(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮室の気密性を確実に維持しながらも、ゲートロータの平歯の強度を高める。【解決手段】外周面に螺旋状の歯溝を有し、円筒壁に回転可能に嵌合するスクリューロータと、スクリューロータの歯溝に噛み合う複数の平歯５１を有する円板状のゲートロータ５０を備えたスクリュー圧縮機であって、ゲートロータは、平歯及びボス部５２を構成する樹脂部５３を備え、平歯は、樹脂部に埋設され、樹脂部よりも強度が大きい補強材５４を有している。【選択図】図１
2010127109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状の歯溝（41）を有し、円筒壁（30）に回転可能に嵌合するスクリューロータ（40）と、
上記スクリューロータ（40）の軸心に直交する軸心を有するボス部（52）と、該ボス部（52）に一体に形成され、上記円筒壁（30）を貫通して上記スクリューロータ（40）の歯溝（41）に噛み合う複数の平歯（51）とを有する円板状のゲートロータ（50）とを備えたスクリュー圧縮機であって、
上記ゲートロータ（50）は、上記平歯（51）及び上記ボス部（52）を構成する樹脂部（53）を備え、
上記平歯（51）は、上記樹脂部（53）に埋設され、該樹脂部（53）よりも強度が大きい補強材（54）を有している
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載されたスクリュー圧縮機において、
上記平歯（51）は、上記ゲートロータ（50）の径方向外側端部において上記補強材（54）が上記樹脂部（53）から露出した第１露出部（55）を有している
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載されたスクリュー圧縮機において、
上記平歯（51）は、上記ゲートロータ（50）の軸心方向外側の表面において上記補強材（54）が上記樹脂部（53）から露出した第２露出部（56）を有している
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項１に記載されたスクリュー圧縮機において、
上記ボス部（52）は、上記樹脂部（53）に埋設され、複数の上記補強材（54）を連結するリング状の連結部（57）を有している
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項１に記載されたスクリュー圧縮機において、
上記補強材（54）は、金属により構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項１に記載されたスクリュー圧縮機において、
上記補強材（54）を覆っている上記樹脂部（53）の厚みは、上記ゲートロータ（50）の軸心方向両側において、互いに同じである
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項７】
外周面に螺旋状の歯溝（41）を有し、円筒壁（30）に回転可能に嵌合するスクリューロータ（40）と、円板状のゲートロータ（50）とを備え、該ゲートロータ（50）が、上記スクリューロータ（40）の軸心に直交する軸心を有するボス部（52）と、該ボス部（52）に一体に形成され、上記円筒壁（30）を貫通して上記スクリューロータ（40）の歯溝（41）に噛み合う複数の平歯（51）とを有するスクリュー圧縮機を製造する方法であって、
上記平歯（51）及び上記ボス部（52）を構成する樹脂部（53）を有する上記ゲートロータ（50）を形成するゲートロータ形成工程を有し、
上記ゲートロータ形成工程では、インサート成形により、上記樹脂部（53）よりも強度が大きい補強材（54）を上記樹脂部（53）に埋設して、上記平歯（51）を形成する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載されたスクリュー圧縮機の製造方法において、
上記ゲートロータ形成工程は、上記補強材（54）における上記ゲートロータ（50）の径方向外側端部に延長して一体形成された第１支持部（58）を、金型（45）によって支持した状態で、上記金型（45）内に溶融樹脂を充填した後に、冷却された上記樹脂部（53）から上記第１支持部（58）を除去する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載されたスクリュー圧縮機の製造方法において、
上記ゲートロータ形成工程では、上記補強材（54）における上記ゲートロータ（50）の軸心方向外側の表面に突出して一体形成された第２支持部（59）を、金型（45）によって支持した状態で、上記金型（45）内に溶融樹脂を充填した後に、冷却された上記樹脂部（53）表面から突出している第２支持部（59）を除去する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機の製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載されたスクリュー圧縮機の製造方法において、
上記ゲートロータ形成工程では、リング状の連結部（57）によって連結された複数の上記補強材（54）をインサート品とする
ことを特徴とするスクリュー圧縮機の製造方法。
【請求項１１】
請求項７に記載されたスクリュー圧縮機の製造方法において、
上記補強材（54）は、金属により構成されている
ことを特徴とするスクリュー圧縮機の製造方法。
【請求項１２】
請求項７に記載されたスクリュー圧縮機の製造方法において、
