JPH0814161A - ウェーブカム式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェーブカムにおけるカム面の加工を容易に
すると共に、カム面の加工抵抗の変化を低減することに
よる加工精度の向上を目的とする。 【構成】 シリンダブロック１、２に支持された駆動軸
３にはウェーブカム２０が止着されている。ウェーブカ
ム２０のカム面２０Ａ、２０Ｂは凸曲面のみから成る柱
面によって構成されている。シリンダボア１ａ、２ａ内
に収容された両頭ピストン６とウェーブカム２０のカム
面２０Ａ、２０Ｂとの間には両頭ピストン６と嵌合する
嵌合球面２３ａ、２４ａと摺接平面２３ｂ、２４ｂを有
するシュー２３、２４が介在されている。駆動軸３の回
転に同期してウェーブカム２０は回転を行い、シュー２
３、２４を介して該回転動作を両頭ピストン６の往復動
作に変換する。カム面２０Ａ、２０Ｂはその全域に渡っ
て凸曲面に形成されており、シュー２３、２４の摺接平
面と線接触するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動軸上に止着されたウ
ェーブカムの回転によってピストンを往復動させるウェ
ーブカム式圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】駆動軸上に止着されたウェーブカムの回
転によってピストンを往復動させるウェーブカム式圧縮
機は特開昭５７−１１０７８３号公報に開示されてい
る。この種の圧縮機では、ウェーブカムの前後両面と両
頭ピストンとの間にはローラが介在されており、ローラ
は回転可能かつ離脱不能に両頭ピストンに嵌入支持され
ている。ローラはウェーブカムに対して相対転動し、ウ
ェーブカムの回転に伴うウェーブカム面の変位がローラ
を介して両頭ピストンに伝達される。この変位伝達によ
り両頭ピストンがウェーブカム面の変位曲線に応じた往
復動を行う。

【０００３】斜板式圧縮機における斜板のサイクル変位
曲線は正弦波変位曲線であり、１サイクル変位曲線であ
る。従って、斜板式圧縮機における両頭ピストンは一方
の頭において駆動軸１回転に対して１回圧縮するだけで
ある。これに対して上述のウェーブカムの該カム面の変
位曲線は２サイクル変位曲線であり、両頭ピストンは一
方の頭において駆動軸１回転に対して２回圧縮する。

【０００４】図１５に示すように、このウェーブカム５
０にｘ座標、ｙ座標及びｚ座標をとると、該ウェーブカ
ム５０のカム面５０Ａ、５０Ｂは次式（１）で表される
立体曲面によって構成されている。 ｚ＝ｆ（ｘ、ｙ） ・・・ （１） 式（１）によれば、ウェーブカム５０のカム面５０Ａ、
５０Ｂにおける駆動軸方向の変位は、ｘ座標のみならず
ｙ座標によっても異なることを意味する。ここで、ｚは
駆動軸の中心軸を、ｘは駆動軸と直交し、且つピストン
を上死点位置に配置するカム面上の各上死点対応部位置
を通る軸を、ｙは駆動軸と直交し、且つピストンを下死
点位置に配置するカム面上の各下死点対応部位置を通る
軸を表している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、上述したウェ
ーブカム式圧縮機の如く立体曲面によって構成されるウ
ェーブカムにおいては、その表面を周方向に沿ってウェ
ーブ状に成形しなければならないため、複雑なダイキャ
スト成形を強いられることになる。更に、研削工程にお
いては、その複雑なウェーブカムを成形するため、形状
を異にするエンドミルを複数用いる必要があり、研削時
間の増長を招いてしまうという問題がある。又、ウェー
ブカムのカム面は、ローラを介するピストンへの往復動
変換を滑らかなものとする必要性から波うつカム面を砥
石等を用いて高精度に研磨しなければならない。しかし
ながら、ウェーブ状をなすカム面は、頂部及び谷部とプ
ラス、マイナス逆転する立体曲面を持つため、カム面の
周方向の長さは外方にいくにつれて長くなるように設定
されている。そのため、カム面はその半径方向に渡っ
て、一定の精度で研磨を行うことができずに偏ったもの
となってしまう。更に、このような研磨は、砥石の偏磨
耗に繋がり、ひいてはカム面の表面粗度や形状精度の低
下を招いてしまうという問題がある。

