JPS60180730A - ル−ツ形過給機用ロ−タの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明はルーツ形過給機のロータを製造する方法に関
するものである。

従来技術 空気を加圧してエンジンに供給する過給機の一種にルー
ツ形過給機かある。これは中心部から放射状に延びる２
〜４葉の羽根を備えたロータがケーシング内において２
（ＩｌＩＩ組み合わされ、これらが互に逆方向に等角速
度で回転させられることによってケーシングの空気吸入
口から吸入した空気を加圧してエンジンに供給するもの
である。

このルーツ形過給機のロータにおいて番よ、″１！１性
モーメントを小さくしてロータの加速、減速を容易にす
るために、ロータの羽根に回転軸と平行な貫通孔を形成
して中空化することが従来から行われていた。

しかし、従来はこの貫通孔が機械加工の容易な円形の孔
とされており、高精度に機械加工されていた。これはロ
ータに動的アンバランスを生じさせないためであって、
ロータが従来のように例えば３０００ｒｐｍ以下の比較
的低い速度で回転させられる場合にはそれで十分であっ
た。

しかしながら′、比較的小形の過給機で十分な流量の空
気を圧送するために、ロータを例えば８０００ｒｐｍと
いうような高速で回転させる場合には、貫通孔は勿論、
外周面等の機械加工精度をとげても、十分な動バランス
を得ることば容易ではなく、従来のような製造方法は大
量生産向きとは菖°えない。鋳造、成形等生産性の高い
技術を利用して一応の精度でロータを製造した後に、そ
の動的アンバランスを是正する方が有利なのである。

発明の目的 本発明はこのような新しい観点に立って為されたもので
あり、したがって、その目的とするところは、ルーツ形
過給機のロータを大量に安価に製造Ｌｆｌ、しかも、動
バランスの良いロータを得ることのできる製造方法を提
供することにある。

発明の構成 そして、本発明に係るロータの製造方法は、（ａ）各羽
根を、それら羽根の輪郭を画する比較的薄肉の周壁部と
その周壁部より厚い肉厚で回転軸の外周面に沿って円弧
状に延びるバランス修正部とを備えた中空の羽根とした
ロータを製造する工程と、（１１）そのロータの動的ア
ンバランスを測定する工程と、ｆｃｌその測定結果に基
づいてロータの前記バランス修正部の一部を除肉するこ
とによって動的アンバランスを是正する工程とを含むこ
とを特徴とするものである。

発明の効果 上記のようにしてロータを製造する場合には、ロータ素
材を金属の鋳造、後方押出し等塑性加工や合成樹脂の成
形等によって製造する際、羽根の貫通孔をも同時に形成
し、そのままで貫通孔内周面を機械加工しないでおくこ
とができる。また、もし機械加工する場合であってもそ
の加工精度を厳しく管理する必要がない。ロータの動的
アンバランスはバランス修正部を除肉することによって
最終的に是正できるからであり、結局、ロータを大量に
安価に製造し得ることとなる。

しかも、本発明においてはバランス修正部を回転軸心に
近接した位置に設けることとしたため、このバランス修
正部の形成によるロータの慣性モーメントの増大を低く
抑えることが可能となった。

バランス修正部を回転軸心に近接した位置に設ければ除
肉によるバランス修正効果もそれだけ小さくはなるので
あるが、バランス修正効果は回転軸心からバランス修正
部までの距離の減少に比例して減少するのみであるう範
対して、慣性モーメントはこの距離の二乗に比例して減
少するからである。

また、バランス修正部を回転軸の外周面に沿って円弧状
に形成することとしたため、バランス修正のための計算
が単純となる効果も得られることとなった。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する
が、それに先立ってルーツ形過給機について簡単に説明
する。第１図および第２図において、１０は乗用車のガ
ソリンエンジンに加圧空気を供給するルーツ形過給機の
ケーシングで、その内部に互に平行な一対の回転軸１２
．ガソリン１４が配設されている。一方の回転軸１２は
、一端がケーシング１０から外部へ突き出してそこにプ
ーリ１６が固定され、このプーリ１６に加えられる駆動
力によって回転軸１２が回転させられるようになってい
る。この回転軸１２の他端は１、ギヤボックス１８内に
突入して、そごにギヤ２０が固定されている。ギヤ２０
は他方の回転軸１４に固定されたギヤ２２と噛め合わさ
れ、一方の回転軸Ｉ２が回転させられるとき、他方の回
転軸１４が逆方向に等角速度で回転させられるようにな
っている。

