JP5225660B2 - スクリュ圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は，潤滑油の油溜まりを備えるギヤ室を有し，エンジンやモータなどの駆動源より前記ギヤ室に臨む主軸に出力された回転駆動力を変速して回転機等の作業機本体に伝動する変速装置を備え，この変速装置により圧縮機あるいは送風機，減速機等前記回転機等の作業機本体を駆動する作業機における前記潤滑油の圧送機構及びこの潤滑油の圧送機構を有する作業機としてのスクリュ圧縮機に関する。

作業機，例えば，スクリュ圧縮機，より具体的な例として，圧縮作用空間に潤滑，冷却，密封のための潤滑油や冷却水の供給を行わない，所謂「オイルフリー」型のスクリュ圧縮機にあっては，両スクリュロータが接触することなく僅かな間隔を介して回転するように，両スクリュロータの回転タイミングを規制するタイミングギヤを設けると共に，エンジンやモータ等の駆動源が出力した回転駆動力を変速装置を介してロータ軸に入力することでスクリュロータを高速回転し，効率的な圧縮を行うことができるように構成されている。

このように，変速装置やタイミングギヤを備えたオイルフリー型のスクリュ圧縮機にあっては，変速装置に設けた駆動ギヤや従動ギヤの組合せにより構成される変速歯車機構や，前述のタイミングギヤを潤滑するために，変速装置のケーシング内に形成されたギヤ室内に所定の深さ迄潤滑油を貯留して油溜まりを形成し，この油溜まり内に変速歯車機構を構成するいずれかのギヤの一部が浸漬するように配置することで，このギヤの回転によってギヤ室内に油溜まりの潤滑油を拡散し，この拡散された潤滑油によって，ギヤ室内に収容された各ギヤに対して潤滑油を供給することができるように構成されている。

ところで，タンク内にセメント等の粉体を充填して輸送する粉体輸送車では，タンク内に充填された粉体を取り出す際に，タンク内や粉体排出管内に圧縮空気を導入してタンク内に供給された圧縮空気は粉体を分散させ、粉体排出配管内に供給された圧縮空気はエゼクタにより粉体を吸引しこの圧縮空気と共に粉体を圧送し，タンクの排出口を介して粉体を取り出すことが行われており，このような粉体の取り出しに際しては，油分を含まない圧縮気体をタンク内に供給する必要があることから，このような粉体輸送車に前述したオイルフリースクリュ圧縮機を搭載し，例えばエンジンのＰ．Ｔ．Ｏ軸を介して出力された回転駆動力によってこの圧縮機を駆動して圧縮空気を得ることが行われている。

このように粉体輸送車に車載されたオイルフリースクリュ圧縮機では，前述のようにタンク内に充填された粉体を取り出すための圧縮空気をタンク内や粉体排出管内に導入するために使用されるものであるため，その連続作動時間は，タンク内の粉体を取り出すために必要とされる，２０分程度の比較的短い時間である。

そのため，このような用途で使用されるスクリュ圧縮機にあっては，変速装置のギヤ室内に貯留された潤滑油は冷却が必要となる程に温度が上昇せず，これを冷却するための構造や，冷却のために循環させる構造を設けていないものも存在する。

しかし，このような車載式のオイルフリースクリュ圧縮機においても，例えばタンクを大型化したり，例えば１台の牽引車で複数のタンクを牽引する場合のように，タンク内の粉体の取り出しに際し，より長時間にわたり圧縮機の連続運転が必要となる状態も生じており，その結果，このような用途において使用するスクリュ圧縮機においても，潤滑油をオイルクーラを備えた潤滑油の循環系を設け，変速装置のギヤ室に貯留された潤滑油の冷却を行えるようにすることも要望されている。

このような潤滑油の循環を可能とするためには，循環系内に，潤滑油の流れを生じさせるオイルポンプを設ける必要があり，従来のオイルフリースクリュ圧縮機にあっても，独自の駆動源を必要とせず，変速装置に入力されたエンジンやモータ等の駆動源からの回転駆動力によってオイルポンプが併せて作動するように構成するのが一般的である。

一例として，図６に示す例にあっては，変速装置５のケーシング５０内に駆動側増速ギヤシャフト９１を軸受で支承し，このシャフト９１の一端にカップリングを介して駆動源の出力軸９２を連結すると共に，シャフト９１の他端に，前記駆動側増速ギヤ９３が収容された室とは別に設けられた室内でオイルポンプ用駆動ギヤ９４を取り付け，前記室内でオイルポンプ９０の入力軸９５に連結されたオイルポンプ用従動ギヤ９６を前記オイルポンプ用駆動ギヤ９４と噛合させて，変速装置のケーシング５０に取り付けたオイルポンプ９０を駆動可能としている（特許文献１の第３図）。

なお，以上のように変速装置５内に設けたオイルポンプ駆動用ギヤ９４によってオイルポンプ９０を駆動する構成とした場合，変速装置５のギヤ室５１内に収容する部品点数が多く，変速装置５の内部構造が複雑になり，また，ギヤ室５１内の空間を広く確保する必要がありケーシング５０が大型化することから，図７に示すように変速装置５のケーシング５０に圧縮機本体３の駆動源であるモータＭを固定し，このモータＭの出力軸９２に駆動側増速ギヤ９３を固定すると共に，駆動側増速ギヤ９３のボスにオイルポンプ駆動用のギヤ９４を直接取り付けて，変速装置５の簡略化と小型化を図ったものがある（特許文献１の第１図参照）。

