專利名稱：螺旋轉(zhuǎn)子以及螺旋式流體機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺旋式壓縮機(jī)或螺旋式真空泵、螺旋式膨脹機(jī)等螺旋式流體機(jī)械的螺旋轉(zhuǎn)子，特別涉及其齒形曲線。
背景技術(shù)：
在以往，作為螺旋式流體機(jī)械(以下，將螺旋型干式真空泵作為例子進(jìn)行說明)，例如具有如下的螺旋型干式真空泵將一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子通過軸承固定在外殼內(nèi)，利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)該螺旋轉(zhuǎn)子的一方，通過固定在該一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子上的定時(shí)齒輪和與固定在該一方螺旋轉(zhuǎn)子上的定時(shí)齒輪嚙合的另一方螺旋轉(zhuǎn)子的定時(shí)齒輪，使兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子不干涉地旋轉(zhuǎn)，由此從形成于兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸端部側(cè)的外殼上的吸氣口吸入排出氣體，并將排出氣體移送到形成于兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的另一端部側(cè)的外殼上的噴出口而噴出。作為該螺旋型干式真空泵的兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子，具有各種組合，在本發(fā)明中說明垂直于軸的截面形狀為相同形狀的情況。該螺旋型干式真空泵的螺旋轉(zhuǎn)子的齒形曲線，例如，采用如對(duì)比文獻(xiàn)1的螺旋轉(zhuǎn)子齒形曲線所示，將由兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子和收容該兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的外殼形成的空間密閉而形成移送室，并謀求提高密封效果的的齒形。
對(duì)比文獻(xiàn)1所示的螺旋轉(zhuǎn)子齒形的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀，由以螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心作為中心的圓弧的外周部、以螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心作為中心的圓弧的齒底部以及連接外周部和齒底部的2條曲線部形成。其一條曲線部由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周上的一點(diǎn)A所展成的次擺線曲線決定。另一條曲線部由正弦曲線或者2個(gè)漸開線曲線決定。
專利文獻(xiàn)1特開平8-277790號(hào)公報(bào)但是，在現(xiàn)有的螺旋型干式真空泵中使用的螺旋轉(zhuǎn)子的齒形中，僅設(shè)計(jì)成正弦曲線、2個(gè)漸開線曲線等可用特定的函數(shù)表示的曲線，在使用這些曲線的齒形中，具有產(chǎn)生螺旋轉(zhuǎn)子間的干涉的嚙合相位，不能在全部的嚙合相位中使游隙成為0或某一均勻的游隙。即，由于根據(jù)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度不同，間隙發(fā)生變化，因而產(chǎn)生該間隙變大的部分，從而發(fā)生移送中的排出氣體從該大的間隙大量地泄漏的問題。因此，向排氣腔側(cè)倒流的排出氣體量變多，從而難以提高排氣速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問題提出的，能夠盡量抑制螺旋式流體機(jī)械的移送中的排出氣體泄漏并向吸氣側(cè)倒流的量。即，其目的在于提供一種螺旋式流體機(jī)械，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的排氣室內(nèi)的移送室的間隙總是大致保持一定。
根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明，一種螺旋轉(zhuǎn)子，齒形的垂直于軸的截面形狀由構(gòu)成齒底部的圓弧、構(gòu)成外周部的圓弧以及連接外周部和齒底部的2條曲線構(gòu)成，其特征在于，上述連接外周部和齒底部的2條曲線中的一條曲線為由嚙合相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周上的點(diǎn)所展成的次擺線曲線，另一條曲線二等分成節(jié)圓至外周部和節(jié)圓至齒底部，該二等分后的一方由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方為由另一螺旋轉(zhuǎn)子的二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線在嚙合時(shí)所展成的曲線，從而構(gòu)成齒形的垂直于軸的截面形狀。
