JP2021169796A - ルーツポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の耐久性の向上を図ること。【解決手段】ルーツポンプ１０は、ギア室２４の室内と吸入配管４８の内部とを繋ぐ放出通路５０を備えている。放出通路５０には、ギア室２４から吸入配管４８の内部への一方向の流れのみを許容する弁体５１が設けられている。ギア室２４の室内の圧力が上昇して吸入配管４８の内部の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すると、弁体５１がギア室２４から吸入配管４８の内部への一方向の流れを許容し、ギア室２４の室内の水素ガスが放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に放出される。これにより、ギア室２４の室内の圧力が、放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に抜かれ、ギア室２４の室内の圧力の上昇が抑えられる。その結果、ギア室２４の室内の圧力によって第２シール部材３３及び第３シール部材３８が駆動軸１６又は従動軸１７に対して過剰に押し付けられてしまうことが回避され易くなる。【選択図】図１

Description

本発明は、ルーツポンプに関する。

例えば特許文献１に開示されているように、ルーツポンプは、駆動軸に固定された駆動ギア、及び駆動軸に平行に配置された従動軸に固定されて駆動ギアと噛合して回転する従動ギアを有するギアを備えている。また、ルーツポンプは、駆動ギアによって回転される駆動ロータ、及び従動ギアによって回転する従動ロータを有するロータを備えている。さらに、ルーツポンプは、ギアを収容するとともにギアに供給されるオイルが封入されたギア室、並びに、ロータを収容して吸入圧領域と吐出圧領域とを区画するロータ室を有するハウジングを備えている。また、ルーツポンプは、ギア室とロータ室とをシールするシール部材を備えている。

特開２００５−１８８３２６号公報

ところで、ルーツポンプの運転中、ロータ室内に吸入された流体が、例えば、シール部材に対する駆動軸とハウジングとの間の隙間や、シール部材に対する従動軸とハウジングとの間の隙間を通過してギア室に侵入する場合がある。すると、ギア室内の圧力が徐々に上昇していき、ギア室内の圧力が吸入圧領域の圧力を超える。その結果、ギア室内の過剰な圧力によって、シール部材が駆動軸又は従動軸に対して過剰に押し付けられ、駆動軸及び従動軸の回転によって、シール部材が摩耗するため、耐久性が悪化してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シール部材の耐久性の向上を図ることができるルーツポンプを提供することにある。

上記課題を解決するルーツポンプは、駆動軸に固定された駆動ギア、及び前記駆動軸に平行に配置された従動軸に固定されて前記駆動ギアと噛合して回転する従動ギアを有するギアと、前記駆動ギアによって回転される駆動ロータ、及び前記従動ギアによって回転する従動ロータを有するロータと、前記ギアを収容するとともに前記ギアに供給されるオイルが封入されたギア室、並びに、前記ロータを収容して吸入圧領域と吐出圧領域とを区画するロータ室を有するハウジングと、前記ギア室と前記ロータ室とをシールするシール部材と、を備えるルーツポンプであって、前記ハウジングには、前記ギア室の室内と前記吸入圧領域とを繋ぐ放出通路が設けられており、前記放出通路には、前記ギア室から前記吸入圧領域への一方向の流れのみを許容する弁体が設けられている。

これによれば、ギア室の室内の圧力が上昇して吸入圧領域の空間の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すると、弁体がギア室から吸入圧領域への一方向の流れを許容し、ギア室内の流体が放出通路を介して吸入圧領域の空間に放出される。これにより、ギア室内の圧力を、放出通路を介して吸入圧領域の空間に抜くことができ、ギア室内の圧力の上昇を抑えることができる。その結果、ギア室内の圧力によってシール部材が駆動軸又は従動軸に対して過剰に押し付けられることが回避され易くなり、シール部材の耐久性の向上を図ることができる。

上記ルーツポンプにおいて、前記放出通路は、前記ギア室の室内に対して重力方向における上側の方向に連通しているとよい。
これによれば、例えば、放出通路がギア室の室内に対して重力方向における下側の方向に連通している場合に比べると、ギア室内に封入されているオイルが放出通路に流出され難く、ギア室内に封入されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制することができる。

