JPS6227273B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6227273B2 JPS6227273B2 JP20738584A JP20738584A JPS6227273B2 JP S6227273 B2 JPS6227273 B2 JP S6227273B2 JP 20738584 A JP20738584 A JP 20738584A JP 20738584 A JP20738584 A JP 20738584A JP S6227273 B2 JPS6227273 B2 JP S6227273B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- crank
- crosshead
- balance
- connecting rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 47
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 22
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 22
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は構造がコンパクトで軽量且つ信頼性の
高い多シリンダ型往復式圧縮機に関し、詳細には
１個のクロスヘツドに複数のピストン及びシリン
ダを設けて必要機能を複合的に搭載し、それでも
尚構造がコンパクトで軽量であると共に、圧縮ピ
ストン機構にバランスピストン機構を組合せたバ
ランシングによりクランクシヤフトの回転部分等
に作用する慣性力を完全にバランスすることので
きる多シリンダ型往復式圧縮機に関するものであ
る。
高い多シリンダ型往復式圧縮機に関し、詳細には
１個のクロスヘツドに複数のピストン及びシリン
ダを設けて必要機能を複合的に搭載し、それでも
尚構造がコンパクトで軽量であると共に、圧縮ピ
ストン機構にバランスピストン機構を組合せたバ
ランシングによりクランクシヤフトの回転部分等
に作用する慣性力を完全にバランスすることので
きる多シリンダ型往復式圧縮機に関するものであ
る。
まず、第１乃至第３図に基づいて本発明で解決
すべき２つの課題について順番に述べる。まず第
１の課題であるが、第１図は従来例を示す断面説
明図でガスの圧縮に用いる往復式無潤滑圧縮機を
例示する断面模式図である。往復式無潤滑圧縮機
（以下単に圧縮機という）Ｋはクランク機構と、
該クランク機構に連結されてガスを加圧するピス
トン機構から構成される。図においてクランク機
構Ｐはクランクケース１、クランク軸Ｏ、クラン
クピン５、連接棒６、クランク軸受Ｂ、クランク
ピン軸受B′、クロスヘツドピン軸受Ｃよりなり、
ピストン機構Ｑはクロスヘツド８、クロスヘツド
ガイド７、ピストン棒９、ピストンリング２を設
けたピストン１０、シリンダ３よりなる。そして
無潤滑の圧縮機Ｋの場合シリンダ３とクランクケ
ース１の間にはデイスタンスピース４を設けてク
ランクケース１内の潤滑油がピストン棒９の往復
動によつてシリンダ３内へ流入するのを防止し、
ピストン棒９が貫通する両壁にはクランクケース
１側から順にオイルワイパーリング１１およびロ
ツドパツキン１２が設けられている。そして通常
は油切りを充分に行なう為にデイスタンスピース
４の長さ即ち前記オイルワイパーリング１１とロ
ツドパツキン１２間の距離Ｍとしてクランク機構
Ｐの１ストローク又はそれ以上の長さを確保する
様に構成されているが、油切りを更に徹底する必
要のある場合にはピストン棒９上に図示する様な
油切りリング１３を設けて潤滑油がシリンダ３側
へ侵入するのを防止する様に構成されている。従
つて油切りを必要とする圧縮機Ｋは、油切りを必
要としない油潤滑式圧縮機に比してデイスタンス
ピース４の長さ分（Ｍ）だけその構造が長くな
り、従つてその分重量も重い。又デイスタンスピ
ース４を設けたために圧縮機内に余分なスペース
が必要であるがそのスペースは圧縮機能を増大す
るために用いられているものではなく、不経済な
装置になつていると言わなければならない。同様
にデイスタンスピースを用いない従来の油潤滑式
の圧縮機にしてもそのスペースが充分活用されて
いるとは言えない。特に近年に到つて超高速或は
極低温などの最先端技術と組合わせて用いられる
場合を考慮すると、機能的にすぐれていることは
勿論のことであるが、これと共に構造がコンパク
トで軽量の圧縮機であることが不可欠の要件とな
つてきている。
