(57)【要約】【課題】  高速回転体及びブルギヤに作用する軸方向荷重と半径方向荷重を最小化することができるターボブロアを提供する。【解決手段】  本発明は、ターボブロア及びこれに使用される高速回転体に関する。ターボブロアは、ｉ）モータ軸を備えたモータ、ｉｉ）モータ軸に締結されたブルギヤと、ブルギヤと噛み合うピニオンギヤとを内蔵するギヤハウジング、ｉｉｉ）外周面にピニオンギヤが形成された回転軸と、回転軸の一端に結合されるインペラと、回転軸、ピニオンギヤ、及び少なくとも一つの第１複合ベアリングを内蔵し、ピニオンギヤが露出するように一部が切開された回転体ハウジングとを含み、ギヤハウジングに一部分が内蔵されて結合される高速回転体、及びｉｖ）インペラを囲みながら圧縮された空気を排出するスクロール部を含む。【選択図】図１
2011522994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸を備えたモータ；
前記モータ軸に締結されたブルギヤと、前記ブルギヤと噛み合うピニオンギヤとを内蔵するギヤハウジング；
外周面に前記ピニオンギヤが形成された回転軸と、前記回転軸の一端に結合されるインペラと、前記回転軸、前記ピニオンギヤ、及び少なくとも一つの第１複合ベアリングを内蔵し、前記ピニオンギヤが露出するように一部が切開された回転体ハウジングとを含み、前記ギヤハウジングに一部分が内蔵されて結合される高速回転体；及び
前記インペラを囲みながら圧縮された空気を排出するスクロール部
を含むターボブロア。
【請求項２】
前記第１複合ベアリングは、
滑りベアリングブロックとボールベアリングブロックを一体に備えた複合ベアリングブロック；
前記回転軸の外周面に形成され、前記滑りベアリングブロックに内蔵されて、前記滑りベアリングブロックと共に滑りベアリングを構成する滑りベアリング軸；及び
前記ボールベアリングブロックに内蔵されるボールベアリング
を含む、請求項１に記載の請求項ターボブロア。
【請求項３】
前記第１複合ベアリングは前記ピニオンギヤの両側に位置し、前記滑りベアリングの設定ギャップが前記ボールベアリングの設定ギャップより大きい、請求項２に記載のターボブロア。
【請求項４】
前記滑りベアリング軸は、その表面に油膜形成のための複数のオイル溝と複数のテーパ溝を傾斜するように形成し、前記滑りベアリングブロックは、その内面のうちの前記ブルギヤに向かう部分に側圧緩衝溝を形成して、前記ブルギヤによる側圧を吸収する、請求項３に記載のターボブロア。
【請求項５】
前記高速回転体は、前記インペラに向かう前記回転体ハウジングの端部にベントホールを形成し、前記ピニオンギヤはヘリカルギヤ形状に形成され、前記ヘリカルギヤの方向は、前記回転軸の回転時に前記回転軸が前記インペラ方向の反対方向に引かれる力が発生するように設定される、請求項４に記載のターボブロア。
【請求項６】
前記ギヤハウジングは、その内壁面に前記ブルギヤの一部を囲みながら複数のオイルガイド溝を備えた円弧状のガイドカバーを形成し、その内側上部に前記ガイドカバーの端部と連結されるオイルボックスを形成する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボブロア。
【請求項７】
前記ギヤハウジングは、その内部にオイル管を形成して、前記オイルボックスに収集された潤滑油を前記第１複合ベアリングに供給し、前記オイル管の一端は前記オイルボックスに形成されたオイル排出口と連結し、前記オイル管の他の一端は前記第１複合ベアリングに形成されたオイル供給口と連結する、請求項６に記載のターボブロア。
【請求項８】
前記回転体ハウジングは油蒸気を排出するための蒸気排出口を形成し、前記ターボブロアは前記蒸気排出口及び前記オイルボックスと連結される油蒸気冷却器をさらに含み、前記油蒸気冷却器は前記蒸気排出口に排出された油蒸気を凝縮させて前記オイルボックスに供給する、請求項７に記載のターボブロア。
【請求項９】
前記ギヤハウジングはその下部にオイル貯蔵槽を形成し、前記オイル貯蔵槽はその側壁に上下に一対のホールを形成し、前記ギヤハウジングは前記一対のホールを連通させた連通管と、前記連通管に設けられた制御バルブをさらに含む、請求項８に記載のターボブロア。
【請求項１０】
前記ブルギヤは前記モータ軸に直接締結され、前記ギヤハウジングは前記モータに向かう側面に前記ブルギヤの直径より大きい開口部を有する結合面を形成し、前記結合面が前記モータに結合される、請求項６に記載のターボブロア。
【請求項１１】
前記ブルギヤは前記モータ軸に直接締結され、前記ギヤハウジングは前記モータに向かう側面に前記ブルギヤの直径より大きい開口部を有する結合面を形成し、前記結合面が前記モータに結合される、請求項７〜９のいずれか一項に記載のターボブロア。
【請求項１２】
ブルギヤと噛み合うピニオンギヤが外周面に形成された回転軸；
前記回転軸の一端に結合されるインペラ；
前記ピニオンギヤの両側に設けられる一対の第１複合ベアリング；及び
前記回転軸、前記ピニオンギヤ、及び前記一対の第１複合ベアリングを内蔵し、前記ピニオンギヤが露出するように一部が切開された回転体ハウジング
を含む高速回転体。
【請求項１３】
前記一対の第１複合ベアリングそれぞれは、
滑りベアリングブロックとボールベアリングブロックを一体に備えた複合ベアリングブロック；
前記回転軸の外周面に形成され、前記滑りベアリングブロックに内蔵されて、前記滑りベアリングブロックと共に滑りベアリングを構成する滑りベアリング軸；及び
前記ボールベアリングブロックに内蔵されるボールベアリング
を含む、請求項１２に記載の高速回転体。
【請求項１４】
前記滑りベアリングの設定ギャップは前記ボールベアリングの設定ギャップより大きく、前記滑りベアリング軸は、その表面に油膜形成のための複数のオイル溝と複数のテーパ溝を傾斜するように形成し、前記滑りベアリングブロックは、その内面に前記ブルギヤによる側圧を吸収するために、前記側圧が及ぼす方向の反対方向に側圧緩衝溝を形成する、請求項１３に記載の高速回転体。
【請求項１５】
モータ軸を備えたモータ；
前記モータ軸に着脱可能に結合され、その中心に固定軸を設置するための中空を形成するブルギヤ；
前記固定軸と前記ブルギヤとの間に設置され、前記モータ軸と平行する方向に沿って隣接するテーパローラベアリングとボールベアリングを備えた第２複合ベアリング；及び
外周面に前記ブルギヤと噛み合うピニオンギヤが形成された回転軸と、前記回転軸の一端に結合されるインペラとを備えた高速回転体
を含むターボブロア。
【請求項１６】
前記ターボブロアは、
前記モータに締結され、前記モータ軸を支持するモータカバー；及び
前記ブルギヤと前記ピニオンギヤを内蔵し、前記モータカバーと締結される側面に前記ブルギヤの直径より大きい直径の開口部を形成したギヤハウジング
をさらに含む、請求項１５に記載のターボブロア。
【請求項１７】
前記モータ軸は前記ブルギヤに向かう端部の外周面にフランジを形成し、前記ブルギヤは前記ブルギヤと前記フランジを貫く複数の結合ボルトによって前記モータ軸に締結され、前記ギヤハウジングは前記複数の結合ボルトのうちのいずれか一つの結合ボルトと対向する部位に開口部を形成する、請求項１６に記載のターボブロア。
【請求項１８】
前記モータカバーは、前記モータに向かって凸状に形成されたリセスを備えて、前記リセスに前記高速回転体の一部を収容する、請求項１６に記載のターボブロア。
【請求項１９】
前記高速回転体は、
前記ピニオンギヤの両側に配置される一対の第１複合ベアリング；及び
前記回転軸と前記一対の第１複合ベアリングを内蔵し、前記ギヤハウジングに組み立てられて、前記ギヤハウジングの内部で前記ピニオンギヤを露出させるために部分切開された回転体ハウジング
をさらに含む、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のターボブロア。
