(57)【要約】【課題】プレートの強度を向上させると共に、研削加工の容易化を図った多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構を提供する。【解決手段】多気筒圧縮機に組み込まれるスコッチヨーク機構において、ヨーク５を構成するブロック５ａの内壁面に凹部５ｂを設けると共に、この凹部５ｂの端部に段部５ｄを対設し、更に凹部５ｂの底面に方形の凹部５ｃを設ける。プレート１７は底面部１７ａと、この底面部１７ａの両側部に設けた立上片１７ｂと、底面部１７ａの下に設けた係合用凸部１７ｃとから構成する。このプレート１７を前記ブロック５ａの凹部５ｂ、５ｃに嵌め込むと、前記立上片１７ｂと段部５ｄとで囲まれたケージ１６の保持部が構成される。ブロック５ａには複数のスプリング１９が介在され、このスプリング１９によりプレート１７を付勢し、前記ケージ１６をクロススライダ１５の側面に適圧をもって当接させる。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮部を備え、これら圧縮部のピストンに連結すると共に位相をずらして配設したヨークを有するスコッチヨーク機構がクランクシャフトの軸回転により作動し、前記ピストンを往復運動させて各圧縮部で気体を圧縮するように構成した多気筒圧縮機において、前記スコッチヨーク機構は、前記ヨークと、前記クランクシャフトのクランクピンに係合して前記ヨークの内側空間部を動くクロススライダと、このクロススライダに係合するケージと、このケージを保持して前記ヨークに嵌め込まれるプレートとから構成され、前記プレートは両側部に立上片を有する断面略コ字形に形成されていることを特徴とする多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構。
【請求項２】
前記ヨークは内側空間部の内壁面に前記プレートを嵌め込むための凹部が設けられると共に、この凹部の端部に段部が対設され、前記プレートを前記凹部に嵌着した際、前記段部と前記プレートの立上片とで前記ケージの保持部が形成されることを特徴とする請求項１記載の多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構に関し、特にコッチヨーク機構に組み込まれるプレートを改良した多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の圧縮部を備えた多気筒型の圧縮機があり、例えば４つの圧縮部が十字型に配置され、対向する２つの圧縮部のピストンが一方のヨークの両端部に同一線上に位置して取り付けられ、他の対向する２つの圧縮部のピストンが前記一方のヨークと９０°位相をずらして位置付けられた他方のヨークの両端部に同一線上に位置して取り付けられ、電動機により軸回転されるクランクシャフトに設けられたクランクピンにより前記２つのヨークを直交方向に位相をずらして往復動させ、これらのヨークを介してそれぞれ前記ピストンをシリンダ内で往復動させることにより、４つの圧縮部にてそれぞれ気体を圧縮するように構成したものである（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−８２３３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の十字型４気筒圧縮機では、ヨークの内側に窓孔状の空間部が設けられ、この空間部内をクロススライダがクランクピンの回転運動に伴って摺動するように構成されている。そして、このクロススライダの摺動が円滑に行われるように、ヨークの空間部の内壁面にプレートを介してケージ（ベアリング）が設けられている。
【０００５】
上記プレートは従来平板状であるためクロススライダの摺動によりケージを介して面圧が掛かり、長期間の使用でプレートが変形し、或は表面に凹みが生じる等の問題が生じていた。プレートが変形したり凹みが生じたりすると、クロススライダの摺動が阻害され、多気筒圧縮機の圧縮性能を低下させるばかりかスコッチヨーク機構の損傷や故障の原因になる。
【０００６】
このような事態を防止するために、例えばプレートの厚みを増大させることが考えられるが、プレートはヨークの空間部の内壁面に嵌め込まれるため、ヨークの内壁面に形成する嵌合用の凹部をプレートの厚みに合わせて深く形成しなければならない。このようにすると、ヨーク自体の強度を低下させるので好ましくない。
【０００７】
又、プレートの厚みを増大せずにプレートの強度を向上させる手段として、例えば図８に示すように箱型プレートＮが提案された。この箱型プレートＮは、ヨークＡの内壁面に取り付ける底板Ｎａの外周部に枠状の立上片Ｎｂを設けた構造のものである。しかしながら、この箱型プレートＮを金属で一体成形する場合には、回転工具による研削加工が困難となってコスト高になる。
