(57)【要約】【課題】シングルスクリュー圧縮機において、ゲートロータの厚みを増大させることなく、スクリューロータの螺旋溝と噛み合ったゲートの破損を抑える。【解決手段】シングルスクリュー圧縮機において、複数のゲート（51）を、それぞれ樹脂製の板状体からなる樹脂板部材（53）によって形成する。また、各樹脂板部材（53）と該樹脂板部材（53）によって形成されたゲート（51）を支持するゲート支持部（57）との接触面（53a,57a）のうちの一方に、突起（63）を形成し、他方に、該突起（63）を樹脂板部材（53）の厚さ方向に移動不能に収容する孔（61）を形成する。【選択図】図６
2016020644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（10）と、
上記ケーシング（10）に収容されて回転駆動されるスクリューロータ（40）と、
上記スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と噛み合わされる複数の平板状のゲート（51）が放射状に形成され、上記スクリューロータ（40）の回転に伴って該スクリューロータ（40）の回転軸に垂直な平面内にあるゲート軸（50a）周りに回転するゲートロータ（50）と、
上記複数のゲート（51）の背面にそれぞれ接触して該ゲート（51）の背面に沿って放射状に延びる複数のゲート支持部（57）が形成され、上記ゲートロータ（50）と共に上記ゲート軸（50a）周りに回転して該ゲートロータ（50）を背面側から支持するゲートロータ支持部材（55）とを備え、
上記スクリューロータ（40）と上記ケーシング（10）と上記ゲート（51）とによって区画された圧縮室（23）内の流体を圧縮するシングルスクリュー圧縮機であって、
上記各ゲート（51）は、先端部を含む少なくとも一部が、それぞれ樹脂製の板状体からなる樹脂板部材（53）によって形成され、
上記各樹脂板部材（53）と該樹脂板部材（53）によって少なくとも一部が形成された上記ゲート（51）を支持する上記ゲート支持部（57）との接触面（53a,57a）のうちの一方には、突起（63）が形成され、他方には、上記突起（63）を上記樹脂板部材（53）の厚さ方向に移動不能に収容する孔（61）が形成されている
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記各突起（63）は、上記ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条突起（63）であり、
上記各孔（61）は、上記ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条孔（61）である
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、
上記各樹脂板部材（53）の先端側に、該樹脂板部材（53）が接触する上記ゲート支持部（57）に固定されて該樹脂板部材（53）の遠心力による移動を規制する規制部材（64）が設けられている
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
上記各ゲート（51）は、それぞれ上記樹脂板部材（53）のみによって構成され、
上記各樹脂板部材（53）の上記ゲート軸（50a）側には、該樹脂板部材（53）の該ゲート軸（50a）側への位置ずれを許容する空隙（66）が形成されている
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
上記各ゲート（51）は、上記樹脂板部材（53）と、該樹脂板部材（53）の上記ゲート軸（50a）側に設けられて金属材料によって形成された金属板部材（54）とによって構成され、
上記各ゲート（51）において、上記樹脂板部材（53）は上記金属板部材（54）よりも幅広に形成されている
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
上記突起（63）は、上記各ゲート支持部（57）の前面（57a）に形成され、
上記孔（61）は、上記各樹脂板部材（53）の背面（53a）に形成されている
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
上記突起（63）は、上記各樹脂板部材（53）の背面（53a）に形成され、
上記孔（61）は、上記各ゲート支持部（57）の前面（57a）に形成されている
ことを特徴とするシングルスクリュー圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シングルスクリュー圧縮機のゲートの破損防止策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒や空気等の流体を圧縮する圧縮機として、シングルスクリュー圧縮機が用いられている。例えば、特許文献１には、１つのスクリューロータと２つのゲートロータとを備えたシングルスクリュー圧縮機が開示されている。
【０００３】
上記シングルスクリュー圧縮機では、スクリューロータは、概ね円柱状に形成され、外周面に複数の螺旋溝が形成されてケーシングに収容されている。ゲートロータは、概ね平板状に形成され、複数の長方形板状のゲートが放射状に形成されている。また、ゲートロータは、スクリューロータの回転軸に垂直な平面内にあるゲート軸周りに回転自在に設けられ、ゲートの一部がスクリューロータの螺旋溝と噛み合うように、スクリューロータの側方に配置されている。一般的なシングルスクリュー圧縮機において、ゲートロータは、樹脂製の平板状に形成され、回転軸部を有する金属性の支持部材に取り付けられる。支持部材は、ゲートの背面に沿って放射状に延びる複数のゲート支持部を有している。
【０００４】
上記シングルスクリュー圧縮機では、スクリューロータの螺旋溝と、ゲートロータのゲートと、ケーシングの内壁面とによって圧縮室が形成される。ケーシング内には、圧縮前の低圧の流体が導入される低圧空間と、圧縮後の高圧の流体が充満する高圧空間とが区画されている。低圧空間は、螺旋溝の始端（吸入側の端部）に連通し、高圧空間は、螺旋溝の終端（吐出側の端部）に吐出ポートを介して連通している。
【０００５】
上記シングルスクリュー圧縮機において、スクリューロータを電動機等で回転駆動すると、スクリューロータの回転に伴ってゲートロータが回転する。このとき、螺旋溝に噛み合うゲートが、螺旋溝の始端から終端へ向かって相対的に移動し、閉じきり状態となった圧縮室の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室内の流体が圧縮される。
【０００６】
図１３（Ａ）に示すように、運転中のシングルスクリュー圧縮機では、螺旋溝（c）内のゲート（a）のゲート支持部と反対側（螺旋溝の終端側）が圧縮行程の圧縮室となり、ゲート支持部側（螺旋溝の始端側）が吸入行程の圧縮室となる。そして、螺旋溝（c）内のゲート（a）には、ゲート支持部と反対側の前面に圧縮行程の流体の圧力が作用し、ゲート支持部側の背面に圧縮前の流体の圧力が作用する。従って、螺旋溝（c）内のゲート（a）には、該ゲート（a）を背面側へ押す方向に力が作用する。一方、各ゲート（a）は、背面側から支持部材（b）によって支持されている。そのため、運転中には、支持部材（b）によってゲート（a）を背面側へ押す力が受け止められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３２４６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、シングルスクリュー圧縮機の運転が急停止すると、螺旋溝（c）の始端と終端との圧力差によってスクリューロータが逆回転する。スクリューロータが逆回転すると、螺旋溝（c）とゲート（a）とケーシングの内壁面とで区画される空間が流体を膨張させる膨張室となる。そして、螺旋溝（c）内のゲート（a）には、ゲート支持部と反対側の前面に膨張した流体の圧力が作用し、ゲート支持部側の背面に低圧空間の流体の圧力が作用する。そのため、膨張室内の圧力が低圧空間よりも低くなると、螺旋溝（c）内のゲート（a）には、該ゲート（a）をゲート支持部と反対側へ押す方向に力が作用する（図１３（Ｂ）参照）。このように、スクリューロータの逆回転時には、螺旋溝（c）内のゲート（a）がゲート支持部と反対側へ反り返って破損するおそれがあった。
【０００９】
そこで、ゲートロータの厚みを増大させて強度を高めることで破損を防止することが考えられる。しかしながら、ゲート（a）と共に該ゲート（a）を支持する支持部材（b）の一部も螺旋溝（c）に噛み込まれる。そのため、ゲートロータの厚みを増大させると、その分だけ支持部材（b）の厚みを低減しなければゲート（a）と共に支持部材（b）を螺旋溝（c）に噛み込ませることができない。しかしながら、支持部材（b）の厚みを低減すると、支持部材（b）の剛性が低下する。そのため、圧縮前後の流体の圧力差が大きい運転状態の際に、流体がゲート（a）を背面側へ押す力を支持部材（b）が十分に受け止められなくなり、閉じきり状態となった圧縮室からの流体の漏れが増大して運転効率が低下するという問題があった。
【００１０】
