CN1432721A - 增压器 - Google Patents

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长谷川浩之
吉本伸也
伊藤裕之
大六野智
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Abstract

用于增压机(10)的增速机(30)由结合于输出轴(12)的中心滚柱(34)；对中心滚柱(34)偏心配置的外环(36)；中心滚柱(34)与外环(36)之间的、配置在中心滚柱(34)的径向宽度对于该中心滚柱(34)的周向为大小不同的环状空间(37)内的多个中间滚柱(38A－38C)构成，至少1只以上的中间滚柱(38A)的枢轴(39A)在中心滚柱(34)的周向及径向可动配置。

Description

增压器
技术领域
本发明涉及增压器。
背景技术
以往，作为增压器，有用增速机对输入轴的转动增速以传给输出轴，并在输出轴设置涡轮组成的。
以往的技术中，为使增速机得到高的增速比，作为增速机，提出采用行星齿轮机构(特开平4-203421)的增速机、采用行星摩擦滚柱机构(特表平11-502596)的增速机的提案。
采用特开平4-203421所述的行星齿轮机构的增速机存在高速转动产生的齿轮的噪音、振动导致轴承的寿命降低的问题。为了减轻此噪音、振动的问题，必须提高齿轮的加工精度、装配精度，因而生产性低。
采用特表平11-502596所述的行星摩擦滚柱机构的增速机，则在用可挠性外侧环紧固行星轮、如中心轴的摩擦滚柱的构造上存在下列a-c问题。
a、若达到高速(涡轮转动速度75000rpm以上)，则摩擦滚柱发生打滑，不能够将增压用的驱动力传递给涡轮。
b、为了防止高速转动时打滑，有必要加大外侧环对摩擦滚柱紧固力。因此，低速转动时不需要的紧固力一直加在摩擦滚柱上，低速转动时的驱动损失大。
c、为了防止高速转动时的打滑、并且确保低速转动时的适度的紧固力，则对外侧环与摩擦滚柱高的加工精度、选择核对、实施外侧环的适度热压配合等的专用装配工艺过程变成必要，生产性低。
发明内容
本发明的课题在于，以高生产性生产高速运行时不产生打滑、低速运行时不产生驱动损失，噪声、振动也小，轻型、紧凑的增压机。
本发明的第2个课题在于，提高输出轴的轴承部的润滑、冷却性，并且，使轴向载荷可以调整、提高耐久性。
本发明是，在将输入轴的转速利用增速机增速以传递到输出轴，在该输出轴设置涡轮组成的增压机中，前述增速机有结合于输出轴的中心滚柱、对中心滚柱偏心配置的外环、以及是中心滚柱的外周面的被驱动侧圆筒面与是外环的内周面的驱动侧圆筒面之间的、配置在关于中心滚柱的径向的宽度对于该中心滚柱的周向成为不同的环状空间内、并将各自的外周面作为动力传递用圆筒面的多个的中间滚柱所构成的，并以使至少1个以上的中间滚柱的枢轴可动配置在中心滚柱的周向及径向的增速机。
附图简单说明
图1是第1实施方式的增压机的剖视图。
图2是沿图1的II-II线的截面图。
图3是增速机的变形例的截面图。
图4是润滑油循环经路的剖视图。
图5是第2实施方式的增压机的剖视图。
图6是沿图5的VI-VI线的剖视图。
图7是轴承部的剖视图。
图8是第3实施方式的增压机的剖视图。
图9是第4实施方式的增压机的要部扩大剖视图。
发明实施方式
(第1实施方式)(图1-图4)
图1的汽车用增压机10是用增速机30将输入轴11的转动增速、以传给输出轴12的设备，由发动机输出所驱动的皮带轮13固定在输入轴11上，涡轮14设置在输出轴12上。
增压机10将压缩机壳体16固定在中心圆板15上，中心圆板15利用轴承17支承输出轴12。18是油封。压缩机壳体16收容涡轮14，并具备吸气口21、增压通路22、蜗壳23。