−・対の回転軸１２．１４のそれぞれには、羽根２６を
２葉備えて全体としてまゆ形をなすロータ２８か、各ロ
ータの中心部の貫通孔３０においてしまり嵌合され、そ
れらロータ２８が軸１２，１４と一体的に回転するよう
になっている。ロータ２８は、ロータ２８相互間および
ロータ２８とケーシング１０内面との間に微小な隙間が
形成される状態で、かつ回転位相が互いに９０度ずれた
状態で組み込まれており、ロータ２８が互いに逆方向に
回転させられるとき、吸入孔３２がら空気が吸入され、
吐出孔３４からエンジンに供給されるようになっている
。

ロータ２８の各羽根２６には、第３図に拡大して示すよ
うに回転軸１２．．１４と平行な方向に延びる同一形状
の貫通孔３６が設けられており、それによって羽根２６
はそれの輪郭を画する周壁部４０と回転軸１２．１４の
外周部に沿って円弧状に延びるバランス修正部４２とを
備えた中空羽根となっている。貫通孔３６の断面形状は
周壁部４０が比較的薄肉となり、またバランス修正部４
２の肉厚が周壁部４０より厚くなるように、更に２葉の
羽根２６の周壁部４０およびバランス修正部４２が互い
に軸対称となるように選ばれている。

以下、上記のようなロータ２８の製造方法を説明する。

まず、ロータ２８の素材の製造であるが、ロータ２８が
アルミニウム合金、鋼等の金属製である場合にはグイキ
ャスト等の鋳造や後方押出し等の塑性加工によ。て、ま
た、合成樹脂製である場合には射出成形等の成形によっ
てほぼロータ２８に近い形状の素材を製造する。この際
、貫通孔３６は製品たるロータ２８の貫通孔３６と同一
形状寸法で形成する。

このようにして製造した素材に対して外周面。

両端面および貫通孔３０の機械加工を施した後、貫通孔
３０に回転軸１２もしくば１４を圧入して固定する。貫
通孔３６の内周面は機械加工しないのである。

このようにして製造した回転軸付きのロータ２８をバラ
ンシングマシンにかけてバランス修正部４２の両端面に
おける各バランス修正方向および量をめ請求められた修
正方向に対応する位置において修正量に見合った母材を
ドリル加工によってバランス修正部４２から除去すれば
、動バランスの良好な完成品が得られる。以下、この動
バランスの修正、すなわち、動的アンバランスの是正に
ついて更に詳細に説明する。

例えば第４図に示すように、一方の端面における動的ア
ンバランスが矢印４４の方向にＵ　（ｇｒ・ＣＩＩｌ）
であるとすれば、矢印４４と反対方向に延びる直線４６
と半径Ｒ２＝　（Ｒｓ　＋Ｒ３）／２の円弧４Ｂとが交
わる点ＡにおいてＷ＝Ｕ、／Ｒ２（ｇｒ）だけ除肉する
。なお、Ｒ１ばバランス修正部４２の外周半径であり、
Ｒ３は回転軸１２．１４の半径である。バランス修正方
向が、第４図において直線５０と５２との間、すなわち
ロータ２８の回転軸心０とバランス修正部４２における
円周方向の両端部とを結ぶ直線５ｏと５２とで挟まれる
角度θの範囲内にあるときには、いずれの場合において
もこのような方法によって回転動バランスを修正するこ
とができる。

一方、第５図に示すように、動バランスの修正方向がこ
れら直線５０．５２で挟まれる角度θの範囲外にあると
きには、次のようにして動ノ動ンスを修正する。ロータ
２８の一方の端面における動的アンバランスが第５図中
矢印５４で示す方向に、Ｖ（ｇｒ−ｃｍ）であるとすれ
ば、■を直線５２方向の成分Ｖ　１（ｇｒ−ｃｍ）と直
線５ｏ方向の成分ｖ２（ｇｒ−ＣＩＩｌ）とに分け、そ
れら分けられたＶ。

