JPS59121248A - 動力変換装置 - 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】 本発明は内燃機関、油圧操作弁、リレーなどに適用され
る多相往復運動と回転運動との相互変換を行なう動力変
換装置に関するものである。

従来、エンジン等の内燃機関は往復運動をクランク機構
を介して回転運動に変換する方式のものである。

このエンジンのシリンダーで行なわれる吸気、圧縮、爆
発、排気の各工程は、シリンダー内を往復動するピスト
ンの運動によって行なわれるが、ピストン運動のストロ
ークはクランク機構により一定に規定されている。即ち
吸気と爆発工程におけるピストンの下死点は同一であり
、また圧縮と排気工程におけるピストンの上死点は同一
となるため、最適条件における十分な吸気や排気を行な
うことができない。同様に爆発工程における条件も吸気
工程のストロークと同一となるため燃焼が行なわれる高
温、高圧下の状態が長くなるため窒素酸化物（Ｎ０ｘ）
の発生量が多くなる。

また従来のエンジンでは、クランク機構を用いているた
め、ピストンのストロークの２倍以上の高さを必要とし
、しかも複雑な形状をなすクランクシャツトラ用いるこ
とから大型で且つ重量が大きくなり、小型軽量化に対し
ては構造的には限界罠達し材質的な変更しか現状では望
めなかった。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、クランク機構
を用いず、多相往復運動と回転運動との相互変換を行な
い、特にエンジンに適用した場合、小型軽量化と高速回
転を図れると共に、最適な燃焼条件を選定することがで
きる動力変換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照して詳細に説明する。

第１図乃至第３図はエンジンに適用した場合の本発明の
一実施例を示すものである。

図においてｌは上部を開口した円筒状をなすローターで
、このローターｌの底部に軸方向にｆ￥ｉって出力軸と
なる回転軸２が接続されている。

３は前記ローター１の外周面に、周方向に沿って連続し
て形成された波形のガイド溝で、その展開した状態は第
３図のようになる。

４はシリンダーで、前記ローター１の外側に、所定の間
隔で６個同一円周上に配置されている。

このシリンダー４のピストン５に連結されたコンロッド
６の下端にローラー７が軸支され、このローラー７はロ
ーター１の外周に形成されたガイド溝３に嵌入して転勤
するようになっている。

更にコンロッド６の下端は二叉に分岐し、夫々の先端に
ガイドローラー８．８が軸支されている。

９！／′ｉローター１．の外側に設けられ、これより内
径の大きい円筒状の押え部材で、この押え部材９には、
シリンダー４に対応して、等間隔で６本の縦溝ｌＯが形
成され、この縦溝ｌＯの内縁面に凹溝１１１１１が設け
られ、ここにガイドローラー８．８が両側から支持され
、ピストン５を取付けたコンロッド６０周方向（水平方
向）を規制して軸方向（上下方向）の運動をガイドして
いる。

次に上記動力変換装置の作用について説明すると、ロー
ター１の回転により、この波形状のガイド溝３に案内さ
れるローラ７がその周方向への移動を押え部材９の凹溝
１１により規制されながら波形形状に沿って図中下方に
引き下げられる。このローラ７の下降に伴ってコンロッ
ド６を介してピストン５が下降し、シリンダー４内に図
示しない吸気パルプを通して空気が吸入される。

次にカイト溝３０波形形状に治ってピストン５が上昇し
、上死点に達したときに点火されて爆発し、ピストン５
を押し下げ、このときの押し下げ力は転動するローラー
７から波形のガイド溝３に伝達され、ローター１に回転
力が与えられ、これに接続した回転軸２が回転する。

このような動作を各シリンダー４において、時間をずら
せて行なうことにより、ローター１は滑らかに回転し、
多相往復運動を一つの回転運動に変換することができる
。この場合、ガイド溝３の形状は第３図に示すように吸
気の下死点を爆発の下死点より低くし、また圧縮の上死
点より排気の上死点が高くなるように形成しである。

従って上記変換装置によれば、クランク機構を用いず、
波形のガイド溝３を形成したローター１によってピスト
ン５の往復運動を回転運動に変換するので、構造が極め
て簡単で軽量化を図ることができると共に、エンジン本
体の高さもピストン５０ストロークよりやや長め程度に
抑えることができる。しかもローターｌがはずみ車とし
ての役割も果せるので全体として小型化を図ることがで
き、この結果回転数を向上させることもできる。

また波形のガイド溝３の振幅やサイクルを各工程ごとに
変えることができるので、最適条件に設定して吸気、圧
縮、爆発、排気工程を行なわせることができ、特に十分
な吸気と排気を行なわせて完全燃焼を図ることができる
。

またガイド溝３のカーブ（傾＠）を選定することにより
、クランク機構では小さい上死点付近での軸回転力を大
きくすることができると共に、爆発直後のど瀕トン５の
下降速度を大きく設定することにより燃焼ガスの高温、
高圧状態にある時間を短かくして窒素酸化物の発生量を
低くすることもできる。

またコンロッド６は単に上下の一方向の運動であるため
、ピストン５によるシリンダー４の内壁に加わるスラス
ト力／Ｉ′ｉ極めて少なく、ピストン５の動作が滑らか
である上、損耗も少なくすることができる。

なお上記実施例ではシリンダー４を６個配置した人気筒
エンジンの場合について示したが、任意の数でも良い。

また上記実施例とは逆にローター１の内周に波形のガイ
ド溝３を形成し、ローラー７がこのガイド溝３内を転動
するようにシリンダー４をローター１の内側に配置して
も良い。更にコンロッド６の支持構造は上記実施例に限
らず、周方向（水平方向）への移動を規制するようにし
たものならば何れの構造でも良い。

また上記実施例は大気筒のシリンダー４・・・を用いて
回転力を得る変換製置について示したが、これとは逆に
回転軸２に外部からモーターなどにより回転力を与え、
多数のピストン５・・・を上下駆動させて、油圧の操作
弁やリレー接点として動作させる一回転運動→多相往復
運動への動力変換装置にも適用することができる。

以上説明した如く、本発明に係わる動力変換１装置によ
れば、クランク機構を用いず、複数のシリンダーと波形
′のガイド溝を設けたローターとを連結することにより
、多相往復運動と回転運動との相互変換が行なえ、特に
エンジンに適用した場合、小型軽量化と高速回転を図れ
ると共に、最適な燃焼条件を選定できるなど顕著な効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図に６気筒エンジンに適用した場合の装置の斜視図、
第２図はその要部を拡大して示す斜視図、第３図はロー
ターの外周に形成したガイド溝の要部を展開して示す説
Ｅ！Ａ図である。 ｌ・・・ローター　　　　２・・・回転軸３・・・ガイ
ド溝　　　　４・・・シリンダー５・・・ピストン　　
　　６・・・コンロッド７・・・ローラー　　　　　８
・・・ガイドローラー９・・・押え部材　　　　１０・
・・縦　溝１１・・・凹　溝 出願人　代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸を取付けた円筒状のローターと、このローターの
   外周または内周に形成され、周方向に浴って連続する波
   形のガイド溝と、前記ローターの外側また内側の同一円
   周上に配置された複数個のシリンダーと、このシリンダ
   ーのピストン運動ドの先端側に取付けられ、前記波形の
   ガイド溝内を転動するローラーと、前記ローターの外側
   または内側に設けら些、ロンドを上下動自在に支持する
   押え部材とから成ることを特徴とする動力変換装置。