JPH04298697A - 回転圧縮機およびその製造法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、リショルムスーパチ
ャージャやルーツスーパチャージャなどの機械式過給機
のような回転圧縮機およびその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例の回転圧縮機としては、例
えば、実開平１−９３３３８号公報に記載の過給機があ
る。すなわち、平行に配設された一対のシャフトをベア
リングを介してケーシングの軸受部に軸支し、上述の一
対のシャフトにメールロータ（ｍａｌｅ　ｒｏｔｏｒ雄
回転子のこと）およびフィメールロータ（ｆｅｍａｌｅ
　ｒｏｔｏｒ雌回転子のこと）を嵌合すると共に、上述
の一対のシャフトの一側にそれぞれタイミングギヤを嵌
合して、吸入口から吸入される吸気を過給して、吐出口
よりエンジンの吸気系に過給圧を吐出すべく構成したス
クリュ型コンプレッサである。

【０００３】ここで、上述のケーシングおよびロータと
しては軽量化を図るために軽合金が、またシャフトおよ
びタイミングギヤとしては剛性確保のために鋼がそれぞ
れ用いられている。

【０００４】しかしケーシングの軸受部と、ロータと、
タイミングギヤとの三者の材質の相違によって、これら
三者の熱膨張係数がそれぞれ異なると、一対のロータの
嵌合条件および一対のタイミングギヤの噛合条件にそれ
ぞれ差異が生じて、例えば、低温時に過給圧不足、高温
時に過給圧過剰となる問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の請求項１記
載の発明は、メールロータとフィメールロータとの間の
クリアランスを常に良好に維持することができる回転圧
縮機の提供を目的とする。

【０００６】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、シャフトとタイミン
グギヤとの間の嵌合力の向上を図ることができる回転圧
縮機の提供を目的とする。

【０００７】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項２記載の発明の目的と併せて、軸受部分の軸受強度
の向上を図ることができる回転圧縮機の提供を目的とす
る。

【０００８】この発明の請求項４記載の発明は、メール
ロータとフィメールロータとの間のクリアランスを常に
良好に維持することができる回転圧縮機の製造法の提供
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、平行に配設された一対のシャフトをベアリン
グを介してケーシングの軸受部に軸支し、上記一対のシ
ャフトにメールロータおよびフィメールロータを嵌合す
ると共に、上記一対のシャフトの一側にそれぞれタイミ
ングギヤを嵌合した回転圧縮機において、上記各ロータ
と、上記軸受部と、上記タイミングギヤとをそれぞれ熱
膨張係数が同等となる材料で形成した回転圧縮機である
ことを特徴とする。

【００１０】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記シャフトにおけ
るタイミングギヤ嵌合部位の熱膨張係数を大に設定した
回転圧縮機であることを特徴とする。

【００１１】この発明の請求項３記載の発明は、上記請
求項２記載の発明の構成と併せて、上記各ロータを高シ
リコンアルミで形成する一方、上記ケーシングの軸受部
を軽合金で形成し、この軽合金製軸受部と上記ベアリン
グとの間にスチールライナを介設して、上記スチールラ
イナを含む２軸間の軸受部分の熱膨張係数を、上記高シ
リコンアルミ製ロータの熱膨張係数と同等に設定した回
転圧縮機であることを特徴とする。

【００１２】この発明の請求項４記載の発明は、高シリ
コンアルミ製のロータと、少なくとも軸受部が軽合金製
のケーシングと、鋼製のタイミングギヤとを形成し、上
記タイミングギヤの少なくとも外周部をオーステンパ処
理した後に、上記ケーシングに対してロータおよびタイ
ミングギヤを組付ける回転圧縮機の製造法であることを
特徴とする。

【００１３】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明によれば
、上述の各ロータと、ケーシングにおける軸受部と、各
タイミングギヤとの熱膨張係数をそれぞれ同等に設定し
たので、温度変化による軸間およびタイミングギヤ間の
膨張度合が同一となり、各タイミングギヤの噛合条件お
よび各ロータの嵌合条件が温度変化の如何にかかわらず
、常に一定となる。この結果、メールロータとフィメー
ルロータとの間のクリアランスを常に良好に維持するこ
とができる効果がある。