また，前記構成にあっては，変速装置５内にオイルポンプ駆動用ギヤ９４と，オイルポンプ９０の入力軸９５に固着されたオイルポンプ用従動ギヤ９６が必要であると共に，駆動側増速ギヤ９３とオイルポンプ９０の軸線を段違いに配置する必要があり，これにより圧縮機本体３の配置が制約されていることに鑑み，図８に示すように駆動側増速ギヤ９３のシャフト９１に直接，オイルポンプ９０の入力軸９５を連結して，さらなる部品点数の減少による変速装置５の小型化と圧縮機本体３の取付位置の自由度を向上することも提案されている（特許文献２の図６参照）。

この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。
実願昭６３−１２３４３８号（実開平２−４４１４６号）のマイクロフィルム 特開２００２−２９５３８３号公報

図７，８を参照して説明した構成にあっては，図６を参照して説明した従来技術の構成に比較してギヤや軸受等の，変速装置５内に収容する部品点数を減少させることができ，変速装置５の小型化が可能であると共に，このような部品点数の減少とこれに伴う組み立て工数の減少によって製造コストの低減を実現することも可能である。

しかし，前述した従来の構成においては，いずれも変速装置５のケーシング５０にオイルポンプ９０を外付けすることを前提とするものであるために，変速装置５のケーシング５０内に収容するオイルポンプ駆動用のギヤ数を減少することによって変速装置５自体の若干の小型化を行うことができたとしても，この変速装置５のケーシング５０には，依然として外付けされたオイルポンプ９０が突設されていることから，このオイルポンプ９０の存在により，このような変速装置５を備えたスクリュ圧縮機全体の小型化が困難となっている。

しかも，変速装置５の外側には，このオイルポンプ９０を配置するための空間を確保する必要があり，且つ，メンテナンス等に際してオイルポンプ９０の取り外し等を行うことができるように，オイルポンプ９０の周囲に他部材を配置しない設計とする必要があり，その結果，スクリュ圧縮機を構成する他の構成部材のレイアウトにも制約が生じ，スクリュ圧縮機全体における設計の自由度も低下する。

さらに，このように変速装置５のケーシング５０外側に突出したオイルポンプ９０を介して潤滑油の循環が行われるために，潤滑油の流路となる配管の一部が変速装置５のケーシング５０外でこのオイルポンプ９０に連結されることとなる。そのため，配管の破損や経時劣化，接続部の緩みが生じたり，これに基づくオイル漏れが生じるおそれもある。

特に，このようなスクリュ圧縮機が前述した粉体輸送車用に使用される等，車載される場合には，配置スペースに対するより一層の制約があり，この点からもオイルポンプが突出する前記従来技術の構成は好ましくないだけでなく，走行時にタイヤ等が跳ね上げられた石がぶつかる等して配管，更にはオイルポンプ９０自体を破損してしまうおそれがある。

一方，このような破損等を防止するために，オイルポンプや配管部分をカバーで覆う等して保護すれば，更なる部品点数の増加と装置の大型化を招く。

なお，前述のように変速装置５に設けた潤滑油の循環系内にオイルクーラを設ける場合，このオイルクーラは冷却風との熱交換によって内部を通過する潤滑油を冷却するものであるために，オイルクーラに対して冷却風を導入するための冷却ファンが必要となる。そのため，この冷却ファンの存在によってもスクリュ圧縮機の全体構造が大型化する。

以上説明したように，潤滑油の循環系を備えた従来のスクリュ圧縮機の構成にあっては，変速装置５のケーシング５０に外付けされたオイルポンプ９０の存在により，装置全体が大型化したり，オイルポンプ９０や配管の破損や緩み，これに伴うオイル漏れのおそれがあるものとなっており，変速装置のケーシング５０より突出するオイルポンプ９０の存在は，特に設置スペースの制約があり，石等との衝突によって破損する場合がある車載型に特に適していない。

一方，前記構成の変速装置５において，外付けされているオイルポンプ９０をそのまま変速装置５のケーシング５０内に収容する構成とすれば，石等の衝突による破損等といった問題については解消できるかもしれないが，変速装置５のケーシング５０が大型化して結局装置全体の大型化を招くと共に，変速装置５のケーシング内に収容されたオイルポンプ９０はメンテナンスが困難となる。

