JP2008309115A

JP2008309115A - Rotation-reciprocation device

Info

Publication number: JP2008309115A
Application number: JP2007159470A
Authority: JP
Inventors: Makoto Takeuchi; 誠竹内
Original assignee: SAKUSHIYON GAS KIKAN SEISAKUSH; SAKUSHIYON GAS KIKAN SEISAKUSHO KK
Current assignee: SAKUSHIYON GAS KIKAN SEISAKUSH; SAKUSHIYON GAS KIKAN SEISAKUSHO KK
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2027-06-15
Also published as: JP4435210B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce vibration as a rotation-reciprocation device while avoiding enlargement in the reciprocating movement direction of opposing two pistons. <P>SOLUTION: The rotation-reciprocation device connects parallel two crankshafts 3, 5 in such a manner that the same can rotate in mutually reverse direction at one-to-one rotation ratio. A pair of pistons 35, 37 and 51, 53 are connected to the two crankshafts 3 and 5 toward a direction crossing arrangement directions of the two crankshafts 3, 5 at right angle via connecting rods 39, 41 and 55, 57 respectively. A motion locus surface of the connecting rod 39 (41) of one crankshaft 3 and a motion locus surface of the connecting rod 57 (55) of another crankshaft 5 are set on same plane in a direction crossing the crankshafts 3, 5 at right angle. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転可能なクランク軸と往復移動可能なピストンとをコネクティングロッドにより連結して構成した回転・往復動装置に関する。 The present invention relates to a rotation / reciprocation device in which a rotatable crankshaft and a reciprocating piston are connected by a connecting rod.

コンプレッサやエンジンなどに広く用いられているクランク軸とコネクティングロッドおよび、シリンダとピストンによる回転・往復動装置は、運動する各部の不釣合い慣性力により振動が発生する。 A crankshaft, a connecting rod, and a rotating / reciprocating device using a cylinder and a piston, which are widely used in compressors and engines, generate vibrations due to unbalanced inertial forces of moving parts.

このため、クランク軸にバランスウエイトを付加したり、バランサシャフトをギア駆動してカウンタバランスウエイトを回転させ、不釣合い力およびモーメントを打ち消すことが一般的に行われている。 For this reason, adding a balance weight to the crankshaft or rotating the counter balance weight by gear driving the balancer shaft to counteract the unbalanced force and moment is generally performed.

これに対して、下記特許文献１には、互いに平行に配置した２本のクランク軸を１対１の回転比率で互いに逆方向に回転させ、かつ各クランク軸にコネクティングロッドを介して連結した各ピストンを、対向ピストンとして同一直線上を完全対称的に往復運動するように構成したものが開示され、これにより、上記したバランスサシャフトを付加する構成などに比較して構造を簡素化して、無振動化を図っている。
特公平３−５７３１０号公報 On the other hand, in Patent Document 1 below, two crankshafts arranged in parallel to each other are rotated in opposite directions at a rotation ratio of 1: 1, and each crankshaft is connected to each crankshaft via a connecting rod. A piston that is configured to reciprocate symmetrically on the same straight line as an opposed piston is disclosed, which simplifies the structure compared to the configuration in which the balancer shaft is added, and the like. We are trying to make it vibrate.
Japanese Patent Publication No. 3-57310

ところが、上記した従来の回転・往復動装置にあっては、互いに平行に配置した２本のクランク軸の軸心を含む平面上でかつ２本のクランク軸に直交する方向に２つのピストンを対向配置しているので、２本のクランク軸およびこれら両クランク軸を連結するギアならびに互いに対向する２つのピストンが、同一方向に並べて配置されることになり、装置全体がこの並び方向に長大化し、対向する２つのピストンの往復移動方向の大型化を招くものとなる。 However, in the conventional rotating / reciprocating device described above, the two pistons face each other on a plane including the axes of the two crankshafts arranged in parallel to each other and in a direction perpendicular to the two crankshafts. Since the two crankshafts, the gears connecting the two crankshafts, and the two pistons facing each other are arranged side by side in the same direction, the entire apparatus becomes longer in this arrangement direction, This increases the size of the two pistons facing each other in the reciprocating direction.

そこで、本発明は、対向して配置した２つのピストンの往復移動方向の大型化を回避しつつ、回転・往復動装置として振動低下を達成することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to achieve vibration reduction as a rotating / reciprocating device while avoiding an increase in size in the reciprocating direction of two pistons arranged opposite to each other.

