JPH0953581A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空ロータのバランス修正を容易にする。 【解決手段】 ロータ本体６７に中空部７３が中子で形
成され、中空部７３の軸方向両側に壁部７５、７７が形
成された鋳造の中空スクリューロータ３５と、スクリュ
ーロータ３５、３７の回転に伴って流体を吸入口６３か
ら吸入し吐出口６５から吐き出すケーシング１３と、ロ
ータ３５の回転バランスを取るために必要な重量と寸法
により選択され、壁部７５、７７の幅木孔７９、８１に
固定されたバランス修正用ウェイト８３、８５とを備え
た。

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、車両の
スーパーチャージャに用いられる流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】公開実用 昭和６３−１９８４０１号公
報に図６のようなロータ２０１が記載されている。この
ロータ２０１はスクリュー式コンプレッサのような流体
機械に用いられるものである。このコンプレッサを用い
たスーパーチャージャはロータの慣性モーメントが大き
いと、エンジンの駆動エネルギー損失が大きく、加速時
のレスポンスが悪くなると共に、エンジンとの断続をす
るクラッチを大型にする必要がある。

【０００３】そこで、このロータ２０１は、図６のよう
に中空構造にし、中空部２０３の一部又は全部に樹脂２
０５を充填して軽量化し、慣性モーメントを小さくして
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ロータの回転バランス
が崩れていると、振動が発生し、ロータとロータ及びロ
ータとケーシングとの接触が生じ、ロータ軸受けの耐久
性が低下する。

【０００５】一般に、スクリュー式やルーツ式のような
流体機械では、ロータの端部にドリルなどによる切削加
工を施してバランスが修正される。

【０００６】ところが、ロータ２０１のような中空構造
のロータは、上記のように軽量で慣性モーメントが小さ
いことによる多くの利点を持つが、一方中空にしたこと
により中実構造のロータに較べて回転バランスが１０倍
程度悪化するという問題がある。このバランス悪化は、
ロータ２０１のように中空部２０３に樹脂２０５を充填
しても矯正されず、特に樹脂２０５を中空部２０３の一
部に充填した場合バランスは更に悪化する。

【０００７】このようにバランスが大きく崩れると、従
来のようにロータ端部に切削加工を施す方法ではバラン
ス修正は困難であり、切削量が多すぎると端部の強度が
低下するという問題が生じる。

【０００８】そこで、この発明は、ロータを中空構造に
し慣性モーメントを小さくしながら、ロータのバランス
修正を容易に行える流体機械の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の流体機械は、
ロータ本体に中空部が形成され、この中空部の少なくと
も軸方向一側端部に壁部が形成された中空ロータと、ロ
ータの回転に伴って流体を吸入口から吸入し吐出口から
吐き出すケーシングと、前記中空ロータの回転バランス
を取るために必要な重量と寸法により選択され、前記中
空部の壁部に固定されたバランス修正用ウェイトとを備
えたことを特徴とする。

【００１０】このように、請求項１の流体機械は、中空
ロータがバランス修正されているから、振動が低減する
と共に、ロータ軸受けの耐久性が向上し、ロータとロー
タとの接触やロータとケーシングとの接触が防止され、
正常な機能が保たれる。

【００１１】上記のように、バランス修正はバランス修
正用のウェイトを中空ロータに付加することによって行
い、バランス修正用ウェイトは重量と寸法などにより必
要なものを選択可能である。又、壁部の厚さを超える長
いバランス修正用ウェイトであっても、壁部の厚さを超
える部分は中空部に収納されるから、取り付けスペース
上の制約を受けずに必要な長さのものを使用することが
できる。

【００１２】従って、壁部の切削加工だけに頼る従来の
バランス修正と異なって、バランスの修正可能範囲がそ
れだけ広く、大きくバランスの崩れた中空ロータでもバ
ランス修正が可能である。

【００１３】又、選択したバランス修正用ウェイトを中
空ロータに固定するバランス修正は、切削加工だけによ
る従来のバランス修正に較べて極めて容易であると共
に、切削量が多すぎて中空ロータ端部の強度が低下する
という問題が生じない。

