JPH0451674B2

JPH0451674B2 -

Info

Publication number: JPH0451674B2
Application number: JP15859885A
Authority: JP
Inventors: Kyotada Mitsuyoshi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1992-08-19
Also published as: JPS6220686A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、スクリユ圧縮機等に使用される雌雄
両スクリユロータに関し、殊に、ホブ加工により
量産するに適した歯形を有する非対称歯形のスク
リユロータに関する。

（従来の技術）周知のように、スクリユ圧縮機は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つたが、1965年スウ
エーデン国SRM社（スベンスカ・ロツタア・マ
スキナア・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開昭59−196988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
つたものであり、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、各歯のピツチ円Pfの外側にア
デンダムAfを有し、各歯底のピツチ円Pfの内側
にデデンダムDfを有している。前進側歯形およ
び追従側歯形は次のようになつている。

イ前進側歯形・dd₂−e₂間は、ピツチ円Pfと、雌雄ロータＦ，
Ｍの中心点Of，Om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間は、点e₂を通る接線であつて、点f₂
はピツチ円Pf上の点である。

・f₂−g₂間は、点f₂を通りかつ線e₂−f₂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。

ロ追従側歯形・d₂−c₂間は、雄ロータＭの点d₁によつて創成
される創成曲線である。

・c₂−b₂間は、点b₂（ピツチ円Pf上の点）を通
るピツチ円Pfの接線上の点ｔを中心とする
円弧である。

・b₂−a₂間は、ピツチ円Pf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雄ロータ歯形雄ロータ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次のようになつている。

イ前進側歯形・d₁−e₁間は、ピツチ円Pmと雌雄ロータの各
中心点Of，Omを結ぶ線との交点ｍを中心と
する円弧であつて、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。

・e₁−f₁−g₁間は、雌ロータＦの線e₂−f₂−g₂
により創成される創成曲線である。尚、f₁は
ピツチ円Pm上の点であり、g₁は雄ロータＭ
の歯底円上の点である。

ロ追従側歯形・d₁−b₁間は、雌ロータＦの円弧c₂−b₂により
創成される創成曲線である。尚、点b₁はピツ
チ円Pm上の点である。

・b₁−a₁間はは、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。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上記歯形のロータは、理論容積が大
きく従つ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。
このロータがホブ加工に適さない原因は、ロータ
歯形にシヤープエツジが多いことにある。このシ
ヤープエツジは、雌ロータＦの点a₂の部分、雌ロ
ータＦのシールドエツジＥ、雄ロータＭのシール
溝E′、雄ロータの点d₁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b₁−a₁の部分のアールは非常に小
さくなつており、この円弧部分b₁−a₁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（シヤープエツジ）になつて
いる。

このように、ロータ歯形にシヤープエツジが多
いと、ロータ加工用工具の歯形もそのシヤープエ
ツジに対応するシヤープエツジを多く備えざるを
得ない。ところが、工具歯形のシヤープエツジの
部分は摩耗やチツ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、
従つて、ホブの各歯の先端部にシヤープエツジが
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。

従つて、従来は、総型のフライスカツターによ
り加工していた。

また、雌ロータＦのd₂−c₂間は雄ロータＭの点
d₁によつて創成される創成曲線であり、歯数及び
点d₁、すなわち、シール点の位置によつて左右さ
れるため、アンダカツトが顕著に現れることもあ
り、形状把握が難しく、歯形決定上の難点の一つ
とされていた。

本発明は斯る問題点に鑑みてなされたもので、
ホブ加工に適し、かつ、創成加工時の形状把握が
容易でアンダカツトの生じない形状とすると同時
に、スクリユ圧縮機等の体積効率を従来と同程度
に維持し得るロータ歯形を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段）前記問題点を解決するため、本発明は、ロータ
歯形におけるシヤープエツジを無くするととも
に、雌ロータのアンダカツト部分を創成曲線では
なく予め決定する円弧形状とし、歯数、雄ロータ
のシール点の位置に影響されないようにしたもの
である。

すなわち、歯数７の雌ロータＦと、これと噛合
する歯数６の雄ロータＭとからなり、かつ、下記
ロータ歯形を有するものである。

雌ロータの歯形ａ前進歯形が、ピツチ円Pfと雌雄ロータの各中心点Of，
Omを結ぶ線との交点O₂を中心とする半径
SR₁の円弧d₂−e₂と、直線O₂−e₂の延長線上に中心点O₃を有す
る半径SR₂の円弧e₂−f₂と、ピツチ円Pf上の点Ｓと雌ロータの中心点
Ofを結ぶ線と点Ｓにおいて角度αで交差す
る直線f₂−g₂と、雄ロータＭの円弧g₁−h₁によつて創成され
る創成曲線g₂−h₂と、歯先円Cf上の円弧h₂−a₂と、を順に接続してなる。

