの位置には、軸受リング１１の底部近傍が緊密に嵌合する嵌合部３７が形成してあり、該嵌合部３７よりも前方の切欠内周面８ｂは前記嵌合部３７よりも径が大きくなっていて隙間３８が形成されている。
【００４４】
前記したように、ハウジング２の段部８にガイドベーンユニット９を挿入した際に前記ガイドベーン１９の軸２０の１つが対応する位置のハウジング２には、前記ガイドベーン１９の軸２０を回動する回動軸４０を外部から挿入するための１つの軸孔４１を設けている。前記回動軸４０の先端には、前記ガイドベーン１９の軸２０に備えた接続凸部３６に嵌合する接続凹部３９が設けてあり、前記回動軸４０の他端には、図３に示すようにアーム４２を介して作動ピン４３がクランク状に取り付けてあり、図示しないアクチュエータよって前記作動ピン４３を押し引きして前記回動軸４０を回動することにより、前記接続凹部３９と接続凸部３６を介して１つのガイドベーン１９の軸２０，２０'を回動させるようになっている。回動軸４０によって１つのガイドベーン１９の軸２０，２０'が回動すると、ピニオン１８を介してリングギヤ２５が回転し、該リングギヤ２５の回転によりピニオン１８を介して全てのガイドベーン１９が一斉に回動される。
【００４５】
次に、上記実施例の圧縮機を組み立てる手順について説明する。
【００４６】
前記ガイドベーンユニット９の組み立ては、ハウジング２の外部において行うことができる。ガイドベーンユニット９の組み立てに当たっては、図４（ｂ）、図９に示すように、軸受部２１，２１'が上側を向いた状態になるように軸受リング１１を机上等に載置する。
【００４７】
この状態で、前記軸受リング１１の環状溝１３に、図７に示す波ワッシャ２６を挿入し、続いて、波ワッシャ２６の上側に図６に示すリングギヤ２５を挿入する。
【００４８】
次に、図９に示すように、軸受リング１１の外側壁１６の対向面１０ａに備えたＵ字状軸受凹部５０にガイドベーン１９の外側の軸２０が嵌合し、内側壁１５の対向面１０ａに備えたＵ字状軸受凹部５０にガイドベーン１９の内側の軸２０'が嵌合するようにガイドベーン１９を配置し、この時、ガイドベーン１９のピニオン１８が前記リングギヤ２５のギヤ歯２５ａに噛合して、ガイドベーン１９の羽根部１７が所定の傾きになるように調整する。図９における別のＵ字状軸受凹部５０にも別のガイドベーン１９の軸２０，２０'を嵌合させて配置し、ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きが先に配置したガイドベーン１９の羽根部１７の傾と等しくなるように調整して嵌合させる。ここで、前記リングギヤ２５のギヤ歯２５ａとガイドベーン１９のピニオン１８との噛み合いは予め設定されているので、正しい位置にガイドベーン１９を配置されると、各ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きは同じになり、歯がずれて噛み合わされたときは、ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きが大きく異なるので、誤って嵌合され時は間違いが直ちに判明する。このようにして、全てのＵ字状軸受凹部５０に対してガイドベーン１９を同一の傾きになるように嵌合配置する。
【００４９】
続いて、図４（ａ）に示すように、前記軸受リング１１の対向面１０ａの上部に前記押えリング１２の対向面１０ｂが対向するようにし、相互間に設けた係合凸部２２と係合凹部２３を嵌合させて対向面１０ａ，１０ｂを当接させることでガイドベーンユニット９を組み立てる。
【００５０】
上記ガイドベーンユニット９の組み立て時には、前記軸受リング１１と押えリング１２を一体に保持しておくための仮止め手段を介して組み立てる。例えば、前記係合凸部２２と係合凹部２３を塑性変形させるようにして嵌合させる。又、図４（ｂ）に示すように、前記軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂに備えたピン孔３１にきつく嵌合するピン３２を挿入して組み立てることにより、軸受リング１１と押えリング１２を一体に保持する。又、前記係合凸部２２と係合凹部２３を少量の接着剤を介して嵌合することでも同様に一体に保持することができる。
【００５１】
上記したように、軸受リング１１と押えリング１２を組み立てた状態では、ガイドベーン１９のピニオン１８がリングギヤ２５を介して波ワッシャ２６を弾力的に押す状態となり、これによってリングギヤ２５とピニオン１８の噛合が確実に保持されるようになる。
【００５２】
