JPS61261682A - 密閉形往復動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、対向ピストン式の往復動圧縮機に関するもの
で、特に、一対のシリンダとクランクケースとが一体に
形成された往復動圧縮機に関するものである。

（従来の技術） 対向ピストン式往復動圧縮機においては、１台の原動機
によって２個のピストンをそれぞれ往復動させるように
する。そのために、その原動機によって回転駆動される
回転軸にその回転軸線から偏心したクランクカムを取り
付け、そのクランクカムと各ピストンとをそれぞれ連接
棒によっ゛て連結するようにしている。

第３図は、従来のこのような対向ピストン式往復動圧縮
機の最も一般的な構造を示す切り欠き平面図である。

この図から明らかなように、原動機ｌにはクランクケー
ス２が取り付けられている。そして、この原動機ｌによ
って回転駆動される回転軸３の内端が、そのクランクケ
ース２内に突出するようにされている。この回転軸３の
内端には、キー４，４及びナツト５によって一対のクラ
ンクカム６．６が重ね合わせて固定されており、各クラ
ンクカム６．６に、一対の連接棒７．７の大端部に圧入
されたベアリング８，８がそれぞれはめ込まれている。

こうして、各連接棒７，７は１回転軸３に、その回転軸
線から偏心した状態で回転自在に連結されている。

一方、クランクケース２には、一対のシリンダ９．９が
対向させて取り付けられている。そして、このシリンダ
９．９内には、ピストン１０．１０がそれぞれ摺動自在
に支持されている。これらのピストン１０　、１０には
、それぞれピストンピン１１，１１が打ち込まれており
、このピストンピン１１，１１に、連接棒７．７の小端
部に圧入されたベアリング１２．１２をはめ込むことに
よって、各ピストン１０゜１０と連接棒７．７とが回転
自在に連結されている。

このように構成された圧縮機において、原動４＋１１の
駆動により回転軸３が回転すると、各連接棒７，７が揺
動しながら往復動じ、各ピストン１０．１０がシリンダ
９．９内を往復摺動する。それによって、各ピストン１
０．１０とシリンダ９．９とに囲まれて形成される圧縮
室１３．１３内に、外部から流体が吸入され、圧縮され
て吐出される。

ところで、このような対向ピストン式往復動圧ｌｌ１Ｉ
４Ｉｉにおいては、その回転軸３に、一対の連接棒７，
７を、互いに干渉し合うことのないように隣り合わせて
連結する必要がある。しかも、従来は、その連接棒７に
取り付けられるベアリング８．１２が同一平面土に位置
するようにしなければならないものとされていた。その
ために、各シリンダ９，９は、その中心軸線が、少なく
とも連接棒７の厚さ分だけ互いに偏心するようにしなけ
ればならなかった。

しかしながら、このように互いに偏心した一対のシリン
ダ９，９は、その加工上、クランクケース２に一体に設
けることは難しく、それぞれ個別の部品として形成し、
ボルト等によってクランクケース２に組み付けるように
しなければならない、そのために、部品点数が多く、そ
の管理が煩雑であるばかりでなく、その組み付：ｔ’、
　　　　ＬｔＩｋ−（ｔ８＆ｌＪ　ｙｆ　９　、９（７
）＜＞ｔｆｉ′ｆｌｉ’ｆｉｅｈ３へ□１４ 必要があり、その組み付は作業にも時間がかかるものと
なっていた。また、各シリンダ９，９を偏心させて取り
付けることができるようにするために、クランフケ・−
ス２は大形のものとしなければならず、重量も大きなも
のとなっていた。

このようなことから、例えば特開昭５８−８７９７８号
公報に示されているように、各連接棒７，７を折曲状あ
るいは偏心状のものとして形成することにより、各シリ
ンダ９．９の中心軸線を一致させるようにしたものが提
案されている。このようにすることにより、各シリンダ
９，９とクランクケース２とを一体のものとすることが
可能となる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記公報に示されたものでは、従来のも
のと同様に、そのピストン１０゜１０は、互いに逆方向
に往復動するものとされていた。そのために、各ピスト
ン１０．１０が往復動するときには、クランクケース２
内の空気が膨張あるいは圧縮されることになるので、ク
ランクケース２の内部と外部とは連通させておく必要が
あった。したがって、クランクケース２を耐圧構造のも
のとすることは考えられなかった。

