JPH09268993A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 慣性モ−メントを小さくしながら、ロ−タを
充分に冷却する。 【解決手段】 ロ−タ本体７７、８１にロ−タ軸４７、
３９を固定したロ−タ３５、３７と、流体の流入口と流
出口とを有するケ−シング１３と、ロ−タ本体７７の歯
すじ部８３に形成された空洞部８７と、ロ−タ軸４７に
形成され軸方向端部に開口を有する流通路９３と、流通
路９３と空洞部８７とを連通する連通路１０１とを備
え、流通路９３と連通路１０１と空洞部８７とに冷却媒
体を通してロ−タ３５を冷却することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ス−パ
−チャ−ジャのコンプレッサに用いられる流体機械に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、互いに噛み合う一対のロ−タを用
いる流体機械では、流体の洩れを低減し効率を高めるた
めに、回転中の各ロ−タの接触がある程度許容されてお
り、このときのロ−タ間の当たりを和らげ、摩耗を防止
し、ロ−タ間の隙間を小さくする目的で、各ロ−タの表
面にテフロン（登録商標）などでコ−ティングが施され
る。また、コ−ティング後は、ならし運転によって各ロ
−タのコ−ティング層を互いに接触させて適度に削り落
とし、各ロ−タが温度膨張したときロ−タ間の過度の当
たりを防止する。

【０００３】ロ−タの温度変化が大きいと、温度膨張に
よる低温時と高温時の寸法変化が大きくなってコ−ティ
ング層を厚くすることが必要になり、コ−ティング層を
厚くすれば、ならし運転の時間もそれだけ長くなってコ
ストの上昇を招く。

【０００４】図５の圧縮機３０１は特開昭５９−１１５
４９２号公報に記載されたものであり、ロ−タ軸３０
３、３０５に貫通路３０７、３０９を設け、ポンプ３１
１からのオイルをオイルク−ラ３１３で冷却してこれら
の貫通路３０７、３０９に流し、ロ−タ３１５、３１７
を冷却するように構成されている。

【０００５】ロ−タ３１５、３１７を冷却すれば、温度
上昇と寸法変化とが低減され、ロ−タ３１５、３１７間
の隙間を最小の値に保つことができ、性能が向上すると
共に、コ−ティング層を擦り合わせるためのならし運転
を省略可能にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、圧縮機３０
１ではロ−タ軸３０３、３０５の貫通路３０７、３０９
を介してロ−タ３１５、３１７を冷却しているから冷却
効率が悪く、ロ−タ３１５、３１７の寸法変化を低減す
る効果が不充分である。従って、ロ−タ３１５、３１７
間の隙間は高温時に強く当たらないように決めなければ
ならず、それより低温の通常使用時に隙間が大きくなっ
て圧縮機３０１の効率が悪化する。また、そのためにコ
−ティング層はある程度厚くしなければならず、従っ
て、ならし運転の省略も難しい。

【０００７】更に、ロ−タ３１５、３１７の冷却効率が
悪いと、吐き出し温度が高くなり、圧縮機３０１の断熱
温度効率が低下する。

【０００８】また、流体機械のロ−タは慣性モ−メント
が大きいと、原動機の回転変化に対するレスポンスが低
下し、消費駆動力が増大して原動機の燃費が低下し、原
動機との間を断続するクラッチが大型になるなどの問題
が生じるから、ロ−タの歯すじ部に空洞部を設けて中空
構造にし、慣性モ−メントを小さくすることがある。

【０００９】しかし、このような中空ロ−タは温度変化
による変形が大きいから、冷却効率が悪いければ、流体
機械の効率が低下し、コ−ティング層が厚くなり、なら
し運転時間が長くなるなどの問題がそれだけ大きくな
る。

【００１０】そこで、この発明は、ロ−タの慣性モ−メ
ントを小さくできる上に、ロ−タが充分に冷却されるこ
とにより、効率が向上すると共に、コ−ティング層を薄
くし、ならし運転時間を短くできる流体機械の提供を目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の流体機械は、
相手側ロ−タと噛み合う歯すじ部を有するロ−タ本体
と、このロ−タ本体の軸孔に固定されたロ−タ軸とを有
する一対のロ−タと、各ロ−タを回転可能に内包すると
共に、各ロ−タの噛み合い開始側に設けられた流体の流
入口及び各ロ−タの噛み合い終了側に設けられた流体の
流出口とを有するケ−シングと、前記ロ−タ本体の歯す
じ部に形成され、軸方向端部に開口部を有する空洞部
と、ロ−タ軸に形成され軸方向端部に開口部を有する流
通路と、流通路と空洞部とを連通する連通路とを備え、
これらの流通路と連通路と空洞部とに冷却媒体を通して
ロ−タを冷却することを特徴とする。

