JPS59141778A - 往復式圧縮機 - Google Patents

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】 本発明は往復式圧縮機、詳しくはクランク室を備えたハ
ウジングを設け、前記クランク室に駆動軸と一体に形成
されたクランク軸を配設し、かつ、前記ハウジングに複
数のシリンダを設けると共に、これらシリンダに内装す
るピストンを連接体を介して前記クランク軸に連結した
往復式圧縮機に関する。

従来、以上の如く構成する圧縮機において、複数のシリ
ンダを形成して多気筒とする場合、各シリンダの中心線
がクランク軸の回転軸を通るように、前記各シリンダを
クランク軸を中心に放射状に設けている。

このため、多気筒とする場合、横幅が大きくなり、特に
冷凍装置に用いる場合、据付スペース上問題があったし
、また、各シリンダの加工を行なう場合、前記ハウジン
グ又は該ハウジングにシリンダを加工する加工機械の角
度を、各シリンダの加工ごとに変更する必要があり、こ
の結果加工工数が増大してコストアップとなっているの
であった。

本発明者はそれらの問題点を解決するために、第７図に
示す如くハウジング（図示せず）に設けるシリンダ（５
１）、（５２）を、クランク軸（５６）の回転軸（ω）
を挟んで両側において平行状に配設すると共に、前記各
シリンダ（５１）、（５２）に内装する各ピストン（５
４）、（５５）に連結する各連接棒（５７）、（５８）
　′ｆ：、前記クランク軸（５３）の偏心軸部（５９）
にそれぞれ別々に軸支するようにしたものを先に出願し
た。（実願昭５６−１６９５８８） そのことにより、前記圧縮機の横幅が従来のものに比し
Ｃ狭くでき、従って、据付スペースも小さくでき、更に
各シリンダ（５１）、（５２）の加工ごとに加工機械の
角度を変える必要がないので加工工数も大幅に減少させ
ることができたのである。

しかしながら、前記先出願のものは従来のものと同様に
前記各連接棒（５７）、（５８）を前記偏心軸１（５９
）にそれぞれ別々に軸支させていたために、前記第゛７
（図に示すように前記各シリンダ（５１）、（５２）を
前記クランク軸（５６）の長さ方向に少なくとも前記各
連接体（５７）。

（５８）の厚さくｈ３分だけずらせて設けなければなら
なかったのである。− その結果、前記尚出願のものは従来のものと同様に前記
圧縮機の長さが連接体（５７）、（５８）の厚み（ｈ）
のために気筒数が多くなるに従って長くなり、据付面積
が大貴くなる問題があった。更に、同様の理由によりク
ランク軸（５６）の長さが長くなることによって、該ク
ランク軸に作用する曲げモーメントが増加するのであっ
て、これに対処するためには前記クランク軸（５３）の
強度をアップしなければならず、そのために前記クラン
ク軸（５３）の重量が増大したり、コストが高くつくな
どの問題もあったのである。

本発明は上記先出願の問題点を解消し、従来の問題点を
より効果的に解決子べく発明したもので、目的とすると
ころは、ピストンと連接体とを連結するピストンピンに
偏心リングを被嵌したものを用いることにより、前記複
数のシリンダに内装するピストンにそれぞれ対応する各
連接棒を一体に形成できるようにすると共に、前記各シ
リンダを、前記クランク軸の回転軸に対し垂直な一つの
平面上に平行に位置させるようにすること、により、前
記シリンダの加工工数を従来より減少させると共に前記
圧縮機の形状を従来に比して横幅を狭くできるのみなら
ず長さも短くでき、従って、据付面積をより小さくでき
、かつ、クランク軸の設計強度も低く設定できるように
しようとする点にある。

