JPH0329589Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関用の機械式過給機として用
いて好適な回転ピストン型のエアポンプの改良に
関する。

〔従来の技術〕

一部が相重なるように軸線方向に形成された一
対の円柱状空間をもつハウジング内に、断面略々
半円形状を呈する一対の回転体を組込み、これら
を互いに噛み合わせた状態で連動して偏心軸によ
り回転駆動することで、コンプレツサとして機能
させるようにしてなる構成によるエアポンプ装置
が、たとえば特開昭60−101288号公報等により従
来から提案されている。これを第５図および第６
図を用いて簡単に説明すると、符号１は互いに平
行するとともにその一部が相重なる同一形状によ
る一対の円柱状空間２，３を有してなるポンプハ
ウジングで、このポンプハウジング１は、ハウジ
ング本体４と、その両端側に配設されるフロント
およびリヤハウジング５，６と、このリヤハウジ
ング６の外側に後述する駆動力伝達機構１５部分
を覆うようにして組付けられるリヤカバー７とに
よつて構成され、これらはボルト８によつて一体
的に組付けられている。

１０，１１は前記ポンプハウジング１内に形成
された円柱状空間２，３に回転自在に配設された
一対の回転体で、それら各回転体１０，１１の両
側に偏心した状態で一体的に設けられた軸部１０
ａ，１０ｂ；１１ａ，１１ｂは、前記フロントお
よびリヤハウジング５，６に対し、二対の軸受１
２ａ，１２ｂ；１３ａ，１３ｂを介して回転自在
に支承されている。そして、上述した軸部のう
ち、図中上部左側の軸部１０ａがフロントハウジ
ング５を貫通して外方に延設され、前記両回転体
１０，１１を回転駆動するための入力軸１４とさ
れている。一方、これとは反対のリヤ側の軸部１
０ｂ，１１ｂにおいてリヤハウジング６を貫通し
た先端部には、互いに噛合することにより前記両
回転体１０，１１を互いに逆の方向に連動して回
転駆動させるための駆動力伝達機構１５を構成す
る歯車１５ａ，１５ｂが設けられている。。そし
て、一方の回転体１０の軸部１０ａ，１０ｂは駆
動側、他方軸部１１ａ，１１ｂは従動側とされて
いる。

また、上述した各回転体１０，１１は、第６図
から明らかなように、その約半周がポンプハウジ
ング１側の円柱状空間２，３と略等しい径寸法を
もつ大径部１６として、残りの半周が上述した大
径部１６よりも１／2.5倍だけ小さな寸法をもつ
小径部１７として形成されている。なお、上述し
た大径部１６は、小径部１７とのバランスの目的
で中空状に引抜きまたは押出し成形されたアルミ
材等で形成され、約140゜にわたる円周部分を有し
かつその両側は内向きに傾斜した傾斜面として形
成され、またその半円筒基面には前記小径部１７
となる中実な鋼材などによる半円筒体がねじ止め
固定されている。

上述した大径部１６と小径部１７とからなる一
対をなす回転体１０，１１は、たとえば第６図に
示すように、一方の小径部１７に対し他方の大径
部１６がわずかな間隙をおいて対接した状態か
ら、互いに逆の方向に同一角度宛づつ順次回転す
るもので、またその途中ではそれぞれの大径部両
側の傾斜面とこれに連続する半円筒基面が噛合す
るように動作するものである。そして、このよう
な回転体１０，１１の回転運動によつて、ハウジ
ング本体４両側で前記円柱状空間２，３が相重な
る部分に形成された吸込口１８から吸込まれるエ
アを、ポンプ室内で圧送するとともに、その反対
側で流れ条件を改善し得るように吸込口１８より
も小さく形成された吐出口１９に対し順次圧送す
るものである。

