JPH0652077B2 - Rolling piston type rotary fluid machine - Google Patents

Rolling piston type rotary fluid machine

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Publication number
JPH0652077B2
JPH0652077B2 JP61106826A JP10682686A JPH0652077B2 JP H0652077 B2 JPH0652077 B2 JP H0652077B2 JP 61106826 A JP61106826 A JP 61106826A JP 10682686 A JP10682686 A JP 10682686A JP H0652077 B2 JPH0652077 B2 JP H0652077B2
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JP
Japan
Prior art keywords
vane
piston
swing
rolling piston
cam follower
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP61106826A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62265485A (en
Inventor
容道 中野
稲垣  光夫
英顕 笹谷
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は真空ポンプまたは圧縮機として利用可能な回転
式流体機械に係り、より詳しくは、ローリングピストン
型の回転式流体機械に関する。本発明は、特に、運動部
分の潤滑を必要としない様なローリングピストン型回転
式流体機械に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rotary fluid machine that can be used as a vacuum pump or a compressor, and more particularly to a rolling piston type rotary fluid machine. The present invention particularly relates to a rolling piston type rotary fluid machine which does not require lubrication of moving parts.

〔従来技術〕[Prior art]

ハウジングに形成された円柱形シリンダボア内で円柱形
外周面を備えたローリングピストンが転動し、作動室を
吸入室と吐出室とに仕切るベーンとこのローリングピス
トンが協働して流体を吸込んで吐出する型式のローリン
グピストン型回転式流体機械は知られている。この従来
のローリングピストン型回転式流体機械においては、作
動室を吐出室と吸入室とに仕切るベーンは平板状であ
り、このベーンは流体機械のハウジングに形成されたガ
イドスロット内に収蔵されていてスプリングの力により
ローリングピストンに追随する様にピストンに摺接せら
れている。この流体機械の作動中は吸入圧と吐出圧との
圧力差による荷重がベーンに作用するので、ガイドスロ
ットとベーンとの間の摺動部に加わる摩擦力が大きくな
り、従って流体機械の摩擦損失が大きくなる。
A rolling piston with a cylindrical outer peripheral surface rolls in a cylindrical cylinder bore formed in the housing, and a vane that partitions the working chamber into a suction chamber and a discharge chamber cooperates with this rolling piston to suck and discharge the fluid. Rolling piston rotary fluid machines of the type known are known. In this conventional rolling piston type rotary fluid machine, a vane that partitions the working chamber into a discharge chamber and a suction chamber is a flat plate, and the vane is stored in a guide slot formed in the housing of the fluid machine. It is brought into sliding contact with the piston so that it follows the rolling piston by the force of the spring. During the operation of this fluid machine, the load due to the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure acts on the vane, so that the frictional force applied to the sliding portion between the guide slot and the vane becomes large, so that the friction loss of the fluid machine is lost. Grows larger.

この問題は、特開昭60−175791号に開示されたローリン
グピストン型回転式流体機械によって解消される。この
流体機械においては、ハウジングには円柱形のベーン室
が形成してあり、その中にはアーク型の搖動ベーンが配
置してある。この搖動ベーンは部分円柱形の外周壁を有
し、その回転軸を中心として搖動し得る様になってい
る。この搖動ベーンはスプリングによってローリングピ
ストンに向って付勢されており、ベーン先端部に設けた
シーリングエッジがピストン外周面に圧接されてベーン
とピストンとの間のシールを行う様になっている。この
流体機械においては、吸入室と圧力室との間の圧力差に
よる荷重はアーク型搖動ベーンの外周壁に対して法線方
向に作用し、搖動ベーン回転軸に対して半径方向に作用
するので、前記圧力差による搖動ベーンの摩擦損失を最
小限にできるという利点がある。
This problem is solved by the rolling piston type rotary fluid machine disclosed in JP-A-60-175791. In this fluid machine, a cylindrical vane chamber is formed in the housing, and an arc type swinging vane is arranged in the vane chamber. This swinging vane has a partially cylindrical outer peripheral wall, and can swing about its rotation axis. The swinging vane is biased toward the rolling piston by a spring, and a sealing edge provided at the tip of the vane is pressed against the outer peripheral surface of the piston to seal between the vane and the piston. In this fluid machine, the load due to the pressure difference between the suction chamber and the pressure chamber acts in the normal direction to the outer peripheral wall of the arc type swinging vane and in the radial direction to the rotating axis of the swinging vane. There is an advantage that the friction loss of the swinging vane due to the pressure difference can be minimized.

