JP2008215346A - ルーツ式ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】脈動を低減しつつ並列式のルーツ式ポンプに比して流体の移送効率を向上させることができるルーツ式ポンプを提供する。
【解決手段】ルーツ式ポンプ１１が備える第１のロータ３０及び第２のロータ３５は、第１及び第２の回転軸２１，２３の軸方向における一側部及び他側部に前記軸方向に沿って直線状に延びる第１ストレート部３０ａ，３５ａ及び第２ストレート部３０ｂ，３５ｂを備える。第１及び第２のロータ３０，３５は、第１ストレート部３０ａ，３５ａと第２ストレート部３０ｂ，３５ｂとを第１及び第２の回転軸２１，２３の周方向に沿って位相をずらして備える。さらに、第１及び第２のロータ３０，３５は、第１ストレート部３０ａ，３５ａと第２ストレート部３０ｂ，３５ｂとを繋ぎ、かつ互いに係合することで両ロータ３０，３５間の流体洩れを抑制する繋ぎ部３０ｃ、３５ｃを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸入口から吸入室に吸入した流体をハウジングの内面とロータとに囲み形成された圧力室に閉じ込め、圧力室に閉じ込めた流体をハウジングに形成された吐出室に吐出し、該ハウジングに形成された吐出口から吐出するルーツ式ポンプに関する。

ルーツ式ポンプとしては、例えば、特許文献１に開示の機械式過給器、あるいは特許文献２に開示のルーツ式流体機械がある。特許文献２に開示のルーツ式流体機械に用いられるロータは、山歯を３つ有するとともに隣り合う山歯の間に形成される谷歯を三つ有する三葉型のロータであり、各ロータは、回転軸の軸方向に沿って直線状に延びるストレート形状である。このようなストレート形状のロータを用いたルーツ式流体機械では、吸入室の容積変化量（単位時間当たりの吸入室への流体の吸入量）の変動、及び吐出室の容積変化量（単位時間当たりの吐出室からの流体の吐出量）の変動が大きいため、吸入脈動及び吐出脈動が大きい。

特許文献１に開示の機械式過給器では、図９に示すように、機械式過給器８０のケーシング（ハウジング）８１には２本のロータ軸８２，８３が回転可能に支持されるとともに、吸入口及び吐出口（図示せず）が２つずつ形成されている。また、ロータ軸８２，８３の一側部には、ロータ軸８２，８３の回転により回転し、互いに協働して前記一対の吸入口の一方から前記一対の吐出口の一方に向かって流体を吐出するロータ８６，８７が取着され、一対のロータ８６，８７より第１のロータ対Ｒ１が構成されている。また、ロータ軸８２，８３の他側部には、ロータ軸８２，８３の回転により回転し、互いに協働して前記一対の吸入口の他方から前記一対の吐出口の他方に向かって流体を吐出するロータ８８，８９が取着され、一対のロータ８８，８９より第２のロータ対Ｒ２が構成されている。すなわち、機械式過給器８０は、ロータ対Ｒ１，Ｒ２を２つ備えた並列式のルーツ式ポンプとなっている。

また、ケーシング８１には、ケーシング８１を第１のロータ対Ｒ１側と第２のロータ対Ｒ２側とに区画する隔壁９０が設けられている。前記一方の吸入口及び前記一方の吐出口は、第１のロータ対Ｒ１に対応してケーシング８１に形成されており、前記他方の吸入口及び前記他方の吐出口は、第２のロータ対Ｒ２に対応してケーシング８１に形成されている。第１のロータ対Ｒ１と第２のロータ対Ｒ２とにおいて、同一ロータ軸８２，８３上に位置するロータ同士（ロータ８６とロータ８８、ロータ８７とロータ８９）は、ロータ軸８２，８３に対する取付位相角度が相互に異なるようになっている。このため、機械式過給器８０においては、第１のロータ対Ｒ１の吐出脈動と第２のロータ対Ｒ２の吐出脈動とが互いに打ち消されるようになっている。つまり、特許文献１に開示の機械式過給器における脈動は、特許文献２に開示のルーツ式流体機械における脈動よりも小さい。
実開昭６２−７１３９２号公報 特開２００４−２７８３５０号公報

