JP4169068B2

JP4169068B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JP4169068B2
Application number: JP2006299227A
Authority: JP
Inventors: 要大塚; 孝義室野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2026-11-02
Also published as: US20100003153A1; US8192187B2; EP2078863B1; CN101529096A; EP2078863A1; JP2008115750A; WO2008053749A1; EP2078863A4; CN101529096B

Description

この発明は、例えば空気調和機や冷蔵庫等に用いられる圧縮機に関する。

従来、圧縮機としては、中心軸まわりに回転すると共に中心軸方向の端面に中心軸から径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部を有する円盤状のスクリューロータと、中心軸まわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部を有するゲートロータとを有し、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部とが噛み合って圧縮室を形成するものがある（特公昭６０−１０１６１号公報：特許文献１参照）。

つまり、この圧縮機は、いわゆる、ＰＰ型のシングルスクリュー圧縮機である。「ＰＰ型」とは、上記スクリューロータがプレート状に形成され、かつ、上記ゲートロータがプレート状に形成されていることをいう。

そして、上記スクリューロータ中心軸および上記ゲートロータ中心軸に直交する方向からみて、上記ゲートロータの全ての歯部は、上記スクリューロータ中心軸に重なっている。つまり、上記ゲートロータの歯部は、上記スクリューロータの径方向に沿って、上記スクリューロータの溝部に噛み合っている。

上記ゲートロータ歯部側面には、上記スクリューロータと上記ゲートロータとの干渉を防ぐために、上記ゲートロータ平面と直交し、かつ上記ゲートロータの歯中心線の回転方向を含む平面上で、上記ゲートロータ歯部側面と上記スクリューロータ溝壁面とがなす、最大角度と最小角度（以下、最大角度と最小角度がなす角を、上記ゲートロータのエッジ角といい、図２０のエッジ角度δ１、δ２を参照）が与えられている。
特公昭６０−１０１６１号公報

しかしながら、上記従来の圧縮機では、上記スクリューロータ中心軸および上記ゲートロータ中心軸に直交する方向からみて、上記ゲートロータの全ての歯部は、上記スクリューロータ中心軸に重なっているので、上記ゲートロータ平面と直交し、かつ上記ゲートロータの歯中心線の回転方向を含む平面上で、上記ゲートロータ歯部側面に対する上記スクリューロータ溝側面とのなす角度は、最大値と最小値との差が大きくなる。

このため、上記スクリューロータの溝部の側面と噛み合う上記ゲートロータのシール部分のエッジ角度が鋭くなって、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部との噛み合い部に存在するブローホール（漏れ隙間）が大きくなって、圧縮効率が低減していた。

そこで、この発明の課題は、ブローホールを小さくして圧縮効率を向上する圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の圧縮機は、
中心軸まわりに回転すると共に中心軸方向の少なくとも一方の端面に中心軸から径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部を有する円盤状のスクリューロータと、中心軸まわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部を有するゲートロータとを有し、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部とが噛み合って圧縮室を形成する圧縮機において、
上記スクリューロータ中心軸を含む第１の平面と、上記スクリューロータ中心軸に直交する第２の平面と、上記第１の平面および上記第２の平面に直交する第３の平面とに関して、
上記ゲートロータ中心軸は、上記第３の平面上にあり、
上記ゲートロータの全ての歯部の少なくとも一つは、上記第３の平面に直交する方向からみて、上記第１の平面に重ならず、
上記第３の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータの上記スクリューロータに近い側の歯部が、上記ゲートロータの上記スクリューロータに遠い側の歯部よりも、上記スクリューロータ中心軸に近くなるように、上記ゲートロータ中心軸は、上記第２の平面に対して、５°〜３０°傾いていることを特徴としている。

