特許 6830422 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】6830422

(24)【登録日】2021年1月28日

(45)【発行日】2021年2月17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 20060101AFI20210208BHJP

【ＦＩ】

   F04C18/16 B

   F04C18/16 R

【請求項の数】12

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-179126(P2017-179126)

(22)【出願日】2017年9月19日

(65)【公開番号】特開2019-52629(P2019-52629A)

(43)【公開日】2019年4月4日

【審査請求日】2019年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝二

(72)【発明者】

【氏名】今城 貴徳

【審査官】 井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５６−０７５９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０６７４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １８／１６

Ｆ０４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の螺旋状の歯部を備える雄ロータと、
複数の螺旋状の歯部を備え、隣接する前記歯部間に螺旋状の歯溝が画定された雌ロータと
を備え、
前記雄ロータと前記雌ロータは、前記雄ロータの前記歯部が前記雌ロータの歯溝に入り込んだ状態で噛み合って回転し、
前記雄ロータの前記歯部の前記雄ロータの回転方向前方側の歯面である前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記雌ロータの回転方向後側の歯面である後進面とのうち、一方に少なくとも１個の第１の永久磁石が固定され、
前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記第１の永久磁石と対応する部分が、前記第１の永久磁石に対して磁気被吸引性を有する磁気被吸引性部であり、
前記第１の永久磁石は、前記雄ロータ又は前記雌ロータの吸込側の端部と、前記端部からロータ長の１／４離れた位置との間に配置されている、スクリュー圧縮機。

【請求項2】

前記第１の永久磁石の先端面は、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの後進面とのうちの一方と同一面を構成している、請求項１に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項3】

前記第１の永久磁石は、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面との隙間が最も狭くなる位置に配置されている、請求項１又は２に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項4】

前記第１の永久磁石は耐熱性磁石である、請求項１から３のいずれか１項に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項5】

前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの一方に、複数の前記第１の永久磁石が固定されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項6】

前記第１の永久磁石は、前記雄ロータ又は前記雌ロータの前記歯部のねじれ角に沿った経路上の、前記雄ロータ又は前記雌ロータの吸込側の端部から前記雄ロータ又は前記雌ロータの軸線回りに等しい角度間隔隔てた複数位置に配置されている、請求項５に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項7】

前記角度間隔は以下で定義される、請求項６に記載のスクリュー圧縮機。
θ＝α／β
θ：角度間隔（度）
α：基準角度（度）
α＝３６０／ｎ（ｎ：雄ロータ又は雌ロータの歯部の総数）
β：係数（１以上）

【請求項8】

前記係数βは２以上の整数である、請求項７に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項9】

前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方は、少なくとも前記第１の永久磁石と対応する部分が、磁性体からなる、請求項１から８のいずれか１項に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項10】

前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記歯部が磁性体からなる、請求項９に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項11】

前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記歯部が非磁性体からなり、
前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記第１の永久磁石と対応する部分に、磁性体部材が固定されている、請求項９に記載のスクリュー圧縮機。

【請求項12】

前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記第１の永久磁石と対応する部分に、第２の永久磁石が固定され、
前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石の姿勢は、それらの異極が互いに対向するように設定されている、請求項９に記載のスクリュー圧縮機。

【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】

特許文献１には、スクリュー圧縮機において、雄ロータのシャフトにねじれを与えることで、雌ロータに負のトルクが発生した際の、雌雄ロータのロータ軸に固定されたタイミングギア対間の歯部の歯面分離を抑制することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平２−２３３８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されているように雄ロータにねじれを与えても、雄ロータとモータとを連結するカップリングによってねじれが吸収されてしまう。従って、特許文献１に開示された手法では、歯面分離を確実に抑制することはできない。

