JP4653511B2 - クランク機構、およびこのクランク機構を利用した圧縮機またはポンプ - Google Patents
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Description
さらに、連接棒を介して回転運動を往復運動に変換すると、構造上歳差運動が発生し、往復運動部品の最大速度がクランクアングルの90度の位置ではなく、それ以前に発生するため、往復運動部品の加速度が大きくなり、バルブタイミング等に悪影響を与えるという問題もあった。
を特徴とする。
かかる構成により、本願発明に係るクランク機構は、連接棒を廃止している。したがって、加工難易度の高い連接棒を廃止したことにより、製作コストを低減できるとともに、
クランク軸の回転方向のコンパクト化により、省スペース化を達成し、設置面積を小さくすることができる。また、偏芯した回転部分を軽量化することにより、バランスウエイトを低減ないし排除することが可能となること、および、連接棒の揺動運動に起因するクスロスヘッドの揺動運動を防止することができることから、各摺動面の磨耗を低減し、各部材の負担を軽減して、部材の損傷を防止し、寿命を向上させて、信頼性を高めることができる。
さらに、連接棒を廃止したことにより、歳差運動による悪影響を排除し、クランク軸の回転角に対するクロスヘッドの往復運動速度をサインカーブ化することもできる。
また、ガイドローラを設けて、フレームとクロスヘッドとの摺動面を転がりでガイドする構成としたため、摺動抵抗を減少させるとともに、摺動面の磨耗や焼き付き等の損傷を防止することができる。
ここで、この明細書において、「補強部材」とは、強度、および硬度等を向上させた部材をいい、熱処理等により表面硬度を上げた部材のほか、シート状のライナーや溶射等による表面処理部材も含まれる。
また、本発明によれば、クロスヘッドの往復直線運動の平面内で水平対向型の圧縮機またはポンプを構成できるため、クランク軸の方向にクランクを2箇所連結した従来の構成に対して、クランク軸の方向においても省スペース化を図ることができる。
ここで、説明の便宜上、本クランク機構の上下方向、および前後方向を定めることとし、図3において、本図上での上下をクランク機構の上下方向とし、本図上で左側を前とし、右側を後とする。また、本クランク機構を、後述する圧縮機またはポンプに使用した場合においても同様とし、各部品についてもこの方向を適用する場合がある。
クランクウェブ3には、クランク軸2の回転中心から所定量偏芯させた位置にクランクピン4が挿通される穿孔3cが形成され、この穿孔3cにはナット4aが装着される座ぐり穴が設けられている。
なお、本実施形態に係るクランクウェブ3は、従来のクランクアームに相当するものであるが、回転部分のアンバランスの対策においては、静不釣合いではなく、「非不釣合い」の思想から、ロータ全体の重量に対するアンバランス量の割合を考慮して振動を軽減している。その結果、バランスウエイトを排除し、バランスウエイトの脱落という危険を完全に回避している。
クロスヘッド6の中央部には、クランクピンローラ5が往復摺動する際に干渉しないような逃げ穴6aが形成されている(図1参照)。
また、この逃げ穴6a周縁部には、後記する補強部材8が設置される段部6bが形成され(図1参照)、この段部6bには、補強部材8の取付ボルト8bの位置に対応して、四隅に雌ねじ6cが形成されている。
したがって、この長穴の溝8aの幅は、クランクピンローラ5の径に相当し、クランクピンローラ5が前記長穴の溝8aの側面に沿って転動可能に適切なクリアランスを構成できるように設定されている。また、前記長穴の溝8aの長さは、クランクピンローラ5が公転運動するに伴う往復移動の長さに対応して定められている。
なお、補強部材8に形成された長穴の溝8aは、クロスヘッド6の往復運動方向に対して直交する方向に沿って配置される構成としているが、これに限定されるものではなく、交差する方向に配置されていればよい。
また、長穴の溝8aの側面は、クランクピンローラ5と線接触により転動するため、この部分の摺動特性を向上させる必要があるため、本実施形態においては、補強部材8には焼入れ処理が施されている。その結果、クランクピンローラ5の小型化を達成し、軽量化を図っている。
前記フレーム本体9aは、前後のフレーム9a1,9a2と、この前後のフレーム9a1,9a2を結合するリブ9a3とから構成された溶接構造とされている。
前記上下のフレーム9b,9cは、平板で形成され、フレーム本体9aの上下面を覆うようにフレーム本体9aに固着されている。また、上下のフレーム9b,9cには、クロスヘッド6に回転自在に設置されたガイドローラ11の外周面との摺動面を形成する補強部材10が、前記クロスヘッド6の往復移動方向に沿って設置されている。なお、本実施形態においては、補強部材10には、焼入処理を施した部材を使用している。
