JPH0114430B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリンダーと、アキシヤル駆動軸と、
前記軸に支持されシリンダー中に装着されたピス
トンに連結された傾斜回転斜板とを有し軸の回転
動が回転斜板によりピストンの往復動へ伝達され
るコンプレツサーに関するものである。

この総括的な特徴をもつ装置は米国特許第
3663122号明細書にアキシヤルプランジヤー揺動
として、米国特許第2513083号明細書に揺動駆動
機構として、米国特許第3069913号明細書にクラ
ンクレス運動機構として色々明らかにされてい
る。米国特許第2398486号明細書も参照。

従来のコンプレツサーは、自動車に用いるよう
なクランクケースを有し、このクランクケースの
底に潤滑油をため、潤滑油をポンプでくみ上げ且
つ必要な所に吹付ける構成となつている。このよ
うな従来のコンプレツサーでは潤滑油の蒸発や可
動部分への潤滑油の吹付は、潤滑油を霧状とし、
圧縮されようとする空気に混入され易い。

さらに、従来のコンプレツサーは、斜板の案内
が不十分な為、斜板の取付部にゆるみが出たりす
ると、ロツドと斜板との結合部に損傷が発生す
る。又、従来は、シリンダとピストンとを変えて
ガスの圧縮容量を変える時は、斜板も代えてい
た。

それ故、本発明は、クランクケースを使用する
ことなく、圧縮されようとするガスの流れの中に
潤滑油やその霧状のものが混入することのない斜
板コンプレツサーを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、斜板のガイド部を一対のロ
ーラを用いた構成として斜板の案内を確実とさ
せ、又、シリンダを軸の半径方向並びに周方向に
隔置し、シリンダ、ピストンを代えても、ロツド
及び斜板の変更を必要としない斜板コンプレツサ
ーを提供することを目的とする。

本発明は外の目的及び有利な形態をもち、上記
目的及び形態の幾つかを以下に図面に示す実施例
により説明する。しかし特許請求の範囲に示す本
発明の範囲で図面及び明細書に示されたことに対
する変形が可能であることを理解されるべきであ
る。

本発明に係るコンプレツサーはハウジング１１
及び該ハウジングに回転可能に支持され延長端部
１３を有する軸１２と、ハウジング１１に設けら
れ軸１２に平行にかつ軸１２から半径方向に隔置
され第４図に示すように軸のまわりに周方向に隔
置された複数のシリンダー１６，１７，１８と、
シリンダー１６〜１８に往復動可能に装着された
ピストン２１，２２，２３と、軸端１３に回転可
能に支持されピストン２１〜２３に連結された斜
板２６と、ハウジング１１に支持され軸１２に平
行し斜板２６に隣接し互に隔置されている第１
図、第５図、第６図に示すような１対の平行ガイ
ド部材２７，２８と、斜板２６上に、しかも斜板
に対し半径方向に延びる１つの軸線に支持された
１対のローラ３１，３２とを包含し、１つのロー
ラ３１がガイド部材２７に係合するように取付け
られ他のローラ３２がガイド部材２８に係合する
ように組付けられて斜板２６を該斜板に加えられ
る回転力に対向して支持しかつピストン２１〜２
３を駆動するためのシリンダー１６〜１８の軸線
方向への斜板の動きの範囲を限定する。本発明の
１つの形態として第５図及び第６図に示すように
ばね３３がガイド部材２８に設けられ、ガイド部
材２８を絶えずローラ３２の方へ押圧し、ローラ
とガイド部材との間の円滑で静かで連続的係合を
維持する。第５図と第６図から明らかなようにば
ね３３は製造公差や魔耗により生ずるようなゆる
みを除去する。従来の装置ではゆるみが存在した
り、ゆるみが増大すると斜板に逆のトルクが生じ
ハンマリングや摩耗や可成りの騒音を生ずる原因
となる。第１図、第４図、第５図、第６図により
ガイド部材２７は直接ハウジング１１の一端３４
に固定されかつハウジングの一端３４から長手方
向に延びガイド構造部をしつかり支持する。ガイ
ド部材２８はガイド部材２７に向つて往復動でき
るように１対のガイド兼支持ピン３６，３７に担
持され、ピン３６，３７はナツト３８によつて締
める如くしてガイド部材に締結されるボルトとす
ることができ、ガイド部材から直角に突出しガイ
ド部材２８に形成された心合せされた開口部にね
じ込まれている。ガイド部材２８は一端を第６図
に示すようにボルト３７の頭部３９により離れぬ
ように留められることができ、ばね３３はガイド
部材２８とボルト３６の頭部４１との間でボルト
３６に装着されたら旋ばねからなる。ローラ３１
と３２は共通軸４２に装着されることができ、こ
こでは共通軸は斜板２６の周部４３にねじ込まれ
たボルトからなる。図に示すようにローラ３１と
３２が共通軸に取付けられている所ではガイド部
材２７と２８は第５図に示すようにローラが適当
に係合するように半径方向にずれている。しかし
ローラは軸方向に一線に配列される必要はない。
ガイド部材２７は図に示すように取外し可能な摩
耗板４４を具備することができる。

