JPH0319919B2 - - Google Patents

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JPH0319919B2
JPH0319919B2 JP59031415A JP3141584A JPH0319919B2 JP H0319919 B2 JPH0319919 B2 JP H0319919B2 JP 59031415 A JP59031415 A JP 59031415A JP 3141584 A JP3141584 A JP 3141584A JP H0319919 B2 JPH0319919 B2 JP H0319919B2
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JP
Japan
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rotor
radius
arc
tooth profile
tooth
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Application number
JP59031415A
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Japanese (ja)
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JPS60216088A (en
Inventor
Masanori Tanaka
Atsushi Maehara
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Hokuetsu Industries Co Ltd
Original Assignee
Hokuetsu Industries Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hokuetsu Industries Co Ltd filed Critical Hokuetsu Industries Co Ltd
Priority to JP3141584A priority Critical patent/JPS60216088A/en
Publication of JPS60216088A publication Critical patent/JPS60216088A/en
Publication of JPH0319919B2 publication Critical patent/JPH0319919B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
    • F01C1/084Toothed wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Rotary-Type Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、可圧縮性流体を圧縮し、または膨張
させながら移送するスクリユ機械に使用される一
対のスクリユ・ロータ、特に、その歯形曲線に関
する。 従来技術 一般に可圧縮性流体の圧縮機等に使用される非
対称歯形を有するスクリユ・ロータは、その歯形
の主要部分をロータのピツチ円の外側に有するお
すロータと、主要部分をロータのピツチ円の内側
に有するめすロータとの組合わせからなり、通
常、複数枚の歯数を備えたおすロータと、その歯
数よりも若干多い歯数を有するめすロータとを噛
合わせ、おすロータの歯先円直径と、めすロータ
のピツチ円直径とが、ほぼ等しくなるように設定
されている。 このタイプの一対のスクリユ・ロータを軸心が
互に平行で、その直径が、それぞれのロータの外
径に等しい二つの円筒空間で、その軸心間の距離
が相互の半径の和よりも短かく、また、軸方向の
長さがロータの軸方向長さと同一な空間を有する
ケーシング内に回動自在に収めて、その両開口端
を端板で塞ぐと共に、その所要個所に、それぞれ
流体の吸込口および吐出口を穿設することによ
り、スクリユ圧縮機もしくは膨張機が構成されて
いる。〔第3a図および第3b図参照〕 上記装置を圧縮機として使用する場合には、図
で、めすロータは反時計方向に、おすロータは時
計方向に、それぞれ回転させることになるが、こ
の際の、めすロータの歯形曲線について云えば、
その歯溝を形成する曲線中、回転方向前側の曲線
を前進側歯形、回転方向後側の曲線を追従側歯形
と呼び、おすロータの歯形を形成する曲線につい
ても、同様、その回転方向前側の曲線を前進側歯
形、回転方向後側の曲線を追従側歯形と称するこ
とにする。 前記装置を膨張機として使用するときには、そ
れぞれの曲線の呼び名が反対になるけれども、本
発明明細書、図面中の説明では、歯形曲線に関す
る名称は、すべての場合にわたつて上記定義に従
つて解説する。 第1a図および第1b図は、前記スクリユ・ロ
ータの回転軸に直角な平面によつてロータを切断
したときにみられる各歯形曲線、すなわち、各ロ
ータの長手軸端面におけるスクリユ・ロータの歯
形の噛合わせ状態を示すもので、第1a図は、め
すロータ歯形追従側歯先曲線と、おすロータ歯形
の追従側歯先曲線とが接触し始めた直後の両ロー
タの歯形の位相を表わしており、それから、おす
ロータが20゜程回転して第1b図示の位相、すな
わち、おすロータの歯形曲線の最高部とめすロー
タ歯形溝の最深部とが対向する状態を経て回転す
る。 上記歯形曲線は、従来から、本出願人が実施し
ている歯形(実公昭54−25552号公報参照)であ
り、その特徴は、次のとおりである。 すなわち、図中、は、おすロータ、は、お
すロータに噛合う、めすロータで、これらのロ
ータは、それぞれの回転中心(ピツチ円中
心)3,4を中心にして、ケーシング(図示して
ない)内を、矢印方向に回転することにより、流
体圧縮機としての作用を奏する。15および16
は、それぞれ、おすロータおよびめすロータ
のピツチ円で、その回転中心3および4を結ぶ直
線はピツチ円15および16の接点17、すなわ
ち、ピツチ点17を通る。 第1b図を参照して、 (1) めすロータ歯形 (イ) 前進側曲線;直線3,4上で、めすロータ
の歯形中心最深部の点12より歯形の先端1
0方向に向い、ピツチ点17を中心にしてr4
を半径に有する円弧11〜12と、同円弧の
外方部分11〜10の間を、めすロータの回
転中心4を通り、前記半径r4の円弧11〜1
2に接する直線10〜11とにより形成し、
めすロータ溝底部の12〜13間の曲線を、
めすロータの回転中心4を中心とし半径R2
を有する円弧とし、かつ、歯先円外径を、め
すロータのピツチ円16と一致させる。 (ロ) 追従側曲線;めすロータの溝の追従側の1
3〜14の曲線を、おすロータの歯形上の点
8によつて創成されるエピトロコイド曲線と
する。 上記曲線を滑かにつないで形成される。 (2) おすロータ歯形 (イ) 前進側曲線;おすロータ歯形の中心頂点7
から、歯元側に向う点5に至る間の曲線を、
めす、おす両ロータのピツチ円15,16の
接点(ピツチ点)17を中心とし、前記半径
r4より回転に必要な間隙量だけ小さいr3を半
径とする円弧とし、点6から歯元5に至る間
を、めすロータの歯先10〜11間の直線に
より形成される包絡線とする。 (ロ) 追従側曲線;おすロータ歯形の追従側の点
7〜8の間の曲線を、おすロータの回転中心
(ピツチ円中心)3を中心とし半径R1とする
円弧とし、点8から歯元点9に至る曲線を、
相対する、めすロータの歯先の点14によつ
て創成されるエピサイクロイド曲線とし、歯
溝の底の径の9〜5間を、おすロータのピツ
チ円15と一致させることにより、点8を、
ねじ山に沿つた稜線上の、めす、おす両ロー
タの接触線が両ロータを収容するシリンダの
圧縮室締切り側交線に到達するよう定める。
また、点8を、各ロータの回転中心3,4を
結ぶ直線(X軸)から遠く離して形成する。 第1b図示の従来歯形は、以上述べたとおり規
定されているので、 (イ) 作業空間相互のブローホールを実質上0とす
ることができる。 (ロ) 第1b図示のもので、おすロータ歯形の点8
をX軸から遠く離して形成したことにより、低
圧側端板と、おすロータとめすロータとの歯形
の接触部に生じる空間18が、ロータの回転に
伴ない体積膨張する割合が、後述の、いわゆる
SRM歯形に比較して少ないため、体積膨張に
基くバキユーム生成作用による動力損失がな
い。 等々の利点がある反面、下記のような問題点も指
摘されている。すなわち、 (ハ) 空間容積が小さい(行程容積が小さい)。 (ニ) めすロータ歯形の溝底部に凹凸があるため、
シール性が良好とは云えず、また、加工時に寸
法測定が難しい。さらに、カツターのプロフイ
ールも凹凸があり複雑になつて加工能率が悪
い。 (ホ) 歯形の追従側曲線が点創成のため、シール点
が摩耗し易く、シール効果が持続し難い(長期
の使用により効率が低下する)。 (ヘ) ピツチ円付近での歯形の圧力角が、ほぼ0に
なるため歯形を精度良く加工することが難し
く、加工工具の寿命も短かくなる。特にスクリ
ユ・ロータをホブ加工する場合にホブ工具の寿
命が短かくなる。 なお、第1a図に示す両歯形の初期噛合位相に
おける接触面18′は、その状態からおすロータ
1が約20゜回転した第1b図示の位相で空間18
のように膨張するので、この部分にバキユーム空
間を造成する結果、それに要する(圧縮操作とは
無関係な)動力を消費するから、前記空間18の
容積は大きくならない方が好ましい。上記、特性
の歯形は、この体積膨張の割合が、後述のものに
比べて小さくできている。 たとえば、他社使用の従来歯形の一つ、特公昭
56−17559号公報記載の、ねじロータ機械に用い
られたロータの歯形は第2a図示のとおりで、図
中、第1図と同一符号を付した構成は、第1図記
載のものと同一部材であるから、その説明は省略
する。なお、第2a図の歯形の噛合い位相は、第
1b図示と対応している。同図中、 (1) めすロータ歯形 (イ) 前進側曲線 28〜29:直線17〜29上の点36を中心
とする半径r′1の円弧、 29〜30;ピツチ点17を中心とする半径
r′2の円弧。 (ロ) 追従側曲線 30〜31;おすロータ歯形上の点23による
エピトロコイド曲線、 31〜32;めすロータの回転中心4を通る直
線の一部、 32〜33;ピツチ円16上に中心を持つ円
弧、 33〜34;回転中心4を中心とする円弧、 34〜35;ピツチ円16上に中心を持つ円
弧。 (2) おすロータ歯形 (イ) 前進側曲線 21〜22;めすロータ歯形28〜29(直線
17〜29上の点36を中心とした半径
r′1の円弧)による包絡線、 22〜23;ピツチ点17を中心とする半径
r′2の円弧。 (ロ) 追従側曲線 23〜24;めすロータ歯形上の点31による
エピトロコイド曲線、 24〜25;直線31〜32による創成曲線、 25〜26;ピツチ円15上に中心を持つ円
