JPH10238456A

JPH10238456A - ピストン機関および流体吸排装置

Info

Publication number: JPH10238456A
Application number: JP9040636A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Takashima; 充宏高島; Yujiro Morita; 雄二郎森田
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】弁体の摺動面の焼き付きを防止し、シール面
のシール性を向上し、シリンダ内のピストンを滑らかに
直動させること。【解決手段】カム室３０内で主軸１２の後端に取り付
けられたカム機構３２は、主軸１２の回転に応じて主軸
１２を中心軸線（回転軸）として回転する。このカム機
構３２の外周端面にカム溝３２ａが切られている。各吸
入弁体３６は、吸入孔１９ａを開閉するためのものであ
って、吸入孔３６ａが形成され、主軸１２の軸線と直交
する方向に延在する中心軸を持ち、この中心軸の回りで
回動自在に配置されている。各吸入弁体３６は、その中
心軸から偏心した位置に駆動ピン３６ｂが取り付けら
れ、この駆動ピン３６ｂは上記カム機構３２のカム溝３
２ａ内に摺動可能に嵌入されている。したがって、カム
機構３２は、吸入弁体３６をその中心軸の回りで往復回
転運動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピストン機関に関
し、特に、複数個のボア（シリンダ）が形成された往復
動型圧縮機のような流体吸排装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から圧縮機として種々の構造のもの
が知られているが、ここでは、所謂往復動型圧縮機（斜
板式圧縮機とも呼ばれる）を例として圧縮機の構造につ
いて概説する。

【０００３】図７を参照して、図示の圧縮機はシリンダ
ブロック１１を備えており、主軸１２はラジアルベアリ
ング１２ａで支持されるとともにその後端をラジアルベ
アリング１２ｂで支持されてシリンダブロック１１に回
転可能に支持されている。クランク室１３には斜板（ロ
ータ）１４が配置され、主軸１２に連結されている。ロ
ータ１４の傾斜面には揺動板１５が配設され、揺動板１
５の一部には突起部１５ａが形成され、この突起部１５
ａはシリンダブロック１１に取り付けられたスライダ部
１１ａを挟持している。

【０００４】揺動板１５には球連接によってピストンロ
ッド１６ａが連結され、このピストンロッド１６ａの他
端にはピストン１６が装着されている。シリンダブロッ
ク１１ｂにはシリンダ１７が形成され、シリンダ１７内
にピストン１６が挿入されている。なお、シリンダ１７
は主軸１２を中心として所定の角度間隔で複数形成され
ており、従って、揺動板１５には複数のピストンロッド
１６ａが取り付けられ、これらピストンロッド１６ａに
取り付けられたピストン１６が各シリンダ１７に挿入さ
れていることになる。

【０００５】シリンダブロック１１にはバルブプレート
１８ａを介してシリンダヘッド１８が取り付けられ、こ
のシリンダヘッド１８によって吸入室１９及び吐出室２
０が規定されている。バルブプレート１８ａには吸入室
１９とシリンダ１７とを結ぶ吸入孔１９ａが形成され、
フラッパ型の吸入弁（図示せず）を介して吸入室１９と
シリンダ１７とは連通している。同様にして、バルブプ
レート１８ａには吐出室２０とシリンダ１７とを結ぶ吐
出孔２０ａが形成されている。

【０００６】ここで、図８も参照して、バルブプレート
１８ａには吐出孔２０ａの開閉を規定するフラッパ型の
吐出弁２１ａが設けられ、さらに、吐出弁２１ａの開方
向の動きを規制するリテーナ２１が取り付けられてい
る。

【０００７】再び、図７を参照して、主軸１２に駆動力
を与えると、主軸１２の回転に応じてロータ１４が回転
する。この際、スライダ１１ａに沿って突起部１５ａが
摺動するから、揺動板１５の自転は防止され、その結
果、揺動板１５は主軸の回転に応じて所謂揺動運動を行
うことになる。揺動板１５の揺動運動によってピストン
１６が往復運動を行い、これによって、吸入行程で吸入
室１９から吸入孔１９ａを介してシリンダ１７内に吸入
された流体（ガス）は、吐出行程で吐出孔２０ａを介し
て吐出室２０に吐出される。

【０００８】このようなフラッパ型の吸入弁や吐出弁２
１ａでは、吸入遅れや吐出遅れに起因して圧力損失が大
きくなり、体積効率を低下させたり、高負荷運転時や高
速回転時に、衝突によって騒音及び振動が発生するとい
う問題点がある。

