JPS60178989A - Screw rotor - Google Patents

Screw rotor

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JPS60178989A
JPS60178989A JP2958884A JP2958884A JPS60178989A JP S60178989 A JPS60178989 A JP S60178989A JP 2958884 A JP2958884 A JP 2958884A JP 2958884 A JP2958884 A JP 2958884A JP S60178989 A JPS60178989 A JP S60178989A
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rotor
tooth profile
radius
center
tooth
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JP2958884A
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Masanori Tanaka
田中 政則
Atsushi Maehara
前原 厚志
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Hokuetsu Industries Co Ltd
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Hokuetsu Industries Co Ltd
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To produce an easy-to-machine screw rotor profile where abrasion at the sealing point is avoidable by specifying the tooth profile of screw rotor comprised of male and female rotors rotatable while gearing around two parallel axes. CONSTITUTION:The back side tooth profile of a male rotor along the tip to the dedendum is formed with an arch of radius R1 having the center same with the center of rotation of male rotor making the central angle theta2 with a line connecting between the center of rotation of respective rotor, an arch of radius R4 touching internally with the arch of radius R1 while having the center on the radius line extending from the center of rotation of male rotor and an epicycloidal curve to be formed by the cross points of female rotor back side tooth profile and the pitch circle of said rotor. The center of arch of radius R4 is formed remotely from a line connecting between the center of rotation of respective rotor. While the back side tooth profile of female rotor is formed by an envelope to be formed with arches of radius R4 of rotor.

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、または膨張させるス
クリュ機(熾に使用される一対の口=夕、特に、そのS
q形凹曲線関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a screw machine for compressing or expanding a compressible fluid.
This relates to a q-shaped concave curve.

従来技術 一般に、可圧縮性流体の圧縮機等Cζ使用される非対称
歯形を有するスクリュ・ロータは、その歯形の主要部分
をIコータのピッチ円の外側に有するオスロータと、主
要部分をロータのピッチ円の内側に有するめすロータと
の組合わせからな9、通常、複数枚の歯数をイ+iMえ
たおす1つ−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、寂すrコータの歯先円曲径
とめすロータのピンチ円直径とが、はぼ゛等しくなるよ
う設定されている。
PRIOR ART In general, a screw rotor with an asymmetric tooth profile used in a compressor for compressible fluid, etc., has a male rotor with a main part of its tooth profile outside the pitch circle of the I-coater, and a male rotor with a 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 having a slightly larger number of teeth, The diameter of the tip of the tooth tip of the rotor coater and the diameter of the pinch circle of the female rotor are set to be approximately equal.

このタイプの一対のスクリュ・ロータを、#l+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2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
、それぞれ吸込口および吐出口を穿設することにより、
スクリュ圧縮機もしくは膨張機が構成されている。〔第
3(a)図および第3(b)図参照〕上述装置を圧縮機
として使用する場合には、図で、めすロ一りは反時計方
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、その際に、めすロータの歯形曲線についてみ
れば、その歯溝を形成する曲線の回転方向前側を前進側
歯形と呼び、回転方向後側の曲線を追従側歯形と称し、
おすロータの歯形を形成する曲線についても、その回転
方向前側を前進側歯形といい、回転方向後側の曲線を追
従側歯形曲線と呼ぶことにする。
A pair of screw rotors of this type are placed in two cylindrical spaces whose centers are parallel to each other and whose diameter is equal to the outer diameter of each rotor, and where the distance between their axes is less than the sum of their radii. It is rotatably housed in a casing that is short and has 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. By drilling the mouth and outlet,
A screw compressor or expander is configured. [See Figures 3(a) and 3(b)] When using the above device as a compressor, the female rotor should be rotated counterclockwise and the male rotor clockwise in the figure. However, in this case, when looking at the tooth profile curve of the female rotor, the front side in the rotation direction of the curve forming the tooth groove is called the forward side tooth profile, and the curve on the rear side in the rotation direction is called the following side tooth profile.
Regarding the curves forming the tooth profile of the male rotor, the front side in the rotation direction will be referred to as the forward tooth profile, and the curve on the rear side in the rotation direction will be referred to as the following tooth profile curve.

前記装置を膨張機として使用するときには、それぞれの
曲線は反対に機能するが、本発明明細書中の説明では、
すべて圧縮機として用いるものとして解説する。
When the device is used as an expander, the respective curves function oppositely, but in the description herein:
All of these will be explained as being used as compressors.

」二記スクリ一・ロータのうち、第1(a)図および第
1 ib1図は、ロータ回転軸に直角な平面によってロ
ータを切断したときにみられる歯形曲線、すなわち、各
ロータの長手方向端面におけるスクリュ・ロータの歯形
曲線を示すもので、前記歯形は、本出願人が従来から使
用している歯形曲線(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。
1 (a) and 1 ib 1 of the screen and rotor described in 2 above are the tooth profile curves seen when the rotor is cut by a plane perpendicular to the rotor rotation axis, that is, the longitudinal end surface of each rotor. The tooth profile of the screw rotor in FIG.

?は、それぞれ回転生毛・(ピッチ円中心)3.4を中
心に[7てケーシング(図示せず)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機能を奏する。1
5および16は、それぞれおすロータユおよびめすロー
タ2のピッチ円で、かつ、各回転中心3.4を結ぶ直線
はピッチ円15および16の接点17、すなわちピッチ
点を通過する。
? By rotating inside the casing (not shown) in the direction of the arrow, respectively, around the rotating downy hair (center of the pitch circle) 3.4, they function as a fluid compressor. 1
5 and 16 are pitch circles of the male rotor and female rotor 2, respectively, and the straight line connecting each rotation center 3.4 passes through the contact point 17 of the pitch circles 15 and 16, that is, the pitch point.

なお、以下に述べる歯形曲線の説明は、前述のとおり圧
縮機として機能するスクリュ・ロータについて述べるも
のとする。第1(b)図を参照l〜で、(1)めすロー
タ歯形 (イ)前進側 線3.4上で、めすロータの歯形中心最深部の点12上
り歯形の先端11に向い、めす、おす両ロータのピッチ
円15.16の接点(ピッチ点)17ヲ中心として1・
4を半径とする円弧とし、さらに該曲線の外方部分11
〜】Oの間を、めすロータのピッチ円中心(回転中心)
4より半径1−4の円弧11〜12(テ対−する接線で
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とする円弧と
し、かつ、歯先円外径を、めすロータのピッチ円16と
一致させる。
Note that the tooth profile curve described below will be described with reference to the screw rotor that functions as a compressor as described above. Refer to Figure 1(b). (1) Female rotor tooth profile (A) On the forward side line 3.4, point 12 at the deepest point in the center of the tooth profile of the female rotor, facing the tip 11 of the ascending tooth profile, 1. Centering on the contact point (pitch point) 17 of the pitch circle 15.16 of both rotors.
4 as a radius, and the outer part 11 of the curve
~] Between O is the pitch circle center of the female rotor (rotation center)
4, circular arcs 11 to 12 with a radius of 1-4 (formed by tangent lines that meet each other, and the curve between 12 and 13 at the bottom of the female rotor groove are circular arcs centered on the rotation center 4 of the female rotor and having a radius of r2, In addition, the outer diameter of the tip circle is made to match the pitch circle 16 of the female rotor.

(ロ) 追従側 めすロータの溝の追従側の13〜14の曲線を、おすロ
ータの点8によって創成されるエビトロコイド曲線とす
る。
(b) Let the curves 13 to 14 on the following side of the groove of the female rotor on the following side be an ebitrochoid curve created by point 8 on the male rotor.

(2) おすロータ歯形 イ)前進側 おすロータ歯形の中心頂点7かも、歯形根元の点6に至
る間の曲線を、めす、おす両ロータのピッチ円15.1
.6の接点(ピンチ点)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間の直線によって形成される包絡線とする
(2) Male rotor tooth profile A) The curve between the center apex 7 of the male rotor tooth profile on the forward side and the point 6 at the tooth profile root is the pitch circle 15.1 of both the female and male rotors.
.. 6 contact point (pinch point) 17 as the center, and the radius r4
A circular arc having a radius r3, which is smaller by the amount of gap required for rotation, is defined as an envelope formed by a straight line between the tooth tips 10 and 11 of the female rotor between the point 6 and the dedendum 5.

(ロ)追従側 オスロータの歯形の追従側の点7へ−8の間の曲線を、
おすロータの回転中心(ピッチ円中心)3を中心とし半
径r1とする円弧とし、点8から歯元点9に至る間の曲
線を、相対するめすロータの歯先14によって創成され
るエビザイクロイド曲線とし、溝の底の径の5〜9間を
、おすロータのピッチ円15と一致させることにより、
点8を、ねじ山に泊った稜線上のめす、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に定める。また、点8を各ロータの
回転中心3.4を結ぶ直線から遠く離して形成する。
(b) The curve between points 7 and -8 on the following side of the tooth profile of the male rotor on the following side,
A circular arc centered on the rotation center (pitch circle center) 3 of the male rotor and radius r1, and the curve from point 8 to dedendum point 9 is an evisaicroid created by the tip 14 of the opposing female rotor. By making it a curved line and matching the diameter of the bottom of the groove between 5 and 9 with the pitch circle 15 of the male rotor,
Point 8 is determined so that the contact line of both the female and male rotors on the ridgeline resting on the threads reaches the intersection line of the compression chamber shut-off side of the cylinder that accommodates both rotors. Further, the point 8 is formed far away from the straight line connecting the rotation centers 3.4 of each rotor.

上述の歯形は両ロータの歯形を以上のように規定したの
で、 fat 圧縮室間の短絡漏洩空間(ブローホール)を実
質上0とすることができ、かつ、めすロータの歯先をピ
ッチ円直径と一致させただめ、おすロータの歯元部にお
けるめすロータ歯先の干渉をなくシ、締切り効果を一層
良好にする。
Since the tooth profile of both rotors is defined as above, the short circuit leakage space (blow hole) between the compression chambers can be made virtually zero, and the tooth tip of the female rotor can be set to the pitch diameter. To eliminate interference between the tips of the female rotor's teeth at the root of the male rotor's teeth and improve the closing effect.

(bl おすロータ歯形上の点8を、めす、おす両ロー
タの回転中心3.4を結ぶ直線から遠く離したことによ
り、低圧側端板とおすロータ、めすロータとの接触部に
生じる空間18か、ロータの回転に伴ない体積膨張する
割合が少ないため、体積膨張に基く真空生成作用による
動力損失が少ない。
(bl) By moving the point 8 on the male rotor tooth profile far away from the straight line connecting the rotation centers 3.4 of both the female and male rotors, a space 18 is created at the contact area between the low-pressure side end plate and the male and female rotors. Since the rate of volumetric expansion accompanying rotation of the rotor is small, there is little power loss due to the vacuum generation effect based on volumetric expansion.

等々の利点がある反面、下記のような問題点も指摘され
る。すなわち、 (C) 空間容積が小さい(行程容積が小さい)。
Although there are advantages such as, the following problems are also pointed out. That is, (C) the space volume is small (the stroke volume is small).

(di めすロータ歯形の底部に凹凸があるため、ソー
ル性が良好とはいえず、また、加工時に寸法の測定が難
しい。さらに、カッタの外形が複雑になり加工し難い。
(di) Because the bottom of the female rotor tooth profile is uneven, the sole properties are not good and it is difficult to measure dimensions during processing.Furthermore, the outer shape of the cutter is complicated and processing is difficult.

(el めすロータ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。
(el Since the following curve of the female rotor tooth profile is a point generation,
The sealing point is easily worn and the sealing effect is difficult to maintain.

げ) ピッチ円付近で圧力角がほぼ0になるため、精度
良く加工をすることが難しく、工具寿命も短かくなる。
Since the pressure angle becomes almost 0 near the pitch circle, it is difficult to perform accurate machining and the tool life is shortened.

特にスクリュ・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。
Especially when hobbing screw rotors, the life of the hobbing tool is shortened.

第1(a)図は、上述歯形を有するロータのおすロータ
歯形の点8とめすロータ歯形の13〜1・4曲線とが接
触を始めた直後の両ロータの歯形の位相を示すものであ
り、その後おすロータが20程回転することにより第1
(b)図示の位相に達するのであるが、第1 (a)図
における符号18で示す接触面が第1(b)図では18
のような空間に膨張するので、この部分に真空空間を造
成することになり、それに必要な動力(圧縮とは無関係
な)を消費するから、前記空間容積は大きくならない方
が好ましい。上述の歯形は、この体積膨張の割合が少な
いため、動力損失が小さい。
Figure 1(a) shows the phase of the tooth profiles of both rotors immediately after point 8 of the male rotor tooth profile of the rotor having the above-mentioned tooth profile and the 13 to 1.4 curve of the female rotor tooth profile start contacting. , and then the male rotor rotates about 20 times, causing the first
(b) The phase shown in the figure is reached, but the contact surface indicated by the reference numeral 18 in Fig. 1(a) is 18 in Fig. 1(b).
Since it expands into a space such as , a vacuum space is created in this part and the necessary power (unrelated to compression) is consumed, so it is preferable that the space volume does not become large. The above-mentioned tooth profile has a small rate of volumetric expansion, so the power loss is small.

たとえば、他社使用の従来歯形の一つ、特公昭56−1
7559号公報記載のねじロータ機械に用いられている
ロータの歯形は第2図示のとおシで、図中、第1図と同
一符号を付した構成は同一部月である4、第2図中、 (1)めすロータ歯形 (イ)前進側 28−29 ;直線1.7−29上の点36を中心とす
る半径1゛′1の円弧。
For example, one of the conventional tooth profiles used by other companies, Tokuko Sho 56-1
The tooth profile of the rotor used in the screw rotor machine described in Publication No. 7559 is as shown in Figure 2, and in the figure, the configurations with the same symbols as in Figure 1 are the same parts 4, in Figure 2. (1) Female rotor tooth profile (a) Advance side 28-29; An arc with a radius of 1゛'1 centered at point 36 on the straight line 1.7-29.

29−30 :ピンチ点17を中心とする半径r′2の
円弧。
29-30: Circular arc with radius r'2 centered on pinch point 17.

(ロ)追従側 30−3];おすロータ歯形上の点23によるエビトロ
ロイド曲線。
(b) Follow-up side 30-3]; Ebitoroid curve defined by point 23 on the male rotor tooth profile.

31−32;めすロータの回転中心4を通る直線。31-32; A straight line passing through the rotation center 4 of the female rotor.

32−33 ;ピッチ円16上に中心を持つ円弧。32-33; Arc having its center on the pitch circle 16.

33−34 ;回転中心4を中心とする円弧。33-34; Arc centered on rotation center 4.

34−35 ;ピッチ円16上に中心を持つ円弧。34-35; Arc having its center on the pitch circle 16.

(2)おすロータ歯形 イ) 前進側 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)(/C
よる包絡線、。
(2) Male rotor tooth profile a) Forward side 21-22; Female rotor tooth profile 28-29 (straight line 17-
29 (circular arc with radius r'1 centered at point 36) (/C
Envelope, according to.

22−23:ピノーブ点」7を中心とする半径r′2の
円弧。
22-23: Circular arc with radius r'2 centered at Pinauve point 7.

−) 追従側 23−271;めすロータ歯形上の点31によるエピト
ロコイド曲線。
-) Follower side 23-271; epitrochoidal curve with point 31 on the female rotor tooth profile.

24−25;直線3]、−32による創成曲線。24-25; Straight line 3], -32 generated curve.

25−26 ;ピッチ円15上に中心を持つ円弧。25-26; Arc having its center on the pitch circle 15.

26−27;回転中心3を中心とする円弧。26-27; Arc centered on rotation center 3.

27−28;ピッチ円15土に中心をもつ円弧。−より
なるが、図示の空間(真空造成空間)18の容量は、第
1図示の歯形に比べて大きなものとなっている。
27-28; Pitch circle 15 An arc centered on the soil. - However, the capacity of the illustrated space (vacuum creation space) 18 is larger than that of the tooth profile illustrated in the first figure.

