JPH0480237B2 - - Google Patents
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- JPH0480237B2 JPH0480237B2 JP1603483A JP1603483A JPH0480237B2 JP H0480237 B2 JPH0480237 B2 JP H0480237B2 JP 1603483 A JP1603483 A JP 1603483A JP 1603483 A JP1603483 A JP 1603483A JP H0480237 B2 JPH0480237 B2 JP H0480237B2
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- cylinder
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
- F04C28/16—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using lift valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/005—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 changing the phase relationship of two working pistons in one working chamber or the phase-relationship of a piston and a driven distribution member
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はポンプや圧縮機等の様に非圧縮性流体
や圧縮性流体の搬送に供する流体機械に関し、殊
に原動機によつて回転駆動されるシヤフトの回転
運動をピストンの往復運動に変換し、該ピストン
の往復運動によつて流体搬送作用を招起する、い
わゆる往復動ピストン型の圧縮機に関する。
や圧縮性流体の搬送に供する流体機械に関し、殊
に原動機によつて回転駆動されるシヤフトの回転
運動をピストンの往復運動に変換し、該ピストン
の往復運動によつて流体搬送作用を招起する、い
わゆる往復動ピストン型の圧縮機に関する。
〔従来技術〕
従来のこの種流体機械において、往復動するピ
ストンを持つものでは、米国特許3781135号明細
書(Filed:May19、’72:Inventor;ClaudeH.
Nike−11)に示される如く、シリンダは固定さ
れるのが常である。
ストンを持つものでは、米国特許3781135号明細
書(Filed:May19、’72:Inventor;ClaudeH.
Nike−11)に示される如く、シリンダは固定さ
れるのが常である。
この為、シヤフトの回転運動をピストンの往復
運動に変換するクランク機構が複雑で部品点数が
多く圧縮機に占める占有容量も大きかつた。
運動に変換するクランク機構が複雑で部品点数が
多く圧縮機に占める占有容量も大きかつた。
これに対し、米国特許第3200797号明細書
(Filed;Aug29、’62:Inventor;Horst
Dillenberg)に示される如く、内燃機関の分野で
はピストンが滑合するシリンダ自体を機体の外郭
内で回転される様に構成し、シリンダ自体をピス
トンの往復運動をシヤフトの回転運動に変換する
為のクランク機構の一部に兼用して、クランク機
構を簡単な構造にすることが知られている。
(Filed;Aug29、’62:Inventor;Horst
Dillenberg)に示される如く、内燃機関の分野で
はピストンが滑合するシリンダ自体を機体の外郭
内で回転される様に構成し、シリンダ自体をピス
トンの往復運動をシヤフトの回転運動に変換する
為のクランク機構の一部に兼用して、クランク機
構を簡単な構造にすることが知られている。
本発明の目的は、クランク機構の構造が簡単
で、全体の部品点数が少なく、またクランク機構
の占有容積も少ない往復動ピストン型の流体機械
を得るにある。
で、全体の部品点数が少なく、またクランク機構
の占有容積も少ない往復動ピストン型の流体機械
を得るにある。
本発明の特徴はピストンが滑合するシリンダボ
アを有するシリンダを機体の外郭内に回転可能に
支承し、シリンダの回転によりシリンダボアとシ
リンダ周面とが交互に通過する外郭部の壁面に吸
入ポートと吐出ポートとを開口し、シリンダの回
転によつて容積変化するところのピストン頭部、
ボア内壁及び外郭の内周とによつて囲まれた作動
室を、前記吸入ポートと吐出ポートに交互に連通
することによつて前記吸入ポートから吐出ポート
へ流体を搬送する様にした点にある。
アを有するシリンダを機体の外郭内に回転可能に
支承し、シリンダの回転によりシリンダボアとシ
リンダ周面とが交互に通過する外郭部の壁面に吸
入ポートと吐出ポートとを開口し、シリンダの回
転によつて容積変化するところのピストン頭部、
ボア内壁及び外郭の内周とによつて囲まれた作動
室を、前記吸入ポートと吐出ポートに交互に連通
することによつて前記吸入ポートから吐出ポート
へ流体を搬送する様にした点にある。
本発明の一実施例を第1図乃至第3図に基づき
詳説する。
詳説する。
機体の外郭を形成するシエル1は、内部に円筒
状壁面1aで囲まれた円筒状空間を有する。
状壁面1aで囲まれた円筒状空間を有する。
シエル1の両端は、サイドプレート2a,2b
で閉じられて、シエル1内の空間は実質的に閉じ
られた空間となる。