〔従来技術の問題点〕[Problems of conventional technology]

しかしながら、前記特開昭60−175791号の流体機械で
は、搖動ベーン先端のシーリングエッジとローリングピ
ストン外周面とは摺接関係にあるので、両者の摩耗を防
止し、摺動部の発熱を抑え、かつ摺動摩擦を更に減少す
るためには摺動部の潤滑が不可欠である。この様な潤滑
は、この流体機械を真空ポンプとして用いる場合には好
ましくない。何故ならば、潤滑により流体機械の作動室
内に発生したオイルミストは、機械の作動を停止した時
には、真空にすべき空間に逆流し、該空間を汚染するか
らである。また、気体圧縮機として利用する場合にも、
圧縮された気体中にオイルミストが混入し、汚染する。
冷凍装置の冷媒圧縮機として用いる場合には、冷媒中に
潤滑油を添加することが必要になる。
However, in the fluid machine of JP-A-60-175791, since the sealing edge at the tip of the swinging vane and the outer peripheral surface of the rolling piston are in sliding contact with each other, wear of both is prevented and heat generation of the sliding portion is suppressed, In addition, lubrication of sliding parts is indispensable to further reduce sliding friction. Such lubrication is not preferable when the fluid machine is used as a vacuum pump. This is because the oil mist generated in the working chamber of the fluid machine due to lubrication flows back to the space to be evacuated and contaminates the space when the operation of the machine is stopped. Also, when used as a gas compressor,
Oil mist mixes in the compressed gas and contaminates it.
When used as a refrigerant compressor of a refrigeration system, it is necessary to add lubricating oil to the refrigerant.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、アーク型搖動ベーンを備えた前記ロー
リングピストン型回転式流体機械を改良し、運動部分の
潤滑を必要としない様にすることである。
It is an object of the present invention to improve the rolling piston type rotary fluid machine with arc type swinging vanes so that no lubrication of moving parts is required.

本発明の他の目的は、運動部分の摺動摩擦損失を更に低
減させることにある。
Another object of the present invention is to further reduce the sliding friction loss of the moving part.

〔問題点を解決するための手段および作用〕[Means and Actions for Solving Problems]

本発明は、従来技術の問題点を解決するために、ハウジ
ングに形成された作動室内にローリングピストンが収容
され、作動室を吸入室と吐出室とにシール関係で分割す
るアーク型揺動ベーンが揺動自在にハウジングに軸支さ
れ、揺動ベーンの円弧状プロフィルのシーリングエッジ
がピストン外周面にシール関係で追従しながらピストン
が作動室内壁面に沿って転動することにより流体の吸込
および吐出が行われる形式のローリングピストン型回転
式流体機械において、アーク型揺動ベーンおよびローリ
ングピストンにそれぞれ同期して駆動される部材よりな
り、アーク型揺動ベーンのシーリングエッジとピストン
外周面との間に所定の微少クリアランスを保持しながら
該シーリングエッジがピストン外周面に追従するべく揺
動ベーンを揺動させるための積極揺動制御機構を作動室
の外部に設けたことを特徴とする。
In order to solve the problems of the prior art, the present invention provides an arc-type swinging vane that accommodates a rolling piston in a working chamber formed in a housing and divides the working chamber into a suction chamber and a discharge chamber in a sealing relationship. It is swingably supported by the housing, and the piston rolls along the inner wall of the working chamber while the sealing edge of the arc-shaped profile of the swing vane follows the outer peripheral surface of the piston in a sealing relationship, so that suction and discharge of fluid can be performed. In the rolling piston type rotary fluid machine of the type to be performed, it is composed of a member driven in synchronization with the arc type oscillating vane and the rolling piston, and a predetermined distance is provided between the sealing edge of the arc type oscillating vane and the outer peripheral surface of the piston. The swinging vane is swung so that the sealing edge follows the outer peripheral surface of the piston while maintaining a small clearance. Characterized in that a order of positive swing control mechanism outside the working chamber.

本発明によれば、アーク型揺動ベーンおよびローリング
ピストンにそれぞれ同期して駆動される部材よりなる積
極揺動制御機構を作動室の外部に設けるので、積極揺動
制御機構の働きによって、作動室内の流体の圧力等に影
響されることなく、アーク型揺動ベーンのシーリングエ
ッジとピストン外周面との間に所定の微少クリアランス
を保持する作用がなされる。したがって、シーリングエ
ッジがピストン外周面に接触していないにもかかわら
ず、それに確実に追従して全ての回転角度において微少
クリアランスを確実に保持することが可能になり、十分
なシーリング効果を保持しながらも、アーク型揺動ベー
ンとピストン外周面との摺動摩擦による動力損失や、そ
れらの摩耗の問題を解決することができる。
According to the present invention, the positive swing control mechanism including the members driven in synchronization with the arc type swing vane and the rolling piston is provided outside the working chamber. The action of maintaining a predetermined minute clearance between the sealing edge of the arc type swinging vane and the outer peripheral surface of the piston is performed without being affected by the pressure of the fluid of FIG. Therefore, even if the sealing edge is not in contact with the outer peripheral surface of the piston, it is possible to reliably follow it and maintain a minute clearance at all rotation angles, while maintaining a sufficient sealing effect. Also, it is possible to solve the problems of power loss due to sliding friction between the arc type swinging vane and the outer peripheral surface of the piston, and their wear.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添附図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図から第3図を参照するに、流体機械10はアルミ
ニウム合金の様な軽合金からなるハウジング12を有す
る。ハウジング12はシリンダ14と前側板16と後側
板18とで構成される。図示した実施例ではシリンダ1
4と前側板16とは一体形成されており、シリンダ14
と後側板18とは例えば4本のボルト20により気密に
締結されている。前側板16からは延長部22が前方に
延長しており、この延長部22にカバー24がボルト2
6により締結されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Referring to FIGS. 1-3, fluid machine 10 has a housing 12 made of a light alloy such as an aluminum alloy. The housing 12 is composed of a cylinder 14, a front side plate 16, and a rear side plate 18. Cylinder 1 in the illustrated embodiment
4 and the front side plate 16 are integrally formed, and the cylinder 14
The rear plate 18 and the rear plate 18 are airtightly fastened, for example, by four bolts 20. An extension portion 22 extends forward from the front side plate 16, and a cover 24 is attached to the extension portion 22 by a bolt 2
It is concluded by 6.