ただし、点d₂は中心点O₂，Ofを結ぶ直線に
対して５〜15゜の中心角を有する円弧の最外点
である。

円弧h₂−a₂間には歯先円Cfの外方に突出する
シールエツジEfを備えている。

ｂ追従歯形が、点O₆を中心とする半径SR₃の円弧d₂−c₂
と、点O₅を中心とする半径SR₄の円弧c₂−b₂
と、雄ロータＭの円弧b₁−a₁によつて創成され
る創成曲線b₂−a₂と、を順に接続してなる。

雄ロータの歯形ａ前進歯形が、ピツチ円Pfと雌雄ロータの各中心点Of，
Omを結ぶ線との交点O₁を中心とする前記半
径SR₁に等しい半径の円弧d₁−e₁と、雌ロータＦの前記円弧e₂−f₂によつて創成
される創成曲線e₁−f₁と、雌ロータＦの前記直線f₂−g₂によつて創成
される創成曲線f₁−g₁と、点O₆を中心とする半径SR₅の円弧g₁−h₁
と、歯底円Bm上の円弧h₁−a₁と、を順に接続してなる。

ただし、点d₁は中心点O₁，Ofを結ぶ直線に
対して５〜15゜の中心角を有する円弧の最外点
である。

円弧h₁−a₁上にシール溝は形成していない。

円弧d₁−e₁間には歯先円Cm内方にシールエ
ツジEmを備えている。

ｂ追従歯形が、雌ロータＦの前記円弧d₂−c₂によつて創成
される創成曲線d₁−c₁と、雌ロータＦの前記円弧c₂−b₂により創成さ
れる創成曲線c₁−b₁と、点O₇を中心とする半径SR₆の円弧b₁−a₁
と、を順に接続してなる。

（実施例〕第１図か第４図は、本発明の一実施例を示す。
図中の記号は前記発明の構成の説明に用いた記号
と対応するので、この実施例の歯形については説
明を省略する。

本発明に係る雌雄ロータの歯の概略は前記のと
おりであるが、雌ロータＦの円弧a₂−h₂間に突設
するシールエツジEfの詳細形状、および雄ロー
タＭの円弧d₁−e₁部分に形成したシールエツジ
Emの詳細形状を、夫々第３図、第４図に示して
いる。

前記雌ロータＦのシールエツジEfは、本発明
においては、従来例に比較して、その高さ寸法を
著しく小さく、かつ、円弧状に構成している。因
みに、第６，７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的（雄ロータの外
径）×３×10^-3であつたが、本発明においては、
これを（雄ロータの外径）×５×10^-4程度にして
いる。また、雄ロータＭの円弧d₁−e₁の一部を切
り欠いて、シールエツジEmを円弧状に形成して
いる。

本発明に係る雌雄ロータＦ，Ｍの各歯形の特徴
は、先ず第１に、シヤープエツジを形成していな
いことである。これは、第６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
るシヤープエツジ点a₂に代えて、本発明では、雄
ロータＭの円弧b₁−a₁による創成曲線b₂−a₂に形
成している。そして、このため、本発明における
円弧b₁−a₁すなわち歯底隅は、予めホブ加工容易
な形状に決めることができ、従来例における円弧
b₁−a₁（点a₂による創成曲線）により構成される
歯底隅に比較して角度的に広がつている。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、従つて、シール溝に付随
するシヤープエツジも存在しない。このように、
本発明では、ロータ歯形においてシヤープエツジ
を無くしたので、該ロータを加工するためのホブ
の歯形もシヤープエツジを無くすことができ、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。

第２に、雌ロータＦのアンダカツト部分、すな
わち、d₂−c₂部分を円弧形状にして切削上難しい
点を歯形設計時点で管理できる形状にしてある。

第３に、雌ロータＦの歯形のうち直線f₂−g₂部
分は、角度αによつて任意に定められ、この角度
αの微小変化で容易に雌雄ロータのバツクラツシ
ユを調整することが可能である。このため、前進
側ピツチ円上での接触のみが得られ、所謂多点当
りが回避できるので、騒音や振動が防止できる。

