特許 7494206 往復圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-24

(45)【発行日】2024-06-03

(54)【発明の名称】往復圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04B 27/12 20060101AFI20240527BHJP

【ＦＩ】

F04B27/12 L

F04B27/12 R

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021560036

(86)(22)【出願日】2020-04-06

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-10

(86)【国際出願番号】 EP2020059700

(87)【国際公開番号】W WO2020207936

(87)【国際公開日】2020-10-15

【審査請求日】2023-02-27

(31)【優先権主張番号】102019109701.0

(32)【優先日】2019-04-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】102019112245.7

(32)【優先日】2019-05-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】516382847

【氏名又は名称】オーエーテー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】ペーター ギーゼ

【審査官】大瀬 円

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－０５２１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２５８９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２１００７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ２７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

揺動プレート（３０）と少なくとも２つの往復ピストン（２５）とを有する往復圧縮機であって、
前記揺動プレート（３０）は少なくとも１つの揺動カム（３１、３２）と少なくとも１つのバランスウェイト（３８、３９）を有し、それらがプレート本体（４０）の第１の環状面（４１）に配置され、かつ前記往復ピストン（２５）はそれぞれピストン軸線Ｋを有し、該ピストン軸線は円直径ｄ_pを有する円の共通の円ライン上に配置され、
前記揺動プレート（３０）は、
揺動プレート質量ｍと、
密度ρと、
揺動プレート（３０）の傾斜角度Ψに依存する重心位置ｙと、
前記プレート本体（４０）の平行な第２の環状面（４１、４２）に対する第１の環状面（４１）の間隔に相当する厚みｚと、
駆動中に、前記揺動プレート（３０）の傾斜角度Ψに依存する揺動プレートアンバランスと、を有し、
前記揺動プレートアンバランスと基準アンバランスとの間のアンバランス比率Ｍについて、

【数1】

が、成立し、
前記基準アンバランスは、基準質量ｍ_refと半分の円直径ｄ_pからなる積であり、前記基準質量ｍ_refは前記プレート本体（４）の厚みｚ、前記円直径ｄ_p及び前記揺動プレート（３０）の密度ρから求められ、Ψ＝０°とΨ＝２３°の間の傾斜角度範囲内の複数の離散的な全ての傾斜角度Ψにおけるアンバランス比率Ｍの二乗平均平方根Ｍ_RMSについて、

【数2】

が成立し、
Ｍ_RMS＜０．０４５である、
往復圧縮機。

【請求項2】

前記揺動プレート質量ｍと前記基準質量ｍ_refとの間の質量の比率ｍ／ｍ_refは、最大で２．２である、ことを特徴とする請求項１に記載の往復圧縮機。

【請求項3】

前記プレート本体（４０）は、複数の環状面（４１、４２）の間に平行に配置された中心平面Ｅを有し、中心平面Ｅからの前記揺動プレート（３０）の重心Ｓの間隔ｆと前記プレート本体（４０）の厚みｚとの間の比率ｆ／ｚは、最大で０．６である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の往復圧縮機。

【請求項4】

重心Ｓが、前記プレート本体（４０）の外部、及び／又はプレート本体（４０）の回転軸線Ａの外部に配置されている、ことを特徴とする請求項３に記載の往復圧縮機。

【請求項5】

第１及び／又は第２の環状面（４１、４２）にそれぞれ接触カム（４３、４４）が配置され、該接触カムはプレート本体（４０）と堅固に結合され、前記接触カム（４３、４４）は圧縮ばね（４５、４６）のための外側へ湾曲した支持面を有している、ことを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の往復圧縮機。

【請求項6】

前記揺動プレート（３０）が、往復圧縮機の駆動軸（１０）を挿通するための軸孔（３４）を有し、前記接触カム（４３、４４）は直接的に前記軸孔（３４）に隣接している、ことを特徴とする請求項５に記載の往復圧縮機。

【請求項7】

前記揺動プレート（３０）は、２つの揺動カム（３１、３２）を有し、それらが互いに対して平行に方向づけされている、ことを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の往復圧縮機。

【請求項8】

前記第１の環状面（４１）に第１のバランスウェイト（３８）が設けられ、該第１のバランスウェイト（３８）は前記プレート本体（４０）の中心軸線Ｔに関して第１の角度α₁だけ回動して配置され、中心軸線Ｔは前記プレート本体（４０）の直径に沿って前記揺動カム（３１、３２）の間の中央に延びている、ことを特徴とする請求項７に記載の往復圧縮機。

