特表 2023-516423 接線駆動降圧ポンプのシステム、ならびにレシプロエンジン、往復圧縮機、および往復ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-19

(54)【発明の名称】接線駆動降圧ポンプのシステム、ならびにレシプロエンジン、往復圧縮機、および往復ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F01B 9/02 20060101AFI20230412BHJP

   F02B 75/32 20060101ALI20230412BHJP

   F04B 35/01 20060101ALI20230412BHJP

   F04B 39/00 20060101ALI20230412BHJP

   F16C 3/08 20060101ALI20230412BHJP

   F16C 9/02 20060101ALI20230412BHJP

   F16C 17/02 20060101ALI20230412BHJP

   F16C 33/06 20060101ALI20230412BHJP

   F16C 33/20 20060101ALI20230412BHJP

【ＦＩ】

F01B9/02

F02B75/32 A

F04B35/01 A

F04B39/00 107C

F16C3/08

F16C9/02

F16C17/02 Z

F16C33/06

F16C33/20 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022553091

(86)(22)【出願日】2020-12-07

(85)【翻訳文提出日】2022-10-28

(86)【国際出願番号】 US2020063642

(87)【国際公開番号】W WO2021178016

(87)【国際公開日】2021-09-10

(31)【優先権主張番号】62/985,020

(32)【優先日】2020-03-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/104,681

(32)【優先日】2020-11-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522350520

【氏名又は名称】エンフィールド エンジン カンパニー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＥＮＦＩＥＬＤ ＥＮＧＩＮＥ ＣＯＭＰＡＮＹ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100116322

【弁理士】

【氏名又は名称】桑垣 衛

(72)【発明者】

【氏名】サンダース、ニコラス エイ．

(72)【発明者】

【氏名】サンダース、ライアン トーマス カイリー

【テーマコード（参考）】

3H003

3H076

3J011

3J033

【Ｆターム（参考）】

3H003AA02

3H003AB07

3H003AC02

3H003CA02

3H003CB03

3H003CD04

3H076AA02

3H076BB21

3H076CC12

3H076CC13

3H076CC24

3H076CC25

3H076CC36

3J011AA07

3J011BA02

3J011DA01

3J011KA02

3J011NA01

3J011PA03

3J011SB01

3J011SC01

3J033AA02

3J033AB03

3J033BA01

3J033GA01

3J033GA05

3J033GA07

(57)【要約】

本システムは、基部に対するピストンアセンブリの往復運動によって、ｙ軸に沿って往復運動するように構成された、軸方向に平行移動するｙ軸コンポーネントを有している。本システムは、軸受アセンブリを介して摺動可能にｙ軸コンポーネントに連結されて、ｙ軸コンポーネントと共にｙ軸に沿って平行移動する、ｘ軸コンポーネントも有している。ｘ軸コンポーネントは、ｙ軸コンポーネントに対して、ｙ軸に略垂直をなして往復運動するように構成されており、軌道出力コンポーネントと、該軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備えている。本システムは、ｘ軸およびｙ軸の両方に略垂直な方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定出力コンポーネントと、固定出力コンポーネントと略同軸の方向に基部に対して回転可能に取り付けられた固定連結コンポーネントと、をさらに有している。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

往復機構を備えたシステムであって、
少なくとも１つの軸受アセンブリを介してピストンアセンブリが摺動可能に取り付けられた基部に対する前記ピストンアセンブリの往復運動によって、実質的にｙ軸に沿って往復運動するように構成されている、軸方向に平行移動する少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと、
少なくとも１つの軸受アセンブリを介して摺動可能に前記少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに連結されて、該少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと共に前記ｙ軸に沿って平行移動する、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントであって、軌道出力コンポーネントと、該軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備える、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントと、
前記ｘ軸および前記ｙ軸の両方に略垂直な方向に前記基部に対して回転可能に取り付けられた固定出力コンポーネントであって、第１の一体型相互接続出力リンクを介して前記軌道出力コンポーネントと係合している、固定出力コンポーネントと、
前記固定出力コンポーネントと略同軸の方向に前記基部に対して回転可能に取り付けられた固定連結コンポーネントであって、前記第１の一体型相互接続リンクを介して前記少なくとも１つのｘ軸コンポーネントの前記軌道連結コンポーネントと係合している、固定連結コンポーネントと、を備えたシステム。

【請求項2】

前記少なくとも１つのｘ軸コンポーネントが、前記少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに対して、前記ｙ軸に略垂直をなして往復運動するように構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記少なくとも１つのｘ軸コンポーネントが、滑りブッシュ軸受を介して軸受シャフトに摺動可能に取り付けられている、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記滑りブッシュ軸受が少なくとも１つの滑りブッシュ軸受アセンブリを有し、該少なくとも１つの滑りブッシュ軸受アセンブリが、前記少なくとも１つのｘ軸コンポーネントに固定されるとともに、シャフトを介して前記少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに摺動可能に取り付けられており、
前記シャフト上を前記滑りブッシュ軸受が摺動する、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記滑りブッシュ軸受が少なくとも１つの滑りブッシュ軸受アセンブリを有し、該少なくとも１つの滑りブッシュ軸受アセンブリが、前記少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに固定されるとともに、シャフトを介して前記少なくとも１つのｘ軸コンポーネントに摺動可能に取り付けられており、
前記シャフト上を前記滑りブッシュ軸受が摺動する、請求項３に記載のシステム。

【請求項6】

前記シャフトが硬化研磨鋼シャフトを含む、請求項３に記載のシステム。

【請求項7】

前記ピストンアセンブリが、ピストンおよびピストンロッドを有している、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記ピストンロッドが、滑りブッシュ軸受を介して前記基部に摺動可能に取り付けられている、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記ピストンロッドが硬化研磨鋼シャフトを含む、請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

複数のｙ軸コンポーネントが前記ｘ軸コンポーネントに摺動可能に連結されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

