JPS63302191A - スクリューロータの歯形設計方法 - 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、スクリューロータの歯形曲線の設計法に関す
るものである。

〔従来の技術とその問題点〕

スクリューロータを備えた圧縮機や膨張機は、平行な２
軸上の雄ロータと雌ロータとが互いに反対方向に回転す
るもので、すなわち、１対のロータはねじ状をなし、ケ
ーシングとねし溝とで形成されたチューブ状の満室が、
かみ合点が軸方向への移動するのに伴い、縮小、または
拡大するものである。

そして、一般には、雄雌ロータ間のかみ合点におけるシ
ール性が特に問題となることから、一方のロータの歯形
を選定すれば、他方のロータの歯形はその包絡線となっ
ている。

ところで、かかるスクリューロータの歯形曲線に関し、
次のような提案がなされている。すなわち、実公昭５４
−２５５５２号公報によれば、スクリューロータを備え
た圧縮機の動力効率の低下原因となっている、雄、雌ロ
ータの歯形間における先行圧縮室から後続圧縮室への短
絡洩空間の除去、最終圧縮段階における圧縮気体の残留
室の除去による吸入側への逆流漏洩の除去、ならびに雄
雌両ロータ噛合回転時におけるロータの摩耗の防止を目
的とする歯形を提案としている。

すなわち、かかる提案の実施例における歯形曲線の要素
中、例えば、雄ロータの先導側歯形の外側大部分の曲線
を、雄、雌両ロータのピッチ円の接点を中心をもつ円形
とするので、残留空間が皆無となり、圧力気体の吸入側
への逆流を完全に防止できる、とされている。

前述のことからも明らかなように、かかる提案や、他の
特開昭６０−２１２６８４号公報、特公昭５６−１７５
５９号公報のものにおいても、従来技術は、スクリュー
ロータの性能向上や加工における工具寿命の向上などを
目的としたもので、その歯形を構成する各要素は定量的
な設定がなく、１品毎に設計手段を要する、という問題
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、スクリューロータの性能や工具寿命な
どは従来技術と同等に保ちながら、従来技術のかかる問
題点を解消しようとして創作されたもので、殊に、歯形
曲線を構成する要素を全てスクリューロータ間の寸法、
またはスクリューロータの外形寸法の一定倍率とすると
ともに、スクリューロータ噛合およびスクリューロータ
干渉計算に、簡単な直線の要素を採用したもので、その
要旨とするところは平行な２軸上の、雄ロータと雌ロー
タとが互いに反対方向に回転するスクリューロータにし
て、雌ロータの歯形曲線を略８個の要素に分割し、これ
ら要素の略半分を、それぞれ、該ロータの外径の寸法の
一定倍率とした適宜の半径とする円弧で形成するととも
に、他の残りの要素を、直線または雄ロータの包絡線な
ど前記円弧で制限される要素で形成したことを特徴とす
るスクリューロータの歯形曲線の設計法にある。

〔実施例〕

本発明の構成を作用とともに、添付図面に示す実施例に
より詳細に説明する。第１図は本発明の実施例の雌ロー
タの歯形、第２図は第１図の歯形と噛合う雄ロータの歯
形を示す。

しかして、これらの図において、雌ロータを（１）とし
、雄ロータを（ＩＩ）とし、雌ロータ（１）の中心を０
１、雄ロータ（ＩＩ）の中心を０□とすれば、 ｌ）　雌ロータ（１）および雄ロータ（■）の外径は、
これらロータ（１）（ＩＩ）間の寸法Ｐの１２７．５％
とする。

２）　雌ロータ（１）の歯形 イ）Ａ−８（第１要素）；（第１図示のＡ−８間の歯形
要素をいう、以下同じ）；雌 ロータ（＋）の外径で構成する０点Ａ は雌ロータ（１）と雄ロータ（Ｉｔ）の外径の交点であ
って、点Ｂは点Ａより １．３５°時計回りに離れた位置とする。

口）　Ｂ−Ｃ（第２要素）；直線Ｏｔ　−Ｂ上に中心点
０４を有する半径Ｒ＋の円弧で、半径Ｒ１はロータ（１
）　、（ＩＩ）間の寸法Ｐの７％とする。

ハ）　Ｃ−Ｄ　（第３要素）；前記円弧Ｂ−Ｃと後記Ｄ
−Ｅの共通接線。

二）　Ｄ−Ｅ　（第４要素）；直線Ｏｔ　　０１と雌ロ
ータ（りの外径との交点０．を中 心とする半径Ｒ２の円弧、半径Ｒ２はロータ（１）　、
（ＩＩ）間の寸法Ｐの２７．５％とする。