ところが、ロータ対Ｒ１，Ｒ２を複数備えた並列式の機械式過給器（ルーツ式ポンプ）８０においては、第１のロータ対Ｒ１の各ロータ８６，８７の端面と隔壁９０との間、及び第２のロータ対Ｒ２の各ロータ８８，８９の端面と隔壁９０との間には、それぞれクリアランスが存在する。このため、第１のロータ対Ｒ１の各ロータ８６，８７とケーシング８１の内面との間（圧力室）、及び第２のロータ対Ｒ２の各ロータ８８，８９とケーシング８１の内面との間（圧力室）に閉じ込められた流体が、前記クリアランスから洩れ出てしまい、流体の移送効率が低下していた。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、脈動を低減しつつ並列式のルーツ式ポンプに比して流体の移送効率を向上させることができるルーツ式ポンプを提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、ハウジングに２本の回転軸が回転可能に支持されるとともに、前記ハウジング内に各回転軸に取着された複数葉型の一対のロータが収容され、前記一対のロータの回転に伴い前記ハウジングに形成された吸入口から吸入室に吸入した流体を前記ハウジングの内面と前記一対のロータとに囲み形成された圧力室に閉じ込め、前記圧力室に閉じ込めた流体を前記ハウジングに形成された吐出室に吐出し、前記ハウジングに形成された吐出口から吐出するルーツ式ポンプであって、前記一対のロータは、前記回転軸の軸方向における一側部に前記軸方向に沿って直線状に延びる第１ストレート部を備え、他側部に前記軸方向に沿って直線状に延びる第２ストレート部を備えるとともに、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とを前記回転軸の周方向に沿って位相をずらして備え、さらに、前記一対のロータは、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とを繋ぎ、かつ互いに係合することで前記一対のロータ間の流体洩れを抑制する繋ぎ部を備える。

この発明によれば、ロータには、回転軸の周方向への位相をずらすように第１ストレート部と第２ストレート部とが設けられており、吸入室及び吐出室において、第１ストレート部側と他方側とが連通している。このため、回転軸の軸方向全体に亘って直線状に延びるタイプのロータを用いたルーツ式ポンプに比して、吸入室及び吐出室の容積変化量の変動を小さくすることができ、容積変化量の変動に起因した脈動を低減させることができる。ここにおける吸入室の容積変化量とは、単位時間当たりの吸入室における容積の変化量（単位時間当たりの吸入室への流体の吸入量）のことである。吐出室の容積変化量とは、単位時間当たりの吐出室における容積の変化量（単位時間当たりの吐出室からの流体の吐出量）のことである。

又、第１のロータと第２のロータとの間からの流体の洩れ（吐出室側から吸入室側への流体洩れ）の量の変動による脈動も低減される。
さらに、ロータは、第１ストレート部と第２ストレート部とを繋ぎ部で繋いで一体化されている。このため、並列式のルーツ式ポンプのようにロータ対を隔壁で区画する必要がなく、隔壁の存在による流体洩れの問題は生じない。よって、本発明のルーツ式ポンプは、ハウジング内を隔壁によって仕切った並列式のルーツ式ポンプに比して流体の移送効率を向上させることができる。

好適な例では、前記繋ぎ部は、前記ロータにおける前記回転軸の軸方向に沿った中央部に位置し、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とにおける前記回転軸の軸方向に沿った長さは同じである。

好適な例では、前記一対のロータは、山歯を三つ有するとともに隣り合う山歯の間に形成される谷歯を三つ有する三葉型のロータであり、前記第１ストレート部における山歯及び谷歯と、前記第２ストレート部における山歯及び谷歯とは、前記回転軸の周方向に沿って等間隔おきに設けられており、前記第１ストレート部と第２ストレート部とは、互いに前記回転軸の周方向に沿って３０°位相をずらされている。

本発明によれば、脈動を低減しつつ並列式のルーツ式ポンプに比して流体の移送効率を向上させることができる。

以下、本発明のルーツ式ポンプを具体化した第１の実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。なお、以下の説明においてルーツ式ポンプの「前」及び「後」は図１の前後方向に延びる矢印Ｙにおける前後に対応する。

図１に示すように、ルーツ式ポンプ１１のハウジングは、ロータハウジング１２と、ロータハウジング１２の後端に接合固定された軸支部材１３と、軸支部材１３の後面に接合固定されたギアハウジング１４と、ロータハウジング１２の前端に仕切壁１５を介して接合固定されたモータハウジング１６とから構成されている。ロータハウジング１２と軸支部材１３との間にはポンプ室１７が囲み形成されている。なお、ポンプ室１７において、ロータハウジング１２の内面と軸支部材１３の内面とは、ハウジングの内面としてのポンプ室１７の内面Ｈを形成している。

ギアハウジング１４と軸支部材１３との間にはギア室１８が囲み形成されている。仕切壁１５とモータハウジング１６との間にはモータ室１９が囲み形成され、モータ室１９内には図示しない電動モータが収容されている。

モータハウジング１６と、ロータハウジング１２と、軸支部材１３とには、回転軸としての第１の回転軸２１がベアリング２２を介して回転可能に支持されている。さらに、ロータハウジング１２と、軸支部材１３とには、第１の回転軸２１と平行をなす回転軸としての第２の回転軸２３がベアリング２４を介して回転可能に支持されている。

ギア室１８内において、第１の回転軸２１に固定された駆動ギア２７と第２の回転軸２３に固定された従動ギア２８とは噛合連結されている。
図１〜図３に示すように、ポンプ室１７内において、第１の回転軸２１には、ロータとしての第１のロータ３０が取着され、第１のロータ３０は第１の回転軸２１と一体回転する。第２の回転軸２３にはロータとしての第２のロータ３５が取着され、第２のロータ３５は第２の回転軸２３と一体回転する。図２に示すように、第１のロータ３０は、第１の回転軸２１の軸方向に直交する断面視が、三葉状に形成された三葉型（複数葉型）のロータであり、第２のロータ３５は第２の回転軸２３の軸方向に直交する断面視が、三葉状に形成された三葉型（複数葉型）のロータである。

