圧縮機及び該圧縮機を備えた過給機
【課題】ガイドベーンを備えた圧縮機の組み立ての作業性を高める。
【解決手段】コンプレッサインペラ３の外周部に連通する吸込口５を備えたハウジング２の内部に、吸込口５から拡径されてコンプレッサインペラ３と離反する方向へ延びる円筒状の段部８を形成し、段部８には内面に吸込口５の延長部５ａを有するガイドベーンユニット９が嵌合しており、ガイドベーンユニット９は、対向面１０ａ，１０ｂで軸方向で分割した軸受リング１１と押えリング１２とを有し、軸受リングと押えリングの対向面には環状溝１３，１４が形成される共に複数のガイドベーン１９の軸２０，２０'を受ける軸受凹部２１が形成され、環状溝１３にはガイドベーンの軸に備えたピニオン１８と噛合するリングギヤ２５が配置され、ハウジングの段部に挿入したガイドベーンユニットを固定するための止め輪３５を有し、ハウジングには、ガイドベーンユニットのガイドベーンの軸の１つに外部から回動軸を挿入して接続するための軸孔４１を備える。
【解決手段】コンプレッサインペラ３の外周部に連通する吸込口５を備えたハウジング２の内部に、吸込口５から拡径されてコンプレッサインペラ３と離反する方向へ延びる円筒状の段部８を形成し、段部８には内面に吸込口５の延長部５ａを有するガイドベーンユニット９が嵌合しており、ガイドベーンユニット９は、対向面１０ａ，１０ｂで軸方向で分割した軸受リング１１と押えリング１２とを有し、軸受リングと押えリングの対向面には環状溝１３，１４が形成される共に複数のガイドベーン１９の軸２０，２０'を受ける軸受凹部２１が形成され、環状溝１３にはガイドベーンの軸に備えたピニオン１８と噛合するリングギヤ２５が配置され、ハウジングの段部に挿入したガイドベーンユニットを固定するための止め輪３５を有し、ハウジングには、ガイドベーンユニットのガイドベーンの軸の１つに外部から回動軸を挿入して接続するための軸孔４１を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機、特に可変ガイドベーンを備えた圧縮機及び該圧縮機を備えた過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンへの過給を行う過給機は、タービンインペラとコンプレッサインペラを同軸上に備え、エンジンの排気によりタービンインペラを回転し、回転軸を介してコンプレッサインペラを回転することにより、吸気を取り入れて圧縮し得られた圧縮空気をエンジンに供給する遠心圧縮機（圧縮機）を備えている。
【０００３】
上記したような過給機で用いる圧縮機においては、圧縮機に取り入れる空気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。
【０００４】
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は、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）。
【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）内側の周方向には複数のガイドベーンが放射状に配置されており、各ガイドベーンの各軸はハウジングを貫通して外部に導かれている。ハウジングの外部には前記各軸に対応して回転駆動装置を設けている。各回転駆動装置は前記各軸を同時に回転することで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は複数のガイドベーンが放射状に配置されており、該各ガイドベーンの各軸はハウジングの内部に設けた空間に導かれ、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が取り付けられ、該アームの端部は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いる。前記回動軸を回動させると、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−０２３７９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した特許文献１に記載の圧縮機においては、ガイドベーンの各軸をハウジングを貫通して外部に導き、各軸に対応して設けた回転駆動装置が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。
【０００９】
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、ハウジング外部の構造が複雑となり、しかも複数の回転駆動装置を備えることにより装置価格が増加する問題がある。又、ハウジングの外部に複数の回転駆動装置が設置されると、外部からの衝撃等により回転駆動装置が損傷する可能性が高まる。更に、前記複数の回転駆動装置を同期して運転するための制御が必要になるという問題がある。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の圧縮機では、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の間を接続するためのアーム及び他のアームを備え、ガイドベーンの１つの軸を回動軸としてハウジングの外部に導いているので、この回動軸を回動させるための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を簡略化することができる。
【００１１】
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。又、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は、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。
【００１２】
又、特許文献２には説明されていないが、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、この孔の軸受によって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、前記アームが障害となって軸を内壁の孔に貫通させることができない。
【００１３】
このような組立性の問題を解消するためには、前記ガイドベーンの各軸をハウジングの外部に導き、この各軸を一斉に回動させるための回動リング機構をハウジングの外部に設け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、外部からの衝撃等によって回動リング機構が損傷する可能性が高まる。
【００１４】
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られることが好ましいが、一斉に回動させる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低下するという問題がある。特に、車載用の過給機に備えられる圧縮機は、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、組み立て作業性に優れた技術の出現が望まれている。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、組み立て作業性に優れた圧縮機及び該圧縮機を備えた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】
【００１６】
請求項１に係る発明は、コンプレッサインペラの外周部に連通する吸込口を備えたハウジングの内部に、前記吸込口から拡径されて前記コンプレッサインペラと離反する方向へ延びる円筒状の段部が形成され、該段部には内面に前記吸込口の延長部が形成されたガイドベーンユニットが嵌合しており、