【0005】

特許文献１に開示されたものを含め、従来のスクリュー圧縮機には、雌雄ロータ間の歯面分離を効果的に抑制するための有効な手法は採用されていない。

【0006】

本発明は、スクリュー圧縮機において、雌雄ロータ間の歯面分離を効果的に抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、複数の螺旋状の歯部を備える雄ロータと、複数の螺旋状の歯部を備え、隣接する前記歯部間に螺旋状の歯溝が画定された雌ロータとを備え、前記雄ロータと前記雌ロータは、前記雄ロータの前記歯部が前記雌ロータの歯溝に入り込んだ状態で噛み合って回転し、前記雄ロータの前記歯部の前記雄ロータの回転方向前方側の歯面である前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記雌ロータの回転方向後側の歯面である後進面とのうち、一方に少なくとも１個の第１の永久磁石が固定され、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記第１の永久磁石と対応する部分が、前記第１の永久磁石に対して磁気被吸引性を有する磁気被吸引性部であり、前記第１の永久磁石は、前記雄ロータ又は前記雌ロータの吸込側の端部と、前記端部からロータ長の１／４離れた位置との間に配置されている、スクリュー圧縮機を提供する。

【0008】

雄ロータの歯部と雌ロータの歯溝により構成される閉じ込み空間内で圧縮されるガスからの反力（ガス圧縮反力）により、雌ロータに対する正転方向のトルク（負のトルク）が発生する。この負のトルクの発生に起因するトルク変動によって、雌ロータの歯部の後進面が雄ロータの歯部の前進面に対して離反と接近の繰り返す現象（雌雄ロータ間の歯面分離）が生じ得る。雌雄ロータ間の歯面分離は、振動及び騒音の原因となる。第１の永久磁石と磁気被吸引性部との間に生じる磁力によって、雄ロータの歯部の前進面と、雌ロータの歯部の後進面とが互いに吸引される。この磁気的吸引によって雌ロータに対して逆転方向のトルクが作用するので、負のトルクが相殺ないし抑制されてトルク変動が抑制される。その結果、雌ロータの歯部の後進面の雄ロータの歯部の前進面に対する離反が防止ないし抑制され、雌雄ロータ間の歯面分離を、効果的に抑制できる。
雄ロータ又は雌ロータの吐出側の端部に近い位置では、歯溝空間のガス温度が高温となり、使用可能温度の低い磁石を第１の永久磁石として使用できない。しかし、第１の永久磁石の設置範囲を、吸込側の端部と吸込側の端部からロータ長の１／４離れた位置との間に設定すること、つまり吐出側の端部に近い位置には第１の永久磁石を配置しないことで、使用可能温度が低い磁石を第１の永久磁石として使用できる。

【0009】

前記第１の永久磁石の先端面は、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの後進面とのうちの一方と同一面を構成してもよい。

【0010】

この構成により、第１の永久磁石と磁気被吸引性部との最小距離をより縮めることができる。また、この構成によれば、第１の永久磁石の先端面と磁気被吸引性部との間に遮蔽物が介在しない。これらにより、雄ロータの歯部の前進面と、雌ロータの歯部の後進面との間の磁気的吸引力を増大し、より効果的に歯面分離を抑制できる。

【0011】

前記第１の永久磁石は、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面との隙間が最も狭くなる位置に配置されてもよい。

【0012】

この構成により、第１の永久磁石と磁気被吸引性部との最小距離をより縮めることができるので、雄ロータの歯部の前進面と、雌ロータの歯部の後進面との間の磁気的吸引力を増大し、より効果的に歯面分離を抑制できる。

【0013】

前記第１の永久磁石は耐熱性磁石であってもよい。

【0014】

耐熱性磁石を用いることにより、ガス温度が３００℃を超える条件も存在する吐出直前の歯溝空間にも第１の永久磁石を配置できる。つまり、第１の永久磁石を配置できる範囲が広がり、配置する第１の永久磁石の総数を増やすことができる。その結果、雄ロータの歯部の前進面と、雌ロータの歯部の後進面との間の磁気的吸引力を増大し、より効果的に歯面分離を抑制できる。

【0015】

耐熱性磁石としては、例えばサマリウムコバルト磁石とフェライト磁石がある。

【0018】

前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの一方に、複数の前記第１の永久磁石が固定されてもよい。

【0019】

この場合、前記第１の永久磁石は、前記雄ロータ又は前記雌ロータの前記歯部のねじれ角に沿った経路上の、前記雄ロータ又は前記雌ロータの吸込側の端部から前記雄ロータ又は前記雌ロータの軸線回りに等しい角度間隔隔てた複数位置に配置されてもよい。

