(57)【要約】  本発明は、往復圧縮機のための接続ロッドに関し、詳細にはクランクの回転動作を線形の軸方向の動作に変換する接続ロッドに関する。ロッド（１）は、作用を打ち消し、シリンダ（Ｃ）の内でのピストン（Ｐ）のアライメントおよびたわみを確実にすることが可能な手段を有する。このような手段は、指向性の弾性変形が可能な少なくとも２つの領域（５、６）を備え、このような領域（５、６）は、本体（２）の中に形成され、反対方向に向けられている。
2014527596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１接続端部（３）と、第２の接続端部（４）とを備え、その両方が本体（２）に物理的に結合され、偏心軸（ＥＥ）の円形動作をピストン（Ｐ）に対する往復の線形運動に変換するタイプの往復圧縮機の接続ロッドであって、
たわみ作用を打ち消し、シリンダ（Ｃ）内でのピストン（Ｐ）のアライメントを確実にする手段と、
たわみ作用を打ち消し、シリンダ（Ｃ）内でのピストン（Ｐ）のアライメントを確実にし、指向性の弾性変形が可能な少なくとも２つの領域（５、６）を備える手段と、
本体（２）内に形成された指向性の弾性変形が可能な領域（５、６）と、
反対方向に指向性の弾性変形が可能な領域（５、６）と
を備える接続ロッド。
【請求項２】
指向性の弾性変形が可能な各々の領域（５、６）が、本体（２）の遠位端内にある、請求項１に記載の往復圧縮機の接続ロッド。
【請求項３】
誘導式の弾性変形が可能な各々の領域（５、６）が、本体（２）の遠位端の一方と、その前記接続端部（３、４）との間にある、請求項２に記載の往復圧縮機の接続ロッド。
【請求項４】
指向性の弾性変形が可能な領域（５、６）が、本体（２）内に適合された曲率を各々備える、請求項１に記載の往復圧縮機の接続ロッド。
【請求項５】
指向性の弾性変形が可能な領域（５、６）が、本体（２）の中に形成された逃げ領域を各々備える、請求項１に記載の往復圧縮機の接続ロッド。
【請求項６】
弾性変形が可能な領域（５、６）の少なくとも一方が、垂直方向に上向きに配向されたその頂点を有し、
弾性変形が可能な領域（５、６）の少なくとも一方が、垂直方向に下向きに配向されたその頂点を有する、請求項４に記載の往復圧縮機の接続ロッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復圧縮機のための接続ロッドに関し、詳細には、円形の回転の偏心運動（圧縮機のモータシャフト）を軸方向の線形運動（圧縮機のピストン）に変換する接続ロッドに関する。当該接続ロッドは、圧縮機のシリンダの内面に関連する摩擦を減衰させるための手段を備える。
【背景技術】
【０００２】
当業者によると、往復圧縮機は、圧縮されるべき流体が挿入されるように配置されるチャンバの容積を変化させることによって特定の容積の流体を圧縮することが可能な装置を備えることが知られている。
【０００３】
この点において、往復圧縮機は、少なくとも１つのピストンとシリンダの組立体によって形成されており、シリンダは、容積を変化させることが可能なカメラを備え、ピストンは、シリンダの容積を変化させる手段を備えており、すなわちピストンが、シリンダの内側で軸方向かつ往復運動するように移動することで、その容積を増減するように設計されている。したがってシリンダ内に配置された流体を圧縮させることができる。この点に関して、ピストンは、線形と円形の両方の動作を実現することができる駆動源（通常電気モータ）につながれる。
【０００４】
従来、ピストンは、技術的に接続ロッドとして知られる駆動要素エクステンダー／運動変換器を介してその作動手段につながれる。
【０００５】
線形作動手段（この場合、モータからの「可動部品」は、線形の軸方向の運動を呈する）の場合、接続ロッドは、モータとピストンとの間に運動の拡張要素のみを備える。
【０００６】
しかし、円形動作作動手段（この場合、エンジン「ロータ」が、その固有の軸の周りで円形の回転運動を行なう）の場合、接続ロッドは、円形運動（モータから）を線形運動（ピストンに）変換する役割を担う要素を備える。このようなケースでは、エンジン「ロータ」は、偏心の円形運動を呈し、ピストンの移動の方向に対して直交するように配置される。
【０００７】
よって円形運動の作動手段に基づく圧縮機の「ロータ」は、ロッドの一端に物理的に結合され、接続ロッドの他端はピストンに物理的に結合される。このような組立体によって、偏心の回転を線形の往復する動作に変換することが可能になる。
【０００８】
