JP7360065B1 - スクリュー圧縮機及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲートの形状を工夫することで、ゲートに対応した螺旋溝を５軸加工機で加工する際に、主軸と回転テーブルとが干渉するのを回避できるようにする。【解決手段】ゲート（52）は、第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）を有する。第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）は、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の先端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して非対称な形状である。螺旋溝（40）は、ゲート（52）に対応した形状である。【選択図】図１０

Description

本開示は、スクリュー圧縮機及び冷凍装置に関するものである。

特許文献１には、スクリュー圧縮機用のスクリューロータを、５軸加工機を用いて製造することが記載されている。５軸マシニングセンタでは、主軸に取り付けられたエンドミル等の切削工具と、保持部に取り付けられたワークのそれぞれを移動させながら、ワークの切削加工が行われる。

特許第４２２９２１３号公報

ところで、螺旋溝の溝形状によっては、スクリューロータの中心軸に対する切削工具の相対角度が大きくなり、特に、螺旋溝の軸方向端部を切削する際に、５軸加工機の主軸と回転テーブルとが干渉するおそれがある。

本開示の目的は、ゲートの形状を工夫することで、ゲートに対応した螺旋溝を５軸加工機で加工する際に、主軸と回転テーブルとが干渉するのを回避できるようにすることにある。

本開示の第１の態様は、複数の螺旋溝（40）を有するスクリューロータ（30）と、前記スクリューロータ（30）の前記螺旋溝（40）に噛み合うゲート（52）を有するゲートロータ（51）と、を備えたスクリュー圧縮機であって、前記ゲート（52）は、前記スクリューロータ（30）の前記螺旋溝（40）の側壁面（41）に接触する第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）を有し、前記第１シールライン（55）及び前記第２シールライン（56）は、前記ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、前記ゲート（52）の先端側における前記第１シールライン（55）と前記第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して非対称な形状であり、前記螺旋溝（40）は、前記ゲート（52）に対応した形状である。

第１の態様では、ゲート（52）の形状を工夫することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機で加工する際に、主軸と回転テーブルとが干渉するのを回避できる。

本開示の第２の態様は、第１の態様のスクリュー圧縮機において、前記ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、前記ゲート（52）の基端側における前記第１シールライン（55）と前記第２シールライン（56）との第２中間位置（B）と、を通る第２仮想直線（L2）は、前記第１仮想直線（L1）に対して所定角度傾斜している。

第２の態様では、ゲート（52）の形状を工夫することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機で加工する際に、主軸と回転テーブルとが干渉するのを回避できる。

本開示の第３の態様は、第１又は２の態様のスクリュー圧縮機において、前記ゲートロータ（51）の軸方向から見て、前記スクリューロータ（30）の中心軸（33）と、前記螺旋溝（40）の側壁面（41）における前記第１シールライン（55）に接触する面と、がなす最大角度は、１４５°以下である。

第３の態様では、最大角度を１４５°以下に設定することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機で加工する際に、主軸と回転テーブルとが干渉するのを回避できる。

本開示の第４の態様は、第３の態様のスクリュー圧縮機において、前記最大角度は、１３５°以下である。

第４の態様では、最大角度を１３５°以下に設定することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機で加工する際に、主軸と回転テーブルとが干渉するのを回避できる。

本開示の第５の態様は、第４の態様のスクリュー圧縮機において、前記最大角度は、１２０°以下である。

第５の態様では、最大角度を１２０°以下に設定することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機で加工する際に、主軸と回転テーブルとが干渉するのを回避できる。

本開示の第６の態様は、第１～５の態様の何れか１つのスクリュー圧縮機において、前記螺旋溝（40）の底壁面（42）と側壁面（41）との隅部は、湾曲状に形成される。

第６の態様では、螺旋溝（40）の底壁面（42）と側壁面（41）との隅部を湾曲状とすることで、テーパエンドミルを用いて螺旋溝（40）を形成することができる。

本開示の第７の態様は、第１～６の態様の何れか１つのスクリュー圧縮機において、前記スクリューロータ（30）の軸方向両端には、第１シール端部（31）と、第２シール端部（32）と、が設けられ、前記螺旋溝（40）は、前記第１シール端部（31）と前記第２シール端部（32）との間に形成される。