【０００９】この問題を解決するため、主軸の回転に同
期して弁体を移動することにより、吐出孔や吸入孔を開
閉するようにしたものが開示されている。例えば、実開
平４−１１９３７０号公報（以下、先行技術１と呼ぶ）
には、主軸に連結された円板体である弁体を主軸の回転
に同期して回転駆動させるようにした「圧縮機」が開示
されている。また、特開平５−１２６０４０号公報（以
下、先行技術２と呼ぶ）には、上記弁体として回転弁や
ピストン、ロッド等を使用した「往復動型圧縮機」が開
示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弁体と
して回転駆動される円板体（先行技術１）や回転弁（先
行技術２）を使用したものでは、弁体が回転するので、
摺動面で焼き付きが発生する虞があったり、摺動面のシ
ール性が低下するという問題が生じ易く、シール面（摺
動面）のクリアランスの管理が難しくなる。

【００１１】また、弁体としてピストン、ロッド等を使
用したもの（先行技術２）は、吸入孔又は吐出孔を吸入
工程又は吐出工程で全開させるものであり、吸入孔又は
吐出孔の開度を調整することは行っていない。換言すれ
ば、先行技術２では、吐出工程から吸入工程へ遷移する
ときに、直ちに吸入孔を全開して吐出孔を全閉し、吸入
工程から吐出工程へ遷移するときに、直ちに吸入孔を全
閉して吐出孔を全開すしている。すなわち、ピストンの
速度を何等考慮することなく、吸入孔又は吐出孔を単に
全開／全閉するようにしている。一方、周知のように、
シリンダ内を直動するピストンの速度は、下死点および
上死点で零であり、それらの中間で最大となる。その結
果、先行技術２に開示された構造では、シリンダ内に／
から吸入／吐出する流体の慣性により、シリンダ内でピ
ストンを滑らかに直動させることが困難となる。それが
機械的な損失を招くことになる。

【００１２】本発明の目的は、弁体の摺動面での焼き付
きを防止できるピストン機関および流体吸排装置を提供
することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、弁体の摺動面でのシ
ール性を確保できるピストン機関および流体吸排装置を
提供することにある。

【００１４】本発明の更に他の目的は、シリンダ内でピ
ストンを滑らかに直動させることができるピストン機関
および流体吸排装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、シリンダと、該シリンダ内で上死点と下死点との
間で往復運動するピストンとを有し、前記シリンダには
前記上死点側に吸入孔及び吐出孔が形成されており、前
記ピストンの往復運動に応じて前記上死点から前記下死
点までの吸入行程、および前記下死点から前記上死点ま
での吐出行程を行い、前記吸入行程で前記吸入孔から流
体を前記シリンダに吸入し、前記吐出行程で前記シリン
ダ内の流体を前記吐出孔から吐出するようにしたピスト
ン機関において、孔部が形成され前記吸入孔を開閉する
ための吸入弁体を備え、前記吐出行程では前記吸入弁体
で前記吸入孔を閉成させ、前記吸入行程では前記吸入孔
の開度を徐々に変化させて、前記吸入弁体を往復運動さ
せるように制御する制御手段を有することを特徴とする
ピストン機関が得られる。

【００１６】本発明の第２の態様によれば、シリンダ
と、該シリンダ内で上死点と下死点との間で往復運動す
るピストンとを有し、前記シリンダには前記上死点側に
吸入孔及び吐出孔が形成されており、前記ピストンの往
復運動に応じて前記上死点から前記下死点までの吸入行
程、および前記下死点から前記上死点までの吐出行程を
行い、前記吸入行程で前記吸入孔から流体を前記シリン
ダに吸入し、前記吐出行程で前記シリンダ内の流体を前
記吐出孔から吐出するようにしたピストン機関におい
て、孔部が形成され前記吐出孔を開閉するための吐出弁
体を備え、前記吸入行程では前記吐出弁体で前記吐出孔
を閉成させ、前記吐出行程では前記吐出孔の開度を徐々
に変化させて、前記吐出弁体を往復運動させるように制
御する制御手段を有することを特徴とするピストン機関
が得られる。

【００１７】本発明の第３の態様によれば、主軸と、シ
リンダが形成されたシリンダブロックと、前記主軸の回
転駆動に応じて前記シリンダ内で上死点と下死点との間
で往復運動を行うピストンとを有し、該シリンダには前
記上死点側に吸入孔及び吐出孔が形成されており、前記
ピストンの往復運動に応じて吸入行程及び吐出行程を行
い、前記吸入行程で前記吸入孔から流体を前記シリンダ
部に吸入し、前記吐出行程で前記シリンダ部内の流体を
前記吐出孔から吐出室に吐出するようにした流体吸排装
置において、孔部が形成され前記吸入孔を開閉するため
の吸入弁体を備え、前記吐出行程では前記吸入弁体で前
記吸入孔を閉成させ、前記吸入行程では前記吸入孔の開
度を徐々に変化させて、前記吸入弁体を往復運動させる
ように制御する制御手段を有することを特徴とする流体
吸排装置が得られる。

