JP6512131B2

JP6512131B2 - 車両用の遠心圧縮機

Info

Publication number: JP6512131B2
Application number: JP2016032636A
Authority: JP
Inventors: 了介福山; 亮楳山
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2036-02-24
Also published as: JP2017150550A

Description

この発明は、車両用の遠心圧縮機に関する。

従来の高速流体装置は、増速機として高い増速比を得るために、遊星歯車機構を用いている。しかし、出力軸が数万ｒｐｍ以上の高回転で回転されることから、歯車が著しく振動したり、騒音が発生したりする問題がある。このような問題に対処するために、歯車に代えて滑らかな表面を持つローラを用いるトラクションドライブ式変速機（摩擦ローラ式変速機）が使用されている。
例えば、特許文献１では、摩擦ローラ式変速機及び高速流体装置が開示されている。この装置では、第１ハウジングに低速シャフトが回転自在に支持され、第１ハウジング内の低速シャフトの端部には、低速リングが取り付けられている。第２ハウジングには、高速シャフトが低速シャフト及び低速リングに対して偏心して回転自在に設けられ、低速リングと高速シャフト間には、２個のガイドローラと１個の可動ローラとが介装されている。低速リング内には、第３ハウジングとしての連結板が配置され、連結板は第２ハウジングに向けて突出した３個の軸方向延在部を有している。各軸方向延在部は、各ガイドローラ及び可動ローラ間に存在し、ボルトにより第２ハウジングに固定されている。ガイドローラ及び可動ローラは、支持軸を介して第２ハウジングと連結板との間に回転自在に支持されている。低速シャフトを介して低速リングが回転することにより、低速リングの回転は２個のガイドローラ及び１個の可動ローラを介して高速シャフトに伝達され、高速シャフトを高速で回転することが可能である。高速シャフトの端部には、過給機のインペラ（羽根車）が装着されている。

第２ハウジングの上部には、トラクション油（潤滑油）の給油口が設けられ、第２ハウジングの内部には、上下方向に延在し給油口と連通する案内路が設けられている。連結板における軸方向延在部には、軸方向案内路が形成され、軸方向案内路は案内路と連通している。また、軸方向延在部には、軸方向案内路に連通し内径方向及び外径方向に延びる内径方向案内路及び外径方向案内路が形成されている。従って、外部ポンプから給油口を介して潤滑油を強制的に導入すると、潤滑油は第２ハウジング内の案内路から連結板内の軸方向案内路に導入される。そして、内径方向案内路を介して高速シャフトと各ローラとの接触部（トラクション部）に潤滑油が供給されると共に、外径方向案内路を介して低速リングと各ローラとの接触部（トラクション部）に潤滑油が供給される。これにより、トラクション部を充分に強制潤滑することができ、低速シャフトから高速シャフトへのトルク伝達を円滑に行うことができる。

特許文献１に開示された摩擦ローラ式変速機及び高速流体装置では、連結板の軸方向延在部に形成される軸方向案内路、内径方向案内路及び外径方向案内路は、下方の１個の軸方向延在部にのみ設けられている。しかし、案内路を１個の軸方向延在部にのみ設けるだけでは、潤滑油の供給不足を招く恐れがあり、各トラクション部を充分に潤滑できない恐れがある。そこで、３個の軸方向延在部に、軸方向案内路、内径方向案内路及び外径方向案内路をそれぞれ設けた場合を考える。例えば、図７に示す摩擦ローラ式変速機７０では、低速リング７１と高速シャフト７２との間に配置される各ローラを、ガイドローラ７３、７４及び可動ローラ７５とする。ガイドローラ７３とガイドローラ７４間に軸方向延在部７６が存在し、ガイドローラ７４と可動ローラ７５間に軸方向延在部７７が存在し、ガイドローラ７３と可動ローラ７５間に軸方向延在部７８が存在している。軸方向延在部７６には、軸方向案内路７６Ａ、内径方向案内路７６Ｂ及び外径方向案内路７６Ｃが設けられている。軸方向延在部７７には、軸方向案内路７７Ａ、内径方向案内路７７Ｂ及び外径方向案内路７７Ｃが設けられている。軸方向延在部７８には、軸方向案内路７８Ａ、内径方向案内路７８Ｂ及び外径方向案内路７８Ｃが設けられている。
潤滑油は、軸方向案内路７６Ａ、７７Ａ、７８Ａにそれぞれ案内され、内径方向案内路７６Ｂ、７７Ｂ、７８Ｂから高速シャフト７２に向けてそれぞれ噴射される。また、軸方向案内路７６Ａ、７７Ａ、７８Ａにそれぞれ案内された潤滑油は、外径方向案内路７６Ｃ、７７Ｃ、７８Ｃから低速リング７１の内周面に向けて噴射される。これにより、各トラクション部を充分に潤滑することが可能である。

特開２００５−１４０３０９号公報

ところで、図７に示す摩擦ローラ式変速機７０において、潤滑油供給量が多い場合には、内径方向案内路７６Ｂ、７７Ｂ、７８Ｂから噴射された潤滑油は、高速シャフト７２の外周面に直接到達する。そして、ガイドローラ７３と高速シャフト７２の接触部、ガイドローラ７４と高速シャフト７２の接触部及び可動ローラ７５と高速シャフト７２の接触部に潤滑油を充分に供給でき、潤滑油膜を形成することが可能である。しかし、潤滑油供給量が多いと、撹拌抵抗が増大し効率低下を招く恐れがある。一方、潤滑油供給量が少ない場合には、内径方向案内路７６Ｂから噴射された潤滑油は、高速シャフト７２の外周面まで直接到達せず、重力の影響を受けてガイドローラ７４の外周面に供給され、ガイドローラ７４の外周面を介して高速シャフト７２に供給される。また、潤滑油供給量が少ない場合には、内径方向案内路７７Ｂから噴射された潤滑油は、高速シャフト７２の外周面まで直接到達せず、重力の影響を受けて軸方向延在部７７の外周を伝わって下方に流れる。また、潤滑油供給量が少ない場合には、内径方向案内路７８Ｂから噴射された潤滑油は、高速シャフト７２の外周面まで直接到達せず、重力の影響を受けて可動ローラ７５の外周面に供給され、可動ローラ７５の外周面を介して低速リング７１の内周面に供給される。その結果、ガイドローラ７３と高速シャフト７２との接触部及び可動ローラ７５と高速シャフト７２との接触部に潤滑油が充分に供給されず、潤滑油膜がこの接触部に形成されないことによる摩耗や焼き付きが発生する恐れがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、各ローラと高速シャフトとの当接部に潤滑油を確実に供給することが可能であり、且つ、耐久性の向上と潤滑油供給量の低減を図ることが可能な車両用の遠心圧縮機の提供にある。