【００１２】このように、請求項１の流体機械は、ロ−
タ本体の歯すじ部に設けた空洞部とロ−タ軸に設けた流
通路とを連通路で連通し、これらに冷却媒体を流してロ
−タを冷却するように構成されており、ロ−タ軸の貫通
路からロ−タ全体を冷却する従来例に較べて、ロ−タの
冷却効率が大きく向上する。

【００１３】また、径方向内側のロ−タ軸に設けられた
流通路と径方向外側のロ−タ本体の空洞部とを連通させ
たことによって遠心ポンプが形成され、ロ−タが回転す
ると冷却媒体が流通路から空洞部へ移動し、冷却効率を
高める。

【００１４】従って、ロ−タの温度上昇が防止され、熱
膨張によるロ−タの当たりが防止されるから、ロ−タ間
の隙間を小さくすることができ、流体機械の効率が向上
する。

【００１５】また、ロ−タが互いに当たらないから、ロ
−タの寿命が向上すると共に、ロ−タ表面のコ−ティン
グ層を薄くすることができ、ならし運転によりコ−ティ
ング層の擦り合わせをする時間が短くなり、それだけコ
ストを低減できる。

【００１６】更に、ロ−タを介して流体が冷却されるか
ら、吐き出し温度が低くなり、流体機械の断熱温度効率
が向上する。

【００１７】また、遠心ポンプ作用によって冷却媒体の
流れが発生するように構成されているから、従来例と異
なってポンプが不要になり、それだけ低コストで実施で
きる。

【００１８】更に、ロ−タ本体の歯すじ部に空洞部を形
成して中空構造にしたことにより、ロ−タの慣性モ−メ
ントが小さくなり、原動機の回転変化に対するレスポン
スが向上し、消費駆動力が低減されて原動機の燃費が向
上し、原動機と流体機械とを断続するクラッチを小型に
できる。

【００１９】また、空洞部によりロ−タ本体を軽量にし
たから、ロ−タ本体とロ−タ軸とをピンで固定する必要
がなくなり、それだけ低コストになる。

【００２０】更に、空洞部を形成した中空構造のロ−タ
は温度変化に敏感であるが、この空洞部を利用してロ−
タを冷却する構成は、慣性モ−メントを小さくしなが
ら、上記のように、極めて冷却効率が良いから、空洞部
を形成したことによる効率の低下や、コ−ティング層が
厚くなり、ならし運転時間が長くなることなどを防止し
ている。

【００２１】請求項２の流体機械は、請求項１記載の流
体機械であって、前記流通路の開口部が流入口に開放さ
れたことを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得
る。

【００２２】これに加えて、流通路の開口をケ−シング
の流入口に開放したから、遠心ポンプ作用によって流入
口から流体が流通路に流入し、ロ−タが効率良く冷却さ
れる。

【００２３】また、この流体機械を、流入口から高圧の
流体を与えて回転を取り出す流体ポンプに用いたとき
は、流入口からロ−タ軸の流通路に流体が押し込まれる
から、冷却効率が更に向上する。

【００２４】請求項３の流体機械は、請求項１記載の流
体機械であって、前記冷却媒体が、過給機で加圧された
エンジン吸気を冷却するインタ−ク−ラの冷却吸気であ
ることを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得
る。

【００２５】これに加えて、冷却媒体にインタ−ク−ラ
の冷却吸気を用いたことにより、ロ−タは極めて効果的
に冷却される。

【００２６】また、冷却媒体にインタ−ク−ラの冷却吸
気を用いたことにより、従来例と異なってポンプが不要
になるから、それだけ低コストに構成できる。

【００２７】請求項４の流体機械は、請求項１または請
求項３記載の流体機械であって、各ロ−タがエンジンの
駆動力によって回転駆動され、加圧した吸気をインタ−
ク−ラ介してエンジンに供給すると共に、前記流出口の
出口温度を温度センサで検知し、この出口温度が設定値
を超えると、コントロ−ラによって操作されるバルブに
よってインタ−ク−ラの冷却吸気を前記流通路に導くこ
とを特徴とし、請求項１または請求項３の構成と同等の
効果を得る。

【００２８】また、エンジンが高速回転すると流出口の
吸気圧力が上昇するから、バイパスバルブで過剰な圧力
を逃がして吸気圧力を一定にすることが行われるが、断
熱圧縮による流出口の温度上昇を温度センサで検知し、
この出口温度が設定値を超えるとインタ−ク−ラの冷却
吸気を流通路の開口部に導くように構成したことによっ
て、必要なときだけロ−タを効率よく冷却できる。

