JPS6357630B2 - - Google Patents

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JPS6357630B2
JPS6357630B2 JP55146943A JP14694380A JPS6357630B2 JP S6357630 B2 JPS6357630 B2 JP S6357630B2 JP 55146943 A JP55146943 A JP 55146943A JP 14694380 A JP14694380 A JP 14694380A JP S6357630 B2 JPS6357630 B2 JP S6357630B2
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JP
Japan
Prior art keywords
lobe member
rotor
shaft
lobe
cavity
Prior art date
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Expired
Application number
JP55146943A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5770985A (en
Inventor
Hidetomo Mori
Ryozo Nishina
Yasuo Takahashi
Hideaki Kanbara
Toshimi Sasaki
Takashi Shimaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP14694380A priority Critical patent/JPS5770985A/ja
Publication of JPS5770985A publication Critical patent/JPS5770985A/ja
Publication of JPS6357630B2 publication Critical patent/JPS6357630B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary-Type Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスクリユー流体機械、例えばスクリユ
ー圧縮機、スクリユーポンプに使用されるスクリ
ユーロータおよびその製造方法に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来のスクリユー圧縮機は、特公昭45−20061
号公報に開示され、第3図に示すように吸込口3
および吐出路4を有するケーシング1に設けられ
たロータ室2内に、第4図に示すような互にかみ
合う一対のおすスクリユーロータ9(以下おすロ
ータ9と称す)およびめすスクリユーロータ10
(以下めすロータ10と称す)を収納し、その一
方側端部に前記吸込口3に連通する吸込路5を設
けた吸込ケーシング6を、他方側端部に前記吐出
路4に連通する吐出口7を設けた吐出ケーシング
8をそれぞれ一体に結合して構成されている。
上記めすロータ10の吸込側軸、吐出側軸(図
示せず)およびおすロータ9の吸込側軸13、吐
出側軸14は、吸込ケーシング6および吐出ケー
シング8にそれぞれ取付けた軸受11,12によ
り支持されている。前記おすロータの吸込側軸1
3は、吸込ケーシング6を貫通して突出し、その
端部には原動機(図示せず)が連結されている。
また、おす、ロータ9の吐出側軸14には、同期
歯車15が取付けられている。この同期歯車15
は、めすロータ10の吐出側軸に取付けられた同
期歯車(図示せず)にかみ合つている。さらに、
吸込ケーシング6および吐出ケーシング8には、
それぞれ軸封装置16,17が設けられ、圧縮ガ
スの漏洩を防止している。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したおすロータ9およびめすロータ10
は、機械構造用炭素鋼または合金鋼あるいは球状
黒鉛鋳鉄などの高強度材料を機械加工して製作さ
れている。特におすロータ9およびめすロータ1
0のロータ室2内に収納されるねじ部(ローブ
部)は専用の加工機械を用い、シングルカツタあ
るいはホブ切りなどにより精密に加工しなければ
ならない。
したがつて、このような加工手段によると、ロ
ー部の加工に多大の工数を必要とするばかりでな
く、多量生産に適しない欠点がある。また、機械
加工のため製作誤差による精度のバラツキを生じ
るので、一様な精度のロータをうることが至難で
あり、かつロータは中実であるから、ロータ重量
は著しく増大する。
さらに、ロータは中実材により製作されるので
機械加工の制約により、ローブ部表面近くまで冷
却剤を導く通路を加工することができない。この
ため、ロータの冷却を効果的に行うことができ
ず、ガスの圧縮熱によるロータの変形を低減させ
ることが難しい。
本発明の第1の目的は、一様な精度を有し、軽
