JP2000087851A - 流体圧縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気体或いは液体を吸入して圧縮する流体圧縮装
置の小形化をはかり且つ騒音の低減及び摺動部分の磨耗
を軽減させて寿命の向上をはかる。 【解決手段】モーター１ａ，減速機１ｂ，出力軸１ｃ，
出力軸１ｃから予め設定された偏心距離ｒ離隔した伝導
ピン１ｄによって原動手段１を構成する。内部にピスト
ン２ａ，２ｂを配置した一対のシリンダー３ａ，３ｂを
対向して配置し、各ピストンをロッド４で接続する。フ
レーム６に出力軸１ｃと同一軸心上にＰＣＤを４ｒに設
定した内歯歯車11を固定し、中心に伝導ピン１ｄを嵌合
しＰＣＤを２ｒに設定したピニオン12を噛合させる。ピ
ニオン12のＰＣＤ上に連結ピン13を配置して一体化させ
ると共にロッド４に嵌合させる。出力軸１ｃを回転させ
ると伝導ピン１ｄが半径ｒで回転し、ピニオン12を同方
向に回転させる。ピニオン12は内歯歯車11に沿って公
転，自転し、連結ピン13を直進運動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダー内に配
置されたピストンを往復移動させて流体を吸入及び圧縮
する流体圧縮装置に関し、特に、クランク軸を用いるこ
となくロッドに往復直進運動を伝達することで、ピスト
ンのストロークに比較して伝達系の小型化を実現した流
体圧縮装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリンダーの内部に配置されたピストン
を往復移動させて流体を吸入すると共に圧縮して吐出す
る代表的な装置として、例えば流体としての気体を扱う
コンプレッサーや、流体として水或いは作動油を扱うプ
ランジャーポンプがある。

【０００３】上記装置の代表的な例として図５に示す圧
縮装置では、ピストン51を駆動するためのクランク機構
を有しており、図示しないモーターに接続されたクラン
ク主軸52と、このクランク主軸52に回転可能に装着され
たコネクチングロッド53を備えており、該コネクチング
ロッド53をピストン51に直接、或いは直進ガイド部に案
内されて往復直進運動するクロスヘッド54，ピストンロ
ッド55を介して接続して構成されている。

【０００４】また上記クランク機構を有するもの以外で
は、モーターに接続された原動カムと、原動カムに駆動
され且つピストンに接続された従動カムと、からなるカ
ム機構を有する装置がある。何れの装置でも、モーター
の回転を往復直進運動に変換してシリンダー内に配置さ
れたピストンを駆動するものである。

【０００５】上記クランク機構を有する装置では、モー
ターを駆動してクランク主軸52を回転させると、この回
転に伴ってコネクチングロッド53が回転しつつ直進運動
に変換し、直接或いはクロスヘッド54，ピストンロッド
55を介してピストン51を往復直進移動させ、これによ
り、シリンダー内に流体を吸入すると共に圧縮して吐出
する。

【０００６】上記の如く構成された流体圧縮装置に於い
て、ピストン51のストロークはクランク主軸52のクラン
ク半径の２倍となる。従って、ピストン51のストローク
を大きくする場合にはクランク主軸52のクランク半径を
大きくすることが必要となる。

【０００７】またコネクチングロッド53がクランク主軸
52の回転をピストン51の往復直進移動に変換するため、
クランク主軸52とピストン51を接続するピストンロッド
55が必要となり、圧縮装置全体の大きさは、クランク主
軸52のクランク直径と、コネクチングロッド53の長さ
と、往復直進移動させるためのクロスヘッド54，ピスト
ンロッド55の長さと、ピストン51の長さ、からなる４つ
の直列長さとなり、大きな装置となってしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来のク
ランク機構或いはカム機構を有する流体圧縮装置では、
ピストンのストロークを大きくしようとする場合、この
ストロークに対応して装置全体が大型化する。このた
め、高い圧縮比を実現することが困難であり、例えば気
体を１０ＭＰａ以上の圧力に圧縮しようとした場合、３
段圧縮が必要であり、コストが大幅に上昇するという問
題がある。

