JPH084552A - カム式エンジン - Google Patents
カム式エンジンInfo
- Publication number
- JPH084552A JPH084552A JP13602094A JP13602094A JPH084552A JP H084552 A JPH084552 A JP H084552A JP 13602094 A JP13602094 A JP 13602094A JP 13602094 A JP13602094 A JP 13602094A JP H084552 A JPH084552 A JP H084552A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam
- piston
- cylinder
- cylinders
- case
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
-
- 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
- F01B9/04—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft
- F01B9/06—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft the piston motion being transmitted by curved surfaces
- F01B2009/061—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with rotary main shaft other than crankshaft the piston motion being transmitted by curved surfaces by cams
- F01B2009/066—Tri-lobe cams
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型軽量で大きな出力が得られる低コストの
エンジンを実現する。 【構成】 カムケース２の両側に１８０度方向に２個の
シリンダ３を一体化したケーシング１と、カムケース２
内に延びる出力軸５を一体に形成されて、１２０度間隔
で設けられた３個のカム山４ａ，４ｂ，４ｃを有するカ
ム４と、各シリンダ３内に摺動可能に設けられて、カム
４のカム面に接触するカムフォロワ１０と、各ピストン
７を連結する連結棒１１と、各シリンダ３に設けられた
給排気手段１７，１８および点火手段１９、またはディ
ーゼルの場合は給排気手段と燃料噴射手段とを備え、カ
ム４の１回転で吸入、圧縮、膨張、排気を含む６ストロ
ークサイクルを行なう。
エンジンを実現する。 【構成】 カムケース２の両側に１８０度方向に２個の
シリンダ３を一体化したケーシング１と、カムケース２
内に延びる出力軸５を一体に形成されて、１２０度間隔
で設けられた３個のカム山４ａ，４ｂ，４ｃを有するカ
ム４と、各シリンダ３内に摺動可能に設けられて、カム
４のカム面に接触するカムフォロワ１０と、各ピストン
７を連結する連結棒１１と、各シリンダ３に設けられた
給排気手段１７，１８および点火手段１９、またはディ
ーゼルの場合は給排気手段と燃料噴射手段とを備え、カ
ム４の１回転で吸入、圧縮、膨張、排気を含む６ストロ
ークサイクルを行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、従来の往復式内燃機関
におけるクランクシャフトおよびコネクティングロッド
を廃し、ピストンの往復運動を直接カムの回転運動に変
換するカム式エンジンに関する。
におけるクランクシャフトおよびコネクティングロッド
を廃し、ピストンの往復運動を直接カムの回転運動に変
換するカム式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガソリンエンジンやディーゼルエ
ンジンにおいては、シリンダ内を摺動するピストンの往
復運動をコネクティングロッドを介してクランクシャフ
トの回転運動に変換している。４ストロークサイクルエ
ンジンの場合は、ピストンの２回の往復運動に対してク
