JP2703750B2 - 調整リング及び調整リングを備えたコンプレッサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンプレッサの複
数の案内羽根のピッチ角を同期して変更するための調整
リングに関する。この調整リングは、コンプレッサのハ
ウジングに調整リングを取付けるための複数の支承部を
備えるものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の調整リングは特に、航空技術に
おいて、複数の案内羽根を調整して多様な形状要件のも
とでのコンプレッサの最適動作を可能にすることによ
り、コンプレッサを異なる運転条件に適合させるように
作用する。従来、この種の調整リングは、少なくともコ
ンプレッサの高温領域では、全体がチタン等の金属から
製造されていた。

【０００３】調整リングの製造コストを削減しかつその
重量を相当に軽減するためには、調整リングを少なくと
も部分的に非金属材料から製造することが要求される。
そのような非金属材料は、充分な強度と剛性とを有し、
リング構造を金属材料で製造する場合よりも軽量化でき
るものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、調整リングの
構造原理を維持しつつ金属材料を非金属材料に単に置換
することは、少なくとも高温領域に関しては一般に実施
不可能である。何故ならば、使用可能な非金属材料は通
常、金属製のコンプレッサハウジングよりも相当に低い
熱膨張率を有するので、調整リングが、コンプレッサの
作動中に生じる温度の上昇の間に、膨張するコンプレッ
サハウジング上に締め付けられるからである。このよう
な状況では、調整リングはコンプレッサハウジングに対
して移動できなくなり、その結果、コンプレッサの複数
の案内羽根のピッチ角を同期して変更することができな
くなる。

【０００５】したがって本発明の目的は、少なくとも一
部分を熱膨張率の低い材料から製造でき、しかも温度条
件に関して金属製コンプレッサハウジングに適合可能な
調整リングを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、複数の支承部を介してコ
ンプレッサのハウジングに取付けられ、コンプレッサの
複数の案内羽根のピッチ角を同期して変更する調整リン
グにおいて、複数の湾曲したリング部分を具備し、それ
らリング部分の各々は隣合う２つの支承部の間に配置さ
れ、それらリング部分の温度が上昇する間に、リング部
分の曲率が減少して、それらリング部分の間に位置する
複数の支承部が径方向外側へ移動するように構成された
ことを特徴とする調整リングを提供する。

【０００７】本発明の概念によれば、調整リングの形状
の変化により、調整リングがコンプレッサハウジング上
に締め付けられることを回避するに充分なまで、調整リ
ングの複数の支承部を径方向外側へ移動する利点が得ら
れる。調整リングとコンプレッサハウジングとの間の熱
膨張適合性に関し、調整リングが均質的に熱膨張する必
要はない。したがって調整リングは、極小、無限小又は
負の熱膨張率と充分な剛性とを有した非金属材料から、
必要な構造的剛性を損なうことなく少なくとも部分的に
製造できる。

【０００８】一般にこのような概念を採用することによ
り、環状又は管状の支持体と、支持体の材料よりも小さ
い熱膨張を呈する材料からなり、複数の支承部を介して
支持体に取付けられ、支持体を包囲し、又は支持体によ
り包囲される環状又は管状の被支持体との間に、熱膨張
適合性を付与することが可能となる。この場合、被支持
体はその周方向に、各々が２つの支承部の間に配置され
る複数の環状又は管状部分に分割され、被支持体の温度
が上昇する間に、それら環状又は管状部分の曲率が減少
して、複数の支承部が径方向外側へ移動するように構成
される。

【０００９】被支持体が支持体の材料よりも大きな熱膨
張を呈する材料からなる場合は、温度上昇時に複数の環
状又は管状部分の曲率が増加し、複数の支承部が径方向
内側へ移動する。調整リングは、コンプレッサハウジン
グに調整リングを取付けるに適した個数の支承部を確保
するために、少なくとも３個のリング部分を備えること
が有利である（請求項２）。

【００１０】他方、調整リングを分割するリング部分の
個数の増加に伴い、本発明による形状変化の効果が薄
れ、しかも調整リングの製造コストが上昇するので、調
整リングは最多で１６個のリング部分を備えることが有
利である（請求項３）。したがって、６個から１０個の
リング部分を備える調整リングの実施形態が、特に好ま
しい。