【０００９】またクランク主軸とコネクチングロッド或
いはピストンロッドとピストンとの接合部位では、往復
回動運動と往復直進運動とが複合された複雑な運動とな
り、該接合部位に直線方向以外の力が作用してガイド部
との間に大きな接触摩擦が発生する。このため、前記接
合部位では高度な潤滑を行うことが必要となり、潤滑油
の循環機構，潤滑油の浄化機構，潤滑油の温度維持機構
等、複雑な機構が必要になる。

【００１０】上記クランク主軸とコネクチングロッドと
の接合部位、及びピストンロッドとピストン或いはクロ
スヘッドとの接合部位、更にカム機構を有する流体圧縮
装置では、原動カムと従動カム、及び従動カムに接続さ
れたピストンの駆動軸等の接合部位が全て互いに滑動し
得るように構成されている。このため、これらの滑動部
位には空隙を形成することが必須となり、如何に高度な
潤滑を行ったとしてもガタが生じて円滑な運動を行うこ
とが出来ず、振動や騒音の発生を防止することは出来な
い。

【００１１】またシリンダーの頂壁とピストンの先頭部
との間にはある程度の空隙を設けることが必須である。
このため、前記空隙に起因する容積効率の低下や、消費
動力に無駄が生じるという問題がある。更に、前記空隙
を小さくするために各部分の加工精度を上昇させて公差
の範囲を小さくした場合、加工コストが飛躍的に増大す
るという問題を派生する。

【００１２】またクランク機構を有する流体圧縮装置で
は、構造上クランク部のフレームとシリンダー部が一体
構造でないと製作不可能なことがある。この場合、各滑
動部に対する潤滑の問題から、例えばシリンダーを無給
油化して気体を圧縮する際に該気体にオイルミストが混
入することは避けられず、完全オイルレスを実現するこ
とは出来ない。このため、圧縮すべき気体として酸素ガ
スを対象とすることが出来ないという問題がある。

【００１３】本発明の目的は、構造が簡単で且つ駆動部
を小形化しピストンのストロークを充分に大きくするこ
とを実現し、且つ振動や騒音の発生を少なくし、更に、
流体中にオイルミストを混入させることを防止した流体
圧縮装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る流体圧縮装置は、原動手段と、内部に配
置されたピストンの往復移動に伴って流体を吸入及び圧
縮するシリンダーと、前記原動手段の回転を往復直進運
動に変換してピストンに連結されたロッドに伝達する伝
達手段とを有する流体圧縮装置であって、前記原動手段
が出力軸と，該出力軸から予め設定された偏心距離を有
し前記出力軸の回転に伴って偏心回転する伝導ピンとを
有して構成されており、更に、前記伝達手段が前記原動
手段の出力軸と同一軸心に配置され且つ出力軸と伝導ピ
ンとの偏心距離の４倍のピッチ円径を持った内歯歯車
と，該内歯歯車のピッチ円径の１／２のピッチ円径を有
すると共に中心に前記原動手段の伝導ピンを嵌合する貫
通孔が形成され前記内歯歯車に噛合するピニオンと，該
ピニオンのピッチ円上に配置されて該ピニオンと一体的
に構成され且つ前記ロッドに嵌合する連結ピンとを有し
て構成されたものである。

【００１５】上記流体圧縮装置では、原動手段を駆動し
て出力軸を回転させると、この回転に伴って、該出力軸
から予め設定さた偏心距離（ｒ）を持った伝導ピンが回
転する。前記伝導ピンが内歯歯車に噛合するピニオンに
嵌合されているため、該ピニオンを内歯歯車に対し公転
させつつ自転させる。このため、ピニオンのピッチ円上
に配置された連結ピンは該ピニオンの回転に伴って出力
軸の軸心と直交する直線であってロッドの軸心と一致し
た方向に往復運動し、この連結ピンが嵌合したロッドは
往復直進運動して接続されたピストンをシリンダー内で
往復直進移動させる。

