JP2006002770A - ピストン式コンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】 制御特性を改善したピストン式コンプレッサを提供する。
【解決手段】 ピストン式コンプレッサは数個の平行なシリンダピストンユニット７，８を有していて、ピストン８は、カップリングブラケット９により連結された揺動板１１により作動される。揺動板の傾斜を変更するために、揺動板はドライブシャフト４の凹部２９に二つの回動式ブラケット２３により回転可能に保持されている。前記回動式ブラケットは四節リンク機構を形成していて、その形状が正しい回転運動を保証するようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、数個のシリンダピストンユニットを備えたピストン式コンプレッサに関するものであって、シリンダピストンユニットは、共通のコンプレッサケーシングに設置され、お互いに対して平行でありかつドライブシャフトに対して平行であって、ドライブシャフトには揺動板が回転可能に取り付けられていて、ピストンは回動式スライディングカップリングにより揺動板に接続されている。

本タイプのコンプレッサは特許文献１により公知なものである。特許文献１において、揺動板はドライブシャフトにより支持された球状ボデーに回転可能にガイドされていて、前記ドライブシャフトにドッグにより半径方向に離間して接続されている。ピストンストローク長さを変更するために必要な回転運動を達成するために、ドッグへの接続は前記ドッグにおける細長い穴にガイドされた接続ボルトにより行なわれる。

揺動板の傾斜は、ピストンに作用する制御された圧力差に基ずいて調節されるので、回転運動は限定された摩擦抵抗で行なわれることが、制御応答性に対して特に重要なものとなっている。
独国特許公開第４１３９１８６号明細書

本発明の課題は、回転運動を行なう際の小さな摩擦抵抗の結果として改善された制御特性を有していて、コンパクトな寸法で大きな給気比を可能にする比較的大きなピストンの最大ストローク長さを有しており、比較的単純な構造で製作コストの安価なピストン式コンプレッサを提供することである。

前述のタイプのコンプレッサに関して、本発明はこの問題を次のように解決している。該揺動板が、回転可能な回動ブラケットを備えている単一の又は対の四節リンク機構により該ドライブシャフトに連結されており、各々の場合において、単軸的に作動する四つのジョイントにおける一つが該揺動板の両側面に取り付けられていて、一方二つの他方のジョイントは該ドライブシャフトに離間して取り付けられている。

本発明における利点のある実施形態は特許請求の範囲における主題を構成しているものであり、添付図面を用いた以下の説明により明瞭になるであろう。

例えば、自動車のエア・コンに設置されたコンプレッサ１はドライブシャフト４を有していて、ドライブシャフト４は、転がり軸受２によりケーシング３の中心に取り付けられており、自動車のエンジンと伝動するべくベルトプーリ５を外端部に担持している。ケーシング３は内部ケーシング部分６を囲んでいて、そのケーシング部分６には例えば七個のシリンダ・ボア７が円周状に配置されていて、転がり軸受２により保持されている。

シリンダ・ボアにガイドされているピストン８はその駆動側においてカップリングブラケット９を有している回動式スライディングカップリングを備えていて、そのカップリングブラケットは揺動板１１の外周部分１０に係合しており、部分的に球状のスライディングパッド１２，１３によりピストン８に駆動接続されている。両側の球面１４，１５はスライディングパッド１２，１３をカップリングブラケット９に回転可能に取り付けるために必要なものであって、前述の従来技術による、かつカップリングブラケットの中に挿入されている独立した補助部材の中に加工されている。

本発明の利点のある改善により、図９，１０において、球面１４，１５は回転駆動式切削工具１６，１７により作ることができて、カップリングブラケット９の少なくとも一つの軸方向側面境界壁面１８が開口部を有していて、切削工具１６，１７の切削ヘッド１９，２０のカップリングブラケット９への挿入を可能にしている。利点のあることに、前記開口部２１は、ピストン８から離間しているカップリングブラケット９の境界壁面１８に設置されている。というのは、対向している球面１５に対面しかつ前記開口部２１を囲んでいる球面１４には、ピストン８の吸気運動の際に、圧縮ストロークの際に発生する力より小さな力の荷重がかかるだけであるからである。

ピストン８は、深絞りによりスリーブ状の独立部品として作られてもよくて、カップリングブラケット９にしっかりと固定されている。これに対して、カップリングブラケット９は押出し形状部品として容易に事前成形することができる。