【００１１】温度上昇中のリング部分の曲率の減少は、
請求項４に記載した以下の構成において有利に達成され
る。すなわち、リング部分の各々が、調整リングの外側
に配置されて調整リングの周方向への第１熱膨張率を有
する周縁部材と、調整リングの内側に配置されて調整リ
ングの周方向への第２熱膨張率を有する支持部材とを具
備し、第２熱膨張率が第１熱膨張率よりも大きく、リン
グ部分の温度上昇時にリング部分の曲率が減少するよう
に各リング部分の周縁部材と支持部材とが互いに固定さ
れてなる構成である。このような構成により、調整リン
グの所要の形状変化が、温度感知素子として周知のバイ
メタル効果と同様の効果により、リング部分の温度上昇
中に生じる。各リング部分の周縁部材は、少なくとも非
金属材料から形成できる。

【００１２】温度上昇の間にリング部分の曲率を増加さ
せるためには、支持部材は調整リングの内側でなく外側
に配置されるべきである。さらに、案内羽根の正確な調
整に必要な調整リングの構造的剛性を保持しつつ重量を
相当に削減するためには、周縁部材が少なくとも部分的
に繊維複合材料から形成されることが有利である（請求
項５）。

【００１３】この複合材料は、例えば炭素繊維複合材料
（請求項６）か、又はガラス繊維複合材料（請求項７）
であることができる。特に、繊維複合材料の繊維群が調
整リングの周方向に実質的に整列配置されることが有利
である（請求項８）。それにより、調整リングの周方向
に非常に優れた剛性及び強度が得られる。

【００１４】支持部材の材料としては、周縁部材の材
料、特に対応の熱膨張率を有する繊維複合材料よりも明
確に高い熱膨張率を有するあらゆる材料を採用できる。
重量を軽減するために、支持部材が少なくとも部分的に
アルミニウム（請求項９）、特にアルミニウム粉末合金
から形成される実施形態が特に望ましい。調整リングの
各リング部分の周縁部材は、調整リングの組立て前には
相互に連結されない独立した部材として製造することが
できる。

【００１５】しかし、調整リングの製造を単純化し、か
つ調整リングの剛性を向上させるためには、幾つかの隣
合うリング部分の周縁部材が互いに一体に形成されるこ
とが有利である（請求項１０）。この場合、複数のリン
グ部分の周縁部材が２つの周縁リング半体として形成さ
れることが有利であり（請求項１１）、それにより組立
ての要求と製造の要求との間に有利な妥協が得られる。

【００１６】また、全てのリング部分の周縁部材が互い
に一体に形成されることは特に有利である（請求項１
２）。さらに請求項１３に記載の発明は、コンプレッサ
ハウジング、複数の案内羽根、及びそれら案内羽根のピ
ッチ角を同期して変更する調整リングを具備したコンプ
レッサにおいて、調整リングが、請求項１〜１２のいず
れか１項に記載された調整リングからなることを特徴と
するコンプレッサを提供する。

【００１７】いかなる大きな力も要さずに調整リングを
コンプレッサハウジングに対して周方向に移動できるよ
うにするために、コンプレッサは、コンプレッサハウジ
ング上で摺動する摺動面を各々に備えた複数の摺動子を
具備し、調整リングがそれら摺動子に取付けられること
が有利である（請求項１４）。重量を軽減するために
は、これら摺動子が繊維複合材料から形成されることが
有利である（請求項１５）。

【００１８】さらに、コンプレッサハウジングが複数の
調整リングキャリアを具備し、調整リングキャリアの各
々が摺動面を備える構成（請求項１６）により、調整リ
ングとコンプレッサハウジングとの間の相対移動を容易
にすることが有利である。特にコンプレッサは、摺動子
だけでなく調整リングキャリアも備え、それにより摺動
子の摺動面が調整リングキャリアの摺動面に沿って摺動
できることが有利である。

【００１９】重量を軽減するためには、これら調整リン
グキャリアが繊維複合材料から形成されることが有利で
ある（請求項１７）。それら調整リングキャリアは、密
な布帛層と密でないスペーサ層とをコンプレッサの径方
向へ交互に配置してなる積層構造を有することが好まし
い（請求項１８）。スペーサ層に複数の空所が形成され
ることにより、調整リングキャリアの重量が特に効果的
に軽減される。

