JPH0925872A - ウォッブル板装置を備えた往復動ピストン型機械 - Google Patents

ウォッブル板装置を備えた往復動ピストン型機械

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JPH0925872A
JPH0925872A JP8174637A JP17463796A JPH0925872A JP H0925872 A JPH0925872 A JP H0925872A JP 8174637 A JP8174637 A JP 8174637A JP 17463796 A JP17463796 A JP 17463796A JP H0925872 A JPH0925872 A JP H0925872A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きさ寸法を低減して摩擦損失の少ないウォ
ッブル板装置を備えた往復動ピストン型機械を提供する
こと。 【解決手段】 往復動ピストン型機械がウォッブル板装
置を備え、各ピストン2はウォッブル板3の周縁に1つ
のボール端21を介して枢着、結合され、該ボール端は
ピストン軸心に交差した方向に延設された案内28の球
面状の内面30に直接又はスリップリング29を介して
係合し、以て連結桿がその両端で2つのボール端を有す
る構造を回避して機械の構造の簡略化を図ることが可能
となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウォッブル板装置
を備えた往復動ピストン型機械に関し、同ウォッブル板
の第1の部分は機械駆動軸と枢動継手により駆動結合
し、同ウォッブル板の第2の部分はピストンと結合して
揺動運動が回転軸受によって第1の部分から第2の部分
に伝達される構成を有したものである。
【0002】
【従来の技術】この種の往復動型ピストンは、周知であ
り、例えば、米国特許第5,205,718号公報や独
公開特許第4234989号公報に開示されている。ピ
ストンの駆動に用いられる揺動運動はピストンの運動方
向の成分に加えて同運動方向に対してラジアル方向にも
運動成分を有している。
【0003】従来、ウォッブル板の周辺領域における揺
動運動をシリンダ内部で案内されるピストンへ両端に球
部を搭載した接続桿を介して伝達することが必要と考え
られていた。この場合、接続桿の最少長さは、ウォッブ
ル板の最大傾斜位置によって決まり、ウォッブル板とピ
ストンとの間の配置構成が、往復動型ピストン機械の全
長を比較的大きなものとしていたのである。この往復動
ピストン型機械を車両の空調装置の圧縮機としてエンジ
ン室内に設置するとき、同機械の大きさ寸法が特に、不
利な効果をもたらす。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
すべき問題点は、上述した形式の往復動型ピストン機械
であって、全長寸法が小さく、しかも最小限の努力で低
コストで製造でき、かつウォッブル板からピストンへの
駆動力の伝達過程で摩擦損失が限られた損失量であるよ
うな往復動ピストン型機械を得ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上述し
た問題点はウォッブル板の第2部分と複数ピストンとの
間の駆動結合が各々、球形端で行われ、各球形端はピス
トン軸と交叉した方向を向いた案内に係合するように構
成することで解決することができるのである。従って、
結合桿は、各桿に2つのボール継手が設けられる従来の
技術とは異なるのである。
【0006】球端と交叉方向案内との組み合わせにより
従来、用いられていたボール継手と対比して駆動力点路
における接触面積が大幅に低減し、故に摩擦抵抗を著し
く低減させることができるのである。本発明により、機
械の周方向に列設されたピストンがウォッブル板を囲繞
し、機械の軸方向の全長が対応的に縮小される結果とな
ったのである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて更に詳細に説明する。この場合に、本
発明は図示実施形態に限定されるものでないことは言う
までもない。図1は、本発明に係る往復動ピストン型機
械の第1の実施形態を示す軸断面図であり、図2は図1
にII−II線に沿う断面図、図3は図2に一部を拡大図示
した部分断面図、図4は、図2と同様の断面図であり、
各ピストンが自転防止機構を備えた実施形態の図、図5
は本発明に係る往復動ピストン型機械の第2の実施形態
を示す軸断面図である。
【0008】ウォッブル板装置を備えた往復動ピストン
