JPH0127241B2

JPH0127241B2 -

Info

Publication number: JPH0127241B2
Application number: JP50027570A
Authority: JP
Inventors: Benedeikutasu Shibie Rauritsutsu
Original assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Current assignee: Svenska Rotor Maskiner AB
Priority date: 1974-03-06
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1989-05-29
Also published as: AU7853075A; FR2263399A1; CA1057252A; DK89675A; FI750556A; DE2560045B1; DE2508435B2; DD118141A5; DE2560045C3; DE2508435A1; FR2263399B1; IT1033482B; GB1503488A; JPS50143106A; SE7502316L; DE2508435C3; DK145953B; BE826392A; FI57825B; SE418522B

Description

【発明の詳細な説明】本発明はねじロータ圧縮機に関し、特に詳しく
はこのようなねじロータ圧縮機用の噛合いロータ
の形状に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to screw rotor compressors, and more particularly to the geometry of meshing rotors for such screw rotor compressors.

このようなねじロータ圧縮機のロータは、らせ
ん状ランドおよび少なくとも大部分をロータのピ
ツチ円の内側に配置させた大体において凹状のフ
ランクを有する溝を備えためすロータと、らせん
状ランドおよび少なくとも大部分をロータのピツ
チ円の外側に配置させた大体において凸状のフラ
ンクを有する溝を備えたおすロータを含む。 The rotor of such a screw rotor compressor includes a rotor having a helical land and a groove having a generally concave flank located at least largely inside the pitch circle of the rotor; It includes a male rotor with a groove having a generally convex flank with a portion located outside the pitch circle of the rotor.

たいていの場合、めすロータの各ランドはピツ
チ円の外側に短い距離だけ突出して歯先を形成
し、おすロータの各溝はピツチ円の内側に短い距
離だけ突出し、該歯先に対応する歯元を形成して
いる。歯先と歯元のフランクは対応のランドと溝
の全フランクの小部分を形成している。現在にい
たるまで、フランクの小部分の各々はピツチ円上
に中心を有する円弧に従うように形づくられてい
た。協働するフランクの小部分の間に不干渉を保
証するために、おすロータの円弧の半径はめすロ
ータのそれよりかなり大きくされ、両半径の差は
１〜２％程度であつた。フランクの小部分の距離
が短かく、該部分の位置は両フランクの間の滑り
速度が最小となるピツチ円に近いために、得られ
る漏洩領域は無視されてきた。 In most cases, each land on a female rotor projects a short distance outside the pitch circle to form a tooth tip, and each groove on a male rotor projects a short distance inside the pitch circle, forming a corresponding tooth root. is formed. The tip and root flanks form a small portion of the total flank of the corresponding land and groove. Until now, each of the flank subsections has been shaped to follow an arc centered on the pitch circle. In order to ensure non-interference between the cooperating flank sub-sections, the radius of the arc of the male rotor was made considerably larger than that of the female rotor, with the difference between the two radii being on the order of 1-2%. The resulting leakage area has been neglected due to the small distance of the flank sections and their location close to the pitch circle where the sliding velocity between the flanks is at a minimum.

歯先のこのようなフランク輪郭を有するねじ圧
縮機は、ロータが同期する歯車により相互連結さ
れている場合には極めて満足に作動する。フラン
クの間を直接に接触させたねじ圧縮機において
は、そのような歯先と歯元の輪郭は、たとえピツ
チ円の近くのフランクの大部分のトルク伝達表面
が限定された大きさであるとしても、おすロータ
を動力源に接続した場合満足に働く。これらのト
ルク伝達表面は、通常ピツチ円付近においてのみ
フランクを接触させるために、ねじロータポンプ
業界では1930年代の初期より周知の方法で残りの
フランク部分間における間隙よりも小さいフラン
ク間の間隙を備えている。フランクが直接接触
し、かつめすロータが動力源に接続されているね
じ圧縮機においては、従来周知の型式の歯先およ
び歯元の輪郭は幾つかの問題を生じさせている。
これは、一部は両ロータの間に伝達されるトルク
によるものであり、一部は駆動のめすロータのフ
ランクの接触点がピツチ円の内側にあるのに対
し、被動のおすロータのフランクの接触点がピツ
チ円の外側にあつて、接触点においては駆動フラ
ンクの周速が被動フランクの周速より遅いという
事実による。 A screw compressor with such a flank profile of the tooth tips operates very satisfactorily if the rotors are interconnected by synchronous gear wheels. In screw compressors with direct contact between the flanks, such tip-to-root contours may be Also works satisfactorily when the male rotor is connected to the power source. These torque transmitting surfaces are typically provided with a gap between the flanks that is smaller than the gap between the remaining flank sections, in a manner well known in the screw rotor pump industry since the early 1930s, in order to contact the flanks only near the pitch circle. ing. In screw compressors where the flanks are in direct contact and the female rotor is connected to a power source, the tip and root profiles of the known type create several problems.
This is partly due to the torque transmitted between the rotors, and partly due to the contact point of the driving female rotor's flank being inside the pitch circle, whereas the driven male rotor's flank contact point is inside the pitch circle. This is due to the fact that the point of contact is outside the pitch circle and that at the point of contact the circumferential speed of the driving flank is lower than the circumferential speed of the driven flank.

前記の歯先と歯元のフランク輪郭の別の不利益
は、該輪郭が製造するのに複雑であり、ホブフラ
イス切削法で正確に切削するのが殆んど不可能で
あるということである。 Another disadvantage of the tip and root flank profiles described above is that they are complex to manufacture and almost impossible to cut accurately with hob milling techniques.

