JP2000130372A - 内接型ロータ圧縮機及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 残存空間容積を最小として体積効率を向上す
るとともに、歯形加工時の加工時間が最小で、かつ加工
精度の高い加工ができる工具を選定可能とすべく、歯形
の形状を自由に調整できる歯形を備えた内接型ロータ圧
縮機を提供する。 【解決手段】 内接型ロータ圧縮機において、外側ロー
タの歯形のアデンダムの一部とデデンダムとを単一若し
くは複数の円弧で与え、内側ロータの歯形を前記円弧で
創成される曲線にて形成し、さらに、前記外側ロータの
前記円弧からなる歯形以外のアデンダム部を、前記内側
ロータのピッチ円を外側ロータのピッチ円の内側を滑る
ことなく転がしたとき、前記内側ロータの歯形上の点が
描くトロコイド曲線上の包絡線で与えるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸により駆動
される内側ロータと、該内側ロータの外側にこれと偏心
されて相対回転可能に設けられた外側ロータとを組合わ
せて、流体を圧縮する内接型ロータ圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】内接型ロータ圧縮機は、トロコイド曲線
を利用した歯形を有する内側ロータと該内側ロータの外
側にこれと偏心されて相対回転可能に設けられた外側ロ
ータとを組合わせて、該内側ロータ及び外側ロータの歯
形間に形成される可変空間に吸入口から流体を吸入し、
該可変空間の容積変化によって該流体を加圧し、吐出口
へ送出するように構成されている。

【０００３】かかる内接型圧縮機として、本件出願人の
出願に係る特開平９−８８８４３号にて提案されている
ものの構造を図５〜図６に示し、図５はその回転軸心に
沿う縦断面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図である。

【０００４】図５〜図６において、１は外側ロータで、
ケーシング３の内周面に回転自在に嵌合されており、ト
ロコイド形の内歯１ａを有する。２は前記外側ロータ１
の内部に設けられた内側ロータで、回転軸１３にキー１
４を介して回転不能にかつ軸方向には移動可能に取付け
られている。前記外側ロータ１及びケーシング３の中心
２４は、回転軸１３及び内側ロータ２の軸心２３に対し
て偏心量ｅだけ偏心せしめられている。

【０００５】８は吸入口ブラケット、９及び１２は該ブ
ラケット８に設けられた吸入口及び該吸入口９に連通さ
れる勾玉状の吸入孔である。６は吐出口ブラケット、７
は該ブラケット６に設けられた吐出口である。４は円板
状の吐出孔盤で、該吐出孔盤４には前記勾玉状の吸入孔
１２と対称位置に勾玉状の吐出孔５が設けられている。

【０００６】かかる内接型ロータ圧縮機において、外側
ロータ１はケーシング３の内周面３ａに摺接し、内側ロ
ータ２の回転に従動して回転することとなり、これによ
り内側ロータ２の外周に設けられた外歯２ａと外側ロー
タ１の内周に設けられた内歯１ａとの間に形成される可
変空間１０の容積変化により、該可変空間１０内の流体
を圧縮する。

【０００７】即ち、かかる内接型ロータ圧縮機の運転時
において、吸入口９から吸入された流体は勾玉状の吸入
孔１２に入る。そして、内側ロータ２と外側ロータ１と
の回転により可変空間１０と該吸入孔１２とが連通され
ると可変空間１０内に流入し、両ロータ１、２の相対回
転により可変空間１０の容積が縮小されるに従い圧縮さ
れ、該可変空間１０が吐出孔盤４の勾玉状の吐出孔５に
連通されると、吐出側へ向けて軸方向に流れて該吐出孔
５に流出し、吐出口７を通って外部の使用先（不図示）
に送出される。

【０００８】かかる従来の内接型ロータ圧縮機において
は、内側ロータ２及び外側ロータ１の歯形２ａ，１ａ
は、内側ロータ２をトロコイド曲線を利用した歯形で与
え、該内側ロータ２のピッチ円を、外側ロータ１のピッ
チ円の内側を滑りを生ずることなく転がしたときに、内
側ロータ２の歯形上の点が描くトロコイド曲線群の包絡
線（トロコイド創成曲線）を外側ロータ１の歯形として
いる。

