JPH10220370A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロ−タ室の肉圧を均等化し、ケ−シングを軽
量化し、加工容易で低コストにし、騒音対策を容易にす
る。 【解決手段】 凸部２３、２５で互いに噛み合うロ−タ
７、９と、ロ−タ室５にロ−タ７、９を回転可能に内包
すると共に、流体の流入口２７と流出口２９を有するケ
−シング３とを備え、ロ−タ室５の横断面形状が、ロ−
タ７、９の回転軌跡に対応する一対の円５７、５９及び
これらを結ぶ一対の接線６１、６３とで長円形状に形成
されたことを特徴とする。

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、車両の
ス−パ−チャ−ジャに用いられる流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平２−９１４９２号公報に図５のよ
うなル−ツ式のコンプレッサ２０１が記載されている。

【０００３】このコンプレッサ２０１は、コンプレッサ
ケ−シング２０３と一対のロ−タ２０５、２０７とを備
えており、各ロ−タ２０５、２０７はケ−シング２０３
に設けられたロ−タ室２０９の内部で回転する。ケ−シ
ング２０３には各ロ−タ２０５、２０７の軸方向に対し
てほぼ直角方向に流体の吸入口２１１と吐出口２１３と
が設けられている。

【０００４】ロ−タ室２０９の加工は、各ロ−タ２０
５、２０７先端の回転軌跡に対応する穴２１５、２１７
を軸方向からボ−リング機によって別々に穴開けするこ
とによって行われており、従って、ロ−タ室２０９の横
断面（軸と直角方向の断面）には、吸入口２１１と吐出
口２１３の箇所にドリルの逃げによる凸状の肉厚部２１
９、２２１が形成される。

【０００５】又、ル−ツ式のコンプレッサ２０１には、
流体の吐出が断続的に行われ、逆流を伴うことによっ
て、騒音が高いという問題がある。

【０００６】そこで、図６のように、吐出口２２３を内
側端部２２５から外側端部２２７に向かって徐々に広く
なるようにテ−パ状に加工し、流体の流速変化を緩和し
て、騒音を低減することが行われている。

【０００７】又、図５に破線で描いたように、肉厚部２
１９、２２１の外面に凹部２２９、２３１を設けてロ−
タ室２０９の肉圧を全周にわたって均等にしたものがあ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ボ−リング
機によってロ−タ室２０９の各穴２１５、２１７を別々
に穴開けする加工は、時間が掛かって、コスト高であ
る。

【０００９】又、ドリルの逃げによる肉厚部２１９、２
２１は穴開け加工で必ず形成されるものであるが、これ
らの肉厚部２１９、２２１は駄肉であり、重量が増加す
るばかりでなく、他の部分との肉厚差が生じ、温度変化
による膨張と収縮に伴ってケ−シング２０３の各部に歪
みが出易い。

【００１０】しかし、図５のように凹部２２９、２３１
を設けてロ−タ室２０９の肉圧を全周にわたって均等に
すれば、重量増加と歪みとが防止されるが、ロ−タ室２
０９外周の形状が複雑になり、製造コストが嵩む。

【００１１】又、コンプレッサ２０１の効率を上げるた
めには、各ロ−タ２０５、２０７とロ−タ室２０９の壁
面との間で流体の洩れをなるべく少なくしたい。

【００１２】そこで、この発明は、ケ−シングが加工し
易く低コストで軽量であり、ロ−タ室の肉圧が均等で騒
音対策が容易な流体機械の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の流体機械は、
それぞれの歯状凸部で互いに噛み合う一対のロ−タと、
ロ−タ室の内部にこれらのロ−タを回転可能に内包する
と共に、流体の流入口と流出口を有するケ−シングとを
備え、前記ロ−タ室の横断面形状が、各ロ−タの回転軌
跡に対応する一対の円及びこれらの円を結ぶ一対の接線
で長円状に形成されたことを特徴とする。

【００１４】このように、請求項１の流体機械では、ロ
−タ室の横断面形状が、各ロ−タの回転軌跡に対応する
一対の円と、これらを結ぶ一対の接線とで長円状に形成
される。

【００１５】従って、従来例のようなドリルの逃げによ
る肉厚部（駄肉）が形成されないから、ロ−タ室の肉圧
が全周にわたって均等になり、それだけ軽量化されると
共に、このように肉厚差がないから、温度変化による歪
みが防止される。

【００１６】又、重量増加と歪みとを防止するために、
図５のようにロ−タ室の外周に凹部２２９、２３１を設
ける必要がないから、ロ−タ室の外周形状が簡単にな
り、製造コストの上昇が防止される。

【００１７】又、一対の円を接線で結んだことによっ
て、従来例では肉厚部が形成されているロ−タ室の内壁
部が平面状に加工され、この平面と各ロ−タとの間に隙
間が形成される。

