JP2002364570A - ルーツ式流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータにラビリンス溝を備えたルーツ式流体
機械において、ロータ材料を制限せずに、ラビリンス溝
の加工を容易にする。 【解決手段】 歯すじ３５，３７で噛み合うロータ７，
９と、これらを収容するロータ室２３とを備え、ロータ
７，９にコーティング層６９，７１を形成し、その厚さ
の範囲内でラビリンス溝７３，７５を形成した。

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、車両の
スーパーチャージャに用いられるルーツ式流体機械に関
する。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−２２９３８５号公報に「ルー
ツ圧縮機のロータ構造」が記載されている。

【０００３】図８はそのロータ２０１を示しており、ロ
ータ２０１はロータ本体２０３にロータ軸２０５を固定
して構成されている。

【０００４】ルーツ圧縮機は、ロータ２０１と、同様な
構成の相手側ロータと、ロータ室及びこれと連通する吸
入口と吐出口を有するケーシングと、各ロータを互いに
干渉しないように噛み合わせるタイミングギア組と、入
力側ロータに連結された入力プーリなどから構成されて
いる。

【０００５】入力プーリから入力した駆動力は、タイミ
ングギヤ組を介して各ロータを回転させ、吸入口から吸
入された流体は各ロータとロータ室との間で移動し吐出
口から吐き出される。

【０００６】各ロータの間と、各ロータとロータ室との
間には、それぞれ適度なクリアランスが必要であり、こ
れらのクリアランスが広すぎるとルーツ圧縮機の圧縮効
率が低下し、狭すぎると互いの干渉によって磨耗、発
熱、性能と耐久性の低下などが生じる。

【０００７】従って、各ロータの外周とロータ室の内周
は高精度な加工を施し、高い精度で組み付ける必要があ
り、それだけコスト高になる。

【０００８】そこで、ルーツ圧縮機では、例えば、フッ
素系樹脂のコーティング層２０７をロータ本体２０３上
に形成することにより、各ロータ同士、あるいは、各ロ
ータとロータ室とが互いに干渉した場合、これらのコー
ティング層２０７が干渉分だけ削られること（アブレー
ダブル効果）によってクリアランスが適正に調整される
ようになっている。

【０００９】また、ロータ本体２０３には、４箇所に保
持溝２０９が加工され、コーティング層２０７を保持
し、剥離を防止している。

【００１０】ルーツ圧縮機に限らず、一般に、流体機械
では、ロータ同士及びロータとロータ室との間で流体の
漏れを防止し、効率を改善するために、ロータにラビリ
ンス溝を設けてラビリンスシールを構成することが行わ
れている。

【００１１】従来、このラビリンス溝はロータ本体に加
工されており、コーティング層はその上に形成される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、コーティン
グ層の保持が目的であっても、シール性の改善が目的で
あっても、ロータの母材に溝を加工すると、ロータの強
度がそれだけ低下する恐れがある。

【００１３】従って、ロータに使用可能な材料が強度の
高いものに限定され、その結果コスト高になると共に、
強度の高い材料の一般的な性質によって加工が困難にな
り易い。

【００１４】また、ロータ本体にラビリンス溝を加工す
る場合は、コーティング層を形成した後、ラビリンス溝
の寸法や形状を整えるために再度の加工が必要であり、
さらにコスト高になる。

【００１５】また、ラビリンス溝には、寸法や形状の他
に、本数、流体の移動方向に対する角度など様々なバリ
エーションがあり、加工が困難なロータに直接加工する
方法では、これらに対応することが難しい。

【００１６】そこで、この発明は、ロータにシール性を
改善するラビリンス溝を備えながら、ロータ材料に制限
を受けず、また、ラビリンス溝の加工が容易なルーツ式
流体機械の提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載されたル
ーツ式流体機械は、軸方向に平行な歯すじで互いに噛み
合いながら回転可能に配置された一対のロータと、これ
らのロータを収容するロータ室及びこのロータ室と連通
する流体の流入口と流出口を有するケーシングと、各ロ
ータを互い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ア組とを備え、ロータの一方ま
たは両方の表面にコーティング層を形成すると共に、コ
ーティング層に、その厚さの範囲内でラビリンス溝を形
成したことを特徴としている。

