JP2006077699A - 過給装置の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

【課題】過給装置の増速機構に十分な潤滑油を供給しつつ、潤滑油による攪拌抵抗を低減させることにより、動力損失を低減することができる過給装置の潤滑構造を提供すること。
【解決手段】エンジン１８と過給機構３３との間に設けられた第２ハウジング４５内に収容されて、駆動軸３７に連結されたプラネタリローラ４３とプラネタリローラ４３の回転を増速して伝達するリングローラ４４とを備えた増速機構３２と、増速機構３２を潤滑するための潤滑油を貯留する貯油室３５ａと、潤滑油を増速機構３２に供給するポンプ機構３１とを有する過給装置の潤滑構造であって、第２ハウジング４５の下部と貯油室３５ａとを連通孔４２を介して連通させ、連通孔４２および貯油室３５ａの底部がプラネタリローラ４３よりも低い位置となるようにして、増速機構３２に供給された潤滑油が貯油室３５ａに戻るようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エンジンに圧縮空気を供給する過給装置の潤滑構造に関する。

従来から、エンジンの出力性能を向上させるためにエンジンの燃焼室内に圧縮空気を供給する過給装置が広く用いられている。このような過給装置として、エンジンの回転によって回転駆動される入力軸の回転数を増速機構により増速して出力軸に伝達し、同出力軸に設けられたロータを高速回転させて圧縮空気を生成するものがある（特許文献１参照）。
特開２００３−０４９６５４号公報

この過給装置は、エンジンの動力によって回転駆動される第１ロータ軸の回転を、ハウジング内に収容されている互いに噛み合う２つの増速ギアによって増速して第２ロータ軸に伝達している。第１ロータ軸および第２ロータ軸は、それぞれロータを備えており、これらのロータが高速で回転駆動されることによって空気が圧縮されるようになっている。この増速ギアを収容するハウジング内には、高速で回転する増速ギアの噛み合いを円滑なものとするために、増速ギアを浸した状態で潤滑油が貯留されている。

しかしながら、増速ギアは前記したように潤滑油に浸された状態にあるため、増速ギアの回転駆動時においては、潤滑油の攪拌抵抗が大きく動力損失が大きいという問題がある。

本発明は前記問題に対処するためなされたもので、その目的は、増速機構に十分な潤滑油を供給しつつ、増速機構における潤滑油の攪拌抵抗を低減させることにより、動力損失を低減することができる過給装置の潤滑構造を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の特徴は、エンジンの回転により回転駆動される駆動軸と、過給機構が備えるタービンに連結された回転軸と、エンジンと過給機構との間に設けられたハウジング内に収容されて、駆動軸に連結された回転部と、回転部の回転力が伝達される被回転部とを備え、これらの回転部および被回転部によって駆動軸の回転を増速して回転軸に伝達する増速機構と、増速機構を潤滑するための潤滑油を貯留する貯油室と、駆動軸の回転により駆動されて貯油室に貯留される潤滑油を増速機構に供給するポンプ機構とを有する過給装置の潤滑構造であって、ハウジングの下部と貯油室とを連通流路を介して連通させるとともに、連通流路および前記貯油室の各底部が増速機構の回転部の最下部よりも低い位置になるようにして、増速機構に供給され増速機構を潤滑した潤滑油が前記連通流路を介して貯油室に自然落下により戻るようにしたことにある。この場合、過給装置は、ポンプ機構、増速機構および過給機構により構成されている。

このように構成した本発明の特徴によれば、増速機構に供給された潤滑油は自然落下によりハウジング内の底部に溜まるが、ハウジング内の底部に溜まった潤滑油は、連通流路を介して自然落下により貯油室内に流れ込む。この場合、連通流路を増速機構の回転部の最下端より下方に位置するように構成しているため、増速機構の回転部がハウジング内の底部に溜まった潤滑油に浸されることはない。この場合の増速機構としては、例えば、プラネタリローラを用いた機構を使用することができる。

具体的には、一例として、回転部を、駆動軸に支持部材を介して回転可能に支持された複数のプラネタリローラとする一方、被回転部を、ハウジング内に固定され前記複数のプラネタリローラと摩擦接触するリングローラとすることができる。これによると、駆動軸の回転によりプラネタリローラはリングローラ内で回転する。この場合、リングローラ内を回転するプラネタリローラは、ハウジング内の底部に溜まる潤滑油に浸されることがない。また、リングローラは、固定状態であるため潤滑油に浸されても支障はない。

また、他の例として、前記複数のプラネタリローラをハウジング内に支持部材を介して回転可能に支持させた被回転部とし、前記リングローラを駆動軸に支持部材を介して支持させ、前記被回転部と摩擦接触する回転部としてもよい。これによると、駆動軸の回転により回転部が被回転部と摩擦接触しながら、被回転部の外側を回転する。この場合、回転部内を回転する被回転部および回転部の双方ともハウジング内の底部に溜まる潤滑油に浸されることがない。この結果、回転するプラネタリローラおよびリングローラが潤滑油に浸かり攪拌抵抗によって動力損失が生じることが防止される。

また、本発明の他の特徴は、ポンプ機構は、駆動軸の外周面に同駆動軸を中心として螺旋状に設けられたスクリューと、駆動軸を支持手段を介して回転自在に支持するとともに同スクリューを収容する円筒体とから構成されており、スクリューの外周縁部と円筒体の内周面との間に隙間が形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、スクリューと円筒体とが非接触となるため、スクリューの回転に対する抵抗がなくなる。この結果、駆動軸の回転数を上げることができ、高回転数のエンジンにも使用できるようになる。