【０００６】この問題を解決するものとして、特開昭６
２−１２１８７５号公報にローラと同一形状の砥石を以
てウェーブカムの精密仕上げを行う技術思想が開示され
ている。この砥石の形状は円錐形状を有しており、ウェ
ーブカムの円周方向における各点での相対接触速度が一
定になるように形成されている。その結果、砥石の偏磨
耗が防止され、ひいてはウェーブカムの精密仕上げを容
易に行うことができるというものである。しかしなが
ら、上記公報に開示された砥石は、円錐形状という特殊
形状を有しているため、既存の砥石とは異なり、その成
形に無用のコストを掛けなければならないという新たな
問題を生じさせてしまう。更に、円錐の傾斜角によって
使用できるウェーブカムが限定されてしまう等の問題も
ある。又、特殊形状故にドレス工程後における砥石の形
状検査もかなりの精度が要求されることとなり、手間が
かかるものであった。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的はウェーブカムにおけるカ
ム面の加工を容易にすると共に、カム面の加工抵抗の変
化を低減することによって加工精度を向上させること可
能なウェーブカム式圧縮機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、駆動軸に止着された前
後カム面を有するウェーブカムの回転によってウェーブ
カムのカム面に係留されたピストンを往復動させるウェ
ーブカム式圧縮機において、前記ウェーブカムのカム面
は凸曲面のみから成る柱面によって構成されていること
をその要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の構成に加えて、前記ピストンと前記カム面との
間に球面を有すると共に、該カム面に対して摺接する摺
動面を有するシューが介装されていることをその要旨と
する。請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明
の構成に加えて、前記ウェーブカムのカム面は放物柱面
を中心軌跡とする球群の包絡面によって構成されて成
り、前記シューの球面中心と摺動面の距離と、前記球の
半径とがほぼ等しい長さに設定されていることをその要
旨とする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の発明の構成に加えて、前記ウェーブカムのカム面は放
物柱面で構成されて成り、前記シューの略摺動面上に該
シューの球面中心が設定されていることをその要旨とす
る。

【００１１】

【作用】上記構成を採用したことにより、請求項１に記
載の発明では、ウェーブカムはその前後カム面が凸曲面
のみから成る柱面によって構成されているため、複雑な
研削や、特殊形状の砥石を用いることなく、該カム面の
加工を行える。又、前述の如く、各カム面が一方向の凸
曲面により形成されているため、砥石は加工抵抗の変化
を最小に抑えながら、カム面の表面研磨を行うことがで
き、偏りのない高精度の表面加工が行える。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明の作用に加えて、ピストンとカム面との間に介
装したシューの作用によりウェーブカムの回転運動をピ
ストンの往復運動に滑らかに変換する。請求項３及び請
求項４に記載の発明では、放物線を導線とする柱面に基
づいてウェーブカムのカム面が形成されているため、請
求項２に記載の発明の作用に加えて、シューを介したピ
ストンの往復動における変位速度及び加速度を連続性の
ある滑らかなものに変換する。

【００１３】

【実施例】

（第一実施例）以下、本発明を具体化した第一実施例を
図１〜図１１に基づいて説明する。図１に示すように、
締め付け接合された１対のシリンダブロック１、２に
は、駆動軸３がラジアル軸受４、５を介して回転可能に
支持されている。シリンダブロック１、２には前後で対
となる複数のシリンダボア１ａ、２ａ（本実施例では５
対）が駆動軸３を中心とする等間隔角度位置に配列形成
されている。シリンダボア１ａ、２ａ内には両頭ピスト
ン６が往復動可能に嵌入されている。