【００１４】こうして、ロータを中空構造にし、軽量化
し慣性モーメントを小さくしながら、広い範囲で容易に
バランス修正ができる。

【００１５】請求項２の流体機械は、請求項１の流体機
械において、中空ロータをスクリュー状の歯すじ部を有
するスクリューロータにしたものであり、請求項１の流
体機械と同様に、中空ロータのバランス修正可能範囲が
広く、バランス修正が容易であり、中空ロータの強度低
下が生じない。

【００１６】これに加えて、一般に、繭型断面のロータ
を用いるルーツ式の流体機械より高速回転で用いられる
このスクリュー式流体機械において、ロータを軽量化し
慣性モーメントを小さくしながら、広い範囲で容易にバ
ランス修正ができる本発明の効果は大きい。

【００１７】請求項３の流体機械は、請求項１又は２の
流体機械において、中空ロータを中空孔と共に塑性加工
し、この中空孔にバランス修正用ウェイトを装着して固
定したものであり、請求項１又は２の流体機械と同様
に、中空ロータのバランスを広い範囲で容易に修正可能
であり、バランスの修正に際して中空ロータの強度を低
下させない。

【００１８】これに加えて、塑性加工時に形成された中
空孔をバランス修正用ウェイトの装着孔に利用したか
ら、それだけバランス修正が容易になり、バランス修正
コストが低減される。

【００１９】請求項４の流体機械は、請求項１又は２の
流体機械において、中空ロータを鋳造加工し、中空部を
中子で形成したものであり、請求項１又は２の流体機械
と同様に、中空ロータのバランスを広い範囲で容易に修
正可能であり、中空ロータの強度を低下させない。

【００２０】これに加えて、鋳造加工によれば形状の複
雑な中空ロータでも加工が容易であると共に、他の加工
方法に較べて中空ロータを低コストで製造できる。又、
バランス修正が必要な端部にだけ予め壁部を設け、この
壁部にバランス修正用ウェイトを固定すれば、バランス
修正の工数とコストとを低減することができる。

【００２１】更に、バランス修正ウェイト固定用の孔は
ロータ端部のどの箇所に設けてもよく、位置が限定され
ないから、バランスの微調整がそれだけ可能になる。

【００２２】請求項５の流体機械は、請求項４の流体機
械において、中空ロータの壁部に中子を固定する幅木
（はばき）用の孔が設けられ、この幅木用の孔にバラン
ス修正用ウェイトを装着して固定したものであり、請求
項４の流体機械と同様に、中空ロータのバランスを広い
範囲で容易に修正可能であり、中空ロータの強度を低下
させない。

【００２３】これに加えて、幅木用の孔をバランス修正
用ウェイトの装着孔に利用したから、バランスの修正が
容易になり、バランス修正コストが低減する。

【００２４】請求項６の流体機械は、請求項１乃至５の
流体機械において、バランス修正用ウェイトの端面を中
空ロータの壁部外面と同一面にしたものであり、請求項
１乃至５の流体機械と同様に、中空ロータのバランスを
広い範囲で容易に修正可能であり、中空ロータの強度を
低下させない。

【００２５】これに加えて、バランス修正用ウェイトの
端面を中空ロータの壁部外面と同一面にしたことによ
り、中空ロータの端部で流体の洩れが低減し、流体機械
の効率が向上する。特に、軸方向の一側に流体の吸入孔
が又他側に吐出孔が設けられ、中空ロータの両端部で大
きな圧力差が生じるスクリュー式の流体機械において、
このシール性改善による効率の向上効果は大きい。

【００２６】請求項７の流体機械は、請求項１乃至６の
流体機械において、バランス修正用ウェイトの材質をロ
ータ本体より比重の大きい材質にしたものであり、請求
項１乃至６の流体機械と同様に、中空ロータのバランス
を広い範囲で容易に修正可能であり、中空ロータの強度
を低下させない。

【００２７】これに加えて、バランス修正用ウェイトに
ロータ本体の材質（例えば、アルミニューム）より比重
の大きい材質（例えば、鋼材）を用いることにより、バ
ランス修正用ウェイトをそれだけ小型にすることができ
る。従って、極端にバランスが崩れた中空ロータでも、
取り付けスペース上の制約を受けずにバランス修正が可
能になり、バランスの修正可能範囲が更に広くなる。

