(57)【要約】【課題】溝カムの案内溝に対してカムフォロアが係合した構成を採用しながら、騒音や振動の発生を抑制することができ、磨滅やクラックなどに起因する故障の発生を抑制することができる回動−線状軌跡往復動変換機構およびコンプレッサを提供する。【解決手段】回動−直動変換機部３０は、案内溝３００ａが構成された溝カムと、案内溝３００ａに係合されたカムフォロア３０１を備える。カムフォロア３０１は、回転軸の軸端面に対し、当該回転軸の軸芯に対して回転中心が偏心した状態で取り付けられている。溝カムは、案内溝３００ａのＹ軸方向両側に配置されたガイドプレート３０４，３０５を有する。回動−直動変換部３０において、溝カムは、案内溝３００ａを臨む側壁を構成するガイドプレート３０４が、カムフォロア３０１からのＹ軸方向に向けた押圧力Ｆを受けた際に、破線で示すようにＹ軸方向外側へと撓む構成となっている。【選択図】図５
2015152155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸端面に対し、当該回転軸の軸芯に対して回転中心が偏心した状態で取り付けられたカムフォロアと、
前記カムフォロアの係合を受け入れ、前記回転軸の軸端面に沿った仮想面上の一の方向に沿って延びる案内溝が構成されてなる溝カムと、
前記溝カムの移動を、前記案内溝に対して交差する方向において互いに離間した２点を結ぶ線状軌跡上を往復するよう案内する案内部材と、
を備え、
前記溝カムは、前記案内溝の幅方向における少なくとも一方に臨む側壁が、その内側主面への前記カムフォロアからの直交方向の押圧力を受けた際に、前記案内溝の幅方向に撓む構成となっている
ことを特徴とする回動−線状軌跡往復動変換機構。
【請求項２】
前記溝カムでは、前記案内溝をその幅方向に臨む両側壁の少なくとも一方の側壁が、前記案内溝の幅方向での厚みが、前記案内溝の延伸方向および前記案内溝の深さ方向の双方向における寸法に比べて、薄い
ことを特徴とする請求項１記載の回動−線状軌跡往復動変換機構。
【請求項３】
前記溝カムは、
前記案内溝の幅方向に、互いに間隔をあけて配され、各々が前記案内溝の延伸方向に沿った長尺形状を有する２枚の板材と、
前記２枚の板材の各両端部同士を接合する第１および第２の接合部材と、
から構成されてなり、
前記２枚の板材が、前記案内溝をその幅方向に臨む両側壁に相当し、前記押圧力を受けた際に撓む
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の回動−線状軌跡往復動変換機構。
【請求項４】
前記２枚の板材は、各々の板厚が板幅よりも薄い
ことを特徴とする請求項３記載の回動−線状軌跡往復動変換機構。
【請求項５】
前記２枚の板材の内の一方の板材において、前記内側主面に対して前記カムフォロアからの直交方向の押圧力を受ける箇所が、前記第１の接合部材で接合された箇所よりも前記第２部材に近い側にあり、
前記一方の板材における前記第１の接合部材で拘束された箇所から、前記カムフォロアからの直交方向の押圧力を受ける箇所までの直線長さをＬ［ｍｍ］、
前記押圧力をＦ［Ｎ］、
前記板材の曲げ強度をσy［ＭＰａ］、
前記一方の板材の板幅をｂ［ｍｍ］、
とするとき、
前記一方の板材の板厚ｔ［ｍｍ］は、
ｔ≧√（（３×Ｆ×Ｌ）／（２×σy×ｂ））
の関係を充足する
ことを特徴とする請求項３または請求項４記載の回動−線状軌跡往復動変換機構。
【請求項６】
前記第２の接合部材は、前記案内溝中における前記カムフォロアの可動域に対し、１０ｍｍ以内の間隙あけた状態で前記２枚の板材に接合されている
ことを特徴とする請求項５記載の回動−線状軌跡往復動変換機構。
【請求項７】
前記溝カムは、
前記案内溝をその幅方向の両側に臨む第１および第２の側壁部と、
前記第１および第２の側壁部の各両端部分同士を接合する第１および第２の接合部と、
が一体に構成されてなり、
前記第１および第２の側壁部が、前記案内溝をその幅方向に臨む両側壁に相当し、前記押圧力を受けた際に撓む
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の回動−線状軌跡往復動変換機構。
【請求項８】
回転軸に対して回転駆動力を発生する駆動源と、
前記回転軸に対して接続され、回転運動を線状軌跡往復運動に変換する回動−線状軌跡往復動変換部と、
前記回動−線状軌跡往復動変換部から出力される往復動の入力を受け、流体の圧縮を実行する圧縮部と、
を備え、
前記回動−線状軌跡往復動変換部には、請求項１から請求項７の何れかの回動−線状軌跡往復動変換機構が採用されている