【００１４】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述のシャフ
トにおけるタイミングギヤ嵌合部位の熱膨張係数を大に
設定したので、タイミングギヤ熱膨張時においても、上
述のシャフトとタイミングギヤとの嵌合力の向上を図る
ことができる効果がある。

【００１５】この発明の請求項３記載の発明によれば、
上記請求項２記載の発明の効果と併せて、軽合金製軸受
部とベアリングとの間にスチールライナを介設したので
、上述のロータ間クリアランスを良好に維持しつつ、軸
受部分の軸受強度の向上を図ることができる効果がある
。

【００１６】この発明の請求項４記載の発明によれば、
高シリコンアルミ製のロータと、少なくとも軸受部が軽
合金製のケーシングと、鋼製のタイミングギヤとを形成
し、材質的に熱膨張係数が低い鋼製のタイミングギヤの
少なくとも外周部をオーステンパ処理することで、この
タイミングギヤの熱膨張係数を上述のロータおよび軸受
部と同等にした後に、上述のケーシングに対してロータ
およびタイミングギヤを組付けるので、メールロータと
フィメールロータとの間のクリアランスを温度変化の如
何にかかわらず常に良好に維持することができる。

【００１７】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。

【００１８】図面は回転圧縮機の一例としてリショルム
スーパチャージャおよびその製造法を示し、図１におい
て、軸受部１を含む全体を軽合金により形成したケーシ
ング２には吸気の吸入口３と、過給圧の吐出口４と、フ
ロントカバー５とを一体形成し、このケーシング２の軸
受部１には合計４つのベアリング６…を介して一対の鋼
製のシャフト７，７を平行に離間配設している。

【００１９】上述の一対のシャフト７，７におけるロー
タ嵌合部には高いシリコンアルミ製［いわゆるシルミン
（ｓｉｌｕｍｉｎ　）製］のメールロータ８およびフィ
メールロータ９を各別に嵌合する一方、これら一対のシ
ャフト７，７におけるフロントカバー５内への突出部に
は部には互いに噛合する一対の鋼製のタイミングギヤ１
０，１０を嵌合している。

【００２０】またメールロータ８のシャフト７にはタイ
ミングギヤ１０の外方に小径の増速ギヤ１１を嵌合し、
上述のフロントカバー５内には小径の増速ギヤ１１と常
時噛合する大径の増速ギヤ１２を一端に備えた駆動軸１
３を、ベアリング１４，１４を介して軸支している。

【００２１】さらに上述の駆動軸１３の他端にはベアリ
ング１５，１５を介して駆動プーリ１６を回転自在に嵌
合し、この駆動プーリ１６の回転力を、電磁クラッチ１
７を介して上述の駆動軸１３に伝達すべく構成し、エン
ジンのクランク軸に上述の駆動プーリ１６を連動させ、
電磁クラッチ１７のＯＮ時に上述のメールロータ８およ
びフィメールロータ９を回転させて、吸入口３から吸込
んだ吸気を圧縮して、吐出口４からエンジンの吸気系に
吐出すべく構成している。

【００２２】一方、上述のケーシング２における軸受部
１と、各シャフト７，７を軸支するベアリング６…との
間にはスチールライナ１８…をそれぞれ介設している。

【００２３】ところで、上述のシャフト７は図２に示す
ように第１ジャーナル部７ａ、ロータ嵌合部７ｂ、第２
ジャーナル部７ｃ、タイミングギヤ嵌合部７ｄからなり
、これら各部７ａ〜７ｄのうち第１ジャーナル部７ａお
よび第２ジャーナル部７ｃは鋼製であり、ロータ嵌合部
７ｂ、タイミングギヤ嵌合部７ｄはオーステンパ鋼製で
ある。

【００２４】すなわち、上述のシャフト７を予め上記各
部７ａ〜７ｄに分割し、ロータ嵌合部７ｂおよびタイミ
ングギヤ嵌合部７ｄをオーステンパ処理することで、素
材の熱膨張係数を１１×１０−６から１６〜１８×１０
−６に高熱膨張化している。

