JPH06307369A - エアポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンポンプにおける軸受およびオイルシール
の耐久性を向上させる。 【構成】 隔壁６で仕切られたロータ室４とギヤ室17と
を備え、ロータ室４内に収納されたロータ２を駆動する
軸８を隔壁６を貫通させてギヤ室17内に突出させ、軸８
のギヤ室17内に突出した部分に駆動用ギヤ13，14を設け
るとともに、隔壁６を貫通する部分に該隔壁と該軸との
間を密封するオイルシール12と軸受11とを設け、かつギ
ヤ室17内に潤滑油23を封入し運転時にかき上げられる該
潤滑油により軸受11およびオイルシール12を潤滑するよ
うにしたエアポンプ１において、軸受11のギヤ室17側の
端部に少なくとも下方部分におけるインナレース38およ
びアウタレース39間を塞ぐシール手段24，25を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相互に噛み合う１対の
ロータが駆動されて気体を圧縮する機械式エアポンプに
関し、特にその潤滑方式に関する。

【０００２】

【従来技術】このような機械式エアポンプが例えば実開
昭61-190490 号公報に図示されているが、このエアポン
プにおいては、ロータ室（真空室）とギヤ室との間を密
封するオイルシールおよびロータ駆動軸を軸支する軸受
の潤滑は、ロータ駆動軸に設けられた油かき円板によっ
てかき上げられたギヤ室内の潤滑油を、前記軸の上方に
入口を有する通路を介して前記軸受およびオイルシール
に供給することにより行われている。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかし、上記従来のエアポン
プにおいては、軸上方から導入した潤滑油が軸受のイン
ナレースとアウタレースの間を通り抜けて油口を通って
下方に落下するように構成されているので、ポンプ始動
直後等にはオイルシールおよび軸受に潤滑油が不足し、
これらの寿命低下を来たすという問題があった。

【０００４】従って本発明は、ポンプ始動時においても
十分な潤滑油がオイルシール、軸受に供給されるように
して耐久性を向上させたエアポンプを提供しようとする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】このため、請
求項１の本発明においては、隔壁で仕切られたロータ室
とギヤ室とを備えた機械式エアポンプであって、前記ロ
ータ室に収納されたロータを駆動する軸を前記隔壁を貫
通させて前記ギヤ室内に突出させ、該軸のギヤ室に突出
した部分に駆動用ギヤを設けるとともに、前記隔壁を貫
通する部分に該隔壁と該軸との間を密封するオイルシー
ルと該軸を軸支する転がり軸受けとを前記ロータ室側か
ら前記ギヤ室にかけて軸方向に順次配置させ、かつ、前
記ギヤ室内に潤滑油を封入し運転時前記ギヤによって該
潤滑油を掻き揚げて前記エアポンプ内に設けられた潤滑
油溜めに該潤滑油を送り込み該潤滑油溜めから前記オイ
ルシール及び前記軸受けに供給するように構成されたエ
アポンプにおいて、前記ギヤ室側の端部に少なくとも該
エアポンプ装着状態で下方に位置する前記軸受けのイン
ナーレース及びアウターレース間を塞ぐシール手段を該
軸受けの軸方向の動きを規制する規制部材に設ける。

【０００６】この発明によれば、軸受、オイルシール部
分に供給された潤滑油が、少くとも軸受下方部分におい
ては、インナレースおよびアウタレース間を通り抜けて
下方へ落下することが無く、エアポンプ停止後も軸受、
オイルシール間に貯溜しているので、次に始動する時に
潤滑油が不足することはなく、十分な潤滑油が軸受およ
びオイルシールに供給され、従ってこれらの耐久性が向
上する。また、軸受の下方部分におけるインナレースお
よびアウタレース間だけを塞ぐことにより、ポンプ稼働
時における潤滑油の循環は良好に行われるので、オイル
シールに十分な量の潤滑油を供給して該オイルシールを
確実に冷却することができる。

