(57)【要約】【課題】スクリューロータの強度低下、およびその温度上昇を十分に抑制できるとともに、スクリューロータとシャフトとを軸ずれ無しに高精度に接合可能なスクリュー圧縮機およびその製造方法を提供する。【解決手段】スクリュー圧縮機は、スクリューロータ２１と、スクリューロータ２１の回転軸であるロータシャフト４７とを備えている。また、スクリュー圧縮機は、スクリューロータ２１との間で複数の圧縮作動室を形成するケーシングを備えている。スクリューロータ２１は、該スクリューロータ２１の少なくとも歯部内部に中空部が形成されているとともに、スクリューロータ２１の少なくとも軸中心部が中実である一体構造を成している。ロータシャフト４７は、スクリューロータ２１と一体形成された中空構造の第１シャフト４１と、第１シャフト４１に接合された中空構造の第２シャフト４５とを有している。【選択図】図６
2019073982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリューロータと、
前記スクリューロータの回転軸であるロータシャフトと、
前記スクリューロータとの間で複数の圧縮作動室を形成するケーシングとを備え、
前記スクリューロータは、該スクリューロータの少なくとも歯部内部に冷却媒体の流路となる中空部が形成されているとともに、前記スクリューロータの少なくとも軸中心部が中実である一体構造を成しており、
前記ロータシャフトは、前記スクリューロータと一体形成された中空構造の第１シャフトと、前記第１シャフトに接合された中空構造の第２シャフトと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】
前記第１シャフトと前記第２シャフトとが、前記第１シャフトあるいは前記第２シャフトとは異なる組成の材料からなる中空構造の中間部を介して接合されていることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項３】
前記第１シャフトあるいは前記第２シャフトの材料が硫黄を０．１重量パーセント以上含有した鉄基合金であり、前記中間部の材料が０．０１重量パーセント以下の硫黄を含有した鉄基合金であることを特徴とする請求項２に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項４】
少なくとも前記スクリューロータの材質が析出強化型の合金であることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項５】
前記冷却媒体を冷却する液冷式のクーラおよび空冷式のクーラの少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項６】
前記冷却媒体は前記スクリューロータの中空部内を空気吐出側から空気吸込側へ流れることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のスクリュー圧縮機を製造する方法であって、
少なくとも前記スクリューロータおよび前記第１シャフトを金属粉末積層造形法により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１乃至請求項６のいずれか一項に記載のスクリュー圧縮機を製造する方法であって、
前記第１シャフトと前記第２シャフトとを摩擦圧接法により接合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、スクリュー圧縮機およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュー圧縮機は、一般に、スクリューロータと、このスクリューロータとの間で複数の圧縮作動室を形成するケーシングとを備えている。スクリューロータは、互いに噛み合って回転する雄ロータと雌ロータとを有している。スクリュー圧縮機は、スクリューロータを、雄ロータと雌ロータとの間、およびスクリューロータとケーシングとの間に微小な隙間を保った状態で、非接触で回転させることによって、空気等の気体を圧縮する。
【０００３】
空気の圧縮過程において、吐出空気温度は、単段機で約３００〜３５０℃、ニ段機で約１６０〜２５０℃まで上昇する。このように温度上昇した圧縮空気によって、スクリューロータとケーシングとは、温度が上昇し熱変形する。このため、スクリュー圧縮機においては、高温時の変形から各部の隙間を予測することで、スクリューロータおよびケーシングの形状が決定されている。
【０００４】