この発明の圧縮機によれば、上記ゲートロータ中心軸は、上記第３の平面上にあり、上記ゲートロータの全ての歯部の少なくとも一つは、上記第３の平面に直交する方向からみて、上記第１の平面に重ならないので、上記ゲートロータの歯部と接触する上記スクリューロータの溝部の側面を、このスクリューロータの溝部の側面と接触する部分における上記ゲートロータの回転方向（つまり、上記ゲートロータ周方向）に対して、略９０°にできて、上記ゲートロータ回転方向（上記ゲートロータ周方向）と直交する平面に対する上記スクリューロータの溝部の側面の角度（以下、スクリューロータ溝傾斜角度という）の変化幅を、小さくできる。

したがって、上記スクリューロータの溝部の側面と噛み合う上記ゲートロータのシール部分のエッジ角度を鈍くできて、上記スクリューロータの溝部と上記ゲートロータの歯部との噛み合い部に存在するブローホール（漏れ隙間）を小さくできて、圧縮効率を向上できる。また、上記ゲートロータのシール部分の摩耗を低減できて、耐久性の向上が図れる。また、上記第３の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータの上記スクリューロータに近い側の歯部が、上記ゲートロータの上記スクリューロータに遠い側の歯部よりも、上記スクリューロータ中心軸に近くなるように、上記ゲートロータ中心軸は、上記第２の平面に対して、５°〜３０°傾いているので、上記スクリューロータ溝傾斜角度の変化幅を一層小さくできる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記第３の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータの全ての歯部における上記第１の平面側の端面からなるゲートロータ平面と上記ゲートロータ中心軸との交点と、上記第１の平面と、の間の距離は、上記ゲートロータの歯部の外径の０．０５〜０．４倍である。

この実施形態の圧縮機によれば、上記第３の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータの全ての歯部における上記第１の平面側の端面からなるゲートロータ平面と上記ゲートロータ中心軸との交点と、上記第１の平面と、の間の距離は、上記ゲートロータの歯部の外径の０．０５〜０．４倍であるので、上記スクリューロータ溝傾斜角度の変化幅を一層小さくできる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記第１の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸と上記スクリューロータ中心軸との間の距離Ｌは、上記ゲートロータの外径Ｄの０．７〜１．２倍である。

この実施形態の圧縮機によれば、上記第１の平面に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸と上記スクリューロータ中心軸との間の距離Ｌは、上記ゲートロータの外径Ｄの０．７〜１．２倍であるので、上記距離Ｌを小さくできて、小型化を図れる。

また、一実施形態の圧縮機では、上記ゲートロータの歯部における上記スクリューロータの溝部に接触するシール部は、曲面状に形成されている。

この実施形態の圧縮機によれば、上記ゲートロータの歯部における上記スクリューロータの溝部に接触するシール部は、曲面状に形成されているので、上記ゲートロータの歯部と上記スクリューロータの溝部との噛み合い部分からの圧縮流体の漏れを減らすことができて、圧縮性能を向上できる。

この発明の圧縮機によれば、上記ゲートロータ中心軸は、上記第３の平面上にあり、上記ゲートロータの全ての歯部の少なくとも一つは、上記第３の平面に直交する方向からみて、上記第１の平面に重ならないので、ブローホールを小さくして圧縮効率を向上できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の圧縮機の一実施形態である簡略構成図を示している。図２は、圧縮機の一部拡大図を示している。図１と図２に示すように、この圧縮機は、中心軸１ａまわりに回転すると共に中心軸１ａ方向の端面に中心軸１ａから径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部１０を有する円盤状のスクリューロータ１と、中心軸２ａまわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部２０を有する円盤状のゲートロータ２とを有し、上記スクリューロータ１の溝部１０と上記ゲートロータ２の歯部２０とが噛み合って圧縮室３０を形成する。

つまり、この圧縮機は、いわゆる、ＰＰ型のシングルスクリュー圧縮機である。「ＰＰ型」とは、上記スクリューロータ１がプレート状に形成され、かつ、上記ゲートロータ２がプレート状に形成されていることをいう。この圧縮機は、例えば空気調和機や冷蔵庫等に用いられる。