【００１８】こうして形成された隙間によって、吐出側
で流体の流速変化が緩和されるから、騒音が大幅に低減
される。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１記載の流体機
械であって、各ロ−タの歯状凸部が軸方向に形成され、
ケ−シングの流入口と流出口とが各ロ−タの軸方向に対
してほぼ直角方向に配置されていることを特徴とし、請
求項１の構成と同等の効果を得る。

【００２０】又、請求項２の構成はル−ツ式の流体機械
であるが、上記のように、接線部分の平面部と各ロ−タ
との間に隙間が形成されるから、この平面部に吐出口が
設けられ、この隙間によって流速変化が緩和され、騒音
が大幅に低減される構成は、吐出側の騒音が高いル−ツ
式の流体機械にとって特に有利である。

【００２１】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
記載の流体機械であって、ロ−タ室が、円筒の接線方向
で切削を行う総形カッタを前記長円に沿って移動させる
ことにより加工されたことを特徴とし、請求項１又は請
求項２の構成と同等の効果を得る。

【００２２】これに加えて、総形カッタを長円に沿って
移動させロ−タ室をフライス加工することは、上記のよ
うに、ロ−タ室を長円形状にしたことによって可能にな
り、この加工によれば、各ロ−タ用の穴を軸方向から別
々に穴明け加工する従来例と異なって、ロ−タ室を短時
間で容易に加工することが可能になり、加工コストが大
きく低減される。

【００２３】請求項４の発明は、請求項３記載の流体機
械であって、総形カッタを長円に沿って移動させること
によりロ−タ室の壁面に鋸歯状の凹凸が加工され、この
凹凸と各ロ−タとの間でラビリンスシ−ルが形成される
ことを特徴とし、請求項３の構成と同等の効果を得る。

【００２４】これに加えて、総形カッタによってロ−タ
室の壁面に加工される鋸歯状の凹凸と各ロ−タとの間で
ラビリンスシ−ルが形成され、このラビリンスシ−ルに
よってロ−タ室の壁面と各ロ−タとの間で流体の洩れが
防止されるから、流体機械の効率が大きく向上する。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１乃至図４によって本発明の一
実施形態を説明する。この実施形態は請求項１、２、
３、４の特徴を備えている。図１はこの実施形態を用い
たス−パ−チャ−ジャを示している。なお、以下の説明
の中で左右の方向は図３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。

【００２６】このス−パ−チャ−ジャは、入力プ−リ、
タイミングギヤ組、ル−ツ式のコンプレッサ１（実施形
態の流体機械）などから構成されている。

【００２７】図１のように、コンプレッサ１は、コンプ
レッサケ−シング３と、ケ−シング３に設けられたロ−
タ室５の内部に配置された一対のロ−タ７、９とを備え
ている。

【００２８】各ロ−タ７、９は、繭型断面のロ−タ本体
１１、１３と、これらの軸穴１５、１７に固定されたロ
−タ軸１９、２１などから構成されている。各ロ−タ本
体１１、１３は軸方向に形成された２本の凸部２３、２
５によって互いに噛み合いながら反対方向に回転する。

【００２９】ケ−シング３には、図１、２、３に示すよ
うに、ロ−タ軸１９、２１の軸方向とほぼ直角位置に、
吸入口２７（流入口）と吐出口２９（流出口）とが設け
られている。これらの吸入口２７と吐出口２９には、外
側に向かって流路面積が広くなるようにテ−パが付けら
れている。

【００３０】入力プ−リは入力側のロ−タ軸１９にスプ
ライン連結されており、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、入力プ
−リ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。

【００３１】タイミングギヤ組は互いに噛み合った一対
のタイミングギヤからなり、これらのタイミングギヤは
ロ−タ軸１９、２１にそれぞれ連結されている。

【００３２】コンプレッサ１はプ−リから入力したエン
ジンの駆動力によって回転駆動される。このとき、タイ
ミングギヤ組はロ−タ７、９が互いに接触しないよう
に、これらを反対方向に同期回転させる。駆動されたコ
ンプレッサ１は、ロ−タ７、９の回転によって吸入口２
７から吸い込み吐出口２９から吐き出した吸気でエンジ
ンを過給する。

【００３３】コンプレッサケ−シング３は、ケ−シング
本体３１の開口部にボルトで右側のカバ−を固定して形
成されている。又、ケ−シング本体３１の左側には薄板
鋼板製のカバ−が取り付けられ、ケ−シング本体３１と
の間でギヤ室を形成している。このギヤ室にはオイルが
封入されており、タイミングギヤ組はこのギヤ室に収容
され、オイルで潤滑される。

