JPS61129488A - スクリユ−圧縮機等のスクリユ−ロ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、スクリュー圧縮機等に使用される雌雄両スク
リューロータに関し、殊に、ホブ加工によ１）量産する
に適した歯形を有する非対称歯形のスクリューロータに
関する。

従来技術 周知のように、スクリュー圧縮機は１８７８年頃ドイツ
国のＫｒｉｇａｒ氏により発明され、その後様々な改良
がなされた。当初提供されたロータは対称歯形ロータと
呼ばれるものであったが、１９６５年スウェーデン国Ｓ
ＲＭ社（スベンス力・ロソタ７・マスキナ７・アクチボ
ラグ）により体積効率の非常に優れた非対称歯形ロータ
が提供された。この非対称歯形ロータは、例えば特公昭
５６−１７５５９号公報に見ることができる。そして、
この非対称歯形ロータも年々改良が重ねられてきている
。本出願人も、１つの改良型を例えば特願昭５８−４４
６８２号により既に提供している。この改良型の概略を
第５図に示す。

第５図に示したロータは、理論容積の増大を図ったもの
であり、その歯形の特徴は次のとおりである。尚、図中
、Ｍは雄ロータを、Ｆは雌ロータを示している。

１）雌ロータ歯形 雌ロータＦは、各歯のピッチ円Ｐｆの外側にアデンダム
Ａｆを有し、各歯底のピッチ円Ｐ［の内側にアデンダム
Ｄｆを有している。前進側歯形および追従側歯形は以下
の如しである。

イ）前進側歯形 ・ｌＪｚ　　６２間は、ピッチ円Ｐ［と、雌雄ロータＦ
、Ｍの中心点Ｏｒ、○ｍを結ぶ線との交点ｍを中心とす
る円弧である。尚、点ｄ２は中心点Ｏｆ、Ｏｍを結ぶ線
上の点である・ｅ２−ｆ２開は、点ｅ２　を通る接線で
あって１、慨ｆ２　はピッチ円Ｐｆ上の点である。

”ｆ２　８２間は、点ｒ２を通りかつ線ｅ：　　ｒ２に
対し直角な線上の点Ｓを中心とする円弧である。尚、点
ｇ２は中心Ｏｆを中心とする円弧上の点である。

口）追従側歯形 ・ｄ２−０２間は、雄ロータＭの点ｄ１によって創成さ
れる創成曲線である。

・ｃ２−ｂ２間は、点ｂ２’　（ピ・ンチ円Ｐ［上の点
）を通るピッチ円Ｐｆの接線上の点仁を中心とする円弧
である。

・ｂ２　１２間は、ピッチ円ＰＩ上の点ｑを中心とする
円弧である。尚、点ａ２は中心Ｏｆを中心とする円弧上
の点である。

２）雄ロータ歯形 ｍａ−タＭは雌ロータＦのアデンダムＡｆに対応するデ
デンダムＤｍを有している。前進側歯形および追従側歯
形は以下の如しである。

伺前進側歯形 ・ｄｌ−ｅ１間は、ピッチ円Ｐｍと雌雄ロータの各中心
点Ｏｆ、Ｏｍを結、！：線との交点ｍを中心とする円弧
であって、上記雌ロータＦの円弧ｄ２　　ｅ２に対応し
ている。尚、点ｄ１は中心点Ｏｆ、Ｏｍを結ぶ線上の点
である。

・ｅ＋−ＣＬ）　　１１１間は、雌ロータＦの線ｅ２−
（ｆ２）　　ｇｚにより創成される創成曲線である。

尚、点「１はピッチ円Ｐｍ上の点であり、ｇ＋は雄ロー
タＭの歯底円上の点である。

口）追従側歯形 −ｃ１．−ｂ、間は、雌ロータＦの円ｉＡ　ｃ２−ｂ２
により創成される創成曲線である。尚、点Ｌｌ、はピッ
チ円Ｐｍ上の点である。

”ｂｌ−８１間は、雌ロータＦの円弧ｂ２−ａ２に対応
する円弧である。尚、点ａ１は雄ロータＭの歯底円上の
点である。

ところで、上記歯形のロータは、理論容積が大きく従っ
て体積効率は非常に優れている反面ホブ加工に適してい
ないところに大きな問題があるにのロータがホブ加工に
適さない原因は、ロータ歯形にシャープエツジ゛が多い
ことにある。このシャープエツジは、雌ロータＦの点ａ
２の部分、雌ロータＦのシールエソノＥ、雄ロータＭの
シール溝Ｅｌ、雄ロータの点ｄ、の部分に見られる。そ
してまた、雌ロータＦの円弧ｂ２−ａ２に対応する雄ロ
ータＭの対応円弧ｂ２−ａ２の部分のアールは非常に小
さくなっており、この円弧部分ｂ２−ａ２は雄ロータＭ
の溝底の一方の隅部を構成しているため、該隅部も直角
に近い角度（シャープエツジ）になっている。