【００１４】両シリンダブロック１、２の外端面には、
弁板７、８を介してフロントハウジング９及びリアハウ
ジング１０が該シリンダブロック１、２を閉塞するよう
に配置され、両ハウジング９、１０とシリンダブロック
１、２はボルト１１により締付固定されている。両ハウ
ジング９、１０内には弁板７、８に穿設された吸入ポー
ト７ａ、８ａを介してシリンダボア１ａ、２ａに連通す
る吸入室１２、１３と、該吸入ポート７ａ、８ａと同
様、弁板７、８に穿設された吐出ポート７ｂ、８ｂを介
してシリンダボア１ａ、２ａに連通する吐出室１４、１
５とが区画形成されている。吸入ポート７ａ、８ａには
フラップ動作によりシリンダボア１ａ、２ａと吸入室１
２、１３との連通を図る吸入弁１６、１７が配設されて
おり、吐出ポート７ｂ、８ｂにもフラップ動作によりシ
リンダボア１ａ、２ａと吐出室１４、１５との連通を図
る吐出弁１８、１９が配設されている。

【００１５】駆動軸３にはウェーブカム２０が止着され
ている。ウェーブカム２０とシリンダブロック１、２と
の間には、スラスト軸受２１、２２が挟持されており、
駆動軸３に作用するスラスト荷重は該スラスト軸受２
１、２２を介することで受け止められる。ウェーブカム
２０と両頭ピストン６との間には、シュー２３、２４が
介在されている。シュー２３、２４の表面は、両頭ピス
トン６の内端面上の保持凹部６ａ、６ｂに嵌合する嵌合
球面２３ａ、２４ａと、ウェーブカム２０のカム面２０
Ａ、２０Ｂに摺接する摺動面としての摺接平面２３ｂ、
２４ｂとから形成されており、嵌合球面２３ａ、２４ａ
の球面中心としての半径中心Ｑ₁ 、Ｑ₂ は摺接平面２３
ｂ、２４ｂ上の中心位置に設定されている。シュー２
３、２４は両頭ピストン６の内端面上に嵌合球面２３
ａ、２４ａを嵌合することにより保持され、その動きが
規制されている。

【００１６】図２に示すように、ウェーブカム２０の前
後のカム面２０Ａ、２０Ｂは各シリンダボア１ａ、２ａ
の中心軸線Ｌ₁ の配列円周面Ｃ₀ 上にて軸方向へ交互に
変位を繰り返す２サイクル変位曲線Ｆ₁ ，Ｆ₂ を有す
る。配列円周面Ｃ₀ の半径中心は駆動軸３の駆動軸線Ｌ
₀ に一致する。嵌合球面２３ａ、２４ａの半径中心
Ｑ₁、Ｑ₂ が摺接平面２３ｂ、２４ｂ上の中心にあるた
め、嵌合球面２３ａ、２４ａの半径中心Ｑ₁ 、Ｑ₂ は常
にサイクル変位曲線Ｆ₁ ，Ｆ₂ 上を摺接する。従って、
ウェーブカム２０の回転に伴って往復動する両頭ピスト
ン６の往復動変位はサイクル変位曲線Ｆ₁ ，Ｆ₂ に一致
する。

【００１７】さて、図３に示すように、本実施例におけ
るウェーブカム２０には両頭ピストン６を上死点位置に
配置するカム面２０Ａ上の各最上位２０Ａ₁₁又は、カム
面２０Ｂ上の各最上位２０Ｂ₁₁を結ぶ線分内において、
その断面の形状（輪郭）が変化しない曲面、即ち、同一
曲線を導線とする柱面が採用される。ここで、カム面２
０Ａにおける駆動軸３の中心軸線をｚ軸、両頭ピストン
６を上死点位置に配置するカム面２０Ａ上の各上死点対
応部位置を通る軸と直交する軸線をｘ軸とすると、前記
柱面は次式（２）で表される。

【００１８】 ｚ＝ｆ（ｘ） ・・・ （２） 式（２）から明らかなように、柱面は上式（１）の立体
曲面に対して考慮する因子の低減が図られ、製造が容易
になることがわかる。図４に示すように、本実施例のウ
ェーブカム２０は次式（３）に示す放物線を導線とする
放物柱面２５の一部を円形に切り取った形状を前後（表
裏）面に組み合わすことによって成形されている。

