(57)【要約】【課題】ピストンの水平振れおよび角度の付いた振れを吸収することが可能で、これにより長期継続使用に亘って正常作動を確保することができること。【解決手段】ピストン・クランク機構１は、別体として形成されたピストン２とクロスヘッド部３とが、往復動伝導機構Ａを介して連結されている。往復動伝導機構Ａは、ピストンロッド５に形成され前端に凸球面１４を有する連結凸部１０と、クロスヘッド部３に形成される平坦底面１３を有する連結凹部１２と、一側に平坦底面１３に当接する平坦面１６ａを有し他側に凸球面１４に当接する凹球面１６ｂを有して形成されるピストン受部１６とを有して構成される。連結凸部１０、ピストン受部１６が、平坦底面１３上を水平方向に摺動することによって水平振れを吸収することができ、凹球面１６ｂ上の凸球面１４の摺動によって角度付き振れを吸収することができる。【選択図】　　　図１
2004125022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ別体として形成されたピストンロッドとクロスヘッド部とが、往復動伝導機構を介して連結されているピストン・クランク機構であって、
前記往復動伝導機構が、前記ピストンロッドおよび前記クロスヘッド部のいずれか一方に形成され前端に凸球面を有する連結凸部と、いずれか他方に形成される連結平面と、一側に前記連結平面に当接する平坦面を有し他側に前記凸球面に当接する凹球面を有して形成されるピストン受部とからなることを特徴とするピストン・クランク機構。
【請求項２】
それぞれ別体として形成された一のピストンと他のピストンとが、往復動伝導機構を介して連結されているピストン・クランク機構であって、
前記往復動伝導機構が、前記一のピストンと前記他のピストンとのいずれか一方に形成され前端に凸球面を有する連結凸部と、いずれか他方に形成される連結平面と、一側に前記連結平面に当接する平坦面を有し他側に前記凸球面に当接する凹球面を有して形成されるピストン受部とからなることを特徴とするピストン・クランク機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載のピストン・クランク機構であって、
前記連結平面は、それが形成される部材の端面として形成されており、
前記連結凸部およびピストン受部の各外周面とこの各外周面と対向する他部材の壁面との間に、前記連結凸部およびピストン受部の相互摺動および前記連結平面上の前記ピストン受部の摺動を許容する隙間が設けられていることを特徴とするピストン・クランク機構。
【請求項４】
請求項１または２に記載のピストン・クランク機構であって、
前記連結平面は、前記連結凸部およびピストン受部が嵌入する連結凹部の平坦底面として形成されており、
前記連結凸部およびピストン受部の各外周面と前記連結凹部の内周面との間には、前記連結凸部およびピストン受部の相互摺動および前記ピストン受部の前記平坦底面上の摺動を許容する隙間が設けられていることを特徴とするピストン・クランク機構。
【請求項５】
それぞれ別体として形成されたピストンロッドとクロスヘッド部とが、往復動伝導機構を介して連結されているピストン・クランク機構であって、
前記往復動伝導機構が、前記ピストンロッドに形成される連結凸部と、前記クロスヘッド部に形成される連結凹部と、前記連結凸部と前記連結凹部との間に介在するピストン受部とから構成されており、
前記連結凸部は、前端および後端にそれぞれ凸球面を有して形成されており、前記連結凹部は、平坦底面と、ピストンロッドの透通孔を穿設した平坦上面とを有して形成されており、
前記ピストン受部は、一側に前記平坦底面に当接する平坦面を有し、他側に前端側の前記凸球面に当接する凹球面を有して形成された第１ピストン受部と、一側に前記平坦上面に当接する平坦面を有し、他側に後端側の前記凸球面に当接する凹球面を有すると共に、中央にピストンロッドの透通孔を穿設した第２ピストン受部とから構成されていることを特徴とするピストン・クランク機構。
【請求項６】
それぞれ別体として形成された一のピストンと他のピストンとが、往復動伝導機構を介して連結されているピストン・クランク機構であって、
前記往復動伝導機構が、前記一のピストンと前記他のピストンとのいずれか一方に形成される連結凸部と、いずれか他方に形成される連結凹部と、前記連結凸部と前記連結凹部との間に介在するピストン受部とから構成されており、
前記連結凸部は、前端および後端にそれぞれ凸球面を有して形成されており、前記連結凹部は、平坦底面と、ピストンロッドの透通孔を穿設した平坦上面とを有して形成されており、
前記ピストン受部は、一側に前記平坦底面に当接する平坦面を有し、他側に前端側の前記凸球面に当接する凹球面を有して形成された第１ピストン受部と、一側に前記平坦上面に当接する平坦面を有し、他側に後端側の前記凸球面に当接する凹球面を有すると共に、中央にピストンロッドの透通孔を穿設した第２ピストン受部とから構成されていることを特徴とするピストン・クランク機構。
【請求項７】
請求項５または６に記載のピストン・クランク機構であって、
