JPS60104789A - スクリユ−ロ−タ - Google Patents
スクリユ−ロ−タInfo
- Publication number
- JPS60104789A JPS60104789A JP20904183A JP20904183A JPS60104789A JP S60104789 A JPS60104789 A JP S60104789A JP 20904183 A JP20904183 A JP 20904183A JP 20904183 A JP20904183 A JP 20904183A JP S60104789 A JPS60104789 A JP S60104789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- rotor
- contact
- pitch
- pitch circle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
- F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
- F01C1/084—Toothed wheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は一対のロータが直接かみ合って回転するスクリ
ュー流体機械に係り、特に、ロータの摩耗を低減させる
に好適なロータ歯形に関する。
ュー流体機械に係り、特に、ロータの摩耗を低減させる
に好適なロータ歯形に関する。
第１図は従来のオイルフリースクリユー圧縮機の構造を
示す。１は雄ロータ、２は雌ロータで雄ロータは軸受３
及び４で、雌ロータは軸受５及び６でそれぞれ支持され
、ケーシング７の中で回転する。雄ロータの軸の一端８
を外部から駆動することにより雄ロータが回転し、この
回転は雄ロータ軸及び雌ロータ軸にそれぞれ取付けられ
た一対のタイミングギヤ９およびｌＯを介して雌ロータ
に伝えられる。第２図にロータの軸直角断面図を示す。
示す。１は雄ロータ、２は雌ロータで雄ロータは軸受３
及び４で、雌ロータは軸受５及び６でそれぞれ支持され
、ケーシング７の中で回転する。雄ロータの軸の一端８
を外部から駆動することにより雄ロータが回転し、この
回転は雄ロータ軸及び雌ロータ軸にそれぞれ取付けられ
た一対のタイミングギヤ９およびｌＯを介して雌ロータ
に伝えられる。第２図にロータの軸直角断面図を示す。
両ロータにはそれぞれ図のような歯形が、一定のリード
で、ねじ状に刻まれている。両ロータは前記タイミング
ギヤを介して互いに同期して回転し、接触しない、すな
わち、ロータ間には常に透き間が保たれる。歯溝間のガ
スはロータの回転に伴って圧縮されるが、ロータ間の透
き間からはガスが漏れるので、圧縮機の効率を上げるた
めにはロータ間の透き間をできる限り小さくすることが
望ましい。
で、ねじ状に刻まれている。両ロータは前記タイミング
ギヤを介して互いに同期して回転し、接触しない、すな
わち、ロータ間には常に透き間が保たれる。歯溝間のガ
スはロータの回転に伴って圧縮されるが、ロータ間の透
き間からはガスが漏れるので、圧縮機の効率を上げるた
めにはロータ間の透き間をできる限り小さくすることが
望ましい。
従来のオイルフリー圧縮機では、ロータ間が非接触で回
転することが前提として作られていて、一度、接触すれ
ば、ロータの損耗のみでなく、圧縮機自体を焼損する恐
れがある。このため、前記タイミングギヤの調整には、
狭い透き間でロータが接触しないよう細心の注意を払う
必要があり、熟練した技能が要求されている。また、タ
イミングギヤも、単なる動力伝達を行う一般のギヤに比
べて、高精度が要求される。
転することが前提として作られていて、一度、接触すれ
ば、ロータの損耗のみでなく、圧縮機自体を焼損する恐
れがある。このため、前記タイミングギヤの調整には、
狭い透き間でロータが接触しないよう細心の注意を払う
必要があり、熟練した技能が要求されている。また、タ
イミングギヤも、単なる動力伝達を行う一般のギヤに比
べて、高精度が要求される。
また、雄雌ロータが無潤滑で直接接触しながら回転する
圧縮機として特公昭５５−２６３１２の例がある。
圧縮機として特公昭５５−２６３１２の例がある。
これは、ピッチ円附近の転がり接触領域で両ロータが接
触するように、その部分のみ歯面を突出させ、歯面の他
の部分を門人させるものである。この方法では、確かに
転がり接触領域で接触するロータを提供しているが、凹