また、本発明の他の特徴は、駆動軸の外周面におけるスクリューの両端側部分に駆動軸の軸線方向と直交する方向に突出した略円板状の鍔部をそれぞれ設けたことにある。これによれば、円筒体の内側における駆動軸上に設けられた２つの鍔部に挟まれた空間によってスクリューを収容するポンプ室を簡単な構成でコンパクトに形成することができる。

また、本発明の他の特徴は、貯油室に貯留された潤滑油を冷却するための冷却液室を、貯油室に隔壁を介して設けたことにある。これによれば、簡単な構造で効果的に潤滑油を冷却することができる。

また、本発明の他の特徴は、冷却液室を貯油室を囲むように設けたことにある。これによれば、より効果的に潤滑油を冷却することができる。

また、本発明の他の特徴は、潤滑油が貯油室から潤滑油流路を介してポンプ機構に供給されるように構成し、潤滑油流路を流れる潤滑油を冷却するための冷却装置を設けたことにある。これによれば、増速機構に供給される潤滑油を冷却装置によって冷却することができるとともに、前記冷却液室に加えて冷却装置を設けることにより、さらに効果的に潤滑油を冷却することができる。

また、本発明の他の特徴は、駆動軸の軸方向に沿って、エンジン側からポンプ機構、増速機構および過給機構を並べて設けるとともに、ポンプ機構および増速機構の少なくともいずれか一方の下方に貯油室を設けたにある。これによれば、ポンプ機構または増速機構の少なくともいずれか一方の下方に貯油室を設けているため、過給装置の構成をコンパクトにすることができる。

また、本発明の他の特徴は、駆動軸と回転軸とを同軸上に対向配置し、前記駆動軸に、同駆動軸における回転軸に対向する端面から同端面とは反対側に向かって軸方向に延びる中心孔を設けるとともに、駆動軸に外周面から中心孔に通じる連通孔を設け、貯油室から供給される潤滑油が、連通孔を介して中心孔内に導かれるとともに、同中心孔を介して増速機構に供給されるようにしたにある。これによれば、貯油室から増速機構に潤滑油を供給するための流路を駆動軸内に形成することができるため、過給装置の構造を簡単かつコンパクトに構成することができる。

また、本発明の他の特徴は、駆動軸と回転軸との対向する端面部同士を接触させて配設し、回転軸の一端側に過給機構のタービンを設けるとともに、同回転軸の他端側に増速機構を設け、回転軸に、同回転軸における駆動軸に対向する端面部から過給機構側に向かって軸方向に延びる中心孔を設けるとともに、回転軸に外周面から中心孔に通じる連通孔を設け、駆動軸の中心孔と回転軸の中心孔を連通させて、駆動軸の中心孔から供給される潤滑油が回転軸の中心孔および連通孔を介して増速機構に供給されることにある。これによれば、貯油室から増速機構に潤滑油を供給するための流路を駆動軸内および回転軸内に形成することができるため、過給装置の構造を簡単かつコンパクトに構成することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記駆動軸と前記回転軸との互いに対向する端部同士を互いに回転自在に嵌め合わせた構造にしたことにある。これによれば、駆動軸と回転軸との端部を互いに回転可能な状態にして嵌め合わせたため、互いに回転速度が異なる軸同士であっても簡単な構造で駆動軸の孔と回転軸の孔とを連通させることができる。

例えば、駆動軸の外径を回転軸の外径よりも大きくして、駆動軸の端部に回転軸の外径より僅かに大きい孔径の孔を設け、同孔に回転軸の端部を挿入して嵌め合わせるようにしてもよいし、回転軸の外径を駆動軸の外径より大きくして、回転軸の端部に駆動軸の外径より僅かに大きい孔径の孔を設け、同孔に駆動軸の端部を挿入して嵌め合わせるようにしてもよい。また、駆動軸および回転軸のどちらか一方の軸の端部に凸部を設け、他方の軸の端部に凹部を設けて、一方の軸の凸部を他方の軸の凹部に挿入して嵌め合わせるようにしてもよい。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る過給装置の潤滑構造を備えた水ジェット推進艇１０を示している。この水ジェット推進艇１０では、デッキ１１とハル１２とが周縁部を液密的に接合して船体１３が構成されている。そして、デッキ１１の上部における中央よりもやや前側部分に操舵ハンドル１４が設けられ、同デッキ１１の上部における操舵ハンドル１４の後方には、シート１５が設けられている。

船体１３の内部における前部側と後部側には、それぞれ外部の空気を船体１３内に導くための空気ダクト１６ａ，１６ｂが設けられている。これらの空気ダクト１６ａ，１６ｂは、船体１３の上部から船体１３内部の底部まで上下に延びるように形成され、デッキ１１に設けた防水構造（図示せず）を介して船外の空気を上端部から吸い込み、下端部から船体１３内に導く構成となっている。

船体１３内の底部における前部側部分に燃料を収容するための燃料タンク１７が設置され、同船体１３内の底部における中央部に水ジェット推進艇１０の動力源であるエンジン１８が設置されている。エンジン１８は、図２に示すように水冷式の直列４気筒４サイクルエンジンから構成されており、各気筒１８ａを構成する吸気弁と排気弁との開閉駆動により、吸気弁側に設けられた吸気装置１９から供給される空気と、燃料タンク１７から図示しない燃料供給装置を介して供給される燃料との混合気を取り込み、排気弁側に設けられた排気装置２７に排気ガスを送り出す。