しかも，外付けされていたポンプをそのままケーシング５０内に収容しようとすれば，変速装置の大幅な設計変更を伴う。

そこで本発明は，上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり，比較的簡単な構成によりスクリュ圧縮機の変速装置自体にオイルポンプの機能を内蔵することにより，変速装置のケーシングにオイルポンプを突設することなく，しかも変速装置の大型化を伴うことなしに，全体として小型化が可能であると共に，オイルポンプによる制約がなく設計の自由度が増し，更に製造工数の減少により製造コストの低減と，装置構成が簡略化，小型化されたスクリュ圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明のスクリュ圧縮機１は，シリンダ３１内に噛合回転可能に収容されたオス，メス一対のスクリュロータ３２を備えた圧縮機本体３と，駆動ギヤ５３及び従動ギヤ５４〜５６並びにタイミングギヤ３７（３７）から成る変速歯車機構を収容するギヤ室５１（，５２）内に潤滑油の油溜まりを備え，主軸５７に入力された回転駆動力を前記変速歯車機構を介して変速して，前記圧縮機本体のスクリュロータ３２のロータ軸に伝動する変速装置を備えたスクリュ圧縮機１において，前記変速装置５のギヤ室５１（及び又はギヤ室５２）内の油溜まりに形成した加圧室６２内に，該加圧室内に開口する吐出ポート６７方向に噛合回転する，前記変速装置５の前記変速歯車機構を構成するいずれかのギヤと噛合回転するポンプギヤ６１から成る圧送機構９を設け，
前記圧送機構９によって吐出された潤滑油を冷却するオイルクーラ７は，これを前記圧縮機本体３の吸入口３８の近傍，例えば，吸入口からの吸入による被圧縮気体の流路中の，例えば吸入口３８の前面，すなわち，吸入方向後方に配置したことを特徴とする（請求項１）。

前記構成のスクリュ圧縮機１において，前記変速歯車機構を構成するギヤのうち前記ポンプギヤ６１と噛合するギヤは，前記変速装置５の前記主軸５７に設けられた作業機本体を駆動する駆動ギヤ５３とすることが好ましい（請求項２）。

更に，前記構成のスクリュ圧縮機１において，実施形態として，前記変速装置５のギヤ室５１（及び又はギヤ室５２）内の前記油溜まりの油面下において，前記変速歯車機構を構成するギヤ５３〜５６及びタイミングギヤ３７（３７）のうち前記ポンプギヤ６１と噛合するギヤ（図示の例では「駆動ギヤ５３」）と前記ポンプギヤ６１との噛合位置ｅから前記噛合位置ｅに至る前記両ギヤ５３，６１の回転方向前方において前記両ギヤ５３，６１の歯先外周に対峙する歯先側内壁６５で形成する歯先シール部６５ａ，６５ｂ及び，該両歯先シール部６５ａ，６５ｂ間に形成される中間シール部６５ｃ並びに前記両ギヤ５３，６１の両側面に平行に設けられた側壁６３，６４により加圧室６２を形成し，かつ，該加圧室は，それぞれ前記油溜まりの油面下において前記両ギヤ５３，６１の前記歯先外周及び側面に対して可及的に微小な回転許容間隔を介して配置されて加圧空間６６を形成すると共に，該加圧空間６６を成す前記加圧室６２の，例えば，前記側壁６４（又は６３）に吐出ポート６７を形成するものとしても良い（請求項３）。

なお，前記スクリュ圧縮機によって吐出された潤滑油が通る流路（図示の例において「導入流路８１」，「回収流路８２」）を前記変速装置５のケーシング５０及び前記圧縮機本体３のケーシング３０の肉厚内に形成することが好ましい（請求項４）。

以上で説明した本発明の構成により，本発明の潤滑油の圧送機構及び該圧送機構９を有するスクリュ圧縮機によれば，ポンプギヤ６１という単一部品を変速装置５のギヤ室５１内に追加して圧送機構９を形成することで，変速装置５にオイルポンプの機能を持たせたことにより，従来技術として説明したように変速装置５にオイルポンプを外付けで設ける必要がなく，装置の全体構成をコンパクト化でき，しかもオイルポンプを内蔵することによる変速装置自体の大型化も生じない作業機，例えば，スクリュ圧縮機１を提供することができた。

この圧送機構９の構成は，前記ポンプギヤ６１の追加と，ギヤ室５１内に加圧室６２及び吐出ポート６７を形成することにより比較的簡単に構成することができるため，変速装置５のギヤ室５１内に対する複雑な加工を行う必要がなく，かつ，ギヤ室５１内の空間を大幅に拡張する必要がない。

さらに，変速装置５のケーシング５０外にオイルポンプが突設されていないことから，この変速装置５を備えたスクリュ圧縮機１を車載等した場合であっても石等が衝突することによるポンプの破損等を防止することができた。

また，変速装置５内に圧送機構９が構成されていることから，圧送機構９によって吐出される潤滑油が流れる流路８１，８２を，機外に露出した配管を伴うことなく変速装置５のケーシング５０や圧縮機本体３のケーシング３０の肉厚内に直接形成することができ，これにより外部配管として設けていた従来の潤滑油の流路のように破損や劣化，連結部の緩み，及びこれに伴うオイル漏れ等を好適に防止することができた。

ポンプギヤ６１と噛合させるギヤを，主軸５７に設けられる，比較的大径の駆動ギヤ５３とすることで，変速歯車機構を構成するその他のギヤを潤滑油の油溜まり内に没した状態で回転させる必要がなく，複数のギヤを潤滑油内で回転させることにより生じる動力損出を低減することができた。