本構造の一形態として斜板２６は軸端１３に軸
端と共に回転可能に固定され外部円筒壁４７を有
するハブ４６（第２図）と、外部円筒壁４７を囲
む内部円筒壁４８を有する周部４３と、第１図に
示すように軸の軸線に対し傾斜した面内に位置す
る対向環状溝５１，５２が形成された壁４７及び
４８と、該溝５１，５２に装着されハブ４６と周
部４３の相対回転を維持するボールベアリング５
３（第２図、第３図）とからなる。

図に示すように好ましくはハブ４６は普通の深
溝ボールベアリングの内輪を含み、周部４３は普
通のシングル深溝ボールベアリングの外輪５６を
囲みかつ外輪５６に固定されたリング５４を含
む。この構造の利点はボールベアリングを斜板の
外径部付近に配置し、ピストン２１〜２３により
加えられる負荷を十分に支持する以上の定格を本
来持つ普通の大きなボールベアリング構造体を用
いることにある。ベアリングの普通の傾向は米国
特許第3663122号明細書に示すようにスラストベ
アリングとすることである。普通ボールベアリン
グはラジアル負荷を支持する。普通でない負荷が
本構造ではねじり負荷に生ずる。しかし、普通の
シングル深溝ボールベアリングが使用でき、その
寸法の故に十分な強度と寿命が期待できることが
見出された。この型のベアリングは又完全に自己
支持であること、すなわち２つのベアリングレー
スが容易に組立体を形成する単一のパツケージに
保持されていることに利点を有する。この型のベ
アリングは付随的には低コストとなる大量生産に
よりコマーシヤルに作られる。ボールベアリング
をその場所に保持するためにスラストベアリング
の場合に普通であるような追加的な手段を必要と
しない。

本構造の他の形態は傾いた位置で斜板ハブを軸
に固定する簡単で有効な手段であり、ここでは第
１図に示すように軸の肩部５７と、肩部５７に対
向して軸端１３に取付けられる第１のクランプ部
材５８と、軸端１３に取付けられ且つ第１のクラ
ンプ部材５８に並設される第２のクランプ部材６
４と、および両クランプ部材５８，６４を軸端１
３に締めつける手段６９とを包含する。第１のク
ランプ部材５８はその外周に肩６１（第２図参
照）付きの傾斜面５９を有し、この肩６１と傾斜
面５９にハブ４６の側面６３と内周面６２が接す
る。第２のクランプ部材５８がその外周に肩６７
付きの傾斜面６６を有し、この肩６７と傾斜面５
９にハブ４６の側面６８と内周面６２とが接す
る。この結果、締めつけ手段６９により、軸端１
３に両クランプ部材５８，６４を締めつけると、
両クランプ部材５８，６４にハブ４６が固定され
る。上記の構造において全ての精密機械加工は２
つのクランプ部材を形成するために半分に後で切
断されている単一部品において行なわれており、
該部品は軸端１３を挿入するために穴あけされ斜
板の面に直角な軸線をもつ共通円筒直径上の傾斜
面５９と６６を形成するために機械加工されてい
る。普通のボールベアリングの斜板のハブを形成
する内輪は円筒内面６２を有し該内輪はクランプ
部材が形成される部品の精密加工された傾斜面上
に直接担持されることができる。上記のように半
分に切断したときこのようにして形成された２つ
のクランプ部材は第１図に示すように軸端１３の
上に簡単に装着されることができ、斜板のしつか
りした精密な装着が形成される。クランプ手段６
９は簡単には軸端１３外部にねじ込まれたナツト
により構成されることができる。好ましくはクラ
ンプ部材は相対回転しないように軸にキー止めさ
れる。