前記ガイドベーンユニットは、対向面によって前後に分割された軸受リングと押えリングとを有し、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は環状溝が形成されると共に、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は周方向に等間隔で且つ半径方向に延びて配置される複数のガイドベーンの軸を受けるための複数の軸受凹部が形成され、
前記環状溝には、前記ガイドベーンの軸に備えたピニオンと噛合するリングギヤが配置され、
前記ハウジングの段部に挿入したガイドベーンユニットを固定するための固定手段を有し、
前記ハウジングには、前記ガイドベーンユニットのガイドベーンの軸の１つに外部から回動軸を挿入して接続するための軸孔が形成された
ことを特徴とする圧縮機
である。
【００１７】
請求項２に係る発明は、前記軸受リングと押えリングの対向面に、互に嵌合して前記軸受リングと押えリングの位置決めを行うための凸部と凹部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機である。
【００１８】
請求項３に係る発明は、前記軸受リングの後端面とハウジングの段部の底面に、ピンを挿入して前記軸受リングとハウジングの回転方向の位置決めを行うためのピン孔を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機である。
【００１９】
請求項４に係る発明は、前記環状溝の底部に、前記リングギヤを前記各ガイドベーンのピニオンに押し付けるための押付手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機である。
【００２０】
請求項５に係る発明は、前記ガイドベーンユニットを組み立てた際に軸受リングと押えリングを一体に保持しておくための仮止め手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機である。
【００２１】
請求項６に係る発明は、前記軸受凹部に嵌合した各ガイドベーンの各軸の端部には前記段部の内面に接しない長さで接続凸部が形成してあり、前記軸孔から挿入する回動軸に備えた接続凹部が前記ガイドベーンの軸の接続凸部に嵌合するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧縮機である。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１つに記載の圧縮機を備えたことを特徴とする過給機である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数のガイドベーンと各ガイドベーンを一斉に回動するための機構を備えたガイドベーンユニットをハウジングの外部で組み立てることができるため、圧縮機の組み立ての作業性を大幅に高められ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】本発明の圧縮機の実施例における組み立て状態を説明するための切断側面図である。
【図２】本発明の圧縮機の実施例における組み立てられた状態を示す切断側面図である。
【図３】図２をＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【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】本発明における押付け手段の他の例を説明するためのガイドベーンユニットの断面図である。
【図９】止め輪の正面図である。
【図１０】軸受リングの軸受凹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。
【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】
図１〜図３を用いて、自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機に適用した実施例を説明する。図１〜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の外周部からコンプレッサインペラ３に対して離反する方向へ延びた吸込口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の内部には、前記吸込口５から拡径されて前記コンプレッサインペラ３に対して離反する方向へ延びる円筒状の段部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にはガイドベーンユニット９が嵌合しており、該ガイドベーンユニット９の内面には前記吸込口５の延長部５ａが形成されている。
【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、軸線に対して交差（直交）する方向の対向面１０ａ，１０ｂによって、コンプレッサインペラ３の空気取り入れ方向に対して後側の軸受リング１１と、空気取り入れ方向に対して前側の押えリング１２とに分割されている。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４（ｂ）にも示すように、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、前記軸受リング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'を受けるための複数の軸受凹部２１を形成している。軸受凹部２１は周方向に等間隔で且つ半径方向に延びるように放射状に形成されている。図４では、軸受リング１１の対向面１０ａにガイドベーン１９の軸２０を収容できる深さのＵ字状の軸受凹部２１を形成した場合を示しており、前記軸受リング１１に備えた軸受凹部２１に対向する押えリング１２の対向面１０ｂは平坦面となっている。図５のガイドベーン１９の外側の軸２０は外側壁１６に備えた軸受凹部２１に嵌合し、ガイドベーン１９の内側の軸２０'は内側壁１５に備えた軸受凹部２１に嵌合している。この時、前記ガイドベーン１９の内側の軸２０'には、内側壁１５を挟むことによってガイドベーン１９が軸方向へ移動するのを拘束するための突部２０ａ'，２０ｂ'を備えている。尚、図示例に代えて、前記Ｕ字状の軸受凹部２１を押えリング１２の対向面１０ｂに備えるようにしてもよい。又、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の両方に半円形状の軸受凹部２１を形成するようにしてもよい。
【００３０】
更に、前記軸受リング１１と押えリング１２の外側壁１６の対向面１０ａ，１０ｂには、互に嵌合して前記軸受リング１１と押えリング１２の位置決めを行うための係合凸部２２と係合凹部２３を備えている。図４（ｂ）では前記軸受リング１１の外側壁１６の対向面１０ａの３個所に係合凹部２３が形成し、前記押えリング１２の外側壁１６の対向面１０ｂには前記係合凹部２３に嵌合する３個の係合凸部２２を形成している。前記係合凸部２２と係合凹部２３が嵌合することによって、前記軸受リング１１と押えリング１２は回転方向と半径方向への移動が拘束されるようになっている。尚、図示例に代えて、軸受リング１１の対向面１０ａに係合凸部２２を設け、押えリング１２の対向面１０ｂに係合凹部２３を設けてもよい。
【００３１】
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を挿入する。図４の例では、Ｕ字状の軸受凹部２１を備えた軸受リング１１の環状溝１３の底部に、押付手段２４とリングギヤ２５を挿入している。ここで、前記とは反対に、押えリング１２にＵ字状の軸受凹部２１を備えた場合には、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、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の両方に半円形状の軸受凹部２１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。
