JPS6321747Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、歯車列を介して駆動されるコンプレ
ツサに関する。

本願において問題としているコンプレツサの駆
動系は、第１図においてスケルトン図によつて示
すような構成をなしているものである。

第１図において、駆動軸１に嵌着した歯車２
は、歯車３に歯車結合し、歯車３はコンプレツサ
５を駆動するクランク軸４に嵌着している。

また、第２図は、第１図における歯車２および
歯車３のイ矢視図を示している。

また、第１図におけるロロ断面は第４図に示す
とおりであり、ケーシング５ｇに穿設したシリン
ダ５ａには、該シリンダにおける軸方向への摺動
運動を可能に、ピストン５ｃが嵌合し、クランク
軸４におけるクランク４ａへはピン５ｅが嵌着
し、ピン５ｅとピストン５ｃとの間にはコネクタ
テイング・ロツド５ｄが連接しているものであ
る。

このような従来の歯車列を介して駆動されるコ
ンプレツサにおいては、その駆動中にかなりの騒
音が発生していた。

本願における考案者は、これら騒音を解析した
結果、下記のことが明らかとなつた。

すなわち、そのコンプレツサ５を駆動している
クランク軸４の駆動トルクＴをその経過時間ｔに
対して記録すると、その特性は、定性的に第３図
に示すようになる。

この場合において、ｔ軸から上側の特性Ｔは、
クランク軸４が駆動軸１から駆動されていること
を意味しており、ｔ軸から下側における特性Ｔ
は、クランク軸４がモータリング（motoring）
作用の状態になつて、クランク軸４が駆動軸１よ
り早い回転速度で回転をしようとしていることを
意味している。

このようなモータリングの作用は、下記のよう
な理由から生じているものである。

すなわち、コンプレツサ５におけるピストン５
ｃが上死点（TDC）に達した後、ピストンが降
下してゆくとき、押しのけ室５ｂに残つている流
体の残圧が、そのばね作用によつて、その降下を
加速することになるのであり、そのため、今まで
駆動されていたクランク軸４が、そのばね作用に
よる加速によつて、逆に、駆動軸１の側をその同
一回転方向へ駆動することになるからである。

このような現象を第２図における歯車２と歯車
３との関係において説明すると、上記のように、
駆動軸１がクランク軸４を駆動している状態にお
いては、第２図に図示しているように、歯車２に
おける歯２ａが歯車３における歯３ａを駆動する
状態となつている。

しかし、上記のようにクランク軸４すなわち歯
車３がモータリングをする状態においては、歯車
３が歯車２より早く回転しようとする。

その結果、今まで歯３ａが歯２ａによつて駆動
されていたものが、逆に、歯３ａが歯２ｂを駆動
するようになる。

この歯３ａが歯２ｂを駆動する状態に入ると
き、歯３ａが歯２ｂの歯面をたたき、その１サイ
クルごとに生ずる打音が、本願において問題とし
ている騒音となるものである。

この場合において、歯２ａ，２ｂおよび３ａと
の間のバツクラツシユをほぼ零とすることによつ
て、その衝撃音を減少させることは技術的に可能
である。

しかし、そのバツクラツシユを零とすること
は、その量産を考えると困難であり、且つその製
造単価を高価なものにしてしまうことになる。

本考案の目的は、上記のような問題点を解消し
た、騒音の少なコンプレツサを提供することにあ
る。

以下、実施例に基づいて本考案を説明する。

第５図は、本考案における一実施例として、コ
ンプレツサ５を駆動している第２図の歯車列を改
良したものであ、その図示は、第２図と同じく第
１図におけるイ矢視に相当する図を示している。

第５図における構成において、歯車２の側方に
おける駆動軸１にはアーム２ｃが嵌着し、歯車３
においても歯車２の上記側方と同じ側方におい
て、クランク軸４にアーム３ｂが嵌着している。

上記嵌着しているそれぞれのアーム２ｃおよび
３ｂの相対的な配置は、下記のようなものとなつ
ている。

すなわち、駆動軸１およびクランク軸４が回転
することによつて、ピストン５ｃが上死点
（TDC）に達した直後のクランク軸４の回転角に
おいて、アーム２ｃにおける先端とアーム３ｂに
おける先端とが相互に、最も接近する関係の構成
となつている。

また、アーム２ｃおよびアーム３ｂの材質は、
アーム２ｃが磁石となつており、アーム３ｂが鋼
材となつている。

以上の本考案における構成において、以下、そ
の作用を説明する。

駆動軸１が自動車におけるエンジン等によつて
駆動されると、その動力は、歯車２および３を介
して、クランク軸４に伝動する。

このようにクランク軸４が駆動されると、クラ
ンク４ａに嵌着しているピン５ｅは、クランク軸
４の軸まわりに回転され、その結果、ピストン５
ｃはコネクタテイング・ロツド５ｄを介して、上
下方向に往復運動を行なう。

