WO1998004821A1 - Rotational motion mechanism and engine - Google Patents

Rotational motion mechanism and engine Download PDF

Info

Publication number
WO1998004821A1
WO1998004821A1 PCT/JP1997/002521 JP9702521W WO9804821A1 WO 1998004821 A1 WO1998004821 A1 WO 1998004821A1 JP 9702521 W JP9702521 W JP 9702521W WO 9804821 A1 WO9804821 A1 WO 9804821A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
axis
guide
moving
cylinder
guides
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP1997/002521
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ken Yanagisawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sozoan YK
Original Assignee
Sozoan YK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP19719696A external-priority patent/JPH1038047A/ja
Priority claimed from JP13861797A external-priority patent/JPH10252496A/ja
Application filed by Sozoan YK filed Critical Sozoan YK
Priority to EP97930857A priority Critical patent/EP0915239A4/en
Priority to AU34632/97A priority patent/AU3463297A/en
Priority to US09/000,374 priority patent/US5983845A/en
Publication of WO1998004821A1 publication Critical patent/WO1998004821A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

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
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • F16H21/18—Crank gearings; Eccentric gearings
    • F16H21/36—Crank gearings; Eccentric gearings without swinging connecting-rod, e.g. with epicyclic parallel motion, slot-and-crank motion
    • 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
    • F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with crankshaft
    • F01B9/023—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with crankshaft of Bourke-type or Scotch yoke
    • 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
    • F01B9/02—Reciprocating-piston machines or engines characterised by connections between pistons and main shafts, not specific to groups F01B1/00 - F01B7/00 with crankshaft
    • F01B9/026—Rigid connections between piston and rod; Oscillating pistons
    • 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
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/24—Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type
    • F02B75/246—Multi-cylinder engines with cylinders arranged oppositely relative to main shaft and of "flat" type with only one crankshaft of the "pancake" type, e.g. pairs of connecting rods attached to common crankshaft bearing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S123/00—Internal-combustion engines
    • Y10S123/08—Multiple engine units
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18056—Rotary to or from reciprocating or oscillating
    • Y10T74/18248—Crank and slide
    • Y10T74/18256—Slidable connections [e.g., scotch yoke]