【０００９】また、特開昭５９−２２１４８９号におい
ては、内側ロータの歯形をエピトロコイド曲線とし、外
側ロータの歯形を内側ロータの歯形で創成する歯形とし
たエピトロコイド型圧縮機が提案されている。このエピ
トロコイド型圧縮機においては、上記のようなエピトロ
コイド歯形を採用して、外側及び内側ロータの寸法をパ
ラメータとして、そのパラメータに範囲を与えることに
より、吐出終わり時における残存空間（詳細は後述）の
容積を最小としている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】然るに、かかる内接型
ロータ圧縮機では、その体積効率に影響を及ぼす要因の
一つに、内側ロータ２と外側ロータ１との間に形成され
る残存空間４０がある。

【００１１】この残存空間４０は、図１１に示すよう
に、圧縮された流体が可変空間１０からの吐出が完了し
た状態で内側ロータ２及び外側ロータ１の歯形壁面と吐
出側端面とで形成された空間であり、前記吐出終わり時
に吐出しきれずにこの残存空間４０に残留している流体
は、吸入行程で膨張し、圧縮機の体積効率を低下させ
る。

【００１２】かかる内接型ロータにおける、外側ロータ
１の歯形を形成する円弧半径Ｒとデデンダム長さρ₁ の
比、即ち円弧半径比率Ｒ／ρ₁と前記残存空間の面積Ｓ
との間には、図７に示すような関係があり、前記残存空
間断面積Ｓは、外側ロータ１の円弧半径比率Ｒ／ρ₁に
よって大きく変化する（ここで、前記デデンダム長さρ
₁＝（ピッチ円径Ｄ−歯底円径Ｄ₂）／２である）。

【００１３】従って、かかる内接型ロータ歯形にあって
は、前記残存空間断面積Ｓを最小とするような外側ロー
タ１の円弧半径比率Ｒ／ρ₁を与えることが要求される
が、従来技術にあっては上記のような関係付けがなされ
た内接ロータ歯形は提案されていない。

【００１４】一方、かかる内接型ロータ圧縮機の性能に
は歯形の加工精度が大きな影響を及ぼす。従って、該内
接型ロータ圧縮機における外側ロータ１及び内側ロータ
２の歯形の加工については、上記性能を最大値とするよ
うな高い加工精度が得られる加工方法の採用が不可欠と
なる。前記内側ロータ２は外歯歯車であるため、ピニオ
ンカッタによる創成歯切法、総形フライスによる加工等
が高精度で以て適用できるが、前記外側ロータ１は内歯
歯車であるため、その加工方法が限定される。

【００１５】前記外側ロータ１の加工方法としては、図
１２に示すような、ピニオンカッタ４１によって該ロー
タ１の内歯１ａを切削加工する創成歯切法を用いること
が考えられる。しかしながら、かかるピニオンカッタ４
１による創成歯切法にあっては、図１２に示すように、
ピニオンカッタ４１の逃げ干渉部４２が形成されるた
め、かかる加工方法は外側ロータ１の内歯１ａの加工に
は、実用上適用困難である。また、前記内側ロータ２の
歯形加工に用いられる、前記総形フライスによる加工
は、外側ロータ１の内歯１ａの加工には適用できない。

【００１６】そこで、かかる外側ロータ１の内歯１ａの
加工方法として、エンドミルを用いた輪郭切削方法が考
えられる。このエンドミル輪郭切削方法を用いるに当た
っては、加工に使用するエンドミルの選定が重要であ
る。即ち、該エンドミルの径が小さい場合には、切削速
度を上げることができず、また工具（エンドミル）の撓
みによる切削不良の発生の可能性があることから、加工
時間が長くなるとともに、加工精度が低くなる。

【００１７】然るに前記従来技術に係る歯形にあって
は、外側ロータ１の歯形をトロコイド曲線を利用した歯
形で与えるような内側ロータ２による創成曲線としてい
るため、該外側ロータの歯形切削用のエンドミルの径の
選択幅が少なくなり、加工時間が長くなる小径のエンド
ミルを使用せざるを得なくなることがある。

