JP3787263B2

JP3787263B2 - Motion conversion mechanism and cylinder device using the same

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Publication number: JP3787263B2
Application number: JP2000149444A
Authority: JP
Inventors: 正二伊東
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2000-05-22
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2020-05-22
Also published as: JP2001330102A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は運動変換機構及びこれを用いたシリンダ装置に係り、特に、往復運動と回転運動とを相互に変換するための機構並びにこの機構を用いたシリンダ装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、レシプロ式のエンジン、発電機、コンプレッサ等のシリンダ装置においては、シリンダと、このシリンダ内を往復動作するピストンと、このピストンに対して回動自在に連結された一端部を有するコネクティングロッド（連接棒）と、コネクティングロッドの他端部に対して回転自在に接続されたクランク部を有する回転軸とが設けられている。この各種シリンダ装置においては、ピストンの往復運動と、回転軸の回転運動とが相互に変換されるように構成された運動変換機構が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシリンダ装置にて構成された運動変換機構においては、ピストンの往復動作と回転軸の回転動作とを橋渡しするために、クランク部に接続されたコネクティングロッドの他端部がクランク部の旋回運動の直径に相当する幅で揺動しなければならないことから、クランク部の旋回径によって決定されるピストンの動作ストロークが一定であってもコネクティングロッドを短くするとコネクティングロッドの揺動角が大きくなるため、ピストンの所定の動作ストロークを確保しながら揺動時におけるコネクティングロッドのピストン或いはシリンダに対する干渉を避けるには、コネクティングロッドをある程度長く形成してその揺動角を小さくする必要がある。したがって、ピストンの動作ストロークの増大とコネクティングロッドの短縮とを両立することは困難であり、動作性能を維持しながら運動変換機構のコンパクト化を図ることが難しいという問題点がある。
【０００４】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、往復運動と回転運動とを少なくとも一方から他方へ変換するための運動変換機構において、機械的接続部にスライド構造を採用することにより、コネクティングロッドの揺動を不要とし、往復動作のストロークを確保しながらコンパクト化が可能な新規の運動変換機構を提供することにあり、また、当該運動変換機構を含む各種装置、特に上記のシリンダ装置においてスペース効率を向上させ、装置の小型化を図ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の運動変換機構は、軸支部を備え、往復動作する往復動作体と、前記軸支部の内部に挿通されるクランク部を備えた回転体とを接続する運動変換機構であって、前記軸支部に設けられた軸支孔の内部を前記往復動作体の往復動作方向に対して交差する所定方向に延長した形状に構成し、前記往復動作体の往復動作と、前記クランク部が前記軸支部の内部を前記所定方向に往復摺動しながら前記回転体が回転する回転動作とが対応して実現されるように構成され、前記軸支部は、前記軸支孔を開放する態様で、前記往復動作体に一体に接続された上半部と、前記軸支孔の端部にて前記上半部に結合する下半部とに分割可能に構成されており、前記軸支孔の端部を包囲するように湾曲形状に形成され且つ前記上半部及び前記下半部の内部に挿入され、該内部において前記湾曲形状が嵌合されたキー部材によって接合されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、往復動作体の往復動作と対応して、クランク部が往復摺動しながら回転体が回転するように、クランク部が挿入された軸支孔が所定方向に延長した形状に形成されていることにより、往復動作体と軸支部との間をコネクティングロッド等の連結部材によって回動可能に連結する必要がなくなり、連結部材の揺動角を確保する必要もなくなるので、往復動作体の動作ストロークに拘わらず、運動変換機構をコンパクトに構成することが可能になる。また、軸支部を上半部と下半部に分割した状態で軸支孔の内部にクランク部を組み込むことができるので組立作業が容易になるとともに、上半部及び下半部の内部に挿入されて嵌合するように形成され、上半部と下半部を接合するためのキー部材が軸支孔の端部を包囲するように湾曲形状に形成されていることによって、クランク部から軸支部の内部へ及ぼされる応力をキー部材の湾曲形状のほぼ全体に沿って分散させて受けることができるので、軸受部の剛性を高めることが可能になる。
【０００７】
ここで、前記軸支孔の延長方向は、前記往復動作体の往復動作方向に直交する方向に対して傾斜している場合がある。クランク部が挿入される軸支孔の延長方向は往復動作体の往復動作方向に対して直交していてもよいが、当該延長方向は往復動作方向に対して傾斜していても構わない。この場合には、軸支孔の延長方向と往復動作方向とが直交する場合に対して、往復動作体の往復動作とクランク部の旋回動作との位相関係が軸支孔の延長方向の傾斜角分だけ変化する。この場合には、往復動作体の往復動作の動作方向変更点におけるクランク部の回転方向が、往復動作体の往復動作方向と直交せずに斜めになるので、ピストン部とクランク部の間の動力伝達を円滑に行うことができるため、効率的に動力を変換することが可能になる。また、クランク部のクランク半径が同じでも、先の実施形態の場合よりもピストン部の往復ストロークを軸支孔の傾斜角に応じて僅かではあるが大きくすることができる。
【０００８】
本発明において、前記軸支孔の端部は半円形状に形成され、前記キー部材は半円弧状に構成されているとともに前記端部の半円形状と同芯状となる位置に嵌合固定されていることが好ましい。この手段によれば、軸支孔の受ける応力をキー部材の湾曲形状のほぼ全体にて受けることができることから、軸支部全体の剛性を高めることができる。
【０００９】
