JPH04255501A - 往復ピストン装置 - Google Patents

往復ピストン装置

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JPH04255501A
JPH04255501A JP3200216A JP20021691A JPH04255501A JP H04255501 A JPH04255501 A JP H04255501A JP 3200216 A JP3200216 A JP 3200216A JP 20021691 A JP20021691 A JP 20021691A JP H04255501 A JPH04255501 A JP H04255501A
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JP
Japan
Prior art keywords
piston
wobble plate
cylinder block
wobble
cylinder
Prior art date
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Pending
Application number
JP3200216A
Other languages
English (en)
Inventor
Bryan Nigel Victor Parsons
ブリヤン　ニゲル　ビクター　パーソンズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jaguar Land Rover Ltd
Original Assignee
Jaguar Cars Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/10—Control of working-fluid admission or discharge peculiar thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B9/00—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00
    • F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with crankshaft
    • F01B9/026—Rigid connections between piston and rod; Oscillating pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B11/00—Reciprocating-piston machines or engines without rotary main shaft, e.g. of free-piston type
    • F01B11/004—Reciprocating-piston machines or engines without rotary main shaft, e.g. of free-piston type in which the movement in the two directions is obtained by two single acting piston motors, each acting in one direction
    • F01B2011/005—Reciprocating-piston machines or engines without rotary main shaft, e.g. of free-piston type in which the movement in the two directions is obtained by two single acting piston motors, each acting in one direction with oscillating pistons, i.e. the pistons are arranged in ring like cylinder sections and oscillate with respect to the center of the ring