その際、吸気弁側からエンジン１８内に供給される混合気は、エンジン１８が備える点火装置の点火によって爆発し、この爆発によってエンジン１８内に設けられたピストン１８ｂが上下方向に往復移動する。そして、このピストン１８ｂの移動によってクランク軸１８ｃが回転駆動される。このクランク軸１８ｃは、エンジン１８の後部から後方に向かって延びており、カップリング１８ｄを介してポンプ駆動軸２０に連結され、回転力をポンプ駆動軸２０に伝達してポンプ駆動軸２０を回転駆動させる。

ポンプ駆動軸２０の後端部は、船体１３の後端部における船体１３の幅方向の中央に設置されたジェットポンプ２１のインペラ（図示せず）に連結されている。このインペラの回転によって水ジェット推進艇１０に推進力が生じる。すなわち、ジェットポンプ２１は、船体１３の底部に開口する水導入口２２ａと船尾に開口する水噴射口２２ｂとを備えており、水導入口２２ａから導入される水をインペラの回転により水噴射口２２ｂから噴射させることにより船体１３に推進力を生じさせる。また、水噴射口２２ｂの後端部には、操舵ハンドル１４の操作に応じて、水噴射口２２ｂから噴射される噴流の向きを左右方向に変化させることができるディフレクタ２２ｃが取り付けられており、このディフレクタ２２ｃの向きを左右方向に変化させることにより、水ジェット推進艇１０の進行方向を左右方向に旋回させることができる。

吸気装置１９は、吸気ボックス２４と、過給装置３０と、インタークーラー（図示せず）と、スロットルボディー２５および吸気管２３ｃとから構成されている。

吸気ボックス２４は、エンジン１８と燃料タンク１７との間におけるやや燃料タンク１７に近い部分に、エンジン１８と所定間隔を保って配置されており、空気ダクト１６ａ，１６ｂを介して船体１３内に取り込まれた空気を空気通路２３ａを介して過給装置３０に送る。過給装置３０は、吸気ボックス２４から供給される空気を圧縮してインタークーラーに送る。インタークーラーは、過給装置３０から供給される圧縮空気を冷却して密度を大きくした後、空気ダクト２３ｂを介してスロットルボディー２５に送る。スロットルボディー２５は、圧縮空気の流量を調節して吸気管２３ｃを介してエンジン１８の各気筒に圧縮空気を供給する。

この吸気装置１９が備える過給装置３０は、エンジン１８の前端側にエンジン１８に隣接して設置されている。すなわち、エンジン１８のクランク軸１８ｃの前端部にはフライホイール１８ｅが取り付けられており、このフライホイール１８ｅに駆動歯車３７ａを介して駆動軸３７が連結されている。この駆動軸３７は、エンジン１８の作動によってクランク軸１８ｃが回転すると、その回転力がフライホイール１８ｅおよび駆動歯車３７ａを介して伝達され、その回転力によって回転するように構成されている。そして、駆動軸３７の前端側部分に壁部３６を介して過給装置３０が設けられている。すなわち、駆動軸３７の前端側部分は壁部３６に形成された貫通孔３６ａを貫通して前方に延びており、過給装置３０は、壁部３６の前面側に設けられている。過給装置３０は、図３に示すように、エンジン１８側から船首側に向かってポンプ機構３１、増速機構３２および過給機構３３を順に並べて構成されている。

ポンプ機構３１は、駆動軸３７の外周に形成された円筒状のポンプ室３４と、ポンプ室３４の下方に形成された貯油室３５ａと、ポンプ室３４と貯油室３５ａとの外周に形成された冷却液室３５ｂとを備えている。これらのポンプ室３４、貯油室３５ａおよび冷却液室３５ｂは、第１ハウジング３５によって隔離された状態で形成されている。ポンプ室３４は、大部分を占める後部側部分が小径部３４ａに形成され、前部側部分が大径部３４ｂに形成されている。そして、ポンプ室３４内における小径部３４ａの後端側部分と大径部３４ｂの前端側部分とにそれぞれ大きさの異なるベアリング３８ａ，３８ｂが設けられており、このベアリング３８ａ，３８ｂを介して駆動軸３７が回転可能な状態で支持されている。

すなわち、ベアリング３８ａ，３８ｂの外径および内径はそれぞれ対応する小径部３４ａ，大径部３４ｂの各内径および駆動軸３７の外径に応じた径に設定されており、ベアリング３８ｂの外径はベアリング３８ａの外径よりも大きく設定され、ベアリング３８ａの内径とベアリング３８ｂの内径とは同じ径に設定されている。貯油室３５ａの後端部は、壁部３６によって閉塞され、貯油室３５ａの前端部には、本発明に係る連通流路としての連通孔４２が形成されている。この連通孔４２の下端部４２ａは、貯油室３５ａの底面よりも高い位置に形成されている。

また、壁部３６における貯油室３５ａ底部の後部に対応する部分には貫通孔３６ｂが形成され油導管４１の一端が接続されている。油導管４１は、貫通孔３６ｂ側から上方に延びた後、壁部３６の貫通孔３６ａの下方に設けられた貫通孔３６ｃを介して第１ハウジング３５に設けられている油導孔３４ｃに連通している。油導孔３４ｃは、第１ハウジング３５における小径部３４ａと貯油室３５ａとを隔てる隔壁内に設けられており、同隔壁の後端部からポンプ室３４の上流側に向かって形成されている。したがって、貯油室３５ａは、油導管４１および油導孔３４ｃを介してポンプ室３４に連通している。