さらに，前記潤滑油の流路中８１，８２に設けたオイルクーラ７を圧縮機本体３の吸入口３８に導入される被圧縮気体の流路中に設けた場合には，吸入口３８に導入される外気がオイルクーラ７内を通過し，この外気との熱交換により潤滑油の冷却が行われることから，オイルクーラ７に冷却風を導入するための冷却ファンを別途設ける必要がなく，更なる装置の小型化が可能であった。

次に本発明の実施例を，添付図面を参照しながら以下に説明する。

〔スクリュ圧縮機の全体構成〕
図１中の１は，本発明のスクリュ圧縮機であり，このスクリュ圧縮機１は，図示せざるエンジンやモータ等の駆動源より入力された回転駆動力を変速，ここでは増速して圧縮機本体３に伝動する変速装置５と，この変速装置５を介して入力された回転駆動力によって駆動される圧縮機本体３によって構成されている。

〔圧縮機本体〕
図示の実施形態において，後述する変速装置５を介して入力された駆動源からの回転駆動力によって駆動される圧縮機本体３は，潤滑，冷却，密封のための潤滑油や水を圧縮作用空間に供給しない，所謂「オイルフリー型」のスクリュ圧縮機本体３であり，この圧縮機本体３は，圧縮機本体３のケーシング内に形成されたシリンダ３１内に，オス，メス一対のスクリュロータ３２を噛み合い回転可能に収容している。

なお，図１において，他方のスクリュロータは，図中に表れているスクリュロータ３２の背面に重なる位置にあり，紙面上には現れていない（以下で説明するロータ軸３２１，３２２，タイミングギヤ３７についても同様；以下，単に，一の符号のみで表記する）。

この圧縮機本体３のケーシング３０内に形成されたシリンダ３１は，吸入側端部を開口する一方，吐出側端部を端面３３によって閉塞されており，この吐出側端面３３を貫通して一対の軸孔を形成し，該軸孔内に形成された軸受３４に，前記一対のスクリュロータ３２の吐出側ロータ軸３２１を回転可能に軸支している。

一方，開放端として形成された前記シリンダ３１の吸入側端部は，軸孔が形成された端板３５によって被蓋されており，この軸孔内に形成された軸受３６にスクリュロータ３２の吸入側ロータ軸３２２を回転可能に支承した状態で，前記端板３５でシリンダ３１の吸入側端部を被蓋するように構成されている。

前述した圧縮機本体３が，圧縮作用空間に潤滑，冷却，密封のための潤滑油の供給を行わないオイルフリー型のスクリュ圧縮機である本実施形態にあっては，シリンダ３１の吐出側の端面３３を貫通して突設されたスクリュロータ３２の吐出側ロータ軸３２１のそれぞれに，相互に噛合して回転する１組のタイミングギヤ３７が取り付けられている。

従って，このタイミングギヤ３７により規制されて両スクリュロータ３２が所定の回転タイミングで回転することで，オス，メスのスクリュロータ３２を接触させることなく所定の微小な間隔を介して回転させることができるようになっている。

このようにして，シリンダ３１の吐出側端面３３を貫通して突設された前記ロータ軸３２１のいずれか一方は，後述する変速装置５のギヤ室（変速ギヤ室）５１内に延設されていると共に，このロータ軸３２１にはギヤ室５１内に収容された従動ギヤ（最終従動ギヤ）５６が取り付けられて，この変速装置５に対するエンジンやモータ等の図示せざる駆動源からの回転駆動力が入力されることで，オス・メス一対のスクリュロータ３２を噛み合い回転させることができるように構成されている。

なお，図１中において符号３８ａは，圧縮機本体３の吸入口３８（図３参照）に連通した吸入通路であり，この吸入通路３８ａは，シリンダ３１内において前記一対のスクリュロータ３２の噛み合いによって形成される，閉じ込み前の圧縮作用空間に連通しており，前記一対のスクリュロータ３２が噛み合い状態で回転することにより，前記吸入通路３８ａ及び吸入口３８を介して吸入された被圧縮気体（本実施例では空気）が吸入されて圧縮されるように構成されている。

また，図１中の符号３９ａは吐出流路であり，前記一対のスクリュロータ３２の噛み合い回転によって圧縮された被圧縮気体がこの吐出流路３９ａに吐出されると共に，吐出口３９（図３参照）を介して図示せざる消費側に供給される。

〔変速装置〕
変速装置の全体構造
モータやエンジン等の図示せざる駆動源からの回転駆動力を前述した圧縮機本体３のロータ軸３２１に伝動する変速装置５は，ケーシング５０内に形成されたギヤ室５１内に，駆動ギヤと従動ギヤの組合せによって構成された変速歯車機構を備えており，本実施形態にあっては，主軸５７に与えられた回転駆動力によってこの主軸５７に取り付けられた駆動ギヤ５３を回転すると共に，この駆動ギヤの回転が増速して伝動される従動ギヤ５４，５６を備えた増速装置として構成されている。