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は往復ピストン装置に関し
、さらに詳しくは、ウォブルプレートエンジンまたはポ
ンプ（ｗｏｂｂｌｅ　ｐｌａｔｅ　ｅｎｇｉｎｅ　ｏｒ
　ｐｕｍｐ　）に関する。
【０００２】
【従来の技術】ウォブルプレートエンジンまたはポンプ
においては、一連のピストンがウォブルクランク（ｗｏ
ｂｂｌｅ　ｃｒａｎｋ）に取付けられたプレートに連結
されて、このクランクが回転するとプレートが回転斜板
運動すなわちウォブル運動（ｗｏｂｂｌｅ）を生じてこ
れらのピストンが組合されたシリンダー内で往復運動を
行うようになっている。これらのシリンダーはシリンダ
ーブロック内で１つの円周に沿って配置されている。ウ
ォブルクランクの回転運動をピストンの往復運動に変換
し、またはその逆に変換するために、ウォブルプレート
とシリンダーブロックとの間に何等相対的な回転を生じ
ないようにウォブルプレートに与えられるトルクに対し
て反作用を行うようになす必要がある。
【０００３】またこのような装置においては、駆動軸ま
たは被駆動軸がシリンダーブロックと同軸的にウォブル
プレートの両側に伸長して、駆動力がシリンダーブロッ
クから遠隔端部から取出され、または与えられるととも
に、この軸の他端がエンジンまたはポンプの弁ギヤを駆
動するのに使用されることができるようになすのが望ま
しい。
【０００４】英国特許願第ＧＢ　　２２３９３０４Ａ号
においては、ウォブルプレートに与えられるトルクがそ
れぞれのピストンに組合される支持面によって反作用を
受けるが、前記支持面はピストンに組合されるシリンダ
ーの壁部に係合するようになされている。この配置は軸
線方向の荷重がウォブルクランクによって受止められな
ければならず、また摩耗がシリンダーの壁部およびピス
トンに組合される支持面の間に生じる欠点を有するので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術の装
置の欠点を排除して、ウォブルプレートに与えられるト
ルクに反作用を与えるとともに、駆動軸または被駆動軸
がウォブルプレートと同軸的に両方向に伸長できるよう
になされた装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明の１つの特徴によっ
て、本発明の往復ピストン装置は、円形の配列関係に配
置される一連のシリンダーを形成されたシリンダーブロ
ックと、反対両端の中間にウォブルクランクを有する軸
と、前記ウォブルクランク上に回転可能に取付けられた
ウォブルプレートと、それぞれのシリンダー内に滑動可
能に封止され、それぞれ前記ウォブルプレートに対して
万能的に枢動されるようになされたピストンとを含み、
この往復ピストン装置は、前記軸がシリンダーと同軸的
に取付けられて、ウォブルプレートが管状ケージを介し
て前記シリンダーブロックに相互連結されていて、第１
のスパイダーが前記ウォブルプレートおよび前記ケージ
の一端に枢動可能に取付けられ、第２のスパイダーが前
記シリンダーブロックおよび前記ケージの他端に枢動可
能に取付けられて、前記第１および第２のスパイターが
９０°の角度間隔にて半径方向に外方に伸長するトラニ
オンを有する環状の中央部分を有し、前記第１および第
２のスパイダーおよび前記ケージが、前記軸および前記
ウォブルクランクの一部分が貫通して伸長して回転でき
るようになす環状包囲体を境界するようになされている
ことを特徴とするものである。
【０００７】このように配置されていることによって、
トルクはウォブルプレートから二重ユニバーサルジョイ
ントを形成する第１および第２のスパイダーおよびケー
ジを介してシリンダーブロックに伝達されるのである。 ケージおよびスパイターの環状の形態は軸がウォブルク
ランクの両側に伸長し、シリンダーと同心的に貫通して
適当な弁装置を駆動できるようになすのである。
【０００８】さらに、ケージはシリンダーブロックに対
して回転しないように取付けられた部材に連結され、シ
リンダーブロックおよびウォブルプレートの相対的な軸
線方向の位置のが変化されて、エンジンまたはポンプの
圧縮比を変化できるようになっている。
【０００９】
【実施例】本発明の１つの実施例が単に例として添付図
を参照して以下に説明される。
【００１０】図１および図２に示されるように、ウォブ
ルプレートエンジンは等間隔の角度位置に円形に配列さ
れた一連のシリンダー１１を形成されたシリンダーブロ
ック１０を有する。軸１５がシリンダーブロック１０と
同軸的に取付けられているが、この軸１５はウォブルク
ランク１６を有し、この軸はウォブルクランク１６のそ
れぞれの端部から反対両方向に伸長している。
【００１１】ウォブルプレート２０は軸受２１によって
ウォブルクランク１６上に回転可能に取付けられている
。ウォブルプレート２０はハブ２３からシリンダー１１
と同じ角度間隔の関係で半径方向に伸長する一連の脚部
２２を有する。球状体２５がそれぞれの脚部２２の端部
に設けられていて、この球状体２５はそれぞれ１つのシ
リンダー１１に滑動可能に封止されたピストン２７のソ
ケット２６内に係合している。それぞれのピストン２７
はピストンリング２８を有し、このピストンリング２８
がシリンダー１１の壁部に滑動可能に係合している。 ピストンヘッド２９はリング２８から上方に向って縮小
するようにテーパーを付され、またスカート３０はリン
グ２８から下方に向って縮小するようにテーパーを付さ
れて、ピストン２７がシリンダー１１内で上下運動を行
う時にピストン２７の傾倒を許してシリンダー１１の軸
線に対する横方向の球状体２５の運動に適応できるよう
になっている。これと異なり、平行なスカートのピスト
ン２７も設けられることができ、球状体２５がピストン
２７に対して偏心しているソケット２６内に係合して球
状体２５の横方向の運動がピストン２７の回転によって
適応され得るようになすことができる。さらに他の変形
形態においては、ソケットがピストン２７上の滑動体内
