JP6302806B2

JP6302806B2 - 回転ユニット

Info

Publication number: JP6302806B2
Application number: JP2014189922A
Authority: JP
Inventors: 翔平成岡; 聡顕市
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2018-03-28
Anticipated expiration: 2034-09-18
Also published as: EP3070338A1; WO2015072459A1; US20160208820A1; EP3070338A4; CN105723095A; JP2015094355A

Description

本発明は、エンジンの吸気を加圧する過給機に搭載されるような、流体を圧送するための回転ユニットに関するものである。

自動二輪車のような車両に搭載されるエンジンにおいて、外気を加圧してエンジンに供給する過給機を設けたものがある（例えば、特許文献１）。この過給機の羽根車は、エンジン回転軸の回転に連動して駆動するように構成され、回転軸の一端側から吸入した流体を加圧している。

特表平３−５００３１９号公報

特許文献１に開示の過給機では、回転軸と羽根車とが別体に形成され、ナットを用いて回転軸の一端部に羽根車を固定している。過給機の回転部分となる回転ユニットは、高速回転することで、一端側から吸入される流体を吐出口へ圧送する。過給機として、流体の圧送量を向上させ、エンジンの出力を高めることが望まれる。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、流体の圧送効率を向上させることができる回転ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１構成に係る回転ユニットは、回転軸と、前記回転軸に取り付けられて、前記回転軸の一端部側から吸入した流体を加圧する羽根車と、前記回転軸の一端部に取り付けられ、前記羽根車を前記回転軸の軸方向に押圧して前記回転軸に固定する締結部材とを備え、前記締結部材は、内部に前記回転軸の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、前記締結部材における少なくとも先端部の外表面が、前記回転軸の一端面よりも軸方向に突出して延び、かつ前記羽根車から軸方向に遠ざかるにつれて径方向に先細りとなる縮径形状に形成されている。

この構成によれば、締結部材の先端部の外表面が、羽根車から遠ざかるにつれて先細りとなる縮径形状に形成されているので、流体が締結部材の先端部の外表面に沿って滑らかに羽根車に吸入される。その結果、吸入時の流体の抵抗が小さくなって、回転ユニットの圧送効率が向上する。また、締結部材の突出した先端部の外径を、雌ねじ部の内径よりも小さくできる。これにより、吸入時の流体の抵抗がさらに小さくなる。

本発明の第１構成において、好ましくは、前記締結部材は、中心軸線上に前記先細りの先端が位置する。これにより、回転軸の一端面の全体が覆われるので、流体の抵抗が一層小さくなる。

本発明の第１構成において、前記締結部材は、回転操作用の工具が嵌合するための非円柱部分と、前記非円柱部分よりも基端部寄りに形成される円柱部分とを有し、前記円柱部分が、前記回転ユニットの回転バランスの調整に用いられることが好ましい。この構成によれば、締結部材を用いて回転軸の回転バランスを調整できるので、羽根車のみを削ってバランス調整を行う場合に比べて、選択肢が増えてバランス調整がしやすくなる。他方、非円形部分に工具を嵌合させて締結部材を容易に締め付けることができる。

前記締結部材が非円柱部分と円柱部分とを有する場合、前記円柱部分は、前記羽根車における前記締結部材に接する先端部分の外径と等しい外径に設定されていることが好ましい。この構成によれば、締結部材と羽根車との間に段差がなくなるので、吸入時の流体の抵抗を一層小さくできる。また、円柱部分が大きくなるので、回転バランスの調整代も大きくなり、バランス調整がしやすくなる。

前記締結部材が非円柱部分と円柱部分とを有する場合、前記非円柱部分は、先端側から見て前記円柱部分を外接円とする正多角形形状に形成されていることが好ましい。この構成によれば、非円柱部分と円柱部分との間の段差が小さくなるので、吸入時の流体の抵抗を一層小さくできる。また、非円柱部分の重心が軸心に近づくので、バランス調整がしやすくなる。

本発明の第２構成に係る回転ユニットは、回転軸と、前記回転軸に取り付けられて、前記回転軸の一端部側から吸入した流体を加圧する羽根車と、前記回転軸の一端部に取り付けられ、前記羽根車を前記回転軸の軸方向に押圧して前記回転軸に固定する締結部材とを備え、前記締結部材から軸方向に突出する前記回転軸の先端部が、前記羽根車から遠ざかるにつれて先細りとなるように湾曲した形状に形成されている。

この構成によれば、回転軸の先端部が、羽根車から遠ざかるにつれて先細りとなる縮径形状に形成されているので、流体が回転軸の先端部の外表面に沿って滑らかに羽根車に吸入される。その結果、吸入時の流体の抵抗が小さくなって、回転ユニットの効率が向上する。

