JPH0660561B2 - プラスチツク材料から作られた少なくとも１つのロ−タを備えたねじ型回転機械 - Google Patents

プラスチツク材料から作られた少なくとも１つのロ−タを備えたねじ型回転機械

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、らせん状に延長するランドおよび溝を有する
少なくとも２つのロータ、すなわち雄ロータおよび雌ロ
ータを含み、少なくとも１つのロータが好ましくは実質
的に金属軸またはコア上に設けられたプラスチック材料
より成る、弾性流体の圧縮または膨脹用ねじ型回転機械
に関するものである。
ねじロータは通常一体の金属素材を機械切削することに
より製造される。ねじロータは複雑な幾何学的形状を有
し、製造に高い精度を要する。さらに、製造中切削され
る材料の量は相当なものである。これらの欠点が組み合
わされることにより、製造時間が長くなり価格が高騰す
る。
したがって、ロータを合理的な価格で多量生産できるよ
うにするため、簡単な形状で精度に対してそれほど厳格
でないねじ型回転機械のロータを製造することが長らく
期待されていた。
そのため、米国特許第 2,868,442号明細書から明らかな
ように、ロータをプラスチックから製造することが早く
も1953年に提案された。しかしながら、プラスチック材
料の限られた強度のため、雌ロータのランドが比較的狭
いので雌ロータを金属から製造すること、および主とし
てプラスチックから製造されたとしても形状を安定に保
つ、雄ロータに有利な弾性的特性を利用することが必要
であった。しかしながら、形状に所望の精度を得るた
め、プラスチックロータを精密かつ正確に機械加工する
ことが必要であり、このことは型作りされた雌ロータを
プラスチックから製造する試みに関しても事実であっ
た。しかしながら、固化工程中ロータが寸法上の変化を
生ずるため複雑化が避けられなかった。
分解可能な型が使用不可能であることにより、型の脱着
可能な端板の除去の後一体の型から固化したロータをね
じ出すことが考えられる。しかしながら、この方法は、
ロータが固化工程中に生ずる寸法の変化により型に強固
に梗着するため、問題なしに適用することはできない。
この点に関して金属の別の代替物はドイツ国特許第 1,4
26,771号明細書に開示されたような、セラミック材料で
あり、前記米国特許によるプラスチック雄ロータと組み
合わせるとき、いくらかの改善が得られる。
英国特許第 1,276,348号明細書に記載されたようにロー
タを腐食から保護するため、鋼製ロータをプラスチック
材料で被覆することが提案された。プラスチック材料は
ある程度の弾性を有するけれども、それらは作動媒体か
ら加えられる圧力の結果としての変形に対抗するため十
分な硬さを有する。この解決法は機能に関して或る程度
の改善が得られるが、所要の複雑な製造工程を緩和する
ことがなく、またこれらの工程を実施するのに要する時
間を短縮することもない。さらに鋼製本体にプラスチッ
ク被覆またはライニングの満足な接着を達成することは
困難である。
したがって本発明の目的は、ロータを迅速かつ安価に、
少ない労力で多量に製造することのできる、前記種類の
ねじ型回転機械を提供することにある。
この目的は、本発明によれば、主としてプラスチック材
料から作られるロータが雌ロータであり、それは少なく
とも25000 N/mm２の弾性率を有するプラスチック材料か
ら射出成形されること、および雌ロータのランドの厚さ
が、弾性率に関連して、プラスチック材料の硬化または
固化およびそれが受ける温度変化によって生じた寸法の
変化の結果として他のロータに衝突的に接触するとき、
ばね作用で離れて弾性的に変形するが、作動流体から受
ける圧力の結果だけでは変形しないようなものであるこ
とによって達成される。
本発明は、予定の形状からの小変形の結果として生じ得
るしかしてこれまで通常ロータの損傷を生じたすべてで
はないが衝突接触または意図しない接触は、経費がどう