弧、 26〜27;回転中心3を中心とする円弧、 27〜28;ピツチ円15上に中心をもつ円
弧。 よりなるが、図示のバキユーム空間(真空造成空
間)18の容積は、第1b図示の歯形に比べて、
格段と大きなものとなつている。 また、上記めす、おす両ロータが第2図a図に
示す回転位置にある場合、両ロータは点31,3
0および76の三個所で作用空間からの漏洩が生
じない程度の僅かなクリアランスを有して接触し
ている。前記三個所の接触点によつて、歯形の前
進側(図でX軸よりも上方)においては、空間7
8が形成される一方、おすロータ歯形の追従側
(X軸よりも下方)においても同様に空間18が
形成される。 今、吸入側端面74(第3図参照)側では、め
す、おす両ロータが矢印方向に回転が進むと、空
間18の容積が、次第に膨張し、前述したように
格段と大きなバキユーム空間を形成する。他方、
吐出側端面75(第3図参照)側においては、空
間78は、両ロータの回転につれて次第に、その
容積を縮小し、最終的にはゼロに近いところに迄
達することになる。そのため、前記空間78内に
閉込められた気体は異常に加圧されることとなる
ほか、油冷式回転圧縮機の場合は、前記閉鎖空間
内にめす、おす各ロータおよびシリンダ壁によつ
て形成された圧縮作用空間内に冷却、シールおよ
び潤滑用として噴射した潤滑油が残留するので、
液体圧縮の状態となつて、めす、おすロータは異
常な振動や騒音を発生し、極端な場合にはロータ
の摩耗の進行および損傷の発生を促進する。さら
には、過大な回転トルクを必要としたり、ロータ
およびケーシングに過度の負荷が加わるので動力
損失も大きく、また、軸受の耐用時間を短縮させ
る結果ともなつていた。 上述の問題点を解消するため、従来では特公昭
58−214693号公報や特公昭58−131388号公報に記
載されているように、第2b図を参照して、吐出
側ケーシングの内壁面75にバイパス孔77を穿
設し、そのバイパス孔を通して別個の低圧作用空
間または吸込み側空間内へ前記残留気体および潤
滑油を逃がすか、またはバイパス孔77の容積を
大きくして低圧作用空間内への流出を阻止するよ
うな手段が施されているが、構造が複雑になり、
コスト高となる欠点があつた。 目 的 そこで本発明スクリユ・ロータは、従来、本出
願人が使用している第1図に示す歯形が備える利
点を失うことなしに、もしくは、それに基く損失
を可能な限り減小して、問題点として挙げられた
事項、特に、シール点の摩耗を防止して長期に亘
る使用に対し効率の低減が生じないようにすると
共に、吐出側ケーシング内壁面において、吐出工
程終了直前の吐出口閉止時に形成される閉空間の
縮小によつて生じる異常な振動や騒音を防止し、
円滑、かつ過負荷の生じない運転を確保し、ま
た、切削加工上の問題点を解決した新規歯形を提
供することを目的とする。その詳細な構成および
効果については、以下の実施例における説明にお
いて明らかにする。 構 成 本発明は、 1 平行な二軸の回りを、噛合いながら回転する
一対のめすロータおよびおすロータからなるス
クリユ・ロータであつて、めすロータの各歯形
の主要部は、そのピツチ円内に形成され、おす
ロータの各歯形の主要部がそのピツチ円外に形
成されたタイプのものにおいて、各ロータの回
転軸に直交する平面内に形成される各歯形曲線
中、少なくとも、 めすロータの追従側歯形の一部の曲線が、そ
の歯底から歯先側に沿つて、おすロータの追従
側歯形の一部を形成する半径R4の円弧によつ
て形成される包絡線と、めすロータの歯溝の凹
形の外側に中心を有する半径R7の円弧とより
なり、 おすロータの追従側歯形の一部の曲線が、そ
の歯先から歯元側に沿つて、各ロータの回転中
心を結ぶ直線を片側にみて中心角θ2の角を挾
む、おすロータの回転中心に中心を有する半径
R5の円弧と、おすロータの回転中心から前記
円弧の他端に伸びた半径線上に中心を有し、前
記回転中心を中心にして画いた半径R5の円弧
に接する半径R4の円弧と、めすロータの追従
側歯形の半径R7の円弧によつて形成される包
絡線とよりなり、 かつ、おすロータの追従側歯形を形成する前
記半径R4の円弧の中心を各ロータの回転中心
を結ぶ直線から遠く離して形成することを特徴
とするスクリユ・ロータ。 2 平行な二軸の回りを噛合いながら回転するめ
すロータおよびおすロータからなるスクリユ・
ロータであつて、めすロータの各歯形の主要部
は、そのピツチ円内に形成され、おすロータの
各歯形の主要部がそのピツチ円外に形成された
タイプのものにおいて、各ロータの回転軸に直
交する平面内に形成される各歯形曲線中、少な
くとも、 めすロータの追従側歯形は、その歯底から歯
先側に沿つて、おすロータの追従側の一部を形
成する半径R4の円弧によつて形成される包絡
線と、めすロータの歯溝の凹形の外側に中心を
有する半径R7の円弧と、前記半径R7の円弧と、
そのピツチ円とに接する小さな半径R8の円弧
とよりなり、 めすロータの前進側歯形は、その歯底から歯
先側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直線
上に位置して、めすロータのピツチ円よりも外
側に中心を有し、前記直線を片側にみて中心角
θ1の角を挾む、半径R1の円弧と、前記半径R1
の円弧に対し、その中心点と反対側に中心を有
し、該半径R1の円弧に接する半径R2の円弧と、
めすロータの歯溝の凹形の外側に中心を有し、
前記半径R2の円弧と、そのピツチ円とに接す
る半径R6の円弧とよりなり、かつ、めすロー
タの歯底は半径R1の円弧と、前記半径R4の円
弧によつて形成される包絡線との間を共通接線
または滑らかな曲線により接続する、 一方、おすロータの追従側歯形は、その歯先
から歯元側に沿つて、各ロータの回転中心を結
ぶ直線を片側にみて中心角θ2の角を挾む、おす
ロータの回転中心に中心を有する半径R5の円
弧と、おすロータの回転中心から前記円弧の他
端に伸びた半径線上に中心を有し、前記回転中
心を中心にして画いた半径R5の円弧に接する
半径R4の円弧と、めすロータの追従側歯形の
半径R7の円弧によつて形成される包絡線と、
同じく半径R8の円弧によつて形成される包絡
線とよりなり、かつ、おすロータの追従側歯形
を形成する前記半径R4の円弧の中心を各ロー
タの回転中心を結ぶ直線から遠く離して形成
し、 おすロータの前進側歯形は、その歯先から歯
元側に沿つて、めすロータの前進側歯形の半径
R1の円弧によつて形成される包絡線と、同じ
く半径R2の円弧によつて形成される包絡線と、
同じく半径R6の円弧によつて形成される包絡
線とよりなることを特徴とするスクリユ・ロー
タ、 であつて、今、その一実施例を添付図面に従つて
説明すると以下のとおりである。 第3図は、本発明スクリユ・ロータを組込んで
構成した可圧縮性流体の圧縮機であつて、第3a
図は、同b図におけるA−A線に沿う側断面図、
第3b図は、同a図示のB−B線に沿つて切断し
た横断面図である。図中、は、おすロータで図
示してない駆動装置に連結した回転軸60によつ
て回転駆動されると共に、ロータに対し軸60
と対称位置に延びた支持軸61と協動して、ロー
を各端板62および63の軸受部64および
65に、回転自在に軸支されている。 は、おすロータに噛合うめすロータで、前
記ロータも、その各端面に延出する回転軸によ
り、端板62,63に回転自在に軸支されてい
る。66は一対の相互に噛合つたロータおよび
2の外周を囲むケーシングであつて、その長手軸
方向端面でそれぞれ吸込口67を有する低圧側端
板62と、吐出口68を備えた高圧側端板63と
を連結し、ロータ歯溝面とケーシング内壁および
両端板内側とにより、作用空間69を形成し、か
つ区画する。前記作用空間69はケーシング内に
ある作用流体用の低圧通路70および高圧通路7
1にそれぞれ通じる吸込口67および吐出口68
を有する。ケーシング66の断面は円筒状空間を
平行に二つ並べて、その中心軸間距離が各円筒空
間の半径の和よりも小さく、したがつて両円筒空
間は相互に重なり部分を持ち、両空間内壁が交叉
する部分に稜線72が現われる。 めすロータは、一条の各らせん溝が回転軸
(長手)方向に沿い、前記軸回りに通常200゜捩ら
れた6個の溝を備え、前記溝はロータのピツチ
円16の内側にあり、溝間を区切る歯の高さはピ
ツチ円周を限界とし、また、前記溝形は、ほぼ内
に凹の曲線よりなる。 おすロータは、通常4条のらせん歯を備えて
いて、各歯条は回転軸(長手)方向に沿い、回転
軸回りに約300゜の捩りが与えられている。前記歯
条の歯丈は、同ロータのピツチ円の外側に位置
し、歯条と歯条との間にはめすロータの歯が入
込む溝が設けられていて、その歯形断面は大方、
外側に凸曲線よりなる。 作用空間69は、ロータの溝面と歯面およびそ
の噛合線ならびに高圧側端板内側面によつてV字
形に区画され、ロータの回転により低圧側端板6
2の吸込口67と前記作用空間との連通が締切ら
れた後、両ロータの噛合線の移動(両ロータの回
転に伴なう相対的な)により、前記区画された作
用空間の容積が締切り時におけるそれに比べて縮
小されて高圧側端板63に穿設した吐出口68に
連通して、その間に作用空間の縮小により圧縮
し、高圧になつた可圧縮性流体を、高圧室71側
に吐出する。 その間、ロータ歯、溝面間の噛合い、ケーシン
グ内壁との間の摺動面およびロータ端面と両端板
内側面との間の摺動面の潤滑および気密保持(シ
ール)ならびに可圧縮性流体の断熱圧縮による発
熱を冷却するために、冷却潤滑油を、ノズル73
を介して作用空間内に噴射している。 本発明のスクリユ・ロータは上述圧縮機に使用
された両ロータの歯形曲線に特徴があり、第4図
に、その一実施例を示す歯形a図からd図は、そ
のスクリユ・ロータを各回転軸に直交する平面に
より切断したときにみられる一対の噛合位相の異
なる歯形曲線の四つの状態を表わし、第4e図
は、めすロータの歯底部およびおすロータの歯先
部の歯形の拡大図である。また、その噛合位相は
a図からd図の方向に進行する。図中、は、お
すロータ、Onは、同ロータの回転中心、15は
同ロータのピツチ円で、おすロータは回転中心
Onの回りに矢印方向(時計方向)に回転する。 は、おすロータと噛合う、めすロータであ
つて、回転中心Ofの回りに矢印方向(反時計方
向)に回転する。16は同ロータのピツチ円
で、両ロータの回転中心On,Ofを結ぶ直線上に
おいて、ピツチ円15と接する。前記点がピツチ
点O3である。 なお、18,18−1,18−2…は両ロータの
歯形曲線の接触部に生じる真空造成空間である。 第4d図において、 (イ) めすロータの歯形曲線、 (a) 追従側歯形、その歯底から歯先側に沿つ
て、 (1) C2−B2;おすロータの歯形曲線の一部、
R4を半径とする円弧C1−B1による包絡線。
点B2で曲線B2−A2に接する。 (2) B2−A2;包絡線C2−B2と点B2において
直交する直線上で、かつ、めすロータのピ
ツチ円16の接線の上の点に中心点O7
有する半径R7の円弧で、点A2において曲
線A2−H2に接する。 (3) A2−H2;前記の点O7とA2とを結ぶ直線
