JPH0320481Y2 - - Google Patents
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- JPH0320481Y2 JPH0320481Y2 JP1985099297U JP9929785U JPH0320481Y2 JP H0320481 Y2 JPH0320481 Y2 JP H0320481Y2 JP 1985099297 U JP1985099297 U JP 1985099297U JP 9929785 U JP9929785 U JP 9929785U JP H0320481 Y2 JPH0320481 Y2 JP H0320481Y2
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
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Description
【考案の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本考案は、圧縮性流体を圧縮し、または膨張さ
せながら移送するスクリユーロータ機械に関し、
特に、その歯形曲線に特徴を有するものである。
本考案において回転機械とは圧縮機、膨張機、流
体モータ、および内燃機関等を総称する。 (従来の技術) 一般に圧縮性流体の圧縮機等回転機械に使用さ
れる非対称歯形を有するスクリユーロータは、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せからなり、
通常、複数枚の螺旋状歯を備えたおすロータと、
その歯数よりも若干多い歯数の螺旋状歯を有する
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
くなるように設定されている。 このタイプの一対のスクリユーロータを軸心が
互に並行で、その直径が、それぞれロータの外径
に等しい二つの円筒空間で、その軸心間の距離が
相互の半径の和よりも短く、また、軸方向の長さ
がロータの軸方向長さと同一なシリンダ空間を有
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、その所要箇所に、それ
ぞれ流体の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等の回転機
械が構成されている。 上記装置を圧縮機として使用する場合には、め
すロータと、おすロータとはそれぞれ反対方向に
回転させることになるが、この際の、めすロータ
の歯形曲線について云えば、その歯溝を形成する
曲線中、回転方向前側の曲線を前進側歯形、回転
方向後側の曲線を追従側歯形と呼び、おすロータ
の歯形を形成する曲線についても、同様、その回
転方向前側の曲線を前進側歯形、回転方向後側の
曲線を追従側歯形と称する。 前記装置を膨張機として使用するときには、そ
れぞれの曲線の呼び名が反対になるが、本考案の
説明では、歯形曲線に関する名称は、すべての場
合にわたつて上記定義に従つて解説する。 第3a図および第3b図は、前記スクリユーロ
ータの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各歯形曲線を示すもので、第
3a図は、めすロータ歯形追従側歯先曲線と、お
すロータ歯形の追従側歯先曲線とが接触し始めた
直後の両ロータの歯形の位相を表わしており、そ
れから、おすロータが20゜程回転して第3b図示
の位相、すなわち、おすロータの歯形曲線の最高
部とめすロータ歯形溝の最深部とが対向する状態
を経て回転する。 上記歯形曲線は、本出願人が出願中の歯形(特
願昭59−69699号)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(図示してな
い)内を、矢印方向に回転することにより、流体
圧縮機としての作用を奏する。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、その回転中心3および4を結ぶ直
線はピツチ円15および16の接点17、すなわ
ち、ピツチ点17を通る。 第3b図を参照して、特願昭59−69699号に基
くめすロータおよびおすロータの歯形輪廓線を説
明する。 (イ) めすロータの歯形 アンテダムAfの歯先の点H2と同ロータのピツ
チ円上の点A2との間を結ぶ曲線H2−A2を、おす
ロータ歯形上の点A1による創成曲線とし、順次、
A2−B2間を、点A2において前記ピツチ円に接す
る直線上で、かつ同歯溝の凹形の外側に中心O7
を有する半径R7の円弧、B2−C2間を、おすロー
タ歯形の一部である円弧B1−C1による包絡線、
D2−E2間を、めすロータのピツチ円外側に中心
O1を有する半径R1の円弧、C2−D2間を、前記曲
線B2−C2,D2−E2に対する共通接線、E2−F2間
を点O1において各ロータの回転中心を結ぶ直線
と角θ6を成して交わる直線O1−E2の延長線上で
歯溝外側に中心O2を有する半径R2の円弧、F2−
G2間を、直線O2−F2上に中心O8を有する半径R8
の円弧で、同円弧は点G2においてめすロータの
外径と同一半径の円弧G2−H2に接する。 (ロ) おすロータの歯形 おすロータ歯形は、デデンダムDmの歯底の点
H1と同ロータのピツチ円の点A1との間を結ぶ曲
線H1−A1を、めすロータ歯先上の点H2による創
成曲線とし、順次、A1−B1間を、めすロータ歯
溝の一部である円弧A2−B2による包絡線、B1−
C1間を、おすロータの回転中心から直線3−4
に対し角θr5を成して伸びる半径線上に中心O4を
有する小さな半径R4の円弧、C1−D1間をおすロ
ータの回転中心に中心を有する半径R5の円弧、
また、D1−E1間を、めすロータ歯溝の一部であ
る円弧D2−E2による包絡線、E1−F1間を、同じ
く円弧E2−F2による包絡線、F1−G1間を、同じ
く円弧F2−G2による包絡線により形成し、めす
ロータ歯形にはアデンダムAfを、おすロータ歯
形には、このアデンダムAfに対応するデデンダ
ムDmを設ける。 (考案が解決しようとする問題点) 上記の歯形においては以下の作用、効果があ
る。 (1) 半径R4の円弧B1−C1の中心点O4を、おすロ
ータの回転中心3から伸びた半径線上でかつ直
線3−4に対する角θ1の範囲を性能低下をきた
さない程度の範囲(4゜〜8゜)と規定し、前記直
線3−4から遠く離したことにより、おすロー
タの前記円弧B1−C1と該円弧B1−C1によつて
創成されるめすロータの追従側の包絡線B2−
C2との接触点と該めすロータの歯先側の点B
間に生ずる空間18の容積(第3b図参照)が
従来提案されていた特公昭56−17559号公報記
載のねじロータ機械の歯形(第4図に示す)の
空間18′の容積に比較してさらに小さくでき
るから、おす、めす両ロータが噛み合い、回転
を進める過程で前記空間18が膨張してバキユ
ーム空間を造成する結果生ずる動力損失も小さ
くてすむ。 (2) めすロータの追従側歯形曲線を円弧B1−C1
による包絡線B2−C2とし、かつおすロータの
前進側の歯形曲線の一部を円弧D2−E2による
包絡線D1−E1としたのでそれぞれの歯形の摺
接面が面積触に近くなるから当該摺動部におけ
る耐磨粍性が向上する。 (3) 上記により歯形摺動面が面接触に近くなるか
ら圧縮作用空間内に噴射される潤滑油によつて
くさび効果が生じ前記摺動面の潤滑およびシー
ル効果を向上させることができ、さらに耐磨粍
性も向上し、該スクリユーロータの長期寿命化
と体積効率の長期的な安定化を図ることができ
る。 (4) また、めすロータの歯底部輪廓線を線C2−
D2が線B2−C2と線D2−E2とに接する共通接線
とされているので、第2a図に示す吐出側端壁
68において、おす、めす両ロータが噛み合い
を進めてゆく過程で生ずる空間73(第3b図
参照)内に閉じ込められた圧縮気体および残留
するシール用潤滑油は、吐出工程終了直前の吐
出口が閉じられるときに、前記おす、めす両ロ
ータの歯形の曲線D1−E1,D2−E2の離間に伴
い、第3c図に示すように隣接する吸入側の空
間49(第2b図参照)に排出されるから、前