一方、このような往復動圧縮機においては、圧縮室１３
内で圧縮された流体が、ピストン１０とシリンダ９との
間のすき間を通ってクランクケース２内に漏れることは
避けられない。

特に、その圧縮比が高い場合には、その漏れ量が多くな
るばかりでなく、クランクケース２内の圧力も高くなる
。したがって、上述の公報に示されたような対向ピスト
ン式往復動圧縮機では、外部に漏れても問題とならない
流体、例えば空気の圧縮用として以外は用いることがで
きなかった。

また、そのように、ピストンｔｏ、ｔｏが互いに逆方向
に往復動するものでは、各シリンダ９．９から同時に圧
縮流体が吐出されることになるので、吐出流体の脈動が
大きくなるとともに、その駆動トルクも変動の大きいも
のとなるという問題もあった。

本発明は、このような諸問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、対向して配置される一対のシリンダ
とクランクケースとを一体のものとするとともに、その
クランクケースを密閉することにより、圧縮流体が外部
に漏れることのないようにすることである。

また、本発明の他の目的は、部品点数が少なく、軽量か
つコンパクトな往復動圧縮機を得ることである。

本発明の更に他の目的は、脈動が少なく、しかも駆動ト
ルクの安定した往復動圧縮機を得ることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、一対のシリン
ダを、互いに対向させて同一軸線上に配置するとともに
、そのシリンダ間に円筒形のクランクケースを一体に設
け、そのクランクケース内に突出する回転軸に単一のク
ランクカムを固定して、そのクランクカムに、各ピスト
ンにそれぞれ連結される連接棒をともに連結するように
している０回転軸はクランクケースの外部に設置された
原動機によって駆動されるようにし、その回転軸がクラ
ンクク”−スの周壁を貫通する部分は、耐圧シール部材
によってシールするようにしている。

（作用） このように、単一のクランクカムに連結された一対の連
接棒によって一対のピストンをそれぞれ往復動させるよ
うにすることにより、回転軸が回転するとき、各ピスト
ンはそれぞれ同方向に運動することになる。したがって
、そのピストンの往復動時にも、そのピストン間の距離
が一定に保たれるので、クランクケース内の空気が膨張
、圧縮されることはない、また、圧縮流体は、各シリン
ダから交互に吐出されることになり、その吐出流体の脈
動は平滑化されるようになる。

ｊ・　　　　　　　そして、各シリンダ間に設けられる
クランクケースを、そのシリンダに連続して一体形成さ
れた円筒形のものとするとともに、そのクランクケース
の周壁の１回転軸が貫通する部分を耐圧シール部材によ
って軸封することにより、そのクランクケースは、密閉
された耐圧構造のものとなる。したがって、圧縮流体の
外部への漏れは、確実に防止されるようになる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第１図は本発明による往復動圧縮機の一実施例を
示す水平断面図であり、第２図はその圧縮機のクランク
ケース部分の縦断側面図である。

これらの図から明らかなように、圧縮機２０の対向する
一対のシリンダ２１．２１及びその間のクランクケース
２２は、１個の円筒体として形成されている。したがっ
て、各シリンダ２１．２１は同一軸線上に互いに対向さ
せて配置され、クランクケース２２はこれらのシリンダ
２１．２１に連続して一体に形成されたものとなってい
る。

クランクケース２２の中央部には、その周壁２２ａの一
側に、開口２３を有する取付ボス部２２ｂが形成されて
いる。そして、その開口２３に、ベアリング２４．２４
を支持するベアリングホルダ２５がはめ込まれ、取付ボ
ス部２２ｂに密封状に取り付けられている。このベアリ
ング２４．２４には、シリンダ２１の軸線に垂直な回転
軸２６が支持されている。この回転軸２６は、クランク
ケース２２の周壁２２ａを貫通してその内部に突出する
もので、その内端には、その回転軸線から偏心した位置
にピン状のクランクカム２７が一体に設けられている。

また、その回転軸２６の外端には、電動モータ等の原動
９２Ｂに連結される軸継手２９が設けられている０回転
軸２６とベアリングホルダ２５との間には、メカニカル
シール等の耐圧シール部材３０がはめ込まれ、クランク
ケース２２内の流体がその間を通して漏れることのない
ようにされている。