【００１８】本発明の第４の態様によれば、主軸と、シ
リンダが形成されたシリンダブロックと、前記主軸の回
転駆動に応じて前記シリンダ内で上死点と下死点との間
で往復運動を行うピストンとを有し、該シリンダには前
記上死点側に吸入孔及び吐出孔が形成されており、前記
ピストンの往復運動に応じて吸入行程及び吐出行程を行
い、前記吸入行程で前記吸入孔から流体を前記シリンダ
に吸入し、前記吐出行程で前記シリンダ内の流体を前記
吐出孔から吐出室に吐出するようにした流体吸排装置に
おいて、孔部が形成され前記吐出孔を開閉するための吐
出弁体を備え、前記吸入行程では前記吐出弁体で前記吐
出孔を閉成させ、前記吐出行程では前記吐出孔の開度を
徐々に変化させて、前記吐出弁体を往復運動させるよう
に制御する制御手段を有することを特徴とする流体吸排
装置が得られる。

【００１９】

【作用】本発明では、吸入孔（吐出孔）の開度を吸入弁
体（吐出弁体）を往復運動させて制御しているので、弁
体の摺動面の摺動速度を低く及び摺動距離を短くするこ
とができ、弁体の摺動面での焼き付きを防止することが
でき、弁体のシール面のシール性の向上が計れる。ま
た、吸入行程（吐出工程）では吸入孔（吐出孔）の開度
を徐々に変化させているので、シリンダ内でピストンを
滑らかに直動させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明について実施例によっ
て説明する。ここで、ピストン機関および流体吸排装置
の一例として斜板式圧縮機（往復動型圧縮機）をあげ、
その基本的構造は図７と同様であるので、同一の構成要
素には同一の参照符号を付し、圧縮機自体の説明は省略
し、以下では差異についてのみ述べる。

【００２１】図１に本発明の第１の実施の形態に係る斜
板式圧縮機を断面図で示す。図示の斜板式圧縮機では、
シリンダヘッド１８によって規定される吸入室１９およ
び吐出室２０は、それぞれ、主軸１２の半径方向の内側
および外側に配置されている。また、シリンダブロック
１１の中央部にはカム室３０が形成され、主軸１２が図
５に示すラジアルベアリング１２ｂの位置よりもさらに
後方にカム室３０内に延びている。このカム室３０内に
は、本発明に係るカム機構３２が、吸入室１９に面した
主軸１２の後端に取り付けられている。この主軸１２と
カム機構３２とは、図示のように、ボルト締めによって
接合されている。従って、主軸１２の回転に応じてカム
機構３２は主軸１２を中心軸線（回転軸）として回転す
る。このカム機構３２は、主軸１２に対して直角方向に
延びる（つまり、径方向に延びる）、実質的に円板形状
をしており、その外周端面には、後述するようなカム溝
３２ａが切られている。

【００２２】図示の例では、シリンダ１７およびピスト
ン１６はそれぞれ４個づつあり、主軸１２を中心として
９０°の角度間隔で配置されている。４つの吸入孔１９
ａと吸入室１９とは、４本の吸入通路３４によって連通
されている。この４本の吸入通路３４を塞ぐように、４
個の吸入弁体３６が、カム機構３２の外周端面に接触し
た状態で、配置されている。各吸入弁体３６は、吸入孔
１９ａを開閉するためのものであって、吸入孔３６ａが
形成されている。図示の吸入弁体３６は、円柱形状の弁
体であって、主軸１２の軸線と直交する方向に延在する
中心軸を持ち、この中心軸の回りで回動自在に配置され
ている。各吸入弁体３６は、その中心軸から偏心した位
置に駆動ピン３６ｂが取り付けられ、この駆動ピン３６
ｂは上記カム機構３２のカム溝３２ａ内に摺動可能に嵌
入されている。したがって、カム機構３２は、後述する
ように吸入弁体３６をその中心軸の回りで往復回転運動
させる。

【００２３】なお、図１において、図示のカム機構３２
および吸入弁体３６は、図示の都合上、他の構成要素に
対して主軸１２の回りに９０°回転した状態のものを図
示しており、実際の状態のものではないことに注意され
たい。

【００２４】次に、図２を参照して、図１に示した斜板
式圧縮機の動作について説明する。図２において、吸入
工程から吐出工程までの１サイクルを示し、上死点を０
°（３６０°）、下死点を１８０°で示してあり、カム
溝３２ａを開いた状態で図示してある。