【請求項２０】
前記第１複合ベアリングそれぞれは、
滑りベアリングブロックとボールベアリングブロックを一体に備えた複合ベアリングブロック；
前記回転軸の外周面に形成され、前記滑りベアリングブロックに内蔵されて、前記滑りベアリングブロックと共に滑りベアリングを構成する滑りベアリング軸；及び
前記ボールベアリングブロックに内蔵されるボールベアリング
を含む、請求項１９に記載のターボブロア。
【請求項２１】
前記滑りベアリングの設定ギャップは前記ボールベアリングの設定ギャップより大きく、前記滑りベアリング軸は、その表面に油膜形成のための複数のオイル溝と複数のテーパ溝を傾斜するように形成する、請求項２０に記載のターボブロア。
【請求項２２】
前記ギヤハウジングは、その内壁面に前記ブルギヤの一部を囲む円弧状のガイドカバー、及び前記ブルギヤの側面外側に位置する階段状の突出部を形成し、前記突出部が前記ギヤハウジングと前記モータカバーの組立体内部に臨時貯蔵槽を形成する、請求項１９に記載のターボブロア。
【請求項２３】
前記ガイドカバーは、その内面に前記ブルギヤの回転方向に沿って長く連結された複数のオイルガイド溝を形成する、請求項２２に記載のターボブロア。
【請求項２４】
前記ギヤハウジングは、前記臨時貯蔵槽が形成された部位に第１貫通口を形成し、前記ギヤハウジングの外部で前記第１貫通口と前記固定軸とを連結する第１オイル管をさらに含む、請求項２２に記載のターボブロア。
【請求項２５】
前記固定軸は前記ギヤハウジングに締結され、前記固定軸はその内部にオイル口を形成し、前記固定軸と前記モータ軸との間に流路が形成されて、前記オイル口に供給された潤滑油を前記第２複合ベアリングに案内する、請求項２４に記載のターボブロア。
【請求項２６】
前記突出部はその下端に第２貫通口を形成し、前記ギヤハウジングは前記回転体ハウジングと接触する部分に第３貫通口を形成し、前記ギヤハウジングの内部で前記第１貫通口と前記第３貫通口とを連結する第２オイル管をさらに含む、請求項２２に記載のターボブロア。
【請求項２７】
前記回転体ハウジングは、その内部に前記一対の第１複合ベアリングのうちの前記インペラ側の第１複合ベアリングと前記第３貫通口とを連結するオイル流路を形成し、その外部で前記一対の第１複合ベアリングのうちの前記インペラ反対側の第１複合ベアリングと前記オイル流路とを連結する第３オイル管をさらに含む、請求項２６に記載のターボブロア。
【請求項２８】
前記高速回転体は、前記インペラ側の第１複合ベアリングと前記インペラとの間に位置する支持体をさらに含み、前記支持体と前記回転体ハウジングはオイル排出口を形成し、前記回転体ハウジングは、その外部で前記オイル排出口と前記ギヤハウジングとを連結して潤滑油を回収する第４オイル管をさらに含む、請求項２７に記載のターボブロア。
【請求項２９】
前記ターボブロアは、
前記モータ軸の外周面に前記ブルギヤと遠くなる方向に沿って平行に設けられたベアリング及びシーリング部材と；
前記シーリング部材と前記モータカバーの内部とを連結して、前記シーリング部材に到達した潤滑油を回収する第５オイル管
をさらに含む、請求項２５に記載のターボブロア。
【請求項３０】
モータ軸を備え、モータカバーと組み立てられるモータ；
前記モータ軸に着脱可能に結合され、その中心に固定軸を設置するための中空を形成するブルギヤ；
外周面に前記ブルギヤと噛み合うピニオンギヤが形成された回転軸と、前記回転軸の一端に結合されるインペラと、前記回転軸を支持する少なくとも一つの第１複合ベアリングと、前記回転軸及び前記第１複合ベアリングを内蔵し、前記ピニオンギヤが露出するように部分切開された回転体ハウジングとを含む高速回転体；
前記固定軸と前記ブルギヤとの間に設置され、前記モータ軸と平行する方向に沿って隣接するテーパローラベアリングとボールベアリングを備えた第２複合ベアリング；
前記ブルギヤと前記ピニオンギヤを内蔵し、前記モータカバーと締結される側面に前記ブルギヤの直径より大きい直径の開口部を形成したギヤハウジング；及び
前記インペラを囲みながら圧縮された空気を排出するスクロール部
を含むターボブロア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はターボブロアに関し、より詳しくは、駆動時に発生する軸方向荷重と半径方向荷重を最小化することができるターボブロア、及びこれに使用される高速回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボブロアは、少ない体積で高い出力を得るために高速回転体を使用する。高速回転体は、駆動方式によって高速モータに直結する直接駆動方式と、回転速度を増加させるギヤ増速機を通じて一般モータに連結する間接駆動方式に分類される。
【０００３】
直接駆動方式の高速回転体は、通常、空気ベアリング（ａｉｒ  ｂｅａｒｉｎｇ）によって支持される。ところが、空気ベアリングは部品の耐久性が高くないため、長期間（例えば３年以上）の使用に多くの制約が伴う。
【０００４】
間接駆動方式に使用される通常のギヤ増速機は、モータ軸に固定されるブルギヤと、高速回転体に設置されて、ブルギヤと噛み合うピニオンギヤとで形成される。ところが、ギヤ増速機を備えたターボブロアは、その作用時に高速回転体とブルギヤに半径方向荷重と軸方向荷重が発生するので、これを減少させるための構造改善が要求される。
【０００５】
また、ギヤ増速機を備えたターボブロアは、ブルギヤとピニオンギヤを内蔵するギヤボックスを使用するようになるが、ギヤボックスをターボ機械に組み立てるためには、ギヤボックス自体を水平に分割するだけでなく、このギヤの軸を支持するベアリングも水平に分割して製作しなければならない。
【０００６】
このようにギヤボックスを分割して製作する場合、製作上の精密度が問題になり、ターボ機械を組み立てた後に、高速回転のためにギヤ軸を調心（ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ）する場合、組み立ての精密度を図るのが困難である。また、部品数が増えて製作費用が増加する。
【０００７】
間接駆動方式のターボブロアは、潤滑油を供給するためにオイルポンプを備えなければならないので、部品数が増加する。また、従来はブルギヤとモータ軸が焼き嵌めによって固定されているので、ブルギヤの歯の摩耗などによってブルギヤを交替する必要がある時、ブルギヤの分解と組立が難しいという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国特許登録第１０−０７２３０４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、高速回転体及びブルギヤに作用する軸方向荷重と半径方向荷重を最小化することができるターボブロアを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、ターボブロア内にオイル循環構造を形成して、潤滑油の供給のためのオイルポンプを設置しなくても、高速回転体に潤滑油を循環させて供給することができるターボブロアを提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の他の目的は、高速回転体、ブルギヤ、及びモータの組立と分解を簡便に行うことができるターボブロアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態に係るターボブロアは、ｉ）モータ軸を備えたモータ、ｉｉ）モータ軸に締結されたブルギヤと、ブルギヤと噛み合うピニオンギヤとを内蔵するギヤハウジング、ｉｉｉ）外周面にピニオンギヤが形成された回転軸と、回転軸の一端に結合されるインペラと、回転軸、ピニオンギヤ、及び少なくとも一つの第１複合ベアリングを内蔵し、ピニオンギヤが露出するように一部が切開された回転体ハウジングとを含み、ギヤハウジングに一部分が内蔵されて結合される高速回転体、及びｉｖ）インペラを囲みながら圧縮された空気を排出するスクロール部を含む。