上記ゲートロータ形成工程では、金型（45）内における上記ゲートロータ（50）の軸心方向中央位置に、上記補強材（54）を配置した状態で、上記金型（45）内に溶融樹脂を充填する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー圧縮機及びその製造方法に関し、特に、ゲートロータの強度対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍空調用などの圧縮機として用いられるシングルスクリュー圧縮機が知られている。例えば特許文献１のシングルスクリュー圧縮機は、外周面に複数の螺旋溝を有するスクリューロータと、複数の歯を有する円板状の２枚のゲートロータとを備えている。スクリューロータは、圧縮機のケーシング内に設けられている円筒壁内に回転可能に嵌合し、歯先外周面が該円筒壁に包囲されている。また、ゲートロータは、歯が円筒壁を貫通してスクリューロータと噛み合うように構成されている。２つのゲートロータは、軸心がスクリューロータの軸心と直交し、スクリューロータを挟んで対称に設けられている。そして、円筒壁の内周面と、スクリューロータの歯溝と、ゲートロータの歯により、円筒壁内に２つの圧縮室が形成されている。
【０００３】
このシングルスクリュー圧縮機では、スクリューロータの回転に伴って、ゲートロータの歯がスクリューロータの歯溝を移動し、圧縮室の容積が拡大後に縮小する動作を繰り返す。圧縮室の容積が拡大する間は、冷媒が圧縮室へ吸入され、圧縮室の容積が縮小を始めると吸入された冷媒が圧縮される。そして、圧縮室である歯溝が吐出口に連通すると、圧縮された高圧冷媒が圧縮室から吐出される。
【０００４】
一般に、スクリューロータはＦＣ鋳鉄等の金属によって形成されている。一方、ゲートロータの歯は、スクリューロータの加工誤差を吸収可能な樹脂によって形成されている。また、ゲートロータの歯は、圧縮室の圧力に耐え得るように高い強度を有することが望まれる。そこで、ガラス等の短繊維を混入させたＦＲＰ樹脂によってゲートロータの歯を形成することが行われている。
【特許文献１】特開２００４−３２４６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スクリュー圧縮機が誤って液冷媒を吸入した際には、圧縮室の圧力が非常に大きくなるため、ゲートロータの歯が当該圧力に耐えきれなくなって所定の位置から外れてしまって、歯元が損傷してしまう虞がある。
【０００６】
これに対して、樹脂に混入する短繊維の量を多くしたり、短繊維を長くしたりすることが考えられる。ところが、ゲートロータは機械加工により最終仕上げして形成されるところ、その機械加工時に短繊維が樹脂表面から大きく突出し易くなると共に、樹脂から脱落し易くなってしまう。その結果、ゲートロータの歯とスクリューロータの歯溝との間に隙間が生じて、圧縮室の冷媒（ガス）が漏れてしまい、圧縮効率の低下を招くこととなる。
【０００７】
また、ゲートロータの樹脂成形時において、樹脂の中心部分は樹脂の表面部分よりも冷却速度が遅いため、ゲートロータに残留応力が生じたり、気泡が形成され易くなる。このことにより、ゲートロータの歯の強度が低下してしまう問題もある。
【０００８】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮室の気密性を確実に維持しながらも、ゲートロータの平歯の強度を可及的に高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、この発明では、平歯（51）の樹脂部（53）に補強材（54）を埋設するようにした。
【００１０】
具体的に、第１の発明は、外周面に螺旋状の歯溝（41）を有し、円筒壁（30）に回転可能に嵌合するスクリューロータ（40）と、上記スクリューロータ（40）の軸心に直交する軸心を有するボス部（52）と、該ボス部（52）に一体に形成され、上記円筒壁（30）を貫通して上記スクリューロータ（40）の歯溝（41）に噛み合う複数の平歯（51）とを有する円板状のゲートロータ（50）とを備えたスクリュー圧縮機を対象としている。そして、上記ゲートロータ（50）は、上記平歯（51）及び上記ボス部（52）を構成する樹脂部（53）を備え、上記平歯（51）は、上記樹脂部（53）に埋設され、該樹脂部（53）よりも強度が大きい補強材（54）を有している。
【００１１】
第１の発明では、ゲートロータ（50）の平歯（51）を構成する樹脂部（53）に補強材（54）を埋設するようにしたので、例えば樹脂に多量の短繊維を混入したり、さらにその短繊維を長くしなくても、平歯（51）の強度を十分に大きくすることが可能になる。したがって、圧縮室の気密性を維持しながらも平歯（51）の強度を高めることが可能になる。さらに、補強材（54）を樹脂部（53）に埋設したので、その補強材が設けられている分だけ平歯（51）における樹脂の厚みは小さくなる。このことにより、平歯（51）の各部における樹脂の冷却速度の差が小さくなるため、樹脂部（53）において残留応力や気泡の発生を抑制することが可能になる。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記平歯（51）は、上記ゲートロータ（50）の径方向外側端部において上記補強材（54）が上記樹脂部（53）から露出した第１露出部（55）を有している。
【００１３】
第２の発明では、平歯（51）におけるゲートロータ（50）の径方向外側端部に補強材（54）の延長部分を形成しておくことができる。したがって、ゲートロータ（50）を製造するときに、上記補強材（54）の延長部分を金型に支持させた状態で、当該金型内に溶融樹脂を充填させてインサート成形することが可能になる。また、上記延長部分は、樹脂部（53）の冷却後に除去することが可能である。こうして、補強材（54）を樹脂部（53）の内部に確実に埋設することが可能になる。
【００１４】
第３の発明は、上記第１の発明において、上記平歯（51）は、上記ゲートロータ（50）の軸心方向外側の表面において上記補強材（54）が上記樹脂部（53）から露出した第２露出部（56）を有している。
【００１５】
