JP2999205B2 - 並進運動する構成部材のための揺動駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は，不動の構成部材に対して偏心的に保持され
ている並進運動する構成部材のための揺動駆動装置であ
って，主に揺動ロッドから成っており，この揺動ロッド
はクランク伝動装置によって動かされ，このために揺動
ロッドは，クランク側の端部の第１の球区分をクランク
にある支承ブシュに取り付けられており，他方の側の端
部の第２の球区分を，クランク伝動装置の回転軸線上
で，不動の構成部材にある支承ブシュに支承されてお
り，かつその両方の端部の間に第３の球区分を有してお
り，この第３の球区分は並進運動する構成部材のボスに
ある支承ブシュに回動可能かつ揺動可能に支承されてい
る形式のものに関する。

このような揺動駆動装置は回転ピストン式容積型機械
のような装置の駆動装置として特に適している。

従来の技術 最初に述べた形式の揺動駆動装置は，例えばDE−Ｃ−
26 03 462及びUS−Ａ−3,560,119によって公知である。
これらの公知の装置は圧縮可能な媒体のためのいわゆる
容積型機械である。これらの公知の装置は，一面では，
側壁に対して垂直なら線状の周壁によって形成されてい
る搬送室を有しており，この搬送室は，ら線の外側に位
置する入口から，ら線の内側に位置する出口に通じてい
る。これらの公知の装置は，他面において，この搬送室
内に突入しているやはりら線状の押しのけ体を有してい
る。この押しのけ体は，搬送室を形成している周壁に対
して，並進揺動運動を行えるように支承されている。押
しのけ体の中心は周壁の中心に対して偏心的にずらされ
ていて，押しのけ体が常に，搬送室の外側の周壁にも，
また搬送室の内側の周壁にも，それぞれ少なくとも１つ
の連続的に変位していくシール線に沿って接触するよう
になっている。したがって容積型機械の運転中に，搬送
室に沿って，押しのけ体と搬送室の両側の周壁との間に
複数の三日月状の作業室が形成され，これらの作業室は
入口から搬送室を通って出口まで動く。この場合ら線の
巻き込み角度に応じて搬送される作業媒体の体積が次第
に減少し，作業媒体の圧力が相応して増大していく。

これらすべての公知の容積型機械において，揺動駆動
装置は主駆動機械（例えばクランク伝動装置）の回転運
動を押しのけ体の並進運動に変換する手段である。押し
のけ体の半径方向の偏心量は，ら線形の押しのけ体が搬
送室の周壁と接触することによって制限されている。こ
の制限は，理論的に円，この場合並進円に相応して行わ
れる。

DE−Ｃ−26 03 462に記載されている揺動駆動装置に
おいては，バランスウエイトを有していて回転軸に相対
回転不能に固定されている偏心体が設けられており，こ
の偏心体に玉軸受によって駆動プレートが支承されてい
る。この駆動プレートは周方向で均一に分配配置されて
いる４つの玉ヒンジソケットを備えており，これらの玉
ヒンジソケットに揺動ロッドの球状端部が差し込まれて
いる。この場合球状端部は玉ヒンジソケット内で玉ヒン
ジソケットと線接触しているにすぎない。駆動軸が回転
すると，ら線形の押しのけ体を有するロータプレートが
揺動ロッドによって並進揺動運動せしめられる。したが
って，この場合揺動ロッドは駆動機能を有するほかに，
押しのけ体が並進揺動運動ではなしに純粋な回転運動を
行うことを阻止する。

US−Ａ−3,560,119に記載されている揺動駆動装置に
おいては，揺動ロッドの駆動される側の端部のピンが，
揺動玉軸受によって偏心した位置で，回動可能かつ揺動
可能に支承されている。押しのけ体が純粋な回転運動を
行うことを阻止するために，揺動ロッドの他方の端部に
設けられている球区分及び揺動ロッドの両方の端部の間
に設けられている球区分がそれぞれ成形輪冠例えば歯輪
冠を備えており，これらの成形輪冠は，押しのけ体若し
くは不動の構成部材に形成されている対応成形部に係合
し，これらの対応成形部内で揺動し得るように支承され
ている。揺動ロッドを軸方向で固定することは，不動の
構成部材に取り付けられた固定プレートによって行われ
る。

したがってこれら公知の揺動駆動装置においては，回
転運動を伝達するために，大きな負荷を受けるように構
成された高価な玉軸受が使用される。更に，揺動ロッド
が磨滅する際に遊びのない作業を保証する手段はなんら
講じられていない。

発明が解決しようとする課題 そこで本発明が解決しようとする課題は，最初に述べ
た形式の揺動駆動装置を改良して，材料の磨滅が進行し
ても，不動の構成部材と並進運動する構成部材とが遊び
なしに協働し得るようにすることである。

