JPH09189231A - 二軸機械式過給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧入公差が狭く高精度を必要とするテーパ圧
入が不要で、芯合せが確実な通常の圧入を採用しなが
ら、緩むことのない確実な固定によってタイミングギヤ
をロータ軸へ正確に取り付けることができ、しかも分解
することなく各部材間の隙間調整に特徴がある位相の微
調整も可能で低コストな二軸機械式過給機を提供する。 【解決手段】 互いに隙間を保持して噛合する一対のロ
ータ２、３における各ロータ軸２Ａ、３Ａにそれぞれ圧
入されたはす歯からなるロータタイミングギヤ７、８の
噛合によって前記一対のロータ２、３が回転しそれらの
歯が噛合されてポンプ作用を行う二軸機械式過給機にお
いて、前記ロータタイミングギヤ７、８の中の少なくと
も一方のロータタイミングギヤ８を軸方向に復元力を有
する弾性体９を介在せしめてロータ軸３Ａに圧入緊締し
たことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに隙間を保持
して噛合する一対のロータによりエンジン等に空気を供
給して高出力を得る二軸機械式過給機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃式機関のエンジンの吸気系に
設置される二軸機械式過給機の１例としてのスクリュ式
過給機を図４に示す特開平３−２７９６８９号公報に記
載されたものにて例示する。ここに示されたスクリュ式
過給機は、ケーシング２１内に互いに反対方向に回転噛
合するところの複数の螺旋状の歯からなる雄ロータ２２
と雌ロータ２３を備えており、軸方向の一方から供給さ
れた空気が前記複数の螺旋状の歯の噛合部により形成さ
れるところの圧縮部により圧縮され、軸方向の他方から
吐出されて内燃式機関の高出力燃焼に供されるものであ
る。このようなスクリュ式過給機は図示外のクランク軸
からＶベルトを介して伝達された駆動力により回転駆動
されるが、通常、機械的損失を低減させるために電磁ク
ラッチ２５が組み込まれ、スロットル開度、エンジン回
転数、吸入空気量等を解析してコンピュータ制御されて
電磁クラッチ２５が断続される。

【０００３】前記電磁クラッチ２５の接続により動力を
得て回転駆動される入力軸２６の回転はドライブギヤ３
１、増速ギヤ３２を経て雌ロータ軸２２Ａに伝達され
る。雌ロータ軸２２Ａにはスクリュ式雌ロータ２２が固
定され、前記雌ロータ軸２２Ａと平行に配置された雄ロ
ータ軸２３Ａにはスクリュ式雄ロータ２３が固定され
る。一方、前記雌ロータ軸２２Ａの入力軸側にはテーパ
結合によって増速ギヤ３２と雌ロータタイミングギヤ２
７とがボルト２１によって芯出しされて圧入固定され、
前記雄ロータ軸２３Ａの軸端には雄ロータタイミングギ
ヤ２８がボルト３０によって圧入ないしキー固定され
る。これら雌雄のロータタイミングギヤ２７、２８は互
いに隙間を保持しながら噛合して前記雌雄のスクリュ式
ロータ２２、２３を反対方向に回転させる。通常、前記
雌雄の各ロータタイミングギヤ２７、２８をはすば歯車
噛合とするとともに、雌ロータタイミングギヤ２７の雌
ロータ軸２２Ａに対する回転方向および軸方向位置すな
わち圧入量を選択することで、雌ロータタイミングギヤ
２７の雌ロータ２２の螺旋状の歯の位相に対する調整お
よび雌ロータタイミングギヤ２７の雄ロータタイミング
ギヤ２８との噛合位相を適正に調整することができるよ
うに構成されており、本従来例では、前述したように、
雌ロータ軸２２Ａの入力軸側において増速ギヤ３２と雌
ロータタイミングギヤ２７とがテーパ結合によって芯出
しされて圧入固定されていることによって、タイミング
ギヤの偏心を防止するとともに高速回転時の回転方向の
位置ずれをも防止したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
形式のスクリュ式ロータを備える過給機において、前記
雌ロータタイミングギヤ２７の雌ロータ２２の螺旋状の
歯の位相に対する調整および雌ロータタイミングギヤ２
７の雄ロータタイミングギヤ２８との所定の隙間を保持
した噛合位相が適正であるためには、雌ロータタイミン
グギヤ２７の雌ロータ軸２２Ａにおける軸方向および回
転方向の組付け位置や芯出しが正確でなければならず、
前記増速ギヤ３２と雌ロータタイミングギヤ２７とのテ
ーパ結合部にはきわめて厳密な精度が要求されていた。
しかも、雌ロータ軸２Ａに対する雌ロータタイミングギ
ヤ２７の位置ずれが生じないようにするには、前記テー
パ結合部における圧入公差を狭くしてボルト２１を強力
に締め付ける必要もあった。このため、テーパ加工費用
が嵩んで高価となるばかりか、長期間の使用等によって
これらタイミングギヤとロータ軸との間に位相のずれを
生じ、最悪の場合には雌雄ロータ間に噛合の位相ずれを
生じて過給機のポンプ機能に障害が起きる虞れもあっ
た。しかも、緊締ボルト等によりタイミングギヤをロー
タ軸に適正に固定した後に、該緊締ボルト等の緩み止め
のための格別の機構が施されているわけではないので、
急激な車両の加速に起因して過大な駆動負荷が作用した
り、長期間の使用によって、万が一、タイミングギヤと
ロータ軸との間にずれが生じた場合には、簡素な方法に
よる微調整による位相合せが不可能であり、装置の分解
や再組立てを余儀なくされ、きわめて面倒であった。