【請求項9】

前記第２の環状面（４２）に第２のバランスウェイト（３９）が設けられ、該第２のバランスウェイト（３９）は前記プレート本体（４０）の中心軸線Ｔに関して第２の角度α₂だけ回動して配置され、中心軸線Ｔは前記プレート本体（４０）の直径に沿って前記揺動カム（３１、３２）の間の中央に延びている、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の往復圧縮機。

【請求項10】

前記第２の環状面（４２）に第２のバランスウェイト（３９）が設けられ、該第２のバランスウェイト（３９）は前記プレート本体（４０）の中心軸線Ｔに関して第２の角度α ₂ だけ回動して配置され、
第１の角度α₁と第２の角度α₂は、異なる大きさであり、及び／又は異なる符号を有している、ことを特徴とする請求項８に記載の往復圧縮機。

【請求項11】

前記揺動プレート（３０）は２つの揺動カム（３１、３２）を有し、第１の揺動カム（３１）は第２の揺動カム（３２）よりも大きい材厚を有している、ことを特徴とする請求項１～１０の何れか一項に記載の往復圧縮機。

【請求項12】

駆動プレート（２０）が設けられ、該駆動プレート（２０）は揺動カム（３１、３２）の間に延びる２つの駆動カム（２２、２３）を有する、ことを特徴とする請求項１～１１の何れか一項に記載の往復圧縮機。

【請求項13】

前記駆動プレート（２０）は第３のバランスウェイト（２４）を有し、該第３のバランスウェイト（２４）はセンター軸線Ｚに関して第３の角度α₃だけ回動して配置され、該センター軸線Ｚは前記駆動プレート（２０）の直径に沿って前記駆動カム（２２、２３）の間の中央に延びている、ことを特徴とする請求項１２に記載の往復圧縮機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部分に記載された往復圧縮機に関する。この種の往復圧縮機は、たとえば特許文献１から知られている。

【背景技術】

【0002】

この既知の往復圧縮機は駆動軸を有し、駆動軸と駆動プレートとが共同回転するために結合されている。揺動プレートは、滑り軸受を介して複数の往復ピストンと結合され、かつ軸孔を有しており、その軸孔に駆動軸が挿通されている。さらに、揺動プレートには揺動カムが設けられており、それが湾曲したカム先端を有し、そのカム先端が駆動プレートの滑り面に当接する。

【0003】

駆動中に発生する力を吸収するために、揺動プレートは他と比べて中実に構成されている。それが、比較的大きい質量慣性モーメントをもたらし、それが振動をもたらす。この振動が騒音発生をもたらし、その騒音発生は、内燃機関を有する自動車内で既知の往復圧縮機を使用する場合には、知覚されることはない。むしろ、内燃機関の騒音がこの騒音発生に重畳される。

【0004】

もちろん、特に車両空調設備のために利用される、往復圧縮機の騒音発生は、ますます多くなる電気車両又はハイブリッド車両においては、もはやエンジン騒音に重畳されることはなく、したがって煩わしいと感じられる。その限りにおいて、往復圧縮機の騒音発生を減少させる努力がなされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】欧州特許出願公開第１１４８２４１（Ａ２）号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

したがって本発明の課題は、静かな駆動と高い効率を特徴とする、往復圧縮機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題は、請求項１の主題によって解決される。

【0008】

具体的には、本発明は、揺動プレートと少なくとも２つの往復ピストンとを有する往復圧縮機を提供する考えに基づいており、揺動プレートは、少なくとも１つの揺動カムと、少なくとも１つのバランスウェイトとを有している。揺動カムとバランスウェイトは、プレート本体の第１の環状面に配置されている。往復ピストンは、それぞれピストン軸線Ｋを有しており、それが、円直径ｄ_pを有する円の共通の円ライン上に配置されている。
揺動プレートは、
揺動プレート質量ｍと、
密度ρと、
揺動プレートの傾斜角度Ψに依存する重心位置ｙと、
プレート本体の平行な第２の環状面に対する第１の環状面の間隔に相当する、厚みｚと、
駆動中に、揺動プレートの傾斜角度Ψに依存する揺動プレートアンバランスと、
を有している。

【0009】

揺動プレートアンバランスと基準アンバランスとの間のアンバランス比率Ｍについて、

【数1】

が成立し、基準アンバランスは、基準質量ｍ_refと半分の円直径ｄ_pとの積である。基準質量ｍ_refは、プレート本体の厚みｚ、円直径ｄ_p及び揺動プレートの密度ρから求められる。

【0010】

本発明によれば、Ψ＝０°とΨ＝２３°の間の傾斜角度範囲内の複数の、特にすべての、離散的な完全な傾斜角度Ψにわたるアンバランス比率Ｍの二乗平均平方根Ｍ_RMSについて、