シリンダ14には円柱形のシリンダボア28が形成して
あり、その中には円柱形外周面を有するローリングピス
トン30が装着してある。ピストン30は軽合金で製作
することができる。ピストン30の側面と側板16,18と
が摺動接触すること無くピストン30が転動するのを可
能にし、しかも流体洩れを十分防止し得る程度に両者間
のシールを行うためには、ピストン30の軸方向長さ
は、機関の定常運動温度においてピストン30の両側に
夫々約10μmの微少なクリアランスが確保される様に
定めるのが望ましい。
A cylindrical cylinder bore 28 is formed in the cylinder 14, and a rolling piston 30 having a cylindrical outer peripheral surface is mounted therein. The piston 30 can be made of light alloy. In order to allow the piston 30 to roll without sliding contact between the side surface of the piston 30 and the side plates 16 and 18, and to perform a seal between the two so that fluid leakage can be sufficiently prevented, the piston 30 The axial length of is preferably set so that a minute clearance of about 10 μm is secured on both sides of the piston 30 at the steady motion temperature of the engine.

ピストン30は偏心シャフト32によって駆動されるも
ので、この偏心シャフト32はシリンダボア28に対し
同軸的に配置され、その両端は軸受アッセンブリ34,36
を介してカバー24および後側板18に軸支されてい
る。シャフト32の自由端には駆動プーリー(図示せ
ず)を周知の態様で装着し、シャフトを回転駆動するこ
とができる。シャフト32は偏心部38を有し、この偏
心部38の周りに軸受アッセンブリ40を介してローリ
ングピストン30が同軸的に装着される。第1図に示す
様に、偏心部38の軸線はシャフト32の軸線に対して
距離ρだけ偏心している。従って、シャフト32を回転
させると、ピストン30の軸心はシャフト32の軸心を
中心とする半径ρの円の軌跡を描いて運動する。シリン
ダボア28の内壁面とピストン30の外周面とが摺接し
ない様にしながら流体洩れを防ぐためには、ピストン3
0の外径はピストン外周面とシリンダボア内壁面との間
に10μm程度の半径方向クリアランスが形成される様
に定める。この様な半径方向クリアランスを設えれば理
論的にはピストン30外周面はシリンダボア28内壁面
に接触しないので、ピストン30はシリンダボア内壁面
上を転動することは無く、ピストン30はシャフト偏心
部38を中心とした自転運動を殆ど行わずに専らシャフ
ト32軸線を中心とした公転運動を行うであろう。しか
し、ピストン30のこの様な運動も本明細書では「転
動」と言うこととする。偏心シャフト32とカバー2
4、前側板16、後側板18との間のシールはシール部
材42,44,46により行う。
The piston 30 is driven by an eccentric shaft 32. The eccentric shaft 32 is coaxially arranged with respect to the cylinder bore 28, and both ends thereof are bearing assemblies 34, 36.
It is pivotally supported by the cover 24 and the rear side plate 18 via. A drive pulley (not shown) can be mounted on the free end of the shaft 32 in a known manner to rotate the shaft. The shaft 32 has an eccentric portion 38, and the rolling piston 30 is coaxially mounted around the eccentric portion 38 via a bearing assembly 40. As shown in FIG. 1, the axis of the eccentric portion 38 is eccentric to the axis of the shaft 32 by a distance ρ. Therefore, when the shaft 32 is rotated, the axis of the piston 30 moves along a locus of a circle having a radius ρ centered on the axis of the shaft 32. In order to prevent fluid leakage while preventing the inner wall surface of the cylinder bore 28 from slidingly contacting the outer peripheral surface of the piston 30, the piston 3
The outer diameter of 0 is set so that a radial clearance of about 10 μm is formed between the outer peripheral surface of the piston and the inner wall surface of the cylinder bore. If such a radial clearance is provided, theoretically the outer peripheral surface of the piston 30 does not contact the inner wall surface of the cylinder bore 28, so that the piston 30 does not roll on the inner wall surface of the cylinder bore, and the piston 30 does not rotate on the shaft eccentric portion 38. The rotation motion centering around the shaft 32 will be performed almost exclusively, and the revolution motion centering around the shaft 32 axis will be performed. However, such movement of the piston 30 is also referred to as "rolling" in this specification. Eccentric shaft 32 and cover 2
4, the front side plate 16 and the rear side plate 18 are sealed by the seal members 42, 44 and 46.