図２に示すように、ハウジングを構成するロータハウジング１２には、ポンプ室１７内へ流体を吸入するための吸入口１２ａが形成されている。また、ロータハウジング１２において、吸入口１２ａと対向する位置には、ポンプ室１７内の流体をポンプ室１７外へ吐出するための吐出口１２ｂが形成されている。

次に、第１のロータ３０及び第２のロータ３５について詳細に説明する。
図２及び図３に示すように、ロータ３０には、三条の山歯３１が形成され、隣り合う山歯３１の間には谷歯３２が形成されている。ロータ３０において、回転軸２１の軸方向に沿った一側部（前側部）に位置する山歯３１及び谷歯３２は、回転軸２１の軸方向に沿って直線状に延びるように形成されている。そして、回転軸２１の軸方向に沿った一側部（前側部）に位置する山歯３１及び谷歯３２によりロータ３０の第１ストレート部３０ａが形成されている。

同様に、ロータ３５には、三条の山歯３６が形成され、隣り合う山歯３６の間には谷歯３７が形成されている。ロータ３５において、回転軸２３の軸方向に沿った一側部（前側部）に位置する山歯３６及び谷歯３７は、回転軸２３の軸方向に沿って直線状に延びるように形成されている。そして、回転軸２３の軸方向に沿った一側部（前側部）に位置する山歯３６及び谷歯３７によりロータ３５の第１ストレート部３５ａが形成されている。

また、ロータ３０において、回転軸２１の軸方向に沿った他側部（後側部）に位置する山歯３１及び谷歯３２は、回転軸２１の軸方向に沿って直線状に延びるように形成されている。そして、回転軸２１の軸方向に沿った他側部（前側部）に位置する山歯３１及び谷歯３２によりロータ３０の第２ストレート部３０ｂが形成されている。

同様に、ロータ３５において、回転軸２３の軸方向に沿った他側部（後側部）に位置する山歯３６及び谷歯３７は、回転軸２３の軸方向に沿って直線状に延びるように形成されている。そして、回転軸２３の軸方向に沿った他側部（前側部）に位置する山歯３６及び谷歯３７によりロータ３５の第２ストレート部３５ｂが形成されている。

さらに、ロータ３０において、第１ストレート部３０ａと第２ストレート部３０ｂとの間に位置する山歯３１及び谷歯３２により、第１ストレート部３０ａと第２ストレート部３０ｂとを繋ぐ繋ぎ部３０ｃが形成されている。そして、第１のロータ３０は、第１ストレート部３０ａと第２ストレート部３０ｂと繋ぎ部３０ｃとを一体に備える。

同様に、ロータ３５において、第１ストレート部３５ａと第２ストレート部３５ｂとの間に位置する山歯３６及び谷歯３７により、第１ストレート部３５ａと第２ストレート部３５ｂとを繋ぐ繋ぎ部３５ｃが形成されている。そして、第２のロータ３５は、第１ストレート部３５ａと第２ストレート部３５ｂと繋ぎ部３５ｃとを一体に備える。

図１に示すように、吸入口１２ａは、第１のロータ３０の繋ぎ部３０ｃと第２のロータ３５の繋ぎ部３５ｃとが互いに係合する位置に対向するようにロータハウジング１２に形成されている。回転軸２１，２３の軸方向における吸入口１２ａの長さは、回転軸２１，２３の軸方向における繋ぎ部３０ｃ，３５ｃの長さ以上である。又、吐出口１２ｂは、第１のロータ３０の繋ぎ部３０ｃと第２のロータ３５の繋ぎ部３５ｃとが互いに係合する位置に対向するようにロータハウジング１２に形成されている。回転軸２１，２３の軸方向における吐出口１２ｂの長さは、回転軸２１，２３の軸方向における繋ぎ部３５ｃの長さ以上である。

図１に示すように、ロータ３０において、第１ストレート部３０ａにおける回転軸２１の軸方向に沿った長さＬ１と、第２ストレート部３０ｂにおける回転軸２１の軸方向に沿った長さＬ２とは同じになっている。同様に、ロータ３５において、第１ストレート部３５ａにおける回転軸２３の軸方向に沿った長さと、第２ストレート部３５ｂにおける回転軸２３の軸方向に沿った長さとは、長さＬ１＝Ｌ２と同じになっている。そして、繋ぎ部３０ｃは、回転軸２１の軸方向に沿った第１のロータ３０の長さの中央部に位置している。本実施形態では、繋ぎ部３０ｃ，３５ｃの長さは、Ｌ１，Ｌ２よりも小さい。

