JPH084545A - 遠心式過給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数が少なくコンパクトで搭載性に優
れ、しかも組付けに時間を要することのない高速での耐
用性が高い遠心式過給機を提供する。 【構成】 エンジンのクランク軸からプラネタリーギヤ
からなる増速装置（インターナルギヤ２、ピニオンギヤ
７、サンギヤ８）を介して動力を受けて回転するインペ
ラー１０によって軸方向の吸気通路の空気を放射方向の
遠心力で加圧して円周方向の加圧ボリュート２２から吐
出する遠心式エアコンプレッサーからなる遠心式過給機
において、前記増速装置を構成するインターナルギヤ２
の筒状シャフト部３内にて前記インペラー１０を他端に
固定したサンギヤシャフト９の一端をフローティングブ
ッシュ４により軸支したことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃式機関のエンジン
の吸気系に設置される遠心式過給機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の遠心式過給機は、スーパーチャ
ージャーの長所であるクランク軸駆動による応答性の良
さ、低ブースト・高出力な性能と、ターボチャージャー
の長所である高回転での効率の良さ、シンプルかつコン
パクトであり、さらには、遠心式加圧という独特の方式
によって加圧流体の閉じ込みがなく、回転数一定で流量
を絞ると、圧力比は増大しても駆動馬力は減少するた
め、きわめて効率的な過給機として注目を浴びている。
そのような遠心式過給機の１例として特開平２−９５７
３１号公報に記載されたものを図２によって簡単に説明
すると、図示しないエンジンのクランク軸から補記駆動
ベルトによってドリブンプーリ４１を介して入力軸３１
が駆動される。前記ドリブンプーリとしては、単なる駆
動ベルトとプーリとを組み合わせたもの、あるいはベル
ト式無段変速機を有するものを適宜組み合わせて駆動ベ
ルトの回転半径を調整して前記入力軸の回転数を一定に
保持するものが採用される。このようにして駆動される
入力軸３１は、遠心式過給機を構成する遠心式エアコン
プレッサーのケーシング４８内に収容された増速装置に
よって増速される。前記入力軸３１の回転はインターナ
ルギヤ３２の回転として該インターナルギヤ３２に内接
噛合する固定ピニオンシャフトに軸支された複数のピニ
オンギヤ３７に増速して伝達され、これらピニオンギヤ
３７に噛合するサンギヤ３８をさらに増速する。

【０００３】一方、増速装置に隣接して設けられた遠心
式エアコンプレッサーにおいては、前記増速装置におけ
るサンギヤ３８の高速回転を受けて、サンギヤシャフト
３９も高速回転し、該サンギヤシャフト３９に固定され
多数のファンにより形成されたインペラー４０の高速回
転によって、図示しないエアクリーナーから吸気管を通
じて送られてくる軸方向の空気は放射方向の遠心力で加
圧されて放射通路から、円周方向の加圧ボリュート５２
に高圧で放出される。このような遠心式過給機におい
て、前記サンギヤシャフト３９は極めて高速で回転す
る。前記従来例のものでは、サンギヤシャフト３９はダ
ブルボールベアリング３６によってケーシング４８のフ
ランジ部５０に軸支されているが、ダブルボールベアリ
ングでは通常、１２万回転以上の高速での耐用時間は３
０時間程度であるところから以下のようなフローティン
グブッシュによりサンギヤシャフトを軸支したものが案
出された。

