JPH0754785A

JPH0754785A - ロータリ圧縮機

Info

Publication number: JPH0754785A
Application number: JP19729793A
Authority: JP
Inventors: Jiro Iizuka; 二郎飯塚
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1993-08-09
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】【目的】低振動でかつ低騒音のロータリ圧縮機を提供
する。【構成】実質的に半円板の形状をし、かつ互いに交差
して配置された２枚のベーン板１４Ａおよび１４Ｂから
成る複合ベーンが、ロータ１２に設けられた２つの割り
溝（スリット）４０Ａおよび４０Ｂ内に、摺動可能に挿
入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半球状のハウジングと
このハウジング内で摺接するベーンとを備えたロータリ
圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係るロータリ圧縮機と類似して
はいるが、構造及び動作原理が異なっているロータリ圧
縮機が、特公昭５５−４９５６号公報に、『斜板ポン
プ』として、提案されている。

【０００３】以下、この提案されている斜板ポンプにつ
いて、本発明に係るロータリ圧縮機との差異を明白に
し、かつ本発明に係るロータリ圧縮機の理解を容易にす
るために、簡単に説明する。

【０００４】斜板ポンプは、ハウジングと、隔離板と、
受動斜板と、駆動手段とを有する。ハウジングは球状壁
とこの球状壁から突出した円錐体とかなり、円錐体には
吸入口と排出口とが設けられている。隔離板は球状壁に
密閉効果を有しつつ摺動する円弧部を備えており、ま
た、一部分に流体が通過しうる流通穴が形成されてい
る。受動斜板は球状壁、円錐体と壁面および隔離板とに
密閉効果を有しつつ接触し運動しうる。駆動手段は受動
斜板を摺動部材であるシューまたはバネ部材を介して駆
動せしめる。

【０００５】円錐体にはこの円錐体の中心線を通る割り
溝が設けられている。この割り溝で隔離板を摺動可能な
状態で収容している。受動斜板と隔離板とは互いに係合
している。駆動手段により駆動される受動斜板は、隔離
板により揺動されつつハウジングの球状壁と摺接する。
受動斜板と円錐体の壁面との接触線がこの壁面の周囲を
周回する。

【０００６】上述した斜板ポンプは、円錐体が固定で、
受動斜板がその回りを周回している。そして、受動斜板
を、その回転を阻止しつつ揺動させる必要がある。その
ため、４サイクルエンジンで言うところのクランク室が
存在する事となり、小型化・軽量化には制約となってい
た。また、隔離板に流通穴が形成されているため、１回
転につき１回吸入側・吐出側が連通してしまい、そのた
め高圧・大流量が得られない構造である。したがって、
この斜板ポンプは、構造が複雑で、部品数が多く、コン
パクトさに欠け性能面に不備がある。さらに、１回転に
つき１回吐出のため、脈動に起因する振動・騒音が大き
くなる。

【０００７】これを解決するために、本発明者は、構造
が簡単で、部品数が少なく、コンパクトで安価、しかも
圧縮性能に優れたロータリ圧縮機を既に提案している
（特開平５−１８３７６号公報）。

【０００８】以下、図３を参照して、この提案した従来
のロータリ圧縮機の構成について説明する。図３におい
て、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は右側面断面図であ
る。ロータリ圧縮機は、ハウジング１０と、ロータ１２
と、ベーン１４とを有する。ハウジング１０は、円板壁
１６と半球状壁１８とからなる。円板壁１６には、吸入
口２０と排出口２２とが互いに近接して設けられてい
る。ハウジング１０は、上方に延びる筒体２４と一体に
形成されている。

【０００９】円板壁１６は、図３（ａ）に示されるよう
に、４５°に傾斜して配置されている。また、図３
（ｂ）に示されるように、吸入口２０は実質的に９０°
の扇形をしており、排出口２２はスリット状に空けられ
ている。そして、吸入口２０と排出口２２とは、円板壁
１６の斜面に沿った縦方向の軸を挟んで、両側に設けら
れている。円板壁１６の中央部には半球状の凹部２６が
形成されており、その凹部２６には球体２８が嵌入され
ている。

