JPH0312238B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、センタハウジング内に回転スリーブ
を浮動支持し、該回転スリーブ内にベーンを備え
たロータを回転自在に内装した回転圧縮機に関
し、とくにその回転スリーブの浮動支持構造に関
する。

［従来の技術］ 一般にベーン型回転圧縮機は用途により要求さ
れる性能が異なるが、自動車用エンジンの過給機
等には高圧と広範囲の回転数に耐えることが要求
される。このような性能を得るために、センタハ
ウジング内に回転スリーブを設け、該回転スリー
ブの外周面とセンタハウジングの内周面との間に
空気軸受室を形成して回転スリーブを浮動支持
し、回転スリーブ内にベーン付ロータを内装して
回転スリーブをロータと共に回転させるようにし
た回転圧縮機が、先に本出願人により提案されて
いる（特開昭58−65988号、特願昭58−28608号）。
このような構成をとることにより、ベーンの回転
摺動による発熱が抑制されるとともに、無潤滑の
回転が得られ、高圧、大流量、広範囲の回転数に
おける使用に適した回転圧縮機が得られる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記回転圧縮機においては、センタ
ハウジング内に浮動支持される回転スリーブが円
滑な回転を続けるためには、回転スリーブとセン
タハウジングとの接触は勿論のこと、回転スリー
ブ両端とサイドハウジングとの接触を防止する必
要がある。とくに、回転スリーブには、吸入、圧
縮される気体の出入口、空気軸受室に供給排出さ
れる気体の出入口等の関係により、軸方向に位置
ずれを生じさせようとするスラスト力が働くこと
があるが、このようなスラスト力を受けても、回
転スリーブがサイドハウジングまたはそれに取付
けられた摺動部材に摺接しないことが望まれ、接
触による摩耗、スカツフイング、ひいては焼付き
を生じないことが望まれる。

本発明は、上記のような回転中における接触に
よる摩耗や焼付きのおそれを除去するために、回
転スリーブの両端とサイドハウジングとの間に非
接触回転に必要なクリアランスを確保することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明の回転圧縮
機は、センタハウジング内周面に気体の流入口を
有する空気軸受室を介してセンタハウジング内に
回転スリーブを回転自在に浮動支持し、回転スリ
ーブ内に出入自在にベーンを嵌挿したロータを回
転スリーブ内に回転自在に内装し、回転スリーブ
の両端部に、回転スリーブの外周面と両端面とを
連通する連通孔を、周方向に等間隔に設けたもの
から構成されている。

［作用］ このように構成された回転圧縮機においては、
回転スリーブ外周面とセンタハウジング内周面と
の間の空気軸受室における高圧気体が、回転スリ
ーブ両端面とサイドハウジングとの間のクリアラ
ンスに、回転中は常時導かれるので、前記クリア
ランスが適度な高圧に保たれ、適当な反力を有す
る空気クツシヨンが形成される。この回転スリー
ブ両端の空気クツシヨンの反力により、回転スリ
ーブは左右からバランスされ、回転スリーブにス
ラスト力が働いても、回転スリーブは、自動的に
中央部に寄せられることにより、サイドハウジン
グとの接触が防止され、力のつり合つた安定した
非接触状態が維持されて回転スリーブの円滑な回
転が確保される。

［実施例］ 以下に、本発明の回転圧縮機の望ましい実施例
を図面を参照して説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係
る回転圧縮機を示している。図中、１はセンタハ
ウジング、２はセンタハウジング１内に設けられ
たロータであり、該ロータ２は、ロータ２と一体
に形成された回転軸３部でベアリング４，５によ
り回転自在に支持されている。ベアリング４，５
は、フロントサイドハウジング６、リヤサイドハ
ウジング７にそれぞれ嵌合されている。フロント
サイドハウジング６、リヤサイドハウジング７お
よびリヤサイドハウジング７の外側に設けられた
リヤカバー８は、センタハウジング１を貫通する
ボルト９によつて、センタハウジング１に締結さ
れている。ロータ２の回転軸３は、フロントサイ
ドハウジング６にベアリング１０を介して回転自
在に支持されたプーリ１１と回転部材１２を介し
て連結されている。そして、プーリ１１には図示
を省略した駆動装置、たとえばエンジンクランク
シヤフト等、から回転駆動力が伝達される。

ロータ２は、第２図に示すように、センタハウ
ジング１の軸心１３から偏心した位置にその軸心
１４を有している。ロータ２には、ロータ２の半
径方向に延びセンタハウジング１の内周面方向に
向けて開口する有底のベーン溝１５が複数形成さ
れており、ベーン溝１５にはセンタハウジング１
の内周面に向かつて出入自在にベーン１６が嵌挿
されている。