型機械の基本的な構造と作用とは既に仕打ちであり、例
えば、米国特許第5,205,718号公報および独公
開第4139186号公報等に開示されているので、参
照すれば良い。さて、実施形態を参照すると、往復動ピ
ストン型機械1は、例えば、7個のピストン2を有し、
これらのピストン2は機械の周方向に順次に列設されて
いる。ウォッブル板3は機械部分と一緒に回転する板部
分5とピストン2に駆動結合していて、故に結合上回転
しない板部分6とを有している。このため、軸受ボール
7,8を装備した回転軸受9が2つの板部分5,6の間
に配設され、軸方向およびラジアル方向の力を吸収し、
両板部分で揺動運動への転換を行ってピストンを駆動す
る。
【0009】機械の駆動軸4と、該軸と共に回転する回
転板部分5との間の結合は駆動ピン10を介して形成さ
れており、同ピン10は凹所11中に係合し、ウォッブ
ル板3の角度調整動作と、協動回転する回転板部分5に
対して横方向に張出し形成された駆動体12の角度調整
動作とを許容している。ウォッブル板3を機械駆動軸4
に取り付けて同ウォッブル板3の枢動を許容するため
に、該軸4は球体13を保持し、この球体13は回転板
部分5に形成された対応の球面に包囲、係合されてい
る。ウォッブル板3を角度調整する力はピストン2の各
端面に対向方向に作用する圧力の総合力から得られ、該
力は駆動室15の内部圧力に依存している。
【0010】この駆動室内の圧力を制御するために、本
機械を圧縮機として使用する場合に発生する外部圧力ガ
ス流との間に連通路を形成することもできる。この流体
連通路は通路16を有し、該通路16は、機械駆動軸4
のシール、軸受空間17に連通し、次いで駆動室15に
連通し、その結果、冷却効果も得ることができるように
構成されている。
【0011】ウォッブル板3の傾きに従ってピストン動
作における下死点位置が変化し、他方、上死点は不変ま
たは殆ど不変状態に維持される。夫々のピストン2の背
面側の圧力または駆動室15内の圧力が同ピストン2の
先端面に作用する圧力に対比して高い程、ピストンのス
トロークが小さくなり、従って圧縮機吐出量も低減す
る。
【0012】7つのピストン2は、そのストローク動作
を遂行するためにウォッブル板3の周囲に結合されてい
る。周知の構造とは異なり、ウォッブル板3上の点と各
ピストン2との間の結合部にはただ一つのボール継手2
0だけが設けられ、ボール端21を有する軸受特性とし
て該ボール端21はピストン2の軸線に交差する方向ま
たはウォッブル板3に対してラジアル方向に動作可能に
なっている。このために、ピストン2は軸部又は胴部2
2を有し、該軸部22は、ピストンリング23を備えた
ピストン頭部24を、シリンダ孔25内で摺動する案内
ヘッド26に結合する。
【0013】図1から図4に示す実施形態では、ウォッ
ブル板3は各ピストン2に対して短いボールジャーナル
27を有し、各ジャーナルはラジアル方向に板から遠ざ
かる方向に延長し、ボール端21に案内ヘッド26内の
通孔28に嵌合している。ボール端21と円筒通孔28
との間で高圧負荷につながる直線接触を回避するため
に、ボール端21は、好ましくは、ラジアル軸受の外輪
のようにスリップリング29により囲繞され、該スリッ
プリングは球面状の内面30を有している。ボール端2
1がスリップリング29内に係合していることからスリ
ップリング29はボール端21が案内ヘッド26の通孔
28内をラジアル移動する間に摺動する。
【0014】図5の実施形態では、ピストン2とウォッ
ブル板3との間のボール継手20’は、上述した実施形
態とは逆の態様に設けることも可能であることを図示し
ている。この場合には、ボール端21’はピストン2の
案内ヘッド26’にしっかりと固定されており、通孔2
8’はボール端21’を受容してウォッブル板3に対し
てラジアル方向内側に延設されている。この実施形態の
場合にもボール端21’は図示にない摺動スリーブによ
って包囲するように構成することもできる。
【0015】ウォッブル板3の板部分6が軸受9の摩擦
によって回転しないように、少なくとも1つのピストン
2が自転防止機構を備えている。その結果、ウォッブル
板3とピストン2との間のヒンジ結合または枢動結合に
よって一体回転が阻止されている。つまり、案内ピン3
3が設けられ、この案内ピン33が2つの平坦部32を
備え、これらの2つの平坦部32はハウジング35の壁
部34を貫通して延設されており、ピストンの軸方向に
平行な案内溝36に係合し、従って、平坦部32と案内
溝36の側壁との間で摺動接触が行われているように形
成されている。
