JP2522358Y2 - 機械駆動式過給機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は駆動方式としてエンジンの出力軸から取り出
した動力により駆動させるようにしてエンジンへの過給
圧を発生させるようにする機械駆動式過給機に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来のこの種機械駆動式過給機としては、第４図に示
す如く、雄ロータ２と雌ロータ３を平行に配してかみ合
わせてケーシング１内に配置し、各ロータ2,3の軸の両
端をケーシング１に軸受4a,4b,5a,5bを介して回転自在
に支持させ、吸入口６から取り入れた空気を上記雄ロー
タ２と雌ロータ３との間に吸入して圧縮した後、吐出口
７から吐出させるようにし、又、上記雄ロータ２と雌ロ
ータ３に駆動力を伝える機械駆動部８として、上記両ロ
ータ２と３の各一方の軸端部に取り付けて噛合させたタ
イミングギヤ9,10と、上記雄ロータ２の一方の軸端と入
力軸13にそれぞれ取り付けて噛合させた増速ギヤ11,12
とをギヤケーシング14内に備えた構成とし、上記入力軸
13の他端側にプーリ15を取り付けて、エンジンの出力軸
から取り出される動力をベルト16、プーリ15を介して入
力軸13に伝達させることにより増速ギヤ11,12、タイミ
ングギヤ9,10を作動させて雄ロータ２と雌ロータ３とを
所定の比率の回転数で回転させるようにしたスクリュー
型機械駆動式過給機が知られている。17は上記入力軸13
とプーリ15側とを連結したり、切り離したりするための
クラッチである。

上記増速ギヤ11,12、タイミングギヤ9,10には、平歯
車を用いると、振動音が高くなるので、音を小さくする
ためにヘリカルギヤが使用されているが、ヘリカルギヤ
を使用すると、伝動が円滑で振動音が少なく且つ大きな
力を伝えることができる反面、スラストが軸方向に生じ
る。一方、雄ロータ２と雌ロータ３には、両者間に吸入
された空気を圧縮して吐出側へ送るとき、圧縮空気によ
るガス力E,Fがスラスト荷重として矢印の方向に生じる
が、このガス力E,Fは、直径、歯数の違い等により雄ロ
ータ２に作用するガス力Ｅの方が雌ロータ３に作用する
ガス力Ｆよりも大となるように設計されている。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、雄ロータ２と雌ロータ３との回転数比は、
たとえば、5:3の如く、雄ロータ２の回転数の方が大と
なるようにしてあるため、通常の運転においては、回転
数大となる雄ロータ２に大きなガス力Ｅがスラスト荷重
として作用することから、雄ロータ２の軸受4a,4bには
大きなスラスト荷重がかかることになり、軸受4a,4bの
寿命短縮の原因となっている。

そこで、本考案は、回転数大の雄ロータの軸受に作用
するガス力と、スラスト方向ギヤ力の合力を小さくなる
ようにして軸受の寿命延長、耐久性の向上を図るように
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記課題を解決するために、ケーシング内
に、雄ロータと雌ロータの２本のロータをかみ合わせて
並列に配置して、両ロータの軸両端を軸受にて回転自在
に支持させ、上記雄ロータの一端側の軸上にタイミング
ギヤを取り付け、一方、上記雌ロータの一端側の軸上に
タイミングギヤと増速ギヤを取り付けて、雄ロータの軸
上のタイミングギヤと雌ロータの軸上のタイミングギヤ
とを噛合させると共に、入力軸に取り付けた増速ギヤを
上記雌ロータの軸上の増速ギヤと噛合させ、エンジンか
らの動力を増速ギヤ、タイミングギヤに伝達させること
により雌ロータを駆動させてから雄ロータを駆動させる
ようにして、吸入口から取り入れた空気を両ロータで圧
縮し吐出口から吐出させてエンジンに過給させるように
し、且つ上記雄ロータの軸上のタイミングギヤに、該タ
イミングギヤの回転中のギヤ力が両ロータで圧縮されて
吐出口側へ送られる圧縮空気により雄ロータに作用する
ガス力によるスラスト荷重の方向とは逆の方向へ作用す
るようなギヤねじれ方向としたヘリカルギヤを用い、
又、上記雄ロータの軸上のタイミングギヤと噛合する雌
ロータの軸上のタイミングギヤには、該タイミングギヤ
の回転中のギヤ力が上記両ロータで圧縮されて吐出口側
へ送られる圧縮空気により雌ロータに作用するガス力に
よるスラスト荷重の方向と同じ方向に作用するようなギ
ヤねじれ方向としたヘリカルギヤを用い、更に、上記雌
ロータの軸上の増速ギヤには、同軸上のタイミングギヤ
の回転中のギヤ力とは逆方向にギヤ力が作用するような
ギヤねじれ方向としたヘリカルギヤを用い、上記雌ロー
タの軸上の増速ギヤと噛合する増速ギヤには、該雌ロー
タの軸上の増速ギヤのギヤ力が作用する方向とは逆方向
にギヤ力が作用するようなギヤねじれ方向としたヘリカ
ルギヤを用いてなる構成とする。