【００２８】請求項８の流体機械は、請求項１乃至７の
流体機械において、バランス修正用ウェイトを中空ロー
タの壁部に溶接又は接着したものであり、請求項１乃至
７の流体機械と同様に、中空ロータのバランスを広い範
囲で容易に修正可能であり、中空ロータの強度を低下さ
せない。又、バランス修正用ウェイトが溶接又は接着に
よって中空ロータに強固に固定されるから、長期にわた
る稼働に耐えて緩むことがない。

【００２９】請求項９の流体機械は、請求項１乃至８の
流体機械において、中空ロータのバランス修正を、バラ
ンス修正用ウェイトの固定と、中空ロータ端部の切削加
工とで行うものであり、請求項１乃至８の流体機械と同
様に、中空ロータのバランスを広い範囲で容易に修正可
能であり、中空ロータの強度を低下させない。

【００３０】これに加えて、先ずバランス修正用ウェイ
トで大きなバランス修正を行い、次いで切削加工により
精密なバランス修正が行えるから、バランス修正作業が
効率よく行えると共に、用意するバランス修正用ウェイ
トの種類をそれだけ減らすことが可能になり、管理し易
い。又、切削加工は精密なバランス修正のためのもので
あり切削量は僅かですむから、中空ロータの強度が低下
するという問題が生じない。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１、２により、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、５、
６、７、８の特徴を備えており、図１はこの実施形態を
用いたスーパーチャージャ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。

【００３２】図１のように、スーパーチャージャ１は、
入力プーリ３、増速ギヤ組５、タイミングギヤ組７、ス
クリュー式コンプレッサ９（実施形態の流体機械）など
から構成されている。

【００３３】入力プーリ３はベアリング１１によりコン
プレッサケーシング１３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１７とワッシャ１
９とで固定されている。入力プーリ３はベルトを介して
クランクシャフト側のプーリに連結されている。このク
ランクシャフト側プーリには電磁クラッチが配置されて
おり、エンジンとスーパーチャージャ１との断続を行
う。入力プーリ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。

【００３４】入力軸１５はボールベアリング２１により
ケーシング１３の内部に支承されており、入力軸１５に
装着されたカラー２３とケーシング１３との間にはシー
ル２５が配置され、オイル洩れを防止している。

【００３５】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、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３
１、３３から構成されている。又、エアコンプレッサ９
は雄型と雌型のスクリューロータ３５、３７を備えてい
る。

【００３６】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、雌型スクリューロータ３７
のロータ軸３９にキー４１で連結され、ナット４３で脱
落を防止されている。又、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ー
ロータ３５（中空ロータ）のロータ軸４７に連結されて
いる。

【００３７】このテーパリング固定機構４５は、各スク
リューロータ３５、３７が互いに接触しない状態で、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、各スクリューロ
ータ３５、３７の回転方向の位置決めを行う。

【００３８】各スクリューロータ３５、３７のロータ軸
４７、３９は、左端部をボールベアリング５１によっ
て、又右端部をカラー５３とローラベアリング５５とに
よって、それぞれケーシング１３に支承されている。
又、ロータ軸３９、４７の左端部に装着されたカラー５
７とケーシング１３との間にはシール５９が配置され、
右端部のカラー５３とケーシング１３との間にはシール
６１が配置され、それぞれエア洩れを防止している。

【００３９】プーリ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
してスクリューロータ３５、３７を回転駆動する。駆動
されたコンプレッサ９は吸入口６３から吸入した吸気を
スクリューロータ３５、３７間で軸方向左方に圧送し、
吐出口６５から吐き出して、エンジンに供給する。

【００４０】各スクリューロータ３５、３７はロータ軸
４７、３９の外周にロータ本体６７、６９を固定して構
成されている。

【００４１】図２に示したように、雄型スクリューロー
タ３５のロータ本体６７はスクリュー状の３本の歯すじ
部７１を備えている。又、雌型スクリューロータ３７の
ロータ本体６９はスクリュー状の４本の歯すじ部を備え
ている。これらのロータ本体６７、６９はアルミニュー
ムの鋳物である。

【００４２】図１、２に示すように、雄型スクリューロ
ータ３５のロータ本体６７の各歯すじ部７１には中空部
７３が形成されている。これらの中空部７３は鋳造時に
中子を入れて形成され、図１のように中空部７３の軸方
向両側には壁部７５、７７が設けられている。これらの
壁部７５、７７には中子を固定するための幅木孔７９、
８１が形成されており、これらの幅木孔７９、８１には
バランス修正用ウェイト８３、８５がそれぞれ挿入さ
れ、接着剤で強固に固定されている。