この文脈において、および円形動作を備えた作動手段に基づく圧縮機の場合、既知の大容量圧縮機（超静的圧縮機として知られる）が存在し、そのロータと接続ロッドの結合は、少なくとも２つの異なるポイントにおいて、かつピストンロッドのほぼ対称の軸に平行してブッシングされる。これらのブッシングポイントの一方は、圧縮機ブロックの内部であり、他方のブッシングポイントは、ロータと接続ロッドの組み合わせの上に配置された接触本体である。その構造性において、大きな容積変化がシリンダ内で生じ、この変化が、最大圧縮負荷のときに、負荷に反応した結合をロータと接続ロッドに課す。このような結合は、少なくとも２つの異なるポイントでほぼ対称的にブッシングされるため、その反応負荷がさらなる損傷を引き起こすことはない。
【０００９】
また中容量圧縮機（「カンチレバー」として知られる圧縮機）も知られており、そのロータと接続ロッドの結合は、１つまたは２つのポイントにおいて、詳細には圧縮機ブロックの内部のみでブッシングされる。シリンダ内に生じるこの構造上の容積変化は、単なる平均値であり、結局のところ、ロッドとロータの組み合わせの機械的な変形の大きさに大きな変化を生じさせる（最大圧縮負荷のときに）。
【００１０】
よって、平均的な容量の圧縮機は、最大の圧縮を有し、これは通常、ロータと接続ロッドの組み合わせの完全性に関連することに留意されたい。
【００１１】
このシナリオの下に、当分野の現在の状況は、少なくとも部分的に最大の圧縮機の平均容量を増大させることが可能ないくつかの解決策を含むことが確認される。これらの解決策の一部は、接続ロッド自体の構造に基づいている。
【００１２】
文献米国特許第６，２７２，９７１号明細書は、「たわみカット」によって、モータのロータとピストンとの間の圧縮応力を緩和させることが可能な気密圧縮機の接続ロッドを開示している。上記に挙げた「たわみカット」に加えて、当該接続ロッドはさらに、圧縮応力を緩和させて分配することが可能になるように適合された形状を備えた金属コアを備える。一般に、米国特許第６，２７２，９７１号明細書に記載される接続ロッドは、「対称の剛性接続ロッド」として知られる接続ロッドを備え、これはいかなる種類の変形および／または屈曲も受けることは不可能である。
【００１３】
当分野の現在の状況はまた、特有に変形可能な接続ロッドを提供しており、これは、通常は単一方向における、制御された「屈曲」のただ１つのポイントのみを有する。
【００１４】
このような接続ロッドの一例は、米国特許第７，３０５，９１６号明細書に開示されており、この場合、接続ロッドは、特に１セットの内燃機関に適用され、システムの作動中に生じる位置調整および屈曲によるたわみを打ち消すことが可能な幾何学形状と、位置調整の両方を備えることが確認される。この場合、接続ロッドの幾何学形状は、異なる厚さの２つのセクションで構成されたコア金属を提供し、厚さの差は、傾斜路によってならされるが、これはロッドに対するある程度の「可撓性」を必要とする。米国特許第７，３０５，９１６号明細書に記載される接続ロッドが単一ポイントでの「可撓性」を提供することを強調するために、これは一方向でのみ屈曲させることができる。
【００１５】
この後者のタイプの接続ロッドは、圧縮の反応負荷（データロータと接続ロッドの結合を阻止する）によって変形する可能性があるため、圧縮機の平均容量をわずかに増大させることが可能であるが、それは、高い関連性のある構造上の負の局面を呈することに留意されたい。
【００１６】
この負の局面は、配向されたロッドが変形することによって生じるピストンとシリンダ間のミスアライメントに関連する。
【００１７】
図１によると、接続ロッドは、変形した場合、ピストンとシリンダとの間のアライメントに干渉する（瞬間的にではあるが）ことに恐らく気付くであろう。このようなミスアライメント（ピストンの少なくとも一端が、強制的にシリンダの内面に対して押される場合）は、ピストンとシリンダとの間の「抵抗」が、材料を細らせ、ピストンとシリンダ組立体のハーメチックシールを（経時的に）変化させ、これにより圧縮機の効率を低下させるため、圧縮機の寿命に対して極めて好ましくないものである。
【００１８】
上記に説明した全ての文脈に基づいて、上記で考察した負の局面を改善する、またはさらにはなくすことができる解決策を開発することに対する明白な要望が残されたままである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許第６２７２９７１号明細書
【特許文献２】米国特許第７３０５９１６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的の１つは、一体式の本体で形成され（モノブロック）、圧縮機の作動中に生じる全てのたわみ作用を打ち消すことが可能な往復圧縮機の接続ロッドを提供することである。
