JPH0960581A - 多段圧縮装置 - Google Patents

多段圧縮装置

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JPH0960581A JP7237890A JP23789095A JPH0960581A JP H0960581 A JPH0960581 A JP H0960581A JP 7237890 A JP7237890 A JP 7237890A JP 23789095 A JP23789095 A JP 23789095A JP H0960581 A JPH0960581 A JP H0960581A
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    • F04B27/0404—Details, component parts specially adapted for such pumps
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用時に温度が上昇し、熱膨張に基づく部材
寸法の変化があってもヨークとクロススライダーが損傷
し難い多段圧縮装置を提供する。 【解決手段】 ヨーク１内でクロススライダー２の摺動
を助ける転がり軸受け５を、金属（例えば、スチール）
製のライナープレート６を介して受けるばね７の弾発力
によって、クロススライダー２の両側面に押圧設置し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所要の気体を多段
階で高圧に圧縮する多段圧縮装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置としては、圧縮段数の増加
に従って往復圧縮部、すなわち、シリンダとピストンと
による圧縮部を高圧側になるほどシリンダとピストンの
直径を細くするとともに、Ｌ型・Ｖ型・Ｗ型・半星型・
星型・対向釣り合い型などに配置して、各圧縮部を所要
の位相にずらせた行程で動作するように、クランク軸に
連結して連動することにより多段階の圧縮動作を行う機
構を電動機などの駆動源により運転する構成が日本機械
学会昭和４５年９月１５日「機械工学便覧」第１０編第
３０図〜第３２図などにより開示されている。
【０００３】また、図４のように、４つの往復圧縮部１
０１・１０２・１０３・１０４を直交する軸１０５・１
０６上で往復運動するように配置し、往復圧縮部１０１
から順次に高圧化して往復圧縮部１０４を最終段の高圧
圧縮部とした多段圧縮装置が、例えば米国特許５０３３
９４０などで周知である。
【０００４】そして、上記多段圧縮装置においては、一
対の対向するピストン５１・５３はヨーク１Ａに連結
し、ヨーク１Ａ内で軸１０６を横切るように移動可能に
設けるクロススライダー２Ａはクランクピン３を介して
クランクシャフト４に連結している。また、他の一対の
対向するピストン５２・５４はヨーク１Ａと向きを９０
度ずらして配設したヨーク１Ｂに連結し、ヨーク１Ｂ内
で軸１０５を横切るように移動可能に設ける図示しない
クロススライダーもクランクピン３を介してクランクシ
ャフト４に連結している。
【０００５】したがって、図示しない電動モータなどに
よって、クランクシャフト４を回転させてクランクピン
３をクランクシャフト４の回りに回転させると、ヨーク
１Ａにおいては軸１０５の方向のクランクピン３の変位
にはクロススライダー２Ａが移動して対応し、軸１０６
の方向にはヨーク１Ａが移動することで対応するので、
一対のピストン５１・５３は軸１０６の方向にのみ往復
運動する。
【０００６】一方、ヨーク１Ｂにおいては軸１０６の方
向には図示しないクロススライダーが移動して対応し、
軸１０５の方向にはヨーク１Ｂが移動することで対応す
るので、一対のピストン５２・５４は軸１０５の方向に
のみ往復運動する。
【０００７】そして、クランクシャフト４の定速回転か
ら、ピストン５１・５２・５３・５４のスムースな往復
運動を変換して得るためには、クロススライダー２がヨ
ーク１内で無理なく摺動する必要があるので、例えば図
５に示したように転がり軸受け５をヨーク１とクロスス
ライダー２との間に介在させていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の多
段圧縮装置は、ガスを断熱圧縮するので冷却ファンなど
で空冷しても温度が１２０〜１３０℃にも上昇し、部材
寸法が変化する。
【０００９】すなわち、例えば軽量化を図る目的でヨー
クをアルミニウム・アルミニウム合金などによって形成
