JP2813448B2 - 主ロータ用グロボイドねじを製造する方法及び装置 - Google Patents
主ロータ用グロボイドねじを製造する方法及び装置Info
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
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- F04C18/50—Rotary-piston pumps with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged at an angle of 90 degrees
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- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、圧縮機、膨張機などの主ロータとして使用
されるグロボイド（globoid;球状体）ねじに関し、特に
このように使用されるグロボイドねじを製造する新規な
方法および装置に関する。
されるグロボイド（globoid;球状体）ねじに関し、特に
このように使用されるグロボイドねじを製造する新規な
方法および装置に関する。
（従来の技術及び解決しようとする課題） 本発明の実施の一分野は単一ねじ圧縮機または膨張機
用の主ロータの機械加工であるが、それに限定されな
い。単一ねじ圧縮機または膨張機の主ロータはグロボイ
ドねじであって、ロータの長さに沿って螺旋形ねじを画
成する螺旋形溝を有し、適当な材料、例えば金属の円筒
体から機械加工される。
用の主ロータの機械加工であるが、それに限定されな
い。単一ねじ圧縮機または膨張機の主ロータはグロボイ
ドねじであって、ロータの長さに沿って螺旋形ねじを画
成する螺旋形溝を有し、適当な材料、例えば金属の円筒
体から機械加工される。
この主ロータの製造時に機械加工工程には種々の問題
点がある。勿論、加工時間を減少するために迅速な切削
を可能とし、不当な応力や摩耗を工具が受けないように
する必要がある。望ましくは切削工具は切削作用に高度
の変化性を与えるものとする必要がある。さらに望まし
くは、切削工程および切削装置は最終的の所望の主ロー
タの溝の形状が切削工具の幾何学的寸法、すなわち形状
によって限定されないものとし、一つの切削工具で各種
形状の主ロータを各種の公差で製造する能力を持つよう
にする。
点がある。勿論、加工時間を減少するために迅速な切削
を可能とし、不当な応力や摩耗を工具が受けないように
する必要がある。望ましくは切削工具は切削作用に高度
の変化性を与えるものとする必要がある。さらに望まし
くは、切削工程および切削装置は最終的の所望の主ロー
タの溝の形状が切削工具の幾何学的寸法、すなわち形状
によって限定されないものとし、一つの切削工具で各種
形状の主ロータを各種の公差で製造する能力を持つよう
にする。
（課題を解決するための手段） 本発明は圧縮機または膨張機の主ロータとして使用す
るためのグロボイドねじを製造する方法および装置を与
えるもので、円筒形のロータ本体をその長手方向軸線の
回りに回転可能に取付け、一つの平面内に配置され円周
の回りに間隔をおかれた複数の歯を有し該平面に垂直な
回転軸線を有するカッタを該平面がロータ本体の長手方
向軸線に平行に従ってカッタの回転軸線がロータ本体の
長手方向軸線に垂直になるように配置し、ロータ本体と
カッタとを同期した速度で回転せしめる。ロータ本体と
カッタとを相対的に位置決めしてカッタの回転軸線とロ
ータ本体の長手方向軸線との間の距離がカッタとロータ
本体との回転間に減少してカッタの歯がカッタの回転間
にロータ本体に接触してミリング作用によってロータ本
体から材料を除去して、一対の間隔をおかれた側壁を有
してロータ本体に沿って螺旋形経路をなして延長する溝
を含むグロボイドねじ形状を形成する。ロータ本体とカ
ッタとの間の相対的速度は所定時間、所定量だけ変更さ
れてカッタの歯とロータ本体の材料との間に位置的変更
を与え、これによってグロボイドねじ形状に所望の変化
を与える。相対的速度は溝のどちらの側壁が加工されて
いるかによって増加または減少せしめられ、この速度変
化は所望の溝の側壁位置による範囲となされる。この結
果、単一のカッタで各種形状の主ロータを形成可能であ
り、各種の公差のものとすることが可能となされる。
るためのグロボイドねじを製造する方法および装置を与
えるもので、円筒形のロータ本体をその長手方向軸線の
回りに回転可能に取付け、一つの平面内に配置され円周
の回りに間隔をおかれた複数の歯を有し該平面に垂直な
回転軸線を有するカッタを該平面がロータ本体の長手方
向軸線に平行に従ってカッタの回転軸線がロータ本体の
長手方向軸線に垂直になるように配置し、ロータ本体と
カッタとを同期した速度で回転せしめる。ロータ本体と
カッタとを相対的に位置決めしてカッタの回転軸線とロ
ータ本体の長手方向軸線との間の距離がカッタとロータ
本体との回転間に減少してカッタの歯がカッタの回転間
にロータ本体に接触してミリング作用によってロータ本
体から材料を除去して、一対の間隔をおかれた側壁を有
してロータ本体に沿って螺旋形経路をなして延長する溝
を含むグロボイドねじ形状を形成する。ロータ本体とカ
ッタとの間の相対的速度は所定時間、所定量だけ変更さ
れてカッタの歯とロータ本体の材料との間に位置的変更
を与え、これによってグロボイドねじ形状に所望の変化
を与える。相対的速度は溝のどちらの側壁が加工されて
いるかによって増加または減少せしめられ、この速度変
化は所望の溝の側壁位置による範囲となされる。この結
果、単一のカッタで各種形状の主ロータを形成可能であ
り、各種の公差のものとすることが可能となされる。
（作 用） 本発明によれば圧縮機または膨張機の主ロータとして
使用されるグロボイドねじを製造するための新規かつ有
用な方法および装置が得られる。
使用されるグロボイドねじを製造するための新規かつ有
用な方法および装置が得られる。
本発明によれば、最終的かつ所望の主ロータ溝の形状
が切削工具の形状によって決定されまたは限定されるこ
とのない前述方法および装置が提供される。
が切削工具の形状によって決定されまたは限定されるこ
とのない前述方法および装置が提供される。
さらに本発明によれば不当な工具の応力および摩耗を
伴わずに迅速な加工作業を可能とする方法および装置が
与えられる。
伴わずに迅速な加工作業を可能とする方法および装置が
与えられる。
さらに本発明によれば、切削作用において高度の変化
性を可能とする前述方法および装置が提供される。
性を可能とする前述方法および装置が提供される。
さらに本発明によれば効率的、効果的かつ経済的な方
法および装置が提供される。
法および装置が提供される。
（実施例） 前述およびそれ以外の本発明の目的、効果および特徴
は添付の図解的な図面を参照する次の説明によってより
良く理解される。
は添付の図解的な図面を参照する次の説明によってより
良く理解される。
第１図および第２図に全体として数字10で単一ねじ圧
縮機を示しており、これは主ロータ12と一対のゲートロ
ータ14、16とを含む。主ロータ12はグロボイドねじの形
式のもので、第１図に示すように軸線20の回りに回転可
能に取付けられた軸18を有し、ロータ本体26に螺旋形の
ねじ24を限定する螺旋形の溝22が設けられている。主ロ
ータ12は以下に述べる本発明の方法によって加工された
ものとして示される。ねじ24の頂部は円筒形表面を限定
し、これは回転軸線20に関して対照的であり、第２図に
一部を数字30として示すケーシングと共働する。
縮機を示しており、これは主ロータ12と一対のゲートロ
ータ14、16とを含む。主ロータ12はグロボイドねじの形
式のもので、第１図に示すように軸線20の回りに回転可
能に取付けられた軸18を有し、ロータ本体26に螺旋形の
ねじ24を限定する螺旋形の溝22が設けられている。主ロ
ータ12は以下に述べる本発明の方法によって加工された
ものとして示される。ねじ24の頂部は円筒形表面を限定
し、これは回転軸線20に関して対照的であり、第２図に
一部を数字30として示すケーシングと共働する。
ゲートロータ14、16はウオームホイールの形式のもの
