JPH0326877A - レシプロ型圧縮機 - 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］ この発明は、クランク機構により空気を圧縮するレシプ
ロ型圧縮機、特に可変容量機構を備えたレシプロ型圧縮
機に関するものである。

［従来の技術］ 従来、トラックやバスなどの車両にはドアの開閉などに
用いられるエアシリンダを暇動するために圧縮空気を発
生させる圧縮機を備えている３上記圧縮機は、クランク
機構により吸排気弁を備えたシリンダ内をピストンが往
復動して、空気を圧縮するレシプロ型圧縮機が一般的に
用いられており、エンジンによって直接酩動される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のレシプロ型圧縮機は以上のように構成されており
，エンジンと直結されているため、エンジンの低回転時
に最適なエア吐出量を設定すると高回転時に過剰の圧縮
空気が生じ，エンジン出力を必要以上に損失するばかり
でなく，圧縮機の不必要な温度上昇を招き、作動油のカ
ーボン化などで圧縮機の不具合を生じる．また，高回転
時に最適なエア吐出量を得るように設定すると低回転時
にエアの不足を生じるなどの問題点があった。

そこで、特開昭６１−２９１７３９号公報に記載されて
いるように，レシプロ型圧縮機のクランクシャフトとコ
ネクティングロッドとの間に内周と外周とが互いに偏心
した偏心リングを設け、この偏心リングを油圧で回動さ
せてピストンのストロークを変化させて、低回転時に最
適なエア吐出量を得られるとともに、高回転時にピスト
ンストロークを減少させて圧縮容量及び圧縮比を下げ、
エア吐出量をエンジン回転数と比較して下げることがで
きる圧縮比可変機構を備えたレシプロ型圧縮機がある。

しかし、上記圧縮比可変機構を作動させるために油圧を
必要とするために構造が複雑となるばかりでなく、この
油圧を得るためにエンジン出力を損失するなどの問題点
があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、エンジンの出力を低下させることなく、簡単
な構戊により圧縮空気の吐出量を変化させることができ
るレシプロ型圧縮機を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るレシプロ型圧縮機は、吸排気弁を備えた
シリンダと、駆動源からの回転力を伝達するクランクシ
ャフトと，一端が上記クランクシャフトに枢着され回転
動を往復動に変換するコネクティングロッドと、このコ
ネクティングロッドの他端に枢着され上記シリンダ内を
往復動するピストンとから構或′され、互いに偏心した
外周面と内周面とを有し、外周面をクランクシャフトと
コネクティングロッドのいずれか一方の軸受け孔に取り
付け，内周面を他方の軸に取り付けてなる偏心リングと
、上記クランクシャフトの回転動で生じる遠心力によっ
て当該クランクシャフトの回動中心より離れるように回
動するフライウェイトと、このフライウェイトを上記偏
心リングに連動する連動機構と、上記フライウェイトを
クランクシャフトの回動中心方向に附勢する弾性材とを
有するものである。

［作用］ この発明におけるレシプロ型圧縮機は、互いに偏心した
外周面と内周面とを有する偏心リングと、クランクシャ
フトの回動中心より離れるように回動するフライウェイ
トと、このフライウェイトを上記偏心リングに連動する
連動機構と，上記フライウェイトをクランクシャフトの
回動中心方向に附勢する弾性材により、エンジンの回転
数に比例してフライウェイトがクランクシャフトの回動
中心より離れ、上記偏心リングが連動機構により回動さ
れてピストンのストロークを短くし、圧縮容量及び圧縮
比を下げて、ピストンの１行程あたりの圧縮空気吐出量
を減少させる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１１ｉ１乃至第５図を用
いて説明する。図において、１は図示しない吸排気弁を
上部に備えたシリンダ、２はエンジン等の駆動源からの
回転力を伝達するクランクシャフト、３は一端が上記ク
ランクシャフト２に枢着され回転動を往復動に変換する
コネクティングロッド，４は上記コネクティングロッド
３の他端にピストンピン５を介して枢着され上記シリン
ダエ内を往復動ずるピストン、７は互いに偏心した内周
面７ａと外周面７ｂとを有し、内周面７ａが上記クラン
クシャフト２のクランクピン２Ｃに回動自在に取り付け
られ、外周面７ｂがコネクティングロッド３の軸受け孔
３ａに回動自在に取り付けられた偏心リング，６は上記
クランクシャフト２のバランスウェイト２ａに枢着され
，当該クランクシャフト２の回転動で生じる遠心力Ｆに
よって回動中心Ｂであるクランク軸２ｂより離れるよう
に回動するフライウェイト、９は上記フライウェイト６
をクランク軸２ｂ方向に附勢する弾性材としてのコイル
スプリングである。上記クランクシャフト２は，両端の
クランク軸２ｂがケーシング１０に軸受け等を介して枢
着されており、一方のクランク軸２ｂはエンジンの出力
軸に機械的に接続され、エンジンの回転を伝達する。上
記偏心リング７は、例えば第４図に示すように、一端に
鍔７ｃを有する筒状に形成されており、ホワイトメタル
などの軸受け材からなる。また、上記鍔７ｃの周縁にフ
ライウェイト６の一端に設けられたギャ６ａと対向する
位置に沿ってラックギャ７ｄが形成されており、このギ
ャ６ａとラックギャ７ｄにより連動機構８を構成する．
上記コイルスプリング９は、引っ張りバネであり，一端
がフライウェイト６の他端に取り付けられ、他端がクラ
ンクシャフト２のバランスウェイト２ａに取り付けられ
ている。