本発明は、回転可能なクランク軸と往復移動可能なピストンとをコネクティングロッドにより連結して構成した回転・往復動装置において、互いに平行に配置した２本のクランク軸を互いに逆方向かつ１対１の回転比率で回転するよう連結し、前記２本のクランク軸にそれぞれ少なくとも１組の互いに対向して往復移動する対向ピストンを、前記２本のクランク軸の配列方向と直交する方向に向けてコネクティングロッドを介して連結し、前記２本のクランク軸に連結したそれぞれのコネクティングロッドの運動軌跡面を、２本のクランク軸相互間でクランク軸と直交する方向の同一平面上に設定したことを最も主要な特徴とする。 The present invention relates to a rotating / reciprocating device in which a rotatable crankshaft and a reciprocating piston are connected by a connecting rod, and two crankshafts arranged in parallel to each other are arranged in opposite directions and in a one-to-one relationship. Connecting at least one pair of opposed pistons that reciprocate opposite to each other to the two crankshafts in a direction orthogonal to the direction of arrangement of the two crankshafts. It is most important that the movement locus planes of the connecting rods connected to the two crankshafts are set on the same plane perpendicular to the crankshaft between the two crankshafts. Main features.

本発明によれば、２本のクランク軸を互いに逆方向に回転させるとともに、コネクティングロッドの運動軌跡面を、２本のクランク軸相互間でクランク軸と直交する方向の同一平面上に設定したので、２本のクランク軸相互間で、クランク軸回りのモーメントが相殺されるとともに、ピストンの往復移動によるクランク軸と直交する垂直軸回りのモーメントが相殺され振動を効率よく低減することができる。この際、少なくとも１組の互いに対向して往復移動するピストンを、２本のクランク軸の配列方向と直交する方向に向けて配置しているので、対向する２つのピストンが往復移動する方向の装置の長大化を防止でき、装置全体の小型化を達成することができる。 According to the present invention, the two crankshafts are rotated in the opposite directions, and the movement locus plane of the connecting rod is set on the same plane perpendicular to the crankshaft between the two crankshafts. Between the two crankshafts, the moment around the crankshaft is canceled out, and the moment around the vertical axis perpendicular to the crankshaft due to the reciprocating movement of the piston is canceled out, so that vibration can be reduced efficiently. At this time, since at least one set of pistons that reciprocate opposite to each other is arranged in a direction perpendicular to the direction in which the two crankshafts are arranged, an apparatus in a direction in which the two opposing pistons reciprocate is moved. Can be prevented, and downsizing of the entire apparatus can be achieved.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の第１の施形態に係わる回転・往復動装置の回転往復機構部における縦断面図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。ここでの回転・往復動装置は、図２に示すモータ１によって駆動するコンプレッサであり、モータ１によって回転駆動されるクランク軸３と平行にクランク軸５を配置している。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotary reciprocating mechanism portion of a rotary / reciprocating device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. The rotary / reciprocating device here is a compressor driven by the motor 1 shown in FIG. 2, and a crankshaft 5 is arranged in parallel with the crankshaft 3 driven to rotate by the motor 1.

上記した各クランク軸３，５はクランクケース７内に収容され、クランクケース７は、図２に示すように、クランク軸３，５の軸方向に沿って、モータ１側のクランク室９とモータ１と反対側のギア室１１とを密閉状態で隔てる隔壁１３を備えている。 Each of the crankshafts 3 and 5 described above is accommodated in the crankcase 7, and the crankcase 7 is arranged along the axial direction of the crankshafts 3 and 5 with the crank chamber 9 on the motor 1 side and the motor as shown in FIG. 1 and a gear chamber 11 on the opposite side are provided with a partition wall 13 that is hermetically separated.

クランク軸３は、モータ１側の端部が、クランクケース７のモータ１側の一方の端壁７ａに形成した開口７ｂを塞ぐ端板１５に、ベアリング１７およびシール材１８を介して回転可能に支持されるとともに、モータ１と反対側の端部が、クランクケース７の他方の端壁７ｃにベアリング１９を介して回転可能に支持されている。また、このクランク軸３は、前記した隔壁１３の貫通孔１３ａを貫通しており、この貫通孔１３ａとクランク軸３との間は、シール材２１により密封された状態としてクランク軸３が回転可能となっている。 The end of the crankshaft 3 on the side of the motor 1 is rotatable on an end plate 15 that closes an opening 7b formed in one end wall 7a of the crankcase 7 on the side of the motor 1 via a bearing 17 and a sealing material 18. While being supported, the end opposite to the motor 1 is rotatably supported on the other end wall 7 c of the crankcase 7 via a bearing 19. Further, the crankshaft 3 passes through the through hole 13a of the partition wall 13, and the crankshaft 3 is rotatable between the through hole 13a and the crankshaft 3 in a state of being sealed by a sealing material 21. It has become.

一方、クランク軸５は、モータ１側の端部が、クランクケース７のモータ１側の一方の端壁７ａにベアリング２３を介して回転可能に支持されるとともに、モータ１と反対側の端部が、クランクケース７の他方の端壁７ｃにベアリング２５を介して回転可能に支持されている。また、このクランク軸５は、前記した隔壁１３の貫通孔１３ｂを貫通しており、この貫通孔１３ｂとクランク軸３との間は、シール材２７により密封された状態としてクランク軸５が回転可能となっている。 On the other hand, the end of the crankshaft 5 on the side of the motor 1 is rotatably supported on one end wall 7a of the crankcase 7 on the side of the motor 1 via a bearing 23 and the end on the side opposite to the motor 1 However, the other end wall 7c of the crankcase 7 is rotatably supported via a bearing 25. The crankshaft 5 passes through the through-hole 13b of the partition wall 13. The crankshaft 5 is rotatable between the through-hole 13b and the crankshaft 3 as sealed by a sealant 27. It has become.

