JPS61149593A - 回転スリ−ブを有する回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロータに出没自在に保持されたベーンをケー
シング内に回転自在に遊嵌された回転スリーブの内周面
と摺接させるようにした回転圧縮機に関する。

（従来技術） 回転圧縮機のうち、例えば「定積型圧縮機」（昭和５４
年４月５日産業図書株式会社発行）の図１５．１（ａ）
に見られるように、ケーシング内に回転スリーブを回転
自在に遊嵌すると共に。

該ケーシングの中心線から偏心した軸線回りに回転駆動
されるロータに出没自在に保持された複数のベーンを前
記回転スリーブの内周面と摺接させてロータの外周側に
複数の作動室を画成し、上記ロータの回転と共にベーン
を介して前記回転スリーブを回転させるようにしたもの
が知られている。

この種の回転圧縮機は、ベーンと共に回転スリーブも回
転することから、ベーン先端の摩耗あるいは発熱を極め
て低く抑えうるという利点に加え、ロータの急激なる駆
動回転に際しても応答性に優れるという利点を有してい
る。

ところで、近時、過給機を備えたエンジンが普及し始め
ているところであるが、上述の利点に着目し、回転スリ
ーブを有する回転圧縮機はエンジン低回転域から高過給
圧の得られる過給機に最適であるとして、最近注目され
ている。

しかし、上述の回転圧縮機を、例えばエンジンの過給機
用等、特に高回転下で利用するためには解決しなければ
ならない問題がある。

その一つに、回転スリーブとケーシング内周面との接触
およびこれに付随して回転スリーブの自由回転が阻害さ
れるという問題がある。

すなわち、ケーシング内の高圧側（吐出ポート側）と低
圧側（吸入ポート側）の差圧によって。

回転スリーブはケーシングの吐出ポート側へ偏位し、こ
れによって回転スリーブはケーシングと接触してしまい
、回転スリーブの自由回転が阻害され、回転スリーブを
設けた意味が消失するという問題がある。

これに対して、従来周知の解決手段としては、回転スリ
ーブとケーシングとの間隙にオイルを供給し、所謂オイ
ルベアリングの作用を利用することが知られている。

しかしながら、上述の回転圧縮機をエンジンの過給機用
等として利用する場合には、毎分数千回転という高速回
転が要求されるため、オイルの有する高い粘性が回転ス
リーブの自由回転を抑制する要因となり実用に供せない
。

このことから、上記間隙に、圧縮機内の空気を導入し、
所謂エアベアリングの作用を利用することが検討されて
いる。

しかし、このエアベアリングの作用を利用するとした場
合には、摩耗粉の処理が問題となる。すなわち、回転ス
リーブとケーシングとの間隙内の圧力は１回転スリーブ
が吐出ポート側に偏在していることから、吐出ポート側
が吸入ポート側より相対的に高圧となり、両者間に一種
のエアポケットが発生し、ここに圧縮機内で生じた摩耗
粉が堆積する現象が生ずることとなる。そして、上述の
エアポケットで集積した摩耗粉が回転スリーブの回転に
引き寄せられて、その間隙量が僅かである吐出ポート側
に移行してしまい、回転スリーブとケーシングとの間に
噛み込み、回転スリーブの自在回転を阻害すると共にひ
いては焼付けを起すという問題を生ずる。

（発明の目的） 本発明の目的とするところは、圧縮機内で生ずる摩耗粉
を効果的に圧縮機外に排出するようにした回転スリーブ
を有する回転圧縮機を提供することにある。

（発明の構成） かかる目的を達成すべく１本発明にあっては。

ケーシングの一部を構成するサイドハウジングに、前述
のロータの回転に応じて、ベーンが没入過程域にある、
前記ベーン溝の底部と連通ずる摩耗粉収集溝を設け、該
摩耗粉収集溝をケーシングの吐出ポートから延びる吐出
通路と連通するようにしたものである。

しかして、本発明によれば圧縮室の圧縮過程、つまりベ
ーン溝へのベーン没入によるポンピング作用によってベ
ーン溝内の空気は加圧され、摩耗粉収集溝を経て、吐出
通路に吐出されることとなる。その際、ベーン溝内の摩
耗粉も摩耗粉収集溝を経て、吐出通路に吐出されること
となる。

（実施例） 第１図及至第３図は本発明の一実施例を示すものである
。第１図及び第２図において、ｌはケーシングで、ケー
シングは円形内周面を備えたセンタハウジング２とその
両側を閉塞する左右一対のサイドハウジング３．３とか
ら構成され、ケーシングｌ内には、センタハウジング２
の内径よりも若干小径の回転スリーブ４とロータ５が収
納されている。

