JPS6329185Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えばエンジンの機械過給用エアポ
ンプ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） 近年においては、例えばエンジンの機械過給用
エアポンプとして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の使用が試みられ
ている。これは、第４図に示すように、円筒状の
センターハウジングＡとその両端部に夫々取付け
られたサイドハウジングＢ，B′とでなるケーシ
ングＣと、該ケーシング内に空気軸受けされるよ
うに上記センターハウジングＡとの間に所定の間
隙を有して回転自在に嵌挿された回転スリーブＤ
と、該スリーブＤ内に偏心配置されたロータＥ
と、該ロータＥの放射方向に出退自在に嵌挿され
且つ該ロータＥと回転スリーブＤとの間に複数の
作動室Ｆ…Ｆを形成する複数のベーンＧ…Ｇとか
ら構成され、上記ロータＥの回転に伴つて各ベー
ンＧ…Ｇが回転スリーブＤの内周面に摺接した状
態で回転するようになつている。このような回転
圧縮機によれば、上記各ベーンＧ…Ｇの回転に伴
つて各作動室Ｆ…Ｆの容積が変化することによ
り、吸入ポートＨから該作動室Ｆ…Ｆ内に吸入さ
れた空気が圧縮された上で吐出ポートＩから吐出
されることになる。そして、上記回転圧縮機にお
いては特にセンターハウジングＡと各ベーンＧ…
Ｇとの間に回転スリーブＤが介在され、該スリー
ブＤが上記間隙によつて形成された空気軸受部Ｊ
を介して空気軸受けされているため、各ベーンの
先端がセンターハウジング内周面に摺接する通常
のベーン式回転圧縮機に比べて駆動抵抗が大幅に
低減されることになる。

ところで、上記のような回転圧縮機において
は、一般に、作動室Ｆ…Ｆ内の圧力が吐出行程で
高くなり、吸入行程で低くなるため、回転スリー
ブＤが矢印Ｘで示す方向に押されて吐出ポートＩ
側のセンターハウジング内周面A₁に接触し易い
傾向がある。そのため、上記空気軸受部Ｊ内の圧
力が不足すると、回転スリーブＤが上記の矢印Ｘ
方向に移動して該スリーブＤの外周面が吐出ポー
トＩ側のセンターハウジングＡの内周面A₁に強
く押し付けられ、その摺動抵抗により駆動損失が
増大すると共に、最悪の場合は短時間に回転スリ
ーブＤが焼き付く可能性がある。

そこで、従来においてはセンターハウジングＡ
に、一端が空気噴出口K₁を介して空気軸受部Ｊ
に連通された連通路Ｋを設け、この通路Ｋ内に圧
縮作用をしている作動室内や吐出ポートＩの下流
側から圧縮空気を導入して、これを上記噴出口
K₁から噴出させることにより、上記回転スリー
ブＤのＸ方向への移動を阻止する方法が採用され
ている。つまり、上記のようにして空気軸受部Ｊ
内に噴出された圧縮空気は回転スリーブＤの回転
に伴つて吐出ポートＩの周辺の空気軸受部Ｊに誘
導され、該軸受部Ｊ内において回転スリーブＤの
センターハウジングＡへの近接により更に圧縮さ
れて極大圧が得られることになるが、この極大圧
によつて上記スリーブＤのセンターハウジング内
周面A₁への接触を防止するのである。その場合、
上記空気軸受部Ｊ内において発生する極大圧は空
気噴出口K₁から噴出される圧縮空気の圧力（初
期圧力）に大きく依存することが知られている。

然るに、従来における上記のような回転圧縮機
においては、例えば吐出ポートＩの下流側から空
気噴出口K₁に圧縮空気が導かれる過程での圧力
損失等によつて、上記空気噴出口K₁における初
期圧力を十分に高めることができなかつたため、
上記吐出ポートＩの周辺の空気軸受部Ｊにおいて
も不十分な極大圧しか得られず、そのため上記セ
ンターハウジング内周面A₁への回転スリーブＤ
の接触を有効に防止することができなかつたので
ある。

尚、空気軸受部Ｊ内において十分な極大圧を発
生させるべく、空気噴出口K₁から該軸受部Ｊ内
に噴出される圧縮空気の初期圧力を高めようとす
ると、そのための圧力発生装置を別途備える必要
がある。

