JPH05302583A - ルーツ形空気機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インボリュート形のロータをもった二軸容積
形送風機または圧縮機であるルーツ形空気機械の低騒音
化、駆動馬力低減、容積効率向上を計る。 【構成】 二つのロータ６，１１の噛合いによって発生
する閉込み部２０の容積減少時に閉込み部２０を吐出側
に連通する吐出連通路１７、１９と、容積増大時に閉込
み部２０を吸入側に連通する吸入連通路１６、１８とを
ケーシング１の側壁に設け、閉込み部２０に空気を封入
して圧縮膨脹させることがないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの給気を過給ま
たは掃気する過給機に適したル−ツ形空気機械、詳しく
はロータがインボリュート形であり機械駆動される二軸
容積形送風機または圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ルーツ形空気機械は周知のようにロータ
断面形状によりサイクロイド形、エンベローブ形、イン
ボリュート形に大別され、ケーシング内で一体のロータ
を互いに反対方向へ回転させることにより空気を輸送す
るものである。

【０００３】このようなルーツ形空気機械をエンジンの
吸気系に設置してエンジンにより機械駆動する過給機と
して使用する場合、一般には特開昭６３−２０１３２１
号公報に見られるようにサイクロイド形またはエンベロ
ーブ形のものを用いるのが普通であり、エンジン出力軸
からベルト伝動機構によって回転を伝達するとともに増
速機構を設置して高速駆動し容積効率の向上や寸法の小
形化を計っている。

【０００４】しかしながら、サイクロイド形またはエン
ベローブ形のロータは周知のように先端部分が太いまゆ
形であって質量が大きいため慣性モーメントが大きく、
回転上昇時にベルト伝動機構のプーリィに大きな慣性力
が働いてベルトのすべりが発生するため充分に高速駆動
させることができない、という欠点がある。

【０００５】そこで、先端部分がかなり細く先尖りであ
って質量が小さいインボリュート形のロータを用いるこ
とが考えられるが、インボリュート形のものは一方のロ
ータの歯がもう一方のロータの二つの歯の間の歯溝内に
入ったとき、これら三つの歯の歯面に囲まれた閉込み部
が形成され、しかもこの閉込み部はロータの回転に伴っ
て容積を減少し歯溝間に入った歯が二つのロータの中心
線上に位置したとき最小となり、以後再び容積を増大す
る。従って、閉込み部に封入された空気は圧縮し次で膨
脹するため大きな騒音を発するとともにロータ駆動トル
クを増大させるばかりか、この空気は吐出側から吸入側
へ送り返されるため吐出量が低下する、という問題があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、インボリュート形のロータの二つをケーシ
ング内で互いに反対方向へ回転させる二軸容積形送風機
または圧縮機であるルーツ形空気機械は騒音が大きいと
ともに大きな駆動馬力を要し且つ吐出量が低下する、と
いう点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は一方のロータの歯がもう一方のロータの歯
溝内に入ったとき形成される閉込み部が容積を減少する
行程でこの閉込み部と吐出側とを連通する吐出連通路
と、前記閉込み部が容積を増大する行程でこの閉込み部
と吸入側とを連通する吸入連通路とをケーシングの側壁
に設けることとし、このような手段によって低騒音化、
駆動馬力低減、容積効率向上を計る、という目的を達成
した。

【０００８】

【作用】一方のロータの歯がもう一方のロータの歯溝内
に入って歯面が互いに接し噛合いを開始すると、歯面に
囲まれた閉込み部を形成する。この閉込み部は一方のロ
ータの歯が二つのロータの中心線上に位置するまで容積
を減少するが、この間吐出連通路によって吐出側と連通
するため閉込まれた空気は圧縮されることなく吐出側へ
放出される。また、閉込み部はロータの歯が前記中心線
上を通過してから噛合いを終るまで容積を増大するが、
この間吸入連通路によって吸入側と連通するため吸入側
の空気が流入する。これらによって二つのロータの間に
空気が封入されて圧縮膨脹する、という現象がなくな
る。

【０００９】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、図１において空気の吸入口２と吐出口３とを有する
ケーシング１に貫通支持させた原動軸４、従動軸５に三
葉インボリュート形のロータ６、１１がそれぞれ固着さ
れている。ロータ６、１１の各三個の歯７、８、９およ
び１２、１３、１４は先端部分がかなり細く先尖りであ
って質量が小さいが、更に軽量化を計るため軸径方向へ
延びる貫通孔からなる中空部１０、１５がそれぞれに設
けられている。

【００１０】ケーシング１の側壁、即ちケーシング１の
エンドウォール、リアプレートのいずれかまたは両方の
内面にはケーシング１の内部へ開放させて原動軸４、従
動軸５をそれぞれ中心とするまゆ形の溝が形成されてい
る。これらの溝の内で、原動軸４、従動軸５の吸入側の
側方に位置するものは吸入連通路１６、１８であり、吐
出側の側方に位置するものは吐出連通路１７、１９であ
る。

