JP2001059488A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータの曲げ振動を吸収し、ギヤノイズを軽
減する。 【解決手段】 一対のロータを収容するロータ室１１
と、ロータ室１１と連通する流体の流入口及び流出口を
有するケーシングと、ロータ軸９に連結されたギヤ２３
からなるギヤ組と、このギヤ組を収容するギヤ室１３と
を備え、ロータ軸９のギヤ２３側に、振動を吸収するオ
イルフィルムダンパ７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、車両用
のスーパーチャージャに用いられる流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のルーツ式流体機械に用いら
れている一般的なロータ２０１を示している。

【０００３】ルーツ式流体機械は、ケーシングのロータ
室に収容された一対のロータと、各ロータを連結するタ
イミングギヤ組とを備えており、入力トルクはこのタイ
ミングギヤ組を介して各ロータを回転させ、タイミング
ギヤ組は各ロータをそれぞれの歯すじが互いに接触しな
いように反対方向に同期回転させて噛み合わせる。

【０００４】ロータ２０１は入力側のロータであり、ロ
ータ軸２０３とロータ本体２０５から構成されている。
ロータ軸２０３の一側端部には入力プーリ２０７が連結
され、他の端部にはタイミングギヤ２０９が連結されて
いる。又、ロータ軸２０３は、入力プーリ２０７とタイ
ミングギヤ２０９のそれぞれ内側でベアリング２１１、
２１３を介してケーシング側に支承されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ロータ軸２０３とロー
タ本体２０５からなるロータ２０１のように、軸の中央
部に質量が集中した回転体は、回転に伴って曲げ振動が
生じ易い。

【０００６】又、流体機械では、ロータの常用回転数域
で曲げ振動の共振点があり、振幅が大きくなり易い。

【０００７】図４のように、この曲げ振動はロータ２０
１の中央部２１５が振動の腹になって振幅が大きくな
り、ベアリング２１１、２１３による支承部は振動の節
になって振幅が小さくなり、ロータ軸２０３の両端部２
１７、２１９で再び振幅が大きくなる。

【０００８】従って、各ロータ軸の端部にあるタイミン
グギヤ組では、この振動により相手側のタイミングギヤ
との間で大きなギヤノイズが発生すると共に、耐久性が
低下する。

【０００９】又、各ロータの曲げ振動によって流体機械
にも振動、騒音、耐久性の低下などが発生する。

【００１０】しかし、曲げ振動を軽減するために、例え
ば、ロータ軸を大径にすると、流体機械が重くなる。
又、ロータ軸に剛性の高い材料を使うと、コストが大き
く上昇する。

【００１１】そこで、この発明は、ロータの曲げ振動を
吸収し、ギヤノイズを軽減する流体機械の提供を目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の流体機械は、
それぞれの歯すじで互いに噛み合う一対のロータと、こ
れらのロータを回転自在に収容するロータ室と、このロ
ータ室と連通する流体の流入口及び流出口を有するケー
シングと、各ロータの軸に連結されて互いに噛み合うギ
ヤからなるギヤ組と、このギヤ組を収容するギヤ室とを
備え、ロータ軸のギヤ側に、ロータ軸の振動を吸収する
オイルフィルムダンパを設けたことを特徴とする。

【００１３】このように、本発明の流体機械では、ロー
タ軸のギヤ側に設けたオイルフィルムダンパによって曲
げ振動が吸収されるから、各ロータ軸に連結されたギヤ
の振れが小さくなってギヤノイズが軽減され、耐久性が
向上する。

【００１４】又、各ロータの曲げ振動が吸収されること
によって、流体機械も振動、騒音、耐久性低下などが防
止される。

【００１５】従って、曲げ振動を軽減するために、ロー
タ軸を大径にし、あるいは、ロータ軸に剛性の高い材料
を使う必要がなくなり、流体機械の重量化とコストの上
昇とが防止される。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１記載の流体機
械であって、ロータ軸の端部が、ギヤの外側に突き出し
ていると共に、このロータ軸の端部を収容する凹部をギ
ヤ室に設け、オイルフィルムダンパを、これらの端部と
凹部との間に形成したことを特徴とし、請求項１の構成
と同等の効果を得る。

