WO1988004732A1 - Appareil de support hydraulique de manchons ou de compresseurs rotatifs - Google Patents

Description

明 細 書 回転圧縮機の回転スリ -ブの流体支持装置 技術分野

本発明はべー ンと共に回転する回転スリ ーブを備えた 回転圧縮機の回転スリ —ブの流体支持装置に閟するもの であ り 、 さらに詳言すると、 回転圧縮機のセンタ ハウ シ ング内周面と回転スリ -プ外周面の間に形成される薄 層の空気铀受室の空気铀受効果により回転スリ -ブを支 持する装置の改良に係わるものである。 背景技術

*願の発明者ほ、 先に、 ロー タとセンターハウジング の間に回転スリ -プを介在ざせ、 その回転ス リ ーブを空 気等の圧縮性流体で支持するべ- ン形回転圧縮機の提案 (特願昭 5 6 — 1 6 2 0 2 5号） を した。 その圧縮機 は、 回転ス リ ープがぺ―ンと共に回転してベー ン先端の 摺動に よる発熱と摩耗を未然に防止するので、 低速から 高速までの広い範囲の回転数で運転される自動車ェ ンジ ン等の過紿機と して最適なものといえる。 しかし、 内部 の吐出側の高圧のため回転スリ一プが吐出側に寄つてセ ンタ -八ウジングと直に接触すると、 接蝕倨所にスカツ フ イ ングを生じ、 回転ス リ ー ブの回転が不良になるおそ れがあつた。

回転ス リ ープが吐出側に寄ってセンタ -ハウ ジングに 接蝕する場合、 回転ス ' 一ブはセンタ -ハウジング內周 面の一個所で接蝕するのではなく、 幅のある镇域で接蝕 するこ とが明らかになった。 そこで、 *顧の発钥者は、 その接蝕領域の空気流を增加させて空気轴受室の轴受負 荷力を増大させるため、 先に 接蝕領域の始端に流入口 を設け、 その流入口を大気又は吐出室若しくほ最大圧の 作動室と違通させる提案 （特願昭 5 8 - 2 8 6 0 8号） をした。 しかし、 —ダを粱敷する内燃機関の回転数が 急激に変ると、 回転スリ一ブが異常な數きをするため、 セ ンタ —ハウジングの吸入側内周面に接蝕し、 回転スリ ーブの円滑な回転が阻害ざれるおそれもあつた。

太発明の目的は回転スリ一ブが内部の吐出側の高圧に よつて吐出側に押されても、 又、 口—タの回転数が急激 に変動して回転スリーブが吸入側に害っても、 回転ス リ -ブをセ ンターハウジングの内周面には接蝕ざせずに支 承する流体支持装置を提供することにある。 癸明の開示

末発明の装置ほ回転圧縮機のセンタ -ハウジ ングの吐 出側と吸入側のいずれか一方又ほ双方に設けられた緩街 室を有し、 その緩街室は回転スリープを通むセンターハ ウジングの肉厚部に穿設され、 センタ ーハウジング内周 面と回転スリ -プ外周面の間に形成された空気軸受室に 小孔を介して開口する。

本発明の装置は緩衝室と共に、 必要に応じてセンタ ー ハウジング内周面の回転スリ一ブが接蝕しょう とする領 域の空気流を増大させる技術的手段と して、 大気又は吐 出室若し くは吐出室と通気する直前の H合う二枚のベ - ンによ り仕切られた作動室から接触領域の始端に至る空 気の流入路を備える。 図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の一実施例の装置を備えた回転圧縮機 の リ ャサ ドハウジングを外した端面を示す図、 第 2図は 第 1 図の I I一 I I線に沿う断面図、 第 3図は第 1 図の I I I - I I I 線に沿ラ断面図、 第 4図は流入口の展開図、 第 5 図及び第 6図はそれぞれ別.の実施例の第 4 '図に相当する 図、 第 7図及び第 8図はそれぞれ別の実施例の第 1 図に 相当する図、 第 9図は気体集積溝の展開図、 第 1 0図な いし第 1 2図はそれぞれ別の実施例の第 9図に相当する 図、 第 1 3図は他の実施例の第 1図に相当する図、 第 1 4図は第 1 3図の XIV - XIV 線に沿う断面図、 第 15図は 別の実施例の第 1図に相当する図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明の装置を図面に示す実施例に基づいて説明す る。 第 1 図に示すように、 回転圧縮機のロータ 10は回転 軸 1 2に一体に固定され、 回転スリ ーブ 30の偏心位置にお いて矢印方向に回転する。 ロータ 10のぺー ン溝 15にべ一 ン 1 8が出入自在に嵌装され、 ベーン 18の先端は回転ス リ 一ブ 3 0の内周面に接する。 回転スリ一プ 30ほセンターハ ゥジング 22に回動自在に嵌装され、 両者の間には空気軸 受室 40が形成される。 図は空気 ft受室 40の厚さを誇張し て示しているが、 実際の厚さは 0 1 mm以下で非常に薄 いものである。