【０００７】さらに、請求項２の本発明によるエアポン
プは、請求項１記載のエアポンプであって、前記規制部
材には前記軸が貫通する貫通孔があって、該貫通孔の該
エアポンプ装着状態における下方部分には前記ロータ室
側から前記ギヤ室側にかけて大径部と小径部と中径部と
が構成されており、該大径部は少なくとも前記軸受けの
前記インナーレースよりも大径であるとともに該大径部
の前記ロータ室側端面には該軸受けの前記アウターレー
ス下方部分の端面と当接する半円状の第一シール材が設
けられ、該小径部は前記軸に設けられた該軸受けの軸挿
通孔よりも大径の軸受け押さえ部とで微小空間を構成す
るとともに上方には上部に開口する油抜き穴があり、該
中径部は該軸の外周面と当接する第二シール材が設けら
れていることを特徴とする。

【０００８】この発明によれば、前記規制部材に設けら
れたシール手段により潤滑油を常に軸受けとオイルシー
ル間内に貯溜させておくことができるとともに、前記大
径部が軸受けのアウターレースと当接して該軸受けを確
実に規制できて、又前記半円状の第一シール材により貯
溜した潤滑油が漏れ出ることを防止できる。更に、前記
中径部により微小空間が構成されて潤滑油が前記ギヤ室
側へ流れにくくできるとともに、前記第二シール材のロ
ータ室方向の位置を規制できる。更に、該第二シール材
により軸受け内に流入した潤滑油は油抜き穴からギヤ室
へ抜け出るよう構成される為、エアポンプ稼働時潤滑油
が軸受け及びオイルシールの略全周に供給されるととも
に、該油抜き穴により軸受け及びオイルシールへの潤滑
油の循環が十分に行われ潤滑油によるオイルシールの冷
却を確実に行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図示の一実施例について説明
する。

【００１０】図１は本発明によるエアポンプ１の縦断側
面図である。このエアポンプ１は車両搭載エンジンの機
械式過給機として用いられるものであり、相互に噛合う
スクリュー形のロータ２、３がロータ室４内に回転自在
に支承されている。ロータ室４を形成するハウジクング
５は、周壁５ａと端壁５ｂとから成る有底円筒状をな
し、端壁５ｂと反対側の開口端は隔壁部材６により気密
に閉鎖されている。ロータ２、３が相互に噛合いながら
回転すると、端壁５ｂに設けられた吸入ポート７から吸
入された空気がロータ２、３の歯間で圧縮されながら軸
線方向へ進み、隔壁部材６側の端部に設けられた吐出ポ
ート（図示せず）から吐出されて、エンジンに供給され
る。

【００１１】ロータ２、３はそれぞれロータ駆動軸８、
９を有し、これらの駆動軸を介して回転駆動される。ロ
ータ駆動軸８の一端はハウジング５の端壁５ｂにボール
軸受10を介して軸支されている。ロータ駆動軸８の他端
は隔壁部材６を貫通して反対側へ突出しており、貫通部
分においてボール軸受11を介して隔壁部材６に軸支され
ている。軸受11は隔壁部材６の外側面６ａに臨ませて配
設されており、この軸受11に関してロータ室４側にオイ
ルシール12が軸８を包囲して隔壁部材６との間に介挿さ
れ、潤滑油がロータ室４に流入して吐出空気に混入する
のを防止している。ロータ駆動軸８の隔壁部材６から突
出した部分には被駆動ギヤ13と駆動ギヤ14が固設されて
いる。

【００１２】ロータ駆動軸９側も同様に構成され、前記
と同様な軸受10ａ、軸受11ａおよびオイルシール12ａが
設けられている。ロータ駆動軸９の突出端部には前記駆
動ギヤ14と噛合う被駆動ギヤ15が固設されている。

【００１３】隔壁部材６の外側はギヤ室カバー16により
覆われ、該カバー16と隔壁部材６との間に、前記ギヤ1
3、14、15等を納める密閉されたギヤ室17が形成されて
いる。該ギヤ室17にはさらにロータ駆動軸８の上方に駆
動軸18が配設され、両端を軸受19、20を介してそれぞれ
ギヤ室カバー16および隔壁部材６に軸支されている。そ
して該駆動軸18に設けられた駆動ギヤ21が前記ロータ駆
動軸８上の被駆動ギヤ13と噛合っている。

