(57)【要約】【課題】簡単な構成によって回動軸とガイドベーンの接続を確実に保持する。【解決手段】コンプレッサインペラの吸込口７に段部１０を有するハウジング３の段部１０に、ガイドベーンユニット２が嵌合しており、ガイドベーンユニット２は、対向面によって分割された軸受リング１４と押えリング１５との間でガイドベーン１の軸２２を回動可能に挟み込んで支持しており、段部１０に嵌合したガイドベーンユニット２の１つのガイドベーン１の軸２２に対してハウジング３に備えた貫通孔２８を通して接続するようにした回動軸２９を備えた可変ガイドベーンの駆動機構であって、貫通孔２８からハウジング３の段部１０の内側に突出してガイドベーン１の軸２２に接続される回動軸２９の内側端部２９'に取り付けて回動軸２９が外側へ移動するのを規制する止め輪４０を備える。【選択図】図１
2012251479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサインペラの吸込口に段部が形成されたハウジングと、該ハウジングの段部に嵌合して設置されるガイドベーンユニットとを有しており、該ガイドベーンユニットは、対向面によって分割された軸受リングと押えリングとの間でガイドベーンの軸を回動可能に挟み込んで支持しており、前記ガイドベーンの１つの軸に対して前記ハウジングの貫通孔を通して接続する回動軸を有する可変ガイドベーンの駆動機構であって、
前記貫通孔からハウジングの段部内に突出して前記ガイドベーンの軸に接続される回動軸の内側端部に取り付けられ前記回動軸の外側への移動を規制する規制手段を備えたことを特徴とする可変ガイドベーンの駆動機構。
【請求項２】
前記規制手段は、前記回動軸の内側端部外周に設けた環状溝に係合する止め輪であることを特徴とする請求項１に記載の可変ガイドベーンの駆動機構。
【請求項３】
前記貫通孔に、ハウジングと回動軸の間をシールするシールリングを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変ガイドベーンの駆動機構。
【請求項４】
前記回動軸とガイドベーンの軸は凸部端面と凹部端面の嵌合により接続されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの駆動機構。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の可変ガイドベーンの駆動機構を備えたことを特徴とする過給機。
【請求項６】
請求項２に記載の前記止め輪を保持し、ハウジングの段部とガイドベーンユニットとの間に備えた空間を通して前記回動軸に止め輪を係合させるようにしたことを特徴とする止め輪取付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変ガイドベーンの駆動機構及び過給機並びに止め輪取付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に過給機は、タービンインペラとコンプレッサインペラを同一回動軸上に配置し、タービンインペラの回転駆動によってコンプレッサインペラを回転させ、圧縮空気を得て内燃機関の性能向上を図るようにしている。
【０００３】
コンプレッサインペラはハウジング内に配置されており、ハウジングは、コンプレッサインペラの回転による遠心力の作用により、流路内に吸い込んだ吸気をディフューザ等へ送給し得るように構成されている。
【０００４】
コンプレッサインペラの上流側に位置するハウジングは、吸気が流れ込む円筒状の内部流路に複数の可変インレットガイドベーン（以下、ガイドベーンと記載する。）を設置し、吸気の流量が少ない場合等に、ガイドベーンの開度を調整してコンプレッサインペラの入射角への整流を行うことが考えられている（例えば、特許文献１−３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４６２２０号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０５５７号公報