***国特許出願公開第2234777号明細書（およ
び対応の特公昭57―12841号公報）は、インボリ
ユート型式のフランク部分を備えたねじ圧縮機を
示し、このねじ圧縮機においてロータのフランク
の間の駆動接触はその最も有利な領域において得
ることができる。しかしながら、上記明細書に述
べられるように、インボリユート状のフランクの
形状は引き続き圧縮室の間におけるブローホール
を相当に増大させ、かくして相当な内部漏洩を生
じさせ、その結果ねじ圧縮機の効率を低下させ
る。実際、ブローホールの増大は、経済的な理由
から実用に不適当なほどねじ圧縮機の効率を低下
させるものである。 German Patent Application No. 2234777 (and the corresponding Japanese Patent Publication No. 12841/1984) shows a screw compressor with a flank section of the involute type, in which the drive between the flanks of the rotor is Contact can be obtained in its most advantageous areas. However, as mentioned in the above specification, the involute flank shape continues to significantly increase the blowhole between the compression chambers, thus creating significant internal leakage and thus reducing the efficiency of the screw compressor. let In fact, the increase in blowholes reduces the efficiency of the screw compressor to such an extent that it is not practical for economic reasons.

この従来のねじロータ圧縮機は、おすロータを
駆動ロータとし、めすロータを被動ロータとして
おり、駆動ロータの歯形の前方フランクの歯元側
領域をインボリユート形状とすると共にこの領域
に引続く領域を円弧状としており、また被動ロー
タの歯形の後方フランクの歯先側領域をインボリ
ユート形状とすると共にこの領域に引続く領域を
円弧状としていることを重要な特徴とするもので
ある。この従来技術において上述したようにイン
ボリユート形状の領域を形成した理由は、歯切り
工具の切削条件ならびに摩耗を減少させロータを
経済的に製作するためである。インボリユート曲
線を用いて歯形を作ることは、サイクロイド歯形
にくらべて曲線が単純であるので、極めて機械加
工が容易となることは当該分野において認められ
ている。しかしながら、ロータにインボリユート
形状の領域を設けると、両ロータ間に漏れ損の増
大をもたらすブローホールすなわち吹き抜け隙間
が形成される恐れがある。それで、上記の従来技
術のねじロータ圧縮機においては、インボリユー
ト区間をできるだけ短かくして、このブローホー
ルが増大するのを阻止しており、更に望ましくな
いブローホールを縮少させるように被動ロータの
歯末部におけるインボリユート区間を縮少するた
めに、インボリユート・フランクに続く駆動ロー
タ歯元部の歯形と被動ロータの歯先部の歯形を極
力丸くしている。 This conventional screw rotor compressor has a male rotor as a driving rotor and a female rotor as a driven rotor, and the area on the root side of the front flank of the tooth profile of the driving rotor has an involute shape, and the area following this area is circular. An important feature is that the region on the tip side of the rear flank of the tooth profile of the driven rotor has an involute shape, and the region following this region has an arc shape. The reason why the involute-shaped region is formed as described above in this prior art is to reduce the cutting conditions and wear of the gear cutting tool and to manufacture the rotor economically. It is recognized in the art that creating a tooth profile using an involute curve is much easier to machine because the curve is simpler than a cycloidal tooth profile. However, if the rotor is provided with an involute-shaped region, there is a risk that a blowhole, that is, a blow-through gap, may be formed between the two rotors, which increases leakage loss. Therefore, in the above-mentioned prior art screw rotor compressor, the involute section is made as short as possible to prevent this blowhole from increasing, and the tooth end of the driven rotor is also In order to reduce the involute section in the involute flank, the tooth profile at the root of the drive rotor and the tooth profile at the tip of the driven rotor following the involute flank are made as round as possible.

ロータにインボリユート形状の領域を設ける
と、前記ブローホールの増大をもたらして効率よ
くトルクを伝達できないという不都合が存し、さ
らに歯元の圧力角が大きくなつてしまうという問
題がある。歯元の圧力角が大であると、歯元がじ
ようぶであつて耐久性があるという利点はある
が、一方のロータから他方のロータへトルクを伝
達する場合、歯元の部分がトルク伝達のために有
効に用いられないという不都合がある。すなわ
ち、めすロータのピツチ円の外側に位置したフラ
ンクの小部分とおすロータのピツチ円の内側に位
置したフランクの小部分とは、トルクに伝達する
ために有効に用いられないということである。ト
ルクを有効に伝達するためには、被動ロータのピ
ツチ円の半径方向の線に対して駆動ロータが加え
る力が直角方向に作用するのが効果的であるが、
インボリユート形状とすると歯元の圧力角が大と
なり、駆動ロータが被動ロータに及ぼす力が、被
動ロータのピツチ円の半径方向の線に対して直交
しない分力を有することになり、効率よくトルク
を伝達することができない。 When an involute-shaped region is provided in the rotor, there is a disadvantage that the blowhole is increased and torque cannot be efficiently transmitted, and there is also a problem that the pressure angle at the root of the tooth becomes large. A large pressure angle at the root of the tooth has the advantage that the root is durable and durable, but when transmitting torque from one rotor to the other, the root of the tooth has the advantage of being durable. This has the disadvantage that it cannot be used effectively for communication. That is, the small portion of the flank located outside the pitch circle of the female rotor and the small portion of the flank located inside the pitch circle of the male rotor are not effectively used to transmit torque. In order to effectively transmit torque, it is effective for the force applied by the drive rotor to act in a direction perpendicular to the radial line of the pitch circle of the driven rotor.
If the involute shape is used, the pressure angle at the root of the tooth will be large, and the force exerted by the driving rotor on the driven rotor will have a component force that is not orthogonal to the radial line of the pitch circle of the driven rotor, which will efficiently generate torque. unable to communicate.