【００１４】駆動軸18の一端はギヤ室カバー16を貫通し
て外側へ突出し、該突出端にプーリ22が設けられてい
る。そしてこのプーリ22と図示してないエンジンの出力
軸上のプーリとの間にベルトが巻掛けられており、駆動
軸18は該エンジンにより回転駆動される。駆動軸18の回
転はギヤ21、13を介してロータ駆動軸８に伝えられ、さ
らにロータ駆動軸８の回転がギヤ14、15を介してロータ
駆動軸９に伝えられる。かくしてロータ２とロータ３が
それぞれの歯数に応じた回転比で互いに反対方向に回転
してポンプ作用を行う。

【００１５】ギヤ室17内には前記各軸受および歯車類を
潤滑するための潤滑油が封入されている。図１において
23はポンプ停止時における該潤滑油の油面である。この
潤滑油はポンプ運転時に被駆動ギヤ15等によりかき上げ
られて上方の各潤滑所要部に達し、これらを潤滑する。
また、オイルシール12、12ａは、ロータ駆動軸８、９の
高速回転時に、ロータ駆動軸８、９との間の摩擦のほか
に、ロータ室４内で圧縮され高温となった空気からの伝
熱により昇温してリップクラックを生じ易いので、オイ
ルシール12、12ａにも潤滑油を十分に循環させてこれら
を冷却することが要求される。

【００１６】軸受11、11ａのギヤ室17側の端面は、隔壁
部材６に固定されたベアリングロックプレート24により
アウタレースを抑えられ、ロータ駆動軸８、９に設けら
れたベアリング抑え部25、25ａによりインナレースを抑
えられている。

【００１７】図２は隔壁部材６をギヤ室17側から見た端
面図で、上記ベアリングロックプレート24をこれに取り
付けた時の輪郭を２点鎖線で示してある。26は前記ギヤ
室カバー16との合わせ面で、ギヤ室17側の端面の外周部
を包囲する平面に形成されている。この合わせ面26に囲
まれた内部に、前記軸受20用のボス部27ａ、軸受11用の
ボス部27ｂおよび軸受11ａ用のボス部27ｃが、その端面
を合わせ面26と同一平面に揃えて連接されている。そし
て合わせ面26を形成した周壁部とボス部27ａ、27ｂ、27
ｃとは多数のリブ28で適宜連結され、これらの間にギヤ
室17に向って開口した凹所が形成されている。

【００１８】図１および図２に示すように、隔壁部材６
の上部には大気連通管29を通じて大気に連通可能なオイ
ルセパレータ室30が、ギヤ室17内に開口させて凹設され
ている。大気連通管29は、ロータ室４内で圧縮された空
気がオイルシール12、12ａを通じてギヤ室17内に不可避
的に洩れることによりギヤ室17内の圧力が上昇した時
に、ギヤ室17内の空気を逃がすために設けられているも
のであるが、この時排出される空気に随伴するミスト状
の潤滑油がオイルセパレータ室30で空気から分離されて
ギヤ室17内に戻される。

【００１９】ボス部27ａには、ここに装着される軸受20
の背後位置に、ポンプ運転中にかき上げられた潤滑油を
集めて貯溜する油室31が形成されている。この油室31
は、前記合わせ面26から内方へこれと同一面をなして張
り出した平面部32に設けられた開口33に油通路34を介し
て連通している。ベアリングロックプレート24は開口33
を避けた輪郭形状をなし、該開口33はギヤ室17内に開放
されているので、ポンプ運転時に回転する被駆動ギヤ15
によってかき上げられた潤滑油が開口33、油通路34を通
って油室31内に流入する。