第3図から良く解る様に、シリンダ14には、亦、シリ
ンダボア28に平行にかつ隣接して円柱形ボア48が形
成してあり、このボア48はベーン室50を画成してい
る。ボア48はシリンダボア28に交差しているので、
ベーン室50はシリンダボア28によって画成された作
動室52と合併している。
As best seen in FIG. 3, the cylinder 14 is formed with a cylindrical bore 48 parallel to and adjacent to the cylinder bore 28, which defines a vane chamber 50. Since the bore 48 intersects the cylinder bore 28,
The vane chamber 50 merges with a working chamber 52 defined by the cylinder bore 28.

ベーン室50内にはアルミニウム合金等で形成されたア
ーク型の搖動ベーン54が同軸的に収容されている。こ
の搖動ベーン54は、部分円筒形のアーク部56と、ア
ーク部56を支える扇形の側板58,60と、円弧状のプロ
フィルを持ったシーリングエッジ62と、アーク部56
と同軸的なベーンシャフト6とを有する。ベーンシャフ
ト64は側板58,60に一体回転可能に固定されており、
軸受アッセンブリ66,68を介して搖動自在にハウジング
の前後側板16,18に軸支されている。側板16,18とベー
ンシャフト64との間はシール部材70,72によって封止
されている。搖動ベーン54のアーク部56の外周面と
ボア48との間には約10μmの半径方向クリアランス
が設けてあり、アーク部56外周面がベーン室50内壁
面に摺接しないが両者間に十分な流体シールが確保され
る様になっている。同様に、搖動ベーンの側板58,60の
外周面とベーン室50の端面との間にも微少な軸方向ク
リアランスが設けてある。アーク部56の円周方向拡が
りは搖動ベーン54のどの搖動位置においてもベーン室
内壁面とアーク部との間に十分な角度範囲のシーリング
領域が提供される様に定める。
An arc type swinging vane 54 made of an aluminum alloy or the like is coaxially housed in the vane chamber 50. This swing vane 54 includes a partially cylindrical arc portion 56, fan-shaped side plates 58 and 60 for supporting the arc portion 56, a sealing edge 62 having an arc-shaped profile, and an arc portion 56.
And a vane shaft 6 coaxial therewith. The vane shaft 64 is integrally rotatably fixed to the side plates 58 and 60,
It is pivotally supported by front and rear side plates 16, 18 of the housing via bearing assemblies 66, 68. Sealing members 70 and 72 seal between the side plates 16 and 18 and the vane shaft 64. A radial clearance of about 10 μm is provided between the outer peripheral surface of the arc portion 56 of the swinging vane 54 and the bore 48, and the outer peripheral surface of the arc portion 56 does not slide on the inner wall surface of the vane chamber 50, but is sufficient between both. A fluid seal is ensured. Similarly, a minute axial clearance is also provided between the outer peripheral surfaces of the side plates 58 and 60 of the swing vane and the end surface of the vane chamber 50. The circumferential extent of the arc portion 56 is such that at any swing position of the swing vane 54, a sufficient angular range of sealing area is provided between the interior wall of the vane and the arc portion.

第3図に示す如く、ハウジング12には吸入ポート74
および吐出ポート76が設けてあり、それらは作動室5
2に開口している。吐出ポート76にはリード弁78と
ストッパ80からなる吐出弁82が設けてあり、ボルト
84によってハウジング12に固定してある。
As shown in FIG. 3, the housing 12 has a suction port 74.
And a discharge port 76 are provided, which are the working chamber 5
It is open to 2. A discharge valve 82 including a reed valve 78 and a stopper 80 is provided in the discharge port 76, and is fixed to the housing 12 by a bolt 84.

