JP2011169192A

JP2011169192A - 過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザ

Info

Publication number: JP2011169192A
Application number: JP2010032432A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Miyoshi; 智己三好; Masahide Sakurai; 雅英櫻井
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができ、かつディフューザ部における圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる可変ディフューザを提供すること。
【解決手段】複数のベーン６は、その内周側端部６１が、連動リング５に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部６２が、回動部材７における回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してある。可変ディフューザ３は、複数の回動部材７のうちのいずれかである駆動回動部材７Ａを回動駆動することにより、駆動回動部材７Ａに支持された駆動ベーン６Ａの傾斜角αを変更すると共に、駆動ベーン６Ａを介して連動リング５が回動し、連動リング５を介して残りのベーン６の傾斜角αを変更するよう構成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機用遠心圧縮機において、ディフューザ部に設けた複数のベーンの傾斜角を調整可能にした可変ディフューザに関する。

内燃機関における過給機（ターボチャージャ）を構成する遠心圧縮機においては、コンプレッサインペラから吐き出される圧縮空気を通過させるディフューザ部に、圧縮空気の速度エネルギーを減少させて圧力回復量を増加させるためのベーン（羽根）を設けることが行われている。
例えば、特許文献１のサージ抑制手段を備えた過給用コンプレッサにおいては、コンプレッサロータの周縁に環状のディフューザ列を設けており、このディフューザ列は、傾動角を可変に調節することができるよう傾動可能に設けられたベーンの列によって構成されている。そして、過給用コンプレッサが、低速域から高速域に至る全速度域にわたってサージを抑制しつつより高い作動効率を呈するようにしている。

また、例えば、特許文献２の排気ターボ過給機のコンプレッサにおいては、ディフューザ内に配設した複数のガイドベーンをアームを介して互いに連結し、エアシリンダによっていずれかのアームを回動させることにより、いずれかのガイドベーンを回動させると共に、残りのガイドベーンを残りのアームを介して連動させることが開示されている。そして、エンジンの低速域においては、ディフューザ内にガイドベーンを突出させると共に、その角度を適度に可変調節して過給効率を向上させている。また、エンジンの高速域においては、ガイドベーンを格納室へ移動させてチョークの発生を防止し、過給効率の低下を予防している。
また、例えば、特許文献３のターボチャージャの制御装置においては、アクチュエータによっていわゆるユニゾンリングを回動させることにより、各従動アームを介して各ディフューザベーンを回動させることが開示されている。

特開２００５−１６３６９１号公報特開昭６４−６６４１９号公報特開２００７−１３２２３２号公報

ところで、複数のベーン先端部とインペラ外周との間の隙間がベーンの回動により大きくなると、圧縮空気がコンプレッサインペラの周りを旋回し、効率が低下する。ベーン先端部とインペラ外周との間の隙間は、コンプレッサの高効率化を図るために一定にすることが好ましい。一方、複数のベーンは、圧縮機の高速回転領域においては、コンプレッサインペラの回転方向となる周方向に対するベーンの傾斜角を、できるだけコンプレッサインペラの法線方向に近い角度にして、圧縮空気の旋回速度エネルギーをより高い圧力に回復させることが好ましい。これにより、高速回転領域における過給効率を維持することができる。

しかしながら、特許文献１、３においては、ベーンの回動中心が内周側端部と外周側端部との中間位置にあり、ベーンの傾動角を変化させる際には、ベーンの内周側端部とコンプレッサインペラの外周との間の隙間が変化し、特に低速回転領域においては、圧縮空気の回転失速が生じやすくなってしまう。
また、特許文献２においては、各ベーンを、その内周側端部に設けたシャフトを中心に回動させており、シャフトの裏面側にアームが存在することになる。そのため、アームが、コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収容する軸受ハウジングと干渉するおそれがある。また、各ベーンを、その内周側端部に設けたシャフトを中心に回動させる際には、各ベーンが流体（圧縮空気）から圧力を受けており、各ベーンを駆動するために必要な駆動力を大きくしなければならなくなる。また、大きな駆動力に耐えられるよう各ベーンの内周側端部の強度の向上を図ると、各ベーンの内周側端部が太くなり、狙った過給効率が得られなくなるおそれがある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができ、かつディフューザ部における圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザを提供しようとするものである。