【００１７】これに加えて、曲げ振動の振幅が大きくな
るロータ軸の端部にオイルフィルムダンパを設けたこと
によって、曲げ振動が効果的に吸収される。

【００１８】更に、ロータ軸の端部とギヤ室の凹部との
間に設けたオイルフィルムダンパは、ロータ軸の外周及
び端面とギヤ室の凹部との間で広い対向面積が得られる
から、曲げ振動の吸収機能が大きい。

【００１９】従って、ギヤノイズ、流体機械の振動、騒
音、耐久性低下などの防止効果が更に向上する。

【００２０】又、ロータ軸の端部とギヤ室の凹部との間
に設けられたオイルフィルムダンパは、構造が簡単であ
り、低コストに実施できる。

【００２１】請求項３の発明は、請求項２記載の流体機
械であって、ギヤ室の内壁に、凸部を設けると共に、ロ
ータ軸の端部を収容する凹部を、この凸部に形成したこ
とを特徴とし、請求項２の構成と同等の効果を得る。

【００２２】これに加えて、ギヤ室の内壁に設けた凸部
に、オイルフィルムダンパ用の凹部を形成したことによ
って、ギヤ室が設けられたケース部材の外壁に、凹部を
形成するための突き出し部を設けなくてすむ。

【００２３】こうして、ケース部材の外壁を平坦にでき
るから、ケース部材（流体機械）と周辺部材との干渉が
それだけ生じにくくなり、例えば、エンジンルームなど
のレイアウトが容易になる。

【００２４】請求項４の発明は、請求項２又は請求項３
記載の流体機械であって、ロータ軸の端部とギヤ室との
間に、互いに係合してオイルフィルムダンパの一部を構
成する凹部と凸部とを設けたことを特徴とし、請求項２
又は請求項３の構成と同等の効果を得る。

【００２５】これに加えて、ロータ軸の端部とギヤ室と
の間にオイルフィルムダンパの一部を構成する凹部と凸
部とを設けたことにより、オイルフィルムダンパの面積
がそれだけ広くなるから、曲げ振動の吸収機能が更に向
上する。

【００２６】なお、凹部をロータ軸に設け、凸部をギヤ
室側に設けてもよいし、あるいは、凸部をロータ軸に設
け、凹部をギヤ室側に設けてもよい。

【００２７】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４
のいずれか一項に記載の流体機械であって、各ロータ
が、回転中心軸と平行な歯すじで互いに噛み合うと共
に、ギヤ組が、各ロータをそれぞれの歯すじが接触しな
いように反対方向に同期回転させるタイミングギヤ組で
あることを特徴とする。

【００２８】この構成は、各ロータが回転中心軸と平行
な歯すじで互いに噛み合うルーツ式の流体機械であり、
オイルフィルムダンパによってタイミングギヤ組のギヤ
ノイズが軽減され、請求項１乃至請求項４のいずれかと
同等の効果を得る。

【００２９】請求項６の発明は、請求項１乃至請求項４
のいずれか一項に記載の流体機械であって、各ロータ
が、スクリュー状の歯すじで互いに噛み合うと共に、ギ
ヤ組が、各ロータをそれぞれの歯すじが接触しないよう
に反対方向に同期回転させるタイミングギヤ組であるこ
とを特徴とする。

【００３０】この構成は、各ロータがスクリュー状の歯
すじで互いに噛み合うスクリュー式の流体機械であり、
オイルフィルムダンパによってタイミングギヤ組のギヤ
ノイズが軽減され、請求項１乃至請求項４のいずれかと
同等の効果を得る。

【００３１】請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６
のいずれか一項に記載の発明であって、入力回転を増速
してロータに伝達する増速ギヤ組を設け、この増速ギヤ
組が、各ロータ軸に連結されて互いに噛み合う増速ギヤ
からなることを特徴とし、請求項１乃至請求項６のいず
れかと同等の効果を得る。

