JPS62139986A

JPS62139986A - ラジアル圧縮機

Info

Publication number: JPS62139986A
Application number: JP28156385A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Haneda; 羽田　安久; Satoshi Ogura; 聡小椋
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1985-12-13
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1987-06-23

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〉この発明は、往復動形のラジアル圧縮機に関する。

〈従来の技術〉従来の往復動形のラジアル圧縮機（ポンプ）の機構とし
ては、米国特許第１　、８２０　、８８３号のものがあ
る。その概略の構成は第３図及び第４図に示すようにな
っている。すなわち、所定直線２に直交する第１軸線ｙ
に夫々中心線を一致させ所定直線２の両側に間隔をおい
て対向するように配置された一対の第１シリンダ］、ｌ
ａと、第１シリンダ１．１ａの夫々に摺動自在に嵌入し
た第１ピストン２、２ａと、双方の第１ピストン２．２
ａを連結しその中間部に第１軸線ｙに直交する方向に長
い第１長孔３を所定直線２に平行な方向知穿設された第
１アーム４と、所定直線２及び第１軸線ｙに直交する第
２軸線Ｘに中心線を一致させ所定直線２の両側に間隔を
おいて対向するように配置された一対の第２シリンダ５
．５ａと、第２シリンダ５．５ａの夫々に摺動自在に嵌
入した第２ピストン６．６ａ（６は図示せず。）と、双
方の第２ピストン゛６．６ａを連結しその中間部に第２
軸線Ｘに直交する方向に長い第２長孔７を所定直線２に
平行な方向に穿設された第２７−４８と、第１長孔３及
び第２長孔７内に回動自在に挿入されたローラ９とその
ローラ９が回動自在に外嵌されたピン１０と、そのピン
が偏心して固着され所定直線２に中心軸線が一致するよ
うに設けられた駆動軸１１とを備えだものである。

このポンプは、駆動軸１１が回転させられると、駆動軸
１１に設けられたピン１ｏが駆動軸中心からの偏心量を
半径として円軌跡を描く。このときピストン２．２ａ及
び６．６ａはピン１０からの力をローラ９、アーム４．
８を介して受けて夫々のシリンダ１、ｌａ、　　５．５
ａ内を摺動し、吸入、送出作用を繰返し行う。同図中、
１２．１２ａは吐出弁であり、これと同様なものが第２
シリンダ５．５ａにも設けである。また、この例ではピ
ストン２．２ａ、　　６．６ａはカップ型パツキンを有
するものであるから、駆動軸１１側へ後退するときにそ
のパツキンの外周から流体を吸込み、そして前進すると
き夫々の吐出弁１２から流体を送出する。

〈発明が解決しようとする問題点〉前述した従来の機構を圧縮機として運転する場合、圧縮
機は、第１及び第２アーム４．８の夫々の長孔３．７と
ローラ９との間に摩擦を生じ、その摩擦はピストンに横
荷重を発生させ、ピストン部の片寄シ摩耗や動力の損失
を生む問題がある。

その原因は、ローラ９が長孔３．７内を摺動する点にあ
る。第１、第２ピストン２．２８１６．６ａを駆動する
ローラ９は、第１、第２アーム４．８の位相が９０°ず
れているため、一方の長孔から反作用を受けて回転しよ
うとする回転速度及び回転力が他方の長孔から反作用を
受けて回転しようとする回転速度及び回転方向と相違し
、従って一方の長孔に沿ってローラ９が転動している状
態では他方の長孔に対してローラ９がすべりを生じてい
ることになる。この点を第５図を参照して詳細に説明す
る。駆動軸１１が１回転するとき、その回転角とローラ
に作用する荷重との関係をシリンダ圧力、ピストンの慣
性力から計算してグラフにすると、同図に示すような結
果が得られる。同図において、駆動軸回転角０°は第３
図に示す状態であり、００の位置から駆動軸１１が回転
すると、約３０’になるまでは第１長孔３内においてロ
ーラ９が右回転しようとし、同時にこのローラ９は第２
長孔７内において左回転しようとするので、第１長孔３
内においてローラ９が右回転すると第２長孔７内におい
ては大きなすべりを生じる。そして駆動転１１が回伝角
約３０°の位置を超えてから約９０°の位置までは、ロ
ーラ９が第２長孔７を介して第２アーム８に加える荷重
の向きが反対方向に変わる。つまり、ローラ９が第２長
孔７の第３図で右面に当接していたのが、第２長孔７の
左面に当接するようになシ、ローラ９は夫々の長孔３．
７側から同方向の（右方向の）回転力を受ける。しかし
、駆動軸１１の中心（直線２）からローラ９の各長孔３
．７との接触位置までの距離が異なるだめに、回転速度
が異なシ、ローラが一方の長孔において小さいすベシを
生じることになる。結局、駆動軸１１が１回転するとき
、第５図に示す区間ａｌ（回転角約０°〜３０°）、ａ
２（回転角約９０°〜１２０°）、ａ３（回転角約１８
０°〜２１０°）、ａ４（回転角約２７０°〜３０ｏｏ
）において、ローラ９は長孔３．７側から夫々逆に回転
する方向の作用力を受け、他の区間す、、ｂ２、ｂ、、
ＩＩ＋４において、ローラ９は長孔３．７側から夫々回
転方向は同じであるが異なる回転速度で回転させられる
ことになる。近年は小型化のために高速回転化されてお
り、ピストンの慣性力の影響が大きいため逆回転する区
間が生じるわけである。いずれにしても駆動軸１１が１
回転するとき、殆ど常にローラ９と長孔３又は７との間
にすべりを生じておシ、このすべりによる摩擦力が第１
、第２ピストン２．２８１６．６ａの夫々の進退方向（
第１軸線ｙ１第２軸線Ｘの方向）に対して横方向の力と
して作用し、各ピストンに横荷重として作用するため、
ピストンの摩耗や動力損失を生じるのである。