Definitions

  • the present invention relates to a rotary motion mechanism and an engine, and more particularly to a rotary motion mechanism and an engine for converting a linear motion into a rotary motion.
  • a rotary motion mechanism that converts a linear motion into a rotary motion
  • a reciprocating internal combustion engine and a hydraulic motor are known.
  • the output of a piston that moves linearly in the cylinder is converted to the rotational motion of the crank.
  • the above-mentioned conventional reciprocating internal combustion engine and hydraulic motor have the following problems. ⁇ The piston and the crank are connected by a connector. One part of the piston and the conduit is attached to the body, and both can be tilted relatively. A screw pin is also attached between the connector and the crank-they can be relatively tilted. Therefore, even if the crank is inclined with respect to the piston and the piston is propelled by the piston with the clamp inclined with respect to the crankshaft, 100% is applied to the crankshaft.
  • the relevant thrust is not transmitted.
  • what is transmitted to the crankshaft is a propulsive force equivalent to the component force obtained by dissolving the component force in the joint direction in the circumferential direction of the crank, and the loss is large. Therefore, the rotational torque that can be extracted from the crankshaft is smaller than the thrust of the piston, and there is a problem that the efficiency of converting the linear propulsive force into the rotational torque is low.
  • FIG. 20 is an explanatory view showing an example of a conventional crank mechanism using a con- trol.
  • the stroke S of piston 110 is set to 40 mm, and the length of connector 120 is set to 5 O mm.
  • Biston 110 is located at bottom dead center P, and Crank 130, which connects Crank 130 and Cradle 120, is the furthest away from Cylinder 140.
  • the angle position of 130 is defined as 0 degree position L.
  • the angle position of the crank 130 rotated 90 degrees with respect to the 0-degree position L is defined as the 90-degree position M, and the piston 110 is positioned at the top dead center P 2.
  • the angle position at which the crank 130 is rotated by 180 degrees is defined as the position H at 180 degrees.
  • Figure 21 shows the change in angular position Xc (degrees) of crank 130 and the displacement YP of stroke 110 in piston 110 in the conventional crank mechanism shown in Figure 20. (mm) is shown by a curve (solid line). The curve shown by the dashed line is a sine wave.
  • the displacement Y p (mm) of the stroke position of piston 110 is because piston 110 is located at bottom dead center P, when crank 130 is at 0 degree position L. 0 mm, and the time in the click rank 1 3 0 Chikaraku 1 8 0 degree position H, the 4 0 mm from bis tons 1 1 0 is located at the top dead center P 2.
  • the first axis rod 20 movable in the second axis direction in the state, and the second axis guides 18a and 18b are arranged in parallel with the second axis guides 18a and 18b.
  • the second shaft port 22 that can move in the first axis direction in a state parallel to b, the first guides 16a and 16b, and the second guides 18a and 1
  • a movable body 2 movable in the first and second axial directions on the first and second rods 20 and 22 in a rectangular plane 28 surrounded by 8b. 4
  • a first drive mechanism 26a-d for moving the second shaft port 22 in the first chain direction.
  • the lever pieces 38a and 38b are pivotally mounted at one end to the moving rest 24, and the other is a rotary shaft 36a rotatable about the axis.
  • An object of the present invention is to provide a rotary motion mechanism and an engine that can improve energy conversion efficiency and reduce vibration and have simple configurations.
  • an object of the present invention is to provide an energy conversion efficiency and the like.
  • Another object of the present invention is to provide a rotary motion mechanism and an engine capable of converting a linear propulsion force into a rotational torque with higher rigidity and smoothness.
  • the present invention has the following configuration.
  • the first basic configuration includes a pair of axis guides disposed in parallel to the first screw direction.
  • a second axis direction perpendicular to the first screw direction between the pair of ⁇ line guides.
  • a moving guide that extends and is movable in the first
  • a moving body provided so as to be movable in the second direction along the moving guide; a rotating shaft rotatable about an axis orthogonal to the first and second axial directions;
  • a lever portion that is pivotally mounted on the moving body, the other portion is fixed to the rotating shaft, and the moving body rotates to rotate the rotating shaft;
  • the drive mechanism may include a cylinder device provided with an introduction valve for opening and closing an introduction part for introducing a fluid, and a discharge valve for opening and closing a discharge part for discharging the fluid.
  • the regulating means may employ a counterweight and / or a flywheel.
  • the movable body is moved in a second axial direction within a frame provided in the movable guide in the second direction. It may be possible to move in the direction.
  • the second basic configuration includes a pair of first line guides arranged in parallel in the first axis direction,
  • a pair of second line guides disposed in parallel in a second direction perpendicular to the first axis direction;
  • a first movement guide extending between the pair of second line guides in the first axis direction and movably provided in the second axis direction;
  • a second movement guide extending between the pair of first axis guides in the second axis direction and movably provided in the first axis direction;
  • the first moving guide is provided so as to be slidable in the first direction in the first frame provided in the first direction in the first direction, and is provided in the second direction in the second axial direction.
  • a movable body disposed in the second frame so as to be capable of sliding in the second chain direction, and movable in a rectangular plane surrounded by the first and second axis guides;
  • a rotatable circuit that can rotate around a line perpendicular to the first axis direction and the second axis direction.
  • a lever portion that is pivotally mounted on the moving body, the other portion is fixed to the rotating shaft, and the rotating body rotates to rotate the rotating shaft;
  • a rotation mechanism comprising: a first drive mechanism for moving the second movement guide in the first direction; and a second drive mechanism for moving the first movement guide in the second direction. It is a movement mechanism.
  • the first drive mechanism and the second drive mechanism may be provided with an introduction valve for opening and closing an introduction part for introducing a fluid, and a discharge valve for opening and closing a discharge part for discharging the fluid.
  • the moving body may be turned by an external force to rotate the above-mentioned rotation pin, and the discharge fluid may be generated from each of the cylinder devices.
  • the rotary motion mechanism may be a single rotary motion mechanism unit, and a plurality of the rotary motion mechanism units may be overlapped with the rotation axis.
  • the plurality of rotary motion mechanism units are stacked in the same direction, and the lever portion of each rotary motion mechanism unit has an angular displacement corresponding to the number of stacked stages of the rotary motion mechanism unit on the rotary shaft. Alternatively, it may be provided.
  • the two rotary motion mechanism units are overlapped in the same direction, and the lever portion of the other rotary motion mechanism unit is connected to the rotary shaft by the lever portion of the other rotary motion mechanism unit. It may be provided at a degree angle displacement.
  • the third basic configuration is a pair of axis guides that are formed in a rod shape, are arranged in parallel in the first axis direction, and are movable in the first direction.
  • a moving guide that is disposed in the second axis direction perpendicular to the first direction and is fixed between the axis guides, and that can be integrally moved with the axis guide in the first direction.
  • a movable body provided on the movable guide so as to be movable in the second axial direction, a rotating shaft rotatable about a vertical line perpendicular to the first vertical direction and the second vertical direction,
  • a lever portion that is connected to the moving body at one end, and is fixed to the rotating shaft at the other portion, and rotates the rotating shaft by rotating the moving body;
  • Regulating means for reducing fluctuations in the rotational speed of the rotating shaft includes a cylinder device driven by a fluid pressure; and the cylinder device is connected to each end of the wire guide. And a cylinder device configured to move the cylinder guide and the movement guide in the first direction.
  • the regulating means may employ a counterweight and / or a flywheel.
  • the moving body may be movable in the second direction in a frame provided on the moving guide in the second direction.
  • the one end of the pair of wire guides in the first shaft direction is a first cylinder and the second cylinder, and the other end of the pair of wire guides is the other end in the first shaft direction.
  • the second, sixth, and sixth cylinders may be ignited in this order.
  • a fourth basic configuration is a pair of first linear guides formed in a rod shape and arranged in parallel in the first axis direction and movable in the first axis direction.
  • a pair of second solid line guides formed in a rod shape and arranged in parallel to the second $ direction perpendicular to the first first direction and movable in the second direction;
  • a first moving guide fixed along the second axis guide and movable in the second direction along with the second axis guide, and arranged in the second axis direction.
  • a second moving guide fixed between the first line guides and movable in the first direction along with the first axis guide; and a first shaft attached to the first moving guide.
  • the first frame is slidable in the first direction
  • the second moving guide is slid in the second direction in the second frame provided in the second axis direction.
  • a movable body that is movable in a rectangular plane surrounded by the first axis guide and the second axis guide;
  • a rotating shaft rotatable about an axis perpendicular to the first and second directions;
  • a lever portion that is fixedly attached to the rotating body, one side of which is fixed to the moving body, and that rotates the rotating body by rotating the moving body;
  • the first drive mechanism and the second drive mechanism each include a cylinder device that is IS-operated by fluid pressure
  • the cylinder device is connected to each end of the first axis guide and the second line guide, and the cylinder device moves the first line guide and the second moving guide in the first direction.
  • the engine is moved by moving the second line guide and the first movement guide in a second axis direction.
  • the engine of the present invention may be configured as a single engine unit, a plurality of the engine units, and a rotation axis coaxially stacked.
  • the plurality of resin units are stacked in the same direction, and the lever portions of the respective engine units are provided on the rotary shaft so as to be angularly displaced in accordance with the number of stacking stages of the engine unit. Is also good.
  • the two engine units are overlapped in the same direction, and the lever portion of the other engine unit is angularly displaced by 180 degrees with respect to the rotation axis with respect to the lever portion of one engine unit.
  • the ignition timing of the other engine unit with respect to the one engine unit may be out of phase by 180 degrees.
  • a pair of first linear guides which are formed in a rod shape, are arranged in parallel in the first direction, and are movable in the first axial direction, are formed in a rod shape.
  • a pair of second axis guides that are arranged in parallel in a second axis direction perpendicular to the first axis direction and are movable in the second axis direction, and are arranged in the first axis direction.
  • a first moving guide fixed between the second axis guides and movable in the second direction along with the second line guide, and arranged in the second direction.
  • a second moving guide fixed between the first axis guide and movable in the first axis direction integrally with the first axis guide; and a first axis guide and the second axis guide. In the enclosed rectangular plane, it is movable in the first direction and the second direction along the first moving guide and the second moving guide.
  • a rotating shaft rotatable about an axis perpendicular to the first and second directions;
  • a lever portion that is connected to the moving body at one end, and is fixed to the rotating shaft at the other portion, and rotates the rotating shaft by rotating the moving body;
  • the first drive mechanism and the second driving mechanism include a cylinder device driven by fluid pressure
  • the cylinder device is connected to each end of the first wire guide and the second wire guide. Connected, the cylinder device moves the first axis guide and the second movement guide in the direction I, and moves the second line guide and the first movement guide in the second direction.
  • One end of the pair of first axis guides at the one end in the first direction is a first cylinder and a second cylinder
  • the pair of second axis guides is one end of the second axis at the one end in the second direction.
  • the cylinder is a third cylinder and a fourth cylinder
  • the other end of the pair of first axis guides on the other side in the first direction is a fifth cylinder and a sixth cylinder.
  • the cylinder at the other end in the second direction of the second line guide is the seventh and eighth cylinders, and the first, third, fifth, and seventh cylinders
  • the engine is characterized by igniting in the order of a second cylinder, a fourth cylinder, a sixth cylinder, and an eighth cylinder.
  • the sixth basic configuration is a pair of first line guides which are formed in a rod shape, are arranged in parallel in the first axis direction, and are movable in the first direction.
  • a pair of second line guides which are formed in a rod shape, are arranged in parallel in a second axis direction perpendicular to the first direction, and are movable in the second axis direction;
  • a first moving guide fixed to the second line guide and movable in the second direction together with the second line guide;
  • a second moving guide disposed in the second direction, fixed between the first direction guides, and movable integrally with the first line guide in the first direction;
  • the first movement guide and the second movement guide have the first direction and the second position.
  • a rotating surface capable of rolling around an axis perpendicular to the first and second axial directions
  • the first drive mechanism and the second drive mechanism each include a cylinder device driven by fluid pressure
  • the cylinder device is connected to each end of the first and second axis guides, and the cylinder device moves the first and second axis guides in the first axis direction. Moving the second line guide and the first movement guide in the second direction,
  • the one end of the pair of first wire guides at the first end in the first direction is the first cylinder and the second cylinder, and the pair of second line guides at the one end in the second direction.
  • the third cylinder is a third cylinder and a fourth cylinder, and the other end of the pair of first line guides in the first axial direction is a fifth cylinder and a sixth cylinder.
  • the cylinders at the other end in the second axial direction of the pair of second guides are the seventh and eighth cylinders, and the first, second, third, and fourth cylinders.
  • the engine is characterized by igniting a cylinder, a fifth cylinder, a sixth cylinder, a seventh cylinder and an eighth cylinder in this order.
  • the Y-movement guide since a control like a conventional crank mechanism is not used, in order to obtain a constant speed rotation from the rotary shaft, the Y-movement guide needs a sinusoidal wave in the X-axis direction. Just exercise.
  • the sinusoidal motion is a well-balanced reciprocating motion, which can suppress the generation of vibration.
  • the linear propulsion force can be smoothly converted into the rotational torque by the restricting means while having a simple configuration. Therefore, while having a simple configuration, it is possible to improve the efficiency of energy conversion and to reduce the noise, thereby significantly improving the performance.
  • FIG. 1 is a plan sectional view showing the internal structure of a first embodiment of the engine according to the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A of the first embodiment
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the structure of the cylinder head of the first embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the rotation operation of the first embodiment
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the lever part and the movement of the screw in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a plan sectional view showing the internal structure of the second embodiment of the engine according to the present invention.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of the second embodiment
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the rotation operation of the second embodiment
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing a vector such as a rotation speed according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a graph showing a relationship between a crank rotation angle and a piston speed
  • FIG. FIG. 12 is a graph showing a relationship between a rotation angle and a piston acceleration.
  • FIG. 12 is a plan sectional view showing a main part of an internal structure of a third embodiment of the engine according to the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line C-C of the third embodiment
  • FIG. 14 is a plan sectional view showing the internal structure of the fourth embodiment
  • FIG. 15 is a central longitudinal sectional view of the fourth embodiment
  • FIG. 16 is a perspective view showing the appearance of the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the internal structure of the fifth embodiment
  • FIG. 18 is a sectional view showing the internal structure of the sixth embodiment.
  • FIG. 19 is a perspective view showing the internal structure of the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram showing a conventional crank mechanism.
  • FIG. 21 is a graph showing the relationship between the rotation angle of the crank and the movement of the piston in FIG.
  • Figure 22 is a plan sectional view of the background art
  • FIG. 23 is a side sectional view of the background art. Embodiment of the Invention
  • FIG. 1 is a plan sectional view showing the internal structure of the rotary motion mechanism (engine) of the first embodiment
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory view partially showing a head portion of a cylinder.
  • the main body case 10 includes a side wall 10a and upper and lower covers 12a and 12b.
  • the pair of X piston rods 16a and 16b are arranged parallel to the first direction (X ⁇ direction), and act as a pair of axis guides.
  • the X screw rods 16a and 16b are provided so as to be movable in the X ⁇ direction.
  • the Y ⁇ motion guide 22 is formed between a pair of X piston rods 16a and 16b in the second direction (Y-axis direction) perpendicular to the first direction (X direction). And each end is fixed to X piston rods 16a and 16b, respectively.
  • the Y movement guide 22 is integrally formed with the X bistron rods 16a and 16b to form an H-shaped structure. Therefore, the Y movement guide 22 is integrated with the X piston rods 16a and 16b as the X piston ports 16a and 16b move in the X direction. Moves in the X-axis direction in parallel with Y-shu.
  • the moving guide 22 is formed in a hollow frame shape, and the moving body 24 can move in the Y-axis direction within the frame 22a.
  • the moving body 24 can move in the X direction in unison with the Y movement guide 22 ( movement rest 24 is a slider that slides within the frame 22a, and the Y movement guide It is provided so as to be movable in the Y-X direction along 22. Therefore, the moving body 24 can move two-dimensionally in a plane defined by the X axis and Y ⁇ .
  • the image transfer 36 is rotatable about a vertical line that is orthogonal to the X and Y axes.
  • the rotating shaft 36 is rotatably held by the main body case 10.
  • the rotating shaft 36 is a ball bearing (upper and lower shaft receiving portions 13). It is held rotatable about the axis with respect to the main body case 10 through 1 O a and 13 b).
  • the tip of the rotating shaft 36 protrudes from the upper and lower covers 12a and 12b to both sides, and can be connected to another driven rotating body (not shown).
  • the lever 38 has one end 38c attached to the moving body 24, and the other 38d fixed to the rotating shaft 36. With this configuration, when the moving body 24 does not rotate, but turns, the rotating shaft 36 rotates about its own axis.
  • the lever 38 has one end 38c rotatably passed through a through hole 25 provided at the center of the moving body 24, and the other 38d is integrally formed with the rotary shaft 36. Have been.
  • the distance between the one part 38c and the rotary shaft 36 is half the distance of the strokes of the pistons 41b, 42b, 45b and 46b.
  • the rotating screw 36 is connected to the upper bearing 36a, which is supported by the upper bearing 13a, and the bearing 13a, via a lever 38, and to the lower bearing.
  • the rotating shaft 36 and the lever portion 38 are formed in a body in the first embodiment is a form of a crank.
  • a pair of upper and lower lever portions 38 is provided, and acts as a crank arm.
  • One part 38c of each lever part 38 is formed in a tongue shape and functions as a crankpin. The distance between the one part 38 c and the other part 38 d is the same as the turning radius of the moving body 24.
  • the cylinder devices 41, 42, 45, and 46 are provided with an introduction valve that opens and closes an introduction part for introducing a fluid, and a discharge valve that opens and closes a discharge part that discharges the fluid.
  • a driving mechanism for moving the Y-movement guide 22 in the X-axis direction is constituted by the cylinder devices 41, 42, 45, 46.
  • the cylinders 41a, 42a, 45a and 46a of the cylinder devices 41, 42, 45 and 46 constitute a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the cylinder devices 41, 42, 45, and 46 are provided at each end of the X piston rods 16a and 16b, respectively.
  • the first cylinder 41a and the second cylinder 42a, the X piston rods 16a and 16b The other side of the cylinder is designated as a fifth cylinder 45a and a sixth cylinder 46a.
  • Each end of each X piston rod 16a, 16b is connected to a piston 41b, 42b.45b.46b, respectively.
  • Each piston 41b, 42b, 45b, 46b reciprocates in the corresponding cylinder 41a, 42a, 45a, 46a. Therefore, the X piston rods 16a and 16b reciprocate in the X ⁇ direction due to the explosion of the fuel in the cylinders 41a, 42a, 45a and 46a.
  • the cylinders 41a, 42a, 45a, and 46a form the driving mechanism, and the Y movement guides take a break with the X piston rods 16a and 16b. 22 can be moved in the X-axis direction.
  • the X piston rods 16a and 16b are formed in a rod shape, and generally have a circular cross section, but the shape is not limited. Also, each piston 41b, 42b, 45b, 46b and each piston rod 16a, 16b correspond to the piston rod 16a, 16b. Are wearing pongee in bistombin.
  • each piston 41b , 42 b, 45 b, 46 b and the piston rods 16 a, 16 b may be simply connected.
  • a structure in which the pistons 41b, 2b. 45b, 46b and the piston rods 16a, 16b are integrally formed may be used.
  • Both the counter weight 50 and the flywheel 51 act as regulating means for minimizing fluctuations in the rotational speed of the rotary screw 36.
  • the counterweight 50 extends in the body case 10 in the X-axis direction from the rotary screw 36. Further, the flywheel 51 is fixed to the surface rotation shaft 36 outside the main body case 10.
  • the counterweight 50 and the flywheel 51 store the rotational energy of the tiller 36, generate a component force for moving the moving body 24 in the Y ⁇ direction, and rotate the rotor 36. Acts to reduce speed fluctuations.
  • the valve drive mechanism 52 was mounted coaxially with the main drive sprocket 53 mounted on the rotary shaft 36, the bevel gear 54 held rotatably on the main body case 10, and the bevel gear 54.