各ｙ軸コンポーネントが、対応するピストンアセンブリに取り付けられて該ピストンアセンブリと共に往復運動する、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記軸受アセンブリの各々が、市販の軸受材料である、
バビット軟質金属、
真鍮、
ベアリンググレードのＶＥＳＰＥＬ（登録商標）プラスチック、
ベアリンググレードのＴＯＲＬＯＮ（登録商標）プラスチックまたは
ベアリンググレードのＰＥＥＫ（登録商標）プラスチックの少なくともいずれか１つを含む滑りブッシュ軸受を有している、請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

前記軸受アセンブリが、少なくとも１つの再循環ボールブッシュアセンブリを有している、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記軸受アセンブリのそれぞれが、市販のプラスチック軸受材料を含む滑りブッシュ軸受を有している、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

レシプロエンジンであって、
少なくとも１つの軸受アセンブリを介してピストンアセンブリが摺動可能に取り付けられた基部に対する前記ピストンアセンブリの往復運動によって、実質的にｙ軸に沿って往復運動するように構成されている、軸方向に平行移動する少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと、
少なくとも１つの軸受アセンブリを介して摺動可能に前記少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに連結されて、該少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと共に前記ｙ軸に沿って平行移動する、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントであって、軌道出力コンポーネントと、該軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備える、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントと、
前記ｘ軸および前記ｙ軸の両方に略垂直な方向に前記基部に対して回転可能に取り付けられた固定出力コンポーネントであって、第１の一体型相互接続出力リンクを介して前記軌道出力コンポーネントと係合している、固定出力コンポーネントと、
前記固定出力コンポーネントと略同軸の方向に前記基部に対して回転可能に取り付けられた固定連結コンポーネントであって、前記第１の一体型相互接続リンクを介して前記少なくとも１つのｘ軸コンポーネントの前記軌道連結コンポーネントと係合している、固定連結コンポーネントと、を備えたレシプロエンジン。

【請求項16】

往復圧縮機であって、
少なくとも１つの軸受アセンブリを介してピストンアセンブリが摺動可能に取り付けられた基部に対する前記ピストンアセンブリの往復運動により、実質的にｙ軸に沿って往復運動するように構成された、軸方向に平行移動する少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと、
少なくとも１つの軸受アセンブリを介して摺動可能に前記少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに連結されて、該少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと共に前記ｙ軸に沿って平行移動する、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントであって、軌道出力コンポーネントと、該軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備える、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントと、
前記ｘ軸および前記ｙ軸の両方に略垂直な方向に前記基部に対して回転可能に取り付けられた固定出力コンポーネントであって、第１の一体型相互接続出力リンクを介して前記軌道出力コンポーネントと係合している、固定出力コンポーネントと、
前記固定出力コンポーネントと略同軸の方向に前記基部に対して回転可能に取り付けられた固定連結コンポーネントであって、前記第１の一体型相互接続リンクを介して前記少なくとも１つのｘ軸コンポーネントの前記軌道連結コンポーネントと係合している、固定連結コンポーネントと、を備えた往復圧縮機。

【請求項17】

往復ポンプであって、
少なくとも１つの軸受アセンブリを介してピストンアセンブリが摺動可能に取り付けられた基部に対する前記ピストンアセンブリの往復運動により、実質的にｙ軸に沿って往復運動するように構成された、軸方向に平行移動する少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと、
軸受シャフトおよび軸受アセンブリを介して摺動可能に前記少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに連結されて、該少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと共に前記ｙ軸に沿って平行移動する、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントであって、軌道出力コンポーネントと、該軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備える、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントと、
前記ｘ軸および前記ｙ軸の両方に略垂直な方向に前記基部に対して回転可能に取り付けられた固定出力コンポーネントであって、第１の一体型相互接続出力リンクを介して前記軌道出力コンポーネントと係合している、固定出力コンポーネントと、
前記固定出力コンポーネントと略同軸の方向に前記基部に対して回転可能に取り付けられた固定連結コンポーネントであって、前記第１の一体型相互接続リンクを介して前記少なくとも１つのｘ軸コンポーネントの前記軌道連結コンポーネントと係合している、固定連結コンポーネントと、を備えた往復ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、概してレシプロエンジン、ポンプおよび圧縮機に関する。より詳細には、本出願は、レシプロエンジン、ポンプおよび圧縮機用の動力伝達装置ならびに関連するシステムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なレシプロエンジンは、クランクシャフト・コネクティングロッド機構を用いて、シリンダ内を平行移動する１つまたは複数のピストンの直線往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換し、またこの逆の変換も行う。このような機構は、本明細書では動力伝達装置と称する。例えば、内燃機関（ＩＣエンジン）は、最も一般的な種類のレシプロエンジンである。レシプロエンジンは、一般的に、各種燃料（ガソリン等）の燃焼中に放出される化学エネルギーまたは熱エネルギー（蒸気から得られるエネルギー等）を、物体の移動（物体の駆動等）により適した運動エネルギー（機械的な回転運動等）に変換するために使用される。レシプロエンジンのクランクシャフトは、典型的には、自動車、発電機、トラック、飛行機、溶接機、船舶、ブルドーザー、オートバイ、ボート等の様々な装置や車両を動かすための出力装置に接続されるエンジン要素である。

【0003】

動力伝達装置の一般的な課題のひとつとして、装置によって変換される使用可能な動力量の最大化が挙げられる。これは、レシプロエンジン（内燃機関等）や、他の種類のエンジン、ポンプおよび圧縮機にも当てはまる。従来の動力伝達装置では、概して動力伝達装置自体の構造に起因する制約により、最適な動力伝達が必ずしも達成されているわけではない。特に、エネルギー損失を可能な限り最小化させることに注目の高まっている産業において動力伝達装置が使用される場合は、より効率的な動力伝達装置が求められており、例えば、以前から存在している従来型の装置と比較して効率的に動力を変換できる装置が必要とされている。