【０００５】そこで、本発明はこのような従来の二軸機
械式過給機における諸課題を解決して、圧入公差が狭く
高精度を必要とするテーパ圧入が不要で、芯合せが確実
な通常の圧入を採用しながら、緩むことのない確実な固
定によってタイミングギヤをロータ軸へ正確に取り付け
ることができ、しかも分解することなく各部材間の隙間
調整に特徴がある位相の微調整も可能で低コストな二軸
機械式過給機を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、互い
に隙間を保持して噛合する一対のロータにおける各ロー
タ軸にそれぞれ圧入されたはす歯からなるロータタイミ
ングギヤの噛合によって前記一対のロータが回転しそれ
らの歯が噛合されてポンプ作用を行う二軸機械式過給機
において、前記ロータタイミングギヤの中の少なくとも
一方のロータタイミングギヤを軸方向に復元力を有する
弾性体を介在せしめてロータ軸に圧入緊締したことを特
徴とするものである。また本発明は、前記一方のロータ
タイミングギヤとロータ軸との間の圧入部にこれらロー
タタイミングギヤとロータ軸との相対回転を阻止するピ
ンを装着したことを特徴とするもので、これらを課題解
決のための手段とするものである。

【０００７】

【実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。図１は本発明の二軸機械式過給機としての
スクリュ式過給機の１実施の形態の要部断面図である。
図１では、本発明のスクリュ式過給機における空気の吸
入、吐出部および雌雄ロータの大部分が省略されて描か
れている。内燃式機関のエンジンの吸気系に設置される
スクリュ式過給機は、ケーシング１内において平行に配
置されて互いに反対方向に回転噛合する複数の螺旋状の
歯（図示せず）を設けたスクリュ式雄ロータ２と雌ロー
タ３を備える。これらスクリュ式雌雄ロータ２、３は図
示外のクランク軸からＶベルトを介して入力プーリ４に
伝達された駆動力により電磁クラッチ５の接続を介して
回転駆動され、軸方向の一方（右側の吸入部）から供給
された空気が前記複数の螺旋状の歯の噛合部により形成
されるところの圧縮室１５により圧縮され、軸方向の他
方の吐出ポートから吐出されて（紙面に直角方向に）内
燃式機関の高出力燃焼に供されるものである。前記入力
プーリー４と入力軸６との間に配置された電磁クラッチ
５の断続は、スロットル開度、エンジン回転数、吸入空
気量等を解析してコンピュータ制御される。