【００１６】上記構成に於いて、内歯歯車のピッチ円径
（ＰＣＤ）は出力軸と伝導ピンの偏心距離ｒの４倍であ
り、ピニオンのＰＣＤは偏心距離ｒの２倍である。そし
て連結ピンのストローク（ピストンのストローク）は内
歯歯車のＰＣＤと等しい。従って、ピストンのストロー
クを偏心距離ｒの４倍とすることが出来、装置全体の大
型化を招くことなく、圧縮比を大きくすることが出来
る。

【００１７】連結ピンはピニオンの自転に伴って回転し
つつ、ピニオンの公転に対応して往復直進運動する。従
って、従来のクランク機構のように所定角度の往復回動
と所定距離の往復直進運動とを複合させた運動ではな
い。このため、ガタのない円滑な駆動を実現することが
出来る。

【００１８】また本発明に係る第２の流体圧縮装置は、
原動手段と、内部に配置されたピストンの往復移動に伴
って流体を吸入及び圧縮する複数のシリンダーと、前記
原動手段の回転を位相を変えた複数の往復直進運動に変
換して前記複数のシリンダーに配置されたピストンに連
結された複数のロッドに伝達する複数の伝達手段とを有
する流体圧縮装置であって、前記原動手段が出力軸と，
該出力軸から予め設定された偏心距離を有し前記出力軸
の回転に伴って偏心回転する複数の伝導ピンとを有し且
つ該複数の伝導ピンを位相を変えて出力軸に取り付けて
構成されており、更に、前記複数の伝達手段が夫々前記
原動手段の出力軸と同一軸心に配置され且つ出力軸と伝
導ピンとの偏心距離の４倍のピッチ円径を持った内歯歯
車と，該内歯歯車のピッチ円径の１／２のピッチ円径を
有すると共に中心に前記原動手段の伝導ピンを嵌合する
貫通孔が形成され前記内歯歯車に噛合するピニオンと，
該ピニオンのピッチ円上に配置されて該ピニオンと一体
的に構成され且つ前記ロッドに嵌合する連結ピンとを有
して構成されたものである。

【００１９】上記流体圧縮装置では、複数のシリンダー
に配置された個々のピストンに連結されたロッドを異な
る位相を持って往復直進運動させることが出来、これに
より多段圧縮装置を構成することが出来る。特に、出力
軸に対する伝導ピンの取り付けを異なる位相を持って行
うことで、原動手段に対する負荷をバランス良く配設す
ることが出来る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、上記流体圧縮装置の好まし
い実施形態について図を用いて説明する。図１は第１実
施例に係る流体圧縮装置の構成を説明する模式平面図、
図２は第１実施例に係る流体圧縮装置の構成を説明する
模式正面図、図３は連結ピンが往復直進運動する際の原
理を説明する図、図４は第２実施例に係る流体圧縮装置
の平面図である。本発明に係る流体圧縮装置は、気体を
扱うコンプレッサーとして或いは液体を扱うポンプとし
て適用することが可能である。しかし、以下説明する各
実施例ではコンプレッサーとして構成した場合について
説明する。

【００２１】先ず、図１，図２により第１実施例に係る
流体圧縮装置Ａの構成について説明する。本実施例に係
る流体圧縮装置Ａは、１本のロッドの両端に夫々ピスト
ンを取り付けて構成すると共にこれらのピストンを配置
したシリンダーを直列に接続して２段圧縮装置として構
成されている。

【００２２】流体圧縮装置Ａは、原動手段１と、内部に
ピストン２ａ，２ｂを配置した一対のシリンダー３ａ，
３ｂ（１段圧縮シリンダー３ａ，２段圧縮シリンダー３
ｂ）と、原動手段１の回転を往復直進運動に変換してピ
ストン２に連結されたロッド４に伝達する伝達手段５と
を有して構成されている。前記原動手段１，シリンダー
３ａ，３ｂ，伝達手段５は夫々フレーム６の所定位置に
取り付けられて互いの関係位置を保持している。

【００２３】原動手段１は、ピストン２ａ，２ｂを往復
移動させてシリンダー３ａ，３ｂの内部に気体を吸入す
ると共に吸入した気体を予め設定された圧力まで圧縮さ
せるに必要な力を発生するものである。このため、原動
手段１としては前記機能を有するものであれば用いるこ
とが可能である。

