JPH045478A - 気体コンプレッサ - 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〕 本発明は気体コンプレッサに係り、特に小容量の作動気
体を圧送して吐出圧力を得てなる、家電用や車両用に好
適な気体コンプレッサに関する。

〔従来の技術〕

従来の気体コンプレッサの一例として、特開昭６：３−
３０９７８５号公報の第１図に記載のように、回転軸に
固定されたシリンダブロックと、回転軸に回転自在に支
持された回転板とを対向して配置し、シリンダブロック
の複数個の貫通穴内にぞれぞれ嵌合されたピストンの一
端を回転板に回転自在に連結し、シリンダプロ・ツクと
回転板とを同期的に回転させることにより、ピストン力
くシ１ノンダ貫通穴内を往復運動し、円盤状のピストン
ヘッドを貫通穴内を摺動させることにより吸入、圧縮、
吐出行程を行わせるものがある。

このようにシリンダブロックと回転板の同期回転を行わ
せるために同公報においては、シリンダブロックに一対
の駆動ピンを固定して設け、この駆動ピンを介してシリ
ンダプロ・ツクの回転力を回転板に伝達している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術はシリンダプロ・ツクの回転力を一対の駆
動ピンにより回転板に伝達することにより回転板を確実
に駆動しているが、駆動のために特別な構造が必要とな
り、構造が複雑で大形化しやすく、コスト高となってい
た。

本発明の目的は回転板をシリンダプロ・ｙりと同期して
回転させるために必要な駆動力伝達機構を複数個のピス
トンのうちの２個に内蔵させ、構造を簡素化することに
より小型化及び低コスト化を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、回転軸に固定され
たシリンダブロックと前記回転軸に回転自在に支持され
た回転板とを対向配置し、前記シリンダブロックの複数
個の貫通穴内にぞれぞれ配置したピストンのピストンロ
ッドを前記回転板に回転自在に連結し、前記シリンダブ
ロックを回転させることにより前記ピストンのピストン
ヘッドと前記貫通穴とにより形成される作動気体室に低
圧室から気体を吸入して高圧室へ吐出する気体コンプレ
ッサにおいて、前記ピストンのうちの少なくとも１組の
前記回転軸の細心を通る対角線上に配置された１対のピ
ストンは、ピストンロッドを前記回転板へ該回転板の半
径方向に移動自在に連結し、かつ該ピストンロッドに前
記ピストンの傾斜を阻止する案内手段を設けて前記回転
板を回転させる駆動ピストンとしたものである。

好ましくは、前記案内手段は前記ピストンへ・ノドに隣
接して前記ピストン口・ンドに設けられ、前記貫通穴を
摺動する駆動リングである。また、前記案内手段は、前
記ピストンへ・ノドを先端（こ備え、前記貫通穴に接触
する円筒状の摺動面を有する１つのピストン体であって
もよい。

〔作用〕

回転軸が回転するとシリンダプロ・ツクが回転し、ピス
トン、駆動ピストンも同時に回転する。このとき駆動ピ
ストンはピストンへ・ノドと案内手段により、貫通穴内
を傾斜することなくガイドされるため、シリンダブロッ
クの回転力をそのまま回転板に伝達する。また、回転板
は傾斜して回転するため、回転板とピストンロッドの接
触点の軌跡は完全な円形とはならず回転軸からの距離が
変化する（回転ピッチ径が変化する）が、駆動ピストン
のピストンロッドは回転板へ該回転板の半径方向に移動
自在に連結されているのでピ・ソチ径の変化は吸収され
る。これにより、同期回転を損なうことなく駆動ピスト
ンから回転板へ駆動力が円滑（こ伝達される。

〔実施例〕

以下、本発明による気体コンプレッサの実施例を図面に
基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の気体コンプレッサの断
面側面図で、椀状のケーシング１の開放端面にＯリング
２を介してサイドカッく−３がボルト４により取り付け
られている。ケーシング１及びサイドカバー３の中心に
はアンギュラベアリング５及びラジアルベアリング６を
介して回転軸７が保持され、回転軸７とケーシング１と
の間にクリップ８により抜は止めされたシャフトシール
９が施されている。サイドカバー３には、高圧室１０及
び低圧室１１が設けられている。

ケーシング１の内部には運動変換機構部１２と作動気体
室組立体１３が収納されている。運動変換機構部１２は
、ケーシング１に固定された斜板１４と、回転軸７に嵌
合されたセンタボール１５に回転自在に支持され、斜板
１４上を摺動して回転する回転板１６とから構成される
。回転板１６の芯ずれを防止するため、センタポール１
５はスプリング１７により常時回転板１６に押し付けら
れている。