ことを特徴とするコンプレッサ。
【請求項９】
前記圧縮部は、
互いに対向する第１および第２のシリンダと、
前記第１および第２のシリンダの各々の内部で摺動自在に設けられた第１および第２のピストンと、
前記第１および第２のピストンに連結されたロッドと、
を備え、
前記回動−線状軌跡往復動変換部からの出力部は、前記ロッドに連結されており、
前記ロッドの往復動に伴い、前記第１のシリンダに対する前記第１のピストンの挿抜と、前記第２のシリンダに対する前記第２のピストンの挿抜と、が１８０°の位相差を以って実行される
ことを特徴とする請求項８記載のコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回動−線状軌跡往復動変換機構およびコンプレッサに関し、特に溝カムの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
回動−線状軌跡往復動変換機構は、コンプレッサをはじめ種々の産業機械に用いられている（特許文献１，２）。従来技術に係る回動−線状軌跡往復動機構について、コンプレッサの構成要素の一部として用いた一例について、図８を用い説明する。
図８（ａ）に示すように、従来技術に係るコンプレッサでは、Ｙ軸方向に互いに対向する状態で２つのシリンダ９４１，９４２が設けられており、各内部で摺動可能に設けられたピストンに対しロッド９４３，９４４が連結されている。各ロッド９４３，９４４の各他端は、溝カム９３０に接続されている。
【０００３】
溝カム９３０には、Ｘ軸方向に細長い長円形状の案内溝９３０ａが開けられている。案内溝９３０ａに対してはカムフォロア９３１が係合されている。そして、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、カムフォロア９３１は、回転軸９２１の端面に対し偏心した状態で取り付けられている。
図８（ｂ）に示すように、回転軸９２１は、ギア部９２０からＺ軸方向上向きに延出されており、モータ（図示を省略）の回転に伴い、回転する（図８（ａ）のｒｏｔ．Ｅ）。図８（ａ）に示すように、回転軸９２１が回転すると、それに伴いカムフォロア９３１が回動し、溝カム９３０がＹ軸方向に直線往復動する。これにより、シリンダ９４１とシリンダ９４２の各々の内部で交互にエアーが圧縮され、外部に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６７７５５号公報
【特許文献２】実全昭５４−１６４１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術に係るコンプレッサで採用されている機構をはじめとする回動−線状軌跡往復動機構では、溝カム９３０における側壁内面とカムフォロア９３１との衝突に起因する騒音や振動が発生するといった問題がある。これについて、図９を用い具体的に説明する。
本発明者等が検討したところによると、図９（ａ）に示すように、騒音や振動は、カムフォロア９３１がｒｏｔ．Ｆのように回転するときに、カムフォロア９３１が溝カム９３０の側壁９３０ｄ，９３０ｅの内壁面９３０ｄａ，９３０ｅａに対して衝突する際に発生する（Ｇ部分）。このとき、溝カム９３０の側壁９３０ｄの内壁面９３０ｄａに対しては、矢印Ｆで示すような押圧力が発生する。そして、案内溝９３０ａのＹ軸方向の幅は、カムフォロア９３１の径に対して公差の分だけ広くなっている。このため、図９（ｂ）に示すように、カムフォロア９３１の周面９３１ａが溝カム９３０の側壁９３０ｄの内壁面９３０ｄａに衝突することで（Ｈ部分）、騒音や振動が発生するものである。
【０００６】
なお、溝カム９３０の側壁９３０ｅの内壁面９３０ｅａとカムフォロア９３１との衝突によっても同様に騒音や振動が発生するものと考えられる。
また、騒音や振動は、溝カム９３０あるいはカムフォロア９３１、これらに接続された他の部位の磨滅などや接合箇所の外れ、あるいは構成部位のクラックなどの故障原因ともなる。
【０００７】
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、溝カムの案内溝に対してカムフォロアが係合した構成を採用しながら、騒音や振動の発生を抑制することができ、磨滅やクラックなどに起因する故障の発生を抑制することができる回動−線状軌跡往復動変換機構およびコンプレッサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構は、次の構成を具備する。
