JP3840899B2 - シングルスクリュー圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルスクリュー圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシングルスクリュー圧縮機として、図７（ａ）に示すようなものがある。このシングルスクリュー圧縮機は、図示しないケーシングに内装されて螺旋状の溝１０１，１０１・・・を有するスクリューロータ１０２と、このスクリューロータ１０２を軸回りに回転駆動するシャフト１０４と、上記スクリューロータ１０２の溝１０１，１０１・・・に噛み合う歯１０６，１０６・・・を有して上記スクリューロータ１０２の軸に略直交する軸回りに回転する２つのゲートロータ１０７，１０７とを備える。図７（ｂ）は、上記スクリューロータ１０２の軸を含む面におけるシングルスクリュー圧縮機の断面図であり、スクリューロータ１０２と、このスクリューロータ１０２に噛み合う２つのゲートロータ１０７のうちの１つのゲートロータ１０７とを図示している。上記シャフト１０４でスクリューロータ１０２を図７（ａ）の矢印Ａに示すように回転駆動すると、上記ゲートロータ１０７，１０７が矢印Ｂに示す方向に回転する。これによって、図示しないケーシングの内面と、上記スクリューロータの溝１０１と、上記ゲートロータの歯１０６とで仕切られてなる圧縮室の容積が減少して、この圧縮室に導かれた気体を圧縮する。
【０００３】
上記スクリューロータ１０２が備える溝１０１の個数は６個であり、上記ゲートロータ１０７が備える歯１０６の枚数は１１枚である。上記溝１０１の個数の６と歯１０６の枚数の１１とは、互いに素であるから、このシングルスクリュー圧縮機が動作すると、全ての上記歯１０６，１０６・・・が全ての上記溝１０１，１０１・・・に噛み合う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータ１０７の全ての歯１０６，１０６・・・が、スクリューロータ１０２の全ての溝１０１，１０１・・・に噛み合うので、スクリューロータ１０２が有する最小の寸法の溝１０１に、ゲートロータ１０７の全ての歯１０６が噛合できるように形成する必要がある。すなわち、ゲートロータ１０７の歯１０６の最大寸法を、スクリューロータ１０２の溝１０１の最小寸法よりも小さく形成しなければならない。そうすると、ゲートロータ１０７の最も小さい寸法の歯１０６がスクリューロータ１０２の最も大きい寸法の溝１０１に噛み合ったときに、この溝１０１と歯１０６との間のクリアランスが大きくなって、圧縮すべき気体が漏れるという問題がある。この気体の漏れを防止するためには、ゲートロータ１０７とスクリューロータ１０２とを、極めて小さい寸法公差で高精度に加工して、上記歯１０６と溝１０１との間のクリアランスを小さくしなければならない。その結果、ゲートロータ１０７とスクリューロータ１０２との加工費が高価になって、シングルスクリュー圧縮機の製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、圧縮すべき気体の漏れが少なくて、しかも、製造コストが安いシングルスクリュー圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ケーシングと、上記ケーシングに内装されたスクリューロータと、上記スクリューロータの溝に噛合する歯を有すると共に、上記スクリューロータの軸に略直交する軸回りに回転するゲートロータとを備えるシングルスクリュー圧縮機において、上記スクリューロータの溝の個数と、上記ゲートロータの歯の枚数は、互いに素でなく、上記ゲートロータの歯は、末広がりの扇形であり、上記ゲートロータの歯の中心を通る半径方向の線に対して、上記歯の側縁がなす角度が１０°以下であることを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明によれば、上記スクリューロータの溝の個数と、上記ゲートロータの歯の枚数は、互いに素でないから、上記スクリューロータの所定の溝には、上記ゲートロータの歯のうちの特定の歯のみが噛み合う。すなわち、上記スクリューロータの溝とゲートロータの歯とについて、互いに噛み合う溝と歯との組み合わせが、複数のグループに分かれる。このグループ内において、ゲートロータの歯の最大寸法がスクリューロータの溝の最小寸法よりも小さくなるように、上記歯および溝の寸法精度が定められている。さらに、この歯および溝の寸法精度は、歯と溝との間のクリアランスが、このシングルスクリュー圧縮機が圧縮する気体の漏れが生じない程度に小さくなるように定められている。この歯および溝の寸法精度が上記複数のグループ毎に制御されて、その結果、全ての溝と全ての歯とについて、適切な噛み合いが形成され、かつ、上記気体の漏れが防止される。この場合、溝および歯の寸法精度をグループ毎に制御することは、従来におけるような全ての溝および歯の寸法精度を同時に制御するよりも容易である。したがって、本発明のシングルスクリュー圧縮機は、スクリューロータおよびゲートロータが従来よりも容易に加工される。その結果、スクリューロータおよびゲートロータの加工費が安価になって、シングルスクリュー圧縮機の製造コストが安価になる。
【０００８】
また、請求項１の発明によれば、上記ゲートロータの歯は末広がりの扇形であるので、この歯は、従来のゲートロータの略矩形の歯よりも大きい面積を有する。この場合、本発明の扇形の歯に噛み合うスクリューロータの溝は、上記従来の矩形の歯に噛み合う溝に比べて、スクリューロータの周面における溝幅が略同じ大きさであるにも拘らず、スクリューロータの径方向の断面積が大きい。すなわち、上記スクリューロータの寸法が略同じであるにも拘らず、圧縮室の容量が大きい。したがって、本発明によれば、シングルスクリュー圧縮機を大型化することなく圧縮容量が増加される。ここにおいて、上記扇形を有する歯とこの歯に噛み合う溝は、従来の略矩形の歯とこの歯に噛み合う溝よりも加工が困難であって、この矩形の歯および溝と同等の寸法精度で加工することは非常に困難である。しかしながら、上記扇形の歯の枚数と、この歯に噛み合う溝の個数とは互いに素でないので、上記歯および溝は、寸法の精度が複数のグループ毎に制御される。すなわち、上記歯および溝は、全ての歯および溝の寸法精度を制御するよりも容易に形成される。したがって、本発明のシングルスクリュー圧縮機は、大型化することなく圧縮容量が増加されて、しかも比較的容易に製造される。
【０００９】
また、請求項１の発明によれば、上記ゲートロータの歯は、上記半径方向の線に対して側縁が１０°以下の角度をなしているので、シングルスクリュー圧縮機の圧縮容積が効果的に増加する。ここで、上記ゲートロータの歯の側縁が上記半径方向の線となす角度が１０°より大きいと、この歯に噛み合う溝を、スクリューロータの寸法を変えないでスクリューロータに形成することができない。したがって、上記ゲートロータの歯の側線を上記半径方向の線に対して１０°以下にすることによって、小型で効率が良好なシングルスクリュー圧縮機が得られる。
【００１０】
