JP2016079816A - Cylinder device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シャフトの回転運動とシリンダ内のピストンの直線往復運動を相互に変換可能なシリンダ装置、より具体的には圧縮機、真空ポンプなど様々な駆動装置に適用可能なシリンダ装置に関する。 The present invention relates to a cylinder device that can mutually convert a rotational motion of a shaft and a linear reciprocating motion of a piston in a cylinder, and more specifically to a cylinder device that can be applied to various drive devices such as a compressor and a vacuum pump.
本件出願人は、シャフトを中心に回転する第一クランク軸を中心として連繋する偏心カムに相対回転可能に組み付けられてシリンダ内を直線往復運動するピストン組の機械的な損失を可及的に低減することで、省エネルギー化を実現した小型のロータリ式シリンダ装置を提案した。 The applicant of the present application reduces as much as possible the mechanical loss of the piston assembly that is reciprocally mounted in an eccentric cam that is linked to the first crankshaft that rotates about the shaft and that linearly reciprocates in the cylinder. By doing so, we proposed a small rotary cylinder device that realized energy saving.
具体的には、シャフトを中心に第一クランク軸が回転し、当該第一クランク軸を中心に偏心カムが相対的に回転することで、当該偏心カムに交差して相対回転可能に組み付けられた複数のピストン組がシャフトを中心とする第二仮想クランク軸の半径2rの転がり円の径方向(内サイクロイドの軌跡)に沿った直線往復運動を行う(特許文献1参照)。これにより各ピストン組の機械的な損失を可及的に低減し、省エネルギー化を実現することができる。 Specifically, the first crankshaft rotates around the shaft, and the eccentric cam rotates relative to the first crankshaft so that the eccentric cam intersects the eccentric cam and is assembled to be relatively rotatable. A plurality of piston groups perform linear reciprocating motion along the radial direction (trajectory of the inner cycloid) of a rolling circle having a radius 2r of the second virtual crankshaft centered on the shaft (see Patent Document 1). Thereby, the mechanical loss of each piston group can be reduced as much as possible, and energy saving can be realized.
上記シリンダ装置において、シャフト(入出力軸)は本体ケースに回転可能に軸支されている。本体ケース内には、第一クランク軸の両端に挿入組み付けられた第一,第二バランスウェイト、第一クランク軸を中心に相対回転可能な偏心カムと該偏心カムに軸受を介して組み付けられた第一ピストン組及び第二ピストン組が収容されている。本体ケースは、軸方向に第一本体ケースと第二本体ケースに分割されて形成される。シリンダは第一及び第二本体ケースに挟み込まれて側面に組み付けられる。第一本体ケースと第二本体ケースとは、ボルトにより四隅をねじ嵌合させて一体に組み付けられている。 In the cylinder device, the shaft (input / output shaft) is rotatably supported by the main body case. In the main body case, first and second balance weights inserted and assembled at both ends of the first crankshaft, an eccentric cam relatively rotatable around the first crankshaft, and the eccentric cam assembled through a bearing A first piston set and a second piston set are accommodated. The main body case is divided into a first main body case and a second main body case in the axial direction. The cylinder is sandwiched between the first and second body cases and assembled to the side surface. The first body case and the second body case are assembled together by screwing four corners with bolts.
上述した特許文献1のロータリ式シリンダ装置において、本体ケースが軸方向に第一本体ケースと第二本体ケースに分割形成されているため、加工精度に誤差が生じると、分割されたつなぎ目部分に段差が生ずるおそれがある。これを防ぐため、第一本体ケースと第二本体ケースに相当するダイカスト部品どうしを位置合わせして同時加工を行う必要があり、加工コストが嵩む。
また、本体ケースにはピストン組が往復動するシリンダが対向側面に組み付けられるため、組立精度の低下により所期の性能が発揮できなくなるおそれがある。本体ケース内には第一クランク軸の両端に挿入組み付けられた第一,第二バランスウェイト、第一クランク軸を中心に相対回転可能な偏心カムと該偏心カムに軸受を介して組み付けられた第一ピストン組及び第二ピストン組が収容されるため、これらとシリンダとの位置合わせやシリンダと本体ケースとの位置合わせに手間取り、組立性が低下するおそれもある。
さらには、全ての構成部品に専らダイカスト部品を用いて組み立てるとすれば、加工誤差に起因する組立誤差となって品質や性能が低下し、製造コストが高騰するおそれもあった。
In the rotary cylinder device of
In addition, since the cylinder in which the piston assembly reciprocates is assembled to the opposite side surface in the main body case, there is a risk that the expected performance cannot be exhibited due to a decrease in assembly accuracy. In the main body case, first and second balance weights inserted and assembled at both ends of the first crankshaft, an eccentric cam relatively rotatable about the first crankshaft, and a first cam assembled through a bearing to the eccentric cam Since the one piston group and the second piston group are accommodated, it takes time to align these and the cylinder and between the cylinder and the main body case, and there is a possibility that the assemblability may be reduced.