上記の従来技術のねじロータ圧縮機において
は、歯元と歯先に近いところにおける両ロータの
フランクの瞬間的な接触点が、被動ロータのフラ
ンクに沿つてよりも、駆動ロータのフランクに沿
つて、より速く動くように構成されていない。し
たがつて、駆動ロータのフランクが被動ロータの
フランクに対して潤滑油を供給して塗布するよう
な役目を果たさず、歯元と歯先に近いところにお
ける両フランク間に積極的に潤滑油の膜を形成す
ることができず、そのため両者間の摩擦を大きく
し、効率よくトルクを伝達できない原因となつて
いる。 In the prior art screw rotor compressor described above, the instantaneous contact point of the flanks of both rotors near the root and tip is more along the flank of the driving rotor than along the flank of the driven rotor. , not configured to move faster. Therefore, the flank of the driving rotor does not play the role of supplying and applying lubricating oil to the flank of the driven rotor, and the lubricating oil is actively spread between the flanks near the tooth root and tooth tip. A film cannot be formed, which increases the friction between the two and causes the inability to efficiently transmit torque.

本発明の目的は、フランクの最も有利な部分に
おいて一様な接触をもたらす可能性を得るばかり
でなく、同時に従来技術のロータの輪郭と対比し
てブローホールの増大を回避することである。実
際、本発明によると、かかるブローホールの増大
が回避されたばかりか、従来技術のロータの輪郭
と比較してブローホールが減少さえしている。 The aim of the invention is not only to obtain the possibility of uniform contact in the most advantageous part of the flank, but at the same time to avoid an increase in blowholes in contrast to the rotor profile of the prior art. In fact, according to the invention, not only such an increase in blowholes is avoided, but the blowholes are even reduced compared to prior art rotor profiles.

言い換えると、***国特許出願公開第2234777
号明細書において示唆された確実な効果は、ブロ
ーホールが増大する代わりに減少した本発明の実
施により得られ、このことは、ねじ圧縮機の効率
と共に機械的な信頼性が増したことを意味する。 In other words, West German Patent Application Publication No. 2234777
The positive effects suggested in the specification are obtained by implementation of the invention in which the blowholes are reduced instead of increased, which means that the mechanical reliability as well as the efficiency of the screw compressor is increased. do.

本発明は、インボリユート形状の領域を備えた
ロータでは必然的に増大してしまうブローホール
を減少させて、両ロータ間の漏れ損を無くし、め
すロータのピツチ円の外側に位置したフランクの
小部分とおすロータのピツチ円の内側に位置した
フランクの小部分とが効率的にトルクを伝達する
ように協働するようにできる。また、これら小部
分において、おすロータはピツチ円の半径方向の
直線と一致しているので、めすロータは、力を最
も効率良くおすロータの中心からの半径線に対し
て直角に加えることができ、このことも効率よく
トルクを伝達する効果を奏する。更に、これら小
部分において両ロータの接触部分には常に潤滑油
の膜が形成され、両ロータの接触部分の摩耗を阻
止し、これによつても、効率よくトルクを伝達す
る効果を奏する。 The present invention reduces the blowhole that inevitably increases in a rotor with an involute-shaped area, eliminates leakage loss between both rotors, and eliminates leakage loss in a small part of the flank located outside the pitch circle of a female rotor. A small portion of the flank located inside the pitch circle of the rotor passing through the rotor can be made to cooperate to efficiently transmit torque. Also, in these small areas, the male rotor is aligned with the radial straight line of the pitch circle, so the female rotor can apply the force most efficiently at right angles to the radial line from the center of the male rotor. , This also has the effect of efficiently transmitting torque. Furthermore, in these small parts, a film of lubricating oil is always formed on the contact area between the two rotors, which prevents wear of the contact area between the two rotors, thereby achieving the effect of efficiently transmitting torque.

以下、添付図面を参照して実施例により本発明
を説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained by way of examples with reference to the accompanying drawings.

第１図と第３図に示すねじ圧縮機は実質的に平
行な軸線を有する２個の交差した円筒穴の形態の
作動空間１２を形成するケーシング１０を含む。
ケーシング１０は更に動作流体用の低圧流路１４
と高圧流路１６を備え、これらの流路は低圧口１
８および高圧口２０を介して作動空間１２と連通
している。 The screw compressor shown in FIGS. 1 and 3 includes a casing 10 defining a working space 12 in the form of two intersecting cylindrical bores with substantially parallel axes.
The casing 10 further includes a low pressure passage 14 for the working fluid.
and a high pressure passage 16, these passages are connected to the low pressure port 1.
8 and a high pressure port 20 with the working space 12 .

図示の圧縮機において、低圧口１８は作動空間
１２の低圧端部壁２２内に全体として位置し、円
筒穴の軸線を含む平面の一方の側に主として延在
している。図示の圧縮機の高圧口２０は作動空間
１２の高圧端部壁２４内に部分的に位置し、また
筒形壁２６内に部分的に位置し、また低圧口に対
し円筒穴の軸線を通る平面の反対側に全体として
位置する。 In the illustrated compressor, the low pressure port 18 is located entirely within the low pressure end wall 22 of the working space 12 and extends primarily to one side of a plane containing the axis of the cylindrical bore. The high pressure port 20 of the illustrated compressor is located partially within the high pressure end wall 24 of the working space 12, and partially within the cylindrical wall 26, and also perpendicular to the axis of the cylindrical bore relative to the low pressure port. Located entirely on opposite sides of the plane.