請求項２の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ケーシングと、上記ケーシングに内装されたスクリューロータと、上記スクリューロータの溝に噛合する歯を有すると共に、上記スクリューロータの軸に略直交する軸回りに回転するゲートロータとを備えるシングルスクリュー圧縮機において、上記スクリューロータの溝の個数と、上記ゲートロータの歯の枚数は、互いに素でなく、
上記ゲートロータの歯の少なくとも１つは、先端のコーナーの少なくとも１つが、丸味を帯びていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明によれば、上記シングルスクリュー圧縮機を組立てる際、上記歯が備える丸味を帯びたコーナーが上記スクリューロータの溝と溝との間の山に干渉しないので、上記ゲートロータの歯が滑らかにスクリューロータの溝に嵌合して、容易にシングルスクリュー圧縮機が組立てられる。
【００１２】
請求項３の発明のシングルスクリュー圧縮機は、請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機において、上記ゲートロータの歯の少なくとも１つ（４６，４７，５６）は、先端のコーナーの少なくとも１つ（４６ｃ，４７ｃ，５６ｃ）が、丸味を帯びていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明のシングルスクリュー圧縮機は、請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機において、
上記スクリューロータの溝（２，３２）の個数およびゲートロータの歯（５，２５，３５，４５，４６，４７，５５，５６）の枚数が、夫々６個および１０枚であるか、または、夫々６個および１２枚であることを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明によれば、上記スクリューロータの溝の個数およびゲートロータの歯の枚数が、夫々６個および１０枚であるか、または、夫々６個および１２枚である場合、上記シングルスクリュー圧縮機の効率が効果的に向上される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるスクリューロータを示す断面図であり、スクリューロータの回転軸の略直角方向における断面図である。このスクリューロータ１は、６個の螺旋状の溝２，２，・・・を備え、図示しないケーシングに内装されている。図１（ｂ）は、このシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す平面図である。このゲートロータ４は１２枚の歯５，５，・・・を備え、この歯５の側辺５ａは、ゲートロータ４の径方向に略平行に形成されている。上記ゲートロータ４の軸を上記スクリューロータ１の軸に略直角に配置して、上記ゲートロータの歯５，５，・・・をスクリューロータの溝２，２，・・・に嵌合している。
【００１６】
本発明によるシングルスクリュー圧縮機は、上記スクリューロータの溝２の個数である６と、上記ゲートロータの歯５の枚数である１２とが互いに素でないので、上記溝２には所定の歯６のみが噛み合う。具体的に、上記スクリューロータ１の６個の溝２，２，・・・に、図１（ａ）に示すように６個の記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを付す。また、上記ゲートロータ４の１２枚の歯５，５，・・・に、図１（ｂ）に示すように１２個の記号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｍを付す。上記記号Ａを付した溝２に、上記記号ａを付した歯５を嵌合して上記シングルスクリュー圧縮機を動作すると、記号Ａの溝２には、記号ａ，ｇの歯５，５のみが噛み合う。また、記号Ｂの溝２には記号ｂ，ｈの歯５，５のみが噛み合い、記号Ｃの溝２には記号ｃ，ｉの歯５，５のみが噛み合い、記号Ｄの溝２には記号ｄ，ｊの歯５，５のみが噛み合い、記号Ｅの溝２には記号ｅ，ｋの歯５，５のみが噛み合い、記号Ｆの溝２には記号ｆ，ｍの歯５，５のみが噛み合う。すなわち、上記スクリューロータ１の１つの溝２に、ゲートロータ４の中心に関して互いに点対称位置にある２つの歯５，５が噛み合う。このように、このシングルスクリュー圧縮機は、スクリューロータの溝２とゲートロータの歯５とが互いに噛み合う組み合わせのグループが６個生じる。このグループの各々において、互いに噛み合う溝２と歯５，５とが、例えば記号Ａの溝２と記号ａ，ｂの歯５，５とが、適切なクリアランスをなすように寸法精度を制御している。
【００１７】
上記シングルスクリュー圧縮機を動作すると、図示しないケーシングの内面と、上記スクリューロータの溝２と、この溝２に噛み合う上記ゲートロータの歯５とで形成される圧縮室の容積が縮小して、上記圧縮室に導かれた気体を圧縮する。
【００１８】
上記スクリューロータの溝２，２，・・・とゲートロータの歯５，５，・・・は、上記６つのグループ毎に寸法精度を制御しているので、上記各々のグループにおいて、上記溝２，２，・・・と歯５，５，・・・とが適切なクリアランスをなして噛み合う。したがって、このシングルスクリュー圧縮機は、圧縮する気体の漏れが少ない。また、上記溝２，２，・・・と歯５，５，・・・は、上記６のグループ毎に寸法精度を制御して形成するので、上記溝２，２，・・・および歯５，５，・・・の全ての寸法精度を制御するよりも、容易に製造できる。したがって、このシングルスクリュー圧縮機は、漏れが少なく、しかも、安価である。
【００１９】
図２は、第２実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。このゲートロータ２４は、１０枚の歯２５，２５，・・・を有する。また、このシングルスクリュー圧縮機は、図１（ａ）のスクリューロータ１と略同一形状のスクリューロータ１を有し、このスクリューロータ１は６個の溝２，２・・・を有する。上記スクリューロータ１とゲートロータ２４とが噛合して圧縮動作する際、上記スクリューロータの６個の溝２，２・・・と、ゲートロータの１０枚の歯２５，２５，・・・との噛み合いの組み合わせが、２グループ生じる。すなわち、図２に示すようにゲートロータの歯２５，２５，・・・に、ｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖ，ｗ，ｘ，ｙの記号を付して、記号ｐの歯２５を、図１（ａ）の記号Ａの溝２に嵌合して、スクリューロータ１とゲートロータ２４とを組み付けた場合を考える。このシングルスクリュー圧縮機を動作すると、記号Ａ，Ｃ，Ｅの３つの溝２，２，２には、記号ｐ，ｖ，ｒ，ｘ，ｔの５つの歯２５，２５，・・・が噛み合う。また、記号Ｂ，Ｄ，Ｆの３つの溝２，２，２には、記号ｑ，ｗ，ｓ，ｙ，ｕの５つの歯２５，２５，・・・が噛み合う。
【００２０】
上記溝２と歯２５の噛み合いの組み合わせの２つのグループにおいて、溝２および歯２５の寸法精度がグループ毎に制御されている。つまり、上記グループの各々において、溝２と歯２５とが、噛み合った際に所定の大きさの適切なクリアランスをなすように形成されている。したがって、このシングルスクリュー圧縮機が動作する際の気体の漏れを、効果的に減少できる。さらに、上記溝２と歯２５は、寸法精度をグループ内で制御すればよいから、従来におけるような全ての溝と歯の寸法精度を制御するよりも、シングルスクリュー圧縮機が安価に製造できる。