上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、低速シャフトと、前記低速シャフトを回転させる電動モータと、前記低速シャフトよりも高速に回転する高速シャフトと、前記低速シャフトおよび前記高速シャフトに連結されると共に、前記低速シャフトの回転を増速し、前記高速シャフトに伝達する増速機構と、前記高速シャフトに連結される圧縮機構と、前記電動モータを収容するモータ収容室、前記増速機構を収容する増速機収容室及び前記圧縮機構を収容する圧縮機収容室を有するハウジングと、前記ハウジングを車両に取り付ける際に用いられる取付部と、を備えた車両用の遠心圧縮機であって、前記ハウジングは、外部からの潤滑油が供給されるハウジング内通路を有し、前記増速機構は、前記低速シャフトの第一の端部に設けられるとともに環状の環状部を有するリング部材と、前記環状部の内側に設けられるとともに前記環状部と前記高速シャフトとの間に回転可能に配置される第１ローラ、第２ローラ及び第３ローラと、前記環状部の内側に設けられるとともに前記第１ローラと前記第２ローラとの間、前記第１ローラと前記第３ローラとの間及び前記第２ローラと前記第３ローラとの間にそれぞれ配置される柱状部材と、を備え、前記柱状部材は、前記ハウジング内通路と前記増速機収容室内とを連通する連通孔を有し、前記遠心圧縮機は、前記第１ローラの回転中心が、前記第２ローラの回転中心及び前記第３ローラの回転中心よりも鉛直方向上方に位置するとともに前記第１ローラの回転中心と前記高速シャフトの回転中心とを結ぶ仮想線が鉛直方向に対して前記リング部材の回転方向に傾斜されるように前記取付部を用いて車両に取り付けられることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、潤滑油供給量が少ない場合には重力の影響を受けやすいが、各柱状部材の連通孔から供給された潤滑油は、隣接して配置された各ローラの外周面を介して高速シャフトに供給できる。よって、各ローラと高速シャフトとの当接部に潤滑油を確実に供給することが可能であり、且つ、耐久性の向上と潤滑油供給量の低減を図ることが可能である。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両用の遠心圧縮機において、前記遠心圧縮機は、前記第２ローラの回転中心が、前記第３ローラの回転中心よりも鉛直方向下方に位置するように前記取付部を用いて車両に取り付けられ、前記第１ローラと前記第２ローラとの間に設けられる前記柱状部材の前記連通孔の開口は、前記第２ローラよりも前記第１ローラ側に位置することを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、第１ローラと第２ローラとの間に設けられる柱状部材の連通孔の開口は、第２ローラよりも第１ローラ側に位置していることにより、潤滑油供給量が少ない場合であっても、第１ローラと第２ローラとの間に設けられる柱状部材の連通孔の開口から供給された潤滑油は、第１ローラの外周面に到達し、第１ローラの回転に伴い第１ローラと高速シャフトとの当接部に供給される。よって、第１ローラと高速シャフトとの当接部に確実に潤滑油膜を形成することが可能である。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の車両用の遠心圧縮機において、前記遠心圧縮機は、前記増速機収容室内に貯留される前記潤滑油の液面レベルが最も高いレベルにあるとき、前記第２ローラ及び前記第３ローラは、前記増速機収容室内で前記潤滑油に浸漬した状態となるように前記取付部を用いて車両に取り付けられることを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、増速機構は停止した状態にあるとき、貯留される潤滑油の液面レベルは最も高いレベルにある。始動時には、連通孔からの潤滑油供給は開始されておらず、各当接部の潤滑油不足を招く恐れがある。しかし、第２ローラ及び第３ローラは貯留される潤滑油に浸漬した状態にあるので、第２ローラ及び第３ローラを介して高速シャフトに潤滑油を供給可能である。よって、始動時における各当接部の潤滑油不足を解消することが可能である。

本発明によれば、各ローラと高速シャフトとの当接部に潤滑油を確実に供給することが可能であり、且つ、耐久性の向上と潤滑油供給量の低減を図ることが可能である。

本発明の実施形態に係る車両用の遠心圧縮機の概略構成を示す縦断面図である。図１におけるＡ−Ａ線断面図である。図１における要部拡大図である。本発明の実施形態に係る作用説明用の模式図である。本発明の実施形態に係る作用説明用の模式図である。別例を説明するための断面図である。従来技術を説明するための断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る車両用の遠心圧縮機を図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示す車両用の遠心圧縮機（以下、「遠心圧縮機」と表記する）１０は、入力軸の回転を増速機構により増速して出力軸に伝えるものであり、入力軸としての低速シャフト１６を駆動する電動モータ１１と、低速シャフト１６の回転を増速して出力軸としての高速シャフト２６に伝える増速機構１２と、高速シャフト２６に設けられたインペラ３８の回転により流体の圧縮を行う圧縮機構１３とを備えている。
遠心圧縮機１０は、遠心圧縮機１０の外郭を構成するハウジング４３を備えている。ハウジング４３は、電動モータ１１が収容されたモータハウジング１４と、増速機構１２が収容された増速機ハウジング１５と、圧縮機構１３が収容された圧縮機ハウジング３９とを備えている。また、ハウジング４３は、増速機ハウジング１５と圧縮機ハウジング３９との間に設けられた平板状のハウジングプレート２１を備えている。