ランクシャフトが２回転し、その間に吸入、圧縮、膨張
排気の４ストロークサイクルが行なわれる。
ンジンにおいては、シリンダ内を摺動するピストンの往
復運動をコネクティングロッドを介してクランクシャフ
トの回転運動に変換している。４ストロークサイクルエ
ンジンの場合は、ピストンの２回の往復運動に対してク
ランクシャフトが２回転し、その間に吸入、圧縮、膨張
排気の４ストロークサイクルが行なわれる。
【０００３】このような往復式の内燃機関とは別にロー
タリ式のエンジンが知られている。これは往復式のピス
トンに相当する部分が三角形のロータになっており、こ
のロータと繭型のロータハウジングとの間に３つの燃焼
室が形成され、ロータが偏心しながら１／３回転する間
に各燃焼室において吸入、圧縮、膨張、排気の４サイク
ルが行なわれる。したがって、このロータリ式エンジン
の場合は、クランクシャフトもコネクティングロッドも
必要なく、ロータの回転を、偏心シャフトや遊星ギヤ等
を介して出力軸に伝えてそれを回転させる。すなわちロ
ータの回転から回転出力が得られるので、回転がスムー
ズで騒音も少ない特徴がある。
タリ式のエンジンが知られている。これは往復式のピス
トンに相当する部分が三角形のロータになっており、こ
のロータと繭型のロータハウジングとの間に３つの燃焼
室が形成され、ロータが偏心しながら１／３回転する間
に各燃焼室において吸入、圧縮、膨張、排気の４サイク
ルが行なわれる。したがって、このロータリ式エンジン
の場合は、クランクシャフトもコネクティングロッドも
必要なく、ロータの回転を、偏心シャフトや遊星ギヤ等
を介して出力軸に伝えてそれを回転させる。すなわちロ
ータの回転から回転出力が得られるので、回転がスムー
ズで騒音も少ない特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の往復式エンジンにおいては、ピストンが２回往復運
動する間に爆発が１回しか行なわれないので、大きな出
力を得るには限界があった。また、出力トルクの反力以
外にもコネクティングロッドの貫性力がピストンに側圧
として作用するために、その側圧の最大値は大きくな
り、シリンダに対する摩耗や衝撃が大きくなる。またコ
ネクティングロッドとピストンやクランクシャフトとの
連結部にも絶えず異なる方向の力が加わるので、これら
の強度や剛性および仕上げには高い品質が要求され、低
コストを実現することが難しかった。さらに、コネクテ
ィングロッドおよびクランクシャフトを使用する関係か
ら、エンジンを小型軽量化する上で限界があった。
来の往復式エンジンにおいては、ピストンが２回往復運
動する間に爆発が１回しか行なわれないので、大きな出
力を得るには限界があった。また、出力トルクの反力以
外にもコネクティングロッドの貫性力がピストンに側圧
として作用するために、その側圧の最大値は大きくな
り、シリンダに対する摩耗や衝撃が大きくなる。またコ
ネクティングロッドとピストンやクランクシャフトとの
連結部にも絶えず異なる方向の力が加わるので、これら
の強度や剛性および仕上げには高い品質が要求され、低
コストを実現することが難しかった。さらに、コネクテ
ィングロッドおよびクランクシャフトを使用する関係か
ら、エンジンを小型軽量化する上で限界があった。
【０００５】一方、ロータリ式エンジンの場合は、燃費
の点で若干不利なため往復式エンジンのようには普及し
ておらず、往復式エンジンがこれまでに培ってきた優れ
た技術を利用できないという問題があった。本発明は、
このような従来の問題を解決するものであり、小型軽量
で大きな出力が得られる低コストのカム式エンジンを提
供することを目的とする。
の点で若干不利なため往復式エンジンのようには普及し
ておらず、往復式エンジンがこれまでに培ってきた優れ
た技術を利用できないという問題があった。本発明は、
このような従来の問題を解決するものであり、小型軽量
で大きな出力が得られる低コストのカム式エンジンを提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、カムケースの周囲に１８０度隔てられて
半径方向に対向する２個のシリンダが一体に設けられて
いるケーシングと、前記カムケース内に延びる出力軸を