【００１８】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、残
存空間容積を最小として体積効率を向上するとともに、
歯形加工時の加工時間が最小でかつ加工精度の高い加工
ができる工具を選定可能とすべく、歯形の形状を自由に
調整できる歯形を備えた内接型ロータ圧縮機を提供する
ことを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するため、請求項１の発明として、回転軸に固定さ
れる内側ロータの歯形と、ケーシング内に該内側ロータ
と相対回転可能に設けられた外側ロータの歯形との間に
形成される可変空間内に、吸入孔から流体を吸入して前
記可変空間の容積変化によって圧縮し、前記吸入孔に対
応して設けられた吐出孔から前記流体を吐出するように
した内接型ロータ圧縮機であって、前記内側ロータの歯
数をｎとしたとき、前記外側ロータの歯数をｎ＋１に設
定し、前記外側ロータの歯形のアデンダムの一部とデデ
ンダムとを単一若しくは複数の円弧で与え、前記内側ロ
ータの歯形を前記円弧で創成される曲線にて形成し、
さらに、前記外側ロータの前記円弧からなる歯形以外の
アデンダム部を、前記内側ロータのピッチ円を外側ロー
タのピッチ円の内側を滑ることなく転がしたとき、前記
内側ロータの歯形上の点が描くトロコイド曲線群の包絡
線で与えるように構成したことを特徴とする内接型ロー
タ圧縮機を提案する。

【００２０】また請求項２の発明は、前記内接型ロータ
圧縮機における外側ロータ及び内側ロータの歯形の加工
方法に係り、回転軸に固定される内側ロータの歯形と、
ケーシング内に該内側ロータと相対回転可能に設けられ
た外側ロータの歯形との間に形成される可変空間内に、
吸入孔から流体を吸入して前記可変空間の容積変化によ
って圧縮し、前記吸入孔に対応して設けられた吐出孔か
ら前記流体を吐出するようにした内接型ロータ圧縮機の
前記外側ロータの内歯及び内側ロータの外歯を加工する
にあたり、前記外側ロータの歯数を内側ロータの歯数よ
りも１枚多く設定し、前記外側ロータのアデンダムの一
部とデデンダムとを単一の円弧若しくは複数の円弧を接
続して形成し、次いで、前記内側ロータの歯形を前記円
弧で創成される曲線にて形成し、さらに、前記外側ロー
タの前記円弧からなる歯形以外のアデンダム部を、前記
内側ロータのピッチ円を外側ロータのピッチ円の内側を
滑ることなく転がしたとき、前記内側ロータの歯形上の
点が描くトロコイド曲線群の包絡線で形成することを特
徴としている。

【００２１】然るに、かかる内接型ロータ圧縮機におい
ては、流体の吐出完了状態において、外側、内側ロータ
と吐出側端面との間に形成される残存空間の容積を最小
にして、体積効率を上昇させること、並びに外側ロータ
と内側ロータとの噛み合い時の滑り（滑り率）を最小と
して、機械効率を上昇させることが要求される。

【００２２】そして、前記残存空間容積及び滑り率は、
外側ロータのトロコイド歯形を形成する円弧の半径Ｒと
デデンダム長さρ₁との比、即ち円弧半径比率Ｒ／ρ₁の
パラメータであり、前記残存空間容積及び滑り率が最小
となる円弧半径比率が夫々存在する（本発明が適用され
る外側ロータにおいては、Ｒ／ρ₁＝１０近傍におい
て、前記残存空間容積及び滑り率が最小となる）。

【００２３】そこで、かかる発明によれば、外側ロータ
の歯形の主要部、即ちアデンダムの一部とデデンダムと
を、単一の円弧で、あるいは複数の円弧を接続して形成
しているので、外側ロータの前記円弧の半径Ｒとデデン
ダム長さρ₁とを、前記残存空間容積を最小にし、かつ
前記滑り率を最小とする円弧半径比率Ｒ／ρ₁になるよ
うに容易に調整することができる。

【００２４】また、かかる発明によれば、外側ロータの
歯形の主要部、つまり、アデンダムの一部とデデンダム
とを円弧で形成し、内側ロータの歯形は外側ロータの上
記円弧で創成される歯形とし、かつ、歯形の基本諸元で
ある３つの量、すなわち、内側ロータの歯数ｎ、偏心量
ｅ、デデンダム比率ηが与えられれば、単一のパラメー
タ円弧半径比率Ｒ／ρ₁によって外側ロータの歯形の円
弧部以外の部分が決定されるため、パラメータＲ／ρ₁
によってのみ、エンドミルの径が決定される。したがっ
て、パラメータＲ／ρ₁を変化させることで、エンドミ
ルの径を好適化することができ、経済的かつ高精度加工
が容易に実現できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。