【００２５】上死点から下死点までの吸入工程（０°〜
１８０°）において、カム機構３２は、ピストン１６が
上死点（０°）の位置にあるとき、吸入弁体３６は吸入
孔１９ａを開き始め、上死点から下死点への途中で吸入
孔１９ａを全開し、下死点で吸入孔１９ａを閉じるよう
に吸入弁体３５を往復回転運動している。すなわち、カ
ム機構３２は、ピストン１６の位置に応じて吸入孔１９
ａの開度を制御している。

【００２６】一方、下死点から上死点までの吐出工程
（１８０°〜３６０°）においては、カム機構３２は、
吸入弁体３６で吸入孔１９ａを閉成させている。

【００２７】このように、カム機構３２は、吐出行程で
は吸入弁体３６で吸入孔１９ａを閉成させ、吸入行程で
は吸入孔１９ａの開度を徐々に変化させて、吸入孔１９
ａの開度を吸入弁体３６を往復回転運動させることによ
り制御する制御手段として働く。

【００２８】このような構造の斜板式圧縮機では、カム
機構３２は吸入孔１９ａの開度を吸入弁体３６を往復回
転（スイング）運動させて制御しているので、前述した
先行技術１に開示された回転駆動される円板板や先行技
術２に開示された回転弁のように弁体を回転運動させる
ものに比較して、摺動面（シール面）の摺動速度を遅く
また摺動距離を短くすることができる。従って、摺動面
の焼き付きを防止できと共にシール面のシール性を確保
することができる。また、カム機構３２は、吸入行程に
おいて吸入孔１９ａの開度を徐々に変化させているの
で、吐出工程から吸入工程への遷移の際に直ちに吸入孔
を全開する場合に比較して、シリンダ１７内に流体を滑
らかに流入させることができ、その結果、ピストン１６
を滑らかに直動させることができ、機械的損失を減少さ
せることができる。

【００２９】上記第１の実施の形態の変形例として、シ
リンダヘッド１８によって規定される吸入室１９および
吐出室２０を、それぞれ、半径方向の外側および内側に
設けて、吸入弁体２６の代わりに吐出弁体を設け、吐出
弁の代わりに吸入弁を設けるようにしても良い。この場
合、カム機構３２は、吸入行程では吐出弁体で吐出孔を
閉成させ、吐出行程では吐出孔の開度を徐々に変化させ
て、吐出弁体を往復回転運動させるように制御する。

【００３０】さらに、第１の実施の形態の変形例とし
て、吸入弁体３６ばかりでなく、吐出弁２１ａおよびリ
テーナ２１の代わりに吐出弁体をも設け、双方の弁体を
カム機構３２で往復回転運動させるようにしても良い。

【００３１】図３を参照すると、本発明の第２の実施の
形態による斜板式圧縮機は、カム機構と吸入弁体の構成
が相違している点を除いて、図１に示したものと同様の
構成を有する。したがって、カム機構および吸入弁体に
それぞれ参照符号３２Ａおよび３６Ａを付してある。図
示の例では、シリンダ１７およびピストン１６はそれぞ
れ６個づつあり、主軸１２を中心として６０°の角度間
隔で配置されている。したがって、吸入弁体３６Ａも６
個ある。６つの吸入孔１９ａと吸入室１９とは、６本の
吸入通路３４によって連通されている。各吸入弁体３６
Ａは、対応する吸入通路３４を後述するように横断す
る。

【００３２】図示の吸入弁体３６Ａは、主軸１２の軸線
と直交する半径方向に摺動自在に配置された板状の弁体
である。カム機構３２Ａは、実質的に断面Ｔ字型の回転
体の形状をしており、その一面（図示の例では、主軸１
２の後端側の面）に後述するようなカム溝３２ａが切ら
れている。そして、吸入弁体３６Ａは、半径方向内側の
端で立設した駆動ピン３６ｂを持ち、この駆動ピン３６
ｂが上記カム溝３２ａに摺動可能に嵌入される。したが
って、カム機構３２Ａは吸入弁体３６Ａを半径方向に沿
って往復直線運動させる。また、吸入弁体３６Ａには、
吸入孔３６ａが穿設されている。

【００３３】なお、図３においても、図示のカム機構３
２Ａおよび吸入弁体３６Ａは、図示の都合上、他の構成
要素に対して主軸１２の回りに９０°回転した状態のも
のを図示しており、実際の状態のものではないことに注
意されたい。

【００３４】次に、図４を参照して、図３に示した斜板
式圧縮機の動作について説明する。図４において、主軸
１２の軸線を水平方向に横断する直線を境にして、下側
は吸入工程の状態にあり、上側は吐出工程にある。ま
た、主軸１２すなわちカム機構３２Ａは図面の矢印Ａで
示すように反時計回りに回転するものとし、時計の３時
の方向が上死点（０°，３６０°）の状態にあり、９時
の方向が下死点（１８０°）の状態にある。カム機構３
２Ａには、図４に示すように、卵形のカム溝３２ａが切
られている。