【００３４】図３のように、ケ−シング本体３１には冷
却フィン３３と、各ロ−タ軸１９、２１の左端側を支承
するベアリング用のベアリングハウジング３５、３７が
設けられている。又、各ロ−タ軸１９、２１の右側ベア
リング用のベアリングハウジングは右側のカバ−に設け
られている。

【００３５】ケ−シング３のロ−タ室５の加工には、図
２、３に示すような総形カッタ３９が用いられる。この
総形カッタ３９は多数の切刃４１が円筒状に配置されて
おり、軸４３の回転に伴って円筒の接線方向で切削を行
うものである。

【００３６】ロ−タ室５の加工は、先ず、ケ−シング本
体３１に下穴を加工し、この下穴に総形カッタ３９を差
し込んで回転させながら、図２に示す長円形の加工軌跡
４５に沿って総形カッタ３９をこの軌跡４５の矢印方向
に送り、フライス加工する。このとき、総形カッタ３９
は矢印４７のように送りの方向に回転させる。

【００３７】このような加工によって、ロ−タ室５の横
断面には、各ロ−タ軸１９、２１の回転中心４９、５１
を中心とし、各ロ−タ７、９の回転軌跡５３、５５に対
応する一対の円５７、５９と、これらの円５７、５９を
結ぶ一対の接線６１、６３が形成される。

【００３８】これらの接線６１、６３によって、ロ−タ
室５の吸入口２７側と吐出口２９側の内壁は平面にな
り、この平面と各ロ−タ７、９との間に図２のような隙
間６５、６７が形成される。

【００３９】図４は加工中の総形カッタ３９と加工され
るロ−タ室５の各横断面を示している。図４において、
６９、７１はそれぞれロ−タ室５の加工前と加工後の内
面であり、４１ａは総形カッタ３９の切削中の切刃であ
り、４１ｂは次に切削を行う切刃である。又、２点鎖線
７３、７５はそれぞれ各ロ−タ７、９（凸部２３、２
５）先端の回転面と総形カッタ３９による加工面７１の
底部であり、破線７７は切刃４１ｂによって次に切削さ
れる加工面（切刃４１ｂの回転軌跡）である。

【００４０】総形カッタ３９は加工中送り速度より高速
で回転させる。又、総形カッタ３９の送り方向７９と回
転方向８１とは互いに異なっている。これらの速度差と
方向差などによって、加工後の面７１には鋸歯状の凸部
８３が等間隔に形成される。

【００４１】図３のように、これらの凸部８３はロ−レ
ット状であると共に、各ロ−タ７、９の回転方向と直角
に形成されるから、各ロ−タ７、９の凸部２３、２５の
先端との間でラビリンスシ−ルを形成する。

【００４２】こうして、実施形態のス−パ−チャ−ジャ
が構成されている。

【００４３】このス−パ−チャ−ジャでは、上記のよう
に、コンプレッサ１のロ−タ室５の横断面を、各ロ−タ
７、９の回転軌跡５３、５５に対応する一対の円５７、
５９と、これらを結ぶ一対の接線６１、６３とで長円状
に形成した。

【００４４】従って、ロ−タ室５の吸入口２７側と吐出
口２９側の内壁に、従来例のようなドリルの逃げによる
肉厚部（駄肉）が形成されないから、ロ−タ室５の肉圧
が全周にわたって均等になり、それだけ軽量化されると
共に、全周にわたって肉厚差がないから、温度変化によ
る歪みが防止される。

【００４５】又、こうして重量増加と温度変化による歪
みとが防止されるから、これらを防止する目的で図５の
ようにロ−タ室の外周に凹部２２９、２３１を設ける必
要がなく、ロ−タ室の外周形状が簡単になり、製造コス
トの上昇が防止される。

【００４６】又、上記のように、接線６１、６３によっ
て吸入口２７と吐出口２９側に隙間６５、６７が形成さ
れるから、この隙間６７により吐出口２９側で流体の流
速変化が緩和され、騒音が大幅に低減される。

【００４７】又、吐出口２９にテ−パを付けて、外側に
向かって流路面積が広くなるようにしたことにより、騒
音低減効果が更に強化されている。

【００４８】なお、各ロ−タ７、９を反対方向に回転さ
せれば吸入口２７が吐出側になるから、同様に、隙間６
５と吸入口２７側のテ−パとによって騒音が大幅に低減
される。

【００４９】又、コンプレッサ１はル−ツ式であるが、
上記のように、隙間６５、６７によって騒音が大幅に低
減される本発明の構成は、吐出側の騒音が高いル−ツ式
の流体機械にとって特に有利である。

【００５０】又、ロ−タ室５を長円形状にしたことによ
り、この長円に沿って総形カッタ３９を移動させてロ−
タ室５を加工することが可能になり、このように加工す
ることにより、各ロ−タ用の穴を軸方向から別々に穴明
け加工する従来例と異なって、ロ−タ室５を短時間で容
易に加工することができ、加工コストが大きく低減され
る。