第７の態様では、軸方向両端にシール面を有するスクリューロータ（30）であっても、第１シール端部（31）と第２シール端部（32）との間に螺旋溝（40）を形成することができる。

本開示の第８の態様は、第１～７の態様の何れか１つのスクリュー圧縮機（10）と、前記スクリュー圧縮機（10）で圧縮された冷媒が流れる冷媒回路（1a）と、を備える冷凍装置である。

第８の態様では、スクリュー圧縮機（10）を備えた冷凍装置を提供できる。

図１は、本実施形態１の冷凍装置の構成を示す冷媒回路図である。 図２は、スクリュー圧縮機の構成を示す縦断面図である。 図３は、スクリュー圧縮機を高圧室側から見た構成を示す横断面図である。 図４は、スクリューロータとゲートロータとの配置を示す平面図である。 図５は、５軸加工機の構成を示す平面図である。 図６は、スクリューロータの中心軸に対する切削工具の相対角度を説明する平面図である。 図７は、比較例としてのゲートロータの構成を示す平面図である。 図８は、比較例としてのスクリューロータの中心軸に対する切削工具の相対角度を説明する平面図である。 図９は、ゲートロータの構成を示す平面図である。 図１０は、スクリューロータの中心軸に対する切削工具の相対角度を説明する平面図である。 図１１は、螺旋溝の側壁面と底壁面との隅部の形状を説明する図である。 図１２は、本実施形態２に係るゲートロータの構成を示す平面図である。 図１３は、スクリューロータの中心軸に対する切削工具の相対角度を説明する平面図である。 図１４は、本実施形態３に係るゲートロータの構成を示す平面図である。 図１５は、スクリューロータの中心軸に対する切削工具の相対角度を説明する平面図である。 図１６は、本実施形態４に係るゲートロータの構成を示す平面図である。 図１７は、スクリューロータの中心軸に対する切削工具の相対角度を説明する平面図である。

《実施形態１》
図１に示すように、スクリュー圧縮機（10）は、冷凍装置（1）に設けられる。冷凍装置（1）は、冷媒が充填された冷媒回路（1a）を有する。冷媒回路（1a）は、スクリュー圧縮機（10）、放熱器（3）、減圧機構（4）、及び蒸発器（5）を有する。減圧機構（4）は、例えば、膨張弁である。冷媒回路（1a）は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う。

冷凍装置（1）は、空気調和装置である。空気調和装置は、冷房専用機、暖房専用機、あるいは冷房と暖房とを切り換える空気調和装置であってもよい。この場合、空気調和装置は、冷媒の循環方向を切り換える切換機構（例えば四方切換弁）を有する。冷凍装置（1）は、給湯器、チラーユニット、庫内の空気を冷却する冷却装置などであってもよい。冷却装置は、冷蔵庫、冷凍庫、コンテナなどの内部の空気を冷却する。

〈スクリュー圧縮機の全体構成〉
図２及び図３に示すように、スクリュー圧縮機（10）は、一つのスクリューロータ（30）と、二つのゲートロータ組立体（50）と、を備える。スクリュー圧縮機（10）は、ケーシング（11）と、電動機（17）と、駆動軸（18）と、を備える。

図２に示すように、ケーシング（11）は、両端が閉塞された円筒状に形成される。ケーシング（11）は、その長手方向が概ね水平方向となる姿勢で配置される。ケーシング（11）は、円筒部（16）を有する。円筒部（16）は、円筒状に形成された部分である。円筒部（16）は、ケーシング（11）の長手方向の中央付近に配置される。円筒部（16）には、スクリューロータ（30）が収容される。

ケーシング（11）には、吸入口（12）と、吐出口（13）と、が形成される。吸入口（12）は、ケーシング（11）の一端部（図２における左端部）の上部に形成される。吐出口（13）は、ケーシング（11）の他端部（図２における右端部）の上部に形成される。

ケーシング（11）の内部には、低圧室（14）と、高圧室（15）と、が形成される。低圧室（14）は、円筒部（16）よりもケーシング（11）の一端寄りに形成され、吸入口（12）と連通する。高圧室（15）は、円筒部（16）よりもケーシング（11）の他端寄りに形成され、吐出口（13）と連通する。