【００２５】オーステンパ（Ａｕｓｔｅｍｐｅｒｉｎｇ
）は、下部ベイナイトを生じる温度、つまりＡｒ′〜Ａ
ｒ″間（約２００〜４００℃）に等温焼入れし、オース
テナイトを過冷させて、この過冷オーステナイトを徐々
にベイナイトに変化させるような処理のことである。

【００２６】そして、上述のオーステンパ処理後におい
て第１ジャーナル部７ａ、ロータ嵌合部７ｂ、第２ジャ
ーナル部７ｃ、タイミングギヤ嵌合部７ｄを、摩擦溶接
、レーザ溶接、電子ビーム溶接等の適宜溶接手段により
、一本のシャフト７に形成する。

【００２７】上述のタイミングギヤ１０，１０も上述同
様のオーステンパ処理によりその全体を高熱膨張化して
、素材の熱膨張係数を１１×１０−６から１６〜１８×
１０−６に高めている。

【００２８】ここで上述の各部の熱膨張係数をまとめる
と次の通りである。

【００２９】 　　高シリコンアルミ製ロータ８，９…………１６〜１
８×１０−６　　シャフト７のロータ嵌合部７ｂ………
……１６〜１８×１０−６　　シャフト７のタイミング
ギヤ嵌合部７ｄ…１６〜１８×１０−６　　シャフト７
のジャーナル部７ａ，７ｃ……１１×１０−６　　タイ
ミングギヤ１０…………………………１６〜１８×１０
−６　　ロータ軸間（スチールライナ１８と　　軸受部
１との両者による熱膨張係数）……１６〜１８×１０−
６ 　　このように各ロータ８，９と、ケーシング２におけ
る軸受部１と、各タイミングギヤ１０との熱膨張係数を
１６〜１８×１０−６の同等に設定したので、温度変化
による軸間およびタイミングギヤ１０，１０間の膨張度
合が同一となり、各タイミングギヤ１０，１０の噛合条
件および各ロータ８，９の嵌合条件が温度変化の如何に
かかわらず常に一定となる。この結果、メールロータ８
とフィーメールロータ９との間のクリアランスを常に良
好に維持することができる効果がある。

【００３０】加えて、上述のシャフト７におけるタイミ
ング嵌合部７ｄの熱膨張係数を素材のそれよりも大に設
定したので、タイミングギヤ１０の熱膨張時においても
、上述のシャフト７とタイミングギヤ１０との嵌合力の
向上を図ることができる効果がある。

【００３１】さらに、軽合金製の軸受部１とベアリング
６との間にスチールライナ１８を介設したので、上述の
ロータ間クリアランスを良好に維持しつつ、軸受部分の
軸受強度の向上を図ることができる効果がある。

【００３２】また、上述の各ロータ８，９と、シャフト
７におけるロータ嵌合部７ｂとの熱膨張係数を１６〜１
８×１０−６の同等に設定したので、温度変化によるこ
れら両者の８，７間、９，７間の嵌合力確保を図ること
ができる効果がある。

【００３３】なお、ロータ軸間（スチールライナ１８と
軸受部１との両者）の熱膨張係数の調整は、スチールラ
イナ１８と軸受部１との肉厚により調整する。またメー
ルロータ８とフィメールロター９とでは質量が異なるの
で、質量が大の側のロータ（熱膨張が大きい側のロータ
）に対するシリコン含有量を多くして、同側の熱膨張係
数を低下させることで、両ロータ８，９の熱膨張係数を
同等に設定し、ロータ間クリアランスを常に一定に保つ
。

【００３４】図３はリショルムスーパチャージャおよび
その製造法の他の実施例を示し、この実施例では上述の
シャフト７を第１ジャーナル部７ｅ、ロータ嵌合部７ｆ
、タイミングギヤ嵌合部を含む第２ジャーナル部７ｇに
区画する一方、タイミングギヤ１０を内側のボス部１０
ｂと外側のギヤ部１０ａとに区画している。

【００３５】上述の第１ジャーナル部７ｅ、第２ジャー
ナル部７ｇはベーナイト鋼を用い、ロータ嵌合部７ｆは
オーステンパ鋼を用い、先の実施例同様、ロータ嵌合部
７ｆのオーステンパ処理後において、これら各部７ｅ，
７ｆ，７ｇを溶接手段により接合して、一本のシャフト
７を形成している。