で、第１図に示す軸線40、42の回りに回転可能に取付け
られた軸36、38をそれぞれ有する。ゲートロータ14はそ
の周縁の回りに複数の歯46を有し、歯46は回転軸線40に
実質的に垂直な一つの共通平面内に配置され半径方向外
方に延長する。同様にゲートロータ16はその周縁の回り
に複数の歯48を有し、歯48は回転軸線42に実質的に垂直
な一つの共通平面内に配置され半径方向外方に延長す
る。ゲートロータ14、16の回転軸線40、42は相互に実質
的に平行で主ロータ12の回転軸線20に実質的に垂直であ
る。ゲートロータ14、16は軸受組立体50、52および54、
56によってそれぞれケーシング30に回転可能に取付けら
れる。図示する圧縮機において第２図に示すようにゲー
トロータ14、16の歯46、48は互いにいくらかずれた平面
内に位置している。
で、第１図に示す軸線40、42の回りに回転可能に取付け
られた軸36、38をそれぞれ有する。ゲートロータ14はそ
の周縁の回りに複数の歯46を有し、歯46は回転軸線40に
実質的に垂直な一つの共通平面内に配置され半径方向外
方に延長する。同様にゲートロータ16はその周縁の回り
に複数の歯48を有し、歯48は回転軸線42に実質的に垂直
な一つの共通平面内に配置され半径方向外方に延長す
る。ゲートロータ14、16の回転軸線40、42は相互に実質
的に平行で主ロータ12の回転軸線20に実質的に垂直であ
る。ゲートロータ14、16は軸受組立体50、52および54、
56によってそれぞれケーシング30に回転可能に取付けら
れる。図示する圧縮機において第２図に示すようにゲー
トロータ14、16の歯46、48は互いにいくらかずれた平面
内に位置している。
作動時にそれぞれのゲートロータ14、16の歯46、48は
ロータのねじ24と共働して流体膨張室または圧縮室を限
定し、公知のように、これがつぎつぎに高圧流体のため
の出口ポートに連通する。第１図、第２図には単一ねじ
圧縮機が示されるが、本発明は圧縮機および膨張機を含
む動力学的流体エネルギ変換機に使用するグロボイドね
じ主ロータの機械加工に適用可能である。
ロータのねじ24と共働して流体膨張室または圧縮室を限
定し、公知のように、これがつぎつぎに高圧流体のため
の出口ポートに連通する。第１図、第２図には単一ねじ
圧縮機が示されるが、本発明は圧縮機および膨張機を含
む動力学的流体エネルギ変換機に使用するグロボイドね
じ主ロータの機械加工に適用可能である。
第３図は主ロータ加工工程を実施する装置を示してい
る。加工される円筒形のロータ本体60がブラケット64に
回転可能に支持された軸62に取付けられる。全体的に68
で示すカッタがその軸線が軸62の軸線と直角をなす軸70
に取付けられる。カッタ68は第３図において切削縁を上
方として配置されているが、切削縁を下方としてもよ
い。カッタの軸70は直角歯車箱72の出力に連結され、歯
車箱72はカッタ68を軸70の回りに回転せしめる。ロータ
本体60は図示しない適当な手段によって回転せしめら
れ、軸62の回転は一連の歯車80a−80fを介して速度制御
器すなわち位相変化器84の入力軸82に伝達される。位相
変化器84の出力軸86は一連の歯車88a−88cを介して歯車
箱72の入力軸に連結される。図示配置において切削作業
時にはロータ本体60は矢印90の方向に回転し、カッタ68
は矢印92の方向に回転し、位相変化器84と歯車箱72とカ
ッタ68との組合わせは直線的にロータ本体60に向って矢
印94の方向に運動せしめられる。
る。加工される円筒形のロータ本体60がブラケット64に
回転可能に支持された軸62に取付けられる。全体的に68
で示すカッタがその軸線が軸62の軸線と直角をなす軸70
に取付けられる。カッタ68は第３図において切削縁を上
方として配置されているが、切削縁を下方としてもよ
い。カッタの軸70は直角歯車箱72の出力に連結され、歯
車箱72はカッタ68を軸70の回りに回転せしめる。ロータ
本体60は図示しない適当な手段によって回転せしめら
れ、軸62の回転は一連の歯車80a−80fを介して速度制御
器すなわち位相変化器84の入力軸82に伝達される。位相
変化器84の出力軸86は一連の歯車88a−88cを介して歯車
箱72の入力軸に連結される。図示配置において切削作業
時にはロータ本体60は矢印90の方向に回転し、カッタ68
は矢印92の方向に回転し、位相変化器84と歯車箱72とカ
ッタ68との組合わせは直線的にロータ本体60に向って矢
印94の方向に運動せしめられる。
詳細には歯車80a−80fは平行四辺形型伝達機構を限定
し、位相変化器84と歯車箱72とカッタ68とがロータ本体
60に向って運動するとき歯車列80の相対運動によってカ
ッタ68に角度的運動が生ずることがない。この場合歯車
列80a−80fは、一端が軸62にピボット的に取付けられた
第１の腕81aに回転可能に取付けられた第１の組の歯車
列80a−80cと、一端が軸82にピボット的に取付けられて
いる第２の腕81bの回転可能に取付けられた第２の組の
歯車列80d−80fとに分割される。
し、位相変化器84と歯車箱72とカッタ68とがロータ本体
60に向って運動するとき歯車列80の相対運動によってカ
ッタ68に角度的運動が生ずることがない。この場合歯車
列80a−80fは、一端が軸62にピボット的に取付けられた
第１の腕81aに回転可能に取付けられた第１の組の歯車
列80a−80cと、一端が軸82にピボット的に取付けられて
いる第２の腕81bの回転可能に取付けられた第２の組の
歯車列80d−80fとに分割される。
主ロータ切削用のカッタ68は多数歯の星形のカッタで
所望の主ロータ形状を創成する。カッタ68はミリング、
プレーナおよび旋盤作用を行って加工片から材料を除去
する。主ロータ60およびカッタ68は同期した速度で回転
する。詳細には材料除去のためのカッタ68とロータ本体
60との相対的回転は主ロータの溝とゲートロータの歯数
との比に比例した速度となされる。例えば第１図、第２
図の実施例において主ロータ12は第２図に明らかのよう
に６つの溝を有し、ゲートロータ14、16は11枚の歯を有
し、従ってカッタ68の速度は本体60の速度の6/11倍とす
る。さらに、切削開始時にカッタ68の回転軸線はロータ
本体60の回転軸線に相対的に運動せしめられる。このロ
ータ本体60に向う運動は矢印94として第３図に示す。し
かし、このときカッタ68の回転半径は一定となされる。
矢印94の方向の送り速度はブロック60の材料と、カッタ
68の材料と強度と、カッタ68の特性と、本体60とカッタ
68との支持部の剛性と、冷却を行うか否かと、供給され
る動力とによって決定するようにする。
所望の主ロータ形状を創成する。カッタ68はミリング、
プレーナおよび旋盤作用を行って加工片から材料を除去
する。主ロータ60およびカッタ68は同期した速度で回転
する。詳細には材料除去のためのカッタ68とロータ本体
60との相対的回転は主ロータの溝とゲートロータの歯数
との比に比例した速度となされる。例えば第１図、第２
図の実施例において主ロータ12は第２図に明らかのよう
に６つの溝を有し、ゲートロータ14、16は11枚の歯を有
し、従ってカッタ68の速度は本体60の速度の6/11倍とす
る。さらに、切削開始時にカッタ68の回転軸線はロータ
本体60の回転軸線に相対的に運動せしめられる。このロ
ータ本体60に向う運動は矢印94として第３図に示す。し
かし、このときカッタ68の回転半径は一定となされる。
矢印94の方向の送り速度はブロック60の材料と、カッタ
68の材料と強度と、カッタ68の特性と、本体60とカッタ
68との支持部の剛性と、冷却を行うか否かと、供給され
る動力とによって決定するようにする。
多数歯のカッタ68を使用する多点切削工程は同時に多
数の歯が材料除去作用を行うから迅速である。これは工
具の応力と摩耗とを実質的に減少せしめる。さらに、１
枚または２枚の歯が破損しても作業を中断しないで済
む。さらに、多点カッタは工具のフランク（flank;側腹
部）と前方縁との作用によって材料を除去する切削縁を
含み、切削の大部分はフランクで行われる。この結果、
高度の適用性が達成される。各歯は各側において切削を
行ってもよく一つおきの歯が主ロータの溝22の交互の斜