【００３５】上死点から下死点までの吸入工程（０°〜
１８０°）において、カム機構３２Ａは、ピストン１６
が上死点（０°）の位置にあるとき、吸入弁体３６Ａは
吸入孔１９ａを開き始め、徐々に吸入弁体３６Ａを矢印
Ｂで示す半径方向外側に移動し、上死点から下死点への
途中（図示の例では上死点と下死点との中間点）で吸入
孔１９ａを全開し、それ以後、徐々に吸入弁体３６Ａを
矢印Ｂで示す半径方向内側に移動し、下死点（１８０
°）で吸入孔１９ａを閉じるように吸入弁体３６Ａを往
復直線運動させている。すなわち、カム機構３２Ａは、
ピストン１６の位置に応じて吸入孔１９ａの開度を制御
している。

【００３６】一方、下死点から上死点までの吐出工程
（１８０°〜３６０°）においては、カム機構３２Ａ
は、吸入弁体３６Ａで吸入孔１９ａを閉成させている。

【００３７】このように、カム機構３２Ａは、吐出行程
では吸入弁体３６Ａで吸入孔１９ａを閉成させ、吸入行
程では吸入孔１９ａの開度を徐々に変化させて、吸入弁
体３６Ａを往復直線運動させるように制御する制御手段
として働く。

【００３８】このような構造の斜板式圧縮機では、カム
機構３２Ａは吸入孔１９ａの開度を吸入弁体３６Ａを往
復直線運動させて制御しているので、前述した先行技術
１に開示された回転駆動される円板板や先行技術２に開
示された回転弁のように弁体を回転させるものに比較し
て、摺動面（シール面）の摺動速度を遅くまた摺動距離
を短くすることができる。従って、上記第１の実施の形
態と同様に、摺動面の焼き付きを防止できと共にシール
面のシール性を確保することができる。また、カム機構
３２Ａは、吸入行程において吸入孔１９ａの開度を徐々
に変化させているので、吐出工程から吸入工程へ遷移す
る際に直ちに吸入孔を全開する場合に比較して、シリン
ダ１７内に流体を滑らかに流入させることができ、その
結果、ピストン１６を滑らかに直動させることができ、
機械的損失を減少させることができる。

【００３９】上記第２の実施の形態の変形例として、シ
リンダヘッド１８によって規定される吸入室１９および
吐出室２０をそれぞれ半径方向の外側および内側に設け
て、吸入弁体２６Ａの代わりに吐出弁体を設け、吐出弁
の代わりに吸入弁を設けるようにしても良い。この場
合、カム機構３２Ａは、吸入行程では吐出弁体で吐出孔
を閉成させ、吐出行程では吐出孔の開度を徐々に変化さ
せて、吐出弁体を往復直線運動させるように制御する。

【００４０】さらに、第２の実施の形態の変形例とし
て、吸入弁体３６Ａおよび吸入用のカム機構３２Ａばか
りでなく、吐出弁２１ａおよびリテーナ２１の代わりに
吐出弁体および吐出用のカム機構をも設け、双方の弁体
をカム機構で往復直線運動させるようにしても良い。

【００４１】図５を参照すると、本発明の第３の実施の
形態による斜板式圧縮機は、吐出弁２１ａおよびリテー
ナ２１を削除し、カム機構の構成が相違しており、吸入
弁体の代わりに吸入吐出弁体を用いる点を除いて、図３
に示したものと同様の構成を有する。したがって、カム
機構および吸入吐出弁体にそれぞれ参照符号３２Ｂおよ
び３６Ｂを付してある。図示の例は、１つのカム機構３
２Ｂで吸入用および吐出用を兼用できるようにしたもの
である。また、図示の例でも、シリンダ１７およびピス
トン１６はそれぞれ６個づつあり、主軸１２を中心とし
て６０°の角度間隔で配置されている。したがって、吸
入吐出弁体３６Ｂも６個ある。６つの吸入孔１９ａと吸
入室１９とは、６本の吸入通路３４によって連通され、
６つの吐出孔２０ａと吐出室２０とは、６本の吐出通路
３８によって連通されている。各吸入吐出弁体３６Ｂ
は、対応する吸入通路３４および吐出通路３８を後述す
るように横断する。