そして、ギア室１１における各クランク軸３，５には、連結機構部となる互いに噛み合うギア２９，３１を装着し、クランク軸５のギア３１と端壁７ｃとの間には、フライホイール３３を取り付けている。したがって、各クランク軸３，５は、モータ１の駆動によって互いに逆方向に回転し、またこれら各クランク軸３，５は１対１の回転比率で回転するものとする。 The crankshafts 3 and 5 in the gear chamber 11 are fitted with gears 29 and 31 that mesh with each other as a coupling mechanism, and a flywheel 33 is provided between the gear 31 of the crankshaft 5 and the end wall 7c. It is attached. Therefore, the crankshafts 3 and 5 are rotated in opposite directions by driving the motor 1, and the crankshafts 3 and 5 are rotated at a rotation ratio of 1: 1.

上記したギア室１１の下部には、ギア２９，３１相互の噛み合い部を潤滑するための潤滑油３２を収納している。 In the lower part of the gear chamber 11, lubricating oil 32 for lubricating the meshing part between the gears 29 and 31 is accommodated.

また、クランク室９におけるクランク軸３には、互いに対向して往復移動する１組のピストン３５，３７を、２本のクランク軸３，５の配列方向（図１中で上下方向）と直交する方向（図１中で左右方向）に向けて、コネクティングロッド３９，４１を介して連結している。すなわち、コネクティングロッド３９，４１の各大端部３９ａ，４１ａを、クランクピン４３，４５によってクランク軸３に回転可能に連結する一方、コネクティングロッド３９，４１の各小端部３９ｂ，４１ｂを、ピストンピン４７，４９によってピストン３５，３７に回転可能に連結する。 In addition, the crankshaft 3 in the crank chamber 9 has a pair of pistons 35 and 37 that reciprocate opposite to each other perpendicular to the arrangement direction (vertical direction in FIG. 1) of the two crankshafts 3 and 5. It is connected via connecting rods 39 and 41 in the direction (left-right direction in FIG. 1). That is, the large end portions 39a and 41a of the connecting rods 39 and 41 are rotatably connected to the crankshaft 3 by the crank pins 43 and 45, while the small end portions 39b and 41b of the connecting rods 39 and 41 are connected to the pistons. The pins 47 and 49 are rotatably connected to the pistons 35 and 37.

同様にして、クランク室９におけるクランク軸５には、互いに対向して往復移動する１組のピストン５１，５３を、２本のクランク軸３，５の配列方向（図１中で上下方向）と直交する方向（図１中で左右方向）に向けて、コネクティングロッド５５，５７を介して連結している。すなわち、コネクティングロッド５５，５７の各大端部５５ａ，５７ａを、クランクピン５９，６１によってクランク軸５に回転可能に連結する一方、コネクティングロッド５５，５７の各小端部５５ｂ，５７ｂを、ピストンピン６３，６５によってピストン５１，５３に回転可能に連結する。 Similarly, on the crankshaft 5 in the crank chamber 9, a pair of pistons 51, 53 that reciprocate opposite to each other are arranged in the direction in which the two crankshafts 3, 5 are arranged (vertical direction in FIG. 1). The connecting rods 55 and 57 are connected to each other in a direction orthogonal to each other (left and right in FIG. 1). That is, the large end portions 55a and 57a of the connecting rods 55 and 57 are rotatably connected to the crankshaft 5 by the crank pins 59 and 61, while the small end portions 55b and 57b of the connecting rods 55 and 57 are connected to the piston. The pins 63 and 65 are rotatably connected to the pistons 51 and 53.

そして、上記した各ピストン３５，３７および５１，５３は、シリンダ６７，６９および７１，７３にそれぞれ移動可能に収容され、これら各シリンダ６７，６９および７１，７３は、前記したクランクケース７に装着されるシリンダブロック７５および７７にそれぞれ形成されている。 The pistons 35, 37 and 51, 53 are accommodated in cylinders 67, 69 and 71, 73, respectively, and these cylinders 67, 69, 71, 73 are mounted on the crankcase 7 described above. Cylinder blocks 75 and 77 are formed respectively.

また、上記したシリンダブロック７５および７７のクランクケース７と反対側の端部には、シリンダヘッド７９，８１をそれぞれ装着している。 Cylinder heads 79 and 81 are mounted on the ends of the cylinder blocks 75 and 77 opposite to the crankcase 7, respectively.

