JPH0319918B2

JPH0319918B2 -

Info

Publication number: JPH0319918B2
Application number: JP59029588A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tanaka; Atsushi Maehara
Original assignee: Hokuetsu Industries Co Ltd
Current assignee: Airman Corp
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1991-03-18
Also published as: JPS60178989A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、可圧縮性流体を圧縮し、または膨張
させるスクリユ機械に使用される一対のロータ、
特に、その歯形曲線に関するものである。従来技術一般に、可圧縮性流体の圧縮機等に使用される
非対称歯形を有するスクリユ・ロータは、その歯
形の主要部分をロータのピツチ円の外側に有する
おすロータと、主要部分をロータのピツチ円の内
側に有するめすロータとの組合わせからなり、通
常、複数枚の歯数を備えたおすロータと、その歯
数よりも若干多い歯数を有するめすロータとを噛
合わせ、おすロータの歯先円直径とめすロータの
ピツチ円直径とが、ほぼ等しくなるよう設定され
ている。このタイプの一対のスクリユ・ロータを、軸心
が互に平行で、その直径が、それぞれのロータの
外径に等しい２つの円筒空間で、その軸心間の距
離が相互の半径の和よりも短かく、また軸方向の
長さがロータの軸方向長さと同一な空間を有する
ケーシング内に回動自在に収めて、その両開口端
を端板で塞ぐと共に、その所要個所に、それぞれ
吸込口および吐出口を穿設することにより、スク
リユ圧縮機もしくは膨張機が構成されている。
〔第３ａ図および第３ｂ図参照〕上述装置を圧縮機として使用する場合には、図
で、めすロータは反時計方向に、おすロータは時
計方向にそれぞれ回転させることになるが、その
際に、めすロータの歯形曲線についてみれば、そ
の歯溝を形成する曲線の回転方向前側を前進側歯
形と呼び、回転方向後側の曲線を追従側歯形と称
し、おすロータの歯形を形成する曲線について
も、その回転方向前側を前進側歯形といい、回転
方向後側の曲線を追従側歯形曲線と呼ぶことにす
る。前記装置を膨張機として使用するときには、そ
れぞれの曲線は反対に機能するが、本発明明細書
中の説明では、すべて圧縮機として用いるものと
して解説する。上記スクリユ・ロータのうち、第１ａ図および
第１ｂ図は、ロータ回転軸に直角な平面によつて
ロータを切断したときにみられる歯形曲線、すな
わち、各ロータの長手方向端面におけるスクリ
ユ・ロータの歯形曲線を示すもので、前記歯形
は、本出願人が従来から使用している歯形曲線
（実公昭54−25552号公報参照）であり、その特徴
は次のとおりである。すなわち、図中、１は、おすロータ、２は、お
すロータ１に噛合うめすロータで、これらのロー
タ１，２は、それぞれ回転中心（ピツチ円中心）
３，４を中心にしてケーシング（図示せず）内を
矢印方向に回転することにより、流体圧縮機とし
ての機能を奏する。１５および１６は、それぞれ
おすロータ１およびめすロータ２のピツチ円で、
かつ、各回転中心３，４を結ぶ直線はピツチ円１
５および１６の接点１７、すなわちピツチ点を通
過する。 (1) めすロータ歯形 (イ) 前進側線３，４上で、めすロータの歯形中心最深部の
点１２より歯形の先端１１に向い、めす、おす両
ロータのピツチ円１５，１６の接点（ピツチ点）
１７を中心としてr₄を半径とする円弧とし、さら
に該曲線の外方部分１１〜１０の間を、めすロー
タのピツチ円中心（回転中心）４より半径r₄の円
弧１１〜１２に対する接線で形成し、めすロータ
溝底部の１２〜１３間の曲線を、めすロータの回
転中心４を中心とし半径r₂とする円弧とし、か
つ、歯先円外径を、めすロータのピツチ円１６と
一致させる。 (ロ) 追従側めすロータの溝の追従側の１３〜１４の曲線
を、おすロータの点８によつて創成されるエピト