【００１９】 ｚ＝−Ｃ₁ ・ｘ² ＋Ｃ₂ ・・・ （３） そして、上述の如く放物柱面２５によって構成される曲
面を採用することで、カム面２０Ａの各最下位２０
Ａ₂₂、カム面２０Ｂの各最下位２０Ｂ₂₂、更に、カム面
２０Ａの各最上位２０Ａ₁₁、カム面２０Ｂの各最上位２
０Ｂ₁₁はそれぞれ１８０°の角度間隔を以て設定され
る。又、カム面２０Ａの最上位２０Ａ₁₁と最下位２０Ａ
₂₂、更にカム面２０Ｂの最上位２０Ｂ₁₁と最下位２０Ｂ
₂₂は９０°の角度間隔を以て設定される。一方のカム面
２０Ａの各最下位２０Ａ₂₂は、他方のカム面２０Ｂの各
最上位２０Ｂ₁₁と背中合わせであり、一方のカム面２０
Ａの各最上位２０Ａ₁₁は、他方のカム面２０Ｂの各最下
位２０Ｂ₂₂と背中合わせになる。最下位２０Ａ₂₂、２０
Ｂ₂₂はシリンダボア１ａ、２ａ側における両頭ピストン
６の下死点位置に対応する下死点対応部位置となり、最
上位２０Ａ₁₁、２０Ｂ₁₁はシリンダボア１ａ、２ａ側に
おける両頭ピストン６の上死点位置に対応する上死点対
応部位置となる。

【００２０】従って、カム面２０Ａ及びカム面２０Ｂ
は、共に凸側がくるように組み合わされ、カム面２０Ｂ
はカム面２０Ａを９０°回転した状態に配置されること
になる。更に、カム面２０Ａ、２０Ｂは放物柱面２５の
一部を用いることにより、その表面は全て凸曲面に形成
されている。両頭ピストン６が円滑に往復動するにはシ
ュー２３、２４の嵌合球面２３ａ、２４ａの半径中心Ｑ
₁ 、Ｑ₂ の間隔が一定であることを要する。即ち、サイ
クル変位曲線Ｆ₁ 、Ｆ₂ の間隔が駆動軸線Ｌ₀ 方向に見
てどこでも一定であることを要する。そのためには、以
下に示す条件が必要になる。

【００２１】ウェーブカム２０のカム面２０Ａとカム面
２０Ｂが同一形状であること（条件Ｊ₁ ）。更に、両頭
ピストン６を上死点位置に配置するカム面２０Ａ、２０
Ｂ上の上死点対応部位置と両頭ピストン６を下死点位置
に配置するカム面２０Ａ、２０Ｂ上の下死点対応部位置
とが対称形状であること（条件Ｊ₂ ）を要する。条件
（Ｊ₁ ）は前述したように放物柱面２５の一部を円形に
切り取った形状を組み合わすことで前後両カム面２０
Ａ、２０Ｂを形成したことにより既に達成されている。
又、条件（Ｊ₂ ）が成立するためには、カム面２０Ａ、
２０Ｂが正弦波曲線であればよく、本実施例の場合、ウ
ェーブカム２０の回転角をθ、両頭ピストン６のストロ
ーク量をＨとすると、回転角θとシュー２３、２４の嵌
合球面２３ａ、２４ａの半径中心Ｑ₁ Ｑ₂ の変位ｚとの
関係は次式（４）のように表される。

【００２２】ここで、ウェーブカム２０の前後両カム面
２０Ａ、２０Ｂが同一形状を有することより、カム面２
０Ａのみについて考える。尚、両頭ピストン６が上死点
位置にあるときの回転角θを０°とし、ｚ軸は駆動軸線
Ｌ₀ と一致し、ｙ軸はカム面２０Ａを形成する放物柱面
２５の軸線２５ａと平行であり、ｘ軸はカム面２０Ｂを
形成する放物柱面２５の軸線２５ａと平行である。

【００２３】 ｚ（θ）＝（Ｈ／２）・ cos（２θ） ・・・ （４） 図５に示すように、式（４）をｘ−ｚ平面に投影する
と、ｚ（θ）のｘ座標は次式（５）で表される。 ｘ（θ）＝Ｒbp・ sinθ ・・・ （５） 但し、Ｒbpは配列円周面Ｃ₀ の半径を示す。式（４）及
び式（５）から、ｚ座標とｘ座標との関係式は、次式
（６）で表される。

