JPH0680889U - ベーン式ロータリコンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 圧縮気体吐出口から気体吸入口への気体漏
れ、ロータとシリンダ間の気体漏れを防止し圧縮効率の
高い多段圧縮型ベーン式ロータリコンプレッサを提供す
る。 【構成】 円形シリンダ孔を有するシリンダユニット
と、シリンダ孔３７の中央に固定され円柱外周面を備え
た中核部材３９と、シリンダ孔内で偏心運動する円環状
偏心ロ−タ３０と、圧縮部１段目の第１気体吸入口４０
と偏心ロ−タの外周面と摺動接触しつつシリンダ孔の周
面に対して出入りする第１ベーン３５と、圧縮部２段目
の第２気体吸入口４２と第２気体吐出口４３との間にお
いて、偏心ロ−タの内周面と摺動接触しつつ中核部材３
９の外周面に対して出入りする第２ベーン３６と、偏心
ロ−タを支持するロータ支持体２７と、円柱周面に組付
けられロータ支持体と偏心ロ−タとの間を密封する弾性
体シールリングと、第１気体吐出口と第２気体吸入口と
の間を接続する気体通路とからなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ベーン式ロータリコンプレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】

従来、ベーン式ロータリコンプレッサとして、１段圧縮型単一ベーン式ロータ リコンプレッサが知られている。この１段圧縮型単一ベーン式ロータリコンプレ ッサは、１個の円板形偏心ロータと、コンプレッサの原気体吸入口と圧縮気体吐 出口とを密封状態で隔離する位置において、偏心ロータの外周面と常時摺動接触 するように偏心ロータの回転に合わせてシリンダ孔内に突出する１枚のベーンと からなる。この１段圧縮型単一ベーン式ロータリコンプレッサは、偏心ロータが 回転することにより、原気体吸入口を介して吸入した原気体（例えば、大気）を 圧縮し、圧縮気体吐出口から圧縮気体（例えば、圧縮空気）を吐出する。１段圧 縮型単一ベーン式ロータリコンプレッサは、１段圧縮構成のゆえに、吐出される 圧縮気体の圧力を高くしようとすれば、１枚のベーンによって隔てられた原気体 吸入口と圧縮気体吐出口とにおける最大圧力差（例えば、大気圧と圧縮空気圧力 との圧力差）が大きくなる。この結果、偏心ロータとシリンダ孔の周面との接触 部の気体漏れ、および、ベーンと偏心ロータの外周面との摺動接触部を介して圧 縮気体吐出口から原気体吸入口への気体漏れが生じ、圧縮効率が低下する。

【０００３】 他方、１段圧縮型単一ベーン式ロータリコンプレッサの欠点を改良するため、 単一ベーンと偏心ロータとの組合せからなるコンプレッサ本体を電気モータの駆 動軸に対して２個並置することにより各段での吸入気体と吐出気体との圧力差を 小さくして、各コンプレッサ本体の偏心ロータとシリンダ孔の周面との接触部の 気体漏れ、および、圧縮気体吐出口から気体吸入口への気体漏れを防止するとと もに２個のコンプレッサ本体を空気回路的に直列接続して圧縮比を向上させた２ 段圧縮型単一ベーン式ロータリコンプレッサも知られている。しかし、この２段 圧縮型単一ベーン式ロータリコンプレッサは、１段圧縮型単一ベーン式ロータリ コンプレッサに比べて、その厚さが倍加する欠点がある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、薄型および軽量であって、各段での偏心ロータとシリンダと の接触部の気体漏れ、および、圧縮気体吐出口から気体吸入口への気体漏れを防 止し圧縮効率の高い多段圧縮型（特に、２段圧縮型）ベーン式ロータリコンプレ ッサを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、円形シリンダ孔を有するシリンダユニットと、シリンダ孔の中央に 位置するようにシリンダユニットに固定され円柱状外周面を備えた中核部材と、 シリンダ孔の内周面および中核部材の外周面と接触しつつシリンダ孔内で偏心運 動する円環状偏心ロ−タと、第１気体吸入口と第１気体吐出口との間において、 偏心ロ−タの外周面と摺動接触しつつシリンダ孔の周面に対して出入りする第１ ベーンと、第２気体吸入口と第２気体吐出口との間において、偏心ロ−タの内周 面と摺動接触しつつ中核部材の外周面に対して出入りする第２ベーンと、第１気 体吐出口と第２気体吸入口との間を接続する気体通路と、円柱周面を有し偏心軸 により回転駆動され偏心ロ−タを支持するロータ支持体とからなり、偏心ロ−タ は、ロータ支持体の円柱周面に弾性体シールリングを介して組付けられたことを 特徴とする。