入させた部分には太きな透き間を生じる。この部分に大
きな透き間があると前記のようにガスの漏れを生じ、゛
・無駄に動力を消耗する。
触するように、その部分のみ歯面を突出させ、歯面の他
の部分を門人させるものである。この方法では、確かに
転がり接触領域で接触するロータを提供しているが、凹
入させた部分には太きな透き間を生じる。この部分に大
きな透き間があると前記のようにガスの漏れを生じ、゛
・無駄に動力を消耗する。
本発明の目的側よ、ガス漏れの少なくかつタイミングギ
ヤなしのオイルフリースクリユー圧縮機を提供すること
にある。
ヤなしのオイルフリースクリユー圧縮機を提供すること
にある。
（発明の梃等〕
本発明は、ロータ間にこのような凹入部を設けず、接触
部を歯形曲線によって抑制しようとするものである。
部を歯形曲線によって抑制しようとするものである。
、歯面の加工精度の悪いロータでは、接触点は誤 差に
依存し、接触点を制限することは難しいが、最近の加工
技術の進歩により、ロータの歯面は非常に精度良く加工
できるようになっている。そのため、歯形曲線を適当に
選ぶことにより、接触点を以下に述べるようにコントロ
ールすることも可能である。
依存し、接触点を制限することは難しいが、最近の加工
技術の進歩により、ロータの歯面は非常に精度良く加工
できるようになっている。そのため、歯形曲線を適当に
選ぶことにより、接触点を以下に述べるようにコントロ
ールすることも可能である。
以下、歯形曲線と接触点との関係を第３図及び第４図に
より説明する。
より説明する。
第３図は両ロータのかみ合い点附近を切り取って示した
もので、２１は雄ロータｌの回転中心、２２は雌ロータ
２の回転中心である。両日−タの歯面は理論上、点２０
で接触するものとする。雄ロータ及び雌ロータはそれぞ
れ等速回転運動をするので、点２０において歯面に立て
た法線は必ずピッチ点２３を通る。
もので、２１は雄ロータｌの回転中心、２２は雌ロータ
２の回転中心である。両日−タの歯面は理論上、点２０
で接触するものとする。雄ロータ及び雌ロータはそれぞ
れ等速回転運動をするので、点２０において歯面に立て
た法線は必ずピッチ点２３を通る。
さて、ロータを圧縮機に組立んで運転すると、ロータに
はガス荷重が加わり、軸受のたわみやロータ軸のたわみ
等により、一般には５両ロータの中心間距離は、理論的
な距離より大きくなる。その上軸間距離を予め小さく設
定すると、静止時にロータが滑らかに回転できなくなる
ので、軸間距離は理論値よりいくらか太き目に加工され
るのが普通である。
はガス荷重が加わり、軸受のたわみやロータ軸のたわみ
等により、一般には５両ロータの中心間距離は、理論的
な距離より大きくなる。その上軸間距離を予め小さく設
定すると、静止時にロータが滑らかに回転できなくなる
ので、軸間距離は理論値よりいくらか太き目に加工され
るのが普通である。
今、上記のように軸間距離が微小量拡がった場合を考え
る。第４図はこのような場合のかみ合い点附近の様子を
拡大して示したものである。図における各番号は第３図
の番号にそれぞれ対応する。
る。第４図はこのような場合のかみ合い点附近の様子を
拡大して示したものである。図における各番号は第３図
の番号にそれぞれ対応する。
センタ間距離がＡＣだけ大きくなったとき、ロータ間に
は透き問が出来る。透き間の大きさを、雄ロータ２の回
転方向に換算した値ＡＣθはただし、αはかみ合い点２
０と雌ロータ中心２２とを結ぶ線分が、かみ合い点にお
けるプロフィルの接線となす角で、一般に圧力角と称さ
れる角度である。
は透き問が出来る。透き間の大きさを、雄ロータ２の回
転方向に換算した値ＡＣθはただし、αはかみ合い点２
０と雌ロータ中心２２とを結ぶ線分が、かみ合い点にお
けるプロフィルの接線となす角で、一般に圧力角と称さ
れる角度である。
雄ロータを固定し、透き間がなくなるまで雌ロータを■
転すると逆向きに動かすものとすると。
転すると逆向きに動かすものとすると。
雌ロータを回転角Ａθは、近似的に、
となる。ただし、γは点２０から点２２までの距離であ
る。
る。
点２２から２３までの距離をＲ２とすると、γＣＯｇｔ
ｚ ：Ｒ２ｇｉｎφ （３）となる。式（３）を式（２
）に代入すると、軸間距離が４Ｇだけ動いたとき、雌ロ
ータはガストルクにより反回転方向に透き聞分だけ戻さ
れる。その戻される量は、ロータの理論接触線に沿って
計算した（４）のΔθの最小値に等しい。また、Ａθが
最小となる点で両ロータは接触する。式（４）において