【００３６】またタイミングギヤ１０のギヤ部１０ａは
オーステンパ鋼を用い、ボス部１０ｂはベーナイト鋼を
用いて、ギヤ部１０ａのオーステンパ処理後において、
これら各部１０ａ，１０ｂを溶接手段により接合して、
単一のタイミングギヤ１０を形成している。なお、その
他の部分については先の実施例と同様である。

【００３７】図３に示す各部の熱膨張係数をまとめると
次の通りである。

【００３８】 　　高シリコンアルミ製ロータ８，９………１６〜１８
×１０−６　　シャフト７のロータ嵌合部７ｆ…………
１６〜１８×１０−６　　シャフト７のジャーナル部７
ｅ，７ｇ…１１×１０−６　　タイミングギヤ１０のギ
ヤ部１０ａ……１６〜１８×１０−６　　タイミングギ
ヤ１０のボス部１０ｂ……１１×１０−６　　ロータ軸
間（スチールライナ１８と　　軸受部１との両者による
熱膨張係数）…１６〜１８×１０−６ 　　このように構成しても、上述の数値から明らかなよ
うに、各ロータ８，９と、ケーシング２における軸受部
１と、各タイミングギヤ１０との熱膨張係数がそれぞれ
同等となるので、温度変化による軸間およびタイミング
ギヤ１０，１０間の膨張度合が同一となり、各タイミン
グギヤ１０，１０の噛合条件および各ロータ８，９の嵌
合条件が温度変化の如何にかかわらず、常に一定となり
、この結果、メールロータ８とフィメールロータ９との
間のクリアランスを常に良好に維持することができる効
果がある。

【００３９】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の回転圧縮機はリショルムスーパチ
ャージャに対応し、以下同様に、請求項２のタイミング
ギヤ嵌合部位は、図２のタイミングギヤ嵌合部７ｄに対
応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定
されるものではない。

【００４０】例えば、上記構成はルーツ型スーパチャー
ジャ等の他の回転圧縮機に適用してもよく、また上述の
オーステンパ鋼の部分は熱膨張係数が１６〜１８×１０
−６のオーステナイト系ステンレス鋼を用いてもよく、
さらにシャフト７の全体をオーステンパ処理した後に、
必要箇所のみに対して部分的に高周波焼入れ等の局部処
理を施して、性質を変えるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転圧縮機を示す断面図。

【図２】本発明の回転圧縮機の製造法を示す説明図。

【図３】本発明の回転圧縮機の製造法の他の実施例を示
す説明図。

【符号の説明】

１…軸受部 ２…ケーシング ６…ベアリング ７…シャフト ７ｄ…タイミングギヤ嵌合部 ８…メールロータ ９…フィメールロータ １０…タイミングギヤ １８…スチールライナ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行に配設された一対のシャフトをベアリ
   ングを介してケーシングの軸受部に軸支し、上記一対の
   シャフトにメールロータおよびフィメールロータを嵌合
   すると共に、上記一対のシャフトの一側にそれぞれタイ
   ミングギヤを嵌合した回転圧縮機において、上記各ロー
   タと、上記軸受部と、上記タイミングギヤとをそれぞれ
   熱膨張係数が同等となる材料で形成した回転圧縮機。
2. 【請求項２】上記シャフトにおけるタイミングギヤ嵌合
   部位の熱膨張係数を大に設定した請求項１記載の回転圧
   縮機。
3. 【請求項３】上記各ロータを高シリコンアルミで形成す
   る一方、上記ケーシングの軸受部を軽合金で形成し、こ
   の軽合金製軸受部と上記ベアリングとの間にスチールラ
   イナを介設して、上記スチールライナを含む２軸間の軸
   受部分の熱膨張係数を、上記高シリコンアルミ製ロータ
   の熱膨張係数と同等に設定した請求項２記載の回転圧縮
   機。
4. 【請求項４】高シリコンアルミ製のロータと、少なくと
   も軸受部が軽合金製のケーシングと、鋼製のタイミング
   ギヤとを形成し、上記タイミングギヤの少なくとも外周
   部をオーステンパ処理した後に、上記ケーシングに対し
   てロータおよびタイミングギヤを組付ける回転圧縮機の
   製造法。