【００２１】
また本発明の別の目的は、圧縮機の作動中に生じる全てのたわみ作用を打ち消すことに加えて、ピストンとシリンダの内面との間のミスアライメントも阻止する往復圧縮機の接続ロッドを提供することである。
【００２２】
よって、本発明の目的はまた、圧縮機の容量を増大させることが可能な、例えば中容量の構造上の態様を備えた圧縮機が、同様の容量を備えた大容量圧縮機として作用することを可能にする往復圧縮機の接続ロッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本明細書に開示される本発明のこれらのおよび他の目的は、偏心シャフトの円形運動をピストンの往復線形運動に変換する、本明細書に開示される往復圧縮機のための接続ロッドによって完全に達成される。前記接続ロッドは、第１の接続端部と、第２の接続端部とを備え、その両方が本体に物理的に結合される。
【００２４】
当該接続ロッドは、たわみ作用を打ち消し、シリンダ内でのピストンのアライメントを確実にすることが可能な手段を提供し、このような手段は、指向的に弾性変形しやすい少なくとも２つの領域を備える。指向性の弾性変形が可能な上記の領域は、本体の中に形成され、反対方向に指向性の弾性変形が可能である。
【００２５】
好ましくは弾性の偏向が可能な領域の各々は、本体の遠位端の一方に位置付けられる。具体的には、指向性の弾性の偏向が可能な各々の領域は、本体の遠位端の一方と、その前記端部接続部との間に位置付けられる。
【００２６】
本発明の概念によると、指向性の弾性変形領域は、それらの各々が、本体の中に形成された屈曲部または逃げ区域を備える。
【００２７】
この点において、指向性の弾性変形を受けることが可能な領域の少なくとも一方は、垂直方向に上向きに配向されたその頂点を有し、弾性変形を受けることが可能な領域の少なくとも一方は、垂直方向に下向きに配向されたその頂点を有する。
【００２８】
本発明は、以下に列記される次の図面に基づいて詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】当分野の現在の状況による接続ロッドの従来の用途を概略的に示す図である。
【図２】当分野の現在の状況による接続ロッドの性能（最大の圧縮負荷における）を概略的に示す図である。
【図３】本明細書に開示される往復圧縮機の接続ロッドの第１の例の側面図である。
【図４】図３に示される接続ロッドの側部の切り取られた図である。
【図５】本明細書に開示される往復圧縮機の接続ロッドの第２の例の側面図である。
【図６】本明細書に開示される往復圧縮機の接続ロッドの第３の例の側面図である。
【図７】本明細書の接続ロッドが最小圧縮負荷にある場合を概略的に示す図である。
【図８】本明細書の接続ロッドが最大圧縮負荷にある場合を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の概念および動機によって、たわみ作用を打ち消すことが可能であり、圧縮機のシリンダ内でそのピストンのアライメントを確実にする手段を備えた往復圧縮機のための接続ロッドが開示される。この接続ロッドによって、その端部において有意に増大するピストンとシリンダの内面との間の摩擦を軽減することが可能になり、圧縮機を信頼することが可能になる。
【００３１】
好ましくは往復圧縮機の接続ロッド（以後単にロッドと呼ぶ）は、偏心軸ＥＥからの円形動作をピストンＰの往復する線形動作に変換することが可能なロッドを備える。
【００３２】
図２および図３は、本発明の２つの例示のロッドを示す。両方の所与の例において、ロッド１は主として、本体２と、第１の接続端部３と、第２の接続端部４とで構成される。接続端部３、４は、本体２に物理的に結合されることが確認される。
【００３３】
したがって、ロッド１（別個の部品を中に含むもとのして記載されるが）は、１つの完全なモノブロックであり、これは好ましくは金属合金で作製されることは明確にするに値する。
【００３４】
本体２は、好ましくは矩形の断面本体（非制限的な特徴）を備え、接続端部３、４は、端穴の円形の接続部を備える。詳細には、第１の接続端部３は、ピストンＰと接続することが意図されており、その一方で接続端部４は、偏心軸ＥＥに接続することが意図されており、この偏心軸は、エンジンロータＲ（図示せず）につながれている。
【００３５】
したがって当業者の知識のように、ロータＲの円形動作は、ロッド１によってピストンＰの線形動作に変換される。
【００３６】
比較的に機能的に同様のロッドおよび当分野の現在の状況に属するロッドと比べたときのロッド１の大きな利点は、前記ロッド（例示の実例に関わらず）が、たわみ作用を打ち消し、シリンダＣ内でのピストンＰのアライメントを確実にする手段を備えることであり、この場合、このような手段は、指向性の弾性変形が可能な少なくとも２つの領域５、６を備える。
