JPH0639058Y2

JPH0639058Y2 - エンジン

Info

Publication number: JPH0639058Y2
Application number: JP6432287U
Authority: JP
Inventors: 良信村山; 信嵯峨田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1987-04-28
Filing date: 1987-04-28
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2002-04-28
Also published as: JPS63170542U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、シリンダケースを本体ケースの内壁に対して
摺接回転可能に支持し、シリンダに設けた吸排気口をシ
リンダケースの回転に伴い、本体ケース側の前記摺接面
に所定位相を隔てて形成された排気口、吸気口、燃料噴
射口又は着火口に順次、連通循環させるように構成する
と共に、本体ケース側に設けたカム板の内周面で前記ピ
ストンを進退案内するように構成してあるエンジンに関
する。

〔従来の技術〕

一般的な４サイクルのレシプロエンジンは、ピストンの
往復運動をコンロッド及びクランクシャフトにより回転
運動に変換して動力を取り出す形式であるが、前記コン
ロッド及びクランクシャフトを省略して前述のようにピ
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、全体の小型化及び軽量化を図った
エンジンが考えられており、前記エンジンの一例が特公
昭47-26521号公報及び特公昭48-1044号公報に開示され
ている。

そして、前述のようなエンジンにおいて、吸排のバルブ
開閉に相当する操作は次のように行われる。つまり、シ
リンダに設けた吸排気口が本体ケース側の排気口や吸気
口に順次、重なり合って互いに連通することでシリンダ
の吸排気口が開状態となり吸排気が行われ、圧縮及び爆
発行程ではシリンダの吸排気口は本体ケースの前記摺接
面によって塞がれて、シリンダの吸排気口が閉状態とな
るのである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

前述のような構造であると、圧縮及び爆発行程時におけ
るシリンダの吸排気口での気密性、並びに吸気及び排気
行程時における前記吸排気口での連通気密性は、本体ケ
ースとシリンダケースの両摺接面の摺接状態に基づくも
のとなる。従って、前記気密性を高めるにはシリンダケ
ース全体を本体ケースに対して回転軸芯方向に付勢し、
前記摺接面の接触面圧を高いものに維持しておく必要が
ある。

しかしながら前述のように構成する為には、回転するシ
リンダケースを支持するベアリングの支持部をシリンダ
ケースの回転軸芯方向にスライドできるような公差の大
きい嵌合構造とすることが必要となってくるのである
が、このような構造とすると大きい嵌合公差に基づくガ
タによってシリンダケースの滑らかな回転が阻害され高
速回転が困難になってしまう。

ここで本考案は前述の問題に着目し、別手段を用いてシ
リンダケースの滑らかな回転を維持しながら前記吸排気
口の気密性を高め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、シリンダの
吸排気口もしくは本体ケースの排気口、吸気口、燃料噴
射口又は着火口に内嵌される円筒部を備えた板状のシー
ル部材を、シリンダケースもしくは本体ケースの一方に
シリンダケースの回転軸芯方向に摺接自在に備えると共
に、前記シール部材を他方のシリンダケースもしくは本
体ケースの摺接面に付勢押圧するよう構成してあること
にあり、その作用及び効果は次のとおりである。

〔作用〕

例えば、前記シール部材をシリンダケース側に設けた場
合、いわゆるシール面はシール部材と本体ケース側の摺
接面との間に形成されることになる。従って、シリンダ
ケース全体を本体ケースに押圧する構造に比べ、シリン
ダケース全体が回転軸芯方向に摺動するように構成する
必要はなく、さらにシリンダケースに比べて十分に軽量
なシール部材を本体ケース側の摺接面に押圧する構造の
方が簡単に構成でき、且つ、比較的小さな付勢力であっ
ても十分な接触面圧を得ることができることになる。

〔考案の効果〕

以上のように、冒記したようなシリンダケース回転型の
エンジンにおいてシリンダケースの回転支持構造を特に
変更することなしに、シリンダケースと本体ケースとの
摺接面でのシール性、つまり吸排気時及び圧縮・爆発時
のシリンダの気密性を高めることができて、エンジンの
効率向上及び高速化が可能となった。

〔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２図にエンジンの全体縦断側面が、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、ヘッド側となる後ケー
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（1a），（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
支持されている。

前記シリンダケース（３）は、前記ベアリング（２），
（２）に支持される前後の筒軸ケース（４），（５）
と、その中間に挾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型のシリン
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
なっている。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（1
3）がカム孔の内周の全周に亘って設けられている。

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（11）を設け
て、第２図及び第３図に示すように前記両ローラー
（９），（11）でガイド部（13）を挾み込むように構成
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
たヘッド部（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)に対して偏芯した１個の吸
排気口（15）が形成されている。又、前記ヘッド部（1
4）の摺接面には、前記吸排気口（15）の移動方向に沿
って所定角度位相をもって、排気口（16）、吸気口（1
7）及び燃料噴射口（18）が設けられ、シリンダケース
（３）の回転に伴ってシリンダケース（３）の吸排気口
（15）がヘッド部（14）の排気口（16）、吸気口（17）
及び燃料噴射口（18）に順次適当タイミングで位置し、
排気−吸気−圧縮−爆発膨張の４サイクルを行って、シ
リンダケース（３）が一定方向（Ａ）に連続回転するよ
うになっている。

次に、シリンダ後端面と本体ケース（１）側のヘッド部
（14）との摺接面の構造について詳述すると第１図に示
すように、シリンダ側の吸排気口（15）に摺接内嵌する
円筒部（49a）を備えシリンダケース（３）と一体で回
転する板状のシール部材（49）がシリンダ側に設けられ
ると共に、シリンダ側からヘッド部（14）側にシール部
材（49）が複数個のスプリング（50）によって付勢押圧
されて、ヘッド部（14）に摺接しているのである。