第３の発明では、平歯（51）におけるゲートロータ（50）の軸心方向外側の表面に補強材（54）の延長部分を形成しておくことができる。したがって、ゲートロータ（50）を製造するときに、上記補強材（54）の延長部分を金型に支持させた状態で、当該金型内に溶融樹脂を充填させてインサート成形することが可能になる。また、上記延長部分は、樹脂部（53）の冷却後に除去することが可能である。こうして、補強材（54）を樹脂部（53）の内部に確実に埋設することが可能になる。
【００１６】
第４の発明は、上記第１の発明において、上記ボス部（52）は、上記樹脂部（53）に埋設され、複数の上記補強材（54）を連結するリング状の連結部（57）を有している。
【００１７】
第４の発明では、リング状の連結部（57）によって複数の補強材（54）が連結されるため、ゲートロータ（50）は、その全体がより強固に補強されることとなる。
【００１８】
第５の発明は、上記第１の発明において、上記補強材（54）は、金属により構成されている。
【００１９】
第５の発明では、樹脂部（53）に熱伝導性の良い金属が埋設されることになるので、樹脂部（53）の冷却速度を各部で一定にすることが可能になる。その結果、樹脂部（53）において、残留応力や気泡の発生がより一層抑制されることとなる。
【００２０】
第６の発明は、上記第１の発明において、上記補強材（54）を覆っている上記樹脂部（53）の厚みは、上記ゲートロータ（50）の軸心方向両側において、互いに同じである。
【００２１】
第６の発明では、補強材（54）の両側において樹脂の厚みが同じであることから、当該補強材（54）の両側における樹脂の冷却速度が互いに同じになる。したがって、樹脂成形時の引け巣の発生を抑制することが可能になる。
【００２２】
また、第７の発明は、外周面に螺旋状の歯溝（41）を有し、円筒壁（30）に回転可能に嵌合するスクリューロータ（40）と、円板状のゲートロータ（50）とを備え、該ゲートロータ（50）が、上記スクリューロータ（40）の軸心に直交する軸心を有するボス部（52）と、該ボス部（52）に一体に形成され、上記円筒壁（30）を貫通して上記スクリューロータ（40）の歯溝（41）に噛み合う複数の平歯（51）とを有するスクリュー圧縮機を製造する方法が対象である。そして、上記平歯（51）及び上記ボス部（52）を構成する樹脂部（53）を有する上記ゲートロータ（50）を形成するゲートロータ形成工程を有し、上記ゲートロータ形成工程では、インサート成形により、上記樹脂部（53）よりも強度が大きい補強材（54）を上記樹脂部（53）に埋設して、上記平歯（51）を形成する。
【００２３】
第７の発明では、インサート成形により、補強材（54）が樹脂部（53）に埋設された平歯（51）を形成することが可能である。形成されたゲートロータ（50）は、平歯（51）の強度が十分に大きくなるため、多量の短繊維の混入や短繊維の長尺化が不要になるため、圧縮室の気密性を維持しながらも平歯（51）の強度を高めることが可能になる。さらに、平歯（51）の各部における樹脂の冷却速度の差を小さくして、樹脂部（53）における残留応力や気泡の発生を抑制することが可能になる。
【００２４】
第８の発明は、上記第７の発明において、上記ゲートロータ形成工程は、上記補強材（54）における上記ゲートロータ（50）の径方向外側端部に延長して一体形成された第１支持部（58）を、金型（45）によって支持した状態で、上記金型（45）内に溶融樹脂を充填した後に、冷却された上記樹脂部（53）から上記第１支持部（58）を除去する。
【００２５】
第８の発明では、第１支持部（58）を金型（45）によって支持するようにしたので、金型（45）の内部で補強材（54）を浮かせた状態で固定することができる。したがって、補強材（54）を樹脂部（53）の内部に確実に埋設することが可能になる。また、第１支持部（58）を除去することで、ゲートロータ（50）による圧縮作動も適切に行われる。
【００２６】
第９の発明は、上記第７の発明において、上記ゲートロータ形成工程では、上記補強材（54）における上記ゲートロータ（50）の軸心方向外側の表面に突出して一体形成された第２支持部（59）を、金型（45）によって支持した状態で、上記金型（45）内に溶融樹脂を充填した後に、冷却された上記樹脂部（53）表面から突出している第２支持部（59）を除去する。
【００２７】
第９の発明では、第２支持部（59）を金型（45）によって支持するようにしたので、金型（45）の内部で補強材（54）を浮かせた状態で固定することができる。したがって、補強材（54）を樹脂部（53）の内部に確実に埋設することが可能になる。また、第２支持部（59）を除去することで、ゲートロータ（50）による圧縮作動も適切に行われる。
【００２８】
第１０の発明は、上記第７の発明において、上記ゲートロータ形成工程では、リング状の連結部（57）によって連結された複数の上記補強材（54）をインサート品とする。
【００２９】
第１０の発明では、リング状の連結部（57）によって複数の補強材（54）が連結されるため、ゲートロータ（50）は、その全体がより強固に補強される。
【００３０】
第１１の発明は、上記第７の発明において、上記補強材（54）は、金属により構成されている。
【００３１】
第１１の発明では、樹脂部（53）に熱伝導性の良い金属が埋設されることになるので、樹脂部（53）の冷却速度を各部で一定にすることが可能になる。その結果、樹脂部（53）において、残留応力や気泡の発生がより一層抑制される。
【００３２】
第１２の発明は、上記第７の発明において、上記ゲートロータ形成工程では、金型（45）内における上記ゲートロータ（50）の軸心方向中央位置に、上記補強材（54）を配置した状態で、上記金型（45）内に溶融樹脂を充填する。
【００３３】
第１２の発明では、補強材（54）の両側において樹脂の厚みが同じになることから、当該補強材（54）の両側における樹脂の冷却速度が互いに同じになる。したがって、樹脂成形時の引け巣の発生を抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【００３４】