なお、本実施形態のコンプレッサでは、図１中で左側のピストン３５，５１の断面積を大きくして１段目の圧縮動作を行い、同右側のピストン３７，５３の断面積を小さくして２段目の圧縮動作を行っている。これら圧縮動作によって作動する吸入弁や吐出弁ならびに吸入通路や吐出通路などは省略している。 In the compressor of the present embodiment, the cross-sectional area of the left pistons 35 and 51 in FIG. 1 is increased to perform the first-stage compression operation, and the cross-sectional area of the right pistons 37 and 53 is decreased to 2 The stage compression operation is performed. The suction valve and discharge valve, the suction passage, the discharge passage, and the like that are operated by the compression operation are omitted.

上記した２本のクランク軸３，５相互間では、クランク軸３側における図１中で左側の一方側のコネクティングロッド３９の運動軌跡面と、クランク軸５側における図１中で右側の他方側のコネクティングロッド５７の運動軌跡面とが、クランク軸３，５に直交する図１中で紙面に平行な同一平面Ｐ上となるよう設定している。 Between the two crankshafts 3 and 5, the movement locus surface of the connecting rod 39 on the left side in FIG. 1 on the crankshaft 3 side and the other side on the right side in FIG. The movement locus plane of the connecting rod 57 is set to be on the same plane P parallel to the paper surface in FIG. 1 orthogonal to the crankshafts 3 and 5.

同様にして、２本のクランク軸３，５相互間では、クランク軸３側における図１中で右側の他方側のコネクティングロッド４１の運動軌跡面と、クランク軸５側における図１中で左側の一方側のコネクティングロッド５５の運動軌跡面とが、クランク軸３，５に直交する図１中で紙面に平行な同一平面Ｑ上となるよう設定している。 Similarly, between the two crankshafts 3 and 5, the movement locus surface of the connecting rod 41 on the other side on the right side in FIG. 1 on the crankshaft 3 side and the left side in FIG. The movement locus plane of the connecting rod 55 on one side is set to be on the same plane Q parallel to the paper surface in FIG. 1 orthogonal to the crankshafts 3 and 5.

なお、図１では、コネクティングロッド３９，５７がコネクティングロッド４１，５５に対して紙面表側に位置している。したがって、上記コネクティングロッド３９，５７に連結されるピストン３５，５３は、コネクティングロッド４１，５５に連結されるピストン３７，５１に対し、図１中で紙面表側となるようずれた位置となる。 In FIG. 1, the connecting rods 39 and 57 are located on the front side of the drawing with respect to the connecting rods 41 and 55. Therefore, the pistons 35 and 53 connected to the connecting rods 39 and 57 are shifted from the pistons 37 and 51 connected to the connecting rods 41 and 55 so as to be on the front side in FIG.

このように構成した回転・往復動装置では、互いに同一平面Ｐ上に運動軌跡面が位置する各コネクティングロッド３９，５７の大端部３９ａ，５７ａが、ピストン３５，５３の上死点に対し共に９０度もしくは２７０度の位置にあるときに、小端部３９ｂ，５７ｂが互いに対称的に同一方向に移動するよう設定している。 In the rotary / reciprocating device configured as described above, the large end portions 39a, 57a of the connecting rods 39, 57, whose movement locus planes are located on the same plane P, are both in relation to the top dead center of the pistons 35, 53. When the position is 90 degrees or 270 degrees, the small end portions 39b and 57b are set so as to move symmetrically in the same direction.

すなわち、図１の状態から矢印Ａ，Ｂで示すように各クランク軸３，５が互いに逆方向に回転すると、ピストン３５とピストン５３は、いずれも下死点に向かって互いに接近する方向に対称的に移動する。 That is, when the crankshafts 3 and 5 rotate in opposite directions as indicated by arrows A and B from the state of FIG. 1, both the piston 35 and the piston 53 are symmetrical in the direction of approaching each other toward the bottom dead center. Move on.

同様にして、互いに同一平面Ｑ上に運動軌跡面が位置する各コネクティングロッド４１，５５の大端部４１ａ，５５ａが、ピストン３７，５１の上死点に対し９０度もしくは２７０度の位置にあるときに、小端部４１ｂ，５５ｂが互いに対称的に同一方向に移動するよう設定している。 Similarly, the large end portions 41a and 55a of the connecting rods 41 and 55 whose motion locus planes are located on the same plane Q are located at 90 degrees or 270 degrees with respect to the top dead center of the pistons 37 and 51, respectively. Sometimes, the small end portions 41b and 55b are set so as to move symmetrically in the same direction.

すなわち、図１の状態から矢印Ａ，Ｂで示すように各クランク軸３，５が互いに逆方向に回転すると、ピストン３７とピストン５１は、いずれも下死点に向かって互いに接近する方向に対称的に移動する。 That is, when the crankshafts 3 and 5 rotate in opposite directions as indicated by arrows A and B from the state of FIG. 1, both the piston 37 and the piston 51 are symmetrical in the direction approaching each other toward the bottom dead center. Move on.