【００１８】このように、本発明のルーツ式流体機械で
は、ラビリンス溝をロータのコーティング層に形成し、
ロータには溝加工をしない。

【００１９】従って、従来例と異なり、溝によるロータ
強度の低下が防止され、強度による材料の制限から解放
されて、低コストになると共に、加工が容易になる。

【００２０】また、ロータ本体にラビリンス溝を加工し
コーティング層を形成した後ラビリンス溝に再度の加工
が必要な従来例と異なって、ラビリンス溝の加工工程が
少なくなり、それだけ低コストになる。

【００２１】また、コーティング層は加工が容易である
から、寸法、形状、本数、流体の移動方向に対する角度
などラビリンス溝の様々なバリエーションに対して充分
に対応することができる。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１に記載された
ルーツ式流体機械であって、ラビリンス溝が、ロータの
歯先部分に形成されていることを特徴としており、請求
項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。

【００２３】また、ロータの歯先部分にラビリンス溝を
形成したことにより、ロータとロータ室との間、各ロー
タの間で、それぞれラビリンスシールが構成されてシー
ル性が向上し、流体の漏れが低減されて、体積効率が向
上する。

【００２４】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２に記載されたルーツ式流体機械であって、ロータ室内
周の壁面形状に倣った歯先シール部を各ロータの頂部に
形成すると共に、ラビリンス溝が、流体の通過方向に対
して交差する方向に形成されていることを特徴としてお
り、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果
を得ることができる。

【００２５】ロータの頂部に形成した歯先シール部は、
ロータ室内周の壁面形状に倣っていることにより、ケー
シングの内周とロータの頂部との隙間を小さくしている
ので、空気等の流体を大きく圧送するため体積効率が向
上する。

【００２６】また、ラビリンス溝が歯先シール部に開口
すると共に、流体の通過方向と交差する方向となってい
ることにより、ロータとケーシングの間を通過する流体
のシールを行い、流体が歯先シール部から拡散したり、
逃げることを防止する。これにより、流体が確実に圧送
されるため、体積効率が一段と向上する。

【００２７】また、体積効率を向上させるために、ロー
タの回転数などの回転動力を大きくする必要がなく、動
力の節約が可能となる。

【００２８】請求項４の発明は、請求項３に記載された
ルーツ式流体機械であって、歯先シール部が、ロータの
外周面よりも突出した突面となっていることを特徴とし
ており、請求項３の構成と同等の作用・効果を得ること
ができる。

【００２９】このように歯先シール部がロータの外周面
よりも突出した構造では、シール効果が高まり、ロータ
の回転に伴って流体を大きく圧送するため、体積効率が
向上する。

【００３０】なお、本発明では、この突面をコーティン
グ層に設けても、ロータに設けても、あるいは、ロータ
とコーティング層の両方に設けてもよい。

【００３１】請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれ
かに記載されたルーツ式流体機械であって、ラビリンス
溝が、並列状に２〜３本形成されていることを特徴とし
ており、請求項１〜４の構成と同等の作用・効果を得る
ことができる。

【００３２】また、ラビリンス溝が並列状に２〜３本形
成されているため、ラビリンス溝による流体のシール効
果が高く、体積効率がさらに向上する。

【００３３】なお、ラビリンス溝の本数と騒音レベルと
の間には相関関係があり、ラビリンス溝を並列状に２〜
３本形成した場合に、体積効率を高く保ちながら騒音レ
ベルが低く抑えられることを、本出願人は実験によって
確認している。

【００３４】請求項６の発明は、請求項３〜５のいずれ
かに記載されたルーツ式流体機械であって、歯先シール
部は、周方向の幅が６〜９ｍｍであることを特徴として
おり、請求項３〜５の構成と同等の作用・効果を得るこ
とができる。

【００３５】歯先シール部をこのような幅とすることに
より、流体の圧縮を確実に行うことができると共に、ラ
ビリンス溝形成のための領域を確保することができ、ラ
ビリンス溝を容易に形成することができる。

