[发明专利]旋转式缸体装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够对缸体中活塞的往复运动与轴的旋转运动进行相互转换的旋转式缸体装置，更具体地涉及能够应用于内燃机、压缩机、真空泵、液压旋转机等的旋转式缸体装置。

背景技术

在内燃机、压缩机、真空泵、液压旋转机等的每一个中，采用了不同类型的驱动机构。例如，根据用途采用通过连接到曲轴的活塞单元的往复运动而使流体反复地吸入和排出的往复式驱动机构、通过使可动涡盘相对于固定涡盘转动而使流体反复地吸入和排出的漩涡式(scroll type)驱动机构、通过滚筒的旋转运动而使流体反复地吸入和排出的旋转式驱动机构(参见特开2004-190613号公报)、螺杆式驱动机构和叶片式驱动机构。

尤其是反复式驱动机构主要用于内燃机、压缩机、真空泵等，每一种机器均以例如10000rpm的中速转动，并且在每一种机器中均需要高气密性。

在往复式驱动机构中，容易由于缸体中活塞单元的往复运动引起的能量损失而使能量转换效率降低。此外，需要用于支撑在缸体中往复运动的活塞单元的连杆、连接到连杆的曲轴和连接到曲轴的曲臂，所以，将活塞单元的往复运动转换为旋转运动的能量转换装置在尺度上必然大。在活塞单元往复地运动时由可旋转构件的质量平衡(重心)的偏离引起的振动必须由阻尼器等来吸收。

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的一个方面的目的是提供旋转式缸体装置，在该旋转式缸体装置中，能够以固定的转动速度绕着轴转动的可旋转构件能够在轴向上和在径向上被紧凑地组装，活塞单元通过绕着多个曲轴的旋转运动的组合能够直线地往复运动，由活塞单元的直线往复运动而引起重心偏离从而导致可旋转构件的质量的不平衡能够被修正以抑制旋转振动和减小噪声。

用于解决问题的方案

为实现该目的，一种旋转式缸体装置，其能够对缸体中活塞的往复运动和轴的旋转运动进行相互转换，该旋转式缸体装置包括：

第一曲轴，其被相对于所述轴的轴线偏心地设置，所述第一曲轴以距离所述轴具有半径r的第一虚拟曲臂绕着所述轴转动；

复合活塞组件，其具有偏心筒状体，所述偏心筒状体由第一筒状部和第二筒状部构成，所述第一曲轴被同轴地装配到所述第一筒状部，所述第二筒状部的轴线被制成为相对于所述第一筒状部的轴线偏心的第二虚拟曲轴，并且所述第二筒状部与所述第一筒状部形成为一体并且所述第二筒状部分别位于所述第一筒状部的轴向两侧，在装配到一个所述第二筒状部的第一活塞单元与装配到另一个所述第二筒状部的第二活塞单元彼此交叉的状态下，所述复合活塞组件以具有半径r的第二虚拟曲臂绕着所述第一曲轴转动；

第一平衡配重和第二平衡配重，其用于为绕着所述轴设置并且能够以固定的旋转速度旋转的可旋转构件之间提供旋转平衡，所述第一平衡配重和所述第二平衡配重分别设置到安装有所述复合活塞组件的所述第一曲轴的两个端部；和

主体壳体，其以所述轴可旋转的方式保持所述轴，所述主体壳体以下述部件可旋转的方式容纳所述第一曲轴、绕着所述轴转动的所述第一平衡配重和所述第二平衡配重以及绕着所述第一曲轴转动的所述复合活塞组件，

其中，在与所述第一活塞单元和所述第二活塞单元绕着所述第二虚拟曲轴有关的第一旋转质量平衡、与所述复合活塞组件绕着所述第一曲轴有关的第二旋转质量平衡以及与所述第一曲轴和所述复合活塞组件绕着所述轴有关的第三旋转质量平衡一律仅由安装到所述第一曲轴的两个端部的所述第一平衡配重和所述第二平衡配重提供的状态下，所述第一曲轴绕着所述轴转动，以及所述复合活塞组件绕着所述第一曲轴转动，因此，安装到所述第二筒状部的所述第一活塞单元和所述第二活塞单元在绕着所述轴相对转动的状态下在所述第二虚拟曲轴的半径为2r的圆形轨迹的径向上直线地往复运动。

注意，第一虚拟曲臂是指将轴连接到第一曲轴的轴线的部分。即使不存在专用的曲臂，也能够将用作曲臂的结构视为第一虚拟曲臂。第二虚拟曲臂是指将第一曲臂的轴线连接到第二虚拟曲轴的部分。即使不存在曲臂，也能够将用作曲臂的结构视为第二虚拟曲臂。第二虚拟曲轴是虚拟的转动轴。即使不存在物理上的转动轴，也能够将用作转动轴的虚拟轴线视为第二虚拟曲轴。此外，各个活塞单元是指其中密封盖、密封盖保持件、活塞环等被一体地安装到活塞头部的单元。

优选地，在所述旋转式缸体装置中，在所述第一曲轴的两个端部分别形成有销孔，所述销孔的轴线与所述第一曲轴的轴线交叉，