JP2739873B2 - 圧縮機用スクリューロータの歯形 - Google Patents
圧縮機用スクリューロータの歯形Info
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- JP2739873B2 JP2739873B2 JP7257871A JP25787195A JP2739873B2 JP 2739873 B2 JP2739873 B2 JP 2739873B2 JP 7257871 A JP7257871 A JP 7257871A JP 25787195 A JP25787195 A JP 25787195A JP 2739873 B2 JP2739873 B2 JP 2739873B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は可圧縮性ガス又は流
体を圧縮又は膨張させながら移送する圧縮機用スクリュ
ーロータに関するもので、詳しくはケーシングの内部で
噛み合って作動するランドと溝を有する螺旋形又はスク
リュー形ロータにおいて、歯形を改善してより効率的な
性能を有するように常数値を最適化した２次関数を創成
因子として使用した圧縮機用スクリューロータの歯形に
関するものである。
体を圧縮又は膨張させながら移送する圧縮機用スクリュ
ーロータに関するもので、詳しくはケーシングの内部で
噛み合って作動するランドと溝を有する螺旋形又はスク
リュー形ロータにおいて、歯形を改善してより効率的な
性能を有するように常数値を最適化した２次関数を創成
因子として使用した圧縮機用スクリューロータの歯形に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、可圧縮性ガス圧縮機に使用され
る非対称スクリューロータは雌雄が一対になっており、
雌スクリューロータはその主要部分がピッチ円の内側に
位置する一方、他の雄スクリューロータはその主要部分
がピッチ円の外側に位置している。
る非対称スクリューロータは雌雄が一対になっており、
雌スクリューロータはその主要部分がピッチ円の内側に
位置する一方、他の雄スクリューロータはその主要部分
がピッチ円の外側に位置している。
【０００３】近年、圧縮機用ロータの形状に関連する研
究が活発に行われ、米国特許第４４１２７９６号と英国
特許第１１９７４３２号及び第２０９２６７６号等では
以下のようにその性能を向上させている。ここでは、雌
雄のスクリューロータの歯形を対称に形成する代わり
に、非対称形のスクリューを採用して効率を向上させて
おり、前記スクリューロータの歯形をロータの回転中心
から溝の最低位置を通過するようにした放射線に対して
非対称としている。
究が活発に行われ、米国特許第４４１２７９６号と英国
特許第１１９７４３２号及び第２０９２６７６号等では
以下のようにその性能を向上させている。ここでは、雌
雄のスクリューロータの歯形を対称に形成する代わり
に、非対称形のスクリューを採用して効率を向上させて
おり、前記スクリューロータの歯形をロータの回転中心
から溝の最低位置を通過するようにした放射線に対して
非対称としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のスクリューロータにおいては、雄ロータの溝にはデ
デンダム（ｄｅｄｅｎｄｕｍ）が雌ロータの外径より比
較的大きく設定されており、雌ロータのランドにはアデ
ンダム（ａｄｄｅｎｄｕｍ）が雌ロータの外径より比較
的大きく設定されているので、このように大きいデデン
ダムとアデンダムは作動空間の体積を増大させ、雌ロー
タの駆動時の駆動条件を向上させる反面、漏洩三角形の
大きさを増大させて体積効率と断熱効率を低下させる欠
点があった。
来のスクリューロータにおいては、雄ロータの溝にはデ
デンダム（ｄｅｄｅｎｄｕｍ）が雌ロータの外径より比
