特許 6184837 スクリュー圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6184837

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】スクリュー圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/16 20060101AFI20170814BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20170814BHJP

   F04C 29/12 20060101ALI20170814BHJP

【ＦＩ】

   F04C18/16 C

   F04C29/00 D

   F04C29/12 A

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-225764(P2013-225764)

(22)【出願日】2013年10月30日

(65)【公開番号】特開2015-86782(P2015-86782A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2016年6月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(72)【発明者】

【氏名】千葉 紘太郎

(72)【発明者】

【氏名】土屋 豪

(72)【発明者】

【氏名】太田 広志

(72)【発明者】

【氏名】高野 正彦

(72)【発明者】

【氏名】頼金 茂幸

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５００２４７２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１３４９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １８／１６

Ｆ０４Ｃ ２９／００

Ｆ０４Ｃ ２９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシング内の作動室で互いに噛み合って回転して作動流体を圧縮する第１ロータおよび第２ロータと、
前記第１ロータおよび前記第２ロータの軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面に開口する吐出口と、を有し、
前記作動流体は、前記第１ロータの歯部が噛み合った前記第２ロータの歯溝に形成される圧縮室の縮小にともなって圧縮された後に、前記圧縮室と連通するように設けられている前記吐出口を通って前記ケーシングの外部に吐出され、
前記圧縮室は消滅するまで縮小して前記作動流体を吐出し、
前記第１ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第１凹部が形成され、
前記第１凹部は前記第１ロータの歯部の歯先に形成される第１開口部で前記作動室または前記圧縮室と連通し、
前記第１開口部は、前記圧縮室が消滅したときに前記第１ロータの歯部の歯先と前記第２ロータの歯溝の歯底が重なりあう位置に開口し、
前記第１凹部において前記第１開口部を臨む底面の法線は、前記第１ロータの回転軸の軸線方向の成分が、軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面の方向を向く
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。

【請求項2】

少なくとも前記圧縮室が消滅した時点で、前記第２ロータの歯溝に噛み合っている前記第１ロータの歯部に形成されている前記第１凹部の軸方向端面の側が前記吐出口と連通して全開す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】

ケーシング内の作動室で互いに噛み合って回転して作動流体を圧縮する第１ロータおよび第２ロータと、
前記第１ロータおよび前記第２ロータの軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面に開口する吐出口と、を有し、
前記作動流体は、前記第１ロータの歯部が噛み合った前記第２ロータの歯溝に形成される圧縮室の縮小にともなって圧縮された後に、前記圧縮室と連通するように設けられている前記吐出口を通って前記ケーシングの外部に吐出され、
前記圧縮室は消滅するまで縮小して前記作動流体を吐出し、
前記第１ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第１凹部が形成され、
前記第１凹部は前記第１ロータの歯部の歯先に形成される第１開口部で前記作動室または前記圧縮室と連通し、
前記第１開口部は、前記圧縮室が消滅したときに前記第１ロータの歯部の歯先と前記第２ロータの歯溝の歯底が重なりあう位置に開口し、
少なくとも前記圧縮室が消滅した時点で、前記第２ロータの歯溝に噛み合っている前記第１ロータの歯部に形成されている前記第１凹部の軸方向端面の側が前記吐出口と連通して全開する
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。

【請求項4】

ケーシング内の作動室で互いに噛み合って回転して作動流体を圧縮する第１ロータおよび第２ロータと、
前記第１ロータおよび前記第２ロータの軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面に開口する吐出口と、を有し、
前記作動流体は、前記第１ロータの歯部が噛み合った前記第２ロータの歯溝に形成される圧縮室の縮小にともなって圧縮された後に、前記圧縮室と連通するように設けられている前記吐出口を通って前記ケーシングの外部に吐出され、
前記圧縮室は消滅するまで縮小して前記作動流体を吐出し、
前記第２ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第２凹部が形成され、
前記第２凹部は前記第２ロータの歯部の歯先に形成される第２開口部で前記作動室と連通し、
前記第２開口部は、前記第２ロータのピッチ円よりも外側に開口し、
前記第２凹部において前記第２開口部を臨む底面の法線は、前記第２ロータの回転軸の軸線方向の成分が、軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面の方向を向く
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。

【請求項5】

少なくとも前記圧縮室が消滅した時点で、前記第１ロータの歯溝に噛み合っている前記第２ロータの歯部に形成されている前記第２凹部の軸方向端面の側が前記吐出口と連通して全開することを特徴とする請求項４に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項6】

ケーシング内の作動室で互いに噛み合って回転して作動流体を圧縮する第１ロータおよび第２ロータと、
前記第１ロータおよび前記第２ロータの軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面に開口する吐出口と、を有し、
前記作動流体は、前記第１ロータの歯部が噛み合った前記第２ロータの歯溝に形成される圧縮室の縮小にともなって圧縮された後に、前記圧縮室と連通するように設けられている前記吐出口を通って前記ケーシングの外部に吐出され、
前記圧縮室は消滅するまで縮小して前記作動流体を吐出し、
前記第２ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第２凹部が形成され、
前記第２凹部は前記第２ロータの歯部の歯先に形成される第２開口部で前記作動室と連通し、
前記第２開口部は、前記第２ロータのピッチ円よりも外側に開口し、
少なくとも前記圧縮室が消滅した時点で、前記第１ロータの歯溝に噛み合っている前記第２ロータの歯部に形成されている前記第２凹部の軸方向端面の側が前記吐出口と連通して全開することを特徴とするスクリュー圧縮機。