すべき２つの課題について順番に述べる。まず第
１の課題であるが、第１図は従来例を示す断面説
明図でガスの圧縮に用いる往復式無潤滑圧縮機を
例示する断面模式図である。往復式無潤滑圧縮機
（以下単に圧縮機という）Ｋはクランク機構と、
該クランク機構に連結されてガスを加圧するピス
トン機構から構成される。図においてクランク機
構Ｐはクランクケース１、クランク軸Ｏ、クラン
クピン５、連接棒６、クランク軸受Ｂ、クランク
ピン軸受B′、クロスヘツドピン軸受Ｃよりなり、
ピストン機構Ｑはクロスヘツド８、クロスヘツド
ガイド７、ピストン棒９、ピストンリング２を設
けたピストン１０、シリンダ３よりなる。そして
無潤滑の圧縮機Ｋの場合シリンダ３とクランクケ
ース１の間にはデイスタンスピース４を設けてク
ランクケース１内の潤滑油がピストン棒９の往復
動によつてシリンダ３内へ流入するのを防止し、
ピストン棒９が貫通する両壁にはクランクケース
１側から順にオイルワイパーリング１１およびロ
ツドパツキン１２が設けられている。そして通常
は油切りを充分に行なう為にデイスタンスピース
４の長さ即ち前記オイルワイパーリング１１とロ
ツドパツキン１２間の距離Ｍとしてクランク機構
Ｐの１ストローク又はそれ以上の長さを確保する
様に構成されているが、油切りを更に徹底する必
要のある場合にはピストン棒９上に図示する様な
油切りリング１３を設けて潤滑油がシリンダ３側
へ侵入するのを防止する様に構成されている。従
つて油切りを必要とする圧縮機Ｋは、油切りを必
要としない油潤滑式圧縮機に比してデイスタンス
ピース４の長さ分（Ｍ）だけその構造が長くな
り、従つてその分重量も重い。又デイスタンスピ
ース４を設けたために圧縮機内に余分なスペース
が必要であるがそのスペースは圧縮機能を増大す
るために用いられているものではなく、不経済な
装置になつていると言わなければならない。同様
にデイスタンスピースを用いない従来の油潤滑式
の圧縮機にしてもそのスペースが充分活用されて
いるとは言えない。特に近年に到つて超高速或は
極低温などの最先端技術と組合わせて用いられる
場合を考慮すると、機能的にすぐれていることは
勿論のことであるが、これと共に構造がコンパク
トで軽量の圧縮機であることが不可欠の要件とな
つてきている。
次に第２の課題について述べる。第２図はピス
トンの往復動機構の説明図で、クランク半径ｒ、
連接棒の長さｌ、連接棒比ｒ／ｌ＝λ、上死点Ｘ
から測つたクランク角度θ、連接棒とシリンダ軸
線との角度β、ピストンの上死点Ｘからの変位量
ｘ、ピストン速度Ｃ、クランク角速度ω、ピスト
ン加速度α、クランク回転速度Nrpmとすると、
ピストンの加速度αは通常次式であらわされる。
即ち α＝ｒω２（cosθ＋λcos2θ） ……(1) 前記の加速度によりピストン、ピストン棒、クロ
スヘツド、連接棒、クランクピンなどに作用する
慣性力Ｆは、これらの往復重量をＷとすると Ｆ＝−Ｗ／ｇα＝−Ｗ／ｇｒω２（cosθ＋λcos2θ
） ＝−Ｗ／ｇｒω2cosθ−λ／４ Ｗ／ｇｒ（２ω）2
cos2θ ……(2) で与えられる。
トンの往復動機構の説明図で、クランク半径ｒ、
連接棒の長さｌ、連接棒比ｒ／ｌ＝λ、上死点Ｘ
から測つたクランク角度θ、連接棒とシリンダ軸
線との角度β、ピストンの上死点Ｘからの変位量
ｘ、ピストン速度Ｃ、クランク角速度ω、ピスト
ン加速度α、クランク回転速度Nrpmとすると、
ピストンの加速度αは通常次式であらわされる。
即ち α＝ｒω２（cosθ＋λcos2θ） ……(1) 前記の加速度によりピストン、ピストン棒、クロ
スヘツド、連接棒、クランクピンなどに作用する
慣性力Ｆは、これらの往復重量をＷとすると Ｆ＝−Ｗ／ｇα＝−Ｗ／ｇｒω２（cosθ＋λcos2θ
） ＝−Ｗ／ｇｒω2cosθ−λ／４ Ｗ／ｇｒ（２ω）2
cos2θ ……(2) で与えられる。
連接棒の様にクロスヘツド側の一端が往復運動
し、クランクピン側の他端が回転運動する場合に
は、往復動慣性力F1と遠心加速度による遠心力
ＦBを生ずる。ピストンの面に作用する圧縮ガス
の力は機械内部の作用・反作用の力であり、圧縮
機の基礎を通じて外部への力にはならないが、前
記往復動慣性力F1、遠心力ＦBならびにこれらの
力によつて生ずるモーメントは外力として作用す
る。これらの外力をできるだけ小さくし、振動の
発生を減らす手段として例えば通常の１シリンダ
方式圧縮機の場合には、クランクアームの反対側
にバランスウエートを取り付ける。しかしバラン
スウエートを、連接棒の先端部の回転重量を含め
た全回転部分とつりあわせるだけつけたのでは、
往復動慣性力F1がまるまる残ることになるの