【００２１】
図３は、６個の溝を有するスクリューロータが設けられたシングルスクリュー圧縮機について、ゲートロータが有する歯の枚数が９枚乃至１３枚の場合において、上記歯の枚数に対応するシングルスクリュー圧縮機の効率比を示した図である。図３において、横軸はゲートロータの歯の枚数であり、この枚数の歯を有するゲートロータを備えるシングルスクリュー圧縮機の効率比を縦軸に示している。この効率比は、従来の１１枚の歯を有するゲートロータを備えるシングルスクリュー圧縮機の効率を１００にしている。図３から分かるように、ゲートロータの歯の枚数を１０枚および１２枚にすると、圧縮機の効率比が１００以上になって、従来よりも良好な効率を有するシングルスクリュー圧縮機が得られる。
【００２２】
図４（ａ）は、第３実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。このゲートロータ３４は、１２枚の歯３５，３５，・・・を有し、この歯３５は、側縁３５ａ，３５ａが歯３５の中心線３５ｂとなす角度αが略１０°の末広がりの扇形の形状を有する。また、このシングルスクリュー圧縮機は、図１（ａ）のスクリューロータ１の寸法と略同じ寸法を有するスクリューロータ３１を備える。図４（ｂ）は、このスクリューロータ３１に上記ゲートロータ３４が噛み合う様子を示した断面図である。図４（ｂ）において、１つのゲートロータ３４のみをスクリューロータ３１に噛み合わせて示している。なお、図４（ｂ）に、第１実施形態のスクリューロータ１およびゲートロータ４が噛み合った場合の様子を、想像線によって重ねて示している。
【００２３】
図４（ｂ）に示すように、上記ゲートロータ３４について、側縁３５ａが歯３５の中心線３５ｂとなす角度αが略１０°に形成されて扇形をなす歯３５は、第１実施形態の側縁５ａ，５ａが互いに略平行に形成されて略矩形の歯５よりも大きい面積を有する。これと共に、本実施形態のスクリューロータ３１の溝３２は、第１実施形態のスクリューロータ１の溝２よりも大きい断面積を有する。すなわち、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機は、図示しないケーシングの内面と上記溝３２と歯３５とで形成される圧縮室の容積が第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機よりも大きい。ここにおいて、上記スクリューロータ３１およびゲートロータ３４の外形寸法は、第１実施形態のスクリューロータ１およびゲートロータ４の外形寸法と略同一である。したがって、本実施形態によれば、シングルスクリュー圧縮機を大型化することなく圧縮容量が増大できる。ここで、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機は、第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機に比べて、圧縮容量が１２７％増加できることが実験によって確認できた。
【００２４】
なお、上記ゲートロータの歯３５の側縁３５ａ，３５ａが上記歯３５の中心線３５ｂとなす角度が１０°より大きいと、この歯３５に噛み合う溝を、スクリューロータの寸法を変えないでスクリューロータに形成することができない。したがって、上記ゲートロータの歯３５の側線３５ａ，３５ａを上記中心線３５ｂに対して１０°以下にすることによって、小型で効率が良好なシングルスクリュー圧縮機が得られる。
【００２５】
さらに、上記ゲートロータ３４が備える歯３５，３５，・・・の枚数は１２枚であり、上記スクリューロータ３１が備える溝３２の個数は６個であって、この歯３５の枚数と溝３２の個数は互いに素でないから、上記歯３５と溝３２との噛み合いの組み合わせのグループが６つ生じる。この６つのグループ毎に、上記歯３５と溝３２との間のクリアランスが所定の値よりも小さくなるように、歯３５と溝３２の寸法精度を制御している。したがって、このシングルスクリュー圧縮機は、従来におけるように全ての溝および歯の寸法精度を制御するよりも容易、かつ安価に製造できる。
【００２６】
図５は、本発明の第４実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。このゲートロータ４４は、１２枚の歯４５，４６，４７，・・・を有し、この１２枚の歯４５，４６，４７・・・のうちの４枚の歯４６，４６，４７，４７は、先端のコーナーの１つが丸味を帯びている。より詳しくは、上記歯４６は、ゲートロータ４４の中心から見て上記歯４６の中心線４６ｂの左側のコーナー４６ｃが丸味を帯びている。一方、上記歯４７は、ゲートロータ４４の中心から見て上記歯４７の中心線４７ｂの右側のコーナー４７ｃが丸味を帯びている。上記ゲートロータ４４の形状が互いに異なる３種類の歯４５，４６，４７は、いずれも、側縁４５ａ，４６ａ，４７ａが歯４５，４６，４７の中心線４５ｂ，４６ｂ，４７ｂとなす角度が略１０°に形成されて略扇形をなしている。
【００２７】
上記シングルスクリュー圧縮機を組立てる際、上記ゲートロータ４４は、コーナー４６ｃ，４７ｃが丸味を帯びた歯４６，４７を有するので、上記丸味を帯びたコーナー４６ｃ，４７ｃが上記スクリューロータの溝と溝との間の山に干渉しない。したがって、上記ゲートロータ４４の歯４５，４６，４７を滑らかにスクリューロータの溝に嵌合でき、その結果、シングルスクリュー圧縮機を容易に組立てることができる。
【００２８】
また、このシングルスクリュー圧縮機は、上記ゲートロータ４４の歯４５，４６，４７，・・・の形状に対応した形状の溝を有する図示しないスクリューロータを備える。このスクリューロータが有する溝の個数は６であり、上記ゲートロータ４４が有する歯の枚数の１２と互いに素でない。このスクリューロータの溝の個数およびゲートロータ４４の歯４５，４６，４７の枚数は、第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機におけるスクリューロータ１の溝２の個数およびゲートロータ４の歯５の枚数と夫々同一である。したがって、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機においても、スクリューロータの溝とゲートロータ４４の歯４５，４６，４７との噛み合いの組み合わせが６グループに分かれる。ここにおいて、上記スクリューロータの１つの溝に、上記ゲートロータ４４の中心に関して点対称位置にある２つの歯が噛み合う。したがって、上記ゲートロータ４４の中心から見て同一の位置のコーナーが丸味を帯びて互いに点対称位置に配置された歯４６，４６、および歯４７，４７は、各々同じ溝に噛み合う。つまり、上記スクリューロータが有する６個の溝のうちの２つの溝のみを、上記歯４６，４７の形状に対応した断面形状に各々形成すればよい。スクリューロータの溝の個数とゲートロータの歯の枚数が互いに素である従来のシングルスクリュー圧縮機において、上記歯のコーナーが丸味を帯びるように形成すると、上記歯は全ての溝に噛み合うので、全ての溝を上記丸味に対応した形状に形成する必要があって、非常に手間とコストがかかる。したがって、本発明によれば、ゲートロータ４４の歯４６，４７のコーナー４６ｃ，４７ｃに丸味を形成する手間や、この歯４６，４７と嵌合する溝に上記丸味に対応する形状を形成する手間が、最小限に抑えることができて、シングルスクリュー圧縮機を製造する際の手間とコストを低減できる。しかも、上記スクリューロータの溝およびゲートロータ４４の歯４５，４６，４７は、上記６つのグループにおいて、グループ内で溝と歯４５，４６，４７の寸法精度を制御すればよい。したがって、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機は、小型で効率が良好であり、また、組立て易く、しかも、安価にできる。