Furthermore, if all component parts are assembled exclusively using die-cast parts, assembly errors due to processing errors may result in quality and performance degradation, and manufacturing costs may increase.
本発明の目的は、ケース体の組立性を改善し、かつ部品の加工誤差が組み付け誤差に反映され難くコストダウンを図ったシリンダ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cylinder device that improves the assemblability of a case body and reduces costs because a machining error of parts is not easily reflected in an assembly error.
上記目的を達成するため本発明は次の構成を有する。
シャフトを回転可能に軸支するケース体に収容され、前記シャフトを中心にクランク軸が回転することで当該クランク軸を中心に偏心カムが相対的に回転し、前記偏心カムに交差して組み付けられた前記複数のピストン組が相対的に回転しながら内サイクロイドの軌跡に沿ってシリンダ内で直線往復運動を行うシリンダ装置であって、前記ケース体は、前記シャフトを回転可能に各々軸支する一対の板状ハウジング部材が複数の支柱を介して軸方向で対向して組み付けられたハウジング構造体に、前記シリンダを側壁面に直交するように一体に保持する側壁部材が前記支柱をガイドとして前記一対の板状ハウジング部材の側面に各々組み付けられてなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
The shaft is housed in a case body that rotatably supports the shaft, and when the crankshaft rotates about the shaft, the eccentric cam relatively rotates about the crankshaft and is assembled to intersect the eccentric cam. A cylinder device that performs linear reciprocating motion in a cylinder along a trajectory of an inner cycloid while the plurality of piston groups rotate relatively, wherein the case body is a pair that rotatably supports the shaft. A side wall member that integrally holds the cylinder so as to be orthogonal to the side wall surface is mounted on the housing structure in which the plate-shaped housing members are assembled to face each other in the axial direction via a plurality of columns. Each of the plate-like housing members is assembled to each side surface.
ケース体は、一対の板状ハウジング部材どうしが支柱を介して軸方向で対向して組み付けられたハウジング構造体を備えているので、ケース体を構成する部品どうしの加工誤差が組立精度に影響され難く、シリンダを側壁面に直交するように一体に保持する側壁部材が支柱をガイドとして一対の板状ハウジング部材の側面に各々組み付けられるので、シリンダのピストン組に対する組み付け精度も維持できる。
また、ハウジング構造体に、シャフトを回転可能に軸支すると共に当該シャフトを中心としてクランク軸、当該クランク軸を中心に相対的に回転する偏心カム、偏心カムに交差して相対回転可能に組み付けられる複数のピストン組を位置決めした状態でシリンダを保持する側壁部材が側方から各々組み付けられるので、ケース体の組立性がよい。
Since the case body has a housing structure in which a pair of plate-like housing members are assembled to face each other in the axial direction via a support column, processing errors between components constituting the case body are affected by assembly accuracy. It is difficult, and the side wall members that integrally hold the cylinder so as to be orthogonal to the side wall surfaces are each assembled to the side surfaces of the pair of plate-like housing members using the support as a guide, so that the assembly accuracy of the cylinder with respect to the piston assembly can be maintained.
Further, the shaft is rotatably supported on the housing structure, the crankshaft is centered on the shaft, the eccentric cam is relatively rotated about the crankshaft, and the eccentric cam is assembled so as to be relatively rotatable. Since the side wall members that hold the cylinder in a state where the plurality of piston groups are positioned are assembled from the side, the assembly of the case body is good.