電動機（17）は、低圧室（14）に設けられる。駆動軸（18）は、電動機（17）とスクリューロータ（30）を連結する。電動機（17）は、スクリューロータ（30）を回転駆動する。

図３に示すように、ゲートロータ組立体（50）は、ゲートロータ（51）と、支持部材（54）と、を備える。ゲートロータ（51）は、樹脂製の平板状の部材である。支持部材（54）は、金属製の部材である。支持部材（54）は、ゲートロータ（51）の背面と接するように設けられ、ゲートロータ（51）を支持する。

図３において、スクリューロータ（30）の右側に配置されたゲートロータ組立体（50）は、ゲートロータ（51）の前面が上を向いている。また、図３において、スクリューロータ（30）の左側に配置されたゲートロータ組立体（50）は、ゲートロータ（51）の前面が下を向いている。

〈スクリューロータ〉
図４に示すように、スクリューロータ（30）は、金属製の円柱状の部材である。スクリューロータ（30）の軸方向両端には、第１シール端部（31）と、第２シール端部（32）と、が設けられる。スクリューロータ（30）は、図４における下端部が第１シール端部（31）であり、図４における上端部が第２シール端部（32）である。ケーシング（11）の円筒部（16）において、スクリューロータ（30）は、第１シール端部（31）が高圧室（15）側に位置し、第２シール端部（32）が低圧室（14）側に位置する。

スクリューロータ（30）には、複数本の螺旋溝（40）が形成される。螺旋溝（40）は、スクリューロータ（30）の外周部に形成される。螺旋溝（40）は、スクリューロータ（30）の中心軸（33）方向に螺旋状に延びる溝である。螺旋溝（40）は、第１シール端部（31）と第２シール端部（32）との間に形成される。螺旋溝（40）は、スクリューロータ（30）の外周面だけに開口する。従って、本実施形態のスクリューロータ（30）において、螺旋溝（40）は、スクリューロータ（30）の端面に開口しない。螺旋溝（40）は、側壁面（41）と、底壁面（42）と、を有する。

〈ゲートロータ〉
図４に示すように、ゲートロータ（51）には、複数枚のゲート（52）が周方向に間隔をあけて設けられる。ゲート（52）は、概ね矩形状の平板状の部分である。ゲート（52）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）に進入し、螺旋溝（40）の壁面と摺動して第１圧縮室（21）及び第２圧縮室（22）を形成する。なお、ゲートロータ（51）の詳細な形状については後述する。

ゲート（52）の側面には、第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）が形成される。第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）は、ゲート（52）の基端から先端に向かって延びる直線状の領域である。螺旋溝（40）に進入したゲート（52）は、第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）が螺旋溝（40）の側壁面（41）と摺動する。

スクリューロータ（30）が回転すると、スクリューロータ（30）の回転に伴ってゲートロータ（51）が回転する。図４において、右側のゲートロータ（51）は、左回りに回転する。左側のゲートロータ（51）は、右回りに回転する。

〈圧縮室〉
図２及び図３に示すように、スクリュー圧縮機（10）では、スクリューロータ（30）と、ゲートロータ（51）と、ケーシング（11）の円筒部（16）とによって、第１圧縮室（21）及び第２圧縮室（22）が形成される。第１圧縮室（21）及び第２圧縮室（22）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）の壁面と、ゲートロータ（51）のゲート（52）の前面と、円筒部（16）の内周面とによって囲まれた閉空間である。

本実施形態のスクリュー圧縮機（10）では、図３におけるスクリューロータ（30）の下側の圧縮室が第１圧縮室（21）であり、図３におけるスクリューロータ（30）の上側の圧縮室が第２圧縮室（22）である。

〈スクリュー圧縮機の運転動作〉
スクリュー圧縮機（10）では、電動機（17）によってスクリューロータ（30）が駆動される。スクリューロータ（30）が回転すると、スクリューロータ（30）と噛み合ったゲートロータ（51）が回転する。ゲートロータ（51）が回転すると、ゲートロータ（51）のゲート（52）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）に進入し、進入した螺旋溝（40）の吸入側端から吐出側端へ向かって相対的に移動する。その結果、第１圧縮室（21）及び第２圧縮室（22）の容積が次第に縮小し、第１圧縮室（21）及び第２圧縮室（22）内の冷媒が圧縮される。