【００２９】
上記第４実施形態において、ゲートロータ４４の歯４６，４７に、丸味を帯びたコーナー４６ｃ，４７ｃを各々１つずつ設けたが、上記丸みを帯びたコーナーは、１つの歯について２つ設けてもよい。
【００３０】
また、上記第４実施形態において、上記ゲートロータ４４は、コーナー４６ｃ，４７ｃが丸味を帯びた歯４６，４７を４枚有したが、上記ゲートロータは、コーナーが丸味を帯びた歯を幾つ有していてもよい。例えば、図６に示すように、ゲートロータ５４の１つの歯５６の２つのコーナー５６ｃ，５６ｃに丸味を付して、この丸味を帯びた２つのコーナー５６ｃ，５６ｃを有する歯５６と、略矩形の歯５５とを、軸回りに交互に配置してもよい。さらに、ゲートロータの全ての歯を、
コーナーが丸味を帯びた歯にしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ケーシングと、上記ケーシングに内装されたスクリューロータと、上記スクリューロータの溝に噛合する歯を有するゲートロータとを備えるシングルスクリュー圧縮機において、上記スクリューロータの溝の個数と、上記ゲートロータの歯の枚数は、互いに素でないので、上記スクリューロータの所定の溝には、上記ゲートロータの歯のうちの特定の歯のみが噛み合って、上記溝と歯との噛み合いの組み合わせが複数のグループに分かれるから、上記ゲートロータの歯とスクリューロータの溝との寸法精度を上記グループ毎に制御すればよく、これによって、従来におけるような全ての歯と溝との寸法精度を同時に制御することが回避できるから、容易にゲートロータの歯とスクリューロータと溝との間のクリアランスを適切にできて、効率が良く、しかも安価なシングルスクリュー圧縮機が得られる。
【００３２】
また、請求項１の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータの歯が末広がりの扇形であるので、このゲートロータは、略矩形の歯を有する従来のゲートロータと略同一の径を有するにも拘らず、上記扇形の歯が上記略矩形の歯よりも大きい面積を有し、しかも、上記扇形の歯のゲートロータ中心側の幅は、上記略矩形の歯の幅と略同一であるから、この扇形の歯が噛み合う溝のスクリューロータ周面における幅もまた、従来のスクリューロータの溝の幅と略同一にでき、その結果、スクリューロータおよびゲートロータの外形寸法を増大することなくシングルスクリュー圧縮機の圧縮容量を増加できる。
【００３３】
また、請求項１の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータの歯の中心を通る半径方向の線に対して、上記歯の側縁がなす角度が１０°以下であるので、スクリューロータの寸法を大きくすることなく効果的にシングルスクリュー圧縮機の圧縮容積を増加できる。
【００３４】
請求項２および３の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータの歯の少なくとも１つは、先端のコーナーの少なくとも１つが丸味を帯びているので、このゲートロータの歯はスクリューロータの溝と溝との間の山に干渉することがないから容易にゲートロータをスクリューロータに嵌合でき、シングルスクリュー圧縮機を容易に組立てることができる。
【００３５】
請求項４の発明のシングルスクリュー圧縮機は、上記スクリューロータの溝の個数およびゲートロータの歯の枚数が、夫々６個および１０枚であるか、または、夫々６個および１２枚であるので、シングルスクリュー圧縮機の効率が効果的に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（ａ）は、本発明の第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるスクリューロータを示す断面図であり、図１（ｂ）は、このシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す平面図である。
【図２】 第２実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。
【図３】 ６個の溝を有するスクリューロータが設けられたシングルスクリュー圧縮機について、歯の枚数が互いに異なるゲートロータを用いた場合の圧縮機の効率を、歯の枚数に対応して示した図である。
【図４】 図４（ａ）は、第３実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図であり、図４（ｂ）は、スクリューロータにゲートロータが噛み合う様子を示した断面図である。
【図５】 本発明の第４実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。
【図６】 ２つのコーナーに丸味が帯びた歯と、略矩形の歯とを、軸回りに交互に配置したゲートロータを示す図である。
【図７】 従来のシングルスクリュー圧縮機を示す図である。
【符号の説明】
１ スクリューロータ
２ スクリューロータの溝
４ ゲートロータ
５ ゲートロータの歯
５ａ ゲートロータの歯の側縁
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルスクリュー圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシングルスクリュー圧縮機として、図７（ａ）に示すようなものがある。このシングルスクリュー圧縮機は、図示しないケーシングに内装されて螺旋状の溝１０１，１０１・・・を有するスクリューロータ１０２と、このスクリューロータ１０２を軸回りに回転駆動するシャフト１０４と、上記スクリューロータ１０２の溝１０１，１０１・・・に噛み合う歯１０６，１０６・・・を有して上記スクリューロータ１０２の軸に略直交する軸回りに回転する２つのゲートロータ１０７，１０７とを備える。図７（ｂ）は、上記スクリューロータ１０２の軸を含む面におけるシングルスクリュー圧縮機の断面図であり、スクリューロータ１０２と、このスクリューロータ１０２に噛み合う２つのゲートロータ１０７のうちの１つのゲートロータ１０７とを図示している。上記シャフト１０４でスクリューロータ１０２を図７（ａ）の矢印Ａに示すように回転駆動すると、上記ゲートロータ１０７，１０７が矢印Ｂに示す方向に回転する。これによって、図示しないケーシングの内面と、上記スクリューロータの溝１０１と、上記ゲートロータの歯１０６とで仕切られてなる圧縮室の容積が減少して、この圧縮室に導かれた気体を圧縮する。
