JPS599721B2 - 往復動エンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はエンジン、特にコンロッドを不要にした往復
動エンジンに関するものである。

従来のエンジンは燃焼室内に於ける爆発によって上下運
動するピストンの動きを、コンロツドを通じてクランク
シャフトに回転運動を伝える機構になっているが、燃焼
室に比べ、エンジン本体は非常に大型となり、エンジン
の小型化、軽量化、高出力化等の点に関してはほぼ限界
に達っしている。

又、ピストンの運動量とクランクシャフトの運動量との
関係は一定ではなかった。

そのため従来はクランクシャフトに質量の大きいフライ
ホイールを取付けてスムーズな回転を得るようにしてお
り、それだけ重量が増加し発生するエネルギーが無駄で
あった。

更にピストンを水平方向に多気筒化する場合には必然的
にクランクシャフトを用いるため、シリンダの位置をず
らさなければならない等種々の問題がありながらも基本
的なところに手が加えられていない欠点があった。

この発明はピストンの上下運動を回転運動に変える場合
の宿命的な問題を解決する事により、単純な機構による
小型化、軽量化、発生する振動の低下、高出力化、低コ
スト化等を得ることを目的とするものにして、少なくと
も一つのシリンダ内に上下動可能に収容するピストンに
連結した連結体に円孔を設け、この円孔内にベアリング
を介して回転自在に嵌合させる回動体に偏心孔を形成す
ると共に、該回動体の一側面に突起を突設し、シャフト
に形成した偏心輪を前記偏心孔内に回転自在に嵌合し、
シャフトに緩挿通させた空転防止板をシリンダブロック
に取付けて前記突条の楕円軌道と接するような弧状部を
前記空転防止板の正面に設けたことを特徴とするもので
ある。

この発明の実施例を図面により説明すると、１，２は一
対のピストンで、両者を対向させて連結体３で一体に連
結してピストン体９を形成する。

この連結体に円孔４を形成すると共に、この円孔４の一
端に中心方向に突出させた第１係止部５を設ける。

更にこの連結体の両側外面にそれぞれスライド部６，６
を形成してある。

４１ ．４２はシリンダーブロック４０内の上下にそれ
ぞれ対向させて設けたシリンダで、該シリンダ内に前記
ピストン１，２を上下動可能に収容してある。

７，８はそれぞれピストンの外周に適数づつ装着したピ
ストンリングである。

４３は両シリンダ４１ ．４２の間に位置した作動室で
、この作動室４３の両側壁４４．４４に前記スライド部
６，６を摺動自在に接触させてあり、前記ピストンの上
下動に際してピストン体９が左右に振動するのを防止し
ている。

１１は前記円孔４内にベアリング５０を介して回動自在
に収容させた回動体で、この回動体の内部に偏心させて
偏心孔１２を設けてある。

この回動体１１の外周一端に、周方向に突出させた第２
係止部１３を形成し、更に偏心孔１２の他端内面に、即
ち第２係止部１３の反対側に位置させて第３係止部１４
を設けてある。

シャフト２０の略一端に、前記偏心孔１２内にベアリン
グ５１を介して回転自在に嵌合させる偏心輪２１を一体
に形成し、この偏心輪２１の外周一端に、周方向に突出
させた第４係止部２２を形成してある。

尚、シャフト２０に設けた偏心輪２１は、該シャフトの
外径より外方に突出する突出部分と、このシャフトの外
径より内方に食込んでいる凹入部２４とから構成されて
おり、該凹入部２４はシャフト２０の長手方向に対して
、前記偏心輪２１の厚さよりも長く形成してある。

３０は前記作動室４３内に位置し、且つシャフト２０に
挿通させると共に、偏心輪２１に接近させて前記凹入部
２４の一側に位置させた空転防止板である。

即ち、偏心輪２１が第１１．１３図に示すように中間点
に位置する時、この偏心輪２１と回動体１１とが同一方
向に回転して空転し始めるのでこれを防止するために前
記空転防止板３０と前記回動体１１の背面に突起１５を
設けてある。

即ち回動体１１と偏心輪２１とが正常回転している時（
回動体と偏心輪との回転方向が互いに逆）は、該突起１
５は第５図２点鎖線で示すように楕円軌道６０を描く。

そのため空転妨止板３０の正面上下に設けた弧状部３Ｌ
３１に、この突起１５が接することがないので、突起１
５はスムーズに楕円軌道を描き続ける。

しかるに、回動体１１と偏心輪２１とが空転（回動体と
偏心輪の回動方向が同じ）する時は、この突起１５は第
５図一点鎖線に示すように円軌道６１を描く。

そのため突起１５は弧状部３１ ，３１と突合し、五時
的に停止されるため、再び二点鎖線で示す楕円軌道６０
に復帰するものである。

この空転防止板３０の中心に設けた孔３３はシャフト２
０を挿通させるためのものである。

而してシリンダ４１内の圧縮された燃料が、点火プラグ
或は燃料噴射ポンプ等（図示せず）の公知の点火手段に
より爆発する（第１０図）と、両ピストン１，２と一体
の連結休３は下降し、回転体１１は反時計方向に回転し
ながら偏心孔１２に嵌合されている偏心輪２１を時計方
向に回転し、シャフト２０を時計方向に回転させる。

