JPS6361511B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、センタハウジング内に回転スリーブ
を浮動支持し、該回転スリーブ内にベーンを備え
たロータを回転自在に内装した回転圧縮機に関
し、とくにその回転スリーブの浮動支持構造に関
する。

一般にベーン型回転圧縮機は用途により要求さ
れる性能が異なるが、自動車用エンジンの過給機
等には高圧と広範囲の回転数に耐えることが要求
される。このような性能を得るために、センタハ
ウジング内に回転スリーブを設け、該回転スリー
ブの外周面とセンタハウジングの内周面との間に
空気軸受室を形成して回転スリーブを浮動支持
し、回転スリーブ内にベーン付ロータを内装して
回転スリーブをロータと共に回転させるようにし
た回転圧縮機が、先に本出願人により提案されて
いる（特開昭58−65988号、特願昭58−28608号）。
このような構成をとることにより、ベーンの回転
摺動による発熱が抑制されるとともに、無潤滑の
回転が得られ、高圧、大流量、広範囲の回転数に
おける使用に適した回転圧縮機が得られる。

ところで、上記回転圧縮機においては、浮動支
持された回転スリーブがセンタハウジング内を円
滑に回転することが必要である。そのためには、
回転スリーブは気体の断熱圧縮により内周側が加
熱され両端部が外側にそり返つて鼓型に熱変形す
る傾向があるが、両端部のセンタハウジングとの
接触をできる限り限ぐことが重要である。さら
に、回転スリーブにかかる負荷力は中心部で大き
く、端部にいくに従つて小さくなるために、回転
スリーブ両端部がぶれてセンタハウジング内周と
接触し、焼付きの原因となる場合があるが、この
ような不具合の発生は避けられなければならな
い。

本発明は、以上の点に鑑み、回転スリーブの回
転が円滑で、かつ回転スリーブとセンタハウジン
グとの接触による摩耗や焼付きのおそれを除去し
た回転圧縮機を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の回転圧縮
機は、センタハウジング内に空気軸受室を介し回
転スリーブを回転自在に浮動支持し、回転スリー
ブ内に出入自在にベーンを嵌挿したロータを回転
自在に内装し、回転スリーブに、その両端部に、
軸方向端部の外周面から軸方向中央側の外周面に
かけて、周方向に連続して延び、かつ前記軸方向
端部に向つて先細りとなるテーパを形成したもの
から構成されている。

このような構成をとることにより、回転スリー
ブ両端が外側にそり返る方向に熱変形をしても、
テーパの形成により両端が角落しした形になつて
いるため、回転スリーブのセンタハウジング内周
との接触が防止される。また、回転スリーブがぶ
れた場合にも回転スリーブ両端がテーパにより角
落しされているので端部が接触し難くなり、接触
してもテーパが円周方向に連続して延び円周状に
なつているので摩擦抵抗が非常に小さく、摩耗ま
たはスカツフイングの防止、焼付きの防止がはか
られる。

以下に、本発明の回転圧縮機の望ましい実施例
を図面を参照して説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係
る回転圧縮機を示している。図中、１はセンタハ
ウジング、２はセンタハウジング１内に設けられ
たロータであり、該ロータ２は、ロータ２と一体
に形成された回転軸３部でベアリング４，５によ
り回転自在に支持されている。ベアリング４．５
は、フロントサイドハウジング６、リヤサイドハ
ウジング７にそれぞれ嵌合されている。フロント
サイドハウジング６、リヤサイドハウジング７お
よびリヤサイドハウジング７の外側に設けられた
リヤカバー８は、センタハウジング１を貫通する
ボルト９によつて、センタハウジング１に締結さ
れている。ロータ２の回転軸３は、フロントサイ
ドハウジング６にベアリング１０を介して回転自
在に支持されたプーリ１１と回転部材１２を介し
て連結されている。そして、プーリ１１には図示
を省略した駆動装置、たとえばエンジンクランク
シヤフト等、から回転駆動力が伝達される。

ロータ２は、第２図に示すように、センタハウ
ジング１の軸心１３から偏心した位置にその軸心
１４を有している。ロータ２には、ロータ２の半
径方向に延びセンタハウジング１の内周面方向に
向けて開口する有底のベーン溝１５が複数形成さ
れており、ベーン溝１５にはセンタハウジング１
の内周面に向かつて出入自在にベーン１６が嵌挿
されている。

