JPS6349585Y2 - - 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における回転スリーブの改
良に関する。 （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
エンジン加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、円筒状のセンタハウジングとそ
の両側に取り付けたサイドハウジングとによつて
形成されたケーシング内に偏心状にロータを備え
ると共に、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、該ロータの回転により各ベー
ン間に画成した圧縮室の容積を増減させて、吸
入、吐出作用を行わせるように構成したものであ
る。 然してこの種の回転圧縮機においては、従来、
ベーンの先端がセンタハウジングの内周面に対し
て高速で摺動するため該ベーンの先端が早期に摩
耗するという問題があつた。この問題に対して
は、センタハウジングの内側に微小な間隙を設け
て回転自在に回転スリーブを嵌合し、ベーンの先
端を該回転スリーブの内周面に当接させて、該回
転スリーブをロータないしベーンと共に、回転さ
せることにより、該ベーン先端の摩耗を防止する
ようにした回転圧縮機が提案されている

【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１５．１ａ参照】。しかし、この
回転圧縮機においては、回転スリーブとセンタハ
ウジングとの間にオイルを供給してオイルベアリ
ング作用を付与させているため、粘性の高いオイ
ルが回転スリーブの回転を抑制する抵抗減とな
り、圧縮機の駆動トルク損失の増大を避けられ
ず、毎分数千回という高速回転が要求されるエン
ジンの過給機等として実用に供せないものであ
る。 これに対しては、上記回転スリーブとセンタハ
ウジングとの間に高圧エアを供給し、そのエアベ
アリング作用によつて回転スリーブを回転可能に
フローテイング支持するものが知られている（例
えば、実公昭８−13964号公報参照）。しかし、こ
のエアベアリングを用いたものにおいても、回転
スリーブとその両側のサイドハウジングとの間に
熱膨脹や寸法誤差等を許容するために設けられる
間隙のために、該回転スリーブが軸方向にがたつ
き易く、このがたつきが回転スリーブの円滑な回
転を妨げて、当該圧縮機の駆動損失を増大させる
といつた欠点がある。 （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、回転スリーブを円滑に回転さ
せるようにして、駆動損失の低減を図ることを目
的とする。 （考案の構成） 本考案は上記目的達成のため次のように構成し
たことを特徴とする。 即ち、本考案は、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
よつて形成されたケーシングと、上記サイドハウ
ジングに設けられた吸入ポート及び吐出ポート
と、上記両サイドハウジング間においてセンタハ
ウジングの内側に微小な間隙からなるエアベアリ
ングにより回転自在に嵌挿支持された回転スリー
ブと、該回転スリーブの回転中心に対して偏心状
に備えられたロータと、該ロータに放射方向に出
退自在に装着された複数のベーンとからなり、ロ
ータの回転時にベーンを介して回転スリーブが回
転されるように構成された回転圧縮機において、
上記回転スリーブの外周面に周方向へ多数並べて
圧縮溝もしくはデインプルを形成する一方、該圧
縮溝もしくはデインプルを、回転スリーブの回転
方向の後方側に閉塞された端部と、該端部に連設
されて回転スリーブの回転方向前方側に延び、上
記端部へエアの流れを案内する左右非対称形の斜
辺部とを有する形状としたことを特徴とする。 このような構成によれば、上記エアベアリング
により、回転スリーブがオイルベアリングを用い
たものに比べて著しく小さな駆動抵抗で回転駆動
されることになる。そして、特に回転スリーブの
外周面に設けられた圧縮溝もしくはデインプルに
より上記エアベアリング機能が向上すると共に、
これらが回転スリーブの回転方向後方側が端部と
された左右非対称形の斜辺部を有するので、エア
ベアリングを構成する間隙内に存在し或は該間隙
に積極的に供給されるエアが上記斜辺部によつて
端部側に案内されて、該端部に衝突することによ
り或はその際に生じる圧力差によつてスラスト力
を発生させるのであり、この結果、該スリーブの
一方の端面がサイドハウジングの内面に適度な力
で押し付けられて、該スリーブが両側のサイドハ