２個の協働するロータ、即ちおすロータ２８と
めすロータ３０は、それらの軸線が穴の軸線と一
致した状態で作動空間１２内に配置されている。
これらのロータはケーシング１０内において低圧
端部壁にある円筒状のころ軸受３２および高圧端
部壁２４にある一対の玉軸受３４に軸受されてい
る。めすロータ３０は更にケーシング１０の外側
に突出した短軸３６を設けられている。 Two cooperating rotors, a male rotor 28 and a female rotor 30, are arranged in the working space 12 with their axes aligned with the axis of the bore.
The rotors are mounted within the casing 10 in cylindrical roller bearings 32 on the low pressure end wall and a pair of ball bearings 34 on the high pressure end wall 24. The female rotor 30 is further provided with a short shaft 36 that projects outside the casing 10.

おすロータ２８は４個のらせん状ランド３８お
よび約300゜の巻き角を有する４個の間の溝４０を
有する。めすロータ３０は６個のらせん状のラン
ド４２と約200゜の巻き角を有する６個の溝４４を
有する。めすロータのランド４２はめすロータ３
０のピツチ円４６の半径方向の外側に位置した歯
先４８を設けられ、おすロータの溝４０はおすロ
ータ２８のピツチ円５０の半径方向の内側に位置
した対応の歯元５２を設けられている。 Male rotor 28 has four helical lands 38 and four intervening grooves 40 having a wrap angle of approximately 300 degrees. Female rotor 30 has six helical lands 42 and six grooves 44 having a wrap angle of about 200 degrees. Land 42 of female rotor is female rotor 3
The groove 40 of the male rotor is provided with a tooth tip 48 located on the radially outer side of the pitch circle 46 of the male rotor 28, and the corresponding tooth root 52 is provided on the radially inner side of the pitch circle 50 of the male rotor 28. There is.

作動空間１２の筒形壁２６において、複数個の
油注入流路５４が設けられ、これらの流路は作動
空間１２を形成する２個の穴の間の交差線５６に
おいて開口している。これらの流路５４は油供給
室５８と作動空間１２の間を連通させている。油
は流路５４の開口部において作動空間１２内の圧
力よりも高い圧力で供給開口６０を介して油圧源
（図示せず）から供給室５８へ供給される。 In the cylindrical wall 26 of the working space 12, a plurality of oil injection channels 54 are provided, which open at a line of intersection 56 between the two holes forming the working space 12. These channels 54 communicate between the oil supply chamber 58 and the working space 12. Oil is supplied to the supply chamber 58 from a hydraulic source (not shown) via a supply opening 60 at a pressure higher than the pressure in the working space 12 at the opening of the flow path 54 .

各めすロータの溝４４は、第１のフランク６２
を含み、このフランクは圧縮機内に配置された時
溝の先導フランクであり、原動機内に配置された
時に回転方向において溝の後行フランクとなる。
該溝４４はまた第２のフランク６４を含み、この
フランクは回転方向においてそれぞれ後行フラン
クおよび先導フランクとなる。該フランク６２，
６４の各々は溝４４の半径方向の最内側の点６６
から点６８および７０まで延在し、これらの点６
８，７０は各々は隣接のランド４２の頂部７２上
に位置し、ランド４２はロータ３０のピツチ円４
６の外側に位置する。ピツチ円はフランク６２，
６４とそれぞれ点７４および７６において交差し
ている。各フランク６２，６４はピツチ円４６の
内側に大部分６６―７６，６６―７６を有し、小
部分７４―６８，７６―７０をピツチ円４６の外
側に有している。 Each female rotor groove 44 is connected to the first flank 62.
, which flank is the leading flank of the groove when placed in the compressor and is the trailing flank of the groove in the direction of rotation when placed in the prime mover.
The groove 44 also includes a second flank 64 that is a trailing flank and a leading flank, respectively, in the direction of rotation. The flank 62,
64 is the radially innermost point 66 of the groove 44.
to points 68 and 70, and these points 6
8 and 70 are each located on the top 72 of an adjacent land 42, and the land 42 is located on the pitch circle 4 of the rotor 30.
Located outside of 6. Pituchi yen is Frank 62,
64 at points 74 and 76, respectively. Each flank 62, 64 has a major portion 66-76, 66-76 inside the pitch circle 46 and a minor portion 74-68, 76-70 outside the pitch circle 46.

第１のフランク６２の大部分６６―７４は３個
の異なる部分から構成されている。第１の部分６
６―７８は円弧として形づくられ、この円弧は約
10゜の角度αにわたり延在し、中心80をピツチ円
４６上に配置させ、ロータ３０のピツチ半径の約
40％の長さの半径ｒを有する。第２の部分７８―
８２は円弧として形づくられ、この円弧は中心８
４をピツチ円４６の外側において直線７８―８０
の延長上に位置させ、半径ｒの長さの約4/3の半
径Ｒを有する。第３の部分８２―７４は直線をた
どり、この直線は点８２において半径Ｒの円弧に
対する接線を形成し、ピツチ円４６上の点７４に
おいてロータ３０の中心８６から引いた半径線と
約20゜の角度βをなす。 The major portion 66-74 of the first flank 62 is comprised of three different sections. first part 6
6-78 is shaped as an arc, and this arc is approximately
extending over an angle α of 10°, with the center 80 located on the pitch circle 46, and approximately the pitch radius of the rotor 30.
It has a radius r of 40% length. Second part 78-
82 is shaped as an arc, and this arc is centered at 8
4 as a straight line 78-80 outside the pitch circle 46
and has a radius R that is approximately 4/3 of the length of the radius r. The third portion 82-74 follows a straight line that forms a tangent to an arc of radius R at point 82 and is approximately 20 degrees from a radial line drawn from the center 86 of rotor 30 at point 74 on pitch circle 46. forms an angle β.