し、摩耗し易いクロススライダーをスチールで形成する
と、使用中に膨張率の差からヨークとクロススライダー
との間隙が拡大する。
【００１０】したがって、常温付近で転がり軸受けが正
常に機能するように設計した場合には、温度上昇時には
前記間隙が大きくなり過ぎて、摩擦力の大きい滑りが部
分的に発生したり、転がり軸受けの位置がずれてクロス
スライダーとヨークの損傷が著しく進むと云った不都合
が生じる。
【００１１】一方、温度上昇時に転がり軸受けが正常に
機能するように設計すると、温度上昇のない装置起動時
に前記間隙が狭過ぎて転がり軸受けに極めて大きな力が
作用し、転がり軸受けが正常に機能することができなく
なり、この場合もクロススライダーとヨークを著しく損
傷すると云った問題点があり、温度変化に強い構成にす
る必要があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技
術の課題を解決するためになされたもので、少なくとも
一対以上の対向したピストンを備えると共に、ピストン
の往復運動をクランクシャフトの回転運動からスコッチ
ヨーク機構によって変換して得る多段圧縮装置におい
て、ピストンを固定するヨークとクロススライダーとの
間に介在させた転がり軸受けを、ライナープレートを介
して受けるばね機構の弾発力によってクロススライダー
またはヨークに押圧したことを特徴とする多段圧縮装置
を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基づいて詳細に説明する。なお、これらの図に
おいて前記図４・図５の符号と同一符号で示した部分
は、従来技術の項で説明したものと同様の機能を持つ部
分であり、本発明の理解を妨げない範囲で説明は省略し
た。
【００１４】本発明の多段圧縮装置においては、ヨーク
１内でクロススライダー２の摺動を助ける転がり軸受け
５を、金属（例えば、スチール）製のライナープレート
６を介して受けるばね７の弾発力によって、例えば図１
および図２に示したようにクロススライダー２の両側面
に押圧設置する。
【００１５】ヨーク１は、グリスの注入が可能に貫通し
たピストン取り付け穴１１をそれぞれの中心部に備え
（グリスの注入はピストン未装着時に行う）、且つ、ク
ロススライダー２・転がり軸受け５・ライナープレート
６・ばね７などがその内部に容易に収納できるように、
例えば椀状の２個のヨーク部材１Ｃ・１Ｃ同士を突き合
わせて形成するように構成する。
【００１６】この場合、例えばヨーク部材１Ｃそれぞれ
の突き合わせ部に貫通して設けるボルト穴１２にボルト
８Ａを通し、このボルトのねじ部にナット８Ｂを締め込
んで２個のヨーク部材１Ｃ・１Ｃ同士が一体化できるよ
うに構成するが、それぞれの突き合わせ端面の複数箇所
に位置合わせ用の凹部１３を設け、ここにピン９を挿入
するよう構成すれば、ヨーク部材１Ｃ・１Ｃ同士の一体
化が簡単に行える。
【００１７】そして、椀状のヨーク部材１Ｃそれぞれの
内側には、ライナープレート６の全厚と、転がり軸受け
５のライナープレート６に臨む側の面が没し、転がり軸
受け５のクロススライダー２に臨む側の面が突出し得る
深さの凹部１４を形成し、クロススライダー２が摺動し
ても転がり軸受け５とライナープレート６とが移動し難
いように構成する。
【００１８】また、各凹部１４のクロススライダー２が
摺動する方向の中心から等距離の位置に、ばね７を挿入
して位置決めするための凹部１５を少なくとも２個配設
し、クロススライダー２が摺動しても、ばね７の力が転
がり軸受け５に均等に作用し易いように構成する。
【００１９】本発明の多段圧縮装置は、転がり軸受け５
をライナープレート６を介して受けるばね７の力によっ
て、例えば図３に示したようにヨーク１の内面に押圧し
て設置するように構成しても良い。なお、図３において
は、ヨーク１の組み立て要領は示していない。
【００２０】この場合、クロススライダー２の両側面に
は、ライナープレート６の転がり軸受け５に臨む側の面
が突出し得る深さの凹部１４Ａをそれぞれ形成して、ク
ロススライダー２が摺動してもライナープレート６が移
動できないように構成すると共に、各凹部１４Ａにおい
てはその中心から等距離の位置にばね７を挿入して位置
決めするための凹部１５Ａを少なくとも２個配設し、ク
ロススライダー２が摺動してもばね７の力が転がり軸受
け５に均等に作用し易いように構成する。
【００２１】また、ヨーク１の内部には転がり軸受け５
のクロススライダー２に臨む側の面が突出し得る深さの
凹部１４Ｂを対向形成し、クロススライダー２が摺動し
ても設置する転がり軸受け５が移動し難いように構成す
る。また、この場合のピストン取り付け穴１１Ａは、貫
