(57)【要約】【課題】スクリュー圧縮機１の高圧力比化を図りつつ、圧縮運転中の吐出脈動による騒音を十分に低減すること。【解決手段】吐出口９は、圧縮運転中におけるラジアルポート３３の開口開始とアキシャルポート３５の開口開始に時間差を持つように構成され、ラジアルポート３３の雄ロータ１１側の端縁３３Ｅａとアキシャルポート３５の雄ロータ１１側の縁端３５Ｅａが交わるように、ラジアルポート３３の端縁３３Ｅａ近傍とアキシャルポート３５の端縁３５Ｅａ近傍の少なくともいずれかに第１曲がり部３３Ｒａ（或いは３５Ｒａ）が形成され、ラジアルポート３３の雌ロータ１７側の縁端３３Ｅｂとアキシャルポート３５の雌ロータ１７側の縁端３５Ｅｂが交わるように、ラジアルポート３３の端縁３３Ｅｂ近傍とアキシャルポート３５の端縁３５Ｅｂ近傍の少なくともいずれかに第２曲がり部３３Ｒｂ（或いは３５Ｒｂ）が形成されたこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を圧縮して圧縮空気を生成するスクリュー圧縮機において、
内部にロータ室を有し、一端側に前記ロータ室内へ空気を吸入する吸入口が形成され、他端側に前記ロータ室内の圧縮空気を吐出する吐出口が形成されたケーシングと、
前記ケーシングの前記ロータ室に回転可能に設けられ、外周側に螺旋状に延びた複数の螺旋突起列を有した雄ロータと、
前記ケーシングに前記ロータ室に前記雄ロータに平行かつ回転可能に設けられ、外周側に複数の前記螺旋突起列に噛み合いかつ螺旋状に延びた複数の螺旋溝を有した雌ロータと、を具備し、
前記吐出口は、前記ロータの径方向に開口したラジアルポートと、このラジアルポートに連通しかつ前記ロータの軸方向に開口したアキシャルポートを有してあって、圧縮運転中における前記ラジアルポートの開口開始と前記アキシャルポートの開口開始に時間差を持つように構成され、
前記ラジアルポートの前記雄ロータ側の端縁と前記アキシャルポートの前記雄ロータ側の縁端が交わるように、前記ラジアルポートの前記雄ロータ側の端縁近傍と前記アキシャルポートの前記雄ロータ側の端縁近傍の少なくともいずれかに第１曲がり部が形成され、前記ラジアルポートの前記雌ロータ側の縁端と前記アキシャルポートの前記雌ロータ側の縁端が交わるように、前記ラジアルポートの前記雌ロータ側の端縁近傍と前記アキシャルポートの前記雌ロータ側の端縁近傍の少なくともいずれかに第２曲がり部が形成されたことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
前記吐出口は、圧縮運転中における前記アキシャルポートの開口開始を前記ラジアルポートの開口開始よりも遅らすように構成したことを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項３】
前記吐出口は、圧縮運転中における前記ラジアルポートの開口開始を前記アキシャルポートの開口開始よりも遅らすように構成したことを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用過給機等として用いられるスクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スクリュー圧縮機にあっては、圧縮運転中の吐出脈動による騒音の低減を図るために種々の開発がなされており、先行技術として特許文献１に示すものがある。そして、先行技術に係るスクリュー圧縮機の構成について簡単に説明すると、次のようになる。
【０００３】
先行技術に係るスクリュー圧縮機は、ケーシングを具備しており、このケーシングは、内部に、ロータ室を有している。また、ケーシングの一端側には、ロータ室内へ空気を吸入する吸入口（吸入部）が形成されており、ケーシングの他端側には、ロータ室内の圧縮空気を吐出する吐出口（吐出部）が形成されている。
【０００４】
ケーシングのロータ室には、雄ロータが回転可能に設けられており、この雄ロータは、外周側に、螺旋状に延びた複数の螺旋突起列（螺旋凸部）を有している。また、ケーシングのロータ室には、雌ロータが雄ロータに平行かつ回転可能に設けられており、この雌ロータは、外周側に、複数の螺旋突起列に噛み合いかつ螺旋状に延びた螺旋溝（螺旋凹部）を有している。そして、ケーシングの適宜位置には、雄ロータ及び雌ロータを逆方向に同期して回転駆動させるモータ等の駆動源が設けられている。
【０００５】