【００２９】その上、ロ−タの冷却系がこのように吸気
のバイパス機能を果たすから、従来のバイパス系統が不
要になり、それだけ低コストになる。

【００３０】また、このように、エンジンと流体機械の
高速回転時（高温時）にロ−タを冷却して吸気温度を下
げることによって、両方の容積効率が向上する。

【００３１】更に、従来は捨てられていた冷却吸気を冷
却媒体として利用することによってエネルギ−が回収さ
れ、エンジン燃費が向上する。

【００３２】更に、ロ−タ本体の歯すじ部に空洞部を形
成して中空構造にしたことにより、ロ−タの慣性モ−メ
ントが小さくなり、エンジン回転に対するレスポンスが
向上すると共に、消費駆動力が低減されてエンジン燃費
が向上し、エンジンとの間を断続する電磁クラッチを小
型にできる。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１によって本発明の第１実施形
態を説明する。この実施形態は請求項１、２の特徴を備
えており、図１はこの実施形態を用いたス−パ−チャ−
ジャ１を示している。左右の方向は図１での左右の方向
であり、符号を与えていない部材等は図示されていな
い。

【００３４】図１のように、ス−パ−チャ−ジャ１は、
入力プ−リ３、増速ギヤ組５、タイミングギヤ組７、ス
クリュ−式コンプレッサ９（実施形態の流体機械）など
から構成されている。

【００３５】入力プ−リ３はベアリング１１によりコン
プレッサケ−シング１３（ケ−シング）に支承されてい
ると共に、入力軸１５にスプライン連結され、ボルト１
７とワッシャ１９とで固定されている。入力プ−リ３は
ベルトを介してクランクシャフト側のプ−リに連結され
ている。このクランクシャフト側プ−リには電磁クラッ
チが組み込まれており、エンジンとス−パ−チャ−ジャ
１との断続を行う。

【００３６】こうして、入力プ−リ３はエンジンの駆動
力によりこの電磁クラッチを介して回転駆動される。

【００３７】入力軸１５はケ−シング１３の内部でボ−
ルベアリング２１により支承されている。入力軸１５に
装着されたカラ−２３とケ−シング１３との間にはシ−
ル２５が配置され、オイル洩れを防止している。

【００３８】増速ギヤ組５は互いに噛み合った大径と小
径の増速ギヤ２７、２９から構成されており、タイミン
グギヤ組７は互いに噛み合った大径と小径のタイミング
ギヤ３１、３３から構成されている。また、コンプレッ
サ９は雄型と雌型のスクリュ−ロ−タ３５、３７を備え
ている。

【００３９】大径の増速ギヤ２７は入力軸１５の右端部
に一体形成されており、小径の増速ギヤ２９は、大径の
タイミングギヤ３１と共に、雌型スクリュ−ロ−タ３７
（相手側ロ−タ）のロ−タ軸３９にキ−４１で連結さ
れ、ナット４３で脱落を防止されている。また、小径の
タイミングギヤ３３は、テーパリング固定機構４５を介
して雄型スクリュ−ロ−タ３５のロ−タ軸４７に固定さ
れている。

【００４０】このテーパリング固定機構４５は、各スク
リュ−ロ−タ３５、３７を互いに接触しないように噛み
合わせた状態で、タイミングギヤ３３をタイミングギヤ
３１に噛み合わせた後、ナット４９を締め付けてロック
し、各スクリュ−ロ−タ３５、３７を回転方向に位置決
めする。

【００４１】各スクリュ−ロ−タ３５、３７のロ−タ軸
４７、３９は、左端部をボ−ルベアリング５１、５３に
よってケ−シング１３に支承されている。また、ロ−タ
軸４７の右端部はカラ−５５とロ−ラ−ベアリング５７
とによってケ−シング１３に支承され、ロ−タ軸３９の
右端部はカラ−５９とロ−ラ−ベアリング６１とによっ
てケ−シング１３に支承されている。

【００４２】ケ−シング１３には、スクリュ−ロ−タ３
５、３７の右端側に吸入口（流入口）が設けられ、スク
リュ−ロ−タ３５、３７の左端側に吐出口（流出口）が
設けられている。

【００４３】また、ロ−タ軸４７、３９の左端部に装着
されたカラ−６３、６５とケ−シング１３との間にはシ
−ル６７、６９が配置され、右端部のカラ−５５、５９
とケ−シング１３との間にはシ−ル７１、７３が配置さ
れ、更に、カラ−５５とケ−シング１３との間には他の
シ−ル７５が配置され、それぞれエア洩れを防止してい
る。

【００４４】プ−リ３から入力したエンジンの駆動力
は、増速ギヤ組５で増速され、タイミングギヤ組７を介
してスクリュ−ロ−タ３５、３７を回転駆動する。駆動
されたコンプレッサ９は、ケ−シング１３の吸入口から
吸入した吸気をスクリュ−ロ−タ３５、３７間で軸方向
左方に圧送し、吐出口から吐き出してエンジンに供給す
る。

【００４５】スクリュ−ロ−タ３５は、ロ−タ本体７７
の軸孔７９にロ−タ軸４７を固定して構成されており、
スクリュ−ロ−タ３７も同様にロ−タ本体８１の軸孔に
ロ−タ軸３９を固定して構成されている。