上記タイミングギヤや増速ギヤのねじれ角の最大角度
は、雄ロータ及び雌ロータに作用するガス力によるスラ
スト荷重が最大のときを予想して設定するようにする。

［作用］ エンジンからの動力を増速ギヤに伝えると、タイミン
グギヤでタイミングがとられて雄ロータと雌ロータが所
定の回転数比で回転させられるが、高速回転する雄ロー
タの軸上のタイミングギヤは、回転中のギヤ力の方向が
雄ロータに作用するガス力によるスラスト荷重の方向と
は逆向きとなるようにギヤねじれ方向が定めてあるの
で、上記雄ロータに作用するガス力と、スラスト方向ギ
ヤ力による、スラスト荷重の合力を小さくすることがで
きる。しかも、雄ロータの軸上には増速ギヤがなく、該
増速ギヤのギヤ力が雄ロータに作用することがないよう
にしてあるので、雄ロータに作用するスラスト荷重を該
雄ロータ軸上のタイミングギヤのギヤ力により大きく低
減させることができる。これにより高速回転する雄ロー
タの軸受の寿命を延長させることが可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

第１図及び第２図は本考案の一実施例を示すもので、
第４図に示した従来の機械駆動式過給機と同様に、ケー
シング１内に雄ロータ２と雌ロータ３とを並列に配置し
て、両ロータ2,3の各軸端を軸受4a,4b,5a,5bにて回転自
在に支持させ、且つ上記雄ロータ２と雌ロータ３に入力
軸13の回転数を増速して伝えるようにする増速ギヤ11,1
2と、上記雄ロータ２と雌ロータ３を所定の比率で回転
させるようにするタイミングギヤ9,10とを、ギヤケーシ
ング14内に備えた構成において、第１図に示す如く、雌
ロータ３の軸3a上にタイミングギヤ10と増速ギヤ11を取
り付けて雌ロータ３を駆動側とし、且つ雄ロータ２の軸
2a上のタイミングギヤ９に、該タイミングギヤ９の回転
中のギヤ力Ａの方向が図示の如く雄ロータ２に作用する
ガス力Ｅによるスラスト荷重の方向とは逆方向となるよ
うなギヤねじれ方向としたヘリカルギヤを使用し、又、
雌ロータ３の軸3a上のタイミングギヤ10には、これと噛
合する雄ロータ２側のタイミングギヤ９のギヤねじれ方
向とは逆となるようにして、回転中のギヤ力Ｂの方向が
雌ロータ３に作用するガス力Ｆによるスラスト荷重の方
向と同じとなるようなギヤねじれ方向としたヘリカルギ
ヤを使用し、更に、タイミングギヤ10と同軸の増速ギヤ
11には、回転中のギヤ力Ｃの方向が上記タイミングギヤ
10のギヤ力Ｂの方向とは逆になるようなギヤねじれ方向
にしたヘリカルギヤを使用して、入力軸13上のヘリカル
ギヤからなる増速ギヤ12と噛合させるようにし、該増速
ギヤ12の回転中のギヤ力Ｄの方向がタイミングギヤ９の
ギヤ力Ａの方向とは逆となるようにしてある。

入力軸13にエンジンからの動力が伝えられて入力軸13
が回転すると、入力軸13の回転数は増速ギヤ11,12で増
速された後、タイミングギヤ9,10を介して雄ロータ２と
雌ロータ３に伝えられ、両ロータ2,3が所定の回転数で
回転させられる。