ベーン１６とセンタハウジング１の内周面との
間には、センタハウジング１の軸心１３と実質的
に同一の軸心を有する円環状部材から成る回転ス
リーブ１７が回転自在に内装されている。回転ス
リーブ１７の外周面とセンタハウジング１の内周
面との間のクリアランスは空気軸受室１８を形成
している。空気軸受室１８は回転スリーブ１７の
外周面全面にわたつて形成されており、回転スリ
ーブ１７はセンタハウジング１内に空気軸受室１
８を介して浮動支持されている。この空気軸受室
１８には、センタハウジング１の内周面に回転ス
リーブ１７の軸と平行方向に延びる直線スリツト
状に形成された気体の流入口１９および流出口２
０が、開口している。流入口１９の開口は、ジグ
ザグ状に延びるスリツトあるいは回転方向に頂点
を有する二等辺三角形状の開口であつてもよい。

流入口１９は、リヤサイドハウジング７内に周
方向に引きまわされて形成れた気体供給孔２１を
介してリヤカバー８内に形成された吐出室２７と
連通している。吐出室２７は、吐出弁２８を介し
てリヤサイドハウジング７内に形成された吐出孔
２９と連通している。該吐出孔２９は、ロータ２
側に円弧状に開口してロータ２と回転スリーブ１
７との間の吐出側作動室３０と連通し、かつロー
タ２側が円弧状に開口した連通孔３１を介してベ
ーン溝１５の底とベーン１６との間に形成される
空間に連通している。

一方、流出口２０は、リヤサイドハウジング７
内に周方向に引きまわされて形成された気体排出
孔２６を介してリヤカバー８内に形成された吸入
室２２と連通している。吸入室２２は、リヤサイ
ドハウジング７内に形成され第２図に示すように
ロータ２側が円弧状に開口した吸入孔２３を介し
て、ロータ２と回転スリーブ１７との間の吸入側
作動室２４と連通している。吸入室２２は、ま
た、ロータ２側が円弧状に開口した連通孔２５を
介してベーン溝１５の底とベーン１６との間に形
成される空間に連通している。

なお、前記気体の流入口１９と流出口２０と
は、第２図に示すように、ロータ２の回転方向Ａ
にみて吐出側作動領域の始端側と終端側とに設け
られている。

回転スリーブ１７の両端部に対向するフロント
サイドハウジング６およびリヤサイドハウジング
７の内側面には、回転スリーブ１７側に開口する
環状の溝３２，３３が形成されており、溝３２，
３３には、環状で無潤滑の摺動部材３４が嵌着さ
れている。摺動部材３４は、カーボン系の自己潤
滑材から成つている。

再び回転スリーブ１７の説明に戻るが、回転ス
リーブ１７には、第３図および第４図にとくに明
らかに示すように、両端部に回転スリーブ１７の
外周面１７ａと両端面１７ｂとを連通する連通孔
３５が設けられている。連通孔３５は、外周面側
の開口３５ａが回転スリーブ１７両端から中央部
方向に向つて適当な距離進んだ位置に設けられ、
左右対称の位置に設けられている。両端面側の開
口３５ａは、回転スリーブ１７の厚みのほぼ中央
に設けられている。そして、連通孔３５は、開口
３５ａから回転スリーブ１７厚み方向に直線状に
延びる孔と開口３５ｂから回転スリーブ１７の軸
と平行方向に直線状に延びる孔とが途中で合流す
ることによつて形成されている。連通孔３５は、
回転スリーブ１７の周方向に等間隔に設けられて
いる。第３図においては、連通孔３５は周方向に
等ピツチで８個設けられているが、その数、ピツ
チは必要に応じて任意でよい。

第５図は本発明の第２実施例に係る回転圧縮機
の回転スリーブを示している。本実施例において
は、連通孔３５は、回転スリーブ１７の外周面１
７ａと両端面１７ｂ間を斜めにかつ直線状に穿設
されている。このような孔形状にすることによつ
て加工が容易化されている。このように連通孔３
５は、回転スリーブ１７の外周面１７ａと両端面
１７ｂを連通するものであれば任意の形状のもの
でよいが、加工が容易でかつ流路抵抗の小さい形
状がより望ましい。

つぎに、上記のように構成された回転圧縮機に
おける作用について以下に述べる。

まず、回転圧縮機の作動についてであるが、エ
ンジン等から駆動力がプーリ１１に伝達され、回
転力がプーリ１１、回転部材１２、回転軸３を介
してロータ２に伝達され、ロータ２が回転され
る。ロータ２の回転に伴ない、ベーン１６が遠心
力によつて半径方向外側に押し出され、回転スリ
ーブ１７の内周面に押しつけられる。ロータ２、
ベーン１６の回転により、吸入室２２から吸入孔
２３を通して気体が吸入側作動室２４に吸入され
る。吸入された気体は、ロータ２の回転に伴なつ
て吐出側作動室３０にくると、回転方向Ａにロー
タ２と回転スリーブ１７内周面間が徐々に狭くな
つているのでこの間で圧縮され、圧縮された気体
は吐出孔２９を通して吐出室２７から吐出され
る。ベーン１６とベーン溝１５の底との間には、
ベーン１６がベーン溝１５内を円滑に往復動でき
るように、連通孔２５を通して気体が吸入され、
かつ連通孔３１を通して気体が吐出される。