【００１３】
第１複合ベアリングは、ｉ）滑りベアリングブロックとボールベアリングブロックを一体に備えた複合ベアリングブロック、ｉｉ）回転軸の外周面に形成され、滑りベアリングブロックに内蔵されて、滑りベアリングブロックと共に滑りベアリングを構成する滑りベアリング軸、及びｉｉｉ）ボールベアリングブロックに内蔵されるボールベアリングを含むことができる。
【００１４】
第１複合ベアリングはピニオンギヤの両側に位置し、滑りベアリングの設定ギャップはボールベアリングの設定ギャップより大きくすることができる。滑りベアリング軸は、その表面に油膜形成のための複数のオイル溝と複数のテーパ溝を傾斜するように形成し、滑りベアリングブロックは、その内面のうちのブルギヤに向かう部分に側圧緩衝溝を形成して、ブルギヤによる側圧を吸収することができる。
【００１５】
高速回転体はインペラに向かう回転体ハウジングの端部にベントホールを形成し、ピニオンギヤはヘリカルギヤ形状に形成され、ヘリカルギヤの方向は回転軸の回転時に回転軸がインペラ方向の反対方向に引かれる力が発生するように設定される。
【００１６】
ギヤハウジングは、その内壁面にブルギヤの一部を囲みながら複数のオイルガイド溝を備えた円弧状のガイドカバーを形成し、その内側上部にガイドカバーの端部と連結されるオイルボックスを形成することができる。
【００１７】
ギヤハウジングは、その内部にオイル管を形成して、オイルボックスに収集された潤滑油を第１複合ベアリングで供給し、オイル管の一端はオイルボックスに形成されたオイル排出口と連結され、オイル管の他の一端は第１複合ベアリングに形成されたオイル供給口と連結される。
【００１８】
回転体ハウジングは油蒸気を排出するための蒸気排出口を形成し、ターボブロアは蒸気排出口及びオイルボックスと連結される油蒸気冷却器をさらに含むことができる。油蒸気冷却器は、蒸気排出口に排出された油蒸気を凝縮させて、オイルボックスに供給することができる。
【００１９】
ギヤハウジングはその下部にオイル貯蔵槽を形成し、オイル貯蔵槽はその側壁に上下に一対のホールを形成し、ギヤハウジングは、一対のホールを連通させた連通管と、連通管に設けられた制御バルブをさらに含むことができる。
【００２０】
ブルギヤはモータ軸に直接締結され、ギヤハウジングはモータに向かう側面にブルギヤの直径より大きい開口部を有する結合面を形成し、結合面はモータに結合することができる。
【００２１】
本発明の一実施形態に係る高速回転体は、ｉ）ブルギヤと噛み合うピニオンギヤが外周面に形成された回転軸、ｉｉ）回転軸の一端に結合されるインペラ、ｉｉｉ）ピニオンギヤの両側に設けられる一対の第１複合ベアリング、及びｉｖ）回転軸、ピニオンギヤ、及び一対の第１複合ベアリングを内蔵し、ピニオンギヤが露出するように一部が切開された回転体ハウジングを含む。
【００２２】
一対の第１複合ベアリングそれぞれは、ｉ）滑りベアリングブロックとボールベアリングブロックを一体に備えた複合ベアリングブロック、ｉｉ）回転軸の外周面に形成され、滑りベアリングブロックに内蔵されて、滑りベアリングブロックと共に滑りベアリングを構成する滑りベアリング軸、及びｉｉｉ）ボールベアリングブロックに内蔵されるボールベアリングを含むことができる。
【００２３】
滑りベアリングの設定ギャップはボールベアリングの設定ギャップより大きく、滑りベアリング軸はその表面に油膜を形成するための複数のオイル溝と複数のテーパ溝を傾斜するように形成し、滑りベアリングブロックはその内面にブルギヤによる側圧を吸収するために、側圧が及ぼす方向の反対方向に側圧緩衝溝を形成することができる。
【００２４】
本発明の他の一実施形態に係るターボブロアは、ｉ）モータ軸を備えたモータ、ｉｉ）モータ軸に着脱可能に結合され、その中心に固定軸を設置するための中空を形成するブルギヤ、ｉｉｉ）固定軸とブルギヤとの間に設置され、モータ軸と平行する方向に沿って隣接するテーパローラベアリングとボールベアリングを備えた第２複合ベアリング、及びｉｖ）外周面にブルギヤと噛み合うピニオンギヤが形成された回転軸と、回転軸の一端に結合されるインペラとを備えた高速回転体を含む。
【００２５】
ターボブロアは、ｉ）モータに締結され、モータ軸を支持するモータカバー、及びｉｉ）ブルギヤとピニオンギヤを内蔵し、モータカバーと締結される側面にブルギヤの直径より大きい直径の開口部を形成したギヤハウジングをさらに含むことができる。
【００２６】
モータ軸はブルギヤに向かう端部の外周面にフランジを形成し、ブルギヤはブルギヤとフランジを貫く複数の結合ボルトによってモータ軸に締結され、ギヤハウジングは複数の結合ボルトのうちのいずれか一つの結合ボルトと対向する部位に開口部を形成することができる。モータカバーはモータに向かって凸状に形成されたリセスを備えて、リセスに高速回転体の一部を収容することができる。
【００２７】
高速回転体は、ｉ）ピニオンギヤの両側に配置される一対の第１複合ベアリング、及びｉｉ）回転軸と一対の第１複合ベアリングを内蔵し、ギヤハウジングに組み立てられて、ギヤハウジングの内部でピニオンギヤを露出させるために部分切開された回転体ハウジングをさらに含むことができる。
【００２８】
第１複合ベアリングそれぞれは、ｉ）滑りベアリングブロックとボールベアリングブロックを一体に備えた複合ベアリングブロック、ｉｉ）回転軸の外周面に形成され、滑りベアリングブロックに内蔵されて、滑りベアリングブロックと共に滑りベアリングを構成する滑りベアリング軸、及びｉｉｉ）ボールベアリングブロックに内蔵されるボールベアリングを含むことができる。
【００２９】
滑りベアリングの設定ギャップはボールベアリングの設定ギャップより大きく、滑りベアリング軸はその表面に油膜形成のための複数のオイル溝と複数のテーパ溝を傾斜するように形成することができる。
【００３０】
ギヤハウジングは、その内壁面にブルギヤの一部を囲む円弧状のガイドカバー、及びブルギヤの側面外側に位置する階段状の突出部を形成し、突出部はギヤハウジングとモータカバーの組立体内部に臨時貯蔵槽を形成することができる。
【００３１】
ガイドカバーは、その内面にブルギヤの回転方向に沿って長く連結された複数のオイルガイド溝を形成することができる。ギヤハウジングは、臨時貯蔵槽が形成された部位に第１貫通口を形成し、ギヤハウジングの外部で第１貫通口と固定軸とを連結する第１オイル管をさらに含むことができる。
【００３２】
固定軸はギヤハウジングに締結され、固定軸はその内部にオイル口を形成し、固定軸とモータ軸との間に流路が形成されてオイル口に供給された潤滑油を第２複合ベアリングに案内できる。
【００３３】
突出部はその下端に第２貫通口を形成し、ギヤハウジングは回転体ハウジングと接触する部分に第３貫通口を形成し、ギヤハウジングの内部で第１貫通口と第３貫通口とを連結する第２オイル管をさらに含むことができる。
【００３４】
回転体ハウジングは、その内部に一対の第１複合ベアリングのうちのインペラ側の第１複合ベアリングと第３貫通口とを連結するオイル流路を形成し、その外部で一対の第１複合ベアリングのうちのインペラ反対側の第１複合ベアリングとオイル流路とを連結する第３オイル管をさらに含むことができる。
【００３５】
高速回転体は、インペラ側の第１複合ベアリングとインペラとの間に位置する支持体をさらに含み、支持体と回転体ハウジングはオイル排出口を形成し、回転体ハウジングは、その外部でオイル排出口とギヤハウジングとを連結して潤滑油を回収する第４オイル管をさらに含むことができる。
【００３６】
ターボブロアは、ｉ）モータ軸の外周面にブルギヤと遠くなる方向に沿って平行に設けられたベアリング及びシーリング部材と、ｉｉ）シーリング部材とモータカバーの内部とを連結してシーリング部材に到達した潤滑油を回収する第５オイル管をさらに含むことができる。