次に動作について説明する。まず，図示しないエンジン
が始動していない状態では、第１図に示すように、コイ
ルスプリング９によってフライウェイト６はクランク軸
２ｂの最も近くに位置する。

このとき偏心リング７は、内周面７ａと外周面７ｂとの
間が最も狭い個所がコネクティングロッド３の軸受け孔
３ａの下方に位置する。すなわち、コネクティングロッ
ド３のクランクピン２Ｃ側中心Ａとクランクシャフト２
の回動中心Ｂとの距離ｌが離れるように位置し、ピスト
ン４のストロークＬは最も長くなる． 次に、上記エンジンが始動されると，第２図に示すよう
に，クランクシャフト２がクランク軸２ｂを中心に回転
し、クランクピン２ｃが偏心回動する．上記コネクティ
ングロッド３によってピストン４はシリンダ１内を往復
動じ，このピストン４の降下行程でシリンダ１内に空気
を吸入し、上昇行程で吸入した空気を圧縮してシリンダ
１内から排出する．上記のように圧縮された空気の吐出
量Ｑは，エンジン回転数Ｖが早くなるとともに増加する
が，クランクシャフト２の回転が早くなることで当該ク
ランクシャフト２のまわりに生じる遠心力Ｆは増加し，
この遠心力Ｆによってフライウェイト６がコイルスプリ
ング９の附勢力ｆに打ち勝ってクランクシャフト２のク
ランク軸２ｂより離れる方向に回動する．上記フライウ
ェイト６は連動機構８（ギャ６ａ及びラックギャ７ｄ）
により偏心リング７を回動し、この偏心リング７が回動
することによってコネクティングロッド３のクランクビ
ン２ｃ側回動中心Ａとクランクシャフト２の回動中心Ｂ
との距離１が上記エンジンの回転数に比例して狭くなり
，ピストン４のストロークＬは短くなる．すなわち、エ
ンジン回転数Ｖに比例して圧縮容量及び圧縮比が下がり
、１行程における圧縮空気の吐出量Ｑが減少するので、
第５図に示すように、エンジンの高回転時における圧縮
空気の吐出量Ｑを従来と比べて減らすことが出来る． 上記構成により、エンジン高回転時の無駄な圧縮空気を
減らすことができるので、過剰の圧縮空気が生じエンジ
ン出力を必要以上に損失するのを防止するとともに、圧
縮機の不必要な温度上昇がなく、作動油のカーボン化な
どによる圧縮機の不具合を防止することが出来る。

なお，本実施例においては、偏心リング７の外周面７ｂ
をコネクティングロッド３の軸受け孔３ａに、内周面７
ａをクランクシャフト２のクランクピン２ｃに取り付け
るとしたが，コネクティングロッド２にピンを、またク
ランクシャフト３に軸受け孔を設け、このビン及び軸受
け孔に上記偏心リング７を取り付けるとしてもよい。

また、本実施例においては、連動機構８をフライウェイ
ト６のギャ６ａ及び偏心リング７のラックギャ７ｄより
構成し、弾性材をコイルスプリング９よりなるとしたが
、これに限定されず，弾性材を含めた連動機構をリンク
機構やカム機構などを用いて構成するとしても同様の効
果を奏する。

また，第６図に示すように、偏心リング７０に直接フラ
イウェイト６０を設けてもよく、この場合フライウェイ
ト６０はクランクシャフト２のクランクピン２ｃを回動
中心として回動する。

［発明の効果］ 以上のように，この発明によればレシプロ型圧縮機に、
互いに偏心した外周面と内周面とを有する偏心リングと
、クランクシャフトの回動中心より離れるように回動す
るフライウェイトと，このフライウェイトを上記偏心リ
ングに連動する連動機構と，上記フライウェイトをクラ
ンクシャフトの回動中心方向に附勢する弾性材とを設け
たので、エンジンの出力を低下させることなく、また簡
単な構或によりエンジンの回転数に比例してピストンｌ
行程あたりの圧縮空気吐出量を減らすことができ、過剰
な圧縮空気による圧縮機の過熱で生じる不具合を防止す
る。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図乃至第３図はこの発明の一実施例であるレシプロ
型圧縮機の正面断面図及び側面断面図，第４図は本実施
例の偏心リングの外観斜視図、第５図は本発明及び従来
のレシプロ型圧縮機によるエンジン回転数と圧縮空気の
吐出量との関係を示す図、第６図は他の実施例のレシプ
ロ型圧縮機の側面断面図である。 １・・・シリンダ、２・・・クランクシャフト、３・・
・コネクティングロッド、４・・・ピストン，６・・・
フライウェイト、７・・・偏心リング．７ａ・・・内周
面、７ｂ・・・外周面、８・・・連動機構、９・・・コ
イルスプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸排気弁を備えたシリンダと、駆動源からの回転力を伝
   達するクランクシャフトと、一端が上記クランクシャフ
   トに枢着され回転動を往復動に変換するコネクティング
   ロッドと、このコネクティングロッドの他端に枢着され
   上記シリンダ内を往復動するピストンとから構成された
   レシプロ型圧縮機において、互いに偏心した外周面と内
   周面とを有し、外周面をクランクシャフトとコネクティ
   ングロッドのいずれか一方の軸受け孔に取り付け、内周
   面を他方の軸に取り付けてなる偏心リングと、上記クラ
   ンクシャフトの回転動で生じる遠心力によって当該クラ
   ンクシャフトの回動中心より離れるように回動するフラ
   イウェイトと、このフライウェイトを上記偏心リングに
   連動する連動機構と、上記フライウェイトをクランクシ
   ャフトの回動中心方向に附勢する弾性材とを有すること
   を特徴とするレシプロ型圧縮機。