前記一対の矩形板状ハウジング部材の対向面側の四隅に設けられたねじ孔に、前記支柱の端面に形成されたねじ孔が連通するように各々突き当てられ、各ハウジング部材の反対面側から連通するねじ孔にボルトをねじ嵌合させて組み付けられることが好ましい。これにより、各支柱は一対の矩形板状ハウジング部材間に対向面に起立するようにねじ止めされるため、支柱どうしの平行度や、支柱と板状ハウジング部材との直交度を維持して組み付けられる。よって、ハウジング構造体に対してシャフトを中心として組み付けられるピストンユニット(クランク軸や当該クランク軸を中心に相対的に回転する偏心カム、偏心カムに交差して相対回転可能に組み付けられる複数のピストン組)を精度よく位置決めすることができ、この状態でシリンダを保持する側壁部材を両側の支柱をガイドとして位置精度よく組み付けることができる。 The screw holes formed at the four corners on the opposing surface side of the pair of rectangular plate-shaped housing members are respectively abutted so that the screw holes formed on the end surfaces of the support columns communicate with each other, and from the opposite surface side of each housing member It is preferable that a bolt is screwed into the communicating screw hole and assembled. As a result, each column is screwed to stand between the pair of rectangular plate-shaped housing members so as to stand on the opposite surface, so that the columns are assembled while maintaining the parallelism between the columns and the orthogonality between the columns and the plate-shaped housing member. It is done. Therefore, a piston unit that is assembled to the housing structure around the shaft (a crankshaft, an eccentric cam that rotates relative to the crankshaft, and a plurality of piston sets that are assembled so as to be able to rotate relative to the eccentric cam. ) Can be positioned with high accuracy, and the side wall member that holds the cylinder in this state can be assembled with the support posts on both sides as guides.
前記側壁部材と一体に組み付けられる各シリンダの開口を閉止するシリンダヘッド部は、モールド部材とプレス成形された金属製ヘッドプレートとを重ね合せて前記一対の板状ハウジング部材の側面に突き当てられて各々組み付けられるハイブリッド構造を有していることが好ましい。
このようにシリンダを側壁面に直交するように保持する側壁部材と板状ハウジング部材の側面との平行度が維持されて組み付けられているので、シリンダヘッド部をシリンダの軸線に対して直交するように精度よく組み付けることができる。
また、全ての構成部品に専らダイカスト部品を用いて組み立てる場合に比べて、部品加工誤差に起因する組立誤差となって品質や性能が低下することがなく、製造コストも低減して量産に適した構造にすることができる。
The cylinder head portion that closes the opening of each cylinder assembled integrally with the side wall member is abutted against the side surfaces of the pair of plate-like housing members by overlapping the mold member and the press-formed metal head plate. It is preferable that each has a hybrid structure to be assembled.
Since the parallelism between the side wall member that holds the cylinder so as to be orthogonal to the side wall surface and the side surface of the plate-like housing member is maintained in this way, the cylinder head portion is orthogonal to the cylinder axis. Can be assembled with high precision.
Compared to the case where all the components are assembled exclusively using die-cast parts, the assembly error caused by parts processing error does not deteriorate the quality and performance, and the manufacturing cost is reduced, making it suitable for mass production. Can be structured.
前記ケース体内には、前記クランク軸と、第一シャフトと前記クランク軸の一端部が挿入組み付けられる第一バランスウェイトと、第二シャフトと前記クランク軸の他端部が挿入組み付けられる第二バランスウェイトと、前記クランク軸を中心として相対的に回転可能に組み付けられる前記偏心カムと、前記偏心カムに交差して相対的に回転可能に組み付けられる第一,第二ピストン組とを含むピストンユニットが収容されていてもよい。
これによりシャフトを中心としてピストンユニットの構成部品をケース体内に精度よく組み付けて、低振動かつ低コストで量産に適したシリンダ装置を提供することができる。
In the case body, the crankshaft, a first balance weight in which one end portion of the crankshaft is inserted and assembled, and a second balance weight in which the second shaft and the other end portion of the crankshaft are inserted and assembled. And a piston unit including the eccentric cam that is assembled to be relatively rotatable about the crankshaft, and first and second piston groups that are assembled to be relatively rotatable so as to intersect the eccentric cam. May be.
As a result, it is possible to provide a cylinder device suitable for mass production with low vibration and low cost by accurately assembling the components of the piston unit around the shaft in the case body.
