JPS6134301A - スクリユ−ロ−タ機 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 Ｕ上の利用分野 本発明は、作動媒体としての流体を圧縮するのに特に使
われるスクリューロータ機に関し、詳述すｔＬば、斯る
スクリューロータ機で用いるロータの形状に関する。

従来の技術 弾力性のある作動媒体としての流体を圧縮（もしくは膨
張）させるスクリューロータ機は公知であり、概しで、
互いに平行な軸心を中心とする２９の穴が交叉している
ことよりなる作動室を有するケーシングで構成されてい
る。このケーシングには低圧ボートと高圧ボートとがあ
っで、この低圧および高圧ボートとは前記作動室と連通
ずるとともに、低圧路と高圧路とも夫々連通している。

作動室の互いに交叉した形になっている穴には、夫々の
ロータが互いに噛合った形で回転自在に収容されている
。各ロータは螺旋状のランド部と一般に３６０°以下の
包み角度（ｗｒａｐ　ａｎｇｌ、ｅ）を有する螺旋状溝
とが形成されている。互いに噛合ったロータの一対の互
いに連通ずる溝部が山形状室を形成したおり、この山形
状室の基底は高圧ボート近傍にあるとともに、頂部が、
ロータの回転に伴って山形状室の容積が変わるにつれて
軸方向に移動するようになっている。一対のロータが使
われているものの、ロータのランド部、ないしその重要
な部分がロータのピ９チ円の外側にあれば、そのロータ
は雄型であり、また、ランド部と溝、ないし少なくとも
その主要部がロータのピッチ円の内側にあればそのロー
タは雌型である。

前述のようにスクリューロータ機は公知であり、それも
、ロータの形状に応じてスクリューロータ機の効率が変
わることもよく知られているところである。

スクリューロータ機の効率は、いわゆるブローホール（
ｂｌｏｗ　−ｈｏｌｅ）の寸法と、山形状圧縮室を周囲
の低圧域から隔離させているシールの長さと幅とに応じ
て変わる。ロータが回転に伴って互いに噛合ったり、外
れたりするに従って形成されるブローホールは、ロータ
の低圧側と高圧側との両方において起こり、作動流体が
圧縮室から漏れるのを許容している。

二般に、雄型ロータで駆動されるように構成したスクリ
ューロータ機では、雌型ロータに作用するトルクに上っ
ては機械のシール特性、かくで、機械の効率が影響を受
けることがある。

吐出し効率が悪いことによる動力損失も、吐出しボート
の寸法、従ってロータにおけるランド部の数や、螺旋角
、ロータの長さなどによる影響を受ける。

いわゆる［エアポケット（ｔｒａｐｐｅｄ　　ｐｏｃｋ
ｅｔ）ｊも、動力消費やベアリングの寿命に影響する。

′従来の構成においては、これによる影響が大きすぎで
、エアポケットを排除できるようにするには機械そのも
のを改修しなけばならないほどである。

潤滑油のフィルムの剪断作用による損失は、幾何学的形
状や設計に用いたランド部の数によって多くなったり、
少なくなったりすることがある。

一部の従来のスクリューロータ機においては、余分のフ
ルート部を設けているが、そのフルート部は稼動サイク
ルの成る時には作動流体を圧縮する点で何の役割も果た
していない。余分のフルート部が設けられていることか
ら、粘性抵抗（ｖｉｓｃｏｕｓａｒａｇ）に伴う損失が
大きくなるだニブであり、従っで、効率が減少している
。

前述の構成のスクリューロータ機の仕様は従来公知であ
り、最近に至っで、ロータを互いに非対称形とする、即
ち、各ロータの溝を、ロータの軸と溝の最下部の一点と
を通る半径方向の線を中心として非対称形とすれば、機
械の効率を上げることができるのが明らかになった。非
対称形ロータ溝を有するロータを備えたスクリューロー
タ機の一例としては、英国特許明細書第１１９７４３２
号お上び第２０９２６７６号とに開示されている。

これらの文献に開示されているスクリューロータ機では
、ロータは非対称形（ａｓｙ＋＋ｉｍｅｔｒｉｃ　ｐｒ
ｏｆｉｌｅｓ）をなしているとともに、雌型ロータのラ
ンド部にアデンダム（即ち、雌型ロータのピッチ円の外
側に突出する部分）が、他方では雄型ロータの溝にデデ
ンダム（即ち、雄型ロータのピッチ円の内側に延在する
部分）が形成されるように構成されている。

アデンダムを設け、それに伴ってデデンダムまで設ける
ことから作動室の容積が増加し、機械への駆動力の供給
が雌型ロータを介して行なわれるのなら、好適な駆動条
件が得られる。しかし、アデンダムを設けたことが、前
述のブローホールをますます大きくさせているなどの問
題点がある。