この各部の隙間が微小になればなるほど、高圧側の圧縮作動室から低圧側の圧縮作動室への漏れが低減するため、圧縮性能の低下は小さくなる。しかし、熱変形によって隙間が無くなり接触が生じるおそれがあるため、各部の隙間は、最高温度を想定して裕度を持つように設定されるとともに、その値が厳しく管理されている。ただし、この各部の隙間は非常に微小なため、部品の加工精度によっては、圧縮性能のバラツキが発生し易い。また、低負荷時など使用状況によって圧縮空気の温度が低い場合には、隙間が過大となり、圧縮性能が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３０１７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２９９８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した問題に対して、従来技術は、ケーシングにおける圧縮作動室の外部をジャケット構造とし、冷却媒体（水、油、空気）を用いて圧縮機本体の発熱を低減している。このような従来技術の例として特許文献１がある。
しかし、この場合、圧縮作動室の外部から冷却が行われるため、ケーシングと非接触であるスクリューロータの冷却は不十分であった。
【０００７】
また、他の従来技術として、パイプ状素材に軸方向に縮短する力を加えつつ、パイプ状素材の内側に配置され歯部の形状に対応したねじ状型と外側に配置され歯部を成形するための成形工具とで絞り加工する技術がある。これにより、パイプ状素材に歯部が成形され、冷却のために冷却媒体を流入させる経路として、スクリューロータの内部に中空部が形成される。このような従来技術の例として特許文献２がある。
しかし、この場合、中空部が必要以上に大きいため、スクリューロータは、強度が低下する結果、圧縮作動室内の圧力等により変形してしまい、圧縮性能の低下や接触を引き起こす可能性がある。また、スクリューロータを薄肉化し中空構造とすることで、スクリューロータの回転がアンバランスになり易い。さらに、スクリューロータは、通常、シャフトに接合されて使用されるが、スクリューロータの強度や剛性が低いために接合時に力が加わると変形が生じ易く、これらを軸ずれ無しに高精度に接合することが困難である。
【０００８】
本発明は、スクリューロータの強度低下、およびその温度上昇を十分に抑制できるとともに、スクリューロータとシャフトとを軸ずれ無しに高精度に接合可能なスクリュー圧縮機およびその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明に係るスクリュー圧縮機は、スクリューロータと、前記スクリューロータの回転軸であるロータシャフトとを備えている。また、スクリュー圧縮機は、前記スクリューロータとの間で複数の圧縮作動室を形成するケーシングを備えている。前記スクリューロータは、該スクリューロータの少なくとも歯部内部に冷却媒体の流路となる中空部が形成されているとともに、前記スクリューロータの少なくとも軸中心部が中実である一体構造を成している。前記ロータシャフトは、前記スクリューロータと一体形成された中空構造の第１シャフトと、前記第１シャフトに接合された中空構造の第２シャフトとを有している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スクリューロータの強度低下、およびその温度上昇を十分に抑制できるとともに、スクリューロータとシャフトとを軸ずれ無しに高精度に接合可能なスクリュー圧縮機およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクリュー圧縮機における圧縮機本体を雄ロータの中心軸を含む鉛直面で切断した場合の軸方向断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿うスクリューロータの径方向断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う変形例に係るスクリューロータの径方向断面図である。
【図４Ａ】雄ロータの側面図である。
【図４Ｂ】雌ロータの側面図である。
【図５Ａ】雄ロータの断面図である。
【図５Ｂ】雌ロータの断面図である。
【図６】ロータシャフトにおける第１シャフトと第２シャフトとが接合された状態を示す側面図である。
【図７】ロータシャフトにおける第１シャフトと第２シャフトとが中間部を介して接合された変形例を示す側面図である。
【図８】スクリュー圧縮機の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。
【００１３】
図1は、本発明の一実施形態に係るスクリュー圧縮機１００（図８参照、以下同様）における圧縮機本体１を雄ロータ２２の中心軸を含む鉛直面で切断した場合の軸方向断面図である。
【００１４】
図１に示すように、圧縮機本体１は、スクリューロータ２１と、スクリューロータ２１を収納するケーシング３３とを有している。ケーシング３３は、スクリューロータ２１との間で複数の圧縮作動室６１を形成する。スクリューロータ２１は、互いに噛み合って回転する雄ロータ２２と雌ロータ２３（図２参照、以下同様）とを有しており、これらの総称として使用する。