ここで、吐出口は、ロータの径方向（雄ロータの径方向、雌ロータの径方向）に開口したラジアルポートと、このラジアルポートに連通しかつロータの軸方向（雄ロータの軸方向、雌ロータの軸方向）に開口したアキシャルポートを有している。また、吐出口は、圧縮運転中におけるラジアルポートの開口開始とアキシャルポートの開口開始に時間差を持つように構成してあって、具体的には、図９に示すように、圧縮運転中におけるアキシャルポートの開口開始をラジアルポートの開口開始よりも遅らすように構成したり、図１０に示すように、ラジアルポートの開口開始をアキシャルポートの開口開始よりも遅らすように構成したりしている。なお、図９は、アキシャルポートの開口開始を遅らした場合における雄ロータの回転角とポートの開口面積との関係を示す図、図１０は、ラジアルポートの開口開始を遅らした場合における雄ロータの回転角とポートの開口面積との関係を示す図である。
【０００６】
従って、駆動源によって雄ロータ及び雌ロータを逆方向へ同期して回転駆動させることにより、ケーシングの吸入口から空気をロータ室内へ吸入して、ロータ室内において空気を圧縮して圧縮空気を生成し、ケーシングの吐出口からロータ室内の圧縮空気を吐出することができる。
【０００７】
また、吐出口は圧縮運転中におけるラジアルポートの開口開始とアキシャルポートの開口開始に時間差を持つように構成したため、吐出口の開口開始直後における吐出口の開口全面積の急激な増大を抑えて、圧縮空気の流入による吐出口側の螺旋溝内の急激な圧力上昇を抑えることができる。これにより、吐出口の開口開始直後に雌ロータに作用するトルク（ガストルク）を小さくして、圧縮運転中の吐出脈動による騒音を低減することができる。
【特許文献１】特開平６−３２３２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、スクリュー圧縮機の高圧力比の要請が強く、スクリュー圧縮機の圧力比が高くなると、遅れて開口するポート（アキシャルポート或いはラジアルポート）の開口開始直後における吐出口の開口全面積の増大によっても、圧縮空気の流入による吐出口側の螺旋溝内の急激な圧力上昇を招くことになる。そのため、スクリュー圧縮機の高圧力比化を図りつつ、遅れて開口するポートの開口開始直後におけるガストルクを小さくして、圧縮運転中の吐出脈動による騒音を十分に低減することは極めて困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のスクリュー圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の特徴は、空気を圧縮して圧縮空気を生成するスクリュー圧縮機において、内部にロータ室を有し、一端側に前記ロータ室内へ空気を吸入する吸入口が形成され、他端側に前記ロータ室内の圧縮空気を吐出する吐出口が形成されたケーシングと、前記ケーシングの前記ロータ室に回転可能に設けられ、外周側に螺旋状に延びた複数の螺旋突起列を有した雄ロータと、前記ケーシングに前記ロータ室に前記雄ロータに平行かつ回転可能に設けられ、外周側に複数の前記螺旋突起列に噛み合いかつ螺旋状に延びた複数の螺旋溝を有した雌ロータと、を具備し、前記吐出口は、前記ロータの径方向に開口したラジアルポートと、このラジアルポートに連通しかつ前記ロータの軸方向に開口したアキシャルポートを有してあって、圧縮運転中における前記ラジアルポートの開口開始と前記アキシャルポートの開口開始に時間差を持つように構成され、前記ラジアルポートの前記雄ロータ側の端縁と前記アキシャルポートの前記雄ロータ側の縁端が交わるように、前記ラジアルポートの前記雄ロータ側の端縁近傍と前記アキシャルポートの前記雄ロータ側の端縁近傍の少なくともいずれかに第１曲がり部が形成され、前記ラジアルポートの前記雌ロータ側の縁端と前記アキシャルポートの前記雌ロータ側の縁端が交わるように、前記ラジアルポートの前記雌ロータ側の端縁近傍と前記アキシャルポートの前記雌ロータ側の端縁近傍の少なくともいずれかに第２曲がり部が形成されたことを要旨とする。
【００１１】
なお、本願の特許請求の範囲及び明細書中において、「設けられ」とは、直接的に設けられたことの他に、中間部材を介して間接的に設けられたことを含む意である。
【００１２】
本発明の特徴によると、適宜の駆動源によって前記雄ロータ及び前記雌ロータを逆方向へ同期して回転駆動させることにより、前記ケーシングの前記吸入口から空気を前記ロータ室内へ吸入して、前記ロータ室内において空気を圧縮して圧縮空気を生成し、前記ケーシングの前記吐出口から前記ロータ室内の圧縮空気を吐出することができる。