第２のフランク６４の大部分６６―７６もまた
３個の異なる部分から構成されている。第１の部
分６６―８８はロータの第１のフランク６２の第
１の部分６６―７８の鏡像である。第２の部分８
８―９０はその内側の端の点８８において第１の
部分６６―８８と共通の接線を有する。第２の部
分の外側の端の点９０はピツチ半径８６―８０を
直径として有する円上に配されている。これらの
２個の点８８，９０の間において、第２の部分は
以下に説明する外サイクロイド曲線をたどる。第
３の部分９０―７６はロータ３０の中心８６から
引いた半径方向の直線をたどる。 The major portion 66-76 of the second flank 64 is also comprised of three different sections. The first portion 66-88 is a mirror image of the first portion 66-78 of the rotor first flank 62. second part 8
8-90 has a common tangent with first portion 66-88 at point 88 at its inner end. The outer end point 90 of the second section is located on a circle having a diameter of pitch radius 86-80. Between these two points 88, 90, the second portion follows an exocycloidal curve as described below. The third portion 90-76 follows a radial straight line drawn from the center 86 of the rotor 30.

おすロータの各ランド３８は同様に第１のフラ
ンク９２と第２のフランク９４を含む。フランク
９２，９４の各々は頂点９６から隣接の溝４０の
底部分１０２上のそれぞれ点９８および１００ま
で延在し、該底部分はおすロータ２８のピツチ円
５０の内側に位置している。ピツチ円５０は点１
０４および１０６においてそれぞれフランク９２
および９４と交差している。各フランク９２，９
４はピツチ円５０の外側に大部分９６―１０４，
９６―１０６を有し、ピツチ円５０の内側に小部
分１０４―９８，１０６―１００を有する。 Each male rotor land 38 similarly includes a first flank 92 and a second flank 94. Each of the flanks 92, 94 extends from the apex 96 to a point 98 and 100, respectively, on the bottom portion 102 of the adjacent groove 40, which bottom portion is located inside the pitch circle 50 of the male rotor 28. Pituchi yen 50 is 1 point
flank 92 in 04 and 106 respectively
and 94. Each flank 92,9
4 is mostly 96-104 outside the pitch circle 50,
96-106, and has small portions 104-98, 106-100 inside the pitch circle 50.

第１のフランク９２の大部分９６―１０４は３
個の異なる部分から構成されている。第１の部分
９６―１０８は、頂点９６に密封片を提供するた
めの逃げ部分１１０を除いて、めすロータ３０の
第１のフランク６２の第１の部分６６―７８と適
合した円弧として形づくられている。第２の部分
１０８―１１２はめすロータ３０の第１のフラン
ク６２の第２の部分７８―８２により創成される
曲線の形状を有する。ここで、創成とは、幾何学
的関係を利用して、素材と工具に相対運動を与
え、特有の形状を創り出すことを意味し、歯車の
創成研削法などに利用されており、上記の場合、
第２の部分７８―８２と同じ輪郭形状の工具によ
り素材から第２の部分１０８―１１２が創成され
る。第３の部分１１２―１０４はめすロータの第
１のフランク６２の第３の部分８２―７４により
創成される曲線の形状を有する。 The majority 96-104 of the first flank 92 is 3
It is composed of different parts. The first portion 96-108 is shaped as an arc that mates with the first portion 66-78 of the first flank 62 of the female rotor 30, except for a relief portion 110 to provide a sealing piece at the apex 96. ing. The second portion 108-112 has a curvilinear shape created by the second portion 78-82 of the first flank 62 of the female rotor 30. Generating here means creating a unique shape by applying relative motion to the material and tool using geometric relationships, and is used in the generating grinding method of gears, etc., and in the above case. ,
A second portion 108-112 is created from the blank with a tool having the same profile as the second portion 78-82. The third portion 112-104 has the shape of a curve created by the third portion 82-74 of the first flank 62 of the female rotor.

第２のフランク９４の大部分９６―１０６もま
た３個の異なる部分から構成されている。第１の
部分９６―１１４は第１のフランク９２の第１の
部分９６―１０８の鏡像である。この第１の部分
の端部の点１１４はめすロータ３０の第２のフラ
ンク６４の外サイクロイド状の第２の部分８８―
９０を創成する。第２の部分１１４―１１６はめ
すロータ３０の第２のフランク６４上の点９０に
より創成される。第３の部分１１６―１０６はめ
すロータ３０の第２のフランク６４の第３の部分
９０―７６により創成される曲線形状を有する。 The major portion 96-106 of the second flank 94 is also comprised of three different sections. First portion 96-114 is a mirror image of first portion 96-108 of first flank 92. The end point 114 of this first portion is located at the outer cycloidal second portion 88 of the second flank 64 of the female rotor 30.
Create 90. The second portion 114-116 is created by a point 90 on the second flank 64 of the female rotor 30. The third portion 116-106 has a curvilinear shape created by the third portion 90-76 of the second flank 64 of the female rotor 30.

おすロータ２８の第１のフランク９２の小部分
１０４―９８は２個の異なる部分から構成されて
いる。第１の部分１０４―１１８はピツチ円５０
上の点１０４におけるフランク９２の大部分９６
―１０４の第３の部分１１２―１０４に対する接
線をなす直線をたどる。第２の部分１１８―９８
はめすロータの溝の第１のフランク６２の最外側
点６８により創成される曲線の形状を有する。フ
ランク部分１０４―１１８，１１８―９８の交差
点１１８は線１０４―１１８が該点１１８におけ
る曲線１１８―９８に対する接線をなすように位
置している。 The subsections 104-98 of the first flank 92 of the male rotor 28 are comprised of two different sections. The first part 104-118 is 50 yen
Large portion 96 of flank 92 at point 104 above
- 104, trace a straight line that is tangent to the third portion 112-104. Second part 118-98
It has the shape of a curve created by the outermost point 68 of the first flank 62 of the groove of the mating rotor. An intersection 118 of flank portions 104-118, 118-98 is located such that line 104-118 is tangent to curve 118-98 at that point 118.