較的大きく設定されており、雌ロータのランドにはアデ
ンダム（ａｄｄｅｎｄｕｍ）が雌ロータの外径より比較
的大きく設定されているので、このように大きいデデン
ダムとアデンダムは作動空間の体積を増大させ、雌ロー
タの駆動時の駆動条件を向上させる反面、漏洩三角形の
大きさを増大させて体積効率と断熱効率を低下させる欠
点があった。
【０００５】又、英国特許第１１９７４３２号による
と、圧力角が“０”となる部分があって、ホブ切りの
際、大変劣悪な切削特性を有することになり、英国特許
第１１９７４３２号と米国特許第４４１２７９６号によ
ると、追従歯形に点創成部分があり、この部分に対する
正確な加工が難しいことは勿論、点創成された部分にお
ける作動時の磨耗が大きいため歯形に多くの損傷を加え
ることになり、真空造成空間を大きくする等の問題点が
あった。
と、圧力角が“０”となる部分があって、ホブ切りの
際、大変劣悪な切削特性を有することになり、英国特許
第１１９７４３２号と米国特許第４４１２７９６号によ
ると、追従歯形に点創成部分があり、この部分に対する
正確な加工が難しいことは勿論、点創成された部分にお
ける作動時の磨耗が大きいため歯形に多くの損傷を加え
ることになり、真空造成空間を大きくする等の問題点が
あった。
【０００６】従って、本発明はロータの切削条件を良く
するとともに性能が向上するように常数値を最適化した
２次関数を創成因子として使用した圧縮機用スクリュー
ロータの歯形を提供することを目的とする。
するとともに性能が向上するように常数値を最適化した
２次関数を創成因子として使用した圧縮機用スクリュー
ロータの歯形を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、螺旋形ランド間に溝が形成されており、
作動空間内で平行軸の周囲を回転し得るように構成され
た雄ロータ（１）とこれと噛み合う雌ロータ（１１）と
を有し、雄ロータ（１）には四つのローブ（２）とそれ
らの間に四つの螺旋形溝（３）が形成されており、雌ロ
ータ（１１）には五つのローブ（１２）とそれらの間に
五つの螺旋形溝（１３）が提供されており、前記雄ロー
タ（１）の追従側の第１曲線は２次関数ｆ（ｘ）＝ａ10
ｘ2 ＋ｂ10ｘ＋ｃ10を満足するように構成され、前記雌
ロータ（１１）の前進側の第１曲線はピッチ円付近で滑
り率が“０”に近似するように半径（Ｒ５）と中心（０
５）を決めた円弧でなる圧縮機用スクリューロータの歯
形において、前記２次関数の常数ａ10の値は雌ロータ
（１１）の第５曲線（ｃ２−ｂ２）である円弧の介在角
（ψ）が１１°以上となるようにするとともに漏洩三角
形面積と真空造成空間（５０）が最小になるように決
め、常数ｂ10の値は雌ロータ（１１）のリブ幅が雌ロー
タ歯先円（５６）の半径の１５％以上となるとともに雌
ロータの溝面積が最大になるように決め、常数ｃ10の値
は“０”となるように各々の常数値を制限して最適化し
たことを特徴とする。
成するために、螺旋形ランド間に溝が形成されており、
作動空間内で平行軸の周囲を回転し得るように構成され
た雄ロータ（１）とこれと噛み合う雌ロータ（１１）と
を有し、雄ロータ（１）には四つのローブ（２）とそれ
らの間に四つの螺旋形溝（３）が形成されており、雌ロ
ータ（１１）には五つのローブ（１２）とそれらの間に
五つの螺旋形溝（１３）が提供されており、前記雄ロー
タ（１）の追従側の第１曲線は２次関数ｆ（ｘ）＝ａ10
ｘ2 ＋ｂ10ｘ＋ｃ10を満足するように構成され、前記雌
ロータ（１１）の前進側の第１曲線はピッチ円付近で滑
り率が“０”に近似するように半径（Ｒ５）と中心（０
５）を決めた円弧でなる圧縮機用スクリューロータの歯
形において、前記２次関数の常数ａ10の値は雌ロータ
（１１）の第５曲線（ｃ２−ｂ２）である円弧の介在角
（ψ）が１１°以上となるようにするとともに漏洩三角
形面積と真空造成空間（５０）が最小になるように決