そのために本発明は構成を、クランク室を備えたハウジ
ングを設は寸前記クランク室に駆動軸と一体に形成され
、少なくとも一つの偏心軸部をもったクランク軸を配設
し、かつ前記ハウジングに複数のシリンダを設けると共
に、該シリンダを前記偏心軸部に対応した位置で、かつ
前記クランク軸の回転軸心に対し垂直な一つの平面上に
は！平行状に位置させる如く配設し、該シリンダにピス
トンを内装すると共に、該各ピストンに対応する連接体
を一体的に設けた連接体２前Ａ３偏心軸部に軸支する一
方、一つの前記連接体を該連接体に対応するピストンに
ピストンピンを介して連結し、他の連接棒を該連接棒に
対応するピストンに偏心リングな回動自由に被嵌したピ
ストンピンを介して連結することにより、前記シリンダ
の加工を一方向のみに特定でき、かつ前記圧縮機の横幅
を狭くできるのみならず、該圧縮機の長さも短くでき、
同時にクランク軸の長さも短くできるようにしたことな
特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１，２図および第６図に示すものは、ハウジングに４
個のシリンダを設ける半密閉形の往復式圧縮機である。

前記圧縮機のハウジング（１）はクランクケース（１０
）とモーターケース（１２）とから構成し、前記クラン
クケース（１０）にはクランク軸（２）を内装するクラ
ンク室（６）と該クランク室（′５）の上面に開口する
４個のシリンダ（４）〜（７）とを設けている。又、前
記モーターケース（１２）には、前記クランク軸（２）
と一体に形成された駆動軸（２１）とローター（１４）
とステータ（１５）とから成るモーター（１１）を内装
している。

前記クランク軸（２）は２つの偏心軸部（２２）、（２
５）を備えると共に、その両端を前記クランクケース（
１０）に一体に形成される軸受（１６）、（１７）に軸
支している。又前記各シリンダ（４〕〜（７）にはピス
トン（２４）〜（２７）をそれぞれ内装し、該各ピスト
ン（２４）〜（２７）に前記クランク軸（２）の回転に
連動する連接体（３０）〜（３６）をピストンピンを介
してそれぞれ連結している。

尚、（３６）は前記ハウジング（１）内に低圧冷媒ガス
を導入する吸入管で、該吸入管（３６）より導入される
前記冷媒ガスは前記各ピストンの各吸入弁（３７）が開
くことによりモーター（１１］内、通路（６８）および
吸入口（３９）を通って前記各シリンダ（４）〜（７）
に吸入される如く成している。

又、（４０）は吐出弁で前記各ピストンの往動により前
記各ピストンで圧縮された冷媒が前記吐出弁（４０）か
ら気筒蓋（４１）内の吐出チャンバー（４２）に吐出さ
れ、吐出管（４４）を介して機外に吐出する如く成して
いる。又、図示していないが前記クランクケース（１０
）の底部は油溜となっており、クランク軸（２）の各摺
接面に潤滑油を供給する潤滑機構を備えている。

而して前記圧縮機において、前記シリンダ（４）〜（７
）を２個づつ２組とし、各組のシリンダ（４］〆・（５
）および（６）、（７）ご、各偏心軸部（２２）、（２
３）を通り前記クランク軸（２）の回転軸心（０）に垂
直な平面（Ｘ）　　、　　（Ｙ）上に平行に、しかも前
記回転軸心（０）に対称に位置する如くそれぞれ配設す
るのである。

更に前記各シリンダ（４）〜（７）の上端面の高さを揃
えて、該上端面【同一平面上に位置させて一つのシリン
ダヘッド（１５）で丁べてのシリンダ（４）〜（７）を
覆うよう番こしてし）る。尚、前記気筒蓋（４１）も同
様に一個で丁べてのシリンダ（４）〜（７）の上部を覆
うようにしてし）る。（以Ｆ説明を簡拳にするために一
組のシー」ンダ（４）、（５）に関連した部分にのみ着
目して説明を行う。） 又、前記ピストン（２４）、（２５）　＆こそれぞれ対
応する各連接棒（３０）、（３１）をＶ字状に一体に成
して連接体（３４）とし、該連接体（６４）の軸受部（
４５）Ｆ前記偏心軸部（２２］に軸支するのである。更
に、前記連接体（６０）、（３１）のうち一つの連接棒
（３１）′ｆ：それに対応する前記ピストン（２５）に
ピストンピン（２９））ｋ介して連結する一方、他方の
ピストン（２４）と連接棒（３０）とを一対の偏心リン
グ（３５）Ｅ被嵌したピストンピン（２８］を介して連
結するのである。