【００２０】油室31の底部には低い溝部31ａが形成され
ており、該溝部31ａから軸受11部分へ向って給油穴35が
穿設されている。この給油穴35は、軸受11とオイルシー
ル12との間に形成された環状室36に連通しており、油室
31から給油穴35を経て環状室36に流入する潤滑油により
軸受11およびオイルシール12が潤滑、冷却される。油室
31はまた油戻し路37を通じて前記オイルセパレータ室30
に連通しており、前記オイルセパレータ室30で分離した
潤滑油の一部はこの油戻し路37を経て油室31に流入す
る。

【００２１】ところで軸受11はポンプ停止時におけるギ
ヤ室17内の油面23より高い位置に設けられているので、
ポンプ運転時に給油穴35を経て環状室36、軸受11および
オイルシール12に供給された潤滑油は、ポンプ停止時軸
受11のインナレース38とアウタレース39の間を通ってギ
ヤ室17内に落下してしまう。従って次にポンプを始動し
た直後にはこの部分の潤滑油が不足して、十分な潤滑お
よび冷却を行うことができないので、軸受11およびオイ
ルシール12の寿命低下を招く。

【００２２】そこで、図１に説明的に示してあるよう
に、軸受11のギヤ室17側の端面の下方部分においては、
インナレース38とアウタレース39の間を閉塞してある。
このようにすれば端面において両レース38、39間が閉塞
されている部分には、ポンプ停止後も潤滑油が両レース
間を通って落下することなく残留するので、次にポンプ
を始動した直後においてもこの潤滑油により十分な潤滑
が行われる。

【００２３】レース38、39間の閉塞は、図１に示すよう
にベアリングロックプレート24を直接両レース間にまた
がらせて行ってもよいが、本実施例においては図３ない
し図６に示すような構造によって行われている。

【００２４】前述のように、軸受11のインナレース38の
端面はロータ駆動軸８のベアリング抑え部25によって抑
えられ、アウタレース39の端面はベアリングロックプレ
ート24によって抑えられている（図３）。従ってベアリ
ングロックプレート24の軸受11側の端面部分にはアウタ
レース39の内径にほぼ等しい径の穴40が円形に開口して
いるが、該穴40の周辺下半部には半円状の第一シール材
41が添設され、アウタレース39との間を確実にシールす
るようになされている（図４参照）。

【００２５】ベアリングロックプレート24の厚さ方向中
央部では、前記穴40の径は下半部において小さくなって
おり、小径でベアリング抑え部25の周面との間に小さい
隙間ｔ₁ を有する下方の内周面部分40ａと、大径でベア
リング抑え部25の周面との間に大きな隙間ｔ₂ を有する
上方の内周面部分40ｂとが、段部42で接続されている
（図５参照）。そして上方内周面部分40ｂの頂部に油抜
き穴43が設けられており、該油抜き穴43はベアリングロ
ックプレート24の上端面においてギヤ室17内に開口して
いる。

【００２６】穴40は、ベアリングロックプレート24のギ
ヤ室側の端面部分においては、軸受11側の端面部分と同
様に円形をなしているが、穴40のこの部分には第二シー
ル材44が嵌着され、この第二シール材44によりベアリン
グ抑え部25とベアリングロックプレート24との間がシー
ルされている（図６参照）。

【００２７】以上の構成により、軸受11は少なくとも段
部42より下方においては、ベアリング抑え部25、ベアリ
ングロックプレート24、第一シール材41、第二シール材
44、によりレース38、39間を確実に閉塞されている。従
ってポンプが停止して給油穴35からの給油がなくなって
も、環状室36およびその両側の軸受11、オイルシール12
部分には潤滑油が段部42とほぼ同じレベルの油面45を形
成して残留し、ポンプ再始動直後の潤滑、冷却に寄与す
る。

【００２８】ポンプ運転時に給油穴35から送りこまれた
潤滑油は、前記上方の広い隙間ｔ₂部分および油抜き穴4
3を経て順調にギヤ室17内に排出されるので、大量の潤
滑油を軸受11およびオイルシール12に供給してこれらを
良好に潤滑、冷却することができる。また油抜き穴43は
駆動ギヤ14の上端とほぼ同じ高さでかつこれに接近した
位置においてギヤ室17内に開口しているので、ここから
排出される潤滑油により駆動ギヤ14およびこれに隣接し
ている被駆動ギヤ13等をも効率良く潤滑することができ
る。