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するためになされ、プレートの強度を向上させると共に回転工具による研削加工の容易化を図った多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための手段として、本発明の請求項１は、複数の圧縮部を備え、これら圧縮部のピストンに連結すると共に位相をずらして配設したヨークを有するスコッチヨーク機構がクランクシャフトの軸回転により作動し、前記ピストンを往復運動させて各圧縮部で気体を圧縮するように構成した多気筒圧縮機において、前記スコッチヨーク機構は、前記ヨークと、前記クランクシャフトのクランクピンに係合して前記ヨークの内側空間部を動くクロススライダと、このクロススライダに係合するケージと、このケージを保持して前記ヨークに嵌め込まれるプレートとから構成され、前記プレートは両側部に立上片を有する断面略コ字形に形成されていることを特徴とする多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構である。
【００１０】
又、本発明の請求項２は、請求項１記載の多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構において、前記ヨークは内側空間部の内壁面に前記プレートを嵌め込むための凹部が設けられると共に、この凹部の端部に段部が対設され、前記プレートを前記凹部に嵌着した際、前記段部と前記プレートの立上片とで前記ケージの保持部が形成されることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る多気筒圧縮機のスコッチヨーク機構の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明を４気筒圧縮機に適用した実施形態を示す概略横断平面図であり、図２はその概略半縦断面図である。
【００１２】
図１において、１は第１圧縮部、２は第２圧縮部、３は第３圧縮部、４は第４圧縮部であり、第１圧縮部１と第３圧縮部３とがヨーク５を介して水平軸上に配置され、第２圧縮部２と第４圧縮部４とがヨーク５と９０°位相をずらして上方に位置付けられたヨーク６（図２）を介して同じく水平軸上に配置されている。
【００１３】
この場合は、第１圧縮部１で圧縮した圧縮気体と第２圧縮部２で圧縮した圧縮気体を管路Ｐ１、Ｐ２により合流して第４圧縮部４に送り込み、第３圧縮部３で圧縮した圧縮気体を管路Ｐ３により第４圧縮部４に送り込み、更にこれらの圧縮気体と第４圧縮部４で圧縮した圧縮気体を合流して吐出部４ａから吐出するようにしてある。つまり、第１圧縮部１から第４圧縮部４まで順次圧縮する多段圧縮方式ではなく、各圧縮部でそれぞれ圧縮して合流させる１段圧縮方式が採用されている。
【００１４】
図２において、７は電動機であり、固定子７ａと回転子７ｂとから構成され、その回転子７ｂにクランクシャフト８の下端部を軸着してあり、回転子７ｂと共にクランクシャフト８を軸回転させる。
【００１５】
上記クランクシャフト８は、ケースの上端部に取り付けられたサブベアリングプレート９に固定した副軸受け部１０により上端部が支持されて軸振れしないようにしてある。この副軸受け部１０は、例えばボールベアリングにより構成されている。又、クランクシャフト８のほぼ中央部は、ケースに取り付けられた略カップ状のメインベアリングプレート１１の内側下部に固定した主軸受け部１２により軸支されている。この主軸受け部１２も例えばボールベアリングにより構成されている。
【００１６】
クランクシャフト８の上部にはクランクピン１３が偏心して設けられ、このクランクピン１３に前記ヨーク５、６が係合することによりそれぞれスコッチヨーク機構が構成されている。
【００１７】
図１にはヨーク５を含むスコッチヨーク機構１４が示されており、略コ字形に形成された一対のブロックを対向させてボルトで固定一体化したヨーク５と、前記クランクシャフト８のクランクピン１３に係合してヨーク５の内側空間部を摺動する矩形板状のクロススライダ１５と、このクロススライダ１５の両側面に係合しているケージ１６（棒状コロを一定の間隔をあけて回転自在に保持した帯板状のベアリング）と、このケージ１６を保持してヨーク５の内壁面に嵌め込まれるプレート１７とから構成されている。又、クランクピン１３とクロススライダ１５の間には玉軸受け１８が装着され、ヨーク５に設けられた複数の凹部内にはスプリング１９がそれぞれ介在されている。前記ヨーク６を含むスコッチヨーク機構も、９０°位相がずれている点を除けば同一の構成である。
【００１８】
