(57)【要約】【課題】雄ロータ側作動室の吐出側から雌ロータ側作動室を介した作動流体の洩れを防止し、圧縮性能を高めることができるスクリュー圧縮機を提供する。【解決手段】３枚の螺旋状の歯２ａ〜２ｃを備えた雄ロータ３と、雄ロータ３と噛み合う５枚の螺旋状の歯４ａ〜４ｅを備えた雌ロータ５と、これら雄ロータ３及び雌ロータ５を収納して雄ロータ側作動室及び雌ロータ側作動室を形成するとともに、雄ロータ側作動室１３Ｂａ，１３Ｃａ及び雌ロータ側作動室１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄａと作動流体を吸入するための吸入口８とを連通する吸入ポート９を備えたケーシング６とを有するスクリュー圧縮機１において、その吸入側が吸入口８に連通されず閉じられた雄ロータ側作動室１３Ａの吐出側と、その吸入側が吸入ポート９を介し吸入口８に連通された雌ロータ側作動室１４Ｂの吐出側とが互いに連通しないように、雄ロータ３の全巻角αが設定される。【選択図】図１
2005083194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状の歯を備えた雄ロータと、この雄ロータの歯数より少なくとも２枚多く設けられ前記雄ロータと噛み合う螺旋状の歯を備えた雌ロータと、前記雄ロータ及び前記雌ロータを収納して複数の雄ロータ側及び雌ロータ側の作動室を形成するとともに、前記雄ロータ側及び前記雌ロータ側の作動室と作動流体を吸入するための吸入口とを連通する吸入ポートを備えたケーシングとを有するスクリュー圧縮機において、
その吸入側が前記吸入口に連通されず閉じられた前記雄ロータ側作動室の吐出側と、その吸入側が前記吸入ポートを介し前記吸入口に連通された前記雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通しないように、前記雄ロータの全巻角が設定されることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【請求項２】
螺旋状の歯を３枚備えた雄ロータと、この雄ロータの歯数より少なくとも２枚多く設けられ前記雄ロータと噛み合う螺旋状の歯を備えた雌ロータと、前記雄ロータ及び前記雌ロータを収納して複数の雄ロータ側及び雌ロータ側の作動室を形成するとともに、前記雄ロータ側及び前記雌ロータ側の作動室と作動流体を吸入するための吸入口とを連通する吸入ポートを備えたケーシングとを有するスクリュー圧縮機において、
その吸入側が前記吸入口に連通されず閉じられた前記雄ロータ側作動室の吐出側と、その吸入側が前記吸入ポートを介し前記吸入口に連通された前記雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通しないように、前記雄ロータの全巻角が２４０°以下１８０°以上の範囲で設定されることを特徴とするスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー圧縮機に係わり、特に、雄ロータの歯数が比較的少ない低圧用のスクリュー圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュー圧縮機は、回転軸が平行でかつ螺旋状の歯が噛み合うようにそれぞれ回転する雄ロータ及び雌ロータと、これら雄ロータ及び雌ロータを収納するケーシングとを備えており、雄ロータ及び雌ロータの歯溝とケーシングの内壁とで複数の雄ロータ側及び雌ロータ側の作動室が形成されている。これら雄ロータ側及び雌ロータ側の作動室は、雄ロータ及び雌ロータの噛合回転に伴って、容積が増加して作動流体を吸入する吸入作動室、前記歯溝全体で形成され最大容積となる作動室、容積が減少し作動流体を圧縮する圧縮作動室に繰り返し変動する。また、ケーシングには、外部から作動流体を吸入するための吸入口と、この吸入口と前記吸入作動室とを連通する吸入ポートと、圧縮流体を吐出するための吐出口と、この吐出口と前記圧縮作動室とを連通する吐出ポートとが設けられている。