【００２４】本実施例では、モーター１ａと、減速機１
ｂと、出力軸１ｃと、出力軸１ｃの回転に偏心回転する
伝導ピン１ｄとによって原動手段１を構成している。し
かし、原動手段１としては前記構成に限定するものでは
なく、プーリとベルトを用いた減速機構を用いても良
く、またモーター単体でも良い。何れにしても、出力軸
１ｃの回転数は流体圧縮装置Ａに設定された気体の吐出
量や吐出圧力に応じて適宜設定される。

【００２５】原動手段１はフレーム６を構成する原動フ
レーム６ａに固定されている。即ち、原動手段１を構成
する減速機１ｂのフレームが原動フレーム６ａに固定さ
れており、出力軸１ｃが原動フレーム６ａ側に突出して
いる。

【００２６】伝導ピン１ｄは出力軸１ｃから予め設定さ
れた偏心距離ｒ離隔した位置に配置され、該出力軸１ｃ
の回転に伴って偏心回転する。この伝導ピン１ｄは、出
力軸１ｃに固着した円板１ｅに一体的に構成されてお
り、更に、円板１ｅは原動フレーム６ａに固定した軸受
１ｆに回転可能に支持されている。このように、伝導ピ
ン１ｄを設けた円板１ｅを軸受１ｆによって支持するこ
とで、伝導ピン１ｄに作用する力によって出力軸１ｃに
曲げ力が作用するような場合であっても、この曲げ力を
軸受１ｆによって支持することが可能であり、出力軸１
ｃに過大な曲げ力が作用することがない。

【００２７】原動フレーム６ａを挟んでシリンダーフレ
ーム６ｂ，６ｃが配置されており、これらのシリンダー
フレーム６ｂ，６ｃの対向する位置であって原動フレー
ム６ａから反対側の面に夫々シリンダー３ａ，３ｂが取
り付けられている。

【００２８】更に、シリンダーフレーム６ｂ，６ｃのシ
リンダー３ａ，３ｂの軸心に対応する位置には直進軸受
６ｄが設けられており、この直進軸受６ｄを介してロッ
ド４が摺動可能に支持されている。従って、ロッド４が
直進運動すると、この直進運動に伴って各シリンダー３
ａ，３ｂの内部に配置されたピストン２ａ，２ｂが直進
移動して各シリンダー３ａ，３ｂに対し同時に気体の吸
入或いは圧縮を行うことが可能である。

【００２９】本実施例のように２段圧縮装置とした場
合、１段圧縮側のシリンダー３ａの内部は吸気工程では
負圧になるが、２段圧縮側のシリンダー３ｂの内部は吸
気工程であっても高い圧力が作用する。このため、シリ
ンダー３ｂに配置したピストン２ｂは常にロッド４に圧
接しており、両者を機械的に結合しなくともピストン２
ｂをシリンダー３ｂ内で往復移動させることが可能であ
る。

【００３０】このため、本実施例では、１段圧縮側のシ
リンダー３ａではピストン２ａはロッド４の端部４ａに
ピン４ｂを介して固定されている。また２段圧縮側のシ
リンダー３ｂに配置されたピストン２ｂはロッド４の端
部４ｃに固定されることなく調芯性を持った形状で当接
している。即ち、ロッド４の端部４ｃには例えば円錐形
状等の調芯形状４ｄが形成され、ピストン２ｂの端面に
も同一の調芯形状が形成されている。そしてロッド４の
端部４ｃがピストン２ａの端面に当接することで、ロッ
ド４の直進運動に伴ってピストン２ａを直進移動させる
ように構成されている。

【００３１】２段圧縮側のシリンダー３ｂに配置された
ピストン２ｂとロッド４の端部４ｃとを調芯形状４ｄを
介して当接させるように構成することで、例えばシリン
ダー３ａ，３ｂのメンテナンス時には、各シリンダー３
ａ，３ｂのシリンダーヘッド３ｃ，３ｄを取り外すこと
によって、容易にピストン２ｂをシリンダー３ｂから排
除すると共にピストン２ａとロッド４をシリンダー３ａ
から排除することが可能である。従って、各ピストン２
ａ，２ｂに取り付けたシールリング７を交換するような
場合に有利である。