記圧縮気体やシール用潤滑油を過圧縮すること
がない。 従つて、従来特開昭58−214693号公報又は特
開昭58−131388号公報等で提案されているよう
な前記吐出側端壁68にバイパス孔を設けて前
記圧縮気体やシール用潤滑油を低圧側の作用空
間内に逃すための手段が不要となり、振動、騒
音や動力ロス等を防止できる。 (5) その他両ロータの歯形を切削するカツタープ
ロフイルの裾を広げることができるので、該カ
ツターの圧力角も大きくでき、歯形の加工精度
の向上と長寿命化を図ることができる。 以上の効果を有する一方、おすロータの頂部で
ある曲線B1−C1とめすロータの前進側の半径R1
の円弧D2−E2との接触点間が広いことによつて
めすロータとの噛み合いによる密封の巾が広くな
ること、およびシリンダ内周面とおすロータの頂
部との密封部の巾も広くなるため、前記各密封部
の摩擦および圧縮熱に伴う熱拡散が悪く、両ロー
タおよびシリンダとの焼付を生じ易くなるおそれ
があつた。 (問題点を解決するための手段) 本考案は、以上の点に鑑み、上記特願昭59−
69699号により提案した第3a図および第3b図
の歯形の保育する前記(1)〜(5)の利点を失うことな
く、かつ前述のおすロータの頂部における熱拡散
を良好ならしめることによつて、両ロータの焼付
を防止し、さらにスクリユーロータの長寿命化を
図ることおよび圧縮作用空間における漏洩を少く
して性能の向上を図ることを目的とするものであ
つて、めすロータの歯形を変更することなく、お
すロータの回転軸に垂直な面内におけるおすロー
タの歯形の頂部に、めすロータの回転中心とおす
ロータの回転中心とを結ぶ直線にほぼ垂直な平坦
部と、該平坦部よりめすロータ側に突出するシー
リングストリツプを形成することにより解決しよ
うとするものである。 ここにおすロータの回転中心とめすロータの回
転中心とを結ぶ直線とは、めすロータの歯形輪廓
線およびおすロータの歯形輪廓線を紙上において
作図するにあたり、基準線としてめすロータの回
転中心とおすロータの回転中心とを結んで引いた
直線をいう。 (実施例) 第2図は、本発明スクリユーロータを組み込ん
で構成した圧縮性流体の圧縮機を示し、その第2
a図は、同b図におけるA−A線に沿う側断面
図、第2b図は、同a図示のB−B線に沿つて切
断した横断面図である。図中、1はおすロータ
で、図示していない原動機に連結した回転軸40
によつて回転駆動されると共に、ロータ1に対し
軸40と対称位置に伸びた支持軸41と協動し
て、ロータ1を各端板42および43の軸受部4
4および45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42,43に回転自在に軸支されている。4
6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、それぞれ流体吸込口47を有する低圧側
端板42と、吐出口48を備えた高圧側端板43
とを連結し、ロータ歯、溝面、ケーシング内壁お
よび両端板内壁により、作用空間49を形成し、
かつ区画する。前記作用空間49は、ケーシング
内にある作用流体用の低圧通路50および高圧通
路51にそれぞれ連通する吸込口47および吐出
口48を有する。ケーシング46の断面は、円筒
状空間を平行に二つ並べて、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、したがつて
両円筒空間は相互に重なる部分を持つシリンダを
形成し、両空間内壁が交叉する個所に稜線52が
現われる。 めすロータ2は、一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゜程度
捩られた六個の溝を備え、前記溝は、その大部分
がロータ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よりもわずかに突出し、
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、通常四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、一部同ロータのピツチ円周の内側に
伸びるほか、その大部分は前記ピツチ円の外側に
位置し、歯条と隣接する歯条との間には、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、外側に凸の曲線よりなる。作用空
間49はV字形に区画され、ロータの回転により
低圧側端板42の吸込口47と前記作用空間との
連通が締切られた後、両ロータの歯形の噛合線の
移動(ロータの回転に伴なう相対的な)に伴な
い、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、その間に流体が断
熱圧縮され高圧、高温になつて、やがて前記作用
空間が高圧側端板43に穿設した吐出口48に連
通したとき高圧室51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端板内
側面との間の摺動面の潤滑および気密保持(シー
ト作用)ならびに圧縮性流体の断熱圧縮による温
度上昇を冷やすために、冷却した潤滑油をノズル
53を通して作用空間内に噴射するようにしてい
る。 本考案は、以上の圧縮機等回転機械に使用する
スクリユーロータの歯形曲線に関するもので、前
記第2ないし第4図に示した各部の名称と同一の
ものは同一機能を有するものであるから同一の符
号を用いて説明する。 第1a図は、本考案の一実施例のスクリユーロ
ータの歯形曲線の断面図、第1b図はおすロータ
頂部の部分拡大図でめすロータとおすロータの各
回転軸に直交する1つの平面で切断したときに、
その切口にみられる歯形曲線を示し、図中、1は
おすロータ、3はその回転中心、すなわち、おす
ロータ歯形のピツチ円15の中心で、おすロータ
1は、めすロータ2と噛合つて回転中心3の周り
に矢印方向に回転する。2はめすロータ、4はそ
の回転中心、すなわち、めすロータ歯形のピツチ
円16の中心でもあり、前記ロータ2は、おすロ
ータ1と歯合つて回転中心4の周りに矢印方向に
回転する。17は、ピツチ点で、点3,17およ
び4は一直線上にあり、ピツチ円15,16はピ
ツチ点17において外接している。なお、18
は、歯形間に生じるバキユーム空間(真空造成空
間)である。。 なお、めすロータの歯形曲線は特願昭59−
69699号により提案した歯形曲線と全く同一の曲
線を用いる。 また、図面中符号Afはめすロータのピツチ円
16の外側に形成したアデンダム、符号Dmはお
すロータのピツチ円15の内側に形成したデデン
ダム、おすロータの歯形曲線上の点A1はピツチ
円15上の点、めすロータの歯形曲線上の点A2
はピツチ円16上の点である。 (1) めすロータの歯形曲線 (イ) 追従側曲線(歯先から歯底側に向う曲線) (a) 線H2−A2:おすロータ歯形曲線上のピツ
チ円15と交叉する点A1により創成された
曲線、めすロータ2のピツチ円16上の点
A2で線A2−B2と接する。 (b) 線A2−B2:ピツチ円16に点A2において
外接する直線上に位置し、かつ歯溝の凹形の
外側に位置する中心O7を有する半径R7の円
弧。 (c) 線B2−C2:おすロータ歯形曲線の一部で
ある円弧B1−C1により形成される包絡線で
あつて、点B2において線A2−B2と接線状に
結ばれる。 (d) 線C2−D2:おすロータの歯形曲線の一部
である円弧B1−C1により形成される包絡線
(その延長線は直線3−4と点C2′で交わる)
と、直線3−4上であつてピツチ円16の外
側に中心O1を有する半径R1の円弧との共通
接線。なおこの線C2−D2は点3を中心とす
る半径R5の円弧と同程度の滑らかな曲線と
してもよい。 (ロ) 前進歯形曲線(歯底側から歯先に向う曲線) (e) 線D2−E2:直線3−4上であつてピツチ
円16の外側に位置する中心O1を有する半
径R1の円弧。点E2で曲線E2−F2に接する。
その一方の延長線は、直線3−4と点D2′で
交わる。 (f) 線E2−F2:直線3−4上にあつて、めす
ロータのピツチ円16の外側に位置する点