【００２０】布帛層はコンプレッサの径方向へ負の熱膨
張率を有することが有利である（請求項１９）。この場
合、温度上昇時に調整リングキャリアはコンプレッサの
径方向へ収縮し、それによりコンプレッサハウジングの
膨張を部分的に相殺する。このような構成によれば、調
整リングの複数の支承部の径方向外側への移動量が少な
い場合にも、調整リングとコンプレッサハウジングとの
間に充分な熱膨張適合性が確保される。

【００２１】布帛層の径方向への特に大きな負の熱膨張
率は、布帛層が、コンプレッサの径方向に対し約＋３０
°の角度に整列配置された繊維群と、コンプレッサの径
方向に対し約−３０°の角度に整列配置された繊維群と
を具備する場合に得ることができる（請求項２０）。さ
らに、調整リングの熱負荷を低減するために、コンプレ
ッサハウジングと各々の調整リングキャリアとの間に熱
絶縁層を配置することが有利である（請求項２１）。

【００２２】調整リングの複数の支承部が、温度上昇の
間に調整リングキャリアと実質的同一の距離だけ径方向
外側へ移動するように、複数のリング部分の周縁部材の
熱膨張率と支持部材の熱膨張率とが、互いに適応される
とともにリング部分の長さ及び曲率に適応されてなるこ
とが有利である（請求項２２）。このような構成によれ
ば、運転サイクル（コンプレッサの運転温度までの加熱
及び冷却）の間に、調整リングの各支承部の隙間を小さ
く維持できるので、調整リングを正確に位置決めしてコ
ンプレッサの複数の案内羽根のピッチ角を正確に設定す
ることが可能となる。このためには、調整リングが運転
状態でコンプレッサハウジングよりも低温であるので、
調整リングの特定の有効熱膨張が複数の支承部において
コンプレッサハウジングの特定の熱膨張よりも大きいこ
とが必要である。

【００２３】本発明の他の特徴及び利点は、以下の実施
形態の説明及び図面において明らかとなろう。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明をその好適な実施の形態に基づき詳細に説明する。全
図面において、同一又は機能的に等価の構成要素には共
通の参照符号を付す。図１は、本発明の一実施形態によ
る調整リング１０を示す。調整リング１０は、コンプレ
ッサ１１に備えられるものであり、複数（例えば８個）
の略円弧状のリング部分１２を備える。図２は、隣接す
る２個のリング部分１２を拡大して示す。

【００２５】各リング部分１２は、調整リング１０の外
周側に配置された円弧環状の周縁部材１４と、周縁部材
１４の内側に例えば４箇所の接触面１６にて固定され、
周縁部材１４の内側から調整リング１０の軸線２０に向
かって突出する支持部材１８とを備える。周縁部材１４
は、調整リング１０の周方向に沿って、小さな、又は無
限小の、又は負の熱膨張率を有する材料から形成され
る。

【００２６】これは例えば周縁部材１４を、調整リング
１０の周方向に平行に複数の炭素繊維を整列させた炭素
繊維複合材料から製造することにより達成される。この
場合、調整リング１０の周方向への膨張に関する熱膨張
率は、略完全に消滅する。炭素繊維複合材料の代わり
に、又はそれに補足して、周縁部材１４をガラス繊維複
合材料から製造することもできる。この場合、調整リン
グ１０の周方向への膨張に関する熱膨張率は、明らかに
正の範囲であるが、金属製コンプレッサハウジングの熱
膨張率の約半分に過ぎない。

【００２７】図１〜図５に示す実施形態による調整リン
グでは、隣接する４個の周縁部材１４が互いに一体に形
成されて周縁リング半体２２を構成する。こうして構成
された２個の周縁リング半体２２は、２つの連結部位２
４（１つのみ図１に示す）で互いに固定され、それによ
り完全に閉鎖した周縁リング２６を構成する。各支持部
材１８は、矩形断面を有した中空リングの一部分の形状
を本質的に有する。この中空リングの側壁は、各周縁部
材１４と同一の高さを有して各周縁部材１４に対向かつ
接触して配置される。各支持部材１８は両端に斜面を有
し、軽量化のために例えば接触面１６の間に配置される
３つの凹部２８を備える。