更に、ブローホールの大きさは、線側成形状における雄
型および雌型ロータの先端（ｔｉｐ）の母線の長さによ
っても影響を受ける。

スクリューロータ機を設計するに当たっては、特定形状
のロータを製造するのに要する製造コストも無視できな
いことである。

所定出力の出せるスクリューロータ機のコストは、その
大きさのみならず、製造の難易度や、工作工具の摩擦特
性によっても影響される。

例えば、特定の設計や幾何学的形状からして必要なロー
タのランド部の数によってはコストが左右される。一部
の従来のスクリューロータ機ては、最適性能が発揮でき
るためには、ロータが互いに一致しているとともに、同
期していなければならず、それがために一対のロータの
製造コストが高くなっている。

また、一部の従来のスクリューロータ機に用いられてい
るノール材は、別に加工操作を要することから、ロータ
の製造コストの増大の原因になっているばかりではなく
で、効率減少の原因ともなっている。

更に、圧力角によってもコストと性能とが影響を受ける
ことがあり、以前は圧力角は零で理想的な駆動条件が得
られたが、反対に、ホブ研削操作での研削特性は好まし
いものではなかった。

また、ロータの幾何学的形状もコストに響くことがある
。曲率が急激に変わり、しかも、研削負荷が平均してか
からないようなことがある形状は、簡単にてきるもので
はない。

例えば、英国特許明細書第１１９７４３２号に開示され
ているロータの形状では、傾斜面に不規則な部分がある
ので、ピッチ円における雄型ロータの溝の２９のフラン
ク部間の角度が非常に小さくなり、それがために斯るロ
ータの製造に用いる工具は、そのチップにおいてほぼ平
行なエツジを有するものでなければならない有様である
。ということは、工具が摩耗するに伴っで、工具を再研
削するには無駄が多く、従って工具の寿命も減少するこ
とから、例えばホブ研削法により前述の形状を備えたロ
ータを作るのは実用的ではない。

この問題点を解消すべく・なされたものとして英国特許
明細書第１５０３４８８号に開示されたものがある。し
かし、この文献に開示されている形状のロータは比較的
製造しやすいものの、雌型ロータのランド部の厚さを小
さくせざるを得す、従ってロータがこわれやすくなる欠
点がある。当然のことながら、ロータがこわれやすいの
であれば、機械としては充分に機能を発揮できない。

ともかく、従来のスクリューロータ機にお（Ｊるロータ
の形状は、一方のロータにお（プるー・定の個所を他方
のロータの形状の一部の句点として形成されている。こ
のように句点を用いて他方のロータの形状を定めている
ようでは、ロータの形状を定めるに当たって定点を正確
に定めるのが難しいなどの問題点がある。

加うるに、句点で定まるシール線か摩耗しやすく、また
、破損しやすいなどの問題しある。

以上のことから、一方のロータの正確なフランク部を対
応するロータの形状の一部分の母線として使うことで定
めた形状を存するロータを用いるスクリューロータ機を
提供する試みがなされた。

この−例としては、例えば前述の英国特許明細書第２０
９２６７６号や第２１１２４６０号に開示されていると
ころであり、斯る文献においては円形の孤線を母線とし
て用いている。

英国特許明細書第２１０６４８６号に開示されているも
のでは、母線として長円形の弧線と螺旋の曲線とが使わ
れている。ともかく、このように種々の改良がなされで
、機械の効率向上をもたらす点でそれなりの特徴を有し
ているけれども、効率かよいばかりではなく、製造コス
トも比較的安く、所定寸法のロー２にしては大きい流量
かえられるダどの長所を兼ね備えたスクリューロータ機
をもたらすには至っていない。

発明の構成 本発明は、螺旋状のランド部とその間に介在する溝とを
有し、使用中は作動流体の圧力を変えるために互いに係
合して協働すべく平行な軸心を中心にハウジング内で回
転自在であり、かつ、谷溝が１次フランクと２次フラン
クとで構成されている一対のロータにおいで、各ロータ
のフランクの少なくとも一つの少なくとも第１部分が放
物線の弧線を描いていることを特徴とするものである。

前記放物線の弧線の少なくとも１つは、そのランド部の
少なくとも主要部がロータのピッチ円の外側にある雄型
ロータの１次フランクの尖部とするのが好ましい。また
、面記放物線の弧線の他方は、そのランド部の少なくと
も主要部の少なくと　。

も主要部がロータのピッチ円の内側にある雌型ロータの
１次フランクの尖部とするのが望ましい。

図示の実施例では、前記放物線の弧線についてのパラメ
ータは互いに等しくしている。

また、本発明は、作動室を形成する一対の平行軸心を有
する夫々の穴を穿設したハウジングと、前記穴に回転自
在に設けた一対の互いに噛合するロータと、互いに隔離
してハウジングに形成されているとともに、機械からの
作動流体を取込んだり吐出したすすべく前記作動室と連
通ずる低圧および高圧ポートとからなるスクリューロー
タ機においで、ロータとして前述の構成をしたものを用
いたのを特徴とするものである。