降合う二枚のベ-ン 18は作動室 43を形成し、 その作 ¾ 窒は吸入側に位置するときは低圧であり、 吐出側に く る と高圧になるが、 その圧力は作數室 43が吐 孔 42を介し て吐出室 と違通する直前に最大になる。 作動室の内圧 が最大になる部分に tt気口 44を設け、 その ¾気口からセ ンタ — ,ヽウジグ 22の吐出側内周面の流入口 7 1に至る流入 路 -45を設ける。 流入路 45はセンタ -ハジシグ 22の内部を 通るが、 見やすくするために図は外部を通るように示し ている。

セ ンタ -ハウジング 22の吐出側端面に違絡溝 48を刻設' し、 その違絡溝からセンターハジング 22の铀方向に廷び る複数個の盲穴 47を穿設し、 センタ -ハウジング 2 2の内 周面から盲穴 47に達する小孔 48をあける。 違絡溝 48と盲 穴 47と小孔 48は空気軸受室 40に対する緩衝室を形成す る。 -- 第 2図に示すように、 ロータ 10の回転轴 12はフ ロ ン ト 及びリ ャサイ ド八ゥジング 2 1、 23のベアリ ング 1 8、 1 9に 新受けされ、 フ ロ ン ト側の铀端にはェンジンの回転駆動 を受けるプーリ 14が取付けられる。 リャサイ ドハゥジン グ 2 3の背面にリャカバ- 24がガスケッ トを介して固定さ れ、 その リ ャカバーに吐出室 4 1と吸入室 5 1が設けられ る。 図において、 連絡溝 48はセンタ一ハウジング 22のリ ャサイ 側の端面に刻設されているが、 連絡溝はセ ン.タ ー ハウ ジ ングの端面とその端面に接するフ ロ ン ト及びリ ャサイ ドハウジング 2 1、 23の内面の一方又は双方に設け るこ とができる。 連絡溝 48から盲穴 47が轴方向に廷び、 その盲穴は小孔 48を介して回転ス リ ーブ 30とセ ン タ —ハ ウジン グ 22の間の薄層の空気軸受室 40と達通するが、 小 孔 4 8は左右対称に設けられる。

第 3 図に示すよ うに、 流入路 45はリャサイ ドハウジ ン グ 2 3を経てセンタ —ハウジング 22の内周面上に設けられ た流入口 7 1に至る。 流入口 7 1は轴方向に長く延びてセ ン タ - ノヽウジング 22と回転スリ —ブ 30の間の薄層の空気铀 受室 4 0に開口する。 流入路 45の出口である流入口 7 1はセ ンターハウジング 22の内周面に溝と して形成されるが、 その形状は軸方向に展開するものであればどのようなも のでも よ く、 例えば、 第 4図の二等辺三角形でも、 第 5 図の左右に分かれた細長い矩形'でも、 第 6図の左右の端 近 く まで延びる単一の細長い矩形でもよい。

回転圧縮機を回転させると、 第 1 図の吐出側の作動室 43が高圧になるから、 回転スリ ーブ 30は吐出側へ押圧さ れる。 しかし、 吐出側のセンタ—ハウジング 22には連絡 溝 4 8と盲穴 47と小孔 48からなる緩衝室がぁリ、 これがセ ンタ -ハウジング 22の吐出側内周面に接触しよ う とする 回転ス リ —ブ 30を緩衝作用で押し返して回転ス リ ーブ 30 のセンタ -ハウジング内周面に対する接蝕を阻止する役 目を果す。