カバー24と前側板16との間に画成された室86には
積極搖動制御機構88が設けてある。この搖動制御機構
88は、ローリングピストン30が転動する際に搖動ベ
ーン54のシーリングエッジ62の円弧状表面とローリ
ングピストン30の外周面との間に微小なクリアランス
を常に保持しながらシーリングエッジ62がピストン外
周面に追従する様に搖動ベーン54の搖動運動を制御す
るものである。この搖動制御機構88は、室86内にお
いて偏心シャフト32に固定されたカムプレート90
と、このカムプレートと係合するカムフォロア92と、
このカムフォロアとベーンシャフト64とを連結する搖
動レバー94とを有する。カムプレート90はピストン
30の半径と同一半径の円形プロフィルを有し、その軸
線は偏心シャフト32の偏心部の軸線と同一方向に同一
距離偏心している。従って、偏心シャフト32の回転に
伴いピストン30がどの角位置に転動しても、カムプレ
ート90はそのプロフィルが常にピストン30のプロフ
ィルに一致する様に回転する。カムプレート90はピス
トン30と同一の熱膨脹係数を有する材料で形成するこ
とが好ましいが、その反面、カムフォロア92との係合
による摩擦を防止するためには鋼合金の様な耐摩耗性金
属で形成することが好ましい。ピストン30を軽合金で
形成し、カムプレート90を鋼合金で形成する場合に
は、流体機械10の定常運転温度で両者の半径が等しく
なる様に設計することが好ましい。
A positive swing control mechanism 88 is provided in a chamber 86 defined between the cover 24 and the front plate 16. When the rolling piston 30 rolls, the swing control mechanism 88 keeps a small clearance between the arcuate surface of the sealing edge 62 of the swing vane 54 and the outer peripheral surface of the rolling piston 30 while keeping the sealing edge 62 stable. The swinging motion of the swinging vane 54 is controlled so as to follow the outer peripheral surface of the piston. The swing control mechanism 88 includes a cam plate 90 fixed to the eccentric shaft 32 in the chamber 86.
And a cam follower 92 that engages with this cam plate,
It has a rocking lever 94 that connects the cam follower and the vane shaft 64. The cam plate 90 has a circular profile with the same radius as the radius of the piston 30, and its axis is eccentric in the same direction as the axis of the eccentric portion of the eccentric shaft 32 by the same distance. Therefore, no matter which angular position the piston 30 rolls as the eccentric shaft 32 rotates, the cam plate 90 rotates so that its profile always matches the profile of the piston 30. The cam plate 90 is preferably formed of a material having the same coefficient of thermal expansion as the piston 30, but on the other hand, in order to prevent friction due to engagement with the cam follower 92, it is formed of a wear resistant metal such as a steel alloy. Preferably. When the piston 30 is made of a light alloy and the cam plate 90 is made of a steel alloy, it is preferable that the radiuses of the two be equal at the steady operating temperature of the fluid machine 10.

図示した実施例では、カムフォロア92は市販のころが
り軸受アッセンブリで構成されている。この軸受アッセ
ンブリ92は、アウタレース96と、インナレース98
と、複数のボール100 から成り、インナレース98は搖
動レバー94の外端からベーンシャフト64に平行に突
出したピン102 に嵌合してある。レバー94の内端はベ
ーンシャフト64に一体的に連結されている。従って、
搖動ベーン54がベーンシャフト64を中心として搖動
すると、カムフォロア(即ち、軸受アッセンブリ)92
もベーンシャフト64を中心として搖動することが理解
できるであろう。搖動レバー94の長さおよび角位置
は、カムフォロア92の軸心が搖動ベーン54のシーリ
ングエッジ62の円弧状プロフィルの軸心に一致する様
に定める。図示した実施例では、カムフォロア92のア
ウタレース96の外径はシーリングエッジ62の円弧状
プロフィルの半径より例えば約10μm程度大きい。従
って、アウタレース96のプロフィルはシーリングエッ
ジ62のプロフィルに対して同軸的であるが僅かに半径
方向外側に位置する。この様な構成であるから、カムフ
ォロア92をカムプレート90に当接させた状態では、
ピストン30の外周面と搖動ベーン54のベーンエッジ
62の円弧状表面との間には約10μmのクリアランス
が確保される。なお、前記構成に代えて、カムプレート
90の半径をピストン30の半径より僅かに大きく設定
し、カムフォロア92の半径をシーリングエッジ62の
半径と同一にしても良く、この場合にも同様にクリアラ
ンスを確保することができる。
In the illustrated embodiment, the cam follower 92 comprises a commercially available rolling bearing assembly. The bearing assembly 92 includes an outer race 96 and an inner race 98.
The inner race 98 is fitted to a pin 102 projecting from the outer end of the swing lever 94 in parallel with the vane shaft 64. The inner end of the lever 94 is integrally connected to the vane shaft 64. Therefore,
When the swinging vane 54 swings around the vane shaft 64, the cam follower (that is, the bearing assembly) 92.
It will be understood that also swings around the vane shaft 64. The length and angular position of the swing lever 94 are determined so that the axis of the cam follower 92 coincides with the axis of the arcuate profile of the sealing edge 62 of the swing vane 54. In the illustrated embodiment, the outer diameter of the outer race 96 of the cam follower 92 is larger than the radius of the arcuate profile of the sealing edge 62 by, for example, about 10 μm. Thus, the profile of the outer race 96 is coaxial but slightly radially outward of the profile of the sealing edge 62. With this configuration, when the cam follower 92 is in contact with the cam plate 90,
A clearance of about 10 μm is secured between the outer peripheral surface of the piston 30 and the arcuate surface of the vane edge 62 of the swinging vane 54. Instead of the above-mentioned configuration, the radius of the cam plate 90 may be set to be slightly larger than the radius of the piston 30, and the radius of the cam follower 92 may be the same as the radius of the sealing edge 62. Can be secured.

搖動レバー94はカムフォロア92がカムプレート90
に当接する方向にスプリング104 によって付勢されてい
る。スプリング104 の下端はレバー94に固着された下
ばね受106 に支承され、上端は上ばね受108 に支承され
ている。上ばね受108 はピン110 を介して前側板16に
支持されている。
The cam follower 92 of the swing lever 94 is the cam plate 90.
Is urged by the spring 104 in the direction of abutting against the. A lower end of the spring 104 is supported by a lower spring bearing 106 fixed to the lever 94, and an upper end thereof is supported by an upper spring bearing 108. The upper spring support 108 is supported by the front side plate 16 via a pin 110.