好ましくは一方のロータのランドの数を４個とし、他方
のロータのランドの数は３個とするのが望ましい。

寒施桝 以下：本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。

第１．２図に示すように、スクリュー・コンプレッサー
ＩＯはケーシングを備えており、このケーシングは、中
央セクション１１と、両端セクションとの３つの主要セ
クションで構成されている。

」二記中央セクンヨン１１には作動空間Ｉ４が形成され
ている。この作動空間１４は、互いに平行な軸心を有す
る２９の筒状空間で形成されており、この２９の筒状空
間は互いに交叉している。第２図に示すように、上記２
９の筒状空間の直径は互いに異なっている。上記中央セ
クション１１は、さらに、低圧チャネル１６を備えてい
る。この低圧チャネル１６は入口１７を介して上記作動
空間１４に連通している。

右端セクション１３は高圧チャネル１９を備えており、
この高圧チャネルは、出口２０を介して上記作動空間１
４に連通している。第１．２図より明らかなように、低
圧チャネル１６は、ケーシングの側壁に形成されている
とともに、上記筒状空間の２９の軸心を含む平面に関し
て一方の側に偏在している。高圧チャネル１９は、作動
空間１４の端壁に形成されているととらに、−に足部状
空間の２９の軸心を含む上記平面に関して他方の側に、
つまり低圧チャネル１６と反対の側に、偏在している 作動空間１４の中には、■対のロータ、つまり雄ロータ
２２と雌ロータ２３とが収納されている。

第２図に示されるように、上記２９のロータ２２゜２３
は、互いに噛み合っているとともに、作動空間１４の各
筒状空間の軸心と一致している。ロータは、両端セクシ
ョン１２’、１３に備えられた軸受により支承されてい
る（第１図には示していない）。雄ロータ２２は、さら
に、左端セクション１２より突出しているシャフト２４
を備えている。

このシャフト２４は、使用時に、直接的に或いは速度調
整装置を介しで、コンプレッサーを駆動するための原動
機に接続される。

２９のロータ２２，２３は、ケーシング内に形成された
チャネル２５を介して作動空間１４内に供給されたオイ
ルにより回転するので、潤滑性を備えている。

各ロータ２２，２３は、螺旋状のランドと、３６０°よ
り小さいラップ角を有する溝とを備えている。構成、並
びにランドおよび溝のプロフィールの詳細を以下に述べ
る。スクリュー・コンプレッサーではよく知られている
ように、１対の連通溝はシェブロン形（山形）空間を形
成する。このンエプロン形空間は、ロータ軸心を横切る
固定平面内でかつ出口２０に近いところに位置するベー
ス端を有する。ンエプロン形空間の頂点は、ロータの回
転に伴って軸心方向に移動して行き、該ンエプロン形空
間の容積が変化する。つまり、低圧チャネル１６および
入口１７を介してシェブロン形空間に導入された作動流
体が圧縮される。

上記説明においで、「入口」、「出口」という用語が使
用されたが、これは装置がコンプレッサーであることを
前提にした場合のことである。つまり、作動流体が低圧
チャネル１６から高圧チャネル１９に送られて圧縮され
る場合である。ところが、この装置が膨張機として使用
される場合には、「入口」と「出口」とは逆になる。

第３図には雌ロータ２３を示している。このロータ２３
は、５つの螺旋状ランド２７を備えており、このランド
間には５つの螺旋状溝２８が形成される。ロータのピッ
チ円は符号２９で示されている。ランド２７はこのピッ
チ円を越えていない。

つまり、このロータはランドにアデンダムを備えていな
いのである。

第３図に明らかな如く、溝２８は、最も内側の点３０を
通る半径ラインに関して対称形をなしている。谷溝は、
上記点３０の一側に第１フランク３１を、その他側に第
２フランク３２を有する。

以下に、第５図を参照しながら、上記第１．第２フラン
クのプロフィールを詳細に説明する。

ところで、第４図に示すように、雄ロータ２２は４つの
螺旋ランド３３を備えており、該ランド間には溝３４が
形成されている。雄ロータのピッチ円は符号３５で示さ
れており、溝３４の最も内側部分は、このピッチ円３５
上にあってピッチ円内に窪んではいない。つまり、この
雄ロータの溝にはデデンダムはない。雄ロータの各ラン
ド３３は、その先端３６を通るロータの半径ラインに対
して対称形をなしているとともに、該ラインの一側に第
１フランク３７を、その他側に第２フランク３８を備え
ている。上記第１．第２フランク３７゜３８のプロフィ
ールも、また、第５図を参照して以下に詳細に説明する
。