【特許文献３】特開２００４−１６２７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ハウジングにガイドベーンを直接設置することは容易でないため、予めガイドベーンを配したガイドベーンユニットを構成し、このガイドベーンユニットをハウジング内に挿入して固定することによりガイドベーンを設置することが考えられている。このようにガイドベーンユニットをハウジング内に挿入して設置する構成とした場合には、前記ガイドベーンの駆動装置をハウジング内に設置することがスペース的に困難であるため、ガイドベーンの駆動装置はハウジングの外部に設けることになる。このため、前記駆動装置によってガイドベーンの軸を駆動する回動軸は、前記ハウジングを貫通して前記ガイドベーンに接続する必要がある。この回動軸は、ハウジング内にガイドベーンユニットを挿入して設置した後でないと前記ガイドベーンの軸に接続することができない。このため、回動軸とガイドベーンの軸を確実に接続した状態に保持しておくことが難しく、回動軸が外部に抜け出すことによって接続が不能になる可能性がある。
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑みてなしたもので、簡単な構成によって回動軸とガイドベーンの接続を確実に保持できるようにした可変ガイドベーンの駆動機構及び過給機並びに止め輪取付装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、コンプレッサインペラの吸込口に段部が形成されたハウジングと、該ハウジングの段部に嵌合して設置されるガイドベーンユニットとを有しており、該ガイドベーンユニットは、対向面によって分割された軸受リングと押えリングとの間でガイドベーンの軸を回動可能に挟み込んで支持しており、前記ガイドベーンの１つの軸に対して前記ハウジングの貫通孔を通して接続する回動軸を有する可変ガイドベーンの駆動機構であって、
前記貫通孔からハウジングの段部内に突出して前記ガイドベーンの軸に接続される回動軸の内側端部に取り付けられ前記回動軸の外側への移動を規制する規制手段を備えたことを特徴とする可変ガイドベーンの駆動機構、に係るものである。
【０００９】
上記可変ガイドベーンの駆動機構において、前記規制手段は、前記回動軸の内側端部外周に設けた環状溝に係合する止め輪であってもよい。
【００１０】
又、上記可変ガイドベーンの駆動機構において、前記貫通孔に、ハウジングと回動軸の間をシールするシールリングを備えていてもよい。
【００１１】
又、上記可変ガイドベーンの駆動機構において、前記回動軸とガイドベーンの軸は凸部端面と凹部端面の嵌合により接続されていてもよい。
【００１２】
本発明は、前記可変ガイドベーンの駆動機構を備えたことを特徴とする過給機、に係るものである。
【００１３】
本発明は、前記止め輪を保持し、ハウジングの段部とガイドベーンユニットとの間に備えた空間を通して前記回動軸に止め輪を係合させるようにしたことを特徴とする止め輪取付装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の可変ガイドベーンの駆動機構によれば、簡単な構成によって回動軸とガイドベーンの接続を確実に保持してガイドベーンの安定した回動が確保されるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は本発明の可変ガイドベーンの駆動機構の実施例を示す切断側面図、（ｂ）は（ａ）をＩ方向から見た正面図である。
【図２】止め輪の形状と止め輪の取付装置の構成を示す平面図である。
【図３】取付装置によって止め輪を回動軸の環状溝に係合させる状態を示す切断側面図である。
【図４】図３をＩＶ−ＩＶ方向から見た正面図である。
【図５】本発明を適用する自動車用エンジンに備えられる過給機の圧縮機を示す切断側面図である。
【図６】ガイドベーンユニットを組み立てる状態を示す側面図である。
【図７】軸受リングの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１７】
図１〜図７は本発明の実施例を示すものであり、ガイドベーン１を組み込んだガイドベーンユニット２を、ハウジング３に備えた段部１０に嵌合設置し、ハウジング３の外部に備えた駆動装置によって駆動される回動軸２９が、前記ハウジング３の貫通孔２８を通して前記ガイドベーン１の一つの軸２２の回動を行うようにした圧縮機４を構成している。
【００１８】
