JPS62237002A - 圧力−機械変換装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は９作動流体の圧力を機械的運動に変換する圧力
−機械変換装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の装置としては、従来、第７図に示すものがある
。第７図を参照して、シリンダ１内にピストン２がスラ
イド可能に収容されている。

ピストン２はシリンダ１内を通過する作動流体の圧力に
よって駆動される。ピストン２の運動はロッド４を介し
てシリンダ１外に取シ出される。

作動流体をシリンダ１内に通過させるために。

シリンダ１の一端近傍に流体流人口６と流体流出ロアと
を設ける一方、他端近傍にも流体流人口８と流体流出口
９とを設けている。さらに。

流人口６，８と流出ロア、９とにはそれぞれ弁１１．１
２，１３．１４を設けている。これによると、弁１１〜
１４の開閉によってシリンダ１に対する作動流体の流人
・流出を制御し、ピストン２をシリンダ１内で往復させ
ることができる。

即ち９作動流体の圧力をピストン２の可動方向両面に交
互に作用させることができる。このようにピストンの両
面に交互に流体圧を作用させるタイプは一般に複動型と
呼ばれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら第７図の装置は、弁１１〜１４の数が多い
ため構成が複雑になる上に、それらの弁１１〜１４の開
閉制御も複雑になってしまう。

また９作動流体の流人・流出のための配管も多数型する
。その上、シリンダ１の壁部に配管接続用の孔を多く設
けなければならないという問題もある。

それ故に９本発明の目的は、弁の不要な複動型の圧力−
機械変換装置を提供することにある。

本発明の他の目的は９作動流体の流人・流出のための配
管の数を減らした複動型の圧力−機の壁部への孔の形成
数を減少させた複動型の圧力−機械変換装置の提供にあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば１作動流体の圧力を機械的運動に変換す
る圧力−機械変換装置において、シリンダ、上記シリン
ダ内に直列にかっ摺動可能に配した第１及び第２のピス
トン、上記シリンダの一端に設けたクランク室、該クラ
ンク室に設けられ、上記第１及び第２のピストンに共通
に接続されたクランク、及び上記シリンダ内に上記作動
流体を通過させる流体案内手段を含み。

上記第２のピストンは上記シリンダの内面に対向した側
面に第１及び第２の凹所を有し、上記流体案内手段は、
上記第１の凹所に常時連通している作動流体流人配管と
、上記クランク室に常時連通している作動流体流出配管
と、上記作動流体を上記第１及び第２のピストンの位置
にしたがって上記第１の凹所から上記第１のピストンの
摺動方向画調の第１及び第２の空間に分配する分配手段
と、上記第１及び第２の空間の作動流体を上記第１及び
第２のピストンの位置にしたがって上記第２の凹所へ集
合させる集合手段と、上記第２のピストンに形成され、
上記第２の凹所を上記クランク室に連通させた貫通孔と
を有していることを特徴とする圧力−機械変換装置が得
られる。

〔実施例〕

第１図は本発明による圧力−機械変換装置の一実施例と
しての複動型熱機関を示す。第１図を参照して、この熱
機関は比較的長いシリンダ２０を含んでいる。シリンダ
２ｏの内部には第１及び第２のピストン２１．２２が直
列にかっ摺動可能に配されている。シリンダ２ｏの内周
面と第１及び第２のピストン２１．２２の外周面との隙
間は１例えばピストンリング等（図示せず）によって実
質的にシールされている。

第１のピストン（パワーピストン）２１には摺動棒２６
が設けられている。摺動棒２６は第２のピストン２２の
中央の貫通穴（図示せず）−ルされることはいうまでも
ない。

シリンダ２０の軸方向一端にはクランク室２４が設けら
れている。クランク室２４にはクランク２６が備えられ
ている。クランク２６には、摺動棒２６と第２のピスト
ン（バルブピストン）２２とが第１及び第２の連結部材
（コンロノド）２７．２８を介して接続されている。こ
こで第１及び第２のコンロッド２７．２８は、クランク
２６に対し、この実施例では互いに９０゜の位相差をも
って接続されている。