上記スクリューロータ１の両端面のそれぞれに、上記溝部１０が形成されている。上記ゲートロータ２は、上記スクリューロータ１の各端面に、二つずつ配設されている。そして、上記スクリューロータ１が、上記スクリューロータ中心軸１ａまわりを矢印方向に回転すると、上記溝部１０と上記歯部２０との噛み合いによって、上記ゲートロータ２は、追従して上記ゲートロータ中心軸２ａまわりを矢印方向に回転する。

上記スクリューロータ１の端面には、上記スクリューロータ中心軸１ａから径方向外側に螺旋状に延びる複数のねじ山１２が設けられ、上記隣り合うねじ山１２，１２の間に、上記溝部１０が形成される。一つの上記溝部１０には、一つの上記歯部２０が噛み合い、上記溝部１０の側面１１に、上記歯部２０の側面（つまり、シール部）が接触して、上記圧縮室３０をシールしつつ、上記歯部２０が、上記溝部１０の上記側面１１によって、回転される。

上記スクリューロータ１の端面には、上記ゲートロータ２が回転できる溝を有する（図示しない）ケーシングが取り付けられている。上記溝部１０、上記歯部２０および上記ケーシングによって閉塞された空間が、上記圧縮室３０となる。

上記ケーシングには、上記スクリューロータ１の外周側で上記溝部１０に連通する（図示しない）吸入ポートが設けられている。上記ケーシングには、上記スクリューロータ１の中心側で上記溝部１０に連通する（図示しない）吐出ポートが設けられている。

この圧縮機の作用を説明すると、上記吸入ポートから上記溝部１０に導入された冷媒ガスなどの流体は、上記スクリューロータ１および上記ゲートロータ２の回転によって上記圧縮室３０の容積が縮小されることで、上記圧縮室３０で圧縮される。そして、圧縮された流体は、上記吐出ポートから吐出される。

図３の簡略側面図、および、図４の簡略平面図に示すように、上記スクリューロータ中心軸１ａを含む第１の平面Ｓ１と、上記スクリューロータ中心軸１ａに直交する第２の平面Ｓ２と、上記第１の平面Ｓ１および上記第２の平面Ｓ２の二つの平面に直交する第３の平面Ｓ３とを定義する。上記第２の平面Ｓ２は、上記スクリューロータ１の軸方向端面に一致している。図３は、図２の矢印Ａ方向からみた図であり、図４は、図２の矢印Ｂ方向からみた図である。

上記ゲートロータ中心軸２ａは、上記第３の平面Ｓ３上にある。上記ゲートロータ２の全ての歯部２０は、上記第３の平面Ｓ３に直交する方向からみて、上記第１の平面Ｓ１に重ならない。

上記第３の平面Ｓ３に直交する方向からみて、上記ゲートロータ２の全ての歯部２０における上記第１の平面Ｓ１側の端面からなるゲートロータ平面ＳＧと上記ゲートロータ中心軸２ａとの交点Ｐと上記第１の平面Ｓ１との間の距離ｄ（以下、位置ずれ距離ｄという）は、上記ゲートロータ２の歯部２０の外径Ｄの０．０５〜０．４倍である（０．０５Ｄ≦ｄ≦０．４Ｄ）。

上記第３の平面Ｓ３に直交する方向からみて、上記ゲートロータ２の上記スクリューロータ１に近い側の歯部２０が、上記ゲートロータ２の上記スクリューロータ１に遠い側の歯部２０よりも、上記スクリューロータ中心軸１ａに近くなるように、上記ゲートロータ中心軸２ａは、上記第２の平面Ｓ２に対して、傾いている。上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度αは、５°〜３０°である。このとき、上記歯部２０の上記溝部１０の噛み合い深さは、上記ゲートロータ２の外径Ｄの０．２倍である。

