JPH02500678A - 回転ねじ機械のロータ、回転ねじ機械、及びロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 回転ねし機械のロータ 本発明は、回転ねし機械のロータ、とくにロータの作動面を形成するらせん形ロ ープおよび中間溝を有し、かつ２つの半径方向端面によって軸線方向に限定され る雄ロータであって、前記ロータはコアおよび、少なくとも前記ローブおよび溝 によって形成される前記作動面上に被覆されたプラスチック、好ましくは複合プ ラスチックから作られたはソ均一な厚さの表面層を有する、前記ロータに関する ものである。

本発明は、またこのようなロータを製造する方法にも関するものである。

ねじロータは、通常無垢の金属素材から機械加工によって製造されるのが普通で ある。ねじロータは複雑な外形を備えているため、高度な製造精度を要し、また 切除される材料量はきわめて大きい。これらの欠点の組合わせから長い製造時間 と高い経費が必要となる。

したがって、ねじロータを適度な経費できわめて多量に製造しろ・るようにする ため、ねしロータを簡単な方法でかつ精度に対する厳しい要求を少なくして製造 することが永らく要望されてきた。

したがって米国特許第２，８６８．４４２号明細書からも明らかなように、プラ スチックでロータを製造するための努力がすでに１９５３年からなされてきた。

この明細書にはりショルム型回転ねし圧縮機の雄ロータを開示し、ロータは金属 コアを囲むプラスチックから作られている。コアはロータ軸のみより成り、ロー タは多量のプラスチックを保持する。ロータを厚さが変化する大型のプラスチッ ク体によって作ることは別の種類の欠点を生ずる。大きくかつ変化する収縮は大 きさの精度をに生ずることを回避するのを困難にしている。またロータの引張特 性も制限される。したがってこのようなロータは小さい寸法のロータにしか通し ていない。

金属コアを囲むプラスチックを備えたロータの強度を改善するため、プラスチッ クを金属で補強することが知られている。米国特許第３．９１８．８３８号は金 属軸の周りにプラスチックで成形され、プラスチックがロータ外形にはソ゛対応 する半径方向金属板を育する骨組みによって補強される雌ロータを開示している 。この場合にもプラスチックがロータ軸まで達するため、とくに＼そのような構 成が多量の材料を有する雄ロータに使用されるならば、組込み収縮応力に伴う困 難性が残る。

ロータ外形にはり対応する金属コアのロータを作りロータを薄いプラスチック層 で被覆する試みが行われた。この型の例は英国特許第１　、３０６．３５２号に 開示されている。この場合金属コアは軸と一緒に作られる。ロータ軸に要する材 料に関連して、ロータ本体の製造は成形技術を意味し、その外面にかなりの不均 一性が生ずる。このことは金属コア周りのプラスチック層の成形を複雑にするが 、その訳は不均一性がロータ本体と周囲の型との間の狭い空間に収縮を発生し、 前記空間におけるプラスチックの均一な分配を抑制するからである。また不均一 性は不平衡遠心力を、とくに高回転数で、ロータに発生する。これらの問題は、 たとえ生産経費が高騰しようとも、ロータ本体にプラスチック層を通用する前に ロータ本体の作動面をフライス加工または穿孔することによって回避することが できる。

ロータを部分的にプラスチックから製造することによってロータの機械切削の必 要性を廃止するという、この分野における進歩にも係わらず、上記例によっても または他の同様な構造によっても、満足な解決方法は現在までいまだに達成され ていない。

本発明の一目的は製造のためいかなる機械切削も必要とセずまたこのことを達成 するための従来の試みがもたらした欠点を存しない回転ねし機械のロータを得る ことである。

このことは本発明の一特徴により、冒頭に特定した種類のロータコアが第１材料 の軸より成りその上に第２材料の中間層が取付けられることによって達成される 。

本発明の有利な実施例が特許請求の範囲に特定されている。

本発明はまた回転ねし機械のロータの適切な応用にも関する。

本発明の他の目的は上記特定された構造のロータの製造方法を開発することであ る。

このことは前記第２材料のロッドが連続的に押出されらせん形ロープおよび溝を 有するロータの作動面の形状には一対応する形状にされ、前記押出されたプロフ ィルは切断されてロータの長さに対応する長さのロータ本体となり、前記プラス チック層は前記ロータ本体の周りに射出成形されて完成されたロータプロフィル の形状になり、同心孔が前記ロータ本体に作られ・前記ロータ本体は前記第１金 属の軸上に取付けられることによって達成される。

本発明は添付図面を参照する本発明の好ましい実施例に関する下記の詳細な記載 においてさらに説明される。

第１図は本発明によるロータの上半分を通る縦断面図。

第２図は第１図の■−■線に沿いロータを通る垂直断面図。

図示のロータは回転ねしロータの誰ロークである。

ロータはらせん形に延びる３つのローブおよび中間溝を有し圧縮機の雌ロータの 溝およびローブと歯合する。

ロータは鋼製軸１を有し、その上にアルミニウムまたはその合金から作られたロ ータ本体２が取付けられている。ロータ本体は軸に焼嵌めされるが、他の種類ロ ータのローブおよび溝は複合プラスチック、好ましくは３０％までの、ある場合 には５０％までの補強繊維を含む熱可塑性樹脂Ｎ３によって被覆されている。