クランクケース２２の周壁２２ａには、他側にも、内部
の保守点検等のための開口３１が形成されており、その
開口３１はカバー３２によって密閉されるようになって
いる。

こうして、クランクケース２２は、完全に密閉され、円
筒形とすることによって耐圧構造とされている。

回転軸２６の内端に固定されたクランクカム２７には、
一対の連接棒３３．３３が、その大端部に圧入されたベ
アリング３４．３４を介して回転自在に連結されている
。これらのベアリング３４．３４は、クランクカム２７
の軸線方向に隣り合うように配置され、フランジ３５に
よって軸線方向の移動が防止されるようになっている。

各連接棒３３．３３は、折曲状に形成されており、互い
に反対方向に延びて、その小端部が各シリンダ２１．２
１の軸線上に位置するようにされている。その小端部に
は、それぞれベアリング３６．３６が圧入されている。

各シリンダ２１．２１内には、それぞれピストン３７．
３７が摺動自在に支持されている。

各ピストン３７は、各連接棒３３の小端部ベアリング３
６にはめ合わされるピストンピン３８を打ち込むことに
よって、各連接棒３３に回転自在に連結されるようにな
っている。

ピストン３７の外周には、樹脂製の無給油式ピストンリ
ング３９，３９．・・・及びガイドリング４０がはめ込
まれ、シリンダ２１の内周面にｔ＊＊するようにされて
いる。また、各ベアリング２４，３４．３６等も無給油
式のものとされている。

各シリンダ２１．２１の端面には、それぞれバルブホル
ダ４１．４１が密封状に取り付けられている。そして、
このバルブホルダ４１、シリンダ２１．及びピストン３
７によって、圧縮室４２が形成されている。バルブホル
ダ４１には、吸入通路４３と吐出通路４４とがそれぞれ
設けられており、これら吸入通路４３及び吐出通路４４
が、それぞれ吸入弁４５及び吐出弁４６を介して圧縮室
４２に連通するようになっている。

次に、このように構成された往復動圧縮機の作用につい
て説明する。

原動＠２８によって回転軸２６を回転駆動すると、その
回転軸２６の内端に偏心して固定されたクランクカム２
７が、回転軸２６の軸線のまわりに回転する。それによ
って、そのクランクカム２７に連結された一対の連接棒
３３゜３３が揺動しながら往復動し、その連接棒３３３
３に連結されたピストン３７．３７が各シリンダ２１．
２１に沿って往復摺動する。このとき、各ピストン３７
．３７の移動方向は常に同方向となる。すなわち、各ピ
ストン３７　、３７間の距離は常に一定に保たれる。し
たがって、そのピストン３７．３７間に位置するクラン
クケース２２内の容積は変わらないので、その内部の流
体が膨張、圧縮されることはない。

ピストン３７がバルブホルダ４１から遠ざかる吸入行程
においては、吸入弁４５が開き、流体が吸入通路４３か
ら圧縮室４２内に吸入される。また、ピストン３７がバ
ルブホルダ４１に近づく圧縮行程においては、圧縮室４
２内の流体が圧縮され、その圧力が所定の大きさに達す
ると吐出弁４６が開いて、その圧縮流体が吐出通路４４
から吐出される。この間において、一対のピストン３７
．３７が互いに同方向に移動するので、一方の圧縮室４
２で流体の吸入が行われるときには、他方の圧縮室４２
から流体が吐出される。すなわち、圧縮流体は、両方の
圧縮室４２．４２から交互に吐出されることになる。し
たがって、その流体を共通の吐出管に集合させれば、得
られる圧縮流体は脈動の少ないものとなる。また、この
ように、流体の圧縮が両方の圧縮室４２．４２で交互に
行われることにより、そのピストン３７．３７の駆動の
ための必要トルクが平均化され、その変動も小さくなる
。

圧縮行程においては、圧縮室４２内の流体が、ピストン
３７とピストンリング３９との間、あるいはピストンリ
ング３９とシリンダ２１の内周面との間から漏れて、ク
ランクケース２２内に流入することがある。そして、漏
れた流体によってクランクケース２２内の圧力が高くな
ることがある。そのような場合にも、クランクケース２
２が耐圧かつ完全密閉構造とされているので、その流体
が外部に漏れることはない。

