JPH0452442Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、往復動するピストンを備えたシリン
ダケースを本体ケースに対して回転自在に支持す
ると共に、本体ケースに設けたカム板の長円形内
周面で前記ピストンを案内して、シリンダケース
内での爆発力をシリンダケースの回転力に変換す
るように構成してあるエンジンに関する。

〔従来の技術〕

前記エンジンとしては実公昭48−1044号公報に
開示されるようにコンロツド及びクランクシヤフ
トを省略しピストンの往復運動を直接にシリンダ
ケースの回転運動に変換するようにして、小型化
及び軽量化を図つた４サイクルエンジンがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

前記エンジンにおいては吸入はピストン後退時
のシリンダ内に発生する負圧によつて行うのであ
るが、ピストンを後退させるのはシリンダケース
の回転による遠心力である。しかし、外気をシリ
ンダ内に吸入する途中にはエヤークリーナ等が介
在して吸気抵抗がある為に前記遠心力だけではピ
ストンが所定位置まで後退せずに十分な吸入が行
われない場合があり、これにより出力の低下を招
く結果となる。又、ピストンが所定位置まで後退
しないと言うことは、ピストンが吸入行程におい
てカム板内周面から離間することであり、圧縮行
程に移行してからのピストンのカム板内周面への
再接触の衝撃は非常に大きなものとなる為、異常
騒音及び各部の損傷を招くことになる。

そこで、カム板内周面に沿つてガイドレールを
設けると共に、ピストンのスカート部にもフツク
状の係合部を設け、この係合部を前記ガイドレー
ルに掛けて、シリンダケースの回転に伴いピスト
ンを強制的に後退させる構造が研究されている。
しかし、カム板内周面は円形ではなく長円形であ
るから、ピストン内周面に対してピストンが直交
する状態で接触するのではなく、その接触角度は
シリンダケースの回転位相により全て異なつてく
る。従つて、カム板内周面に設けたガイドレール
に対して単純なフツク状の係合部をピストンに設
けるだけでは、運転中にガイドレールと係合部の
間でガタつき及びコジリ現象が発生して、回転ム
ラや異常振動が生ずるおそれがある。

ここで本考案は前述の点に着目して、吸入行程
においてピストンを所定位置にまで後退させ、且
つ、シリンダケースの回転に支障のないような構
造を得ることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の特徴は冒記したエンジンにおいて、シ
リンダケース回転面に直交する軸芯周りに回動し
て前記カム板の長円形内周面に摺接するローラー
をピストンに設け、且つ、前記ローラーの回動軸
芯周りに揺動し揺動端にローラーを備えた係合ア
ームを前記ピストンに設けると共に、前記カム板
の長円形内周面に沿つて前記ローラーの軸芯方向
に突出するガイド部を設けて、前記両ローラーで
前記ガイド部を挟み込むように構成してあること
にあり、その作用及び効果は次のとおりである。

〔作用〕

前述のように構成すると、例えば第２図に示す
ピストン８がカム板１２の内周面に直角に接触し
ている状態から、第３図に示す直角に接触しない
状態に移行する場合のように、ピストン８側のロ
ーラー９と係合アーム７側のローラー１１とで挟
み込んでいるガイド部１３における内周面半径方
向の厚みが変化しても、その変化に対して追従吸
収する方向に前記係合アーム７が揺動する。（第
３図の状態ではシリンダケース３の回転方向とは
反対方向に係合アーム７が揺動している。） 従つて、シリンダケースの回転位相に関係なく
前記両ローラーがガイド部の内外面にガタつき及
びコジリなく接触して、ガイド部を挟持するので
ある。

〔考案の効果〕 以上のように、ピストンをガタつき及びコジリ
なく円滑にカム板内周面に追従するような構造が
得られて、所定位置まで後退しないことによる吸
入不足からの出力低下を防止できると共に、シリ
ンダケースの回転が円滑になり、異常な振動や騒
音が少なくなる。

又、前記係合アームをピストンの回転に対して
先行する方向に付勢してやれば、係合アームがシ
リンダケースの回転に追従して行き易くなり、両
ローラーで挟持するガイド部の見掛け上の厚みの
変化をさらに、うまく吸収できるようになる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例について図面に基づいて
説明する。

