JPH03290022A - エンジンの過給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はエンジンの出力向上を計る目的で給気路に設置
される機械駆動式の過給機、詳しくは増速機構そ有する
ルーツ型過給機に関するものである。

［従来の技術］ エンジンの出力向上を計るため給気圧力を上昇させてエ
ンジンシリンダの充填量を高める過給機の内で、エンジ
ンにより圧縮機を駆動する機械駆動式の過給機は圧縮機
として容積型のもの、殊にルーツ型のものそ用いるのが
普通である。

このようなルーツ型圧縮機に代表される二軸式容積型圧
縮機は、互いに反対方向へ回転する二個のロータを同期
させるためロータをそれぞれ支持している原動軸と従動
軸とを軸端において歯数比１：１の歯車からなる連結機
構で連結している。

一方、自動車エンジン用の過給機は充填量増大と小形化
とを計るためにエンジンの回転を増速して駆動しており
、そのために連結機構の歯車の高速回転時における噛合
い騒音を低減させるため噛合い率が太きいはすば歯車を
使用するのが一般的である。ところが、はすば歯車は歯
面が斜めであるためトルク伝達時に駆動力の軸方向分力
が発生し、この軸方向分力即ちスラストの方向は原動軸
と従動輪とにおいて互いに反対である。

第２図ははすば歯車を使用した連結機構をルーツ型圧縮
機に組付けた従来の過給機の一例を示す図であって、エ
ンジンの出力軸の回転を伝達するベルト伝達機構の従動
ブーリイ５１をハウジング５２の端壁５３から外部へ突
出させた原動軸５６の軸端に固着し、この原動軸５６と
従動軸５８とをリアプレート５４とリアカバー５５とに
囲まれた空所に配置したはすば歯車６０．６１からなる
連結機構６２で連結した構成となっている。

はすば歯車６０．６１の歯が図示のようにねじれている
場合、原動軸５６、従動軸５８にはそれぞれ矢印Ａ、Ｂ
方向のスラストが発生する。ここで、原動軸５６、従動
軸５８を端壁５３、リアプレート５４に支持させている
軸受６３．６４．６５．６６には若干の軸方向遊隙があ
り、各ロータ５７．５９の端面と端壁５３、リアプレー
ト５４の内側面とには互いの接触を避けるための間隙が
設けである。ところが矢印Ａ、Ｂのようなスラストが発
生すると、原動軸５６、従動軸５８を介してはすば歯車
６０．６１と一体的に結合されているロータ５７．５９
は矢印Ａ、Ｂ方向へ前記遊隙弁だけ移動する。従って、
接触しないだけの間隙を維持させるためには、互いに逆
方向へ移動する移動量を加算した間隙としておく必要が
あるが、移動したとき移動前方の間隙ａ、、ｂ、は小さ
くなるとともに移動後方の間隙ａ２、ｂ２は大きくなっ
て、これらの増大した間隙ａ２、ｂ２の合計量はかなり
大きくなる、このため圧縮空気の漏れが著しく増大し、
これが給気効率の低下を招く大きな原因となっている。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明ははすば歯車からなる連結機構で原動軸と従動軸
とを連結した二軸式容積型圧縮機からなろ過給機におい
ては、二個のロータが軸受の遊隙弁ずつ互いに逆方向へ
移動するため側面間隙の合計量が大きくなり、これが効
率を低下させる大きな原因となっているという前記課題
を解決しようとするものである。

即ち、本発明はロータが軸線方向へ移動しても側面間隙
を増大させることがなく高い給気効率の過給機を提供す
ることを目的とするものであって、はすば歯車を増速機
構および連結機構の両方に用い且つそれらのねじれ角度
とねじれ方向とを特定の関係とする二とによってロータ
の逆方向移動を防止できるという知見に基いてなされた
ものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明ははすば歯車からなる連結機構で原動軸と従動軸
とが連結された二軸式容積型圧縮機からなるエンジンの
過給機がもっている前記課題を解決するために次のよう
な手段を講じた。

即ち、増速機構をはすば歯車で構成し、圧縮機の原動軸
に増速機構の従動側小歯車と連結機構の原動側歯車とを
固結してこれらの歯のねじれ方向を同一とするとともに
、ねじれ角度を（但し、β１、ａｌ、εは増速機構の歯
のねじれ角度、歯車軸間距離、増速比を表わし、β２゜
β２は連結機構の歯のねじれ角度、歯車軸間距離を表わ
す） の関係とした。

歯車式の増速機構は歯車の保護、騒音の低減、潤滑油の
使用などの面から圧縮機に内蔵させ且つロータを挟んで
連結機構と互いに反対側に配置するのが好ましい、また
、エンジン出力軸の回転を原動軸に伝達するベルト伝達
機構の従動プーリイを従動軸と同軸上に配置した入力軸
に固結し、且つこの入力軸を従動軸の軸端に軸受をもっ
て支持させるのが好適であり、このようにすると増速機
構周辺の構成がコンパクト化し且つ入力軸の位置決めが
容易になるという利点がある。この場合、増速機構の原
動側大歯車は入力軸に固結されるかまたは入力軸と一体
成形品とされる。

また、増速機構の従動側小歯車と連結機構の原動側歯車
とは原動軸に固結されるとともに、連結機構の従動側歯
車は従動軸に固結され、原動軸と従動軸とは従来品と同
様にハウジングの端壁およびリアプレートにころがり軸
受で支持される。

［作用コ 圧縮機の原動軸には従動側小歯車および原動側歯車に発
生するスラストが作用し、従動軸には従動側歯車に発生
するスラストが作用し、それぞれ軸受の遊隙弁ずつ軸線
方向へ移動する。