ウジング間で軸方向にがたつくことが防止され
る。 （考案の効果） このように本考案によれば、ベーンの摩耗を防
止するための回転スリーブを備えた回転圧縮機に
おいて、該回転スリーブが小さな駆動抵抗で回転
駆動されると共に、スリーブの軸方向のがたつき
が防止されて常に円滑に回転することになり、こ
のがたつきによる駆動損失の増大が解消されるこ
とになる。これにより、エンジンの過給機とし
て、低回転域から所要の過給効果が得られ且つ駆
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９…９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７ｂ，７ｂ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４
ｂ，４ｂに回転スリーブ７の端面が摺接するガス
シール用のサイドシール１０，１０が嵌着されて
いる。ここで、回転スリーブ７の軸方向寸法ｌは
熱膨脹や寸法誤差等に拘わらず該スリーブ７が自
由に回転し得るように、両サイドハウジング４，
４の内側面４ａ，４ａ間の寸法l′より稍小さ目に
設定されている。 また、ケーシング１内には、両端の軸部１１
ａ，１１ａが上記サイドハウジング４，４に軸受
１２，１２を介して軸承されたロータ１１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
１の外周面１１ｂと回転スリーブ７の内周面７ｃ
と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１１には、外周面１１ｂ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１１ｃ…１１ｃが切り込
まれており、該溝１１ｃ…１１ｃに夫々板状のベ
ーン１３…１３が放射方向に出退自在に嵌装され
ている。このベーン１３…１３はロータ１１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１４…１４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１１の一方
の軸部１１ａにはプーリ１５が固着され、該プー
リ１５に巻掛けられたベルト１６を介して該ロー
タ１１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。 然して上記回転スリーブ７の外周面７ａには、
第３図に示すように多数の圧縮溝１７…１７が周
方向に並べて形成されている。この圧縮溝１７…
１７は、夫々該スリーブ７の周方向に平行な溝１
７ａと、該溝１７ａの一端に交わる斜め方向の溝
１７ｂとにより左右非対称のＶ字形とされ、そし
て、上記通孔９，９が両溝１７ａ，１７ｂの交わ
らない方の端部に夫々開口されている。ここで、
両溝１７ａ，１７ｂはスリーブ７の回転方向Ａに
対して後方となる端部が交わつて閉塞された状態
となつており、且つ各圧縮溝１７…１７は斜め方
向の溝１７ｂ…１７ｂが同一の側方に位置するよ
うに設けられ、且つ各溝１７ｂ…１７ｂの斜辺部
１７ｃは端部から回転スリーブ７の回転方向の前
方側に延びて左右非対称の形状となつている。 上記の構成によれば、ロータ１１の回転により
各ベーン１３…１３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、複数の圧縮室１４…１４が画成される
と共に、上記回転スリーブ７がベーン１３…１３
を介してロータ１１と同期的に回転される。その
場合に、ロータ１１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１４…１４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。 然して上記回転スリーブ７は、圧縮室１４…１
４から通孔９…９を通つてエアベアリング８に供
給されるエアにより、センタハウジング２の内側
にフローテイング支持された状態で回転され、従
つてロータ１１ないし該回転スリーブ７の高速回
転時にも駆動抵抗が余り増大することがない。そ
の場合に、その実施例では、上記通孔９…９は回
転スリーブ７の外周面７ａに形成されたＶ字形の
圧縮溝１７…１７の端部に形成されているから、
該通孔９…９によつてエアベアリング８に供給さ
れたエアはスリーブの回転に伴つて圧縮溝１７…
１７に沿つて流動し、各圧縮溝１７を構成する２
本の溝１７ａ，１７ｂの交点Ｂに集中する。その
ため、該交点Ｂにおいてはエアが圧縮され、この