で、普通はバランスウエートをこれより大きく
し、往復動慣性力F1の50％を遠心力と釣り合わ
せるようにしている（ハーフバランス）。第３図
にこれらの力関係を示す。図の様にバランスウエ
ートをハーフバランス（Ｗ／２）にすれば任意のクラ ンク角度θにいて、白抜矢印で示すピストンの往
復動方向の慣性力F1［F1＝Ｗ／ｇｒω2cosθ］（以下 １次慣性力という）とバランスウエートの遠心力
ＦB［ＦB＝１／２ Ｗ／ｇｒω２］とを合成した合力ＦN
は 左方に書いた図の様な分布となり、上下・左右の
各方向に対する加振力をほぼ片振幅［１／２ Ｗ／ｇｒ
ω２ ］とすることができる。即ちピストンの往復動
方向に見ると１次慣性力F1は半分になるが、直
角方向に見ると新たに１／２ Ｗ／ｇｒω２の慣性力が
生じ ることとなる。つまりこれはハーフバランスによ
つて１次慣性力F1の一部分を垂直方向に変化さ
せただけに過ぎない。又前記(2)式中の第２項の慣
性力（以下２次慣性力という）をF2とすると、 F2＝−λ／４ Ｗ／ｇｒ（２ω）2cos2θ の式から理解できる様に２次慣性力F2中には２
ωの角速度項を含んでいるから、クランク軸の２
倍の角速度の慣性力F2をバランスウエートだけ
で釣り合わせることは不可能である。この様に現
行のバランスウエートによるハーフバランスでは
１次慣性力の軽減はできても、垂直方向には軽減
量に等しい新たな慣性力（１／２F1）が生じ、更に２ 次慣性力（F2）の不釣合に対しては全く作用して
いないから、慣性力に対するバランスは完全に解
決されていないわけであつて圧縮機の振動の原因
となつており、高速回転化、更にはストロークの
短縮化をはばんでいる。
し、クランクピン側の他端が回転運動する場合に
は、往復動慣性力F1と遠心加速度による遠心力
ＦBを生ずる。ピストンの面に作用する圧縮ガス
の力は機械内部の作用・反作用の力であり、圧縮
機の基礎を通じて外部への力にはならないが、前
記往復動慣性力F1、遠心力ＦBならびにこれらの
力によつて生ずるモーメントは外力として作用す
る。これらの外力をできるだけ小さくし、振動の
発生を減らす手段として例えば通常の１シリンダ
方式圧縮機の場合には、クランクアームの反対側
にバランスウエートを取り付ける。しかしバラン
スウエートを、連接棒の先端部の回転重量を含め
た全回転部分とつりあわせるだけつけたのでは、
往復動慣性力F1がまるまる残ることになるの
で、普通はバランスウエートをこれより大きく
し、往復動慣性力F1の50％を遠心力と釣り合わ
せるようにしている（ハーフバランス）。第３図
にこれらの力関係を示す。図の様にバランスウエ
ートをハーフバランス（Ｗ／２）にすれば任意のクラ ンク角度θにいて、白抜矢印で示すピストンの往
復動方向の慣性力F1［F1＝Ｗ／ｇｒω2cosθ］（以下 １次慣性力という）とバランスウエートの遠心力
ＦB［ＦB＝１／２ Ｗ／ｇｒω２］とを合成した合力ＦN
は 左方に書いた図の様な分布となり、上下・左右の
各方向に対する加振力をほぼ片振幅［１／２ Ｗ／ｇｒ
ω２ ］とすることができる。即ちピストンの往復動
方向に見ると１次慣性力F1は半分になるが、直
角方向に見ると新たに１／２ Ｗ／ｇｒω２の慣性力が
生じ ることとなる。つまりこれはハーフバランスによ
つて１次慣性力F1の一部分を垂直方向に変化さ
せただけに過ぎない。又前記(2)式中の第２項の慣
性力（以下２次慣性力という）をF2とすると、 F2＝−λ／４ Ｗ／ｇｒ（２ω）2cos2θ の式から理解できる様に２次慣性力F2中には２
ωの角速度項を含んでいるから、クランク軸の２
倍の角速度の慣性力F2をバランスウエートだけ
で釣り合わせることは不可能である。この様に現
行のバランスウエートによるハーフバランスでは
１次慣性力の軽減はできても、垂直方向には軽減
量に等しい新たな慣性力（１／２F1）が生じ、更に２ 次慣性力（F2）の不釣合に対しては全く作用して
いないから、慣性力に対するバランスは完全に解
決されていないわけであつて圧縮機の振動の原因
となつており、高速回転化、更にはストロークの
短縮化をはばんでいる。
本発明は以上の様な事情に着目してなされたも
のであつて、必要機能を確保しつつ往復式圧縮機
内の構造をコンパクト化、軽量化すると共に、圧
縮ピストン機構と組合わせてバランスピストン機
構を設け、クランクシヤフトの回転部分等に作用
する慣性力を完全にバランスさせることのできる
多シリンダ型往復式圧縮機を提供しようとするも
のである。
のであつて、必要機能を確保しつつ往復式圧縮機
内の構造をコンパクト化、軽量化すると共に、圧
縮ピストン機構と組合わせてバランスピストン機