次に、この流体機械の作動を説明するに、真空ポンプと
して利用する場合には吸入ポート74は適当な導管を介
して真空にすべき空間に接続し、圧縮機として利用する
場合には吐出ポート76は圧送管路に適宜接続する。
Next, to explain the operation of this fluid machine, the suction port 74 is connected to the space to be evacuated through an appropriate conduit when used as a vacuum pump, and the discharge port when used as a compressor. 76 is properly connected to the pressure feeding line.

偏心シャフト32が外部駆動力を受けて回転すると、ロ
ーリングピストン30が前述した様に転動すると共に、
カムプレート90がシャフト32と一体的に回転する。
カムフォロア92はスプリング104 の作用によりカムプ
レート90に圧接されており、カムフォロア92はカム
プレート90のプロフィルに追従するので、カムプレー
ト90の回転に伴い搖動レバー94はベーンシャフト6
4を中心として往復搖動運動を行い、ベーンシャフト6
4と一体の搖動ベーン54を強制的に搖動させる。第2
図には搖動レバー94が上死点位置に搖動した時のカム
プレート90の角位置を示し、第4,5,6図は、夫
々、90゜ずつ位相が進んだ時の角位置を示した。また、
第3,7,8,9図はローリングピストン30および搖
動ベーン54の位置を示すもので、夫々第2,4,5,
6図の位相に対応している。前述した様に、カムフォロ
ア92の外径はシーリングエッジ62の円弧状プロフィ
ルの半径より僅かに大きくしてあるので、ピストン30
の外周面とシーリングエッジ62との間に常に微少なク
リアランスを保持しながら搖動ベーン54は強制的に搖
動せられる。この微少クリアランスはピストン30と搖
動ベーン54との間のシーリングギャップを形成するも
ので、搖動ベーン54のシーリングエッジ62に摺接す
ること無くピストン30が回転するのを可能にすると共
に、このギャップを介して作動室52内の高圧側領域か
ら低圧側領域へと流体が吹抜けるのを効果的に防止す
る。
When the eccentric shaft 32 rotates by receiving an external driving force, the rolling piston 30 rolls as described above, and
The cam plate 90 rotates integrally with the shaft 32.
The cam follower 92 is pressed against the cam plate 90 by the action of the spring 104, and the cam follower 92 follows the profile of the cam plate 90. Therefore, as the cam plate 90 rotates, the swing lever 94 causes the vane shaft 6 to move.
Reciprocating rocking motion is performed around 4 and the vane shaft 6
The rocking vane 54 integrated with 4 is forcibly rocked. Second
The figure shows the angular position of the cam plate 90 when the swing lever 94 swings to the top dead center position, and each of FIGS. 4, 5 and 6 shows the angular position when the phase advances by 90 °. . Also,
FIGS. 3, 7, 8, and 9 show the positions of the rolling piston 30 and the swinging vane 54, and are shown in FIGS.
It corresponds to the phase of FIG. As described above, since the outer diameter of the cam follower 92 is slightly larger than the radius of the arcuate profile of the sealing edge 62, the piston 30
The swinging vanes 54 are forcibly swung while maintaining a slight clearance between the outer peripheral surface of the and the sealing edge 62. This small clearance forms a sealing gap between the piston 30 and the swinging vane 54, which allows the piston 30 to rotate without sliding contact with the sealing edge 62 of the swinging vane 54, and through this gap. As a result, it is possible to effectively prevent the fluid from blowing through from the high pressure side region to the low pressure side region in the working chamber 52.

作動室52を形成するシリンダボア28の内壁面とピス
トン30外周面との間のシールは両者間の微少クリアラ
ンスにより行われる。この微少クリアランスが設けてあ
るので、ピストン30はシリンダボア内壁面に摺接する
こと無く、かつ、流体の吹抜けを実質的に防止しながら
転動することができる。また、ベーン室50を構成する
ボア48の内壁面と搖動ベーン54のアーク部56外周
面との間のシールは両者間の微少にクリアランスにより
行われる。更に、ピストン30および搖動ベーン54の
軸方向両端にも夫々微少なクリアランスが設けてあり、
それらがハウジング12に摺接すること無く運動し、し
かも、実質的に流体の吹抜けが防止される様になってい
る。この様に、この流体機械10の静止ハウジング12
と可動部分30,54との間には摺動部が無く、特に、搖動
ベーン54とピストン30との間には摺動部が無いの
で、作動室52内において潤滑油等による潤滑を行うこ
と無く機械を作動させることが可能となる。
Sealing between the inner wall surface of the cylinder bore 28 forming the working chamber 52 and the outer peripheral surface of the piston 30 is performed by a minute clearance therebetween. Since this minute clearance is provided, the piston 30 can roll without slidingly contacting the inner wall surface of the cylinder bore and substantially preventing blow-through of fluid. Further, the seal between the inner wall surface of the bore 48 forming the vane chamber 50 and the outer peripheral surface of the arc portion 56 of the swing vane 54 is performed by a slight clearance therebetween. Further, minute clearances are provided at both axial ends of the piston 30 and the swing vane 54, respectively.
They move without sliding contact with the housing 12, and substantially prevent blow-through of fluid. Thus, the stationary housing 12 of this fluid machine 10
Since there is no sliding part between the movable part 30 and 54 and the sliding part, and in particular, there is no sliding part between the swinging vane 54 and the piston 30, it is necessary to lubricate the working chamber 52 with lubricating oil or the like. It is possible to operate the machine without it.