ベーン１６とセンタハウジング１の内周面との
間には、センタハウジング１の軸心１３と実質的
に同一の軸心を有する円環状部材から成る回転ス
リーブ１７が回転自在に内装されている。回転ス
リーブ１７の外周面とセンタハウジング１の内周
面との間のクリアランスは空気軸受室１８を形成
している。空気軸受室１８は回転スリーブ１７の
外周面全面にわたつて形成されており、回転スリ
ーブ１７はセンタハウジング１内に空気軸受室１
８を介して浮動支持されている。この空気軸受室
１８には、センタハウジング１の内周面に回転ス
リーブ１７の軸と平行方向に延びる直線スリツト
状に形成された気体の流入口１９および流出口２
０が、開口している。流入口１９の開口は、ジグ
ザグ状に延びるスリツトあるいは回転方向に頂点
を有する二等辺三角形状の開口であつてもよい。
流入口１９は、リヤサイドハウジング７内に形成
れた気体供給孔２１を介してリヤカバー８内に形
成された吸入室２２と連通している。

吸入室２２は、リヤサイドハウジング７内に形
成され第２図に示すようにロータ２側が円弧状に
開口した吸入孔２３を介して、ロータ２と回転ス
リーブ１７との間の吸入側作動室２４と連通して
いる。吸入室２２は、また、ロータ２側が円弧状
に開口した連通孔２５を介してベーン溝１５の底
とベーン１６との間に形成される空間に連通して
いる。

一方、流出口２０は、リヤサイドハウジング７
内に形成された気体排出孔２６を介してリヤカバ
ー８内に形成された吐出室２７と連通している。
吐出室２７は、吐出弁２８を介してリヤサイドハ
ウジング７内に形成された吐出孔２９と連通して
いる。該吐出孔２９は、ロータ２側に円弧状に開
口してロータ２と回転スリーブ１７との間の吐出
側作動室３０と連通し、かつロータ２側が円弧状
に開口した連通孔３１を介してベーン溝１５の底
とベーン１６との間に形成される空間に連通して
いる。

なお、前記気体の流入口１９と流出口２０と
は、第２図に示すように、ロータ２の回転方向Ａ
にみて吐出側作動領域の始端側と終端側とに設け
られている。

回転スリーブ１７の両端部に対向するフロント
サイドハウジング６およびリヤサイドハウジング
７の内側面には、回転スリーブ１７側に開口する
環状の溝３２，３３が形成されており、溝３２，
３３には、環状で無潤滑の摺動部材３４が嵌着さ
れている。摺動部材３４は、カーボン系の自己潤
滑材から成つている。

再び回転スリーブ１７の説明に戻るが、回転ス
リーブ１７には、第３図および第４図にとくに明
らかに示すように、その両端部に、軸方向端部の
外周面から軸方向中央側の外周面にかけて、軸方
向中央側から両端部に向つて半径が徐々に縮小す
るテーパ３５が形成されている。テーパ３５の傾
斜は5/100以下が有効であり、回転スリーブ１７
の両端の厚みが中央のテーパのない部分の厚みの
１／２以上でかつ両端の各々のテーパ３５の長さは
両テーパ３５，３５が互に接触しないよう回転ス
リーブ１７の長さの1/2未満である。それ以上の
テーパをつけると両端の厚みが小になり過ぎて、
強度上問題が生じたり、回転スリーブの姿勢が安
定しないからである。なお、テーパ３５は回転ス
リーブ１７の円周方向に全円周にわたつて連続し
て形成されている。一方、センタハウジング１の
内周面は、真直円筒状に形成されており、したが
つて回転スリーブ１７のテーパ３５部においては
空気軸受室１８の厚みが大となる。

第５図は、本発明の第２実施例に係る回転圧縮
機における回転スリーブ１７の構造を示してい
る。本実施例においても、回転スリーブ１７には
その両端から中央側の外周面にかけて円周方向に
連続して延びるテーパ３５が形成されている。そ
して、テーパ３５の回転スリーブ１７端部側の端
線に丸み３６がつけられている。該丸み３６は回
転スリーブ１７端縁の全円周にわたつて設けられ
ている。その他の構成は第１実施例に準じるの
で、準じる部分に第３図および第４図と同一の符
号を付すことにより説明を省略する。

つぎに、上記のように構成された回転圧縮機に
おける作用について以下に述べる。

まず、回転圧縮機の作動についてであるが、エ
ンジン等から駆動力がプーリ１１に伝達され、回
転力がプーリ１１、回転部材１２、回転軸３を介
してロータ２に伝達され、ロータ２が回転され
る。ロータ２の回転伴ない、ベーン１６が遠心力
によつて半径方向外側に押し出され、回転スリー
ブ１７の内周面に押しつけられる。ロータ２、ベ
ーン１６の回転により、吸入室２２から吸入孔２
３を通して気体が吸入側作動室２４に吸入され
る。吸入された気体は、ロータ２の回転に伴なつ
て吐出側作動室３０にくると、回転方向Ａにロー
タ２と回転スリーブ１７内周面間が徐々に狭くな
つているのでこの間で圧縮され、圧縮された気体
は吐出孔２９を通して吐出室２７から吐出され
る。ベーン１６とベーン溝１５の底との間には、
ベーン１６がベーン溝１５内を円滑に往復動でき
るように、連通孔２５を通して気体が吸入され、
かつ連通孔３１を通して気体が吐出される。