本発明に係るシリンダ装置を用いれば、ケース体の組立性を改善し、かつ部品の加工誤差が組み付け誤差に反映され難くコストダウンを図ったシリンダ装置を提供することができる。 By using the cylinder device according to the present invention, it is possible to provide a cylinder device that improves the assembling property of the case body, and that the machining error of parts is hardly reflected in the assembling error, thereby reducing the cost.
以下、発明を実施するための一実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図1乃至図6を参照して一例として圧縮機、酸素濃縮装置等にポンプとして用いられるシリンダ装置を中心として説明する。シリンダ装置は、シリンダに対するピストンの直線往復運動とシャフトの回転運動とが相互に変換されて出力される装置を想定している。 Hereinafter, an embodiment for carrying out the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, a cylinder device used as a pump for a compressor, an oxygen concentrator or the like will be mainly described with reference to FIGS. The cylinder device is assumed to be a device in which the linear reciprocating motion of the piston relative to the cylinder and the rotational motion of the shaft are mutually converted and output.
以下の説明では、仮想クランクアームとは、シャフトとクランク軸の軸芯間を連結する部位を言い、部品単体でクランクアームが存在しなくても構造上クランクアームの存在が認められるものを言う。また、仮想クランク軸とは、機構上のクランク軸が存在しなくとも回転中心となる軸芯の存在が仮想上認められるクランク軸を言う。また、ピストン組とは、ピストン単体のピストンヘッド部にシールカップ及びシールカップ押さえ部材やピストンリングなどのシール材が一体に組み付けられたものを言う。 In the following description, the virtual crank arm refers to a portion that connects between the shaft and the axis of the crankshaft, and refers to a component that can be structurally recognized even if there is no crank arm as a single component. The virtual crankshaft is a crankshaft in which the existence of an axis serving as the center of rotation is virtually recognized even when no crankshaft on the mechanism is present. Further, the piston assembly means that a seal member such as a seal cup, a seal cup pressing member, and a piston ring is integrally assembled to a piston head portion of a single piston.
図1において、ケース体1は、一対の板状ハウジング部材2,2が支柱4(図2参照)により軸方向で対向して組み付けられたハウジング構造体5(図7参照)に、シリンダ7を保持する側壁部材6が支柱4をガイドとして板状ハウジング部材2,2の側面に各々組み付けられてなる。一対の板状ハウジング部材2,2の側面には、吐出用管継手2g、吸込み用管継手2hが各々2組ずつ接続されている。
In FIG. 1, a
具体的には、図2に示すように、一対の矩形板状ハウジング部材2,2の対向面側の四隅に設けられたねじ孔2aに4本の支柱4の両端面4aに形成されたねじ孔4bが連通するように各々突き当てられ、各ハウジング部材2,2の反対面側から連通するねじ孔2a,4bに固定ボルト8を各々ねじ嵌合させて組み付けられる。固定ボルト8は、支柱4が一対の矩形板状ハウジング部材2,2の対向面に各々突き当てられて各ハウジング部材2,2の反対面側(外側)から連通するねじ孔2a,4bにねじ嵌合させて組み付けられる。これにより、一対の板状ハウジング部材2,2が支柱4を介して軸方向で対向して組み付けられたハウジング構造体5が形成される(図7参照)。
Specifically, as shown in FIG. 2, screws formed on both
