JP2019513946A - 球状圧縮器 - Google Patents

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Abstract

シリンダ(2)とカバー(1)とが組み合わせて球状の内腔を形成し、ピストン軸(301)とピストン軸穴(105)の間、或いは回転盤軸(501)と回転盤軸穴(201)の間の一方に滑斜面揺れ機械が設けられ、回転盤軸(501)を転動するように駆動させ、ピストン(3)がピストン軸(301)とピストン軸穴(105)との間の滑斜面揺れ機械の滑斜面に沿ってピストン軸穴(105)の軸線に対して揺れ、或いは回転盤(5)が回転盤軸(501)と回転盤軸穴(201)との間の滑斜面揺れ機械の滑斜面に沿って回転盤軸穴(201)の軸線に対して揺れることで、球状の内腔に容積が交替で変化するV1作業室(1001)及びV2作業室(1002)が形成される球状圧縮器。本願は、部品数が少なく、機械動作に死点がなく、運行効率が高いというメリットを持つ。【選択図】図2

Description

本発明は、球状圧縮器に関する。
球状圧縮器は、近年新しく発明される全新な構造の変容型機械であり、吸/排気弁がなく、動作部品が少なく、振動が小さく、機械効率が高く、密封が信頼的であること等のメリットがある。球状圧縮器は、近年の適用や研究開発において絶えずに発展して完璧になり、中国特許第03114505.1号(発明の名称が「圧縮器用の変容型機械」である)、第200610104569.8号(発明の名称が「多段圧縮を達成可能な球状圧縮器」である)、第201010264211.8号(発明の名称が「球状圧縮器用のヒンジ密封自己補償機械」である)の複数の特許を取得する。球状圧縮器は、気体圧縮器、冷蔵庫及び冷房エアコン圧縮器、ポンプ類の機械等の様々な分野に広く適用されることができる。球状圧縮器に基づいた様々な動力機械の産業化が行われている。
従来の球状圧縮器のピストンを回転させるには偏心主軸によって動力を提供するため、回転盤の軸線とピストンの軸線とが重なり合うまで主軸が回転すると、主軸の回転盤に作用する合力とピストン及び回転盤の軸線とが垂直に交差して、ピストンのその軸線を回って回転するトルクがゼロになり、ピストンを回転させることができず、機械が不順調になり、これは機械の動作の死点である。中国特許第201410100390.X号の「球状圧縮器の回転子の挟まり防止機械」という発明は、球状圧縮器の死点位置での挟まり問題を解決するために発明されたものであり、具体的には、ガイドスリーブの設けられるピンボスを回転盤軸に加え、シリンダベースの球面或いはシリンダの下球面に凹形のスライドを設ける。凹形のスライドは、回転盤が転動する途中でガイドスリーブが対応するシリンダベースの球面或いはシリンダの下球面の摺動軌跡にあるように分布される。回転盤の自転のトルクがゼロになる瞬間で、主軸が回転盤を駆動させる場合、ガイドスリーブと凹形のスライドとの接触力により回転盤が続けて動作するので、回転盤が容易に停滞せず、球状圧縮器の機械動作の死点問題が根本から解決されるが、ガイドスリーブと凹形のスライドとの好適な取り合わせを保証するために凹形のスライドには高正確度が必要であり、また、挟まり防止機械が動作する途中でガイドスリーブと凹形のスライドとの摩擦による発熱を防止するために冷却機械設ける必要があり、製造や運行コストが高くなる。
本発明の目的は、新規な球状圧縮器を設計し、従来の球状圧縮器を改めて設計して、球状圧縮器を構造的に死点無しの機械にすることにある。
本発明は、
半球状の内腔を有し、シリンダ外まで貫通する回転盤軸穴が設けられるシリンダと、
半球状の内腔を有し、前記シリンダに組み合わせて球状の内腔を形成し、その内球面に吸気通路、排気通路及びピストン軸穴が設けられ、カバーにおける吸気通路及び排気通路がそれぞれピストン軸穴軸線に垂直である環状空間内に配置され且つそれぞれカバーにおけるシリンダ外に連通する吸気孔及び排気孔に連通するカバーと、
球状の頂上面、一定の角度になる2つの側面及び2つの側面の下にあるピストンピンボスを有し、その球状の頂上面と前記球状の内腔とが同じ球心を有し且つ密封的に遊合し、前記ピストンピンボスは、半円柱の構造であり、半円柱の中部に凹溝があり、半円柱の中心軸線に貫通したピストンダウエル穴が設けられ、ピストンの球状の頂上面の中央からピストン軸が突出し、ピストン軸の軸線がピストンの球状の頂上面の球心を通過するピストンと、
その上部においてピストンピンボスに対応する回転盤ピンボスを有し、その上部と下端面との間の外周面は、回転盤状の球面であり、回転盤状の球面と前記球状の内腔とが同じ球心を有し、球状の内腔に密着して密封的に遊合し、前記回転盤ピンボスは、両端が半円柱の凹溝であり、中部が突起した半円柱であり、半円柱の中心軸線に貫通した回転盤ダウエル穴が設けられ、回転盤の下端の中心から回転盤軸が突出し、回転盤軸が回転盤状の球面の球心を通過する回転盤と、