第１ストレート部３０ａにおいて、回転軸２１の軸方向に対し直交する方向へ延びる端面３０１と、ポンプ室１７の内面Ｈ（ロータハウジング１２の内面）との間には、僅かなクリアランスＣＬ１が形成されている。また、第２ストレート部３０ｂにおいて、回転軸２１の軸方向に対し直交する方向へ延びる端面３０２と、ポンプ室１７の内面Ｈ（軸支部材１３の端面）との間には、僅かなクリアランスＣＬ２が形成されている。

同様に、第１ストレート部３５ａにおいて、回転軸２３の軸方向に対し直交する方向へ延びる端面３５１と、ポンプ室１７の内面Ｈ（ロータハウジング１２の内面）との間には、僅かなクリアランスＣＬ３が形成されている。また、第２ストレート部３５ｂにおいて、回転軸２３の軸方向に対し直交する方向へ延びる端面３５２と、ポンプ室１７の内面Ｈ（軸支部材１３の端面）との間には、僅かなクリアランスＣＬ４が形成されている。

クリアランスＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３，ＣＬ４は、各ロータ３０，３５の第１ストレート部３０ａ，３５ａ側の端面３０１，３５１とポンプ室１７の内面Ｈ、及び第２ストレート部３０ｂ，３５ｂ側の端面３０２，３５２とポンプ室１７の内面Ｈとが摺接して焼付等が生じることを防止するとともに、流体の洩れをより小さくするために小さな隙間となっている。

図２に示すように、第１のロータ３０側の第１ストレート部３０ａにおいて、山歯３１の頂端Ｔａと回転軸２１の中心軸Ｐ１（第１のロータ３０の回転軸線）とを結ぶ直線を仮想線Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３としたとき、隣り合う仮想線同士（仮想線Ｍ１と仮想線Ｍ２、仮想線Ｍ２と仮想線Ｍ３、仮想線Ｍ３と仮想線Ｍ１）の間の角度は、それぞれ１２０°となっている。同様に、第２のロータ３５側の第１ストレート部３５ａにおいて、山歯３６の頂端Ｔｃと回転軸２３の中心軸Ｐ２（第２のロータ３５の回転軸線）とを結ぶ直線を仮想線Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６としたとき、隣り合う仮想線同士（仮想線Ｍ４と仮想線Ｍ５、仮想線Ｍ５と仮想線Ｍ６、仮想線Ｍ６と仮想線Ｍ４）の間の角度は、それぞれ１２０°となっている。

さらに、第１のロータ３０側の第２ストレート部３０ｂにおいて、山歯３１の頂端Ｔｂと回転軸２１の中心軸Ｐ１とを結ぶ直線を仮想線Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３としたとき、隣り合う仮想線同士（仮想線Ｎ１と仮想線Ｎ２、仮想線Ｎ２と仮想線Ｎ３、仮想線Ｎ３と仮想線Ｎ１）の間の角度は、それぞれ１２０°となっている。同様に、第２のロータ３５側の第２ストレート部３５ｂにおいて、山歯３６の頂端Ｔｄと回転軸２３の中心軸Ｐ２とを結ぶ直線を仮想線Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６としたとき、隣り合う仮想線同士（仮想線Ｎ４と仮想線Ｎ５、仮想線Ｎ５と仮想線Ｎ６、仮想線Ｎ６と仮想線Ｎ４）の間の角度は、それぞれ１２０°となっている。

第１のロータ３０において、第１ストレート部３０ａの山歯３１の仮想線Ｍ１〜Ｍ３と、回転軸２１の周方向へずれ、正面視において隣り合って近い方の位置にある第２ストレート部３０ｂの山歯３１の仮想線Ｎ１〜Ｎ３との間の角度θ１は、３０°となっている。すなわち、第１ストレート部３０ａと第２ストレート部３０ｂとは、回転軸２１の周方向へ位相をずらした位置に設けられている。図４に示すように、第１のロータ３０を前側から見た場合には、第２ストレート部３０ｂは、第１ストレート部３０ａに対して中心軸Ｐ１を中心にして左回りに３０°位相をずらされている。以下においては、「第１のロータ３０を前側から見て中心軸Ｐ１を中心にして左回りに３０°位相をずらす」ことを「左回りに３０°位相ずらし」と言うことにする。

図２に示すように、第２のロータ３５において、第１ストレート部３５ａの山歯３６の仮想線Ｍ４〜Ｍ６と、回転軸２３の周方向へずれ、正面視において隣り合って近い方の位置にある第２ストレート部３５ｂの山歯３６の仮想線Ｎ４〜Ｎ６との間の角度θ２は、３０°となっている。すなわち、第１ストレート部３５ａと第２ストレート部３５ｂとは、回転軸２３の周方向へ位相をずらした位置に設けられている。図４に示すように、第２のロータ３５を前側から見た場合には、第２ストレート部３５ｂは、第１ストレート部３５ａに対して中心軸Ｐ２を中心にして右回りに３０°位相をずらされている。以下においては、「第２のロータ３５を前側から見て中心軸Ｐ２を中心にして右回りに３０°位相をずらす」ことを「右回りに３０°位相ずらし」と言うことにする。