【００３２】
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は前記軸受凹部２１に嵌合したガイドベーン１９のピニオン１８と噛合する。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の周方向におけるガイドベーン１９が回動する範囲内のみに備え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。
【００３３】
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、前記押付手段２４には、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個所で突出及びへこむように波打った形状を有しており、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、押付手段２４としては、前記波ワッシャ２６に代えて、図８に示すようなコイルバネ２７を用いることができる。コイルバネ２７を用いる場合は、環状溝１３の底面と前記リングギヤ２５の後端面とに、コイルバネ２７を位置決めするための溝２７ａ等を設けることが好ましい。
【００３４】
図１、図２に示す如く、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との回転方向の位置決めを行うためのピン孔２９，３０を形成している。
【００３５】
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。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とに備える係合凸部２２と係合凹部２３が塑性変形を起こしてきつく嵌合されるように予め設計しておくことで達成することができ、又、前記係合凸部２２と係合凹部２３との間に少量の接着剤を用いて嵌合し接着させ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２個）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も、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。
【００３６】
前記ガイドベーンユニット９は、固定手段３３によって前記ハウジング２の段部８に固定されている。図１、図２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位置の切欠内周面８ｂには環状の係止溝３４が形成してあり、該係止溝３４には、図９に示す弾性材（バネ材）からなる止め輪３５（固定手段３３）が配置されている。前記止め輪３５は、縮めた状態で係止溝３４に挿入し、弾撥力を開放することで係止溝３４に係合する。前記係止溝３４の前側内面には、半径方向内側から外側に向かって後方へ傾斜した傾斜面３５ａが形成してあり、且つ、前記止め輪３５の前側面には、前記傾斜面３５ａと一致する傾斜面３５ｂが形成してある。従って、前記係止溝３４に止め輪３５を係合させると、前記止め輪３５は拡径すると共に傾斜面３５ａ，３５ｂの作用によって後方（ガイドベーンユニット２側）へ移動する。従って、前記止め輪３５は前記ガイドベーンユニット２を段部８の内奥部へ押し込むように付勢し、ガイドベーンユニット２は段部８に固定される。
【００３７】
図１、図２に示す如く、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、ガイドベーンユニット９が緊密に嵌合して固定するための嵌合部３７（固定手段３３）が形成してある。嵌合部３７による固定手段３３は、焼嵌めのためのインローを構成している。前記嵌合部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る。このため、切欠内周面８ｂと前記ガイドベーンユニット９の外周面との間には隙間３８を有している。前記固定手段３３としては、前記止め輪３５と前記嵌合部３７の一方を備えてもよく、又、その両方を備えてもよい。
【００３８】
前記固定手段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に固定する方式を用いてもよい。又、固定手段３３としては、前記ガイドベーンユニット９と段部８との間に少量の接着剤を用いて嵌合し接着させることで前記ハウジング２とガイドベーンユニット９を固定してもよい。
【００３９】
図５に示すガイドベーン１９の外側の軸２０の端部には、直径方向の中心のみが突出した接続凸部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の軸受凹部２１に嵌合させて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の先端はハウジング２の段部８の切欠内周面８ｂに接しない長さを有している。図１では、前記接続凸部３６の先端は隙間３８に突出する長さを有している。尚、前記ガイドベーン１９の接続凸部３６の先端はガイドベーンユニット９の外径内に収まる長さとしてもよく、この場合には、前記隙間３８を設けることなく、切欠内周面８ｂとガイドベーンユニット９とを焼嵌めによって固定するようにしてもよい。
【００４０】
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つが対応するハウジング２の位置には、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が設けてある。前記回動軸４０の他端には、図１、図３に示す如く、アーム４２を介して前記回動軸４０と平行な作動ピン４３がクランク状に取り付けてある。図示しないアクチュエータによって前記作動ピン４３が図３の矢印Ａ方向に回動するように押し引きすると、前記回動軸４０が回動され、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が回動する。１つのガイドベーン１９の軸２０の回動はピニオン１８を介してリングギヤ２５に伝えられ、リングギヤ２５が回転する。該リングギヤ２５が回転すると、ピニオン１８を介して全てのガイドベーン１９は一斉に回動する。
【００４１】
前記ハウジング２、軸受リング１１、押えリング１２、リングギヤ２５及びガイドベーン１９からなる構成部材は、焼結金属、アルミダイカスト、樹脂等によって製作することができるが、このような構成部材を樹脂によって製作した場合には、製作が比較的容易で安価に製造することができると共に、軽量化が可能になる。
【００４２】
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。
【００４３】
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１０に示すように、軸受凹部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。
【００４４】
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。
【００４５】