このスコッチヨーク機構１４の動作を図７を用いて説明すると、前記電動機７によりクランクシャフト８が軸回転すると、クランクシャフト８に偏心して設けられたクランクピン１３が回転円運動を起こし、このクランクピン１３の回転円運動に伴って前記クロススライダ１５が矢印で示す左右方向Ｘに動くとヨーク５を左右方向Ｘに往復動させる。これにより、ヨーク５の両端部に連結されている第１圧縮部１のピストン１ａがシリンダ１ｂ内を往復動し、第３圧縮部３のピストン３ａがシリンダ３ｂ内をそれぞれ往復動する。これにより、第１圧縮部１と第３圧縮部３とで１８０°の位相差をもって気体の圧縮が行われる。
【００１９】
一方、クランクピン１３の回転円運動に伴って前記クロススライダ１５が図７に矢印で示す上下方向Ｙに動くと、その時は単にヨーク５の内側空間部を摺動するに過ぎず、ヨーク５を介して前記ピストン１ａ、３ａを往復動させない。従って、第１圧縮部１と第３圧縮部３とで気体の圧縮が行われない。
【００２０】
このようにして、スコッチヨーク機構１４は、クランクピン１３の回転運動を往復運動に変換し、ピストン１ａ、３ａに伝達する作用をなす。
【００２１】
十字型４気筒圧縮機においては、図７では省略したがヨーク５と９０°位相をずらして位置付けられた他方のヨーク６が存在し、この他方のヨーク６を有するスコッチヨーク機構（前記スコッチヨーク機構と同じ構成）が設けられており、ヨーク６の両端部には第２圧縮部２と第４圧縮部４のピストンが連結されている。
この他方のスコッチヨーク機構のクロススライダがＹ方向に動くとヨーク６により第２圧縮部２と第４圧縮部４のピストンがそれぞれ往復動して気体の圧縮が行われ、クロススライダがＸ方向に摺動すると第２圧縮部２と第４圧縮部４とで気体の圧縮は行われない。これにより、前記クランクピン１３の回転に伴って２つのヨーク５、６を交互に動かし、第１圧縮部〜第４圧縮部で９０°位相をずらして順次圧縮動作を行うようにしてある。
【００２２】
本発明では、前記プレート１７の構成に特徴を有するものである。即ち、本発明に係るプレート１７は、図３に示すように底面部１７ａと、この底面部１７ａの両側部に位置する立上片１７ｂと、底面部１７ａの下に位置する係合用凸部１７ｃとから断面略コ字形に形成されている。
【００２３】
このプレート１７はＳＵＳ又はアルミ合金等の金属から回転工具により研削して加工するが、材料となるブロックの表面側を一方の端部から他方の端部に向けて前記両側の立上片１７ｂを残すように研削し、裏面側を前記係合用凸部１７ｃを残すようにして外周部を研削することにより容易に加工することができる。前記従来の箱型プレートＮの場合は、材料となるブロックの表面側を枠状の立上片Ｎｂを残すようにして回転工具で研削することは容易でない。特に凹部の四隅部の研削に手間取り、四隅部には通常湾曲状に張り出した部分が形成されてしまい、直角に仕上げることが困難である。
【００２４】
上記の構成を有するプレート１７は、図４のように例えばヨーク５を構成する一方のブロック５ａの内壁面に嵌め込む。ヨーク５のブロック５ａは、図６に示すように内壁面にプレート１７を嵌め込むための凹部５ｂが設けられると共に、この凹部５ｂの底面に前記プレート１７の係合用凸部１７ｃと係合する方形の凹部５ｃが設けられ、更に凹部５ｂの端部に段部５ｄが対設された構成である。
【００２５】
このヨーク５のブロック５ａに前記プレート１７を嵌め込むと、係合用凸部１７ｃが方形の凹部５ｃに嵌合してプレート１７が安定良く保持され、図４のようにプレート１７の両端部はブロック５ａの段部５ｄにより塞がれ、この段部５ｄとプレート１７の立上片１７ｂとで前記ケージ１６の保持部が形成される。この時、段部５ｄの上面と立上片１７ｂの上面とは同一平面内に位置するように予め設定する。このようにして形成されるケージ保持部にケージ１６を嵌合し、図６のようにケージ１６の棒状コロ１６ａに前記クロススライダ１５の側面を当接させる。
【００２６】
上記ケージ１６はプレート１７の底面部１７ａに固定するか、又は固定せずに底面部１７ａに沿ってクロススライダ１５と共に摺動自在に構成しても良い。又、プレート１７はヨーク５のブロック５ａに対して固定されておらず、従来と同様に前記スプリング１９により付勢されてケージ１６をクロススライダ１５に対して適正な圧力をもって当接させている。
【００２７】
図示は省略したが、ヨーク５の他方のブロックもこれと同一の構成であり、両方のブロックを対向させてボルトで固定一体化し、クロススライダ１５の中央孔には前記玉軸受け１８を介してクランクピン１３を軸支することにより図１のようなスコッチヨーク機構１４が構成される。ヨーク６については説明を省略するがヨーク５と同一の構成であり、９０°位相をずらしたスコッチヨーク機構が構成される。
【００２８】
