JPS6321754Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本考案は、エンジンの過給機として使用される
ベーン式の回転圧縮機、特に回転スリーブを有す
る回転圧縮機に関する。 （従来技術） 一般に、エンジンの過給機としては排気エネル
ギを利用した排気タービン過給機が使用されてい
るが、この過給機は排気エネルギが小さいエンジ
ンの低回転域で所要の過給効果が得られず、また
エンジン可速時の応答性が悪いという欠点があ
る。 そこで、近時、低回転域から過給効果が得られ
且つ加速応答性に優れた過給機として機械式過給
機、特にベーン式の回転圧縮機の使用が試みられ
ている。これは、偏心ロータに複数のベーンを放
射方向に出退自在に装着し、該ロータの回転によ
つて各ベーン間に画成された圧縮室の容積を増減
させて吸入、吐出使用を行わせるように構成した
ものである。 然るにこの回転圧縮機をエンジンの過給機とし
て、特にエンジンの低回転域から所要の過給効果
を得る目的で使用した場合、次のような問題が生
じる。つまり、低回転域で所要の吐出圧力が得ら
れるように容量やエンジン回転との速度比を設定
した時に、高回転時に過圧縮の状態、即ち吐出行
程にある圧縮室内の吐出ポートの上流位置に内圧
が異常に高くなる圧力過大領域が発生し、これが
駆動抵抗となつてエンジンに作用する負荷を著し
く増大させるのである。 ところで、この種の回転圧縮機においては、従
来、ベーンの先端とハウジング内周面との高速摺
動によつて該ベーンの先端が早期に摩耗するとい
う問題があつたが、この問題は、ハウジングの内
側にベーンと共に回転する回転スリーブを嵌合す
ることによつて解消されようとしている

【例えば
「容積形圧縮機」（昭和54年４月５日産業図書株式
会社発行）の図15.1(a)参照】。しかし、この回転
スリーブを備えた回転圧縮機においては、回転ス
リーブとハウジングとの間にオイルを供給してオ
イル軸受により回転スリーブを回転自在に支持す
るものであるため、粘度の高いオイルにより回転
スリーブの回転抵抗が増大すると共に、一部のオ
イルがエンジンの吸気系に混入するという問題が
あり、エンジンの過給機としては使用できない。 一方、この種の回転スリーブを備えた回転圧縮
機においては、各圧縮室内の圧力差に基づく内的
作用力によつて該スリーブがハウジング内周面の
吐出ポート側に押し付けられるという問題があ
り、特に上記の如き過圧縮の状態が発生すると、
その傾向が著しくなつて該回転スリーブの円滑な
回転が阻害され、駆動抵抗が一層増大するのであ
る。 （考案の目的） 本考案は、エンジンの過給機として使用される
回転圧縮機、特に回転スリーブを有する回転圧縮
機における上記の如き問題を解消し、もつて低回
転域から所要の過給効果が得られ、しかも高回転
時にも回転スリーブが円滑に回転して、駆動抵抗
の著しい増大を生じない回転圧縮機を実現するこ
とを目的とする。 （考案の構成） 本考案に係る回転圧縮機は、上記目的の達成の
ため次のように構成したことを特徴とする。 即ち、円筒状のセンタハウジングとその両側に
取り付けられたサイドハウジングとによつて形成
され且つ吸入ポートと吐出ポートとを有するケー
シング内に、外径が上記センタハウジングの内径
より稍小さい回転スリーブをセンタハウジングと
の間に形成されるエアベアリングにより回転自在
に嵌合支持すると共に、該回転スリーブの内側に
偏心状にロータを備え、且つ該ロータに複数のベ
ーンを放射方向に出退自在に装着して上記回転ス
リーブ内に複数の圧縮室を画成し、これらの圧縮
室の容積をロータの回転によつて増減させること
により、上記吸入ポートからのエアの吸入作用及
び吐出ポートからの吐出作用を行わせるようにし
た構成において、上記サイドハウジングの内側面
における吐出ポートの直上流位置から該サイドハ
ウジングとセンタハウジングとの合せ部を経てセ
ンタハウジングにおける吐出ポート付近の内周面
に至るエア通路を設ける。このエア通路により、
吐出ポートの上流位置から一部のエアを抜いて、
該位置に圧力過大領域が発生することを防止する
と共に、この抜き取つたエアをセンタハウジング
における吐出ポート付近の内周面から回転スリー
ブの外周面との間のエアベアリングを構成する間
隙に噴出させ、該スリーブが内的作用力によつて
センタハウジングの内周面に押し付けられること
を阻止する。 （考案の効果） 上記の如き構成によれば、低回転域から所要の
過給効果が得られるように設定した回転スリーブ
を有する回転圧縮機において、高回転時における