また、上述した各回転体１０，１１の両端部に
は、その回転駆動時において両回転体のアンバラ
ンスを相殺するカウンタウエイトとしての円板２
０，２１がそれぞれ付設され、これらの円板２
０，２１はそれぞれフロント、リヤハウジング
５，６の内側面に凹設された保持孔２２，２３内
にわずかな間隙（クリアランス）をおいた遊嵌状
態で嵌入され、ポンプ室内からの給送流体の漏洩
をシールするような構成とされている。勿論、上
述した円板２０，２１はそれぞれ回転体１０，１
１側に圧入等で一体的に固定されている。また、
図中２４は前記各円板２０，２１の外側面の一部
に凹設された円弧状等を呈する凹部で、回転体１
０，１１の回転時のバランスを保つうえで効果的
なものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した構成による従来装置を実用
化するにあたつて、次の点が問題とされている。
すなわち、上述したポンプハウジング１は、その
生産性や装置全体の軽量化の目的からアルミ材等
で形成されており、給送流体の加圧熱や内燃機関
内の発生熱が高温となると、このポンプハウジン
グ１，４，５，６に熱膨張が生じ、これにより回
転体１０，１１の軸部１０ａ，１０ｂ，１１ａ，
１１ｂを回転自在に支持する軸受１２ａ，１２
ｂ，１３ａ，１３ｂの外輪にクリープが生じてし
まうもので、これを防止し得る何らかの対策を講
じることが必要とされていた。

そして、このような要請に応えるものとして、
たとえば軸受外輪に環状溝を設けこの環状溝に
Ｏリングを嵌合させた状態で、これをハウジング
１側の内周面に圧入嵌合させるようにしたもの、
軸受外輪に偏心した環状溝を設けこの環状溝内
に割れリングを嵌合させることで、これをハウジ
ング１内周面に圧入嵌合させたとき、割れリング
の一端が回転体軸部１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１
１ｂの反回転方向でハウジング１内周面にくさび
作用をなして偏心した環状溝内を変形させ、軸受
外輪とハウジング１とを一体化するようにしたも
の、軸受外輪外周面とハウジング１側の内周面
とにそれぞれ偏心溝を設けることで組立てた際に
環状空間を形成しかつこの環状空間をハウジング
１外部と連通させることで、環状空間内に樹脂材
を注入し軸受外輪とハウジング１とを一体化する
ようにしたもの、さらに実開昭59−110425号公報
に示されるように軸受外輪とハウジング１内周面
とに軸線方向に溝を形成し、これら溝により形成
された空間内に、合成樹脂材によるスペーサを嵌
合するようにしたもの等が知られている。

そして、これらの構成を採用することにより、
上述した軸受１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの
発熱によりグリース漏洩や、焼付き、さらには回
転体１０，１１を回転駆動するための軸部１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂのがた付き等を防止
するようにしている。

しかしながら、上述した従来構造のうち、樹脂
材によるものを用いてなる構成では、樹脂材自体
が高温状態により特性劣化を招くため、その使用
に不安があり、一方割れリングを使用したもので
は、この割れリングがスプリング圧でハウジング
１内周面にくさび作用で係合するため、軸受１２
ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ自体を修理等でハウ
ジング１内から抜き出す際に、割れリングにより
ハウジング１内周面に傷を付けてしまい、再度軸
受１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを圧入する場
合に、ハウジング１内周面のばり取り作業が必要
で、しかもその作業が面倒であるといつた欠点を
もつものであつた。さらに、このような軸受１２
ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの抜き取り作業は、
その内孔から専用治具を挿入し、治具先端を内輪
側に引つ掛けて抜き出すものであるが、この場合
にボールを介して外輪を無理に抜き出すと、この
外輪が割れリングによりハウジング１側に回り止
めされているため、軸受自在の機能が損なわれる
といつた問題を招く虞れもあり、これらの点を考
慮し、上述した軸受外輪の高温化によるクリープ
防止手段の出現が望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

このような要請に応えるために、本考案に係る
エアポンプは、ポンプハウジング内で回転駆動さ
れる回転体の両端部を支承する軸受の外輪外周面
に偏心溝を形成するとともに、この偏心溝内に形
状記憶合金材料で形成された割れリングを嵌合保
持させ、かつこの割れリングを、常温時は軸受外
輪の外径寸法以下に保たれて前記偏心溝内に嵌合
保持され、高温時においては少なくとも放射方向
または求心方向に部分的に膨出変形するように形
成され、その一部分が軸受を保持するポンプハウ
ジング側の軸受受け部内面側に、別の部分が外輪
側偏心溝の溝底側に摺接するように構成したもの
である。