上に中心O8を有する、小さな半径R8の円
弧。 (b) その前進側歯形、歯底から歯先側に沿つ
て、 (4) C2−E2;おすロータの回転中心Onとめ
すロータの回転中心Ofとを結ぶ直線上で、
めすロータのピツチ円16外に位置する点
O1を中心にした角θ1で、半径R1の円弧。
点E2で曲線E2−F2に接する。 ここで、θ1=40°〜46゜、1.05≦
R1/R5−1/2PCD≦1.3 ただし、PCD;おすロータのピツチ円
直径。 R1/R5−1/2PCDが1よりも大きければ大 きい程、θ1が小さければ小さい程、C2−E2
を構成する歯形曲線のピツチ円付近の圧力
角を大きくすることができ、(第7,8図
も参照のこと)、R1/R5−1/2PCDが、1に 近ければ近い程、θ1が大きければ大きい
程、めすロータの歯厚を厚くすることがで
きる。 本実施例においては、上記圧力角を充分
に大きくすることができ、かつ、強度的に
も充分な歯厚を確保できる範囲としてR1
およびθ1について上述範囲を選択してい
る。 (5) C′2−D′2;おすロータの歯形曲線の一部
である円弧B1−C1による包絡線B2−C2(前
記線上の点C2は、また直線Of−On上の点
でもある。)と直線Of−On上であつて、ピ
ツチ円16の外側に中心O1を有する半径
R1の円弧D2−E2との共通接線。 なお、前記C′2−D′2間は、半径R5と同程
度の緩かな曲線を用いて滑かにつないでも
よい。 (6) E2−F2;点O1,E2を結ぶ直線の延長線
上に位置する点O2を中心とした半径R2
円弧。点F2で曲線F2−G2と接する。 (7) F2−G2;点O2,F2を結ぶ直線上に中心
O6を有する半径R6の円弧。点G2で曲線G2
−H2と接する。 (8) G2−H2;外径に一致する。点H2で曲線
A2−H2に接する。G2−H2の巾は、PCD×
(0.004〜0.01)mm程度とする。 (ロ) おすロータ歯形曲線 (a) 追従側歯形は、その歯先から歯元側に沿つ
て、 (9) D1−C1;おすロータの回転中心Onを中
心にした中心角θ2で、半径R5の円弧。 点C1において曲線C1−B1と接する。上
記のうち、 θ2=4゜〜8゜ θ2が大きければ大きい程、空間18を小
さくすることができ、θ2が小さければ小さ
い程、曲線D1−C1,C′2−D′2の間の、お
す・めすロータ間の間隙を小さくできる。 本実施例においては、前記空間18を充
分小さくすることができ、かつ、曲線C′2
−D′2の間のおす・めすロータ間の間隙も
実用上、問題にならない程度にできる範囲
として、θ2について上記範囲を示す。 (10) C1−B1;おすロータ歯形曲線上の点C1
と同ロータの回転中心Onとを結ぶ直線上
に中心O4を持ち、上記半径R5の円弧D1
C1に接する小さな半径R4の円弧。点B1
曲線B1−A1に接する。 (11) B1−A1;めすロータ歯形の一部である
円弧B2−A2による包絡線。点A1で曲線A1
−H1と接する。 (12) A1−H1;めすロータ歯形の一部、円弧
A2−H2による包絡線。 (b) 前進側歯形、その歯先から歯元側に沿つ
て、 (13) D1−E1;めすロータ歯形の一部である
円弧C2−E2による包絡線。点E1で曲線E1
−F1と、点D1で曲線D1−C1に接する。 (14) E1−F1;めすロータ歯形の一部、円弧
E2−F2による包絡線。点F1で曲線F1−G1
と接する。 (15) G1−H1;歯底径と一致。点H1で曲線
A1−H1に接する。 1例として、第4図に示された歯形にお
ける各半径および角度を、第1表に示す。 【表】 【表】 のピツチ円直径
効 果 本発明スクリユ・ロータ歯形曲線は、以上のと
おり成形されているので、 (1) 半径R4の円弧C1−B1の中心点O4を、おすロ
ータの回転中心Onから伸びた半径線上に設け
たことにより、第5図を参照して、その点C1
における接線と直線Of−Onに対する垂線lの
なす角θ7が、中心点O4をピツチ点O3から伸び
た半径線上に設けた場合のそれθ′7に比べ小さ
くでき、おすロータの追従側歯形曲線が両ロー
タの回転中心を結ぶ直線Of−Onより大きく離
れて、めすロータ追従側歯形曲線に近づき、空
間18を小さくできる。 (2) 中心角θ2に関連して、円弧C1−B1の中心点
O4を直線Of−Onから大きく離して形成したの
で、さらに空間18を小さくできる。 以上、第4b〜c図示のように両ロータの回
転に伴ない空間18の体積が膨張する割合が小
さいため、その真空造成に費やされる動力損失
が少ない。 (3) 第(2)項に述べた条件に基いて、めす・おす両
ロータの噛合いにより吐出工程終了直前の吐出
口閉止時に形成されるおすロータ歯形の前進側
の空間78〔第2a図参照〕は、前記ロータの
ねじ山を挾んで隣接する吸入側(低圧側)の作
用空間との間に、その性能を低下させない程度
の僅かな面積を有する連通路が形成される。そ
のため、空間78内に閉込められた過圧縮気体
および残留するシール用等潤滑油が、前記連通
路を介して隣接する低圧側作用空間内に排出さ
れるので、吐出工程終了直前の吐出口閉止時に
おいて前記空間78内で圧縮気体の過圧縮や液
体圧縮の行われることが解消し、それに伴なう
騒音や異常振動の発生または不測の摩耗、軸受
損耗などが発生しない。 さらに、従来技術で提案されている特開昭58
−214693号公報、特開昭58−131383号公報記載
のようなバイパス孔77〔第2b図参照〕を設
けることを要さず、構造が簡単で、しかも安価
なスクリユ圧縮機を提供することができる。 (4) 曲線B1−A1を、めすロータ歯形曲線の一部
である円弧B2−A2の包絡線とし、また円弧A2
−H2を小さな半径R8の円弧としたので、第4
a図を参照して、ブローホールは実用上問題と
ならない大きさとすることができる。なお、同
図中、はおすロータ、Onはその回転中心、
15はおすロータのピツチ円、はめすロー
タ、Ofは、その回転中心、16は、めすロー
タのピツチ円、66は両ロータのケーシング、
72は、ケーシングのおす・めすロータ内壁面
が交叉する稜線である。 (5) 第6図を参照して、曲線B2−A2を、めすロ
ータの歯溝の凹形の外側に中心O7を有する円
弧としたので、第4d図および第6図示の曲線
C2−B2をピツチ円16上まで延長した場合ま
たは回転中心Ofと点B2とを結ぶ直線をピツチ
円16まで延長した場合に比べて同ロータの歯
形を切削成形するカツターのプロフイールの裾
が広がる傾向があり、圧力角θ3も大きくできる
ので、歯形の加工精度を向上し、また、工具寿
命を延長させることができる。 (6) ピツチ円附近での圧力角θ3を、円弧B2−A2
をピツチ円16上H′2まで延長した場合のそれ
θ′3と比較して大きくとることができ、歯形の
加工精度が向上し、工具寿命を延長させること
ができる。 (7) 第7図を参照して、点E2における歯形曲線
の接線とOf−E2直線とのなす角θ4を、円弧C2
−E2の中心がピツチ円16上にある場合にお
ける同様の角θ′4に比べ大きくできるため、C2
−E2を構成する曲線のピツチ円付近の圧力角
を大きくできる。 (8) 第8図を参照して歯形曲線上の点F2におけ
る同曲線の接線とOf−F2直線とのなす角θ5を大
きくすることができ、(θ5>θ′5)E2−F2を構成
する曲線のピツチ円附近での圧力角を大きくで
きる。 (9) 第9図を参照して、F2−G2曲線をめすロー
タの歯溝の凹形の外側に中心O6を有する円弧
としたので円弧E2−F2をそのままピツチ円1
6まで延長した場合に比べ、前記ロータのホブ
加工時におけるホブカツターの側面の損傷を防
止し、工具の長寿命化が図れると共に、歯形の
加工精度が向上する。 (10) 歯形曲線上の点G2における同曲線の接線と、
Of−G2直線とのなす角θ6を大きくすることが
でき(θ6>θ′6)、F2−G2を構成する曲線のピツ
チ円附近の圧力角を大きくすることができる。 以上、歯形曲線の圧力角を大きくでき、歯形
の加工精度が向上し、かつ、工具寿命を伸ばす
ことができる。 (11) 円弧B2−A2,A2−H2,C2−E2,E2−F2
F2−G2およびC1−B1に噛合うそれぞれの歯形
曲線を、それぞれ円弧によつて形成される包絡
線B1−A1,A1−H1,D1−E1,E1−F1,F1
G1,およびC2−B2としたので、耐摩耗性を向
上させることができる。 (12) 第10図を参照して、上述のとおりであるか
ら、摺接面が同方向に湾曲し、その間に潤滑油
eが供給されると、両摺動面の移動により、滑
油が、くさび効果を奏し、歯面の潤滑と摺動面
のシール性を向上させることができる。 (13) 従来、シール点として重要な点にもかかわ
らず、不連続点である〔第1b図の符号8、第
2図の符号23参照〕ために、ノギス、マイク
ロメータはもとより、三次元測定等でも、フイ
ラーfの先が球面のため、正確な位置測定が難
しかつた。すなわち、第11a図、第11b
図、第11c図を参照して、歯形曲線に不連続
点があると、同じ点を測定するときにもフイラ
ーfと接触する位置が定まらないので、不連続
点の正確な位置が解らない。ところがC1−B1
曲線を円弧とし連続曲線とした場合には、その
ようなことは生じないから測定が容易になる。
したがつて、正確な歯形曲線を加工成形し易
い。 以上詳述したように、本願の第1番目の発明に
よれば、めすロータの追従側歯形曲線の一部をそ
の歯底から歯先側に沿つて、おすロータの追従側
歯形の一部を形成する半径R4の円弧によつて形
成される包絡線と、めすロータの歯溝の凹形の外
側に中心を有する半径R7の円弧とにより形成し、
おすロータの追従側歯形曲線の一部を、その歯先
から歯元側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ
直線を片側にみて中心角θ2の角を挾む、おすロー
タの回転中心に中心を有する半径R5の円弧と、
おすロータの回転中心から前記円弧の他端に伸び
た半径線上に中心を有し、前記回転中心を中心に
して画いた半径R5の円弧に接する半径R4の円弧
と、めすロータの追従側歯形の一部を形成する半
径R7の円弧によつて形成される包絡線とにより
形成し、かつ、前記おすロータの追従側歯形を形
成する半径R4の円弧の中心を各ロータの回転中
心を結ぶ直線より遠く離して位置させたので、吸
込側端板とおす・めすロータとの接触部に生じる
空間(真空造成空間)を小さくでき、その真空造
成に費やされる動力損失を少なくできる上、短絡
漏洩空間(ブローホール)を小さくすることがで
き、スクリユ・ロータの追従側歯形において潤滑
油による、くさび効果により両摺動面の潤滑性お
よび耐久性も向上させることができる。 また、本願第2番目の発明によれば、 めすロータの追従側歯形をその歯底から歯先側
に沿つて、おすロータの追従側歯形の一部を形成
する半径R4の円弧によつて形成される包絡線と、
めすロータの歯溝の凹形の外側に中心O7を有す
る半径R7の円弧と、前記半径R7の円弧と、その
ピツチ円16とに接する小さな半径R8の円弧に