め、常数ｂ10の値は雌ロータ（１１）のリブ幅が雌ロー
タ歯先円（５６）の半径の１５％以上となるとともに雌
ロータの溝面積が最大になるように決め、常数ｃ10の値
は“０”となるように各々の常数値を制限して最適化し
たことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を添付図面に基づいて記述する。図１は駆動雄ロータ
の構成の一部を示すもので、雄ロータ（１）は四つの螺
旋形ローブ（２）とそれらの間に四つの螺旋形溝（３）
を有する。ここで回転中心を（Ｏｍ）とピッチ円を（Ｐ
ｍ）とする。
態を添付図面に基づいて記述する。図１は駆動雄ロータ
の構成の一部を示すもので、雄ロータ（１）は四つの螺
旋形ローブ（２）とそれらの間に四つの螺旋形溝（３）
を有する。ここで回転中心を（Ｏｍ）とピッチ円を（Ｐ
ｍ）とする。
【０００９】図２は雌ロータの構成の一部を示すもの
で、雌ロータ（１１）は五つの螺旋形ローブ（１２）と
それらの間に五つの溝（１３）を有する。ここで回転中
心を（Ｏｆ）とピッチ円を（Ｐｆ）とする。図３は雄ロ
ータ１と雌ロータ（１１）とが噛み合った状態を示し、
雄ロータ（１）と雌ロータ（１１）とが噛み合った共通
平面（１０）から１０°程度回転した状態を示すもので
ある。 １）雄ロータ歯形 (1)前進側歯形：歯底から歯先に向かい (a)線（ｇ１−ｆ１）；雌ロータ歯形状の円弧（ｇ２−
ｆ２）により創成された包絡線により点（ｇ１）は歯底
円（４５）と外接し、点（ｆ１）は曲線（ｅ１−ｆ１）
と接する。
で、雌ロータ（１１）は五つの螺旋形ローブ（１２）と
それらの間に五つの溝（１３）を有する。ここで回転中
心を（Ｏｆ）とピッチ円を（Ｐｆ）とする。図３は雄ロ
ータ１と雌ロータ（１１）とが噛み合った状態を示し、
雄ロータ（１）と雌ロータ（１１）とが噛み合った共通
平面（１０）から１０°程度回転した状態を示すもので
ある。 １）雄ロータ歯形 (1)前進側歯形：歯底から歯先に向かい (a)線（ｇ１−ｆ１）；雌ロータ歯形状の円弧（ｇ２−
ｆ２）により創成された包絡線により点（ｇ１）は歯底
円（４５）と外接し、点（ｆ１）は曲線（ｅ１−ｆ１）
と接する。
【００１０】(b)線（ｆ１−ｅ１）；雌ロータ歯形状の
円弧（ｆ２−ｅ２）により創成された包絡線により点
（ｅ１）は曲線（ｄ１−ｅ１）と接する。 (c)線（ｅ１−ｄ１）；雌ロータ歯形状の円弧（ｅ２−
ｄ２）により創成された包絡線により点（ｄ１）は歯先
円（５５）と内接する。 (2)追従側歯形：歯先から歯底側に向かい (a)線（ｄ１〜ｃ１）；関数ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋
ｃの各常数を、制限条件を満足するように最適化した２
次関数で、制限条件は次の通りである。
円弧（ｆ２−ｅ２）により創成された包絡線により点
（ｅ１）は曲線（ｄ１−ｅ１）と接する。 (c)線（ｅ１−ｄ１）；雌ロータ歯形状の円弧（ｅ２−
ｄ２）により創成された包絡線により点（ｄ１）は歯先
円（５５）と内接する。 (2)追従側歯形：歯先から歯底側に向かい (a)線（ｄ１〜ｃ１）；関数ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋
ｃの各常数を、制限条件を満足するように最適化した２
次関数で、制限条件は次の通りである。
【００１１】常数ｃ；常数ｃの値を“０”とする。 常数ａ；ａの値による歯形の変化を、図４ａに示す。
常数ａ値を最適化するための制限条件は大部分の追従側
密封面を定義する雌ロータ歯形状の円弧（ｃ２−ｂ２）
の大きさを決定する角（ψ）が１１°以上とすることで
あり、これにより真空造成空間（５０）は最小になる。
常数ａ値を最適化するための制限条件は大部分の追従側
密封面を定義する雌ロータ歯形状の円弧（ｃ２−ｂ２）
の大きさを決定する角（ψ）が１１°以上とすることで