図４に示すように、第１のロータ３０側の繋ぎ部３０ｃの山歯３１及び谷歯３２は、第１ストレート部３０ａ及び第２ストレート部３０ｂのうち一方から他方に向かうに従い、回転軸２１の周方向に沿って螺旋状（左回りの螺旋）に延びるように形成されている。そして、繋ぎ部３０ｃは、回転軸２１の軸方向に対し直交する方向への断面視が、回転軸２１の軸方向におけるいずれの位置であっても、ストレート部３０ａ，３０ｂと同様の三葉状になっている。

同様に、第２のロータ３５側の繋ぎ部３５ｃの山歯３６及び谷歯３７は、第１ストレート部３５ａ及び第２ストレート部３５ｂのうち一方から他方に向かうに従い、回転軸２３の周方向に沿って螺旋状（右回りの螺旋）に延びるように形成されている。そして、繋ぎ部３５ｃは、回転軸２３の軸方向に対し直交する方向への断面視が、回転軸２３の軸方向におけるいずれの位置であっても、ストレート部３５ａ，３５ｂと同様の三葉状になっている。

そして、第１のロータ３０と第２のロータ３５とは、第１ストレート部３０ａ，３５ａ同士において山歯３１，３６と谷歯３２，３７とが係合するようになっている。また、第１のロータ３０と第２のロータ３５とは、第２ストレート部３０ｂ，３５ｂ同士において山歯３１，３６と谷歯３２，３７とが係合するようになっている。さらに、第１のロータ３０と第２のロータ３５とは、繋ぎ部３０ｃ，３５ｃ同士において山歯３１，３６と谷歯３２，３７とが係合するようになっている。

図２及び図３に示すように、第１ストレート部３０ａ，３５ａの隣り合う２つの山歯３１，３６とポンプ室１７の内面Ｈとの間、繋ぎ部３０ｃ，３５ｃとポンプ室１７の内面Ｈとの間、及び第２ストレート部３０ｂ，３５ｂの隣り合う２つの山歯３１，３６とポンプ室１７の内面Ｈとの間には圧力室Ｄが囲み形成される。圧力室Ｄには流体が閉じ込められるようになっている。また、吸入口１２ａに連通し、第１のロータ３０と第２のロータ３５とポンプ室１７の内面Ｈとによって囲まれる空間によって吸入室４０が形成されるようになっている。さらに、吐出口１２ｂに連通し、第１のロータ３０と第２のロータ３５とポンプ室１７の内面Ｈとによって囲まれる空間によって吐出室４１が形成されるようになっている。

ルーツ式ポンプ１１では、前記電動モータの回転駆動に基づき第１の回転軸２１が回転すると、駆動ギア２７と従動ギア２８との噛合連結を通じて第２の回転軸２３が第１の回転軸２１とは異なる方向へ回転する。すると、第１のロータ３０と第２のロータ３５とが互いに逆方向へ回転し、流体が吸入口１２ａから吸入室４０内へ吸入される。そして、吸入室４０内の流体は、ロータ３０，３５の回転に伴って、圧力室Ｄに閉じ込められ、吐出口１２ｂに向けて移送される。

第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）特許文献２に開示の三葉型のロータを用いたルーツ式ポンプでは、６０°周期で吸入室の容積変化量が大きく変動したり、一対のロータ間からの流体洩れの量が容積変化量の大きな変動と同じようなタイミングで変動するため、基本成分が６次である吸入脈動が発生する。又、６０°周期で吐出室の容積変化量が大きく変動するため、基本成分が６次である吐出脈動が発生する。

本実施形態では、第１のロータ３０においては、第２ストレート部３０ｂが第１ストレート部３０ａに対して左回りに３０°位相ずらしをされており、第２のロータ３５においては、第２ストレート部３５ｂが第１ストレート部３５ａに対して右回りに３０°位相ずらしをされている。そのため、互いに逆方向に回転する第１のロータ３０と第２のロータ３５との間に形成される吸入室４０の容積変化量の変動は、特許文献２に開示される回転軸の軸方向に沿って全てストレート形状のロータを用いたルーツポンプに比べて、低減する。つまり、本実施形態のルーツ式ポンプ１１では、吸入脈動が小さく抑えられる。

又、互いに逆方向に回転する第１のロータ３０と第２のロータ３５との間に形成される吐出室４１の容積変化量の変動は、特許文献２に開示される回転軸の軸方向に沿って全てストレート形状のロータを用いたルーツポンプに比べて、低減する。つまり、本実施形態のルーツ式ポンプ１１では、吐出脈動が特許文献１に開示の並列式のルーツポンプと同様に小さく抑えられる。

ロータ３０，３５の葉数をｎ、ストレート部３５ａ，３５ｂの個数をＸとすると、第１ストレート部３５ａに対する第２ストレート部３５ｂの位相ずれの角度Θ（＝θ１，θ２）を式（１）で表されるようにすれば、脈動を低減することができる。