そして、このシリンダケース（３）の回転出力が、前部
の筒軸ケース（４）の外端に設けたスプライン孔（20）
に取付けるPTO軸（図示せず）から取出されるようにな
っている。又、前部の筒軸ケース（４）の軸端にはファ
ン（21）が取付けられ、後部の筒軸ケース（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、前部の筒軸ケース（４）の前端周部に設けた排
出口（25）から吸引排出して、前記ヘッド部（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。さらに、後部の筒軸ケース（５）外周にはウォーム
（5a）が設けられると共に、このウォーム（5a）にウォ
ームギヤ（51）が咬合っており、このウォームギヤ（5
1）から取り出された動力により潤滑油ポンプ（図示せ
ず）を駆動するように構成している。

前記ヘッド部（14）の外側部には、第２図に示すように
排気孔（16）に連通するマフラー（26）が接続されてお
り、ヘッド部（14）内には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１
図に示すようにヘッド部（14）の内部にはプランジャ式
のポンプケーシング（29）が埋設固定され、その先端に
前記燃料噴射口（18）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（３）の回転力
によって直接に前後に進退駆動されるプランジャ（32）
が内嵌されている。

プランジャ（32）の駆動構造について詳述すると、前記
シール部材（49）の回転軸芯(P₁)の位置に後述するガバ
ナ機構を内装したガバナケース（30）が取付けられ、ヘ
ッド部（14）内に挿通されて、シリンダケース（３）及
びシール部材（49）の回転に伴いガバナケース（30）も
ヘッド部（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）を前記プランジャ（32）の側面に摺
接させ、円筒カム（31）のカム溝（31a）にプランジャ
（32）のカムピン（19）先端を係入させてカム機構を構
成することによって、シリンダケース（３）及びシール
部材（49）の１回転に対してプランジャ（32）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
れたプランジャ室（33）の周部には、プランジャ（32）
が後退したときに開口される複数の小孔（34）が形成さ
れ、この小孔（34）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ャ室（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）にも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）
を介してガバナロッド（45）によって摺動操作される。
燃料はヘッド部（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（37
a）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（4
6）によって燃料制御弁（37）を摺動操作し、燃料制御
弁（37）の小孔（37a）に連通する環状溝（37b）と通路
（36）との連通開度によって行い、速度設定を行う。

前記燃料制御弁（37）は機械式ガバナによって進退制御
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
るガバナフォ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、前記シール部材（49）に固定したブラケ
ット（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（44
a）が、前記燃料制御弁（37）に取付けたプッシュロッ
ド（37c）の先端に接当され、ガバナウエイト（44）の
遠心力（ガバナフォース）が燃料制御弁（37）に伝えら
れるようになっている。

次に、過給構造について詳述すると、第１図及び第２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
って蓄圧室（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）の往復運動によっ
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（2
8）に送り込まれる。そして、この蓄圧室（28）とヘッ
ド部（14）に設けられた吸気口（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
作動について詳述する。

前記シリンダケース（３）は第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）が排気口（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）が吸気口（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
よって離間移動し、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
プランジャ（32）が１回後退前進駆動される。その際の
プランジャ（32）の後退によりプランジャ室（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
発生する負圧によって燃料制御弁（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
ってやれば前記負圧によっ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）を介してプランジャ
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、プランジャ（32）の強制進出によってプラ
ンジャ室（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）が燃料噴射口（18）
に重複しかかり、プランジャ室（33）の高温高圧の混合
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、プランジャ
（32）は進出（圧縮）終端位置に保持され、燃焼ガスの
プランジャ室（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、プランジャ室（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〕

前述の実施例ではシール部材（49）をシリンダケース
（３）側に設ける構造としたが、第４図に示すように燃
料噴射口（18）、排気口（16）、吸気口（17）に摺接内
嵌する円筒部（49a）を備えたドーナツ板状のシール部
材（49）をヘッド（14）側からシリンダケース（３）に
対して付勢押圧して摺接させる構造も採用出来る。

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
エンジンのヘッド部付近の縦断側面図、第２図はエンジ
ン全体の縦断側面図、第３図はエンジンの縦断正面図、
第４図は別実施例におけるヘッド部付近の縦断側面図で
ある。（１）……本体ケース、（３）……シリンダケース、
（８）……ピストン、（12）……カム板、（15）……吸
排気口、（16）……排気口、（17）……吸気口、（18）
……燃料噴射口、（49）……シール部材、（49a）……
円筒部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シリンダケース（３）を本体ケース（１）
の内壁に対して摺接回転可能に支持し、シリンダに設け
た吸排気口（15）をシリンダケース（３）の回転に伴
い、本体ケース（１）側の前記摺接面に所定位相を隔て
て形成された排気口（16）、吸気口（17）、燃料噴射口
（18）又は着火口に順次、連通循環させるように構成す
ると共に、本体ケース（１）側に設けたカム板（12）の
内周面で前記ピストン（８），（８）を進退案内するよ
うに構成してあるエンジンであって、前記シリンダの吸
排気口（15）もしくは本体ケース（１）の排気口（1
6）、吸気口（17）、燃料噴射口（18）又は着火口に内
嵌される円筒部（49a）を備えた板状のシール部材（4
9）を、シリンダケース（３）もしくは本体ケース
（１）の一方にシリンダケース（３）の回転軸芯方向に
摺接自在に備えると共に、前記シール部材（49）を他方
のシリンダケース（３）もしくは本体ケース（１）の摺
接面に付勢押圧するよう構成してあるエンジン。