JPS6248981A - スクリユ型エアポンプおよびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、たとえば比較的低圧状態で使用される過給機
等に用いて好適な無給油式のスクリュ型エアポンプおよ
びその製造方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

たとえば自動車の排気ガス浄化用としての二次空気供給
装置や、自動車のエンジン出力、燃費を向」ニさせるた
めの過給機等にあっては、自動車のエンジンを駆動源と
するベーン型やルーツ型のエアポンプが従来から一般に
用いられ、このポンプからの空気をエンジンの排気系ま
たは吸気系に供給することにより上記目的を達成させて
いる。

ところで、上述したような過給機等に用いられるエアポ
ンプとして、近年、スクリュ型のものを用いることが考
えられており、たとえば特公昭５７−３０９９３号公報
や特開昭５９−３２１３８８号公報等、種々の構成を有
するものが提案されている。そして、この種スクリュ型
のエアポンプにおいて、特に無給油式のものでは、ポン
プの高速化を図り、その吐出流量の増大化が回部で、し
かもポンプ全体の小型、軽量かつコンパクト化をも達成
し得るもので、また従来一般に採用されているベーン型
やルーツ型のものに比べ吐出側での流れの脈動も小さく
でき、しかも各部の耐久性の面でも優れている等といっ
た利点をもつものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来から提案されているスクリュ型のエ
アポンプは、いずれも−長−・短があり、実用化するに
は問題の多いものであった。たとえばポンプ内部で互い
に平行して配設されかつ噛合した状態で回転されること
により空気を圧縮して給送する可動部としての雄、雌ロ
ータやこれら両ロータを同期させて回転駆動させる駆動
力伝達機構としての歯車機構等には、ポンプ組立時にお
いてクリアランス調整、同期調整等を厳密に行なうこと
が必要とされている。特に２上述した雄、雌ロータ間で
は、組立時における軸の傾きや高速回転時における熱膨
張による変形を配慮し。

しかも必要最小限の間隙をあける必要があるため、従来
から特開昭５２−１２９００８号公報、特開昭５６−１
３７９８７号公報、特開昭４９−８４００５号公報など
に示されるような構成が既に提案されているが、これら
のクリアランス調整作業は面倒かつ煩雑なものであった
。さらに、上述したように噛合する雄、雌ロータには、
特開昭５４−１６０９３９号公報、特開昭５７−５５８
９号公報等に示されるようなロータ表面へのコーティン
グ作業も必要であるが、その煩雑さが避けられないもの
であり、しかも適切なりリアランス調整を行なえるとは
言えないものであった。

また、上述したようなスクリュ型エアポンプを構成する
うえで問題とされることは、上述したような雄、雌ロー
タを、その駆動力伝達用の歯車と互いに同期させて組立
てを行なうことが必要であるが、従来構造では、これら
の歯車を、予めハウジング内に組付けた各ロータの軸に
対し調整しながら組付ける構成であるため、その作業が
面倒でしかも確実性に欠けるものであり、さらにロータ
を収納するハウジング以外にギヤカバ一部材といった別
の部材を必要とするもので、部品点数の増加等を招き、
組立性の面からも問題であった。

そして、従来構成では、上述したようなポンプの主要部
材の組立構造が複雑であるばかりでなく、これらの部材
のハウジングに対する組付構造も複雑で、ポンプ全体の
組立性の面で大きな問題をもつものであり、このような
点をも考慮し、スクリュ型エアポンプを簡単でしかも安
価な構造により実用化し得るように、何らかの対策を講
じることが望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

このような要請に応えるために、本発明に係るスクリュ
型エアポンプは、互いに無接触状態で噛合しながら平行
状態で回転されることにより空気を軸線方向に圧送する
雄、雌ロータと、そのロータ軸両端をそれぞれ軸受を介
して回転自在に支持する一対のサイドプレート部材と、
その一方を貫通したロータ軸上にそれぞれ組付けられ雄
、雌ロータを同期して回転させる駆動力伝達機構と、こ
れら駆動力伝達機構および雄、雌ロータが一体的に組立
てられたサブアッセンブリ状態で収納される空間を有し
一端が閉塞されているハウジング本体と、その開口端を
閉塞するように組付けられるカバーを備えてなる構成と
したものである。