  • the valve driving mechanism 52 the introduction valve 70 (see FIG. 3) and the discharge valve 72 (see FIG. 3) of each of the cylinder devices 41, 42, 45, and 46 are connected to the camshaft. It can be operated by the driving force of the rotating shaft 36 via the port 74.
  • the cam shaft 74 is provided with a cam 60 for air supply and exhaust, and the air supply valve 70 and the exhaust valve 72 are driven via a valve spring or the like.
  • a spark plug 58 ignites the fuel in the cylinders 41a, 2a. 45a, 46a. This structure is the same as that of the conventional reciprocating engine, and the description is omitted.
  • a timing pulley, a timing belt, or the like can be used instead of the blocks 53, 54a and the timing chain 55.
  • the oil supply mechanism is not shown.
  • the oil supply mechanism uses a mechanism equivalent to the mechanism for rotating the cam shaft 74, and operates the oil pump by the power of the rotating shaft 36.
  • the oil sent from the oil pump is supplied to the cylinders 41a, 42a, 45a, 46a through the X piston rods 16a, 16b, etc. .
  • each of the pistons 4 1 b, 4 2b, 45b, and 46b perform sinusoidal motions as shown in Fig. 5.
  • the motion patterns on the top dead center side and the bottom dead center side of the busons 41b, 42b, 45b, and 46b become the same. Therefore, each piston 41b, 42b, 45b, 46b performs a balanced reciprocating motion.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the angle change Xc (degree) of the lever portion 38 and the displacement Yp (mm) of the stroke position of the piston 45b in the mechanism shown in FIG. It is a graph shown by SC.
  • the displacement Yp (mm) of the stroke position of the piston 45b is 0 mm because the piston 45b is located at the bottom dead center P, when the lever 38 is at the 0 degree position L. Becomes Lever 3 8 force When at 180 degree position H, it is 40 mm because it is located at top dead center P 2 with a force of 45 b.
  • the rotary motion mechanism (engine) of the first embodiment since a compressor like a conventional crank mechanism is not used, in order to obtain a uniform rotation from the rotary shaft 36, the Y movement guide 2 What is necessary is just to make 2 make a sine wave motion in X direction.
  • the sinusoidal motion is a balanced reciprocating motion and can suppress the generation of vibration. Therefore, the rotation efficiency of the rotary motion mechanism can be improved, noise can be reduced, and further, the mounting strength is not required, so that the size and weight of the main body case 10 and the like can be reduced. As a result, the overall thickness can be reduced, and maintenance can be facilitated if cover is removed.
  • the moving body 2 moving through the Y movement guide 22 is provided. 4 is also supported on two sides. In other words, since the driving part is supported on two sides, high rigidity is realized.
  • an engine having four cylinder devices 41, 42, 45, and 46 is clearly described, but not limited to this, and two piston rods 16 are used. It is needless to say that two cylinder devices are provided corresponding to a and 16b (a pair of ⁇ -ray guides), and can be applied to a rotary motion mechanism operated by lined discharge of high pressure flow. Also, a configuration may be adopted in which a pair of X-ray guides 16a and 16b are provided with a Y-movement guide 22 so as to be slidable, and a single cylinder device is provided corresponding to the Y-movement guide 22. .
  • the rotary screw 36 is used as an input shaft, and the moving body 24 is turned by the driving force of another driving device, and passes through the valves of the cylinder devices 41, 42, 45, and 46. It can also be used as a fluid pump or a combustor device that discharges a fluid.
  • FIG. 6 is a plan sectional view showing the internal structure of the rotary motion mechanism (engine) of the present embodiment
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG.
  • the main body case 10 includes a side wall 10a and upper and lower covers 12a and 12b.
  • the rotating shaft 36 is rotatably held in the main body case 10 via a ball bearing.
  • the pair of X-biston rods 16a and 16b act as a pair of first axis guides disposed parallel to the first axis direction (X-axis direction).
  • the X piston rods 16a and 16b are provided so as to be movable in the X-axis direction.
  • the i pairs of Y piston rods 18a and 18b are arranged in parallel in a second axis direction (Y direction) perpendicular to the first direction (X direction). Acts as a second axis guide for Y bis rods 18a and 18b are provided so as to be movable in the Y axis direction.
  • the X movement guide 20 is arranged parallel to the X piston rods 16a and 16b-each end is fixed to the Y piston rods 18a and 18b, respectively. . Therefore, the X movement guide 20 is parallel to the X piston rods 16a and 16b as the Y piston rods 18a and 18b move in the Y-axis direction. In this state, it operates as the first movement guide to move in the Y direction.
  • the Y movement guide 22 is arranged in parallel with the Y piston rods 18a and 18b, and each end is fixed to the X piston rods 16a and 16b, respectively. . Therefore, the Y movement guide 22 is parallel to the Y piston rods 18a and 18b as the X piston rods 16a and 16b move in the X-axis direction. Operates as a second movement guide that moves in the X-pong direction in this state.
  • the moving body 24 can slide in the X-axis direction within a first frame 20a provided in the X-movement guide 20 in the X-axis direction.
  • the moving body 24 is disposed so as to be able to slide in the Yte direction in the second frame 22a provided in the Y movement guide 22 in the YUX direction. Therefore, the moving body 24 moves within a rectangular plane 28 surrounded by the X piston rods 16a and 16b and the Y piston rods 18a and 18b. It is provided as possible.
  • the X movement guide 20 is located above the Y movement guide 22.
  • the moving body 24 passes through a portion where the first frame 20a of the X moving guide 20 and the second frame 22a of the Y moving guide 22 overlap. Therefore, the moving body 24 can smoothly receive two-dimensional motion by suitably receiving the motive power accompanying the movement of the X movement guide 20 and the Y movement guide 22 in the X and Y axis directions.
  • the cylinder devices 41, 42, 45, and 46 which are internal combustion engines, have an introduction valve that opens and closes an introduction part that introduces a fluid, and a discharge valve that opens and closes a discharge part that discharges a fluid.
  • the cylinder devices 41, 42, 45, and 46 constitute a first drive mechanism for moving the Y movement guide 22 in the X ⁇ direction.
  • the cylinder device 4 3 4 4 4 7 48 which is an internal combustion engine has an introduction valve for opening and closing an introduction section for introducing a fluid, and a discharge valve for opening and closing a discharge section for discharging the fluid.
  • the cylinder device 4 3 4 4 4 7 4 8 constitutes a second driving mechanism for moving the X movement guide 20 in the Y ⁇ direction.
  • the cylinder 4 1 a 4 2 a 4 3 a 44 a 45 a 46 a 47 a 48 a constitutes a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • Cylinder unit 4 1 4 2 4 3.4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 is each end of X piston rod 16 a 16 b Y piston rod 18 a 18 b It is arranged corresponding to the department.
  • the cylinder on one side of the X piston rod 16a16 is connected to one side of the first cylinder 41a and the second cylinder 42aY of the Y piston rod 18a18b
  • the third cylinder 43 a and the fourth cylinder 44 a are replaced with the other side of the bistro '16 a 16 b by the fifth cylinder 45 a and the sixth cylinder.
  • the other side of the cylinder 46 a Y-biston rod 18 a 18 b is a seventh cylinder 47 a and an eighth cylinder 48 a.
  • Each end of each X piston rod 16 aa 16 b and Y piston rod 18 a 18 b is a piston 4 1 b 4 2 b 4 3 b 4 4 b 4 5 b 4 6 b 4 7 b 4 8 b are connected to each other, and each piston is connected to each cylinder 4 1 a 4 2 a 4 3 a 4 4 a 4 5 a .4 6 a 4 7 a 8 a Can reciprocate. Therefore, each cylinder 41 1 a 4 2 a 4 3 a 4 4 a 4 5 a 4 6 a 4 7 a.
  • Each of the X piston rods 16 a a 16 b reciprocates in the X direction
  • each Y-biston rod 18a 18b reciprocates in the Y direction.
  • the first drive mechanism is constituted by the cylinders 41a42a.45a.46a
  • the second drive mechanism is constituted by the cylinders 43a4a.47a.48a. Be composed. Therefore, the Y movement guide 22 is driven via the X piston rod 16a16b, and the X movement guide 2 is driven via the Y piston rod 18a18b. 0 can be driven.
  • the rotating shaft 36 and the lever 38 are provided in substantially the same manner as in the first embodiment. ing.
  • valve operating mechanism a mechanism for circulating lubricating oil, and the like are provided substantially in the same manner as in the configuration of the first embodiment.
  • the flywheel 51 is fixed to a rotating shaft 36 outside the main body case 10.
  • CYL 1 and CYL 2, CYL 3 and CYL 4, CYL 5 and CYL 6, CYL 7, and CYL 8 are sequentially shifted 90 degrees from each other to ignite and explode. By exploding every 90 ° of crankshaft turning angle, simultaneous explosion occurs in two paired cylinders. Higher torque can be obtained.
  • V is the rotation speed
  • Vx is the piston speed of the X-direction cylinder
  • 0 is the crank rotation angle
  • F is the rotation force
  • Fx is the X-direction cylinder
  • Fy is the piston driving force of the Y-direction cylinder
  • T is the rotational torque (T-FXR)
  • R is the crank radius of rotation.
  • the change in the piston speed means the acceleration / deceleration of the piston, and is a subtle value of the piston speed. If the change in the piston speed in the X direction is Vax and the change in the piston speed in the Y direction is Vay, they are expressed by formulas F 3 and F 4, respectively.
  • the rotary motion mechanism (engine) is a mechanism symmetric with respect to the X axis and the Y axis. Due to this symmetry, an ideal rotation mechanism is realized. In other words, when trying to obtain a rotation that keeps the rotation speed and rotation torque constant, if the movements of the X-direction piston and the Y-direction piston are 90 degrees out of phase with each other, the movement is a sinusoidal wave. The combined motion of the X-direction Yston and the Y-direction Bison generates a constant speed rotation (constant plane rotation, constant torque rotation).
  • acceleration and deceleration of the X-direction piston and acceleration and deceleration of the Y-direction piston also become a sign curve, and the explosion points P1 of CYL 1 to 8 P8 (see Fig. 11) coincides with the peak of the sign curve.
  • the balance of rotation is kept at the best and the vibration of the mechanism can be suppressed.
  • the flywheel 51 is mounted. However, since the movement is essentially a synthesis of two sine waves 90 degrees out of phase, the flywheel 51 and other restricting means are mounted. At least, constant-speed rotation without vibration can be obtained.
  • moving body 24 is supported on four sides in a well-balanced manner to make a revolving motion. Therefore, the generation of vibration and noise of the entire equipment can be suppressed, and stable high-speed operation has also become possible.
  • the propulsion force of the X piston rods 16a and 16b and the Y piston rods 18a and 18b in the X-axis direction and the Y-axis direction is used to rotate the moving body 24. It is converted to a rooster of the image 36 through the lever 38 of one lever. Therefore, the efficiency loss occurs only at the connection point between the moving body 24 and the lever section 38 even in the case of the eight-cylinder engine as in this embodiment, and the X piston rod 16a -It is possible to improve the efficiency of converting the linear propulsion force of the 16b and Y biston rods 18a and 18b into the rotation torque of the rotating shaft 36.
  • the ignition timing and the opening and closing timing of the intake valve and the exhaust valve may be appropriately adjusted due to factors such as inertia force.
  • the ignition timing can be automatically adjusted according to the operating conditions of the engine in conjunction with the micro computer.
  • the second embodiment is an eight-cylinder engine, but the present invention is not limited to this, and the rotary motion mechanisms of the second embodiment can be stacked in a plurality of stages.
  • the cylinders may be overlapped by displacing the angle.
  • 16 cylinders are arranged.
  • the moving object can be turned more smoothly.
  • the torque fluctuation can be stabilized, and the moving object can be turned with good balance. As a result, vibration and the like can be suppressed as much as possible, and a large output can be suitably obtained.
  • the engine was equipped with eight cylinder units, but it was compatible with four piston rods (one pair of 1st line guides and 1 pair of second axis guides).
  • it can be applied to a fluid pressure utilizing rotary motion mechanism that is equipped with four cylinder devices and operates by filling and discharging high-pressure fluid.
  • a pair of first axis guides is provided with a second moving guide so that it can slide.
  • a pair of second line guides are provided with a first moving guide so as to be slidable, and a rotating device provided with two cylinder devices corresponding to the first moving guide and the second moving guide, respectively. It is also possible to apply to a movement mechanism.
  • FIG. 12 is a cross-sectional plan view showing a main part of the internal structure of the rotary motion mechanism (engine) of the present embodiment
  • FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line C-C of FIG.
  • the third embodiment is different from the first embodiment only in the structure of the moving body, and the other configurations are the same. Therefore, only the moving object will be described below, and the description of the other components will be omitted.
  • the bearing type moving body 80 is different from the rectangular moving body 24 of the first embodiment, and has a configuration similar to that of a ball bearing.
  • the bearing type moving body 80 reduces frictional resistance by rolling. That is, the bearing-type moving body 80 is configured such that a number of rolling members 83 are arranged between the inner ring 81 and the outer ring 82.
  • One part 38 c of the lever part 38 is rotatably inserted into the inner ring 81.
  • the outer surface 82a of the outer ring 82 is in contact with the inner surface 22b of the frame 22a of the Y movement guide 22.
  • the bearing type moving body 80 is movable within a frame 22 a provided in the Y movement guide 22.
  • the frictional resistance can be reduced by the operation of the rollers 83, and the rotational movement generated via the lever portion 38 can be smoothed. Therefore, the linear propulsion force can be more smoothly converted into rotational torque, and the performance such as energy conversion efficiency can be improved.
  • a force follower for reducing frictional resistance can be used as the bearing type moving body 80.
  • the bearing-type moving body 80 is applied to the rotary motion mechanism of the first embodiment.
  • the bearing-type moving body 80 can be suitably applied to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a plan sectional view showing the internal structure of the rotary motion mechanism (engine) of the present embodiment
  • FIG. 15 is a central longitudinal sectional view of FIG.
  • the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the valve drive mechanism 61 transmits the rotational power of the output bevel gear 62.63, and the above-mentioned cylinder devices 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48 The inlet valve and the outlet valve are driven.
  • the output bevel gears 62, 63 are provided rotatably about axes 62a, 63a arranged in parallel with the rotary screw 36.
  • the output bevel gears 6 2 and 6 3 are attached to the moving body 24 at one end 62 b and 63 b.
  • the output bevel gears 62 and 63 act as a member in which the auxiliary rotation shaft and the auxiliary lever portion are integrated, and the movable body 24 rotates by rotating.
  • the distance between the axes 62 a and 63 a and the one part 62 b and 63 b is set to be equal to the turning radius of the moving body 24.
  • Output bevel gears 62 and 63 are provided corresponding to the cylinders 41a, 42a, 43a, 44a, 45a, 46a, 47a, and 48a, respectively.
  • in c Figure 1 4 being the output bevel gear 6 2 described by the solid line is pivotally mounted on the cover one 1 2 b below.
  • An output bevel gear 63 indicated by a two-dot chain line is mounted on the upper cover 12a.
  • the output bevel gears 62 and 63 are provided so as to be rotatable around respective ⁇ -lines 62a and 63a.
  • One part 62 b, 63 b force of one part of each output bevel gear 62, 63 is axially attached to the tip of an arm 24a extended from the moving body 24.
  • the upper and lower output bevel gears 62, 63 form a pair and are attached to the tip of one arm 24a.
  • the distance between the braided line 62a and the one part 62 and the distance between the braided line 63a and the one part 63b are set to be the same as the turning radius of the moving body 24. Since the arm portion 24a is provided integrally with the moving body, the arm portion 24a makes exactly the same turning motion as the moving rest 24. As a result, the upper and lower output bevel gears 62 and 63 rotate in synchronism with the rotating shaft 36 when the moving body 24 rotates.
  • the drive transmission bevel gear 6 is attached to the body case 10 so as to be able to roll. You.
  • the drive transmission bevel gear 6 4 meshes with the output bevel gears 6 2, 6 3, and is driven by the output bevel gears 6 2, 6 3 to rotate.
  • a sprocket 66 is fixed to the opposite side of the bevel gear portion and integrally therewith.
  • a sprocket on the driven side (not shown) is provided at the end of the cam shaft. ) Is fixed.
  • a chain 68 is looped around the sprocket on the driven side and the sprocket 66.
  • the camshaft is provided with cams for lined air and exhaust, and the lined air and exhaust valves are driven via valve springs, etc., but this structure is the same as that of a conventional reciprocating engine. Yes, description is omitted.
  • the driving force of the air supply valve and the exhaust valve can be suitably taken out from the own output.
  • the sprockets 66 and the chains 68 are used as the power transmission means.
  • the present invention is not limited to this, and it goes without saying that a timing pulley and a timing belt can be used.
  • the wheel pump 91 is driven by the power transmitted from one of the four output bevel gears 62 to circulate the oil.
  • a chain or a timing belt may be used as in the valve system.
  • reference numeral 92 denotes a passage for lubricating oil
  • reference numeral 90 denotes a sensor for setting ignition timing.
  • FIG. 16 is a perspective view showing the appearance of the fifth embodiment
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing the internal structure of the fifth embodiment.
  • the engine having the configuration of the rotary motion mechanism of the first embodiment is defined as one engine.
  • This engine has a structure in which a plurality of engine units are superimposed in the same direction without angular displacement, and a plurality of (for example, two) rotary units are connected by a fogger or the like so that the rotation axes are the same. .
  • An engine equipped with is defined as one engine unit.
  • the rotating shafts 36 of two sets of engine units (four-cylinder engine units) are connected to each other, and they are stacked in two stages at the same angle.
  • the lever 38, which constitutes the crank of the upper engine unit 202, is connected to the lever 38, which constitutes the crank of the lower engine unit 201, and It is fixed by changing the angle by 80 degrees.
  • the ignition timing of the upper and lower engine units 201 and 202 is set with a 180 ° phase shift.
  • the four cylinders of the lower engine unit 201 are designated as CYL 1a, CYL 2a, CYL 5a and CYL 6a
  • the four cylinders of the upper engine unit 202 are designated as CYL lb, CYL 2 b, CYL 5 b, and CYL 6 b.
  • the four cylinders of the lower engine unit 201 are ignited and exploded in the order of CYL1a, CYL5a, CYL2a, and CYL6a
  • the four engine units of the upper engine unit 202 are exploded.
  • the cylinder is ignited and exploded in the following order: CYL 5b, CYL lb, CYL 6b, CYL 2b.
  • the second embodiment and the eight-cylinder engine are used. Since the valve drive mechanism including the exhaust valve and the exhaust valve can be integrated at two locations, there is an advantage that the configuration can be simplified.
  • the levers 38 of the upper and lower engine units 201 and 202 are provided on the rotary shaft 36 at an angular displacement of 180 degrees.
  • the present invention is not limited to this, and the angular displacement between the lever portions 38 and the phase shift of the ignition timing may both be 90 degrees.
  • the angle is set to 90 degrees in this manner, similarly to the second embodiment, it is possible to suitably combine the driving forces with a 90 degree phase shift, and obtain a suitable balanced rotational motion. be able to.
  • the present embodiment differs from the second embodiment in that only one lever portion is required in that two lever portions constituting the crank are present.
  • each lever When the engine units are stacked in three steps at the same angle, a part of each lever is provided at 120 degrees offset from the rotation axis. If the ignition timing is also set so as to be shifted by 20 degrees at each engine unit, the driving force of the three-stage engine unit can be suitably combined, and a suitable image movement can be obtained.
  • a suitable rotational motion can be obtained by similarly setting the angular displacement between the levers 38 and the phase shift of the ignition timing as appropriate. be able to.
  • FIG. 18 is a sectional view of the sixth embodiment.
  • the sixth embodiment is an embodiment in which two rotary motion mechanisms are incorporated in one main body case 210. This is different from the fifth embodiment in which two engine units are connected by a rotating shaft and stacked in two stages. Note that the same components as those of the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram schematically illustrating the internal structure of the seventh embodiment.
  • the tandem-type engine of the fifth embodiment is vertically overlapped with the rotation axis being displaced by 90 degrees.
  • the phase of the ignition timing was also shifted by 90 degrees. Since the components are the same as those of the fifth embodiment, the same reference numerals as those of the fifth embodiment are used in FIG. 19 to omit the description, and according to the engine of the seventh embodiment, As in the fifth embodiment, a suitable couple can be obtained, and a suitable rotational movement with suppressed vibration can be obtained.
  • the upper and lower engine nits are superimposed with the angular displacement of the rotating shaft 36 and the phase shift of the ignition timing both set to 90 degrees. Therefore, similarly to the second embodiment, it is possible to preferably combine the driving forces having a phase shift of 90 degrees, and to obtain a well-balanced and suitable rotational motion.
  • the method of superimposing the four-stage engine units is not limited to the illustrated example, and the engine units may be superimposed by being shifted by 90 degrees. If the upper and lower engine units are overlapped upside down, a configuration with excellent symmetry can be obtained.
  • the engine of the present invention not only the engine is stacked at the same angle as in the fifth to seventh embodiments, but also a plurality of stages are stacked at an appropriate angle, so that a high displacement engine can be suitably blown. Can be built. For example, it is possible to stack three engine units by displacing them by an angle of 120 degrees and to shift the phase by 120 degrees.
  • each of the embodiments described above has been mainly described, but it is needless to say that each of the embodiments can be suitably used as a two-cycle engine.
  • the rotary motion of the rotary motion mechanism according to the present invention is used as an input ⁇ , and the moving body is rotated by the driving force of another driving device to discharge the fluid from each of the cylinder devices via the valve.
  • a mechanism can also be realized. In this case, it can also be used as a bomb device or a compressor device. Rotational motion can be suitably converted to linear motion, so that more stable discharge flow can be generated.
  • the present invention can be suitably applied to a vacuum generating device that sucks a fluid by a cylinder device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

