JPH0544636A - 圧縮機 - Google Patents
圧縮機Info
- Publication number
- JPH0544636A JPH0544636A JP3200569A JP20056991A JPH0544636A JP H0544636 A JPH0544636 A JP H0544636A JP 3200569 A JP3200569 A JP 3200569A JP 20056991 A JP20056991 A JP 20056991A JP H0544636 A JPH0544636 A JP H0544636A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- piston
- contact
- cam surface
- radius
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
- 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
- F04B27/0873—Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
- F04B27/0878—Pistons
- F04B27/0882—Pistons piston shoe retaining means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 騒音の低減と同時にカム面の損傷を合理的に
防止する。 【構成】 駆動軸に装着された波形カム１０と、頸部２
１を介して波形カム１０の周縁を跨いだ対称頭部２２が
波形カム１０の回転に追従して前後のボア内を往復動す
るピストン２０とを含み、該ピストン２０は波形カム１
０のカム面１１を挟持する欠円柱状の摺接面２４を有
し、かつ摺接面２４の曲率半径は上記カム面１１の最小
接触曲率半径を超えない範囲で可及的に近接した値に設
定されているので、カム面１１の接触点に生じる最大接
触応力は十分に小さくなり、滑り摩擦という接触形態と
相まってカム面に生じやすい疲労摩耗（フレーキング）
を巧みに防止することができる。
防止する。 【構成】 駆動軸に装着された波形カム１０と、頸部２
１を介して波形カム１０の周縁を跨いだ対称頭部２２が
波形カム１０の回転に追従して前後のボア内を往復動す
るピストン２０とを含み、該ピストン２０は波形カム１
０のカム面１１を挟持する欠円柱状の摺接面２４を有
し、かつ摺接面２４の曲率半径は上記カム面１１の最小
接触曲率半径を超えない範囲で可及的に近接した値に設
定されているので、カム面１１の接触点に生じる最大接
触応力は十分に小さくなり、滑り摩擦という接触形態と
相まってカム面に生じやすい疲労摩耗（フレーキング）
を巧みに防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両空調用に供して好
適な圧縮機に係り、詳しくは周方向に波形状のカム面を
有する波形カム（ウエーブプレート）を用いて、その回
転変位により両頭形のピストンを直動させる型式の圧縮
機に関する。
適な圧縮機に係り、詳しくは周方向に波形状のカム面を
有する波形カム（ウエーブプレート）を用いて、その回
転変位により両頭形のピストンを直動させる型式の圧縮
機に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３〜図５は、この種の圧縮機に使用さ
れる波形カム及びピストンの一例（特開昭５７ー１１０
７８３号公報参照）を示すものであって、駆動軸ａには
波形カムｂが装着され、同波形カムｂにはその周縁を頸
部が跨ぐ形態で両頭形のピストンｃが複数配置されてお
り、これらのピストンｃは図示しないシリンダブロック
の各ボアに嵌挿されている。そして同ピストンｃは頸部
を挟んだ対向壁面が円柱コロｄを介して波形カムｂに係
留され、同波形カムｂの回転変位によりそのカム面を転
動する円柱コロｄを媒体としてピストンｃには往復動が
与えられる。
れる波形カム及びピストンの一例（特開昭５７ー１１０
７８３号公報参照）を示すものであって、駆動軸ａには
波形カムｂが装着され、同波形カムｂにはその周縁を頸
部が跨ぐ形態で両頭形のピストンｃが複数配置されてお
