JPH1089270A - スクリュロータ - Google Patents
スクリュロータInfo
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- JPH1089270A JPH1089270A JP27678196A JP27678196A JPH1089270A JP H1089270 A JPH1089270 A JP H1089270A JP 27678196 A JP27678196 A JP 27678196A JP 27678196 A JP27678196 A JP 27678196A JP H1089270 A JPH1089270 A JP H1089270A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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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Abstract
に同一のロータ部を採用し、材料の無駄と製作加工の多
大な工数をへらして、コスト高を解消し、軸を分割でき
取扱いが容易で、成形用の機械を小型化し、専用軸の加
工のみでよく加工を容易にし、組み立て間違がなく、軸
結合がスムーズに嵌合できること。 【解決手段】 スクリュ歯形を形成するロータ部1と該
ロータ部の軸心上の外端2に中心軸3を延設し、該中心
軸の外端4に小径軸5又は嵌入穴を設け、この小径軸5
又は嵌入穴に外嵌又は内嵌する別製のロータ軸6に嵌入
穴7又は小径軸を設け、上述の小径軸5又は嵌入穴との
最始端26、26aと最内外端27、27aのそれぞれ
からロータ端面2、2aまでの長さをロータ部1を挟ん
で同寸法とし、また、ロータ軸の略軸心に、ロータ軸又
は中心軸に凹設した嵌入穴7からその反対側の軸端に貫
通する通気孔25を穿設した。
Description
スクリュロータに関するものであり、特に圧縮機、膨張
機、真空ポンプ等に使用するスクリュロータに関するも
のである。
タ部とロータ軸とが一体的に形成されている。例えば、
ロータ部とロータ軸とは同一金属材料から削りだし加工
されている。または、金属製のロータ軸の周囲に合成樹
脂製のロータを一体成形したものもある。そして、機種
間でロータ部の寸法が共通であっても、スクリュ流体機
械の吐出圧力や駆動原動機が変わったり、スクリュ流体
機械の使用用途に応じて軸長や軸径又は軸部の表面処理
が変わるため、ロータの製作工程が複雑となりかつ種類
が多い。このことにより種々の問題があった、スクリュ
ロータ各部の直径を例にとると、一般にロータ歯部の直
径は軸部の約3〜4倍となっているのが普通である。そ
のため製作上次のような問題がある。 (1)ロータ部と軸部とは同一金属材料から削りだし加
工されている場合は、ロータ歯部の直径に見合ったサイ
ズの素材を用い、これを所望とする軸部の直径まで切削
加工で削りだす必要がある。そのため、材料や加工工数
に多大な無駄が生じる。 (2)金属製の軸の周囲に熱硬化性の合成樹脂製のロー
タを一体成形したものである場合は、軸の直径に見合っ
た金属材料を準備すればよいが、軸径の割に軸長が長い
ため、加工に際し芯振れ対策等の配慮が必要となり、生
産性が悪くなる。 (3)併せて、ロータ軸長が長いため、ロータ部の成形
型も大型で高額となる他成形時の作業性も悪い。また、
表面処理に際しても同様に作業性が悪い。 (4)例えば、圧縮作用空間に水を噴射して該空間内の
冷却と密閉とを行う水噴射式圧縮機等に使用し、軸部が
大気もしくは水分を含む流体に触れる場合は、長期使用
の間に錆が発生し当該軸封部の漏洩や摺動部の異常摩耗
の原因となる。 (5)ロータ部の歯形寸法は共通であるも軸部の直径や
軸長が異なるため、部品の共通化ができず製作と管理上
も複雑である。
量軽減のために中空小径部と中空大径部とに分割して加
工し、各対向端面を摩擦圧接によって接合しよううとす
るものとして、実開昭57−105418号公報がある
が、中空軸にしかつその接合も摩擦圧接による接合で上
述の種々の課題を解決せんとするものではない。また、
単に各クランク軸部をスプラインにより結合し、そのス
プライン結合部に弾性体を注入して摩耗を減らし騒音を
も低減しようとするものとして、実開昭56−4931
1号公報がある。さらに、プロペラシヤフトにおいて、