中心部に有して周方向に等間隔に３個以上の奇数個のカ
ム山を有する確動カムと、前記各シリンダ内に往復摺動
可能に設けられたピストンと、前記各ピストンに回転可
能に設けられて前記確動カムのカム面にころがり接触す
るカムフォロワと、各ピストンを一体に連結する連結棒
と、前記各シリンダに設けられた給気手段および着火手
段とを備え、前記確動カムの形状が、前記両ピストンが
前記シリンダ内を往復摺動するときに該確動カムが一方
向へ回転することを可能にするようなものになっている
構成にしたものである。また、本発明は、カムケースの
周囲に１８０度隔てられて半径方向に対向する２個のシ
リンダからなるシリンダ対が複数個一体に設けられてい
るケーシングと、前記カムケース内に延びる出力軸を中
心部に有して周方向に等間隔に３個以上の奇数個のカム
山を有する確動カムと、前記各シリンダ内に往復摺動可
能に設けられたピストンと、前記各ピストンに回転可能
に設けられて前記確動カムのカム面にころがり接触する
カムフォロワと、前記各シリンダに設けられた給気手段
および着火手段とを備え、前記各シリンダ対は前記カム
ケースの周囲に所定間隔だけ隔てられた位置にあり、各
シリンダ対を構成するシリンダ内を摺動する各２個のピ
ストンが連結棒によって一体に連結されており、前記確
動カムの形状は、前記各ピストンが前記各シリンダ内を
往復摺動するときに該確動カムが位置方向へ回転するこ
とを可能にするような構成にしたものである。
成するために、カムケースの周囲に１８０度隔てられて
半径方向に対向する２個のシリンダが一体に設けられて
いるケーシングと、前記カムケース内に延びる出力軸を
中心部に有して周方向に等間隔に３個以上の奇数個のカ
ム山を有する確動カムと、前記各シリンダ内に往復摺動
可能に設けられたピストンと、前記各ピストンに回転可
能に設けられて前記確動カムのカム面にころがり接触す
るカムフォロワと、各ピストンを一体に連結する連結棒
と、前記各シリンダに設けられた給気手段および着火手
段とを備え、前記確動カムの形状が、前記両ピストンが
前記シリンダ内を往復摺動するときに該確動カムが一方
向へ回転することを可能にするようなものになっている
構成にしたものである。また、本発明は、カムケースの
周囲に１８０度隔てられて半径方向に対向する２個のシ
リンダからなるシリンダ対が複数個一体に設けられてい
るケーシングと、前記カムケース内に延びる出力軸を中
心部に有して周方向に等間隔に３個以上の奇数個のカム
山を有する確動カムと、前記各シリンダ内に往復摺動可
能に設けられたピストンと、前記各ピストンに回転可能
に設けられて前記確動カムのカム面にころがり接触する
カムフォロワと、前記各シリンダに設けられた給気手段
および着火手段とを備え、前記各シリンダ対は前記カム
ケースの周囲に所定間隔だけ隔てられた位置にあり、各
シリンダ対を構成するシリンダ内を摺動する各２個のピ
ストンが連結棒によって一体に連結されており、前記確
動カムの形状は、前記各ピストンが前記各シリンダ内を
往復摺動するときに該確動カムが位置方向へ回転するこ
とを可能にするような構成にしたものである。
【０００７】
【作用及び効果】したがって、本発明によれば、ピスト
ンの往復運動をカムフォオロワを介して確動カムの回転
運動に変換するので、機械効率がよく小型軽量で低コス
トのエンジンを実現することができる。また、確動カム
が１回転する間に、各ピストンがシリンダおよびカム山
の数に応じて往復し、少なくとも吸入、圧縮、膨張、排
気の４行程を行なうとともに、複数回の爆発を行なうの
で、大きな出力トルクが得られる。また、対向するピス
トンが同方向に往復運動するので、一方のピストンの爆
発時の圧力を他方のピストンの圧縮または排気に利用す
ることができる。すなわち、従来の往復式エンジンにお
いては、１つのシリンダにおける爆発時の力をコネクテ
ィングロッドを介してクランクシャフトに伝搬し、他の
シリンダでは圧縮行程で必要な力をクランクシャフトか
らコネクティングロッドを介してピストンに伝搬するこ
とで、エネルギーを有効に利用する条件はある程度満た
されているが、伝搬経路が長いためにエネルギ損失は多
くなる。これに対し、本発明のカム式エンジンでは、１
つのシリンダにおける爆発時の力はカムフォロワを介し