明細書
画転運動機構およびェンジン 技術分野
本発明は回転運動機構およびエンジンに関し、 一層詳細には直線運動を 回転運動に変換する回転運動機構およびェンジンに関する。 背景技術
直線運動を回転運動に変換する回転運動機構としては、 例えばレシプロ 式内燃機関や油圧モータ等が知られている。 いずれもシリ ンダ内で直線運 動するピス ト ンの出力をクランク轴の回転運動に変換する機構である。 上記従来のレシプロ式内燃機関や油圧モータには次のような課題がある < ピス ト ンとク ラ ンク轴との間は、 コ ンロ ッ ドによって連結されている。 ピス ト ンとコ ンロ ッ ドの一方部は岫着され、 両者は相対的に傾動可能にな つている。 また、 コ ンロ ッ ドとク ラ ンク との間もビス ト ンピンで轴着され- 両者は相対的に傾動可能になっている。 従って、 コ ンロ ッ ドがビス ト ンに 対して傾斜し、 コ ンロ ッ ドがクランク蚰に対して傾斜した状態でピス ト ン の推進力を受けてもク ラ ンク軸へは 1 0 0パーセ ン ト当該推進力が伝達さ れない。 すなわち、 ク ラ ンク軸へ伝達されるのはコ ンロ ッ ド方向への分力 をさらにクランク轴周方向へ分解した分力に相当する推進力であり ロスが 大きい。 そのため、 ク ラ ンク軸から取り出せる回転トルク はピス ト ンの推 進力と比較して小さいものになってしまい、 直線推進力を回転 トルクへ変 換する効率が低いという課題がある。
また、 従来のコ ンロ ッ ドを用いたク ラ ンク機構では、 ピス ト ンの往復運 動を回転運動に変換する際、 ク ラ ンク蚰を等速回転運動場合、 ビス ト ンの 速度が、 上死点付近で速く、 下死点付近で遅く なる。 このため、 振動が発 生し易くなる。 この点を、 図 2 0および図 2 1 に基づいて説明する„ 図 2 0 は従来のコ ンロ ッ ドを用いたク ラ ンク機構の一例を示す説明図で ある。
この例ではピス ト ン 1 1 0のス ト ローク Sを 4 0 mm、 コ ンロ ッ ド 1 2 0の長さを 5 O mmと設定してある。 ビス ト ン 1 1 0が下死点 P , に位置 し、 ク ラ ンク 1 3 0 とコ ンロ ッ ド 1 2 0 との連結都 1 2 5がシリ ンダ 1 4 0から最も遠ざかったク ラ ンク 1 3 0の角度位置を 0度位置 Lとする。 そ の 0度位置 Lを基準にして、 9 0度回転したク ラ ンク 1 3 0の角度位置を 9 0度位置 Mと し、 ピス ト ン 1 1 0が上死点 P 2 に位置してク ラ ンク 1 3 0が 1 8 0度回転した角度位置を 1 8 0度位置 Hとする。
図 2 1 は、 図 2 0に示した従来ク ラ ンク機構において、 ク ラ ンク 1 3 0 の角度位置の変化 X c (度） と、 ピス ト ン 1 1 0のス ト ローク位置の変位 Y P (mm) との関係を曲線 （実線） で示したグラフである。 なお、 一点 鎖線で示した曲線は、 正弦波である。
ピス ト ン 1 1 0のス ト ローク位置の変位 Y p (mm) は、 ク ラ ンク 1 3 0が 0度位置 Lにあるときピス ト ン 1 1 0が下死点 P , に位置するから 0 mmとなり、 ク ラ ンク 1 3 0力く 1 8 0度位置 Hにある とき、 ビス ト ン 1 1 0が上死点 P 2 に位置するから 4 0 m mとなる。
このピス ト ン 1 1 0の下死点 P , から上死点 P 2 へ至る間に、 ク ラ ンク 1 3 0が 0度位置 Lから 9 0度位置 Mへ回転し、 ピス ト ン 1 1 0 は 1 5. 8 3 mm変位する。 また、 ク ラ ンク 1 3 0が 9 0度位置 Mから 1 8 0度位 置 Hへ回転する間に、 ビス ト ン 1 1 0は残りの 2 4. 1 7 m m変位してい る。 すなわち、 ピス ト ン 1 1 0の運動は、 上死点 P 2 付近で速く 、 下死点 P , 付近で遅く なつている。 従って、 安定した回転を得ることが難しく、 振動が発生し易い。 また、 上死点 P z 付近では点火、 燃焼がなされるが、 その付近のビス ト ンの速度が速いため、 その速さに点火、 燃焼のタィ ミ ン グ合わせることが難しい。 このため、 従来のク ラ ンク機構では、 熱効率の 向上に限界があり、 騒音の低減に限界があった。
そこで、 本願発明者は、 先に図 2 2および図 2 3に示す回転運動機構を 提案している （特開平 7 — 1 2 1 9 9号） 。 この回転運動機構は以下の構 成を備える。
第 1軸方向へ平行に配設された 1対の第 1蚰ガイ ド 1 6 a、 1 6 bと、 前記第 1軸方向に対して直角な第 2軸方向へ平行に配設された 1対の第 2 蚰ガイ ド 1 8 a、 1 8 bと、 前記第 1蚰ガイ ド 1 6 a、 1 6 bと平行に配 され、 第 1轴ガイ ド 1 6 a、 1 6 bと平行な状態で前記第 2軸方向へ移動 可能な第 1軸ロッ ド 2 0 と、 前記第 2軸ガイ ド 1 8 a、 1 8 bと平行に配 され、 第 2軸ガイ ド 1 8 a、 1 8 bと平行な状態で前記第 1軸方向へ移動 可能な第 2軸口ッ ド 2 2 と、 前記第 1轴ガイ ド 1 6 a、 1 6 bと第 2蚰ガ イ ド 1 8 a、 1 8 bに囲繞されて成る矩形平面 2 8内において、 前記第 1 蚰ロ ッ ド 2 0 と第 2蚰ロッ ド 2 2上を前記第 1軸方向および第 2軸方向へ 移動可能な移動体 2 4 と、 前記第 2軸口 ッ ド 2 2を前記第 1蚰方向へ移動 させるための第 1 の駆動機構 2 6 a〜 d と、 前記第 1蚰ロ ッ ド 2 0を前記 第 2蚰方向へ移動させるための第 2の躯動機構 3 4 a〜d と、 軸線を中心 として回転可能な回転軸 3 6 a、 3 6 bと、 一方部が前記移動体 2 4へ蚰 着され、 他方部は前記回転軸 3 6 a、 3 6 bの一方部へ固定され、 移動体
2 4が回転軸 3 6 a、 3 6 bの周囲を旋回した際には回転蚰 3 6 a、 3 6 bを回転させるレバ一片 3 8 a、 3 8 bとを具備する。
以上の回転運動機構によれば、 レバ一片 3 8 a、 3 8 bは、 一方部が移 動休 2 4へ軸着され、 他方部は軸線を中心として回転可能な回転軸 3 6 a、
3 6 bの一方部へ固定されている。 そこで、 移動体 2 が回転軸 3 6 a、 3 6 bの周囲を旋回した際には回転軸 3 6 a、 3 6 bは蚰線を中心として 回転する。 これにより、 従来のようなコ ンロ ッ ドを要せず、 直線推進力を 回転 トルクへ好適に変換できるため、 エネルギの変換効率を向上できると 共に、 振動を低減できる。 技術的課題
しかしながら、 特開平 7 - 1 2 1 9 9号に開示される回転運動機構にお いては > 第 1軸方向と第 2軸方向への直線推進力を得るべく第 1 の駆動機 構および第 2の駆動機構を要するなど、 構成が複雑化するという課題があ る。
また、 直線推進力を回転 トルクへより高剛性に且つ滑らかに変換するこ とで、 エネルギの変換効率等の性能を向上させる具体的な機構については 充分に検討されていなかった。 発明の開示
本発明の目的は、 エネルギの変換効率を向上できると共に振動を低減で き、 且つ構成の簡単な回転運動機構およびエンジンを提供することにある < また、 本発明の目的は、 エネルギの変換効率等の性能を向上させるため. 直線推進力を回転トルクへより高剛性に且つ滑らかに変換できる回転運動 機構およびエ ンジンを提供することにもある。
上記目的を達成するため、 本発明は次の構成を備える。
第 1 の基本構成は、 第 1蚰方向へ平行に配設された 1対の軸線ガイ ドと. 該 1対の轴線ガイ ド間に第 1蚰方向に対して直角な第 2軸方向へ延び、 第 1蚰方向へ移動可能に設けられた移動ガイ ドと、
該移動ガイ ドに沿って第 2轴方向へ移動可能に設けられた移動体と、 第 1蚰方向および第 2軸方向に直交する軸線を中心として回転可能な回 転蚰と、
一方部が前記移動体へ軸着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移動 体が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記移劻ガイ ドを第 1軸方向へ移動させる躯動機構と、
前記回転軸の回転速度の変動を小さ くする規制手段とを具備することを 特徴と回転運動機構である。
上記回転運動機構において、 前記駆動機構は、 流体を導入する導入部を 開閉する導入バルブ、 および流体を排出する排出部を開閉する排出バルブ が設けられたシリ ンダ装置を備えてもよい。
また、 前記規制手段は、 カウ ンターゥヱイ 卜および/またはフライホイ ールを採用することができる。
前記移動体は前記移動ガィ ドに第 2铀方向へ設けられた枠内で第 2軸方 向へ移動可能にしてもよい。
第 2の基本構成は、 第 1軸方向へ平行に配設された 1対の第 1蚰線ガイ ドと、
前記第 1軸方向に対して直角な第 2轴方向へ平行に配設された 1対の第 2蚰線ガイ ドと、
該 1対の第 2轴線ガイ ド間に第 1軸方向へ延び、 第 2軸方向へ移動可能 に設けられた第 1移動ガイ ドと、
前記 1対の第 1軸線ガイ ド間に第 2軸方向へ延び、 第 1軸方向へ移動可 能に設けられた第 2移動ガイ ドと、
前記第 1移動ガイ ドに第 1蚰方向へ設けられた第 1枠内で第 1蚰方向へ スライ ド可能に配される共に、 前記第 2移動ガイ ドに第 2軸方向へ設けら れた第 2枠内で第 2蚰方向ヘスライ ド可能に配され、 前記第 1蚰線ガイ ド と第 2軸線ガイ ドに囲繞されて成る矩形平面内において移動可能な移動体 と、
第 1軸方向および第 2軸方向に直交する蚰線を中心として回転可能な回
$E蚰と、
一方部が前記移動体へ軸着され、 他方部は前記回転蚰へ固定され、 移動 体が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記第 2移動ガイ ドを第 1轴方向へ移動させる第 1 の駆動機構と、 前記第 1移動ガイ ドを第 2轴方向へ移動させる第 2の駆動機構とを具備 することを特徴とする回転運動機構である。
この回転運動機構において、 前記第 1 の駆動機構および第 2の駆動機構 は、 流体を導入する導入部を開閉する導入バルブ、 および流体を排出する 排出部を開閉する排出バルブを設けてもよい。
本発明の回転運動機構において、 外力によって移動体を旋回させて、 前 記回転蚰を回転させ、 前記各シリ ンダ装置から吐出流体を発生するように してもよい。
また、 前記回転運動機構を、 一つの回転運動機構ュニッ トとし、 該回転 運動機構ュニ ン トを複数、 回転軸を同蚰に重ね合わせて構成してもよい。 前記複数の回転運動機構ュニ ン トは同方向に積み重ねられ、 各回転運動 機構ュニ ッ トの前記レバー部は、 前記回転軸へ該回転運動機構ュニッ 卜の 積み重ね段数に対応して角度変位されて設けるようにしてもよい。
前記二つの回転運動機構ュニッ トを同方向に重ね合わせ、 一方の回転運 動機構ュニッ トの前記レバー部に対して他方の回転運動機構ュニッ 卜の前 記レバー部を前記回転軸へ 1 8 0度角度変位させて設けてもよい。
第 3の基本構成は、 棒状に形成され、 第 1軸方向へ平行に配設されると 共に、 該第 1紬方向へ移動可能な 1対の軸線ガイ ドと、
前記第 1轴方向に対して直角な第 2軸方向へ配設されると共に、 前記軸 線ガイ ド間に固定され、 、 前記軸線ガイ ドと一体に第 1蚰方向へ移動可能 な移動ガイ ドと、
該移動ガイ ドに'ぬって第 2軸方向へ移動可能に設けられた移動体と、 第 1轴方向および第 2蚰方向に直交する轴線を中心として回転可能な回 転軸と、
一方部が前記移動体へ蚰着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移動 体が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記移動ガイ ドを第 1蚰方向へ移動させる驱動機構と、
前記回転軸の回転速度の変動を小さ くする規制手段とを具備し、 前記駆動機構は、 流体圧で駆動されるシリ ンダ装置を備え、 該シリ ンダ 装置が前記蚰線ガイ ドの各端部と接続され、 シリ ンダ装置が前記蚰線ガイ ドと前記移動ガイ ドを第 1蚰方向へ移動させることを特徴とするエンジン である。
上記エ ンジンにおいて、 前記規制手段は、 カウ ンターゥヱイ トおよび/ またはフライホイ一ルを採用できる。
また、 前記移動体は前記移動ガイ ドに第 2蚰方向へ設けられた枠内で第 2蚰方向へ移動可能にしてもよい。
前記 1対の轴線ガイ ドの第 1蚰方向一端部側のシリ ンダを第 1 シリ ンダ および第 2 シリ ンダ、 前記 1対の蚰線ガイ ドの第 1蚰方向他端部側のシリ ンダを第 5 シリ ンダおよび第 6 シリ ンダとし、 第 1 シリ ンダ、 第 5 シリ ン ダ、 第 2 シリ ンダ、 第 6 シリ ンダの順に点火するようにしてもよい。
第 4の基本構成は、 棒状に形成され、 第 1軸方向へ平行に配設されると 共に、 第 1軸方向へ移動可能な 1対の第 1铀線ガイ ドと、
棒状に形成され、 前記第 1岫方向に対して直角な第 2 $由方向へ平行に配 設されると共に、 第 2蚰方向へ移動可能な 1対の第 2蚰線ガイ ドと、 第 1轴方向へ配設されると共に、 第 2蚰線ガイ ド間に固定され、 前記第 2軸線ガイ ドと一体に第 2蚰方向へ移動可能な第 1移動ガイ ドと、 第 2軸方向へ配設されると共に、 第 1蚰線ガイ ド間に固定され、 前記第 1軸線ガイ ドと一体に第 1轴方向へ移動可能な第 2移動ガイ ドと、 前記第 1移動ガイ ドに第 1軸方向へ設けられた第 1枠内で第 1蚰方向へ スライ ド可能に配される共に、 前記第 2移動ガイ ドに第 2軸方向へ設けら れた第 2枠内で第 2蚰方向ヘスライ ド可能に配され、 前記第 1軸線ガイ ド と第 2轴線ガイ ドに囲繞されて成る矩形平面内において移動可能な移動体 と、
第 1轴方向および第 2轴方向に直交する軸線を中心として回転可能な回 転轴と、
一方部が前記移動体へ蚰着され、 他方部は前記回転轴へ固定され、 移動 体が旋回運動することで回転蚰を回転させるレバー部と、
前記第 2移動ガイ ドを第 1蚰方向へ移動させる第 1 の駆動機構と、 前記第 1移動ガイ ドを第 2蚰方向へ移動させる第 2 の駆動機構とを具備 し、
前記第 1 の駆動機構および第 2の駆動機構は、 流体圧により IS動される シリ ンダ装置を備え、
該シリ ンダ装置が前記第 1軸線ガイ ドおよび第 2轴線ガイ ドの各端部と 接続され、 シリ ンダ装置が前記第 1蚰線ガイ ドと前記第 2移動ガイ ドを第 1岫方向へ移動させ、 前記第 2轴線ガイ ドと前記第 1移動ガイ ドを第 2軸 方向へ移動させることを特徴とするエンジンである。
本発明のエンジンを、 一つのエンジンュニッ トとし、 該エンジンュニッ トを複数、 回転軸を同軸に重ね合わせて構成してもよい。 また、 前記複数のェレジンュニッ トは同方向に積み重ねられ、 各ェンジ ンュニ ッ トの前記レバー部は、 前記回転蚰へ該エンジンュニ ッ トの積み重 ね段数に対応して角度変位されて設けるようにしてもよい。
前記二つのエンジンュニ ッ トを同方向に重ね合わせ、 一方のエンジンュ ニ ッ 卜の前記レバ一部に対して他方のエ ンジンュニ ッ トの前記レバ一部を 前記回転軸へ 1 8 0度角度変位させて設けると共に、 前記一方のエ ンジン ユニッ トに対する他方のェンジンュニッ トの点火タィ ミ ングは位相を 1 8 0度ずらしてもよい。
本発明の第 5の基本構成は、 棒状に形成され、 第 1轴方向へ平行に配設 されると共に、 第 1軸方向へ移動可能な 1対の第 1轴線ガイ ドと、 棒状に形成され、 前記第 1軸方向に対して直角な第 2蚰方向へ平行に配 設されると共に、 第 2軸方向へ移動可能な 1対の第 2軸線ガイ ドと、 第 1軸方向へ配設されると共に、 第 2軸線ガイ ド間に固定され、 前記第 2轴線ガイ ドと一体に第 2蚰方向へ移動可能な第 1移動ガイ ドと、 第 2蚰方向へ配設されると共に、 第 1軸線ガイ ド間に固定され、 前記第 1轴線ガイ ドと一体に第 1軸方向へ移動可能な第 2移動ガイ ドと、 前記第 1軸線ガイ ドと前記第 2轴線ガイ ドに囲繞されて成る矩形平面内 において、 前記第 1移動ガイ ドと前記第 2移動ガイ ドに沿って前記第 1轴 方向および前記第 2蚰方向へ移動可能な移動体と、
第 1蚰方向および第 2蚰方向に直交する軸線を中心として回転可能な回 転铀と、
一方部が前記移動体へ蚰着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移動 体が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記第 2移動ガイ ドを第 1軸方向へ移動させる第 1 の駆動機構と、 前記第 1移動ガイ ドを第 2軸方向へ移動させる第 2の躯動機構とを具備 し、
前記第 1 の駆動機構および第 2の躯動機構は、 流体圧により駆動される シリ ンダ装置を備え、
該シリ ンダ装置が前記第 1蚰線ガイ ドおよび第 2轴線ガイ ドの各端部と 接続され、 シリ ンダ装置が前記第 1軸線ガイ ドと前記第 2移動ガイ ドを第 I 由方向へ移動させ、 前記第 2轴線ガイ ドと前記第 1移動ガイ ドを第 2蚰 方向へ移動させ、
前記 1対の第 1軸線ガイ ドの第 1轴方向一端部側のシリ ンダを第 1 シリ ンダおよび第 2 シリ ンダ、 前記 1対の第 2蚰線ガイ ドの第 2轴方向一端部 側のシリ ンダを第 3 シリ ンダおよび第 4 シリ ンダ、 前記 1対の第 1軸線ガ ィ ドの第 1铀方向他端部側のシリ ンダを第 5 シリ ンダおよび第 6 シリ ンダ- 前記 1対の第 2轴線ガイ ドの第 2轴方向他端部側のシリ ンダを第 7 シリ ン ダおよび第 8 シリ ンダとし、 第 1 シリ ンダ、 第 3 シリ ンダ、 第 5 シリ ンダ , 第 7 シリ ンダ、 第 2 シリ ンダ、 第 4 シリ ンダ、 第 6 シリ ンダ、 第 8 シリ ン ダの順に点火することを特徴とするエ ンジンである。