前記連結凸部および第１、第２ピストン受部の各外周面と前記連結凹部の内周面との間、および前記ピストンロッドと透通孔の孔壁との間に、前記連結凸部および第１、第２ピストン受部の相互摺動を許容する隙間が設けられていることを特徴とするピストン・クランク機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、燃焼室内で発生するガス圧を、ピストンおよびコネクチングロッドを介してクランク軸に伝えるピストン・クランク機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このピストン・クランク機構１００は、図６に示すように、ピストン２に掛かる力をクランク室４内に設けたクロスヘッド部３で受け持たせるように構成されている（例えば、非特許文献１参照）。なお、図６中、符号５はピストンロッド、符号６はシリンダ、符号７は掃気室、符号８はコネクチングロッド、符号９はクランク軸である。
【０００３】
このときピストン２とクロスヘッド部３は、両者を一体物として形成するか、あるいは両者をそれぞれ別体として形成した後、両者（正しくはピストンロッド５とクロスヘッド部３）をリジッドに固定して連結することによって構成される。
【０００４】
しかしながら、このように構成されたピストン２とクロスヘッド部３は、両者間に遊びがないので、ピストン２のセンターが少しでもずれると、ピストン２がシリンダ６の内面をこじる恐れがある。
【０００５】
そこで従来では、ピストン２とクロスヘッド部３の両者をそれぞれ別体として形成した後、両者を往復動伝導機構を介して連結することが考案されている。ここで往復動伝導機構とは、各々独立した２組の往復動要素を、軸ずれおよび角度ずれを吸収しつつ直線運動を伝達する機構のことである（以下、同じ）。従来の往復動伝導機構は、フローティングタイプ（遊動式）で構成されている。
【０００６】
図７は、第１フローティングタイプを示しており、ピストン２のピストンロッド５の先端には、前端に平坦面１１を有する連結凸部１０が形成されており、クロスヘッド部３には、平坦底面１３を有する連結凹部１２が形成されており、かつ平坦面１１を平坦底面１３に当接させて連結凸部１０を連結凹部１２内に挿入して、連結凸部１０および連結凹部１２の相互摺動可能状態で、連結凸部１０が連結凹部１２に連結されている。
【０００７】
図８は、第２フローティングタイプを示しており、ピストン２のピストンロッド５の先端には、前端に凸球面１４を有する連結凸部１０が形成されており、クロスヘッド部３には、平坦底面１３を有する連結凹部１２が形成されており、かつ凸球面１４を平坦底面１３に当接させて連結凸部１０を連結凹部１２内に挿入して、連結凸部１０および連結凹部１２の相互摺動可能状態で、連結凸部１０が連結凹部１２に連結されている。
【０００８】
このように第１および第２フローティングタイプにおいては、連結凸部１０は連結凹部１２に遊嵌されている。
【０００９】
なお、図７および図８中、符号１５は、スナップリングであり、連結凹部１２の内方に突出するように係着されて、連結凸部１０の抜け止め機能を奏する。
【００１０】
【非特許文献１】
日本機械学会編「機械工学便覧、基礎編、応用編」（財）日本機械学会、１９９８年１２月３日発行、Ｂ−６４頁、図１３８
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら第１または第２フローティングタイプの連結構造を有するピストン・クランク機構１００は、それぞれ次のような課題を有している。
【００１２】
すなわち、第１フローティングタイプは、図７に示すように、ピストン２の振れが、ピストン２の作動方向と直交するａ矢印方向で示す水平振れ（軸ずれ）である場合は、その水平振れを吸収して正常作動を確保することができるが、ピストン２の軸心の傾き角度が変動するｂ矢印方向で示す角度の付いた振れ（角度ずれ）である場合は、当該振れの吸収が不能で、ピストン２がシリンダ６の内面をこじる恐れがある。
【００１３】
また、第２フローティングタイプは、図８に示すように、ピストン２の振れが、ａまたはｂ矢印方向（図７参照）で示す水平振れまたは角度の付いた振れである場合は、両方の振れを吸収して正常作動を確保することができるが、凸球面１４が平坦底面１３に当接する連結構造であるため面圧が高くなり、継続使用で平坦底面１３に凹み１９が現出して、連結凸部１０と連結凹部１２の相互摺動が阻害され、ひいてはａ矢印方向の水平振れの吸収が不能になって正常作動を確保することができない虞がある。
【００１４】
そこで、この発明は、ピストンの水平振れおよび角度の付いた振れを吸収することが可能で、これにより長期継続使用に亘って正常作動を確保することができるピストン・クランク機構を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、それぞれ別体として形成されたピストンロッドとクロスヘッド部とが、往復動伝導機構を介して連結されているピストン・クランク機構であって、
前記往復動伝導機構が、前記ピストンロッドおよび前記クロスヘッド部のいずれか一方に形成され前端に凸球面を有する連結凸部と、いずれか他方に形成される連結平面と、一側に前記連結平面に当接する平坦面を有し他側に前記凸球面に当接する凹球面を有して形成されるピストン受部とからなることを特徴とする。
【００１６】
このため、請求項１の発明では、ピストンは、連結凸部と連結平面との間にピストン受部を介在させてなる往復動伝導機構を介してクロスヘッド部に連結されており、ピストンに掛かる力は、前記往復動伝導機構を介してクロスヘッド部へ伝達される。
【００１７】
前記往復動伝導機構においては、連結凸部の凸球面は、ピストン受部を介して連結平面に当接することになるので、連結平面に対する直接の当接面は、前記凸球面ではなく、前記ピストン受部の平坦面となるので、平坦面同士の当接で面圧が高くなるのを防ぐことができる。
【００１８】