また、本発明によれば、上述したサブアッセンブリ状態
で、雄、雌ロータの全周にカーボンコーティングを施す
ようにしたものである。

〔作用〕

本発明によれば、ポンプの主要な基本構成要素としての
雄、雌ロータ、そのロータ軸、さらに駆動力伝達機構等
を、一対のサイドプレート部材により、予めサブアッセ
ンブリとして一体的に組立てし、これを調整後にハウジ
ング側に組込むような構成とされているため、雄、雌ロ
ータや駆動力伝達機構でのクリアランス調整等を、ハウ
ジング外部できわめて簡単かつ適切にしかも効率よく行
なえるものである。また、本発明によれば、雄。

雌ロータ全周に形成したカーボンコーティングを、サブ
アッセンブリ状態でのロータの回転によるならし運転と
しての共合せだけで、熱膨張時などでのクリアランスを
も適切に確保できる所要の厚みに削成し得るものである
。

〔実施例〕

以下１本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図ないし第８図は本発明に係るスクリュ型エアポン
プの一実施例を示すものであり、これらの因において、
まず、全体を符号ｌで示すスクリュ型エアポンプ全体の
概略構成を簡単に説明すると、符号２はその一部が重な
り合うとともに互いに平行する一対の円柱状空間３．４
を有しかつその一端（フロント側：第１図中右側）が閉
塞されてなるハウジング本体５と、その開口端（リア側
）を閉塞するように組付けられるカバー６とで構成され
てなるポンプハウジングで、このハウジング２左端側の
カバ−６中央部には空気吸込ロアが、またハウジング本
体５の右端寄りの側部には側部ハウジングプレート８に
より空気吹出口９が設けられている。なお、本実施例で
は、第６図ないし第８図に示すように、ポンプハウジン
グ２を、たとえばアルミダイキャスト等により全体が略
々角形形状を呈するように形成している。

１０．１１は互いに平行して軸支されるとともに無接触
状態で噛合しながら回転することにより前記吸込ロアか
らの吸込み空気を順次圧縮しながら軸線方向に給送し吹
出口９からポンプ１外に送出す雌ロータおよび雄ロータ
で、この場合本実施例では、雌ロータ１０を後述するよ
うに駆動側であるハウジング本体５の下側空間３に、ま
た雄ロータ１１を従動側である上側空間４に収容配置さ
せている。さらに、上述した雌ロータ１０を大枚歯、雄
ロータ１１を四枚歯とし、雌ロータ１０を回転駆動する
ことで雄ロータ１１をこれに同期させ増速して回転させ
得るように構成した場合を示している。そして、このよ
うな構成とすれば、その駆動側の回転量よりも雄ロータ
１１側を高速回転させ得ることから、ポンプ容量をより
増加させ得るものである。

なお、本実施例では、上述した雌、雄ロータ１０．１１
を、たとえばアルミ材や樹脂材等により中空状に形成し
、その軸孔部分にロータ軸１２゜１３を貫通させた状態
で圧入することでこれらを一体化するような構成とされ
ている。このようなロータ１０，１１の成形方法として
は、たとえば転造、ねじり押出し成形、冷間引抜き、モ
ールド成形を始めとして種々の方法が考えられる。

１４．１５は上述した両ロータｉｏ、ｉｔにおけるロー
タ軸１２，１３の両端部分をそれぞれ軸受部材としての
ポールベアリング１６ａ、１６ｂ；　１７ａ、１７ｂを
介して回転自在に支持する一対をなすサイドプレート部
材で、これら両サイドプレート部材１４．１５は、前記
各ロータ軸１２．１３の両端部を個々に支持するように
、それぞれ二部材（１４Ａ、１４Ｂ；　１５Ａ、１５Ｂ
）で構成されかつ適正な組立位置でポル）１８などによ
るり一体的に連結されるような構成とされている。そし
て、このような分割構造では、両ロータ１０，１１間の
クリアランス調整等を簡単かつ適切に行なえるとともに
５所望の組立状態で固定することが可能で、その実用上
での効果は大きい。また、図中１９はフロント側のサイ
ドプレート部材１４の側縁部分に介装されハウジング部
材５の空間３．４との接合部分をシールする略々「８」
の字状を呈するガスケットである。なお、本実施例によ
れば、上述したポールベアリング１６ａ；　１７ａ、１
７ｂは、プレート側に穿設した孔部から樹脂材を封入す
ることで、サイドプレート部材１４．１５側にその外輪
が固設されている。