目 的 そこで本発明は、従来、本出願人が使用していた第1図
示の歯形が備える」−述の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縮小して、問題点と
して挙げられた事項、特に/−ル点の摩耗を防止して長
期に亘る使用に対して効率の低減が生じることをなくし
、また、成形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ものである。その詳細な構成およ
び効果については、以下に述べる実施例の説明の中で明
らかにする。
OBJECTIVE: The present invention solves the problems without losing the advantages of the tooth profile shown in the first drawing conventionally used by the applicant, or by reducing the losses as much as possible. To provide a new tooth profile that prevents the problems mentioned above, especially at the /-ru points, eliminates the reduction in efficiency over long-term use, and solves the problems in forming processing. The purpose is to The detailed configuration and effects thereof will be made clear in the description of the embodiments described below.

構 成 本発明は、 1 平行な二軸の周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ュ・ロー2であって
、めすロータの各歯形はその主要部分が同ロータのピッ
チ円内に形成され、おす。 −夕の各歯形はその主要部
分が同ロータのピンチ内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((形成さ
れる各歯形曲線中、少くともおすロータの追従側歯形は
、その歯先から歯元側に清って、各ロータの回転中心を
結ぶ直線を片側にみて中心角θ2の角を挟む、おすロー
タの回転中心に中心を有する半径R1の円弧と、おすロ
ータの回転中心から伸びた半径線上に、中心を置いて画
いた前記半径R+の円弧に内接する、半径R4の円弧と
、めすロータの追従側歯形曲線と同ロータのピッチ円と
の交点が創成するエビサイクロイド曲線とよシなす、か
つ、前記半径R4の円弧中心位置を各ロータの回転中心
を結ぶ直線よシ遠く離して形成するようにし、めすロー
タの追従側歯形は、その歯底から歯先側に清って、前記
おすロータの追従側歯形の一部を形成する半径R4の円
弧によって形成される包絡線よりなることを特徴とする
スクリュ゛ロータ。
Structure The present invention provides a screw row 2 consisting of a female rotor and a male rotor that rotate in mesh with each other around two parallel axes, and each tooth profile of the female rotor has a main portion within the pitch circle of the same rotor. Formed and removed. - Each tooth profile is of the type in which the main part is formed inside and outside the pinch of the same rotor, and within a plane perpendicular to the rotational axis of each rotor ((in each tooth profile curve formed, at least The side tooth profile is defined as an arc with a radius R1 centered at the male rotor's rotation center and sandwiching a center angle θ2 when looking at one side from the straight line connecting the rotation centers of each rotor from the tooth tip to the root side. , the intersection of a circular arc with a radius R4 inscribed in the circular arc with a radius R+ drawn with the center on a radial line extending from the rotation center of the male rotor, the follow-up side tooth profile curve of the female rotor, and the pitch circle of the same rotor. The circular arc center position of the radius R4 is formed to be similar to the ebicycloid curve created by the rotor, and the center position of the circular arc with the radius R4 is far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor. A screw rotor comprising an envelope formed by a circular arc having a radius R4 that extends from the tip to the tooth tip side and forms a part of the following side tooth profile of the male rotor.

2 平行な二軸の周りを噛合いながら回転するめすロー
タおよびおずロータからなるスクリュ・ロータでちって
、めすロータの各歯形は、その主要部分が同ロータのピ
ッチ円内に形成され、おすロータの各歯形は、その主要
部分が同ロータのビ゛ソ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tて形
成される各歯形曲線中、めすロータの前進側歯形は、そ
の歯先から歯底側VCGつて、各ロータの回転中心を結
ぶ直線上において、めすロータのピッチ円よりも外側の
位置を頂点とし、前記直線を片側にみてθ1の角を挟む
直線の延長線上に中心を有し、前記頂点を中心として画
いた半径R3の円弧に外接する半径R2の円弧と、前記
半径R3の円弧とよりなり、その追従側歯形は、その歯
底かも歯先側に后って、少くとも、前記半径R3の円弧
と、おすロータの追従側歯形の一部を形成する半径R4
の円弧によって形成される包絡線とを渭かにつなげる曲
線と、前記半径R4の円弧により形成される包絡線とに
より形成される一方、 おすロータの前進側歯形は、その歯元がら歯先側に活っ
て、めすロータの前進側歯形の半径R2の円弧によって
形成される包絡線と、同じく半径R3の円弧によって形
成される包絡線とにょシ形成され、 その追従側歯形は、歯先から歯元側に清って、各ロータ
の回転中心を結ぶ直線を片fl]にみて、中心角θ2を
挟む、おすロータの回転中心を中心とする半径Rxの円
弧と、おすロータ回転中心から半径R1の円弧の他端に
伸びた半径線上に中心を置いて画いた、前記半径R+の
円弧に内接する半径R4の円弧と、めすロータの追従側
歯形と同ピッチ円との交点によって創成されるエビサイ
クロイド曲線とよりなり、かつ、前記おすロータの追従
側歯形の一部を形成する半径R4の円弧の中心位置を、
各ロータの回転中心を結ぶ直線よシ遠く離して形成した
ことを特徴とするスクリュ・ロータ。
2. A screw rotor consisting of a female rotor and an oscillating rotor that rotate in mesh around two parallel axes.Each tooth profile of the female rotor has its main part formed within the pitch circle of the same rotor, and the male rotor Each tooth profile of the rotor is of a type in which the main part is formed outside the bisotient circle of the same rotor, and in each tooth profile curve formed in a plane orthogonal to the rotation axis of each rotor, the tooth profile of the female rotor is The advancing side tooth profile has its apex at a position outside the pitch circle of the female rotor on a straight line connecting the rotation center of each rotor from the tooth tip to the bottom side VCG, and the angle of θ1 when looking at the straight line to one side. The tooth profile on the following side consists of a circular arc with a radius R2 circumscribed to a circular arc with a radius R3 drawn with the apex as the center, and a circular arc with the radius R3, and the tooth profile on the following side may be the tooth bottom. Returning to the tooth tip side, at least a circular arc with the radius R3 and a radius R4 forming a part of the following side tooth profile of the male rotor.
The forward tooth profile of the male rotor is formed by a curve that connects the envelope formed by the arc of radius R4, and the envelope formed by the arc of radius R4. As a result, an envelope formed by a circular arc of radius R2 of the advancing side tooth profile of the female rotor and an envelope formed by a circular arc of radius R3 are formed, and the following tooth profile is formed from the tip of the tooth. Looking at the straight line connecting the rotation centers of each rotor from the tooth base side, we can find an arc of radius Rx centered on the rotation center of the male rotor and a radius from the male rotor rotation center, sandwiching the center angle θ2. It is created by the intersection of a circular arc with radius R4 inscribed in the circular arc with radius R+, which is drawn with the center on the radius line extending to the other end of the circular arc of R1, and the following side tooth profile of the female rotor and the same pitch circle. The center position of a circular arc with a radius R4 that forms an ebicycloid curve and forms a part of the following side tooth profile of the male rotor,
A screw rotor characterized by being formed far away from a straight line connecting the rotation centers of each rotor.

よりなり、今、その一実施例を添付図面に従って説明す
ると以下のとおりである。
One embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

第3図は、本発明スクリュ・ロータを組込んで構成した
可圧縮性流体の圧縮機を示し、第3(a)図は第3(b
)図におけるA−A線に清う横断面図、第3■)図は、
同(a1図示のB−B線に沿って切断した縦断面図であ
る。図中、ユは、おすロータで図示してない駆動装置に
連結した回転軸6oによって回転駆動されると共に、ロ
ータ1に対し軸6oと対称位置に延びた支持軸61と協
動して、ロータ↓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。
FIG. 3 shows a compressor for compressible fluid constructed by incorporating the screw rotor of the present invention, and FIG. 3(a) and FIG. 3(b)
), the cross-sectional view taken along line A-A in figure 3),
(a1) is a vertical cross-sectional view taken along the line B-B shown in the figure. In cooperation with the support shaft 61 extending symmetrically to the shaft 6o, the rotor ↓ is moved to the bearing portion 64 of each end plate 62 and 63.
and 65, which are rotatably supported.

?は、おすロータユに噛合う、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。
? is a female rotor that meshes with the male rotor, and is the rotor mentioned above? The end plate 62 also has a rotating shaft extending to each end face thereof.
.. 63 and is rotatably supported.

66は、−組の相互に噛合ったロータ1および?の外周
を囲むケーシングであって、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とを連結シー7、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
ジ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]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2
つ並べて、その中心軸間距離が各円筒空間の半一テシも
小さく、シたがって両円筒空間は相互に重なり部分を持
ち、雨空間内壁が交叉する部分に稜線72が現われる。
66 is a set of intermeshed rotors 1 and ? A low-pressure side end plate 62 that surrounds the outer periphery of the casing and has a suction port 67 on its longitudinal end face, and a discharge port 68.
A working space 69 is formed and partitioned by the connecting sheath 7, the rotor tooth groove surface, the casing inner wall, and the inner sides of both end plates. The working space 69 has a suction port 67 and a discharge port 68, respectively, communicating with a low pressure passage 70 and a high pressure passage 7 for working fluid in the casing. The cross section of the casing 66 is parallel to the cylindrical space.
When the two cylindrical spaces are lined up side by side, the distance between their center axes is half as small as that of each cylindrical space, so both cylindrical spaces have an overlapping part, and a ridge line 72 appears at the part where the inner walls of the rain space intersect.

めすロータ?は、1条の各らせん溝が回転軸(長手)方
向に浴い、前記軸回シに通常200°捩られた6個の溝
を備え、前記溝はロータZのピッチ円の内側にあり、溝
間を区切る歯の高さはピンチ円周を限界とし、また、前
記溝形は、はぼ内に凹の曲線よりなる。
Female rotor? is equipped with six grooves in which each spiral groove extends in the direction of the rotational axis (longitudinal), the shaft is usually twisted by 200 degrees, and the grooves are located inside the pitch circle of the rotor Z, The height of the teeth separating the grooves is limited to the pinch circumference, and the groove shape is a concave curve within the groove.

おすロータ1は、通常4条のらせん歯を備えていて、各
線条は回転軸(長手)方向に沿い、回転軸回りに約30
0°の捩シが与えられている。前記線条の歯丈は、同ロ
ータのピッチ円の外側に位置し、線条と線条との間には
めすロータ?の歯が入込む溝が設けられていて、その歯
形断面は大刀、外側に凸曲線よりなる。
The male rotor 1 usually has four helical teeth, each of which runs along the rotation axis (longitudinal) direction, and has approximately 30 teeth around the rotation axis.
A torsion of 0° is given. The tooth height of the filaments is located outside the pitch circle of the rotor, and is the rotor fitted between the filaments? A groove is provided for the tooth to fit into, and the cross section of the tooth profile is similar to that of a long sword, with a convex curve on the outside.

作用空間69は、7字形に区画され、ロータの回転によ
p低圧側端板62の吸込口67と前記作J1−1空間と
の連通が締切られた後、両ロークの噛合線の移動(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9時におけるそれに比べて縮小し
、その間に断熱圧縮され高圧、高温になった作用空間内
の可圧縮性流体は、やがて高圧側端板63に穿設した吐
出口68に連通され、高圧室71側に吐出する。
The working space 69 is divided into a figure 7 shape, and after the rotation of the rotor closes the communication between the suction port 67 of the low-pressure side end plate 62 and the work J1-1 space, the meshing line of both rokes moves ( Due to the relative rotation of both rotors, the volume of the divided working space is reduced compared to that at the deadline of 9 o'clock, and during this time the compressible volume of the working space is adiabatically compressed and becomes high pressure and high temperature. The sexual fluid eventually communicates with a discharge port 68 formed in the high-pressure side end plate 63 and is discharged to the high-pressure chamber 71 side.

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−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
渭油を、ノズル73を介して作用空間内に噴射している
During this period, the rotor teeth, the engagement 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 compressible. In order to cool down the heat generated by the adiabatic compression of the fluid, cooling oil is injected into the working space through the nozzle 73.

本発明スクリュ・ロータは上述の圧縮機に使用される両
ロータの歯形曲線に関するものである。
The screw rotor of the present invention relates to the tooth profile curves of both rotors used in the above-mentioned compressor.

第4(a)、■)図は、そのスクリュ・ロータを各回転
軸に直角な平面で切断したときにみられる各ロータの歯
形曲線を示し、図中、ユはおすロータ、3は同ロータの
回転中心、15は同ロータのピッチ円で、おすロー21
は回転中心30周りに矢印方向に回転する。
Figure 4(a), ■) shows the tooth profile curve of each rotor seen when the screw rotor is cut in a plane perpendicular to each rotation axis. 15 is the pitch circle of the same rotor, male row 21
rotates around the rotation center 30 in the direction of the arrow.

?は、おすロータ↓と噛合う、めすロータであって、回
転中心4の周りに矢印方向に回転する。
? is a female rotor that meshes with the male rotor ↓, and rotates around the rotation center 4 in the direction of the arrow.

16はめすロータのピッチ円であり、回転中心・3.4
を結ぶ直線上でピッチ円15と接する。ピッチ円15、
]、6の接点がピッチ点17である。両ピッチ15.1
6の半径比は2/3とする。なお、18は、接触部に生
じる真空に近い空間である。
16 is the pitch circle of the female rotor, and the center of rotation is 3.4
It touches the pitch circle 15 on the straight line connecting the lines. pitch circle 15,
], 6 is the pitch point 17. Both pitches 15.1
The radius ratio of 6 is 2/3. Note that 18 is a space close to a vacuum generated at the contact portion.

第4(b)図を参照して、 (1)めすロータの歯形曲線 (イ)前進側歯形、歯先から歯底側に浴って、(a) 
47−4.8間は;回転中心・3と4とを結ぶ直線上で
あってピッチ円16の外にある半径R3の円弧の中心点
52を頂点として前記直線との間に角θ1−40°〜5
5°を挟む直線上にある点53を中心にして画いた、半
径R3の円弧に外接する半径R2の円弧。
Referring to Figure 4(b), (1) Tooth profile curve of female rotor (a) Forward tooth profile, from the tooth tip to the tooth bottom side, (a)
Between 47 and 4.8, there is an angle θ1-40 with the center point 52 of a circular arc of radius R3, which is on the straight line connecting rotation center 3 and 4 and is outside the pitch circle 16, as the apex and with the straight line. °~5
An arc with a radius R2 circumscribing an arc with a radius R3 drawn centering on a point 53 on a straight line that intersects 5 degrees.

+b)48−49間は;前記点52を中心とする半径R
3で画いた生毛・角θ、−40°〜55°の円弧。
+b) Between 48 and 49; Radius R centered on the point 52
3. Downy hair/angle θ, arc from -40° to 55°.

凡3 寸だ、1.05≦薊:痘1≦13ただし、PCR;おす
ロータのピッチ円半径 3 π、−p。、が1よシも大きければ大きい程、また、θ
1が小さければ小さい程、48−49を構成する歯形曲
線のピッチ円付近の圧力角を大きくすることができ、歯
形のボブによる成形加工を容易にし、 3 R,−PCB が1に近ければ近い程、また、θ1が大
きければ大きい程、めすロータの歯形を厚くすることが
できる。
Approximately 3 dimensions, 1.05≦薊: 1≦13, however, PCR; male rotor pitch circle radius 3 π, -p. , is larger than 1, and θ
The smaller 1 is, the larger the pressure angle near the pitch circle of the tooth profile curve composing 48-49 can be, making it easier to form the tooth profile with a bob, and the closer 3 R,-PCB is to 1, the closer Furthermore, the larger θ1 is, the thicker the tooth profile of the female rotor can be.

本実施例においては、前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、θ1、R3について上記のとおυ定めた。
In this example, θ1 and R3 were determined as υ above so that the pressure angle could be made sufficiently large and a tooth thickness sufficient in terms of strength could be ensured.

侠)追従側歯形、歯底から歯先側に沿って、(c149
−51間は;おすロータ1の回転中心3を中心とし半径
R+ (344)の円弧が、中心角θ2=4°〜8を張
ったとき、その半径線3−44上の点54を中心に半径
R4で画いた歯形曲線上の円弧44−45による包絡線
(c149) Following tooth profile, along the tooth bottom to the tooth tip side
-51: When an arc of radius R+ (344) centered on the rotation center 3 of the male rotor 1 extends a center angle θ2=4° to 8, the center is a point 54 on the radius line 3-44. An envelope formed by arcs 44-45 on the tooth profile curve drawn with radius R4.

