JPS58135394A - 回転ピストン圧縮機 - 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】 本発明は少なくとも一つのけす歯末ロータとこれと噛合
う従ロータとを備えた平行軸かつ偏心軸回転ピストン圧
縮機に関する。

この種の回転ピストン圧縮機は例えば西独国特許公開公
報２５０５１１５から公知である。

この公開公報は従ロータのフランクの形態を対象とし、
その目的は回転ピストン圧縮機に存在する圧縮機歯部に
おけるブローホールを、即ち相互に噛合っている両射の
主ロータ及び従ロータの各一つの歯のフランクが相互に
当接する接触線力（ウジフグ孔の断面とに生じるハウジ
ング縁まで達しないことによって生じる・もの（ウィー
ンのハンダスプリンガ出版社発行　ニューヨーク　１９
７９　第７２ｆｆ頁参照）“をできる限り小さく保持し
ようとすることである。

類似の方法で米国特許明細書２６２２７８７もブローホ
ールに基いて生じる洩漏の減少を対象とする。

これ及び他の公知の回転ピストン圧縮機は対称又は非対
称の歯プロフィルを有し、歯プロフィルは相異なる曲線
セグメントから統合され、数学的に単純に数式で表わす
ことが不可能である。一般に歯は深く切削される〔（リ
ング出版社発行　ねじ−圧縮機２８頁、第１１図も参照
）そこには構造及び非対称の構造が詳しく記載されてい
る〕。

漏洩をできる限り少なくするためにねじ圧縮機のロ一り
は高精度に製造されねばならず、そのためにコスト高の
かつ高価な工具及び工作機械が必要とされる。個々のフ
ランクの複雑な形態に基いて固有のフライスが必要とさ
れ、その際ロータの製造は大抵多くの作業工程全必要と
する（いわゆる荒仕上フライスによる前加工及びその後
精密フライスによる仕上加工）０そのようにロータ対の
ためのフライスセットは直径に従って２０，０００〜５
０，０００ドイツマルクか＼る０このために必要な仕上
寸法管理のためのコストがか＼る０ その都度所望の需要を充足するために相異なる搬送容量
の回転ピストン圧縮機が使用される。

これに相応してメーカーは高い製造コストのために容量
段（型式）の間の間隔が比較的太きぐ選ばれる圧縮機シ
リーズを提供し、それによって高すぎない工具がつくら
れストックされなければならない。このことはシリーズ
の個々容量段の回転ピストン圧縮機が直接その最適範囲
又は最適範囲の近くにおいてではなく、むしろ最適でな
くとも広い範囲に亘って運転されるという結果を招く。

その際横座標にはロータの周速又は回転数が記載される
ことができ、この際品質についての説明は変らない。最
適の運転点は第１図に明らかにされているように特別の
必要最小動力では、即ち記載の曲線の点Ａに位置する。

現在市場にある回転ピストン圧縮機は範囲ＢＡＣにおい
て運転され、ある型式での搬送容積とできる限υ間隔を
あけずに次に大きい型式に連ねるためには略Ｂ’ＡＣ’
で示す最適の範囲又は最適の範囲の近くのみでは運転さ
れない。各型式により運転される搬送容積範囲の拡張は
変速機による回転数変化によって達成されねばならない
（ベルト又は歯車伝動装置又は駆動モータの回転数調整
による）。範囲Ｂ’ＡＣ′において回転ピストン圧縮機
を運転しようとすれば搬送容量範囲は狭められねばなら
ない。しかしこれによって上記のように多数型式の回転
ピストン圧縮機及び従って多数の高価な工具が必要とさ
れることになる○ 本発明の課題は冒頭に述べた種類の回転ピストン圧縮機
を創造することであシ、その圧縮機が簡単に製造されか
つフランクプロフィルの製造のための比較的コストの安
い工具しか必要とされないようにすることである０更に
仕上寸法管理が正確に、コスト安くかつ簡単に実施され
ることができるようにすることである０本発明によれば
この課題は主ロータのフランクが同解ねじ面であシ、ね
じ面はその平面がねじ軸線に対して垂直な円のねじ締め
（運動）によって創成されていることによって解決され
る。

本発明の他の有利な構成は従ロータのフランクが主ロー
タと従ロータの転動の間山頂線上に位置する点（主ロー
タ山頂点）の相対軌道によって創成されかつ決定される
ことに及ぶ。