このように、ロータ歯形にシャープエツジが多いと、ロ
ータ加工用工具の歯形もそのシャープエツジに対応する
シャープエツジを多く備えざるを得ない。ところが、工
具歯形のシャープエツジの部分は摩耗やチッピングを生
じやすく、そのため、一度に３〜５回程度の加工しかで
きず、工具の再研磨を頻繁に行なう必要がある。そして
、このような歯形のロータをホブで加工する場合は、ホ
ブ加工が創成運動により加工する方式であるため、ホブ
の各歯先の切削に関与する時間が長く、従って、ホブの
各歯の先端部にシャープエツジが形成されることが量産
を目的とするホブ加工を実用化できない致命的原因とな
る。換言すれば、雄ロータＭの歯底のシール溝がホブ加
工を実用化できない最も大きな原因となる。

従って、従来は、総型の７ライスカツターにより加工し
ていた。

本発明の技術的課題 従って、本発明の解決すべき技術的課題は、ロータ歯形
におけるシャープエツジを可能な限り減少することによ
り、ロータ歯形を、ホブ加工に適した形状とすると同時
に圧縮機等の体積効率を従来と同程度に維持し得る形状
にすることにある。

本登遇しズ后 上記技術的課題を達成するために、本発明は以下の如く
構成した。以下に、第１．２．３図に従って詳細に説明
する。

第１図に雄ロータＮ４と雌ロータＦの歯形を示している
。図に示すように、雌ロータＦの各歯のピッチ円Ｐｆの
外側にはアデングムへ［を有する一方、雄ロータＭの各
歯底のピッチ円Ｆ’ｍの内側には上記デデンダムＡ［に
対応するデデンダムＤｍを有する。

１）雌ロータ歯形 雌ロータの前進側歯形および追従側歯形は以下の如しで
ある。

イ）前進側歯形 ・ｄ２−ｅ２間は、ピッチ円Ｐｒと、雌雄両ロータの各
中心点（軸心）Ｏｆ、　Ｏｍを結ぶ線との交点０１を中
心とする半径ＳＲ，の円弧である。尚、点ｄ２は中心点
Ｏｆ、Ｏｍを結ぶ線上の点でかつ歯底円Ｂ「上の点であ
る。

’ｅ２−ｒ２問は、半径０１　　　ｅ２の延長線上に中
心点０２を有する半径ＳＲ２の円弧である。尚、点「２
はピッチ円Ｐ［より内側に位置している。

・ｆ２ｇ２は、半径ｏ２−ｒ２上の点０３を中心とする
半径ＳＲ，の円弧である。尚、点ｇ２は歯先円Ｃ「上の
点である。

・ｇ２ａｚ間は、歯先円Ｃｆに沿った円弧である。

口）追従側歯形 ・ｄ２−０２間は、雄ロータＭの円弧ｄｌ　　Ｃ１によ
って創成される創成曲線である。

・ｃ２−ｂ、間は、点０．を中心とする半径ＳＲ。

の円弧である。尚、点ｂ２はピッチ円Ｐ［上の点である
。また、点ｂ２において、円弧ｃ７−６２の接線とピッ
チ円Ｐｆの接線とがＩＩＩ　”２　Ｌ、円弧（！７−１
３２と創成曲線ｄ２−ｃ２は互いに外接している。

・ｂ２−ａ２は、ピッチ円Ｐ「上の点０．を中心とする
半径ＳＲ，の円弧である。　　　′２）雄ロータ歯形 雄ロータの前進側丸形および追従側歯形は以下の如しで
ある。

イ）前進側歯形 ・（Ｌ　　ｅｌ間は、ピッチ円Ｐ−と雌雄ロータの各中
心点Ｏｒ、Ｏｍを結ぶ線との交点ｍを中心としかつ上記
半径Ｓ玉１に等しい半径の円弧であって、上記雌ロータ
の円弧ｄ２−ｅ、に対応している。尚、点ｄ１は中心点
Ｏｆ、Ｏｎを結ぶ線上の点でありかつ外周円ＣＩＩ上の
点である。