また、樹脂は熱膨張率が大きいため、樹脂製のゲートロータの厚みを増大させると、運転中に、ゲート（a）が、熱膨張により、スクリューロータを収容するケーシングの内壁に押し付けられるため、ゲートロータ及びスクリューロータの回転が阻止される所謂スクリューロックを引き起こすおそれがあった。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シングルスクリュー圧縮機において、ゲートロータの厚みを増大させることなく、スクリューロータの螺旋溝と噛み合ったゲートの破損を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明は、ケーシング（10）と、上記ケーシング（10）に収容されて回転駆動されるスクリューロータ（40）と、上記スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と噛み合わされる複数の平板状のゲート（51）が放射状に形成され、上記スクリューロータ（40）の回転に伴って該スクリューロータ（40）の回転軸に垂直な平面内にあるゲート軸（50a）周りに回転するゲートロータ（50）と、上記複数のゲート（51）の背面にそれぞれ接触して該ゲート（51）の背面に沿って放射状に延びる複数のゲート支持部（57）が形成され、上記ゲートロータ（50）と共に上記ゲート軸（50a）周りに回転して該ゲートロータ（50）を背面側から支持するゲートロータ支持部材（55）とを備え、上記スクリューロータ（40）と上記ケーシング（10）と上記ゲート（51）とによって区画された圧縮室（23）内の流体を圧縮するシングルスクリュー圧縮機であって、上記各ゲート（51）は、先端部を含む少なくとも一部が、それぞれ樹脂製の板状体からなる樹脂板部材（53）によって形成され、上記各樹脂板部材（53）と該樹脂板部材（53）によって少なくとも一部が形成された上記ゲート（51）を支持する上記ゲート支持部（57）との接触面（53a,57a）のうちの一方には、突起（63）が形成され、他方には、上記突起（63）を上記樹脂板部材（53）の厚さ方向に移動不能に収容する孔（61）が形成されている。
【００１３】
第１の発明では、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）にゲートロータ（50）のゲート（51）が噛み合わされる。スクリューロータ（40）が回転駆動されると、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合ったゲートロータ（50）がスクリューロータ（40）の回転軸に垂直な平面内にあるゲート軸（50a）周りに回転し、圧縮室（23）内の流体が圧縮される。ゲートロータ（50）の各ゲート（51）の背面側にはゲートロータ支持部材（55）のゲート支持部（57）が配置され、各ゲート支持部（57）が対応するゲート（51）を支える。
【００１４】
また、第１の発明では、各ゲート（51）の先端部を含む少なくとも一部が、それぞれ樹脂製の板状体からなる樹脂板部材（53）によって形成されている。そして、互いに接触する樹脂板部材（53）とゲート支持部（57）との一方の接触面（53a,57a）には、突起（63）が形成され、他方の接触面（57a,53a）には、一方の接触面（53a,57a）に形成された突起（63）がゲート（51）の厚さ方向に移動不能に収容される孔（61）が形成されている。このように互いに接触する樹脂板部材（53）とゲート支持部（57）との間において、突起（63）が孔（61）に収容されることにより、樹脂板部材（53）が、ゲート支持部（57）に、厚さ方向に移動不能に取り付けられる。よって、スクリューロータ（40）の逆回転によって、ゲート（51）のゲート支持部（57）と反対側の前面に作用する流体の圧力が、ゲート（51）のゲート支持部（57）側の背面に作用する流体の圧力よりも低くなっても、樹脂板部材（53）のゲート支持部（57）と反対側への反り返りが抑制される。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、上記各突起（63）は、上記ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条突起（63）であり、上記各孔（61）は、上記ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条孔（61）である。
【００１６】
第２の発明では、樹脂板部材（53）をゲート支持部（57）に取り付ける突起（63）と孔（61）とが、ゲート軸（50a）に直交する方向に長く形成されている。よって、樹脂板部材（53）が、広い範囲においてゲート支持部（57）に取り付けられる。
【００１７】
第３の発明は、第２の発明において、上記各樹脂板部材（53）の先端側に、該樹脂板部材（53）が接触する上記ゲート支持部（57）に固定されて該樹脂板部材（53）の遠心力による移動を規制する規制部材（64）が設けられている。
【００１８】
ところで、各ゲート（51）は、ゲート軸（50a）周りに旋回するため、各ゲート（51）の少なくとも一部を構成する樹脂板部材（53）には、遠心力が作用する。また、突起（63）と孔（61）とを、ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条突起（63）と線条孔（61）とによって構成すると、樹脂板部材（53）に作用する遠心力の方向と突起（63）及び孔（61）の延伸方向とが一致する。そのため、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）内において、樹脂板部材（53）が、遠心力によってゲート支持部（57）の先端側（ゲートロータ（50）の径方向外側）へずれて螺旋溝（41）の壁面に押し付けられて摩耗するおそれが生じる。また、各ゲート（51）とスクリューロータ（40）との間において発生した摩擦熱によって、スクリューロータ（40）が熱膨張し、ケーシング（10）の内壁面と摺接して焼き付くおそれも生じる。
【００１９】
そこで、第３の発明では、各樹脂板部材（53）の先端側に、樹脂板部材（53）の遠心力による移動を規制する規制部材（64）を設けている。これにより、ゲートロータ（50）の回転によって各樹脂板部材（53）に遠心力が作用しても、樹脂板部材（53）のゲート支持部（57）に対する先端側（ゲートロータ（50）の径方向外側）へのずれが抑制される。よって、各樹脂板部材（53）が螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。
【００２０】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記各ゲート（51）は、それぞれ上記樹脂板部材（53）のみによって構成され、上記各樹脂板部材（53）の上記ゲート軸（50a）側には、該樹脂板部材（53）の該ゲート軸（50a）側への位置ずれを許容する空隙（66）が形成されている。
【００２１】
第４の発明では、各ゲート（51）が、金属に比べて熱膨張率の高い樹脂からなる樹脂板部材（53）のみによって構成されている。そのため、スクリュー圧縮機の運転中には、樹脂板部材（53）が、熱膨張によってスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に押し付けられて摩耗するおそれがある。また、各ゲート（51）とスクリューロータ（40）との間において発生した摩擦熱によって、スクリューロータ（40）が熱膨張し、ケーシング（10）の内壁面と摺接して焼き付くおそれも生じる。
【００２２】
そこで、第４の発明では、各樹脂板部材（53）のゲート軸（50a）側に、該樹脂板部材（53）のゲート軸（50a）側への位置ずれを許容する空隙（66）を形成している。そのため、螺旋溝（41）内の樹脂板部材（53）が熱膨張してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に当接しても、該螺旋溝（41）の壁面によって樹脂板部材（53）が押圧されて樹脂板部材（53）の位置がゲート軸（50a）側へずれることにより、各樹脂板部材（53）が螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。
【００２３】
第５の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記各ゲート（51）は、上記樹脂板部材（53）と、該樹脂板部材（53）の上記ゲート軸（50a）側に設けられて金属材料によって形成された金属板部材（54）とによって構成され、上記各ゲート（51）において、上記樹脂板部材（53）は、上記金属板部材（54）よりも幅広に形成されている。
【００２４】
第５の発明では、各ゲート（51）は、先端側の樹脂板部材（53）と、ゲート軸（50a）側の金属板部材（54）とによって構成されている。このように各ゲート（51）の一部が金属板部材（54）によって構成されているため、各ゲート（51）における樹脂板部材（53）の割合が低く抑えられる。これにより、スクリュー圧縮機の運転中における、各ゲート（51）の熱膨張量が低く抑えられる。よって、各ゲート（51）の先端部を構成する樹脂板部材（53）が、熱膨張によってスクリューロータ（40）に強く押し付けられない。
【００２５】
ところで、上述のように、各ゲート（51）の一部が金属板部材（54）によって構成されると、該金属板部材（54）がスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面と当接して損傷するおそれがある。
【００２６】
そこで、第５の発明では、各ゲート（51）において、樹脂板部材（53）を金属板部材（54）よりも幅広に形成することとしている。これにより、金属板部材（54）よりも幅の広い樹脂板部材（53）がスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に当接することにより、金属板部材（54）の螺旋溝（41）の壁面との当接による損傷が回避される。
【００２７】