【０００６】

【考案の作用・効果】

本考案のベーン式ロータリコンプレッサによれば、シリンダ孔の周面、第１ベ ーンおよび偏心ロータの外周面とにより圧縮部１段目が形成され、中核部材の外 周面、第２ベーンおよび偏心ロータの内周面とにより圧縮部２段目が形成される 。これにより、各段での気体吐出圧と気体吸入圧との圧力差が１段圧縮型ベーン 式ロータリコンプレッサに比べて小さくなり、各段での気体吐出口と気体吸入口 との間の気体漏れが減少する。また、圧縮部１段目で、シリンダ孔の周面および 偏心ロータの外周面間の気体漏れが減少し、圧縮部２段目で、偏心ロータの内周 面あよび中核部材の外周面間の気体漏れが減少する。さらに、偏心ロ−タは、ロ ータ支持体の円柱周面に弾性体シールリングを介して組付けられているので、シ リンダ孔の周面と偏心ロータの外周面との密封、および、中核部材の外周面と偏 心ロータの内周面との密封が安定し、偏心ロータとロータ支持体との組付構造に より、各部材の加工精度および組付精度のばらつが吸収され各密封部での気体漏 れが減少する。これにより、本考案のベーン式ロータリコンプレッサの圧縮効率 が向上する。また、本考案のベーン式ロータリコンプレッサは、１個の円環状偏 心ロータの内外で圧縮部１段目および２段目を構成しているので、同一のモータ 駆動軸に対して圧縮部１段目および２段目を並置した従来の２段圧縮型ベーン式 ロータリコンプレッサに比べて薄形化される。

【０００７】

【実施例】

以下、本考案の好適な実施例について図１〜図９を参照して詳細に説明する。 図１に示されているように、本考案の一実施例にかかる２段圧縮型ベーン式ロー タリコンプレッサは、主として、床または地面に設置される平面状の台板１を有 する枠体２と、電気モータ３と、シリンダ後半部４と、ロータユニット５と、仕 切板６と、シリンダ前半部７と、円柱状中核部材３９とからなる。以下、各部に ついて詳説する。

【０００８】 上記枠体２は、台板１の長手方向のほぼ中央に台板１の上面に対して垂直に立 設された支持壁８を有する。また、枠体２は、支持壁８の前方（図１中、右方） において、支持壁８の両側に側壁９を有し、支持壁８の上端に天井壁１０を有す る。支持壁８の上下方向中央よりやや下側に、貫通孔１１が設けられている。

【０００９】 上記電気モータ３は、支持壁８の後方（図１中、左方）において、台板１の上 面に固定手段（図示せず）により固定されている。電気モータ３の駆動軸１２は 、貫通孔１１を挿通して支持壁８の前方に突出し、カップリング１３によりロー タユニット５の被駆動軸１４に連結されている。

【００１０】 上記シリンダ後半部４は、ほぼ方形の厚板であり、台板１、側壁９および天井 壁１０に固定手段（図示せず）により固定されている。シリンダ後半部４の前側 には、上下方向の中央より若干下方に偏心して円形凹部１５が形成されている。 円形凹部１５は、その底壁１６を貫通し、円形凹部１５と同軸の段付孔１７に連 続する。

【００１１】 上記ロータユニット５は、ロータ支持部２７と円環状の偏心ロータ３０とから なる。ロータ支持部２７は、ほぼ円柱状のボス１９を有する。ボス１９の後部（ 図１中、左側）には、軸方向に延びる円形凹部２０が形成されている。円形凹部 ２０の内周面の一個所において、球軸受２１が円形凹部２０の底壁２０ａから後 方へ突出するように固定されている。球軸受２１に偏心軸２２が嵌合されている 。偏心軸２２は、アーム２３によって、被駆動軸１４に連結されている。被駆動 軸１４は、その周面に装着された複数本のＯリング２４により摺動密封された状 態で段付孔１７の後方に延びるように貫通する。