Θ＝（３６０°／２ｎ）÷Ｘ・・・（１）
（２）本実施形態では特許文献１に開示の並列式のルーツ式ポンプにおける隔壁は存在しない。そのため、特許文献１に開示の隔壁とロータとの間からの流体洩れという問題は生じない。従って、第１ストレート部３０ａと第２ストレート部３０ｂとを繋ぎ部３０ｃで繋ぎ、且つ第１ストレート部３５ａと第２ストレート部３５ｂとを繋ぎ部３５ｃで繋ぐロータ３０，３５を用いたルーツ式ポンプ１１における流体の移送効率は、ハウジング内を隔壁によって仕切った並列式のルーツ式ポンプに比して向上する。

（３）特許文献１では、隔壁とロータとの間のクリアランス調整を精度良く行うといった作業が必要である。本実施形態では、特許文献１に開示の並列式のルーツ式ポンプにおける隔壁が存在しないため、特許文献１において必要となる精度の高いクリアランス調整の作業は必要とせず、ルーツ式ポンプ１１の製造コストを抑えることができる。

（４）第１のロータ３０及び第２のロータ３５を備えたルーツ式ポンプ１１は、ロータが回転軸の軸方向全体に亘って直線状に延びるタイプを用いたルーツ式ポンプ（従来のルーツ式ポンプ）に比して脈動を低減させることができる。このため、回転軸２１，２３の回転速度を増加させた運転を行っても従来のルーツ式ポンプより脈動が増大することがなく、結果としてルーツ式ポンプ１１の体格を小型化することができる。

（５）第１のロータ３０及び第２のロータ３５において、第１ストレート部３０ａ，３５ａと第２ストレート部３０ｂ，３５ｂとにおける回転軸２１，２３の軸方向に沿った長さは同じとなっている。また、繋ぎ部３０ｃ，３５ｃは各ロータ３０，３５の中央部に位置している。このため、吸入室４０及び吐出室４１において、回転軸２１，２３が１回転する間に発生する第１ストレート部３０ａ，３５ａ側の容積変化量と、第２ストレート部３０ｂ，３５ｂ側の容積変化量とを同じにすることができる。第１ストレート部３０ａ，３５ａ及び第２ストレート部３０ｂ，３５ｂの長さが異なる場合は、長い側で発生する容積変化量が短い側より大きくなり、長さが同じ場合に比して脈動が大きくなる。よって、第１ストレート部３０ａ，３５ａと第２ストレート部３０ｂ，３５ｂとにおける回転軸２１，２３の軸方向に沿った長さを同じにする構成が好ましい。

（６）第１のロータ３０及び第２のロータ３５は山歯３１，３６及び谷歯３２，３７を三つ有する三葉型であり、第１ストレート部３０ａ，３５ａにおける山歯３１，３６と第２ストレート部３０ｂ，３５ｂにおける山歯３１，３６とは、回転軸２１，２３の周方向に沿って等間隔を空けて設けられている。このため、回転軸２１，２３が１回転する間に発生する吸入室４０及び吐出室４１の容積変化の間隔を等間隔とすることができる。したがって、回転軸２１，２３が１回転する間に発生する脈動を等間隔とすることができる。

（７）第１のロータ３０の繋ぎ部３０ｃと第２のロータ３５の繋ぎ部３５ｃとが互いに係合する位置に対向するように吸入口１２ａを設けた構成は、第１ストレート部３０ａ，３５ａからの距離と第２ストレート部３０ｂ，３５ｂからの距離とを同程度にするため、吸入脈動低減の上で好ましい。又、第１のロータ３０の繋ぎ部３０ｃと第２のロータ３５の繋ぎ部３５ｃとが互いに係合する位置に対向するように吐出口１２ｂを設けた構成は、第１ストレート部３０ａ，３５ａからの距離と第２ストレート部３０ｂ，３５ｂからの距離とを同程度にするため、吐出脈動低減の上で好ましい。

次に、図５〜図８の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
図５及び図６に示すように、第１のロータ３０において、第１ストレート部３０ａの山歯３１の頂端Ｔａから中心軸Ｐ１に至る仮想線Ｍ１〜Ｍ３と、左隣にある第２ストレート部３０ｂの山歯３１の頂端Ｔｂから中心軸Ｐ１に至る仮想線Ｎ１〜Ｎ３との間の角度θ１は、６０°となっている。図７に示すように、第１のロータ３０を前側から見た場合には、第２ストレート部３０ｂは、第１ストレート部３０ａに対して中心軸Ｐ１を中心にして左回りに６０°位相をずらされている。以下においては、「第１のロータ３０を前側から見て中心軸Ｐ１を中心にして左回りに６０°位相をずらす」ことを「左回りに６０°位相ずらし」と言うことにする。