この往復運動におけるピストン５ｃの降下によ
つて、押しのけ室５ｂには図示していない吸入弁
を介して、空気等の流体が吸入される。

また、その往復運動におけるピストン５ｃの上
昇行程においては、押しのけ室５ｂにおける流体
を圧縮し、これを図示していない吐出弁を介し
て、タンク等に圧送する。

上記のような作用において、アーム２ｃおよび
アーム３ｂはそれぞれ駆動軸１およびクランク軸
４に嵌着しているため、アーム２ｃおよびアーム
３ｂのそれぞれは、それぞれ矢印ｃおよび矢印ｄ
のように回転している。

このようなクランク軸４の駆動において、クラ
ンク軸４に生ずるトルクＴは、上述のように、ほ
ぼ第１図に示すような特性Ｔを示すのであるが、
本願考案においては、クランク軸４の回転角が上
死点（TDC）を過ぎ、クランク軸４が上述のモ
ータリングの状態となる回転角に達したとき、ア
ーム２ｃの先端とアーム３ｂの先端が第５図に示
すように、最も接近する。

この接近によつて、アーム２ｃはアーム３ｂの
先端をその磁力によつて吸引することになり、そ
の吸引は、クランク軸４を支点としてアーム３ｂ
に第５図に示す矢印ｅのようなモーメントを与え
る。

その結果、このモーメントは、上述のクランク
軸４に発生するモータリングの作用、すなわち歯
車３の回転が歯車２の回転より早く回転しようと
する回転力をひきとめ、該モータリングの作用に
よつて歯３ａが歯２ｂをたたく現象（第２図）を
防止している。

なお、上記第５図の構成においては、アーム２
ｃを磁石としアーム３ｂを鋼材としているが、こ
の材質の組合せは逆の組合せであつても該吸引の
関係は同じであり、またアーム２ｃおよびアーム
３ｂの両者を磁石とし、その先端を相互に、磁石
の陽極と陰極との関係にして、両者が吸引しあう
関係にしてもよいことは容易に理解できるであろ
う。

第６図は、第５図に対する本考案における他の
実施例を示したものである。

第６図において、アーム２ｄおよびアーム３ｃ
は、第５図における場合と同様に、それぞれ駆動
軸１とクランク軸４に嵌着している。

また、アーム２ｄとアーム３ｃとの相対的な配
設関係は、駆動軸１およびクランク軸４が回転す
ることによつて、ピストン５ｃが上死点（TDC）
に達した直後のクランク軸４の回転角において、
アーム２ｄにおける先端とアーム３ｃにおける先
端とが相互に、最も接近する関係の構成となつて
いる点においても、第５図とまつたく同じであ
る。

しかし、下記の点において、その構成が第５図
と異なつている。

すなわち、第５図においては、駆動軸１の側に
おけるアーム２ｃがクランク軸４における側のア
ーム３ｂより遅れた回転角の位置に嵌着している
が、第６図においては、その逆に、駆動軸１の側
におけるアーム２ｄがクランク軸４の側における
アーム３ｃよりも進んだ回転角の位置に嵌着して
いる。

また、アーム２ｄおよび３ｃの材質は、それぞ
れの先端において、端面２ｅと端面３ｄとの関係
が、相互に磁石の陽極と陽極、あるいは陰極との
同極となる関係になつている。

以上の第６図における構成において、その作用
を説明すると、下記のようになる。

上述のように、クランク軸４がモータリングの
現象を生ずる回転角において、第６図に示す最接
近した位置にアーム２ｄおよびアーム３ｃが位置
し、且つ、端面２ｅと端面３ｄが相互に同極の磁
性となつているため、アーム３ｃはアーム２ｄに
対して反発し、その結果、アーム３ｃにはクラン
ク軸４を支点として、矢印ｅの方向へのモーメン
トを生じさせる。

このことは、結果的に、第５図において、クラ
ンク軸４に矢印ｅ方向のモーメントを生じさせた
ことと同じになり、そのモーメントは、該モータ
リングの生じようとする際に、そのモータリング
によつて歯車３が歯車２よりも早く回転しようと
する現象を打ち消すものとなる。

このように、一方のアーム２ｃあるいは２ｄと
他方のアーム３ｂあるいは３ｃとの関係を、相互
に磁性が働く材質の構成としておくことによつ
て、クランク軸４に生ずるトルク特性Ｔは、従来
の第３図における特性から第７図に示す特性とす
ることが可能となつて、クランク軸４には従来の
モータリング作用を生じないものとなる。

以上の説明から明らかなように、本考案におけ
るコンプレツサは、 ａ クランク軸４が歯車列を介して駆動され、 ｂ ピストン５ｃがクランク軸４のクランク運動
によつて駆動されるコンプレツサの構成となつ
ている。

