JPH01240785A

JPH01240785A - ベーン型回転圧縮機

Info

Publication number: JPH01240785A
Application number: JP63065746A
Authority: JP
Inventors: Tsuneshige Kawate; 河手　恒重
Original assignee: Atsugi Motor Parts Co Ltd
Current assignee: Atsugi Motor Parts Co Ltd
Priority date: 1988-03-22
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1989-09-26
Also published as: US5044908A

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）この発明は、ベーン型回転圧縮機に関する。

（従来の技術）ベーン型回転圧縮機は、一般に、複数のベーンをロータ
シャフト上に成用状に出？９可能に取り付けたＤ−夕と
、このロータを収容するカムリングの両側部を開基する
とともにロータシャフトをベアリングを介して支持する
フロントおよびサイドプレートと、これら全体を覆うハ
ウジング等とから構成されている。カムリングは、その
内周面がほぼ楕円形状で、この内周面にロータの各ベー
ン先端が接触し、隣り合うベーンとカムリング内周面と
で作業室が形成される。ロータが回転すると、カムリン
グ内の作業室の容積が増加する領域と減少する領域に分
かれ、容積が増加する領域でガスの吸入が行なわれ、容
積が減少する領域でガスの圧縮および吐出が行なわれる
。

このようなベーン型回転圧縮機において、近年要求され
る特性の一つに軽量化の問題がある。このため、例えば
実開昭５９−２７１０１号公報においては、ロータ、サ
イドプレート、カムリング等をアルミニウム系金属で形
成した例が示されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、軽量化のためにアルミニウム系金属を使
用すると、新たな問題が生じろ。例えばサイドプレート
をアルミニウム系金属で形成すると、サイドプレートの
ボス部とこれに圧入されるボールまたはニードルベアリ
ングとの嵌め合い血圧が圧縮様運転中の温度上昇により
変化してしまう問題である。

ベアリングは、サイドプレートのボス部に圧入されるこ
とにより、圧入前の単品時における内径寸法より収縮し
、この収縮した内径寸法に対し、常温の組立時における
ロータシャフト外径との間のクリアランスが設定されて
いる。したがって、サイドプレートをアルミニウム系金
属にすると、その線膨張係数がスチール製のベアリング
（詳しくはその外輪）の線膨張係数よりも大きいので、
圧縮機運転中の温度上昇により、ボス部に圧入されたベ
アリングに対する嵌め合い面圧が低下し、これによりベ
アリングの内径収縮の割合が小さくなって、ベアリング
内径とロータシャフト外径との間のクリアランスが大き
くなる。このため、アンバランス型例えば５ベーン型の
圧縮磯では、ロータシャフトが偏心しながら運転される
ので、騒音や撮動が増大するばかりでなく、カムリング
内周とロータ外周との焼き付きが発生して耐久性が低下
するという問題点があった。

そこでこの発明の目的は、軽量化のためにサイドプレー
トにアルミニウム系金属を使用した場合でも、ロータシ
ャフトとベアリング間のクリアランスを常に適正に保つ
ことのできる改良されたベーン型回転圧縮機を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段）この発明によるベーン型回転圧縮機は、フロントおよび
リヤサイドプレートの軸受部材が圧入されるボス部をこ
の軸受部材と線膨張係数がほぼ等しい材料で形成すると
ともに、各サイドプレートのフランジ部をアルミニウム
系材料のインサート鋳造によりボス部と一体に形成して
構成されている。また、フランジ部内にインサート鋳造
されるボス部の端部は、１以上の突起を備えている。

（作用）各サイドプレートのボス部の線膨張係数がこれに圧入さ
れる軸受部材の線膨張係数とほぼ同じなので、圧縮機運
転中の温度上昇があっても、両者間における嵌め合い血
圧はあまり変化せず、したがって軸受部材とロータシャ
フト間のクリアランスがほぼ一定に保たれる。

（実施例）第１図には、この発明によるベーン型回転圧縮機の一実
施例が示されている。外側を覆うハウジング１内のロー
タシャフト２には、ロータ３が固定されるとともに、ロ
ータ３には複数のベーン４が放射状に出没可能に取り付
けられている。ロータ３は、カムリング５内に収容され
、カムリング５の両側部は、フロントサイドプレート６
およびリヤサイドプレート７によって閉塞されている。

そしてこれらフロントサイドプレート６およびリヤサイ
ドプレート７に、ロータシャフト２がそれぞれ軸受部材
であるニードルベアリング８および９を介して支持され
ている。ロータシャフト２のハウジング１から突出する
前端部にはプーリ１０が固定されて、外部からの動力の
伝達を受ける。