【数2】

が成立し、Ｍ_RMS＜０．０４５、特にＭ_RMS＜０．０３５、特にＭ_RMS＜０．０２２、特にＭ_RMS＜０．０１、特にＭ_RMS＜０．００６である。「ｎ」は、傾斜角度Ψの数（傾斜角度数）である。傾斜角度の数ｎについて、ｎ＝２３が成立すると、効果的である。

【0011】

本発明において、揺動プレートは小さい質量慣性モーメントを有しているので、駆動中にわずかな騒音しか発生しない。したがって、往復圧縮機は、重要な傾斜角度範囲にわたってきわめてしずかに作動し、したがって特に電気車両又はハイブリッド車両に使用するのに適している。

【0012】

基準質量ｍ_refを計算するために用いられる円直径ｄ_pは、往復圧縮機の駆動軸に対して垂直に方向づけされている円の直径に相当し、かつすべての往復ピストン、特にその長手軸線を結合する。

【0013】

本出願の枠内で、カムと称するのは、軸又はプレート上に配置されている、角丸の突出部であって、それが相手部材の接触輪郭もしくは滑り輪郭に沿って滑り移動する。すなわち揺動カムは、たとえば揺動プレートに突出部として形成されている。

【0014】

本出願の枠内で、プレート本体というのは、揺動プレートの一部であって、２つの平行な環状面の間に延びており、かつ軸方向において揺動プレートの外側エッジによって制限されている。プレート本体は、好ましくは揺動プレートの一体的な構成要素である。特に揺動プレートは、好ましくは一体的に形成されており、かつプレート本体、少なくとも１つの揺動カム及び少なくとも１つのバランスウェイトを有している。

【0015】

揺動カムとバランスウェイトは、実質的にアンバランス質量であって、揺動プレートが回転する場合に、それらが振動をもたらすことができる。プレート本体の質量に対する揺動カムとバランスウェイトの質量（もしくはプレート本体の質量に対する揺動プレート全体の質量）が小さい場合に、振動がより小さい騒音発生をもたらすことが、明らかにされている。同時に、減少された質量によって効率が高まる。

【0016】

その限りにおいて、好ましい実施形態において、プレート本体の質量ｍ_refに対する揺動プレート全体の質量ｍの質量比率（ｍ／ｍ_ref）は、最大で２．２、特に最大で１．９、特に最大で１．８５である。

【0017】

質量比率ｍ／ｍrefの調節の代わりに、あるいはそれに加えて、プレート本体は環状面の間に平行に配置された中心平面Ｅを有することができ、中心平面Ｅからの揺動プレートの重心Ｓの間隔ｆとプレート本体の厚みｚの間の間隔比率ｆ／ｚは、最大で０．６である。特に重心Ｓはプレート本体の外部及び／又はプレート本体の回転軸線の外部に配置することができる。

【0018】

さらに重心Ｓは、駆動軸の長手軸線に関して偏心して配置することができる。

【0019】

揺動プレートの重心の位置は、揺動プレートの駆動中に発生する振動及びそれに伴って揺動プレートを搭載した往復圧縮機の騒音発生に影響を与える。プレート本体の中心平面からの最大で０．６の間隔比率（ｆ／ｚ）が、揺動プレートの特に静かな運転をもたらすことが、明らかにされている。

【0020】

本発明に係る往復圧縮機の好ましい実施形態において、プレート本体の第１及び／又は第２の環状面にそれぞれ接触カムが配置されており、その接触カムがプレート本体と堅固に結合されており、接触カムは圧縮ばねのための、外側へ湾曲した支持面を有している。好ましくは、接触カムは、揺動プレートの軸孔に直接隣接しており、その軸孔は往復圧縮機の駆動軸を挿通するために設けられている。

【0021】

接触カムの湾曲した支持面によって、揺動プレートは容易に傾斜することができ、圧縮ばねに対する接触は実質的に変化しない。特に接触カムと圧縮ばねとの間の接触面積は、揺動プレートの様々な傾斜角度において、実質的に等しく留まることができる。したがって全体として、揺動プレートの騒音の少ない揺動を達成することができる。というのは、湾曲した支持面によって、揺動プレートが傾く場合に生じる抵抗が小さいからである。それが、往復圧縮機の安定した静かな駆動に寄与する。

【0022】

好ましくは、揺動プレートは、２つの揺動カムを有しており、それらは互いに対して平行に方向づけされている。揺動プレートは、さらに、中心軸線Ｔを有しており、それがプレート本体の直径に沿って揺動カムの間の中央に延びている。