更に詳しくは、前記ピストンピン（２８）の両端部に一
対の偏心リング（６５）を周方向に摺動自由性被嵌し、
該各偏心リング（３５）を前記ピストン（２４）に設け
る一対のピストンピン孔にそれぞれ周方向に摺動自由に
嵌合するのである。そして、前記各偏心リング（３５）
の前記ピストンピン（２８）の中心（Ｐ）に対する偏心
量は、前記各ピストン（２４）、（２５）の各中心（Ａ
）、（Ｂ）間の距離（Ａ　Ｂ）がクランク軸（２）の回
転に伴って変化するのに対応して、前記ピストンピン（
２８）の中心（Ｐ）が第１図の左右方向に変位する最大
変位量の半分以上とするのである。

尚、本実施例においては、前記ピストン（２４）と、ピ
ストンピン（２８）と、偏心リング（３５）とごクラン
ク軸（２りの回転角（θ）が０。

の時、即ちＡＢ間距離（ＡＢ）が最少となる時に前記ピ
ストンピン（２８）の中心（Ｐ）が前記ピストン（２４
）の中心（Ａ）に対し第１図の左側方向に最も偏位した
状態で組立て−おり、そのことによって前記ピストンピ
ン孔と偏心１」ング（６５）との間の前記クランク軸（
２）の回転に伴う摺動量を小さくできるようにしている
。

又、偏心リング（６５）を内装するピストン（２４）に
対応する前記連接棒（６０）を他方の連接棒（３１）・
より前記偏心量に相応して長くすることによって、前記
各ピストン（２４）、（２５）の上死点の高さを同一に
できるようにしてしする０ 斯く構成する前記圧縮機の動作を、クランク軸（２）の
回転に伴うピストン（２４）、（２５）、偏心リング（
３５）の動きに注目して、第４図に基づき説明する０ 第４図（イ）は、クランク軸（２）の回転角（θ）が」
の場合を示しており、前記した如くピストンピン（２８
）の中心（Ｐ）力５前記ピストン（２４）の中心（Ａ）
から第４図の左側方向に最も偏位した状態に成るように
している。その状態から前記クランク軸（２）が第４図
矢印方向に回転し回転角（θ）が９０）に至るまでにピ
ストン（２４）は復動し、ピストン（２５）は往動力）
ら復動に転じる。又、その時、ＡＢＩＩｌｔＩ距１４　
（ＡＢ）　４ま除々に増大し、前記回転角（θ）が９［
：Ｆ’の時に一つの最大値となる。（第４図（ロ）） 従って、それに伴って前記偏心リング（６５）ハ、前記
ピストンピン（２８）の中心（Ｐｉ力；第４１右方向に
移動できるように、前菖己ピストンピン孔内を時計回り
に摺動回転するのである。

更に、クランク軸（２）が回転し回転角（θ）が１ｓｃ
Ｐに至るまでに、ピストン（２４）Ｌｔ復動から往動に
転じ、ピストン（２５）は復動を継続する０その時ＡＢ
ｉｌｌｌＩ距離（ＡＢ）＆ま逆に除々に短くなり回転角
（θ）が１８０°でもう一つの最小値となる。（第４図
（〕））） 従って、それに伴って今度はピストンピン（２８）の中
心（Ｐ）が左方に移動できるように、前記偏心リング（
３５）は前記ピストンピン孔内な反時計回りに摺動回転
するのである。

更に、前記回転角（θ）が２７ＣＰに至るまではピスト
ン（２４）は往動を継続し、ピストン（２５）は復動か
ら往動に転じる。その時ＡＢ間距離（Ａ　Ｂ）は再び除
々に長くなり、回転角（θ）が２７０°でもう一つの最
大値となるのである。

従って、この時偏心リング（６５）はピストンピン（２
８）の中心（Ｐ）が第４因右方に移動できるように前記
ピストンピン孔内を再び反時計回りに摺動回転するので
ある。