上述連接外周部和齒底部的2條曲線中的另一條曲線也可以如下形成齒型形狀在螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面上將外周部和齒底部之間沿半徑方向以等間隔分割成偶數(shù)份，該偶數(shù)分割后的半數(shù)部分由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一半數(shù)部分由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的該規(guī)定的預(yù)先確定的曲線所展成的曲線形成。
根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明，一種螺旋轉(zhuǎn)子，齒形的垂直于軸的截面形狀由構(gòu)成齒底部的圓弧、構(gòu)成外周部的圓弧以及連接外周部和齒底部的2條齒型曲線構(gòu)成，其特征在于，上述連接外周部和齒底部的2條齒型曲線中的一條齒型曲線為不與另一螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合部分干涉，并能夠形成與其他空間隔開的移送室的齒型曲線，另一條齒型曲線二等分成節(jié)圓至外周部和節(jié)圓至齒底部，該二等分后的一方由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方為由另一螺旋轉(zhuǎn)子的二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線在嚙合時(shí)所展成的曲線，從而構(gòu)成齒形的垂直于軸的截面形狀。
作為上述連接外周部和齒底部的2條齒型曲線中的一條齒型曲線，特別是在用作螺旋式真空泵的情況下，選擇由嚙合相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周上的點(diǎn)展成的次擺線曲線是最適合的，但并不限定于此。另一條齒型曲線也可以如下形成齒型形狀在螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面上將外周部和齒底部之間沿半徑方向以等間隔分割成偶數(shù)份，該偶數(shù)分割后的半數(shù)部分由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一半數(shù)部分由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的該規(guī)定的預(yù)先確定的曲線所展成的曲線形成。
根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明，其特征在于，上述二等分后的一個(gè)規(guī)定的預(yù)先確定的曲線部由圓弧和直線形成。如果能夠選擇配置以及排列，使構(gòu)成上述二等分后一方的圓弧和直線與齒底部或外周部平滑地連接，并且與上述二等分后的另一方的齒也平滑地連接，圓弧和直線的組合數(shù)量就沒有限制。并且，不只限定于圓弧和直線。
根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明，其特征在于，上述規(guī)定的預(yù)先確定的曲線部由正弦曲線形成。如果該正弦曲線能夠選擇配置以及排列，使上述二等分后的一方與齒底部或外周部平滑地連接，并且與上述二等分后的另一方的齒也平滑地連接，正弦曲線個(gè)數(shù)就沒有限制。并且，不只限定于正弦曲線。但是對(duì)齒形的制造而言，僅通過1條曲線形成二等分后一方的齒形時(shí)制造簡(jiǎn)單。
根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明，一種螺旋式流體機(jī)械，包括具有吸氣口和排氣口的泵外殼；和相互嚙合而旋轉(zhuǎn)、分別可自由旋轉(zhuǎn)地收容于上述泵外殼內(nèi)的一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子，在上述泵外殼和各螺旋轉(zhuǎn)子之間形成有多個(gè)移送室，所述移送室由兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合部分劃分而成，并通過兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)從吸氣口側(cè)移送至排氣口側(cè)，其特征在于，螺旋轉(zhuǎn)子齒形的垂直于軸的截面形狀由構(gòu)成齒底部的圓弧、構(gòu)成外周部的圓弧以及連接外周部和齒底部的2條曲線構(gòu)成，該連接外周部和齒底部的2條曲線中的一條曲線為由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周上的點(diǎn)所展成的次擺線曲線，另一條曲線由節(jié)圓二等分成節(jié)圓至外周部和節(jié)圓至齒底部，一方由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方為由另一螺旋轉(zhuǎn)子的二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線在嚙合時(shí)所展成的曲線，從而構(gòu)成齒型形狀。