【００４３】これらのウェイト８３、８５は鋼製であ
り、スクリューロータ３５の各端部で必要なバランス修
正量に応じて適正な長さ（重量）のものが選択される。

【００４４】又、このようにスクリューロータ３５の中
空部７３は壁部７５、７７とバランス修正用ウェイト８
３、８５とで閉塞されているから、コンプレッサ９の吐
出側と吸入側の間で圧洩れが生じない。

【００４５】こうして、スーパーチャージャ１が構成さ
れている。

【００４６】上記のように、スクリューロータ３５はバ
ランス修正用ウェイト８３、８５によって回転バランス
が修正されているから、スーパーチャージャ１は、振動
が低減され、各ベアリング５１、５５の耐久性が大きく
向上し、スクリューロータ３５、３７同志の接触及びス
クリューロータ３５とケーシング１３との接触が防止さ
れ、機能と性能とが正常に保たれる。

【００４７】又、スクリューロータ３５は、中空構造に
したことによって軽量になると共に慣性モーメントが極
めて小さくなるから、スーパーチャージャ１を搭載した
車両は、エンジンの燃費が改善されると共に、加速時の
レスポンスが大きく向上する。更に、慣性モーメントが
小さいことに加えて、回転バランスを修正したから急激
な加減速の際（スーパーチャージャ１の起動時と停止
時）にもスクリューロータ３５、３７の接触が防止され
る。更に、エンジンとスーパーチャージャ１とを断続す
る電磁クラッチを小型にすることができる。

【００４８】又、上記のように、スクリューロータ３５
のバランス修正は、バランス修正用ウェイト８３、８５
を付加して行うものであり、必要な重量と寸法を持った
バランス修正用ウェイトを適宜選択可能であるから、壁
部の切削加工だけに頼る従来のバランス修正と異なっ
て、バランスの修正可能範囲がそれだけ広い。

【００４９】これに加えて、バランス修正用ウェイト８
３、８５は、スクリューロータ３５のロータ本体６７の
材質であるアルミニューム鋳物より比重の大きい鋼材を
用いたから、例えば同じアルミニューム製のものより
も、それだけ小型にすることができる。従って、取り付
けスペース上の制約を受けずにバランス修正が可能にな
り、バランスの修正可能範囲が更に広くなる。

【００５０】従って、例えば、スクリューロータ３５の
バランスが極端に崩れていても修正が可能である。

【００５１】更に、このようにバランス修正用ウェイト
８３、８５を選択してスクリューロータ３５に固定する
だけで行えるバランス修正は、切削加工による従来のバ
ランス修正に較べて極めて容易であると共に、切削量が
多すぎてスクリューロータ３５の強度が低下するという
問題が生じない。

【００５２】このように、スクリューロータ３５を中空
構造にして軽量化し慣性モーメントを小さくしながら、
広い範囲で容易にバランス修正ができる。

【００５３】又、鋳造加工されたスクリューロータ３
５、３７は他の方法で加工された中空ロータに較べて低
コストである。

【００５４】これに加えて、鋳造用の幅木孔７９、８１
をバランス修正用ウェイト８３、８５の装着孔に利用し
ているから、それだけバランス修正のための工数が少な
くて済み、修正が容易で、修正コストが低減される。

【００５５】又、バランス修正用ウェイト８３、８５は
ロータ本体６７に強固に接着されて固定されているか
ら、スーパーチャージャ１の起動や停止を長期にわたっ
て繰り返しても、バランス修正用ウェイト８３、８５の
固定部で緩みが生じることがない。

【００５６】又、スクリュー式のコンプレッサ９は、繭
型断面のロータを用いるルーツ式のコンプレッサより一
般に高速回転で用いられるから、スクリューロータ３５
にアンバランスがあると大きな振動が発生する。従っ
て、スクリューロータ３５を軽量化し慣性モーメントを
小さくしながら、広い範囲で容易にバランスを修正でき
る本発明の効果は、スクリュー式のコンプレッサで特に
大きい。

【００５７】更に、バランス修正用ウェイト８３、８５
の端面を壁部７５、７７の外面と同一面にしたことによ
り、スクリューロータ３５の端部でのエア洩れが更に低
減する。スクリュー式のスーパーチャージャ１（コンプ
レッサ９）では、軸方向の一側に吸入口６３があり他側
に吐出口６５があり、スクリューロータ３５の両端で大
きな圧力差が生じるから、このように端部でのシール性
を改善したことによる効率の向上効果は特に顕著であ
る。