り、これらのピストンｃは図示しないシリンダブロック
の各ボアに嵌挿されている。そして同ピストンｃは頸部
を挟んだ対向壁面が円柱コロｄを介して波形カムｂに係
留され、同波形カムｂの回転変位によりそのカム面を転
動する円柱コロｄを媒体としてピストンｃには往復動が
与えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】さて、空調用に供され
る圧縮機にはあくなき要求課題とて騒音の低減が掲げら
れているが、上述のごとく波形カムｂのカム面に沿って
円柱コロｄが転動するように構成した圧縮機では、この
転動によって生じる騒音が圧縮機のトータル的な騒音レ
ベルを押上げる大きな要因の一つに数えられる。すなわ
ち、球体又は円柱体を面に対して押圧転動させた場合
は、これを摺動させた場合に比較して騒音レベルが一段
と高く、例えばＳ４５Ｃ材からなるディスクを１０００
ｒｐｍで回転させ、このディスク表面に４０ｋｇの荷重
を加えて鋼球を転動又は摺動させた場合の実験結果とし
て、騒音レベルに約３ｄＢの差異が認められたとの報告
もなされており、しかも多気筒型式のこの種の圧縮機で
は気筒数に応じて騒音レベルの差異は一層顕著となる。
る圧縮機にはあくなき要求課題とて騒音の低減が掲げら
れているが、上述のごとく波形カムｂのカム面に沿って
円柱コロｄが転動するように構成した圧縮機では、この
転動によって生じる騒音が圧縮機のトータル的な騒音レ
ベルを押上げる大きな要因の一つに数えられる。すなわ
ち、球体又は円柱体を面に対して押圧転動させた場合
は、これを摺動させた場合に比較して騒音レベルが一段
と高く、例えばＳ４５Ｃ材からなるディスクを１０００
ｒｐｍで回転させ、このディスク表面に４０ｋｇの荷重
を加えて鋼球を転動又は摺動させた場合の実験結果とし
て、騒音レベルに約３ｄＢの差異が認められたとの報告
もなされており、しかも多気筒型式のこの種の圧縮機で
は気筒数に応じて騒音レベルの差異は一層顕著となる。
【０００４】また、図４に明示されているように、ピス
トンｃが円柱コロｄを抱持するという構造から、ピスト
ンｃの直径に対する円柱コロｄの直径は必然的に寸法制
限を受けることになるが、選択される円柱コロｄの直径
に反比例してカム面の接触点に生じる集中的応力は大き
くなるため、転動という比較的疲労摩耗（フレーキン
グ）に弱い接触形態に加えて大きな応力がさらにこれを
助長すべく作用するので、カム面の損傷が急速に進行す
るといった不具合も懸念される。
トンｃが円柱コロｄを抱持するという構造から、ピスト
ンｃの直径に対する円柱コロｄの直径は必然的に寸法制
限を受けることになるが、選択される円柱コロｄの直径
に反比例してカム面の接触点に生じる集中的応力は大き
くなるため、転動という比較的疲労摩耗（フレーキン
グ）に弱い接触形態に加えて大きな応力がさらにこれを
助長すべく作用するので、カム面の損傷が急速に進行す
るといった不具合も懸念される。
【０００５】本発明は、騒音の低減と同時にカム面の損
傷を合理的に防止することを、解決すべき技術課題とす
るものである。
傷を合理的に防止することを、解決すべき技術課題とす
るものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題解決の
ため、駆動軸に装着された波形カムと、頸部を介して該
波形カムの周縁を跨いだ対称頭部が該波形カムの回転に
追従して前後のボア内を往復動するピストンとを含み、
該ピストンは上記波形カムのカム面を挟持する欠円柱状
の摺接面を有し、かつ該摺接面の曲率半径は上記カム面
の最小接触曲率半径を超えない範囲で可及的に近接した
値に設定されているという技術手段を講じている。
ため、駆動軸に装着された波形カムと、頸部を介して該
波形カムの周縁を跨いだ対称頭部が該波形カムの回転に
追従して前後のボア内を往復動するピストンとを含み、
該ピストンは上記波形カムのカム面を挟持する欠円柱状
の摺接面を有し、かつ該摺接面の曲率半径は上記カム面
の最小接触曲率半径を超えない範囲で可及的に近接した
値に設定されているという技術手段を講じている。
【０００７】
【発明の効果】本発明は、ピストン自体に波形カムのカ
ム面と摺接する欠円柱状の摺接面を一体的に形成したも
のであるから、円柱コロの介入がなく、カム面とピスト
ンとの接触形態が滑り摩擦となって圧縮機の騒音レベル