O1を中心とし、かつ直線3−4との間に角
θ1を成す直線O1−E2の延長線上において、
点O1とは点E2に関し反対側の位置に中心O2
を有する半径R2の円弧。但し、歯溝側に対
して凸面状に形成され点F2において曲線F2
−G2に接する。 (g) 線F2−G2:直線O2−F2上であつて、歯溝
の凹形の外側に中心O8を有する半径R8の円
弧。点F2で円弧E2−F2に接し、かつ点G2で
めすロータの外径と同一半径の円弧と接す
る。 (h) 線G2−H2:めすロータの外径と同一半径
を有する円弧で、その長さはおすロータの
PCD(ピツチ円の直径)の0.01〜0.004倍程度
とする。 (2) おすロータの歯形曲線 以上のめすロータの歯形曲線に対するおすロー
タの歯形曲線を以下の曲線により形成する。 (イ) 追従側曲線(歯元から歯先側に向う曲線) (a) 線H1−A1:めすロータ歯形上の点H2によ
つて創成された線。点H1でおすロータ歯底
円に接する。 (b) 線A1−B1:めすロータ歯形の一部である
円弧A2−B2によつて創成される包絡線。点
B1で、曲線B1−C1と接する。 (c) 線B1−C1:直線3−4と点3において角
θ5を挟んで交叉するおすロータの回転中心か
ら延びる半径線R5上に中心O4を有する短い
半径R4の凸なる円弧。ただし角θ5は4゜〜8゜の
間で、比較的に大きく、その結果、中心O4
は直線3−4に対して、遠く離れた位置にあ
る。半径R4はおすロータのPCDの0.05〜0.07
倍程度とする。 (d) 線C1−WL1:点C1において前記円弧B1−
C1に接し、かつ直線3−4に垂直で点C1と
点WL1を結ぶ直線。点WL1は直線3−4に
関し点C1側にあり、かつ前記直線3−4か
ら所定寸法だけ隔たつている。 (ロ) 前進側曲線(歯先から反対側の歯元側に向う
曲線) (e) 線D3−E1′:直線3−4に関し前記半径線
R5と反対側に位置し、直線3−4と点3に
おいて角θ6を挟んで交叉するおすロータの回
転中心から延びる半径線R10上に中心O6を有
する短い半径R6の凸なる円弧。ただし角θ6
は3゜〜6゜程度とし、半径R6はおすロータの
PCDの0.05〜0.07倍程度とする。なお線D3−
E1′は後述する線E1′−E1および線WL2−D3が
作図された後、この2個の線に点E1′点D3に
おいてそれぞれ接する小さい半径の凸なる円
弧または類似の曲線として差支えない。 (f) 線E1′−E1:めすロータの進入側の歯先曲
線の一部である半径R1の円弧D2−E2の移動
により形成される包絡線。点E1′で円弧D3−
E1′に接する。 (g) 線D3−WL2:直線3−4に垂直で、かつ
点D3において円弧D3−E1′に接する直線。点
WL2は直線3−4に関して点D3側にあり、
前記直線D3−WL2の延長線に沿つて直線3
−4と所定寸法だけ隔つている。 (h) 線E1−F1:めすロータの歯形の進入側の
歯先曲線の一部である半径R2の円弧E2−F2
によつて形成される包絡線、点E1において
包絡線E1′−E1に接する。 (i) 線F1−G1:めすロータの歯形の進入側の
曲線の一部である半径R8の円弧F2−G2によ
つて形成される包絡線。点F1において包絡
線E1′−F1に接する。 (j) 線G1−H1:点G1と点H1とを結ぶ凹なる曲
線 (ハ) シーリングストリツプ75 (k) 線WD1−WD2:おすロータの外径と同一
半径の円弧81上に両端の点WD1および点
WD2を有し、線WD1−WD2はおすロータの
外径と同一半径の円弧であつてもまたは直線
であつてもよい。点WD1および点WD2は線
3−4に垂直方向に夫々長さW/2だけ線3
−4から隔つている。 (l) 線WD1−WL1および線WD2−WL2:前記
線WD1−WD2の両端の点WD1、点WD2と前
記直線C1−WL1および直線D3−WL2上の2
個の点WL1、点WL2とを、直線3−4の両
側においてそれぞれ結ぶ直線。線WD1−
WL1および線WD2−WL2はその延長線がお
すロータの歯先曲線の輪廓線の外側において
直線3−4と平行するか、または角θ7で交叉
する。従つて角θ7は0〜45゜の範囲とする。
線WD1−WL1および線WD2−WL2の延長線
は直線3−4上で交叉せしめることが好まし
く、また前記点WL1は前記線D3−WL2の延
長線上に位置せしめることが好ましい。 なお、加工工具の圧力角が常に正となるように
するために、おすロータの歯先部の点A1−H1間
を第1c図に示すように、点A1における接線A1
−H1′と歯底円の線G1−H1に接する半径R9の円
弧H1−H1′で結ぶ一方、めすロータの歯先の点A2
−H2間を第1d図に示すように点A2と点H2′間
を、前記おすロータの歯元の線A1−H1′間の包絡
線とし、点H2′と点H2間を前記半径R9の円弧とで
形成してもよい。このときの円弧R9の大きさは、
おすロータのPCDの0.01〜0.07倍程度とする。 (効果) 以上詳述したとおり、本考案は特願昭59−
69699号で提案した前述第3b図に示すめす、お
す両ロータの歯形曲線を基本として以上に記載の
歯形曲線とすることにより、従来の歯形構成にお
ける特徴、即ち、めす、おす両ロータの追従側に
生ずるバギユーム空間を小さくすること、前記両
ロータの噛み合いによつて生ずる各摺動部の密封
および耐磨粍性の向上、また、吐出工程終了直前
の吐出口閉止時に残留流体の過圧縮によつて生ず
る振動、騒音、動力ロスの防止、さらには、加工
具の長寿命化等の作用、効果をそのまま保有し、
かつ以下の作用、効果を付加することができる。 (1) めすロータの歯底部(第1a図および第1b
図)の曲線B2−C2−D2−E2とおすロータの歯
先部の曲線B1−C1および曲線D3−E1′間にはシ
ールストリツプ75を介して性能を低下せしめ
ない程度の僅かの空間76,76′が形成され
るが、該空間内に運転中圧縮作用空間内に噴射
された潤滑油の一部が残留し、前記めすロータ
の歯底部およびおすロータの歯先部の冷却作用
を行う。 さらに前記潤滑油によつて、前記めすロータ
の歯溝の各曲線とおすロータの歯形曲線の一部
である線B1−C1および線D3−E1′間のそれぞれ
における密封と潤滑作用も同時に行うことにな
るので両ロータの焼付けによるトラブルと漏洩
による性能低下を防止できる。 またシリンダ内周面80(第5b図参照)と
前記おすロータの歯先部間においても上記同様
に前記空間76,76′内に残留するシール用
潤滑油によつて該歯先部の密封と冷却および潤
滑が行われるので漏洩も少く、かつ焼付けによ
るトラブルがない。 (2) 従来一般的には、おすロータの歯先頂部にシ
ールストリツプ75を設ける場合、第1b図に
示す直線WL1−C1および直線WL2−D3部は、
加工工具の切刃の形状を簡素化するためにおす
ロータの捩れ直角方向S−S(第5a図参照)
に対し、第5c図に示す破線78,79のよう
に直線的に加工することが通例であつた。ここ
で、第5a図は回転軸Yに対しておすロータを
平面的に見た図であり、第5b図は回転軸Yに
対して直角な断面R−Rを示し、第5c図は回
転軸Yに対して捩れ角θ9を成す中心線yに対し
て直角な断面S−Sを示す。そのため、回転軸
Yに対する直角断面R−R方向で見たときにお
いては第5b図に示す破線78′,79′のよう
にシールストリツプ75の谷から歯元側に向つ
てなだらかな曲線でたれ下がることになる。即
ち、シリンダ内周面に対するパツキング部分と
しては前記シールストリツプ75のみとなり、
よつて、圧縮作用空間からの気体の漏洩に対し
ては充分なシールができなかつた。 一方、本考案においては前述した如く、め
す、おす両ロータの歯形の輪廓線はすべて回転
軸に垂直な面における輪廓線で規定されるの
で、第1b図の線WL1−C1および線WL2−D3
間はそれぞれ回転軸Yに対して直角な断面R−
Rにおいて直線で形成してあつても、捩れ角の
中心線に直角な断面内ではシールストリツプ7
5の谷から歯元側に向つてつり上る曲線とな
る。したがつて第1a図および第1b図に示し
た曲線B1−C1および曲線D3−E1′はシリンダ内
周面80(第5b図参照)に対してより近接す
ることになるので、従来に比してシリンダ内周
面とおすロータの歯先部との間の密封精度が向