【００２８】図３に示すように、各支持部材１８は、そ
れぞれの例えば４個の接触面１６の各領域に、径方向へ
の貫通穴３０を備える。各貫通穴３０は、関連する周縁
部材１４に設けられた対応の径方向貫通穴３２に、常に
重畳して配置される。各支持部材１８の各貫通穴３０の
径方向内側開口には、雌ねじを有した挿入子３４が設置
され、雄ねじを有した中空円筒状の案内スリーブ３６が
挿入子３４に螺合される。案内スリーブ３６は、支持部
材１８の貫通穴３０及び周縁部材１４の貫通穴３２に挿
通され、案内スリーブ３６の径方向外側端部に形成され
たリム３８が、周縁部材１４の外側に当接される。支持
部材１８は、各挿入子３４と各案内スリーブ３６との協
働により、関連する周縁部材１４に固定される。

【００２９】支持部材１８は、少なくとも調整リング１
０の周方向において、高い熱膨張率を有した材料から製
造される。例えばアルミニウム粉末合金を使用できる。
この材料は、高温環境においてもリング部分１２の充分
な曲げ剛性を確保する。各周縁部材１４の複数の貫通穴
３２は、周縁部材１４の周方向へ等間隔に配置される。

【００３０】周縁リング２６にはさらに、隣接する２個
のリング部分１２の相互臨界点を成す２個の支持部材１
８の間の各位置に、径方向貫通穴４０が設けられる。こ
の貫通穴４０は、互いに隣接する２つの貫通穴３２の間
の距離に等しい距離だけ、隣接する貫通穴３２から離間
される。周縁リング２６の内側には、略平行六面体の支
持ブロック４２が配置される。このとき、図４に示すよ
うに、支持ブロック４２の中心をコンプレッサ１１の径
方向へ貫通するねじ穴４４が、周縁リング２６の貫通穴
４０に整合して配置される。

【００３１】さらに各支持ブロック４２は、支持ブロッ
ク４２から調整リング１０の周方向へ互いに逆方向に突
出する２つの肩部４５を備える。各肩部４５は、各周縁
部材１４の内側及び各支持部材１８に当接される。雄ね
じを有した中空円筒状の案内スリーブ３６は、周縁リン
グ２６の貫通穴４０に挿通されて支持ブロック４２のね
じ穴４４に螺合され、リム３８が周縁リング２６の外側
に当接される。

【００３２】支持ブロック４２の径方向内側の領域は、
摺動子４８に設けた略平行六面体の凹部４６に、径方向
へ僅かな隙間を有して移動可能に案内される。調整リン
グ１０は、支持ブロック４２の外表面にて、摺動子４８
上にコンプレッサの径方向に整列して支持される。した
がって支持ブロック４２は、調整リング１０の支承部を
構成する。

【００３３】支持ブロック４２から離れた径方向内側に
位置する摺動子４８の凹形の摺動面５０は、円環面の一
部分の形状を有し、摺動被覆を備える。摺動面５０は、
調整リングキャリアを構成する心出し部材５４に設けら
れた対応の凸形の摺動面５２に当接される。摺動子４８
の凹形摺動面５０及び心出し部材５４の凸形摺動面５２
の、各々の曲率の大きさ及び方向が互いに合致されてい
るので、各摺動子４８は、関連する心出し部材５４に沿
って調整リング１０の周方向へ摺動できる。

【００３４】各心出し部材５４は、略台形の上方案内板
５６及び下方案内板５６を備える。各心出し部材５４に
隣接するリング部分１２の支持部材１８は、調整リング
１０の周方向移動の間に、それら２つの案内板５６の間
で案内される。ここで、各心出し部材５４の２つの案内
板５６の間隔は、支持部材１８の高さよりも幾分大きく
なっている。

【００３５】各心出し部材５４はさらに、径方向へ延び
る段付きの中心貫通穴５８を備える。この段付貫通穴５
８は、径方向外側の拡張部分６０と径方向内側の縮小部
分６２とを備える。段付貫通穴５８の縮小部分６２は、
心出し部材５４の径方向内側の底面６４に開口する。心
出し部材５４の底面６４は、略平行六面体形状の絶縁ブ
ロック６６に当接される。絶縁ブロック６６はそれ自
体、調整リング１０に同心配置された略中空円筒状のコ
ンプレッサハウジング６８に支持される。