【０００３】
雄ロータの全巻角（ロータの吸入側端面から吐出側端面までの螺旋状歯の巻角）は一般に３６０°以下に設定されている（なお、雌ロータの全巻角は、雄ロータの全巻角等に応じて次式で設定される、（雌ロータの全巻角）＝（雄ロータの全巻角）×（雄ロータの歯数）／（雌ロータの歯数））。そして、雄ロータの全巻角が比較的大きい場合は、雄ロータ側作動室の最大容積（理論吸込容積）が大きくなって圧縮比が高まるとともに、回転角全範囲にわたって雄ロータ側作動室の容積が緩やかに変化する。一方、雄ロータの全巻角が比較的小さい場合は、雄ロータ側作動室の容積が実質的に一定状態（最大容積）となる所定の回転角範囲を有することとなる。
【０００４】
ここで従来、雄ロータの全巻角が比較的小さく設定されたスクリュー圧縮機において、雄ロータ側の吸入作動室の容積が増加状態から実質的に一定状態となるとき、吸入作動室の吸入側が吸入口に連通されず閉じられた構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、雄ロータ側の圧縮作動室からそれに隣接し容積が実質的に一定状態である雄ロータ側の作動室に作動流体が洩れる場合でも、容積が実質的に一定状態である雄ロータ側作動室の吸入側が閉じられているので、作動流体の洩れを低減するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２９６５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題があった。
近年、燃料電池等の用途を目的として、低圧用のスクリュー圧縮機が採用されている。この低圧用のスクリュー圧縮機は、例えば、雄ロータの歯数を３枚程度と少なくして雄ロータ側作動室の最大容積（理論吸込容積）を大きくし、雄ロータを低回転とすることで、軸受損失を低減し圧縮効率の向上が図られている。ところで、このように雄ロータの歯数を例えば３枚程度と少なくし、かつ雌ロータの歯数を雄ロータの歯数より少なくとも２枚多く構成する場合、雄ロータの全巻角に対し雌ロータの全巻角が大幅に小さくなる。そのため、雄ロータ及び雌ロータの噛合回転に伴い雄ロータ側作動室の吐出側と雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通するときに、雄ロータの全巻角が比較的大きくて、雄ロータ側作動室の吸入側が吸入口に連通されず閉じられた状態でも、雌ロータの全巻角が比較的小さいので、雌ロータ側作動室の吸入側が吸入ポートを介し吸入口に連通してしまうことがある。このような場合には、雄ロータ側作動室の吸入側が閉じられ吸入行程が終了しているにも関わらず、雄ロータ側作動室の吐出側から雌ロータ側作動室を介して作動流体が洩れてしまう。そして、洩れている間は雄ロータ側作動室の作動流体が圧縮されないので、圧縮開始が遅れるとともに、理論吸込容積が得られず圧縮性能（圧縮比）が低下するという懸念があった。
【０００７】
本発明の目的は、雄ロータ側作動室の吐出側から雌ロータ側作動室を介した作動流体の洩れを防止し、圧縮性能を高めることができるスクリュー圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、螺旋状の歯を備えた雄ロータと、この雄ロータの歯数より少なくとも２枚多く設けられ前記雄ロータと噛み合う螺旋状の歯を備えた雌ロータと、前記雄ロータ及び前記雌ロータを収納して複数の雄ロータ側及び雌ロータ側の作動室を形成するとともに、前記雄ロータ側及び前記雌ロータ側の作動室と作動流体を吸入するための吸入口とを連通する吸入ポートを備えたケーシングとを有するスクリュー圧縮機において、その吸入側が前記吸入口に連通されず閉じられた前記雄ロータ側作動室の吐出側と、その吸入側が前記吸入ポートを介し前記吸入口に連通された前記雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通しないように、前記雄ロータの全巻角が設定される。