本発明において、前記軸支部には、前記クランク部が摺接する軸支面を備えた軸支材が取り付けられていることが好ましい。この手段によれば、軸支部における、クランク部が摺接する軸支面を軸支材によって構成することによって、クランク部の摺動特性を向上させたり軸支面の耐磨耗性を高めたりするなど、軸支部の素材構成に拘わらず、軸支面の特性を適宜に設計することが可能になる。
【００１０】
本発明において、前記軸支材は、前記往復動作体に対して前記クランク部の側へ移動可能に、且つ、前記クランク部の側へ付勢された状態で取り付けられていることが好ましい。この手段によれば、軸支材の表面（軸支面）とクランク部との間の摺動によって摺動部分が磨耗した場合、軸支材がクランク部の側へ押し出されるので、軸支部とクランク部との間のガタの発生を低減することができる。
【００１１】
次に、本発明のシリンダ装置は、上記いずれかの運動変換機構と、前記往復動作体若しくはこれに連結された他部材に設けられたピストン部と、該ピストン部を摺動可能に収容するシリンダとを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明において、前記ピストン部は、その往復動作方向と直交する断面形状が非円形であることが好ましい。この手段によれば、ピストン部の断面形状が非円形であることによって、この形状に対応した形状のシリンダに対して摺動可能にピストン部を収容した場合、当該シリンダに対してピストン部が軸線周りに回動することが防止されるので、軸支部の内部に対するクランク部の挿入方向が固定されるため、往復動作体やピストン部を回動しないように支持・案内するための別の支持・案内構造を設ける必要がなくなり、また、軸支部とクランク部との摺動部分に負担を与えることもなく、安定した動作を実現することができる。
【００１３】
本発明において、前記ピストン部の前記断面形状は、複数の凸曲線形状部が接続されてなる輪郭を備えていることが好ましい。この場合にはさらに、前記ピストン部の外周には周回溝が形成され、該周回溝には前記輪郭に沿った形状を有する弾性変形可能なピストンリングが嵌入され、前記周回溝には、前記凸曲線形状部が接続される接続部位に、前記ピストンリングの一部を収容することにより前記ピストンリングを弾性変形可能に保持するための収容余裕を有する凹入部が設けられていることが好ましい。この手段によれば、周回溝に嵌入されたピストンリングの一部を、接続部位に形成された凹入部に収容することができ、シリンダ内面との当接状態に応じてピストンリングが弾性変形するための収容余裕が生まれるように構成されていることにより、非円形断面を有するピストン構造にあっても支障なくピストンリングの機能を発揮させることができる。この場合、ピストンリングはピストンの外周面の周回方向に一部途切れていても、或いは、周回方向に閉じた形状になっていてもよい。特に、本発明においてはピストンリングが閉じた形状を備えていても上記の凹入部にピストンリングの一部を引き込むようにして弾性変形を可能にすることができるので、シリンダ内において動作するピストンの密閉性（シール性）を高めることができる。なお、これらの手段は、任意のシリンダ装置に適用できる単独の発明としても把握できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る運動変換機構及びこれを用いたシリンダ装置の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
［基本構成例］
図１は基本構成例の運動変換機構を採用したシリンダ装置１０の概略構成を示す概略構成図である。本発明の基本構成例を示すシリンダ装置１０は、シリンダ１１と、このシリンダ１１内において所定方向（図示上下方向）に摺動自在に構成されたピストン部１２ａ及び軸支部１２ｂを備えた往復動作体１２と、軸支部１２ｂに挿通されたクランク部１３ａを備えた回転軸１３とを有している。軸支部１２ｂには断面延長形状の軸支孔１２ｃが形成され、この軸支孔１２ｃにクランク部１３ａが挿通されている。
【００１６】
シリンダ１１は例えばレシプロ式の内燃機関、発電機、コンプレッサ等に用いられるシリンダ筒であり、ピストン部１２ａはシリンダ１１の内面に沿って往復動作するようになっている。軸支孔１２ｃはピストン部１２ａの往復動作方向（図示上下方向）とほぼ直交する方向（図示左右方向）に延長された延長形状（図示例では長円形状）の孔断面を備えている。
【００１７】
回転軸１３は通常のクランク形状に形成された円形断面のクランク部１３ａを備え、このクランク部１３ａは、上記軸支孔１２ｃをその貫通方向（図示紙面と直交する方向）に挿通した状態となっている。
【００１８】
本基本構成例においては、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ピストン部１２ａが往復動作すると、軸支孔１２ｃに嵌合しているクランク部１３ａが軸支孔１２ｃの内部をその延長方向に往復摺動するように駆動され、その結果、回転軸１３は回転する。逆に、回転軸１３が回転すると、クランク部１３ａは軸支孔１２ｃの内部をその延長方向に往復摺動しながら軸支部１２ｂに対して往復動作方向に応力を与えるので、ピストン部１２ａはシリンダ１１内を往復動作するように駆動される。
【００１９】
本基本構成例によれば、クランク部１３ａが延長形状の軸支孔１２ｃ内を往復動作するように構成されていることによって、従来の揺動動作するコネクティングロッド（連接棒）が不要になる。その結果、ピストン部１２ａの動作ストロークを大きくしてもコネクティングロッドの揺動角による動作の制約が生じないので、ピストン部１２ａの往復動作方向に見た往復動作体の寸法（すなわち図示上下方向の長さ）を低減することができる。また、ピストン部１２ａと回転軸１３との間の運動変換機構中における摺動部分は、軸支孔１２ｃとクランク部１３ａとの摺接部分のみとなるので、設計も容易になり、メンテナンスもしやすいとともに、部品点数を低減することができ、組立も容易になるから、製造コスト、維持管理コストを削減することが可能になる。
【００２０】
［第１実施形態］
次に、図２を参照して本発明に係る第１実施形態について説明する。この実施形態のシリンダ装置２０は、一対の対向配置されたシリンダ２１，２１と往復動作体２２とを有している。この往復動作体２２は、一対のシリンダ２１，２１それぞれに収容された一対のピストン部２２ａ−１，２２ａ―２と、軸支部２２ｂとを有し、軸支部２２ｂは、ピストン部２２ａ−１に一体に接続された上半部２２ｂ−１と、ピストン部２２ａ―２に一体に接続された下半部２２ｂ−２とを備えている。この上半部２２ｂ−１と下半部２２ｂ−２とは一対の断面半円弧状のキー部材２４によって相互に連結されている。キー部材２４は上半部２２ｂ−１及び下半部２２ｂ−２を図示のように合わせた状態で図の紙面と直交する方向に挿入、嵌合され、複数の固定ネジ２５によって固定される。