（考案の目的） 本考案は従来における上記のような問題に対処
するもので、回転スリーブを有する回転圧縮機に
おいて、回転スリーブを支持する空気軸受部の圧
力が常に高圧状態に保持されるようにして、十分
な剛性を有する空気軸受機構を実現する。これに
より、回転スリーブとセンターハウジング内周面
との接触及びこれに伴う焼き付きを防止して、こ
の種の回転圧縮機の耐久性及び信頼性を飛躍的に
向上させることを目的とする。

（考案の構成） 上記目的達成のため、本考案に係る回転圧縮機
は次のように構成される。

即ち、円筒状の内周面を有するセンターハウジ
ングと該センターハウジングの両側部に配置され
たサイドハウジングとを有するケーシングと、上
記サイドハウジングに形成された吸入ポート及び
吐出ポートと、上記センターハウジング内に嵌挿
されて該ハウジング内周面との間に形成された空
気軸受部を介して回転自在に支持された回転スリ
ーブと、該スリーブ内に偏心配置されたロータ
と、該ロータに出退自在に嵌挿され且つ上記回転
スリーブ内周面に摺接して該スリーブとロータと
の間に複数の作動室を形成する複数のベーンとを
有する構成において、上記吐出ポート側のセンタ
ーハウジングに一端が該吐出ポート側における上
記空気軸受部のロータ回転方向に対する上流側に
開口され且つ他端がその下流側に開口された第１
連通路を設け、該第１連通路に上記上流側開口部
から下流側開口部への空気の流れを遮断する第１
遮断機構を備える。また、上記第１連通路におけ
る上流側開口部と吐出ポートとを連通させる第２
連通路を設け、該第２連通路に上記第１連通路の
上流側開口部から吐出ポートへの空気の流れを遮
断する第２遮断機構を備える。そして、吐出ポー
トから第２連通路を介して第１連通路の上記上流
側開口部に送られた圧縮空気が、該開口部から空
気軸受部内に噴出され、更に回転スリーブの回転
に伴つてその下流側に運ばれて第１連通路の上記
下流側開口部に流入し、第１連通路により第１遮
断機構を介して再び該通路の上流側開口部に送ら
れるように構成する。

このような構成によれば、吐出ポート側から空
気軸受部内に導入される圧縮空気の圧力（吐出
圧）が相対的に低い場合は、空気軸受部内で極大
圧となつた空気が第１連通路内の第１遮断機構を
通過して該第１連通路の上流側開口部から再び空
気軸受部内に噴出され、また、第１連通路を介し
て空気軸受部の下流側から運ばれてくる空気の圧
力よりも上記圧縮空気の吐出圧の方が高い場合に
は、該第１連通路を介して運ばれてくる空気の圧
力が該圧縮空気によつて更に加圧された上で上流
側開口部から空気軸受部内に噴出されることとな
り、該空気の加圧サイクルが形成されることにな
る。尚、上記第１、第２遮断機構は例えば逆止弁
によつて構成される。

（考案の効果） 上記の構成によれば、吐出ポート側の空気軸受
部内に噴出される空気の加圧サイクルが形成され
るため、該軸受部内の圧力が常に高い状態に保持
されて十分な剛性が確保されることになる。これ
により、回転スリーブとセンターハウジング内周
面との接触及びこれに伴う該スリーブの焼き付き
等を有効に防止することができ、この種の回転圧
縮機の耐久性及び信頼性が飛躍的に向上する。

（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１のケー
シング２は、円筒状のセンターハウジング３と、
その両端に複数の通しボルト４…４によつて夫々
取付けられたフロントサイドハウジング５及びリ
ヤサイドハウジング６とを有し、このうちリヤサ
イドハウジング６には該ケーシング２の内外を連
通させる吸入ポート７と吐出ポート８とが夫々形
成されている。ここで、該リヤサイドハウジング
６の外側面には、上記吸入ポート７及び吐出ポー
ト８に連結用パイプを接続するための補助プレー
ト９が連設されている。

上記ケーシング２内には、外径がセンターハウ
ジング３の内径より稍小径の回転スリーブ１０が
回転自在に嵌挿されていると共に、該スリーブ１
０の外周面１０ａとセンターハウジング３の内周
面３ａとの間に微小な間隙が設けられて該スリー
ブ１０をフローテイング支持する空気軸受部１１
とされている。また、上記両サイドハウジング
５，６の内面には回転スリーブ１０の端面に対応
させて環状のカーボン材１２，１２が嵌着され、
該カーボン材１２，１２によつて回転スリーブ１
０と両サイドハウジング５，６との摺動抵抗を軽
減するようになつている。