【００２４】 ｚ（θ）＝（Ｈ／２）・ cos（２θ） ＝（Ｈ／２）・（１−２・ sin² θ） ∴ ｚ（ｘ）＝（Ｈ／２）・（１−ｘ² ／Ｒbp² ） ＝Ｈ／２−Ｈ・ｘ² ／（２・Ｒbp² ） ・・・（６） 式（６）は放物線を表しており、式（２）と式（６）よ
り次式（７）が導かれる。

【００２５】 Ｃ₁ ＝Ｈ／（２・Ｒbp² ） Ｃ₂ ＝Ｈ／２ ・・・ （７） 即ち、式（７）を満たす放物線を導線とする放物柱面２
５の一部を円形に切り取った形状を採用することにより
両頭ピストン６を円滑に往復動させることができる。

【００２６】次に、上記構成のウェーブカム式圧縮機の
作用について説明する。駆動軸３の回転に伴ってウェー
ブカム２０が回転されてると、そのカム作用によりシュ
ー２３、２４を介して両頭ピストン６がシリンダボア１
ａ、２ａ内を往復運動する。両頭ピストン６が上死点位
置から下死点位置へ退動する吸入行程においては、吸入
室１２、１３の冷媒ガスは吸入弁１６、１７を押し退け
つつ吸入ポート７ａ、８ａからシリンダボア１ａ、２ａ
内へ吸入される。両頭ピストン６が下死点位置から上死
点位置へ移動する圧縮行程においては、シリンダボア１
ａ、２ａ内の冷媒ガスは所定圧力まで加圧され、該所定
圧力に達することにより吐出弁１８、１９を押し退けつ
つ吐出ポート７ｂ、８ｂから吐出室１４、１５に吐出さ
れる。

【００２７】このような冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出
は、２サイクル変位曲線Ｆ₁ 、Ｆ₂ を持つウェーブカム
２０の回転により回転軸の１回転に対して２回行われ
る。図６及び図７に示すように、ウェーブカム２０の回
転を両頭ピストン６の往復動に変換するシュー２３、２
４は、その摺接平面２３ｂ、２４ｂが常にウェーブカム
２０のカム面２０Ａ、２０Ｂに線接触するようにカム面
２０Ａ、２０Ｂに対して相対回転を行う。図７は図６に
対してウェーブカム２０が９０°回転した状態を示す平
面図である。この時、シュー２３、２４の嵌合球面２３
ａ、２４ａの半径中心Ｑ₁ 、Ｑ₂ は、図８に示すカムプ
ロフィールのサイクル変位上を摺接移動する。ウェーブ
カム２０のカム面２０Ｂにおけるサイクル変位曲線Ｆ₂
は、上述の条件を満たすことにより、前記図８に示すサ
イクル変位曲線Ｆ₁ の位相に対してπ／２（図示せず）
ずれることになり、サイクル変位曲線Ｆ₁ 、Ｆ₂ のｚ軸
方向（即ち、駆動軸方向）の間隔はどこでも一定とな
る。

【００２８】一方、立体曲面を採用した従来のウェーブ
カム２６の場合、研削及び研磨工程においては、図９に
示すように、波うつカム面に対処する必要上エンドミル
又は砥石２７の駆動軸をカム面に対し水平に配置する必
要があった。そのため、該駆動軸にはカム面からエンド
ミル又は砥石２７にはたらく研削及び研磨工程時におけ
る反力が該駆動軸の垂直方向に作用することになる。そ
の結果、エンドミル又は砥石２７の駆動軸は該反力に伴
う曲げモーメントによって撓み変形を起こし、エンドミ
ル又は砥石２７とカム面との接触を不安定なものとして
いた。