【０００９】
一般に、雌ロータの歯数が比較的少なく、かつ雄ロータの歯数より少なくとも２枚多く構成された低圧用のスクリュー圧縮機では、雌ロータの全巻角に対し雄ロータの全巻角が大幅に小さくなる。そのため、雄ロータ側作動室の吸入側が吸入口に連通されず閉じられたときに、例えばこの雄ロータ側作動室の吐出側と雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通するような構造では、その雌ロータ側作動室の吸入側が吸入口に連通して、作動流体が洩れてしまうことがある。そこで本発明においては、その吸入側が吸入口に連通されず閉じられた雄ロータ側作動室の吐出側と、その吸入側が吸入ポートを介し吸入口に連通された雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通しないように、雄ロータの全巻角を設定する。これにより、雄ロータ側作動室の吐出側から雌ロータ側作動室を介した作動流体の洩れを防止し、圧縮性能を高めることができる。
【００１０】
（２）上記目的を達成するために、また本発明は、螺旋状の歯を３枚備えた雄ロータと、この雄ロータの歯数より少なくとも２枚多く設けられ前記雄ロータと噛み合う螺旋状の歯を備えた雌ロータと、前記雄ロータ及び前記雌ロータを収納して複数の雄ロータ側及び雌ロータ側の作動室を形成するとともに、前記雄ロータ側及び前記雌ロータ側の作動室と作動流体を吸入するための吸入口とを連通する吸入ポートを備えたケーシングとを有するスクリュー圧縮機において、その吸入側が前記吸入口に連通されず閉じられた前記雄ロータ側作動室の吐出側と、その吸入側が前記吸入ポートを介し前記吸入口に連通された前記雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通しないように、前記雄ロータの全巻角が２４０°以下１８０°以上の範囲で設定される。
【００１１】
本発明においては、雄ロータの歯数が３枚程度と少なく、かつ雌ロータの歯数が雄ロータの歯数より少なくとも２枚多く構成された低圧用のスクリュー圧縮機において、雄ロータの全巻角を２４０°以下に設定することで、その吸入側が吸入口に連通されず閉じられた雄ロータ側作動室の吐出側と、その吸入側が吸入ポートを介し吸入口に連通された雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通しないようにする。これにより、上記（１）で説明したように、雄ロータ側作動室の吐出側から雌ロータ側作動室を介した作動流体の洩れを防止し、圧縮性能を高めることができる。
【００１２】
また、例えば雄ロータの全巻角を小さく設定しすぎると、雄ロータ側作動室の容積が実質的に一定状態（最大容積）となる雄ロータの所定の回転角範囲を有し、雄ロータの回転角に対し雄ロータ側作動室の容積が急激に変化するので、作動流体の圧力損失が大きくなる。また、実際に圧縮を行っている雄ロータ側作動室の数が少なくなるので、隣接する作動室の圧力差が大きくなり、洩れ損失が大きくなって圧縮効率が低下する。本発明においては、雄ロータの全巻角を１８０°以上に設定することで、雄ロータの回転角全範囲にわたって作動室容積を緩やかに変化させ、所定の圧縮効率を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、雄ロータ側作動室の吐出側から雌ロータ側作動室を介した作動流体の洩れを防止し、圧縮性能を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本発明の第１実施形態を図１〜図５により説明する。