あり、これにより真空造成空間（５０）は最小になる。
【００１２】この制限条件の根幹は追従側密封面を広く
して流体の漏洩を小さくするとともに雌ロータに負のト
ルクを加えて断熱効率を低下させ、振動、騒音を引き起
こす真空造成空間を最小化して圧縮機の性能を最適化す
ることにある。常数ａの最適化された値はａ10で、仮に
ａ＞ａ10であると、密封面が減少し、漏洩三角形面積と
真空造成空間が小さくなり、ａ＜ａ10であると、密封面
が広くなり、漏洩三角形面積と真空造成空間が増加す
る。
して流体の漏洩を小さくするとともに雌ロータに負のト
ルクを加えて断熱効率を低下させ、振動、騒音を引き起
こす真空造成空間を最小化して圧縮機の性能を最適化す
ることにある。常数ａの最適化された値はａ10で、仮に
ａ＞ａ10であると、密封面が減少し、漏洩三角形面積と
真空造成空間が小さくなり、ａ＜ａ10であると、密封面
が広くなり、漏洩三角形面積と真空造成空間が増加す
る。
【００１３】尚、常数ａの値は前進側歯形には殆ど影響
を及ぼさなく、追従側歯形状にのみ影響を及ぼす。 常数ｂ；ｂの値による歯形の変化を、図４ｂに示す。
ｂの値を最適化するための制限条件は雌ロータの最小リ
ブ幅が雌ロータ歯先円（５６）の半径の１５％以上とす
るとともに雌ロータの溝面積が最大となるようにするこ
とであり、最小強度を維持しながら体積を最大に増大さ
せるためのものである。
を及ぼさなく、追従側歯形状にのみ影響を及ぼす。 常数ｂ；ｂの値による歯形の変化を、図４ｂに示す。
ｂの値を最適化するための制限条件は雌ロータの最小リ
ブ幅が雌ロータ歯先円（５６）の半径の１５％以上とす
るとともに雌ロータの溝面積が最大となるようにするこ
とであり、最小強度を維持しながら体積を最大に増大さ
せるためのものである。
【００１４】常数ｂの最適化された値はｂ10で、仮にｂ
＞ｂ10であると、リブ幅が大きくなって体積減少し、ｂ
＜ｂ10であると、リブ幅は小さくなり体積は増加する。
尚、常数ｂの値は追従側歯形には殆ど影響を及ぼさなく
前進側歯形にだけ影響を及ぼす。上記説明のように、本
実施例による関数ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃの各常数
を最適化すると、密封面の増大、真空造成空間及び漏洩
三角形面積の減少、最小リブ幅を満足しながら体積の増
加をもたらす等の利点が得られる。
＞ｂ10であると、リブ幅が大きくなって体積減少し、ｂ
＜ｂ10であると、リブ幅は小さくなり体積は増加する。
尚、常数ｂの値は追従側歯形には殆ど影響を及ぼさなく
前進側歯形にだけ影響を及ぼす。上記説明のように、本
実施例による関数ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃの各常数
を最適化すると、密封面の増大、真空造成空間及び漏洩
三角形面積の減少、最小リブ幅を満足しながら体積の増
加をもたらす等の利点が得られる。
【００１５】特に、この関数は曲率の変化が緩やかであ
るので、歯形の加工が容易にできる。 (b)線（ｃ１−ｂ１）；雌ロータの歯形状の円弧（ｃ２
−ｂ２）により創成された包絡線により、この曲線と雌
ロータ歯形状の（ｄ２−ｃ２）曲線が真空創成空間（５
０）を形成する。
るので、歯形の加工が容易にできる。 (b)線（ｃ１−ｂ１）；雌ロータの歯形状の円弧（ｃ２
−ｂ２）により創成された包絡線により、この曲線と雌
ロータ歯形状の（ｄ２−ｃ２）曲線が真空創成空間（５
０）を形成する。
【００１６】(c)線（ｂ１−ａ１）；雌ロータの歯形状
の円弧（ｂ２−ａ２）により創成された包絡線により点
（ａ１）は雄ロータ歯底円（４５）と接する。 (d)線（ａ１−ｇ１）；雄ロータの歯底円（４５）の一
部である。 ２）雌ロータの歯形 (1)前進側歯形：歯先から歯底側に向かい (a)線（ｇ２−ｆ２）；半径（Ｒ５）である円弧で、点