【００２６】図５は本発明が適用される内接型ロータ圧
縮機の回転軸心に沿う断面図、図６は図５のＡ−Ａ線断
面図である。

【００２７】図５〜図６において、１は外側ロータ、２
は回転軸１３にキー１４を介して回転不能にかつ軸方向
には移動可能に取付けられた内側ロータ、３は環状のケ
ーシング、８は吸入口ブラケット、６は吐出口ブラケッ
ト、２１，２２は回転軸１３の軸受、２３は回転軸中心
である。

【００２８】前記外側ロータ１はケーシング３の内周面
３ａに回転自在に嵌合されており、また該外側ロータ１
及びケーシング３の中心２４は回転軸１３及び内側ロー
タ２の軸心２３に対して偏心量ｅだけ偏心せしめられて
いる。

【００２９】従って、外側ロータ１はケーシング３の内
周面３ａに摺接し、内側ロータ２の回転に従動して回転
することとなり、これにより内側ロータ２の外周に設け
られた外歯２ａと外側ロータ１の内周に設けられた内歯
１ａとの間に形成される可変空間１０の容積変化により
該可変空間１０内の流体を圧縮する。

【００３０】前記吸入口ブラケット８には、流体が導入
される吸入口９及び該吸入口９に連通される勾玉状の吸
入孔１２が設けられ、また前記吐出口ブラケット６には
吐出口７が設けられている。そして該吸入口ブラケット
８及びケーシング３及び吐出口ブラケット６は複数本の
ボルト２５により固定されている。

【００３１】４は円板状の吐出孔盤であり、前記内側、
外側ロータ２，１の吐出側端面３０と吐出口ブラケット
６の内面６ａとの間に形成される吐出室１１内に装着さ
れる。該吐出孔盤４は、図６に示すように、前記吸入口
ブラケット８の勾玉状吸入孔１２と対称位置に勾玉状の
吐出孔５が穿設されるとともに、外周部の２箇所（複数
箇所で可）には廻り止め用の突起部（不図示）が形成さ
れている。

【００３２】そして、前記吐出孔盤４は、その外周突起
部をケーシング３の凹部に嵌合されるとともに他の外周
面をケーシング３の内周面３ａに流体密にかつ摺動可能
に嵌合され、さらには内周面を前記回転軸１３に流体密
にかつ摺動可能に嵌合され、回転軸１３の軸方向に摺動
可能な状態で前記のように吐出室１１内に設けられ、与
圧用板バネ４ｓで摺接面側に運転の停止時にも接触状態
におかれる。

【００３３】前記のように構成された内接型ロータ圧縮
機の運転時において、吸入口９から導入された流体は勾
玉状の吸入孔１２に入る。そして、内側ロータ２と外側
ロータ１との回転により可変空間１０と該吸入孔１２と
が連通されると、可変空間１０内に流入し、両ロータ
１，２の相対回転により可変空間１０の容積が縮小され
るに従い圧縮され、該可変空間１０が吐出孔盤４の勾玉
状の吐出孔５に連通されると吐出側へ向けて軸方向に流
れて該吐出孔５に流出し、吐出口７を通って外部の使用
先（不図示）に送出される。

【００３４】前記流体の圧縮により吐出室１１内の圧力
が上昇すると、該圧力に比例した軸方向力によって吐出
孔盤４は吸入側へ押圧される。該吐出孔盤４は、前記の
ように、軸方向に移動可能に設けられているので、前記
軸方向力によってこれの盤面４ａが内側ロータ２、外側
ロータ１の吐出側端面３０に当接するまで吸入側へ微動
される。

【００３５】さらに、前記吐出孔盤４からの軸方向力に
よって内側ロータ２、外側ロータ１もその吸入側端面３
１が吸入口ブラケット８の内面８ａに当接するまで吸入
側へ微動せしめられる。これにより、内側ロータ２、外
側ロータ１はその両端面３１、３０と吸入口ブラケット
８の内面８ａ及び吐出孔盤４の壁面４ａとの摺接部にて
水密状態を保持しながら回転することとなり、上記摺接
部からの加圧流体の漏洩は殆ど無くなる。