上記第１の発明によれば、平歯の樹脂部に補強材を埋設するようにしたので、圧縮室の気密性を維持しながらも平歯の強度を高めることができる。さらに、補強材が設けられている分だけ平歯における樹脂の厚みが小さくなるため、各部における樹脂の冷却速度の差を小さくして、樹脂部における残留応力や気泡の発生を抑制することができる。
【００３５】
上記第２の発明によれば、平歯におけるゲートロータの径方向外側端部に、補強材の第１露出部を設けるようにしたので、第１露出部に形成した補強材の延長部分を金型に支持させて、補強材を樹脂部の内部に確実に埋設することができる。
【００３６】
上記第３の発明によれば、平歯におけるゲートロータの軸心方向外側の表面に、補強材の第２露出部を設けるようにしたので、第２露出部に形成した補強材の延長部分を金型に支持させて、補強材を樹脂部の内部に確実に埋設することができる。
【００３７】
上記第４の発明によれば、リング状の連結部によって複数の補強材を連結するようにしたので、ゲートロータ全体をより強固に補強することができる。
【００３８】
上記第５の発明によれば、補強材を金属により構成したので、冷却速度を各部で一定にして、残留応力や気泡の発生をより一層抑制できる。
【００３９】
上記第６の発明によれば、補強材の両側において樹脂の厚みを同じにしたので、補強材の両側における樹脂の冷却速度を互いに同じにして、樹脂成形時の引け巣の発生を抑制することができる。
【００４０】
上記第７の発明によれば、インサート成形により、補強材が樹脂部に埋設された平歯を形成できる。したがって、圧縮室の気密性を維持しながらも平歯の強度を高めることができる。さらに、平歯における樹脂の厚みを小さくすることができ、樹脂部における残留応力や気泡の発生を抑制することができる。
【００４１】
上記第８の発明によれば、第１支持部を金型によって支持するようにしたので、金型の内部で補強材を浮かせた状態で固定することができる。したがって、補強材を樹脂部の内部に確実に埋設できる。
【００４２】
上記第９の発明によれば、第２支持部を金型によって支持するようにしたので、金型の内部で補強材を浮かせた状態にして、補強材を樹脂部の内部に確実に埋設できる。
【００４３】
上記第１０の発明によれば、リング状の連結部によって複数の補強材を連結するようにしたので、ゲートロータ全体をより強固に補強することができる。
【００４４】
上記第１１の発明によれば、補強材を金属により構成したので、冷却速度を各部で一定にして、残留応力や気泡の発生をより一層抑制できる。
【００４５】
上記第１２の発明によれば、補強材の両側において樹脂の厚みを同じにすることができるため、補強材の両側における樹脂の冷却速度を互いに同じにして、樹脂成形時の引け巣の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００４７】
《発明の実施形態１》
図６は、実施形態１に係るシングルスクリュー圧縮機（1）の要部の構成を示す縦断面図である。図７は、図６のVII−VII線における横断面図である。図８は、実施形態１に係るスクリューロータ（40）及びゲートロータ（50）の構成を示す平面図である。図９は、実施形態１に係るスクリューロータ（40）及びゲートロータ（50）の構成を吐出側端部から視た斜視図である。
【００４８】
本実施形態１のスクリュー圧縮機（1）は、冷凍空調用のシングルスクリュー圧縮機（1）であって、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて流体である冷媒を圧縮するものである。
【００４９】
図６及び図７に示すように、上記スクリュー圧縮機（1）は、全密閉型に構成されている。このスクリュー圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に、低圧ガスが導入されて該低圧ガスを圧縮する圧縮機構（20）を備えている。ケーシング（10）内には、図示しないが電動機が固定されており、該電動機と圧縮機構（20）とが回転軸である駆動軸（21）によって連結されている。また、ケーシング（10）内には、冷媒回路の蒸発器（図示せず）から低圧のガス冷媒が導入されると共に該低圧ガスを圧縮機構（20）へ案内する低圧空間（S1）と、圧縮機構（20）から吐出された高圧のガス冷媒が流入する高圧空間（S2）とが区画形成されている。
【００５０】
上記圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内に形成された円筒壁（30）と、該円筒壁（30）の中に配置された１つのスクリューロータ（40）と、該スクリューロータ（40）に噛み合う２つ（一対の）のゲートロータ（50）とを有している。スクリューロータ（40）は、上記駆動軸（21）に装着され、キー（22）によって駆動軸（21）に対する回り止めが施されている。
【００５１】
図８及び図９にも示すように、上記スクリューロータ（40）の外周面には、螺旋状の歯溝（41）が複数（本実施形態では、６本）形成されている。スクリューロータ（40）は、円筒壁（30）に回転可能に嵌合しており、歯先外周面が該円筒壁（30）に包囲されている。スクリューロータ（40）は例えばＦＣ鋳鋼等の金属によって形成されている。
【００５２】
一方、各ゲートロータ（50）は、円筒壁（30）の外側にスクリューロータ（40）を挟んで対称に配置され、平面図である図１に示すように、スクリューロータ（40）の軸心に直交する軸心を有するボス部（52）と、このボス部（52）に一体に形成され、ボス部（52）から半径方向外側に延びる複数（本実施形態では、１１枚）の平歯（51）とを有する円板状に形成されている。平歯（51）は、円筒壁（30）の一部を貫通してスクリューロータ（40）の歯溝（41）に噛み合うように形成されている。
【００５３】