連結凸部およびピストン受部は、相互摺動可能状態となっており、これらが一体となって連結平面上を水平方向に摺動することによって、ピストンの作動方向と直交する水平振れを吸収することができ、他方、凹球面に沿う凸球面の摺動を伴って連結凸部をピストン受部に対して摺動させることによって、ピストンの軸心を傾動させることができ、これによりピストンの軸心の傾き角度が変動する角度付き振れを吸収することができる。
【００１９】
また、請求項２の発明は、それぞれ別体として形成された一のピストンと他のピストンとが、往復動伝導機構を介して連結されているピストン・クランク機構であって、
前記往復動伝導機構が、前記一のピストンと前記他のピストンとのいずれか一方に形成され前端に凸球面を有する連結凸部と、いずれか他方に形成される連結平面と、一側に前記連結平面に当接する平坦面を有し他側に前記凸球面に当接する凹球面を有して形成されるピストン受部とからなることを特徴とする。
【００２０】
このため、請求項２の発明では、一のピストンは、連結凸部と連結平面との間にピストン受部を介在させてなる往復動伝導機構を介して他のピストンに連結されており、一のピストンに掛かる力は、前記往復動伝導機構を介して他のピストンへ伝達される。
【００２１】
前記往復動伝導機構においては、連結凸部の凸球面は、ピストン受部を介して連結平面に当接することになるので、連結平面に対する直接の当接面は、前記凸球面ではなく、前記ピストン受部の平坦面となるので、平坦面同士の当接となって面圧が高くなるのを防ぐことができる。
【００２２】
連結凸部およびピストン受部は、相互摺動可能状態となっており、これらが一体となって連結平面上を水平方向に摺動することによって、ピストンの作動方向と直交する水平振れを吸収することができ、他方、凹球面に沿う凸球面の摺動を伴って連結凸部をピストン受部に対して摺動させることによって、ピストンの軸心を傾動させることができ、これによりピストンの軸心の傾き角度が変動する角度付き振れを吸収することができる。
【００２３】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のピストン・クランク機構であって、
前記連結平面は、それが形成される部材の端面として形成されており、
前記連結凸部およびピストン受部の各外周面とこの各外周面と対向する他部材の壁面との間に、前記連結凸部およびピストン受部の相互摺動および前記連結平面上の前記ピストン受部の摺動を許容する隙間が設けられていることを特徴とする。
【００２４】
このため、請求項３の発明では、連結凸部およびピストン受部は、他部材の壁面との間に設けられた隙間により、それらの相互摺動および連結平面上の摺動を確保することができ、この摺動により、ピストンの水平振れおよび角度付き振れを吸収することができる。
【００２５】
また、請求項４の発明は、請求項１または２に記載のピストン・クランク機構であって、
前記連結平面は、前記連結凸部およびピストン受部が嵌入する連結凹部の平坦底面として形成されており、
前記連結凸部およびピストン受部の各外周面と前記連結凹部の内周面との間には、前記連結凸部およびピストン受部の相互摺動および前記ピストン受部の前記平坦底面上の摺動を許容する隙間が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
このため、請求項４の発明では、連結凸部およびピストン受部は、連結凹部内に設けられた隙間により、それらの相互摺動および平坦底面上の摺動を確保することができ、この摺動により、ピストンの水平振れおよび角度付き振れを吸収することができる。
【００２７】
また、請求項５の発明は、それぞれ別体として形成されたピストンロッドとクロスヘッド部とが、往復動伝導機構を介して連結されているピストン・クランク機構であって、
前記往復動伝導機構が、前記ピストンロッドに形成される連結凸部と、前記クロスヘッド部に形成される連結凹部と、前記連結凸部と前記連結凹部との間に介在するピストン受部とから構成されており、
前記連結凸部は、前端および後端にそれぞれ凸球面を有して形成されており、前記連結凹部は、平坦底面と、ピストンロッドの透通孔を穿設した平坦上面とを有して形成されており、
前記ピストン受部は、一側に前記平坦底面に当接する平坦面を有し、他側に前端側の前記凸球面に当接する凹球面を有して形成された第１ピストン受部と、一側に前記平坦上面に当接する平坦面を有し、他側に後端側の前記凸球面に当接する凹球面を有すると共に、中央にピストンロッドの透通孔を穿設した第２ピストン受部とから構成されていることを特徴とする。
【００２８】
このため、請求項５の発明では、ピストンは、連結凸部と連結凹部の平坦底面との間、および連結凸部と連結凹部の平坦上面との間にそれぞれ第１ピストン受部および第２ピストン受部を介在させてなる往復動伝導機構を介してクロスヘッド部に連結されており、ピストンに掛かる力は、前記往復動伝導機構を介してクロスヘッド部へ伝達される。
【００２９】
前記往復動伝導機構においては、連結凸部の前端の凸球面は、第１ピストン受部を介して平坦底面に当接し、連結凸部の後端の凸球面は、第２ピストン受部を介して平坦上面に当接することになるので、平坦底面および平坦上面に対する直接の当接面は、前記前端および後端の凸球面ではなく、第１および第２ピストン受部の各平坦面となるので、平坦面同士の当接で面圧が高くなるのを防ぐことができる。
【００３０】
