JPS626116B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、クランク室内に延在する主軸の端部
に、一面を回転中心軸に対して傾斜させた楔形ロ
ータを固着し、さらに該楔形ロータの傾斜面側に
回動自在に係止した揺動板を配置することによ
り、主軸及び楔形ロータの回転運動を揺動板で揺
動運動に変換してシリンダー内のピストンを往復
動させる揺動式圧縮機に係るもので、特に揺動板
を回動自在に係止するとともに、回転運動のみを
阻止する回転運動阻止機構に関するものである。

上記のような揺動式圧縮機の揺動板の回転運動
阻止機構として従来、揺動板の下端部に下方に延
びるピンを配設し、クランク室下部に形成したケ
ーシングの軸線方向に延びる溝に該ピンを挿入す
ることにより、回転運動を阻止するとともに揺動
板を揺動運動させる構造が用いられていたが、こ
のような機構においてはピンが溝内を摺動するの
で動力損失が大きくなるとともに、回転運動を阻
止する力が全てピンに対して加わるので耐久性に
劣るという欠陥があつた。

また、揺動板の中央部に形成した鋼球の一部を
受ける軸受の外周及びシリンダーブロツクの中央
に固定し、鋼球の一部を受ける球受軸の端面上に
各々傘歯車を設け、これを噛合せることによつて
回転運動を阻止するとともに揺動運動を行なわせ
る機構にあつては圧縮機の駆動時に歯が噛合うこ
とによつて騒音や振動が生ずる欠陥があつた。

さらに、揺動板とシリンダーブロツク上に固定
した軸の間にフツク式自在継手を配設することに
よつて揺動板の回転運動を阻止する機構にあつて
は、フツクを構成するピンに対して過大なラジア
ル荷重等が加わり、特にフツクの側面方向から加
わる荷重に対して耐久性が劣る欠陥を有してい
た。

本発明は上記のような回転運動阻止機構が従来
有していた欠陥を除去するため、等速性を有する
ユニバーサルジヨイントとの外輪部材を揺動板の
中央部に固着し、これと対を成す内輪部材をシリ
ンダーブロツクの中央孔へ摺動可能に嵌入された
固定軸の端部に嵌合し、各部材上に形成した複数
の溝にボールを転動自在に狭持するとともに内輪
部材と外輪部材の間隙にボールを保持するケージ
を配設することによつて、揺動板の回転運動阻止
機構を構成し、騒音及び振動が少なくて耐久性に
優れた、動力損失の小さい圧縮機を提供すること
を目的とするものである。

以下本発明を実施例を示す図面により説明する
と、第１図は本発明の実施例を示す圧縮機の断面
図で、１はケーシングで一端に軸線の円周上に等
角度間隔に配設したシリンダー２ａを有するシリ
ンダーブロツク２を形成し、他端開口部には、中
央に主軸４を貫通する開孔３ａを穿設するととも
に該主軸４を開孔３ａ内に圧入したラジアルルベ
アリング５を介して支承するフロントハウジング
３を配設し、他端開口部を閉塞する。

シリンダーブロツク２の一方端部には、シリン
ダー２ａに対応する位置に吸入孔１９ａ及び吐出
孔１９ｂが穿設されるとともに、該吸入孔１９ａ
及び吐出孔１９ｂの開閉を制御して冷媒の流通を
制御する吸入弁及び吐出弁（両方図示せず）を固
定した弁板１９がガスケツト１９ｂを介して接続
されている。

さらに該弁板１９にガスケツト１９b′を介して
隔壁２１によつて吸入室２０ａと吐出室２０ｂと
を形成するシリンダーヘツド２０が接続してい
る。これら弁板１９、ガスケツト１９ｂ，１９
b′シリンダーヘツド２０はボルト２２によつてケ
ーシング１上に固定される。

シリンダーブロツク２の他方端部には、中央部
に固定軸１２ｃが軸方向で摺動可能に嵌入される
中央孔２ｂが穿設されている。固定軸１２ｃは該
中央孔２ｂのシリンダーブロツク２の一方端部側
に形成されたネジ部２ｃに螺合する固定部材１７
によつて、シリンダーブロツク２の一方端部側へ
の移動を制限され、キー１６によつて回転運動が
禁止されている。

固定軸１２ｃにはシリンダーヘツド２０側から
凹陥部１２３が形成されていて、該凹陥部１２３
に弾性材１８を挿入し該弾性材１８の一端を固定
部材１７に当接させることで、固定軸１２ｃは後
述する揺動板１０方向への付勢力を得ている。