以上の構成において、 ｃ 該歯車列における歯車２が嵌着している軸１
と、その歯車２によつて駆動される他の歯車３
が嵌着している他の軸４の両者には、それぞれ
その軸方向における同一軸方向の位置にアーム
２ｃあるいは２ｄとアーム３ｂあるいは３ｃと
をそれぞれ嵌着し、 ｄ 該それぞれのアームが該それぞれの軸に嵌着
する構成は、ピストン５ｃが上死点に達した直
後に相当するクランク軸４の回転角において、
それぞれのアームにおけるそれぞれの先端が、
最も接近する構成となつており、 ｅ それぞれのアームは、相互に磁性が作用する
材質からなつており、 ｆ それぞれのアームが前記の接近した状態にお
いて、前記の磁性が作用する構成は、該磁性が
アーム３ｂあるいは３ｃをひきとめることによ
つて、他の歯車３が歯車２より早く回転しよう
とする回転力をひきとめる作用をする関係とな
つている。

以上の構成としていることより、 以下の効果を有しているものである。

すなわち、 ａ ピストン５ｃが降下する際に、クランク軸４
にモータ作用をさせ現象は、アーム２ｃあるい
は２ｄとアーム３ｂあるいは３ｃとの相互間に
作用する磁力によつて、打ち消されることとな
るため、従来そのモータリングの作用によつて
生じていた歯車列の騒音は生じないことにな
る。

ｂ その結果、本願考案のコンプレツサを自動車
等に搭載して使用した場合において、あるいは
住宅街等における工事用の圧搾空気源として使
用するような場合において、その運転者のみな
らず、まわりの環境に対して静粛な運転をする
ことが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来におけるコンプレツサの駆動系
をスケルトン図によつて示したものであり、第２
図は、第１図におけるイ矢視図を示したものであ
り、第３図は、従来におけるコンプレツサにおい
て、そのクランク軸４におけるトルクＴの特性を
示したものであり、第４図は、第１図におけるコ
ンプレツサ５のロロ断面図を示したものであり、
第５図は、本考案における一実施例として、第２
図における歯車列を改良した場合の第１図におけ
るイ矢視図に相当する図を示したものであり、第
６図は、本考案における第５図の他の実施例を示
したものであり、第７図は、本考案におけるコン
プレツサのクランク軸４（第５図あるいは第６
図）におけるトルクＴの特性を示したものであ
る。 実施例に使用した符号は下記のとおりである。
１：駆動軸、２および３：歯車、２ａ，２ｂおよ
び３ａ：歯、２ｃ，２ｄ，３ｂおよび３ｃ：アー
ム、２ｅおよび３ｄ：端面、４：クランク軸、４
ａ：クランク、５：コンプレツサ、５ａ：シリン
ダ、５ｂ：押しのけ室、５ｃ：ピストン、５ｄ：
コネクタテイング・ロツド、５ｅ：ピン、５ｇ：
ケーシング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 クランク軸４は、歯車列２，３を介して駆動さ
   れ、 シリンダ５ａには、該シリンダの軸方向への摺
   動運動を可能に、ピストン５ｃが嵌合し、 前記ピストンは、前記クランク軸のクランク運
   動による駆動によつて、前記軸方向における往復
   運動を行なう構成をなし、 前記ピストンにおける前記往復運動の機構は、
   前記シリンダおよび前記ピストンによつて形成す
   る押しのけ室５ｂに、流体を吸入し、且つ、その
   吸入した流体を圧縮するコンプレツサの構成をな
   している、 以上の構成において、 前記歯車列における駆動側の歯車２が嵌着して
   いる一方の軸１には一方のアーム２Ｃあるいは２
   ｄが嵌着し、 前記歯車によつて駆動される他の歯車３が嵌着
   している他方の軸４には、前記一方のアームが嵌
   着している軸方向位置と同一位置に、他のアーム
   ３ｂあるいは３ｃが嵌着し、 前記一方および他方の両アームの相対位置関係
   は、 ａ 前記一方および他方の両アームが、前記一方
   の軸および前記他方の軸とともにそれぞれ回転
   する関係において、 ｂ 前記ピストンが上死点に達した直後に相当す
   る前記クランク軸の回転角において、前記一方
   のアームにおける先端と前記他方のアームにお
   ける先端が、最も接近する、 上記ａおよびｂの構成をなし、 前記両アームは、相互に磁性が作用する構成の
   材質からなつており、 前記両アームが前記の接近した状態において、
   前記磁性が作用する構成は、前記他の歯車が前記
   歯車より早く回転しようとするとき、その回転力
   をひきとめる作用をする関係の構成となつている
   ことを特徴とするコンプレツサ。