JPH07119614A - 容積式回転機用ロータ - Google Patents
容積式回転機用ロータInfo
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- JPH07119614A JPH07119614A JP26133193A JP26133193A JPH07119614A JP H07119614 A JPH07119614 A JP H07119614A JP 26133193 A JP26133193 A JP 26133193A JP 26133193 A JP26133193 A JP 26133193A JP H07119614 A JPH07119614 A JP H07119614A
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- rotor
- teeth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は常にインボリュート曲線により形成
された歯中間部分ＤＥ同志が接触するようにして回転抵
抗を減少させるよう構成した容積式回転機用ロータを提
供することを目的とする。 【構成】 流量計１は一対のロータ６ａ，６ｂの回転に
より流量を計測する。ロータ６ａ，６ｂは夫々捩り歯６
ａ1 〜６ａ4 ，６ｂ1 〜６ｂ4 を有し、各歯は円弧Ａ
Ｂ、歯溝ＢＣ、円弧ＣＤ、インボリュート曲線の歯中間
部分ＤＥ、歯先部分ＥＦ、円弧ＦＧ，ＧＨが連続形成さ
れた曲線状に形成されている。ロータ６ａ，６ｂの各捩
り歯６ａ1 〜６ａ4 及び６ｂ1 〜６ｂ4 は、歯中間部分
ＤＥの隙間δ 1 が円弧ＡＢ及び歯溝ＢＣの隙間δ2 より
も小さくなるように形成されている。又、他の捩り歯と
円弧ＣＤとの隙間は、Ｄ点からＣ点に向かってδ1 から
δ2 へ連続的に変化するように形成されている。
された歯中間部分ＤＥ同志が接触するようにして回転抵
抗を減少させるよう構成した容積式回転機用ロータを提
供することを目的とする。 【構成】 流量計１は一対のロータ６ａ，６ｂの回転に
より流量を計測する。ロータ６ａ，６ｂは夫々捩り歯６
ａ1 〜６ａ4 ，６ｂ1 〜６ｂ4 を有し、各歯は円弧Ａ
Ｂ、歯溝ＢＣ、円弧ＣＤ、インボリュート曲線の歯中間
部分ＤＥ、歯先部分ＥＦ、円弧ＦＧ，ＧＨが連続形成さ
れた曲線状に形成されている。ロータ６ａ，６ｂの各捩
り歯６ａ1 〜６ａ4 及び６ｂ1 〜６ｂ4 は、歯中間部分
ＤＥの隙間δ 1 が円弧ＡＢ及び歯溝ＢＣの隙間δ2 より
も小さくなるように形成されている。又、他の捩り歯と
円弧ＣＤとの隙間は、Ｄ点からＣ点に向かってδ1 から
δ2 へ連続的に変化するように形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は容積式回転機用ロータに
係り、特に流体が通過するケーシング内に回転自在に設
けられた容積式回転機用ロータに関する。
係り、特に流体が通過するケーシング内に回転自在に設
けられた容積式回転機用ロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に容積式回転機としては、例えばケ
ーシング内に一対のロータを嵌装せしめ、該両ロータを
ケーシング内を通過する流体によって回転せしめ、ロー
タの回転数から上記流体の流量を計測する構成の流量計
や、ケーシング内のロータを外部から回転駆動せしめ、
このロータの回転とともに流体を圧送する構成の送風機
或いは圧縮機等が知られている。
ーシング内に一対のロータを嵌装せしめ、該両ロータを
ケーシング内を通過する流体によって回転せしめ、ロー
タの回転数から上記流体の流量を計測する構成の流量計
や、ケーシング内のロータを外部から回転駆動せしめ、
このロータの回転とともに流体を圧送する構成の送風機
或いは圧縮機等が知られている。
【０００３】この種の容積式回転機に用いられるロータ
は、放射状に突出する複数の歯を有し、他のロータの歯
と噛み合うようにケーシング内に組み付けられる。そし
て、ロータの歯は、例えばインボリュート曲線とこのイ
ンボリュート曲線に連続する曲線との組み合わせにより
形成された形状を有する。このような歯形を加工する際
は、一対のロータの回転をスムーズにするため、互いに
噛み合う一のロータの歯と他のロータの歯との間に隙間
を設けている。
は、放射状に突出する複数の歯を有し、他のロータの歯
と噛み合うようにケーシング内に組み付けられる。そし