增速机30是利用斜楔作用的摩擦滚柱式增速机，增速机壳体31固定设置在中心平板15上的，增速机壳体31利用轴承32支承输入轴11。33是油封。
增速机30在增速机壳体31的内部具有与输出轴12的端部一体且同芯设置的中心滚柱34。
增速机30在增速机壳体31的内部具备通过圆盘部35一体、并且同芯设置在输入轴11的端部的外环36。这时，外环36对中心滚柱34偏心配置。
增速机30在增速机壳体31的内部，在是中心滚柱34的外周面的被驱动侧圆筒面34A与是外环36的内周面的驱动侧圆筒面36A之间的、由于前述中心滚柱34与外环36的偏心、中心滚柱34在径向的宽度在该中心滚柱34的周向为大小不同的环状空间37内，配置3个中间滚柱38A-38C。这时，用中心圆板15和在该中心圆板15的连接螺柱41A进行固定化(图4)，增速机壳体31的内部，用沿着圆盘部35的位置收容的连结板41支承3根枢轴39A-39C的两端部，各枢轴39A-39C可分别旋转支承中间滚柱38A-38C。各枢轴39A-39C与中心滚柱34、外环36的中心轴平行配置。各中间滚柱38A-38C将其外周面作为与中心滚柱34的被驱动侧圆筒面34A、外环36的驱动侧圆筒面36A进行转接的动力传递用圆筒面40A-40C。
3根枢轴39A-39C中2根枢轴39B、39C是，通过将其两端部压入或无间隙地插入设在中心板15、连结板41的支承孔内进行固定。由此，枢轴39B、39C在增速机壳体31的内部于中心滚柱34的周向及径向不发生位移。
另外，使1根枢轴39A的两端部在设在中心圆板15、连结板41上的导向槽42内可作中心滚柱34的周向及径向自由位移，将中间滚柱38A形成可动滚柱。枢轴39A受到作为固定在设在中心圆板15或连结板41的弹簧支架43内的紧压装置的弹簧44的紧压，将作为中间滚柱的可动滚柱38A在前述环状空间37的宽度变狭的一方紧压于中心滚柱34和外环36上。
从而，关于增速机30是，使用设在中心圆板15的装配凸起部24将增压机10安装在发动机上，若将发动机输出的驱动力输入到输入用皮带轮13，则此驱动力从输入轴11传递到外环36。这时，由于外环36和中心滚柱34如前所述，形成偏心，前述的环状空间37对于中心滚柱34的周向大小不同，故外环36向a方向转动，则可动滚柱38A在外环36与中心滚柱34之间向受到斜楔作用的b方向移动，在中心滚柱34的被驱动侧圆筒面34A与外环36的驱动侧圆筒面36A、以及中间滚柱38A-38C的动力传递用圆筒面40A-40C的之间发生压紧力c。由于此压紧力c，中心滚柱34的被驱动侧圆筒面34A与外环36的驱动侧圆筒面36A、以及中间滚柱38A-38C的动力传递用圆筒面40A-40C之间发生摩擦力，传到外环36的驱动力向中心滚柱34传递，中心滚柱34向d的方向转动。中心滚柱34的转动成为与中心滚柱34成一体的输出轴12的转动，固定在输出轴的涡轮14转动，则从吸气口21吸入空气，将该空气增压从连通于蜗壳23的气腔管道供给发动机。
这里，在中心滚柱34的周围大致3等分配置3只中间滚柱38A-38C，因此，与在中间滚柱之一的可动滚柱38A发生的压紧力大致相同的压紧力在作为其他中间滚柱的导辊38B、38C也会发生，用3个中间滚柱38A-38C传递动力。
另外，由于发动机减速，从输入轴11传到外环36的驱动力向与转动方向a反方向变化时，可动滚柱38A向与b相反方向位移，外环36的驱动侧圆筒面36A与可动滚柱38A的动力传递用圆筒面40A的接触断开，外环36与可动滚柱38A之间的动力传递中断。
为了不管从输入轴11输入外环36的驱动力的方向实行动力的传递，则如图3所示，中间滚柱38C也制成与中间滚柱38A同样的可动滚柱，使可动滚柱38A、38C形成用其附带的弹簧44、44压紧的构造，以使可动滚柱38A、38C在环状空间37的宽度狭窄的部分相对并在那些导向槽42之中自由位移。这时，使可动滚柱38A、38C的枢轴39A、39C附带未图示的限制器，以防止发生斜楔作用的可动滚柱38A(或38C)与相反侧的可动滚柱38C(或38A)从斜楔拔出的方向脱出。