また、 第 6の基本構成は、 棒状に形成され、 第 1軸方向へ平行に配設さ れると共に、 第 1蚰方向へ移動可能な 1対の第 1蚰線ガイ ドと、
棒状に形成され、 前記第 1蚰方向に対して直角な第 2軸方向へ平行に配 設されると共に、 第 2軸方向へ移動可能な 1対の第 2蚰線ガイ ドと、 第 1蚰方向へ配設されると共に、 第 2轴線ガイ ド間に固定され、 前記第 2轴線ガイ ドと一体に第 2轴方向へ移動可能な第 1移動ガイ ドと、
第 2蚰方向へ配設されると共に、 第 1蚰線ガイ ド間に固定され、 前記第 1轴線ガイ ドと一体に第 1蚰方向へ移動可能な第 2移動ガイ ドと、
前記第 1軸線ガイ ドと前記第 2蚰線ガイ ドに囲繞されて成る矩形平面内 において、 前記第 1移動ガイ ドと前記第 2移動ガイ ドに ¾つて前記第 1轴 方向および前記第 2蚰方向へ移動可能な移動体と、
第 1轴方向および第 2軸方向に直交する軸線を中心として面転可能な回 転轴と、
一方部が前記移動体へ铀着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移動 体が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記第 2移動ガイ ドを第 1軸方向へ移動させる第 1 の駆動機構と、 前記第 1移動ガイ ドを第 2蚰方向へ移動させる第 2の躯動機構とを具備 し、 前記第 1 の駆動機構および第 2の駆動機構は、 流体圧により駆動される シリ ンダ装置を備え、
該シリ ンダ装置が前記第 1轴線ガイ ドおよび第 2軸線ガイ ドの各端部と 接続され、 シリ ンダ装置が前記第 1軸線ガイ ドと前記第 2移動ガイ ドを第 1軸方向へ移動させ、 前記第 2蚰線ガイ ドと前記第 1移動ガイ ドを第 2蚰 方向へ移動させ、
前記 1対の第 1蚰線ガイ ドの第 1轴方向一端部側のシリ ンダを第 1 シリ ンダおよび第 2 シリ ンダ、 前記 1対の第 2轴線ガイ ドの第 2轴方向一端部 側のシリ ンダを第 3 シリ ンダおよび第 4 シリ ンダ、 前記 1対の第 1蚰線ガ ィ ドの第 1軸方向他端部側のシリ ンダを第 5 シリ ンダおよび第 6 シリ ンダ、 前記 1対の第 2轴線ガイ ドの第 2軸方向他端部側のシリ ンダを第 7 シリ ン ダおよび第 8 シリ ンダとし、 第 1 シリ ンダおよび第 2 シリ ンダ、 第 3 シリ ンダおよび第 4 シリ ンダ、 第 5 シリ ンダおよび第 6 シリ ンダ、 第 7 シリ ン ダぉよび第 8 シリ ンダの順に点火することを特徴とするエンジンである。 本発明に係る回転運動機構によれば、 従来のクランク機構のようなコン ロ ッ ドを用いないため、 回転軸から等速回転を得るためには、 Y移動ガイ ドを X軸方向へ正弦波運動させればよい。 正弦波運動はバラ ンスのとれた 往復運動であり、 振動の発生を抑制できる。
そして、 本発明の第 1の基本構成によれば、 簡単な構成であると共に、 規制手段によって、 直線推進力を回転 トルクへ滑らかに変換できる。 従つ て、 簡単な構成でありながら、 エネルギの変換効率を向上できると共に、 騒音を低減できるなど、 性能を向上できるという著効を奏する。
また、 移動体を移動ガイ ドに設けられた枠内で移動させる構成では、 機 構が簡単であると共に、 回転駆動力を高剛性を有する枠で支持するので、 移動体を滑らかにスライ ドさせることが可能である。 従って、 直線推進力 を回転 トルクへより高剛性に且つ滑らかに変換でき、 ェネルギの変換効率 等の性能を向上できるという著効を奏する。 図面の簡単な説明 図 1 は、 本発明に係るエ ンジンの第 1実施例の内部構造を示す平面断面 図であり、
図 2 は、 第 1実施例の A - A線断面図であり、
図 3 は、 第 1実施例のシリ ンダへッ ドの構造を示す説明図であり、
図 4 は、 第 1実施例の回転動作を示す説明図であり、
図 5は、 第 1実施例のレバー部の回転角度とビス ト ンの運動との関係を 示すグラフであり、
図 6 は、 本発明に係るエンジンの第 2実施例の内部構造を示す平面断面 図であり、
図 7 は、 第 2実施例の B - B線断面図であり、
図 8は、 第 2実施例の回転動作を示す説明図であり、
図 9 は、 第 2実施例による回転速度等のべク トルを示す説明図であり、 図 1 0 は、 クランク回転角とビス ト ン速度の関係を示すグラフであり、 図 1 1 は、 クランク回転角とピス ト ン加速度の関係を示すグラフであり、 図 1 2 は、 本発明に係るエンジンの第 3実施例の内部構造の要部を示す 平面断面図であり、
図 1 3 は、 第 3実施例の C一 C線断面図であり、
図 1 4 は、 第 4実施例の内部構造を示す平面断面図であり、
図 1 5 は、 第 4実施例の中央縦断面図であり、
図 1 6は、 第 5実施例の外観を示す斜視図であり、
図 1 7 は、 第 5実施例の内部構造を示す斜視図であり、
図 1 8 は、 第 6実施例の内部構造を示す断面図であり、
図 1 9は、 第 7実施例の内部構造を示す斜視図であり、
図 2 0 は、 従来のク ラ ンク機構を示す説明図であり、
図 2 1 は、 図 2 0のク ラ ンクの回転角度とビス ト ンの運動との関係を示すグラ フであり、
図 2 2 は、 背景技術の平面断面図であり、
図 2 3 は、 背景技術の側断面図である。 発明の実施の形態
以下、 本発明の好適な実施の形態を添付図面と共に説明する。
(第 1実施例）
図 1〜5に基づいて、 第 1実施例について詳述する。
図 1 は第 1実施例の回転運動機構 （エ ンジ ン） の内部構造を示した平面 断面図であり、 図 2は図 1 の A— A線断面図である。 また、 図 3 はシリ ン ダのへッ ド部を部分的に示す説明図である。
本体ケース 1 0 は、 側壁部 1 0 a と上下のカバー 1 2 a、 1 2 bとによ つて構成されている。
1対の X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bは、 第 1蚰方向 （ X铀方向） へ 平行に配設され、 1対の軸線ガイ ドとして作用する。 X ビス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bは X轴方向へ移動可能に設けられている。
Y ^動ガイ ド 2 2は、 1対の X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b間に第 1 蚰方向 （ X蚰方向） に対して直角な第 2蚰方向 （ Y軸方向） へ延び、 各端 部が X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bへそれぞれ固定されている。 Y移動 ガイ ド 2 2は、 X ビス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b と一体になつて H型の構 造体を形成している。 従って、 Y移動ガイ ド 2 2は、 X ピス ト ン口 ッ ド 1 6 a、 1 6 b の X蚰方向への移動に伴い、 X ビス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b と一体に Y蚰と平行な状態で X軸方向へ移動する。 Υ移動ガイ ド 2 2は、 中空の枠状に形成されており、 移動体 2 4が枠 2 2 a内で Y軸方向へ移動 可能になっている。
移動体 2 4は、 Y移動ガイ ド 2 2 と一体になつて X蚰方向へ移動できる ( また、 移動休 2 4 は、 枠 2 2 a内をスライ ドするスライダーであり、 Y移 動ガイ ド 2 2に沿って Y岫方向へ移動可能に設けられている。 従って移動 体 2 4 は、 X軸と Y轴によって規定される平面内において 2次元運動可能 になっている。
画転轴 3 6は、 X轴および Y軸に直交する垂直岫線を中心として回転可 能になっている。 回転軸 3 6 は、 本体ケース 1 0に回転可能に保持されて いる。 具体的には、 回転蚰 3 6は、 ボールベア リ ング （上下の蚰受部 1 3 1 O a、 1 3 b ) を介し、 本体ケース 1 0に対して軸線を中心として回転可能 に保持されている。 回転軸 3 6の先端は、 上下のカバ一 1 2 a、 1 2 bか ら両側へ突出しており、 他の被駆動回転体 （不図示） へ連結可能になって いる。
レバー部 3 8は、 一方部 3 8 cが移動体 2 4へ蚰着され、 他方部 3 8 d は回転軸 3 6へ固定されている。 この構成により、 移動体 2 4が自転する ことなく、 旋回運動すると、 回転軸 3 6 は自らの軸線を中心にして回転す る。 レバー部 3 8は、 一方部 3 8 cが移動体 2 4の中心部に設けられた貫 通孔 2 5へ回転可能に揷通され、 他方部 3 8 dは回転蚰 3 6 と一体に形成 されている。 前記一方部 3 8 c はと回転軸 3 6 との距離は、 ビス ト ン 4 1 b、 4 2 b、 4 5 b、 4 6 bのス トロークの半分の距離になっている。 ま た、 回転蚰 3 6は、 上の蚰受部 1 3 aに軸受けされる上部 3 6 a と、 レバ 一部 3 8を介して軸受部 1 3 a と連結されると共に、 下の軸受部 1 3 bに 蚰受けされている下部 3 6 bとを備えている。 このよう に回転轴 3 6は、 移動体 2 4からの動力伝達手段となっているレバー部 3 8を抉んで 2 ケ所 で轴受けされているため、 バラ ンスよ く安定的に回転できる。 なお、 第 1 実施例における回転軸 3 6 とレバー部 3 8がー体に形成された形態は、 ク ラ ンク蚰の形態となっている。 すなわち、 レバー部 3 8が上下で一対設け られており、 ク ラ ンクアームと して作用する。 各レバー部 3 8の一方部 3 8 cは蚰状に形成されており、 クランクピンとして作用している。 なお、 一方部 3 8 c と他方部 3 8 d との間隔は、 移動体 2 4の旋回半径と同一で ある。
シリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 5、 4 6は、 流体を導入する導入部を開閉 する導入バルブ、 および流体を排出する排出部を開閉する排出バルブが設 けられている。 シリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 5、 4 6力く、 Y移動ガイ ド 2 2を前記 X軸方向へ移動させるための駆動機構を構成する。 シリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 5、 4 6のシリ ンダ 4 1 a、 4 2 a、 4 5 a、 4 6 a は、 内燃機関の燃焼室を構成している。 シリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 5、 4 6 は、 Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bの各端部にそれぞれ配設されている < X ビス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bの一方部側のシリ ンダを第 1 シリ ンダ 4 1 aおよび第 2 シリ ンダ 4 2 a 、 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a 、 1 6 bの他方 部側のシ リ ンダを第 5 シリ ンダ 4 5 aおよび第 6 シリ ンダ 4 6 a とする。 各 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a 、 1 6 bの各端部は、 ピス ト ン 4 1 b、 4 2 b . 4 5 b . 4 6 bへそれぞれ連結されている。 各ピス ト ン 4 1 b、 4 2 b、 4 5 b、 4 6 bは、 対応する各シリ ンダ 4 1 a、 4 2 a、 4 5 a、 4 6 a 内で往復動する。 従って、 各シリ ンダ 4 1 a、 4 2 a、 4 5 a 、 4 6 a内 での燃料の爆発によって、 Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bは X铀方向へ 往復動する。 このようにして、 シリ ンダ 4 1 a、 4 2 a、 4 5 a、 4 6 a によって躯動機構が構成され、 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b と一休に Y移動ガイ ド 2 2を X軸方向へ移動させることができる。 なお、 Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bは、 棒状に形成されており、 一般的には断面が円 形に形成されるが、 その形状は限定されるものではない。 また、 各ピス ト ン 4 1 b、 4 2 b、 4 5 b、 4 6 b と各ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bと は、 ビス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bがビス ト ンビンで紬着されている。 な お、 従来のコ ンロ ッ ドを用いたク ラ ンク機構とは異なり、 ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bは必ずしも回動することを要しないため、 各ピス ト ン 4 1 b、 4 2 b、 4 5 b、 4 6 b と各ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bとは単純 に連結されていてもよい。 例えば、 ピス ト ン 4 1 b、 2 b . 4 5 b、 4 6 b とピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b とが一体的に形成されたものを用い てもよい。
カウンタ一ウェイ ト 5 0 とフライホイール 5 1 は、 どちらも回転蚰 3 6 の回転速度の変動を小さ くする規制手段として作用する。 カウ ンタ一ゥェ イ ト 5 0は、 本体ケース 1 0内において、 回転蚰 3 6から X蚰方向へ延設 されている。 また、 フラ イ ホイール 5 1 は、 本体ケース 1 0外で面転軸 3 6に固定されている。 カウ ンターウェイ ト 5 0およびフライ ホイール 5 1 は、 回耘蚰 3 6の回転エネルギをたくわえ、 移動体 2 4を Y铀方向へ移動 させる分力を好適に発生させ、 回転轴 3 6の面転速度の変動を小さ くする ように作用する。 バルブ駆動機構 5 2 は、 回転轴 3 6 に装着された主動スプロケ ッ ト 5 3 と、 本体ケース 1 0に回転可能に保持されたかさ歯車 5 4 と、 かさ歯車 5 4 と同軸に装着された従動スプロケッ ト 5 4 a (図 7参照） と前記主動ス プロケ ッ ト 5 3 との間に掛け画されたタ ィ ミ ングチェーン 5 5 と、 力ムシ ャフ ト 7 4に装着されてかさ歯車 5 4 と嚙合するかさ歯車 5 6等から構成 されている。 従って、 回転軸 3 6が回転されるとカムシャフ ト 7 4が回転 する。 バルブ躯動機構 5 2によれば、 各シリ ンダ装置 4 1 、 4 2、 4 5、 4 6 の導入バルブ 7 0 (図 3参照） と、 排出バルブ 7 2 (図 3参照） とを. カムシャフ ト 7 4を介し、 回転軸 3 6の駆動力によって作動させることが できる。
図 3に示すように、 カムシャフ ト 7 4 には給気用および排気用のカム 6 0が設けられ、 バルブスプリ ング等を介して給気バルブ 7 0および排気バ ルブ 7 2が駆動される。 点火プラグ 5 8がシリ ンダ 4 1 a 、 2 a . 4 5 a、 4 6 a内の燃料に点火する。 この構造は従来のレシプロ型エンジンと 同一の構成であり、 説明を省略する。
なお、 動力伝達手段としては、 スブロケッ ト 5 3、 5 4 aおよびタイ ミ ングチヱ一ン 5 5 に代えて、 タ イ ミ ングプーリおよびタイ ミ ングベル ト等 を用いる こ とができるのは勿論である。
また、 第 1実施例では、 オイ ル供袷機構について図示していない。 オイ ル供給機構は、 カムシャフ ト 7 4を回転させる機構と同等の機構を用い、 回転軸 3 6の躯動力によってオイルボンプを作動させる。 オイルポンプか ら送出されたオイ ルを、 Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b等を通過させて シリ ンダ 4 1 a、 4 2 a、 4 5 a、 4 6 a内へ供給する。
次に、 図 4および図 5と共に第 1実施例の動作について説明する。
4 サイ クルェンジンの場合は、 回転軸 3 6が 2回転する間に、 吸入、 圧 縮、 爆発、 排気の 4行程がなされる。 このため、 図 4の矢印の回転方向に 回転軸 3 6を回転させるには、 第 1 シリ ンダ 4 1 a ( C Y L 1 ) 、 第 5 シ リ ンダ 4 5 a ( C Y L 5 ) 、 第 2 シリ ンダ 4 2 a ( C Y L 2 ) 、 第 6 シリ ンダ 4 6 a ( C Y L 6 ) の順に、 1 8 0度ずつ位相をずらして点火爆発さ せる。 ク ラ ンク回転角 1 8 0度ごとに点火爆発させることで、 バラ ンスの 取れた好適な回転運動を得ることができる。