【0023】

往復圧縮機の好ましい形態において、プレート本体の第１の環状面に第１のバランスウェイトが設けられており、それが、好ましくはプレート本体の中心軸線Ｔに関して第１の角度α₁だけ回動して配置されている。このバランスウェイトが、揺動カムによって発生されるアンバランスもしくは質量慣性モーメントを補償する。

【0024】

代替的又は付加的に、プレート本体の第２の環状面に第２のバランスウェイトを設けることができ、それが、プレート本体の中心軸線Ｔに関して第２の角度α₂だけ回動して配置されている。したがってこの第２のバランスウェイトは、プレート本体の、揺動カムに対向する側に配置されており、傾斜角度が異なる場合でも、揺動プレートのアンバランスを補償する。全体として、このようにして、第２のバランスウェイトは、さらに、揺動プレートの駆動中に発生する振動とそれに伴って往復圧縮機内の騒音発生も減少させる。

【0025】

好ましくは第１の角度α₁と第２の角度α₂は、異なる大きさであり、及び／又は異なる符号を有している。言い換えると、第１のバランスウェイトと第２のバランスウェイトは、互いに対して回動して配置されている。

【0026】

本発明の他の好ましい形態において、揺動プレートは２の揺動カムを有しており、それらが第１の揺動カムと第２の揺動カムを形成する。第１の揺動カムは、第２の揺動カムよりも大きい材厚を有することができる。もたらされるピストン力に基づいて、第１の揺動カムには第１の揺動カムよりも大きい力が作用する。したがってより強い力で負荷をかけられる第１の揺動カムが、より大きい材厚で形成される。負荷の少ない第２の揺動カムは、より小さい材厚を有することができる。したがって重量削減が得られ、それが、往復圧縮機の全体質量と騒音発生の著しい削減に寄与する。

【0027】

好ましくは駆動プレートが設けられており、その駆動プレートは、揺動カムの間に延びる２つの駆動カムを有している。この駆動プレートが第３のバランスウェイトを有することができ、それがセンター軸線Ｚに関して第３の角度α₃だけ回動して配置されている。このセンター軸線Ｚは、好ましくは駆動プレートの直径に沿って駆動カムの間の中央に延びている。

【0028】

以下で、添付の図式的な図面を参照しながら、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は好ましい実施例に基づく本発明に係る往復圧縮機を示す縦断面図である。

【図2】図２は図１に示す往復圧縮機の駆動プレートと揺動プレートとを有する駆動軸を示す平面図である。

【図3】図３は図１に示す往復圧縮機の駆動プレートと揺動プレートとを有する駆動軸を示す縦断面図である。

【図4】図４は、湾曲した支持面を有する、接触カムを備えた揺動プレートの一部を示す側面図である。

【図5a】図５ａは第２のバランスウェイトを有する揺動プレートの背面図である。

【図5b】図５ｂは図５ａに示す揺動プレートの側面図である。

【図5c】図５ｃは、第１のバランスウェイトと揺動カムとを有する、図５ａに示す揺動プレートの正面図である。

【図6】図６は基準質量を計算するための実際の基準揺動プレートの平面図と側面図である。

【図7】図７は図１に示す本発明に係る往復圧縮機と従来技術に基づく往復圧縮機のアンバランス比率を比較するための図である。

【図8a】図８ａは駆動カムと第３のバランスウェイトとを有する駆動プレートの背面図である。

【図8b】図８ｂは図８ａの駆動プレートの側面図である。

【図8c】図８ｃは図８ａの駆動プレートの正面図である。

【図9】図９は本発明に係る往復圧縮機の重要な寸法の図式的な表示である。

【図10】図１０は、揺動プレートと、駆動プレートと、駆動軸とを有する往復圧縮機のパワートレインを示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１には、ハウジング１５を有する往復圧縮機が示されている。ハウジング１５内には駆動軸１０が軸承されている。駆動軸１０が駆動プレート２０を支持しており、その駆動プレートが駆動軸１０と共同回転するために結合されている。さらに揺動プレート３０が設けられており、それが軸孔３４を有し、その軸孔に駆動軸１０が挿通されている。揺動プレート３０は、滑り軸受３７を介して複数の往復ピストン２５と力を伝達するように係合している。往復ピストン２５はシリンダ２６内で案内されており、それらのシリンダがそれぞれ終端面２８を有している。

【0031】

揺動プレート３０は、第１の環状面４１と第２の環状面４２を有している。これらの環状面４１、４２は、互いに対して平行に配置されており、かつプレート本体４０を画成している。このプレート本体４０は厚みｚを有している。したがって、この厚みｚは第１の環状面４１と第２の環状面４２の間の間隔に相当する。