面を切削するようにしてもよく、いくつかの歯が軽い仕
上げ切削を行うようにしてもよく、これらは以下に詳述
する。カッタ68は代表的には切削される主ロータに関連
するゲートロータの歯数と等しい歯数を有する。カッタ
68の歯数を少くすると材料の除去速度が減少して切削時
間がこれによって長くなる。
数の歯が材料除去作用を行うから迅速である。これは工
具の応力と摩耗とを実質的に減少せしめる。さらに、１
枚または２枚の歯が破損しても作業を中断しないで済
む。さらに、多点カッタは工具のフランク（flank;側腹
部）と前方縁との作用によって材料を除去する切削縁を
含み、切削の大部分はフランクで行われる。この結果、
高度の適用性が達成される。各歯は各側において切削を
行ってもよく一つおきの歯が主ロータの溝22の交互の斜
面を切削するようにしてもよく、いくつかの歯が軽い仕
上げ切削を行うようにしてもよく、これらは以下に詳述
する。カッタ68は代表的には切削される主ロータに関連
するゲートロータの歯数と等しい歯数を有する。カッタ
68の歯数を少くすると材料の除去速度が減少して切削時
間がこれによって長くなる。
各カッタの歯の形状は最終的な主ロータの溝の形状と
同一ではない。最終的形状は主ロータ本体60に対して同
期回転間にカッタ68に付加的な自由度を与えることによ
って与えられる。この付加的な自由度は、切削工程間に
位相変化器84によって与えられる主ロータ本体60とカッ
タ68との間の相対的速度変化である。詳細には相対変化
器84は、少量、一時的であるが重要な変化をカッタ68の
回転速度に与え、その間、主ロータ本体60の回転速度を
一定に維持し、これによってカッタ68の切削縁の位置を
本体60の材料に相対的に変化せしめて角度的位相を変化
せしめるようにする。これは位置的位相変化として観察
され、速度変化によって角度的位相が変化する。別法と
してカッタ68の速度を一定として主ロータ本体60の速度
を変化せしめてもよい。このことは多点型工具すなわち
カッタ68の多様な使用を可能とし、一つの与えられたカ
ッタによる多様な形状の主ロータの切削を可能とし、各
種の許容公差のものの切削を可能とする。
同一ではない。最終的形状は主ロータ本体60に対して同
期回転間にカッタ68に付加的な自由度を与えることによ
って与えられる。この付加的な自由度は、切削工程間に
位相変化器84によって与えられる主ロータ本体60とカッ
タ68との間の相対的速度変化である。詳細には相対変化
器84は、少量、一時的であるが重要な変化をカッタ68の
回転速度に与え、その間、主ロータ本体60の回転速度を
一定に維持し、これによってカッタ68の切削縁の位置を
本体60の材料に相対的に変化せしめて角度的位相を変化
せしめるようにする。これは位置的位相変化として観察
され、速度変化によって角度的位相が変化する。別法と
してカッタ68の速度を一定として主ロータ本体60の速度
を変化せしめてもよい。このことは多点型工具すなわち
カッタ68の多様な使用を可能とし、一つの与えられたカ
ッタによる多様な形状の主ロータの切削を可能とし、各
種の許容公差のものの切削を可能とする。
本発明による主ロータ加工方法は、カッタ形状と最終
的の溝の形状との変数について各種の組合わせを可能と
する。カッタの形状は、切削される主ロータの材料、切
削に利用される動力、所望の切削速度、予備的切削が行
われる場合の量、溝の表面仕上げなどの関数である。多
点型工具は多様な主ロータを創成可能である。例えば、
同一カッタを同一工作機械に同一の取付けで使用して、
異なる許容公差範囲の、組合わせ部品との間に異なる遊
隙を有する主ロータを切削可能である。
的の溝の形状との変数について各種の組合わせを可能と
する。カッタの形状は、切削される主ロータの材料、切
削に利用される動力、所望の切削速度、予備的切削が行
われる場合の量、溝の表面仕上げなどの関数である。多
点型工具は多様な主ロータを創成可能である。例えば、
同一カッタを同一工作機械に同一の取付けで使用して、
異なる許容公差範囲の、組合わせ部品との間に異なる遊
隙を有する主ロータを切削可能である。
主ロータ加工作業は単一のカッタで行ってもよく、複
数のカッタを使用してもよい。後者の例として、第１の
粗いカッタで始め、第２の中間カッタ、さらに第３の仕
上げカッタを使用するようにしてもよい。これを第４図
ないし第９図に示し、第１のカッタ100は第４図、第５
図に示されている。カッタ100は円盤状の本体102と本体
102から半径方向外方に延長し円周方向に間隔をおかれ
た複数の同等な歯104とを有する。各歯104は実質的に一
定の幅で比較的短いフランク106を有し、比較的幅の広
い前方すなわち外方縁108でフランク106は終っている。
各歯104の一方表面には凹入平坦部が加工されて、カー
バイドのインサート110を収容したインサート110は適当
な締付具112で固定されてカッタ100の性能と耐摩耗性と
を改善する。
数のカッタを使用してもよい。後者の例として、第１の
粗いカッタで始め、第２の中間カッタ、さらに第３の仕
上げカッタを使用するようにしてもよい。これを第４図
ないし第９図に示し、第１のカッタ100は第４図、第５
図に示されている。カッタ100は円盤状の本体102と本体
102から半径方向外方に延長し円周方向に間隔をおかれ
た複数の同等な歯104とを有する。各歯104は実質的に一
定の幅で比較的短いフランク106を有し、比較的幅の広
い前方すなわち外方縁108でフランク106は終っている。
各歯104の一方表面には凹入平坦部が加工されて、カー
バイドのインサート110を収容したインサート110は適当
な締付具112で固定されてカッタ100の性能と耐摩耗性と
を改善する。
第６図、第７図は中間カッタ116を示し、円盤状の本
体118と本体118から半径方向外方に延長して円周方向に
間隔をおかれた複数の実質的に同等な歯120とを含む。
各歯はカッタ100に比して比較的長いフランク122を半径
方向外方にテーパして有し、これは比較的短い外方縁12
4で終っている。第８図、第９図は仕上げカッタ126を示
し、円盤状の本体128と、本体128から半径方向外方に延
長し円周方向に間隔をおかれた複数の同等な歯130とを
有する。各歯は平滑なフランク132と歯つきのフランク1
34とを含む。これらのフランクはカッタ116のフランク
よりいくらか長く、各歯はテーパして比較的幅の狭い外
方縁138に終っている。
体118と本体118から半径方向外方に延長して円周方向に
間隔をおかれた複数の実質的に同等な歯120とを含む。
各歯はカッタ100に比して比較的長いフランク122を半径
方向外方にテーパして有し、これは比較的短い外方縁12
4で終っている。第８図、第９図は仕上げカッタ126を示
し、円盤状の本体128と、本体128から半径方向外方に延
長し円周方向に間隔をおかれた複数の同等な歯130とを
有する。各歯は平滑なフランク132と歯つきのフランク1
34とを含む。これらのフランクはカッタ116のフランク
よりいくらか長く、各歯はテーパして比較的幅の狭い外
方縁138に終っている。
カッタ126の歯つきの縁部は切削時に小さい金属チッ
プを生成し工具の負荷を減少せしめる。第８図、第９図
に示すようにカッタ126の各歯は一つの切削線縁、すな
わち歯つきの縁部134のみを有している。これは負荷を
減少せしめる。また、負荷の問題がない場合には２つの
切削縁を有するものとして使用可能である。これは後述
するように、切削作業を溝の一方のフランクから他方の
フランクに切換えるときにカッタを換える必要がないと
いう利点がある。第８図、第９図に示す単一切削縁カッ
タ126の場合は溝の一方のフランクから他方のフランク
に切削作業を切換えるときにカッタを逆にする必要があ
る。
プを生成し工具の負荷を減少せしめる。第８図、第９図
に示すようにカッタ126の各歯は一つの切削線縁、すな
わち歯つきの縁部134のみを有している。これは負荷を
減少せしめる。また、負荷の問題がない場合には２つの
切削縁を有するものとして使用可能である。これは後述
するように、切削作業を溝の一方のフランクから他方の
フランクに切換えるときにカッタを換える必要がないと
いう利点がある。第８図、第９図に示す単一切削縁カッ