第１図にエンジンの全体縦断側面が、第２図及
び第３図に縦断正面が示されている。このエンジ
ンの本体ケース１は、出力側となる前ケース１ａ
と、ヘツド側となる後ケース１ｂをボルト接合し
た二つ割り構造に構成され、この前後ケース１
ａ，１ｂにベアリング２，２を介してシリンダケ
ース３が回動自在に水平支承されている。

前記シリンダケース３は、前記ベアリング２，
２に支承される前後の筒軸ケース４，５と、その
中間に挟持連結される中間ケース６とからなり、
この中間ケース６に、シリンダケース３の回動軸
芯P₁と直交する軸芯を有する貫通形のシリンダ
が形成されている。シリンダには一対のピストン
８，８が対向して内嵌され、各ピストン８のスカ
ート部に、ベアリング式のローラー９がピストン
ピン１０を介して回動自在に支持されている。

前記本体ケース１の前後ケース１ａ，１ｂの間
にはカム板１２が共締め固定されていて、このカ
ム板１２の中央に形成した長円形内周面であるカ
ム孔に前記両ピストン８，８のローラー９，９が
内接するように構成され、シリンダケース３の１
回転に対して各ピストン８が２回往復運動するよ
うになつている。そして、前記カム孔の内周部に
は前記ローラー９，９の軸芯方向に突出するガイ
ド部１３がカム孔の内周の全周に亘つて設けられ
ている。

これに対し前記ピストンピン１０から揺動自在
に係合アーム７が支持延出されると共に、この係
合アーム７の揺動端にベアリング式のローラー１
１を設けて、第１図及び第２図に示すように前記
両ローラー９，１１でガイド部１３を挟み込むよ
うに構成し、エンジン運転中にピストン８がカム
板１２のカム孔内周面から離れないようにしてい
るのである。

前記シリンダの後端面は後ケース１ｂの中央に
形成したヘツド部１４にシリンダケース３の軸芯
方向に摺接するよう構成され、このシリンダ後端
面にシリンダケース３の回動軸芯P₁と偏芯した
１個の吸排気口１５が形成されている。

又、前記ヘツド部１４の摺接面には、前記吸排
気口１５の移動方向に沿つて所定角度位相をもつ
て、排気孔１６、吸気孔１７及び燃料噴射孔１８
が設けられ、シリンダケース３の回転に伴つてシ
リンダケース３の吸排気口１５がヘツド部１４の
排気孔１６、吸気孔１７及び燃料噴射孔１８に順
次適当タイミングで位置して、排気−吸気−圧縮
−爆発膨張の４サイクルを行つて、シリンダケー
ス３が一定方向Ａに連続回転駆動されるようにな
つている。

そして、このシリンダケース３の回転出力が、
前記前部筒軸ケース４の外端に取付けた軸端スプ
ライン孔２０に取付けるPTO軸（図示せず）か
ら取出されるようになつている。

又、前部筒軸ケース４の軸端にはフアン２１が
取付けられ、後部筒軸ケース５の後部中央に形成
した開口２２から取入れた外気を、シリンダの周
囲のリブ２３部間に形成した冷却風通路を通した
のち、前部筒軸ケース４の全端周部に設けた排出
口２５から吸引排出して、前記ヘツド部１４及び
シリンダケース３の冷却を行うよう構成されてい
る。

前記ヘツド部１４の外側部には、第１図に示す
ように前記排気孔１６に連通するマフラー２６が
接続されており、ヘツド部１４内に燃料噴射装置
が内装されている。次に、この燃料噴射装置につ
いて詳述すると、第４図に示すようにヘツド部１
４の内部にはプランジヤ式のポンプケーシング２
９が埋設固定され、その先端に前記燃料噴射孔１
８が形成されている。このポンプケーシング２９
内には、シリンダケース７の回転力によつて直接
に前後に進退駆動されるプランジヤ３２が内嵌さ
れている。