構を設け、クランクシヤフトの回転部分等に作用
する慣性力を完全にバランスさせることのできる
多シリンダ型往復式圧縮機を提供しようとするも
のである。
即ち上記目的を達成し得た本発明の構成とは、
半径ｒのクランク機構及び長さｌの連接棒を介し
てクランク軸心Ｏと直交する方向に往復摺動する
クロスヘツドを設け、該クロスヘツドに圧縮ピス
トンを取付けた往復式圧縮機において、前記クロ
スヘツドのクランク機構Ｐ側に、前記クランク軸
中心点とクロスヘツド中心点を結ぶ中心線Ｌに直
交する面内で、且つ前記クロスヘツドの中心点Ｃ
を外した位置に複数のピストン棒を前記クロスヘ
ツド摺動方向と平行に突設し、該各ピストン棒の
先に各々ピストン及びシリンダを設けて複数の圧
縮ピストン機構を構成し、前記中心線Ｌ上に存在
する前記圧縮ピストン機構全体の重心位置Ｚから
前記クランク軸心Ｏと平行で且つ反対方向に夫々
等距離間隔ａ，ａをおいた位置に１対のバランス
ピストン機構を設け、該バランスピストン機構と
前記クランク機構とは、前記クランク機構の連接
棒取付位置と180゜位相をずらした位置に取付け
られた接合棒によつて接続され、前記バランスピ
ストン機構の重量は前記圧縮ピストン機構の全往
復重量の半分に相当する重量で構成され、前記バ
ランスピストン機構のクランク半径は前記圧縮ピ
ストン機構のクランク半径ｒと同一長さとし、さ
らに前記連接棒と接合棒は同一長さｌに形成した
ことを要旨とするものである。
半径ｒのクランク機構及び長さｌの連接棒を介し
てクランク軸心Ｏと直交する方向に往復摺動する
クロスヘツドを設け、該クロスヘツドに圧縮ピス
トンを取付けた往復式圧縮機において、前記クロ
スヘツドのクランク機構Ｐ側に、前記クランク軸
中心点とクロスヘツド中心点を結ぶ中心線Ｌに直
交する面内で、且つ前記クロスヘツドの中心点Ｃ
を外した位置に複数のピストン棒を前記クロスヘ
ツド摺動方向と平行に突設し、該各ピストン棒の
先に各々ピストン及びシリンダを設けて複数の圧
縮ピストン機構を構成し、前記中心線Ｌ上に存在
する前記圧縮ピストン機構全体の重心位置Ｚから
前記クランク軸心Ｏと平行で且つ反対方向に夫々
等距離間隔ａ，ａをおいた位置に１対のバランス
ピストン機構を設け、該バランスピストン機構と
前記クランク機構とは、前記クランク機構の連接
棒取付位置と180゜位相をずらした位置に取付け
られた接合棒によつて接続され、前記バランスピ
ストン機構の重量は前記圧縮ピストン機構の全往
復重量の半分に相当する重量で構成され、前記バ
ランスピストン機構のクランク半径は前記圧縮ピ
ストン機構のクランク半径ｒと同一長さとし、さ
らに前記連接棒と接合棒は同一長さｌに形成した
ことを要旨とするものである。
以下実施例を示す図面に基づいて本発明の構成
及び作用効果を具体的に説明するが、下記実施例
は一具体例に過ぎず、もとより前・後記の趣旨に
徴して種々設計を変更することは、いずれも本発
明の技術的範囲に含まれる。
及び作用効果を具体的に説明するが、下記実施例
は一具体例に過ぎず、もとより前・後記の趣旨に
徴して種々設計を変更することは、いずれも本発
明の技術的範囲に含まれる。
第４図は本発明の多シリンダ型圧縮機を例示す
る断面模式図、第５図は第４図の−線断面矢
視図、第６図は第５図の矢印方向から見た図、
第７図は第５図の―線断面矢視図、第８図は
作動説明図を示す。図示された縦型の圧縮機Ka
は、クランク軸心Ｏの中心点ととクロスヘツド８
の中心点を結ぶ中心線Ｌ（一点鎖線）と直交する
面内で、且つクロスヘツド８の中心点を外した位
置Ta，Taに複数個のピストン棒９ａ，９ａをク
ランク機構Ｐ側に突設すると共に、該ピストン棒
９ａ，９ａの先に夫々ピストンリング２ａを設け
た圧縮ピストン１０ａ，１０ａ及びシリンダ３
ａ，３ａを設けて多シリンダ型圧縮機を構成す
る。即ちクランク機構Ｐをはさんでクロスヘツド
８とシリンダ３ａ，３ａは反対側に配設される。
両端にオイルワイイパーリング１１ａとロツドパ
ツキン１２ａを設けてこれらの間に必要距離Ｍを
保持したデイスタンスピース４ａ，４ａはクラン
クケース１ａ内に設けられている。一方中心線Ｌ
上で圧縮ピストン機構全重量の重心位置Ｚから前
記クランク軸心Ｏと平行で反対方向に夫々等距離
間隔ａ，ａをおいた位置にはバランスピストン１
４ａ，１４ａが圧縮ピストン１０ａ，１０ａと同
方向に設けられている。そしてバランスピストン
１４ａとクランク機構Ｐとは、連接棒６の取付位
置と180゜位相をずらした位置に設けたクランク
ピン１６ａとクランクピン軸受B′、バランスピス
トンピン軸受Ｈを介し、接合棒１７ａによつて連
接されている。尚接合棒１７ａの長さl′は連接棒