上記のように構成された４気筒１段圧縮機は、前記電動機７に通電すると回転子７ｂが回転し、この回転によりクランクシャフト８が軸回転して各圧縮部での気体の圧縮が始動する。即ち、クランクシャフト８の軸回転によりクランクピン１３が偏心して回転し、このクランクピン１３にクロススライダ１５を介して係合しているヨーク５と、同じくクロススライダ（図略）を介して係合しているヨーク６とが９０°位相をずらして往復運動させられる。
【００２９】
前記のようにヨーク５には第１圧縮部１と第３圧縮部３とが連結されており、ヨーク５が往復運動（図１において上下方向に往復運動）すると、第１圧縮部１と第３圧縮部３とが圧縮動作を行い、９０°位相をずらしてヨーク６が往復運動（図２において左右方向に往復運動）すると、このヨーク６に連結されている第２圧縮部２と第４圧縮部４とが圧縮動作を行う。
【００３０】
各圧縮部はいずれもシリンダ内で往復運動するピストンの前後に圧縮室がそれぞれ設けられた二重圧縮方式に構成されており、圧縮機本体の上端部に設けられた吸入口から流入した気体を各圧縮部がシリンダ内に吸引してそれぞれ二重圧縮することにより高圧に圧縮する。
【００３１】
そして、前記のように第１圧縮部１で圧縮した圧縮気体と第２圧縮部２で圧縮した圧縮気体を管路Ｐ１、Ｐ２により合流して第４圧縮部４に送り込み、第３圧縮部３で圧縮した圧縮気体を管路Ｐ３により第４圧縮部４に送り込み、更にこれらの圧縮気体と第４圧縮部４で圧縮した圧縮気体を合流して吐出部４ａから吐出する。
【００３２】
上記実施形態では、特に十字型の４気筒１段圧縮機を例に挙げて説明したが、これに限定されることなく他の形態の多気筒１段圧縮機や、４気筒多段圧縮機又は他の形態の多気筒多段圧縮機等に本発明を適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１の発明によれば、複数の圧縮部を備え、これら圧縮部のピストンに連結すると共に位相をずらして配設したヨークを有するスコッチヨーク機構がクランクシャフトの軸回転により作動し、前記ピストンを往復運動させて各圧縮部で気体を圧縮するように構成した多気筒圧縮機において、前記スコッチヨーク機構は、前記ヨークと、前記クランクシャフトのクランクピンに係合して前記ヨークの内側空間部を動くクロススライダと、このクロススライダに係合するケージと、このケージを保持して前記ヨークに嵌め込まれるプレートとから構成され、前記プレートは両側部に立上片を有する断面略コ字形に形成されているので、従来の平板状プレートより強度を向上させることができ、プレートが変形したり凹みが生じたりすることはなく、これによりクロススライダの動きを円滑にし、多気筒圧縮機の圧縮性能を向上させ、スコッチヨーク機構の損傷や故障を未然に防止することができる。又、従来の箱型プレートに比べると回転工具による研削加工が容易となり、コストの低下を図ることができる。
【００３４】
更に、本発明に係る請求項２の発明によれば、前記ヨークは内側空間部の内壁面に前記プレートを嵌め込むための凹部が設けられると共に、この凹部の端部に段部が対設され、前記プレートを前記凹部に嵌着した際、前記段部と前記プレートの立上片とで前記ケージの保持部が形成されるので、プレートの外周部が枠状に取り囲まれた構造にすることができ、実質的に従来の箱型プレートと同じ構成にしてケージを確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を４気筒圧縮機に適用した実施形態を示す概略横断平面図である。
【図２】図１の概略半縦断面図である。
【図３】本発明に係るプレートの斜視図である。
【図４】本発明に係るプレートをヨークのブロックの内壁面に嵌め込んだ状態を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るプレートを嵌め込んだヨークのブロックとクロススライダとの係合状態を示す斜視図である。
【図６】図５の中央縦断面図である。
【図７】スコッチヨーク機構を模式的に示す概略横断面図である。
【図８】従来の箱型プレートを取り付けた状態を示すヨーク部分の斜視図である。
【符号の説明】
１…第１圧縮部
２…第２圧縮部
３…第３圧縮部
４…第４圧縮部
５、６…ヨーク
５ａ…ブロック
５ｂ、５ｃ…凹部
５ｄ…段部
８…クランクシャフト
１３…クランクピン
１４…スコッチヨーク機構
１５…クロススライダ
１６…ケージ
１７…プレート
１７ｂ…立上片
【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】
2004293320.tif 000008
【図７】
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【図８】
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