有利な寸法で主ロータは少なくとも三つの歯を有する。

選択された本発明によるプロフィルでは主ロータのフラ
ンクは曲線セグメントから形成されるのではなく、むし
ろ創成された円のために山頂点から山頂点への常に均等
に解析的に特定可能な曲線形によって形成され、この場
合、円弧によって形成される０この際フランクは同解ね
じ面であり、その創成円は文献に記載されている（ブン
ダリツヒの画法幾何学、シリーズＢ、１第２巻、及びホ
ツホシュルトアツシエンブツヒャ　１５３巻（１９６７
年）１８８ｆｆ頁参照ン〔歯の面は周方フライスによる
フライス削りによって製作される。そのような周方フラ
イスの形状は歯直角断面形に相応して形成されることが
できるねじれ母線を備えた周方フライスである０主ロー
タのプロフィルの選択に基いて従ロータのフランクは円
弧に近似の形態をもった側フライスによって製造される
ことができる歯形曲線によって形成される。

従って本発明による形態の利点は特に主ロータ並びに従
ロータの製造が簡単化され、全体として安価になったこ
とにある。仕上寸法管理も簡単化される、そのわけは主
及び従ロータのプロフィルの曲線が公知のプロフィルよ
りも伺倍も簡単になったからである。更に切削加工も最
小となる。

その上少ない工具コストと簡単な幾何学形状のために多
種多様の型式が可能であシ、その結果公知の圧縮機シリ
ーズに比して明らかに簡単な等級をもった回転ピストン
圧縮機シリーズが提供されることができる。その際、シ
リーズの個々の回転ピストン圧縮機の効率の最適化が可
能であシ、圧縮機において最適の周速は伝動装置を取除
いた場合（例えば電動機として形成された駆動装置の電
気的定格回・転数に適合される、歯車及びビニオン又は
ベルト）選択されることができる。その際回転ピストン
圧縮機が直結されて範囲Ｂ’ＡＣ’（第１図）において
運転されることができ、その結果、それによって最適の
作業範囲が利用されることができる。

プロフィルの簡単化によって製造されたロータの幾何学
寸法も実質上簡単に測定され、それによって−−上記の
ようにｍ−仕上寸法管理も安価にされることができる０
上記のように、そのようなシリーズの個々の回転ピスト
ン圧縮機は中間伝動装置の中間接続なしに直接駆動され
ることができ、その結果既に効率の向上が得られること
ができる。

本発明による構成の別の利点は次の点にもある。公知の
ロータでは歯の高さが即ち隣接した二つの山頂線の間の
溝深さが大きい０このことは外径に対する谷径の比が同
様に太きいという結果になる。公知のロータではこの値
は０４と０５の間であるＯしかし特許請求の範囲第１項
の特徴部分の構成によって特定されている本発明による
ロータでは、外径に対する谷径の比は略０．９５である
。それによって本発明による主ロータでは想定される撓
みは公知の主ロ一りに比に実質上ゼロである。これによ
って公差は非常に小さく保持されることができ、更に個
々の主ロータは非常に頑丈である。この公差に基いて、
効率は更に改良されることができる。実施例を示す図面
に基いて本発明並びに本発明の有利な構成及び改良を詳
しく説明する０ 第２図によれば１０で表わされる回転ピストン圧縮機は
ハウジング１２において圧縮機室１４を有し、圧縮機室
には主ロータ１６とこれと噛合う従ロータ１８が配設さ
れている。主ロータ１６は一端に相異なる直径をもって
二つの範囲２０及び２２に分割された突出部２４を有し
、そのうち大きい直径をもった範囲２０はころ軸受２６
による支承に、そして小さい直径の他の範囲２２は図示
しない駆動装置の接続のために使用される。軸受２６は
軸受デスク５０の支承凹部２８にあシ、軸受デスクは接
続蓋５２と共働してねじ結合によってノ・ウジング１２
と固着されている。外方への軸受２６の緊塞のためにパ
ツキンリング５６が設けられている。これと向い合って
いる端には主ロータ１６は別のジャーナル５８を有し、
ジャーナルはノ飄つジング１２の第１支承開口４４にお
けるころ軸受４０と玉軸受４２において支承されている
。軸受４０と４２の保持は内方ではジャーナル５８上に
ねじ止めされたナツト４６を介して、そして外方では圧
縮ばね４８を介して行われ、圧縮ばねはノ・ウジングと
ねじ５２を介して固定されている第二の蓋５０に固定ス
リーブ５５の中間接合の下に支持される。

類似の方法で従ロータ１８は端面側にそれぞれ一つのジ
ャーナル５４及び５６を有し、そのうちジャーナル５４
は支承デスク３０のころ軸受５８に、そしてジャーナル
５６はノ・ウジング１２の第２の支承開口６４において
ころ軸受６０と玉軸受６２において支承されている。軸
受６０及び６２の保持又はアキシャル固定は軸受の内径
又は内輪でジャーナル５６上にねじ止めされたナツト６
６によってそして外方では軸受外輪で圧縮ばね６８を介
して固定スリーブ７０の中間接合の下に行われる。

符号７２によって主ロータの一点鎖線で表わされた溝曲
線が、そして符号７４によって従ロータの点線で表われ
た線が示される。符号７６及び７８は主ロータ又は従ロ
ータの山頂線を表わす。

