JP2913111B2 - スクリューロータ - Google Patents
スクリューロータInfo
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- Rotary Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクリュー圧縮機又は膨張機等のスクリュ
ー回転機のうち、雄ロータと雌ロータが接触して回転す
る油冷式スクリュー回転機械に使用される改良されたス
クリューロータに関するものである。
ー回転機のうち、雄ロータと雌ロータが接触して回転す
る油冷式スクリュー回転機械に使用される改良されたス
クリューロータに関するものである。
平行な２軸の回りを互いに噛み合って回転する一対の
雄ロータと雌ロータとを備えたスクリュー回転機械は数
多く提案されている。ここで、スクリューロータを電動
機等の駆動機で回転し、気体を圧縮し吸込側から吐出側
に送り出すスクリュー回転機械をスクリュー圧縮機とい
い、高圧気体を入口側から導入し膨張させて排気側に排
出する間にスクリューロータを回転し動力を回収するス
クリュー回転機械をスクリュー膨張機という。以下、特
に断らない限りスクリュー圧縮機の場合を説明するが、
スクリュー膨張機に適用できることはいうまでもない。
雄ロータと雌ロータとを備えたスクリュー回転機械は数
多く提案されている。ここで、スクリューロータを電動
機等の駆動機で回転し、気体を圧縮し吸込側から吐出側
に送り出すスクリュー回転機械をスクリュー圧縮機とい
い、高圧気体を入口側から導入し膨張させて排気側に排
出する間にスクリューロータを回転し動力を回収するス
クリュー回転機械をスクリュー膨張機という。以下、特
に断らない限りスクリュー圧縮機の場合を説明するが、
スクリュー膨張機に適用できることはいうまでもない。
このようなスクリューロータ回転機械はスクリューロ
ータ、即ち雄ロータと雌ロータを備えるが、一般にスク
リューロータにおいて、駆動側に使用されることの多い
雄ロータと被駆動側、即ち従動側に使用されることの多
い雌ロータではその形状が異なり、またそれらのロータ
の山の形状も前進側と追従側で形状が非対称であること
が多い。この場合、雄ロータはピッチ円外にその主要部
分を有し、雌ロータはピッチ円内にその主要部分を有す
る。
ータ、即ち雄ロータと雌ロータを備えるが、一般にスク
リューロータにおいて、駆動側に使用されることの多い
雄ロータと被駆動側、即ち従動側に使用されることの多
い雌ロータではその形状が異なり、またそれらのロータ
の山の形状も前進側と追従側で形状が非対称であること
が多い。この場合、雄ロータはピッチ円外にその主要部
分を有し、雌ロータはピッチ円内にその主要部分を有す
る。
この圧縮機はいわゆる容積式であり、雄ロータとケー
シング内面、そしてロータ端面に接するケーシング壁と
により囲まれた空間内に封じ込まれた気体を圧縮し、又
はこの気体を膨張する。ここで、雄ロータと雌ロータと
は両者の隙間の最狭分においてシールラインを形成す
る。
シング内面、そしてロータ端面に接するケーシング壁と
により囲まれた空間内に封じ込まれた気体を圧縮し、又
はこの気体を膨張する。ここで、雄ロータと雌ロータと
は両者の隙間の最狭分においてシールラインを形成す
る。
前記空間に封じ込まれた気体はロータ間のシールライ
ンの隙間を通って圧縮機の場合は吐出側から吸込側に、
膨張機の場合は入口側から排気側に漏洩して体積率を低
下させる。従って、このシールラインの隙間が小さい程
スクリュー回転機械の性能は向上するが、隙間をあまり
小さくし過ぎると雄雌ロータが焼付を起こし機械が損傷
する恐れがあるので、加工誤差、組立誤差、熱膨張等を
考慮した適当な安全隙間を確保しなければならない。
ンの隙間を通って圧縮機の場合は吐出側から吸込側に、
膨張機の場合は入口側から排気側に漏洩して体積率を低
下させる。従って、このシールラインの隙間が小さい程
スクリュー回転機械の性能は向上するが、隙間をあまり
小さくし過ぎると雄雌ロータが焼付を起こし機械が損傷
する恐れがあるので、加工誤差、組立誤差、熱膨張等を
考慮した適当な安全隙間を確保しなければならない。
スクリューロータのロータ間の隙間はネジ状に加工さ
れた雄ロータと雌ロータの歯面によって形成される。従
来は雄ロータの基本歯形（軸直角断面形状に所定のねじ
れ角を与えた立体）の歯面の法線方向に所定寸法均一減
じて雄ロータの修正歯形とすると共に、雌ロータの基本
歯形（軸直角断面形状に所定のねじれ角を与えた立体）
の歯面の法線方向に所定寸法均一減じて雌ロータの修正
歯形として製作していた。
れた雄ロータと雌ロータの歯面によって形成される。従
来は雄ロータの基本歯形（軸直角断面形状に所定のねじ
れ角を与えた立体）の歯面の法線方向に所定寸法均一減
じて雄ロータの修正歯形とすると共に、雌ロータの基本
歯形（軸直角断面形状に所定のねじれ角を与えた立体）
の歯面の法線方向に所定寸法均一減じて雌ロータの修正
歯形として製作していた。
また、スクリュー回転機械には、２つの型式がある。
一つは、雌雄ロータが軸間にタイミングギヤを備えた同
期式であり、スクリューロータは気体を圧縮又は膨張す
る空間を形成するが、スクリューロータそのものは互い
に接触しない型式である。もう一つは、タイミングギヤ
がなく、スクリューロータが互いに接触し、例えば雄ロ
ータを外部から回転し雌ロータは雄ロータにより駆動さ
せる型式である。
一つは、雌雄ロータが軸間にタイミングギヤを備えた同
期式であり、スクリューロータは気体を圧縮又は膨張す
る空間を形成するが、スクリューロータそのものは互い
に接触しない型式である。もう一つは、タイミングギヤ
がなく、スクリューロータが互いに接触し、例えば雄ロ
ータを外部から回転し雌ロータは雄ロータにより駆動さ
せる型式である。
後者の型式では両スクリューロータ間の摩擦力及び摩