６の長さｌと同一長さとし、接合棒１７ａのクラ
ンク半径は連接棒６と同一で回転半径ｒを有する
ものとする。
る断面模式図、第５図は第４図の−線断面矢
視図、第６図は第５図の矢印方向から見た図、
第７図は第５図の―線断面矢視図、第８図は
作動説明図を示す。図示された縦型の圧縮機Ka
は、クランク軸心Ｏの中心点ととクロスヘツド８
の中心点を結ぶ中心線Ｌ（一点鎖線）と直交する
面内で、且つクロスヘツド８の中心点を外した位
置Ta，Taに複数個のピストン棒９ａ，９ａをク
ランク機構Ｐ側に突設すると共に、該ピストン棒
９ａ，９ａの先に夫々ピストンリング２ａを設け
た圧縮ピストン１０ａ，１０ａ及びシリンダ３
ａ，３ａを設けて多シリンダ型圧縮機を構成す
る。即ちクランク機構Ｐをはさんでクロスヘツド
８とシリンダ３ａ，３ａは反対側に配設される。
両端にオイルワイイパーリング１１ａとロツドパ
ツキン１２ａを設けてこれらの間に必要距離Ｍを
保持したデイスタンスピース４ａ，４ａはクラン
クケース１ａ内に設けられている。一方中心線Ｌ
上で圧縮ピストン機構全重量の重心位置Ｚから前
記クランク軸心Ｏと平行で反対方向に夫々等距離
間隔ａ，ａをおいた位置にはバランスピストン１
４ａ，１４ａが圧縮ピストン１０ａ，１０ａと同
方向に設けられている。そしてバランスピストン
１４ａとクランク機構Ｐとは、連接棒６の取付位
置と180゜位相をずらした位置に設けたクランク
ピン１６ａとクランクピン軸受B′、バランスピス
トンピン軸受Ｈを介し、接合棒１７ａによつて連
接されている。尚接合棒１７ａの長さl′は連接棒
６の長さｌと同一長さとし、接合棒１７ａのクラ
ンク半径は連接棒６と同一で回転半径ｒを有する
ものとする。
第６図はシリンダ３ａ，３ａの間にバランスピ
ストン１４ａ，１４ａを配置したものを示してい
る。即ちクロスヘツド８、圧縮ピストン１０ａを
比重の小さい材料、例えばアルミニウム合金やマ
グネシウム合金などの軽合金製とし、バランスピ
ストン１４ａを鉄等の比重の大きい材料で製作
し、さらにバランスピストン１４ａの（長さ／直
径）の比を大きくすることにより、クランクケー
ス１ａを薄型とし、又こうすることによつて主軸
受けスパンが小さくなるのでクランク軸を細くす
ることができる。
ストン１４ａ，１４ａを配置したものを示してい
る。即ちクロスヘツド８、圧縮ピストン１０ａを
比重の小さい材料、例えばアルミニウム合金やマ
グネシウム合金などの軽合金製とし、バランスピ
ストン１４ａを鉄等の比重の大きい材料で製作
し、さらにバランスピストン１４ａの（長さ／直
径）の比を大きくすることにより、クランクケー
ス１ａを薄型とし、又こうすることによつて主軸
受けスパンが小さくなるのでクランク軸を細くす
ることができる。
一方バランスピストン１４ａに沿つて設けられ
たバランスピストン用ガイド１５ａは二重管構造
になつており、即ち第７図に示すバランスピスト
ン用ガイド１５ａは中央部にバランスピストン１
４ａを挿入し、その外側にはバランスピストン１
４ａの頭部で押出されるガス通路１８ａを形成し
ている。又バランスピストン１４ａ，１４ａを設
けるに際しては、夫々のバランスピストン往復重
量（バランスピストン１４ａ，１４ａの重量と接
合棒１７ａの往復分重量の合計重量）が往復体
（下記する部材の総称）の合計往復重量Ｗ（クロ
スヘツド８、ピストン棒９ａ，９ａ、圧縮ピスト
ン１０ａ，１０ａの重量及び連接棒６の往復分重
量の合計重量）の1/2の関係になる様に構成す
る。圧縮機Kaはクランク機構Ｐのクランク軸
Ｏ、クランクピン５、連接棒６、クランク軸受
Ｂ、クランクピン軸受B′、クロスヘツドピン軸受
の構造は圧縮機Ｋと同じであるが、ピストン機構
Ｑについては、クロスヘツド８及びクロスヘツド
ガイド７が夫々単一であるのに対しピストン棒９
ａ，ピストン１０ａ、シリンダ３ａが夫々複数個
から構成され、ピストン機構Ｑがクロスヘツド８
のクランク機構Ｐ側に設けられた点が従来の圧縮
機と全く異なり、クランクケース１ａ内に形成さ
れた空間を利用してデイスタンスピース４ａ，４
ａが設けてあるので、クランク機構Ｐの余剰スペ
ース分が利用されたというだけでなく、クランク
ケース１ａが短縮化されたことになつてその分ク
ランクケース全体の軽量化に寄与することができ
多シリンダ化の効果と相まつてその利用価値が格
段に向上することとなつた。又デイスタンスピー
ス４ａ，４ａを設けなければそのまま油潤滑圧縮
機としても利用できる。
たバランスピストン用ガイド１５ａは二重管構造
になつており、即ち第７図に示すバランスピスト
ン用ガイド１５ａは中央部にバランスピストン１
４ａを挿入し、その外側にはバランスピストン１