第１の発明は、過給機用遠心圧縮機において、コンプレッサインペラから吐き出される圧縮空気を通過させるディフューザ部に、上記圧縮空気の旋回速度を減少させて圧力回復量を増加させるための複数のベーンを周方向に向けて複数配列し、該複数のベーンの周方向に対する傾斜角を調整可能にした可変ディフューザであって、
上記コンプレッサインペラを収納するコンプレッサハウジングと、上記コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収納する軸受ハウジングとの間に配設し、上記ディフューザ部のうち上記コンプレッサインペラに対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面を構成するベースと、
上記コンプレッサインペラの外周に隣接し、上記ベースに対して上記コンプレッサインペラの回りを回動可能に配設した連動リングと、
上記複数のベーンにそれぞれ対応して配列し、上記ディフューザ形成面に対して平行な状態で回動可能に配設した複数の回動部材とを有しており、
上記複数のベーンは、その内周側端部が、上記連動リングに対して回動可能に支持してあり、その外周側端部が、上記回動部材における回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してあり、
上記複数の回動部材のうちのいずれかである駆動回動部材を回動駆動することにより、該駆動回動部材に支持された上記ベーンである駆動ベーンの傾斜角を変更すると共に、該駆動ベーンを介して上記連動リングが回動し、該連動リングを介して上記駆動ベーンを除く残りの上記ベーンの傾斜角を変更するよう構成してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザにある（請求項１）。

第２の発明は、過給機用遠心圧縮機において、コンプレッサインペラから吐き出される圧縮空気を通過させるディフューザ部に、上記圧縮空気の旋回速度を減少させて圧力回復量を増加させるための複数のベーンを周方向に向けて複数配列し、該複数のベーンの周方向に対する傾斜角を調整可能にした可変ディフューザであって、
上記コンプレッサインペラを収納するコンプレッサハウジングと、上記コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収納する軸受ハウジングとの間に配設するベースと、
上記ディフューザ部のうち上記コンプレッサインペラに対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面を構成し、上記ベースに対して上記コンプレッサインペラの回りを回動可能に配設した連動リングと、
上記複数のベーンの周方向の配列位置に対応して配列し、上記ディフューザ形成面に対して平行な状態で上記連動リングに設けた円形溝内の円方向に摺動可能に配置した円盤状のベーンディスクとを有しており、
上記複数のベーンは、その内周側端部が、上記ベースにおけるベース内周側縁部に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部が、上記ベーンディスクの回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してあり、
上記連動リングを上記ベースに対して回動駆動することにより、上記各ベーンディスクが上記各円形溝の円方向に摺動することにより、上記各ベーンが上記内周側端部を中心に回動して、該各ベーンの傾斜角を変更するよう構成してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザにある（請求項３）。

本発明の過給機用の可変ディフューザは、複数のベーンを駆動する構造に工夫をしている。
具体的には、本発明の可変ディフューザは、ベースに対して連動リングを回動可能にし、アクチュエータによっていずれかの駆動回動部材を回動させることにより、いずれかの駆動ベーンを回動させ、この回動に伴って連動リングが回動することによって、残りのベーンを回動させるよう構成してある。

本発明において、過給機を運転し、コンプレッサインペラの回転速度に応じて複数のベーンの傾斜角を調整するに当たっては、アクチュエータによって駆動回動部材を回動駆動する。このとき、駆動回動部材における回動中心から所定距離離れた支持位置に支持した駆動ベーンの外周側端部が回動すると共に、この駆動ベーンの内周側端部が、連動リングをベースに対して回動させる。また、このとき、駆動ベーンの傾斜角が変更される。
連動リングの回動により、残りのベーンの内周側端部が引っ張られると共に、この残りのベーンの外周側端部が残りの回動部材をその回動中心の回りに回動させることになる。これにより、残りのベーンの傾斜角も駆動ベーンの傾斜角と同じ角度に調整され、ベーン全体の傾斜角を調整することができる。

そして、各ベーンは、連動リングに対して回動可能に支持した内周側端部を中心に回動することより、その傾斜角を変更する際に、ベーンの内周側端部とコンプレッサインペラの外周との間の隙間が拡大することがなく、圧縮空気がコンプレッサインペラの外周を何周も旋回して生じる回転失速の発生を抑制することができる。
また、本発明においては、駆動回動部材における回動中心から支持位置までの長さによるモーメントアームを利用して、各ベーンを駆動することができる。これにより、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすることができ、使用するアクチュエータの容量を小さくすることができる。

