专利名称：螺旋流体机械的螺旋转子的轴结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及螺旋流体机械中使用的螺旋转子的轴的结构，尤其是压缩机、膨胀机、真空泵等所使用的螺旋转子的、上述螺旋转子轴的连接结构和上述螺旋转子的、轴相对转子的安装结构。
以往这种螺旋转子是转子和转子轴形成为一体的。例如，转子、中心轴和转子轴所构成的轴是由同一金属材料切削加工制成的。或者还提出了这样的方案，就是为了提高其加工性和减轻重量，在金属轴的周围，通过注射成形而覆盖、形成合成树脂制的转子。
即使各机种之间转子的尺寸是相同的，由于螺旋流体机械排出压力和驱动原动机的变化、以及根据螺旋流体机械使用用途的不同，而改变轴长、轴径或轴的表面处理，所以使转子的制造工序变得复杂，而且种类繁多。
所以存在很多问题，以螺旋转子各部的直径为例，通常转子齿部的直径大约是轴的3～4倍。因此在制造方面存在以下问题(1)在转子和轴是由同一金属材料切削加工制成的情况下，要使用与转子齿部的直径大小相符的原材料，必须用切削加工将其切削至希望的轴径，因此，材料和加工工时产生极大的浪费。
(2)在使热硬化性的合成树脂制转子于金属轴的周围与其形成为一体的情况下，准备与轴的直径相称的金属材料就可以，但因与轴径相比轴很长，所以加工时必须考虑对付轴长杆中心振动的措施等问题，使得生产率恶化。
(3)并且，由于转子轴很长，转子的铸模也很大，除价格高之外，成形时的作业性也不好。另外，在表面处理时也一样，作业性不好。
(4)例如，水喷射式压缩机将水喷射到压缩作用空间，对该空间进行冷却和密封，在轴与含有大气或水分的流体接触的情况下，在长期使用期间要生锈，这是该轴封部泄漏和滑动部异常磨损的原因。
(5)由于即使转子的齿形尺寸是相同的，轴的直径和轴长也是不同的，所以部件不能通用，制造和管理方面也很复杂。
作为解决这些问题的方法，为了减轻重量，将螺旋转子部划分为中空小径部和中空大径部进行加工，想要通过摩擦压接来连接各对置端面，作为这种螺旋压缩机来说，日本专利实开昭57-105418号公报有这方面的内容，但其结构是采用中空轴，且其连接也是通过摩擦压接连接的，这并不是解决上述种种问题的关键所在。另外，日本专利实开昭56-49311号公报所公开的螺旋压缩机，是简单地用花键连接各曲轴，在其花键连接部注入弹性体，以减少磨损也降低噪音。另外，日本专利实开平2-71108号公报所公开的螺旋浆轴，在传动轴和箍圈的任意一方形成槽，在另一方形成与该槽结合的突起。另外，如日本专利特公昭52-25562号公报所公开的那样，是在压缩机的叶轮上设置成为一体的套筒，在该套筒的孔上切削螺纹，容纳轴的螺纹部而组装成的，但是，这些方法是把一般的安装当作什么确实的关键问题等等，但其实并不是解决上述种种问题的关键所在。
螺旋转子是通过注射成形将合成树脂制的转子覆盖、形成于上述金属轴的周围，有关这样的螺旋转子的形成方法是以往人所共知的，这种型式的螺旋转子示于
图12中。
图12所示是用包含轴(图示为凹转子)的平面A-A[参照图12(b)]切断的局部剖视图[图(a)]和正面图[图(b)]，但在由这些螺旋转子的中心轴38和转子轴36所构成的轴41的圆周面上，形成有单条或多条断面为方形(四边形)的槽39或突起，该槽39或突起有与转子1f的齿46的螺旋方向同向和反向的螺旋角，强化轴41和转子1f之间的连接力，防止两者间的脱离(例如，参照日本专利特开平6-123292号公报、特开平1-301976号公报等)。