本構造の別の形態として複数のピストンが普通
のボールとソケツトエンドコネクターをもつ連結
ロツド７１により、すなわち第１図乃至第３図に
示すようにロツド７１の一端の端部延長として固
定されたソケツト７２と斜板の外周でリング５４
に連結され担持されるボールジヨイント７３とに
より斜板に連結され、ボールジヨイント７３はリ
ング５４にねじ込まれたボルト７４を有する。

この構造は広く商業的に採用される標準のロツ
ドエンドボールとソケツトジヨイントの使用を許
容する。この構造において標準のソケツトは最適
の連結ベアリング面を形成し連結強度を最も簡単
な姿で形成する周面でボールを囲む。

斜板に対する連結ロツド取付の別の形態は第３
図に示すように斜板の面でのボール７３の相対移
動を制限するためソケツト７２と係合可能なリン
グ５４上の手段例えばピン７６，７７の装備であ
る。ここではピン７６，７７はリング５４から外
方にボールジヨイントの両側に植込ボルトとして
突出しソケツト７２の下面に係合するようにして
ある。好ましくは部材７６，７７はプラスチツク
又は他の軟い滑らかな材料で形成される。

ピストンと連結ロツド７１との連結部への潤滑
用グリース器具の近接が不可能なことから、本発
明は、厚みの薄いピストンを使用しなければなら
ない。即ち、厚みの薄いピストンの小さな揺れ
が、ピストンと連結ロツドとの結合に潤滑剤を必
要としない一体連結としても、ピストンの往復動
を可能にする。図示例では、連結ロツド７１をピ
ストン２１―２３の中心部にねじ込んで一体連結
させている。又、第１図に示される如く、本例
は、斜板２６とロツド７１との連結部をオイルパ
ンやクランクケース内に配する必要がなく、この
斜板及び前述連結部を潤滑のために特別に囲む必
要はない。ハウジング１１の冷却は、フアンブレ
ード８２を軸１２の一端に装着し、ハウジング１
１、斜板２６及び前述連結部を覆い（シユラウ
ド）８３で囲んで空気路を形成し、フアンブレー
ド８２を軸１２の回転により回転させて、覆い８
３内の空気路を介して覆い８３の右方から左方
（第１図でみて）へと強制的に空気を送ることで
成される。ハウジング１１の冷却面積を増大させ
るために、ハウジング１１にフインを付けるとよ
い。前述連結部への潤滑は、通常のグリース器具
を覆い８３の開口端部から前述連結部に近付ける
ことで容易に成される。したがつて本構造は油蒸
気のブローバイが圧縮される気体の中に流入する
のが避け難い普通のクランクケースで潤滑される
コンプレツサーでは事実上解決されない問題であ
る油汚れなしに空気又は気体をポンピングするた
めに特に設計されている。

本構造の他の重要な形態としてハウジング１１
に複数のピストンの中心部にピストンに実質的に
隣接する軸方向穴８６が形成され、穴８６は軸端
１３が斜板に連結するためにベアリングの外方に
自由に片持ち支持された状態で軸１２を支持する
ために１対のベアリング８７，８８を装着するこ
とができる。即ち、本発明のコンプレツサーは、
覆い８３内に配されたハウジング１１を有する
が、コンプレツサー容量を変える時には、変更す
る容量のシリンダー１６，１７，１８とこれらシ
リンダーに合致した新しいピストン２１―２３と
を取換えるのみでよい。この場合、新しいシリン
ダーとピストンとが取換えられたシリンダーとピ
ストンと同心なので斜板２６や連結ロツド７１を
取換える必要がない。好ましくはベアリング８
７，８８は設計を簡単にししかも必要とする強度
及びベアリング能力を与える普通の深溝ボールベ
アリングである。第５図、第６図に示すようにロ
ーラ制限手段を上記のように他の構造との関連で
使用することはほとんど完全な静的バランスを付
与する。ウエイト９１，９２は好ましくは動的ア
ンバランスを除くために軸１２の反対端に取付け
られる。結果としてコンプレツサーは非常にスム
ースに作動し最小の振動で作動する。