また、連結凸部、および第１、第２ピストン受部は、相互摺動可能状態となっており、これらが一体となって連結凹部内の平坦底面（あるいは平坦上面）上を水平方向に摺動することによって、ピストンの作動方向と直交する水平振れを吸収することができ、他方、凹球面に沿う凸球面の摺動を伴って連結凸部を第１（または第２）ピストン受部に対して摺動させることによって、ピストンの軸心を傾動させることができ、これによりピストンの軸心の傾き角度が変動する角度付き振れを吸収することができる。
【００３１】
また、請求項６の発明は、それぞれ別体として形成された一のピストンと他のピストンとが、往復動伝導機構を介して連結されているピストン・クランク機構であって、
前記往復動伝導機構が、前記一のピストンと前記他のピストンとのいずれか一方に形成される連結凸部と、いずれか他方に形成される連結凹部と、前記連結凸部と前記連結凹部との間に介在するピストン受部とから構成されており、
前記連結凸部は、前端および後端にそれぞれ凸球面を有して形成されており、前記連結凹部は、平坦底面と、ピストンロッドの透通孔を穿設した平坦上面とを有して形成されており、
前記ピストン受部は、一側に前記平坦底面に当接する平坦面を有し、他側に前端側の前記凸球面に当接する凹球面を有して形成された第１ピストン受部と、一側に前記平坦上面に当接する平坦面を有し、他側に後端側の前記凸球面に当接する凹球面を有すると共に、中央にピストンロッドの透通孔を穿設した第２ピストン受部とから構成されていることを特徴とする。
【００３２】
このため、請求項６の発明では、一のピストンは、連結凸部と連結凹部の平坦底面との間、および連結凸部と連結凹部の平坦上面との間にそれぞれ第１ピストン受部および第２ピストン受部を介在させてなる往復動伝導機構を介して、他のピストンに連結されており、一のピストンに掛かる力は、前記往復動伝導機構を介して他のピストンへ伝達される。
【００３３】
前記往復動伝導機構においては、連結凸部の前端の凸球面は、第１ピストン受部を介して平坦底面に当接し、連結凸部の後端の凸球面は、第２ピストン受部を介して平坦上面に当接することになるので、平坦底面および平坦上面に対する直接の当接面は、前記前端および後端の凸球面ではなく、第１および第２ピストン受部の各平坦面となるので、平坦面同士の当接で面圧が高くなるのを防ぐことができる。
【００３４】
また、連結凸部、および第１、第２ピストン受部は、相互摺動可能状態となっており、これらが一体となって連結凹部内の平坦底面（あるいは平坦上面）上を水平方向に摺動することによって、ピストンの作動方向と直交する水平振れを吸収することができ、他方、凹球面に沿う凸球面の摺動を伴って連結凸部を第１（または第２）ピストン受部に対して摺動させることによって、ピストンの軸心を傾動させることができ、これによりピストンの軸心の傾き角度が変動する角度付き振れを吸収することができる。
【００３５】
また、請求項７の発明は、請求項５または６に記載のピストン・クランク機構であって、
前記連結凸部および第１、第２ピストン受部の各外周面と前記連結凹部の内周面との間、および前記ピストンロッドと透通孔の孔壁との間に、前記連結凸部および第１、第２ピストン受部の相互摺動を許容する隙間が設けられていることを特徴とする。
【００３６】
このため、請求項７の発明では、連結凸部および第１、第２ピストン受部は、連結凹部内に設けられた隙間により、それらの相互摺動、および連結凹部の平坦底面（あるいは平坦上面）上の摺動を確保することができ、この摺動により、ピストンの水平振れおよび角度付き振れを吸収することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３８】
図１は、この発明の第１実施形態としてのピストン・クランク機構１を示す。このピストン・クランク機構１は、それぞれ別体として形成されたピストン２とクロスヘッド部３とが、往復動伝導機構Ａを介して連結されており、ピストン２に掛かる力をクランク室４内に設けたクロスヘッド部３で受け持たせるように構成されている。このときピストン２は、シングルアクティングタイプとして構成されている。
【００３９】
このとき往復動伝導機構Ａは、ピストンロッド５に形成され前端に凸球面１４を有する連結凸部１０と、クロスヘッド部３に形成される平坦底面（請求項の連結平面に相当する）１３を有する連結凹部１２と、一側に平坦底面１３に当接する平坦面１６ａを有し他側に凸球面１４に当接する凹球面１６ｂを有して形成されるピストン受部１６とを有して構成される。
【００４０】
すなわち、往復動伝導機構Ａは、平坦面１６ａを平坦底面１３に対向配置させてピストン受部１６を連結凹部１２内に載置すると共に、凸球面１４を凹球面１６ｂに対向配置させて連結凸部１０を連結凹部１２内に挿入して、連結凸部１０、およびピストン受部１６の相互摺動可能状態で、連結凸部１０が連結凹部１２に連結されて全体構成されている。
【００４１】
具体的には、図２に示すように、連結凸部１０は、ピストンロッド５の先端に、例えばロッド外径よりも大径の円盤形状を呈して形成されるものであって、凸球面１４は、例えば連結凸部１０の先端面全体に凸レンズ状を呈して形成される。
【００４２】
また、ピストン受部１６は、例えば連結凸部１０と同一の外径を有して円盤形状を呈して形成されるものであって、凹球面１６ｂは、例えばピストン受部１６の他側面全体に凹レンズ状を呈して形成される。このため連結状態では凸球面１４は、その全面が相互摺動可能に凹球面１６ｂで覆われている。
【００４３】
また好ましくは、連結凹部１２は、図２に示すように、連結凸部１０およびピストン受部１６の各外周面と連結凹部１２の内周面との間に、相互摺動を許容する隙間ｇが設けられて構成される。
【００４４】