【００３６】請求項７の発明は、請求項３〜６のいずれ
かに記載されたルーツ式流体機械であって、ラビリンス
溝が歯先シール部の領域内で流体の通過方向に対して傾
斜していることを特徴としており、請求項３〜６の構成
と同等の作用・効果を得ることができる。

【００３７】また、流体通過方向に対してラビリンス溝
を傾斜させているため、ロータが回転する際に、ラビリ
ンス溝とロータ室の壁面との間でシールされる部分が、
ロータ室の壁面に対して徐々に移動するので、流体のシ
ールが徐々に行われると共に、吐出口等の開放部分での
シールの解除も徐々に行われ、ラビリンス溝での急激な
圧縮及び急激な解放が流体に作用することがない。これ
により、流体の破裂音等を抑制でき、騒音の発生を緩和
することができる。

【００３８】請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれ
かに記載されたルーツ式流体機械であって、ロータが、
板金加工によって成形されたことを特徴としており、請
求項１〜７の構成と同等の作用・効果を得ることができ
る。

【００３９】また、板金加工されたロータは、量産し易
く、低コストである。

【００４０】また、板金加工されたロータは、肉厚が薄
く、空洞部分が大きいから極めて軽量であり、慣性モー
メントが小さいから、ルーツ式流体機械の効率と、原動
機の燃費が向上する。

【００４１】また、強度の面からロータ材料に制限を受
けない本発明において、ロータを板金加工するこの構成
は特に意義が大きい。

【００４２】請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれ
かに記載されたルーツ式流体機械であって、コーティン
グ層及びその厚さの範囲内に形成されたラビリンス溝
が、射出成型によって形成されたことを特徴としてお
り、請求項１〜８の構成と同等の作用・効果を得ること
ができる。

【００４３】また、射出成型によれば、多数のロータ上
にコーティング層を形成することが容易であり、それだ
けコーティング層の加工コストが低減される。

【００４４】また、射出成型によれば、コーティング層
とラビリンス溝とを同時に形成できるから、加工コスト
がさらに低減される。

【００４５】また、複雑なラビリンス溝でも加工が容易
であり、その量産効果は、ラビリンス溝が複雑であるほ
ど大きい。

【００４６】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］図１，２，３に
よってスーパーチャージャ１（本発明の第１実施形態：
ルーツ式流体機械）の説明をする。

【００４７】スーパーチャージャ１は請求項１，２，
３，５，６，９の特徴を備えている。なお、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。

【００４８】スーパーチャージャ１は、ケーシング３、
入力プーリ５、ロータ７，９、ロータ軸１１，１３、タ
イミングギア組１５などから構成されている。

【００４９】ケーシング３は、カバー１７とプレート１
９とケーシング本体２１からなり、これらはノックピン
によって位置決めされ、ボルトによって一体に組み付け
られている。

【００５０】ケーシング本体２１とプレート１９との間
にはロータ室２３が形成されており、ケーシング本体２
１にはロータ室２３と連通する吸入口２４（流入口）及
び吐出口２６（流出口）が形成されている。

【００５１】また、カバー１７とプレート１９との間に
はギア室２５が形成されており、タイミングギア組１５
はこのギア室２５に収容されている。ギア室２５にはカ
バー１７のオイルフィラーからオイルが注入されてオイ
ル溜りが形成されており、オイルが注入された後、この
オイルフィラーはオイルプラグによって密閉されてい
る。

【００５２】プレート１９には凹部２７，２９が形成さ
れており、ギア室２５に封入可能なオイルを増量し、潤
滑・冷却効果を高めている。また、カバー１７とプレー
ト１９との間にはＯリングが配置されており、ギア室２
５からのオイル洩れを防止している。

【００５３】入力プーリ５は、入力側（ドライブ側）の
ロータ軸１１に固定されている。

【００５４】入力プーリ５はベルトを介してエンジン
（原動機）側のプーリに連結されている。これらのプー
リとベルトは増速機構を構成しており、エンジンの駆動
力を増速して入力プーリ５を回転させる。