ここに含まれるユニツトでは３個のシリンダー
１６〜１８が用いられ三段コンプレツサーを形成
するために直列に連結されている。空気は第１段
（シリンダー１７）で圧縮され図示しない弁及び
流路を通り更に圧縮するために第２段シリンダー
１８に入り、そして最終圧縮のために第３段（シ
リンダー１６）に送られる。コンプレツサーの場
合普通に自己作動弁例えば第１図の弁９３がピス
トン２１〜２３の吸入工程と圧縮工程で達する圧
力差に応答して開閉するようにシリンダーヘツド
に使用されることができる。ユニツトをモータと
して作動するために、すなわち圧縮流体をシリン
ダーに与えることにより普通のモータ駆動弁が使
用される。

本構造の一つの形態はユニツトの組立分解が容
易であることである。全ての摩耗部品は試験のた
めに従来の構造よりずつと早く取換取外し可能で
あつた。例えばピストンは覆い８３と１つのボル
ト７４を取外すことにより取外すことができる。
以前の設計はシリンダーヘツドや連結管等の取外
しを必要とした。上記はピストンリングをしばし
ば取換えることを普通に要求されているオイルフ
リーコンプレツサーにおいて重要な利点を形成す
る。

好ましくはここに示したように軸１２がハウジ
ング１１から軸方向に斜板２６に反対の側にプー
リーベルト駆動部９６を連結するために延びてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る斜板コンプレツサーの一
部断面平面図、第２図は第１図の装置の一部の拡
大断面図、第３図は第２図の線３―３に沿つた面
における断面図、第４図は第１図の線４―４に沿
つた面における断面図、第５図は第１図の線５―
５で示した破断正面図、第６図は第５図の線６―
６で示す第５図の底面図である。 １１…ハウジング、１２…軸、１３…軸端部、
１６〜１８…シリンダー、２１，２２，２３…ピ
ストン、２６…斜板、２７，２８…ガイド部材、
３１，３２…ローラ、３３…ばね、３６，３７…
ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フイン付のハウジング及び該ハウジングに回
   転可能に支持され延長端部を有する軸と、該軸の
   一端部に支持されたフアンブレードと、ハウジン
   グに設けられ前記軸に平行にかつ該軸から半径方
   向に隔置され該軸のまわりに周方向に隔置された
   複数のシリンダーと、グリース器具を前記ハウジ
   ングの内部に挿入できる開口端部を有する覆い内
   に前記ハウジングを入れ、該シリンダーに往復動
   可能に装着された厚みのうすいピストンと、前記
   軸端に回転可能に支持され前記ピストンに連結さ
   れた斜板と、前記ハウジングに支持され、前記軸
   に平行し前記斜板に隣接し互いに隔置された１対
   の平行ガイド部材と、前記斜板上にしかも斜板に
   対し半径方向に延びる１つの軸線に支持された１
   対のローラと、一方のローラが一方のガイド部材
   に接するように組付けられ他方のローラが他のガ
   イド部材に接するように組付けられて前記斜板を
   該斜板に加えられる回転力に対抗して支持し、お
   よび前記ローラの少なくとも１つと前記ガイド部
   材との間の係合を維持し前記ローラと前記ガイド
   部材の連続係合を維持する弾性手段とを包含する
   斜板コンプレツサー。 ２ １つのガイド部材に取付けられ該ガイド部材
   を接触するようにローラの方へ押圧するばねを包
   含する特許請求の範囲第１項に記載の斜板コンプ
   レツサー。