て、ロータの歯は、例えばインボリュート曲線とこのイ
ンボリュート曲線に連続する曲線との組み合わせにより
形成された形状を有する。このような歯形を加工する際
は、一対のロータの回転をスムーズにするため、互いに
噛み合う一のロータの歯と他のロータの歯との間に隙間
を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記ロータ
の歯と他のロータの歯との間の隙間は、均一に設けられ
るか、あるいはロータの歯を基準ラック形工具により加
工する際の転位量によって形成されていた。その場合、
ロータの歯と他のロータの歯との間に隙間が介在する
と、その隙間により生じたバックラッシに相当する角度
だけロータの歯と歯とがガタツクことになる。従って、
ロータがバックラッシに相当する角度だけ回動した場
合、歯先部分がより大きく変位するため、一のロータの
歯先と他のロータの歯元とが接触しやすい。
の歯と他のロータの歯との間の隙間は、均一に設けられ
るか、あるいはロータの歯を基準ラック形工具により加
工する際の転位量によって形成されていた。その場合、
ロータの歯と他のロータの歯との間に隙間が介在する
と、その隙間により生じたバックラッシに相当する角度
だけロータの歯と歯とがガタツクことになる。従って、
ロータがバックラッシに相当する角度だけ回動した場
合、歯先部分がより大きく変位するため、一のロータの
歯先と他のロータの歯元とが接触しやすい。
【０００５】よって、従来は、一のロータの歯先と他の
ロータの歯元とが接触すると、この接触点における法線
方向の分力が円周方向に対して大きな角度をなすため、
この部分での摩擦損失が多くなって回転トルクの伝達効
率が低下するといった課題がある。
ロータの歯元とが接触すると、この接触点における法線
方向の分力が円周方向に対して大きな角度をなすため、
この部分での摩擦損失が多くなって回転トルクの伝達効
率が低下するといった課題がある。
【０００６】そこで、本発明は上記課題を解決した容積
式回転機用ロータを提供することを目的とする。
式回転機用ロータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記請求項１の発明は、
インボリュート曲線により形成されたピッチ円付近の歯
中間部分と、該歯中間部分に滑らかに連続する２次曲線
により形成された歯元部分と、該歯元部分に連続し、他
のロータの歯先端部分の包絡線により形成された歯溝
と、前記歯中間部分に連続し、前記他のロータの歯中間
部分の包絡線により形成された歯先部分と、前記歯先部
分と滑らかに連続する２次曲線により形成された歯先端
部分と、よりなる歯を複数有する容積式回転機用ロータ
であって、前記歯中間部分が他のロータの歯中間部分に
噛み合う際の隙間が他の部分と噛み合う際の隙間に比べ
て最小となるように前記歯を形成してなることを特徴と
する。
インボリュート曲線により形成されたピッチ円付近の歯
中間部分と、該歯中間部分に滑らかに連続する２次曲線
により形成された歯元部分と、該歯元部分に連続し、他
のロータの歯先端部分の包絡線により形成された歯溝
と、前記歯中間部分に連続し、前記他のロータの歯中間
部分の包絡線により形成された歯先部分と、前記歯先部
分と滑らかに連続する２次曲線により形成された歯先端
部分と、よりなる歯を複数有する容積式回転機用ロータ
であって、前記歯中間部分が他のロータの歯中間部分に
噛み合う際の隙間が他の部分と噛み合う際の隙間に比べ
て最小となるように前記歯を形成してなることを特徴と
する。
【０００８】又、請求項２の発明は、インボリュート曲
線により形成されたピッチ円付近の歯中間部分と、該歯
中間部分に滑らかに連続する２次曲線により形成された
歯元部分と、該歯元部分に連続し、他のロータの歯先端
部分の包絡線により形成された歯溝と、前記歯中間部分
に連続し、前記他のロータの歯中間部分の包絡線により
形成された歯先部分と、前記歯先部分と滑らかに連続す
る２次曲線により形成された歯先端部分と、よりなる歯
を複数有する容積式回転機用ロータであって、他のロー
タの歯が前記歯溝に噛み合う際の隙間が前記歯中間部分
の理論隙間より大きくなるよう前記歯溝の逃げを大きく
するとともに、前記歯元部分が前記歯中間部分と滑らか
に連続するように前記歯を形成してなることを特徴とす
る。
線により形成されたピッチ円付近の歯中間部分と、該歯
中間部分に滑らかに連続する２次曲線により形成された
