JPH04203383A - スクリューロータ - 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、スクリュー圧縮機及びポンプのロータに関す
る。

〔従来の技術〕

従来の金属インサートに樹脂を被覆した複合ロータでは
、　開昭５２−１４２２１．８号公報に記載のように、
インサート形状は歯形、樹脂の肉厚は薄肉、かつ、均一
肉厚であった。しかし、薄肉では樹脂内部に気泡が残留
せず、密な樹脂を成形することは可能であるが、樹脂部
の外径と金属インサートの外径との比が小さくなるため
に金属インサートと樹脂との接合部で残留応力が大きく
なり、成形後に亀裂が生じ易くなる。均一肉厚の場合は
、外径比が異なるため、接合部の残留応力が不均一にな
り、応力集中を招く結果となる。

外径比と残留応力との関係は、異種材料の焼きばめの式
を適用し、最大応力の近似式として表現すると、（１）
式のようになる。

δθＷＡＸ：（α２−α１）（ｔ□−ｔｚ）Ｅｘ（に２
＋１）／〔に２（１＋ヤ、）＋（１−９２））　　　　
・・（］）δθＷＡＸ　：最大応力（接合部の円周方向
）α、二金属の扇膨張係数 α２　：樹脂の線膨張係数 ｔ□　：成形温度 ｔ２：室温 Ｅ２　：樹脂の弾性係数 乍２　：樹脂のポアソン比 に２　：　ｒ２／　ｒｌ ｒ、：金属インサートの外径（接合部）＝２− ｒ２＋樹脂の外径 （１）式のように、最大残留応力は接合部で生じる。歯
形インサートに薄肉、均一肉厚で成形すると外径比が小
さいために残留応力が大きくなり、かつ、外径比が各接
合部分で異なるために応力集中を起こす結果となる。

開平１−３０１９７５号公報に記載のように、インサー
ト形状を円柱、その外周に樹脂を歯形状に成形した場合
も、外径比が異なるために応力集中を起こす。また、熱
収縮が不均一であるため、寸法精度を向上させることは
困難である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、接合部の残留応力に対する金属イン
サート形状について考慮されていなかった。そのため、
成形後の応力集中、及び寸法精度について課題があった
。

本発明は、成形後の接合部における残留応力、及び熱収
縮量を均一にするため、樹脂部の外径と金属インサート
の外径との比が各箇所で一定で、かつ、急激な形状変化
がないような金属インサー１−とすることを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

金属インサートと樹脂を被覆した複合ロータにおいて考
慮すべき点のひとつに、成形後の金属インサートと樹脂
との接合部に生じる残留応力の問題がある。成形時に高
温で硬化した樹脂は冷却とともに収縮していくが、金属
インサートよりも収縮量が多いために応力が残留し、亀
裂に至る場合もある。

（１）式に見られるように、成形後の最大残留応力は、
金属インサートの外径と樹脂部の外径との比がパラメー
タの一つになっている。そこで、この外径比を一定にす
ることで、金属インサートと樹脂との接合部に生じる最
大残留応力を、接合部において均一にすることができる
。また、熱収縮量が均一になり、寸法精度が向上する。

さらに、外径比を大きくする（樹脂の肉厚を大きくする
）ことで、残留応力を小さくして亀裂発生を防ぐことが
できる。

〔作用〕

樹脂の外径と金属インサートの外径との比が一定に、か
つ、急激な形状変化がないような金属インサートとする
ことで、金属インサートと樹脂との接合部で残留応力が
均一になり、応力集中しなくなる。また、樹脂の熱収縮
量も均一になるため、成形後の寸法精度を向上させるこ
とができる。さらに、外径比を大きくすることで残留応
力を低下させ、亀裂の発生を防ぐことができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図、第２図で説明する。第
１図において、雄ロータ（雌ロータ）は雄ロータ用金属
インサート１（ｆ４０−タ用金属インサート２）に樹脂
３を被覆した複合ロータである。両ロータは金属インサ
ートの周囲に樹脂を歯形状に射出成形することによって
得られる。金属インサートの形状は第２図のように、樹
脂部の外径ｒ２　と金属インサー１へ外径ｒよとの比が
一定になるように、かつＦロータの歯先のように凹凸の
激しい箇所にでは滑らかになるように加工されている。

一４＝ 射出成形後、冷却に伴い樹脂は収縮していくが、金属イ
ンサートとの線膨張係数の相違により残留応力が生じる
。（１）式のように焼きばめの計算式を利用した場合、
残留応力は接合部の円周方向で最大となる。この時、外
径比が一定であれば残留応力も一定である。よって、本
発明のような金属インサートを用いることによって、接
合部で応力がほぼ均一に分布し、応力集中を防ぐことが
できる。また、熱収縮量も均一になるため、寸法精度を
向上させることができる。さらに、外径比を大きくする
ことで成形後の残留応力を低下させる、亀裂発生を防ぐ
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、接合部の残留応力を均一し、応力集中
を防ぐことができる。また、熱収縮量が均一になり、成
形後の寸法精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である金属インサートと樹
脂との複合ロータの断面図、第２図は、第１図の右側面
図を示す。 １・・・雌ロータ用金属インサート、２・・雌ロータ用
金属インサート、３・樹脂、ｒ□・・樹脂部の外径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属インサートに樹脂を被覆した複合ロータにおい
   て、前記樹脂の外径と前記金属インサートの外径との比
   が各箇所で一定に、かつ急激な形状変化がないようにす
   ることにより、成形後、接合部の残留応力及び熱収縮を
   均一にすることを特徴とするスクリューロータ。