本発明の回転ユニットによれば、吸入時の流体の抵抗が小さくなって、回転ユニットの圧送効率が向上する。

本発明の第１実施形態に係る回転ユニットを備えた過給機を搭載した自動二輪車を示す側面図である。同自動二輪車のエンジンを後方斜め上方から見た斜視図である。同過給機を示す水平断面図である。同回転ユニットを拡大して示す水平断面図である。同回転ユニットの締結部材を拡大して示す斜視図である。同回転ユニットのバランス調整方法を示すフロー図である。本発明の第２実施形態に係る回転ユニットの回転軸の先端部を示す断面図である。本発明の第３実施形態に係る回転ユニットの回転軸の先端部を示す断面図である。本発明の第４実施形態に係る回転ユニットの回転軸の先端部を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。本明細書において、「左側」および「右側」は、車両に乗車した操縦者から見た左右側をいう。

図１は本発明の第１実施形態に係る回転ユニットを有する過給機を備えた自動二輪車の左側面図である。この自動二輪車の車体フレームＦＲは、前半部を形成するメインフレーム１と、後半部を形成するシートレール２とを有している。シートレール２は、メインフレーム１の後部に取り付けられている。メインフレーム１の前端にヘッドパイプ４が一体形成され、このヘッドパイプ４にステアリングシャフト（図示せず）を介してフロントフォーク８が回動自在に軸支されている。フロントフォーク８の下端部に前輪１０が取り付けられ、フロントフォーク８の上端部に操向用のハンドル６が固定されている。

一方、車体フレームＦＲの中央下部であるメインフレーム１の後端部に、スイングアームブラケット９が設けられている。このスイングアームブラケット９の取り付けたピボット軸１６の回りに、スイングアーム１２が上下揺動自在に軸支されている。このスイングアーム１２の後端部に、後輪１４が回転自在に支持されている。車体フレームＦＲの中央下部でスイングアームブラケット９の前側に、駆動源であるエンジンＥが取り付けられている。エンジンＥがチェーンのような動力伝達機構１１を介して後輪１４を駆動する。エンジンＥは、例えば、４気筒４サイクルの並列多気筒水冷エンジンである。ただし、エンジンＥの形式はこれに限定されない。

メインフレーム１の上部に燃料タンク１５が配置され、シートレール２に操縦者用シート１８および同乗車用シート２０が支持されている。また、車体前部に、樹脂製のカウリング２２が装着されている。カウリング２２は、前記ヘッドパイプ４の前方から車体前部の側方にかけての部分を覆っている。カウリング２２には、空気取入口２４が形成されている。空気取入口２４は、カウリング２２の前端に位置し、外部からエンジンＥへの吸気を取り入れる。

車体フレームＦＲの左側に、吸気ダクト３０が配置されている。吸気ダクト３０は、前端開口３０ａをカウリング２２の空気取入口２４に臨ませた配置でヘッドパイプ４に支持されている。吸気ダクト３０の前端開口３０ａから導入された空気は、ラム効果により昇圧される。

エンジンＥの後方に、過給機３２が配置されている。過給機３２は、外気を加圧してエンジンＥに供給する。前記吸気ダクト３０は、エンジンＥの前方から左外側方を前後方向に延びて通過したのち、図２に示すように車体内側に湾曲して車幅方向（左右方向）の中央部に向かって延びる。左右方向に延びる吸気ダクト３０の下流端３０ｂは、過給機３２の吸込口３６に接続され、過給機３２に走行風Ａを吸気Ｉとして導いている。

図１に示す過給機３２の吐出口３８とエンジンＥの吸気ポート４２との間に、吸気チャンバ４０が配置され、過給機３２の吐出口３８と吸気チャンバ４０とが直接接続されている。吸気チャンバ４０は、過給機３２の吐出口３８から供給された高圧の吸気Ｉを貯留する。過給機３２の吐出口３８と吸気チャンバ４０とをパイプを介して接続してもよい。吸気チャンバ４０と吸気ポート４２との間には、スロットルボディ４５が配置されている。

吸気チャンバ４０は、過給機３２およびスロットルボディ４５の上方に配置されている。吸気チャンバ４０およびスロットルボディ４５の上方に、前記燃料タンク１５が配置されている。

図３に示すように、過給機３２は遠心式であり、過給機回転軸４４の一端部（左側端部４４ａ）に固定された羽根車５０と、羽根車５０を覆う羽根車ハウジング５２と、過給機回転軸４４を回転自在に支持する過給機ケース５６と、エンジンＥの動力を羽根車５０に伝達する変速機構５４と、変速機構５４を覆う変速機構ケーシング５８とを有している。本実施形態の羽根車５０はアルミニウム合金製であるが、材質はこれに限定されず、例えば樹脂製であってもよい。羽根車５０は、羽根車ハウジング５２により形成された吸込口３６から吸気を吸入して加圧する。