タ126の場合は溝の一方のフランクから他方のフランク
に切削作業を切換えるときにカッタを逆にする必要があ
る。
前述においてカッタの寸法、構造、形状について各種
変更が可能である。負荷を減少する単一切削縁は第８
図、第９図に示す。負荷を減少するための別法として交
互の切削縁がある。例えば第６図、第７図において一つ
おきの歯120に右側のフランクを切削縁として残りの歯
の左側のフランクを切削縁とする。このようにすると切
削作業を溝の一方のフランクから他方のフランクに切換
えるときカッタ126を逆にする必要がなくなる。交互の
切削縁は負荷を減少するが、負荷の問題がない場合には
切削縁をカッタの各歯の双方のフランクに設けてもよ
い。
変更が可能である。負荷を減少する単一切削縁は第８
図、第９図に示す。負荷を減少するための別法として交
互の切削縁がある。例えば第６図、第７図において一つ
おきの歯120に右側のフランクを切削縁として残りの歯
の左側のフランクを切削縁とする。このようにすると切
削作業を溝の一方のフランクから他方のフランクに切換
えるときカッタ126を逆にする必要がなくなる。交互の
切削縁は負荷を減少するが、負荷の問題がない場合には
切削縁をカッタの各歯の双方のフランクに設けてもよ
い。
第10図ないし第16図は本発明による主ロータ加工方法
によって溝22を本体60に形成する種々の段階を示す。溝
22は溝の底壁から延長する一対の側壁表面を含み、これ
は各図に各段階において示される。各図は単一のカッタ
の歯を便宜的に示しているが、カッタの複数の歯によっ
て切削は行われる。第10図は本体60に溝を形成する最初
の段階を示し、カッタの歯が徐々に材料を本体60から除
去する。詳細にはカッタ152と本体60との回転間にカッ
タ152の歯150が本体60内に次第に入りこむ。両者は同期
的に回転しているからカッタ152は本体60に向って直線
的に運動する。カッタの歯150は一対のフランク154、15
6を円盤状のカッタ本体から半径方向外方に延長して有
し、外方縁158で終る。第10図において溝は形成中であ
るがカッタの歯のフランク154、156の切削作用によって
形成された１対の側壁160、162をそれぞれ有しカッタの
歯の縁部158の切削作用で形成された内側および底壁164
とを有している。単一の歯150のみを示しているがカッ
タ152は第４図ないし第９図に示すカッタとを同様に複
数の同等な円周の回りに間隔をおかれた歯150を有して
いる。この結果として、本体60とカッタ152とが互いに
相対的に回転しカッタ152が直線的に次第に本体60に向
って運動すると溝の側壁160、162と底壁164とが螺旋形
の線路に沿って本体60に形成される。第10図のカッタ15
2は第４図、第５図のカッタ100に類似しているが、前述
工程は多数の歯つきの星形の形状の任意の選択されたカ
ッタで実施することができる。
によって溝22を本体60に形成する種々の段階を示す。溝
22は溝の底壁から延長する一対の側壁表面を含み、これ
は各図に各段階において示される。各図は単一のカッタ
の歯を便宜的に示しているが、カッタの複数の歯によっ
て切削は行われる。第10図は本体60に溝を形成する最初
の段階を示し、カッタの歯が徐々に材料を本体60から除
去する。詳細にはカッタ152と本体60との回転間にカッ
タ152の歯150が本体60内に次第に入りこむ。両者は同期
的に回転しているからカッタ152は本体60に向って直線
的に運動する。カッタの歯150は一対のフランク154、15
6を円盤状のカッタ本体から半径方向外方に延長して有
し、外方縁158で終る。第10図において溝は形成中であ
るがカッタの歯のフランク154、156の切削作用によって
形成された１対の側壁160、162をそれぞれ有しカッタの
歯の縁部158の切削作用で形成された内側および底壁164
とを有している。単一の歯150のみを示しているがカッ
タ152は第４図ないし第９図に示すカッタとを同様に複
数の同等な円周の回りに間隔をおかれた歯150を有して
いる。この結果として、本体60とカッタ152とが互いに
相対的に回転しカッタ152が直線的に次第に本体60に向
って運動すると溝の側壁160、162と底壁164とが螺旋形
の線路に沿って本体60に形成される。第10図のカッタ15
2は第４図、第５図のカッタ100に類似しているが、前述
工程は多数の歯つきの星形の形状の任意の選択されたカ
ッタで実施することができる。
第11図、第12図は最終的な溝の深さが達成されたとき
の溝形成の最終段階を示す。詳細にはカッタ172の一つ
の歯170がカッタ172と本体60との相対的かつ同期速度で
の回転の間に本体60内に次第にカッタ172が本体60の方
向すなわち矢印173の方向に直線的に入りこむ最終段階
を示している。カッタの歯170は円盤状のカッタ本体か
ら半径方向外方にテーパする幅を有しており、外方縁17
8に終る１対のフランク174、176を有している。第11図
および第12図に示す溝は１対の側壁180、182を有し、カ
ッタの歯のフランク174、176の切削作用によってそれぞ
れ形成され、内側すなわち底壁184はカッタの歯の縁部1
78の切削作用によって形成される。溝の最終的深さは溝
の内側壁184と本体60の外方表面との距離としえ測定さ
れ、最終深さは第11図に数字188として示される。一つ
の歯170のみが示されるがカッタ172は第４図ないし第９
図に示すカッタと同様にカッタ本体152から半径方向外
方に延長する複数の間隔をおかれた歯170と同等な歯を
有している。この結果、本体60とカッタ172とが相対的
に回転してカッタ172が前述のように本体60に向って次
第に運動するとき、本体60に螺旋経路に沿って溝の側壁
180、182および底壁184が形成される。さらに、第11
図、第12図に示されるカッタは第６図、第７図に示され
るカッタ116に類似しているが、前述した切削作用は多
数歯の星形の形状の任意の選択されたカッタによって実
施可能である。第10図に示す初期段階から第11図、第12
図に示す最終的深さの段階までの溝の形成は異なる段階
において異なるカッタを使用して実施してもよく、単一
のカッタによって初期段階から最終段階まで実施しても
よい。
の溝形成の最終段階を示す。詳細にはカッタ172の一つ
の歯170がカッタ172と本体60との相対的かつ同期速度で
の回転の間に本体60内に次第にカッタ172が本体60の方
向すなわち矢印173の方向に直線的に入りこむ最終段階
を示している。カッタの歯170は円盤状のカッタ本体か
ら半径方向外方にテーパする幅を有しており、外方縁17
8に終る１対のフランク174、176を有している。第11図
および第12図に示す溝は１対の側壁180、182を有し、カ
ッタの歯のフランク174、176の切削作用によってそれぞ
れ形成され、内側すなわち底壁184はカッタの歯の縁部1
78の切削作用によって形成される。溝の最終的深さは溝
の内側壁184と本体60の外方表面との距離としえ測定さ
れ、最終深さは第11図に数字188として示される。一つ
の歯170のみが示されるがカッタ172は第４図ないし第９
図に示すカッタと同様にカッタ本体152から半径方向外
方に延長する複数の間隔をおかれた歯170と同等な歯を
有している。この結果、本体60とカッタ172とが相対的
に回転してカッタ172が前述のように本体60に向って次
第に運動するとき、本体60に螺旋経路に沿って溝の側壁
180、182および底壁184が形成される。さらに、第11
図、第12図に示されるカッタは第６図、第７図に示され
るカッタ116に類似しているが、前述した切削作用は多
数歯の星形の形状の任意の選択されたカッタによって実
施可能である。第10図に示す初期段階から第11図、第12
図に示す最終的深さの段階までの溝の形成は異なる段階
において異なるカッタを使用して実施してもよく、単一
のカッタによって初期段階から最終段階まで実施しても
よい。
第11図において、溝のこの形成段階で溝の形状はカッ
タの歯の形状と実質的に同等である。この点に関して、
前述交互的なフランクのカッタの場合を除いて、主ロー
タの加工工程に使用されるカッタは同一形状、寸法の歯
を有している。しかし、前述のように本発明による主ロ
ータ加工方法の重要かつ有利な点は各カッタの歯の寸法