次に、図１０に示すように、軸受リング１１の外側壁１６の対向面１０ａに備えた軸受凹部２１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に備えた軸受凹部２１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。続いて、図１０における別の軸受凹部２１にも別のガイドベーン１９の軸２０，２０'を嵌合させて配置し、この時、別のガイドベーン１９の羽根部１７の傾きが前記ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きと等しくなるように調整する。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を配置すると、各ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きは同じになり、ギヤ歯２５ａとピニオン１８が正規の位置から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の傾きは大きく異なったものとなる。従って、全ての軸受凹部２１に対し、ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きが同一になるように容易且つ高能率に嵌合配置することができる。
【００４６】
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。
【００４７】
尚、前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、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は一体に保持される。又、前記軸受リング１１と押えリング１２に備える係合凸部２２及び係合凹部２３が塑性変形を起こしてきつく嵌合されるように予め設計しておくことでも前記軸受リング１１と押えリング１２は一体に保持される。又、前記係合凸部２２と係合凹部２３とを少量の接着剤を介して嵌合することでも前記軸受リング１１と押えリング１２は一体に保持される。
【００４８】
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は確実に噛合した状態に保たれる。
【００４９】
次に、図１に示すように、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は前記ハウジング２の段部８に挿入し、前記軸受リング１１の後端面１１ａに固定した前記ピン２８を、ハウジング２の段部８の切欠底面８ａに形成したピン孔２９に合致させるようにして、ガイドベーンユニット９を嵌合部３７に嵌合させる。前記ハウジング２に対するガイドベーンユニット９の回転方向の位置は前記ピン２８によって規定され、前記１つのガイドベーン１９の羽根部１７の軸２０が、ハウジング２に形成した軸孔４１に一致するようになる。
【００５０】
前記ガイドベーンユニット９は、固定手段３３により前記ハウジング２の段部８に固定する。
【００５１】
前記ハウジング２及びガイドベーンユニット９が、焼結金属、アルミダイカスト等の金属で製作されている場合には、前記ハウジング２を加熱した状態で該ハウジング２の嵌合部３２にガイドベーンユニット９を嵌合することで焼嵌めにより固定することができる。従って、前記嵌合部３７はインローとしての固定手段３３を形成する。又、前記ハウジング２及びガイドベーンユニット９が、樹脂等で製作されている場合には、少量の接着材を用いた固定手段によって前記ハウジング２とガイドベーンユニット９を固定してもよい。
【００５２】
又、前記切欠内周面８ｂに形成した環状の係止溝３４に、図９に示す止め輪３５（固定手段３３）を縮めた状態で挿入して開放させることで弾撥力により止め輪３５を係合させる。前記係止溝３４に係合した止め輪３５は、拡径すると共に傾斜面３５ａ，３５ｂの作用によって後方（段部８の内奥側）へ移動する。従って、前記止め輪３５は前記ガイドベーンユニット２を段部８の内奥部へ押し込むように付勢して、ガイドベーンユニット２を段部８に固定する。
【００５３】
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。これにより、圧縮機１は組み立てられる。
【００５４】
本発明の圧縮機では、前記したように、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を、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、容易且つ高能率に組み立てることができる。
【００５５】
更に、各ガイドベーン１９を一斉に回動するための構造が、ガイドベーン１９に備えたピニオン１８と該ピニオン１８に噛合するリングギヤ２５によって構成されているため、構成が簡単であり組み立てが更に容易になると共に、ガイドベーン１９の回動に誤差を生じる問題は防止できる。
【００５６】
従って、前記圧縮機１を備えた過給機の組立性が向上することにより、過給機の生産量の増加及びコストの低減化が図れる。
【００５７】
尚、本発明の圧縮機及び該圧縮機を備えた過給機は、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】
【００５８】
１ 圧縮機
２ ハウジング
３ コンプレッサインペラ
５ 吸込口
５ａ 延長部
８ 段部
８ａ 切欠底面
８ｂ 切欠内周面
９ ガイドベーンユニット
１０ａ，１０ｂ 対向面
１１ 軸受リング
１１ａ 後端面
１２ 押えリング
１３，１４ 環状溝
１５ 内側壁
１６ 外側壁
１８ ピニオン
１９ ガイドベーン
２０，２０' 軸
２１ 軸受凹部
２２ 係合凸部
２３ 係合凹部
２４ 押付手段
２５ リングギヤ
２６ 波ワッシャ（押付手段）
２７ コイルバネ（押付手段）
２８ ピン
２９，３０ ピン孔
３１ ピン孔（仮止め手段）
３２ ピン（仮止め手段）
３３ 固定手段
３４ 係止溝（固定手段）
３５ 止め輪（固定手段）
３６ 接続凸部
３９ 接続凹部
４０ 回動軸
４１ 軸孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機、特に可変ガイドベーンを備えた圧縮機及び該圧縮機を備えた過給機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンへの過給を行う過給機は、タービンインペラとコンプレッサインペラを同軸上に備え、エンジンの排気によりタービンインペラを回転し、回転軸を介してコンプレッサインペラを回転することにより、吸気を取り入れて圧縮し得られた圧縮空気をエンジンに供給する遠心圧縮機（圧縮機）を備えている。
【０００３】
上記したような過給機で用いる圧縮機においては、圧縮機に取り入れる空気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。
【０００４】
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は、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）。
【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）内側の周方向には複数のガイドベーンが放射状に配置されており、各ガイドベーンの各軸はハウジングを貫通して外部に導かれている。ハウジングの外部には前記各軸に対応して回転駆動装置を設けている。各回転駆動装置は前記各軸を同時に回転することで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は複数のガイドベーンが放射状に配置されており、該各ガイドベーンの各軸はハウジングの内部に設けた空間に導かれ、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が取り付けられ、該アームの端部は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いる。前記回動軸を回動させると、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−０２３７９２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した特許文献１に記載の圧縮機においては、ガイドベーンの各軸をハウジングを貫通して外部に導き、各軸に対応して設けた回転駆動装置が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。