【００３２】各シリンダー３ａ，３ｂのシリンダーヘッ
ド３ｃ，３ｄには夫々ポート８ａ，８ｂが形成されてお
り、図２に示すように各ポート８ａ，８ｂを接続して気
体配管９が設けられている。この気体配管９に於ける各
ポート８ａ，８ｂの上流側及び下流側には夫々逆止弁10
ａ〜10ｄが設けられ、各シリンダー３ａ，３ｂの内部に
於けるピストン２ａ，２ｂの移動に伴って気体が矢印方
向に流通して各シリンダー３ａ，３ｂに吸入されると共
に圧縮され、所定の次工程に供給される。

【００３３】伝導手段５は原動手段１の回転を往復直進
運動に変換してロッド４に伝達するものであり、原動手
段１を構成する出力軸１ｃと同一軸心上に配置されて原
動フレーム６ａに固定された内歯歯車11と、中心に伝導
ピン１ｄを回転可能に嵌合し該伝導ピン１ｄに駆動され
て内歯歯車11の内周に沿って公転しつつ自転するピニオ
ン12と、ピニオン12のＰＣＤ上に配置され且つ該ピニオ
ン12と一体的に構成された連結ピン13とによって構成さ
れている。

【００３４】上記内歯歯車11は出力軸１ｃと伝導ピン１
ｄとの偏心距離ｒの４倍のＰＣＤ（４ｒ）を有してお
り、ピニオン12は内歯歯車11のＰＣＤの１／２のＰＣＤ
（２ｒ）を有している。また連結ピン13はピニオン12に
一体的に構成されたプレート13ａに一体化されており、
且つロッド４に回転可能に嵌合している。連結ピン13は
ピニオン12のＰＣＤ上にあり、ピストンストロークを得
るための往復直進移動装置の長さはピストンストローク
と等しく、圧縮装置の全長は２倍のピストンストローク
と短いガイド部（一般的にはロッド径と長さが等しい）
で良く、小形化が可能となる。

【００３５】上記出力軸１ｃと伝導ピン１ｄとの偏心距
離ｒは、目的の流体圧縮装置Ａに於ける吐出容量（所要
気体量）や圧縮比（所要圧力）等の仕様に基づいて設計
されるものであり、内歯歯車11及びピニオン12のＰＣＤ
は夫々前記偏心距離ｒに対応して一義的に設定される。
また内歯歯車11，ピニオン12の歯形（モジュール等）も
同様に前記仕様に基づいて設計される。

【００３６】尚、本実施例では、偏心距離ｒを45mmと
し、内歯歯車11のＰＣＤを180mm とし、ピニオン12のＰ
ＣＤを90mmとして夫々設定している。従って、出力軸１
ｃを１回転させる毎に、ロッド４（ピストン２ａ，２
ｂ）を180mm 直進往復運動させることが可能である。

【００３７】上記構成に於いて、原動手段１の出力軸１
ｃが回転すると、この回転に伴って伝導ピン１ｄが半径
ｒの偏心回転してピニオン12を内歯歯車11の内周に沿っ
て公転させつつ自転させ、このピニオン12の公転及び自
転に伴って連結ピン13を往復直進運動させることが可能
である。

【００３８】即ち、図３（ａ）に示す出力軸１ｃと伝導
ピン１ｄと連結ピン13が水平線上に直列に整列したとき
を初期状態とし、このとき、シリンダー３ａのピストン
２ａが上死点にあり、シリンダー３ｂのピストン２ｂは
下死点にある。従って、各シリンダー３ａ，３ｂは図１
の上程にある。