在对从输入轴11向输出轴12的最大传动转矩希望限制的场合，可动滚柱38A由导向槽42的长度对b的方向可能位移距离进行限制。由此，外环36向a的方向转动时，可动滚柱38A能够限制由与中心滚柱34之间受到的斜楔作用发生的压紧力C，不管输入外环36的驱动力的方向，进行动力的传递的图3的场合，也能够同样限制。利用其能够限制增压机10可能供给的增压及空气量。
以下，说明增速机30的润滑、冷却构造。
在增速机30的环状空间37封入驱动润滑油，对中心滚柱34的被驱动侧圆筒面34A、外环36的驱动侧圆筒面36A、中间滚柱38A-38C的动力传递用圆筒面40A-40C、输出轴12的轴承17等的必须润滑部进行润滑、冷却。驱动润滑油也可以用设在增速机30的内部或外部的油泵对必需润滑部进行强制润滑。
关于增速机30如图4所示，将增速机30内的空间的外周部与轴承17与油封18所挟的空间45连通的油路46穿设于中心圆板15，由于增速机30的转动飞溅的增速机外壳31的内壁附近和外环36的驱动侧圆筒面36A周围的驱动润滑油用油盘36B承接，通过该油盘36B经油路46导入轴承17，再使油流出到中心滚柱34的被驱动侧圆筒面34A，再导向到中间滚柱38A-38C的动力传递用圆筒面40A-40C，能够使驱动润滑油在中心滚柱34的被驱动侧圆筒面34A、外环36的驱动侧圆筒面36A、中间滚柱38A-38C的动力传递用圆筒面40A-40C、输出轴12的轴承17等必需润滑部进行循环。
另外，增速机30内存在丰富驱动润滑油时，也能够预期驱动润滑油利用转动的离心力产生的压力差进行循环。
若采用本实施方式有以下的作用。
①作为对输入轴11的转动进行增速以传递到设置涡轮14的输出轴12的增速机30，由于采用利用斜楔作用的摩擦滚柱式增速机30，外环36、中间滚柱38A-38C、中心滚柱34的相互接触面间能够得到与传动转矩成比例的压紧力，高速转动时不产生打滑，低速转动时不产生驱动损失。从而，从低负荷、低转速时到高负荷、高转速时都能够得到高的传递效率，由此，能够抑制汽车用增压机10中成问题的发动机的增压机驱动损失。
②与以往的摩擦滚柱机构件相比，不需要高的加工精度、选择核对、热压配合等专用装配工艺过程，提高生产性。
③由于是不用齿轮的摩擦滚柱机构，噪音、振动能够变小。
④由于可以高传递效率传递驱动力，因而，能够缩短中间滚柱38A-38C、中心滚柱34的轴向长度。因此，与已有的采用摩擦滚柱机构、行星齿轮机构的增压机相比，能够缩短增压机10的全长、轻量、小型化。
⑤因为对输出轴12的轴承17、外环36、中间滚柱38A-38C、中心滚柱34的相互接触面进行润滑、冷却用的驱动润滑油的油路46、贮油部等的循环路径设在增压机10内部，所以，利用增速机30的转动的油飞溅或离心力产生的压力差及重力，使驱动润滑油的循环性提高，轴承17、接触面的润滑状态能够保持良好。
(第2实施方式)  (图5-图7)
第2实施方式的增压机10与第1实施方式的增压机10的不同点在于，使增速机30的内部的驱动润滑油循环的余摆线泵或叶片泵等油泵50内藏在增速机30内。
油泵50如图5、图6所示，是将外转子51组装在增速机外壳31内，利用花键结合等将内转子52结合在输入轴11。油泵50使封入增速机外壳31的驱动润滑油向外部进行循环、冷却，再导入增速机外壳31的内部，能够对中心滚柱34的被驱动侧圆筒面34A、外环36的驱动侧圆筒面36A、中间滚柱38A-38C的动力传递用圆筒面40A-40C进行润滑、冷却。
油泵50将进行循环的驱动润滑油通过送油管(未图示)从设在中心圆板15的油路53经过油孔54供给输出轴12的轴承17，也能够使此油流出到中心滚柱34的被驱动侧圆筒面34A、中间滚柱38A-38C的动力传递用圆筒面40A-40C。