【００１３】
また、前記吐出口は圧縮運転中における前記ラジアルポートの開口開始と前記アキシャルポートの開口開始に時間差を持つように構成したため、前記吐出口の開口開始直後における前記吐出口の開口全面積の急激な増大を抑えて、圧縮空気の流入による前記吐出口側の前記螺旋溝内の急激な圧力上昇を抑えることができる。
【００１４】
更に、前述のように、前記ラジアルポートの前記雄ロータ側の縁端近傍と前記アキシャルポートの前記雄ロータ側の縁端近傍の少なくともいずれに前記第１曲がり部が形成され、前記ラジアルポートの前記雌ロータ側の縁端近傍と前記アキシャルポートの前記雌ロータ側の縁端近傍の少なくともいずれかに前記第２曲がり部が形成されているため、遅れて開口するポート（前記アキシャルポート或いは前記ラジアルポート）の開口開始直後における前記吐出口の開口全面積の増大を抑えることができる。これにより、前記スクリュー圧縮機の圧力比が高くなっても、遅れて開口する前記ポートの開口開始直後における圧縮空気の流入による前記吐出口側の前記螺旋溝内の急激な圧力上昇を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、前記スクリュー圧縮機の圧力比が高くなっても、前記吐出口の開口開始直後、及び遅れて開口する前記ポートの開口開始直後における圧縮空気の流入による前記吐出口側の前記螺旋溝内の急激な圧力上昇を抑えることができるため、前記スクリュー圧縮機の高圧力比化を図りつつ、前記吐出口の開口開始直後、及び遅れて開口する前記ポートの開口開始直後におけるガストルクを小さくして、圧縮運転中の吐出脈動による騒音を十分に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態について図１から図８を参照して説明する。
【００１７】
ここで、図１及び図２は、アキシャルポートの開口開始を遅らした場合における吐出口の周辺を示す図、図３及び図４は、ラジアルポートの開口開始を遅らした場合における吐出口の周辺を示す図、図５は、アキシャルポートの開口開始を遅らした場合における雄ロータの回転角とポートの開口面積との関係を示す図、図６は、ラジアルポートの開口開始を遅らした場合における雄ロータの回転角とポートの開口面積との関係を示す図、図７は、本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機の側断面図、図８は、図７におけるY-Y線に沿った図である。なお、図中、「Ｌ」は、左方向を指し、「Ｒ」は、右方向を指すものである。
【００１８】
図７、図８、及び図１（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機１は、例えば車両用過給機として用いられ、空気を圧縮して圧縮空気を生成するものである。そして、スクリュー圧縮機１の具体的な構成は、以下のようになる。
【００１９】
即ち、スクリュー圧縮機１は、ケーシング３を具備しており、このケーシング３は、内部に、ロータ室５を有している。また、ケーシング３の右端側（一端側）には、ロータ室５へ空気を吸入する吸入口７が形成され、ケーシング３の左端側（他端側）には、ロータ室５内の圧縮空気を吐出する吐出口９が形成されている。
【００２０】
ケーシング３のロータ室５には、雄ロータ１１がベアリング１３を介して回転可能に設けられており、この雄ロータ１１は、外周側に、螺旋状に延びた複数（本発明の実施形態にあっては３つ）の螺旋突起列（螺旋凸部）１５を有している。また、ケーシングの３のロータ室５には、雌ロータ１７が雄ロータ１１に平行にかつベアリング１９を介して回転可能に設けられており、この雌ロータ１７は、外周側に、螺旋突起列１５に噛み合いかつ螺旋状に延びた複数（本発明の実施形態にあっては螺旋溝（螺旋凹部）２１を有している。
【００２１】
ケーシング３の左側には、ギアボックス２３が一体的に設けられており、雄ロータ１１の回転軸１１Ｓの左端部及び雌ロータ１７の回転軸１７Ｓの左端部は、ギアボックス２３内に位置している。また、雌ロータ１７の回転軸１７Ｓの左端部には、駆動ギア２５が一体的に設けられており、雄ロータ１１の回転軸１１Ｓの左端部には、駆動ギア２５に噛み合った従動ギア２７が一体的に設けられている。そして、ギアボックス２３には、雄ロータ１１及び雌ロータ１７を逆方向へ同期して回転駆動させる駆動源としての駆動モータ２９が設けられており、この駆動モータ２９の出力軸２９Ｓは、カップリング３１を介して雌ロータ１７の回転軸１７Ｓに連動連結してある。