量でかつロータの冷却を効果的に行うことが可能
なスクリユーロータを提供することである。ま
た、本発明の第2の目的は、製造工程が少なく、
しかも多量生産することができるスクリユーロー
タの製造方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記の第1の目的は、ローブ部材とロータ軸と
を備え、ローブ部材は、外周部にねじを、内部に
空洞をそれぞれ設けた超塑性材料からなり、ロー
タ軸は、このロータ軸の両端側の開口端部とロー
ブ部材の空洞とをそれぞれ連通するための軸穴を
設けた高強度材料からなり、これらローブ部材と
ロータ軸を一体に結合することにより達成され
る。
また、上記の第2の目的は、内部に空洞を設け
た筒状の超塑性材料製のローブ部材の側面中央部
に、軸端部と軸中間外周部とを連通する軸穴を有
する高強度材料からなるロータ軸を圧入して一体
に結合した後に、ローブ部材を、内周面をねじ曲
面に形成した金型内に収納し、次に、このローブ
部材を超塑性流動を起こす温度に加熱した後、軸
穴を通して高圧ガスをローブ部材の空洞内に供給
し、ローブ部材の空洞内を加圧してローブ部材に
超塑性流動を起こさせてローブ部材を金型内周面
のねじ曲面に密着させ、次に、ローブ部材の空洞
内の高圧ガスを空洞外に排出し、ローブ部材を冷
却した後、金型を取外し、これにより、ローブ部
材の外周面を所望のねじ曲線に仕上げることによ
り達成される。
〔作用〕
一対のスクリユーロータのかみ合い回転中、ロ
ーブ部材の空洞にはロータ軸の軸穴を通して冷却
剤が流通されて、ローブ部のねじ曲面が冷却され
る。
また、スクリユーロータ加工時、内周面にねじ
曲面を有する金型内に内部に空洞を設けた超塑性
材料製のローブ部材を収納し、加熱後このローブ
部材の空洞内に高圧ガスを供給することにより、
ローブ部材の外周面に所望のねじ曲面が形成され
る。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図および第2図
によつて説明する。
第1図はロータを製造する際の組立状態を示し
たもので、上半部は塑性加工前、下半部は塑性加
工後のそれぞれ状態を示す。図において、18は
中間部すなわちローブ軸部18cが大径に、その
両側の軸部18a,18bが小径にそれぞれ加工
されたロータ軸で、このロータ軸18は機械構造
用炭素鋼または合返鋼、球状黒鉛鋳鉄などの高強
度を有する材料により製作されている。前記ロー
ブ軸部18cには、中間に貫通孔21a,21b
が半径方向に貫通される共に、両端部側の外周面
に切欠き22a,22bが設けられている。第2
図は、この切欠き穴22bの部分を示している。
また、ロータ軸18の小径部18a,18bには
それぞれ軸方向に大径部18cの貫通孔21a,
21bにそれぞれ連通する軸穴23a,23bが
設けられている。この軸穴23aの開口端部は取
外し自在のプラグ24により閉塞されている。
19は超塑性材料例えばZn−Al系合金、Al−
Zn−Zr系合金、Al−Ca−Zn系合金などからなる
ローブ部材で、このローブ部材19は内部に空洞
20を有するように鋳込および機械加工により円
筒状に、かつロータ軸18のローブ軸部18cと
ほぼ同一長さに形成されている。このように形成
されたローブ部材19は、そのボス部19aがロ
ーブ軸部18cに設けた切欠き穴22a,22b
を塞ぐように、焼嵌めによりローブ軸部18cに
圧入して一体に結合されている。
25は内周面を所定のねじ曲面25aに加圧さ
れた金型で、この金型25内に上記のように一体
化されたロータ軸18とローブ部材19が挿入さ
れている。26,27はロータ軸18a,18b
を貫通し、金型25にボルト28を介して固定さ
れた側面金型である。この側面金型26,27は
インロー部29a,29bを介してロータ軸18
と同心に位置決めされていると共に、ロータ軸1
8a,18bの段部30a,30bを介してロー
タ軸18と軸方向にも位置決めされている。
上記のようにしてローブ軸部18cおよびロー
ブ部材19を内蔵するように組立てられて金型2
5、側面金型26,27は電気炉などの炉内に収
納され、超塑性流動を起こす温度(200℃程度)
まで加熱される。ついでロータ軸18bに設けた
軸穴23bを加圧源(図示せず)に連通し、その
加圧源により高圧ガスを軸穴23bおよび貫通孔
21bを経てローブ部材19の空洞20内に供給
して数気圧程度に加圧する。
このため、ローブ部材19は超塑性流動を起こ
し、最終的には第3図の下半分に示す状態、すな
わち、ローブ部材19が金型25、側面金型2
6,27の内面に密着した形状となるので、ロー
ブ部材19の外周面を所望のねじ曲面31に仕上
げることができる。一方、ローブ部材19のボス
部19aの内面は超塑性流動により、ローブ軸部
18cの切欠き穴22a,22b中に侵入するか
ら、ローブ部材19をロータ軸18と一体に結合
することができる。
次にローブ部材19の空洞20内のガスを排出
し冷却してその温度を室温まで低下させると、ロ
ーブ部材19のボス部19aの熱収縮がローブ軸
受18cの収縮よりも大であるため、ボス部19