【００３７】
本発明の他の一実施形態に係るターボブロアは、ｉ）モータ軸を備え、モータカバーと組立てられるモータ、ｉｉ）モータ軸に着脱可能に結合され、その中心に固定軸を設置するための中空を形成するブルギヤ、ｉｉｉ）外周面にブルギヤと噛み合うピニオンギヤが形成された回転軸と、回転軸の一端に結合されるインペラと、回転軸を支持する少なくとも一つの第１複合ベアリングと、回転軸と第１複合ベアリングを内蔵し、ピニオンギヤが露出するように部分切開された回転体ハウジングとを含む高速回転体、ｉｖ）固定軸とブルギヤとの間に設置され、モータ軸と平行する方向に沿って隣接するテーパローラベアリングとボールベアリングを備えた第２複合ベアリング、ｖ）ブルギヤとピニオンギヤを内蔵し、モータカバーと締結される側面にブルギヤの直径より大きい直径の開口部を形成したギヤハウジング、及びｖｉ）インペラを囲みながら圧縮された空気を排出するスクロール部を含む。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、複合ベアリングを採用して、高速回転体およびブルギヤの軸方向荷重と半径方向荷重を全て吸収し、一体型複合ベアリングブロックを使用して高精密度の組み立てを提供するようになってターボブロア分野で幅広い応用が可能である。
【００３９】
本発明によれば、効率的な潤滑油提供システムを提供して、オイルポンプを使用しなくても長期的に安定した運転ができるターボブロアを提供することができる。
【００４０】
本発明によれば、従来のようにブルギヤに動力を伝達するためのブルギヤ回転軸を使用しなくてもブルギヤに動力を伝達でき、少量の部品を使用しても経済的であるとともに寿命が長いターボブロアを提供することができる。
【００４１】
本発明によれば、ブルギヤの交替や補修作業が必要な時に高速回転体とブルギヤおよびモータを容易に組立分解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るターボブロアの正面図である。
【図２】図１に示したターボブロアの左側面図面である。
【図３】図１に示したターボブロアのうちのギヤハウジングをインペラ側から見た斜視図である。
【図４】図１に示したターボブロアのうちのギヤハウジングをモータ側から見た斜視図である。
【図５】図１に示したターボブロアのうちの高速回転体を示す断面図である。
【図６】図１に示したターボブロアの回転軸を示す正面図である。
【図７】図１に示したターボブロアのうちのギヤハウジングの正断面図と側断面図、及び高速回転体の断面図を利用して潤滑油循環システムを示す概略図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るターボブロアの平面図である。
【図９】図８に示したターボブロアのうちのモータ軸とブルギヤをＡ方向から見た断面図である。
【図１０】図９の部分拡大図である。
【図１１】図８に示したターボブロアのうちのギヤハウジングとブルギヤの部分を示す部分拡大図である。
【図１２】図８に示したターボブロアのうちのモータカバーをＢ方向から見た斜視図である。
【図１３】図８に示したターボブロアのうちのギヤハウジングをＣ方向から見た斜視図である。
【図１４】図１３のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図１５】図１３に示したギヤハウジングをＤ方向から見た正面図である。
【図１６】図８に示したターボブロアをＣ方向から見た正面図である。
【図１７】図８のターボブロアをＢ方向から見た右側面図である。
【図１８】図８に示したターボブロアのうちの高速回転体を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。  
本発明は、種々の異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。  
図１は、本発明の第１実施形態に係るターボブロア１００の正面図であって、高速回転体２０部分を切断して示した。図２は、図１に示したターボブロア１００の左側面図である。
【００４４】
図１及び図２に示したように、第１実施形態のターボブロア１００は、支持台１０、モータ１１、ギヤハウジング１２、及びスクロール部１３を含む。支持台１０の上にモータ１１とギヤハウジング１２が固定され、ギヤハウジング１２の内部に後述する高速回転体２０の一部分が位置する。
【００４５】
第１実施形態のターボブロア１００において、モータ１１に結合されたモータ軸１４と高速回転体２０の回転軸２１は直結せずに、偏心して位置する。即ち、モータ軸１４にはブルギヤ１５が直接締結され、回転軸２１にはピニオンギヤ１６が形成されており、ブルギヤ１５とピニオンギヤ１６とが噛み合ってモータ１１の動力を増速して、高速回転体２０を駆動する。
【００４６】
第１実施形態においては、上述した動力伝達構造を採用することによって、従来の増速用ギヤボックスでブルギヤを支持するブルギヤ軸を除去することができ、モータとギヤボックスとの間をシーリングすべき問題も解決することと共に、部品数を減らせるので、製造原価を低くすることができる。
【００４７】
このように、ブルギヤ１５をモータ軸１４に直接締結するために、図３及び図４に示したように、ギヤハウジング１２を一体に製作し、モータ１１と締結されるギヤハウジング１２の一側面をブルギヤ１５の直径より大きくオープンさせた形態に製作する。これと共に、モータ１１にはギヤハウジング１３を締結するためのブラケット１７が設けられる。
【００４８】
図３は、図１に示したターボブロア１００のギヤハウジング１２をインペラ２２側から見た斜視図であり、図４は、図１に示したターボブロア１００のギヤハウジング１２をモータ１１側から見た斜視図である。
【００４９】
図３における図面符号１２１は、高速回転体２０及びスクロール部１３をギヤハウジング１２に締結するための第１結合面である。図４における図面符号１２２は、ギヤハウジング１２自体をモータ１１のブラケット１７に締結するための第２結合面である。
【００５０】
ギヤハウジング１２の第１、２結合面１２１、１２２に高速回転体２０やモータ１１のブラケット１７を締結する方法は、ボルトとナットなど一般的な機械的結合方法を用いることができる。そして、第１、２結合面１２１、１２２にはギヤハウジング１２の外部と内部を遮断して内部を密閉させるためのゴムパッドなどのような一般的なシーリング装置が提供され、結合方法とシーリング装置は通常的なものであるので、これに対する詳細な説明は省略する。
【００５１】
上述したギヤハウジング１２を提供することによって、組立時にモータ軸１４に直径の大きいブルギヤを最初に組み立て、ギヤハウジング１２の第２結合面１２２をモータ１１のブラケット１７に組み立てて、その後にギヤハウジング１２の第１結合面１２１に高速回転体２０とスクロール部１３を順次に組み立てることができる。
【００５２】
以下、図５を参照して高速回転体２０について詳細に説明する。図５は、図１に示したターボブロア１００のうちの高速回転体２０を示す断面図であって、点線部分は第１複合ベアリング２６だけを示す分解図である。
【００５３】
図５に示したように、高速回転体２０は、回転軸２１と、回転軸２１を内蔵する回転体ハウジング２３と、滑りベアリング２４とボールベアリング２５が一体に形成された一対の第１複合ベアリング２６と、回転軸２１の一端に結合されるインペラ２２とを含む。
【００５４】
回転体ハウジング２３は、全体的に円筒形に形成され、通常の高速回転体に使用される分割式とは異なるように一体式に製作される。回転体ハウジング２３は、回転軸２１に形成されたピニオンギヤ１６が位置する部分で部分切開されて、ピニオンギヤ１６が回転体ハウジング２３の外部に露出するようにする。このように露出したピニオンギヤ１６がギヤハウジング１２内部のブルギヤ１５と噛み合う。