【００２１】
上記のように構成された軸支部２２ｂ内には基本構成例と同様の軸支孔２２ｃが設けられ、この軸支孔２２ｃには回転軸２３のクランク部２３ａが挿通される。なお、上記半円弧状のキー部材２４は、軸支孔２２ｃの外側において長円形状の軸支孔２２ｃにおける端部の半円形状部に沿った位置（同芯状となる位置）に嵌合固定されている。
【００２２】
この実施形態によれば、軸支部２２ｂは、軸支孔２２ｃが開放された状態に分割できるように形成されているので、回転軸２３と軸支部２２ｂとの組立が容易になる。また、軸支部２２ｂの上半部２２ｂ−１と下半部２２ｂ−２とは、双方に嵌合し、軸支孔２２ｃの外側に沿った断面半円弧状のキー部材２４によって結合されているので、軸支孔２２ｃが受ける応力をキー部材２４の湾曲形状のほぼ全体にて受けることができることから、軸支部２２ｂ全体の剛性を高めることができる。
【００２３】
なお、上半部２２ｂ−１と下半部２２ｂ−２とは、図示点線に示すように、突起（ボス）と凹穴とによって相互に嵌合する構造にすることが好ましい。
【００２４】
この実施形態では一対のシリンダ内にてそれぞれピストン部２２ａ−１及び２２ａー２が往復動作する対向シリンダ構造を備えているが、上記基本構成例と同様に単一のシリンダ及びピストンを備えた構造であってもよい。また、上記基本構成例と同様の構造において本実施形態と同様の対向シリンダ構造を採用しても構わない。
【００２５】
［第２実施形態］
次に、図３を参照して本発明に係る第２実施形態について説明する。この実施形態のシリンダ装置３０においては、上記基本構成例とほぼ同様のシリンダ３１及び往復動作体３２を備え、往復動作体３２には、上記とほぼ同様のピストン部３２ａと軸支部３２ｂが設けられている。また、軸支部３２ｂは、上半部３２ｂ−１と下半部３２ｂ−２がキー部材３４及び固定ネジ３５によって組み立てられている。
【００２６】
軸支部３２ｂには軸支孔３２ｃが設けられているが、本実施形態の軸支孔３２ｃは、ピストン部３２ａの往復動作方向に対して上記基本構成例及び第１実施形態のように直交する方向に延長形成されているのではなく、その延長方向が当該直交する方向に対して傾斜するように構成されている。すなわち、上記基本構成例及び第１実施形態の軸支孔２２ｃの延長方向に対しては約３０度、ピストン部３２ａの往復動作方向に対しては約６０度である傾斜方向に軸支孔３２ｃが延長するように形成されている。
【００２７】
本実施形態では、上記基本構成例及び第１実施形態に対して、ピストン部３２ａの上死点における軸支孔３２ｃの位置（図示一点鎖線）Ａにおいて回転軸３３のクランク部３３ａは上死点から上記回転方向に約３０度進んだ（或いは遅れた）位置にある。また、ピストン部３２ａの下死点における軸支孔３２ｃの位置（図示一点鎖線）Ｂにおいて回転軸３３のクランク部３３ａは下死点から上記回転方向に約３０度進んだ（或いは遅れた）位置にある。このように、軸支孔３２ｃの延長方向を所定角度傾斜させることによって、ピストン部３２ａの上死点及び下死点におけるクランク部３３ａのクランク角の位相を所定角度だけずらすことができる。したがって、ピストン部の往復動作の動作方向変更点におけるクランク部の回転方向が、ピストン部の往復動作方向に対して直交せずに斜めになるので、ピストン部とクランク部の間の動力伝達を円滑に行うことができるため、効率的に動力を変換することが可能になる。また、クランク部のクランク半径が同じでも、先の実施形態の場合よりもピストン部の往復ストロークを軸支孔の傾斜角に応じて僅かではあるが大きくすることができる。
【００２８】
この実施形態においても、上記第１実施形態と同様に対向シリンダ構造を採用することができる。
【００２９】
［第３実施形態］
次に、図４を参照して本発明に係る第３実施形態について説明する。この実施形態のシリンダ装置４０は、上記第１実施形態とほぼ同様の組立構造を備えているが、単一のシリンダ４１と往復動作体４２とからなる点が異なるとともに、往復動作体４２の軸支部４２ｂに設けられた軸支孔４２ｃの内面が、軸支部４２ｂを構成する上半部４２ｂ−１及び下半部４２ｂ−２にそれぞれ取り付けられた、潤滑油を含浸させた焼結素材などの各種の軸受材（メタル）４６−１ａ及び４６−２ａによって構成されている点が異なる。軸受材４６−１ａ及び４６−２ａはそれぞれ上半部４２ｂ−１及び下半部４２ｂ−２の内面上に嵌合されている。軸受材と上半部及び下半部との嵌合構造は任意でよいが、例えば図示例のように、軸受材に突出形成された突起（ボス）４６−１ｂ及び４６−２ｂを上半部及び下半部に形成された凹穴に圧入させることによって嵌合固定してもよい。
【００３０】
［第４実施形態］
次に、図５を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。この実施形態のシリンダ装置５０は、基本的に第３実施形態と同様の構造を有し、第３実施形態と同一のシリンダ５１、往復動作体５２を備えている。軸支部５２ｂの軸支孔５２ｃ内に臨む軸受材５６−１ａ及び５６−２ａは基本的に第３実施形態と同様であり、上半部５２ｂ−１及び下半部５２ｂ−２に嵌合する突起（ボス）５６−１ｂ及び５６−２ｂを備えている。ただし、軸受材５６−１ａ及び５６−２ａは軸支孔５２ｃの内部において相互に接離可能になるように、軸支孔５２ｃの円弧状部の中央部上に位置する両端部がやや短く形成されている。
【００３１】
本実施形態では、軸受材の突起５６−１ｂ及び５６−２ｂを受け入れるための凹部５２ｂ−１ａ及び５２ｂ−２ａが第３実施形態の凹穴よりも深く形成されており、これらの凹部の奥には、軸受材の突起を凹部内から押し出すように付勢する、コイルバネ等からなる弾性部材５７が配置されている。弾性部材５７は常に軸受材５６−１ａ及び５６−２ａを回転軸５３のクランク部５３ａに押し付けるので、長期の稼動によって軸受材やクランク部が磨耗しても、クランク部５３ａと軸支部５２ｂとのガタを低減することができる。
【００３２】
［第５実施形態］
次に、図６及び図７を参照して、上記各実施形態におけるシリンダ及びピストン部として用いるのに好適な構成例を示す第５実施形態について説明する。図６は、ピストン部６０におけるピストンリング装着部分の横断面を示す横断面図であり、図７は、ピストン部６０の全体構成を示す分解正面図である。なお、本実施形態は、通常のコネクティングロッドを有する従来のシリンダ装置をも含む任意のシリンダ装置に適用してもよい。
【００３３】