【発明の概要】

【0004】

本技術の一態様は、往復機構を含むシステムに関する。本システムは、少なくとも１つの軸受アセンブリを介してピストンアセンブリが摺動可能に取り付けられた基部に対するピストンアセンブリの往復運動によって、実質的にｙ軸に沿って往復運動するように構成されている、軸方向に平行移動する少なくとも１つのｙ軸コンポーネントを有している。本システムは、少なくとも１つの軸受アセンブリを介して摺動可能に少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに連結されて、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと共にｙ軸に沿って平行移動する、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントも有している。少なくとも１つのｘ軸コンポーネントは、軌道出力コンポーネントと、軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備えている。

【0005】

本システムは、ｘ軸およびｙ軸の両方に略垂直な方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定出力コンポーネントをさらに有している。固定出力コンポーネントは、第１の一体型相互接続出力リンクを介して軌道出力コンポーネントと係合するように構成されている。本システムは、固定出力コンポーネントと略同軸の方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定連結コンポーネントをさらに有している。固定連結コンポーネントは、第１の一体型相互接続リンクを介して少なくとも１つのｘ軸コンポーネントの軌道連結コンポーネントと係合するように構成されている。

【0006】

本技術は、以下の特徴のいずれかをさらに含むことができる。
いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントが、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに対して、ｙ軸に略垂直をなして往復運動するように構成されている。いくつかの実施形態においては、ｘ軸コンポーネントが、滑りブッシュ軸受を介して軸受シャフトに摺動可能に取り付けられている。例えば、いくつかの実施形態においては、滑りブッシュ軸受が少なくとも１つの滑りブッシュ軸受アセンブリを有し、少なくとも１つの滑りブッシュ軸受アセンブリが、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントに固定されるとともに、シャフトを介して少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに摺動可能に取り付けられており、シャフト上を滑りブッシュ軸受が摺動する。他の実施形態においては、滑りブッシュ軸受が少なくとも１つの滑りブッシュ軸受アセンブリを有し、少なくとも１つの滑りブッシュ軸受アセンブリが、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに固定されるとともに、シャフトを介して少なくとも１つのｘ軸コンポーネントに摺動可能に取り付けられており、シャフト上を滑りブッシュ軸受が摺動する。

【0007】

いくつかの実施形態では、シャフトは硬化研磨鋼シャフトである。いくつかの実施形態では、ピストンアセンブリは、ピストンおよびピストンロッドを有している。例えば、いくつかの実施形態では、ピストンロッドが、滑りブッシュ軸受を介して基部に摺動可能に取り付けられている。いくつかの実施形態では、ピストンロッドは硬化研磨鋼シャフトである。

【0008】

いくつかの実施形態では、１つまたは複数のｙ軸コンポーネントがｘ軸コンポーネントに摺動可能に連結されている。例えば、いくつかの実施形態においては、各ｙ軸コンポーネントが、対応するピストンアセンブリに取り付けられてピストンアセンブリと共に往復運動する。

【0009】

いくつかの実施形態では、軸受アセンブリのそれぞれが滑りブッシュ軸受を有している。例えば、いくつかの実施形態では、滑りブッシュ軸受は、バビット軟質金属と、Ｄｕｐｏｎｔ社のベアリンググレードＶＥＳＰＥＬ（登録商標）ＳＰ－２１、ベアリンググレードＴＯＲＬＯＮ（登録商標）４５４０またはベアリンググレードＰＥＥＫ（登録商標）等の、多くの製造会社から入手可能な、設計された工業用プラスチックと、再循環ボールタイプリニアブッシュとのうちの少なくとも１つから形成される。

【0010】

いくつかの実施形態では、軸受アセンブリが少なくとも１つの再循環ボールブッシュアセンブリを有している。いくつかの実施形態においては、軸受アセンブリそれぞれが、市販のプラスチック軸受材料を含む滑りブッシュ軸受を有している。

【0011】

本技術の別の態様はレシプロエンジンに関する。本レシプロエンジンは、少なくとも１つの軸受アセンブリを介してピストンアセンブリが摺動可能に取り付けられた基部に対するピストンアセンブリの往復運動によって、実質的にｙ軸に沿って往復運動するように構成されている、軸方向に平行移動する少なくとも１つのｙ軸コンポーネントを有している。本レシプロエンジンは、少なくとも１つの軸受アセンブリを介して摺動可能に少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに連結されて、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと共にｙ軸に沿って平行移動する、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントも有している。少なくとも１つのｘ軸コンポーネントは、軌道出力コンポーネントと、軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備えている。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントは、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに対して、ｙ軸に略垂直をなして往復運動するように構成されている。

【0012】

本レシプロエンジンは、ｘ軸およびｙ軸の両方に略垂直な方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定出力コンポーネントをさらに有している。固定出力コンポーネントは、第１の一体型相互接続出力リンクを介して軌道出力コンポーネントと係合するように構成される。本レシプロエンジンは、固定出力コンポーネントと略同軸の方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定連結コンポーネントをさらに有している。固定連結コンポーネントは、第１の一体型相互接続リンクを介して、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントの軌道連結コンポーネントと係合するように構成されている。

【0013】

本技術の別の態様は往復圧縮機に関する。本往復圧縮機は、少なくとも１つの軸受アセンブリを介してピストンアセンブリが摺動可能に取り付けられた基部に対するピストンアセンブリの往復運動によって、実質的にｙ軸に沿って往復運動するように構成されている、軸方向に平行移動する少なくとも１つのｙ軸コンポーネントを有している。本往復圧縮機は、少なくとも１つの軸受アセンブリを介して摺動可能に少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに連結されて、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと共にｙ軸に沿って平行移動する、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントも有している。少なくとも１つのｘ軸コンポーネントは、軌道出力コンポーネントと、軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備えている。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントは、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに対して、ｙ軸に略垂直をなして往復運動するように構成されている。