スクリューロータ（40）の歯溝（41）の溝幅は、ゲートロータ（50）の平歯（51）の歯幅と略同一に形成されている。また、スクリューロータ（40）の歯溝（41）の溝深さは、外周面に沿って変化している。具体的に、歯溝（41）の深さは、ゲートロータ（50）の平歯（51）の先端面が常に接するように、吸入側端部及び吐出側端部で最も浅く、中央部に行くに従って深くなり中央部で最も深くなっている。そして、一般に、その中央部での溝深さはゲートロータ（50）の平歯（51）の歯高さと略同一に形成されている。
【００５４】
上記駆動軸（21）の先端部は、圧縮機構（20）の高圧側（図６の右側）に位置する軸受ホルダ（60）に回転可能に支持されている。この軸受ホルダ（60）は、スクリューロータ（40）の高圧側端面（図６の右側）に隣接しており、ボール軸受（61）を介して駆動軸（21）を支持している。
【００５５】
上記スクリュー圧縮機（1）には、容量制御機構としてスライドバルブ（70）が設けられている。このスライドバルブ（70）は、円筒壁（30）がその周方向の２カ所において径方向外側に膨出したスライドバルブ収納部（31）内に設けられている。スライドバルブ（70）は、内面が円筒壁（30）の内周面の一部を構成すると共に、円筒壁（30）の軸心方向にスライド可能に構成されている。図６において、スライドバルブ（70）が右方向へスライドすると、スライドバルブ収納部（31）の端面（P1）とスライドバルブ（70）の端面（P2）との間に軸方向隙間を形成される。この軸方向隙間が圧縮室（23）から低圧空間（S1）へ冷媒を戻すためのバイパス通路（33）として構成されている。したがって、このバイパス通路（33）の開度を調節することにより、圧縮機構（20）の容量制御を行うことができる。また、スライドバルブ（70）は、貫通して圧縮室（23）と高圧空間（S2）とを連通させるための吐出口（25）が形成されている。
【００５６】
上記スクリュー圧縮機（1）には、スライドバルブ（70）をスライド駆動させるためのスライドバルブ駆動機構（80）が設けられている。このスライドバルブ駆動機構（80）は、軸受ホルダ（60）に固定されたシリンダ（81）と、該シリンダ（81）内に装填されたピストン（82）と、該ピストン（82）のピストンロッド（83）に連結されたアーム（84）と、該アーム（84）とスライドバルブ（70）とを連結する連結ロッド（85）と、アーム（84）を図６の右方向に付勢するスプリング（86）とを備えている。このスライドバルブ駆動機構（80）は、スプリング（86）によってスライドバルブ（70）が図６の右方向へ付勢される一方、ピストン（82）の左右の端面に高低差圧を付けることで該ピストン（82）の動きを制御し、スライドバルブ（70）の位置を調整するように構成されている。つまり、シリンダ（81）内において、ピストン（82）の左側空間には低圧圧力が作用し、ピストン（82）の右側空間には高圧圧力が作用する。
【００５７】
図７に示すように、上記各ゲートロータ（50）は、円筒壁（30）に隣接してケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に配置されている。ゲートロータ（50）の背面には支持部材である金属製のゲートロータサポート（95）が取付固定されている。ゲートロータサポート（95）は、ゲートロータ（50）と略同じ形状の平歯部（図示省略）を有しており、それぞれゲートロータ（50）の平歯（51）に重なっている。上記平歯部は平歯（51）と共に円筒壁（30）を貫通してスクリューロータ（40）の歯溝（41）内に配置されるようになっている。
【００５８】
ゲートロータサポート（95）及びゲートロータ（50）には、その中心に回転軸である従動軸（94）が連結されている。ゲートロータ（50）は、ゲートロータサポート（95）が従動軸（94）に回転一体に取付固定されることにより、従動軸（94）と一体に回転するようになっている。従動軸（94）は、ゲートロータ室（90）に設けられた軸受ハウジング（91）によって回転可能に支持されている。この軸受ハウジング（91）は、ボール軸受（92,93）を介して従動軸（94）を支持し、ゲートロータサポート（95）及びゲートロータ（50）を片持ち支持している。なお、各ゲートロータ室（90）は、低圧空間（S1）に連通している。
【００５９】
上記圧縮機構（20）では、円筒壁（30）の内周面と、スクリューロータ（40）の歯溝（41）と、ゲートロータ（50）の平歯（51）の表面とによって区画形成された空間が圧縮室（23）になる。図６、図８及び図９において、スクリューロータ（40）は、左側端部が吸入側端部であり、右側端部が吐出側端部である。そして、スクリューロータ（40）の吸入側端部の外周部分はテーパ状に形成されている。スクリューロータ（40）の歯溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放しており、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）になっている。
【００６０】
上記圧縮機構（20）は、スクリューロータ（40）の回転に伴って、ゲートロータ（50）の平歯（51）がスクリューロータ（40）の歯溝（41）を移動することにより、圧縮室（23）の拡大動作及び縮小動作が繰り返される。これにより、冷媒の吸入行程、圧縮行程及び吐出行程が順に行われる。
【００６１】
次に、本発明の特徴として、ゲートロータ（50）の構成について説明する。
【００６２】
図２は、図１におけるII−II線断面を示す拡大図である。図３は、平歯（51）の先端とスクリューロータ（40）との接触状態を示す断面図である。図４は、金型（45）に装着された補強材（54）を示す平面図である。図５は、図４におけるV−V線断面図である。
【００６３】
ゲートロータ（50）は、平歯（51）及びボス部（52）を構成する樹脂部（53）を備えている。樹脂部（53）は、例えば、ガラス繊維等の短繊維が混入されたＦＲＰ樹脂によって構成されている。そして、平歯（51）は、樹脂部（53）に埋設され、この樹脂部（53）よりも強度が大きい補強材（54）を有している。
【００６４】