（ｉ）カムフォロア；回転軸の軸端面に対し、当該回転軸の軸芯に対して回転中心が偏心した状態で取り付けられている。
（ｉｉ）溝カム；カムフォロアの係合を受け入れ、回転軸の軸端面に沿った仮想面上の一の方向に沿って延びる案内溝が構成されてなる。
【０００９】
（ｉｉｉ）案内部材；溝カムの移動を、案内溝に対して交差する方向において互いに離間した２点を結ぶ線状軌跡上を往復するよう案内する。
そして、本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構において、溝カムは、その案内溝の幅方向における少なくとも一方に臨む側壁が、その内側主面への前記カムフォロアからの直交方向の押圧力を受けた際に、案内溝の幅方向に撓む構成となっている。
【００１０】
また、本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構は、上記構成において、次の構成を採用してもよい。
本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構において、溝カムは、案内溝をその幅方向に臨む両側壁の少なくとも一方が、案内溝の幅方向での厚みが、案内溝の延伸方向および案内溝の深さ方向の双方向における寸法に比べて薄い。
【００１１】
また、本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構は、上記構成において、次の構成を採用してもよい。
本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構において、溝カムは、案内溝の幅方向に、互いに間隔をあけて配され、各々が案内溝の延伸方向に沿った長尺形状を有する２枚の板材と、２枚の板材の各両端部同士を接合する第１および第２の接合部材と、から構成されてなり、２枚の板材が、案内溝をその幅方向に臨む両側壁に相当し、上記押圧力を受けた際に撓む。
【００１２】
また、本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構は、上記構成において、次の構成を採用してもよい。
本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構において、２枚の板材は、各々の板厚が板幅よりも薄い。
また、本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構は、上記構成において、次の構成を採用してもよい。
【００１３】
本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構において、２枚の板材の内の一方の板材について、内側主面に対してカムフォロアからの直交方向の押圧力を受ける箇所が、第１の接合部材で接合された箇所よりも第２部材に近い側にあり、上記一方の板材における第１の接合部材で拘束された箇所から、カムフォロアからの直交方向の押圧力を受ける箇所までの直線長さをＬ［ｍｍ］、押圧力をＦ［Ｎ］、板材の曲げ強度をσy［ＭＰａ］、一方の板材の板幅をｂ［ｍｍ］、とするとき、上記一方の板材の板厚ｔ［ｍｍ］は、ｔ≧√（（３×Ｆ×Ｌ）／（２×σy×ｂ））の関係を充足する。
【００１４】
また、本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構は、上記構成において、次の構成を採用してもよい。
本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構において、第２の接合部材は、案内溝中におけるカムフォロアの可動域に対し、１０［ｍｍ］以内の間隙あけた状態で前記２枚の板材に接合されている。
【００１５】
また、本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構は、上記構成において、次の構成を採用してもよい。
本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構において、溝カムは、案内溝をその幅方向に臨む第１および第２の側壁部と、第１および第２の側壁部の各両端部分同士を接合する第１および第２の接合部と、が一体に構成されてなり、第１および第２の側壁部が、案内溝をその幅方向に臨む両側壁に相当し、上記押圧力を受けた際に撓む。
【００１６】
また、本発明に係るコンプレッサは、次の構成を具備する。
（ｉ）駆動源；回転軸に対して回転駆動力を発生する。