形状が最終的かつ所望の主ロータの溝の形状と同一では
ないことである。本発明によれば最終的な溝の形状は主
ロータ本体60に相対的なカッタの同期的回転間の付加的
な運動の自由度によって達成される。この付加的な自由
度は位相変化器84によって与えられるカッタとロータ本
体との回転間の一時的な相対的速度変化を含む。詳細に
は位相変化器84は少量かつ重要な一時的変化をカッタの
回転速度に与え、ロータ本体60の回転速度を一定に維持
するもので、これによってカッタの切削縁の位置をロー
タ本体60の材料に相対的に変化せしめ溝の側壁の最終的
形状を決定する。これは速度変化によって角度的位相が
変化して位置的位相が変化するものと考えられる。加工
される溝の側壁位置によってカッタ速度は第13図から第
16図に示すようにロータ本体60の回転速度に対して増加
または減少せしめられる。
タの歯の形状と実質的に同等である。この点に関して、
前述交互的なフランクのカッタの場合を除いて、主ロー
タの加工工程に使用されるカッタは同一形状、寸法の歯
を有している。しかし、前述のように本発明による主ロ
ータ加工方法の重要かつ有利な点は各カッタの歯の寸法
形状が最終的かつ所望の主ロータの溝の形状と同一では
ないことである。本発明によれば最終的な溝の形状は主
ロータ本体60に相対的なカッタの同期的回転間の付加的
な運動の自由度によって達成される。この付加的な自由
度は位相変化器84によって与えられるカッタとロータ本
体との回転間の一時的な相対的速度変化を含む。詳細に
は位相変化器84は少量かつ重要な一時的変化をカッタの
回転速度に与え、ロータ本体60の回転速度を一定に維持
するもので、これによってカッタの切削縁の位置をロー
タ本体60の材料に相対的に変化せしめ溝の側壁の最終的
形状を決定する。これは速度変化によって角度的位相が
変化して位置的位相が変化するものと考えられる。加工
される溝の側壁位置によってカッタ速度は第13図から第
16図に示すようにロータ本体60の回転速度に対して増加
または減少せしめられる。
前述の説明を以下に詳述する。２台の車両が例えば60
km/hで併走しているとする。一方の車両の運転者が速度
を短時間65km/hに増加し、他方の運転者は60km/hを維持
したとする。速い方の車両は他方の車両に対して位置的
に前進する。一方の車両を60km/hに戻しても両方の車両
は互いに離れた関係位置を維持する。すなわち一時的な
相対的速度変化は相対的位置変化を生ずる。
km/hで併走しているとする。一方の車両の運転者が速度
を短時間65km/hに増加し、他方の運転者は60km/hを維持
したとする。速い方の車両は他方の車両に対して位置的
に前進する。一方の車両を60km/hに戻しても両方の車両
は互いに離れた関係位置を維持する。すなわち一時的な
相対的速度変化は相対的位置変化を生ずる。
第13図、第14図を参照すればカッタ172が第11図、第1
2図に関連して前述した最終的溝深さに到達している。
ここでカッタ172は矢印196に示す方向に回転しロータ本
体60は矢印198に示す方向に回転する。第13図および第1
4図に示す加工段階においてカッタ172の回転速度は最終
的の溝深さが達成されたとき同期速度に対して一時的に
増加せしめられ、カッタのフランク176と縁部178とが本
体60から付加的な材料を始めに形成された溝の側壁182
の内方において除去し、最終的な側壁202を限定する。
部分的に完成された溝の内方壁204も限定される。最終
的な溝の側壁202の位置は位相変化器84によるカッタ172
の回転速度の増加量によって決定される。さらに、これ
はいくつかの理由によってステップ的にすなわち増分的
に行う。一つは過大切削の防止であり、第２は工具の強
度と切削能力とに基き、第３は複数のロータ溝を含む全
螺旋経路に沿う切削の時間を許容するためである。例え
ば図示装置において、位相変化器84はキャンディ社（Ca
ndy Corp.）の型式POS1−２として市販されている位相
位置決め器で度で目盛られたダイアルに関連する手動回
転制御部を有し位相変化器84の入力軸と出力軸との回転
の間に進みまたは遅れを度で示す関係を与えるものとし
てよい。従って所望の位相変化、すなわちロータ本体と
カッタとの回転速度との間の進みまたは遅れ関係は制御
器の適切な設定によって選択される。詳細には、操作員
が増分的位相変化を選択すると、決削作業の音が操作員
によって可聴的に監視されて切削の増分量が完了したと
きに、つぎの増分的位相変化を導入する。
2図に関連して前述した最終的溝深さに到達している。
ここでカッタ172は矢印196に示す方向に回転しロータ本
体60は矢印198に示す方向に回転する。第13図および第1
4図に示す加工段階においてカッタ172の回転速度は最終
的の溝深さが達成されたとき同期速度に対して一時的に
増加せしめられ、カッタのフランク176と縁部178とが本
体60から付加的な材料を始めに形成された溝の側壁182
の内方において除去し、最終的な側壁202を限定する。
部分的に完成された溝の内方壁204も限定される。最終
的な溝の側壁202の位置は位相変化器84によるカッタ172
の回転速度の増加量によって決定される。さらに、これ
はいくつかの理由によってステップ的にすなわち増分的
に行う。一つは過大切削の防止であり、第２は工具の強
度と切削能力とに基き、第３は複数のロータ溝を含む全
螺旋経路に沿う切削の時間を許容するためである。例え
ば図示装置において、位相変化器84はキャンディ社（Ca
ndy Corp.）の型式POS1−２として市販されている位相
位置決め器で度で目盛られたダイアルに関連する手動回
転制御部を有し位相変化器84の入力軸と出力軸との回転
の間に進みまたは遅れを度で示す関係を与えるものとし
てよい。従って所望の位相変化、すなわちロータ本体と
カッタとの回転速度との間の進みまたは遅れ関係は制御
器の適切な設定によって選択される。詳細には、操作員
が増分的位相変化を選択すると、決削作業の音が操作員
によって可聴的に監視されて切削の増分量が完了したと
きに、つぎの増分的位相変化を導入する。
角度的配置すなわちカッタのフランク176のテーパ度
は与えられているから、平行な溝の側壁を形成するため
には角度的位相変化が必要となされる。これは第11図と
第13図とにおけるフランク176の位置の角度的変化を比
較することによって明らかである。この点について、所
望の適切な作動のために最終的な溝の側壁がゲートロー
タの平面に平行である必要がある場合がある。前述作業
時にカッタ172の回転軸線はロータ本体60の回転軸線に
対して一定である。第13図、第14図は一つの歯170のみ
が示されるが、前述したことは複数のカッタの歯のすべ
てについて生じ、カッタ172とロータ本体60とは前述の
ように回転し、溝の側壁202と内方壁204とが螺旋経路に
沿って本体60に形成される。さらに、カッタ172は便宜
的に略示しているが前述作業は、最終的の深さの溝が形
成されたときの溝の形状に対応する任意の選択されたカ
ッタを使用して行うことができる。
は与えられているから、平行な溝の側壁を形成するため
には角度的位相変化が必要となされる。これは第11図と
第13図とにおけるフランク176の位置の角度的変化を比
較することによって明らかである。この点について、所
望の適切な作動のために最終的な溝の側壁がゲートロー
タの平面に平行である必要がある場合がある。前述作業
時にカッタ172の回転軸線はロータ本体60の回転軸線に
対して一定である。第13図、第14図は一つの歯170のみ
が示されるが、前述したことは複数のカッタの歯のすべ
てについて生じ、カッタ172とロータ本体60とは前述の
ように回転し、溝の側壁202と内方壁204とが螺旋経路に
沿って本体60に形成される。さらに、カッタ172は便宜
的に略示しているが前述作業は、最終的の深さの溝が形
成されたときの溝の形状に対応する任意の選択されたカ
ッタを使用して行うことができる。
第15図、第16図においてカッタ172は矢印210の方向に
回転し、ロータ本体60は矢印212の方向に回転する。第1
5図、第16図に示す加工段階においてカッタ172の回転速
度は以前のすなわち同期速度に対して減少せしめられて
カッタのフランク174と縁部178とが本体60から付加的な