で閉じられて、シエル1内の空間は実質的に閉じ
られた空間となる。
シエル1内に挿入される円筒シリンダ3は2つ
の直交するボア4a,4bを有する。
の直交するボア4a,4bを有する。
ボア4a,4bには双頭ピストン5a,5bが
それぞれ挿入される。
それぞれ挿入される。
双頭ピストン5a,5bの各頭部はシリンダ3
の外周面の一部を成す曲面形状に切削加工され
る。
の外周面の一部を成す曲面形状に切削加工され
る。
シリンダ3の中心にはシヤフト7の挿入用の孔
3aが貫設されていて、シリンダ3の両端面の孔
3aのまわりにはベアリング6a,6bの内輪が
固定される環状突起3b,3cが一体に形成され
ている。
3aが貫設されていて、シリンダ3の両端面の孔
3aのまわりにはベアリング6a,6bの内輪が
固定される環状突起3b,3cが一体に形成され
ている。
ベアリング6a,6bの外輪はサイドプレート
2a,2bの内端面に形成された環状突起2c,
2dの内周に固定されている。
2a,2bの内端面に形成された環状突起2c,
2dの内周に固定されている。
サイドプレート2a,2bの環状突起2c,2
dの外周はシエル1の円筒状壁面1aの両端に嵌
入され、この環状突起2c,2dと、サイドプレ
ート2a,2bのフランジ部2e,2fとの接触
する部分にはシールリング2g,2hが設けら
れ、各4本のねじ2i,2jでサイドプレート2
a,2bのシエルの耳1b,1cにねじ止めされ
る時、両者間をシールする。
dの外周はシエル1の円筒状壁面1aの両端に嵌
入され、この環状突起2c,2dと、サイドプレ
ート2a,2bのフランジ部2e,2fとの接触
する部分にはシールリング2g,2hが設けら
れ、各4本のねじ2i,2jでサイドプレート2
a,2bのシエルの耳1b,1cにねじ止めされ
る時、両者間をシールする。
一点鎖線lはシエル1の内部空間の中心軸線及
び円筒状シリンダ3の回転中心軸を示し、ベアリ
ング6a,6bの回転中心はこの軸線lに一致す
る。
び円筒状シリンダ3の回転中心軸を示し、ベアリ
ング6a,6bの回転中心はこの軸線lに一致す
る。
サイドプレート2a,2bの内部にはもう一対
別のベアリング8a,8bが固定されている。
別のベアリング8a,8bが固定されている。
ベアリング8a,8bはベアリング6a,6b
の外側で、且つシリンダ3の外側に位置する。
の外側で、且つシリンダ3の外側に位置する。
ベアリング8a,8bの内輪はシヤフト7の回
転を受けるべくシヤフト7に圧入されている。
転を受けるべくシヤフト7に圧入されている。
シヤフト7はシリンダ3を軸方向に貫通し、そ
の一端はベアリング8bの内輪に支承され、他端
はベアリング8aの内輪に支承されると共にサイ
ドプレート2aの内部に形成されたシヤフトシー
ル室9を介して機体の外部に突出している。
の一端はベアリング8bの内輪に支承され、他端
はベアリング8aの内輪に支承されると共にサイ
ドプレート2aの内部に形成されたシヤフトシー
ル室9を介して機体の外部に突出している。
9a,9bはシヤフトシール装置を構成する固
定環と振動子を示す。
定環と振動子を示す。
シヤフト7はシリンダ3の回転中心(軸線l)
に対して第2図、3図に示す如く寸法Sだけ図面
上側に偏心した位置に回転中心(軸線m及び点P
で示す)を有する。
に対して第2図、3図に示す如く寸法Sだけ図面
上側に偏心した位置に回転中心(軸線m及び点P
で示す)を有する。
5c〜5eはシヤフト7を通す為にシリンダ3
に貫設された通孔の一部を示す。
に貫設された通孔の一部を示す。
ボア4a,4bに滑動可能に挿入されるピスト
ン5a,5bにもシヤフト7が貫通する孔5f,
5gが形成されている。
ン5a,5bにもシヤフト7が貫通する孔5f,
5gが形成されている。
シヤフト7にはピストン5a,5b<軸方向中
心位置にあたる部分に対応してカム7a,7bが
一体に形成されている。
心位置にあたる部分に対応してカム7a,7bが
一体に形成されている。
カム7a,7bは互いに180°ずれた位置に膨出
部が来る様形成されている。
部が来る様形成されている。
カム7a,7bはいずれもシヤフト7の回転中
心から寸法Sだけ偏心した位置に中心を有する。
心から寸法Sだけ偏心した位置に中心を有する。
カム7a,7bはそれぞれピストン5a,5b
の孔5f,5gの中に回転できる様に挿入され
る。
の孔5f,5gの中に回転できる様に挿入され
る。
第3図、4図に基づいて作動原理を説明する。
第3図、4図においてOはシリンダ3の回転中
心を、Pはシヤフト7の回転中心を、Qはカムの
中心点をそれぞれ示す。
心を、Pはシヤフト7の回転中心を、Qはカムの
中心点をそれぞれ示す。
シリンダ3とシヤフト7とはそれぞれベアリン
グ6a,6b及び8a,8bによつてシエルに支
承されているのでその回転中心は固定されてい
る。
グ6a,6b及び8a,8bによつてシエルに支
承されているのでその回転中心は固定されてい
る。
シヤフト7が第3,4図矢印方向に回転する
と、カム7によつてピストン5aは図面右方に向
う力を受ける。
と、カム7によつてピストン5aは図面右方に向
う力を受ける。
この力はピストン5aとシリンダ3との組体を
シヤフト7の回転方向と同じ方向に回転させる。
シヤフト7の回転方向と同じ方向に回転させる。
第4図bに示す如くシヤフト7が90°回転して
シヤフト7の回転中心Pとカムの中心点Qとを通
る軸線が基線Yに対して90度の角を成す状態にな
つた時シリンダ3は45度回転し、シリンダボア4
aの中心軸線(点O、Qを通る軸線)は基線Yに
対して45度の角度を成す。
シヤフト7の回転中心Pとカムの中心点Qとを通
る軸線が基線Yに対して90度の角を成す状態にな