ローリングピストン30が転動し、これに搖動ベーン5
4が追従するに伴い、作動室52内には2つの可変容量
空間が形成される。第8,9,3図の位相では空間110
は吸入行程にあり、この空間110 は吸入室として作用す
る。第7,8,9図の位相では空間112 は圧縮および吐
出行程にあり、吐出室として作用する。
The rolling piston 30 rolls, and the swinging vane 5
As the No. 4 follows, two variable capacity spaces are formed in the working chamber 52. In the phase of Figs.
Is in the suction stroke, and this space 110 acts as a suction chamber. In the phases of FIGS. 7, 8 and 9, the space 112 is in the compression and discharge stroke and acts as a discharge chamber.

ピストン30が第7図の位相から、第8,9,3図の位
相へと転動すると、可変容量空間110 の容積は増大し、
吸入ポート74から流体を吸入する。ピストンが更に転
動すると、空間112 は吸入ポートから遮断され(第7
図)、容積が漸次減少して吐出ポート76から流体を吐
出する(第8,9図)。以上のサイクルが繰返されるこ
とにより、ポンプ作用が行われる。
When the piston 30 rolls from the phase shown in FIG. 7 to the phases shown in FIGS. 8, 9, and 3, the volume of the variable volume space 110 increases,
The fluid is sucked from the suction port 74. When the piston further rolls, the space 112 is cut off from the suction port (7th space).
(FIG. 8), the volume gradually decreases and the fluid is discharged from the discharge port 76 (FIGS. 8 and 9). The pump action is performed by repeating the above cycle.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の様に、本発明は、アーク型搖動ベーンを備えたロ
ーリングピストン型回転式流体機械において、搖動ベー
ンの揺動運動を制御するために、アーク型揺動ベーンお
よびローリングピストンにそれぞれ同期して駆動される
部材よりなる積極揺動制御機構を作動室の外部に設け、
搖動ベーンのシーリングエッジとピストン外周面との間
に常に所定の微少クリアランスが確保される様にしたの
で、作動空間内に摺動部が存在しない。従って、可動部
分の潤滑が不要となり、作動流体を清浄な状態に維持す
ることができるという優れた技術的効果を奏する。更
に、摺動摩擦損失が低減されるので消費動力が節減され
る。また、可動部分の摩耗が減少するので、機械の耐久
性と信頼性が著しく向上する。
As described above, the present invention, in a rolling piston type rotary fluid machine provided with an arc type swinging vane, in order to control the swinging motion of the swinging vane, is synchronized with the arc type swinging vane and the rolling piston, respectively. A positive swing control mechanism composed of driven members is provided outside the working chamber,
Since a predetermined small clearance is always secured between the sealing edge of the swinging vane and the outer peripheral surface of the piston, there is no sliding portion in the working space. Therefore, it is not necessary to lubricate the movable parts, and the working fluid can be maintained in a clean state, which is an excellent technical effect. Further, sliding friction loss is reduced, so that power consumption is reduced. Also, wear on the moving parts is reduced, which significantly improves the durability and reliability of the machine.