材料を、始めに形成された溝の側壁180の内方から除去
して新しい最終的な側壁218を限定する。最終的な溝の
内方壁220も限定される。前述作業は増分的にかつ位相
変化器84の手動操作によって行われる。最終的な溝の側
壁218の位置は位相変化器84によるカッタ172の回転速度
の減少の量と時間とによって決定される。平行な溝の側
壁を形成するために必要な角度的位相変化はフランク17
4の位置の角度的変化であり、第11図と第15図とにおけ
るフランク174の位置の角度的変化を比較することによ
って明らかである。カッタ172の回転軸線はロータ本体6
0の回転軸線に対して一定である。第15図、第16図には
一つの歯170のみが示されるが複数の各歯について前述
のことが生じ、カッタ172とロータ本体60との回転によ
り溝の側壁218と内方壁220とが螺旋経路に沿って本体60
に形成される。さらに、便宜的にカッタ172が示される
が、最終的な溝の深さが達成されたときの溝の形状に対
応する任意選択されたカッタが使用可能である。
回転し、ロータ本体60は矢印212の方向に回転する。第1
5図、第16図に示す加工段階においてカッタ172の回転速
度は以前のすなわち同期速度に対して減少せしめられて
カッタのフランク174と縁部178とが本体60から付加的な
材料を、始めに形成された溝の側壁180の内方から除去
して新しい最終的な側壁218を限定する。最終的な溝の
内方壁220も限定される。前述作業は増分的にかつ位相
変化器84の手動操作によって行われる。最終的な溝の側
壁218の位置は位相変化器84によるカッタ172の回転速度
の減少の量と時間とによって決定される。平行な溝の側
壁を形成するために必要な角度的位相変化はフランク17
4の位置の角度的変化であり、第11図と第15図とにおけ
るフランク174の位置の角度的変化を比較することによ
って明らかである。カッタ172の回転軸線はロータ本体6
0の回転軸線に対して一定である。第15図、第16図には
一つの歯170のみが示されるが複数の各歯について前述
のことが生じ、カッタ172とロータ本体60との回転によ
り溝の側壁218と内方壁220とが螺旋経路に沿って本体60
に形成される。さらに、便宜的にカッタ172が示される
が、最終的な溝の深さが達成されたときの溝の形状に対
応する任意選択されたカッタが使用可能である。
従って、側壁202、218と内方壁220とを含む最終的な
溝の形状はカッタの歯170の形状と相違する。最終的な
溝の形状がカッタの歯の形状とは別でそれによって限定
されず、本発明による主ロータ加工方法によって形成さ
れた溝の最終的形状には高度の適応性と変化性とを与え
ることができる。前述作業はカッタ速度を始めに一時的
に増加しつぎに一時的に減少せしめることにより溝の側
壁202を側壁218より前に形成するが、順序を逆にして側
壁218を側壁202より前に形成するためカッタ速度を始め
に一時的に減少しつぎに一時的に増加せしめてもよい。
溝の形状はカッタの歯170の形状と相違する。最終的な
溝の形状がカッタの歯の形状とは別でそれによって限定
されず、本発明による主ロータ加工方法によって形成さ
れた溝の最終的形状には高度の適応性と変化性とを与え
ることができる。前述作業はカッタ速度を始めに一時的
に増加しつぎに一時的に減少せしめることにより溝の側
壁202を側壁218より前に形成するが、順序を逆にして側
壁218を側壁202より前に形成するためカッタ速度を始め
に一時的に減少しつぎに一時的に増加せしめてもよい。
本発明をさらに、以下の実施例について説明する。外
径18cm（7.1インチ）のアルミニュームの主ロータ本体
を110rpmで回転せしめる。２つのカッタを加工のつぎつ
ぎの段階で使用される。第１の粗加工カッタは高速度鋼
製で比較的広い幅の歯を有し、外径16.8cm（6.6イン
チ）である。カッタを60rpmで回転せしめ、カッタのロ
ータ本体に向う送り速度を1.3mm/秒（0.050インチ／
秒）とする。最終的な切りこみ3cm（1.2インチ）の達成
後の位相変化をロータ本体の13回転につき0.06度とす
る。第２のすなわち仕上げカッタは比較的狭い歯で高速
度鋼製で外径18cm（7.1インチ）で60rpmで回転せしめ
る。カッタのロータ本体に向う方向の送り速度を0.76mm
/分（0.03インチ／分）とする。カッタは付加的に6.4mm
（0.25インチ）切りこみ、最終的の溝の深さ39mm（1.54
インチ）とする。最終的切りこみ達成後の位相変化をロ
ータ本体の13回転につき0.06度とする。位相変化器84は
前述したものと同様にキャンディ社の型式POS1−２であ
り、直角歯車箱72はボストンギア社（Boston Gear）か
ら市販されている形式のものである。
径18cm（7.1インチ）のアルミニュームの主ロータ本体
を110rpmで回転せしめる。２つのカッタを加工のつぎつ
ぎの段階で使用される。第１の粗加工カッタは高速度鋼
製で比較的広い幅の歯を有し、外径16.8cm（6.6イン
チ）である。カッタを60rpmで回転せしめ、カッタのロ
ータ本体に向う送り速度を1.3mm/秒（0.050インチ／
秒）とする。最終的な切りこみ3cm（1.2インチ）の達成
後の位相変化をロータ本体の13回転につき0.06度とす
る。第２のすなわち仕上げカッタは比較的狭い歯で高速
度鋼製で外径18cm（7.1インチ）で60rpmで回転せしめ
る。カッタのロータ本体に向う方向の送り速度を0.76mm
/分（0.03インチ／分）とする。カッタは付加的に6.4mm
（0.25インチ）切りこみ、最終的の溝の深さ39mm（1.54
インチ）とする。最終的切りこみ達成後の位相変化をロ
ータ本体の13回転につき0.06度とする。位相変化器84は
前述したものと同様にキャンディ社の型式POS1−２であ
り、直角歯車箱72はボストンギア社（Boston Gear）か
ら市販されている形式のものである。
第３図の配置においてロータ本体60とカッタ68との速
度関係は歯車80、86を含む伝達装置によって決定され速
度変化器84による速度変化をうける。別法として本体60
とカッタとを別個にブラシ無しDCモータで駆動し速度比
は適当な電子的サーボ制御手段で制御する。電子的制御
は所望の溝形状に必要な位相変化も与える。ブラシ無し
のDCモータは比較的高速度で作動するから例えばベル
ト、歯車などの速度減少伝達手段をカッタ68と駆動モー
タとの間に設ける。
度関係は歯車80、86を含む伝達装置によって決定され速
度変化器84による速度変化をうける。別法として本体60
とカッタとを別個にブラシ無しDCモータで駆動し速度比
は適当な電子的サーボ制御手段で制御する。電子的制御
は所望の溝形状に必要な位相変化も与える。ブラシ無し
のDCモータは比較的高速度で作動するから例えばベル
ト、歯車などの速度減少伝達手段をカッタ68と駆動モー
タとの間に設ける。
本発明はその目的を達成するものであることが明かと
なされた。本発明の実施例について上述したが、これら
は例示的であり、本発明を限定するものではない。
なされた。本発明の実施例について上述したが、これら
は例示的であり、本発明を限定するものではない。
第１図は単一ねじ圧縮機の主ロータとゲートロータとの
主要部品のみを示す斜視図、第２図は第１図の第２−２
に沿う断面図、第３図は本発明による主ロータ加工方法
を実施する装置の概略的斜視図、第４図は第３図の装置
に使用するカッタの一例の平面図、第５図は第４図のカ
ッタの反対側の平面図、第６図は第３図の装置に使用す
るカッタの別の実施例を示す平面図、第７図は第６図の
カッタの反対側の平面図、第８図は第３図の装置に使用
するカッタのさらに別の実施例を示す平面図、第９図は
第８図のカッタの反対側の平面図、第10図はロータ本体
に溝を形成する初期段階を示す部分半径方向図、第11図
および第12図は最終的な深さの溝が形成されたときの溝
形成段階を示す部分的半径方向断面図および側面図、第
13図および第14図はロータ本体とカッタとの間に相対的
速度変化が与えられた態様をを示す部分的半径方向断面
図および側面図、第15図および第16図はロータ本体とカ
ッタとの間に本発明により与えられる相対的速度変化の
別の態様を示す部分的半径方向断面図および側面図であ