前記回転盤ピンボスとピストンピンボスとにより合わせて形成されたダウエル穴に挿入して柱面ヒンジを形成し、柱面ヒンジの各取り合わせ面同士が密封的に遊合する中心ピンと、
を含み、
前記ピストン軸穴と回転盤軸穴とは、何れの軸線も前記球状の内腔の球心を通過し、その両者の軸線の夾角はαであり、ピストン軸とピストン軸穴との間、或いは回転盤軸と回転盤軸穴との間の一方に滑斜面揺れ機械が設けられ、ピストン軸とピストン軸穴との間の滑斜面揺れ機械によりピストンが滑斜面に沿ってピストン軸穴の軸線に対して揺れ、回転盤軸と回転盤軸穴との間の滑斜面揺れ機械により回転盤が滑斜面に沿って回転盤軸穴の軸線に対して2αの揺れ幅で揺れ、回転盤軸を転動するように駆動させ、ピストン及び回転盤が中心ピンを周って対向して揺れ、前記回転盤の上端面と、前記ピストンの2つの側面と前記球状の内腔との間に容積が交替で変化するV1作業室及びV2作業室が形成される球状圧縮器を提供する
更に、カバーにおけるピストン軸穴内に、外円柱がピストン軸穴と同軸であり、ピストン軸穴の軸線を周って回転することができる円柱状のテレフレックスが設けられ、テレフレックスの端面に中心ピンの軸線方向に沿ったテレフレックス滑斜面が設けられ、テレフレックス滑斜面の2つの側面が中心ピンの軸線及びピストン軸穴の軸線のある平面の両側に対称して設けられ、ピストン軸の端部にスリッパが固設され、スリッパがテレフレックス滑斜面の中に設けられ、スリッパの2つの側面と前記テレフレックス滑斜面の2つの側面とが貼り合わせてテレフレックス滑斜面の2つの側面に沿って摺動して遊合し、テレフレックスにおけるテレフレックス滑斜面とピストン軸におけるスリッパとが滑斜面揺れ機械を形成し、回転盤軸がシリンダにおける回転盤軸穴に挿入してシリンダと共に回転関節を形成し、カバーにおけるピストン軸穴の端部に封止プラグが設けられる。
ピストン軸の端部にピストン軸ダウエル穴が設けられ、スリッパの中心にスリッパ軸穴及びピストン軸ダウエル穴にぴったり合うスリッパダウエル穴が設けられ、ピストン軸がピストン軸穴の球状の内腔と連通するビアを貫通した後でスリッパ軸穴に挿入し、固定ピンがスリッパダウエル穴及びピストン軸ダウエル穴によりぴったり合って構成されたダウエル穴に挿入してスリッパをピストン軸の端部に固定し、スリッパの2つの側面は、互いに平行である平面であり且つそれぞれテレフレックス滑斜面の2つの側面に貼り合わせて遊合する。
回転盤軸は、シリンダ外に伸ばして動力機械に接続されて圧縮器の動力入力端とされる。
更に、シリンダの下端に主軸支えによって主軸が接続され、主軸の上端が回転盤軸穴内に置かれ、主軸の上端の外円柱が回転盤軸穴と同軸であり、主軸が回転盤軸穴を周って回転し、主軸の上端面に中心ピンの軸線方向に沿った主軸滑斜面が設けられ、主軸滑斜面の2つの側面が中心ピンの軸線及び回転盤軸穴の軸線のある平面の両側に対称して設けられ、回転盤軸の端部にスリッパが固設され、スリッパが主軸滑斜面の中に置かれ、スリッパの2つの側面が主軸滑斜面の2つの側面に貼り合わせて主軸滑斜面の2つの側面に沿って摺動して遊合し、主軸における主軸滑斜面及び回転盤軸におけるスリッパが滑斜面揺れ機械を形成する。
主軸の下端が動力機械に接続される。
回転盤軸の端部に回転盤軸ダウエル穴が設けられ、スリッパの中心にスリッパ軸穴及び回転盤軸ダウエル穴にぴったり合うスリッパダウエル穴が設けられ、回転盤軸が回転盤軸穴の球状の内腔と連通するビアを貫通した後でスリッパ軸穴に挿入し、固定ピンがスリッパダウエル穴及び回転盤軸ダウエル穴によりぴったり合って構成されたダウエル穴に挿入してスリッパを回転盤軸の端部に固定し、スリッパの2つの側面は互いに平行である平面であり且つそれぞれ主軸滑斜面の2つの側面に貼り合わせて遊合する。
カバーにおけるピストン軸穴がシリンダ外まで貫通し、ピストン軸がピストン軸穴から伸ばした後で動力機械に接続されて圧縮器の動力入力端とされる。
更に、前記ピストンに、両側が厚く中間が薄い扇形の塊構造であり、ピストンのピストンピンボスの中部の凹溝に嵌め込まれ、その内円柱面形状が回転盤突起の半円柱面の形状に適合して密封的に遊合し、その突起した頂上面はピストンのピストンピンボスの凹溝の底面に適合である外円柱面であり、その2つの側面がピストン2つの側面と面一であり、その2つの端面がピストンピンボスの中部の凹溝の2つの側壁と密封的に遊合するピストンインサートが含まれる。
本発明は、下記メリットを持つ。
1、本願に記載の球状圧縮器は、死点無しの機械である。
2、本願に記載の球状圧縮器は、構造が簡単であり、部品数が少なく、要求される加工正確度が低い。
3、死点の機械的摩擦の発熱による消耗損失がなく、専門的な冷却機械を設ける必要はない。
4、冷房圧縮器、エアコン圧縮器、空気圧縮機、ポンプ類の機械に広く用いられる。