【0032】

第１の環状面４１は駆動プレート２０へ向けられ、それに対して第２の環状面４２はシリンダ２６へ向けられている。第１の環状面４１から第１の揺動カム３１と第２の揺動カム３２が出ており、それらがそれぞれカム先端３３を有している。各カム先端３３は、対応する滑り面２１に当接し、その滑り面は駆動プレート２０に形成されている。

【0033】

駆動プレート２０は第１の駆動カム２２と第２の駆動カム２３を有しており、それらは揺動カム３１、３２の間に延びている。滑り面２１は、それぞれ側方外側において駆動カム２２、２３に直接隣接して形成されている。図１においては、第２の揺動カム３２に対向する滑り面２１は、駆動プレート２０の第２の駆動カム２３によって覆われている。滑り面２１は、駆動プレート２０と一体的に形成されている。

【0034】

振動のない回転のために、揺動プレート３０にはさらに、第1のバランスウェイト３８と第２のバランスウェイト３９が設けられている。第１のバランスウェイト３８は、第１の環状面４１から出ている。揺動プレート３０の回転軸に関して、第１のバランスウェイト３８は、揺動カム３１、３２に実質的に対向している。

【0035】

揺動カム３１，３２と第１のバランスウェイト３８は、プレート本体４０と一体的に形成されている。言い換えると、プレート本体４０が揺動カム３１、３２及びバランスウェイト３８、３９と共に一体となって揺動プレート３０を形成している。

【0036】

図２においては、揺動プレート３０が全部で２つの揺動カム３１、３２を有していることが、上面で認識される。その場合に第１の揺動カム３１が、第２の揺動カム３２よりも大きい材厚を有している。

【0037】

２つの揺動カムのそれぞれの内側面は、駆動プレート２０の駆動カム２２、２３に当接する。

【0038】

駆動プレート２０は、駆動中に駆動軸１０と共に回転し、その場合に回転力を揺動プレート３０へ伝達する。もたらされる往復ピストン２５の力は、主として第１の揺動カム３１へ作用するので、この揺動カムがより厚い材厚で形成される。第２の揺動カム３２は、第１の揺動カム３１よりも少ない材厚を有しており、したがって往復圧縮機の重量を削減するのに寄与する。

【0039】

図２においては、２つの揺動カム３１、３２の各々がそれぞれ滑り面２１に当接することも、認識される。したがってそれぞれの滑り面２１とそれぞれの揺動カム３１、３２の間の接触面積は、大きさが異なる。特に第１の揺動カム３１は、第２の揺動カム３２よりも滑り面２１に対して大きい接触面積を有する。したがって、長手軸線方向において第１の揺動カム３１のための力伝達面積も、第２の揺動カム３２に比較して増大される。これは、良好に力を伝達し、かつ重量を削減するために同様に効果的である。

【0040】

重量を削減し、かつ振動を減少させるために、特に寄与するのは、揺動プレート３０全体の質量ｍと基準質量ｍ_refの間の質量比率ｍ／ｍ_refが最大で２．２となることである。重量削減は、様々な措置によって達成することができる。たとえばプレート本体４０の厚みｚを減少させることができる。それによってプレート本体４０の質量が低下するだけでなく、その場合にバランスウェイト３８、３９の質量も減少させることができる。

【0041】

基準質量ｍ_refはプレート本体４０、円直径ｄ_p及び揺動プレート３０の密度ρから求められる。

【0042】

振動の減少は重心位置の改良によって達成することができる。そのために、揺動プレート３０の重心Ｓをプレート本体４０の中心平面Ｅから、大きさ（間隔ｆ）だけ離隔させることができ、その大きさは最大でプレート本体４０の０．６倍の厚みｚに相当する（図９）。揺動プレート３０の重心Ｓは、図９においてよく認識できるように、好ましくはプレート本体４０の外部に位置している。さらにこの重心Ｓは、回転軸線Ａの外部、特に上方、すなわち揺動カム３１、３２の近傍に配置することができる。

【0043】

図９は、図式的な表示において、改良された騒音放出と重量削減のために重要な、揺動プレートの寸法を示している。特にプレート本体４０が示されている。バランスウェイト３８、３９は、見やすくする理由から示されていない。揺動カム３１、３２も、示されていない。むしろ揺動カム３１、３２は図式的に、すなわちそのリアルな外側輪郭によってではなく、１点鎖線で示唆されている。