る。 12……主ロータ、14、16……ゲートロータ、 18……軸、20……軸線、22……螺旋溝 60……ロータ本体、62……軸 68……カッタ、70……軸、84……位相変化器 100、116、126、152……カッタ 102、118、128……カッタ本体 104、120、130、……歯 106、122、132、134……フランク 108、124……外方縁。
主要部品のみを示す斜視図、第２図は第１図の第２−２
に沿う断面図、第３図は本発明による主ロータ加工方法
を実施する装置の概略的斜視図、第４図は第３図の装置
に使用するカッタの一例の平面図、第５図は第４図のカ
ッタの反対側の平面図、第６図は第３図の装置に使用す
るカッタの別の実施例を示す平面図、第７図は第６図の
カッタの反対側の平面図、第８図は第３図の装置に使用
するカッタのさらに別の実施例を示す平面図、第９図は
第８図のカッタの反対側の平面図、第10図はロータ本体
に溝を形成する初期段階を示す部分半径方向図、第11図
および第12図は最終的な深さの溝が形成されたときの溝
形成段階を示す部分的半径方向断面図および側面図、第
13図および第14図はロータ本体とカッタとの間に相対的
速度変化が与えられた態様をを示す部分的半径方向断面
図および側面図、第15図および第16図はロータ本体とカ
ッタとの間に本発明により与えられる相対的速度変化の
別の態様を示す部分的半径方向断面図および側面図であ
る。 12……主ロータ、14、16……ゲートロータ、 18……軸、20……軸線、22……螺旋溝 60……ロータ本体、62……軸 68……カッタ、70……軸、84……位相変化器 100、116、126、152……カッタ 102、118、128……カッタ本体 104、120、130、……歯 106、122、132、134……フランク 108、124……外方縁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23G 1/04,1/32
Claims (47)
- 【請求項１】圧縮機または膨張機の主ロータに使用する
グロボイドねじを製造する方法にして、 長手方向軸線を有する円筒形ロータ本体を準備し、 ロータ本体を前記長手方向軸線の回りに回転可能に取付
け、 一つの平面内において円周の回りに間隔を備えて配置さ
れた複数の歯を有し該平面に垂直な回転軸線を有するカ
ッタを準備し、 該カッタをその軸線の回りに回転可能に取付け、カッタ
の平面をロータ本体の長手方向軸線に平行としてその回
転軸線がロータの長手方向軸線と垂直となるようにし、 ロータ本体とカッタとを同期した速度で回転させ、 ロータ本体とカッタとを相対的に位置決めし、カッタの
歯がロータ本体に接触してミリング作用によってロータ
本体から材料を除去しグロボイドねじ形状を形成する工
程、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の方法にして、ロータ本体
とカッタとを位置決めする工程が、カッタとロータ本体
とが回転している間にカッタの回転軸線とロータ本体の
長手方向軸線とを相対的に運動させる工程を含むことを
特徴とする方法。 - 【請求項３】請求項２に記載の方法にして、カッタの回
転軸線とロータ本体の長手方向軸線とが互いに近付く方
向に運動させられることを特徴とする方法。 - 【請求項４】請求項１に記載の方法にして、ロータ本体
とカッタとを位置決めする工程が、ロータ本体とカッタ
との回転時にカッタをロータ本体に近付く方向に運動さ
せる工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項５】請求項１に記載の方法にして、ロータ本体
とカッタとを位置決めする工程が、カッタの回転時に複
数のカッタの歯が同時にロータ本体から材料を除去する
ようになされていることを特徴とする方法。 - 【請求項６】請求項１に記載の方法にして、主ロータが
圧縮機のゲートロータに使用するものであり、ロータ本
体とカッタとの回転速度が主ロータの溝の数とゲートロ
ータの歯の数との関係によって決定されることを特徴と
する方法。 - 【請求項７】請求項６に記載の方法にして、カッタの回
転速度が、ロータ本体の回転速度と、主ロータの溝の数
とゲートロータの歯数との比の積に等しいことを特徴と
する方法。 - 【請求項８】請求項１に記載の方法にして、主ロータが
圧縮期のゲートロータに使用するものであり、前記カッ
タがゲートロータの歯数に等しい歯数を有することを特
徴とする方法。 - 【請求項９】請求項１に記載の方法にして、さらに、前
記ロータ本体とカッタとの相対速度を所定の時間および
所定の量だけ変更してカッタの歯とロータ本体の材料と
の位置的変更を行い、これによってグロボイドねじの形
状に所望の変更を行う工程を含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項１０】請求項９に記載の方法にして、グロボイ
ドねじの形状が１対の間隔をおかれた側壁を有する螺旋
形溝を含み、ロータ本体とカッタとの相対的速度を変更
する工程が加工される側壁によって増加または減少させ
るものであり及び所望の側壁位置によって範囲が決定さ
れることを特徴とする方法。 - 【請求項１１】請求項10に記載の方法にして、加工され
る側壁によってカッタ速度が同期速度に対して増加又は
減少させられることを特徴とする方法。 - 【請求項１２】請求項10に記載の方法にして、カッタ速
度が同期速度に対して、主ロータが圧縮機に使用される
とき作動的に関連するゲートロータの平面に平行な溝の
側壁を形成するに充分な範囲に変更させられることを特
徴とする方法。 - 【請求項１３】請求項１に記載の方法にして、グロボイ
ドねじ形状が異なる段階において異なるカッタを使用す
る複数の段階によって形成されることを特徴とする方
法。 - 【請求項１４】圧縮機または膨張機の主ロータに使用す
るグロボイドねじを製造する方法にして、 長手方向軸線を有する円筒形ロータ本体を準備し、該ロ
ータ本体を前記長手方向軸線の回りに回転可能に取付
け、 一つの平面内に円周に沿って配置された少くとも一つの
歯を有し該平面に垂直な回転軸線を有するカッタを準備
し、 該カッタをその軸線の回りに回転可能に取付け、カッタ
の平面をロータ本体の長手方向軸線に平行としてその回
転軸線がロータの長手方向軸線と垂直となるようにし、 ロータ本体とカッタとを同期した速度で回転させ、 ロータ本体とカッタとを両者が回転している間にカッタ
の回転軸線とロータ本体の長手方向軸線とを相対的に運
動せしめて両軸線間の距離を減少させるように相対的に
位置決めして、カッタの回転時にカッタの歯がロータ本
体に接触してミリング作用によってロータ本体から材料
を除去して、一対の間隔をおかれた側壁を有してロータ
本体に沿って螺旋形経路で延長する溝を含むグロボイド
ねじ形状を形成し、 ロータ本体とカッタとの相対的速度を所定時間、所定量
だけ変更してカッタの歯とロータ本体の材料との間に位
置的変更を与えてグロボイドねじ形状に所望の変更を与
え、相対的速度は加工される側壁によって増加または減
少させられ、速度変化は所望の溝の側壁位置による範囲
となされる工程、 を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１５】請求項14に記載の方法にして、カッタが
円周の回りに間隔をおかれた複数の歯を含み、ロータ本
体とカッタとを位置決めする工程が、複数のカッタの歯
がカッタの各回転時に同時にロータ本体に接触するよう
になされていることを特徴とする方法。 - 【請求項１６】請求項14に記載の方法にして、カッタと
ロータ本体との回転時にカッタがロータ本体に近付く方
向に運動させられることを特徴とする方法。 - 【請求項１７】請求項14に記載の方法にして、主ロータ
が圧縮機のゲートロータに使用するもので、ロータ本体
とカッタとの回転速度が主ロータの溝の数とゲートロー
タの歯数との関係によって決定されることを特徴とする
方法。 - 【請求項１８】請求項17に記載の方法にして、カッタの
回転速度が、ロータ本体の回転速度と、主ロータの溝の
数とゲートロータの歯数との比の積に等しいことを特徴
とする方法。 - 【請求項１９】請求項14に記載の方法にして、主ロータ