モータハウジング１４は、有底筒状であり、開口を有する。
増速機ハウジング１５は、有底筒状であり、開口を有する。
モータハウジング１４における開口を区画する開口端１４Ｂと、増速機ハウジング１５の底部１５Ａとは、突き合わさった状態で、組み付けられている。モータハウジング１４と増速機ハウジング１５の底部１５Ａとによってモータ収容室４７を区画する。
増速機ハウジング１５の開口を区画する開口端１５Ｂと、ハウジングプレート２１とは、突き合わさった状態で、組み付けられている。増速機ハウジング１５とハウジングプレート２１とによって増速機収容室２２を区画する。
圧縮機ハウジング３９と、ハウジングプレート２１とは、突き合わさった状態で、組み付けられている。圧縮機ハウジング３９とハウジングプレート２１とによって圧縮機収容室４８を区画する。

電動モータ１１および低速シャフト１６は、モータ収容室４７に収容されている。低速シャフト１６の第一の端部は、増速機ハウジング１５の底部１５Ａに固定された軸受１８によって支持され、低速シャフト１６の第二の端部は、モータハウジング１４の底部１４Ａに固定された軸受１７によって支持されており、回転自在となっている。モータハウジング１４の内周面にはステータ１９が固定され、ステータ１９には図示しない駆動回路から三相交流が供給されるようになっている。ステータ１９の内側にはロータ２０が設けられ、ロータ２０は低速シャフト１６に固定されている。ロータ２０は、ステータ１９内でステータ１９に供給される電流によって回転駆動される。電動モータ１１は、ステータ１９及びロータ２０によって主に構成されている。

増速機構１２は、増速機収容室２２内に収容されている。
増速機ハウジング１５の底部１５Ａには、貫通孔が設けられており、貫通孔には、低速シャフト１６の第一の端部が挿通される。貫通孔と低速シャフト１６との間には、軸受１８とシール部材２５とが設けられている。
シール部材２５は、軸受１８よりも増速機構１２側に設けられている。
増速機収容室２２内における低速シャフト１６の第一の端部には、リング部材４９が固定されている。
リング部材４９は、低速シャフト１６の第一の端部と当接する円盤状の連結部材２３と、連結部材２３の外縁部に設けられる環状の環状部材２４とを有する。環状部材２４が環状部に相当する。
連結部材２３は、連結部材２３の回転中心が低速シャフト１６の軸心（回転中心）Ｐと同心となるように設けられている。

ハウジングプレート２１は所定の厚みを有する板状部材である。ハウジングプレート２１には、貫通孔が設けられており、貫通孔には、高速シャフト２６が挿通される。
貫通孔と高速シャフト２６との間には、シール部材２７が設けられている。
高速シャフト２６は、高速シャフト２６の軸心（回転中心）Ｑが、低速シャフト１６及びリング部材４９の軸心（回転中心）Ｐに対して偏心するように配置されている。
高速シャフト２６には、一対の鍔部２６Ａ、２６Ｂが設けられている。鍔部２６Ａは、高速シャフト２６の第一の端部（高速シャフト２６におけるハウジングプレート２１側）に設けられ、鍔部２６Ｂは、高速シャフト２６の第二の端部（高速シャフト２６における増速機ハウジング１５側）に設けられている。一対の鍔部２６Ａ、２６Ｂ間に複数のローラが配置されている。

図１に示すように、圧縮機構１３は、圧縮機収容室４８に収容されている。圧縮機構１３は、高速シャフト２６の第一の端部に装着されたインペラ（羽根車）３８を有する。
圧縮機ハウジング３９は、軸線方向に貫通した貫通孔を有する略筒状である。圧縮機ハウジング３９の軸線方向の２つの端面のうちの第一の端面がハウジング４３の軸線方向の一端面を構成しており、貫通孔における第一の端面側にある開口が吸入口４０として機能する。
圧縮機ハウジング３９とハウジングプレート２１とは、圧縮機ハウジング３９の第一の端面とは反対側の第２の端面と、ハウジングプレート２１とが突き合わさった状態で、組み付けられている。この場合、圧縮機ハウジング３９の貫通孔の内面とハウジングプレート２１とによって、インペラ３８が収容されたインペラ室３８Ａが形成されている。つまり、貫通孔は、吸入口４０として機能するとともに、インペラ室３８Ａを区画するものとして機能する。吸入口４０とインペラ室３８Ａとは連通している。
また、遠心圧縮機１０は、インペラ３８によって圧縮された流体が流入するディフューザ４１と、ディフューザ４１を通った流体が流入するボリュート４２とを備えている。ディフューザ４１は、圧縮機ハウジング３９における貫通孔のハウジングプレート２１側の開口端と連続し且つハウジングプレート２１と対向する面と、ハウジングプレート２１とによって区画された流路である。ディフューザ４１は、インペラ室３８Ａよりも高速シャフト２６の径方向外側に配置されており、インペラ３８（及びインペラ室３８Ａ）を囲むように環状（詳細には円環状）に形成されている。ボリュート４２は、ディフューザ４１よりも高速シャフト２６の径方向外側に配置された環状である。インペラ室３８Ａとボリュート４２とはディフューザ４１を介して連通している。インペラ３８によって圧縮された流体は、ディフューザ４１を通ることによって、更に圧縮されてボリュート４２に流れ、当該ボリュート４２から吐出される。

遠心圧縮機１０は、ハウジング４３を車両に取り付ける際に用いられる取付部を有する。本実施形態の取付部は、図１に示すように、ハウジング４３に設けられた取付脚４３Ａである。
取付脚４３Ａはハウジング４３の外周面の２箇所に設けられている。取付脚４３Ａには、挿通孔が設けられており、挿通孔にボルトが挿入され、当該ボルトが車両に取り付けられることで、ハウジング４３は、車両に固定される。