【0044】

重心Ｓの位置は、図９においてよく認識され、その重心は、長手軸線１４からｙだけ、そして揺動プレート３０の中心平面Ｅからは間隔ｆだけ変位して配置されている。重心Ｓの図示される位置は、揺動プレート３０の駆動中に振動を減少するために特に好ましいことが明らかにされている。それによって往復圧縮機の騒音発生が、著しく減少される。

【0045】

図３は、明確にするために、駆動軸１０、駆動プレート２０及び揺動プレート３０を通る長手断面を再度示している。図３からは、駆動プレート２０と揺動プレート３０が互いに対してどのように配置されているかが、よく認識できる。揺動プレート３０は軸孔３４を有しており、その軸孔は２つの円錐台形状の切り欠きから形成されている。それによって揺動プレートにとっては、あらかじめ定められた角度範囲内で揺動角度もしくは傾斜角度Ψを変化させることが、可能である。これは、好ましくは往復ピストン２５内の背圧を用いて行われる。揺動プレート３０が揺動する場合に、カム先端３３が滑り面２１に沿って滑り移動し、それが個々の往復ピストン２５のストロークにも影響を与える。揺動プレート３０の変化可能な傾斜角度Ψが、図９に同様に示されている。

【0046】

図５ａ～５ｃには、２つのバランスウェイト３８、３９を有する揺動プレート３０が示されている。その場合に第１のバランスウェイト３８は第１の環状面４１から、そして第２のバランスウェイト３９は第２の環状面４２から出ている（図５ｂ）。

【0047】

図５ａにおいて認識できるように、第２のバランスウェイト３９は、揺動プレート３０の軸孔３４を中心に実質的にＵ字状に形成されている。軸孔３４は、貫通孔として形成されている。さらに第２のバランスウェイト３９は、中心軸線Ｔから始まって第２の角度α₂だけ回動して方向づけされている。

【0048】

図５ｃは揺動プレート３０を正面図で示しており、第１のバランスウェイト３８が認識可能である。第１のバランスウェイト３８は、実質的に台形の形状を有しており、軸孔３４に直接隣接している。この第１のバランスウェイト３８は、中心軸線Ｔから始まって第１の角度α₁だけ変位して配置されている。第１の角度α₁と第２の角度α₂は、それぞれ同じ回転方向に方位づけされており、すなわち２つのバランスウェイト３８、３９は、中心軸線Ｔに対して同じ方向に回動して配置されている。

【0049】

図６の表示は、基準質量ｍ_refを計算するための基礎として用いられる、基準体積を簡単に示している。基準体積は、厚みｚ、すなわちプレート本体４０の厚みを有するシリンダもしくはプレート本体４０の環状面４１、４２の間の間隔に、相当する。シリンダの直径は、往復ピストン２５が揺動プレート３０と結合される、すべてのリンク点を通って延びる、もしくはこれらすべてのリンク点を結合する、円の直径に相当する。厚みｚと円直径ｄ_pから基準体積が得られ、その基準体積から揺動プレート３０の材料の密度と共に基準質量ｍ_refが求められる。

【0050】

図７には、０°～２３°の揺動プレート３０の傾斜角度範囲にわたるアンバランス比率Ｍが示されている。実線は、本発明に係る往復圧縮機におけるアンバランス比率Ｍを示している。破線と点線は、それぞれ従来技術から知られた往復圧縮機に関する。本発明に係る往復圧縮機が全体としてよりよい、特により低い、アンバランス比率Ｍを有することが、よく認識できる。したがって特に、本発明に係る往復圧縮機においては、傾斜角度範囲全体にわたって小さいアンバランスが存在し、それがもたらす騒音発生は小さい。したがって本発明に係る往復圧縮機は、駆動中きわめて静かである。

【0051】

揺動プレート３０のソフトな運動は、圧縮ばね４５、４６と協働する接触カム４３、４４がそれぞれ外側へ湾曲した支持面４７を有することによって（図４）、達成される。これらの接触カム４３、４４は、直接に軸孔３４に隣接する。好ましくは、接触カム４３、４４は、軸孔３４を中心にリング形状に形成されている。接触カム４３、４４は、それぞれ完全に閉成されたリングを形成することができる。接触カム４３、４４は、揺動プレート３０の一体的な構成要素とすることができる。

【0052】

図４において認識できるように、第１の圧縮ばね４５は、揺動プレート３０の第１の接触カム４３の支持面４７に当接する。それに対して第１の接触カム４３に対向して配置された、第２の接触カム４４は、第２の圧縮ばね４６から離隔している。しかし、第２の接触カム４４の支持面４７は、他の傾斜角度においては第２の圧縮ばね４６と当接する。