这些螺旋转子由于是由合成树脂形成于转子表面，所以不会生锈。
因此，这种螺旋转子用于将水喷射到压缩作用空间内的螺旋压缩机(水喷射式螺旋压缩机)最合适。
但是，在轴41的圆周面上形成截面形状为方形的槽39，在这里覆盖合成树脂、把轴41和转子1f结合在一起，这种螺旋转子，其金属轴41和合成树脂制转子1f的热收缩差(轴-热收缩量小，转子-热收缩量大)和随运转时负荷变化而产生的旋转扭矩的变化很大，在转子(合成树脂部)与设置于轴表面的槽39的峰部相对应的槽的拐角处要产生应力集中，上述热收缩差是由于轴和转子材质的不同所致的线膨胀系数的差异，在注射成形后的合成树脂转子冷却时，或随压缩机运转和停止时的温度变化而产生的。
这种型式的螺旋转子存在以下问题由于上述原因，转子1f容易从设置于轴表面的槽39的峰部拐角处向转子1f的齿形底部产生龟裂，时间长、或在反复运转、停止时，这种龟裂会扩大，轴41和转子1f之间的连接力会降低，最终轴和转子就会分离。
另一方面，如果援引图13对水喷射式螺旋压缩机进行观察，则会发现其特征是，在采用上述型式的螺旋转子的情况下，由于转子是合成树脂制的，所以能够防止生锈。但存在的问题是由于轴41是金属制的，另外压缩作用室和轴封部(水用轴封装置)之间的轴表面与供给到压缩作用室中的水相接触，该轴表面要生锈。
这样，现有的水喷射式螺旋压缩机的螺旋转子，在轴部、尤其是在嵌入水用轴封装置的轴表面生了锈的情况下，轴表面会因生锈而腐蚀，该部分的轴径要变细，在上述轴封装置和轴表面之间要产生间隙，损伤轴封装置本体，降低轴封性能。
因此，存在以下问题供给到压缩作用室的水从上述轴封装置和轴表面之间的间隙向螺旋转子轴的轴端泄漏，流入与轴封部邻接的轴承部，诱发润滑油的劣化和乳化现象，进而招致轴承寿命降低，所以其防锈对策就构成一个课题。
另外，还存在以下种种问题由于随着上述锈蚀的产生而使轴封部性能降低，供给到轴承部的润滑油从轴封部和轴表面之间的间隙流入到压缩作用室内，混入供给到该作用室的冷却，密封用的水中，将水污染，而且油分也混入到排出空气中，给消耗侧的使用机器带来不好的影响。
因此，上述螺旋转子轴的材质可以采用不锈钢，或对嵌入轴封装置的轴表面实施防锈效果好的电镀和涂层处理，来进行防锈，但是这样又出现了螺旋转子的价格和加工费增加的问题。
本发明的目的在于第1或第2，采用简单的轴连接形成，在不同轴长的多种机械中能采用同一转子，不浪费螺旋转子材料，解决因制造加工需要很多工时而成本变高的问题，另外，能分解轴、安装容易，使成形用的机械小型化，只加工多种机械内的专用轴就可以，轴的加工很容易，能降低制造成本。
第3，再加上第1或第2的任意一个课题，能防止转子和转子轴的组装错误，进一步降低成本。
第4和第5，再加上第1至第3的任意一个课题，因为中心轴被合成树脂所覆盖，所以作为轴的防锈对策来说，使其能很容易地仅将必要的部分进行防锈处理或表面处理，容易采用耐腐蚀材料。
第6，再加上第1至第5的任意一个课题，由于穿设有通气孔，该通气孔从凹设于转子轴或中心轴的嵌入孔贯通至其相反一侧的轴端，因轴连接时能顺利地嵌入，所以插入作业能很轻松且确实地进行，而且凹设部的、因运转和停止时的温差可以使空气流通(呼吸作用)。
第7和第8，再加上第1至第6的任意一个课题，因外嵌于中心轴的材料的线膨胀系数比内嵌轴的线膨胀系数要小，所以随压缩作用而产生的传导热的作用是使其配合箍得更紧，能使其长期确实地保持配合状态。