耗を最小限に抑え、また作動流体の圧縮熱により昇温す
るロータや作動流体を冷却するため、更にシール効果を
高めにため、スクリューロータの作動空間に油などの潤
滑剤を注入する（本発明ではこの型式のスクリューロー
タを使用したスクリュー回転機を「油冷式スクリュー回
転機械」と呼ぶ）。
耗を最小限に抑え、また作動流体の圧縮熱により昇温す
るロータや作動流体を冷却するため、更にシール効果を
高めにため、スクリューロータの作動空間に油などの潤
滑剤を注入する（本発明ではこの型式のスクリューロー
タを使用したスクリュー回転機を「油冷式スクリュー回
転機械」と呼ぶ）。
油冷式スクリュー回転機械では、第１図に示すように
駆動側ロータと従動側のロータが直接接触して回転トル
クを伝達するため、ロータ間の隙間は接触点のある前進
側は小さくなり、追従側では大きくなる。従って、追従
側の隙間を小さくすることがスクリュー圧縮機の性能向
上につながる。なお、第１図は雄ロータを駆動ロータと
し、雌ロータを従動側ロータとした場合を示している。
駆動側ロータと従動側のロータが直接接触して回転トル
クを伝達するため、ロータ間の隙間は接触点のある前進
側は小さくなり、追従側では大きくなる。従って、追従
側の隙間を小さくすることがスクリュー圧縮機の性能向
上につながる。なお、第１図は雄ロータを駆動ロータと
し、雌ロータを従動側ロータとした場合を示している。
しかしながら、上記従来のように雄ロータの修正歯形
をその基本歯形の歯面の法線方向に所定寸法均一に減じ
て製作すると共に、雌ロータの修正歯形をその基本歯形
の歯面の法線方向に所定寸法均一に減じて製作し隙間を
付ける方法では、ロータ回転中に接触状態にあるロータ
の追従側が隙間が不均一且つ大きくなるという問題があ
った。
をその基本歯形の歯面の法線方向に所定寸法均一に減じ
て製作すると共に、雌ロータの修正歯形をその基本歯形
の歯面の法線方向に所定寸法均一に減じて製作し隙間を
付ける方法では、ロータ回転中に接触状態にあるロータ
の追従側が隙間が不均一且つ大きくなるという問題があ
った。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題
点を除去し、ロータ間の焼き付き等の機械的問題を引き
起こすことなく、漏洩量を抑えることができ、スクリュ
ー回転機械の性能を向上させることができるスクリュー
ロータを提供することを目的とする。
点を除去し、ロータ間の焼き付き等の機械的問題を引き
起こすことなく、漏洩量を抑えることができ、スクリュ
ー回転機械の性能を向上させることができるスクリュー
ロータを提供することを目的とする。
上記問題点を解決するため本発明は、平行な２軸の回
りを互いに噛み合って回転する一対の雄ロータと雌ロー
タとを備え、軸直角断面内の雄ロータの基本歯形と軸直
角断面内の雌ロータの基本歯形とが軸直角断面内で隙間
無しで噛み合って回転する油冷式スクリューロータにお
いて、軸直角断面内での雌ロータの歯形を軸直角断面内
で雌ロータの基本歯形の法線方向に所定寸法均一に減じ
て修正歯形とすると共に、軸直角断面内での雄ロータの
歯形を軸直角断面内で雄ロータの基本歯形の法線方向に
所定寸法均一に減じて修正歯形としたことを特徴とす
る。
りを互いに噛み合って回転する一対の雄ロータと雌ロー
タとを備え、軸直角断面内の雄ロータの基本歯形と軸直
角断面内の雌ロータの基本歯形とが軸直角断面内で隙間
無しで噛み合って回転する油冷式スクリューロータにお
いて、軸直角断面内での雌ロータの歯形を軸直角断面内
で雌ロータの基本歯形の法線方向に所定寸法均一に減じ
て修正歯形とすると共に、軸直角断面内での雄ロータの
歯形を軸直角断面内で雄ロータの基本歯形の法線方向に
所定寸法均一に減じて修正歯形としたことを特徴とす
る。
本発明は上記のように、軸直角断面内での雌ロータの
歯形を軸直角断面内で雌ロータの基本歯形の法線方向に
所定寸法均一に減じて修正歯形とすると共に、軸直角断
面内での雄ロータの歯形を軸直角断面内で雄ロータの基
本歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて修正歯形とす
ることにより、該修正歯形を用いたスクリューロータを
油冷式スクリュー回転機械に使用した場合、後に実施例
において、詳細に説明するように、雄ロータと雌ロータ
が前進側で接触したとき、追従側の隙間が上記従来例に
比べて小さく且つ均一になるので、運転時の気体の漏洩
量を抑えることができる。
歯形を軸直角断面内で雌ロータの基本歯形の法線方向に
所定寸法均一に減じて修正歯形とすると共に、軸直角断
面内での雄ロータの歯形を軸直角断面内で雄ロータの基
本歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて修正歯形とす
ることにより、該修正歯形を用いたスクリューロータを
油冷式スクリュー回転機械に使用した場合、後に実施例
において、詳細に説明するように、雄ロータと雌ロータ
が前進側で接触したとき、追従側の隙間が上記従来例に
比べて小さく且つ均一になるので、運転時の気体の漏洩
量を抑えることができる。
以下、本発明の実施例を説明する。本発明に係るスク
リューロータの雄ロータ及び雌ロータの基本歯形はいず
れも上記従来例の雄ロータの基本歯形及び雌ロータの基
本歯形と同じである。即ち雄ロータの軸直角断面形状に
所定のねじれ角を与えた立体及び雌ロータの軸直角断面
形状に所定のねじれ角を与えた立体である。そしてロー
タ間に隙間を与えるため、雌ロータの基本歯形を軸直角
断面内でその法線方向に所定寸法均一減じて雌ロータの
修正歯形とし、雄ロータの基本歯形を軸直角断面内でそ
の法線方向に所定寸法均一減じて雄ロータの修正歯形と
している。
リューロータの雄ロータ及び雌ロータの基本歯形はいず
れも上記従来例の雄ロータの基本歯形及び雌ロータの基