又、 セ ンタ -ハウジ ング 22の接触領域の始端には流入 口 7 1があ り、 そこから高圧の空気が流入するから、 接蝕 領域を流れる空気量が増加する。 回転スリ -ブ 30が接蝕 領域に寄ると、 接触領域を流れる空気は回転ス リ ーブ 30 によ り押しつぶされて轴受負荷力が増大し、 回転スリ一 ブ 30のセ ンターハウジング 22内周面に対する接触を阻止 する作用をする。 さらに轴受負荷力が増大した空気はセ ンターハゥジング 22の内周面に設けられた小孔 48から盲 穴 47に入リ、 ついで違絡溝 4 &を経てすベての盲穴へ通気 して、 接蝕領域上の铀受負荷力をバラ ンスさせる。 その 結果、 回転スリ -ブ 30が接蝕領域の軸受食荷力の弱い個 所に接蝕するということも防止される。

第 7図に示すように、 吐出室 41から連絡溝 48に至る逮 通路 43を設けて盲穴 47に背圧を加えると、 緩暫室の緩衝 作用は一曆向上し、 回転ス リ ーブ 30のセンタ ーハウジン グ 22内周面に対する接蝕防止効果はよ 高くなる。

セ ンタ —八ゥジング 22の内周面に沿う空気の軸受負荷 力を高めるためには、 第 2図に新面のみを示している が、 回転ス リーブ 30の外周面にヘリ ングボー ン状等の気 体集積溝 39を設けることが望ましい。

流入路 45を必ずしも最大圧の作動室からひく必要はな ぐ、 第 8図に示すように、 吐出室 41からセンタ -ハウジ ング 22の吐出側内周面上に至る流入路 45を設け、 その出 口の流入口 71を接蝕領域の始端に S置してもよい。 又、 図示していないが、 高速で回転スリ -ブが回転する場合 ほ、 吸引作用を生ずるので、 大気からセンタ -ノ、ゥジ ン グ内周面上の接蝕領域の始端に至る流入路を設けてもよ い o

回転圧縮機を駆動するエンジンの回転数が急激に変化 すると、 回転ス リ ープが異常な動きを示し、 セ ンタ ーハ ウジングの接蝕領域とは反対の吸入側に接蝕するこ とも あるので、 第 9図ないし第 1 2図に示すように、 セ ンタ -ハウジング 22の接蝕領域とは逆の吸入側の内周面に気 体集積溝 3を刻設して接触を防止することが望ま しい。 気体集積溝 9はどのような形状でもよ く、 例えば、 第 9 図の細長い分割された矩形溝でも、 第 1 1図の細長い単 一の矩形溝でも、 第 1 1図のへリ ングボーン溝でも、 第 1 2図の筋が集合した溝でもよい。 この回転ス リ ーブ の異常な動きによる接触をよリ有効に防止するため、 第 1 3図及び第 1 4図に示すように、 センタ -ハウジング 22の吸入側端面に連絡溝 58を刻設し、 その連絡溝からセ ンタ -ハウジング 22の轴方向に延びる複数個の盲穴 57を 穿設し、 センタ -ハウジング 22の内周面から盲穴 5 7に達 する小孔 58をあけてセンタ—ハウジング 22の吸入側に空 気轴受室 40の锾衝室を付設する。 連絡溝 58はセ ンタ -ハ ウジング 22の端面又はそれと接するフ ロ ン ト及びリ ャサ イ ドハウジング 2 1、 23の内面若しくは双方に設けるこ と ができる。 小孔 58は左右対称に設けられる。

回転ス リ ーブ 30がセンターハウジング 22の吸入側内周 面に寄る と、 小孔 58と盲穴 57と連絡溝 58からなる緩衝室 の锾衝作用が生じ、 回転スリ —プ 30は中央へ押し返され る。 さらに、 最大圧の作動室 43又は吐出室から流入路 45 を経て空気が流入口 7 1から接触領域に流れ込み、 空気轴 受室 4 0の軸受負荷力を増大させて回転スリ ーブ 30の接触 領域に対する接触を防止し、 ついで、 接触領域とは反対 側のセ ンターハウジング吸入側内周面に流れ込む。 この 空気は小孔 58から盲穴 57に入り、 さらに連絡溝 58を経て 锾衝室全体に導かれるから、 緩衝室の緩衝作用はバラ ン スがとれる。 その結果、 回転スリ ーブ 30が異常な動作を しても、 回転ス リ ーブ 30のセンターハウジング 22の吸入 側内周面に対する接触ほー曆確実に阻止される。