（ｉｉ）回動−線状軌跡往復動変換部；回転軸に対して接続され、回転運動を線状軌跡往復運動に変換する。
（ｉｉｉ）圧縮部；回動−線状軌跡往復動変換部から出力される往復動の入力を受け、流体の圧縮を実行する。
【００１７】
本発明に係るコンプレッサは、回動−線状軌跡往復動変換部として、上記の何れかの回動−線状軌跡往復動変換機構が採用されていることを特徴とする。
また、本発明に係るコンプレッサは、上記構成において、次の構成を採用してもよい。
本発明に係るコンプレッサにおいて、圧縮部は、次の構成を具備する。
（ｉ）第１および第２のシリンダ；互いに対向するよう配置されている。
【００１８】
（ｉｉ）第１および第２のピストン；第１および第２のシリンダの各々の内部で摺動自在に設けられている。
（ｉｉｉ）ロッド；第１および第２のピストンに連結されている。
本発明に係るコンプレッサでは、回動−線状軌跡往復動変換部からの出力部がロッドに連結されており、ロッドの往復動に伴い、第１のシリンダに対する第１のピストンの挿抜と、第２のシリンダに対する第２のピストンの挿抜と、が１８０°の位相差を以って実行される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構では、溝カムにおいて、その少なくとも一方の側壁に関し、カムフォロアからの上記のような方向（側壁の内側主面に対して直交する方向）の押圧力に対して撓む構成となっている。このように、側壁が撓む構成とすることにより、カムフォロアが衝突した際の衝撃力の少なくとも一部を吸収することができる。
【００２０】
従って、本発明に係る回動−線状軌跡往復動変換機構では、溝カムの案内溝に対してカムフォロアが係合した構成を採用しながら、騒音や振動の発生を抑制することができ、磨滅やクラックなどに起因する故障の発生を抑制することができる。
また、本発明に係るコンプレッサでは、上記構成の回動−線状軌跡往復動変換機構を採用した部位を備えるので、騒音や振動の発生が抑制され、磨滅やクラックなどに起因する故障の発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係るコンプレッサ１の概略構成を示す模式ブロック図である。
【図２】コンプレッサ１におけるエアー圧縮部４０の構成を示す模式断面図である。
【図３】コンプレッサ１における回動−直動変換部３０の構成を示す模式斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、回転軸２０１の回転に伴う溝カム３００の往復動の形態を順に示す模式上面図である。
【図５】カムフォロア３０１がガイドプレート３０４に対して押圧力Ｆが加わった状態を示す模式上面図である。
【図６】（ａ）は、回動−直動変換部３０における溝カム３００およびその周辺構成を示す模式上面図であり、（ｂ）は、ガイドプレート３０４，３０５とカムフォロア３０１とを示す模式正面図である。
【図７】（ａ）は、変形例１に係る回動−直動変換部５０の構成の一部を示す模式上面図であり、（ｂ）は、変形例２に係る回動−直動変換部６０の構成の一部を示す模式上面図である。
【図８】（ａ）は、従来技術に係るコンプレッサの構成の位置を示す模式上面図であり、（ｂ）は、模式正面図（一部断面図）である。
【図９】（ａ）は、従来技術に係るコンプレッサでの溝カム９３０の側壁部９３０ｄに対してカムフォロア９３１から押圧力Ｆが加わった状態を示す模式上面図であり、（ｂ）は、その一部を拡大した模式拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明を実施するための形態について、図面を参酌しながら説明する。
なお、以下の説明に係る実施の形態は、本発明の構成上の特徴および当該構成上の特徴から奏される作用効果を分かりやすく説明するための例として用いるものであって、本発明は、その本質的な特徴部分を除き、以下の形態に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．コンプレッサ１の概略構成
本実施の形態に係るコンプレッサ１の概略構成について、図１を用い説明する。図１では、駆動力の伝達経路に沿って、コンプレッサ１の構成要素を表している。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態に係るコンプレッサ１では、駆動源として電動モータ（以下、単に「モータ」と記載する。）１０を備える。モータ１０から出力された回転駆動力は、ギア部２０を介して回動−直動変換部３０へと伝達される。ギア部２０では、回転軸の方向変換、および回転速度の変換（減速）を行う。