プロペラシヤフトとヨークのいずれか一方に溝を形成
し、この溝に係合する突起を他方に形成したものとし
て、実開平2−71108号公報があり、さらにまた、
特公昭52−25562号公報のように圧縮機の羽根車
に一体になったスリーブを設け、このスリーブの穴に螺
子が切られ、軸の螺子部が受容されて組立てられるもの
である、しかし、これらのものは、一般的な取付けをい
かに確実にせんとするか等であって、上述の種々の課題
を解決せんとするものではない。
に、簡単な軸結合を採用することで、軸長の異なる多機
種に同一のロータ部を採用することができ、スクリュロ
ータ材料に無駄があったり、製作加工に多大な工数を要
しているためコスト高となっていたのを解消し、さら
に、軸を分割でき取扱いが容易で、成形用の機械を小型
化し、多機種の内の専用軸の加工のみでよく軸部の加工
を容易にして製作コストを引き下げること。第3に、第
1又は第2のいずれかの課題にくわえて、ロータ部とロ
ータ軸との組み立て間違えの防止を図り、より製作コス
トを低減すること。第4と第5に、第1乃至第3のいず
れかの課題にくわえて、中心軸は合成樹脂により被覆さ
れているため、軸部の防錆対策として、必要な部分だけ
を容易に防錆処理又は表面処理をできるようにしたり、
耐食材料の採用を容易にすること。第6に、第1乃至第
5のいずれかの課題にくわえて、ロータ軸又は中心軸に
凹設した嵌入穴からその反対側の軸端に貫通する通気孔
を穿設したことにより、軸結合がスムーズに嵌入される
のでその挿入作業が楽に、確実にできると共に、凹設部
の運転中と停止中の温度差による空気の流通(呼吸作
用)ができること。第7と第8に、第1乃至第6のいず
れかの課題にくわえて、中心軸に外嵌する側の材料の線
膨張率が内嵌する軸に比べ小さいため、圧縮作用に伴う
伝導熱によって嵌合が締まる方向に作用させ、長期にわ
たり嵌合状態を確実に保持させること。
するために、第1に、スクリュ流体機械のスクリュロー
タにおいて、スクリュ歯形を形成するロータ部と該ロー
タ部の軸心上の少なくとも一方の外端に中心軸を延設
し、該中心軸の外端には段差を設けて小径軸を突設する
と共に、該小径軸に嵌入穴を凹設した別製のロータ軸を
外嵌して軸接合したことを特徴とする。第2に、この軸
接合をスクリュ歯形を形成するロータ部と該ロータ部の
軸心上の少なくとも一方の外端に中心軸を延設し、該中
心軸の外端には嵌入穴を凹設すると共に、該嵌入穴に小
径軸を突設した別製のロータ軸を内嵌して軸接合した軸
接合としてもよい。そして、上述の軸接合手段として
は、穴径を軸径より小さくし、軸を嵌入穴に圧入或いは
焼きバメで接合する。また、穴と軸とにスプライン加工
を施し軸接合したり、穴と軸とに螺子を切り、螺子係合
としてもよい。第3に、第1又は第2のいずれかの技術
手段に加えて、前記ロータ部の中心軸に突設した小径軸
又は凹設した嵌入穴の最始端と最内外端のそれぞれから
ロータ端面までの長さは該ロータ部を挟んで両軸端共に
略同寸法に設定したことを特徴とする。第4に、第1乃
至第3のいずれかの技術手段に加えて、前記ロータ部は
金属製の中心軸の周囲に熱硬化性の合成樹脂製のロータ
を一体成形したものであることを特徴とする。第5に、
第4の技術手段に加えて、前記ロータ部はその中心軸外
周の表面をロータ部と同質の合成樹脂で被覆成形したこ
とを特徴とする。第6に、第1乃至第5のいずれかの技
術手段に加えて、前記ロータ軸の略軸心には、該ロータ
軸又は中心軸に凹設した嵌入穴からその反対側の軸端に
貫通する通気孔を穿設したことを特徴とする。第7に、
第1又は第3乃至第6のいずれかの技術手段に加えて、
ロータ部の中心軸に外嵌接合するロータ軸の材料は、該
中心軸に用いる材料よりも線膨脹係数の小なる性質を有
する金属材料であることを特徴とする。第8に、第2乃
至第6のいずれかの技術手段に加えて、ロータ部の中心
軸に用いる材料は、該中心軸に内嵌接合するロータ軸よ
りも線膨脹係数の小なる性質を有する金属材料であるこ
とを特徴とする。
て説明するが、便宜上スクリュ流体機械を例にして記載
する。以下、図1乃至図5の実施例に基づいて説明す
る。図1と図2に示すように、スクリュ歯形を形成する
ロータ部1と該ロータ部1の軸心上の少なくとも一方の
外端2に中心軸3を延設し、該中心軸3の外端4には段
差を設けて小径軸5を突設すると共に、該小径軸5に嵌