上記ルーツポンプにおいて、前記ハウジングは、前記ロータ室の室内に流体を吸入する吸入口及び前記ロータ室内の流体を吐出する吐出口を有し、前記吸入口は前記ロータ室に対して重力方向上側に配置されるとともに、前記吐出口は前記ロータ室に対して重力方向下側に配置されているとよい。

これによれば、例えば、吸入口がロータ室に対して重力方向下側に配置されるとともに、吐出口がロータ室に対して重力方向上側に配置されている場合に比べると、ギア室の室内に対して重力方向における上側の方向に連通している放出通路を、吸入圧領域に接続し易くすることができる。

上記ルーツポンプにおいて、前記弁体は、前記ギア室の圧力が上昇して前記吸入圧領域の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すると開弁する逆止弁であるとよい。

これによれば、ギア室の圧力が上昇して吸入圧領域の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達するまでは、逆止弁が閉弁しているため、吸入圧領域の圧力がギア室の圧力よりも高いときに、吸入圧領域から放出通路を介してギア室に流体が流れ込むことが回避され、ギア室内の圧力が上昇してしまうことを抑制することができる。

上記ルーツポンプにおいて、前記放出通路には、気体の通過を許容し、液体の通過を遮断する換気膜が設けられているとよい。これによれば、ギア室内から放出通路を介して吸入圧領域に放出される流体と共に異物やオイルが吸入圧領域の空間に侵入してしまうことを換気膜によって抑制することができる。

上記ルーツポンプにおいて、前記放出通路は、前記吸入口に接続される吸入配管の途中に接続されているとよい。吸入口に接続される吸入配管は、放出通路が接続される吸入圧領域として好適である。

この発明によれば、シール部材の耐久性の向上を図ることができる。

実施形態におけるルーツポンプを示す平断面図。 図１における２−２線断面図。 図１における３−３線断面図。

以下、ルーツポンプを具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。本実施形態のルーツポンプは、燃料電池車に搭載されている。燃料電池車には、酸素及び水素を供給して発電させる燃料電池システムが搭載されている。そして、ルーツポンプは、燃料電池から排出される流体としての水素ガス（水素オフガス）を循環させて再び燃料電池に供給する燃料電池車用の水素ポンプとして用いられている。

図１に示すように、ルーツポンプ１０のハウジング１１は、モータハウジング１２、ギアハウジング１３、ロータハウジング１４、及びカバー部材１５を有する筒状である。モータハウジング１２は、板状の底壁１２ａと、底壁１２ａの外周部から筒状に延びる周壁１２ｂと、を有する有底筒状である。ギアハウジング１３は、板状の底壁１３ａと、底壁１３ａの外周部から筒状に延びる周壁１３ｂと、を有する有底筒状である。

ギアハウジング１３は、ギアハウジング１３の底壁１３ａの外面１３ｃとモータハウジング１２の周壁１２ｂの開口端面１２ｃとが突き合わされた状態で、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口側の端部に連結されている。ギアハウジング１３の底壁１３ａは、モータハウジング１２の周壁１２ｂの開口を閉塞している。モータハウジング１２の周壁１２ｂの軸心方向とギアハウジング１３の周壁１３ｂの軸心方向とはそれぞれ一致している。

ロータハウジング１４は、板状の底壁１４ａと、底壁１４ａの外周部から筒状に延びる周壁１４ｂと、を有する有底筒状である。ロータハウジング１４は、ロータハウジング１４の底壁１４ａの外面１４ｃとギアハウジング１３の周壁１３ｂの開口端面１３ｄとが突き合わされた状態で、ギアハウジング１３の周壁１３ｂの開口側の端部に連結されている。ロータハウジング１４の底壁１４ａは、ギアハウジング１３の周壁１３ｂの開口を閉塞している。ギアハウジング１３の周壁１３ｂの軸心方向とロータハウジング１４の周壁１４ｂの軸心方向とはそれぞれ一致している。

カバー部材１５は、板状である。カバー部材１５は、カバー部材１５の一端面１５ａとロータハウジング１４の周壁１４ｂの開口端面１４ｄとが突き合わされた状態で、ロータハウジング１４の周壁１４ｂの開口側の端部に連結されている。カバー部材１５は、ロータハウジング１４の周壁１４ｂの開口を閉塞している。