回動−直動変換部３０は、回動−線状軌跡往復動変換機構を備える部分であって、ギア部２０を介して伝達された回転駆動力を、直線軌跡上を往復する運動へと変換する。
【００２４】
直線軌跡上での往復動へと変換された駆動力は、エアー圧縮部４０へ伝達される。
２．エアー圧縮部４０の構成
コンプレッサ１の構成に含まれているエアー圧縮部４０の構成について、図２を用い説明する。
図２に示すように、エアー圧縮部４０は、両端が閉じられた筒状のシリンダ本体部４００を備える。シリンダ本体部４００は、Ｘ軸方向における中間領域の一部（Ｚ軸方向上部分）が開口されている（開口部４００ａ）。そして、エアー圧縮部４０におけるシリンダ本体部４００では、エアー開口部４００ａを挟んで、Ｘ軸方向左側部分が第１シリンダ部４０ａであり、Ｘ軸方向右側部分が第２シリンダ部４０ｂである。即ち、シリンダ本体部４００では、第１シリンダ部４０ａと第２シリンダ部４０ｂとが、互いに開口が向き合う状態で対向配置された構成となっている。
【００２５】
第１シリンダ部４０ａ内には、Ｘ軸方向に摺動自在のピストン４０１が配され、第２シリンダ部４０ｂ内には、Ｘ軸方向に摺動自在のピストン４０２が配されている。ピストン４０１とピストン４０２とは、逆Ｔ字断面のロッド４０３に接続されている。具体的には、ピストン４０１のＸ軸方向右側部分に対し、ロッド４０３の第１ロッド部４０３ａの端部が接続され、ピストン４０２のＸ軸方向左側部分に対し、ロッド４０３の第２ロッド部４０３ｂの端部が接続されている。
【００２６】
ロッド４０３における接続部４０３ａは、第１ロッド部４０３ａと第２ロッド部４０３ｂの互いの他端同士が突き合わせとなった箇所からＺ軸方向上向きに延設されている。ロッド４０３は、回動−直動変換部３０の往復動に伴い、矢印で示すようにＸ軸方向の左右に往復運動する。
シリンダ本体部４００においては、第１シリンダ部４０ａにおける端壁部に通気口４００ｄ，４００ｅが開けられ、第２シリンダ部４０ｂにおける端壁部に通気口４００ｆ、４００ｇが開けられている。各通気口４００ｄ，４００ｅ，４００ｆ，４００ｇには、チャッキバルブ４０４，４０５，４０６，４０７が取り付けられている。チャッキバルブ４０４，４０６は、矢印で示すように、シリンダ本体部４００のシリンダ室４００ｂ、４００ｃ内へのエアーの流入は許すが、外部への流出は制限する。チャッキバルブ４０５，４０７は、シリンダ本体部４００における各シリンダ室４００ｂ、４００ｃ内の圧力が閾値を超えると、エアーの流出を許す。なお、図２では、チャッキバルブ４０５，４０７の先について図示を省略しているが、配管などを経由してエアータンクなどに接続されている。
【００２７】
３．回動−直動変換部３０の構成
コンプレッサ１の構成に含まれている回動−直動変換部３０の構成について、図３を用い説明する。
図３に示すように、ギア部２０におけるＺ軸方向上向きに延出された回転軸２０１の上端面には、カムフォロア３０１が回転自在の状態で取り付けられている。カムフォロア３０１は、Ｘ−Ｙ平面において、回転軸２０１に対して、その回転中心に対して偏心した状態で取り付けられている。
【００２８】
カムフォロア３０１は、溝カム３００における案内溝３００ａに対して係合されている。溝カム３００における案内溝３００ａのＹ軸方向における幅は、カムフォロア３０１の外径に対し公差分だけ大きい。本実施の形態における溝カム３００は、２枚のガイドプレート３０４，３０５と、その両端部分に接合されたガイドベース３０２およびカラー３０３と、取り付け用のボルト３０６〜３０９を以って構成されている。
【００２９】
溝カム３００におけるガイドベース３０２のＺ軸方向下方には、ガイドベース３０２に接合されたスライドベース３１０が設けられている。スライドベース３１０は、ガイドレール３１２に沿ってＹ軸方向にスライド自在のガイドブロック３１１に接合されている。これより、溝カム３００は、回転軸２０１の回動に伴うカムフォロア３０１からの押圧力を受けて、Ｙ軸方向の前後に往復動する。
【００３０】
また、溝カム３００のガイドベース３０２には、Ｚ軸方向下向きに延びるリンケージブロック３１３が接合されている。リンケージブロック３１３は、その下端において、エアー圧縮部４０におけるロッド４０３の接続部４０３ａに接続されている（図２を併せて参照）。
４．溝カム３００の往復動
回転軸２０１の回動に伴う溝カム３００の往復動の形態について、図４を用い説明する。
【００３１】