４ａの頭部で押出されるガス通路１８ａを形成し
ている。又バランスピストン１４ａ，１４ａを設
けるに際しては、夫々のバランスピストン往復重
量（バランスピストン１４ａ，１４ａの重量と接
合棒１７ａの往復分重量の合計重量）が往復体
（下記する部材の総称）の合計往復重量Ｗ（クロ
スヘツド８、ピストン棒９ａ，９ａ、圧縮ピスト
ン１０ａ，１０ａの重量及び連接棒６の往復分重
量の合計重量）の1/2の関係になる様に構成す
る。圧縮機Kaはクランク機構Ｐのクランク軸
Ｏ、クランクピン５、連接棒６、クランク軸受
Ｂ、クランクピン軸受B′、クロスヘツドピン軸受
の構造は圧縮機Ｋと同じであるが、ピストン機構
Ｑについては、クロスヘツド８及びクロスヘツド
ガイド７が夫々単一であるのに対しピストン棒９
ａ，ピストン１０ａ、シリンダ３ａが夫々複数個
から構成され、ピストン機構Ｑがクロスヘツド８
のクランク機構Ｐ側に設けられた点が従来の圧縮
機と全く異なり、クランクケース１ａ内に形成さ
れた空間を利用してデイスタンスピース４ａ，４
ａが設けてあるので、クランク機構Ｐの余剰スペ
ース分が利用されたというだけでなく、クランク
ケース１ａが短縮化されたことになつてその分ク
ランクケース全体の軽量化に寄与することができ
多シリンダ化の効果と相まつてその利用価値が格
段に向上することとなつた。又デイスタンスピー
ス４ａ，４ａを設けなければそのまま油潤滑圧縮
機としても利用できる。
次に往復体の合計往復重量Ｗによつて発生する
前記(2)式で表わされる慣性力Ｆに対して180゜位
相をずらして設けた往復重量Ｗ／２のバランスピスト ン１４ａ，１４ａの慣性力Fcは となり、２個のバランスピストン１４ａ，１４ａ
によつて発生する合計慣性力は 2Fc＝−Ｗ／ｇｒω２（cosθ＋λcos2θ） となり、前記慣性力Ｆの大きさと等しくなり、互
いの慣性力の方向が逆向きとなり、慣性力Ｆと
2Fcは打ち消し合う。第８図はその状況を模式的
に示した図である。
前記(2)式で表わされる慣性力Ｆに対して180゜位
相をずらして設けた往復重量Ｗ／２のバランスピスト ン１４ａ，１４ａの慣性力Fcは となり、２個のバランスピストン１４ａ，１４ａ
によつて発生する合計慣性力は 2Fc＝−Ｗ／ｇｒω２（cosθ＋λcos2θ） となり、前記慣性力Ｆの大きさと等しくなり、互
いの慣性力の方向が逆向きとなり、慣性力Ｆと
2Fcは打ち消し合う。第８図はその状況を模式的
に示した図である。
又慣性偶力については往復体の重心Ｚから等距
離ａ，ａで両側にバランスピストン１４ａ，１４
ａが配置されているので、各々のバランスピスト
ン１４ａ，１４ａは力の方向が同一なので偶力は
互いに打消し合つて一切発生しない。
離ａ，ａで両側にバランスピストン１４ａ，１４
ａが配置されているので、各々のバランスピスト
ン１４ａ，１４ａは力の方向が同一なので偶力は
互いに打消し合つて一切発生しない。
次に第９図は第７図の他の例を示す図で、バラ
ンスピストン１４ｃがバランスピストンガイド１
５ｃに偏心して配設され、ガス通路１８ｃを片側
に寄せて設けてある。
ンスピストン１４ｃがバランスピストンガイド１
５ｃに偏心して配設され、ガス通路１８ｃを片側
に寄せて設けてある。
第１０図は第６図の変形例を示す図で、圧縮ピ
ストン機構が４シリンダの場合のシリンダ３ｄと
バランスピストン１４ｄの配置を例示している。
バランスピストン１４ｄ，１４ｄは２本のシリン
ダ３ｄ，３ｄの中間部に設けられ、ガス通路１８
ｄはバランスピストン１４ｄ，１４ｄの間に設け
てある。この様に配置すれば圧縮用シリンダは２
本に限らず任意の複数本とすることが可能であ
る。
ストン機構が４シリンダの場合のシリンダ３ｄと
バランスピストン１４ｄの配置を例示している。
バランスピストン１４ｄ，１４ｄは２本のシリン
ダ３ｄ，３ｄの中間部に設けられ、ガス通路１８
ｄはバランスピストン１４ｄ，１４ｄの間に設け
てある。この様に配置すれば圧縮用シリンダは２
本に限らず任意の複数本とすることが可能であ
る。
本発明は以上の様に構成したから、次の様な効
果を得ることができる。即ち カウンターピストン方式によりストローク方
向に大幅な短縮化ができ、バランスピストンを
設けてもコンパクトな構造で軽量な多シリンダ
型圧縮機が得られる。
果を得ることができる。即ち カウンターピストン方式によりストローク方
向に大幅な短縮化ができ、バランスピストンを
設けてもコンパクトな構造で軽量な多シリンダ
型圧縮機が得られる。
クランク軸の回転部分等に作用する慣性力の
残留不釣合を完全に解消できて高速回転化やス
トロークの短縮化も可能である。