【００１５】
図２は、本発明のスクリュー圧縮機の第１実施形態の全体構造を表す軸方向断面図である。
この図２において、スクリュー圧縮機１は、３枚の螺旋状の歯２ａ〜２ｃ（後述の図５及び図１参照）を備えた雄ロータ３と、この雄ロータ３の歯２ａ〜２ｃと噛み合う５枚の螺旋状の歯４ａ〜４ｅ（後述の図５及び図１参照）を備えた雌ロータ５と、これら雄ロータ３及び雌ロータ５を収納して、後述する複数の雄ロータ３側及び雌ロータ５側の作動室を形成するケーシング６とを有する。
【００１６】
ケーシング６には、雄ロータ３及び雌ロータ５を収納する略円筒状ボア７と、作動流体を外部から吸入するための吸入口８と、この吸入口８と雄ロータ３側及び雌ロータ５側の吸入作動室（容積が増加して作動流体を吸入する作動室、後述の図５参照）とを連通する吸入ポート９と、圧縮した作動流体を外部に吐出するための吐出口（図示せず）と、この吐出口と前記雄ロータ３側及び雌ロータ５側の圧縮作動室（容積が減少して作動流体を圧縮する作動室、後述の図１参照）とを連通する吐出ポート（図示せず）とが形成されている。
【００１７】
雄ロータ３は、吸入側（図２中下側）に設けた例えば円筒ころ軸受１０Ａ及び吐出側（図２中上側）に設けた例えば組合アンギュラ軸受１１Ａにより回動可能に支持され、雌ロータ５は、吸入側に設けた例えば円筒ころ軸受１０Ｂ及び吐出側に設けた例えば組合アンギュラ軸受１１Ｂにより回動可能に支持されている。また、雌ロータ５の吐出側端部には回動機（図示せず）が連結され、雄ロータ３及び雌ロータ５の吐出側端部には一対のタイミングギヤ１２Ａ，１２Ｂが嵌合されている。そして、前記回動機の回転動力が伝達されると、雄ロータ３及び雌ロータ５が回転駆動するようになっている。
【００１８】
ここで、本実施形態の大きな特徴として、雄ロータ３の全巻角α（詳細には、図３に示すように、雄ロータ３の吸入側（図３中左側）端面から吐出側（図３中右側）端面までの螺旋状歯２ａ，２ｂ，２ｃの巻角）は、２４０°以下１８０°以上の範囲で、例えば２４０°に設定されている。
【００１９】
次に、本実施形態による上記雄ロータ３側及び雌ロータ５側の作動室について詳細を説明する。
【００２０】
図４は、図２中断面IV−IVによる径方向断面図で上記吸入ポート９の詳細構造を表しており、図５は、図２中断面V−Vによる径方向断面図で上記作動室の吸入側断面を表しており、図１は、図２中断面Ｉ−Ｉによる径方向断面図で上記作動室の吐出側断面を表している。
【００２１】
これら図４、図５、及び図１において、上記雄ロータ３及び上記雌ロータ５は、それぞれ矢印Ａ，Ｂの方向に回転するようになっており、吸入側において、雄ロータ３の歯２ａが雌ロータ５の歯４ａ，４ｅの間（歯溝）に噛み合った状態を表している。
【００２２】
雄ロータ３側の作動室は、図示のように、雄ロータ３の歯２ａ，２ｂの間に形成された作動室１３Ａ（図５及び図１中斜線で図示）と、雄ロータ３の歯２ｂ，２ｃの間に形成された吸入作動室１３Ｂａ及び圧縮作動室１３Ｂｂと、雄ロータ３の歯２ｃ，２ａの間に形成された吸入作動室１３Ｃａ及び圧縮作動室１３Ｃｂとで構成されている。また、雌ロータ５側の作動室は、図示のように、雌ロータ５の歯４ａ，４ｂの間に形成された作動室１４Ａ（図５及び図１中斜線で図示）と、雌ロータ５の歯４ｂ，４ｃの間に形成された吸入作動室１４Ｂと、雌ロータ５の歯４ｃ，４ｄの間に形成された吸入作動室１４Ｃと、雌ロータ５の歯４ｄ，４ｅの間に形成された吸入作動室１４Ｄａ及び圧縮作動室１４Ｄｂと、雌ロータ５の歯４ｅ，４ａの間に形成された圧縮作動室１４Ｅとで構成されている。
【００２３】