つた時シリンダ3は45度回転し、シリンダボア4
aの中心軸線(点O、Qを通る軸線)は基線Yに
対して45度の角度を成す。
この時ピストン5aはシリンダボア4a内をボ
アの中心軸線に沿つて双頭ピストン5aの片側の
ピストン5a2側に2−√2/4ストロークだけ滑動 する。このストロークはカム7aの偏心量Sより
も短い。
アの中心軸線に沿つて双頭ピストン5aの片側の
ピストン5a2側に2−√2/4ストロークだけ滑動 する。このストロークはカム7aの偏心量Sより
も短い。
その結果シリンダボア4a内でピストン5a2の
頭部とシエル1とによつて閉じられた作動室4a2
の容積がピストン5aの2−√2/4ストローク分 に対応する分だけ減少し、空間内部の流体が圧縮
される。
頭部とシエル1とによつて閉じられた作動室4a2
の容積がピストン5aの2−√2/4ストローク分 に対応する分だけ減少し、空間内部の流体が圧縮
される。
この時逆にピストン5a1の頭部とシエル1との
間にはピストン5aの2−√2/4ストローク分に 相当する容積の作動室4a1が形成される。同時に
それまでシリンダ3の周壁によつて閉じられてい
た吸入ポート10が作動室4a1に開口し、作動室
4a1に吸入口1d、通路1eを通つて流体が吸入
される。
間にはピストン5aの2−√2/4ストローク分に 相当する容積の作動室4a1が形成される。同時に
それまでシリンダ3の周壁によつて閉じられてい
た吸入ポート10が作動室4a1に開口し、作動室
4a1に吸入口1d、通路1eを通つて流体が吸入
される。
第4図cに示す如くシヤフト7が180度回転し
てカム7aの中心Qがシリンダ3の回転中心に重
る位置に来ると、シリンダ3は90度回転し、ピス
トン5aはボア4a内を作動室4a2側へ第4図a
の位置から1/2ストロークだけ変位する。その結
果作動室4a2では流体が1/2の容積に圧縮され一
方作動室4a1内にはbの(2+√2)倍流体が吸
入される。
てカム7aの中心Qがシリンダ3の回転中心に重
る位置に来ると、シリンダ3は90度回転し、ピス
トン5aはボア4a内を作動室4a2側へ第4図a
の位置から1/2ストロークだけ変位する。その結
果作動室4a2では流体が1/2の容積に圧縮され一
方作動室4a1内にはbの(2+√2)倍流体が吸
入される。
この時作動室4a2はシエル1に設けた吐出ポー
ト11に連通し、圧縮された流体は吐出ポート1
1から第3図の吐出弁機構1gを介して吐出さ
れ、通路1hから吐出口1iに至る。
ト11に連通し、圧縮された流体は吐出ポート1
1から第3図の吐出弁機構1gを介して吐出さ
れ、通路1hから吐出口1iに至る。
シヤフト7が更に90度回転して第4図dの位置
までシリンダ3が回転するとピストン5aは更に
2−√2/4ストローク分だけ作動室4a2の容積を 減少させ、作動室4a2の容積を増大させる。
までシリンダ3が回転するとピストン5aは更に
2−√2/4ストローク分だけ作動室4a2の容積を 減少させ、作動室4a2の容積を増大させる。
かくしてシヤフト7が360度回転した第4図e
の状態ではシリンダ周面によつて吸入ポート10
と吐出ポート11とが閉じられる。
の状態ではシリンダ周面によつて吸入ポート10
と吐出ポート11とが閉じられる。
その結果この位置が作動室4a1の最大容積位置
となる。この時、ピストンはシリンダが90度回転
する毎に寸法2Sだけストロークするので、シリ
ンダが180°回転したeの状態ではピストンは4Sだ
けストロークしたことになる。
となる。この時、ピストンはシリンダが90度回転
する毎に寸法2Sだけストロークするので、シリ
ンダが180°回転したeの状態ではピストンは4Sだ
けストロークしたことになる。
更にシヤフト7が回転をつづけるとこんどは作
動室4a1の容積が減少、作動室4a2の容積が増大
し、シヤフトが360度回転すると第4図aの状態
に戻りこれで、各作動室4a1,4a2が吸入・圧縮
の一工程を終了する。
動室4a1の容積が減少、作動室4a2の容積が増大
し、シヤフトが360度回転すると第4図aの状態
に戻りこれで、各作動室4a1,4a2が吸入・圧縮
の一工程を終了する。
従つて、シヤフト7が2回転するとシリンダ3
が一回転し、ピストン5aがボア4内を一往復す
る。
が一回転し、ピストン5aがボア4内を一往復す
る。
結局、このクランク機構ではシヤフトの回転の
1/2の角速度でシリンダが回転し、ピストンが往
復動する。
1/2の角速度でシリンダが回転し、ピストンが往
復動する。
その結果、シヤフトを従来の流体機械のシヤフ
トの2倍の回転数で回転させれば、シヤフトを回
転させるのに必要な駆動トルク(またはシヤフト
1回転当りの所要仕事量)は半分となりシヤフト
を回転させる為の原動機として高速型のものが使
用でき、結局小型の原動機が使用できる。
トの2倍の回転数で回転させれば、シヤフトを回
転させるのに必要な駆動トルク(またはシヤフト
1回転当りの所要仕事量)は半分となりシヤフト
を回転させる為の原動機として高速型のものが使
用でき、結局小型の原動機が使用できる。
例えば車両空調機の冷凍サイクルを構成する圧
縮機に適用した場合はエンジンの回転力を圧縮機
に伝えるのにVベルトとプーリとを用いている
が、圧縮機のシヤフトを従来の2倍速で回転させ
る為にはプーリ比を大きくとる必要がある。これ
は圧縮機側のプーリを小径にできることであり、
回転力伝達機構の小型化が可能になることを意味
している。
縮機に適用した場合はエンジンの回転力を圧縮機
に伝えるのにVベルトとプーリとを用いている
が、圧縮機のシヤフトを従来の2倍速で回転させ
る為にはプーリ比を大きくとる必要がある。これ