本発明の第1の実施例に係る構造を示す模式図である。 図1におけるA-Aに沿った断面図である。 図2におけるB-Bに沿った断面図である。 本発明の第1の実施例に係るカバーの構造を示す模式図である。 図4におけるC-Cに沿った断面図である。 図4におけるD-Dに沿った断面図である。 本発明の第1の実施例に係るシリンダ構造を示す模式図である。 図7におけるE-Eに沿った断面図である。 テレフレックスの構造を示す模式図である。 スリッパ構造を示す模式図である。 本発明の第1の実施例に係るピストン構造を示す模式図である。 本発明の第1の実施例に係る回転盤構造を示す模式図である。 ピストンインサートの構造を示す模式図である。 本発明の第2の実施例に係る構造を示す模式図である。 図14におけるG-Gを示す断面図である。 図14におけるF-Fを示す断面図である。 本発明の第2の実施例に係るピストン構造を示す模式図である。 本発明の第2の実施例に係る回転盤構造を示す模式図である。 本発明の第2の実施例に係る主軸の構造を示す模式図である。 本発明の第2の実施例に係るカバーの構造を示す模式図である。 図20におけるH-Hに沿った断面図である。 図20におけるI-Iに沿った断面図である。 本発明の第2の実施例に係るシリンダ構造を示す模式図である。
一、第1の実施例:
図1〜図13は、本願の第1の実施例を示す添付図面である。図1〜図8に示すように、本願に記載の球状圧縮器は、カバー1、シリンダ2、ピストン3、中心ピン4、回転盤5等を含む。シリンダ2及びカバー1は、半球状の内腔を有し、ネジによって固接されて球状の内腔を有する球状圧縮器のケースを形成する。カバー1の内球面に吸気通路103、排気通路104及びピストン軸穴105が設けられる。シリンダ2に、シリンダ外まで貫通する回転盤軸穴201が設けられる。回転盤軸穴201は、一側が球状の内腔に繋がれ、他側に回転盤軸穴201と同軸である軸受座穴が設けられる。ピストン軸穴105と回転盤軸穴201とは、何れの軸線も前記球状の内腔の球心を通過し、その両者の軸線の夾角はαである。カバー1における吸気通路103及び排気通路104が内球面におけるピストン軸穴105の軸線に垂直である環状空間内に設けられる。カバー1の外面に、吸気通路103に連通する吸気孔101、及び排気通路に繋ぐ排気孔102が更に設けられる。
図9〜図12に示すように、ピストン3は、球状の頂上面、一定の角度になる2つの側面及び2つの側面の下にあるピストンピンボスを有する。ピストンの球状の頂上面とシリンダ2及びカバー1により形成された球状の内腔とが同じ球心を有し且つ密封的に遊合する。前記ピストンピンボスは、半円柱の構造であり、半円柱の中心軸線に貫通したピストンダウエル穴302がある。ピストン3の下部のピストンピンボスに開口が設けられるので、ピストン3のピストンピンボスに扇形の空腔が形成され、前記ピストン3の開口がピストンピンボスのピストンダウエル穴302の軸線に垂直であるようにピストンピンボスの中間に位置し、ピストン3の開口幅が回転盤ピンボスの半円柱体の幅に適合である。回転盤5は、その上部においてピストンピンボスに対応する回転盤ピンボスを有する。回転盤5の上部と下端面との間の外周面は、回転盤状の球面である。回転盤状の球面と前記球状の内腔とが同じ球心を有し、球状の内腔に密着して密封的に遊合する。前記回転盤ピンボスは、両端が半円柱の凹溝であり、中部が突起した半円柱であり、半円柱の中心に貫通した回転盤ダウエル穴502が設けられる。回転盤5の下端の中心にシリンダ2における回転盤軸穴201に合わせた回転盤軸501が固設され、ピストン3の球状の頂上面の中央にピストン軸301が固設される。回転盤軸501がシリンダ2における回転盤軸穴201に挿入してシリンダ2と共に回転関節を形成する。中心ピン4は、前記回転盤ピンボスとピストンピンボスとにより合わせて形成されたダウエル穴に挿入して柱面ヒンジを形成し、柱面ヒンジの各取り合わせ面同士が密封的に遊合する。ピストン3と回転盤5とは、柱面ヒンジによって密封的に動的接続され、柱面ヒンジの両端と球状の内腔とが密封的に遊合する。
カバー1におけるピストン軸穴105とカバー1の球状の内腔とがビアによって連通し、ビアの径方向サイズがピストン軸穴105の直径より小さい。ピストン軸穴105の下端に環状の位置決め面が形成される。カバー1におけるピストン軸穴105に円柱状のテレフレックス6が設けられる。テレフレックス6は、ピストン軸穴105の中にあり、端面が環状の位置決め面に貼り合わせ、外円柱がピストン軸穴105と同軸であり、ピストン軸穴105の軸線の周りを回転することができる。図9に示すように、テレフレックス6の端面に、中心ピン4の軸線方向に沿って摺動可能なテレフレックス滑斜面601が設けられる。テレフレックス滑斜面601の2つの側面は、摺動作業面として、中心ピン4の軸線及びカバー1におけるピストン軸穴105の軸線のある平面の両側に対称して設けられる。スリッパ14の中心にスリッパ軸穴141が設けられる。図10に示すように、スリッパ14の2つの側面は互いに平行である平面である。