プランジヤ３２の駆動構造について詳述する
と、シリンダケース３の回転軸芯P₁の位置に回
転軸であり後述するガバナ機構を内嵌するガバナ
ケース３０が取付けられ、ヘツド部１４内に挿通
されて、シリンダケース３の回転に伴いガバナケ
ース３０もヘツド部１４内で回転するように構成
されている。そしてカム溝３１ａを外周面に設け
た円筒カム３１をスプライン構造にて前記ガバナ
ケース３０に取付け、この円筒カム３１を前記プ
ランジヤ３２の側面に摺接し、円筒カム３１のカ
ム溝３１ａにプランジヤ３２のカムピン１９先端
を係入させてカム機構を構成することによつて、
シリンダケース３の１回転に対してプランジヤ３
２が１往復駆動されるように構成している。

さらに詳述すると、ポンプケーシング２９内に
形成されたプランジヤ室３３の周部には、プラン
ジヤ３２が後退したときに開口される小孔３４群
が形成され、この小孔３４群がガバナケース３０
に設けられた通路３６、及びニードル式の可変絞
り弁３９を有する通路３８に連通接続されてい
る。又、ガバナケース３０とは連通せずにプラン
ジヤ室３３と外部とを直接に連通させる空気取入
れ通路４１も設けられ、この空気取入れ通路４１
にはニードル式の開閉弁４２が設けられている。
尚、通常の運転中は開閉弁４２は閉じられてい
る。

そして、前記ガバナケース３０内に、回転軸芯
P₁方向に摺動自在な円筒状の燃料制御弁３７が
内装されており、この燃料制御弁３７はガバナス
プリング４３を介してガバナロツド４５によつて
摺動操作する。燃料はヘツド部１４端部付近に設
けられた燃料流入口（図示せず）に連通する流路
４０からガバナケース３０内にはいり、燃料制御
弁３７に設けた小孔３７ａから通路３６内にはい
る。そして燃料量の調節は図外の調速レバーと連
結された回動式の調速アーム４６によつて燃料制
御弁３７を摺動操作し、燃料制御弁３７の小孔３
７ａに連通する環状溝３７ｂと通路３６との連通
開度によつて行い、速度設定を行う。

前記燃料制御弁３７は機械式ガバナによつて進
退制御されるように構成されており、このガバナ
は前記燃料制御弁３７の開度を大きくする方向に
押圧する前記ガバナスプリング４３と、開度を小
さくする方向に押圧するガバナフオースを発生さ
せるガバナウエイト４４とから構成されている。

前記ガバナウエイト４４は、シリンダケース３
の後端部に回動軸芯P₁と偏芯して形成された凹
部４８内に収容され、シリンダケース３に固定し
たブラケツト４７に対して揺動自在に枢支されて
いる。そして、このガバナウエイト４４から連設
したアーム４４ａが、前記燃料制御弁３７に取付
けたプツシユロツド３７ｃの先端に接当され、ガ
バナウエイト４４の遠心力（ガバナフオース）が
燃料制御弁３７に伝えられるようになつている。

次に、過給構造について詳述すると、第１図及
び第４図に示すように、本体ケース１の後ケース
１ｂに逆止弁式の吸入弁２４及び前ケース１ａに
逆止弁式の排気弁２７を設けると共に、前ケース
１ａ外周に沿つて蓄圧室２８を形成している。シ
リンダケース３の回転に伴うピストン８の往復運
動によつて、本体ケース１内はいわゆる往復動型
ポンプの機能を有することになり、圧縮及び排気
行程で両ピストン８がシリンダケース３の回転軸
芯P₁に近付く方向に運動すると、その際の負圧
で吸入弁２４から外気が本体ケース１内に吸入さ
れる。これに対し、吸気及び爆発行程で両ピスト
ン８が回転軸芯P₁から遠ざかる方向に運動する
と、本体ケース１内の空気が圧縮されながら、前
記排気弁２７を通り蓄圧室２８に送り込まれる。
そして、この蓄圧室２８とヘツド部１４に設けら
れた吸気孔１７とが過給パイプ３５を介して連通
接続されているのである。