は圧縮機側のプーリを小径にできることであり、
回転力伝達機構の小型化が可能になることを意味
している。
更に圧縮機のシヤフトの入力端には電磁クラツ
チが設けられていてエンジンの回転力の伝達を電
磁クラツチで伝達遮断可能に構成されているが、
圧縮機の駆動トルクを上述の如く小さくできると
いうことはクラツチの摩擦面に作用する剪断トル
クも小さいということになり、クラツチの電磁吸
引力も小さくてすむ。この結果電磁吸引力を発生
する電磁石装置や摩擦板を小さくできる。上述の
プーリはこの電磁クラツチに形成されているの
で、プーリが小径化できることと電磁石装置や摩
擦板を小さくできることにより、伝達機構、即ち
電磁クラツチを小型化できる。
チが設けられていてエンジンの回転力の伝達を電
磁クラツチで伝達遮断可能に構成されているが、
圧縮機の駆動トルクを上述の如く小さくできると
いうことはクラツチの摩擦面に作用する剪断トル
クも小さいということになり、クラツチの電磁吸
引力も小さくてすむ。この結果電磁吸引力を発生
する電磁石装置や摩擦板を小さくできる。上述の
プーリはこの電磁クラツチに形成されているの
で、プーリが小径化できることと電磁石装置や摩
擦板を小さくできることにより、伝達機構、即ち
電磁クラツチを小型化できる。
ここで、この実施例では作動室が最大容積位置
になる位置からシリンダが90度近く回転するまで
吐出ポートと作動室とが連通しない様に構成した
がこれは流体を所定の圧縮比で圧縮する為であつ
て圧縮比に応じて吐出ポートと作動室との連通開
始位置は自由に選択できる。
になる位置からシリンダが90度近く回転するまで
吐出ポートと作動室とが連通しない様に構成した
がこれは流体を所定の圧縮比で圧縮する為であつ
て圧縮比に応じて吐出ポートと作動室との連通開
始位置は自由に選択できる。
非圧縮比に応じてポートと作動室との連通開始
位置は自由に選択できる。
位置は自由に選択できる。
非圧縮流体を搬送する場合は第4図aの破線1
1′で示す如く吐出ポートを作動室の最大容積位
置直後から作動室に連通する様に構成することが
できる。
1′で示す如く吐出ポートを作動室の最大容積位
置直後から作動室に連通する様に構成することが
できる。
また、ピストンの変位量は、カム7a,7bの
偏心量Sの4倍となり、従来の往復動ピストンを
備えた流体機械のクランク機構においてはピスト
ンの変位量は、クランクシヤフトとクランクピン
(本実施例のカムに相当)との偏心量の2倍であ
るから、従来の2倍の変位が得られる。
偏心量Sの4倍となり、従来の往復動ピストンを
備えた流体機械のクランク機構においてはピスト
ンの変位量は、クランクシヤフトとクランクピン
(本実施例のカムに相当)との偏心量の2倍であ
るから、従来の2倍の変位が得られる。
第4図A〜Eはピストン5bの作動の様子を示
すもので、ピストン5bはピストン5aに対して
シリンダの回転角で90度だけ進んだ状態をとる。
すもので、ピストン5bはピストン5aに対して
シリンダの回転角で90度だけ進んだ状態をとる。
従つて第4図Aは第4図Cに対応しBはdにC
はeにそれぞれ対応し、D及びEはeの状態から
シリンダの回転角度でそれぞれ45度、90度進んだ
状態にある。
はeにそれぞれ対応し、D及びEはeの状態から
シリンダの回転角度でそれぞれ45度、90度進んだ
状態にある。
吸入圧縮作用については第4図a〜eで説明し
たのとまつたく同一である。
たのとまつたく同一である。
第5図〜第7図に改良された実施例を示す。
改良された実施例ではカム7a,7bがニード
ルベアリング13a,13bを介してピストン5
a,5bの孔5f,5gに嵌入されている。
ルベアリング13a,13bを介してピストン5
a,5bの孔5f,5gに嵌入されている。
これによつて、カムと孔との間の摩擦損失が低
減でき回転がスムースになる。また摩擦熱の発生
も低減できるし、潤滑油も少量で足りる。
減でき回転がスムースになる。また摩擦熱の発生
も低減できるし、潤滑油も少量で足りる。
改良された実施例では、吐出弁機構1gが廃止
されている。これは、吐出ポートの位置までシリ
ンダボアが回転するまで、シリンダ自体の周面が
ポートを閉じる機能を有し、あたかも吐出弁の如
く作用するからである。そして圧縮比は、吐出ポ
ートの開口位置とポートの径によつて任意に決定
される。
されている。これは、吐出ポートの位置までシリ
ンダボアが回転するまで、シリンダ自体の周面が
ポートを閉じる機能を有し、あたかも吐出弁の如
く作用するからである。そして圧縮比は、吐出ポ
ートの開口位置とポートの径によつて任意に決定
される。
更にこの実施例ではシヤフトの強度を低下させ
ることなく、機体の外径をできるだけ小さくする
工夫がなされている。
ることなく、機体の外径をできるだけ小さくする
工夫がなされている。
第1図に示す実施例のシヤフト7とカム7a,
7bとの関係は第8図に示す如くシヤフト径を
φds、シヤフトとカムの偏心量をSとするとカム
7a,7bの径φdpは φdp≧φds+2S ……(1) となる。
7bとの関係は第8図に示す如くシヤフト径を
φds、シヤフトとカムの偏心量をSとするとカム
7a,7bの径φdpは φdp≧φds+2S ……(1) となる。
シヤフトの強度を保持しつつピストンストロー
ク(Sの4倍)を確保する為にはカム径dpは相当
な大きさになる。
ク(Sの4倍)を確保する為にはカム径dpは相当
な大きさになる。
ところでピストンのカム挿入孔5f,5gの径
が小さくできればその分ピストンの軸長を短縮で
きる。
が小さくできればその分ピストンの軸長を短縮で
きる。
また第2図、第6図に示す如くシリンダボア4