く間頂点を解決するための手段〉この発明の手段は、前述したようなラジアル圧縮機にお
いて、そのローラ９を、第１長孔内に回転自在に挿入し
た第１ローラと、第２長孔内に回転自在に挿入した第２
ローラとに別々に回転するように分離独立させて形成し
たことを特徴とする。

く作　用〉この発明によれば、２つの長孔に対して別口に独立して
回転するローラを設けたことにより、口　゛−ラは夫々
が完全な転がシ運動をするので、従来のようなすべりに
よる摩擦を生じない。

〈実施例〉第１図及び第２図に実施例を示す。同図において第３図
及び第４図に示した従来のものと同等部分は同一図面符
号で示して説明を省略する。従来のものと異なる点につ
いて次に説明する。

この実施例は、２段空気圧縮機に適用したもので、第１
シリンダ１、ｌａを低圧段とし、第２シリンダ５．５ａ
を高圧段とし、その第１シリンダ１の吐出室を第２シリ
ンダ５ａの吸入室に、第１シリンダ１ａの吐出室を第２
シリンダ５の吸入室に夫々通路２０．２０ａで連結し、
その途中にインタークーラ２１．２１ａを設けである。

図中、２２．２２ａは第１シリンダの吸入室、２３．２
３ａは第１シリングの吐出室、２４．２４ａは第１吸入
口、２５．２５ａは第１吸入弁、２６．２６ａは第１吐
出口、２７．２’ｉ’ａは第１吐出弁、２Ｂ、２８ａは
第２シリンダの吸入室、２９．２９８′は第２シリンダ
の吐出室、３０．３０ａは第２吸入口、３１．３１ａは
第２吸入弁、３２．３２ａは第２吐出口、３３．３３ａ
は第２吐ム弁である。なお、第１吸入弁２５．２５ａ　
、第１吐出弁２’ｉ’　、２７ａ　、第２吸入弁３１１
３１ａ１第２吐出弁３３．３３ａはリード型の弁に形成
されていて、夫々弁座板に取付けられている。また、第
１、第２ピストン２．２　ａ、６．６ａはこの実施例で
はカップ型ではなく、ピストンリング及びオイルリング
を有するものである。

第１アーム４は第１長孔３を有し、第２アーム８は第２
長孔７を有するものであるが、夫々のローラの当接する
面が高硬度材３４で形成されている点で従来のものと異
なる。

そして従来のものと異なる最も重要な点は、ローラが一
つではなく、第２図に見られるように、二つに形成され
ている点である。一方の第１ローラ３５ハニードルベア
リング３６、高硬度スリーブ３７を介して、また第２０
−２３８はニードルベアリング３９、前記と共通のスリ
ーブ３７を介して、ピンｌＯに夫々回転自在に支持され
ている。なお、ピン１０は一端を駆動軸１１に偏心して
固定されたものであるが、他端も駆動軸１１の反対側に
同一軸線上に設けたバランス軸４０に偏心して固定され
ている。

この実施例の圧縮機は、駆動軸１１を回転駆動すること
によって、ピン１０が旋回運動し、ピン１０に回転自在
に設けられた第１、第２ローラ３５．３８が夫々対応す
る第１、第２長孔３．７を介して第１ピストン２．２ａ
、、第２ピストン６．６ａが進退駆動するから、第１シ
リンダ１．１ａで１段目の圧縮が行われ、第２シリンダ
５．５ａで２段目の圧縮が行われて圧縮空気が得られる
。