【０００３】
上記スクリューロータ１０２が備える溝１０１の個数は６個であり、上記ゲートロータ１０７が備える歯１０６の枚数は１１枚である。上記溝１０１の個数の６と歯１０６の枚数の１１とは、互いに素であるから、このシングルスクリュー圧縮機が動作すると、全ての上記歯１０６，１０６・・・が全ての上記溝１０１，１０１・・・に噛み合う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータ１０７の全ての歯１０６，１０６・・・が、スクリューロータ１０２の全ての溝１０１，１０１・・・に噛み合うので、スクリューロータ１０２が有する最小の寸法の溝１０１に、ゲートロータ１０７の全ての歯１０６が噛合できるように形成する必要がある。すなわち、ゲートロータ１０７の歯１０６の最大寸法を、スクリューロータ１０２の溝１０１の最小寸法よりも小さく形成しなければならない。そうすると、ゲートロータ１０７の最も小さい寸法の歯１０６がスクリューロータ１０２の最も大きい寸法の溝１０１に噛み合ったときに、この溝１０１と歯１０６との間のクリアランスが大きくなって、圧縮すべき気体が漏れるという問題がある。この気体の漏れを防止するためには、ゲートロータ１０７とスクリューロータ１０２とを、極めて小さい寸法公差で高精度に加工して、上記歯１０６と溝１０１との間のクリアランスを小さくしなければならない。その結果、ゲートロータ１０７とスクリューロータ１０２との加工費が高価になって、シングルスクリュー圧縮機の製造コストが高くなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、圧縮すべき気体の漏れが少なくて、しかも、製造コストが安いシングルスクリュー圧縮機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ケーシングと、上記ケーシングに内装されたスクリューロータと、上記スクリューロータの溝に噛合する歯を有すると共に、上記スクリューロータの軸に略直交する軸回りに回転するゲートロータとを備えるシングルスクリュー圧縮機において、上記スクリューロータの溝の個数と、上記ゲートロータの歯の枚数は、互いに素でなく、上記ゲートロータの歯は、末広がりの扇形であり、上記ゲートロータの歯の中心を通る半径方向の線に対して、上記歯の側縁がなす角度が１０°以下であることを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明によれば、上記スクリューロータの溝の個数と、上記ゲートロータの歯の枚数は、互いに素でないから、上記スクリューロータの所定の溝には、上記ゲートロータの歯のうちの特定の歯のみが噛み合う。すなわち、上記スクリューロータの溝とゲートロータの歯とについて、互いに噛み合う溝と歯との組み合わせが、複数のグループに分かれる。このグループ内において、ゲートロータの歯の最大寸法がスクリューロータの溝の最小寸法よりも小さくなるように、上記歯および溝の寸法精度が定められている。さらに、この歯および溝の寸法精度は、歯と溝との間のクリアランスが、このシングルスクリュー圧縮機が圧縮する気体の漏れが生じない程度に小さくなるように定められている。この歯および溝の寸法精度が上記複数のグループ毎に制御されて、その結果、全ての溝と全ての歯とについて、適切な噛み合いが形成され、かつ、上記気体の漏れが防止される。この場合、溝および歯の寸法精度をグループ毎に制御することは、従来におけるような全ての溝および歯の寸法精度を同時に制御するよりも容易である。したがって、本発明のシングルスクリュー圧縮機は、スクリューロータおよびゲートロータが従来よりも容易に加工される。その結果、スクリューロータおよびゲートロータの加工費が安価になって、シングルスクリュー圧縮機の製造コストが安価になる。
【０００８】
また、請求項１の発明によれば、上記ゲートロータの歯は末広がりの扇形であるので、この歯は、従来のゲートロータの略矩形の歯よりも大きい面積を有する。この場合、本発明の扇形の歯に噛み合うスクリューロータの溝は、上記従来の矩形の歯に噛み合う溝に比べて、スクリューロータの周面における溝幅が略同じ大きさであるにも拘らず、スクリューロータの径方向の断面積が大きい。すなわち、上記スクリューロータの寸法が略同じであるにも拘らず、圧縮室の容量が大きい。したがって、本発明によれば、シングルスクリュー圧縮機を大型化することなく圧縮容量が増加される。ここにおいて、上記扇形を有する歯とこの歯に噛み合う溝は、従来の略矩形の歯とこの歯に噛み合う溝よりも加工が困難であって、この矩形の歯および溝と同等の寸法精度で加工することは非常に困難である。しかしながら、上記扇形の歯の枚数と、この歯に噛み合う溝の個数とは互いに素でないので、上記歯および溝は、寸法の精度が複数のグループ毎に制御される。すなわち、上記歯および溝は、全ての歯および溝の寸法精度を制御するよりも容易に形成される。したがって、本発明のシングルスクリュー圧縮機は、大型化することなく圧縮容量が増加されて、しかも比較的容易に製造される。
【０００９】
また、請求項１の発明によれば、上記ゲートロータの歯は、上記半径方向の線に対して側縁が１０°以下の角度をなしているので、シングルスクリュー圧縮機の圧縮容積が効果的に増加する。ここで、上記ゲートロータの歯の側縁が上記半径方向の線となす角度が１０°より大きいと、この歯に噛み合う溝を、スクリューロータの寸法を変えないでスクリューロータに形成することができない。したがって、上記ゲートロータの歯の側線を上記半径方向の線に対して１０°以下にすることによって、小型で効率が良好なシングルスクリュー圧縮機が得られる。
【００１０】
請求項２の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ケーシングと、上記ケーシングに内装されたスクリューロータと、上記スクリューロータの溝に噛合する歯を有すると共に、上記スクリューロータの軸に略直交する軸回りに回転するゲートロータとを備えるシングルスクリュー圧縮機において、上記スクリューロータの溝の個数と、上記ゲートロータの歯の枚数は、互いに素でなく、
上記ゲートロータの歯の少なくとも１つは、先端のコーナーの少なくとも１つが、丸味を帯びていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明によれば、上記シングルスクリュー圧縮機を組立てる際、上記歯が備える丸味を帯びたコーナーが上記スクリューロータの溝と溝との間の山に干渉しないので、上記ゲートロータの歯が滑らかにスクリューロータの溝に嵌合して、容易にシングルスクリュー圧縮機が組立てられる。
【００１２】
請求項３の発明のシングルスクリュー圧縮機は、請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機において、上記ゲートロータの歯の少なくとも１つ（４６，４７，５６）は、先端のコーナーの少なくとも１つ（４６ｃ，４７ｃ，５６ｃ）が、丸味を帯びていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４の発明のシングルスクリュー圧縮機は、請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機において、