上する。換言するならば、前記捩れ角の中心線
に直角な断面においては第5c図に示した実線
90,91の如くシールストリツプ谷部からお
すロータの歯元部に至るフランクの両肩は凸面
上の曲線となる。 以上により、前記シリンダ内周面80とおす
ロータ歯先間のパツキン部分は前記した曲線
B1−C1、シールストリツプ75、曲線D3−
E1′のそれぞれによつて、より確実に密封され
るので、圧縮作用空間間の気体の漏洩を少くす
ることができる。よつて性能の向上が図れる。 (3) さらには、従来一般的なシールストリツプの
形成方法としては、特公昭56−17559号公報等
で開示されているように、先ずおすロータのラ
ンドの輪廓をめすロータの溝の曲線とで関連せ
しめて設定した後に、前記おすロータランドの
先端をシールストリツプを残して一定の深さで
切り落す等の方法で行われていた。そのため、
めすロータの歯溝と、前記おすロータのランド
の切り落し部との境界部分において、前記ラン
ドの曲線が不連続となり、前記めすロータの歯
溝との接触部における密封が不完全であつた。
一方本考案は、おすロータの歯先部にシールス
トリツプを予め設定し、かつシールストリツプ
の谷の点WL1から延びる直線WL1−C1を曲線
B1−C1に接するように形成してあるため、前
記曲線B1−C1と該曲線の包絡線によつて形成
されるめすロータの歯溝との間における噛み合
い部分を前記包絡線の部分においては面摺動と
することができるから該摺動部の密封が確実で
ある。 次表に本考案の歯形の角部の半径Rおよび角
θの大きさを示す。 【表】
せながら移送するスクリユーロータ機械に関し、
特に、その歯形曲線に特徴を有するものである。
本考案において回転機械とは圧縮機、膨張機、流
体モータ、および内燃機関等を総称する。 (従来の技術) 一般に圧縮性流体の圧縮機等回転機械に使用さ
れる非対称歯形を有するスクリユーロータは、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せからなり、
通常、複数枚の螺旋状歯を備えたおすロータと、
その歯数よりも若干多い歯数の螺旋状歯を有する
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
くなるように設定されている。 このタイプの一対のスクリユーロータを軸心が
互に並行で、その直径が、それぞれロータの外径
に等しい二つの円筒空間で、その軸心間の距離が
相互の半径の和よりも短く、また、軸方向の長さ
がロータの軸方向長さと同一なシリンダ空間を有
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、その所要箇所に、それ
ぞれ流体の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等の回転機
械が構成されている。 上記装置を圧縮機として使用する場合には、め
すロータと、おすロータとはそれぞれ反対方向に
回転させることになるが、この際の、めすロータ
の歯形曲線について云えば、その歯溝を形成する
曲線中、回転方向前側の曲線を前進側歯形、回転
方向後側の曲線を追従側歯形と呼び、おすロータ
の歯形を形成する曲線についても、同様、その回
転方向前側の曲線を前進側歯形、回転方向後側の
曲線を追従側歯形と称する。 前記装置を膨張機として使用するときには、そ
れぞれの曲線の呼び名が反対になるが、本考案の
説明では、歯形曲線に関する名称は、すべての場
合にわたつて上記定義に従つて解説する。 第3a図および第3b図は、前記スクリユーロ
ータの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各歯形曲線を示すもので、第
3a図は、めすロータ歯形追従側歯先曲線と、お
すロータ歯形の追従側歯先曲線とが接触し始めた
直後の両ロータの歯形の位相を表わしており、そ
れから、おすロータが20゜程回転して第3b図示
の位相、すなわち、おすロータの歯形曲線の最高
部とめすロータ歯形溝の最深部とが対向する状態
を経て回転する。 上記歯形曲線は、本出願人が出願中の歯形(特
願昭59−69699号)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(図示してな
い)内を、矢印方向に回転することにより、流体
圧縮機としての作用を奏する。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、その回転中心3および4を結ぶ直
線はピツチ円15および16の接点17、すなわ
ち、ピツチ点17を通る。 第3b図を参照して、特願昭59−69699号に基
くめすロータおよびおすロータの歯形輪廓線を説
明する。 (イ) めすロータの歯形 アンテダムAfの歯先の点H2と同ロータのピツ
チ円上の点A2との間を結ぶ曲線H2−A2を、おす
ロータ歯形上の点A1による創成曲線とし、順次、
A2−B2間を、点A2において前記ピツチ円に接す
る直線上で、かつ同歯溝の凹形の外側に中心O7
を有する半径R7の円弧、B2−C2間を、おすロー
タ歯形の一部である円弧B1−C1による包絡線、
D2−E2間を、めすロータのピツチ円外側に中心
O1を有する半径R1の円弧、C2−D2間を、前記曲
線B2−C2,D2−E2に対する共通接線、E2−F2間
を点O1において各ロータの回転中心を結ぶ直線
と角θ6を成して交わる直線O1−E2の延長線上で
歯溝外側に中心O2を有する半径R2の円弧、F2−
G2間を、直線O2−F2上に中心O8を有する半径R8
の円弧で、同円弧は点G2においてめすロータの
外径と同一半径の円弧G2−H2に接する。 (ロ) おすロータの歯形 おすロータ歯形は、デデンダムDmの歯底の点
H1と同ロータのピツチ円の点A1との間を結ぶ曲
線H1−A1を、めすロータ歯先上の点H2による創
成曲線とし、順次、A1−B1間を、めすロータ歯
溝の一部である円弧A2−B2による包絡線、B1−
C1間を、おすロータの回転中心から直線3−4
に対し角θr5を成して伸びる半径線上に中心O4を
有する小さな半径R4の円弧、C1−D1間をおすロ
ータの回転中心に中心を有する半径R5の円弧、
また、D1−E1間を、めすロータ歯溝の一部であ
る円弧D2−E2による包絡線、E1−F1間を、同じ
く円弧E2−F2による包絡線、F1−G1間を、同じ
く円弧F2−G2による包絡線により形成し、めす
ロータ歯形にはアデンダムAfを、おすロータ歯
形には、このアデンダムAfに対応するデデンダ
ムDmを設ける。 (考案が解決しようとする問題点) 上記の歯形においては以下の作用、効果があ
る。 (1) 半径R4の円弧B1−C1の中心点O4を、おすロ
ータの回転中心3から伸びた半径線上でかつ直
線3−4に対する角θ1の範囲を性能低下をきた
さない程度の範囲(4゜〜8゜)と規定し、前記直
線3−4から遠く離したことにより、おすロー
タの前記円弧B1−C1と該円弧B1−C1によつて
創成されるめすロータの追従側の包絡線B2−
C2との接触点と該めすロータの歯先側の点B
間に生ずる空間18の容積(第3b図参照)が
従来提案されていた特公昭56−17559号公報記
載のねじロータ機械の歯形(第4図に示す)の
空間18′の容積に比較してさらに小さくでき
るから、おす、めす両ロータが噛み合い、回転
を進める過程で前記空間18が膨張してバキユ
ーム空間を造成する結果生ずる動力損失も小さ
くてすむ。 (2) めすロータの追従側歯形曲線を円弧B1−C1
による包絡線B2−C2とし、かつおすロータの
前進側の歯形曲線の一部を円弧D2−E2による
包絡線D1−E1としたのでそれぞれの歯形の摺
接面が面積触に近くなるから当該摺動部におけ
る耐磨粍性が向上する。 (3) 上記により歯形摺動面が面接触に近くなるか
ら圧縮作用空間内に噴射される潤滑油によつて
くさび効果が生じ前記摺動面の潤滑およびシー
ル効果を向上させることができ、さらに耐磨粍
性も向上し、該スクリユーロータの長期寿命化
と体積効率の長期的な安定化を図ることができ
る。 (4) また、めすロータの歯底部輪廓線を線C2−
D2が線B2−C2と線D2−E2とに接する共通接線
とされているので、第2a図に示す吐出側端壁