【００４６】ロ−タ本体７７は周方向等間隔に配置され
たスクリュ−状の３本の歯すじ部８３を備えており、雌
型スクリュ−ロ−タ３７のロ−タ本体８１はこの歯すじ
部８３と噛み合うスクリュ−状の４本の歯すじ部８５を
備えている。

【００４７】ロ−タ本体７７の各歯すじ部８３には空洞
部８７が形成されており、空洞部８７の左側には壁部８
９が設けられ、右側には開口９１が設けられている。壁
部８９は空洞部８７を閉塞し、コンプレッサ９の吐出側
と吸入側間の圧洩れを防止している。

【００４８】スクリュ−ロ−タ３５のロ−タ軸４７には
吸入口側に開口した流通路９３と、この流通路９３と連
通した連通孔９５が形成されており、ロ−タ本体７７に
は空洞部８７と連通した連通孔９７が形成されている。
また、ロ−タ軸４７には連通孔９５と連通孔９７とを連
通する環状溝９９が形成されている。

【００４９】連通孔９５と環状溝９９と連通孔９７とに
よって流通路９３と空洞部８７とを連通する連通路１０
１が構成されている。

【００５０】上記のように、径方向内側のロ−タ軸４７
に設けた流通路９３と径方向外側のロ−タ本体７７の空
洞部８７とを連通させたことによって遠心ポンプが形成
され、スクリュ−ロ−タ３５が回転するとその遠心力に
よって吸気が流通路９３から連通路１０１を介して空洞
部８７へ移動し、この遠心ポンプ作用によって吸気は流
入口と流通路９３と連通路１０１と空洞部８７との間で
循環し、スクリュ−ロ−タ３５を冷却する。

【００５１】回転中に高温になるロ−タ本体７７の歯す
じ部８３は、空洞部８７に吸気を流すことによって特に
効果的に冷却される。

【００５２】各ロ−タ本体７７、８１の径方向表面には
テフロンのコ−ティン層が形成されている。ス−パ−チ
ャ−ジャ１は組付け後ならし運転を行い、各スクリュ−
ロ−タ３５、３７のコ−ティン層を擦り合わせて、各ス
クリュ−ロ−タ３５、３７の隙間を所望の値に整えてい
る。

【００５３】こうして、ス−パ−チャ−ジャ１が構成さ
れている。

【００５４】ス−パ−チャ−ジャ１は、上記のように、
スクリュ−ロ−タ３５の各歯すじ部８３に空洞部８７を
設けて中空構造にし、慣性モ−メントを小さくしたか
ら、エンジン回転数の変化に対するレスポンスが向上す
ると共に、ス−パ−チャ−ジャ１の消費駆動力が軽減し
てエンジン燃費が改善される。また、ス−パ−チャ−ジ
ャ１とエンジンとを断続する電磁クラッチを小型にでき
る。

【００５５】これに加えて、上記のように、ロ−タ本体
７７の空洞部８７に吸気を通すことによって、ロ−タ軸
の貫通路からロ−タ全体を冷却する従来例に較べて、ス
クリュ−ロ−タ３５の冷却効率が大きく向上している。

【００５６】こうして、スクリュ−ロ−タ３５の温度上
昇が防止され、熱膨張によるスクリュ−ロ−タ３５、３
７の当たりが防止されるから、スクリュ−ロ−タ３５、
３７間の隙間を小さく設定することができ、ス−パ−チ
ャ−ジャ１（コンプレッサ９）の効率が向上する。

【００５７】また、スクリュ−ロ−タ３５、３７が互い
に当たらないから、スクリュ−ロ−タ３５、３７の寿命
が向上すると共に、スクリュ−ロ−タ３５、３７表面の
テフロンコ−ティング層を薄くすることができ、このコ
−ティングを削るためのならし運転が短くなり、それだ
けコストを低減できる。

【００５８】更に、スクリュ−ロ−タ３５を介して吸気
が冷却されるから、コンプレッサ９の吐き出し温度が低
くなり、断熱温度効率が向上する。

【００５９】また、空洞部８７を設けてロ−タ本体７７
を軽量化したから、ロ−タ本体７７とロ−タ軸４７とを
ピンで固定する必要がなくなり、それだけ低コストにな
る。

【００６０】このように、スクリュ−ロ−タ３５は極め
て冷却効率が良いから、中空構造にして慣性モ−メント
を小さくしながら、空洞部８７を形成したことによる吐
き出し効率の低下、及び、コ−ティング層が厚くなるこ
と、ならし運転時間が長くなることなどを防止してい
る。

【００６１】これに加えて、上記のように、スクリュ−
ロ−タ３５の回転による遠心ポンプ作用によって吸気が
循環するように構成したから、従来例と異なってポンプ
が不要になり、それだけ低コストに実施できる。