が格段と低減されるとともに、摺接面の曲率半径がピス
トンの有効半径を優に超える値に設定しうるので、カム
面の接触点に生じる最大接触応力は十分に小さくなり、
滑り摩擦という接触形態とも相まってカム面に生じやす
い疲労摩耗（フレーキング）を巧みに防止することがで
きる。
ム面と摺接する欠円柱状の摺接面を一体的に形成したも
のであるから、円柱コロの介入がなく、カム面とピスト
ンとの接触形態が滑り摩擦となって圧縮機の騒音レベル
が格段と低減されるとともに、摺接面の曲率半径がピス
トンの有効半径を優に超える値に設定しうるので、カム
面の接触点に生じる最大接触応力は十分に小さくなり、
滑り摩擦という接触形態とも相まってカム面に生じやす
い疲労摩耗（フレーキング）を巧みに防止することがで
きる。
【０００８】
【実施例】以下、図に基づいて本発明の実施例を具体的
に説明する。なお、波形カムを使用した圧縮機の基本的
な構成は従来のそれととくに変るところはないので、詳
しい説明は省略する。図１は波形カム１０とこれに係留
されたピストン２０との関係を示し、図２は理解に便な
るようピストン２０のみを斜視図として示したものであ
って、ピストン２０は頸部２１を介して波形カム１０の
周縁を跨いだ対称頭部（ボアに嵌合される有効直径部）
２２、２２を有し、該対称頭部２２、２２の各々から一
体、かつ平板状に張出した張出部２３、２３の内端縁に
は、波形カム１０のカム面１１、１１を挟持する欠円柱
状の摺接面２４、２４が形成されている。
に説明する。なお、波形カムを使用した圧縮機の基本的
な構成は従来のそれととくに変るところはないので、詳
しい説明は省略する。図１は波形カム１０とこれに係留
されたピストン２０との関係を示し、図２は理解に便な
るようピストン２０のみを斜視図として示したものであ
って、ピストン２０は頸部２１を介して波形カム１０の
周縁を跨いだ対称頭部（ボアに嵌合される有効直径部）
２２、２２を有し、該対称頭部２２、２２の各々から一
体、かつ平板状に張出した張出部２３、２３の内端縁に
は、波形カム１０のカム面１１、１１を挟持する欠円柱
状の摺接面２４、２４が形成されている。
【０００９】さて、円周方向に波形状の軌跡を画く上記
カム面１１は、径方向に所要の接触長をもって上記ピス
トン２０の摺接面２４と当接しており、該カム面１１を
構成する波形曲面の曲率半径は、当然に波形カム１０の
外周縁から内方（回動中心）に向うにつれて次第に小さ
く形成されている。図１において、波形カム１０に係留
されるピストン２０を、実線のそれに対して９０°転回
させて示した鎖線の関係姿勢から理解されるように、図
示Ｐ点つまり直径Ｄの投影円上における波形曲面の曲率
半径が、ここにカム面１１の最小接触曲率半径として定
義づけられる。
カム面１１は、径方向に所要の接触長をもって上記ピス
トン２０の摺接面２４と当接しており、該カム面１１を
構成する波形曲面の曲率半径は、当然に波形カム１０の
外周縁から内方（回動中心）に向うにつれて次第に小さ
く形成されている。図１において、波形カム１０に係留
されるピストン２０を、実線のそれに対して９０°転回
させて示した鎖線の関係姿勢から理解されるように、図
示Ｐ点つまり直径Ｄの投影円上における波形曲面の曲率
半径が、ここにカム面１１の最小接触曲率半径として定
義づけられる。
【００１０】本発明の最も特徴的な構成はピストン２０
が直接波形カム１０に摺接係留され、しかも欠円柱状を
なす摺接面２４の一体化構造によって、該摺接面２４に
ピストン２０の有効半径を優に上回る曲率半径ｒの設定
を可能としたことである。換言すれば、カム面１１に対
するピストン２０の係留形態を円柱コロの介入による転
がり摩擦からピストン２０の直接接触による滑り摩擦に
変換して騒音レベルを低下させるとともに、円柱コロと
は比較にならない大きな曲率半径に設定した摺接面２４
により、カム面１１の接触点に生じる最大接触応力を極
力抑え、滑り摩擦という接触形態とも相まってカム面１
１に生じやすい疲労摩耗（フレーキング）を合理的に防
止したことである。なお、摺接面２４の曲率半径ｒはカ
ム面１１のとくに凹曲面部に対して２点当たりとなるこ
とを避けるため、該カム面１１の最小接触曲率半径を超
えない範囲に設定される。
が直接波形カム１０に摺接係留され、しかも欠円柱状を
なす摺接面２４の一体化構造によって、該摺接面２４に