羽根車ハウジング５２と過給機ケース５６とがボルト５５を用いて連結され、過給機ケース５６と変速機構ケーシング５８とがボルト５７を用いて連結されている。この実施形態では、変速機構５４として遊星歯車変速装置を用いている。ただし、変速機構５４は遊星歯車変速装置に限定されない。

過給機３２はエンジンＥの動力によって駆動される。具体的には、エンジンＥの回転軸であるクランク軸２６（図１）の回転力が、図３に示すチェーン６０を介して、過給機回転軸４４に連結された、変速機５４の入力軸６５に伝達されている。より詳細には、入力軸６５の右側端部にスプロケット６２が設けられ、このスプロケット６２の歯車６２ａにチェーン６０が掛け渡されている。

入力軸６５は中空軸からなり、軸受６４を介して変速機構ケーシング５８に回転自在に支持されている。入力軸６５における先端部である右側端部６５ｂの外周面にスプライン歯６７が形成されおり、この外周面にスプライン嵌合されたワンウェイクラッチ６６を介して、前記スプロケット６２が入力軸６５に連結されている。入力軸６５の右側端部６５ｂの内周面に雌ねじ部が形成されており、ワンウェイクラッチ６６が、この雌ねじ部に螺合されたボルト６８の頭部により、ワッシャ７０を介して、右側端部６５ｂに装着されている。

過給機３２の過給機回転軸４４の基端部である右側部４４ｂが、入力軸６５の基端部である左側端部６５ａに、遊星歯車装置（変速機構）５４を介して連結されている。入力軸６５の左側端部６５ａは、鍔状のフランジ部６５ａからなる。過給機回転軸４４は、中実のシャフトに形成されている。過給機回転軸４４は、軸受６９を介して過給機ケース５６に回転自在に支持されている。

図４に示すように、軸受６９は軸方向（自動二輪車の左右方向）に並んで２つ配置されており、各軸受６９は、回転部材である内輪６９ａと、静止部材である外輪６９ｂとを有している。両内輪６９ａ，６９ａの間にスペーサ部材となる間座７１が配置されている。これら２つの軸受６９，６９が、軸受ハウジング７６に収納され、軸受アセンブリＢＡの一部を構成している。つまり、内輪６９ａは、過給機回転軸４４と一体に回転する回転部品ＲＭであり、外輪６９ｂおよび軸受ハウジング７６は、過給機回転軸４４と一体に回転しない非回転部品ＮＭである。軸受ハウジング７６は、軸受アセンブリＢＡの外周部を構成する。間座７１も、軸受アセンブリＢＡの一部を構成している。

軸受アセンブリＢＡは、外周部を把持固定した状態で、過給機回転軸４４を回転自在に支持できる。軸受アセンブリＢＡは、過給機ケース５６に形成されるアセンブリ収納空間に着脱可能に構成されている。具体的には、過給機ケース５６に軸受アセンブリＢＡが収納された状態で、軸受アセンブリＢＡと過給機ケース５６との間に径方向の隙間が形成される。この隙間に、後述のオイル層９６を形成することで、軸受アセンブリＢＡは、過給機ケース５６に対して浮動的に支持されている。

軸受アセンブリＢＡの軸受６９は、例えばアンギュラ玉軸受である。軸受アセンブリＢＡの軸受ハウジング７６は、各外輪６９ｂ，６９ｂの軸方向端面が当接する段差部が形成されている。段差部は、間座７１と軸方向の長さが同じである。これにより、軸受ハウジング７６は、２つの軸受６９に対して軸方向に固定される。また、軸受ハウジング７６の右側端面は、過給機ケース５６に軸方向に対向しており、軸受アセンブリＢＡの右側への移動が規制されている。

過給機回転軸４４の右側端部（基端部）４４ｂに、外歯７８が形成されている。外歯７８は、過給機回転軸４４のほかの部分よりも大径に形成されている。外歯７８の左側端面に、右側の軸受６９の内輪６９ａの右側端面が当接している。

過給機回転軸４４における軸受アセンブリＢＡと羽根車５０との間に、オイルシールアセンブリＳＡが配置されている。オイルシールアセンブリＳＡは、過給機回転軸４４に嵌合されて羽根車５０と左側の軸受９９の内輪９９ａとの間で挟圧される筒状のカラー７５と、後述のオイル層９６（図３）からのオイル漏れを防ぐためのオイルシール７７を保持するシール保持体７９とを有している。