【0014】

本往復圧縮機は、ｘ軸およびｙ軸の両方に略垂直な方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定出力コンポーネントをさらに有している。固定出力コンポーネントは、第１の一体型相互接続出力リンクを介して軌道出力コンポーネントと係合するように構成される。本往復圧縮機は、固定出力コンポーネントと略同軸の方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定連結コンポーネントをさらに有している。固定連結コンポーネントは、第１の一体型相互接続リンクを介して、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントの軌道連結コンポーネントと係合するように構成されている。

【0015】

本技術の別の態様は往復ポンプに関する。本往復ポンプは、少なくとも１つの軸受アセンブリを介してピストンアセンブリが摺動可能に取り付けられた基部に対するピストンアセンブリの往復運動によって、実質的にｙ軸に沿って往復運動するように構成されている、軸方向に平行移動する少なくとも１つのｙ軸コンポーネントを有している。本往復ポンプは、少なくとも１つの軸受アセンブリを介して摺動可能に少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに連結されて、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントと共にｙ軸に沿って平行移動する、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントも有している。少なくとも１つのｘ軸コンポーネントは、軌道出力コンポーネントと、軌道出力コンポーネントと略同軸に配置された軌道連結コンポーネントとを備えている。いくつかの実施形態においては、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントは、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントに対して、ｙ軸に略垂直をなして往復運動するように構成されている。

【0016】

本往復ポンプは、ｘ軸およびｙ軸の両方に略垂直な方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定出力コンポーネントをさらに有している。固定出力コンポーネントは、第１の一体型相互接続出力リンクを介して軌道出力コンポーネントと係合するように構成される。本往復ポンプは、固定出力コンポーネントと略同軸の方向に基部に対して回転可能に取り付けられた、固定連結コンポーネントをさらに有している。固定連結コンポーネントは、第１の一体型相互接続リンクを介して、少なくとも１つのｘ軸コンポーネントの軌道連結コンポーネントと係合するように構成されている。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、例示的な接線駆動機構の斜視図。

【図2】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、図１の例示的な接線駆動機構の正面図。

【図3】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、図１の例示的な接線駆動機構の側面図。

【図4】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、図１の例示的な接線駆動機構のピストンの１つを通る断面図。

【図5】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、図１の例示的な接線駆動機構のｘ軸コンポーネントの一例を示す図。

【図6】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、図５の例示的なｘ軸コンポーネントの断面図。

【図7】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、例示的なピストンロッドブッシュ軸受アセンブリを示す図。

【図8】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、図７の例示的なピストンロッドブッシュ軸受アセンブリの断面図。

【図9】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、例示的なクランクシャフトアセンブリを示す図。

【図10】本明細書に記載の技術の実施形態に係る、図１の例示的な接線駆動機構を用いた例示的な３連プランジャポンプを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本明細書に記載のシステムおよび方法の効果ならびにさらに別の効果は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって明瞭に理解される。図面は必ずしも寸法比率が等しいものではなく、記載される実施形態の趣旨の例示のみに重点が置かれている。

【0019】

本技術は、周知の技術に対して進歩性を有する複数の特徴を備えた新規の接線駆動（ｔａｎｇｅｎｔ ｄｒｉｖｅ）機構に関する。例えば、本明細書に記載の技術は、米国特許第９９５８０４１号明細書、米国特許第１０４３６２９６号明細書、米国特許第１０８０１５９０号明細書および米国特許第１０８５１８７７号明細書に記載された接線駆動機構に対する改良を含む。さらに、本明細書に記載の技術は、米国特許第１０１３８８０７号明細書および米国特許第９３１６２４９号明細書に記載されているスコッチヨーク機構、スティラースミス機構および両スライダ機構等の、類似している既存の駆動機構に対する改良を含む。本明細書に記載の接線駆動機構は、エンジン、ポンプおよび圧縮機等の、様々な用途向けに開発されている。上記の従来技術の各機構は、本発明の接線駆動機構と同様に、純粋な正弦波状のピストン運動を生じさせるという有益な特徴を有している。この正弦波状のピストン運動は、従来のクランクシャフト・コネクティングロッド機構のスライダ・クランク構造によってもたらされるピストン運動と比較して、いくつかの熱力学的な利点を有している。これらの熱力学的な利点は、例えばＳＡＥインターナショナルの刊行物Ｎｏ．８７０６１５（スティラースミス機構の熱力学的影響（Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｔｉｌｌｅｒ－Ｓｍｉｔｈ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ））等の複数の技術刊行物に記載されている。しかしながら、従来技術の機構では、進歩的ではあるが複雑な設計によって上記の動きを発生させており、過度に複雑で非効率的であった。

【0020】

例えば、米国特許第９３１６２４９号明細書、米国特許第１０１３８８０７号明細書、米国特許第１０８０１５９０号明細書および米国特許第１０８５１８７７号明細書に記載の接線駆動に関する発明では、ハイポサイクロイド伝達装置を用いてピストンの正弦波状往復運動を発生させる一般的な実施形態が記載されている。ギアを有する実施形態は、製造コストが高く、ギアによる摩擦損失が大きくなるという欠点がある。また、従来技術の接線駆動機構は、各移動軸線それぞれに対して複数のリニア軸受を必要とする。この点は、米国特許第１０８５１８７７号明細書のギア付きまたはギア無しの実施形態のいずれにも該当する。各軸受によって摩擦損失が増加する。本明細書に記載するように、実施形態のピストンロッドアセンブリを実施形態の基部に対して摺動可能に直接的に接続することによって、接線駆動機構を簡素化することができ、ピストンおよびピストンロッドアセンブリをｙ軸コンポーネントとして機能させることが可能となる。