上述連接外周部和齒底部的2條曲線中的另一條曲線也可以如下形成齒型形狀在螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面上將外周部和齒底部之間沿半徑方向以等間隔分割成偶數(shù)份，該偶數(shù)分割后的半數(shù)部分由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一半數(shù)部分由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的該規(guī)定的預(yù)先確定的曲線所展成的曲線形成。
根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，一種螺旋式流體機(jī)械，包括具有吸氣口和排氣口的泵外殼；和相互嚙合而旋轉(zhuǎn)、分別可自由旋轉(zhuǎn)地收容于上述泵外殼內(nèi)的一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子，在上述泵外殼和各螺旋轉(zhuǎn)子之間形成有多個(gè)移送室，所述移送室由兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合部分劃分而成，并通過兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)從吸氣口側(cè)移送至排氣口側(cè)，其特征在于，螺旋轉(zhuǎn)子齒形的垂直于軸的截面形狀由構(gòu)成齒底部的圓弧、構(gòu)成外周部的圓弧以及連接外周部和齒底部的2條齒型曲線構(gòu)成，該連接外周部和齒底部的2條曲線中的一條齒型曲線為不與相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合部分干涉，并能夠使上述各移送室與相鄰的另外的移送室隔開的齒型曲線，另一條齒型曲線通過節(jié)圓二等分成節(jié)圓至外周部和節(jié)圓至齒底部，一方由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方為由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線在嚙合時(shí)所展成的曲線，從而構(gòu)成齒型形狀。
作為上述連接外周部和齒底部的2條齒型曲線中的一條齒型曲線，特別是在用作螺旋式真空泵的情況下，選擇由嚙合相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周上的點(diǎn)展成的次擺線曲線是最適合的，但并不限定于此。另一條齒型曲線也可以如下形成齒型形狀在螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面上將外周部和齒底部之間沿半徑方向以等間隔分割成偶數(shù)份，該偶數(shù)分割后的半數(shù)部分由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一半數(shù)部分由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的該規(guī)定的預(yù)先確定的曲線所展成的曲線形成。
根據(jù)技術(shù)方案7的發(fā)明，其特征在于，上述二等分后的一個(gè)規(guī)定的預(yù)先確定的曲線部由圓弧和直線形成。如果能夠選擇配置以及排列，使構(gòu)成上述二等分后一方的圓弧和直線與齒底部或外周部平滑地連接，并且與上述二等分后的另一方的齒也平滑地連接，圓弧和直線的組合數(shù)量就沒有限制。并且，不只限定于圓弧和直線。
根據(jù)技術(shù)方案8的發(fā)明，其特征在于，上述規(guī)定的預(yù)先確定的曲線部由正弦曲線形成。如果該正弦曲線能夠選擇配置以及排列，使上述二等分后的一方與齒底部或外周部平滑地連接，并且與上述二等分后的另一方的齒也平滑地連接，正弦曲線個(gè)數(shù)就沒有限制。并且，不只限定于正弦曲線。但是對(duì)齒形的制造而言，僅通過1條曲線形成二等分后一方的齒形時(shí)制造簡(jiǎn)單。
發(fā)明效果根據(jù)技術(shù)方案1的發(fā)明，能夠容易地形成螺旋轉(zhuǎn)子的齒型，使螺旋轉(zhuǎn)子嚙合而旋轉(zhuǎn)時(shí)，與旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地總使螺旋轉(zhuǎn)子之間的間隙保持不變。
根據(jù)技術(shù)方案2的發(fā)明，能夠容易地形成螺旋轉(zhuǎn)子的齒型，使螺旋轉(zhuǎn)子嚙合而旋轉(zhuǎn)時(shí)，與旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地總使螺旋轉(zhuǎn)子之間的間隙保持不變。
根據(jù)技術(shù)方案3的發(fā)明，與由節(jié)圓二等分后的一方齒型的齒底部或外周部接合的部分使用圓弧，由此能夠形成容易且平滑地連接接合部的螺旋轉(zhuǎn)子的齒型。
根據(jù)技術(shù)方案4的發(fā)明，可通過最少1條曲線容易地構(gòu)成由規(guī)定的預(yù)先確定的節(jié)圓二等分后的一條曲線，能夠形成接合部容易且平滑地連接到齒底部或外周部的接合部分的螺旋轉(zhuǎn)子的齒型。