フロントハウジング３の外端面には開孔３ａを
取り巻くように正面に向かつて突出した主軸導出
筒３ｂを設け、該主軸導出筒３ｂに内包する主軸
４と内壁の空間をメカニカルシール７を配設する
シール室６とする。またフロントハウジング３の
内壁とシリンダーブロツク２の端面間に形成され
る密閉空間をクランク室１ａとし、該クランク室
１ａ内に延在する主軸４の端部に一端面を回転中
心軸に対して傾斜させた楔形ロータ８を嵌着す
る。

該楔形ローク８の傾斜面側には、該傾斜面と対
向する面とは反対側の面の径方端部に両端を球部
９ａ，９ｂとしたコネクテイングロツド９の一端
９ａを回動自在に固着した揺動板１０を配設し、
該コネクテイングロツド９の他端９ｂは前記シリ
ンダー２ａ内に配するピストン１１に連接固着す
る。

またフロントハウジング３の内壁面と楔形ロー
タ８の傾斜面でない方の面との間、及び楔形ロー
タ８の傾斜面と揺動板１０のこれと対向する面と
の間には、スラストベアリング２３を狭持した一
対のスラストレース２４を配設し、楔形ロータ８
の回転運動を円滑に行なわせている。

揺動板１０のシリンダー２ａ側の中央には、等
速性を有するユニバーサルジヨイント１２を構成
する外輪部材１２ａが固着していて、この外輪部
材１２ａと対をなす内輪部材１２ｂは、シリンダ
ーブロツク２の中央部に穿設した中央孔２ｂに嵌
入された固定軸１２ｃの端部に嵌合している。

ここで第２図をも参照して前記ユニバーサルジ
ヨイント１２の構成について説明する。揺動板１
０の中央に固着する外輪部材１２ａの中央部はシ
リンダー２ａ側へ向けて内壁面１２１ａが球面状
になるよう開口しており、該内壁面１２１ａには
軸方向に延びる複数の溝１２２ａが形成されてい
る。一方、固定軸１２ｃの端部に嵌合する内輪部
材１２ｂは、軸方向で球体の両端が切断された略
太鼓状の形成で、前記外輪部材１２ａの溝１２２
ａに対向して外壁面１２１ｂ上に複数の溝１２２
ｂが形成されている。これらの溝１２２ａ，１２
２ｂの間で、ケージ１４によつて保持されるボー
ル１３が転動可能に狭持されている。該ケージ１
４は内部が中空の略太鼓状の部状で、ボール１３
を保持する複数の孔を有している。そして外壁面
は外輪部材１２ａの内壁面１２１ａと、内壁面は
内輪部材１２ｂの外壁面１２１ｂとそれぞれ摺接
している。ここで外輪部材１２ａの内壁面１２１
ａの球中心と内輪部材１２ｂの外壁面１２１ｂの
球中心およびケージ１４の外壁面、内壁面の球中
心は主軸の軸心上に載つている。

なお第２図はユニバーサルジヨイントの分解斜
視図で、外輪部材１２ａとケージ１４とが主軸に
対して傾斜していない状態で描いている。

上記のような構成にてなる本発明において、主
軸４にエンジン等外部駆動力より回転運動が伝達
されると、主軸４と該主軸４の内端部に嵌合した
楔形ロータ８は同時に回動運動を行なう。ところ
が、楔形ロータ８の傾斜面にスラストベアリング
２３を介して配設される揺動板１０の中央に固着
した外輪部材１２ａはこれに形成した溝１２２ａ
と固定軸１２ｃの端部に嵌合する内輪部材１２ｂ
に、形成した溝１２２ｂとの間でボール１３が転
動可能に狭持されることから、内輪部材１２ｂの
外壁面１２１ｂ上を軸方向で回動自在に摺動する
ことが許されるので、楔形ロータ８の回転運動は
揺動板１０の揺動運動に変わる。

揺動板１０が揺動運動を行なうと、該揺動板１
０の径方向端部に固着したコネクテイングロツド
９によつてピストン１１に往復運動が伝達され、
ピストン１１がシリンダー２ａ内を往復する。

この結果、シリンダー２ａにおける流体の取り
込みと圧縮が可能となる。

ここで揺動板１０の回転阻止について説明す
る。

揺動板１０を回転させようとする力はガス圧縮
反力に基づくもので、この力はピストン１１から
ピストンロツド９を介して揺動板１０に伝わつた
ガス圧縮反力のうち揺動板１０の接線方向成分の
総和として表わすことができる。さて本願発明で
は外輪部材１２ａの内壁面１２１ａに形成される
軸方向に延びる複数の溝１２２ａと該溝１２２ａ
に対向して形成される内輪部材１２ｂの外壁面１
２１ｂ上の溝１２２ｂとの間でボール１３を転動
可能に狭持しているから、揺動板１０を回転させ
ようとする力は外輪部材１２ａの溝１２２ａの一
方側面からボール１３に伝わつて内輪部材１２ｂ
の溝１２２ｂの他方側面へ加わることになる。そ
して内輪部材１２ｂは、キー１６によつて回転運
動が禁止される固定軸１２ｃに嵌合しているか
ら、揺動板１０を回転させようとする力は、該固
定軸１２ｃで受け止められることとなり揺動板１
０が回転することはない。