エンジン全体は以上のように構成されており、
次にその作動ついて詳述する。

前記シリンダケース３は第２図及び第３図にお
いて時計回りに回動されるものであり、シリンダ
ケース３の吸排気口１５が排気孔１６と重複する
とともに両ピストン８，８が接近移動して排気が
行われたのち、吸排気口１５が吸気孔１７と重複
しつつ両ピストン８，８が遠心力とガイド部１３
の案内作用によつて離間移動し、前記蓄圧室２８
内の圧縮空気がシリンダ内に送り込まれ、引き続
き圧縮行程に移る。

この吸気及び圧縮行程が終了するまでに燃料噴
射装置のプランジヤ３２が１回後退前進駆動され
る。その際のプランジヤ３２の後退によりプラン
ジヤ室３３に空気が急速に吸入されるとともに、
このとき通路３６に発生する負圧によつて燃料制
御弁３７から燃料が吸引されて空気に霧化しなが
ら混合される。そして、エンジン始動時において
は通路３８の可変絞り弁３９を絞つてやれば前記
負圧によつて多量の燃料が吸引されるので非常に
燃料分の濃い混合気が形成される。このようにし
て形成された混合気は小孔３４群を介してプラン
ジヤ室３３に流入し、このとき更に燃料の霧化が
促進される。そして、プランジヤ３２の強制進出
によつてプランジヤ室３３内の一定量の混合気は
圧縮され、高圧高温の混合気となる。

この混合気圧縮終了の後に、吸気圧縮行程を終
えたシリンダケース３の吸排気口１５が燃料噴射
孔１８に重複しかかり、プランジヤ室３３の高圧
高温の混合気が、シリンダ内の高温圧縮空気中に
噴出され、爆発膨張行程に移る。この爆発膨張行
程の間は、プランジヤ３２は進出（圧縮）終端位
置に保持され、燃焼ガスのプランジヤ室３３内へ
の流入が阻止された状態に維持される。

そして、爆発及び膨張行程に引き続いて前記排
気行程に移り、以下このサイクルを繰返すのであ
る。エンジン停止時には前記空気取入れ通路４１
の開閉弁４２を開くと、プランジヤ室３３に多量
の外気が流入し、点火不能なほどの燃料分の非常
に薄い混合気が形成されることになり、エンジン
の急停止が行えるのである。

〔別実施例〕

前記係合アーム７を伸縮式とすると共に、収縮
側に付勢するバネ機構を係合アーム７に内装し
て、さらに融通性のある構造としてもよい。

又、前記係合アーム７の揺動軸芯部に、係合ア
ーム７をシリンダケース３の回転方向に付勢する
つる巻きバネを取付けて、シリンダケース３の回
転に係合アーム７が追従して行き易いようにして
もよい。

尚、実用新案登録請求の範囲の項に図面との対
照を便利にする為に符号を記すが、該記入により
本考案は添付図面の構造に限定されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係るエンジンの実施例を示し、
第１図はエンジン全体の縦断側面図、第２図及び
第３図はシリンダケースの回転位相の異なる状態
での縦断正面図、第４図はヘツド部周りの拡大し
た縦断側面図である。 １……本体ケース、３……シリンダケース、７
……係合アーム、８……ピストン、９，１１……
ローラー、１２……カム板、１３……ガイド部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 往復動するピストン８を備えたシリンダケー
   ス３を本体ケース１に対して回転自在に支持す
   ると共に、本体ケース１に設けたカム板１２の
   長円形内周面で前記ピストン８を案内して、シ
   リンダケース３内での爆発力をシリンダケース
   ３の回転力に変換するように構成してあるエン
   ジンであつて、前記シリンダケース３回転面に
   直交する軸芯周りに回動して前記カム板１２の
   長円形内周面に摺接するローラー９をピストン
   ８に設け、且つ、前記ローラー９の回動軸芯周
   りに揺動し揺動端にローラー１１を備えた係合
   アーム７を前記ピストン８に設けると共に、前
   記カム板１２の長円形内周面に沿つて前記ロー
   ラー９の軸芯方向に突出するガイド部１３を設
   けて、前記両ローラー９，１１で前記ガイド部
   １３を挟み込むように構成してあるエンジン。 ２ 前記係合アーム７をピストン８の回転方向に
   対して先行する方向に付勢してある実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載のエンジン。