根據(jù)技術(shù)方案5的發(fā)明，能夠容易地構(gòu)成螺旋式流體機(jī)械，其具有使螺旋轉(zhuǎn)子嚙合而旋轉(zhuǎn)時(shí)，與旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地總使螺旋轉(zhuǎn)子之間的間隙保持不變的螺旋轉(zhuǎn)子的齒型。
根據(jù)技術(shù)方案6的發(fā)明，能夠容易地構(gòu)成螺旋式流體機(jī)械，其具有使螺旋轉(zhuǎn)子嚙合而旋轉(zhuǎn)時(shí)，與旋轉(zhuǎn)角度無關(guān)地總使螺旋轉(zhuǎn)子之間的間隙保持不變的螺旋轉(zhuǎn)子的齒型。
根據(jù)技術(shù)方案7的發(fā)明，與由節(jié)圓二等分后的一方齒型的齒底部或外周部接合的部分使用圓弧，由此能夠構(gòu)成具有容易且平滑地連接接合部的螺旋轉(zhuǎn)子齒型的螺旋式流體機(jī)械。
根據(jù)技術(shù)方案8的發(fā)明，能夠構(gòu)成具有如下的螺旋轉(zhuǎn)子的齒型的流體機(jī)械可通過最少1條曲線容易地構(gòu)成由規(guī)定的預(yù)先確定的節(jié)圓二等分的一條曲線，接合部容易且平滑地連接到齒底部或外周部的接合部分。


圖1表示本發(fā)明的螺旋型干式真空泵。
圖2表示本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀。
圖3表示形成本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的第一過程。
圖4表示形成本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的第二過程。
圖5表示形成本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的第三過程。
圖6表示形成本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的第四過程。
圖7表示形成本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的第五過程。
圖8表示形成本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的第六過程。
圖9表示形成本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的第七過程。
圖10表示形成本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的第八過程。
標(biāo)號(hào)說明100 螺旋型干式真空泵101 外殼101、102 軸111、112、113、114 軸承103、104 螺旋轉(zhuǎn)子106、115 定時(shí)齒輪107 吸氣口108 排出口109 排氣側(cè)凸緣116、117、118、119 軸密封
201 節(jié)圓具體實(shí)施方式
下面說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
實(shí)施例1圖1是使用本發(fā)明的螺旋轉(zhuǎn)子的螺旋型干式真空泵100的實(shí)施例。
如圖1所示，螺旋型干式真空泵100，2個(gè)平行的軸101、102分別通過軸承111、112、113以及114支撐在外殼110中，在所述軸上固定有相互嚙合的具有螺旋槽的螺旋轉(zhuǎn)子103、104。一個(gè)軸101通過馬達(dá)105進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)通過固定在軸101上的定時(shí)齒輪106傳遞給與該定時(shí)齒輪106嚙合并固定在另一個(gè)軸102上的定時(shí)齒輪115。即，螺旋轉(zhuǎn)子103及104通過定時(shí)齒輪106及115同步旋轉(zhuǎn)。外殼110包括用于將未圖示的排氣腔內(nèi)的排出氣體吸入排氣室內(nèi)的吸氣口107和用于在排氣室內(nèi)排出從吸氣口107側(cè)移送來的排出氣體的排出口108。通過以上結(jié)構(gòu)，使螺旋轉(zhuǎn)子103及104同步反轉(zhuǎn)，從而使封閉入由螺旋轉(zhuǎn)子103、104以及外殼110形成的排氣室內(nèi)的移送室的排出氣體，通過螺旋轉(zhuǎn)子103及104的旋轉(zhuǎn)向軸方向移動(dòng)而排出。
該螺旋型干式真空泵的作用，由從吸氣口107向排氣室內(nèi)吸入氣體的吸入過程、在排氣室內(nèi)部移送氣體的移送過程以及從排出口108噴出氣體的噴出過程實(shí)現(xiàn)。
在此，吸氣口107可以如圖1所示地配置在外殼上端面上，吸氣口也可以配置在外殼的側(cè)面，配置在從垂直于軸的方向觀察時(shí)與螺旋轉(zhuǎn)子重疊的位置上。關(guān)于排氣口，在端部，使排氣側(cè)凸緣109上表面和螺旋轉(zhuǎn)子排氣側(cè)端面的間隙與兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子之間、兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子側(cè)面與外殼之間的間隙同樣地變窄時(shí)，通過改變排氣口的位置、大小能夠調(diào)節(jié)移送室和排出側(cè)外部氣體之間的連接時(shí)間，能夠改變排出氣體的排出壓力。并且，在上述外殼的側(cè)端部排出口打開的情況下，能夠增大排氣通路和排氣口，對(duì)于真空泵可以提高維護(hù)性。
