JP3188716B2 - 斜板式往復ピストン圧縮機 - Google Patents

斜板式往復ピストン圧縮機

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    • F04B27/08—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転する斜板で複数のピストンを往復させ
る斜板式往復ピストン圧縮機に関し、圧縮機シャフトに
対する傾きが調節可能で、前記圧縮機シャフトにより駆
動される斜板を備え、斜板は前記圧縮機シャフト上に軸
方向に案内される滑り部材と、駆動力を伝達するドライ
バとの両方に連接し、前記各ピストンには斜板が滑り係
合する連接部材が備えられている。
このような斜板式往復ピストン圧縮機は、ドイツ特許
4411926A（特願平５−81944）によって知られている。
前記圧縮機においては、ドライバは２つの部分に分割さ
れており、圧縮機シャフトに固定された第１ドライバ部
分は、斜板に沿ってかなりの空間を有し、第１ドライバ
部分に連接係合する第２ドライバ部分は、斜板の側方の
延長部を形成する。このような構成には、圧縮機の軸方
向の長さが、第１ドライバ部分の長さと第２ドライバ部
分の長さの和によって決定され長いという欠点がある。
さらに、側方延長部により肉厚のハブを有する斜板は、
回転軸線から比較的離れた重心の慣性モーメントが比較
的高くなり、その結果、慣性力に応じて回転スピードが
突然変化すると、斜板の傾斜が調整されることになる。
本発明の課題は、限られた労力と費用で、制限された
慣性力と摩擦力により斜板の調整運動に対向する特にコ
ンパクトな構成を有し、グリアランスをなくすために往
復ピストンの内方の死点位置を正確に維持する、前述の
タイプの往復ピストン圧縮機を提供することである。
この問題を解決するために、本発明においては、斜板
は環状に形成され、その円周上の一点には、少なくとも
半径方向に内方に開口した係合空間を有し、該係合空間
には、圧縮機シャフトにしっかりと接続されたドライバ
の頭部が係合される。
このため、側方に位置するドライバの慣性力がさらに
高くなることはなく、全長も長くなり過ぎず、製造にか
かるコストも節減できる。
以下、本発明の好適実施例及びその利点を添付図面を
参照しながら説明する。
図１ 環状ディスクが最大に傾斜した往復ピストンの
一実施例を示す軸方向断面図。
図２ 環状ディスクの傾斜が最小時の、図１に対応す
る図。
図３ 図２に示す環状ディスクとドライバの部分図。
図４ 図３に示すIV−IV線に沿う断面図。
図５ 図３及び図４に示す装置の斜視図。
斜板式往復ピストン圧縮機１は、該圧縮機の円周方向
に並置され、圧縮機ケースのシリンダーボア３内に案内
される例えば７つのピストン２を有する。該ピストンの
ストローク運動は、圧縮機シャフト５に対し傾斜した環
状ディスク６が該ピストン２内の閉鎖された中空部８に
近接した係合室７内に係合することによって起こる。環
状ディスク６のどの傾斜位置においても、実質上クリア
ランスのない滑り係合を実現するために、環状ディスク
と係合室７の球状内壁10との間には球状片11、12が左右
対称に設けられており、それにより傾斜したディスク６
は回転しながら両球状片間を摺動する。
圧縮機シャフト５から環状ディスク６への駆動力伝達
は、圧縮機シャフト５内に固定されたドライバ13によっ
てなされ、ドライバ13の例えば球形の頭部15は、環状デ
ィスク６の径方向の孔16に係合する。ドライバ頭部15の
位置は、その中心部17が球状片11、12の球の中心と一致
するように決められる。同様に、ドライバ頭部15の中心
部は、７つのピストンの幾何学的軸線を連結する円上に
位置し、また、ピストン２の連結片11、12の球体の中心
を連結する円上に位置する。このため、図１及び２の上
部に見られるピストン２の死点位置は正確に決定され、
最小のクリアランスが確保される。このドライバの自由
端の頭部形状により、環状ディスク６の傾斜を変えるこ
とができるが、その際にドライバ頭部15はピストン２の
ストロークの大きさを変更する際の環状ディスク６の枢
転運動のための支持部を形成する。係合空間16、及び／
あるいはドライバ13の頭部15の形状は、異なった運動を
生じさせるために様々に選択することが可能である。
さらに、環状ディスク６が傾斜角度の変更のための枢
転運動ができるように、環状ディスク６を支持する支持
軸20が圧縮機シャフト５の軸線にそって動き得ることが
必要である。
このため、支持軸20は、圧縮機５上に摺動可能に配設
された滑りスリーブ21の両側に設けられ、また環状ディ
スク６の径方向の孔24、25に設けられた２本の同軸支持
ピン22、23により形成される。そのため、滑りスリーブ
21には、滑りスリーブ21と環状ディスク６との間の環状
空間部28をスポーク状に架橋する、好ましくは左右同一
の支持スリーブ26、27が設けられる。支持軸20の可動限
界、すなわち環状ディスク６の最大傾斜位置は、ドライ
バ13が滑りスリーブ21に設けられた長孔30を通り、長孔
30の端部に係止して停止することにより決定される。
環状ディスク６の角度調整、すなわち機械の制御のた
めの力は、ピストン２の両側で互いに作用する圧力の総
和から発生するため、この調整力は駆動空間部33内の圧
力によって左右される。前記圧力を調整するために、外
部の加圧ガス源に接続することができる。
ピストン２の駆動空間部側の圧力、あるいは駆動空間
部33内の圧力がピストン２の反対側の圧力に比べて高く
なればなる程、ピストン２のストロークは小さくなり、
圧縮機の効率も下がる。
滑りスリーブ21の位置の設定、従って機械の効率を調
整するピストンのストロークは、滑りスリーブ21と協働
する少なくとも一つのスプリング34、35によっても決定
される。滑りスリーブ21は圧縮機シャフト５の円周上に
設けられた２つのつる巻きばね34、35の間に封じ込めら
れていることが望ましい。
装置の性能上重要な滑りスリーブ21の位置は、環状デ
ィスク６上に働く慣性力によっても決定され、回転速度
が高まると、ピストン２のストロークの大きさ、すなわ
ち装置の効率が下がるのに対応して、環状ディスク６は
図２に示された位置の方へと起こされる。
本発明によれば、こうした運動は、環状ディスク６の
質量体が中実構造やドライバの横方向への張出形状をと
らないようにしたために公知の斜板に比べて周方向外方
に位置せしめられていることによるところ大である。
環状ディスク６の力学的挙動にとって有利なデザイン
に加え、形状を環状に限定したことにより、特にラッピ
ングによって側面の仕上げをする際の製造工程が非常に
簡潔なものとなる。さらに、前記環状ディスクは圧縮機
ケース内において余り場所をとらないため、圧縮機の軸
方向においてもコンパクトに構成され、自動車の空調シ
ステムのコンプレッサーとして設置することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クーン，ペーター ドイツ連邦共和国，デー―69469 バイ ンハイム，プランケルシュトラーセ 61 (72)発明者 ツェーザル，ローラント ドイツ連邦共和国，デー―70338 シュ トゥットガルト，シュティルネンベーク ７ (72)発明者 オブリスト，フランク オーストリア国，アー―6850 ドルンビ ルン，ゲルベルガッセ 22アー (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F04B 27/10