この場合上方のピストン１が下死点に近づくにつれて、
下方のピストン２は上死点に近づき、即ち圧縮工程の終
了が近づき（第１２図）、次いで、シリンダ４２内の圧
縮された燃料が爆発し、ピストン１，２と一体の連結体
３は再び上昇して、回動体の偏心孔１２と偏心輪２１を
介してシャフト２０に時計方向の回転力を伝えるもので
ある。

この場合、前記したように連結体３の両側に設けたスラ
イド部６，６は作動室４３内の両側壁４４．４４に接つ
しながら摺動するため、連結体３の左右方向への摺動の
発生を防止し、それによってシャフト２０に振動が伝わ
るのを防止している。

尚、上下の両ピストンがそれぞれ第１１．１３図に於け
る中間に位置する時に、回動体１１の外周の中心線と偏
心輪２１と一体のシャフト２０の中心線とは同一でなけ
ればならない。

又、シャフト２０の中心と偏心輪２１の最大外径との距
離をａとし、該シャフトの中心と偏心輪の最小外径、即
ち凹入部２４との距離をｂとすると、ストロークは（ａ
−ｂ）Ｘ２で表わされるが、この偏心輪のストロークを
出来るだけ大きくするには（ａ−ｂ）の値を大きくすれ
ばよい。

この発明はガソリンエンジンにもジーゼルエンジンにも
応用できるものであり、更に又、２サイクルエンジンに
も４サイクルエンジンにも応用出来る。

その上、上下に設けたシリンダ内にそれぞれ収容したピ
ストンを連結体で一体に形成すると、ピストン体の上下
動の際にそれぞれ交互に爆発するため、高出力が得られ
るものである。

以上の如く本発明は回動体の偏心孔とシャフトと一体の
偏心輪とを介してピストンの上下運動を直接回転運動に
変換させるためエネルギーロスも少なく、且つエンジン
全体が小型化し、空転防止のための加工精度を要求され
る歯車機構を設けないので出力損を防止でき、その結果
エンジンの重量を軽減出来る利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部破断した要部断面図、第２図はピストン体
の正面図、第３図は回動体の正面図、第４図は第３図Ａ
−Ａ線断面図、第５図は空転防止板の正面図、第６図は
第５図Ｂ−Ｂ線断面図、第７図は一部破断したシャフト
の正面図、第８図は第７図Ｃ−Ｃ線断面図、第９図は第
７図Ｄ−Ｄ線断面図、第１０，１１，１２．１３図は本
装置の作動状態を示す断面図である。 １，１′はピストン、３，３′は連結体、４，４′は円
孔、１１．１１’は回転体、１２．１２’は偏心孔、２
０．２０’はシャフト、２１．２１’は偏心輪、３０は
空転防止板、３１は弧状部、４１．４１’はシリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダブロック４０に設けた上下一対のシリンダ
   ４１．４２内に、それぞれ上下動可能に収容した一対の
   ピストン１，２を一体に連結する連結体３の中心に設け
   た大径な円孔４の一端内面に第１係止部５を突設すると
   共に、この連結体３の両側にはシリンダブ町ンクの内壁
   に摺動可能に接つするスライド部６，６を設け、この円
   孔４内に多数のベアリング５０を介して回転自在に嵌合
   させる回動体１１の一端外面に前記第１係止部５と対を
   なしてベアリング５０の脱出を防止する第２係止部１３
   を設け、この回動体１１に設けた偏心孔１２の内面で第
   ２係止部１３と反対側端部に第３係止部１４を設けると
   共に該回動体の一側面に空転防止用の突起１５を突設し
   、シャフト２０に形成した偏心輪２１を前記偏心孔１２
   内に多数のベアリング５１を介して回動自在に嵌合し、
   この偏心輪２１の一端外周には前記第３係止部１４と対
   をなしてベアリング５１の脱出を防止する第４係止部２
   ２を設け、シャフトに緩挿通させた空転防止板３０をシ
   リンダブロック４０に取付け、前記突起１５の楕円軌道
   と接するような上下の弧状部３１．３１を前記空転防止
   板３０に設けたことを特徴とする往復動エンジン。