ピストン軸301の端部にピストン軸ダウエル穴303が設けられる。スリッパ14の相応な位置にスリッパダウエル穴142が設けられる。ピストン軸301がピストン軸穴105の球状の内腔と連通するビアを貫通した後で、ピストン軸301の端部がスリッパ軸穴141に挿入して、固定ピン10がピストン軸ダウエル穴303及びスリッパダウエル穴142により形成された固定ダウエル穴に挿入し、固定ピン10によってスリッパ14をピストン軸301の端部に固定する。スリッパ14の2つの側面がそれぞれテレフレックス滑斜面601の2つの側面に貼り合わせてテレフレックス滑斜面601の2つの側面に沿って摺動して遊合する。前記スリッパ14の2つの側面がピストン軸穴105の軸線及び中心ピン4の軸線のある平面に平行である。テレフレックス6におけるテレフレックス滑斜面601とピストン軸301におけるスリッパ14とが滑斜面揺れ機械を形成する。回転盤軸501がシリンダ2における回転盤軸穴201に挿入してシリンダ2と共に回転関節を形成する。回転盤軸501を回転するように駆動させると、回転盤5が柱面ヒンジによってピストン3を動作するように連動させる。ピストン3は、ピストン軸穴105の軸線の周りを転動し、及び回転盤5に対して中心ピン4の周りを揺れるように動作する。その同時に、ピストン3がピストン軸301の端部のスリッパ14によってテレフレックス6におけるテレフレックス滑斜面601の2つの側面に沿ってカバー1におけるピストン軸穴105の軸線に対して2αの揺れ幅で揺れる。スリッパ14の揺れが干渉されないように、テレフレックス滑斜面601の2つの側面の中心ピン4の軸線方向における長さが十分に長いことが要求される。本実施例において、滑斜面揺れ機械の作用は、テレフレックス滑斜面601の2つの側面に沿って揺れる自由度をピストン3に与えることである。
ピストン3が中心ピン4の軸線を周って回転盤5に対して揺れ、前記回転盤5の上端面と前記ピストン3の2つの側面と前記球状の内腔との間に容積が交替で変化するV1作業室1001及びV2作業室1002が形成される。カバー1における吸気通路103及び排気通路104は、それぞれピストン軸穴105の軸線に垂直である環状空間内に配置され且つそれぞれカバー1におけるシリンダ外に連通する2つの吸気孔101及び排気孔102に繋ぐ。ピストン3の転動によって排気制御を達成させ、各作業室に排気又は吸気する必要がある場合、相応の作業室が吸気通路103或いは排気通路104に連通する。
図3に示すように、本実施例において、回転盤軸501は、シリンダ2外に伸ばして動力機械に接続されて圧縮器の動力入力端とされる。回転盤軸501のシリンダ2における回転盤軸穴201に取り合わせた部分の内側に密封圈7が設けられ、取り合わせ部分の端部に軸受8が設けられる。動力機械が回転盤軸501を回転するように連動させて、V1作業室1001及びV2作業室1002の容積が絶えずに交替で変化する。図2において、V1作業室1001及びV2作業室1002は、極限状態での様子になる。V1作業室1001が球状圧縮器の吸気終了後の状態であるので、図に示すV1作業室1001は状態論理容積が最大として示される。V2作業室1002が排気終了後の次の周期で吸気し始まる状態であるので、図に示すV2作業室1002は、状態論理容積がゼロとして示される。回転盤軸501が回転盤5を一周するように連動させるごとに、ピストン3は、ピストン軸穴105の軸線を一周すると共に、テレフレックス滑斜面601の2つの側面に沿ってカバー1におけるピストン軸穴105の軸線に対して2αの揺れ角度で1回揺れる。ピストン3が回転盤5に対して心ピン4の軸線を周って1回揺れることで、V1作業室1001及びV2作業室1002は、それぞれ完璧な吸気或いは圧縮排気過程が1回発生する。
カバー1におけるピストン軸穴105の端部に封止プラグ11が設けられる。ピストン軸穴105の外端部の内孔にめねじが設けられ、封止プラグ11にそれに組み合わせたおねじが設けられる。封止プラグ11は、圧縮媒質、潤滑油がピストン軸穴105から漏れないように、ねじによってピストン軸穴105の端部を塞ぐ。
ピストン3の加工プロセス性を向上させるために、図13に示すように、ピストン3の開口の個所の扇形の空腔にピストンインサート304が設けられる。ピストンインサート304は、ピストン3の開口のサイズにぴったり合い、頂上面がピストン3の開口の頂上面に適応し、2つの側面がピストン3の2つの側面に適応し、2つの端面がピストン3の開口の2つの側面に適応し、下端がピストン3の下端のピストンダウエル穴302と同軸であり且つ半径が同じである円弧である。ピストンインサート304の頂上面、2つの端面とピストン3の開口の頂上面、2つの側面を互いに合わせた平面に設けると、加工しやすく、加工正確度及び組み合わせられた後の取り合わせの正確度の向上に寄与する。