つまり、本実施形態では、クランク軸３に設けたピストン３５，３７と、クランク軸５に設けたピストン５１，５３とは、互いに対称的に往復移動を行う。 That is, in this embodiment, the pistons 35 and 37 provided on the crankshaft 3 and the pistons 51 and 53 provided on the crankshaft 5 reciprocate symmetrically.

なお、図１では、一例として、コネクティングロッド３９，５７の大端部３９ａ，５７ａが、ピストン３５，５３の上死点に対し共に９０度の位置にある状態を示し、コネクティングロッド４１，５５の大端部４１ａ，５５ａが、ピストン３７，５１の上死点に対し９０度の位置にある状態を示している。 In FIG. 1, as an example, the large end portions 39 a and 57 a of the connecting rods 39 and 57 are both 90 degrees with respect to the top dead center of the pistons 35 and 53, and the connecting rods 41 and 55 The large end portions 41a and 55a are in a state at 90 degrees with respect to the top dead center of the pistons 37 and 51.

ところで、ピストンを対向配置したクランク機構の残留不釣合い力は、クランク軸方向に一定距離ずれたコネクティングロッドの小端部とピストンの往復動による垂直軸（クランク軸に直交する図１中で上下方向の軸）回りのモーメントと、ピストンに掛かる圧力変化に起因するクランク軸回りのモーメントであるが、本実施形態では、２本のクランク軸３，５を互いに逆方向に回転させているので、２本のクランク軸３，５のクランク軸回りのモーメントを相殺し、振動を抑えることができる。 By the way, the residual unbalance force of the crank mechanism in which the pistons are opposed to each other is determined by the vertical axis (vertical direction in FIG. ) And the moment around the crankshaft due to the change in pressure applied to the piston. In this embodiment, the two crankshafts 3 and 5 are rotated in opposite directions. The moments of the crankshafts 3 and 5 around the crankshaft can be canceled and vibration can be suppressed.

また、クランク軸３側における一方側のコネクティングロッド３９の運動軌跡面と、クランク軸５側における他方側のコネクティングロッド５７の運動軌跡面とが、クランク軸３，５に直交する同一平面Ｐ上に位置して、これら各コネクティングロッド３９，５７に連結するピストン３５，５３が互いに同一方向（図１中での移動方向としては互いに逆方向）、つまりピストン３５が上死点に向かうときにはピストン５３も上死点に向かうように互いに対称的に移動するので、ピストン３５，５３の移動による前記した垂直軸回りのモーメントは相殺され、振動を抑えることができる。 Further, the movement locus surface of the one connecting rod 39 on the crankshaft 3 side and the movement locus surface of the other connecting rod 57 on the crankshaft 5 side are on the same plane P orthogonal to the crankshafts 3 and 5. The pistons 35, 53 connected to the connecting rods 39, 57 are positioned in the same direction (the movement directions in FIG. 1 are opposite to each other), that is, when the piston 35 goes to the top dead center, Since they move symmetrically toward the top dead center, the moments around the vertical axis due to the movement of the pistons 35 and 53 are canceled out, and vibration can be suppressed.

同様にして、クランク軸３側における他方側のコネクティングロッド４１の運動軌跡面と、クランク軸５側における一方側のコネクティングロッド５５の運動軌跡面とが、クランク軸３，５に直交する同一平面Ｑ上に位置して、これら各コネクティングロッド４１，５５に連結するピストン３７，５１が互いに同一方向（図１中での移動方向としては互いに逆方向）、つまりピストン３７が上死点に向かうときにはピストン５１も上死点に向かうように移動するので、ピストン３５，５３の移動による前記した垂直軸回りのモーメントは相殺され、振動を抑えることができる。 Similarly, the movement trajectory surface of the other connecting rod 41 on the crankshaft 3 side and the motion trajectory surface of the one connecting rod 55 on the crankshaft 5 side are the same plane Q orthogonal to the crankshafts 3 and 5. When the pistons 37 and 51 connected to the connecting rods 41 and 55 are positioned in the same direction (the movement directions in FIG. 1 are opposite to each other), that is, when the piston 37 goes to the top dead center, Since 51 also moves toward the top dead center, the moment around the vertical axis due to the movement of the pistons 35 and 53 is canceled out and vibrations can be suppressed.

このように、本実施形態では、クランク機構における残留不釣合い力を解消して振動を効果的に抑制することができる。 Thus, in this embodiment, the residual unbalance force in the crank mechanism can be eliminated and vibration can be effectively suppressed.

また、下部のクランク軸３にモータ１を連結しているが、一方上部のクランク軸５にはフライホイール３３を設けて上下のクランク軸３，５で慣性モーメントのバランスをとっているので、振動抑制効果がさらに向上する。 The motor 1 is connected to the lower crankshaft 3, while the upper crankshaft 5 is provided with a flywheel 33 to balance the moment of inertia between the upper and lower crankshafts 3, 5. The suppression effect is further improved.