【０００９】
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、ハウジング外部の構造が複雑となり、しかも複数の回転駆動装置を備えることにより装置価格が増加する問題がある。又、ハウジングの外部に複数の回転駆動装置が設置されると、外部からの衝撃等により回転駆動装置が損傷する可能性が高まる。更に、前記複数の回転駆動装置を同期して運転するための制御が必要になるという問題がある。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の圧縮機では、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の間を接続するためのアーム及び他のアームを備え、ガイドベーンの１つの軸を回動軸としてハウジングの外部に導いているので、この回動軸を回動させるための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を簡略化することができる。
【００１１】
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。又、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は、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。
【００１２】
又、特許文献２には説明されていないが、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、この孔の軸受によって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、前記アームが障害となって軸を内壁の孔に貫通させることができない。
【００１３】
このような組立性の問題を解消するためには、前記ガイドベーンの各軸をハウジングの外部に導き、この各軸を一斉に回動させるための回動リング機構をハウジングの外部に設け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、外部からの衝撃等によって回動リング機構が損傷する可能性が高まる。
【００１４】
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られることが好ましいが、一斉に回動させる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低下するという問題がある。特に、車載用の過給機に備えられる圧縮機は、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、組み立て作業性に優れた技術の出現が望まれている。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなしたもので、組み立て作業性に優れた圧縮機及び該圧縮機を備えた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】
【００１６】
請求項１に係る発明は、コンプレッサインペラの外周部に連通する吸込口を備えたハウジングの内部に、前記吸込口から拡径されて前記コンプレッサインペラと離反する方向へ延びる円筒状の段部が形成され、該段部には内面に前記吸込口の延長部が形成されたガイドベーンユニットが嵌合しており、
前記ガイドベーンユニットは、対向面によって前後に分割された軸受リングと押えリングとを有し、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は環状溝が形成されると共に、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は周方向に等間隔で且つ半径方向に延びて配置される複数のガイドベーンの軸を受けるための複数の軸受凹部が形成され、
前記環状溝には、前記ガイドベーンの軸に備えたピニオンと噛合するリングギヤが配置され、
前記ハウジングの段部に挿入したガイドベーンユニットを固定するための固定手段を有し、
前記ハウジングには、前記ガイドベーンユニットのガイドベーンの軸の１つに外部から回動軸を挿入して接続するための軸孔が形成された
ことを特徴とする圧縮機
である。
【００１７】
請求項２に係る発明は、前記軸受リングと押えリングの対向面に、互に嵌合して前記軸受リングと押えリングの位置決めを行うための凸部と凹部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機である。
【００１８】
請求項３に係る発明は、前記軸受リングの後端面とハウジングの段部の底面に、ピンを挿入して前記軸受リングとハウジングの回転方向の位置決めを行うためのピン孔を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機である。
【００１９】
請求項４に係る発明は、前記環状溝の底部に、前記リングギヤを前記各ガイドベーンのピニオンに押し付けるための押付手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機である。
【００２０】
請求項５に係る発明は、前記ガイドベーンユニットを組み立てた際に軸受リングと押えリングを一体に保持しておくための仮止め手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機である。
【００２１】
請求項６に係る発明は、前記軸受凹部に嵌合した各ガイドベーンの各軸の端部には前記段部の内面に接しない長さで接続凸部が形成してあり、前記軸孔から挿入する回動軸に備えた接続凹部が前記ガイドベーンの軸の接続凸部に嵌合するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧縮機である。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１つに記載の圧縮機を備えたことを特徴とする過給機である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数のガイドベーンと各ガイドベーンを一斉に回動するための機構を備えたガイドベーンユニットをハウジングの外部で組み立てることができるため、圧縮機の組み立ての作業性を大幅に高められ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】本発明の圧縮機の実施例における組み立て状態を説明するための切断側面図である。
【図２】本発明の圧縮機の実施例における組み立てられた状態を示す切断側面図である。
【図３】図２をＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【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】本発明における押付け手段の他の例を説明するためのガイドベーンユニットの断面図である。
【図９】止め輪の正面図である。
【図１０】軸受リングの軸受凹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。