第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記突起（63）は、上記各ゲート支持部（57）の前面（57a）に形成され、上記孔（61）は、上記各樹脂板部材（53）の背面（53a）に形成されている。
【００２８】
第６の発明では、ゲート支持部（57）の前面に形成された突起（63）が、樹脂板部材（53）の背面（53a）に形成された孔（61）に収容されることにより、樹脂板部材（53）が、ゲート支持部（57）に、厚さ方向に移動不能に取り付けられる。
【００２９】
第７の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記突起（63）は、上記各樹脂板部材（53）の背面（53a）に形成され、上記孔（61）は、上記各ゲート支持部（57）の前面（57a）に形成されている。
【００３０】
第７の発明では、樹脂板部材（53）の背面（53a）に形成された突起（63）が、ゲート支持部（57）の前面に形成された孔（61）に収容されることにより、樹脂板部材（53）が、ゲート支持部（57）に、厚さ方向に移動不能に取り付けられる。
【発明の効果】
【００３１】
第１の発明によれば、各ゲート（51）の先端部を含む少なくとも一部を構成する樹脂板部材（53）と該ゲート（51）を支持するゲート支持部（57）との接触面（53a,57a）のうちの一方に突起（63）を形成し、他方に該突起（63）を樹脂板部材（53）の厚さ方向に移動不能に収容する孔（61）を形成することとした。この突起（63）と孔（61）とを係合させることにより、各樹脂板部材（53）が、ゲート支持部（57）に対して厚さ方向に移動不能に取り付けられる。このような構成により、スクリューロータ（40）の逆回転によって、ゲート（51）のゲート支持部（57）と反対側の前面に作用する流体の圧力がゲート支持部（57）側の背面に作用する流体の圧力よりも低くなっても、樹脂板部材（53）がゲート支持部（57）と反対側へ反り返り難くなる。従って、ゲートロータ（50）の厚みを増大させることなく、スクリューロータ（40）の逆回転時における螺旋溝（41）内のゲート（51）の破損を抑制することができる。
【００３２】
また、第２の発明によれば、樹脂板部材（53）をゲート支持部（57）に取り付ける突起（63）と孔（61）とを、ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条突起（63）と線条孔（61）とによって構成することとした。このような線条突起（63）と線条孔（61）とにより、樹脂板部材（53）は、広い範囲においてゲート支持部（57）に取り付けられることとなる。そのため、スクリューロータ（40）の逆回転時における螺旋溝（41）内のゲート（51）の破損をより一層抑制することができる。
【００３３】
また、第３の発明によれば、各樹脂板部材（53）の先端側に、樹脂板部材（53）の遠心力による移動を規制する規制部材（64）を設けることとした。そのため、ゲートロータ（50）の回転によって各樹脂板部材（53）に遠心力が作用しても、樹脂板部材（53）のゲート支持部（57）に対する先端側（ゲートロータ（50）の径方向外側）へのずれが防止される。よって、樹脂板部材（53）が遠心力によってスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられて摩耗することを防止することができる。また、各樹脂板部材（53）とスクリューロータ（40）との摩擦熱によるスクリューロータ（40）の熱膨張を防止することができるため、スクリューロータ（40）とケーシング（10）の内壁面との焼き付きを防止することができる。
【００３４】
また、第４の発明によれば、ゲートロータ（50）において、各樹脂板部材（53）の内側に、該樹脂板部材（53）のゲート軸（50a）側への位置ずれを許容する空隙（66）を形成することとした。そのため、螺旋溝（41）内の樹脂板部材（53）が熱膨張してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に当接しても、該螺旋溝（41）の壁面によって樹脂板部材（53）が押圧されて樹脂板部材（53）の位置がゲート軸（50a）側へずれることにより、各樹脂板部材（53）が螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。よって、各樹脂板部材（53）が、熱膨張によってスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられて摩耗することを回避することができる。また、各樹脂板部材（53）とスクリューロータ（40）との摩擦熱によるスクリューロータ（40）の熱膨張を防止することができるため、スクリューロータ（40）とケーシング（10）の内壁面との焼き付きを防止することができる。
【００３５】
また、第５の発明によれば、各ゲート（51）を、先端側の樹脂板部材（53）と、ゲート軸（50a）側の金属板部材（54）とによって構成することとした。このように各ゲート（51）の一部を金属板部材（54）によって構成して、各ゲート（51）における樹脂板部材（53）の割合を低く抑えることにより、スクリュー圧縮機の運転中における、各ゲート（51）の熱膨張量を低く抑えることができる。従って、各ゲート（51）の先端部を構成する樹脂板部材（53）が、熱膨張によってスクリューロータ（40）に強く押し付けられて摩耗することを回避することができる。また、各樹脂板部材（53）とスクリューロータ（40）との摩擦熱によるスクリューロータ（40）の熱膨張を防止することができるため、スクリューロータ（40）とケーシング（10）の内壁面との焼き付きを防止することができる。
【００３６】
また、第５の発明によれば、各ゲート（51）において、樹脂板部材（53）を金属板部材（54）よりも幅広に形成することとしている。このような構成により、金属板部材（54）よりも幅の広い樹脂板部材（53）がスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に当接することにより、金属板部材（54）の螺旋溝（41）の壁面との当接による損傷を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の実施形態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２】図２は、図１におけるII−II断面を示す横断面図である。
【図３】図３は、シングルスクリュー圧縮機のスクリューロータとゲートロータ組立体を抜き出して示す斜視図である。
【図４】図４は、ゲートロータ組立体をゲートロータのゲート支持部と反対側から見た平面図である。
【図５】図５は、ゲートロータ組立体をゲートロータのゲート支持部側から見た平面図である。
【図６】図６（Ａ）は、図３のゲートロータ組立体の一部を拡大して示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のゲートの先端部を拡大して示す斜視図である。
【図７】図７（Ａ）は、図４におけるVIIＡ−VIIＡ断面を示す断面図であり、図７（Ｂ）は、図４におけるVIIＢ−VIIＢ断面を示す断面図である。
【図８】図８は、シングルスクリュー圧縮機の圧縮機構の動作を示す平面図であり、（Ａ）は吸込行程を示し、（Ｂ）は圧縮行程を示し、（Ｃ）は吐出行程示す。
【図９】図９は、本発明の実施形態２に係るゲートロータ組立体をゲートロータのゲート支持部と反対側から見た平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態２に係るゲートロータ組立体の一部を拡大して示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０のゲートの先端部を分解した状態で示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態２に係るゲートロータ組立体のゲートの先端部を分解した状態で示す斜視図である。
【図１３】図１３は、従来のシングルスクリュー圧縮機において、スクリューロータの螺旋溝に噛み合うゲートの両側の圧力関係を示す模式図であり、（Ａ）はスクリューロータの正回転時を示し、（Ｂ）はスクリューロータの逆回転時を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
《発明の実施形態１》
−シングルスクリュー圧縮機の全体構成−
本実施形態のシングルスクリュー圧縮機（1）（以下、単にスクリュー圧縮機と言う。）は、冷凍サイクルを行う冷媒回路に設けられて冷媒を圧縮するためのものである。
【００４０】
図１，図２に示すように、シングルスクリュー圧縮機（1）は、半密閉型に構成されている。シングルスクリュー圧縮機（1）は、圧縮機構（20）とそれを駆動する電動機とが１つのケーシング（10）に収容されている。圧縮機構（20）は、駆動軸（21）を介して電動機と連結されている。図１において、電動機は省略されている。また、ケーシング（10）内には、冷媒回路の蒸発器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。
【００４１】
圧縮機構（20）は、ケーシング（10）の一部を構成する円筒壁（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つのゲートロータ（50）とを備えている。スクリューロータ（40）には、駆動軸（21）が挿通されている。スクリューロータ（40）と駆動軸（21）は、キー（22）によって連結されている。駆動軸（21）は、スクリューロータ（40）と同軸上に配置されている。駆動軸（21）の先端部は、圧縮機構（20）の高圧側（図１における駆動軸（21）の軸方向を左右方向とした場合の右側）に位置する軸受ホルダ（35）に回転自在に支持されている。この軸受ホルダ（35）は、軸受（36）を介して駆動軸（21）を支持している。