上記スクリューロータの溝（２，３２）の個数およびゲートロータの歯（５，２５，３５，４５，４６，４７，５５，５６）の枚数が、夫々６個および１０枚であるか、または、夫々６個および１２枚であることを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明によれば、上記スクリューロータの溝の個数およびゲートロータの歯の枚数が、夫々６個および１０枚であるか、または、夫々６個および１２枚である場合、上記シングルスクリュー圧縮機の効率が効果的に向上される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるスクリューロータを示す断面図であり、スクリューロータの回転軸の略直角方向における断面図である。このスクリューロータ１は、６個の螺旋状の溝２，２，・・・を備え、図示しないケーシングに内装されている。図１（ｂ）は、このシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す平面図である。このゲートロータ４は１２枚の歯５，５，・・・を備え、この歯５の側辺５ａは、ゲートロータ４の径方向に略平行に形成されている。上記ゲートロータ４の軸を上記スクリューロータ１の軸に略直角に配置して、上記ゲートロータの歯５，５，・・・をスクリューロータの溝２，２，・・・に嵌合している。
【００１６】
本発明によるシングルスクリュー圧縮機は、上記スクリューロータの溝２の個数である６と、上記ゲートロータの歯５の枚数である１２とが互いに素でないので、上記溝２には所定の歯６のみが噛み合う。具体的に、上記スクリューロータ１の６個の溝２，２，・・・に、図１（ａ）に示すように６個の記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを付す。また、上記ゲートロータ４の１２枚の歯５，５，・・・に、図１（ｂ）に示すように１２個の記号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｍを付す。上記記号Ａを付した溝２に、上記記号ａを付した歯５を嵌合して上記シングルスクリュー圧縮機を動作すると、記号Ａの溝２には、記号ａ，ｇの歯５，５のみが噛み合う。また、記号Ｂの溝２には記号ｂ，ｈの歯５，５のみが噛み合い、記号Ｃの溝２には記号ｃ，ｉの歯５，５のみが噛み合い、記号Ｄの溝２には記号ｄ，ｊの歯５，５のみが噛み合い、記号Ｅの溝２には記号ｅ，ｋの歯５，５のみが噛み合い、記号Ｆの溝２には記号ｆ，ｍの歯５，５のみが噛み合う。すなわち、上記スクリューロータ１の１つの溝２に、ゲートロータ４の中心に関して互いに点対称位置にある２つの歯５，５が噛み合う。このように、このシングルスクリュー圧縮機は、スクリューロータの溝２とゲートロータの歯５とが互いに噛み合う組み合わせのグループが６個生じる。このグループの各々において、互いに噛み合う溝２と歯５，５とが、例えば記号Ａの溝２と記号ａ，ｂの歯５，５とが、適切なクリアランスをなすように寸法精度を制御している。
【００１７】
上記シングルスクリュー圧縮機を動作すると、図示しないケーシングの内面と、上記スクリューロータの溝２と、この溝２に噛み合う上記ゲートロータの歯５とで形成される圧縮室の容積が縮小して、上記圧縮室に導かれた気体を圧縮する。
【００１８】
上記スクリューロータの溝２，２，・・・とゲートロータの歯５，５，・・・は、上記６つのグループ毎に寸法精度を制御しているので、上記各々のグループにおいて、上記溝２，２，・・・と歯５，５，・・・とが適切なクリアランスをなして噛み合う。したがって、このシングルスクリュー圧縮機は、圧縮する気体の漏れが少ない。また、上記溝２，２，・・・と歯５，５，・・・は、上記６のグループ毎に寸法精度を制御して形成するので、上記溝２，２，・・・および歯５，５，・・・の全ての寸法精度を制御するよりも、容易に製造できる。したがって、このシングルスクリュー圧縮機は、漏れが少なく、しかも、安価である。
【００１９】
図２は、第２実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。このゲートロータ２４は、１０枚の歯２５，２５，・・・を有する。また、このシングルスクリュー圧縮機は、図１（ａ）のスクリューロータ１と略同一形状のスクリューロータ１を有し、このスクリューロータ１は６個の溝２，２・・・を有する。上記スクリューロータ１とゲートロータ２４とが噛合して圧縮動作する際、上記スクリューロータの６個の溝２，２・・・と、ゲートロータの１０枚の歯２５，２５，・・・との噛み合いの組み合わせが、２グループ生じる。すなわち、図２に示すようにゲートロータの歯２５，２５，・・・に、ｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ，ｖ，ｗ，ｘ，ｙの記号を付して、記号ｐの歯２５を、図１（ａ）の記号Ａの溝２に嵌合して、スクリューロータ１とゲートロータ２４とを組み付けた場合を考える。このシングルスクリュー圧縮機を動作すると、記号Ａ，Ｃ，Ｅの３つの溝２，２，２には、記号ｐ，ｖ，ｒ，ｘ，ｔの５つの歯２５，２５，・・・が噛み合う。また、記号Ｂ，Ｄ，Ｆの３つの溝２，２，２には、記号ｑ，ｗ，ｓ，ｙ，ｕの５つの歯２５，２５，・・・が噛み合う。
【００２０】
上記溝２と歯２５の噛み合いの組み合わせの２つのグループにおいて、溝２および歯２５の寸法精度がグループ毎に制御されている。つまり、上記グループの各々において、溝２と歯２５とが、噛み合った際に所定の大きさの適切なクリアランスをなすように形成されている。したがって、このシングルスクリュー圧縮機が動作する際の気体の漏れを、効果的に減少できる。さらに、上記溝２と歯２５は、寸法精度をグループ内で制御すればよいから、従来におけるような全ての溝と歯の寸法精度を制御するよりも、シングルスクリュー圧縮機が安価に製造できる。
【００２１】
図３は、６個の溝を有するスクリューロータが設けられたシングルスクリュー圧縮機について、ゲートロータが有する歯の枚数が９枚乃至１３枚の場合において、上記歯の枚数に対応するシングルスクリュー圧縮機の効率比を示した図である。図３において、横軸はゲートロータの歯の枚数であり、この枚数の歯を有するゲートロータを備えるシングルスクリュー圧縮機の効率比を縦軸に示している。この効率比は、従来の１１枚の歯を有するゲートロータを備えるシングルスクリュー圧縮機の効率を１００にしている。図３から分かるように、ゲートロータの歯の枚数を１０枚および１２枚にすると、圧縮機の効率比が１００以上になって、従来よりも良好な効率を有するシングルスクリュー圧縮機が得られる。
【００２２】