上述の構造によると、第１及び第２のピストン２１．２
２はシリンダ２０の内部で同時に移動することになる。

例えば、第１のピストン２１が図中で上方へ移動すると
、その移動力が摺動棒２３．第１のコンロッド２７．ク
ランク２６及び第２のコンロッド２８を介して第２のピ
ストン２２に伝わり、その結果、第２のピストン２２は
図中で下方へ移動する。

ところで第１及び第２のピストン２１．２２の移動時に
は、第１又第２のコンロッド２７．２８を介してクラン
ク２６が回動させられる。クランク２６の回動は出力と
して外部へ取シ出される。したがってクランク２６と第
１及び第２のコンロッド２７．２８は、ここでは出力機
構とみなせる。

さらに第２のピストン２２はシリンダ２０の内面に対向
した側面に第１の凹所３１と第２の凹所３２とを有して
いる。またシリンダ２０の側面には、第１の凹所６１に
常時連通している作動流体流人配管３３が接続されてい
る。一方。

クランク室２４には作動流体流出配管６４とが接続され
ている。ここで第１及び第２の凹所３１．５２は第２の
ピン２２に従って移動するので、流人配管３３の位置及
び径寸法の設計は。

その点を考慮して行なわなければならない。

第１の凹所３１には流人配管６３を通して作動流体が流
人する。第１の凹所３１に流人した作動流体は第１のピ
ストン２１の摺動方向画調の第１及び第２の空間５６．
３７に分配される。

そのための分配手段として、シリンダ２０には第１及び
第２の配達路！１８．３９が設けられている。第１の配
達路６８は第１の凹所３１を第１の空間３６に連通させ
るだめのものである。一方、第２の配達路６９は第１の
凹所３１を第２の空間３７に連通させるためのものであ
る。なお第１及び第２の配達路３８．３９は第２のピス
トン２２によって開閉制御される。

シリンダ２０内の第１及び第２の空間６６゜６７に分配
された作動流体は第２の凹所６２に集合される。そのた
めの集合手段として、シリンダ２０には第１及び第２の
収集路４１．４２が設けられている。第１の収集路４１
は第１の空間３６を第２の凹所３２に連通させるだめの
ものである。一方、第２の収集路４２は第２の空間６７
を第２の凹所３２に連通させるためのものである。なお
第１及び第２の収集路４１．４２もまた第２のピストン
２２によって開閉制御される。

第２のピストン２２にはまた。クランク室２４を第２の
凹所６２に連通させるための貫通孔４６が設けられてい
る。

なお、第１図の複動型熱機関は、ランキンサイクルを利
用した蒸気原動機に使用される。即ち、流人配管３６を
蒸気原動機のボイラに接続され、かつ、流出配管６４が
蒸気原動機のコンデンサに接続される。

次に作用につき説明する。

°　今、第１図の状態（クランク２６の回路角が０８）
においては、流人配管３６を通して第１の凹所３１に流
人した作動流体は、第２の配達路６９を通して第２の空
間３７に流人し、第１及び第２のピストン２１．２２を
矢印で示す方向に移動させる。このとき、第１の空間６
６の作動流体は第１の収集路４１を通して第２の凹所６
２に流人し、さらに貫通孔４５を通してクランク室２４
に流人し、最後に流出配管３４を通して流出する。クラ
ンク２６が９０°回動した第２図に示す状態では、クラ
ンク室２４の作動流体はクランク２６が１４６°回動し
た第６図の状態では９作動流体は第１の凹所３１から第
１の配達路６８を通して第１の空間６６に流人し、第１
のピストン２１を反対向きに移動させている。

このときの第１及び第２のピストン２１．２２間の移動
量の差にもとづき、第２の空間６７の作動流体は第２の
収集路４２を通して第２の凹所３２に流人し、さらに貫
通孔４６を通してクランク室２４に流人し、その後に流
出配管３４から流出する。同様な状態は、第４図のよう
にクランク２６が１８０°回動した後にも、第２のピス
トン２２の移動が反対向きになることを除き。

継続する。

クランク２６が２７０°回動した第５図の状態になると
、第１の配達路３８は第２のピストン２２によって閉じ
られ、また第２の配達路６９は第１のピストン２１によ
って閉じられる。したがって第６図に示すようにクラン
ク２６が６０４゜設けられるフライホール（凶不セアノ
のＴｉｎによって、第１及び第２のピストン２１．２２
は移動する。なおこのとき、第１の空間６１の作動流体
は第１の収集路４１．第２の凹所６２及び貫通孔４６を
介してクランク室２４に移される。