【００３６】心出し部材５４には、各案内板５６に直交
して延びる貫通穴６９がさらに形成される。貫通穴６９
は段付貫通穴５８に交差し、円筒状のピン７０が貫通穴
６９に挿入される。このときピン７０の径方向中心貫通
穴が、段付貫通穴５８の縮小部分６２に整列配置され
る。各心出し部材５４は、ピン７０の中心貫通穴、段付
貫通穴５８の縮小部分６２、及びそれらに整列配置され
る絶縁ブロック６６の貫通穴に挿通されるねじ７１によ
り、所定位置に固定される。ねじ７１は、コンプレッサ
ハウジング６８に設けた径方向ねじ穴７２に螺合され、
ねじ７１の頭がピン７０に当接される。心出し部材５４
に効果的に加えられる結合力は、ピン７０によって得ら
れる。

【００３７】心出し部材５４は炭素繊維複合材料から製
造できる。それにより心出し部材５４は、僅かに正の、
又は無限小の、又は負の熱膨張率を備える。図５は、軽
量化及び径方向への負の熱膨張率の達成に有効な、積層
構造の心出し部材を示す。この積層構造では、密な布帛
層７３と比較的密でないスペーサ層７４とが、コンプレ
ッサの軸方向へ交互に配置される。スペーサ層７４は、
布帛層７３を横断するスペーサ布帛の複数のウェブ７５
を備える。

【００３８】布帛層７３は、コンプレッサの径方向に対
して約＋３０°の角度に整列配置される繊維群と、コン
プレッサの径方向に対して約−３０°の角度に整列配置
される繊維群とを備える。それにより、コンプレッサの
径方向における心出し部材５４の、可及的に大きな負の
熱膨張率が得られる。図５では、コンプレッサの径方向
を矢印７３ａで示し、布帛層７３の繊維群の整列方向を
矢印７３ｂ、７３ｃで示す。

【００３９】絶縁ブロック６６は、高温に影響されない
優れた耐熱性を有したプラスチック材料から製造でき
る。それにより、コンプレッサの作動中にコンプレッサ
ハウジング６８から心出し部材５４を介して調整リング
１０へ伝達される熱量、及び調整リング１０への熱負荷
が、可及的に低く維持される。図１に示す実施形態にお
いて４０個の案内羽根７８からなる案内羽根系７６は、
中空円筒状のコンプレッサハウジング６８の内壁に沿っ
て配置される。全ての案内羽根７８は、調整リング１０
とコンプレッサハウジング６８との共通の軸線２０に関
し、同一ピッチ角に整合して配置される。各案内羽根７
８は、径方向外側に突出する調整シャフト８０を備え
る。各調整シャフト８０は、コンプレッサハウジング６
８に設けた径方向貫通穴８２、及びコンプレッサハウジ
ング６８の外壁上に配置された支持スリーブ８４に挿通
され、支持スリーブ８４と同心に配置される。各調整シ
ャフト８０はその自由端で、調整シャフト８０の軸線に
直交配置された調整アーム８６に、回転不能に連結され
る。

【００４０】各調整アーム８６はその自由端に、径方向
内側に突出する連接ピン８８を備え、連接ピン８８が周
縁リング２６の各案内スリーブ３６に１つずつ装着され
る。それにより、調整リング１０と案内羽根系７６との
間に関節式の連接構造が付与される。この関節式連接構
造により、案内羽根系７６の全ての案内羽根７８のピッ
チ角を、正確に同期して変更することが可能になる。

【００４１】図１に示す休止位置にある調整リング１０
においては、各支持部材１８は隣接する２つの心出し部
材５４の間の中央に配置され、各調整アーム８６は調整
リング１０及びコンプレッサハウジング６８の軸線２０
に平行に心合せして配置される。調整リング１０がこの
位置にあるときに、複数の案内羽根７８は軸線２０に関
し休止ピッチ角に整合して配置される。

【００４２】駆動機構（図示せず）により調整リング１
０をその周縁に沿って、コンプレッサハウジング６８に
対し上方から見て時計方向へ回転させると、各案内スリ
ーブ３６内の各連接ピン８８は調整リング１０のこの回
転動作に追従し、それにより各調整アーム８６が軸線２
０に対して傾斜位置に移動する。それに従い、各調整ア
ーム８６に回転不能に連結された各調整シャフト８０
が、径方向内側に見て反時計方向に回動する。このよう
にして、各案内羽根７８と調整リング１０及びコンプレ
ッサハウジング６８の軸線２０との間のピッチ角は、さ
らに低減する。