通しないように設ける。
【００２２】このように本発明の多段圧縮装置において
は、ライナープレート６を介して受けるばね７の弾発力
によって転がり軸受け５をクロススライダー２の両側面
にそれぞれ押圧するか、ヨーク１の内面に押圧する構成
であるので、軽量化を図る目的でヨーク１を例えばアル
ミニウム・アルミニウム合金などによって形成し、摩耗
し易いクロススライダー２をスチールで形成し、使用中
に温度変化を受けて部材寸法が変動しても、転がり軸受
け５がクロススライダー２またはヨーク１に押圧される
力は殆ど変化しない。したがって、転がり軸受け５の機
能は安定し、ヨーク１とクロススライダー２の摩耗は共
に大幅に減少する。
【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱
しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２４】例えば、ばね７としては、コイルばねに代
えて板ばねを使用することもできるし、各凹部１４・１
４Ａに凹部１５をそれぞれ４個設け、４個のばねによっ
て転がり軸受け５をより均等に押圧するように構成して
も良い。
【００２５】
【発明の効果】本発明は上記したように、少なくとも一
対以上の対向したピストンを備えると共に、ピストンの
往復運動をクランクシャフトの回転運動からスコッチヨ
ーク機構によって変換して得る多段圧縮装置において、
ピストンを固定したヨークとクロススライダーとの間に
介在させる転がり軸受けを、ライナープレートを介して
受けるばね機構の弾発力によってクロススライダーまた
はヨークに押圧した多段圧縮装置であるので、
【００２６】軽量化を図る目的でヨークを例えばアルミ
ニウム・アルミニウム合金などによって形成し、摩耗し
易いクロススライダーをスチールで形成し、使用中に温
度変化を受けて部材寸法が変動しても、転がり軸受けが
クロススライダーまたはヨークに押圧される力は殆ど変
化しない。このため、転がり軸受けの機能は安定し、ヨ
ークとクロススライダーの摩耗は共に大幅に減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の要部を示す説明図。
【図２】図１の分解説明図。
【図３】他の実施形態の要部を示す説明図。
【図４】従来技術を示す説明図。
【図５】スコッチヨーク機構を示す説明図。
【符号の説明】
１・１Ａ・１Ｂ ヨーク １Ｃ ヨーク部材 ２・２Ａ クロススライダー ３ クランクピン ４ クランクシャフト ５ 転がり軸受け ６ ライナープレート ７ ばね ８Ａ ボルト ８Ｂ ナット ９ ピン １１・１１Ａ ピストン取り付け穴 １２ ボルト穴 １３・１４・１４Ａ・１４Ｂ・１５・１５Ａ 凹部 ５１・５２・５３・５４ ピストン １０１ 往復圧縮部 １０２ 往復圧縮部 １０３ 往復圧縮部 １０４ 往復圧縮部 １０５・１０６ 軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000196680 西部瓦斯株式会社 福岡県福岡市博多区千代１丁目17番１号 (72)発明者 水野 善仁 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田島 祥人 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 杉原 篤典 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 小林 明文 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 服部 学 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦瓦斯株 式会社内 (72)発明者 吉田 時男 福岡県福岡市博多区千代１丁目17番１号 西部瓦斯株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも一対以上の対向したピストン
    を備えると共に、ピストンの往復運動をクランクシャフ
    トの回転運動からスコッチヨーク機構によって変換して
    得る多段圧縮装置において、ピストンを固定するヨーク
    とクロススライダーとの間に介在させた転がり軸受け
    を、ライナープレートを介して受けるばね機構の弾発力
    によってクロススライダーまたはヨークに押圧したこと
    を特徴とする多段圧縮装置。
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