なお、図１および図２中、符号１５は、スナップリングであり、連結凹部１２の開口部の近辺に内方へ突出するように係着されており、連結凸部１０の連結凹部１２からの抜け止め機能を奏する。また、図１中、符号１７，１８は、それぞれシリンダ６の上部に設けた吸入口、吐出口を示す。
【００４５】
このように構成されたピストン・クランク機構１では、ピストン２は、連結凸部１０と連結凹部１２の平坦底面１３との間にピストン受部１６を介在させてなる往復動伝導機構Ａを介してクロスヘッド部３に連結されており、ピストン２に掛かる力は、往復動伝導機構Ａを介してクロスヘッド部３へ伝達される。
【００４６】
そして、往復動伝導機構Ａにおいては、連結凸部１０の凸球面１４は、ピストン受部１６を介して連結凹部１２の平坦底面１３に当接することになるので、平坦底面１３に対する直接の当接面は、凸球面１４ではなく、ピストン受部１６の平坦面１６ａとなるので、平坦面同士（平坦底面１３／平坦面１６ａ）の当接となって面圧が高くなるのを防ぐことができる。これにより平坦底面１３に対する凹み（図８の凹み１９参照）の現出もなくなり、連結凹部１２内の連結凸部１０およびピストン受部１６の相互摺動をスムーズに行うことができ、これにより長期継続使用に亘っても正常作動を確保することができる。
【００４７】
また、連結凸部１０およびピストン受部１６は、相互摺動可能状態となっており、これらが一体となって平坦底面１３上を水平方向に摺動することによって、ピストンの作動方向と直交する、ａ矢印方向で示す水平振れを吸収することができ、他方、凹球面１６ｂに沿う凸球面１４の摺動を伴って連結凸部１０とピストン受部１６とを相対的に摺動させることによって、ピストン２の軸心ｃを傾動させることができ、これによりピストン２の軸心ｃの傾き角度が変動する、ｂ矢印方向で示す角度付き振れを吸収することができる。この点でも長期継続使用に亘って正常作動を確保することができる。
【００４８】
その上、ピストン・クランク機構１は、連結凸部１０およびピストン受部１６は、連結凹部１２内に設けられた隙間ｇによりスムーズな摺動が確保でき、かつ隙間ｇの範囲内で摺動して、ピストン２の振れを吸収することができるので、正常作動を一層確実に確保することができる。
【００４９】
また、この第１実施形態の変形例としての往復動伝導機構は、図示しないが、連結凸部１０をクロスヘッド部３側に形成し、連結凹部１２をピストンロッド５側に形成して、前記したピストン受部１６を用いて往復動伝導機構Ａと同様に構成することもでき、この往復動伝導機構を備えたピストン・クランク機構もまた、ピストン・クランク機構１と同様の作用効果を奏することができる。
【００５０】
図３は、この発明の第２実施形態としてのピストン・クランク機構２０を示す。このピストン・クランク機構２０は、ピストン２がダブルアクティングタイプで構成されていること、およびピストン２とクロスヘッド部３の連結部分を構成する往復動伝導機構Ｂが押し、引きの両方で使用できるように構成されていることの２点が相違するだけで、他の構成は前述したピストン・クランク機構１と同様に構成されている。
【００５１】
すなわち、ピストン・クランク機構２０は、それぞれ別体として形成されたピストンロッド５とクロスヘッド部３とが、往復動伝導機構Ｂを介して連結されて構成されている。
【００５２】
このとき往復動伝導機構Ｂは、ピストンロッド５に形成される連結凸部１０と、クロスヘッド部３に形成される連結凹部１２と、連結凸部１０と連結凹部１２との間に介在するピストン受部（第１ピストン受部１６、および第２ピストン受部２５）とから構成されている。
【００５３】
具体的には、シリンダ６には、上部吸入口１７および上部吐出口１８を備えた上部圧力室２１と、下部吸入口２２および下部吐出口２３を備えた下部圧力室２４とが設けられており、上部圧力室２１と下部圧力室２４の圧力差によりピストン２は往復動するように構成されている。
【００５４】
また、ピストン２のピストンロッド５の先端には、前端および後端にそれぞれ凸球面１４および２６を有する連結凸部１０が形成されており、クロスヘッド部３には、平坦底面１３、およびピストンロッド５の透通孔１２ａを穿設した平坦上面１２ｂを有する連結凹部１２が形成されている。このときクロスヘッド部３は、透通孔１２ａを穿設した上部ヘッド部２７と、平坦底面１３を形成した下部ヘッド部２８とから構成されており、両者を一体化することによって連結凹部１２を構成できるようになっている。
【００５５】
また、本実施形態では、ピストン受部は、一側に平坦面１６ａを有し、他側に凹球面１６ｂを有して形成された第１ピストン受部１６と、一側に平坦面２５ａを有し、他側に凹球面２５ｂを有すると共に、中央にピストンロッド５の透通孔２５ｃを穿設した第２ピストン受部２５とから構成されている。
【００５６】
そして、ピストン・クランク機構２０は、平坦面１６ａを平坦底面１３に対向配置させて第１ピストン受部１６を連結凹部１２内に載置すると共に、平坦面２５ａを平坦上面１２ｂに対向配置させて第２ピストン受部２５を連結凹部１２内に載置し、先端の凸球面１４を第１ピストン受部１６の凹球面１６ｂに対向配置させると共に、後端の凸球面２６を第２ピストン受部２５の凹球面２５ｂに対向配置させ、かつピストンロッド５を、第２ピストン受部２５の透通孔２５ｃおよび平坦上面１２ｂの透通孔１２ａに透通させて、連結凸部１０および第１、第２ピストン受部１６，２５の相互摺動可能状態で、連結凸部１０が連結凹部１２に連結されて全体構成されている。このとき、透通孔２５ｃおよび１２ａは、ピストンロッド５の外径よりも充分に大径に形成されている。