【００１５】
ケーシング３３には、圧縮作動室６１に空気を吸い込むための吸込口６２と、圧縮作動室６１で生成した圧縮空気を吐き出すための吐出口６３とが設けられている。雄ロータ２２の空気吸込側の軸端部にはピニオンギヤ３が取り付けてあり、これを電動機８（図８参照）で駆動することで、雄ロータ２２および雌ロータ２３が回転する。雄ロータ２２の空気吐出側の軸端部にはタイミングギヤ３１が取り付けられている。また、雌ロータ２３の空気吐出側の軸端部にもタイミングギヤ（図示せず）が取り付けられている。これらのタイミングギヤが噛み合うことによって、雄ロータ２２の回転が雌ロータ２３に伝わり、雄ロータ２２と雌ロータ２３とは同期して回転する構造になっている。このとき、圧縮作動室６１は空気吐出側に移動しながら容積を減少し、圧縮作動室６１内の空気が圧縮されるようになっている。
【００１６】
次に、本実施形態の特徴の一つである雄ロータ２２および雌ロータ２３の構成について説明する。
【００１７】
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿うスクリューロータ２１の径方向断面図である。図２に示すように、雄ロータ２２および雌ロータ２３は、互いに噛み合うねじれた歯部を外周面にそれぞれ有している。雄ロータ２２および雌ロータ２３の内部には、中空部３７，３８がそれぞれ形成されている。雄ロータ２２の空気吐出側および空気吸込側の軸端部には、中空部３７に冷却媒体を流入させる通路６４（図５Ａ参照）、および中空部３７から冷却媒体を流出させる通路６６（図５Ａ参照）がそれぞれ設けられている。雌ロータ２３の空気吐出側および空気吸込側の軸端部には、中空部３８に冷却媒体を流入させる通路６５（図５Ｂ参照）、および中空部３８から冷却媒体を流出させる通路６７（図５Ｂ参照）がそれぞれ設けられている。冷却媒体として、ここでは、潤滑油が用いられている。
【００１８】
中空部３７，３８は、少なくとも歯部内部に、図２に示すような歯部の外形に沿った形状に形成されている。中空部３７，３８は、中実部３５，３６の外側にそれぞれ形成されており、冷却媒体の流路として機能する。中実部３５，３６は、雄ロータ２２および雌ロータ２３の少なくとも軸中心部に中実にそれぞれ形成されている。中実部３５，３６は、軸中心側から外表面まで放射状に延伸する延伸部３９，４０をそれぞれ有している。ここでは、延伸部３９，４０は、軸中心側から歯部の歯底まで放射状に延伸している。すなわち、中実部３５，３６は、歯部の歯底同士を繋いでいる。延伸部３９，４０は、補強を兼ねたヒートシンクとして機能し得る。
【００１９】
図３は、図１のＡ−Ａ線に沿う変形例に係るスクリューロータ２１の径方向断面図である。図３に示すように、雄ロータ２２および雌ロータ２３は、互いに噛み合うねじれた歯部を外周面にそれぞれ有している。中実部３５，３６は、軸中心側から歯部の歯先まで放射状に延伸する延伸部３９，４０をそれぞれ有していてもよい。すなわち、この変形例では、中実部３５，３６は、歯部の歯先同士を繋いでいる。
【００２０】
図１に示すように、雄ロータ２２内部を冷却する冷却媒体は、空気吐出側の軸端部に設けられたノズル２９から流入し、中空部３７を通って雄ロータ２２を冷却した後、空気吸込側の軸端部から流出する構成となっている。また、雌ロータ２３内部を冷却する冷却媒体は、空気吐出側の軸端部に設けられたノズル（図示せず）から流入し、中空部３８を通って雌ロータ２３を冷却した後、空気吸込側の軸端部から流出する構成となっている。
【００２１】
中空部３７，３８を有するスクリューロータ２１は、微細粒子の溶融・凝固によりニアネットシェイプの金属部材を造形する金属粉末積層造形法の適用により作製することができる。使用する積層造形法に特段の限定はなく、従前の方法を利用できる。例えば電子ビーム溶融（Electron Beam Melting：EBM）法や選択的レーザ溶融（Selective Laser Melting：SLM）法を用いた金属粉末積層造形法が好適に利用される。
【００２２】
図４Ａは、雄ロータ２２の側面図である。図４Ｂは、雌ロータ２３の側面図である。図５Ａは、雄ロータ２２の断面図である。図５Ｂは、雌ロータ２３の断面図である。