一方、作動気体室２４内１３は、軸方向に６個の貫通穴
１８を有し、回転板１６と対向するように中心を回転軸
７に固着したシリンダブロック１９と、６個の貫通穴１
８のうち４個に嵌合された通常のピストン２０と、残り
の２個に嵌合された駆動ピストン２１と、凸部２２ａを
高圧室ｌＯに０リング２３を介して嵌合し、シリンダブ
ロック１９の開放端面の一部を密閉するシリンダヘッド
２２（第４図参照）とから構成されている。ピストン２
０及び駆動ピストン２１のピストンロッド２ＯＡ、２１
Ａの先端にはそれぞれ球部２０ａ。

２１ａが設けられ、他端にはそれぞれピストンヘッド２
０Ｂ、２１Ｂが設けられている。球部２０ａ、２１ａは
それぞれ回転板１６へ回転自在に連結されている。ピス
トンヘッド２０Ｂ、２１Ｂのうち少なくともピストンヘ
ッド２０Ｂの貫通穴１８との摺動面はピストンヘッド２
０Ｂの軸心上に中心を持つ球面とされ、貫通穴１８に対
して揺動可能となっている。ピストンヘッド２０Ｂ、２
１Ｂにより貫通穴１８内には作動気体室２４が形成され
る。

第２図及び第３図に示すように、６個の貫通穴１８は、
回転軸７の軸心を中心とする同一半径上に設けられてい
る。駆動ピストン２１が嵌合する貫通穴１８は、これら
６個の貫通穴１８のうち回転軸７の細心を通る対角線上
に位置する２個である。この駆動ヒ：ストン２１の一端
の球部２１ａは回転板１６に設けられたスライド溝２５
により回転板１６の半径方向へ移動自在に連結されてい
る。

また、駆動ピストン２１のピストンロッド２１Ａにはピ
ストンヘッド２１Ｂに隣接して、駆動ピストン２１の傾
斜を阻止する案内手段として、貫通穴１８を摺動する円
筒状の摺動面を備えた駆動リング２６が設けられている
。なお、駆動リング２６とピストンロッド２１Ａとは塑
性結合などにより精度よく機械的に結合されており、軽
量化が図られている。

以上の構成を有する気体コンプレッサにおいて、例えば
電気モータや内燃機関により回転軸７が回転されると、
シリンダブロック１９が回転するため、ピストン２０及
び駆動ピストン２１も同時に回転する。このとき、駆動
ピストン２１はピストンヘッド２１Ｂと駆動リング２６
の軸方向の案内作用により貫通穴１８に対する傾斜が阻
止されるため、シリンダブロック１９の回転力を球部２
１ａを通して回転板１６に伝達する。

回転板１６は斜板１４上をセンタボール１５を中心とし
て傾斜して回転するため、回転板１６と球部２Ｑａ、２
１ａとの接触点の軌跡は完全な円形とはならず、回転軸
７からの距離が変化する（回転ピッチ径が変化する）。

このため、シリンダブロック１９の回転に伴い、ピスト
ン２０はピストンヘッド２０Ｂの上述した細心を中心と
して貫通穴１８内で僅かに傾斜しながらピストン作用を
行なうが、駆動ピストン２１はピストンヘッド２１Ｂと
駆動リング２６とにより、貫通穴１８内を傾斜すること
なくガイドされると共に、ピストンロッド２１Ａの球部
２１ａはスライド溝２５により半径方向に移動自在なた
めピッチ径の変化は吸収される。したがって、シリンダ
ブロック１９の回転力は円滑にかつ確実に回転板１６へ
伝達され、両者の同期回転は損なわれない。

このようにシリンダブロック１９と回転板１６が同期回
転するため、ピストン２０．２１が貫通穴１８内を往復
運動し、吸入、圧縮、吐出の工程が行われる。これら工
程を第４図に基づいて説明すると、シリンダブロック１
９が例えば第４図で左回転を行う場合、低圧室１１がら
の気体吸入開始端付近のピストン２０は、上死点（ＴＤ
Ｃ）より若干回転方向側へ移動した位置にある。そして
シリンダブロック１９が左回転するにつれてピストン２
０は下死点（Ｂ　Ｄ　Ｃ）に向がって移動し、低圧室１
１からの気体吸入終了端付近では下死点よりも若干手前
側の位置にある。さらにシリンダブロック１９が回転す
ると、ピストン２ｏはピストンヘッド２１とシリンダヘ
ッド２２により貫通穴１８を密閉して作動気体室２４内
の気体を圧縮し、更に回転する途中で吐出ボート２７か
ら圧縮された気体を吐き出しながら上死点に至る。この
ようにして吸入、圧縮、吐出の各工程が行われる。