更に、前記回転角（θ）が′５６ＣＰに至るまでにピス
トン（２４）は往動から復動に転じ、ピストン（２５）
は往動を継続する。その時ＡＢ間距ｍ　（ＡＢ）は再び
除々に短くなり、回転角（θ）が３６０°換言丁れば０
°で再び最小となるのである。従って、この時偏心リン
グ（５５）＆まζピストンピン（２８）の中心（Ｐ）が
第４図左方に移動できるように再び前記ピストンピン孔
内を反時計回りに摺動回転するのである。

前記クランク軸（２）の回転に伴い、ピストン（２４）
、（２５）および偏心リング（３５）は上記した動作を
繰返子のである。

次に前記圧縮機による冷媒ガスの圧縮作用を簡単に説明
すると、前記圧縮機はモーター（１１）の駆動に伴うク
ランク軸（２）の回転により、前記各ピストン（２４）
〜（２７）が所定の位相をもって往復運動をするのであ
り、前記各ピストン（２４）、（２５）および（２６）
、（２７）の復動により吸入管１６）、通路ｉ８）、吸
入口（６９）を介し前記各シリンダ（４）　　、　　（
５）および（１））、（７）に低圧冷媒ガスを吸入し、
前記各ピストン（２４）、（２５）および（２６）’、
（２７）の往動により前記冷媒ガスを圧縮し、前記吐出
弁（４０）を介して吐出チャンバー（４２）に吐出し、
更に吐出管（４４）より機外に高圧の冷媒ガスを排出す
るのである。

而して前記圧縮機は前記各シリンダ（４）。

（５）を平行状に配設したから、前記各シリンダ（４）
、（５）の加工時に加工機械の角度を変える必要がない
ので力町エエ数を従来のものに比して減少できるし、又
前記圧縮機の横幅を狭くできるのである。

その上、前記偏心リング（３５）Ｆ用いることにより、
−組のシリンダ（２４）、（２５）に内装するピストン
（２４）、（２５）に連？ａする各連接体（３０）、（
３１）を一体に形成して連接体（６４）と成し、該連接
体（３４）の軸受部（４５）Ｅ前記偏心軸ＷＩ５（２２
）に軸支させられるようにしたから、該偏心軸ｇ（２２
）を通り、前記クランク軸（２）の回転軸心（０）に垂
直な平面上に一組の前記シリンダ（４）、（５）を位置
させられるのである。そのことにより、前記圧縮機の長
さおよびクランク軸（２）の長さ’ｆ　前記連接体ｉｎ
）、（３１）の厚さくｈ）だけ従来より短くできるので
ある。

その結果前記圧縮機の据付面積を一層小さくできるし、
又、前記クランク軸（２）の長さを短くできるから、該
クランク軸（２）の設計強度ご従来より低く設定できる
のである。

又、一つの前記偏心軸部（２２）には一つの連接体（３
４）の軸受１（４５）のみを軸支させるようにしたから
、前記軸受部（４５）のメタル幅を大きくでき、従って
、軸受面積を大きくとれるのであり、その結果、連動す
る一組のピストン（２４）、（２５）の動きには位相が
あるので前記軸受部（４５）に作用する最大面圧を従来
より低くできるのである。従って前記軸受部（４５）の
摩耗も従来に比して抑制できるのである。

上記実施例においては、前記偏心リング（３５）がピス
トン（２４）のピストンピン孔内を摺動回転するように
一対の前記偏心リング（５５）ご前記ピストンピン（２
８）の両端部に被嵌したが、第５，６図に示Ｔように、
偏心リング（６５］をピストンピン（２８）の中央部に
一つ被嵌し、前記偏心リング（３５）を前記連接体（３
ｏ］のピストンピン孔に摺動回転自由に嵌合してもよい
。（尚、第４，５図は要部のみ示したが、他の部分およ
び示された番号は前記実施例と同様である。） 又、上記実施例においては、２個のシリンダを一組とし
たが、３個もしくはそれ以上のシリンダを一組として、
それらシリンダごクランク軸の回転軸に垂直な平面に平
行状に配置してもよい。