前述のように，オイルフリー型のスクリュ圧縮機本体３を備えた本実施形態のスクリュ圧縮機１にあっては，この変速装置５のケーシング５０に，図１に示すように断面において前記圧縮機本体３側に向かって開口するコ字状の空間を形成し，この断面コ字状の空間内にロータ軸３２１に取り付けられたタイミングギヤ３７が収容されるように，前記開口縁部を圧縮機本体３のケーシング３０に接合してギヤ室（タイミングギヤ室）５２を形成すると共に，前記タイミングギヤ室５２と中仕切５９を介して区画された変速ギヤ室５１を備えている。

前述の中仕切５９は，図１に示す実施形態において少なくとも紙面下方側において前記タイミングギヤ室５２と変速ギヤ室５１を連通する開口が形成されており，これにより，タイミングギヤ室５２と変速ギヤ室５１に共通の油溜まりが形成されている。

前記変速ギヤ室５１は，入力された回転駆動力を増速して出力する，駆動ギヤと従動ギヤとの組合せによって構成された変速歯車機構を収容しており，前記タイミングギヤ室５２の形成側とは反対側の端部を，主軸５７を支承する軸受が形成された端部カバーによって被蓋されて，前記端部カバーより突設された主軸５７を回転させることにより，圧縮機本体３のロータ軸を増速回転することができるように構成されている。

本実施形態の構成にあっては，増速ギヤとして，図４に示すように，駆動源からの回転駆動力が入力される主軸５７に取り付けられ，相対的に大径に形成された駆動ギヤ５３と，この駆動ギヤによって回転される，前記駆動ギヤに対して小径の中間従動ギヤ５４，前記中間従動ギヤ５４と共に中間軸５８に固定され，前記中間従動ギヤ５４の回転に伴って回転する中間駆動ギヤ５５，及び，前記中間駆動ギヤ５５に対して小径に形成され，中間駆動ギヤ５５によって駆動される最終従動ギヤ５６によって構成する。なお，タイミングギヤ室５２内のタイミングギヤ３７も上記変速歯車機構に含む。

そして，この最終従動ギヤ５６を変速ギヤ室５１内に挿入された前記一方のロータ軸３２１に取り付けて，駆動源より主軸５７に出力された回転駆動力が増速されてロータ軸３２１に伝動されるように構成されている。

一例として，本発明のスクリュ圧縮機を車載用のものとして構成した本実施形態にあっては，エンジンのＰ．Ｔ．Ｏ．軸をプロペラシャフトやカップリングを介して前記主軸５７と連結して，回転駆動力が入力されるように構成している。

なお，この変速ギヤ室５１の底部には，変速ギヤ室内に収容された少なくとも１つのギヤ（図示の実施形態にあっては主軸５７に設けられた駆動ギヤ５３）の一部分が浸漬するように，潤滑油を貯留した前述の油溜まりが形成されており，この油溜まり内に一部分が埋没ないし浸漬しているギヤ（駆動ギヤ５３）が回転することにより，油溜まり内の潤滑油が跳ね上がり，変速ギヤ室５１内に収容された各ギヤに給油が行われるように構成されている。

このように，本実施形態にあっては変速装置５を前述した４枚のギヤ５３〜５６の組合せによって構成したことから，駆動源によって入力された回転駆動力は，駆動ギヤ５３から中間従動ギヤ５４に伝動される際に増速されると共に，中間駆動ギヤ５５から最終従動ギヤ５６に伝動される際に更に増速される二段階の増速が行われるように構成されており，このような二段階の増速を採用したことにより，各段階の増速比を低く抑えて，使用する歯車の小型化を図っている。

前述したように車載用圧縮機の増速装置として構成した本発明の変速装置５において，駆動源からの回転駆動力であるＰ．Ｔ．Ｏ．軸の回転速度は通常約1000min^-1であり，これを第１段階の増速で中間軸５８を約3000min^-1，第２段階の増速でロータ軸３２１を約6000min^-1に増速するように構成している。

因みに，主軸５７に入力された約1000min^-1の回転を１段で6000min^-1に増速するには従動ギヤの径に対して駆動ギヤの径を６倍にする必要があるが，上記のように二段階の増速で6000min^-1に増速する場合には，駆動ギヤ５３，中間駆動ギヤ５５の径は，中間従動ギヤ５４，最終従動ギヤ５６に対してそれぞれ３倍程度で良く，このような二段階の増速は変速装置５の小型化にも貢献するものである。

なお，図示の実施形態にあっては，このように変速装置５として４枚のギヤ５３〜５６を備えたものを使用したが，変速装置５に内蔵するギヤは，例えば増速比等に応じて１組の駆動ギヤと従動ギヤによって構成しても良く，又は中間従動ギヤ５４と中間駆動ギヤ５５共用とした３枚のギヤによって構成しても良く，更には４枚以上のギヤを組み合わせた構成としても良い。

圧送機構
本発明のスクリュ圧縮機に設けた変速装置５にあっては，この変速装置５のケーシング５０内に収容された，変速歯車機構を構成するギヤ５３〜５６の１つと，前記変速歯車機構を構成するギヤ５３〜５６とは別に設けられ，前記変速装置のギヤ室内の前記油溜まりの油面下において，これらのギヤ（５３〜５６）の１つ（実施形態において駆動ギヤ５３）と後述吐出ポート方向に互いに噛合回転するポンプギヤ６１によってオイルポンプに代替する圧送機構９を構成し，これにより変速ギヤ室５１内に形成された油溜まり内の潤滑油を変速ギヤ室５１外に吐出することができるように構成されている。