【0021】

さらに別の例であるスコッチヨーク機構では、ピストンロッドまたはロッドスライドのいずれかに垂直に設けられた線状スライド溝上において、回転するクランクシャフトジャーナルを直接的に係合および摺動させる必要がある。このため、この機構では、必要とされる材料強度、必要とされる公差、部品の早期摩耗および摩擦損失が非常に大きい。従来とは異なる方法でクランクシャフトジャーナルを利用する上記機構は、１００年以上にわたってレシプロエンジン、ポンプおよび圧縮機での利用の主流から除外されてきた。さらに別の例であるスティラースミス機構では、多くの部品からなる複雑なリンク機構を用いて正弦波状のピストン運動を発生させている。この機構は、摩擦損失が大きく、部品が多いため信頼性に懸念があり、動釣合いに問題があるうえ、製造コストも高い。上記機構は、正弦波状のピストン運動の効果を研究するために学術研究機関で使用されたが、実用的かつ製造可能な機構に発展することはなかった。さらに別の例である両スライダ機構では、直線的摺動を制御するために、可動軸と複数のダブテールスライドとをＬ型ブラケット状の位置関係に固定する必要がある。Ｌ型ブラケット設計により構造が限定的であるため、用途が制限されるとともに、費用対効果が限定される。また、摺動部品に起因して、摩擦損失が大きく、動釣合いを取ることが困難であり、かつ、製造コストが高い。

【0022】

一実施形態では、本発明の接線駆動機構は、少なくとも１つのリニア滑りブッシュ軸受アセンブリ等を介してエンジン、ポンプまたは圧縮機の基部に直接的かつ摺動可能に取り付けられた少なくとも１つのピストンアセンブリを有する、少なくとも１つのｙ軸コンポーネントを備えている。ｙ軸コンポーネントは、ピストンガイド（シールまたはリング）と、基部に固定されるとともに、ピストンアセンブリのピストンロッドに摺動可能に取り付けられた少なくとも１つのリニア滑りブッシュ軸受との組み合わせによって、ｙ方向のみに往復運動するように拘束される。また、ｙ軸コンポーネントは、ピストンロッドと、基部に取り付けられるとともにピストンロッドに摺動可能に取り付けられたガイドおよび／または拘束リニア滑りブッシュ軸受と、を含むピストンアセンブリ、および、ｙ軸コンポーネントと共に平行移動し、ｙ軸コンポーネントに対して略垂直に移動するように拘束されている、摺動可能に取り付けられたｘ軸コンポーネントを有している。ｙ軸コンポーネントの方向の制約がピストン、ピストンロッドおよび基部に適用されているため、機構全体が大幅に簡素化される。例えば、単一のクランクスローにおいて、互いに異なる様々な角度で複数のピストンを使用できる。対応する角度で基部に摺動可能に取り付けられた、対応するｙ軸コンポーネント（ピストンとピストンロッド）アセンブリを介して、対応する角度に各ピストンアセンブリが拘束される。

【0023】

ｘ軸コンポーネントアセンブリは、少なくとも１つのリニア滑りブッシュ軸受アセンブリを介してｙ軸コンポーネントアセンブリに摺動可能に取り付けられる。好適な実施形態においては、ｙ軸コンポーネントまたはｘ軸コンポーネントのいずれかに硬化鋼シャフトが固定される。摺動可能にシャフトに取り付けられた少なくとも１つのリニア滑りブッシュ軸受が、ｙ軸コンポーネントまたはｘ軸コンポーネントのいずれかと接する。ｘ軸コンポーネントアセンブリも、滑りジャーナル軸受を介してクランクスローに回転可能に取り付けられ、クランクスローによって駆動されるか、クランクスローを駆動する。いくつかの実施形態においては、単一のクランクスロー上の単一のｘ軸コンポーネントに対して、複数のｙ軸コンポーネントが、互いに異なる様々な角度で摺動可能に取り付けられている。上記角度は、基部におけるｙ軸コンポーネントの配置によって設定される。いくつかの実施形態においては、単一のクランクスロー上の複数のｘ軸コンポーネントが、互いに異なる様々な角度で複数のｙ軸コンポーネントに摺動可能に取り付けられる。これらの角度も、基部におけるｙ軸コンポーネントの配置によって設定される。いくつかの実施形態では、クランクシャフト、滑り軸受、ｘ軸コンポーネントアセンブリ、ｙ軸コンポーネントアセンブリおよび装置基部アセンブリに穿孔されたオイル通路を介して、軸受の能動的な給油が行われる。いくつかの実施形態では、機構全体の動的なバランスを取るためには、自転車のクランクリンクを介した好適な接続を備えた、バランスウェイトおよび／または追加のｙ軸（またはｙプレート）アセンブリが必要とされる。

【0024】

本明細書に記載の接線駆動機構は、軸受の摩擦損失を軽減する必要性、寿命の非常に長い軸受の必要性ならびに単動式および複動式の装置の両方で動作可能な機構の必要性、特に、ｙ軸コンポーネントへのｘ軸コンポーネントの摺動接続におけるこれらの必要性を考慮して考案された。滑り軸受は、基本的に薄い油膜で動作する軸受であり、理想的な条件下では、２つの可動面の間の摩擦がほとんど発生しない。滑りブッシュ軸受を使用した場合、回転面または移動面の間の境界面に強力な強制給油が必要になる場合もある。

【0025】

一実施形態では、ブッシュ軸受は滑らかな軟質金属（バビット等）またはＶＥＳＰＥＬ（登録商標）ＳＰ－２１等の工業用ベアリンググレードのプラスチックから製造され、強力に給油される。往復運動を行う装置において使用され、また、動作時にはクランクシャフトが１８０度回転するごとにｘ軸コンポーネント（またはｘプレート）アセンブリが停止して方向が反転するため、比較的高い油圧を必要とする場合もある。このような動きであることから、給油は流体動力学的および流体静力学的に作用させる必要がある。動的に作用する高い油圧に起因して、方向反転時にオイル用のオイル間隙が空になることを阻止するために、チェックバルブが必要になる場合もある。ｘプレートは出力クランクリンクまたはシャフトに取り付けられているため、シャフトを介して強力なオイルの流れを供給できる場合が多い。ブッシュ軸受が取り付けられるプレート（ｘプレートまたはｙプレート）によっては、オイル通路の配置が複雑化する場合もある。いくつかの実施形態においては、ブッシュ軸受アセンブリは、単純に穿孔された単一の通路を必要とするｘ軸コンポーネント（ｘプレート）アセンブリに固定される。