また、回転スリーブ１７は、ベーン１６との摺
接による摩擦力が、回転スリーブ１７とセンタハ
ウジング１内周面との摩擦力よりも大となつたと
きに、ベーン１６とともに回転する。そして、流
入口１９を通して気体が空気軸受室１８に吸入さ
れ、回転スリーブ１７が空気軸受によつてセンタ
ハウジング１内に浮動支持されると、回転スリー
ブ１７とセンタハウジング１間の摩擦は激減し、
円滑な回転が得られる。

気体の流入口１９を吐出側作動領域の始端側に
設け、流出口２０を吐出側作動領域の終端側に設
けたので、とくに吐出側作動室３０の高圧によつ
てセンタハウジング１の内周面側に回転スリーブ
１７が押しつけられようとする吐出側領域に対応
する空気軸受室１８の部位に気体が流入されて、
この領域における回転スリーブ１７とセンタハウ
ジング１とのクリアランスが確保されて良好な空
気軸受効果が発揮される。

つぎに、回転スリーブ１７に設けた連通孔３５
の作用について説明する。

回転スリーブ１７の回転中は、空気軸受室１８
には常時流入口１９から気体が供給され、回転ス
リーブ１７を浮動支持する負荷力を維持しかつ気
体は回転スリーブ１７に引きずられて高速回転す
るので、静圧、動圧の両成分を含む空気軸受室１
８中の気体の圧力は高圧に維持される。そして、
一般に空気軸受室１８における気体の圧力分布
は、回転スリーブ１７の中央部が高く両端部がそ
れよりも低い、回転スリーブ１７軸方向に中央部
をピークとした山状の分布になる。

連通孔３５は、回転スリーブ外周面１７ａと両
端面１７ｂとを連通しているので、しかも回転ス
リーブ外周面１７ａの中央部寄りの位置に開口し
ているので、空気軸受室１８の中でもより高圧の
気体が連通孔３５を通して、両端面１７ｂとそれ
に対抗する摺動部材３４との間の空間に導かれ噴
射される。高圧気体の噴射による動圧と、噴射後
の高圧気体の静圧とにより、回転スリーブ両端面
１７ｂと摺動部材３４間には、適当な負荷力を有
する空気クツシヨンが形成される。この空気クツ
シヨンの負荷力により、回転スリーブ両端面１７
ｂは、摺動部材３４とは非接触状態に保たれ、こ
の間のクリアランスは空気軸受としての機能を果
す。また、回転スリーブ１７にスラスト力が働く
場合であつても、回転スリーブ１７が左右どちら
か一方に寄ろうとすればそれだけクリアランスが
小となつて空気クツシヨンによる反力が高まるの
で、回転スリーブ１７は自動的に中央部に戻さ
れ、力のつり合つた安定した位置に自然に制御さ
れる。したがつて、回転スリーブ１７の両端にお
けるクリアランスは、回転中は常時安定して適正
な量に維持され、摺動部材３４との接触が防止さ
れて回転スリーブ１７の抵抗の極めて少ない良好
な回転状態が確保される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の回転圧縮機によ
るときは、回転スリーブの両端部に連通孔を設け
て、空気軸受室内の高圧気体を回転スリーブ両端
面に導くようにしたので、回転スリーブとサイド
ハウジング間に適切な反力を有する空気クツシヨ
ンを形成することができ、この空気クツシヨンに
より回転スリーブとサイドハウジングとの間に必
要なクリアランスを確保して接触を防止するとと
もに回転スリーブの軸方向の位置ずれを防止する
ことができるという効果が得られる。そして、回
転スリーブの両端部の非接触状態の維持およびス
ラスト方向の位置の安定化を通して、回転圧縮機
の作動の安定化、回転スリーブの摩耗防止、焼付
き防止をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る回転圧縮機
の断面図、第２図は第１図の装置の−線に沿
う断面図、第３図は第１図の装置の回転スリーブ
の斜視図、第４図は第３図の装置の縦断面図、第
５図は本発明の第２実施例に係る回転圧縮機の回
転スリーブの縦断面図、である。 １……センタハウジング、２……ロータ、６…
…フロントサイドハウジング、７……リヤサイド
ハウジング、１３……センタハウジングの軸心、
１４……ロータの軸心、１５……ベーン溝、１６
……ベーン、１７……回転スリーブ、１７ａ……
外周面、１７ｂ……両端面、１８……空気軸受
室、１９……流入口、２０……流出口、２２……
吸入室、２４……吸入側作動室、２７……吐出
室、３０……吐出側作動室、３５……連通孔、３
５ａ，３５ｂ……開口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ センタハウジング内周面に気体の流入口を有
   する空気軸受室を介してセンタハウジング内に回
   転スリーブを回転自在に浮動支持し、該回転スリ
   ーブ内に出入自在にベーンを嵌挿したロータを前
   記回転スリーブ内に回転自在に内装し、前記回転
   スリーブの両端部に、回転スリーブの外周面と両
   端面とを連通する連通孔を、回転スリーブの周方
   向に等間隔に設けたことを特徴とする回転圧縮
   機。