ルーツポンプ１０は、ハウジング１１に互いに平行に配置された状態で回転可能に支持される駆動軸１６及び従動軸１７を備えている。よって、従動軸１７は、駆動軸１６に平行に配置されている。駆動軸１６及び従動軸１７の回転軸線方向は、各周壁１２ｂ，１３ｂ，１４ｂの軸心方向に一致している。また、ルーツポンプ１０は、駆動軸１６に固定された円板状の駆動ギア１８、及び従動軸１７に固定された円板状の従動ギア１９を有するギアＧ１を備えている。従動ギア１９は、駆動ギア１８と噛合して回転する。ルーツポンプ１０は、駆動ギア１８によって回転される駆動ロータ２０、及び従動ギア１９によって回転する従動ロータ２１を有するロータＲＴを備えている。駆動ロータ２０は、駆動軸１６に設けられている。従動ロータ２１は、従動軸１７に設けられている。従動ロータ２１は、駆動ロータ２０とともに回転する。

ルーツポンプ１０は、駆動軸１６を回転させる電動モータ２２を備えている。したがって、電動モータ２２は、駆動軸１６を回転させるために駆動する駆動源である。電動モータ２２は、ハウジング１１内に形成されたモータ室２３に収容されている。モータ室２３は、モータハウジング１２の底壁１２ａ、モータハウジング１２の周壁１２ｂ、及びギアハウジング１３の底壁１３ａによって区画されている。モータ室２３はハウジング１１に形成された図示しない圧抜き孔を介して大気と連通してもよい。電動モータ２２は、駆動軸１６に一体回転可能に止着された円筒状のモータロータ２２ａと、モータハウジング１２の周壁１２ｂの内周面に固定されるとともにモータロータ２２ａを取り囲む円筒状のステータ２２ｂと、を有している。モータロータ２２ａは図示しないネオジムの磁石を有している。ステータ２２ｂは、図示しないティースに巻回されたコイル２２ｃを有している。そして、電動モータ２２は、コイル２２ｃに電力が供給されることにより駆動して、モータロータ２２ａが駆動軸１６と一体的に回転する。

ハウジング１１内には、駆動ギア１８及び従動ギア１９を収容するギア室２４が形成されている。よって、ギア室２４は、ギアＧ１を収容する。ギア室２４は、ギアハウジング１３の底壁１３ａ、ギアハウジング１３の周壁１３ｂ、及びロータハウジング１４の底壁１４ａによって区画されている。駆動ギア１８及び従動ギア１９は、互いに噛合した状態でギア室２４に収容されている。ギア室２４には、ギアＧ１に供給されるオイルが封入されている。オイルは、駆動ギア１８及び従動ギア１９の潤滑及び温度上昇の抑制に寄与する。駆動ギア１８及び従動ギア１９は、オイルに浸されながら回転することにより、焼き付いたり磨耗したりすることなく高速回転が可能になっている。

ハウジング１１内には、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１を収容するロータ室２５が形成されている。よって、ロータ室２５は、ロータＲＴを収容する。ハウジング１１は、ギア室２４、並びにロータ室２５を有している。ロータ室２５は、ロータハウジング１４の底壁１４ａ、ロータハウジング１４の周壁１４ｂ、及びカバー部材１５によって区画されている。本実施形態において、モータ室２３、ギア室２４、及びロータ室２５は、駆動軸１６の回転軸線方向においてこの順に並んで配置されている。

ギアハウジング１３の底壁１３ａの内底面１３ｅは、駆動軸１６の回転軸線方向でギア室２４におけるモータ室２３側に位置する壁面を形成している。ギアハウジング１３の底壁１３ａは、駆動軸１６の回転軸線方向でギア室２４とモータ室２３とを隔てている。

ロータハウジング１４の底壁１４ａの外面１４ｃは、駆動軸１６の回転軸線方向でギア室２４におけるロータ室２５側に位置する壁面を形成している。ロータハウジング１４の底壁１４ａは、駆動軸１６の回転軸線方向でギア室２４とロータ室２５とを隔てている。カバー部材１５は、駆動軸１６の回転軸線方向でロータ室２５と外部とを隔てている。