雄ロータ２と雌ロータ３の回転により吸入口から吸入
された空気が圧縮されると、圧縮空気によるガス力E,F
が図示の如く両ロータ2,3の軸受4a,4b,5a,5bにスラスト
荷重として作用するが、雄ロータ２に作用するガス力Ｅ
の方が雌ロータ３に作用するそれよりも大となるように
設計されているので、雄ロータ２の軸受4a,4bには大き
なスラスト荷重が作用することになる。しかも、雄ロー
タ２は雌ロータ３よりも高速回転させられているので、
このままの状態では雄ロータ２の軸受4a,4bの寿命が短
縮されることになるが、本考案では、雄ロータ２の軸2a
上のタイミングギヤ９のギヤねじれ方向が、該タイミン
グギヤ９の回転中のギヤ力Ａが上記雄ロータ２に作用す
るガス力Ｅの方向とは逆の方向となるように決めてある
ので、タイミングギヤ９の回転中のギヤ力Ａがガス力Ｅ
を打ち消すように働いて該ガス力Ｅを小さくすることが
でき、雄ロータ２の軸受4a,4bのスラスト荷重を低減さ
せることができて、該軸受4a,4bの寿命延長を図ること
が可能となる。一方、雌ロータ３側では、軸3a上のタイ
ミングギヤ10の回転中のギヤ力Ｂの方向と同軸3a上の増
速ギヤ11の回転中のギヤ力の方向とが互に逆になるよう
に該タイミングギヤ10と増速ギヤ11の各ギヤねじれ方向
が決めてあることから、タイミングギヤ10の回転中のギ
ヤ力Ｂと増速ギヤ11の回転中のギヤ力Ｃによるスラスト
荷重が打ち消し合うので、雌ロータ３の軸受5a,5bにか
かるスラスト荷重の合力が小さくなり、軸受5a,5bは耐
久性を維持することができる。

上記タイミングギヤ9,10及び増速ギヤ11,12の各回転
中のギヤ力A,B及びC,Dの大きさは、各ギヤねじれ方向の
角度を変えることにより調節でき、大きなギヤ力による
スラスト力を生じさせようとするときは、ギヤねじれ角
を大きくすればよく、雄ロータ２の軸2a上のタイミング
ギヤ９のギヤ力Ａを大きくするようにすれば、大きいガ
ス力Ｅを打ち消すことができて、軸受4a,4bに作用する
スラスト荷重を大幅に低減できることになる。

又、第３図は本考案の別の実施例を示すもので、第１
図及び第２図に示す実施例と同様な構成としたものにお
いて、雌ロータ３の吸入口６側の軸受5bにシール付軸受
5cを用い、且つ雄ロータ２の吸入口６側の軸2aの径を小
さくして軸受4bにシール付軸受4cを用いたものである。
ロータ軸に作用するスラスト荷重を小さくできるので軸
径を小さくできる。

この実施例によると、別体のメカニカルオイルシール
が不要となって、コストダウンを図ることができる。特
に、雄ロータ２側では、軸径を大きくすると周速が大き
くなるので、高周速でも使用可能なメカニカルシールを
使用することになるが、高価となる問題がある。そこ
で、軸径を小さくして周速を遅くすることによりリップ
シール付軸受の使用が可能となる。