【００５５】
また、回転体ハウジング２３の中間の部分にフランジ２７が形成され、このフランジ２７に複数の締結孔２７１が形成されていて、回転体ハウジング２３をギヤハウジング１２の第１結合面１２１上に組み立てるようにする。また、回転体ハウジング２３は後述する第１複合ベアリング２６に潤滑油を供給して排出するための複数のホールを形成する。このホールに対しては後述する。
【００５６】
回転軸２１に形成されたピニオンギヤ１６を中心として、ピニオンギヤ１６の両側に第１複合ベアリング２６が位置する。第１複合ベアリング２６は、一つの複合ベアリングブロック２８の内部に滑りベアリング軸２４１とボールベアリング２５が共に設けられた構成からなる。
【００５７】
図５の点線部分に示したように、第１複合ベアリング２６は、複合ベアリングブロック２８と、滑りベアリング軸２４１と、ボールベアリング２５とを含む。複合ベアリングブロック２８は、滑りベアリングブロック２８１とボールベアリングブロック２８２を一体に備える。滑りベアリング軸２４１は回転軸２１の外周面に形成され、滑りベアリングブロック２８１に内蔵されて、滑りベアリングブロック２８１と共に滑りベアリング２４を構成する。ボールベアリング２５はボールベアリングブロック２８２に内蔵される。ボールベアリング２５は、低速運転時に荷重を直接支持するボール２５１と、このボール２５１を囲む外輪２５２及び内輪２５３を含む。
【００５８】
図５の点線で示した部分において、図面符号２６１は複合ベアリングブロック２８と回転体ハウジング２３との間に締結される環を示し、図面符号２６２はボールベアリング２５を複合ベアリングブロック２８に締結するための締結環を示す。そして、図面符号２６３は複合ベアリングブロック２８を回転軸２１に固定するためのナットを示す。
【００５９】
第１実施形態のターボブロア１００で高速回転体２０に第１複合ベアリング２６を使用する理由は、次の通りである。
【００６０】
もし、高速回転体に滑りベアリングだけを使用する場合、高速回転によって形成される油圧で高い荷重を支持することができるが、高速回転でない起動や停止または低速運転時に滑りベアリングブロックと回転軸が直接接触をする。このために、起動が難しいだけでなく、摩擦による発熱と摩耗問題が発生し、この問題を解決するためにはオイルポンプを用いて強制的に潤滑をさせなければならない。
【００６１】
これとは反対に、もし、高速回転体にボールベアリングだけを使用する場合、起動や停止または低速運転時に摩擦問題を解決することができ、オイルポンプなしに加圧されない潤滑油だけを供給してもよいという長所があるが、高速回転時にボールベアリングが高い荷重を担当するようになるので、耐久性が低下するという短所がある。
【００６２】
したがって、第１実施形態のターボブロア１００は、高速回転体２０に滑りベアリング２４とボールベアリング２５で構成された第１複合ベアリング２６を備えることにより、このような問題を全て解決することができる。
【００６３】
このように、高速回転体２０に第１複合ベアリング２６を適用することにより、構造的に回転軸２１と複合ベアリングブロック２８はボールベアリング２５によって直接接触しないようになる。
【００６４】
したがって、ターボブロア１００は、初期の低速駆動時にボールベアリング２５によって高速回転体２０の駆動を支持し、高速駆動時に滑りベアリング２４によって高速回転体２０の駆動を支持することができる。
【００６５】
上述した第１複合ベアリング２６の構造により、高速回転体２０が駆動をする場合、運転領域（回転速度）によって荷重支持作用が自動的に変更される。
【００６６】
これのために、滑りベアリング２４の設定ギャップはボールベアリング２５の設定ギャップより大きく形成される。ここで、滑りベアリング２４の設定ギャップとは、滑りベアリングブロック２８１の内面の直径と滑りベアリング軸２４１直径との差を意味し、ボールベアリング２５の設定ギャップとは、外輪２５２の内径と内輪２５３の外径との差でボール２５１の直径の制限値を意味する。
【００６７】
設定ギャップに対する差を例に挙げて説明すると、滑りベアリング２４の設定ギャップが０．２ｍｍの場合、ボールベアリング２５の設定ギャップは０．１ｍｍでありうる。
【００６８】
高速回転体２０が駆動する時、第１複合ベアリング２６で運転領域（回転速度）によって荷重支持作用が自動的に変更される原理は、本出願人の韓国特許登録第１０−０７２３０４０号で開示したベアリング組立体のそれと同一なので、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
一方、第１実施形態において、第１複合ベアリング２６の滑りベアリング２４は、別途のオイルポンプを設置せずに、油膜を形成することができる。以下、図６を参照して、利点について説明する。
【００７０】
図６は、図１に示したターボブロア１００の回転軸２１を示す正面図であって、回転軸２１の左側面図と右側面図を共に示している。
【００７１】
図６を参照すると、回転軸２１に形成された滑りベアリング軸２４１の表面には、オイルを供給するための複数のオイル溝２４２と複数のテーパ溝２４３が形成される。オイル溝２４２とテーパ溝２４３は回転軸２１の方向に傾斜するように形成される。ピニオンギヤ１６の一側に位置するオイル溝２４２及びテーパ溝２４３の傾斜方向は、ピニオンギヤ１６の他の一側に位置するオイル溝２４２及びテーパ溝２４３の傾斜方向と反対になる。また、各テーパ溝２４３はオイル溝２４２と接触する部分が深く、オイル溝２４２と遠くなる方向に深さが小さくなるように形成される。
【００７２】
このように滑りベアリング軸２４１の表面に形成されたオイル溝２４２はオイルを供給する役割を果たし、テーパ溝２４３はオイル溝２４２に供給されたオイルに圧力を生成させて、油膜を形成する役割を果たす。したがって、オイル溝２４２とテーパ溝２４３は回転軸２１の回転時にオイルポンプのような役割を果たす。
【００７３】
つまり、回転軸２１を高速に回転させると、回転方向に楔効果が誘発され、遠心力によって一部のオイルが滑りベアリング２４に高圧を形成する。その結果、回転軸２１が浮上しながら滑りベアリングブロック２８１から分離され、回転軸２１は浮上した状態で高速回転が可能になる。この状態で回転軸２１が高速回転をすれば、ボールベアリング２５はベアリングとして役割を果たさないようになるので（即ち、回転軸２１と接触しないようになるので）、結局、高速回転体２０の寿命を延長させることができる。
【００７４】
したがって、ターボブロア１００は、第１複合ベアリング２６に潤滑油だけを供給すれば、オイルポンプを設置しなくても、高速回転による摩擦と潤滑油加圧の問題を全て解決することができる。
【００７５】
一方、ターボブロア１００は、ブルギヤ１５とピニオンギヤ１６によって回転軸２１の回転速度を増速させる構造であるので、必然的にギヤ駆動による側圧が発生する。このような側圧は、通常、直径の大きいブルギヤ１５側から直径の小さいピニオンギヤ１６側に作用し、側圧が作用する実質的な方向は、回転軸２１中心の垂直線に対して直角方向である３時方向ではなく、それより下方の約５時方向に作用するようになる。
【００７６】
したがって、回転軸２１のピニオンギヤ１６に作用する側圧を緩衝させられる手段を適用しなければならない。これのために、滑りベアリングブロック２８１の内面に側圧緩衝溝２９（図５の点線部分参照）が形成される。側圧緩衝溝２９は、滑りベアリングブロック２８１の内面のうちのブルギヤ１５に向かう部分（側圧が及ぼす方向の反対方向）に形成される。側圧緩衝溝２９の長さと深さは、高速回転体２０の仕様に応じて荷重計算によって決められる。側圧緩衝溝２９は１８０°以下の円弧形に形成することができる。
【００７７】
複合ベアリングブロック２８のうちの側圧緩衝溝２９が形成された部分には油膜が形成されず、その反対側、即ち、側圧が及ぼす側にだけ油膜が形成される。したがって、ブルギヤ１５による側圧を解消して円滑な高速回転が可能になる。