フロントサイドプレー１−〇は、第２図および第３図に
示すように、中央部のボス部６１と周辺部のフランジ部
６２とからなる。ボス部６１は、その内周面に圧入され
るニードルベアリング８とほぼ同じ線膨張係数を有する
鋳鉄または鉄系の材料で予め形成されており、その一方
の端部に放射状に延びた４つの突起６３を備えている。

この突起６３は１つ以上あればよく、またフランジ状の
突起であってもよい。そしてこのボス部６１をフランジ
部６２を鋳造する鋳型内に配置して、フランジ部６２を
アルミニウム系金属で鋳造する際に同時にインサート鋳
造する。これにより、ボス部６１の突起６３を有する端
部がフランジ部６２内に埋め込まれるとともに、反対側
の端部がフランジ部６２から露出して突出する。このよ
うにして形成されたフロントサイドプレート６は、ボス
部６１の任意の１つ以上の突起６３とフランジ部６２と
を０通するビン穴６４を穿設した後、このピン穴６４に
ノックビン６５を圧入して両者の固定を確実にする。こ
のノックピン６５の代りに、ねじで両者を締結してロッ
クタイトで固定したり、すベットで加締めにより固定し
てもよい。

またリヤサイドプレート７も同様に、第４図および第５
図に示すように、中央部のボス部７１と周辺部のフラン
ジ部７２とからなり、ボス部７１は、その内周面に圧入
されるニードルベアリング９とほぼ同じ線膨張係数を有
する鋳鉄または鉄係の材料で予め形成されており、その
一方の端部に１１１射状１に延びた４つの突起７３を備
えている。そしてこのボス部７１を、フランジ部７２を
アルミニウム系金属で鋳造する際に同時にインサート鋳
造する。鋳造後、ボス部７１の任意の１つ以上の突起７
３とフランジ部７２とを貫通させてピン穴７４を穿設し
、これにノックピン７５を圧入して両者の固定を確実に
する。

この実施例においては、ロータシャフト２の材ｌ！１を
８０Ｍ４２０Ｈ，ベアリング８，９の材料をＳＵＪ鋼、
ボス部６１．７１の材料をＦＣＡ、フランジ部６２．７
２の材料をＡＣ２Ａ　（またはＡＤＣｌ　２）としたの
で、ボス部６１．７１の線膨張係数はロータシャフト２
およびベアリング８゜９のそれとほぼ同じになる。また
、ロータ３はＡ４０００系アルミニウム合金、カムリン
グ５はＡ３９０系アルミニウム合金が使用されて軽量化
が図られている。

次にこのベーン型回転圧縮機の作用について説明する。

圧縮機自体の作用は、従来と同様で、プーリ１０から動
力の伝達を受けてロータ３が回転すると、各ベーン４が
カムリング５の楕円形状の内周面に沿って移動し、作業
室に吸入されたガスを圧縮して吐出する。

このような圧縮機はその運転中に内部温度が２００℃前
後まで上昇することがある。このように温度が上昇する
と、各部材はその材料固有の線膨−張係数をもって膨張
する。この発明においては、各サイドプレート６．７の
ボス部６１．７１の線膨張係数がベアリング８．９のそ
れとほぼ同じであるため、常温組立加工時に設定したロ
ータシャフト２の外径とベアリング８，９の内径との間
のクリアランスがほぼ一定に保たれる。またこの実施例
においては、ボス部６１．７１の線膨張係数よりもベア
リング８．９の線膨張係数（約２×１０−６１／’Ｃ）
のほうが僅かに大きいので、ベアリング８，９の膨張に
よりロータシャフト２とベアリング８．９間のクリアラ
ンスは逆に小さくなる傾向にある。

第６図には、この実施例の軸受部におけるクリアランス
と温度との関係が直線Ｘで示されており、従来のＦＣＡ
材料のみでサイドプレートを形成した場合の関係が直線
ｙで、ＡＣ２Ａ材料のみでサイドプレートを形成した場
合の関係が直線２でそれぞれ示されている。この図から
も明らかなように、この実施例におけるクリアランス／
温度特性は、温度が上昇するにつれてロータシャフトと
ベアリング間のクリアランスが減少する傾向にあるので
、常温組立時に設定された小さなりリアランスが拡大さ
れることがなく、したがって騒音および振動の発生が抑
えられ、焼き付きの発生もなく耐久性が向上する。

ところで、圧縮様の運転および停止による熱サイクルは
一３０℃〜２００℃の範囲で繰り返されることがあるの
で、経時変化または温度上昇等によって各サイドプレー
ト６．７におけるボス部６１．７１とフランジ部６２．
７２との間に、ゆるみやがたつきが生じる恐れがある。