めすロータ３０の第１のフランク６２の小部分
７４―６８はおすロータ２８の第１のフランク９
２の小部分１０４―９８の第１の部分１０４―１
１８により創成される凸状曲線（すなわち、曲線
上の各点の曲率中心が曲線の内側に位置するよう
な曲線）をたどる。この曲線の形状は、溝４４が
ピツチ円から外方へ広くなるようなものである。 Small portions 74-68 of first flank 62 of female rotor 30 are similar to first flank 9 of male rotor 28.
The first part 104-1 of the small part 104-98 of 2
18 (ie, a curve such that the center of curvature of each point on the curve is located inside the curve). The shape of this curve is such that the groove 44 widens outward from the pitch circle.

おすロータ２８の第２のフランク９４の小部分
１０６―１００は２個の異なる部分から構成され
ている。第１の部分１０６―１２０は直線をたど
り、この直線の延長部はおすロータ２８の中心１
２２を通過する。半径の比がちようど１対２であ
る特定の内サイクロイドの場合、内サイクロイド
曲線は基礎円の直径に一致する。直線状の半径線
１０６―１２０は、したがつて特定の場合の内サ
イクロイドの一部と考えることができ、この場合
おすロータ２８のピツチ円の半径のちようど半分
の半径を有する円がおすロータ２８のピツチ円５
０の内側に接して転動するのである。この直線１
０６―１２０はピツチ円５０上の点１０６におけ
る第２のフランク９４の大部分９６―１０６の第
３の部分１１６―１０６に対する接線を形成す
る。第２の部分１２０―１００は、めすロータの
溝４４の第２のフランク６４の最外側点７０によ
り創成される。２個のフランク部分１０６―１２
０，１２０―１００の交差点１２０は、直線１０
６―１２０が該点１２０における曲線１２０―１
００に対する接線を形成するように位置してい
る。 The subsections 106-100 of the second flank 94 of the male rotor 28 are comprised of two different sections. The first portion 106-120 follows a straight line, the extension of which is the center 1 of the male rotor 28.
Pass through 22. For a particular endocycloid whose radii ratio is about 1:2, the endocycloid curve corresponds to the diameter of the base circle. The straight radial line 106-120 can therefore be considered part of the inner cycloid in the particular case, in which a circle with half the radius of the pitch circle of the male rotor 28 is the male rotor. 28 pitch yen 5
It rolls in contact with the inside of 0. This straight line 1
06-120 forms a tangent to the third portion 116-106 of the major portion 96-106 of the second flank 94 at point 106 on the pitch circle 50. The second portion 120-100 is created by the outermost point 70 of the second flank 64 of the female rotor groove 44. 2 flank parts 106-12
The intersection 120 of 0,120-100 is the straight line 10
6-120 is the curve 120-1 at the point 120
It is located so as to form a tangent to 00.

めすロータ３０の第２のフランク６４の小部分
７６―７０は、おすロータ２８の第２のフランク
９４の小部分１０６―１００の第１の部分１０６
―１２０により創成される凸状曲線の形状を有す
る部分を含む。 The subsection 76-70 of the second flank 64 of the female rotor 30 is the first section 106 of the subsection 106-100 of the second flank 94 of the male rotor 28.
-120, which has the shape of a convex curve.

この曲線７６―７０は、おすロータ２８のピツ
チ円５０の内側に接して転動するときに、おすロ
ータ２８の直線部分１０６―１２０を一部とする
直径形状の内サイクロイドを創成する円とちよう
ど同じ半径を有する円の一点がめすロータ３０の
ピツチ円４６の外側に接して転動することにより
創成される特定の外サイクロイドの一部として理
解することができる。この曲線の形状は、溝４４
がピツチ円から外方へ広がるようなものである。 This curve 76-70 is a circle that creates a diametrically shaped endocycloid of which the straight portions 106-120 of the male rotor 28 are part, when the male rotor 28 rolls in contact with the inside of the pitch circle 50. It can be understood as part of a particular epicycloid created by a point of a circle having the same radius rolling tangent to the outside of the pitch circle 46 of the female rotor 30. The shape of this curve corresponds to the shape of the groove 44.
It is like spreading outward from the pitch circle.

各めすロータのランンド４２の頂点７２はケー
シングの筒形壁に対する密封を改良する密封片１
２４を備えている。各おすロータの溝４０の底部
分１０２は凹み１２６を設けられ、ロータ３０，
２８が回転する際、協働するめすロータのランド
４２の密封片１２４が該凹み１２６に出入する。 The apex 72 of the land 42 of each female rotor has a sealing piece 1 which improves the sealing against the cylindrical wall of the casing.
It is equipped with 24. The bottom portion 102 of each male rotor groove 40 is provided with a recess 126 so that the rotor 30,
As 28 rotates, the sealing piece 124 of the cooperating female rotor land 42 moves in and out of the recess 126.

前記のロータ輪郭は全てその理輪的形状に係
る。しかしながら、該ロータを備えた機械の機械
的信頼性を保証するため、相互に直接接触すべき
でない部品内のロータの間にある程度の間隙を設
ける必要がある。 The rotor profile mentioned above all relates to its circular shape. However, in order to guarantee the mechanical reliability of machines equipped with such rotors, it is necessary to provide a certain amount of clearance between the rotors in parts that should not be in direct contact with each other.