【００４３】他方、駆動機構（図示せず）により調整リ
ング１０をその周縁に沿って、コンプレッサハウジング
６８に対し反時計方向へ回転させると、各案内羽根７８
は同様にして、径方向へ整列した調整シャフト８０を逆
方向へ回動し、各案内羽根７８と軸線２０との間のピッ
チ角を増加させる。コンプレッサの複数の案内羽根７８
のピッチ角は、上記した方法で同期して個々の運転条件
に適合させることができる。周縁リング２６を炭素繊維
複合材料から製造したことにより、調整リング１０に周
方向への高い剛性及び強度が付与される一方で、アルミ
ニウム製の支持部材１８が調整リング１０に優れた曲げ
剛性を付与する。

【００４４】調整リング１０が高い構造的剛性を有する
ので、案内羽根系７６の全ての案内羽根７８のピッチ角
が、正確に同一方法で同期して変更される。コンプレッ
サの運転温度は室温よりもかなり高い。したがってコン
プレッサハウジング６８は、運転温度に達するまでの間
に膨張し、それによりコンプレッサハウジング６８の周
縁に配置された複数の心出し部材５４、及び心出し部材
５４の凸形摺動面５２に当接された複数の摺動子４８
は、径方向外側へ移動する。そして調整リング１０の支
承部を構成する複数の支持ブロック４２は、対応する距
離だけ径方向外側へ移動しなければならない。これは、
摺動子４８が心出し部材５４の凸形摺動面５２に強過ぎ
る力で押し付けられ、凸形摺動面５２に沿った凹形摺動
面５０の摺動及び周方向への調整リング１０の回動が困
難になったり不能になったりすることを防止するためで
ある。

【００４５】コンプレッサハウジング６８と調整リング
１０との間のこのような熱膨張適合性は、繊維複合材料
のみから製造された調整リング１０では得ることができ
ない。これは繊維複合材料が、調整リング１０の周方向
に便宜的に整列される繊維群の方向へ、コンプレッサハ
ウジング６８を構成する通常の金属材料に比べて極めて
低い熱膨張率を有するからである。

【００４６】図１〜図５に示す実施形態では、要求され
る熱膨張適合性は、調整リング１０の周方向へ比較的大
きな熱膨張率を有する複数の支持部材１８と、周方向へ
小さな又は無限小の熱膨張率を有する複数の周縁部材１
４との協働により生じる。温度が上昇すると、各リング
部分１２の曲率は減少する。何故ならば、その内側に配
置された各支持部材１８が、接触面１６にて支持部材１
８に固定される各周縁部材１４よりも大きく膨張するか
らである。

【００４７】同様の効果は、例えば温度測定に使用され
るバイメタル素子において知られている。リング部分１
２の曲率を低減するか、又はリング部分１２を真っ直ぐ
に伸ばすと、各リング部分１２の両端の間の距離、すな
わち隣接する支持ブロック４２の間の距離が増加する。
この距離の増加により、複数の支持ブロック４２、した
がって調整リング１０の複数の支承部は、自動的に径方
向外側へ移動する。

【００４８】図６及び図７は、このような作用を明示す
るものである。図６は、本発明の実施形態による調整リ
ング１０の略示平面図である。調整リング１０は、８個
のリング部分１２から構成され、隣接する２個のリング
部分１２の境界が１つの支承部９０に設けられる。例え
ば２０℃の休止温度では、８個のリング部分１２の各々
は、半径Ｒ１の八分円の形状を実質的に有する。したが
って、この休止温度で調整リング１０は、半径Ｒ１の円
であり、各支承部９０が中心点９２から距離Ｒ１の位置
に配置される。

【００４９】図７は、図６の調整リング１０を、休止温
度よりも相当に高い運転温度の条件下で示す略示平面図
である。支持部材１８と周縁部材１４との熱膨張率が異
なる結果、運転温度において各リング部分１２はより小
さく湾曲する。図７では、各リング部分１２の曲率の減
少を明示するために、各リング部分１２を直線状に示
す。これはかなりの誇張であるが、形状の変化による本
質的効果を最も明確に示すものである。