図2に示すように、一対の板状ハウジング部材2,2は、アルミ鋳造部品が用いられる。一対の板状ハウジング部材2,2の中央部にはシャフト10a,10b(図3参照)を挿通する貫通孔2b,2bが各々形成されている。貫通孔2b,2bの周囲には、シャフト10a,10b(図3参照)を回転可能に軸支する軸受11(ボールベアリング)が各々組み付けられる。また、一対の板状ハウジング部材2,2の対向面には、流体(例えばエア)の吸込み流路若しくは吐出流路を形成する空間部2c,2cが形成されており、これらの周囲に環状シール材(Oリング)2d,2dが嵌め込まれる。空間部2c,2cは閉止板12を重ね合わせてねじ13により固定することで、密閉空間が形成される。この密閉空間は、各シリンダ室と連通し、流体の吐出用通路若しくは吸込み用通路として用いられる。
As shown in FIG. 2, aluminum casting parts are used for the pair of plate-
また、図2において、側壁部材6は例えばプレス成形された板金が用いられる。側壁部材6の中央部にはシリンダ挿入孔6aが形成されている。このシリンダ挿入孔6aには、シリンダ7が圧入されて一体に組み付けられる。シリンダ7は、例えばアルミニウム製の押し出し材により筒状に形成される。シリンダ7の開口端側(ケース体外側)の外径は、挿入側(ケース体内側)の外径より大径となるように段部7aが形成されている。この段部7aを側壁部材6の外側面に突き当てるまで圧入することで、シリンダ7が側壁部材6に一体に組み付け保持される。また、シリンダ7の開口端外周に形成される段差部には環状シール材(Oリング)7bが嵌め込まれる。シリンダ開口は、後述するシリンダヘッド部15が組み付けられて閉止される。側壁部材6は、上下に設けられたねじ孔6bを、一対の板状ハウジング部材2,2の側面に形成されたねじ孔2e,2eと位置合わせして、連通するねじ孔6b,2eにねじ14をねじ嵌合させて一体に組み付けられる。
In FIG. 2, for example, a press-molded sheet metal is used for the
図6及び図7において、側壁部材6に組み付けられる各シリンダ7を閉止するシリンダヘッド部15は、モールド部材15aとヘッドプレート15bとを重ね合せて側壁部材6に組み付けられるハイブリッド構造を有している。モールド部材15aは、例えばグラスファイバーなどのフィラーを混入させたPPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂材が用いられる。このPPS樹脂材は、耐熱性、高温特性に優れ、アルミ鋳造品と同等の高い機械的強度を有し、耐薬品性、寸法安定性に優れている。また、ヘッドプレート15bは、例えばプレス成形された板金が用いられる。モールド部材15aには、シリンダ室と連通する吸込み口15c及び吐出口15dが設けられている。吸込み口15cは、吸込み側リード弁15eによって開閉される。また吐出口15dは吐出側リード弁15fによって開閉される。また、モールド部材15aとヘッドプレート15bとの間には、吸込み側流路と吐出側流路をシールするための環状シール材15gが各々設けられている。モールド部材15の四隅には、筒状のボス部が形成されており、ボス部にはねじ孔15hが各々設けられている。また、ヘッドプレート15bの四隅にもねじ孔15iが各々設けられている。モールド部材15aとヘッドプレート15bとは、ねじ孔15h,15iを連通するように重ね合わせて、一対の板状ハウジング部材2の側面に形成されたねじ孔2f,2fに各々位置合わせして、ヘッドプレート15bの外側より固定ねじ15jを4か所に各々ねじ嵌合させることで、シリンダヘッド15がハウジング構造体5に対して一体に組付けられる(図1参照)。
6 and 7, the
図7に示すようにケース体1内には、ピストンユニット16が収容されている。図3において、ピストンユニット16は、クランク軸17と、第一シャフト10aとクランク軸17の一端部が挿入組み付けられる第一バランスウェイト18と、第二シャフト10bとクランク軸17の他端部が挿入組み付けられる第二バランスウェイト19と、クランク軸17を中心として相対的に回転可能に組み付けられる偏心カム20と、偏心カム20に交差して相対的に回転可能に組み付けられる第一,第二ピストン組21,22などが含まれる。
As shown in FIG. 7, a
図4に示すように、シャフトは第一シャフト10aと第二シャフト10bとに分割されている。第一シャフト10aにはスペーサ23を介して第一バランスウェイト18の嵌合孔18aに嵌め込まれる。また、クランク軸17の一端はスペーサ24を介して第一バランスウェイト18の嵌合孔18aに嵌め込まれる。第一シャフト10aとクランク軸17は、嵌合孔18aに挿入されるとDカット面10c,17aどうしが当接する状態で嵌め込まれ、抜け止めピン25により抜け止めされ、かつ締結ボルト26によって、第一シャフト10a、クランク軸17及び第一バランスウェイト18が一体に組付けられる。
As shown in FIG. 4, the shaft is divided into a
第二シャフト10bにはスペーサ23を介して第二バランスウェイト19の嵌合孔19aに嵌め込まれる。また、クランク軸17の他端はスペーサ24を介して第二バランスウェイト19の嵌合孔19aに嵌め込まれる。第二シャフト10bとクランク軸17は、嵌合孔19aに挿入されるとDカット面10d,17aどうしが当接する状態で嵌め込まれ、抜け止めピン25により抜け止めされ、かつ締結ボルト26によって、第二シャフト10b、クランク軸17及び第二バランスウェイト19が一体に組付けられる。スペーサ23,24は、ピストンユニット16のケース体1内の軸方向の位置決めをするために設けられる。第一シャフト10aと第二シャフト10bは、図6に示すように軸受11を介して板状ハウジング部材2,2に回転可能に軸支される。
The