【0026】

いくつかの実施形態では最高品質のブッシュ軸受材料が使用される。潤滑油が施されたバビットに加えて、頑丈な工業用プラスチックを使用することによって、シンプルな設計の寿命を延長できる。３つの石油化学プラスチックである３つの異なる製造会社によるＶＥＳＰＥＬ（登録商標）、ＴＯＲＬＯＮ（登録商標）およびＰｅｅｋ（登録商標）は、本発明の接線駆動の滑りブッシュ軸受に適した材料である。上記の各製造プラスチックには、多くのグレードと種類がある。上記プラスチック材料は、接線駆動のｘ軸コンポーネントおよびｙ軸コンポーネントの両方の往復（前後）運動によって生じる、断続的、すなわち停止と駆動が繰り返される軸受の動きを伴う用途に合わせて作製および販売されているものであるため、本発明の軸受ブッシュは、これらのプラスチック材料の理想的な用途である。例えば、ＶＥＳＰＥＬ（登録商標）ＳＰ－２１は、無潤滑で使用できるプラスチックグレードであり、ブッシュ軸受に適用された場合、潤滑油を施したバビットと同等またはそれ以上の性能を同じ摩擦係数で発揮する。

【0027】

図１～３は、２気筒エンジン、ポンプまたは圧縮装置に適用される接線駆動機構の斜視図、正面図および側面図である。図１～３に装置５として例示されるエンジン、ポンプまたは圧縮機は、図示を明瞭にするために輪郭線で示された装置クランクケース１０およびシリンダブロック１１を備えている。本発明に必須ではない他の部分は図示を省略している。図４は、本発明の主要構成要素を示す、装置５のピストンの１つを通る断面図である。図５はｘ軸コンポーネントを示す図であり、図６はｘ軸コンポーネントの断面図である。図７はピストンロッドブッシュ軸受アセンブリを示し、図８はピストンロッドブッシュ軸受アセンブリの断面図である。図９はクランクシャフトアセンブリを示す。図１０は３連プランジャポンプとして構成された本発明を示す図である。

【0028】

クランクシャフト２０は、入力／出力リンク２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、入力／出力動力シャフト２２、主軸受ジャーナル２３ａおよび２３ｂ、ならびにｘ軸コンポーネント軸受ジャーナル２４ａおよび２４ｂを有している。ポンプまたは圧縮機として動作する場合、動力入力シャフト２２はクランクシャフトを円形運動で駆動する。動力入力シャフトは、電気モータまたは内燃機関（図示せず）によって駆動できる。リンクは一体構造のクランクシャフトの必須要素であり、複数の入力／出力リンクおよび軸受ジャーナルからなる。クランクシャフトには、ジャーナルに配置された軸受に圧力下でオイルを供給するために、オイル潤滑剤の通路が貫通している。２連シリンダ装置は、図に示すように、主軸受ジャーナル２３ａおよび２３ｂと、ｘ軸コンポーネント軸受ジャーナル２４ａおよび２４ｂとを有している。これらの軸受ジャーナルは、滑り潤滑軸受またはボールベアリングもしくはローラーベアリングに対応して設計されている。

【0029】

好適な実施形態においては、ｘ軸コンポーネントの軸受は滑りジャーナル軸受であり、流体力学的油膜を用いて摩擦を低減し、クランクシャフト２０の回転時の金属同士の接触からジャーナルを保護する。主軸受ジャーナル２３ａおよび２３ｂは、入力シャフト軸線２２ａに沿って配置されている。これらの主軸受ジャーナルは、ｘ軸コンポーネント軸受と同じ動作特性を備えた滑りジャーナル軸受に対応していてもよいし、潤滑ボールベアリングまたはローラーベアリングであってもよい。装置５では、図１～３に示すように、テーパー状のローラーベアリング２５ａおよび２５ｂが使用されている。テーパー状のローラーベアリングは、クランクシャフトに沿ったスラストの発生に対処するためにクランクシャフトで使用される場合がある。２連シリンダ装置は、図１～４に示すように、２つのクランクスロー２６ａおよび２６ｂを有したクランクシャフト２０を備えている。各スローは、２つのリンクと軸受ジャーナルで構成されている。クランクシャフトおよび接続されたアセンブリの回転の動的なバランスを保つために、通常の場合、２つのクランクスローは１８０°離して配置されている。

【0030】

図１に示すように、ピストンシリンダ１１ａおよび１１ｂは、ブロック１１（または基部）内に並んで配置される。つまり、シリンダブロックをｚ方向から見た場合、シリンダブロック１１（または基部）において、２つのシリンダの中心線の間の角度は０である。これは、多くのエンジン、圧縮機およびポンプで一般的に使用されている構成である。ガス圧縮においては、２つのシリンダ１１ａおよび１１ｂが、ｚ方向から見てシリンダブロック１１（または基部）内で１８０°離れて配置されている構成も同様に普及している。ガス圧縮では、圧縮機は単動式か、両方向のピストンストロークでピストンがガスを圧縮する複動式かのいずれかで動作するように構成できる。また、ガス圧縮においては、圧縮機は、一段式の圧縮機または二段式（またはそれ以上）の圧縮機として構成可能であり、多段式の場合、一段目で圧縮されたガスが以降の段に送られる。接線駆動機構は、上記ガス圧縮機構成のすべてにおいて実質的に同様に機能する。