駆動軸１６は、ギアハウジング１３の底壁１３ａ及びロータハウジング１４の底壁１４ａを貫通している。したがって、ギアハウジング１３の底壁１３ａには、ギア室２４外に設けられる駆動源である電動モータ２２に連結されるために駆動軸１６が貫通している。従動軸１７は、ロータハウジング１４の底壁１４ａを貫通している。したがって、ロータハウジング１４の底壁１４ａには、駆動軸１６及び従動軸１７が貫通している。

ギアハウジング１３の底壁１３ａの内底面１３ｅには、駆動軸１６を回転可能に支持する第１軸受２６を収容する円孔状の第１軸受収容凹部２７が形成されている。駆動軸１６は、第１軸受収容凹部２７を貫通している。また、第１軸受収容凹部２７の底面２７ａには、駆動軸１６が貫通する円孔状の第１シール収容凹部２９が形成されている。第１シール収容凹部２９は、第１軸受収容凹部２７に連通している。

第１シール収容凹部２９内には、環状の第１シール部材２８が収容されている。したがって、第１シール部材２８は、ギアハウジング１３の底壁１３ａに設けられている。第１シール部材２８は、例えば、ゴムからなる。第１シール部材２８は、駆動軸１６が貫通するとともに駆動軸１６とギアハウジング１３の底壁１３ａとの間をシールする。第１シール部材２８は、ギア室２４とモータ室２３との間をシールする。また、駆動軸１６の回転軸線方向における第１軸受２６と第１軸受収容凹部２７の底面２７ａとの間には、環状の第１スペーサ３０が配置されている。

ロータハウジング１４の底壁１４ａの外面１４ｃには、駆動軸１６を回転可能に支持する第２軸受３１を収容する円孔状の第２軸受収容凹部３２が形成されている。駆動軸１６は、第２軸受収容凹部３２を貫通している。また、第２軸受収容凹部３２の底面３２ａには、駆動軸１６が貫通する円孔状の第２シール収容凹部３４が形成されている。第２シール収容凹部３４は、第２軸受収容凹部３２に連通している。

第２シール収容凹部３４内には、環状の第２シール部材３３が収容されている。したがって、第２シール部材３３は、ロータハウジング１４の底壁１４ａに設けられている。第２シール部材３３は、例えば、テフロン（登録商標）からなる。第２シール部材３３は、駆動軸１６が貫通するとともに駆動軸１６とロータハウジング１４の底壁１４ａとの間をシールする。第２シール部材３３は、ギア室２４とロータ室２５とをシールするシール部材である。また、駆動軸１６の回転軸線方向における第２軸受３１と第２軸受収容凹部３２の底面３２ａとの間には、環状の第２スペーサ３５が配置されている。

ロータハウジング１４の底壁１４ａの外面１４ｃには、従動軸１７を回転可能に支持する第３軸受３６を収容する円孔状の第３軸受収容凹部３７が形成されている。従動軸１７は、第３軸受収容凹部３７を貫通している。また、第３軸受収容凹部３７の底面３７ａには、従動軸１７が貫通する円孔状の第３シール収容凹部３９が形成されている。第３シール収容凹部３９は、第３軸受収容凹部３７に連通している。

第３シール収容凹部３９内には、環状の第３シール部材３８が収容されている。したがって、第３シール部材３８は、ロータハウジング１４の底壁１４ａに設けられている。第３シール部材３８は、例えば、テフロン（登録商標）からなる。第３シール部材３８は、従動軸１７が貫通するとともに従動軸１７とロータハウジング１４の底壁１４ａとの間をシールする。第３シール部材３８は、ギア室２４とロータ室２５とをシールするシール部材である。また、従動軸１７の回転軸線方向における第３軸受３６と第３軸受収容凹部３７の底面３７ａとの間には、環状の第３スペーサ４０が配置されている。

ギアハウジング１３の底壁１３ａの内底面１３ｅには、従動軸１７の一端部を回転可能に支持する第４軸受４１を収容する円孔状の第４軸受収容凹部４２が形成されている。従動軸１７の一端部は、第４軸受収容凹部４２内に配置され、第４軸受４１に回転可能に支持されている。従動軸１７の他端部は、第３軸受収容凹部３７及び第３シール収容凹部３９を貫通してロータ室２５に突出している。従動軸１７の他端部には従動ロータ２１が取り付けられており、従動軸１７の他端部は自由端になっている。よって、従動軸１７は、ハウジング１１に片持ち支持されている。