第 1実施例のエ ンジンでは、 従来のレシプロエンジンのようなク ラ ンク 機構のコ ン口 ッ ドがないため、 回転蚰 3 6を等速回転させるとき、 各ビス ト ン 4 1 b、 4 2 b、 4 5 b、 4 6 bは、 図 5 に示すような正弦波運動を 行う。 この正弦波運動は、 ビス ト ン 4 1 b、 4 2 b、 4 5 b、 4 6 b の上 死点側と下死点側の運動パターンが同一になる。 従って、 各ピス ト ン 4 1 b、 4 2 b、 4 5 b、 4 6 bは、 バランスのとれた往復運動を行う。
図 5は、 図 4 に示した機構において、 レバー部 3 8 の角度変化 X c (度） と、 ピス ト ン 4 5 bのス ト ローク位置の変位 Y p ( m m ) との閲係を曲線 S Cで示したグラフである。
ビス ト ン 4 5 bのス ト ローク位置の変位 Y p ( mm ) は、 レバー部 3 8 が 0度位置 Lにあるときビス ト ン 4 5 bが下死点 P， に位置するから 0 m mとなる。 レバー部 3 8力 1 8 0度位置 Hにあるとき、 ビス ト ン 4 5 b力く 上死点 P 2 に位置するから 4 0 m mとなる。
このピス ト ン 4 5 bの下死点 P , から上死点 P 2 へ至る間の運動では、 レバー部 3 8が 0度位置しから 9 0度位置 Mへ回転する間にビス ト ン 4 5 bは 2 0 m m変位する。 レバー部 3 8が 9 0度位置 Mから 1 8 0度位置 H へ回転する間にビス ト ン 4 5 bは残りの 2 0 mm変位している。 すなわち、 ピス ト ン 4 5 bの運動は、 上死点 P z 側と、 下死点 P , 側で同一になって いる。
従って、 安定した回転を得ることができ、 機構内の振動の発生を抑制で きる。 また、 上死点 P 2 付近では爆発がなされるが、 その付近のビス ト ン の運動が従来のコンロ ッ ドを用いたク ラ ンク機構の場合に比べ運いため、 好適に爆発させることができる。
第 1実施例の回転運動機構 （エンジン） によれば、 従来のクランク機構 のようなコ ンロ ッ ドを用いないため、 回転軸 3 6から等速回転を得るため には、 Y移動ガイ ド 2 2を X蚰方向へ正弦波運動させればよい。 正弦波運 動はバランスのとれた往復運動であり、 振動の発生を抑制できる。 従って、 回転運動機構の回転効率を向上できると共に、 騒音を低減でき ひいては取付強度を要せず、 本体ケース 1 0等の小型軽量化が可能となる, また、 各構成要素が平面的に配設されるため、 全体を薄型化でき、 カバ 一を取ればメ ンテナンスが容易にできる。
また、 Y移動ガイ ド 2 2は一対の X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bによ る 2辺で支持されているため、 Y移動ガイ ド 2 2を介して運動する移動体 2 4 も、 2辺で支持される。 すなわち、 躯動部を 2辺で支持しているため- 高剛性が実現される。
第 1実施例では、 4個のシリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 5、 4 6を備える エ ンジ ンを說明をした力く、 これに限らず、 2本のピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b ( 1対の轴線ガイ ド） に対応して 2個のシリ ンダ装置を備え、 高圧 流休の袷排によって作動する回転運動機構に適用できるのは勿論である。 また、 1対の轴線ガイ ド 1 6 a、 1 6 bに Y移動ガイ ド 2 2をスライ ド 可能に設け、 Y移動ガイ ド 2 2対応して 1個のシリ ンダ装置を備える構成 でもよい。
さらに、 回転蚰 3 6を入力蚰とし、 他の駆動装置による駆動力によって、 移動体 2 4を旋回させて、 前記各シリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 5、 4 6の バルブを経由して流体を吐出させる流体ポンプ或いはコ ンブレッサ装置等 としても利用することもできる。
(第 2実施例）
第 2実施例について図 6および図 7 と共に詳述する。
図 6は本実施例の回転運動機構 （エンジン） の内部構造を示した平面断 面図であり、 図 7 は図 6の B— B線断面図である。
本体ケース 1 0は、 側壁部 1 0 a と上下のカバー 1 2 a、 1 2 b とによ つて構成されている。 本体ケース 1 0にボールベアリ ングを介して回転軸 3 6が回転自在に保持されている。
1対の X ビス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bは、 第 1軸方向 （ X軸方向） へ 平行に配設された 1対の第 1軸線ガイ ドとして作用する。 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bは X軸方向へ移動可能に設けられている。 i 対の Yピス ト ンロ ン ド 1 8 a、 1 8 b は、 第 1蚰方向 （ X蚰方向） に 対して直角な第 2軸方向 （ Y蚰方向） へ平行に配設された 1対の第 2軸線 ガイ ドと して作用する。 Y ビス ト ンロ ッ ド 1 8 a、 1 8 b は Y軸方向へ移 動可能に設けられている。
X移動ガイ ド 2 0は、 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b と平行に配され- 各端部が Yピス ト ンロ ッ ド 1 8 a、 1 8 bへそれぞれ固定されている。 従 つて、 X移動ガイ ド 2 0 は、 Yピス ト ンロ ッ ド 1 8 a、 1 8 bの Y軸方向 への移動に伴い、 X ビス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b と平行な状態で Y蚰方 向へ移動する第 1移動ガイ ドとして作動する。
Y移動ガイ ド 2 2 は、 Y ビス ト ンロ ッ ド 1 8 a、 1 8 b と平行に配され、 各端部が X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bへそれぞれ固定されている。 従 つて、 Y移動ガイ ド 2 2 は、 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bの X軸方向 への移動に伴い、 Yピス ト ンロ ッ ド 1 8 a、 1 8 b と平行な状態で X紬方 向へ移動する第 2移動ガイ ドと して作動する。
移動体 2 4 は、 X移動ガイ ド 2 0 に X蚰方向へ設けられた第 1枠 2 0 a 内を X軸方向へスライ ド可能である。 また、 移動体 2 4 は、 Y移動ガイ ド 2 2に Y岫方向へ設けられた第 2枠 2 2 a内を Y te方向ヘスライ ド可能に 配されている。 従って、 移動体 2 4 は、 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b と Yピス ト ンロ ッ ド 1 8 a、 1 8 bに囲镜されて成る矩形平面 2 8内にお いて移動可能に設けられている。
第 2実施例では、 X移動ガイ ド 2 0が Y移動ガイ ド 2 2の上側に位置し ている。 移動体 2 4 は、 X移動ガイ ド 2 0 の第 1枠 2 0 a と Y移動ガイ ド 2 2 の第 2枠 2 2 aが重なる部分を貫通する。 従って、 移動体 2 4 は、 X 移動ガイ ド 2 0および Y移動ガイ ド 2 2の X蚰方向および Y軸方向への移 動に伴う躯動力を好適に受けて、 スムースに 2次元運動できる。
内燃機関であるシリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 5、 4 6は、 流体を導入す る導入部を開閉する導入バルブ、 および流体を排出する排出部を開閉する 排出バルブを有する。 シリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 5、 4 6 は、 Y移動ガ イ ド 2 2を前記 X轴方向へ移動させるための第 1 の駆動機構を構成する。 内燃機関であるシリ ンダ装置 4 3 4 4 4 7 4 8 は、 流体を導入す る導入部を開閉する導入バルブ、 および流体を排出する排出部を開閉する 排出バルブを有する。 シリ ンダ装置 4 3 4 4 4 7 4 8 は、 X移動ガ イ ド 2 0を前記 Y轴方向へ移動させるための第 2の躯動機構を構成する。 シリ ンダ 4 1 a 4 2 a 4 3 a 4 4 a 4 5 a 4 6 a 4 7 a 4 8 a は、 内燃機関の燃焼室を構成する。 シリ ンダ装置 4 1 4 2 4 3. 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8は、 それぞれ Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a 1 6 b Yピス ト ンロ ッ ド 1 8 a 1 8 bの各端部に対応して配設されてい る。
Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a 1 6 の一方部側のシリ ンダを第 1 シリ ンダ 4 1 aおよび第 2 シリ ンダ 4 2 a Yピス ト ンロッ ド 1 8 a 1 8 bの一 方部側のシリ ンダを第 3 シリ ンダ 4 3 aおよび第 4 シリ ンダ 4 4 a Xビ ス ト ンロ ' 1 6 a 1 6 bの他方部側のシリ ンダを第 5 シリ ンダ 4 5 a および第 6 シリ ンダ 4 6 a Yビス ト ンロ ッ ド 1 8 a 1 8 bの他方部側 のシリ ンダを第 7 シリ ンダ 4 7 aおよび第 8 シリ ンダ 4 8 a とする。
各 Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a 1 6 bおよび Yピス ト ンロ ッ ド 1 8 a 1 8 bの各端部は、 ピス ト ン 4 1 b 4 2 b 4 3 b 4 4 b 4 5 b 4 6 b 4 7 b 4 8 bへそれぞれ連結されており、 各ピス ト ンは、 各シリ ンダ 4 1 a 4 2 a 4 3 a 4 4 a 4 5 a . 4 6 a 4 7 a 8 a 内で往復動できる。 従って、 各シリ ンダ 4 1 a 4 2 a 4 3 a 4 4 a 4 5 a 4 6 a 4 7 a . 4 8 a内での燃料の爆発によって、 各 Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a 1 6 bは X蚰方向へ、 各 Yビス ト ンロ ッ ド 1 8 a 1 8 bは Y蚰方向へ往復動する。
シリ ンダ 4 1 a 4 2 a . 4 5 a . 4 6 aによって第 1 の駆動機構が構 成され、 シリ ンダ 4 3 a 4 a . 4 7 a . 4 8 aによって第 2の駆動機 構が構成される。 従って、 Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a 1 6 bを介して Y移 動ガイ ド 2 2を駆動させると共に、 Yピス ト ンロ ッ ド 1 8 a 1 8 bを介 して X移動ガイ ド 2 0を駆動させることができる。
回転軸 3 6およびレバー部 3 8 は第 1実施例の構成と略同一に設けられ ている。
また、 各バルブ驱動機構、 潤滑油を循環させる機構等も第 1実施例の構 成と略同一に設けられている。
フライホイール 5 1 は、 本体ケース 1 0外の回転蚰 3 6に固定されてい る。
以上の構成から明らかなように、 第 2実施例は、 カウ ンターウェイ ト 5 0を除いた構成の第 1実施例のエンジンを 2組設け、 互いに角度位置を 9 0度シフ 卜させて積み重ねた構造となっている。
次に、 図 8〜図 1 1 に基づいて、 動作について説明する。
先ず、 4サイ クルエ ンジンの場合は、 回転蚰 3 6が 2回転する間に、 吸 入、 圧縮、 爆発、 排気の 4行程がなされる。 このため、 図 8の矢印の回転 方向に回転軸 3 6を回転させるには、 第 1 シリ ンダ 4 l a ( C Y L 1 ) 、 第 3 シリ ンダ 4 3 a ( C Y L 3 ) 、 第 5 シリ ンダ 4 5 a ( C Y L 5 ) 、 第 7 シリ ンダ 4 7 a ( C Y L 7 ) 、 第 2 シリ ンダ 4 2 a ( C Y L 2 ) 、 第 4 シリ ンダ 4 4 a ( C Y L 4 ) 、 第 6 シリ ンダ 4 6 a ( C Y L 6 ) 、 第 8 シ リ ンダ 4 8 a ( C Yし 8 ) 順に、 9 0度ずつ位相をずらして爆発させる。 クラ ンク回転角 9 0 ° ごとに爆発させることで、 バラ ンスの取れた好適な 回転運動を得ることができる。
2サイ クルエンジンの場合は、 C Y L 1、 C Y L 3、 C Y L 5、 C Y L の順、 または CY L 2、 C Y L 4、 C Y L 6、 C Y L 8の順に、 9 0度 ずつ位相をずらして爆発させる。 すなわち、 8個のシリ ンダのうち 4個の シリ ンダのみを使用して爆発行程を行う。 対になっている一方のシリ ンダ のみで爆発させるから、 低出力、 例えば低トルク、 アイ ドリ ング時等に好 適である。 なお、 爆発行程の際に、 爆発させないようにするには、 燃焼室 内に燃料を供紿しなければよい。
また、 2サイ クルエ ンジンの場合、 C Y L 1および C Y L 2、 C Y L 3 および C Y L 4、 C Y L 5および C Y L 6、 C Y L 7および C Y L 8の順 に、 9 0度ずつ位相をずらして点火爆発させる。 クランク面転角 9 0 ° ご とに爆発させることで、 対になった二つのシリ ンダ内で同時爆発させ、 よ り高い トルクを得ることができる。
まず、 速度と トルクについて分圻する。
図 9において、 Vは回転速度、 Vx は X方向シリ ンダのピス ト ン速度、 は Y方向シリ ンダのピス ト ン速度、 0 はク ラ ンク回転角、 Fは回転力. Fx は X方向シリ ンダのピス ト ン駆動力、 Fy は Y方向シリ ンダのビス ト ン駆動力、 Tは回転 トルク （T - F X R ) 、 Rはク ラ ンク回転半径を示す, 図 9により、 X方向の速度は Vx = V sind ^ Y方向の速度は Vy = V cos S となり、 その両者の運動を合成した結果得られる回転速度は、 数式 F 1 で表すことができる。
V = + Vy: '( V sin θ ) 2 十 （V cos θ ) = 一定 ' · · （ F 1 )
Figure imgf000023_0001
これから明かなように、 回転速度 Vは一定となる。 すなわち、 等速度回 転になる。
また、 その回転力 Fは、 その分力が Fx = F sin θ . Fy = F cos 0と 表せるから、 数式 F 2で表すことができる。 z
F = F x2+ F yz = /( F sin Θ ) 2 + ( F cosり
= F-^sind 2 + cos Θ 2 = 一定 · ' ， （ F 2 ) これから明かように、 回転力 Fは一定となる、 すなわち、 等力回転にな る。 また、 画転トルク Tは、 —定であり、 結局、 等トルク回転と なる。 すなわち、 HI転蚰回転角 （ X座標） と、 ピス ト ン速度およびビス ト ン躯動力 （Y座標） との関係をグラフにすると図 1 0のようになる。 回転 轴 3 6回転速度 （移動体 2 4の旋回速度） は、 Y移動ガイ ド 2 2の正弦波 運動の位相に対し、 X移動ガイ ド 2 0の正弦波運動の位相は 9 0度ずれた ものとなる。 従って、 Y移動ガイ ド 2 2 と、 X移動ガイ ド 2 0の運動は、 最も安定した運動になる。 » 次に、 ピス ト ン速度の変化について分折する。
ピス ト ン速度の変化とはピス ト ンの加減速を意味し、 ビス ト ン速度の微 分値である。 X方向のピス ト ン速度の変化を Vax、 Y方向のピス ト ン速度 の変化を V ayとすると、 それぞれ数式 F 3 、 F 4で表される。
Vax= d ( Vx ) d (V sin 6 ) = V cos Θ ( F 3 ) d Θ d Θ
Vay= d ( Vy ) = d (V cos Θ ) = V sin 6 ( F 4 ) d Θ d Θ すなわち、 回転軸回転角 （ X座標） と、 ピス ト ンの加速度 （ Y座標） と の閲係をグラフに表すと、 図 1 1 のようになる。
第 2実施例のる回転運動機構 （エンジン） は、 X軸と Y蚰に対して対称 なメ カニズムである。 この対称性により、 理想的な回転運動機構を実現し ている。 すなわち、 回転速度と回転 トルクを一定にする回転を得ようとす る場合、 X方向ピス ト ンと Y方向ピス ト ンの運動が 9 0度位相のずれた正 弦波運動であれば、 その X方向ビス ト ンと Y方向ビス ト ンの合成した運動 が等速度回転 （等力面転、 等トルク回転） を発生するのである。
また、 等速、 定トルクの回転を得ようとする場合、 X方向ビス ト ンの加 減速、 Y方向ピス ト ンの加減速もサイ ンカーブとなり、 C Y L 1 〜 8 の爆 発ポイ ン ト P 1 〜 P 8 (図 1 1参照） はサイ ンカーブの頂点と一致する。 この結果、 回転のバラ ンスも最良に保たれ、 メ カニズムの振動等も抑制で さる。
第 2実施例では、 フライホイール 5 1を装着したが、 本来的には、 9 0 度位相のずれた 2つの正弦波を合成した運動であるため、 フライ ホイール 5 1等の規制手段を装着しな く とも、 振動のない等速回転を得ることがで きる。