第9，本发明的另一目的，在于提供一种螺旋转子，使其在金属轴的周围形成有合成树脂制的转子的螺旋转子，能克服以上指出的所有问题，使轴和转子之间的连接力很牢固，而且能消除由温度变化而产生的、连接部的集中应力，并且能防止轴封部的轴表面生锈，而且廉价，加工性好。
为了达到上述第1至第8目的，本发明的特征是螺旋流体机械的螺旋转子具备形成有螺旋齿的转子和突出于该转子轴心上的至少一侧的外端的中心轴，该中心轴的外端设有台阶，突设有小径轴，而且将凹设有嵌入孔的另制的转子轴外嵌于该小径轴上进行轴连接。
另外，也可以把该轴连接按下列方式实现在具备形成有螺旋齿的转子和突出于该转子轴心上的至少一方的外端的中心轴的该中心轴的外端凹设有嵌入孔，而且将突设有小径轴的另制的转子轴内嵌于该嵌入孔中进行轴连接。
为了达到上述第9目的，本发明的、在金属轴的周围形成有合成树脂制的转子的螺旋转子，其特征是在覆盖合成树脂材料的轴部分设有台阶和/或隆起，而且，在上述覆盖轴部分的表面设置波形槽或螺旋槽，用轮廓线形成上述波形槽或螺旋槽的、由包含轴中心线的平面剖切的断面，该轮廓线是用光滑的峰状曲线连接圆弧状槽面和邻接的圆弧状槽面的连接部而形成的。
以下按照附图对本发明的螺旋转子实施例进行说明，在构成本实施例的各主要部件中，因为含有在本发明现在同业界一般技术水平范围内、能被同行对其进行各种变形的部件，所以不指出特别的理由，不允许仅根据本发明实施例所公开的特定结构，对本发明的要点进行限定和解释。
图1所示是本发明螺旋转子第1实施例的剖视图。
图2是表示本发明第1实施例的螺旋转子轴连接前状态的剖视图。
图3所示是本发明螺旋转子第2实施例的剖视图。
图4所示是本发明螺旋转子第3实施例的剖视图。
图5所示是本发明螺旋转子第4实施例的剖视图。
图6是压缩机的一例子或现有公知的水喷射式螺旋压缩机主要部位的简要剖视图。
图7所示是本发明螺旋转子一实施例的侧剖视图和螺旋槽的部分放大剖视图。
图8是本发明螺旋转子其他实施例的侧剖视图。
图9是本发明螺旋转子另一实施例的局部侧剖视图。
图10是本发明螺旋转子其他实施例的局部侧剖视图。
图11是与上述本发明螺旋转子不同的实施例的局部侧剖视图。
图12所示是现有公知的螺旋转子的一个例子的局部侧剖视图和正面图。
以下对本发明的螺旋流体机械进行说明，为便于叙述以螺旋流体机械为例进行说明。以下依据图1至图5的实施例进行说明。如图1和图2所示，螺旋转子在形成有螺旋齿形的转子1和该转子1的轴上至少一个外端2延伸设置中心轴3、或者通过在金属轴的周围形成合成树脂制的转子而具备突出于转子轴心上的至少一方外端的中心轴38、该中心轴3的外端4上设有台阶，突设有小径轴5，而且，将凹设有嵌入孔7的另制的转子轴6外嵌于该小径轴5上来进行轴连接。这种情况下，最好是同样地在转子1的另一端2a也设置与上述相同的中心轴3a、小径轴5a、另制的转子轴6a、嵌入孔7a。而分别从设置于上述转子1的中心轴3、3a上的小径轴5、5a的起始端26、26a和最外端27、27a，到转子端面——转子外端2、2a的长度，在夹住该转子1的两轴端都设计成大致相同的尺寸。图2是表示螺旋转子轴连接前状态的剖视图，与图1相同的部位标以相同的符号，在此省略其说明。
以下对本发明的描述，所谓转子也包含形成有螺旋齿的转子齿部。