好ましい実施例において使用されるプラスチックはポリアミド６６である。層の 厚さは数ミリメートルで繊維の長さは数十分の１ミリメートルから数十ミリメー トルの範囲内にある。

材料の選択された組合わせによってロータ本体２は軸１の熱膨張係数をこえる熱 膨張係数を有し、またプラスチックの熱膨張係数は少くともアルミニウムロータ 本体の熱膨張係数とは一゛同じである。その結果、圧縮機の運転中生ずる熱応力 の有利な配分が達成される。

またロータの一端面はプラスチック層４で被覆され圧縮機の高圧端壁に向合うロ ータ端部に均一な端面を確保する。

その３要素構成のため、ロータはプロフィルのいかなる機械切削もなしに製造す ることができる。ロータ本体にアルミニウムを選択することにより押出しによっ てかつ表面の引続くいかなる加工もなしに満足な精度のプロフィルを得ることが できる。材料の低密度はまた不平衡遠心力を減少することができる。押出しによ り長い成形ロッドが作られ、それは後で切断してロータ本体にされる。ロータ本 体が鋼製軸に取付けられたときプラスチック層を適用される。これは射出成形に よって行われ、ロータ本体は完成したロータの形状に対応する形状を有する型内 に設置される。さもなくばプラスチック層はロータ本体が軸に取付けられる前に 適用される。

本発明によりロータプロフィルの機械切削の必要性を排除しかつ形状精度および 強度の所要の要求に適合する構造のロータが得られた。

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Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．回転ねじ機械のロータ、とくにロータの作動面を形成するらせん形ローブお よび中間溝を有し、かつ２つの半径方向端面によって軸線方向に限定される雄ロ ータであって、前記ロータはコアを有しまた少くとも前記ローブおよび溝によっ て形成される前記作動面上に被覆されたプラスチック、好ましくは複合プラスチ ックから作られたほゞ均一の厚さの表面層（３）を有する前記ロータにおいて、 前記コアが第１材料の軸（１）より成りその上に第２材料の中間層（２）が取付 けられたことおよび前記プラスチックの熱膨脹係数が前記第２材料の熱膨脹係数 と少くとも同じ大きさであることおよび前記第２材料の熱膨脹係数が前記第１材 料の熱膨脹係数をこえることを特徴とする、前記ロータ。
2. ２．前記第２材料がアルミニウムまたはその合金である請求の範囲１記載のロー タ。
3. ３．前記プラスチックはまた少くとも前記半径方向端面（４）の一方を被覆して いる請求の範囲１または２記載のロータ。
4. ４．ロータ、とくにロータの作動面を形成するらせん形ローブおよび中間溝を有 し、かつ２つの半径方向端面によって軸線方向に限定される雄ロータを備えた回 転ねじ機械であって、ロータがコアを有しまた少くとも前記ローブおよび溝によ って形成される前記作動面上に被覆された、プラスチック、好ましくは複合プラ スチックから作られたほゞ均一の厚さの表面層（３）を有する前記回転ねじ機械 において、前記コアが第１材料の軸（１）より成りその上に第２材料の中間層（ ２）が取付けられたことおよび前記プラスチックの熱膨脹係数が前記第２材料の 熱膨脹係数と少くとも同じ大きさであることおよび前記第２材料の熱膨脹係数が 前記第１材料の熱膨脹係数をこえることを特徴とする、前記回転ねじ機械。
5. ５．ロータがロータの作動面を形成するらせん形ローブおよび中間溝を有し、か つ２つの半径方向端面によって軸線方向に限定され、前記ロータがコアを有しか つプラスチックから作られたほゞ均一の厚さの表面層を有し、前記コアが第１材 料の軸より成り、その上に第２材料の中間層が取付けられ、また前記プラスチッ クの熱膨脹係数が前記第２材料の熱膨脹係数と少くとも同じ大きさであることお よび前記第２材料の熱膨脹係数が前記第１材料の熱膨脹係数をこえる、請求の範 囲１ないし４のいずれかに記載のロータを製造する方法であって、 −前記第２材料のロッドが連続的に押出されてらせん形ローブおよび溝を有する ロータの作動面の形状にほゞ対応する形状にされ、 −前記押出されたプロフイルが切断されてロータの長さに対応する長さのロータ 本体にされ。 −前記プラスチック層が前記ロータ本体の周りに射出成形されて完成したロータ プロフィルの形状となり、−中心孔が前記ロータに作られ、そして−前記ロータ 本体が前記第１材料の軸に取付けられることを特徴とする、前記方法。