て確動カムを回転させるために使われ、またその力は、
連結棒を介して、前記１つのシリンダと半径方向に対向
するシリンダでの圧縮を行う力として、後者のシリンダ
内のピストンに直接伝搬される。この理想的な伝搬経路
を構成することで、エネルギー損失を少なくすることが
できる。さらに、ピストンの往復運動に対して出力軸が
減速されているので、出力回転数および発熱や振動が抑
えられ、エネルギー変換効率が向上する。また、吸入、
圧縮、膨張、排気はすべて同じ変位と運動特性を示さな
ければならない条件はあるものの、すべての行程に関連
する１つの運動特性を変えることで、エンジンの最適化
を図ることができ、エネルギー変換効率の改善および振
動や運転性能等の動特性を最適化することができる。さ
らに、本発明のカム式エンジンにおいては、ピストンに
は出力トルクの反力以外の側圧は作用せず、従って、コ
ネクティングロッドの貫性力が側圧として作用する従来
の往復式エンジンにおける既述の欠点を解消することが
できる。
ンの往復運動をカムフォオロワを介して確動カムの回転
運動に変換するので、機械効率がよく小型軽量で低コス
トのエンジンを実現することができる。また、確動カム
が１回転する間に、各ピストンがシリンダおよびカム山
の数に応じて往復し、少なくとも吸入、圧縮、膨張、排
気の４行程を行なうとともに、複数回の爆発を行なうの
で、大きな出力トルクが得られる。また、対向するピス
トンが同方向に往復運動するので、一方のピストンの爆
発時の圧力を他方のピストンの圧縮または排気に利用す
ることができる。すなわち、従来の往復式エンジンにお
いては、１つのシリンダにおける爆発時の力をコネクテ
ィングロッドを介してクランクシャフトに伝搬し、他の
シリンダでは圧縮行程で必要な力をクランクシャフトか
らコネクティングロッドを介してピストンに伝搬するこ
とで、エネルギーを有効に利用する条件はある程度満た
されているが、伝搬経路が長いためにエネルギ損失は多
くなる。これに対し、本発明のカム式エンジンでは、１
つのシリンダにおける爆発時の力はカムフォロワを介し
て確動カムを回転させるために使われ、またその力は、
連結棒を介して、前記１つのシリンダと半径方向に対向
するシリンダでの圧縮を行う力として、後者のシリンダ
内のピストンに直接伝搬される。この理想的な伝搬経路
を構成することで、エネルギー損失を少なくすることが
できる。さらに、ピストンの往復運動に対して出力軸が
減速されているので、出力回転数および発熱や振動が抑
えられ、エネルギー変換効率が向上する。また、吸入、
圧縮、膨張、排気はすべて同じ変位と運動特性を示さな
ければならない条件はあるものの、すべての行程に関連
する１つの運動特性を変えることで、エンジンの最適化
を図ることができ、エネルギー変換効率の改善および振
動や運転性能等の動特性を最適化することができる。さ
らに、本発明のカム式エンジンにおいては、ピストンに
は出力トルクの反力以外の側圧は作用せず、従って、コ
ネクティングロッドの貫性力が側圧として作用する従来
の往復式エンジンにおける既述の欠点を解消することが
できる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示すガソリン
式４ストロークサイクルエンジンの概略断面正面図であ
り、図２は同エンジンの概略断面側面図である。図１お
よび図２において、符号１はケーシングであり、カムケ
ース２とその両眼に１８０度方向に一体に形成された２
個のシリンダ３（本実施例では、カムケース２を中心に
１８０度対称になっているので、同一の要素には同一の
符号を用いてある。）とからなる。カムケース２内に
は、確動カムである曲線カム４が収容されており、この
カム４は、周方向に１２０度間隔で３個のカム山４ａ，
４ｂ，４ｃを有し、中心部には出力軸５が一体に形成さ
れている。出力軸５は、カムケース２にベアリング６に
より回転可能に支持されているが、多連構造の場合は、
その両側でベアリングにより支持される。また出力軸５
は、カム４と別体で形成して後で一体化するようにして
もよい。各シリンダ３内には、内部が空洞のピストン７
が摺動可能に設けられており、各ピストン７は、それぞ
れ上部外周部にピストンリング８が嵌装され、下部内部
にはピストンピン９によりローラ状のカムフォロワ１０