【請求項7】

ケーシング内の作動室で互いに噛み合って回転して作動流体を圧縮する第１ロータおよび第２ロータと、
前記第１ロータおよび前記第２ロータの軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面に開口する吐出口と、を有し、
前記作動流体は、前記第１ロータの歯部が噛み合った前記第２ロータの歯溝に形成される圧縮室の縮小にともなって圧縮された後に、前記圧縮室と連通するように設けられている前記吐出口を通って前記ケーシングの外部に吐出され、
前記圧縮室は消滅するまで縮小して前記作動流体を吐出し、
前記第１ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第１凹部が形成されて、前記第２ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第２凹部が形成され、
前記第１凹部は前記第１ロータの歯部の歯先に形成される第１開口部で前記作動室または前記圧縮室と連通し、
前記第１開口部は、前記圧縮室が消滅したときに前記第１ロータの歯部の歯先と前記第２ロータの歯溝の歯底が重なりあう位置に開口し、
前記第２凹部は前記第２ロータの歯部の歯先に形成される第２開口部で前記作動室と連通し、
前記第２開口部は、前記第２ロータのピッチ円よりも外側に開口し、
前記第１凹部において前記第１開口部を臨む底面の法線は、前記第１ロータの回転軸の軸線方向の成分が、軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面の方向を向き、
前記第２凹部において前記第２開口部を臨む底面の法線は、前記第２ロータの回転軸の軸線方向の成分が、軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面の方向を向く
ことを特徴とするスクリュー圧縮機。

【請求項8】

少なくとも前記圧縮室が消滅した時点で、
前記第２ロータの歯溝に噛み合っている前記第１ロータの歯部に形成されている前記第１凹部の軸方向端面の側が前記吐出口と連通して全開し、
前記第１ロータの歯溝に噛み合っている前記第２ロータの歯部に形成されている前記第２凹部の軸方向端面の側が前記吐出口と連通して全開することを特徴とする請求項７に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項9】

ケーシング内の作動室で互いに噛み合って回転して作動流体を圧縮する第１ロータおよび第２ロータと、
前記第１ロータおよび前記第２ロータの軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面に開口する吐出口と、を有し、
前記作動流体は、前記第１ロータの歯部が噛み合った前記第２ロータの歯溝に形成される圧縮室の縮小にともなって圧縮された後に、前記圧縮室と連通するように設けられている前記吐出口を通って前記ケーシングの外部に吐出され、
前記圧縮室は消滅するまで縮小して前記作動流体を吐出し、
前記第１ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第１凹部が形成されて、前記第２ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第２凹部が形成され、
前記第１凹部は前記第１ロータの歯部の歯先に形成される第１開口部で前記作動室または前記圧縮室と連通し、
前記第１開口部は、前記圧縮室が消滅したときに前記第１ロータの歯部の歯先と前記第２ロータの歯溝の歯底が重なりあう位置に開口し、
前記第２凹部は前記第２ロータの歯部の歯先に形成される第２開口部で前記作動室と連通し、
前記第２開口部は、前記第２ロータのピッチ円よりも外側に開口し、
少なくとも前記圧縮室が消滅した時点で、
前記第２ロータの歯溝に噛み合っている前記第１ロータの歯部に形成されている前記第１凹部の軸方向端面の側が前記吐出口と連通して全開し、
前記第１ロータの歯溝に噛み合っている前記第２ロータの歯部に形成されている前記第２凹部の軸方向端面の側が前記吐出口と連通して全開す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関する。

【背景技術】

【0002】

一対のロータ（雄ロータと雌ロータ）が噛み合って回転して作動流体を圧縮するスクリュー圧縮機は、潤滑や冷却を目的として、２つのロータに作動油が供給される。供給された作動油は、圧縮される作動流体とともに吐出端面まで移動して吐出口から排出される。このとき、吐出口が作動油によって一時的に閉塞されると、吐出口からの作動流体の吐出が妨げられる。そして、作動流体の圧力が一時的に高くなる。
このように作動流体の圧力が一時的に高くなると、２つのロータなどの構造物に高圧が作用するため構造物の寿命が短くなるなどの問題が生じる。