図３に示すように、シール保持体７９は、ボルト８１により過給機ケース５６に支持されている。つまり、シール保持体７９は、軸受アセンブリＢＡが軸方向に移動するのを防ぐストッパ部材として機能する。オイルシールアセンブリＳＡのカラー７５は、過給機回転軸４４と一体に回転する回転部品ＲＭであり、オイルシール７７およびシール保持体７９は、過給機回転軸４４と一体に回転しない非回転部品ＮＭである。

カラー７５は、羽根車５０と軸受アセンブリＢＡの内輪６９ａとに狭持されて過給機回転軸４４に固定されている。シール保持体７９は、オイルシール７７を保持し、オイルシール７７は、カラー７５とシール保持体７９との径方向隙間をふさいで、羽根車５０側にオイルが流れるのを防いでいる。過給機ケース５６に形成されるシール保持体７９を取り付けるためのボルト孔は、アセンブリ収容空間よりも径方向外側に形成されている。軸受ハウジング７６の左側端面は、シール保持体７９に軸方向に対向しており、軸受アセンブリＢＡの左側への移動が規制されている。

本発明の回転軸である過給機回転軸４４の左側端部（先端部）の外周面に雄ねじ部１０４が形成されており、この雄ねじ部１０４に締結部材８５が螺合により取り付けられている。締結部材８５は、羽根車５０を過給機回転軸４４の軸方向後側（自動二輪車の右側）に押圧して過給機回転軸４４に取り付ける。締結部材８５は、羽根車５０よりも比重の大きい材料、具体的には、鉄または鋼製である。

図４に示すように、締結部材８５は、羽根車５０の吸込口３６側に位置し、内部に過給機回転軸４４の雄ねじ部１０４に螺合する雌ねじ部１０６を有している。締結部材８５の先端部８５ａの外表面８５ｂは、過給機回転軸４４の一端面よりも軸方向に突出して延び、かつ羽根車５０から遠ざかるにつれて連続的に滑らかに先細りとなる縮径形状に形成されている。本実施形態の締結部材８５は、先端部８５ａで雌ねじ部１０６が軸方向から塞がれている。詳細には、本実施形態の締結部材８５は、一種の袋ナットである。締結部材８５は、中心軸線Ｃ上に先細りの先端８５ｃが位置する。締結部材８５の先端８５ｃは、図３に示す羽根車ハウジング５２の開口端（左側端）５２ａよりも外側（左側）に位置している。

図５に示すように、締結部材８５は、トルクレンチのような回転操作用の工具が嵌合するための非円柱部分１０８と、非円柱部分１０８よりも基端部寄り（右寄り）に形成される円柱部分１１０とを有している。非円柱部分１０８は、先端側から見て円柱部分１１０を外接円とする多角形形状に形成されており、本実施形態では、各辺の長さが等しい正六角柱形状である。円柱部分１１０は、図４に示す羽根車５０における締結部材８５に接する先端部分５０ａの外径と等しい外径に設定されている。したがって、円柱部分１１０と羽根車５０の先端部分５０ａとの間が面一に形成されて段差は存在しない。

円柱部分１１０を設けることで、先端部８５ａを加工機で先細り形状に形成し易い。例えば、旋盤のような加工機にチャック可能な程度の軸方向寸法分だけ、円柱部分１１０を設けることができる。このような円柱部分１１０の軸方向寸法は、好ましくは、５ｍｍ以上である。締結部材８５は、基端側に開口した中空部を有する中空形状に形成される。具体的には、中空部は、円柱部分１１０および非円形部分１０８の全体、ならびに先端部８５ａの一部にまたがって形成される。雌ねじ部１０６は、円形部分１１０から非円形部分１０８の途中まで形成される。換言すると、非円形部分１０８の内部には、中空部分であって雌ねじが形成されない部分が存在する。雄ねじ部１０４が過給機回転軸４４の左側端まで形成される場合、雌ねじ部１０６は過給機回転軸４４の左側端よりも左側の位置にまで延長される。

過給機回転軸４４、羽根車５０、オイルシールアセンブリＳＡ、軸受アセンブリＢＡおよび締結部材８５により、羽根車５０一体に回転する部材を含んで過給機ケース５６に着脱自在に収納されて、持ち運び可能にユニット化される回転ユニットＲＵを構成している。回転ユニットＲＵは、羽根車５０とともに一体回転する部材をすべて含むことが好ましい。回転ユニットＲＵは、高速に回転する。本実施形態では、一分あたり５万回転以上で回転する。