【０００４】図３に示したものは、インペラー４０の回
転軸であるサンギヤシャフト３９をフローティングブッ
シュにより軸支して超高速回転に耐え得るようにした例
である。この例では、タービンハウジング５３およびケ
ーシング４８と一体にされたフランジ部５０に対してベ
アリングホルダ５４を設置し、該ベアリングホルダ５４
に高速回転にも耐えることのできるフローティングブッ
シュ３４、３５を設けたものである。前記ベアリングホ
ルダ５４にはフランジ部５０との間に段差５９が設けら
れており、遠心式エアコンプレッサーの加圧時にインペ
ラー４０に発生するスラスト力を前記フランジ部５０に
伝えるように構成されている。５７、５８はフローティ
ングブッシュ３４、３５に潤滑油を供給する潤滑油路で
ある。このような構成により、遠心式過給機における高
速での耐用時間が飛躍的に増大した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
遠心式過給機にあって、スラスト力負担部材も兼用する
ベアリングホルダ５４を準備し、しかも該ベアリングホ
ルダ５４をフランジ部５０に設置するには、通常、焼嵌
めによる方法が採用されることから、フランジ部の加熱
に時間を要する他、軸方向に間隔を置いた２つのフロー
ティングブッシュ３４、３５を設けるために、ベアリン
グホルダ５４にオーバーハング部５５を設ける必要があ
って、軸方向に長く形成せざるを得なかった。以上のよ
うに高速での耐用時間を高めるためには、ベアリングホ
ルダ等の部品を要する他、組付けに時間を要し、装置と
して軸方向に長大となった。このため本発明では、以上
のような従来の遠心式過給機における諸課題を解決し
て、部品点数が少なくコンパクトで搭載性に優れ、しか
も組付けに時間を要することのない高速での耐用性が高
い遠心式過給機を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、エン
ジンのクランク軸からプラネタリーギヤからなる増速装
置を介して動力を受けて回転するインペラーによって軸
方向の吸気通路の空気を放射方向の遠心力で加圧して円
周方向の加圧ボリュートから吐出する遠心式エアコンプ
レッサーからなる遠心式過給機において、前記増速装置
を構成するインターナルギヤの筒状シャフト部内にて前
記インペラーを他端に固定したサンギヤシャフトの一端
をフローティングブッシュにより軸支したことを特徴と
するもので、これを課題解決のための手段とするもので
ある。また本発明は、前記遠心式エアコンプレッサーの
タービンハウジングにおけるフランジ部に支持された複
数のピニオンシャフトに軸支されたピニオンギヤと噛合
するサンギヤシャフトにおけるサンギヤが、該噛合部に
おいて前記フローティングブッシュによる軸支部と軸方
向に間隔を置いて対をなす軸支部を構成している。

【０００７】

【作用】本発明は以上の手段により、その組付けについ
ては、ボールベアリング１４等を介してケーシング１８
に軸支されている増速装置を構成するインターナルギヤ
２の筒状シャフト部３内に、インペラー１０を他端に固
定したサンギヤシャフト９の一端をフローティングブッ
シュ４を介して軸支させればよい。その際、サンギヤシ
ャフト９におけるサンギヤ８がタービンハウジング２３
におけるフランジ部２０に支持された複数のピニオンシ
ャフト１９に軸支されたピニオンギヤ７と噛合し、該噛
合部が前記フローティングブッシュ４による軸支部と軸
方向に間隔を置いて対をなす軸支部を構成することにな
る。

【０００８】したがって、本発明によれば、前記インタ
ーナルギヤ２の筒状シャフト部３がフローティングブッ
シュ４のベアリングホルダの役割を合わせ持つことにな
り、従来のもののようにベアリングホルダを準備する必
要がない。しかも、ベアリングホルダの設置のために焼
嵌めによるフランジ部の加熱に時間を要することもな
く、短時間でその組付けを完了することができる。そし
て、遠心式エアコンプレッサーの加圧時にインペラー１
０に発生するスラスト力はスラストベアリング１５およ
びフローティングブッシュ４を介してインターナルギヤ
２に作用し、ボールベアリング１４からケーシング１８
に伝えられることになる。その上、遠心式エアコンプレ
ッサーのタービンハウジング２３におけるフランジ部２
０に支持された複数のピニオンシャフト１９に軸支され
たピニオンギヤ７と噛合するサンギヤ８が、該噛合部に
おいて前記フローティングブッシュ４による軸支部と軸
方向に間隔を置いて対をなす軸支部を構成するので、高
速回転に耐え得るフローティングブッシュ４を１つ配置
するのみで、該フローティングブッシュ４が前記サンギ
ヤ８の噛合部と適度の軸方向の間隔を有する１対の適度
の安定した支持スパンを有する両端支持の軸支部として
高速回転に耐え得るものとなる。しかも、従来のものの
ように１対のフローティングブッシュを設けるためのオ
ーバーハング部を有する軸方向に長いベアリングホルダ
が不要なので遠心式過給機の装置としての軸方向の長さ
を大幅に縮小させることができ、きわめてコンパクトな
遠心式過給機となり、車両への搭載性も良好となり、周
辺スペースの自由度も増すことになる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は、本発明の遠心式過給機の１実施例を示すも
のである。図示しないエンジンのクランクプーリから駆
動ベルトを介して回転駆動力を受ける単なるドリブンプ
ーリ１１（あるいはベルト式無段変速機を有するものを
適宜組み合わせて駆動ベルトの回転半径を調整して入力
軸の回転数を一定に保持するものを採用するも可）のプ
ーリボス１２に入力軸１がキーにより一体回転するよう
に嵌合される。入力軸１は、中間部に筒状シャフト部３
を有するインターナルギヤ２の１端部を構成する。イン
ターナルギヤ２は筒状シャフト部３がケーシング１８内
にボールベアリング１４を介して軸支されている。イン
ターナルギヤ２の回転は増速以前であり、それほど高速
でないためボールベアリングにて充分に耐用性がある。