先ず、図４（ａ）に示すように、カムフォロア３０１の中心が線Ｌ0上にあるときには、溝カム３００についても、その案内溝３００ａにおけるＹ軸方向の中心が線Ｌ0上にある。この状態から回転軸２０１がｒｏｔ．Ａのように９０°回動すると、図４（ｂ）に示す状態となる。
図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）の状態から回転軸２０１が９０°回動した状態では、カムフォロア３０１の中心および溝カム３００における案内溝３００ａのＹ軸方向の中心が線Ｌ1上に移動する。線Ｌ1は、線Ｌ0に対してＹ軸方向に△ｙだけ離間した位置にある。△ｙは、回転軸２０１の回転中心からカムフォロア３０１の中心までの距離に相当する。この状態からさらに回転軸２０１をｒｏｔ．Ｂのように９０°回動すると、図４（ｃ）に示す状態となる。
【００３２】
図４（ｃ）に示すように、図４（ｂ）の状態から回転軸２０１がさらに９０°回動した状態では、カムフォロア３０１の中心および溝カム３００における案内溝３００ａのＹ軸方向の中心が線Ｌ0上に復帰する。さらに、この状態からさらに回転軸２０１をｒｏｔ．Ｃのように９０°回動すると、図４（ｄ）に示す状態となる。
図４（ｄ）に示すように、図４（ｃ）の状態から回転軸２０１がさらに９０°回動した状態では、カムフォロア３０１の中心および溝カム３００における案内溝３００ａのＹ軸方向の中心が線Ｌ2上に移動する。線Ｌ2は、線Ｌ0を挟んで線Ｌ1とはＹ軸方向に対象位置にあり、線Ｌ0に対しＹ軸方向に△ｙだけ離間した位置にある。この状態からさらに回転軸２０１をｒｏｔ．Ｄのように９０°回動すると、図４（ａ）に示す状態に戻る。
【００３３】
本実施の形態に係る回動−直動変換部３０では、モータ１０の回転駆動力を受けて、図４（ａ）から図４（ｄ）の状態を繰り返す。そして、これにより、エアー圧縮部４０における第１シリンダ部４０ａと第２シリンダ部４０ｂとで交互に（位相差１８０°で）エアー圧縮を繰り返す。
５．溝カム３００におけるガイドプレート３０４の機能
本実施の形態では、溝カム３００において、案内溝３００ａをそのＹ軸方向両側に臨む側壁としてガイドプレート３０４，３０５を採用している。ガイドプレート３０４，３０５は、ともに板材である。溝カム３００におけるガイドプレート３０４，３０５が発揮する機能について、図５を用い説明する。図５は、図４（ａ）の状態から、回転軸２０１がｒｏｔ．Ａのように回動し始めた瞬間での状態を模式的に示す。
【００３４】
図５に示すように、図４（ａ）の状態から回転軸２０１が回動をし始めた瞬間において、カムフォロア３０１の周面３０１ａと、ガイドプレート３０４の内側主面３０４ａとが衝突する。これは、案内溝３００ａのＹ軸方向の幅が、カムフォロア３０１の直径に比べて公差（例えば、公差Ｈ９）だけ広く設定されているためである。
このようにカムフォロア３０１の周面３０１ａがガイドプレート３０４の内側主面３０４ａに衝突したとき、カムフォロア３０１からガイドプレート３０４に対して押圧力Ｆが加わることになる。本実施の形態に係る回動−直動変換部３０においては、案内溝３００ａをそのＹ軸方向の両側に臨む側壁として板材であるガイドプレート３０４，３０５を用いている。このため、押圧力Ｆが加わった際に、ガイドプレート３０４は、破線で示すようにＹ軸方向の外側に向けて撓む。当該ガイドプレート３０４の撓みにより、衝突時における衝撃力が緩和され、騒音や振動の発生が抑制される。
【００３５】
なお、溝カム３００においては、もう一方の側壁についても板材であるガイドプレート３０５を用いているので、図４（ｃ）の状態から回転軸２０１がｒｏｔ．Ｃのように回動し始めた瞬間においても、カムフォロア３０１の周面３０１ａがガイドプレート３０５の内側主面３０５ａに衝突し、衝撃力が加わることになるが、その際にもガイドプレート３０５の撓みにより（図示を省略。）、衝撃力が緩和される。よって、図４（ｃ）の状態から図４（ｄ）の状態に移る際にも、騒音や振動の発生が抑制される。
【００３６】
６．溝カム３００およびその周辺構成のサイズ
本実施の形態に係る回動−直動変換部３０における溝カム３００およびその周辺構成のサイズについて、図６を用い説明する。
図６（ａ）に示すように、溝カム３００において、ガイドプレート３０４，３０５のスパン、換言すると、ガイドベース３０２のＸ軸方向右端からカラー３０３のＸ軸方向左端までの距離をＬ［ｍｍ］とする。一例として、Ｌ＝３８［ｍｍ］である。
【００３７】
カムフォロア３０１の回転中心の回転径をＳｔ［ｍｍ］とする。一例として、Ｓｔ＝２０［ｍｍ］である。