次に、増速機構１２について更に説明する。
図２に示すように、リング部材４９の環状部材２４の内周面と高速シャフト２６との間には、環状部材２４と高速シャフト２６の双方に潤滑油の薄膜を介して当接した円柱状の第１ローラ２８、第２ローラ２９及び第３ローラ３０が設けられている。つまり、第１ローラ２８、第２ローラ２９及び第３ローラ３０は、環状部材２４の内側に設けられている。
第１ローラ２８、第２ローラ２９及び第３ローラ３０の回転軸線方向と高速シャフト２６の回転軸線方向とは一致している。
第１ローラ２８は、遠心圧縮機１０が取付脚４３Ａを用いて車両に搭載された状態で、第１ローラ２８の回転中心Ｒが、第２ローラ２９の回転中心Ｍ及び第３ローラ３０の回転中心Ｎよりも鉛直方向上方に位置する。
第２ローラ２９は、遠心圧縮機１０が取付脚４３Ａを用いて車両に搭載された状態で、第２ローラ２９の回転中心Ｍが、第３ローラ３０の回転中心Ｎよりも鉛直方向下方に位置するように配置されている。
また、第２ローラ２９は、第２ローラ２９の回転中心Ｍと高速シャフト２６の回転中心Ｑとを結ぶ仮想線が、第１ローラ２８の回転中心Ｒと高速シャフト２６の回転中心Ｑとを結ぶ仮想線から環状部材２４の回転方向Ｆに１２０°回転した位置となるように配置されている。
第３ローラ３０は、第３ローラ３０の回転中心Ｎと高速シャフト２６の回転中心Ｑとを結ぶ仮想線が、第２ローラ２９の回転中心Ｍと高速シャフト２６の回転中心Ｑとを結ぶ仮想線から環状部材２４の回転方向Ｆに１２０°回転した位置となるように配置されている。つまり、第１ローラ２８、第２ローラ２９及び第３ローラ３０は、高速シャフト２６の周方向に所定の間隔（例えば１２０度）ずつ隔てて並んで配置されている。
第１ローラ２８及び第３ローラ３０はハウジングに対して回転中心Ｒ、Ｎが移動しないように固定された固定ローラであり、第１ローラ２８は第３ローラ３０より大径である。第２ローラ２９はハウジングに対して回転中心Ｍが移動可能な可動ローラであり、第３ローラ３０と同等の径を有し、伝達トルクの大きさに応じて移動可能に配置されている。なお、可動ローラは図示しないくさび角に食い込む方向に移動可能に配置されている。

第１ローラ２８、第２ローラ２９及び第３ローラ３０は、回転した際、環状部材２４の内周面２４Ａにそれぞれ潤滑油の薄膜を介して当接すると共に、高速シャフト２６の外周面２６Ｃにそれぞれ潤滑油の薄膜を介して当接するよう配置されている。第１ローラ２８の外周面２８Ｂと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの間の当接部をＳＲ１とし、第２ローラ２９の外周面２９Ｂと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの間の当接部をＳＲ２とする。そして、第３ローラ３０の外周面３０Ｂと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの間の当接部をＳＲ３とする。
環状部材２４の回転は、第１ローラ２８、第２ローラ２９及び第３ローラ３０を介して高速シャフト２６に伝達され、高速シャフト２６を高速回転させることが可能である。

図１及び図２に示すように、増速機構１２は、ハウジングプレート２１と協働して各ローラ２８〜３０を回転可能に支持する支持部材３１を備えている。支持部材３１は環状部材２４の内側に配置されている。支持部材３１は、リング部材４９の連結部材２３よりも一回り小さく形成された円板状の支持ベース部３１Ｄと、当該支持ベース部３１Ｄから起立した柱状の３つの柱状部３１Ａ〜３１Ｃとを備えている。
支持ベース部３１Ｄは、リング部材４９の連結部材２３と板面同士が離間して対向するように配置されている。
３つの柱状部３１Ａ〜３１Ｃは、支持ベース部３１Ｄにおけるハウジングプレート２１と対向する面からハウジングプレート２１に向けて起立しており、環状部材２４の内周面２４Ａと、隣り合う２つのローラの外周面とによって区画された３つの空間を埋めるように形成されている。

さらに詳述すると、第１柱状部３１Ａは、環状部材２４の内周面２４Ａ、第１ローラ２８の外周面２８Ｂ及び第２ローラ２９の外周面２９Ｂに対して一定の隙間を形成した状態で、環状部材２４の内周面２４Ａと第１ローラ２８の外周面２８Ｂと第２ローラ２９の外周面２９Ｂとによって区画された空間を埋めている。
第２柱状部３１Ｂは、環状部材２４の内周面２４Ａ、第２ローラ２９の外周面２９Ｂ及び第３ローラ３０の外周面３０Ｂに対して一定の隙間を形成した状態で、環状部材２４の内周面２４Ａと第２ローラ２９の外周面２９Ｂと第３ローラ３０の外周面３０Ｂとによって区画された空間を埋めている。
第３柱状部３１Ｃは、環状部材２４の内周面２４Ａ、第１ローラ２８の外周面２８Ｂ及び第３ローラ３０の外周面３０Ｂに対して一定の隙間を形成した状態で、環状部材２４の内周面２４Ａと第１ローラ２８の外周面２８Ｂと第３ローラ３０の外周面３０Ｂとによって区画された空間を埋めている。
つまり、第１柱状部３１Ａは、第１ローラ２８と第２ローラ２９との間に設けられ、第２柱状部３１Ｂは、第２ローラ２９と第３ローラ３０との間に設けられ、第３柱状部３１Ｃは、第１ローラ２８と第３ローラ３０との間に設けられる。
第１柱状部３１Ａ、第２柱状部３１Ｂ及び第３柱状部３１Ｃは、ハウジングプレート２１にボルト３２により固定されている。支持ベース部３１Ｄは、高速シャフト２６の回転軸線方向において第１ローラ２８、第２ローラ２９及び第３ローラ３０と連結部材２３間に配置されている。