２０．２１はフロント側のす・ｆドブレート部材１４を
貫通して延設された各ロータ軸１２，１３上にそれぞれ
組付けられ両ロータ１０，１１を同期して回転させる駆
動力伝達機構としての歯車機構を構成する一対の歯車で
、それぞれロータ軸１２．１３上にキー結合されるとと
もにワッシャ２２ａを介してナツト２２で締付は固定さ
れている。なお、本実施例では、駆動側の歯車２０を、
ロータ軸１２側にキー結合される円盤部２０ａと、これ
に嵌装されかつボルトにより一体化される歯車部２０ｂ
とからなり、これにより両歯車２０．２１をロータ１０
，１１側に同期させ、しかもバックラッシュ等をも適切
に調整して噛合させた状態で組合せることができるよう
に構成されている。

ここで、上述したロータのタイミングギヤとしての歯車
２０．２１として、はすば歯車を採用し、その軸線方向
へのスラスト力により、ポールベアリング１６ａ；　１
７ａ等の軸線方向での隙間を補正し得るようにすれば、
ポールベアリング部分での遊びを解消し、ポンプｌを高
速回転駆動した場合における耐久性を向上させるうえで
その効果を発揮し得るものである。さらに、このような
構成を採用すれば、ポールベアリング部分での軸線方向
での隙間が雌、雄ロータ１０．１１とこのサイドプレー
ト部材１４との間のクリアランスに悪影響を及ぼすとい
った問題をも解消し得るものである。

一方、前記ハウジング本体５のフロント側の端面には、
駆動側の歯車２０位置に対向しかつその歯車径寸法より
も大径な開口２３が穿設され、この開口２３に対し、図
示せぬ自動車のエンジン等からベルトなどを介して回転
力が伝達されるプーリ２４を有しこのプーリ２４を前記
駆動側のロータ軸１２側に選択的に連結して回転伝達を
行なう電磁クラッチ部２５が付設されたフロントボディ
２６のＯリングを介装した内方端２６ａを嵌入してボル
ト２７により組付は固定されている。なお、図中２８は
ボディ２６偏に設けられた電磁コイル、２８ａは前記プ
ーリ２４と一体的に構成され前記ボディ２６の筒状部先
端にベアリング２９を介して回転自在に支持された磁性
プレートで、この磁性プレート２８ａに対し前記ロータ
軸１２上に設けられたアーマチュアハブ３０に板ばね３
１を介して連結されているアーマチュア３２が適宜吸引
、離間されることによりクラッチがオン・オフされ、選
択的な回転伝達が行なわれることは、周知の通りである
。

なお、図中３３はボディ２６の軸孔内方端部分をシール
するオイルシール、３４．３５は前記サイドプレー）　
１４Ａ　、１４Ｂの軸孔内方端側に設けられたオイルシ
ールで、これによって前述した歯車２０．２１およびポ
ールベアリング１６ａ。

１７ａ等を収納した空間内に封入された作動油をシール
し得るような構成とされている。また、３６．３７は同
様に他方側のポールベアリング部分を液封状態でシール
するオイルシールで、その反対側は駆動側ではＯリング
を有しセットリング３８ａにより固定されるキャップ体
３８で密閉されるとともに、従動側では他方のサイドプ
レート１５Ａに凹設された凹部部分で密閉されている。

さらに、第１図において符号７ａ、７ｂ；７ｃは前記サ
イドプレート部材１５　（１５Ａ、１５Ｂ）に穿設され
た空気吸込側通路孔である。

さて、本発明によれば、上述した構成によるスクリュ型
エアポンプ１において、前述した雌、雄ロータ１０，１
１およびそのロータ軸１２，１３上に組付けられる駆動
力伝達機構としての歯車２０．２１等を、所定間隔おい
て対向配置される一対のサイドプレート部材１４．１５
を介して一体的に組付けすることによりサブアッセンブ
リ状態とし、これによる組立体を、一部が重なり合うよ
うに形成され雌、雄ロータ１０，１１が収容配置される
一対の円柱状空間３．４を有するハウジング本体５内に
収納して配設するようにしたところに特徴を有している
。