が回転可能に取り付けられ、さらに、複数の連結棒１１
により連結されて一体化されている。また、各シリンダ
３の上部には、吸気管に接続される吸気通路１２および
排気管に接続される排気通路１３が形成され、吸気通路
１２および排気通路１３のシリンダ内上部に開口する部
分には、それぞれ吸気弁１４および排気弁１５が設けら
れており、吸気弁１４と排気弁１５との間には、着火手
段である点火プラグ１６が取り付けられている。その
他、図示していない部分は、従来の４ストロークサイク
ルガソリンエンジンと同様な構成を備えている。カム４
の形状は、隣接する２つのカム山の間の中間位置に１つ
の谷があり、各ピストン７が各シリンダ３内を往復摺動
するときにカム４が一方向へ回転することを可能にする
ようなものになっている。
式４ストロークサイクルエンジンの概略断面正面図であ
り、図２は同エンジンの概略断面側面図である。図１お
よび図２において、符号１はケーシングであり、カムケ
ース２とその両眼に１８０度方向に一体に形成された２
個のシリンダ３（本実施例では、カムケース２を中心に
１８０度対称になっているので、同一の要素には同一の
符号を用いてある。）とからなる。カムケース２内に
は、確動カムである曲線カム４が収容されており、この
カム４は、周方向に１２０度間隔で３個のカム山４ａ，
４ｂ，４ｃを有し、中心部には出力軸５が一体に形成さ
れている。出力軸５は、カムケース２にベアリング６に
より回転可能に支持されているが、多連構造の場合は、
その両側でベアリングにより支持される。また出力軸５
は、カム４と別体で形成して後で一体化するようにして
もよい。各シリンダ３内には、内部が空洞のピストン７
が摺動可能に設けられており、各ピストン７は、それぞ
れ上部外周部にピストンリング８が嵌装され、下部内部
にはピストンピン９によりローラ状のカムフォロワ１０
が回転可能に取り付けられ、さらに、複数の連結棒１１
により連結されて一体化されている。また、各シリンダ
３の上部には、吸気管に接続される吸気通路１２および
排気管に接続される排気通路１３が形成され、吸気通路
１２および排気通路１３のシリンダ内上部に開口する部
分には、それぞれ吸気弁１４および排気弁１５が設けら
れており、吸気弁１４と排気弁１５との間には、着火手
段である点火プラグ１６が取り付けられている。その
他、図示していない部分は、従来の４ストロークサイク
ルガソリンエンジンと同様な構成を備えている。カム４
の形状は、隣接する２つのカム山の間の中間位置に１つ
の谷があり、各ピストン７が各シリンダ３内を往復摺動
するときにカム４が一方向へ回転することを可能にする
ようなものになっている。
【０００９】次に上記実施例の動作について説明する。
以下の説明では上側のピストン７に着目して説明する
が、図４に示すように、下側のピストン７は１行程先の
動きをするものとする。まずスタータにより出力軸５が
回転を始め、カム４が反時計回り方向に回転すると、カ
ム４に従動するカムフォロワ１０によりピストン７が図
１の状態からカム山４ａを上って上昇し、前の吸入行程
で開いた吸気弁１４を介してシリンダ３内に吸入された
ガソリンと空気の混合気を圧縮して上死点に至り、図３
の状態になる。この位置で点火プラグ１６により着火し
て爆発膨張し、ピストン７がカム山４ａを下ってカム山
４ａと４ｂとの間の谷間にまで押し下げられる。この状
態から再びピストン７がカム山４ｂを上って上昇する
と、シリンダ３内の排気ガスが開いた排気弁１５を通し
て排気される。次いでピストン７がカム山４ｂと４ｃと
の間の谷間にまで押し下げられる間に、吸気弁１４が開
いて混合気がシリンダ３内に吸入され、さらにピストン
７がカム山４ｃを上ってシリンダ３内の混合気が圧縮さ
れ、次いで爆発膨張により下降することにより図１の状
態に戻り、カム４の１回転が終了する。これでカム４が
１回転する間にピストン７が３往復し、吸入、圧縮、膨
張、排気を含む６ストロークサイクルが行なわれること
になる。この間、連結棒１１により上側のピストン７に
連結された下側のピストン７は、１つ先の行程を行なう
ので、上側のピストン７が膨張行程を行なうときは、下
側のピストン７は圧縮行程を行なうので、上側のピスト
ン７の爆発時の圧力を下側のピストン７の圧縮に利用す