本実施例の示唆により、当業者であれば、創造的な工夫をせずに、回転盤5及びシリンダ2に対して下記変形処理をすることで、同様に本特許の技術効果を達成させることができる。回転盤5がシリンダ2における回転盤軸穴201の軸線の周りを転動するように動作するので、回転盤状の球面は、シリンダ2における回転盤軸穴201の軸線を周る様々な形態の転回面に変形してもよい。転回面は、球面、円柱面、錐面等の様々な形態であってよい。シリンダ2の内球面も、回転盤5の転回面に適応な転回面に変形してもよい。ピストンピンボス、中心ピン4及び回転盤ピンボスの形成した柱面ヒンジの両端の端面がシリンダ2の内面に貼り合わせてピストン3及び回転盤4の動作中でずっと密封的に遊合する。そのため、上記回転盤及びシリンダの変形案も本願により保護され、上記変形処理された技術案も本発明の保護範囲に含まれる。
二、第2の実施例:
図14〜図23は、本願の第2の実施例を示す添付図面である。図14〜図16、図20〜図23に示すように、本実施例中の中心ピン4、ピストンインサート304、スリッパ14が上記第1の実施例における構造と同一である。本実施例前記の球状圧縮器は、カバー1、シリンダ2、ピストン3、中心ピン4、回転盤5等を含む。シリンダ2及びカバー1は、半球状の内腔を有し、シリンダ2及びカバー1は、組み合わせてネジによって固接されて球状の内腔を有する球状圧縮器のケースを形成する。カバー1の内球面に吸気通路103、排気通路104及びピストン軸穴105が設けられる。シリンダ2に、シリンダ外まで貫通する回転盤軸穴201が設けられる。シリンダ2における回転盤軸穴201とシリンダ2の球状の内腔とがビアによって連通し、ビアの径方向サイズが回転盤軸穴201の直径より小さい。回転盤軸穴201の上端に環状の位置決め面が形成される。ピストン軸穴105と回転盤軸穴201とは、何れの軸線も前記球状の内腔の球心を通過し、その両者の軸線の夾角はαである。カバー1における吸気通路103及び排気通路104が内球面におけるピストン軸穴105の軸線に垂直である環状空間内に設けられる。カバー1の外面に、吸気通路103に連通する吸気孔101、及び排気通路104に繋ぐ排気孔102が更に設けられる。
図17〜図19に示すように、ピストン3は、球状の頂上面、一定の角度になる2つの側面及び2つの側面の下にあるピストンピンボスを有する。ピストンの球状の頂上面とシリンダ2及びカバー1により形成された球状の内腔とが同じ球心を有し且つ密封的に遊合する。前記ピストンピンボスは、半円柱の構造であり、半円柱の軸線方向に貫通したピストンダウエル穴302がある。ピストン3の下部のピストンピンボスに開口が設けられるので、ピストン3のピストンピンボスに扇形の空腔が形成され、前記ピストン3の開口がピストンピンボスのピストンダウエル穴302の軸線に垂直であるようにピストンピンボスの中間に位置し、ピストン3の開口幅が回転盤ピンボスの半円柱体の幅に適合である。回転盤5は、その上部においてピストンピンボスに対応する回転盤ピンボスを有する。回転盤5の上部と下端面との間の外周面は、回転盤状の球面である。回転盤状の球面と前記球状の内腔とが同じ球心を有し、球状の内腔に密着して密封的に遊合する。前記回転盤ピンボスは、両端が半円柱の凹溝であり、中部が突起した半円柱であり、半円柱の中心に貫通した回転盤ダウエル穴502が設けられる。回転盤5の下端に回転盤軸501が設けられ、回転盤軸501に回転盤軸ダウエル穴503が設けられる。ピストン3の球状の頂上面の中央にカバー1におけるピストン軸穴105にぴったり合うピストン軸301が突出する。ピストン軸301がカバー1におけるピストン軸穴105に挿入してカバー1と共に回転関節を形成する。中心ピン4は、前記回転盤ピンボスとピストンピンボスとにより合わせて形成されたダウエル穴に挿入して柱面ヒンジを形成し、柱面ヒンジの各取り合わせ面同士が密封的に遊合する。ピストン3と回転盤5とは、柱面ヒンジによって密封的に動的接続され、柱面ヒンジの両端と球状の内腔とが密封的に遊合する。
シリンダ2の下端において、主軸支え13によって主軸12に接続される。主軸支え13は、ネジによってシリンダ2の下端に固接されて、主軸12の回転に支持を与える。主軸12は、上端が回転盤軸穴201内にあり、その上端の外円柱が回転盤軸穴201と同軸であり、回転盤軸穴201を周って回転することができる。主軸12の上端面に中心ピン4の軸線方向に沿った主軸滑斜面121が設けられる。主軸滑斜面121の2つの側面は、摺動作業面として、中心ピン4の軸線及びシリンダ2における回転盤軸穴201の軸線のある平面の両側に対称して設けられる。第1の実施例に係るスリッパ14の構造と同一であるように、スリッパ14の中心にスリッパ軸穴141が設けられる。図10、図15、図16及び図18に示すように、スリッパ14の2つの側面は互いに平行である平面である。回転盤軸501の端部に回転盤軸ダウエル穴503が設けられ、スリッパ14の相応な位置にスリッパダウエル穴142が設けられる。回転盤軸501が回転盤軸穴201の球状の内腔と連通するビアを貫通した後で、回転盤軸501の端部がスリッパ軸穴141に挿入して、固定ピン10が回転盤軸ダウエル穴503及びスリッパダウエル穴142により形成された固定ダウエル穴に挿入し、固定ピン10によってスリッパ14を回転盤軸501の端部に固定する。スリッパ14置于主軸12端部の主軸滑斜面121中、スリッパ14の2つの側面が主軸滑斜面121の2つの側面に貼り合わせて主軸滑斜面121の2つの側面に沿って摺動して遊合する。主軸12における主軸滑斜面121と回転盤軸501におけるスリッパ14とが滑斜面揺れ機械を形成する。