第１ローラ３５、第２ローラ３８は夫々独立して別個に
回転するから、完全な転がり状態が得られ、従来よりも
各ローラと長孔の摩耗が大幅に減少する。さらに、各ピ
ストンに作用する横荷重も減少することになり、ピスト
ンリングやシリンダの摩耗も大幅に軽減し、機械損失を
小さくできる。なお、駆動軸１１の回転角に対するピス
トンに作用する横荷重について計算して、前述した従来
例と実施例とを比較すると第６図のようになる。同図か
ら明らかなように、実施例の２個のローラが独立して回
転するものの方が、従来例の単−ローラがすべりを生じ
ながら回転するものよりも、ピストン横荷重が半減して
いる。

また、実施例では、２段圧縮としたことで、低トルク変
動の２段圧縮機が得られる。この点について、シリンダ
を水平対向配置したもの、従来例のシリンダをラジアル
配置して１段圧縮としたもの、実施例のシリンダをラジ
アル配置して２段圧縮としたものの夫々のＩ・ルク変動
を計算してみると、第７図に示すようになる。この結果
から、実施例のものではトルク変動がきわめて少ないこ
とがわかる。

従って、実施例の構成では、ピストン横荷重の低減によ
り、無給油化が容易となり、トルク変動の少ないことに
より、低振動となる圧縮機が得られる。

〈発明の効果〉この発明によれば、第１、第２ローラが独立して回転で
きるものであるから、夫々のローラは完全な転がり状態
ですべりを生じないから、ローラと長孔の摩耗が大幅に
減少する。これによってピストン横荷重が減少するから
、ピストンリングやシリンダの摩耗も大幅に減少し、機
械損失を小さくできることから所要動力を小さくできる
等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す第２図のＢ−Ｂ断面
正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は従来
例を示す部分断面正面図、第４図は同従来例の部分断面
側面図、第５図は駆動軸回転角に対する第１シリンダ側
からローラに作用する荷重（実線）及び第２シリンダ側
からローラに作用する荷重（点線）を夫々示すグラフ盤
びに駆動軸の９０’毎の回転角におけるローラと第１、
第２長孔との関係を示す略図、第６図は駆動軸回転角に
対するピストン横荷重の変化を従来例（点線）と実施例
（実線）の別に示したグラフ、第７図は駆動軸回転角に
対するトルクの変化を水平対向型（鎖線）と従来例のラ
ジアル型で１段圧縮のもの（点線）と実施例のラジアル
型で２段圧縮のもの（実線）との別に示したグラフであ
る。１．１ａ・・−第１シリンダ、２．２ａ・・・第１ピス
トン、３・・−第１長孔、４・・・第１アーム、５．５
ａ・・・第２シリンダ、６．６ａ・・・第２ピストン、
７・・・第２長孔、８・・・第２アーム、１０・・・ピ
ン、Ｘ・・・Ｍ　２　軸ｍ　、ｙ・・・第１軸線、２・
・・所定直線、３５・・Ｍ　１ローラ、３８・・・第２
ローラ。才１図才２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定直線に直交する第１軸線に夫々中心線を一致
させ上記所定直線の両側に間隔をおいて対向するように
配置された一対の第１シリンダと、第１シリンダの夫々
に摺動自在に嵌入した第１ピストンと、双方の第１ピス
トンを連結しその中間部に第１軸線に直交する方向に長
い第１長孔を前記所定直線に平行な方向に穿設された第
１アームと、前記所定直線及び第１軸線に直交する第２
軸線に中心線を一致させ上記所定直線の両側に間隔をお
いて対向するように配置された一対の第２シリンダと、
第２シリンダの夫々に摺動自在に嵌入した第２ピストン
と、双方の第２ピストンを連結しその中間部に第２軸線
に直交する方向に長い第２長孔を前記所定直線に平行な
方向に穿設された第２アームと、第１長孔及び第２長孔
内に回動自在に挿入されたローラと、そのローラが回動
自在に外表されたピンと、そのピンが偏心して固着され
前記所定直線に中心軸線が一致するように設けられた駆
動軸とを備えたラジアル圧縮機において、前記ローラを
、第１長孔内に回動自在に挿入した第１ローラと、第２
長孔内に回動自在に挿入した第２ローラとに別々に回転
するように分離独立させて形成したことを特徴とするラ
ジアル圧縮機。