第２図、第３図および第４図を参照すると、゛メスロー
タの５つのランドとオスロータの４つのランドの手段は
、よく使用されるメスロータの６つのランドとオスロー
タの４つのランドとが採用された場合よりも上記メスロ
ータは可成り小さいことを表していることが分かる。上
記メスロータの谷の径は上記オスロータの谷の径より可
成り小さく、コンプレッサーでは、これらの谷の径の比
率は９／１６である。ピッチサークル２９．３５の直径
は５対４の比率である。

これらの比率ｉ、後述する幾何学的特徴と共に、今まで
に可能と考えられなかった検査レベルでの変位を提供す
る。

第５図によれば、上記メスロータ２３のグループ２８に
噛合する上記オスロータ２２の１つのランド３３が示さ
れている。上記ローンは、上記オスロータのランドにお
けるチップ３Ｇが上記メスロータのグループにおけるボ
ンイト３０に接触する回転位置にあることを示されてい
る。上記ポイント３０と３６は、このとき一致し、２個
のロータのセンタＣ１，Ｃ２が結合するライン上にある
。

メスロータの隣接するランドの中央点はＸｌ、Ｘ２で示
されている。ラインＣＩ−ＸＩとＣｌ−Ｘ２の間の角度
は７２度であることが分かる。隣接するオスロータのグ
ループにおける中央点Ｙｌ。

Ｙ２は示されており、ラインＣ１−ＹｌとＣ２−Ｙ２と
の間の角度は９０度である。

第５図から明らかな如く、上記オスロータとメスロータ
の輪郭は多くの屈曲した線分から構成されている。以下
に詳述するように、これらの線分は、隣接する線分の交
点における正接が常に等しくなるように選ばれ、その結
果、隣接し合う輪郭の線分の間には不連続点が存在しな
い。

まず、上記オスロータ２２を考えると、上記ランド３３
の最初のフランクは第１の小さい方のフランク部分ＡＢ
と第２の大きい方のフランク部分ＢＣとから主に成る。

上記ポイントＡは上記オスロータのランドのチップ３６
と一致する。上記オスロータのランド３３の第２のフラ
ンク３８は大きい方のフランク部分ＦＡから主に成る。

上記オスロータのグループ３４は１つの屈曲部分ＤＥか
ら成る。上記オスロータのランドにおける最初のフラン
ク３７と第２フランク３８とは小さい方のフランク部分
ＣＤ、ＥＦによって夫々隣接するグループに接続されて
いる。

これらのフランク部分を順に考えていくと、部分ＡＢは
ポイントＡに発端を有する放物線の円弧であり、ポイン
トＡは上記オスロータチップ３６と一致し、上記部分Ａ
Ｂは、ＡからＢに放物線の式Ｙ＝４ＫＩ　Ｘに従って延
在している。なお、Ｋｌは放物線の円弧ＡＢのパラメー
ターである。上記フランク部分ＢＣは、以下に詳述する
上記メスロータの最初のフランク３１の部分ＭＮの通路
まで上記ロータが回転するときに成形される下方のエビ
トロコイダル（ｅｐｉｔｒｏｃｈｏｉｄａ１）の包絡線
である。

上記オスローダの第２フランク部分Ｆ″Ａは、」―記ロ
ータが回転するときに上記メスロータのグループの部分
の移動によって成形される下方のエビトロコイダルの包
絡線である。この場合、ジェネレータは、以下に詳述す
るメスロータの第２フランクの部分ＯＰである。

上記メスロータのグループにおけるフランク部分ＤＥは
Ｃ２を中心とする円弧であり、上記メスロータのピッチ
円と一致している。小さい方のフランク部分ＣＤとＥＦ
は上記メスロータ２３の円弧部分ＰＱとＲＭによって成
形される。そしで、部分ＣＤ、ＥＦの傾きは上述の隣接
した部分ＢＣ１ＤＥＳＦＡの傾きに一致する。

上記メス０−夕２３に９パて考えると・上記メ　　　　
　　　　　　　メスロータのグループの最初のフランク
３Ｉは第１の小さい方のフランク部分ＭＮと第２の大き
い方の部分Ｎｏから主に成っている。上記メスロータの
グループにおける第２フランク３２は１つの大きい方の
フランク部分ＯＰから主に成っている。

上記メスロータのランド２７はフランク部分ＱＲによっ
て形成されるチップを有し、ランドは小さい方のフラン
ク部分ＰＱ、ＲＭによって隣接するグループに接続され
ている。

順番にフランク部分を考えると、上記メスロータのグル
ープにおける第１フランク３１の第１の小さい方のフラ
ンク部分ＭＮは放物線の式に従ってＭからＮに延在する
放物線の円弧であり、パラメーターに２を有する。上記
パラメーターに２は上記オスロータのチップにおける放
物線ＡＢのパラメーターに１に等しい。