ることができ、また爆発時の力をカム４を回転させる力
として利用できるため、エネルギーを効率よく利用する
ことができる。
以下の説明では上側のピストン７に着目して説明する
が、図４に示すように、下側のピストン７は１行程先の
動きをするものとする。まずスタータにより出力軸５が
回転を始め、カム４が反時計回り方向に回転すると、カ
ム４に従動するカムフォロワ１０によりピストン７が図
１の状態からカム山４ａを上って上昇し、前の吸入行程
で開いた吸気弁１４を介してシリンダ３内に吸入された
ガソリンと空気の混合気を圧縮して上死点に至り、図３
の状態になる。この位置で点火プラグ１６により着火し
て爆発膨張し、ピストン７がカム山４ａを下ってカム山
４ａと４ｂとの間の谷間にまで押し下げられる。この状
態から再びピストン７がカム山４ｂを上って上昇する
と、シリンダ３内の排気ガスが開いた排気弁１５を通し
て排気される。次いでピストン７がカム山４ｂと４ｃと
の間の谷間にまで押し下げられる間に、吸気弁１４が開
いて混合気がシリンダ３内に吸入され、さらにピストン
７がカム山４ｃを上ってシリンダ３内の混合気が圧縮さ
れ、次いで爆発膨張により下降することにより図１の状
態に戻り、カム４の１回転が終了する。これでカム４が
１回転する間にピストン７が３往復し、吸入、圧縮、膨
張、排気を含む６ストロークサイクルが行なわれること
になる。この間、連結棒１１により上側のピストン７に
連結された下側のピストン７は、１つ先の行程を行なう
ので、上側のピストン７が膨張行程を行なうときは、下
側のピストン７は圧縮行程を行なうので、上側のピスト
ン７の爆発時の圧力を下側のピストン７の圧縮に利用す
ることができ、また爆発時の力をカム４を回転させる力
として利用できるため、エネルギーを効率よく利用する
ことができる。
【００１０】このように、上記実施例によれば、カム４
の１回転で各ピストン７が３往復して、吸入、圧縮、膨
張、排気の４行程を含む６ストロークサイクルを行な
い、少なくとも２回の爆発を行なうので、軽量小型で大
きな出力トルクが得られる。また、カム４が３個の山４
ａ，４ｂ，４ｃを有し、シリンダ３が１８０度対称に配
置され、対向するピストン７が同方向に往復運動するの
で、上側のピストン７の爆発時の圧力を下側のピストン
７の圧縮及びカム４を回転させる力として利用すること
ができ、エネルギーの損失が少ない。また、ピストン７
の３回の往復運動に対してカム４が１回転するので、出
力軸５の回転が減速され、出力回転数および発熱や振動
が抑えられ、エネルギー変換効率がよい。さらに、カム
フォロワ１０がカム４に対し転がり接触するので、機械
効率がよい。また、吸入、圧縮、膨脹、排気行程におい
て、ピストン等はすべて同じ変位と運動特性を示さなけ
ればならない条件はあるものの、すべての行程に関連す
る１つの運動特性を変えることで、エンジンの最適化を
図ることができ、振動や運転性能等の動特性を最適化す
ることができる。
の１回転で各ピストン７が３往復して、吸入、圧縮、膨
張、排気の４行程を含む６ストロークサイクルを行な
い、少なくとも２回の爆発を行なうので、軽量小型で大
きな出力トルクが得られる。また、カム４が３個の山４
ａ，４ｂ，４ｃを有し、シリンダ３が１８０度対称に配
置され、対向するピストン７が同方向に往復運動するの
で、上側のピストン７の爆発時の圧力を下側のピストン
７の圧縮及びカム４を回転させる力として利用すること
ができ、エネルギーの損失が少ない。また、ピストン７
の３回の往復運動に対してカム４が１回転するので、出
力軸５の回転が減速され、出力回転数および発熱や振動
が抑えられ、エネルギー変換効率がよい。さらに、カム
フォロワ１０がカム４に対し転がり接触するので、機械
効率がよい。また、吸入、圧縮、膨脹、排気行程におい
て、ピストン等はすべて同じ変位と運動特性を示さなけ
ればならない条件はあるものの、すべての行程に関連す
る１つの運動特性を変えることで、エンジンの最適化を
図ることができ、振動や運転性能等の動特性を最適化す
ることができる。
【００１１】図５は本発明の第２の実施例を示し、カム
４１が周方向に等間隔に５個のカム山４１ａ，４１ｂ，
４１ｃ，４１ｄ，４１ｅを有することが上記実施例と異
なるだけである。したがって、この実施例においては、