回転スリーブ４はセンタハウジング２の内周面と僅かな
間隙６（例えば３０〜５０　ｕ、）をもってセンタハウ
ジングｚ内に遊嵌されている。また回転スリーブ４とサ
イドハウジング３との間にも僅かな間隙が設けられ、回
転スリーブ４の端面を臨むサイドハウジング３の箇所に
は固体潤滑剤（例えばカーボン性のリング部材）７が配
設されて、回転スリーブ４はケーシングｌ内で回転自在
なものとされている。

ロータ５は、センタハウジング２の中心線から偏心した
軸部８．８′を有している。この軸部８．８゛は各サイ
ドハウジング３に設けられた支持孔３１に軸受３２を介
して支承され、軸部８゜８°のうち、一方の軸部８はサ
イドハウジング３の外側に延出され、プーリ９が装着さ
れている。

プーリ９は回転駆動源例えばエンジン（図示省略）とベ
ルトで連結されている。　ロータ５には、その外周面に
ベーン溝５１が刻設されている。

ベーン溝５１はロータ５の軸線方向に延在し、且つロー
タ５の周回り方向に等間隔に複数設けられている（この
実施例では４本）、また各ベーン溝５１はロータ５の径
方向に延び、ベーン溝５１内に板状のベーン１０が出没
自在に嵌合されている。

ベーン１０は、ロータ５が駆動回転されることによって
、遠心力でロータ５の外周面から伸長して回転スリーブ
４の内周面と圧接し、これによってロータ５の外周側に
は、その周回り方向において、複数（ここでは４室）の
作動室１１が画成される。各作動室１１は、ロータ５の
回転（第２図中、Ｘ方向）によって容積が変化し、作動
室１１内の空気が作動室１１の容積減少によって圧縮さ
れるようになっている。

作動、室ｌｌ内への空気の吸入及び圧縮空気の吐出は、
それぞれのサイドハウジング３に形成された吸入ポート
３３．吐出ポート３４を利用してなされる。

このサイドハウジング３の内面には、吐出ポート３４側
において、ロータ５の回転中心しを中心として約９０度
、円弧状に延びる摩耗粉収集溝３５が設けられている。

この摩耗粉収集溝３５の径方向内方の側縁３５ａは、ロ
ータ５の回転によって形成されるベーン溝５１の底壁面
の軌跡と適合するように設けられ、摩耗粉収集溝３５は
ロータ５の回転に応じてベーン溝５１の底部５１ａと連
通するようになっている。摩耗粉収集溝３５の始端は、
ここではベーンｌＯがベーン溝５１内へ没入することに
よって加圧されるベーン溝５１内の空気の圧力が、作動
室１１の容積減少によって圧縮された空気の圧力より大
となる箇所に設定され、摩耗粉収集溝３５の終端はベー
ンｌＯのベーン溝５１内への没入を終了する箇所に設定
されている。

この耗粉収集溝３５は、吐出ポート３４から延びる吐出
系路（図示省略）に対して、摩耗粉通路１２にを介して
連通され、摩耗粉通路１２にはトラップフィルタ１３を
内蔵した摩耗粉収集室１４が介装されている。

以上のような構成においてロータ５が駆動回転されると
、各作動室ｔｉは順次吸入ポート３３、吐出ポート３４
と連通し、吸入ポート３３がら空気を吸入した後、吸入
空気を圧縮し、吐出ポート３４を通って吐出系路に吐出
される。その際、機内の空気は回転スリーブ４とサイド
ハウジング３との間隙を通って、センタハウジング２と
回転スリーブ４との間隙６内に侵入し、エアジャーナル
が形成される。ロータ５の回転と共にその回転力がベー
ン９を介して回転スリーブ４に伝達され、回転スリーブ
４はロータ５と同期的に回転することとなる。このケー
シングｌ内を回転する回転スリーブ４は、ケーシングｌ
内の高圧側（吐出ポート３４側）と低圧側（吸入ポート
３３側）との圧力差による内的作用によって、吐出ポー
ト３４偶に偏位し、エアジャーナル室６内における吐出
ポート３４側の空気は圧縮されて高圧の状態となる一方
で、エアジャーナル室６内における吸入ポート３３側は
相対的に偏圧の状態となり１両者間に一種のエアポケッ
トが生ずることとなる。