【００２２】
ここで、前述の吐出口９は、ロータ（雄ロータ１１、雌ロータ１７）の径方向に開口したラジアルポート３３と、このラジアルポート３３に連通しかつロータ（雄ロータ１１、雌ロータ１７）の軸方向に開口したアキシャルポート３５を有している。また、吐出口９は、圧縮運転中におけるラジアルポート３３の開口開始とアキシャルポート３５の開口開始に時間差を持つように構成してあって、具体的には、図１（ａ）（ｂ）、図２（ａ）（ｂ）、及び図５に示すように、圧縮運転中におけるアキシャルポート３５の開口開始をラジアルポート３３の開口開始よりも遅らすように構成したり、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）、及び図６に示すように、ラジアルポート３３の開口開始をアキシャルポート３５の開口開始よりも遅らすように構成したりしている。
【００２３】
そして、圧縮運転中におけるアキシャルポート３５の開口開始をラジアルポート３３の開口開始よりも遅らした場合には、図１（ａ）（ｂ）に示すように、ラジアルポート３３の雄ロータ１１側の端縁３３Ｅａとアキシャルポート３５の雄ロータ１１側の縁端３５Ｅａが交わるように、ラジアルポート３３の雄ロータ１１側の縁端３３Ｅａ近傍に第１曲がり部３３Ｒａが形成されると共に、ラジアルポート３３の雌ロータ１７側の縁端３３Ｅｂとアキシャルポート３５の雌ロータ１７側の縁端３５Ｅｂが交わるように、ラジアルポート３３の雌ロータ１７側の縁端３３Ｅｂ近傍に第２曲がり部３３Ｒｂが形成されている。或いは、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ラジアルポート３３の雄ロータ１１側の端縁３３Ｅａとアキシャルポート３５の雄ロータ１１側の縁端３５Ｅａが交わるように、アキシャルポート３５の雄ロータ１１側の縁端３５Ｅａ近傍に滑らかな第１曲がり部３５Ｒａが形成されると共に、ラジアルポート３３の雌ロータ１７側の縁端３３Ｅｂとアキシャルポート３５の雌ロータ１７側の縁端３５Ｅｂが交わるように、アキシャルポート３５の雌ロータ１７側の縁端３５Ｅｂ近傍に滑らかな第２曲がり部３５Ｒｂが形成されている。
【００２４】
一方、圧縮運転中におけるラジアルポート３３の開口開始をアキシャルポート３５の開口開始よりも遅らした場合には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ラジアルポート３３の雄ロータ１１側の端縁３３Ｅａとアキシャルポート３５の雄ロータ１１側の縁端３５Ｅａが交わるように、ラジアルポート３３の雄ロータ１１側の縁端３３Ｅａ近傍に滑らかな第１曲がり部３３Ｒａが形成されると共に、ラジアルポート３３の雌ロータ１７側の縁端３３Ｅｂとアキシャルポート３５の雌ロータ１７側の縁端３５Ｅｂが交わるように、ラジアルポート３３の雌ロータ１７側の縁端３３Ｅｂ近傍に滑らかな第２曲がり部３３Ｒｂが形成されている。或いは、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ラジアルポート３３の雄ロータ１１側の端縁３３Ｅａとアキシャルポート３５の雄ロータ１１側の縁端３５Ｅａが交わるように、アキシャルポート３５の雄ロータ１１側の縁端３５Ｅａ近傍に滑らかな第１曲がり部３５Ｒａが形成されると共に、ラジアルポート３３の雌ロータ１７側の縁端３３Ｅｂとアキシャルポート３５の雌ロータ１７側の縁端３５Ｅｂが交わるように、アキシャルポート３５の雌ロータ１７側の縁端３５Ｅｂ近傍に滑らかな第２曲がり部３５Ｒｂが形成されている。
【００２５】
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００２６】
駆動モータ２９によってカップリング３１、駆動ギア２５、及び従動ギア２７を介して雄ロータ１１及び雌ロータ１７を逆方向へ同期して回転駆動させる。これにより、ケーシング３の吸入口７から空気をロータ室５内へ吸入して、ロータ室５内において空気を圧縮して圧縮空気を生成し、ケーシング３の吐出口９からロータ室５内の圧縮空気を吐出することができる。
【００２７】
また、吐出口９は圧縮運転中におけるラジアルポート３３の開口開始とアキシャルポート３５の開口開始に時間差を持つように構成したため、吐出口９の開口開始直後における吐出口９の開口全面積の急激な増大を抑えて、圧縮空気の流入による吐出口９側の螺旋溝２１内の急激な圧力上昇を抑えることができる。
【００２８】