【００５５】一方のロータ７は入力側ロータであり、ロ
ータ軸１１とロータ本体３１とで構成されている。ま
た、他方のロータ９はロータ軸１３とロータ本体３３と
で構成されている。

【００５６】各ロータ本体３１，３３はロータ室２３に
収容されている。

【００５７】ロータ軸１１，１３は軸用のスティール材
料で作られており、ロータ本体３１，３３はアルミニュ
ーム合金で作られている。

【００５８】ロータ軸１１，１３とロータ本体３１，３
３との間にはネジ部及び大径と小径の圧入部が設けられ
ており、ロータ軸１１，１３とロータ本体３１，３３
は、それぞれ各圧入部を圧入してセンターリングしなが
ら、ネジ部によって一体に組付けられている。

【００５９】図１，２のように、各ロータ本体３１，３
３にはロータ７，９の回転中心軸に対して平行な各２条
の歯すじ３５，３７が形成されており、これらの歯すじ
３５，３７は、下記のように、所定のクリアランスを介
して互いに噛み合っている。

【００６０】各歯すじ３５，３７には、それぞれを軸方
向に貫通した空洞部３９，４１が形成されており、ロー
タ７，９の慣性モーメントを低減させ、スーパーチャー
ジャ１の効率とエンジンの燃費とを向上させている。

【００６１】各ロータ軸１１，１３は、ロータ本体３
１，３３の左側で両側シール型のボールベアリング４
３，４５により、また、ロータ本体３１，３３の右側で
ボールベアリング４７，４９により、それぞれケーシン
グ本体２１とプレート１９に支承されている。

【００６２】また、ケーシング本体２１の左端側に設け
られたベアリングハウジング５１にはダストカバー５３
が装着され、スナップリングによって脱落を防止されて
いる。

【００６３】シール型のボールベアリング４３，４５は
ロータ室２３から外部への吸気洩れを防止し、ダストカ
バー５３は開口部５１からの塵、埃、水分などの侵入を
防止している。

【００６４】また、ボールベアリング４７，４９の左側
では、ロータ軸１１，１３とプレート１９との間にそれ
ぞれシールが配置されており、ロータ室２３からギア室
２５への吸気漏れと、ギア室２５からロータ室２３への
オイル洩れとを防止している。

【００６５】タイミングギア組１５は、互いに噛み合っ
た一対のヘリカルタイミングギア５５，５７から構成さ
れている。タイミングギア５５はテーパーリング固定機
構によってロータ軸１１の右端部に固定されており、タ
イミングギア５７はロータ軸１３の右端部に嵌合し、ピ
ンによって固定されている。

【００６６】このテーパーリング固定機構は、テーパー
リングと、ロータ軸１１の右端に螺着されるナット５９
からなり、タイミングギア５５とロータ軸１１との間に
ナット５９でテーパーリングを押し込むことによって、
タイミングギア５５を回転方向に位置決めしている。

【００６７】タイミングギア５５，５７は互いを噛み合
わせた状態で、各ロータ７，９（ロータ本体３１，３
３）の歯すじ３５，３７を接触しないように噛み合わ
せ、上記のような方法によって回転方向に位置決めされ
ている。

【００６８】プーリ５から入力したエンジンの駆動力
は、タイミングギア組１５を介してロータ７，９を回転
させる。このとき、タイミングギア組１５はロータ７，
９を互いの歯すじ３５，３７が接触しないように反対方
向に同期回転させる。

【００６９】ロータ７，９（スーパーチャージャ１）が
回転すると、吸気が吸入口からロータ室２３に吸入さ
れ、各歯すじ３５，３７とロータ室２３内周の壁面との
間に形成される閉空間と共に回転方向に移動し、吐出口
から吐き出されてエンジンを過給する。

【００７０】また、スーパーチャージャ１の回転が停止
すると、エンジンの過給が停止されると共に、エンジン
の負担が軽減し、燃費の低下が防止される。

【００７１】図２，３のように、ロータ室２３の壁面と
最接近する各歯すじ３５，３７の先端部はロータ本体３
１，３３の頂部６１，６３（歯先）になっており、これ
らの頂部６１，６３には歯先シール部６５，６７がそれ
ぞれ形成されている。