図３，図４は、本発明の第２の実施形態を示す、前記図１，図２に対応する断面図である。第２の実施形態は、２本のクランク軸３，５相互間では、クランク軸３側における図３中で左側の一方側のコネクティングロッド３９の運動軌跡面と、クランク軸５側における図３中で左側の一方側のコネクティングロッド５５の運動軌跡面とが、クランク軸３，５に直交する図３中で紙面に平行な同一平面Ｒ上となるよう設定している。 3 and 4 are cross-sectional views corresponding to FIGS. 1 and 2, showing a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, between the two crankshafts 3 and 5, the movement locus surface of the connecting rod 39 on the left side in FIG. 3 on the crankshaft 3 side and the crankshaft 5 side in FIG. The movement locus plane of the left connecting rod 55 is set to be on the same plane R parallel to the paper surface in FIG. 3 orthogonal to the crankshafts 3 and 5.

同様にして、２本のクランク軸３，５相互間では、クランク軸３側における図３中で右側の他方側のコネクティングロッド４１の運動軌跡面と、クランク軸５側における図３中で右側の他方側のコネクティングロッド５７の運動軌跡面とが、クランク軸３，５に直交する図３中で紙面に平行な同一平面Ｓ上となるよう設定している。 Similarly, between the two crankshafts 3 and 5, the movement locus surface of the connecting rod 41 on the other side on the right side in FIG. 3 on the crankshaft 3 side and the right side in FIG. The movement locus plane of the other connecting rod 57 is set to be on the same plane S parallel to the paper surface in FIG. 3 orthogonal to the crankshafts 3 and 5.

なお、図３では、コネクティングロッド３９，５５がコネクティングロッド４１，５７に対して紙面裏側に位置している。したがって、上記コネクティングロッド３９，５５に連結されるピストン３５，５１は、コネクティングロッド４１，５７に連結されるピストン３７，５３に対し、図３中で紙面裏側となるようずれた位置となる。 In FIG. 3, the connecting rods 39 and 55 are located on the back side of the drawing with respect to the connecting rods 41 and 57. Accordingly, the pistons 35 and 51 connected to the connecting rods 39 and 55 are displaced from the pistons 37 and 53 connected to the connecting rods 41 and 57 so as to be on the back side of the drawing in FIG.

このように構成した回転・往復動装置では、互いに同一平面Ｒ上に運動軌跡面が位置する各コネクティングロッド３９，５５の大端部３９ａ，５５ａが、ピストン３５，５１の上死点に対し共に９０度もしくは２７０度の位置にあるときに、小端部３９ｂ，５５ｂが互いに逆方向に移動するよう設定している。 In the rotating / reciprocating device configured as described above, the large end portions 39a, 55a of the connecting rods 39, 55, whose motion locus surfaces are located on the same plane R, are both in relation to the top dead center of the pistons 35, 51. The small end portions 39b and 55b are set so as to move in opposite directions when they are at 90 ° or 270 ° positions.

すなわち、図３の状態から矢印Ａ，Ｂで示すように各クランク軸３，５が互いに逆方向に回転すると、ピストン３５は上死点に向かう一方、ピストン５１は下死点に向かって移動する。 That is, when the crankshafts 3 and 5 rotate in opposite directions as indicated by arrows A and B from the state of FIG. 3, the piston 35 moves toward the top dead center while the piston 51 moves toward the bottom dead center. .

同様にして、互いに同一平面Ｓ上に運動軌跡面が位置する各コネクティングロッド４１，５７の大端部４１ａ，５７ａが、ピストン３７，５３の上死点に対し９０度もしくは２７０度の位置にあるときに、小端部４１ｂ，５７ｂが互いに逆方向に移動するよう設定している。 Similarly, the large end portions 41a and 57a of the connecting rods 41 and 57 whose movement locus planes are located on the same plane S are located at 90 degrees or 270 degrees with respect to the top dead center of the pistons 37 and 53. Sometimes, the small end portions 41b and 57b are set to move in opposite directions.

すなわち、図３の状態から矢印Ａ，Ｂで示すように各クランク軸３，５が互いに逆方向に回転すると、ピストン３７は上死点に向かう一方、ピストン５３は下死点に向かって移動する。 That is, when the crankshafts 3 and 5 rotate in opposite directions as indicated by arrows A and B from the state of FIG. 3, the piston 37 moves toward the top dead center while the piston 53 moves toward the bottom dead center. .

つまり、本実施形態では、クランク軸３に設けたピストン３５，３７と、クランク軸５に設けたピストン５１，５３とは、一方が上死点に向かうときに他方が下死点に向かうように、互いに逆方向の運動を行うことになる。 That is, in this embodiment, the pistons 35 and 37 provided on the crankshaft 3 and the pistons 51 and 53 provided on the crankshaft 5 are arranged such that when one goes to the top dead center, the other goes to the bottom dead center. , They will move in opposite directions.