ポンプ室３４および貯油室３５ａの外周側には、第１ハウジング３５ａの一部を構成する隔壁３５ｃを介して冷却液室３５ｂが形成されている。冷却液室３５ｂは、図４に示すようにポンプ機構３１における左舷側（図４における左側）の底部側から上方に向かって形成された後、ポンプ室３４の上部側を囲うように右舷側に湾曲して右舷側の底部側に向かって形成されている。そして、冷却液室３５ｂにおける左舷側の側壁下部には、冷却水取入口３５ｄが設けられ、冷却液室３５ｂにおける右舷側の側壁下部には、冷却水吐出口３５ｅが設けられている。冷却水取入口３５ｄは、エンジン１８から延びる配水管２６ｂに接続され、冷却水吐出口３５ｅは、船外に通じる排水管２６ｃに接続されている。

すなわち、エンジン１８の後部には、船体１３の船尾に開口する冷却水取入管２６ａの前端部が接続されており、この冷却水取入管２６ａから送られる水によってエンジン１８は冷却される。そして、エンジン１８を冷却した水は、エンジン１８の前部から前方に向かって延びる配水管２６ｂによって過給装置３０に送られる。すなわち、この配水管２６ｂは、エンジン１８の前部から前方に向かって延びた後に、下方に屈曲して冷却液室３５ｂの冷却水取入口３５ｄに接続されている。また、排水管２６ｃは、冷却液室３５ｂの冷却水吐出口３５ｅから後方に向かって延びた後、船体１３の船尾に開口している。

駆動軸３７の外周面における小径部３４ａの前部側に対応する部分には、同駆動軸３７を中心とする螺旋状に形成されたスクリュー３９が設けられているとともに、同スクリュー３９の前後両側方に、駆動軸３７の径方向に突出した円板状の鍔部４０ａ，４０ｂがそれぞれ設けられている。スクリュー３９は、ポンプ室３４の小径部３４ａ内に位置しており、その外径は、小径部３４ａの内径より僅かに小さい径に形成され、ポンプ室３４内において小径部３４ａの内壁と非接触状態で回転するように構成されている。

鍔部４０ａは、ポンプ室３４の小径部３４ａ内に位置しており、スクリュー３９の後端部と所定の間隔をおくとともにベアリング３８ａの前側面に隣接して設けられている。この鍔部４０ａの外径は小径部３４ａの内径より僅かに小さい外径となっており、鍔部４０ａの外周面と小径部３４ａの内周面との間に隙間が形成されている。鍔部４０ｂは、ポンプ室３４の大径部３４ｂ内に位置しており、スクリュー３９の前端部およびベアリング３８ｂの後側面との間にそれぞれ所定の間隔をおいて設けられている。この鍔部４０ｂの外径は大径部３４ｂの内径より僅かに小さい外径となっており、鍔部４０ｂの外周面と大径部３４ｂの内周面との間に隙間が形成されている。また、駆動軸３７の外周面におけるベアリング３８ａのエンジン１８側には、ベアリング３８ａとの間に所定の間隔をおいて環状のオイルシール３８ｃが取り付けられ、ポンプ室３４内からの潤滑油漏れが防止されている。

駆動軸３７には、前端面中央からエンジン１８側に向かって軸方向に延びる有底状の油孔３７ｂが設けられている。そして、駆動軸３７における鍔部４０ｂとスクリュー３９との間には、駆動軸３７を径方向に貫通する貫通孔３７ｃが設けられている。また、駆動軸３７におけるベアリング３８ａとオイルシール３８ｃとの間および鍔部４０ｂとベアリング３８ｂとの間には、油孔３７ｂとポンプ室３４とをそれぞれ連通する連通孔３７ｄ，３７ｅがそれぞれ設けられている。

駆動軸３７の前端部側には、図５に示したように本発明に係る回転部としての４つのプラネタリローラ４３と、これら４つのプラネタリローラ４３とそれぞれ摩擦接触する本発明に係る被回転部としてのリングローラ４４とを備えた増速機構３２が設けられている。４つのプラネタリローラ４３は、それぞれ摩擦接触面が外周面に形成されており、支持部材４６を介して駆動軸３７の前端部に連結されている。支持部材４６は、前後方向から見た形状が略十字状に形成されており、各先端側前部に支持軸４６ａが形成されている。そして、この支持軸４６ａにプラネタリローラ４３が駆動軸３７と同じ回転方向に回転可能な状態で支持されている。この支持部材４６は、その中心部に設けられた孔に駆動軸３７の前端部を圧入させることによって駆動軸３７に結着されている。

リングローラ４４は、プラネタリローラ４３の外周側に配置され、内周面に摩擦接触面が形成された環状体からなり、第１ハウジング３５に連結して形成された円筒状の第２ハウジング４５の内周面に固定されている。すなわち、第２ハウジング４５は、一端側が閉口した円筒状に形成されており、他端側の開口部が第１ハウジング３５の前部側に組み付けられ、その内部に駆動軸３７に連結した増速機構３２を収容している。したがって、駆動軸３７が回転すると支持部材４６に支持された４つのプラネタリローラ４３は、リングローラ４４と摩擦接触することによって支持軸４６ａを中心として自転しながらリングローラ４４の内周に沿って回転する。

また、プラネタリローラ４３の中心部には、外周面に各プラネタリローラ４３と摩擦接触するサンローラ４７ａが形成された回転軸４７が配置されている。この回転軸４７は、駆動軸３７の前端側に駆動軸３７と同軸的に配置され、第２ハウジング４５を貫通して前方に延びている。回転軸４７の外周面における軸線方向の略中央部にベアリング４８ａが取り付けられ、そのベアリング４８ａを介して回転軸４７は第２ハウジング４５に回転可能な状態で支持されている。回転軸４７の後端側部分は、駆動軸３７の油孔３７ｂ内に回転可能な状態で挿入されている。したがって、４つのプラネタリローラ４３が自転しながら回転することにより、回転軸４７が回転駆動される。この場合、リングローラ４４とプラネタリローラ４３との増速比およびプラネタリローラ４３と回転軸４７のサンローラ４７ａとの増速比に応じて、回転軸４７が増速されて回転する。