さらに、上下のフレーム9b,9cには、前記クロスヘッド6の往復運動方向に対する左右の側面をガイドするガイドローラ12が、ガイドローラシャフト12aを介してガイドローラ12の外周面をクロスヘッド6の左右の側面とそれぞれ当接させる所定の位置に設置されている(図1を併せて参照)。なお、このガイドローラ12には、円滑な回転を確保すべく、ニードルベアリングが使用され、これにより、往復摺動自在にクロスヘッド6の往復運動方向に対する左右方向をガイドしている。
前記ベアリングハウジング9dは、フレーム本体9aの側板9a2に固着され、テーパローラ軸受21を介して、クランク軸2を回転自在に保持し、かつスラスト荷重をも負担できる構造としている。
クランク軸2には、Vプーリが図示しないキーで結合されており、このVプーリを図示しないVベルトを介して図示しないモータ等で回転させることにより、クランク軸2を回転させることができる。このクランク軸2の回転運動は、キー2bで一体に連結されたクランクウェブ3に伝達される。このクランクウェブ3には、前記クランク軸2の回転中心から所定量偏芯させた位置にクランクピン4が設置され、このクランクピン4には、回転自在にクランクピンローラ5が装着されているため、クランクピンローラ5はクランク軸2の回りに公転運動を行う。
なお、本実施形態においては、一例として、Vプーリを介してクランク軸2を回転させているが、これに限定されることはなく、歯車等を使用してもよく、クランク軸2を回転させる手段に関わらず本発明を実施することができる。
さらに、クロスヘッド6は、クランクピンローラ5を前記クロスヘッド6に配置された補強部材8に形成された長穴の溝8aに内嵌させた状態となるように、クランクウェブ3に対面して配置されている。
よって、クロスヘッド6は、クランク軸2の回転運動により、前記往復直線運動の方向に往復直線運動をする。
なお、本発明に係る請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクランク機構は、ホンプや圧縮機に限定されるものではなく、広く、内燃機関および外燃機関等にも適用が可能である。
図4に示すように,本実施形態に係る圧縮機30は、前記実施形態に係るクランク機構1と、このクランク機構1に係るクロスヘッドの端面6eに連結されるピストンロッド31と、このピストンロッド31に連結されるピストン32と、このピストン32を往復直線運動自在に収容するシリンダ33と、このシリンダの内部に形成された第1および第2の圧力室34,35と、この圧力室34,35に外部から連通する連通孔36,37とを備えて構成されている。
なお、これ以外の構成は、圧縮機またはポンプの構成として周知のものであるので、その説明は省略する。
ピストンロッド31の他端側には、ピストン32が装着されるため、この他端側の先端部には、雄ねじ31bが形成されている。
シリンダ本体33aには、図示しないガスケットを介して、フロントヘッド33bおよびリアヘッド33cが固着されており、ピストン32の往復運動方向の前後にそれぞれ密閉された圧力室34,35が形成されている。そして、この圧力室34,35には、それぞれシリンダ33の外部まで連通する連通孔36,37が形成されている。
したがって、図4において、クロスヘッド6が本図上で右方向に移動すれば、それに伴いピストン32も右方向へ移動し、第1の圧力室34に連通する第1の連通孔36からエアが導入されるとともに、第2の圧力室35に連通する第2の連通孔37からエアが排出される。なお、本実施形態においては、各圧力室34,35に導入および排出される流体をエアとして説明したが、これに限定されることはなく、本発明はオイルや水素ガス、プロパンガス、その他各種の冷媒等種々の流体に適用することができる。
図5は、本クランク機構を利用した水平対向型の圧縮機またはポンプの主要な構成を示す図である。図5に示すように、本クランク機構1に係るクロスヘッド6の両側にピストンロッド31を連結し、本図上で左右にそれぞれシリンダ33およびピストン32を構成して、水平対向型の圧縮機またはポンプを構成したものである。
図6は、本願発明に係る別の変形例を説明するための図である。本変形例は、円柱形状のクランクピン4と、このクランクピン4を抱き込むように構成し、前記実施形態に係るクランクピンローラ5(図1参照)の代わりに採用した箱型の2つ割りのスライド部材51と、このスライド部材51の内周面側に装着された軸受41とを備えて構成されている。
