車の心臓部を支える！ルーツブロアの仕組み
車を知りたい
先生、「ルーツブロア」って自動車用語で出てきました。送風機の一種らしいんですけど、普通の送風機と何が違うんですか？
自動車研究家
良い質問だね！ルーツブロアは、2つの回転体を使って風を送るんだけど、その回転体が直接ぶつからない構造になっているところが特徴なんだ。模型で見ると分かりやすいんだけど、こんな感じだよ。（模型を見せる）
車を知りたい
あ！確かにぶつかってないですね！でも、ぶつからないのに風って送れるんですか？
自動車研究家
そうなんだ！回転体の形を工夫することで、隙間を空けながら風を押し出すことができるんだ。この仕組みのおかげで、他の送風機に比べて大きな風を送り出すことができるんだよ。
ルーツブロアとは。
「ルーツブロア」とは、自動車用語の一つで、2つのローターをハウジング内で接触させずに同期回転させて風を送る送風機のことです。これは、アメリカのジョーンズ氏が考案し、1866年にルーツ兄弟が改良を加えたものです。ローターの形状は、サイクロイド型、エンベロープ型、インボリュート型に大きく分けられ、羽根の数は2枚から4枚のものが使用されます。ルーツブロアは歯車ポンプの一種ですが、歯数が少ないため、ローターの軸端にタイミング歯車を設けることで、ローター同士が接触せずスムーズに回転するように工夫されています。ローター間およびローターとハウジングの間隔が狭いと体積効率は向上しますが、運転中の熱膨張やタイミング歯車のバックラッシュなどを考慮し、接触しない適切な間隔が設定されています。
ルーツブロアとは？
ルーツブロアとは、positive displacement blowerと呼ばれるタイプの気体ポンプです。
2つの回転するローターが噛み合って空気を移動させる仕組みを持ち、シンプルながらも強力な構造が特徴です。その名前は、発明者のアメリカ人兄弟、Francis Marion RootsとPhilander Shaw Rootsに由来しています。
ルーツブロアの構造と動作原理
ルーツブロアは、2つの回転体（ローター）が噛み合って回転することで空気やガスを圧送する、容積式の送風機の一種です。そのシンプルな構造ながら、自動車から工場設備まで、幅広い分野で活躍しています。
まず、ルーツブロアの心臓部とも言えるローターを見ていきましょう。ローターは「8の字」のような形をしており、互いに噛み合うように配置されています。この形状が、ルーツブロアの動作原理を理解する上で非常に重要です。
回転が始まると、ローターの間の空間には外部から空気が取り込まれます。そして、ローターが回転するにつれて、取り込まれた空気はローターに押し出されるように移動し、最終的に吐出口から排出されます。この一連の動作を繰り返すことで、ルーツブロアは連続的に空気を送り出すことができるのです。
3つの種類と特徴
ルーツブロアは、用途や目的に合わせて様々な種類が存在します。中でも代表的なのは、ストレートローブ型、ヘリカルローブ型、サイクロローブ型の3種類です。
ストレートローブ型は、最もシンプルな構造で、低圧域から高圧域まで幅広い用途で使用されます。ヘリカルローブ型は、回転時に発生する騒音が小さく、高圧縮比が得られるのが特徴です。サイクロローブ型は、小型でありながら高風量を実現できるため、限られたスペースで使用されるケースが多いです。
このように、ルーツブロアは種類によって特性が異なるため、用途に最適な種類を選ぶことが重要です。
自動車における役割と重要性
自動車のエンジンは、まさに心臓部と呼ぶにふさわしい重要な部分です。そのエンジンの中で、燃焼に必要な空気を送り込む役割を担うのがルーツブロアです。ルーツブロアは、2つの回転体（ローター）が噛み合うことで空気を圧縮し、エンジンへと送り込みます。この安定した空気供給が、エンジンの出力や燃費に大きく影響を与えるため、ルーツブロアは自動車にとって非常に重要な役割を担っていると言えるでしょう。
未来の自動車とルーツブロア
電気自動車や燃料電池車が注目される未来の自動車においても、ルーツブロアの活躍の場は広がると予想されています。その理由は、電動車であってもバッテリーの冷却や車内環境の制御に空気の循環が不可欠だからです。
例えば、高電圧バッテリーの熱暴走を防ぐためには、効率的な冷却システムが欠かせません。また、快適な車内空間を提供するためには、エアコンや換気システムによる適切な空気循環が求められます。
ルーツブロアは、小型・軽量化や省電力化、静音性向上などの技術革新を続けながら、未来の自動車の進化にも貢献していくことでしょう。