【００１０】ロータ１２はハウジング１０内に挿入され
る。ロータ１２は円錐体３０と部分球体３２とからな
る。ロータ１２が回転すると、円錐体３０の側面は、吸
入口２０と排出口２２との間の円板壁１６に摺接する。
すなわち、円錐体３０の側面は、円板壁１６の斜面に沿
った縦方向の軸に摺接している。このロータ１２は、部
分球体３２の外球状壁から上方に延びる略Ｔ字型のシャ
フト３４と一体に形成されている。シャフト３４は、筒
体２４にラジアル軸受け３６及びスラスト軸受け３８を
介して支承されている。

【００１１】部分球体３２の底面は円錐体３０の底面に
一体に設けられている。ロータ１２には、その中心線を
通って割り溝（スリット）４０が設けられている。円錐
体３０の頂点部は、球体２８にピボット支持されるよう
に、球状の凹部４２が形成されている。

【００１２】ベーン１４は割り溝４０内に摺動可能に挿
入されている。ベーン１４は図示の如く１枚のベーン板
から成り、円板壁１６に摺接する弦１４ａと半球状壁１
８に摺接する弧１４ｂとからなる半円板の形状（扇形）
をしている。このような１枚のベーン板のみから成るベ
ーン１４を、ここでは、単一ベーンと呼ぶことにする。
尚、図３に示された状態では、ベーン１４は円板壁１６
の斜面に沿った縦方向の軸の方向に対して４５°回転し
ている。

【００１３】ロータ１２は、図示しない駆動手段によっ
て、その回転軸１２ａの回りを、上から見て、図３の矢
印Ａに示される如く、時計回りに回転する。このように
ロータ１２が回転すると、割り溝４０内に摺動可能に挿
入された半円板のベーン１４は、割り溝４０に沿って回
動する。このとき、ベーン１４の弦１４ａはハウジング
１０の円板壁１６に摺接し、ベーン１４の弧１４ｂはハ
ウジング１０の半球状壁１８に摺接しながら、ベーン１
４は円板壁１６の回りを周回する。

【００１４】詳細な説明は省略するが、ベーン１４とハ
ウジング１０と円錐体３０の側面とによって複数の空間
（パケット）が形成される。この複数の空間の各々は、
あるとき吸入口２０と通じたり排出口２２と通じたりす
る。吸入口２０と通じたとき、流体がその空間内に吸入
され、その後にその空間は容積が減少され、排出口２２
と通じたとき、空間内の圧縮された流体が排出口２２よ
り排出される。このように、このロータリ圧縮機ではロ
ータ１２の円錐体３０が回転し、円板壁１６が固定であ
る。なお、このロータリ圧縮機の詳細な動作については
上記特開平５−１８３７６号公報を参照されたい。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のロータリ圧縮機はべーン１４として１枚のベーン板の
みから成る単一ベーンを備えている。このため、従来の
ロータリ圧縮機ではロータ１２が１回転する間に２回し
か吐出できない。この結果、従来のロータリ圧縮機は、
取扱容積が大きくなると、上述した斜板ポンプの場合と
同様に、やはり脈動に起因する振動・騒音も大きくなっ
てしまう。

【００１６】したがって、本発明の技術的課題は、低振
動でかつ低騒音のロータリ圧縮機を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によるロータリ圧
縮機は、ハウジングと、ロータと、複数枚のベーン板と
を有する。ハウジングは、円板壁と半球状壁とからな
る。円板壁には、吸入口と排出口とが互いに近接して設
けられている。ロータはハウジング内に挿入される。ロ
ータは円錐体と部分球体とから成る。円錐体の側面で、
吸入口と排出口との間の円板壁に摺接する。部分球体は
円錐体の底面に設けられている。ロータには、その中心
線を通って複数の割り溝が設けられている。複数枚のベ
ーン板はぞれぞれこれら割り溝内に摺動可能に挿入され
ている。複数枚のベーン板の各々は、円板壁に摺接する
弦と半球状壁に摺接する弧とからなる半円板の形状をし
ている。複数枚のベーン板は互いに交差して配置されて
いる。