68において、おす、めす両ロータが噛み合い
を進めてゆく過程で生ずる空間73(第3b図
参照)内に閉じ込められた圧縮気体および残留
するシール用潤滑油は、吐出工程終了直前の吐
出口が閉じられるときに、前記おす、めす両ロ
ータの歯形の曲線D1−E1,D2−E2の離間に伴
い、第3c図に示すように隣接する吸入側の空
間49(第2b図参照)に排出されるから、前
記圧縮気体やシール用潤滑油を過圧縮すること
がない。 従つて、従来特開昭58−214693号公報又は特
開昭58−131388号公報等で提案されているよう
な前記吐出側端壁68にバイパス孔を設けて前
記圧縮気体やシール用潤滑油を低圧側の作用空
間内に逃すための手段が不要となり、振動、騒
音や動力ロス等を防止できる。 (5) その他両ロータの歯形を切削するカツタープ
ロフイルの裾を広げることができるので、該カ
ツターの圧力角も大きくでき、歯形の加工精度
の向上と長寿命化を図ることができる。 以上の効果を有する一方、おすロータの頂部で
ある曲線B1−C1とめすロータの前進側の半径R1
の円弧D2−E2との接触点間が広いことによつて
めすロータとの噛み合いによる密封の巾が広くな
ること、およびシリンダ内周面とおすロータの頂
部との密封部の巾も広くなるため、前記各密封部
の摩擦および圧縮熱に伴う熱拡散が悪く、両ロー
タおよびシリンダとの焼付を生じ易くなるおそれ
があつた。 (問題点を解決するための手段) 本考案は、以上の点に鑑み、上記特願昭59−
69699号により提案した第3a図および第3b図
の歯形の保育する前記(1)〜(5)の利点を失うことな
く、かつ前述のおすロータの頂部における熱拡散
を良好ならしめることによつて、両ロータの焼付
を防止し、さらにスクリユーロータの長寿命化を
図ることおよび圧縮作用空間における漏洩を少く
して性能の向上を図ることを目的とするものであ
つて、めすロータの歯形を変更することなく、お
すロータの回転軸に垂直な面内におけるおすロー
タの歯形の頂部に、めすロータの回転中心とおす
ロータの回転中心とを結ぶ直線にほぼ垂直な平坦
部と、該平坦部よりめすロータ側に突出するシー
リングストリツプを形成することにより解決しよ
うとするものである。 ここにおすロータの回転中心とめすロータの回
転中心とを結ぶ直線とは、めすロータの歯形輪廓
線およびおすロータの歯形輪廓線を紙上において
作図するにあたり、基準線としてめすロータの回
転中心とおすロータの回転中心とを結んで引いた
直線をいう。 (実施例) 第2図は、本発明スクリユーロータを組み込ん
で構成した圧縮性流体の圧縮機を示し、その第2
a図は、同b図におけるA−A線に沿う側断面
図、第2b図は、同a図示のB−B線に沿つて切
断した横断面図である。図中、1はおすロータ
で、図示していない原動機に連結した回転軸40
によつて回転駆動されると共に、ロータ1に対し
軸40と対称位置に伸びた支持軸41と協動し
て、ロータ1を各端板42および43の軸受部4
4および45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42,43に回転自在に軸支されている。4
6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、それぞれ流体吸込口47を有する低圧側
端板42と、吐出口48を備えた高圧側端板43
とを連結し、ロータ歯、溝面、ケーシング内壁お
よび両端板内壁により、作用空間49を形成し、
かつ区画する。前記作用空間49は、ケーシング
内にある作用流体用の低圧通路50および高圧通
路51にそれぞれ連通する吸込口47および吐出
口48を有する。ケーシング46の断面は、円筒
状空間を平行に二つ並べて、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、したがつて
両円筒空間は相互に重なる部分を持つシリンダを
形成し、両空間内壁が交叉する個所に稜線52が
現われる。 めすロータ2は、一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゜程度
捩られた六個の溝を備え、前記溝は、その大部分
がロータ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よりもわずかに突出し、
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、通常四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、一部同ロータのピツチ円周の内側に
伸びるほか、その大部分は前記ピツチ円の外側に
位置し、歯条と隣接する歯条との間には、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、外側に凸の曲線よりなる。作用空
間49はV字形に区画され、ロータの回転により
低圧側端板42の吸込口47と前記作用空間との
連通が締切られた後、両ロータの歯形の噛合線の
移動(ロータの回転に伴なう相対的な)に伴な
い、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、その間に流体が断
熱圧縮され高圧、高温になつて、やがて前記作用
空間が高圧側端板43に穿設した吐出口48に連
通したとき高圧室51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端板内
側面との間の摺動面の潤滑および気密保持(シー
ト作用)ならびに圧縮性流体の断熱圧縮による温
度上昇を冷やすために、冷却した潤滑油をノズル
53を通して作用空間内に噴射するようにしてい
る。 本考案は、以上の圧縮機等回転機械に使用する
スクリユーロータの歯形曲線に関するもので、前
記第2ないし第4図に示した各部の名称と同一の
ものは同一機能を有するものであるから同一の符
号を用いて説明する。 第1a図は、本考案の一実施例のスクリユーロ
ータの歯形曲線の断面図、第1b図はおすロータ
頂部の部分拡大図でめすロータとおすロータの各
回転軸に直交する1つの平面で切断したときに、
その切口にみられる歯形曲線を示し、図中、1は
おすロータ、3はその回転中心、すなわち、おす
ロータ歯形のピツチ円15の中心で、おすロータ
1は、めすロータ2と噛合つて回転中心3の周り
に矢印方向に回転する。2はめすロータ、4はそ
の回転中心、すなわち、めすロータ歯形のピツチ
円16の中心でもあり、前記ロータ2は、おすロ
ータ1と歯合つて回転中心4の周りに矢印方向に
回転する。17は、ピツチ点で、点3,17およ
び4は一直線上にあり、ピツチ円15,16はピ
ツチ点17において外接している。なお、18
は、歯形間に生じるバキユーム空間(真空造成空
間)である。。 なお、めすロータの歯形曲線は特願昭59−
69699号により提案した歯形曲線と全く同一の曲
線を用いる。 また、図面中符号Afはめすロータのピツチ円
16の外側に形成したアデンダム、符号Dmはお
すロータのピツチ円15の内側に形成したデデン
ダム、おすロータの歯形曲線上の点A1はピツチ
円15上の点、めすロータの歯形曲線上の点A2
はピツチ円16上の点である。 (1) めすロータの歯形曲線 (イ) 追従側曲線(歯先から歯底側に向う曲線) (a) 線H2−A2:おすロータ歯形曲線上のピツ
チ円15と交叉する点A1により創成された
曲線、めすロータ2のピツチ円16上の点
A2で線A2−B2と接する。 (b) 線A2−B2:ピツチ円16に点A2において
外接する直線上に位置し、かつ歯溝の凹形の
外側に位置する中心O7を有する半径R7の円
弧。 (c) 線B2−C2:おすロータ歯形曲線の一部で
ある円弧B1−C1により形成される包絡線で
あつて、点B2において線A2−B2と接線状に
結ばれる。 (d) 線C2−D2:おすロータの歯形曲線の一部
である円弧B1−C1により形成される包絡線
(その延長線は直線3−4と点C2′で交わる)
と、直線3−4上であつてピツチ円16の外
側に中心O1を有する半径R1の円弧との共通
接線。なおこの線C2−D2は点3を中心とす
る半径R5の円弧と同程度の滑らかな曲線と