圧縮機４は、図５に示す如くハウジング３の内部にコンプレッサインペラ５を備えており、コンプレッサインペラ５は、自動車用エンジンの排気によって回転するタービンインペラ（図示せず）と同軸の回動軸６によって回転するようになっている。またハウジング３の内側には、コンプレッサインペラ５の外周部に空気を導く吸込口７を形成すると共に、コンプレッサインペラ５の外周端に連なるディフューザ８を介してスクロール９を形成しており、コンプレッサインペラ５によって速度が高められた空気は、圧力に変換され、ディフューザ８からスクロール９へ導かれるようになっている。
【００１９】
また圧縮機４のハウジング３には、コンプレッサインペラ５の吸込口７から拡径されてコンプレッサインペラ５から離反する方向へ円筒状に形成した段部１０を形成しており、該段部１０には、ガイドベーン１を配置したガイドベーンユニット２が嵌合配置されている。該ガイドベーンユニット２は、ガイドベーンユニット２の後面に取り付けた割りピン等の締結手段１１を、段部１０の底面に備えたピン孔１１ａに差込むことにより、周方向に位置決めされている。
【００２０】
前記ガイドベーンユニット２は、図５、図６に示す如く、対向面１３ａ，１３ｂによって軸方向に分割された軸受リング１４と押えリング１５とで構成されている。ここで軸受リング１４及び押えリング１５は、製造コストを低減し得るように、夫々、アルミ鋳造やアルミダイカスト、或いは樹脂による射出成形により形成されている。
【００２１】
軸受リング１４と押えリング１５の対向面１３ａ，１３ｂの夫々には、図５、図７に示す如く環状溝１６，１７が形成されている。夫々の環状溝１６は、図７に示す如く周囲底面１８と、ユニット開口１２側に位置する内側壁１９と、外周側に位置する外側壁２０とを備えている。また軸受リング１４と押えリング１５の内側壁１９は、径方向断面が多角形（図７では７角形）であり且つ多角形の角部が曲面になっている。更に外側壁２０は、ガイドベーンユニット２の外周面と同じように、径方向断面が円形になっている。
【００２２】
軸受リング１４と押えリング１５の間には、図５、図６に示す如くユニット開口１２にガイドベーン１の羽根部２１が張り出すように、ガイドベーン１の軸２２を周方向に等間隔で放射状に配置している。また軸受リング１４における内側壁１９と外側壁２０の対向面１３ａには、図６、図７に示す如くガイドベーン１の軸２２を収容し得る深さのＵ字状の軸受凹部２３を形成し、押えリング１５における内側壁１９と外側壁２０の対向面１３ｂには、軸受リング１４の軸受凹部２３とガイドベーン１の軸２２を回動可能に挟み込む平坦面２４を備えている。また軸受リング１４における環状溝１６の周囲底面１８には、図５に示す如く波ワッシャ等の押付手段２５を介してリングギヤ２６を配しており、リングギヤ２６は、ガイドベーン１のピニオン２７に噛合している。
【００２３】
更に、１つのガイドベーン１の軸２２と対応するハウジング３の位置には、貫通孔２８が形成してあり、該貫通孔２８には外部から回動軸２９が装入されて、該回動軸２９の端部に備えた凹部端面２９ａと軸２２に備えた凸部端面２２ａとが係合して接続されるようになっている。前記回動軸２９の外側端には、アーム３０及び連結ピン３１を介して図１（ｂ）のアクチュエータ３２が連結されている。該アクチュエータ３２は連結ピン３１を押し引きすることによりアーム３０を介して回動軸２９を回動させる。回動軸２９が回動すると１つのガイドベーン１の軸２２が回動し、ガイドベーン１のピニオン２７の回動によりリングギヤ２６が回転する。リングギヤ２６が回転すると、ピニオン２７を介して全てのガイドベーン１が一斉に回動する。前記ガイドベーン１の軸２２には、内側壁１９を挟むことによってガイドベーン１の軸方向への移動を拘束するための突部３３が備えられている。前記アクチュエータ３２としては、簡便な機構で自動車等に多用されている空気駆動によるダイヤフラム式の駆動装置３２ａを用いることができる。ダイヤフラム式の駆動装置３２ａは、駆動ロッド３２ｂにより前記連結ピン３１を押し引きすることで前記アーム３０を回転させて前記回動軸２９を回動するようになっている。
【００２４】
また軸受リング１４と押えリング１５の対向面１３ａ，１３ｂには、互いに嵌合して固着するための凹凸を備えている。凹凸は、図６に示す如く軸受リング１４における外側壁２０の対向面１３ａに複数の係合凹部３４（図７では２個）を備えていると共に、図６に示す如く押えリング１５における外側壁２０の対向面１３ｂに複数の係合凸部３５（図６では２個）を備えており、前記係合凹部３４と係合凸部３５は嵌合時に塑性変形することによって軸受リング１４と押えリング１５を一体に組み立てられるようにしている。係合凹部３４と係合凸部３５の個数は、軸受リング１４と押えリング１５の回転方向及び半径方向の位置決めを行うために２個以上を備えるようにしている。