并且，在半導(dǎo)體制造裝置等不允許雜質(zhì)混入的裝置中，使用螺旋式干涉真空泵的情況下，在軸和外殼之間的排氣室側(cè)設(shè)有軸密封116、117、118以及119，使得用于潤(rùn)滑軸承111、112、113以及114、定時(shí)齒輪106及115的潤(rùn)滑油等不會(huì)泄漏到排氣室內(nèi)。
在上述排氣室內(nèi)，通過一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子和外殼密閉的移送室，根據(jù)螺旋轉(zhuǎn)子的條數(shù)和卷數(shù)形成有多個(gè)室，將從上述吸氣口107吸入的排出氣體封閉入該移送室內(nèi)，根據(jù)螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)將排出氣體向排出口108移送，并從該排出口108噴出排出氣體。
運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的螺旋型干式真空泵的排氣性能，因形成于排氣室內(nèi)的移送室的密閉度而較大變化。即，由于排出氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動(dòng)，因而密閉度不好時(shí)，從吸氣口107向排出口108移送排出氣體的期間，封閉在該移送室內(nèi)的排出氣體向吸氣口107側(cè)漏出，從而排氣性能變差。
該移送室的密閉，通過兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周部和外殼之間、一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的齒底部和另一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周部之間、以及連接各螺旋轉(zhuǎn)子的外周部和齒底部的2條曲線之間形成密封線。
在此，使用圖2說明上述螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀。在圖2中，AB間表示齒底部，CD間表示外周部，BC間和AD間表示連接外周部和齒底部的2條曲線。BC間以次擺線曲線形成，AD間，以節(jié)圓201作為邊界，使齒底側(cè)203由組合圓弧和直線的曲線形成，外周側(cè)205通過生成曲線形成，其中，所述節(jié)圓201具有外周圓弧和齒底圓弧的中間的直徑并以螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸O作為中心。
在上述密封線上存在間隙大的部分時(shí)，移送室的排出氣體從該間隙泄漏而降低排氣效率。沿著該密封線的間隙，能夠形成兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周部CD間和外殼之間、一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的齒底部和另一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周部之間、以及連接螺旋轉(zhuǎn)子的外周部和齒底部的次擺線曲線部之間總是能夠保持一定的間隙而運(yùn)轉(zhuǎn)的齒形。但是，連接外周部和齒底部的AD間的嚙合部在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)中，因運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度不同，間隙發(fā)生變化。因此，在將間隙最小的部分作為基準(zhǔn)，使該最小的間隙與上述其他一定的間隙部分的間隙相同的情況下，會(huì)在另一條曲線部產(chǎn)生較大間隙的部分，移送室內(nèi)的排出氣體從該部分泄漏而向吸氣口側(cè)倒流，從而使排氣效率變差，但如本發(fā)明實(shí)施例這樣，對(duì)于該部分，以節(jié)圓201作為邊界，以組合圓弧和直線的曲線形成齒底側(cè)203，并通過展成曲線形成外周側(cè)205，因此在該展成曲線部具有自由度，可以形成運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)該嚙合部的間隙總是與其他部分的間隙保持相同的齒形，可以構(gòu)成具有非常良好的密封性能的螺旋型干式真空泵。
接著使用圖3至圖10說明本實(shí)施例的螺旋齒形的形成過程。
首先，在圖3中表示通過以螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸O為中心的圓弧形成AB間的齒底部，通過以螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸O為中心的圓弧形成CD間的外周部，通過次擺線曲線形成BC間，且在形成AD間的齒形之前的螺旋轉(zhuǎn)子的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀。
接著在圖4，配置將以節(jié)圓201作為邊界，在齒底側(cè)203與齒底圓弧外切，且具有與外周圓弧和齒底圓弧之差相等的直徑的圓301，其中，所述節(jié)圓201具有外周圓弧和齒底圓弧的中間的直徑并以螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸O為中心。