してもよい。 (ロ) 前進歯形曲線(歯底側から歯先に向う曲線) (e) 線D2−E2:直線3−4上であつてピツチ
円16の外側に位置する中心O1を有する半
径R1の円弧。点E2で曲線E2−F2に接する。
その一方の延長線は、直線3−4と点D2′で
交わる。 (f) 線E2−F2:直線3−4上にあつて、めす
ロータのピツチ円16の外側に位置する点
O1を中心とし、かつ直線3−4との間に角
θ1を成す直線O1−E2の延長線上において、
点O1とは点E2に関し反対側の位置に中心O2
を有する半径R2の円弧。但し、歯溝側に対
して凸面状に形成され点F2において曲線F2
−G2に接する。 (g) 線F2−G2:直線O2−F2上であつて、歯溝
の凹形の外側に中心O8を有する半径R8の円
弧。点F2で円弧E2−F2に接し、かつ点G2で
めすロータの外径と同一半径の円弧と接す
る。 (h) 線G2−H2:めすロータの外径と同一半径
を有する円弧で、その長さはおすロータの
PCD(ピツチ円の直径)の0.01〜0.004倍程度
とする。 (2) おすロータの歯形曲線 以上のめすロータの歯形曲線に対するおすロー
タの歯形曲線を以下の曲線により形成する。 (イ) 追従側曲線(歯元から歯先側に向う曲線) (a) 線H1−A1:めすロータ歯形上の点H2によ
つて創成された線。点H1でおすロータ歯底
円に接する。 (b) 線A1−B1:めすロータ歯形の一部である
円弧A2−B2によつて創成される包絡線。点
B1で、曲線B1−C1と接する。 (c) 線B1−C1:直線3−4と点3において角
θ5を挟んで交叉するおすロータの回転中心か
ら延びる半径線R5上に中心O4を有する短い
半径R4の凸なる円弧。ただし角θ5は4゜〜8゜の
間で、比較的に大きく、その結果、中心O4
は直線3−4に対して、遠く離れた位置にあ
る。半径R4はおすロータのPCDの0.05〜0.07
倍程度とする。 (d) 線C1−WL1:点C1において前記円弧B1−
C1に接し、かつ直線3−4に垂直で点C1と
点WL1を結ぶ直線。点WL1は直線3−4に
関し点C1側にあり、かつ前記直線3−4か
ら所定寸法だけ隔たつている。 (ロ) 前進側曲線(歯先から反対側の歯元側に向う
曲線) (e) 線D3−E1′:直線3−4に関し前記半径線
R5と反対側に位置し、直線3−4と点3に
おいて角θ6を挟んで交叉するおすロータの回
転中心から延びる半径線R10上に中心O6を有
する短い半径R6の凸なる円弧。ただし角θ6
は3゜〜6゜程度とし、半径R6はおすロータの
PCDの0.05〜0.07倍程度とする。なお線D3−
E1′は後述する線E1′−E1および線WL2−D3が
作図された後、この2個の線に点E1′点D3に
おいてそれぞれ接する小さい半径の凸なる円
弧または類似の曲線として差支えない。 (f) 線E1′−E1:めすロータの進入側の歯先曲
線の一部である半径R1の円弧D2−E2の移動
により形成される包絡線。点E1′で円弧D3−
E1′に接する。 (g) 線D3−WL2:直線3−4に垂直で、かつ
点D3において円弧D3−E1′に接する直線。点
WL2は直線3−4に関して点D3側にあり、
前記直線D3−WL2の延長線に沿つて直線3
−4と所定寸法だけ隔つている。 (h) 線E1−F1:めすロータの歯形の進入側の
歯先曲線の一部である半径R2の円弧E2−F2
によつて形成される包絡線、点E1において
包絡線E1′−E1に接する。 (i) 線F1−G1:めすロータの歯形の進入側の
曲線の一部である半径R8の円弧F2−G2によ
つて形成される包絡線。点F1において包絡
線E1′−F1に接する。 (j) 線G1−H1:点G1と点H1とを結ぶ凹なる曲
線 (ハ) シーリングストリツプ75 (k) 線WD1−WD2:おすロータの外径と同一
半径の円弧81上に両端の点WD1および点
WD2を有し、線WD1−WD2はおすロータの
外径と同一半径の円弧であつてもまたは直線
であつてもよい。点WD1および点WD2は線
3−4に垂直方向に夫々長さW/2だけ線3
−4から隔つている。 (l) 線WD1−WL1および線WD2−WL2:前記
線WD1−WD2の両端の点WD1、点WD2と前
記直線C1−WL1および直線D3−WL2上の2
個の点WL1、点WL2とを、直線3−4の両
側においてそれぞれ結ぶ直線。線WD1−
WL1および線WD2−WL2はその延長線がお
すロータの歯先曲線の輪廓線の外側において
直線3−4と平行するか、または角θ7で交叉
する。従つて角θ7は0〜45゜の範囲とする。
線WD1−WL1および線WD2−WL2の延長線
は直線3−4上で交叉せしめることが好まし
く、また前記点WL1は前記線D3−WL2の延
長線上に位置せしめることが好ましい。 なお、加工工具の圧力角が常に正となるように
するために、おすロータの歯先部の点A1−H1間
を第1c図に示すように、点A1における接線A1
−H1′と歯底円の線G1−H1に接する半径R9の円
弧H1−H1′で結ぶ一方、めすロータの歯先の点A2
−H2間を第1d図に示すように点A2と点H2′間
を、前記おすロータの歯元の線A1−H1′間の包絡
線とし、点H2′と点H2間を前記半径R9の円弧とで
形成してもよい。このときの円弧R9の大きさは、
おすロータのPCDの0.01〜0.07倍程度とする。 (効果) 以上詳述したとおり、本考案は特願昭59−
69699号で提案した前述第3b図に示すめす、お
す両ロータの歯形曲線を基本として以上に記載の
歯形曲線とすることにより、従来の歯形構成にお
ける特徴、即ち、めす、おす両ロータの追従側に
生ずるバギユーム空間を小さくすること、前記両
ロータの噛み合いによつて生ずる各摺動部の密封
および耐磨粍性の向上、また、吐出工程終了直前
の吐出口閉止時に残留流体の過圧縮によつて生ず
る振動、騒音、動力ロスの防止、さらには、加工
具の長寿命化等の作用、効果をそのまま保有し、
かつ以下の作用、効果を付加することができる。 (1) めすロータの歯底部(第1a図および第1b
図)の曲線B2−C2−D2−E2とおすロータの歯
先部の曲線B1−C1および曲線D3−E1′間にはシ
ールストリツプ75を介して性能を低下せしめ
ない程度の僅かの空間76,76′が形成され
るが、該空間内に運転中圧縮作用空間内に噴射
された潤滑油の一部が残留し、前記めすロータ
の歯底部およびおすロータの歯先部の冷却作用
を行う。 さらに前記潤滑油によつて、前記めすロータ
の歯溝の各曲線とおすロータの歯形曲線の一部
である線B1−C1および線D3−E1′間のそれぞれ
における密封と潤滑作用も同時に行うことにな
るので両ロータの焼付けによるトラブルと漏洩
による性能低下を防止できる。 またシリンダ内周面80(第5b図参照)と
前記おすロータの歯先部間においても上記同様
に前記空間76,76′内に残留するシール用
潤滑油によつて該歯先部の密封と冷却および潤
滑が行われるので漏洩も少く、かつ焼付けによ
るトラブルがない。 (2) 従来一般的には、おすロータの歯先頂部にシ
ールストリツプ75を設ける場合、第1b図に
示す直線WL1−C1および直線WL2−D3部は、
加工工具の切刃の形状を簡素化するためにおす
ロータの捩れ直角方向S−S(第5a図参照)
に対し、第5c図に示す破線78,79のよう
に直線的に加工することが通例であつた。ここ
で、第5a図は回転軸Yに対しておすロータを
平面的に見た図であり、第5b図は回転軸Yに
対して直角な断面R−Rを示し、第5c図は回
転軸Yに対して捩れ角θ9を成す中心線yに対し
て直角な断面S−Sを示す。そのため、回転軸
Yに対する直角断面R−R方向で見たときにお
いては第5b図に示す破線78′,79′のよう
にシールストリツプ75の谷から歯元側に向つ
てなだらかな曲線でたれ下がることになる。即
ち、シリンダ内周面に対するパツキング部分と
しては前記シールストリツプ75のみとなり、
よつて、圧縮作用空間からの気体の漏洩に対し
ては充分なシールができなかつた。 一方、本考案においては前述した如く、め
す、おす両ロータの歯形の輪廓線はすべて回転
軸に垂直な面における輪廓線で規定されるの
で、第1b図の線WL1−C1および線WL2−D3
間はそれぞれ回転軸Yに対して直角な断面R−
Rにおいて直線で形成してあつても、捩れ角の