歯元部分と、該歯元部分に連続し、他のロータの歯先端
部分の包絡線により形成された歯溝と、前記歯中間部分
に連続し、前記他のロータの歯中間部分の包絡線により
形成された歯先部分と、前記歯先部分と滑らかに連続す
る２次曲線により形成された歯先端部分と、よりなる歯
を複数有する容積式回転機用ロータであって、他のロー
タの歯が前記歯溝に噛み合う際の隙間が前記歯中間部分
の理論隙間より大きくなるよう前記歯溝の逃げを大きく
するとともに、前記歯元部分が前記歯中間部分と滑らか
に連続するように前記歯を形成してなることを特徴とす
る。
【０００９】
【作用】上記請求項１によれば、歯中間部分が他のロー
タの歯中間部分に噛み合う際の隙間が他の部分と噛み合
う際の隙間に比べて最小とすることにより、常にインボ
リュート曲線により形成された歯中間部分同志が接触す
るようにして一のロータの歯先と他のロータの歯元とが
接触することを防止する。
タの歯中間部分に噛み合う際の隙間が他の部分と噛み合
う際の隙間に比べて最小とすることにより、常にインボ
リュート曲線により形成された歯中間部分同志が接触す
るようにして一のロータの歯先と他のロータの歯元とが
接触することを防止する。
【００１０】又、請求項２によれば、他のロータの歯が
歯溝に噛み合う際の隙間が歯中間部分の理論隙間より大
きくなるよう歯溝の逃げを大きくするとともに、歯元部
分が歯中間部分と滑らかに連続するように形成すること
により、常にインボリュート曲線により形成された歯中
間部分同志が接触するようにして一のロータの歯先と他
のロータの歯元とが接触することを防止する。
歯溝に噛み合う際の隙間が歯中間部分の理論隙間より大
きくなるよう歯溝の逃げを大きくするとともに、歯元部
分が歯中間部分と滑らかに連続するように形成すること
により、常にインボリュート曲線により形成された歯中
間部分同志が接触するようにして一のロータの歯先と他
のロータの歯元とが接触することを防止する。
【００１１】
【実施例】図１乃至図５に本発明になる容積式回転機用
ロータの一実施例が適用された流量計を示す。
ロータの一実施例が適用された流量計を示す。
【００１２】各図中、流量計１は、長円形状の計量室２
を有するケーシング３と、計量室２をケーシング３の両
側面３ａ，３ｂから塞ぐように取付けられた側板４，５
と、計量室２内に回転自在に設けられ互いに噛合する４
葉のロータ６ａ，６ｂと、よりなる。
を有するケーシング３と、計量室２をケーシング３の両
側面３ａ，３ｂから塞ぐように取付けられた側板４，５
と、計量室２内に回転自在に設けられ互いに噛合する４
葉のロータ６ａ，６ｂと、よりなる。
【００１３】次に側板４に取付けた一対の軸受８ａ，８
ｂには、ロータ６ａ，６ｂの夫々の軸７ａ，７ｂの一端
部が軸承され、上記軸７ａ，７ｂの他端部が側板５に設
けた一対の軸受９ａ，９ｂに軸承させる。
ｂには、ロータ６ａ，６ｂの夫々の軸７ａ，７ｂの一端
部が軸承され、上記軸７ａ，７ｂの他端部が側板５に設
けた一対の軸受９ａ，９ｂに軸承させる。
【００１４】ここで、両側板４，５は計量室２内に組み
込まれたロータ６ａ，６ｂが滑らかに回転することを確
かめた後、ボルト１０によりケーシング３に固定され
る。又、軸７ａ，７ｂの一方の軸例えば７ｂは側板４に
設けられた蓋１１の外方に突出しており、この突出部分
にはロータ６ｂの回転を計数して表示する指針部１１ａ
が取付けられる。
込まれたロータ６ａ，６ｂが滑らかに回転することを確
かめた後、ボルト１０によりケーシング３に固定され
る。又、軸７ａ，７ｂの一方の軸例えば７ｂは側板４に
設けられた蓋１１の外方に突出しており、この突出部分
にはロータ６ｂの回転を計数して表示する指針部１１ａ
が取付けられる。
【００１５】ケーシング３は計量室２の上流側に連通す
る流入路１２と、計量室２の下流側に連通する流出路１
３とを有し、回転子６ａ，６ｂは流入路１２から流入し
て流出路１３へ流出する流量に応じた回転数で回転す
る。
る流入路１２と、計量室２の下流側に連通する流出路１
３とを有し、回転子６ａ，６ｂは流入路１２から流入し
て流出路１３へ流出する流量に応じた回転数で回転す
る。
【００１６】本実施例の場合、一対のロータ６ａ，６ｂ
は同一形状に加工され、夫々回転方向に所定角度捩られ
た４枚の捩れ歯６ａ1 〜６ａ4 及び６ｂ1 〜６ｂ4 を有
しており、対応する捩れ歯同志が噛合することにより、
両ロータ６ａ，６ｂは例えばタイミングギア等の補助回
転手段の助けをかりなくても互いに同期して滑らかに回