図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、圧縮機本体１は、スクリューロータ２１（雄ロータ２２および雌ロータ２３）の回転軸であるロータシャフト４７を備えている。ロータシャフト４７は、スクリューロータ２１と一体形成された中空構造の第１シャフト４１，４３（潤滑油流入側）、４２，４４（潤滑油流出側）を有している。ここで、一体形成とは、複数の部分を有する製品を機械的接合等の二次的接合を用いないで一体で形成することをいう。冷却媒体は、ロータシャフト４７の潤滑油流入側の第１シャフト４１，４３の内部から、通路６４，６５（図５Ａ、図５Ｂ参照）を経て、スクリューロータ２１の歯部内部の中空部３７，３８へ流入する。中空部３７，３８へ流入した冷却媒体は、通路６６，６７（図５Ａ、図５Ｂ参照）を経て、ロータシャフト４７の潤滑油流出側の第１シャフト４２，４４の内部から流出する。
【００２３】
図６は、ロータシャフト４７における第１シャフト４１と第２シャフト４５とが接合された状態を示す側面図である。
図６に示すように、雄ロータ２２と一体形成された中空構造の潤滑油流入側の第１シャフト４１に、中空構造の第２シャフト４５が接合されている。なお、雌ロータ２３の場合も同様であるので、ここでは図示および説明を省略する。ロータシャフト４７における第１シャフト４１と第２シャフト４５との接合法として、金属同士を相対的に高速回転させ、摩擦熱により、溶融させることなく接合する摩擦圧接法を適用することができる。
【００２４】
図７は、ロータシャフト４７における第１シャフト４１と第２シャフト４５とが中間部４６を介して接合された変形例を示す側面図である。
図７に示すように、雄ロータ２２と一体形成された中空構造の流入側の第１シャフト４１に、中空構造の第２シャフト４５が、中空構造の中間部４６を介して接合されている。この場合、中間部４６は、第１シャフト４１あるいは第２シャフト４５とは異なる組成の材料からなる。ここでは、第１シャフト４１と第２シャフト４５とに、硫黄（Ｓ）を０．１重量パーセント以上含有した快削性の鉄（Ｆｅ）基合金が使用されている。また、中間部４６に、０．０１重量パーセント以下の硫黄を含有した鉄基合金が使用されている。中間部４６は、例えば第１シャフト４１および第２シャフト４５の少なくとも一方の端部にレーザ照射しながら粉末を積層するＤＭＤ（Direct Melting Deposition）等により形成され得る。
【００２５】
スクリューロータ２１は、金属粉末積層造形法による形成後、切削によって雄ロータ２２と雌ロータ２３との間のアライアンスを調整する必要がある。このため、スクリューロータ２１の材質は、金属粉末積層造形後のスクリューロータ２１の切削性を担保する必要がある。したがって、スクリューロータ２１の材質としては、切削性の観点からは低硬度の材質が好ましいが、スクリューロータ２１の機能を確保する観点からは所定の硬度を担保する必要がある。このような課題を解決するために、スクリューロータ２１の材質として、析出強化型のステンレス鋼が好適に使用され得る。
また、スクリューロータ２１の材質を低熱膨張合金、いわゆるインバー合金とすることにより、スクリューロータ２１の熱膨張にともなう熱変形を大幅に低減することができる。インバー合金は、Ｆｅ−Ｎｉ系合金であり、少なくともＣｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏのいずれかを含有することを特徴とする。
【００２６】
また、スクリューロータ２１とロータシャフト４７の第２シャフト４５とを異なる材質にすることも可能である。例えば、腐食環境に曝されるスクリューロータ２１の材質を高耐食性の２相ステンレス鋼等にし、ロータシャフト４７の第２シャフト４５の材質を通常の炭素鋼にするなど適宜、色々な材料を組み合わせることができる。
【００２７】
次に、スクリューロータ２１（雄ロータ２２および雌ロータ２３）内部の中空部３７，３８に流入させる冷却媒体を例えば潤滑油とした場合の例について説明する。
図８は、スクリュー圧縮機１００の全体構成を示す図である。
【００２８】
図８に示すように、スクリュー圧縮機１００は圧縮機本体１を有する。この圧縮機本体１の内部の構成については先に説明した通りである。雄ロータ２２の軸端部に取り付けたピニオンギヤ３は、ギヤケーシング２内において中間軸６８の一方の側に取り付けたブルギヤ４と噛合する。中間軸６８の他方の端部には、プーリ５が取り付けられており、このプーリ５には、駆動力の伝達体としてベルト７が装架されている。ベルト７は、電動機８の軸端に取り付けたプーリ６にも装架されており、電動機８の動力が圧縮機本体１に伝達されるようになっている。
【００２９】
なお、スクリューロータ２１の駆動機構の他の構成としては、プーリ５，６およびベルト７の組合せの代わりに、ギアおよびチェーンの組合せが採用されてもよい。あるいは、雄ロータ２２の軸と電動機８の出力軸とを直結する構成が採用されてもよい。
【００３０】
圧縮機本体１の空気吸込側には、この圧縮機本体１に吸い込まれる空気量を調整する吸込絞り弁１０が配設されている。空気は、吸込フィルタ９によって異物が除去された後、吸込絞り弁１０を通過して圧縮機本体１に吸い込まれ、所定の圧力まで圧縮されて圧縮機本体１の出口より吐き出される。