【0020】

前記角度間隔は以下で定義され得る。
θ＝α／β
θ：角度間隔（度）
α：基準角度（度）
α＝３６０／ｎ（ｎ：雄ロータ又は雌ロータの歯部の総数）
β：係数（１以上）

【0021】

前記係数βは２以上の整数であってもよい。

【0022】

前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方は、少なくとも前記第１の永久磁石と対応する部分が、磁性体からなってもよい。

【0023】

例えば、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記歯部が磁性体であってもよい。

【0024】

また、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記歯部が非磁性体からなり、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記第１の永久磁石と対応する部分に、磁性体部材が固定されていてもよい。

【0025】

さらに、前記雄ロータの前記歯部の前記前進面と、前記雌ロータの前記歯部の前記後進面とのうちの他方の前記第１の永久磁石と対応する部分に、第２の永久磁石が固定され、前記第１の永久磁石と前記第２の永久磁石の姿勢は、それらの異極が互いに対向するように設定されてもよい。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、スクリュー圧縮機における雌雄ロータ間の歯面分離を、効果的に抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第１実施形態に係る無給油式スクリュー圧縮機の断面図。

【図2】本発明の第１実施形態に係る無給油式スクリュー圧縮機の模式的な横断面図。

【図3】雌雄スクリューの斜視図。

【図4】図３の線IV−IVでの断面図。

【図5】雌ロータに作用するトルクを説明するための模式的なグラフ。

【図6】本発明の第２実施形態における雌雄スクリューの図４と同様の断面図。

【図7】本発明の第３実施形態における雌雄スクリューの図４と同様の断面図。

【図8】本発明の第４実施形態における雌雄スクリューの図４と同様の断面図。

【図9】本発明の第５実施形態における雌雄スクリューの図４と同様の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

（第１実施形態）
図１及び図２に示す本発明の第１実施形態に係る無給油式スクリュー圧縮機１は、ロータ室２ａが形成されたケーシング２を備える。ロータ室２ａには、スクリューロータ対、すなわち雄ロータ３と雌ロータ４とが収容されている。ケーシング２には、吸込口２ｂと吐出口２ｃが設けられている。

【0029】

雄ロータ３は、ロータ軸６と、ロータ軸６の外周に設けられた複数（本実施形態では４個）の螺旋状の歯部７ａ〜７ｄを備える。雌ロータ４は、ロータ軸８と、ロータ軸８の外周に設けられた複数（本実施形態では５個）の螺旋状の歯部９ａ〜９ｆを備える。互いに隣接する歯部９ａ〜９ｆの対の間には、螺旋状の歯溝１０がそれぞれ画定されている。

【0030】

雄ロータ３のロータ軸６は、吸込口２ｂ側と吐出口２ｃ側が、それぞれ軸受１１Ａ，１１Ｂによって回転自在に支持されている。軸受１１Ａ，１１Ｂとロータ室２ａとの間には、軸封装置１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ配置されている。同様に、雌ロータ４のロータ軸８は、吸込口２ｂ側と吐出口２ｃ側が、それぞれ軸受１３Ａ，１３Ｂによって回転自在に支持され、軸受１３Ａ，１３Ｂとロータ室２ａとの間には、軸封装置１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ配置されている。

【0031】

雄ロータ３のロータ軸６の吸込口２ｂ側には、入力ギア１６が固定されている。この入力ギア１６は、モータを含む駆動機構１７の出力軸１８に固定された駆動ギア１９と噛合している。また、雄ロータ３のロータ軸６の吐出口２ｃ側に固定されたタイミングギア２０Ａと、雌ロータ４のロータ軸８の吐出口２ｃ側に固定されたタイミングギア２０Ｂとが互いに噛合している。これらのギア１６，１９，２０Ａ，２０Ｂによって、駆動機構１７の出力軸１８の回転が雄ロータ３と雌ロータ４に伝動される。雄ロータ３と雌ロータ４は、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄが雌ロータ４の歯溝１０に入り込んだ状態で噛み合って同期回転する。図３及び図４には、雄ロータ３と雌ロータ４の回転方向（正転方向）を矢印Ｒｍ，Ｒｆで示している。雄ロータ３の個々の歯部７ａ〜７ｄと、雌ロータ４の個々の歯部９ａ〜９ｆとは、それらが最も接近したときでも接触しない。つまり、雄ロータ３と雌ロータ４は、歯部７ａ〜７ｄと歯部９ａ〜９ｆが非接触状態を維持したままで回転する。