また、本発明においては、コンプレッサインペラの外周の近傍及びベーンの内周側端部の近傍に対する裏面側（ベースの配設側）に、ベーンを駆動するための部材等を設ける必要がなく、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができる。
さらに、本発明においては、連動リングのディフューザ形成面に対して平行な状態で回動部材を配設した構造により、ディフューザ形成面に溝等の穴が形成されておらず、ディフューザ形成面からベース側への圧縮空気の漏れを防止することができる。これにより、ディフューザ部における圧力損失の発生を抑制することができる。

また、コンプレッサインペラの回転速度が高くなるときには、アクチュエータによって駆動回動部材を一方向へ回動させて、ベーン全体の傾斜角を、周方向に近い位置から法線方向に近い位置へ変化させることができる。一方、コンプレッサインペラの回転速度が低くなるときには、アクチュエータによって駆動回動部材を他方向へ回動させて、ベーン全体の傾斜角を、法線方向に近い位置から周方向に近い位置へ変化させることができる。
これにより、コンプレッサインペラの回転速度に応じてベーン全体の傾斜角を変更して、遠心圧縮機による過給効率を向上させることができる。

それ故、第１の発明の過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザによれば、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができ、かつディフューザ部における圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる。

第２の発明の過給機用の可変ディフューザも、複数のベーンを駆動する構造に工夫をしている。
具体的には、本発明の可変ディフューザは、ベースに対して連動リングを回動可能にし、アクチュエータによって連動リングを回動させることにより、各ベーンディスクが各円形溝の円方向に摺動し、各ベーンの傾斜角を変更するよう構成してある。

本発明において、過給機を運転し、コンプレッサインペラの回転速度に応じて複数のベーンの傾斜角を調整するに当たっては、アクチュエータによって連動リングを回動駆動する。このとき、各ベーンディスクが連動リングの各円形溝の円方向に摺動すると共に、各ベーンの外周側端部の法線方向の位置が変更される。これにより、ベーン全体の傾斜角を同時に調整することができる。

そして、各ベーンは、連動リングに対して回動可能に支持した内周側端部を中心に回動することより、その傾斜角を変更する際に、ベーンの内周側端部とコンプレッサインペラの外周との間の隙間が拡大することがなく、圧縮空気がコンプレッサインペラの外周を何周も旋回して生じる回転失速の発生を抑制することができる。
また、本発明においては、連動リングの回動中心からアクチュエータによって駆動する位置までの長さによるモーメントアームを利用して、各ベーンを駆動することができる。これにより、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすることができ、使用するアクチュエータの容量を小さくすることができる。

また、本発明においても、コンプレッサインペラの外周の近傍及びベーンの内周側端部の近傍に対する裏面側（ベースの配設側）に、ベーンを駆動するための部材等を設ける必要がなく、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができる。
さらに、本発明においては、連動リングのディフューザ形成面に対して円盤状のベーンディスクを配置した構造により、ディフューザ形成面に溝等の穴が形成されておらず、ディフューザ形成面からベース側への圧縮空気の漏れを防止することができる。これにより、ディフューザ部における圧力損失の発生を抑制することができる。
また、第１の発明と同様に、コンプレッサインペラの回転速度に応じてベーン全体の傾斜角を変更して、遠心圧縮機による過給効率を向上させることができる。

それ故、第２の発明の過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザによっても、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベースに対する軸受ハウジングの連結スペースを容易に確保することができ、かつディフューザ部における圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる。

実施例１における、過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザを正面から見た状態で示す説明図。実施例１における、過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザを側方から見た状態で示す断面説明図。実施例１における、図２の一部を拡大して示す断面説明図。実施例２における、過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザを正面から見た状態で示す説明図。実施例２における、過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザを側方から見た状態で示す断面説明図。実施例２における、図５の一部を拡大して示す断面説明図。

上述した第１、第２の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記回動部材は、上記ベースの上記ディフューザ形成面に設けた円形溝内の円方向に摺動可能に配置した円盤状のベーンディスクであり、上記ベーンの外周側端部は、上記ベーンディスクにおける回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、回動部材を、円盤状のベーンディスクとしたことにより、ディフューザ形成面内に容易に収容することができる。そして、可変ディフューザをコンパクトに形成することができる。