【0053】

接触カム４３、４４は、好ましくは揺動プレート３０と一体的に形成されている。

【0054】

図８ａ～８ｃには駆動プレート２０が示されている。駆動プレート２０は、駆動カム２２、２３を有しており、それらは実質的に同種であるが、センター軸線Ｚに対して軸対称に形成されている（図８ａ）。駆動プレート２０は、さらに第３のバランスウェイト２４を有しており、それが駆動プレート２０の円形の外側輪郭を越えて張り出している。この張り出しは、図８ｃの背面図においてよく認識できる。第３のバランスウェイトは、実質的に台形状に形成されている。往復圧縮機の騒音発生を減少させるために、このバランスウェイトはセンター軸線Ｚから始まって第３の角度α₃だけ回動して配置されている。その場合に第３の角度α₃の大きさが、第１の揺動カム３１の質量にしたがって定められる。言い換えると、この第３のバランスウェイト２４は、駆動プレート２０の質量バランスのためだけでなく、駆動軸１０、駆動プレート２０及び揺動プレート３０を有するパワートレイン全体の内部の質量バランスにも用いられる。

【0055】

図１０は、本発明の重要なパラメータを計算するための重要な寸法を示している。特に基準質量ｍ_refは、以下のように計算される。

【数3】

ρは揺動プレート３０の密度を表す。

【0056】

第１の揺動カム３１の幅ｃ、第２の揺動カム３２の幅ａ及び揺動カム３１、３２の間隔ｂが、互いに対してあらかじめ定められた比率にあり、もしくはプレート本体４０の直径ｄ_pに依存していると（図２を参照）、好ましいことが明らかにされており、その限りにおいて優先される。

【0057】

すなわち好ましくは、揺動カム３１、３２の間隔ｂとプレート本体４０の直径ｄ_pの間の比率（ｂ／ｄ_p）は、０．２と０．５の間、特に０．３４である。揺動カム３１、３２のそれぞれの幅ａ、ｃは、好ましくは互いに対して、０．７と４．０の間、特に１．６となる比率（ｃ／ａ）にある。
［構成１］
揺動プレート（３０）と少なくとも２つの往復ピストン（２５）とを有する往復圧縮機であって、
前記揺動プレート（３０）は少なくとも１つの揺動カム（３１、３２）と少なくとも１つのバランスウェイト（３８、３９）を有し、それらがプレート本体（４０）の第１の環状面（４１）に配置され、かつ前記往復ピストン（２５）はそれぞれピストン軸線Ｋを有し、該ピストン軸線は円直径ｄ _p を有する円の共通の円ライン上に配置され、
前記揺動プレート（３０）は、
揺動プレート質量ｍと、
密度ρと、
揺動プレート（３０）の傾斜角度Ψに依存する重心位置ｙと、
前記プレート本体（４０）の平行な第２の環状面（４１、４２）に対する第１の環状面（４１）の間隔に相当する厚みｚと、
駆動中に、前記揺動プレート（３０）の傾斜角度Ψに依存する揺動プレートアンバランスと、を有し、
前記揺動プレートアンバランスと基準アンバランスとの間のアンバランス比率Ｍについて、
［数１］

が、成立し、
前記基準アンバランスは、基準質量ｍ _ref と半分の円直径ｄ _p からなる積であり、前記基準質量ｍ _ref は前記プレート本体（４）の厚みｚ、前記円直径ｄ _p 及び前記揺動プレート（３０）の密度ρから求められ、Ψ＝０°とΨ＝２３°の間の傾斜角度範囲内の複数の、特にすべての、離散的な全ての傾斜角度Ψにおけるアンバランス比率Ｍの二乗平均平方根Ｍ _RMS について、
［数２］