ロコイド曲線とする。 (2) おすロータ歯形 (イ) 前進側おすロータ歯形の中心頂点７から、歯形根元側
の点６に至る間の曲線を、めす、おす両ロータの
ピツチ円１５，１６の接点１７を中心とし、前記
半径r₄より回転に必要な間隙量だけ小さいr₃を半
径とする円弧とし、点６から、歯元５に至る間
を、めすロータの歯先１０〜１１間の直線によつ
て形成される包絡線とする。 (ロ) 追従側おすロータの歯形の追従側の点７〜８の間の曲
線を、おすロータの回転中心３を中心とし半径r₁
とする円弧とし、点８から歯元点９に至る間の曲
線を、相対するめすロータの歯先１４によつて創
成されるエピサイクロイド曲線とし、溝の底の径
の５〜９間を、おすロータのピツチ円１５と一致
させることにより、点８を、ねじ山に沿つた稜線
上のめす、おす両ロータの接触線が両ロータを収
容するシリンダの圧縮室締切り側交線に到達する
ように定める。また、点８を各ロータの回転中心
３，４を結ぶ直線から遠く離して形成する。上述の歯形は両ロータの歯形を以上のように規
定したので、 (a) 圧縮室間の短絡漏洩空間（ブローホール）を
実質上０とすることができ、かつ、めすロータ
の歯先をピツチ円直径と一致させたため、おす
ロータの歯元部におけるめすロータ歯先の干渉
をなくし、締切り効果を一層良好にする。 (b) おすロータ歯形上の点８を、めす、おす両ロ
ータの回転中心３，４を結ぶ直線から遠く離し
たことにより、低圧側端板とおすロータ、めす
ロータとの接触部に生じる空間１８が、ロータ
の回転に伴ない体積膨張する割合が少ないた
め、体積膨張に基く真空生成作用による動力損
失が少ない。等々の利点がある反面、下記のような問題点も指
摘される。すなわち、 (c) 空間容積が小さい（行程容積が小さい）。 (d) めすロータ歯形の底部に凹凸があるため、シ
ール性が良好とはいえず、また、加工時に寸法
の測定が難しい。さらに、カツタの外形が複雑
になり加工し難い。 (e) めすロータ歯形の追従側曲線が点創成のた
め、シール点が摩耗し易く、シール効果が持続
し難い。 (f) ピツチ円付近で圧力角がほぼ０に等しくなる
ため、歯形を精度良く加工をすることが難し
く、工具寿命も短かくなる。特にスクリユ・ロ
ータをホブ加工する場合に、ホブ工具の寿命が
短かくなる。第１ａ図は、上述歯形を有するロータのおすロ
ータ歯形の点８とめすロータ歯形の１３〜１４曲
線とが接触を始めた直後の両ロータの歯形の位相
を示すものであり、その後おすロータが20゜程回
転することにより第１ｂ図示の位相に達するので
あるが、第１ａ図における符号１８′で示す接触
面が第１ｂ図では１８のような空間に膨張するの
で、この部分に真空空間を造成することになり、
それに必要な動力（圧縮とは無関係な）を消費す
るから、前記空間容積は大きくならない方が好ま
しい。上述の歯形は、この体積膨張の割合が少な
いため、動力損失が小さくなつている。たとえば、他社使用の従来歯形の一つ、特公昭
56−17559号公報記載のねじロータ機械に用いら
れているロータの歯形は第２ａ図示のとおりで、
図中、第１図と同一符号を付した構成は同一部材
である。第２図中、 (1) めすロータ歯形 (イ) 前進側２８−２９：直線１７−２９上の点３６を中心
とする半径r′₁の円弧。２９−３０；ピツチ点１７を中心とする半径
r′₂の円弧。 (ロ) 追従側３０−３１；おすロータ歯形上の点２３による
エピトロコイド曲線。３１−３２；めすロータの回転中心４を通る直
線。３２−３３；ピツチ円１６上に中心を持つ円
弧。３３−３４；回転中心４を中心とする円弧。３４−３５；ピツチ円１６上に中心を持つ円
弧。 (2) おすロータ歯形 (イ) 前進側２１−２２；めすロータ歯形２８−２９（直線
１７−２９上の点３６を中心とした半径
r′₁の円弧）による包絡線。２２−２３；ピツチ点１７を中心とする半径
r′₂の円弧。 (ロ) 追従側２３−２４；めすロータ歯形上の点３１による
エピトロコイド曲線。２４−２５；直線３１−３２による創成曲線。２５−２６；ピツチ円１５上に中心を持つ円
弧。２６−２７；回転中心３を中心とする円弧。２７−２１；ピツチ円１５上に中心をもつ円
弧。よりなるが、図示の空間（真空造成空間）１８の
容量は、第１図示の歯形に比べて大きなものとな