第３図において示されているように、理論的な
ロータの輪郭からの修整作業はもつぱらめすロー
タ３０において行なわれている。修整された形状
は鎖線１２８によつて示されている。この鎖線は
理論的なフランク形状により近いものとなるわけ
であるが、図面ではきわめて誇張して描かれてい
る。 As shown in FIG. 3, modifications from the theoretical rotor profile are also performed on the parallel rotor 30. The modified shape is indicated by dashed line 128. Although this chain line is closer to the theoretical flank shape, it is greatly exaggerated in the drawings.

角度βは0゜と30゜の間で変動可能である。この
角度が小さくなる程フランク６２，９２の協働の
ための接触状態は改善される。他方、この角度が
大きくなればなる程切削工具に対する条件が向上
する。即ち工具をとぎなおさずに同じ切削工具に
よりより多くのロータを切削しうることを意味す
る。約20゜の角度βが少なくともフランクの直接
接触、かつめすロータ駆動の図示の圧縮機におい
て最適であると思われる。 The angle β can vary between 0° and 30°. The smaller this angle, the better the contact conditions for the cooperation of the flanks 62, 92. On the other hand, the larger this angle, the better the conditions for the cutting tool. This means that more rotors can be cut with the same cutting tool without having to change the tool. An angle β of about 20° appears to be optimal, at least in the illustrated compressor with direct flank contact and female rotor drive.

作動の間、おすロータおよびめすロータが回転
するとき、めすロータの第２フランク６４の小部
分７０―７６の半径方向に最も内側にあつて、か
つピツチ円４６上に位置する点７６は、おすロー
タの第２フランク９４の第１部分の半径方向に最
も外側にあつて、かつピツチ円５０上に位置する
点１０６と直接接触により協働する。かくして、
相互に接触する２つの点７６，１０６は、それぞ
れのロータのピツチ円上に位置し、その結果同じ
周速度を有する。２個のロータがそれ以上の角度
を回転すると、接触点は、めすロータ３０上の実
際の接触点が該ロータのピツチ半径より大きいロ
ータ半径上に位置した点まで半径方向の外方へす
べり、即ち実際の接触点の周速がピツチ円４６上
に位置した点７６の周速より大きくなるのに対
し、おすロータ２８上の実際の接触点が該ロータ
のピツチ半径より短いロータ半径上の点まで半径
方向の内方へすべり、即ち実際の接触点の周速が
ピツチ円上に位置した点１０６の周速よりも小さ
くなるように、２個のロータのフランクの小部分
７６―７０および第１部分１０６―１２０に沿つ
てすべる。言いかえれば、めすロータのフランク
の小部分７６―７０上の接触点の速度は、おすロ
ータのフランクの第１部分１０６―１２０上の対
応の接触点の速度よりも大きい。同時にまた、め
すロータのフランクの小部分７６―７０上の接触
点が該小部分に沿つて動く速度は、おすロータの
フランクの第１部分１０６―１２０上の対応の接
触点が該第１部分に沿つて動く速度よりも大き
い。前記のように、それぞれ外サイクロイド曲線
および内サイクロイド曲線としての形状のため
に、めすロータの小部分およびおすロータの第１
部分にそれぞれ沿つた接触点のすべり速度の間の
比は、８対３である。この事実は、また第３図に
明確に認められ、そこではめすロータの小部分７
６―７０の長さは、おすロータの第１部分１０６
―１２０の長さよりも２倍から３倍ほど長いこと
が示されている。ロータ２８，３０の回転は継続
するから、めすロータのフランクの小部分上の点
７０がおすロータのフランクの第１部分上の点１
２０と協働するまで、接触点が双方のフランクの
該部分に沿つてすべる。駆動フランクに沿つた速
度は被動フランクに沿つた速度よりも大きいの
で、フランクの部分に沿つた接触点の相対すべり
速度は、潤滑油の膜がそれぞれのロータの２個の
接触表面の間に常に形成されるのを保証する。す
なわち、前記の相対すべり速度があると、駆動フ
ランクの表面に付着している潤滑油が駆動フラン
クと共に動いて接触点へ引き込まれて潤滑油の膜
を確実に形成する。したがつて、めすロータの駆
動中に、双方のロータは十分に潤滑され、それら
の間に良好な噛み合い作用を生じる。 During operation, as the male and female rotors rotate, the radially innermost point 76 of the subsections 70-76 of the second flank 64 of the female rotor and located on the pitch circle 46 is It cooperates by direct contact with the radially outermost point 106 of the first portion of the second flank 94 of the rotor and located on the pitch circle 50. Thus,
The two points 76, 106 of mutual contact are located on the pitch circle of the respective rotor and thus have the same circumferential velocity. As the two rotors rotate through further angles, the point of contact slides radially outward to the point where the actual point of contact on the female rotor 30 is located on a rotor radius that is greater than the pitch radius of the rotors; That is, the circumferential speed of the actual contact point is greater than the circumferential speed of the point 76 located on the pitch circle 46, whereas the actual contact point on the male rotor 28 is a point on the rotor radius that is shorter than the pitch radius of the rotor. The small portions 76-70 of the two rotor flanks and the 1 slides along sections 106-120. In other words, the velocity of the contact point on the minor portion 76-70 of the female rotor flank is greater than the velocity of the corresponding contact point on the first portion 106-120 of the male rotor flank. At the same time, the speed at which the contact points on the female rotor flank sub-portions 76-70 move along the sub-portions is such that the corresponding contact points on the male rotor flank first portions 106-120 move along the sub-portions 76-70. greater than the speed of movement along. As mentioned above, the small part of the female rotor and the first part of the male rotor due to their shape as an exocycloidal curve and an endocycloidal curve, respectively.
The ratio between the sliding velocities of the contact points along each section is 8:3. This fact is also clearly seen in Figure 3, where a small part 7 of the female rotor is shown.
6-70 is the length of the first portion 106 of the male rotor.
- It has been shown that it is about two to three times longer than the length of 120. Rotation of the rotors 28, 30 continues so that point 70 on a small portion of the flank of the female rotor becomes point 1 on the first portion of the flank of the male rotor.
The contact point slides along that part of both flanks until it cooperates with 20. Since the velocity along the driving flank is greater than the velocity along the driven flank, the relative sliding velocity of the contact points along the flank section is such that a film of lubricating oil is always present between the two contact surfaces of each rotor. ensure that it is formed. That is, with the above-mentioned relative sliding speed, the lubricating oil adhering to the surface of the driving flank moves with the driving flank and is drawn into the point of contact, thereby ensuring the formation of a film of lubricating oil. Therefore, during the drive of the female rotor, both rotors are well lubricated and a good meshing effect occurs between them.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は第２の線１―１に沿つたねじ圧縮機の
垂直方向の断面図、第２図は第１図の線２―２に
沿つた第１図の圧縮機の横断面図、および第３図
は第２図の拡大詳細図である。図において、２８：おすロータ、３８，４２：
ランド、４０：溝、３０：めすロータ、４６：め
すロータのピツチ円、５０：おすロータのピツチ
円、１２：作動空間、６２，６４：めすロータの
フランク、６６―７４，６６―７６：めすロータ
のフランクの大部分、９２，９４：おすロータの
フランク、７４―６８，７６―７０：めすロータ
のフランクの小部分、９６―１０４：おすロータ
のフランクの大部分、１０４―９８，１０６―１
００：おすロータのフランクの小部分。 1 is a vertical cross-sectional view of the screw compressor taken along line 1--1 of FIG. 1; FIG. 2 is a cross-sectional view of the compressor of FIG. 1 taken along line 2--2 of FIG. and FIG. 3 is an enlarged detailed view of FIG. In the figure, 28: male rotor, 38, 42:
Land, 40: Groove, 30: Female rotor, 46: Female rotor pitch circle, 50: Male rotor pitch circle, 12: Working space, 62, 64: Female rotor flank, 66-74, 66-76: Female Majority of rotor flank, 92,94: Male rotor flank, 74-68, 76-70: Small portion of female rotor flank, 96-104: Majority of male rotor flank, 104-98,106- 1
00: Small part of male rotor flank.