また、回転スリーブ１７は、ベーン１６との摺
接による摩擦力が、回転スリーブ１７とセンタハ
ウジング１内周面との摩擦力よりも大となつたと
きに、ベーン１６とともに回転する。そして、流
入口１９を通して気体が空気軸受室１８に吸入さ
れ、回転スリーブ１７が空気軸受によつてセンタ
ハウジング１内に浮動支持されると、回転スリー
ブ１７とセンタハウジング１間の摩擦は激減し、
円滑な回転が得られる。

気体の流入口１９を吐出側作動領域の始端側に
設け、流出口２０を吐出側作動領域の終端側に設
けたので、とくに吐出側作動室３０の高圧によつ
てセンタハウジング１の内周面側に回転スリーブ
１７が押しつけられようとする吐出側領域に対応
する空気軸受室１８の部位に気体が流入されて、
この領域における回転スリーブ１７とセンタハウ
ジング１とのクリアランスが確保されて良好な空
気軸受効果が発揮される。

つぎに、回転スリーブ１７のテーパ３５の作用
について述べる。回転スリーブ１７は、内周面の
断熱圧縮される気体から加熱されて内周側が外周
側よりも温度が高くなり、両端自由のため両端に
おいて外方にそり返ろうと熱変形をする。しか
し、回転スリーブ１７はテーパ３５のため実質的
に両端が角落しされていることになり、両端部の
センタハウジング１内周との接触が防がれる。ま
た、第２実施例のようにセンタハウジング１の両
端部のテーパ３５の先端に丸み３６がつけられて
いる場合は、回転スリーブ１７の両端部がセンタ
ハウジング１の内周面と角部で接触するようなこ
とは起り得ない。

さらに、回転スリーブ１７がセンタハウジング
１内で揺動してぶれても、前記テーパ３５による
角落し効果により、回転スリーブ１７の両端部が
センタハウジング１内周面に接触することは防止
され、かつ丸み３６が設けられている場合は角部
の接触は起り得ない。さらに、テーパ３５は円周
方向に連続して設けられているので、センタハウ
ジング１にたとえ接触したとしてもその摩擦抵抗
は非常に小さく、摩耗、スカツフイング防止がは
かられている。

以上説明したように、本発明の回転圧縮機によ
るときは、回転スリーブの両端部に、軸方向端部
の外周面から軸方向中央側の外周面にかけて、軸
方向端部に向つて先細りとなるテーパを形成した
ので、回転スリーブの熱変形またはぶれによる端
部のセンタハウジングとの接触、および該接触に
よる摩耗、スカツフイング、焼付きのおそれ等を
除去でき、安定した円滑な回転を得るという効果
が得られる。また、テーパの端縁に丸みを設けれ
ば、上記効果をさらに助長できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る回転圧縮機
の断面図、第２図は第１図の装置の―線に沿
う断面図、第３図は第１図の装置の回転スリーブ
をとり出して示した斜視図、第４図は第３図の回
転スリーブの断面図、第５図は本発明の第２実施
例に係る回転スリーブの断面図、である。 １……センタハウジング、２……ロータ、６…
…フロントサイドハウジング、７……リヤサイド
ハウジング、１３……センタハウジングの軸心、
１４……ロータの軸心、１５……ベーン溝、１６
……ベーン、１７……回転スリーブ、１８……空
気軸受室、１９……流入口、２０……流出口、２
２……吸入室、２４……吸入側作動室、２７……
吐出室、３０……吐出側作動室、３５……テー
パ、３６……丸み。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ センタハウジング内に空気軸受室を介して回
   転スリーブを回転自在に浮動支持し、該回転スリ
   ーブ内に出入自在にベーンを嵌挿したロータを回
   転自在に内装した回転圧縮機において、回転スリ
   ーブの両端部に、軸方向端部の外周面から軸方向
   中央側の外周面にかけて、周方向に連続して延
   び、かつ前記軸方向端部に向つて先細りとなるテ
   ーパを形成したことを特徴とする回転圧縮機。 ２ 前記テーパの回転スリーブ端部側の端縁に丸
   みをもたせた特許請求の範囲第１項記載の回転圧
   縮機。