なお、図３では、図１と同様に一例として、コネクティングロッド３９，４１の大端部３９ａ，４１ａが、ピストン３５，３７の上死点に対し２７０度の位置にある状態を示し、コネクティングロッド５５，５７の大端部５５ａ，５７ａが、ピストン５１，５３の上死点に対し９０度の位置にある状態を示している。 3 shows a state in which the large end portions 39a and 41a of the connecting rods 39 and 41 are at a position of 270 degrees with respect to the top dead center of the pistons 35 and 37, as an example, as in FIG. The large end parts 55a and 57a of 55 and 57 have shown the state which exists in the position of 90 degree | times with respect to the top dead center of piston 51,53.

この実施形態においても、第１の実施形態と同様に、２本のクランク軸３，５を互いに逆方向に回転させているので、２本のクランク軸３，５のクランク軸回りのモーメントを相殺し、振動を抑えることができる。 Also in this embodiment, since the two crankshafts 3 and 5 are rotated in opposite directions as in the first embodiment, the moments around the crankshaft of the two crankshafts 3 and 5 are canceled out. And vibration can be suppressed.

また、クランク軸３側における一方側のコネクティングロッド３９の運動軌跡面と、クランク軸５側における一方側のコネクティングロッド５５の運動軌跡面とが、クランク軸３，５に直交する同一平面Ｒ上に位置して、これら各コネクティングロッド３９，５５に連結するピストン３５，５１が互いに逆方向、つまりピストン３５が上死点に向かうときにはピストン５１が下死点に向かうように移動するので、コネクティングロッド３９，５５の移動によるモーメントは相殺され、振動を抑えることができる。 Further, the movement locus surface of the one connecting rod 39 on the crankshaft 3 side and the movement locus surface of the one connecting rod 55 on the crankshaft 5 side are on the same plane R perpendicular to the crankshafts 3 and 5. Since the pistons 35 and 51 connected to the connecting rods 39 and 55 are positioned in opposite directions, that is, when the piston 35 moves toward the top dead center, the piston 51 moves toward the bottom dead center. , 55 are canceled out and vibrations can be suppressed.

同様にして、クランク軸３側における他方側のコネクティングロッド４１の運動軌跡面と、クランク軸５側における他方側のコネクティングロッド５７の運動軌跡面とが、クランク軸３，５に直交する同一平面Ｓ上に位置して、これら各コネクティングロッド４１，５７に連結するピストン３７，５３が互いに逆方向、つまりピストン３７が上死点に向かうときにはピストン５１が下死点に向かうように移動するので、コネクティングロッド４１，５７の移動によるモーメントは相殺され、振動を抑えることができる。 Similarly, the movement locus surface of the other connecting rod 41 on the crankshaft 3 side and the movement locus surface of the other connecting rod 57 on the crankshaft 5 side are the same plane S perpendicular to the crankshafts 3 and 5. Since the pistons 37 and 53 connected to the connecting rods 41 and 57 are positioned in the opposite directions, that is, when the piston 37 moves toward the top dead center, the piston 51 moves toward the bottom dead center. Moments due to movement of the rods 41 and 57 are canceled out, and vibration can be suppressed.

このように、本実施形態においても、クランク機構における残留不釣合い力を解消して振動を効果的に抑制することができる。 Thus, also in this embodiment, the residual unbalance force in the crank mechanism can be eliminated and vibration can be effectively suppressed.

また、前記した各実施形態では、２本のクランク軸３，５相互を連結機構であるギア２９，３１で互いに連結し、この連結機構を備えた動力伝達機構部と、コネクティングロッド３９，４１および５５，５７を備える回転往復機構部とを、隔壁１３を隔てて互いに密閉状態としてクランクケース７内に収容している。 In each of the above-described embodiments, the two crankshafts 3 and 5 are connected to each other by gears 29 and 31 that are connecting mechanisms, and a power transmission mechanism unit including the connecting mechanism, connecting rods 39 and 41, and The rotary reciprocating mechanism having 55 and 57 is housed in the crankcase 7 in a sealed state with the partition wall 13 therebetween.

このため、ギア室１１内に潤滑油を収納してギア２９，３１を潤滑しつつ、この潤滑油のクランク室９への浸入を防止でき、したがって、例えば汚れを嫌うクリーンなガスを圧縮するコンプレッサに好適に利用できる。 For this reason, the lubricating oil is stored in the gear chamber 11 to lubricate the gears 29 and 31, and the lubricating oil can be prevented from entering the crank chamber 9. Therefore, for example, a compressor that compresses clean gas that does not like dirt. Can be suitably used.

なお、上記した各実施形態では、連結機構としてギア２９，３１を使用したが、チェーンによってクランク軸３，５相互を連結してもよい。ただしこの場合には、クランク軸３，５を互いに逆方向に回転させるための機構が別途必要となる。 In each of the above-described embodiments, the gears 29 and 31 are used as the connecting mechanism, but the crankshafts 3 and 5 may be connected to each other by a chain. However, in this case, a separate mechanism for rotating the crankshafts 3 and 5 in opposite directions is required.