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

１らせん状のランドおよびそれらの間の溝を有
し、かつねじロータ圧縮機の作動空間内で平行な
軸線のまわりを回転するようにされた一対の噛み
合うロータを含み、前記ロータの中の一方は多数
の溝を備えためすロータの型式にされ、前記の各
溝は該めすロータのピツチ円の内側に位置した大
部分と前記ピツチ円の外側に位置した小部分を有
し、前記小部分はそれぞれが前記ピツチ円から外
方へ前記溝を広げるような形状の凸状曲線に従う
フランクを有し、前記の各溝は、一方向の回転方
向において該溝の先導フランクとなる第１フラン
クと後行フランクとなる第２フランクとを有し、
前記ロータの中の他方は多数のランドを備えたお
すロータの型式にされ、前記の各ランドは該おす
ロータのピツチ円の外側に位置した大部分と該ピ
ツチ円の内側に位置した小部分を有し、前記の各
ランドは該めすロータの溝の前記第１フランクと
協働する第１フランクと該めすロータの溝の前記
第２フランクと協働する第２フランクを有するよ
うなねじロータ圧縮機において、前記両ロータの
軸線に対し垂直な平面において、前記おすロータ
のランドの第２フランクの前記ピツチ円の内側に
位置した小部分はこのピツチ円に隣接していて前
記おすロータの中心を通る直線に従う接触部分を
含み、前記めすロータの溝の第２フランクの前記
ピツチ円の外側に位置した小部分はこのピツチ円
に隣接していて前記おすロータのランドの第２フ
ランクの前記接触部分により創成された曲線に従
う接触部分を含むことを特徴とするねじロータ圧
縮機。1 a pair of meshing rotors having helical lands and grooves therebetween and adapted to rotate about parallel axes within the working space of a screw rotor compressor, one of said rotors; is in the form of a female rotor having a plurality of grooves, each said groove having a major portion located inside the pitch circle of said female rotor and a minor portion located outside said pitch circle; each has a flank following a convex curve shaped to widen the groove outwardly from the pitch circle, and each groove has a first flank that is a leading flank of the groove in one direction of rotation. and a second flank serving as a trailing flank,
The other of said rotors is of the form of a male rotor with a number of lands, each said land having a major portion located outside the pitch circle of said male rotor and a minor portion located inside said pitch circle. a screw rotor compressor, wherein each land has a first flank cooperating with the first flank of the groove of the female rotor and a second flank cooperating with the second flank of the groove of the female rotor; In the plane perpendicular to the axes of both rotors, a small portion of the second flank of the land of the male rotor located inside the pitch circle is adjacent to the pitch circle and passes through the center of the male rotor. A small portion of the second flank of the groove of the female rotor, which is located outside the pitch circle, is adjacent to the pitch circle and is formed by the contact portion of the second flank of the land of the male rotor, including a contact portion that follows a straight line. A screw rotor compressor characterized in that it includes a contact portion that follows a created curve.