51−47間は;ピッチ円16の円周。Between 51 and 47 is the circumference of pitch circle 16.

なお、円弧48−49と包絡線49−51とを、それぞ
れの円弧および包絡線に接する直線または円弧48−4
9上の点50、包絡線49−51上の点500間を曲線
5〇−50により清かにつないでも良い。
Note that the arc 48-49 and the envelope 49-51 are connected to the straight line or arc 48-4 that is in contact with the respective arc and envelope.
Point 50 on curve 9 and point 500 on envelope 49-51 may be clearly connected by curve 50-50.

(2)おすロータの歯形曲線 イ)前進側歯形、歯元から歯先側に沿って、(d)41
−.42間は:めすロータ?側の歯形曲線上の円弧47
−48による包絡線。
(2) Male rotor tooth profile a) Forward side tooth profile, along the tooth root to tooth tip side, (d) 41
−. 42: Female rotor? Arc 47 on the side tooth profile curve
-Envelope by 48.

(e)42−43間は;めすロータ?側の歯形曲線上の
円弧48−49による包絡線。
(e) Between 42 and 43; female rotor? Envelope by arc 48-49 on the side tooth profile curve.

(ロ)追従側歯形、歯先から歯元側に浴って、げ)43
−44間は;回転中心3を中心とし半径R1で画いた中
心角θ2−4〜80円弧。
(b) Follow-up side tooth profile, curved from the tooth tip to the tooth root side) 43
-44 is a central angle θ2-4 to 80 arc centered around the rotation center 3 and defined by radius R1.

θ2が大きければ大きい程、空間18を小さくでき、θ
2が小さければ小さい程、43−44と50−50の間
の、おすロータ、めすロータの間の隙間を小さくするこ
とができる。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、44−44と50−50の間のお
すロータ、めすロータの間の隙間も実用上問題とならな
い程度にできる範囲として、θ2について上記数値を定
めた。
The larger θ2 is, the smaller the space 18 can be.
The smaller 2 is, the smaller the gap between the male and female rotors between 43-44 and 50-50 can be. In this embodiment, the space 18 can be made sufficiently small, and the gap between the male rotor and the female rotor between 44-44 and 50-50 can be set to such an extent that it does not pose a practical problem, and θ2 is as described above. A numerical value was established.

ig)44−45間は一半径3−44上に中心を有する
点54を中心にした半径R4の円弧。前記げ)における
θ2の値に関連して、半径R4の円弧の中心点54の位
置は、直線3−4よシ、遠く離して設定する。
ig) Between 44 and 45 is an arc of radius R4 centered on point 54, which is centered on one radius 3-44. In relation to the value of θ2 in the above equation, the center point 54 of the circular arc with radius R4 is set far away from the straight line 3-4.

th) 45 46間は;めすロータ?の歯形線49−
−51とピッチ円16との交点51によって化1戊され
るエビザイクロイド曲線。
th) Between 45 and 46; is it a female rotor? tooth profile line 49-
-51 and the pitch circle 16 intersect 51.

(i146− 41間は;おず口−夕のピッチ円150
円周、。
(Between i146-41; Ozuguchi-Yu pitch circle 150
Circumference,.

効 果 本発明スクリュ・ロータの歯形曲線は、以」二のとおり
であるから、 +IHf)、fglの条例において、 (イ))1を径114の円弧44−45の中心点54を
、おすロータ↓の回転中心3から伸ひた半径線3−44
 J:に設けたことにより、第8図に示ずようVこ、点
44における円弧44−45に対する接線と、前記点を
通り線3−4に対する一111’i糾!tとのなす角θ
5が、中心・点17から伸びた半径線+7−44上に設
けた場合のそれθ5に比べ小さくすることができ、おず
口〜夕の追従側歯形曲線が各回転中心を結ぶ直線3−4
より大きく離れて、めすロータ追従側歯形曲線に近付き
、真空造成空間18をより小さくできる。
Effect Since the tooth profile curve of the screw rotor of the present invention is as follows, in the regulations of +IHf) and fgl, (a) Radius line 3-44 extended from rotation center 3 of ↓
By providing J:, as shown in FIG. 8, the tangent to the arc 44-45 at point 44 and the line 3-4 passing through said point are 1111'i! Angle θ with t
5 can be made smaller than θ5 when it is provided on the radius line +7-44 extending from the center point 17, and the following tooth profile curve from Ozuguchi to Yu is the straight line 3- connecting each rotation center. 4
The tooth profile curve on the following side of the female rotor is moved further apart, and the vacuum creation space 18 can be made smaller.

(ロ) 同図において、θ2を大きくし半径R4の円弧
の中心54を直1%!3−4から遠く前して形成したこ
とにより、さらに前記空間18を小さくすることかでき
る。すなわち、両日 タが第4(a)図Vこ示す位相か
ら第4(b)図に示す位相に回転する間に、空間18の
体積膨張の割合が比較的小さいので、その真空造成によ
る動力損失が少ない、。
(b) In the same figure, θ2 is increased and the center 54 of the circular arc with radius R4 is directly 1%! By forming the space 18 far away from 3-4, the space 18 can be further made smaller. That is, since the rate of volumetric expansion of the space 18 is relatively small while Ta rotates from the phase shown in FIG. 4(a) to the phase shown in FIG. 4(b), the power loss due to the vacuum creation is Less is,.

+2+ fh)の条件により、 第9図に小ずよう(′こ、ブV」−ホールは実用」−1
殆んど問題にならないセミj度に挟い4、同図中、第4
 (b)図と同一・勾号の部拐は同図小のそれと同一で
、同じ信用]、効果を奏するから1況明は省略する。7
2は、ケーシング66に設けた二つの円1′、′X)状
空間周壁の交叉する稜線であり、両ロークの歯の噛合い
点でもある。
According to the condition of
In the same figure, the 4th point is sandwiched between semi-j degrees, which hardly causes any problems.
(b) Identical to the figure, the part with the sign is the same as that of the same figure, and has the same credit], and the first situation is omitted because it is effective. 7
Reference numeral 2 denotes the ridge line where the circumferential walls of the two circles 1' and 'X) provided in the casing 66 intersect, and is also the meshing point of the teeth of both rokes.

(3)−に述(clの条f1に基き、第5図に小ずよう
に、(イ)おすロータ↓の歯形曲線のうち半径R4によ
る円弧44−45による包絡線を、めずロータ?の歯形
曲線49−51とすることにより、おすロータ歯形の同
個所が変曲点になったものに比較して耐摩耗性が向上す
る。
(3) - (Based on the cl line f1, as shown in Fig. 5, (a) The envelope curve of the circular arc 44-45 with radius R4 of the tooth profile curve of the male rotor ↓, is the envelope curve of the circular arc 44-45 of the male rotor↓? By setting the tooth profile curve 49-51, the wear resistance is improved compared to a male rotor tooth profile where the same location is an inflection point.

(ロ)両曲線44−45.49〜51との接触面間に潤
渭油Eが供給されると相互の摺動面が同方向(f−カー
ブしているために、摺動作用により、くさび効果を生じ
前記面の潤滑および/−ル特性を向上させることができ
る。
(B) When lubricating oil E is supplied between the contact surfaces with both curves 44-45. A wedge effect can be created to improve the lubrication and/or lubricating properties of the surface.

(4)前述fg+の条件から、 イ)従来は/−ル点として重要な点〔第1(b)図の歯
形曲線上の点8、第2図示の歯形曲線上の点2:3参照
のこと〕にもかかわらず、不連続点であっただめに、位
置を正確に測定することが難しく、精度のよい加工が困
難であったものが、44−4.5を円弧と連続した曲線
とで渭かにつないだので、位置の測定も容易になり、精
度よく加工することができる。
(4) From the conditions of fg+ mentioned above, a) Conventionally, important points as /- points [point 8 on the tooth profile curve in Figure 1(b), points 2:3 on the tooth profile curve in Figure 2] However, since it was a discontinuous point, it was difficult to accurately measure the position, and it was difficult to process with high precision. Since it is connected to both sides, it is easy to measure the position and it is possible to process with high precision.

(0)歯形曲線上の不連続点を無くしたことにより、カ
ッターの製作が容易になシ、まだ、工具の耐用時間も延
ばすことができる。
(0) By eliminating discontinuous points on the tooth profile curve, the cutter can be manufactured easily, and the service life of the tool can be extended.

+51(b)の条件に基き、第6図にみられるように、
(イ)点52の位置がピッチ点17、すなわち、ピッチ
円16上にある場合に比べて、図で斜線を施して示した
容積だけ、その空間容積を大きくすることができる。
Based on the condition of +51(b), as seen in Figure 6,
(a) Compared to the case where the position of the point 52 is on the pitch point 17, that is, on the pitch circle 16, the space volume can be increased by the volume indicated by diagonal lines in the figure.

(ロ)点48における歯形曲線への接線と、めすロータ
の回転中心4一点48間を結ぶ直線とのなす角θ3が、
ピッチ点17を中心にして画いた半径17’−49の円
弧上の近似点におけるそれ、θ3と比較して大きくでき
るため、曲線48−49を構成する歯形曲線のピッチ円
付近での圧力角が大きくなるので、歯形成形の加工精度
を向上させることがでさ、工具寿命を延ばすことが可能
になる。
(b) The angle θ3 between the tangent to the tooth profile curve at point 48 and the straight line connecting the rotation center 4 and point 48 of the female rotor is,
Since it can be made larger than θ3 at an approximate point on the arc of radius 17'-49 drawn with the pitch point 17 as the center, the pressure angle near the pitch circle of the tooth profile curve composing the curve 48-49 is Since it is larger, it is possible to improve the machining accuracy of the tooth forming shape and extend the tool life.

(6)上記+a+の条件により、円弧47−48の中心
点53が円弧48−49に対し、同円弧の中心点52と
同じ側4’lる場合に比べて、 ビ)第7図の斜線を施して示した、その分だけ空間容積
を大きくすることができる。
(6) According to the condition +a+ above, compared to the case where the center point 53 of the arc 47-48 is 4'l on the same side as the center point 52 of the arc 48-49, The space volume can be increased by that amount.

(ロ) 円弧47−48上の点47において同曲線に接
する直線と、めすロータの回転中心4と前記点47とを
結ぶ直線とに挟捷れる角θ4を太きくできるため、前記
円弧のピッチ円付近での圧力角を大きくすることができ
、加工精度および工具寿命の向上に効果がある。
(b) Since the angle θ4 between the straight line tangent to the curve at point 47 on the arc 47-48 and the straight line connecting the rotation center 4 of the female rotor and the point 47 can be made thicker, the pitch of the arc can be increased. The pressure angle near the circle can be increased, which is effective in improving machining accuracy and tool life.

(7)前述(d)、(elの条件から、(blおよび(
c)の条件と相俟って、 何)円弧47−48.48−49による包絡線とするこ
とによシ、耐摩耗性を向上させることができる。
(7) From the conditions of (d) and (el above), (bl and (
In conjunction with the condition c), the abrasion resistance can be improved by forming an envelope with arcs 47-48 and 48-49.

(ロ)雨宿動面間に潤滑油を介在させると、接触面の摺
動により潤滑油がくさび効果を生じ、同面に対する潤滑
作用およびシール性を向上できる。
(b) When lubricating oil is interposed between the rain shelter surfaces, the lubricating oil creates a wedge effect due to the sliding of the contact surfaces, thereby improving the lubrication effect and sealing performance on the same surfaces.

以上詳述したように、本願の第1番目の発明によれば、
おすロータの追従側歯形を歯先から歯元側に浴って、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
角を挟む、おすロータの回転中心に中心を有する半径R
1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、前記半径R1の円弧に
内接するよう画いた半径R4の円弧と、めすロータの追
従側歯形と同ロータのピッチ円との交点が創成するエビ
ザイクロイド曲線とによシ形成し、かつ、前記半径R4
の円弧中心位置を各ロータの回転中心を結ぶ直線から遠
く離して形成するようにし、めすロータの追従側歯形を
、歯底から歯先側に清って、前記おすロータの追従側歯
形の一部を形成する半径R4の円弧によって形成される
包絡線により形成したので、両ロータの噛合い回転の際
、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)を小さくすることができ、その真空
造成によ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)を実質上無くすることができる。また、
スクリュ・ロータの追従側歯形において、歯形曲線の接
触面に施された潤滑油が、接触面の摺動によりくさび効
果を奏し潤滑性およびシール性の向上を達成することが
でき、前記摺動面の耐久性も向上させることができる。
As detailed above, according to the first invention of the present application,
A radius R centered on the rotation center of the male rotor, which is centered on the male rotor's rotation center, looking at the following side tooth profile of the male rotor from the tooth tip to the tooth root side, and looking at the straight line connecting the rotation centers of each rotor on one side, and sandwiching the corner of the center angle θ2.
1, a circular arc with a radius R4 whose center is on a radial line extending from the rotation center of the male rotor to the other end of the circular arc, and which is inscribed in the circular arc with the radius R1, and a follow-up side tooth profile of the female rotor. and an evisaicroid curve created by the intersection of the pitch circle of the same rotor, and the radius R4
The circular arc center position of the above-mentioned male rotor is formed far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor, and the trailing side tooth profile of the female rotor is cleaned from the tooth bottom to the tooth tip side. Since it is formed by an envelope formed by an arc of radius R4 that forms the part, the space (vacuum creation space) created at the contact part between the suction side end plate and the male and female rotors when both rotors mesh and rotate is reduced. In addition to reducing power loss due to vacuum creation, short-circuit leakage space (
blowholes) can be virtually eliminated. Also,
In the tooth profile on the following side of the screw rotor, the lubricating oil applied to the contact surface of the tooth profile curve can produce a wedge effect by sliding on the contact surface, improving lubricity and sealing performance. The durability can also be improved.

まだ、本願の第2番目の発明によれば、上記構成に加え
て、めすロータの前進側歯形を歯先から歯底側に沿って
、各ロータの回転中心を結ぶ直線挟む、半径R3の円弧
の中心と反対側に中心を有し、該半径R3の円弧に接す
る半径R2の円弧と、前記半径R3の円弧によυ形成し
、おすロータの前進側歯形を歯元から歯先側に溜って、
前記めす。−pの前進側歯形の半径R2の円弧および半
径R3の円弧によって形成される包絡線により形成した
ので、吸込側端板とおす、めすロータとの噛合い回転中
、歯形曲線の接触部に生じる空間(真空造成空間)を小
さくでき、その真空造成による動力損失を少なくする。
Still, according to the second invention of the present application, in addition to the above configuration, an arc of radius R3 is formed along the forward tooth profile of the female rotor from the tooth tip to the tooth bottom side, sandwiching a straight line connecting the rotation centers of each rotor. is formed by a circular arc having a radius R2 and a circular arc having a radius R3, which has a center opposite to the center of the rotor, and is in contact with the circular arc having a radius R3. hand,
Said female. Since the envelope is formed by the arc of radius R2 and the radius R3 of the advancing side tooth profile of -p, a space is created at the contact part of the tooth profile curve during meshing rotation between the suction side end plate and the male and female rotors. (vacuum creation space) can be made smaller and power loss due to vacuum creation can be reduced.

また、短絡漏洩空間(ブローホール)を実質上無くする
ことができるとともに、スクリュ・ロータの追従側歯形
および前進側歯形において、摺動面に供給した潤滑油の
くさび効果により前記摺動面の潤滑性およびシール性の
向上を達成させ、かつ、空間容積を大きくでき、さらに
ピッチ円近傍における圧力角を大きくすることによシ、
加工性に優れた歯形を形成して、以てホブ加工を容易に
し、また、その工具寿命も延ばすことかできる。
In addition, short-circuit leakage spaces (blowholes) can be virtually eliminated, and the wedge effect of the lubricating oil supplied to the sliding surfaces provides lubrication to the sliding surfaces in the following tooth profile and advancing tooth profile of the screw rotor. By increasing the pressure angle near the pitch circle and increasing the space volume,
By forming a tooth profile with excellent workability, hobbing becomes easier and the life of the tool can be extended.

以上、本発明によれば実用上有用なスクリュ・ロータを
提供することができる。
As described above, according to the present invention, a practically useful screw rotor can be provided.