そして、雄ロータ３側の作動室１３Ａ及び雌ロータ５側の作動室１４Ａは、ほぼ最大容積となってそれら吸入側が締切板１５で閉じられており、雄ロータ３側の吸入作動室１３Ｂａ，１３Ｃａ及び雌ロータ５側の吸入作動室１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄａの吸入側が、吸入ポート９を介し上記吸入口８にそれぞれ連通している。
【００２４】
また、上述したように雄ロータ３の全巻角が２４０°に設定されているので、その吸入側が締切板１５で閉じられた雄ロータ３側の吸入作動室１３Ａの吐出側と、その吸入側が吸入ポート９を介し吸入口８に連通された雌ロータ５側の吸入作動室１４Ｂの吐出側とが互いに連通しないようになっている。なお、雄ロータ３及び雌ロータ５の中心距離Ｌ及び雄ロータ３及び雌ロータ５の歯形に応じて（本実施形態では、雄ロータ３の半径寸法Ｒ１と雌ロータ５の半径寸法Ｒ２と中心間距離Ｌとの比が８：７：１１程度とする）、吸入作動室１３Ａの吐出側と吸入作動室１４Ｂの吐出側とが互いに連通しないような雄ロータ３の全巻角αの上限値は、例えば２４０°〜２３０°程度の範囲で変動する。
【００２５】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を説明する。
【００２６】
例えば燃料電池等に供給する圧縮空気を生成する場合、回動機の回転動力が伝達されると、雄ロータ３及び雌ロータ５が回転駆動する。これら雄ロータ３及び雌ロータ５の噛合回転に伴って、雄ロータ３側及び雌ロータ５側の作動室容積が増大し（詳細には、雄ロータ３側作動室が１３Ｃａ→１３Ｂａ→１３Ａの状態に、雌ロータ５側作動室が１４Ｄａ→１４Ｃ→１４Ｂ→１４Ａの状態に変化し）、吸入口８からの作動流体が吸入ポート９を介し雄ロータ３側の吸入作動室１３Ｂａ，１３Ｃａ及び雌ロータ５側の吸入作動室１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄａにそれぞれ吸入される。そして、最大容積となった雄ロータ３側の作動室１３Ａ及び雌ロータ５側の作動室１４Ａの吸入側が締切板１５で閉じられて、吸入行程が終了する。その後、雄ロータ３側及び雌ロータ５側の作動室容積が減少し（詳細には、雄ロータ３側作動室が１３Ａ→１３Ｃｂ→１３Ｂｂの状態に、雌ロータ５側作動室が１４Ａ→１４Ｅ→１４Ｄｂの状態に変化し）、圧縮された作動流体が吐出ポートを介し吐出口から吐出される。
【００２７】
このようなスクリュー圧縮機１の動作時において、本実施形態の作用を説明するための第１比較例によるスクリュー圧縮機について図６及び図７により説明する。図６は、第１比較例による作動室の吸入側断面を表す径方向断面図であり、図７は、第１比較例による作動室の吐出側断面を表す径方向断面図である。なお、これら図６及び図７において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２８】
第１比較例によるスクリュー圧縮機は、４枚の螺旋状の歯１６ａ〜１６ｄを備えた雄ロータ１７と、この雄ロータ１７の歯１６ａ〜１６ｄと噛み合う５枚の螺旋状の歯１８ａ〜１８ｅを備えた雌ロータ１９とを有しており、雄ロータ１７の全巻角αが例えば３００°に設定されている。そして、吸入側では、雄ロータ１７の歯１６ａが雌ロータ１８の歯１９ａ，１９ｅの間（歯溝）に噛み合っており、この状態における作動室について以下説明する。
【００２９】
雄ロータ１７側の作動室は、図示のように、雄ロータ１７の歯１６ａ，１６ｂの間に形成された作動室２０Ａ（図６及び図７中斜線で図示）と、雄ロータ１７の歯１６ｂ，１６ｃの間に形成された吸入作動室２０Ｂａ及び圧縮作動室２０Ｂｂと、雄ロータ１７の歯１６ｃ，１６ｄの間に形成された吸入作動室２０Ｃａ及び圧縮作動室２０Ｃｂと、雄ロータ１７の歯１６ｅ，１６ａの間に形成された吸入作動室２０Ｄａ及び圧縮作動室２０Ｄｂとで構成されている。また、雌ロータ１９側の作動室は、図示のように、雌ロータ１９の歯１８ａ，１８ｂの間に形成された作動室２１Ａ（図６及び図７中斜線で図示）と、雌ロータ１９の歯１８ｂ，１８ｃの間に形成された吸入作動室２１Ｂと、雌ロータ１９の歯１８ｃ，１８ｄの間に形成された吸入作動室２１Ｃａ及び圧縮作動室２１Ｃｂと、雌ロータ１９の歯１８ｄ，１８ｅの間に形成された吸入作動室２１Ｄａ及び圧縮作動室２１Ｄｂと、雌ロータ１９の歯１８ｅ，１８ａの間に形成された圧縮作動室２１Ｅとで構成されている。