【0032】

吸込口２ｂから吸い込まれたガス（例えば空気）は、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄと雌ロータ４の歯溝１０により構成される閉じ込み空間内に閉じ込められ、雄ロータ３と雌ロータ４の回転に伴って雌雄ロータ３，４の軸方向に移動しつつ圧縮され、吐出口２ｃから吐出される。

【0033】

本実施形態では、雄ロータ３のロータ軸６と歯部７ａ〜７ｄは一体構造であり、磁性体（例えば炭素鋼、ＳＵＳのような鋼材）からなる。また、雌ロータ４のロータ軸８と歯部９ａ〜９ｆも一体構造であり、磁性体（例えば炭素鋼、ＳＵＳのような鋼材）からなる。

【0034】

雄ロータ３のすべての歯部７ａ〜７ｄには、雄ロータ３の回転方向Ｒｍの前方側の歯面である前進面２１に、それぞれ複数個（本実施形態では４個）の永久磁石２２Ａ〜２２Ｄが埋め込まれている。図４を参照すると、個々の歯部７ａ〜７ｄの永久磁石２２Ａ〜２２Ｄが埋め込まれた部分が雌ロータ４の歯溝１０に入り込むと、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの雌ロータ４の回転方向Ｒｆの後方側の面である後進面２３に永久磁石２２Ａ〜２２Ｄによる磁気的吸引力が作用する（矢印Ｆ）。前述のように、本実施形態では、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆは磁性体からなり、個々の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３は永久磁石２２Ａ〜２２Ｄに対して磁気被吸引性を有する磁気吸引性部を構成している。

【0035】

雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄと雌ロータ４の歯溝１０ａ〜ｆにより構成される閉じ込み空間内で圧縮されるガスからの反力（ガス圧縮反力）により、雌ロータ４に対して正転方向Ｒｆのトルク（負のトルク）が発生する。仮に永久磁石２２Ａ〜２２Ｄが備えられていないとすると、この負のトルクの発生に起因するトルク変動によって、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３が雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に対して離反と接近の繰り返す現象（雌雄ロータ間の歯面分離）が生じ得る。また、雌雄ロータ間の歯面分離に伴い、雌ロータ４側のタイミングギア２０Ｂの後進面が雄ロータ３側のタイミングギア２０Ａの前進面から離反と接近の繰り返す現象（タイミングギア間の歯面分離）が生じ得る。雄ロータ３側のタイミングギア２０Ａの前進面と雌ロータ４側のタイミングギア２０Ｂの後進面は、通常状態では互いに接触している。タイミングギア間の歯面分離が生じると、タイミングギア２０Ｂの後進面がタイミングギア２０Ａの前進面に対して衝突を繰り返すことになり、この繰り返しの衝突は、振動及び騒音の原因となる。

【0036】

本実施形態では、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に埋め込まれた永久磁石２２Ａ〜２２Ｄと雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３との間に生じる磁力によって、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３とが互いに吸引される。この磁気的吸引によって雌ロータ４に対して逆転方向（正転方向Ｒｆと反対向き）のトルクが作用するので、ガス圧縮反発力に起因する負のトルクが相殺ないし抑制されてトルク変動が抑制される。その結果、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３の雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に対する離反が防止ないし抑制され、雌雄ロータ間の歯面分離を、効果的に抑制できる。また、雌雄ロータ間の歯面分離が抑制されることで、タイミングギア２０Ａ，２０Ｂにおける歯面分離も抑制されるので、振動及び騒音が防止ないし低減される。