であろうとも回避されるべきであること、そのような接
触に対して弾性的に予定量だけ変形するランドを提供す
ることによりロータ／ランドに対する損傷を回避しつつ
そのような接触は許容されるべきであるという概念に基
づいており、このことは雌ロータの構造における一般の
観点に対して完全に相反するものである。ロータが射出
成形されるため、得られる表面は十分に平滑で引き続い
て機械加工する必要をなくすものであり、それは前記問
題に対する有効な解決の必要条件である。
それぞれ簡単な製法のアルミニウム雄ロータおよび本発
明によって製造された雌ロータを備えた多数の油噴射ね
じ型圧縮機はきわめて小さい遊びしか有しないが、多く
の発停操作を反復して、ロータに対するいかなる損傷の
問題もなく長時間にわたって運転することができた。
本発明の別の特徴は下記の特許請求の範囲に記載されて
いる。
本発明を添付図面を参照して下記に一層詳細に説明する
が、第１図は本発明による機械に使用することを意図し
たロータ対の形状の一実施例、第２図は第１図に示す雌
ロータを製造するための型の縦断面図である。
第１図は雌ロータ１および雄ロータ２の端面図である。
雌ロータ１はらせん状に延長するランド３および中間溝
４を有し、雄ロータ２はらせん状に延長するランド５お
よび溝６を有する。雌ロータ１は、第２図に示された型
を利用する射出成形法によって、軸８上に型作りされた
プラスチック部分７を含んでいる。
雄ロータ２は通常の方法でアルミニウムまたは鋼から製
造されるか、またはアルミニウムまたはプラスチックの
押出しによって製造することができる。
雌ロータの軸８は円形断面を備えることができるが、製
造が軸の上に直接プラスチックを型作りすることによっ
て行われるため、プラスチックは軸の外周にできるだけ
均一に、すなわち一定の厚さに分配され、不規則な大き
さの変化が無いことにより均一な硬化または固化を確実
にすることができる。このため、軸８は僅かに切削さ
れ、各ランド３の基部のらせん状端部またはランド１０
およびそこから一定の距離ａをおいて溝４に平行に延長
する凹状面１１を形成する。この距離はほヾランド３の
平均の厚さに等しい。
図示のように、ランド３は通常の鋼製ロータのものより
薄く、前記ランドの厚さは、プラスチック材料の弾性率
と組み合わせたとき、硬化又は固化の間プラスチック材
料の型作りされた形状の変化の結果、もしくは温度変化
の結果生じたもののような完全に真実の形状からの形状
変化に対応する量の前記弾性変形を与えるように注意深
く計算される。
弾性率は、公知の方法で、或る程度の表面弾性を生ずる
ため十分に低い水準にとられるが、作動流体によって加
えられる圧力により変形を生ずるほどには低くされな
い。
第２図は一端で閉鎖されかつ所要の雌ロータ１の形状に
対応する形状を備えた内壁を有する型２０を概略図示し
ている。型２０は着脱可能な端壁２１を含んでいる。型
２０の閉鎖端部２２は中心に孔２３を有し、着脱可能な
端壁２１が同じ中心孔２４を備えている。孔２３および
２４はそれぞれ第１図に示すらせん端部またはランド１
０をその上に形成された軸８に適合しており、前記軸は
着脱可能な端壁２１を取り付ける前に型内に設置され
る。必要量の塑性化されたプラスチック材料が一つ以上
の噴射孔２５から型内に噴射される。プラスチック材料
はミリメートル単位の長さの補強繊維、例えばガラス繊
維を含み、かつ8000Ｎ／mm２より高くない弾性率を有す
る熱硬化製樹脂を含むのが望ましい。プラスチック材料
は軸８と型の内壁との間の空間を充填し、その間型内の
空気は図示しない空気孔から押出される。プラスチック
材料の硬化に続いて、その間型２０は適当に冷却される
が、端壁２１は除去され完成したロータは、軸８ととも
に、スエーデン特許第217,570 号に図示しかつ記載され
たように型２からねじ出される。
これは、弾性的に変形するランドおよびロータ自体が型
に梗着することがないことにより、ロータに損傷を与え
ることなく実施することができる。実際、型内ではロー