次に、図３に示す軸受リング１１の後端面１１ａに設けたピン孔３０にピン２８を挿入した後、前記したように組み立てたガイドベーンユニット９を前記ハウジング２の段部８に挿入し、前記ハウジング３の切欠底面８ａに設けたピン孔２９に前記ピン２８が合致するようにして、段部８の嵌合部３７に軸受リング１１を緊密に嵌合させる。この時、ハウジング３を加熱して嵌合する焼嵌めによって前記嵌合部３７をガイドベーンユニット９とのインロー部として、ハウジング３とガイドベーンユニット９を固定してもよい。尚、前記前記ピン２８によってハウジング２に対するガイドベーンユニット９の周方向の位置は規定されるので、前記１つのガイドベーン１９の軸２０はハウジング２に形成した軸孔４１と一致する。
【００５３】
上記したように、前記ハウジング２の段部８にガイドベーンユニット９が挿入されると、固定手段３３によってガイドベーンユニット９を段部８に固定する。図３では、ガイドベーンユニット９の前端に対応した位置の切欠内周面８ｂに形成した環状の係止溝３４に、図８に示す止め輪３５を縮めた状態で挿入し、開放して弾撥力により係合させることで固定する。
【００５４】
続いて、回動軸４０をハウジング２に設けた軸孔４１から挿入し、回動軸４０の先端に設けた接続凹部３９を前記ガイドベーン１９の軸２０の接続凸部３６に嵌合させると、圧縮機１は組み立てられる。
【００５５】
上記したように、複数のガイドベーン１９及び各ガイドベーン１９を一斉に回動するためのリングギヤ２５を備えたガイドベーンユニット９はハウジング２の外部において組み立てることができるので、小型の圧縮機１においても、組み立ての作業性を大幅に高めることができる。
【００５６】
本発明の可変ガイドベーンの軸受装置では、前記したように、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂに設けた環状溝１３，１４によって内側壁１５と外側壁１６を形成し、該内側壁１５と外側壁１６に設けたＵ字状軸受凹部５０による軸受部２１，２１'に各ガイドベーン１９の軸２０，２０'を嵌合してセットすることで、軸２０，２０'の回転を支持するようにしたので、各ガイドベーン１９のセットが容易になり、更に、ガイドベーン１９の軸２０，２０'は、Ｕ字状軸受凹部５０による軸受部２１，２１'の２点で支持されるので、ガイドベーン１９を安定して強固に支持することができる。
【００５７】
更に、軸受部２１，２１'の間に形成された環状溝１３に挿入されるリングギヤ２５とガイドベーン１９のピニオン１８とが噛合して、２点支持の中間部で動力の伝達を行うため、動力を確実に伝達することができる。
【００５８】
又、本発明の可変ガイドベーンの軸受装置では、図１（ａ）に示したように、前記ガイドベーン１９の内側の軸２０'に、内側壁１５を両側から挟むように突出した鍔部５３，５４を形成しているので、前記ガイドベーン１９の軸２０'が軸長手方向へ移動するのを規制することができる。
【００５９】
又、前記軸受リング１１及び押えリング１２と、ガイドベーン１９の少なくともいずれか一方を樹脂で製作すると、樹脂は自己潤滑性を有することから、軸受部２１，２１'は無潤滑で好適にガイドベーン１９の軸２０，２０'を軸支することができる。更に、前記したようにガイドベーンユニット９を軸受リング１１と押えリング１２からなる分割した構成としたので、樹脂で製造する際の型抜きが容易になり、又、樹脂で製造することにより製作が比較的容易で安価に製造できると共に、軽量化を図れる利点がある。
【００６０】
図１０、図１１は本発明を適用するガイドベーンユニット９の他の構成例を示したもので、ガイドベーンユニット９に備えられる全てのガイドベーン１９は、軸２０'に備えた伝達部材４６が環状体からなる受け部４７に当接している。該受け板４７はコイルバネ４５によって押され、コイルバネ４５が自由長となったときには、図１１（ａ）の如く、総てのガイドベーン１９は最小開度姿勢となるように付勢されている。４８はコイルバネ４５を支持する凹溝である。
【００６１】
コンプレッサインペラ３の回転によりガイドベーンユニット９内側の吸気の流量が増加すると、ガイドベーン１９は図１１（ｂ）のように開度が増加するように回動し、ガイドベーン１９の回動に伴う軸２０'の回転力により伝達部材４６は受け板４７を押込むように回動してコイルバネ４５を圧縮する。尚、前記コイルバネ４５に代えて、波ワッシャ等を用いてもよい。図１０の構成においても、軸受部２１'と鍔部５３，５４からなる軸受装置を備えて、ガイドベーン１９を良好に支持することができる。
【００６２】
図１０の構成によれば、吸気の流量に応じてガイドベーン１９の開度が自動的に調整され、吸気を適切な状態にしてコンプレッサインペラ３に導いて圧縮することができるので、図３に示すガイドベーン１９を回動するためのハウジング２の外部に備えられる回動軸４０、アーム４２、作動ピン４３及び駆動装置を不要にして、構成を簡略化し、且つ圧縮機の省スペース化を図ることができ、よって圧縮機を車両等へ容易に搭載することができる。
【００６３】