另外，如图3所示，上述轴连接也可以是这样进行的在形成有螺旋齿的转子1c和该转子1c轴心的至少一个外端8上，延伸设置中心轴9，在该中心轴9的外端凹设有嵌入孔10，而且将突设有小径轴12的另制的转子轴11内嵌于该嵌入孔10中。在这种情况下，同样也可采用这样的轴连接手段最好也在转子1c的外端8a上、在与上述相同的中心轴9a的外端凹设嵌入孔10a，在另制的转子轴11a上突设小径轴12a，将该小径轴12a内嵌于上述嵌入孔10a中。这种情况下，最好是分别从凹设于上述转子1c中心轴上的嵌入孔10、10a的起始端28、28a和最内端29、29a到转子端面-转子的外端8、8a的长度，在夹住该转子1c的两轴端都设计成大致相同的尺寸。
而且，作为上述实施例的轴连接的一种手段，是使孔径比轴径小，且将轴压入嵌入孔中，或用热装配进行连接。另外，在孔和轴上加工滑键而进行轴连接，或者在孔和轴上加工螺纹再进行螺纹连接也可以。
如图4所示，转子1d是使热硬化性的合成树脂制的转子在金属中心轴13的周围与其形成为一体而制成的。而第3实施例的轴连接方式是在该转子1d的金属制中心轴13上的至少一个外端32延设中心轴15，在该中心轴15的外端凹设嵌入孔16，而且将突设有小径轴18的另制的转子轴17内嵌于该嵌入孔16中。第4实施例的轴连接的形状如图5所示，轴连接的方式也可以是在转子1e的金属制的中心轴19的至少一个外端35，延设周围覆盖了合成树脂的中心轴20，在该中心轴20的外端21设有台阶且突设有小径轴22，而且将凹设于另制的转子轴23端部的嵌入孔24外嵌于该小径轴22上。而且，第3和第4实施例在各外端32a、35a最好也采用与图4、图5完全相同结构的轴连接装置，在其相同的符号上标a，在此省略其说明。还有，在这种情况下，最好也是分别从凹设于上述转子1d各中心轴的嵌入孔16、16a的起始端30、30a和最内端31、31a到转子的外端32、32a的长度，和分别从设置于上述转子1e中心轴上的小径轴22、22a的起始端33、33a和最外端34、34a到转子外端35、35a的长度，在各该转子1d、1e两轴端都分别设计成大致相同的尺寸。另外，这些轴的连接装置，使孔径比轴径小，最好是将嵌入孔加热(也可冷却轴)，将轴压入嵌入孔，或也可如上所述在孔和轴上加工花键，进行轴连接，或在孔和轴上切削螺纹采用螺纹连接。还有，上述转子也可以采用与转子同质的合成树脂覆盖其中心轴外周表面的技术手段。
在上述第1至第4各实施例中，作为轴连接装置的嵌入孔和小径轴的形状，可以是圆形、三角形、四边形、多边形等，另外也可采用不同的形状，比如中心轴的一端凹设嵌入孔，在另一端突设小径轴。另外，如图4所示，转子1d的金属制的中心轴13的延设部分的周围没有用合成树脂覆盖，而中心轴20如图5所示，在转1e的金属制的中心轴19的延设部分的周围覆盖有合成树脂，也可以根据使用条件的不同在转子1e的金属中心轴19的延设部分的周围不覆盖合成树脂，而采用金属制的中心轴19，或者用合成树脂覆盖转子1d的金属制的中心轴13的延设部分的周围。
而且，在图1至图5的任意一实施例中，在上述转子轴6、6a、11、11a、17、17a、23、23a的略轴心处穿设有通气孔25、25a…，该通气孔从凹设于该转子轴或中心轴上的各嵌入孔7、7a、10、10a、16、16a、24、24a贯通至与其相反一侧的轴端。在这种情况下，所谓略轴心是指各通气孔25、25a…能使各嵌入孔7、7a、10、10a、16、16a、24、24a的任何部位与外气连通的部位即可，并非几何学上的轴心，所以本发明称为略轴心(也可在制造上的中心的轴心穿孔)。
