JPS6044656A - カム板駆動ピストン装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、往復動形圧縮機などの回転軸の公転運動と
ピストンの直線往復運動を変換させるためのカム板駆動
ピストン装置に関するものである。

〔従来技術」 従来、回転軸の公転運動とピストンの直線往復運動を変
換させる装置として、第１図に示すクランク軸駆動ピス
トン装置が圧縮機などの基本的構造として知られている
。

第１図において、１は回転軸、１ａは回転軸１の一部で
ある偏心部、２はこの偏心部１ａに軸受部３を介して大
端部が嵌合されたコネクティングロッド、５はコネクテ
ィングロッド２の小端部に軸受４を介して嵌合されたピ
ストンピン、６はピストンピン５が架設されたピストン
、Ｔはピストン５が直線往復動可能に嵌合されたシリン
ダ、８は回転軸１を回転自在に支持する軸受である。

第２図は、圧縮機を例にした場合における、第１図に示
す装置の回転軸１の回転角とピストン５の上下位虹、圧
縮機のシリンダＴ内部圧力上孔特性の関係を示したもの
である。

そして、よく知られているように、往ｆり動形圧部（幾
は、回転軸１を電動機などを動力として回転ｇ動すＺ）
ことで、ピストン６をシリンダγ内で上下方向に直線往
復運動させることで、シリンダ７内のガスを圧縮しよう
とするものでおる。なお、第１図にはガスの吐出弁、吸
入弁は図示してない。

このような往復動形圧縮機における回転軸１の回転角と
ピストン６の位置、回転角とシリンダ１内圧力の上昇特
性の関係は、第２図に示すとおシであるが、シリンダ内
圧力は吐出弁などの流路抵抗およびピストン６の上昇速
度などの関係で、第２図のｂ部に示すように吐出圧を越
える圧力すな１フち過圧縮になることが一般に知られて
いる。

第１図に示す基本構造をもつ従来のクランクｓｂ駆動ピ
ストン方式の圧縮機では、上述したような過圧縮現象の
程度が大きいために、圧縮機の入プｊが増加し、効率が
低下する欠点がおった。

〔発明の概要〕

この発明は、上述のような従来のものの欠点を除去しよ
うとするものでおって、回転軸に設けられたカム板の外
周面にピストンに連結されたカムフォロワ軸受をばねで
圧接させることによシ、シリンダ“内からガスが吐出す
る直前のピストンの上昇速度を遅くして、急激にガスが
吐出せず、ガスの吐出量が平均化するようにし、過圧縮
現象を緩和することができるカム板駆動ピストン装置を
提供することを目的としている。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を＠３図から抛５図によって
説明する。

第３図および第４図において、９は外部電動機（図示し
ない）などで回転駆動される回転軸であシ、回転軸９０
両端部が軸受８によって回転自在に支掲されている。回
転軸９の中ｒｌｉＪ部に加工されたヤー市にギー１３が
組込まれ、はぼ円板状のカム板１０が置台同定されてい
る。第５図に示すように、回転軸９０回転中心０１に対
してカム板１０の中心０２が偏心しており、回転軸９が
回転すると、回転子ノし０１を中心としてカム板１０の
中ＩＩＪ０２が公転する。また、カム板１０の中心０２
と同心に遊動リング軸受内輪１１が配置ｉ’！、され、
これらの内輪１１が回転軸９に遊嵌されでカム板１０の
両飼面に当接され、内輪１１に外輪１２が＠自され、こ
れらで遊動り／グ軸受が構成されている。

カム板１０上にカムフォロワ軸受１４が配設され、この
軸受１４が回転カム７オロワ中心軸１５に回転自在に嵌
合されている。上記中心軸１５は両端部がコネクティン
グロッド２の大嗜部に嵌着され、このロッド２に対しカ
ム７オロワ軸受１４が組立状態で可動に構成されている
。コネクティングロッド２の小端部とピストンピン５、
このピ１５とピストン６がそれぞれ固定されて、連結手
段が構成され、ピストン６はシリンダＴに上下方向の直
約往復動可能に嵌合されている。なお、上記コネクティ
ングロッド２は、第１図に示すものと具なシ、スイング
しない構成になっている。また、上記中心軸１５にばね
１６の一端部が連結され、ばね１６の他端部が遊動リン
グ軸受外輪１２に連結されておシ、上記はね１６のばね
力で、カム板９の外周面にカム７オロワ軸受１４が常に
圧接されていると共に、げね１６はカム板９の回転位置
に関係なく常に一定位飢におって、カムフォロア軸受１
４とカム板９が運動慣性力などで飛び離れないようにさ
れている。