転する。
は同一形状に加工され、夫々回転方向に所定角度捩られ
た４枚の捩れ歯６ａ1 〜６ａ4 及び６ｂ1 〜６ｂ4 を有
しており、対応する捩れ歯同志が噛合することにより、
両ロータ６ａ，６ｂは例えばタイミングギア等の補助回
転手段の助けをかりなくても互いに同期して滑らかに回
転する。
【００１７】上記ケーシング３の流入路１２を通過して
計量室２内に流入した流体は、ロータ６ａ，６ｂを夫々
図３中反時計方向及び時計方向に回動変位させる。さら
に、ロータ６ａ，６ｂの各歯と歯との間に流入した流体
はロータ６ａ，６ｂの回転とともに流出路１３の方に運
ばれ、さらに流出路１３を介して外部に流出する。
計量室２内に流入した流体は、ロータ６ａ，６ｂを夫々
図３中反時計方向及び時計方向に回動変位させる。さら
に、ロータ６ａ，６ｂの各歯と歯との間に流入した流体
はロータ６ａ，６ｂの回転とともに流出路１３の方に運
ばれ、さらに流出路１３を介して外部に流出する。
【００１８】ここで、本発明の要部でロータ６ａ，６ｂ
の各捩れ歯６ａ1 〜６ａ4 及び６ｂ 1 〜６ｂ4 の歯形に
ついて説明する。
の各捩れ歯６ａ1 〜６ａ4 及び６ｂ 1 〜６ｂ4 の歯形に
ついて説明する。
【００１９】尚、各捩れ歯６ａ1 〜６ａ4 及び６ｂ1 〜
６ｂ4 は夫々同一形状であるので、そのうちの一つの捩
れ歯６ａ4 について図６，図７を参照して説明する。
６ｂ4 は夫々同一形状であるので、そのうちの一つの捩
れ歯６ａ4 について図６，図７を参照して説明する。
【００２０】図６，図７において捩れ歯６ａ4 のＤ点、
Ｋ点は夫々インボリュート曲線の基礎円上の点である。
このＤ点、Ｋ点の位置は他方のロータ６ｂが同一形状で
あることから決定でき、円弧ＣＤの曲線は半径を決定す
ればインボリュート曲線に滑らかに連続するように半径
の中心位置を決定できる。
Ｋ点は夫々インボリュート曲線の基礎円上の点である。
このＤ点、Ｋ点の位置は他方のロータ６ｂが同一形状で
あることから決定でき、円弧ＣＤの曲線は半径を決定す
ればインボリュート曲線に滑らかに連続するように半径
の中心位置を決定できる。
【００２１】又、Ｃ点の位置は他方のロータ６ｂのＩ点
と接する条件から決定され、同時に、Ｆ点も同様にして
求められる。先端部分の円弧ＦＧは半径を与えれば円の
包絡線により形成された歯先部分と滑らかに連続するよ
うに半径の中心位置を決定できる。
と接する条件から決定され、同時に、Ｆ点も同様にして
求められる。先端部分の円弧ＦＧは半径を与えれば円の
包絡線により形成された歯先部分と滑らかに連続するよ
うに半径の中心位置を決定できる。
【００２２】即ち、上記捩れ歯６ａ4 は、Ｏを中心とす
る円弧ＡＢと、他方のロータ６ｂの歯先部分ＩＨにより
創成される包絡線により形成された歯溝ＢＣと、歯溝Ｂ
Ｃと連続する２次曲線よりなる歯元部分としての円弧Ｃ
Ｄと、円弧ＣＤと滑らかに連続するインボリュート曲線
により形成されピッチ円Ｐ付近の歯中間部分ＤＥと、他
方のロータ６ｂの円弧ＫＬで創成される包絡線により形
成された歯先部分ＥＦと、歯先部分ＥＦと滑らかに連続
する２次曲線状の円弧ＦＧ（歯先端部分）と、θ1 を中
心とする円弧ＧＨとが連続的に形成されてなる。尚、捩
れ歯６ａ4 のＨ〜Ｎ点までの形状は上記Ａ〜Ｇまでの形
状と対称となるように形成されている。
る円弧ＡＢと、他方のロータ６ｂの歯先部分ＩＨにより
創成される包絡線により形成された歯溝ＢＣと、歯溝Ｂ
Ｃと連続する２次曲線よりなる歯元部分としての円弧Ｃ
Ｄと、円弧ＣＤと滑らかに連続するインボリュート曲線
により形成されピッチ円Ｐ付近の歯中間部分ＤＥと、他
方のロータ６ｂの円弧ＫＬで創成される包絡線により形
成された歯先部分ＥＦと、歯先部分ＥＦと滑らかに連続
する２次曲線状の円弧ＦＧ（歯先端部分）と、θ1 を中
心とする円弧ＧＨとが連続的に形成されてなる。尚、捩
れ歯６ａ4 のＨ〜Ｎ点までの形状は上記Ａ〜Ｇまでの形
状と対称となるように形成されている。
【００２３】上記形状の捩れ歯６ａ1 〜６ａ4 及び６ｂ
1 〜６ｂ4 ではＡＢ，ＣＤ，ＦＧ，ＧＨと包絡線により
形成されたＢＣ，ＥＦとが噛み合う部分はやや滑り率が
大きいが、ほとんどの回転角ではインボリュート曲線に
より形成された歯中間部分ＤＥ，ＪＫでも同時に噛み合
うため、転がり接触に近い噛み合いとなる。そのため、
ロータ６ａ，６ｂの回転が円滑となるとともに歯が摩耗
しにくくなって耐久性が向上し、回転伝達が確実に行な
われる。又、上記歯形とされた捩り歯６ａ1 〜６ａ4 及