【００４２】
図３に示すように、スクリューロータ（40）は、概ね円柱状に形成された金属製の部材である。スクリューロータ（40）は、円筒壁（30）内に回転可能に収容され、その外周面が円筒壁（30）の内周面と摺接する。スクリューロータ（40）の外周面には、スクリューロータ（40）の一端から他端へ向かって螺旋状に延びる螺旋溝（41）が複数（本実施形態では、６本）形成されている。
【００４３】
スクリューロータ（40）の各螺旋溝（41）は、図３における前端（駆動軸（21）の軸方向の手前側の端）が始端となり、同図における後端（駆動軸（21）の軸方向の奥側の端）が終端となっている。また、スクリューロータ（40）は、同図における前端部（吸入側の端部）がテーパー状に形成されている。図３に示すスクリューロータ（40）では、テーパー面状に形成されたその前端面に螺旋溝（41）の始端が開口する一方、その後端面に螺旋溝（41）の終端は開口していない。
【００４４】
ゲートロータ（50）は、やや肉厚の樹脂製の平板状部材によって形成されている。ゲートロータ（50）は、放射状に設けられた複数（本実施形態では、１１枚）のゲート（51）を有し、回転自在に構成されている。詳細については後述するが、本実施形態では、ゲートロータ（50）は、各ゲート（51）が１つずつ形成されて互いに別体に形成された複数の樹脂製の樹脂板部材（53）によって構成されている。２つのゲートロータ（50）は、それぞれが金属製のゲートロータ支持部材（55）にゲート軸（50a）周りに回転自在に取り付けられている（図３を参照）。
【００４５】
図２及び図３に示すように、ゲートロータ支持部材（55）は、円板部（56）とゲート支持部（57）と軸部（58）とを備えている。円板部（56）は、やや肉厚の円板状に形成されている。ゲート支持部（57）は、ゲートロータ（50）のゲート（51）と同数（本実施形態では、１１枚）だけ設けられており、円板部（56）の外周部から外側へ向かって放射状に延びている。各ゲート支持部（57）は、対応するゲート（51）の背面に沿って延びており、そのゲート（51）を背面側から支持している。軸部（58）は、丸棒状に形成されて円板部（56）に立設されている。軸部（58）の軸心と円板部（56）の軸心とは一致している。ゲートロータ（50）は、円板部（56）及びゲート支持部（57）における軸部（58）とは反対側の面に取り付けられている。
【００４６】
ゲートロータ（50）とゲートロータ支持部材（55）とは、ゲートロータ組立体（60）を構成している。詳細な構成については後述するが、図２及び図３に示すように、ゲートロータ組立体（60）は、ケーシング（10）内に区画形成されたゲートロータ室（90）に収容されている（図２を参照）。ゲートロータ室（90）は、円筒壁（30）に隣接した空間であって、スクリューロータ（40）の回転軸を挟んだ両側に１つずつ形成されている。各ゲートロータ室（90）は、低圧空間（S1）に連通している。
【００４７】
各ゲートロータ室（90）には、概ね円筒状に形成された軸受ハウジング（91）が１つずつ設けられている。軸受ハウジング（91）は、ケーシング（10）の外周壁の開口（94）に取り付けられ、外端が閉塞板（95）によって閉塞されている。この軸受ハウジング（91）に、軸受（92,93）を介してゲートロータ支持部材（55）の軸部（58）が回転自在に取り付けられることにより、ゲートロータ組立体（60）が軸受ハウジング（91）に回転自在に取り付けられている。
【００４８】
図２におけるスクリューロータ（40）の右側に配置されたゲートロータ組立体（60）は、ゲートロータ（50）が下端側となる姿勢（即ち、ゲートロータ（50）のゲート支持部（57）と反対側の前面が下を向く姿勢）で設置されている。一方、同図におけるスクリューロータ（40）の左側に配置されたゲートロータ組立体（60）は、ゲートロータ（50）が上端側となる姿勢で（即ち、ゲートロータ（50）のゲート支持部（57）と反対側の前面が上を向く姿勢）設置されている。つまり、ケーシング（10）内において、２つのゲートロータ組立体（60）は、スクリューロータ（40）の回転軸に対して互いに軸対称となる姿勢で設置されている。また、各ゲートロータ組立体（60）の回転軸（即ち、ゲートロータ（50）のゲート軸（50a）や軸部（58）の軸心）は、スクリューロータ（40）の回転軸に垂直な平面内に延びている。
【００４９】
また、ケーシング（10）内において、ゲートロータ組立体（60）は、ゲートロータ（50）の一部が円筒壁（30）を貫通し、一部のゲート（51）がスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）に噛み合うように配置されている。ケーシング（10）の円筒壁（30）では、ゲートロータ（50）が貫通する部分の壁面が、ゲートロータ（50）のゲート支持部（57）と反対側の前面と対面する側方シール面（32）を構成している。この側方シール面（32）は、スクリューロータ（40）の外周に沿ってスクリューロータ（40）の軸方向へ延びる平面である。ゲートロータ（50）と側方シール面（32）のクリアランスは、極めて小さい値（例えば４０μｍ以下）に設定されている。また、ケーシング（10）の外周壁には、各ゲートロータ室（90）の各ゲートロータ組立体（60）の外方に、メンテナンス用の開口（96）が形成されている。該開口（96）は、それぞれ閉塞板（97）によって閉塞されている。
【００５０】
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）の螺旋溝（41）と、ゲートロータ（50）のゲート（51）とによって囲まれた空間が流体を圧縮するための圧縮室（23）となる。スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）は、吸入側端部において低圧空間（S1）に開放され、この開放部分が圧縮機構（20）の吸入口（24）となる。
【００５１】
シングルスクリュー圧縮機（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。
【００５２】
スライドバルブ（70）が図１における右方向（駆動軸（21）の軸方向を左右方向とした場合の右方向）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が形成される。この軸方向隙間は、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）となる。スライドバルブ（70）を移動させてバイパス通路（33）の開度を変更すると、圧縮機構（20）の容量が変化する。また、スライドバルブ（70）には、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。
【００５３】
上記シングルスクリュー圧縮機（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、ケーシング（10）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１の右方向（アーム（84）をケーシング（10）から引き離す方向）に付勢するスプリング（86）とを備えている。
【００５４】
図１に示すスライドバルブ駆動機構（80）では、ピストン（82）の左側空間（ピストン（82）のスクリューロータ（40）側の空間）の内圧が、ピストン（82）の右側空間（ピストン（82）のアーム（84）側の空間）の内圧よりも高くなっている。そして、スライドバルブ駆動機構（80）は、ピストン（82）の右側空間の内圧（即ち、右側空間内のガス圧）を調節することによって、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。
【００５５】
シングルスクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（70）では、その軸方向の端面の一方に圧縮機構（20）の吸入圧が、他方に圧縮機構（20）の吐出圧がそれぞれ作用する。このため、シングルスクリュー圧縮機（1）の運転中において、スライドバルブ（70）には、常にスライドバルブ（70）を低圧空間（S1）側へ押す方向の力が作用する。従って、スライドバルブ駆動機構（80）におけるピストン（82）の左側空間及び右側空間の内圧を変更すると、スライドバルブ（70）を高圧空間（S2）側へ引き戻す方向の力の大きさが変化し、その結果、スライドバルブ（70）の位置が変化する。
【００５６】
〈ゲートロータ組立体の構成〉
ゲートロータ（50）とゲートロータ支持部材（55）とを備えたゲートロータ組立体（60）の詳細な構成について、図３〜図８を参照しながら説明する。
【００５７】
図４に示すように、ゲートロータ（50）は、放射状に延びる複数（本実施形態では、１１枚）の樹脂材料によって形成された平板状の樹脂板部材（53）によって構成されている。本実施形態では、各樹脂板部材（53）は、ゲート（51）と基端部（52）とによって構成されている。
【００５８】
各ゲート（51）は、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と噛み合うように、概ね長方形状の平板状に形成されている。一方、各基端部（52）は、ゲート（51）の基端側（ゲート軸（50a）側）に連続するように形成されている。また、各基端部（52）は、互いに隣合う基端部（52）の側面（52a）どうしが面接触するように、概ね台形状に形成されている。