・ｅｌ　　ｒ＋開は、雌ロータＦの円弧ｅ２−ｆ２によ
って創成される創成曲線である。尚、点ｒ１　はピッチ
円Ｐｍより外側に位置している。

・［５ｇ、ＩＩＩ１は、雌ロータＦの円弧（２−１？２
によって創成される創成白線である。

・ｇ＋Ｌｆｔｔｌは、歯底円Ｂ１１に沿った円弧である
。

口）追従側歯形 ・ｄｌ−ｃ１問は、点ｏ４を中心とする半径ＳＲ。

の円弧である。

’ｅｌ　　ｂ＋間は、雌ロータＦの円弧ｂ２−ｃ２によ
り創成される創成曲線である。尚、点す、はピッチ円Ｐ
ａ上の点である。＊た円弧ｃｌ−ｃｌはこのｔ４！＃、
＊ｌａ　ｃ、−ｂ＋において内接する。

・ｂ＋　　ｉｋｌは、ピッチ円Ｐａ上の点Ｏ８全中心と
する半径ＳＲ，の円弧である。

本発明に係る雌雄ロータの歯の概略は上記のとお１）で
あるが、雌ロータＦの円弧１１２　１？２間に突設され
るシールエツジ’Ｅｌの詳細形状、および雄ロータＨの
シールエツジＥｍ、ｔ’ｔｈ”ｙ円Ａ　ｃＬ−Ｃｌの近
傍の詳細形状を、夫々＠２図、ｗＳ３図に示している。

上記シールエツジＥ［は、本発明にす）いては、従来例
に比較して、その高さ寸法を著しく小さく構成している
。因みに、第５．６図に示した従来例においてはこのシ
ールエツジの高さ寸法は約く（雄ロータ外径）×５×ｌ
Ｏ′＞であったが、本発明においてはこれを〈（雄ロー
タ外径）　Ｘ　：？　Ｘ　１０’＞程度にしている。　
また、雄ロータＭの点ｄ、の前道側、すなわち円弧ｄｉ
−ｅ＋、の一部Ｒｕを切り欠いて点ｄ、の前進側の一部
を池の部分より突出せしめ、これによりシールエツジ’
Ｅｍを形成している。

本発明に係る雌雄ロータＦ、Ｍの各歯形のＶｆ徴は、先
ず第１に、雌ロータＦのシールエノンＥ「および雄ロー
タＭのシールエツジの一部を除き、シャープエノンを形
成していないことである。これは、第５図に示した従来
例と比較すればよく分かる。すなわち、従来例における
シャープエツジ点ａ、に代えて、本発明では、円弧ｂ２
−ａ２に形成しており、従って、本発明における円弧ｂ
ｌ　　１１士なわ４歯底隅は従来例における円弧ｂｌ　
　ａ＋により構成される歯底隅に比較して角度的に広が
っている。また、本発明においては、雄ロータＭの歯底
にはシール溝を形成しておらず、従って、シール溝に付
随するシャープエノンら存在しない。このように、本発
明では、ロータ歯形においてシャープエノンを最少限に
抑えたので、註ロータを加工するためのホ７の歯形らシ
ャープエノンを著しく減少することができ、これにより
、上記ロータを加工するためのホブの実用化が可能とな
る。

また、上記ロータ歯形においては、１ｌｌｔ７−タＦの
点［２をそのピッチ円Ｐ［の内側に位置せしめる一方、
この点［２に対応する雄ロータの点［１をそのピッチ円
Ｐｍの外方に位置せしめる形状としたので、雌ロータＦ
の各歯の厚み寸法が従来例より太くなって剛性が大きく
なる一方、雄ロータＮ１の歯底の中寸法か広くなる。従
って、この点よリしても、本発明に係るロータ歯形は、
ホ７加工に適している。