【００３６】図１は本発明の実施形態にかかる内接型ロ
ータ圧縮機の外側ロータ及び内側ロータを組合わせたと
きの歯形を示す正面投影図、図２は外側ロータの歯形の
正面投影図である。図１〜図２において、１は外側ロー
タ、１ａは該外側ロータ１の内周に形成された内歯、２
は内側ロータ、２ａは該内側ロータ２の外周に形成され
た外歯である。

【００３７】本発明の実施形態では、前記外側ロータ１
の内歯１ａ及び内側ロータ２の外歯２ａの歯形を次のよ
うに構成している。即ち、図１〜図２において、 Ｄ＝外側ロータ１のピッチ円径 ｄ＝内側ロータ２のピッチ円径 Ｄ₁＝外側ロータ１の歯先円径 ｄ₁＝内側ロータ２の歯先円径 Ｄ₂＝外側ロータ１の歯底円径 ｄ₂＝内側ロータ２の歯底円径 δ₁＝外側ロータ１のアデンダム長さ＝（Ｄ₁−Ｄ）／２ δ₂＝内側ロータ２のアデンダム長さ＝（ｄ₁−ｄ）／２ ρ₁＝外側ロータ１のデデンダム長さ＝（Ｄ−Ｄ₂）／２ ρ₂＝外側ロータ１のデデンダム長さ＝（ｄ−ｄ₂ ）／
２ とすると、前記内歯１ａ及び外歯２ｂを次の手順で設計
する。

【００３８】（１）外側ロータ１のアデンダム（長さδ
₁）Ｔ部の一部と、デデンダム（長さρ₁ ）とを、半径
Ｒの円弧部１ｂで形成する。該円弧部１ｂは、複数の円
弧を接続しても良い。またＹ軸を中心として左右非対称
としてもよい。即ち、左右の円弧半径の大きさを変えて
もよい。 （２）内側ロータ２の歯形２ａは、前記外側ロータ１の
円弧部１ｂで創成される曲線２ｂで形成する。 （３）外側ロータ１のアデンダム（長さδ₁）の前記円
弧部１ｂ以外の部分は、内側ロータ２のピッチ円（径
ｄ）を、外側ロータ１のピッチ円（径Ｄ）の内側を滑る
ことなく転がしたとき、該内側ロータ２の歯形２ａ上の
点が描くトロコイド曲線群の包絡線１ｄで形成する。

【００３９】次に、この実施形態における内接ロータ歯
形の詳細な形成方法について説明する。図２は、外側ロ
ータ１のデデンダム及びアデンダムの一部を、単一の円
弧（複数の円弧でも良いが、説明を簡単化するため、単
一の円弧とする）で与えた場合であって、Ｙ軸を中心に
左右対称の場合を示す。

【００４０】図２において、前記円弧部１ｂの中心はＹ
軸上（あるいはＸ軸上）に位置し、その半径Ｒはデデン
ダム長さρ₁よりも大きいことを要する。即ち、Ｒ＞ρ₁
となることを要する。尚、外側ロータ１の円弧部１ｂ
は、図２のＡ〜Ｂとなる。

【００４１】次に図１〜図２に基づき、この実施形態に
おける内接ロータ歯形は次のようにして形成する。 外側ロータ１のピッチ円半径：Ｒ₁は、 Ｒ₁＝Ｄ／２＝（ｎ＋１）×ｅ …（１） 内側ロータ２のピッチ円半径：ｒ₁は、 ｒ₁＝ｄ／２＝ｎ×ｅ …（２） ここで、ｎ＝内側ロータ２の歯数 ｅ＝外側ロータ１と内側ロータ２との偏心量

【００４２】また外側ロータ１のデデンダム比率：ηを
次のように定義する。 η＝１−（Ｒ₂／Ｒ₁）＝（Ｒ₁−Ｒ₂）／Ｒ₁＝ρ₁／Ｒ₁ …（３） ここで、Ｒ₂ は外側ロータ１の歯底円半径（＝Ｄ₂／
２）、ρ₁は外側ロータ１のデデンダム長さである。