上記メスロータのグループにおける最初のフランク部分
Ｎｏは、上記ロータが回転したときの上記オスロータの
チップの移動の軌跡である放物線ＡＢによって成形され
る上方のエビトロコイダルの包絡線である。これは、上
記メスロータのグループ２８の内側の頂点でポイント３
０と一致するポイント０まで延びる。

第５図によれば、上記メスロータ２３の１つのランドを
示し、上記ロータの第２フランク３２は式Ｙ２＝４に３
Ｘによって形成される大きい方の部分ＯＰを有している
。なお、Ｋ３は放物線の円弧ＯＰのバロメーターである
。

コンプレッサーでは、バロメータに３はパラメーターＫ
　１とに２に関して該略８１の比率にある。Ｋ３の値は
上記ロータの輪郭の変位を乙たらし、上記値は、設計で
使用される許容値の大きさに対して充分な剛性を次ぎ次
ぎに提供する定められた特有の縦溝厚さに対して最大で
ある。

上記特有の縦溝厚さは上記メスロータのラントの幅とし
て定義される。上記幅はプレー１司ワさの１％として表
される深さの略中央点での平面における幅である。

これは、第５図中のライン’ｒ　２７１’　３と′Ｉ″
ｌＸ２によって概算的に証明される。

図示の圧縮機のための特定の溝の厚さは大略２８％であ
る。

Ｙ’＝４に３ＸにおけるＫの値の選択に基づく別の利点
は後述する。

雌ロータのランド部ＱＲはＣＩを中心とする円弧である
と共に雌ロータのピノヂ円２９と一致している。小フラ
ンク部ＰＱ及びＲＭも円弧であり、その中心と半径は、
小フランク部ＰＱ及びＲＭが近接部分ＭＮ、ＯＦ及びＱ
Ｒと交わる小フランク部ＰＱ、ＲＭの傾斜が上記した如
く確実に等しくなるように選ばれる。この条件は等しい
半径を有する小フランク部ＰＱ、ＲＭによって達成され
る。

雄ローダの小フランク部ＥＦ、ＣＤは雌ロータの小フラ
ンク部ＰＱ、ＲＭによって創成されることが明らかであ
ろう。

ロータ形状についての上記説明から、雄ロータ及び雌ロ
ータの形状の全ての創成部は点創成よりもむしろ線創成
されることが明らかてあろう。上述のように、ロータ形
状の全ての主要創成部の母線は放物線状弧であり、これ
により、以下に詳述する如く圧縮機の密封性が大幅に改
善される。

第６図及び第７図においで、第５図に示す雄ロータ及び
雌ロータの部分が再び示されており、雄ロータは雌ロー
タに対して夫々１０°（第６図）及び３０°（第７図）
回転している。

第６図は上記のロータ形状の放物線創成による圧縮機の
密封性への影響を示す。第６図から、しＪ−タ形状に、
Ｓｌ、Ｓ２及びＳ３において密封接触する３個の部分が
あることが理解されるだろう。

ＳＬは雌ロータの第２フランクと雄ロータの第２フラン
クの間に形成される密封帯である。Ｓ２は雄ロータの先
端放物線ＡＢと雌ロータのフランク部Ｎｏとの相互係合
によって得られる密封帯である。又、Ｓ３は雌ロータの
先端放物線ＭＮと雄ロータのフランク部ＢＣとの係合に
よって得られる密封帯である、図示の構成においで、ス
クリコーロータ機が圧縮機として機能する時、密封帯Ｓ
２゜Ｓ３はロータの後続フランク上にある。しかし、雄
ロータが圧縮機を駆動するにつれで、雌ロータの流体ス
ペース内の空気圧力は雌ロータ」二に負のトルクを発生
ずる。これにより、Ｓ２及びＳ３においてフランク部が
接近するように付勢されで、これらの位置における密封
帯が確実に良好に機能する。第６図に示すように、Ｓｌ
における密封帯は、Ｓ２及びＳ３におけるものよりもか
なり幅が広い。従っで、Ｓｌにおけるフランクを分離す
るように働く上記の雌ロータ上の負トルクにも拘わらず
、Ｓｌにおける密封帯は満足な密封状態を維持するよう
機能する。

更に、Ｓ２およびＳ３の密封線長さはＳｌの密封線長さ
よりも約５０％長いので、Ｓ２と８３を閉鎖して両側の
漏れ面積を大略等しくすることが更に重要である。

第７図は、雄ロータの先端放物線Ａ、Ｂか雌ロータの先
端放物線ＭＮに丁度接触しているロータの回転位置を示
す。ロータをこれから少しでも回転させると、図示の雄
ロータのランドと雌ロータの溝の間の接触が解除される
。第７図に示す位置においで、雄ロータと雌ロータの先
端放物線の傾斜は等しく、両放物線はそれらの原点を指
向している。