【0037】

永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの先端面２２ａは、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と同一面を構成している。この構成により、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄと雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３との最小距離をより縮めることができる。また、この構成によれば、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの先端面２２ａと雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３との間に遮蔽物が介在しない。これらにより、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３との間の磁気的吸引力を増大し、より効果的に歯面分離を抑制できる。

【0038】

また、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄは、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３との隙間が最も狭くなる位置に配置されている。この構成により、永久磁石２２と雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｄの後進面２３との最小距離をより縮めることができるので、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３との間の磁気的吸引力を増大し、より効果的に歯面分離を抑制できる。

【0039】

前述のように、本実施形態では、雄ロータ３のすべての歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に、それぞれ４個の永久磁石２２Ａ〜２２Ｄが埋め込まれている。以下、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの配置について説明する。

【0040】

図２及び図３を参照すると、雄ロータ３の吸込口２ｂ側の端部３ａから雄ロータ３の軸線Ｌ１方向に等間隔を隔てて、軸線Ｌ１に対して垂直な４個の仮想平面Ｐ１〜Ｐ４が設定される。図４を併せて参照すると、これらの仮想平面Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれにおいて、個々の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に１個の永久磁石が埋め込まれている。具体的には、仮想平面Ｐ１では、個々の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に１個の永久磁石２２Ａが埋め込まれている。また、仮想平面Ｐ２では、個々の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に１個の永久磁石２２Ｂが埋め込まれている。さらに、仮想平面Ｐ３では、個々の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に１個の永久磁石２２Ｃが埋め込まれている。さらにまた、仮想平面Ｐ４では、個々の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に１個の永久磁石２２Ｄが埋め込まれている。

【0041】

雄ロータ３の軸線Ｌ１方向に等間隔を隔てて設定された仮想平面Ｐ１〜Ｐ４において、歯部７ａ〜７ｄに永久磁石２２Ａ〜２２Ｄを配置している。この配置により、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの磁気的吸引力に起因して雄ロータ３のロータ軸６と雌ロータ４のロータ軸８とに作用する力は、雄ロータ３の軸線Ｌ１及び雌ロータ４の軸線Ｌ２方向に均一化され、偏りが生じない。その結果、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの磁気的吸引力による、ロータ軸６，８の撓みを回避できる。

【0042】

等間隔を隔てた仮想平面Ｐ１〜Ｐ４の設定手法の一例を以下に説明する。以下の説明では、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄのねじれ角度θmaxは２００°である。

【0043】

仮想平面Ｐ１〜Ｐ４の位置、すなわち個々の歯部７ａ〜７ｄにおける永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの位置は、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄのねじれ角に沿った経路上の、雄ロータ３の吸込口２ｂ側の端部３ａから雄ロータ３の軸線Ｌ１回りに等しい角度間隔θだけ互い隔てられた位置に設定されている。角度間隔θは、一般に以下で定義される。

【0044】

θ＝α／β
θ：角度間隔（度）
α：基準角度（度）
α＝３６０／ｎ（ｎ：雄ロータの歯部の総数）
β：係数（１以上）

【0045】

本実施形態では、雄ロータ３は４個の歯部７ａ〜７ｂを備えるので（ｎ＝４）、基準角度αは９０°である。また、本実施形態では、係数βを２に設定している。従って、角度間隔θは４５°である。さらに、雄ロータ３の吸込口２ｂ側の端部３ａを基準とした仮想平面Ｐ１〜Ｐ４の角度位置δ１〜δ４は、それぞれ４５°、９０°、１３５°、及び１８０°である。

【0046】

係数βは１以上であれば、整数でなくてもよい。係数βを増加させていくと、回転中に永久磁石が雌ロータ３の歯部９ａ〜９ｆに接近する頻度が増加し、雌ロータ３に対してより大きな逆回転方向のトルクを作用させることができる。

【0047】

係数βは２以上の整数であることが好ましい。係数βを２以上の整数とすることにより、１歯溝分の回転を行う間に、永久磁石と雌ロータ３の歯部９ａ〜９ｆの接近が生じるので、トルク変動を抑制し得る頻度が増加し、より安定して歯面分離を抑制できる。