課題を解決するための手段 本発明によれば，この課題は次のようにして解決され
る。すなわち，第２の球区分のための支承ブシュ及び第
３の球区分のための支承ブシュがそれぞれ半球状のヒン
ジソケットであって，これらのヒンジソケットは鏡面対
称的に不動の構成部材及び並進運動する構成部材に配置
されており，ばね部材が第２の球区分及び第３の球区分
をそれぞれのヒンジソケット内に密着させるようにし
た。

作用及び効果 本発明の利点は，揺動駆動装置が作業中に自動調整さ
れ，ほとんど保守を必要としないことである。

実施例 以下においては，図面に示した実施例に基づいて本発
明の構成を具体的に説明する。極めて簡単に示した第１
図及び第２図においては，本発明を理解するのに重要な
部分だけが示されている。なお図面においては，同一の
部分には同一の符号が付けてある。

最初に，本発明による不動の構成部材は左側のケーシ
ング半部１であり，並進運動する構成部材は押しのけ体
３であることを明らかにしておく。

第１図及び第２図によれば，ポンプは，適当な形式で
互いに結合されている２つのケーシング半部1,2と，こ
れらのケーシング半部の中にある押しのけ体３とから成
っている。左側のケーシング半部１内にはリング形の搬
送室４が形成されている。この搬送室は搬送室の深さ全
体にわたって延びているウェブ５によって分断されてい
る。このウェブの両側において，ケーシング半部１の背
壁に搬送される作業媒体のための入口６と出口７が配置
されている。この搬送室内に，押しのけ体３のやはりリ
ング形のリブ８が係合している。このリブはウェブ５の
ところでスリットを付けられている。揺動駆動装置の作
業中，押しのけ体は軌道運動（並進揺動運動）を行う。

この並進揺動運動の際に，リング形のリブは常に，搬
送室の内側の周壁と外側の周壁とに接触している。これ
らの接触線の位置が連続的に変位することによって，入
口６から作業媒体が搬送室４内に吸い込まれ，出口７か
ら作業媒体が吐出せしめられる。

押しのけ体が純粋な回転運動をしないように押しのけ
体を案内するために，オルダム継手が設けられている。
このオルダム継手は大体において中間リング９から成
り，この中間リングはその両側の平らな面にそれぞれ１
つの条片10を備えている。押しのけ体３の方の側の条片
10は，押しのけ体に形成されている相応した形状の鉛直
に（半径方向に）延びる溝11内に係合している。不動の
右側のケーシング半部２の方の側の条片は他方の側の条
片10ひ対して直角の方向に，つまり水平に，配置されて
おり，第１図の断面図では見えない。この見えない条片
はケーシング半部２に形成されている相応した形状の溝
内に係合している。したがって中間リングは鉛直方向で
は不動であるが，水平方向では不動のケーシング半部２
に対して往復に動く。

押しのけ体３を軌道運動（並進揺動運動）させるため
に，揺動ロッド12が押しのけ体の駆動部材として設けら
れている。詳細に図示していないクランク伝動装置13が
そのクランクの端部にヒンジソケット14を備えており，
このヒンジソケットに揺動ロッド12の第１の球区分15が
回動可能かつ揺動可能に支承されている。もちろん本発
明はこのような駆動形式に限定されるものではない。本
発明において重要なことは，揺動ロッドが回転運動では
なく，円すい面に沿って揺動運動（すりこぎ運動）を行
うことである。

揺動ロッド12は，第１の球区分15が設けられている端
部とは逆の側の端部に，第２の球区分16を有している。
この第２の球区分は，クランク伝動装置13の主回転軸線
上において，左側のケーシング半部１に回動可能かつ揺
動可能に支承されている。

押しのけ体３のリブ８を保持しているプレート状部分
の平面のところ，つまり第１の球区分15と第２の球区分
16との間において，揺動ロッド12は第３の球区分17を備
えており，この第３の球区分の球の半径は有利には第２
の球区分の球の半径と等しい。この第３の球区分は押し
のけ体３のボスのところで回動可能かつ揺動可能に支承
されている。

ところで，両方の球区分16及び17の支承部材が円筒形
の支承ブシュであると，例えば遠心力に基づく純粋に半
径方向の力が，半円形の線上で支えられるにすぎない。
軸方向に向いた力は全く伝達されない。したがって，不
動の構成部材と並進運動する構成部材である押しのけ体
とが遊びなしに協働することができない。