〔作 用〕

本考案によれば、軸受をハウジング内に嵌込む
にあたつて、その外輪外周面に予め形成した偏心
溝内に、略々円形リング状を呈する形状記憶合金
材料で形成された割リリングを嵌合保持させた状
態で行ない、ハウジング等が熱膨張する高温時に
おいて、前記割りリングの形状を変形させて、ハ
ウジングと軸受外輪とに対して所要の状態で保持
させ、その外輪のクリープを防止し得るものであ
る。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図ないし第４図ａ，ｂは本考案に係るエア
ポンプの一実施例を示すものであり、これらの図
において、前述した第５図および第６図と同一ま
たは相当する部分には同一番号を付してその説明
は省略する。

さて、本考案によれば、ポンプハウジング１内
で回転駆動される回転体１０，１１の両端部を支
承する軸受１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの外
輪３０の外周面に偏心溝３１を形成するととも
に、この偏心溝３１内に形状記憶合金材料で形成
された割れリング３２を嵌合保持させ、かつこの
割れリング３２を、常温時は第４図ａに示される
ような形状を呈し軸受外輪３０の外径寸法以下に
保たれて前記偏心溝３１内に嵌合保持され、高温
時においては、第４図ｂに示されるように、少な
くとも放射方向または求心方向に部分的に膨出変
形するように形成され、その一部分（放射方向に
膨出した部分）が軸受を保持するポンプハウジン
グ１（フロント、リヤボデイ５，６）側の軸受受
け部内面側に、別の部分（求心方向に膨出した部
分３２ｃ，３２ｄ）が外輪側偏心溝３１の溝底側
に摩擦係合により摺接するように構成したところ
に特徴を有している。

ここで、上述した割りリング３２は、常温で
は、第４図ａに示すように、外輪３０の外径と
略々同一または若干小さな径寸法により真円形状
となるように設定され、軸受１２ａ，１２ｂ，１
３ａ，１３ｂのハウジング１への嵌合が、簡単に
行なえる構成とされている。特に、このような構
成では、アルミ合金等からなるハウジング１に対
し軸受１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを挿入す
る際に、偏心溝３１内に入り込んだ状態で保持さ
れている割れリング３２によつてハウジング１側
が傷付くといつた問題を生じる虞れはなく、組込
み作業が容易に行なえる。一方、このような軸受
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの嵌込み状態に
おいて、高温になると、同図ｂに示すように、そ
の両端側３２ａ，３２ｂは拡径方向に変形し、か
つその長手方向中央の二個所（３２ｃ，３２ｄ）
は内向きに折り曲げられる。そして、上述した両
端側３２ａ，３２ｂでの拡径の度合は、高温にな
るにしたがつて、すなわちハウジング１側が熱膨
張するにしたがつて大きくなる。そして、このよ
うな割れリング３２は、内向きつまり求心方向に
に膨出変形した折れ曲り部３２ｃ，３２ｄが外輪
側偏心溝３１の溝底部分に摩擦接合によつて摺接
するとともに、これらの折れ曲り部３２ｃ，３２
ｄ間で外向きつまり放射方向に膨出変形した部分
がハウジング１側に摩擦接合により摺接すること
で、クリープを防止し得るものである。また、こ
の割れリング３２は、上述したように拡径方向に
変形する両端側３２ａ，３２ｂの端部３２ｅのい
ずれか一方がハウジング１側と偏心溝３１とに当
たつて、いわゆるくさび状態となり、、この割れ
リング３２が回転するのを防止するものである。