このような２つのギヤ５３，６１の噛み合い回転に伴い，油溜まり内の潤滑油の吐出を可能とする圧送機構９を構成するために，本実施形態にあっては前記駆動ギヤ５３とポンプギヤ６１の噛合位置ｅから，前記両ギヤの回転方向前方において両ギヤ５３，６１の歯先側において外周に対峙する歯先側内壁６５と，前記駆動ギヤ５３及びポンプギヤ６１の側面と微小間隔を介して平行を成す側壁６３，６４とを備えた加圧室６２を形成し，この加圧室６２に駆動ギヤ５３とポンプギヤ６１とを共に収納している。

この加圧室６２は，図１に示すように，駆動ギヤ５３が取り付けられた主軸５７側（図１において上側）に向かって開口する断面コ字状に形成されており，両歯車５３，６１の側面と前記加圧室６２の側壁６３，６４との隙間を前述のように両ギヤの回転を許容する可及的に微小な間隔として，潤滑油のシールを行いつつギヤ５３，６１の回転を確保することができるように構成されている。

また，駆動ギヤ５３及びポンプギヤ６１の歯先側における外周を覆う前記加圧室６２の歯先側内壁６５（図示の例では，この歯先側内壁６５は加圧室６２の底部内壁を形成）には，図５に示すように両ギヤ５３，６１の歯先部をシールできるように，駆動ギヤ５３の歯先の回転軌跡に対して僅かな間隔を介して形成された円弧状の駆動ギヤ用歯先シール部６５ａと，前記ポンプギヤ６１の歯先の回転軌跡に対して僅かな間隔を介して形成された円弧状のポンプギヤ用歯先シール部６５ｂが形成されていると共に，両歯先シール部６５ａ，６５ｂ間に図示の例では平坦に形成された中間シール部６５ｃを設け，図５に示すように噛合部ｅから前記歯先シール部６５ａ，６５ｂに至る駆動ギヤ５３とポンプギヤ６１の外周と，前記中間シール部６５ｃとで囲まれた部分における加圧室６２の側壁６３，６４間に，両ギヤ５３，６１の噛合部ｅを頂点とした略三角形の加圧空間６６が形成され，この加圧空間６６を成す加圧室６２の一方の側壁６４に潤滑油を吐出するための吐出ポート６７が形成されている。

従って，前記加圧室６２の少なくとも歯先側内壁６５が，変速ギヤ室５１内に貯留された潤滑油の油面下に没した状態で駆動ギヤ５３を回転させると，駆動ギヤ５３は，駆動ギヤ５３の歯先が駆動ギヤ用歯先シール部６５ａに至った際に歯溝内に潤滑油を閉じ込み，これを加圧空間６６まで搬送する。

また，前記駆動ギヤ５３の回転によってこれに噛合したポンプギヤ６１が回転し，ポンプギヤ６１の歯先がポンプギヤ用の歯先シール部６５ｂに至ると歯溝内に潤滑油を閉じ込み，これを加圧空間６６まで搬送する。

前述の加圧空間６６は，駆動ギヤ５３とポンプギヤ６１の噛合部ｅにおいてシールされており，駆動ギヤ５３，ポンプギヤ６１の回転によって歯溝内に閉じ込んだ潤滑油がこの加圧空間６６内に順次連続して移送されることにより，加圧空間６６内の圧力が上昇して，この加圧空間６６内で開口する吐出ポート６７を介して潤滑油が吐出されるように構成されている。

このように，本発明のスクリュ圧縮機１に設けた変速装置５にあっては，変速ギヤ室５１内にポンプギヤ６１というたった１つの部品を追加して圧送機構を構成することにより，また，変速装置のギヤ室５１内に対する加工を，前記ポンプギヤ６１と駆動ギヤ５３を収納する加圧室６２を設けるという比較的簡単な構成により油溜まり内の潤滑油を吐出することが可能であり，変速装置５にオイルポンプの機能を持たせたものでありながら，装置全体の小型化が可能となっている。

〔潤滑油の循環系〕
以上のように構成された変速装置５を備えた本発明のスクリュ圧縮機１において，この変速装置５内に実現された前述の圧送機構９によって吐出される潤滑油をオイルクーラ７に導入し，冷却した後，再度油溜まりに回収する潤滑油の循環系が構成されている。

この潤滑油の循環系は，一例として図１〜３に示すように前述の吐出ポート６７と連通し，駆動ギヤ５３とポンプギヤ６１の噛み合い回転により吐出された潤滑油をオイルクーラ７に導入する導入流路８１と，このオイルクーラ７を通過して冷却された潤滑油を，タイミングギヤ室５２及び変速ギヤ室５１に回収するための回収流路８２，前記導入流路８１と回収流路とを連通するオイルクーラ７及び油溜まり，並びに前記変速装置５に構成された圧送機構９によって構成されている。