び６ｂ1 〜６ｂ4 は、円弧ＣＤ，ＦＧの半径やインボリ
ュート曲線の基礎円半径などを任意に選択できるので、
設計上の自由度が大きく、歯の高さを広範囲に選定する
ことができる。その結果、各捩り歯６ａ1 〜６ａ4 の歯
厚を小さくしてロータ６ａ，６ｂの１回転当りの流量を
大きく設定することが可能となり、ひいては流量計１の
小型化を図れる。
1 〜６ｂ4 ではＡＢ，ＣＤ，ＦＧ，ＧＨと包絡線により
形成されたＢＣ，ＥＦとが噛み合う部分はやや滑り率が
大きいが、ほとんどの回転角ではインボリュート曲線に
より形成された歯中間部分ＤＥ，ＪＫでも同時に噛み合
うため、転がり接触に近い噛み合いとなる。そのため、
ロータ６ａ，６ｂの回転が円滑となるとともに歯が摩耗
しにくくなって耐久性が向上し、回転伝達が確実に行な
われる。又、上記歯形とされた捩り歯６ａ1 〜６ａ4 及
び６ｂ1 〜６ｂ4 は、円弧ＣＤ，ＦＧの半径やインボリ
ュート曲線の基礎円半径などを任意に選択できるので、
設計上の自由度が大きく、歯の高さを広範囲に選定する
ことができる。その結果、各捩り歯６ａ1 〜６ａ4 の歯
厚を小さくしてロータ６ａ，６ｂの１回転当りの流量を
大きく設定することが可能となり、ひいては流量計１の
小型化を図れる。
【００２４】さらに、ロータ６ａの捩り歯６ａ1 〜６ａ
4 とロータ６ｂの捩り歯６ｂ1 〜６ｂ4 との間に形成さ
れる隙間の分布は、図８のハッチング部分に示すよう
に、歯中間部分ＤＥで最小となり、歯中間部分ＤＥに連
続するＡ点〜Ｄ点及びＥ点〜Ｈで大きくなるように設定
されている。
4 とロータ６ｂの捩り歯６ｂ1 〜６ｂ4 との間に形成さ
れる隙間の分布は、図８のハッチング部分に示すよう
に、歯中間部分ＤＥで最小となり、歯中間部分ＤＥに連
続するＡ点〜Ｄ点及びＥ点〜Ｈで大きくなるように設定
されている。
【００２５】従って、他の捩り歯とインボリュート曲線
により形成された歯中間部分ＤＥとの隙間の大きさをδ
1 とすると、他の捩り歯と上記円弧ＡＢ及び歯溝ＢＣと
の隙間の大きさはδ2 となり、両隙間の関係はδ1 ＜δ
2 となる。従って、ロータ６ａ，６ｂの各捩り歯６ａ1
〜６ａ4 及び６ｂ1 〜６ｂ4 は、歯中間部分ＤＥの隙間
δ1 が円弧ＡＢ及び歯溝ＢＣの隙間δ2 よりも小さくな
るように形成されている。又、他の捩り歯と円弧ＣＤと
の隙間は、Ｄ点からＣ点に向かってδ1 からδ 2 へ連続
的に変化するように形成されている。
により形成された歯中間部分ＤＥとの隙間の大きさをδ
1 とすると、他の捩り歯と上記円弧ＡＢ及び歯溝ＢＣと
の隙間の大きさはδ2 となり、両隙間の関係はδ1 ＜δ
2 となる。従って、ロータ６ａ，６ｂの各捩り歯６ａ1
〜６ａ4 及び６ｂ1 〜６ｂ4 は、歯中間部分ＤＥの隙間
δ1 が円弧ＡＢ及び歯溝ＢＣの隙間δ2 よりも小さくな
るように形成されている。又、他の捩り歯と円弧ＣＤと
の隙間は、Ｄ点からＣ点に向かってδ1 からδ 2 へ連続
的に変化するように形成されている。
【００２６】そのため、歯溝ＢＣが大きく逃げるよう形
成されており、他のロータの歯が歯溝ＢＣに噛み合う際
の隙間δ2 が、歯中間部分ＤＥの理論隙間δより大きく
（δ 2 ＞δ）なるとともに、歯元部分としての円弧ＣＤ
が歯中間部分ＤＥと滑らかに連続するように形成されて
いる。
成されており、他のロータの歯が歯溝ＢＣに噛み合う際
の隙間δ2 が、歯中間部分ＤＥの理論隙間δより大きく
（δ 2 ＞δ）なるとともに、歯元部分としての円弧ＣＤ
が歯中間部分ＤＥと滑らかに連続するように形成されて
いる。
【００２７】図９は歯先部分ＩＨと他のロータの歯溝Ｂ
Ｃとの噛み合い点Ｐ1 及び歯中間部分ＤＥと他のロータ
の歯中間部分ＤＥとの噛み合い点Ｐ2 における噛み合い
状態を示す。
Ｃとの噛み合い点Ｐ1 及び歯中間部分ＤＥと他のロータ
の歯中間部分ＤＥとの噛み合い点Ｐ2 における噛み合い
状態を示す。
【００２８】同図中、噛み合い点Ｐ1 の中心から距離Ｏ
〜Ｐ1 は、距離Ｏ〜Ｐ2 よりも大きいため、ロータ６ｂ
を固定して考えると、均一な隙間を設定した場合、ロー
タ６ａの回転による移動量は噛み合い点Ｐ1 の方が大き
いため、噛み合い点Ｐ1 では歯先部分ＩＨと他のロータ
の歯溝ＢＣとが接触するが、噛み合い点Ｐ2 では歯中間
部分ＤＥと他のロータの歯中間部分ＤＥとの間に隙間が
生ずる。
〜Ｐ1 は、距離Ｏ〜Ｐ2 よりも大きいため、ロータ６ｂ
を固定して考えると、均一な隙間を設定した場合、ロー