【００１０】一方、筒状シャフト部３内の筒状空間部に
は、インペラー１０を他端に固定したサンギヤシャフト
９の一端がフローティングブッシュ４を介して軸支する
ごとく挿入される。フローティングブッシュ４はサンギ
ヤシャフト９の１端をスリーブ５を介して支持し、該ス
リーブ５と前記サンギヤシャフト９のサンギヤ８の歯端
面との間には一対のスラスト受け部材１５、１７間に挟
まれたスラストベアリング１６が配置される。そして、
サンギヤシャフト９の端部に螺合されるナット６によっ
て、これらスラスト受け部材１５、１７スラストベアリ
ング１６およびスリーブ５がサンギヤシャフト９に共締
め固定される。なお、１３はスナップリングを示し、フ
ローティングブッシュ４の軸方向の移動を阻止するため
のものでる。スラストベアリング１６は図示しないビス
によってインターナルギヤ２のディスク中心近傍に固定
され、サンギヤシャフト９のサンギヤ８の歯端面による
スラスト力をインターナルギヤ２に伝えることになる。

【００１１】他端にインペラー１０を取り付けたサンギ
ヤシャフト９の一端をフローティングブッシュ４を介し
て軸支するごとく挿入する際、サンギヤシャフト９にお
けるサンギヤ８がタービンハウジング２３におけるフラ
ンジ部２０に支持された複数のピニオンシャフト１９に
軸支されたピニオンギヤ７と噛合し、該噛合部が前記フ
ローティングブッシュ４による軸支部と軸方向に間隔を
置いて対をなす軸支部を構成することになる。サンギヤ
８と前記インペラー１０との間にはスペーサ２４が配置
される。符号２６はピストンリングであり、ケーシング
内の潤滑油がタービンコンプレッサ側に漏れるのをイン
ペラーの回転によって防止するものである。また、フラ
ンジ２０とインペラー１０の背面との間には冷却空気導
入路２５からの冷却空気のオイルシールを構成するラビ
リンスシール２１が設置される。

【００１２】かくして、ドリブンプーリ１１を介してエ
ンジンから伝えられた入力軸１の回転はインターナルギ
ヤ２の回転として該インターナルギヤ２に内接噛合する
固定ピニオンシャフト１９に軸支された複数のピニオン
ギヤ７に増速して伝達され、これらピニオンギヤ７に噛
合するサンギヤ８をさらに増速してきわめて高速の回転
を得る。一方、該プラネタリーギヤからなる増速装置に
隣接して設けられた遠心式エアコンプレッサーにおいて
は、前記サンギヤ８の高速回転を受けて、サンギヤシャ
フト９も高速回転し、該サンギヤシャフト９に固定され
多数のファンにより形成されたインペラー１０の高速回
転によって、図示しないエアクリーナーから吸気管を通
じて送られてくる軸方向の空気は放射方向の遠心力で加
圧されて放射通路から、円周方向の加圧ボリュート２２
に高圧で放出され、内燃機関の高出力燃焼に供されるこ
とになる。

【００１３】以上本発明の１実施例について説明した
が、本発明の趣旨の範囲内で前記筒状シャフト部の形
状、フローティングブッシュの形状および前記筒状シャ
フト部とサンギヤシャフト部との組合わせ関連構成、ス
ラストベアリングの配置態様等については適宜の組合せ
が採用され得ることは言うまでもないことである。

【００１４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
エンジンのクランク軸からプラネタリーギヤからなる増
速装置を介して動力を受けて回転するインペラーによっ
て軸方向の吸気通路の空気を放射方向の遠心力で加圧し
て円周方向の加圧ボリュートから吐出する遠心式エアコ
ンプレッサーからなる遠心式過給機において、前記増速
装置を構成するインターナルギヤの筒状シャフト部内に
て前記インペラーを他端に固定したサンギヤシャフトの
一端をフローティングブッシュにより軸支したことによ
り、インターナルギヤの筒状シャフト部がフローティン
グブッシュのベアリングホルダの役割を合わせ持つこと
になり、従来のもののようにベアリングホルダを準備す
る必要がない。しかも、ベアリングホルダの設置のため
に焼嵌めによるフランジ部の加熱に時間を要することも
なく、短時間でその組付けを完了することができる。そ
して、遠心式エアコンプレッサーの加圧時にインペラー
に発生するスラスト力はスラストベアリングおよびフロ
ーティングブッシュを介してインターナルギヤに作用
し、ボールベアリングからケーシングに伝えられること
になる。