【００４３】前記外側ロータ１のピッチ円半径Ｒ₁は、
偏心量ｅと歯数ｎとによって一義的に決まるので、デデ
ンダム比率：ηを与えて（３）式によりデデンダム長さ
ρ₁を求める。そして、このデデンダム長さ：ρ₁に対し
て、外側ロータ１の円弧部１ｂの円弧半径Ｒを下記
（４）式のように与える。 Ｒ＝Ｋ_R ×ρ₁ …（４） ここで、Ｋ_R＞１とする。

【００４４】上記（４）式で求められる半径Ｒの円弧部
１ｂは、図２のＡｏ−Ｂｏ−Ａｏ間の歯形となる。上記
のようにして求められた外側ロータ１の円弧部１ｂ（Ａ
ｏ−Ｂｏ−Ａｏ）にて創成される曲線により、内側ロー
タ２の歯形が与えられることとなる。

【００４５】さらに外側ロータ１の円弧部１ｂ（Ａｏ−
Ｂｏ−Ａｏ）以外の歯形については、内側ロータ２のピ
ッチ円（直径ｄ）を、外側ロータ１のピッチ円（直径
Ｄ）の内側を滑ることなく転がしたときに、内側ロータ
２の歯形上の点が描く曲線群の包絡線で与える。図１
は、上記のようにして形成した外側ロータ１と内側ロー
タ２との噛み合い状態を示している。

【００４６】かかる内接ロータ歯形において、前記デデ
ンダム比率：ηとパラメータＫR の選定によって、歯形
の形状及び特性が変化する。図３は、上記ｅ＝１０ｍ
ｍ、ｎ＝４枚、η＝０．２、Ｋ_R＝３のときの外側ロー
タ１及び内側ロータ２の歯形を示す。また図３は、上記
ｅ＝１０ｍｍ、ｎ＝４枚、η＝０．０８のときの外側ロ
ータ１及び内側ロータ２の歯形を示す。

【００４７】図３〜図４に示されるように、前記パラメ
ータ（η，Ｋ_R等）が大きく変化しても、上記のように
して形成される内側ロータの歯形２ａは滑らかな形状で
ある。 従って、かかる実施形態によれば、パラメータ
に制約条件を持たせることなく任意に歯形を設計するこ
とができる。

【００４８】ここで、本発明に係る内接型ロータ圧縮機
にあっては、外側ロータ１と内側ロータ２との噛み合い
において、滑りを小さくすることが要求される。かかる
滑りの大きさの尺度としては、通常、滑り率δを用い
る。

【００４９】図８は、かかる歯形の滑りを示す模式図で
あり、図８において、歯形Ｉと歯形IIとが、同図（Ａ）
において点Ｐで接触し、この時点から歯形Ｉが反時計方
向、歯形IIが時計方向に回転して、同図（Ｂ）の状態と
なって、歯形Ｉ上の点Ｂと歯形II上の点Ａとが接触する
ものとし、かつ同図（Ａ）において曲線の長さＰＢ＜Ｐ
Ａであったものとすると、ＰＢの長さに相当する部分は
歯形Ｉと歯形IIとが転がり接触し、ＰＡ−ＰＢの長さに
相当する部分は両歯形Ｉ，IIとが滑り接触することとな
る。

【００５０】かかる滑りを伴う接触状態における滑り率
δは、次の（５）式で表わされる。 δ＝（ＰＡ−ＰＢ）／ＰＡ …（５） 図９は、内接ロータ歯形における外側ロータ１の歯形を
形成する円弧部１ｂの半径Ｒとデデンダムρ₁との比、
即ち円弧半径比率Ｒ／ρ₁と前記（５）式にて定義され
る滑り率δの平均値、即ち平均滑り率δｍとの関係を示
す。

【００５１】この平均滑り率δｍは次の（６）式で定義
する。 δｍ ＝∫δ・ｄｒ／Ｌ …（６） ここで、Ｌ＝内側ロータ２の歯形曲線の長さ ｒ＝内側ロータ２の任意の動径 図９より明らかなように、外側ロータ１の円弧半径比率
Ｒ／ρ₁ ＝９〜１０のとき、前記平均滑り率δｍが最小
となる。