【００３２】特に、ルーツ式流体機械やスクリュー式流
体機械では、充分な回転速度を得るために、入力回転を
増速する増速ギヤ組が用いられることがある。

【００３３】この構成は、このような増速ギヤ組を用い
た例であり、各ロータ軸に連結されている増速ギヤは、
オイルフィルムダンパの曲げ振動吸収機能によってギヤ
ノイズが効果的に軽減され、耐久性が向上する。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１によって本発明の第１実施形
態（スーパーチャージャ：ルーツ式流体機械）を説明す
る。

【００３５】このスーパーチャージャは請求項１、２、
５の特徴を備えており、図１はその要部を示している。
又、左右の方向は図１での左右の方向であり、符号を与
えていない部材等は図示されていない。

【００３６】第１実施形態のスーパーチャージャは、入
力プーリ、入力側のロータ１と他のロータ、ケーシン
グ、タイミングギヤ組、プレート３、エンドカバー５、
オイルフィルムダンパ７などから構成されている。

【００３７】入力プーリはロータ１のロータ軸９に固定
されており、ベルトを介してエンジン側のプーリに連結
されている。

【００３８】ケーシングはケーシング本体とプレート３
からなり、プレート３はエンドカバー５と共にボルトに
よってケーシング本体に固定されている。

【００３９】ケーシング本体とプレート３との間にはロ
ータ室１１が形成されており、ケーシング本体にはロー
タ室１１と連通する吸入口（流入口）と吐出口（流出
口）とが形成されている。

【００４０】又、プレート３とエンドカバー５との間に
はギヤ室１３が形成されている。タイミングギヤ組はこ
のギヤ室１３に収容されており、ギヤ室１３にはオイル
溜りが設けられている。

【００４１】ロータ１はロータ軸９にロータ本体１５を
固定して構成されており、他方のロータもロータ軸にロ
ータ本体を固定して構成されている。

【００４２】各ロータのロータ本体はロータ室１１に収
容されている。

【００４３】ロータ本体１５には回転中心軸に対して平
行な２条の山歯１７、１７が形成されており、各山歯１
７の間には谷歯が形成されている。又、他のロータ本体
にも、同様に、回転中心軸に対して平行な２条の山歯が
形成され、各山歯の間に谷歯が形成されている。各ロー
タの山歯は相手側の谷歯と噛み合っている。

【００４４】各ロータ本体の表面にはコーティングが施
されており、各ロータ間の隙間と、各ロータとロータ室
１１との隙間を所定の値に調整し、これらの干渉を防止
しながら、吸気の漏れを最小にしている。

【００４５】各ロータ軸は、ロータ本体の左側でシール
型のアンギュラーコンタクトベアリングによってケーシ
ングに支承されており、これらのシール型ベアリングに
よってロータ室１１から外部への吸気洩れが防止されて
いる。

【００４６】又、各ロータ軸は、ロータ本体の右側でア
ンギュラーコンタクトベアリング１９によってプレート
３に支承されている。

【００４７】又、アンギュラーコンタクトベアリング１
９の左側には、各ロータ軸とプレート３との間にシール
２１が配置されており、ロータ室１１からギヤ室１３へ
の吸気漏れと、ギヤ室１３からロータ室１１へのオイル
洩れとを防止している。

【００４８】タイミングギヤ組は互いに噛み合ったタイ
ミングギヤ２３と他のタイミングギヤから構成されてい
る。タイミングギヤ２３はロータ軸９に固定されてお
り、他のタイミングギヤは他のロータ軸に固定されてい
る。

【００４９】プーリから入力したエンジンの駆動力は、
タイミングギヤ組を介して各ロータを回転させ、タイミ
ングギヤ組は各ロータを反対方向に互いに接触しないよ
うに同期回転させる。