【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】
図１〜図３を用いて、自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機に適用した実施例を説明する。図１〜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の外周部からコンプレッサインペラ３に対して離反する方向へ延びた吸込口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の内部には、前記吸込口５から拡径されて前記コンプレッサインペラ３に対して離反する方向へ延びる円筒状の段部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にはガイドベーンユニット９が嵌合しており、該ガイドベーンユニット９の内面には前記吸込口５の延長部５ａが形成されている。
【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、軸線に対して交差（直交）する方向の対向面１０ａ，１０ｂによって、コンプレッサインペラ３の空気取り入れ方向に対して後側の軸受リング１１と、空気取り入れ方向に対して前側の押えリング１２とに分割されている。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４（ｂ）にも示すように、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、前記軸受リング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'を受けるための複数の軸受凹部２１を形成している。軸受凹部２１は周方向に等間隔で且つ半径方向に延びるように放射状に形成されている。図４では、軸受リング１１の対向面１０ａにガイドベーン１９の軸２０を収容できる深さのＵ字状の軸受凹部２１を形成した場合を示しており、前記軸受リング１１に備えた軸受凹部２１に対向する押えリング１２の対向面１０ｂは平坦面となっている。図５のガイドベーン１９の外側の軸２０は外側壁１６に備えた軸受凹部２１に嵌合し、ガイドベーン１９の内側の軸２０'は内側壁１５に備えた軸受凹部２１に嵌合している。この時、前記ガイドベーン１９の内側の軸２０'には、内側壁１５を挟むことによってガイドベーン１９が軸方向へ移動するのを拘束するための突部２０ａ'，２０ｂ'を備えている。尚、図示例に代えて、前記Ｕ字状の軸受凹部２１を押えリング１２の対向面１０ｂに備えるようにしてもよい。又、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の両方に半円形状の軸受凹部２１を形成するようにしてもよい。
【００３０】
更に、前記軸受リング１１と押えリング１２の外側壁１６の対向面１０ａ，１０ｂには、互に嵌合して前記軸受リング１１と押えリング１２の位置決めを行うための係合凸部２２と係合凹部２３を備えている。図４（ｂ）では前記軸受リング１１の外側壁１６の対向面１０ａの３個所に係合凹部２３が形成し、前記押えリング１２の外側壁１６の対向面１０ｂには前記係合凹部２３に嵌合する３個の係合凸部２２を形成している。前記係合凸部２２と係合凹部２３が嵌合することによって、前記軸受リング１１と押えリング１２は回転方向と半径方向への移動が拘束されるようになっている。尚、図示例に代えて、軸受リング１１の対向面１０ａに係合凸部２２を設け、押えリング１２の対向面１０ｂに係合凹部２３を設けてもよい。
【００３１】
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を挿入する。図４の例では、Ｕ字状の軸受凹部２１を備えた軸受リング１１の環状溝１３の底部に、押付手段２４とリングギヤ２５を挿入している。ここで、前記とは反対に、押えリング１２にＵ字状の軸受凹部２１を備えた場合には、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、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の両方に半円形状の軸受凹部２１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。
【００３２】
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は前記軸受凹部２１に嵌合したガイドベーン１９のピニオン１８と噛合する。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の周方向におけるガイドベーン１９が回動する範囲内のみに備え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。
【００３３】
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、前記押付手段２４には、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個所で突出及びへこむように波打った形状を有しており、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、押付手段２４としては、前記波ワッシャ２６に代えて、図８に示すようなコイルバネ２７を用いることができる。コイルバネ２７を用いる場合は、環状溝１３の底面と前記リングギヤ２５の後端面とに、コイルバネ２７を位置決めするための溝２７ａ等を設けることが好ましい。
【００３４】
図１、図２に示す如く、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との回転方向の位置決めを行うためのピン孔２９，３０を形成している。
【００３５】
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。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とに備える係合凸部２２と係合凹部２３が塑性変形を起こしてきつく嵌合されるように予め設計しておくことで達成することができ、又、前記係合凸部２２と係合凹部２３との間に少量の接着剤を用いて嵌合し接着させ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２個）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も、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。
【００３６】
前記ガイドベーンユニット９は、固定手段３３によって前記ハウジング２の段部８に固定されている。図１、図２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位置の切欠内周面８ｂには環状の係止溝３４が形成してあり、該係止溝３４には、図９に示す弾性材（バネ材）からなる止め輪３５（固定手段３３）が配置されている。前記止め輪３５は、縮めた状態で係止溝３４に挿入し、弾撥力を開放することで係止溝３４に係合する。前記係止溝３４の前側内面には、半径方向内側から外側に向かって後方へ傾斜した傾斜面３５ａが形成してあり、且つ、前記止め輪３５の前側面には、前記傾斜面３５ａと一致する傾斜面３５ｂが形成してある。従って、前記係止溝３４に止め輪３５を係合させると、前記止め輪３５は拡径すると共に傾斜面３５ａ，３５ｂの作用によって後方（ガイドベーンユニット２側）へ移動する。従って、前記止め輪３５は前記ガイドベーンユニット２を段部８の内奥部へ押し込むように付勢し、ガイドベーンユニット２は段部８に固定される。
【００３７】