【００５８】次に、図３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、２、３の特徴を備
えている。なお、第２実施形態の説明の中で第１実施形
態の部材と同機能の部材には同じ符号を与えて引用し、
これら同機能部材の説明は省く。

【００５９】図３はこの実施形態の流体機械であるスク
リュー式コンプレッサに用いられる雄型スクリューロー
タ８７を示しており、このスクリュー式コンプレッサは
スーパーチャージャに用いられている。

【００６０】雄型スクリューロータ８７は、タイミング
ギヤ組７を介し互いに接触しない状態で、雌型のスクリ
ューロータと噛み合っている。スクリューロータ８７は
ロータ軸８９と、その外周に固定されたロータ本体９１
とで構成されており、雌型のスクリューロータも、同様
にロータ軸とロータ本体とで構成されている。これらの
ロータ本体はアルミニューム材の引き抜き加工品であ
る。

【００６１】図３に示したように、スクリューロータ８
７のロータ本体９１はスクリュー状の４本の歯すじ部９
３を備えている。ロータ本体９１の各歯すじ部９３には
引き抜きによる中空部９５が形成され、両端の壁部９７
には中空部９５の開口９９が形成されている。

【００６２】これらの開口９９にはバランス修正用ウェ
イト１０１が挿入され、固定されている。このバランス
修正用ウェイト１０１は中空部９５の捩じれに沿うよう
な形状に加工されていると共に、端部１０３は開口９９
に装着したとき壁部９７の外面と同一面になる角度に加
工されている。

【００６３】バランス修正用ウェイト１０１の固定方法
は接着でも溶接でもよい。又、その材質は、固定方法や
比重などにより、ロータ本体９１と同じアルミニューム
材、鋼、その他の材料から適宜選択できる。

【００６４】スクリューロータ８７の両端部において、
バランス修正のために必要な開口９９には必要な長さの
バランス修正用ウェイト１０１を選んで固定する。又、
他の開口９９には、吸入側と吐出側とのエア洩れを防止
するために、バランス修正用ウェイト１０１と同様な形
状の短いカバーが装着され密閉されている。

【００６５】こうして、バランス修正用ウェイト１０１
によりスクリューロータ８７の回転バランスが修正され
ているから、これを用いたスクリュー型コンプレッサ
（スーパーチャージャ）は、振動が低減され、ベアリン
グ５１、５５の耐久性が大きく向上する。又、中空構造
によってスクリューロータ８７の重量と慣性モーメント
とを低減したから、このスーパーチャージャを搭載した
車両は、燃費が改善され、加速時のレスポンスが大きく
向上すると共に、エンジンとスーパーチャージャとを断
続する電磁クラッチを小型にできる。

【００６６】更に、慣性モーメントが小さいことに加え
て、上記のように回転バランスを修正したから急激な加
減速の際にもスクリューロータ同志の接触及びスクリュ
ーロータ８７とケーシング１３との接触が防止され、機
能と性能とが正常に保たれる。

【００６７】又、バランス修正用ウェイト１０１を付加
して行うバランス修正は、必要な重量（比重）と寸法を
持ったバランス修正用ウェイトが適宜選択可能であるか
ら、切削加工だけに頼る従来のバランス修正と異なっ
て、バランスの修正可能範囲が極めて広く容易であると
共に、切削量が多すぎてスクリューロータ８７の強度が
低下するという問題が生じない。

【００６８】従って、スクリューロータ８７のバランス
が極端に崩れていても容易に修正が可能である。

【００６９】こうして、軽量化し慣性モーメントを小さ
くするためにスクリューロータ８７を中空構造にしなが
ら、広い範囲で容易にバランス修正ができる。

【００７０】又、引き抜き加工時に形成される中空部９
５の開口９９を、バランス修正用ウェイト１０１の装着
孔に利用しているから、それだけバランス修正が容易で
あり、バランス修正の工数とコストとが低減される。

【００７１】次に、図４、５により本発明の第３実施形
態を説明する。この実施形態は請求項１、２、４、９の
特徴を備えている。なお、第３実施形態の説明の中で第
１実施形態の部材と同機能の部材には同じ符号を与えて
引用し、これら同機能部材の説明は省く。