更に、ケーシング２内には、両端の軸部１３
ａ，１３ａが上記サイドハウジング５，６に軸受
１４…１４を介して軸承されたロータ１３がセン
ターハウジング３の中心ないし回転スリーブ１０
の回転中心に対して偏心させて備えられ、該ロー
タ１３の外周面１３ｂと回転スリーブ１０の内周
面１０ｂとの間に断面形状が略三日月状の空間が
形成されている。そして、該ロータ１３には等角
度間隔に外周面１３ｂから中心に向つて複数（図
例においては90゜間隔で４個）のベーン溝１３ｃ
…１３ｃが切込まれており、該溝１３ｃ…１３ｃ
に夫々板状のベーン１５…１５が放射方向に出退
自在に嵌装されている。このベーン１５…１５は
ロータ１３の回転時に遠心力によつて外方に突出
され、その先端が回転スリーブ１０の内周面１０
ｂに当接して、上記断面三日月状の空間を複数の
作動室１６…１６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１０を回転駆動
するようになつている。

ここで、この実施例における回転圧縮機１には
フロントサイドハウジング５側にプーリ１７が備
えられているが、該プーリ１７は、ロータ１３に
おけるフロントサイドハウジング５から外部に突
出する軸部１３ａに固着されていると共に、該フ
ロントサイドハウジング５に設けられた突出部５
ａに軸受１８，１８を介して軸承されており、該
プーリ１７に巻掛けられたベルト（図示せず）を
介してロータ１３が第１図ａ方向に回転駆動され
るようになつている。

然して、第１，３図に示すように、この回転圧
縮機１においては、吐出ポート８側のセンターハ
ウジング３に、一端が吐出ポート８側における空
気軸受部１１の上流側に開口され且つ他端がその
下流側に開口された第１連通路１９…１９が形成
されていると共に、吐出ポート８に続く吐出通路
８ａから分岐されて上記第１連通路１９…１９の
上流側の第１開口部１９ａ…１９ａに接続された
第２連通路２０が設けられている。ここで、この
実施例においては上記第１連通路１９…１９はセ
ンターハウジング３の周方向に沿つて３本形成さ
れ、また、その第２開口部１９ｂ…１９ｂは上記
空気軸受部１１内における空気の圧力が回転スリ
ーブ１０の回転に伴つて最大となる位置（該空気
の動圧が極大圧となる位置）に対応させて設けら
れている。そして、各第１連通路１９…１９には
上記第１開口部１９ａ…１９ａ側から第２開口部
１９ｂ…１９ｂ側への空気の流れを遮断する第１
逆止弁２１…２１が夫々備えられ、また、第２連
通路２０には上記第１連通路１９…１９における
第１開口部１９ａから吐出ポート８側への空気の
流れを遮断する第２逆止弁２２が夫々備えられて
いる。そして、吐出ポート８から吐出通路８ａ及
び第２連通路２０を介して各第１連通路１９…１
９の第１開口部１９ａ…１９ａに送られた圧縮空
気が該開口部１９ａ…１９ａから上記空気軸受部
１１内に噴出され、これが回転スリーブ１０の回
転に伴つて下流側に運ばれて第１連通路１９…１
９の各第２開口部１９ｂ…１９ｂに流入し、第１
逆止弁２１…２１を通過して再び第１開口部１９
ａ…１９ａに送られるようになつている。

上記の構成によれば、ロータ１３の回転により
各ベーン１５…１５が外方に突出されて、その先
端部が回転スリーブ１０の内周面１０ｂに当接す
ることにより、該回転スリーブ１０内に複数の作
動室１６…１６が画成されると共に、該回転スリ
ーブ１０がベーン先端部との摩擦によつて該ベー
ン１５…１５を介してロータ１３と同期的に回転
される。その場合に、ロータ１３はセンターハウ
ジング３ないし回転スリーブ１０に対して偏心状
に備えられているから、上記各作動室１６…１６
は、吸入ポート７を通過する際には容積が次第に
増加し、吐出ポート８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７から空
気を吸入して、これを圧縮した上で吐出ポート８
から吐出する各行程、つまり吸気、圧縮、排気の
各行程が繰り返されて圧縮機としての作用が行わ
れることになる。