より形成し、 めすロータの前進側歯形を、その歯底から歯先
側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直線上に
おいて、めすロータのピツチ円よりも外側に中心
O1を有し、前記直線を片側にみて中心角θ1の角
を挾む、半径R1の円弧と、前記半径R1の円弧の
中心点と反対側に中心を有し、該半径R1の円弧
に接する半径R2の円弧と、めすロータの歯溝の
凹形の外側に中心を有し、前記半径R2の円弧と、
そのピツチ円16とに接する半径R6の円弧によ
り形成し、かつ、前記めすロータの歯底は前記半
径R1の円弧と前記半径R4の円弧によつて形成さ
れる包絡線間を共通接線により接続し、 一方、おすロータの追従側歯形を、その歯先か
ら歯元側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直
線を片側にみて中心角θ2の角を挾む、おすロータ
の回転中心に中心を有する半径R5の円弧と、お
すロータの回転中心から前記円弧の他端に伸びた
半径線上に中心を有し、前記回転中心を中心にし
て画いた半径R5の円弧に接する半径R4の円弧と、
めすロータの追従側歯形の半径R7の円弧によつ
て形成される包絡線と、同じく半径R8の円弧に
よつて形成される包絡線とにより形成し、 おすロータの前進側歯形を、その歯先から歯元
側に沿つて、めすロータの前進側歯形の半径R1
の円弧によつて形成される包絡線と、同じく半径
R2の円弧によつて形成される包絡線と、同じく
半径R6の円弧によつて形成される包絡線とによ
り形成し、 前記おすロータの追従側歯形を形成する半径
R4の円弧の中心を各ロータの回転中心を結ぶ直
線より遠く離して位置させたので、吸込側端板と
おす・めすロータとの接触部に生じる空間(真空
造成空間)を小さくでき、その真空造成に費やさ
れる動力損失を少なくでき、短絡漏洩空間(ブロ
ーホール)を小さくできるとともに、吐出側ケー
シング内壁面における吐出工程終了直前の吐出ポ
ート閉止時に生じる異常な振動や騒音を防止する
ことができる外、スクリユ・ロータの追従側歯形
および前進側歯形において、潤滑油によりくさび
効果を奏し、潤滑性およびシール性の向上、耐久
性の向上を達成することができ、さらに歯形曲線
の圧力角を大きくできることにより、歯形曲線の
加工性に優れ、かつ、ホブ工具の寿命も延ばすこ
とができ、また、ホブ加工が容易にできる。 すなわち、本発明によれば実用上有用なスクリ
ユ・ロータを提供することができる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pair of screw rotors used in a screw machine that transports a compressible fluid while compressing or expanding it, and in particular to its tooth profile. Prior Art A screw rotor with an asymmetric tooth profile, which is generally used in compressors for compressible fluids, has a male rotor with the main part of the tooth profile outside the pitch circle of the rotor, and a male rotor with the main part of the tooth profile outside the pitch circle of the rotor. Usually, a male rotor with a plurality of teeth is meshed with a female rotor with a slightly larger number of teeth than that of the male rotor, and the diameter of the tip of the male rotor is adjusted. and the pitch circle diameter of the female rotor are set to be approximately equal. A pair of screw rotors of this type are constructed in two cylindrical spaces whose axes are parallel to each other and whose diameter is equal to the outer diameter of each rotor, and where the distance between the axes is shorter than the sum of their radii. In addition, it is rotatably housed in a casing having a space whose axial length is the same as the axial length of the rotor, and both open ends of the casing are closed with end plates, and fluid is supplied to the required locations. A screw compressor or expander is constructed by providing a suction port and a discharge port. [See Figures 3a and 3b] When the above device is used as a compressor, the female rotor is rotated counterclockwise and the male rotor is rotated clockwise in the figure. Regarding the tooth profile curve of the female rotor,
Among the curves that form the tooth grooves, the curve on the front side in the rotational direction is called the forward side tooth profile, and the curve on the rear side in the rotational direction is called the follower tooth profile. The curved line will be referred to as the advancing side tooth profile, and the curve on the rear side in the rotational direction will be referred to as the following side tooth profile. When the device is used as an expander, the names of the respective curves are reversed; however, in the specification of the present invention and the explanations in the drawings, the names related to the tooth profile curves are explained in accordance with the above definitions in all cases. do. Figures 1a and 1b show each tooth profile curve seen when the rotor is cut by a plane perpendicular to the rotational axis of the screw rotor, that is, the tooth profile of the screw rotor at the end surface of the longitudinal axis of each rotor. This shows the meshing state, and Figure 1a shows the phase of the tooth profiles of both rotors immediately after the female rotor tooth profile following side tooth tip curve and the male rotor tooth profile following side tooth tip curve begin to contact. Then, the male rotor rotates about 20 degrees and rotates through the phase shown in Figure 1b, that is, the state in which the highest part of the tooth profile curve of the male rotor and the deepest part of the tooth profile groove of the female rotor are opposed to each other. The above-mentioned tooth profile curve is a tooth profile that has been practiced by the present applicant (see Japanese Utility Model Publication No. 54-25552), and its characteristics are as follows. That is, in the figure, 1 is a male rotor, 2 is a female rotor that meshes with the male rotor 1 , and these rotors 1 and 2 are centered around their respective rotation centers (pitch circle centers) 3 and 4, By rotating in the direction of the arrow within the casing (not shown), it functions as a fluid compressor. 15 and 16
are male rotor 1 and female rotor 2 , respectively.