【００２９】しかし、図１０に示すように、本発明のウ
ェーブカム２０においては、カム面が凸曲面だけで形成
されるのでエンドミル又は砥石２８の駆動軸をカム面に
対して垂直に配置することができる。これにより、研削
及び研磨工程においては、カム面からエンドミル又は砥
石２８にはたらく研削及び研磨工程時における反力をエ
ンドミル又は砥石２８を駆動する軸の軸方向に作用させ
ることができる。従って、エンドミル又は砥石２８の駆
動軸は該反力を容易に受け止めることができ、安定した
表面加工を行うことができる。

【００３０】図１１に示すように、従来のウェーブカム
２６と本発明のウェーブカム２０との面粗度を比較した
場合、前後カム面２０Ａ、２０Ｂが全て凸曲面で構成さ
れている本発明のウェーブカム２０の方が、加工精度が
良くなっていることが確認できる。以上詳述したよう
に、本実施例のウェーブカム式圧縮機によれば、放物柱
面２５を採用したことより、カム面２０Ａ、２０Ｂは全
て凸曲面に形成される。そのため、ウェーブカム２０の
表面処理をする上で、砥石２８は特殊形状とする必要が
なく、カム面２０Ａ、２０Ｂを一定の形状精度を保って
研磨することができる。又、従来のウェーブカム２６の
如くカム面が凹凸曲面と複雑なものとなっていないた
め、加工抵抗の変化を最小に抑えることが可能となり、
高精度の表面加工を容易に行うことができる。又、カム
プロフィールを滑らかにすることにより、カム変位に対
して両頭ピストン６の往復速度２９、加速度３０を不連
続点のない滑らかなものとでき、安定した吸入、圧縮、
吐出を達成することができる。 （第二実施例）次に、本発明を具体化した第二実施例に
ついて図１２〜図１３に基づいて説明する。

【００３１】本実施例では、ウェーブカムを構成する柱
面及び該ウェーブカムのサイクル変位をシリンダボア内
において両頭ピストンの往復動に変換させるシューの形
状が前記第一実施例と異なっている。尚、本実施例にお
いて、前記第一実施例と同一の構成については同一の符
号を付して説明を省略し、特に異なった点について説明
する。又、前記第一実施例と同一の作用及び効果につい
ても説明を省略する。

【００３２】本実施例におけるウェーブカム４０も前記
第一実施例と同様に両頭ピストン６を上死点位置に配置
するカム面４０Ａ、４０Ｂ上の各上死点対応部位置を結
ぶ線分内において、その断面の形状（輪郭）が変化しな
い曲面、即ち、同一曲線を導線とする柱面が採用され
る。図１２に示すように、カム面４０Ａ、４０Ｂは式
（６）に示す放物線を導線とする放物柱面２５の一部を
円形に切り取った形状の上端面を中心に持つ半径Ｌの球
群４１の包絡面４２から構成されている。ウェーブカム
４０はその包絡面４２を前後（表裏）面に組み合わすこ
とによって成形されている。カム面４０Ａ及びカム面４
０Ｂは、共に凸側がくるように組み合わされ、カム面４
０Ｂはカム面４０Ａを９０°回転した状態に配置されて
いる。カム面４０Ａ、４０Ｂは放物柱面２５に対して距
離Ｌだけ駆動軸方向に縮めた形状となっているため、そ
の表面４０Ａ、４０Ｂは前記第一実施例と同様に全て凸
曲面に形成されることとなる。従って、本実施例におい
ても前記第一実施例と同様に前記条件（Ｊ₁ ）、
（Ｊ₂ ）が成立する。

【００３３】ウェーブカム４０と両頭ピストン６の間に
は、図１３に示すシュー４３、４４が介在されている。
シュー４３、４４の表面は両頭ピストン６の保持凹部６
ａ、６ｂに嵌合する嵌合球面４３ａ、４４ａと、ウェー
ブカム４０の該カム面４０Ａ、４０Ｂに摺接する摺動面
としての摺接平面４３ｂ、４４ｂ、該嵌合球面４３ａ、
４４ａと該摺接平面４３ｂ、４４ｂとを繋ぐ絞り面４３
ｃ、４４ｃとから形成されており、摺接平面２３ｂ、２
４ｂと絞り面４３ｃ、４４ｃとで摺動部４３Ａ、４４Ａ
が構成されている。絞り面４３ｃ、４４ｃは摺接平面４
３ｂ、４４ｂに対して楔状に設定される。シュー４３、
４４の嵌合球面４３ａ、４４ａの球面中心としての半径
中心Ｐ₁ 、Ｐ₂ は嵌合球面４３ａ、４４ａと摺動部４３
Ａ、４４Ａとの接続位置に設定されており、ウェーブカ
ム４０のカム面４０Ａ、４０Ｂ上から距離Ｌの位置に該
半径中心Ｐ₁ 、Ｐ₂ がくるように、摺動部４３Ａ、４４
Ａの厚さ（オフセット）が決定されている。