図４（ａ）は、第３実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。このゲートロータ３４は、１２枚の歯３５，３５，・・・を有し、この歯３５は、側縁３５ａ，３５ａが歯３５の中心線３５ｂとなす角度αが略１０°の末広がりの扇形の形状を有する。また、このシングルスクリュー圧縮機は、図１（ａ）のスクリューロータ１の寸法と略同じ寸法を有するスクリューロータ３１を備える。図４（ｂ）は、このスクリューロータ３１に上記ゲートロータ３４が噛み合う様子を示した断面図である。図４（ｂ）において、１つのゲートロータ３４のみをスクリューロータ３１に噛み合わせて示している。なお、図４（ｂ）に、第１実施形態のスクリューロータ１およびゲートロータ４が噛み合った場合の様子を、想像線によって重ねて示している。
【００２３】
図４（ｂ）に示すように、上記ゲートロータ３４について、側縁３５ａが歯３５の中心線３５ｂとなす角度αが略１０°に形成されて扇形をなす歯３５は、第１実施形態の側縁５ａ，５ａが互いに略平行に形成されて略矩形の歯５よりも大きい面積を有する。これと共に、本実施形態のスクリューロータ３１の溝３２は、第１実施形態のスクリューロータ１の溝２よりも大きい断面積を有する。すなわち、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機は、図示しないケーシングの内面と上記溝３２と歯３５とで形成される圧縮室の容積が第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機よりも大きい。ここにおいて、上記スクリューロータ３１およびゲートロータ３４の外形寸法は、第１実施形態のスクリューロータ１およびゲートロータ４の外形寸法と略同一である。したがって、本実施形態によれば、シングルスクリュー圧縮機を大型化することなく圧縮容量が増大できる。ここで、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機は、第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機に比べて、圧縮容量が１２７％増加できることが実験によって確認できた。
【００２４】
なお、上記ゲートロータの歯３５の側縁３５ａ，３５ａが上記歯３５の中心線３５ｂとなす角度が１０°より大きいと、この歯３５に噛み合う溝を、スクリューロータの寸法を変えないでスクリューロータに形成することができない。したがって、上記ゲートロータの歯３５の側線３５ａ，３５ａを上記中心線３５ｂに対して１０°以下にすることによって、小型で効率が良好なシングルスクリュー圧縮機が得られる。
【００２５】
さらに、上記ゲートロータ３４が備える歯３５，３５，・・・の枚数は１２枚であり、上記スクリューロータ３１が備える溝３２の個数は６個であって、この歯３５の枚数と溝３２の個数は互いに素でないから、上記歯３５と溝３２との噛み合いの組み合わせのグループが６つ生じる。この６つのグループ毎に、上記歯３５と溝３２との間のクリアランスが所定の値よりも小さくなるように、歯３５と溝３２の寸法精度を制御している。したがって、このシングルスクリュー圧縮機は、従来におけるように全ての溝および歯の寸法精度を制御するよりも容易、かつ安価に製造できる。
【００２６】
図５は、本発明の第４実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。このゲートロータ４４は、１２枚の歯４５，４６，４７，・・・を有し、この１２枚の歯４５，４６，４７・・・のうちの４枚の歯４６，４６，４７，４７は、先端のコーナーの１つが丸味を帯びている。より詳しくは、上記歯４６は、ゲートロータ４４の中心から見て上記歯４６の中心線４６ｂの左側のコーナー４６ｃが丸味を帯びている。一方、上記歯４７は、ゲートロータ４４の中心から見て上記歯４７の中心線４７ｂの右側のコーナー４７ｃが丸味を帯びている。上記ゲートロータ４４の形状が互いに異なる３種類の歯４５，４６，４７は、いずれも、側縁４５ａ，４６ａ，４７ａが歯４５，４６，４７の中心線４５ｂ，４６ｂ，４７ｂとなす角度が略１０°に形成されて略扇形をなしている。
【００２７】
上記シングルスクリュー圧縮機を組立てる際、上記ゲートロータ４４は、コーナー４６ｃ，４７ｃが丸味を帯びた歯４６，４７を有するので、上記丸味を帯びたコーナー４６ｃ，４７ｃが上記スクリューロータの溝と溝との間の山に干渉しない。したがって、上記ゲートロータ４４の歯４５，４６，４７を滑らかにスクリューロータの溝に嵌合でき、その結果、シングルスクリュー圧縮機を容易に組立てることができる。
【００２８】
また、このシングルスクリュー圧縮機は、上記ゲートロータ４４の歯４５，４６，４７，・・・の形状に対応した形状の溝を有する図示しないスクリューロータを備える。このスクリューロータが有する溝の個数は６であり、上記ゲートロータ４４が有する歯の枚数の１２と互いに素でない。このスクリューロータの溝の個数およびゲートロータ４４の歯４５，４６，４７の枚数は、第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機におけるスクリューロータ１の溝２の個数およびゲートロータ４の歯５の枚数と夫々同一である。したがって、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機においても、スクリューロータの溝とゲートロータ４４の歯４５，４６，４７との噛み合いの組み合わせが６グループに分かれる。ここにおいて、上記スクリューロータの１つの溝に、上記ゲートロータ４４の中心に関して点対称位置にある２つの歯が噛み合う。したがって、上記ゲートロータ４４の中心から見て同一の位置のコーナーが丸味を帯びて互いに点対称位置に配置された歯４６，４６、および歯４７，４７は、各々同じ溝に噛み合う。つまり、上記スクリューロータが有する６個の溝のうちの２つの溝のみを、上記歯４６，４７の形状に対応した断面形状に各々形成すればよい。スクリューロータの溝の個数とゲートロータの歯の枚数が互いに素である従来のシングルスクリュー圧縮機において、上記歯のコーナーが丸味を帯びるように形成すると、上記歯は全ての溝に噛み合うので、全ての溝を上記丸味に対応した形状に形成する必要があって、非常に手間とコストがかかる。したがって、本発明によれば、ゲートロータ４４の歯４６，４７のコーナー４６ｃ，４７ｃに丸味を形成する手間や、この歯４６，４７と嵌合する溝に上記丸味に対応する形状を形成する手間が、最小限に抑えることができて、シングルスクリュー圧縮機を製造する際の手間とコストを低減できる。しかも、上記スクリューロータの溝およびゲートロータ４４の歯４５，４６，４７は、上記６つのグループにおいて、グループ内で溝と歯４５，４６，４７の寸法精度を制御すればよい。したがって、本実施形態のシングルスクリュー圧縮機は、小型で効率が良好であり、また、組立て易く、しかも、安価にできる。
【００２９】
上記第４実施形態において、ゲートロータ４４の歯４６，４７に、丸味を帯びたコーナー４６ｃ，４７ｃを各々１つずつ設けたが、上記丸みを帯びたコーナーは、１つの歯について２つ設けてもよい。
【００３０】
また、上記第４実施形態において、上記ゲートロータ４４は、コーナー４６ｃ，４７ｃが丸味を帯びた歯４６，４７を４枚有したが、上記ゲートロータは、コーナーが丸味を帯びた歯を幾つ有していてもよい。例えば、図６に示すように、ゲートロータ５４の１つの歯５６の２つのコーナー５６ｃ，５６ｃに丸味を付して、この丸味を帯びた２つのコーナー５６ｃ，５６ｃを有する歯５６と、略矩形の歯５５とを、軸回りに交互に配置してもよい。さらに、ゲートロータの全ての歯を、