【００５０】各リング部分１２の曲率の減少により、調
整リング１０は、半径Ｒ１の正確な円から逸脱して八角
形に変形し、その各隅部にリング部分１２の間の支承部
９０が配置される。図６に示す休止温度状態では、リン
グ部分１２が湾曲しているので、隣接する２つの支承部
９０の間の距離はリング部分１２の長さよりも短かっ
た。

【００５１】リング部分１２の曲率の減少により、支承
部９０の間の距離は温度上昇の間にリング部分１２の長
さに近づく。リング部分１２の長さは、ごく僅かにしか
膨張せず本質的に温度の影響を受けない周縁部材１４の
長さに対応する。その結果、隣接する支承部９０の間の
距離も温度上昇とともに増加し、それにより各支承部９
０は、調整リング１０の中心点９２から離れて径方向外
側に移動する。最終的に各支承部９０は、図７に示すよ
うに調整リング１０の中心点９２から、休止温度での半
径Ｒ１よりも大きい半径Ｒ２の位置に配置される。

【００５２】上述したように、各リング部分１２の曲率
の減少、及び調整リング１０の中心点９２からの各支承
部９０の距離の変化は、作用効果を明確にするために図
７に誇張して示される。休止温度よりも運転温度が８０
Ｋだけ高くなると、実際にはＲ１＝３００mmからＲ２＝
３００．５mmまで増加する。支持部材１８及び周縁部材
１４に好適な材料を選択し、かつそれらを好適に寸法決
めすることにより、各支承部９０（支持ブロック４２）
は摺動子４８と本質的同一距離だけ径方向外側へ移動す
る。それにより、調整リング１０とコンプレッサハウジ
ング６８との間の熱膨張適合性が確保される。

【００５３】所望の熱膨張適合性は、心出し部材５４が
径方向へ負の熱膨張率を有して、コンプレッサハウジン
グ６８の膨張を相殺する場合に、容易に達成される。熱
膨張適合性を有する結果、調整リング１０は、休止温度
だけでなく最高運転温度においても、またそれら温度の
間のいかなる温度においても、摺動子４８の凹形摺動面
５０が心出し部材５４の凸形摺動面５２に沿って摺動す
ることにより、調整リングの周方向へコンプレッサハウ
ジング６８に対し容易に回動できる。また、複数の案内
羽根７８のピッチ角の正確な同時変更が、多様な運転条
件において可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンプレッサの複数の案内羽根のピッチ角を同
期して変更するための本発明の実施形態による調整リン
グを、コンプレッサハウジングに取付けた状態で示す斜
視図である。

【図２】図１の調整リングにおける隣接する２つのリン
グ部分とそれらの間に位置する支承部とを示す平面図で
ある。

【図３】図２のＩ部分における調整リングの拡大断面図
である。

【図４】図２のII部分における調整リング及びコンプレ
ッサハウジングの拡大断面図である。

【図５】調整リングキャリア（心出し部材）の一部切欠
き斜視図である。

【図６】本発明の調整リングを休止温度の状態で示す概
略平面図である。

【図７】図６の調整リングを休止温度よりも高い運転温
度の状態で示す概略平面図である。

【符号の説明】

１０…調整リング １１…コンプレッサ １２…リング部分 １４…周縁部材 １８…支持部材 ２０…軸線 ４２…支持ブロック ４８…摺動子 ５０、５２…摺動面 ５４…心出し部材 ６８…コンプレッサハウジング ７３…布帛層 ７４…スペーサ層 ７８…案内羽根