主軸12の下端が主軸支え13の軸穴から伸ばした後で動力機械に接続される。主軸12が主軸滑斜面121の2つの側面によって回転盤軸501を回転するように駆動させると、回転盤5が柱面ヒンジによってピストン3を動作するように連動させる。ピストン3はピストン軸穴105の軸線の周りを転動するように作動し、回転盤5は回転盤軸穴201の軸線の周りを転動し及びピストン3に対して中心ピン4の周りを揺れるように作動する。その同時に、回転盤5がスリッパ14によって主軸滑斜面121の2つの側面に沿ってシリンダ2における回転盤軸穴201の軸線に対して2αの揺れ角度で揺れる。スリッパ14の揺れが干渉されないように、主軸滑斜面121の2つの側面の中心ピン4の軸線方向における長さが十分に長いことが要求される。本実施例において、滑斜面揺れ機械の作用は、沿主軸滑斜面121の2つの側面に沿って揺れる自由度を回転盤5に与えることである。
回転盤5が中心ピン4を周ってピストン3に対して揺れ、前記回転盤5の上端面と前記ピストン3の2つの側面と前記球状の内腔との間に容積が交替で変化するV1作業室1001及びV2作業室1002が形成される。カバー1における吸気通路103及び排気通路104は、それぞれピストン軸穴105の軸線に垂直である環状空間内に配置され且つそれぞれカバー1におけるシリンダ外に連通する2つの吸気孔101及び排気孔102に繋ぐ。ピストン3の転動によって排気制御を達成させ、各作業室に排気又は吸気する必要がある場合、相応の作業室が吸気通路103或いは排気通路104に連通する。
動力機械が主軸12を回転するように連動させ、主軸12が主軸滑斜面121の2つの側面によって回転盤軸501を回転するように連動させる。V1作業室1001及びV2作業室1002の容積が絶えずに変化する。図15において、V1作業室1001及びV2作業室1002は、極限状態での様子になる。V1作業室1001が球状圧縮器の吸気終了後の状態であるので、図に示すV1作業室1001は状態論理容積が最大として示される。V2作業室1002が排気終了後の次の周期で吸気し始まる状態であるので、図に示すV2作業室1002は、状態論理容積がゼロとして示される。回転盤軸501が回転盤5を一周するように連動させるごとに、ピストン3は、ピストン軸穴105の軸線を一周すると共に、回転盤5が主軸滑斜面121の2つの側面に沿ってシリンダ2における回転盤軸穴201の軸線に対して2αの揺れ角度で1回揺れる。回転盤5がピストン3に対して中心ピン4の軸線を周って1回揺れることで、V1作業室1001及びV2作業室1002は、それぞれ完璧な吸気或いは圧縮排気過程が1回発生する。
主軸12の上端円柱部分のシリンダ2における回転盤軸穴201に取り合わせた部分にニードル軸受が設けられる。主軸12の主軸支え13に取り合わせた部分の内側に密封圈7が設けられ、取り合わせ部分の端部に軸受8が設けられる。ピストン軸301のカバー1におけるピストン軸穴105に取り合わせた部分にピストン軸套9が設けられる。
本実施例の適用の延伸として、カバー1におけるピストン軸穴105がシリンダ外まで貫通し、ピストン軸301がカバー1におけるピストン軸穴105から伸ばして動力機械に接続されて圧縮器の動力入力端とされ、ピストン軸から動力を入力してもよい。
ピストン3の加工プロセス性を向上させるために、図14に示すように、ピストン3の開口の個所の扇形の空腔にピストンインサート304が設けられる。ピストンインサート304は、ピストン3の開口のサイズにぴったり合い、頂上面がピストン3の開口の頂上面に適応し、2つの側面がピストン3の2つの側面に適応し、2つの端面がピストン3の開口の2つの側面に適応し、下端がピストン3の下端のピストンダウエル穴302と同軸であり且つ半径が同じである円弧である。ピストンインサート304の頂上面、2つの端面とピストン3の開口の頂上面、2つの側面を互いに合わせた平面に設けると、加工しやすく、加工正確度及び組み合わせられた後の取り合わせの正確度の向上に寄与する。