このような事態に対処するため、この実施例においては
、ボス部６１．７１の一端部に複数の突起６３．７３を
設けて、これら突起６３．７３をフランジ部６２゜７２
内に埋設させることにより、前後方向および回転方向の
移動を防止している。合わせて、この突起６３．７３と
フランジ部６２．７２を貫通させてノックピン６５．７
５等で結合したので、両者の固定が確実なものとなり、
熱ザイクルによる経時変化や温度上昇等によって両者間
にゆるみやがたつきが生じるのを確実に防止している。

またボス部６１．７１のベアリング８，９が圧入される
外側表面をインガートＩ　Ｌ７の際にアルミニ・クム系
材料で被覆してしまうと、鉄系のボス部６１．７１外径
とアルミニウム系のフランジ部６２．７２内径との間の
インサート鋳造の際の締め代が、アルミニウム系材料の
ほうが鉄系材料よりも線膨張係数が大きいので、温度上
界により徐々に少なくなってゆき、ある温度以上になる
と全くなくなってしまう。そしてこの締め代が全くなく
なるまでは、アルミニウム系材料により被覆されたボス
部６１．７１の内径が膨張するので、ロータシャフト２
との間のクリアランスが大きくなってしまう恐れがある
。この場合、インサート鋳造時にボス部内径の収縮が起
きない程度に、ボス部６１．７１の剛性が大きければ、
ボス部全体を、フランジ部６２．７２の材料で覆われて
いてもよい。即ち、温度上昇によっても、ボス部内径は
、ボス部６１．７１の材料の線膨張係数以上の内径膨張
は起きないので、ロータシャフト２との間のクリアラン
スも大きくならない。しかしながら、ボス部６１．７１
の剛性が小さい場合には、インサート鋳造時に内径収縮
が発生する。そこでこの実施例に於いては、ボス部６１
．７１の外側表面を、インサート鋳造時またはインサー
ト鋳造時にボス部全体を覆った場合には後加工により、
略半分以上にわたって露出するように設定しである。

これによりボス部内径は、フランジ部６２．７２の材料
の膨張による影響を受けなくなるので、ボス部６１．７
１の材料の線膨張係数以上の内径膨張は起きず、したが
ってローターシャフト２との間のクリアランスも大きく
ならない。

（発明の効果）以上のように、この発明によるベーン型回転圧縮機は、
フロントおよびリヤサイドプレートの軸受部材が圧入さ
れるボス部をこの軸受部材と線膨張係数がほぼ等しい材
料で形成するとともに、各サイドプレートのフランジ部
をアルミニウム系材料のインサート鋳造によりボス部と
一体に形成して構成されているので、常温組立時から圧
縮機運−転生において、ロータシャフトと軸受部材間の
クリアランスを常温組立時における小さな値のままほぼ
一定にまたは縮小傾向とすることができ、特にアンバラ
ンス型圧縮機の場合にロータシャツ］・の回転時の偏心
量を小さくすることができるので、騒音および撮動を低
減できるとともに焼き付は等の発生を防止して耐久性の
向上を一段と図ることができる。

また、各サイドプレートのフランジ部内にインサート鋳
造されるボス部の端部に１以上の突起を設けることによ
り、ボス部とフランジ部の固定をより確実なものとする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すベーン型回転圧縮
機の断面図、第２図は、同圧縮機におけるフロントサイ
ドプレートの正面図、第３図は、第２図の■−■線断面
図、第４図は、同圧縮機におけるリヤサイドプレートの
正面図、第５図は、第４図のｖ−ｖｍ断面図、第６図は
、同圧縮機における効果を従来例と比較したグラフであ
る。１・・・ハウジング、２・・・ロータシャフト、３・・
・ロータ、４・・・ベーン、５・・・カムリング、６・
・・フロントサイドプレート、７・・・リヤサイドプレ
ート、８゜９・・・ニードルベアリング（軸受部材）、
６１．７１・・・ボス部、６２．７２・・・フランジ部
、６３，７３・・・突起、６４．７４・・・ピン穴、６
５．７５・・・ノックビン。代理人　　弁理士　岩倉哲二　（他−名）第２図し。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フロントおよびリヤサイドプレートの軸受部材が
圧入されるボス部を前記軸受部材と線膨張係数がほぼ等
しい材料で形成し、前記各サイドプレートのフランジ部
をアルミニウム系材料のインサート鋳造により前記ボス
部と一体に形成してなるベーン型回転圧縮機。
（２）フランジ部内にインサート鋳造されるボス部の端
部に１以上の突起を備えた請求項（１）記載のベーン型
回転圧縮機。