【0003】

この問題を解決するための技術として特許文献１には、「ベアリングヘッドケーシングの吐出端面上の吐出ポート部に隣接し、かつ流体の閉じ込みが形成される部分に、閉じ込み流体を一旦収容することのできる凹所を形成するか、ベアリングヘッドケーシングの吐出端面に接するオスロータ又はメスロータの吐出端面上の流体の閉じ込みが形成される部分に、閉じ込み流体を一旦収容することのできる凹所を形成する」と記載されている（問題点を解決するための手段の項参照）。
特許文献１に記載されるスクリュー式圧縮機は、吐出端面まで移動した作動油（閉じ込み流体）を一旦収容する凹所を設けて作動油による吐出口（吐出ポート）の閉塞を抑制するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６３−３６０８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載されるスクリュー式圧縮機のように、２つのロータの少なくとも一方に凹所が形成される場合、この凹所は、ロータの吐出端面側の端面において互いに噛み合う部位に形成される。したがって、噛み合う２つのロータが回転すると、それぞれのロータの吐出端面側の端面で、隣接して形成されている螺旋状の溝（歯溝）が凹所を介して連通する場合がある。

【0006】

作動室内に２つのロータを有するスクリュー圧縮機は、一方のロータ（雌ロータ）の歯溝に他方のロータ（雄ロータ）の歯部が噛み合って形成される空間に、作動流体を圧縮する圧縮室が形成される。また、雌ロータにおいて圧縮室となる歯溝に隣接する歯溝は、雄雄ロータおよび雌ロータを収容する作動室に連通する。圧縮室は圧縮された作動流体が存在する高圧の空間であり、作動室は圧縮途中の作動流体が存在する低圧の空間である。したがって、隣接して形成される歯溝が連通すると高圧の圧縮室と低圧の作動室が連通する。そして、圧縮室で圧縮された高圧の作動流体の一部が低圧の作動室に流入する。このため、圧縮された作動流体の一部が消失することになってロスが生じる。

【0007】

そこで本発明は、圧縮された作動流体の消失を抑制可能で、吐出時の圧力上昇を抑制可能な構造のスクリュー圧縮機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】

【0008】

前記課題を解決するため本発明は、ケーシング内の作動室で互いに噛み合って回転して作動流体を圧縮する第１ロータおよび第２ロータと、前記第１ロータおよび前記第２ロータの軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面に開口する吐出口と、を有し、前記作動流体は、前記第１ロータの歯部が噛み合った前記第２ロータの歯溝に形成される圧縮室の縮小にともなって圧縮された後に、前記圧縮室と連通するように設けられている前記吐出口を通って前記ケーシングの外部に吐出され、前記圧縮室は消滅するまで縮小して前記作動流体を吐出し、前記第１ロータの歯部に、軸方向端面が凹んだ第１凹部が形成され、前記第１凹部は前記第１ロータの歯部の歯先に形成される第１開口部で前記作動室または前記圧縮室と連通し、前記第１開口部は、前記圧縮室が消滅したときに前記第１ロータの歯部の歯先と前記第２ロータの歯溝の歯底が重なりあう位置に開口し、前記第１凹部において前記第１開口部を臨む底面の法線は、前記第１ロータの回転軸の軸線方向の成分が、軸方向端面に向かい合う前記作動室内の端面の方向を向くことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によると、圧縮された作動流体の消失を抑制可能で、吐出時の圧力上昇を抑制可能な構造のスクリュー圧縮機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】スクリュー圧縮機の圧縮機本体の構成を示す断面図である。

【図2】吐出端面の側から従来形状の第１ロータと第２ロータを見た図である。

【図3】圧縮室における圧力の変化を示すグラフである。

【図4】（ａ）は、第１ロータの歯部に形成される油分収容部を示す図、（ｂ）は、油分収容部の斜視図である。

【図5】圧縮室が消滅した状態を示す図である。

【図6】第１ロータの歯部にかき集められる作動油が油分収容部に流れ込む状態を示す図である。

【図7】図６におけるＳｅｃ１−Ｓｅｃ１での断面図である。

【図8】（ａ）は、実施例２の油分収容部を示す図、（ｂ）は、油分収容部の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、適宜図を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

【実施例1】

【0012】

図１は、本発明の実施例１に係るスクリュー圧縮機の構成を示す断面図である。また、図２は、吐出端面の側から従来形状の第１ロータと第２ロータを見た図、図３は、圧縮室における圧力の変化を示すグラフである。また、図４の（ａ）は、第１ロータの歯部に形成される油分収容部を示す図、（ｂ）は、油分収容部の斜視図である。また、図５は、圧縮室が消滅した状態を示す図である。

【0013】

実施例１のスクリュー圧縮機１は、図１，図２に示すように、互いに噛み合って回転する第１ロータ１１（雄ロータ）と第２ロータ２０（雌ロータ）で作動流体を圧縮する。なお、図２に示すように、第１ロータ１１の回転方向Ｒｏｔ１と、第２ロータ２０の回転方向Ｒｏｔ２は、互いに逆方向になる。

【0014】

第１ロータ１１と第２ロータ２０は、ケーシング１２の中空部として形成される作動室１３内に収納される。また、第１ロータ１１の回転軸１０ａが作動室１３を貫通するように備わっている。そして、回転軸１０ａの軸線方向の作動室１３の両端には、軸受室１５ａ，１５ｂが形成される。軸受室１５ａ，１５ｂには、回転軸１０ａを両端側で支持する軸受１４ａ，１４ｂが取り付けられる。なお、第２ロータ２０も同様に構成され、その回転軸１０ｂは、軸受室１５ａ，１５ｂに取り付けられる軸受（図示せず）で支持される。