本発明のスクリュ圧縮機１において，前述の潤滑油の循環系に設けられたオイルクーラ７は，圧縮機本体３の吸入口３８を通過する外気の流路中，例えば前記吸入口３８の前面，すなわち，吸入方向後方に設けられており，圧縮機本体３がオイルクーラ７に設けた冷却フィン７１間を通過した外気を吸入することにより，この吸気と潤滑油との熱交換が行われるように構成されている。

このようなオイルクーラ７の配置により，本発明のスクリュ圧縮機１にあってはオイルクーラ７に冷却風を導入するための冷却ファンを省略することができ，この冷却ファンの省略分，部品点数の減少と装置の小型化が可能となっている。

このように圧縮機本体３の吸入口３８に導入される被圧縮気体の流路中に配置されたオイルクーラ７に対して潤滑油を導入するための前記潤滑油の導入流路８１は，変速ギヤ室５１内に形成した前述の吐出ポート６７を一端とし，他端を圧縮機本体３の吸入口３８近傍に配置されたオイルクーラ７の導入口と接続される接続ポートに至る，変速装置５のケーシング５０及び圧縮機本体３のケーシング３０の肉厚内に例えば穿設された流路として形成されている。

一方，オイルクーラ７によって冷却された後の潤滑油を油溜まりに回収する回収流路８２は，圧縮機本体３の吸入口３８近傍に設けられ，オイルクーラ７の排出口と接続される接続ポートと，タイミングギヤ室５２，又は変速ギヤ室５１内で油溜まりと連通する，圧縮機本体のケーシング肉厚内に例えば穿設して形成した流路として形成されている。

なお，図示の例にあっては，圧縮機本体３のケーシング３０と前記オイルクーラ７とを別個に形成したものとして説明したが，前述したオイルクーラ７を圧縮機本体３のケーシング３０に一体的に形成するものとしても良い。

このように，潤滑油の圧送機構ないし所謂オイルポンプを変速装置５の変速ギヤ室５１内に形成したことで，変速ギヤ室５１に形成した吐出ポート６７からの潤滑油をオイルクーラ７に導入する導入流路８１，及びオイルクーラ７からの戻りの潤滑油を被潤滑部に給油する回収流路８２のいずれ共に，変速装置５や圧縮機本体３のケーシング５０，３０の肉厚内に形成することが可能となり，ケーシング５０，３０外部に潤滑油用の配管を設ける必要がない。

その結果，このような配管の破損，劣化，接続部の緩み等や，これに伴うオイル漏れの発生を無くすことができると共に，配管等を保護するためのカバー等が不要である。

〔作用〕
以上のように構成された変速装置５を備えた本発明のスクリュ圧縮機１において，変速装置５の主軸５７にエンジンのＰ．Ｔ．Ｏ．軸を接続すると共に，このＰ．Ｔ．Ｏ軸からの回転駆動力を入力すると，主軸５７の回転に伴って変速装置５内で駆動ギヤ５３が回転し，この駆動ギヤ５３の回転が中間従動ギヤ５４に伝動される際に増速される。

駆動ギヤ５３によって増速回転された中間従動ギヤ５４と同軸に取り付けられた中間駆動ギヤ５５は，この中間駆動ギヤ５５と噛合する最終従動ギヤ５６を増速回転し，この最終従動ギヤ５６が取り付けられたオス，メスいずれか一方のスクリュロータ３２のロータ軸３２１を回転する。

いずれかのロータ軸３２１に対して伝動された，増速された回転駆動力は，タイミングギヤ３７を介して他方のロータ軸を回転させ，これによりシリンダ３１内でオス・メス一対のスクリュロータ３２がタイミングギヤ３７によって規制された所定のタイミングで回転し，圧縮機本体３の吸入口３８より図示しないエアフィルタを介して被圧縮気体である空気を吸入すると共に，圧縮された空気が吐出口３９より吐出されて図示せざる消費側に供給される。

変速装置５の主軸５７に対する回転駆動力の入力により駆動ギヤ５３が回転すると，前述の中間駆動ギヤ５４のみならず，この駆動ギヤ５３と噛合するポンプギヤ６１も回転する。

この駆動ギヤ５３とポンプギヤ６１との噛み合い回転により，変速ギヤ室５１内の油溜まりに貯留された潤滑油が，駆動ギヤ５３及びポンプギヤ６１の歯先が加圧室６２の歯先シール部６５ａ，６５ｂに達した際に各歯溝内に潤滑油を閉じ込み，これを加圧空間６６に搬送して加圧空間６６内の油圧を上昇し，これにより前記加圧空間６６内で開口した吐出ポート６７から潤滑油が吐出される。

吐出ポート６７を出た潤滑油は変速装置５や圧縮機本体３のケーシング５０，３０の肉厚内に穿設された導入流路８１を介して吸入口３８の前面，すなわち，吸入方向後方に配置されたオイルクーラ７に導入され，このオイルクーラ７内を通過する際に圧縮機本体３が吸入する外気によって冷却される。