本発明において、ピストンストローク長さを制御するために必要な揺動板１１の回転誘導と、回転駆動のために必要なドライブシャフト４への連結は、四節リンク機構２２により行なわれていて、その四節リンク機構２２は、ドライブシャフト４に回転可能に取りつけられた二つの回動ブラケット２３，２４と、シャフト側ジョイント２５，２６の間の間隔と、四節リンク機構２２の揺動板ジョイント２７，２８の間の間隔とにより形成されている。

比較的小口径の揺動板１１で大きな給気比を得る場合に、ピストン８のストローク長さを広範囲で調節するために、シャフトに取り付けられたジョイント２５，２６はシャフト軸３０に関してジョイント２７，２８の反対側に、例えばドライブシャフト４の直角凹部２９に取り付けられているので、後者は揺動板１１に対して偏心している開口部３３を通過して延伸する。前述の揺動板１０のピストン８への連結構造の結果として、前記揺動板は半径方向全体にわたって比較的薄くすることができて、最大給気比のコンプレッサ構造に寄与するものである。

不平行四辺形の四節リンク機構２０のジョイント２７，２８の間隔は、シャフトジョイント２５，２６の間隔より小さくて、揺動板１１から両横方向に突出しているチーク状（cheek-like）ジョイントサポート３１，３２の高さにより決定されている。

好ましくは、四節リンク機構２２は凹部２９の両側面に備えられており、即ち一対をなしており、前記凹部あるいはベンド２９は両側面に平行な表面３４，３５が取り付けられているので、四節リンク機構は平らで回動ブラケット２３，２４を側面に沿ってガイドすることができる。両側面の回動ブラケット２３，２４は、好ましくはクロスバー３６により剛に相互接続されているか、そのクロスバー３６は、回動ブラケット２３，２４従って揺動板１１の最大回転運動に対する停止装置をドライブシャフト４に形成することができる。

もし、四節リンク機構が一対としてではなく単一で備えられている場合、直角なシャフトベンドと、揺動板１１に取り付けられたジョイントサポート３１，３２は、フラットな回動ブラケットの側面誘導用の中心ガイドスロット（図示されていない）を有している。

図６−８は一対式四節リンク機構２２のジョイント２５−２８の実施形態の三つを図示している。

図６において、ヒンジピン３７が、回動ブラケット２３に備えられた穴３８，３９のどちらかに圧力ばめされていて、ジョイントサポート３１の等軸穴４０に滑り軸受を有するようになっているか、あるいは回動ブラケット２３の穴３８，３９が滑り軸受を形成していて、従ってヒンジピン３７圧力ばめによりジョイントサポート３１に保持されている。

図７において、ヘッド４１，４２を備えたヒンジピン４３，４４が両側に瓜状に圧力ばめされている。図８において、貫通ヒンジピン４５が使用され、そして一方にピンヘッド４６が軸方向に取りつけられ、他方に保持リング４７が軸方向に取り付けられている。

従って、前述の四節リンク機構２２のジョイント２５−２８は回転ジョイントとして作用されるので、作動調整の際の摩擦抵抗が従来形のスライドジョイントに比較して著しく低減されていて、従って前述の改善された制御特性が達成されている。

図１は、本発明におけるコンプレッサの一部断面図を含む側面図であって、揺動板は駆動シャフトに対して傾斜して回転される。 図２は、図１に対応するものであって、揺動板は中立位置の場である。 図３は、図１におけるコンプレッサの斜視図であって、コンプレッサケーシングは省略されている。 図４は、図３と同様の斜視図であって、異なる位置から見たものである。 図５は、四連節棒近傍のコンプレッサギアの側面図である。 図６は、図５におけるジョイントを矢視VI−VIから見たものである。 図７は、ジョイントの他の実施形態の断面図である。 図８は、ジョイントの他の実施形態の断面図である。 図９は、ピストンの拡大断面図であって、球面を機械加工時の工具の誘導を図示している。 図１０は、図１０に対応する図であって、平面削り時のものである。

符号の説明

１ コンプレッサ
４ ドライブシャフト
８ ピストン
９ カップリングブラケット
１１ 揺動板
２２ 四節リンク機構

Claims (11)