【００３９】上記初期状態から、同図（ｂ）に示すよう
に、出力軸１ｃを矢印ａ方向に回転させると、この回転
に伴って伝導ピン１ｄは矢印ａ方向に半径ｒで偏心回転
する。そして伝導ピン１ｄに駆動されたピニオン12は矢
印ａ方向に公転しつつ内歯歯車11に噛合して矢印ｂ方向
に自転し、この自転に伴って連結ピン13は矢印ｃ方向に
直進移動する。

【００４０】更に出力軸１ｃを矢印ａ方向に回転させ、
同図（ｃ）に示すように伝導ピン１ｄが１／４回転した
とき、ピニオン12は矢印ｂ方向に１／２回転し、これに
伴って連結ピン13は矢印ｃ方向に直進移動して内歯歯車
11のＰＣＤの１／２の位置に到達する。即ち、連結ピン
13は出力軸１ｃと一致する位置に到達する。

【００４１】更に、同図（ｄ）を経て、同図（ｅ）に示
すように出力軸１ｃを矢印ａ方向に回転させ、伝導ピン
１ｄが１／２回転したとき、ピニオン12は矢印ｂ方向に
１回転し、これに伴って連結ピン13は矢印ｃ方向に移動
して初期状態の反対側に到達する。このとき、連結ピン
13は内歯歯車11のＰＣＤと一致したストロークで直進移
動したことになる。

【００４２】引き続く出力軸１ｃの回転に伴って伝導ピ
ン１ｄは更に矢印ａ方向への回転を継続し、この回転に
伴ってピニオン12が内歯歯車11に沿って公転しつつ自転
し、連結ピン13を矢印ｃ方向とは反対方向に直進移動さ
せる。そして出力軸１ｃが１回転して同図（ａ）に示す
初期状態に戻ったとき、ピニオン12は１公転すると共に
２自転して連結ピン13を内歯歯車11のＰＣＤと等しいス
トロークで往復直進運動させる。

【００４３】上記の如くして、原動手段１を構成する出
力軸１ｃの回転を伝導ピン１ｄの偏心回転に変換し、更
に、伝導ピン１ｄの偏心回転によってをピニオン12を内
歯歯車11に沿った公転と自転させることで、連結ピン13
を内歯歯車11のＰＣＤと等しいストロークで、即ち、出
力軸１ｃと伝導ピン１ｄとの偏心距離ｒの４倍のストロ
ークで往復直進運動させることが可能である。

【００４４】そして連結ピン13がロッド４に回転可能に
嵌合しているため、連結ピン13の往復直進運動によって
ロッド４の両端に設けたピストン２ａ，２ｂを夫々対応
するシリンダー３ａ，３ｂの内部で往復移動させて気体
の吸引と吸引した気体に対する圧縮を行うことが可能で
ある。

【００４５】尚、ロッド４の往復直進運動は等速運動で
はなく、伝導ピン１ｄが同図（ａ）或いは同図（ｅ）に
示すように水平線に接近（上下死点に接近）するのに従
って低速になり、同図（ｃ）に示すように、伝導ピン１
ｄが水平線に対し垂直になるとき最大速度となる。この
１サイクル当たりの速度変化は、従来のクランク機構と
同一である。

【００４６】図４は第２実施例に係る流体圧縮装置Ｂの
構成を説明する図である。図に於いて前述の実施例と同
一部分及び同一の機能を有する部分には同一の符号を付
して説明を省略する。

【００４７】図に於いて、原動手段１を構成する減速機
１ｂを貫通して出力軸１ｃが配置されており、該減速機
１ｂの両側に突出した出力軸１ｃに夫々伝導ピン１ｄが
接続させ、各伝導ピン１ｄに伝達手段５が接続されてい
る。更に、各伝導ピン１ｄには夫々伝達手段５を介して
ロッド４が接続され、これらのロッド４の両端部はシリ
ンダー３ａ，３ｂの内部に配置されたピストン２ａ，２
ｂに接続されている。

【００４８】各出力軸１ｃに取り付けた伝導ピン１ｄは
互いに角度を異ならせることで、位相を変化させてお
り、本実施例では一方側の出力軸１ｃに取り付けた伝導
ピン１ｄと、他方側の出力軸１ｃに取り付けた伝導ピン
１ｃとの間に90度の角度をつけて位相を変化させてい
る。