（ｇ２）で雌ロータ歯先円（５６）と内接し、点（ｆ
２）で円弧（ｆ２−ｅ２）と内接する。
の円弧（ｂ２−ａ２）により創成された包絡線により点
（ａ１）は雄ロータ歯底円（４５）と接する。 (d)線（ａ１−ｇ１）；雄ロータの歯底円（４５）の一
部である。 ２）雌ロータの歯形 (1)前進側歯形：歯先から歯底側に向かい (a)線（ｇ２−ｆ２）；半径（Ｒ５）である円弧で、点
（ｇ２）で雌ロータ歯先円（５６）と内接し、点（ｆ
２）で円弧（ｆ２−ｅ２）と内接する。
【００１７】半径（Ｒ５）の大きさはピッチ円（Ｐｆ）
の前後で雌ロータ（１１）と雄ロータ（１）の圧力角と
滑り率を定義する重要な因子であり、（０．１〜０．１
１）×Ｒｆ（Ｒｆ：雌ロータのピッチ半径）の値を有す
る。その中心（０５）は両中心を連結する水平線を雌ロ
ータの中心から描いた線との角度が４２〜４３°となる
ように位置する。本実施例では、図５に示すように、雌
ロータ（１１）のピッチ円（Ｐｆ）上の滑り率が殆ど
“０”となるように半径（Ｒ５）の値を選定した。ピッ
チ円付近の滑り率が小さくなると、円滑な動力伝達と、
振動、騒音が減少して機械的効率と耐久性を向上させる
ことができる。
の前後で雌ロータ（１１）と雄ロータ（１）の圧力角と
滑り率を定義する重要な因子であり、（０．１〜０．１
１）×Ｒｆ（Ｒｆ：雌ロータのピッチ半径）の値を有す
る。その中心（０５）は両中心を連結する水平線を雌ロ
ータの中心から描いた線との角度が４２〜４３°となる
ように位置する。本実施例では、図５に示すように、雌
ロータ（１１）のピッチ円（Ｐｆ）上の滑り率が殆ど
“０”となるように半径（Ｒ５）の値を選定した。ピッ
チ円付近の滑り率が小さくなると、円滑な動力伝達と、
振動、騒音が減少して機械的効率と耐久性を向上させる
ことができる。
【００１８】（ｂ）線（ｆ２−ｅ２）；半径（Ｒ４）で
ある円弧で、点（ｅ２）で円弧（ｄ２−ｅ２）と外接す
る。半径（Ｒ４）の中心（０４）は雌ロータ（１１）の
前進側歯形が“Ｓ”字形状を有するように選定する。 （ｃ）線（ｅ２−ｄ２）；半径（Ｒ３）である円弧で、
中心（０３）は雌ロータピッチ円（Ｐｆ）の内側に位置
し、正確な位置は雄ロータ（１）の歯形状の曲線（ｄ１
−ｃ１）を成す関数ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃの常数
値により決定される。
ある円弧で、点（ｅ２）で円弧（ｄ２−ｅ２）と外接す
る。半径（Ｒ４）の中心（０４）は雌ロータ（１１）の
前進側歯形が“Ｓ”字形状を有するように選定する。 （ｃ）線（ｅ２−ｄ２）；半径（Ｒ３）である円弧で、
中心（０３）は雌ロータピッチ円（Ｐｆ）の内側に位置
し、正確な位置は雄ロータ（１）の歯形状の曲線（ｄ１
−ｃ１）を成す関数ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃの常数
値により決定される。
【００１９】この際、中心（０３）を雌ロータピッチ円
の内側に位置させることにより、雄ロータ（１）の前進
側歯形（２５）が雌ロータ前進側歯形（２６）により接
近して、図３に示すように、吸入側（４０）から漏洩さ
れるガス量を減らすことができる。 (2)追従側歯形：歯底から歯先に向かい (a)線（ｄ２−ｃ２）；雄ロータ（１）の歯形状の曲線
（ｄ１−ｃ１）により創成される曲線。
の内側に位置させることにより、雄ロータ（１）の前進
側歯形（２５）が雌ロータ前進側歯形（２６）により接
近して、図３に示すように、吸入側（４０）から漏洩さ
れるガス量を減らすことができる。 (2)追従側歯形：歯底から歯先に向かい (a)線（ｄ２−ｃ２）；雄ロータ（１）の歯形状の曲線
（ｄ１−ｃ１）により創成される曲線。
【００２０】(b)線（ｃ２−ｂ２）；半径（Ｒ２）であ
る円弧で、中心（０２）は雌ロータ歯先円（５６）上に
位置し、介在角（ψ）は１１°以上にとする。 (c)線（ｂ２−ａ２）；半径（Ｒ１）である円弧で、点