以下に、本発明の過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザにかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の過給機用遠心圧縮機１の可変ディフューザ３は、図１、図２に示すごとく、過給機用遠心圧縮機１において、コンプレッサインペラ２から吐き出される圧縮空気Ａを通過させるディフューザ部３１に、圧縮空気Ａの旋回速度を減少させて圧力回復量を増加させるための複数のベーン６を周方向Ｃに向けて複数配列し、複数のベーン６の周方向Ｃに対する傾斜角αを調整可能にしてなる。
可変ディフューザ３は、複数のベーン６以外にも、次のベース４、連動リング５及び複数の回動部材７を有している。

ベース４は、コンプレッサインペラ２を収納するコンプレッサハウジング１１と、コンプレッサインペラ２の回転軸２２を軸支して収納する軸受ハウジング１２との間に配設し、ディフューザ部３１のうちコンプレッサインペラ２に対して空気Ａ０が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面３２を構成する。連動リング５は、コンプレッサインペラ２の外周に隣接し、ベース４に対してコンプレッサインペラ２の回りを回動可能に配設してある。複数の回動部材７は、複数のベーン６にそれぞれ対応して配列し、ディフューザ形成面３２に対して平行な状態で回動可能に配設してある。

複数のベーン６は、その内周側端部６１が、連動リング５に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部６２が、回動部材７における回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してある。そして、可変ディフューザ３は、複数の回動部材７のうちのいずれかである駆動回動部材７Ａを回動駆動することにより、駆動回動部材７Ａに支持されたベーン６である駆動ベーン６Ａの傾斜角αを変更すると共に、駆動ベーン６Ａを介して連動リング５が回動し、連動リング５を介して駆動ベーン６Ａを除く残りのベーン６の傾斜角αを変更するよう構成してある。

以下に、本例の過給機用遠心圧縮機１の可変ディフューザ３につき、図１〜図３を参照して詳説する。
ここで、図１は、可変ディフューザ１をディフューザ形成面３２の側から見た状態で示す図であり、図２は、可変ディフューザ１におけるベース４、連動リング５、ベーン６、回動部材７の構造を模式的に説明するために便宜上の位置で切断した断面を示す図である。図３は、図２の一部を拡大して示す図である。

図２に示すごとく、本例の過給機は、自動車のターボチャージャーに用いるものである。ターボチャージャーは、排ガスのエネルギーを利用してタービンインペラを回転させることにより、タービンインペラを配設した回転軸２２と同軸上に配設したコンプレッサインペラ２を回転させ、圧縮空気Ａを作り出すものである。
コンプレッサインペラ２は、複数のブレード２１を周方向Ｃに配置してなる。コンプレッサハウジング１１は、コンプレッサインペラ２の軸方向端部に設けた吸気口１１１から空気Ａ０を吸い込み、この空気Ａ０をコンプレッサインペラ２によって圧縮空気Ａにし、この圧縮空気Ａを、コンプレッサインペラ２の外周側に設けたディフューザ部３１を経由して、吐出スクロール室１１２からエンジンへ吸気させるよう構成されている。

図２に示すごとく、可変ディフューザ３は、ディフューザ部３１におけるタービン側（又は軸受ハウジング１２側）の壁面（ディフューザ形成面３２）及び吐出スクロール室１１２の一部を形成し、ディフューザ形成面３２に圧力回復量を調整するための複数のベーン６を配設してなる。
図１に示すごとく、各ベーン６は、コンプレッサインペラ２の回転によって吐き出される圧縮空気Ａを外周側へ通過させるよう、圧縮空気Ａが吹き出される方向に倣った方向に傾斜して配置される。

図３に示すごとく、本例の回動部材７は、ベース４のディフューザ形成面３２に設けた円形溝４３内の円方向に摺動可能に配置した円盤状のベーンディスク７である。各ベーン６の外周側端部６２は、各ベーンディスク７における回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してある。円盤状のベーンディスク７を円形溝４３内に収容して、ベーンディスク７の表面とベース４のディフューザ形成面３２との面位置を合わせることにより、ディフューザ形成面３２に不要な突出物が形成されることを防止することができる。そして、可変ディフューザ３をコンパクトに形成することができる。
ベース４は、円盤形状を有しており、連動リング５の外周側に形成した円環状のディフューザ形成面３２の周囲を囲う凹形状を形成してなる。各円形溝４３及び各ベーンディスク７は、円環状のディフューザ形成面３２においてできるだけ大きな円形状に形成してある。