aとローブ軸部18cは強固に圧着される。した
がつてローブ軸部18cへのローブ部材19の圧
入はガスの漏洩を防止する程度の軽度のものでよ
い。
また、ローブ部材19の熱収縮は金型25〜2
7の熱収縮よりも大であるため、室温に低下した
状態ではローブ部材19のねじ曲面31は金型2
5より容易に離脱する。したがつて側面金型2
6,27を取外すと、ローブ部材19をねじりな
がら引き抜くことにより、ローブ部材19を金型
25から容易に取出すことができる。
このようにして作られたローブ部材19とロー
タ軸18からなるスクリユーロータは、ローブ部
材19にねじ曲面31と空洞20を有し、ロータ
軸18にロータ軸端側の開口部とローブ部材19
の空洞20とを連通する軸穴23a,23bを有
している。
そして、このスクリユーロータは、例えばスク
リユー圧縮機に使用されるとき、ロータ軸18の
一方の端部の開口部と他方の端部の開口部との間
にロータ冷却手段(図示はされていない)を連結
し、このロータ冷却手段によつて、ローブ部材1
9の空間に冷却剤を流通させる。
本発明によるスクリユーロータは、ローブ部材
19のねじ曲面31が肉薄であるために、空洞2
0に前述の冷却剤を流通させることにより強力に
ローブ部材19の冷却が行われる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のスクリユーロー
タによれば、一様な精度を有し、軽量でしかも効
果的に冷却を行うことができる。また、本発明の
製造方法によれば、製作工数が低減して多量生産
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明する縦断面
図、第2図は第1図のロータ軸の要部詳細図、第
3図は従来のスクリユー圧縮機の一例を示す縦断
面図、第4図は第3図におけるロータを示す斜視
図である。 18……ロータ軸、19……ローブ部材、20
……空洞、23a,23b……軸穴、25……金
型、26,27……側面金型、31……ねじ曲
面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ローブ部材とロータ軸とを備えスクリユーロ
    ータにおいて、前記ローブ部材は、外周部にねじ
    を、内部に空洞をそれぞれ設けた超塑性材料から
    なり、前記ロータ軸は、このロータ軸の両端側の
    開口端部と前記ローブ部材の空洞とをそれぞれ連
    通するための軸穴を設けた高強度材料からなり、
    前記ローブ部材と前記ロータ軸は一体に結合され
    ていることを特徴とするスクリユーロータ。 2 超塑性材料として、Zn−Al系合金またはAl
    −Zn−Zr系合金あるいはAl−Ca−Zn系合金を用
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のスクリユーロータ。 3 内部に空洞を設けた筒状の超塑性材料製のロ
    ーブ部材の側面中央部に、軸端部と軸中間外周部
    とを連通する軸穴を有する高強度材料からなるロ
    ータ軸を圧入して一体に結合した後に、前記ロー
    ブ部材を、内周面をねじ曲面に形成した金型内に
    収納し、次にこのローブ部材を超塑性流動を起こ
    す温度に加熱した後、軸穴を通して高圧ガスをロ
    ーブ部材の空洞内に供給し、ローブ部材の空洞内
    を加圧してローブ部材に超塑性流動を起こさせて
    ローブ部材を金型内周面のねじ曲面に密着させ、
    次にローブ部材の空洞内の高圧ガスを空洞外に排
    出しローブ部材に冷却した後、金型を取外し、こ
    れにより、ローブ部材の外周面を所望のねじ曲面
    に仕上げることを特徴とするスクリユーロータの
    製造方法。
JP14694380A 1980-10-22 1980-10-22 Screw rotor and its manufacturing method Granted JPS5770985A (en)

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JPS5770985A JPS5770985A (en) 1982-05-01
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KR100773358B1 (ko) 2006-11-17 2007-11-05 삼성전자주식회사 유체 노즐을 갖는 진공펌프 및 배기 시스템
JP6895585B2 (ja) * 2018-03-30 2021-06-30 株式会社日立産機システム スクリューロータ、流体機械本体及び流体機械
WO2020044715A1 (ja) 2018-08-29 2020-03-05 株式会社日立産機システム スクリューロータ及びスクリュー流体機械本体
JP2023070489A (ja) * 2021-11-09 2023-05-19 株式会社日立産機システム スクリュー圧縮機

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