カムフォロア３０１の直径をｄ［ｍｍ］とする。一例として、ｄ＝２２［ｍｍ］である。
ガイドプレート３０４，３０５の板厚をｔ［ｍｍ］とする。また、図６（ｂ）に示すように、ガイドプレート３０４，３０５の板幅をｂ［ｍｍ］とする。一例として、ｂ＝９［ｍｍ］である。なお、図６（ｂ）に示すように、カムフォロア３０１の幅（厚み）ｈ301についても、一例として９［ｍｍ］である。
【００３８】
また、本実施の形態で採用したモータ１０のトルクをＴ［Ｎ・ｍ］とする。一例として、Ｔ＝１．４［Ｎ・ｍ］である。また、モータ１０の回転数は、一例として５００［ｒｐｍ］である。
なお、ガイドプレート３０４，３０５の構成材料として圧延鋼材ＳＳ４００（ＪＩＳ  Ｇ  ３１０１）を用いた場合、その曲げ強度σyは、１５７［ＭＰａ］である。
【００３９】
上記のような規定において、図５の状態でガイドプレート３０４に対して作用する最大荷重Ｆは、２１４［Ｎ］となる。そして、ガイドプレート３０４，３０５の板厚ｔについては、次の関係を充足することが必要となる。
［数１］ｔ≧√（（３×Ｆ×Ｌ）／（２×σy×ｂ））
例えば、上記の一例である数値を代入すると、ｔ≧２．９４［ｍｍ］となる。
【００４０】
よって、ガイドプレート３０４，３０５の板厚ｔについて、上記のような一例の各値を採用する場合には、２．９４［ｍｍ］以上とすることが必要となり、また、カムフォロア３０１からの最大荷重Ｆにより、衝撃力が緩和できる程度に撓むことが可能な厚みｔとすることが必要となる。なお、本実施の形態では、一例として、ガイドプレート３０４，３０５の板厚ｔを、３．０［ｍｍ］としている。
【００４１】
また、図６に示すように、カムフォロア３０１が最もＸ軸方向右側に位置するとき、カムフォロア３０１の周面（カムフォロア３０１の可動域の一方端）からカラー３０３までの間隙を、１０［ｍｍ］以下とすることが構造上の強度や応答性等の観点から望ましい。
［変形例１］
変形例１に係る回動−直動変換部５０の構成について、図７（ａ）を用い説明する。なお、図７（ａ）では、上記実施の形態に係る回動−直動変換部３０との構成上の差異点である溝カム５００について図示をしている。
【００４２】
図７（ａ）に示すように、本変形例に係る溝カム５００では、案内溝５００ａの周囲壁を第１および第２の側壁部５００ｄ，５００ｅと、第１および第２の接合部５００ｂ，５００ｃとが一体に構成されている。そして、第１および第２の側壁部５００ｄ，５００ｅの各々における外側主面５００ｄｂ，５００ｅｂは、第１および第２の接合部５００ｂ，５００ｃの周縁よりも案内溝５００ａのＹ軸方向中心側へと湾状に凹入した状態となっている。
【００４３】
本変形例に係る溝カム５００においても、カムフォロア３０１が第１および第２の側壁部５００ｄ，５００ｅの各内側主面５００ｄａ，５００ｅａに衝突した際には、第１および第２の側壁部５００ｄ，５００ｅの各々がＹ軸方向外側（案内溝５００ａの外側方向）に向けて撓む構成となっている。よって、第１および第２の側壁部５００ｄ，５００ｅのＹ軸方向厚みｔ50については、上記実施の形態と同様に、［数１］の関係を充足するように設定されている。
【００４４】
以上のような構成の溝カム５００を採用する本変形例に係る回動−直動変換部５０についても、上記実施の形態に係る回動−直動変換部３０と同様に、第１および第２の側壁部５００ｄ，５００ｅの各々における撓みにより、カムフォロア３０１が衝突した際の騒音や振動の発生が抑制される。
［変形例２］
変形例２に係る回動−直動変換部６０の構成について、図７（ｂ）を用い説明する。なお、図７（ｂ）でも、上記実施の形態に係る回動−直動変換部３０との構成上の差異点である溝カム６００について図示をしている。
【００４５】
図７（ｂ）に示すように、本変形例に係る溝カム６００でも、案内溝６００ａの周囲壁を第１および第２の側壁部６００ｄ，６００ｅと、第１および第２の接合部６００ｂ，６００ｃとが一体に構成されている。そして、本変形例に係る溝カム６００では、第２の接合部６００ｃが上記変形例１に係る溝カム５００の第２の接合部５００ｃに比して、Ｙ軸方向の幅が狭くなっている。換言すると、第１および第２の側壁部６００ｄ，６００ｅの各々における外側主面６００ｄｂ，６００ｅｂに対し、第２の接合部６００ｃにおける周縁面は連続した状態となっている。
【００４６】
本変形例に係る溝カム６００においても、カムフォロア３０１が第１および第２の側壁部６００ｄ，６００ｅの各内側主面６００ｄａ，６００ｅａに衝突した際には、第１および第２の側壁部６００ｄ，６００ｅの各々がＹ軸方向外側（案内溝６００ａの外側方向）に向けて撓む構成となっている。よって、第１および第２の側壁部６００ｄ，６００ｅのＹ軸方向厚みｔ60については、上記実施の形態と同様に、［数１］の関係を充足するように設定されている。