一方、体積効率の点についても、本発明に係るロータ歯
形は第５，６図に示した従来例に劣るものではない。

先ず第１に、雌ロータＦの歯先の円弧ｄｌ　　（＋の部
分は、従来例に比較して突出量が小さいため、それだけ
ブローホール面積を大ならしめることになり、この限り
では従来例に劣るものの、その反、面、この部分と雄ロ
ータＭの歯面との間に形成されるシールラインの几さが
短かくなる。従って、本発明および従来例のこの部分は
夫々一長一短があり、体積効率に関しては両者にほとん
ど差はないことになる。

次に、雄ロータＭの歯底からシール溝を除去して歯底を
平坦とした点と体積効率との関係について説明する。

第６図および第４図において、今歯面隙開寸法Ｃ（＜通
常（雄ロータ外径）　Ｘ　４　Ｘ　１０μｍ）を両者等
しく設定して、両者の歯面隙間面積を比較すれば、その
差は本発明（第４図）におけるシールエツジＥ１の両側
部分、すなわち格子模様で示した■１とＴ２の部分と、
従来例（！＃６図）におけるシール溝Ｅ゛の両側部分、
すなわち格子模様で示したＴｊ　ＩＴ、の部分との差に
なる。ところで、従来例においては、シール溝Ｅ′の中
寸法はシールエツジＥの中寸法より十分に大きくとる必
要がある０通常、シールエツジＥの中寸法は雄ロータ外
径×５×１０μ輪、シール溝Ｅ°の巾寸法は雄ロータ外
径ｘ　Ｏ，０１５μｍとされている。これは、圧縮機に
組み込まれた状態における雌雄ロータ間には一定のパッ
クランシェが存在すること、およびシールエツジＥのシ
ール溝Ｅ′に対する噛み始め位置と脱出位置間にずれが
あることを考慮した上でシールエラＥＶＥとシール溝Ｅ
゛との干渉を回避するためである。一方、本発明におい
ては、上記面積Ｔ、、Ｔ２を小さくするために、シール
エツジＥ［の高さ寸法を５０μｍ程度、すなわち、第６
図における従来例のシールエツジ゛Ｅの１／６程度に著
しく小さく設定している。従って、本発明における面積
Ｔ、＋Ｔ２は、従来例における面積Ｔ、＋　Ｔ、と略同
等若しくはより小さくすることが可能となる。

このシールエツジ周辺の南面開面積は圧縮空気が吸込側
に漏れる量に影響し延いては圧縮効率を左右するもので
あるが、前記した理由により、本発明において雄ロータ
の歯底よりシール溝を除去しても、雌ロータのシールエ
ツジの高さ寸法を可能な限り小さくすることにより、シ
ールエツジ周辺の南面開面積を従来並又はそれ以下にし
て体積効率の低下を防ぐことができる。

尚、本発明においては、雄ロータＭのシールエノンＥｍ
における部分ｄｌ　　ｅｌを円弧として、該部分ｄ、　
　Ｃ１が雌ロータＦの部分ｄ２−Ｃ７を円弧創成するが
如く雌雄ロータを噛合させているため、円弧ｄ２−ｃ２
に局所的な傷が発生してもシールラインに与える彩管は
局所的であり、悪ｂ’Ｔか少ないという利点かある。一
方、第５図の従来例においては、雄ロータのこのシール
エツジ部の点ｄ。