モータハウジング１２の底壁１２ａの内底面１２ｅには、駆動軸１６の一端部を回転可能に支持する第５軸受４３を収容する円筒状の軸受部４４が形成されている。駆動軸１６の一端部は、軸受部４４の内側に配置され、第５軸受４３に回転可能に支持されている。駆動軸１６の他端部は、第１シール収容凹部２９、第１軸受収容凹部２７、ギア室２４、第２軸受収容凹部３２、及び第２シール収容凹部３４を貫通してロータ室２５に突出している。駆動軸１６の他端部には駆動ロータ２０が取り付けられており、駆動軸１６の他端部は自由端になっている。よって、駆動軸１６は、ハウジング１１に片持ち支持されている。

図２に示すように、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１は、駆動軸１６及び従動軸１７の回転軸線方向に直交する断面視が二葉状（瓢箪状）に形成されている。駆動ロータ２０は、二条の山歯２０ａと、両山歯２０ａの間に形成された谷歯２０ｂと、を有している。従動ロータ２１は、二条の山歯２１ａと、両山歯２１ａの間に形成された谷歯２１ｂと、を有している。

そして、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１は、駆動ロータ２０の山歯２０ａが従動ロータ２１の谷歯２１ｂに入り込んだ後に、駆動ロータ２０の谷歯２０ｂに従動ロータ２１の山歯２１ａが入り込むことを繰り返しながらロータ室２５内を回転可能になっている。駆動ロータ２０は、図２に示す矢印Ｒ１の方向に回転し、従動ロータ２１は、図２に示す矢印Ｒ２の方向へ回転する。

ロータハウジング１４は、ロータ室２５内に水素ガスを吸入する吸入口４５と、ロータ室２５内の水素ガスを吐出する吐出口４６と、を有している。吸入口４５及び吐出口４６は、ロータハウジング１４の周壁１４ｂの外周面におけるロータ室２５を挟んで対向する位置にそれぞれ形成されている。吸入口４５及び吐出口４６は、ロータ室２５と外部とを連通する。

吸入口４５と吐出口４６とを結ぶ直線方向Ｚ１は、駆動軸１６及び従動軸１７の回転軸線ｒ１，ｒ２のそれぞれに対して垂直に交差する。本実施形態のルーツポンプ１０は、吸入口４５が重力方向における上向きに開口し、吐出口４６が重力方向における下向きに開口するように燃料電池自動車に搭載されている。したがって、吸入口４５は、ロータ室２５に対して重力方向上側に配置されるとともに、吐出口４６は、ロータ室２５に対して重力方向下側に配置されている。図２における直線方向Ｚ１は重力方向に一致している。

吸入口４５の周囲には、筒状の吸入用継手部４５ａが突設されている。吸入用継手部４５ａの内側は吸入口４５に連通している。吸入用継手部４５ａには、吸入配管４８が接続されている。そして、吸入配管４８が吸入用継手部４５ａに接続されることにより、吸入配管４８が吸入口４５に接続され、吸入配管４８から吸入される水素ガスが、吸入口４５に吸入される。水素ガスは、吸入口４５を介してロータ室２５に吸入される。吸入配管４８の内部、吸入用継手部４５ａの内部、及び吸入口４５の内部は、吸入圧領域の空間である。したがって、ロータ室２５には、吸入圧領域からの水素ガスが吸入される。

吐出口４６の周囲には、筒状の吐出用継手部４６ａが突設されている。吐出用継手部４６ａの内側は吐出口４６に連通している。吐出用継手部４６ａには、吐出配管４９が接続されている。そして、吐出配管４９が吐出用継手部４６ａに接続されることにより、吐出配管４９が吐出口４６に接続され、ロータ室２５から吐出口４６に吐出された水素ガスが吐出配管４９に吐出される。吐出口４６、吐出用継手部４６ａの内部、及び吐出配管４９の内部は、吐出圧領域の空間である。したがって、ロータ室２５は、吸入圧領域と吐出圧領域とを区画している。