ホ）　Ｅ−Ｆ　（第５要素）；ＯＩを中心とする半径Ｒ
１の円弧、半径Ｒ１はロータ（１）、（ＩＩ）間の寸法
Ｐの３６．２５％とする。

へ）　Ｆ−Ｇ　（第６要素）；雄ロータ（ＩＩ）の歯形
曲線の一部である、後記の円弧ｆ− ｇによる包絡線。

ト）Ｇ−Ｈ（第７要素）；直線０．−Ａ’にθ。

の角度をなし包絡！！１ＩＦ−Ｇに接する直線、ただし
θ、は６″とする。また、 直線ＯＩ　Ａ’　は直線０．−八とθ２の角度をなして
いる。θ２は６０’とす る。

３＞Ｈ−Ａ（第８要素）；点１１と点Ａ°を結ぶ半径Ｒ
１の円弧、ただし、点Ｈは雌ロー タ（１）と雄ロータ（■）のピッチ円の交点θ、と、雌
ロータ（１）と雄ロータ（ｎ）の外径の交点０６とを結
ぶ直線 と、直線Ｇ　−１１との交点である。また、半径Ｒ４は
ロータ（１）　、（１間の寸法Ｐの６．２５％とする。

４）ｌＪ１０−タ（ＩＩ）の歯形 イ）ａ−ｂ；雄ロータ（ｌＩ）の歯底円。

口）ｂ−Ｃ；雌ロータ（１）の歯形曲線の一部である、
円弧Ｂ−Ｃによる包絡線。

ハ）　ｃ　　ｄ　；雌ロータ（１）の歯形の一部である
、直線Ｃ−Ｄによる包絡線。

二）ｄ−ｅ；雌ロータ（１）の歯形曲線の一部である、
円弧Ｄ−Ｅによる包絡線。

ホ）ｅ−ｆ；雄ロータ（ｎ）の外径で、θ４は５１とす
る。

へ）ｆ−ｇ；直線０．−ｆ上に中心点０？を有する半径
Ｒ１の円弧。

））ｇ−ｈ；雌ロータ（１）の歯形の一部である、直線
Ｇ−Ｈによる包絡線。

チ）ｈ　　ａ’；雌ロータ（１）の歯形曲線の一部であ
る、円弧Ｈ−Ａ’による包 絡線。

本実施例は、以上の構成になっているので、雌ロータ（
＋）の歯形を設計するに際し、先ず、第１要素は両ロー
タ（１）（ｎ）の交点より１．３５゜の範囲で、かつ、
雌ロータ（１）の外径で形成できることから、勿論特別
な手段を要しない。

次いで、第２、第４、第５、第８要素はロータ（１）　
、（Ｉｔ）間の寸法または雌ロータ（１）の外径の一定
倍率にしてそれぞれ選定される半径による円弧で形成で
きることから、簡単な設計で曲線が形成できる。

また、第３要素、第７要素は直線で形成でき、第６要素
は、通常のスクリューロータの考え方と同様、雄ロータ
の歯形の包絡線で形成できるので、いずれもきわめて簡
単に設計できる。

なお、雄ロータ（ｎ）の歯形は、主として、通常歯形的
綿の設計と同様、雌ロータ（１）の歯形の包絡線で形成
すればよい。

〔発明の効果〕

雌ロータの歯形を略８個に分割し、これら要素の略半分
について、ロータの外径（またはロータ間の寸法）の適
宜の一定倍率とする半径による円弧で形成したので、簡
素な設計方法となり、特別な式を用いることなく、しか
も、ロータの外径さえ定まれば歯形曲線が容易に設計で
きるという、つまり、汎用性のある歯形曲線の設計法と
いう、画期的な発明を提供するものである。

また、分割された歯形曲線の要素の略半分を、ロータの
外径の一定倍率とする半径の円弧で形成するので、残り
の歯形曲線の要素も、前記円弧で制約される直線や雄ロ
ータの包絡線を使用することから、必然的にロータの外
径の一定倍率となり、ひいては全体としてロータの外径
寸法の一定倍率となり、しかも、残りの要素は直線など
で形成できるので、一層、汎用性のある設計法とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の雌ロータの歯形、第２図は第
１図の歯形と噛合う雄ロータの歯形を示す。 （１）・・・雌ロータ、（ＩＩ）・・・雄ロータ、Ｂ−
Ｃ・・・第２要素、Ｄ−Ｅ・・・第４要素、Ｅ−Ｆ・・
・第５要素、Ｈ−Ａ’　・・・第８要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 平行な２軸上の、雄ロータと雌ロータとが互いに反対方
   向に回転するスクリューロータにして、雌ロータの歯形
   曲線を略８個の要素に分割し、これら要素の略半分を、
   それぞれ、該ロータの外径の寸法の一定倍率とする適宜
   の半径とした円弧で形成するとともに、 他の残りの要素を、直線または雄ロータの包絡線など前
   記円弧で制限される要素で形成したことを特徴とするス
   クリューロータの歯形曲線の設計法。