回転軸４７には、後端面中央から前方に向かって軸方向に延びる有底状の油孔４７ｂが設けられている。そして、回転軸４７のサンローラ４７ａの外周面には、回転軸４７の径方向に貫通する貫通孔４７ｃが油孔４７ｂと連通して設けられ、回転軸４７の外周面におけるベアリング４８ａの前部側部分には、油孔４７ｂと連通する連通孔４７ｄが設けられている。そして、回転軸４７の外周面における連通孔４７ｄの前方には、ベアリング４８ａとの間に所定の間隔をおいて環状のオイルシール４８ｂが取り付けられ、第２ハウジング４５内部からの潤滑油漏れが防止されている。

また、第２ハウジング４５の下部は、前述した連通孔４２を介して貯油室３５ａに連通している。この連通孔４２の下端部４２ａは、第２ハウジング４５内部の底部よりも高い位置であるとともに、リングローラ４４の最下部における摩擦接触面よりも低い位置となっている。すなわち、連通孔４２の下端部４２ａは、プラネタリローラ４３の何れかが最も低い位置にあるときのプラネタリローラ４３の最下部よりも低い位置となっている。また、第２ハウジング４５の底面は、貯油室３５ａの底面よりも高い位置になるように設定されている。

回転軸４７の前端部側には、過給機構３３が設けられている。過給機構３３は、空気通路２３ａを介して吸気ボックス２４から送られる空気を取り込む吸気口４９ａと、吸気口４９ａから取り込んだ空気をインタークーラー側に送る吐出口４９ｂとを有する第３ハウジング５０を備えている。そして、第３ハウジング５０の内部には、吸気口４９ａから取り込んだ空気を圧縮するタービン５１が、回転軸４７の前端部に取り付けられている。このタービン５１は、回転軸４７の回転とともに回転して、吸気口４９ａから取り込んだ空気を吐出口４９ｂに送り込む。

また、排気ガスを船外に排出するための排気装置２７は、排気管２８およびウォーターロック２９等から構成されている。排気管２８は、上流端がエンジン１８の右舷側側面に開口する各気筒の排気口に接続されており、エンジン１８の右舷側側面、前端面および左舷側側面を屈曲しながら延びた後、下流端がウォーターロック２９に接続されている。

ウォーターロック２９は、大径の円筒状タンクで構成されており、その後部上面から排気ガス管２９ａが後方に向かって延びている。この排気ガス管２９ａの上流端部は、ウォーターロック２９の上面に連通しており、下流側が一端上方に延びた後に下方後方に延びている。そして、排気ガス管２９ａの下流端部は、船体１３の後端部から外部に通じている。

前記のように構成した本実施形態の作動について説明する。まず、水ジェット推進艇１０の操舵者がシート１５を跨いで座り、スタートスイッチ（図示せず）を投入することにより、水ジェット推進艇１０は走行可能な状態となる。そして、操舵者による操舵ハンドル１４や各操作子の操作により、水ジェット推進艇１０は各操作に応じた所定の方向に所定の速度で走行する。

この場合、エンジン１８の作動により過給装置３０は、吸気ボックス２４から供給される空気を圧縮してエンジン１８に送り込む。その際、過給装置３０のポンプ機構３１は、増速機構３２に潤滑油を供給して、増速機構３２の作動を円滑にする。具体的には、エンジン１８が作動して駆動軸３７が回転すると、回転軸３７とともにスクリュー３９が回転し、ポンプ室３４内に上流側（図３の右側）から下流側（図３の左側）に流れる空気流が発生する。これによって、貯油室３５ａ内の潤滑油は油導管４１および油導孔３４ｃなどを介してポンプ室３４内に吸引される。さらに、潤滑油は、貫通孔３７ｃを介して油孔３７ｂに送り込まれる。

油孔３７ｂに導入された潤滑油は、その一部が連通孔３７ｄ，３７ｅを介してベアリング３８ａ，３８ｂに供給される。連通孔３７ｄを介してベアリング３８ａに供給された潤滑油は、ベアリング３８ａを潤滑した後、鍔部４０ａの外周面と小径部３４ａの内周面との間の隙間を介してポンプ室３４の上流側に戻る。また、ベアリング３８ｂには、油孔３７ｅからだけでなくポンプ室３４内からも鍔部４０ｂの外周面と大径部３４ｂの内周面との間の隙間を介して潤滑油が供給される。そして、ベアリング３８ｂに供給された潤滑油は、ベアリング３８ｂを潤滑した後、自然落下により第２ハウジング４５の底部に溜まる。そして、潤滑油の液面が連通孔４２の下端部４２ａよりも高くなると、下端部４２ａを超える分が貯油室３５ａに自然落下により流れる。

また、油孔３７ｂに導入された潤滑油の他の一部は、回転軸４７と油孔３７ｂとの嵌め合い部に侵入するとともに、回転軸４７の油孔４７ｂ内に導かれる。回転軸４７と油孔３７ｂとの嵌め合い部に侵入した潤滑油は、同嵌め合い部を潤滑した後、自然落下により第２ハウジング４５の底部に溜まる。