このとき、従動側小歯車と原動側歯車とは歯のねじれ方
向が同一であるのでこれらによるスラストの方向は反対
となり、その差が原動軸を移動させる力として作用する
。従動軸は従動側歯車に発生する原動側歯車とは反対方
向のスラストが作用して軸線方向へ移動するが、原動軸
の移動の方向は前記の反対方向のスラストの差により従
動軸と同一となる。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例を示すものであって、図示しな
いエンジンの出力軸の回転を伝達するベルト伝達機構の
従動プーリイ１はハウジングカバー５にころがり軸受か
らなる軸受２４をもって支持した入力軸２の軸端に固着
されている。

圧縮機はルーツ型であり、ハウジング３の端壁４とリア
プレート６とに貫通してころがり軸受からなる軸受８．
９．１３．１４により支持させた原動軸１１．従動軸１
６にまゆ型のロータ１２．１７がそれぞれ固着されてい
る周知の構造であって、端壁４とハウジングカバー５と
に囲まれた空所に増速機構１８が内蔵されているととも
にリアプレート６とリアカバー７とに囲まれた空所に連
結機構２１が内蔵されている。

増速機構１８ははすば歯車が使用され、その原動側大歯
車１９は入力軸３に一体成形されているとともに従動側
小歯車２０は原動軸１１の軸端に固結されている。また
、連結機構２１も従来と同様にはすば歯車が使用され、
その原動側歯車２２が原動軸１１の軸端に固結されてい
るとともに従動側歯車２３が従動軸１６の軸端に固結さ
れている。

即ち、原動軸１１は従動側小歯車２０、ロータ１２、ス
ペーサ１０、軸受８．９の内輪、原動側歯車２２を一体
的に結合し、従動軸１６は従動側歯車２３、軸受１３．
１４の内輪、スペーサ１５、ロータ１７を一体的に結合
した構成である。

尚、入力軸２はハウジングカバー５に従動プーリイｌの
内側において軸受２４により支持させるとともに従動軸
１６に原動側大歯車１９の内側において軸受２５により
支持させてあり、入力軸３のハウジングカバー５からの
突出長さが短がく小形化に役立つとともに組付は時の位
置決めが容易になるという利点がある。

入力軸２はベルト伝達機構を介してエンジンにより矢印
Ｒ方向へ回転させられ、増速機構１８の二つの歯車１９
．２０の歯がねじれ角度β１をもって図示の方向へ斜め
に形成されていると、これらの歯車１９．２０には互い
に反対方向のスラス）ｆ＋が矢印のように発生する。こ
こで、両歯車１９．２０の軸間距離をａｌ、増速比（歯
数比）をε、入力軸３のトルクをＴ】とすると、スラス
トｆ＋は で表わされる。

一方、連結機構２１の二つの歯車２２．２３については
、その原動側歯車２２が従動側小歯車２０と歯のねじれ
方向が同一であるように原動軸１１に固結されており、
互いに反対方向のスラストｆ２が矢印のように発生する
。ここで、両歯車２２．２３のねじれ角度をβ２、軸間
距離をａ２、原動軸１１のトルクをＴ２、ロータ１２．
１７の一個当すの駆動トルクをＴ３とすると、スラスト
ｆ２は（、、＝　　　　　Ｔ３ｔａｎβ２ ２ で表わされる。また、Ｔ、、Ｔ２、Ｔ３はＴ１−　ε　
Ｔ２ Ｔ　　２＝　　２　　Ｔ　３ の関係にあるから ａｌ ｆ２＝　　　　　Ｔ２ｔａｎβ２ ２ となる。

原動軸１１には反対方向のスラストｆ１、Ｔ２が作用し
て軸受８．９の遊隙分だけ軸線方向へ移動させ、従動軸
１６には一方向のスラストｆ２が作用して軸受１３．１
４の遊隙分だけ軸線方向へ移動させる。従って、原動軸
１１を従動軸１６と同一の方向へ移動させるためにはｆ
＋＞Ｔ２とすればよい、このような條件を満足するねじ
れ角度β１、β２は上記二つの式から を満たす値であればよいことが判る。

この結果、ロータ１２．１７の端面と端壁４、リアプレ
ート６の内側面との間隙Ａ１、Ａ２は図示構成の場合リ
アプレート６へ向かう移動量のみを考慮して設定すれば
よいこととなる。

［発明の効果コ 本発明によると、増速機構および連結機構の両方をはす
ば歯車とし、それらの圧縮機原動軸に固結された従動側
小歯車と原動歯車との歯のねじれ方向を同一にするとと
もにねじれ角度を特定の関係にするという簡単な手段で
、圧縮機の原動軸および従動軸のスラストによる移動方
向が同一となり、側面間隙を一方向への移動量だけを考
慮して設定すればよいこととなって圧縮空気の漏れを増
大させない。

このため、高い給気効率の過給機が提供されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、２図は従来例
を示す縦断面略図である。 第

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 はすば歯車からなる連結機構によって原動軸と従動軸と
   が連結された二軸式容積型圧縮機からなるエンジンの過
   給機において、増速機構がはすば歯車で構成されていて
   前記原動軸に前記増速機構の従動側小歯車と前記連結機
   構の原動側歯車とが固結され、且つ前記二つの歯車の歯
   はねじれ方向が同一とされているとともにねじれ角度が ｔａｎβ＿１＞（ａ＿１／ａ＿２）（１／ε＋１）ｔａ
   ｎβ＿２（但し、β＿１、ａ＿１、εは増速機構の歯の
   ねじれ角度、歯車軸間距離、増速比を表わし、β＿２、
   ａ＿２は連結機構の歯のねじれ角度、歯車軸間距離を表
   わす） の関係とされていることを特徴とする過給機。