この場合、前記各シリンダに内装するピストンのうち一
つをそれに対応する連接棒とピストンピンを介して連結
し、他のピストンと連接体とはそれぞれ偏心リングを被
嵌したピストンピンＦ介して連結する一方、全ての前記
連接体を一体に形成して連接体と成し、該連接体を前記
偏心軸部に軸支丁ればよいのである。

又、上記実施例は半密閉形の往復式圧縮機について記載
したが、全密閉形、開放形の往復式圧縮機にも適用でき
るものである。

以上の卯＜、本発明はクランク室（ろ）を備えたハウジ
ング（１）を設け、前記クランク室（３）に駆動軸（２
１）と一体に形成され少なくとも一つの偏心軸部（２２
］をもったクランク軸（２）を配設し、かつ前記ハウジ
ング（１）に複数のシリンダ（４）、（５）を設けると
共に、該シリンダ（４）’、（５）を前記偏心軸部（２
２）に対応した位置で、かつ前記クランク軸（２）の回
転軸心（０）に対し垂直な一つの平面上にはヌ平行状に
位置させる如く配設し、該シリンダ（４）、（５）にピ
ストン（２４）、（２５）を内装すると共に、該各ピス
トン（２４）、（２５）に対応する連接体（３０）、（
３１）　′ｆ一体的に設けた連接体（３４〕を前記偏心
軸部（２２）に軸支する一方、一つの前記連接体（３１
）を該連接体（３１）に対応するピストン（２５）にピ
ストンピン（２９）を介して連結し、他の連接体（３０
）を該連接体（３０）に対応するピストン（２４）に偏
心リング（６５）を回動自由に被嵌したピストンピン（
２８）を介して連結したから、前記各シリンダ（４）〜
（７）の加工ごとに加工機の角度を変える必要がないの
で、加工工数を従来より大幅に減少させることができる
のであり、又、前記圧縮機の横幅を狭くできるのみなら
ず、長さも短くできるので据付面積を従来より著［７く
減少できるのである。

更に、前記クランク軸（２）の長さも短くできるので、
クランク軸（２）の設計強度を従来より低く設定でき、
従って前記クランク軸（２）の＠量化、コストダウンが
計れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の部分正面断面図、第２図は同部分側
面断面図、第６図は同各シリンダの配置を示す説明図、
第４図は同各ピストンの動きの説明図、第５図−は他の
実施例の要部の正面断面図、第６図は同側面断面図、第
７図は従来例２示す説明図である。 （６）・・・クランク室 （４）〜（７）・・・シリンダ （２１）・・・駆動軸 （２２）、（２！ｌ）・・・偏心軸部 （２４）〜（２７）・・・ピストン （２８）、（２９）・・・ピストンピン（３０）〜（６
５）・・・連接体 （３４）・・・連接体 （５５）・・・偏心リング 代理人　弁理士　津　１）直　久 第１図 １ 第５図 第６図 ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　クランク’４　（３）ｆ備えたハウジング（
   １）を設け、前記クランク室（６）に駆動軸（２１）と
   一体に形成され少なくとも一つの偏心軸部（２２）をも
   ったクランク軸（２）を配設し、かつ前記ハウジング（
   １）に複数のシリンダ（４）、（５）を設けると共に、
   該シリンダ（４）’、（５）を前記偏心軸部（２２）に
   対応した位置で、かつ前記クランク軸（２）の回転軸心
   （０）に対し垂直な一つの平面上には！平行状に位置さ
   せる如く配設し、該シリンダ（４）　。 （５）にピストン（２４）、（２５）を内装すると共に
   、該各ピストン（２４）、（２５）に対応Ｔる連接棒（
   ３０）、（３１）Ｅ一体重に設けた連接体（３４）を前
   記偏心軸部（２２）に軸支Ｔる一方、一つの前記連接体
   （３１）を該連接棒１１）に対応するピストンｃ）ｋ５
   ）にピストンピン（２９）を介して連結し、他の連接棒
   （６０）を該連接＠　（１０）に対応するピストン（２
   ４）に偏心リング（３５）を回動自由に被嵌したピスト
   ンピン（２８３Ｅ−介して連結したことを特徴とする往
   復式圧縮機。