The straight line connecting the rotation centers 3 and 4 of the pitch circle passes through the tangent point 17 of the pitch circles 15 and 16, that is, the pitch point 17. Referring to Figure 1b, (1) Female rotor tooth profile (a) Forward curve; on straight lines 3 and 4, from point 12 at the deepest point in the tooth profile center of the female rotor to tip 1 of the tooth profile
0 direction, centering on pitch point 17 r 4
A circular arc 11-1 with radius r 4 passes through the rotation center 4 of the female rotor between the circular arc 11-12 having a radius of
Formed by straight lines 10 to 11 that are in contact with 2,
The curve between 12 and 13 at the bottom of the female rotor groove is
Radius R 2 centered on the rotation center 4 of the female rotor
The outer diameter of the tip circle is made to match the pitch circle 16 of the female rotor. (b) Follow-up side curve: 1 on the follow-up side of the female rotor groove
Let curves 3 to 14 be epitrochoid curves created by point 8 on the tooth profile of the male rotor. It is formed by smoothly connecting the above curves. (2) Male rotor tooth profile (a) Advance side curve; center apex 7 of male rotor tooth profile
The curve from to point 5 toward the tooth root side is
The center is the contact point (pitch point) 17 of the pitch circles 15 and 16 of both the female and male rotors, and the radius is
Let it be a circular arc whose radius is r3 , which is smaller than r4 by the amount of clearance required for rotation, and let the area from point 6 to tooth base 5 be the envelope formed by the straight line between tooth tips 10 and 11 of the female rotor. . (b) Follow-up side curve: The curve between points 7 and 8 on the follow-up side of the male rotor tooth profile is a circular arc whose center is the male rotor's rotation center (center of the pitch circle) 3 and radius R 1 , and the tooth profile starts from point 8. The curve leading to origin 9 is
By making the epicycloid curve created by the opposing point 14 on the tip of the tooth of the female rotor, and making the diameter between 9 and 5 of the bottom of the tooth groove coincide with the pitch circle 15 of the male rotor, point 8 is ,
The contact line of both the female and male rotors on the ridge line along the thread is determined so as to reach the intersection line of the compression chamber closing side of the cylinder that accommodates both rotors.
Further, the point 8 is formed far away from the straight line (X axis) connecting the rotation centers 3 and 4 of each rotor. Since the conventional tooth profile shown in Figure 1b is defined as described above, (a) blowholes between the working spaces can be made substantially zero. (b) Point 8 of the male rotor tooth profile as shown in Figure 1b.
By forming the space 18 far away from the X axis, the volume expansion rate of the space 18 created at the tooth-shaped contact area between the low-pressure side end plate and the male and female rotors as the rotor rotates will be as described below. So-called
Since it is smaller than the SRM tooth profile, there is no power loss due to vacuum generation effect based on volumetric expansion. While there are advantages, the following problems have also been pointed out. In other words, (c) the space volume is small (the stroke volume is small). (d) Because the groove bottom of the female rotor tooth profile is uneven,
It cannot be said that the sealing performance is good, and it is difficult to measure dimensions during processing. Furthermore, the profile of the cutter is uneven and complicated, resulting in poor processing efficiency. (E) Since the curve on the follower side of the tooth profile is created as a point, the sealing point is easily worn and the sealing effect is difficult to maintain (efficiency decreases with long-term use). (f) Since the pressure angle of the tooth profile near the pitch circle becomes almost 0, it is difficult to machine the tooth profile with high precision, and the life of the machining tool is shortened. Especially when hobbing a screw rotor, the life of the hobbing tool is shortened. Note that the contact surface 18' in the initial meshing phase of both tooth profiles shown in FIG. 1a becomes space 18 in the phase shown in FIG.
As a result of creating a vacuum space in this part, the power required for this (unrelated to the compression operation) is consumed, so it is preferable that the volume of the space 18 is not increased. The characteristic tooth profile described above has a smaller rate of volumetric expansion than those described below. For example, one of the conventional tooth profiles used by other companies,
The tooth profile of the rotor used in the screw rotor machine described in Publication No. 56-17559 is as shown in Figure 2a, and in the figure, the components with the same symbols as in Figure 1 are the same members as those in Figure 1. Therefore, its explanation will be omitted. Note that the meshing phase of the tooth profile in FIG. 2a corresponds to that shown in FIG. 1b. In the same figure, (1) Female rotor tooth profile (a) Advance side curve 28-29: Circular arc with radius r' 1 centered on point 36 on straight line 17-29, 29-30: Centered on pitch point 17 radius
arc of r′ 2 . (B) Follow-up side curve 30-31; Epitrochoid curve based on point 23 on the tooth profile of the male rotor, 31-32; Part of a straight line passing through the rotation center 4 of the female rotor, 32-33; Centered on the pitch circle 16. 33-34; An arc centered on the rotation center 4; 34-35; An arc centered on the pitch circle 16. (2) Male rotor tooth profile (a) Advance side curve 21-22; female rotor tooth profile 28-29 (radius centered on point 36 on straight line 17-29)
Envelope curve by arc of r' 1 ), 22-23; radius centered at pitch point 17
arc of r′ 2 . (b) Follow-up side curve 23-24; Epitrochoid curve by point 31 on the female rotor tooth profile, 24-25; Generation curve by straight line 31-32, 25-26; Circular arc having its center on pitch circle 15, 26- 27; Arc centered on the rotation center 3; 27-28; Arc centered on the pitch circle 15. However, the volume of the illustrated vacuum space (vacuum creation space) 18 is, compared to the tooth profile illustrated in No. 1b,
It has become a much bigger thing. Furthermore, when both the female and male rotors are in the rotational position shown in Figure 2a, both rotors are at points 31 and 3.
They are in contact at three locations 0 and 76 with a slight clearance that does not cause leakage from the working space. The three contact points create a space 7 on the forward side of the tooth profile (above the X axis in the figure).
8 is formed, and a space 18 is similarly formed on the following side of the male rotor tooth profile (below the X axis). Now, on the suction side end face 74 (see Figure 3) side, as both the female and male rotors rotate in the direction of the arrow, the volume of the space 18 gradually expands, forming a significantly larger vacuum space as described above. do. On the other hand,
On the discharge side end face 75 (see FIG. 3), the space 78 gradually reduces its volume as both rotors rotate, and eventually reaches a volume close to zero. Therefore, the gas trapped in the space 78 is abnormally pressurized, and in the case of an oil-cooled rotary compressor, the gas trapped in the space 78 is compressed by the female and male rotors and the cylinder wall in the closed space. The lubricating oil injected for cooling, sealing, and lubrication remains in the formed compression space.
Under the state of liquid compression, the female and male rotors generate abnormal vibrations and noise, which in extreme cases accelerates rotor wear and damage. Furthermore, since an excessive rotational torque is required and an excessive load is applied to the rotor and casing, power loss is large, and the service life of the bearing is shortened. In order to solve the above-mentioned problems, in the past, special public
As described in Japanese Patent Publication No. 58-214693 and Japanese Patent Publication No. 58-131388, referring to FIG. 2b, a bypass hole 77 is bored in the inner wall surface 75 of the discharge side casing, and a separate Means is provided to allow the residual gas and lubricating oil to escape into the low-pressure working space or suction side space, or to increase the volume of the bypass hole 77 to prevent them from flowing into the low-pressure working space. The structure becomes complicated,
It had the disadvantage of high cost. Purpose: Therefore, the screw rotor of the present invention solves the problem without losing the advantages of the tooth profile shown in FIG. In particular, in order to prevent wear of the sealing points so that there is no reduction in efficiency during long-term use, on the inner wall surface of the discharge side casing, when the discharge port is closed immediately before the end of the discharge process, Preventing abnormal vibrations and noise caused by the reduction of the closed space that is formed,
The purpose is to provide a new tooth profile that ensures smooth and overload-free operation and solves problems in cutting. The detailed configuration and effects thereof will be made clear in the description of the following examples. Configuration The present invention provides a screw rotor consisting of a pair of female and male rotors that rotate in mesh around two parallel axes, wherein the main part of each tooth profile of the female rotor is located within its pitch circle. of the female rotor, and the main part of each tooth profile of the male rotor is formed outside the pitch circle, in each tooth profile curve formed in a plane orthogonal to the rotation axis of each rotor, at least A part of the curve of the trailing tooth profile is an envelope formed by an arc of radius R 4 that forms part of the trailing tooth profile of the male rotor, along the tooth bottom to the tooth tip side, and the female rotor. It is a circular arc with a radius R 7 centered on the outside of the concave shape of the tooth groove, and the curve of a part of the trailing side tooth profile of the male rotor runs from the tooth tip to the root side, and the rotation center of each rotor. Radius centered at the center of rotation of the male rotor, sandwiching the center angle θ 2 when looking at the straight line connecting them on one side.
an arc of radius R 5 , and an arc of radius R 4 that has its center on a radial line extending from the rotation center of the male rotor to the other end of said arc and is tangent to an arc of radius R 5 drawn around said rotation center; , the envelope formed by the arc of radius R 7 of the trailing tooth profile of the female rotor, and the center of the arc of radius R 4 forming the trailing tooth profile of the male rotor is the center of rotation of each rotor. A screw rotor is characterized by being formed far away from the straight line connecting the two. 2 A screwdriver consisting of a female rotor and a male rotor that rotate in mesh around two parallel axes.
In a type of rotor in which the main part of each tooth profile of a female rotor is formed within the pitch circle, and the main part of each tooth profile of a male rotor is formed outside the pitch circle, the rotation axis of each rotor In each tooth profile curve formed in a plane orthogonal to an envelope formed by a circular arc, a circular arc with a radius R 7 having a center on the outside of the concave shape of the tooth space of the female rotor, and the circular arc with a radius R 7 ,
The tooth profile on the forward side of the female rotor is located on a straight line connecting the rotation centers of each rotor from the tooth bottom to the tooth tip, and the female rotor An arc having a radius R 1 and having a center outside the pitch circle of the rotor and sandwiching a corner having a center angle θ 1 when looking at the straight line on one side, and the radius R 1
An arc of radius R 2 that has a center on the opposite side of the center point of the arc and is tangent to the arc of radius R 1 ,
It has a center on the outside of the concave shape of the tooth groove of the female rotor,
It consists of the circular arc with radius R 2 and the circular arc with radius R 6 that is in contact with the pitch circle, and the tooth bottom of the female rotor is formed by the circular arc with radius R 1 and the circular arc with radius R 4 . On the other hand, the following side tooth profile of the male rotor is connected to the envelope line by a common tangent line or a smooth curve.On the other hand, the following side tooth profile of the male rotor is An arc of radius R 5 that is centered at the rotation center of the male rotor, sandwiching an angle θ 2 , and a circular arc that has its center on a radial line extending from the rotation center of the male rotor to the other end of the arc, and has its center on the rotation center of the male rotor. An envelope formed by an arc of radius R 4 tangent to an arc of radius R 5 drawn with
Similarly, the center of the arc of radius R 4 , which forms the envelope formed by the circular arc of radius R 8 and forms the following side tooth profile of the male rotor, is far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor. The forward tooth profile of the male rotor is the same as the radius of the forward tooth profile of the female rotor from the tooth tip to the root side.