【００４７】
以上のような構成の溝カム６００を採用する本変形例に係る回動−直動変換部６０についても、上記実施の形態に係る回動−直動変換部３０および上記変形例１に係る回動−直動変換部５０と同様に、第１および第２の側壁部６００ｄ，６００ｅの各々における撓みにより、カムフォロア３０１が衝突した際の騒音や振動の発生が抑制される。
［その他の事項］
上記実施の形態および変形例１，２の溝カム３０，５０，６０については、Ｙ軸方向において直線上を往復動する構成としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、弧状の軌跡上を往復動することとしてもよいし、Ｓ字状の軌跡上を往復動することとしてもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態では、回動−直動変換部３０を用いたコンプレッサ１を一例として採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、生産ラインなどにおけるマテリアルハンドリングのためのプッシャー装置の構成要素として採用することもできるし、チャック装置の構成要素などとして採用することもできる。
また、上記実施の形態では、溝カム３００，５００，６００の各案内溝３００ａ，５００ａ，６００ａの形状を直線上に延びる溝としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、平面視でＳ字状の溝形状や、クランク状の溝形状や、鋸歯状の溝形状とすることなども可能である。
【００４９】
また、上記実施の形態では、回転駆動力を発生する駆動源として、モータ１０を採用することとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、ロータリーアクチュエータや、内燃機関などを採用することも可能である。また、駆動源としてモータを採用する場合にも、ステッピングモータや、ブラシ付きあるいはブラシレスＤＣモータや、ＡＣモータなどを用いることも可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態では、溝カム３００におけるガイドプレートについて、一様な厚みｔの板材としたが、案内溝３００ａの延伸方向において厚みが変化する構成とすることも可能である。
また、上記実施の形態に係るコンプレッサ１では、対向する２つのシリンダ部４０ａ，４０ｂを備える構成としたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、１つのシリンダのみを備える構成とすることもできるし、４つ以上のシリンダを備える構成とすることなどもできる。
【００５１】
また、上記実施の形態および変形例１，２では、一の駆動源により一の溝カム３００，５００，６００を往復動させることとしたが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、溝カムをその厚み方向に２枚配置しておき、回転軸の回転駆動に呼応して２枚の溝カムをそれぞれ線状軌跡上で往復動させる構成とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、騒音や振動の発生が抑制され、高い信頼性および長寿命な回動−線状軌跡往復動変換機構およびこれを具備するコンプレッサを実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１．コンプレッサ
１０．モータ
２０．ギア部
３０．回動−直動変換部
４０，５０，６０．エアー圧縮部
２０１．回転軸
３００，５００，６００．溝カム
３００ａ，５００ａ，６００ａ．案内溝
３０１．カムフォロア
３０２．ガイドベース
３０３．カラー
３０４，３０５．ガイドプレート
３０６〜３０９．ボルト
３１０．スライドベース
３１１．ガイドブロック
３１２．ガイドレール
３１３．リンケージブロック
４００．シリンダ本体部
４０１，４０２．ピストン
４０３．ロッド
４０４〜４０７．チャッキバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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