が、雌ロータの部分ｄ２−Ｃｌを点創成するか如く雌雄
ロータが噛合しているので、点ｄ、に傷が発生するとシ
ールラインに与える影響は非常に大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明を示し、第１図はスクリューロータ
の要部を示す軸直角断面図、第２図は第１図における雌
ロータの歯先を示す要部拡大断面図、第３図は第１図に
おける雄ロータのシールエツジ部分を示す要部拡大断面
図、第４図は第１図における雌ロータのシールエノンと
雄ロータの歯底との噛み合い状態を示す要部拡大断面図
、第５図は従来例に係るスクリューロータの要部を示ｒ
軸直角断面図、第６図は第５図における雌ロータのシー
ルエツジと雄ロータのシール溝との噛み合い状態を示す
第、４図と同様の要部拡大断面図である６Ｆ・・・雌ロ
ータ、　　Ｍ・・・雄ロータ、　　ａ１１））＋＋ＣＩ
＋（Ｌ＋ｅ＋＋ｆＢｇ１”’雄ロータ歯形の各点、ａ２
＋ｂ＋＋ｅ２＋（Ｌ＋ｅ２＋１．＋ｇ＝・・雌ロータ歯
形の各点、　　Ｅｆ、Ｅｍ−シールエツジ。 特　許　出　１ｍＡ　　株式会社　神戸％！鋼所代　埋
　戊　弁理士　青白　葆　ほか２名第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、雌ロータ（Ｆ）の各歯のピッチ円（Ｐｆ）の外側に
   アデンダム（Ａｆ）を有する一方、雄ロータ（Ｍ）の各
   歯底のピッチ円（Ｐｍ）の内側に上記アデンダム（Ａｆ
   ）に対応するデデンダム（Ｄｍ）を有しかつ下記のロー
   タ歯形を有することを特徴とするスクリュー圧縮機等の
   スクリューロータ。 雌ロータ歯形 前進歯形が、 ピッチ円（Ｐｆ）と、雌雄ロータの各中心点（Ｏｆ、Ｏ
   ｍ）を結ぶ線との交点（Ｏ＿１）を中心とする半径（Ｓ
   Ｒ＿１）の円弧（ｄ＿２−ｅ＿２）と、半径（Ｏ＿１−
   ｅ＿２）の延長線上に中心点（Ｏ＿２）を有する半径（
   ＳＲ＿２）の円弧（ｅ＿２−ｆ＿２）と、半径（Ｏ＿２
   −ｆ＿２）上の点（Ｏ＿３）を中心とする半径ＳＲ＿３
   の円弧（ｆ＿２−ｇ＿２）と、 歯先円（Ｃｆ）上の円弧（ｇ＿２−ａ＿２）と、を順に
   接続してなる。 但し、点（ｄ＿２）は中心点（Ｏｆ、Ｏｍ）を結ぶ線上
   の点でかつ歯底円（Ｂｆ）上の点である。 点（ｆ＿２）はピッチ円（Ｐｆ）より内側に位置してい
   る。 円弧（ｇ＿２−ａ＿２）間には歯先円（Ｃｆ）の外方に
   突出するシールエッジ（Ｅｆ）を備え ている。 追従側歯形が、 雄ロータ（Ｍ）の円弧（ｄ＿１−ｃ＿１）によって創成
   される創成曲線（ｄ＿２−ｃ＿２）と、 点（Ｏ＿５）を中心とする半径（ＳＲ＿５）の円弧（ｃ
   ＿２−ｂ＿２）と、 ピッチ円（Ｐｆ）上の点（Ｏ＿７）を中心とする半径（
   ＳＲ＿７）の円弧（ｂ＿２−ａ＿２）と、を順に接続し
   てなる。 但し、点（ｂ＿２）はピッチ円（Ｐｆ）上の点である。 雄ロータの歯形 前進側歯形が、 ピッチ円（Ｐｍ）と、雌雄ロータの各中心点（Ｏｆ、Ｏ
   ｍ）を結ぶ点との交点（ｍ）を中心としかつ上記半径（
   ＳＲ＿１）に等しい半径の円弧（ｄ＿１−ｅ＿１）と、
   雌ロータ（Ｆ）の上記円弧（ｅ＿２−ｆ＿２）によって
   創成される創成曲線（ｅ＿１−ｆ＿１）と、 雌ロータ（Ｆ）の円弧（ｆ＿２−ｇ＿２）によって創成
   される創成曲線（ｆ＿１−ｇ＿１）と、 歯底円（Ｂｍ）上の円弧（ｇ＿１−ａ＿１）と、を順に
   接続してなる。 但し、点（ｄ＿１）は中心点（Ｏｆ、Ｏｍ）を結ぶ線上
   の点でかつ歯底円（Ｂｆ）上の点である。 点（ｆ＿１）はピッチ円（Ｐｍ）より外方に位置してい
   る。 円弧（ｇ＿１−ａ＿１）上にシール溝は形成していない
   。 追従側歯形は、 中心点（Ｏｆ、Ｏｍ）を結ぶ線上の点（Ｏ＿４）を中心
   とする半径（ＳＲ＿４）の円弧（ｄ＿１−ｃ＿１）と、
   雌ロータ（Ｆ）の上記円弧（ｂ＿２−ｃ＿２）により創
   成される創成曲線（ｃ＿１−ｂ＿１）と、 ピッチ円（Ｐｍ）上の点（Ｏ＿８）を中心とする半径（
   ＳＲ＿８）の円弧（ｂ＿１−ａ＿１）と、を順に接続し
   ている。 但し、点（ｂ＿１）はピッチ円上の点である。