なお、第３図で示すように、溝１２２ａ，１２
２ｂの断面は、ボール１３が溝両側面のそれぞれ
一点のみ接するような形状であるから、加工誤差
が許容でき溝１２２ａ，１２２ｂの側面およびボ
ール１３の偏摩耗を妨げる。

それから、ガス圧縮反力の一部によつて揺動板
１０の一端が楔形ロータ８の傾斜面から浮き上ろ
うとする不具合は、ケージ１４でこの浮き上り力
を受け止めることによつて妨いでいる。

またボール１３は、溝１２２ａ，１２２ｂ内
を、固定軸１２ｃと揺動板１０とでなす角の２等
分線上に位置するよう転動する。

以上のように本発明は、揺動板１０に外輪部材
１２ａを固着し、シリンダーブロツク２内で回転
止めされた固定軸１２ｃに内輪部材１２ｂを嵌合
し、それぞれの部材に形成した溝１２２ａ，１２
２ｂでボール１３を転動可能に狭持して揺動板１
０の回転運動を阻止するから、回転阻止部〔すな
わちボール１３と溝１２２ａ，１２２ｂ〕におけ
る接触部分が小さくなり、騒音を少く、動力の損
失を小さくできる。また回転運動阻止機構に等速
性を有するユニバーサルジヨイント１２を用いて
いるため振動の発生を低く押えることができる。
さらに溝１２２ａ，１２２ｂの断面形状を工夫し
たので耐久性が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す揺動式圧縮機
の中央断面図、第２図はユニバーサルジヨイント
の分解斜視図で、内輪部材１２ｂの中心軸とケー
ジ１４の中心軸と外輪部材１２ａの中心軸とを一
致させて描いている。第３図は外輪部材の溝と内
輪部材の溝とでボールを狭持した状態を示す拡大
部分断面図。 １…ケーシング、２…シリンダーブロツク、３
…フロントハウジング、４…主軸、８…楔形ロー
タ、９…コネクテイングロツド、１０…揺動板、
１１…ピストン、１２…ユニバーサルジヨイン
ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端に開口し他端に複数個のシリンダーを等
   角度間隔に配したシリンダブロツクを有するケー
   シングと、前記一端開口部を閉塞するフロントハ
   ウジングと、該フロントハウジングの中央を貫通
   し回転可能に支持される主軸と、前記シリンダー
   ブロツクと前記フロントハウジングとの間に形成
   されるクランク室と、該クランク室側の主軸端部
   に嵌合し一端面が軸受を介して前記フロントハウ
   ジング内壁でスラスト支持され他端面が前記主軸
   に対して傾斜している楔形ロータと、該楔形ロー
   タの傾斜面に軸受を介して配設される揺動板と、
   該揺動板の径方向端部で一端が球連接するコネク
   テイングロツドと、該コネクテイングロツドの他
   端で球連接し前記シリンダー内を往復摺動するピ
   ストンとを有する揺動式圧縮機において、前記揺
   動板の中央に固着し中央部が前記シリンダ側へ向
   かつて内壁が球面状になるよう開口するとともに
   該開口内壁に軸方向へ延びる複数の溝を形成する
   外輪部材と、前記シリンダーブロツクの中央に穿
   設した中央孔へ摺動可能に嵌入され前記揺動板方
   向に弾性付勢された固定軸の端部に嵌合され前記
   外輪部材の開口内壁の溝に対向する外壁面上に複
   数の溝を形成する内輪部材と、前記外輪部材と前
   記内輪部材の各溝間で転動可能に狭持される複数
   のボールと、外壁面が前記外輪部材の開口内壁と
   内壁面が前記内輪部材の外壁面とそれぞれ摺接し
   前記ボールを保持する孔を有したケーシングとに
   よつて等速性を有するユニバーサルジヨイントを
   構成し、該ユニバーサルジヨイントによつて摺動
   板を回転自在に係止するとともに、回転運動を阻
   止したことを特徴とする揺動式圧縮機。 ２ 前記外輪部材と前記内輪部材に形成した溝の
   断面は、前記ボールが前記溝両側面のそれぞれ一
   点のみで接するような形状であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の揺動式圧縮機。