に設けられ、この滑動体が軸１５の軸線に対して横方向
にピストンに対して相対的に運動可能になされることも
できる。
【００１２】ウォブルプレート２０のハブ２３は１対の
トラニオン軸受３１を形成する１対の直径方向に反対に
軸線方向に伸長するラグ３０’を有する。図２に示され
るようにスパイダー３２は環状本体部３３を有しこの環
状本体部分３３は第１の対をなす直径方向に対向して半
径方向に外方に伸長し、トラニオン軸受３１内に係合す
る軸部３４を有する。第２の対をなす直径方向に対向し
て半径方向に外方に伸長する軸部３５は軸部３４に対し
て９０°の角度に配置されて、管状のケージ部材３７の
一端にある軸受３６に係合している。このケージ部材３
７の他端は同様にスリーブ部材４０に連結されているが
、このスリーブ部材４０はシリンダーブロック１０内の
軸線方向の孔４１内の相互係合スプライン４２に滑動可
能に取付けられている。これによって環状スパイダー３
２およびケージ部材３７はウォブルプレート２０および
シリンダーブロック１０の間の相対的回転を阻止する二
重ユニバーサルジョイントを形成するのである。
【００１３】ハブ２３およびスリーブ部材４０の対向す
る端部はケージ部材３７のための間隙を与え、また環状
スパイダー３２の内周部およびケージ部材３７は包囲体
を形成し、この包囲体がウォブルクランク１６の端部お
よびこのウォブルクランクからシリンダーブロック１０
を通って伸長する軸１５の部分を収容してこの軸１５の
回転を可能になしている。シリンダーブロック１０を通
って伸長する軸１５の部分は適当な弁装置（図示せず）
を駆動してそれぞれのシリンダー１１の入口ポートおよ
び出口ポートを制御するようになすことができる。
【００１４】作動に際し、シリンダー１１内の空気／燃
料混合物の爆燃がピストン２７をシリンダー１１内で下
方に動かすようになす。この下方への運動はボール・ソ
ケット・ジョイント２５，２６を経てウォブルプレート
２０に組合された脚部２２に伝達されて、脚部２２を下
方に動かす。シリンダー１１は順次に円形配置の順序で
発火してウォブルプレート２０の回転斜板運動を生じさ
せ、ウォブルクランク１６およびこれにより軸１５を回
転させるようになす。
【００１５】シリンダーブロック１０およびウォブルク
ランク１６上のウォブルプレート２０に対して相対的な
スリーブ部材４０の軸線方向の運動はウォブルプレート
２０およびシリンダーブロック１０の間の相対的な軸線
方向運動を可能になし、これによってピストン２７をシ
リンダー１１に対して相対的に軸線方向に動かし、エン
ジンの圧縮比を変化させるのである。
【００１６】上述にてウォブルプレートエンジンが説明
されたが、本発明は、またウォブルクランク１６の回転
によってピストン２７がシリンダー１１内で上下に動か
され、ピストンの下方に向う運動により流体がシリンダ
ー内に吸引され、上方に向う運動によりシリンダーから
排出されるようになすポンプにも等しく応用可能である
。
【００１７】図３および図４に示された修正形態におい
ては、ウォブルプレート２０およびピストン２７の間の
ボール・ソケット・ジョイント２５，２６がユニバーサ
ルジョイント４５に置換えられている。このユニバーサ
ルジョイント４５は中間部材４６を含んでいて、この中
間部材４６がウォブルプレート２０の脚部２２の端部か
ら半径方向に伸長する軸部４７上に枢動可能に取付けら
れている。中間部材４６は軸部４７に対して直角に配置
された１対の軸線方向に伸長する軸部４８を有し、これ
らの軸部４８がピストン２７上のトラニオン軸受４９内
に係合するようになっている。ボール・ソケット・ジョ
イント２５，２６の場合と同様にピストン２７がシリン
ダー１１内を上下運動する時に脚部２２の端部の横方向
の運動に適応させるような装置が設けられなければなら
ない。このことは図１を参照して説明された実施例にお
けるようにピストン２７のヘッド２９およびスカート３
０にテーパーを付すことによって達成できる。
【００１８】本発明の技術思想から逸脱しないで、種々
の修正を行うことができる。例えば、上述の実施例にお
いては、ピストン２７は一体的な連結杆を有し、ピスト
ンの傾倒を行わせる装置を設けなければならなかった。 しかし、これと異なり、連結杆はピストンに対して万能
的、すなわち自在枢動運動を行うように連結されて、ウ
ォブルプレートに対する連結部の横方向の運動に順応さ
せ、ピストンが常にシリンダーに対して同軸的に保持さ
れるのを可能になすこともできる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているか
ら、従来技術の装置の欠点を排除して、ウォブルプレー
トに与えられるトルクに反作用を与えるとともに、駆動
軸または被駆動軸がウォブルプレートと同軸的に両方向
に伸長できるようになされた優れた性能の往復ピストン
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって形成されたウォブルプレートエ
ンジンの一部断面として示した立面図。
【図２】図１に示されたエンジンに使用されるスパイダ
ーの平面図。
【図３】ウォブルプレートに対して万能的にピストンを
枢動させる変形形態を示す部分的説明図。
【図４】図３に示された修正形態の矢印ＩＶの方向に見
た部分的説明図。
【符号の説明】
１０　　シリンダーブロック １１　　シリンダー １５　　軸 １６　　ウォブルクランク ２０　　ウォブルプレート ２１　　軸受 ２２　　脚部 ２３　　ハブ ２５　　球状体 ２６　　ソケット ２７　　ピストン ２８　　ピストンリング ２９　　ピストンヘッド ３０　　ピストンスカート ３０’　　ラグ ３１　　トラニオン軸受 ３２　　スバイダー ３３　　環状本体部分 ３４　　軸部 ３５　　軸部 ３６　　軸受 ３７　　ケージ部材 ４０　　スリーブ部材 ４１　　軸線方向の孔 ４２　　相互係合スプライン ４５　　ユニバーサルジョイント ４６　　中間部材 ４７　　軸部 ４８　　軸部 ４９　　トラニオン軸受