以上のように、本実施例によれば、ピストンに駆動リン
グを設けるだけで駆動力伝達ができるため、特別な駆動
力伝達機構を必要とせず、シンプルな構造となり、した
がって、気体コンプレッサの小形化及び低コスト化が可
能となる。

本発明の第２の実施例を第５図により説明する。

本実施例は駆動ピストンの傾斜を阻止する案内手段の構
成が第１の実施例と異なり、他の構造は同じである。

第５図において、６個の貫通穴１８のうち回転軸７の対
角線上に位置する２個に設けた駆動ピストン３０は、先
端にピストンヘッド３０Ｂを備えかつ貫通穴１８の内周
面と接触する円筒状の摺動面を有するピストン体３１を
備えている。換言すれば、ピストン体３１は第１の実施
例のピストンヘッド２１Ｂの貫通穴１８の内周面と接触
する摺動面の軸方向長さを長くした構成になっている。

駆動ピストン３０のピストンロッド３０Ａの先端に球部
３０ａが設けられ、この球部３０ａが回転板１６に設け
られたスライド溝２５により回転板１６の半径方向に移
動可能に連結されている点は第１図の実施例と同様であ
る。

このように構成した本実施例の動作は第１の実施例とほ
ぼ同様であり、ケーシング１、サイドカバー３に支承さ
れた回転軸７が回転すると、回転軸７に固着されたシリ
ンダブロック１９が回転し、このとき、駆動ピストン３
０はピストン体３１が駆動ピストン３０の傾斜を阻止す
る案内手段として作用することにより、シリンダブロッ
ク１９の回転と共に回転軸７を中心として公転し、球部
３０ａを介して回転板１６に回転力を伝達する。同時に
、ピストンロッド３０Ａの球部３０ａがスライド溝２５
を半径方向に移動することによりピッチ径の変化が吸収
され、回転板１６はシリンダブロック１９と同期回転し
、ピストン２０．３０のピストン作用によりコンプレッ
サとしての機能が得られる。

第１の実施例におけるピストン構造は、軽量化のために
ピストンに駆動リングを設けたのに対し、本実施例では
、ピストンヘッドと駆動リングを一体としたような構造
とし、よりシンプルな構造としている。したがって、本
実施例は家電品のコンプレッサ等、より小型のコンプレ
ッサに特に有効である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、継手などの駆動力伝達機構を必要とせ
ずピストン自体で回転板への駆動力伝達が可能なため、
簡単な構造にすることができる。

したがって小型化や、低コスト化が可能な気体コンプレ
ッサが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による気体コンプレッサ
の断面側面図であり、第２図は第１図の■−■線断面図
であり、第３図は回転板とピストン及び駆動ピストンの
外観図であり、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線断面図で
あり、第５図は本発明の第２の実施例による気体コンプ
レッサの断面側面図−Ｃある。 符号の説明 ７・・・回転軸 １０・・・高圧室 １１・・・低圧室 １−６・・・回転板 １８・・・貫通穴 １９・・・シリンダブロック ２０・・・ピストン ２１．３０・・・駆動ピストン ２０Ａ、２１Ａ、３０Ａ・・・ピストンロッド２ＯＢ、
２１Ｂ、３０Ｂ・・・ピストンヘッド２４・・・作動気
体室 ２５・・・スライド溝 ２６・・・駆動リング（案内手段） ３１・・・ピストン体（案内手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸に固定されたシリンダブロックと前記回転
   軸に回転自在に支持された回転板とを対向配置し、前記
   シリンダブロックの複数個の貫通穴内にぞれぞれ配置し
   たピストンのピストンヘッドを前記回転板に回転自在に
   連結し、前記シリンダブロックを回転させることにより
   前記ピストンのピストンヘッドと前記貫通穴とにより形
   成される作動気体室に低圧室から気体を吸入して高圧室
   へ吐出する気体コンプレッサにおいて、 前記ピストンのうちの少なくとも１組の前記回転軸の軸
   心を通る対角線上に配置された１対のピストンは、ピス
   トンロッドを前記回転板へ該回転板の半径方向に移動自
   在に連結し、かつ該ピストンロッドに前記ピストンの傾
   斜を阻止する案内手段を設けて前記回転板を回転させる
   駆動ピストンとしたことを特徴とする気体コンプレッサ
   。
2. （２）請求項１記載の気体コンプレッサにおいて、前記
   案内手段は前記ピストンヘッドに隣接して前記ピストン
   ロッドに設けられ、前記貫通穴を摺動する駆動リングで
   あることを特徴とする気体コンプレッサ。
3. （３）請求項１記載の気体コンプレッサにおいて、前記
   案内手段は、前記ピストンヘッドを先端に備え、前記貫
   通穴と接触する円筒状の摺動面を有する１つのピストン
   体であることを特徴とする気体コンプレッサ。