本実施例の示唆により、当業者であれば、創造的な工夫をせずに、ピストン3及びカバー1に対して下記変形処理をすることで、同様に本特許の技術効果を達成させることができる。ピストン3がカバー1におけるピストン軸穴105の軸線の周りを転動するように動作するので、ピストン3の球状の頂上面は、カバー1におけるピストン軸穴105軸線を周る様々な形態の転回面に変形してもよい。転回面は、球面、円柱面、錐面等の様々な形態であってよい。カバー1の内球面も、ピストン3の転回面に適応な転回面に変形してよい。ピストンピンボス、中心ピン4及び回転盤ピンボスの形成した柱面ヒンジの両端の端面とカバー1の内球面相貼り合わせるピストン3及び回転盤4の動作中でずっと密封的に遊合する。そのため、上記ピストン3及びカバー1の変形案も本願により保護され、上記変形処理された技術案も本発明の保護範囲に含まれる。
本願では、ピストン軸301とピストン軸穴105との間、或いは回転盤軸501と回転盤軸穴201との間の一方に滑斜面揺れ機械が設けられる。第1の実施例において、ピストン軸301とピストン軸穴105との間の滑斜面揺れ機械により、ピストン3がテレフレックス滑斜面601の2つの側面に沿ってピストン軸穴105の軸線に対して揺れて、中心ピン4の軸線方向に沿った自由度を取得する。第2の実施例において、回転盤軸501と回転盤軸穴201との間の滑斜面揺れ機械により、回転盤5が主軸滑斜面121の2つの側面に沿って回転盤軸穴201の軸線に対して揺れて、中心ピン4の軸線方向に沿った自由度を取得する。
1:カバー
2:シリンダ
3:ピストン
4:中心ピン
5:回転盤
6:テレフレックス
7:密封圈
8:軸受
9:ピストン軸套
10:固定ピン
11:封止プラグ
12:主軸
13:主軸支え
14:スリッパ
15:ニードル軸受
101:吸気孔
102:排気孔
103:吸気通路
104:排気通路
105:ピストン軸穴
201:回転盤軸穴
301:ピストン軸
302:ピストンダウエル穴
303:ピストン軸ダウエル穴
304:ピストンインサート
501:回転盤軸
502:回転盤ダウエル穴
503:回転盤軸ダウエル穴
601:テレフレックス滑斜面
141:スリッパ軸穴
142:スリッパダウエル穴
121:主軸滑斜面
1001:V1作業室
1002:V2作業室。

Claims (9)

  1. 半球状の内腔を有し、シリンダ外まで貫通する回転盤軸穴(201)が設けられるシリンダ(2)と、
    半球状の内腔を有し、シリンダ(2)に合わせて球状の内腔を形成し、その内球面に吸気通路(103)、排気通路(104)及びピストン軸穴(105)が設けられ、カバー(1)における吸気通路(103)及び排気通路(104)がそれぞれピストン軸穴(105)の軸線に垂直である環状空間内に配置され且つそれぞれカバー(1)におけるシリンダ外に連通する吸気孔(101)及び排気孔(102)に連通するカバー(1)と、
    球状の頂上面、一定の角度になる2つの側面及び2つの側面の下にあるピストンピンボスを有し、その球状の頂上面と前記球状の内腔とが同じ球心を有し且つ密封的に遊合し、前記ピストンピンボスは、半円柱の構造であり、半円柱の中部に凹溝があり、半円柱の中心軸線に貫通したピストンダウエル穴(302)が設けられ、ピストン(3)の球状の頂上面の中央からピストン軸(301)が突出し、ピストン軸(301)の軸線がピストン(3)の球状の頂上面の球心を通過するピストン(3)と、
    その上部においてピストンピンボスに対応する回転盤ピンボスを有し、その上部と下端面との間の外周面は、回転盤状の球面であり、回転盤状の球面と前記球状の内腔とが同じ球心を有し、球状の内腔に密着して密封的に遊合し、前記回転盤ピンボスは、両端が半円柱の凹溝であり、中部が突起した半円柱であり、半円柱の中心軸線に貫通した回転盤ダウエル穴(502)が設けられ、回転盤(5)の下端の中心から回転盤軸(501)が突出し、回転盤軸(501)が回転盤状の球面の球心を通過する回転盤(5)と、
    前記回転盤ピンボスとピストンピンボスとにより合わせて形成されたダウエル穴に挿入して柱面ヒンジを形成し、柱面ヒンジの各取り合わせ面同士が密封的に遊合する中心ピン(4)と、
    を含み、
    ピストン軸穴(105)と回転盤軸穴(201)とは、何れの軸線も前記球状の内腔の球心を通過し、その両者の軸線の夾角はαであり、ピストン軸(301)とピストン軸穴(105)の間、或いは回転盤軸(501)と回転盤軸穴(201)の間の一方に滑斜面揺れ機械が設けられ、ピストン軸(301)とピストン軸穴(105)との間の滑斜面揺れ機械によりピストン(3)が滑斜面に沿ってピストン軸穴(105)の軸線に対して揺れ、回転盤軸(501)と回転盤軸穴(201)との間の滑斜面揺れ機械により回転盤(5)が滑斜面に沿って回転盤軸穴(201)の軸線に対して2αの揺れ角度で揺れ、回転盤軸(501)を転動するように駆動させ、ピストン(3)及び回転盤(5)が中心ピン(4)を周って対向して揺れ、前記回転盤(5)の上端面と、前記ピストン(3)の2つの側面と前記球状の内腔との間に容積が交替で変化するV1作業室(1001)及びV2作業室(1002)が形成される球状圧縮器。