駆動抵抗の著しい増大が防止され、且つ回転スリ
ーブが常に円滑に回転することになる。もつて、
エンジンの過給機として、過給性能に優れ且つ駆
動損失の少い回転圧縮機が実現される。 （実施例） 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。 第１，２図に示すように、回転圧縮機のケーシ
ング１は、円筒状のセンタハウジング２と、その
両側に複数のボルト３…３によつて取り付けられ
た一対のサイドハウジング４，４とによつて形成
され、且つ一方のサイドハウジング４には該ケー
シング１の内外を連通させる吸入ポート５と吐出
ポート６とが設けられている。 該ケーシング１内には、外径がセンタハウジン
グ２の内径より稍小径の回転スリーブ７が回転自
在に嵌合されていると共に、該スリーブ７の外周
面７ａとセンタハウジング２の内周面２ａとの間
に生じる微小な間隙（例えば30〜50μ）が該スリ
ーブ７をフローテイング支持するエアベアリング
８とされ、且つ該スリーブ７にはその内側からエ
アベアリング８にエアを供給するための多数の通
孔７ｂ…７ｂが穿設されている。また、上記サイ
ドハウジング４，４の内側面４ａ，４ａにおける
回転スリーブ７の端面に対向する位置には環状の
シール溝４ｂ，４ｂが形成され、該溝４ｂ，４ｂ
に回転スリーブの端面が摺接するガスシール用の
サイドシール９，９が嵌着されている。 また、ケーシング１内には、両端の軸部１０
ａ，１０ａが上記サイドハウジング４，４に軸受
１１，１１を介して軸承されたロータ１０がセン
タハウジング２の中心ないし回転スリーブ７の回
転中心に対して偏心させて備えられ、該ロータ１
０の外周面１０ｂと回転スリーブ７の内周面７ｃ
の間に略三カ月状の空間が形成されている。そし
て、該ロータ１０には、外周面１０ｂから中心に
向つて等角度間隔で複数（図例においては90゜間
隔で４個）のベーン溝１０ｃ…１０ｃが切り込ま
れており、該溝１０ｃ…１０ｃに夫々板状のベー
ン１２…１２が放射方向に出退自在に嵌装されて
いる。このベーン１２…１２はロータ１０の回転
時に遠心力によつて外方に突出され、その先端部
が回転スリーブ７の内周面７ｃに当接して上記の
三カ月状空間を複数の圧縮室１３…１３に画成す
ると共に、該当接部における摩擦によつて回転ス
リーブ７を回転駆動する。 ここで、第２図に示すようにロータ１０の一方
の軸部１０ａにはプーリ１４が固着され、該プー
リ１４に巻掛けられたベルト１５を介して該ロー
タ１０がエンジン（図示せず）によつて第１図Ａ
方向に回転駆動されるように構成されており、ま
た上記吸入ポート５はエアクリーナに、吐出ポー
ト６はエンジンの燃焼室に夫々連通されている。 然して、上記ケーシング１には、第１図に示す
ように一方のサイドハウジング４（図例において
は吸入、吐出ポート５，６が設けられたサイドハ
ウジング）とセンタハウジング２とに跨つてエア
通路１６が設けられている。このエア通路１６
は、第３，４図に示すように、サイドハウジング
４の内側面４ａにおける吐出ポート６の直上流位
置から該サイドハウジング４の外周部に向つてＬ
状に設けられた導入孔１６ａと、該サイドハウジ
ング４の外周部におけるセンタハウジング２との
合せ面４ｃに形成されて上記導入孔１６ａが連通
された円弧状の溝１６ｂと、センタハウジング２
におけるサイドハウジング４との合せ面２ｂから
該ハウジング２の幅方向に穿設された複数本（図
例においては４本）の孔１６ｃ…１６ｃと、この
幅方向の孔１６ｃ…１６ｃの夫々から複数個（図
例においては３個）づつ分岐されて該センタハウ
ジング２におけ吐出ポート６の付近の内周面２ａ
に開口するエア噴出孔１６ｄ…１６ｄとから構成
され、上記サイドハウジング４とセンタハウジン
グ２とが結合された時に、サイドハウジング４に
おける溝１６ｂとセンタハウジング２における幅
方向の孔１６ｃ…１６ｃとが連通されて、上記導
入孔１６ａからエア噴出孔１６ｄ…１６ｄに通じ
るように構成されている。ここで、この実施例に
おいては、各エア噴出孔１６ｄ…１６ｄは、セン
タハウジング２の内周面２ａに対して回転スリー
ブ７の回転方向（Ａ方向）と反対方向にエアを噴
出するように傾斜状に設けられている。 上記の構成によれば、ロータ１０の回転により
各ベーン１２…１２が外方に突出されて、その先
端部が回転スリーブ７の内周面７ｃに当接するこ
とにより、該回転スリーブ７内に複数の圧縮室１
３…１３が画成されると共に、該回転スリーブ７
がベーン先端部との摩擦によつて該ベーン１２…
１２を介してロータ１０と同期的に回転される。