【００７２】各歯先シール部６５，６７の周方向幅は６
〜９ｍｍにされている。

【００７３】各歯先シール部６５，６７はロータ室２３
の壁面と同曲率に形成するなど、その形状に倣った形状
になっており、ロータ７，９が回転するとき、そのシー
ル性によってロータ室２３壁面との間で吸気の漏れを軽
減し、スーパーチャージャ１の体積効率を向上させる。

【００７４】各ロータ本体３１，３３にはコーティング
層６９，７１が形成されている。また、歯先シール部６
５，６７では、コーティング層６９，７１にそれぞれ２
本のラビリンス溝７３，７５が形成されている。

【００７５】これらのラビリンス溝７３，７５は、吸気
の移動方向と交差する方向（スーパーチャージャ１では
各ロータの回転方向に対して直交する方向）、すなわち
ロータ本体３１，３３の軸方向に沿って形成されてお
り、ロータ本体３１，３３の軸方向全長にわたって形成
されている。また、ラビリンス溝７３，７５の断面形状
は矩形である。

【００７６】コーティング層６９，７１は、ロータ７，
９同士、あるいは、ロータ７，９とロータ室２３とが互
いに干渉した場合、干渉分だけ削られるアブレーダブル
効果によって、ロータ本体３１，３３の間及びロータ本
体３１，３３とロータ室２３間のクリアランスを適正に
調整する。

【００７７】また、各ラビリンス溝７３，７５は、ロー
タ本体３１，３３の間及びロータ室２３との間でラビリ
ンスシールを構成し、各歯先シール部６５，６７のシー
ル性とスーパーチャージャ１の体積効率をさらに向上さ
せる。

【００７８】コーティング層６９，７１は、射出成型に
よって形成されており、ラビリンス溝７３，７５は成型
時に同時に形成される。

【００７９】また、コーティング層６９，７１にはフッ
素系樹脂やモリブデン系の材料が用いられる。

【００８０】こうして、スーパーチャージャ１が構成さ
れている。

【００８１】スーパーチャージャ１は、上記のように、
ラビリンス溝７３，７５をロータ７，９のコーティング
層６９，７１に形成し、ロータ本体３１，３３には溝加
工をしない。

【００８２】従って、従来例と異なり、溝によるロータ
強度の低下が防止され、強度による材料の制限から解放
されるから、ロータ本体３１，３３をアルミニューム合
金で作ることが可能になり、低コストになると共に、加
工が容易になる。

【００８３】また、ロータ本体３１，３３をアルミニュ
ーム合金にしたことによって、ロータ７，９の慣性モー
メントが低減し、スーパーチャージャ１の効率とエンジ
ンの燃費とがさらに向上している。

【００８４】また、ロータ本体にラビリンス溝を加工し
コーティング層を形成した後ラビリンス溝に再度の加工
が必要な従来例と異なって、ラビリンス溝７３，７５の
加工工程が少なくなり、それだけ低コストになる。

【００８５】また、コーティング層６９，７１は加工が
容易であるから、寸法、形状、本数、吸気の移動方向に
対する角度などラビリンス溝の様々なバリエーションに
対して自由に対応することができる。

【００８６】また、ラビリンス溝７３，７５によってロ
ータ７，９とロータ室２３との間、ロータ７，９の間
で、それぞれラビリンスシールが構成されてシール性が
向上し、吸気の漏れが低減され、体積効率が向上する。

【００８７】また、ロータ７，９の頂部６１，６３に設
けた歯先シール部６５，６７をロータ室２３内周の壁面
形状に倣って形成したから、頂部６１，６３とロータ室
２３壁面との隙間が小さくなっており、吸気漏れが軽減
されて体積効率がさらに向上する。

【００８８】また、ラビリンス溝７３，７５は歯先シー
ル部６５，６７に開口すると共に、吸気の移動方向と交
差する方向となっていることにより、ロータ７，９とロ
ータ室２３の間を移動する吸気のシールを行い、吸気が
歯先シール部６５，６７から拡散したり、逃げることを
防止する。これにより、吸気が確実に圧送されるため、
体積効率が一段と向上する。