上述のように、ピストンリング３９、ガイドリング４０
、及び各ベアリング２４　、３４　。

３６等を無給油式のものとすることによって、それらの
ための潤滑油通路を設ける必要がなくなるので、この圧
縮機２０の密閉性はより完全なものとすることができる
。

そして、このように一対のシリンダ２１゜２１とクラン
クケース２２とを一体のものとすることにより、部品点
数を減らすことができ、その部品管理及び組立を容易な
ものとすることができる。クランクカム２７も１個でよ
いので、それによっても部品点数を減らすことができる
。また、一対のシリンダ２１．２１を同一軸線上に配置
するようにすることにより、その圧縮機２０の専有スペ
ースを小さくすることができるとともに、そのシリンダ
２１等の機械加工も容易となる。

なお、上記実施例においては、クランクカム２７が回転
軸２６と一体であるものとしているが、このクランクカ
ム２７は、従来のものと同様に、回転軸２６にキー等に
よって固着される、１．　　　　　　ものとすることも
できる、その場合、その回転軸２６が、クランクケース
２２の他側の開口３１をも貫通して延びる長いものとさ
れていれば、その回転軸２６によって更に他の圧縮機２
０が駆動されるようにすることができ、４気筒、６気筒
等の多気筒対向式往復動圧縮機を得ることができる。そ
の場合には、開口３１を密閉するカバー３２にも、回転
軸２６が貫通する部分に耐圧シール部材３０を取り付け
ておけばよい。

連接棒３３は、上述のように折曲状のものとする代わり
に、ピストン３７の中心軸線から偏心した位置でピスト
ンピン３８に連結されるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、一対
のシリンダ及びクランクケースを単一の円筒体として形
成することができるので、小形、軽量で、かつ加工及び
組立の容易なものとすることができるとともに、クラン
クケースを耐圧性の高いものとすることができる。そｌ
５、て、そのクランクケースには、回転軸が貫通する開
口を設けるだけでよく、その開口部と回転軸との間を耐
圧シール部材によって軸封するだけで、その圧縮機を完
全密閉形のものとすることができる。しかも、各シリン
ダ内を摺動するピストンがともに同方向に移動するよう
にしているので、その往復動によってもクランクケース
内の流体が膨張、圧縮されることはない、したがって、
圧縮流体が外部に漏れることは、確実に防止することが
できる。

また、一方のピストンが流体を圧縮するとき、他方のピ
ストンによって流体が吸入され、それが交互に行われる
ようになるので、そのピストンの駆動のための所要トル
クが変動の少ないものとなるとともに、吐出される流体
の脈動も軽減されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による往復動圧縮機の一実施例を示す
水平断面図、 第２図は、第１図の■−■線による切断側面図、 第３図は、従来の往復動圧縮機の一例を示す水平断面図
である。 ２０・・・圧縮機　　　　　　２１・・・シリンダ２２
・・・クランクケース　　２２ａ・・・周壁２６・・・
回転軸 ２７・・・クランクカム　　　２８・・・原動機３０・
・・耐圧シール部材 ３３・・・連接棒　　　　　　３７・・・ピストン特許
出願人　株式会社　日木製鋼所 代　理　人　弁理士　森　下　端　侑 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同一軸線上に互いに対向させて配置された一対のシリン
   ダ２１、２１と、 これらのシリンダ２１、２１に連続してその間に一体に
   設けられた円筒形のクランクケース２２と、 このクランクケース２２の周壁２２ａを貫通してその内
   部に突出する、前記シリンダ２１の軸線に垂直な回転軸
   ２６と、 この回転軸２６の内端に、その回転軸から偏心して固定
   された単一のクランクカム２７と、一端がこのクランク
   カム２７にそれぞれ連結され、互いに反対方向に延びる
   一対の連接棒３３、３３と、 これらの連接棒３３、３３の他端にそれぞれ連結され、
   前記各シリンダ２１、２１内をそれぞれ同方向に往復摺
   動する一対のピストン３７、３７と、 を備え、 前記回転軸２６を前記クランクケース２２の外部に設置
   された原動機２８により駆動するようにするとともに、 前記クランクケース２２の周壁２２ａとその周壁２２ａ
   を貫通する前記回転軸２６との間を耐圧シール部材３０
   により密封してなる、 密閉形往復動圧縮機。