然して、上記回転圧縮機１の運転開始時におい
ては、吐出ポート８に吐出された圧縮空気の一部
が該ポート８の下流から第２連通路２０内の第２
逆止弁２２を介してセンターハウジング３におけ
る各第１連通路１９…１９の第１開口部１９ａ…
１９ａに導かれ、該開口部１９ａ…１９ａから吐
出ポート８側の空気軸受部１１内の上流側つまり
圧縮作用をしている作動室１６（第１図において
は作動室１６₁）に対応する空気軸受部１１内に
噴出され、更に回転スリーブ１０の回転に伴つて
該空気軸受部１１内の下流側に運ばれる。その場
合、回転スリーブ１０内においては吸入ポート７
側よりも吐出ポート８側の方が作動室１６内の圧
力が高くなり、これに伴つて該スリーブ１０が吐
出ポート８側のセンターハウジング３の方向に寄
せられるため、上記空気軸受部１１内を下流側に
流れた空気はこのスリーブ１０のセンターハウジ
ング３への寄りを受けて圧縮され、該軸受部１１
内の下流側で該空気圧力が極大圧となる。そし
て、このようにして圧力を上昇させながら空気軸
受部１１内を下流側に流れた空気は、該下流側で
センターハウジング３に設けられた第１連通路１
９…１９の第２開口部１９ｂ…１９ｂから該通路
内に取込まれることになるが、この時、上記の圧
力上昇分だけ該空気の圧力が第１連通路１９…１
９の第１開口部１９ａ…１９ａ側の圧力よりも高
くされているため、該空気は第２逆止弁２１…２
１を通過して該通路１９…１９内を第１，３図に
示すｂ方向に進む。

然して、上記のようにして第１連通路１９…１
９の第１開口部１９ａ…１９ａ側に送られた空気
は、その圧力が該吐出ポート８からの圧縮空気の
圧力（吐出圧）よりも高い場合には、第２連通路
２０上の第２逆止弁２２によつて吐出ポート８側
への流れが遮断されているため、その高圧力状態
のままで第１開口部１９ａ…１９ａから空気軸受
部１１内に噴出されるが、吐出圧よりも低い圧力
状態にある場合には、上記圧縮空気によつて更に
加圧された上で再び第１開口部１９ａ…１９ａか
ら空気軸受部１１内に噴出されることとなり、こ
のようにして該軸受部１１内に噴出される空気の
圧力（初期圧力）及びその下流側において発生す
る極大圧が短時間に高められる加圧サイクルが形
成されることになる。これにより、吐出ポート８
側の空気軸受部１１内の圧力が常に高い状態に保
持されて十分な剛性が確保され、その結果、回転
スリーブ１０が吐出ポート８側のセンターハウジ
ング内周面３ａに接触しなくなり、該スリーブ１
０の焼き付きが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本考案の実施例を示すもので、第
１図は第１実施例に係る回転圧縮機の縦断面図、
第２図は第１図−線で切断した断面図、第３
図は第１図−線で切断して吐出ポート側のケ
ーシング内周面を示す要部断面図である。第４図
は従来の回転圧縮機を示す要部縦断面図である。 １……回転圧縮機、２……ケーシング、３……
センターハウジング、５，６……サイドハウジン
グ、７……吸入ポート、８……吐出ポート、１０
……回転スリーブ、１１……空気軸受部、１３…
…ロータ、１５……ベーン、１６……作動室、１
９……第１連通路、１９ａ……上流側開口部（第
１開口部）、１９ｂ……下流側開口部（第２開口
部）、２０……第２連通路、２１……第１遮断機
構（第１逆止弁）、２２……第２遮断機構（第２
逆止弁）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒状の内周面を有するセンターハウジングと
   該センターハウジングの両側部に配置されたサイ
   ドハウジングとを有するケーシングと、上記サイ
   ドハウジングに形成された吸入ポート及び吐出ポ
   ートと、上記センターハウジング内に嵌挿されて
   該ハウジング内周面との間に形成された空気軸受
   部を介して回転自在に支持された回転スリーブ
   と、該スリーブ内に偏心配置されたロータと、該
   ロータに出退自在に嵌装され且つ上記回転スリー
   ブ内周面に摺接して該スリーブとロータとの間に
   複数の作動室を形成する複数のベーンとを備えた
   回転圧縮機であつて、上記吐出ポート側のセンタ
   ーハウジングに設けられて一端が該吐出ポート側
   における上記空気軸受部のロータ回転方向に対す
   る上流側に開口され且つ他端がその下流側に開口
   された第１連通路と、該第１連通路における上流
   側開口部と上記吐出ポートとを連通させる第２連
   通路と、上記第１連通路に設けられてその上流側
   開口部から下流側開口部への空気の流れを遮断す
   る第１遮断機構と、上記第２連通路に設けられて
   上記第１連通路の上流側開口部側から吐出ポート
   への空気の流れを遮断する第２遮断機構とを有す
   ることを特徴とする回転スリーブを有する回転圧
   縮機。