羽根車５０の軸方向（左右方向）両端面は、軸心方向に直交する平面で形成されている。左側端面は、締結部材８５が当接する座面を構成し、右側端面は、カラー７５に当接する当接面を構成している。本実施形態では、羽根車５０の右側端面が、カラー７５、内輪６９ａ、間座７１を介して間接的に、外歯７８の左側端面に当接している。

つまり、羽根車５０の右側端面を間接的に外歯７８の左側端面に当接させた状態で、締結部材８５によって羽根車５０の左側端面を押し付けることで、羽根車５０が過給機回転軸４４に固定される。ここで、過給機回転軸４４の左側端部４４ａに形成された雄ねじは、過給機回転軸４４が回転すると、締結部材８５が締まる向きに設定されている。また、外歯７８は、はす歯形状に形成されており、過給機回転軸４４が回転すると、羽根車５０の回転に起因して発生する吸込反力の向きと反対側の軸方向の力がかかるように形成されている。外歯７８をはす歯で構成することで、軸受６９にかかる軸方向の負荷を減らすことができる。

締結部材８５に、回転ユニットＲＵの回転バランス調整用の調整部が形成されている。詳細には、締結部材８５の円柱部分１１０が、回転バランス調整用の調整部を構成する。バランス調整は、円柱部分１１０の外周面の削り込み、または肉盛りにより行われる。締結部材８５に加えて、羽根車５０の背面にも調整部を設けてもよい。調整部は、羽根車５０よりも比重が重い部位に設けるのが好ましい。本実施形態では、羽根車５０はアルミニウム合金製で、締結部材８５は鋼製であるから、締結部材８５は羽根車５０よりも比重が重い部位である。

回転ユニットＲＵには、図３の遊星歯車装置５４を介して動力が入力される。遊星歯車装置５４は入力軸６５と過給機回転軸４４との間に配置され、変速機構ケーシング５８に支持されている。過給機回転軸４４の右側端部（基端部）４４ｂに、外歯７８が形成されており、この外歯７８に複数の遊星歯車８０が周方向に並んでギヤ連結されている。すなわち、過給機回転軸４４の外歯７８は遊星歯車装置５４の太陽歯車として機能する。さらに、遊星歯車８０は径方向外側で大径の内歯車（リングギヤ）８２にギヤ連結している。遊星歯車８０は、過給機ケース５６に装着された軸受８４によりキャリア軸８６に回転自在に支持されている。

キャリア軸８６は固定部材８８に固定され、この固定部材８８が過給機ケース５６にボルト９０により固定されている。つまり、キャリア軸８６は固定されている。内歯車８２には入力軸６５の左側端部に設けられた入力ギヤ９２がギヤ連結されている。このように、内歯車８２が入力軸６５と同じ回転方向に回転するようにギヤ接続され、キャリア軸８６が固定されて遊星歯車８０は内歯車８２と同じ回転方向に回転する。太陽歯車（外歯車７８）は出力軸となる過給機回転軸４４に形成されており、遊星歯車８０と反対の回転方向に回転する。

過給機ケース５６に、外部からの過給機潤滑通路（図示せず）に連通して、軸受ハウジング７６まで潤滑油を導く潤滑油通路９４が形成されている。詳細には、過給機ケース５６と軸受ハウジング７６との間にオイル層９６が形成され、このオイル層９６に潤滑油通路９４が接続されている。これにより、軸受ハウジング７６は、オイル層９６を介して過給機ケース５６に径方向に移動可能に支持されている。オイル層９６は、過給機回転軸４４の揺動を緩和する機能を持つ。

シール保持体７９（非回転部品ＮＭ）と過給機ケース５６との間に、羽根車５０の先端と羽根車ハウジング５２の内周面との隙間であるチップクリアランスを調節するドーナツ板状のシム１０２が挿入されている。

具体的には、過給機ケース５６にシム収容空間が形成され、シム１０２がシール保持体７９と過給機ケース５６との間に介在している。シム１０２は、過給機ケース５６に対して着脱可能である。シム収容空間は、アセンブリ収容空間よりも径方向外側に形成されている。シム１０２の枚数が増えるほど、シール保持体７９が過給機ケース５６に対して左側に離れた位置で、過給機ケース５６に固定される。例えば、厚さの異なるシム１０２が複数枚用意され、シール保持体７９と過給機ケース５６との間に、シム１０２が１枚あるいは複数枚配置される。具体的には、軸受ハウジング７６がシール保持体７９に当接した状態で、羽根車５０と羽根車ハウジング５２との間のチップクリアランスが所定範囲に収まるように、シム１０２が選択される。