図3において、クランク軸17の両軸端部に各々挿入して組付けられた第一,第二バランスウェイト18,19は、ピストンユニット16に組み付けられる回転部品間の質量バランスをとるために設けられている。尚、第一,第二バランスウェイト18,19は第一シャフト10a,第二シャフト10bと一体に形成されていてもよい。
In FIG. 3, first and
また、図5に示すように、クランク軸17を中心に筒状の偏心カム20が軸受27,27を介して相対的に回転可能に組み付けられる。偏心カム20には後述するように軸受28,28を介して第一ピストン組21及び第二ピストン組22が互いに交差して相対的に回転可能に組み付けられる。
Further, as shown in FIG. 5, a cylindrical
また、偏心カム20は、回転中心となるクランク軸17が挿通する筒孔20aと、該筒孔20aに対して偏心した筒体20b,20bが軸心方向両側に各々連続して形成されている。一対の筒体20b,20bの軸心は、仮想クランク軸と一致するようになっている。偏心カム20は、例えばステンレススチール系の金属材が用いられ、MIM(メタルインジェクションモールド)により一体成形される。また、一対の筒体20b,20bの外周には、軸受28,28が各々組み付けられる。第一,第二ピストン組21,22は、互いに交差したまま軸受28,28を介して偏心カム20に対して相対的に回転可能に組み付けられる。
The
また、図5に示すように、第一、第二ピストン組21,22は、ピストン本体21a,22aの長手方向両端部には、ピストンヘッド部21b,22bが起立形成されている。ピストンヘッド部21b,22bには、リング状のシールカップ21c,22c、シールカップ押さえ部材21d,22dが各々ボルト29より一体に組み付けられる。シールカップ21c,22cは、オイルフリーのシール材(例えば、フッ素系樹脂材(ポリテトラフルオロエチレン)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂材等)が用いられる。ピストン本体21a,22aには金属材(アルミニウム材)が用いられ、耐食性を向上させるため表面処理(陽極酸化皮膜形成)されているのが好ましい。ピストンヘッド部21b,22bは、外周面を覆うシールカップ21c,22cを介して、シリンダ7(図6参照)の内壁面とのシール性を保ちながら摺動するようになっている。
Further, as shown in FIG. 5, in the first and second piston sets 21, 22,
ここで、図2及び図4乃至図7を参照して、シリンダ装置の組立構成の一例を示す。尚、一対の板状ハウジング部材2や4面の側壁部材6やシリンダヘッド部15は共通する構成であるので、分解図の一部が省略されている。
図5に示すように、偏心カム20の筒孔20aに圧入された軸受27,27を介してクランク軸17が嵌め込まれて、当該クランク軸17を中心に偏心カム20が相対的に回転可能に組み付けられる。また、偏心カム20の長手方向両側に設けられた筒体20bの外周面に軸受28,28が嵌め込まれて、当該軸受28,28を介して第一,第二ピストン組21,22が互いに交差したまま組み付けられる。ピストン本体21a,22aの両端に設けられたピストンヘッド部21b,22bには、シールカップ21c,22c及びシールカップ押さえ部材21d,22dがボルト29にて一体に組み付けられる。
Here, an example of the assembly configuration of the cylinder device will be described with reference to FIGS. 2 and 4 to 7. The pair of plate-
As shown in FIG. 5, the
また、図4において、クランク軸17の両端部を、スペーサ24を介して第一,第二バランスウェイト18,19の嵌合孔18a,19aに各々嵌め込む。第一,第二バランスウェイト18,19にスペーサ23を介して第一シャフト10a、第二シャフト10bを嵌合孔18a,19aにクランク軸17のDカット面10c,17a、Dカット面10d,17aどうしが重なり合うように各々嵌め込む。そして、第一,第二バランスウェイト18,19に抜け止めピン25を各々嵌め込み、締結ボルト26をねじ孔に各々ねじ嵌合させて一体に組み付ける。これによりピストンユニット16(図3参照)が組み立てられる。
Further, in FIG. 4, both end portions of the
また、図2に示すように、一対の板状ハウジング部材2,2の貫通孔2b,2bに軸受11を組み付け、環状シール材2dを装着して閉止板12,12をねじ13で固定する。
そして、図6に示すように一方の板状ハウジング部材2に、ピストンユニット16を例えば第二シャフト10bを軸受11に嵌め合わせ、四隅に支柱4を立てて連通するねじ孔2a,4bに固定ボルト8をねじ嵌合させて起立姿勢のまま組み付ける。また、他方の板状ハウジング部材2を第一シャフト10aが軸受11に嵌め合わせて支柱4に位置合わせして載置し、連通するねじ孔2a,4bに固定ボルト8をねじ嵌合させてハウジング構造体5にピストンユニット16を組み付ける(図7参照)。
Further, as shown in FIG. 2, the
Then, as shown in FIG. 6, the
そして、図7に示すように、支柱4を両側ガイドとして、シリンダ7がシリンダ挿入孔6aに圧入された側壁部材6をねじ14にて一対の板状ハウジング部材2,2の側面に組み付ける。尚、シリンダ7と第一,第二ピストン組21,22との位置合わせは、第一シャフト10a若しくは第二シャフト10bを回すことで行なえる。各シリンダ7の開口端には環状シール材7bが装着される。