入穴7を凹設した別製のロータ軸6を外嵌して軸接合し
た。この場合、好ましくはロータ部1の他端2aにも上
述と同一の中心軸3a、小径軸5a、別製のロータ軸6
a、嵌入穴7aを同様に設けてある。そして、前記ロー
タ部1の中心軸3、3aに設けた小径軸5、5aの最始
端26、26aと最外端27、27aのそれぞれからロ
ータ端面であるロータ部の外端2、2aまでの長さは該
ロータ部1を挟んで両軸端共に略同寸法に設定してあ
る。図2はスクリュロータの軸接合前の状態を示す断面
図で、図1と同一部位は同一符号を付すことで説明を省
略する。以下本発明ではロータ部とはスクリュ歯形を形
成したロータ歯部をも含む。
を、スクリュ歯形を形成するロータ部1cと該ロータ部
1cの軸心上の少なくとも一方の外端8に中心軸9を延
設し、該中心軸9の外端には嵌入穴10を凹設すると共
に、該嵌入穴10に小径軸12を突設した別製のロータ
軸11を内嵌した軸接合としてもよい。この場合、好ま
しくはロータ部1cの他端8aにも上述と同一の中心軸
9aの外端には嵌入穴10aを凹設すると共に、別製の
ロータ軸11aに小径軸12aを突設し、該小径軸12
aを前記嵌入穴10aに内嵌した軸接合手段が同様にと
られている。この場合、好ましくは、前記ロータ部1c
の中心軸に凹設した嵌入穴10、10aの最始端28、
28aと最内端29、29aのそれぞれからロータ端面
であるロータ部の外端8、8aまでの長さは該ロータ部
1cを挟んで両軸端共に略同寸法に設定してある。そし
て、上述の各実施例の軸接合手段としては、穴径を軸径
より小さくし、軸を嵌入穴に圧入或いは焼きバメで接合
する。また、穴と軸とにスプライン加工を施し軸接合し
たり、穴と軸とに螺子を切り、螺子係合としてもよい。
は金属製の中心軸13の周囲に熱硬化性の合成樹脂製の
ロータを一体成形したものである。そして、該ロータ部
1dの金属製の中心軸13上の少なくとも一方の外端3
2に中心軸15を延設し、該中心軸15の外端には嵌入
穴16を凹設すると共に、該嵌入穴16に小径軸18を
突設した別製のロータ軸17を内嵌した第3実施例の軸
接合とした。この形状を、図5に示すように、ロータ部
1eの金属製の中心軸19上の少なくとも一方の外端3
5に周囲に合成樹脂を被覆した中心軸20を延設し、該
中心軸20の外端21には段差を設けて小径軸22を突
設すると共に、該小径軸22にはロータ部1eとは別製
のロータ軸23の端部に凹設した嵌入穴24を外嵌して
第4実施例の軸接合としてもよい。そして、これらの第
3と第4実施例においても、好ましくは各々の他端32
a、35aにも各図4、図5と全く同じ構造の軸接合手
段が施されている、その同一符号にaを付すことで説明
を省略する。さらに、この場合も好ましくは、前記ロー
タ部1dの各中心軸に凹設した嵌入穴16、16aの最
始端30、30aと最内端31、31aのそれぞれから
ロータ部の外端32、32aまでの長さ並びに前記ロー
タ部1eの中心軸に設けた小径軸22、22aの最始端
33、33aと最外端34、34aのそれぞれからロー
タ部の外端35、35aまでの長さは各該ロータ部1
d、1eを挟んで両軸端共にそれぞれ略同寸法に設定し
てある。さらに、これらの軸接合手段としては、穴径を
軸径より小さくし、好ましくは嵌入穴を温め(軸を冷却
してもよい)て軸を嵌入穴に圧入するか、上述のように
穴と軸とにスプライン加工を施し軸接合したり、穴と軸
とに螺子を切り、螺子係合としてもよい。さらにまた、
前記ロータ部はその中心軸外周の表面をロータ部と同質
の合成樹脂で被覆成形した技術手段をも採用できる。
て、軸接合手段としての嵌入穴と小径軸の形状は、円
形、三角形、四角形、多角形等でよく、さらに、中心軸
の一端に嵌入穴を凹設し、他端に小径軸を突設するよう
に異なる形状としてもよい。また、図4に示すように、
ロータ部1dの金属製の中心軸13の延設した周囲は合
成樹脂で被覆されていなく、さらに、図5に示すよう
に、ロータ部1eの金属製の中心軸19の延設した周囲
には合成樹脂を被覆した中心軸20としているが、使用
条件等によってはロータ部1eの金属製の中心軸19の
延設した周囲を合成樹脂を被覆せずに金属製にしたり、
或いは、ロータ部1dの金属製の中心軸13の延設した
周囲を合成樹脂で被覆してもよい。
れのものに加えて、前記ロータ軸6、6a、11、11
a、17、17a、23、23aの略軸心には、該ロー
タ軸又は中心軸に凹設した各嵌入穴7、7a、10、1