前記チップクリアランスが所定範囲内に収まることで、過給機３２の性能が維持できる。チップクリアランスが小さくなるほど、高速回転時における過給機３２の性能が向上する。回転ユニットＲＵ全体で軸方向位置を調整しているので、軸方向位置を調整した場合でも、回転バランスが乱れることはない。

つぎに、図４の回転ユニットＲＵのバランス調整方法および過給機への組付方法について説明する。図６に示すように、同バランス調整方法は、回転ユニットＲＵを組み立てる回転ユニット組立工程Ｓ１と、組み立てた回転ユニットＵのバランス調整を行う回転バランス調整工程Ｓ２とを有している。バランス調整後の回転ユニットＵは、組付工程Ｓ３において過給機ケースに組み付けられる。

回転ユニット組立工程Ｓ１では、図４の過給機回転軸４４に、軸受アセンブリＢＡおよびオイルシールアセンブリＳＡを取り付け、過給機回転軸４４の左側端部４４ａ（先端部）に羽根車５０を装着した後、過給機回転軸４４の先端の雄ねじ部１０４に締結部材８５を螺合する。締結部材８５を締め付けることで、羽根車５０、軸受アセンブリＢＡの内輪６９ａ、間座７１およびオイルシールアセンブリＳＡのカラー７５が軸方向（右側）に押圧され、外歯７８と締結部材８５との間で挟持される。これにより、羽根車５０、軸受アセンブリＢＡの内輪６９ａ、間座７１およびカラー７５が過給機回転軸４４に相対変位不能に固定され、回転ユニットＲＵが組み立てられる。

回転バランス調整工程Ｓ２では、軸受アセンブリＢＡの軸受ハウジング７６の外周面およびシール保持体７９を治具によって支持した状態で、羽根車５０を回転させて、締結部材８５の円柱部分１１０を削ることで、回転ユニットＲＵの回転バランスを調整する。必要に応じて、過給機３２の性能に影響の少ない羽根車５０の背面を削って、回転バランスを調整する。本実施形態では、回転ユニットＲＵの重心が軸心に近づくようにバランス調整される。これにより、回転ユニットＲＵが高速回転したときに、軸受６９が損傷するのを防いだり、回転ユニットＲＵの振動を抑えたり、回転ユニットＲＵが加振源になるのを防いだりすることができる。

締結部材８５は機械加工にて形成されない可能性があり、非円形部分１０８が形成されている。このため、過給機回転軸４４に対して回転バランスが乱れやすい。したがって羽根車５０端体で回転バランスを調整しても、締結部材８５が装着された状態では回転バランスがとれていないことがある。本実施形態のように、回転ユニットＲＵとして組み立てた状態で回転バランスを調整することで、羽根車５０以外の回転部品ＲＭの回転バランスも考慮してバランスを調整することができるから、回転バランスの精度が向上する。

組付工程Ｓ３では、回転バランス調整後の回転ユニットＲＵを、冶具から取り外して分解することなく、過給機ケース５６に組み付ける。その際、オイルシールアセンブリＳＡのシール保持体７９と過給機ケース５６との間にシム１０２を挿入することで、羽根車５０と過給機ケース５６とのチップクリアランスを調節する。

このバランス調整方法では、締結部材８５を用いて羽根車５０、軸受アセンブリＢＡおよびオイルシールアセンブリＳＡが過給機回転軸４４に一体化されているので、回転ユニットＲＵを一体で過給機ケース５６から取り付けることができる。その結果、過給機回転軸４４に羽根車５０、軸受アセンブリＢＡおよびオイルシールアセンブリＳＡを一体化した状態で、回転ユニットＲＵのバランスを調整できるので、過給機３２に組み込んだのちのバランス調整が不要になるから、組立工数を削減できる。また、締結部材８５に、回転バランス調整用の円柱部分１１０が設けられているので、羽根車５０のみを削る場合に比べて、選択肢が増えてバランス調整がし易くなる。

さらに、ボルト８１を用いてオイルシールアセンブリＳＡのシール保持体７９を過給機ケース５６に固定することで、回転ユニットＲＵが過給機ケース５６に容易に取り付けられる。そのため、回転ユニットＲＵを過給機ケース５６に圧入する必要がないので、組立も容易である。

本実施形態では、遊星歯車装置５４を用いて回転ユニットＲＵに動力を伝達しているので、入力軸６５、キャリア軸８６および過給機回転軸４４の３つの軸の芯出しを行う必要があり、軸心を一致させるのが困難である。しかしながら、軸受ハウジング７６がオイル層９６を介して過給機ケース５６に径方向に移動可能に支持されているので、遊星歯車装置５４を用いることに起因する過給機回転軸４４の揺動を吸収できる。この場合、軸受ハウジング７６を過給機ケース５６に固定できないが、シール保持体７９を過給機ケース５６に固定することで、回転ユニットＲＵがケースに回転自在に収納される。さらに、シール保持体７９が、軸受ハウジング７６の軸方向への移動するのを防ぐストッパ部を兼ねているので、部品点数を減らすことができる。