油孔４７ｂ内に導入された潤滑油は、貫通孔４７ｃおよび連通孔４７ｄを介してサンローラ４７ａおよびベアリング４８ａにそれぞれ供給される。サンローラ４７ａに供給された潤滑油は、サンローラ４７ａとプラネタリローラ４３との摩擦接触面を潤滑するとともに、プラネタリローラ４３に付着した潤滑油が、プラネタリローラ４３とリングローラ４４との摩擦接触面も潤滑する。これらサンローラ４７ａとプラネタリローラ４３との摩擦接触面およびプラネタリローラ４３とリングローラ４４との摩擦接触面を潤滑した潤滑油は、自然落下により第２ハウジング４５の底部に溜まる。また、ベアリング４８ａに供給された潤滑油は、ベアリング４８ａを潤滑した後、自然落下により第２ハウジング４５の底部に溜まる。

この場合、連通孔４２の下端部４２ａがリングローラ４４の最下部における摩擦接触面より低い位置となっているため、リングローラ４４の同摩擦接触面以上の高さに潤滑油が溜まることがない。これにより、リングローラ４４の内側を回転するプラネタリローラ４３が潤滑油に浸されることが防止され、プラネタリローラ４３の回転駆動時における潤滑油の攪拌抵抗による動力損失を低減することができる。そして、貯油室３５ａに回収された潤滑油は、再度油導管４１等を介して増速機構３２の潤滑等に利用される。すなわち、潤滑油はポンプ機構３１と増速機構３２との間を循環することになる。この場合、図３に示すように、貯油室３５ａ内の潤滑油は、その液面Ｌが連通孔４２の下端部４２ａより低い位置を維持する状態でポンプ機構３１と増速機構３２との間を循環する。

一方、冷却液室３５ｂ内には、配水管２６ｂを介してエンジン１８から冷却水が導かれており、この冷却水は、冷却液室３５ｂ内を循環する間に貯油室３５ａおよびポンプ室３４内の潤滑油を冷却して排水管２６ｃから船外に排水される。これにより、潤滑油が高温となることが防止される。

前記作動説明からも理解できるように、前記実施形態によれば、リングローラ４４の内側を回転するプラネタリローラ４３が潤滑油に浸されなくなるため、プラネタリローラ４３の回転駆動時における潤滑油の攪拌抵抗による動力損失を低減することができる。

また、駆動軸３７の軸線方向に沿ってポンプ機構３１、増速機構３２および過給機構３３を配設し、これらのうちポンプ機構３１の下方に貯油室３５ａを設けた。これにより、コンパクトに過給装置３０を構成することができる。

また、ベアリング３８ａ，３８ｂ，４８ａおよび増速機構３２に潤滑油を供給するための流路を駆動軸３７および回転軸４７内に形成しているため、過給装置３０の構造が簡素化されコンパクトな構成とすることができる。また、この場合、回転軸４７を駆動軸３７の油孔３７ｂに回転可能な状態で嵌め込んで回転軸４７の油孔４７ｂを駆動軸３７の油孔３７ｂに連通させたため、互いに回転数の異なる両軸の油孔４７ｂと油孔３７ｂとを簡単な構造で連通させることができるとともに、同両軸間への潤滑油の供給も簡単な構成で行うことができる。

また、スクリュー３９の外周縁部と小径部３４ａの内周面とを非接触としたため、駆動軸３７の回転数を上げることができ、高回転数のエンジン１８にも使用することができる。

また、駆動軸３７の外周面におけるスクリュー３９の前後両端側方にそれぞれ鍔部４０ａ，４０ｂを設けて、小径部３４ａおよび大径部３４ｂ内における鍔部４０ａ，４０ｂに挟まれた空間によってスクリュー３９を収容するポンプ室３４を形成したため、簡単な構成でコンパクトにポンプ室３４を形成することができる。これにより、過給装置３０の組み付けも容易となる。

また、本実施形態においては、ポンプ室３４および貯油室３５ａを囲む状態で冷却液室３５ｂを設けた。これにより、簡単な構造で効果的に潤滑油を冷却することができる。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る潤滑構造を備えた過給装置３０’を示している。この過給装置３０’においては、ポンプ機構３１および貯油室３５ａに設けられた冷却液室３５ｂに加えて増速機構３２’にも冷却液室３５ｂ’が設けられている。すなわち、増速機構３２’の外周部を囲んだ状態で冷却液室３５ｂ’が設けられ、冷却液室３５ｂと冷却液室３５ｂ’の下部側部分が前後に連通している。したがって、冷却液室３５ｂに導入された冷却水は冷却液室３５ｂ’にも導かれる。

また、増速機構３２’は、本発明に係る回転部としてのリングローラ４４’が支持部材４６’を介して駆動軸３７の前端部に連結されるとともに、本発明に係る被回転部としての４つのプラネタリローラ４３’（２つのみ図示）が、第２ハウジング４５’に取り付けられた支持棒４４ａ’に回転可能な状態で支持されて構成されている。この支持棒４４ａ’は、第２ハウジング４５’の前面部の後部から支持部材４６’に向かって延びており、回転軸４７を中心とする円周に沿って一定間隔で設けられている。そして、リングローラ４４’の内周面と４つのプラネタリローラ４３’の外周面とが摩擦接触している。また、４つのプラネタリローラ４３’の中心部には、同４つのプラネタリローラ４３’と摩擦接触するサンローラ４７ａを有する回転軸４７が配置されている。したがって、駆動軸３７が回転することにより、リングローラ４４’が回転し、同リングローラ４４’の回転力がプラネタリローラ４３’に伝達される。さらに、プラネタリローラ４３’の回転力が回転軸４７に伝達されて回転軸４７は高速回転する。