  2. カバー(1)におけるピストン軸穴(105)内に、外円柱がピストン軸穴(105)と同軸であり、ピストン軸穴(105)の軸線を周って回転することができる円柱状のテレフレックス(6)が設けられ、テレフレックス(6)の端面に中心ピン(4)の軸線方向に沿ったテレフレックス滑斜面(601)が設けられ、テレフレックス滑斜面(601)の2つの側面が中心ピン(4)の軸線及びピストン軸穴(105)の軸線のある平面の両側に対称して設けられ、ピストン軸(301)の端部にスリッパ(14)が固設され、スリッパ(14)がテレフレックス滑斜面(601)の中に設けられ、スリッパ(14)の2つの側面とテレフレックス滑斜面(601)の2つの側面とが貼り合わせてテレフレックス滑斜面(601)の2つの側面に沿って摺動して遊合し、テレフレックス(6)におけるテレフレックス滑斜面(601)とピストン軸(501)におけるスリッパ(14)とが滑斜面揺れ機械を形成し、回転盤軸(501)がシリンダ(2)における回転盤軸穴(201)に挿入してシリンダ(2)と共に回転関節を形成し、カバー(1)におけるピストン軸穴(105)の端部に封止プラグ(11)が設けられることを特徴とする請求項1に記載の球状圧縮器。
  3. ピストン軸(301)の端部にピストン軸ダウエル穴(303)が設けられ、スリッパ(14)の中心にスリッパ軸穴(141)及びピストン軸ダウエル穴(303)にぴったり合うスリッパダウエル穴(142)が設けられ、ピストン軸(301)がピストン軸穴(105)の球状の内腔と連通するビアを貫通した後でスリッパ軸穴(141)に挿入し、固定ピン(10)がスリッパダウエル穴(142)及びピストン軸ダウエル穴(303)によりぴったり合って構成されたダウエル穴に挿入してスリッパ(14)をピストン軸(301)の端部に固定し、スリッパ(14)の2つの側面は、互いに平行である平面であり且つそれぞれテレフレックス滑斜面(601)の2つの側面に貼り合わせて遊合することを特徴とする請求項2に記載の球状圧縮器。
  4. 回転盤軸(501)は、シリンダ(2)外に伸ばして動力機械に接続されることを特徴とする請求項2又は3に記載の球状圧縮器。
  5. シリンダ(2)の下端に主軸支え(13)によって主軸(12)が接続され、主軸(12)の上端が回転盤軸穴(201)内に置かれ、主軸(12)の上端の外円柱が回転盤軸穴(201)と同軸であり、主軸(12)が回転盤軸穴(201)を周って回転し、主軸(12)の上端面に中心ピン(4)の軸線方向に沿った主軸滑斜面(121)が設けられ、主軸滑斜面(121)の2つの側面が回転盤軸穴(201)の軸線及び中心ピン(4)の軸線のある平面の両側に対称して設けられ、回転盤軸(501)の端部にスリッパ(14)が固設され、スリッパ(14)が主軸滑斜面(121)の中に置かれ、スリッパ(14)の2つの側面が主軸滑斜面(121)の2つの側面に貼り合わせて主軸滑斜面(121)の2つの側面に沿って摺動して遊合し、主軸(12)における主軸滑斜面(121)及び回転盤軸(501)端部のスリッパ(14)が滑斜面揺れ機械を形成することを特徴とする請求項1に記載の球状圧縮器。
  6. 主軸(12)の下端が動力機械に接続されることを特徴とする請求項5に記載の球状圧縮器。
  7. 回転盤軸(501)の端部に回転盤軸ダウエル穴(503)が設けられ、スリッパ(14)の中心にスリッパ軸穴(141)及び回転盤軸ダウエル穴(503)にぴったり合うスリッパダウエル穴(142)が設けられ、回転盤軸(501)が回転盤軸穴(201)の球状の内腔と連通するビアを貫通した後でスリッパ軸穴(141)に挿入し、固定ピン(10)がスリッパダウエル穴(142)及び回転盤軸ダウエル穴(503)によりぴったり合って構成されたダウエル穴に挿入してスリッパ(14)を回転盤軸(501)の端部に固定し、スリッパ(14)の2つの側面は互いに平行である平面であり且つそれぞれ主軸滑斜面(121)の2つの側面に貼り合わせて遊合することを特徴とする請求項5に記載の球状圧縮器。
  8. カバー(1)におけるピストン軸穴(105)がシリンダ外まで貫通し、ピストン軸(501)がピストン軸穴(105)から伸ばした後で動力機械に接続されることを特徴とする請求項5又は7に記載の球状圧縮器。
  9. 前記ピストン(3)に、両側が厚く中間が薄い扇形の塊構造であり、ピストン(3)のピストンピンボスの中部の凹溝に嵌め込まれ、その内円柱面形状が回転盤(5)の突起した半円柱面の形状に適合して密封的に遊合し、その突起した頂上面はピストン(3)のピストンピンボスの凹溝の底面に適合である外円柱面であり、その2つの側面がピストン(3)2つの側面と面一であり、その2つの端面がピストンピンボスの中部の凹溝の2つの側壁と密封的に遊合するピストンインサート(304)が含まれることを特徴とする請求項1、2、3、5又は7に記載の球状圧縮器。
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