JP2000510549A - スイベルディスク機構を備えたレシプロピストンエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 このピストンエンジンはエンジンシャフト（５）によって駆動され、該エンジンシャフトに対し調節可能に傾斜した環状枢転ディスク（６）を有する。該ディスクは周方向に配列された近接したピストン（２）を駆動し、エンジンシャフト（５）上に軸方向に案内される滑りスリーブ（２１）と自在的に連接され、またエンジンシャフト（５）から隔てられた駆動力伝達ドライバ（１３）にも連接されている。枢転ディスク（６）の環状の形状は力学的及び製造上の観点で有利である。ドライバ（１３）の枢転ディスク（６）の径方向ボア穴（１６）内への自在係合が可能とされ、スペースを節約している。

Description

【発明の詳細な説明】 スイベルディスク機構を備えたレシプロピストンエンジン 本発明は、エンジンシャフトに対する傾きが調節可能で、前記エンジンシャフ トにより駆動されるスイベルディスクをもつレシプロピストンエンジンに関し、 スイベルディスクは前記エンジンシャフト上に軸方向に案内される滑り部材と、 駆動力を伝達し前記エンジンシャフトから隔てられたドライバとの両方に連接し 、前記各ピストンにはスイベルディスクが滑り係合する連接部材が備えられてい る。 このようなレシプロピストンエンジンは、ドイツ特許４４１１９２６Ａ（特願 平８−１９４４）によって知られている。前記エンジンにおいては、ドライバは ２つの部分に分割されており、エンジンシャフトに固定された第１ドライバ部分 は、スイベルディスクに沿ってかなりの空間を有し、第１ドライバ部分に連接係 合する第２ドライバ部分は、スイベルディスクの側方の延長部を形成する。この ような構成には、エンジンの軸方向の最短長さが両ドライバによって共同で決定 されるという欠点がある。さらに、側方延長部により肉厚のハブを有するスイベ ルディスクは、回転軸線から比較的離れた重心の慣性モーメントが比較的高くな り、その結果、慣性力に応じて回転スピードが突然変化すると、スイベルディス クの傾斜が調整されることになる。 本発明の課題は、限られた労力と費用で、制限された慣性力と摩擦力によりス イベルディスクの調整運動に対抗する特にコンパクトな構成を有し、クリアラン スをなくすためにレシプロピストンの内方の死点位置を正確に維持する、前述の タイプのレシピロピストン エンジンを提供することである。 この問題を解決するために、本発明においては、スイベルディスクは環状に形 成され、その円周上の一点には、少なくとも半径方向に内方に開口した係合空間 を有し、該係合空間には、エンジンシャフトにしっかりと接続されたドライバの 頭部が係合される。 このため、側方に位置するドライバの慣性力がさらに高くなることはなく、全 長も長くなり過ぎず、製造にかかるコストも節減できる。 以下、本発明の好適実施例及びその利点を添付図面を参照しながら説明する。 図１ 環状ディスクが最大に傾斜したレシプロピストンの一実施例を示す軸方 向断面図。 図２ 環状ディスクの傾斜が最小時の、図１に対応する図。 図３ 図２に示す環状ディスクとドライバの部分図。 図４ 図３に示す−線に沿う断面図。 図５ 図３及び図４に示す装置の斜視図。 レシプロピストンエンジン１は、該エンジンの円周方向に並置され、エンジン ケースのシリンダーボア３内に案内される例えば７つのピストン２を有する。該 ピストンのストローク運動は、エンジンシャフト５に対し傾斜した環状ディスク ６が該ピストン２内の閉鎖された中空部８に近接した係合室７内に係合すること によって起こる。環状ディスク６のどの傾斜位置においても、実質上クリアラン スのない滑り係合を実現するために、環状ディスクと係合室７の球状内壁１０と の間には球状片１１、１２が左右対称に設けられており、それにより傾斜したデ ィスク６は回転しながら両球状片間を摺動する。 エンジンシャフト５から環状ディスク６への駆動力伝達は、エン ジンシャフト５内に固定されたドライバ１３によってなされ、ドライバ１３の例 えば球形の頭部１５は、環状ディスク６の径方向の孔１６に係合する。ドライバ 頭部１５の位置は、その中心部１７が球状片１１、１２の球の中心と一致するよ うに決められる。同様に、ドライバ頭部１５の中心部は、７つのピストンの幾何 学的軸線を連結する円上に位置し、また、ピストン２の連結片１１、１２の球体 の中心を連結する円上に位置する。このため、図１及び２の上部に見られるピス トン２の死点位置は正確に決定され、最小のクリアランスが確保される。このド ライバの自由端の頭部形状により、環状ディスク６の傾斜を変えることができる が、その際にドライバ頭部１５はピストン２のストロークの大きさを変更する際 の環状ディスク６の枢転運動のための支持部を形成する。係合空間１６、及び／ あるいはドライバ１３の頭部１５の形状は、異なった運動を生じさせるために様 々に選択することが可能である。 