クランク２６が６０４°を越えて回動すると、第２の配
達路３９が第１の凹所６１と第２の空間３７とを相互に
連通させる一方、第１の収集路４１が第１の空間６６と
第２の凹所６２とを相互に連通させることになるので、
第１図と同様な状態になる。

以後、同様な状態変化の繰シ返えしによシ。

第１及び第２のピストン２１．２２が作動流体の膨張圧
を機械的な往復運動に変換し、さらにこれをクランク２
６の回転運動に変換する。

なおりランク２６に対するコンロッド２７゜２８の接続
点の位相差は９０°以外の角度においても実施可能であ
る。

上述では、蒸気原動機に用いられる複動型熱機関を例に
とって説明したが９本発明はこれに限られるものではな
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、第１及び第２のピ
ストンの位置によってンリンク内に対する作動流体の通
過を制御して第１及び第２のピストンを適宜駆動するよ
うになっているので９作動流体の通過を制御するための
弁は不要である上に２作動流体の流人・流出のための配
管の数も２つですむ複動型の圧力−機械変換装置を提供
できる。その上２作動流体の流出のだめの流出配管は加
工の容易なりランク室に接続されているため、シリンダ
壁に形成する穴の数を減少でき、したがって製造が容易
である。また作動流体に潤滑油を混入させてクランク室
内の機構及びピストンピンや摺動棒などの潤滑を行なわ
せることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図である。第２図
乃至第６図は同実施例のクランク角の進行状態の説明図
で、第２図は９０°、第３図は１４６°、第４Ｐは１８
０°、第５図は２７０°、第６図は３０４°の各状態を
示す。第７図は従来例の概略構成図である。 ２０・・・シリンダ、２１・・・第１のピストン。 ２２・・・第２のピストン、２４・・・クランク室。 ２６・・・クランク、６１・・・第１の凹所、６２・・
・第２の凹所、３３・・・作動流体流人配管、３４・・
・作。 動流体流出配管、３６・・・第１の空間、３７・・・第
２の空間、６８・・・第１の配達路、６９・・・第２の
配達路、４１・・・第１の収集路、４２・・・第２の収
集路、４６・・・貫通孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）作動流体の圧力を機械的運動に変換する圧力−機械
   変換装置において、シリンダ、上記シリンダ内に直列に
   かつ摺動可能に配した第１及び第２のピストン、上記シ
   リンダの一端に設けたクランク室、該クランク室に設け
   られ、上記第１及び第２のピストンに共通に接続された
   クランク及び上記シリンダ内に上記作動流体を通過させ
   る流体案内手段を含み、上記第２のピストンは上記シリ
   ンダの内面に対向した側面に第１及び第２の凹所を有し
   、上記流体案内手段は、上記第１の凹所に常時連通して
   いる作動流体流人配管と、上記クランク室に常時連通し
   ている作動流体流出配管と、上記作動流体を上記第１及
   び第２のピストンの位置にしたがって上記第１の凹所か
   ら上記第１のピストンの摺動方向画調の第１及び第２の
   空間に分配する分配手段と、上記第１及び第２の空間の
   作動流体を上記第１及び第２のピストンの位置にしたが
   って上記第２の凹所へ集合させる集合手段と、上記第２
   のピストンに形成され、上記第２の凹所を上記クランク
   室に連通させた貫通孔とを有していることを特徴とする
   圧力−機械変換装置。 ２）上記分配手段は、上記第１の凹所を上記第１の空間
   に連通させる第１の配達路と、上記第１の凹所を上記第
   ２の空間に連通させる第２の配達路とを含む特許請求の
   範囲第１）項記載の圧力−機械変換装置。 ３）上記集合手段は、上記第２の凹所を上記第１の空間
   に連通させる第１の収集路と、上記第２の凹所を上記第
   ２の空間に連通させる第２の収集路とを含む特許請求の
   範囲第１）項又は第２）項記載の圧力−機械変換装置。