自動車のエンジン、コンプレッサ等に用いられる通常のピストン構造は円筒形であるため、ピストンの軸線周りに回転力が発生するので、従来のシリンダ装置においてはピストンとコネクティングロッドとの間の軸受部やコネクティングロッドとクランク部との間の軸受部に負担がかかり、また、上記各実施形態においては往復動作体のピストン軸線周りの回転を妨げる支持・案内構造を設けないと軸支部の軸支孔とクランク部との挿通角度が変化し、軸支部とクランク部との正常な位置関係がくずれてしまうという問題がある。
【００３４】
そこで、本実施形態のピストン部６０は、その横断面（往復動作方向に見た断面）が非円形となるようにする（そして、シリンダもピストンの横断面に対応した形状にする。）ことによって、シリンダとピストンとが軸線周りに回転しない構造とし、一例として図６に示すように輪郭が４つの凸曲線状部（図示例では円弧）を繋ぎ合わせた形状を有する断面を備えたものとしている。
【００３５】
このピストン部６０は、相互に連結するように構成された基部６１及び先端部６２と、基部６１と先端部６２とが連結された状態で両者間の外周部に形成されるリング溝６０ａに対して余裕を持って嵌合されるピストンリング６３とから構成されている。基部６１には、その上面６１ａの中央に開口したネジ穴６１ｂと、上面６１ａにおいて直線状に開口した一対の係合溝６１ｃとが設けられ、先端部６２には、その下面側に形成された段差部６２ａと、中心に貫通形成された段付孔６２ｂと、下面において突出形成され直線状に伸びた一対の係合リブ６２ｃとが設けられている。基部６１と先端部６２とは、上記係合溝６１ｃに対して上記係合リブ６２ｃを図７の紙面と直交する方向に挿入嵌合させることによって相互に係合し、しかる後に、段付孔６２ｂにボルト等の固定ネジを挿通させ、当該固定ネジを基部６１のネジ孔６１ｂにねじ込むことによって、完全に固定される。この状態では、基部６１と先端部６２との間の外周部に、上記段差部６２ａの外周面を底面とするリング溝６０ａが形成される。
【００３６】
実際の組立時においては、基部６１と先端部６２との間に、図７に示すようにピストン部６０の横断面の輪郭形状に沿った形状を有する、閉じた形状のピストンリング６３を介在させ、このピストンリング６３を段差部６２ａの周囲に保持したまま、上述のように基部６１と先端部６２とを係合させることにより、リンク溝６０ａにピストンリング６３が収容された状態となり、この状態で基部６１と先端部６２とを固定ネジ等で固定する。
【００３７】
ピストンリング６３は、ピストン部６０の横断面の輪郭形状に対応して、４つの円弧状部６３ａが接合部６３ｂにおいて接合された形状を備えている。
【００３８】
本実施形態においては、図６に示すように、リング溝６０ａの輪郭における、円弧同士が接合された位置に、輪郭形状の円弧の延長線方向に向けてより深く穿設された形状の４つの凹入部６０ｂが設けられている。ピストンリング６３においては、円弧状部６３ａが外側からシリンダ内面によって押し付けられたときに当該円弧状部６３ａの内側への変形を可能にする必要がある。このため、上記の凹入部６０ｂはピストンリング６３の接合部６３ｂをピストン６０内に深く収容できるようにして上記変形を可能にするために設けられている。
【００３９】
本実施形態によれば、シリンダ内部及びピストン部６０の横断面が非円形に形成されていることにより、ピストン部６０が軸線周りに回転することが防止されるので、ピストン部６０の回転による軸受部の負担を軽減することができるとともに、上記第１乃至第４実施形態においては往復動作体の回旋を防止することができるので、往復動作体の回転を防止するための別の支持・案内構造を不要とすることができ、構造の簡易化、コンパクト化を図ることが可能になる。
【００４０】
なお、本発明の運動変換機構及びシリンダ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、往復動作体の往復動作と対応して、クランク部が往復摺動しながら回転体が回転するように、クランク部が挿入された軸支部の内部が所定方向に延長した形状に形成されていることにより、往復動作体と軸支部との間をコネクティングロッド等の連結部材によって回動可能に連結する必要がなくなり、連結部材の揺動角を確保する必要もなくなるので、往復動作体の動作ストロークに拘わらず、運動変換機構をコンパクトに構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシリンダ装置の基本構成例の構造を模式的に示す概略部分断面図（ａ）及び（ｂ）である。
【図２】本発明に係るシリンダ装置の第１実施形態の構造を模式的に示す概略部分断面図である。
【図３】本発明に係るシリンダ装置の第２実施形態の構造を模式的に示す概略部分断面図である。
【図４】本発明に係るシリンダ装置の第３実施形態の構造を模式的に示す概略部分断面図である。
【図５】本発明に係るシリンダ装置の第４実施形態の構造を模式的に示す概略部分断面図である。
【図６】本発明に係るシリンダ装置の第５実施形態におけるピストン部の横断面図（図７のVI−VI線に沿って切断した状態を示す断面図）である。
【図７】第５実施形態におけるピストン部の分解正面図（図６のＶ−Ｖ線に沿って切断したピストンリングとともにピストン本体の分解状態を示す図）である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０シリンダ装置
１１，２１，３１，４１，５１シリンダ
１２，２２，３２，４２，５２往復動作体
１２ａ，２２ａ−１，２２ａ−２，３２ａ，４２ａ，５２ａ，６０ピストン部
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ，４２ｂ，５２ｂ軸支部
２２ｂ−１，３２ｂ−１，４２ｂ−１，５２ｂ−１上半部
２２ｂ−２，３２ｂ−２，４２ｂ−２，５２ｂ−２下半部
２２ｃ，３２ｃ，４２ｃ，５２ｃ軸支孔
１３，２３，３３，４３，５３回転軸
１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ，５３ａクランク部
２４，３４，４４，５４キー部材
２５，３５，４５，５５固定ネジ
４６−１ａ，４６−２ａ，５６−１ａ，５６−２ａ軸受材
４６−１ｂ，４６−２ｂ，５６−１ｂ，５６−２ｂ突起
５７弾性部材
６０ａリング溝
６０ｂ凹入部
６１基部
６２先端部
６３ピストンリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a motion conversion mechanism and a cylinder device using the same, and more particularly to a mechanism for mutually converting a reciprocating motion and a rotational motion and a structure of a cylinder device using the mechanism.
