JPS6187990A

JPS6187990A - 流体のベ−ン型吸引圧縮装置

Info

Publication number: JPS6187990A
Application number: JP20968084A
Authority: JP
Inventors: Tadao Kobayashi; 小林　忠夫
Original assignee: Toyo Densan Co Ltd
Current assignee: Toyo Densan Co Ltd
Priority date: 1984-10-08
Filing date: 1984-10-08
Publication date: 1986-05-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）・本発明は、□回転可能に支持した筐体の内部でベーン
を回転することにより、ベーンや譲体の摩耗、損傷を□
低・減して作動効率を高めることができる流□体の吸引
圧縮装置に関するものである。

（従来の技術）従来のベーン型吸引圧縮機は、ベーンを有するロータを
収納する筐体が回転不能に固定されているので、ロータ
を回転するとその遠心力疋よりベーンがロータの外周面
から筐体の内壁に向って突出し、ロータの回転と共にベ
ーンの先端が筐体の内壁を摺擦すること江なる。このた
め、ベーンの先端や筐体の特定の内壁が摩滅したり、ロ
ータの回転時にベーンが回転方向とは反対の方向に撓ん
だりすることにより、ロータの外周面と隣り合うベーン
と筐体の内壁とにより構成される室の気密性が損なわれ
、その結果として、作動効率が著しく低下する。

そこで出願人は、筺体を回転可能に支持したベーン型吸
引圧縮装置を特願昭５９−４１３６３号として出願した
。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、特願昭５９−４１３６３号に記載のベー
ン型吸引圧縮装置は、ロータの外周面近傍九一方向弁を
設けるので、この弁が遠心力により作動不良を起こすお
それがある。

（問題点を解決するための手段）そこで本発明は、中空な外軸内疋中空な内軸を嵌入して
駆動軸を構成し、外軸の外周面に吸入用外軸孔と排気用
外軸孔を、内軸の外周面に吸入用内軸孔と排気用内軸孔
を各々開設することにより駆動軸自体をロータリー弁と
して；慢能させ、支持部材により回転可能に支持した外
軸にロータを設けると共に、上記支持部材により流体を
回転可能に支持することとした。

（作用）本発明は上記した構成により、ロータの回転と筐体の回
転との相対速度を小さくすることができるので、筐体及
びベーンの摩耗、破損を低減させて作動効率の向上を図
ることができ、又。

駆動軸のロータリー弁機能によりロータを高速回転させ
ても吸気、排気動作を確実に行うことができる。

（実施例）以下本発明をコンプレッサとして使用した実施例の図面
にもとづいて説明する。

ベーン型吸引圧縮装置／は、一対の支持部材２．２、駆
動軸３、ロータリ、筐体！及びベーン６・・・などから
成る。

駆動軸３は、中空な外軸７内に、一端にフランジ部ｔを
有する中空な内軸９を回転可能に嵌入したもので、外軸
７の外周面に吸入用外軸孔１０・・・と排気用外軸孔／
か・・を開設すると共に、内軸ワの外周面には吸入用外
軸孔ＩＯに連通可能な吸入用内軸孔／２と排気用外軸孔
／／に連通可能な排気用内軸孔１３とを開設し、上記吸
入用番孔１０゜／２と排気用合孔／／、／Ｊとの間にお
ける中空部分と仕切部材ｌ≠を設けること疋より駆動軸
３内の中空部分を吸入用番孔１０　、７２に通じる吸気
路１５と、排気用合孔／／　、　／Ｊ　Ｑで通じる排出
路／６とに区分しである。したがって駆動軸３は、外軸
７と内軸９との回転位相の変化により、吸入用の外軸孔
１０と内軸孔１２とが、又、排気用の外軸孔／ｌと内軸
孔／３とが重合して連通したり、或は離隔して遮断する
などして、ロータリー弁として機能する。

駆動軸３を支持する一対の支持部材２，２は、所定の間
６′−を設けて相対向して配置され、駆動軸３を挿入す
るための挿通孔／７を有する。一方の支持部材コの挿、
曲孔／７から他方の支持部材２の挿通孔／７へと駆動軸
３を挿通し、この駆動軸３の中心線０．と挿通孔１７の
中心線０２とが相違する状態で外軸７をベアリング／ざ
、／ｌｒＫより回転自在に支持し、内軸９のフランジ部
ｒを一方の支持部材２に固定する。

そして支持部材２，２間には、駆動＄Ｉ１３の中心線Ｏ
１と一致する中心線Ｏ１を有する円柱状のロータリを配
置し、このロータリの中心廻駆動狛３を挿入してロータ
≠と外＠７とを一体に結合する。