冷却された潤滑油は回収流路８２を通って，図示の例にあってはタイミングギヤ室５２を介して油溜まりに回収され，同様の循環を繰り返す。

なお，上記実施形態においては，スクリュ圧縮機において，ギヤ室を変速ギヤ室５１として該室５１内に加圧室６２を形成し，前記変速ギヤ室５１内のギヤに対してポンプギヤ６１を噛合する構成を示したが，本発明はこれに限らず，ポンプギヤに噛合するギヤをタイミングギヤ３７とし，前記変速ギヤ室５１及び又はタイミングギヤ室５２内に加圧室６２を形成することも可能であるほか，細部における変更は，実施に応じて適宜任意である。

本発明は，潤滑油の油溜まりを有するギヤ室及び変速装置を有する真空ポンプ，圧縮機，送風機，変速機などの回転機を含む作業機に適応し，例えば，スクリュ圧縮機において，エンジンやモータなどの駆動源より出力された回転駆動力を増速して圧縮機本体のスクリュロータに伝動する変速装置を備えたギヤ室内に該ギヤ室内の潤滑油を潤滑油冷却配管系へ圧送し，ギヤ室と循環せしめ，これを冷却するための圧送機構及び該圧送機構を備えた圧縮機等を提供する。

本発明のスクリュ圧縮機の正面要部断面図。 本発明のスクリュ圧縮機の底面図。 本発明のスクリュ圧縮機の背面図。 図１のIV−IV線断面図。 図４の駆動ギヤとポンプギヤ部分の拡大図。 従来技術の説明図。 改良された従来技術の説明図。 更に改良された従来技術の説明図。

符号の説明

１ スクリュ圧縮機
３ 圧縮機本体
３０ ケーシング
３１ シリンダ
３２ スクリュロータ
３２１ ロータ軸（吐出側）
３２２ ロータ軸（吸入側）
３３ 吐出側端面（シリンダの）
３４，３６ 軸受
３５ 端板
３７ タイミングギヤ
３８ 吸入口
３８ａ 吸入流路
３９ 吐出口
３９ａ 吐出流路
５ 変速装置（増速装置）
５０ ケーシング
５１ ギヤ室（変速ギヤ室）
５２ ギヤ室（タイミングギヤ室）
５３ 駆動ギヤ
５４ 中間従動ギヤ
５５ 中間駆動ギヤ
５６ 最終従動ギヤ
５７ 主軸
５８ 中間軸
５９ 中仕切
６１ ポンプギヤ
６２ 加圧室
６３，６４ 側壁（加圧室の）
６５ 歯先側内壁（加圧室の）
６５ａ （駆動ギヤ用）歯先シール部
６５ｂ （ポンプギヤ用）歯先シール部
６５ｃ 中間シール部
６６ 加圧空間
６７ 吐出ポート
７ オイルクーラ
７１ 冷却フィン
８１ 導入流路
８２ 回収流路
９ 圧送機構
９０ オイルポンプ
９１ 駆動側増速ギヤシャフト
９２ 駆動源の出力軸
９３ 駆動側増速ギヤ
９４ オイルポンプ用駆動ギヤ
９５ 入力軸（オイルポンプの）
９６ オイルポンプ用従動ギヤ
ｅ 噛合部
Ｍ モータ

Claims (4)

1. シリンダ内に噛合回転可能に収容されたオス，メス一対のスクリュロータを備えた圧縮機本体と，駆動ギヤ及び従動ギヤ並びにタイミングギヤから成る変速歯車機構を収容するギヤ室内に潤滑油の油溜まりを備え，主軸に入力された回転駆動力を前記変速歯車機構を介して変速して，前記圧縮機本体のスクリュロータのロータ軸に伝動する変速装置を備えたスクリュ圧縮機において，
   前記変速装置のギヤ室内の油溜まりに形成した加圧室内に，前記変速歯車機構を構成するいずれかのギヤと，該ギヤに噛合回転するポンプギヤを，該加圧室内に開口する吐出ポート方向に互いに噛合回転するよう構成した潤滑油の圧送機構を有し，
   前記潤滑油の圧送機構によって吐出された潤滑油を冷却するオイルクーラを，前記圧縮機本体の吸入口近傍に配置したことを特徴とするスクリュ圧縮機。
2. 前記変速歯車機構を構成するギヤのうち前記ポンプギヤと噛合するギヤが，前記変速装置の前記主軸に設けられた駆動ギヤであることを特徴とする請求項１記載のスクリュ圧縮機。
3. 前記変速装置のギヤ室内の前記油溜まりの油面下において，前記変速歯車機構を構成するギヤのうち前記ポンプギヤと噛合するギヤと，前記ポンプギヤとの噛合位置から前記両ギヤの回転方向前方において歯先外周に対峙する歯先側内壁で形成する両歯先シール部及び，該両歯先シール部間に形成される中間シール部並びに前記両ギヤの両側面に平行に設けられた側壁により加圧室を形成し，かつ，該加圧室は，それぞれ前記油溜まりの油面下において前記両ギヤの前記歯先外周及び側面に対して可及的に微小な回転許容間隔を介して配置されて加圧空間を形成すると共に，該加圧空間に臨む吐出ポートを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のスクリュ圧縮機。
4. 前記圧送機構によって吐出された潤滑油が通る流路を前記変速装置のケーシング及び前記圧縮機本体のケーシングの肉厚内に形成したことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のスクリュ圧縮機。

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