が圧縮機のゲートロータに使用するものであって、前記
カッタがゲートロータの歯数に等しい歯数を有すること
を特徴とする方法。 - 【請求項２０】請求項14に記載の方法にして、カッタ速
度が同期回転速度に対して、主ロータが圧縮機に使用さ
れるとき主ロータに作動的に関連するゲートロータの平
面に平行な溝の側壁を形成するに充分な時間だけ変化さ
せられることを特徴とする方法。 - 【請求項２１】請求項14に記載の方法にして、グロボイ
ドねじ形状が異なる段階において異なるカッタを使用す
る複数の段階によって形成されることを特徴とする方
法。 - 【請求項２２】圧縮機または膨張機の主ロータとして使
用するために長手方向軸線を有する円筒形ロータ本体か
らグロボイドねじを機械加工する装置にして、 前記円筒形ロータ本体を長手方向軸線の回りに回転可能
に取付ける手段と、 一つの平面内に配置される円周に沿って間隔をおかれた
複数の歯を有し該平面に垂直な回転軸線を有するカッタ
と、 該カッタをその軸線の回りに回転可能に取付け、カッタ
の平面をロータ本体の長手方向軸線に平行としてその回
転軸線がロータの長手方向軸線と垂直となるようにする
手段と、 ロータ本体とカッタとに作動的に関連してロータ本体と
カッタとを同期した速度で回転させる駆動手段と、 カッタとロータ本体とを相対的に運動させ、両者が回転
している間にカッタの回転軸線とロータ本体の長手方向
軸線とが相対的に運動させられ、カッタの回転時にカッ
タの歯がロータ本体に接触してミリング作用によってロ
ータ本体から材料を除去してグロボイドねじ形状を形成
する手段と、 を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項２３】請求項22に記載の装置にして、カッタと
ロータ本体とを互いに相対的に運動させる手段がカッタ
に作動的に関連してロータ本体とカッタとの回転時にカ
ッタをロータ本体に向って運動させることを特徴とする
装置。 - 【請求項２４】請求項22に記載の装置にして、カッタが
星形の形状に複数の歯を有して、カッタの回転時に複数
の歯が同時にロータ本体に接触することを特徴とする装
置。 - 【請求項２５】請求項22に記載の装置にして、主ロータ
が圧縮機のゲートロータと共に使用するものであり、カ
ッタがゲートロータの歯数に等しい歯数を有することを
特徴とする装置。 - 【請求項２６】請求項22に記載の装置にして、駆動手段
に作動的に関連してロータ本体とカッタとの間の相対的
速度を所定時間、所定量だけ変更して、カッタの歯とロ
ータ本体の材料との間に位置的変更を与え、これによっ
てグロボイドねじ形状に所望の変更を与える手段を含
む、ことを特徴とする装置。 - 【請求項２７】請求項26に記載の装置にして、グロボイ
ドねじ形状が一対の間隔をおかれた側壁を有する螺旋形
溝を含み、速度変更手段が相対的速度を加工される側壁
によっておよび所望の溝の側壁位置による範囲で増加ま
たは減少させる相変更手段を含むことを特徴とする装
置。 - 【請求項２８】請求項22に記載の装置にして、カッタが
グロボイドねじ形状の形成時の異なる段階に使用する複
数の異なるカッタを含むことを特徴とする装置。 - 【請求項２９】請求項22に記載の装置にして、カッタの
各歯は外方縁で結合される対抗するフランクを有し、切
削の大部分はフランクで行われることを特徴とする装
置。 - 【請求項３０】請求項29に記載の装置にして、カッタの
各歯が比較的幅の広い外方縁で終る比較的短いフランク
を有する比較的一定の幅のものであることを特徴とする
装置。 - 【請求項３１】請求項29に記載の装置にして、カッタの
各歯が比較的幅の狭い外方縁で終る比較的長いフランク
を有するテーパした幅の歯であることを特徴とする装
置。 - 【請求項３２】請求項29に記載の装置にして、カッタの
各歯がその一方のフランクに沿う鋸状歯形を有すること
を特徴とする装置。 - 【請求項３３】請求項29に記載の装置にして、カッタの
各歯が一方のフランクのみに沿って切削縁を有すること
を特徴とする装置。 - 【請求項３４】請求項29に記載の装置にして、カッタの
一つおきの歯が一方のフランクに沿って切削縁を有する
ことを特徴とする装置。 - 【請求項３５】請求項29に記載の装置にして、カッタの
各歯に耐摩耗性のインサートが設けられていることを特
徴とする装置。 - 【請求項３６】圧縮機の主ロータとして使用するために
長手方向軸線を有する円筒形ロータ本体からグロボイド
ねじを機械加工する装置にして、 前記円筒形ロータ本体を長手方向軸線の回りに回転可能
に取付ける手段と、 一つの平面内に配置される円周に沿って少くとも一つの
歯を有し該平面に垂直な回転軸線を有するカッタと、 該カッタをその軸線の回りに回転可能に取付け、カッタ
の平面をロータ本体の長手方向軸線に平行としてその回
転軸線がロータの長手方向軸線と垂直となるようにする
手段と、 ロータ本体とカッタとに作動的に関連してロータ本体と
カッタとを同期した速度で回転させる駆動手段と、 カッタとロータ本体とを相対的に運動させ、両者が回転
している間にカッタの回転軸線とロータ本体の長手方向
軸線とが相対的に運動させられ、カッタの回転時にカッ
タの歯がロータ本体に接触してミリング作用によってロ
ータ本体から材料を除去してグロボイドねじ形状を形成
する手段と、 駆動手段に作動的に関連させられてロータ本体とカッタ
との間の相対的速度を所定量、所定時間だけ変化させて
カッタの歯とロータ本体の材料との間に位置的変化を与
え、これによってグロボイドねじ形状の所望の変化を与
え、相対的速度は溝のどの側壁が加工されているかによ
って増加または減少させられ、速度変化は所望の溝の側
壁位置に依存した範囲となされるようにする手段と、 を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項３７】請求項36に記載の装置にして、カッタと
ロータ本体とを互いに相対的に運動させる手段がカッタ
に作動的に関連してロータ本体とカッタとの回転時にカ
ッタをロータ本体に向って運動させることを特徴とする
装置。 - 【請求項３８】請求項36に記載の装置にして、カッタが
前記円周の回りに間隔をおかれた複数の歯を含み、カッ
タの回転時に複数の歯が同時にロータ本体に接触するこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項３９】請求項38に記載の装置にして、主ロータ
が圧縮機のゲートロータと共に使用されるものであり、
カッタの歯数がゲートロータの歯数と等しいことを特徴
とする装置。 - 【請求項４０】請求項36に記載の装置にして、前記グロ
ボイドねじの形成時の異なる段階で使用される複数の異
なるカッタを前記カッタが含むことを特徴とする装置。 - 【請求項４１】請求項36に記載の装置にして、カッタの
各歯が外方縁で結合される対抗するフランクを有してお
り、切削の大部分がフランクで行われることを特徴とす
る装置。 - 【請求項４２】請求項41に記載の装置にして、カッタの
各歯が比較的幅の広い外方縁で終る比較的短いフランク
を有する比較的一定の幅のものであることを特徴とする
装置。 - 【請求項４３】請求項41に記載の装置にして、カッタの
各歯が比較的幅の狭い外方縁で終る比較的長いフランク
を有するテーパした幅のものであることを特徴とする装
置。 - 【請求項４４】請求項41に記載の装置にして、カッタの
各歯が一方のフランクに沿うセレーションを有している
ことを特徴とする装置。 - 【請求項４５】請求項41に記載の装置にして、カッタの
各歯が一方のフランクに沿ってのみに切削縁を有するこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項４６】請求項41に記載の装置にして、カッタの
一つおきの歯が一方のフランクに切削縁を有しているこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項４７】請求項41に記載の装置にして、カッタの
各歯に耐摩耗性材料のインサートが設けられていること
を特徴とする装置。
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