[0002]
[Prior art]
  In general, in a cylinder device such as a reciprocating engine, a generator, a compressor, etc., a connecting rod having a cylinder, a piston that reciprocates in the cylinder, and an end portion that is rotatably connected to the piston ( A connecting rod) and a rotating shaft having a crank portion rotatably connected to the other end of the connecting rod. In these various cylinder devices, a motion conversion mechanism configured to mutually convert the reciprocating motion of the piston and the rotational motion of the rotating shaft is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the motion conversion mechanism configured by the conventional cylinder device, the other end portion of the connecting rod connected to the crank portion is connected to the crank portion in order to bridge the reciprocating motion of the piston and the rotating motion of the rotating shaft. Therefore, if the connecting rod is shortened even if the operating stroke of the piston determined by the turning diameter of the crank portion is constant, the connecting rod swing angle will be Therefore, in order to avoid interference of the connecting rod with the piston or cylinder during swinging while securing a predetermined operation stroke of the piston, it is necessary to form the connecting rod long enough to reduce its swing angle. Therefore, it is difficult to achieve both an increase in the operating stroke of the piston and a shortening of the connecting rod, and there is a problem that it is difficult to achieve a compact motion conversion mechanism while maintaining the operating performance.
[0004]
  Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and the problem is to employ a slide structure for the mechanical connection part in a motion conversion mechanism for converting reciprocating motion and rotational motion from at least one to the other. Thus, it is intended to provide a novel motion conversion mechanism that can be made compact while eliminating the swinging of the connecting rod and securing a reciprocating stroke, and various devices including the motion conversion mechanism, particularly the above-mentioned It is to improve the space efficiency in the cylinder device and to reduce the size of the device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, a motion conversion mechanism of the present invention includes a shaft support portion, and a motion conversion that connects a reciprocating motion body that reciprocates and a rotating body that includes a crank portion inserted into the shaft support portion. A mechanism comprising said shaft supportShaft support hole provided inAnd a reciprocating operation of the reciprocating body, and the crank portion reciprocating in the predetermined direction in the shaft support portion. It is configured to correspond to the rotating operation in which the rotating body rotates while sliding.The shaft support portion is a mode in which the shaft support hole is opened, and an upper half portion integrally connected to the reciprocating body, and a lower half portion coupled to the upper half portion at an end portion of the shaft support hole And is formed in a curved shape so as to surround an end portion of the shaft support hole, and is inserted into the upper half portion and the lower half portion, and in the inside, the curved shape is It is joined by the fitted key memberIt is characterized by that.
[0006]
  thisConstitutionIn accordance with the reciprocating operation of the reciprocating body, the crank portion is inserted so that the rotating body rotates while the crank portion reciprocally slides.Shaft support holeIs formed in a shape extending in a predetermined direction, so that there is no need to connect the reciprocating body and the shaft support portion in a rotatable manner by a connecting member such as a connecting rod, and the swing angle of the connecting member is ensured. Therefore, the motion conversion mechanism can be made compact regardless of the operation stroke of the reciprocating body.In addition, the crank part can be assembled in the shaft support hole with the shaft support part divided into the upper half part and the lower half part, so that the assembly work is facilitated and the crank part is inserted into the upper half part and the lower half part. The key member for joining the upper half and the lower half is formed in a curved shape so as to surround the end portion of the shaft support hole. Since the stress exerted on the inside of the support portion can be distributed and received along substantially the entire curved shape of the key member, the rigidity of the bearing portion can be increased.
[0007]
  WhereShaft support holeThe extending direction may be inclined with respect to a direction orthogonal to the reciprocating direction of the reciprocating body. Crank part is insertedShaft support holeThe extending direction may be orthogonal to the reciprocating direction of the reciprocating body, but the extending direction may be inclined with respect to the reciprocating direction. In this case,Shaft support holeThe phase relationship between the reciprocating motion of the reciprocating body and the turning motion of the crank part isOf shaft support holeChanges by the angle of inclination in the extension direction. In this case, the rotation direction of the crank portion at the operation direction change point of the reciprocating motion body is inclined without being orthogonal to the reciprocating motion direction of the reciprocating motion body. Since transmission can be performed smoothly, power can be efficiently converted. Moreover, even if the crank radius of the crank part is the same, the reciprocating stroke of the piston part can be made slightly larger depending on the inclination angle of the shaft support hole than in the previous embodiment.
[0008]
  In the present invention,An end portion of the shaft support hole is formed in a semicircular shape, and the key member is configured in a semicircular arc shape and is fitted and fixed at a position that is concentric with the semicircular shape of the end portion.It is preferable. According to this means,Since the stress received by the shaft support hole can be received by almost the entire curved shape of the key member, the rigidity of the entire shaft support portion can be increased.
[0009]
  In the present invention, it is preferable that a shaft support member having a shaft support surface with which the crank portion is slidably contacted is attached to the shaft support portion. According to this means, the shaft support surface with which the crank portion is in sliding contact with the shaft support portion is formed of the shaft support material, thereby improving the sliding characteristics of the crank portion and improving the wear resistance of the shaft support surface. Thus, the characteristics of the shaft support surface can be appropriately designed regardless of the material configuration of the shaft support portion.
[0010]
  In the present invention, it is preferable that the shaft support member is attached to the reciprocating body so as to be movable toward the crank portion and biased toward the crank portion. According to this means, when the sliding portion is worn by sliding between the surface of the shaft support member (the shaft support surface) and the crank portion, the shaft support member is pushed out to the crank portion side. Generation of play between the crank portion and the crank portion can be reduced.
[0011]
  Next, a cylinder device according to the present invention includes any one of the motion conversion mechanisms described above, a piston portion provided on the reciprocating body or another member connected thereto, and a cylinder that slidably accommodates the piston portion. It is characterized by having.
[0012]
  In the present invention, the piston part preferably has a non-circular cross-sectional shape perpendicular to the reciprocating direction. According to this means, when the piston part is slidable with respect to a cylinder having a shape corresponding to this shape because the cross-sectional shape of the piston part is non-circular, the piston part is axial with respect to the cylinder. Since the rotation direction is prevented, the insertion direction of the crank portion relative to the inside of the shaft support portion is fixed, so that another support for guiding and supporting the reciprocating body and the piston portion so as not to rotate is provided. There is no need to provide a guide structure, and a stable operation can be realized without imposing a burden on the sliding portion between the shaft support portion and the crank portion.