【００８９】また、体積効率を向上させるために、ロー
タ７，９の回転数などの回転動力を大きくする必要がな
く、動力の節約が可能となり、燃費の低下が防止され
る。

【００９０】また、ラビリンス溝７３，７５が並列状に
２本形成されているため、吸気のシール効果が高く、体
積効率がさらに向上する。

【００９１】また、ラビリンス溝の本数と騒音レベルと
の間には相関関係があり、ラビリンス溝７３，７５を並
列状に２本形成した場合、スーパーチャージャ１の体積
効率を高く保ちながら騒音レベルが低く抑えられる。

【００９２】また、歯先シール部６５，６７の幅を６〜
９ｍｍとすることにより、吸気の圧縮を確実に行うこと
ができると共に、ラビリンス溝７３，７５形成のための
領域を確保することができ、ラビリンス溝７３，７５を
容易に形成することができる。

【００９３】［第２実施形態］図４に図６の（ａ）を援
用してスーパーチャージャ（本発明の第２実施形態：ル
ーツ式流体機械）の説明をする。

【００９４】このスーパーチャージャは請求項１，２，
３，４，５，６，９の特徴を備えている。

【００９５】図４と図６の（ａ）に示すように、ロータ
７，９の歯先シール部６５，６７はロータ本体３１，３
３の外周面７７，７９から滑らかに突出した突面になっ
ている。

【００９６】また、上記のように、歯先シール部６５，
６７は周方向の幅ｈが６〜９ｍｍにされており、ラビリ
ンス溝７３，７５は吸気の通過方向Ｌと交差する方向
（このスーパーチャージャではロータの回転方向に対し
て直交する方向）、すなわちロータ本体３１，３３の軸
方向に沿って形成されている。

【００９７】上記のように、歯先シール部６５，６７を
突出した突面にすることにより、ロータ７，９とロータ
室２３との間に形成される閉空間の容量が増加し、それ
だけ多量の吸気を移動させることができるから、スーパ
ーチャージャの体積効率が向上する。

【００９８】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実施形態のスーパーチャージャ１と同
等の効果が得られる。

【００９９】なお、第２実施形態のスーパーチャージャ
では、ロータ７，９の突面がコーティング層６９，７１
に形成されているが、この凸面は、ロータ本体３１，３
３に設けても、あるいは、ロータ本体３１，３３とコー
ティング層６９，７１の両方に設けてもよい。

【０１００】［第３実施形態］図５によってスーパーチ
ャージャ（本発明の第３実施形態：ルーツ式流体機械）
の説明をする。

【０１０１】このスーパーチャージャは請求項１，２，
３，４，６，７，９の特徴を備えている。

【０１０２】図５のように、ロータ７，９の歯先シール
部６５，６７には、１本のラビリンス溝８１，８３がそ
れぞれ形成されており、これらのラビリンス溝８１，８
３は歯先シール部６５，６７の形成領域内で、流体通過
方向Ｌに対し傾斜して設けられている。

【０１０３】このようにラビリンス溝８１，８３を傾斜
させたことにより、ロータ７，９が回転する際に、ラビ
リンス溝８１，８３とロータ室２３の壁面との間でシー
ルされる閉空間が徐々に移動するから、吸気のシールが
徐々に行われると共に、吸入口２４や吐出口２６の開放
部分でのシールの開始と解除も徐々に行われる。

【０１０４】従って、ラビリンス溝８１，８３での急激
な圧縮及び急激な解放が吸気に作用することがなくな
り、吸気の破裂音等が抑制され、騒音の発生が緩和され
る。

【０１０５】これに加えて、第３実施形態のスーパーチ
ャージャは、ラビリンス溝７３，７５を２本形成したこ
とによる効果を除いて、第２実施形態のスーパーチャー
ジャと同等の効果が得られる。