【００３０】
そして、図示しないが、雄ロータ１７側の作動室２０Ａ及び雌ロータ１９側の作動室２１Ａは、ほぼ最大容積となってそれら吸入側が締切板で閉じられており、雄ロータ１７側の吸入作動室２０Ｂａ，２０Ｃａ，２０Ｄａ及び雌ロータ１９側の吸入作動室２１Ｂ，２１Ｃａ，２１Ｄａの吸入側が、吸入ポートを介し吸入口にそれぞれ連通している。
【００３１】
以上のように構成された第１比較例によるスクリュー圧縮機においては、雌ロータ１９の歯数（５枚）が雄ロータ１７の歯数（４枚）より１枚だけ多い構成としているので、雄ロータ１９の全巻角（＝３００°）に対し雌ロータ１７の全巻角（＝２４０°）が大幅に小さくならない。このため、その吸入側が閉じられた雄ロータ１９側の作動室２０Ａの吐出側と、雌ロータ１７側の作動室２１Ａの吐出側とが連通する場合でも、雌ロータ１９側の作動室２１Ａの吸入側が閉じられている。
【００３２】
これに対し、上記第１実施形態によるスクリュー圧縮機１は、雄ロータの歯数（３枚）が少なく、かつ雌ロータ５の歯数（５枚）が雄ロータ３の歯数より２枚多いため、雄ロータ３の全巻角α（＝２６０°）に対し雌ロータ５の全巻角（＝１５６°）が大幅に小さくなる。次に、上記第１実施形態の雄ロータ５の全巻角αを２４０°以上に設定した第２比較例によるスクリュー圧縮機について図８により説明する。図８は、第２比較例による作動室の吐出側断面を表す径方向断面図である。なお、この図８において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３３】
第２比較例では、雄ロータ３の全巻角αが２４０°以上の例えば２６０°に設定されているため、吸入側が閉じられた雄ロータ３側の作動室１３Ａの吐出側と、雌ロータ５側の作動室１４Ｂの吐出側とが互いに連通している。このとき、上記第１比較例と異なり、上述したように雌ロータ５の全巻角が比較的小さいので、雌ロータ５側の作動室１４Ｂの吸入側が吸入ポート９を介し吸入口８に連通する（前述の図４及び図５参照）。これにより、雄ロータ３側の作動室１３Ａの吸入側が閉じられ吸入行程が終了しているにも関わらず、雄ロータ３側の作動室１３Ａの吐出側から雌ロータ５側の作動室１４Ｂを介して作動流体が洩れてしまう。そして、洩れている間は雄ロータ３側の作動室の作動流体が圧縮されないので、圧縮開始が遅れるとともに、圧縮性能（圧縮比）が低下する。
【００３４】
そこで本実施形態においては、その吸入側が吸入口８に連通されず閉じられた雄ロータ３側の作動室１３Ａの吐出側と、その吸入側が吸入ポート９を介し吸入口８に連通された雌ロータ５側の作動室１４Ｂの吐出側とが互いに連通しないように、雄ロータ５の全巻角を２４０°以下に設定する。これにより、上述した雄ロータ３側の作動室１３Ａの吐出側から雌ロータ５側の作動室１４Ｂを介した作動流体の洩れを防止し、圧縮性能を高めることができる。
【００３５】
また、本実施形態において雄ロータ３の全巻角αを比較的小さく設定する場合について説明する。図９は、雄ロータ３の全巻角に対応する雄ロータ３側の作動室容積変化の特性図である。
【００３６】