【０００８】スクリュ式雌雄ロータ２、３はそれぞれケ
ーシング１内にベアリングによって軸支された雌雄の各
ロータ軸２Ａ、３Ａに固定され、一方の雌ロータ軸２Ａ
の入力側軸端の外周には前記電磁クラッチ５を介して入
力プーリ４と断接自在な入力軸６の内周がスプライン嵌
合等により連結され、緊締ボルト１１等により強固に固
定される。本発明では、前記入力軸６に連結された雌ロ
ータ軸２Ａには、はす歯からなる雌ロータタイミングギ
ヤ７のボス部がテーパによらない通常の圧入によって圧
入固定され、さらに、該雌ロータタイミングギヤ７に外
接噛合して同様にはす歯からなる雄ロータタイミングギ
ヤ８のボス部がテーパによらない通常の圧入によって雄
ロータ軸３Ａに圧入固定されるが、特に、本実施の形態
では、前記雄ロータタイミングギヤ８を雄ロータ軸３Ａ
に圧入するに際して、雄ロータタイミングギヤ８のボス
部の側面と雄ロータ軸３Ａをケーシング１に軸支するベ
アリング１４の内レースの側面との間に軸方向に復元力
を有する断面ハット型の弾性体９を介在せしめ、該弾性
体９を前記復元力に抗して押し付けるごとくして、前記
雄ロータ軸３Ａの軸端に螺合される緊締ナット１０によ
って圧入緊締したものである。本実施の形態では、断面
ハット型の弾性体９による大なる軸方向の復元力が得ら
れる。

【０００９】弾性体９の材質は種々のものが採用され得
るが、その復元ばね力は、前記緊締ナット１０を緩めた
際に、前記雄ロータタイミングギヤ８の雄ロータ軸３Ａ
に対する圧入力に打ち勝って該雄ロータタイミングギヤ
８を軸方向に押し戻すことが可能な強力なものに設定さ
れるが、駆動回転方向での雄ロータタイミングギヤ８と
雄ロータ軸３Ａとの間の相対回転のみを確実に阻止で
き、軸方向の移動を比較的小さな圧入力にて確実に緊締
できる圧入方式を採用すれば、前記弾性体９の復元ばね
力を小さなものとすることもできる。また、本発明で
は、このような雌雄ロータタイミングギヤ７、８間およ
びそれらのロータ２、３に対する位相の設定および調整
のための前記弾性体９を介在させての緊締を雄ロータタ
イミングギヤ８のみに限らず、雌ロータタイミングギヤ
７側にも施すことができる他、雌ロータタイミングギヤ
７側のみに採用してもよいことは言うまでもない。さら
に本発明では、前記雄ロータタイミングギヤ８と雄ロー
タ軸３Ａとの間の圧入部にこれら雄ロータタイミングギ
ヤ８と雄ロータ軸３Ａとの相対回転を阻止するピン１２
を装着してもよいものである。また、本発明の二軸機械
式過給機としては、上述したスクリュ式過給機として図
３（Ａ）に示されるような一対の雌雄のロータ２、３が
所定の隙間を保持して噛合するものの他、図３（Ｂ）に
示されるような所定の隙間を保持して噛合する一対の繭
型ロータ２、３を有する二軸機械式過給機の各ロータ軸
２Ａ、３Ａとこれらのロータ軸に装着されるロータタイ
ミングギヤとの間に適用することができる。

【００１０】以上のように構成したので、本発明によれ
ば、所定の位相にてスクリュ式雌ロータ２が圧入固定さ
れた雌ロータ軸２Ａに同様に固定された雌ロータタイミ
ングギヤ７に対してはす歯噛合するところの雄ロータタ
イミングギヤ８を、軸方向に復元力を有する弾性体９を
介在せしめた状態にて緊締ナット１０を螺合進退するこ
とて軸方向に容易に移動調整することができ、これによ
って、該雄ロータタイミングギヤ８と、該雄ロータタイ
ミングギヤ８に対してはす歯噛合せる雌ロータタイミン
グギヤ７との間の噛合位相、および雄ロータ軸３Ａに対
して所定の位相にて圧入固定された雄ロータ３に対する
雄ロータタイミングギヤ８の位相の微調整を容易に行う
ことができるものである。前記雌ロータ２側に関して
は、雌ロータ軸２Ａに対する雌ロータタイミングギヤ７
と雌ロータ２は当初の所定の位相に固定して設定された
ままであっても、前記雄ロータタイミングギヤ８の雄ロ
ータ軸３Ａに対する軸方向の位置を調整することが、前
記雌ロータタイミングギヤ７に対する噛合位相の調整を
介して間接的に雌雄のロータ２、３間の噛合位相を調整
することになるものである。このように、本発明によれ
ば、圧入公差が狭く高精度を必要とするようなテーパ圧
入が不要で、芯合せが確実な通常の圧入を採用しなが
ら、前記軸方向に復元力を有する弾性体９を介在せしめ
たことにより、緊締ナット１０を緩めて後退させた場合
でも容易に雄ロータタイミングギヤ８が軸端方向に移動
することができて、その調整が容易であり、かつ、該軸
方向に復元力を有する弾性体９は、常時雄ロータタイミ
ングギヤ８を介して緊締ナット１０を押圧しているの
で、該緊締ナット１０が妄りに緩むことがない。しか
も、万が一、各部材間における位相がずれた場合でも、
雌雄各ロータ側の各部材を分解することなく、単に雄ロ
ータタイミングギヤ８の軸方向位置を調整するだけでよ
く、簡素な構造により低コストなスクリュ式過給機が提
供できる。なお、緊締ナット１０の対応位置のケーシン
グ１に緊締ナット１０調整用の孔を穿設すれば、ケーシ
ング自体をも分解する必要がない。また、雄ロータタイ
ミングギヤ８と雄ロータ軸３Ａとの間の圧入部に，これ
ら雄ロータタイミングギヤ８と雄ロータ軸３Ａとの相対
回転を阻止するピン１２を装着するならば、ピン１２の
存在によって雄ロータタイミングギヤ８と雄ロータ軸３
Ａとは強力な圧入によらずとも、妄りに相対回転するこ
とがなく、弾性体９の復元力を小さなものに設定するこ
とが可能になるものである。