図１及び図３に示すように、第１ローラ２８における回転軸線方向の両端面には、該両端面から突出した円柱状の支軸部２８Ａがそれぞれ設けられている。一対の支軸部２８Ａは、第１ローラ２８と一体形成されている。
ハウジングプレート２１には、凹部２１Ａが設けられている。
第１ローラ２８の一方の支軸部２８Ａは、ハウジングプレート２１の凹部２１Ａ内に配置され、ハウジングプレート２１と支軸部２８Ａとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能にハウジングプレート２１に支持されている。
また、支持ベース部３１Ｄには、凹部３１Ｅが設けられている。
第１ローラ２８の他方の支軸部２８Ａは、支持ベース部３１Ｄの凹部３１Ｅ内に配置され、支持ベース部３１Ｄと支軸部２８Ａとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能に支持ベース部３１Ｄに支持されている。

図２に示すように、第１ローラ２８と同様に、第２ローラ２９における回転軸線方向の両端面には、該両端面から突出した円柱状の支軸部２９Ａがそれぞれ設けられている。一対の支軸部２９Ａは、第２ローラ２９と一体形成されている。
そして、第２ローラ２９の一方の支軸部２９Ａは、ハウジングプレート２１の凹部（図示せず）内に配置され、ハウジングプレート２１と支軸部２９Ａとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能にハウジングプレート２１に支持されている。また、第２ローラ２９の他方の支軸部２９Ａは、支持ベース部３１Ｄの凹部（図示せず）内に配置され、支持ベース部３１Ｄと支軸部２９Ａとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能に支持ベース部３１Ｄに支持されている。

図２に示すように、第１ローラ２８と同様に、第３ローラ３０における回転軸線方向の両端面には、該両端面から突出した円柱状の支軸部３０Ａがそれぞれ設けられている。一対の支軸部３０Ａは、第３ローラ３０と一体形成されている。
そして、第３ローラ３０の一方の支軸部３０Ａは、ハウジングプレート２１の凹部（図示せず）内に配置され、ハウジングプレート２１と支軸部３０Ａとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能にハウジングプレート２１に支持されている。また、第３ローラ３０の他方の支軸部３０Ａは、支持ベース部３１Ｄの凹部（図示せず）内に配置され、支持ベース部３１Ｄと支軸部３０Ａとの間に設けられる軸受３３を介して回転可能に支持ベース部３１Ｄに支持されている。

ところで、図２に示すように、遠心圧縮機１０は、第１ローラ２８の回転中心Ｒと高速シャフト２６の回転中心Ｑとを結ぶ仮想線Ｓが、鉛直方向（高速シャフト２６の回転中心Ｑを通る鉛直線Ｋ）に対して環状部材２４の回転方向Ｆに角度αだけ傾斜するように取付脚４３Ａを用いて車両に取り付けられている。傾斜角度αは３０°程度が好ましい。

図３に示すように、ハウジングプレート２１内には、外部ポンプ（図示せず）からの潤滑油が供給されるハウジング内通路３５が形成されている。
ハウジング内通路３５は、高速シャフト２６の径方向に延在し外部ポンプと連通する第１径方向通路３５Ａと、高速シャフト２６の周方向に延在し第１径方向通路３５Ａと連通する第１周方向通路３５Ｂと、高速シャフト２６の軸線方向に延在し第１周方向通路３５Ｂと連通する３本の第１軸線方向通路３５Ｃとを備えている。
更に詳述すると、第１径方向通路３５Ａは、一方端３５Ａ１が外部に開口する給油口３４を形成し、他方端３５Ａ２が第１周方向通路３５Ｂと接続されている。３本の第１軸線方向通路３５Ｃは、一方端３５Ｃ１が第１周方向通路３５Ｂと接続され、他方端３５Ｃ２が後述する３本の第２軸線方向通路３６の一方端３６Ａと各々接続されている。

図２及び図３に示すように、第１柱状部３１Ａ〜第３柱状部３１Ｃは、ハウジング内通路３５と増速機収容室２２内とを連通する連通孔としての第２軸線方向通路３６と第２径方向通路３７とをそれぞれ有する。
詳述すると、本実施形態の連通孔は、高速シャフト２６の軸線方向に延設された３本の第２軸線方向通路３６と、３本の第２軸線方向通路３６各々と連通し高速シャフト２６の径方向に延設された３本の第２径方向通路３７とからなる。３本の第２径方向通路３７は、一方端３７Ａが第２軸線方向通路３６の他方端３６Ｂと接続され、他方端３７Ｂが増速機収容室２２に開口している。つまり、第２径方向通路３７は、第１柱状部３１Ａ、第２柱状部３１Ｂ及び第３柱状部３１Ｃに開口部３７Ｃをそれぞれ形成する。
本実施形態の第２柱状部３１Ｂ及び第３柱状部３１Ｃの第２径方向通路３７の開口部３７Ｃは、高速シャフト２６と対向している。よって、第２柱状部３１Ｂ及び第３柱状部３１Ｃの第２径方向通路３７の開口部３７Ｃから噴射された潤滑油は、高速シャフト２６に向かって供給される。

一方、本実施形態の第１柱状部３１Ａに設けられる第２径方向通路３７の開口部３７Ｃは、第１ローラ２８と対向している。よって、第１柱状部３１Ａの第２径方向通路３７の開口部３７Ｃから噴射された潤滑油は、第１ローラ２８に向かって供給される。
なお、本実施形態の第１柱状部３１Ａに設けられる第２径方向通路３７の開口部３７Ｃは、第２ローラ２９よりも第１ローラ２８側に位置している。