【００１８】

【作用】複数枚のベーン板からなるベーンを、ここで
は、複合ベーンと呼ぶことにする。ロータがその回転軸
の回りを回転すると、複数の割り溝内にそれぞれ複数枚
のベーン板が摺動可能に挿入された複合ベーンは、複数
の割り溝に沿って回動する。このとき、複数枚のベーン
板から成る複合ベーンにおいて、各ベーン板の弦はハウ
ジングの円板壁に摺接し、各ベーン板の弧はハウジング
の弧に摺接しながら、複合ベーンは円板壁の回りを周回
する。複合ベーンとハウジングと円錐体の側面とによっ
て複数の空間（パケット）が形成される。この複数の空
間は、あるとき吸入口と通じたり排出口と通じたりす
る。吸入口と通じたとき、流体がその空間内に吸入さ
れ、その後にその空間は容積が減少され、排出口と通じ
たとき、空間内の圧縮された流体が排出口より排出され
る。

【００１９】このように、本発明のロータリ圧縮機では
複数枚のベーン板から成る複合ベーンを備えている。し
たがって、例えば、複合ベーンが２枚のベーン板から成
るならロータが１回転する間に４回吐出し、３枚のベー
ン板から成るならロータが１回転する間に６回吐出す
る。それに伴って、１回当りの吐出量が小さくなり、脈
動を低減できる。また、複合ベーンを構成するベーン板
の枚数が増えれば増える程、吸入から吐出までに形成さ
れる空間（パケット）の数も増えるので、互いに隣接す
るパケット間の圧力差が小さくなり、ブローバイを少な
くできる。その結果、シール性が向上し、低速回転での
体積効率を向上できる。さらに、ベーンの枚数が多けれ
ば多いほど吸入時の取り込み空間（パケット）生成時の
ロータのスリットから出るベーンの突出量が増加し、取
扱容積が増大するという利点もある。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２１】図１を参照すると、本発明の一実施例によ
るロータリ圧縮機は、単一ベーンの代わりに複合ベーン
を用い、後述するようにロータの構造が変更されている
点を除いて、図３に示したものと同様の構成を有する。
したがって、図３に示すロータリ圧縮機の構成要素と同
様の機能を有するものは同一の参照符号を付して、それ
らの説明を省略する。

【００２２】本実施例のロータリ圧縮機は、図３に示し
たものと同一構成のハウジングを有するので、図１には
ハウジングを図示せず、ロータリ圧縮機を構成するロー
タ１２と、複合ベーンと、球体２８とを分解して斜視図
で示してある。本実施例において、複合ベーンは２枚の
ベーン板１４Ａ及び１４Ｂから成る。

【００２３】ベーン板１４Ａは実質的に半円板の形状を
しており、中心線Ｃ_Aに関して対称に、中心点Ｏ_Aと半
径Ｒ_Aとの間の範囲でかつ角度θ_Aの内側開口１４Ａ−
１が空けられている。一方、ベーン板１４Ｂも実質的に
半円板の形状をしており、中心線Ｃ_Bに関して対称に、
外周縁と中心点Ｏ_Bから半径方向に半径Ｒ_Bとの間の範
囲でかつ角度θ_Bの外側開口１４Ｂ−１が空けられてい
る。ここで、半径Ｒ_Aが半径Ｒ_Bよりも長く（Ｒ_A＞Ｒ
_B）なるように設定される。また、角度θ_Aおよびθ_B
は、次の２点を考慮して設定される。ベーン板１４Ａ
および１４Ｂが後述するようにロータ１２の２つの割り
溝内に挿入されて摺動しても、内側開口１４Ａ−１およ
び外側開口１４Ｂ−１がロータ１２内にとどまっている
こと。ロータ１２内で、他のベーン板の摺動を妨げる
ことなく、ベーン板１４Ａおよび１４Ｂが摺動するこ
と。

【００２４】ロータ１２は、ベーン板１４Ａおよび１４
Ｂ用の２つの割り溝（スリット）４０Ａおよび４０Ｂが
互いに直交して（９０°角度間隔で）設けられている。

【００２５】次に、ロータ１２と複合ベーンと球体２８
との組み立て方法について説明する。まず、ロータ１２
のスリット４０Ａおよび４０Ｂにそれぞれベーン板１４
Ａおよび１４Ｂを互いに交差させた状態で挿入する。次
に、ロータ１２の凹部４２に球体２８を装着する。

【００２６】このようにして、複合ベーンがロータ１２
に組み付けられた後、ロータ１２と球体２８とをそれら
が一体となる様に熔接・接着等しても良い。その場合、
ロータ１２は球体２８により補強される。その代わり
に、ベーン板１４Ｂと球体２８とをそれらが一体となる
様に熔接・接着するか、或いは当初よりベーン板１４Ｂ
と球体２８とを一体成形しても良い。