この増速機構３２’では、リングローラ４４’が回転するため、貯油室３５ａに連通する連通孔４２の下端部４２ａは、リングローラ４４’の外周面より低い位置になるように形成されている。この第２実施形態に係る過給装置の潤滑構造のそれ以外の部分の構成については、上記第１実施形態と同様であるので、同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。

この第２実施形態に係る過給装置の潤滑構造によれば、冷却液室３５ｂに加えて増速機構３２’を囲む状態で冷却液室３５ｂ’を設けて構成されているため、増速機構３２’内の潤滑油も冷却することができる。このため、より効果的に潤滑油を冷却することができる。この第２実施形態に係る過給装置の潤滑構造のそれ以外の作用効果については上記第１実施形態に係る過給装置の潤滑構造と同様である。

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係る過給装置の潤滑構造を備えた水ジェット推進艇１０’を示している。この水ジェット推進艇１０’においては、船体１３内のエンジン１８の左舷側側面に隣接してオイルクーラー６０が設置されている。オイルクーラー６０は、エンジン１８内の潤滑油を冷却するために設けられた冷却装置であり、本実施形態では、このオイルクーラー６０を過給装置３０の潤滑油を冷却するためにも利用している。オイルクーラー６０は、冷却水が通る配管（図示せず）とエンジン１８内および過給装置３０内の潤滑油がそれぞれ通る配管（図示せず）とを備えている。また、船体１３の内部には、船外からの水を冷却水としてオイルクーラー６０に導く冷却水取入管２６ａ’、オイルクーラー６０内を通った冷却水を過給装置３０に導く配水管２６ｂ’および過給装置３０内を通った冷却水を船外に排水する排水管２６ｃ’が設けられている。

冷却水取入管２６ａ’は、オイルクーラー６０の下面の後部から後方に向かって延びた後、船体１３の船尾に開口している。また、配水管２６ｂ’は、オイルクーラー６０の下面の前部から前方に向かって延びており、過給装置３０の左舷側側面の下部に設けられた冷却水取入口（図示せず）に接続されている。また、排水管２６ｃ’は、過給装置３０の右舷側側面の下部に設けられている冷却水吐出口（図示せず）から後方に向かって延びた後、船体１３の船尾に開口している。したがって、船外から取り入れられた冷却水は、オイルクーラー６０および過給装置３０を通って潤滑油の冷却に用いられた後、船外に排水される。

また、船体１３内には、過給装置３０内の潤滑油をオイルクーラー６０に導く油導管４１ａおよびオイルクーラー６０に導入された潤滑油を過給装置３０に導く油導管４１ｂが接続されている。油導管４１ａは、オイルクーラー６０の船首側側面から前方に向かって延び、過給装置３０の貯油室３５ａに接続されている。また、油導管４１ｂは、オイルクーラー６０の船尾側側面から屈曲して前方側に延び、過給装置３０の油導孔３４ｃに接続されている。したがって、過給装置３０の貯油室３５ａに貯油されている潤滑油は、駆動軸３７の回転駆動により、オイルクーラー６０を介してポンプ室３４の下流側に供給される。

この場合、オイルクーラー６０内に導かれた潤滑油は、冷却水によって熱交換、すなわち冷却されて過給装置３０のポンプ室３４に供給される。なお、このオイルクーラー６０には、エンジン１８内の潤滑油も図示しない配管を介して導かれており、過給装置３０の潤滑油と同様に冷却水により冷却されてエンジン１８内に戻される。この第３実施形態に係る過給装置の潤滑構造を備える水ジェット推進艇１０’のそれ以外の部分の構成については、上記第１実施形態と同様であるので、同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。

この第３実施形態に係る過給装置の潤滑構造によれば、冷却液室３５ｂに加えてオイルクーラー６０でも潤滑油を冷却することができるため、潤滑油をより効果的に冷却することができる。また、元々水ジェット推進艇１０’が備えているオイルクーラー６０を過給装置３０の潤滑油の冷却にも利用できるため、別途冷却装置を設ける必要がない。このため、コストアップすることなく潤滑油の冷却を効果的に行えるようになる。この第３実施形態に係る過給装置の潤滑構造のそれ以外の作用効果については上記第１実施形態に係る過給装置の潤滑構造と同様である。

なお、上記第３実施形態に係る過給装置の潤滑構造においては、オイルクーラー６０によってエンジン１８内および過給装置３０内の潤滑油を冷却するように構成したが、これに代えて、オイルクーラー６０を過給装置３０内の潤滑油専用の冷却装置として構成してもよい。この場合、エンジン１８内の潤滑油の冷却は、エンジン１８内の潤滑油専用のオイルクーラーを別途設けてもよいし、上述した第１実施形態のように冷却水をエンジン１８内に導く構成としてもよい。これによれば、オイルクーラー６０は、過給装置３０内の潤滑油専用の冷却装置となるので、より効果的に潤滑油を冷却することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲において種々の変更が可能である。例えば、前記実施形態においては、増速機構３２として互いに摩擦接触するプラネラリローラ４３とリングローラ４４およびプラネタリローラ４３とサンローラ４７ａを備える回転軸４７を用いた。しかし、これに限定されるものではなく、プラネタリローラ４３およびサンローラ４７ａを外歯歯車によって構成してプラネタリギアおよびサンギアとし、リングローラ４７ａを内歯歯車によって構成してリングギアとして増速機構３２を構成してもよい。この場合、プラネタリギアとリングギアが噛み合うとともにプラネタリギアとサンギアが噛み合い、各噛み合い部が潤滑油により潤滑された状態で、駆動軸３７の回転が増速されて回転軸４７に伝達される。