【００６２】次に、図２ないし図４により、本発明の第
２実施形態を説明する。この実施形態は請求項１、３、
４の特徴を備えている。図２はこの実施形態を用いたス
−パ−チャ−ジャ１０３を示し、図４はス−パ−チャ−
ジャ１０３を用いたエンジンの吸気系を示している。な
お、左右の方向は図２での左右の方向であり、符号を与
えていない部材等は図示されていない。

【００６３】図４のように、この吸気系は、エアクリ−
ナ１０５、ス−パ−チャ−ジャ１０３、ＯＮ−ＯＦＦバ
ルブ１０７（バルブ）、温度センサ１０９、コントロ−
ラ１１１、インタ−ク−ラ１１３、吸気マニホ−ルド１
１５などから構成されている。

【００６４】後述のように、エンジンの駆動力によって
ス−パ−チャ−ジャ１０３が回転すると、吸気はエアク
リ−ナ１０５を通ってス−パ−チャ−ジャ１０３で加圧
され、インタ−ク−ラ１１３で冷却されて吸気マニホ−
ルド１１５からエンジンに供給される。

【００６５】図２のように、ス−パ−チャ−ジャ１０３
は、入力プ−リ１１７、電磁クラッチ１１９、タイミン
グギヤ組１２１、スクリュ−式コンプレッサ１２３（第
２実施形態の流体機械）などから構成されている。

【００６６】入力プ−リ１１７はベアリング１２５によ
りコンプレッサケ−シング１２７（ケ−シング）に支承
されている。入力プ−リ１１７はベルトを介してクラン
クシャフト側のプ−リに連結されており、エンジンの駆
動力によって回転駆動される。

【００６７】電磁クラッチ１１９は、電磁コイル１２
９、磁気回路１３１、ア−マチャ１３３、ばね１３５、
フランジ部材１３７などから構成されている。

【００６８】磁気回路１３１は入力プ−リ１１７に磁性
金属を組み込んで形成され、電磁コイル１２９の磁力を
ア−マチャ１３３へ導く。

【００６９】ア−マチャ１３３はばね１３５とビス１３
９、１３９とによってフランジ部材１３７に連結されて
いる。フランジ部材１３７は入力側のロ−タ軸１４１に
スプライン連結され、ボルト１４３で固定されている。

【００７０】電磁コイル１２９が励磁されると、ばね１
３５が撓んでア−マチャ１３３が入力プ−リ１１７の磁
気回路１３１に吸着し、エンジンの回転がロ−タ軸１４
１に伝達される。電磁コイル１２９の励磁を停止する
と、ばね１３５の力によってア−マチャ１３３が入力プ
−リ１１７から離れ、ロ−タ軸１４１がエンジンから切
り離される。

【００７１】こうして、電磁クラッチ１１９によりエン
ジンとス−パ−チャ−ジャ１０３との断続が行われる。

【００７２】ロ−タ軸１４１にはカラ−１４５が装着さ
れ、このカラ−１４５とケ−シング１２７との間にはシ
−ル１４７が配置されてケ−シング１２７外部へのオイ
ル洩れを防止している。

【００７３】タイミングギヤ組１２１は互いに噛み合っ
た大径と小径のタイミングギヤ１４９、１５１から構成
されている。また、コンプレッサ１２３は雌型と雄型の
スクリュ−ロ−タ１５３、１５５を備えている。

【００７４】雌型のスクリュ−ロ−タ１５３はロ−タ本
体１５７の軸孔１５９に前記の入力側ロ−タ軸１４１を
固定して構成され、雄型のスクリュ−ロ−タ１５５はロ
−タ本体１６１の軸孔１６３にロ−タ軸１６５を固定し
て構成されている。

【００７５】図３のように、ロ−タ本体１６１は周方向
等間隔に配置されたスクリュ−状の３本の歯すじ部１６
７を備えており、ロ−タ本体１５７はこの歯すじ部１６
７と噛み合うスクリュ−状の４本の歯すじ部１６９を備
えている。

【００７６】ロ−タ本体１６１の各歯すじ部１６７には
空洞部１７１が形成されている。空洞部１７１の左側に
は壁部１７３が設けられ、右側には開口１７５が設けら
れている。壁部１７３は空洞部１７１を閉塞し、コンプ
レッサ１２３の吐出側と吸入側間の圧洩れを防止してい
る。

【００７７】各スクリュ−ロ−タ１５３、１５５のロ−
タ軸１４１、１６５は、左端部をボ−ルベアリング１７
７、１７９によって、また右端部をロ−ラ−ベアリング
１８１、１８３によって、それぞれケ−シング１２７に
支承されている。また、ロ−タ軸１４１、１６５の左端
側とケ−シング１２７との間にはシ−ル１８５、１８７
が配置され、右端部とケ−シング１２７との間にはシ−
ル１８９、１９１が配置され、それぞれエア洩れを防止
している。

【００７８】大径のタイミングギヤ１４９は雌型スクリ
ュ−ロ−タ１５３のロ−タ軸１４１の外周に圧入されて
おり、小径のタイミングギヤ１５１はナット１９３で雄
型スクリュ−ロ−タ１５５のロ−タ軸１６５に固定され
ている。