図３に示すように、ルーツポンプ１０は、放出通路５０を備えている。放出通路５０は、ギア室２４の室内と吸入圧領域である吸入配管４８の内部とを繋ぐ。放出通路５０の一端は、ギア室２４の室内に連通している。放出通路５０の他端は、吸入配管４８の途中に接続されており、吸入配管４８の内部に連通している。放出通路５０の一端は、ギア室２４の室内に対して重力方向における上側の方向に連通している。具体的には、放出通路５０の一端は、ギア室２４の内周面を形成するギアハウジング１３の周壁１３ｂの内周面の重力方向における上側の方向に開口している。放出通路５０は、その一部分がギアハウジング１３の周壁１３ｂを貫通する貫通通路５０ａであり、その他の部分が貫通通路５０ａと吸入配管４８とを接続する配管５０ｂにより構成されている。したがって、ギアハウジング１３には、放出通路５０の一部分が設けられている。

放出通路５０には、弁体５１が設けられている。弁体５１は、ギア室２４から吸入配管４８の内部への一方向の流れのみを許容する。弁体５１は、ギア室２４の圧力が上昇して吸入配管４８の内部の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すると開弁する逆止弁である。つまり、この場合の「所定の圧力」とは、ギア室２４の圧力が上昇して吸入配管４８の圧力よりも高くなって互いの差圧によって弁体５１を開弁することが可能な圧力に達したときの圧力値である。

また、放出通路５０には、換気膜５２が設けられている。換気膜５２は、気体の通過を許容し、液体の通過を遮断するように構成されている。換気膜５２は、放出通路５０における弁体５１よりも吸入配管４８側に配置されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
電動モータ２２の駆動によって駆動軸１６が回転すると、互いに噛合された駆動ギア１８及び従動ギア１９のギア連結を介して従動軸１７が駆動軸１６に対して逆回転する。これにより、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１が互いに逆回転し、ルーツポンプ１０は、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１の回転によって、吸入口４５を介したロータ室２５への水素ガスの吸入、及び吐出口４６を介したロータ室２５からの水素ガスの吐出を行う。

ところで、ロータ室２５内に吸入された水素ガスが、第２シール部材３３及び第３シール部材３８を通過してギア室２４に侵入する場合がある。例えば、ルーツポンプ１０の運転初期段階において、吸入配管４８の内部の圧力の方がギア室２４の室内の圧力よりも大きいため、ロータ室２５内に吸入された水素ガスが、第２シール部材３３及び第３シール部材３８を通過してギア室２４に侵入する。すると、ギア室２４の室内の圧力が徐々に上昇していく。ここで、弁体５１は、ギア室２４の室内の圧力が上昇して吸入配管４８の内部の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達するまでは閉弁している。これにより、吸入配管４８の内部の圧力がギア室２４の室内の圧力よりも高いときに、吸入配管４８の内部から放出通路５０を介してギア室２４の室内に水素ガスが流れ込むことが回避されている。

そして、ギア室２４の内部の圧力が上昇して吸入配管４８の内部の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すると、弁体５１が開弁して、弁体５１がギア室２４から吸入配管４８の内部への一方向の流れを許容し、ギア室２４の室内の水素ガスが放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に放出される。このとき、ギア室２４の室内から放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に放出される水素ガスと共に異物や液体のオイルやオイルミストが吸入配管４８の内部に侵入してしまうことが換気膜５２によって抑制されている。そして、ギア室２４の室内の圧力が、放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に抜かれることにより、ギア室２４の室内の圧力の上昇が抑えられる。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）ルーツポンプ１０は、ギア室２４の室内と吸入配管４８の内部とを繋ぐ放出通路５０を備えている。放出通路５０には、ギア室２４から吸入配管４８の内部への一方向の流れのみを許容する弁体５１が設けられている。これによれば、ギア室２４の室内の圧力が上昇して吸入配管４８の内部の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すると、弁体５１がギア室２４から吸入配管４８の内部への一方向の流れを許容し、ギア室２４の室内の水素ガスが放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に放出される。これにより、ギア室２４の室内の圧力を、放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に抜くことができ、ギア室２４の室内の圧力の上昇を抑えることができる。その結果、ギア室２４の室内の圧力によって第２シール部材３３及び第３シール部材３８が駆動軸１６又は従動軸１７に対して過剰に押し付けられてしまうことが回避され易くなり、第２シール部材３３及び第３シール部材３８の耐久性の向上を図ることができる。