中心線に直角な断面内ではシールストリツプ7
5の谷から歯元側に向つてつり上る曲線とな
る。したがつて第1a図および第1b図に示し
た曲線B1−C1および曲線D3−E1′はシリンダ内
周面80(第5b図参照)に対してより近接す
ることになるので、従来に比してシリンダ内周
面とおすロータの歯先部との間の密封精度が向
上する。換言するならば、前記捩れ角の中心線
に直角な断面においては第5c図に示した実線
90,91の如くシールストリツプ谷部からお
すロータの歯元部に至るフランクの両肩は凸面
上の曲線となる。 以上により、前記シリンダ内周面80とおす
ロータ歯先間のパツキン部分は前記した曲線
B1−C1、シールストリツプ75、曲線D3−
E1′のそれぞれによつて、より確実に密封され
るので、圧縮作用空間間の気体の漏洩を少くす
ることができる。よつて性能の向上が図れる。 (3) さらには、従来一般的なシールストリツプの
形成方法としては、特公昭56−17559号公報等
で開示されているように、先ずおすロータのラ
ンドの輪廓をめすロータの溝の曲線とで関連せ
しめて設定した後に、前記おすロータランドの
先端をシールストリツプを残して一定の深さで
切り落す等の方法で行われていた。そのため、
めすロータの歯溝と、前記おすロータのランド
の切り落し部との境界部分において、前記ラン
ドの曲線が不連続となり、前記めすロータの歯
溝との接触部における密封が不完全であつた。
一方本考案は、おすロータの歯先部にシールス
トリツプを予め設定し、かつシールストリツプ
の谷の点WL1から延びる直線WL1−C1を曲線
B1−C1に接するように形成してあるため、前
記曲線B1−C1と該曲線の包絡線によつて形成
されるめすロータの歯溝との間における噛み合
い部分を前記包絡線の部分においては面摺動と
することができるから該摺動部の密封が確実で
ある。 次表に本考案の歯形の角部の半径Rおよび角
θの大きさを示す。 【表】
第1a図ないし第1d図は本考案によるスクリ
ユーロータの一実施例の歯形曲線の軸直角断面図
であつて、第1a図は該歯形曲線の一部を省略し
た全体構成図、第1b図はおすロータ歯先部にお
ける部分拡大図、第1c図はその変形例であるお
すロータの歯元部の部分拡大図、第1d図は同変
形例のめすロータ歯先部の部分拡大図。第2a図
および第2b図は、本考案のスクリユーロータを
組み込んだときの圧縮機の断面図で、第2a図は
線A−Aに沿う側断面図、第2b図は線B−Bに
沿う横断面図。第3a図ないし第3c図は本考案
の基礎とするスクリユーロータの歯形曲線を示す
断面図で、第3a図は、めす、おす両ロータの歯
形の噛み合い直後の位相を示す要部断面図、第3
b図は該歯形曲線の要部の断面図、第3c図は、
吐出側端壁における吐出工程終了直前の吐出口閉
止時の要部断面図。第4図は従来提案されていた
スクリユーロータの歯形曲線の一実施例の要部断
面図。第5a図ないし第5c図は、本考案による
おすロータおよび従来一般に使用されているおす
ロータ各々の刃先頂部を比較した図であつて、第
5a図は前記おすロータを平面的に見たときの歯
先頂部の説明図、第5b図はその軸直角断面図、
第5c図は捩れ直角方向からみたときの断面図を
示したものである。 なお図中、次の符号はそれぞれ次の部分をあら
わす。 1……おすロータ、2……めすロータ、3およ
び4……ロータの回転中心、15および16……
ピツチ円、18……空間、73……空間、75…
…シールストリツプ、76,76′……空間。
ユーロータの一実施例の歯形曲線の軸直角断面図
であつて、第1a図は該歯形曲線の一部を省略し
た全体構成図、第1b図はおすロータ歯先部にお
ける部分拡大図、第1c図はその変形例であるお
すロータの歯元部の部分拡大図、第1d図は同変
形例のめすロータ歯先部の部分拡大図。第2a図
および第2b図は、本考案のスクリユーロータを
組み込んだときの圧縮機の断面図で、第2a図は
線A−Aに沿う側断面図、第2b図は線B−Bに
沿う横断面図。第3a図ないし第3c図は本考案
の基礎とするスクリユーロータの歯形曲線を示す
断面図で、第3a図は、めす、おす両ロータの歯
形の噛み合い直後の位相を示す要部断面図、第3
b図は該歯形曲線の要部の断面図、第3c図は、
吐出側端壁における吐出工程終了直前の吐出口閉
止時の要部断面図。第4図は従来提案されていた
スクリユーロータの歯形曲線の一実施例の要部断
面図。第5a図ないし第5c図は、本考案による
おすロータおよび従来一般に使用されているおす
ロータ各々の刃先頂部を比較した図であつて、第
5a図は前記おすロータを平面的に見たときの歯
先頂部の説明図、第5b図はその軸直角断面図、
第5c図は捩れ直角方向からみたときの断面図を
示したものである。 なお図中、次の符号はそれぞれ次の部分をあら
わす。 1……おすロータ、2……めすロータ、3およ
び4……ロータの回転中心、15および16……
ピツチ円、18……空間、73……空間、75…
…シールストリツプ、76,76′……空間。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 軸線が平行でかつ互いに交叉する2個の円筒状
の壁面を内周壁として形成し、軸方向両端を前記
軸線に垂直な端壁で閉塞した空間を形成したケー
シングと、前記空間内において前記軸線に沿つて
それぞれ外周に螺旋状の***条を形成したおすロ
ータと、外周に前記おすロータの***条を受け入
れる螺旋状の凹条を形成しためすロータとを回転
自在にかつ相互に噛合せしめて配設し、前記両ロ
ータを噛合回転せしめることにより、前記ケーシ
ングの前記軸方向の一方の端部より両ロータとケ
ーシングの内壁とにより形成される作用空間に導
入される圧縮性流体を圧縮または膨張せしめなが
ら、前記ケーシングの他方の端部に形成した吐出
口に吐出せしめるスクリユーロータ回転機械にお
いて、 前記めすロータは、その回転軸に垂直な面にお
ける歯形の輪廓線は、おすロータとの噛合回転の
ピツチ円外に形成されるアデンダムAfを除いた
凹条の主要部がピツチ円内に形成され、前記おす
ロータは、その回転軸に垂直な面における歯形の
輪廓線は、前記***条の基部においてめすロータ
との噛合回転のピツチ円内に形成されるデデンダ
ムDmを除いてピツチ円外に形成されるととも
に、 前記めすロータの凹条歯形の輪廓線は、アデン
ダムAf上の2つの点G2,H2間をめすロータの回
転中心を中心とする円弧、アデンダムAf上の点
H2とめすロータのピツチ円上の点A2との間をお
すロータのピツチ円上におけるおすロータの歯形
輪廓線上の点A1により形成される創成曲線とし、
点A2と点B2間を前記点A2において引いためすロ
ータのピツチ円に対する接線上に位置してかつめ
すロータの歯形の外側に位置する点O7を中心と
する半径R7の凸なる円弧とし、点B2と点C2との
間をおすロータの歯形輪廓線の一部である円弧
B1−C1の移動により形成される包絡線、点D2と
点E2との間をおすロータの回転中心とめすロー
タの回転中心とを結ぶ線上に位置し、めすロータ
のピツチ円の外側に位置する点O1を中心とする
半径R1の凹なる円弧、点C2と点D2との間を点C2
において前記包絡線B2−C2に接しかつ点D2にお
いて前記円弧D2−E2に接する直線または近似の
凹なる曲線、点E2と点F2との間を前記点O1を通
り前記おすロータの回転中心とめすロータの回転
中心とを結ぶ線に対して角θ1で交叉する線上にお
いてめすロータの凹条歯形輪廓線に関し前記点
O1と反対側に位置する点O2を中心とする半径R2
の凸なる円弧、点F2と点G2との間を前記点O2と
点F2とを結ぶ線上に位置しめすロータの歯形輪
廓内に位置する点O8を中心としかつ前記円弧G2
−H2に接する凸なる円弧とし、 前記おすロータの***条の輪廓線は、デデンダ
ムDm上の点H1とおすロータのピツチ円上の点
A1との間をめすロータの歯形輪郭線上における
前記点H2により形成される創成曲線、点A1と点
B1との間をめすロータの歯形輪廓線である円弧
A2−B2の移動により形成される包絡線、点B1と
点C1との間をおすロータの回転中心を通り該お
すロータの回転中心とめすロータの回転中心を結
ぶ線に対して角θ5で交叉する直線上に位置し、前