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の支承部を介してコンプレッサのハ
   ウジングに取付けられ、該コンプレッサの複数の案内羽
   根のピッチ角を同期して変更する調整リングにおいて、 複数の湾曲したリング部分を具備し、それらリング部分
   の各々は隣合う２つの前記支承部の間に配置され、それ
   らリング部分の温度が上昇する間に、該リング部分の曲
   率が減少して、それらリング部分の間に位置する複数の
   前記支承部が径方向外側へ移動するように構成されたこ
   とを特徴とする調整リング。
2. 【請求項２】 少なくとも３個の前記リング部分を具備
   する請求項１に記載の調整リング。
3. 【請求項３】 最多で１６個の前記リング部分を具備す
   る請求項１又は２に記載の調整リング。
4. 【請求項４】 前記リング部分の各々は、前記調整リン
   グの外側に配置されて該調整リングの周方向への第１熱
   膨張率を有する周縁部材と、該調整リングの内側に配置
   されて該調整リングの周方向への第２熱膨張率を有する
   支持部材とを具備し、該第２熱膨張率が該第１熱膨張率
   よりも大きく、該リング部分の温度上昇時に該リング部
   分の曲率が減少するように各々の該リング部分の該周縁
   部材と該支持部材とが互いに固定される請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の調整リング。
5. 【請求項５】 前記周縁部材が少なくとも部分的に繊維
   複合材料から形成される請求項４に記載の調整リング。
6. 【請求項６】 前記周縁部材が少なくとも部分的に炭素
   繊維複合材料から形成される請求項５に記載の調整リン
   グ。
7. 【請求項７】 前記周縁部材が少なくとも部分的にガラ
   ス繊維複合材料から形成される請求項５に記載の調整リ
   ング。
8. 【請求項８】 前記繊維複合材料の繊維群が前記調整リ
   ングの周方向に実質的に整列配置される請求項５〜７の
   いずれか１項に記載の調整リング。
9. 【請求項９】 前記支持部材が少なくとも部分的にアル
   ミニウムから形成される請求項４〜８のいずれか１項に
   記載の調整リング。
10. 【請求項１０】 幾つかの隣合う前記リング部分の前記
    周縁部材が互いに一体に形成される請求項４〜９のいず
    れか１項に記載の調整リング。
11. 【請求項１１】 複数の前記リング部分の前記周縁部材
    が２つの周縁リング半体として形成される請求項１０に
    記載の調整リング。
12. 【請求項１２】 全ての前記リング部分の前記周縁部材
    が互いに一体に形成される請求項１０に記載の調整リン
    グ。
13. 【請求項１３】 コンプレッサハウジング、複数の案内
    羽根、及びそれら案内羽根のピッチ角を同期して変更す
    る調整リングを具備したコンプレッサにおいて、 前記調整リングが、請求項１〜１２のいずれか１項に記
    載された調整リングからなることを特徴とするコンプレ
    ッサ。
14. 【請求項１４】 前記コンプレッサハウジング上で摺動
    する摺動面を各々に備えた複数の摺動子を具備し、前記
    調整リングが該摺動子に取付けられる請求項１３に記載
    のコンプレッサ。
15. 【請求項１５】 前記摺動子が繊維複合材料から形成さ
    れる請求項１４に記載のコンプレッサ。
16. 【請求項１６】 前記コンプレッサハウジングが複数の
    調整リングキャリアを具備し、該調整リングキャリアの
    各々が摺動面を備える請求項１３〜１５のいずれか１項
    に記載のコンプレッサ。
17. 【請求項１７】 前記調整リングキャリアが繊維複合材
    料から形成される請求項１６に記載のコンプレッサ。
18. 【請求項１８】 前記調整リングキャリアが、密な布帛
    層と密でないスペーサ層とを前記コンプレッサの径方向
    へ交互に配置してなる積層構造を有する請求項１７に記
    載のコンプレッサ。
19. 【請求項１９】 前記布帛層が前記コンプレッサの径方
    向へ負の熱膨張率を有する請求項１８に記載のコンプレ
    ッサ。
20. 【請求項２０】 前記布帛層が、前記コンプレッサの径
    方向に対し約＋３０°の角度に整列配置された繊維群
    と、該コンプレッサの径方向に対し約−３０°の角度に
    整列配置された繊維群とを具備する請求項１９に記載の
    コンプレッサ。
21. 【請求項２１】 前記コンプレッサハウジングと各々の
    前記調整リングキャリアとの間に熱絶縁層が配置される
    請求項１６〜２０のいずれか１項に記載のコンプレッ
    サ。
22. 【請求項２２】 前記調整リングが請求項４〜１２のい
    ずれか１項に記載された調整リングからなり、該調整リ
    ングの複数の前記支承部が、温度上昇の間に前記調整リ
    ングキャリアと実質的同一の距離だけ径方向外側へ移動
    するように、前記周縁部材の熱膨張率と前記支持部材の
    熱膨張率とが、互いに適応されるとともに前記リング部
    分の長さ及び曲率に適応されてなる請求項１６〜２１の
    いずれか１項に記載のコンプレッサ。