JPS58148283A - 圧液発生装置 - Google Patents

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】 本発明は、内燃シリンダ内の燃焼ガスのエネ゛ルギーを
フリーピストンの往復動作Ｉζより液圧エネルギー蓬こ
変換して圧液を発生するようにした圧液発生装置に関す
るものである。

この種の圧液発生装置としては、２サイクル内燃シリン
ダと、この内燃シリンダ内１こ往復動作可能に設けたフ
リーピストンと、前記内燃シリンダの一端側層こ設けた
液圧シリンダと、この液圧シリンダ内に設けられロッド
を介して前記フリーピストンに連結Ｊれた液圧ピストン
と、前記シリンダ内に作動液を供給して前記フリーピス
トンを吸気圧縮方向に往動作させる圧縮用作動液供給系
路と、前記内燃シリンダ内の燃焼ガス圧力によって前記
フリーピストンが復動作する際Ｉζ前記液圧シリノダ内
の作動液を出力用の圧液として外部に導出させる圧液導
出系路とを具備してなるものがある。ところが、このよ
うな単ピストン方式の場合フリーピストンの慣性力によ
って大きな振動が発生するという欠点がある。

しかして、このような欠点を無くすためＩζ、例えば、
内燃シリンダ内に対をなすフリーピストンを対向配置す
るとともに、前記内燃シリンダの両瑠部ｊこ液圧シリン
ダをそれぞれ設け、これら各液圧シリンダ内に収容した
液圧ピストンを対応する前記フリーピストンに連動させ
て圧液を発生させるようにした対向ピストン方式のもの
が考えられている。ところが、このような構成のもので
は液圧ピストンがフリーピストンと同様な長いストロー
クで往復動作を行なうので、液圧シリンダが長大なもの
になり装置全体が大形化するという不都合があるととも
に、前記両フリーピストンをコンパクトな機構により同
期運転させるのが難しいという欠点がある。また、この
ようなもので°は、液圧シリンダに対する液圧ピストン
の摺動速度がきわめて大きなものになるので耐久性等に
問題があり、さら１こ、装置の両端部に液圧シリンダを
配置しなければならないので、配管が長尺で複雑なもの
になり易いという不都合がめる、 本発明は、このような事情に着目してなされたもので、
対をなす液圧ピストンを内燃シリンダに並設した単一の
液圧シリンダ内に集中配置し、前記内燃シリンダ内に設
けた各フリーピストンの往復動作を増圧用の揺動アーム
Ｉζよりストロークの短い往復動作に変換した上で対応
する液圧ピストンに伝達するよう１こし、これら内液圧
ピストン間に同期機構を設けること醗こよりで、前述し
た不都合をことごとく解消することができるようｉζし
た圧液発生装置を提供するものである。