上記第１の平面Ｓ１に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸２ａと上記スクリューロータ中心軸１ａとの間の距離Ｌ（以下、軸間距離Ｌという）は、上記ゲートロータ２の外径Ｄの０．７〜１．２倍である（０．７Ｄ≦Ｌ≦１．２Ｄ）。

上記ゲートロータ平面ＳＧにおいて、上記溝部１０に噛み合っている上記歯部２０の中心線が、上記スクリューロータ１の軸方向端面（上記第２の平面Ｓ２）に平行である基準線に対して、成す角度を、ゲートロータ噛み合い角度γといい、上記歯部２０の中心線（リード側とアンリード側との中間）は、上記第２の平面Ｓ２と平行な位置の噛み合い始め側から、計られる。

図５の拡大平面図に、上記ゲートロータ２の歯部２０において、上記スクリューロータ１の溝部１０に噛み合う部分の、上記ゲートロータ２の噛み合い最小径、中間径および最大径を示す。また、上記歯部２０において、上記ゲートロータ２の回転方向下流側の側面を、リーディング側側面２０ａとし、上記ゲートロータ２の回転方向上流側の側面を、アンリーディング側側面２０ｂとする。

次に、図６〜図９に、上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度α（図３参照）を１２°とし、上記位置ずれ距離ｄ（図３参照）を０Ｄ、０．１Ｄ、０．２Ｄ、０．３Ｄと変化したときの、ゲートロータ噛み合い角度γ（図４参照）とスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示す。上記リーディング側側面２０ａおよび上記アンリーディング側側面２０ｂ（図５参照）のそれぞれの上記ゲートロータ２の噛み合い最大径および中間径（図５参照）について、示す。上記スクリューロータ１の溝部１０の数量は、３個で、上記ゲートロータ２の歯部２０の数量は、１２個である。

ここで、スクリューロータ溝傾斜角度βとは、図２０に示すように、上記スクリューロータ１の溝部１０の側面１１と接触する部分における（矢印ＲＧにて示す）上記ゲートロータ２の回転方向（つまり、上記ゲートロータ２周方向）と直交する平面Ｓｔに対する上記スクリューロータ１の溝部１０の側面１１の角度βをいう。なお、上記スクリューロータ溝傾斜角度βを、上記平面Ｓｔを基準として、ゲートロータ回転方向（矢印ＲＧ方向）側を、正の値（＋方向）で示し、ゲートロータ回転方向（矢印ＲＧ方向）の反対側を、負の値（−方向）で示す。

図６は、上記位置ずれ距離ｄが０Ｄであるときを示し、上記リーディング側側面２０ａおよび上記アンリーディング側側面２０ｂのそれぞれの上記ゲートロータ２の噛み合い最大径および中間径について、スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅が大きくなっている。

図７は、上記位置ずれ距離ｄが０．１Ｄであるときを示し、図６に示すスクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅よりも、スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅が小さくなっている。

図８は、上記位置ずれ距離ｄが０．２Ｄであるときを示し、図７に示すスクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅よりも、スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅が小さくなっている。

図９は、上記位置ずれ距離ｄが０．３Ｄであるときを示し、図６に示すスクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅よりも、スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅が小さくなっている。

また、図１０〜図１３に、上記位置ずれ距離ｄを０Ｄとし、上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度αを０°、５°、１２°、２０°と変化したときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示す。他の条件は、図６〜図９と同じである。

図１０は、上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度αが０°であるときを示し、図１１は、上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度αが５°であるときを示し、図１２は、上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度αが１２°であるときを示し、図１３は、上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度αが２０°であるときを示し、上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度αが大きくなるにしたがって、スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅は、小さくなっている。