【0016】案内溝36を形成すべく、ピストン2の軸
部22は適宜の断面形状を有している。すなわち、図1
の下部に図示のような軸部22の細い断面部から広がっ
た構成となっている。図4は、各ピストン2が案内溝3
6内に案内ピンを係合させることにより、その軸心回り
の自転が阻止されるようになっている実施形態を示して
いる。
【0017】案内ピン33は案内溝36の側壁間に所定
量の隙間を備え、この隙間により囲繞されている場合で
ある。7つのピストン2が相互に位相ずれを有して作動
すると、ウォッブル板3の各揺動位置において、振動的
な限られた回転運動が生じるが、該ウォッブル板3の板
部分6に対する自転防止が夫々のピストンから付与され
る。すなわち、ハウジングから突出した案内ピン33と
それに関連したピストン2の案内溝36との間の密着に
より回転防止が達成される。このように案内接触は機械
の周方向に1つのピストン2から他のピストン2へと移
行し、故に案内接触による負荷は分散されることにな
る。
【0018】
【発明の効果】このように、本発明によれば、上述した
構成、作用を有することにより、揺動ピストン型機械の
寸法、サイズが低減でき、かつ摩擦抵抗による駆動力低
減の少ない揺動ピストン型機械が提供されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る往復動ピストン型機械の第1の実
施形態を示す軸断面図である。
【図2】図1にII−II線に沿う断面図である。
【図3】図2に一部を拡大図示した部分断面図である。
【図4】図2と同様の断面図であり、各ピストンが自転
防止機構を備えた実施形態の図である。
【図5】本発明に係る往復動ピストン型機械の第2の実
施形態を示す軸断面図である。
【符号の説明】
1…往復動ピストン型機械 2…ピストン 3…ウォッブル板 4…機械の駆動軸 5…板部分 6…板部分 20…ボール継手 21…ボール端 12…駆動体 13…球体 33…案内ピン 34…壁部 35…ハウジング 36…案内溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク オブリスト 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

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウォッブル板装置を備えた往復動ピスト
    ン型機械が、ウォッブル板3の第1部分5において機械
    駆動軸と枢動継手10,11,13,14を介して駆動
    結合されると共に該ウォッブル板の第2部分6はピスト
    ン2と駆動結合され、該ウォッブル板の揺動は前記第1
    部分から第2部分へ回転軸受9を介して変換、伝達され
    る構成を有し、前記ウォッブル板3の第1部分6とピス
    トン2との間の駆動結合は、それぞれボール端21,2
    1’を介して遂行され、該ボール端21,21’はピス
    トンの軸心に対して交差するように延設された案内手段
    28,28’に係合していることを特徴とするウォッブ
    ル板装置を備えた往復動ピストン型機械。
  2. 【請求項2】 前記ボール端21は前記ウォッブル板3
    の前記第2部分の周縁部に固定され、前記ボール案内手
    段28はピストン2の駆動端部分26を通して交差方向
    に延設されている請求項1に記載のウォッブル板装置を
    備えた往復動ピストン型機械。
  3. 【請求項3】 少なくとも1つのピストン2が案内要素
    33に係合し、該ピストン2の軸心回りの回転量が少な
    くとも微小値に制限されている請求項1に記載のウォッ
    ブル板装置を備えた往復動ピストン型機械。
  4. 【請求項4】 前記ピストン2の各々が自転防止機構3
    3、36を備えている請求項1に記載のウォッブル板装
    置を備えた往復動ピストン型機械。
  5. 【請求項5】 前記ボール端21は、球面状の内面を備
    えたスリップリング29によって包囲した構成を有する
    請求項1に記載のウォッブル板装置を備えた往復動ピス
    トン型機械。
  6. 【請求項6】 前記ピストン2は、封止リング23を保
    持したピストン頂部24と、案内ヘッド26とを具備
    し、該ピストン頂部と案内ヘッドとはピストン軸22に
    より相互結合されている請求項1に記載のウォッブル板
    装置を備えた往復動ピストン型機械。
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