【００４２】図示の吸入吐出弁体３６Ｂは、主軸１２の
軸線と直交する半径方向に摺動自在に配置された板状の
弁体である。カム機構３２Ｂは、実質的に断面Ｔ字型の
回転体の形状をしており、その一面（図示の例では、主
軸１２の後端側の面）に後述するようなカム溝３２ａが
切られている。そして、吸入吐出弁体３６Ｂは、半径方
向内側の端で立設した駆動ピン３６ｂを持ち、この駆動
ピン３６ｂが上記カム溝３２ａに摺動可能に嵌入され
る。したがって、カム機構３２Ｂは吸入吐出弁体３６Ｂ
を半径方向に沿って往復直線運動させる。また、吸入吐
出弁体３６Ｂには、半径方向内側に吸入孔３６ａが、半
径方向外側に吐出孔３６ｃが穿設されている。

【００４３】なお、図５においても、図示のカム機構３
２Ｂおよび吸入吐出弁体３６Ｂは、図示の都合上、他の
構成要素に対して主軸１２の回りに９０°回転した状態
のものを図示しており、実際の状態のものではないこと
に注意されたい。

【００４４】次に、図６を参照して、図５に示した斜板
式圧縮機の動作について説明する。図６において、主軸
１２の軸線を水平方向に横断する直線を境にして、下側
は吸入工程の状態にあり、上側は吐出工程にある。ま
た、主軸１２すなわちカム機構３２Ａは図面の矢印Ａで
示すように反時計回りに回転するものとし、時計の３時
の方向が上死点（０°，３６０°）の状態にあり、９時
の方向が下死点（１８０°）の状態にある。カム機構３
２Ｂには、図６に示すような形のカム溝３２ａが切られ
ている。

【００４５】上死点から下死点までの吸入工程（０°〜
１８０°）において、カム機構３２Ｂは、ピストン１６
が上死点（０°）の位置にあるとき、吸入吐出弁体３６
Ｂは吸入孔１９ａを開き始め、徐々に吸入吐出弁体３６
Ｂを矢印Ｂで示す半径方向外側に移動し、上死点から下
死点への途中（図示の例では上死点と下死点との中間
点）で吸入孔１９ａを全開し、それ以後、徐々に吸入吐
出弁体３６Ｂを矢印Ｂで示す半径方向内側に移動し、下
死点（１８０°）で吸入孔１９ａを閉じるように吸入吐
出弁体３６Ｂを往復直線運動させている。すなわち、カ
ム機構３２Ｂは、ピストン１６の位置に応じて吸入孔１
９ａの開度を制御している。

【００４６】一方、下死点から上死点までの吐出工程
（１８０°〜３６０°）において、カム機構３２Ｂは、
ピストン１６が下死点（１８０°）の位置にあるとき、
吸入吐出弁体３６Ｂは吐出孔２０ａを開き始め、徐々に
吸入吐出弁体３６Ｂを矢印Ｂで示す半径方向内側に移動
し、下死点から上死点への途中（図示の例では下死点と
上死点との中間点）で吐出孔２０ａを全開し、それ以
後、徐々に吸入吐出弁体３６Ｂを矢印Ｂで示す半径方向
外側に移動し、上死点（０°）で吐出孔２０ａを閉じる
ように吸入吐出弁体３６Ｂを往復直線運動させている。
すなわち、カム機構３２Ｂは、ピストン１６の位置に応
じて吐出孔２０ａの開度を制御している。

【００４７】このように、カム機構３２Ｂは、吸入行程
では吸入孔１９ａの開度を徐々に変化させ、吐出行程で
は吸入吐出弁体３６Ｂで吐出孔２０ａの開度を徐々に変
化させて、吸入吐出弁体３６Ｂを往復直線運動させるよ
うに制御する制御手段として働く。

【００４８】このような構造の斜板式圧縮機では、カム
機構３２Ｂは吸入孔１９ａおよび吐出孔２０ａの開度を
吸入吐出弁体３６Ｂを往復直線運動させて制御している
ので、前述した先行技術１に開示された回転駆動される
円板板や先行技術２に開示された回転弁のように弁体を
回転させるものに比較して、摺動面（シール面）の摺動
速度を遅くまた摺動距離を短くすることができる。従っ
て、上記第１の実施の形態と同様に、摺動面の焼き付き
を防止できると共にシール面のシール性を確保すること
ができる。また、カム機構３２Ｂは、吸入行程において
吸入孔１９ａの開度を徐々に変化させ、吐出工程におい
て吐出孔２０ａの開度を徐々に変化させているので、吐
出工程から吸入工程へ遷移する際に直ちに吸入孔を全開
する場合に比較して、シリンダ１７内に流体を滑らかに
流入させることができると共に、吸入工程から吐出工程
へ遷移する際に直ちに吐出孔を全開する場合に比較し
て、シリンダ１７内の流体を滑らかに流出させることが
できる。その結果、ピストン１６を滑らかに直動させる
ことができ、機械的損失を減少させることができる。