【００３１】
圧縮機本体１から吐き出された圧縮空気は、圧縮機本体１の下流側に設けられた水冷式のプレクーラ１１によって冷却をされた後、逆止弁１２を経由して、水冷式のアフタークーラ１３に導かれる。アフタークーラ１３で冷却された圧縮空気は、圧縮空気出口より吐き出される。ここで、アフタークーラ１３内の空気通路はＵ字管で構成されており、その出入口は一体型のクーラヘッダ１４で構成されている。
【００３２】
スクリュー圧縮機１００では、摺動体等を潤滑するために潤滑油を使用している。この潤滑油の経路は以下の通りである。ギヤケーシング２の下部に設けられた油溜りに貯留された潤滑油は、オイルポンプ１６によってオイルクーラ１５に導かれて冷却され、オイルフィルタ１７でゴミ等が除去される。この潤滑油は、圧縮機本体１の軸受部、タイミングギヤ、ピニオンギヤ３、さらに、ギヤケーシング２内の中間軸６８の軸受部や中間軸６８に取り付けられたブルギヤ４へ供給される。その後、潤滑油は、ギヤケーシング２の油溜りへ戻り、循環する。
【００３３】
この潤滑油が、圧縮機本体１に取り付けられたノズルから、雄ロータ２２および雌ロータ２３の内部にそれぞれ形成された中空部３７，３８（図２等参照）へ流入して、冷却用に使用される。雄ロータ２２および雌ロータ２３を冷却した潤滑油は、ギヤケーシング２内に流出し、その他の潤滑油と同様にギヤケーシング２内の油溜りに貯蔵されて、循環する構成となっている。この潤滑油は、ここでは、スクリューロータ２１の中空部３７，３８内を空気吐出側から空気吸込側へ流れる。
【００３４】
本実施形態に係るスクリュー圧縮機１００は、基本的に以上のように構成されるものであり、次に、スクリュー圧縮機１００の作用効果について説明する。
【００３５】
図１、図２に示すように、スクリュー圧縮機１００は、スクリューロータ２１と、スクリューロータ２１の回転軸であるロータシャフト４７とを備えている。また、スクリュー圧縮機１００は、スクリューロータ２１との間で複数の圧縮作動室６１を形成するケーシング３３を備えている。スクリューロータ２１は、該スクリューロータ２１の少なくとも歯部内部に中空部３７，３８が形成されているとともに、スクリューロータ２１の少なくとも軸中心部が中実である一体構造を成している。また、図６に示すように、ロータシャフト４７は、スクリューロータ２１と一体形成された中空構造の第１シャフト４１と、第１シャフト４１に接合された中空構造の第２シャフト４５とを有している。
この構成では、スクリューロータ２１は、歯部内部に形成された中空部３７，３８を流れる冷却媒体によって効果的に冷却される。また、スクリューロータ２１は、軸中心部が中実である一体構造を成しているため、十分な強度を確保できる。したがって、スクリューロータ２１の強度低下、およびその温度上昇を抑制することができる。
この冷却性能の向上によって、スクリューロータ２１の熱変形を抑制することができる。これにより、雄ロータ２２と雌ロータ２３との間、およびスクリューロータ２１とケーシング３３との間の隙間を縮小できるため、圧縮性能を向上させることができる。加えて、スクリューロータ２１の熱変形が抑制されることで、歯部の加工精度のバラツキによる圧縮性能のバラツキや、低負荷運転時に隙間が過大となることによる圧縮性能の低下を抑制することも可能となる。さらに、吐出空気温度も低減できることから、スクリュー圧縮機１００における冷却機器の縮小または廃止が可能となり、コスト低減とスクリュー圧縮機１００全体のコンパクト化を図ることができる。
また、スクリューロータ２１の軸中心部を中実にして十分な強度を確保できるため、圧縮作動室６１内の圧力等による変形によって圧縮性能の低下や接触が生じることを抑制でき、回転のアンバランスも抑制できる。
さらに、スクリューロータ２１の強度が十分に確保されることによって、スクリューロータ２１と一体形成された第１シャフト４１と、第２シャフト４５との接合時に力が加わる場合でも変形が生じ難い。したがって、これらを軸ずれ無しに高精度に接合することが可能となる。
すなわち、本実施形態では、スクリューロータ２１の強度低下、およびその温度上昇を十分に抑制できるとともに、スクリューロータ２１とシャフトとを軸ずれ無しに高精度に接合可能なスクリュー圧縮機およびその製造方法を提供できる。
【００３６】
また、図７に示すように、本実施形態の変形例では、第１シャフト４１と第２シャフト４５とが、第１シャフト４１あるいは第２シャフト４５とは異なる組成の材料からなる中空構造の中間部４６を介して接合されている。この構成では、第１シャフト４１と第２シャフト４５との接合時や接合後の特性を調整することが可能となる。例えば、第１シャフト４１の材料が第２シャフト４５の材料よりも耐食性が高い場合に、中間部４６の材料をそれらの中間程度の耐食性とすることで、軸方向において特性が急激に変化することを抑制できる。