ここで、このような割りリング３２の形状変化
は、周縁温度特性に対するハウジング１側の熱膨
張率を考慮し、所要の温度設定を行なうとよいも
のである。

そして、このような構成によれば、形状記憶合
金材料からなる割れリング３２により、ハウジン
グ１等の熱膨張に如何にかかわらず、軸受１２
ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂをハウジング１内周
面に適切に保持させることが可能で、これにより
軸受１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂの給送流体
の漏洩によるシール部の破損、クリープによる焼
付き、摩耗、グリース漏れ等、軸受１２ａ，１２
ｂ，１３ａ，１３ｂの事故による回転体軸部１０
ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂの揺れなどを防止で
き、これによりこの種の装置各部の耐用年数や機
能を向上させ得るといつた利点がある。

ここで、本実施例によるエアポンプ構成を簡単
に説明すると、前記ポンプハウジング１を構成す
る各部材４，５，６は、たとえばアルミ合金材に
よる鋳物として形成されている。。また、各回転
体１０，１１を構成する本体部分も、たとえばア
ルミ合金材により押出しまたは引出し成形され、
その両側部にはカバーが適宜付設されている。
さらに、本実施例では、回転体１０，１１の両側
部に設けられるカウンタウエイトとしての円板２
０，２１の外周面（少なくとも回転体１０の入力
軸１４側に対応する円板２０の外周面）に複数の
環状溝２５を形成し、これによりポンプ室内から
の流体の漏洩を防止し得るラビリンスシール機能
を得られるような構成としている。ここで、これ
ら環状溝２５の溝深さおよび溝幅は、ラビリンス
関数表から、１：４とするとよいと考えられる。
また、上述した円板２０，２１外周面と保持孔２
２，２３内周面とのクリアランスＳは、約0.1mm
程度の間隙とするとよい。

なお、本考案は上述した実施例構造に限定され
ず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案に係るエアポンプ
によれば、ポンプハウジング内で回転駆動される
回転体の両端部を支承する軸受の外輪外周面に偏
心溝を形成するとともに、この偏心溝内に形状記
憶合金材料で形成された割れリングを嵌合保持さ
せ、かつこの割れリングを、常温時は軸受外輪の
外径寸法以下に保たれて偏心溝内に嵌合保持さ
れ、高温時においては少なくとも放射方向または
求心方向に部分的に膨出変形するように形成し、
その一部分が軸受を保持するポンプハウジング側
の軸受受け部内面側に、別の部分が外輪側偏心溝
の溝底側に摺接させるように構成したので、簡単
かつ安価な構成にもかかわらず、形状記憶合金材
料で形成された割りリングの温度条件による形状
変化を巧みに利用し、ハウジングと軸受外輪とに
対して所要の状態で保持させ、その外輪のクリー
プを防止し得る等といつた実用上種々優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案に係るエアポンプ
の一実施例を示す概略側断面図およびその要部拡
大断面図、第３図は第２図の−線断面図、第
４図ａ，ｂは割りリングの形状変化を示す説明
図、第５図および第６図は従来例を示す概略側断
面図およびその−線断面図である。 １……ポンプハウジング、２，３……円柱状空
間、４……ハウジング本体、５，６……フロント
およびリヤハウジング、１０，１１……回転体、
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ……軸部、１２
ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ……軸受、１４……
入力軸、１５……駆動力伝達機構、１８……吸込
口、１９……吐出口、２０，２１……円板（カウ
ンタウエイト）、２２，２３……保持孔、３０…
…軸受外輪、３１……偏心溝、３２……割りリン
グ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプハウジング内で回転駆動される回転体の
   両端部を支承する軸受の外輪外周面に偏心溝を形
   成するとともに、この偏心溝内に形状記憶合金材
   料で形成された割れリングを嵌合保持させるよう
   に構成され、かつこの割れリングを、常温時は前
   記軸受外輪の外径寸法以下に保たれて前記偏心溝
   内に嵌合保持され、高温時においては少なくとも
   放射方向または求心方向に部分的に膨出変形する
   ように形成され、その一部分が軸受を保持するポ
   ンプハウジング側の軸受受け部内面側に、別の部
   分が前記外輪側の偏心溝の溝底側に摺接するよう
   に構成したことを特徴とするエアポンプ。