図１に示すごとく、連動リング５は、ベース４のベース内周側縁部に対応する位置に配置してある。また、各ベーンディスク７は、軸部７１によってベース４に対して回動可能に配設されている。
駆動ベーンディスク７Ａの軸部は、この駆動ベーンディスク７Ａを回転駆動するための駆動軸部７１Ａとして形成されており、駆動軸部７１Ａは、軸受ハウジング１２の外周側に配設したアクチュエータの出力部に対してリンクを介して接続されている。
アクチュエータは、負圧式、電動式等の各種のものを用いることができる。負圧式のアクチュエータを用いる場合、エンジンを始動したときに吸引力が作用し、この吸引力によって各ベーン６の傾斜角α（傾斜姿勢）が周方向Ｃに近い位置６０１へ一旦維持されるよう構成することができる。

図３に示すごとく、各ベーン６の内周側端部６１には、連動リング５に設けた支持穴５１に対して回転可能に係合する回転支点部６１１が設けてある。また、各ベーン６の外周側端部６２には、ベーンディスク７に設けた係合穴７２に対して回動可能な回転係合部６２１が設けてある。この回転支点部６１１及び回転係合部６２１は、シンプルな円筒シャフト、軸受、ローラ等によって構成することができる。

本例の過給機用の可変ディフューザ３は、複数のベーン６を駆動する構造に工夫をしている。
具体的には、本例の可変ディフューザ３は、ベース４に対して連動リング５を回動可能にし、アクチュエータによっていずれかの駆動ベーンディスク７Ａを回動させることにより、いずれかの駆動ベーン６Ａを回動させ、この回動に伴って連動リング５が回動することによって、残りのベーン６を回動させるよう構成してある。

本例において、過給機を運転し、コンプレッサインペラ２の回転速度に応じて複数のベーン６の傾斜角αを調整するに当たっては、アクチュエータによって駆動ベーンディスク７Ａを回動駆動する（図１において矢印Ｅによって示す。）。このとき、駆動ベーンディスク７Ａにおける回動中心から所定距離離れた支持位置に支持した駆動ベーン６Ａの外周側端部６２が回動すると共に、この駆動ベーン６Ａの内周側端部６１が、連動リング５をベース４に対して回動させる。また、このとき、駆動ベーン６Ａの傾斜角αが変更される。
連動リング５の回動により、残りのベーン６の内周側端部６１が引っ張られると共に、この残りのベーン６の外周側端部６２が残りのベーンディスク７をその回動中心の回りに回動させることになる。これにより、残りのベーン６の傾斜角αも駆動ベーン６Ａの傾斜角αと同じ角度に調整され、ベーン６全体の傾斜角αを調整することができる。

そして、各ベーン６は、連動リング５に対して回動可能に支持した内周側端部６１を中心に回動することより、その傾斜角αを変更する際に、ベーン６の内周側端部６１とコンプレッサインペラ２の外周との間の隙間Ｘが拡大することがなく、圧縮空気Ａがコンプレッサインペラ２の外周を何周も旋回して生じる回転失速の発生を抑制することができる。
また、本例においては、駆動ベーンディスク７Ａにおける回動中心から支持位置までの長さによるモーメントアームを利用して、各ベーン６を駆動することができる。これにより、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすることができ、使用するアクチュエータの容量を小さくすることができる。

また、本例においては、コンプレッサインペラ２の外周の近傍及びベーン６の内周側端部６１の近傍に対する裏面側（ベース４の配設側）に、ベーン６を駆動するための部材等を設ける必要がなく、ベース４に対する軸受ハウジング１２の連結スペースＳを容易に確保することができる。
さらに、本例においては、連動リング５のディフューザ形成面３２に対して平行な状態でベーンディスク７を配設した構造により、ディフューザ形成面３２に溝等の穴が形成されておらず、ディフューザ形成面３２からベース４の側への圧縮空気Ａの漏れを防止することができる。これにより、ディフューザ部３１における圧力損失の発生を抑制することができる。