カム４１の１回転で２．５回の吸入、圧縮、膨張、排気
を含む１０ストロークサイクルが行なわれることにな
り、爆発が各ピストン７において２．５回ずつ合計５回
行なわれることになり、出力をより向上させることがで
きる。
４１が周方向に等間隔に５個のカム山４１ａ，４１ｂ，
４１ｃ，４１ｄ，４１ｅを有することが上記実施例と異
なるだけである。したがって、この実施例においては、
カム４１の１回転で２．５回の吸入、圧縮、膨張、排気
を含む１０ストロークサイクルが行なわれることにな
り、爆発が各ピストン７において２．５回ずつ合計５回
行なわれることになり、出力をより向上させることがで
きる。
【００１２】上記各実施例においては、各シリンダ３お
よびピストン７をカムケース２の両側に１８０度方向に
２個設けたが、これらはカムケース２の周方向に４個、
６個というように偶数個設けることができ、それだけ爆
発回数を多くすることができる。即ち、シリンダ３は、
カムケースの周囲に１８０度隔てられて半径方向に対向
する２個のシリンダを１つのシリンダ対とし、そのシリ
ンダ対が複数個あるように設けることができる。この場
合、各シリンダ対はカムケースの周囲に所定間隔だけ隔
てて設けられ、各シリンダ対を構成するシリンダ内を摺
動する各２個のピストンが連結棒によって一体に連結さ
れる。また、カム４の山数は、周方向に等間隔に３個以
上の奇数個であればよい。
よびピストン７をカムケース２の両側に１８０度方向に
２個設けたが、これらはカムケース２の周方向に４個、
６個というように偶数個設けることができ、それだけ爆
発回数を多くすることができる。即ち、シリンダ３は、
カムケースの周囲に１８０度隔てられて半径方向に対向
する２個のシリンダを１つのシリンダ対とし、そのシリ
ンダ対が複数個あるように設けることができる。この場
合、各シリンダ対はカムケースの周囲に所定間隔だけ隔
てて設けられ、各シリンダ対を構成するシリンダ内を摺
動する各２個のピストンが連結棒によって一体に連結さ
れる。また、カム４の山数は、周方向に等間隔に３個以
上の奇数個であればよい。
【００１３】また、上記各実施例のカム式エンジンを多
連構造にする場合には、動的バランスおよび制振御効果
を考慮してピストン７の爆発順序を設定するとよい。ま
た、振動や騒音を吸収するために、バランサやフライホ
イールを設けることができる。さらに、上記各実施例に
おいて、吸気通路１２からシリンダ３内には混合気では
なく空気のみを吸入して、点火プラグ１６の代わりに着
火手段として燃料噴射ノズルを設けることにより、ガソ
リンエンジンをディーゼルエンジンに変更することがで
きる。
連構造にする場合には、動的バランスおよび制振御効果
を考慮してピストン７の爆発順序を設定するとよい。ま
た、振動や騒音を吸収するために、バランサやフライホ
イールを設けることができる。さらに、上記各実施例に
おいて、吸気通路１２からシリンダ３内には混合気では
なく空気のみを吸入して、点火プラグ１６の代わりに着
火手段として燃料噴射ノズルを設けることにより、ガソ
リンエンジンをディーゼルエンジンに変更することがで
きる。
【００１４】また、本発明は、従来の４ストロークサイ
クルエンジンにおける近年の成果である排気ガス対策や
燃費向上のための各種の技術、例えば空燃比制御、点火
制御、燃料噴射制御、ＥＧＲ制御、給排気制御等の電子
制御技術や、副室燃焼技術、渦流室燃焼技術等を適宜応
用することができる。
クルエンジンにおける近年の成果である排気ガス対策や
燃費向上のための各種の技術、例えば空燃比制御、点火
制御、燃料噴射制御、ＥＧＲ制御、給排気制御等の電子
制御技術や、副室燃焼技術、渦流室燃焼技術等を適宜応
用することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すカム式エンジンの
概略正面断面図。
概略正面断面図。
【図２】同エンジンの概略側面断面図。
【図３】同エンジンの動作を説明するための概略正面断
面図。
面図。
【図４】同エンジンの動作を説明するための概略カム線
図。
図。
【図５】本発明の第２の実施例を示すカム式エンジンの
概略正面断面図。
概略正面断面図。