第６図は、この実施例のカム板式ピストン装置および第
１図に示すものを圧＆！機に用いた場合の回転軸の回転
角とピスト／の上下位置の関係、上記回転角と圧力上昇
特性の関係を１点鎖線および集綿で示したものである。

そして、この実施例の共同では、第６図の１点鎖線から
明らかなように、回転角１８０°以降の圧縮開始時にピ
ストン５の上昇速度が速く、回転角２７０°近くの圧力
が上昇した後にはピストン５の上昇速度が遅くなって過
圧縮現象が発生しないことがわかる。

このように、第３図から第５因に示す構成を基本構造と
するこの実施例のカム板鹿動ピストン装置を用いた圧縮
機では、カム板１０の外周形状を任意に設定できるので
、ピストン５の運動を任意に制御できる。その−ｙｌｌ
として第６図に示したように圧縮機に用いた場合には、
圧縮開始時に圧縮速度を速くシ、ガスを吐出する回転角
（＝Ｉ近では逆に圧縮速度を遅くして、ガスの過圧縮現
象を防止できる。

また、この実施例では、カム板１０と同心状に遊動リノ
グ軸受内輪１１とぞの外輪１２を配設し、外輪１２とカ
ムフォロワ中心軸１５をはね１６で結合したｇｆ造にし
てちるため、カム板１０の外周形状をｉＭ常は円形に近
い形状を選択することを考慮すると、ばね１６の可動振
幅が比較的小さく、簡単なｔＪね４７￥　Ｗのもので使
用に耐え得るものを実現できる。

なお、上述した実施ガは、カム板１０で駆動するピスト
ン装置を圧縮機に適用した揚台について説明したが、こ
の発明は、内ｅ機関やスターリングエンジンなどの外カ
イラ機関にも適用てきる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、回転軸に偏心
させて任意に外周形状が選択できるカム板を設け、この
カム板の外周面にカムフォロワ軸受をばねによって當に
追従するように圧接させ、カムフォロワ軸受を連結手段
を介してピストン側に連結されたカムフォロワ中心軸に
装置したので、回転軸の回転角に対するピストンの変位
を自由に制御でき、圧縮機に用いた場合に過圧縮現象を
防止できるなど機器の性能の向上に役立つという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１６ＦＪ、従来のクランク軸駆動ピストン装置を示す
一部を縦断した側面図、第２囚は第１図のピストン装置
を圧縮機に用いた場合の回転軸の回転角とピストンの位
置、圧力上昇ｑ管性との関係説明図、第３図はこの発明
の一実施例によるカム板駆動ピストン装置を示す一部を
縦断した側面図、第４図は同カム部の横断面図、第５図
はカム板の拡大説明−、第６図はこの発明のピストン装
置を従来のものと比較して示す回転軸の回転角とピスト
ンの位置、圧力上昇特性との関係説明図である。 ２・・・コネクティングロッド、６・・・ピストン、１
・・・シリンダ、９・・・回転軸、１０・・・カム板、
１１゜１２・・・遊動リング内輪、外輪、１４・・・カ
ムフォロワ軸受、１５・・・カムフォロワ中心軸、１６
・・・ばね。 なお、囚中同−符号は同一または相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄　（外１名） 矛　１１　ｍ 回転角 １７− 矛　ａｍ 号　４　図 ／ｌ １、事件の表示　特願昭５８−１５１２７５号２０発明
の名称 カム板駆動ピストン装置 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５−補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第３頁２０行目に「ガスが吐出せす」とあ
るを「ガスを吐出させず」と補正する。 （２）同４頁１１行目に「はぼ円板状の」とあるを削除
する。 （３）同第７頁６行目に「はね構造のもので」とあるを
「ばね構造で」と補正する。 （４）同第７頁６行目に「耐え得るものを」とあるを「
耐え得るバネ圧接型ａ造が」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸と、この回転軸の回転に伴い回転軸中心回りを公
   転するように回転軸中心に対し偏心して回転軸に設けら
   れたカム板と、ピストンに連結手段を介して連結された
   カム７オロワ中心軸と、この中心軸に装着されてカム板
   の外周面に圧接されるカム７オロワ軸受と、カム板に接
   近して設置された遊動リング軸受およびカム７オロワ軸
   受を連結してカム７オロワ軸受をカム板に圧接させるば
   ねを備えたことを特徴とするカム板駆動ピストン装置。