An envelope formed by an arc of radius R 1 and an envelope formed by an arc of radius R 2 ,
A screw rotor is also characterized in that it consists of an envelope formed by an arc of radius R 6 , and one embodiment thereof will now be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 shows a compressor for compressible fluid constructed by incorporating the screw rotor of the present invention.
The figure is a side sectional view along line A-A in figure b,
FIG. 3b is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 3a. In the figure, 1 is a male rotor that is rotationally driven by a rotating shaft 60 connected to a drive device (not shown), and the shaft 60 is connected to the rotor 1.
The rotor 1 is rotatably supported by bearings 64 and 65 of each end plate 62 and 63 in cooperation with a support shaft 61 extending in a symmetrical position. Reference numeral 2 denotes a female rotor that meshes with the male rotor 1 , and the rotor 2 is also rotatably supported by end plates 62 and 63 by rotating shafts extending from each end surface thereof. Reference numeral 66 denotes a casing that surrounds the outer periphery of a pair of mutually meshing rotors 1 and 2, and includes a low-pressure side end plate 62 having a suction port 67 and a high-pressure side end plate having a discharge port 68 on its longitudinal end face. 63, and a working space 69 is formed and divided by the rotor tooth groove surface, the inner wall of the casing, and the inner sides of both end plates. The working space 69 includes a low-pressure passage 70 and a high-pressure passage 7 for the working fluid in the casing.
1, a suction port 67 and a discharge port 68 respectively communicate with
has. The cross section of the casing 66 has two cylindrical spaces arranged in parallel, and the distance between their center axes is smaller than the sum of the radii of each cylindrical space. Therefore, both cylindrical spaces have mutually overlapping parts, and the inner walls of both spaces are A ridgeline 72 appears at the intersection. The female rotor 2 has six grooves in which each helical groove runs along the rotation axis (longitudinal) direction and is usually twisted by 200 degrees around the axis, and the grooves are located inside the pitch circle 16 of the rotor 2 . The height of the teeth separating the grooves is limited to the pitch circumference, and the groove shape is approximately an inwardly concave curve. The male rotor 1 usually has four helical teeth, and each tooth is twisted about 300 degrees along the rotational axis (longitudinal) direction. The tooth height of the teeth is located outside the pitch circle of the rotor, and grooves are provided between the teeth into which the teeth of the female rotor 2 fit, and the tooth profile cross section is approximately
Consists of an outwardly convex curve. The working space 69 is divided into a V-shape by the groove surface and tooth surface of the rotor, their engagement line, and the inner surface of the high-pressure side end plate.
After the communication between the suction port 67 of No. 2 and the working space is closed, the volume of the partitioned working space is closed due to the movement of the meshing line of both rotors (relatively as the rotors rotate). The compressible fluid, which has been compressed and has become high pressure due to the reduction of the working space, is transferred to the high pressure chamber 71 side. Exhale. During this period, the rotor teeth, the mesh between the groove surfaces, the sliding surfaces between the casing inner wall and the sliding surfaces between the rotor end surface and the inner surfaces of both end plates are lubricated and airtightly maintained (sealed), and the compressible fluid is In order to cool the heat generated by adiabatic compression, cooling lubricant is applied to the nozzle 73.
is injected into the working space through the The screw rotor of the present invention is characterized by the tooth profile curves of both rotors used in the above-mentioned compressor, and FIG. It shows four states of a pair of tooth profile curves with different meshing phases when cut by a plane perpendicular to the axis, and Fig. 4e is an enlarged view of the tooth profile of the tooth bottom of the female rotor and the tooth tip of the male rotor. be. Moreover, the meshing phase progresses in the direction from figure a to figure d. In the figure, 1 is the male rotor, On is the rotation center of the rotor, 15 is the pitch circle of the rotor, and male rotor 1 is the rotation center.
Rotate in the direction of the arrow (clockwise) around On . 2 is a female rotor that meshes with the male rotor 1 and rotates in the direction of the arrow (counterclockwise) around the rotation center Of . 16 is a pitch circle of the rotor 2 , which is in contact with the pitch circle 15 on the straight line connecting the rotation centers On and Of of both rotors. The above point is pitch point O3 . Note that 18, 18-1 , 18-2 ... are vacuum created spaces generated at the contact portions of the tooth profile curves of both rotors. In Figure 4d, (a) tooth profile of the female rotor, (a) trailing side tooth profile, along the tooth root to tooth tip side, (1) C 2 −B 2 ; part of the tooth profile curve of the male rotor;
Envelope by arc C 1 −B 1 with radius R 4 .
It touches the curve B 2 −A 2 at point B 2 . (2) B 2 −A 2 ; Radius R having the center point O 7 on a straight line perpendicular to the envelope C 2 −B 2 at point B 2 and on a tangent to the pitch circle 16 of the female rotor. 7 arc and touches the curve A 2 − H 2 at point A 2 . (3) A 2 −H 2 ; A circular arc with a small radius R 8 and having its center O 8 on the straight line connecting the points O 7 and A 2 above. (b) Along the tooth profile on the advancing side, from the root to the tooth tip, (4) C 2 −E 2 ; On the straight line connecting the rotation center O n of the male rotor and the rotation center O f of the female rotor,
Point located outside pitch circle 16 of female rotor
An arc of radius R 1 with angle θ 1 centered at O 1 .
It touches the curve E 2 −F 2 at point E 2 . Here, θ 1 = 40° ~ 46°, 1.05≦
R 1 /R 5 -1/2PCD≦1.3 However, PCD is the pitch circle diameter of the male rotor. The larger R 1 /R 5 −1/2PCD is than 1, the smaller θ 1 , the smaller C 2 −E 2
The pressure angle near the pitch circle of the tooth profile curve constituting can be increased (see also Figures 7 and 8), and the closer R 1 /R 5 -1/2PCD is to 1, the more θ The larger 1 is, the thicker the teeth of the female rotor can be. In this example, R 1 is the range in which the pressure angle can be made sufficiently large and a tooth thickness sufficient in terms of strength can be ensured.
The above range is selected for and θ 1 . (5) C′ 2 −D′ 2 ; Envelope B 2 −C 2 formed by arc B 1 −C 1 which is a part of the tooth profile curve of the male rotor (point C 2 on the line is also a straight line Of −O ) and a radius on the straight line O f −O n with the center O 1 outside the pitch circle 16.