ここで、上述したサブアッセンブリ状態とされるポンプ
構成要素の組立て順序を簡単に説明すると、まず、雌、
雄ロータ１０，１１を嵌装したロータ軸１２，１３を、
ポールベアリング１６ａ、１７ａ、オイルシール３４，
３５等が組付けられかつボルト１８で連結されたフロン
ト側のサイドプレート１４Ａ、１４Ｂ部分に挿入し、さ
らにその先端部に、歯車２０の円盤部２０ａ、歯車２゛
１をそれぞれキー結合し、ナツト２２等で一体的に組付
けする。また、同様にポールベアリング１７ｂ等を組込
んだリヤ側のサイドプレート１５Ｂに雄ロータ１１側の
ロータ軸１３を挿入しポルト１３ａ等で固定するととも
に、ポールベアリング１６ｂ等を組込んだサイドプレー
）１５Ａ側に雌ロータ１０側のロータ軸１２を挿入し、
ポルト１２ａ等で固定し、この部分をキャップ体３８で
閉塞する。

そして、このような状態において、通路７ａ。

７ｂ　、７ｃやねじ孔等を位置合せし、しかも両ロータ
１０，１１間の間隔を適宜維持した状態で、このリヤ側
のサイドブレー）１５Ａ、１５Ｂをポル）１８等で固定
する。一方、フロント側において、歯車２０をロータ軸
１２上の円盤部２０ａに対し、各ロータ１０，１１．ｉ
車２０．２１間でのクリアランスやバックラッシュを適
切に調整した状態でボルト２０ｃで固定することで、サ
ブアッセンブリ状態である組立体が形成されることとな
る。

したがって、このようなサブアッセンブリ状態で組立て
られる組立体においては、雌、雄ロータ１０．１１や駆
動力伝達機構（２０，２１）でのクリアランス調整等を
、ハウジング５，６の外部できわめて簡単かつ適切にし
かも効率よく行なえるものである。そして、このような
調整を行なった後、この組立体をハウジング本体５内に
挿入して所定の状態で組付けし、さらにカバー６や電磁
クラッチ部２５が付設されるフロントボディ２６を本体
５に固定することで、ポンプ１の組立てが完了するもの
で、その実用上での効果は容易に理解されよう。すなわ
ち、ロータ１０，１１間のクリアランス調整等をきわめ
て簡単かつ確実に行なえるとともに、これらロータｔｏ
、ｔｉとハウジング５側の空間３．４との間のクリアラ
ンス調整も、サイドプレート部材１４．１５側への組付
けで最適な状態に設定することが可能で、その利点は大
きい。

また、上述した構成による本発明によれば、前述したサ
ブアッセンブリ状態において雌、雄ロータｉｏ、ｔｔの
全周にカーボンコーティングを施し、さらにその状態の
ままで両ロータ１０，１１を適宜回転させるというなら
し運転による共合せたけで、熱膨張時などでのクリアラ
ンスをも適切に確保し、所要の厚みに削成し得るもので
、これによりハウジング内に摺接時におけるコーティン
グの摩耗粉が混入する等の問題を解消でき、しかもコー
ティングの部分的な剥離やロータ１０，１１の片当り等
をも未然にチェックできる等も利点を奏することも可能
となる。なお、上述したならし運転時において、たとえ
ば周囲温度を所要の高温状態としておくと、ポンプ使用
時における熱膨張率等を考慮したコーティング厚さを簡
単に得ることが可能である。

そして、このような構成において、両ロータ１０．１１
が同期して回転されると、吸込み空気がロータの軸線方
向に順次送られ、適宜圧縮されて所要の圧力をもつ圧力
空気が送出されることとなるものである。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、たと
えばこのスクリュ型エアポンプ１を構成する各部の構造
、形状等は、必要に応じて適宜変更、変形し得るもので
あり、たとえば第９図（ａ）。