0a、16、16a、24、24aからその反対側の軸
端に貫通する通気孔25、25a…を穿設した。この場
合略軸心とは、各通気孔25、25a…は各嵌入穴7、
7a、10、10a、16、16a、24、24aのい
ずれの部位が外気と連通すればよいので本発明では幾何
学上の軸心でないので略軸心という(製作上センターの
軸心に孔を穿設してもよい)。
するロータ軸6、6a、23、23aの材料は、該中心
軸に用いる材料よりも線膨脹係数の小なる性質を有する
金属材料である。又は、ロータ部の中心軸に用いる材料
は、該中心軸に内嵌接合するロータ軸11、11a、1
7、17aよりも線膨脹係数の小なる性質を有する金属
材料である
縮機に基づいて説明すると、ロータ部と別製のロータ軸
とを各実施例の形状及び種々の軸接合手段によって構成
されたものは、図6のように外観上は何等変わらず、そ
のスクリュ流体機械のスクリュロータの機能上も変わら
ない。そこで、本発明による種々の技術手段の作用につ
いて説明する。ロータ部と軸部とを分割構造としたの
で、ロータ部(ロータ歯部も含む)の寸法の共通化が図
れるため、専用の加工機で量産できる一方、軸部は当該
軸部同士で単独加工され、それぞれの完成後両者を焼き
バメ等により嵌合接合し所望のロータにまとめられる。
これにより完成したスクリュロータは加工品質及び性能
共に安定したものとなり、大幅な加工工数の低減と製作
コストの低減とが可能となる。併せて、部品の共通化に
より部品管理も容易となる。また、中心軸は合成樹脂に
より被覆されているため、軸の防錆効果の他、流体機械
の運転中作用室と軸受室との軸封部の僅かな隙間に万一
接触があっても焼き付くことがない。
軸との嵌合時、凹設部に残留する空気はロータ軸に穿設
した通気孔から外部に逃げる。よって、凹設部の運転中
と停止中の温度差による空気の流通(呼吸作用)ができ
接合も確実にできる。さらにまた、中心軸に外嵌する側
の材料の線膨張率が内嵌する軸に比べ小さいため、圧縮
作用に伴う伝導熱によって嵌合が締まる方向に作用す
る。よって長期にわたり嵌合状態を確実に保持できる。
そして、長期の運転期間中にロータ歯部又はロータ軸が
磨耗したときには、オーバホール時等にそれぞれの該当
する部品だけを交換すればよい。
軸部とを分割構造としたので、ロータ部の寸法が同じで
あればロータ部については同一の加工段取りで加工でき
るので、生産性が向上し安定した加工品質を維持でき、
かつ部品管理も容易である。また、簡単な軸結合を採用
することで、軸長の異なる多機種に同一のロータ部を採
用することができ、スクリュロータ材料に無駄をなく
し、製作加工に多大な工数を不要としコスト高となって
いたのを解消し、さらに、軸を分割でき取扱いが容易
で、軸が短くできるため成形用の機械を小型化し、多機
種の内の専用軸の加工のみでよく軸部の加工を容易にし
て製作コストを大幅に引き下げることができた。さら
に、軸部については表面処理その他の複雑な製作工程を
経る過程でも、部品自体がロータ部に比べて小さいため
取扱いも楽で作業性もよい。第3に、第1又は第2のい
ずれかの効果にくわえて、ロータ部とロータ軸との組み
立て間違いの防止ができ、加工部品の共通化を図り、よ
り製作コストを低減することができた。第4と第5に、
第1乃至第3のいずれかの効果にくわえて、中心軸は合
成樹脂により被覆されているため、軸部の防錆対策とし
て、必要な部分だけを容易に防錆処理又は表面処理をで
きるようにしたり、耐食材料の採用が容易である。第6
に、第1乃至第5のいずれかの効果にくわえて、ロータ
軸又は中心軸に凹設した嵌入穴からその反対側の軸端に
貫通する通気孔を穿設したことにより、軸結合がスムー
ズに嵌入されるのでその挿入作業が楽に、確実にできる
と共に、凹設部の運転中と停止中の温度差による空気の
流通(呼吸作用)ができる。第7と第8に、第1乃至第
6のいずれかの効果にくわえて、中心軸に外嵌する側の
材料の線膨張率が内嵌する軸に比べ小さいため、圧縮作
用に伴う伝導熱によって嵌合が締まる方向に作用させ、
長期にわたり嵌合状態を確実に保持させれる。
す断面図である。
接合前の状態を示す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
である。
ロータ部 2、2a、8、8a、32、32a、35、35a
ロータ部の外端 3、3a、9、9a、15、15a、20、20a