補強材（54）は、金属材料により構成され、例えばＦＣ材やＦＣＤ材等の鋳造鋼や、ＳＦ材等の鍛造鋼によって形成することが可能である。また、補強材（54）は、平歯（51）の長さ方向（つまりゲートロータ（50）の径方向）に延びる平板部材によって形成されている。
【００６５】
また、ボス部（52）は、樹脂部（53）に埋設され、複数の補強材（54）を連結するリング板状の連結部（57）を有している。連結部（57）は、各平歯（51）におけるゲートロータ（50）の径方向内側端部に一体に形成されている。つまり、連結部（57）は、補強材（54）と同じ材料によって形成されている。
【００６６】
図２及び図３に示すように、上記補強材（54）及び連結部（57）を覆っている樹脂部（53）の厚みは、ゲートロータ（50）の軸心方向両側において、互いに同じになっている。また、平歯（51）は、ゲートロータ（50）の径方向外側端部において補強材（54）が樹脂部（53）から露出した第１露出部（55）を有している。
【００６７】
平歯（51）の先端部には、図２及び図３に示すように、第１露出部（55）の上記軸心方向の一方側において、樹脂部（53）が上記径方向外側に突出した突部（47）が形成されている。この突部（47）は、図３に示すように、回転するスクリューロータ（40）の溝底（48）に摺接する一方、第１露出部（55）は、上記溝底（48）に接触しないようになっている。つまり、第１露出部（55）と溝底（48）との間には、僅かな隙間が形成されている。
【００６８】
−運転動作−
次に、上記シングルスクリュー圧縮機（1）の運転動作について説明する。
【００６９】
図１０は、実施形態１に係る圧縮機構（20）の吸込行程を示す斜視図である。図１１は、実施形態１に係る圧縮機構（20）の圧縮行程を示す斜視図である。図１２は、実施形態１に係る圧縮機構（20）の吐出行程を示す斜視図である。
【００７０】
このシングルスクリュー圧縮機（1）において電動機を起動すると、駆動軸（21）が回転するのに伴ってスクリューロータ（40）が回転する。このスクリューロータ（40）の回転に伴ってゲートロータ（50）も回転し、圧縮機構（20）が吸入行程、圧縮行程及び吐出行程を繰り返す。
【００７１】
上記圧縮機構（20）では、図１０〜図１２に示すように、スクリューロータ（40）が回転することにより、圧縮室（23）の容積が歯溝（41）の移動（即ち、平歯（51）の移動）に伴って拡大した後に縮小する動作を行う。圧縮室（23）の容積が拡大する間は、低圧空間（S1）の低圧ガス冷媒が吸入口（24）を通じて圧縮室（23）に吸入される（吸入行程、図１０を参照）。スクリューロータ（40）の回転が進むと、ゲートロータ（50）の平歯（51）により圧縮室（23）が仕切られた状態となり、圧縮室（23）の容積の拡大動作が終了して縮小動作が開始される。この圧縮室（23）の容積が縮小する間は、吸入された冷媒が圧縮される（圧縮行程、図１１を参照）。圧縮室（23）は、スクリューロータ（40）がさらに回転することで図１１及び図１２の右側へ移動して行き、やがて吐出口（25）と連通する。このように、圧縮室（23）の吐出側端部が開口すると、圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ高圧ガス冷媒が吐出される（吐出行程、図１２を参照）。なお、ここでいう「圧縮室（23）」は、図１０〜図１２にハッチングで示すものである。
【００７２】
−製造方法−
次に、上記シングルスクリュー圧縮機（1）の製造方法について説明する。
【００７３】
上記製造方法には、ゲートロータ（50）を形成するゲートロータ形成工程と、ケーシング（10）に対してゲートロータ（50）及びスクリューロータ（40）を組み付ける組み付け工程とが含まれる。
【００７４】
ゲートロータ形成工程では、インサート成形により、補強材（54）及び連結部（57）を樹脂部（53）に埋設して、複数の平歯（51）を含むゲートロータ（50）を形成する。さらに、ゲートロータ形成工程には、補強材（54）を連結部（57）と共に形成する補強材形成工程と、金型（45）内で樹脂部（53）を形成する樹脂部形成工程と、後述の第１支持部（58）を除去する除去工程とが含まれる。
【００７５】
補強材形成工程では、例えば、鋳造によりＦＣ材やＦＣＤ材等からなる補強材（54）を連結部（57）と共に一体に形成する。あるいは、鍛造によりＳＦ等からなる補強材（54）及び連結部（57）を一体に形成することも可能である。また、ＳＰＣＣ材やＳＰＨＣ材からなる板材を打ち抜いて、又はレーザー加工により切り抜いて、補強材（54）及び連結部（57）を一体に形成することも可能である。
【００７６】
このとき、複数の補強材（54）のうち何れか（例えば、３つ）におけるゲートロータ（50）の径方向外側端部に、第１支持部（58）を延長して一体に形成する。つまり、第１支持部（58）が設けられている補強材（54）は、他の補強材（54）よりも長い。また、第１支持部（58）は、図１に示すように、等間隔で配置されている。
【００７７】
次に、樹脂部形成工程では、まず、図４及び図５に示すように、金型（45）の内部にインサート品である補強材（54）及び連結部（57）を設置する。金型（45）は皿状の上型（45a）及び下型（45b）により構成され、この金型（45）を閉じることによって、上型（45a）及び下型（45b）の縁部分で各第１支持部（58）を狭持する。
【００７８】
さらにこのとき、補強材（54）及び連結部（57）は、金型（45）内におけるゲートロータ（50）の軸心方向中央位置に配置されている。つまり、図５に示すように、上型（45a）と下型（45b）との間の隙間の中央位置に、補強材（54）及び連結部（57）を配置する。
【００７９】
続いて、補強材（54）及び連結部（57）を金型（45）により支持した状態で、金型（45）内に溶融樹脂を充填する。溶融樹脂には、ガラス等の短繊維を混入させておくことが可能である。その後、金型（45）内の樹脂を冷却して、樹脂部（53）を形成する。
【００８０】