ＡＣ及びＲ２は定数であるからプロフィル上でφが最大
となる点でロータが接触することになるうすなわち、軸
間距離が開いたときに、相手ロータと最も接触しやすい
点は、その点からプロフィルに立てた法線と、法線とピ
ッチ円との交点とロータの中心とを結ぶ線分とのなす角
φが最大となる点である。。
ｚ ：Ｒ２ｇｉｎφ （３）となる。式（３）を式（２
）に代入すると、軸間距離が４Ｇだけ動いたとき、雌ロ
ータはガストルクにより反回転方向に透き聞分だけ戻さ
れる。その戻される量は、ロータの理論接触線に沿って
計算した（４）のΔθの最小値に等しい。また、Ａθが
最小となる点で両ロータは接触する。式（４）において
ＡＣ及びＲ２は定数であるからプロフィル上でφが最大
となる点でロータが接触することになるうすなわち、軸
間距離が開いたときに、相手ロータと最も接触しやすい
点は、その点からプロフィルに立てた法線と、法線とピ
ッチ円との交点とロータの中心とを結ぶ線分とのなす角
φが最大となる点である。。
この原理を応用して歯形曲線を設Ｍ１ずれば、ロータの
接触点をコンＩ−ロールすることががきるう以上は、前
進面側についてのみ述べたが、後進面側についても同様
のことが成立つ。
接触点をコンＩ−ロールすることががきるう以上は、前
進面側についてのみ述べたが、後進面側についても同様
のことが成立つ。
次下木発明を実施したロータ歯形を第５図により説明す
る。公知のように、一対の歯が等速でかみ合うとき、接
触点での相対滑り速度はピッチ点から接触点までの距離
に比例し、ピッチ点上でかみ合う歯面上の点の相対滑り
速度は０となる。それ故、両日−タ歯形がピッチ点上で
のみ接触するようにすれば、両ロータは転がり接触をし
、無潤滑でロータを直接かみ合わせても安全である。第
５図の歯形は、前記の角度φが前進面側及び後進面側と
もに、ピッチ円上の点２５．２６で最大となるように段
組されている。したがって、前記の原理により、このロ
ータはピッチ点でのみ接触する。なお、正常な運転状態
では後進面側の歯面が互いに相手歯面と接触することは
ないが、Ｕ−タの振動等により、前進面側の歯面が分離
し、後進面側で互いに相手歯面と接触することがある。
る。公知のように、一対の歯が等速でかみ合うとき、接
触点での相対滑り速度はピッチ点から接触点までの距離
に比例し、ピッチ点上でかみ合う歯面上の点の相対滑り
速度は０となる。それ故、両日−タ歯形がピッチ点上で
のみ接触するようにすれば、両ロータは転がり接触をし
、無潤滑でロータを直接かみ合わせても安全である。第
５図の歯形は、前記の角度φが前進面側及び後進面側と
もに、ピッチ円上の点２５．２６で最大となるように段
組されている。したがって、前記の原理により、このロ
ータはピッチ点でのみ接触する。なお、正常な運転状態
では後進面側の歯面が互いに相手歯面と接触することは
ないが、Ｕ−タの振動等により、前進面側の歯面が分離
し、後進面側で互いに相手歯面と接触することがある。
このようなときも、第５図のように、後進面側でもピッ
チ円上でφが最小となるように歯形を定めれば、相対滑
り速度が０の所で接触するので安全である。
チ円上でφが最小となるように歯形を定めれば、相対滑
り速度が０の所で接触するので安全である。
第６図に本発明の別の実施例を示す。この実施例では、
雌ロータ歯形の前進面側及び後進面側のそれぞれにおい
て、前記の角度φが最大となる附近２７及び２８に、例
えば６フツ化樹脂やカーボン等の無潤滑摺動材３０を埋
め込んである。前記の原理によって、両ロータはこれら
摺動材を埋め込んだ部分でのみ接触する。接触点での相
対滑り速度がたとえ０でなくても、摺動材の効果により
ロータは異常に摩耗することがなく安全に運転できる。
雌ロータ歯形の前進面側及び後進面側のそれぞれにおい
て、前記の角度φが最大となる附近２７及び２８に、例
えば６フツ化樹脂やカーボン等の無潤滑摺動材３０を埋
め込んである。前記の原理によって、両ロータはこれら
摺動材を埋め込んだ部分でのみ接触する。接触点での相
対滑り速度がたとえ０でなくても、摺動材の効果により
ロータは異常に摩耗することがなく安全に運転できる。
以上のように１本発明によれば、スクリューロータを無
潤滑で直接かみ合わせて回転することができので、オイ
ルスクリュー圧縮機のタイミングギヤを取去ることがで
き、圧縮機の小形化が可能となる。また、熟練した技術
を必要としていたタイミングギヤ調整が不要となるため
１組立てが非常に簡単になる。