また、前記実施形態においては、小型船舶である水ジェット推進艇１０に搭載されたエンジン１８の過給装置３０に本発明を適用したが、これに限定されるものではなく、小型船舶以外、例えば、２輪または４輪車両等に搭載されるエンジンの過給装置に本発明を適用してもよい。

本発明に係る過給装置の潤滑構造を備える水ジェット推進艇を示す側面図である。 エンジンと過給装置の接続状態を示す断面図である。 本発明に係る過給装置の潤滑構造を示す断面図である。 図３に示す過給装置の４−４断面図である。 図３に示す過給装置の５−５断面図である。 本発明の第２実施形態に係る過給装置の潤滑構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る過給装置の潤滑構造を備える水ジェット推進艇を示す側面図である。

符号の説明

１０…水ジェット推進艇、１３…船体、１８…エンジン、１９…吸気装置、２４…吸気ボックス、２５…スロットルボディー、２６ａ…冷却水取入管、２６ｂ…配水管、２６ｃ…排水管、２７…排気装置、３０…過給装置、３１…ポンプ機構、３２…増速機構、３３…過給機構、３４…ポンプ室、３４ａ…小径部、３４ｂ…大径部、３５…第１ハウジング、３６…壁部、３５ａ…貯油室、３５ｂ…冷却液室、３７…駆動軸、３７ｂ…油孔、３７ｃ…貫通孔、３７ｄ，３７ｅ…連通孔、３９…スクリュー、４０ａ，４０ｂ…鍔部、４１…油導管、４２…連通孔、４３…プラネタリローラ、４４…リングローラ、４５…第２ハウジング、４７…回転軸、４７ａ…サンローラ、４７ｂ…油孔、４７ｃ…貫通孔、４７ｄ…連通孔、５０…第３ハウジング、５１…タービン、６０…オイルクーラー。

Claims (10)

1. エンジンの回転により回転駆動される駆動軸と、
   過給機構が備えるタービンに連結された回転軸と、
   前記エンジンと前記過給機構との間に設けられたハウジング内に収容されて、前記駆動軸に連結された回転部と、前記回転部の回転力が伝達される被回転部とを備え、これらの回転部および被回転部によって前記駆動軸の回転を増速して前記回転軸に伝達する増速機構と、
   前記増速機構を潤滑するための潤滑油を貯留する貯油室と、
   前記駆動軸の回転により駆動されて前記貯油室に貯留される潤滑油を前記増速機構に供給するポンプ機構とを有する過給装置の潤滑構造であって、
   前記ハウジングの下部と前記貯油室とを連通流路を介して連通させるとともに、前記連通流路および前記貯油室の各底部が前記増速機構の回転部の最下部よりも低い位置になるようにして、前記増速機構に供給され前記増速機構を潤滑した潤滑油が前記連通流路を介して前記貯油室に自然落下により戻るようにしたことを特徴とする過給装置の潤滑構造。
2. 前記ポンプ機構は、前記駆動軸の外周面に同駆動軸を中心として螺旋状に設けられたスクリューと、前記駆動軸を支持手段を介して回転自在に支持するとともに同スクリューを収容する円筒体とから構成されており、
   前記スクリューの外周縁部と前記円筒体の内周面との間に隙間が形成されている請求項１に記載の過給装置の潤滑構造。
3. 前記駆動軸の外周面における前記スクリューの両端側部分に前記駆動軸の軸線方向と直交する方向に突出した略円板状の鍔部をそれぞれ設けた請求項２に記載の過給装置の潤滑構造。
4. 前記貯油室に貯留された潤滑油を冷却するための冷却液室を、前記貯油室と隔壁を介して設けた請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の過給装置の潤滑構造。
5. 前記冷却液室は、前記貯油室を囲むように設けたものである請求項４に記載の過給装置の潤滑構造。
6. 前記潤滑油が前記貯油室から潤滑油流路を介して前記ポンプ機構に供給されるように構成し、前記潤滑油流路を流れる前記潤滑油を冷却するための冷却装置を設けた請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の過給装置の潤滑構造。
7. 前記駆動軸の軸方向に沿って、エンジン側から前記ポンプ機構、前記増速機構および前記過給機構を並べて設けるとともに、前記ポンプ機構および前記増速機構の少なくともいずれか一方の下方に前記貯油室を設けた請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の過給装置の潤滑構造。
8. 前記駆動軸と前記回転軸とを同軸上に対向配置し、前記駆動軸に、同駆動軸における前記回転軸に対向する端面から同端面とは反対側に向かって軸方向に延びる中心孔を設けるとともに、前記駆動軸に外周面から前記中心孔に通じる連通孔を設け、
   前記貯油室から供給される潤滑油が、前記連通孔を介して前記中心孔内に導かれるとともに、同中心孔を介して前記増速機構に供給されるようにした請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の過給装置の潤滑構造。
9. 前記駆動軸と前記回転軸との対向する端面部同士を接触させて配設し、
   前記回転軸の一端側に前記過給機構のタービンを設けるとともに、同回転軸の他端側に前記増速機構を設け、
   前記回転軸に、同回転軸における前記駆動軸に対向する端面部から前記過給機構側に向かって軸方向に延びる中心孔を設けるとともに、前記回転軸に外周面から前記中心孔に通じる連通孔を設け、
   前記駆動軸の中心孔と前記回転軸の中心孔とを連通させて、前記駆動軸の中心孔から供給される潤滑油が前記回転軸の中心孔および前記連通孔を介して前記増速機構に供給されるものである請求項８に記載の過給装置の潤滑構造。
10. 前記駆動軸と前記回転軸との互いに対向する端部同士を互いに回転自在に嵌め合わせた構造にした請求項９に記載の過給装置の潤滑構造。
    

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