つまり、図１１〜図１３では、上記ゲートロータ２の全ての歯部２０の少なくとも一つが、上記第１の平面Ｓ１に、重なっていないので、図１０に示す上記ゲートロータ２の全ての歯部２０が上記第１の平面Ｓ１に重なっている場合に比べて、スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅を、小さくできる。

また、図１４〜図１９に、上記ゲートロータ中心軸２ａの傾き角度αを０°とし、上記位置ずれ距離ｄを０Ｄ、０．０５Ｄ、０．１Ｄ、０．１５Ｄ、０．２Ｄ、０．３Ｄと変化したときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示す。他の条件は、図６〜図９と同じである。

図１４は、上記位置ずれ距離ｄを０Ｄであるときを示し、図１５は、上記位置ずれ距離ｄを０．０５Ｄであるときを示し、図１６は、上記位置ずれ距離ｄを０．１Ｄであるときを示し、図１７は、上記位置ずれ距離ｄを０．１５Ｄであるときを示し、図１８は、上記位置ずれ距離ｄを０．２Ｄであるときを示し、図１９は、上記位置ずれ距離ｄを０．３Ｄであるときを示し、上記位置ずれ距離ｄが０Ｄよりも大きいと、スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅は、小さくなっている。

つまり、図１５〜図１９では、上記ゲートロータ２の全ての歯部２０が、上記第１の平面Ｓ１に、重なっていないので、図１４に示す上記ゲートロータ２の全ての歯部２０が上記第１の平面Ｓ１に重なっている場合に比べて、スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅を、小さくできる。

図２０の拡大断面図に示すように、上記ゲートロータ２の歯部２０における上記スクリューロータ１の溝部１０に接触するシール部２１ａ，２１ｂは、曲面状に形成されている。

つまり、上記歯部２０のリーディング側側面２０ａに、リーディング側シール部２１ａが形成され、上記歯部２０のアンリーディング側側面２０ｂに、アンリーディング側シール部２１ｂが形成されている。

上記スクリューロータ１は、下向きの矢印ＲＳ方向に、移動し、上記ゲートロータ２は、左向きの矢印ＲＧ方向に、移動する。

上記スクリューロータ１の溝部１０と上記ゲートロータ２の歯部２０との噛み合い部に、ハッチングにて示すブローホール（漏れ隙間）４０，５０が存在する。

つまり、上記リーディング側シール部２１ａよりも、上記スクリューロータ１の移動方向上流側（ハッチングにて示す上記圧縮室３０側）に、（ハッチングにて示す）リーディング側ブローホール４０が存在し、上記アンリーディング側シール部２１ｂよりも、上記スクリューロータ１の移動方向上流側（上記圧縮室３０側）に、（ハッチングにて示す）アンリーディング側ブローホール５０が存在する。

上記圧縮室３０にて圧縮される流体が、上記ブローホール４０，５０を通って、（仮想線に示す）上記ケーシング３の外側に漏れ出す。

そして、図２１と図２２に、上記位置ずれ距離ｄ（図３参照）と、漏れ影響度との関係を示す。このとき、上記ゲートロータ中心軸２ａを傾けないで（α＝０°）、上記位置ずれ距離ｄのみ，０Ｄ〜０．４Ｄの間で、変化させている。上記リーディング側ブローホール４０（図２０参照）の漏れ影響度、上記アンリーディング側ブローホール５０（図２０参照）の漏れ影響度、および、上記リーディング側ブローホール４０と上記アンリーディング側ブローホール５０とを合計した漏れ影響度について、示す。ここで、漏れ影響度とは、上記リーディング側ブローホール４０および上記アンリーディング側ブローホール５０のそれぞれの面積を漏れ量に補正し、上記位置ずれ距離ｄが（従来と同じ）０Ｄであるときを１００としたときの度合いを示す。

図２１は、上記スクリューロータ１の溝部１０の数量が３個で、上記ゲートロータ２の歯部２０の数量が１２個であるときの漏れ影響度を示す。上記位置ずれ距離ｄを大きくすると、漏れ影響度が小さくなっており、圧縮効率が向上する。