本歯形と同じである。即ち雄ロータの軸直角断面形状に
所定のねじれ角を与えた立体及び雌ロータの軸直角断面
形状に所定のねじれ角を与えた立体である。そしてロー
タ間に隙間を与えるため、雌ロータの基本歯形を軸直角
断面内でその法線方向に所定寸法均一減じて雌ロータの
修正歯形とし、雄ロータの基本歯形を軸直角断面内でそ
の法線方向に所定寸法均一減じて雄ロータの修正歯形と
している。
上記の修正歯形を有する雌ロータと雄ロータとからな
るスクリューロータを油冷式スクリュー回転機械に用い
た場合、後に詳述するように雄ロータと雌ロータが前進
側で接触したとき、追従側の隙間は従来例に比較し小さ
く、且つ均一になる。以下、本発明に係るスクリューロ
ータを従来例の比較しながら説明する。
るスクリューロータを油冷式スクリュー回転機械に用い
た場合、後に詳述するように雄ロータと雌ロータが前進
側で接触したとき、追従側の隙間は従来例に比較し小さ
く、且つ均一になる。以下、本発明に係るスクリューロ
ータを従来例の比較しながら説明する。
第２図は、従来例及び本発明のスクリューロータにお
いて、雄ロータＭの基本歯形101の前進側が雌ロータＦ
の基本歯形102の追従側と接触し、雄ロータＭの修正歯
形103の前進側が雄ロータＭの基本歯形101の前進側と接
触せず、雌ロータＦの修正歯形104の追従側が雌ロータ
Ｆの基本歯形102の追従側と接触しない状態を示す説明
図である。
いて、雄ロータＭの基本歯形101の前進側が雌ロータＦ
の基本歯形102の追従側と接触し、雄ロータＭの修正歯
形103の前進側が雄ロータＭの基本歯形101の前進側と接
触せず、雌ロータＦの修正歯形104の追従側が雌ロータ
Ｆの基本歯形102の追従側と接触しない状態を示す説明
図である。
第３図は従来例及び本発明のスクリューロータにおい
て、雄ロータＭの基本歯形101の追従側が雌ロータＦの
基本歯形102の前進側と接触し、雄ロータＭの修正歯形1
03の追従側が雄ロータＭの基本歯形102の追従側と接触
せず、雌ロータＦの修正歯形103の前進側が雌ロータＦ
の基本歯形102の前進側と接触しない状態を示す説明図
である。
て、雄ロータＭの基本歯形101の追従側が雌ロータＦの
基本歯形102の前進側と接触し、雄ロータＭの修正歯形1
03の追従側が雄ロータＭの基本歯形102の追従側と接触
せず、雌ロータＦの修正歯形103の前進側が雌ロータＦ
の基本歯形102の前進側と接触しない状態を示す説明図
である。
第４図は第２図の状態から雌ロータＦを固定して雄ロ
ータＭを回転方向に微小回転させて、雄ロータＭの修正
歯形103′の前進側が雄ロータＭの基本歯形101の前進側
と接触した状態、即ち雄ロータＭの修正歯形103′の前
進側上のａ点が雌ロータＦの修正歯形104′上のｂ点と
接触した状態を示す説明図である。
ータＭを回転方向に微小回転させて、雄ロータＭの修正
歯形103′の前進側が雄ロータＭの基本歯形101の前進側
と接触した状態、即ち雄ロータＭの修正歯形103′の前
進側上のａ点が雌ロータＦの修正歯形104′上のｂ点と
接触した状態を示す説明図である。
第５図は第３図の状態から雌ロータＦを固定して雄ロ
ータを回転方向に微小回転させて、雄ロータＭの修正歯
形103′の前進側が雄ロータＭの基本歯形101の前進側と
接触し、同時に雄ロータＭの基本歯形101の追従側が雌
ロータＦの基本歯形102の前進側と接触した時の雄ロー
タＭの修正歯形103′の追従側と雌ロータＦの修正歯形1
04′の前進側とが離間した状態を示す説明図である。
ータを回転方向に微小回転させて、雄ロータＭの修正歯
形103′の前進側が雄ロータＭの基本歯形101の前進側と
接触し、同時に雄ロータＭの基本歯形101の追従側が雌
ロータＦの基本歯形102の前進側と接触した時の雄ロー
タＭの修正歯形103′の追従側と雌ロータＦの修正歯形1
04′の前進側とが離間した状態を示す説明図である。
第２図では、雄ロータＭの基本歯形101の前進側の全
ての点は雌ロータＦの基本歯形102の追従側と接触する
が、雄ロータＭの基本歯形101を歯面の法線方向に所定
寸法均一に減じて形成した従来例の雄ロータＭの修正歯
形103上の全ての点が雄ロータＭの基本歯形101と接触し
ない。従って、従来例の雄ロータＭの修正歯形103の前
進側上の全ての点は、従来例の雌ロータＦの修正歯形10
4の追従側と接触しない。また、同図では、雄ロータＭ
の基本歯形101を軸直角断面内で歯形の法線方向に所定
寸法均一に減じて形成した本発明の雄ロータＭの修正歯
形103の前進側上の全ての点は本発明の雄ロータＭの基
本歯形101の前進側と接触しない。従って、本発明の雄
ロータＭの修正歯形103の前進側上の全ての点は雌ロー
タＦの修正歯形104の追従側と接触しない。
ての点は雌ロータＦの基本歯形102の追従側と接触する
が、雄ロータＭの基本歯形101を歯面の法線方向に所定
寸法均一に減じて形成した従来例の雄ロータＭの修正歯
形103上の全ての点が雄ロータＭの基本歯形101と接触し
ない。従って、従来例の雄ロータＭの修正歯形103の前
進側上の全ての点は、従来例の雌ロータＦの修正歯形10
4の追従側と接触しない。また、同図では、雄ロータＭ
の基本歯形101を軸直角断面内で歯形の法線方向に所定
寸法均一に減じて形成した本発明の雄ロータＭの修正歯
形103の前進側上の全ての点は本発明の雄ロータＭの基
本歯形101の前進側と接触しない。従って、本発明の雄
ロータＭの修正歯形103の前進側上の全ての点は雌ロー
タＦの修正歯形104の追従側と接触しない。
第３図では、雄ロータＭの基本歯形101の追従側上の
全ての点は雌ロータＦの基本歯形102の前進側と接触す
るが、雄ロータＭの基本歯形101を歯面の法線方向に所
定寸法均一に減じて形成した従来例の雄ロータＭの修正
歯形103の追従側上の全ての点は雄ロータＭの基本歯形1
01の追従側と接触しない。従って、従来例の雄ロータＭ