【００４９】上記の如く、一対の出力軸１ｃに取り付け
た伝導ピン１ｄを互いに位相を変えることによって原動
手段１に於ける出力のバランスを良好な状態にすること
が可能となり、モーター１ａの出力を倍に増加させるこ
となく、２組のシリンダー３ａ，３ｂに配置されたピス
トン２ａ，２ｂを往復直進運動させることが可能であ
る。

【００５０】尚、前述の実施例ではロッド４の両端に夫
々ピストン２ａ，２ｂを配置した２段圧縮装置として構
成した場合について説明したが、この構成に限定するも
のではなく、ロッド４に対し１個のピストン２ａを配置
したものであっても良いことは当然である。

【００５１】またロッド４に嵌合させた連結ピン13を往
復直進運動させる機構として内歯歯車11とピニオン12と
を組み合わせて構成したが、この構成にのみ限定するも
のではなく、内歯歯車11に代えてチェンを、ピニオン12
に代えてスプロケットホィルを用いることが可能であ
る。この場合、チェンは原動フレーム６ａに対し例えば
適宜なアタッチメントによって円形に固定しておくこと
が必要である。また内歯歯車11に代えて歯付ベルトを、
ピニオン12に代えて歯付プーリを用いることも可能であ
る。この場合であっても歯付ベルトは原動フレーム６ａ
に対し円形に固定しておくことが必要である。

【００５２】上記の如く、本実施例に於ける内歯歯車11
とピニオン12の組み合わせをチェンとスプロケット、或
いは歯付ベルトと歯付プーリの組み合わせに変更した場
合であっても、スプロケット，歯付ベルトのＰＣＤが出
力軸１ｃと伝導ピン１ｄとの偏心距離ｒの２倍であり、
チェン，歯付ベルトのＰＣＤが４倍である関係に変更は
ない。

【００５３】従って、本発明に於ける内歯歯車はチェン
或いは歯付ベルト等を含み、且つピニオンはスプロケッ
ト或いは歯付プーリを含む。

【００５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
流体圧縮装置では、シリンダー内に配置したピストンを
原動手段を構成する出力軸と伝導ピンとの偏心距離の４
倍のストロークで往復直進移動させることが出来る。こ
のため、通常のクランク機構ではピストンのストローク
がクランク主軸のクランク半径の２倍であるのに対し、
４倍となる。このため、出力軸と伝導ピンとの偏心距離
とクランク半径が同一である場合、同一回転の下に２倍
の吐出量を確保することが出来、或いは同一の吐出量を
確保するには１／２の回転数で良い。このため、摺動部
分の磨耗を少なくすると共に騒音を低減し、装置の寿
命、特にピストン部分のシール材の寿命を向上してシー
ル性の向上をはかることが出来、精度を上げることが出
来る。

【００５５】またピストンストロークを得るための往復
直進移動装置の長さがクランク機構に比べて半分で良
く、大きいストロークをコンパクトな装置で実現するこ
とが出来る。更に、クランク機構を有する圧縮装置で
は、クランク主軸の回転に伴うコネクチングロッドの回
転と往復運動とが複合された運動が行われるため、この
運動を行うスペースを設けることが必須であるが、本発
明に係る装置では、連結ピンとロッドはまさしく往復直
進運動を行うため、前記スペースが不要となる。従っ
て、装置の小形化をはかることが出来る。

【００５６】原動手段の回転を往復直進運動に変換する
機構が伝導ピンによって駆動されるピニオンと内歯歯車
及びピニオンに一体化された連結ピンとによって構成さ
れる。これらは比較的小さい部品であり、且つ比較的単
純で精度を保証し得る旋盤加工や歯切り加工等の回転加
工によって製造することが出来る。このため、安価な部
品を実現することが出来る。

【００５７】また原動手段及び伝達手段と、シリンダー
及びピストンを略完全に分離することが出来る。このた
め、原動手段及び伝達手段に高度な潤滑を施してもミス
トオイルがシリンダーに混入することがなく、該シリン
ダーに吸入され且つ圧縮される流体のオイルレス化をは
かることが出来る。