【００７９】各タイミングギヤ１４９、１５１は、各ス
クリュ−ロ−タ１５３、１５５を互いに接触しないよう
に噛み合わせた状態で、ナット１９３で回転方向に位置
決めされる。

【００８０】プ−リ１１７から入力したエンジンの駆動
力は、タイミングギヤ組１２１を介してスクリュ−ロ−
タ１５３、１５５を回転駆動する。

【００８１】コンプレッサ１２３が駆動されると、各ス
クリュ−ロ−タ１５３、１５５の右端側に設けられた吸
入口（流入口）から、上記のようにエアクリ−ナ１０５
を通った吸気が吸入され、スクリュ−ロ−タ１５３、１
５５の間で軸方向左方に圧送され、左端側に設けられた
吐出口（流出口）から吐き出され、インタ−ク−ラ１１
３で冷却されてエンジンに供給される。

【００８２】図２と図３のように、スクリュ−ロ−タ１
５５のロ−タ軸１６５には吸入口側に開口した流通路１
９５と、この流通路１９５と連通した連通孔１９７とが
形成されており、ロ−タ本体１６７には空洞部１７１と
連通した連通孔１９９が形成されている。また、ロ−タ
軸１６５にはこれらの連通孔１９７と連通孔１９９とを
連通する環状溝２０１が形成されている。図３のよう
に、各連通孔１９７、１９９は周方向等間隔にそれぞれ
３箇設けられ、環状溝２０１を介して互いに対抗してい
る。

【００８３】連通孔１９７と環状溝２０１と連通孔１９
９とによって流通路１９５と空洞部１７１とを連通する
連通路２０３が構成されている。

【００８４】図２のように、ロ−タ軸１６５の流通路１
９５にはパイプ２０５が相対回転自在に貫入している。
このパイプ２０５はケ−シング１２７に固定され、エア
ホ−ス２０７によってＯＮ−ＯＦＦバルブ１０７に接続
されている。図４のように、ＯＮ−ＯＦＦバルブ１０７
の他側はインタ−ク−ラ１１３の出口側に接続されてい
る。

【００８５】また、温度センサ１０９はケ−シング１２
７の吐出口に取り付けられており、吸気の吐き出し温度
を検知して、検知信号をコントロ−ラ１１１に送る。コ
ントロ−ラ１１１は吸気の吐き出し温度が設定値を超え
るとＯＮ−ＯＦＦバルブ１０７を開放し、ＯＮ−ＯＦＦ
バルブ１０７が開放されると、インタ−ク−ラ１１３で
冷却された高圧の吸気が流通路１９５に吹き込み、連通
路２０３から空洞部１７１を介して吸入口へ戻る。

【００８６】このように、流通路１９５と連通路２０３
と空洞部１７１とを循環する冷却吸気によってスクリュ
−ロ−タ１５５が冷却される。

【００８７】また、遠心ポンプ作用により、スクリュ−
ロ−タ１５５の回転に伴って吸気の循環が促進されて冷
却効率を高めると共に、図２のように、ロ−タ本体１６
１の連通孔１９９は開口１７５側に傾斜しているから、
吸気の循環が更に促進される。

【００８８】回転中に高温になるロ−タ本体１６１の歯
すじ部１６７は、空洞部１７１に吸気を流すことによっ
て特に効果的に冷却される。

【００８９】各ロ−タ本体１５７、１６１の径方向表面
にはテフロンのコ−ティン層が形成されている。ス−パ
−チャ−ジャ１０３は組付け後ならし運転を行い、スク
リュ−ロ−タ１５３、１５５のコ−ティン層を擦り合わ
せて、スクリュ−ロ−タ１５３、１５５間の隙間を所望
の値に整えている。

【００９０】こうして、ス−パ−チャ−ジャ１０３が構
成されている。

【００９１】ス−パ−チャ−ジャ１０３は、上記のよう
に、スクリュ−ロ−タ１５５の歯すじ部１６７に空洞部
１７１を設けて中空構造にし、慣性モ−メントを小さく
したから、エンジン回転数の変化に対するレスポンスが
向上すると共に、ス−パ−チャ−ジャ１０３の消費駆動
力が軽減してエンジン燃費が改善される。また、ス−パ
−チャ−ジャ１０３とエンジンとを断続する電磁クラッ
チ１１９を小型にできる。

【００９２】これに加えて、上記のように、ロ−タ本体
１６１の空洞部１７１に吸気を通すことによって、ロ−
タ軸の貫通路からロ−タ全体を冷却する従来例に較べ
て、スクリュ−ロ−タ１５５の冷却効率が大きく向上し
ている。