次に、除去工程では、金型（45）から取りだされて冷却された樹脂部（53）から、第１支持部（58）を切断除去する。第１支持部（58）を除去した面は、樹脂部（53）と共に機械加工して仕上げる。そうして、ゲートロータ（50）が形成され、第１支持部（58）が形成されていた領域に、補強材（54）が露出した第１露出部（55）が形成されることとなる。
【００８１】
その後、組み付け工程を行って、上記ゲートロータ（50）を、スクリューロータ（40）と共に、ケーシング（10）に組み付ける。そうして、上記スクリュー圧縮機（1）を製造する。
【００８２】
−実施形態１の効果−
したがって、この実施形態１によると、ゲートロータ（50）の平歯（51）を構成する樹脂部（53）に補強材（54）を埋設するようにしたので、例えば樹脂に多量の短繊維を混入したり、さらにその短繊維を長くしなくても、平歯（51）の強度を十分に大きくすることができる。したがって、圧縮室（23）の気密性を維持しながらも平歯（51）の強度を高めることができる。さらに、補強材（54）を樹脂部（53）に埋設したので、その補強材が設けられている分だけ平歯（51）における樹脂の厚みは小さくなる。このことにより、平歯（51）の各部における樹脂の冷却速度の差を小さくできるため、樹脂部（53）において残留応力や気泡の発生を抑制することができる。
【００８３】
さらに、平歯（51）におけるゲートロータ（50）の径方向外側端部に、補強材（54）の延長部分としての第１支持部（58）を形成しておくことができる。したがって、ゲートロータ（50）を製造するときに、上記第１支持部（58）を金型（45）に支持させて、補強材（54）を浮かせた状態で、当該金型（45）内に溶融樹脂を充填させてインサート成形することができる。このため、補強材（54）を樹脂部（53）の内部に確実に埋設することができる。
【００８４】
さらにまた、リング状の連結部（57）によって複数の補強材（54）を連結するようにしたので、ゲートロータ（50）全体をより強固に補強することができる。
【００８５】
さらに、補強材（54）を熱伝導性の良い金属材料により構成したので、冷却速度を各部で一定にすることができる。その結果、樹脂部（53）において、残留応力や気泡の発生がより一層抑制できる。
【００８６】
また、補強材（54）の両側において樹脂部（53）の厚みを同じにしたので、補強材（54）の両側における樹脂の冷却速度を互いに同じにして、樹脂成形時の引け巣の発生を抑制することができる。
【００８７】
《発明の実施形態２》
図１３〜図１６は、本発明の実施形態２を示している。尚、以降の各実施形態では、図１〜図１２と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８８】
図１３は、本実施形態２におけるゲートロータ（50）の外観を示す平面図である。図１４は、図１３におけるXIV−XIV線断面を示す拡大図である。図１５は、金型（45）に装着された補強材（54）を示す平面図である。図１６は、図１５におけるXVI−XVI線断面図である。
【００８９】
上記実施形態１では、平歯（51）に第１露出部（55）（第１支持部（58））を設けたのに対し、本実施形態２は、第２露出部（56）（第２支持部（59））を設けるようにしたものである。
【００９０】
図１３及び図１４に示すように、平歯（51）は、ゲートロータ（50）の軸心方向外側の表面において補強材（54）又は連結部（57）が樹脂部（53）から露出した第２露出部（56）を有している。
【００９１】
第２露出部（56）は、円形状であり、複数の補強材（54）のうち何れか（例えば、等間隔に配置された３つの補強材（54））に形成されると共に、ボス部（52）における当該３つの補強材（54）の基端側にそれぞれ形成されている。第２露出部（56）は、例えば、補強材（54）及び連結部（57）における表側面及び裏側面の双方に、それぞれ形成されている。
【００９２】
本実施形態２の平歯（51）の先端は、補強材（54）が樹脂部（53）によって覆われており、露出していない。また、上記実施形態１と同様に、スクリューロータ（40）の溝底（48）に摺接する突部（47）が形成されている。
【００９３】
−製造方法−
次に、本実施形態２におけるシングルスクリュー圧縮機（1）の製造方法について説明する。本実施形態２の製造方法は、ゲートロータ形成工程が上記実施形態１と相違しているため、その相違点について説明する。
【００９４】
ゲートロータ形成工程には、補強材（54）を連結部（57）と共に形成する補強材形成工程と、金型（45）内で樹脂部（53）を形成する樹脂部形成工程と、第２支持部（59）を除去する除去工程とが含まれる。
【００９５】
補強材形成工程では、上記実施形態１と同様に鋳造や鍛造等によって、補強材（54）及び連結部（57）を一体に形成する。このとき、複数の補強材（54）のうち何れか（例えば、３つ）及びその基端側の連結部（57）におけるゲートロータ（50）の軸心方向外側の表面（表側面及び裏側面の双方）に、第２支持部（59）を突出して一体形成する。第２支持部（59）は例えば円柱状に形成する。一方、補強材（54）には、第２支持部（59）の基端側に連続する凸状部分（43）が一体に形成されている。
【００９６】
次に、樹脂部形成工程では、まず、図１５及び図１６に示すように、金型（45）の内部にインサート品である補強材（54）及び連結部（57）を設置する。金型（45）は皿状の上型（45a）及び下型（45b）により構成され、上型（45a）及び下型（45b）には、上記第２支持部（59）が嵌挿される穴部（49）が形成されている。そうして、この金型（45）を閉じることによって、上型（45a）及び下型（45b）の各穴部（49）に各第２支持部（59）を嵌挿させ、補強材（54）及び連結部（57）を金型（45）に支持させる。
【００９７】
さらにこのとき、補強材（54）及び連結部（57）は、図１６に示すように、上型（45a）と下型（45b）との間の隙間の中央位置に、補強材（54）及び連結部（57）を配置させる。