如圖5所示，形成通過交點(diǎn)P，且在齒底側(cè)與上述圓301相切的直線部403，其中，所述交點(diǎn)P是直線L與節(jié)圓的交點(diǎn)，所述直線L是連接螺旋轉(zhuǎn)子的中心軸O與該圓301與齒底圓弧的切點(diǎn)的直線、和連接螺旋轉(zhuǎn)子的中心軸O與外周部的端點(diǎn)D的直線所形成的角2θ的中分線，如圖6所示，由上述圓301的齒底與直線部403相切的部分、以及從節(jié)圓201至與圓301相切的直線部403形成齒底側(cè)203的齒形。
接著如圖7所示，相對(duì)于螺旋轉(zhuǎn)子701，在離開節(jié)圓201直徑距離的位置上偏離180°相位而配置另一個(gè)相同形狀的螺旋轉(zhuǎn)子703。
接著如圖8所示，固定一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子701，使另一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子703根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的位置關(guān)系，在一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子701的周圍，偏離嚙合相位的同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
此時(shí)，如圖9所示，由在P至D間連接另一方螺旋轉(zhuǎn)子的齒底側(cè)齒903的最外側(cè)的線而成的展成曲線形成外周側(cè)齒形，使得在各相位下一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子701的外周側(cè)齒部901與另一個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的齒底側(cè)齒干涉。
如上所述，螺旋轉(zhuǎn)子805可以具有如圖10所示的垂直于旋轉(zhuǎn)軸的截面形狀的齒形，可以形成在任何相位下游隙都大致為0mm的完整齒形。但是，以無油狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，由于兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子間的摩擦、排出氣體的壓縮等，垂直于螺旋齒面的方向上發(fā)生熱膨脹，因而需要設(shè)置一定的游隙(0.05～0.3mm)。在這種情況下，以上述游隙大致為0mm的完整齒型作為基準(zhǔn)，沿垂直于各螺旋轉(zhuǎn)子的螺旋齒面的方向修正一定量(0.025～0.15mm)，就能夠在全部嚙合相位中得到均勻的游隙。
如果是現(xiàn)有的齒形，因使發(fā)生干涉的間隙最小的部分與由熱膨脹等確定的間隙設(shè)計(jì)最小值一致，因而發(fā)生間隙變大的相位，但如果是具有本實(shí)施例的螺旋轉(zhuǎn)子的螺旋型干式真空泵，間隙相對(duì)于相位為一定值，能夠進(jìn)行考慮排氣效率、熱膨脹等的最佳設(shè)計(jì)。由此，能夠最小限度地抑制間隙引起的泄漏，能夠提高排氣效率，實(shí)現(xiàn)消耗電力的減少。
權(quán)利要求
1.一種螺旋轉(zhuǎn)子，齒形的垂直于軸的截面形狀由構(gòu)成齒底部的圓弧、構(gòu)成外周部的圓弧以及連接外周部和齒底部的2條曲線構(gòu)成，其特征在于，所述連接外周部和齒底部的2條曲線中的一條曲線為由嚙合相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周上的點(diǎn)所展成的次擺線曲線，另一條曲線二等分成節(jié)圓至外周部和節(jié)圓至齒底部，該二等分后的一方由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方為由另一螺旋轉(zhuǎn)子的二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線在嚙合時(shí)所展成的曲線，從而構(gòu)成齒形的垂直于軸的截面形狀。
2.一種螺旋轉(zhuǎn)子，齒形的垂直于軸的截面形狀由構(gòu)成齒底部的圓弧、構(gòu)成外周部的圓弧以及連接外周部和齒底部的2條齒型曲線構(gòu)成，其特征在于，所述連接外周部和齒底部的2條齒型曲線中的一條齒型曲線為不與另一螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合部分干涉，并能夠形成與其他空間隔開的移送室的齒型曲線，另一條齒型曲線二等分成節(jié)圓至外周部和節(jié)圓至齒底部，該二等分后的一方由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方為由另一螺旋轉(zhuǎn)子的二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線在嚙合時(shí)所展成的曲線，從而構(gòu)成齒形的垂直于軸的截面形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述二等分后的一個(gè)規(guī)定的預(yù)先確定的曲線部由圓弧和直線形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述規(guī)定的預(yù)先確定的曲線部由正弦曲線形成。