また、上記したチェーンに代えてタイミングベルトを使用してもよい。この場合には、潤滑油は不要となる。 Further, a timing belt may be used in place of the above-described chain. In this case, no lubricating oil is required.

さらに、上記各実施形態では、各クランク軸３および５に１組ずつのピストン３５，３７および５１，５３を設けたが、２組ずつ以上設けてもよい。 Further, in each of the above embodiments, one set of pistons 35, 37 and 51, 53 is provided for each crankshaft 3 and 5, but two or more sets may be provided.

また、上記各実施形態では、回転・往復動装置として、モータ１の駆動によりピストン３５，３７および５１，５３を往復動させるコンプレッサを例示したが、クランク軸３，５を出力側として回転させるエンジンにも適用することができる。 In each of the above embodiments, the compressor that reciprocates the pistons 35, 37 and 51, 53 by driving the motor 1 is exemplified as the rotation / reciprocation device. However, the engine that rotates the crankshafts 3, 5 as the output side. It can also be applied to.

本発明の第１の施形態に係わる回転・往復動装置のクランク機構部における縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view in the crank mechanism part of the rotation / reciprocation device concerning the 1st Embodiment of this invention. 図１のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 本発明の第２の施形態に係わる、図１に対応する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view corresponding to FIG. 1 concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の施形態に係わる、図２に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 2 concerning the 2nd Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

３一方のクランク軸
５他方のクランク軸
７クランクケース（ケース）
２９，３１ギア（連結機構）
３５，３７一方のクランク軸に設けた１組のピストン
３９一方のクランク軸に設けた一方側のコネクティングロッド
４１一方のクランク軸に設けた他方側のコネクティングロッド
５１，５３他方のクランク軸に設けた１組のピストン
５５他方のクランク軸に設けた一方側のコネクティングロッド
５７他方のクランク軸に設けた他方側のコネクティングロッド
Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ同一平面 3 One crankshaft 5 The other crankshaft 7 Crankcase (case)
29, 31 Gear (connection mechanism)
35, 37 One set of pistons provided on one crankshaft 39 One connecting rod provided on one crankshaft 41 Other connecting rod provided on one crankshaft 51, 53 Provided on the other crankshaft One set of pistons 55 One connecting rod provided on the other crankshaft 57 The other connecting rod provided on the other crankshaft P, Q, R, S Coplanar

Claims

In a rotary / reciprocating device configured by connecting a rotatable crankshaft and a reciprocating piston with a connecting rod, two crankshafts arranged in parallel with each other are in opposite directions and in a one-to-one rotation ratio. Connected to rotate, and at least one pair of pistons that reciprocate opposite to each other is connected to the two crankshafts via a connecting rod in a direction perpendicular to the direction in which the two crankshafts are arranged. Rotation / reciprocation characterized in that the movement locus planes of the connecting rods connected to the two crankshafts are set on the same plane perpendicular to the crankshaft between the two crankshafts. Moving device.

The movement trajectory surface of the connecting rod on one side of the one set of pistons on one crankshaft of the two crankshafts and the motion trajectory surface of the connecting rod on the other side of the one set of pistons on the other crankshaft. Are set on the same plane perpendicular to the crankshaft, the movement locus surface of the connecting rod on the other side of the one set of pistons on the one crankshaft, and the one set on the other crankshaft 2. The rotating / reciprocating device according to claim 1, wherein a movement locus surface of the connecting rod on one side of the piston is arranged on the same plane in a direction perpendicular to the crankshaft.

Pistons are identical to each other when the large ends of the two connecting rods in which the movement locus planes of the connecting rods are set on the same plane perpendicular to the crankshaft are at 90 ° or 270 ° with respect to the piston top dead center. The stroke positions of the connecting rods are set so that the movement locus planes are on the same plane in this set state, and the small ends of the connecting rods are set to move symmetrically in the same direction. 2. A rotating / reciprocating device according to 2.

The movement trajectory surface of the connecting rod on one side of the one set of pistons on one crankshaft of the two crankshafts and the motion trajectory surface of the connecting rod on one side of the one set of pistons on the other crankshaft Are set on the same plane perpendicular to the crankshaft, the movement locus surface of the connecting rod on the other side of the one set of pistons on the one crankshaft, and the one set on the other crankshaft 2. The rotating / reciprocating device according to claim 1, wherein a movement locus surface of the connecting rod on the other side of the piston is arranged on the same plane in a direction orthogonal to the crankshaft.

Pistons are identical to each other at the positions where the large ends of the two connecting rods in which the movement trajectory planes of the connecting rods are set on the same plane perpendicular to the crankshaft are at 90 ° or 270 ° with respect to the piston top dead center. 5. The stroke position is set to be set, and in this set state, the small end portions of the connecting rods having the movement locus plane on the same plane are set to move asymmetrically in opposite directions. Rotating / reciprocating device described in 1.