【００５２】一方前記のように、かかる内接ロータ歯形
にあっては体積効率を上昇させるには残存空間容積υを
最小とすることが要求されるが、図９に示すように、か
かる内接ロータ歯形においては、外側ロータ１の歯形の
前記円弧半径比率Ｒ／ρ₁＝９程度で以て前記残存空間
断面積Ｓが最小となる。尚、残存空間容積υは上記面積
Ｓにロータ歯幅を乗じたものであり、υを最小にするこ
とは面積を最小にすることに他ならない。

【００５３】即ち、外側ロータ１の円弧部１ｂの円弧半
径：Ｒの大きさによって、前記残存空間容積：υは大き
く変化するが、図５は前記円弧半径：Ｒとデデンダム長
さ：ρ₁との比、即ち円弧半径比率：Ｒ／ρ₁と残存空間
断面積：Ｓとの関係を算出した例を示す。この例は、前
記偏心量：ｅ＝１０ｍｍ、内側ロータ２の歯数：ｎ＝３
枚、デデンダム比率：η＝０．０８の歯形についての計
算例である。この例においては、前記のように、円弧半
径比率Ｒ／ρ₁＝９にて残存空間容積υが最小となる。

【００５４】従って、かかる実施形態によれば、外側ロ
ータ１の歯形１ａのアデンダム（長さδ₁）の一部（図
１〜図２のＴ部）とデデンダム（長さρ₁）とを１個の
円弧部１ｂ又は複数の円弧部１ｂを接続して形成してい
るので、前記円弧部１ｂの半径を前記平均滑り率δｍ
が最小となり、かつ前記残存空間断面積Ｓが最小となる
円弧半径比率Ｒ／ρ₁＝１０近傍に設定することが容易
となる。

【００５５】即ち、かかる実施形態によれば、前記滑り
率δ（平均滑り率δｍ ）を最小として機械効率を上昇
させ、かつ前記残存空間容積υを最小として体積効率を
上昇させるように、前記外側ロータ１の歯形１ａにおけ
る前記円弧半径比率Ｒ／ρ₁をパラメータとして、円弧
部分１ｂの半径Ｒを容易に調整することができる。

【００５６】また、かかる実施形態によれば、外側ロー
タ１の歯形１ａの主要部、つまり前記のようにアデンダ
ム（長さδ₁）の一部及びデデンダム（長さρ₁）を円弧
部１ｂで形成しているので外側ロータ１の歯形を切削す
るエンドミルの径が、内側ロータ２の歯形２ａによって
制約されることなく、ある程度自由に選定でき、経済
的、且つ、高精度の加工が実現できる。前記エンドミル
の径に係る実施例を、図１０に示す。図１０は、偏心量
ｅ＝１０ｍｍ、内側ロータの歯数ｎ＝３、デデンダム比
率η＝０．０８の歯形について計算した例である。同グ
ラフに示すように、Ｒ／ρ₁＝９〜１０とするエンドミ
ルの径は最大となる。この結果からわかるように、この
エンドミル径は前記残存空間容積υ、平均滑り率δｍを
最適にする値と等しく、これら３つの歯形特性を最適化
することが容易にできる。

【００５７】

【発明の効果】以上記載のごとく、本発明によれば、外
側ロータの歯形のアデンダムの一部及びデデンダムを単
一の円弧若しくは複数の円弧を接続して形成しているの
で、前記円弧の半径（Ｒ）とデデンダム（ρ₁）との
比、即ち円弧半径比率（Ｒ／ρ₁）のパラメータで与え
られる残存空間容積及び滑り率を最小とするように、前
記円弧の半径（Ｒ）及びデデンダム（長さρ₁）を容易
に調整することができる。これにより、残存空間容積を
最小として体積効率が向上され、滑り率を最小として機
械効率が向上される、最適な内接ロータ歯形を容易に設
定することができる。

【００５８】また、外側ロータの歯形の主要部、即ちア
デンダムの一部とデデンダムとを円弧で形成し、内側ロ
ータは外側ロータの円弧で創成するので、外側ロータを
切削するエンドミルの径を内側ロータに制約されること
なく自由に選定でき、切削速度が大きく、加工精度が向
上可能なエンドミルの使用が可能となり、外側ロータの
歯形の加工時間を短縮するとともに、加工精度を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態にかかる内接型ロータ圧縮
機の外側ロータ及び内側ロータの歯形を示す正面投影図
である。