【００３７】
弾性変形が可能な前記領域５、６は、本体２の中に、詳細には、本体２の遠位端に正しい向きで形成され、弾性変形が可能な領域５、６の各々は、本体２の遠位端と、前記端部３、４に対するその接続部との間に誘導される。
【００３８】
本発明の概念によって、ロッド１の領域５、６は、反対方向に指向性の弾性変形が可能であり、すなわち第５の領域（接続端部３の付近）は、「上に」変形可能であり（接続端部３は、「上昇する」傾向がある）、領域６（接続端部４の付近）は、「下に」変形可能である（接続端部４は、「下に下がる」傾向がある）。
【００３９】
したがって指向性の弾性変形が可能な領域５、６は各々、本体２の中に形成された湾曲部または逃げ区域を備え、指向性の弾性変形が可能な領域５、６の少なくとも一方は、垂直方向に上向きのその頂点を有し、指向性の弾性変形が可能な領域５、６の少なくとも一方は、垂直方向に下向きのその頂点を有する。
【００４０】
図４および図５は、圧縮機ブロックＣＢおよびロータＲによって概略的に表される往復圧縮機におけるロッド１の「性能」を示す。このような往復圧縮機（但しこれに限定されない）は、中容量圧縮機であり、これはロータに関する下方軸受ＭＲのみを提供する。
【００４１】
図４は、圧縮機の最小の圧縮負荷を示しており、この場合ピストンＰは、シリンダＣのその最終「端部」（吸引プロセスの始まり）にある。この状況において、接続ロッド１は、事実上ゼロのたわみを受けるおよび／または関連のない作用しか受けないことに留意されたい。したがってロッド１のいずれの区域も変形されず、ピストンＰは、シリンダＣの内面に対して完全にアライメントが取られる。
【００４２】
図５は、ピストンＰがシリンダＣの端部の「中間」にある（吸引／圧縮プロセスの終わり）場合の最大圧縮負荷を示す。この状況において、ロッド１は、大半の事実上可能なたわみ作用を受けることに留意されたい。この場合、指向性の弾性変形が可能な領域５、６（これらの領域はロッド１より「可撓性」が高い部分であり、これは、それらは指向性の弾性変形を促進させる屈曲部または逃げ区域を有するためである）が変形され、それぞれの曲率は、接続端部３は、「上昇する」傾向があり、接続端部４は、「下降する」傾向があるような注目すべきものである。
【００４３】
この文脈において、用語「指向性の弾性変形」は、この「変形」が特定の状況においてのみ生じ、ときにはロッド１が変形され（最大圧縮負荷）、ときにはロッド１が自然な状態であるということに起因している。よって、ロッドは常に、その通常の状態（変形しない）に戻る傾向があるため、この変形は弾性であると述べることができる。
【００４４】
さらにこの「変形」は、それが正に領域５、６内でのみを生じることを目的としていると言うことによって導かれるとみなすことができる。
【００４５】
これらの指向性の変形によって（ほぼマイクロメータ程度ではあるが）、シリンダＣの内面に対するピストンＰのアライメントを維持することが可能になる。アライメントを確実にすることに加えて、このような変形は、作用流体を圧縮する際に生じるたわみ作用を打ち消すように配向されている。
【００４６】
間接的にこれらの利点（シリンダＣの内面に対するピストンＰのアライメントを維持することで、作用流体を圧縮する際に生じるたわみ作用を打ち消す）によって、中容量の構造上の特徴を備えた圧縮機（高い位置の軸受ロータのない）が、それが本発明に開示される接続ロッド１を使用するという条件で、大容量圧縮機（ピストンと接続ロッドの軸の上方および下方に対称的に対向する軸受を備えたロータ）と同様の圧縮力を提供することが可能になり、結局のところ、ピストンＰ、シリンダＣおよび偏心軸ＥＥが損傷および過度の摩耗を受けることなく、容積変位（およびその結果、作用流体を圧縮する際にたわみ作用が生じる）を増大させることが可能になる。
【００４７】
本明細書に開示される往復圧縮機のロッドの特有の例を記載してきたが、本発明の範囲が、もっぱら添付の特許請求の範囲の範囲によって限定される他の可能な変形形態を包含しており、この場合可能な均等な構成も含まれることを理解されたい。
【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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【国際調査報告】
2014527596.tif 000011
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