另外，与转子的中心轴外嵌连接的转子轴6、6a、23、23a的材料是金属材料，该金属材料的线膨胀系数比该中心轴所用材料的线膨胀系数小。还有，转子中心轴所用的材料是金属材料，该金属材料的线膨胀系数比与该中心轴内嵌连接的转子轴11、11a、17、17a的线膨胀系数小。
下面根据图6的压缩机，对其动作和主要作用进行说明。把转子部和另制的转子轴用各实施例的形式和各种轴连接手段所构成的螺旋转子，如图6所示，外观上没有什么变化，其螺旋流体手段的螺旋转子的功能也没有变化。下面对本发明的各种技术手段的作用进行说明。因为转子和轴为组合结构，所以为了实现转子(也包括转子齿部)尺寸的通用化，能用专用的加工机械批量生产，另一方面轴是各分解轴单独加工的，在分别加工完成后，通过热装配合等将两者配合连接组合成希望的转子。由此而完成的螺旋转子的加工质量和性能都很稳定，而且能大幅度地降低加工工时和制造成本。并且由于部件可以通用，部件管理也容易。
另外，由于中心轴被合成树脂所覆盖，除轴有防锈效果之外，即使流体机械在运转过程中，作用室和轴承室的轴封的微小间隙万一接触上，也不会烧结。
再者，在螺旋转子的中心轴和转子轴配合时，残留在凹设部中的空气能从穿设于转子轴上的通气孔跑到外部。因此，凹设部的因运转和停止时的温度差所产生的空气流通(呼吸作用)是能够进行的，连接也能很牢固。
因外嵌在中心轴上的材料，其线膨胀系数比内嵌轴的膨胀系数要小，所以随压缩作用所产生的传导热的作用，使得配合箍得更紧。因此能长期确实地保持配合状态。而且在长期运转过程中转子齿部或转子轴出现磨损时，在检修等时可以仅分别更换该部件。
图7(a)所示是本发明螺旋转子的又一实施例的简略侧剖视图。图中(b)～(d)所示是螺旋槽或波形槽的放大剖视图。
图中，在金属轴41上沿轴向使部分直径变细、设置台阶47，在由该细径轴部所构成的中心轴38的圆周面上，设有槽剖面的槽和峰为圆弧状的小螺旋槽43、螺纹或波形槽。在本实施例的情况下，螺旋槽43是一条螺纹，但即使是多条螺纹也能获得同样的作用和效果。
图7(b)所示是螺旋槽43的放大剖视图，峰部44、44’使具备圆弧状R的槽43和邻接的槽43’的表面相互连接，用半径r修整峰部44、44’，使其用光滑的曲面与螺旋槽43表面相连接，且在该轴的圆周面上没有棱角。
上述螺旋槽43的剖面如图7(b)所示，使峰部44的修整半径r与圆弧槽的半径R不同，例如，使其为小半径，但如图(c)所示，也可使上述半径r有与圆弧槽同样的长度R，使该圆弧相互直接连接。
另外，上述剖面的形状也可以是在形成有槽和峰的圆弧r之间用直线连接的峰状或大致为威氏螺纹形[参照图(d)]。
再有，参照图7(a)，上述螺旋槽43是相对该螺旋转子运转时的旋转方向为反向旋转的螺旋槽。即，当从吸入侧轴端看、在凸转子向右旋转的情况下，预定使螺旋槽43向左螺旋，在与上述凸转子啮合的凹转子轴上形成有右旋的螺旋槽。
中心轴38由设有上述螺旋槽43的细径轴部所构成，在中心轴38的两侧设有比螺旋槽43的直径细一点的轴径部分，作为加工螺旋槽43时的刀具的退刀槽。
中心轴38由设有螺旋槽43的细径轴部所构成，因为如果使中心轴38的直径D2比吸入侧和排出侧的转子轴36的轴径D1细(D1＞D2)，则就可以使覆盖上述合成树脂的中心轴38的圆周面和合成树脂转子的齿槽底(图中用虚线表示)的间隔h厚，所以，即使是轴部附近的合成树脂材料出现了龟裂，其裂纹到达转子齿槽的情况也极为罕见。
螺旋槽43的槽(峰)的深度与轴径相比是比较浅的，例如与直径相比约为1％左右。这种结构能将合成树脂的槽形覆盖部产生的热收缩应力控制在很小的范围内。
46代表覆盖轴41的合成树脂制转子1f的齿。
