JPH0312239B2 - - 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。そのためには、回転スリーブの軸方向
の位置ずれを極力防止し、回転スリーブ両端とサ
イドハウジング間には、回転中は常に空気クツシ
ヨンあるいは空気軸受としての適切な量のクリア
ランスが確保されなければならない。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き回転スリーブの軸方向の位
置が不安定になることがあるが、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、接触により摩耗、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
転スリーブを適正位置に保つとともに回転スリー
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
に、回転スリーブの両端面間にわたつて回転スリ
ーブを貫通する貫通孔と、回転スリーブの両端面
から回転スリーブ肉厚内に延びる中止まり孔を回
転スリーブの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、
回転スリーブの貫通孔によつて回転スリーブ両端
部の気体が連通されるので、両端の圧力がバラン
スして回転スリーブの軸方向一方向への位置ずれ
が抑制される。また、中止まり孔によつて回転ス
リーブ両端に半封入状態の気体室の容積が確保さ
れるので両端に空気クツシヨンが形成され、回転
スリーブが一方向にずれようとするとき、その方
向にある中止まり孔内の圧力が高まつて回転スリ
ーブは押し戻され、また、反対側の中止まり孔内
の圧力は減少して回転スリーブは引き戻される。
したがつて、回転スリーブは、左右バランスのと
れた浮動支持状態が維持されるとともにスラスト
力が働く場合であつても自動的に中央位置に寄せ
られ、両端部に必要なクリアランスが回転中常時
確保されてサイドハウジングとの接触が防止され
るとともに円滑な回転が保証される。

［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５図は本発明の一実施例に係る
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図ないし第５図にとくに明
らかに示すように、回転スリーブ１７の両端面１
７ａを貫通する貫通孔３５、および両端面１７ａ
から回転スリーブ１７の肉厚内に延びる中止まり
孔３６が設けられている。貫通孔３５および中止
まり孔３６は、それぞれ回転スリーブ１７の周方
向に等間隔で設けられており、その数、ピツチは
適当でよい。本実施例では、貫通孔３５と中止ま
り孔３６とは、交互に等ピツチでそれぞれ周方向
に４箇所設けられている。また、中止まり孔３６
は、回転スリーブ１７の肉厚方向にはほぼ中央部
に設けられており、その深さおよび孔径は、中止
まり孔３６内の容積が後述の空気クツシヨン効果
を発揮するに十分な値に設定される。

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２
３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に吐出される。
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に設けた貫通孔３５
および中止まり孔３６の作用について説明する。

貫通孔３５は回転スリーブ１７の両端面１７ａ
間を貫通しているので、両端面１７ａと摺動部材
３４間のクリアランスにある気体は連通され、圧
力はバランスする。そのため、回転スリーブ１７
を両端から浮動支持する負荷力がバランスされ、
回転スリーブ１７の軸方向左右への位置ずれが抑
制される。

また、回転スリーブ１７の両端面１７ａと摺動
部材３４との間のクリアランスは、空気軸受室１
８内の圧力を保つために通常非常に小さい間隙に
設定されるので、中止まり孔３６は半封入状態の
気体室を形成する。そのため、回転スリーブ１７
がスラスト力によつて軸方向にずれようとすると
き、その方向にある中止まり孔３６と回転スリー
ブ端部のクリアランスとによつて形成されている
気体室の容積が縮小され、その分圧力が高まつ
て、反力により回転スリーブ１７を押し戻そうと
する。すなわち、中止まり孔３６によつて形成さ
れる適当な容積の気体室が、回転スリーブ１７の
位置ずれに対しては、空気クツシヨン効果を発揮
する。一方、反対側端部においては、中止まり孔
３６によつて形成される気体室の容積が拡大して
圧力は低下するので、逆に回転スリーブ１７を引
き戻そうとする。したがつて、回転スリーブ１７
には、その位置ずれに対しては、両端から元の位
置に戻そうとする圧力が働き、スラスト力が働く
場合であつても、回転スリーブ１７は自動的に中
央位置に戻され、両端部におけるクリアランスは
常時適正な量に維持されて摺動部材３４との接触
は防止され、回転スリーブの良好な浮動支持状態
が安定して確保される。

［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、回転スリーブに貫通孔と中止まり孔を
設けて、回転スリーブ両端部の気体の圧力を左右
バランスさせるとともに両端の気体に空気クツシ
ヨンの機能をもたせたので、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ともに両
端部に回転中常時必要なクリアランスを確保する
ことができるという効果が得られる。そして、回
転スリーブのスラスト方向の位置の安定化および
両端部における良好な浮動支持状態を通して、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図は本発明の一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−線に沿う
縦断面図、第５図は第３図の装置の−線に沿
う縦断面図、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……
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……貫通孔、３６……中止まり孔。

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、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、前記回転スリーブに、回転ス
   リーブの両端面間にわたつて回転スリーブを貫通
   する貫通孔と、回転スリーブの両端面から回転ス
   リーブの肉厚内に延びる中止まり孔を、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。