次に、増速機構１２のトルク伝達につき作用説明を行う。
図２に示すように、環状部材２４、第１ローラ２８〜第３ローラ３０及び高速シャフト２６は、第１ローラ２８〜第３ローラ３０と環状部材２４、並びに、第１ローラ２８〜第３ローラ３０と高速シャフト２６とが互いに押し付けあっている状態でユニット化されている。そして、高速シャフト２６は、第１ローラ２８〜第３ローラ３０によって回転可能に支持されている。このとき、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の外周面２８Ｂ〜３０Ｂと環状部材２４の内周面２４Ａとの当接する部分、並びに、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の外周面２８Ｂ〜３０Ｂと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの当接する部分ＳＲ１〜ＳＲ３には、押付け荷重が付与されている。
増速機構１２は、環状部材２４が回転すると、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の外周面２８Ｂ〜３０Ｂと環状部材２４の内周面２４Ａとの当接する部分（当接部）、及び、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の外周面２８Ｂ〜３０Ｂと高速シャフト２６の外周面２６Ｃとの当接する部分（当接部）ＳＲ１〜ＳＲ３には、潤滑油膜が形成される。環状部材２４の回転力は、潤滑油膜を介して第１ローラ２８〜第３ローラ３０に伝達され、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の回転力は、潤滑油膜を介して高速シャフト２６に伝達される。
そして、高速シャフト２６に装着されたインペラ３８が回転することにより吸入口４０から吸い込まれた流体は、インペラ３８により加速されてディフューザ４１に供給され、ディフューザ４１にて減速、昇圧された後、ボリュート４２に送り込まれる。

次に、増速機構１２の潤滑機構につき作用説明を行う。
図３〜図５に示すように、外部ポンプ（図示せず）からハウジングプレート２１内のハウジング内通路３５へ導入された潤滑油は、第１柱状部３１Ａ〜第３柱状部３１Ｃ内の３本の第２軸線方向通路３６及び３本の第２径方向通路３７にそれぞれ供給される。

ところで、図４に示すように、潤滑油供給量が多い場合には、第２柱状部３１Ｂの第２軸線方向通路３６を介して第２径方向通路３７に供給された潤滑油は、高速シャフト２６に向かって噴射され、高速シャフト２６の外周面２６Ｃに直接到達する。そして、高速シャフト２６の外周面２６Ｃに到達した潤滑油は、高速シャフト２６の回転に伴い、高速シャフト２６と第２ローラ２９との当接部ＳＲ２に供給され、当接部ＳＲ２に潤滑油膜を形成する。

同様に、潤滑油供給量が多い場合には、第３柱状部３１Ｃの第２軸線方向通路３６を介して第２径方向通路３７に供給された潤滑油は、高速シャフト２６に向かって噴射され、高速シャフト２６の外周面２６Ｃに直接到達する。そして、高速シャフト２６の外周面２６Ｃに到達した潤滑油は、高速シャフト２６の回転に伴い、高速シャフト２６と第３ローラ３０との当接部ＳＲ３に供給され、当接部ＳＲ３に潤滑油膜を形成する。

また、潤滑油供給量が多い場合には、第１柱状部３１Ａの第２軸線方向通路３６を介して第２径方向通路３７に供給された潤滑油は、第１ローラ２８に向かって噴射され、第１ローラ２８の外周面２８Ｂに到達する。そして、第１ローラ２８の外周面２８Ｂに到達した潤滑油は、第１ローラ２８の回転に伴い、高速シャフト２６と第１ローラ２８との当接部ＳＲ１に供給され、当接部ＳＲ１に潤滑油膜を形成する。

一方、図５に示すように、潤滑油供給量が少ない場合には、第２柱状部３１Ｂ内の第２軸線方向通路３６を介して第２径方向通路３７に供給された潤滑油は、高速シャフト２６に向かって噴射されるが、高速シャフト２６の外周面２６Ｃまで直接到達せず、重力の影響を受けて第２ローラ２９の外周面２９Ｂに到達する。そして、第２ローラ２９の外周面２９Ｂに到達した潤滑油は、第２ローラ２９の回転に伴い、高速シャフト２６と第２ローラ２９との当接部ＳＲ２に供給され、当接部ＳＲ２に潤滑油膜を形成する。

同様に、潤滑油供給量が少ない場合には、第３柱状部３１Ｃ内の第２軸線方向通路３６を介して第２径方向通路３７に供給された潤滑油は、高速シャフト２６に向かって噴射されるが、高速シャフト２６の外周面２６Ｃまで直接到達せず、重力の影響を受けて第３ローラ３０の外周面３０Ｂに到達する。そして、第３ローラ３０の外周面３０Ｂに到達した潤滑油は、第３ローラ３０の回転に伴い、高速シャフト２６と第３ローラ３０との当接部ＳＲ３に供給され、当接部ＳＲ３に潤滑油膜を形成する。

また、潤滑油供給量が少ない場合には、第１柱状部３１Ａ内の第２軸線方向通路３６を介して第２径方向通路３７に供給された潤滑油は、第１ローラ２８に向かって噴射され、第１ローラ２８の外周面２８Ｂに到達する。そして、第１ローラ２８の外周面２８Ｂに到達した潤滑油は、第１ローラ２８の回転に伴い、高速シャフト２６と第１ローラ２８との当接部ＳＲ１に供給され、当接部ＳＲ１に潤滑油膜を形成する。
ところで、第１柱状部３１Ａに設けられる第２径方向通路３７の開口部３７Ｃを、第２柱状部３１Ｂ及び第３柱状部３１Ｃに設けられる第２径方向通路３７の開口部３７Ｃのように高速シャフト２６と対向するように配置した場合には、次のような不具合が生ずる。すなわち、潤滑油供給量が少ない場合には、噴射された潤滑油の多くが、第２ローラ２９の外周面２９Ｂに供給され、第１ローラ２８と高速シャフト２６との当接部ＳＲ１には潤滑油が充分に供給されない恐れがある。しかし、第１ローラ２８と第２ローラ２９との間に設けられる第１柱状部３１Ａ内の第２径方向通路３７の開口部３７Ｃは、第２ローラ２９よりも第１ローラ２８側に位置していることにより、潤滑油供給量が少ない場合であっても、第１ローラ２８の外周面２８Ｂを介して高速シャフト２６と第１ローラ２８の当接部ＳＲ１に潤滑油が供給される。