【００５９】
詳細な固定構造については後述するが、各樹脂板部材（53）は、背面（53a）がゲートロータ支持部材（55）の対応するゲート支持部（57）の前面（57a）に接触した状態で、該ゲート支持部（57）にそれぞれ固定されている。
【００６０】
図４に示すように、各樹脂板部材（53）は、ゲートロータ支持部材（55）の前面（55a）（円板部（56）の前面及びゲート支持部（57）の前面（57a））上において、軸部（58）を取り囲み、該軸部（58）との間に空隙（66）が形成されるように設けられている。詳細な作用については後述するが、この空隙（66）は、樹脂板部材（53）の熱膨張時に該樹脂板部材（53）のゲート軸（50a）側への位置ずれを許容するように形成されている。なお、各樹脂板部材（53）は、ケーシング（10）の円筒壁（30）の側方シール面（32）とのシール面の面積が、圧縮室（23）とゲートロータ室（90）との間のシールに十分な面積となるように形成されている。
【００６１】
上述したように、ゲートロータ支持部材（55）は、円板部（56）とゲート支持部（57）と軸部（58）とを備えている。また、図６及び図７に示すように、ゲートロータ支持部材（55）は、各ゲート（51）の背面側にゲート支持部（57）が１つずつ配置されるように設けられている。各ゲート支持部（57）は、前面（57a）の形状がゲート（51）の背面に対応した形状に形成され、各ゲート（51）に対応してゲートロータ（50）の径方向延びて各ゲート（51）の背面のほぼ全体を覆っている。また、各ゲート支持部（57）は、延伸方向に垂直な断面が略台形状となるように形成されている。
【００６２】
《樹脂板部材の固定構造》
各樹脂板部材（53）は、該樹脂板部材（53）を支持するゲート支持部（57）に、厚み方向（ゲート軸（50a）の軸方向）に移動不能に固定されている。本実施形態では、各樹脂板部材（53）を対応するゲート支持部（57）に固定する固定構造は、縦孔（61）と横孔（62）と突起（63）と押さえ板（64）とビス（65）とによって構成されている。
【００６３】
本実施形態では、図４、図６（Ｂ）及び図７（Ａ）に示すように、縦孔（61）と横孔（62）とは、各樹脂板部材（53）の背面（53a）にそれぞれ形成されている。縦孔（61）は、横断面形状が台形状の蟻溝によって形成され、各樹脂板部材（53）において基端（ゲート軸（50a）側の端）から先端側（スクリューロータ（40a）側）へ延びている。つまり、縦孔（61）は、ゲート軸（50a）に直交する方向、即ち、ゲートロータ（50）の径方向に延びる線条孔に構成されている。一方、横孔（62）は、横断面形状が矩形状に形成され、縦孔（61）の先端部に概ね直交する線条溝によって形成されている。横孔（62）は、各樹脂板部材（53）の先端部において該樹脂板部材（53）の先端から基端側へ後退した位置に形成されている。このような横孔（62）により、各樹脂板部材（53）の横孔（62）の先端側には、該横孔（62）の底面から樹脂板部材（53）の背面（53a）側に立ち上がる壁部（53b）が形成される。
【００６４】
突起（63）は、各ゲート支持部（57）の前面（57a）に形成されている。各ゲート支持部（57）において、突起（63）は、該ゲート支持部（57）が支持する樹脂板部材（53）の縦孔（61）に対応する位置、長さ、及び断面形状に形成されている。具体的に、各突起（63）は、対応する縦孔（61）に嵌まり込む形状、即ち、横断面形状が略台形状に形成されている。また、各ゲート支持部（57）において、突起（63）は、該ゲート支持部（57）の先端から基端側（ゲート軸（50a）側）へ延びている。つまり、各突起（63）は、ゲート軸（50a）に直交する方向、即ち、ゲートロータ（50）の径方向に延びる線条突起に構成されている。
【００６５】
押さえ板（64）は、横孔（62）の幅よりも厚みの薄い樹脂製の板状片によって構成されている。押さえ板（64）は、各ゲート支持部（57）の略台形状の横断面よりも高さの高い台形状に形成されている。押さえ板（64）は、底部が横孔（62）に嵌め込まれ、上部がビス（65）によってゲート支持部（57）の先端面に固定されている。押さえ板（64）は、ゲートロータ（50）の回転時に、遠心力によって該ゲートロータ（50）の径方向外側へ移動しようとする各樹脂板部材（53）の横孔（62）の側壁面（ゲート軸（50a）側の側壁面）に当接することにより、その移動を規制する。つまり、押さえ板（64）は、各樹脂板部材（53）の遠心力による移動を規制する規制部材を構成している。
【００６６】
各樹脂板部材（53）は、対応するゲート支持部（57）に対し、先端側から基端側へスライドさせて、突起（63）を縦溝（61）の基端から先端側へ挿入することによって、ゲート支持部（57）に対し、厚み方向に移動不能に固定される。また、突起（63）を縦溝（61）に挿入した後に、押さえ板（64）を横孔（62）に嵌め込んだ状態でその上部をビス（65）によってゲート支持部（57）の先端面に固定する。このようにして、各樹脂板部材（53）は、縦孔（61）と横孔（62）と突起（63）と押さえ板（64）とビス（65）とにより、対応するゲート支持部（57）に個々に固定される。
【００６７】
−運転動作−
本実施形態のシングルスクリュー圧縮機（1）の運転動作について図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明する。
【００６８】
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。ここでは、図８において網掛けを付した圧縮室（23）に着目して説明する。
【００６９】
図８(Ａ)において、網掛けを付した圧縮室（23）は、低圧空間（S1）に連通している。また、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の下側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされている。スクリューロータ（40）が回転すると、このゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって相対的に移動し、それに伴って圧縮室（23）の容積が拡大する。その結果、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）へ吸い込まれる。
【００７０】
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図８(Ｂ)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室（23）は、閉じきり状態となっている。つまり、この圧縮室（23）が形成されている螺旋溝（41）は、同図の上側に位置するゲートロータ（50）のゲート（51）と噛み合わされ、このゲート（51）によって低圧空間（S1）から仕切られている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮室（23）の容積が次第に縮小する。その結果、圧縮室（23）内のガス冷媒が圧縮される。
【００７１】
スクリューロータ（40）が更に回転すると、図８(Ｃ)の状態となる。同図において、網掛けを付した圧縮室（23）は、吐出口（25）を介して高圧空間（S2）と連通した状態となっている。そして、スクリューロータ（40）の回転に伴ってゲート（51）が螺旋溝（41）の終端へ向かって移動すると、圧縮された冷媒ガスが圧縮室（23）から高圧空間（S2）へ押し出されてゆく。
【００７２】
〈ゲートの破損抑制作用〉
上述したように、シングルスクリュー圧縮機（1）の運転が急停止した際には、螺旋溝（41）の始端と終端との圧力差によってスクリューロータ（40）が逆回転してしまう。スクリューロータ（40）が逆回転すると、正回転時における圧縮室（23）が冷媒を膨張させる膨張室となる。そして、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と噛み合うゲート（51）には、ゲート支持部（57）と反対側の前面（図７(Ａ)の上面）に膨張した流体の圧力が作用し、ゲート支持部（57）側の背面（図７(Ａ)の下面）に低圧空間（S1）の流体の圧力が作用する。そのため、膨張室（正回転時における圧縮室（23））内の圧力が低圧空間（S1）よりも低くなると、螺旋溝（41）内のゲート（51）には、該ゲート（51）をゲート支持部（57）と反対側へ押す方向に力が作用する。そのため、ゲート（51）を構成する樹脂板部材（53）が、ゲートロータ支持部材（55）にしっかりと固定されていなければ、螺旋溝（41）内のゲート（51）がゲート支持部（57）と反対側へ反り返って破損するおそれがある。
【００７３】
これに対し、本実施形態のゲートロータ組立体（60）では、各ゲート（51）が形成された各樹脂板部材（53）に縦孔（61）が形成され、ゲートロータ支持部材（55）の各樹脂板部材（53）に対応する各部分には、縦孔（61）に嵌まり込む突起（63）が形成されている。また、縦孔（61）は、横断面形状が台形状の蟻溝によって形成され、これに嵌まり込む突起（63）は、横断面形状が縦溝（61）と同様の台形状に形成されている。つまり、各突起（63）は、縦孔（61）内において、長手方向（ゲートロータ（50）の径方向）には移動自在であるが、ゲート軸（50a）方向には移動不能な横断面形状に構成されている。そのため、突起（63）を縦孔（61）の基端から先端側へ嵌め込むことにより、各樹脂板部材（53）がゲート支持部（57）に固定されると共に、その厚み方向（ゲート軸（50a）方向）への移動が規制された状態となる。よって、スクリューロータ（40）の逆回転により、正回転時における圧縮室（23）が膨張室となり、該膨張室内の圧力が低圧空間（S1）より低くなって螺旋溝（41）内のゲート（51）に該ゲート（51）をゲート支持部（57）と反対側へ押す力が作用しても、樹脂板部材（53）のゲート支持部（57）と反対側への反り返りが抑制される。つまり、スクリューロータ（40）の逆回転時におけるゲート（51）の破損が抑制される。