【００４９】なお、本発明は上述した実施の形態および
変形例に限定せず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で
種々の変更が可能であるのは勿論である。例えば、吸入
弁体や吐出弁体の駆動を制御する制御手段は、カム機構
に限定せず、リンク機構のようなものでも実現できる。
また、例えば、このような制御手段としては、吸入工程
や吐出工程の各タイミングを検出する検出手段と、この
検出手段のタイミング検出信号に応答して、吸入弁や吐
出弁の開度を調整するように駆動する駆動手段との組み
合わせによっても実現できる。さらに、本発明では、カ
ム機構に形成されるカム溝の形を任意に選択することに
より、吸入孔及び／又は吐出孔の開度を任意に調整する
ことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、弁体
を吸入孔及び／又は吐出孔の開度を調整するように往復
運動させているので、摺動面（シール面）の摺動速度を
遅くまた摺動距離を短くすることができ、摺動面の焼き
付きを防止できると共にシール面のシール性の向上を計
ることができるという効果がある。また、吸入孔及び／
又は吐出孔の開度を徐々に変化させているので、吸入孔
及び／又は吐出孔を全開する場合に比較して、シリンダ
内に／から流体を滑らかに流入／流出させることができ
ので、ピストンを滑らかに直動させることができ、機械
的損失を減少させることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る斜板式圧縮機
の構造を示す断面図である。

【図２】図１に示した斜板式圧縮機の動作を説明するた
めのカム溝の展開図および吸入弁体の動きを示す図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る斜板式圧縮機
の要部の構造を示す断面図である。

【図４】図３に示した斜板式圧縮機に使用される吸入弁
体の配置を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る斜板式圧縮機
の要部の構造を示す断面図である。