［考案の効果］ 以上述べた如く、本考案の機械駆動式過給機によれ
ば、ケーシング内に、雄ロータと雌ロータの２本のロー
タをかみ合わせて並列に配置して、両ロータの軸両端を
軸受にて回転自在に支持させ、上記雄ロータの一端側の
軸上にタイミングギヤを取り付け、一方、上記雌ロータ
の一端側の軸上にタイミングギヤと増速ギヤを取り付け
て、雄ロータの軸上のタイミングギヤと雌ロータの軸上
のタイミングギヤとを噛合させると共に、入力軸に取り
付けた増速ギヤを上記雌ロータの軸上の増速ギヤと噛合
させ、エンジンからの動力を増速ギヤ、タイミングギヤ
に伝達させることにより雌ロータを駆動させてから雄ロ
ータを駆動させるようにして、吸入口から取り入れた空
気を両ロータで圧縮し吐出口から吐出させてエンジンに
過給させるようにし、且つ上記雄ロータの軸上のタイミ
ングギヤに、該タイミングギヤの回転中のギヤ力が両ロ
ータで圧縮されて吐出口側へ送られる圧縮空気により雄
ロータに作用するガス力によるスラスト荷重の方向とは
逆の方向へ作用するようなギヤねじれ方向としたヘリカ
ルギヤを用い、高速回転する雄ロータに作用するガス力
によるスラスト荷重をタイミングギヤの回転中のギヤ力
で打ち消すことができるようにし、しかもこの際、増速
ギヤのギヤ力が雄ロータに作用することがないようにし
てあるので、特に回転数の高い雄ロータに作用する大き
なガス力をタイミングギヤのギヤ力で低減させることが
できて、雄ロータの軸受に作用するスラスト荷重を低減
でき、これにより当該軸受の寿命延長と耐久性の向上を
図ることができるという優れた効果が奏し得られ、又、
雌ロータを駆動側として、その軸上のタイミングギヤと
増速ギヤの各回転中のギヤ力の方向が互に逆になるよう
にして両者のギヤ力が打ち消し合うようにすることによ
り、雌ロータの軸受へのスラスト荷重にギヤ力が加重さ
れることがなくなる。又、各ロータの吸入口側の軸受に
シール付軸受を使用することにより別体のメカニカルオ
イルシールが不要となり、コストダウンが図れる、等の
優れた効果も奏し得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の機械駆動式過給機の一実施例を示す切
断平面図、第２図は第１図におけるスラスト力の方向を
示す概要図、第３図は本考案の別の実施例を示す概要
図、第４図は従来の機械駆動式過給機の切断平面図であ
る。 １……ケーシング、２……雄ロータ、2a……軸、３……
雌ロータ、3a……軸、4a,4b,5a,5b……軸受、６……吸
入口、７……吐出口、9,10……タイミングギヤ、11,12
……増速ギヤ、13……入力軸、A,B,C,D……ギヤ力、E,F
……ガス力。

フロントページの続き (72)考案者 後藤 剛 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−105584（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−19090（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング内に、雄ロータと雌ロータの２
   本のロータをかみ合わせて並列に配置して、両ロータの
   軸両端を軸受にて回転自在に支持させ、上記雄ロータの
   一端側の軸上にタイミングギヤを取り付け、一方、上記
   雌ロータの一端側の軸上にタイミングギヤと増速ギヤを
   取り付けて、雄ロータの軸上のタイミングギヤと雌ロー
   タの軸上のタイミングギヤとを噛合させると共に、入力
   軸に取り付けた増速ギヤを上記雌ロータの軸上の増速ギ
   ヤと噛合させ、エンジンからの動力を増速ギヤ、タイミ
   ングギヤに伝達させることにより雌ロータを駆動させて
   から雄ロータを駆動させるようにして、吸入口から取り
   入れた空気を両ロータで圧縮し吐出口から吐出させてエ
   ンジンに過給させるようにし、且つ上記雄ロータの軸上
   のタイミングギヤに、該タイミングギヤの回転中のギヤ
   力が両ロータで圧縮されて吐出口側へ送られる圧縮空気
   により雄ロータに作用するガス力によるスラスト荷重の
   方向とは逆の方向へ作用するようなギヤねじれ方向とし
   たヘリカルギヤを用い、又、上記雄ロータの軸上のタイ
   ミングギヤと噛合する雌ロータの軸上のタイミングギヤ
   には、該タイミングギヤの回転中のギヤ力が上記両ロー
   タで圧縮されて吐出口側へ送られる圧縮空気により雌ロ
   ータに作用するガス力によるスラスト荷重の方向と同じ
   方向に作用するようなギヤねじれ方向としたヘリカルギ
   ヤを用い、更に、上記雌ロータの軸上の増速ギヤには、
   同軸上のタイミングギヤの回転中のギヤ力とは逆方向に
   ギヤ力が作用するようなギヤねじれ方向としたヘリカル
   ギヤを用い、上記雌ロータの軸上の増速ギヤと噛合する
   増速ギヤには、該雌ロータの軸上の増速ギヤのギヤ力が
   作用する方向とは逆方向にギヤ力が作用するようなギヤ
   ねじれ方向としたヘリカルギヤを用いてなることを特徴
   とする機械駆動式過給機。