と■２とに応じて前述したのと同様の除肉作業を行うの
である。ずなゎち、直線５２と円弧５６とが交わる点Ｂ
において、 Ｗ　ｓ−Ｖ　ｓ　／　Ｒ２（ｇｒ） だけ除肉し、また直線５ｏと円弧４８とが交わる点Ｃに
おいて、 Ｗ２　＝Ｖ２　／Ｒ２（ｇｒ） だけ除肉するのであり、これによってロータ２８の動的
アンバランスが■だけ是正されることになる。

以上、ロータ２８の一方の端面におりるバランス修正方
法を示したが、他方の端面においても事情は全く同様で
ある。

このように、動的アンバランスがいずれの方向に生じて
いてもバランス修正部４２の一部を除肉するだけで、容
易にそのアンバランスを是正することができる。そのた
め、ロータ２８を高速回転の過給機に用いることが可能
となるのであり、しかも貫通孔３６を機械加工する必要
がなく、他の部分もそれ程高精度に機械加工する必要が
ないため、ロータ２８の生産性が向上してかかるロータ
２８を乗用車用力ソリンエンジンの過給機に用いること
が可能となるのである。

なお、本実施例においては、ロータ２８におけるバラン
ス修正部４２がロータの回転軸心に近接した部位に設け
られているが、かかるバランス修正部４２を回転軸心か
ら遠い部位に設けることも考えられる。この場合には、
一定のバランス修正量に対してバランス修正部における
除肉量が少なくて済む利点が生ずるが、一方においてロ
ータの慣性モーメントが大幅に大きくなる不具合を惹起
する。バランス修正量は除肉部分の質量に回転軸心から
除肉部分までの距離を乗じた量であるのに対して、慣性
モーメントはバランス修正部の質量に回転軸心からの距
離の二乗を乗じた量であるために、回転軸心からの距離
が大きくなれば慣性モーメントが急激に大きくなってし
まうのである。

換言すれば、バランス修正部を回転軸心に近接して設け
た場合には、これを回転軸心から遠い部位に設けた場合
に比べて必要除肉量がそれ程多くならない一方で、慣性
モーメントを大幅に小さくすることができるのであり、
そのようにロータ２８の形状を選定したことが本発明の
特徴の１つなのである。

また、バランス修正部４２がロータ２８の回転軸心を中
心とする円弧状とされているため、除肉を害に回転軸心
から等距離の位置において行うことができ、除肉量の計
算が単純となることも本発明の特徴の１つである。

以上、本発明の一実施例を詳述したが、本発明はこれと
は異なった形態で実施することが可能である。

例えば、羽根を３葉あるいは４葉備えた三つ葉形あるい
は四つ葉形のロータに対しても本発明を適用することが
可能であるし、そのロータが過給′機の回転軸に嵌合さ
れる形式のもののみならず、ロータが回転軸と一体に成
形されたものに対しても本発明を適用することが可能で
ある。

その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において、
当業者の知識に基づき種々の変更を加えた形態で実施す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の方法で製造さ
れたロータを備えたルーツ形過給機の正面断面図および
側面断面図であり、第３図は第１図および第２図におけ
るロータを拡大して示す正面図である。第４図および第
５図はそれぞれ第１図ないし第３図におけるロータの動
バランスを修正する方法を説明するための説明図である
。 １０：ケーシング　１２，１４：回転軸２６：羽根　２
８；ロータ ３６：貫通孔　４０；周壁部 ４２：バランヌ修正部 ＠１図　第３図 Ｊ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 中心部から放射状に延び出す羽根を夫々２〜４葉備えた
   招−夕がケーシング内において２個組み合わされ、各り
   一部の中心部に設けられた回転軸を介して互に逆方向に
   等角速度で回転させられることにより、前記ケーシング
   の吸入口から吸入した空気を加圧してエンジンに供給す
   るルーツ形過給機のロータを製造する方法であって、各
   羽根を、それら羽根の輪郭を画する比較的薄肉の周壁部
   とその周壁部より厚い肉厚で前記回転軸の外周面に沿っ
   て円弧状に延びるバランス修正部とを備えた中空の羽根
   としたロータを製造する工程と、 そのロータの動的アンバランスを測定する工程と、 その測定結果に基づいて前記ロータのバランス修正部の
   一部を除肉することによって動的アンバランスを是正す
   る工程と を含むことを特徴とするルーツ形過給機用ロータの製造
   方法。