【００１５】その上、本発明では、前記遠心式エアコン
プレッサーのタービンハウジングにおけるフランジ部に
支持された複数のピニオンシャフトに軸支されたピニオ
ンギヤと噛合するサンギヤシャフトにおけるサンギヤ
が、該噛合部において前記フローティングブッシュによ
る軸支部と軸方向に間隔を置いて対をなす軸支部を構成
しているので、高速回転に耐え得るフローティングブッ
シュを１つ配置するのみで、該フローティングブッシュ
が前記サンギヤの噛合部と適度の軸方向の間隔を有する
１対の適度の安定した支持スパンを有する両端支持の軸
支部として高速回転に耐え得るものとなる。しかも、従
来のもののように１対のフローティングブッシュを設け
るためのオーバーハング部を有する軸方向に長いベアリ
ングホルダが不要なので遠心式過給機の装置としての軸
方向の長さを大幅に縮小させることができ、きわめてコ
ンパクトな遠心式過給機となり、車両への搭載性も良好
となり、周辺スペースの自由度も増すことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遠心式過給機の１実施例を示す全体の
断面図である。

【図２】従来の遠心式過給機の第１の例を示す図であ
る。

【図３】従来の遠心式過給機を第２の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ インターナルギヤ ３ 筒状シャフト部 ４ フローティングブッシュ ５ スリーブ ７ ピニオンギヤ ８ サンギヤ ９ サンギヤシャフト １０ インペラー １３ スナップリング １９ ピニオンシャフト ２０ フランジ部 ２２ 加圧ボリュート

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】この種の遠心式過給機は、スーパーチャ
ージャーの長所であるクランク軸駆動による応答性の良
さ、低ブースト・高出力な性能と、ターボチャージャー
の長所である高回転での効率の良さ、シンプルかつコン
パクトであり、さらには、遠心式加圧という独特の方式
によって加圧流体の閉じ込みがなく、回転数一定で流量
を絞ると、圧力比は増大しても駆動馬力は減少するた
め、きわめて効率的な過給機として注目を浴びている。
そのような遠心式過給機の１例として特開平２−９５７
３１号公報に記載されたものを図３によって簡単に説明
すると、図示しないエンジンのクランク軸から補記駆動
ベルトによってドリブンプーリ４１を介して入力軸３１
が駆動される。前記ドリブンプーリとしては、単なる駆
動ベルトとプーリとを組み合わせたもの、あるいはベル
ト式無段変速機を有するものを適宜組み合わせて駆動ベ
ルトの回転半径を調整して前記入力軸の回転数を一定に
保持するものが採用される。このようにして駆動される
入力軸３１は、遠心式過給機を構成する遠心式エアコン
プレッサーのケーシング４８内に収容された増速装置に
よって増速される。前記入力軸３１の回転はインターナ
ルギヤ３２の回転として該インターナルギヤ３２に内接
噛合する固定ピニオンシャフトに軸支された複数のピニ
オンギヤ３７に増速して伝達され、これらピニオンギヤ
３７に噛合するサンギヤ３８をさらに増速する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】図２に示したものは、インペラー４０の回
転軸であるサンギヤシャフト３９をフローティングブッ
シュにより軸支して超高速回転に耐え得るようにした例
である。この例では、タービンハウジング５３およびケ
ーシング４８と一体にされたフランジ部５０に対してベ
アリングホルダ５４を設置し、該ベアリングホルダ５４
に高速回転にも耐えることのできるフローティングブッ
シュ３４、３５を設けたものである。前記ベアリングホ
ルダ５４にはフランジ部５０との間に段差５９が設けら
れており、遠心式エアコンプレッサーの加圧時にインペ
ラー４０に発生するスラスト力を前記フランジ部５０に
伝えるように構成されている。５７、５８はフローティ
ングブッシュ３４、３５に潤滑油を供給する潤滑油路で
ある。このような構成により、遠心式過給機における高
速での耐用時間が飛躍的に増大した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンのクランク軸からプラネタリー
   ギヤからなる増速装置を介して動力を受けて回転するイ
   ンペラーによって軸方向の吸気通路の空気を放射方向の
   遠心力で加圧して円周方向の加圧ボリュートから吐出す
   る遠心式エアコンプレッサーからなる遠心式過給機にお
   いて、前記増速装置を構成するインターナルギヤの筒状
   シャフト部内にて前記インペラーを他端に固定したサン
   ギヤシャフトの一端をフローティングブッシュにより軸
   支したことを特徴とする遠心式過給機。
2. 【請求項２】 前記遠心式エアコンプレッサーのタービ
   ンハウジングにおけるフランジ部に支持された複数のピ
   ニオンシャフトに軸支されたピニオンギヤと噛合するサ
   ンギヤシャフトにおけるサンギヤが、該噛合部において
   前記フローティングブッシュによる軸支部と軸方向に間
   隔を置いて対をなす軸支部を構成していることを特徴と
   する請求項１に記載の遠心式過給機。