さらに、環状ディスク６の枢転運動に不可欠な条件として、支持軸２０がエン ジンシャフト５に向かって動き得ることが挙げられる。このために、支持軸２０ は、滑りスリーブ２１の両側に設けられ、また環状ディスク６の径方向の孔２４ 、２５に設けられた２本の同軸支持ピン２２、２３により形成される。そのため 、滑りスリーブ２１には、滑りスリーブ２１と環状ディスク６との間の環状空間 部２８をスポーク状に架橋する、好ましくは左右同一の支持スリーブ２６、２７ が設けられる。支持軸２０の可動限界、すなわち環状ディスク６の最大傾斜位置 は、ドライバ１３が滑りスリーブ２１に設けられた長孔３０を通り、長孔３０の 端部に係止して停止することにより決定される。 環状ディスク６の角度調整、すなわち機械の制御のための力は、ピストン２の 両側で互いに作用する圧力の総和から発生するため、 この調整力は駆動空間部３３内の圧力によって左右される。前記圧力を調整する ために、外部の加圧ガス源に接続することができる。ピストン２の駆動空間部側 の圧力、あるいは駆動空間部３３内の圧力がピストン２の反対側の圧力に比べて 高くなればなる程、ピストン２のストロークは小さくなり、エンジンの効率も下 がる。 滑りスリーブ２１の位置の設定、従って機械の効率を調整するピストンのスト ロークは、滑りスリーブ２１と協働する少なくとも一つのスプリング３４、３５ によっても決定される。滑りスリーブ２１はエンジンシャフト５の円周上に設け られた２つのつる巻きばね３４、３５の間に封じ込められていることが望ましい 。 装置の性能上重要な滑りスリーブ２１の位置は、環状ディスク６上に働く慣性 力によっても決定され、回転速度が高まると、ピストン２のストロークの大きさ 、すなわち装置の効率が下がるのに対応して、環状ディスク６は図２に示された 位置の方へと起こされる。本発明によれば、こうした運動は、環状ディスク６の 質量体が中実構造やドライバの横方向への張出形状をとらないようにしたために 公知のスイベルディスクに比べて周方向外方に位置せしめられていることによる ところ大である。 環状ディスク６の力学的挙動にとって有利なデザインに加え、形状を環状に限 定したことにより、特にラッピングによって側面の仕上げをする際の製造工程が 非常に簡潔なものとなる。さらに、前記環状ディスクはエンジンケース内におい て余り場所をとらないため、エンジンの軸方向においてもコンパクトに構成され 、自動車の空調システムのコンプレッサーとして設置することができる。

【手続補正書】 【提出日】平成１１年１０月１５日（１９９９．１０．１５） 【補正内容】 (1) 明細書を以下の通りに補正する。 第１頁、第６〜第７行目「駆動力を伝達しエンジンシャフトから隔てら れたドライバ」を『駆動力を伝達するドライバ』に補正する。 (2) 請求の範囲を別紙の通り補正する。 請求の範囲 １．エンジンシャフト（５）に対する傾斜が調節可能で、前記エンジンシャフ トによって駆動されるスイベルディスク（６）を備え、該スイベルディスクはエ ンジンシャフト（５）上に軸方向に案内される滑り部材（２１）と、駆動力を伝 達するドライバ（１３） との両方に連接し、ピストン（２）は各々スイベルディ スク（６）が滑り係合する連接部（１０、１１、１２）有し、スイベルディスク （６）は環状ディスクの形態をしており、その円周上の一点には少なくとも径方 向内方に開いた係合空間（１６）を有し、前記係合部には、エンジンシャフト（ ５）にしっかりと接続されたドライバ（１３）の頭部（１５）が係合されること を特徴とするレシプロピストンエンジン。 ２．ドライバ（１３）の頭部（１５）がエンジンシャフト（５）から離れる方 向に突出したドライバの自由端に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の レシプロピストンエンジン。 ３．ドライバ（１３）は、エンジンシャフト（５）から傾斜する方向に突出し 、それにより環状ディスク（６）の中央傾斜位置において、ドライバの軸線は環 状ディスク（６）に対して径方向に延びることを特徴とする請求項２に記載のレ シプロピストンエンジン。 ４．環状ディスク（６）は係合空間を形成する径方向の孔（１６）を有し、ド ライバ（１３）の頭部（１５）は球状に形成されたことを特徴とする請求項１〜 ３のいずれか１項に記載のレシプロピストンエンジン。 ５．ドライバ（１３）の頭部（１５）の中心部（１７）は、ピストンの球状連 接部材（１１、１２）の球中心を連結した円上に位置することを特徴とする請求 項４に記載のレシプロピストンエンジン。 ６．ドライバ（１３）の頭部（１５）の中心部（１７）は、７つのピストン（ ２）の幾何学軸線を相互に連結した円上に位置することを特徴とする請求項４ま たは５に記載のレシプロピストンエンジン。 ７．前記エンジンシャフトを取り囲むスリーブ状の滑り部材（２１）への連接 結合が、一方が環状ディスク内、他方が滑り部材（２１）上に同軸的に径方向の 対向する側に配置された ２つの支持ピン（２２、２３）によってなされることを 特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のレシプロピストンエンジン。 ８．支持ピン（２２、２３）は、スリーブ状の滑り部材（２１）から径方向に 突出し、滑り部材（２１）と環状ディスク（６）との間の径方向空間を架橋する 同軸的支持スリーブ（２６、２７）内に取付けられることを特徴とする請求項７ に記載のレシプロピストンエンジン。 ９．滑り部材（２１）はエンジンシャフト（５）上に軸方向にスリーブ状に案 内され、ドライバ（１３）は滑り部材（２１）の長孔（３０）を通って、エンジ ンシャフト（５）から環状ディスク（６）へと延び、それにより、滑り部材（２ １）はいずれの方向においてもドライバ（１３）上の停止点を有することを特徴 とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレシプロピストンエンジン。（図１ 及び２） １０．滑り部材（２１）の両端にスプリング部材（３４、３５）を設けたこと を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレシプロピストンエンジン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ツェーザル，ローラント ドイツ連邦共和国，デー―70338 シュト ゥットガルト，シュティルネンベーク ７ (72)発明者 オブリスト，フランク オーストリア国，アー―6850 ドルンビル ン，ゲルベルガッセ 22アー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エンジンシャフト（５）に対する傾斜が調節可能で、前記エンジンシャフ トによって駆動されるスイベルディスク（６）を備え、該スイベルディスクはエ ンジンシャフト（５）上に軸方向に案内される滑り部材（２１）と、駆動力を伝 達しエンジンシャフト（５）から隔てられたドライバ（１３）との両方に連接し 、ピストン（２）は各々スイベルディスク（６）が滑り係合する連接部（１０、 １１、１２）有し、スイベルディスク（６）は環状ディスクの形態をしており、 その円周上の一点には少なくとも径方向内方に開いた係合空間（１６）を有し、 前記係合部には、エンジンシャフト（５）にしっかりと接続されたドライバ（１ ３）の頭部（１５）が係合されることを特徴とするレシプロピストンエンジン。 ２．ドライバ（１３）の頭部（１５）がエンジンシャフト（５）から離れる方 向に突出したドライバの自由端に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の レシプロピストンエンジン。 ３．ドライバ（１３）は、エンジンシャフト（５）から傾斜する方向に突出し 、それにより環状ディスク（６）の中央傾斜位置において、ドライバの軸線は環 状ディスク（６）に対して径方向に延びることを特徴とする請求項２に記載のレ シプロピストンエンジン。 ４．環状ディスク（６）は係合空間を形成する径方向の孔（１６）を有し、ド ライバ（１３）の頭部（１５）は球状に形成されたことを特徴とする請求項１〜 ３のいずれか１項に記載のレシプロピストンエンジン。 ５．ドライバ（１３）の頭部（１５）の中心部（１７）は、ピストンの球状連 接部材（１１、１２）の球中心を連結した円上に位置することを特徴とする請求 項４に記載のレシプロピストンエンジン。 ６．ドライバ（１３）の頭部（１５）の中心部（１７）は、７つのピストン（ ２）の幾何学軸線を相互に連結した円上に位置することを特徴とする請求項４ま たは５に記載のレシプロピストンエンジン。 ７．前記エンジンシャフトを取り囲むスリーブ状の滑り部材（２１）への連接 結合が、一方が環状ディスク内、他方が滑り部材（２１）上に径方向に同軸上に 向き合わせられた２つの支持ピン（２２、２３）によってなされることを特徴と する請求項１〜６のいずれか１項に記載のレシプロピストンエンジン。 ８．支持ピン（２２、２３）は、スリーブ状の滑り部材（２１）から径方向に 突出し、滑り部材（２１）と環状ディスク（６）との間の径方向空間を架橋する 同軸的支持スリーブ（２６、２７）内に取付けられることを特徴とする請求項７ に記載のレシプロピストンエンジン。 ９．滑り部材（２１）はエンジンシャフト（５）上に軸方向にスリーブ状に案 内され、ドライバ（１３）は滑り部材（２１）の長孔（３０）を通って、エンジ ンシャフト（５）から環状ディスク（６）へと延び、それにより、滑り部材（２ １）はいずれの方向においてもドライバ（１３）上の停止点を有することを特徴 とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレシプロピストンエンジン。（図１ 及び２） １０．滑り部材（２１）の両端にスプリング部材（３４、３５）を設けたこと を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のレシプロピストンエンジン。