【００７８】
以上は、高速回転体２０の半径方向荷重を解消する方法について説明した。しかし、高速回転体２０が高速に回転する時、インペラ２２の入口とインペラ２２出口に作用する圧力の差により、高速回転体２０には軸方向荷重が作用するようになる。したがって、以下に、高速回転体２０に及ぼす軸方向荷重を解消する方法について説明する。
【００７９】
高速回転体２０で回転軸２１の一側（図５を基準として左側）にインペラ２２が設けられる。
【００８０】
この場合、インペラ２２の入口に負圧（−）が形成され、インペラ２２の出口に正圧（＋）が形成される。したがって、回転軸２１を基準としてインペラ２２が設けられた方向（図５の左側）に軸方向荷重が発生する。
【００８１】
軸方向荷重を解消するために、第１実施形態においては、ｉ）インペラ２２に向かう回転体ハウジング２３の端部にベントホール２３１を形成し、ｉｉ）回転軸２１に形成されたピニオンギヤ１６のヘリカルギヤの方向を調節し、ｉｉｉ）複合ベアリングブロック２８にボールベアリング２５を設ける。
【００８２】
回転体ハウジング２３のベントホール２３１により、インペラ２２の後方に形成された正圧（＋）を除去する。ピニオンギヤ１６はヘリカルギヤの形状に形成される。ヘリカルギヤの方向は、回転軸２１の回転時に回転軸２１がインペラ２２の方向の反対方向（図５の右側）に引かれる力が発生するように設定されて、軸方向荷重を解消する。必要の時、ボールベアリング２５の基本的な軸方向荷重の支持力で軸方向荷重を緩和させる。
【００８３】
次に、ターボブロア１００の潤滑油循環システムについて、図７を参照して説明する。潤滑油循環システムは、オイルポンプを使用せずに、高速回転体２０に潤滑油を循環供給する役割を果たす。
【００８４】
図７は、図１に示したターボブロア１００のうちのギヤハウジング１２の正断面図と側断面図、及び高速回転体２０の断面図を利用して、潤滑油循環システムを示す概略図である。
【００８５】
図７を参照すると、ギヤハウジング１２の内壁面にブルギヤ１５を囲むガイドカバー３０が形成される。ガイドカバー３０には複数のオイルガイド溝３０１が形成される。また、ギヤハウジング１２の内側上部にはガイドカバー３０の端部と連結されるオイルボックス３１が形成される。
【００８６】
したがって、ブルギヤ１５が回転すれば、ギヤハウジング１２の下部のオイル貯蔵槽３２にある潤滑油が、ブルギヤ１５のギヤ歯によって飛散しながらガイドカバー３０とオイルガイド溝３０１に沿って移動し、重力によってオイルボックス３１に落下してオイルボックス３１に収集される。この時、ブルギヤ１５の表面に残っている潤滑油は、ブルギヤ１５とピニオンギヤ１６が接触する瞬間、ブルギヤ１５とピニオンギヤ１６を潤滑させる作用をする。
【００８７】
オイルボックス３１に収集された潤滑油は、重力によってオイル排出口３１１に一部が排出されて、オイル管に沿って高速回転体２０の回転体ハウジング２３に形成されたオイル供給口２３２に供給される。
【００８８】
回転体ハウジング２３のオイル供給口２３２に供給された潤滑油は二つの方向に分かれて、少量はボールベアリング２５に供給され、大部分は滑りベアリング２４に供給される。滑りベアリング２４に供給された潤滑油は、回転軸２１が高速に回転すれば、滑りベアリング軸２４１に形成されたテーパ溝２４３によって加圧された油膜を形成して回転軸２１を支持する。滑りベアリング２４に使用された潤滑油は、供給された方向と反対方向に移動し、ピニオンギヤ１６を露出させるための回転体ハウジング２３の切開部分に排出されて、ギヤハウジング１２の下部のオイル貯蔵槽３２に落下する。
【００８９】
一方、高速回転体２０が高速に回転すれば、第１複合ベアリング２６に供給された潤滑油は蒸発しながら油蒸気を生成し得る。
【００９０】
油蒸気は、回転体ハウジング２３のフランジ２７を中心としてギヤハウジング１２の内部とギヤハウジング１２の外部に排出される。ギヤハウジング１２の内部に排出される油蒸気は、潤滑油の循環構造によって第１複合ベアリング２６にさらに供給されるので特別な問題がないが、ギヤハウジング１２の外部に排出される油蒸気の場合、後続処理が必要である。
【００９１】
第１複合ベアリング２６の内部からインペラ２２に向かってギヤハウジング１２の外部に排出された油蒸気において、その一部は凝縮し、残った一部は蒸気状態を維持する。凝縮した潤滑油は回収口２３３を通じてオイル貯蔵槽３２のオイル回収口３３に回収される。そして、蒸気状態の油蒸気は蒸気排出口２３４を通じて排出された後、油蒸気冷却器３４で凝縮し、オイルボックス３１の凝縮油供給口３５を通じてオイルボックス３１に再供給される。
【００９２】
このように凝縮油供給口３５を通じてオイルボックス３１に供給された潤滑油は、オイル管３６を通じてオイル貯蔵槽３２に回収され、オイルボックス３１に残存する微量の油蒸気はオイルボックス３１の排気口３７を通じて外部に排出される。ここで、オイルボックス３１には、上部が開放されて、内部に通孔が形成された隔壁３８が設けられる。したがって、オイルボックス３１は、ガイドカバー３０とオイルガイド溝３０１によって収集された潤滑油と、油蒸気冷却器３４から供給された凝縮した潤滑油とを概略的に分離して、臨時で保存することができる。
【００９３】
一方、ギヤハウジング１２を密閉して形成されたオイル貯蔵槽３２には潤滑油が保存されており、オイル貯蔵槽３２の側壁には上下にホールが形成されている。そして、このホールを連通させた連通管には制御バルブ３９が設けられる。したがって、制御バルブ３９を調節してオイル貯蔵槽３２に高速回転体２０の駆動に必要な適正量の潤滑油を維持することができる。
【００９４】
これをより詳細に説明すれば、高速回転体２０が最初駆動する時に、潤滑油の飛散を考慮して多くの潤滑油が必要であるが、もし制御バルブ３９を閉めればオイル貯蔵槽３２の潤滑油は枯渇する。したがって、制御バルブ３９に供給される潤滑油の量を適切に制御すれば、高速回転体２０の駆動に必要な量ほどの潤滑油を維持することができる。
【００９５】
図７における図面符号４０は、ベントホール２３１と連通してインペラ２２の前後に及ぼす圧力差を調節するための圧力調整バルブを示す。
【００９６】
図８は、本発明の第２実施形態に係るターボブロア１１０の部分切開平面図である。上述した第１実施形態と同一の部材に対しては、同一の図面符号を付けて説明する。
【００９７】
図８を参照すると、第２実施形態のターボブロア１１０は、モータ軸１４、ブルギヤ１５、高速回転体２０、及び第２複合ベアリング４２を含む。
【００９８】
モータ軸１４は、モータ１１に結合して、モータ１１の作動時に高速に回転する。ブルギヤ１５は、モータ軸１４に着脱可能に結合し、その中心に固定軸４１と第２複合ベアリング４２が位置する中空を形成する。高速回転体２０は、ブルギヤ１５と噛み合うピニオンギヤ１６が形成された回転軸２１、及び回転軸２１の一端に結合されるインペラ２２を含む。
【００９９】
ターボブロア１１０は、モータカバー４３、ギヤハウジング１２０、インレットガイドベイン４４、及びスクロール部１３をさらに含む。モータカバー４３はインペラ２２に向かうモータ１１の前方に締結され、ギヤハウジング１２０はインペラ２２に向かうモータカバー４３の前方に締結される。モータカバー４３とギヤハウジング１２０の組立体の内部には、モータ軸１４とブルギヤ１５全体、及び高速回転体２０の一部が位置する。インレットガイドベイン４４は吸入流路に設置されて、インペラ２２に流入される気体の流量を調節する。
【０１００】
モータ１１の作動によってモータ軸１４が回転すれば、ブルギヤ１５とピニオンギヤ１６が回転しながらモータ１１の動力を増速して、高速回転体２０を駆動させる。したがって、吸入流路を通じて外部気体が回転するインペラ２２に流入し、インペラ２２を通過しながら加速及び圧縮され、圧縮された気体がディフューザ通路を経てスクロール部１３に排出される。図８において、気体の流入方向と排出方向を矢印で示した。