【００３７】
さらに、例えば、第１シャフト４１あるいは第２シャフト４５の材料が硫黄を０．１重量パーセント以上含有した鉄基合金とされ、中間部４６の材料が０．０１重量パーセント以下の硫黄を含有した鉄基合金とされ得る。仮に第１シャフト４１と第２シャフト４５とに硫黄を０．１重量パーセント以上含有した快削性の鉄基合金を適用した場合、両者を摩擦圧接で接合しても十分な接合強度を担保できなくなるおそれがある。これは、第１シャフト４１と第２シャフト４５との接合界面近傍に非常に脆い硫化物が形成されるためである。この場合、両者を０．０１重量パーセント以下の硫黄を含有した鉄基合金である中間部４６を介して接合することで、接合界面近傍における硫化物の形成を抑制して、十分な接合強度を確保することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、少なくともスクリューロータ２１の材質が析出強化型の合金である。この場合、スクリューロータ２１を造形したままでは析出強化されていないため、低硬度であり、切削性に優れる一方で、切削後に時効処理を施すことにより、高硬度化してスクリューロータ２１の機能を確保できる。
【００３９】
また、図８に示すように、本実施形態では、冷却媒体としての潤滑油は、オイルポンプ１６によってオイルクーラ１５に導かれて冷却される。この構成では、スクリューロータ２１の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
【００４０】
また、図１に示すように、本実施形態では、冷却媒体はスクリューロータ２１の中空部３７，３８内を空気吐出側から空気吸込側へ流れる。このように、冷却媒体をスクリューロータ２１における温度の高い側から低い側へ流すことで、より高い冷却性能が得ることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、少なくともスクリューロータ２１および第１シャフト４１，４３は、金属粉末積層造形法により形成される。これにより、中空部３７，３８を有する複雑な形状のスクリューロータ２１を作製することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、第１シャフト４１と第２シャフト４５とは摩擦圧接法により接合される。これにより、第１シャフト４１と第２シャフト４５とを高精度かつ高強度に接合することができる。また、摩擦圧接の際には、雄ロータ２２と第２シャフト４５の中心軸を高精度に合わせる必要があるが、ロータシャフト４７の第１シャフト４１を軸合わせの基準にすることができる。
【００４３】
以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。前記した実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４４】
例えば、前記した実施形態では、冷却媒体として、潤滑油が用いられているが、これに限定されず、水、クーラント、空気等の流体が用いられてもよい。
【００４５】
また、前記した実施形態では、冷却媒体としての潤滑油は、オイルクーラ１５によって冷却されるように構成されている。ただし、本発明は、冷却媒体を冷却する水、クーラント等による液冷式のクーラ、および空冷式のクーラの少なくともいずれか1つを含んでいればよい。
【００４６】
また、前記した実施形態では、圧縮作動室６１内への給油を行わない無給油式のスクリュー圧縮機１００が例として示されている。ただし、本発明は、前記した実施形態と同様な構成を持つスクリューロータを給油式や水潤滑式のスクリュー圧縮機で使用する場合にも適用可能である。
【００４７】
また、前記した実施形態では、スクリュー圧縮機１００は単段である場合を例として示したが、複数段であってもよい。
【００４８】
また、前記した実施形態では、圧縮対象は空気である場合を例として示したが、例えば窒素等の他の気体であってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１      圧縮機本体
１５    オイルクーラ
２１    スクリューロータ
２２    雄ロータ
２３    雌ロータ
３３    ケーシング
３５，３６  中実部
３７，３８  中空部
３９，４０  延伸部
４１，４３  第１シャフト
４２，４４  第１シャフト
４５    第２シャフト
４６    中間部
４７    ロータシャフト
６１    圧縮作動室
１００  スクリュー圧縮機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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