つている。また、上記めす、おす両ロータが第２ａ図に示
す回転位置にある場合、両ロータは点３１，３０
および７６の三個所で作用空間からの漏洩が生じ
ない程度の僅かなクリアランスを有して接触して
いる。前記三個所の接触点によつて、歯形の前進
側（図でＸ軸よりも上方）においては、空間７９
が形成される一方、おすロータ歯形の追従側（Ｘ
軸よりも下方）においても同様に空間１８が形成
される。今、吸入側端面７４（第３図参照）側では、め
す、おす両ロータが矢印方向に回転が進むと、空
間１８の容積が、次第に膨張し、前述したように
格段と大きなバキユーム空間を形成する。他方、
吐出側端面７５（第３図参照）側においては、空
間７９は、両ロータの回転につれて次第に、その
容積を縮小し、最終的にはゼロに近いところに迄
達することになる。そのため、前記空間７９内に
閉込められた気体は異常に加圧されることとなる
ほか、油冷式回転圧縮機の場合は、前記閉鎖空間
内に、冷却、シールおよび潤滑用として圧縮作用
空間に噴射した潤滑油が残留するので、液体圧縮
の状態となつて、めす、おすロータは異常な振動
や騒音を発生し、極端な場合にはロータの摩耗の
進行および損傷の発生を促進する。さらには、過
大な回転トルクを必要としたり、ロータおよびケ
ーシングに過度の負荷が加わるので動力損失も大
きく、また、軸受の耐用時間を短縮させる結果と
もなつていた。上述の問題点を解消するため、従来は特公昭58
−214693号公報や特公昭58−131388号公報に記載
されているように、〔第２ｂ図参照〕。吐出側ケー
シングの内壁面７５にバイパス孔７７を穿設し、
そのバイパス孔を通して別個の低圧作用空間また
は吸込み側空間内へ前記残留気体および潤滑油を
逃がすか、またはバイパス孔７７の容積を大きく
して低圧作用空間内への流出を阻止するような手
段が施されているが、構造が複雑になり、コスト
高となる欠点があつた。目的そこで本発明は、従来、本出願人が使用してい
た第１図示の歯形が備える上述の利点を失うこと
なしに、もしくは、それに基く損失を可能な限り
縮小して、問題点として挙げられた事項、特にシ
ール点の摩耗を防止して長期に亘る使用に対して
効率の低減が生じないようにすると共に、吐出側
ケーシング内壁面において、吐出工程終了直前の
吐出ポート閉止時に形成される閉空間の縮小によ
つて生じる異常な振動や騒音を防止し、円滑に、
かつ過負荷の生じない運転を確保し、また、成形
加工上の問題点を解決した新規歯形を提供するこ
とを目的とするものである。その詳細な構成およ
び効果については、以下に述べる実施例の説明の
中で明らかにする。構成本発明は、１平行な二軸の回りを噛合いながら回転するめ
すロータおよびおすロータからなるスクリユ・
ロータであつて、めすロータの各歯形はその主
要部分が同ロータのピツチ円内に形成され、お
すロータの各歯形はその主要部分が同ロータの
ピツチ円外に形成されたタイプのものにおい
て、各ロータの回転軸に直交する平面内に形成
される各歯形曲線中、少くともおすロータの追従側歯形は、その歯
先から歯元側に沿つて、各ロータの回転中心を
結ぶ直線を片側にみて中心角θ₂の角を挾む、お
すロータの回転中心に中心を有する半径R₁の
円弧と、前記円弧端とおすロータの回転中心と
を結ぶ半径線上に、中心を置いて画いた前記半
径R₁の円弧に内接する、半径R₄の円弧と、め
すロータの追従側歯形曲線と同ロータのピツチ
円との交点が創成するエピサイクロイド曲線と
よりなり、かつ、前記半径R₄の円弧中心位置
を各ロータの回転中心を結ぶ直線より遠く離し
て形成するようにし、めすロータの追従側歯形は、その歯底から歯
先側に沿つて、前記おすロータの追従側歯形の
一部を形成する半径R₄の円弧によつて形成さ
れる包絡線よりなることを特徴とするスクリ
ユ・ロータ。２平行な二軸の回りを噛合いながら回転するめ
すロータおよびおすロータからなるスクリユ・
ロータであつて、めすロータの各歯形は、その
主要部分が同ロータのピツチ円内に形成され、
おすロータの各歯形は、その主要部分が同ロー
タのピツチ円外に形成されたタイプのものにお
いて、各ロータの回転軸に直交する平面内に形
成される各歯曲線中、めすロータの前進側歯形は、その歯先から歯
底側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直線