さらに、オイルシールアセンブリＳＡのシール保持体７９と過給機ケース５６との間にシム１０２を挿入することで、羽根車５０と過給機ケース５６とのチップクリアランスを調節しているので、羽根車５０のクリアランスの調節が容易になる。

また、軸受ハウジング７６の外周面を支持した状態で、回転ユニットＲＵの回転バランスを調整するので、過給機回転軸４４に羽根車５０、軸受アセンブリＢＡおよびオイルシールアセンブリＳＡを一体化した状態で、回転ユニットＲＵのバランスを調整でき、調整作業が容易になる。

回転ユニットＲＵとして羽根車５０と一体回転しない軸受ハウジング７６が、回転ユニットＲＵに含まれている。これにより、軸受ハウジング７６の外周部を冶具で支持した状態で、回転バランス調整を行うことができる。その結果、回転バランスの調整を容易にかつ精度よく行うことができる。このように、羽根車５０と一体回転する回転部品ＲＭを回転可能に支持する部分が、回転ユニットＲＵに含まれることが好ましい。

上記構成によれば、図４に示す締結部材８５の先端部８５ａの外表面８５ｂが、羽根車５０から遠ざかるにつれて連続的に先細りとなる縮径形状に形成されている。これにより、高速の吸気が締結部材８５の先端部８５ａの外表面８５ｂに沿って滑らかに羽根車５０に吸入される。その結果、吸入時の吸気抵抗が小さくなって、回転ユニットＲＵの圧送効率、すなわち過給機３２の効率が向上する。また、締結部材８５の突出した先端部８５ａの外径を、雌ねじ部１０６の内径よりも小さくできる。これにより、吸入時の吸気抵抗がさらに小さくなる。

図２に示すように、吸気通路を構成する吸気ダクト３０は、過給機３２の吸込口３６の手前で湾曲している。そのため、吸気Ｉの流れが湾曲方向外側（車体後方）に偏っており、中心軸線Ｃ付近にも高速の吸気が流れやすくなっている。したがって、図３に示す締結部材８５の先端部８５ａによる吸気抵抗低減効果が大きくなる。過給機３２の効率が向上したことにより、特に、高出力時のエンジンＥの出力が数％向上した。

図４に示す締結部材８５は、中心軸線Ｃ上に先細りの先端８５ｃが位置する。これにより、過給機回転軸４４の一端面の全体が覆われるので、吸気抵抗が一層小さくなる。

締結部材８５の円柱部分１１０は、羽根車５０の先端部分５０ａの外径と等しい外径に設定されている。これにより、締結部材８５と羽根車５０との間に段差がなくなるので、吸入時の吸気の抵抗を一層小さくできる。また、円柱部分１１０を大きくすることで、回転バランスの調整代も大きくなり、バランス調整がしやすくなる。

締結部材８５の非円柱部分１０８は、図５に示すように、先端側から見て円柱部分１１０を外接円とする正六角形形状に形成されている。これにより、非円柱部分１０８と円柱部分１１０との間の段差が小さくなるので、吸入時の吸気抵抗を一層小さくできる。また、非円柱部１０８の重心が中心軸線Ｃに近づくので、バランス調整がしやすくなる。

図７は、本発明の第２実施形態を示す。第２実施形態に係る回転ユニットＲＵＡの締結部材１２０は、先細りの先端部１２０ａが半球形状である。その他の構造は、第１実施形態と同じである。第２実施形態においても、上述の第１実施形態と同様の効果を奏する。

図８は、本発明の第３実施形態を示す。第３実施形態に係る回転ユニットＲＵＢの締結部材１２２は、先細りの先端部１２２ａに軸方向に貫通した貫通孔１２４が形成されている。貫通孔１２４の外周には、径方向に沿った平坦な先端面１２３が形成されている。貫通孔１２４の直径ｄ１および先端面１２３の外径、つまり先細りの先端部１２２ａの直径ｄ２は、回転軸４４の直径ｄ３よりも小さく設定されている。その他の構造は、第１実施形態と同じである。第３実施形態においても、上述の第１実施形態と同様の効果を奏する。