【００５７】
また好ましくは、連結凹部１２は、図３に示すように、連結凸部１０および第１、第２ピストン受部１６，２５の各外周面と連結凹部１２の内周面との間、およびピストンロッド５と透通孔２５ｃおよび１２ａの各孔壁との間に、前記相互摺動を許容する隙間ｇ１およびｇ２が設けられる。
【００５８】
このように構成されたピストン・クランク機構２０では、ピストン２は、ピストンロッド５の先端の連結凸部１０を連結凹部１２に連結させてなる往復動伝導機構Ｂにより、クロスヘッド部３に連結しており、ピストン２に掛かる力は、往復動伝導機構Ｂを介してクロスヘッド部３へ伝達される。
【００５９】
往復動伝導機構Ｂにおいては、連結凸部１０の前端の凸球面１４は、第１ピストン受部１６を介して連結凹部１２の平坦底面１３に対向配置されており、かつその後端の凸球面２６は、第２ピストン受部２５を介して連結凹部１２の平坦上面１２ｂに対向配置されているので、平坦底面１３および平坦上面１２ｂに対する直接の当接面は、凸球面１４，２６ではなく、第１および第２ピストン受部１６、２５の各平坦面１６ａ、２５ａとなるので、平坦面同士（平坦面１６ａと平坦底面１３、または平坦面２５ａと平坦上面１２ｂ）の当接となって面圧が高くなるのを防ぐことができる。これにより平坦底面１３あるいは平坦上面１２ｂに対する凹み（図８の凹み１９参照）の現出もなくなり、連結凹部１２内の連結凸部１０および第１、第２ピストン受部１６、２５の相互摺動をスムーズに行うことができ、これにより長期継続使用に亘っても正常作動を確保することができる。
【００６０】
すなわち、ピストン２の押し（引き）作動において、連結凸部１０および第１（第２）ピストン受部１６（２５）が一体となって連結凹部１２内を水平方向（図２のａ矢印方向と同じ）に摺動することによって、ピストン２の作動方向と直交する水平振れを吸収することができ、他方、凹球面１６ｂ（２５ｂ）に沿う凸球面１４（２６）の摺動を伴って連結凸部１０と第１（第２）ピストン受部１６（２５）とを相対的に摺動させることによって、ピストン２の軸心を傾動させることができ、これによりピストン２の軸心の傾き角度が変動する角度付き振れ（図２のｂ矢印方向と同じ）を吸収することができる。
【００６１】
また、ピストン・クランク機構２０は、連結凸部１０および第１、第２ピストン受部１６、２５は、連結凹部１２内に設けられた隙間ｇ１、ｇ２によりスムーズな摺動が確保でき、かつ隙間ｇ１、ｇ２の範囲内で摺動して、ピストン２の振れを吸収することができるので、正常作動を一層確実に確保することができる。
【００６２】
また、変形例としての往復動伝導機構は、図示しないが、連結凸部１０をクロスヘッド部３側に形成し、連結凹部１２ｃをピストンロッド５側に形成して、前記した第１および第２ピストン受部１６および２５を用いて往復動伝導機構Ｂと同様に構成することもでき、この往復動伝導機構を備えたピストン・クランク機構もまた、ピストン・クランク機構２０と同様の作用効果を奏することができる。
【００６３】
図４は、本発明の第３実施形態としてのピストン・クランク機構３０を示す。このピストン・クランク機構３０は、それぞれ別体として形成された一のピストン３１と他のピストン３２とが、往復動伝導機構Ｃを介して連結されて構成されている。このときの往復動伝導機構Ｃは、前述した往復動伝導機構Ａと大略同様に構成されている。
【００６４】
すなわち往復動伝導機構Ｃは、他のピストン３２に形成され前端に凸球面１４を有する連結凸部１０と、一のピストン３１に形成される平坦底面１３を有する連結凹部１２と、一側に平坦底面１３に当接する平坦面１６ａを有し他側に凸球面１４に当接する凹球面１６ｂを有して形成されるピストン受部１６とを有して、往復動伝導機構Ａと同様に組み付けられて構成される。
【００６５】
具体的には、図４に示すように、一のピストン３１は、小径のシリンダ５１内を摺動するピストン本体部３１ａと、本体部３１ａの一端に延設され大径のシリンダ５２内に配置される連結部３１ｂとを有して形成されており、他のピストン３２は、大径のシリンダ５２内を摺動するピストン本体部３２ａと、本体部３２ａの一端に延設される小径のピストンロッド３２ｂとを有して形成されている。
【００６６】
連結凸部１０は、ピストン本体部３２ａの他端面の略中央部に突出して形成されており、連結凹部１２は、連結部３１ｂの端面の略中央部に開口する開口部を有して連結部３１ｂ内に穿設されて形成されている。なお、図４中、符号３５，３６は、それぞれシリンダ５１の上部に設けた吸入口、吐出口を示し、符号３７，３８は、それぞれシリンダ５２の上部に設けた吸入口、吐出口を示す。
【００６７】
このように構成されたピストン・クランク機構３０では、一のピストン３１は、連結凸部１０と連結凹部１２の平坦底面１３との間にピストン受部１６を介在させてなる往復動伝導機構Ｃを介して他のピストン３２に連結されており、一のピストン３１に掛かる力は、往復動伝導機構Ｃを介して他のピストン３２へ伝達される。
【００６８】
そして、往復動伝導機構Ｃにおいては、往復動伝導機構Ａと同様の作用効果を奏することができる。
【００６９】
すなわち、ピストン・クランク機構３０は、連結凹部１２内の連結凸部１０およびピストン受部１６の相互摺動をスムーズに行うことができ、これによりピストン３１、３２の作動方向と直交する水平振れを吸収することができ、他方、凹球面１６ｂに沿う凸球面１４の摺動を伴って連結凸部１０をピストン受部１６に対して摺動させることによって、ピストン３１、３２の角度付き振れを吸収することができ、長期継続使用に亘っても正常作動を確保することができる。