（２）放出通路５０は、ギア室２４の室内に対して重力方向における上側の方向に連通している。これによれば、例えば、放出通路５０がギア室２４の室内に対して重力方向における下側の方向に連通している場合に比べると、ギア室２４の室内に封入されているオイルが放出通路５０に流出され難く、ギア室２４の室内に封入されるオイルの量が少なくなってしまうことを抑制することができる。

（３）吸入口４５は、ロータ室２５に対して重力方向上側に配置されるとともに、吐出口４６は、ロータ室２５に対して重力方向下側に配置されている。これによれば、例えば、吸入口４５が、ロータ室２５に対して重力方向下側に配置されるとともに、吐出口４６が、ロータ室２５に対して重力方向上側に配置されている場合に比べると、ギア室２４の室内に対して重力方向における上側の方向に連通している放出通路５０を、吸入配管４８に接続し易くすることができる。

（４）弁体５１は、ギア室２４の室内の圧力が上昇して吸入配管４８の内部の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すると開弁する逆止弁である。これによれば、ギア室２４の室内の圧力が上昇して吸入配管４８の内部の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達するまでは、弁体５１が閉弁している。このため、吸入配管４８の内部の圧力がギア室２４の室内の圧力よりも高いときに、吸入配管４８の内部から放出通路５０を介してギア室２４の室内に水素ガスが流れ込むことが回避され、ギア室２４の室内の圧力が上昇してしまうことを抑制することができる。

（５）放出通路５０には、気体の通過を許容し、液体の通過を遮断する換気膜５２が設けられている。これによれば、ギア室２４の室内から放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に放出される水素ガスと共に異物や液体のオイルやオイルミストが吸入配管４８の内部に侵入してしまうことを換気膜５２によって抑制することができる。

（６）放出通路５０は、吸入口４５に接続される吸入配管４８の途中に接続されている。吸入口４５に接続される吸入配管４８は、放出通路５０が接続される吸入圧領域として好適である。また、例えば、放出通路５０を吸入用継手部４５ａに接続する場合に比べると、放出通路５０の通路長を長く確保し易くすることができる。その結果、例えば、放出通路５０を流れる水素ガスにギア室２４内に存在するオイルミストが含まれていたとしても、オイルミストが放出通路５０を通過して換気膜５２に達してしまうことを抑制することができる。その結果、オイルミストによって換気膜５２が目詰まりしてしまうことを抑制することができる。

（７）例えば、ルーツポンプ１０の駆動が停止しているような、吸入配管４８の内部の圧力が低い条件であっても、ギア室２４の室内の圧力が上昇して吸入配管４８の内部の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すれば、ギア室２４の室内の水素ガスが放出通路５０を介して吸入配管４８の内部に放出される。したがって、吸入配管４８の内部の圧力が低い条件であっても、ギア室２４の室内の圧力の上昇を抑えることができる。

（８）吸入口４５がロータ室２５に対して重力方向上側に配置されるとともに、吐出口４６がロータ室２５に対して重力方向下側に配置されているため、例えば、ロータ室２５内に水が存在している場合であっても、ロータ室２５内の水が自重によって吐出口４６を介して外部へ排出され易い。したがって、例えば、ロータ室２５内の水が凍結して氷となって、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１が氷を介してロータハウジング１４の周壁１４ｂの内周面に固着してしまい、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１がスムーズに回転しなくなってしまうことを抑制することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 実施形態において、換気膜５２が、放出通路５０における弁体５１よりもギア室２４側に配置されていてもよい。
○ 実施形態において、放出通路５０に換気膜５２が設けられていなくてもよい。

○ 実施形態において、例えば、放出通路５０がギア室２４の室内に対して重力方向における下側の方向に連通していてもよい。
○ 実施形態において、吸入口４５が、ロータ室２５に対して重力方向下側に配置されるとともに、吐出口４６が、ロータ室２５に対して重力方向上側に配置されていてもよい。

○ 実施形態において、放出通路５０が、例えば、吸入用継手部４５ａの内部に接続されていてもよい。この場合、例えば、放出通路５０が、ギアハウジング１３及びロータハウジング１４を貫通するようにハウジング１１に設けられていてもよい。要は、放出通路５０は、ギア室２４の室内と吸入圧領域とを繋ぐものであればよく、放出通路５０が繋がれる吸入圧領域は特に限定されるものではない。また、放出通路５０は、ギア室２４の室内と吸入圧領域とを繋ぐものであれば、その具体的な構成は特に限定されるものではない。