タ６ａの回転による移動量は噛み合い点Ｐ1 の方が大き
いため、噛み合い点Ｐ1 では歯先部分ＩＨと他のロータ
の歯溝ＢＣとが接触するが、噛み合い点Ｐ2 では歯中間
部分ＤＥと他のロータの歯中間部分ＤＥとの間に隙間が
生ずる。
【００２９】このような噛み合い状態においては、ロー
タ６ｂからロータ６ａに作用する力を考えると、上記噛
み合い点Ｐ1 では接触面の法線方向の力ｆn1と、摩擦力
ｆs1とが作用し、合力はｆ1 のようになる。又、上記噛
み合い点Ｐ2 では、同様に接触面の法線方向の力ｆ
n2と、接線方向のｆs2とが作用し、合力はｆ2 のように
なる。
タ６ｂからロータ６ａに作用する力を考えると、上記噛
み合い点Ｐ1 では接触面の法線方向の力ｆn1と、摩擦力
ｆs1とが作用し、合力はｆ1 のようになる。又、上記噛
み合い点Ｐ2 では、同様に接触面の法線方向の力ｆ
n2と、接線方向のｆs2とが作用し、合力はｆ2 のように
なる。
【００３０】図１０に示すように、ロータ６ａの中心Ｏ
と噛み合い点Ｐ1 を結ぶ線ＯＰ1 に直交する方向の力が
上記合力ｆ1 の回転トルクとして作用する分力ｆT1とな
る。この分力ｆT1はｆ1 ・ｓｉｎψ1 と等しい。尚、噛
み合い点Ｐ2 でもこれと同様である。
と噛み合い点Ｐ1 を結ぶ線ＯＰ1 に直交する方向の力が
上記合力ｆ1 の回転トルクとして作用する分力ｆT1とな
る。この分力ｆT1はｆ1 ・ｓｉｎψ1 と等しい。尚、噛
み合い点Ｐ2 でもこれと同様である。
【００３１】又、上記分力ｆT1は、ロータ６ａの回転方
向と逆方向に作用するため、ロータ６ａの回転抵抗とな
る。しかも、｜ψ1 ｜＞｜ψ2 ｜となる場合があり、さ
らにトルクは上記噛み合い点Ｐ1 で｜ＯＰ1 ｜・ｆT1・
ｓｉｎψ1 ，噛み合い点Ｐ2で｜ＯＰ2 ｜・ｆT2・ｓｉ
ｎψ2 となるので、その差ｆ1 −ｆ2 はきわめて大きく
ロータ６ａ，６ｂの回転の妨げとなっていた。
向と逆方向に作用するため、ロータ６ａの回転抵抗とな
る。しかも、｜ψ1 ｜＞｜ψ2 ｜となる場合があり、さ
らにトルクは上記噛み合い点Ｐ1 で｜ＯＰ1 ｜・ｆT1・
ｓｉｎψ1 ，噛み合い点Ｐ2で｜ＯＰ2 ｜・ｆT2・ｓｉ
ｎψ2 となるので、その差ｆ1 −ｆ2 はきわめて大きく
ロータ６ａ，６ｂの回転の妨げとなっていた。
【００３２】しかるに、本実施例では、上記のように歯
中間部分ＤＥの隙間δ1 が円弧ＡＢ及び歯溝ＢＣの隙間
δ2 よりも小さくなるようにするとともに、望ましくは
δ1：δ2 ＞｜ＯＰ1 ｜：｜ＯＰ2 ｜となるように隙間
δ1 ，δ2 を設定する。これにより、噛み合い点Ｐ1 に
おける歯先部分ＩＨと他のロータの歯溝ＢＣとの接触が
防止され、常にインボリュート曲線により形成された歯
中間部分ＤＥ同志を接触させることができる。よって、
各捩り歯６ａ1 〜６ａ4 と６ｂ1 〜６ｂ4 との間での、
摩擦損失が減少して回転トルクの伝達効率が向上する。
中間部分ＤＥの隙間δ1 が円弧ＡＢ及び歯溝ＢＣの隙間
δ2 よりも小さくなるようにするとともに、望ましくは
δ1：δ2 ＞｜ＯＰ1 ｜：｜ＯＰ2 ｜となるように隙間
δ1 ，δ2 を設定する。これにより、噛み合い点Ｐ1 に
おける歯先部分ＩＨと他のロータの歯溝ＢＣとの接触が
防止され、常にインボリュート曲線により形成された歯
中間部分ＤＥ同志を接触させることができる。よって、
各捩り歯６ａ1 〜６ａ4 と６ｂ1 〜６ｂ4 との間での、
摩擦損失が減少して回転トルクの伝達効率が向上する。
【００３３】又、流体が各捩り歯６ａ1 〜６ａ4 と６ｂ
1 〜６ｂ4 との間から漏れることを防止するために、上
記隙間δ1 の方を最小とすることにより上記隙間δ1 ，
δ2を漏れが生じない適切値に設定することができると
ともに回転抵抗の小さいロータを製作することが可能と
なる。
1 〜６ｂ4 との間から漏れることを防止するために、上
記隙間δ1 の方を最小とすることにより上記隙間δ1 ，
δ2を漏れが生じない適切値に設定することができると
ともに回転抵抗の小さいロータを製作することが可能と
なる。
【００３４】従って、上記構成とされたロータ６ａ，６
ｂを使用することにより、回転抵抗の小さくなるため、
流量計測時の圧力損失を低減することが可能となり、さ
らには微小流量域での計測感度を向上させることができ
る。又、常にインボリュート曲線により形成された歯中
間部分ＤＥ同志を接触させることにより、中心間距離の
誤差があっても、ロータ６ａ，６ｂは各捩り歯６ａ1 〜
６ａ4 と６ｂ1 〜６ｂ 4 との間で等速噛み合いを実現す