第４に、雄ロータＭの歯数を６、雌ロータＦの
歯数を７としてあり、特に高圧縮比で小容量のス
クリユ圧縮機に適したロータ歯形となつている。

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６，７図に示した従来例に劣るも
のではない。

先ず、雌ロータＦの歯先の円弧b₂−a₂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、第６図におけるd₁−c₂の長さが、d₁点がずら
されたことによつて短くなり、この分だけシール
ラインの長さが短かくなる。従つて、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７図および第５図において、今歯面隙間寸法
Cl（通常、（雄ロータ外径）×４×10^-4）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５図）におけるシールエ
ツジEfの両側部分、すなわち格子模様で示した
T₁とT₂の部分と、従来例（第７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
T₃，T₄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′の巾寸法はシールエツジ
Ｅの巾寸法より十分に大きくとる必要がある。通
常、シールエツジＥの巾寸法は（雄ロータ外径）
×５×10^-3，シール溝E′の巾寸法は（雄ロータの
外径）×0.015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
バツクラツシユが存在すること、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
ツジＥ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T₁，T₂
を小さくするために、シールエツジEfの高さ寸
法を50μｍ程度、すなわち、第７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。従つて、本発明における面積T₁＋
T₂は、従来例における面積T₃＋T₄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
ルエツジ周辺の歯面間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歯面間
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、雌ロータＦにおける部
分d₂−c₂を円弧として、該部分d₂−c₂が雄ロータ
Ｍの部分d₁−c₁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d₁−c₁に局所的な傷
が発生してもシールラインに与える影響は局所的
であり、悪影響が少ないという利点がある。一
方、第６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d₁が、雌ロータの部分d₂−c₂
を点創成するが如く雌雄ロータが噛合しているの
で、点d₁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。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、体積効率の低下を招くことなく、ロータ歯形
におけるシールエツジを円弧形状とする等により
シヤープエツジを無くしてあり、ホブ加工が容易
となるうえ、ホブカツタのシヤープエツジが無く
なつて高寿命となる。

また、雌ロータの歯元部分の形状を予め設計段
階で決定される円弧形状としてあり、従来のよう
にこの部分の創成加工によるアンダカツトを懸念
する必要がなくなる等、前記ホブ加工の実用化と
ともにロータ加工ラインにおける生産性が向上す
る等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図は本発明を示し、第１図はスクリユ
ロータの歯形の要部を示す図、第２図はスクリユ
ロータの軸直角断面図、第３図は第１図における
雌ロータの歯先を示す要部拡大図、第４図は第１
図における雄ロータの歯先を示す要部拡大断面
図、第５図は第１図における雌ロータの歯先と雄
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６図は従来例に係るスクリユロータの歯
形を示す図、第７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。Ｆ……雌ロータ、Ｍ……雄ロータ、a₁，b₁，
c₁，d₁，e₁，f₁，g₁，h₁……雄ロータ歯形の各点、
a₂，b₂，c₂，d₂，e₂，f₂，g₂，h₂……雌ロータ歯
形の各点、Ef，Em……シールエツジ。

Claims

【特許請求の範囲】１歯数７の雌ロータＦと、これと噛合する歯数
６の雄ロータＭとからなり、かつ、下記ロータ歯
形を有することを特徴とするスクリユ圧縮機等の
スクリユロータ。雌ロータの歯形ａ前進歯形が、ピツチ円Pfと雌雄ロータの各中心点Of，
Omを結ぶ線との交点O₂を中心とする半径
SR₁の円弧d₂−e₂と、直線O₂−e₂の延長線上に中心点O₃を有す
る半径SR₂の円弧e₂−f₂と、ピツチ円Pf上の点Ｓと雌ロータの中心点
Ofを結ぶ線と点Ｓにおいて角度αで交差す
る直線f₂−g₂と、雄ロータＭの円弧g₁−h₁によつて創成され
る創成曲線g₂−h₂と、歯先円Cf上の円弧h₂−a₂と、を順に接続してなる。ただし、点d₂は中心点O₂，Ofを結ぶ直線に
対して５〜15゜の中心角を有する円弧の最外点
である。円弧h₂−a₂間には歯先円Cfの外方に突出する
シールエツジEfを備えている。ｂ追従歯形が、点O₆を中心とする半径SR₃の円弧d₂−c₂
と、点O₅を中心とする半径SR₄の円弧c₂−b₂
と、雄ロータＭの円弧b₁−a₁によつて創成され
る創成曲線b₂−a₂と、を順に接続してなる。雄ロータの歯形ａ前進歯形が、ピツチ円Pmと雌雄ロータの各中心点Of，
Omを結ぶ線との交点O₁を中心とする前記半
径SR₁に等しい半径の円弧d₁−e₁と、雌ロータＦの前記円弧e₂−f₂によつて創成
される創成曲線e₁−f₁と、雌ロータＦの前記直線f₂−g₂によつて創成
される創成曲線f₁−g₁と、点O₆を中心とする半径SR₅の円弧g₁−h₁
と、歯底円Bm上の円弧h₁−a₁と、を順に接続してなる。ただし、点d₁は中心点O₁，Ofを結ぶ直線に
対して５〜15゜の中心角を有する円弧の最外点
である。円弧h₁−a₁上にシール溝は形成していない。円弧d₁−e₁間には歯先円Cm内方にシールエ
ツジEmを備えている。ｂ追従歯形が、雌ロータＦの前記円弧d₂−c₂によつて創成
される創成曲線d₁−c₁と、雌ロータＦの前記円弧c₂−b₂により創成さ
れる創成曲線c₁−b₁と、点O₇を中心とする半径SR₆の円弧b₁−a₁
と、を順に接続してなる。