【0015】

ケーシング１２には、吸込口１６ａと吐出口１６ｂが形成される。吸込口１６ａは、圧縮する作動流体（実施例１では空気Ａｉｒとする）を作動室１３に取り込む。吐出口１６ｂは、圧縮された空気Ａｉｒを作動室１３から吐出する。そして、吸込口１６ａから吸い込まれた空気Ａｉｒが第１ロータ１１と第２ロータ２０の回転で圧縮されて吐出口１６ｂからケーシング１２の外部に吐出される。なお、作動室１３の端面を形成して吐出口１６ｂが開口する面を吐出端面１３ａとする。また、第１ロータ１１と第２ロータ２０において吐出端面１３ａに向かい合う端面を軸方向端面１１ｃ，２０ｃとする。また、第１ロータ１１と第２ロータ２０が噛み合う空間が圧縮室３０になる。

【0016】

また、ケーシング１２には、作動室給油口１９が形成される。作動室給油口１９から作動室１３に作動油Ｏｉｌが供給される。スクリュー圧縮機１は、作動室１３で圧縮される空気Ａｉｒの冷却や、第１ロータ１１と第２ロータ２０の潤滑や、作動室１３に形成される隙間の密封のために作動室１３に作動油Ｏｉｌが供給される。そして、作動室１３に供給された作動油Ｏｉｌは圧縮された空気Ａｉｒとともに吐出口１６ｂから排出される。

【0017】

図１，図２に示すように、吐出口１６ｂは、作動室１３の吐出端面１３ａに開口する。吐出口１６ｂの形状は限定されるものではなく、第１ロータ１１と第２ロータ２０が噛み合って形成される圧縮室３０で圧縮された空気Ａｉｒが効率よく吐出される形状であればよい。

【0018】

圧縮室３０は、螺旋状に形成される第２ロータ２０の歯溝２０ａに、螺旋状に形成される第１ロータ１１の歯部１１ｂが噛み合って形成される。第１ロータ１１および第２ロータ２０の歯溝１１ａ，２０ａは、それぞれ螺旋状の歯部１１ｂ，２０ｂの間に形成される。図２の符号１１ｂ１は、歯部１１ｂの歯先であり、符号２０ａ１は、歯溝２０ａの歯底である。
なお、第１ロータ１１および第２ロータ２０には、それぞれ複数条の歯部１１ｂ，２０ｂが形成される。例えば、第２ロータ２０には６条の歯部２０ｂが形成され、第１ロータ１１には４条の歯部１１ｂが形成される。したがって、第２ロータ２０には６本の歯溝２０ａが形成され、第１ロータ１１には４本の歯溝１１ａが形成される。
そして、第１ロータ１１の歯部１１ｂが噛み合っている第２ロータ２０の歯溝２０ａが圧縮室３０になり、第２ロータ２０のその他の歯溝２０ａや第１ロータ１１の歯溝１１ａは作動室１３に連通する。このように、圧縮室３０は作動室１３から隔離された室になる。

【0019】

吸込口１６ａ（図１参照）から吸い込まれた空気Ａｉｒは、作動室１３に取り込まれる。そして、第１ロータ１１と第２ロータ２０が回転して、第２ロータ２０の歯溝２０ａに第１ロータ１１の歯部１１ｂが噛み合うと、その歯溝２０ａが圧縮室３０になる。圧縮室３０の空気Ａｉｒは、第１ロータ１１と第２ロータ２０の回転にともなって吐出端面１３ａの側に送られながら圧縮される。そして、圧縮された空気Ａｉｒが吐出端面１３ａに開口している吐出口１６ｂから吐出する。

【0020】

また、作動室給油口１９（図１参照）から作動室１３に供給された作動油Ｏｉｌは、回転する第１ロータ１１と第２ロータ２０の歯部１１ｂ，２０ｂによってかき集められて圧縮室３０に入り込む。圧縮室３０に入り込んだ作動油Ｏｉｌは、圧縮される空気Ａｉｒとともに吐出端面１３ａの側に送られて吐出口１６ｂから排出される。
このとき、図２に示すように作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂの一部を閉塞すると、空気Ａｉｌの吐出が妨げられる。そして、吐出されない空気Ａｉｒが圧縮室３０に溜まって高圧になる。その後、作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂから排出されるのにともなって空気Ａｉｒが吐出口１６ｂから吐出される。

【0021】

従来、圧縮室３０の圧力（空気Ａｉｒの圧力）は、図３に示すグラフのように変化する。図３は、横軸が第１ロータ１１の回転角度θ、縦軸が圧縮室３０の圧力Ｐを示す。なお、第１ロータ１１の回転角度は、第１ロータ１１の歯部１１ｂが第２ロータ２０の歯溝２０ａに噛み合い始めた時点を起点（０度）とする。