【００５０】スーパーチャージャは、吸入口から吸気を
吸入し、吐出口から吐き出してエンジンを過給する。

【００５１】エンドカバー５には凹部２５が設けられて
おり、タイミングギヤの右側に突き出した各ロータ軸の
端部はこの凹部２５に貫入している。

【００５２】オイルフィルムダンパ７は、各ロータ軸の
端部と各凹部２５の隙間にオイル溜りのオイルが入り込
んで形成されている。

【００５３】オイルフィルムダンパ７には、タイミング
ギヤによってオイル溜りから撥ね上げられたオイルが補
給される。

【００５４】このオイルフィルムダンパ７は、スーパー
チャージャの稼働中に生じる各ロータの曲げ振動を吸収
し、各ロータ軸に連結されたタイミングギヤはこの振動
吸収機能によって振れが小さくなり、ギヤノイズが軽減
され、耐久性が向上する。

【００５５】こうして、第１実施形態のスーパーチャー
ジャが構成されている。

【００５６】上記のように、このスーパーチャージャは
各ロータ軸のタイミングギヤ側に設けられたオイルフィ
ルムダンパ７によって各ロータの曲げ振動を吸収する。

【００５７】又、このオイルフィルムダンパ７は、曲げ
振動の振幅が大きい各ロータ軸の端部に設けられてお
り、更に、凹部２５と各ロータ軸の外周及び端面との間
で広い対向面積が得られるから、曲げ振動の吸収機能が
大きい。

【００５８】従って、各ロータの曲げ振動が効果的に吸
収されるから、タイミングギヤ組はギヤノイズが軽減さ
れ、耐久性が向上する。

【００５９】又、各ロータの曲げ振動が吸収されること
によって、スーパーチャージャの振動、騒音、耐久性低
下なども防止される。

【００６０】従って、曲げ振動を軽減するために、ロー
タ軸を大径にし、あるいは、ロータ軸に剛性の高い材料
を使う必要がないから、スーパーチャージャの重量化と
コスト上昇とが防止される。

【００６１】又、ロータ軸の端部とエンドカバー５の凹
部２５との間に設けられたオイルフィルムダンパは、構
造が簡単であり、低コストに実施できる。

【００６２】次に、図２によって第２実施形態（スーパ
ーチャージャ：ルーツ式流体機械）を説明する。

【００６３】第２実施形態のスーパーチャージャは請求
項１、２、３、４、５の特徴を備えており、図２はその
要部を示している。又、左右の方向は図２での左右の方
向であり、符号を与えていない部材等は図示されていな
い。

【００６４】以下、第１実施形態と同機能の部材等には
同一の符号を与えて引用する。

【００６５】第２実施形態のスーパーチャージャは、入
力プーリ、入力側のロータ１と他のロータ、ケーシン
グ、タイミングギヤ組、プレート３、エンドカバー２
７、オイルフィルムダンパ２９などから構成されてい
る。

【００６６】エンドカバー２７の内壁には凸部３１が設
けられており、この凸部３１には各ロータ軸の端部が貫
入する凹部３３が設けられている。

【００６７】又、各ロータ軸の端部には凹部３５が設け
られており、エンドカバー２７の凹部３３にはロータ軸
の凹部３５に貫入する凸部３７が設けられている。

【００６８】オイルフィルムダンパ２９は、各ロータ軸
の端部とエンドカバー２７の凹部３３、及び、各ロータ
軸の凹部３５とエンドカバー２７の凸部３７との隙間
に、オイル溜りからオイルが入り込んで形成されてい
る。

【００６９】オイルフィルムダンパ２９には、タイミン
グギヤの回転によってオイル溜りから撥ね上げられたオ
イルが補給される。

【００７０】このオイルフィルムダンパ２９は、スーパ
ーチャージャの稼働中に生じる各ロータの曲げ振動を吸
収し、各ロータ軸に連結されたタイミングギヤはこの振
動吸収機能によって振れが小さくなり、ギヤノイズが軽
減され、耐久性が向上する。