【００１１】図２は本発明のスクリュ式過給機の第２実
施の形態を示し、図１のＡ部に相当する要部拡大断面図
である。図２（Ａ）は弾性体の第１変形例であり、図２
（Ｂ）は弾性体の第２変形例である。以下詳細に説明す
ると、図２（Ａ）に示したように、本第２実施の形態に
おける弾性体９の第１の変形例では、雄ロータタイミン
グギヤ８を雄ロータ軸３Ａに圧入するに際して、雄ロー
タタイミングギヤ８のボス部の側面と雄ロータ軸３Ａを
ケーシング１に軸支するベアリング１４の内レースの側
面との間に軸方向に復元力を有する弾性体９として、一
対の皿ばね９Ａ、９Ｂを対向配置せしめたもので、前記
第１実施の形態の断面ハット型の弾性体９に比較してそ
れほど大きな軸方向の復元力は得られないが、前述した
回止め用のピン１２との併用によって軽快な緊締ナット
１０による雄ロータタイミングギヤ８の軸方向の位置調
整が可能である。

【００１２】図２（Ｂ）に示したように、本第２実施の
形態における弾性体９の第２の変形例では、雄ロータタ
イミングギヤ８を雄ロータ軸３Ａに圧入するに際して、
雄ロータタイミングギヤ８を軸方向に復帰させるための
弾性体として、雄ロータタイミングギヤ８のボス部と雄
ロータ軸３Ａとの双方にわたり環状の溝１３を刻設し、
該溝１３内にコイルばね９Ｃを収納したものである。コ
イルばね９Ｃは、内径側を溝１３の雄ロータ軸３Ａ側に
当接させ、外径側を溝１３の雄ロータタイミングギヤ８
のボス側に当接させて、その復元力によって雄ロータタ
イミングギヤ８を軸端側に付勢している。本変形例で
は、前記第１変形例の皿ばね９Ａ、９Ｂよりさらに小さ
な復元力でもよい場合に適用でき、コイルばね９Ｃが雄
ロータタイミングギヤ８のボス内に収納されていること
により、潤滑油内に蓄積される磨耗粉塵等から隔離され
ているので、長期間の使用後に緊締ナット１０によって
雄ロータタイミングギヤ８の軸方向位置を調整する際
に、コイルばね９Ｃの円滑な作用を引き出すことが常に
可能である。

【００１３】以上本発明の実施の形態について説明した
が、本発明の趣旨の範囲内で、スクリュ式やルーツ式等
のロータの材質、断面形状、ロータ歯の螺旋角度、断面
形状および数、吸入ポートおよび吐出ポートの形状、電
磁クラッチの形態、入力軸およびロータタイミングギヤ
の形状、それらのスプライン等の連結形態、ロータタイ
ミングギヤとロータ軸との圧入形態、さらには、入力プ
ーリ、電磁クラッチ、入力軸およびロータタイミングギ
ヤのケーシングへの軸支形態、弾性体の断面形状、材
質、設置形態、ピンの形状、設置形態、緊締ナットの螺
合形態等については適宜のものが採用され得ることは言
うまでもないことである。また、入力軸が雄ロータ側に
連結される形態を採用できることも言うまでもない。