【００２９】上記ベアリングロックプレート24は樹脂等
による一体成型品としてもよいが、あるいは図７に示す
ように３枚の板24ａ、24ｂ、24ｃをボルト46により一体
に締結して形成してもよい。図７については図３ないし
図６の各部分に対応する部分に同じ参照符号を付して詳
細な説明を省略する。なお図７のものにおいては、板24
Ｃの半月状の平面部分24ｄが軸受11のレース38、39間に
またがって軸受11の端面に直接当接される。

【００３０】又、ギヤ室17の油面23が低いものにあって
は、ロータ駆動軸９側の軸受11ａおよびオイルシール12
ａにも上述の構成を適用してもよい。

【００３１】両側に軸受11およびオイルシール12が配接
され給油穴35を通じて油室31に連通している前記環状室
36には、図２に示すように、さらに他の油抜き穴47が設
けられている。この油抜き穴47は環状室36の外周上給油
穴35からロータ駆動軸８の回転方向（矢印ａ方向）に１
８０°以上離隔した位置、好ましくは図示のように３０
０°以上すなわち給油穴35から回転方向ａとは反対方向
に５０°程度離隔した位置に設けるのがよい。

【００３２】給油穴35から環状室36に流入した潤滑油
は、ロータ駆動軸８の回転により給油穴35から直接油抜
き穴47へ向うことなく、ロータ駆動軸８のまわりを半周
以上まわった後油抜き穴47に達するので、軸受11および
オイルシール12の全周にわたって良好に行き渡る。また
ロータ駆動軸８の高速回転により環状室36内の空気が油
抜き穴47から排出されることにより、潤滑油が該室内に
流入し易くなるので、多量の潤滑油を油室31から導き入
れることができ、オイルシール12を十分に冷却すること
ができる。同様な関係の給油穴35ａおよび油抜き穴47ａ
がロータ駆動軸９側にも設けられている。

【００３３】図１に示すように、駆動軸18には油室31に
開口する軸線方向の通油路48が設けられている。該通油
路48には駆動ギヤ21および軸受19に通ずる給油穴49、50
が設けられていおり、油室31内にかき上げられた潤滑油
により駆動ギヤ21、軸受19も潤滑される。また給油穴50
からの給油により、軸受19に隣接するオイルシール51も
潤滑される。図８に示すように、駆動軸18の油室31側の
端部にはシール材52を介して導油部片53が設けられてお
り、油室31内に溜った潤滑油が通油路48に導入され易く
するとともに、油室31内の潤滑油が直接ギヤ室17内に漏
れるのを防止している。

【００３４】

【発明の効果】本発明の第一の構成によれば機械式エア
ポンプの稼働時、前記駆動ギヤのオイル掻き揚げ動作に
より軸受けと該軸受けに隣接するオイルシールに十分潤
滑油を供給できることはもちろん、エアポンプ停止時に
あっては、該エアポンプ装着状態で軸受けの下方となる
部分の前記インナーレース及びアウターレース間を前記
シール手段で塞いだので潤滑油は常に軸受けとオイルシ
ール間内に貯溜しており、再始動時においても軸受け及
びオイルシールに十分潤滑油を供給できるので該軸受け
及び該オイルシールの耐久性を向上させることができ
る。又、前記シール手段が軸受けの軸方向の動きを規制
する規制部材に設けられているのでシール手段として新
たに別部材を設ける必要がなく部品点数の削減も可能に
なる。本発明の第二の構成によれば前記規制部材に設け
られたシール手段により潤滑油を常に軸受けとオイルシ
ール間内に貯溜させておくことができるとともに、前記
大径部が軸受けのアウターレースと当接して該軸受けを
確実に規制できて、又前記半円状の第一シール材により
貯溜した潤滑油が漏れ出ることを防止できる。更に、前
記中径部により微小空間が構成されて潤滑油が前記ギヤ
室側へ流れにくくできるとともに、前記第二シール材の
ロータ室方向の位置を規制できる。更に、該第二シール
材により軸受け内に流入した潤滑油は油抜き穴からギヤ
室へ抜け出るよう構成される為、エアポンプ稼働時潤滑
油が軸受け及びオイルシールの略全周に供給されるとと
もに、該油抜き穴により軸受け及びオイルシールの潤滑
油の循環が十分に行われ潤滑油によるオイルシールの冷
却を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエアポンプの縦断側面図である。