【００３４】そして、前述した第一実施例と同様に冷媒
ガスの吸入、圧縮、吐出は、２サイクル変位曲線Ｇ
₁ （図示せず）、Ｇ₂ を持つウェーブカム４０の回転に
より回転軸の１回転に対して２回行われる。ウェーブカ
ム４０の回転を両頭ピストン６の往復動に変換するシュ
ー４３、４４は、その摺接平面４３ｂ、４４ｂが常にウ
ェーブカム４０のカム面４０Ａ、４０Ｂに線接触するよ
うにカム面４０Ａ、４０Ｂに対して相対回転を行う。こ
のとき、絞り面４３ｃ、４４ｃを有する摺動部４３Ａ、
４４Ａは、その楔効果により潤滑油を引き込む作用を生
じさせる。この潤滑油引き込み作用によって、シュー４
３、４４の摺接平面４３ｂ、４４ｂとウェーブカム４０
のカム面４０Ａ、４０Ｂとの間には、適度のオイル膜が
形成され、シュー４３、４４の摺接平面４３ｂ、４４ｂ
とウェーブカム４０のカム面４０Ａ、４０Ｂとの摩擦抵
抗が最小限に抑えられる。

【００３５】このように本実施例では、シュー４３、４
４の嵌合球面４３ａ、４４ａと摺接平面４３ｂ、４４ｂ
との間に絞り面４３ｃ、４４ｃを形成することにより、
潤滑油の引き込みを容易に行うことができ、安定した吸
入、圧縮、吐出を保つ両頭ピストン６の円滑な往復動を
達成することができる。更に、このような両頭ピストン
６のシリンダボア１ａ、２ａ内での滑らかな往復動は、
動力損失の低減や、騒音の低減を図ることができる。

【００３６】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次のよ
うに構成することもできる。 （１） 上記第一実施例及び第二実施例では、ウェーブ
カム２０、４０のカム面２０Ａ、２０Ｂ、４０Ａ、４０
Ｂを全て凸曲面としたが、カム面２０Ａ、２０Ｂ、４０
Ａ、４０Ｂとシュー２３、２４、４３、４４の摺動面と
が接触しない部分については凹曲面としてもよく、平面
にしてもよい。

【００３７】（２） 上記第一実施例及び第二実施例で
は、柱面として放物線を導線とする放物柱面２５を採用
したが、上記実施例の如く、導線はｚ軸において対称形
を有する曲線ならば何でもよい。要は、凸曲線であれば
よい。 （３） 上記第二実施例では、オフセットを有するシュ
ー４３、４４を採用し、その摺動部４３Ａ、４４Ａを楔
状として潤滑油の導入を図ったが、図１４に示すよう
に、嵌合球面４３ａ、４４ａの曲率を以て楔状としても
よい。

【００３８】（４） 上記第一及び第二実施例では、シ
ュー２３、２４、４３、４４の摺接平面２３ｂ、２４
ｂ、４３ｂ、４４ｂを平坦なものとしたが、該摺接平面
２３ｂ、２４ｂ、４３ｂ、４４ｂに油溜め部としての凹
部を形成してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、ウェーブカムにおけるカム面の加工を容易
にすると共に、カム面の加工抵抗の変化を低減すること
によって加工精度を向上させることができるという優れ
た効果を奏する。又、請求項２に記載の発明によれば、
請求項１に記載の発明の効果に加えて、ピストンとカム
面との間に介装されたシューの作用によってウェーブカ
ムの回転運動をピストンの往復運動に滑らかに変換する
ことができる。