スクリュー圧縮機技術においてよく知られているように
、ブローホール又は漏れ三角形は、中間の木の葉密封線
の破断に直結するロータの非係合部において発生する。

ブローホールの寸法は、放物線ＡＢ及びＭＮの長さと、
パラメータＫｌ及びに２の値と、第１フランク上の雌ロ
ータのランド先端半径の寸法とによって決まる。

最適運転条件下におけるブローホールの合成面積は押し
のけられる空気１リツトル当決り３ｍｍ２を越えず、同
時に、最限界密封線５２及び５３の密封性能を改善する
のに必要な帯幅を設（Ｊるように、２個の放物線ＡＢ及
びＭＮが組合せられ、且つ、設定される。

放物線ＡＢ及びＭＮを上記の如く構成することにより、
漏れが確実に最低に抑えられることが理解されるであろ
う。両放物線は等しい傾斜を有し、且つ、それらの原点
を指向しているので、第７図に示す位置における両放物
線間の接触は、放物線の最小曲率を有する部分において
行なわれるため、接触長さは最大となり、漏れの可能性
が低下する。

第８図は、ブローホール４１の位置及び両ロータ間のか
み合い密封線４２を示す。ブローポール４１は・公知の
圧縮機で通常設定されているものよりもはるかに小さく
、又、前述の如く、密封帯の幅はかなり大きい。

ロータ形状の線創成の組合わせ、母線としての放物線状
弧の利用、底部から先端まで屈曲点の無い滑らかで連続
した曲率半径をフランクの主要部に設けること、更に、
５個のランドを備える雌ロータと４個のランドを備える
雄ロータとの雌ロータと４個のランドを備える雄ロータ
との組合わせにより、多数の重要な利点が得られる。

これらの利点の内第−の極めて重要なものは、圧縮機の
体積効率が高いことである。この高い体積効率を生じる
要因としては、後続縁部密封点を閉鎖するように働く雌
ロータの負トルクと密封帯の寸法の両観点から優れてい
る上記の良好な密封性と、大幅に減少されたブローホー
ル面積とがある。

第二の重要な効果は、上記の圧縮機が、これまでに考え
られなかった作動レベルで、ある一定の大きさのロータ
に、より一層大きな変位をもたらすことである。

これは、既に定められた独自の幾何学上の比と、選択さ
れたランド部結合の結果による。

例えば、本発明に組み込まれる圧縮機の大きさは、英国
特許明細書第２０９２６７６号に記載された圧縮機より
も、最適作動条件としては、約２２％も小さくてよい。

選択されたランド形状から生ずる第三の効果は、縦みぞ
一致が除去されることである。６個のメス・ランド部を
４個のオス・ランド部に結合させるごく通常の結合にお
いで、ロータが回動する時、２個の同じオス・ランド部
が常時、３個の同じランド溝部に噛合することが認めら
れるであろう。

作動中の変化は、２個の該オス・ロータランド部が、異
なる組み合わせの３個のメス・溝部に係合した結果、も
たらされる。・最適な作動は、コスト増大は免れ得ない
が、最上の網み目形状を入念に選ぶことによっで、達成
される。

上記の圧縮機においで、゛オス・ロータランド部は各々
交互にメス・溝部の各々に噛合し、よっで、作動が二つ
のロータの相対位に影響されないようになっている。

第四の効果は、通常６個のメス・ランド部から１個のラ
ンド部を除去することであり、それはすなわち、該ラン
ド部に付着した粘着性障害物と、それに伴う動力消費の
増大が除去されることを意味する。このため、メス・ラ
ンド部の広さは、都合よく増大され得るし、比較的高速
度で作動するオス・ロータの密封作動に、より最適に調
和し得る。

更に、メス・ロータ設計の１個のランド部を除去すれば
、その結果、与えられるどの容積比においても、吐き出
しポートの大きさが増大され、すなわち、吐き出しポー
トの損′失を減少することになる。この効果は特に高圧
力比で有益である。

上記の、改良された容積測定能率が生起する、他に重要
な効果は、１リツトルの空気排出毎の動力消費の削減で
ある。

更にまた、メス・第二フランクの放物線状の足載におけ
るパラメーターに３の値は、第６図においで、フランク
３２と３８の間のポケットとじて示される、いわゆるエ
アポケット状態が、従来の考察で生じていた離間力より
、はるかに小さい離間力を生じるのを確実にするよ、う
選ばれていた。

上記の効果はすべて圧縮機の作動に関するものである。

しかし、上記の圧縮機の他の効果が、製造方法に存在し
ている。

そのうち、最も重要な第一の効果は、上述の［Ｊ−タに
は、ゼロあるいは負の圧縮角度がなく、それにより、ホ
ブ研削法によってロータを機械にかけることに関連した
問題を除去することである。