上において、めすロータのピツチ円よりも外側
の位置を頂点とし、前記直線を片側にみてθ₁の
角を挟む直線の延長線上に中心を有し、前記頂
点を中心として画いた半径R₃の円弧に外接す
る半径R₂の円弧と、前記半径R₃の円弧とより
なり、その追従側歯形は、その歯底から歯先側に沿
つて、少くとも、前記半径R₃の円弧と、おす
ロータの追従側歯形の一部を形成する半径R₄
の円弧によつて形成される包絡線とを滑かにつ
なげる曲線と、前記半径R₄の円弧により形成
される包絡線とにより形成され、かつ、めすロ
ータの歯底は半径R₃の円弧と前記包絡線とを
滑らかに、または共通接線により接続する一
方、おすロータの前進側歯形は、その歯元から歯
先側に沿つて、めすロータの前進側歯形の半径
R₂の円弧によつて形成される包絡線と、同じ
く前記半径R₃の円弧によつて形成される包絡
線とにより形成され、その追従側歯形は、歯先から歯元側に沿つ
て、各ロータの回転中心を結ぶ直線を片側にみ
て、中心角θ₂を挟む、おすロータの回転中心を
中心とする半径R₁の円弧と、おすロータ回転
中心から半径R₁の円弧の他端に伸びた半径線
上に中心を置いて画いた、前記半径R₁の円弧
に内接する半径R₄の円弧と、めすロータの追
従側歯形と同ピツチ円との交点によつて創成さ
れるエピサイクロイド曲線とよりなり、かつ、
前記おすロータの追従側歯形の一部を形成する
半径R₄の円弧の中心位置を、各ロータの回転
中心を結ぶ直線より遠く離して形成したことを
特徴とするスクリユ・ロータ。よりなり、今、その一実施例を添付図面に従つて
説明すると以下のとおりである。第３図は、本発明スクリユ・ロータを組込んで
構成した可圧縮性流体の圧縮機を示し、第３ａ図
は第３ｂ図におけるＡ−Ａ線に沿う横断面図、第
３ｂ図は、同ａ図示のＢ−Ｂ線に沿つて切断した
縦断面図である。図中、１は、おすロータで図示
してない駆動装置に連結した回転軸６０によつて
回転駆動されると共に、ロータ１に対し軸６０と
対称位置に延びた支持軸６１と協動して、ロータ
１を各端板６２および６３の軸受部６４および６
５に、回転自在に軸支されている。２は、おすロータ１に噛合う、めすロータで、
前記ロータ２も、その各端面に延出する回転軸に
より、端板６２，６３に回転自在に軸支されてい
る。６６は、一組の相互に噛合つたロータ１およ
び２の外周を囲むケーシングであつて、その長手
軸方向端面でそれぞれ吸込口６７を有する低圧側
端板６２と、吐出口６８を備えた高圧側端板６３
とを連結し、ロータ歯溝面とケーシング内壁およ
び両端板内側とにより、作用空間６９を形成し、
かつ区画する。前記作用空間６９はケーシング内
にある作用流体用の低圧通路７０および高圧通路
７１にそれぞれ通じる吸込口６７および吐出口６
８を有する。ケーシング６６の断面は円筒状空間
を平行に２つ並べて、その中心軸間距離が各円筒
空間の半径の和よりも小さくし、したがつて両円
筒空間は相互に重なり部分を持ち、両空間内壁が
交叉する部分に稜線７２が現われる。めすロータ２は、１条の各らせん溝が回転軸
（長手）方向に沿い、前記軸回りに通常200゜捩ら
れた６個の溝を備え、前記溝はロータ２のピツチ
円の内側にあり、溝間を区切る歯の高さはピツチ
円周を限界とし、また、前記溝形は、ほぼ内に凹
の曲線よりなる。おすロータ１は、通常４条のらせん歯を備えて
いて、各歯条は回転軸（長手）方向に沿い、回転
軸回りに約300゜の捩りが与えられている。前記歯
条の歯丈は、同ロータのピツチ円の外側に位置
し、歯条と歯条との間にはめすロータ２の歯が入
込む溝が設けられていて、その歯形断面は大方、
外側に凸曲線よりなる。作用空間６９は、Ｖ字形に区画され、ロータの
回転により低圧側端板６２の吸入口６７と前記作
用空間との連通が締切られた後、両ロータの噛合
線の移動（両ロータの回転に伴なう相対的な）に
より、前記区画された作用空間の容積が締切り時
におけるそれに比べて縮小し、その間に断熱圧縮
され高圧、高温になつた作用空間内の可圧縮性流
体は、やがて高圧側端板６３に穿設した吐出口６
８に連通され、高圧室７１側に吐出する。その間、ロータ歯、溝面間の噛合い、ケーシン
グ内壁との間の摺動面およびロータ端面と両端板
内側面との間の摺動面の潤滑および気密保持（シ