【００７２】図４、５はこの実施形態の流体機械である
スクリュー式コンプレッサに用いられる雄型スクリュー
ロータのロータ本体１０５を示しており、このスクリュ
ー式コンプレッサはスーパーチャージャに用いられてい
る。

【００７３】雄型スクリューロータは、タイミングギヤ
組７を介し互いに接触しない状態で、雌型のスクリュー
ロータと噛み合っている。雄型スクリューロータはロー
タ軸４７と、その外周に固定されたロータ本体１０５と
で構成されており、雌型のスクリューロータも、同様に
ロータ軸とロータ本体とで構成されている。これらのロ
ータ本体はアルミニュームの鋳造品である。

【００７４】図４、５に示したように、雄型スクリュー
ロータのロータ本体１０５はスクリュー状の３本の歯す
じ部１０７を備えている。これらの歯すじ部１０７には
中空部１０９が形成されている。中空部１０９の左端
（吐出口６５側）には壁部１１１が設けられ、右端（吸
入口６３側）は開放されている。右端の開口部には壁部
１１１などの質量に対抗してロータ本体１０５の回転バ
ランスをとるバランサー部１１３が設けられている。

【００７５】左端の壁部１１１は、吸入側と吐出側間の
エア洩れ防止及びウェイト付加によるバランス修正のた
めに設けられており、ウェイト付加によるバランス修正
を行わない右端部には壁部が不要であるから、上記のよ
うに開放されている。

【００７６】図４、５のように、歯すじ部１０７の壁部
１１１にはドリル１１５で孔１１７、１１９が開けら
れ、これらの孔１１７、１１９にはバランス修正用ウェ
イト１２１、１２３が挿入され、固定されている。この
バランス修正用ウェイト１２１、１２３の材質は、固定
方法や比重などにより、ロータ本体１０５と同じアルミ
ニューム材、鋼、その他の材料から適宜選択できる。
又、その固定方法は材質に応じて、接着でも溶接でもよ
い。

【００７７】図５のように、バランス修正用ウェイト１
２１、１２３の固定は、歯すじ部１０７のうちバランス
修正上必要なものにだけ行われる。更に、各孔１１７、
１１９の位置が異なるように、バランス修正用ウェイト
１２１、１２３は壁部１１１の必要な箇所を選んで固定
することができる。

【００７８】バランス修正用ウェイト１２１、１２３を
固定した後、ロータ本体１０５の端部（この場合は中空
孔１０９の壁部１１１に限らない）に、細いドリルで数
箇の穴１２５、１２７を開けて、精密なバランス修正を
行う。

【００７９】こうして、バランス修正用ウェイト１２
１、１２３と穴加工とにより雄型スクリューロータの回
転バランスが修正されているから、これを用いたスクリ
ュー式コンプレッサ（スーパーチャージャ）は、振動が
低減され、ベアリング５１、５５の耐久性が大きく向上
する。又、中空構造によって雄型スクリューロータの重
量と慣性モーメントとを低減したから、このスーパーチ
ャージャを搭載した車両は、燃費が改善され、加速時の
レスポンスが大きく向上すると共に、エンジンとスーパ
ーチャージャとを断続する電磁クラッチを小型にでき
る。

【００８０】更に、慣性モーメントが小さいことに加え
て、上記のように回転バランスを修正したから急激な加
減速の際にもスクリューロータ同志の接触及びスクリュ
ーロータとケーシング１３との接触が防止され、機能と
性能とが正常に保たれる。

【００８１】又、バランス修正用ウェイト１２１、１２
３を付加して行うバランス修正は、必要な重量（比重）
と寸法を持ったバランス修正用ウェイトを適宜選択可能
であるから、切削加工だけに頼る従来のバランス修正と
異なって、バランスの修正可能範囲が極めて広く容易で
あり、切削量が多すぎてスクリューロータの強度が低下
するという問題が生じない。

【００８２】従って、バランスが極端に崩れたスクリュ
ーロータでも容易に修正が可能である。

【００８３】こうして、スクリューロータを中空構造に
しながら、広い範囲で容易にバランス修正ができる。

【００８４】又、この実施形態では、上記のようにバラ
ンス修正用ウェイト１２１、１２３により大きなバラン
ス修正を行った後、細いドリルで穴１２５、１２７を加
工して精密なバランス修正を行っている。従って、用意
するバランス修正用ウェイト１２１、１２３の種類をそ
れだけ減らすことが可能になり、それだけ管理が容易に
なる。更に、穴１２５、１２７の加工はバランス修正の
ための精密な切削加工であり切削量が僅かですむから、
スクリューロータの強度を低下させない。