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転する斜板で複数のピストンを往復させ
    る斜板式往復ピストン圧縮機であって、 圧縮機シャフト（５）に対する傾斜が調節可能で、前記
    圧縮機シャフトによって駆動される斜板（６）を備え、
    該斜板は圧縮機シャフト（５）上に軸方向に案内される
    滑り部材（21）と、駆動力を伝達するドライバ（13）と
    の両方に連接し、複数のピストン（２）は各々斜板
    （６）が滑り係合する連接部（10、11、12）有し、斜板
    （６）は環状ディスクの形態をしており、その円周上の
    一点には少なくとも径方向内方に開いた係合空間（16）
    を有し、前記係合部には、圧縮機シャフト（５）にしっ
    かりと接続されたドライバ（13）の頭部（15）が係合さ
    れることを特徴とする斜板式往復ピストン圧縮機。
  2. 【請求項２】ドライバ（13）の頭部（15）が圧縮機シャ
    フト（５）から離れる方向に突出したドライバの自由端
    に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の斜板式
    往復ピストン圧縮機。
  3. 【請求項３】ドライバ（13）は、圧縮機シャフト（５）
    から傾斜する方向に突出し、それにより環状ディスク
    （６）が最も大きく傾斜する最大傾斜位置と最も小さく
    傾斜する最小傾斜位置の中間の中間傾斜位置において、
    ドライバの軸線は環状ディスク（６）の径方向に延びる
    ことを特徴とする請求項２に記載の斜板式往復ピストン
    圧縮機。
  4. 【請求項４】環状ディスク（６）は係合空間を形成する
    径方向の孔（16）を有し、ドライバ（13）の頭部（15）
    は球状に形成されたことを特徴とする請求項１〜３のい
    ずれか１項に記載の斜板式往復ピストン圧縮機。
  5. 【請求項５】ドライバ（13）の頭部（15）の中心部（1
    7）は、ピストンの球状連接部材（11、12）の球中心を
    連結した円上に位置することを特徴とする請求項４に記
    載の斜板式往復ピストン圧縮機。
  6. 【請求項６】７つのピストンを有し、ドライバ（13）の
    頭部（15）の中心部（17）は、７つのピストン（２）の
    幾何学軸線を相互に連結した円上に位置することを特徴
    とする請求項４または５に記載の斜板式往復ピストン圧
    縮機。
  7. 【請求項７】前記圧縮機シャフトを取り囲むスリーブ状
    の滑り部材（21）への連接結合が、一方が環状ディスク
    内、他方が滑り部材（21）上に同軸的に径方向の対向す
    る側に配置された２つの支持ピン（22、23）によってな
    されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に
    記載の斜板式往復ピストン圧縮機。
  8. 【請求項８】支持ピン（22、23）は、スリーブ状の滑り
    部材（21）から径方向に突出し、滑り部材（21）と環状
    ディスク（６）との間の径方向空間を架橋する同軸的支
    持スリーブ（26、27）内に取付けられることを特徴とす
    る請求項７に記載の斜板式往復ピストン圧縮機。
  9. 【請求項９】滑り部材（21）は圧縮機シャフト（５）上
    に軸方向にスリーブ状に案内され、ドライバ（13）は滑
    り部材（21）の長孔（30）を通って、圧縮機シャフト
    （５）から環状ディスク（６）へと延び、それにより、
    滑り部材（21）はいずれの方向においてもドライバ（1
    3）上の停止点を有することを特徴とする請求項１〜８
    のいずれか１項に記載の斜板式往復ピストン圧縮機。
    （図１及び２）
  10. 【請求項１０】滑り部材（21）の両端にスプリング部材
    （34、35）を設けたことを特徴とする請求項１〜８のい
    ずれか１項に記載の斜板式往復ピストン圧縮機。
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