潤滑で直接かみ合わせて回転することができので、オイ
ルスクリュー圧縮機のタイミングギヤを取去ることがで
き、圧縮機の小形化が可能となる。また、熟練した技術
を必要としていたタイミングギヤ調整が不要となるため
１組立てが非常に簡単になる。
第１図は従来のオイルフリー圧縮機の構造図、第２図は
第１図の切断線１−１におけるロータの断面図、第３図
はかみ合い点の説明図、第４図は第３図のかみ合い部附
近を特に拡大した図、第５図は本発明の一実施例の説明
図、第６図は本発明の他の実施例の説明図である。 ■・・・駆動ロータ、２・・・従動ロータ、７・・・ケ
ーシング、３０・・・無潤滑摺動材。 ′＄１図 ２ 序２図 第３目
第１図の切断線１−１におけるロータの断面図、第３図
はかみ合い点の説明図、第４図は第３図のかみ合い部附
近を特に拡大した図、第５図は本発明の一実施例の説明
図、第６図は本発明の他の実施例の説明図である。 ■・・・駆動ロータ、２・・・従動ロータ、７・・・ケ
ーシング、３０・・・無潤滑摺動材。 ′＄１図 ２ 序２図 第３目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、一対のロータを無潤滑でかみ合わせて運転するスク
リュー流体機械のピッチ円内に歯形の主要部分を有する
従動ロータにおいて、回転軸に直角な断面内で、歯形上
の１点をＰ９点Ｐに立てた歯形の法線がピッチ円と交わ
る点をＣ２該ロータの中心を０．角ＯＣＰをφとすると
き、顎・ ２、特許請求の範囲第１項において、一対のロータを無
潤滑でかみ合わせて運転するスクリュー流体機械のピッ
チ円内に歯形の主要部分を有する従動ロータの角度φが
最大となる附近の歯面、または／及びこの附近の歯面と
接する相手ロータの歯面に、無潤滑で摺動可能な摺動材
を埋め込み、または被覆したことを特徴とするスクリュ
ーロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20904183A JPS60104789A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | スクリユ−ロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20904183A JPS60104789A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | スクリユ−ロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60104789A true JPS60104789A (ja) | 1985-06-10 |
Family
ID=16566274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20904183A Pending JPS60104789A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | スクリユ−ロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60104789A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015518105A (ja) * | 2012-04-19 | 2015-06-25 | ザ シティ ユニバーシティＴｈｅ Ｃｉｔｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | スクリューエキスパンダ、スクリューマシン設計方法、スクリューマシン製造方法、スクリューマシン及び発電機 |
-
1983
- 1983-11-09 JP JP20904183A patent/JPS60104789A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015518105A (ja) * | 2012-04-19 | 2015-06-25 | ザ シティ ユニバーシティＴｈｅ Ｃｉｔｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ | スクリューエキスパンダ、スクリューマシン設計方法、スクリューマシン製造方法、スクリューマシン及び発電機 |
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