図１、図２に示す如く、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、ガイドベーンユニット９が緊密に嵌合して固定するための嵌合部３７（固定手段３３）が形成してある。嵌合部３７による固定手段３３は、焼嵌めのためのインローを構成している。前記嵌合部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る。このため、切欠内周面８ｂと前記ガイドベーンユニット９の外周面との間には隙間３８を有している。前記固定手段３３としては、前記止め輪３５と前記嵌合部３７の一方を備えてもよく、又、その両方を備えてもよい。
【００３８】
前記固定手段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に固定する方式を用いてもよい。又、固定手段３３としては、前記ガイドベーンユニット９と段部８との間に少量の接着剤を用いて嵌合し接着させることで前記ハウジング２とガイドベーンユニット９を固定してもよい。
【００３９】
図５に示すガイドベーン１９の外側の軸２０の端部には、直径方向の中心のみが突出した接続凸部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の軸受凹部２１に嵌合させて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の先端はハウジング２の段部８の切欠内周面８ｂに接しない長さを有している。図１では、前記接続凸部３６の先端は隙間３８に突出する長さを有している。尚、前記ガイドベーン１９の接続凸部３６の先端はガイドベーンユニット９の外径内に収まる長さとしてもよく、この場合には、前記隙間３８を設けることなく、切欠内周面８ｂとガイドベーンユニット９とを焼嵌めによって固定するようにしてもよい。
【００４０】
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つが対応するハウジング２の位置には、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が設けてある。前記回動軸４０の他端には、図１、図３に示す如く、アーム４２を介して前記回動軸４０と平行な作動ピン４３がクランク状に取り付けてある。図示しないアクチュエータによって前記作動ピン４３が図３の矢印Ａ方向に回動するように押し引きすると、前記回動軸４０が回動され、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が回動する。１つのガイドベーン１９の軸２０の回動はピニオン１８を介してリングギヤ２５に伝えられ、リングギヤ２５が回転する。該リングギヤ２５が回転すると、ピニオン１８を介して全てのガイドベーン１９は一斉に回動する。
【００４１】
前記ハウジング２、軸受リング１１、押えリング１２、リングギヤ２５及びガイドベーン１９からなる構成部材は、焼結金属、アルミダイカスト、樹脂等によって製作することができるが、このような構成部材を樹脂によって製作した場合には、製作が比較的容易で安価に製造することができると共に、軽量化が可能になる。
【００４２】
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。
【００４３】
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１０に示すように、軸受凹部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。
【００４４】
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。
【００４５】
次に、図１０に示すように、軸受リング１１の外側壁１６の対向面１０ａに備えた軸受凹部２１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に備えた軸受凹部２１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。続いて、図１０における別の軸受凹部２１にも別のガイドベーン１９の軸２０，２０'を嵌合させて配置し、この時、別のガイドベーン１９の羽根部１７の傾きが前記ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きと等しくなるように調整する。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を配置すると、各ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きは同じになり、ギヤ歯２５ａとピニオン１８が正規の位置から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の傾きは大きく異なったものとなる。従って、全ての軸受凹部２１に対し、ガイドベーン１９の羽根部１７の傾きが同一になるように容易且つ高能率に嵌合配置することができる。
【００４６】
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。
【００４７】
尚、前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、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は一体に保持される。又、前記軸受リング１１と押えリング１２に備える係合凸部２２及び係合凹部２３が塑性変形を起こしてきつく嵌合されるように予め設計しておくことでも前記軸受リング１１と押えリング１２は一体に保持される。又、前記係合凸部２２と係合凹部２３とを少量の接着剤を介して嵌合することでも前記軸受リング１１と押えリング１２は一体に保持される。
【００４８】
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は確実に噛合した状態に保たれる。
【００４９】
次に、図１に示すように、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は前記ハウジング２の段部８に挿入し、前記軸受リング１１の後端面１１ａに固定した前記ピン２８を、ハウジング２の段部８の切欠底面８ａに形成したピン孔２９に合致させるようにして、ガイドベーンユニット９を嵌合部３７に嵌合させる。前記ハウジング２に対するガイドベーンユニット９の回転方向の位置は前記ピン２８によって規定され、前記１つのガイドベーン１９の羽根部１７の軸２０が、ハウジング２に形成した軸孔４１に一致するようになる。
【００５０】
前記ガイドベーンユニット９は、固定手段３３により前記ハウジング２の段部８に固定する。
【００５１】
前記ハウジング２及びガイドベーンユニット９が、焼結金属、アルミダイカスト等の金属で製作されている場合には、前記ハウジング２を加熱した状態で該ハウジング２の嵌合部３２にガイドベーンユニット９を嵌合することで焼嵌めにより固定することができる。従って、前記嵌合部３７はインローとしての固定手段３３を形成する。又、前記ハウジング２及びガイドベーンユニット９が、樹脂等で製作されている場合には、少量の接着材を用いた固定手段によって前記ハウジング２とガイドベーンユニット９を固定してもよい。
【００５２】
又、前記切欠内周面８ｂに形成した環状の係止溝３４に、図９に示す止め輪３５（固定手段３３）を縮めた状態で挿入して開放させることで弾撥力により止め輪３５を係合させる。前記係止溝３４に係合した止め輪３５は、拡径すると共に傾斜面３５ａ，３５ｂの作用によって後方（段部８の内奥側）へ移動する。従って、前記止め輪３５は前記ガイドベーンユニット２を段部８の内奥部へ押し込むように付勢して、ガイドベーンユニット２を段部８に固定する。
【００５３】