したがって本発明によれば，不動の構成部材と並進運
動する構成部材である押しのけ体とが遊びなしに協働し
得るようにするために，円筒形の支承ブシュを使用しな
いで，前記の支承部材はそれぞれの半球状のヒンジソケ
ット18,19として構成されている。しかも半球状のヒン
ジソケットとして構成することによって，不動の構成部
材と並進運動する構成部材である押しのけ体とが簡単な
形式で遊びなしに協働し得るようになり，必要な備品の
数が最低限になり，組み立て作業が簡単になる。

更にこの場合重要なことは，これらのヒンジソケット
が鏡面対称的に不動の構成部材及び並進運動する構成部
材に配置されており，ばね部材が第２の球区分及び第３
の球区分をそれぞれのヒンジソケット内に常に密着させ
るようにすることである。

要するに本発明によれば，不動の構成部材と並進運動
する構成部材とが常に遊びなしに協働し得るようにする
ために，両方の球区分16及び17の支承部材が半球状のヒ
ンジソケット18,19として構成され，これらのヒンジソ
ケットは，磨滅の補償のためにばね部材によって揺動ロ
ッドの軸方向に生ぜしめられる力を受け止めるのであ
る。

第３図には，本発明による揺動ロッドの支承形式の第
１の実施例が示されている。第２の球区分16′は中心貫
通孔を有していて，揺動ロッド12′にルーズに差しはめ
られており，揺動ロッドに沿って移動可能である。球区
分16′及び17′の互いに向き合う側は平らな面にされて
いて，それぞればね部材20′としての圧縮ばねの支え面
になっている。組み立てられた場合に，このばね部材2
0′は両方の球区分16′と17′とを押し離すように作用
する。球区分16′が移動した場合に揺動ロッド12′を受
容するために，不動の構成部材である左側のケーシング
半部１のヒンジソケット18′は切り欠き21を有してい
る。

第４図に示した実施例では，滑子22が使用されてお
り，この滑子は左側のケーシング半部１内で軸方向に移
動可能に取り付けられている。滑子の，押しのけ体３の
方の側の端面にはヒンジソケット18が形成されている。
そしてこのヒンジソケット内に球区分16が支承されてい
る。この球区分が常に球面によって支えられるようにす
るために，この場合においてもヒンジソケットの底に切
り欠き21が形成されており，球区分16の端部がヒンジソ
ケットの底に接触することはない。軸方向の力は，ケー
シング半部１に支えられているばね部材20としてのコイ
ルばねによって滑子22に作用せしめられる。

第１図の構成から明らかなように，ばね力は，押しの
け体３のリブ８がケーシング半部１の側壁におけるその
シール面から離れるほど，大きくてはならない。このシ
ール作用を維持する対向力はオルダム継手9,10を介して
押しのけ体３に伝達される。

他面においてばね力は，この付加的な軸方向の力が前
述の半径方向の力と協働して球区分を球面に密着させる
ほど，大きくなければならない。いずれにせよ，球区分
及びヒンジソケットの一方が磨滅するようなことがあっ
ても，この球面の密着領域は常に維持されなければなら
ない。

以下の例は，生じ得る誤差が本発明によって補償され
得ることを示す： 揺動運動に際して球区分の材料が除去されることがあ
る。これによって球区分はヒンジソケット内に「食い込
む」ことがある。この場合球区分及びヒンジソケットの
球面の直径が小さくなる。球面の直径が小さくなるほか
に，更に球区分16及び17の中心の相互間隔が増大するに
もかかわらず，球区分が常に球面に密着せしめられるこ
とによって，球区分を結ぶ軸線は同じままであり，球区
分とヒンジソケットとの間の結合部に遊びは生じない。
このことは，球区分だけ，あるいはヒンジソケットだけ
が磨滅する場合にも，言えることである。

揺動運動に際して，不動のケーシング半部１に接する
リブ８の端面及びリブ８を保持しているプレート状の部
分の端面が磨滅すると，球区分17の支承部が球区分16の
ヒンジソケット18に向かってずれ動くことになる。この
ような状態も第３図及び第４図に示した構成によって簡
単に回避される。

第２の球区分の中心と第３の球区分の中心との間の間
隔が変化する場合に，揺動ロッドがそれに沿って運動す
るところの円すい面の円すい角も変化する。その場合偏
心量ｅ（第４図）は維持される。他面において第３の球
区分17とヒンジソケット19との間に磨滅が生じると，本
発明によれば第３の球区分17はヒンジソケット19に密着
するように押されるので，第１の球区分15も移動可能で
なければならない。この場合第３の球区分17の磨滅は，
その大きさが極めてわずかなものではあるが，すべての
方向に生じ得るので，第１の球区分15のヒンジソケット
14はその滑り面23をクランク伝動装置13に設けられてい
る対応滑り面に対して相対的に，第４図の矢印方向だけ
ではなしにすべての方向に，極めてわずかな限度内で移
動可能にされている。このようにヒンジソケット14の移
動は一定の限度内で行われる移動であるので，クランク
伝動装置からの駆動力の伝達は常に支障なく行われる。
なお，滑り面23及び対応滑り面はクランク伝動装置の主
回転軸線に対して平行な平面内にある。