【００１１】そして、これらの吸入連通路１６、１８、
吐出連通路１７、１９は、ロータ６、１１が如何なる位
置にあってもケーシング１とロータ６、１１とに囲まれ
た空間やロータ６、１１の噛合いによって生じた閉込み
部を介して互いに連通することがないと同時に、ロータ
６、１１が如何なる位置にあっても中空部１０、１５と
連通することがなく、しかも閉込み部を吐出口３に開放
している吐出側と吸入口２に開放している吸入側とのい
ずれかとのみ選択的に連通するような形状とされてい
る。

【００１２】このような構成の本実施例の動作を図２以
下によって説明すると、ロータ６、１１は図１の矢印方
向へ回転しており、図１に示す状態から回転すると図２
に示すようにロータ６の歯７がロータ１１の歯１２、１
３によって形成された歯溝内に入って噛合いを開始する
ようになる。

【００１３】このとき、三つの歯７、１２、１３の歯面
に囲まれた閉込み部２０を形成するが、従動軸６を囲ん
で形成されたロータ１１側の吐出連通路１９がケーシン
グ１と歯１３、１４とに囲まれた空間２１に閉込み部２
０を連通させるようになり、且つ、この空間２１は封止
状態から吐出口３に連通して内部の空気を吐出する開放
状態となる。

【００１４】図２に示す位置から図３に示すように歯７
が二つのロータ６、１１の中心線上に位置するに至るま
では閉込み部２０の容積が減少するが、この間吐出連通
路１９が閉込み部２０を空間２１に連通させているた
め、閉め込まれた空気は容積減少に伴い圧縮されること
なく吐出側へ放出されることとなる。また、ゲーシング
１と歯１２、１４とに囲まれた空間２２は吸入口２に連
通して空気を吸込んでおり、吸入連通路１８はこの空間
２２と連通しているが閉込み部２０と連通しておらず、
従って閉込み部２０の空気は吸入側へ逆流することなく
吐出側のみへ放出される。

【００１５】図３に示した噛合い中間位置となったとき
閉込み部２０は最小容積となり、このとき吸入連通路１
８および吐出連通路１９はともに閉込み部２０に連通し
ていない。

【００１６】更に、図３に示す位置から図４に示すよう
に噛合いを終了する位置に至るまでは閉込み部２０の容
積が増大するが、この間吸入連通路１８が閉込み部２０
を空間２２に連通させているため、吸入側の空気が容積
増大に伴い閉込み部２０に流入することとなる。また、
吐出連通路１９は空間２１と連通しているが閉込み部２
０と連通しておらず、従って吐出側の空気を吸入側へ逆
流させることがない。

【００１７】図４に示す位置から更に回転するとロータ
１１の歯１３がロータ６の歯７、８の間の歯溝間に入っ
てこれらが噛合いを開始するようになり、三つの歯７、
８、１３の歯面に囲まれた閉込み部はロータ６側の吐出
連通路１７、吸入連通路１６によって容積減少時に吐出
側と連通し容積増大時に吸入側と連通する。

【００１８】このように、二つのロータ６、１１のそれ
ぞれの側方に設けた吸入連通路１６、１８、吐出連通路
１７、１９によって閉込み部を吸入側または吐出側と選
択的に連通させることによって二つのロータ６、１１の
間に空気が封入されて圧縮膨脹するという現象がなくな
るが、これらの連通路は溝とする代りにケーシング１の
側壁に形成した通孔によって形成することもできる。

【００１９】即ち、図５はその一例を示すものであっ
て、閉込み部２０にその容積増大時と容積減少時のいず
れかのときのみ一端を閉口し、吸入側または吐出側の任
意個所にもう一端を開口して通孔からなる吸入連通路１
６、１８吐出連通路１７、１９を形成したものである。

【００２０】

【発明の効果】本発明によると、二つのロータの噛合い
時に発生する閉込み部をケーシングの側壁に設けた吸入
連通路、吐出連通路によって吸入側、吐出側と選択的に
連通させる構成としたので、ロータ自身に加工を加える
ことなく簡単な手段で容積の減少増大を繰返す閉込み部
を吐出側および吸入側と交互に連通し、空気が封入され
て圧縮膨脹する現象をなくして騒音を低減するとともに
駆動馬力を低減するばかりか、空気の逆流がないため容
積効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】ロータの歯の噛合い始めの説明図である。

【図３】ロータの歯の噛合い中間の説明図である。

【図４】ロータの歯の噛合い終りの説明図である。

【図５】本発明の異なる実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング、２ 吸入口、３ 吐出口、６、１１
ロータ、７、８、９、１２、１３、１４ 歯、１６、１
８ 吸入連通路、１７、１９ 吐出連通路、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インボリュート形のロータの二つがケー
   シング内で互いに反対方向へ回転する二軸容積形送風機
   または圧縮機であるルーツ形空気機械において、一方の
   ロータの歯がもう一方のロータの歯溝内に入ったとき形
   成される閉込み部が容積を減少する行程でこの閉込み部
   と吐出側とを連通する吐出連通路と、前記閉込み部が容
   積を増大する行程でこの閉込み部と吸入側とを連通する
   吸入連通路とを前記ケーシングの側壁に設けたことを特
   徴とするルーツ形空気機械。
2. 【請求項２】 前記吐出連通路および吸入連通路は前記
   側壁の内面に形成された溝からなり、これらの溝は前記
   閉込み部を前記吐出側または吸入側とのみ選択的に連通
   する形状とされている請求項１記載のルーツ形空気機
   械。