【００７４】
〈ゲートの摩耗抑制作用〉
また、ゲートロータ（50）の回転時に、該ゲートロータ（50）を構成する各樹脂板部材（53）には遠心力が作用する。そのため、突起（63）と孔（61）とを、ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条突起（63）と線条孔（61）とによって構成すると、樹脂板部材（53）に作用する遠心力の方向と突起（63）及び孔（61）の延伸方向とが一致する。よって、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）内において、樹脂板部材（53）が、遠心力によってゲート支持部（57）の先端側（ゲートロータ（50）の径方向外側）へずれて螺旋溝（41）の壁面に押し付けられるおそれが生じる。
【００７５】
これに対し、本実施形態では、各樹脂板部材（53）の先端側に、横孔（62）に嵌め込まれ、上部がビス（65）によってゲート支持部（57）の先端面に固定される押さえ板（64）を設けている。そのため、各樹脂板部材（53）に遠心力が作用しても、各樹脂板部材（53）の横孔（62）の側壁面（ゲート軸（50a）側の側壁面）が押さえ板（64）に当接することにより、各樹脂板部材（53）の径方向外側への移動が規制される。よって、樹脂板部材（53）は、遠心力を受けてもスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。
【００７６】
また、シングルスクリュー圧縮機（1）の運転中には、ゲートロータ（50）やゲートロータ支持部材（55）が熱膨張する。樹脂は金属に比べて熱膨張率が高いため、シングルスクリュー圧縮機（1）の運転中には、樹脂板部材（53）が著しく熱膨張することにより、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）内において樹脂板部材（53）が螺旋溝（41）の壁面に押し付けられて摩耗するおそれがある。
【００７７】
これに対し、本実施形態では、ゲートロータ（50）を、ゲート（51）が１つずつ形成されて互いに別体に形成された複数の樹脂板部材（53）のみによって構成されている。また、各樹脂板部材（53）を、ゲート軸（50a）との間に空隙（66）が形成されるように、ゲートロータ支持部材（55）に取り付けている。この空隙（66）により、樹脂板部材（53）の該ゲート軸（50a）側への位置ずれが許容される。そのため、螺旋溝（41）内の樹脂板部材（53）が熱膨張してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に当接すると、逆に、該螺旋溝（41）の壁面によって樹脂板部材（53）が押圧され、樹脂板部材（53）がゲート軸（50a）側へずれる。このように各樹脂板部材（53）がゲート軸（50a）側へずれることにより、各樹脂板部材（53）が螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。
【００７８】
また、本実施形態では、横孔（62）を、各樹脂板部材（53）の先端から基端側へ後退させた位置に形成することにより、各樹脂板部材（53）において横孔（62）よりも先端側が、該横孔（62）の外側壁面を形成する壁部（53b）に構成されている。そのため、上述のように、各樹脂板部材（53）が、熱膨張によってスクリューロータ（40）に当接してゲート軸（50a）側へ位置ずれしても、上記壁部（53b）が押さえ板（64）に当接することにより、各樹脂板部材（53）が必要以上にゲート軸（50a）側へ移動しないようにその移動が規制される。
【００７９】
〈樹脂板部材の交換作業〉
本実施形態では、各ゲート（51）が１つずつ形成されて互いに別体に形成された複数の樹脂製の樹脂板部材（53）によってゲートロータ（50）が構成されている。また、各樹脂板部材（53）は、縦孔（61）と横孔（62）と突起（63）と押さえ板（64）とビス（65）とによって、対応するゲート支持部（57）に個々に固定されている。つまり、各樹脂板部材（53）は、個々に対応するゲート支持部（57）から取り外すことができる。具体的に、各樹脂板部材（53）は、ビス（65）及び押さえ板（64）を取り外し、該樹脂板部材（53）を支持するゲート支持部（57）に対して、ゲートロータ（50）の径方向外側へ（縦孔（61）と突起（63）の延伸方向に）スライドさせることにより、各ゲート支持部（57）から容易に取り外される。
【００８０】
このような構成により、軸受ハウジング（91）を分解することなく、各ゲート（51）を個別に交換することができる。つまり、ゲートロータ（50）の各ゲート（51）が一体に形成されている場合、閉塞板（95）を取り外し、軸受ハウジング（91）を分解しなければ、ゲートロータ（50）をゲートロータ支持部材（55）から取り外すことができない。これに対し、本実施形態では、各ゲート（51）が別体の樹脂板部材（53）によって、対応するゲート支持部（57）に対して個々に取り外し可能に構成されている。そのため、ゲートロータ（50）の側方の閉塞板（97）を取り外すだけで、軸受ハウジング（91）を分解することなく、メンテナンス用の開口（96）からゲートロータ（50）の一部のゲート（51）のみを取り外して交換することができる。
【００８１】
−実施形態１の効果−
本実施形態１によれば、各ゲート（51）を構成する樹脂板部材（53）と該ゲート（51）を支持するゲート支持部（57）との接触面（53a,57a）のうち、ゲート支持部（57）側の接触面（57a）に突起（63）を形成し、樹脂板部材（53）側の接触面（53a）に該突起（63）を樹脂板部材（53）の厚さ方向に移動不能に収容する孔（61）を形成することとした。この突起（63）と孔（61）とを係合させることにより、各樹脂板部材（53）が、ゲート支持部（57）に対して厚さ方向に移動不能に取り付けられる。このような構成により、スクリューロータ（40）の逆回転によって、ゲート（51）のゲート支持部（57）と反対側の前面に作用する流体の圧力が、ゲート（51）のゲート支持部（57）側の背面に作用する流体の圧力よりも低くなっても、樹脂板部材（53）がゲート支持部（57）と反対側へ反り返り難くなる。従って、ゲートロータ（50）の厚みを増大させることなく、スクリューロータ（40）の逆回転時における螺旋溝（41）内のゲート（51）の破損を抑制することができる。
【００８２】
また、本実施形態１によれば、樹脂板部材（53）をゲート支持部（57）に取り付ける突起（63）と孔（61）とを、ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条突起（63）と線条孔（61）とによって構成することとした。このような線条突起（63）と線条孔（61）とにより、樹脂板部材（53）は、広い範囲においてゲート支持部（57）に取り付けられることとなる。そのため、スクリューロータ（40）の逆回転時における螺旋溝（41）内のゲート（51）の破損をより一層抑制することができる。
【００８３】
また、上述のように、本実施形態では、突起（63）と孔（61）とが、線条突起（63）と線条孔（61）とで構成され、その延伸方向が、ゲートロータ（50）の回転時に樹脂板部材（53）に作用する遠心力の方向と一致する。そのため、ゲートロータ（50）の回転時に、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）内において、遠心力によって樹脂板部材（53）がゲート支持部（57）の先端側（ゲートロータ（50）の径方向外側）へずれて螺旋溝（41）の壁面に押し付けられて摩耗するおそれが生じる。また、各ゲート（51）とスクリューロータ（40）との間において発生した摩擦熱によって、スクリューロータ（40）が熱膨張し、ケーシング（10）の内壁面と摺接して焼き付くおそれも生じる。
【００８４】
これに対し、本実施形態１では、各樹脂板部材（53）の先端側に、樹脂板部材（53）の遠心力による移動を規制する押さえ板（64）を設けている。そのため、ゲートロータ（50）の回転によって各樹脂板部材（53）に遠心力が作用しても、各樹脂板部材（53）の横孔（62）の側壁面（ゲート軸（50a）側の側壁面）が押さえ板（64）に当接することにより、各樹脂板部材（53）の径方向外側への移動が規制される。よって、樹脂板部材（53）は、遠心力を受けてもスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。従って、樹脂板部材（53）の摩擦による摩耗を防止することができる。また、各樹脂板部材（53）とスクリューロータ（40）との摩擦熱によるスクリューロータ（40）の熱膨張を防止することができるため、スクリューロータ（40）とケーシング（10）の内壁面との焼き付きを防止することができる。
【００８５】
また、上述したように、シングルスクリュー圧縮機（1）の運転中には、比較的熱膨張率の高い樹脂板部材（53）が著しく熱膨張するために、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）内において、樹脂板部材（53）が螺旋溝（41）の壁面に押し付けられて摩耗するおそれがある。