【００８５】又、ロータ本体１０５では、右端部には壁
部を設けずウェイト付加によるバランス修正を行わない
から、それだけバランス修正のための工数が少なくてす
み、修正が容易で、修正コストが低減される。

【００８６】更に、バランス修正用ウェイト１２１、１
２３は、壁部１１１の必要な箇所を選んで固定すること
ができるから、このような固定箇所の選択によってバラ
ンスの微調整が可能である。

【００８７】又、鋳造加工されたスクリューロータ（ロ
ータ本体１０５）は他の方法で加工された中空ロータに
較べて低コストである。

【００８８】なお、上記の各実施形態は、スクリュー式
の流体機械において、雄型のスクリューロータを中空構
造にしバランス修正した例であるが、本発明では、雌型
のスクリューロータあるいは雄型と雌型両方のスクリュ
ーロータを中空構造にしバランス修正してもよい。

【００８９】本発明での中空ロータは、鋳造や、引き抜
きと押し出しのような塑性加工以外の加工方法、例えば
板材のプレス加工で製造してもよい。

【００９０】バランス修正用ウェイトは圧入で中空ロー
タに固定してもよい。

【００９１】請求項９の構成において、バランス修正用
ウェイト固定後の切削による精密なバランス修正は、中
空ロータの端部だけでなく、必要であれば固定したバラ
ンス修正用ウェイトを切削してもよい。

【００９２】本発明の流体機械は、繭型断面の中空ロー
タを用いるルーツ式の流体機械でもよい。

【００９３】

【発明の効果】請求項１の流体機械は、バランス修正用
のウェイトを中空ロータに付加してバランス修正を行う
ものであり、切削加工だけに頼る従来のバランス修正と
異なって、必要な重量（比重）と寸法のバランス修正用
ウェイトを適宜選択可能であるから、バランスの修正可
能範囲がそれだけ広く、大きくバランスの崩れた中空ロ
ータでもバランス修正が可能である。

【００９４】又、選択したバランス修正用ウェイトを中
空ロータに固定するだけで行えるバランス修正は、切削
加工によるバランス修正に較べて極めて容易であり、切
削量が多すぎて中空ロータの強度が低下するという問題
が生じない。

【００９５】こうして、重量と慣性モーメントとを小さ
くするためにロータを中空構造にしながら、広い範囲で
容易にバランス修正ができる。

【００９６】請求項２の流体機械は、請求項１の流体機
械と同様な効果を得ると共に、一般に、ルーツ式の流体
機械より高速回転で用いられるスクリュー式の流体機械
において、重量と慣性モーメントとを小さくするために
ロータを中空構造にしながら、広い範囲で容易に中空ロ
ータのバランス修正ができる本発明の効果は特に大き
い。

【００９７】請求項３の流体機械は、請求項１又は２の
流体機械と同様な効果を得ると共に、塑性加工時に形成
された中空孔をバランス修正用ウェイトの装着孔に利用
しているから、それだけバランス修正が容易であり、バ
ランス修正コストが低減される。

【００９８】請求項４の流体機械は、請求項１又は２の
流体機械と同様な効果を得ると共に、鋳造加工によれば
形状の複雑な中空ロータでも加工が容易であると共に、
他の加工方法に較べて中空ロータを低コストで製造でき
る。又、バランス修正が不要な端部には壁部を設けずバ
ランス修正を行わなければ、バランス修正の工数とコス
トとが低減する。

【００９９】更に、バランス修正ウェイトの固定位置が
限定されないから、バランスの微調整が可能である。

【０１００】請求項５の流体機械は、請求項４の流体機
械と同様な効果を得ると共に、幅木用の孔をバランス修
正用ウェイトの装着孔に利用しているから、それだけバ
ランス修正が容易であり、バランス修正コストが低減さ
れる。