ピストン２０の有効半径を優に上回る曲率半径ｒの設定
を可能としたことである。換言すれば、カム面１１に対
するピストン２０の係留形態を円柱コロの介入による転
がり摩擦からピストン２０の直接接触による滑り摩擦に
変換して騒音レベルを低下させるとともに、円柱コロと
は比較にならない大きな曲率半径に設定した摺接面２４
により、カム面１１の接触点に生じる最大接触応力を極
力抑え、滑り摩擦という接触形態とも相まってカム面１
１に生じやすい疲労摩耗（フレーキング）を合理的に防
止したことである。なお、摺接面２４の曲率半径ｒはカ
ム面１１のとくに凹曲面部に対して２点当たりとなるこ
とを避けるため、該カム面１１の最小接触曲率半径を超
えない範囲に設定される。
【００１１】
【表１】 表１は、カム面１１の接触点に生じる最大接触応力及び
これに基づく応力係数を（ＨＥＲＴＺの弾性式）に従っ
て試算したものであって、図３〜図５に示す構成のもの
を従来例として掲記した。
これに基づく応力係数を（ＨＥＲＴＺの弾性式）に従っ
て試算したものであって、図３〜図５に示す構成のもの
を従来例として掲記した。
【００１２】なお、表１中 Ｍ＝１／Ｅ1 ＋１／Ｅ2 ＝１／２１，０００＋１／７，０００ ここにＥ1 ：鉄の弾性係数 Ｅ2 ：アルミの弾性係数 Ｎ＝１／Ｒ＋１／ｒ σｍａｘ＝（ＰＮ／ｌＭ）1/2 ここにＰ：荷重（４２ｋｇ） ｌ：接触長（１０ｍｍ） Ｋ＝σｍａｘ／材料硬度 ここに材料硬度：波形カム（アルミ）の硬度（１４０Ｈ
ｖ） 上記両者の試算結果から明らかなように、本実施例では
従来例に比べて最大接触応力を格段と小さくすることが
でき、しかも実機テストにおいては、応力係数が０．２
５以下であれば、波形カム１０の疲労摩耗（フレーキン
グ）をほぼ完全なまでに防止しうることが確認された。
ｖ） 上記両者の試算結果から明らかなように、本実施例では
従来例に比べて最大接触応力を格段と小さくすることが
でき、しかも実機テストにおいては、応力係数が０．２
５以下であれば、波形カム１０の疲労摩耗（フレーキン
グ）をほぼ完全なまでに防止しうることが確認された。
【図１】本発明圧縮機の一実施例に係り、とくに波形カ
ムとピストンとの関係を示す要部断面図
ムとピストンとの関係を示す要部断面図
【図２】同ピストンを示す斜視図
【図３】従来圧縮機の要部を示す一部切欠断面図
【図４】同波形カムとピストンとの関係を示す要部断面
図
図
【図５】同ピストンを示す斜視図
１０は波形カム、１１はカム面、２０はピストン、２１
は頸部、２２は対称頭部、２４は摺接面
は頸部、２２は対称頭部、２４は摺接面
Claims (1)
- 【請求項１】駆動軸に装着された波形カムと、頸部を介
して該波形カムの周縁を跨いだ対称頭部が該波形カムの
回転に追従して前後のボア内を往復動するピストンとを
含み、該ピストンは上記波形カムのカム面を挟持する欠
円柱状の摺接面を有し、かつ該摺接面の曲率半径は上記
カム面の最小接触曲率半径を超えない範囲で可及的に近
接した値に設定されていることを特徴とする圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200569A JPH0544636A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200569A JPH0544636A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544636A true JPH0544636A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16426510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3200569A Pending JPH0544636A (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0544636A (ja) |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3200569A patent/JPH0544636A/ja active Pending
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