また、 2本の X ビス ト ンロ ッ ド 1 6 a 、 1 6 bおよび 2本の Yピス ト ン ロ ッ ド 1 8 a、 1 8 bで、 移動体 2 4を 4辺でバラ ンス良く支持して旋回 運動させている。 従って、 装置全体の振動や騒音の発生を抑制でき、 さら には安定した高速運転も可能になっている。
また、 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 bおよび Yピス ト ンロ ッ ド 1 8 a . 1 8 bの X軸方向および Y軸方向への直線移動推進力を移動体 2 4の旋回 に変え、 一つのレバ一部 3 8を介して画転蚰 3 6の酉転に変換する。 従つ て、 効率ロスの発生は、 本実施例のような 8気筒のエンジ ンであっても移 動体 2 4 とレバー部 3 8の蚰着箇所のみとなり、 X ピス ト ンロ ッ ド 1 6 a - 1 6 bおよび Yビス ト ンロ ッ ド 1 8 a、 1 8 bの直線推進力を回転蚰 3 6 の回転トルクへ変換する効率を向上できる。
なお、 回転軸 3 6を反対方向へ回転させる場合は、 C Y L 1〜 8の点火 爆発の順序を逆にすればよい。
また、 慣性力等の要因から、 点火時期、 吸入バルブ、 排気バルブの開閉 のタイ ミ ングは適宜調整すればよい。 例えば、 点火のタイ ミ ングをとるた めのセンサを用いれば、 マイ クロコ ンピュータと連動してェンジンの動作 条件に対応して点火時期を自動的に調整可能である。
第 2実施例は、 8気筒エンジ ンであるが、 本発明はこれに限らず、 第 2 実施例の回転運動機構を複数段積み重ねることも可能である。 その場合、 角度を変位させて重ねてもよ く、 例えば、 第 2実施例のエ ンジ ンを 4 5度 ずらして 2段に配設した場合、 1 6個のシリ ンダが配される。 この場合、 各シリ ンダを 4 5度ずつ位相をずらして順次爆発させれば、 移動体をより スムースに旋回させることが可能である。 トルク変動を安定させることが でき、 バラ ンス良く移動体を旋回させることができる。 その結果、 振動等 を可及的に抑制可能となり、 大きな出力を好適に得ることができる。
第 2実施例は、 8個のシリ ンダ装置を備えるエンジンであつたが、 4本 のビス ト ンロ ッ ド （ 1対の第 1轴線ガイ ドおよび 1対の第 2軸線ガイ ド） に対応して 4個のシリ ンダ装置を備え、 高圧流体の袷排によって作動する 流体圧利用回転運動機構に適用できるのは勿論である。
さらに、 1対の第 1軸線ガイ ドに第 2移動ガイ ドをスライ ド可能に設け ると共に、 1対の第 2轴線ガイ ドに第 1移動ガイ ドをスライ ド可能に設け、 第 1移動ガイ ドおよび第 2移動ガイ ドにそれぞれ対応して 2個のシリ ンダ 装置を備える回転運動機構に適用することも可能である。
(第 3実施例）
次に、 第 3実施例について図 1 2および図 1 3 と共に詳述する。
図 1 2 は本実施例の回転運動機構 （エンジン） の内部構造の要部を示し た平面断面図であり、 図 1 3 は図 1 2の C 一 C線断面図である。
第 3実施例は、 第 1実施例とは移動体の構造のみが異なり、 他の構成は 同一である。 従って、 以下には移動体についてのみ説明し、 他の構成につ いては説明を省略する。
ベアリ ング型移動体 8 0 は、 第 1実施例の矩形の移動体 2 4 とは異なり、 ボールベアリ ングと同様の構成を備える。 ベアリ ング型移動体 8 0は、 転 動することにより摩擦抵抗を低減する。 すなわち、 ベア リ ング型移動体 8 0は、 内側リ ング 8 1 と外側リ ング 8 2 との間に多数のころがり部材であ るコロ 8 3が配されて構成されている。 内側リ ング 8 1内にレバ一部 3 8 の一方部 3 8 cが回転可能に揷通されている。 一方、 外側リ ング 8 2 の外 阇面 8 2 a は Y移動ガイ ド 2 2の枠 2 2 aの内面 2 2 bに接触している。 ベアリ ング型移動体 8 0は、 Y移動ガイ ド 2 2に設けられた枠 2 2 a内で 移動可能になっている。 ベア リ ング型移動体 8 0によれば、 コロ 8 3の作 用によって摩擦抵抗を低减でき、 レバー部 3 8を介して発生される回転運 動を滑らかにすることができる。 従って、 直線推進力を回転トルクへより 滑らかに変換でき、 エネルギの変換効率等の性能を向上できる。
また、 ベアリ ング型移動体 8 0 としては、 摩擦抵抗を低減するための力 ムフォ ロアを用いることもできる。
第 3実施例は、 ベアリ ング型移動体 8 0を、 第 1実施例の回転運動機構 に適用したものであるが、 第 2実施例にも好適に適用できるのは勿論であ る。
(第 4実施例）
次に、 バルブ駆動機構を有する第 4実施例を図 1 4および図 1 5 と共に 詳述する。
図 1 4 は本実施例の回転運動機構 （エンジン） の内部構造を示した平面 断面図であり、 図 1 5は図 1 4の中央縦断面図である。 第 2実施例と同一 の構成部材には同一の符号を付して説明を省略する。
バルブ駆動機構 6 1 は、 出力かさ歯車 6 2 . 6 3の回転動力を伝達し、 前記各シリ ンダ装置 4 1、 4 2、 4 3、 4 4、 4 5、 4 6、 4 7、 4 8の 導入バルブと排出バルブとを駆動させる。
出力かさ歯車 6 2、 6 3 は、 回転蚰 3 6 と平行に配された軸線 6 2 a、 6 3 aを中心にして回転可能に設けられている。 出力かさ歯車 6 2、 6 3 は、 一方部 6 2 b、 6 3 bで移動体 2 4へ蚰着されている。 これにより、 出力かさ歯車 6 2、 6 3は、 補助回転蚰および補助レバー部を一体とした 部材とて作用し、 移動体 2 4が旋回運動することで自転する。 なお、 前記 軸線 6 2 a、 6 3 a と一方部 6 2 b、 6 3 bとの間隔は、 移動体 2 4 の旋 回半径と同一に設けられている。
出力かさ歯車 6 2、 6 3は、 各シリ ンダ 4 1 a、 4 2 a、 4 3 a、 4 4 a、 4 5 a、 4 6 a、 4 7 a、 4 8 aに対応してそれぞれ設けられている c 図 1 4 において、 実線で記載した出力かさ歯車 6 2が下のカバ一 1 2 bに 軸着されている。 二点鎖線で記載した出力かさ歯車 6 3が上のカバー 1 2 aに軸着されている。 出力かさ歯車 6 2、 6 3は、 各轴線 6 2 a、 6 3 a を中心にして回転可能に設けられている。 各出力かさ歯車 6 2、 6 3の一 方部 6 2 b、 6 3 b力 移動体 2 4から延設されたアーム都 2 4 aの先端 部へ軸着されている。 すなわち、 上下の出力かさ歯車 6 2、 6 3で一組に なって、 一つのアーム部 2 4 aの先端部に蚰着されている。 蚰線 6 2 a と 一方部 6 2 との間隔および蚰線 6 3 a と一方部 6 3 bとの間隔は、 移動 体 2 4の旋回半径と同一に設けられている。 なお、 アーム部 2 4 a は移動 体 と一体的に設けられているから、 移動休 2 4 と全く同一の旋回運動 をする。 これにより、 上下の出力かさ歯車 6 2、 6 3は、 移動体 2 4が旋 回運動すれば、 回転軸 3 6 と同期して自転する。
駆動伝達用かさ歯車 6 は、 本体ケース 1 0に面転可能に轴着されてい る。 駆動伝達用かさ歯車 6 4 は、 出力かさ歯車 6 2 , 6 3に歯合しており、 出力かさ歯車 6 2、 6 3 の駆動によって回転躯動する。 駆動伝達用かさ歯 車 6 4には、 かさ歯車部の反対側に同蚰且つ一体にスプロケッ ト 6 6が固 定されている。
また、 各シリ ンダ装置 4 1 、 4 2、 4 3、 4 4、 4 5、 4 6、 4 7 、 4 8のヘッ ド部では、 カムシャフ トの端部に従動側のスプロケッ ト （図示せ ず） が固定されている。 この従動側のスプロケ ッ ト と、 前記スプロケ ッ ト 6 6にチヱーン 6 8が掛け回されている。 これによつて出力かさ歯車 6 2、 6 3の動力を、 給気バルブおよび排気バルブを駆動させるように伝達でき る。
なお、 カムシャフ トには袷気用および排気用のカムが設けられ、 バルブ スプリ ング等を介して袷気バルブおよび排気バルブが駆動されるが、 この 構造は従来のレシプロ型ェンジンと同一の構成であり、 説明を省略する。 以上の構成によって、 給気バルブおよび排気バルブの駆動力を、 自らの 出力から好適に取り出すことができるのである。 また、 機械的に同期をと ることができるため、 正確な制御が可能で、 信頼性の高いバルブシステム を構成できる。 なお、 第 4実施例では、 動力伝達手段としてスブロケ ッ ト 6 6およびチヱーン 6 8を用いたが、 これに限らず、 タイ ミ ングプーリお よびタイ ミ ングベルト等を利用できるのは勿論である。
ォィルポンブ 9 1 は、 4 つの出力かさ歯車 6 2のう ちの一つの動力が伝 達されることで躯動され、 オイ ルを循環させる。 動力伝達手段としては、 上記バルブシステムと同様にチヱーンまたはタイ ミ ングベルト等を用いれ ばよい。
なお、 図 1 5において 9 2は潤滑油の通路であり、 9 0は点火タィ ミ ン グをとるためのセ ンサである。
(第 5実施例）
次に、 図 1 6 ~ 1 9に基づいて、 第 1実施例の回転運動機構 （エンジン） を複数重ね合わせて構成したェンジンについて説明する。 第 5実施例では、 複数の回転軸が同轴に重ね合わせて構成されている。 図 1 6 は第 5実施例の外観を示す斜視図であり、 図 1 7 は第 5実施例の 内部構造を示す説明図である。
第 5実施例において、 第 1実施例の回転運動機構の構成を有するェ ンジ ンを、 一つのエ ンジンュニ ッ トとする。 そのエ ンジンュニッ トを複数、 角 度変位させずに同方向に重ね合わせ、 回転軸が同轴となるように複数 （例 えば 2個） の回転轴をカブラ等で連結した構造のエ ンジンである。
すなわち、 4個のピス ト ンを Xピス ト ンロ ッ ド 1 6 a、 1 6 b と Y移動 ガイ ド 2 2 とから成る H型部材に連結して同一平面に配した第 1実施例の 構成を備えるエ ンジンを一つのエ ンジンュニ ッ トとする。 2組のエンジン ユニ ッ ト （ 4気筒エ ンジンユニッ ト） の回転軸 3 6同士を連結して同角度 で 2段に重ね合わせた構成になっている。 下段のエンジンュニ ッ ト 2 0 1 のク ラ ンクを構成するレバー部 3 8に対して、 上段のエ ンジンュニッ ト 2 0 2のク ラ ンクを構成するレバー部 3 8を、 回転蚰 3 6に 1 8 0度角度変 位させて固定している。 上下のエンジンュニッ ト 2 0 1、 2 0 2の点火タ ィ ミ ングは位相を 1 8 0度ずらして設定してある。
具体的な爆発のタイ ミ ングについて図 1 7に基づいて説明する。
下段のエンジンュニッ ト 2 0 1 の 4個のシリ ンダを C Y L 1 a、 C Y L 2 a、 C Y L 5 a、 C Y L 6 a とし、 上段のエ ンジンユニッ ト 2 0 2の 4 個のシリ ンダを、 C Y L l b、 C Y L 2 b、 C Y L 5 b、 C Y L 6 b とす る。 下段のエ ンジンュニ ッ ト 2 0 1の 4個のシリ ンダを、 C Y L 1 a、 C Y L 5 a、 C Y L 2 a、 C Y L 6 aの順に点火爆発させ、 上段のェンジン ユニッ ト 2 0 2の 4個のシリ ンダを、 C Y L 5 b、 C Y L l b、 C Y L 6 b、 C Y L 2 bの順に点火爆発させる。
このように上下のエンジンュニッ ト 2 0 1、 2 0 2の点火タイ ミ ングの 位相を 1 8 0度ずらすことによって、 対角位置にある 2つのシリ ンダ毎に 爆発がなされ、 偶力が好適に発生することになる。 すなわち、 回転軸にか かる衝擊力が対向する形となり、 互いに振動を消滅させ安定した回転駆動 力を発生させることができ、 効率よく高出力を得ることができる。
第 5実施例では、 第 2実施例と 8気筒エンジンであるが、 導入バルブお よび排出バルブを構成要素とするバルブ駆動機構を 2箇所にまとめること ができるため、 構成を簡略化できる利点がある。
第 5実施例では、 上下のェンジンユニッ ト 2 0 1、 2 0 2のレバ一部同 士 3 8を、 回転蚰 3 6 に 1 8 0度角度変位させて設けた場合を説明した。 しかし、 これに限られず、 レバ一部 3 8同士の角度変位と、 点火タイ ミ ン グの位相のずれとを共に 9 0度にしてもよい。 このよう に 9 0度に設定し た場合は、 第 2実施例と同様、 9 0度位相のずれた駆動力を好適に合成す ることができ、 バラ ンスの取れた好適な回転運動を得ることができる。 な お、 この場合、 クランクを構成するレバー部が 2つ存在することになる点 で、 レバー部が 1 つでよい第 2実施例とは相違する。
エ ンジンュニッ トを同角度で 3段に重ね合わせた場合は、 各レバ一部を 回転軸に 1 2 0度ずつずらして設ける。 点火タイ ミ ングも各エンジンュニ ッ トで i 2 0度ずつずらして設定すれば、 3段のエンジンュニッ トの駆動 力を好適に合成でき、 好適な画転運動を得ることができる。
さらにエ ンジ ンュニッ トを 4段以上重ねる際にも、 同様にレバ一部 3 8 同士の角度変位と、 点火タイ ミ ングの位相のずれとを、 適宜設定すること で、 好適な回転運動を得ることができる。
(第 6実施例）
第 6実施例を図 1 8 と共に説明する。
図 1 8は第 6実施例の断面図である。 第 6実施例は、 2つの回転運動機 構を 1つの本体ケース 2 1 0内に内蔵した実施例である。 2つのエンジン ュニ ン トを回転軸で連結して 2段に重ねた構成である第 5実施例と相違す る。 なお、 第 5実施例と同一の構成については、 同一の符号を付して説明 を省略する。
1つの本体ケース 2 1 0内に内蔵することで、 2つの回転運動機構のレ バー部 3 8同士を図のように直接連結している。 また、 両回転運動機構の 作動空間の共用化を図ることができ、 全体装置の薄型化が可能になる。 ま た、 構成部品の共用化を図ることができ、 全体装置の簡略化が可能になる, (第 7実施例） 第 7実施例を図 1 9に基づいて説明する。 、 第 7実施例では、 エ ンジン ュニ ッ トが 4段重ね合わせられている。 図 1 9 は第 7実施例の内部構造を 模式的に説明する説明図である。
第 7実施例は、 第 5実施例のタンデム型のエンジンを上下に、 回転軸を 9 0度角度変位させて重ね合わせている。 点火タ イ ミ ングの位相も 9 0度 ずら して設定したものである。 なお、 各構成部材は第 5実施例と同一であ るため、 図 1 9に第 5実施例の構成と同一の符号を付して説明を省略する, 第 7実施例のエンジンによれば、 第 5実施例同様、 好適な偶力を得るこ とができ、 振動を抑制した好適な回転運動を得ることができる。
そして、 その上下の各エ ンジンュニッ トを、 回転軸 3 6の角度変位と、 点火タィ ミ ングの位相のずれとを共に 9 0度にして重ね合わせていう。 従 つて、 第 2実施例同様、 9 0度位相のずれた駆動力を好適に合成すること ができ、 バランスの取れた好適な回転運動を得ることができる。
すなわち、 第 7実施例によれば、 第 2実施例と第 5実施例の両方の長所 を備えるェ ンジンとする こ とができる。
なお、 4段のエンジンュニッ トの重ね合わせ方法は、 図示の例に限らず 9 0度ずつずらして積み重ねてもよい。 また、 上下の各エ ンジンュニッ ト を逆さまに重ね合わせれば、 対称性に優れた構成にすることができる。 本発明のエンジンおいて、 エ ンジンュニ ン トを第 5 〜 7実施例のように 同角度で積み重ねることに限らず、 適宜の角度に複数段を積み重ねること によっても、 高排気量エンジンを好適にブロ ック ビル ドできる。 例えば、 3つのエ ンジンユニッ トを、 1 2 0度角度変位させて積み重ね、 位相 1 2 0度ずつずらして構成することも可能である。
2つのエンジンユニ ッ トを、 9 0度ずらして重ね合わせた場合は、 ク ラ ンクを構成するレバ一部が 2つ存在することになるが、 第 2実施例と同様. 回転蚰から好適な回転駆動力を得ることができる。
以上の実施例のようにエンジンュニッ トを多段に積み重ねることで、 前 述したようにェンジン振動を低下できるなど、 ェンジン性能の高い高出力 ェンジンを得ることができると共に、 ブロ ッ ク ビルド本来の効果である部 品の共通化及び生産管理工数の低'减等が実現でき、 製造コス トを大幅に低 減させることができる。
なお、 以上の各実施例では 4 サイ クルエンジンを中心に説明したが、 各 実施例を 2サイ クルエ ンジンとしても好適に利用できるのは勿論である。 また、 本発明にかかる回転運動機構の回転蚰を入力轴とし、 他の駆動装 置による駆動力によって移動体を旋画させて、 前記各シリ ンダ装置からバ ルブ経由で流体を吐出させる回転運動機構も実現できる。 この場合、 ボン ブ装置或いはコ ンプレッサ装置等としても利用することができる。 回転運 動を直線運動へ好適に変換できるため、 より安定した吐出流を発生できる < また、 直線運動するシリ ンダ装置を備える回転運動機構であれば、 高圧 流体を利用した油圧、 空圧モータ等、 或いはシリ ンダ装置によって流体を 吸引する真空発生装置等にも好適に適用できる。
以上、 本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、 本発明は上述 の実施例に限定されるのではなく、 発明の精神を逸脱しない範囲でさらに 多く の改変を施し得るのはもちろんである。