更に、支持部材２．２間には、筐体５を配置し、支持部
材２，２のベアリング／ｑ、／りにより回転自在に支持
する。上記［を体５は、ロータ≠の両端面とサイドシー
ル２０によって気密Ｋ　’５ｉ触する内側側面を有する
円筒形の内室２／を有し、この内室２／内Ｋ　ｎｊｌ記
ロータＶを、ロータグの中心線ＯＩと内室２／の中心線
Ｏ５とが不一致となり、且つ、内室２／の中心線０３と
挿通孔１７の中心線０２とが一致するように収納する。

前記ロータリの外周面には、ロータグの中心線０．に向
かう所定の深さと、ロータＶの一端面から他端面に貫通
すると共て中心線ＯＩに平行な長さと所定の幅とを有す
る複数のベーン収納溝ｎ・・・を夫々等間隔で開設する
。なお図面の実施例は、中心角θが６０度となるように
して６個のベーン収納溝ｎ・・・を形成し、各ベーン収
納溝ｎには、内室２１の内周面及び内側側面に密着可能
な端面を有するベーン６・・・を摺動可能に嵌挿する。

また、ロータＶの内部には、外軸７の吸入用外軸孔１０
に連通ずる吸入路−３・・・と、排気用外軸孔／／に連
通ずる排気絡み・・・を放射状疋開穿し、吸入路評・・
・及び排気路２よ・・・の開口部をロータψの外周面に
開口する。

そして駆動軸３の外軸７に形成した吸気路／ｊにロータ
リジヨイント（図示せず）を介して流体供給源、例えば
エアクリーナを接続すると共に、内輪りに形成した排出
路／６にはエアー配管の入口（図示せず）等圧縮気体を
必要とする適宜の部材を接続し、外軸７にはプーリ等の
動力伝達手段（図示せず）を取付けて動力源と接続する
。

次に以上の構成の作用について説明する。

動力源の駆動により外軸７ｔｌ−回転すると、ロータリ
が高速回転してベーン６・・・が遠心力によりロータリ
の外周面上に突出し、ベーン６の先端が筐体５の内周壁
面を強く押圧しながら回転する。したがって筺体夕は、
ベーン６からの回転力を受け、ベーン６と攬体夕とのス
リップ分だけ遅れた状態でロータμと追随して回転する
。

６個のベーン６・・・が遠心力罠より順次突出して筐体
ｊの内周壁面を押圧すると、隣り合う２個のベーン６．
６とロータリの外周面と筐体５の内周壁面及び相対向す
る内側側面とで６個の吸引圧縮室ＪｊＡ　、　２ＫＢ　
、コｓｃ　、　２ｓＤ、　２ｉＥ、　２ｓｐが形成され
る。６個の吸引圧縮室ＪｊＡ　、　２！Ｂ　。

２！Ｔ０　、２！ｒＤ　、　、２．ｔＥ　、　２１Ｆの
うち最小容積を有する吸引圧縮室２ｓｈ　Ｋ着目すると
、この吸引圧縮室２３には、ロータＶが第２図、第３図
において時計方向に回転するにしたがって容積を増大し
、約１８０度回転したときに最大容積となり、その後次
第に容積を減少し、約３６０変回転したとき最小容積に
戻る。したがって吸引圧縮室２３Ａは。

容積を増大する０〜１８０度の範囲において吸入行程、
容積を減少する１８０〜３６０度の範囲において圧縮行
程として回転する。なお吸引圧縮室ＪｊＡの容積が上記
の様に増加・減少するのは、ロータグの中心線０１と筐
体！の中心線０．とが離隔し、吸引圧縮室２５Ａを構成
するロータψの外周面と筐体ｊの内周壁面とがロータグ
の回転によって離れたり接近したりするからである。

そして吸引圧縮室ＪｊＡの吸入行程と圧縮行程との切換
制御は、駆動軸３を構成する外軸７と内軸９との位相変
化、即ち四−タリー弁機構により行う。

内軸９に開設した吸入用内軸孔１２は、第２図に示すよ
うに、下端を起点として図中時計方向に約６０〜１４０
度の範囲で開口する。また内軸りの排出用内軸孔１３は
、第３図に示すように、約２７０〜３３０度の範囲で開
口する。

したがって上記吸引圧縮室２ｊＡは、約６０〜１４０度
の範囲で回転する間尺おいて吸入路３が吸入用内軸孔１
２と連通し、駆動軸３内の吸気路／ｊから空気を吸い込
み続け、約１８０〜２７０度の範囲で回転する間におい
て吸い込んだ空気を圧縮する。なお上記した６０〜２７
０度の範囲一でおいては内軸りの外周面により吸引圧縮
室２３Ａの排気絡みが塞がれているので、吸引圧縮した
空気が駆動軸３内の排出路／６に流出することはない。