本実施形態のスクリュー圧縮機（10）は、二段圧縮を行う。具体的に、吸入口（12）を通って低圧室（14）へ流入した冷媒は、第１圧縮室（21）へ流入して圧縮される。第１圧縮室（21）において圧縮された冷媒は、第１圧縮室（21）から吐出され、ケーシング（11）内に形成された通路を通って第２圧縮室（22）へ流入する。第２圧縮室（22）へ流入した冷媒は、圧縮された後に高圧室（15）へ吐出される。高圧室（15）へ流入した冷媒は、吐出口（13）を通ってスクリュー圧縮機（10）の外部へ吐出される。

－スクリューロータの製造方法－
本実施形態のスクリューロータ（30）の製造方法について説明する。

図５に示すように、スクリューロータ（30）は、５軸加工機（100）を用いて加工される。

５軸加工機（100）は、エンドミル等の切削工具（110）が取り付けられる主軸（101）と、主軸（101）が取り付けられるコラム（102）と、を備える。また、５軸加工機（100）は、ベーステーブル（103）に対して回転自在に取り付けられた回転テーブル（104）と、回転テーブル（104）上に設置されて被削物であるスクリューロータ（30）を保持する保持部（105）と、を備える。

５軸加工機（100）では、切削工具（110）側に３つの自由度が割り当てられ、スクリューロータ（30）側に２つの自由度が割り当てられる。具体的に、主軸（101）は、その回転軸と直交するＸ軸方向と、その回転軸及びＸ軸方向と直交するＹ軸方向と、回転軸方向であるＺ軸方向とに移動自在となっている。

保持部（105）は、その中心軸周り（Ａ軸周り）に回転自在となっている。また、保持部（105）が取り付けられた回転テーブル（104）は、保持部（105）の軸方向と直交する軸周り（Ｂ軸周り）に回転自在となっている。

つまり、この５軸加工機（100）では、切削工具（110）がＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向へ平行移動自在となる一方、スクリューロータ（30）がＡ軸周りとＢ軸周りに回転自在となっている。

５軸加工機（100）では、予め数値データとして与えられた工具経路に基づいて切削工具（110）を移動させることによって、スクリューロータ（30）の加工が行われる。５軸加工機（100）は、複数種類の切削工具（110）を用いて、荒削りから仕上げ加工までの複数の工程を順次行う。

ところで、図６に示すように、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θは、螺旋溝（40）の軸方向端部を加工する際に、最も大きな角度（例えば、１５０°）となる。そのため、一般的なスクリューロータ（30）の螺旋溝（40）を加工するために必要な切削工具（110）の工具姿勢の範囲は、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対して２５°～１５０°となる。

しかしながら、一般的な５軸加工機（100）では、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θが１３５°までの動作範囲であり、回転テーブル（104）上の保持部（105）と、主軸（101）の本体部分とが干渉してしまう。

また、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θが１４５°までの動作範囲である特殊な５軸加工機（100）を用いたとしても、主軸（101）と回転テーブル（104）との干渉を回避することができない。そのため、仕上げ加工の途中で、保持部（105）に対するスクリューロータ（30）の保持姿勢を変更する作業が別途必要となり、作業工数がかかってしまう。

そこで、本願発明者らは、ゲート（52）の形状を工夫することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機（100）で加工する際に、主軸（101）と回転テーブル（104）とが干渉するのを回避できるようにすることを検討した。

まず、比較例として、一般的なゲート（52）の形状について説明する。図７に示すように、ゲートロータ（51）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）に噛み合うゲート（52）を有する。ゲート（52）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）の側壁面（41）に接触する第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）を有する。

第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）は、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の先端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して対称な形状である。

また、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の基端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第２中間位置（B）と、を通る第２仮想直線（L2）は、第１仮想直線（L1）と一致している。そのため、第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度は、０°である。