空気軸受塞 40の緩衝室ほ 第 i 5図に示すように、 セ ンタ -ハウジング 22の吐出側と吸入側にそれぞれ独立に 設げてもよい。 センターハウジング 22の端面の吐出側に 沿う連絡溝 48を設け、 その違絡溝から铀方向に廷ぴる盲 穴 57をセ ンター ヽゥジング 22に穿設する。 各盲穴からセ ンタ —ハウジング 22の &出側内周面に開口する小孔を ¾ 方向に左右対称に設けて吐出側緩衝室を形成する。 必要 に応じて、 吐出室 41と連絡溝 48を違通させる連通路 43を 設けて緩衝室に背圧を付孚する。 この吐出側緩衝室ほ回 転スリ ーブ 30がセンタ—/、ウジング吐出側内周面に害つ たときにそれを押し返す緩衝作用を生ずる。

セ ンタ一ハウジング 22の端面の吸入側にも連絡溝 58を 設け、 その違絡溝から轴方向に廷びる盲穴 57をセンタ - 八ウジング 22に穿設する。 各盲穴 5?からセンタ ーハウジ ング 22の吸入側内周面に開口する小孔 58をあけて吸入側 緩衝室を形成する。 吸入側緩街室ほ回転スリ -ブ 30がセ ンタ -ハウジング吸入側内周面に寄ったときにそれを押 し返す緩衝作甩を生ずる。 第 1 5図の実施例は、 接蝕領 域の始端にある流入口 7 1から最大圧の作敷室 43の空気が 流入路 45を介して流れ込み、 空気铀受室 40の接蝕領域に おける轴受負荷力を増大させる。 接蝕領逮を流れる空気 は小孔 48から吐出側緩衝室全体に入リ込み、 その緩衝作 用を高めるから、 吐出側緩衝室の接触防止効果は一曆向 上する。 ついで、 空^は反対の吸入側に流れ、 小孔 58か ら吸入側锾衝室全 に入り込み、 その緩衝作用を高める から、 吸入側緩街室の接蝕防止効果も一屠向上する。

本発明の装置ほセンタ一ハウジング内周面と回転スリ -ブ内周面の間の薄層の空気軸受室で回転スリ -ブを流 体的に支持するが、 従来のものとは異なり、 セ ンタ ーハ ゥジング内周面の吐出側と吸入側のいずれか一方又は双 方に锾衝室を備えているので、 回転ス リ ーブが吐出側の 高圧によって吐出側に寄っても、 又、 駆動するエ ンジ ン の回転数が急激に変動して回転スリ ーブが吸入側に寄つ ても、 緩衝室の緩衝作用により、 回転ス リ -ブが直接セ ン タ一ハウジングの内周面に接蝕するこ とは防止され る。 さ らに、 セ ンタ -ハウジング吐出側内周面の接蝕領 域の始端から流入する空気は、 空気軸受室の接蝕領域上 の轴受負荷力を増大させると共に、 緩衝室に入り込んで 锾衝作用を一層高めるから、 回転ス リ ーブのセ ンタ -ハ ゥジングに対する直接接触を防止する緩衝室の効果はよ り高まる。 したがって、 回耘スリープとセンタ ーハウジ ングがスカツフ ィ ングを生じたり回転ス リ ーブの回転が 不良になる事故は従来のものよりも減少する。 産業上の利用可能性

ベ - ンと共に回転するスリ -ブを備えた回転圧縮機で あって、 この流体支持装置により回転スリ ーブを支持す る ものは、 回転時の発熱と摩擦損失が小さいだけでな く 、 高速時や速度急速時のスカツフ ィ ングも防止される から、 内燃機関、 特に自動車用エンジンの過給機に適し ている。