ることができるので、各捩り歯６ａ1 〜６ａ4と６ｂ1
〜６ｂ4 との間での騒音発生を防止しうる。
ｂを使用することにより、回転抵抗の小さくなるため、
流量計測時の圧力損失を低減することが可能となり、さ
らには微小流量域での計測感度を向上させることができ
る。又、常にインボリュート曲線により形成された歯中
間部分ＤＥ同志を接触させることにより、中心間距離の
誤差があっても、ロータ６ａ，６ｂは各捩り歯６ａ1 〜
６ａ4 と６ｂ1 〜６ｂ 4 との間で等速噛み合いを実現す
ることができるので、各捩り歯６ａ1 〜６ａ4と６ｂ1
〜６ｂ4 との間での騒音発生を防止しうる。
【００３５】尚、上記実施例において使用するロータ６
ａ，６ｂは例えば４枚歯のヘリカルロータを用いたが、
これに限らず、例えば歯を捩っていない通常のロータあ
るいは４枚歯以外のロータに用いることもできる。
ａ，６ｂは例えば４枚歯のヘリカルロータを用いたが、
これに限らず、例えば歯を捩っていない通常のロータあ
るいは４枚歯以外のロータに用いることもできる。
【００３６】さらに、上記実施例において、容積式回転
機用ロータを流量計に適用した場合につき説明したが、
これに限らずポンプ、圧縮機、送風機等の容積式回転機
に適用することもできる。
機用ロータを流量計に適用した場合につき説明したが、
これに限らずポンプ、圧縮機、送風機等の容積式回転機
に適用することもできる。
【００３７】
【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１によれ
ば、歯中間部分が他のロータの歯中間部分に噛み合う際
の隙間が他の部分と噛み合う際の隙間に比べて最小とな
るようにしたため、常にインボリュート曲線により形成
された歯中間部分同志が接触するようにして一のロータ
の歯先と他のロータの歯元とが接触することを防止する
ことができる。従って、回転抵抗の小さいロータを製作
することができので、流体の圧力損失を低減することが
可能となり、さらには流量計の場合微小流量域での計測
感度を向上させることができ、さらには等速噛み合いを
実現することができるので、互いに噛み合う歯と歯との
間での騒音発生を防止しうる。
ば、歯中間部分が他のロータの歯中間部分に噛み合う際
の隙間が他の部分と噛み合う際の隙間に比べて最小とな
るようにしたため、常にインボリュート曲線により形成
された歯中間部分同志が接触するようにして一のロータ
の歯先と他のロータの歯元とが接触することを防止する
ことができる。従って、回転抵抗の小さいロータを製作
することができので、流体の圧力損失を低減することが
可能となり、さらには流量計の場合微小流量域での計測
感度を向上させることができ、さらには等速噛み合いを
実現することができるので、互いに噛み合う歯と歯との
間での騒音発生を防止しうる。
【００３８】又、請求項２によれば、他のロータの歯が
歯溝に噛み合う際の隙間が歯中間部分の理論隙間より大
きくなるよう歯溝の逃げを大きくするとともに、歯元部
分が歯中間部分と滑らかに連続するように形成するた
め、常にインボリュート曲線により形成された歯中間部
分同志が接触するようにして一のロータの歯先と他のロ
ータの歯元とが接触することを防止して上記請求項１と
同様な効果が得られる。
歯溝に噛み合う際の隙間が歯中間部分の理論隙間より大
きくなるよう歯溝の逃げを大きくするとともに、歯元部
分が歯中間部分と滑らかに連続するように形成するた
め、常にインボリュート曲線により形成された歯中間部
分同志が接触するようにして一のロータの歯先と他のロ
ータの歯元とが接触することを防止して上記請求項１と
同様な効果が得られる。
【図１】本発明になる容積式回転機用ロータの一実施例
で適用された流量計の斜視図である。
で適用された流量計の斜視図である。
【図２】ケーシングの斜視図である。
【図３】流量計の縦断面図である。
【図４】図３中IV−IV線に沿う縦断面図である。
【図５】図３中Ｖ−Ｖ線に沿う横断面図である。
【図６】一対のロータが噛み合っている状態を拡大して
示す図である。
示す図である。
【図７】ロータの歯の形状を示す拡大図である。
【図８】ロータの歯と歯との間に形成される隙間の分布
を示す拡大図である。
を示す拡大図である。
【図９】ロータの歯と歯との間に作用する力の作用方向
を示す拡大図である。
を示す拡大図である。
【図１０】ロータの歯と歯との間に作用する回転トルク
の作用方向を示す拡大図である。
の作用方向を示す拡大図である。