【0022】

第１ロータ１１と第２ロータ２０が回転して第１ロータ１１の回転角度θが大きくなると、圧縮室３０での空気Ａｉｒの圧縮が進行して圧縮室３０の圧力Ｐが昇圧する（圧縮過程）。第１ロータ１１の回転角度θが所定の角度（θ＝「θ１」）に達すると、圧縮室３０が吐出口１６ｂと連通し、圧縮室３０の空気Ａｉｒが吐出口１６ｂから吐出される（吐出過程）。吐出過程で圧縮室３０の圧力Ｐは昇圧しない。なお、吐出過程における圧縮室３０の圧力が、スクリュー圧縮機１（図１参照）に設定される定格の吐出圧力「Ｐｓｔｄ」になる。

【0023】

第１ロータ１１がさらに回転して回転角度θがある角度（θ＝「θ２」）になったとき、第１ロータ１１の歯部１１ｂと第２ロータ２０の歯部２０ｂでかき集められた作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂに到達して排出される。作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂから吐出される回転角度θの値「θ２」は定まった値ではない。

【0024】

作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂに到達すると圧縮室３０と連通している吐出口１６ｂの一部が作動油Ｏｉｌで閉塞され、空気Ａｉｒの吐出が妨げられる。これによって、空気Ａｉｒの吐出口１６ｂからの吐出に対する抵抗（吐出抵抗）が大きくなる。このため、圧縮室３０の圧力Ｐが吐出圧力「Ｐｓｔｄ」より昇圧する。その後、作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂから排出されると吐出口１６ｂが開放される。そして、吐出口１６ｂにおける空気Ａｉｒの吐出抵抗が小さくなり、圧縮室３０の圧力Ｐが低格の吐出圧力「Ｐｓｔｄ」まで降圧する。作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂを閉塞するのは一時的なものであり、圧縮室３０の圧力Ｐが昇圧するのも一時的なものになる。

【0025】

このように、従来のスクリュー圧縮機１の吐出過程には、圧縮室３０の圧力Ｐが吐出圧力「Ｐｓｔｄ」よりも昇圧する瞬間がある。
そこで、図４の（ａ），（ｂ）に示すように、実施例１の第１ロータ１１には、軸方向端面１１ｃが凹んだ第１凹部（第１油分収容部２２）が設けられている。

【0026】

第１油分収容部２２は、第１ロータ１１の歯部１１ｂの軸方向端面１１ｃが、回転軸１０ａ（図２参照）の軸方向に向かって凹んで形成される。また、第１油分収容部２２には、歯部１１ｂの歯先１１ｂ１に第１開口部２２ａが形成される。そして、第１ロータ１１の歯部１１ｂが第２ロータ２０の歯溝２０ａに噛み合って形成される圧縮部３０と第１油分収容部２２が第１開口部２２ａを介して連通する。また、第２ロータ２０の歯溝２０ａに噛み合わない歯部１１ｂの第１油分収容部２２は、第１開口部２２ａを介して作動室１３と連通する。なお、符号２２ｂは、第１開口部２２ａを臨む底面である。

【0027】

第１開口部２２ａは、軸方向端面１１ｃ上で歯部１１ｂの輪郭線上にある２つの特異点Ｘ１，Ｘ２の間に形成される。ここでいう輪郭線は、第１ロータ１１の軸方向端面１１ｃにおける歯部１１ｂの輪郭線を示す。
また、特異点Ｘ１，Ｘ２は、第１ロータ１１と第２ロータ２０が噛み合って回転しているときに、第２ロータ２０の特異点Ｙ１，Ｙ２と重なる点である。特異点Ｘ１，Ｘ２、および特異点Ｙ１，Ｙ２は、下記のように設定される点である。

【0028】

圧縮過程では、第１ロータ１１と第２ロータ２０の回転にともなって圧縮室３０は容積が減少する。また、吐出過程に移行しても第１ロータ１１と第２ロータ２０の回転にともなって圧縮室３０の容積は減少する。そして、圧縮室３０の容積が最小になった時点で吐出過程が終了する（吐出完了）。
実施例１のスクリュー圧縮機１（図１参照）は、吐出過程が終了する吐出完了時に、図５に示すように、圧縮室３０が消滅するように構成される。そして、このとき（すなわち、吐出完了時）、軸方向端面１１ｃ，２０ｃにおいて第１ロータ１１の歯部１１ｂと第２ロータ２０の歯溝２０ａが所定の幅で接触する。つまり、吐出完了時に、軸方向端面１１ｃ，２０ｃにおいて、第１ロータ１１の輪郭線の一部（歯先１１ｂ１）と第２ロータ２０の輪郭線の一部（歯底２０ａ１）が重なり合うように構成される。

【0029】

そして、第１ロータ１１の歯部１１ｂ（歯先１１ｂ１）は、吐出完了時に特異点Ｘ１からＸ２までの間が、第２ロータ２０の歯溝２０ａ（歯底２０ａ１）の特異点Ｙ１からＹ２までの間と重なる。換言すると、第１ロータ１１の歯部１１ｂの輪郭線における特異点Ｘ１からＸ２までの間の曲率半径と、第２ロータ２０の歯溝２０ａの輪郭線における特異点Ｙ１からＹ２までの間の曲率半径が等しく構成される。第１ロータ１１の特異点Ｘ１，Ｘ２、および、第２ロータ２０の特異点Ｙ１，Ｙ２はこのように設定される点とする。