（ｂ）に示すように、フロント側のサイドプレート部材
１４の先端をインロ一部４０とし、これをハウジング本
体５側に嵌合させることで、サブアッセンブリ状態とさ
れた組立体の位置決めをより適切かつ確実に行なうよう
な構成としてもよいものである。さらに、この種のエア
ポンプを適用する機器、装置としても、上述した過給機
に限定されず、種々の分野のものが考えられるものであ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明に係るスクリュ型エアポン
プによれば、雄、雌ロータと、そのロー夕軸両端を軸受
を介して回転自在に支持する一対のサイドプレート部材
と、その一方を貫通したロータ軸上に組付けられ雄、雌
ロータを同期して回転させる駆動力伝達機構とをサブア
ッセンブリ状態で組立てし、これらをポンプハウジング
内に収納して配設するようにしたので、簡単かつ安価な
構成にもかかわらず、ポンプの主要な基本構成要素とし
ての雄、雌ロータや駆動力伝達機構等でのクリアランス
調整、同期設定等を、ハウジング外部できわめて簡単か
つ適切にしかも効率よく行なえ、組立性や各部の耐久性
、さらには動作上の信頼性等を向上させ得る等といった
種々優れた効果がある。

また、本発明によれば、サブアッセンブリ状態で雄、雌
ロータ全周にカーボンコーティングを施し、さらになら
し運転による共合せで削成するようにしたので、その作
業がきわめて簡単に行なえるとともに、摺接時における
摩耗粉がハウジング内に混入したりする等の問題はなく
、またコーティングの状態を簡単にチェックし得る等と
いった種々優れた効果を奏することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したスクリュ型エアポンプの一実
施例を示す縦断面図、第２図ないし第５図はソノＩＩ　
−ＩＩ線、■−ｍ線、ＩＶ−ＩＶ線オヨびＶ−Ｖ線断面
図、第６図ないし第８図は第１図における左、右側面図
および底面図、第９図（ａ）、（ｂ）は本発明の別の実
施例を示す要部断面図およびその要部拡大図である。 １・Φ・・スクリュ型エアポンプ、２・・１１＠ポンプ
ハウジング、３．４＠・・番円柱状空間。 ５・・・・ハウジング本体、６−・・・カバー１７・・
・・空気吸込口、９・・・・空気吹出口、１０．１１−
・−拳雌、雄ロータ、１２，１３・・会・ロータ軸、１
４　（１４Ａ　、１４Ｂ）、１５（１５Ａ、１５Ｂ）　
　・・曇・サイドプレート部材、１６ａ、１６ｂ；１７
ａ、１７ｂ＊ｅｅｅポールベアリング、１９番・・・ガ
スケット、２０．２１・・・拳歯車（駆動力伝達機構）
。 ２３・・・Φ開口、２５・壷φ拳電磁りラッチ部、２６
・・・争フロントホテイ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに平行して軸支されるとともに無接触状態で
   噛合しながら回転することにより吸込み空気を軸線方向
   に圧送する雄、雌ロータと、これら両ロータ軸の両端を
   それぞれ軸受を介して回転自在に支持する一対をなすサ
   イドプレート部材と、これらサイドプレート部材の一方
   を貫通した各ロータ軸上に組付けられ雄、雌ロータを同
   期して回転させる駆動力伝達機構と、この駆動力伝達機
   構および前記雄、雌ロータが一体的に組立てられた状態
   で収納される空間を有し一端が閉塞されているハウジン
   グ本体と、このハウジング本体の開口端を閉塞するよう
   に組付けられるカバーとを備えてなることを特徴とする
   スクリュ型エアポンプ。
2. （２）互いに平行して軸支されるとともに無接触状態で
   噛合しながら回転することにより吸込み空気を軸線方向
   に圧送する雄、雌ロータと、そのロータ軸両端をそれぞ
   れ軸受を介して回転自在に支持する一対をなすサイドプ
   レート部材と、サイドプレート部材の一方を貫通したロ
   ータ軸上にそれぞれ組付けられ雄、雌ロータを同期して
   回転させる駆動力伝達機構とをサブアッセンブリとして
   組立てるとともに、この組立状態で前記雄、雌ロータを
   同期して回転させることによりクリアランス調整を行な
   い、次で両ロータの全周にカーボンコーティングを施し
   、その状態でこれら両ロータを回転させてならし運転を
   行なった後、前記駆動力伝達機構および雄、雌ロータが
   一体的に収容される空間をもつハウジング内に、前記組
   立体を収容配置させることを特徴とするスクリュ型エア
   ポンプの製造方法。