【００７０】
その上、この往復動伝導機構Ｃにおいても、連結凸部１０およびピストン受部１６の外周面と連結凹部１２の内壁面との間に隙間を設けることにより、往復動伝導機構Ａと同様の作用効果を奏することができることは勿論のことである。
【００７１】
また、この第３実施形態の変形例としての往復動伝導機構は、図示しないが、連結凸部１０を一のピストン３１側に形成し、連結凹部１２を他のピストン３２側に形成して、前記したピストン受部１６を用いて往復動伝導機構Ｃと同様に構成することもでき、この往復動伝導機構を備えたピストン・クランク機構もまた、ピストン・クランク機構３０と同様の作用効果を奏することができる。
【００７２】
図５は、本発明の第４、第５実施形態としてのピストン・クランク機構４０（図５（ａ））、４１（図５（ｂ））を示す。このピストン・クランク機構４０、４１は、連結平面を、それが形成される部材の端面として形成されている点が異なるだけで、他の構成はピストン・クランク機構１と同様に構成されている。ピストン・クランク機構１では、連結平面は、連結凹部１２の平坦底面１３として形成されている。
【００７３】
ピストン・クランク機構４０は、それぞれ別体として形成されたピストン２のピストンロッド５とクロスヘッド部３とが、往復動伝導機構Ｄを介して連結されて構成されている。
【００７４】
このとき往復動伝導機構Ｄは、クロスヘッド部３の端面で構成される連結平面４２と、ピストンロッド５に形成され前端に凸球面１４を有する連結凸部１０と、一側に連結平面４２に当接する平坦面１６ａを有し他側に凸球面１４に当接する凹球面１６ｂを有して形成されるピストン受部１６とから構成されている。
【００７５】
この往復動伝導機構Ｄによれば、連結凸部１０およびピストン受部１６は、相互摺動可能状態となっており、これらが一体となって連結平面４２上を水平方向に摺動することによって、ピストン２の作動方向と直交する水平振れを吸収することができ、他方、凹球面１６ｂに沿う凸球面１４の摺動を伴って連結凸部１０とピストン受部１６とを相対的に摺動させることによって、ピストン２の軸心を傾動させることができ、これによりピストン２の軸心の傾き角度が変動する角度付き振れを吸収することができる。
【００７６】
このためピストン・クランク機構４０は、ピストン・クランク機構１と同様の作用効果を奏することができる。
【００７７】
また、往復動伝導機構Ｄでは、連結凸部１０およびピストン受部１６の各外周面とクランク室４（請求項の他部材に相当する）の内壁面との間に、連結凸部１０およびピストン受部１６の相互摺動および連結平面４２上のピストン受部１６の摺動を許容する隙間が設けられることになるので、連結凹部１２内に隙間ｇを設けた往復動伝導機構Ａと同様に、連結凸部１０およびピストン受部１６のスムーズな摺動が確保でき、これにより正常作動を一層確実に確保することができる。
【００７８】
ピストン・クランク機構４１は、それぞれ別体として形成されたピストン２のピストンロッド５とクロスヘッド部３とが、往復動伝導機構Ｅを介して連結されて構成されている。
【００７９】
このとき往復動伝導機構Ｅは、クロスヘッド部３に形成され前端に凸球面１４を有する連結凸部１０と、ピストンロッド５の端面で構成される連結平面４３と、一側に連結平面４３に当接する平坦面１６ａを有し他側に凸球面１４に当接する凹球面１６ｂを有して形成されるピストン受部１６とから構成されている。
【００８０】
この往復動伝導機構Ｅによれば、連結凸部１０およびピストン受部１６は、相互摺動可能状態となっており、これらが一体となって連結平面４３上を水平方向に摺動することによって、ピストン２の作動方向と直交する水平振れを吸収することができ、他方、凹球面１６ｂに沿う凸球面１４の摺動を伴って連結凸部１０とピストン受部１６とを相対的に摺動させることによって、ピストン２の軸心を傾動させることができ、これによりピストン２の軸心の傾き角度が変動する角度付き振れを吸収することができる。
【００８１】
このためピストン・クランク機構４１は、ピストン・クランク機構１と同様の作用効果を奏することができる。
【００８２】
また、往復動伝導機構Ｅでは、連結凸部１０およびピストン受部１６の各外周面とシリンダ６（請求項の他部材に相当する）の内壁面との間に、連結凸部１０およびピストン受部１６の相互摺動および連結平面４３上のピストン受部１６の摺動を許容する隙間が設けられることになるので、連結凹部１２内に隙間ｇを設けた往復動伝導機構Ａと同様に、連結凸部１０およびピストン受部１６のスムーズな摺動が確保でき、これにより正常作動を一層確実に確保することができる。
【００８３】
また、本実施形態の往復動伝導機構ＤまたはＥは、ピストン２をそのままにしてクロスヘッド部３を他のピストンに置き換えると共に、連結平面４２を他のピストンの端面で構成することにより、一のピストンと他のピストンとの連結にも適用することができることは云うまでもない。またそのとき得られるピストン・クランク機構は、ピストン・クランク機構４０または４１と同様の作用効果を奏することができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１の発明によれば、ピストンロッドとクロスヘッド部とを連結する往復動伝導機構の連結凸部は、その凸球面が、ピストン受部を介して連結平面に当接することになるので、平坦面同士の当接となって面圧が高くなるのを防ぐことができると共に、ピストン受部の連結平面上の摺動によりピストンの水平振れを吸収することができ、他方、連結凸部の凹球面上の摺動によりピストンの角度の付いた振れを吸収することができ、これにより長期継続使用に亘って正常作動を確保することができる。