また、積極搖動制御機構をカムプレートとカムフォロア
とで構成した場合には、シーリングエッジとピストンと
の間のクリアランスを正確に制御することができるの
で、高圧側から低圧側への流体の吹抜けを最小限にする
ことができ、性能の優れた流体機械を提供することがで
きる。
Also, when the positive swing control mechanism is composed of a cam plate and a cam follower, the clearance between the sealing edge and the piston can be accurately controlled, so that the blow-through of fluid from the high pressure side to the low pressure side is minimized. Therefore, it is possible to provide a fluid machine having excellent performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の流体機械の断面図、第2図は第1図の
II−II矢視断面図でカムプレートが上死点位置に回転し
たところを示し、第3図は第1図のIII−III矢視断面図
でピストンが第2図と同一位相にあるところを示し、第
4,5,6図は第2図同様の断面図でカムプレートが更
に夫々90゜進んだ位相にあるところを示し、第7,8,
9図は第3図同様の断面図でピストンが第4,5,6図
に夫々対応した位相にあるところを示す。 10……流体機械、12……ハウジング、 24……カバー、 28……作動室52を形成するシリンダボア、 30……ローリングピストン、 32……偏心シャフト、 38……シャフト32の偏心部、 48……ベーン室50を形成するボア、 50……ベーン室、52……作動室、 54……アーク型搖動ベーン、 56……搖動ベーンのアーク部、 58,60……搖動ベーンの側板、 62……搖動ベーンのシーリングエッジ、 64……ベーンシャフト、 88……積極搖動制御機構、 90……カムプレート、92……カムフォロア、 94……搖動レバー、104 ……スプリング。
1 is a sectional view of the fluid machine of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of FIG.
The sectional view taken along the line II-II shows the cam plate rotated to the top dead center position. FIG. 3 shows the sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 where the piston is in phase with FIG. FIGS. 4, 5 and 6 are sectional views similar to FIG. 2 showing that the cam plates are in a phase further advanced by 90 °, and FIGS.
FIG. 9 is a sectional view similar to FIG. 3 and shows the pistons in phases corresponding to FIGS. 4, 5 and 6, respectively. 10 ... Fluid machine, 12 ... Housing, 24 ... Cover, 28 ... Cylinder bore forming working chamber 52, 30 ... Rolling piston, 32 ... Eccentric shaft, 38 ... Eccentric part of shaft 32, 48 ... ... Bore forming the vane chamber 50, 50 ... Vane chamber, 52 ... Working chamber, 54 ... Arc type swinging vane, 56 ... Arc portion of swinging vane, 58, 60 ... Swing vane side plate, 62 ... … Sealing edge of swing vane, 64 …… vane shaft, 88 …… active swing control mechanism, 90 …… cam plate, 92 …… cam follower, 94 …… swing lever, 104 …… spring.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ハウジングに形成された作動室内にローリ
ングピストンが収容され、作動室を吸入室と吐出室とに
シール関係で分割するアーク型揺動ベーンが揺動自在に
ハウジングに軸支され、揺動ベーンの円弧状プロフィル
のシーリングエッジがピストン外周面にシール関係で追
従しながらピストンが作動室内壁面に沿って転動するこ
とにより流体の吸込および吐出が行われる形式のローリ
ングピストン型回転式流体機械において、 アーク型揺動ベーンおよびローリングピストンにそれぞ
れ同期して駆動される部材よりなり、アーク型揺動ベー
ンのシーリングエッジとピストン外周面との間に所定の
微少クリアランスを保持しながら該シーリングエッジが
ピストン外周面に追従するべく揺動ベーンを揺動させる
ための積極揺動制御機構を作動室の外部に設けたことを
特徴とするローリングピストン型回転式流体機械。
1. A rolling piston is housed in a working chamber formed in a housing, and an arc type swinging vane that divides the working chamber into a suction chamber and a discharge chamber in a sealing relationship is swingably supported by the housing. A rolling piston type rotary fluid of the type in which the piston rolls along the wall surface of the working chamber while the sealing edge of the arc-shaped profile of the oscillating vane follows the outer peripheral surface of the piston in a sealing relationship. In a machine, the arc type swing vane and a member that are driven in synchronism with the rolling piston are respectively provided, and the sealing edge is maintained while maintaining a predetermined minute clearance between the sealing edge of the arc type swing vane and the outer peripheral surface of the piston. Activates the positive swing control mechanism to swing the swing vane to follow the outer peripheral surface of the piston. A rolling piston type rotary fluid machine characterized by being provided outside the chamber.
【請求項2】前記積極揺動制御機構は、 (イ)ローリングピストンのプロフィルに等しいかまた
はそれよりも僅かに大きなプロフィルを有し、その軸線
がピストン軸線の軌跡に沿って同一位相で移動するべく
ピストンと同期して回転するカムプレートと、 (ロ)揺動ベーンのシーリングエッジの円弧状プロフィ
ルの半径よりも僅かに大きいかまたは等しい半径の円形
プロフィルを有し、前記カムプレートの外周上を転動可
能なカムフォロアと、 (ハ)揺動ベーンの揺動軸線を中心として揺動ベーンと
同期して揺動し、カムフォロアの軸線が揺動ベーンのシ
ーリングエッジの軸線の軌跡に沿って同一位相で揺動す
るべくカムフォロアを軸支する揺動レバーと、 (ニ)カムフォロアをカムプレートに当接させるべく付
勢する付勢手段、 とを備えてなる特許請求の範囲第1項記載のローリング
ピストン型回転式流体機械。
2. The positive swing control mechanism has (a) a profile equal to or slightly larger than the profile of the rolling piston, the axis of which moves in the same phase along the locus of the piston axis. Therefore, it has a cam plate that rotates in synchronization with the piston, and (b) a circular profile having a radius slightly larger than or equal to the radius of the arc-shaped profile of the sealing edge of the swinging vane, and on the outer circumference of the cam plate. (C) The cam follower and the (c) swingable vane swing around the swing axis of the swing vane in synchronism with the swing vane, and the axis of the cam follower has the same phase along the trajectory of the axis of the sealing edge of the swing vane. A rocking lever that pivotally supports the cam follower so that the cam follower can be rocked, and (d) a biasing means that biases the cam follower to contact the cam plate. Become Te claims as set forth in claim 1, wherein the rolling piston type rotary fluid machine.
【請求項3】前記カムフォロアは揺動レバーに担持され
たころがり軸受アッセンブリからなる特許請求の範囲第
2項記載のローリングピストン型回転式流体機械。
3. A rolling piston type rotary fluid machine according to claim 2, wherein said cam follower comprises a rolling bearing assembly carried by a swing lever.
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