この図９において、横軸は雄ロータ３の回転角θをとって表しており、縦軸は雄ロータ３側の作動室容積（最大を１とする）をとって表している。なお、雄ロータ３側の作動室容積がほぼ最大となって減少しはじめるときを、雄ロータ３の回転角θ＝０°近傍としている。雄ロータ３の全巻角αを例えば１５０°に設定する場合は、図示のように、雄ロータ３の回転角θ＝−３６０°〜−７０°の範囲で作動室容積が増加し、回転角θ＝−７０°〜−３０°の範囲で作動室容積が最大となって実質的に一定となり、回転角θ＝−３０°〜３００°の範囲で作動室容積が減少する。これに対し、雄ロータ３の全巻角αを例えば１８０°又は２００°に設定する場合は、図示のように、雄ロータ３の回転角θ＝−３６０°〜−３０°の範囲で作動室容積が増加し、回転角θ＝−３０°近傍で作動室容積が最大となって実質的に一定となり、回転角θ＝−３０°〜２８０°の範囲で作動室容積が減少する。
【００３７】
したがって、雄ロータ３の全巻角αを１８０°以上に設定すれば、回転角θの全範囲にわたって雄ロータ３側の作動室容積が緩やかに変化するといえる。すなわち、雄ロータ３の全巻角αを小さく設定しすぎた場合は、雄ロータ３側の作動室容積が急激に変化するので圧力損失が大きくなり、また、同時に存在する雄ロータ３側の圧縮作動室の数が少なくなり、隣接する作動室の圧力差が大きくなって洩れ損失が大きくなるので、圧縮効率が低下する。しかしながら、本実施形態においては、雄ロータの全巻角を１８０°以上に設定することで、雄ロータ３の回転角θの全範囲にわたって作動室容積を緩やかに変化させ、所定の圧縮効率を確保することができる。
【００３８】
本発明の第２実施形態を図１０及び図１１により説明する。
【００３９】
本実施形態は、雄ロータの歯数が３枚、雌ロータの歯数が６枚で構成された実施形態である。
【００４０】
図１０は、本実施形態による作動室の吸入側断面の詳細構造を表す径方向断面図であり、図１１は、本実施形態による作動室の吐出側断面の詳細構造を表す径方向断面図である。なお、これら図１０及び図１１において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４１】
本実施形態においては、３枚の螺旋状の歯２ａ〜２ｃを備えた上記雄ロータ３と、この雄ロータ３の歯２ａ〜２ｃと噛み合う６枚の螺旋状の歯２２ａ〜２２ｆを備えた雌ロータ２３が設けられ、雄ロータ３の全巻角αが例えば２４０°に設定されている。そして、吸入側において、雄ロータ３の歯２ａが雌ロータ２３の歯２２ａ，２２ｆの間（歯溝）に噛み合っており、この状態における雌ロータ２３側の作動室について以下説明する。
【００４２】
雌ロータ２３側の作動室は、図示のように、雌ロータ２３の歯２２ａ，２２ｂの間に形成された作動室２４Ａ（図１０及び図１１中斜線で図示）と、雌ロータ２３の歯２２ｂ，２２ｃの間に形成された吸入作動室２４Ｂと、雌ロータ２３の歯２２ｃ，２２ｄの間に形成された吸入作動室２４Ｃと、雌ロータ２３の歯２２ｄ，２２ｅの間に形成された吸入作動室２４Ｄと、雌ロータ２３の歯２２ｅ，２２ｆの間に形成された吸入作動室２４Ｅａ及び圧縮作動室２４Ｅｂと、雌ロータ２３の歯２２ｆ，２２ａの間に形成された圧縮作動室２４Ｆとで構成されている。
【００４３】
そして、図示しないが、雄ロータ３側の作動室１３Ａ及び雌ロータ２３側の作動室２４Ａは、ほぼ最大容積となってそれら吸入側が締切板で閉じられており、雄ロータ３側の吸入作動室１３Ｂａ，１３Ｄａ及び雌ロータ２３側の吸入作動室２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅａの吸入側は、吸入ポートを介し吸入口にそれぞれ連通している。
【００４４】
以上のように構成された本実施形態においても、上記第１実施形態同様、雄ロータ３の全巻角が２４０°に設定されて、その吸入側が閉じられた雄ロータ３側の作動室１３Ａの吐出側と、その吸入側が吸入ポートを介し吸入口に連通された雌ロータ２３側の吸入作動室２４Ｃの吐出側とが互いに連通しないので、雄ロータ３側の作動室１３Ａの吐出側から雌ロータ２３側の吸入作動室２４Ｃを介した作動流体の洩れを十分に防止し、圧縮性能を高めることができる。
【００４５】