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。これにより、圧縮機１は組み立てられる。
【００５４】
本発明の圧縮機では、前記したように、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を、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、容易且つ高能率に組み立てることができる。
【００５５】
更に、各ガイドベーン１９を一斉に回動するための構造が、ガイドベーン１９に備えたピニオン１８と該ピニオン１８に噛合するリングギヤ２５によって構成されているため、構成が簡単であり組み立てが更に容易になると共に、ガイドベーン１９の回動に誤差を生じる問題は防止できる。
【００５６】
従って、前記圧縮機１を備えた過給機の組立性が向上することにより、過給機の生産量の増加及びコストの低減化が図れる。
【００５７】
尚、本発明の圧縮機及び該圧縮機を備えた過給機は、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】
【００５８】
１ 圧縮機
２ ハウジング
３ コンプレッサインペラ
５ 吸込口
５ａ 延長部
８ 段部
８ａ 切欠底面
８ｂ 切欠内周面
９ ガイドベーンユニット
１０ａ，１０ｂ 対向面
１１ 軸受リング
１１ａ 後端面
１２ 押えリング
１３，１４ 環状溝
１５ 内側壁
１６ 外側壁
１８ ピニオン
１９ ガイドベーン
２０，２０' 軸
２１ 軸受凹部
２２ 係合凸部
２３ 係合凹部
２４ 押付手段
２５ リングギヤ
２６ 波ワッシャ（押付手段）
２７ コイルバネ（押付手段）
２８ ピン
２９，３０ ピン孔
３１ ピン孔（仮止め手段）
３２ ピン（仮止め手段）
３３ 固定手段
３４ 係止溝（固定手段）
３５ 止め輪（固定手段）
３６ 接続凸部
３９ 接続凹部
４０ 回動軸
４１ 軸孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサインペラの外周部に連通する吸込口を備えたハウジングの内部に、前記吸込口から拡径されて前記コンプレッサインペラと離反する方向へ延びる円筒状の段部が形成され、該段部には内面に前記吸込口の延長部が形成されたガイドベーンユニットが嵌合しており、
前記ガイドベーンユニットは、対向面によって前後に分割された軸受リングと押えリングとを有し、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は環状溝が形成されると共に、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は周方向に等間隔で且つ半径方向に延びて配置される複数のガイドベーンの軸を受けるための複数の軸受凹部が形成され、
前記環状溝には、前記ガイドベーンの軸に備えたピニオンと噛合するリングギヤが配置され、
前記ハウジングの段部に挿入したガイドベーンユニットを固定するための固定手段を有し、
前記ハウジングには、前記ガイドベーンユニットのガイドベーンの軸の１つに外部から回動軸を挿入して接続するための軸孔が形成された
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記軸受リングと押えリングの対向面に、互に嵌合して前記軸受リングと押えリングの位置決めを行うための凸部と凹部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記軸受リングの後端面とハウジングの段部の底面に、ピンを挿入して前記軸受リングとハウジングの回転方向の位置決めを行うためのピン孔を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記環状溝の底部に、前記リングギヤを前記各ガイドベーンのピニオンに押し付けるための押付手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記ガイドベーンユニットを組み立てた際に軸受リングと押えリングを一体に保持しておくための仮止め手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記軸受凹部に嵌合した各ガイドベーンの各軸の端部には前記段部の内面に接しない長さの接続凸部が形成してあり、前記軸孔から挿入する回動軸に備えた接続凹部が前記ガイドベーンの軸の接続凸部に嵌合するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の圧縮機を備えたことを特徴とする過給機。
【請求項１】
コンプレッサインペラの外周部に連通する吸込口を備えたハウジングの内部に、前記吸込口から拡径されて前記コンプレッサインペラと離反する方向へ延びる円筒状の段部が形成され、該段部には内面に前記吸込口の延長部が形成されたガイドベーンユニットが嵌合しており、
前記ガイドベーンユニットは、対向面によって前後に分割された軸受リングと押えリングとを有し、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は環状溝が形成されると共に、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は周方向に等間隔で且つ半径方向に延びて配置される複数のガイドベーンの軸を受けるための複数の軸受凹部が形成され、
前記環状溝には、前記ガイドベーンの軸に備えたピニオンと噛合するリングギヤが配置され、
前記ハウジングの段部に挿入したガイドベーンユニットを固定するための固定手段を有し、
前記ハウジングには、前記ガイドベーンユニットのガイドベーンの軸の１つに外部から回動軸を挿入して接続するための軸孔が形成された
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記軸受リングと押えリングの対向面に、互に嵌合して前記軸受リングと押えリングの位置決めを行うための凸部と凹部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記軸受リングの後端面とハウジングの段部の底面に、ピンを挿入して前記軸受リングとハウジングの回転方向の位置決めを行うためのピン孔を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記環状溝の底部に、前記リングギヤを前記各ガイドベーンのピニオンに押し付けるための押付手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記ガイドベーンユニットを組み立てた際に軸受リングと押えリングを一体に保持しておくための仮止め手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記軸受凹部に嵌合した各ガイドベーンの各軸の端部には前記段部の内面に接しない長さの接続凸部が形成してあり、前記軸孔から挿入する回動軸に備えた接続凹部が前記ガイドベーンの軸の接続凸部に嵌合するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の圧縮機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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２４６７６７（Ｐ２０１２−２４６７６７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１６５４４（Ｐ２０１１−１１６５４４）
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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