1. コンプレッサケーシング（３）の中にお互いに平行にかつドライブシャフト（４）に平行に設置された数個のシリンダーピストンユニット（７，８）を備えたピストン式のコンプレッサであって；該ドライブシャフト（４）には揺動板（１１）が回転可能に取り付けられていて、該ピストン（８）は回動式スライディングカップリング（１２，１３）により該揺動板（１１）に接続されている、コンプレッサにおいて；
   該揺動板（１１）が、回転可能な回動ブラケット（２３，２４）を備えている単一の又は対の四節リンク機構（２２）により該ドライブシャフト（４）に連結されており、各々の場合において、単軸的に作動する四つのジョイント（２５−２８）における一方（２７，２８）が該揺動板（１１）の両側面に取り付けられていて、他方の二つのジョイント（２５，２６）は該ドライブシャフト（４）に軸方向に離間して取り付けられていることを特徴とする；
   コンプレッサ。
2. 該ドライブシャフト（４）に同軸に離間して取り付けられた該ジョイント（２５，２６）は、ドライブシャフト軸（３０）に関して該揺動板に取り付けられたジョイント（２７，２８）の反対側で該ドライブシャフト（４）の凹部（２９）に備えられていて、従って、該ドライブシャフト（４）に対して回転可能な該回動ブラケット（２３，２４）は、該ドライブシャフト軸（３０）を横断して運動し、該凹部（２９）は、該揺動板（１１）の偏心開口部（３３）を貫通して延在していることを特徴とする、請求項１に記載のコンプレッサ。
3. チーク状の横方向に突出しているジョイントサポート（３１，３２）が該揺動板（１１）の両側面に備えられていて、該ジョイントサポート（３１，３２）の自由端部各々は単一又は対の該四節リンク機構（２２）のジョイント（２７，２８）に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンプレッサ。
4. チーク状の横方向に突出しているジョイントサポート（３１，３２）が該揺動板（１１）の両側面に備えられていて、該ジョイントサポート（３１，３２）の自由端部各々は単一又は対の該四節リンク機構（２２）のジョイント（２７，２８）に設置されていることを特徴とする、請求項２に記載のコンプレッサ。
5. 該ジョイントサポート（３１，３２）と該ドライブシャフトの該凹部（２９）とが横方向に伸びていて、これらの各々を貫通してヒンジピン（３７；４３，４４；４５）が延在しており、該ヒンジピン（３７；４３，４４；４５）は対の四節リンク機構（２２）の該横方向に伸びる回動ブラケット（２３，２４）を回転可能に取り付けるためのものであることを特徴とする、請求項３に記載のコンプレッサ。
6. 該四節リンク機構（２２）の該ジョイント（２５−２８）が単軸回転ジョイントである（図６−８）ことを特徴とする、請求項４に記載のコンプレッサ。
7. 該対の四節リンク機構（２２）の対の回動ブラケット（２３又は２４）各々の場合において、連接棒（３６）を介して剛なユニットが形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンプレッサ。
8. 該揺動板（１１）と該ピストン（８）との間の該回動式スライディングカップリングが部分的に球面のスライディングパッド（１２，１３）を有していて、該スライディングパッド（１２，１３）は、該揺動板（１１）の両側面に係合し、そして球面軸受面（１４，１５）に保持されており、該球面軸受面（１４，１５）は、該ピストン（８）に接続されたカップリングブラケット（９）の境界側壁面（１２）の中に加工されていることを特徴とする、請求項１に記載のコンプレッサ。
9. 少なくとも一つの該球面軸受表面（１４）が、該カップリングブラケット（９）の境界側壁面（１８）に隣接している開口部（２１）を囲んでいることを特徴とする、請求項８に記載のコンプレッサ。
10. 該開口部（２１）が該ピストン（８）から離間している該境界側壁面（１８）に備えられていて、該境界側壁面（１８）を貫通してカップリングブラケット（９）における該球面軸受面（１４）の回転加工用工具（１７，１８）を導入することができることを特徴とする、請求項９に記載のコンプレッサ。
11. 該ピストン（８）が深絞りスリーブを備えていて、かつ該ピストン（８）は押出しプロフィールの一部を備えているカップリングブラケット（９）に固定されていることを特徴とする、請求項８に記載のコンプレッサ。

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