残留不釣合を完全に解消できて高速回転化やス
トロークの短縮化も可能である。
１つのクロスヘツドを設けるものでありなが
ら多段圧縮への適用ができ、多段のシリンダ型
圧縮機が得られる。
ら多段圧縮への適用ができ、多段のシリンダ型
圧縮機が得られる。
第１図は従来例を示す断面模式図、第２図、第
３図は同説明図、第４図は本発明を例示する断面
模式図、第５図は第４図の―線断面矢視図、
第６図は第５図の線矢視図、第７図は第５図の
―線断面矢視図、第８図は本発明の作動説明
図、第９図は他の実施例を示す断面模式図、第１
０図は他の実施例を示す説明図である。 １……クランクケース、２……ピストンリン
グ、３……シリンダ、４……デイスタンスピー
ス、５……クランクピン、６……連接棒、７……
クロスヘツドガイド、８……クロスヘツド、９…
…ピストン棒、１０……圧縮ピストン、１１……
オイルワイパーリング、１２……ロツドパツキ
ン、１３……油切りリング、１４……バランスピ
ストン、１５……バランスピストン用ガイド、１
６……クランクピン、１７……接合棒、１８……
ガス通路、Ｐ……クランク機構、Ｑ……ピストン
機構。
３図は同説明図、第４図は本発明を例示する断面
模式図、第５図は第４図の―線断面矢視図、
第６図は第５図の線矢視図、第７図は第５図の
―線断面矢視図、第８図は本発明の作動説明
図、第９図は他の実施例を示す断面模式図、第１
０図は他の実施例を示す説明図である。 １……クランクケース、２……ピストンリン
グ、３……シリンダ、４……デイスタンスピー
ス、５……クランクピン、６……連接棒、７……
クロスヘツドガイド、８……クロスヘツド、９…
…ピストン棒、１０……圧縮ピストン、１１……
オイルワイパーリング、１２……ロツドパツキ
ン、１３……油切りリング、１４……バランスピ
ストン、１５……バランスピストン用ガイド、１
６……クランクピン、１７……接合棒、１８……
ガス通路、Ｐ……クランク機構、Ｑ……ピストン
機構。
Claims (1)
- １ 半径ｒのクランク機構及び長さｌの連接棒を
介してクランク軸心と直交する方向に往復摺動す
るクロスヘツドを設け、該クロスヘツドに圧縮ピ
ストンを取付けた往復式圧縮機において、前記ク
ロスヘツドのクランク機構側に、前記クランク軸
中心点とクロスヘツド中心点を結ぶ中心線に直交
する面内で、且つ前記クロスヘツドの中心点を外
した位置に複数のピストン棒を前記クロスヘツド
摺動方向と平行に突設し、該各ピストン棒の先に
各々ピストン及びシリンダを設けて複数の圧縮ピ
ストン機構を構成し、前記中心線上に存在する前
記圧縮ピストン機構全体の重心位置から前記クラ
ンク軸心と平行で且つ反対方向に夫々等距離間隔
をおいた位置に１対のバランスピストン機構を設
け、該バランスピストン機構と前記クランク機構
とは、前記クランク機構の連接棒取付位置と180
゜位相をずらした位置に取付けられた接合棒によ
つて接続され、前記バランスピストン機構の往復
重量は前記圧縮ピストン機構の全往復重量の半分
に相当する重量で構成され、前記バランスピスト
ン機構のクランク半径は前記圧縮ピストン機構の
クランク半径ｒと同一長さとし、さらに前記連接
棒と接合棒は同一長さｌに形成したことを特徴と
する多シリンダ型往復式圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20738584A JPS6185591A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 多シリンダ型往復式圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20738584A JPS6185591A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 多シリンダ型往復式圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6185591A JPS6185591A (ja) | 1986-05-01 |
| JPS6227273B2 true JPS6227273B2 (ja) | 1987-06-13 |
Family