【図２】 上記実施形態における外側ロータの歯形の正
面投影図である。

【図３】 上記実施形態における内接ロータ歯形の第１
例を示す正面投影図である。

【図４】 上記実施形態における内接ロータ歯形の第２
例を示す正面投影図である。

【図５】 本発明が適用される内接型ロータ圧縮機の回
転軸心に沿う断面図である。

【図６】 図５のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】 内接型ロータ圧縮機における残存空間の変化
を示す線図である。

【図８】 内接型ロータ圧縮機における滑りの発生状況
の説明図である。

【図９】 内接型ロータ圧縮機における滑り率の変化を
示す線図である。

【図１０】 上記実施形態における円弧半径比率とエン
ドミルの最小工具半径との関係を示す線図である。

【図１１】 内接型ロータ圧縮機における残存空間の発
生状況の説明図である。

【図１２】 内接型ロータ圧縮機における加工時の逃げ
干渉の発生状況の説明図である。

【符号の説明】

１ 外側ロータ １ａ 外側ロータの歯形 １ｂ 円弧部 １ｄ 包絡線 ２ 内側ロータ ２ａ 内側ロータの歯形 ３ ケーシング ４ 吐出孔盤 ７ 吐出口 ９ 吸入口 １０ 可変空間 １１ 吐出室 １２ 吸入孔 １３ 回転軸 Ｄ 外側ロータのピッチ円径 ｄ 内側ロータのピッチ円径 δ₁ 外側ロータのアデンダム長さ δ₂ 内側ロータのアデンダム長さ ρ₁ 外側ロータのデデンダム長さ ρ₂ 外側ロータのデデンダム長さ Ｒ 円弧半径

フロントページの続き (72)発明者 山本 篤 東京都江東区牡丹２丁目13番１号 株式会 社前川製作所内 Ｆターム(参考） 3H041 AA02 BB04 CC15 CC20 DD06 DD31 DD38

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定される内側ロータの歯形
   と、ケーシング内に該内側ロータと相対回転可能に設け
   られた外側ロータの歯形との間に形成される可変空間内
   に、吸入孔から流体を吸入して前記可変空間の容積変化
   によって圧縮し、前記吸入孔に対応して設けられた吐出
   孔から前記流体を吐出するようにした内接型ロータ圧縮
   機において、 前記内側ロータの歯数をｎとしたとき、前記外側ロータ
   の歯数をｎ＋１に設定し、前記外側ロータの歯形のアデ
   ンダムの一部とデデンダムとを単一若しくは複数の円弧
   で与え、前記内側ロータの歯形を前記円弧で創成される
   曲線にて形成し、 さらに、前記外側ロータの前記円弧
   からなる歯形以外のアデンダム部を、前記内側ロータの
   ピッチ円を外側ロータのピッチ円の内側を滑ることなく
   転がしたとき、前記内側ロータの歯形上の点が描くトロ
   コイド曲線群の包絡線で与えるように構成したことを特
   徴とする内接型ロータ圧縮機及びその製造方法。
2. 【請求項２】 回転軸に固定される内側ロータの歯形
   と、ケーシング内に該内側ロータと相対回転可能に設け
   られた外側ロータの歯形との間に形成される可変空間内
   に、吸入孔から流体を吸入して前記可変空間の容積変化
   によって圧縮し、前記吸入孔に対応して設けられた吐出
   孔から前記流体を吐出するようにした内接型ロータ圧縮
   機の前記外側ロータの内歯及び内側ロータの外歯を加工
   するにあたり、 前記外側ロータの歯数を内側ロータの歯数よりも１枚多
   く設定し、前記外側ロータのアデンダムの一部とデデン
   ダムとを単一の円弧若しくは複数の円弧を接続して形成
   し、 次いで、前記内側ロータの歯形を前記円弧で創成される
   曲線にて形成し、 さらに、前記外側ロータの前記円弧からなる歯形以外の
   アデンダム部を、前記内側ロータのピッチ円を外側ロー
   タのピッチ円の内側を滑ることなく転がしたとき、前記
   内側ロータの歯形上の点が描くトロコイド曲線上の包絡
   線で形成することを特徴とする内接型ロータ圧縮機及び
   その製造方法。