【００１４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、所定の位相にてロータが圧入固定されたロータ軸
に同様に固定された他方のロータタイミングギヤに対し
てはす歯噛合するところの少なくとも一方のロータタイ
ミングギヤを、軸方向に復元力を有する弾性体を介在せ
しめた状態にて緊締ナットを螺合進退することて軸方向
に容易に移動調整することができるので、互いにはす歯
噛合せる他方のロータタイミングギヤと一方のロータタ
イミングギヤとの間の噛合位相、およびロータ軸に対し
て所定の位相にて圧入固定されたロータに対する一方の
ロータタイミングギヤの位相の微調整を容易に行うこと
ができる。このように、前記他方のロータ側に関して
は、ロータ軸に対するロータタイミングギヤとロータは
当初の所定の位相に固定して設定されたままであって
も、一方のロータタイミングギヤのロータ軸に対する軸
方向の位置を調整することが、前記他方のロータタイミ
ングギヤに対する噛合位相の調整を介して間接的に互い
のロータ間の噛合位相を調整することができるのであ
る。

【００１５】かくして、本発明によれば、圧入公差が狭
く高精度を必要とするようなテーパ圧入が不要で、芯合
せが確実な通常の圧入を採用しながら、前記軸方向に復
元力を有する弾性体を介在せしめたことにより、緊締ナ
ットを緩めて後退させた場合でも容易にロータタイミン
グギヤが軸端方向に移動することができて、その調整が
容易であり、かつ、該軸方向に復元力を有する弾性体
は、常時ロータタイミングギヤを介して緊締ナットを押
圧しているので、該緊締ナットが妄りに緩むことがな
い。しかも、万が一、各部材間における位相がずれた場
合でも、各ロータ側の各部材を分解することなく、単に
ロータタイミングギヤの軸方向位置を調整するだけでよ
く、簡素な構造により低コストな二軸機械式過給機が提
供できる。

【００１６】また、一方のロータタイミングギヤとロー
タ軸との間の圧入部に，これらロータタイミングギヤと
ロータ軸との相対回転を阻止するピンを装着するなら
ば、ピンの存在によってロータタイミングギヤとロータ
軸とは強力な圧入によらずとも、妄りに相対回転するこ
とがなく、弾性体の復元力を小さなものに設定すること
が可能になるものである。さらに本発明では、従来のも
ののようにテーパ部の形成および該テーパ部における圧
入公差を狭くして緊締ナットを強力に締め付けてロータ
軸に対するロータタイミングギヤの位置ずれが生じない
ようにする必要がないので、圧入公差が広く、圧入代の
小さな厳密な精度を要しない通常のテーパレスの簡素な
圧入構造の採用を可能として、加工コストが大幅に低減
できることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の二軸機械式過給機の第１実施の形態を
示し、スクリュ式過給機の一部省略の全体断面図であ
る。

【図２】本発明の二軸機械式過給機の第２実施の形態を
示し、弾性体の２変形例の要部断面図である。

【図３】本発明の二軸機械式過給機として採用されるス
クリュ式過給機およびルーツ式過給機の要部を示す図で
ある。

【図４】従来のスクリュ式過給機を示す一部省略の全体
断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ ロータ（雌） ２Ａ ロータ軸（雌） ３ ロータ（雄） ３Ａ ロータ軸（雄） ４ 入力プーリ ５ 電磁クラッチ ６ 入力軸 ７ ロータタイミングギヤ（雌） ８ ロータタイミングギヤ（雄） ９ 弾性体 １０ 緊締ナット １１ 緊締ボルト １２ ピン １３ 溝 １４ ベアリング １５ 圧縮室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに隙間を保持して噛合する一対のロ
   ータにおける各ロータ軸にそれぞれ圧入されたはす歯か
   らなるロータタイミングギヤの噛合によって前記一対の
   ロータが回転しそれらの歯が噛合されてポンプ作用を行
   う二軸機械式過給機において、前記ロータタイミングギ
   ヤの中の少なくとも一方のロータタイミングギヤを軸方
   向に復元力を有する弾性体を介在せしめてロータ軸に圧
   入緊締したことを特徴とする二軸機械式過給機。
2. 【請求項２】 前記一方のロータタイミングギヤとロー
   タ軸との間の圧入部にこれらロータタイミングギヤとロ
   ータ軸との相対回転を阻止するピンを装着したことを特
   徴とする請求項１に記載の二軸機械式過給機。