記おすロータの回転中心とめすロータの回転中心
を結ぶ線から予め定めた距離だけ離れて位置する
点O4を中心とし点B1において前記包絡線A1−B1
に接する半径R4の凸なる円弧、点E1′と点E1との
間をめすロータの歯形輪廓線の一部である前記円
弧D2−E2の移動によつて形成される包絡線、点
E1と点F1との間をめすロータの歯形輪廓線の一
部である前記円弧E2−F2の移動により形成され
る包絡線、点F1とG1との間をめすロータの歯形
輪廓線の一部である前記円弧F2−G2の移動によ
つて形成される包絡線、点G1とH1との間を両点
を結ぶ凹なる曲線、前記点C1とE1′との間におけ
る点C1と点WL1との間は点C1において前記円弧
B1−C1に接し前記おすロータの回転中心とめす
ロータの回転中心を結ぶ直線から所定距離だけ点
C1側に隔たつた点WL1と点C1とを結ぶ直線、点
WL2と点D3との間は前記両ロータの回転中心を
結ぶ直線を挟んで点WL1と反対側に所定距離だ
け隔たつた点WL2と前点E1′に近接した位置にあ
る点D3とを結ぶ直線、点D3と点E1′との間は点D3
において前記直線WL2−D3に接し点E1′において
前記包絡線E1′−E1に接する中心角が小で半径R6
の凸なる円弧に形成され、さらに前記点WL1と
点WL2との間に、前記両ロータの回転中心を結
ぶ直線に交叉しかつおすロータの外径と同一半径
の円弧上の2個の点WD1,WD2を結ぶ直線また
は近似の線WD1−WD2と前記両ロータの回転中
心を結ぶ直線の両側にそれぞれ位置して前記点
WD1と点WL1および点WD2と点WL2とをそれぞ
れ結ぶ線WD1−WL1および線WD2−WL2とで囲
まれるシールストリツプ部を有し、該シールスト
リツプ部の線WD1−WL1と線WD2−WL2の延長
線はおすロータの歯形の輪廓線の外側において交
叉するように形成したことを特徴とするスクリユ
ーロータ回転機械。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1985099297U JPH0320481Y2 (ja) | 1985-06-29 | 1985-06-29 | |
KR1019860004978A KR900000110B1 (ko) | 1985-06-29 | 1986-06-21 | 스크루 로우터 회전기계 |
IN474/CAL/86A IN163958B (ja) | 1985-06-29 | 1986-06-25 | |
US06/878,800 US4679996A (en) | 1985-06-29 | 1986-06-26 | Rotary machine having screw rotor assembly |
DE8686305053T DE3668939D1 (de) | 1985-06-29 | 1986-06-27 | Schraubenrotorengefuege aufweisende rotationsmaschine. |
EP86305053A EP0211514B1 (en) | 1985-06-29 | 1986-06-27 | Rotary machine having screw rotor assembly |
CA000512629A CA1269966A (en) | 1985-06-29 | 1986-06-27 | Rotary machine having screw rotor assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1985099297U JPH0320481Y2 (ja) | 1985-06-29 | 1985-06-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS628301U JPS628301U (ja) | 1987-01-19 |
JPH0320481Y2 true JPH0320481Y2 (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=14243696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1985099297U Expired JPH0320481Y2 (ja) | 1985-06-29 | 1985-06-29 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4679996A (ja) |
EP (1) | EP0211514B1 (ja) |
JP (1) | JPH0320481Y2 (ja) |
KR (1) | KR900000110B1 (ja) |
CA (1) | CA1269966A (ja) |
DE (1) | DE3668939D1 (ja) |
IN (1) | IN163958B (ja) |
Families Citing this family (11)
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---|---|---|---|---|
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WO1992009807A1 (en) * | 1990-11-30 | 1992-06-11 | Kabushiki Kaisha Maekawa Seisakusho | Fluid jetting type screw compressor |
JP3356468B2 (ja) * | 1992-10-09 | 2002-12-16 | 株式会社前川製作所 | スクリューロータ |
CN1059021C (zh) * | 1994-06-14 | 2000-11-29 | 陈嘉兴 | 一种螺旋压缩机的螺旋齿形 |
SE508087C2 (sv) * | 1996-12-16 | 1998-08-24 | Svenska Rotor Maskiner Ab | Par av samverkande skruvrotorer, skruvrotor samt skruvrotormaskin försedd med dylika skruvrotorer |
JPH11141479A (ja) * | 1997-11-11 | 1999-05-25 | Kobe Steel Ltd | スクリュ式圧縮機等のスクリュロータ |
CN102678181B (zh) * | 2012-05-28 | 2014-05-14 | 上海齐耀膨胀机有限公司 | 一种双螺杆膨胀机转子型线 |
JP2017519153A (ja) * | 2014-06-26 | 2017-07-13 | スベンスカ・ロツタア・マスキナア・アクチボラグ | 一対の協動スクリューロータ |
CN108757448B (zh) * | 2018-07-12 | 2023-08-08 | 中国石油大学(华东) | 一种三叶分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法 |
CN113931837B (zh) * | 2021-10-12 | 2023-07-18 | 宿迁学院 | 一种具有内圆弧极限轮廓的易加工凸转子 |
CN114320912B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-11-21 | 湖南慧风流体科技有限公司 | 一种由九段齿曲线组成的双螺杆双边非对称转子型线 |
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JPS5617559A (en) | 1979-07-23 | 1981-02-19 | Fujitsu Ltd | Retained call processing system |
IN157732B (ja) * | 1981-02-06 | 1986-05-24 | Svenska Rotor Maskiner Ab | |
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