このように構成された揺動駆動装置は以下のような利
点を有している： 作業中に生ずる最大の半径方向力は支承部17/19のと
ころに作用する。この力は両方の支承部15/14及び16/18
によって受け止められる。それぞれの球区分間のレバー
腕の大きさの比を適当に選択することによって，支承部
分15/14における支承負荷を可及的にわずかにすること
ができる。これによってこの支承部15/14はその寸法，
特に球区分の直径を小さくすることができ，したがって
摩擦力をわずかにすることができる。他面において，第
２及び第３の球区分のためのヒンジソケットは別個の部
品ではなく，もともと存在している部品，すなわち押し
のけ体と不動の構成部材又はそれに設けた滑子とに一体
的に形成されている。この理由からだけでも，本発明に
よる揺動駆動装置は安価に製作することができる。これ
らのヒンジソケットは半球形であって，アンダカットさ
れた部分を有していないので，その製作に必要な射出成
形工具若しくはプレス工具も安価である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の２実施例を略示したもので，第１図は回
転する押しのけ体を有するポンプの縦断面図，第２図は
第１図のＡ−Ａ線に沿ったポンプの横断面図，第３図は
揺動ロッドの支承形式の第１の実施例の縦断面図，第４
図は揺動ロッドの支承形式の第２の実施例の縦断面図で
ある。 １及び２……ケーシング半部,3……押しのけ体,4……搬
送室,5……ウェブ,6……入口,7……出口,8……リブ,9…
…中間リング,10……条片,11……溝,12及び12′……揺
動ロッド,13……クランク伝動装置,14……ヒンジソケッ
ト,15……第１の球区分,16及び16′……第２の球区分,1
7及び17′……第３の球区分,18,18′及び19……ヒンジ
ソケット,20及び20′……ばね部材,21……切り欠き,22
……滑子,23……滑り面,e……偏心量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭61−18031（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭46−30055（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3817664（ＵＳ，Ａ) 米国特許5024114（ＵＳ，Ａ) 米国特許3000263（ＵＳ，Ａ) 欧州特許360756（ＥＰ，Ｂ１)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不動の構成部材（１）に対して偏心的に保
   持されている並進運動する構成部材（３）のための揺動
   駆動装置であって，揺動ロッド（12,12′）から成って
   おり，この揺動ロッドはクランク伝動装置（13）によっ
   て動かされ，このために揺動ロッドは，クランク側の端
   部の第１の球区分（15）をクランクにある支承ブシュに
   取り付けられており，他方の側の端部の第２の球区分
   （16,16′）を，クランク伝動装置（13）の回転軸線上
   で，不動の構成部材（１）にある支承ブシュに支承され
   ており，かつその両方の端部の間に第３の球区分（17,1
   7′）を有しており，この第３の球区分は並進運動する
   構成部材（３）のボスにある支承ブシュに回動可能かつ
   揺動可能に支承されている形式のものにおいて，第２の
   球区分（16,16′）のための支承ブシュ及び第３の球区
   分（17,17′）のための支承ブシュがそれぞれ半球状の
   ヒンジソケット（18,18′若しくは19,19′）であって，
   これらのヒンジソケットは鏡面対称的に不動の構成部材
   （１）及び並進運動する構成部材（３）に配置されてお
   り，ばね部材（20,20′）が第２の球区分及び第３の球
   区分をそれぞれのヒンジソケット内に密着させるように
   したことを特徴とする，並進運動する構成部材のための
   揺動駆動装置。
2. 【請求項２】第２の球区分（16′）が揺動ロッド（1
   2′）にルーズに差しはめられており，ばね部材として
   のコイルばね（20′）が第２の球区分（16′）と第３の
   球区分（17′）との間に配置されていることを特徴とす
   る，請求項１記載の揺動駆動装置。
3. 【請求項３】第２の球区分（16）を受容するヒンジソケ
   ット（18）が滑子（22）内に設けられており，この滑子
   はばね負荷されて不動の構成部材（１）内で移動可能で
   あることを特徴とする，請求項１記載の揺動駆動装置。
4. 【請求項４】第１の球区分（15）を受容するための支承
   ブシュがヒンジソケット（14）として構成されており，
   このヒンジソケットはクランク伝動装置の主回転軸線に
   対して平行な平面内で一定限度移動可能であることを特
   徴とする，請求項１記載の揺動駆動装置。