ところで、ベーンｌＯは、そのベーン１ｏを挟んで隣接
する作動室１１．１１内の圧力の差によって一方向の力
を受け、特に、ベーン１０がぺ−ン溝５１内に没入する
過程、つまり、ケーシングｌの吐出ポート３４側におい
ては、ベーンｌＯとベーン溝５１の開口縁あるいは側壁
と強く摺接することとなり、ベーンｌＯの摩耗が起こり
、摩耗粉を生ずることとなる。このように、ケーシング
ｌ内で生じた摩耗粉は、ベーン１０がベーン溝５１内に
没入することによるポンピング作用によって、エアジャ
ーナル室６内に送り込まれ、エアジャーナル室６内に侵
入した摩耗粉は、第４図に示すように、前述のエアポケ
ットで堆積し、その後、このエアポケットに集積した摩
耗粉粒（第４図中、星印）が回転スリーブ４の回転に引
き寄せられて吐出ポート３４側に送り込まれ、回転スリ
ーブ４とセンタハウジング２との間に噛み込まれること
となるが、本実施例では前述したように、サイドハウジ
ング３の内面に、摩耗粉収集溝３５がベーンｌＯのベー
ン１１１１５１内への没入過程域にわたって長く形成さ
れ、摩耗粉収集溝３５は吐出ポート３４を含む吐出系路
と摩耗粉通路１２によって連通していることから、ベー
ン溝５１内の空気は、ベーンｌＯのベーン４５１内への
没入によるポンピング作用によって加圧され、摩耗粉収
集溝３５を経て摩耗粉通路１２に押し出され、これに伴
なって上述の摩耗粉も摩耗粉収集溝３５を経て摩耗粉通
路１２に押し出され、トラップフィルタ１３で捕獲され
ることとなる。　　。

このことから、エアベアリング室６内に侵入する摩耗粉
の絶対量はその分減少することとなり、摩耗粉による前
述の問題は解決されることとなる。また、この実施例で
は、トラップフィルタ１３によって摩耗粉を捕獲するこ
ととしているため、吐出通路からの圧縮空気は摩耗粉の
少ない圧縮空気となり、圧縮空気を利用する機器、例え
ばエンジンに与える害を抑えることができる。

以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明は、これ
に限定されることなく、以下の実施例を包含するもので
あるｉ ■圧縮空気を利用する機器が、摩耗粉の混入した圧縮空
気であっても影響が少ない機器である場合には、ＩＩ耗
粒粉通路１２摩耗粉収集室１４及びトラップフィルタ１
３を設けなくてもよい。

■摩耗粉通路１２に摩耗粉収集室１４を設けない場合に
は、摩耗粉通路１２をサイドハウジング３躯体内に形成
し、吐出ポート３４と連通させるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ベー
ンのベーン溝内への没入によるポンピング作用によって
、摩耗粉は効果的に圧縮機外に排出されることから、回
転スリーブとセンタ７Ｘウジングとの間隙に侵入する摩
耗粉の量水低減され、したがって回転スリーブの焼付け
を防止することができる。また、上述のベーンによって
なされるポンピング作用により加圧された、摩耗粉を含
む加圧空気は、圧縮機の吐出系路に吐出させることから
、圧縮機の作動に損失を及ぼすことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の縦断面図、 第２図は実施例の横断面図、 第３図はサイドハウジングの正面図、 第４図は回転圧縮機において回転スリーブとセンタハウ
ジングとの間隙内に生ずる摩耗粉粒の状態を示す断面図
である。 ｌ・・・ケーシング ２・・・センタハウジング ３・拳・サイドハウジング ４・・・回転スリーブ ５・・・ロータ ｌＯ・・・ベーン １１・・・作動室 １２・・・摩耗粉通路 ３４１１０・吐出ポート ５１ｅ＠・ベーン溝 手　続　補　正　書（自発） 昭和６０年２月１２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円形内周面を備えたセンタハウジングと該センタ
   ハウジングの両側を閉塞するサイドハウジングとからな
   り、吸入ポートと吐出ポートを有するケーシングと、該
   ケーシング内に回転自在に遊嵌された回転スリーブと、
   前記ケーシング内に収納され、前記センタハウジングの
   中心線から偏心した軸線回りに回転駆動されるロータと
   、該ロータに設けられたベーン溝に出没自在に嵌装され
   ，前記回転スリーブの内周面と当接して前記ロータの外
   周側に作動室を画成するベーンとを有する、回転圧縮機
   において、 前記サイドハウジングに、前記ロータの回転に応じて、
   前記ベーンが没入過程域にある、前記ベーン溝の底部と
   連通される摩耗粉収集溝が形成され、 該摩耗粉収集溝は、前記吐出ポート側へ連通されている
   。 ことを特徴とする回転スリーブを有する回転圧縮機。