１ ケーシング ２ カムケース ３ シリンダ ４ カム ４ａ，４ｂ，４ｃ カム山 ５ 出力軸 ６ ベアリング ７ ピストン ８ ピストンリング ９ ピストンピン １０ 外接カムフォロワ １１ 連結棒 １２ 吸気通路 １３ 排気通路 １４ 吸気弁 １５ 排気弁 １６ 点火プラグ ４１ カム ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ カム山
Claims (2)
- 【請求項１】 カムケースの周囲に１８０度隔てられて
半径方向に対向する２個のシリンダが一体に設けられて
いるケーシングと、前記カムケース内に延びる出力軸を
中心部に有して周方向に等間隔に３個以上の奇数個のカ
ム山を有する確動カムと、前記各シリンダ内に往復摺動
可能に設けられたピストンと、前記各ピストンに回転可
能に設けられて前記確動カムのカム面にころがり接触す
るカムフォロワと、各ピストンを一体に連結する連結棒
と、前記各シリンダに設けられた給気手段および着火手
段とを備え、前記確動カムの形状は、前記両ピストンが
前記シリンダ内を往復摺動するときに該確動カムが一方
向へ回転することを可能にするようなものになっている
カム式エンジン。 - 【請求項２】 カムケースの周囲に１８０度隔てられて
半径方向に対向する２個のシリンダからなるシリンダ対
が複数個一体に設けられているケーシングと、前記カム
ケース内に延びる出力軸を中心部に有して周方向に等間
隔に３個以上の奇数個のカム山を有する確動カムと、前
記各シリンダ内に往復摺動可能に設けられたピストン
と、前記各ピストンに回転可能に設けられて前記確動カ
ムのカム面にころがり接触するカムフォロワと、前記各
シリンダに設けられて給気手段および着火手段とを備
え、前記各シリンダ対は前記カムケースの周囲に所定間
隔だけ隔てられた位置にあり、各シリンダ対を構成する
シリンダ内を摺動する各２個のピストンが連結棒によっ
て一体に連結されており、前記確動カム形状は、前記各
ピストンが前記各シリンダ内を往復摺動するときに該確
動カムが一方向へ回転することを可能にするようなもの
になっているカム式エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13602094A JPH084552A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | カム式エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13602094A JPH084552A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | カム式エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH084552A true JPH084552A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15165316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13602094A Pending JPH084552A (ja) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | カム式エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084552A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106968789A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-07-21 | 黄荣嵘 | 转臂活塞式发动机 |
-
1994
- 1994-06-17 JP JP13602094A patent/JPH084552A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106968789A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-07-21 | 黄荣嵘 | 转臂活塞式发动机 |
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