以下、本発明の実施例を図面を参煕して説明する。

実施例１　（ｌｉｔ図） 内燃シリンダ１内に一対のフリーピストン２．８を往復
動可能ｉｒ−嵌合させて、これら両フリーピストン２．
８の相対向する端向閥に燃焼室４を形成している。また
、前記内燃シリンダｌの近傍に液圧シリンダ６を平行ｉ
ζ配置し、この液圧シリンダ６内ｌこ一対の液圧ピスト
ン６．７を対向配置している。そして、−万のフリーピ
ストン２と一置の液圧ピストン６とをａｔの増圧用倒動
アーム８を介して連結するとともに、他方のフリーピス
トン８と他方の液圧ピストン７とを第２の増圧用揺動ア
ーム９を介して連結している。各揺動アーム８．９は、
その中間部の液圧シリンダ５寄りの部分を支点１１．１
２により枢支されたシーソ吠のもので、前記フリーピス
トン２．８の往復動作をストロークが短い往復動作１ζ
変換して前記各液圧ピストン６．７に伝達するようにな
っている。また、前記両液圧ピストン６．７間に同期機
構１８を設けている。同期機構１８は、前記液圧ピスト
ン６．７の相対向する端面からラックギヤ１４．１５を
行き違いｔＲｍｌ＃ｃ突設し、これら両ラックギヤ１４
．１５＋こ前記液圧シリンダ６内の中央部に軸着したピ
ニオンギヤ１６を噛合させることによって、前記両液圧
ピストン６．７、ひいては、前記両フリーピストン２．
８を互いに反対の方向に同一の速度で運動させるように
したものである。また、前記液圧シリンダ５の中央部Ｇ
ζポート１７を設け、このポート１７に圧液導出系路１
８と圧縮用作動液供給系路１９とを接続している。圧液
導出系路１８は、一端を前記ポート１７に連通させた幹
管路２１と、この幹管路２１の他端を逆止弁２２と高圧
伺アキュムレータ２８を介して負萄である液圧モータ２
４の流Ｊ　Ｑ　２４　＆に連通させる圧液両力用の管路
２５とを有してなる。一方、圧縮用作動液供給系路１９
は、前記液圧モータ２４の流出口２４　ｂを低圧側アキ
ュムレータ２６、出力調節用オンオフ弁２７および逆止
弁詔を介して前記幹管路２１に連通させる作動液回収用
の管路２９と、前記幹管路２１とから構成されている。

なお、８１は漏れ補給用ポンプ、８２は始動用ポンプ、
３８は始動用開閉弁である。　　　　　− 次いで、この実施例１に係る門型の作動を説明する。

漏れ補給用ｌンブ８１１こより低圧側アキュムレータ２
６を予め蓄圧しておき、制御信号８ｓＩこよって始動用
開閉弁８３を開成させて前記始動用ポンプ碍から液圧シ
リンダ５０ロツド側シリンダ室５　ｂ。

５ｂに作動液を供給する。そうすると、前記両液圧ピス
トン６．７が相互に最も接近する位置にまで移動する。

次に、始動用開閉弁ｓ１を制御信号亀によって閉成させ
前記ロッド側シリンダ室５ｂ。

６ｂをタンクに開放する。その結果、將記ロッド側シリ
ンダ室５ｂ、５ｂ内の圧力が低下するので低圧側アキュ
ムレータ２６内の作動液が前記両液圧ピストン６．７の
相対向する端面間に形成されたシリンダ室５１内に流入
する。そのため、前記両液圧シリンダ６．７が離間する
方向に往動作するとともに前記両フリーピストン２．８
が相寄る方向に移動して燃焼室４内のガスが圧縮される
。このようにして圧縮行程が終了し、燃焼室４内のガス
が膨張する行程に移行すると、前記両フリーピストン２
．８が離間する方向に移動するとともに―記両液圧ピス
トン６、丁が相寄る方向に復動作する。そのため、前記
シリンダ室６ａ内の作動液がボート１７を通して幹管略
零１へ流出し、逆止弁２２を介して高圧卿アキュムレー
タ２８へ送られる。そして、この高圧側アキュムレータ
２８に貯留された高圧の作動液は出力用の圧液として逐
時液圧モータ２４へ供給される。このようにして膨張行
程が終了し液圧ピストン６．７が第１図に示す位置Ｉζ
停止すると、再び、低圧側アキュムレータ２６内の作動
液がオンオフ弁２７および逆止弁銘を通って前記シリン
ダ室５島内に流入することとなり、前述したサイクルが
繰り返される。なお、前記オンオフ弁２７を制御信号Ｓ
、により閉成位置に切換えると圧縮用作動液の供給が断
たれるため、前記液圧ピストン６．７が復動作終了位置
に達した時点でサイクルが中断される。したがって、制
御信号８−に１よってオンオフ弁２７を開閉制御してサ
イクルの中断時開を調節することによって、該圧液発生
装置の出力を制！することができる。制御信号８゜は、
流体的、機械的、電気的信号のいずれであってもよ（、
高圧側アキュムレータ２８内の圧力や液圧ピストンの復
動作終了位置あるいは燃焼室４内のガス圧力などに応じ
てその出力値が決定されるようになっている。