中心軸 4、4a、21、21a
中心軸の外端 5、5a、12、12a、18、18a、22、22a
小径部 6、6a、11、11a、17、17a、23、23a
ロータ軸 7、7a、10、10a、16、16a、24、24a
嵌入部 13、19
金属製の中心軸 25、25a
通気孔
Claims (8)
- 【請求項1】スクリュ流体機械のスクリュロータにおい
て、スクリュ歯形を形成するロータ部と該ロータ部の軸
心上の少なくとも一方の外端に中心軸を延設し、該中心
軸の外端には段差を設けて小径軸を突設すると共に、該
小径軸に嵌入穴を凹設した別製のロータ軸を外嵌して軸
接合したことを特徴とするスクリュロータ。 - 【請求項2】スクリュ流体機械のスクリュロータにおい
て、スクリュ歯形を形成するロータ部と該ロータ部の軸
心上の少なくとも一方の外端に中心軸を延設し、該中心
軸の外端には嵌入穴を凹設すると共に、該嵌入穴に小径
軸を突設した別製のロータ軸を内嵌して軸接合したこと
を特徴とするスクリュロータ。 - 【請求項3】前記ロータ部の中心軸から突設した小径軸
又は凹設した嵌入穴の最始端と最内外端のそれぞれから
ロータ端面までの長さは該ロータ部を挟んで両軸端共に
略同寸法に設定したことを特徴とする請求項1又は請求
項2に記載のスクリュロータ。 - 【請求項4】前記ロータ部は金属製の中心軸の周囲に熱
硬化性の合成樹脂製のロータを一体成形したものである
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項
に記載のスクリュロータ。 - 【請求項5】前記ロータ部はその中心軸外周の表面をロ
ータ部と同質の合成樹脂で被覆成形したことを特徴とす
る請求項4に記載のスクリュロータ。 - 【請求項6】前記ロータ軸の略軸心には、該ロータ軸又
は中心軸に凹設した嵌入穴からその反対側の軸端に貫通
する通気孔を穿設したことを特徴とする請求項1乃至請
求項5のいずれか1項に記載のスクリュロータ。 - 【請求項7】ロータ部の中心軸に外嵌接合するロータ軸
の材料は、該中心軸に用いる材料よりも線膨脹係数の小
なる性質を有する金属材料であることを特徴とする請求
項1又は請求項3乃至請求項6のいずれか1項に記載の
スクリュロータ。 - 【請求項8】ロータ部の中心軸に用いる材料は、該中心
軸に内嵌接合するロータ軸よりも線膨脹係数の小なる性
質を有する金属材料であることを特徴とする請求項2乃
至請求項6のいずれか1項に記載のスクリュロータ。
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---|---|---|---|
JP27678196A JP3803812B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | スクリュロータ |
CN97102933A CN1112515C (zh) | 1996-03-27 | 1997-03-04 | 螺旋流体机械的螺旋转子的轴结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27678196A JP3803812B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | スクリュロータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1089270A true JPH1089270A (ja) | 1998-04-07 |
JP3803812B2 JP3803812B2 (ja) | 2006-08-02 |
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ID=17574284
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP27678196A Expired - Fee Related JP3803812B2 (ja) | 1996-03-27 | 1996-09-12 | スクリュロータ |
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JP (1) | JP3803812B2 (ja) |
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