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

第1図および第2図は従来使用されているスクリュ・ロ
ータの歯形曲線であって、第1(a)図、第1(b)図
は本出願人使用の歯形による一組のロータの噛合わせ位
相を異にする場合、第2図は、他社使用の歯形の一例、
第3(a)図および第3(b)図は本発明スクリュ・ロ
ータを実施したロータ機械の側断面図および横断面図、
第4(a)図および第4(b)図は、本発明スクリュ・
ロータの一対のロータの歯形曲線を示し、それぞれ噛合
せ位相を異にする場合、第5図ないし第8図は本発明ロ
ータの歯形曲線の解説用の歯形の一部を示す図面、第9
図は本発明スクリュ・ロータのブローホールの有無解説
図でおる。 J・・おすロータ、?・・・めすロータ、3および4、
・・ロータ回転中心、15およびX6・・ピッチ円、1
8・真空造成空間。 第3図 Cσノ /i LA 第9図 手続補正1 昭和59年3月150 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1 事件の表示 昭和59年特許願第29588 号 2 発泡の名称 スクリュ・ロータ 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 4代理人〒107 住 所 東京都港区赤坂8丁目・1番7号カームビル3
B6 補正により増加する発明の数 な し7 補正の
対象 化1願当初の明ff(If ljの「特許請求の範囲」
の欄、[発明〕「特許請求の範囲」を次のとおり補正す
る。 1 平行な二軸の周p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ュ・ロータであって
、めすロータの各歯形はその主要部分が同ロータのピッ
チ円内に形成され、おすロータの各歯形は、その主要部
分が同ロータのピッチ円外に形成されたタイプのものに
おいて、合口・−夕の回転軸に直交する平面内に形成さ
れる各歯形曲線中、少くともおすロータの追従側歯形は
、その歯先から歯元側に渚って、各ロータの回転中心を
結ぶ直線を片側にみて中心角θ2の角を挟む、おすロー
タの回転中心に中心を有する半径R1の円弧と、おすロ
ータの回転中心から伸びた半径線上に、中心を置いて画
いた前記半径R1の円弧に内接する半径R4の円弧と、
めすロータの追従側歯形曲線と同ロータのピッチ円との
交点が創成するエビサイクロイド曲線とよりなシ、かつ
、前記半径R4の円弧中心位置を各ロータの回転中心を
結ぶ直線よシ遠く離して形成するようにし、めすロータ
の追従側歯形は、その歯底から歯先側に浴つて、前記お
すロータの追従側歯形の一部を形成する半径R1の円弧
によって形成される包絡線よりなることを!特徴とする
スクリュ・ロータ。 2、平行な二軸の周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ュ・ロータであって
、めすロータの各歯形は、その主要部分が同ロータのピ
ッチ円内に形成され、おすロータの各歯形は、その主要
部分が同ロータのピッ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、 めすロータの前進側歯形は、その歯先から歯底側に沿っ
て、各ロータの回転中心を結ぶ直線」二において、めす
ロータのピッチ円よシも外側の位置を頂点とし、前記直
線を片側にみてθ1の角を挟む直線の延長線上に中心を
有し、前記頂点を中心として画いた半径R3の円弧に外
接する半径R2の円弧と、前記半径R3の円弧とよりな
り、その追従側歯形は、その歯底から歯先側に渚って、
少くとも、おすロータの追従側歯形の一部を形成する半
径R4の円弧によって形成される包絡線により形成され
る一方、お・すロータの前進側歯形は、その歯元から歯
先側ICGって、めすロータの前進側歯形の半径R2の
円弧によって形成される包絡線と、同じく半径R3の円
弧によって形成される包絡線とにより形成され、 その追従側山形は、歯先から歯元側に宿って、各口〜夕
の回転中上・を結ぶ直線を片側にみて、中心角02を挟
む、2すロータの回転中心を中心とする半径)く1の円
弧と、おすロータ回転中心から半径R1の円弧の他端に
伸びた半径線上(C中心を14いて画いた、前記半径R
1の円弧に内接する半径R4の円弧と、めすロータの追
従側歯形と同ピンチ円との交点によって創成されるエビ
サイクロイド曲線とよりなり、かつ、前記おすロータの
追従側歯形の一部を形成する半径R4の円弧の中心位置
を、各ロータの回転中心を結ぶ直線より遠く離して形成
したことを特徴とするスクリュ・ロータ。 2、「発明の詳細な説明」の欄中、 (イ)明細書第12ページ第10行r 27−284を
[27−21」に、 (ロ)同第17ページ第1行「されてい。」を「されて
いる。」に、 ←→ 同第22ぺ一7第12行r44−44」を「43
−44」に、 に)同第23べ一′、/第1行「歯形線」を「歯形曲線
」に、 (ホ)同第25ページ第2行「49〜51」を「49−
51」に、 (へ)同第27ページ第4行[(b)およ0’(c)の
条件」を「(a)おより: t、b)の条件」に、(ト
) 同第29ページ第1〜4行「外側に中心を有し、−
円弧に接する」を「外側の位置を頂点とし、前記直線を
片側にみてθ1の角を挟む直線の延長線上に中心を有し
、前記頂点を中心として画いた半径R3の円弧に外接す
る」に、それぞれ補正する。 3、添伺図面第2図を別紙のとおり補正する。 (符号24の指示線を加入した。) 第2図 手続補正書 昭和60年4月8日 特許庁長官 志 賀 学 殿 1 事件の表示 昭和59年特許願第29588号 2、発明の名称 スクリュ・口〜り 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 4代理人〒107 住 所 東京都港区赤坂8丁目4番7号 カームビル3
B8、補正の内容 別紙 明 細 書 】1発1明の名称 スクリュ・ロータ 2特許請求の範囲 1 平行な二軸の皿」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ュ・ロータであって
、めすロータの各歯形はその主要部分が同ロータのピッ
チ円内に形成され、おすロータの各歯形は、その主要部
分が同ロータのピッチ円外に形成されたタイプのものに
おいて、各9ュータの回転軸に直交する平面内に形成さ
汎る各歯形曲線中、 少くともおすロータの追従側歯形は、その歯先から歯元
側に浴って、各ロータの回転中心を結ぶ直線を片側にみ
て中心角θ2の角を挟む、おすロータの回転中心に中心
を有する半径R+の円弧と、前記円弧端とおすロータの
回転中心とを結ぶ半径線上に、中心を置いて画いた前記
半径R1の円弧に内接する半径R4の円弧と、めすロー
タの追従側歯形曲線と同ロータのピッチ円との交点が創
成するエピサイクロイド曲線とよりなり、かつ、前記半
径R4の円弧中心位置を各ロータの回転中心を結ぶ直線
より遠く離して形成するようにし、めすロータの追従側
歯形は、その歯底から歯先側に活って、前記おすロープ
の追従側歯形の一部を形成する半径R4の円弧によって
形成される包絡線よジなることを特徴とするスクリュ・
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ュ・ロータであって
、めすロータの各歯形は、その主要部分が同日−タのピ
ッチ円内に形成され、おすロータの各歯形は、その主要
部分が同ロータのピッチ円外に形成さ汁たタイプのもの
において、各ロータの回転軸に直交する平面内((形成
される各歯形曲線中、 めすロータの前進側歯形は、そ゛の歯先から歯底側に沿
って、各ロータの回転l中心を結ぶ直線上において、め
すロータのピッチ円よりも外側の位置を頂点とし、前記
直線を片側にみてθ1の角を挟む直線の延長線上に中心
を有し、前記頂点を中心として画いた半径R3の円弧に
外接する半径R2の円弧と、1)11記半径R3の円弧
とよりなり、その追従側歯形は、七の歯底から歯先側に
活って、止子とも、おすロータの追従側歯形の一部を形
成する半径R4の円弧シてよって形成される鉱層おすロ
ータの前進側歯形は、その歯元から歯先側(C浴って、
めす−一部の前進側歯形の半径R2の円弧Vこよって形
成される包絡線と、同じく前辺中径R3の円弧によって
形成される包絡線とにより形成され、 その追従側歯形は、歯先から山元側に活って、各ロータ
の回転中心を結ぶ直線を片側にみて、中心角θ2を挟む
、おすロータの回転中心全中心とする半径R1の円弧と
、おす−一部回転中心から半径R1の円弧の他端に伸び
た半径線上に中心を置いて画いた、前記半径R]の円弧
に内接する半径R4の円弧と、めすロータの追従側歯形
と同ピッチ円との交点によって創成さ■るエピサイクロ
イド曲線とよりなり、かつ、前記おすロータの追従側歯
形の一部を形成する半径R4の円弧の中心位置を、各ロ
ータの回転中ノL・を結ぶ直線より遠く離して形成1〜
たことを特徴とするスクリュ・Iコーク。 3、発明の詳、!11な説明 技術分野 本発明は、可圧縮性流体を圧縮し、または膨張させるス
クリュ機械に使用される− 対のロー 夕、特に、その
歯形曲線に関するものである。 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
形を有するスクリュ・ロータは、その歯形の主要部分を
ロータのピッチ円の外側に有するおすロータと、主要部
分をロータのピッ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、おすロータの歯先日直径とめすロータの
ピッチ円直径とが、はぼ等しくなるよう設定されでいる
。 との夕・イブの一対のスクリュ・ロータを、軸心が−1
−L(1−平イイで、−tの直径が、−f:扛ぞれのロ
ータの夕(径に等[7い2つの円筒空間で、その軸心間
の距離が相LLの半径の和よりも短かく、才だ軸方向の
長さめ50−タの軸方向長さと同一な空間を有するり゛
−/ング内(li二回動目在Qこ収めて、七の両開[1
端を端板で塞ぐと共に、その所要個所し′こ、それぞれ
吸込[1および吐出口を穿設することにより、スクリュ
圧縮機もしくは膨張機が構成さτ1.でいる。〔第3(
a)図および第3(b)図参照」上述装置を圧縮機とし
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、その際に、めすロータの歯形曲線(・てついてみ
扛ば、その歯溝を形成する曲線の回転方向前側を前進側
歯形と呼び、回転方向後側の曲線を追従側歯形と称し、
おすロータの歯形を形成する曲線につい一〇も、その回
転方向前側全前進側歯形といい、回転方向後側の曲線を
追従側歯形曲線と呼ぶことにする。 前記装置を膨張(幾として会j・用するときには、それ
そ扛の曲線は反対に機能するが、本発明明細書中の説明
では、すべて圧縮(襞として用いるものとして解説する
。 上記スクリュ・ロータのうり、第1(a)図および第1
 +1)j図は、ロータ回転軸に直角な平面によってロ
ータを切断したときにみられろ爾ル曲線、すなわち、名
ロータの長手力「ム連t1;面(′こおけるスクリュ・
ロータの歯形曲線を示すもので、前記歯形は、本出願人
が従来から使用している歯形曲線(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、Jは、お′す口〜夕、?は、おすロー
タLに噛合うめすロー 夕で、これらのロータy、?は
、それぞし回転中心(ピッチ円中心)3.4を中心にし
てケーシング(図示せず)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機能を奏する。]5および
16は、それぞれおすロータlおよびめすロータ?のピ
ッチ円で、かつ、各回転中、L・3.4を結ぶ直線(は
ピッチ円]5および10の接点I7、すなわちピッチ点
を通過する。 (1)めすl−ュータ山形 (イ) 1iijXi (il1 6線3.4上−℃、めすロー 夕の歯形中心最深部の点
1′2より歯形、つ先ffdii T 3− iて向い
、めす、おす両ロータ(,7)ピッチ円15、]、6の
接点(ピッチ点)17ヲ中心と1ノCI’ 4 ’%:
十径とする円弧とし、さらに該曲線ニー)シト力部分1
1〜100間を、めすロータのピッチ円中巳・(回転中
心)4より半径r 4の円弧11〜12に灯する接線て
ノし成し、めずロータ溝底部の12〜13間の曲、%!
を、めすロータの回転「1つ心4を中心とし半径r2と
する円弧とし、かつ、歯先円外径を、めt’ +−夕・
○ピッチ円10と一致させる。 (L))追従11イ1j めすロータの溝Cつ追従側の13〜14の曲線を、おす
ロータの点8(てよって創成さルるLビトロコイド曲線
とする。 (2)おすロータ歯形 (イ)前進側 おすロータ歯形の中心頂点7かも、歯形根元側の点6に
至る間の曲線を、めす、おず両ロータのピッチ円15.
16の接点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r3i半径とする円弧とし、点6
から、歯元5VrC至る間を、めすロータの歯先10〜
11間の直線によって形成される包絡線とする。 (O) 追従側 おすロータの歯形の追従側の点7−8の間の曲線を、お
すロータの回転中心3金中心とし半径1・1遅1゛る円
弧とし7、点8から歯元点9(IC至る間の曲線を、相
対するめすロータの歯先14(・でよって創成されるエ
ビザイクロイド曲線とし、溝の底の径の5〜9間を、お
すロータのピッチ円15ト一致させること(<より、点
8を、ねじ出6・こ浴った稜線上のめす、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((到達するように定める。また、点8を各ロー
タの回転中心3.4を結ぶ直線から遠く離して形成する
。 上述の歯形は両ロータの歯形を以−トのようf/(m規
定したので、 (a) 圧縮室間の短絡漏洩空間(ブローホール)を実
質上0とすることができ、かつ、めすロータの歯先をピ
ッチ円直径と一致させたため、おす口=夕の歯元部にお
けるめすロータ歯先の干渉をなくし、締切シ効果を一層
良好にする。 (l〕)おすロータ歯形上の点8を、めす、おす両ロー
タの回転中心3.4を結ぶ直線から遠く離1〜たことに
より、低圧側端板とおすロータ、めすロータとの接触部
に生じる空間18が、ロータの回転に伴ない体積膨張す
る割合が少ないため、体積膨張に基く真空生成作用によ
る動力損失が少ない。 等々の利点がある反面、下記のような問題点も指摘され
る。すなわち、 (C1空間容積が小さい(行程容積が小さい)。 (d) めすロータ歯形の底部に凹凸があるため、シー
ル性が良好とはいえず、また、加工時に寸法の測定が難
しい。さらに、カッタの外形が複雑になり加工し難い。 [e) めすロータ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、ソール効果が持続し難い。 (f+ ピッチ円付近で圧力角がほぼ0に等しくなるた
め、歯形を精度良く加工をすることが難しく、工具寿命
も短かくなる。特にスクリュ・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。 第1(a)図は、上述歯形を有するロータのおすロータ
歯形の点8とめすロータ歯形の13〜14曲線とが、筆
触を始めた直後の両ロータの歯形の位相を示す・1:1 ′ものであり、その後おすロータが20°程回転するこ
とにより第1(b)図示の位相に達するのであるが、第
1(a)図における符号18′で示す接触面が第1(b
)図では18のような空間に膨張するので、この部分に
真空空間を造成することになり、それに必要な動力(圧
縮とは無関係な)を消費するから、前記空間容積は大き
くならない方が好ましい。上述の歯形は、この体積膨張
の割合が少ないため、動力損失が小さくなっている。 たとえば、他社使用の従来歯形の一つ、特公昭56−1
7559号公報記載のねじロータ機械に用いられている
ロータの歯形は第2(a)図示のとおりで、図中、第1
図と同一符号を伺した構成は同一部拐である。第2図中
、 (1)めすロータ歯形 (イ) 前進側 28−29;直線17−29上の点:36を中心とする
半径1゛1の円弧。 2g −30:ピンチ点17全中心とする半径r′2の
固り+X 。 (ロ)追従側 30−31;お−J゛ロータ歯形上の点23によるエビ
トロコイド曲線。 3]−32;めすロータの回転中心・1を通る直線。 32−33 ;ピッチ円16上に中心を持つ円弧。 3:3−34:回転中心4を中心・とする円弧。 34−−35 ;ピッチ円]6上に中心を持つ円弧。 (2)おすロータ歯形 (イ)前進側] 2]−22;めすロータ歯形あ−29(直線17−29
上の点36ヲ中心とした半径r′1の円弧)による包絡
線。 22−23;ピッチ点17を中心とする半径r′2の円
弧。 (ロ)追従側 23−24:めすロータ歯形上の点31によるエビトロ
コイド曲線。 24−45;直線31−32による創成曲線。 2.5−26 ;ピッチP刊5上に中心を持つ円弧。 26−27;回転中心3を中心・とする円弧。 27−21;ピッチ円15上に中上・全もっ円弧。 よりなるが、図示の空間(X空造成空間)]8の容量は
、第1図示の歯形に比べて大きなものとなっている。 また、上記めす、おす両ロータが第2(a)図に示す回
転位置(/′Cある場合、両ロータは点、31.30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
の僅かなり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って、歯形の前進側(図でX軸
よりも上方)においては、空間79が形成さn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が形成さ扛る。 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I8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ュー
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、フルは、両ロータの回転につ才
して次第に、その容桜を縮小し、最終的にはゼロに近い
ところに進達することになる。そのため、前記空間79
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、冷
却、ンールおよび潤滑用として圧縮作用空間に噴射した
潤滑油が残留するので、液体圧縮の状態となって、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2よび損傷の発生を促進する。 さらK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太
きく、まだ、軸受の配用時間を短縮させる結果ともなっ
ていた。 上述の問題点を解消するため、従来は特公昭58−21
4.693号公報や特公昭58−131388号公報に
記載されているように、〔第2(b)図参照〕、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7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O・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1.!なり、コスト高となる欠点があった。 目 的 そこで本発明は、従来、本出願人が使用していた第1図
示の歯形が備える上述の利点金欠うことなしに、もしく
は、それに基く損失を可能な限り縮小して、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
に亘る使用に対して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
了直前の吐出ボート閉止時に形成される閉空間の縮小に
よって生じる異常な振動や騒音を防止し、円滑に、かつ
過負荷の生じない運転を確保し、捷だ、成形加工上の問
題点を解決した新規歯形を提供することを目的とするも
のである。、:f:の詳細な構成および効果については
、以下に述べる実施例の説明の中で明らかにする。 構 成 本発明は、 1 牢1−1な二軸の回り全噛合いながら回転するめす
ロー7タおよびおすロータからなるスクリュ・ロータで
あって、めすロータの谷歯形はその主要部分が同ロータ
のピッチ円内((形成され、おすロータの各歯形はその
主要部分が同ロータのピッチ円外に形成さノーシた夕・
イブのもの(fCおいて、各ロータノ回転軸に直交する
平面内に形成貴ワる各歯形曲線中、 少くともわ・すロータの追従側歯形は、その歯先から歯
元側に沿って、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R1の円弧と、前記円弧端とおすロータ
の回転中心とを結ぶ半径線上に、中心を置いて画いた前
真己半径R+の円弧に内接する、半径R4の円弧と、め
すロータの追従側歯形曲線と同じ−りのピッチ円との交
点が創成するエビサイクロイド曲線とよりなり、かつ、
前記半径R4の円弧中心位置を各ロータの回転中心を結
ぶ直線より遠く離して形成するようにし、めすロータの
追従側歯形は、その歯底から歯先側K faつて、前記
おすロータの追従側歯形の一部な形成する半径R4の円
弧によって形成される包絡線よりなることを特徴とする
スクリュ・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ュ°Iコータであっ
て、めすロータの各歯形は、その主少部分が同ロータの
ピッチ円内に形成さ汎、おすロータの各歯形は、その主
要部分が同ロータのピッ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かで形
成される各歯形曲線中、 めすロータの前進側歯形は、その歯先から歯底側に沿っ
て、各ロータの回転中心を結ぶ直線上において、めすロ
ータのピッチ円よりも外側の位置を頂点とし、前記直線
を片側にみてθ1の角を挟む直線の延長線上に中心を有
し、前記頂点を中心として画いた半径R3の円弧に外接
する半径R2の円弧と、前記半径R3の円弧とよりなり
、その追従側歯形は、その歯底から歯先側1fC泪つ5
、少くとも、前記半径R3の円弧と、おすロー2′の追
従側歯形の一部を形成する半径R4の円弧によって形成
される包絡線とを贋かにつなげる曲′) 線と、前記半径R1の円弧により形成される包絡線とに
より形成さ汎、かつ、めすロータの歯底は半径R3の円
弧と前記包絡線とを渭らかに、または共通接線により接
続する一方、 おすロータの前進側歯形は、その歯元から歯先側に清っ
て、めすロータの前進側歯形の半径R2の円弧によって
形成される包絡線と、同じく前記半径R3の円弧によっ
て形成される包絡線とにより形成され、 その追従側歯形は、歯先から歯元側に溢って、各ロータ
の回転中心を結ぶ直線を片側にみて、中心角゛θ2を挟
む、おすロータの回転中心を中心とする半径R】の円弧
と、おすロータ回転中心から半径R1の円弧の他端に伸
びた半径線上に中心を置い1画いた、前記半径R1の円
弧に内接する半径R4の円弧と、めすロータの追従側歯
形と同ピッチ円との交点によって創成されるエビサイク
ロイド曲線とよりなり、かつ、前記おすロータの追従側
歯形の一部を形成する半径R71の円弧の中心り。 よりなり、今、その一実施例を添付図面に従って説明す
ると以下のとおりである。 第3図は、本発明スクリュ・ロータを組込んで構成した
可圧縮性流体の圧縮機を示し、第3(a)図は第3(b
)図におけるA−A線に沿う横断面図、第3(b)図は
、同Ta)図示のB−B線に活って切断した縦断面図で
ある。図中、1は、おすロータで図示してない駆動装置
(lこ連結した回転軸60V′cよって回転、1駆動さ
れると共シで、ロータ歯溝面し軸60とχ・j称位置に
延びた支持軸61と協動して、ロータ1を各Vi@i仮
62および63の軸受部64および65に、回転自在に
I!ll+支さ汎ている。 ?ば、おすロータ1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用1により、端板6
2.63に回転自在に3軸支されている。66は、−組
の相互Vこ噛合ったロータlお上\、 ヒ?の外周を囲むケーシングであって、その長手軸方向
端面でそれぞれ吸込[167を有する低圧側節11板6
2と、吐出口68′jf: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lh1板
内側と(・てより、作用空間69を形成し、かつ区画す
る。前記作用空間69はケ゛−/ング内VCある作用流
体用の低圧通路70および高圧通路71にそれぞれ通じ
る吸込口67および吐出口68全有する。ケーシング6
6の断面は円筒状空間を平行に2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、したがっ
て両円筒空間は相互に重なり部分を持し、副空間内壁が
交叉する部分に稜線72が現われる。 めすロータ?ば、1条の各らせん溝が回転軸(長手)方
向に宿い、前記軸回り((通常200 捩られた6個の
渦を備え、前記溝はロータ?のピッチ円の内側にあり、
溝間を区切る歯の高さはピッチ円周を1恨界とし、また
、前記溝形は、はぼ内に凹の曲線よりなる。 おすロータlは、通常4条のらせん歯を侃Jえていて、
各両糸は回転軸(長手)方向に沿い、回転β条の歯丈ば
、同ロータのピッチ円の外側に位置し、両糸と歯条との
間にはめすローり?の崗が入込む溝が設けられていて、
その歯形断面は大力、外側に凸曲線よりなる。 作用空間69ば、■字形に区画きれ、ロータの回転によ
り低圧側端板62の吸入口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し、その
間に断熱圧縮され高圧、高温になった作用空間内の可圧
縮性流体は、やがて高圧側端板63に穿設した吐出口6
8に連通され、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
摺動面の温調およO・気密保持(シール)ならびに可圧
縮性流体の断熱圧縮(て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。 本発明スクリュ・ロータは上述の圧湘機に使用さ〕する
両ロータの歯形曲線に関するものである。 第4(a)、+b1図は、そのスクリュ・ロータを各回
転軸に直角な平面で切断したときにみられる各ロータの
歯形曲線を示し、図中、■はおすロータ、3は同ロータ
の回転中心・、15は同ロータのピッチ円で、おすロー
タlは回転中心3の回りに矢印方向に回転する。 子は、おすロータジと噛合う、めすロータであって、回
転中心4の回りに矢印方向に回転する。 16はめすロータのピッチ円であり、回転中上・3.4
を結ぶ直線上でピッチ円15と接する。ピッチ円15.
16の接点がピッチ点17である。両ピッチ円15.1
6の直径比は2/3とする。なお、18け、接触部に生
じる真空に近い空間である。 第4山)図を参照して、 (1) めすロータの歯形曲線 イ)前進側歯形、歯先から歯底側に活って、(at 4
7−48間(は;回転中心・3と4とを結ぶ直線上であ
ってピッチ円16の外にある半径R3の円弧の中心点5
2ヲ頂点として前記直線との間に角θ、=40°〜46
°を挟む直線上にある点53全中心にして画いた、半径
R3の円弧に外接する半径R2の円弧。 (b)48−’4.9間は;前記点52を中心とする半
径R3で画いた中心角θ1−40〜46 の円弧01 PCD ;おすロータのピッチ円直径 几3 IJ−17゜、。わが1よりも大きければ大きい程、ま
た、θ1が小さければ小さい程、48−49e構成する
歯形曲線のピッチ円付近の圧力角を大きくすることがで
き、歯形のホブによる成形加工を容易にし、 θ1が大きければ大きい程、めすロータの歯形を厚くす
ることができる。 本実施例においては、前記圧力角を充分((大きくする
ことかでさ、かつ、強度的にも充分な歯厚を確保できる
範囲とし、θl、R3について上記のとおり定めた。 (0) 追従側歯形、歯底から歯先側に泪って、tc+
 49−51間ば;おすロータ↓の回転中心3を中心と
し半径R+ (344,)の円弧が、中心角θ2−4〜
8 を張ったとき、その半径線3−44上の点54ヲ中
心に半径R4で画いた歯形曲線上の円弧44−45によ
る包絡線。 fd)50−50間は;おすロータの歯形曲線の一部で
ある円弧44−45による包絡線49−51と回転中心
3と4とを結ぶ直線上であってピッチ円16の外側に中
心52を有する半径R3円弧48−49との共通接線、
なお、前記50−50間は、半径R1の円弧と同程度の
緩かな曲線を用いて滑らかに継いでもよい。 (e)51−47間は;ピッチ円16の円周。 (2) おすロータの歯形曲線 イ) 前進側歯形、歯元から歯先側に沼って、1 げ)4’1−42間(は;めすロータ?側の歯形曲線上
の円弧47−48による包絡線。 fg+ 42−43間は;めすロータ?側の歯形曲線上
の円弧48−49による包絡、零※0 (ロ)追従側歯形、歯先から歯元側に浴って、由)43
−44間は一回転中心3を中心とし半径R1で画いた中
心角θ2−4〜8の円弧。 θ2が大きければ大きい程、空間]8を小さくでき、θ
2が小さければ小さい程、43−44と50−50の間
の、おすロータ、めすロータの間の隙間を小さくするこ
とができる。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、曲線43−44と50−50の間
のおすロータ、めすロータの間の隙間も実用上問題とな
らない程度にできる範囲として、θ2について上記数値
を定めた。 fi)44−45間は;半径3−44上に中心を有する
点54を中心にした半径R4の円弧。前記歯)における
θ2の値に関連して、半径R4の円弧の中心点54の位
置は、直線3−4より、遠く離して設定する。 fj)45−46間は;めすロータ?の歯形曲線49−
51とピッチ円1Gとの交点51によって創成されるエ
ビサイクロイド曲線。 (k) 46−41間は;おすロータのピッチ円]5の
円周。 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。 第1表 ただし、P CD ;おすロータのピッチ円直径効 果 本発明スクリュ・ロータの歯形曲線は、以上のとおりで
あるから、 (1)(h)、fi)の条件において、(イ) 半径R
4の円弧44−45の中心点54全、おすロータ↓の回
転中心3から伸びた半径線3−44上に設けたことによ
り、第8図に示すように、点44における円弧44−4
5に対する接線と、前記点全通り線3−4に対する垂線
lとのなす角θ5が、中心点」7から伸びた半径線17
−44上に設けた場合のそれθ5に比べ小さくすること
ができ、おすロータの追従側歯形曲線が各回転中心を結
ぶ直線3−4より大きく離れて、めすロータ追従側歯形
曲線に近刊き、真空造成空間18ヲより小さくできる。 (ロ)第2(a)図に示す従来歯形においては、吐出工