【００７１】こうして、第２実施形態のスーパーチャー
ジャが構成されている。

【００７２】上記のように、このスーパーチャージャは
各ロータ軸のタイミングギヤ側に設けられたオイルフィ
ルムダンパ２９によって各ロータの曲げ振動を吸収す
る。

【００７３】又、このオイルフィルムダンパ２９は、曲
げ振動の振幅が大きい各ロータ軸の端部に設けられてお
り、更に、凹部２５と各ロータ軸の外周及び端面との間
で広い対向面積が得られる上に、ロータ軸の凹部３５と
エンドカバー２７の凸部３７とによって面積が更に広く
なっているから、曲げ振動の吸収機能が極めて大きい。

【００７４】従って、各ロータの曲げ振動が効果的に吸
収されるから、タイミングギヤ組はギヤノイズが大幅に
軽減され、耐久性が向上する。

【００７５】又、エンドカバー２７に設けた凸部３１
に、オイルフィルムダンパ２９用の凹部３３を形成した
ことによって、エンドカバー２７の外壁に凹部３３を形
成するための突き出し部を設けなくてすみ、図２のよう
に、エンドカバー２７の外壁が平坦になる。

【００７６】従って、エンドカバー２７（スーパーチャ
ージャ）と周辺部材との干渉がそれだけ生じにくくな
り、エンジンルームのレイアウトが容易になる。

【００７７】なお、凹部３５と凸部３７は、ロータ軸に
凸部３７を設け、エンドカバー２７に凹部３５を設けて
もよい。

【００７８】これに加えて、第２実施形態のスーパーチ
ャージャは、第１実施形態と同等の効果を得る。

【００７９】なお、請求項６の発明は、各ロータがスク
リュー状の歯すじで互いに噛み合うスクリュー式の流体
機械であり、オイルフィルムダンパによってタイミング
ギヤ組のギヤノイズが軽減され、請求項１乃至請求項４
の構成と同等の効果を得る。

【００８０】又、ルーツ式流体機械やスクリュー流体機
械などでは、充分な回転速度を得るために、入力回転を
増速する増速ギヤ組が用いられることがある。

【００８１】請求項７の発明は、このような増速ギヤ組
を用いた例であり、各ロータ軸に連結されている増速ギ
ヤは、オイルフィルムダンパの曲げ振動吸収機能によっ
てギヤノイズが効果的に軽減され、耐久性が向上する。

【００８２】又、本発明の流体機械は、ロータに回転を
与えて流体を移動させるブロワーやコンプレッサだけで
なく、流体圧を与えてロータから回転を取り出すタービ
ン（膨張器）として用いてもよい。

【００８３】

【発明の効果】本発明の流体機械は、ロータ軸のギヤ側
に設けたオイルフィルムダンパによって曲げ振動が吸収
され、各ロータ軸に連結されたギヤの振れが小さくな
り、ギヤノイズが軽減され、耐久性が向上する。

【００８４】又、流体機械の振動、騒音、耐久性低下な
ども防止される。

【００８５】従って、曲げ振動を軽減するために、ロー
タ軸を大径にし、ロータ軸に剛性の高い材料を使う必要
がなくなり、流体機械の重量化とコスト上昇が防止され
る。

【００８６】請求項２の発明は、請求項１の構成と同等
の効果を得ると共に、曲げ振動の振幅が大きいロータ軸
の端部にオイルフィルムダンパを設けると共に、ロータ
軸の外周及び端面とギヤ室の凹部との間で面積の広いオ
イルフィルムダンパが形成されるから、曲げ振動の吸収
機能が更に向上する。

【００８７】又、ロータ軸の端部とギヤ室の凹部との間
に設けられたオイルフィルムダンパは、構造が簡単であ
り、低コストに実施できる。

【００８８】請求項３の発明は、請求項２の構成と同等
の効果を得ると共に、ギヤ室の内壁に設けた凸部にオイ
ルフィルムダンパ用の凹部を形成したから、ケーシング
の外壁を平坦にすることが可能になり、ケーシング（流
体機械）と周辺部材との干渉が生じにくくなり、エンジ
ンルームなどのレイアウトが容易になる。