【０１０１】請求項６の流体機械は、請求項１乃至５の
流体機械と同様な効果を得ると共に、バランス修正用ウ
ェイトの端面を中空ロータの壁部外面と同一面にしたこ
とにより、中空ロータの端部で流体の洩れが低減し流体
機械の効率が向上する。特に、中空ロータの両端に圧力
差が生じるスクリュー式の流体機械において、このシー
ル性改善による効率の向上効果は大きい。

【０１０２】請求項７の流体機械は、請求項１乃至６の
流体機械と同様な効果を得ると共に、バランス修正用ウ
ェイトに中空ロータの材質より比重の大きい材質を用い
ることによってバランス修正用ウェイトがそれだけ小型
になる。従って、極端にバランスが崩れた中空ロータで
も、取り付けスペース上の制約を受けずにバランス修正
が可能になり、バランスの修正可能範囲が更に広くな
る。

【０１０３】請求項８の流体機械は、請求項１乃至７の
流体機械と同様な効果を得ると共に、バランス修正用ウ
ェイトが溶接又は接着によって中空ロータに強固に固定
され、長期にわたる稼働に耐えて緩むことがない。

【０１０４】請求項９の流体機械は、請求項１乃至８の
流体機械と同様な効果を得ると共に、先ずバランス修正
用ウェイトの固定で大きなバランス修正を行うことがで
き、次いで切削加工による精密なバランス修正が行える
から、バランス修正作業が効率よく行えると共に、用意
するバランス修正用ウェイトの種類が低減し管理が容易
になる。又、精密なバランス修正のための切削量は僅か
ですむから、中空ロータの強度を低下させない。

【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、雄
型スクリューロータ３５は図２のＡ−Ａ断面である。

【図２】図１のＢ矢視図であり、雄型スクリューロータ
３５の端部を示す。

【図３】本発明の第２実施形態に用いられた雄型スクリ
ューロータ８７を示す斜視図である。

【図４】本発明の第３実施形態に用いられた雄型スクリ
ューロータのロータ本体１０５を示す断面図であり、図
５のＣ−Ｃ断面図である。

【図５】図４のＤ矢視図であり、ロータ本体１０５の端
部を示す。

【図６】従来例のスクリューロータを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

９ スクリュー式コンプレッサ（流体機械） １３ コンプレッサケーシング ３５、８７ 雄型スクリューロータ（中空ロータ） ６３ 吸入口 ６５ 吐出口 ６７、９１、１０５ ロータ本体 ７１、９３、１０７ 歯すじ部 ７３、９５、１０９ 中空部 ７５、７７、９７、１１１ 壁部 ７９、８１ 幅木の孔 ８３、８５、１０１、１２１、１２３ バランス修正用
ウェイト １２５、１２７ 穴（バランス修正用）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ本体に中空部が形成され、この中
   空部の少なくとも軸方向一側端部に壁部が形成された中
   空ロータと、ロータの回転に伴って流体を吸入口から吸
   入し吐出口から吐き出すケーシングと、前記中空ロータ
   の回転バランスを取るために必要な重量と寸法により選
   択され、前記中空部の壁部に固定されたバランス修正用
   ウェイトとを備えたことを特徴とする流体機械。
2. 【請求項２】 中空ロータが、スクリュー状の歯すじ部
   を有するスクリューロータである請求項１の流体機械。
3. 【請求項３】 中空ロータが中空孔と共に塑性加工さ
   れ、この中空孔にバランス修正用ウェイトを装着して固
   定した請求項１又は２の流体機械。
4. 【請求項４】 中空ロータが、鋳造加工され、中空部が
   中子で形成された請求項１又は２の流体機械。
5. 【請求項５】 中空ロータの壁部に中子を固定する幅木
   用の孔が設けられ、この幅木用の孔にバランス修正用ウ
   ェイトを装着して固定した請求項４の流体機械。
6. 【請求項６】 バランス修正用ウェイトの端面が、中空
   ロータの壁部外面と同一面である請求項１乃至５の流体
   機械。
7. 【請求項７】 バランス修正用ウェイトが、ロータ本体
   の材質より比重の大きい材質である請求項１乃至６の流
   体機械。
8. 【請求項８】 バランス修正用ウェイトが、中空ロータ
   の壁部に溶接又は接着された請求項１乃至７の流体機
   械。
9. 【請求項９】 中空ロータのバランス修正が、バランス
   修正用ウェイトの固定と、中空ロータ端部の切削加工と
   で行われる請求項１乃至８の流体機械。