【００８６】
これに対し、本実施形態１では、各樹脂板部材（53）のゲート軸（50a）側に、該樹脂板部材（53）のゲート軸（50a）側への位置ずれを許容する空隙（66）を形成している。そのため、螺旋溝（41）内の樹脂板部材（53）が熱膨張してスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に当接しても、該螺旋溝（41）の壁面によって樹脂板部材（53）が押圧されて樹脂板部材（53）の位置がゲート軸（50a）側へずれることにより、各樹脂板部材（53）が螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。よって、樹脂板部材（53）の摩擦による摩耗を防止することができる。また、各樹脂板部材（53）とスクリューロータ（40）との摩擦熱によるスクリューロータ（40）の熱膨張を防止することができるため、スクリューロータ（40）とケーシング（10）の内壁面との焼き付きを防止することができる。
【００８７】
《発明の実施形態２》
実施形態２は、実施形態１のシングルスクリュー圧縮機（1）において、ゲートロータ（50）及びゲートロータ支持部材（55）の構成を変更したものである。
【００８８】
図９乃至図１１に示すように、実施形態２では、ゲートロータ（50）は、１１枚のゲート（51）と、１つの基部（59）とを備えている。基部（59）は、金属材料によって扁平なリング状（あるいは扁平なドーナツ状）に形成され、ゲートロータ（50）の中心部に配置されている。各ゲート（51）は、概ね長方形板状に形成され、基部（59）の周縁から基部（59）の半径方向の外側へ延びている。１１枚のゲート（51）は、ゲートロータ（50）の周方向において等角度間隔に配置されて放射状に形成されている。
【００８９】
ところで、実施形態１では、各ゲート（51）の全てが樹脂板部材（53）によって構成されていたが、実施形態２では、各ゲート（51）の一部のみが樹脂板部材（53）によって構成されている。
【００９０】
具体的には、各ゲート（51）は、先端側（スクリューロータ（40）側）に設けられた樹脂板部材（53）と、該樹脂板部材（53）の基端側（ゲート軸（50a）側）に設けられた金属板部材（54）とによって構成されている。各樹脂板部材（53）は、実施形態１と同様に、樹脂材料によって平板状に形成され、実施形態１の樹脂板部材（53）よりも径方向の長さが短く形成されている。各金属板部材（54）は、金属材料によって形成され、本実施形態では、基部（59）と一体に形成されている。
【００９１】
また、各ゲート（51）において、樹脂板部材（53）は、金属板部材（54）よりも僅かに幅広に形成されている。このような構成により、各ゲート（51）が金属板部材（54）を有していても、金属板部材（54）よりも幅の広い樹脂板部材（53）がスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に当接することにより、金属板部材（54）の螺旋溝（41）の壁面との当接が回避される。よって、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）と噛み合う金属板部材（54）によるスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面の損傷が抑制される。
【００９２】
なお、このように各ゲート（51）において、樹脂板部材（53）を金属板部材（54）よりも僅かに幅広に形成することにより、金属板部材（54）とスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面との間には隙間が形成されるが、この隙間は、上記ゲート（51）によって閉じきられた圧縮室（23）において、流体が正常に圧縮される程度に、圧縮室（23）をシールできる大きさに設定されている。
【００９３】
図９に示すように、実施形態２では、ゲートロータ（50）は、螺旋溝（41）と噛み合うゲート（51）の樹脂板部材（53）の基端（金属板部材（54）の先端）が、ケーシング（10）の円筒壁（30）の内側の螺旋溝（41）内に位置するように設けられている。また、ゲートロータ（50）は、ケーシング（10）の円筒壁（30）の側方シール面（32）に、各ゲート（51）の金属板部材（54）の前面が対面するように構成されている。
【００９４】
ゲートロータ支持部材（55）は、実施形態１と同様に、円板部（56）とゲート支持部（57）と軸部（58）とを備えている。実施形態２では、ゲートロータ支持部材（55）とゲートロータ（50）の金属部分（基部（59）及び金属板部材（54））とが、一体に形成されている。なお、ゲートロータ支持部材（55）とゲートロータ（50）の金属部分とは、別体に形成し、溶接等によって固定してもよい。
【００９５】
《樹脂板部材の固定構造》
図９及び図１１に示すように、実施形態２においても、各樹脂板部材（53）をゲートロータ支持部材（55）に固定する固定構造は、縦孔（61）と横孔（62）と突起（63）と押さえ板（64）とビス（65）とによって構成されている。縦孔（61）と横孔（62）とは、各樹脂板部材（53）の背面（53a）にそれぞれ形成されている。実施形態２では、縦孔（61）は、横断面形状が台形状の蟻溝によって形成され、各樹脂板部材（53）において基端（ゲート軸（50a）側の端）から先端側（スクリューロータ（40a）側）へ延びている。つまり、縦孔（61）は、ゲート軸（50a）に直交する方向、即ち、ゲートロータ（50）の径方向に延びる線条孔に構成されている。一方、横孔（62）は、横断面形状が矩形状に形成され、縦孔（61）の先端部に概ね直交する線条溝によって形成されている。横孔（62）は、各樹脂板部材（53）の背面（53a）と先端面とによって形成される角部を切欠くように形成されている。
【００９６】
突起（63）は、各ゲート支持部（57）の前面（57a）に形成されている。各ゲート支持部（57）において、突起（63）は、該ゲート支持部（57）が支持する樹脂板部材（53）の縦孔（61）に対応する位置、長さ、及び断面形状に形成されている。具体的に、各突起（63）は、対応する縦孔（61）に嵌まり込む形状、即ち、横断面形状が略台形状に形成されている。また、各ゲート支持部（57）において、突起（63）は、各樹脂板部材（53）の基端に対応する位置から先端まで延びている。つまり、各突起（63）は、ゲート軸（50a）に直交する方向、即ち、ゲートロータ（50）の径方向に延びる線条突起に構成されている。
【００９７】
押さえ板（64）は、樹脂製の板状片によって構成されている。押さえ板（64）は、各ゲート支持部（57）の略台形状の横断面よりも高さの高い台形状に形成されている。押さえ板（64）は、底部が横孔（62）に嵌め込まれ、上部がビス（65）によってゲート支持部（57）の先端面に固定されている。押さえ板（64）は、ゲートロータ（50）の回転時に、遠心力によって該ゲートロータ（50）の径方向外側へ移動しようとする各樹脂板部材（53）の横孔（62）の側壁面に当接することにより、その移動を規制する。つまり、押さえ板（64）は、各樹脂板部材（53）の遠心力による移動を規制する規制部材を構成している。
【００９８】
その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００９９】
〈ゲートの破損抑制作用〉
実施形態２のゲートロータ組立体（60）では、各ゲート（51）が形成された各樹脂板部材（53）には径方向に延びる縦孔（61）が形成され、ゲートロータ支持部材（55）の各樹脂板部材（53）に対応する各部分には、径方向に延びて縦孔（61）に嵌まり込む突起（63）が形成されている。また、各突起（63）は、縦孔（61）内において、長手方向（ゲートロータ（50）の径方向）には移動自在であるが、ゲート軸（50a）方向には移動不能な断面形状に構成されている。そのため、各突起（63）を対応する縦孔（61）に嵌め込むことにより、各樹脂板部材（53）は、ゲートロータ支持部材（55）に固定されると共に、その厚み方向（ゲート軸（50a）方向）への移動が規制された状態となる。
【０１００】
よって、実施形態２においても、スクリューロータ（40）の逆回転により、正回転時における圧縮室（23）が膨張室となり、該膨張室内の圧力が低圧空間（S1）よりも低くなり、螺旋溝（41）内のゲート（51）に該ゲート（51）をゲート支持部（57）と反対側へ押す力が作用しても、樹脂板部材（53）のゲート支持部（57）と反対側への反り返りが抑制される。つまり、スクリューロータ（40）の逆回転時におけるゲート（51）の破損が抑制される。
【０１０１】
〈ゲートの摩耗抑制作用〉
また、ゲートロータ（50）の回転時に、各樹脂板部材（53）には、径方向の外側向きに遠心力が作用する。そのため、突起（63）と孔（61）とを、ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる線条突起（63）と線条孔（61）とによって構成すると、樹脂板部材（53）に作用する遠心力の方向と突起（63）及び孔（61）の延伸方向とが一致する。よって、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）内において、樹脂板部材（53）が、遠心力によってゲート支持部（57）の先端側（ゲートロータ（50）の径方向外側）へずれて螺旋溝（41）の壁面に押し付けられるおそれが生じる。
【０１０２】