ール）ならびに可圧縮性流体の断熱圧縮による発
熱を冷却するために、冷却潤滑油を、ノズル７３
を介して作用空間内に噴射している。本発明スクリユ・ロータは上述の圧縮機に使用
される両ロータの歯形曲線に関するものである。第４ａ，ｂ図は、そのスクリユ・ロータを各回
転軸に直角な平面で切断したときにみられる各ロ
ータの歯形曲線を示し、図中、１はおすロータ、
３は同ロータの回転中心、１５は同ロータのピツ
チ円で、おすロータ１は回転中心３の回りに矢印
方向に回転する。２は、おすロータ１と噛合う、めすロータであ
つて、回転中心４の回りに矢印方向に回転する。
１６はめすロータのピツチ円であり、回転中心
３，４を結ぶ直線上でピツチ円１５と接する。ピ
ツチ円１５，１６の接点がピツチ点１７である。
両ピツチ円１５，１６の直径比は２／３とする。
なお、１８は、接触部に生じる真空に近い空間で
ある。第４ｂ図を参照して、 (1) めすロータの歯形曲線 (イ) 前進側歯形、歯先から歯底側に沿つて、 (a) ４７−４８間は；回転中心３と４とを結
ぶ直線上であつてピツチ円１６の外にある
半径R₃の円弧の中心点５２を頂点として
前記直線との間に角θ₁＝40゜〜46゜を挟む直
線上にある点５３を中心にして画いた、半
径R₃の円弧に外接する半径R₂の円弧。 (b) ４８−４９間は；前記点５２を中心とす
る半径R₃で画いた中心角θ₁＝40゜〜46゜の円
弧。また、1.05≦R₃／R₁−１／2PCD≦1.3、ただ、 PCD；おすロータのピツチ円直径 R₃／R₁−１／2PCDが１よりも大きければ大きい程、また、θ₁が小さければ小さい程、
４８−４９を構成する歯形曲線のピツチ円
付近の圧力角を大きくすることができ、歯
形のホブによる成形加工を容易にし、 R₃／R₁−１／2PCDが１に近れば近い程、また、θ₁が小さければ小さい程、４８−４９
を構成する歯形曲線のピツチ円付近の圧力
角を大きくすることができ、歯形のホブに
よる成形加工を容易にし、 R₃／R₁−１／2PCDが１に近れば近い程、また、θ₁が大きければ大きい程、めすロータ
の歯形を厚くすることができる。本実施例においては、前記圧力角を充分
に大きくすることができ、かつ、強度的に
も充分な歯厚を確保できる範囲とし、θ₁，
R₃について上記のとおり定めた。 (ロ) 追従側歯形、歯底から歯先側に沿つて、 (c) ４９−５１間は；おすロータ１の回転中
心３を中心とし半径R₁（３−４４）の円弧
が、中心角θ₂＝4゜〜8゜を張つたとき、その
半径線３−４４上の点５４を中心に半径
R₄で画いた歯形曲線上の円弧４４−４５
による包絡線。 (d) ５０−５０′間は；おすロータの歯形曲
線の一部である円弧４４−４５による包絡
線４９−５１と回転中心３と４とを結ぶ直
線上であつてピツチ円１６の外側に中心５
２を有する半径R₃円弧４８−４９との共
通接線、なお、前記５０−５０′間は、半
径R₁の円弧と同程度の緩かな曲線を用い
て滑らかに継いでもよい。 (e) ５１−４７間は；ピツチ円１６の円周。 (2) おすロータの歯形曲線 (イ) 前進側歯形、歯元から歯先側に沿つて、 (f) ４１−４２間は；めすロータ２側の歯形
曲線上の円弧４７−４８による包絡線。 (g) ４２−４３間は；めすロータ２側の歯形
曲線上の円弧４８−４９による包絡線。 (ロ) 追従側歯形、歯先から歯元側に沿つて、 (h) ４３−４４間は；回転中心３を中心とし
半径R₁で画いた中心角θ₂＝4゜〜8゜の円弧。 θ₂が大きければ大きい程、空間１８を小
さくでき、θ₂が小さければ小さい程、４３
−４４と５０−５０′の間の、おすロータ、
めすロータの間の隙間を小さくすることが
できる。本実施例においては前記空間１８
を充分小さくすることができ、曲線４３−
４４と５０−５０′の間のおすロータ、め
すロータの間の隙間も実用上問題とならな
い程度にできる範囲として、θ₂について上
記数値を定めた。 (i) ４４−４５間は；半径３−４４上に中心
を有する点５４を中心にした半径R₄の円
弧。前記(h)におけるθ₂の値に関連して、半
径R₄の円弧の中心点５４の位置は、直線
３−４より、遠く離して設定する。 (j) ４５−４６間は；めすロータ２の歯形曲
線４９−５１とピツチ円１６との交点５１
によつて創成されるエピサイクロイド曲