（ｂ２）は円弧（ｃ２−ｂ２）と内接し、点（ａ２）は
雌ロータ歯先円と内接する。 (d)線（ａ２−ｇ２）；雌ロータ歯先円（５６）の一部
である。
る円弧で、中心（０２）は雌ロータ歯先円（５６）上に
位置し、介在角（ψ）は１１°以上にとする。 (c)線（ｂ２−ａ２）；半径（Ｒ１）である円弧で、点
（ｂ２）は円弧（ｃ２−ｂ２）と内接し、点（ａ２）は
雌ロータ歯先円と内接する。 (d)線（ａ２−ｇ２）；雌ロータ歯先円（５６）の一部
である。
【００２１】前記雌ロータ（１１）の歯形は次のような
利点を有する。 （Ａ）雌ロータ歯形状の半径（Ｒ５）を有する円弧（ｇ
２−ｆ２）において、半径（Ｒ５）の大きさを雌ロータ
ピッチ円（Ｐｆ）上で滑り率が“０”に近似するように
決めることにより、動力伝達により損失を減らし、振
動、騒音を減らして断熱効率を高めることができる。
利点を有する。 （Ａ）雌ロータ歯形状の半径（Ｒ５）を有する円弧（ｇ
２−ｆ２）において、半径（Ｒ５）の大きさを雌ロータ
ピッチ円（Ｐｆ）上で滑り率が“０”に近似するように
決めることにより、動力伝達により損失を減らし、振
動、騒音を減らして断熱効率を高めることができる。
【００２２】（Ｂ）雌ロータ歯形状の半径（Ｒ３）を有
する円弧（ｅ２−ｄ２）において、この円弧の中心（０
３）を雌ロータピッチ円（Ｐｆ）の内側に位置させるこ
とにより、高圧側から低圧側へのガス漏洩を最小にする
ことができる。 （Ｃ）雄ロータ上の曲線（ｄ１−ｃ１）を成す関数ｆ
（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃの角常数を、リブ幅、真空造
成空間、密封面及び漏洩三角形等の制限条件を満足する
ように最適化することにより、機械的効率及び体積効率
等の性能が向上する。
する円弧（ｅ２−ｄ２）において、この円弧の中心（０
３）を雌ロータピッチ円（Ｐｆ）の内側に位置させるこ
とにより、高圧側から低圧側へのガス漏洩を最小にする
ことができる。 （Ｃ）雄ロータ上の曲線（ｄ１−ｃ１）を成す関数ｆ
（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃの角常数を、リブ幅、真空造
成空間、密封面及び漏洩三角形等の制限条件を満足する
ように最適化することにより、機械的効率及び体積効率
等の性能が向上する。
【００２３】図６は本発明のスクリューロータを用いた
圧縮機の構成を示すもので、五つのローブ（１２）と螺
旋形溝（１３）を有する雌ロータ（１１）が反時計方向
に、四つのローブ（２）と螺旋形溝（３）を有する雄ロ
ータ（１）が時計方向に回転してケース（３１）の内部
で可圧性流体を圧縮させるものである。
圧縮機の構成を示すもので、五つのローブ（１２）と螺
旋形溝（１３）を有する雌ロータ（１１）が反時計方向
に、四つのローブ（２）と螺旋形溝（３）を有する雄ロ
ータ（１）が時計方向に回転してケース（３１）の内部
で可圧性流体を圧縮させるものである。
【００２４】
【発明の効果】従って、本発明の圧縮機用のスクリュー
ロータの歯形によれば、創成因子として常数値を最適化
した２次関数を使用した歯形を使用することにより、圧
力角が増大して切削条件が良くなり、真空造成空間を減
らして負のトルクを減少させ、雌雄ロータ同士が比較的
広い面にて接触するので密封性と耐久性が向上し、動力
伝達部位の滑り率を最小化でき振動、騒音を著しく減ら
すことができる。
ロータの歯形によれば、創成因子として常数値を最適化
した２次関数を使用した歯形を使用することにより、圧
力角が増大して切削条件が良くなり、真空造成空間を減
らして負のトルクを減少させ、雌雄ロータ同士が比較的
広い面にて接触するので密封性と耐久性が向上し、動力
伝達部位の滑り率を最小化でき振動、騒音を著しく減ら
すことができる。
【図１】本発明により定義された雄ロータの歯形を示す
要部拡大図である。