Claims

請求の範囲 . 第 1軸方向へ平行に配設された 1対の蚰線ガイ ドと、
該 1対の蚰線ガイ ド間に第 1轴方向に対して直角な第 2軸方向へ延び 第 1軸方向へ移動可能に設けられた移動ガイ ドと、
該移動ガイ ドに沿って第 2蚰方向へ移動可能に設けられた移動休と、 第 1軸方向および第 2蚰方向に直交する蚰線を中心として回転可能な 回転軸と、
一方部が前記移動体へ軸着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移 動休が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記移動ガイ ドを第 1轴方向へ移動させる駆動機構と、
前記画転蚰の回転速度の変動を小さ くする規制手段とを具備すること を特徴とする回転運動機構。 . 前記駆動機構は、 流体を導入する導入部を開閉する導入バルブ、 およ び流体を排出する排出部を開閉する排出バルブが設けられたシリ ンダ装 置を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の回転運動機構。 . 前記規制手段は、 カウ ンターゥヱイ トおよび/またはフラ イ ホイール であることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項記載の回転運動 機構。 . 前記移動体は前記移動ガイ ドに第 2軸方向へ設けられた枠内で第 2轴 方向へ移動可能であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の画転運 動機構。 . 第 1轴方向へ平行に配設された 1対の第 1軸線ガイ ドと、
前記第 1軸方向に対して直角な第 2蚰方向へ平行に配設された 1対の 第 2軸線ガイ ドと、 該 1対の第 2軸線ガイ ド間に第 1軸方向へ延び、 第 2蚰方向へ移動可 能に設けられた第 1移動ガイ ドと、
前記 1対の第 1軸線ガイ ド間に第 2軸方向へ延び、 第 1軸方向へ移動 可能に設けられた第 2移動ガイ ドと、
前記第 1移動ガイ ドに第 1軸方向へ設けられた第 1枠内で第 1軸方向 ヘスライ ド可能に配される共に、 前記第 2移動ガイ ドに第 2軸方向へ設 けられた第 2枠内で第 2蚰方向ヘスライ ド可能に配され、 前記第 1軸線 ガイ ドと第 2軸線ガイ ドに囲繞されて成る矩形平面内において移動可能 な移動体と、
第 1軸方向および第 2蚰方向に直交する蚰線を中心として回転可能な 画転蚰と、
一方部が前記移動体へ蚰着され、 他方部は前記回耘軸へ固定され、 移 動体が旋回運動することで回転轴を回転させるレバー部と、
前記第 2移動ガイ ドを第 1蚰方向へ移動させる第 1 の 動機構と、 前記第 1移動ガイ ドを第 2蚰方向へ移動させる第 2の駆動機構とを具 備することを特徴とする回転運動機構。 . 前記第 1 の駆動機構および第 2の躯動機構は、 流体を導入する導入部 を開閉する導入バルブ、 および流体を排出する排出部を開閉する排出バ ルブが設けられたシリ ンダ装置を備えることを特徴とする請求の範囲第 5項記載の回転運動機構。 . 棒状に形成され、 第 1蚰方向へ平行に配設されると共に、 該第 1軸方 向へ移動可能な 1対の蚰線ガイ ドと、
前記第 1軸方向に対して直角な第 2蚰方向へ配設されると共に、 前記 蚰線ガイ ド間に固定され、 、 前記轴線ガイ ドと一体に第 1軸方向へ移動 可能な移動ガイ ドと、
該移動ガイ ドに沿って第 2軸方向へ移動可能に設けられた移動体と、 第 1軸方向および第 2蚰方向に直交する蚰線を中心として回転可能な 回転軸と、
一方部が前記移動体へ蚰着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移 動体が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記移動ガイ ドを第 1轴方向へ移動させる躯動機構と、
前記回転軸の面転速度の変動を小さ くする規制手段とを具備し、 前記駆動機構は、 流体圧で躯動される シリ ンダ装置を備え、 該シリ ン ダ装置が前記軸線ガイ ドの各端部と接続され、 シリ ンダ装置が前記轴線 ガイ ドと前記移動ガイ ドを第 1軸方向へ移動させるこ とを特徴とするェ ンジン。 . 前記規制手段は、 カ ウ ンターウ ェイ トおよび/またはフライ ホイ ール であることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のェンジン . 前記移動体は前記移動ガイ ドに第 2軸方向へ設けられた枠内で第 2軸 方向へ移動可能であることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のェンジ ン。 0 . 前記 1対の轴線ガイ ドの第 1轴方向一端部側のシリ ンダを第 1 シリ ンダおよび第 2 シリ ンダ、 前記 1対の轴線ガイ ドの第 1軸方向他端部側 のシリ ンダを第 5 シリ ンダおよび第 6 シリ ンダとし、 第 1 シリ ンダ、 第 5 シリ ンダ、 第 2 シリ ンダ、 第 6 シリ ンダの順に点火することを特徴と する請求の範囲第 7項記載のェンジン。 1 . 棒状に形成され、 第 1蚰方向へ平行に配設されると共に、 第 1轴方 向へ移動可能な 1対の第 1軸線ガイ ドと、
棒状に形成され、 前記第 1軸方向に対して直角な第 2軸方向へ平行に 配設されると共に、 第 2轴方向へ移動可能な 1対の第 2軸線ガイ ドと、 第 1軸方向へ配設されると共に、 第 2軸線ガイ ド間に固定され、 前記 第 2軸線ガイ ドと一体に第 2轴方向へ移動可能な第 1移動ガイ ドと、 第 2軸方向へ配設されると共に、 第 1軸線ガイ ド間に固定され、 前記 第 1軸線ガイ ドと一体に第 1蚰方向へ移動可能な第 2移動ガイ ドと、 前記第 1移動ガイ ドに第 1軸方向へ設けられた第 1枠内で第 1蚰方向 ヘスライ ド可能に配される共に、 前記第 2移動ガイ ドに第 2軸方向へ設 けられた第 2枠内で第 2蚰方向ヘスライ ド可能に配され、 前記第 1蚰線 ガイ ドと第 2轴線ガイ ドに囲繞されて成る矩形平面内において移動可能 な移動体と、
第 1蚰方向および第 2軸方向に直交する蚰線を中心として回転可能な 回転軸と、
一方部が前記移動体へ蚰着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移 動体が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記第 2移動ガイ ドを第 1軸方向へ移動させる第 1 の躯動機構と、 前記第 1移動ガイ ドを第 2軸方向へ移動させる第 2の駆動機構とを具 備し、
前記第 1 の駆動機構および第 2 の駆動機構は、 流体圧により駆動され るシリ ンダ装置を備え、
該シリ ンダ装置が前記第 1蚰線ガイ ドおよび第 2蚰線ガイ ドの各端部 と接続され、 シリ ンダ装置が前記第 1軸線ガイ ドと前記第 2移動ガイ ド を第 1軸方向へ移動させ、 前記第 2軸線ガイ ドと前記第 1移動ガイ ドを 第 2轴方向へ移動させることを特徴とするエンジン。
2 . 外力によって、 移動体を旋回させて、 前記面転蚰を回転させ、 前記 各シリ ンダ装置から吐出流体を発生することを特徴とする請求の範囲第 2項または第 6項記載の回転運動機構。
3 . 請求の範囲第 1項記載の回転運動機構を、 一つの回転運動機構ュニ ッ トとし、 該回転運動機構ュニッ トを複数、 回転軸を同蚰に重ね合わせ て構成したことを特徴とする回転運動機構。
4 . 前記複数の回転運動機構ュニ ッ トは同方向に積み重ねられ、 各回転 運動機構ュニッ トの前記レバ一部は、 前記回転軸へ該回転運動機構ュニ V トの積み重ね段数に対応して角度変位されて設けられていることを特 徴する請求の範囲第 1 3項記載の回転運動機構。
5 . 前記二つの回転運動機構ュニッ トを同方向に重ね合わせ、 一方の回 転運動機構ュニッ トの前記レバー部に対して他方の回転運動機構ュニッ トの前記レバー部を前記面転蚰へ 1 8 0度角度変位させて設けたことを 特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の回転運動機構。
6 . 請求の範囲第 7項記載のエンジンを、 一つのエンジンュニ ソ トとし、 該エンジンュニッ トを複数、 回転蚰を同蚰に重ね合わせて構成したこと を特徴とするエンジン。
7 . 前記複数のエンジンュニ ッ トは同方向に積み重ねられ、 各エ ンジン ユニ ッ トの前記レバー部は、 前記回転蚰へ該ェンジンュニ ッ トの積み重 ね段数に対応して角度変位されて設けられていることを特徴する請求の 範囲第 1 6項記載のェンジン。
8 . 前記二つのエンジンュニッ トを同方向に重ね合わせ、 一方のェンジ ンュニッ トの前記レバー部に対して他方のエンジンュニッ トの前記レバ 一部を前記回転軸へ 1 8 0度角度変位させて設けると共に、 前記一方の エンジンュニ ッ トに対する他方のェンジンュニ ッ トの点火タ イ ミ ングは 位相を 1 8 0度ずらしてあることを特徴とする請求の範囲第 1 7項記載 のエンジン。
9 . 棒状に形成され、 第 1軸方向へ平行に配設されると共に、 第 1軸方 向へ移動可能な 1対の第 1軸線ガイ ドと、
棒状に形成され、 前記第 1轴方向に対して直角な第 2轴方向へ平行に 配設されると共に、 第 2軸方向へ移動可能な 1対の第 2軸線ガイ ドと、 第 1軸方向へ配設されると共に、 第 2蚰線ガイ ド間に固定され、 前記 第 2軸線ガイ ドと一体に第 2軸方向へ移動可能な第 1移動ガイ ドと、 第 2軸方向へ配設されると共に、 第 1軸線ガイ ド間に固定され、 前記 第 1蚰線ガイ ドと一休に第 1軸方向へ移動可能な第 2移動ガイ ドと、 前記第 1轴線ガイ ドと前記第 2轴線ガイ ドに囲繞されて成る矩形平面 内において、 前記第 1移動ガイ ドと前記第 2移動ガイ ドに沿って前記第 1軸方向および前記第 2軸方向へ移動可能な移動体と、
第 1軸方向および第 2軸方向に直交する軸線を中心として回転可能な 回転軸と、
一方部が前記移動体へ軸着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移 動体が旋回運動することで回転軸を回転させるレバー部と、
前記第 2移動ガイ ドを第 1軸方向へ移動させる第 1 の駆動機構と、 前記第 1移動ガイ ドを第 2軸方向へ移動させる第 2の駆動機構とを具 前記第 1 の駆動機構および第 2の駆動機構は、 流体圧により躯動され る シリ ンダ装置を備え、
該シリ ンダ装置が前記第 1岫線ガイ ドおよび第 2軸線ガイ ドの各端部 と接続され、 シリ ンダ装置が前記第 1軸線ガイ ドと前記第 2移動ガイ ド を第 1軸方向へ移動させ、 前記第 2蚰線ガイ ドと前記第 1移動ガイ ドを 第 2轴方向へ移動させ、
前記 1対の第 1轴線ガイ ドの第 1軸方向一端部側のシリ ンダを第 1 シ リ ンダおよび第 2 シリ ンダ、 前記 1対の第 2蚰線ガイ ドの第 2軸方向一 端部側のシリ ンダを第 3 シリ ンダおよび第 4 シリ ンダ、 前記 1対の第 1 軸線ガイ ドの第 1軸方向他端部側のシリ ンダを第 5 シリ ンダおよび第 6 シリ ンダ、 前記 1対の第 2軸線ガイ ドの第 2蚰方向他端部側のシリ ンダ を第 7 シリ ンダおよび第 8 シリ ンダと し、 第 1 シリ ンダ、 第 3 シリ ンダ. 第 5 シリ ンダ、 第 7 シリ ンダ、 第 2 シリ ンダ、 第 4 シリ ンダ、 第 6 シリ ンダ、 第 8 シリ ンダの順に点火することを特徴とするエンジン。
0 . 棒状に形成され、 第 1蚰方向へ平行に配設されると共に、 第 1轴方 向へ移動可能な 1対の第 1轴線ガイ ドと、
棒状に形成され、 前記第 1軸方向に対して直角な第 2轴方向へ平行に 配設されると共に、 第 2蚰方向へ移動可能な 1対の第 2軸線ガイ ドと、 第 1蚰方向へ配設されると共に、 第 2蚰線ガイ ド間に固定され、 前記 第 2蚰線ガイ ドと一休に第 2軸方向へ移動可能な第 1移動ガイ ドと、 第 2蚰方向へ配設されると共に、 第 1軸線ガイ ド間に固定され、 前記 第 1轴線ガイ ドと一体に第 1軸方向へ移動可能な第 2移動ガイ ドと、 前記第 1軸線ガイ ドと前記第 2軸線ガイ ドに囲繞されて成る矩形平面 内において、 前記第 1移動ガイ ドと前記第 2移動ガイ ドに沿って前記第 1铀方向および前記第 2蚰方向へ移動可能な移動体と、
第 1轴方向および第 2軸方向に直交する轴線を中心として回転可能な 回転铀と、
一方部が前記移動体へ轴着され、 他方部は前記回転軸へ固定され、 移 動体が旋回運動することで H]転蚰を回転させるレバ一部と、
前記第 2移動ガイ ドを第 1蚰方向へ移動させる第 1 の駆動機構と、 前記第 1移動ガイ ドを第 2軸方向へ移動させる第 2 の 区動機構とを具 備し、
前記第 1 の駆動機構および第 2 の駆動機構は、 流体圧により駆動され る シリ ンダ装置を備え、
該シリ ンダ装置が前記第 1軸線ガイ ドおよび第 2轴線ガイ ドの各端部 と接続され、 シリ ンダ装置が前記第 1紬線ガイ ドと前記第 2移動ガイ ド を第 1蚰方向へ移動させ、 前記第 2軸線ガイ ドと前記第 1移動ガイ ドを 第 2蚰方向へ移動させ、
前記 1対の第 1軸線ガイ ドの第 1轴方向一端部側のシリ ンダを第 1 シ リ ンダおよび第 2 シリ ンダ、 前記 1対の第 2軸線ガイ ドの第 2軸方向一 端部側のシリ ンダを第 3 シリ ンダおよび第 4 シリ ンダ、 前記 1対の第 1 蚰線ガイ ドの第 1轴方向他端部側のシリ ンダを第 5 シリ ンダおよび第 6 シリ ンダ、 前記 1対の第 2蚰線ガイ ドの第 2蚰方向他端部側のシリ ンダ を第 7 シリ ンダおよび第 8 シリ ンダと し、 第 1 シリ ンダおよび第 2 シリ ンダ、 第 3 シリ ンダおよび第 4 シリ ンダ、 第 5 シリ ンダおよび第 6 シリ ンダ、 第 7 シ リ ンダおよび第 8 シ リ ンダの順に点火する こ とを特徴とす るェ ンジ ン。
PCT/JP1997/002521 1996-07-26 1997-07-18 Rotational motion mechanism and engine Ceased WO1998004821A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97930857A EP0915239A4 (en) 1996-07-26 1997-07-18 ROTATING MOTION MECHANISM AND MOTOR
AU34632/97A AU3463297A (en) 1996-07-26 1997-07-18 Rotational motion mechanism and engine
US09/000,374 US5983845A (en) 1996-07-26 1997-07-18 Rotational motion mechanism and engine

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19719696A JPH1038047A (ja) 1996-07-26 1996-07-26 回転運動機構およびエンジン
JP8/197196 1996-07-26
JP9/2991 1997-01-10
JP299197 1997-01-10
JP9/138617 1997-05-28
JP13861797A JPH10252496A (ja) 1997-01-10 1997-05-28 回転運動機構およびエンジン

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998004821A1 true WO1998004821A1 (en) 1998-02-05

Family

ID=27275618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1997/002521 Ceased WO1998004821A1 (en) 1996-07-26 1997-07-18 Rotational motion mechanism and engine

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5983845A (ja)
EP (1) EP0915239A4 (ja)
KR (1) KR20000029539A (ja)
CN (1) CN1094558C (ja)
AU (1) AU3463297A (ja)
WO (1) WO1998004821A1 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6205972B1 (en) * 1998-07-28 2001-03-27 Cypress Semiconductor Corp. Engine
US6602060B2 (en) 1998-12-11 2003-08-05 Ovation Products Corporation Compressor employing piston-ring check valves
US6592338B2 (en) 1998-12-11 2003-07-15 Ovation Products Corporation Rotating compressor
EP1137882A1 (en) * 1998-12-11 2001-10-04 Ovation Products Corporation Low pressure ratio piston compressor
CN1102200C (zh) * 1999-07-27 2003-02-26 王亚民 分流阀－环摆发动机
US6601559B1 (en) * 2001-08-21 2003-08-05 John G. Lazar Apparatus for increasing mechanical efficiency in piston driven machines
US7005757B2 (en) * 2003-02-18 2006-02-28 Shunmugham Rajasekara Pandian Pneumatic human power conversion system based on children's play
WO2005067508A2 (en) * 2004-01-02 2005-07-28 Darrell Grayson Higgins Slide body internal combustion engine
US7328682B2 (en) * 2005-09-14 2008-02-12 Fisher Patrick T Efficiencies for piston engines or machines
WO2009121373A1 (fr) * 2008-04-01 2009-10-08 Amer Bensidhoum Moteur "bucherons" a bielle oscillante fixe
EP2223892A1 (en) 2009-02-09 2010-09-01 Solvay SA Process for producing gas from mineral ore
US8281763B2 (en) * 2009-06-23 2012-10-09 Hiromichi Namikoshi Internal combustion engine
US8464671B2 (en) * 2010-08-09 2013-06-18 Bo Zhou Horizontally opposed center fired engine
WO2012144073A1 (ja) 2011-04-22 2012-10-26 有限会社タックリサーチ Ｘｙ分離クランク機構およびこれを備えた駆動装置
WO2018215698A1 (fr) * 2017-05-23 2018-11-29 Pons Jean Eugène Moteur à combustion interne
CN207161208U (zh) * 2017-09-13 2018-03-30 曹玉才 活塞直连无曲轴发动机
CN113029053B (zh) * 2021-04-06 2022-05-13 中国科学技术大学 通用的ct对轴方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929522B1 (ja) * 1968-10-15 1974-08-05
JPS59231255A (ja) * 1983-06-14 1984-12-25 Shizuo Yoshida ピストン摺動子式クランク軸回転機構
JPH04321842A (ja) * 1991-04-19 1992-11-11 Kubota Corp バランサ付きエンジン

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US877294A (en) * 1904-05-28 1908-01-21 Frank L Chase Multiple-cylinder engine.
US852033A (en) * 1905-11-06 1907-04-30 Raoul Philippe Motor.
US3520285A (en) * 1968-11-13 1970-07-14 Gen Motors Corp Reciprocating piston engine with rhombic drive and even power intervals
DE3447663A1 (de) * 1984-12-28 1986-07-10 Ficht GmbH, 8011 Kirchseeon Mehrzylinder-brennkraftkolbenmaschine
US4682569A (en) * 1985-02-27 1987-07-28 West Virginia University Oscillatory motion apparatus
US4685342A (en) * 1985-05-15 1987-08-11 Brackett Douglas C Device for converting linear motion to rotary motion or vice versa
EP0378967B1 (de) * 1989-01-19 1993-01-27 GebràœDer Sulzer Aktiengesellschaft Hubkolbenkompressor
DE3922986A1 (de) * 1989-07-12 1991-01-17 Ficht Gmbh Verbrennungsmotor mit lineargenerator
JP3346836B2 (ja) * 1993-06-28 2002-11-18 有限会社創造庵 回転運動機構
US5503038A (en) * 1994-04-01 1996-04-02 Aquino; Giovanni Free floating multiple eccentric device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4929522B1 (ja) * 1968-10-15 1974-08-05
JPS59231255A (ja) * 1983-06-14 1984-12-25 Shizuo Yoshida ピストン摺動子式クランク軸回転機構
JPH04321842A (ja) * 1991-04-19 1992-11-11 Kubota Corp バランサ付きエンジン

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0915239A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1094558C (zh) 2002-11-20
US5983845A (en) 1999-11-16
AU3463297A (en) 1998-02-20
CN1226306A (zh) 1999-08-18
EP0915239A4 (en) 2001-03-14
KR20000029539A (ko) 2000-05-25
EP0915239A1 (en) 1999-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5673665A (en) Engine with rack gear-type piston rod
EP0839266B1 (en) Opposed piston combustion engine
US5660151A (en) Apparatus for mutual conversion between circular motion and reciprocal motion
US4658768A (en) Engine
WO2008010490A1 (en) Cycloid reciprocating engine and pump employing this crank mechanism
US6968751B2 (en) Axial piston machines
KR20000029539A (ko) 회전운동기구및엔진
US20010017122A1 (en) Internal-combustion engine with improved reciprocating action
US4485769A (en) Engine
JPH084550A (ja) カム式エンジン
GB2482750A (en) An opposed piston engine
JPH01237301A (ja) パワートランスミッション装置
GB2226612A (en) Rotating and reciprocating piston machine or engine
US4543919A (en) Engine
GB2038984A (en) Linear-to-rotary motion converter utilizing reciprocating pistons
JPH04502047A (ja) 星形シリンダ機械
US6357397B1 (en) Axially controlled rotary energy converters for engines and pumps
US5526779A (en) Virtual crankshaft engine
RU2096638C1 (ru) Поршневая машина (ее варианты)
JPH10252496A (ja) 回転運動機構およびエンジン
EA003724B1 (ru) Преобразование прямолинейного возвратно-поступательного движения во вращательное движение
WO2010105278A9 (en) Systems for transmitting drive force
AU1862195A (en) Apparatus for mutual conversion between circular motion and reciprocal motion
JPH1038047A (ja) 回転運動機構およびエンジン
GB2135384A (en) Two stroke internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 97196754.7

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09000374

Country of ref document: US

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CU CZ DE DK EE ES FI GB GE HU IL IS KE KG KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK TJ TM TR TT UA UG US UZ VN AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH KE LS MW SD SZ UG ZW AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)

Free format text: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1997930857

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019997000597

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1997930857

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019997000597

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1997930857

Country of ref document: EP

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1019997000597

Country of ref document: KR