【0031】

いくつかの実施形態では、クランクシャフト２０の複数の特徴部に対する追加の重み付け等、他のクランクシャフト均衡化特性が採用される。本発明は、追加の均衡化手法が実質的に不要であることをその主な特徴とする。これは、クランクシャフト・コネクティングロッド機構の動きが発生しないため、これに起因するアンバランスなｘ軸方向の力がほとんど排除されるためである。接線駆動機構は、ｘ軸方向のアンバランスな力を実質的に排除して、純粋な正弦波状運動を行うものであり、ｘ軸方向のアンバランスな力は弱い摺動摩擦力によって置き換えられている。例えば、一般的な往復ガス圧縮機では、クロスヘッドに対して、クランクシャフトの回転軸線とｙ軸（ピストン運動の軸線）との両方に垂直な大きなｘ軸方向の力を加える、クランクシャフト・コネクティングロッド・クロスヘッド構成が用いられている。この力は圧縮機を介して伝達され、強い振動源となる。接線駆動機構では、コネクティングロッドおよびクロスヘッドが、摺動するｘ軸コンポーネントの動きに置き換えられている。したがって、発生するのは弱い摺動摩擦力のみであるため、追加の均衡化手法が実質的に不要である。

【0032】

ｘ軸軸受ジャーナル２４ａおよび２４ｂには、ｘ軸コンポーネントアセンブリ２７ａおよび２７ｂが取り付けられている。いくつかの実施形態では、２つのアセンブリ２７ａおよび２７ｂは同一である。図５および６に、ｘ軸コンポーネントアセンブリ２７ａを個別に示す。ｘ軸コンポーネントアセンブリ２７ａおよび２７ｂは、クランクシャフト２０と対応するｙ軸コンポーネント４０ａおよび４０ｂとの間で動力を伝達するインターフェース部材である。ｘ軸コンポーネントは、接線駆動機構の主要な連結要素である。ｘ軸コンポーネントは、他の類似の正弦波状運動機構とは異なる、滑らかな低摩擦の正弦波状運動を可能にする、連結軸受要素を有している。

【0033】

ｘ軸コンポーネントアセンブリ２７ａおよび２７ｂの各々は、本体２８、ジャーナル軸受キャップ２９ａ、ジャーナル軸受キャップボルト２９ｂおよび２９ｃ、滑りジャーナル軸受３０ａおよび３０ｂならびに２つの滑りブッシュ軸受３１ａおよび３１ｂから構成される。２つのブッシュ軸受によって、ｘ軸連結要素の低摩擦運動が可能となり、他の類似機構に対する本接線駆動機構の差別化が達成されている。２つのブッシュ軸受が配置されていることによって、動きの安定性が向上している。いくつかの実施形態では、ｘ軸本体２８およびジャーナル軸受キャップ２９ａは、高強度鋼、高強度アルミニウムまたはチタンから形成される。滑りブッシュ軸受３１ａおよび３１ｂは、ｙ軸コンポーネント４０ａおよび４０ｂにそれぞれ固定されたブッシュ軸受シャフト４１ａおよび４１ｂ上を自由に摺動できるように設計されている。いくつかの実施形態では、滑りブッシュ軸受３１ａおよび３１ｂは軟質金属バビット材料からなり、所定箇所に鋳造するか、プレス加工部品または熱収縮部品として所定箇所に嵌合されるか、接着剤もしくは別個のネジ等の手段によって所定箇所に係止される。他の実施形態では、滑りブッシュ軸受３１ａおよび３１ｂは、ＶＥＳＰＥＬ（登録商標）ＳＰ－２１等の工業用プラスチックで形成され、所定の位置にプレスまたは熱収縮によって配置されるか、接着剤、ダウエルピンまたは別個のネジ等によって所定の位置に係止される。熱収縮は、組み立てられた部品を、熱膨張を利用して一体的に固定する製造技術であり、一般的に用いられている。

【0034】

寿命を延ばし、摩擦を低減させるためにはブッシュ軸受の潤滑が重要である。図４に示すように、ブッシュ軸受の潤滑を行うために、潤滑孔４２ａ、潤滑チャネル４２ｂおよび潤滑溝４２ｃが設けられている。高圧のオイルが、クランクシャフト２０に穿孔された給油通路を介して軸受に供給される。いくつかの実施形態では、油圧は約０．１３７ＭＰａ（２０ｐｓｉｇ）～約１．０３４ＭＰａ（１５０ｐｓｉｇ）である。いくつかの実施形態では、オイルは、図示されていない外部ポンプによってクランクシャフト２０に圧送される。滑りブッシュ軸受の代わりに、市販のボールブッシュを使用してもよい。いくつかの実施形態では、ブッシュ軸受シャフト４１ａおよび４１ｂは同一であり、高強度の硬化鋼から形成され、潤滑されたブッシュ軸受３１ａおよび３１ｂの強制的な摺動を考慮して非常に滑らかな表面を有するように高度に研磨されている。一般的な硬化シャフトのロックウェル硬度は、ＨＲＣ５０～ＨＲＣ６０である。表面硬度は最も重要なパラメータであることが、多くの技術文書や技術雑誌に記載されている。シャフトの表面が柔らかすぎる場合（例えば３０ＨＲＣ未満）、滑りブッシュがシャフトを傷付ける可能性があり、軸受の早期故障が発生して、シャフトの交換が必要になる場合がある。

【0035】

シャフト４１は、ｙ軸コンポーネント４０に堅く装着されており、シャフトを所定位置に保持するために各端部に固定されたスナップリング４３を有している。別の例においては、ブッシュ軸受シャフト４１は、ｙ軸コンポーネント４０上の所定の位置にプレスまたは熱収縮によって配置される。シャフト４１は、エンジン、ポンプまたは圧縮機のいずれの用途においても、本発明の動作時に非常に大きな負荷を受ける。動作時には、ｘ軸コンポーネントがシャフトの長さ方向に前後に摺動する際に、変動する強い負荷または力がシャフトの軸線に対して垂直に加えられる場合が多い。負荷（力）の大きさは、エンジンにおけるピストンピンの負荷と略同等である。いくつかの実施形態では、長さが大きい（１４．２４ｃｍ（６インチ）～２２．８６ｃｍ（９インチ））場合が多く、端部でのみ支持されている構造であることから、材料の引張強度およびせん断強度は設計上の重要事項であり、非常に高くする必要がある。通常の場合、エンジンのピストンピンの製造に使用される高強度鋼が、ブッシュ軸受シャフト４１ａおよび４１ｂの材料として選択される。いくつかの実施形態では、１０１８、４１３０、４３４０、Ｈ１３およびマルエージング鋼Ｃ３００等の合金鋼が使用される。