【０１０６】なお、本発明において、ラビリンス溝の断
面形状は矩形に限らず、ラビリンス溝の本数は１本や２
本に限らない。

【０１０７】図６と図７は、ラビリンス溝の断面形状と
溝本数の変形例を示している。

【０１０８】図６の（ａ）はラビリンス溝８５，８７を
それぞれ２本ロータ本体３１，３３（歯先シール部６
５，６７）に形成した例であり、同図（ｂ）はラビリン
ス溝８５，８７を３本にした例である。

【０１０９】これらのラビリンス溝８５，８７の断面形
状は開口に向かって広くなる台形である。

【０１１０】図７の（ａ）はラビリンス溝８９，９１を
それぞれ２本歯先シール部６５，６７に形成した例であ
り、これらのラビリンス溝８９，９１の断面形状は開口
に向かって広くなるＶ字形である。

【０１１１】また、同図（ｂ）はラビリンス溝９３，９
５をそれぞれ２本歯先シール部６５，６７に形成した例
であり、これらのラビリンス溝９３，９５の断面形状は
半円、あるいは、円弧の一部からなる湾曲形であり、開
口に向かって広くなるように形成されている。

【０１１２】いずれの例も、ラビリンス溝８５，８７、
８９，９１、９３，９５のシール効果によってルーツ式
流体機械の体積効率が向上する。

【０１１３】また、いずれの例も開口に向かって広くな
る形状にしたから、コーティング層を射出成型する場
合、射出型からの型離れがよくなり、作業性と製品の歩
留まりが向上し、低コストになる。

【０１１４】なお、本発明の流体機械は、原動機によっ
てロータを回転駆動し、流体を移動させるポンプやコン
プレッサに限らず、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。

【０１１５】

【発明の効果】請求項１のルーツ式流体機械は、ラビリ
ンス溝をコーティング層に形成し、ロータに溝加工をし
ないから、溝によるロータ強度の低下が防止され、材料
の制限から解放されて、低コストになり、加工が容易に
なる。

【０１１６】また、ラビリンス溝の加工工程が少なくな
り、さらに低コストになる。

【０１１７】また、寸法、形状、本数、流体の移動方向
に対する角度など、ラビリンス溝の様々な態様に対して
充分に対応できる。

【０１１８】請求項２のルーツ式流体機械は、請求項１
の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１１９】また、ロータの歯先部分に形成したラビリ
ンス溝によってラビリンスシールが構成され、流体の漏
れが低減されて、体積効率が向上する。

【０１２０】請求項３のルーツ式流体機械は、請求項１
または請求項２の構成と同等の効果を得ることができ
る。

【０１２１】また、ロータの頂部にロータ室の壁面形状
に倣って形成された歯先シール部によって、体積効率が
向上する。

【０１２２】また、歯先シール部に流体の通過方向と交
差させて形成したラビリンス溝によって、シール性と体
積効率が一段と向上する。

【０１２３】従って、体積効率を向上させるために回転
動力を大きくする必要がなく、動力の節約が可能とな
る。

【０１２４】請求項４のルーツ式流体機械は、請求項３
の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１２５】また、ロータの外周面よりも突出した歯先
シール部によってシール効果が高まり、体積効率が向上
する。

【０１２６】請求項５のルーツ式流体機械は、請求項１
〜４の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１２７】また、ラビリンス溝が並列状に２〜３本形
成されているため、ラビリンス溝による流体のシール効
果が高く、体積効率がさらに向上する。

【０１２８】請求項６のルーツ式流体機械は、請求項３
〜５の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１２９】また、歯先シール部を特定の幅に設定した
ことにより、流体の圧縮を確実に行うことができると共
に、ラビリンス溝形成のための領域を確保することがで
き、ラビリンス溝を容易に形成することができる。

【０１３０】請求項７のルーツ式流体機械は、請求項３
〜６の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１３１】また、流体通過方向に対してラビリンス溝
を傾斜させているため、ロータが回転する際に、ラビリ
ンス溝とロータ室内周との間でシールされる部分が、ロ
ータ室内周に対して徐々に移動するので、流体のシール
が徐々に行われると共に、吐出口等の開放部分でのシー
ルの解除も徐々に行われ、ラビリンス溝での急激な圧縮
及び急激な解放が流体に作用することがない。これによ
り、流体の破裂音等を抑制でき、騒音の発生を緩和する
ことができる。