図１に示すごとく、コンプレッサインペラ２の回転速度が高くなるときには、アクチュエータによって連動リング５を一方向へ回動させて、ベーン６全体の傾斜角α（傾斜姿勢）を、周方向Ｃに近い位置から法線方向に近い位置６０２へ変化させることができる。このときの圧縮空気Ａの流れを矢印Ａ２で示す。また、同図においては、連動リング５を一方向（矢印Ｄで示す。）へ回動させたときの状態を示す。また、コンプレッサインペラ２の回転方向を矢印Ｔによって示す。

一方、コンプレッサインペラ２の回転速度が低くなるときには、アクチュエータによって連動リング５を他方向へ回動させて、ベーン６全体の傾斜角α（傾斜姿勢）を、法線方向に近い位置６０２から周方向Ｃに近い位置６０１へ変化させることができる。このときの圧縮空気Ａの流れを矢印Ａ１で示す。
これにより、コンプレッサインペラ２の回転速度に応じてベーン６全体の傾斜角αを変更して、遠心圧縮機による過給効率を向上させることができる。

それ故、本例の過給機用遠心圧縮機１の可変ディフューザ３によれば、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすると共に、ベース４に対する軸受ハウジング１２の連結スペースＳを容易に確保することができ、かつディフューザ部３１における圧力損失の発生を抑制し、遠心圧縮機の過給効率を向上させることができる。

（実施例２）
本例は、上記実施例１に示した可変ディフューザ３に対して、複数のベーン６を回動させる構造を変更した例である。
図４〜図６に示すごとく、本例の可変ディフューザ３は、ベース４に対して連動リング５を回動可能にし、アクチュエータによって連動リング５を回動させることにより、各ベーンディスク７が各円形溝４３の円方向に摺動し、各ベーン６の傾斜角αを変更するよう構成してある。

具体的には、図５に示すごとく、本例の可変ディフューザ３は、複数のベーン６と、コンプレッサインペラ２を収納するコンプレッサハウジング１１とコンプレッサインペラ２の回転軸２２を軸支して収納する軸受ハウジング１２との間に配設するベース４と、ディフューザ部３１のうちコンプレッサインペラ２に対して空気Ａ０が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面３２を構成し、ベース４に対してコンプレッサインペラ２の回りを回動可能に配設した連動リング５と、複数のベーン６の周方向Ｃの配列位置に対応して配列し、ディフューザ形成面３２に対して平行な状態で連動リング５に設けた円形溝４３内の円方向に摺動可能に配置した円盤状のベーンディスク７とを有している。

図４に示すごとく、複数のベーン６は、その内周側端部６１が、ベース４におけるベース内周側縁部４１に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部６２が、ベーンディスク７の回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してある。そして、可変ディフューザ３は、連動リング５をベース４に対して回動駆動することにより、各ベーンディスク７が各円形溝４３の円方向に摺動することにより、各ベーン６が内周側端部６１を中心に回動して、各ベーン６の傾斜角αを変更するよう構成してある。

図示は省略するが、連動リング５においてベース４と対面する側には、アクチュエータによって連動リング５を回動させるための駆動ピンが取り付けてある。そして、軸受ハウジング１２の外周側に配設したアクチュエータは、リンク及び駆動ピンを介して連動リング５を回動させることができる。なお、ベース４には、連動リング５が回動する際に、駆動ピンの干渉を避けるための周方向Ｃに向けた長穴を形成することができる。

本例において、過給機を運転し、コンプレッサインペラ２の回転速度に応じて複数のベーン６の傾斜角αを調整するに当たっては、アクチュエータによって連動リング５を回動駆動する。このとき、各ベーンディスク７が連動リング５の各円形溝４３の円方向に摺動すると共に、各ベーン６の外周側端部６２の法線方向の位置が変更される。これにより、ベーン６全体の傾斜角αを同時に調整することができる。

そして、各ベーン６は、連動リング５に対して回動可能に支持した内周側端部６１を中心に回動することより、その傾斜角αを変更する際に、ベーン６の内周側端部６１とコンプレッサインペラ２の外周との間の隙間Ｘが拡大することがなく、圧縮空気Ａがコンプレッサインペラ２の外周を何周も旋回して生じる回転失速の発生を抑制することができる。
また、本例においては、連動リング５の回動中心からアクチュエータによって駆動する位置までの長さによるモーメントアームを利用して、各ベーン６を駆動することができる。これにより、アクチュエータに必要な駆動力を小さくすることができ、使用するアクチュエータの容量を小さくすることができる。