圧縮による反力によつて回転スリーブ７が効果的
にフローテイング支持されるのである。 そして、特に上記各圧縮溝１７を構成する２本
の溝１７ａ，１７ｂは、前者が回転スリーブ７の
周方向に、後者が斜め方向に形成されているか
ら、後者の溝１７ｂの方が長く、該溝１７ｂの斜
辺部１７ｃでエアの流れが案内されて、エアの流
動速度ないし圧縮速度が前者の溝１７ａより速く
なり、そのため両溝１７ａ，１７ｂの交点Ｂ（閉
塞された端部）において圧力差が生じ、この圧力
差によつて回転スリーブ７がＣ方向のスラスト力
を受けるのである。これにより、該回転スリーブ
７は第２図に示すように一方の端面７ｂがサイド
ハウジング４の内側面４ａ（サイドシール１０）
に押し付けられ、両サイドハウジング４，４間で
がたつくことが防止されて円滑に回転するように
なり、上記のように該スリーブ７がエアベアリン
グ８によりフローテイング支持されていることと
相俟つて、該スリーブ７ないしロータ１１の駆動
損失が効果的に低減されることになる。 ここで、該実施例においては、回転スリーブ７
における通孔９…９を圧縮溝１７…１７の端端に
設けて圧縮室１４…１４内からエアベアリング８
に供給されるエアを該圧縮溝１７…１７に直接導
入するようにしたが、通孔９…９を圧縮溝１７…
１７と離して設けた場合にも、各圧縮溝１７…１
７内に周辺から流入するエアによつて同様の作用
が得られる。 尚、第４図は本考案の他の実施例を示すもの
で、この実施例においては、回転スリーブ７′の
外周面７a′にデインプル１７′…１７′が多数設け
られている。これらのデインプル１７′…１７′
は、夫々スリーブ７′の軸方向の辺部１７a′と、
これに直交するスリーブ周方向の辺部１７b′と、
両辺部１７a′，１７b′に斜交する斜辺部１７c′と
により直角三角形状とされている。そして、各デ
インプル１７′…１７′は、周方向の辺部１７b′と
斜辺部１７c′との交点B′（閉塞された端部）がス
リーブ７′の回転方向A′に対して後方となるよう
に、且つ斜辺部１７c′が夫々のデインプル１７′
の同じ側方に位置するように設けられ、且つ左右
の斜辺部１７c′，１７c′は非対称に形成されてい
る。そして、各斜辺部１７c′，１７c′は、上記実
施例と同様に、端部から回転スリーブ７′の回転
方向前方側に延びて形成されている。 この実施例においては、各デインプル１７′…
１７′内において、スリーブ７′の回転に伴つてエ
アが周方向の辺部１７b′と斜辺部１７c′に沿つて
流動し、両辺部１７b′，１７c′の交点B′に集中す
る。従つて、各デインプル１７′の交点B′におい
ては上記実施例における溝１７ａ，１７ｂの交点
Ｂにおける現象と同様の現象が生じ、これにより
回転スリーブ７′がC′方向のスラスト力を受け、
上記実施例と同様に回転スリーブ７′のがたつき
が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す回転圧縮機の縦
断正面図、第２図は第１図−線で切断した断
面図、第３図は該実施例における回転スリーブの
単体斜視図、第４図は他の実施例における回転ス
リーブの単体斜視図である。 １……ケーシング、２……センタハウジング、
４……サイドハウジング、５……吸入ポート、６
……吐出ポート、７，７′……回転スリーブ、７
ａ，７a′……外周面、８……エアベアリング、１
１……ロータ、１３……ヘーン、１７……圧縮
溝、１７′……デインプル、１７ｃ，１７c′……
斜辺部。

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た
   ケーシングと、上記サイドハウジングに設けられ
   た吸入ポート及び吐出ポートと、上記両サイドハ
   ウジング間においてセンタハウジングの内側に微
   小な間隙からなるエアベアリングにより回転自在
   に嵌挿支持された回転スリーブと、該回転スリー
   ブの回転中心に対して偏心状に備えられたロータ
   と、該ロータに放射方向に出退自在に装着された
   複数のベーンとからなり、ロータの回転時にベー
   ンを介して回転スリーブが回転されるように構成
   された回転圧縮機における上記の回転スリーブで
   あつて、その外周面に周方向へ多数並べて圧縮溝
   もしくはデインプルが形成され、該圧縮溝もしく
   はデインプルは、回転スリーブの回転方向の後方
   側に閉塞された端部を有し、且つ該端部に連設し
   て回転スリーブの回転方向前方側に延びて形成さ
   れ、端部へのエアの流れを案内する左右非対称形
   の斜辺部を有することを特徴とする回転圧縮機の
   回転スリーブ。