コーナーが丸味を帯びた歯にしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ケーシングと、上記ケーシングに内装されたスクリューロータと、上記スクリューロータの溝に噛合する歯を有するゲートロータとを備えるシングルスクリュー圧縮機において、上記スクリューロータの溝の個数と、上記ゲートロータの歯の枚数は、互いに素でないので、上記スクリューロータの所定の溝には、上記ゲートロータの歯のうちの特定の歯のみが噛み合って、上記溝と歯との噛み合いの組み合わせが複数のグループに分かれるから、上記ゲートロータの歯とスクリューロータの溝との寸法精度を上記グループ毎に制御すればよく、これによって、従来におけるような全ての歯と溝との寸法精度を同時に制御することが回避できるから、容易にゲートロータの歯とスクリューロータと溝との間のクリアランスを適切にできて、効率が良く、しかも安価なシングルスクリュー圧縮機が得られる。
【００３２】
また、請求項１の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータの歯が末広がりの扇形であるので、このゲートロータは、略矩形の歯を有する従来のゲートロータと略同一の径を有するにも拘らず、上記扇形の歯が上記略矩形の歯よりも大きい面積を有し、しかも、上記扇形の歯のゲートロータ中心側の幅は、上記略矩形の歯の幅と略同一であるから、この扇形の歯が噛み合う溝のスクリューロータ周面における幅もまた、従来のスクリューロータの溝の幅と略同一にでき、その結果、スクリューロータおよびゲートロータの外形寸法を増大することなくシングルスクリュー圧縮機の圧縮容量を増加できる。
【００３３】
また、請求項１の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータの歯の中心を通る半径方向の線に対して、上記歯の側縁がなす角度が１０°以下であるので、スクリューロータの寸法を大きくすることなく効果的にシングルスクリュー圧縮機の圧縮容積を増加できる。
【００３４】
請求項２および３の発明のシングルスクリュー圧縮機は、ゲートロータの歯の少なくとも１つは、先端のコーナーの少なくとも１つが丸味を帯びているので、このゲートロータの歯はスクリューロータの溝と溝との間の山に干渉することがないから容易にゲートロータをスクリューロータに嵌合でき、シングルスクリュー圧縮機を容易に組立てることができる。
【００３５】
請求項４の発明のシングルスクリュー圧縮機は、上記スクリューロータの溝の個数およびゲートロータの歯の枚数が、夫々６個および１０枚であるか、または、夫々６個および１２枚であるので、シングルスクリュー圧縮機の効率が効果的に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（ａ）は、本発明の第１実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるスクリューロータを示す断面図であり、図１（ｂ）は、このシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す平面図である。
【図２】 第２実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。
【図３】 ６個の溝を有するスクリューロータが設けられたシングルスクリュー圧縮機について、歯の枚数が互いに異なるゲートロータを用いた場合の圧縮機の効率を、歯の枚数に対応して示した図である。
【図４】 図４（ａ）は、第３実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図であり、図４（ｂ）は、スクリューロータにゲートロータが噛み合う様子を示した断面図である。
【図５】 本発明の第４実施形態のシングルスクリュー圧縮機が備えるゲートロータを示す図である。
【図６】 ２つのコーナーに丸味が帯びた歯と、略矩形の歯とを、軸回りに交互に配置したゲートロータを示す図である。
【図７】 従来のシングルスクリュー圧縮機を示す図である。
【符号の説明】
１ スクリューロータ
２ スクリューロータの溝
４ ゲートロータ
５ ゲートロータの歯
５ａ ゲートロータの歯の側縁
Claims (4)
- ケーシングと、
上記ケーシングに内装されたスクリューロータ（１，３１）と、
上記スクリューロータの溝（２，３２）に噛合する歯（５，２５，３５，４５，４６，４７，５５，５６）を有すると共に、上記スクリューロータの軸に略直交する軸回りに回転するゲートロータ（４，２４，３４，４４，５４）とを備えるシングルスクリュー圧縮機において、
上記スクリューロータの溝（２，３２）の個数と、上記ゲートロータの歯（５，２５，３５，４５，４６，４７，５５，５６）の枚数は、互いに素でなく、
上記ゲートロータの歯（３５，４５，４６，４７，５５，５６）は、末広がりの扇形であり、
上記ゲートロータの歯（３５，４５，４６，４７）の中心を通る半径方向の線（３５ｂ，４５ｂ，４６ｂ，４７ｂ）に対して、上記歯の側縁（３５ａ，４５ａ，４６ａ，４７ａ）がなす角度（α）が１０°以下であることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。 - ケーシングと、
上記ケーシングに内装されたスクリューロータ（１，３１）と、
上記スクリューロータの溝（２，３２）に噛合する歯（５，２５，３５，４５，４６，４７，５５，５６）を有すると共に、上記スクリューロータの軸に略直交する軸回りに回転するゲートロータ（４，２４，３４，４４，５４）とを備えるシングルスクリュー圧縮機において、
上記スクリューロータの溝（２，３２）の個数と、上記ゲートロータの歯（５，２５，３５，４５，４６，４７，５５，５６）の枚数は、互いに素でなく、
上記ゲートロータの歯の少なくとも１つ（４６，４７，５６）は、先端のコーナーの少なくとも１つ（４６ｃ，４７ｃ，５６ｃ）が、丸味を帯びていることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。 - 請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機において、
上記ゲートロータの歯の少なくとも１つ（４６，４７，５６）は、先端のコーナーの少なくとも１つ（４６ｃ，４７ｃ，５６ｃ）が、丸味を帯びていることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。 - 請求項１に記載のシングルスクリュー圧縮機において、
上記スクリューロータの溝（２，３２）の個数およびゲートロータの歯（５，２５，３５，４５，４６，４７，５５，５６）の枚数が、夫々６個および１０枚であるか、または、夫々６個および１２枚であることを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
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