尚、前記実施例では、軸受リング１１と押えリング１２の対向面１０ａ，１０ｂでガイドベーン１９を挟んで支持するようにしたガイドベーンユニット９をハウジング２の外部で組み立てた後、該ガイドベーンユニット９をハウジング２の段部８に挿入して設置する構成におけるガイドベーン１９の軸受装置について説明したが、前記ガイドベーンユニット９を備えることなく、前記軸受リング１１がハウジング２と一体に構成されており、前記押えリング１２がフランジ等を介して前記軸受リング１１に組み付けられるようにした構成においても、前記軸受装置を適用することができる。
【００６４】
従って、前記可変ガイドベーンの軸受装置を備えた過給機によれば、簡単な構成によりガイドベーンの駆動を安定、確実に行うことができて過給機の信頼性を高めることができる。
【００６５】
尚、本発明の可変ガイドベーンの軸受装置及び過給機は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 圧縮機
１０ａ，１０ｂ 対向面
１１ 軸受リング
１２ 押えリング
１９ ガイドベーン
２０，２０' 軸
２１，２１' 軸受部
５０ Ｕ字状軸受凹部（軸受部）
５１ 直線支持部（軸受部）
５２ａ，５２ｂ 半円状軸受凹部（軸受部）
５３，５４ 鍔部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受リングと押えリングの対向面で複数のガイドベーンの軸を挟み込んで支持するようにしたガイドベーンの軸受装置であって、
前記軸受リングと押えリングの対向面の少なくとも一方に備えてガイドベーンの軸を回動自在に支持する軸受部と、
前記各ガイドベーンの軸から前記軸受部の側面と係合するよう突出して前記ガイドベーンの軸が軸長手方向へ移動するのを規制する鍔部と
を備えたことを特徴とする可変ガイドベーンの軸受装置。
【請求項２】
前記軸受部は、軸受リングと押えリングの対向面の一方には前記ガイドベーンの軸が嵌合する深さに形成したＵ字状軸受凹部を有し、軸受リングと押えリングの対向面の他方には前記Ｕ字状軸受凹部内に前記軸を挿入した状態で支持する直線支持部を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの軸受装置。
【請求項３】
前記軸受部は、軸受リングと押えリングの対向面の夫々にガイドベーンの軸を支持する半円状軸受凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの軸受装置。
【請求項４】
前記軸受リング及び押えリングと、ガイドベーンの少なくともいずれか一方が樹脂により形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの軸受装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの軸受装置を備えたことを特徴とする過給機。
【請求項１】
軸受リングと押えリングの対向面で複数のガイドベーンの軸を挟み込んで支持するようにしたガイドベーンの軸受装置であって、
前記軸受リングと押えリングの対向面の少なくとも一方に備えてガイドベーンの軸を回動自在に支持する軸受部と、
前記各ガイドベーンの軸から前記軸受部の側面と係合するよう突出して前記ガイドベーンの軸が軸長手方向へ移動するのを規制する鍔部と
を備えたことを特徴とする可変ガイドベーンの軸受装置。
【請求項２】
前記軸受部は、軸受リングと押えリングの対向面の一方には前記ガイドベーンの軸が嵌合する深さに形成したＵ字状軸受凹部を有し、軸受リングと押えリングの対向面の他方には前記Ｕ字状軸受凹部内に前記軸を挿入した状態で支持する直線支持部を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの軸受装置。
【請求項３】
前記軸受部は、軸受リングと押えリングの対向面の夫々にガイドベーンの軸を支持する半円状軸受凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの軸受装置。
【請求項４】
前記軸受リング及び押えリングと、ガイドベーンの少なくともいずれか一方が樹脂により形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの軸受装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの軸受装置を備えたことを特徴とする過給機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１９２７２（Ｐ２０１３−１９２７２Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０７６１（Ｐ２０１１−１５０７６１）
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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