このように、潤滑油供給量が少ない場合であっても、第１柱状部３１Ａ〜第３柱状部３１Ｃの連通孔から供給された潤滑油は、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の外周面２８Ｂ〜３０Ｂを介して高速シャフト２６と第１ローラ２８〜第３ローラ３０との間の当接部ＳＲ１〜ＳＲ３に供給され、当接部ＳＲ１〜ＳＲ３に潤滑油膜を形成する。なお、高速シャフト２６と第１ローラ２８〜第３ローラ３０との当接部ＳＲ１〜ＳＲ３に供給された潤滑油は、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の回転に伴い、第１ローラ２８〜第３ローラ３０と環状部材２４との当接部にも回り込み潤滑油膜を形成する。

図５に示すように、増速機構１２は停止した状態で増速機構１２内に貯留される潤滑油の液面レベルＨが最も高いレベルにあるとき、第２ローラ２９及び第３ローラ３０が貯留される潤滑油に浸漬した状態にある。なお、図５に示す液面レベルＨは最も高いレベルを示している。始動時には、連通孔からの潤滑油供給は開始されておらず、各当接部ＳＲ１〜ＳＲ３の潤滑油不足を招く恐れがある。しかし、第２ローラ２９及び第３ローラ３０は貯留される潤滑油に浸漬した状態にあるので、第２ローラ２９及び第３ローラ３０の回転に伴い、高速シャフト２６と第１ローラ２８〜第３ローラ３０との当接部ＳＲ１〜ＳＲ３に潤滑油が供給される。よって、始動時における各当接部ＳＲ１〜ＳＲ３の潤滑油不足が解消される。

本発明の実施形態に係る遠心圧縮機１０によれば以下の効果を奏する。
（１）遠心圧縮機１０は、第１ローラ２８の回転中心Ｒが、第２ローラ２９及び第３ローラ３０の回転中心Ｍ、Ｎよりも鉛直方向上方に位置するとともに第１ローラ２８の回転中心Ｒと高速シャフトの回転中心Ｑとを結ぶ仮想線Ｓが鉛直方向に対して環状部材２４の回転方向Ｆに角度αだけ傾斜されるよう車両に取り付けられている。よって、潤滑油供給量が少ない場合には重力の影響を受けやすいが、第１柱状部３１Ａ〜第３柱状部３１Ｃの連通孔から供給された潤滑油は、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の外周面を介して高速シャフト２６に供給できる。よって、第１ローラ２８〜第３ローラ３０と高速シャフト２６との当接部ＳＲ１〜ＳＲ３に潤滑油を確実に供給することが可能であり、且つ、耐久性の向上と潤滑油供給量の低減を図ることが可能である。
（２）潤滑油供給量が少ない場合には、第２柱状部３１Ｂ内の第２径方向通路３７から供給された潤滑油は、高速シャフト２６の外周面２６Ｃまで直接到達せず、重力の影響を受けて第２ローラ２９の外周面２９Ｂに到達し、第２ローラ２９の回転に伴い第２ローラ２９と高速シャフト２６との当接部ＳＲ２に供給される。また、第３柱状部３１Ｃ内の第２径方向通路３７から供給された潤滑油は、高速シャフト２６の外周面２６Ｃまで直接到達せず、重力の影響を受けて第３ローラ３０の外周面３０Ｂに到達し、第３ローラ３０の回転に伴い第３ローラ３０と高速シャフト２６との当接部ＳＲ３に供給される。さらに、第１柱状部３１Ａ内の第２径方向通路３７から供給された潤滑油は、第１ローラ２８の外周面２８Ｂに到達し、第１ローラ２８の回転に伴い第１ローラ２８と高速シャフト２６との当接部ＳＲ１に供給される。従って、潤滑油供給量が少ない場合であっても、各第２径方向通路３７から供給された潤滑油は、第１ローラ２８〜第３ローラ３０の外周面を介して高速シャフト２６と第１ローラ２８〜第３ローラ３０との当接部ＳＲ１〜ＳＲ３に供給され、当接部ＳＲ１〜ＳＲ３に確実に潤滑油膜を形成することが可能である。
（３）第１ローラ２８と第２ローラ２９との間に設けられる第１柱状部３１Ａの第２径方向通路３７の開口部３７Ｃが、第２柱状部３１Ｂ及び第３柱状部３１Ｃに設けられる第２径方向通路３７の開口部３７Ｃのように高速シャフト２６と対向するように配置されている場合には、潤滑油供給量が少ない場合に、噴射された潤滑油の多くが、第２ローラ２９の外周面２９Ｂに供給され、第１ローラ２８と高速シャフト２６との当接部ＳＲ１には潤滑油が充分に供給されない恐れがある。しかし、第１ローラ２８と第２ローラ２９との間に設けられる第１柱状部３１Ａの第２径方向通路３７の開口部３７Ｃは、第２ローラ２９よりも第１ローラ２８側に位置していることにより、潤滑油供給量が少ない場合であっても、第１ローラ２８の外周面２８Ｂを介して高速シャフト２６と第１ローラ２８の当接部ＳＲ１に潤滑油を供給することが可能である。
（４）増速機構１２内に貯留される潤滑油の液面レベルＨが最も高いレベルにあるとき、第２ローラ２９及び第３ローラ３０が貯留される潤滑油に浸漬した状態にある。増速機構１２は停止した状態にあるとき、貯留される潤滑油の液面レベルＨは最も高いレベルにある。始動時には、連通孔からの潤滑油供給は開始されておらず、各当接部ＳＲ１〜ＳＲ３の潤滑油不足を招く恐れがある。しかし、第２ローラ２９及び第３ローラ３０は貯留される潤滑油に浸漬した状態にあるので、第２ローラ２９及び第３ローラ３０の回転に伴い、高速シャフト２６と第１ローラ２８〜第３ローラ３０との当接部ＳＲ１〜ＳＲ３に潤滑油が供給される。よって、始動時における各当接部ＳＲ１〜ＳＲ３の潤滑油不足を解消することが可能である。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更しても良い。
○ 本発明の実施形態では、第１ローラの回転中心が、第２ローラ及び第３ローラの回転中心よりも鉛直方向上方に位置するとして説明したが、回転中心が最も高い位置にあるローラが別のローラであってもよい。図６の別例における増速機構５０では、第３ローラ５３が回転中心の最も高い位置にあるローラとして設定され、第３ローラ５３の回転中心Ｕと高速シャフト２６の回転中心Ｑとを結ぶ仮想線Ｗが回転中心Ｑを通る鉛直線Ｋに対して環状部材２４の回転方向Ｆに角度αだけ傾斜して取り付けられている。そして、第１柱状部５４内に設けられた径方向通路５７の開口部は、高速シャフト２６と対向している。第２柱状部５５内に設けられた径方向通路５７の開口部は、高速シャフト２６と対向している。また、第３柱状部５６内に設けられた径方向通路５７の開口部は、第３ローラ５３と対向している。本実施形態においても上記本発明の実施形態と同等の効果を得ることが可能である。すなわち、潤滑油供給量が少ない場合であっても、径方向通路５７から供給された潤滑油は、第１ローラ５１〜第３ローラ５３の外周面を介して高速シャフト２６と第１ローラ５１〜第３ローラ５３との当接部に供給され、各当接部に潤滑油膜を形成することが可能である。また、第１ローラ５１及び第２ローラ５２は貯留される潤滑油に浸漬した状態にあるので、第１ローラ５１及び第２ローラ５２を介して高速シャフト２６と第１ローラ５１〜第３ローラ５３との当接部に潤滑油が供給され、始動時における各当接部の潤滑油不足が解消される。
○ 本発明の実施形態においては、第１ローラ２８及び第３ローラ３０は固定ローラで第２ローラ２９は可動ローラであるとして説明したが、第１ローラ〜第３ローラの全てが固定ローラであっても構わない。また、第１ローラ〜第３ローラの全てが同じ径を有していてもよく、この場合には、高速シャフトの回転中心と低速シャフト及びリング部材の回転中心とは偏心していない。
○ 本発明の実施形態においては、遠心圧縮機を車両に取り付ける取付部として、取付脚を使用するとして説明したが、取付脚を設けずに、例えば、プレート状の取付け部材を用いてもよい。取付け部材は、遠心圧縮機の上方から押さえつけるよう配置され、車両に固定される。この場合には、ハウジングにおける取付け部材が当接する部分が取付部（例えば、ハウジングにおける薄肉部分以外の部分）に相当する。