程の終了直前で、かつ吐出口が閉じられるときに、おす
ロータの前進側に形成される空間7つは、両ロータの回
転に伴なって容積が減少する。したがって前記空間79
内に閉込められた圧縮気体および/−ル用潤滑油は異常
加圧さノLる。本発明筒形においても、前記空間79に
相当する空間は圧縮工程で生じるが、おすロータ歯形の
線44 45fは、両ロータの中心・全結ぶ線3−4と
点:)において角θ2 (〜4〜8 )を挟んで交叉す
る半径13−44上に中心54が位置する半径R4の円
弧で、がっ、前記中ノ1−・54は、直線3−4から大
きく離れ、さら((、めすロータ歯形の線50−50は
、おすロータ歯形の前記円弧44−45により形成され
る包絡線と半径R3の円弧との共通接線せたは半径R1
と同程度の緩かな曲線であり、おすロータ歯形の線42
−43は、めすロータ歯形の円弧48−50により形成
さ汎る包絡線であるから、前記空間の閉込み容積を可及
的に小さくすることができる。 さらに、吐出側端面においては両ロータの回転に伴ない
前記両歯形の包絡線で形成された部分−JL’l:if
間して前記空間を吸入側に連通させる。 以上により吐出工程終了直MfJの吐出口閉止時((お
いて、前記空間内で圧縮空気の過圧縮や液体圧縮の行わ
2することを解消し、そfl&て伴なう騒音や異常振動
の発生または不測の摩耗、軸受損耗などの生じることが
ない。 さらに、従来技術で提案さ汎ている特開昭58−214
693月公報、特開昭58−131383号公報記載の
ような・・イバス孔7 ’7 Ci2 fi3)図参照
〕を設けることを要さず、構造が簡単で、しかも安1’
tlliなスクリュ圧縮機を提供することかでさる。 E′I 同図(でおいて、θ2全大きく(−半径丁し1
の円弧の中心54f:直線3−4から遠く離して形成し
たことにより、さらに前記空間18を小さくすることが
できる。すなわち、両ロータが第4ia1図に示す位相
から第4(b)図に示す位相に回転する間(C1空間1
80体積膨張の割合が比較的小さいので、その真空造成
による動力損失が少ない。 (2) (j)の条件により、 第9図(で示すように、ブローホールは実用上、殆んど
問題にならない程度に狭い。同図中、第4(b)図と同
一符号の部材は同図示のそれと同一で、同じ作用、効果
を奏するから説明は省略する。72は、ケーシング66
に設けた二つの円筒状空間周壁の交叉する稜線であり、
両ロータの歯の噛合い点でもある。 (3)上述tc)の条件に基き、第5図に示すように、
(イ) おすロータJの歯形曲線のうち半径R4による
円弧44−45による包絡線を、めすロータ?の歯形曲
線49−51と子ることにより、おすロータ歯形の同個
所が変曲点になったものに比較して耐摩耗性が向上し、
当初の圧縮効率を長期にわたって維持する。 1:11+ 雨声44−4.5.49−51との接触面
間 1に潤滑油Eが供給されると相互の摺動面が同方向
にカーブしているために、摺動作用により、くさび効果
を生じ前記面の潤滑および/−ル特性を向上させること
ができる。 (4)前述(1)の条件から、 (イ)従来は/−ル点として重要な点〔第1(b)図の
歯形曲線上の点8、第2(a)図示の歯形曲線上の点2
3参照のこと〕にもかかわらず、不連跣点であったため
に、位置を正確に測定することが難しく、精度のよい加
工が困難であったものが、44−45を円弧と連続した
曲線とで滑かにつないだので、位置の測定も容易になり
、精度よく加工することができる。 仲) 歯形曲線上の不連続点を無くしたことによシ、カ
ッグーの製作が容易になり、また、工具の耐用時間も延
ばすことができる。 (5)(b)の条件に基き、第6図にみられるように、
点48における歯形曲線への接線と、めすロータの回転
中心4一点48間を結ぶ直線とのなす角θ3が、ピッチ
点17を中心・にして画いた半径17−49の円弧上の
近似点におけるそれ、03と比較して大きくできるため
、曲線48−49全構成する歯形曲線のピッチ円付近で
の圧力角が大きくなるので、歯形成形の加工精度を向上
させることができ、工具寿命を延ばすことが可能になる
。 (6)上記(a)の条件により、円弧47−48の中心
・点53が円弧48−49 t/こ対し、同円弧の中心
点52と同じ側(/こある場合(に比べ、第7図を参照
して、円弧47−48上の点47において同曲線に接す
る直線と、めすロータの回転中心4と前記点47とを結
ぶ直線とに挟まれる角θ4を大きくできるため、前記円
弧のピッチ円例近での圧力角を大きくすることができ、
加工精度および工具寿命の向上に効果がある。 (7)前述ば)、+g)の条件から、fa)およびfb
)の条件と相俟って、 (イ) 円弧47−4.8.48−50による包絡線と
することにより、耐摩耗性を向上させることができる。 (ロ)雨宿動面間に潤滑油を介在させると、第5図に示
すように接触面の摺動により潤滑油がくさび効果を生じ
、同面に対する潤滑作用およびンール性を向上すること
ができる。 以上詳述したように、本願の第1番目の発明によれば、
おすロータの追従側歯形を歯先から歯元側に活って、各
ロータの回転中心を結ぶ直線全片側にみて中心角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R
】の円弧と、おすロータの回転中心から前記円弧の他端
に伸ひた半径線上に中心を有し、i′lJ記半径1(1
の円弧に内接するよう画いた半径R4の円弧と、めすロ
ータの追従側歯形と同ロータのピッチ円との交点が創成
するエビザイクロイド曲線と(により形成し、かつ、前
記半径R4の円弧中心位置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ようにし、めすロータの追
従側歯形を、歯底から歯先側に渚って、前記おすロータ
の追従側歯形の一部を形成する半径R4の円弧によって
形成さt′1.る包絡線により形成したので、両ロータ
の1伯合い回転の際、吸込側端板とおす、めす1lJ−
夕との接触部に生じる空間(真空造成空間)を小さくす
ることができ、その真空造成による動力損失全少なくで
きる上、短絡漏洩空間(ブローポール)を実質上無くす
ることかでさる。壕だ、スクリュ・ロータの追従側歯形
に2いて、歯形曲線の接触面に施された潤滑油が、接触
面の摺動によりくさひ効果を奏1.潤清性およびシール
性の向上を達成することができ、前記摺動面の耐久性も
向」ミさせることができる。 丑だ、本2願の第2番目の発明Vこよn(は゛、上記構
成に加えて、めすロータの前進側歯形を歯先力・ら歯底
側に渚って、各ロータの回転中心を結ぶ直線上においで
、めすロータのピッチ円よりも外側の位置を頂点とし、
前記直線を片側にみてθ]の角を挟む直線の延長線上に
中心を有し、前記頂点を中心として画いた半径R3の円
弧に外接する半径R2の円弧と、前記半径R3の円弧に
より形成し7、おすロータの前進側歯形を歯元から歯先
側に渚って、前記めすロータの前進側歯形の半径R2の
円弧および半径R3の円弧によって形成される包絡線に
より形成したので、吸込側端板とおす、めすロータとの
噛合い回転中、歯形曲線の接触部に生じる空間(真空造
成空間)ケ小さくでき、その真空造成による動力損失を
少なくする。(た、短絡漏洩空間(ブローホール)を実
質上無くすることができるとともQこ、スクリュ・ロー
タの追従側歯距および前進側歯形において、摺動面に供
給した潤滑油のくさび効果により前記摺動面の温情性お
よびソール性の向」二を達成させ、がっ、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口閉止時に
生じる異常な振動や騒音を防止し、さらにピンチ円近傍
における圧力角を大きくすることにより、加工性に俊れ
た歯形を形成して、以てホブ加工を容易にし、丑だ、そ
の工具寿命も延ばすこに5できる。 以上、本発明によれば実用上有用なスクリュ・rl−夕
を提供することができる。 4図面の簡単な説明 第1図および第2図は従来使用されているスクリコ−・
ロータの歯形曲線であって、第1(a)図、第1(b)
図は本出願人使用の歯形による一組のロータの噛合わせ
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2(b)図(d、スクリュ 圧縮り役の吐出
側シリンダの一部断面図、第3(a)図および第3(b
)図は本発明スクリュ・ロータを実施し/こワータ機派
の側断面図および横断面図、第4(a)図および第4(
b)図は、本発明スクリュ°ロータの一対のロータの歯
形曲線を示し、そ扛ぞれ噛合せ位相全光る・Cする場合
、第5図ないし第8図(は本発す[jロータの歯形曲線
の解説用の歯形の一部を示す図面、第9図は本発明スク
リジ・ロータのブローホールの有無解説図である。 J おすD−タ、?・・・めすロータ、3および4・・
ロータ回転中上・、15および」6 ピッチ円、18X
空造成空間。 代理人 弁理士 永 1)浩 − 第2a図 第2b図 第3a図 第4b図 / 第9図
1 and 2 are tooth profile curves of conventionally used screw rotors, and FIGS. 1(a) and 1(b) show a set of rotor tooth profile curves used by the present applicant. When the alignment phase is different, Figure 2 shows an example of the tooth profile used by another company.
3(a) and 3(b) are a side sectional view and a cross sectional view of a rotor machine implementing the screw rotor of the present invention,
FIG. 4(a) and FIG. 4(b) show the screw of the present invention.
The tooth profile curves of a pair of rotors are shown, and when the meshing phases are different from each other, FIGS.
The figure is a diagram explaining the presence or absence of blowholes in the screw rotor of the present invention. J...male rotor? ...Female rotor, 3 and 4,
...Rotor rotation center, 15 and X6...pitch circle, 1
8. Vacuum creation space. Figure 3 Cσ/i LA Figure 9 Procedure Amendment 1 March 1980 150 Commissioner of the Japan Patent Office Kazuo Wakasugi 1 Display of the case 1982 Patent Application No. 29588 2 Name of foaming Screw rotor 3 Amendment Relationship with the case involving the person who filed the patent application 4 agents for the patent applicant 107 Address: 3 Calm Building, 8-1-7 Akasaka, Minato-ku, Tokyo
B6 Number of inventions increased by amendment None 7 Clarity of the original application of the first application targeted by the amendment (“Scope of Claims” of If lj)
The column [Invention] "Claims" will be amended as follows. 1 A screw rotor consisting of a female rotor and a male rotor that rotate while meshing around the circumferences of two parallel axes, in which each tooth profile of the female rotor has its main part formed within the pitch circle of the same rotor, and the male rotor Each tooth profile is of the type in which the main part is formed outside the pitch circle of the same rotor, and in each tooth profile curve formed in a plane orthogonal to the axis of rotation of the abutment and the end, at least one part of the rotor is The follow-up side tooth profile is an arc of radius R1 centered at the rotation center of the male rotor, extending from the tooth tip to the root side and sandwiching the center angle θ2 when looking at one side with a straight line connecting the rotation centers of each rotor. and an arc of radius R4 inscribed in the arc of radius R1 drawn with its center on a radial line extending from the rotation center of the male rotor;
It is different from the ebicycloid curve created by the intersection of the following side tooth profile curve of the female rotor and the pitch circle of the same rotor, and the arc center position of the radius R4 is far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor. The following tooth profile of the female rotor is formed by an envelope formed by an arc of radius R1 that forms a part of the following tooth profile of the male rotor from the tooth bottom to the tooth tip side. of! Characteristic screw rotor. 2. A screw rotor consisting of a female rotor and a male rotor that rotate in mesh around two parallel axes, with each tooth profile of the female rotor having its main portion formed within the pitch circle of the same rotor, and Each tooth profile of the rotor is of a type in which the main part is formed outside the pitch circle of the same rotor, and among the tooth profile curves formed in the plane orthogonal to the rotation axis of each rotor, the tooth profile on the forward side of the female rotor is a straight line that connects the rotation center of each rotor along the tooth tip to the tooth bottom side, and the pitch circle of the female rotor also has its apex at the outer position, and when looking at the straight line on one side, the angle θ1 is The tooth profile on the following side consists of a circular arc with a radius R2 circumscribing a circular arc with a radius R3 drawn with the apex as the center, and a circular arc with the radius R3, which has a center on an extension line of the sandwiching straight line, and the tooth profile on the following side starts from the bottom of the tooth. Beach on the tooth tip side,
It is formed by an envelope formed by an arc of radius R4 that forms at least a part of the following side tooth profile of the male rotor, while the forward side tooth profile of the male rotor is formed from the tooth root to the tip side ICG. It is formed by an envelope formed by an arc of radius R2 of the advancing side tooth profile of the female rotor and an envelope formed by an arc of radius R3, and the following chevron is formed from the tooth tip to the root side. Looking at the straight line connecting the top and bottom of each mouth to evening rotation on one side, the arc of radius 1 centered on the center of rotation of the second rotor, sandwiching the center angle 02, and the radius from the center of rotation of the male rotor. On the radius line extending to the other end of the arc of R1 (the radius R drawn by 14 degrees from the center of C)
1 and the intersection of the following tooth profile of the female rotor and the same pinch circle, and forms a part of the following tooth profile of the male rotor. A screw rotor characterized in that the center position of a circular arc having a radius R4 is formed far away from a straight line connecting the rotation centers of each rotor. 2. In the "Detailed Description of the Invention" column, (a) page 12 of the specification, line 10, r 27-284, has been changed to [27-21], and (b) page 17, line 1 of the same specification has been changed to "not done." ” to “is being done.” ←→ Same No. 22, p.
-44'', 23rd page, /1st line ``tooth profile line'' to ``tooth profile curve'', (e) 25th page 2nd line ``49-51'' to ``49-
51'', (to) page 27, line 4 [conditions for (b) and 0'(c)'' to ``conditions for (a): t, b)'', (g) same page Page 29, lines 1-4 “With the center on the outside, -
``Tangential to a circular arc'' has been changed to ``The outer position is the apex, the center is on the extension of the straight line that sandwiches the angle θ1 when looking at the straight line on one side, and it is circumscribed by an arc of radius R3 drawn with the apex as the center.'' , respectively. 3. Amend Figure 2 of the accompanying drawing as shown in the attached sheet. (Indication line 24 has been added.) Figure 2 Procedural amendment April 8, 1985 Manabu Shiga, Commissioner of the Patent Office 1 Indication of the case 1982 Patent Application No. 29588 2 Name of the invention Screw Statement 3 Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant 4 agent 107 Address Calm Building 3, 8-4-7 Akasaka, Minato-ku, Tokyo
B8. Contents of amendment Attached specification] 1 Invention 1 Name of the invention Screw rotor 2 Claim 1 A screw rotor consisting of a female rotor and a male rotor that rotate while meshing two parallel shaft plates. Therefore, each tooth profile of a female rotor has a main part formed within the pitch circle of the same rotor, and each tooth profile of a male rotor has a main part formed outside the pitch circle of the same rotor. Among the tooth profile curves formed in a plane perpendicular to the rotor's rotation axis, at least the trailing side tooth profile of the rotor has a straight line connecting the rotation center of each rotor, running from the tooth tip to the tooth root side. An arc of radius R+ centered at the rotation center of the male rotor, sandwiching the center angle θ2 when viewed from one side, and the radius R1 drawn with the center on the radial line connecting the end of the arc and the rotation center of the male rotor. An epicycloid curve is created by the intersection of a circular arc with a radius R4 inscribed in the circular arc of the female rotor and the following side tooth profile curve of the female rotor and the pitch circle of the same rotor, and the center position of the circular arc with the radius R4 is The trailing side tooth profile of the female rotor extends from the tooth bottom to the tooth tip side and forms a part of the following side tooth profile of the male rope. A screw characterized by an envelope curve formed by a circular arc.
Rotor. 2 A screw rotor consisting of a female rotor and a male rotor that rotate in mesh around two parallel axes, each tooth profile of the female rotor having its main portion formed within the pitch circle of the same rotor, and Each tooth profile of the rotor is of the type in which the main part is formed outside the pitch circle of the rotor, and within a plane perpendicular to the rotational axis of each rotor (in each tooth profile curve formed, the advancement of the female rotor The side tooth profile has its apex at a position outside the pitch circle of the female rotor on a straight line connecting the rotation center of each rotor along the tooth tip to the tooth bottom side, and when looking at the straight line on one side, θ1. It consists of an arc with a radius R2 that has its center on an extension of a straight line that pinches the corner and circumscribes an arc with a radius R3 drawn with the apex as the center, and 1) an arc with a radius R3 in item 11, and the tooth profile on the following side is , the advancing side tooth profile of the mineral layer male rotor is formed by the circular arc with radius R4 that extends from the bottom of the teeth to the tooth tip side and forms a part of the following side tooth profile of the male rotor, including the stopper. From the tooth base to the tooth tip side (C bath,