【００２５】
ガイドベーンユニット２は、ハウジング３の外部において、図６の如く軸受リング１４に備えた各軸受凹部２３にガイドベーン１の軸２２を嵌合配置した後、前記係合凹部３４と係合凸部３５を塑性変形するように嵌合させて、軸受リング１４と押えリング１５を締結することにより、ガイドベーンユニット２を組み立てる。このように組み立てられたガイドベーンユニット２は、図５に示す如くハウジング３の段部１０に嵌合させて設置することができる。
【００２６】
前記段部１０に嵌合したガイドベーンユニット２の前端面に対応した位置の段部１０には環状の係止溝３６が形成してあり、止め輪３７を縮めた状態で係止溝３６に挿入して開放させることにより止め輪３７を弾撥力によって係止溝３６に係合させ、該止め輪３７によって前記ガイドベーンユニット２が段部１０から抜け出ないように固定している。前記止め輪３７を設ける以外にも、前記ガイドベーンユニット２が段部１０から抜け出ないように固定ボルト等を用いてハウジング３に固定してもよい。
【００２７】
ここで、図１に示すダイヤフラム式の駆動装置３２ａの駆動ロッド３２ｂは、駆動装置３２ａの押し引き方向の軸線に対してＸ方向に傾いて振れる性質を有しており、従って、駆動ロッド３２ｂが外側へ振れた場合には回動軸２９が外方に抜け出て、前記回動軸２９の端部に備えた凹部端面２９ａと軸２２備えた凸部端面２２ａとの係合が保持できなくなる可能性がある。凹部端面２９ａと凸部端面２２ａの係合が解除するとガイドベーン１を回動させることができなくなる。
【００２８】
このため、前記駆動装置３２ａの駆動ロッド３２ｂにより連結ピン３１を押し引きして、アーム３０を介して回動軸２９を回動することにより、１つのガイドベーン１の軸２２を回動するための可変ガイドベーンの駆動機構において、本実施例では、前記貫通孔２８からハウジング３の段部１０の内側に突出して前記ガイドベーン１の軸２２に接続される回動軸２９の内側端部２９'に取り付けて、前記回動軸２９が外側へ移動するのを規制するための規制手段３８を備える。
【００２９】
図１〜図３に示す規制手段３８は、前記ハウジング３の段部１０の内側に突出している回動軸２９の内側端部２９'の外周に環状溝３９を形成し、この環状溝３９に、図２に示す止め輪４０を嵌合して取り付けている。図２の止め輪４０は、Ｋ型止め輪と称されるものであり、この止め輪４０は、薄板状を有し、弾性変形する可変部４１の両端に、前記環状溝３９にきつく嵌まり込む係合円弧部４２が対向して形成され且つ嵌入方向（図２の左方向）へ向かって相互間隔が広がって回動軸２９への係合を誘導する傾斜面４３が形成された係止羽根部４４を有している。
【００３０】
前記止め輪４０を回動軸２９に取り付けるために、前記ハウジング３の段部１０における貫通孔２８が設けられた位置に、ハウジング３の強度を損なわない浅い深さで所要幅の平坦面４５を形成することにより空間４６を設け、この空間４６を通して前記止め輪４０を回動軸２９に取り付けるようにしている。図２〜図４中、４７は止め輪４０の取付装置であり、この止め輪取付装置４７は、所要幅の薄板部材からなる取付材４８の一端の一面に、前記止め輪４０の可変部４１と係止羽根部４４の一部が嵌合して前記止め輪４０を位置決めして支持する位置決め段部４９を備えている。この時、前記止め輪４０が磁性金属材料で形成されている場合には、前記位置決め段部４９を永久磁石５０にて構成するようにしてもよい。
【００３１】
又、前記ハウジング３の貫通孔２８には、ハウジング３と回動軸２９との間をシールするためのシールリング５１を設けている。
【００３２】
以下本発明の実施例の作用を説明する。
【００３３】
ガイドベーンユニット２を組み立てる際には、図６に示す如く、軸受リング１４の対向面１３ａを上方に向けるように軸受リング１４を配置し、図７に示す軸受リング１４の環状溝１６に図１、図５に示す如く押付手段２５及びリングギヤ２６を配置し、且つ内側壁１９と外側壁２０の軸受凹部２３にガイドベーン１の軸２２を配置する。次に押えリング１５を軸受リング１４の上方に配し、押えリング１５の係合凸部３５を軸受リング１４の係合凹部３４に嵌合させて塑性変形させることにより軸受リング１４と押えリング１５を一体に締結する。又、軸受リング１４の後面には割りピン等の締結手段１１を取り付ける。