Claims

請求の範囲

1 . セ ンターハウジング （22) に回転自在に嵌合され た回転スリ -ブ （30) と、 前記回転スリ -ブの偏心位置 において回転するロータ （10) と、 前記口―タに出入自 在に嵌装ざれたベ- ン （18) とを備えた回転圧縮機の前 記センタ一ハウジングと前記回耘スリーブの間に形成さ れた薄層の空気軸受室 〔40) からなる流体支持装置であ つて、 前記センター八ウジング （22) に穿設されて前記 空気铀受室 （40) に開口する緩衝室 （48、 47、 48、 58、 57、 58) が設けられたことを特镥とする回転圧縮機の回 転スリ -ブの流体支持装置。

2 . 緩衝室はセンタ -ハウジング （22) の側端面に沿 う違絡溝 （48、 56) と、 前記連絡溝から轴方向に廷びる 複数倨の盲穴 （47、 57) と、 前記セ ンタ ーハウジングの 内周面から前記盲穴に達する小孔 （48、 5?) とからなる ' こ とを特徵とする請求の範囲第 1項に記載の回転圧縮機 の回転ス リ -ブの流体支持装置。—

3 . センタ—ハウジング （22) に回転自在に嵌合され た回転ス リ ープ （30) と、 前記回転スリ ープの偏心位置 において回転するロータ （10) と、 前記ロータに 入自 在に嵌装したベ-ン （18) とを備えた回転圧縮機の前記 センタ ーハウジングと前記回転スリ ーブの間に形成され た薄屠の空気賴受室 （40) とからなる流体支持装置であ つて、 前記センタ—ハウジング （22) に穿設されて前記 空気铀受室 （40) に開口する緩衝室 （48、 47、 48) と、 大気又は吐出室 （41) 若しぐほ前記吐出室に通気直前の 饞合ラ二枚の前記べ—ン （18) によリ仕切られた作動室 ( 43) から前記センタ -ハウジングの吐出側内周面に至 る流入路 （45) が設けられたことを特徴とす 回転圧縮 機の回転ス リ -ブの琉体支持装置。

4 . 緩衝室はセ ンタ ーハウジング （22) の吐出側端面 に沿う連絡溝 （48) と、 前記連絡溝から轴方向に延びる 複数個の盲穴 （47) と、 前記セ ンタ ーハウジングの吐出 側内周面から前記盲穴に至る小孔 （48) とからなること を特徵とする請求の範囲第 3項に記載の回転圧縮機の回 転ス リ - ブの流体支持装置。

5 . 空気軸受室 （40) は流入路 （45) を介して吐出室 ( 4 1 ) に通気直前の作動室 （43 ) と連通し'、 連絡溝

( 46) は違通路 （43) を介して前記吐出室と連通するこ とを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の回転圧縮機の 回転ス リ ーブの流体支持装置。

6 . 緩衝室はセンタ —ハウジング （22) の吸入側端面 に沿う連絡溝 （58) と、 前記連絡溝から轴方向に廷びる 複数個の盲穴 （57) と、 前記センタ -ハウジングの吸入 側内周面から前記盲穴に至る小孔 （58) とからなること を特徴とする請求の範囲第 3項に記載の回転圧縮機の回 転ス リ - ブの流体支持装置。

7 . 緩衝室はセ ンタ -ハウジング （22) の吐出側端面 に沿う連絡溝 （48) と、 前記吐出側連絡溝から軸方向に 延びる複数個の吐出側盲穴 （47) と、 前記セ ン タ ーハウ ジソグの吐出側内周面から前記吐出側盲穴に至る吐出側 小孔 （48 ) と、 前記セ ンターハウジングの吸入側端面に 沿う吸入側連絡溝 （58) と、 前記吸入側連絡溝から铀方 向に延びる複数個の吸入側盲穴 （57) と、 前記セ ンタ ー ハウジングの吸入側内周面から前記吸入側盲穴に至る吸 入側小孔 （58) とからなるこ とを特徵とする請求の範囲 第 3項に記載の回転圧縮璣の回転スリ -ブの流体支持装 置。

8 . 空気軸受室 （40) は流入路 （45) を介して吐出室 ( 41) に通気直前の作動室 （43) と連通し、 吐出側連絡 溝 （48) は違通路 （43) を介して吐出室 （41) と連通す ることを特徵とする請求の範囲第 7項に記載の回転圧縮 機の回転スリーブの流体支持装置。