タの固化中ランドの縦方向に大きい圧縮力を発生するこ
とが知られている。
このようにして製造された雌ロータの測定はロータの形
状が主としてプラスチックの固化の影響下にあるランド
３がいくぶん伸長されその端部におけるランド３のピッ
チを変化することにおいて予定の形状から偏倚してい
る。頂点の半径の真下におけるランドの表面に垂直に計
った変化は、直径５０mmのロータに対して0.1 mmにも達
する。
従来のプラスチックロータにおいて実験が、予定のした
がって負の方向に影響されるロータ間隙より一層薄いラ
ンドを生ずる形状の引き続く機械加工によって除去され
たのはこの型の偏倚である。引き続く機械加工用の費用
と組み合わされたこれらの欠点のため、２５年以前に始
まった経験にも係わらず、プラスチックから製造された
ロータを備えたねじ型回転機械は未だに市場に出現して
いない。限定された問題の解決は本発明により雌ロータ
の設計の可能性を実現することによって得ることができ
る。すなわち、ランドの十分な変形が達成され、通常の
運転状態の下での一年以上の実験がプラスチック材料か
らロータを型作りすることにより製造された形状の引き
続く機械加工なしに簡単かつ安価に同期歯車付のならび
に同期歯車なしのねじ型ロータを製造することがいまや
可能になったことを実証した。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】それぞれらせん状に延長するランド(3，5)
    および溝(4，6)を備えた、少なくとも２つのロータすな
    わち雄ロータおよび雌ロータを含み、少なくとも１つの
    ロータが、好ましくは金属軸またはコア上に設けられ
    た、プラスチツク材料より成る、弾性流体の圧縮または
    膨脹用ねじ型回転機械において、前記ロータの一方が、
    最大 25000N/mm２の弾性率を有するプラスチツク材料か
    ら射出成形された雌ロータ( 1)であり、また雌ロータ(
    1)のランド(3) がプラスチツク材料の硬化または固化に
    よるまたは温度変化によって生じた形状変化の結果他方
    のロータ(2) と衝突の際弾性的に変形するが、作動流体
    から受ける圧力の結果たけでは変形しないような、前記
    プラスチツクの弾性率に適合するような厚さを有するこ
    とを特徴とする、ねじ型回転機械。
  2. 【請求項２】プラスチツク材料が最大 10000N/mm２の弾
    性率を有するポリマであることを特徴とする、請求の範
    囲第１項に記載のねじ型回転機械。
  3. 【請求項３】プラスチツク材料が適当な材料のきわめて
    短い繊維で補強された熱硬化性樹脂であることを特徴と
    する、請求の範囲第１項または第２項に記載のねじ型回
    転機械。
  4. 【請求項４】軸(8) またはコアがロータランド(3) の基
    部まで延長しかつ凹状面(11)に連結されたらせん状に延
    長するランド(10)を備え、凹状面(11)がロータ表面(4)
    からロータランド(3) の平均の厚さにほぼ等しい距離だ
    け隔たっていることを特徴とする、請求の範囲第１項な
    いし第３項のいずれか一項に記載のねじ型回転機械。
  5. 【請求項５】プラスチツク材料の弾性率が数百分の１ミ
    リメートル程度の雌ロータの形状における局部的***が
    他のロータ(2) に衝突するとき弾性的に平らにされるよ
    うなものであることを特徴とする、請求の範囲第１項な
    いし第３項のいずれか一項に記載のねじ型回転機械。
JP61501796A 1985-03-15 1986-03-13 プラスチツク材料から作られた少なくとも１つのロ−タを備えたねじ型回転機械 Expired - Fee Related JPH0660561B2 (ja)

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