更に、吸込み側リード弁15e、吐出側リード弁15f及び環状シール材15gが組み付けられたモールド部材15aをシリンダ7に重ね合わせる。また、モールド部材15aにヘッドプレート15bを重ね合わせて、これらに形成されたねじ孔15h,15iを一対の板状ハウジング部材2の側面に形成されたねじ孔2fに各々位置合わせして、ヘッドプレート15bの外側より固定ねじ15jを4か所にねじ嵌合させることでシリンダヘッド15がハウジング構造体5に対して一体に組付けられる。シリンダヘッド15は、ハウジング構造体5に対して4面を囲むように組み付けられる。これにより、ピストンユニット16がケース体1内に収容される(図1参照)。
Then, as shown in FIG. 7, the
Further, the
上述のように組み立てられたシリンダ装置は、第一,第二ピストン組21,22の仮想クランク軸を中心とした第一の静バランス、偏心カム20及び第一,第二ピストン組21,22のクランク軸17を中心とする第二の静バランス及びクランク軸17、偏心カム20及び第一,第二ピストン組21,22の第一,第二シャフト10a,10bを中心とする第三の静バランスが第一,第二バランスウェイト18,19のみによりバランス取りされて組み立てられている。
The cylinder device assembled as described above includes the first static balance around the virtual crankshaft of the first and second piston sets 21 and 22, the
以上の構成により、シャフト10a,10bに対するクランク軸の回転半径r、クランク軸17と仮想クランク軸(図示せず)を結ぶ仮想クランクアームの長さを筒体20bの回転半径rとなるように設定することで、クランク軸17を中心として偏心カム20及び第一,第二ピストン組21,22を軸方向及び径方向にコンパクトに組み付けることができる。これにより、シャフト10,10bの回転によりクランク軸17が回転し、クランク軸17を中心に偏心カム20は軸受27,27を介して相対回転し、第一ピストン組21,第二ピストン組22は軸受28,28を介して相対回転しながら内サイクロイドの原理にしたがって直交配置されたシリンダ7内を直線往復運動する。
With the above configuration, the rotation radius r of the crankshaft relative to the
上述したように、ケース体1は、一対の板状ハウジング部材2,2どうしが複数の支柱4を介して軸方向で対向して組み付けられたハウジング構造体5を備えているので、ケース体1を構成する部品どうしの加工誤差が組立精度に影響され難く、シリンダ7を側壁面に直交するように一体に保持する側壁部材7が支柱4をガイドとして一対の板状ハウジング部材2,2の側面に各々組み付けられるので、シリンダ7の第一,第二ピストン組21,22に対する組み付け精度も維持できる。
また、ハウジング構造体5に、シャフト10a,10bを中心としてピストンユニット16(クランク軸17、当該クランク軸17を中心に相対的に回転する偏心カム20、偏心カム20に交差して相対回転可能に組み付けられる複数のピストン組21,22)を位置決めした状態でシリンダ7を保持する側壁部材6が側方から各々組み付けられるので、ケース体1の組立作業性がよい。
As described above, the
Further, the
また、各支柱4は一対の矩形板状ハウジング部材2,2間に対向面に起立するようにねじ止めされるため、支柱4どうしの平行度や、支柱4と板状ハウジング部材2との直交度を維持して組み付けられる。よって、ハウジング構造体5に対してシャフト10a,10bを中心として組み付けられるピストンユニット16を精度よく位置決めすることができ、この状態でシリンダ7を保持する側壁部材6を両側の支柱4をガイドとして位置精度よく組み付けることができる。
Further, each
また、側壁部材6と一体に組み付けられる各シリンダ7の開口を閉止するシリンダヘッド部15は、モールド部材15aとプレス成形された金属製のヘッドプレート15bとを重ね合せたハイブリッド構造を有しているので、全ての構成部品に専らダイカスト部品を用いて組み立てる場合に比べて、部品加工誤差に起因する組立誤差となって品質や性能が低下することがなく、製造コストも低減して量産に適した構造にすることができる。
The
尚、シリンダ装置は気体(空気等)を吸込み送り出すポンプに限らず、他の流体(液体等)のポンプとして用いてもよい。シリンダやピストン組の数も2組に限らず更に増やすことも可能である。 The cylinder device is not limited to a pump that sucks and feeds gas (air or the like), and may be used as a pump for other fluids (liquid or the like). The number of cylinders and piston groups is not limited to two, and can be further increased.