これに対し、本実施形態では、各樹脂板部材（53）の先端側に、横孔（62）に嵌め込まれ、上部がビス（65）によってゲート支持部（57）の先端面に固定される押さえ板（64）を設けている。そのため、各樹脂板部材（53）に遠心力が作用しても、各樹脂板部材（53）の横孔（62）の側壁面（ゲート軸（50a）側の側壁面）が押さえ板（64）に当接することにより、各樹脂板部材（53）の径方向外側への移動が規制される。よって、樹脂板部材（53）は、遠心力を受けてもスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。
【０１０３】
また、シングルスクリュー圧縮機（1）の運転中には、ゲートロータ（50）やゲートロータ支持部材（55）が熱膨張する。また、樹脂は金属に比べて熱膨張率が高いが、本実施形態では、各ゲート（51）の一部のみが樹脂板部材（53）によって構成されている。このように、各ゲート（51）における樹脂板部材（53）の割合を低く抑えることにより、シングルスクリュー圧縮機（1）の運転中に、ゲート（51）の著しい熱膨張を抑制することができる。よって、スクリューロータ（40）の螺旋溝（41）内においてゲート（51）が螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。
【０１０４】
−実施形態２の効果−
本実施形態２によっても、突起（63）と孔（61）とを係合させることによって、各樹脂板部材（53）が、ゲート支持部（57）に対して厚さ方向に移動不能に取り付けられる。このような構成により、スクリューロータ（40）の逆回転によって、ゲート（51）のゲート支持部（57）と反対側の前面に作用する流体の圧力が、ゲート（51）のゲート支持部（57）側の背面に作用する流体の圧力よりも低くなっても、樹脂板部材（53）がゲート支持部（57）と反対側へ反り返り難くなる。従って、ゲートロータ（50）の厚みを増大させることなく、スクリューロータ（40）の逆回転時における螺旋溝（41）内のゲート（51）の破損を抑制することができる。
【０１０５】
また、本実施形態２によっても、線条突起（63）と線条孔（61）とによって、樹脂板部材（53）が、広い範囲においてゲート支持部（57）に取り付けられる。そのため、スクリューロータ（40）の逆回転時における螺旋溝（41）内のゲート（51）の破損をより一層抑制することができる。
【０１０６】
また、本実施形態２によっても、各樹脂板部材（53）の先端側に、樹脂板部材（53）の遠心力による移動を規制する押さえ板（64）を設けている。そのため、ゲートロータ（50）の回転によって各樹脂板部材（53）に遠心力が作用しても、各樹脂板部材（53）の横孔（62）の側壁面（ゲート軸（50a）側の側壁面）が押さえ板（64）に当接することにより、各樹脂板部材（53）の径方向外側への移動が規制される。よって、樹脂板部材（53）は、遠心力を受けてもスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられない。従って、樹脂板部材（53）の摩擦による摩耗を防止することができる。また、各樹脂板部材（53）とスクリューロータ（40）との摩擦熱によるスクリューロータ（40）の熱膨張を防止することができるため、スクリューロータ（40）とケーシング（10）の内壁面との焼き付きを防止することができる。
【０１０７】
また、本実施形態２によれば、各ゲート（51）を、先端側の樹脂板部材（53）と、ゲート軸（50a）側の金属板部材（54）とによって構成することとした。このように各ゲート（51）の一部を金属板部材（54）によって構成して、各ゲート（51）における樹脂板部材（53）の割合を低く抑えることにより、シングルスクリュー圧縮機（1）の運転中における、各ゲート（51）の熱膨張量を低く抑えることができる。従って、各樹脂板部材（53）が、熱膨張によって螺旋溝（41）の壁面に強く押し付けられることがなく、樹脂板部材（53）の摩擦による摩耗を防止することができる。また、各樹脂板部材（53）とスクリューロータ（40）との摩擦熱によるスクリューロータ（40）の熱膨張を防止することができるため、スクリューロータ（40）とケーシング（10）の内壁面との焼き付きを防止することができる。
【０１０８】
また、本実施形態２によれば、各ゲート（51）において、樹脂板部材（53）を金属板部材（54）よりも幅広に形成することとしている。このような構成により、金属板部材（54）よりも幅の広い樹脂板部材（53）がスクリューロータ（40）の螺旋溝（41）の壁面に当接することにより、金属板部材（54）の螺旋溝（41）の壁面との当接による損傷を回避
することができる。
【０１０９】
《発明の実施形態３》
実施形態３は、実施形態２のシングルスクリュー圧縮機（1）において、各樹脂板部材（53）をゲートロータ支持部材（55）に固定する固定構造の一部、縦孔（61）と突起（63）の形状を変更したものである。
【０１１０】
具体的には、図１２に示すように、縦孔（61）は、実施形態２と同様に、各樹脂板部材（53）の長手方向において基端（ゲート軸（50a）側の端）から先端側（スクリューロータ（40）側）へ延び、横断面形状が台形状に形成されている。実施形態３では、縦孔（61）は、各樹脂板部材（53）の前面から背面（53a）まで貫通している点が実施形態２と異なる。その他の点は、実施形態２と同様に形成されている。
【０１１１】
また、突起（63）は、各ゲート支持部（57）の前面（57a）に形成されている。各ゲート支持部（57）において、突起（63）は、該ゲート支持部（57）が支持する樹脂板部材（53）の縦孔（61）に対応する位置、長さ、及び断面形状に形成されている。具体的に、各突起（63）は、対応する縦孔（61）に嵌まり込む形状、即ち、横断面形状が略台形状に形成されている。また、各ゲート支持部（57）において、突起（63）は、各樹脂板部材（53）の基端に対応する位置から先端まで延びている。つまり、各突起（63）は、ゲート軸（50a）に直交する方向、即ち、ゲートロータ（50）の径方向に延びる線条突起に構成されている。
【０１１２】
実施形態３によれば、実施形態２と同様の効果を奏することができる。
【０１１３】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【０１１４】
上記各実施形態では、各ゲート支持部（57）の前面（57a）に突起（63）を形成し、各樹脂板部材（53）の背面（53a）に突起（63）を樹脂板部材（53）の厚さ方向に移動不能に収容する孔（縦孔（61））を形成していた。しかしながら、突起（63）と孔（縦孔（61））とは、逆の部材に形成してもよい。即ち、各樹脂板部材（53）の背面（53a）に突起（63）を形成し、各ゲート支持部（57）の前面（57a）に孔（縦孔（61））を形成してもよい。このとき、各樹脂板部材（53）を、各ゲートロータ支持部材（55）の前面（55a）に沿って、該ゲートロータ支持部材（55）の外周側から径方向内側向きにスライドさせることによって、突起（63）が孔（61）に収容されるように形成すると、樹脂板部材（53）の交換作業が容易になる。
【０１１５】
また、上記各実施形態では、突起（63）と該突起（63）を収容する孔（縦孔（61））とは、横断面形状が台形状に形成されていたが、突起（63）と孔（61）の断面形状はこれに限られない。突起（63）と孔（61）とを係合させた状態で、突起（63）の樹脂板部材（53）の厚さ方向（ゲート軸（50a）方向）への移動が規制される形状であれば、いかなる形状であってもよい。
【０１１６】
また、上記各実施形態では、突起（63）と該突起（63）を収容する孔（縦孔（61））とは、ゲート軸（50a）に直交する方向に延びる１つの線条突起と１つの線条孔とによって形成されていた。しかしながら、突起（63）と孔（縦孔（61））とは、各実施形態の長さ及び個数に限られない。例えば、孔（61）は１つの線条孔によって形成する一方、突起（63）を複数形成して、複数の突起（63）を線条孔に対応するように一直線上に配置することとしてもよい。また、孔（61）と突起（63）とを共に、複数形成することとしてもよい。さらに、各ゲート（51）と該ゲート（51）を支持するゲート支持部（57）との間に、各ゲート（51）の長手方向（ゲートロータ（50）の径方向）に延びる孔（61）及び突起（63）を、複数形成することとしてもよい。
【０１１７】
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】
【０１１８】
以上説明したように、本発明は、シングルスクリュー圧縮機について有用である。
【符号の説明】
【０１１９】
１      シングルスクリュー圧縮機
１０      ケーシング
２３      圧縮室
４０      スクリューロータ
４１      螺旋溝
５０      ゲートロータ
５０ａ    ゲート軸
５１      ゲート
５３      樹脂板部材
５３ａ    背面
５４      金属板部材
５５      ゲートロータ支持部材
５７      ゲート支持部
５７ａ    前面
６１      縦孔（孔、線条孔）
６３      突起（線条突起）
６４      押さえ板（規制部材）
６６      空隙
【図１】
2016020644.tif 000003
【図２】
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【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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