の修正歯形103の追従側上の全ての点は、従来例の雌ロ
ータＦの修正歯形104の前進側と接触しない。
全ての点は雌ロータＦの基本歯形102の前進側と接触す
るが、雄ロータＭの基本歯形101を歯面の法線方向に所
定寸法均一に減じて形成した従来例の雄ロータＭの修正
歯形103の追従側上の全ての点は雄ロータＭの基本歯形1
01の追従側と接触しない。従って、従来例の雄ロータＭ
の修正歯形103の追従側上の全ての点は、従来例の雌ロ
ータＦの修正歯形104の前進側と接触しない。
また、同図では、雄ロータＭの基本歯形101と軸直角
断面内で歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて形成し
た本発明の雄ロータＭの修正歯形103の追従側上の全て
の点は本発明の雄ロータＭの基本歯形101の追従側と接
触しない。従って、本発明の雄ロータＭの修正歯形103
の追従側上の全ての点は雌ロータＦは修正歯形104の前
進側と接触しない。
断面内で歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて形成し
た本発明の雄ロータＭの修正歯形103の追従側上の全て
の点は本発明の雄ロータＭの基本歯形101の追従側と接
触しない。従って、本発明の雄ロータＭの修正歯形103
の追従側上の全ての点は雌ロータＦは修正歯形104の前
進側と接触しない。
第４図では、雄ロータＭの基本歯形101の前進側上の
全ての点は雌ロータＦの基本歯形102の追従側と接触
し、雄ロータＭの基本歯形101を歯面の法線方向に所定
寸法均一に減じて形成した従来例の雄ロータＭの修正歯
形103′の前進側上のａ点のみが雄ロータＭの基本歯形1
01のａ点と接触する。従って、従来例の雄ロータＭの修
正歯形101の前進側上のａ点のみが、従来例の雄ロータ
Ｍの修正歯形103′の前進側のａ点以外の全ての雄ロー
タＭの基本歯形101の前進側と接触しない。従って、従
来例の雄ロータＭの修正歯形103′の前進側上のａ点以
外の全ての点は、従来例の雌ロータＦの修正歯形104′
の追従側と接触しない。
全ての点は雌ロータＦの基本歯形102の追従側と接触
し、雄ロータＭの基本歯形101を歯面の法線方向に所定
寸法均一に減じて形成した従来例の雄ロータＭの修正歯
形103′の前進側上のａ点のみが雄ロータＭの基本歯形1
01のａ点と接触する。従って、従来例の雄ロータＭの修
正歯形101の前進側上のａ点のみが、従来例の雄ロータ
Ｍの修正歯形103′の前進側のａ点以外の全ての雄ロー
タＭの基本歯形101の前進側と接触しない。従って、従
来例の雄ロータＭの修正歯形103′の前進側上のａ点以
外の全ての点は、従来例の雌ロータＦの修正歯形104′
の追従側と接触しない。
また、同図では、雄ロータＭの基本歯形101を軸直角
断面内で歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて形成し
た本発明の雄ロータＭの修正歯形103′の前進側上のａ
点のみが本発明の雄ロータＭの基本歯形101の前進側上
のａ点のみと接触する。従って、本発明の雄ロータＭの
修正歯形103′の前進側上のａ点のみが雌ロータＦの修
正歯形の追従側上のｂ点のみと接触するが、本発明の雄
ロータＭの修正歯形103′の前進側上のａ点以外の点は
本発明の雄ロータＭの基本歯形101の前進側と接触しな
い。従って、本発明の雄ロータＭの修正歯形103′の前
進側上のａ点以外の全ての点は雌ロータＦの修正歯形10
4′の追従側と接触しない。
断面内で歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて形成し
た本発明の雄ロータＭの修正歯形103′の前進側上のａ
点のみが本発明の雄ロータＭの基本歯形101の前進側上
のａ点のみと接触する。従って、本発明の雄ロータＭの
修正歯形103′の前進側上のａ点のみが雌ロータＦの修
正歯形の追従側上のｂ点のみと接触するが、本発明の雄
ロータＭの修正歯形103′の前進側上のａ点以外の点は
本発明の雄ロータＭの基本歯形101の前進側と接触しな
い。従って、本発明の雄ロータＭの修正歯形103′の前
進側上のａ点以外の全ての点は雌ロータＦの修正歯形10
4′の追従側と接触しない。
第５図では、雄ロータＭの基本歯形101の追従側上の
全ての点は雌ロータＦの基本歯形102の前進側と接する
が、雄ロータＭの基本歯形101を歯面の法線方向に所定
寸法均一に減じて形成された従来例の雄ロータＭの修正
歯形104′の追従側上の全ての点は雄ロータＭの基本歯
形101の追従側と接触しない。従って、従来例の雄ロー
タＭの修正歯形103′の追従側上の全ての点は、従来例
の雌ロータＦの修正歯形104′の前進側と接触しない。
全ての点は雌ロータＦの基本歯形102の前進側と接する
が、雄ロータＭの基本歯形101を歯面の法線方向に所定
寸法均一に減じて形成された従来例の雄ロータＭの修正
歯形104′の追従側上の全ての点は雄ロータＭの基本歯
形101の追従側と接触しない。従って、従来例の雄ロー
タＭの修正歯形103′の追従側上の全ての点は、従来例
の雌ロータＦの修正歯形104′の前進側と接触しない。
また、同図では、雄ロータＭの基本歯形101を軸直角
断面内で歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて形成し
た本件発明の雄ロータＭの修正歯形103′の追従側上の
全ての点は本発明の雄ロータＭの基本歯形101の追従側
と接触しない。従って本発明の雄ロータＭの修正歯形10
3′の追従側上の全ての点は雌ロータＦの修正歯形104′
の前進側と接触しない。
断面内で歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて形成し
た本件発明の雄ロータＭの修正歯形103′の追従側上の