また、本例においても、コンプレッサインペラ２の外周の近傍及びベーン６の内周側端部６１の近傍に対する裏面側（ベース４の配設側）に、ベーン６を駆動するための部材等を設ける必要がなく、ベース４に対する軸受ハウジング１２の連結スペースＳを容易に確保することができる。
さらに、連動リング５のディフューザ形成面３２に対して円盤状のベーンディスク７を配置した構造により、ディフューザ形成面３２に溝等の穴が形成されておらず、ディフューザ形成面３２からベース４の側への圧縮空気Ａの漏れを防止することができる。これにより、ディフューザ部３１における圧力損失の発生を抑制することができる。また、上記実施例１と同様に、コンプレッサインペラ２の回転速度に応じてベーン６全体の傾斜角αを変更して、遠心圧縮機による過給効率を向上させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

１過給機用遠心圧縮機
１１コンプレッサハウジング
１２軸受ハウジング
２コンプレッサインペラ
３可変ディフューザ
３１ディフューザ部
３２ディフューザ形成面
３２１円形溝
４ベース
４３円形溝
５連動リング
６ベーン
６１内周側端部
６２外周側端部
７回動部材（ベーンディスク）

Claims

過給機用遠心圧縮機において、コンプレッサインペラから吐き出される圧縮空気を通過させるディフューザ部に、上記圧縮空気の旋回速度を減少させて圧力回復量を増加させるための複数のベーンを周方向に向けて複数配列し、該複数のベーンの周方向に対する傾斜角を調整可能にした可変ディフューザであって、
上記コンプレッサインペラを収納するコンプレッサハウジングと、上記コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収納する軸受ハウジングとの間に配設し、上記ディフューザ部のうち上記コンプレッサインペラに対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面を構成するベースと、
上記コンプレッサインペラの外周に隣接し、上記ベースに対して上記コンプレッサインペラの回りを回動可能に配設した連動リングと、
上記複数のベーンにそれぞれ対応して配列し、上記ディフューザ形成面に対して平行な状態で回動可能に配設した複数の回動部材とを有しており、
上記複数のベーンは、その内周側端部が、上記連動リングに対して回動可能に支持してあり、その外周側端部が、上記回動部材における回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してあり、
上記複数の回動部材のうちのいずれかである駆動回動部材を回動駆動することにより、該駆動回動部材に支持された上記ベーンである駆動ベーンの傾斜角を変更すると共に、該駆動ベーンを介して上記連動リングが回動し、該連動リングを介して上記駆動ベーンを除く残りの上記ベーンの傾斜角を変更するよう構成してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザ。
請求項１において、上記回動部材は、上記ベースの上記ディフューザ形成面に設けた円形溝内の円方向に摺動可能に配置した円盤状のベーンディスクであり、
上記ベーンの外周側端部は、上記ベーンディスクにおける回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザ。
過給機用遠心圧縮機において、コンプレッサインペラから吐き出される圧縮空気を通過させるディフューザ部に、上記圧縮空気の旋回速度を減少させて圧力回復量を増加させるための複数のベーンを周方向に向けて複数配列し、該複数のベーンの周方向に対する傾斜角を調整可能にした可変ディフューザであって、
上記コンプレッサインペラを収納するコンプレッサハウジングと、上記コンプレッサインペラの回転軸を軸支して収納する軸受ハウジングとの間に配設するベースと、
上記ディフューザ部のうち上記コンプレッサインペラに対して空気が流入する側と反対側に位置するディフューザ形成面を構成し、上記ベースに対して上記コンプレッサインペラの回りを回動可能に配設した連動リングと、
上記複数のベーンの周方向の配列位置に対応して配列し、上記ディフューザ形成面に対して平行な状態で上記連動リングに設けた円形溝内の円方向に摺動可能に配置した円盤状のベーンディスクとを有しており、
上記複数のベーンは、その内周側端部が、上記ベースにおけるベース内周側縁部に対して回動可能に支持してあり、その外周側端部が、上記ベーンディスクの回動中心から所定距離離れた支持位置に対して回動可能に支持してあり、
上記連動リングを上記ベースに対して回動駆動することにより、上記各ベーンディスクが上記各円形溝の円方向に摺動することにより、上記各ベーンが上記内周側端部を中心に回動して、該各ベーンの傾斜角を変更するよう構成してあることを特徴とする過給機用遠心圧縮機の可変ディフューザ。