図５及び図６に示すように、第２のロータ３５において、第１ストレート部３５ａの山歯３６の頂端Ｔｃから中心軸Ｐ２に至る仮想線Ｍ４〜Ｍ６と、右隣にある第２ストレート部３５ｂの山歯３６の頂端Ｔｄから中心軸Ｐ２に至る仮想線Ｎ４〜Ｎ６との間の角度θ２は、６０°となっている。図７に示すように、第２のロータ３５を前側から見た場合には、第２ストレート部３５ｂは、第１ストレート部３５ａに対して中心軸Ｐ２を中心にして右回りに６０°位相をずらされている。以下においては、「第２のロータ３５を前側から見て中心軸Ｐ２を中心にして右回りに６０°位相をずらす」ことを「右回りに６０°位相ずらし」と言うことにする。

図７に示すように、第１のロータ３０側の繋ぎ部３０ｃの山歯３１及び谷歯３２は、第１ストレート部３０ａ及び第２ストレート部３０ｂのうち一方から他方に向かうに従い、回転軸２１の周方向に沿って螺旋状（左回りの螺旋）に延びるように形成されている。そして、繋ぎ部３０ｃは、回転軸２１の軸方向に対し直交する方向への断面視が、回転軸２１の軸方向におけるいずれの位置であっても、ストレート部３０ａ，３０ｂと同様の三葉状になっている。

同様に、第２のロータ３５側の繋ぎ部３５ｃの山歯３６及び谷歯３７は、第１ストレート部３５ａ及び第２ストレート部３５ｂのうち一方から他方に向かうに従い、回転軸２３の周方向に沿って螺旋状（右回りの螺旋）に延びるように形成されている。そして、繋ぎ部３５ｃは、回転軸２３の軸方向に対し直交する方向への断面視が、回転軸２３の軸方向におけるいずれの位置であっても、ストレート部３５ａ，３５ｂと同様の三葉状になっている。

図８（ａ），（ｂ）は、第１のロータ３０が第１の回転軸２１に対する周方向における本来の取着位置よりも僅かに位相ずれしている状態を模式的に示す。図示の例は、第１のロータ３０が左回りの位相ずれを起こした状態を示している。このような位相ずれが生じているとすると、図８（ａ）の状態では第１のロータ３０と第２のロータ３５との最接近部Ｓ１１におけるクリアランスＣＬｄが本来のクリアランスよりも小さくなり、図８（ｂ）の状態では第１のロータ３０と第２のロータ３５との最接近部Ｓ２１におけるクリアランスＣＬｅが本来のクリアランスよりも大きくなる。このような状況は、第１のロータ３０の他の部位Ｓ１２と第２のロータ３５の他の部位Ｓ２２とが最接近した場合、及び第１のロータ３０の他の部位Ｓ１３と第２のロータ３５の他の部位Ｓ２３とが最接近した場合にも生じる。図８（ａ）に示す状況では、第１のロータ３０と第２のロータ３５との間からの流体洩れが少なく、図８（ｂ）に示す状況では、第１のロータ３０と第２のロータ３５との間からの流体洩れが多くなる。図８（ａ）と同様の状態は、ロータ３０，３５の１回転中に３回生じ、図８（ｂ）と同様の状態は、ロータ３０，３５の１回転中に３回生じる。そのため、基本次数が３次である吸入脈動が生じる。

第１のロータ３０における第２ストレート部３０ｂが第１ストレート部３０ａに対して左回りに６０°位相ずらしされ、且つ第２のロータ３５における第２ストレート部３５ｂが第１ストレート部３５ａに対して右回りに６０°位相ずらしされた構成は、前記した基本次数３次の吸入脈動を低減する。

本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第１のロータ３０及び第２のロータ３５は山歯３１，３６を２つ備え、隣り合う山歯３１，３６の間に谷歯３２，３７を２つ備えた二葉型のロータであってもよい。又は、第１のロータ３０及び第２のロータ３５は山歯３１，３６を４つ以上備え、隣り合う山歯３１，３６の間に谷歯３２，３７を４つ以上備えた四葉以上のロータであってもよい。このとき、第１ストレート部３０ａ，３５ａにおける山歯３１，３６及び谷歯３２，３７と第２ストレート部３０ｂ，３５ｂにおける山歯３１，３６及び谷歯３２，３７とは、回転軸２１，２３の周方向に沿って等間隔おきに設けられているのが好ましい。

○第１ストレート部３０ａ，３５ａと第２ストレート部３０ｂ，３５ｂとにおける回転軸２１，２３の軸方向に沿った長さを異ならせてもよい。
○ストレート部の個数が３つであるロータを用いたルーツ式ポンプに本発明を適用してもよい。この場合、前記した式（１）におけるＸ（ストレート部の個数）は３であり、位相ずれの角度Θは、２０°にすればよい。３つのストレート部をロータの前側から順にＺ１，Ｚ２，Ｚ３とすると、ストレート部Ｚ１とストレート部Ｚ２との間にある繋ぎ部に関しては、ストレート部Ｚ１とストレート部Ｚ２との一方が第１ストレート部となり、他方が第２ストレート部となる。ストレート部Ｚ２とストレート部Ｚ３との間にある繋ぎ部に関しては、ストレート部Ｚ２とストレート部Ｚ３との一方が第１ストレート部となり、他方が第２ストレート部となる。