【図２】隔壁部材をギヤ室側から見た端面図である。

【図３】図１の一部をさらに詳細に示した拡大図であ
る。

【図４】図３のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

【図６】図３のVI−VI線に沿う断面図である。

【図７】ベアリングロックプレートの他の実施例を示す
部分的分解斜視図である。

【図８】図１の一部拡大図である。

【符号の説明】

１…エアポンプ、２…ロータ、３…ロータ、４…ロータ
室、５…ハウジング、６…隔壁部材、７…吸入ポート、
８…ロータ駆動軸、９…ロータ駆動軸、10…軸受、11…
軸受、12…オイルシール、13…被駆動ギヤ、14…駆動ギ
ヤ、15…被駆動ギヤ、16…ギヤ室カバー、17…ギヤ室、
18…駆動軸、19…軸受、20…軸受、21…駆動ギヤ、22…
プーリ、23…油面、24…ベアリングロックプレート、25
…ベアリング抑え部、26…合わせ面、27…ボス部、28…
リブ、29…大気連通管、30…オイルセパレータ室、31…
油室、32…平面部、33…開口、34…油通路、35…給油
穴、36…環状室、37…油戻し路、38…インナレース、39
…アウタレース、40…穴、41…第1 シール材、42…段
部、43…油抜き穴、44…第２シール材、45…油面、46…
ボルト、47…油抜き穴、48…通油路、49…給油穴、50…
給油穴、51…オイルシール、52…シール材、53…導油部
片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南 茂 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 高橋 のぶ 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隔壁で仕切られたロータ室とギヤ室とを
   備えた機械式エアポンプであって、 前記ロータ室に収納されたロータを駆動する軸を前記隔
   壁を貫通させて前記ギヤ室内に突出させ、 該軸のギヤ室に突出した部分に駆動用ギヤを設けるとと
   もに、 前記隔壁を貫通する部分に該隔壁と該軸との間を密封す
   るオイルシールと該軸を軸支する転がり軸受けとを前記
   ロータ室側から前記ギヤ室にかけて軸方向に順次配置さ
   せ、 かつ、前記ギヤ室内に潤滑油を封入し運転時前記ギヤに
   よって該潤滑油を掻き揚げて前記エアポンプ内に設けら
   れた潤滑油溜めに該潤滑油を送り込み該潤滑油溜めから
   前記オイルシール及び前記軸受けに供給するように構成
   されたエアポンプにおいて、 前記ギヤ室側の端部に少なくとも該エアポンプ装着状態
   で下方に位置する前記軸受けのインナーレース及びアウ
   ターレース間を塞ぐシール手段を該軸受けの軸方向の動
   きを規制する規制部材に設けたことを特徴とするエアポ
   ンプ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエアポンプであって、 前記規制部材には前記軸が貫通する貫通孔があって、 該貫通孔の該エアポンプ装着状態における下方部分には
   前記ロータ室側から前記ギヤ室側にかけて大径部と小径
   部と中径部とが構成されており、 該大径部は少なくとも前記軸受けの前記インナーレース
   よりも大径であるとともに該大径部の前記ロータ室側端
   面には該軸受けの前記アウターレース下方部分の端面と
   当接する半円状の第一シール材が設けられ、 該小径部は前記軸に設けられた該軸受けの軸挿通孔より
   も大径の軸受け押さえ部とで微小空間を構成するととも
   に上方には上部に開口する油抜き穴があり、 該中径部は該軸の外周面と当接する第二シール材が設け
   られていることを特徴とするエアポンプ。