実施例２（９２図） この実施例２の装置は、前記実施例１の装置と比べると
液圧シリンダに設けるポートの位置と圧液導出系路およ
び圧縮用作動液供給系路の構成が異なっているので、そ
の異なりた部分のみを説明し共通する部分Ｉ【ついては
同一の記号を付して説明を省略する。なお、この実施例
では、両液圧ピストン６．７が最も近ず（位置を「第１
の死点”Ｊ、最も離れる位置を「第２の死点ｂ」と称す
。

しかして、この装置では、液圧シリンダ５の内周の前記
第１の死点島よりも端部寄りの部位に主ポート４１を開
口させるととも暦ζ、前記第１の死点ａよりも中央寄り
の部位に補助ポート４２を開口させている。そして、こ
の装置の圧液導出系路４３は、一端を前記主ポート４１
に連通−せた幹管路４−と、前記補助ポートｌを逆止弁
４５を介して前記幹管路４４の途中に連通させる圧液導
出用の分岐管路４６と、腑記幹管路４４の他端を逆止弁
４７と高、圧側アキュムレータ４８とを介して負荷であ
る液圧モータ４９の流入口４９＆に連通させる圧液出力
用の管路６１とを有してなる。一方、圧縮用作動液供給
系路６２は、前記液圧モータ４９の流出口４９ｂを低圧
側アキエムレータ６８および逆止弁６４を介して前記幹
管路４４１ζ連通させる作動液回収用の管路５５と、前
記幹管路４４と、この幹管路４４の途中から分岐して前
記補助ポート４２に蚕る作動液供給用の分岐管路５６と
から構成されており、前記分岐管路６６の途中磨こは開
度調節可能な絞り弁５７が介挿されている。

次いで、この実施例２に係る装置の作動を説明する。

前記実施例１と同様にして両液圧ピストン６．７を第１
の死点ａにまで移動させる。次に、始動用開閉弁８８を
制御信号８１　　によって閉成させ、ロッド側シリンダ
室５ｂ、５ｂをタンクに開放する。

その結果、起記ロッド側シリンダ室５ｂ、５ｂの圧力′
が低下するので、低圧側アキュムレータ６８内の作動液
が逆止弁８および絞り弁５６を通って前記補助ボート４
２に導びかれ、この補助ポート４２からシリンダ室５ａ
へ流入する。それに応じて前記ピストン６．７がゆっく
りした速度で液圧シリンダ５の端部方向に移動する。そ
して、この液圧ピストン６．７が主ポート４１を開く位
置にまで移動すると、逆止弁Ｕを通って幹管路４４円Ｃ
ζ導入された低圧側アキュムレータ６３からの作動液が
直接前記主ポート４１を通して前記シリンダ室５ａ内に
供給される。そのため、前記液圧ピストン６．７が一気
に第２の死点ｂ　Ｈｒ、まで移動することとなる。その
結果、フリーピストン２．８が一気に相寄る方向ｉこ移
動し、燃焼室４内のガスが圧縮される。このよう畜ζし
て圧縮行程が終了し、燃焼室４゛内の一ガスが膨張する
行程に移行すると、前記波圧シリンダ５．６によって排
陣されるシリンダ室りａ内の作動液が、主ポート４１を
通して幹管路４４へ流出し逆止弁４７を介して高圧側ア
キエムレータ化へ送られる。ＩＩ圧ピストン７が主ポー
ト４１を閉じた後は前記シリンダ室６ａ内の作動液は補
助／−）４２および逆止弁４５を過し゛て幹管路４４へ
流出し、同じく逆止弁４７を介して高圧側アキュムレー
タ４１％へ送られる。そして、この高圧側アキエムレー
タ化に貯留された高圧の作動液は出力用′の圧液として
逐次液圧モータ４９へ供給される。このようにして膨張
行程が終了し、前記液圧ピストン６．７が１ｍｌの死点
島で停止すると、前記両逆止弁４５．４７は自動的に閉
じ、再び、低圧側アキュムレータ団内の作動液が逆止弁
６４および絞り弁５７を通ってシリンダ室６ａ内に供給
される。そのため、前記液圧ピストン６．７が第１の死
点畠から低速で内方へ移動を始め、これら液圧ピストン
が前記主ポート４１を開く位置まで移動した時に前述し
たように圧縮行程が開始される。このとｈに、前記液圧
ピストン６．７が第１の死点ａから主ポート４１を開く
位置にまで移動するのｉこ要する時間は、前記絞り弁ｂ
７の開きを小さくすれば長くなり大きくすれば短くなる
。したがって、１ｉａｌｌ信号８．によって前記絞り弁
Ｊの開度」変えることによって単位時間当りのサイクル
数を変更することができ、出力の調節を行うことができ
る。