【0030】

そして、第１開口部２２ａは、吐出完了時に圧縮室３０が消滅したときに、第１ロータ１１の歯部１１ｂ（歯先１１ｂ１）と、第２ロータ２０の歯溝２０ａ（歯底２０ａ１）が重なり合う位置に開口する。

【0031】

このような構成であれば、図４の（ａ）に示すように、圧縮過程や吐出過程で第１開口部２２ａは、圧縮室３０のみに開口する。また、図５に示すように、吐出完了時に圧縮室３０が消滅すると第１開口部２２ａは閉塞される。そして、吐出完了時から、さらに第１ロータ１１と第２ロータ２０が回転すると、第１開口部２２ａは作動室１３のみに開口する。

【0032】

このように、実施例１の第１ロータ１１に設けられる第１開口部２２ａは、圧縮室３０のみに開口するか、作動室１３のみに開口するか、閉塞されるか、のいずれかになる。このため、第１開口部２２ａは、圧縮室３０と作動室１３の両方に同時に開口することがない。したがって、圧縮室３０と作動室１３が第１油分収容部２２を介して連通することがない。よって、圧縮室３０で圧縮された高圧の空気Ａｉｒが第１油分収容部２２を流通して作動室１３に流れ込まないので、圧縮された空気Ａｉｒは消失することなく吐出口１６ｂから吐出される。つまり、圧縮された空気Ａｉｒの消失を抑制できる。

【0033】

なお、図４の（ａ）に図示される特異点Ｘ１，Ｘ２は、第１ロータ１１の歯部１１ｂに沿って螺旋状に連続して設けられて螺旋状の連続線を形成する。同様に、図４の（ａ）に図示される特異点Ｙ１，Ｙ２は、第２ロータ２０の歯溝２０ａに沿って螺旋状に連続して設けられて螺旋状の連続線を形成する。
そして第１開口部２２ａは、連続して設けられる特異点Ｘ１による連続線と、連続して設けられる特異点Ｘ２による連続線と、の間に形成される。

【0034】

図６は、第１ロータの歯部にかき集められる作動油が油分収容部に流れ込む状態を示す図である。
図４の（ａ）に示すように第１油分収容部２２が形成される第１ロータ１１が回転すると、図６に示すように、第１ロータ１１の歯部１１ｂにかき集められる作動油Ｏｉｌは第１油分収容部２２に流れ込む。また、第２ロータ２０の歯部２０ｂにかき集められる作動油Ｏｉｌは、圧縮室３０で第１油分収容部２２に流れ込む。したがって、圧縮室３０に溜まる作動油Ｏｉｌの量は少なくなる。このため、圧縮室３０と連通している吐出口１６ｂが作動油Ｏｉｌで閉塞されることが抑制される。したがって、吐出口１６ｂからの空気Ａｉｒの吐出は妨げられず吐出抵抗は大きくならない。ひいては、吐出過程に圧縮室３０の圧力Ｐが低格の吐出圧力「Ｐｓｔｄ」よりも上昇する、図３に示すような圧力上昇が抑制される。

【0035】

また、吐出過程で第１油分収容部２２と連通するように吐出口１６ｂの形状が設定され、第１油分収容部２２に収容されている作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂから排出されるように構成される。このため、吐出完了時には第１油分収容部２２の作動油Ｏｉｌが全て排出される。特に、吐出完了時に、第１油分収容部２２の軸方向端面１１ｃの側が全領域に亘って吐出口１６ｂと連通する構成（つまり、吐出完了時に第１油分収容部２２の軸方向端面１１ｃの側が吐出口１６ｂと連通して全開する構成）とすれば、第１油分収容部２２に収容されている作動油Ｏｉｌが効果的に吐出口１６ｂから排出される。つまり、少なくとも吐出完了時に、第１油分収容部２２の軸方向端面１１ｃの側が全開するように、吐出口１６ｂが形成されていることが好ましい。
そして、圧縮過程で第１ロータ１１が回転するとき、新たな作動油Ｏｉｌが第１油分収容部２２に収容される。

【0036】

図７は、図６におけるＳｅｃ１−Ｓｅｃ１での断面図であり、油分収容部の形状を示す図である。
図７に示すように、実施例１の第１油分収容部２２は、第１開口部２２ａを臨む面（底面２２ｂ）が傾斜面になっている。具体的に、吐出口１６ｂと連通している第１油分収容部２２の底面２２ｂの法線Ｌ１を、回転軸１０ａ（図１参照）に平行な軸平行成分Ｌ１ｐと、回転軸１０ａと直交する軸垂直成分Ｌ１ｖと、に分解したとき、軸平行成分Ｌ１ｐが吐出口１６ｂの方向を向くように底面２２ｂが形成されている。