5.一種螺旋式流體機(jī)械，包括具有吸氣口和排氣口的泵外殼；和相互嚙合而旋轉(zhuǎn)、分別可自由旋轉(zhuǎn)地收容于所述泵外殼內(nèi)的一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子，在所述泵外殼和各螺旋轉(zhuǎn)子之間形成有多個(gè)移送室，所述移送室由兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合部分劃分而成，并通過兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)從吸氣口側(cè)移送至排氣口側(cè)，其特征在于，螺旋轉(zhuǎn)子齒形的垂直于軸的截面形狀由構(gòu)成齒底部的圓弧、構(gòu)成外周部的圓弧以及連接外周部和齒底部的2條曲線構(gòu)成，該連接外周部和齒底部的2條曲線中的一條曲線為由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周上的點(diǎn)所展成的次擺線曲線，另一條曲線由節(jié)圓二等分成節(jié)圓至外周部和節(jié)圓至齒底部，一方由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方為由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線在嚙合時(shí)所展成的曲線，從而構(gòu)成齒型形狀。
6.一種螺旋式流體機(jī)械，包括具有吸氣口和排氣口的泵外殼；和相互嚙合而旋轉(zhuǎn)、分別可自由旋轉(zhuǎn)地收容于所述泵外殼內(nèi)的一對(duì)螺旋轉(zhuǎn)子，在所述泵外殼和各螺旋轉(zhuǎn)子之間形成有多個(gè)移送室，所述移送室由兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合部分劃分而成，并通過兩個(gè)螺旋轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)從吸氣口側(cè)移送至排氣口側(cè)，其特征在于，螺旋轉(zhuǎn)子齒形的垂直于軸的截面形狀由構(gòu)成齒底部的圓弧、構(gòu)成外周部的圓弧以及連接外周部和齒底部的2條齒型曲線構(gòu)成，該連接外周部和齒底部的2條曲線中的一條齒型曲線為不與相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的嚙合部分干涉，并能夠使所述各移送室與相鄰的另外的移送室隔開的齒型曲線，另一條齒型曲線通過節(jié)圓二等分成節(jié)圓至外周部和節(jié)圓至齒底部，一方由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方為由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線在嚙合時(shí)所展成的曲線，從而構(gòu)成齒型形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的螺旋轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述二等分后的一個(gè)規(guī)定的預(yù)先確定的曲線部由圓弧和直線形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的螺旋轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述規(guī)定的預(yù)先確定的曲線部由正弦曲線形成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種螺旋式流體機(jī)械，螺旋式流體機(jī)械的泄漏在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)總是保持不變，即排氣室的間隙總是大致保持一定。為此，在螺旋式流體機(jī)械中，螺旋轉(zhuǎn)子齒形的垂直于軸的截面形狀(805)由構(gòu)成齒底部的圓弧(1)、構(gòu)成外周部的圓弧(3)以及連接外周部和齒底部的2條曲線構(gòu)成，所述連接外周部和齒底部的2條曲線中的一條(5)為由相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的外周上的點(diǎn)展成的次擺線曲線，所述2條曲線中的另一條通過節(jié)圓二等分成從節(jié)圓至外周部和從節(jié)圓至齒底部，一方(7)由規(guī)定的預(yù)先確定的曲線形成，另一方(9)由通過相對(duì)側(cè)螺旋轉(zhuǎn)子的該二等分后一方的規(guī)定的預(yù)先確定的曲線所展成的曲線來形成齒型形狀。
文檔編號(hào)F04C25/02GK1961153SQ200580016889
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
發(fā)明者名知毅 申請(qǐng)人:納博特斯克株式會(huì)社