1 ケース体 2 板状ハウジング部材 2a,2e,2f,4b,6b,15h,15i ねじ孔 2b 貫通孔 2c 空間部 2d,7b,15g 環状シール材 2g 吐出用管継手 2h 吸込み用管継手 4 支柱 4a 端面 5 ハウジング構造体 6 側壁部材 6a シリンダ挿入孔 7 シリンダ 7a 段部 8 固定ボルト 10 シャフト 10a 第一シャフト 10b 第二シャフト 10c,10d,17a Dカット面 11,27,28 軸受 12 閉止板 13,14 ねじ 15 シリンダヘッド部 15a モールド部材 15b ヘッドプレート 15c 吸込み口 15d 吐出口 15e 吸込み側リード弁 15f 吐出側リード弁 15j 固定ねじ 16 ピストンユニット 17 クランク軸 18 第一バランスウェイト 18a,19a 嵌合孔 19 第二バランスウェイト 20 偏心カム 20a 筒孔 20b 筒体 21 第一ピストン組 21a,22a ピストン本体 21b,22b ピストンヘッド部 21c,22c シールカップ 21d,22d シールカップ押さえ部材 22 第二ピストン組 23,24 スペーサ 25 抜け止めピン 26 締結ボルト 29 ボルト
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ケース体は、前記シャフトを回転可能に各々軸支する一対の板状ハウジング部材が複数の支柱を介して軸方向で対向して組み付けられたハウジング構造体に、前記シリンダを側壁面に直交するように一体に保持する側壁部材が前記支柱をガイドとして前記一対の板状ハウジング部材の側面に各々組み付けられてなることを特徴とするシリンダ装置。 The shaft is housed in a case body that rotatably supports the shaft, and when the crankshaft rotates about the shaft, the eccentric cam relatively rotates about the crankshaft and is assembled to intersect the eccentric cam. A cylinder device that performs a linear reciprocating motion in a cylinder along a trajectory of an inner cycloid while the plurality of piston sets rotate relatively,
The case body has a housing structure in which a pair of plate-like housing members that rotatably support the shaft are assembled to face each other in the axial direction via a plurality of support columns, and the cylinder is orthogonal to the side wall surface. In this way, the side wall members that are integrally held are assembled to the side surfaces of the pair of plate-like housing members using the support columns as guides.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014208742A JP2016079816A (en) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | Cylinder device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014208742A JP2016079816A (en) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | Cylinder device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2016079816A true JP2016079816A (en) | 2016-05-16 |
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ID=55958087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014208742A Pending JP2016079816A (en) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | Cylinder device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016079816A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019196892A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 株式会社アイ・コーポレーション | Vacuum dryer |
-
2014
- 2014-10-10 JP JP2014208742A patent/JP2016079816A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019196892A (en) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | 株式会社アイ・コーポレーション | Vacuum dryer |
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