ID=16538854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20738584A Granted JPS6185591A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 多シリンダ型往復式圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6185591A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0187382U (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-09 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5529466A (en) * | 1994-09-27 | 1996-06-25 | Kelsey-Hayes Company | Reciprocating valved piston hydraulic pump assembly for anti-lock braking system |
-
1984
- 1984-10-03 JP JP20738584A patent/JPS6185591A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0187382U (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6185591A (ja) | 1986-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0890040B1 (en) | Crankshaft and piston arrangement | |
| JPS61157726A (ja) | 多シリンダ内燃ピストン機関 | |
| US4465029A (en) | Reinforced crankcase for an internal combustion engine with a balancer shaft | |
| US4979476A (en) | Counter-balance system for counter-rotating twin-shaft reciprocating engine | |
| EP0900343B1 (en) | Piston mechanism | |
| US4407169A (en) | Counterweight system for positive displacement piston type device | |
| EP1296037A1 (en) | Opposed internal combustion engine | |
| DE3238030A1 (de) | Doppelwellen-motor | |
| US4004469A (en) | Piston-crank mechanism for internal combustion engines | |
| JPH0225062B2 (ja) | ||
| GB2320058A (en) | Piston engine with twin counter-rotating crankshafts and two connecting rods per piston | |
| JPH06504347A (ja) | 往復動ピストン機械のためのピストン懸架装置 | |
| JPS6256645A (ja) | エンジンのクランクバランス装置 | |
| JPS6185591A (ja) | 多シリンダ型往復式圧縮機 | |
| CN110295995B (zh) | 一种能够实现全平衡的结构及多缸组合的活塞式发动机 | |
| Karhula | Cardan gear mechanism versus slider-crank mechanism in pumps and engines | |
| JP4344648B2 (ja) | エンジンのバランサ装置 | |
| JPS5916568Y2 (ja) | クランクシヤフトの構造 | |
| JPS59141778A (ja) | 往復式圧縮機 | |
| JPH07189885A (ja) | 圧縮機 | |
| GB2311820A (en) | Engine balancing arrangement | |
| JPS6185592A (ja) | 多シリンダ型往復式圧縮機 | |
| EP1200712A1 (en) | Reciprocating internal combustion engine with hypocycloid crank mechanism | |
| CA2250831C (en) | Crankshaft and piston arrangement | |
| JPS58178012A (ja) | クランクシヤフト |