【0048】

図５において、符号１００は永久磁石２２Ａ〜２２Ｄがないと仮定した場合の、雌ロータ３のロータ軸８に作用するトルクの波形を示す。また、符号１０１は、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの磁気的吸引力に起因して雌ロータ３のロータ軸８に作用するトルクのパルス波形である。図５において、横軸は雌ロータの回転角度、縦軸は雌ロータ４のロータ軸８に作用するトルクである。また、縦軸の符号は正転方向Ｒｆとは反対の逆転方向を正としている。これらの波形１００，１０１の重畳により得られる波形１０２より、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄを設けることで、歯面分離の原因となる正転方向Ｒｆのトルク（負のトルク）が低減されることが理解できる。

【0049】

永久磁石２２Ａ〜２２Ｄとして、サマリウムコバルト磁石、フェライト磁石のような耐熱性磁石を採用し得る。永久磁石２２Ａ〜２２Ｄとして耐熱性磁石を用いることにより、ガス温度が３００℃を超える条件も存在する吐出口２ｃ直前の歯溝空間にも永久磁石２２を配置できる。つまり、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄを配置できる範囲が広がり、配置する永久磁石の総数を増やすことができる。その結果、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３との間の磁気的吸引力を増大し、より効果的に歯面分離を抑制できる。

【0050】

本実施形態では、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄは四角柱状であるが、必要な磁気的吸引力が得られる限り、永久磁石の形状及び寸法はと特に限定されない。また、永久磁石は、物理的に単一の永久磁石ではなく、近接して配置された複数の永久磁石で構成されてもよい。

【0051】

図２を参照すると、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄは、雄ロータ３の吸込口２ｂ側の端部３ａと、端部３ａから雄ロータ３のロータ長の１／４離れた位置との間に配置することが好ましい。雄ロータ３の吐出口２ｃ側の端部３ｂに近い位置では、歯溝空間のガス温度が高温となり、使用可能温度の低い磁石を永久磁石２２Ａ〜２２Ｄとして使用できない。しかし、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの設置範囲を、この範囲にすること、つまり吐出口２ｃ側の端部３ｂに近い位置には永久磁石２２Ａ〜２２Ｄを配置しないことで、使用可能温度が低い磁石を永久磁石２２Ａ〜２２Ｄとして使用できる。

【0052】

以下の第２から第５実施形態については、特に言及しない構造、機能、及び動作は、第１実施形態と同様である。また、これらの実施形態に関する図面では、第１実施形態と同一ないし同様の要素には、同一の符号を付している。

【0053】

（第２実施形態）
図６に示す本発明の第２実施形態では、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄと、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆはいずれも非磁性体である樹脂製である。雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１には、第１実施形態と同様に、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄが埋め込まれている。また、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３には、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄと対応する位置に例えばＳＵＳからなる磁性体部材３２Ａ〜３２Ｆが埋め込まれている。磁性体部材３２Ａ〜３２Ｆの配置は、第１実施形態において説明した、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの配置（仮想平面Ｐ１〜Ｐ４の配置）を設定する手法を雌ロータ４に適用することで決定できる。

【0054】

本実施形態では、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に埋め込まれた永久磁石２２Ａ〜２２Ｄと雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３に埋め込まれた磁性体部材３２Ａ〜３２Ｆとの間に生じる磁力によって、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３とが互いに吸引される。この磁気的吸引によって雌ロータ４に対して逆転方向（正転方向Ｒｆと反対向き）のトルクが作用するので、ガス反発力に起因する負のトルクが相殺ないし抑制されてトルク変動が抑制される。その結果、歯面分離が抑制される。

【0055】

（第３実施形態）
図７に示す本発明の第３実施形態では、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄと、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆはいずれも磁性体からなる。雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１には、第１実施形態と同様に、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄが埋め込まれている。また、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３には、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄと対応する位置に永久磁石３３Ａ〜３３Ｆが埋め込まれている。永久磁石３３Ａ〜３３Ｆの姿勢は、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄと異極が対向するように設定されている。永久磁石３３Ａ〜３３Ｆの配置は、第１実施形態において説明した、永久磁石２２Ａ〜２２Ｄの配置（仮想平面Ｐ１〜Ｐ４の配置）を設定する手法を雌ロータ４に適用することで決定できる。