[0013]
  In this invention, it is preferable that the said cross-sectional shape of the said piston part is equipped with the outline by which a some convex curve shape part is connected. In this case, a circumferential groove is further formed on the outer periphery of the piston portion, and an elastically deformable piston ring having a shape along the contour is fitted into the circumferential groove, and the convex groove is formed in the circumferential groove. It is preferable that a recessed portion having an accommodation margin for holding the piston ring so as to be elastically deformable by accommodating a part of the piston ring is provided at a connection site to which the curved shape portion is connected. According to this means, a part of the piston ring fitted in the circumferential groove can be accommodated in the recessed portion formed in the connection portion, and the piston ring is elastically deformed according to the contact state with the cylinder inner surface. Therefore, even if the piston structure has a non-circular cross section, the function of the piston ring can be exhibited without hindrance. In this case, the piston ring may be partially interrupted in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the piston or may have a closed shape in the circumferential direction. In particular, in the present invention, even if the piston ring has a closed shape, the piston ring can be elastically deformed by drawing a part of the piston ring into the recessed portion. Sealability (sealability) can be improved. These means can be grasped as a single invention applicable to any cylinder device.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, an embodiment of a motion conversion mechanism and a cylinder device using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0015]
  [Basic configuration example]
  Figure 1Basic configuration exampleIt is a schematic block diagram which shows schematic structure of the cylinder apparatus 10 which employ | adopted this motion conversion mechanism. Of the present inventionExample of basic configurationThe cylinder device 10 is inserted into a cylinder 11, a reciprocating body 12 including a piston portion 12a and a shaft support portion 12b that are slidable in a predetermined direction (the vertical direction in the figure) in the cylinder 11, and a shaft support portion 12b. And a rotating shaft 13 having a crank portion 13a. A shaft support hole 12c having an extended cross section is formed in the shaft support portion 12b, and a crank portion 13a is inserted through the shaft support hole 12c.
[0016]
  The cylinder 11 is a cylinder cylinder used in, for example, a reciprocating internal combustion engine, a generator, a compressor, and the like, and the piston portion 12 a is reciprocated along the inner surface of the cylinder 11. The shaft support hole 12c has a hole cross section having an extended shape (in the illustrated example, an oval shape) extended in a direction (left and right direction in the drawing) substantially orthogonal to the reciprocating movement direction (up and down direction in the drawing) of the piston portion 12a.
[0017]
  The rotating shaft 13 includes a crank section 13a having a circular cross section formed in a normal crank shape, and the crank section 13a is inserted through the shaft support hole 12c in the penetrating direction (a direction perpendicular to the drawing sheet). ing.
[0018]
  BookBasic configuration example1 (a) and 1 (b), when the piston portion 12a reciprocates, the crank portion 13a fitted in the shaft support hole 12c moves the interior of the shaft support hole 12c in the extending direction. Driven to reciprocate, the rotating shaft 13 rotates as a result. On the contrary, when the rotating shaft 13 rotates, the crank portion 13a applies a stress in the reciprocating direction to the shaft supporting portion 12b while reciprocatingly sliding inside the shaft supporting hole 12c in the extending direction thereof. 11 is driven to reciprocate.
[0019]
  BookBasic configuration exampleAccording to the above, since the crank portion 13a is configured to reciprocate within the extended shaft support hole 12c, a conventional connecting rod (connecting rod) that swings is not required. As a result, even if the operating stroke of the piston portion 12a is increased, there is no restriction on the operation due to the swinging angle of the connecting rod. Therefore, the dimensions of the reciprocating body viewed in the reciprocating direction of the piston portion 12a (that is, the vertical direction in the figure). (Length) can be reduced. Further, since the sliding portion in the motion conversion mechanism between the piston portion 12a and the rotating shaft 13 is only the sliding contact portion between the shaft support hole 12c and the crank portion 13a, the design is facilitated and maintenance is easy. At the same time, the number of parts can be reduced and the assembly can be facilitated, so that the manufacturing cost and the maintenance cost can be reduced.
[0020]
  [First embodiment]
  Next, referring to FIG.First embodimentWill be described. The cylinder device 20 of this embodiment has a pair of opposed cylinders 21 and 21 and a reciprocating body 22. The reciprocating body 22 has a pair of piston portions 22a-1, 22a-2 housed in a pair of cylinders 21, 21, respectively, and a shaft support portion 22b. The shaft support portion 22b is connected to the piston portion 22a-1. The upper half part 22b-1 connected integrally and the lower half part 22b-2 connected integrally with piston part 22a-2 are provided. The upper half 22b-1 and the lower half 22b-2 are connected to each other by a pair of semicircular arc key members 24. The key member 24 is inserted and fitted in a direction perpendicular to the drawing sheet with the upper half 22b-1 and the lower half 22b-2 aligned as shown in the figure, and is fixed by a plurality of fixing screws 25.
[0021]
  In the shaft support portion 22b configured as described above,Basic configuration exampleThe same shaft support hole 22c is provided, and the crank portion 23a of the rotating shaft 23 is inserted into the shaft support hole 22c. The semicircular key member 24 is fitted to a position (a concentric position) along the semicircular portion at the end of the oval shaft support hole 22c outside the shaft support hole 22c. It is fixed.
[0022]
  According to this embodiment, since the shaft support portion 22b is formed so as to be divided into a state in which the shaft support hole 22c is opened, the assembly of the rotating shaft 23 and the shaft support portion 22b is facilitated. Further, the upper half 22b-1 and the lower half 22b-2 of the shaft support 22b are fitted to each other and are joined by a key member 24 having a semicircular cross section along the outside of the shaft support hole 22c. Therefore, since the stress received by the shaft support hole 22c can be received by almost the entire curved shape of the key member 24, the rigidity of the entire shaft support portion 22b can be increased.
[0023]
  In addition, it is preferable that the upper half 22b-1 and the lower half 22b-2 have a structure in which the upper half 22b-1 and the lower half 22b-2 are fitted to each other by a projection (boss) and a recessed hole, as shown by a dotted line in the drawing.
[0024]
  In this embodiment, each of the piston portions 22a-1 and 22a-2 has a counter cylinder structure that reciprocates in a pair of cylinders.Basic configuration exampleSimilarly, a structure including a single cylinder and a piston may be used. Also, aboveBasic configuration exampleThe same opposing cylinder structure as that of the present embodiment may be adopted in the same structure.
[0025]
  [Second embodiment]
  Next, with reference to FIG.Second embodimentWill be described. In the cylinder device 30 of this embodiment, the aboveBasic configuration exampleThe reciprocating body 32 is provided with a piston portion 32a and a shaft support portion 32b that are substantially the same as described above. In addition, the shaft support portion 32 b has an upper half portion 32 b-1 and a lower half portion 32 b-2 assembled by a key member 34 and a fixing screw 35.
[0026]
  The shaft support portion 32b is provided with a shaft support hole 32c. However, the shaft support hole 32c of the present embodiment is in the reciprocating direction of the piston portion 32a.Basic configuration example aboveas well asFirst embodimentIn this case, the extension direction is not formed in an orthogonal direction, but the extension direction is inclined with respect to the orthogonal direction. That is,Basic configuration example aboveas well asFirst embodimentThe shaft support hole 32c is formed to extend in an inclined direction that is about 30 degrees with respect to the extending direction of the shaft support hole 22c and about 60 degrees with respect to the reciprocating direction of the piston portion 32a.