【００８５】
また、請求項２の発明によれば、一のピストンと他のピストンとを連結する往復動伝導機構の連結凸部は、その凸球面が、ピストン受部を介して連結平面に当接することになるので、平坦面同士の当接となって面圧が高くなるのを防ぐことができると共に、ピストン受部の連結平面上の摺動によりピストンの水平振れを吸収することができ、他方、連結凸部の凹球面上の摺動によりピストンの角度の付いた振れを吸収することができ、これにより長期継続使用に亘って正常作動を確保することができる。
【００８６】
また、請求項３の発明によれば、連結凸部およびピストン受部は、他部材の壁面との間に設けられた隙間により、それらの相互摺動および連結平面上の摺動を確保することができ、この摺動により、ピストンの水平振れおよび角度付き振れを吸収することができるので、請求項１または２の発明の効果に加えて、一層確実に正常作動を確保することができる。
【００８７】
また、請求項４の発明によれば、連結凸部およびピストン受部は、連結凹部内に設けられた隙間により、それらの相互摺動および平坦底面上の摺動を確保することができ、この摺動により、ピストンの水平振れおよび角度付き振れを吸収することができるので、請求項１または２の発明の効果に加えて、一層確実に正常作動を確保することができる。
【００８８】
また、請求項５の発明によれば、ピストンロッドとクロスヘッド部とを連結する往復動伝導機構の連結凸部は、その前端凸球面（または後端凸球面）が、第１ピストン受部（または第２ピストン受部）を介して連結凹部の平坦底面（または平坦上面）に当接することになるので、平坦面同士の当接となって面圧が高くなるのを防ぐことができると共に、連結凸部の前端（または後端）凸球面と第１（または第２）ピストン受部の凹球面、および第１（または第２）ピストン受部の平坦面と連結凹部の平坦底面（または平坦上面）との相互摺動により、ピストンの水平振れまたは角度の付いた振れを吸収することができるので、これにより長期継続使用に亘って正常作動を確保することができる。
【００８９】
また、請求項６の発明によれば、一のピストンと他のピストンとを連結する往復動伝導機構の連結凸部は、その前端凸球面（または後端凸球面）が、第１ピストン受部（または第２ピストン受部）を介して連結凹部の平坦底面（または平坦上面）に当接することになるので、平坦面同士の当接となって面圧が高くなるのを防ぐことができると共に、連結凸部の前端（または後端）凸球面と第１（または第２）ピストン受部の凹球面、および第１（または第２）ピストン受部の平坦面と連結凹部の平坦底面（または平坦上面）との相互摺動により、ピストンの水平振れまたは角度の付いた振れを吸収することができるので、これにより長期継続使用に亘って正常作動を確保することができる。
【００９０】
また、請求項７の発明によれば、連結凸部および第１、第２ピストン受部は、連結凹部内に設けられた隙間によりスムーズな摺動が確保でき、かつ前記隙間の範囲内で摺動して、ピストンの振れを吸収することができるので、請求項５または６の発明の効果に加えて、ピストンの正常作動を一層確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのピストン・クランク機構の要部断面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態としてのピストン・クランク機構の要部概略断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態としてのピストン・クランク機構の要部概略断面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第４実施形態、（ｂ）は本発明の第５実施形態としての各ピストン・クランク機構の要部概略断面図を示している。
【図６】一般のピストン・クランク機構の構成を示す概略構成図である。
【図７】一般のピストン・クランク機構の課題を説明するための説明図である。
【図８】一般のピストン・クランク機構の他の課題を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１、２０、３０、４０、４１　ピストン・クランク機構
２　ピストン
３　クロスヘッド部
４　クランク室（他部材）
５　ピストンロッド
６　シリンダ（他部材）
１０　連結凸部
１２　連結凹部
１２ａ、２５ｃ　透通孔
１２ｂ　平坦上面
１３　平坦底面（連結平面）
１４　凸球面（前端の凸球面）
１６　ピストン受部（第１ピストン受部）
１６ａ　平坦面（ピストン受部の）
１６ｂ　凹球面
２５　第２ピストン受部
２６　凸球面（後端の凸球面）
３１　一のピストン
３２　他のピストン
４２、４３　連結平面
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ　往復動伝導機構
ｇ、ｇ１、ｇ２　隙間
【図１】
2004125022.tif 000003
【図２】
2004125022.tif 000004
【図３】
2004125022.tif 000005
【図４】
2004125022.tif 000006
【図５】
2004125022.tif 000007
【図６】
2004125022.tif 000008
【図７】
2004125022.tif 000009
【図８】
2004125022.tif 000010