なお、上記第１及び上記第２実施形態においては、雄ロータの歯数を３枚、雌ロータの歯数を５枚又は６枚とした構成を例に取って説明したが、これに限らない。すなわち、例えば雄ロータの歯数を４枚、雌ロータの歯数を６枚とした構成や、例えば雄ロータの歯数を５枚、雌ロータの歯数を７枚とした構成等に適用してもよく、上記同様の効果を得る。なお、このように雄ロータの歯数が３枚より多く構成された場合には、その吸入側が吸入ポートで連通されずに閉じられた雄ロータ側作動室の吐出側と、その吸入側が吸入ポートで連通された雌ロータ側作動室の吐出側とが互いに連通しないような雄ロータの全巻角の上限値は２４０°より大きくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図２中断面Ｉ−Ｉによる径方向断面図であり、本発明のスクリュー圧縮機の第１実施形態を構成する作動室の吐出側断面の詳細構造を表す。
【図２】本発明のスクリュー圧縮機の第１実施形態の詳細構造を表す軸方向断面図である。
【図３】本発明のスクリュー圧縮機の第１実施形態を構成する雄ロータの全巻角を説明する概略図である。
【図４】図２中断面IV−IVによる径方向断面図であり、本発明のスクリュー圧縮機の第１実施形態を構成する吸入ポートの詳細構造を表す。
【図５】図２中断面V−Vによる径方向断面図であり、本発明のスクリュー圧縮機の第１実施形態を構成する作動室の吸入側断面の詳細構造を表す。
【図６】本発明のスクリュー圧縮機の第１比較例を構成する作動室の吸入側断面の詳細構造を表す径方向断面図である。
【図７】本発明のスクリュー圧縮機の第１比較例を構成する作動室の吐出側断面の詳細構造を表す径方向断面図である。
【図８】本発明のスクリュー圧縮機の第２比較例を構成する作動室の吐出側断面の詳細構造を表す径方向断面図である。
【図９】本発明のスクリュー圧縮機を構成する雄ロータの全巻角に対応する雄ロータ側の作動室容積変化の特性図である。
【図１０】本発明のスクリュー圧縮機の第２実施形態を構成する作動室の吸入側断面の詳細構造を表す径方向断面図である。
【図１１】本発明のスクリュー圧縮機の第２実施形態を構成する作動室の吐出側断面の詳細構造を表す径方向断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１              スクリュー圧縮機
２ａ〜２ｃ      雄ロータの歯
３              雄ロータ
４ａ〜４ｅ      雌ロータの歯
５              雌ロータ
６              ケーシング
８              吸入口
９              吸入ポート
１３Ａ，１３Ｂａ，１３Ｂｂ，１３Ｃａ，１３Ｃｂ  雄ロータ側作動室
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄａ，１４Ｄｂ，１４Ｅ  雌ロータ側作動室
２２ａ〜２２ｆ  雌ロータの歯
２３            雌ロータ
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅａ，２４Ｅｂ，２４Ｆ  雌ロータ側作動室
α              雄ロータの全巻角
【図１】
2005083194.tif 000003
【図２】
2005083194.tif 000004
【図３】
2005083194.tif 000005
【図４】
2005083194.tif 000006
【図５】
2005083194.tif 000007
【図６】
2005083194.tif 000008
【図７】
2005083194.tif 000009
【図８】
2005083194.tif 000010
【図９】
2005083194.tif 000011
【図１０】
2005083194.tif 000012
【図１１】
2005083194.tif 000013