【００３４】
而して、このように組み立てたガイドベーンユニット２を前記ハウジング３の段部１０に挿入し、前記ガイドベーンユニット２の後面に取付た割りピン等の締結手段１１を、段部１０の底面に備えたピン孔１１ａに差込むことによりガイドベーンユニット２の周方向の位置決めを行って取り付ける。
【００３５】
次に、ハウジング３の貫通孔２８にシールリング５１を配置し、該シールリング５１を通るように、アーム３０を介して連結ピン３１が取り付けられた回動軸２９を貫通孔２８に外部から挿入し、回動軸２９の端部に備えた凹部端面２９ａをガイドベーンの軸２２に備えた凸部端面２２ａに係合させる。
【００３６】
続いて、図３、図４に示すように、段部１０に平坦面４５よって形成した空間４６が下側になるように図５の圧縮機４の上下を反転して位置決めする。次に、図２に示す取付装置４７の取付材４８の一端の一面に備えた位置決め段部４９に、前記止め輪４０を係合保持させて位置決めする。続いて、図３、図４に示すようにハウジング３の段部１０に設けた空間４６の平坦面４５上を前記止め輪４０が滑るように取付材４８を空間４６に挿入する。すると、前記止め輪４０の傾斜面４３によって止め輪４０が回動軸２９に誘導されて係止羽根部４４の間隔が押し拡げられて、係合円弧部４２が回動軸２９の環状溝３９に嵌合される。止め輪４０が取付られると取付材４８は空間４６から引抜いて取り出す。
【００３７】
次に、前記ハウジング３の段部１０に嵌合したガイドベーンユニット２の前端面に対応するように段部１０の内面に形成した係止溝３６に、止め輪３７を縮めた状態で挿入して開放することにより止め輪３７によって前記ガイドベーンユニット２が段部１０から抜け出ないように固定する。上記した止め輪３７を係止溝３６に取り付けると、図１、図３、図４に示すハウジング３の段部１０とガイドベーンユニット２との間に形成された空間４６は止め輪によって閉塞されるようになる。従って、ハウジング３の段部１０とガイドベーンユニット２との間は止め輪３７によって保護されるようになる。
【００３８】
次に、前記回動軸２９にアーム３０を介して取り付けられている連結ピン３１に、図１に示す駆動装置３２ａの駆動ロッド３２ｂを接続することにより圧縮機４が組み立てられる。
【００３９】
上記したように、回動軸２９がハウジング３の段部１０から突出する内側端部２９'に備えた環状溝３９に止め輪４０を取り付けたことにより、回動軸２９の軸方向への移動が規制されるので、回動軸２９の端部に備えた凹部端面２９ａがガイドベーン１の軸２２に備えた凸部端面２２ａに常に確実に係合した状態に保持され、ガイドベーン１は安定して回動するようになる。
【００４０】
又、前記ハウジング３の貫通孔２８にシールリング５１を備えて回動軸２９との間のシールを行うようにしたので、エンジンのクランク室内のオイルミスト含有空気を、前記ガイドベーン１とコンプレッサインペラ５との間に生じる負圧を利用して吸引することによりオイルミストを外部に排出させない構成を備えた場合において、オイルミストによる油分が前記貫通孔２８と回動軸２９の間を通って外部に漏れ出す問題を防止することができる。
【００４１】
従って、前記圧縮機４の安定性が向上するので、該圧縮機４を備えた過給機の安定性の向上が図れる。
【００４２】
尚、本発明の可変ガイドベーンの駆動機構及び過給機並びに止め輪取付装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ガイドベーン
２  ガイドベーンユニット
３  ハウジング
５  コンプレッサインペラ
７  吸込口
１０  段部
１３ａ，１３ｂ  対向面
１４  軸受リング
１５ 押えリング
２２  軸
２２ａ  凸部端面
２８  貫通孔
２８ａ  凹部端面
２９  回動軸
２９ａ  内側端部
３８  規制手段
３９  環状溝
４０  止め輪
４６  空間
４７  止め輪取付装置
５１  シールリング
１０  段部
【図１】
2012251479.tif 000003
【図２】
2012251479.tif 000004
【図３】
2012251479.tif 000005
【図４】
2012251479.tif 000006
【図５】
2012251479.tif 000007
【図６】
2012251479.tif 000008
【図７】
2012251479.tif 000009