要部拡大図である。
【図２】本発明により定義された雌ロータの歯形を示す
要部拡大図である。
要部拡大図である。
【図３】本発明の雄ロータと雌ロータとが噛み合った状
態を説明する平面図である。
態を説明する平面図である。
【図４】本発明で創成因子として使用された２次関数の
各常数値が歯形に及ぼす影響を示すグラフで、（ａ）は
常数値ａが変化する場合を示すグラフ、（ｂ）は常数値
ｂが変化する場合を示すグラフである。
各常数値が歯形に及ぼす影響を示すグラフで、（ａ）は
常数値ａが変化する場合を示すグラフ、（ｂ）は常数値
ｂが変化する場合を示すグラフである。
【図５】本発明の雌ロータの滑り率を示すグラフであ
る。
る。
【図６】本発明に係るスクリューロータを用いた圧縮機
の断面図である。
の断面図である。
１…雄ロータ ２、１２…ローブ ３、１３…螺旋形溝 １１…雌ロータ Ｏｍ…雄ロータの回転中心 Ｏｆ…雌ロータの回転中心 Ｐｍ…雄ロータのピッチ円 Ｐｆ…雌ロータのピッチ円
Claims (3)
- 【請求項１】 螺旋形ランド間に溝が形成されており、
作動空間内で平行軸の周囲を回転し得るように構成され
た雄ロータ（１）とこれと噛み合う雌ロータ（１１）と
を有し、雄ロータ（１）には四つのローブ（２）とそれ
らの間に四つの螺旋形溝（３）が形成されており、雌ロ
ータ（１１）には五つのローブ（１２）とそれらの間に
五つの螺旋形溝（１３）が提供されており、前記雄ロー
タ（１）の追従側の第１曲線は２次関数ｆ（ｘ）＝ａ10
ｘ2 ＋ｂ10ｘ＋ｃ10を満足するように構成され、前記雌
ロータ（１１）の前進側の第１曲線はピッチ円付近で滑
り率が“０”に近似するように半径（Ｒ５）と中心（０
５）を決めた円弧でなる圧縮機用スクリューロータの歯
形において、 前記２次関数の常数ａ 10 の値は雌ロータ（１１）の第５
曲線（ｃ２−ｂ２）である円弧の介在角（ψ）が１１°
以上となるようにするとともに漏洩三角形面積と真空造
成空間（５０）が最小になるように決め、常数ｂ 10 の値
は雌ロータ（１１）のリブ幅が雌ロータ歯先円（５６）
の半径の１５％以上となるとともに雌ロータの溝面積が
最大になるように決め、常数ｃ 10 の値は“０”となるよ
うに各々の常数値を制限して最適化したことを特徴とす
る圧縮機用スクリューロータの歯形。 - 【請求項２】 螺旋形ランド間に溝が形成されており、
作動空間内で平行軸の周囲を回転し得るように構成され
た雄ロータ（１）とこれと噛み合う雌ロータ（１１）と
を有し、雄ロータ（１）には四つのローブ（２）とそれ
らの間に四つの螺旋形溝（３）が形成されており、雌ロ
ータ（１１）には五つのローブ（１２）とそれらの間に
五つの螺旋形溝（１３）が提供されており、前記雄ロー
タ（１）の追従側の第１曲線は２次関数ｆ（ｘ）＝ａ 10
ｘ 2 ＋ｂ 10 ｘ＋ｃ 10 を満足するように構成され、前記雌
ロータ（１１）の前進側の第１曲線はピッチ円付近で滑
り率が“０”に近似するように半径（Ｒ５）と中心（０
５）を決めた円弧でなる圧縮機用スクリューロータの歯
形において、 前記雌ロータ（１１）の前進側の第１曲線である円弧
（ｇ２−ｆ２）の半径（Ｒ５）は（０．１〜０．１１）
×Ｒｆ（Ｒｆ：雌ロータのピッチ半径）の値を有し、そ
の中心（０５）は両中心を連結する水平線と雌ロータの
中心から中心（０ ５）に描いた線との角度が４２〜４３
°であるところに位置するようにすることを特徴とする
圧縮機用スクリューロータの歯形。 - 【請求項３】 螺旋形ランド間に溝が形成されており、
作動空間内で平行軸の周囲を回転し得るように構成され
た雄ロータ（１）とこれと噛み合う雌ロータ（１１）と
を有し、雄ロータ（１）には四つのローブ（２）とそれ
らの間に四つの螺旋形溝（３）が形成されており、雌ロ
ータ（１１）には五つのローブ（１２）とそれらの間に
五つの螺旋形溝（１３）が提供されており、前記雄ロー