【００９８】
続いて、補強材（54）及び連結部（57）を支持している金型（45）内に溶融樹脂を充填する。溶融樹脂には、ガラス等の短繊維を混入させておくことが可能である。その後、金型（45）内の樹脂を冷却して、樹脂部（53）を形成する。
【００９９】
次に、除去工程では、金型（45）から取りだされて冷却された樹脂部（53）表面から突出している第２支持部（59）を切断除去する。第２支持部（59）を除去した面は、樹脂部（53）と共に機械加工して仕上げる。そうして、ゲートロータ（50）が形成され、第２支持部（59）が除去された領域に、補強材（54）の凸状部分（43）が露出した第２露出部（56）が形成されることとなる。
【０１００】
その後、組み付け工程を行って、上記ゲートロータ（50）を、スクリューロータ（40）と共に、ケーシング（10）に組み付ける。そうして、上記スクリュー圧縮機（1）を製造する。
【０１０１】
−実施形態２の効果−
したがって、この実施形態２によっても、ゲートロータ（50）の平歯（51）を構成する樹脂部（53）に補強材（54）を埋設するようにしたので、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
さらに、平歯（51）におけるゲートロータ（50）の軸心方向外側の表面に、補強材（54）の延長部分としての第２支持部（59）を形成しておくことができる。したがって、ゲートロータ（50）を製造するときに、上記第２支持部（59）を金型（45）に支持させて、補強材（54）を浮かせた状態で、当該金型（45）内に溶融樹脂を充填させてインサート成形することができる。このため、補強材（54）を樹脂部（53）の内部に確実に埋設することができる。
【０１０３】
《その他の実施形態》
上記実施形態１及び２では、樹脂部（53）をＦＲＰ樹脂によって構成した例について説明したが、本発明はこれに限らず、短繊維を含まない他の樹脂によって樹脂部（53）を構成することも可能である。
【０１０４】
また、第１露出部（55）（第１支持部（58））及び第２露出部（56）（第２支持部（59））の数や位置は、上記の実施形態に限らず、金型（45）内で補強材（54）等を確実に支持できれば、その他の数や位置に形成してもよい。
【０１０５】
また、第２露出部（56）は、平歯（51）及びボス部（52）の少なくとも一方に設ければよい。また、ゲートロータ（50）が連結部（57）を有する場合、第２支持部（59）は、補強材（54）及び連結部（57）の少なくとも一方に設ければよい。
【０１０６】
また、冷媒以外の他の流体を圧縮するシングルスクリュー圧縮機についても、同様に適用することが可能である。
【０１０７】
また、上記実施形態では、スクリューロータ（40）に対して２つのゲートロータ（50）が対称に噛み合うスクリュー圧縮機（1）について説明したが、１つのゲートロータ（50）が噛み合うスクリュー圧縮機についても同様の作用効果が発揮される。
【０１０８】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上説明したように、本発明は、スクリューロータとゲートロータとが噛み合って圧縮室を形成するスクリュー圧縮機、及びその製造方法について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】図１は、本実施形態１におけるゲートロータの外観を示す平面図である。
【図２】図２は、図１におけるII−II線断面を示す拡大図である。
【図３】図３は、平歯の先端とスクリューロータとの接触状態を示す断面図である。
【図４】図４は、金型に装着された補強材を示す平面図である。
【図５】図５は、図４におけるV−V線断面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係るシングルスクリュー圧縮機の要部の構成を示す縦断面図である。
【図７】図７は、図６のVII−VII線における横断面図である。
【図８】図８は、実施形態１に係るスクリューロータ及びゲートロータの構成を示す平面図である。
【図９】図９は、実施形態１に係るスクリューロータ及びゲートロータの構成を吐出側端部から視た斜視図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る圧縮機構の吸込行程を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る圧縮機構の圧縮行程を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係る圧縮機構の吐出行程を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本実施形態２におけるゲートロータの外観を示す平面図である。
【図１４】図１４は、図１３におけるXIV−XIV線断面を示す拡大図である。
【図１５】図１５は、金型に装着された補強材を示す平面図である。
【図１６】図１６は、図１５におけるXVI−XVI線断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
1      スクリュー圧縮機
30      円筒壁
40      スクリューロータ
41      歯溝
45      金型
45a     上型
45b     下型
50      ゲートロータ
51      平歯
52      ボス部
53      樹脂部
54      補強材
55      第１露出部
56      第２露出部
57      連結部
58      第１支持部
59      第２支持部
【図１】
2010127109.tif 000003
【図２】
2010127109.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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