図２２は、上記スクリューロータ１の溝部１０の数量が６個で、上記ゲートロータ２の歯部２０の数量が１２個であるときの漏れ影響度を示す。上記位置ずれ距離ｄを大きくすると、漏れ影響度が小さくなっており、圧縮効率が向上する。

上記構成の圧縮機によれば、上記ゲートロータ中心軸２ａは、上記第３の平面Ｓ３上にあり、上記ゲートロータ２の全ての歯部２０の少なくとも一つは、上記第３の平面Ｓ３に直交する方向からみて、上記第１の平面Ｓ１に重ならないので、上記ゲートロータ２の歯部２０と接触する上記スクリューロータ１の溝部１０の側面１１を、図２０に示すように、上記スクリューロータ１の溝部１０の側面１１に接触する上記ゲートロータ２の歯部２０の（矢印ＲＧ似て示す）回転方向（つまり、上記ゲートロータ２周方向）に対して、略９０°にできて、上記スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅を、小さくできる。

言い換えると、上記ゲートロータ２の歯部２０と接触する上記スクリューロータ１の溝部１０の側面１１の上記ゲートロータ２周方向に対する傾斜角度における上記スクリューロータ１の径方向外側から内側までの変化幅を、上記ゲートロータ２の全ての歯部２０が上記スクリューロータ中心軸１ａを含む第１の平面Ｓ１に重なっているときの変化幅に比べて、小さくしている。なお、「ゲートロータ２周方向」とは、言い換えると、上記スクリューロータ１の溝部１０の側面１１に接触する上記ゲートロータ２の歯部２０の回転方向である。また、「スクリューロータ１の径方向外側から内側までの変化幅」とは、上記ゲートロータ２の歯部２０に同時に接触する上記スクリューロータ１の径方向外側から内側まで全ての上記溝部１０の傾斜角度の変化幅をいう。

したがって、上記スクリューロータ１の溝部１０の側面と噛み合う上記ゲートロータ２のシール部分のエッジ角度δ１，δ２（図２０参照）を鈍くできて、上記スクリューロータ１の溝部１０と上記ゲートロータ２の歯部２０との噛み合い部に存在するブローホール（漏れ隙間）を小さくできて、圧縮効率を向上できる。また、上記ゲートロータ２のシール部分の摩耗を低減できて、耐久性の向上が図れる。

つまり、本発明では、ＰＰ型シングルスクリュー圧縮機において、上記ゲートロータ２の歯部２０と接触する上記スクリューロータ１の溝部１０の側面の角度は、上記スクリューロータ１に対する上記ゲートロータ２の位置をずらせることにより、変化するということを見出した。

また、上記第３の平面Ｓ３に直交する方向からみて、上記位置ずれ距離ｄは、上記ゲートロータ２の歯部２０の外径Ｄの０．０５〜０．４倍であるので、上記スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅を一層小さくできる。

また、上記第３の平面Ｓ３に直交する方向からみて、上記ゲートロータ２の上記スクリューロータ１に近い側の歯部２０が、上記ゲートロータ２の上記スクリューロータ１に遠い側の歯部２０よりも、上記スクリューロータ中心軸１ａに近くなるように、上記ゲートロータ中心軸２ａは、上記第２の平面Ｓ２に対して、５°〜３０°傾いているので、上記スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅を一層小さくできる。

つまり、ＰＰ型シングルスクリュー圧縮機では、上記ゲートロータ２と噛み合う上記スクリューロータ１の速度は、外周部と中心部では、大きな差がある。特に、上記スクリューロータ１の中心部では、上記スクリューロータ１の回転速度に対して、上記ゲートロータ２の回転速度が相対的に大きくなって、上記スクリューロータ溝傾斜角度βが大きく変化する。