【0037】

底面２２ｂが図７に示すような傾斜面で形成されていると、第１ロータ１１の回転で第１油分収容部２２に収容された作動油Ｏｉｌには、底面２２ｂによって吐出口１６ｂの方向への速度成分が生じる。したがって、吐出過程で第１油分収容部２２が吐出口１６ｂと連通したとき、第１油分収容部２２に収容された作動油Ｏｉｌが効率よく吐出口１６ｂから排出される。

【0038】

以上のように、実施例１のスクリュー圧縮機１（図１参照）は、図４の（ａ），（ｂ）に示すように、第１ロータ１１の歯部１１ｂに、軸方向端面１１ｃが凹んで形成される第１油分収容部２２が設けられている。そして、圧縮過程で第１ロータ１１と第２ロータ２０の歯部１１ｂ，２０ｂでかき集められる作動油Ｏｉｌは、図６に示すように第１油分収容部２２に収容される。したがって、吐出過程で、作動油Ｏｉｌによる吐出口１６ｂの閉塞が抑制される。このため、吐出口１６ｂにおける空気Ａｉｒの吐出抵抗が小さくなり、空気Ａｉｒは圧縮室３０から吐出口１６ｂを介して効率よく吐出される。このことによって、吐出過程で圧縮室３０の圧力Ｐが吐出圧力「Ｐｓｔｄ」より昇圧することが抑制される。

【0039】

また、図６に示すように、第１ロータ１１の回転でかき集められる作動油Ｏｉｌが第１油分収容部２２に収容されるため、吐出過程で圧縮室３０に溜まる作動油Ｏｉｌが減少する。このことによっても、吐出過程における作動油Ｏｉｌによる吐出口１６ｂの閉塞が抑制される。

【0040】

また、圧縮室３０で圧縮された高圧の空気Ａｉｒが第１油分収容部２２を流通して作動室１３に流れ込まない。したがって、圧縮された空気Ａｉｒの消失が抑制され、圧縮された空気Ａｉｒの消失にともなうロスが軽減される。

【実施例2】

【0041】

図８の（ａ）は、実施例２の油分収容部を示す図、（ｂ）は、油分収容部の斜視図である。
なお、実施例２の第１ロータと第２ロータが備わるスクリュー圧縮機は、図１，図２に示す実施例１のスクリュー圧縮機１と同じ構成である。したがって、実施例１のスクリュー圧縮機１と同じ構成要素には、図１，図２と同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

【0042】

図８の（ａ）、（ｂ）に示すように、実施例２では、第１ロータ１１に形成される第１油分収容部２２（図４の（ａ）参照）に替わって第２ロータ２０の歯部２０ｂに第２凹部（第２油分収容部２３）が設けられている。
実施例２の第２ロータ２０に形成される第２油分収容部２３は、歯部２０ｂの軸方向端面２０ｃが、回転軸１０ｂ（図２参照）の軸方向に向かって凹んで形成される。

【0043】

また、第２油分収容部２３には、歯部２０ｂの歯先２０ｂ１に第２開口部２３ａが形成される。そして、作動室１３と第２油分収容部２３が第２開口部２３ａを介して連通する。さらに、第２開口部２３ａが、第２ロータ２０の歯部２０ｂのピッチ円Ｃ１よりも外側（歯先２０ｂ１の側）に開口している。

【0044】

空気Ａｉｒを圧縮する圧縮室３０は、第２ロータ２０の歯溝２０ａに第１ロータ１１の歯部１１ｂが噛み合って形成される。したがって、第２ロータ２０の歯部２０ｂのピッチ円Ｃ１より外側（歯先２０ｂ１の側）に開口する第２開口部２３ａは圧縮室３０に入り込まない。このため、第２開口部２３ａは圧縮室３０で開口せず、圧縮室３０と作動室１３が第２油分収容部２３を介して連通しない。

【0045】

また、圧縮過程で第１ロータ１１の歯部１１ｂと第２ロータ２０の歯部２０ｂにかき集められた作動油Ｏｉｌは、作動室１３で開口する第２開口部２３ａから第２油分収容部２３に収容される。したがって、圧縮室３０において吐出口１６ｂが開口する部分に溜まる作動油Ｏｉｌの量が少なくなり、吐出口１６ｂにおける空気Ａｉｒの吐出抵抗が小さくなる。

【0046】

また、吐出過程で第２油分収容部２３と連通するように吐出口１６ｂの形状が設定され、第２油分収容部２３に収容されている作動油Ｏｉｌが吐出口１６ｂから排出されるように構成される。このため、吐出完了時には第２油分収容部２３の作動油Ｏｉｌが全て排出される。特に、吐出完了時に、第２油分収容部２３の軸方向端面２０ｃの側が全領域に亘って吐出口１６ｂと連通する構成（つまり、吐出完了時に第２油分収容部２３の軸方向端面２０ｃの側が吐出口１６ｂと連通して全開する構成）とすれば、第２油分収容部２３に収容されている作動油Ｏｉｌが効果的に吐出口１６ｂから排出される。そして、圧縮過程で第２ロータ２０が回転するとき、新たな作動油Ｏｉｌが第２油分収容部２３に収容される。つまり、少なくとも吐出完了時に、第２油分収容部２３の軸方向端面２０ｃの側が全開するように、吐出口１６ｂが形成されていることが好ましい。