【００８９】請求項４の発明は、請求項２又は請求項３
の構成と同等の効果を得ると共に、ロータ軸の端部とギ
ヤ室との間に設けた凹部及び凸部によって、オイルフィ
ルムダンパの面積が広くなり、曲げ振動の吸収機能が更
に向上する。

【００９０】請求項５の発明は、ルーツ式の流体機械で
あり、請求項１乃至請求項４のいずれかと同等の効果を
得る。

【００９１】請求項６の発明は、スクリュー式の流体機
械であり、請求項１乃至請求項４のいずれかと同等の効
果を得る。

【００９２】請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６
のいずれかと同等の効果を得ると共に、各ロータ軸に連
結された増速ギヤは、オイルフィルムダンパの曲げ振動
吸収機能によってギヤノイズが効果的に軽減され、耐久
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の要部を示す部分断面図である。

【図２】第２実施形態の要部を示す部分断面図である。

【図３】従来のルーツ式流体機械に用いられたロータを
示す図面である。

【図４】曲げ振動が生じた図３のロータを示す等価図で
ある。

【符号の説明】

１ ロータ ５ エンドカバー（ギヤ室） ７ オイルフィルムダンパ ９ ロータ軸 １１ ロータ室 １３ ギヤ室 ２３ タイミングギヤ（ギヤ） ２５ ロータ軸９の端部が貫入してオイルフィルムダン
パ７を形成するギヤ室１３の凹部 ２７ エンドカバー（ギヤ室） ２９ オイルフィルムダンパ ３１ エンドカバー２７の内壁に設けられた凸部 ３３ 凸部３１に設けられ、ロータ軸９の端部が貫入し
てオイルフィルムダンパ２９を形成する凹部 ３５ ロータ軸９の端部に設けられた凹部 ３７ 凹部３３に設けられ、ロータ軸９の凹部３５に貫
入してオイルフィルムダンパ２９の面積を広げる凸部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの歯すじで互いに噛み合う一対
   のロータと、これらのロータを回転自在に収容するロー
   タ室と、このロータ室と連通する流体の流入口及び流出
   口を有するケーシングと、各ロータの軸に連結されて互
   いに噛み合うギヤからなるギヤ組と、このギヤ組を収容
   するギヤ室とを備え、ロータ軸のギヤ側に、ロータ軸の
   振動を吸収するオイルフィルムダンパを設けたことを特
   徴とする流体機械。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、ロータ軸
   の端部が、ギヤの外側に突き出していると共に、このロ
   ータ軸の端部を収容する凹部をギヤ室に設け、オイルフ
   ィルムダンパを、これらの端部と凹部との間に形成した
   ことを特徴とする流体機械。
3. 【請求項３】 請求項２記載の発明であって、ギヤ室の
   内壁に、凸部を設けると共に、ロータ軸の端部を収容す
   る凹部を、この凸部に形成したことを特徴とする流体機
   械。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載の発明であっ
   て、ロータ軸の端部とギヤ室との間に、互いに係合して
   オイルフィルムダンパの一部を構成する凹部と凸部とを
   設けたことを特徴とする流体機械。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   記載の発明であって、各ロータが、回転中心軸と平行な
   歯すじで互いに噛み合うと共に、ギヤ組が、各ロータを
   それぞれの歯すじが接触しないように反対方向に同期回
   転させるタイミングギヤ組であることを特徴とする流体
   機械。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
   記載の発明であって、各ロータが、スクリュー状の歯す
   じで互いに噛み合うと共に、ギヤ組が、各ロータをそれ
   ぞれの歯すじが接触しないように反対方向に同期回転さ
   せるタイミングギヤ組であることを特徴とする流体機
   械。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれか一項に
   記載の発明であって、入力回転を増速してロータに伝達
   する増速ギヤ組を設け、この増速ギヤ組が、各ロータ軸
   に連結されて互いに噛み合う増速ギヤからなることを特
   徴とする流体機械。