○ 実施形態において、放出通路５０が、例えば、蛇行するように延びている構成であってもよい。これによれば、例えば、放出通路５０を流れる水素ガスにギア室２４内に存在するオイルミストが含まれていたとしても、オイルミストが放出通路５０を通過して換気膜５２に達してしまうことが抑制され易くなる。その結果、オイルミストによって換気膜５２が目詰まりしてしまうことを抑制し易くすることができる。

○ 実施形態において、第１シール部材２８の耐圧力を第２シール部材３３の耐圧力及び第３シール部材３８の耐圧力よりも高くしてもよい。この場合、ギア室２４の室内の圧力が上昇してもギア室２４内の水素ガスが放出通路５０を介して吸入配管４８に放出されるため、ギア室２４からモータ室２３に流体の水素が洩れて、モータロータ２２ａのネオジム磁石と水素とが化学反応することをより抑制できる。

○ 実施形態において、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１は、駆動軸１６及び従動軸１７の回転軸線方向に直交する断面視が、例えば、三葉状であったり、四葉状であったりしてもよい。

○ 実施形態において、駆動ロータ２０及び従動ロータ２１が、例えば、ヘリカル形状であってもよい。
○ 実施形態において、例えば、エンジンを駆動源とするルーツポンプ１０であってもよい。この場合、駆動軸１６は、ギア室２４外に設けられる駆動源であるエンジンに連結されるためにギアハウジング１３の底壁１３ａを貫通している。

○ 実施形態において、ルーツポンプ１０は、燃料電池に水素ガスを供給する燃料電池用水素ポンプでなくてもよく、その他の用途で用いられるものであってもよい。要は、ロータ室２５に吸入される流体は水素ガスに限らない。

Ｇ１…ギア、ＲＴ…ロータ、１０…ルーツポンプ、１１…ハウジング、１６…駆動軸、１７…従動軸、１８…駆動ギア、１９…従動ギア、２０…駆動ロータ、２１…従動ロータ、２４…ギア室、２５…ロータ室、３３…シール部材である第２シール部材，３８…シール部材である第３シール部材、４５…吸入口、４６…吐出口、４８…吸入圧領域である吸入配管、５０…放出通路、５１…弁体、５２…換気膜。

Claims (6)

1. 駆動軸に固定された駆動ギア、及び前記駆動軸に平行に配置された従動軸に固定されて前記駆動ギアと噛合して回転する従動ギアを有するギアと、
   前記駆動ギアによって回転される駆動ロータ、及び前記従動ギアによって回転する従動ロータを有するロータと、
   前記ギアを収容するとともに前記ギアに供給されるオイルが封入されたギア室、並びに、前記ロータを収容して吸入圧領域と吐出圧領域とを区画するロータ室を有するハウジングと、
   前記ギア室と前記ロータ室とをシールするシール部材と、を備えるルーツポンプであって、
   前記ハウジングには、前記ギア室の室内と前記吸入圧領域とを繋ぐ放出通路が設けられており、
   前記放出通路には、前記ギア室から前記吸入圧領域への一方向の流れのみを許容する弁体が設けられていることを特徴とするルーツポンプ。
2. 前記放出通路は、前記ギア室の室内に対して重力方向における上側の方向に連通していることを特徴とする請求項１に記載のルーツポンプ。
3. 前記ハウジングは、前記ロータ室の室内に流体を吸入する吸入口及び前記ロータ室内の流体を吐出する吐出口を有し、
   前記吸入口は前記ロータ室に対して重力方向上側に配置されるとともに、前記吐出口は前記ロータ室に対して重力方向下側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のルーツポンプ。
4. 前記弁体は、前記ギア室の圧力が上昇して前記吸入圧領域の圧力よりも高くなって互いの差圧が所定の圧力に達すると開弁する逆止弁であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のルーツポンプ。
5. 前記放出通路には、気体の通過を許容し、液体の通過を遮断する換気膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のルーツポンプ。
6. 前記放出通路は、前記吸入口に接続される吸入配管の途中に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のルーツポンプ。

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