前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
〔１〕ハウジング内に収容された第１のロータと第２のロータとが互いに逆方向に回転することにより、前記ハウジングに形成された吸入口から吸入室に吸入した流体を前記ハウジングの内面と前記第１のロータと前記第２のロータとに囲み形成された圧力室に閉じ込め、前記圧力室に閉じ込めた流体を前記ハウジングに形成された吐出室に吐出し、前記ハウジングに形成された吐出口から吐出するルーツ式ポンプであって、
前記第１のロータ及び前記第２のロータは、各ロータの回転軸線の方向に沿って直線状に延びる第１ストレート部と、前記回転軸線の方向に沿って直線状に延びる第２ストレート部とを備え、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とは、前記回転軸線の周りに沿って位相をずらされており、前記第１のロータにおける前記第１ストレート部と前記第２ストレート部との位相ずれの方向と、前記第２のロータにおける前記第１ストレート部と前記第２ストレート部との位相ずれの方向とは、互いに逆方向であり、前記第１のロータ及び前記第２のロータは、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とを繋ぎ、かつ互いに係合することで前記第１のロータと前記第２のロータとの間の流体洩れを抑制する繋ぎ部を備えるルーツ式ポンプ。

〔２〕第１のロータにおける第１ストレート部に対する第２ストレート部の位相ずれと、第２のロータにおける第１ストレート部に対する第２ストレート部の位相ずれとは、互いに逆方向の位相ずれである請求項１乃至請求項３、前記〔１〕項のいずれか１項に記載のルーツ式ポンプ。

〔３〕第１ストレート部に対する第２ストレート部の位相ずれの角度Θが式（１）で表される一対のロータを用いた請求項１乃至請求項３、前記〔１〕，〔２〕項のいずれか１項に記載のルーツ式ポンプ。

第１の実施形態のルーツ式ポンプを示す平断面図。 ポンプ室及びロータを示す図１の２−２線断面図。 ポンプ室及びロータを示す図１の３−３線断面図。 ロータを示す斜視図。 第２の実施形態を示す第１ストレート部側の断面図。 第２ストレート部側の断面図。 ロータの斜視図。 （ａ），（ｂ）は、第１のロータと第２のロータとの間におけるクリアランスを説明するための断面図。 背景技術の機械式過給器を示す断面図。

符号の説明

Ｄ…圧力室、Ｈ…ハウジングの内面、Ｌ１，Ｌ２…長さ、１１…ルーツ式ポンプ、１２…ハウジングを構成するロータハウジング、１２ａ…吸入口、１２ｂ…吐出口、１３…ハウジングを構成する軸支部材、１４…ハウジングを構成するギアハウジング、１６…ハウジングを構成するモータハウジング、２１…第１の回転軸、２３…第２の回転軸、３０…第１のロータ、３０ａ，３５ａ…第１ストレート部、３０ｂ，３５ｂ…第２ストレート部、３０ｃ，３５ｃ…繋ぎ部、３１，３６…山歯、３２，３７…谷歯、３５…第２のロータ、４０…吸入室、４１…吐出室。

Claims (3)

1. ハウジングに２本の回転軸が回転可能に支持されるとともに、前記ハウジング内に各回転軸に取着された複数葉型の一対のロータが収容され、前記一対のロータの回転に伴い前記ハウジングに形成された吸入口から吸入室に吸入した流体を前記ハウジングの内面と前記一対のロータとに囲み形成された圧力室に閉じ込め、前記圧力室に閉じ込めた流体を前記ハウジングに形成された吐出室に吐出し、前記ハウジングに形成された吐出口から吐出するルーツ式ポンプであって、
   前記一対のロータは、前記回転軸の軸方向における一側部に前記軸方向に沿って直線状に延びる第１ストレート部を備え、他側部に前記軸方向に沿って直線状に延びる第２ストレート部を備えるとともに、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とを前記回転軸の周方向に沿って位相をずらして備え、さらに、前記一対のロータは、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とを繋ぎ、かつ互いに係合することで前記一対のロータ間の流体洩れを抑制する繋ぎ部を備えるルーツ式ポンプ。
2. 前記繋ぎ部は、前記ロータにおける前記回転軸の軸方向に沿った中央部に位置し、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とにおける前記回転軸の軸方向に沿った長さは同じである請求項１に記載のルーツ式ポンプ。
3. 前記一対のロータは、山歯を三つ有するとともに隣り合う山歯の間に形成される谷歯を三つ有する三葉型のロータであり、前記第１ストレート部における山歯及び谷歯と、前記第２ストレート部における山歯及び谷歯とは、前記回転軸の周方向に沿って等間隔おきに設けられており、前記第１ストレート部と第２ストレート部とは、互いに前記回転軸の周方向に沿って３０°位相をずらされている請求項１又は請求項２に記載のルーツ式ポンプ。

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