【００５８】シリンダーの配置を縦，横何れか所望の方
向に配置することが出来る。このため、流体圧縮装置の
設置場所が狭くとも容易に設置することが出来、設置場
所の自由度を向上することが出来る。

【００５９】また１本のロッドの両端に夫々シリンダ
ー，ピストンを配置した所謂バランス型流体圧縮装置を
容易に構成することが出来る。このため、１段吐出圧力
と２段シリンダーの面積の積で得られる力に相当する分
の動力を節約することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る流体圧縮装置の構成を説明す
る模式平面図である。

【図２】第１実施例に係る流体圧縮装置の構成を説明す
る模式正面図である。

【図３】連結ピンが往復直進運動する際の原理を説明す
る図である。

【図４】第２実施例に係る流体圧縮装置の平面図であ
る。

【図５】従来の流体圧縮装置の構成を説明する図であ
る。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ 流体圧縮装置 １ 原動手段 １ａ モーター １ｂ 減速機 １ｃ 出力軸 １ｄ 伝導ピン １ｅ 円板 １ｆ 軸受 ２ａ，２ｂ ピストン ３ａ，３ｂ シリンダー ４ ロッド ４ａ，４ｃ 端部 ４ｂ ピン ４ｄ 調芯形状 ５ 伝達手段 ６ フレーム ６ａ 原動フレーム ６ｂ，６ｃ シリンダーフレーム ６ｄ 直進軸受 ７ シールリング ８ａ，８ｂ ポート ９ 気体配管 10ａ〜10ｄ 逆止弁 11 内歯歯車 12 ピニオン 13 連結ピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動手段と、内部に配置されたピストン
   の往復移動に伴って流体を吸入及び圧縮するシリンダー
   と、前記原動手段の回転を往復直進運動に変換してピス
   トンに連結されたロッドに伝達する伝達手段とを有する
   流体圧縮装置であって、前記原動手段が出力軸と，該出
   力軸から予め設定された偏心距離を有し前記出力軸の回
   転に伴って偏心回転する伝導ピンとを有して構成されて
   おり、更に、前記伝達手段が前記原動手段の出力軸と同
   一軸心に配置され且つ出力軸と伝導ピンとの偏心距離の
   ４倍のピッチ円径を持った内歯歯車と，該内歯歯車のピ
   ッチ円径の１／２のピッチ円径を有すると共に中心に前
   記原動手段の伝導ピンを嵌合する貫通孔が形成され前記
   内歯歯車に噛合するピニオンと，該ピニオンのピッチ円
   上に配置されて該ピニオンと一体的に構成され且つ前記
   ロッドに嵌合する連結ピンとを有して構成されているこ
   とを特徴とする流体圧縮装置。
2. 【請求項２】 原動手段と、内部に配置されたピストン
   の往復移動に伴って流体を吸入及び圧縮する複数のシリ
   ンダーと、前記原動手段の回転を位相を変えた複数の往
   復直進運動に変換して前記複数のシリンダーに配置され
   たピストンに連結された複数のロッドに伝達する複数の
   伝達手段とを有する流体圧縮装置であって、前記原動手
   段が出力軸と，該出力軸から予め設定された偏心距離を
   有し前記出力軸の回転に伴って偏心回転する複数の伝導
   ピンとを有し且つ該複数の伝導ピンを位相を変えて出力
   軸に取り付けて構成されており、更に、前記複数の伝達
   手段が夫々前記原動手段の出力軸と同一軸心に配置され
   且つ出力軸と伝導ピンとの偏心距離の４倍のピッチ円径
   を持った内歯歯車と，該内歯歯車のピッチ円径の１／２
   のピッチ円径を有すると共に中心に前記原動手段の伝導
   ピンを嵌合する貫通孔が形成され前記内歯歯車に噛合す
   るピニオンと，該ピニオンのピッチ円上に配置されて該
   ピニオンと一体的に構成され且つ前記ロッドに嵌合する
   連結ピンとを有して構成されていることを特徴とする流
   体圧縮装置。