線。 (k) ４６−４１間は；おすロータのピツチ円
１５の円周。１例として、第４図に示された歯形における各
半径および角度を第１表に示す。第１表【表】【表】のピツチ円直径
効果本発明スクリユ・ロータの歯形曲線は、以上の
とおりであるから、 (1) (h)，(i)の条件において、 (イ) 半径R₄の円弧４４−４５の中心点５４を、
おすロータ１の回転中心３から伸びた半径線
３−４４上に設けたことにより、第８図に示
すように、点４４における円弧４４−４５に
対する接線と、前記点を通り線３−４に対す
る垂線ｌとのなす角θ₅が、中心点１７から伸
びた半径線１７−４４上に設けた場合のそれ
θ′₅に比べ小さくすることができ、おすロー
タの追従側歯形曲線が各回転中心を結ぶ直線
３−４より大きく離れて、めすロータ追従側
歯形曲線に近付き、真空造成空間１８をより
小さくできる。 (ロ) 第２ａ図に示す従来歯形においては、吐出
工程の終了直前で、かつ吐出口が閉じられる
ときに、おすロータの前進側に形成される空
間７９は、両ロータの回転に伴なつて容積が
減少する。したがつて前記空間７９内に閉込
められた圧縮気体およびシール用潤滑油は異
常加圧される。本発明歯形においても、前記
空間７９に相当する空間は圧縮工程で生じる
が、おすロータ歯形の線４４−４５は、両ロ
ータの中心を結ぶ線３−４と点３において角
θ₂（＝4゜〜8゜）を挟んで交叉する半径線３−４
４上に中心５４が位置する半径R₄の円弧で、
かつ、前記中心５４は、直線３−４から大き
く離れ、さらに、めすロータ歯形の線５０−
５０′は、おすロータ歯形の前記円弧４４−
４５により形成される包絡線と半径R₃の円
弧との共通接線または半径R₁と同程度の緩
かな曲線であり、おすロータ歯形の線４２−
４３は、めすロータ歯形の円弧４８−５０に
より形成される包絡線であるから、前記空間
の閉込み容積を可及的に小さくすることがで
きる。さらに、吐出側端面においては両ロータの
回転に伴ない前記両歯形の包絡線で形成され
た部分が離間して前記空間を吸入側に連通さ
せる。以上により吐出工程終了直前の吐出口
閉止時において、前記空間内で圧縮空気の過
圧縮や液体圧縮の行われることを解消し、そ
れに伴なう騒音や異常振動の発生または不測
の摩耗、軸受損耗などの生じることがない。さらに、従来技術で提案されている特開昭
58−214693号公報、特開昭58−131383号公報
記載のようなバイパス孔７７〔第２ｂ図参
照〕を設けることを要さず、構造が簡単で、
しかも安価なスクリユ圧縮機を提供すること
ができる。 (ハ) 同図において、θ₂を大きくし半径R₄の円
弧の中心５４を直線３−４から遠く離して形
成したことにより、さらに前記空間１８を小
さくすることができる。すなわち、両ロータ
が第４ａ図に示す位相から第４ｂ図に示す位
相に回転する間に、空間１８の体積膨張の割
合が比較的小さいので、その真空造成による
動力損失が少ない。 (2) (j)の条件により、第９図に示すように、ブローホールは実用
上、殆んど問題にならない程度に狭い。同図
中、第４ｂ図と同一符号の部材は同図示のそれ
と同一で、同じ作用、効果を奏するから説明は
省略する。７２は、ケーシング６６に設けた二
つの円筒状空間周壁の交叉する稜線であり、両
ロータの歯の噛合い点でもある。 (3) 上述(c)の条件に基き、第５図に示すように、 (イ) おすロータ１の歯形曲線のうち半径R₄に
よる円弧４４−４５による包絡線を、めすロ
ータ２の歯形曲線４９−５１とすることによ
り、おすロータ歯形の同個所が変曲点になつ
たものに比較して耐摩耗性が向上し、当初の
圧縮効率を長期にわたつて維持する。 (ロ) 両曲線４４−４５、４９−５１との接触面
間に潤滑油Ｅが供給されると相互の摺動面が
同方向にカーブしているために、摺動作用に
より、くさび効果を生じ前記面の潤滑および
シール特性を向上させることができる。 (4) 前述(i)の条件から、 (イ) 従来はシール点として重要な点〔第１ｂ図
の歯形曲線上の点８、第２ａ図示の歯形曲線
上の点２３参照のこと〕にもかかわらず、不
連続点であつたために、位置を正確に測定す
ることが難しく、精度のよい加工が困難であ
つたものが、４４−４５を円弧と連続した曲
線とで滑かにつないだので、位置の測定も容