若采用本实施方式，因为增压机10的内部备置对输出轴12的轴承17、外环36、中间滚柱38A-38C、中心滚柱34的相互接触面进行良好润滑、冷却用的油泵50，所以，不必要如以往那样在增压机10的外部配设油泵50，能够小型化。
(第3实施方式)  (图8)
第3实施方式的增压机10与第1实施方式和第2实施方式的增压机10的不同点在于，在输入轴11与皮带轮13之间设置电磁离合器60，按照有无必要用增压机10增压，对电磁离合器60可以进行接通/切断控制。电磁离合器60能够采用板式离合器、电磁粉末离合器等。
若采用本实施方式，由于增速机30的内部的转动体的惯性力、驱动损失小，因此电磁离合器60也能够用小容量对应。因此，即使装配电磁离合器60的场合，与其他的机械式增压机相比，向发动机的搭载显得容易。
(第4实施方式)  (图9)
第4实施方式的增压机10与第1实施方式～第3实施方式的增压机10的不同点在于在输出轴12上设置平衡板70。从蜗壳23通过通路72将增压导入平衡板70的一方侧的空间71内。从吸气口71通过通路74将吸气压(或者来自大气空间的大气压)导入平衡板70的另一方侧的空间73内。附加在平衡板70的两空间71、73的压力使作用于叶轮14的轴向负荷平衡，减低作用于输出轴12的轴承17的轴向荷载。
若采用本实施方式，由于在输出轴12设置平衡板70，将增压附加在平衡板70的一方侧，将吸气压或大气压附加在平衡板70的另一方侧，因此，对作用于增压机10的输出轴12的轴向荷载进行调整，能够减低加在输出轴12的轴承17的轴向荷载，提高耐久性。
以上，利用附图详述了本发明的实施方式，但本发明的具体的构成决不限于这些实施方式，在不脱离本发明的要旨的范围的设计的变更等也包含在本发明内。
若采用如前所述的本发明，能够以高的生产性生产高速转动时不产生打滑，低速转动时不产生驱动损失，噪音、振动也小，轻量、小型的增压机。
并且，若采用本发明，能够提高输出轴的轴承部的润滑、冷却性，并且，可以调整轴向荷载，提高耐久性。

Claims (9)

1.一种增压器，用增速机对输入轴的转动增速并传给输出轴，在该输出轴上设置涡轮而成，其特征是，所述增压机具有：结合于输出轴的中心滚柱；相对中心滚柱偏心配置的外环；作为中心滚柱的外周面的被驱动侧圆筒面与作为外环的内周面的驱动侧圆筒面之间的、配置在关于中心滚柱的径向的宽度对于该中心滚柱周方向为不同的环状空间内、将各自的外周面作为动力传递用圆筒面的多个中间滚柱，沿中心滚柱的周向及径向可动配置至少1只以上的中间滚柱的枢轴。
2.如权利要求1所述的增压机，其特征是，设置利用该增速机的转动而使所述增速机的内部的驱动润滑油在必要润滑部进行循环用的循环路径。
3.如权利要求1或2所述的增压机，其特征是，使所述增速机的内部的驱动润滑油循环的油泵内藏在该增速机内。
4.如权利要求1-3中任何一项所述的增压机，其特征是，所述输出轴上设置平衡板，将增压施加在平衡板的一方侧，将吸气压或大气压施加在平衡板的另一方侧。
5.如权利要求1-4任何一项所述的增压机，其特征是，使输入皮带轮可以接于所述输入轴，并在输入皮带轮与输入轴之间设置电磁离合器。
6.如权利要求1所述的增压机，其特征是，在所述中心滚柱周围配置多个中间滚柱。
7.如权利要求1所述增压机，其特征是，将所述可动配置的至少1只以上的中间滚柱的枢轴作成在导向槽内自由位移，可由导向槽限制该中间滚柱的可以位移的距离。
8.如权利要求3所述的增压机，其特征是，所述油泵将循环的驱动润滑油供给输出轴的轴承。
9.如权利要求3所述的增压机，其特征是，使所述驱动润滑油循环的油泵是余摆线泵。
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