a,4bはシリンダ3のシヤフト挿入孔5cの端
面を下死点とする。従つてシヤフト挿入孔5cを
小さくできれば、ピストンストロークが同じ場合
その分だけ機体の外径を小さくすることができ
る。
a,4bはシリンダ3のシヤフト挿入孔5cの端
面を下死点とする。従つてシヤフト挿入孔5cを
小さくできれば、ピストンストロークが同じ場合
その分だけ機体の外径を小さくすることができ
る。
そこで、カム7a,7bの膨出部のちようど反
対側がシヤフト7の外径よりシヤフトの中心側に
なる様偏心量を変えないでカム径を小さくし、且
つピストン組込み用の逃げ7c〜7eをカム膨出
部と反対側のカム周辺のシヤフト周に形成した。
シヤフトの組込みについて第9図の基づき説明す
る。実施例ではピストンのカム挿入孔の径を小さ
くできた分を利用してベアリング13a,13b
を孔5f,5gに圧入してある。結局ベアリング
の内径がカム7a,7bの外径と等しくなつてい
る。
対側がシヤフト7の外径よりシヤフトの中心側に
なる様偏心量を変えないでカム径を小さくし、且
つピストン組込み用の逃げ7c〜7eをカム膨出
部と反対側のカム周辺のシヤフト周に形成した。
シヤフトの組込みについて第9図の基づき説明す
る。実施例ではピストンのカム挿入孔の径を小さ
くできた分を利用してベアリング13a,13b
を孔5f,5gに圧入してある。結局ベアリング
の内径がカム7a,7bの外径と等しくなつてい
る。
第9図においてシヤフト7は固定、ピストン5
a,5bはそれぞれシリンダ3のボア4a,4b
に挿入されているが第9図ではシリンダは図示さ
れていない。
a,5bはそれぞれシリンダ3のボア4a,4b
に挿入されているが第9図ではシリンダは図示さ
れていない。
シリンダ3のシヤフト挿入孔5cにシヤフト7
のカム7b側端を挿入し、シリンダ3を図面左方
に送る。
のカム7b側端を挿入し、シリンダ3を図面左方
に送る。
第9図aに示す如くピストン5aが逃げ7dに
対応する位置に来た時ベアリング13aが逃げ7
dに当接する様にシリンダ3を移動させる。この
状態で第9図bに示す如くシリンダ3を図面左方
に送り込めばピストン5aはカム7bを通過して
逃げ7cに対応する位置まで移動する。
対応する位置に来た時ベアリング13aが逃げ7
dに当接する様にシリンダ3を移動させる。この
状態で第9図bに示す如くシリンダ3を図面左方
に送り込めばピストン5aはカム7bを通過して
逃げ7cに対応する位置まで移動する。
次にピストン5aを時計方向に回転させながら
シリンダ3を更に左方に送り込めば第9図dに示
す如くピストン5aは逃げ7eに対応する位置
に、ピストン5bは逃げ7dに対応する位置に移
動する。
シリンダ3を更に左方に送り込めば第9図dに示
す如くピストン5aは逃げ7eに対応する位置
に、ピストン5bは逃げ7dに対応する位置に移
動する。
ここで第9図eの如くシリンダ3を上方に移動
してベアリング13aを逃げ7eに当接させると
共にピストン5bを下方に押し下げてベアリング
13bを逃げ7dに当接させる。
してベアリング13aを逃げ7eに当接させると
共にピストン5bを下方に押し下げてベアリング
13bを逃げ7dに当接させる。
この状態でシリンダ3を左方に送り込めば、第
9図fに示す如く2つのピストン5a,5bがカ
ム7a,7bに装着される。
9図fに示す如く2つのピストン5a,5bがカ
ム7a,7bに装着される。
かくの如く、シヤフトを固定してシリンダを一
方向に送りながらシリンダ及びピストンを上下、
及び回転させるだけでシヤフトの組込みができ、
組立の自動化も可能になる。
方向に送りながらシリンダ及びピストンを上下、
及び回転させるだけでシヤフトの組込みができ、
組立の自動化も可能になる。
ここで、逃げ7c〜7dがなかつた場合につい
て第9図aを用いて説明すると、第9図aで逃げ
7dの寸法tだけシリンダが上下に持ち上げられ
たとすると、ベアリング13aはカム7bの膨出
部にぶつかつてシリンダを左方に送り込めないこ
とになる。この逃げを設けることは、ピストンの
カム挿入孔の径を小さくする上で必ず必要であ
る。
て第9図aを用いて説明すると、第9図aで逃げ
7dの寸法tだけシリンダが上下に持ち上げられ
たとすると、ベアリング13aはカム7bの膨出
部にぶつかつてシリンダを左方に送り込めないこ
とになる。この逃げを設けることは、ピストンの
カム挿入孔の径を小さくする上で必ず必要であ
る。
かくして、本実施例では、第1〜3図に示す実
施例のものと同一の外径にもかかわらずカムとピ
ストンの間にベアリングを介在させることができ
た。
施例のものと同一の外径にもかかわらずカムとピ
ストンの間にベアリングを介在させることができ
た。
また、カムの外径を小さくできたので、カム挿
入孔5cを第1実施例のものより小さくでき、ボ
アの下死点をより中心側に移すことができる。従
つてベアリングを介在させないでその分だけピス
トンの軸長を短縮すれば、機体の外径を小さくで
きる。
入孔5cを第1実施例のものより小さくでき、ボ
アの下死点をより中心側に移すことができる。従
つてベアリングを介在させないでその分だけピス
トンの軸長を短縮すれば、機体の外径を小さくで
きる。
更に第2の実施例では吸入通路が1e1と1e2と
の2つの通路に分岐され、それぞれの通路は吸入
工程の直後に開口する吸入ポート10a及び吸入
工程の中間位置で作動室に連通するポート10b
に連通している。
の2つの通路に分岐され、それぞれの通路は吸入
工程の直後に開口する吸入ポート10a及び吸入
工程の中間位置で作動室に連通するポート10b
に連通している。
そして、ポート10bに連通する通路1e2の途