これを解決するために、上記スクリューロータ１と上記ゲートロータ２との軸間距離Ｌを大きくして、上記スクリューロータ１の外周部と中心部での上記スクリューロータ１の速度変化を小さくすることが考えられるが、上記スクリューロータ１の外径が大きくなり、圧縮機の最大径が大きくなる問題がある。

そこで、上記ゲートロータ中心軸２ａを、上記スクリューロータ中心軸１ａに直交する平面に対して、５°〜３０°傾けることで、上記スクリューロータ１の外径を大きくしないで、上記スクリューロータ溝傾斜角度βの変化幅を小さくできる。

また、上記第１の平面Ｓ１に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸２ａと上記スクリューロータ中心軸１ａとの間の距離Ｌは、上記ゲートロータ２の外径Ｄの０．７〜１．２倍であるので、上記距離Ｌを小さくできて、小型化を図れる。

言い換えると、上記スクリューロータ溝傾斜角度βの振れ幅を小さくできるので、上記距離Ｌを小さくしても、上記ゲートロータ２と上記スクリューロータ１の接触角の変化幅を抑制できて、圧縮効率を維持したまま、小型化を図れる。

また、上記ゲートロータ２の歯部２０における上記スクリューロータ１の溝部１０に接触するシール部２１ａ，２１ｂは、曲面状に形成されているので、上記ゲートロータ２の歯部２０と上記スクリューロータ１の溝部１０との噛み合い部分からの圧縮流体の漏れを減らすことができて、圧縮性能を向上できる。

言い換えると、上記スクリューロータ溝傾斜角度βの振れ幅を小さくできるので、上記ゲートロータ２の上記シール部２１ａ，２１ｂを曲面状に形成できる。具体的に述べると、エンドミルにより上記スクリューロータ１の溝部１０を加工し、エンドミルにより上記ゲートロータ２の歯部２０のシール部２１ａ，２１ｂを曲面状に形成したとき、上記シール部２１ａ，２１ｂは、上記ゲートロータ２の歯部２０の厚みを厚くすることなく、上記傾斜角度の最大値および最小値に対応できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記スクリューロータ１の一方の端面のみに上記溝部１０を設けてもよい。また、上記ゲートロータ２の数量の増減は自由である。また、上記ゲートロータ２の歯部２０における上記スクリューロータ１の溝部１０に接触するシール部２１ａ，２１ｂは、鋭角状に形成されていてもよい。また、上記スクリューロータ１および上記ゲートロータ２の回転方向は、それぞれ、逆になってもよい。

本発明の圧縮機の一実施形態を示す簡略構成図である。圧縮機の一部拡大図である。圧縮機の簡略側面図である。圧縮機の簡略平面図である。圧縮機の拡大平面図である。ゲートロータ中心軸傾き角度αが１２°であり位置ずれ距離ｄが０Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが１２°であり位置ずれ距離ｄが０．１Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが１２°であり位置ずれ距離ｄが０．２Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが１２°であり位置ずれ距離ｄが０．３Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが０°であり位置ずれ距離ｄが０Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが５°であり位置ずれ距離ｄが０Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが１２°であり位置ずれ距離ｄが０Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが２０°であり位置ずれ距離ｄが０Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが０°であり位置ずれ距離ｄが０Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが０°であり位置ずれ距離ｄが０．０５Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが０°であり位置ずれ距離ｄが０．１Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが０°であり位置ずれ距離ｄが０．１５Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが０°であり位置ずれ距離ｄが０．２Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。ゲートロータ中心軸傾き角度αが０°であり位置ずれ距離ｄが０．３Ｄであるときの、ゲートロータ噛み合い角度γとスクリューロータ溝傾斜角度βとの関係を示すグラフである。圧縮機の拡大断面図である。スクリューロータの溝部の数量が３個で、ゲートロータの歯部の数量が１２個であるときの、位置ずれ距離ｄと漏れ影響度との関係を示すグラフである。スクリューロータの溝部の数量が６個で、ゲートロータの歯部の数量が１２個であるときの、位置ずれ距離ｄと漏れ影響度との関係を示すグラフである。