【０１３２】請求項８のルーツ式流体機械は、請求項１
〜７の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１３３】また、板金加工のロータは、量産し易く、
低コストである。

【０１３４】また、板金加工のロータは、肉厚が薄く、
空洞部分が大きいから極めて軽量であり、慣性モーメン
トが小さいから、ルーツ式流体機械の効率と原動機の燃
費が向上する。

【０１３５】また、強度の面からロータ材料に制限を受
けない本発明において、ロータを板金加工するこの構成
は特に意義が大きい。

【０１３６】請求項９のルーツ式流体機械は、請求項１
〜８の構成と同等の効果を得ることができる。

【０１３７】また、射出成型によればコーティング層の
形成コストが大幅に低減される。

【０１３８】また、コーティング層とラビリンス溝とを
同時に形成できるから、加工コストがさらに低減され
る。

【０１３９】また、複雑なラビリンス溝でも加工が容易
であり、その量産効果は、ラビリンス溝が複雑であるほ
ど大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態を示す斜視図である。

【図２】第１実施形態の横断面図である。

【図３】断続１実施形態に用いられたロータの端面を示
す図面である。

【図４】第２実施形態に用いられたロータの側面図であ
る。

【図５】第３実施形態に用いられたロータの側面図であ
る。

【図６】ラビリンス溝の他の例を示す断面図である。

【図７】ラビリンス溝の他の例を示す断面図である。

【図８】従来例に用いられたロータの端面を示す図面で
ある。

【符号の説明】

１ スーパーチャージャ（ルーツ式流体機械） ３ ケーシング ７，９ ロータ １５ タイミングギア組 ２３ ロータ室 ２４ 吸入口（流入口） ２６ 吐出口（流出口） ３５，３７ ロータの歯すじ ６１，６３ ロータの頂部 ６５，６７ ロータの歯先シール部 ６９，７１ コーティング層 ７３，７５、８１，８３、８５，８７、８９，９１、９
３，９５ ラビリンス溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G005 EA06 FA05 KA01 KA05 KA07 3H029 AA06 AA17 AB02 BB16 BB31 CC05 CC19 CC39

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に平行な歯すじで互いに噛み合い
   ながら回転可能に配置された一対のロータと、これらの
   ロータを収容するロータ室及びこのロータ室と連通する
   流体の流入口と流出口を有するケーシングと、各ロータ
   を互い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ア組とを備え、ロータの一方または
   両方の表面にコーティング層を形成すると共に、コーテ
   ィング層に、その厚さの範囲内でラビリンス溝を形成し
   たことを特徴とするルーツ式流体機械。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された発明であって、ラ
   ビリンス溝が、ロータの歯先部分に形成されていること
   を特徴とするルーツ式流体機械。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載された発
   明であって、ロータ室内周の壁面形状に倣った歯先シー
   ル部を各ロータの頂部に形成し、ラビリンス溝が、流体
   の通過方向に対して交差する方向に形成されていること
   を特徴とするルーツ式流体機械。
4. 【請求項４】 請求項３に記載された発明であって、歯
   先シール部が、ロータの外周面よりも突出した突面とな
   っていることを特徴とするルーツ式流体機械。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載された発
   明であって、ラビリンス溝が、並列状に２〜３本形成さ
   れていることを特徴とするルーツ式流体機械。
6. 【請求項６】 請求項３〜５のいずれかに記載された発
   明であって、歯先シール部は、周方向の幅が６〜９ｍｍ
   であることを特徴とするルーツ式流体機械。
7. 【請求項７】 請求項３〜６のいずれかに記載された発
   明であって、ラビリンス溝が歯先シール部の領域内で流
   体の通過方向に対して傾斜していることを特徴とするル
   ーツ式流体機械。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載された発
   明であって、ロータが、板金加工によって成形されたこ
   とを特徴とするルーツ式流体機械。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載された発
   明であって、コーティング層及びその厚さの範囲内に形
   成されたラビリンス溝が、射出成型によって形成された
   ことを特徴とするルーツ式流体機械。