図８に示すように、円柱状のワークに、ゲート（52）に対応した形状の螺旋溝（40）を掘る溝加工工程が行われる。溝加工工程の後、螺旋溝（40）の形状がスクリューロータ（30）の設計値となるように、螺旋溝（40）の側壁面（41）及び底壁面（42）の仕上げ加工が行われる。仕上げ加工では、切削工具（110）の側面によってスクリューロータ（30）を切削するスワーフ加工が行われる。

ここで、図８に示すように、切削工具（110）の中心軸とスクリューロータ（30）の中心軸（33）とが平行で且つ切削工具（110）の先端を図８で下側に向けた状態を、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θが０°であるとする。

スクリューロータ（30）の軸方向端部を加工する際の切削工具（110）の最大角度は、ゲート（52）の形状に対応する。図８に示す例では、切削工具（110）の最大角度が１５０°となる。そのため、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θが１４５°までの動作範囲である特殊な５軸加工機（100）を用いたとしても、主軸（101）と回転テーブル（104）との干渉を回避することができない。

次に、本実施形態に係るゲート（52）の形状について説明する。図９に示すように、ゲートロータ（51）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）に噛み合うゲート（52）を有する。ゲート（52）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）の側壁面（41）に接触する第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）を有する。

第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）は、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の先端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して非対称な形状である。

また、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の基端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第２中間位置（B）と、を通る第２仮想直線（L2）は、第１仮想直線（L1）に対して所定角度傾斜している。第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度をαとする。

図１０に示すように、円柱状のワークに、ゲート（52）に対応した形状の螺旋溝（40）を掘る溝加工工程が行われる。溝加工工程の後、螺旋溝（40）の形状がスクリューロータ（30）の設計値となるように、螺旋溝（40）の側壁面（41）及び底壁面（42）の仕上げ加工が行われる。仕上げ加工では、切削工具（110）の側面によってスクリューロータ（30）を切削するスワーフ加工が行われる。

ここで、図１０に示すように、切削工具（110）の中心軸とスクリューロータ（30）の中心軸（33）とが平行で且つ切削工具（110）の先端を図１０で下側に向けた状態を、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θが０°であるとする。

ここで、ゲートロータ（51）の軸方向から見て、スクリューロータ（30）の中心軸（33）と、螺旋溝（40）の側壁面（41）における第１シールライン（55）に接触する面と、がなす最大角度、つまり、スクリューロータ（30）の軸方向端部を加工する際の切削工具（110）の最大角度は、ゲート（52）の形状に対応する。図１０に示す例では、切削工具（110）の最大角度が１２５°となるように、ゲート（52）における第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度αが設計される。

このように、図９及び図１０に示すゲート（52）の形状とすれば、切削工具（110）の相対角度θが２５°～１２５°の範囲で仕上げ加工が行われる。これにより、螺旋溝（40）を５軸加工機（100）で加工する際に、主軸（101）と回転テーブル（104）とが干渉するのを回避できる。

ここで、図１１に示すように、ゲート（52）の第１シールライン（55）に接触する螺旋溝（40）の側壁面（41）と、螺旋溝（40）の底壁面（42）との隅部は、鋭角となっており、鋭角のままでは加工できない。そこで、螺旋溝（40）の側壁面（41）と底壁面（42）との隅部については、テーパエンドミルを用いて、湾曲状に形成する。側壁面（41）と底壁面（42）とを繋ぐ湾曲形状の曲率は、例えば、ゲートロータ（51）の外径と同等とすればよい。なお、ゲート（52）についても、螺旋溝（40）の隅部の湾曲形状に対応して、ゲート（52）の先端側の角部を面取り加工する必要がある。

－実施形態の効果－
本実施形態の特徴によれば、第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）は、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の先端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して非対称な形状であり、螺旋溝（40）は、ゲート（52）に対応した形状である。このように、ゲート（52）の形状を工夫することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機（100）で加工する際に、主軸（101）と回転テーブル（104）とが干渉するのを回避できる。

本実施形態の特徴によれば、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の基端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第２中間位置（B）と、を通る第２仮想直線（L2）は、第１仮想直線（L1）に対して所定角度傾斜している。このように、ゲート（52）の形状を工夫することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機（100）で加工する際に、主軸（101）と回転テーブル（104）とが干渉するのを回避できる。