Common tangent of R 1 with arc D 2 −E 2 . Note that the distance between C' 2 and D' 2 may be smoothly connected using a gentle curve having the same radius as R 5 . (6) E 2 −F 2 ; An arc with radius R 2 centered on point O 2 located on the extension of the straight line connecting points O 1 and E 2 . It touches the curve F 2 −G 2 at point F 2 . (7) F 2 −G 2 ; Centered on the straight line connecting points O 2 and F 2
An arc of radius R 6 with O 6 . Curve G 2 at point G 2
-Touches H2 . (8) G 2 −H 2 ; Matches the outer diameter. Curve at point H 2
Touches A 2 − H 2 . The width of G 2 − H 2 is PCD×
(0.004 to 0.01) mm. (b) Male rotor tooth profile curve (a) The trailing side tooth profile, along the tooth tip to the root side, (9) D 1 −C 1 ; Central angle θ 2 around the rotation center O n of the male rotor , an arc of radius R 5 . It touches the curve C 1 −B 1 at point C 1 . Among the above, θ 2 = 4° to 8° The larger θ 2 is, the smaller the space 18 can be, and the smaller θ 2 is, the smaller the curves D 1 −C 1 , C′ 2 −D′ 2 , the gap between the male and female rotors can be reduced. In this embodiment, the space 18 can be made sufficiently small, and the curve C' 2
The above range for θ 2 is shown as a range in which the gap between the male and female rotors between −D′ 2 can be made to such an extent that it does not pose a problem in practice. (10) C 1 −B 1 ; Point C 1 on the male rotor tooth profile curve
An arc D 1 − with the center O 4 on the straight line connecting the rotation center O n of the same rotor and the radius R 5 above
An arc of small radius R 4 tangent to C 1 . It touches the curve B 1 −A 1 at point B 1 . (11) B 1 −A 1 ; Envelope of arc B 2 −A 2 which is a part of female rotor tooth profile. Curve A 1 at point A 1
-Touches H 1 . (12) A 1 −H 1 ; Part of female rotor tooth profile, arc
Envelope due to A 2 − H 2 . (b) Progressive tooth profile, along the tooth tip to tooth root side, (13) D 1 −E 1 ; Envelope line by arc C 2 −E 2 that is a part of the female rotor tooth profile. Curve E 1 at point E 1
−F 1 and touches the curve D 1 −C 1 at point D 1 . (14) E 1 −F 1 ; Part of female rotor tooth profile, arc
Envelope due to E 2 −F 2 . Curve F 1 − G 1 at point F 1
come into contact with (15) G 1 −H 1 ; Matches the tooth root diameter. Curve at point H 1
Touches A 1 − H 1 . As an example, each radius and angle in the tooth profile shown in FIG. 4 is shown in Table 1. [Table] Pitch circle diameter effect of [Table] Since the screw rotor tooth profile curve of the present invention is formed as described above, (1) The center point O 4 of the arc C 1 −B 1 with radius R 4 is By providing it on the radial line extending from the rotation center O n of the male rotor, the point C 1
The angle θ 7 formed by the tangent line at The trailing side tooth profile curve is far away from the straight line Of - O n connecting the rotation centers of both rotors and approaches the female rotor trailing side tooth profile curve, so that the space 18 can be made smaller. (2) The center point of the arc C 1 −B 1 in relation to the central angle θ 2
Since O 4 is formed at a large distance from the straight line Of - O n , the space 18 can be further reduced. As described above, as shown in Figures 4b to 4c, the rate at which the volume of the space 18 expands as the two rotors rotate is small, so the loss of power consumed in creating the vacuum is small. (3) Based on the conditions stated in item (2), the space 78 on the forward side of the male rotor tooth profile formed when the discharge port is closed immediately before the end of the discharge process due to the meshing of both the female and male rotors [Fig. 2a] [Reference]], a communication passage having a small area that does not reduce its performance is formed between the thread of the rotor and the adjacent working space on the suction side (low pressure side). Therefore, the overcompressed gas trapped in the space 78 and the remaining lubricating oil for seals, etc. are discharged into the adjacent low-pressure side working space through the communication path, so that the discharge port is closed immediately before the end of the discharge process. At times, overcompression of compressed gas and compression of liquid within the space 78 are eliminated, and accompanying noise, abnormal vibration, unexpected wear, and bearing damage do not occur. Furthermore, the prior art proposed in JP-A-58
It is possible to provide a screw compressor that does not require the provision of a bypass hole 77 (see Figure 2b) as described in Japanese Patent Laid-open No. 214693 and Japanese Patent Application Laid-open No. 131383/1983, has a simple structure, and is inexpensive. can. (4) Let the curve B 1 −A 1 be the envelope of the arc B 2 −A 2 which is a part of the female rotor tooth profile curve, and let the arc A 2
−H 2 is an arc with a small radius R 8 , so the fourth
Referring to Figure a, the blowhole can be made to a size that does not pose a problem in practice. In addition, in the same figure, 1 is the male rotor, O n is its center of rotation,
15 is the pitch circle of the male rotor, 2 is the female rotor, Of is its rotation center, 16 is the pitch circle of the female rotor, 66 is the casing of both rotors,
72 is a ridgeline where the male and female rotor inner wall surfaces of the casing intersect. (5) Referring to Fig. 6, the curve B 2 - A 2 is an arc having the center O 7 outside the concave shape of the tooth space of the female rotor, so the curve shown in Figs. 4d and 6
The profile of the cutter that cuts and forms the tooth profile of the same rotor is much smaller than when C 2 - B 2 is extended to the top of the pitch circle 16 or when the straight line connecting the center of rotation Of and point B 2 is extended to the pitch circle 16. Since the skirt tends to widen and the pressure angle θ 3 can be increased, the machining accuracy of the tooth profile can be improved and the tool life can be extended. (6) The pressure angle θ 3 near the pitch circle is expressed as the arc B 2 −A 2
can be made larger than θ' 3 when extended to H' 2 above the pitch circle 16, which improves the machining accuracy of the tooth profile and extends the tool life. (7) Referring to Fig. 7, the angle θ 4 between the tangent to the tooth profile curve at point E 2 and the O f −E 2 straight line is calculated using the arc C 2
−E 2 can be made larger than the similar angle θ′ 4 when the center is on the pitch circle 16, so C 2
-The pressure angle near the pitch circle of the curve forming 2 can be increased. (8) Referring to Figure 8, the angle θ 5 between the tangent to the tooth profile curve at point F 2 and the Of −F 2 straight line can be increased (θ 5 > θ′ 5 ). The pressure angle near the pitch circle of the curve composing E 2 −F 2 can be increased. (9) Referring to Figure 9, the F 2 - G 2 curve is an arc with the center O 6 outside the concave shape of the tooth space of the female rotor, so the arc E 2 - F 2 can be directly converted into a pitch circle 1.
Compared to the case where the length is extended to 6, damage to the side surface of the hob cutter during hobbing of the rotor can be prevented, the life of the tool can be extended, and the machining accuracy of the tooth profile can be improved. (10) The tangent line of the tooth profile curve at point G2 on the same curve,
The angle θ 6 formed with the Of − G 2 straight line can be increased (θ 6 >θ′ 6 ), and the pressure angle around the pitch circle of the curve forming F 2 −G 2 can be increased. As described above, the pressure angle of the tooth profile curve can be increased, the machining accuracy of the tooth profile can be improved, and the tool life can be extended. (11) Arc B 2 −A 2 , A 2 −H 2 , C 2 −E 2 , E 2 −F 2 ,
The respective tooth profile curves meshing with F 2 −G 2 and C 1 −B 1 are defined by envelopes B 1 −A 1 , A 1 −H 1 , D 1 −E 1 , E 1 formed by circular arcs, respectively. −F 1 , F 1
Since G 1 and C 2 −B 2 are set, wear resistance can be improved. (12) Referring to Figure 10, as mentioned above, if the sliding surfaces curve in the same direction and lubricant e is supplied between them, the movement of both sliding surfaces causes the oil to , it can produce a wedge effect and improve the lubrication of the tooth surface and the sealing performance of the sliding surface. (13) Conventionally, although it is an important sealing point, it is a discontinuous point [see number 8 in Figure 1b and number 23 in Figure 2], so not only calipers and micrometers but also three-dimensional measurement methods have been used. However, since the tip of the filler f was spherical, it was difficult to measure the position accurately. That is, FIG. 11a, FIG. 11b
11c, if there is a discontinuous point in the tooth profile curve, the exact position of the discontinuous point cannot be determined because the position of contact with the filler f cannot be determined even when measuring the same point. However, C 1 −B 1
If the curve is an arc and a continuous curve, such a problem will not occur and measurement will be easier.
Therefore, it is easy to process and form an accurate tooth profile curve. As detailed above, according to the first invention of the present application, a part of the trailing side tooth profile curve of the female rotor is traced from the tooth bottom to the tooth tip side, and a part of the trailing side tooth profile of the male rotor is An envelope formed by an arc of radius R 4 and an arc of radius R 7 having its center outside the concave shape of the tooth space of the female rotor,
A part of the male rotor's follow-up side tooth profile curve, along the tooth tip to the tooth root side, and the center of rotation of the male rotor is located at a center angle of θ 2 when looking at one side with a straight line connecting the rotation centers of each rotor. An arc of radius R 5 with center at and
An arc with a radius R 4 that has its center on a radial line extending from the rotation center of the male rotor to the other end of the arc and is tangent to an arc with a radius R 5 drawn with the rotation center as the center, and the following side of the female rotor. The rotation center of each rotor is the center of the circular arc of radius R 4 that forms part of the tooth profile and the envelope of the circular arc of radius R 7 that forms the following side tooth profile of the male rotor. Since it is located far away from the straight line connecting the two, the space created at the contact area between the suction side end plate and the male/female rotor (vacuum creation space) can be reduced, reducing the power loss spent on creating the vacuum, and preventing short circuits. The leakage space (blowhole) can be made smaller, and the lubricity and durability of both sliding surfaces can also be improved due to the wedge effect of the lubricating oil on the follower side tooth profile of the screw rotor. Further, according to the second invention of the present application, the following tooth profile of the female rotor is formed by an arc of radius R 4 that forms a part of the following tooth profile of the male rotor along the tooth bottom to the tooth tip side. The envelope formed,
A female rotor is formed by a circular arc with a radius R 7 having a center O 7 on the outside of the concave shape of the tooth groove of the female rotor, and a circular arc with a small radius R 8 that is in contact with the circular arc with the radius R 7 and its pitch circle 16. The forward tooth profile of the tooth is centered on the straight line connecting the rotation centers of each rotor along the tooth bottom to the tooth tip side, outside of the pitch circle of the female rotor.
O 1 , with a radius R 1 sandwiching the center angle θ 1 when looking at the straight line on one side; an arc of radius R 2 that is tangent to the arc of 1 ;
The tooth bottom of the female rotor is formed by a circular arc with a radius R 6 that is in contact with the pitch circle 16, and the tooth bottom of the female rotor is formed by a common tangent between the envelope formed by the circular arc with the radius R 1 and the circular arc with the radius R 4 . On the other hand, connect the male rotor's trailing side tooth profile from the tooth tip to the root side, and sandwich the center angle θ 2 between the straight line connecting the rotation centers of each rotor on one side. A circular arc with a radius R 5 having its center at the rotation center, and a circular arc with a radius R 5 centered on the rotation center and having its center on a radial line extending from the rotation center of the male rotor to the other end of said arc. A tangent arc of radius R 4 and
An envelope formed by an arc of radius R 7 of the trailing side tooth profile of the female rotor and an envelope formed by a circular arc of radius R 8 , and the advancing side tooth profile of the male rotor is Radius R 1 of the forward tooth profile of the female rotor from the tooth tip to the root side
The envelope formed by the arc of and also the radius
A radius formed by an envelope formed by an arc of radius R 2 and an envelope formed by an arc of radius R 6 , forming the following side tooth profile of the male rotor.