その場合に、ロータ１０はセンタハウジング２な
いし回転スリーブ７に対して偏心状に備えられて
いるから、上記各圧縮室１３…１３は吸入ポート
５を通過する際には容積が次第に増加し、吐出ポ
ート６を通過する際には容積が次第に減少する。
これにより、吸入ポート５からエアを吸入し、こ
れを吐出ポート６から吐出する圧縮機としての作
用を行う。 然して、その過程において、容積が次第に減少
しながら前部から吐出ポート６に通じて、該ポー
ト６からエアの吐出作用を行つている圧縮室１３
においては、特に高回転時に、吐出抵抗が過大に
なり、吐出ポート６の上流位置（第１図のＢ部）
に圧力が異常に上昇する圧力過大領域が生じよう
とする。しかし、該位置Ｂにおいては、サイドハ
ウジング４の内周面４ａにエア通路１６の一端の
導入孔１６ａが開口されているから、該位置Ｂに
おける高圧のエアの一部が該エア通路１６によつ
て逃がされ、これにより、圧縮室１３における吐
出ポート６の上流側に圧力過大領域が発生するこ
とが防止される。 そして、エア通路１６によつて圧縮室１３から
抜き出された高圧エアは、センタハウジング２に
おける吐出ポート６付近の内周面２ａに開口する
噴出孔１６ｄ…１６ｄから該内周面２ａと回転ス
リーブ７の外周面７ａとの間のエアベアリング８
内に噴出され、回転スリーブ７が内的作用力によ
つて該吐出ポート６側に押し付けられようとする
力に対抗して、該スリーブ７をフローテイング状
態に保持する。その場合に、この実施例において
は上記噴出孔１６ｄ…１６ｄが回転スリーブ７の
回転方向Ａと反対方向にエアを噴出するように傾
斜されているから、該噴射孔１６ｄ…１６ｄから
噴射されるエアが回転スリーブ７に押し戻され
て、該噴出孔１６ｄ…１６ｄの近傍で局部的に圧
力が高まり、これにより上記内的作用力に対抗す
る力が強くなり、回転スリーブ７が確実にフロー
テイング状に保持される。このようにして、特に
高回転時における過圧縮の状態、及び回転スリー
ブがセンタハウジング内周面に押し付けられるこ
とが防止される。 尚、第５図はこの実施例で用いられた回転スリ
ーブ７の外観を示すもので、該スリーブ７の外周
面７ａにはＶ状の圧縮溝７ｄ…７ｄが周方向に並
べて多数形成されている。この圧縮溝７ｄは連通
孔７ｂ，７ｂによつて該スリーブ７の内側から外
側に導入されたエアベアリング用のエアを該スリ
ーブ７のＡ方向の回転によつて中央部Ｃに集中さ
せ、該部Ｃにおける圧力を高めて回転スリーブ７
に対するフローテイング作用を向上させるもので
ある。 また、第６図は、この実施例による回転圧縮機
と従来の回転圧縮機の駆動トルクを比較した実験
結果を示すもので、実施例によるものが全回転範
囲で従来のものより駆動トルクが低下しているこ
とが示されている。尚、実験条件及び供試品は次
の通りである。 圧縮機 容量：400c.c.／rev 吐出圧：０Kg／cm² 回転スリーブ：FCH、外周面コーテイング
なし ハウジング：Al、内面Crメツキ ベーン：カーボン樹脂焼成品

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
回転圧縮機の縦断正面図、第２図は第１図−
線で切断した断面図、第３図はサイドハウジング
単体の正面図、第４図は第１図−線で切断し
た要部断面図、第５図は回転スリーブの単体斜視
図、第６図は該実施例の効果を示すグラフであ
る。 １……ケーシング、２……センタハウジング、
２ａ……内周面、４……サイドハウジング、４ａ
……内側面、５……吸入ポート、６……吐出ポー
ト、７……回転スリーブ、８……エアベアリン
グ、１０……ロータ、１２……ベーン、１３……
圧縮室、１６……エア通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒状のセンタハウジングとその両側に取り付
   けられたサイドハウジングとによつて形成され且
   つ吸入ポートと吐出ポートとを有するケーシング
   内に、外径が上記センタハウジングの内径より稍
   小さい回転スリーブをセンタハウジングとの間に
   形成されるエアベアリングにより回転自在に嵌合
   支持すると共に、該回転スリーブの内側に偏心状
   にロータを備え、且つ該ロータに複数のベーンを
   放射方向に出退自在に装着した構成において、上
   記サイドハウジングの内側面における吐出ポート
   の直上流位置からセンタハウジングにおける吐出
   ポート付近の内周面に至るエア通路を設けたこと
   を特徴とする回転スリーブを有する回転圧縮機。