全ての点は本発明の雄ロータＭの基本歯形101の追従側
と接触しない。従って本発明の雄ロータＭの修正歯形10
3′の追従側上の全ての点は雌ロータＦの修正歯形104′
の前進側と接触しない。
本発明の雌ロータＭと雄ロータＦの基本歯形は従来例
の雌ロータＭと雄ロータＦの基本歯形と同じで、第３図
において、雄ロータＭの基本歯形101の曲線ABはピッチ
円107上に中心P1を持つ円弧、曲線BCはピッチ円107内に
中心P2を持つ円弧、曲線CEはビッチ円107上に中心P3を
持つ円弧、曲線EGはピッチ円107外に中心P4を持つ円
弧、曲線GHは雌ロータＦの曲線ｇ−ｈに創成される曲
線、曲線HA′は雄ロータの中心O1を中心とする円弧であ
る。また、雌ロータＦの基本歯形102の曲線abはピッチ
円108上に中心P5を持つ円弧、曲線bcは雄ロータＭの曲
線BCに創成される曲線、曲線ceはピッチ円108上に中心P
3を持つ円弧、曲線egは雄ロータＭの曲線EGに創成され
る曲線、ghはピッチ円108内に中心P6を持つ円弧、曲線h
a′は雌ロータＦの中心O2を中心とする円弧である。
の雌ロータＭと雄ロータＦの基本歯形と同じで、第３図
において、雄ロータＭの基本歯形101の曲線ABはピッチ
円107上に中心P1を持つ円弧、曲線BCはピッチ円107内に
中心P2を持つ円弧、曲線CEはビッチ円107上に中心P3を
持つ円弧、曲線EGはピッチ円107外に中心P4を持つ円
弧、曲線GHは雌ロータＦの曲線ｇ−ｈに創成される曲
線、曲線HA′は雄ロータの中心O1を中心とする円弧であ
る。また、雌ロータＦの基本歯形102の曲線abはピッチ
円108上に中心P5を持つ円弧、曲線bcは雄ロータＭの曲
線BCに創成される曲線、曲線ceはピッチ円108上に中心P
3を持つ円弧、曲線egは雄ロータＭの曲線EGに創成され
る曲線、ghはピッチ円108内に中心P6を持つ円弧、曲線h
a′は雌ロータＦの中心O2を中心とする円弧である。
第６図は第４図の状態における従来例の雄ロータＭの
修正歯形103′の前進側と雄ロータＭの基本歯形101の前
進側との間の隙間変化、即ち、従来例の雄ロータＭの修
正歯形103′の前進側と雌ロータＦの修正歯形104′の追
従側との間の隙間変化を説明するための図である。
修正歯形103′の前進側と雄ロータＭの基本歯形101の前
進側との間の隙間変化、即ち、従来例の雄ロータＭの修
正歯形103′の前進側と雌ロータＦの修正歯形104′の追
従側との間の隙間変化を説明するための図である。
第７図は第４図の状態における本発明の雄ロータＭの
修正歯形103′の前進側と雄ロータＭの基本歯形101の前
進側との間の隙間変化、即ち、本発明の雄ロータＭの修
正歯形103′の前進側と雄ロータＭの基本歯形101の前進
側との間の隙間変化、即ち、本発明の雄ロータＭの修正
歯形103′の前進側と雌ロータＦの修正歯形104′の追従
側との間の隙間変化を説明するための図である。
修正歯形103′の前進側と雄ロータＭの基本歯形101の前
進側との間の隙間変化、即ち、本発明の雄ロータＭの修
正歯形103′の前進側と雄ロータＭの基本歯形101の前進
側との間の隙間変化、即ち、本発明の雄ロータＭの修正
歯形103′の前進側と雌ロータＦの修正歯形104′の追従
側との間の隙間変化を説明するための図である。
第８図は第６図の従来例の前進側隙間変化と第７図の
本発明の前進側隙間変化同士を比較するための説明図で
ある。
本発明の前進側隙間変化同士を比較するための説明図で
ある。
第９図は第５図の状態における従来例の雄ロータＭの
修正歯形103′の追従側と雄ロータＭの基本歯形101の追
従側との間の隙間変化、即ち、従来の雄ロータＭの修正
歯形103′の追従側と雌ロータＦの修正歯形104′の前進
側との間の隙間変化を説明するための図である。
修正歯形103′の追従側と雄ロータＭの基本歯形101の追
従側との間の隙間変化、即ち、従来の雄ロータＭの修正
歯形103′の追従側と雌ロータＦの修正歯形104′の前進
側との間の隙間変化を説明するための図である。
第10図は第５図（ｂ）の状態における本件発明の雄ロ
ータＭの修正歯形103′の追従側と雄ロータＭの基本歯
形101の追従側との間の隙間変化、即ち、本発明の雄ロ
ータＭの修正歯形103′の追従側と雌ロータＦの基本歯
形102の前進側との間の隙間変化を説明するための図で
ある。
ータＭの修正歯形103′の追従側と雄ロータＭの基本歯
形101の追従側との間の隙間変化、即ち、本発明の雄ロ
ータＭの修正歯形103′の追従側と雌ロータＦの基本歯
形102の前進側との間の隙間変化を説明するための図で
ある。
第11図は第９図の従来例の追従側隙間変化と第10図の
本発明の追従側隙間変化同士を比較するための説明図で
ある。
本発明の追従側隙間変化同士を比較するための説明図で
ある。
なお、図１乃至図11において、下付き数字の「１」は
従来例を示し、下付き数字の「２」は本発明を示す。ま
た、図において、Cnは点Ｓにおける雄雌ロータ非接触図
時の雄ロータ歯面法線に沿った雄雌ロータ間の距離、ｎ
はCnを長さとし点Ｓにおける雄ロータ歯面法線方向を方
向成分としたベクトル、（ｎ）はｎの軸直角断面への投
影成分、ｍはＳがΔｔ回転した際の軌跡円の接線方向、
Δｔは雄／雌ロータ非接触状態からの接触状態までの微
小回転角度（ラジアン）、θはｎとｍの成す角度、
（θ）はｎとｍの成す角度の軸直角断面への投影成分、
Ｓは雄ロータ軸直角断面輪郭上の任意の点をそれぞれ示
す。
従来例を示し、下付き数字の「２」は本発明を示す。ま
た、図において、Cnは点Ｓにおける雄雌ロータ非接触図
時の雄ロータ歯面法線に沿った雄雌ロータ間の距離、ｎ
はCnを長さとし点Ｓにおける雄ロータ歯面法線方向を方
向成分としたベクトル、（ｎ）はｎの軸直角断面への投
影成分、ｍはＳがΔｔ回転した際の軌跡円の接線方向、
Δｔは雄／雌ロータ非接触状態からの接触状態までの微