【００１２】 上記ロータ支持部２７のボス１９の中途部において、ボス１９の外周面には、 仕切板６に形成された円形孔２５の周面と嵌合する環状溝２６が設けられている 。ボス１９の前端部（図１中、右側）には、ボス１９に対して径方向外方へ突出 した円環支持体２７ａが設けられている。円環支持体２７ａは、図１に示されて いるように、Ｌ字形断面を有する。円環支持体２７ａの外側円筒部２８の後端は 、仕切板６の前面と摺動接触する。円環支持体２７ａの内周側に、円形凹部２９ が画成される。

【００１３】 上記円環支持体２７ａに偏心ロータ３０が前方側から組付けられている。偏心 ロータ３０は、ロータ支持部２７の円形凹部２９に挿入される円筒状ボス３１と 、ロータ支持部２７の前端面および外周面を前方側から覆うようにＬ字形断面を 有するロータ本体３２とを有する。ロータ本体３２の外側円筒部３３と、ロータ 支持部２７の外側円筒部２８との間には、２本の耐熱性弾性体シールリングとし てＯリング３４が配装されている。ロータ本体３２とロータ支持部２７との組付 構造により、シリンダユニットに対するロータ支持部２７のボス１９の径方向に おける加工精度および組付精度のばらつきを吸収して１段目圧縮用ベーン３５と ロータ本体３２の外側円筒部３３との密封および２段圧目縮用ベーン３６と偏心 ロータ３０のボス３１の内周面との密封は、安定し、量産される複数のベーン式 ロータリコンプレッサについて均一化される。偏心ロ−タ３０は、シリンダ孔３ ７の内周面および中核部材３９の外周面と接触しつつシリンダ孔３７内で偏心運 動する。

【００１４】 上記シリンダ前半部７は、ほぼ矩形の厚板であり、枠体２に対して固定手段 （図示せず）により固定されている。シリンダ前半部７の上端からは、枠体２の 天井壁１０まで延びたスペーサアーム１８が設けられシリンダ前半部７の上下方 向の位置を決める。スペーサアーム１８は、天井壁１０の天井面に当接する。シ リンダ前半部７は、仕切板６を介してシリンダ後半部４と対向している。シリン ダ前半部７の前面側に、段付孔３８が形成されている。シリンダ前半部７の後面 側には、偏心ロータ３０、中核部材３９、１段目圧縮用ベーン３５および２段目 圧縮用ベーン３６を収容する段付シリンダ孔３７が形成されている。

【００１５】 上記中核部材３９は、段付孔３８内にシリンダ前半部７の前面から後面へ延び るように挿入され、シリンダ前半部７に固定されている（図１および図５参照） 。中核部材３９には、圧縮空気吸入口４２および圧縮空気吐出口４３が仕切壁４ ２ａの両側に設けられ、シリンダ孔３７内へ開口する（図２および図５参照）。 詳しく言えば、圧縮空気吐出口４３は、中核部材３９内の吐出室４３ａおよび吐 出弁４３ｂを経て、中核部材３９と偏心ロータ３０との間において、シリンダ孔 ３７内へ開口する。

【００１６】 １段目圧縮用ベーン３５は、シリンダ前半部７内に収容された圧縮コイルばね ３５ａに常時押されており、シリンダ孔３７の周壁面から突出し、ロータ本体３ ２の外側円筒部３３の外周面と摺動接触する。１段目圧縮用ベーン３５の両側に は、大気吸入口４０および圧縮空気吐出口４１がシリンダ前半部７の上端壁を貫 通して設けられ、シリンダ孔３７内へ開口する。シリンダ前半部７の上端部には 、圧縮空気吐出口４１と、吐出弁４１ａおよび吐出室４４を形成する吐出室ブロ ック４５とが設けられている（図２および図４参照）。

【００１７】 上記２段目圧縮用ベーン３６は、中核部材３９内に収容された圧縮コイルばね ３６ａに常時押されており、中核部材３９から突出し、ロータ本体３２のボス３ １の内周面と摺動接触する。２段圧縮用ベーン３６の両側には、圧縮空気吸入口 ４２および圧縮空気吐出口４３が開口している。２段目の圧縮空気吸入口４２は 、空気通路（図示せず）を介して１段目の圧縮空気吐出口４１に接続されている 。