47是设置于轴41上的台阶，由上述台阶支承转子1f的轴向推力。为了避免应力集中，在台阶47的拐角处设有小R或倒角等。
本实施例，在覆盖轴41的合成树脂的材质是以苯酚树脂和玻璃纤维为主要成分的玻璃苯酚树脂的情况下，由于上述树脂的线膨胀系数近似于金属(在这里是钢、铸铁)的线膨胀系数，所以采用该转子的压缩机能将其运转和停止时由轴41和转子1f热收缩量的差异所产生的应力控制在很小的范围内。
转子用合成树脂并不只限于上述玻璃苯酚树脂，若合成树脂满足机械强度等特性、且具有与轴材料的线膨胀系数接近的膨胀系数，如果是通过使用这种合成树脂就能使因热变化所产生的应力尽量小的话，则对其成分没有限制。
图8所示是本发明螺旋转子的另一实施例的局部剖视图。
图中标注的标号中，与图7(a)的记载相同的标号所代表的部件是与上述实施例相同的部件。
轴41上覆盖有合成树脂的设有螺旋槽43处的直径D4比包括吸入侧和排出侧的转子轴36的轴径D3要粗(D4＞D3)，在本实施例的情况下，增加了设置螺旋(波形)槽43的部分的表面积，强化了轴41和转子1f之间的连接力。
此时因为没有必要在轴41上设置用于加工螺旋槽43的退刀槽，所以不必担心降低轴41的强度。而且设置于轴径D4和轴径D3之间的台阶47用于支承合成树脂转子1f所需的轴向力。至于台阶47的形状如前所述。
本实施例在如果设有螺旋槽43的中心轴38的外周面和转子1f的外周的间隔为A2、转子1f的端面和设有螺旋槽43的轴41的台阶47之间的距离为A1时，在A1＝A2的情况下，成形后的合成树脂转子1f在冷却期间，因为轴41附近的合成树脂材料有均匀的冷却速度、减少了转子产生的内部应力，所以树脂材料出现裂纹的可能性减少了。
在本实施例的情况下，螺旋槽43的剖面形状也可以实施图7所示的槽形。
图9所示是本发明螺旋转子另一实施例的水喷射式螺旋压缩机的局部剖视图，在吸入侧轴封部和排出侧轴封部之间设有比轴41的轴径细的台阶，该轴41包括吸入侧和排出侧的转子轴36，在由该细径轴部所构成的中心轴38的圆周面上设有螺旋槽或波形槽。
设置台阶的长度范围L，最好是比吸入侧和排出侧的水用轴封装置之间的距离长，而比吸入侧和排出侧的油用轴封装置之间的距离要短。而且延设形成有覆盖合成树脂的合成树脂覆盖轴48，该合成树脂覆盖轴48与合成树脂制转子1f的两端面相连接，且一体地嵌入了轴封装置。
标号与图7的标注相同。
在本实施例的情况下，由于设置了台阶的范围L取得很长，所以设置螺旋槽或波形槽处的轴向长度很长，增加了轴的表面积，增强了轴41和合成树脂制转子的连接程度。另外，因为合成树脂一直覆盖到嵌入水用轴封装置的轴上，所以即使用于水喷射式螺旋压缩机，转子和轴及其他部件也不会生锈。
图10所示是本发明螺旋转子的其他实施例的局部剖面，附注的标号与图7～9图面中标注的相同。
在本实施例的情况下，由于使构成轴封部分合成树脂材料的轴覆盖部(设有螺旋槽431处)的直径比形成转子1f的合成树脂材料的轴覆盖部(设有螺旋槽43处)的直径要细，所以在两者之间设置多个台阶47，能确保形成轴封部的合成树脂材料的壁厚，能防止该树脂材料出现裂纹。
另外，由于使螺旋槽431的槽深比螺旋槽43的槽深要浅，所以使得形成轴封部的合成树脂材料不会出现裂纹。
上述沟槽并不限于螺旋槽，即使设置波形槽效果也一样。
本实施例因为轴覆盖部(设有螺旋槽43处)的直径比较大、而且设置了螺旋槽处的轴向长度长，所以增加了轴的表面积，能够增强轴41和合成树脂的连接强度。