タ（１）の追従側の第１曲線は２次関数ｆ（ｘ）＝ａ 10
ｘ 2 ＋ｂ 10 ｘ＋ｃ 10 を満足するように構成され、前記雌
ロータ（１１）の前進側の第１曲線はピッチ円付近で滑
り率が“０”に近似するように半径（Ｒ５）と中心（０
５）を決めた円弧でなる圧縮機用スクリューロータの歯
形において、 前記雌ロータ（１１）の前進側の第３曲線である円弧
（ｅ２−ｄ２）はその中心が雌ロータからピッチ円（Ｐ
ｆ）の内側に位置するようにすることを特徴とする圧縮
機用スクリューロータの歯形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257871A JP2739873B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 圧縮機用スクリューロータの歯形 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257871A JP2739873B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 圧縮機用スクリューロータの歯形 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09100788A JPH09100788A (ja) | 1997-04-15 |
| JP2739873B2 true JP2739873B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=17312343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7257871A Expired - Lifetime JP2739873B2 (ja) | 1995-10-04 | 1995-10-04 | 圧縮機用スクリューロータの歯形 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2739873B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2844312B1 (fr) * | 2002-09-05 | 2006-04-28 | Centre Nat Rech Scient | Machine tournante a capsulisme |
| CN100406739C (zh) * | 2004-06-14 | 2008-07-30 | 浙江大学 | 一种双螺杆空气压缩机的螺杆齿形 |
| CN100406740C (zh) * | 2004-06-14 | 2008-07-30 | 浙江大学 | 一种螺杆式空压机的螺杆齿形 |
| KR101012291B1 (ko) * | 2008-10-06 | 2011-02-08 | 경원기계공업(주) | 스크류 압축기용 로우터의 치형 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8413619D0 (en) * | 1984-05-29 | 1984-07-04 | Compair Ind Ltd | Screw rotor machines |
-
1995
- 1995-10-04 JP JP7257871A patent/JP2739873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09100788A (ja) | 1997-04-15 |
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| JPH0442554B2 (ja) | ||
| JPS6344956B2 (ja) |
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