Female - It is formed by an envelope formed by a circular arc V of radius R2 of a part of the advancing side tooth profile and an envelope formed by the circular arc of the front side medium diameter R3, and the following side tooth profile is Looking at the straight line that connects the rotation centers of each rotor on one side, looking at the straight line connecting the rotation centers of each rotor, an arc of radius R1 with the entire center of rotation of the male rotor as the center, and a radius from the male - partial rotation center, sandwiching the center angle θ2. It is created by the intersection of an arc of radius R4 inscribed in the arc of radius R] drawn with its center on the radius line extending to the other end of the arc of R1, and the following tooth profile of the female rotor and the same pitch circle. (1) The center position of the circular arc with radius R4, which forms an epicycloid curve and forms a part of the following side tooth profile of the male rotor, is set far away from the straight line connecting the rotating nozzles L of each rotor. ~
A screw I cork characterized by the following. 3. Details of the invention! 11 DESCRIPTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pair of rotors used in screw machines for compressing or expanding compressible fluids, and in particular to their tooth profiles. BACKGROUND ART In general, screw rotors with asymmetric tooth profiles used in compressors for compressible fluids, etc., have two male rotors 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 multiple teeth is meshed with a female rotor with slightly more teeth than the male rotor, and the diameter of the teeth of the male rotor is The pitch circle diameter of the stopper rotor is set to be approximately equal. The axis of the pair of screw rotors is -1
-L (1), the diameter of -t is equal to the diameter of each rotor (7), and the distance between their axes is equal to the radius of phase LL. In the ring (li, the two-turning position Q is included, and the space is the same as the axial length of the center axis, and the seven double openings [1
A screw compressor or expander is constructed by closing the ends with end plates and drilling suction ports [1] and discharge ports at the required locations. I'm here. [3rd (
a) and 3(b).'' When the above-mentioned device is used as a compressor, the female rotor is rotated counterclockwise and the male rotor is rotated clockwise in the figure. In this case, the tooth profile curve of a female rotor (if you look at it, the front side in the rotational direction of the curve forming the tooth groove is called the forward side tooth profile, and the curve on the rear side in the rotational direction is called the following side tooth profile,
The curve forming the tooth profile of the male rotor (10) will be referred to as the full advancing tooth profile on the front side in the rotational direction, and the curve on the rear side in the rotational direction will be referred to as the following tooth profile curve. When the device is used as an expansion device, the curves of each curve function in the opposite manner, but in the description of the present invention, all explanations will be made assuming that the device is used as a compression device. Nouri, Figure 1(a) and Figure 1
+1) Figure J shows the curve that can be seen when the rotor is cut by a plane perpendicular to the rotor's rotational axis, that is, the longitudinal force of the rotor.
This figure shows a tooth profile curve of a rotor, and the tooth profile is a tooth profile curve (see Japanese Utility Model Publication No. 1982-25552) that has been conventionally used by the present applicant, and its characteristics are as follows. That is, in the figure, J is the outer rotor, ? is the female rotor that meshes with the male rotor L, and these rotors y and ? are the center of rotation (center of the pitch circle) 3.4 By rotating in the direction of the arrow in the casing (not shown) around the center, it functions as a fluid compressor.] 5 and 16 are pitch circles of the male rotor l and female rotor l, respectively, and During each rotation, the straight line connecting L 3.4 (is the pitch circle) passes through the contact point I7 of 5 and 10, that is, the pitch point. Top - °C, female rotor Tooth profile, toe ffdii T 3-i facing from the deepest point 1'2 of the tooth profile center, both female and male rotors (,7) pitch circle 15, ], 6 contact point (pitch Point) 17wo center and 1no CI'4'%:
A circular arc with a diameter of 10, and the curved knee) seat force part 1
The curve between 1 and 100 is the pitch circle of the female rotor (center of rotation) 4 and the tangent to the arc 11 and 12 of radius r 4, and the curve between 12 and 13 at the bottom of the groove of the female rotor. ,%!
Let be the rotational arc of the female rotor with center 4 as the center and radius r2, and the outer diameter of the tooth tip circle as t'
○ Match pitch circle 10. (L)) Follow-up 11-1j Let the curves 13 to 14 on the follow-up side of the groove C of the female rotor be the L vitrochoid curve created by the point 8 of the male rotor. (2) Male rotor tooth profile (I) ) The curve between the center apex 7 of the male rotor tooth profile on the forward side and the point 6 on the root side of the tooth profile is the pitch circle 15 of both the female and rear rotors.
A circular arc centered on the contact point 17 of 16 and having a radius r3i smaller than the radius r4 by the gap required for rotation, and the point 6
From 10 to 5VrC at the tooth tip of the female rotor.
Let it be an envelope formed by a straight line between 11 and 11. (O) Let the curve between points 7 and 8 on the following side of the tooth profile of the male rotor on the following side be an arc with a radius of 1.1 and a radius of 1.7 with the rotation center of the male rotor as the center of rotation 7, and from point 8 to the root point. 9 (The curve up to IC is an evisicroid curve created by the tooth tip 14 (・) of the opposing female rotor, and the groove bottom diameter between 5 and 9 corresponds to the pitch circle 15 of the male rotor. (From <, point 8 is set so that the contact line of both the female and male rotors on the ridgeline of the threaded ridge line reaches the compression chamber closure side intersection line of the cylinder that accommodates both rotors. In addition, the point 8 is formed far away from the straight line connecting the rotation centers 3.4 of each rotor.The tooth profile mentioned above is defined as f/(m) as shown below, so (a) Compression Since the short-circuit leakage space (blowhole) between the chambers can be made virtually zero, and the tooth tip of the female rotor is made to match the pitch circle diameter, the female rotor tooth tip at the male mouth = evening tooth root portion is Eliminates interference and improves the shutoff effect. (l) By locating point 8 on the male rotor tooth profile far from the straight line connecting the rotation centers 3 and 4 of both the female and male rotors, low pressure is achieved. Since the space 18 created at the contact portion between the side end plate and the male rotor and the female rotor has a small volumetric expansion rate as the rotor rotates, there is little power loss due to the vacuum generation effect based on the volumetric expansion. On the other hand, the following problems have been pointed out: (C1 space volume is small (stroke volume is small). (d) The bottom of the female rotor tooth profile is uneven, so the sealing performance is not good. In addition, it is difficult to measure the dimensions during machining.Furthermore, the outer shape of the cutter becomes complicated, making it difficult to process.
The sealing points are easily worn and the sole effect is difficult to maintain. (F+ Since the pressure angle becomes almost equal to 0 near the pitch circle, it is difficult to machine the tooth profile with high precision, and the tool life will be shortened. Especially when hobbing screw rotors, the life of the hobbing tool will be shortened. Figure 1(a) shows the phase of the tooth profiles of both rotors immediately after point 8 of the male rotor tooth profile and curves 13 to 14 of the female rotor tooth profile of the rotor having the above-mentioned tooth profile start brush stroke.・1:1', and then the male rotor rotates about 20 degrees to reach the phase shown in Figure 1(b), but the contact surface indicated by 18' in Figure 1(a) is 1(b
) In the figure, it expands into a space like 18, so a vacuum space is created in this part, and the necessary power (unrelated to compression) is consumed, so it is preferable that the space volume does not become large. . The above-mentioned tooth profile has a small rate of volumetric expansion, so the power loss is small. For example, one of the conventional tooth profiles used by other companies, Tokuko Sho 56-1
The tooth profile of the rotor used in the screw rotor machine described in Publication No. 7559 is as shown in Figure 2 (a).
Structures with the same reference numerals as in the figure are the same sections. In Fig. 2, (1) Female rotor tooth profile (a) Advance side 28-29; Point on straight line 17-29: Arc with radius 1゛1 centered at 36. 2g -30: Solidity of radius r'2 centered on pinch point 17 +X. (B) Follower side 30-31; O-J゛Ebitrochoid curve formed by point 23 on the rotor tooth profile. 3]-32; A straight line passing through the rotation center 1 of the female rotor. 32-33; Arc having its center on the pitch circle 16. 3: 3-34: Circular arc centered on rotation center 4. 34--35 ; Pitch circle] An arc whose center is on 6. (2) Male rotor tooth profile (A) Forward side] 2]-22; Female rotor tooth profile A-29 (straight line 17-29
An envelope of a circular arc with radius r'1 centered at point 36 above. 22-23; Arc with radius r'2 centered on pitch point 17. (b) Follower side 23-24: Ebitrochoid curve formed by point 31 on the female rotor tooth profile. 24-45; Creation curve by straight line 31-32. 2.5-26; Arc with center on pitch P 5. 26-27; Arc centered on rotation center 3. 27-21; Middle upper and full arc on pitch circle 15. However, the capacity of the illustrated space (X empty space) 8 is larger than that of the tooth profile shown in the first figure. In addition, when both the female and male rotors are at the rotational position (/'C) shown in FIG. They are in contact with a slight clearance.The three contact points form a space 79 on the forward side of the tooth profile (above the X axis in the figure), while
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 surface 74 (see Figure 3), as both the female and male rotors rotate in the direction of the arrow, the volume of the space I8 gradually expands, forming a significantly larger vacuum space as described above. do. On the other hand, on the discharge side end face 75 (see Figure 3), the space and fullness gradually decrease as the two rotors rotate, and eventually reach a point close to zero. It turns out. Therefore, the space 79
The gas trapped inside becomes abnormally pressurized, and in the case of an oil-cooled rotary compressor, lubricating oil is injected into the compression space for cooling, cooling, and lubrication in the closed space. remains, resulting in a state of fluid compression, which causes the female and male rotors to generate abnormal vibrations and noise, and in extreme cases accelerates rotor wear and damage. Additionally, K requires an excessive rotational torque and applies an excessive load to the rotor and casing, resulting in a large power loss, and still results in a shortened bearing service time. In order to solve the above-mentioned problems, the
As described in Japanese Patent Publication No. 4.693 and Japanese Patent Publication No. 58-131388 [see Figure 2(b)], a bypass hole 77 is bored in the inner wall surface 75 of the discharge side casing, and the bypass hole 77 is formed in the inner wall surface 75 of the discharge side casing. through 7 into a separate low-pressure working space or suction side space, or
Alternatively, measures have been taken to increase the volume of the bypass hole 77 to prevent it from flowing into the low-pressure working space, but the structure is complicated.1. ! However, there was a drawback that the cost was high. Purpose Therefore, the present invention solves the problems mentioned above without lacking the above-mentioned advantages of the tooth profile shown in the first drawing conventionally used by the present applicant, or by reducing the losses based on them as much as possible. In particular, it prevents wear of the seal points to prevent a reduction in efficiency over long-term use, and also prevents the wear of the seal points, which are formed on the inner wall surface of the discharge side casing when the discharge boat is closed just before the end of the discharge process. The purpose is to provide a new tooth profile that prevents abnormal vibrations and noise caused by the reduction of the closed space, ensures smooth and overload-free operation, and solves problems in forming and processing. That is. , :f: detailed configuration and effects will be made clear in the description of the embodiments below. Structure The present invention is a screw rotor consisting of a female rotor and a male rotor that rotate around two shafts (1-1) in full meshing, and the main part of the valley tooth profile of the female rotor is the same as that of the rotor. The main part of each tooth profile of a male rotor is formed outside the pitch circle of the same rotor.