【０１０１】
上述したターボブロア１１０の作動過程で、ブルギヤ１５には、ブルギヤ１５自体の荷重と、ピニオンギヤ１６がブルギヤ１５を押し付ける力により、半径方向荷重が発生し、ブルギヤ１５とピニオンギヤ１６のヘリカル形状によって軸方向荷重も発生する。次に説明する第２複合ベアリング４２がドルギヤ１５の内部でブルギヤ１５を支持することにより、ブルギヤ１５に作用する半径方向荷重と軸方向荷重を効果的に減少させる。
【０１０２】
図９は、図８に示したターボブロア１１０のうちのモータ軸１４とブルギヤ１５をＡ方向から見た断面図であり、図１０は、図９の部分拡大図である。
【０１０３】
図９及び図１０を参照すると、第２複合ベアリング４２は、固定軸４１とブルギヤ１５との間でモータ軸１４と平行する方向に沿って設けられるテーパローラベアリング４５とボールベアリング４６とを含む。テーパローラベアリング４５は、傾いた方向に嵌合されたローラ４５１と、ローラ４５１を囲む内輪４５２及び外輪４５３を含む。ボールベアリング４６は、ボール４６１と、ボール４６１を囲む内輪４６２及び外輪４６３を含む。内輪４６２は固定軸４１に嵌合されて、外輪４６３はブルギヤ１５に結合する。
【０１０４】
テーパローラベアリング４５は、ブルギヤ１５に作用する半径方向荷重と軸方向荷重を同時に減少させ、ボールベアリング４６はブルギヤ１５に作用する半径方向荷重をもう一度減少させる。したがって、第２実施形態のターボブロア１１０は、第２複合ベアリング４２を通じてブルギヤ１５に作用する半径方向荷重と軸方向荷重を最小化する。その結果、ブルギヤ１５の位置移動による騒音発生、ブルギヤ１５の折損、及びモータ軸１４の変形を予防することができる。
【０１０５】
固定軸４１は、固定ブロック４７とボルト４８を利用してギヤハウジング１２０に締結され、その中心がモータ軸１４の中心と一致するように位置する。固定軸４１の内部には固定軸４１と平行する方向に沿って第２複合ベアリング４２に潤滑油を供給するためのオイル口４１１が形成される。この時、固定軸４１とモータ軸１４との間に所定の間隔が存在して、潤滑油を第２複合ベアリング４２に案内する流路を形成する。
【０１０６】
一方、モータ軸１４はブルギヤ１５と重畳せず、ブルギヤ１５に向かうモータ軸１４の端部の外周面にフランジ１４１が固定される。ブルギヤ１５は、ブルギヤ１５とフランジ１４１を貫く複数の結合ボルト４９を利用した機械的な結合方法によってモータ軸１４に締結できる。この場合、ブルギヤ１５は、焼き嵌めのような永久的な結合でない、着脱可能な方式でモータ軸１４に結合されるので、ブルギヤ１５の交替や補修作業が必要の時、ブルギヤ１５とモータ軸１４の組立と分解を容易に行うことができる。
【０１０７】
図１１は、図８に示したターボブロア１１０のうちのギヤハウジング１２０とブルギヤ１５部分を示す部分拡大図である。  
図１１を参照すると、ギヤハウジング１２０は、複数の結合ボルト４９のうちのいずれか一つの結合ボルト４９と対向する部位に開口部１２３を形成する。この開口部１２３を通じて工具（図示せず）を入れて結合ボルト４９を分離することができる。即ち、工具を利用して結合ボルト４９を分離した後、手作業でブルギヤ１５を回して他の結合ボルト４９を開口部１２３の位置に置いた後、さらに工具を入れて結合ボルト４９を分離する。このような過程を繰り返して複数の結合ボルト４９を全て分離することができる。
【０１０８】
結合ボルト４９が全て除去されたブルギヤ１５は第２複合ベアリング４２によって支持されており、この状態でギヤハウジング１２０とモータカバー４３を分離させれば、モータ１１及びモータ軸１４をブルギヤ１５及びギヤハウジング１２０から容易に分解することができる。
【０１０９】
第２実施形態のターボブロア１１０における高速回転体２０及び第１複合ベアリング２６の構成と機能は、上述した第１実施形態と同一なので、詳細な説明は省略する。  
次に、モータカバー４３とギヤハウジング１２０の形状について説明する。  
図１２は、図８に示したターボブロア１１０のうちのモータカバー４３をＢ方向から見た斜視図である。  
図８及び図１２を参照すると、モータカバー４３はモータ軸１４を収容する中空４３１を形成し、中空４３１の周りに沿ってモータ１１に締結される第３結合面４３２を形成する。また、モータカバー４３にはモータ１１に向かって凸状に形成されたリセス５０が備えられて、モータカバー４３とギヤハウジング１２０の組立体の内部空間をモータ１１側に拡大させる。
【０１１０】
ターボブロア１１０の容量が大きくなるほど、回転軸２１の長さが拡大するので、回転軸２１を収容する空間が要求される。第２実施形態のターボブロア１１０は、モータカバー４３にリセス５０を形成することにより、高速回転体２０のうちのインペラ２２の反対側部位をリセス５０に収容できるので、大型の高速回転体２０も容易に設置できる。
【０１１１】
図１３は、図８に示したターボブロア１１０のうちのギヤハウジング１２０をＣ方向から見た斜視図であり、図１４は、図１３のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。  
図１３及び図１４を参照すると、ギヤハウジング１２０は、モータカバー４３に締結される側をブルギヤ１５の直径より大きく開放させた形態に構成される。即ち、ギヤハウジング１２０は、ブルギヤ１５の固定軸４１と高速回転体２０を収容するための２つの中空を形成する垂直壁５１と、垂直壁５１の周縁からモータカバー４３に向かって拡張される側壁５２を含み、モータカバー４３に締結される側が全て開放された形態に構成される。
【０１１２】
したがって、図８に示したように、ブルギヤ１５とモータ軸４１を組み立てて、ブルギヤ１５を囲むようにギヤハウジング１２０をモータカバー４３に締結した後、ギヤハウジング１２０に固定軸４１と高速回転体２０を組み立てて、回転体ハウジング２３にスクロール部１３を順次に組み立てられる。分解は上述した組立順序と反対に行われる。ブルギヤ１５とモータ軸１４の着脱可能な結合構造及び一側が大きく開放されたギヤハウジング１２０の形状により、ターボブロア１１０の組立と分解を簡便に行うことができる。
【０１１３】
次に、第２実施形態に係るターボブロア１１０の潤滑油循環システムについて説明する。  
図１５は、図１３に示したギヤハウジング１２０をＤ方向から見た正面図である。  
図１４及び図１５を参照すると、ギヤハウジング１２０の垂直壁５１の内面にはブルギヤ１５の一部を囲む略円弧状のガイドカバー３０が形成される。ガイドカバー３０は、垂直壁５１の内面からモータカバー４３に向かって突出したもので、その幅（ｗ１、図１４参照）はギヤハウジング１２０の側壁５２の幅（ｗ２、図１４参照）と一致する。ガイドカバー３０は、ブルギヤ１５の直径より大きい内径を有するように形成されて、ブルギヤ１５と距離を有して位置する。
【０１１４】
図１５において、ブルギヤ１５の回転方向は反時計方向であり、ガイドカバー３０は、図１５を基準として約４／４分面が切開された形状となる。ガイドカバー３０の内面にはブルギヤ１５の回転方向に沿ってオイルガイド溝３０１が形成される。このようなオイルガイド溝３０１はモータ軸１４と平行する方向に沿って互いに距離を有して複数具備される（図１４参照）。
【０１１５】
そして、ギヤハウジング１２０の垂直壁５１の内面の上部、即ち、ブルギヤ１５の側面外側に階段状の突出部５３が形成される。突出部５３は、側壁５２に向かって低くなる段差を形成する。突出部５３の一端は側壁５２に連結され、他の一端は図１５を基準として水平及び垂直方向に沿ってガイドカバー３０の上側端部と距離を有して位置する。突出部５３の幅はガイドカバー３０の幅と同一である。
【０１１６】