１０遠心圧縮機
１１電動モータ
１２増速機構
１３圧縮機構
１６低速シャフト
２２増速機収容室
２４環状部材
２８第１ローラ
２９第２ローラ
３０第３ローラ
３１支持部材
３１Ａ第１柱状部
３１Ｂ第２柱状部
３１Ｃ第３柱状部
３５ハウジング内通路
３６第２軸線方向通路
３７第２径方向通路
３７Ｃ開口部
４３（１４、１５、２１、３９）ハウジング
４３Ａ取付脚
４７モータ収容室
４８圧縮機収容室
４９リング部材
Ｑ高速シャフトの回転中心
Ｒ第１ローラの回転中心
Ｍ第２ローラの回転中心
Ｎ第３ローラの回転中心
Ｓ仮想線
Ｋ鉛直線
Ｆ環状部材の回転方向
α 傾斜角度
Ｈ液面レベル

Claims

低速シャフトと、
前記低速シャフトを回転させる電動モータと、
前記低速シャフトよりも高速に回転する高速シャフトと、
前記低速シャフトおよび前記高速シャフトに連結されると共に、前記低速シャフトの回転を増速し、前記高速シャフトに伝達する増速機構と、
前記高速シャフトに連結される圧縮機構と、
前記電動モータを収容するモータ収容室、前記増速機構を収容する増速機収容室及び前記圧縮機構を収容する圧縮機収容室を有するハウジングと、
前記ハウジングを車両に取り付ける際に用いられる取付部と、を備えた車両用の遠心圧縮機であって、
前記ハウジングは、外部からの潤滑油が供給されるハウジング内通路を有し、
前記増速機構は、
前記低速シャフトの第一の端部に設けられるとともに環状の環状部を有するリング部材と、
前記環状部の内側に設けられるとともに前記環状部と前記高速シャフトとの間に回転可能に配置される第１ローラ、第２ローラ及び第３ローラと、
前記環状部の内側に設けられるとともに前記第１ローラと前記第２ローラとの間、前記第１ローラと前記第３ローラとの間及び前記第２ローラと前記第３ローラとの間にそれぞれ配置される柱状部材と、を備え、
前記柱状部材は、前記ハウジング内通路と前記増速機収容室内とを連通する連通孔を有し、
前記遠心圧縮機は、前記第１ローラの回転中心が、前記第２ローラの回転中心及び前記第３ローラの回転中心よりも鉛直方向上方に位置するとともに前記第１ローラの回転中心と前記高速シャフトの回転中心とを結ぶ仮想線が鉛直方向に対して前記リング部材の回転方向に傾斜されるように前記取付部を用いて車両に取り付けられることを特徴とする車両用の遠心圧縮機。
前記遠心圧縮機は、前記第２ローラの回転中心が、前記第３ローラの回転中心よりも鉛直方向下方に位置するように前記取付部を用いて車両に取り付けられ、
前記第１ローラと前記第２ローラとの間に設けられる前記柱状部材の前記連通孔の開口は、前記第２ローラよりも前記第１ローラ側に位置することを特徴とする請求項１に記載の車両用の遠心圧縮機。
前記遠心圧縮機は、前記増速機収容室内に貯留される前記潤滑油の液面レベルが最も高いレベルにあるとき、前記第２ローラ及び前記第３ローラは、前記増速機収容室内で前記潤滑油に浸漬した状態となるように前記取付部を用いて車両に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の車両用の遠心圧縮機。