[0027]
  In this embodiment,Basic configuration example aboveas well asFirst embodimentOn the other hand, the crank portion 33a of the rotating shaft 33 has advanced about 30 degrees (or delayed) from the top dead center in the rotational direction at the position (the chain line in the figure) A of the shaft support hole 32c at the top dead center of the piston 32a. ) Position. Further, at the position (indicated by the alternate long and short dash line) B of the shaft support hole 32c at the bottom dead center of the piston 32a, the crank portion 33a of the rotary shaft 33 is advanced (or delayed) by about 30 degrees in the rotational direction from the bottom dead center. It is in. Thus, by tilting the extending direction of the shaft support hole 32c by a predetermined angle, the phase of the crank angle of the crank portion 33a at the top dead center and the bottom dead center of the piston portion 32a can be shifted by a predetermined angle. Therefore, the rotation direction of the crank portion at the operation direction change point of the reciprocating motion of the piston portion is not perpendicular to the reciprocating motion direction of the piston portion, but is inclined, so that power transmission between the piston portion and the crank portion is smooth. Therefore, power can be converted efficiently. Moreover, even if the crank radius of the crank part is the same, the reciprocating stroke of the piston part can be made slightly larger depending on the inclination angle of the shaft support hole than in the previous embodiment.
[0028]
  Also in this embodiment, the aboveFirst embodimentA counter cylinder structure can be employed in the same manner as described above.
[0029]
  [Third embodiment]
  Next, according to the present invention with reference to FIG.Third embodimentWill be described. The cylinder device 40 of this embodiment isFirst embodimentIs substantially the same as the assembly structure, except that the single cylinder 41 and the reciprocating body 42 are different, and the inner surface of the shaft support hole 42c provided in the shaft support 42b of the reciprocating body 42 is Various bearing materials (metals) 46-1a and 46-2a, such as sintered materials impregnated with lubricating oil, attached to the upper half 42b-1 and the lower half 42b-2 constituting the shaft support 42b, respectively. It is different in that it is configured. The bearing members 46-1a and 46-2a are fitted on the inner surfaces of the upper half 42b-1 and the lower half 42b-2, respectively. The fitting structure between the bearing material and the upper half and the lower half may be arbitrary. For example, as shown in the drawing, protrusions (bosses) 46-1b and 46-2b formed on the bearing material are formed in the upper half. And you may fix by making it press-fit in the concave hole formed in the lower half part.
[0030]
  [Fourth embodiment]
  Next, according to the present invention with reference to FIG.Fourth embodimentWill be described. The cylinder device 50 of this embodiment basically hasThird embodimentHas the same structure asThird embodimentThe same cylinder 51 and reciprocating body 52 are provided. The bearing materials 56-1a and 56-2a facing the shaft support hole 52c of the shaft support 52b are basically the same.Third embodimentAnd includes protrusions (bosses) 56-1b and 56-2b that fit into the upper half 52b-1 and the lower half 52b-2. However, both ends of the bearing members 56-1a and 56-2a located on the center portion of the arc-shaped portion of the shaft support hole 52c are formed slightly shorter so that they can be brought into contact with and separated from each other inside the shaft support hole 52c. Has been.
[0031]
  In the present embodiment, the recesses 52b-1a and 52b-2a for receiving the protrusions 56-1b and 56-2b of the bearing material are provided.Third embodimentAn elastic member 57 made of a coil spring or the like that urges the projection of the bearing material to be pushed out from the inside of the recess is disposed behind the recess. The elastic member 57 always presses the bearing members 56-1a and 56-2a against the crank portion 53a of the rotating shaft 53. Therefore, even if the bearing member and the crank portion are worn due to long-term operation, The backlash can be reduced.
[0032]
  [Fifth embodiment]
  Next, referring to FIG. 6 and FIG. 7, a configuration example suitable for use as the cylinder and piston portion in each of the above embodiments will be shown.Fifth embodimentWill be described. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cross-section of a piston ring mounting portion in the piston part 60, and FIG. 7 is an exploded front view showing the entire configuration of the piston part 60. In addition, you may apply this embodiment to the arbitrary cylinder apparatuses also including the conventional cylinder apparatus which has a normal connecting rod.
[0033]
  Since the normal piston structure used in automobile engines, compressors, etc. is cylindrical, rotational force is generated around the axis of the piston, so in conventional cylinder devices, bearings and connecting parts between pistons and connecting rods are used. A load is applied to the bearing portion between the rod and the crank portion, and in each of the above embodiments, the shaft support hole and the crank of the shaft support portion are not provided unless a support / guide structure is provided to prevent rotation of the reciprocating body around the piston axis. There is a problem that the insertion angle with the part changes, and the normal positional relationship between the shaft support part and the crank part is lost.
[0034]
  Therefore, the piston section 60 of the present embodiment has a non-circular cross section (a cross section viewed in the reciprocating direction) (and the cylinder has a shape corresponding to the cross section of the piston). The cylinder and the piston do not rotate around the axis, and as an example, as shown in FIG. 6, the contour has a cross section having a shape in which four convex curved portions (arcs in the illustrated example) are joined together. .
[0035]
  The piston portion 60 has a base portion 61 and a tip portion 62 configured to be connected to each other, and a ring groove 60a formed on the outer peripheral portion between the base portion 61 and the tip portion 62 in a state where the base portion 61 and the tip portion 62 are connected. The piston ring 63 is fitted with a sufficient margin. The base 61 is provided with a screw hole 61b opened at the center of the upper surface 61a and a pair of engaging grooves 61c opened linearly on the upper surface 61a, and the tip 62 is formed on the lower surface side thereof. A stepped portion 62a, a stepped hole 62b formed penetrating in the center, and a pair of engaging ribs 62c projecting from the lower surface and extending linearly are provided. The base 61 and the tip 62 are engaged with each other by inserting and engaging the engaging rib 62c in the direction orthogonal to the paper surface of FIG. 7 with respect to the engaging groove 61c. A fixing screw such as a bolt is inserted into 62b, and the fixing screw is screwed into the screw hole 61b of the base portion 61, thereby being completely fixed. In this state, a ring groove 60a having a bottom surface on the outer peripheral surface of the stepped portion 62a is formed on the outer peripheral portion between the base portion 61 and the distal end portion 62.