小回転角度（ラジアン）、θはｎとｍの成す角度、
（θ）はｎとｍの成す角度の軸直角断面への投影成分、
Ｓは雄ロータ軸直角断面輪郭上の任意の点をそれぞれ示
す。
第６図から、従来例の前進側の実隙間Cnm1は、次のよ
うになる。
うになる。
Cn1＝Ｕ→S10 但し、Ｕ→S10の「→」はＵ点からS10までの距離を示
す（以下、「→」は同様の意味である）。
す（以下、「→」は同様の意味である）。
Cn1＝S14→S10 C1 ＝S13→S10 ＝（S13→S10）/COSε ＝（S12→S10）・COS（θ１）/COSε ＝（S11→S10）・COS（θ１）/COSε ＝（Δｔ・Ｒ）・COS（θ１）/COSε Cnm1＝Cn1−C1 ＝Cn1−（Δｔ・Ｒ）・COS（θ１）/COSε（１） 第７図から、本発明の前進側の実隙間Cnm2は次のよう
になる。
になる。
Cn2＝Ｖ→S20 C2 ＝S23→S20 ＝（S22→S20）・COSθ２ ＝（S21→S20）・COSθ２ ＝Δｔ・Ｒ・COSθ２ Cnm2＝Cn2−C2 ＝Cn2−Δｔ・Ｒ・COSθ２ （２） 第８図から本発明の実隙間Cnm1と従来例の実隙間Cnm2
との大小関係は次のようになる。
との大小関係は次のようになる。
Cnm1＝Cn1−（Δｔ・Ｒ）・COS（θ１）/COSε（１） Cnm2＝Cn2−Δｔ・Ｒ・COSθ２ （２） （θ１）＝θ２＝θ、Cn1＝Cn2＝cn、 即ち、両者の実基本隙間を等しくした場合、 Cnm1−Cnm2 ＝｛Cn1−（Δｔ・Ｒ）・COS（θ１）/COSε｝−｛Cn2
−Δｔ・Ｒ・COSθ２｝ ＝−Δｔ・Ｒ・COSθ・｛（1/COSε）−１｝＜０ （３） Cnm1＜Cnm2 （４） 従って、本発明の実隙間Cnm1は従来例の実隙間Cnm2よ
り大きくなる。第９図から従来例の追従側の実隙間Cnm3
は、次のようになる。
−Δｔ・Ｒ・COSθ２｝ ＝−Δｔ・Ｒ・COSθ・｛（1/COSε）−１｝＜０ （３） Cnm1＜Cnm2 （４） 従って、本発明の実隙間Cnm1は従来例の実隙間Cnm2よ
り大きくなる。第９図から従来例の追従側の実隙間Cnm3
は、次のようになる。
Cn3＝U2→S30 C3 ＝S34→S30 ＝（S34→S30）/COSε ＝（S32→S30）/COS（θ３）/COSε ＝（S31→S30）/COS（θ３）/COSε ＝（Δｔ・Ｒ）・COS（θ３）/COSε Cnm3＝Cn3＋C3 ＝Cn3＋（Δｔ・Ｒ）・COS（θ３）/COSε（５） 第10図から本発明の追従側の実隙間Cnm4は次のように
なる。
なる。
Cn4＝V2→S40 C4＝S43→S40 ＝（S42→S40）/COSθ４ ＝（S41→S40）/COSθ４ ＝Δｔ・Ｒ・COSθ４ Cnm4＝Cn4＋C4 ＝Cn4＋Δｔ・Ｒ・COSθ４ （６） 第11図から本発明の実隙間Cnm4と従来例の実隙間Cnm3
との大小関係は次のようになる。
との大小関係は次のようになる。
Cnm3＝Cn3＋（Δｔ・Ｒ）・COS（θ３）/COSε（５） Cnm4＝Cn4＋Δｔ・Ｒ・COSθ４ （６） （θ３）＝θ４＝θ、Cn3＝Cn4＝Cn、即ち、両者の実基
本隙間を等しくした場合、 Cnm3−Cnm4＝｛Cn3＋（Δｔ・Ｒ）・COS（θ３）/COS
ε｝−（Cn4＋Δｔ・Ｒ・COSθ４） ＝Δｔ・Ｒ・COSθ・｛1/COSε）−１｝＞０ （７） Cnm3＞Cnm4 （８） 従って、本発明の実隙間Cnm1は従来例の実隙間Cnm2よ
り小さくなる。
本隙間を等しくした場合、 Cnm3−Cnm4＝｛Cn3＋（Δｔ・Ｒ）・COS（θ３）/COS
ε｝−（Cn4＋Δｔ・Ｒ・COSθ４） ＝Δｔ・Ｒ・COSθ・｛1/COSε）−１｝＞０ （７） Cnm3＞Cnm4 （８） 従って、本発明の実隙間Cnm1は従来例の実隙間Cnm2よ
り小さくなる。
図３の雄ロータＭと雌ロータＦの基本歯形をそれぞれ
歯面の法線方向に0.025mmだけ均一に減じた修正歯形を
有する従来のスクリューロータが前進側で接触して回転
している状態のロータ隙間を上記計算式を用いて求める
と下記のようになる。
歯面の法線方向に0.025mmだけ均一に減じた修正歯形を
有する従来のスクリューロータが前進側で接触して回転
している状態のロータ隙間を上記計算式を用いて求める
と下記のようになる。
隙間〔mm〕 前進側 Ａ−Ｂ間・・・・0.050〜0.000 Ｂ−Ｄ間・・・・0.000〜0.050 追従側 Ｄ−Ｇ間・・・・0.050〜0.104 Ｇ−Ｈ間・・・・0.104〜0.050 Ｈ−Ａ間・・・・0.050 また、上記雄雌ロータの基本歯形をそれぞれ軸直角断
面内で歯形の法線方向に0.025mmだけ均一に減じた修正
歯形を有する本発明のスクリューロータの非接触時のロ
ータ隙間を上記計算式を用いて求めると下記のようにな
る。
面内で歯形の法線方向に0.025mmだけ均一に減じた修正
歯形を有する本発明のスクリューロータの非接触時のロ
ータ隙間を上記計算式を用いて求めると下記のようにな
る。
隙間〔mm〕 前進側 Ａ−Ｂ間・・・・0.050〜0.031 Ｂ−Ｄ間・・・・0.031〜0.050 追従側 Ｄ−Ｈ間・・・・0.050→0.026→0.050 Ｈ−Ａ間・・・・0.050 ここでわかるように、基本隙間Cnは雄ロータＭの歯元
のピッチ付近（Ｂ点付近）では小さくなり、歯先付近で
は大きくなっている。このスクリューロータが前進側で
接触して回転しているときのロータ間の隙間を上記計算
式を用いて求めると下記のようになる。
のピッチ付近（Ｂ点付近）では小さくなり、歯先付近で
は大きくなっている。このスクリューロータが前進側で
接触して回転しているときのロータ間の隙間を上記計算
式を用いて求めると下記のようになる。
隙間〔mm〕 前進側 Ａ−Ｂ間・・・・0.050〜0.000 Ｂ−Ｄ間・・・・0.000〜0.050 追従側 Ｄ−Ｇ間・・・・0.050〜0.060 Ｇ−Ｈ間・・・・0.060〜0.050 Ｈ−Ａ間・・・・0.050 上記計算結果から明らかなように、前進側は接触して