図９は、本発明の第４実施形態を示す。第４実施形態に係る回転ユニットＲＵＣの回転軸４４の先端部１２６は、締結部材である六角ナット１２５から軸方向先端側に突出し、先端部１２６の外表面１２６ａが、羽根車５０から遠ざかるにつれて連続的に滑らかに先細りとなるように湾曲している。その他の構造は、第１実施形態と同じである。第４実施形態によれば、高速の吸気が、先細りの回転軸４４の先端部１２６の外表面１２６ａに沿って滑らかに羽根車５０に吸入される。その結果、吸入時の吸気抵抗が小さくなって、回転ユニットＲＵＣの圧送効率が向上する。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、上記実施形態では、非円形部分１０８は六角柱形状であったが、これに限定されず、六角形以外の多角形形状であってもよい。さらに、非円形部分１０８は多角形形状以外に、回転操作用の工具の溝（ローレット）が形成された、ほぼ円柱形状であってもよい。

また、上記実施形態では、締結部材８５に調整部を設けていたが、羽根車５０を除く他の回転ユニット構成部品に調整部を設けてもよい。例えば、羽根車５０と締結部材８５との間にカラーを配置し、このカラーに調整部を設けてもよい。その際、カラーに偏心をつけておき、カラーの向きを変えることでバランス調整することもできる。さらに、上記実施形態では、締結部材８５の先端部８５ａの外表面８５ｂが連続的に先細りとなる縮径形状に形成されていたが、段階的に先細りとなるように形成してもよく、また、外表面８５ｂは、その断面形状が中心軸線Ｃに向かって凹入した湾曲形状であってもよい。また、締結部材８５は、軸方向の先端部８５ａ側から見て、回転ユニットＲＵの回転方向と反対の旋回方向を有する螺旋状に形成してもよい。

上記回転ユニットは、羽根車が比較的高速で回転する遠心式過給機に好適に適用され、特に、遊星歯車装置にて増速される過給機に好適に適用される。また、エンジンのような回転数が比較的高速な装置からの動力で駆動される過給機に好適に適用される。ただし、他の構造の過給機にも適用することができ、自動二輪車以外の乗物のエンジンに搭載された過給機にも適用することができる。また、エンジン回転力のほか、排気エネルギー、電気モータ等によって駆動される過給機にも適用できる。さらに、ポンプ、送風機のような過給機以外の回転機械にも適用できる。

回転ユニットＲＵには、シールアセンブリＳＡのうちカラー７５が含まれていればよく、オイルシール７７およびシール保持体７９が回転ユニットＲＵから省略してもよい。また、シールアセンブリＳＡはなくてもよく、シム１０２を用いない構造の過給機にも本発明は適用できる。

また、オイル層９６はなくてもよい。その場合、軸受ハウジング７６を過給機ケース５６に圧入嵌合してもよく、また、軸受ハウジング自体を過給機ケース５６に形成してもよい。さらに、上記実施形態では、基端部に設けた大径の外歯７８と先端に螺合した締結部材８５との間で回転ユニット構成部品を挟持することで回転ユニットＲＵを一体化したが、回転ユニットＲＵの構造はこれに限定されない。例えば、基端部に小径の歯車を設け、先端部に大径のストッパを設け、基端部に螺合したナットとストッパとの間で回転ユニット構成部品を挟持してもよい。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

４４過給機回転軸（回転軸）
５０羽根車
８５，１２０，１２２締結部材
１０４雄ねじ部
１０６雌ねじ部
１０８非円柱部分
１１０円柱部分
ＲＵ，ＲＵＡ，ＲＵＢ，ＲＵＣ回転ユニット

Claims

回転軸と、
前記回転軸に取り付けられて、前記回転軸の一端部側から吸入した流体を加圧する羽根車と、
前記回転軸の一端部に取り付けられ、前記羽根車を前記回転軸の軸方向に押圧して前記回転軸に固定する締結部材と、を備え、
前記締結部材は、内部に前記回転軸の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、
前記締結部材における少なくとも先端部の外表面が、前記回転軸の一端面よりも軸方向に突出して延び、かつ前記羽根車から軸方向に遠ざかるにつれて径方向に先細りとなる縮径形状に形成され、
前記締結部材は、回転操作用の工具が嵌合するための非円柱部分と、前記非円柱部分よりも基端部寄りに形成される円柱部分とを有し、
前記円柱部分が、前記回転ユニットの回転バランスの調整に用いられる回転ユニット。
請求項１に記載の回転ユニットにおいて、前記締結部材は、中心軸線上に前記先細りの先端が位置する回転ユニット。
請求項１または２に記載の回転ユニットにおいて、前記円柱部分は、前記羽根車における前記締結部材に接する先端部分の外径と等しい外径に設定されている回転ユニット。
請求項１，２または３に記載の回転ユニットにおいて、前記非円柱部分は、先端側から見て前記円柱部分を外接円とする正多角形形状に形成されている回転ユニット。