【００４０】又、請求項３に記載の発明によれば、請求
項２に記載の発明の効果に加えて、放物柱面を中心軌跡
とする球群の包絡面によってウェーブカムのカム面を形
成し、シューの球面中心と摺動面との距離を前記球の半
径長さとしたことにより、シューの摺動部を楔状等に形
成することができる。その結果、シューの摺動面とウェ
ーブカムのカム面との間に導入する潤滑油の引き込みを
容易に達成するとができる。又、シューの摺動面とウェ
ーブカムのカム面との接触を全て線接触に設定すること
により、シューの摺動面とウェーブカムのカム面との接
触抵抗を終始一定にすることができ、ピストンの往復動
を滑らかのものとすることができるという優れた効果を
奏する。

【００４１】又、請求項４に記載の発明のよれば、請求
項２に記載の発明の効果に加えて、放物線を導線とする
放物柱面を以てウェーブカムのカム面を形成したので、
正弦波変位するサイクル変位曲線を採用することができ
る。又、シューの摺動面とウェーブカムのカム面との接
触を全て線接触に設定することにより、シューの摺動面
とウェーブカムのカム面との接触抵抗を終始一定にする
ことができ、ピストンの往復動を滑らかのものとするこ
とができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第一実施例の圧縮機全体を
示す断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】柱面によるウェーブカムの斜視図である。

【図４】放物柱面を示す概略的な斜視図である。

【図５】サイクル変位曲線を示す概略的な模式図であ
る。

【図６】柱面によるウェーブカムの拡大平面図である。

【図７】柱面によるウェーブカムの拡大平面図である。

【図８】柱面によるウェーブカムのサイクル変位、速度
分布、加速度分布を示すカムプロフィールである。

【図９】立体曲面によるウェーブカムの研磨状態を示す
平面図である。

【図１０】柱面によるウェーブカムの研磨状態を示す平
面図である。

【図１１】柱面によるウェーブカムと立体曲面によるウ
ェーブカムの面粗度を示すグラフである。

【図１２】第二実施例のウェーブカムを示す要部平面図
である。

【図１３】シューを示す全体平面図である。

【図１４】別例のシューを示す全体平面図である。

【図１５】従来技術の立体曲面よるウェーブカムを示す
要部斜視図である。

【符号の説明】

３…駆動軸、６…両頭ピストン、２０、４０…ウェーブ
カム、２０Ａ、２０Ｂ、４０Ａ、４０Ｂ…カム面、２
３、２４、４３、４４…シュー、２３ａ、２４ａ、４３
ａ、４４ａ…嵌合球面、２３ｂ、２４ｂ、４３ｂ、４４
ｂ…摺接平面、２５…放物柱面、４１…球、４２…包絡
面、Ｑ₁ 、Ｑ₂ 、Ｐ₁ 、Ｐ₂ …半径中心。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動軸に止着された前後カム面を有する
   ウェーブカムの回転によってウェーブカムのカム面に係
   留されたピストンを往復動させるウェーブカム式圧縮機
   において、前記ウェーブカムのカム面は凸曲面のみから
   成る柱面によって構成されていることを特徴とするウェ
   ーブカム式圧縮機。
2. 【請求項２】 前記ピストンと前記カム面との間に球面
   を有すると共に、該カム面に対して摺接する摺動面を有
   するシューが介装されていることを特徴とする請求項１
   に記載のウェーブカム式圧縮機。
3. 【請求項３】 前記ウェーブカムのカム面は放物柱面を
   中心軌跡とする球群の包絡面によって構成されて成り、
   前記シューの球面中心と摺動面の距離と、前記球の半径
   とがほぼ等しい長さに設定されていることを特徴とする
   請求項２に記載のウェーブカム式圧縮機。
4. 【請求項４】 前記ウェーブカムのカム面は放物柱面で
   構成されて成り、前記シューの略摺動面上に該シューの
   球面中心が設定されていることを特徴とする請求項２に
   記載のウェーブカム式圧縮機。