中に流路開閉弁12が設置されている。
中に流路開閉弁12が設置されている。
この構成はシリンダボア4bに連通する吸入通
路についても同様に構成されている。
路についても同様に構成されている。
この流路開閉弁12を切換制御することによつ
て流体機械の容量を制御できる。
て流体機械の容量を制御できる。
以下その動作を第10図、11図に基づいて説
明する。
明する。
第10図は流路開閉弁12が通路1e2を開いて
いる時の動作を示す。
いる時の動作を示す。
第10図aの状態からシリンダ3が時計方向に
回転をはじめるとピストン5a1の頭部とシエル内
壁面との間に作動室4a1が形成さ、それまでシリ
ダ3の周面で閉じられていた吸入ポート10aが
こ作動室431に連通して作動室4a1における吸
入工程が開始する。
回転をはじめるとピストン5a1の頭部とシエル内
壁面との間に作動室4a1が形成さ、それまでシリ
ダ3の周面で閉じられていた吸入ポート10aが
こ作動室431に連通して作動室4a1における吸
入工程が開始する。
第10図bはシリンダ3が45度回転した状態を
示す。
示す。
シリンダ3が第10図aの状態から90度回転す
ると第10図cに示す如く吸入ポート10bが作
動室4a1に連通する。その結果この状態では両ポ
ート10a,10bから流体が吸入される。
ると第10図cに示す如く吸入ポート10bが作
動室4a1に連通する。その結果この状態では両ポ
ート10a,10bから流体が吸入される。
更にシリンダ3が回転すると第10図dに示す
如くシリンダ3の周面で吸入ポート10aが閉じ
られポート10bのみから作動室4a1に流体が吸
入される。
如くシリンダ3の周面で吸入ポート10aが閉じ
られポート10bのみから作動室4a1に流体が吸
入される。
シリンダが180度回転すると吸入ポート10a,
10bのいずれもシリンダ3の周面で閉じられ、
作動室4a1における吸入工程が終了する。
10bのいずれもシリンダ3の周面で閉じられ、
作動室4a1における吸入工程が終了する。
かくして、流路開閉弁12が開いていると作動
室が吸入工程中にある間は吸入ポート10aか吸
入ポート10a,10bの両方かあるいは吸入ポ
ート10bのいずれかから作動室に流体が吸入さ
れることになる。
室が吸入工程中にある間は吸入ポート10aか吸
入ポート10a,10bの両方かあるいは吸入ポ
ート10bのいずれかから作動室に流体が吸入さ
れることになる。
次に容量を低下させるべく流路開閉弁12を閉
じた状態での機械の動作を第11図に基づき説明
する。
じた状態での機械の動作を第11図に基づき説明
する。
シリンダ3の回転によつて作動室4a1と吸入ポ
ート10aとが吸入工程に開始直後に連通して流
体の吸入が始まる点は第10図と同じである。
ート10aとが吸入工程に開始直後に連通して流
体の吸入が始まる点は第10図と同じである。
ところがシリンダが90度回転して第11図cに
示す如く吸入ポート10bが作動室に臨む位置に
来た時、通路1e2が閉じているから、吸入ポート
10bからは流体が吸入されない。
示す如く吸入ポート10bが作動室に臨む位置に
来た時、通路1e2が閉じているから、吸入ポート
10bからは流体が吸入されない。
そればかりか、シリンダが更に回転して第11
図dに示す如くシリンダ周面が吸入ポート10a
を閉じる様になると、もはや作動室4a1には流体
の吸入が行われない。
図dに示す如くシリンダ周面が吸入ポート10a
を閉じる様になると、もはや作動室4a1には流体
の吸入が行われない。
この状態でシリンダ3が回転をづづけると、容
積の増大して行く作動室4a1の中で、閉じこめら
れた流体が膨張する。
積の増大して行く作動室4a1の中で、閉じこめら
れた流体が膨張する。
第11図eの状態を過ぎると作動室4a1は圧縮
工程に入るが、あらかじめ流体が膨張しているの
で、この膨張分がなくなるまで実質的に流体の圧
縮は生じない。
工程に入るが、あらかじめ流体が膨張しているの
で、この膨張分がなくなるまで実質的に流体の圧
縮は生じない。
従つてこの間は機械にとつて実質的には何の仕
事もしてない期間となり、無損失状態である。
事もしてない期間となり、無損失状態である。
これは、吸入通路を絞つて容量制御を行う従来
の容量制御の場合に生じる無駄仕事がないので、
駆動エネルギの損失を生じない効果がある。
の容量制御の場合に生じる無駄仕事がないので、
駆動エネルギの損失を生じない効果がある。
かくして流路開閉弁12が閉じた場合は、吸入
ポート10aが作動室4a1に連通している間に吸
入された流体のみが圧縮され吐出されることにな
り、吐出流体の容量が減少し、容量制御が達成さ
れる。
ポート10aが作動室4a1に連通している間に吸
入された流体のみが圧縮され吐出されることにな
り、吐出流体の容量が減少し、容量制御が達成さ
れる。
尚、この流体機械が前掲の自動車空調装置の冷
凍サイクルを構成する圧縮機として適用される場
合は、流路開閉弁を電磁弁で構成し、熱負荷に応
じて電磁弁を作動させて容量制御したり、エンジ
ンの回転数が所定値を越えた時電磁弁を作動させ
て通路を閉じて容量を制御するといつた使い方が
できる。
凍サイクルを構成する圧縮機として適用される場
合は、流路開閉弁を電磁弁で構成し、熱負荷に応
じて電磁弁を作動させて容量制御したり、エンジ
ンの回転数が所定値を越えた時電磁弁を作動させ
て通路を閉じて容量を制御するといつた使い方が
できる。
本実施例では4気筒型の流体機械を説明したが
両頭ピストンの数を増減して2気筒、6気筒とす
ることもできる。
両頭ピストンの数を増減して2気筒、6気筒とす
ることもできる。
以上説明した様に本発明によれば、シエル内で