Among the tooth profile curves formed in the plane perpendicular to the rotational axis of each rotor, at least the following tooth profile of the rotor runs from the tooth tip to the root side. A circular arc with a radius R1 centered at the male rotor's rotation center, sandwiching the center angle θ2 when looking at the straight line connecting the rotation centers of each rotor on one side, and a radial line connecting the end of the arc and the male rotor's rotation center. , is an ebicycloid curve created by the intersection of an arc of radius R4 inscribed in an arc of front straight radius R+ drawn with the center and a pitch circle of the same radius as the following side tooth profile curve of the female rotor, and,
The circular arc center position of the radius R4 is formed far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor, and the trailing side tooth profile of the female rotor is from the tooth bottom to the tooth tip side K fa and from the trailing side of the male rotor. A screw rotor comprising an envelope formed by a circular arc with a radius R4 forming a part of a tooth profile. 2. A screw I coater consisting of a female rotor and a male rotor that rotate in mesh around two parallel axes, and each tooth profile of the female rotor has a main part and a small part formed within the pitch circle of the same rotor. , each tooth profile of a male rotor is of a type in which the main part is formed outside the pitch circle of the same rotor, and in each tooth profile curve formed within a plane orthogonal to the rotation axis of each rotor, the tooth profile of a female rotor is The advancing side tooth profile has an apex at a position outside the pitch circle of the female rotor on a straight line connecting the rotation centers of each rotor along the tooth tip to tooth bottom side, and an angle of θ1 when looking at the straight line to one side. The tooth profile on the following side consists of a circular arc with a radius R2 that circumscribes a circular arc with a radius R3 drawn with the apex as the center, and a circular arc with the radius R3. From tooth tip side 1fC tears 5
, at least a curved line that falsely connects the arc of radius R3 and the envelope formed by the arc of radius R4 forming a part of the follower side tooth profile of male row 2', and the radius R1. The tooth bottom of the female rotor connects the arc of radius R3 and the envelope either side by side or by a common tangent, while the forward side of the male rotor The tooth profile is formed by an envelope formed by an arc of radius R2 of the forward tooth profile of the female rotor, and an envelope also formed by an arc of radius R3, moving from the tooth root to the tooth tip side. , The following side tooth profile overflows from the tooth tip to the tooth root side, and when the straight line connecting the rotation centers of each rotor is viewed on one side, the radius R centered on the rotation center of the male rotor, which is sandwiched by the center angle ゛θ2] an arc of radius R4 inscribed in the arc of radius R1, whose center is placed on a radius line extending from the rotation center of the male rotor to the other end of the arc of radius R1, and a tooth profile on the follower side of the female rotor. The center of an arc with a radius R71 that is formed by an evicycloid curve created by the intersection with the same pitch circle and forms a part of the following side tooth profile of the male rotor. One embodiment of the present invention 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, and FIG. 3(a) and FIG. 3(b)
Figure 3(b) is a cross-sectional view taken along the line BB in the same figure. In the figure, 1 is a male rotor that is rotated and driven by a rotating shaft 60V'c connected to a drive device (not shown), and is located at a χ-j symmetrical position with the rotor tooth groove surface shaft 60. The rotor 1 is rotatably supported by the bearing portions 64 and 65 of the respective Vi@i temporary 62 and 63 in cooperation with the support shaft 61 extending to the male rotor 1. A female rotor is engaged with the end plate 6 by means of a rotating member 1 extending on each end face thereof.
It is rotatably supported on three axes by 2.63. 66 is the rotor l upper\, h?, which is in mutual V mesh with the - pair. a casing surrounding the outer periphery of the low-pressure side section 11 having a suction [167] at its longitudinal end face;
2 and the high-pressure side end plate 63 provided with the discharge port 68'jf: are connected to the rotor tooth groove surface, the casing inner wall, and the inside of both lh1 plates, thereby forming and dividing an action space 69. The working space 69 has a suction port 67 and a discharge port 68 that communicate with a low pressure passage 70 and a high pressure passage 71, respectively, for a working fluid in the casing VC.
The cross section of 6 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, so both cylindrical spaces have mutually overlapping parts, and the inner walls of the subspaces intersect. A ridge line 72 appears in the portion. Female rotor? For example, each spiral groove is located in the (longitudinal) direction of the rotation axis, and has six vortices twisted around the axis (usually 200 mm), and the groove is located inside the pitch circle of the rotor.
The height of the teeth separating the grooves is equal to the pitch circumference, and the groove shape is a concave curve within the groove. The male rotor usually has four spiral teeth,
Both threads are along the rotation axis (longitudinal) direction, and the tooth length of the rotating β thread is located outside the pitch circle of the same rotor, and a female roller is inserted between both threads and the tooth thread. There is a groove for the grout to fit into,
Its tooth profile has a large, outwardly convex curve. The working space 69 is divided into a square shape, and after the rotation of the rotor closes the communication between the suction port 67 of the low-pressure side end plate 62 and the working space, the meshing line of both rotors moves (as the rotation of both rotors Due to the accompanying relative), the volume of the partitioned working space is reduced compared to that at the time of closure, and the compressible fluid in the working space, which has been adiabatically compressed and becomes high pressure and high temperature, will eventually reach high pressure. Discharge port 6 bored in side end plate 63
8 and is discharged to the high pressure chamber 71 side. During this time, the meshing between the rotor teeth and groove surfaces, the sliding surface between the inner wall of the casing and the sliding surface between the rotor end surface and the inner surface of both end plates, temperature control, O/airtight maintenance (sealing), and In order to cool the heat generated by the adiabatic compression of the compressible fluid, cooling lubricating oil is injected into the working space through the nozzle 73. ] Figures 4(a) and +b1 show the tooth profile curves of each rotor seen when the screw rotor is cut along a plane perpendicular to each rotation axis. In the middle, ■ is the male rotor, 3 is the rotation center of the rotor, 15 is the pitch circle of the rotor, and the male rotor l rotates in the direction of the arrow around the rotation center 3. The child meshes with the male rotor. It is a female rotor, and rotates in the direction of the arrow around the rotation center 4. 16 is the pitch circle of the female rotor, and the pitch circle is 3.4 at the top during rotation.
It touches the pitch circle 15 on the straight line connecting the lines. Pitch circle 15.
16 contact points are pitch points 17. Both pitch circles 15.1
The diameter ratio of 6 is 2/3. Note that this is a space close to a vacuum created at the contact portion. 4th mountain) Referring to the diagram, (1) Tooth profile curve of female rotor a) Forward side tooth profile, extending from the tooth tip to the tooth bottom side, (at 4
Between 7 and 48 (ha; Center of rotation - center point 5 of an arc of radius R3 that is on the straight line connecting 3 and 4 and is outside the pitch circle 16
2) Angle θ between the vertex and the straight line, = 40° to 46
An arc of radius R2 that circumscribes an arc of radius R3, drawn with the entire center of point 53 on a straight line sandwiching °. (b) Between 48 and 4.9 is an arc 01 PCD of a central angle θ1-40 to 46 drawn with a radius R3 centered on the point 52; the pitch circle diameter of the male rotor is 3 IJ-17°; The larger 1 is, and the smaller θ1 is, the larger the pressure angle near the pitch circle of the tooth profile curve composing 48-49e can be, making it easier to form the tooth profile with a hob, and the smaller θ1 is. The larger the number, the thicker the tooth profile of the female rotor can be. In this example, the pressure angle was set to a range in which a sufficiently large tooth thickness and sufficient strength could be ensured, and θl and R3 were determined as described above. (0) Follow-up Lateral tooth profile, from the root to the tip, tc+
49-51 interval: An arc with a radius R+ (344,) centered on the rotation center 3 of the male rotor ↓ has a center angle θ2-4 ~
8 is stretched, an envelope formed by arc 44-45 on the tooth profile curve drawn with radius R4 centered on point 54 on radius line 3-44. fd) 50-50 is on the straight line connecting the envelope 49-51 formed by the circular arc 44-45, which is a part of the tooth profile curve of the male rotor, and the rotation centers 3 and 4, and the center 52 is located outside the pitch circle 16. common tangent with radius R3 arc 48-49,
Note that the interval between 50 and 50 may be smoothly connected using a gentle curve similar to the arc of radius R1. (e) Between 51 and 47 is the circumference of the pitch circle 16. (2) Tooth profile curve of male rotor A) Forward side tooth profile, sloping from the root to the tip side, 1 ridge) Between 4'1-42 (A; Arc 47-48 on the tooth profile curve on the female rotor's side) Envelope between fg+ 42 and 43: Envelope by arc 48 and 49 on the tooth profile curve on the female rotor side, zero * 0 (B) Follower side tooth profile, from the tooth tip to the tooth root side, Y) 43
-44 is a circular arc with a center angle θ2-4 to θ2-8 centered on the center of one rotation 3 and drawn with a radius R1. The larger θ2 is, the smaller the space ]8 can be, and θ
The smaller 2 is, the smaller the gap between the male and female rotors between 43-44 and 50-50 can be. In this embodiment, the space 18 can be made sufficiently small, and the gap between the male rotor and the female rotor between the curves 43-44 and 50-50 can be made within a range that does not pose a practical problem, and θ2 is The above figures have been determined. fi) Between 44 and 45; An arc of radius R4 centered on point 54 having a center on radius 3-44. In relation to the value of θ2 in the tooth), the position of the center point 54 of the circular arc with radius R4 is set far away from the straight line 3-4. fj) Between 45 and 46; female rotor? Tooth profile curve 49-
51 and pitch circle 1G. (k) Between 46 and 41 is the pitch circle of the male rotor]5. As an example, each radius and angle in the tooth profile shown in FIG. 4 is shown in Table 1. Table 1. However, P CD : Pitch diameter effect of male rotor Since the tooth profile curve of the screw rotor of the present invention is as described above, under the conditions of (1) (h) and fi), (a) radius R
By providing the entire center point 54 of the arc 44-45 of No. 4 on the radius line 3-44 extending from the rotation center 3 of the male rotor↓, the arc 44-4 at the point 44 as shown in FIG.
The angle θ5 between the tangent to 5 and the perpendicular 1 to the line 3-4 passing through the points is the radius line 17 extending from the center point 7.
- It can be made smaller than θ5 when provided on 44, and the male rotor's following side tooth profile curve is far away from the straight line 3-4 connecting each rotation center, and the female rotor's following side tooth profile curve is soon published. It can be made smaller than the vacuum creation space 18. (b) In the conventional tooth profile shown in FIG. 2(a), just before the end of the discharge process and when the discharge port is closed, the seven spaces formed on the forward movement side of the male rotor are The volume decreases accordingly. Therefore, the space 79
The compressed gas and/or lubricating oil trapped inside are abnormally pressurized. In the cylindrical case of the present invention, a space corresponding to the space 79 is generated in the compression process, but the lines 44 to 45f of the male rotor tooth profile form an angle θ2 (~ 4 to 8), and the center 54 is located on the radius 13-44 that intersects with the center line 13-44. The line 50-50 of the female rotor tooth profile is a common tangent between the envelope formed by the arcs 44-45 of the male rotor tooth profile and the arc of radius R3, or the radius R1.
It is a gentle curve similar to that of the male rotor tooth profile line 42.
Since -43 is the envelope formed by the circular arcs 48-50 of the female rotor tooth profile, the confined volume of the space can be made as small as possible. Furthermore, on the discharge side end surface, a portion formed by the envelope of both tooth profiles as both rotors rotate -JL'l:if
The space is communicated with the suction side. As a result of the above, when the discharge port of MfJ is closed immediately after the discharge process is completed, over-compression of compressed air and liquid compression within the space are eliminated, and the accompanying noise and abnormal vibrations are eliminated. Also, unexpected wear, bearing wear, etc. do not occur.Furthermore, the prior art proposed in the widely used Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-214