ホブ研削法によっで、不充分な圧力で曲げられたロータ
を機械にかけようとして生じる、困難さや浪費や品質問
題は、英国特許出願第’２０９２６７６号等で十分理解
され論述されている。

定められた幾何学的形状に対する最小圧縮角度は約ｌＯ
°である。

上記圧縮機がもたらす第二の製造効果は、メス・ランド
部の第二フランク上に定められる放物線に関するもので
ある。上述のごとく、Ｙ”＝４に３Ｘて定められる放物
線は、第５図の点３０で表されるロータの根底から、点
Ｐで表されるメス・ランド部の先端まで、なめらかに続
く曲線半径を呈する。

この放物線によってもたらされる、より平滑な形状は、
英国特許出願箱２０９２６７６に示された圧縮機と対照
的に、改良された機械作業を導く。

製造費を削減する、別の重要な要因は、メス・ロータラ
ンド部の形状に関係する。ごく普通のメス・ロータ設計
には、機械にかける６個のランド部があるのに反しで、
選択された５個のメス・ランド部形状に関しては、機械
にかけるランド部は５個しかない。

さらに別の効果は、上記圧縮機の改良された密封特徴に
よっで、悪くして圧縮機の作動を果さなくても、製造方
法においで、より大きな許容力が認められることである
。

上記の如く、本発明は、簡単な構造で、種々の秀れた作
用効果を奏し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスクリューコンプレッサの第２図の１−１線沿
いの部分縦断面図、第２図はコンプレッサを横切る第１
図の２−２線横断面図、第３図は第１．２図のコンプレ
ッサのかみ合いローターの−（雌ロータ−）の端面図、
第４図はコンプレッサの他のローター（雄ロータ−）の
第３図と同様な図、第５図は第３．４図のローターの翼
の相互関係と形状を示す部分拡大図、第６図は約１０度
たｉｔ　Ｔｆｉ−いに上記両口−ターが回転した第５図
と同様な図、第７図は第５図の位置に関して３０度上記
両ローターが回転した第５．６図と同様な図、第８図は
上記両口−ター間のシール線を示すかみ合い相互関係の
上記２９のローターの斜視図である。 ＋１・・・ハウジング、１４・・・作動スペース、１６
・・低圧ポート、１９・・・高圧ボート、２２・・雄ロ
ータ−，２３・・雌ロータ−、・２４・・・雄ローター
軸、２７．３３・・らせん状のランド、２８．３４−・
ｄ４．２９．３５・・・ピッチ円、３１．３７・・・１
次フランク、３２．３８・・・２次フランク、３６・・
先端。 ／Ｚり！ ｉ−／ ／λりｆ ／Ｚり／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）らせん状のランド部と、その間に介在する溝部とを
   有し、使用中は、作動流体の圧力を変える為に互いに係
   合して協働する様に、平行な軸心を中心として、ハウジ
   ング（１１）内で回転自在とし、各ロータの溝部（２８
   、３４）には、１次フランク（３１、３７）と２次フラ
   ンク（３２、３８）とを設けた、互いにかみ合う一対の
   ロータ（２２、２３）であって、各ロータの該フランク
   の少なくとも一つの、少なくとも第一の部分を放物線状
   のアーク形状としたことを特徴とするロータ。 ２）特許請求の範囲第１項に記載のロータであって、一
   方のロータを、ロータ（２３）のピッチ円（３５）の外
   側に位置する、らせん状ランド部（３３）の少なくとも
   主要部分を含む、オスロータ（２２）とし、他方のロー
   タを、ロータのピッチ円（２９）の内部に位置する、そ
   のらせん状ランド部（２７）の少なくとも主要部分を含
   むメスロータ（２３）とし、上記第一のフランク部（Ａ
   Ｂ）の一つを、オスロータの１次フランクのランド部の
   先端（３６）より延在する構成としたことを特徴とする
   ロータ。 ３）特許請求の範囲第２項に記載のロータであって、メ
   スロータ（２３）の１次フランク（３１）の第一小部分
   （ＭＮ）も又、放物線状のアーク形状としたことを特徴
   とするロータ。 ４）特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に
   記載のロータであって、上記両放物線状アーク形状が、
   同一の放物線定数を有することを特徴とするロータ。 ５）特許請求の範囲第２項又は第３項に記載のロータで
   あって、メスロータ（２３）の１次フランク（３１）の
   第２の主要部分（ＮＯ）が、オスロータの１次フランク
   （３７）の上記第一主要部分（ＡＢ）により形成される
   延長外転トロコイド包絡線に従う輪郭を有することを特
   徴とするロータ。 ６）特許請求の範囲第５項に記載のロータであって、メ
   スロータ（２３）の上記１次フランク（３１）の第２フ
   ランク部（ＮＯ）がピッチ円（２９）の方へ外方に延在