易になり、精度よく加工することができる。 (ロ) 歯形曲線上の不連続点を無くしたことによ
り、カツターの製作が容易になり、また、工
具の耐用時間も延ばすことができる。 (5) (b)の条件に基き、第６図にみられるように、点４８における歯形曲線への接線と、めすロ
ータの回転中心４−点４８間を結ぶ直線とのな
す角θ₃が、ピツチ点１７を中心にして画いた半
径１７−４９の円弧上の近似点におけるそれ、
θ′₃と比較して大きくできるため、曲線４８−
４９を構成する歯形曲線のピツチ円付近での圧
力角が大きくなるので、歯形成形の加工精度を
向上させることができ、工具寿命を延ばすこと
が可能になる。 (6) 上記(a)の条件により、円弧４７−４８の中心
点５３が円弧４８−４９に対し、同円弧の中心
点５２と同じ側にある場合に比べ、第７図を参
照して、円弧４７−４８上の点４７において同
曲線に接する直線と、めすロータの回転中心４
と前記点４７とを結ぶ直線とに挟まれる角θ₄を
大きくできるため、前記円弧のピツチ円付近で
の圧力角を大きくすることができ、加工精度お
よび工具寿命の向上に効果がある。 (7) 前述(f)，(g)の条件から、(a)および(b)の条件と
相俟つて、 (イ) 円弧４７−４８、４８−５０による包絡線
とすることにより、耐摩耗性を向上させるこ
とができる。 (ロ) 両摺動面間に潤滑油を介在させると、第５
図に示すように接触面の摺動により潤滑油が
くさび効果を生じ、同面に対する潤滑作用お
よびシール性を向上することができる。以上詳述したように、本願の第１番目の発明に
よれば、おすロータの追従側歯形を歯先から歯元
側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直線を片
側にみて中心角θ₂の角を挾む、おすロータの回転
中心に中心を有する半径R₁の円弧と、おすロー
タの回転中心から前記円弧の他端に伸びた半径線
上に中心を有し、前記半径R₁の円弧に内接する
よう画いた半径R₄の円弧と、めすロータの追従
側歯形と同ロータのピツチ円との交点が創成する
エピサイクロイド曲線とにより形成し、かつ、前
記半径R₄の円弧中心位置を各ロータの回転中心
を結ぶ直線から遠く離して形成するようにし、め
すロータの追従側歯形を、歯底から歯先側に沿つ
て、前記おすロータの追従側歯形の一部を形成す
る半径R₄の円弧によつて形成される包絡線によ
り形成したので、両ロータの噛合い回転の際、吸
込側端板とおす、めすロータとの接触部に生じる
空間（真空造成空間）を小さくすることができ、
その真空造成による動力損失を少なくできる上、
短絡漏洩空間（ブローホール）を実質上無くする
ことができる。また、スクリユ・ロータの追従側
歯形において、歯形曲線の接触面に施された潤滑
油が、接触面の摺動によりくさび効果を奏し潤滑
性およびシール性の向上を達成することができ、
前記摺動面の耐久性も向上させることができる。また、本願の第２番目の発明によれば、上記構
成に加えて、めすロータの前進側歯形を歯先から
歯底側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直線
上において、めすロータのピツチ円よりも外側の
位置を頂点とし、前記直線を片側にみてθ₁の角を
挟む直線の延長線上に中心を有し、前記頂点を中
心として画いた半径R₃の円弧に外接する半径R₂
の円弧と、前記半径R₃の円弧により形成し、お
すロータの前進側歯形を歯元から歯先側に沿つ
て、前記めすロータの前進側歯形の半径R₂の円
弧および半径R₃の円弧によつて形成される包絡
線により形成したので、吸込側端板とおす、めす
ロータとの噛合い回転中、歯形曲線の接触部に生
じる空間（真空造成空間）を小さくでき、その真
空造成による動力損失を少なくする。また、短絡
漏洩空間（ブローホール）を実質上無くすること
ができるとともに、スクリユ・ロータの追従側歯
形および前進側歯形において、摺動面に供給した
潤滑油のくさび効果により前記摺動面の潤滑性お
よびシール性の向上を達成させ、かつ、吐出側ケ
ーシング内壁面における吐出工程終了直前の吐出
口閉止時に生じる異常な振動や騒音を防止し、さ
らにピツチ円近傍における圧力角を大きくするこ
とにより、加工性に優れた歯形を形成して、以て
ホブ加工を容易にし、また、その工具寿命も延ば