【0047】

また、実施例２の第２油分収容部２３も、第２開口部２３ａを臨む底面２３ｂが傾斜面になっていることが好ましい。つまり、図示はしないが、底面２３ｂの法線を、軸平行成分と、軸垂直成分と、に分解したとき、軸平行成分が吐出口１６ｂ（図２参照）の方向を向くように底面２３ｂが形成されていることが好ましい。

【0048】

以上のように、実施例２のスクリュー圧縮機は、図８の（ａ），（ｂ）に示すように、第２ロータ２０の歯部２０ｂに、軸方向端面２０ｃが凹んだ第２油分収容部２３が設けられている。そして、圧縮過程で第１ロータ１１と第２ロータ２０の歯部１１ｂ，２０ｂでかき集められた作動油Ｏｉｌは第２油分収容部２３に収容される。したがって、吐出過程で、作動油Ｏｉｌによる吐出口１６ｂの閉塞が抑制される。このため、吐出口１６ｂにおける空気Ａｉｒの吐出抵抗が小さくなり、空気Ａｉｒは吐出口１６ｂから効率よく吐出される。このことによって、吐出過程において圧縮室３０の圧力Ｐが吐出圧力「Ｐｓｔｄ」より昇圧する圧力上昇が抑制される。

【0049】

また、実施例１と同様に、第１ロータ１１と第２ロータ２０の回転でかき集められる作動油Ｏｉｌが第２油分収容部２３に収容されるため、吐出過程で圧縮室３０に溜まる作動油Ｏｉｌが減少する。このことによっても、吐出過程における作動油Ｏｉｌによる吐出口１６ｂの閉塞が抑制される。

【0050】

また、第２油分収容部２３の第２開口部２３ａは、第２ロータ２０のピッチ円Ｃ１よりも外側（歯先２０ｂ１の側）に開口している。この構成によって、第２開口部２３ａは圧縮室３０で開口しない。このため、圧縮室３０と作動室１３は第２油分収容部２３を介して連通しない。したがって、圧縮室３０で圧縮された高圧の空気Ａｉｒが第２油分収容部２３を流通して作動室１３に流れ込むことがない。よって、圧縮された空気Ａｉｒの消失が抑制されるため、圧縮された空気Ａｉｒの消失にともなうロスが軽減される。

【0051】

なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではない。例えば、前記した実施例は本発明をわ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。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

【0052】

例えば、実施例１のスクリュー圧縮機は、図４の（ａ）に示すように、第１ロータ１１の歯部１１ｂに第１油分収容部２２が設けられる。また、実施例２のスクリュー圧縮機は、図８の（ａ）に示すように、第２ロータ２０の歯部２０ｂに第２油分収容部２３が設けられる。そこで、実施例１と実施例２を組み合わせ、第１ロータ１１の歯部１１ｂに第１油分収容部２２が設けられ、かつ、第２ロータ２０の歯部２０ｂに第２油分収容部２３が設けられるスクリュー圧縮機であってもよい。
なお、この場合には、少なくとも吐出完了時に、第１油分収容部２２の軸方向端面１１ｃの側が全開し、かつ、第２油分収容部２３の軸方向端面２０ｃの側が全開するように、吐出口１６ｂが形成されていることが好ましい。

【0053】

この他、本発明は、前記した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、図４の（ａ）に示す第１油分収容部２２の形状や、図８の（ａ）に示す第２油分収容部２３の形状は一例に過ぎず、それらの形状は限定されない。
つまり、図４の（ａ）に示す第１開口部２２ａが前記した特異点Ｘ１，Ｘ２の間に開口する構成であれば、第１油分収容部２２の形状は限定されない。また、図８の（ａ）に示す第２開口部２３ａがピッチ円Ｃ１よりも外側に開口する構成であれば、第２油分収容部２３の形状は限定されない。但し、第１開口部２２ａ，第２開口部２３ａの形状は、作動油Ｏｉｌが第１油分収容部２２，第２油分収容部２３に容易に流入する形状であることが好ましい。

【符号の説明】

【0054】

１ スクリュー圧縮機
１０ａ 回転軸（第１ロータの回転軸）
１０ｂ 回転軸（第２ロータの回転軸）
１１ 第１ロータ
１１ａ，２０ａ 歯溝
１１ｂ，２０ｂ 歯部
１１ｂ１，２０ｂ１ 歯先
１１ｃ，２０ｃ 軸方向端面
１２ ケーシング
１３ 作動室
１６ｂ 吐出口
２０ 第２ロータ
２０ａ１ 歯底
２２ 第１油分収容部（第１凹部）
２２ａ 第１開口部
２２ｂ，２３ｂ 底面
２３ 第２油分収容部（第２凹部）
２３ａ 第２開口部
３０ 圧縮室
Ａｉｒ 空気（作動流体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】