Since the center of the arc of R4 is located far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor, the space created at the contact area between the suction side end plate and the male and female rotors (vacuum creation space) can be reduced, and the vacuum It is possible to reduce the power loss spent on formation, reduce the short-circuit leakage space (blowhole), and prevent abnormal vibrations and noise that occur when the discharge port is closed on the inner wall surface of the discharge side casing immediately before the end of the discharge process. , the lubricating oil creates a wedge effect on the following tooth profile and the advancing tooth profile of the screw rotor, improving lubricity, sealing performance, and durability, and further increasing the pressure angle of the tooth profile curve. Therefore, the machinability of the tooth profile curve is excellent, the life of the hobbing tool can be extended, and hobbing can be easily performed. That is, according to the present invention, a practically useful screw rotor can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は、従来使用されているス
クリユ・ロータの歯形曲線であつて、第1a図、
第1b図は、本出願人会社使用の歯形の一対のロ
ータにおける噛合わせ位相を異にする場合、第2
a図は他社使用の歯形の一例、第2b図は、その
吐出側シリンダーの一部断面図、第3a図および
第3b図は本発明スクリユ・ロータを施したロー
タ機械の側断面図および横断面図、第4a〜d図
は、本発明スクリユ・ロータの一実施例における
一対のロータの歯形曲線を示し、それぞれ、その
a図からd図の方向に噛合位相が変化する。第5
図ないし第10図は本発明スクリユ・ロータ歯形
曲線の特性を解説するための歯形曲線の一部拡大
説明図、第11a〜c図は、ロータ歯形曲線測定
のための説明図である。 1……おすロータ、2……めすロータ、On
よびOf……ロータの回転中心、15および16
……ピツチ円、18……真空造成空間。
Figures 1 and 2 are tooth profile curves of conventionally used screw rotors, and Figure 1a,
FIG. 1b shows that when a pair of rotors with tooth profiles used by the applicant's company have different meshing phases, the second
Figure a is an example of a tooth profile used by another company, Figure 2b is a partial sectional view of its discharge cylinder, and Figures 3a and 3b are a side sectional view and a cross sectional view of a rotor machine equipped with the screw rotor of the present invention. Figures 4a to 4d show the tooth profile curves of a pair of rotors in an embodiment of the screw rotor of the present invention, in which the meshing phase changes in the direction from figure a to figure d, respectively. Fifth
10 are partially enlarged explanatory diagrams of tooth profile curves for explaining the characteristics of the screw rotor tooth profile curve of the present invention, and FIGS. 11a to 11c are explanatory diagrams for measuring rotor tooth profile curves. 1...Male rotor, 2...Female rotor, On and Of ...Rotor rotation center, 15 and 16
...Pitsuchien, 18...Vacuum creation space.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 平行な二軸の回りを噛合いながら回転する一
対のめすロータおよびおすロータからなるスクリ
ユ・ロータであつて、めすロータの各歯形の主要
部は、そのピツチ円内に形成され、おすロータの
各歯形の主要部がそのピツチ円外に形成されたタ
イプのものにおいて、各ロータの回転軸に直交す
る平面内に形成される各歯形曲線中、少なくと
も、 めすロータの追従側歯形の一部の曲線が、その
歯底から歯先側に沿つて、おすロータの追従側歯
形の一部を形成する半径R4の円弧によつて形成
される包絡線と、めすロータの歯溝の凹形の外側
に中心を有する半径R7の円弧とよりなり、 おすロータの追従側歯形の一部の曲線が、その
歯先から歯元側に沿つて、各ロータの回転中心を
結ぶ直線を片側にみて中心角θ2の角を挾む、おす
ロータの回転中心に中心を有する半径R5の円弧
と、おすロータの回転中心から前記円弧の他端に
伸びた半径線上に中心を有し、前記回転中心を中
心にして画いた半径R5の円弧に接する半径R4
円弧と、めすロータの追従側歯形の半径R7の円
弧によつて形成される包絡線とよりなり、かつ、
おすロータの追従側歯形を形成する前記半径R4
の円弧の中心を各ロータの回転中心を結ぶ直線か
ら遠く離して形成することを特徴とするスクリ
ユ・ロータ。 2 平行な二軸の回りを噛合いながら回転するめ
すロータおよびおすロータからなるスクリユ・ロ
ータであつて、めすロータの各歯形の主要部は、
そのピツチ円内に形成され、おすロータの各歯形
の主要部がそのピツチ円外に形成されたタイプの
ものにおいて、各ロータの回転軸に直交する平面
内に形成される各歯形曲線中、少くとも、 めすロータの追従側歯形は、その歯底から歯先
側に沿つて、おすロータの追従側の一部を形成す
る半径R4の円弧によつて形成される包絡線と、
めすロータの歯溝の凹形の外側に中心を有する半
径R7の円弧と、前記半径R7の円弧と、そのピツ
チ円に接する小さな半径R8の円弧とよりなり、 めすロータの前進側歯形は、その歯底から歯先
側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直線上に
位置して、めすロータのピツチ円よりも外側に中
心を有し、前記直線を片側にみて中心角θ1の角を
挾む、半径R1の円弧と、前記半径R1の円弧に対
し、その中心点と反対側に中心を有し、該半径
R1の円弧に接する半径R2の円弧と、めすロータ
の歯溝の凹形の外側に中心を有し、前記半径R2
の円弧と、そのピツチ円とに接する半径R6の円
弧とよりなり、かつ、めすロータの歯底は半径
R1の円弧と、前記半径R4の円弧によつて形成さ
れる包絡線との間を共通接線または滑らかな曲線
により接続する、 一方、おすロータの追従側歯形は、その歯先か
ら歯元側に沿つて、各ロータの回転中心を結ぶ直
線を片側にみて中心角θ2の角を挾む、おすロータ
の回転中心に中心を有する半径R5の円弧と、お
すロータの回転中心から前記円弧の他端に伸びた
半径線上に中心を有し、前記回転中心を中心にし
て画いた半径R5の円弧に接する半径R4の円弧と、
めすロータの追従側歯形の半径R7の円弧によつ
て形成される包絡線と、同じく半径R8の円弧に
よつて形成される包絡線とよりなり、かつ、おす
ロータの追従側歯形を形成する前記半径R4の円
弧の中心を各ロータの回転中心を結ぶ直線から遠
く離して形成し、 おすロータの前進側歯形は、その歯先から歯元
側に沿つて、めすロータの前進側歯形の半径R1
の円弧によつて形成される包絡線と、同じく半径
R2の円弧によつて形成される包絡線と、同じく
半径R6の円弧によつて形成される包絡線とより
なることを特徴とするスクリユ・ロータ。
[Scope of Claims] 1. A screw rotor consisting of a pair of female and male rotors that rotate in mesh around two parallel axes, wherein the main part of each tooth profile of the female rotor lies within its pitch circle. In the case of a type in which the main part of each tooth profile of the male rotor is formed outside the pitch circle, at least the tracking of the female rotor in each tooth profile curve formed in a plane orthogonal to the rotation axis of each rotor. The curve of a part of the side tooth profile is defined by an envelope formed by an arc of radius R 4 that forms part of the trailing side tooth profile of the male rotor, along the tooth root side and the tip side of the tooth, and an envelope line formed by a circular arc with a radius of R 4 that forms part of the trailing side tooth profile of the male rotor. It consists of a circular arc with a radius of R 7 centered on the outside of the concave shape of the tooth space, and the curve of a part of the trailing side tooth profile of the male rotor runs from the tooth tip to the root side, and the center of rotation of each rotor. An arc of radius R 5 centered at the rotation center of the male rotor, sandwiching a corner with a center angle θ 2 when the connecting straight lines are viewed on one side, and a radius line extending from the rotation center of the male rotor to the other end of the arc. , and consists of an envelope formed by an arc of radius R 4 tangent to an arc of radius R 5 drawn around the center of rotation, and an arc of radius R 7 of the trailing side tooth profile of the female rotor. ,and,
The radius R 4 forming the following side tooth profile of the male rotor
A screw rotor characterized in that the center of the arc of is formed far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor. 2. A screw rotor consisting of a female rotor and a male rotor that rotate in mesh around two parallel axes, and the main part of each tooth profile of the female rotor is as follows:
In the case of a type in which the main part of each tooth profile of the male rotor is formed within the pitch circle, and the main part of each tooth profile of the male rotor is formed outside the pitch circle, the tooth profile curve formed in the plane perpendicular to the rotation axis of each rotor has a small In both cases, the trailing side tooth profile of the female rotor is an envelope formed by an arc with a radius R 4 that forms a part of the trailing side of the male rotor along the tooth bottom to the tooth tip side.
The tooth profile on the forward side of the female rotor consists of a circular arc with a radius R 7 centered on the outside of the concave shape of the tooth groove of the female rotor, the circular arc with the radius R 7 , and a small circular arc with a radius R 8 that is tangent to the pitch circle. is located on the straight line connecting the rotation centers of each rotor along the tooth bottom to the tooth tip side, and has its center outside the pitch circle of the female rotor, and when the straight line is viewed on one side, the central angle θ is A circular arc with a radius R 1 sandwiching a corner of
An arc of radius R 2 that is tangent to an arc of R 1 and has a center on the outside of the concave shape of the tooth space of the female rotor, and has said radius R 2
and an arc of radius R 6 that is tangent to the pitch circle, and the tooth bottom of the female rotor has a radius of
A common tangent or a smooth curve connects the arc of R 1 and the envelope formed by the arc of radius R 4. On the other hand, the following side tooth profile of the male rotor is Along the side, an arc of radius R 5 centered at the center of rotation of the male rotor, sandwiching an angle of center angle θ 2 with a straight line connecting the rotation centers of each rotor on one side, and an arc of radius R 5 from the center of rotation of the male rotor to the a circular arc with a radius R 4 that has its center on a radial line extending to the other end of the circular arc and is in contact with a circular arc with a radius R 5 drawn around the rotation center;
Consists of an envelope formed by an arc of radius R 7 of the female rotor's trailing side tooth profile and an envelope formed by a circular arc of radius R 8 , and also forms the male rotor's trailing side tooth profile. The center of the circular arc with radius R 4 is formed far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor, and the forward tooth profile of the male rotor is formed along the tooth root side from the tooth tip to the forward tooth profile of the female rotor. radius of R 1
The envelope formed by the arc of and also the radius
A screw rotor comprising an envelope formed by an arc of radius R 2 and an envelope formed by an arc of radius R 6 .
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