１ 流量計 ２ 計量室 ３ ケーシング ４，５ 側板 ６ａ，６ｂ ロータ ６ａ1 〜６ａ4 ，６ｂ1 〜６ｂ4 捩り歯 ７ａ，７ｂ 軸 １２ 流入路 １３ 流出路
Claims (2)
- 【請求項１】 インボリュート曲線により形成されたピ
ッチ円付近の歯中間部分と、 該歯中間部分に滑らかに連続する２次曲線により形成さ
れた歯元部分と、 該歯元部分に連続し、他のロータの歯先端部分の包絡線
により形成された歯溝と、 前記歯中間部分に連続し、前記他のロータの歯中間部分
の包絡線により形成された歯先部分と、 前記歯先部分と滑らかに連続する２次曲線により形成さ
れた歯先端部分と、 よりなる歯を複数有する容積式回転機用ロータであっ
て、 前記歯中間部分が他のロータの歯中間部分に噛み合う際
の隙間が他の部分と噛み合う際の隙間に比べて最小とな
るように前記歯を形成してなることを特徴とする容積式
回転機用ロータ。 - 【請求項２】 インボリュート曲線により形成されたピ
ッチ円付近の歯中間部分と、 該歯中間部分に滑らかに連続する２次曲線により形成さ
れた歯元部分と、 該歯元部分に連続し、他のロータの歯先端部分の包絡線
により形成された歯溝と、 前記歯中間部分に連続し、前記他のロータの歯中間部分
の包絡線により形成された歯先部分と、 前記歯先部分と滑らかに連続する２次曲線により形成さ
れた歯先端部分と、 よりなる歯を複数有する容積式回転機用ロータであっ
て、 他のロータの歯が前記歯溝に噛み合う際の隙間が前記歯
中間部分の理論隙間より大きくなるよう前記歯溝の逃げ
を大きくするとともに、前記歯元部分が前記歯中間部分
と滑らかに連続するように前記歯を形成してなることを
特徴とする容積式回転機用ロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26133193A JPH07119614A (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 容積式回転機用ロータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26133193A JPH07119614A (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 容積式回転機用ロータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07119614A true JPH07119614A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17360335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26133193A Pending JPH07119614A (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 容積式回転機用ロータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119614A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108757447A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-06 | 中国石油大学(华东) | 一种分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法 |
-
1993
- 1993-10-19 JP JP26133193A patent/JPH07119614A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108757447A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-06 | 中国石油大学(华东) | 一种分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法 |
| CN108757447B (zh) * | 2018-07-12 | 2023-08-01 | 中国石油大学(华东) | 一种分段圆弧型罗茨转子及其型线设计方法 |
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