【００９３】こうして、スクリュ−ロ−タ１５５の温度
上昇が防止され、熱膨張によるスクリュ−ロ−タ１５
３、１５５の当たりが防止されるから、スクリュ−ロ−
タ１５３、１５５間の隙間を小さく設定することがで
き、ス−パ−チャ−ジャ１０３（コンプレッサ１２３）
の効率が向上する。

【００９４】また、スクリュ−ロ−タ１５３、１５５が
互いに当たらないから、スクリュ−ロ−タ１５３、１５
５の寿命が向上すると共に、スクリュ−ロ−タ１５３、
１５５のテフロンコ−ティング層を薄くすることがで
き、このコ−ティング層を削るためのならし運転が短く
なり、それだけコストを低減できる。

【００９５】更に、スクリュ−ロ−タ１５５を介して吸
気が冷却されるから、コンプレッサ１２３の吐き出し温
度が低くなり、断熱温度効率が向上する。

【００９６】また、空洞部１７１によりロ−タ本体１６
１を軽量にしたから、ロ−タ本体１６１とロ−タ軸１６
５とをピンで固定する必要がなくなり、それだけ低コス
トになる。

【００９７】このように、スクリュ−ロ−タ１５５の冷
却効率が極めて良いから、中空構造にして慣性モ−メン
トを小さくしながら、空洞部１７１を形成したことによ
る吐き出し効率の低下、及び、コ−ティング層が厚くな
ること、ならし運転時間が長くなることなどを防止して
いる。

【００９８】これに加えて、ス−パ−チャ−ジャ１０３
では、断熱圧縮による吐出口の温度上昇を温度センサ１
０９で検知し、この出口温度が設定値を超えるとインタ
−ク−ラ１１３の冷却吸気を導いてスクリュ−ロ−タ１
５５を冷却するように構成したから、必要なときだけス
クリュ−ロ−タ１５５を効率よく冷却できる。

【００９９】その上、インタ−ク−ラ１１３から冷却吸
気が戻るのは、エンジンが高速回転しス−パ−チャ−ジ
ャ１０３（コンプレッサ１２３）の出口温度が上昇した
ときであり、このようにスクリュ−ロ−タ１５５の冷却
系が吸気のバイパス機能を果たすから、エンジンの高速
回転時にバイパスバルブで過剰な圧力を逃がして吸気圧
力を一定にする従来のバイパス系統が不要になり、それ
だけ低コストになる。

【０１００】また、エンジンとコンプレッサ１２３の高
速回転時（高温時）にスクリュ−ロ−タ１５５を冷却し
て吸気温度を下げることにより、両方の容積効率が向上
する。

【０１０１】更に、従来は捨てられていた冷却吸気を冷
却媒体として利用することによってエネルギ−が回収さ
れ、エンジン燃費が向上する。

【０１０２】これに加えて、インタ−ク−ラ１１３から
の冷却吸気を利用することにより、従来例と異なってポ
ンプが不要になり、それだけ低コストで実施できる。

【０１０３】なお、本発明の流体機械では、一対のロ−
タの両方に空洞部を設け冷却媒体で冷却しても良い。

【０１０４】また、本発明の流体機械は、スクリュ−式
のロ−タでなく、例えば、捩じれのない繭型断面のロ−
タを用いてもよい。

【０１０５】更に、本発明の流体機械は、コンプレッサ
やブロワ−のように回転を流体圧に変換するものだけで
なく、流体圧を与えて回転を取り出すモ−タとして用い
てもよい。

【０１０６】

【発明の効果】請求項１の流体機械は、ロ−タ本体の歯
すじ部に設けた空洞部とロ−タ軸に設けた流通路とを連
通し、これらに冷却媒体を流すことによってロ−タを冷
却するように構成したから、ロ−タ軸の貫通路からロ−
タ全体を冷却する従来例に較べて、ロ−タの冷却効率が
大きく向上した。

【０１０７】また、径方向内側のロ−タ軸に設けられた
流通路と径方向外側のロ−タ本体の空洞部とを連通させ
たことによって遠心ポンプが形成され、ロ−タが回転す
ると冷却媒体が流通路から空洞部に流れて、冷却効率を
高める。

【０１０８】この冷却によってロ−タの温度上昇が防止
され、熱膨張によるロ−タの当たりが防止されるから、
ロ−タ間の隙間を小さくすることができ、流体機械の効
率が向上する。

【０１０９】ロ−タが互いに当たらないから、ロ−タの
寿命が向上すると共に、ロ−タ表面のコ−ティング層を
薄くすることができ、ならし運転によりコ−ティング層
の擦り合わせをする時間が短くなり、それだけコストを
低減できる。