なお、同期機構は前記実施例１．２のようなもの１こ限
らないのは勿論であるが、前記のようにすれば、液圧シ
リンダの内面をラックギヤの案内面としても機能させ得
るのできわめて合理的である。

また、圧縮珀作動液供給系路および圧液導出系路の構成
も前記実施例１．２のものｉζ限られず例えば、出力調
節機能を有さないようなものであってもよい。

さらに、負荷としては、液圧モータに限らず種々の液圧
利用機器が接続可能である。

以上、説明したように、本発明は、内燃シリンダ内に対
をなすフリーピストンを対向配置し、これら両フリーピ
ストンを互いに反対の方向に同合うこととなり、装置の
振動を有効に防圧することができる。曹た、対をなす液
圧ピストンを前記内燃シリンダに並設した液圧シリンダ
内置集中配置し、ｎ紀各フリーピストンの往復動作を揺
動アームを介して対応する液圧ピストンに伝達するよう
にしているので、内燃シリンダの両傭艮液圧シリンダを
ＷＩｋ（するものに比べて配管の短寸化および簡略化を
図ることができる。しかも、前記フリーピストンの往復
動作を前記揺動アームによってストロ一りの短い往復動
作に変換して液圧ピストンＣζ伝達するようにしている
ので、液圧ビストノの動作範囲を狭くすることができ、
出力の低下を招くことなしＣζ装置が長尺で大形なもの
８こなるのを防ぐことができる。また、このようｉこす
れば、液圧シリンダに対する液圧ピストンの摺動速度を
小さくすることができるので、耐久性を向上させること
ができるとともｉζ、前記画液圧ピストンＩＩｌに設け
る同期機構のコンパクト化をも図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は零発−の一実施例を示す概略説明図第２図は零
発−明の他の実施例を示す概略説明図であ−る。 １・・・内燃シリンダ　　２．８・・・フリーピストン
４・・・燃焼室　　６・・・液圧シリンダ６．７・・・
液圧ピストン　　８．９・−ＩＩ　動ｙ−ム１Ｂ−・・
同期機構 代理人　弁理士　赤澤−博 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２サイクル内燃シリンダと、この内燃シリンダ内に収容
   され相対向する端函聞国燃焼室を形成する一対のフリー
   ピストンと、前記内燃シリンダに並設した液圧シリンダ
   と、この液圧シリンダ内に収容され相対向する端ｉｌＩ
   にシリンダ室を形成・ｂ一対の液圧ピストンと、前記各
   フリーピストンの往復動作をストロークの短い往復動作
   Ｉζ変換して対応する各液圧シリンダに伝達する一対の
   増圧用揺動アーふと、前記両液圧ピストン閏に設けられ
   これら両液圧ピストンを互いｌζ反対の方向に同一の速
   度で運動するように規制する同期機構と、前記シリンダ
   室に作動液を供給して前記フリーピストンを吸気圧縮方
   向に往動作させる圧縮用作動液供給系路と、前記内燃シ
   リンダ内の燃焼ガス圧力によって前記フリーピストンが
   復動作する−に前記シリンダ室内の作動液を出力用の圧
   液として外部に導出させる圧液導出系路とを具備してな
   ることを特徴とする圧液発生装置。