符号の説明

１スクリューロータ
１ａスクリューロータ中心軸
１０溝部
１１側面
１２ねじ山
２ゲートロータ
２ａゲートロータ中心軸
２０歯部
２０ａリーディング側側面
２０ｂアンリーディング側側面
２１ａリーディング側シール部
２１ｂアンリーディング側シール部
３ケーシング
３０圧縮室
４０リーディング側ブローホール
５０アンリーディング側ブローホール
Ｓ１第１の平面
Ｓ２第２の平面
Ｓ３第３の平面
ＳＧゲートロータ平面
Ｐ交点
Ｄゲートロータ外径
ｄ位置ずれ距離
Ｌ軸間距離
α ゲートロータ中心軸傾き角度
β スクリューロータ溝傾斜角度
γ ゲートロータ噛み合い角度
δ１，δ２エッジ角度

Claims

中心軸（１ａ）まわりに回転すると共に中心軸（１ａ）方向の少なくとも一方の端面に中心軸（１ａ）から径方向外側に螺旋状に延びる複数の溝部（１０）を有する円盤状のスクリューロータ（１）と、中心軸（２ａ）まわりに回転すると共に外周に周方向に配列される複数の歯部（２０）を有するゲートロータ（２）とを有し、上記スクリューロータ（１）の溝部（１０）と上記ゲートロータ（２）の歯部（２０）とが噛み合って圧縮室（３０）を形成する圧縮機において、
上記スクリューロータ中心軸（１ａ）を含む第１の平面（Ｓ１）と、上記スクリューロータ中心軸（１ａ）に直交する第２の平面（Ｓ２）と、上記第１の平面（Ｓ１）および上記第２の平面（Ｓ２）に直交する第３の平面（Ｓ３）とに関して、
上記ゲートロータ中心軸（２ａ）は、上記第３の平面（Ｓ３）上にあり、
上記ゲートロータ（２）の全ての歯部（２０）の少なくとも一つは、上記第３の平面（Ｓ３）に直交する方向からみて、上記第１の平面（Ｓ１）に重ならず、
上記第３の平面（Ｓ３）に直交する方向からみて、上記ゲートロータ（２）の上記スクリューロータ（１）に近い側の歯部（２０）が、上記ゲートロータ（２）の上記スクリューロータ（１）に遠い側の歯部（２０）よりも、上記スクリューロータ中心軸（１ａ）に近くなるように、上記ゲートロータ中心軸（２ａ）は、上記第２の平面（Ｓ２）に対して、５°〜３０°傾いていることを特徴とする圧縮機。
請求項１に記載の圧縮機において、
上記第３の平面（Ｓ３）に直交する方向からみて、上記ゲートロータ（２）の全ての歯部（２０）における上記第１の平面（Ｓ１）側の端面からなるゲートロータ平面（ＳＧ）と上記ゲートロータ中心軸（２ａ）との交点（Ｐ）と、上記第１の平面（Ｓ１）と、の間の距離（ｄ）は、上記ゲートロータ（２）の歯部（２０）の外径（Ｄ）の０．０５〜０．４倍であることを特徴とする圧縮機。
請求項１に記載の圧縮機において、
上記第１の平面（Ｓ１）に直交する方向からみて、上記ゲートロータ中心軸（２ａ）と上記スクリューロータ中心軸（１ａ）との間の距離（Ｌ）は、上記ゲートロータ（２）の外径（Ｄ）の０．７〜１．２倍であることを特徴とする圧縮機。
請求項１に記載の圧縮機において、
上記ゲートロータ（２）の歯部（２０）における上記スクリューロータ（１）の溝部（１０）に接触するシール部（２１ａ，２１ｂ）は、曲面状に形成されていることを特徴とする圧縮機。