が成立し、
Ｍ _RMS ＜０．０４５、特にＭ _RMS ＜０．０３５、特にＭ _RMS ＜０．０２２、特にＭ _RMS ＜０．０１、特にＭ _RMS ＜０．００６である、
往復圧縮機。
［構成２］
前記揺動プレート質量ｍと前記基準質量ｍ _ref との間の質量の比率ｍ／ｍ _ref は、最大で２．２、特に最大で１．９、特に最大で１．８５である、ことを特徴とする構成１に記載の往復圧縮機。
［構成３］
前記プレート本体（４０）は、複数の環状面（４１、４２）の間に平行に配置された中心平面Ｅを有し、中心平面Ｅからの前記揺動プレート（３０）の重心Ｓの間隔ｆと前記プレート本体（４０）の厚みｚとの間の比率ｆ／ｚは、最大で０．６ｍｍである、ことを特徴とする構成１又は２に記載の往復圧縮機。
［構成４］
重心Ｓが、前記プレート本体（４０）の外部、及び／又はプレート本体（４０）の回転軸線Ａの外部に配置されている、ことを特徴とする構成３に記載の往復圧縮機。
［構成５］
第１及び／又は第２の環状面（４１、４２）にそれぞれ接触カム（４３、４４）が配置され、該接触カムはプレート本体（４０）と堅固に結合され、前記接触カム（４３、４４）は圧縮ばね（４５、４６）のための外側へ湾曲した支持面を有している、ことを特徴とする構成１～４の何れか一項に記載の往復圧縮機。
［構成６］
前記揺動プレート（３０）が、往復圧縮機の駆動軸（１０）を挿通するための軸孔（３４）を有し、前記接触カム（４３、４４）は直接的に前記軸孔（３４）に隣接している、ことを特徴とする構成５に記載の往復圧縮機。
［構成７］
前記揺動プレート（３０）は、２つの揺動カム（３１、３２）を有し、それらが互いに対して平行に方向づけされている、ことを特徴とする構成１～６の何れか一項に記載の往復圧縮機。
［構成８］
前記第１の環状面（４１）に第１のバランスウェイト（３８）が設けられ、該第１のバランスウェイト（３８）は前記プレート本体（４０）の中心軸線Ｔに関して第１の角度α ₁ だけ回動して配置され、中心軸線Ｔは前記プレート本体（４０）の直径に沿って前記揺動カム（３１、３２）の間の中央に延びている、ことを特徴とする構成７に記載の往復圧縮機。
［構成９］
前記第２の環状面（４２）に第２のバランスウェイト（３９）が設けられ、該第２のバランスウェイト（３９）は前記プレート本体（４０）の中心軸線Ｔに関して第２の角度α ₂ だけ回動して配置され、中心軸線Ｔは前記プレート本体（４０）の直径に沿って前記揺動カム（３１、３２）の間の中央に延びている、ことを特徴とする構成７又は８に記載の往復圧縮機。
［構成１０］
第１の角度α ₁ と第２の角度α ₂ は、異なる大きさであり、及び／又は異なる符号を有している、ことを特徴とする構成９に記載の往復圧縮機。
［構成１１］
前記揺動プレート（３０）は２つの揺動カム（３１、３２）を有し、第１の揺動カム（３１）は第２の揺動カム（３２）よりも大きい材厚を有している、ことを特徴とする構成１～１０の何れか一項に記載の往復圧縮機。
［構成１２］
駆動プレート（２０）が設けられ、該駆動プレート（２０）は揺動カム（３１、３２）の間に延び２つの駆動カム（２２、２３）を有する、ことを特徴とする構成１～１１の何れか一項に記載の往復圧縮機。
［構成１３］
前記駆動プレート（２０）は第３のバランスウェイト（２４）を有し、該第３のバランスウェイト（２４）はセンター軸線Ｚに関して第３の角度α ₃ だけ回動して配置され、該センター軸線Ｚは前記駆動プレート（２０）の直径に沿って前記駆動カム（２２、２３）の間の中央に延びている、ことを特徴とする構成１２に記載の往復圧縮機。

【符号の説明】

【0058】

１０ 駆動軸
１４ 長手軸線
１５ ハウジング
２０ 駆動プレート
２１ 滑り面
２２ 第１の駆動カム
２３ 第２の駆動カム
２４ 第３のバランスウェイト
２５ 往復ピストン
２６ シリンダ
２８ 終端面
３０ 揺動プレート
３１ 第１の揺動カム
３２ 第２の揺動カム
３３ カム先端
３４ 軸孔
３７ 滑り軸受
３８ 第１のバランスウェイト
３９ 第２のバランスウェイト
４０ プレート本体
４１ 第１の環状面
４２ 第２の環状面
４３ 第１の接触カム
４４ 第２の接触カム
４５ 第１の圧縮ばね
４６ 第２の圧縮ばね
４７ 支持面
α₁ 第１の角度
α₂ 第２の角度
α₃ 第３の角度
Ψ、ＰＳｉ 傾斜角度
ａ 第２の揺動カム３２の幅
ｂ 揺動カム３１、３２の間隔
ｃ 第１の揺動カム３１の幅
ｍ 揺動プレート３０の質量
ｍ_Ref 基準質量
ｄ_p 往復ピストン２５もしくはシリンダ２６の部分円直径
ｙ 偏り
Ｓ 重心
ｚ プレート本体４０の厚み
Ａ 回転軸線
Ｅ 中心平面
Ｔ 中心軸線
Ｚ センター軸線
ＲＭＳ 二乗平均平方根
Ｋ ピストン軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6】

【図7】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図9】

【図10】