そして、前述のように、ラジアルポート３３の雄ロータ１１側の縁端３３Ｅａ近傍（或いはアキシャルポート３５の雄ロータ１１側の縁端３５Ｅａ近傍）に滑らかな第１曲がり部３３Ｒａ（或いは３５Ｒａ）が形成され、ラジアルポート３３の雌ロータ１７側の縁端３３Ｅｂ近傍（或いはアキシャルポート３５の雌ロータ１７側の縁端３５Ｅｂ近傍）に滑らかな第２曲がり部３３Ｒｂ（或いは３５Ｒｂ）が形成されているため、図５及び図６に示すように、遅れて開口するポート（アキシャルポート３５或いはラジアルポート３３）の開口開始直後における吐出口９の開口全面積の増大を抑えることができる。これにより、スクリュー圧縮機１の圧力比が高くなっても、遅れて開口するポート３５（或いは３３）の開口開始直後における圧縮空気の流入による吐出口９側の螺旋溝２１内の急激な圧力上昇を抑えることができる。
【００２９】
以上の如き、本発明の実施形態によれば、スクリュー圧縮機１の圧力比が高くなっても、吐出口９の開口開始直後、及び遅れて開口するポート３５（或いは３３）の開口開始直後における圧縮空気の流入による吐出口９側の螺旋溝２１内の急激な圧力上昇を抑えることができるため、スクリュー圧縮機１の高圧力比化を図りつつ、吐出口９の開口開始直後、及び遅れて開口するポート３５（或いは３３）の開口開始直後におけるガストルクを小さくして、圧縮運転中の吐出脈動による騒音を十分に低減することができる。
【００３０】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】アキシャルポートの開口開始を遅らした場合における吐出口の周辺を示す図であって、図１（ａ）は、図８におけるA-A線に沿った図、図１（ｂ）は、図８におけるB-B線に沿った図である。
【図２】アキシャルポートの開口開始を遅らした場合における吐出口の周辺を示す図であって、図２（ａ）は、図８におけるA-A線に沿った図、図２（ｂ）は、図８におけるB-B線に沿った図である。
【図３】ラジアルポートの開口開始を遅らした場合における吐出口の周辺を示す図であって、図３（ａ）は、図８におけるA-A線に沿った図、図３（ｂ）は、図８におけるB-B線に沿った図である。
【図４】ラジアルポートの開口開始を遅らした場合における吐出口の周辺を示す図であって、図４（ａ）は、図８におけるA-A線に沿った図、図４（ｂ）は、図８におけるB-B線に沿った図である。
【図５】本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機において、アキシャルポートの開口開始を遅らした場合における雄ロータの回転角とポートの開口面積との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機において、ラジアルポートの開口開始を遅らした場合における雄ロータの回転角とポートの開口面積との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るスクリュー圧縮機の側断面図である。
【図８】図７におけるX-X線に沿った図である。
【図９】先行技術に係るスクリュー圧縮機において、アキシャルポートの開口開始を遅らした場合における雄ロータの回転角とポートの開口面積との関係を示す図である。
【図１０】先行技術に係るスクリュー圧縮機において、ラジアルポートの開口開始を遅らした場合における雄ロータの回転角とポートの開口面積との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１          スクリュー圧縮機
３          ケーシング
５          ロータ室
７          吸入口
９          吐出口
１１          雄ロータ
１５          螺旋突起列
１７          雌ロータ
２１          螺旋溝
３３          ラジアルポート
３３Ｒａ      第１曲がり部
３３Ｒｂ      第２曲がり部
３５          アキシャルポート
３５Ｒａ      第１曲がり部
３５Ｒｂ      第２間がり部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009215882.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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