【0036】

ｙ軸コンポーネント４０ａおよび４０ｂは、それぞれピストンロッド５０ａおよび５０ｂの下端に固定され、ピストンまたはピストンロッドアセンブリの一部になる。ｙ軸コンポーネント４０ａおよび４０ｂは、ピストンロッド５０ａおよび５０ｂに螺合され、ロックナット５１ａおよび５１ｂによって所定の位置にロックしてもよい。別の例においては、ｙ軸コンポーネント４０ａおよび４０ｂは、それぞれピストンロッド５０ａおよび５０ｂに対してプレスまたは熱収縮によって配置される。いくつかの実施形態においては、ピストンロッドは、高強度の硬化鋼で形成され、潤滑された滑りブッシュ軸受６１ａおよび６１ｂの強制的な摺動を考慮して非常に滑らかな表面を有するように高度に研磨されている。いくつかの実施形態では、硬化ピストンロッドのロックウェル硬度は、ＨＲＣ５０～ＨＲＣ６０である。ｙ軸のピストンロッドの摺動に２つのブッシュ軸受を用いることは、重要な設計的特徴であり、これによって機構全体の安定性と円滑な動作が向上する。滑りブッシュ軸受６１ａおよび６１ｂは、ハウジング６０ａおよび６０ｂ内に圧入または他の方法で固定される。

【0037】

図７および８に、軸受ハウジングアセンブリ６０ｂを示す。いくつかの実施形態では、ハウジング６０ａおよび６０ｂは、通常の場合、鋼またはステンレス鋼で形成され、装置基部に固定されている。ｙ軸方向の動きをピストンロッドの動きに固定することは、本発明の重要な特徴である。ｙ軸コンポーネント４０ａおよび４０ｂをピストンアセンブリに固定し、次にピストンアセンブリ（ピストンロッド）を装置基部に固定することによって、重要な設計上の制約が排除されている。必要とされるスペースやピストンおよびシリンダの正確な配置を決定するｙ軸方向の装着やｙ軸方向の移動等の制約が排除されている。本発明の特徴によって、位置合わせ、公差およびスペースの問題が実質的に解消される。例えば、ピストンとシリンダボアの空間的な関係をｙ軸ブッシュ軸受のみで固定することによって、ピストンシリンダの位置合わせと公差が大幅に改善される。

【0038】

いくつかの実施形態では、滑りブッシュ軸受６１ａおよび６１ｂは、軟質金属バビット材料で形成されており、所定箇所に鋳造するか、プレス部品として所定箇所に嵌合されるか、接着剤もしくは別個のネジ等の手段によって所定箇所に係止される。滑りブッシュ軸受６１ａおよび６１ｂは、ＶＥＳＰＥＬ（登録商標）ＳＰ－２１等の工業用ベアリンググレードのプラスチックで形成してもよく、所定箇所にプレス加工されるか、接着剤もしくは別個のネジによって所定箇所に係止してもよい。寿命を延ばし、摩擦を低減させるためにはブッシュ軸受の潤滑が重要である。図７および８には、潤滑孔７２ａ、潤滑チャネル７２ｂおよび潤滑溝７２ｃが示されている。高圧のオイルが、クランクシャフトに穿孔された給油通路を介して軸受に供給される。一般的な油圧は約０．１３７ＭＰａ（２０ｐｓｉｇ）～約１．０３４ＭＰａ（１５０ｐｓｉｇ）である。一般的に、オイルは、図示されていない外部ポンプによってクランクシャフトに圧送される。単一材料からなる滑りブッシュ軸受の代わりに、トムソンタイプスーパーメタル（ＴＨＯＭＳＯＮ ＴＹＰＥ ＳＵＰＥＲ ＭＥＴＲＩＣ）ボールブッシュ等の市販のリニアボールブッシュを使用してもよい。

【0039】

ピストン８０ａおよび８０ｂは、それぞれピストンロッド５０ａおよび５０ｂの上端に取り付けられている。いくつかの実施形態では、ピストン８０ａおよび８０ｂはピストンロッド５０ａおよび５０ｂに螺合され、ロックナット５１ｃおよび５１ｄによって所定の位置にロックしてもよい。別の例においては、ピストン８０ａおよび８０ｂは、それぞれピストンロッド５０ａおよび５０ｂに対してプレスまたは熱収縮によって配置される。ポンプまたは圧縮機として動作する場合、本発明において、クランクシャフト２０の入力シャフト２２に動力が入力され、クランクシャフト軸線２２ａを中心として円軌道上をクランクシャフトが駆動される。図中において、時計回りの回転は＋回転として示され、反時計回りの回転は－回転として示されている。

【0040】

図１０に、液体または揮発性ガス用の３連プランジャポンプとして構成された本発明を示す。３つのプランジャポンプピストンは、入力動力シャフトによって駆動される。各ピストンを駆動するクランクスローは、クランクシャフトの周囲に１２０°離間して配置されている。この設計は、ｙ軸方向の動きが、ポンプ基部に対するピストンロッドの動きに固定される本発明独自の特徴によって可能となっている。この構成によって、ｙ軸ピストンアセンブリに摺動可能に固定されたｘ軸コンポーネントが、任意の数のｙ軸ピストンアセンブリに対して、ｙ軸に垂直に移動可能となっている。設計がシンプルであるため、より多くのピストンスローをクランクシャフトの周囲に異なる角度で配置できる。例えば、６つのピストンクランクスローを６０°の間隔でクランクシャフトの周囲に配置してもよいし、５つのピストンスローを７２°の間隔で、または４つもしくは８つのピストンスローを４５°の間隔で配置してもよい。

【0041】

当業者であれば、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された事項の変形例、変更例および他の実施例を想到できる。したがって、本発明は、上記の例示的な説明のみに限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】