本変形例に係るクランク機構1′は、クランクピン4の公転運動に伴い、スライド部材51がクロスヘッド6に形成された長穴の溝61の側面で往復摺動することにより、クロスヘッド6が往復移動する点で、前記実施形態に係るクランク機構1(図1参照)と同様の作用を奏するものである。
例えば、本実施形態においては、クランクウェブは、クランク軸とは別体として構成し、クランク軸にキーを介して嵌装する構造を採用したが、これに限定されることはなく、クランク軸と一体に構成してもよい。
さらに、クラング軸を片持ちに構成し、駆動されるVプーリを挟んでクランク軸の両側にクロスヘッドを配置することも可能である。
クロスヘッドの上下方向のガイド部には、クランク軸の回転方向の遠心力が作用するため、本実施形態のようにガイドローラを設置することが望ましい。
2 クランク軸
2a ロックナット
2b キー
3 クランクウェブ
4 クランクピン
5 クランクピンローラ
6 クロスヘッド
6a 逃げ穴
6b 段部
8 補強部材
8a 長穴の溝
8b 取付ボルト
9 フレーム
10 補強部材
11 ガイドローラ
12 ガイドローラ
30 圧縮機
31 ピストンロッド
32 ピストン
33 シリンダ
34 第1の圧力室
35 第2の圧力室
36 第1の連通孔
37 第2の連通孔
Claims (5)
- 水平方向に配設されたクランク軸と、このクランク軸の少なくとも一端側に設けられ、前記クランク軸と一体的に回転が可能なクランクウェブと、このクランクウェブに設置され、前記クランク軸回りに公転運動するクランクピンと、このクランクピンを内嵌する長穴の溝が形成されたクロスヘッドと、このクロスヘッドを往復直線運動自在にガイドするフレームとを備え、
前記長穴の溝を介して、前記クランクピンの公転運動と前記クロスヘッドの往復直線運動とを相互に変換し、
前記クランクピンには、回転自在にクランクピンローラが装着されるとともに、前記クロスヘッドに形成された長穴の溝は、前記クランクピンローラの径に相当する幅であって、前記クランクピンローラが嵌装された状態で転動しながら前記公転運動することにより、往復摺動可能な長さに形成され、
前記クロスヘッドは、矩形状の平板で構成され、当該平板の表裏面が垂直方向に沿うように立設されて配設され、垂直方向において対面する上下の端面と、前記往復直線運動の方向に対して直交する水平方向において対面する前記表裏面を形成する左右の側面と、を有し、
前記フレームは、ガイドローラを介して、前記クロスヘッドを前記往復直線運動の方向に摺動自在にガイドし、
前記ガイドローラは、前記クロスヘッドの前記上下の端面を前記往復移動の方向にガイドするように、前記クロスヘッドまたは前記フレームに表裏方向の回転軸を中心として回転自在に軸支され円柱形状をなしたガイドローラと、
前記クロスヘッドの前記左右の側面を前記往復移動の方向にガイドするように、前記クロスヘッドまたは前記フレームに上下方向の回転軸を中心として回転自在に軸支され円柱形状をなしたガイドローラと、を備えたこと、
を特徴とするクランク機構。 - 前記クロスヘッドの上下方向をガイドする前記ガイドローラと摺動する前記フレームまたは前記クロスヘッドの摺動面には、補強部材が設けられたことを特徴とする請求項1に記載のクランク機構。
- 前記クロスヘッドには、前記長穴の溝の側面を補強する補強部材を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のクランク機構。
- 請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載するクランク機構を有し、
さらに、前記クロスヘッドが往復直線運動する方向に連結されるピストンロッドと、
このピストンロッドに連結されるピストンと、
このピストンを往復運動自在に収容するとともに、前記ピストンの摺動方向の前後にそれぞれ圧力室が形成され、この圧力室に外部からそれぞれ連通する連通孔が形成されたシリンダと、
を備えることを特徴とする圧縮機またはポンプ。 - 前記クロスヘッドに連結されるピストンロッドは、前記クロスヘッドの往復直線運動の方向に対して、両側に連結されると共に、前記ピストンロッドにそれぞれ前記ピストンが連結されたことを特徴とする請求項4に記載の圧縮機またはポンプ。
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JPS62153581A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-08 | Nippon Air Brake Co Ltd | 往復動圧縮機 |
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