駆動力を伝える側であるから、ロータ間の隙間が小さく
なるのは当然であるが、隙間が大きくなる追従側におい
て、隙間の分布は0.050〜0.060mmという変化幅の小さい
略均一な分布になっている。この値は上記従来例の歯面
の法線方向に均一に減じた修正歯形を有する従来のスク
リューロータの追従側の隙間部分布が0.050〜0.104とい
う変化幅の大きい不均一な分布に比較すると著しく改善
されていることを示す。
駆動力を伝える側であるから、ロータ間の隙間が小さく
なるのは当然であるが、隙間が大きくなる追従側におい
て、隙間の分布は0.050〜0.060mmという変化幅の小さい
略均一な分布になっている。この値は上記従来例の歯面
の法線方向に均一に減じた修正歯形を有する従来のスク
リューロータの追従側の隙間部分布が0.050〜0.104とい
う変化幅の大きい不均一な分布に比較すると著しく改善
されていることを示す。
上記のように、本発明のスクリューロータでは、基本
歯形を軸直角断面で均一に減じる量を小さくすると、追
従側の隙間が均一に小さくなり、スクリュー回転機械の
性能に大きな影響を及ぼす追従側の漏洩量が少なくな
る。従って、このスクリューを使用することにより、ス
クリュー回転機械の性能の大幅な性能向上が可能とな
る。
歯形を軸直角断面で均一に減じる量を小さくすると、追
従側の隙間が均一に小さくなり、スクリュー回転機械の
性能に大きな影響を及ぼす追従側の漏洩量が少なくな
る。従って、このスクリューを使用することにより、ス
クリュー回転機械の性能の大幅な性能向上が可能とな
る。
以上説明したように本発明によれば、下記のような優
れた効果が得られる。
れた効果が得られる。
（１）本発明のスクリューロータを油冷式スクリュー回
転機械に用いた場合、雄ロータと雌ロータが前進側で接
触したとき、追従側の隙間が小さく且つ均一になるの
で、運転時の気体の漏洩量を抑えることができ、高性能
な油冷式スクリュー回転機械を得ることができる。
転機械に用いた場合、雄ロータと雌ロータが前進側で接
触したとき、追従側の隙間が小さく且つ均一になるの
で、運転時の気体の漏洩量を抑えることができ、高性能
な油冷式スクリュー回転機械を得ることができる。
（２）基本歯形からの肉の減少量を歯面法線方向に減じ
る場合と同じ値に設定しても、雄ロータと雌ロータを接
触させるために回転する角度が小さくなるので、回転さ
せることによる隙間の変化量が小さくなり、追従側の隙
間が全体的に小さく抑えられ、ひいてはスクリュー回転
機械の性能向上を図ることができる。
る場合と同じ値に設定しても、雄ロータと雌ロータを接
触させるために回転する角度が小さくなるので、回転さ
せることによる隙間の変化量が小さくなり、追従側の隙
間が全体的に小さく抑えられ、ひいてはスクリュー回転
機械の性能向上を図ることができる。
（３）基本歯形を、ロータの軸直角断面歯形において、
歯形の法線方向に均一に減じるという単純な法則に従っ
て加工すればよいので、歯面の法線方向に均一に減じる
場合と同様に、特別な工作機械や特別な技術を必要とせ
ず、簡単にしかも正確なスクリューロータを得ることが
できる。
歯形の法線方向に均一に減じるという単純な法則に従っ
て加工すればよいので、歯面の法線方向に均一に減じる
場合と同様に、特別な工作機械や特別な技術を必要とせ
ず、簡単にしかも正確なスクリューロータを得ることが
できる。
第１図はスクリューロータの回転中の雄ロータと雌ロー
タの相対関係を示す図、第２図は従来例及び本発明のス
クリューロータの説明図、第３図は従来例及び本発明の
スクリューロータの説明図、第４図は従来例及び本発明
のスクリューロータの説明図、第５図は第３図の状態か
ら雌ロータを固定して雄ロータを回転方向に微小回転さ
せた状態を示す図、第６図は第４図の状態における従来
例の雄ロータの修正歯形の前進側と雄ロータの基本歯形
の前進側との間の隙間変化を説明するための図、第７図
は第４図の状態における本発明の雄ロータの修正歯形の
前進側と雄ロータの基本歯形の前進側との間の隙間変化
を説明するための図、第８図は第６図の従来例の前進側
隙間変化と第７図の本発明の前進側隙間変化同士を比較
するための説明図、第９図は第５図の状態における従来
例の雄ロータの修正歯形の追従側と雄ロータの基本歯形
の追従側との間の隙間変化を説明するための図、第10図
は第５図の状態における本件発明の雄ロータＭの修正歯
形103′の追従側と雄ロータＭの基本歯形101の追従側と
の間の隙間変化を説明するための図、第11図は第９図の
従来例の追従側隙間変化と第10図の本発明の追従側隙間
変化同士を比較するための図である。 図中、Ｍ……雄ロータ、Ｆ……雌ロータ、
タの相対関係を示す図、第２図は従来例及び本発明のス
クリューロータの説明図、第３図は従来例及び本発明の
スクリューロータの説明図、第４図は従来例及び本発明
のスクリューロータの説明図、第５図は第３図の状態か
ら雌ロータを固定して雄ロータを回転方向に微小回転さ
せた状態を示す図、第６図は第４図の状態における従来
例の雄ロータの修正歯形の前進側と雄ロータの基本歯形
の前進側との間の隙間変化を説明するための図、第７図
は第４図の状態における本発明の雄ロータの修正歯形の
前進側と雄ロータの基本歯形の前進側との間の隙間変化
を説明するための図、第８図は第６図の従来例の前進側
隙間変化と第７図の本発明の前進側隙間変化同士を比較
するための説明図、第９図は第５図の状態における従来
例の雄ロータの修正歯形の追従側と雄ロータの基本歯形
の追従側との間の隙間変化を説明するための図、第10図
は第５図の状態における本件発明の雄ロータＭの修正歯
形103′の追従側と雄ロータＭの基本歯形101の追従側と
の間の隙間変化を説明するための図、第11図は第９図の