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　円形の配列関係に配置された一連のシ
    リンダー（１１）を形成されたシリンダーブロック（１
    ０）と、両方の端部の中間にウォブルクランク（１６）
    を有する軸（１５）と、前記ウォブルクランク（１６）
    上に回転可能に取付けられたウォブルプレート（２０）
    と、それぞれの前記シリンダー（１１）内に滑動可能に
    封止されて前記ウォブルプレート（２０）に対して万能
    的に枢動されるピストン（２７）とを含む往復ピストン
    装置において、前記軸（１５）が前記シリンダーブロッ
    ク（１０）と同軸的に取付けられていて、前記ウォブル
    プレート（２０）が管状ケージ（３７）を介して前記シ
    リンダーブロック（１０）に相互連結されており、第１
    のスパイダー（３２）が前記ウォブルプレート（２０）
    および前記ケージ（３７）の一端に枢動可能に連結され
    、また第２のスパイダー（３２）が前記シリンダーブロ
    ック（１０）および前記ケージ（３７）の他端に枢動可
    能に連結されていて、前記第１および第２のスパイダー
    （３２）が半径方向に外方に９０°の間隔で伸長するト
    ラニオン（３４，３５）を有する環状の中央部分（３３
    ）を有し、前記第１および第２のスパイダー（３２）お
    よび前記ケージ（３７）が環状包囲体を形成し、この環
    状包囲体を通って前記軸（１５）および前記ウォブルク
    ランク（１６）の一部分が伸長して回転できるようにな
    されていることを特徴とする往復ピストン装置。
  2. 【請求項２】　　前記管状ケージ（３７）が前記シリン
    ダーブロック（１０）を通る軸線方向の孔（４１）内に
    回転しないように配置されるスリーブ（４０）を介して
    このシリンダーブロック（１０）に枢動可能に連結され
    ていて、前記軸（１５）が前記スリーブ（４０）および
    前記軸線方向の孔（４１）を軸線方向に貫通しているこ
    とを特徴とする請求項１に記載された往復ピストン装置
    。
  3. 【請求項３】　　前記スリーブ（４０）が前記軸線方向
    の孔（４１）内に軸線方向の運動を行うように取付けら
    れ、前記ウォブルプレート（２０）に対して相対的な前
    記シリンダーブロック（１０）の軸線方向の運動を可能
    にしていて、これによって前記往復ピストン装置の圧縮
    比が変化され得るようになされていることを特徴とする
    請求項２に記載された往復ピストン装置。
  4. 【請求項４】　　前記ウォブルプレート（２０）が前記
    ウォブルクランク（１６）の軸線方向に運動して、前記
    シリンダーブロック（１０）に対して相対的に運動でき
    るようになされていることを特徴とする請求項３に記載
    された往復ピストン装置。
  5. 【請求項５】　　それぞれの前記ピストン（２７）がボ
    ール・ソケット・ジョイント（２５，２６）によって前
    記ウォブルプレート（２０）に連結されていることを特
    徴とする前掲請求項の何れかに記載された往復ピストン
    装置。
  6. 【請求項６】　　それぞれの前記ピストン（２７）がユ
    ニバーサルジョイント（４５）によって前記ウォブルプ
    レート（２０）に連結されていることを特徴とする請求
    項２ないし請求項４の何れかに記載された往復ピストン
    装置。
  7. 【請求項７】　　１対の直径方向に対向するトラニオン
    （４８）を形成する中間部材（４６）が前記ウォブルプ
    レート（２０）上の半径方向軸線の廻りに枢動可能に取
    付けられ、前記トラニオン（４８）が前記ピストン（２
    ７）の１対のトラニオン軸受（４９）に係合しているこ
    とを特徴とする請求項６に記載された往復ピストン装置
    。
  8. 【請求項８】　　前記シリンダー（１１）の軸線に対し
    て相対的に前記ピストン（２７）および前記ウォブルプ
    レート（２０）の間の連結部の横方向の運動を行わせる
    装置が設けられていることを特徴とする前掲請求項の何
    れかに記載された往復ピストン装置。
  9. 【請求項９】　　前記ピストン（２７）がこれと一体的
    に形成された連結杆を有し、前記ピストン（２７）が前
    記シリンダー（１１）内で上下に動く時に、ピストンヘ
    ッド（２９）およびピストンスカート（３０）が前記シ
    リンダー（１１）内で前記ピストン（２７）の傾倒を許
    すように輪郭形状を付されていることを特徴とする請求
    項８に記載された往復ピストン装置。
JP3200216A 1990-08-11 1991-08-09 往復ピストン装置 Pending JPH04255501A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB90176421 1990-08-11
GB909017642A GB9017642D0 (en) 1990-08-11 1990-08-11 Reciprocating piston device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04255501A true JPH04255501A (ja) 1992-09-10

Family

ID=10680518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3200216A Pending JPH04255501A (ja) 1990-08-11 1991-08-09 往復ピストン装置

Country Status (3)

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EP (1) EP0471451A1 (ja)
JP (1) JPH04255501A (ja)
GB (1) GB9017642D0 (ja)

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EP0471451A1 (en) 1992-02-19
GB9017642D0 (en) 1990-09-26

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