[0036]
  During actual assembly, a closed piston ring 63 having a shape along the profile of the cross section of the piston portion 60 is interposed between the base portion 61 and the tip portion 62 as shown in FIG. The piston ring 63 is accommodated in the link groove 60a by engaging the base 61 and the tip 62 as described above while holding the piston ring 63 around the stepped portion 62a. Then, the base 61 and the tip 62 are fixed with a fixing screw or the like.
[0037]
  The piston ring 63 has a shape in which four arcuate portions 63a are joined at the joint portion 63b corresponding to the contour shape of the transverse section of the piston portion 60.
[0038]
  In the present embodiment, as shown in FIG. 6, there are four deeply drilled shapes in the outline of the ring groove 60a at the position where the arcs are joined to each other in the direction of the extension of the arc of the outline shape. A recessed portion 60b is provided. In the piston ring 63, when the arc-shaped portion 63a is pressed from the outside by the cylinder inner surface, it is necessary to allow the arc-shaped portion 63a to be deformed inward. For this reason, the recess 60b is provided to allow the joint 63b of the piston ring 63 to be deeply accommodated in the piston 60 and to allow the deformation.
[0039]
  According to the present embodiment, the non-circular cross-section of the inside of the cylinder and the piston part 60 prevents the piston part 60 from rotating around the axis, so that the bearing by rotation of the piston part 60 is prevented. And the first to the aboveFourth embodimentCan prevent the reciprocating body from rotating, so that a separate support / guide structure for preventing the reciprocating body from rotating can be dispensed with, and the structure can be simplified and made compact. It becomes possible.
[0040]
  It should be noted that the motion conversion mechanism and the cylinder device of the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0041]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, in accordance with the reciprocating motion of the reciprocating body, the inside of the shaft support portion into which the crank portion is inserted is arranged so that the rotating body rotates while the crank portion reciprocally slides. By being formed in a shape extending in a predetermined direction, it is not necessary to connect the reciprocating body and the shaft support portion in a rotatable manner by a connecting member such as a connecting rod, and the swing angle of the connecting member is ensured. Since it becomes unnecessary, the motion conversion mechanism can be made compact regardless of the operation stroke of the reciprocating body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a cylinder device according to the present invention.Basic configuration exampleIt is a general | schematic fragmentary sectional view (a) and (b) which show the structure of this.
FIG. 2 shows a cylinder device according to the present invention.First embodimentIt is a general | schematic fragmentary sectional view which shows typically the structure of this.
FIG. 3 shows a cylinder device according to the present invention.Second embodimentIt is a general | schematic fragmentary sectional view which shows typically the structure of this.
FIG. 4 shows a cylinder device according to the present invention.Third embodimentIt is a general | schematic fragmentary sectional view which shows typically the structure of this.
FIG. 5 shows a cylinder device according to the present invention.Fourth embodimentIt is a general | schematic fragmentary sectional view which shows typically the structure of this.
FIG. 6 shows a cylinder device according to the present invention.Fifth embodimentFIG. 8 is a transverse sectional view of the piston portion in FIG. (A sectional view showing a state cut along line VI-VI in FIG. 7).
[Fig. 7]Fifth embodimentFig. 7 is an exploded front view of the piston portion in Fig. 6 (a view showing an exploded state of the piston body together with a piston ring cut along the line VV in Fig. 6).
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 50 Cylinder device
11, 21, 31, 41, 51 cylinder
12, 22, 32, 42, 52 Reciprocating body
12a, 22a-1, 22a-2, 32a, 42a, 52a, 60 Piston part
12b, 22b, 32b, 42b, 52b
22b-1, 32b-1, 42b-1, 52b-1 Upper half
22b-2, 32b-2, 42b-2, 52b-2 Lower half
22c, 32c, 42c, 52c Shaft support hole
13, 23, 33, 43, 53 Rotating shaft
13a, 23a, 33a, 43a, 53a Crank part
24, 34, 44, 54 Key member
25, 35, 45, 55 Fixing screw
46-1a, 46-2a, 56-1a, 56-2a Bearing material
46-1b, 46-2b, 56-1b, 56-2b Protrusion
57 Elastic member
60a Ring groove
60b Recessed part
61 Base
62 Tip
63 Piston ring

Claims

A motion conversion mechanism that connects a reciprocating body that includes a shaft support and reciprocates, and a rotating body that includes a crank portion that is inserted into the shaft support,
The shaft support hole provided in the shaft support portion is configured to extend in a predetermined direction intersecting the reciprocating direction of the reciprocating body,
The reciprocating operation of the reciprocating body is configured to correspond to the rotating operation in which the rotating body rotates while the crank portion reciprocally slides in the predetermined direction inside the shaft support hole ,
The shaft support portion is an aspect in which the shaft support hole is opened, and an upper half portion integrally connected to the reciprocating body, and a lower half portion coupled to the upper half portion at an end portion of the shaft support hole, Is formed in a curved shape so as to surround the end portion of the shaft support hole, and is inserted into the upper half portion and the lower half portion, and the curved shape is fitted therein. A motion conversion mechanism characterized by being joined by a joined key member .

The end portion of the shaft support hole is formed in a semicircular shape, and the key member is configured in a semicircular arc shape and is fitted in a position that is concentric with the semicircular shape of the end portion. A motion conversion mechanism characterized by being fixed .

The motion conversion mechanism according to claim 1, wherein a shaft support member having a shaft support surface with which the crank portion slides is attached to the shaft support portion.

4. The shaft support member according to claim 3, wherein the shaft support member is attached to the reciprocating body so as to be movable toward the crank portion and urged toward the crank portion. The motion conversion mechanism.

The motion conversion mechanism according to any one of claims 1 to 4, a piston portion provided on the reciprocating body or another member connected thereto, and the piston portion slidably accommodated. And a cylinder device.

6. The cylinder device according to claim 5, wherein the piston portion has a non-circular cross-sectional shape perpendicular to the reciprocating direction.

The cylinder device according to claim 6, wherein the cross-sectional shape of the piston portion includes a contour formed by connecting a plurality of convex curve shape portions.

In Claim 7, A circumference groove is formed in the perimeter of the piston part, and an elastically deformable piston ring which has a shape along the outline is inserted in the circumference groove, and the convex curve is in the circumference groove. Cylinder characterized in that a connecting portion to which the shape portion is connected is provided with a recessed portion having an accommodation margin for holding the piston ring so as to be elastically deformable by accommodating a part of the piston ring. apparatus.