回転するシリンダ、シリンダ内に形成されたボ
ア、ボアに滑合するピストン、シリンダをシエル
内で回転させつつピストンをボア内で往復動させ
る回転駆動機構を設けると共に前記ピストンの頭
部、シエル内壁及びボア壁面で囲まれた作動室の
容積が前記シリンダの回転に伴つて増減を繰返す
様に構成し、前記作動室の容積の増大中にシエル
に設けた吸入ポートと作動室が連通して作動室内
に流体を吸入し、次いで作動室の容積の減少中に
シエルに設けた吐出ポートと作動室が連通して作
動室内の流体を吐出ポートから吐出する如く構成
し、もつて吸入ポートから吐出ポートへ流体を搬
送する様にしているので、ピストンを往復動させ
るクランク機構を極めてコンパクトに少ない部品
で構成でき、クランク機構の占有容積の小さい流
体機械を得ることができる。
回転するシリンダ、シリンダ内に形成されたボ
ア、ボアに滑合するピストン、シリンダをシエル
内で回転させつつピストンをボア内で往復動させ
る回転駆動機構を設けると共に前記ピストンの頭
部、シエル内壁及びボア壁面で囲まれた作動室の
容積が前記シリンダの回転に伴つて増減を繰返す
様に構成し、前記作動室の容積の増大中にシエル
に設けた吸入ポートと作動室が連通して作動室内
に流体を吸入し、次いで作動室の容積の減少中に
シエルに設けた吐出ポートと作動室が連通して作
動室内の流体を吐出ポートから吐出する如く構成
し、もつて吸入ポートから吐出ポートへ流体を搬
送する様にしているので、ピストンを往復動させ
るクランク機構を極めてコンパクトに少ない部品
で構成でき、クランク機構の占有容積の小さい流
体機械を得ることができる。
更に本発明によれば吐出ポートの位置を任意に
選ぶことによつて流体の圧縮比を任意に調整でき
る効果も得られる。
選ぶことによつて流体の圧縮比を任意に調整でき
る効果も得られる。
第1図は本発明になる流体機械の一実施例を示
す分解斜視図、第2図は同横断面図、第3図は第
2図の−断面図、第4図a〜e及びA〜Eは
本発明になる流体機械の動作原理を説明する為の
図面、第5図は他の実施例の分解斜視図、第6図
は同横断面図、第7図は第6図の−断面図、
第8図は第1の実施例のシヤフトとカムの形状を
示す図面、第9図a〜fは第2の実施例のシヤフ
ト組込み過程を説明する為の図面、第10図a〜
e及び第11図a〜eは第2の実施例の容量制御
機構の動作を説明する為の図面である。 1……シエル、3……シリンダ、4a,4b…
…ボア、5a,5b……両頭ピストン、7……シ
ヤフト、7a,7b……カム、10……吸入ポー
ト、11……吐出ポート。
す分解斜視図、第2図は同横断面図、第3図は第
2図の−断面図、第4図a〜e及びA〜Eは
本発明になる流体機械の動作原理を説明する為の
図面、第5図は他の実施例の分解斜視図、第6図
は同横断面図、第7図は第6図の−断面図、
第8図は第1の実施例のシヤフトとカムの形状を
示す図面、第9図a〜fは第2の実施例のシヤフ
ト組込み過程を説明する為の図面、第10図a〜
e及び第11図a〜eは第2の実施例の容量制御
機構の動作を説明する為の図面である。 1……シエル、3……シリンダ、4a,4b…
…ボア、5a,5b……両頭ピストン、7……シ
ヤフト、7a,7b……カム、10……吸入ポー
ト、11……吐出ポート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 機体の外郭を形成すると共に内部に円筒状の
壁面によつて囲まれ実質的に閉じた円筒空間を有
するシエル、該シエル内の円筒空間に挿入され、
且つ該シエルに回転可能に支承された円筒状シリ
ンダ、該シリンダ内に軸方向に貫設された軸孔へ
挿入され、前記シリンダの回転中心に対して所定
量偏心した位置にその回転中心を持つ様に前記シ
エルに支承された回転軸、前記シリンダの回転中
心軸線に対して直交し、且つ互いの中心軸線が所
定の間隔を保つて直交する様に前記シリンダに貫
設された一対のシリンダボア、各シリンダボア内
を滑動する両頭ピストン、各ピストンに貫設され
両頭部から等距離の位置に中心を有するカム孔、
前記シヤフトに固定されると共に前記カム孔に回
転可能に挿入され、前記シリンダの回転中心とシ
ヤフトの回転中心との間の偏心量と等しい距離だ
け偏心した位置に中心を有し、且つその偏心方向
が180°ずれた逆方向になる様構成された一対の円
板形カム、前記各ピストンの各頭部とシエルの円
筒状壁面及びシリンダボアによつて囲まれた作動
室内に流体を導入する前記シエルに設けた吸入ポ
ート、及び該作動室から流体を導出する前記シエ
ルに設けた吐出ポートとを有する流体機械。 2 特許請求の範囲第1項に記載したものにおい
て、前記シリンダボアのピストン滑動方向中心部
において両シリンダボアの周側部の一部が互いに
重なり合つてそこに前記軸孔の一部が形成されて
いることを特徴とする流体機械。 3 特許請求の範囲第1項に記載したものにおい
て、前記シリンダがその両端において前記シエル
に固定されたベアリングに支承されていることを
特徴とする流体機械。 4 特許請求の範囲第1項に記載したものにおい
て、前記回転軸がその両端において前記シエルに
外輪が固定されたベアリングに支承されているこ
とを特徴とする流体機械。 5 特許請求の範囲第1項に記載したものにおい
て、前記円筒空間の両端部において該円筒空間の
中心軸に対して円心に前記シエルへ固定した第1
の軸受部材、該第1の軸受部材の軸心に対して所
定量偏心した位置に軸心を持ち前記シエルに固定
された第2の軸受部材、前記第1の軸受部材に前
記シリンダを、前記第2の軸受部材に前記回転軸