【００５１】これに加えて、ロ−タ室５の壁面に形成さ
れた鋸歯状の凸部８３と各ロ−タ７、９との間に形成さ
れたラビリンスシ−ルにより、ロ−タ室５の内壁と各ロ
−タ７、９との間で吸気の洩れ（逆流）が防止されるか
ら、コンプレッサ１の効率が大きく向上する。

【００５２】又、総形カッタ３９の送り速度と回転速度
や、送り方向７９と回転方向８１（切刃４１の外径）な
どを変えることによって、ラビリンスシ−ルを構成する
鋸歯状の凸部８３の間隔と高さ、及び、シ−ル性を調整
することが可能である。

【００５３】なお、本発明の流体機械は、スクリュ−ロ
−タを用いたスクリュ−式のものでもよい。

【００５４】又、本発明の流体機械は、ロ−タの回転に
よって流体を圧縮するコンプレッサのような圧縮機の他
に、流体を膨張させて回転力を取り出す膨張機として用
いてもよい。

【００５５】

【発明の効果】請求項１の流体機械では、ロ−タ室の横
断面形状を各ロ−タに対応する一対の円とこれらを結ぶ
一対の接線とで長円状に形成したことにより、従来例と
異なって、駄肉が形成されないから、ロ−タ室の肉圧が
全周にわたって均等になり、それだけ軽量化されると共
に、肉厚差がないから温度変化による歪みが防止され
る。

【００５６】又、重量増加と歪みとを防止する目的で、
ロ−タ室の外周に凹部を設ける必要がないから、ロ−タ
室の外周形状が簡単になり、製造コストの上昇が防止さ
れる。

【００５７】又、一対の円を結ぶ接線によって形成され
たロ−タ室の平面と各ロ−タとの間の隙間によって流体
の流速変化が緩和され、騒音が大幅に低減される。

【００５８】請求項２の発明は、請求項１の構成と同等
の効果を得ると共に、上記のように、平面と各ロ−タと
の隙間によって騒音が大幅に低減される構成は、吐出側
の騒音が高い請求項２のル−ツ式流体機械にとって、特
に有利である。

【００５９】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
の構成と同等の効果を得ると共に、総形カッタを長円に
沿って移動させる加工によれば、従来例と異なって、ロ
−タ室を短時間で容易に加工することが可能になり、加
工コストが大きく低減される。

【００６０】請求項４の発明は、請求項３の構成と同等
の効果を得ると共に、ロ−タ室に加工される鋸歯状の凹
凸と各ロ−タの先端部とで形成されるラビリンスシ−ル
によって流体の洩れが防止され、流体機械の効率が大き
く向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す横断面図である。

【図２】図１の実施形態に用いられるコンプレッサケ−
シングに総形カッタを用いてロ−タ室を加工する様子を
示す横断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のＢ部拡大図に相当し、加工中の状態を詳
細に示す。

【図５】従来例の横断面図である。

【図６】他の従来例の吐出口形状を示す正面図である。

【符号の説明】

１ ル−ツ式コンプレッサ（流体機械） ３ コンプレッサケ−シング（ケ−シング） ５ ロ−タ室 ７、９ ロ−タ ２３、２５ ロ−タの凸部 ２７ 吸入口（流入口） ２９ 吐出口（流出口） ３９ 総形カッタ ５７、５９ 各ロ−タの回転軌跡に対応する円 ６１、６３ 円５７、５９を結ぶ接線 ８３ 鋸歯状の凸部（ラビリンスシ−ル）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの歯状凸部で互いに噛み合う一
   対のロ−タと、ロ−タ室の内部にこれらのロ−タを回転
   可能に内包すると共に、流体の流入口と流出口を有する
   ケ−シングとを備え、前記ロ−タ室の横断面形状が、各
   ロ−タの回転軌跡に対応する一対の円及びこれらの円を
   結ぶ一対の接線で長円状に形成されたことを特徴とする
   流体機械。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、各ロ−タ
   の歯状凸部が軸方向に形成され、ケ−シングの流入口と
   流出口とが各ロ−タの軸方向に対してほぼ直角方向に配
   置されていることを特徴とする流体機械。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の発明であっ
   て、ロ−タ室が、円筒の接線方向で切削を行う総形カッ
   タを前記長円に沿って移動させることにより加工された
   ことを特徴とする流体機械。
4. 【請求項４】 請求項３記載の発明であって、総形カッ
   タを長円に沿って移動させることによりロ−タ室の壁面
   に鋸歯状の凹凸が加工され、この凹凸と各ロ−タとの間
   でラビリンスシ−ルが形成されることを特徴とする流体
   機械。