图11所示是与上述不同的实施例的局部剖面，标号与图7～图10中标注的相同。
本实施例也可以说是图10所示的转子轴的变形，该转子上的合成树脂材料的轴覆盖部由平缓的曲线所形成，在轴41的长度方向的中央设有膨胀部，该轴41包括整个中心轴38。
在由合成树脂所覆盖的轴覆盖部的圆周面上，整个面上都设有波形槽或螺旋槽43。
本实施例由于由中心轴38的圆弧面分散支承加在转子1f上的轴向力，所以没有应力集中，能减少树脂材料的裂纹。
虽然图中未表示，但通过铸造制成轴41，若覆盖有合成树脂的轴41其铸件表面原封不动(但附着于表面的型砂要完全除掉)，通过机械加工加工出覆盖了树脂材料以外的轴表面的话，则树脂进入用树脂材料覆盖的、轴的铸件表面的高低不平处，能强化轴和转子之间的连接结构，也能节省加工工时。
本发明的效果如下第1或第2，因为螺旋转子的转子和轴采用组合结构，所以如果转子的尺寸相同的话能够在同一加工工序对转子进行加工，因此能提高生产率、保持稳定的加工质量、且部件管理也容易。另外，由于采用简单的轴连接形式，所以在不同轴长的多种机械中可以采用同一转子，不会浪费螺旋转子材料，制造加工时不需很多工时，解决了成本变高的问题，而且因轴可以分解、安装容易、由于轴可以做得短，所以可以使成形用的机械小型化。而且，由于只要加工出一种轴，就也可以适用于其他机种，因此，能大幅度地降低制造成本。而且，对轴来说即使要经过表面处理及其他复杂的制造工序，由于部件本身比转子小，所以处理也轻松，作业性也好。第3，再加上第1或第2任意一项的效果，能防止转子和转子轴的组装错误，实现加工部件的通用化，能够进一步降低制造成本。
第4和第5，再加上第1至第3的任意一项的效果，因为中心轴由合成树脂所覆盖，作为轴的一种防锈对策来说，使得可以很容易地仅将必要的部分进行防锈处理或表面处理，采用耐腐蚀材料也很容易。
第6，再加上第1至第5的任意一项的效果，由于穿设有通气孔，该通气孔从凹设于转子轴或中心轴的嵌入孔贯通至其相反一侧的轴端，因轴连接时能顺利地嵌入，所以插入作业能很容易且确实地进行，而且凹设部的、因运转和停止时的温差能引起空气流通(呼吸作用)。
第7和第8，再加上第1至第6的任意一项的效果，因外嵌于中心轴的材料的线膨胀系数比内嵌轴的线膨胀系数要小，所以随压缩作用而产生的传导热所起的作用是使其配合箍得更紧，能使其长期确实地保持配合状态。
第9，本发明由于在合成树脂所覆盖的轴的圆周面上设有用光滑曲线连接峰部和槽部断面而形成的螺旋槽或波形槽，除能缓和转子结合处的应力集中、能防止从结合面向螺旋转子槽的齿底产生的龟裂出现之外，还能防止轴和转子(合成树脂部)两者间的脱离，而且能长期地强化、保持其连接状态。
第10，由于轴上设有台阶或膨胀部，约束转子的轴向移动，假设即使由于什么原因使轴和转子之间出现了脱离，压缩机在运转过程中，壳体内面和转子端面也不会出现接触和烧结等损伤事故。
第11，在用于水喷射式螺旋压缩机的情况下，与水接触的部分完全不会生锈，提高了轴封装置的可靠性，排出的空气中不会混入锈和油分。另外，由于能防止水混入到润滑油中而引起的润滑油的劣化和乳化现象的出现，所以能提高轴承的寿命。
第12，轴的材质即使采用钢和铸铁，轴表面也不必进行防锈用的电镀和涂层处理，另外，与现有装置相比能缩短加工时间，能制造出廉价的螺旋转子。
第13，本发明的螺旋转子并不仅限于用于水喷射式螺旋压缩机的转子，还具有下列效果即使作为油冷式螺旋压缩机和无油螺旋压缩机、螺旋真空泵或螺旋膨胀机等螺旋流体机械的转子使用也是可行的。