をそれぞれ支承したことを特徴とする流体機械。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1603483A JPS59145379A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 流体機械 |
| KR1019840000481A KR840007619A (ko) | 1983-02-04 | 1984-02-02 | 압축기의 용량제어방법 및 그 장치 |
| DE8484101115T DE3473007D1 (en) | 1983-02-04 | 1984-02-03 | Positive displacement machine with discharge volume-control |
| EP84101115A EP0118039B1 (en) | 1983-02-04 | 1984-02-03 | Positive displacement machine with discharge volume-control |
| US06/774,704 US4723895A (en) | 1983-02-04 | 1985-09-11 | Method of and apparatus for effecting volume control of compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1603483A JPS59145379A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 流体機械 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59145379A JPS59145379A (ja) | 1984-08-20 |
| JPH0480237B2 true JPH0480237B2 (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=11905287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1603483A Granted JPS59145379A (ja) | 1983-02-04 | 1983-02-04 | 流体機械 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59145379A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100516506B1 (ko) * | 2004-12-11 | 2005-09-26 | (주)힘틀 | 맴돌이 펌프 |
| CN106438359B (zh) * | 2015-08-07 | 2019-01-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 压缩机、换热设备和压缩机的运行方法 |
| CN106438356B (zh) * | 2015-08-07 | 2019-01-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | 压缩机、换热设备和压缩机的运行方法 |
| CN105545736A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-05-04 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 转缸活塞压缩机的泵体及具有其的压缩机 |
| CN106065854B (zh) * | 2016-07-28 | 2017-11-24 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 一种转缸活塞压缩机 |
| CN116241466B (zh) * | 2021-12-07 | 2025-11-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 流体机械、换热设备、流体机械的运行方法 |
| CN116241465B (zh) * | 2021-12-07 | 2025-11-07 | 珠海格力电器股份有限公司 | 流体机械、换热设备和流体机械的运行方法 |
| CN116241472A (zh) * | 2021-12-07 | 2023-06-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 流体机械和换热设备 |
| US12392342B2 (en) | 2021-12-07 | 2025-08-19 | Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai | Fluid machinery, heat exchange apparatus and operation method for fluid machinery |
| CN117145772B (zh) * | 2022-05-23 | 2025-12-02 | 珠海格力电器股份有限公司 | 流体机械和换热设备 |
-
1983
- 1983-02-04 JP JP1603483A patent/JPS59145379A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59145379A (ja) | 1984-08-20 |
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