本実施形態の特徴によれば、螺旋溝（40）の底壁面（42）と側壁面（41）との隅部を湾曲状とすることで、テーパエンドミルを用いて螺旋溝（40）を形成することができる。

本実施形態の特徴によれば、軸方向両端にシール面を有するスクリューロータ（30）であっても、第１シール端部（31）と第２シール端部（32）との間に螺旋溝（40）を形成することができる。

本実施形態の特徴によれば、スクリュー圧縮機（10）と、スクリュー圧縮機（10）で圧縮された冷媒が流れる冷媒回路（1a）と、を備える。これにより、スクリュー圧縮機（10）を備えた冷凍装置（1）を提供できる。

《実施形態２》
以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。

図１２に示すように、ゲートロータ（51）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）に噛み合うゲート（52）を有する。ゲート（52）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）の側壁面（41）に接触する第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）を有する。

第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）は、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の先端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して非対称な形状である。

また、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の基端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第２中間位置（B）と、を通る第２仮想直線（L2）は、第１仮想直線（L1）に対して所定角度傾斜している。第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度をαとする。

図１３に示すように、切削工具（110）の中心軸とスクリューロータ（30）の中心軸（33）とが平行で且つ切削工具（110）の先端を図１３で下側に向けた状態を、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θが０°であるとする。

スクリューロータ（30）の軸方向端部を加工する際の切削工具（110）の最大角度は、ゲート（52）の形状に対応する。図１３に示す例では、切削工具（110）の最大角度が１４５°となるように、ゲート（52）における第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度αが設計される。図１２に示すゲート（52）における角度αは、切削工具（110）の最大角度が１２５°となる前記実施形態１のゲート（52）における角度αよりも小さい。

このように、図１２及び図１３に示すゲート（52）の形状とすれば、切削工具（110）の相対角度θが２５°～１４５°の範囲で仕上げ加工が行われる。このように、切削工具（110）の最大角度を１４５°以下に設定することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機（100）で加工する際に、主軸（101）と回転テーブル（104）とが干渉するのを回避できる。

《実施形態３》
図１４に示すように、ゲートロータ（51）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）に噛み合うゲート（52）を有する。ゲート（52）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）の側壁面（41）に接触する第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）を有する。

第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）は、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の先端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して非対称な形状である。

また、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の基端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第２中間位置（B）と、を通る第２仮想直線（L2）は、第１仮想直線（L1）に対して所定角度傾斜している。第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度をαとする。

図１５に示すように、切削工具（110）の中心軸とスクリューロータ（30）の中心軸（33）とが平行で且つ切削工具（110）の先端を図１５で下側に向けた状態を、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θが０°であるとする。

スクリューロータ（30）の軸方向端部を加工する際の切削工具（110）の最大角度は、ゲート（52）の形状に対応する。図１５に示す例では、切削工具（110）の最大角度が１３５°となるように、ゲート（52）における第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度αが設計される。図１４に示すゲート（52）における角度αは、切削工具（110）の最大角度が１２５°となる前記実施形態１のゲート（52）における角度αよりも小さく、切削工具（110）の最大角度が１４５°となる前記実施形態２のゲート（52）における角度αよりも大きい。

このように、図１４及び図１５に示すゲート（52）の形状とすれば、切削工具（110）の相対角度θが２５°～１３５°の範囲で仕上げ加工が行われる。このように、切削工具（110）の最大角度を１３５°以下に設定することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機（100）で加工する際に、主軸（101）と回転テーブル（104）とが干渉するのを回避できる。

《実施形態４》
図１６に示すように、ゲートロータ（51）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）に噛み合うゲート（52）を有する。ゲート（52）は、スクリューロータ（30）の螺旋溝（40）の側壁面（41）に接触する第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）を有する。

第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）は、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の先端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して非対称な形状である。

また、ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、ゲート（52）の基端側における第１シールライン（55）と第２シールライン（56）との第２中間位置（B）と、を通る第２仮想直線（L2）は、第１仮想直線（L1）に対して所定角度傾斜している。第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度をαとする。

図１７に示すように、切削工具（110）の中心軸とスクリューロータ（30）の中心軸（33）とが平行で且つ切削工具（110）の先端を図１７で下側に向けた状態を、スクリューロータ（30）の中心軸（33）に対する切削工具（110）の相対角度θが０°であるとする。