【0056】

本実施形態では、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に埋め込まれた永久磁石２２Ａ〜２２Ｄと雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３に埋め込まれた永久磁石３３Ａ〜３３Ｆとの間に生じる磁力によって、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３とが互いに吸引される。この磁気的吸引によって雌ロータ４に対して逆転方向（正転方向Ｒｆと反対向き）のトルクが作用するので、ガス反発力に起因する負のトルクが相殺ないし抑制されてトルク変動が抑制される。その結果、歯面分離が抑制される。

【0057】

（第４実施形態）
図８に示す本発明の第３実施形態では、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄと、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆはいずれも磁性体からなる。雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄには永久磁石は埋め込まれていない。一方、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３には、第３実施形態と同様に、永久磁石３３Ａ〜３３Ｆが埋め込まれている。

【0058】

本実施形態では、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３に埋め込まれた永久磁石３３Ａ〜３３Ｆと、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１との間に生じる磁力によって、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３とが互いに吸引される。この磁気的吸引によって雌ロータ４に対して逆転方向（正転方向Ｒｆと反対向き）のトルクが作用するので、ガス反発力に起因する負のトルクが相殺ないし抑制されてトルク変動が抑制される。その結果、歯面分離が抑制される。

【0059】

（第５実施形態）
図９に示す本発明の第５実施形態では、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄと、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆはいずれも非磁性体である樹脂製である。雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｄの後進面２３には、第３及び第４実施形態と同様に、永久磁石３３Ａ〜３３Ｆが埋め込まれている。また、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１には、永久磁石３３Ａ〜３３Ｆと対応する位置に例えばＳＵＳからなる磁性体部材３４Ａ〜３４Ｄが埋め込まれている。

【0060】

本実施形態では、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３に埋め込まれた永久磁石３３Ａ〜３３Ｆと雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１に埋め込まれた磁性体部材３４Ａ〜３４Ｄとの間に生じる磁力によって、雄ロータ３の歯部７ａ〜７ｄの前進面２１と、雌ロータ４の歯部９ａ〜９ｆの後進面２３とが互いに吸引される。この磁気的吸引によって雌ロータ４に対して逆転方向（正転方向Ｒｆと反対向き）のトルクが作用するので、ガス反発力に起因する負のトルクが相殺ないし抑制されてトルク変動が抑制される。その結果、歯面分離が抑制される。

【0061】

無給油式スクリュー圧縮機を例に本発明を説明したが、本発明は給油式スクリュー圧縮機にも適用できる。給油式スクリュー圧縮機では、雄ロータの歯部の前進面と雌ロータとの歯部の後進面が接触した状態で、雄ロータと雌ロータとが同期回転する。第１から第５実施形態の永久磁石等の要素の配置を給油式スクリュー圧縮機に適用することで、雄ロータの歯部と雌ロータの歯部の歯面分離を抑制できる。その結果、雌ロータの歯部の後進面が雄ロータの歯部の前進面に衝突を繰り返すことによる、振動及び騒音を低減できる。

【符号の説明】

【0062】

１ 無給油式スクリュー圧縮機
２ ケーシング
２ａ ロータ室
２ｂ 吸込口
２ｃ 吐出口
３ 雄ロータ
３ａ，３ｂ 端部
４ 雌ロータ
６ ロータ軸
７ａ〜７ｄ 歯部
８ ロータ軸
９ａ〜９ｆ 歯部
１０ 歯溝
１１Ａ，１１Ｂ 軸受
１２Ａ，１２Ｂ 軸封装置
１３Ａ，１３Ｂ 軸受
１４Ａ，１４Ｂ 軸封装置
１６ 入力ギア
１７ 駆動機構
１８ 出力軸
１９ 駆動ギア
２０Ａ，２０Ｂ タイミングギア
２１ 前進面
２２Ａ〜２２Ｄ 永久磁石
２２ａ 先端面
２３ 後進面
３２Ａ〜３２Ｆ 磁性体部材
３３Ａ〜３３Ｆ 永久磁石
３４Ａ〜３４Ｄ 磁性体部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】