【図６】図５に示した斜板式圧縮機に使用される吸入吐
出弁体の配置を示す図である。

【図７】従来の斜板式圧縮機を示す断面図である。

【図８】図７に示した斜板式圧縮機における流体吐出構
造を示す断面図である。

【符号の説明】

１１シリンダブロック１２主軸１６ピストン１７シリンダ１９吸入室１９ａ吸入孔（弁板側）２０吐出室２０ａ吐出孔（弁板側）３２カム機構３２ａカム溝３６，３６Ａ吸入弁体３６Ｂ吸入吐出弁体３６ａ吸入孔（弁体側）３６ｂ駆動ピン３６ｃ吐出孔（弁体側）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダと、該シリンダ内で上死点と下
死点との間で往復運動するピストンとを有し、前記シリ
ンダには前記上死点側に吸入孔及び吐出孔が形成されて
おり、前記ピストンの往復運動に応じて前記上死点から
前記下死点までの吸入行程、および前記下死点から前記
上死点までの吐出行程を行い、前記吸入行程で前記吸入
孔から流体を前記シリンダに吸入し、前記吐出行程で前
記シリンダ内の流体を前記吐出孔から吐出するようにし
たピストン機関において、孔部が形成され前記吸入孔を
開閉するための吸入弁体を備え、前記吐出行程では前記
吸入弁体で前記吸入孔を閉成させ、前記吸入行程では前
記吸入孔の開度を徐々に変化させて、前記吸入弁体を往
復運動させるように制御する制御手段を有することを特
徴とするピストン機関。
【請求項２】前記制御手段は、前記上死点で前記吸入
孔を開き始め、前記上死点から前記下死点への途中で前
記吸入孔を全開し、前記下死点で前記吸入孔を閉じるよ
うに前記吸入弁体を移動して、前記ピストンの位置に応
じて前記吸入孔の開度を制御することを特徴とする請求
項１に記載のピストン機関。
【請求項３】前記制御手段が前記ピストンを駆動する
駆動手段に連結されたカム機構である請求項１又は２に
記載のピストン機関。
【請求項４】シリンダと、該シリンダ内で上死点と下
死点との間で往復運動するピストンとを有し、前記シリ
ンダには前記上死点側に吸入孔及び吐出孔が形成されて
おり、前記ピストンの往復運動に応じて前記上死点から
前記下死点までの吸入行程、および前記下死点から前記
上死点までの吐出行程を行い、前記吸入行程で前記吸入
孔から流体を前記シリンダに吸入し、前記吐出行程で前
記シリンダ内の流体を前記吐出孔から吐出するようにし
たピストン機関において、孔部が形成され前記吐出孔を
開閉するための吐出弁体を備え、前記吸入行程では前記
吐出弁体で前記吐出孔を閉成させ、前記吐出行程では前
記吐出孔の開度を徐々に変化させて、前記吐出弁体を往
復運動させるように制御する制御手段を有することを特
徴とするピストン機関。
【請求項５】前記制御手段は、前記下死点で前記吐出
孔を開き始め、前記下死点から前記上死点への途中で前
記吐出孔を全開し、前記上死点で前記吐出孔を閉じるよ
うに前記吐出弁体を移動して、前記ピストンの位置に応
じて前記吐出孔の開度を制御することを特徴とする請求
項４に記載のピストン機関。
【請求項６】前記制御手段が前記ピストンを駆動する
駆動手段に連結されたカム機構である請求項４又は５に
記載のピストン機関。
【請求項７】主軸と、シリンダが形成されたシリンダ
ブロックと、前記主軸の回転駆動に応じて前記シリンダ
内で上死点と下死点との間で往復運動を行うピストンと
を有し、該シリンダには前記上死点側に吸入孔及び吐出
孔が形成されており、前記ピストンの往復運動に応じて
吸入行程及び吐出行程を行い、前記吸入行程で前記吸入
孔から流体を前記シリンダに吸入し、前記吐出行程で前
記シリンダ内の流体を前記吐出孔から吐出室に吐出する
ようにした流体吸排装置において、孔部が形成され前記
吸入孔を開閉するための吸入弁体を備え、前記吐出行程
では前記吸入弁体で前記吸入孔を閉成させ、前記吸入行
程では前記吸入孔の開度を徐々に変化させて、前記吸入
弁体を往復運動させるように制御する制御手段を有する
ことを特徴とする流体吸排装置。
【請求項８】前記制御手段は、前記上死点で前記吸入
孔を開き始め、前記上死点から前記下死点への途中で前
記吸入孔を全開し、前記下死点で前記吸入孔を閉じるよ
うに前記吸入弁体を移動して、前記ピストンの位置に応
じて前記吸入孔の開度を制御することを特徴とする請求
項７に記載の流体吸排装置。
【請求項９】前記制御手段が前記主軸に連結され、前
記吸入弁体を前記主軸の回転に同期して駆動するカム機
構である請求項７又は８に記載の流体吸排装置。
【請求項１０】前記吸入弁体は、前記主軸の軸線と直
交する方向に延在する中心軸を持ち、該中心軸の回りで
回動自在に配置された円柱形状の弁体であり、前記カム
機構は、前記円柱形状の弁体をその中心軸の回りで往復
回転運動させることを特徴とする請求項９に記載の流体
吸排装置。
【請求項１１】前記吸入弁体は、前記主軸の軸線と直
交する半径方向に摺動自在に配置された板状の弁体であ
り、前記カム機構は、前記板状の弁体をその半径方向に
沿って往復直線運動させることを特徴とする請求項９に
記載の流体吸排装置。
【請求項１２】主軸と、シリンダが形成されたシリン
ダブロックと、前記主軸の回転駆動に応じて前記シリン
ダ内で上死点と下死点との間で往復運動を行うピストン
とを有し、該シリンダには前記上死点側に吸入孔及び吐
出孔が形成されており、前記ピストンの往復運動に応じ
て吸入行程及び吐出行程を行い、前記吸入行程で前記吸
入孔から流体を前記シリンダに吸入し、前記吐出行程で
前記シリンダ内の流体を前記吐出孔から吐出室に吐出す
るようにした流体吸排装置において、孔部が形成され前
記吐出孔を開閉するための吐出弁体を備え、前記吸入行
程では前記吐出弁体で前記吐出孔を閉成させ、前記吐出
行程では前記吐出孔の開度を徐々に変化させて、前記吐
出弁体を往復運動させるように制御する制御手段を有す
ることを特徴とする流体吸排装置。
【請求項１３】前記制御手段は、前記下死点をすぎて
任意の点で前記吐出孔を開き始め、前記下死点から前記
上死点への途中で前記吐出孔を全開し、前記上死点で前
記吐出孔を閉じるように前記吐出弁体を移動して、前記
ピストンの位置に応じて前記吐出孔の開度を制御するこ
とを特徴とする請求項１２に記載の流体吸排装置。
【請求項１４】前記制御手段が前記主軸に連結され、
前記吐出弁体を前記主軸の回転に同期して駆動するカム
機構である請求項１２又は１３に記載の流体吸排装置。
【請求項１５】前記吐出弁体は、前記主軸の軸線と直
交する方向に延在する中心軸を持ち、該中心軸の回りで
回動自在に配置された円柱形状の弁体であり、前記カム
機構は、前記円柱形状の弁体をその中心軸の回りで往復
回転運動させることを特徴とする請求項１４に記載の流
体吸排装置。
【請求項１６】前記吐出弁体は、前記主軸の軸線と直
交する半径方向に摺動自在に配置された板状の弁体であ
り、前記カム機構は、前記板状の弁体をその半径方向に
沿って往復直線運動させることを特徴とする請求項１４
に記載の流体吸排装置。