上述したギヤハウジング１２０をモータカバー４３に締結すれば、側壁５２とガイドカバー３０及び突出部５３がモータカバー４３に密着しながら、所定の内部空間を形成する。即ち、ギヤハウジング１２０とモータカバー４３の組立体の下部にオイル貯蔵槽３２が形成され、ブルギヤ１５とガイドカバー３０との間にオイル流路が形成され、突出部５３の上に潤滑油を収集し、収集された潤滑油をさらに循環させる臨時貯蔵槽５４が形成される。
【０１１７】
したがって、ブルギヤ１５が回転すれば、オイル貯蔵槽３２にある潤滑油がブルギヤ１５のギヤ歯によって飛散しながら、ガイドカバー３０に形成されたオイルガイド溝３０１に沿って行くが、重力によって突出部５３の上に落下して臨時貯蔵槽５４に収集される。臨時貯蔵槽５４に収集された潤滑油は、次に説明する循環構造によってブルギヤ１５の第２複合ベアリング４２及び高速回転体２０の第１複合ベアリング２６に供給される。
【０１１８】
上述したギヤハウジング１２０の構造において、ガイドカバー３０及び突出部５３はギヤハウジング１２０と一体に形成される。したがって、別途のオイル貯蔵槽と臨時貯蔵槽を製作した後、これをギヤハウジングの内部に組み立てる面倒さを避けることができ、ギヤハウジング１２０とモータカバー４３を気密状態で締結することによって、オイル貯蔵槽３２と臨時貯蔵槽５４を容易に形成することができる。
【０１１９】
図１６は、図８に示したターボブロア１００をＣ方向から見た正面図であって、ギヤハウジング１２０の外面一部を点線内側に示した。  
図１５及び図１６を参照すると、ギヤハウジング１２０の垂直壁５１の外部には臨時貯蔵槽５４とブルギヤ１５の固定軸４１とを連結する第１オイル管５５が設けられる。即ち、ギヤハウジング１２０の垂直壁５１には臨時貯蔵槽５４に該当する位置に第１貫通口５６が形成され、第１オイル管５５の一端が第１貫通口５６に連結される。そして、第１オイル管５５の他の一端は固定軸４１に形成されたオイル口４１１と連結される。
【０１２０】
図９において、固定軸４１に連結された第１オイル管５５の一部を点線で示した。図９を参照すると、第１オイル管５５は臨時貯蔵槽５４に収集された潤滑油を固定軸４１のオイル口４１１に提供し、オイル口４１１に提供された潤滑油は、ボールベアリング４６とテーパローラベアリング４５を順次に経て第２複合ベアリング４２を潤滑させる。その後、潤滑油はさらにオイル貯蔵槽３２に落下してオイル貯蔵槽３２に収集される。
【０１２１】
図１７は、図８のターボブロア１１０をＢ方向から見た右側面図であって、モータカバー４３の一部を切開してギヤハウジング１２０の内部を示した。図１８は、図８に示したターボブロア１１０のうちの高速回転体２０を示す正面図である。
【０１２２】
図１７及び図１８を参照すると、ギヤハウジング１２０の垂直壁５１の内部には臨時貯蔵槽５４に収集された潤滑油を高速回転体２０に伝達するための第２オイル管５７が設けられる。このために突出部５３の下端に第２貫通口５８が形成され、第２オイル管５７の一端が第２貫通口５８に連結される。そして、回転体ハウジング２３と重畳するギヤハウジング１２０の垂直壁５１部位に第３貫通口５９が形成され、第２オイル管５７の他の一端が第３貫通口５９に連結される。
【０１２３】
そして、回転体ハウジング２３の内部には、一対の第１複合ベアリング２６のうちのインペラ２２側の第１複合ベアリング２６（図１８を基準として左側の第１複合ベアリング２６）と第３貫通口５９とを連結するオイル流路６０が形成される。また、回転体ハウジング２３の外部にはインペラ２２の反対側の第１複合ベアリング２６（図１８を基準として右側の第１複合ベアリング２６）とオイル流路６０とを連結する第３オイル管６１が設けられる。
【０１２４】
したがって、臨時貯蔵槽５４に収集された潤滑油は第２オイル管５７を通じて高速回転体２０に提供され、供給された潤滑油は、オイル流路６０と第３オイル管６１を通じて、インペラ２２側の第１複合ベアリング２６とインペラ２２の反対側の第１複合ベアリング２６とに分けて供給される。
【０１２５】
インペラ２２側の第１複合ベアリング２６に提供された潤滑油は、滑りベアリング２４とボールベアリング２５を順次に経てこれらベアリングを潤滑させる。この時、ボールベアリング２５とインペラ２２との間に位置する支持体６２、及びこれを囲む回転体ハウジング２３部位に潤滑口６３が形成され、回転体ハウジング２３の外部で第４オイル管６４が潤滑口６３とギヤハウジング１２０とを連結するように設けられる。したがって、使用された潤滑油は第４オイル管６４を通じてギヤハウジング１２０に流入して、オイル貯蔵槽３２に収集される。
【０１２６】
また、第３オイル管６１を通じてインペラ２２の反対側の第１複合ベアリング２６に提供された潤滑油は、滑りベアリング２４とボールベアリング２５に供給されて、これらベアリングを潤滑させ、使用された潤滑油は回転体ハウジング２３の中でピニオンギヤ１６を露出させるために形成された切開の部分を通じて落下して、オイル貯蔵槽３２に収集される。
【０１２７】
さらに図９を参照すると、モータ軸１４の外周面にはブルギヤ１５と遠くなる方向に沿ってベアリング６５とシーリング部材６６が平行に設けられる。ブルギヤ１５が回転する過程で、モータ軸１４に向かっても潤滑油が高速に飛散するので、飛散した潤滑油を利用してベアリング６５を十分に潤滑させることができる。シーリング部材６６には第５オイル管６７が設置されて、ベアリング６５を通過してシーリング部材６６に到達した潤滑油をオイル貯蔵槽３２に回収する。
【０１２８】
このように、第２実施形態のターボブロア１１０は、潤滑油供給のための別途のオイルポンプを設置しなくても、ブルギヤ１５の第２複合ベアリング４２と高速回転体２０の第１複合ベアリング２６に潤滑油を循環させて供給することができる。したがって、潤滑油の供給構造を単純化して部品数を減らすことができる。
【０１２９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも本発明の範囲に属するのは当然である。
【符号の説明】
【０１３０】
１０…支持台、１１…モータ、１２…ギヤハウジング、１３…スクロール部、１４…モータ軸、１５…ブルギヤ、２０…高速回転体、２２…インペラ、２４…滑りベアリング、２５…ボールベアリング、３２…オイル貯蔵槽、２６、４２…第１、２複合ベアリング、４１…固定軸、４７…固定ブロック、４８…ボルト、６０…オイル流路、５５、５７、６１、６４、６７…第１、２、３、４、５オイル管、６５…ベアリング、６６…シーリング部材、１００、１１０…ターボブロア。
【図１】
2011522994.tif 000003
【図２】
2011522994.tif 000004
【図３】
2011522994.tif 000005
【図４】
2011522994.tif 000006
【図５】
2011522994.tif 000007
【図６】
2011522994.tif 000008
【図７】
2011522994.tif 000009
【図８】
2011522994.tif 000010
【図９】
2011522994.tif 000011
【図１０】
2011522994.tif 000012
【図１１】
2011522994.tif 000013
【図１２】
2011522994.tif 000014
【図１３】
2011522994.tif 000015
【図１４】
2011522994.tif 000016
【図１５】
2011522994.tif 000017
【図１６】
2011522994.tif 000018
【図１７】
2011522994.tif 000019
【図１８】
2011522994.tif 000020
【国際調査報告】
2011522994.tif 000021
2011522994.tif 000022
2011522994.tif 000023
2011522994.tif 000024