权利要求
1.一种螺旋转子的轴结构，其特征在于在螺旋流体机械的螺旋转子中，包括形成有螺旋齿的转子和突出于该转子轴心上的至少一侧的外端的中心轴、该中心轴的外端上设有台阶、突设有小径轴，而且将凹设有嵌入孔的另制的转子轴外嵌于该小径轴上进行轴连接。
2.一种螺旋转子的轴结构，其特征在于在螺旋流体机械的螺旋转子中，在包括形成有螺旋齿的转子和突出于该转子轴心上的至少一侧的外端的中心轴的该中心轴的外端凹设有嵌入孔，而且将突设有小径轴的另制的转子轴内嵌于该嵌入孔内进行轴连接。
3.如权利要求1或2所述的螺旋转子轴结构，其特征是小径轴突设于上述转子的中心轴上，或者嵌入孔凹设于中心轴上，分别从小径轴或嵌入孔的起始端和最内外端到转子端面的长度在该转子的两轴端都设计成大致相同的尺寸。
4.如权利要求1至3中的任意1项所述的螺旋转子轴结构，其特征是上述转子是在金属制的中心轴的周围使热硬化性的合成树脂制的转子与其形成为一体而制成的。
5.一种螺旋转子的轴结构，其特征在于在螺旋流体机械的螺旋转子中，在周围覆盖有合成树脂的金属轴上，至少是在中心轴上设有台阶，而且，覆盖上述合成树脂的轴的表面设有螺旋槽或波形槽，用轮廓线形成上述螺旋槽或波形槽的、由包含轴中心线的平面剖切的断面，该轮廓线是用光滑的峰状曲线连接圆弧状槽面和邻接的圆弧状槽面的连接部而形成的，上述螺旋槽，其旋转方向与螺旋转子的旋转方向相反，且在金属制的轴的周围形成有合成树脂制的转子。
6.一种螺旋转子的轴结构，其特征在于在螺旋流体机械的螺旋转子中，在周围覆盖有合成树脂的金属轴上，设有台阶和/或隆起，而且，上述覆盖合成树脂的轴的表面设有波形槽或螺旋槽，用轮廓线形成上述波形槽或螺旋槽的、由包含轴中心线的平面剖切的断面，该轮廓线是用光滑的峰状曲线连接圆弧状槽面和邻接的圆弧状槽面的连接部而形成的。
7.如权利要求5或6所述的螺旋转子，其特征是在与合成树脂制的转子连接的轴表面覆盖有合成树脂，至少用合成树脂形成轴的吸入侧的轴封部和排出侧的轴封部之间的、轴周围的表面。
8.如权利要求4～7的任意1项所述的轴结构，其特征是上述转子是用与转子同材质的合成树脂覆盖、形成其中心轴外周的表面。
9.如权利要求1至4或8的任意1项所述的轴结构，其特征是在上述转子轴的大致轴心处穿设有通气孔，该通气孔从凹设于该转子轴或中心轴上的嵌入孔贯通至其相反一侧的轴端。
10.如权利要求1、3、4或9的任意1项所述的轴结构，其特征是转子的中心轴外嵌连接的转子轴的材料是金属材料，该金属材料具有线膨胀系数比该中心轴所用材料的线膨胀系数小的性质。
11.如权利要求2至4或9的任意1项所述的轴结构，其特征是转子的中心轴所用的材料是金属材料，该金属材料具有线膨胀系数比与该中心轴内嵌连接的转子轴的线膨胀系数小的性质。
全文摘要
一种螺旋转子，设置形成有螺旋齿的转子1和在中心轴3的外端4设有小径轴5或嵌入孔，该中心轴3突出至该转子的轴心上的外端2，在外嵌或内嵌于该小径轴5或嵌入孔的、另制的转子轴6上设有嵌入孔7或小径轴。另外，在覆盖有合成树脂的金属制的轴的圆周面上形成有螺旋槽，该螺旋槽的旋转方向与螺旋转子的旋转方向相反，上述螺旋槽由轮廓线所形成，该轮廓线用光滑的峰状曲线连接，上述轴上设有台阶，轴表面覆盖合成树脂。
文档编号F04C18/16GK1163354SQ9710293
公开日1997年10月29日 申请日期1997年3月4日 优先权日1996年3月27日
发明者捧彻哉, 小岛幸裕, 户田登 申请人:北越工业株式会社