すことができる。以上、本発明によれば実用上有用なスクリユ・
ロータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来使用されているスク
リユ・ロータの歯形曲線であつて、第１ａ図、第
１ｂ図は本出願人使用の歯形による一組のロータ
の噛合わせ位相を異にする場合、第２ａ図は、他
社使用の歯形の一例、第２ｂ図は、スクリユ圧縮
機の吐出側シリンダの一部断面図、第３ａ図およ
び第３ｂ図は本発明スクリユ・ロータを実施した
ロータ機械の側断面図および横断面図、第４ａ図
および第４ｂ図は、本発明スクリユ・ロータの一
対のロータの歯形曲線を示し、それぞれ噛合せ位
相を異にする場合、第５図ないし第８図は本発明
ロータの歯形曲線の解説用の歯形の一部を示す図
面、第９図は本発明スクリユ・ロータのブローホ
ールの有無解説図である。１……おすロータ、２……めすロータ、３およ
び４……ロータ回転中心、１５および１６……ピ
ツチ円、１８……真空造成空間。

Claims

【特許請求の範囲】１平行な二軸の回りを噛合いながら回転するめ
すロータおよびおすロータからなるスクリユ・ロ
ータであつて、めすロータの各歯形はその主要部
分が同ロータのピツチ円内に形成され、おすロー
タの各歯形は、その主要部分が同ロータのピツチ
円外に形成されたタイプのものにおいて、各ロー
タの回転軸に直交する平面内に形成される各歯形
曲線中、少くともおすロータの追従側歯形は、その歯先
から歯元側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ
直線を片側にみて中心角θ₂の角を挟む、おすロー
タの回転中心に中心を有する半径R₁の円弧と、
前記円弧端とおすロータの回転中心とを結ぶ半径
線上に、中心を置いて画いた前記半径R₁の円弧
に内接する半径R₄の円弧と、めすロータの追従
側歯形曲線と同ロータのピツチ円との交点が創成
するエピサイクロイド曲線とよりなり、かつ、前
記半径R₄の円弧中心位置を各ロータの回転中心
を結ぶ直線より遠く離して形成するようにし、めすロータの追従側歯形は、その歯底から歯先
側に沿つて、前記おすロータの追従側歯形の一部
を形成する半径R₄の円弧によつて形成される包
絡線よりなることを特徴とするスクリユ・ロー
タ。２平行な二軸の回りを噛合いながら回転するめ
すロータおよびおすロータからなるスクリユ・ロ
ータであつて、めすロータの各歯形は、その主要
部分が同ロータのピツチ円内に形成され、おすロ
ータの各歯形は、その主要部分が同ロータのピツ
チ円外に形成されたタイプのものにおいて、各ロ
ータの回転軸に直交する平面内に形成される各歯
形曲線中、めすロータの前進側歯形は、その歯先から歯底
側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直線上に
おいて、めすロータのピツチ円よりも外側の位置
を頂点とし、前記直線を片側にみてθ₁の角を挟む
直線の延長線上に中心を有し、前記頂点を中心と
して画いた半径R₃の円弧に外接する半径R₂の円
弧と、前記半径R₃の円弧とよりなり、その追従側歯形は、その歯底から歯先側に治つ
て、少くとも、おすロータの追従側歯形の一部を
形成する半径R₄の円弧によつて形成される包絡
線により形成され、かつめすロータの歯底は半径
R₃の円弧と前記包絡線とを滑らかに、または共
通接線により接続する一方、おすロータの前進側歯形は、その歯元から歯先
側に沿つて、めすロータの前進側歯形の半径R₂
の円弧によつて形成される包絡線と、同じく前記
半径R₃の円弧によつて形成される包絡線とによ
り形成され、その追従側歯形は、歯先から歯元側に沿つて、
各ロータの回転中心を結ぶ直線を片側にみて、中
心角θ₂を挟む、おすロータの回転中心を中心とす
る半径R₁の円弧と、おすロータ回転中心から半
径R₁の円弧の他端に伸びた半径線上に中心を置
いて画いた、前記半径R₁の円弧に内接する半径
R₄の円弧と、めすロータの追従側歯形と同ピツ
チ円との交点によつて創成されるエピサイクロイ
ド曲線とよりなり、かつ、前記おすロータの追従
側歯形の一部を形成する半径R₄の円弧の中心位
置を、各ロータの回転中心を結ぶ直線より遠く離
して形成したことを特徴とするスクリユ・ロー
タ。