It is not necessary to provide the Ibus hole 7 '7 Ci2 fi3) as described in the 693 publication and the Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-131383, and the structure is simple and inexpensive.
Our goal is to provide a screw compressor that is highly efficient. E'I Same figure
Center 54f of the circular arc: By forming it far away from the straight line 3-4, the space 18 can be further reduced. That is, while both rotors rotate from the phase shown in FIG. 4ia1 to the phase shown in FIG. 4(b) (C1 space 1
80 Since the rate of volumetric expansion is relatively small, there is little power loss due to vacuum creation. (2) Due to the conditions in (j), the blowhole is narrow enough to pose no problem in practice, as shown in Figure 9 ().In the figure, members with the same symbols as in Figure 4(b) is the same as that shown in the same figure and has the same function and effect, so the explanation will be omitted. 72 is the casing 66
It is the ridgeline where the two cylindrical space surrounding walls intersect,
It is also the point where the teeth of both rotors mesh. (3) Based on the conditions of tc) above, as shown in Figure 5,
(a) Out of the tooth profile curve of the male rotor J, the envelope curve of the arc 44-45 with the radius R4 is the female rotor? The tooth profile curve 49-51 improves wear resistance compared to a male rotor tooth profile where the same point becomes an inflection point.
Maintain the original compression efficiency over a long period of time. 1:11+ When lubricating oil E is supplied to 1 between the contact surfaces with 44-4, 5 and 49-51, the sliding surfaces curve in the same direction, so due to the sliding A wedge effect can be created to improve the lubrication and/or lubricating properties of the surface. (4) From the conditions in (1) above, (a) Conventionally, important points as /-ru points [point 8 on the tooth profile curve in Figure 1(b), point 8 on the tooth profile curve in Figure 2(a)] Point 2
[Refer to 3] However, because it was a discontinuous point, it was difficult to accurately measure the position and it was difficult to process with high precision. Since they are connected smoothly, the position can be easily measured and processed with high precision. By eliminating the discontinuous points on the tooth profile curve, it becomes easier to manufacture the cutter, and the service life of the tool can also be extended. (5) Based on the conditions in (b), as shown in Figure 6,
The angle θ3 between the tangent to the tooth profile curve at point 48 and the straight line connecting the rotation center 4 and point 48 of the female rotor is at an approximate point on the arc of radius 17-49 drawn with the pitch point 17 as the center. Since it can be made larger compared to 03, the pressure angle near the pitch circle of the tooth profile curve that makes up all curves 48-49 becomes larger, which improves the machining accuracy of the tooth profile and extends the tool life. becomes possible. (6) According to the condition (a) above, the center point 53 of the arc 47-48 is on the same side as the center point 52 of the arc 48-49 (if compared to Referring to the figure, since the angle θ4 between the straight line tangent to the curve at point 47 on the arc 47-48 and the straight line connecting the rotation center 4 of the female rotor and the point 47 can be increased, the angle θ4 of the arc 47-48 can be increased. The pressure angle near the pitch circle can be increased,
Effective in improving machining accuracy and tool life. (7) From the above conditions) and +g), fa) and fb
Coupled with the conditions of ), (a) wear resistance can be improved by forming an envelope of circular arcs 47-4, 8, and 48-50. (b) When lubricating oil is interposed between the rain shelter surfaces, the lubricating oil creates a wedge effect due to the sliding of the contact surfaces, as shown in Figure 5, which improves the lubricating effect on the surfaces and the sealability. can. As detailed above, according to the first invention of the present application,
Radius R centered at the center of rotation of the male rotor, with the following tooth profile of the male rotor running from the tooth tip to the root side, and sandwiching the corner of the center angle θ2 when viewed from one side of the straight line connecting the rotation centers of each rotor.
] and has a center on a radius line extending from the rotation center of the male rotor to the other end of the arc, and has a radius 1 (1
An arc of radius R4 drawn to be inscribed in the arc of The tooth profile of the female rotor on the trailing side is formed at a position far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor, and the trailing side tooth profile of the female rotor is moved from the tooth bottom to the tooth tip side to form a part of the trailing side tooth profile of the male rotor. Since the envelope is formed by the arc of radius R4, when the two rotors rotate in unison, the suction side end plate and the male and female 1lJ-
The space (vacuum creation space) created at the contact area with the vacuum cleaner can be made smaller, the power loss due to the vacuum creation can be completely reduced, and short-circuit leakage spaces (blow poles) can be virtually eliminated. The lubricating oil applied to the contact surface of the tooth profile curve on the follower side tooth profile of the screw rotor produces a wedging effect as the contact surface slides. It is possible to improve the wetability and sealability, and the durability of the sliding surface can also be improved. Yes, this is the second invention of the second application. On the connecting straight line, the position outside the pitch circle of the female rotor is the apex,
When the straight line is viewed on one side, the center is on an extension of a straight line that sandwiches an angle of 7. The forward tooth profile of the male rotor is drawn from the tooth base to the tooth tip side, and is formed by an envelope formed by an arc of radius R2 and a circular arc of radius R3 of the forward tooth profile of the female rotor, so that the suction side During meshing rotation between the end plate and the male and female rotors, the space (vacuum creation space) created at the contact portion of the tooth profile curve can be reduced, reducing power loss due to the vacuum creation. (In addition, short-circuit leakage spaces (blow holes) can be virtually eliminated, and the wedge effect of the lubricating oil supplied to the sliding surfaces of the screw rotor on the trailing side tooth profile and the advancing side tooth profile causes the above-mentioned It achieves both the warmth properties of the sliding surface and the sole properties, and prevents abnormal vibrations and noises that occur when the discharge port is closed immediately before the end of the discharge process on the inner wall surface of the discharge side casing, and also prevents noise near the pinch circle. By increasing the pressure angle, it is possible to form a tooth profile with excellent workability, thereby making hobbing easier and, moreover, extending the life of the tool.As described above, according to the present invention, in practical use It is possible to provide a useful screw RL. 4 Brief explanation of the drawings FIGS.
The tooth profile curve of the rotor, FIG. 1(a) and FIG. 1(b)
The figure shows a case where the meshing phase of a pair of rotors is different based on the tooth profile used by the present applicant, Figure 2 (a) is an example of the tooth profile used by another company, and Figure 2 (b) (d) shows an example of the tooth profile used by another company. Partial sectional view of the discharge side cylinder of the role, Figure 3 (a) and Figure 3 (b)
) Figures 4(a) and 4(a) show a side sectional view and a cross sectional view of a screw rotor according to the present invention.
b) The figure shows the tooth profile curves of a pair of rotors of the screw rotor according to the present invention. A drawing showing a part of the tooth profile for explaining the curve, and Fig. 9 is a diagram explaining the presence or absence of blowholes in the scringe rotor of the present invention. J Male D-ta, ?...Female rotor, 3 and 4...
Rotor rotating upper middle, 15 and 6 pitch circle, 18X
empty space. Agent Patent Attorney Eiji 1) Hiroshi - Figure 2a, Figure 2b, Figure 3a, Figure 4b/Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 平行な二軸の周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ュ・ロータであって
、めすロータの各歯形はその主要部分が同ロータのピッ
チ円内に形成され、おすロータの各歯形は、その主要部
分が同ロータのピン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、少くともおすロータの追従側歯形は、
その歯先から歯元側VC漬って、各ロータの回転中心を
結ぶ直線を片側にみて中心角θ、2の角を挟む、おすロ
ータの回転中心に中心を有する半径R+の円弧と、おす
ロータの回転中心から伸びた半径線上に、中心を置いて
画いた前記半径R1の円弧に内接する半径R4の円弧と
、めすロータの追従側歯形曲線と同ロータのピッチ円と
の交点が創成するエビサイクロイド曲線とよシなシ、か
つ、前記半径R4の円弧中心位置を各ロータの回転中心
を結ぶ直線よシ遠く離して形成するようにし、めす−一
部の追従側歯形は、その歯底から歯先側に清って、前記
おすロータの追従側歯形の一部を形成する半径R4の円
弧によって形成される包絡線よりなることを特徴とする
スクリュ・ロータ。 2 平行な二軸の周シ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ュ・ロータであって
、めすロータの各歯形は、その主要部分が同ロータのピ
ンチ円内に形成され、おすロータの各歯形は、その主要
部分が同ロータのピッ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、 めすロータの前進側歯形は、その歯先から歯底側に渚っ
て、各ロータの回転中心を結ぶ直線上において、めすロ
一りのピッチ円よシも外側の位置を頂点とし、前記直線
を片側にみてθ1の角を挟む直線の延長線上に、中心を
有し、前記頂点を中心として画いた半径R3の円弧に外
接する半径R2の円弧と、前記半径R3の円弧とよりな
り、その追従側歯形は、その歯底から歯先側に活って、
少くとも、前記半径R3の円弧と、おすロータの追従側
歯形の一部を形成する半径R4の円弧によって形成され
る包絡線とを贋かにつなげる曲線と、前記半径R4の円
弧により形成される包絡線とにより形成される一方、お
すロータの前進側歯形は、その歯元から歯先側に浴って
、めすロータの前進側歯形の半径R2の円弧によって形
成される包絡線と、同じく半径R3の円弧によって形成
される包絡線とにより形成され、 その追従側歯形は、歯先から歯元側に沿って、各ロータ
の回転中心を結ぶ直線を片側にみて、中心角θ2を挟む
、おすロータの回転中心を中心とする半径R1の円弧と
、おすロータ回転中心から半径R+の円弧の他端に伸び
だ半径線上に中心を置いて画いた、前記半径R+の円弧
に内接する半径R4の円弧と、めすロータの追従側歯形
と同ピッチ円との交点によって創成されるエビサイクロ
イド曲線とよりなり、かつ、前記おすロータの追位置を
、各日−タの回転中心を結ぶ直線より遠く離して形成し
たことを特徴とするスクリュ・ロータ。
[Claims] 1. A screw rotor consisting of a female rotor and a male rotor that rotate around two parallel axes in mesh with each other, and each tooth profile of the female rotor has a main portion within the pitch circle of the same rotor. Each tooth profile of a male rotor is of the type in which the main portion is formed outside the pinch circle of the same rotor, and each tooth profile formed in a plane perpendicular to the rotation axis of each rotor has at least The following tooth profile of the male rotor is
An arc of radius R+ centered at the rotation center of the male rotor, which is dipping from the tooth tip to the root side VC and sandwiching the center angle θ, 2 when looking at one side from the straight line connecting the rotation centers of each rotor. On the radial line extending from the rotation center of the rotor, an intersection point is created between an arc of radius R4 inscribed in the arc of radius R1 drawn with the center at the center, and the follow-up side tooth profile curve of the female rotor and the pitch circle of the same rotor. The shape is similar to the cycloid curve, and the arc center position of the radius R4 is formed far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor. A screw rotor comprising an envelope formed by a circular arc having a radius R4 that extends from the tip to the tooth tip side and forms a part of the following side tooth profile of the male rotor. 2 A screw rotor consisting of a female rotor and a male rotor that rotate while meshing the circumferences of two parallel axes, in which each tooth profile of the female rotor has its main portion formed within the pinch circle of the same rotor, and Each tooth profile of the rotor is of a type in which the main part is formed outside the pitch circle of the same rotor, and among the tooth profile curves formed in the plane orthogonal to the rotation axis of each rotor, the tooth profile on the forward side of the female rotor On the straight line that runs from the tooth tip to the tooth bottom side and connects the rotation center of each rotor, the pitch circle of the female rotor has its apex at the outer position, and when looking at the straight line on one side, θ1 is The tooth profile on the following side consists of an arc with a radius R2 circumscribing an arc with a radius R3 drawn with the apex as the center, and an arc with the radius R3, which has its center on an extension of a straight line that pinches the corner. Lives from the root of the tooth to the tip of the tooth,
At least a curve that falsely connects the circular arc with the radius R3 and an envelope formed by the circular arc with the radius R4 forming a part of the following tooth profile of the male rotor, and the circular arc with the radius R4. On the other hand, the forward tooth profile of the male rotor is formed by the envelope line of radius R2 of the forward tooth profile of the female rotor from the root to the tooth tip, and the same radius. The following tooth profile is formed by the envelope line formed by the circular arc of R3, and the following side tooth profile is formed by the following tooth profile along the tooth tip to the tooth root side, with the straight line connecting the rotation centers of each rotor on one side, and the center angle θ2 sandwiched therebetween. An arc of radius R1 centered on the rotation center of the rotor, and a radius R4 inscribed in the arc of radius R+ drawn with the center on a radial line extending from the male rotor rotation center to the other end of the arc of radius R+. It consists of an ebicycloid curve created by the intersection of a circular arc and the following side tooth profile of the female rotor and the same pitch circle, and the tracking position of the male rotor is set far away from the straight line connecting the rotation centers of each rotor. A screw rotor characterized by being formed by
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