従来例の追従側隙間変化と第10図の本発明の追従側隙間
変化同士を比較するための図である。 図中、Ｍ……雄ロータ、Ｆ……雌ロータ、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−37290（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−15483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−15483（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−66488（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭63−40279（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−26312（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭52−4764（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平１−27241（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭45−16872（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】平行な２軸の回りを互いに噛み合って回転
する一対の雄ロータと雌ロータとを備え、軸直角断面内
の雄ロータの基本歯形と軸直角断面内の雌ロータの基本
歯形とが軸直角断面内で隙間無しで噛み合って回転する
油冷式スクリューロータにおいて、 軸直角断面内での雌ロータの歯形を該軸直角断面内で該
雌ロータの基本歯形の法線方向に所定寸法均一に減じて
修正歯形とすると共に、軸直角断面内での雄ロータの歯
形を該軸直角断面内で前記雄ロータの基本歯形の法線方
向に所定寸法均一に減じて修正歯形としたことを特徴と
するスクリューロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136240A JP2913111B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | スクリューロータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136240A JP2913111B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | スクリューロータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0431686A JPH0431686A (ja) | 1992-02-03 |
| JP2913111B2 true JP2913111B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=15170561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2136240A Expired - Fee Related JP2913111B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | スクリューロータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913111B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266234A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Hokuetsu Kogyo Co Ltd | スクリュロータ及びスクリュロータの歯形補正方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101412827B1 (ko) | 2010-11-12 | 2014-06-30 | 삼성전기주식회사 | 콘덴서 소자, 고체 전해 콘덴서, 및 그 제조방법 |
| CN105156322B (zh) * | 2015-07-07 | 2017-12-12 | 无锡锡压压缩机有限公司 | 一种含有齿面间隙的螺杆端面型线设计方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5929794A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-17 | Hitachi Ltd | スクリュー機械のロータ |
| JPS5937290A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-02-29 | Hitachi Ltd | スクリユ−圧縮機 |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP2136240A patent/JP2913111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266234A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Hokuetsu Kogyo Co Ltd | スクリュロータ及びスクリュロータの歯形補正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431686A (ja) | 1992-02-03 |
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