第５図においては第１図のＩｌｌ　−Ｉｆｆ線に沿う横
断面が表わされている０主ロ一タ１６！／″ｉ全部で４
個の歯を有し、その山頂点は第５図による断面において
符号８０，８２．８４及び８６によって表わされている
。主ロータの歯はねじ軸線に対して垂直の平面上への溝
らせん曲線を投影した曲率半径ヲモった円のねじ締めに
よって形成されており、その際「ねじの経過」は山頂線
の曲率半径に相応１〜で選択されている〇主ロータの製
造は周方フライスを備えたフライス削り工程によって行
われる。。

従ロータ１８は新しい歯（くわしくは引用されない）を
有し、第４図〜第７図から明らかなように歯の間のフラ
ンクは主ロータ１６の山頂点８０〜８４の相対軌道によ
って決定される。

尖った従ロータ歯では従ロータフランクは正しく円では
なく、むしろエビトロコイドであり、エビトロコイドは
勿論製造の際には近似的に彎曲部即ち円弧によって代替
えられることができる。

第４図は主ロータと従ロータの第一の位置を示し、この
位置では主ロータ１６の山頂点８２は図の位置に、即ち
山頂中心線は正しくロータの中心軸線の結合線Ｖ−Ｖ上
に位置する。その際山頂点８２は従ロータ１８の消点８
２とも同位置にあシ、消点８２′は同様に両ロータの中
心点の間の連結線上に位置する。その際山頂意中心線と
満点中心線は交わる。従ロータ１８の山頂点８８と９０
は正確に歯のフランク上に載っており、歯は山頂点８２
を有する主ロータを矢印方向にまわすと、山頂意中心線
は山頂点８２と共に時計方向に（第５図で下方に）動か
され、その際山頂点８２は正確に従ロータのフランク上
を走行し、このようにして従ロータのフランクが山頂点
８２の軌道によって決定される。従ロータ１８の山頂点
９０は常に他のフランクに当接する。従ロータ１８の満
点中心線は主ロータと従ロータの間の回転数比に対応し
て、僅かだけ両ロータの中心点の連結線から反時計方向
にずらされている。

第６図には主ロータの山頂点８２が従ロータの山頂点８
８の範囲にあり、その際山頂点９０は主ロータのフラン
ク上に位置する。第７図においては山頂点８２が従ロー
タから解放され、その際山頂点９０は常にフランク上に
とどまっている。回転が進むと山頂点８４は従ロータと
接触し、その経過又は幾何学寸法は第４図〜第７図の場
合と同様である。従ロータのフランクは主ロータの山頂
点によって形成され、その際主ロータの山頂点が従ロー
タの二つの山頂点の間にある場合には、前記岡山頂点が
主ロータの一つのフランク又は複数のフランク上に当接
している。

尖っり従ロータ歯では従ロータのフランクはα］ キロ〜りの山頂点によって形成されるので、山頂点の包
絡歯形曲線とみなされる従ロータのフランクの明らかな
計算は電子的データ処理による計算によって可能になる
。

尚主ロータ及び従ロータのプロフィル形ニ基いて、ブロ
ーホールは実際上ゼロである。このことは本発明による
構成の他の特別な利点であり、そしてプロフィル形はこ
の理由から小さい搬送容量のために特別に好適に適合し
ておシ、そこでは最小の漏洩が効率の明らかな減少に連
なシうる０

【図面の簡単な説明】

第１図は比エネルギ必要量をＫＷ／ｍ”７ｍ１ｎ　、搬
送量ｍ３７ｍ１ｎの場合のダイヤグラム、第２図は本発
明による回転ピストン圧縮機の縦断面図、第５図は第１
図のｌ［−］１［線に沿う断面図そして第４図〜第７図
は種々の位置における主ロータ二１Ｅｒ４ ！−、、−考号−］即ｊ　−＝ｙ１−＝　、＝＝−＝　
　＜力　式）％式％ １、事件の表示 昭和５７年特許願第　／’７７．９３９号２、　発明の
名称 １回手ムじ０ストンピー航宋べ・ ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人 ５、補正命令の日附 昭和９３年　２月２　日 ６、補正の対象

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一つの駆動されるはす歯末ロータとこ
   れと噛合う従ロータとを備えた平行軸かつ偏心軸の回転
   ピストン圧縮機において、主ロータのフランクは同解ね
   じ面であシ、同解ねじ面は平面がねじ軸線に対して垂直
   な円のねじ締めによって形成されていることを特徴とす
   る回転ピストン圧縮機。
2. （２）従ロータのフランクが山頂線上に位置する点（主
   ロータ山頂点）の相対軌道によって主ロータと従ロータ
   の転動の間に形成されかつ決定される、特許請求の範囲
   第１項記載の回転ピストン圧縮機。
3. （３）主ロータが少なくとも三つの歯を有する、特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の回転ピストン圧縮機。