スクリューロータ（30）の軸方向端部を加工する際の切削工具（110）の最大角度は、ゲート（52）の形状に対応する。図１７に示す例では、切削工具（110）の最大角度が１２０°となるように、ゲート（52）における第１仮想直線（L1）と第２仮想直線（L2）とがなす角度αが設計される。図１６に示すゲート（52）における角度αは、切削工具（110）の最大角度が１２５°となる前記実施形態１のゲート（52）における角度αよりも大きい。

このように、図１６及び図１７に示すゲート（52）の形状とすれば、切削工具（110）の相対角度θが２５°～１２０°の範囲で仕上げ加工が行われる。このように、切削工具（110）の最大角度を１２０°以下に設定することで、ゲート（52）に対応した螺旋溝（40）を５軸加工機（100）で加工する際に、主軸（101）と回転テーブル（104）とが干渉するのを回避できる。

以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態、変形例、その他の実施形態に係る要素を適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。また、明細書及び特許請求の範囲の「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。

以上説明したように、本開示は、スクリュー圧縮機及び冷凍装置について有用である。

1 冷凍装置
1a 冷媒回路
10 スクリュー圧縮機
30 スクリューロータ
31 第１シール端部
32 第２シール端部
33 中心軸
40 螺旋溝
41 側壁面
42 底壁面
51 ゲートロータ
52 ゲート
55 第１シールライン
56 第２シールライン
A 第１中間位置
B 第２中間位置
L1 第１仮想直線
L2 第２仮想直線
O 回転中心

Claims (7)

1. 複数の螺旋溝（40）を有するスクリューロータ（30）と、前記スクリューロータ（30）の前記螺旋溝（40）に噛み合うゲート（52）を有するゲートロータ（51）と、を備えたスクリュー圧縮機であって、
   前記ゲート（52）は、前記スクリューロータ（30）の前記螺旋溝（40）の側壁面（41）に接触する第１シールライン（55）及び第２シールライン（56）を有し、
   前記第１シールライン（55）及び前記第２シールライン（56）は、前記ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、前記ゲート（52）の先端側における前記第１シールライン（55）と前記第２シールライン（56）との第１中間位置（A）と、を通る第１仮想直線（L1）に対して非対称な形状であり、
   前記ゲートロータ（51）の回転中心（O）と、前記ゲート（52）の基端側における前記第１シールライン（55）と前記第２シールライン（56）との第２中間位置（B）と、を通る第２仮想直線（L2）は、前記第１仮想直線（L1）に対して所定角度傾斜しており、
   前記螺旋溝（40）は、前記ゲート（52）に対応した形状である
   スクリュー圧縮機。
2. 請求項１のスクリュー圧縮機において、
   前記第１仮想直線（L1）と前記第２仮想直線（L2）とがなす角度をαとし、
   前記ゲートロータ（51）の軸方向から見て、前記スクリューロータ（30）の中心軸（33）と、前記螺旋溝（40）における前記第１シールライン（55）に接触する側壁面（41）と、がなす最大角度は、前記角度αが大きくなるほど小さくなり、
   前記最大角度は、１４５°以下である
   スクリュー圧縮機。
3. 請求項２のスクリュー圧縮機において、
   前記最大角度は、１３５°以下である
   スクリュー圧縮機。
4. 請求項３のスクリュー圧縮機において、
   前記最大角度は、１２０°以下である
   スクリュー圧縮機。
5. 請求項１～４の何れか１つのスクリュー圧縮機において、
   前記螺旋溝（40）の底壁面（42）と側壁面（41）との隅部は、湾曲状に形成される
   スクリュー圧縮機。
6. 請求項１～５の何れか１つのスクリュー圧縮機において、
   前記スクリューロータ（30）の軸方向両端には、第１シール端部（31）と、第２シール端部（32）と、が設けられ、
   前記螺旋溝（40）は、前記第１シール端部（31）と前記第２シール端部（32）との間に形成される
   スクリュー圧縮機。
7. 請求項１～６の何れか１つのスクリュー圧縮機（10）と、
   前記スクリュー圧縮機（10）で圧縮された冷媒が流れる冷媒回路（1a）と、を備える
   冷凍装置。

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