【０１１０】更に、ロ−タを介して流体が冷却されるか
ら、吐き出し温度が低くなり、流体機械の断熱温度効率
が向上する。

【０１１１】また、遠心ポンプ作用によって冷却媒体の
流れが発生するから、従来例と異なってポンプが不要に
なり、それだけ低コストで実施できる。

【０１１２】また、空洞部によりロ−タ本体を軽量にし
たから、ロ−タ本体とロ−タ軸とをピンで固定する必要
がなくなり、それだけ低コストになる。

【０１１３】更に、空洞部を利用してロ−タを冷却する
構成は、慣性モ−メントを小さくしながら、上記のよう
に、極めて冷却効率が良いから、空洞部を形成したこと
による吐き出し効率の低下、及び、コ−ティング層が厚
くなること、ならし運転時間が長くなることなどを防止
している。

【０１１４】請求項２の流体機械は、流通路の開口部を
流入口に開放したことにより、請求項１の構成と同等の
効果を得ると共に、遠心ポンプ作用によって流体が流入
口から流通路に流入し、ロ−タが効率良く冷却される。

【０１１５】また、流体機械を、流入口から高圧の流体
を与えて回転を取り出す流体ポンプに用いたときは、流
入口からロ−タ軸の流通路に流体が押し込まれるから、
ロ−タの冷却効率が更に向上する。

【０１１６】請求項３の流体機械は、過給機で加圧され
たエンジン吸気を冷却するインタ−ク−ラの冷却吸気を
冷却媒体に用いることにより、請求項１の構成と同等の
効果を得ると共に、インタ−ク−ラの冷却吸気によって
ロ−タが極めて効果的に冷却される。

【０１１７】また、冷却媒体にインタ−ク−ラの冷却吸
気を用いたことにより、従来例と異なってポンプが不要
になるから、それだけ低コストで実施できる。

【０１１８】請求項４の流体機械は、請求項１または請
求項３の構成と同等の効果を得ると共に、断熱圧縮によ
る流出口の温度上昇を温度センサで検知し、この出口温
度が設定値を超えるとインタ−ク−ラの冷却吸気をロ−
タ軸の開口部に導くように構成したことによって、必要
なときだけロ−タを効率よく冷却できる上に、このよう
にロ−タの冷却系が吸気のバイパス機能を果たすから、
従来のバイパス系統が不要になり、それだけ低コストに
できる。

【０１１９】また、エンジンと流体機械の高速回転時
（高温時）にロ−タを冷却して吸気温度を下げることに
よって、両方の容積効率が向上する。

【０１２０】更に、従来は捨てられていた冷却吸気を冷
却媒体として利用しエネルギ−を回収するから、エンジ
ン燃費が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図であり、各
ロ−タはそれぞれの歯すじに沿って切断されている。

【図２】本発明の第２実施形態を示す断面図であり、各
ロ−タはそれぞれの歯すじに沿って切断されている。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】第２実施形態を用いたエンジンの吸気系を示す
システム図である。

【図５】従来例の断面図である。

【符号の説明】

９、１２３ スクリュ−式コンプレッサ（流体機械） １３、１２７ コンプレッサケ−シング（ケ−シング） ３５、１５５ 雄型スクリュ−ロ−タ（ロ−タ） ３７、１５３ 雌型スクリュ−ロ−タ（相手側ロ−タ） ３９、４７、１４１、１６５ ロ−タ軸 ７７、８１、１５７、１６１ ロ−タ本体 ８３、１６７ 歯すじ部 ８７、１７１ 空洞部 ９３、１９５ 流通路 １０１、２０３ 連通路 １０７ ＯＮ−ＯＦＦバルブ（バルブ） １０９ 温度センサ １１１ コントロ−ラ １１３ インタ−ク−ラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相手側ロ−タと噛み合う歯すじ部を有す
   るロ−タ本体と、このロ−タ本体の軸孔に固定されたロ
   −タ軸とを有する一対のロ−タと、各ロ−タを回転可能
   に内包すると共に、各ロ−タの噛み合い開始側に設けら
   れた流体の流入口及び各ロ−タの噛み合い終了側に設け
   られた流体の流出口とを有するケ−シングと、前記ロ−
   タ本体の歯すじ部に形成され、軸方向端部に開口部を有
   する空洞部と、ロ−タ軸に形成され軸方向端部に開口部
   を有する流通路と、流通路と空洞部とを連通する連通路
   とを備え、これらの流通路と連通路と空洞部とに冷却媒
   体を通してロ−タを冷却することを特徴とする流体機
   械。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、前記流通
   路の開口部が流入口に開放されたことを特徴とする流体
   機械。
3. 【請求項３】 請求項１記載の発明であって、前記冷却
   媒体が、過給機で加圧されたエンジン吸気を冷却するイ
   ンタ−ク−ラの冷却吸気であることを特徴とする流体機
   械。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項３記載の発明であ
   って、各ロ−タがエンジンの駆動力によって回転駆動さ
   れ、加圧した吸気をインタ−ク−ラ介してエンジンに供
   給すると共に、前記流出口の出口温度を温度センサで検
   知し、この出口温度が設定値を超えると、コントロ−ラ
   によって操作されるバルブによってインタ−ク−ラの冷
   却吸気を前記流通路に導くことを特徴とする流体機械。