【００１８】 以下、本考案のベーン式ロータリコンプレッサの作用について説明する。図６ 〜図９に示されているように、コンプレッサの圧縮１段目と圧縮２段目とは、同 一位相である。前行程の大気吸入および圧縮空気吐出が完了し、現行程での１段 目および２段目の吸入および圧縮が行われる直前の状態（図６参照）において、 １段目圧縮用ベーン３５は、シリンダ前半部７のシリンダ孔３７の周面の一部を 形成するように最大限後退した位置にある。他方、２段目圧縮用ベーン３６も、 中核部材３９の外周面の一部を形成するように最大限後退した位置にある。偏心 ロータ３０の外周面は、１段目圧縮用ベーン３５の先端部に内接している。他方 、偏心ロータ３０の内周面は、２段目圧縮用ベーン３６の先端部に外接している 。

【００１９】 上記偏心ロータ３０とシリンダ孔３７の周面との内接点および偏心ロータ３０ と中核部材３９の外周面との外接点がそれぞれ吸入口４０および４２の開口位置 を通過する（図７参照）ことにより、現行程の吸入および圧縮が開始される。こ の時、１段目圧縮用ベーン３５および２段目圧縮用ベーン３６は、それぞれ偏心 ロータ３０の外周面および内周面と摺動接触しつつ、シリンダ孔３７の内部に突 出する。

【００１９】 図８には、吸入および圧縮行程の中間状態が示されている。偏心ロータ３０の 外周面とシリンダ孔３７の周面との内接点および偏心ロータ３０の内周面と中核 部材３９の外周面との外接点がそれぞれ吐出口４１および４３に近接した時（図 ９参照）、吐出口４１および４３のリード弁が開いて、圧縮空気が吐出され１段 目と２段目の吸入および圧縮が終了する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例にかかるベーン式ロータリコ
ンプレッサの一部破断縦断面図である。

【図２】図１のベーン式ロータリコンプレッサの一部断
面側面図である。

【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図５】図１におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図６】図１のベーン式ロータリコンプレッサの動作説
明図であって、空気の吸入および圧縮が始まる直前の状
態を示す。

【図７】図１のベーン式ロータリコンプレッサの動作説
明図であって、空気の吸入および圧縮が開始された状態
を示す。

【図８】図１のベーン式ロータリコンプレッサの動作説
明図であって、空気の吸入および圧縮の中間状態を示
す。

【図９】図１のベーン式ロータリコンプレッサの動作説
明図であって、空気の吸入および吐出がほぼ終了した状
態を示す。

【符号の説明】

４ シリンダ後半部 ５ ロータユニット ７ シリンダ前半部 ２７ ロータ支持部 ３０ 偏心ロータ ３４ Ｏリング ３５ 第１ベーン（１段目圧縮用ベーン） ３６ 第２ベーン（２段目圧縮用ベーン） ３７ シリンダ孔 ３９ 中核部材 ４０ 第１気体吸入口（大気吸入口） ４１ 第１気体吐出口（圧縮空気吐出口） ４２ 第２気体吸入口（圧縮空気吸入口） ４３ 第２気体吐出口（圧縮空気吐出口）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 高鶴 充泰 東京都中央区日本橋箱崎町６番６号 マッ クス株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円形シリンダ孔を有するシリンダユニッ
   トと、シリンダ孔の中央に位置するようにシリンダユニ
   ットに固定され円柱状外周面を備えた中核部材と、シリ
   ンダ孔の内周面および中核部材の外周面と接触しつつシ
   リンダ孔内で偏心運動する円環状偏心ロ−タと、第１気
   体吸入口と第１気体吐出口との間において、偏心ロ−タ
   の外周面と摺動接触しつつシリンダ孔の周面に対して出
   入りする第１ベーンと、第２気体吸入口と第２気体吐出
   口との間において、偏心ロ−タの内周面と摺動接触しつ
   つ中核部材の外周面に対して出入りする第２ベーンと、
   円柱周面を有し偏心軸により回転駆動され偏心ロ−タを
   支持するロータ支持体と、ロータ支持体の円柱周面と偏
   心ロ−タとの間に装着された弾性体シールリングと、第
   １気体吐出口と第２気体吸入口との間を接続する気体通
   路とからなることを特徴とするベーン式ロータリコンプ
   レッサ。