そして吸引圧縮室、２ｊＡが約２７０度以上回転すると
、当該吸引圧縮室、２ｊＡの排気絡みが約２７０〜３３
０度の範囲において排出用内軸孔／３と連通ずる。した
がって吸引圧縮室２ｊＡ内の圧縮空気は、該排気絡みか
ら駆動軸３内の排出路／６に流出し、エアー配管の入口
に供給される。

この様に吸引圧縮室２３Ａは、ロータＶが一回　　　　
・転する間に吸入行程と圧縮行程とを行い、他の吸引圧
縮室２！；Ｂ　、　２３０　、２ｒＤ　、　２ＳＥ、　
２！；Ｆも同様に吸入、圧縮動作を行う。

なお図面で示すように、駆動軸３の排出路／６と各ベー
ン収納溝ｎ・・・とを通路２≦・・・により連通させ、
圧縮空気により各ベーン６を筐体ｊの内周壁面に押圧す
るようにしてもよい。この様にすると、遠心力と圧縮空
気の力とによりベーン６の先端を筐体５の内周壁面に強
力に当接することができるので、気密状態を一層確実に
して作動効率を向上させることができるし、筐体よとベ
ーン６とのスリップ量を減少させることができる。した
がって筺体５の内周壁面及びベーン乙の先端の摩耗を一
層低減させることができる。

なお本発明は、前記実施例のように気体用圧縮機として
使用するものに限定されるものではなく、液体用ポンプ
、真空ポンプ、エアーモータ、液出モータとしても使用
することができる。

水、油等の液体用ポンプとして使用する場合は、吸気路
／ｊを液体タンク側に接続すればよいし、真空ポンプと
して使用する場合は、吸気路１５を真空容器等に接続す
ればよい。またモータとして使用する場合は、吸気路ｌ
りを加圧空気又は加圧液供給側に接続し、回転する外軸
７から出力を取り出してもよいし、外軸７の孔１０　、
　／／と内軸９の孔／２　、　／３の開口位置を逆にし
て、内軸デの中空部疋加圧空気又は加圧液を供給し、外
軸７から出力を取り出してもよい。

また内軸デを支持部材２に位置調整可能廻取り付けると
、内軸りの番孔／２　、　／３の位置を調節できるので
、外軸７の番孔１０　、　／／と内軸９の番孔／２　、
　／Ｊとが連通ずるタイミングを適宜に調整することが
できる。したがってロータψの回転速度を調節したり、
正逆転操作を行うことができる。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、ロータを収納する
筐体もロータの回転と共に回転するので、回転時に筺体
の内周壁面を押圧するベーンに無理な力が加わらず、ま
た、ベーンの先端面や筐体の内周壁面の摩耗、偏摩耗を
著しく軽減することができる。したがって、作動効率を
著しく高めることができる。

また本発明は、駆動軸のロータリー弁機構により吸排気
を制御するので、ロータを高速回転させても、吸排気動
作を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は縦断面
図、第２図は第１図の■−■断面図、第３図は第１図の
■−■断面図である。／・・・ベーン型吸引圧縮装置、２・・・支持部材、３
・・・駆動軸、ぐ・・・口・・・夕、！・・・筐体、乙
・・・ベーン、７・・・外軸、ワ・・・内軸、１０・・
・吸入用外軸孔、／ハ・・排Ｚ用外軸孔、／２・・・吸
入用内軸孔、／３・・・排Ｕｔ用内輔孔、１５・・・吸
気路、／６・・・排出路、２１・・・内室１．！３・・
・吸入路、評・・・排気路、２よ・・・吸引圧縮室。 Ω１筒１１　　　　１ｕ第３凋

Claims

【特許請求の範囲】

　中空な外軸内に中空な内軸を嵌入し、外軸の外周面に
開設した吸入用外軸孔及び排気用外軸孔と内軸の外周面
に開設した吸入用内軸孔及び排気用内軸孔との連通位置
関係によりロータリー弁として機能する駆動軸を支持部
材により外軸を回転可能に、内軸を固定状に支持し、上
記外軸にその中心線と同一の中心線を有するロータを固
定し、該ロータを収納し、且つロータの端面に気密に接
触する内側側面を有すると共にロータの中心線とは相違
する中心線を有する円筒状の内室を備えた筐体を前記支
持部材により回転可能に支持し、前記ロータの外周面に
ベーン収納溝を放射状に複数開穿すると共にこれらベー
ン収納溝にベーンを各々摺動可能に嵌装し前記吸入用外
軸孔、排気用外軸孔に各々連通させてロータの内部に設
けた吸入路及び排気路の開口部をロータの外周面に各々
開口し、ロータの外周面と隣接するベーンと筐体の内壁
とにより構成される吸引圧縮室の容積が増大する行程の
とき吸入用外軸孔と吸入用内軸孔とが連通し吸引圧縮室
の容積が減少する行程のとき排気用外軸孔と排気用内軸
孔とが連通するようにしてなる流体のベーン型吸引圧縮
装置。