   し、第一フランク小部分（ＭＮ）に没入することを特徴
   とするロータ。 ７）特許請求の範囲第３項乃至第６項のいずれか１項に
   記載のロータであって、メスロータ（２３）の第２フラ
   ンク（２２）の主要部分（ＯＰ）も又、放物線アーク形
   状としたことを特徴とするロータ。 ８）特許請求の範囲第７項に記載のロータであって、オ
   スロータ（２２）の第２フランク（３８）の主要部分（
   ＦＡ）が、ロータ回転時にランド部と溝部が互いにかみ
   合い、かつ、離間するにつれて、メスロータ（２３）の
   第二フランク（３２）の主要部分（ＯＰ）により展開さ
   れる短縮外転トロコイド包絡線に従う輪郭を有すること
   を特徴とするロータ。 ９）特許請求の範囲第３項乃至第８項のいずれか、１項
   に記載のロータであって、オスロータ（２２）の１次フ
   ランク（２８）の第二主要部分（ＢＣ）が、メスロータ
   １次フランク（３１）の上記第一小部分（ＭＮ）により
   創成される短縮外転トロコイド包絡線に従う輪郭を有す
   ることを特徴とするロータ。 １０）特許請求の範囲第９項に記載のロータであって、
   上記第二主要部分（ＢＣ）が、ロータ（２２）のピッチ
   円（３５）の隣接部分から延び、オスロータ１次フラン
   ク（３７）の第一小部分（ＡＢ）に没入する構成とした
   ことを特徴とするロータ。 １１）特許請求の範囲第１０項に記載のロータであつて
   、オスロータ１次フランク（３７）の第一小部分（ＡＢ
   ）が、ランドチップ部（３６）において、オスロータ第
   二フランク（３８）の主要部分（ＦＡ）中に没入するこ
   とを特徴とするロータ。 １２）特許請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか１
   項に記載のロータであって、メスロータランド部（２７
   ）は、ロータ（２３）のピッチ円（２９）の外方に延在
   せず、又、オスロータ溝部（３４）は、ロータ（２２）
   のピッチ円（３５）の内部に延在しない構成としたこと
   を特徴とするロータ。 １３）ハウジング内で共に作動スペース（１４）を形成
   する平行軸心を有する２つの横行開孔を設けたハウジン
   グ（１１）と、各開孔におのおの回転自在に配設した互
   いにかみ合う一対のロータ（２２、２３）とを設け、各
   ロータには、らせん状ランド部と、介在する溝部とを形
   成して、協働的に係合するロータの回転を作動流体の圧
   力の変更に有効に利用し、更に、ハウジング内の離間し
   た位置で、ロータ機に対する作動流体の入口及び出口と
   して、作動スペースに連通する低圧ポート（１６）及び
   高圧ポート（１９）を設けた作動流体用のスクリューロ
   ータ機であって、上記一対のロータを特許請求の範囲第
   １項乃至第１２項のいずれか１項に記載のロータとして
   構成したことを特徴とするロータ機。 １４）特許請求の範囲第１３項に記載のスクリューロー
   タ機であって、一方のロータが４つのランド部を有し、
   他方のロータが５つのランド部を有することを特徴とす
   るロータ機。 １５）特許請求の範囲第１４項に記載のスクリューロー
   タ機であって、上記４つのランド部を有するロータを、
   そのランド部（３３）の少なくとも主要部分が、ロータ
   のピッチ円（３５）の外部に位置するオスロータ（２２
   ）とし、又、５つのランド部を有するロータを、そのラ
   ンド部（３１）の少なくとも主要部分が、ロータのピッ
   チ円（２９）の内部に位置するメスロータ（２３）とし
   たことを特徴とするロータ機。 １６）特許請求の範囲第１５項に記載のスクリューロー
   タ機であって、オスロータ（２２）に、ロータ機の駆動
   手段と接続する為に、ハウジング（１１）から延在する
   シャフト（２４）を設けたことを特徴とするロータ機。 １７）特許請求の範囲第１３項乃至第１６項のいずれか
   １項に記載のスクリューロータ機であって、低圧ポート
   （１６）を介してロータ機に流入する作動流体は、ロー
   タ（２２、２３）の回転により圧縮され、高圧ポート（
   １９）を介してロータ機から流出する構成としたことを
   特徴とするロータ機。 １８）特許請求の範囲第１３項乃至第１７項のいずれか
   １項に記載のスクリューロータ機であって、低圧ポート
   （１６）をロータ（２２、２３）の回転軸心を包含する
   面の一側に位置せしめ、一方、高圧ポート（１９）を、
   該面の他の側に位置せしめたことを特徴とするロータ機
   。 １９）特許請求の範囲第１６項に記載のスクリューロー
   タ機であって、駆動手段をオスロータシャフト（２４）
   に接続してロータ機を使用中に、メスロータ（２３）に
   負のトルクを生じることを特徴とするロータ機。