【００２７】いずれの場合にしろ、上述のように複合ベ
ーンがロータ１２に組み付けられると、ベーン板１４Ａ
および１４Ｂはそれぞれスリット４０Ａおよび４０Ｂ内
で摺動可能になっている。

【００２８】このように、複合ベーンが２枚のベーン板
１４Ａ及び１４Ｂから成る場合、ロータ１２が１回転す
る間に４回吐出する。それに伴って、１回当りの吐出量
が小さくなり、脈動を低減できる。また、従来の単一べ
ーンの場合に比較して、複合ベーンでは、吸入から吐出
までに形成される空間（パケット）の数が多いので、互
いに隣接するパケット間の圧力差が小さくなり、ブロー
バイを少なくできる。その結果、シール性が向上し、低
速回転での体積効率を向上できる。

【００２９】尚、ベーンが単一ベーンの場合、図３
（ｂ）に示されるように、吸入口２０の開口形状が実質
的に９０°の扇形をしている。しなしながら、本発明の
ようにベーンとして複合ベーンを使用する場合には、次
に述べるように、吸入口２０の開口形状を単一ベーンの
場合とは異なる形状に替える必要がある。すなわち、吸
入口２０からの流体の取り込みが完了した時点で形成さ
れるパケット容積が最大となるように、吸入口２０の開
口形状を替える。例えば、本実施例のように、複合ベー
ンが２枚のベーン板１４Ａ及び１４Ｂから成る場合に
は、吸入口２０の開口形状を実質的に１３５°の扇形と
なるようにする。

【００３０】また、本発明は上記実施例に限定せず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形・変更がな
されるのはいうまでもない。例えば、図２に示されるよ
うに、複合ベーンとして３枚のベーン板１４Ａ、１４Ｂ
および１４Ｃを使用しても良い。この場合、これら３枚
のベーン板１４Ａ〜１４Ｃの交差配置を可能とするため
に、ベーン板１４Ａには半径Ｒ_Aの内側開口１４Ａ−１
を設け、ベーン板１４Ｂには半径Ｒ_B1の外側開口１４Ｂ
−１と半径Ｒ_B2の内側開口１４Ｂ−２を設け、ベーン板
１４Ｃには半径Ｒ_Cの外側開口１４Ｃ−１を設ける。こ
こで、これら半径Ｒ_A，Ｒ_B1，Ｒ_B2，Ｒ_CにはＲ_A＞Ｒ
_B1＞Ｒ_B2＞Ｒ_Cの関係がある。勿論、これら３枚のベー
ン板１４Ａ〜１４Ｃは、それぞれ、ロータ内の互いに６
０°の角度間隔で設けられた３つのスリット（図示せ
ず）に摺動可能に挿入される。複合ベーンとして４枚以
上のベーン板を使用する場合も同様に構成できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ベーンと
して複数枚のベーン板からなる複合ベーンを使用してい
るので、１回当りの吐出量を小さくして脈動を低減で
き、これによって、低振動でかつ低騒音のロータリ圧縮
機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるロータリ圧縮機に使用
されるロータと複合ベーンと球体と示す分解斜視図であ
る。

【図２】本発明の他の実施例によるロータリ圧縮機に使
用される複合ベーンを示す平面図である。

【図３】従来のロータリ圧縮機の構成を示す図であり、
（ａ）は正面断面図および（ｂ）は右側面断面図であ
る。

【符号の説明】

１２ロータ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃベーン板２８球体４０Ａ，４０Ｂ割り溝（スリット）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板壁と半球状壁とからなり、吸入口と
排出口とが互いに近接して前記円板壁に設けられたハウ
ジングと、前記ハウジング内に挿入され、前記吸入口と前記排出口
との間の前記円板壁に側面で摺接する円錐体と該円錐体
の底面に設けられた部分球体とからなるロータと、前記ロータにその中心線を通って設けられた複数の割り
溝内にそれぞれ摺動可能に挿入され、各々、前記円板壁
に摺接する弦と前記半球状壁に摺接する弧とからなる半
円板形状をしており、互いに交差して配置された複数枚
のベーン板とを有するロータリ圧縮機。