JPH11343801A - 往復動ピストン機関及びリンク機構 - Google Patents
往復動ピストン機関及びリンク機構Info
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- JPH11343801A JPH11343801A JP15322298A JP15322298A JPH11343801A JP H11343801 A JPH11343801 A JP H11343801A JP 15322298 A JP15322298 A JP 15322298A JP 15322298 A JP15322298 A JP 15322298A JP H11343801 A JPH11343801 A JP H11343801A
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 78
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動及び騒音がほとんど発生せず、摩擦損失
が少なくて機械効率がよく、しかも小型，軽量に構成で
きる往復動ピストンエンジン，往復動ピストンコンプレ
ッサ，往復動ピストンポンプ，プレス機械等に利用可能
なリンク機構を提供することを課題とする。 【解決手段】 相関的に逆方向に移動する少なくとも一
対のピストン１１、１１ａの動作を、質量及び揺動回転
半径の等しい左右部分を有する揺動アーム１５を介して
揺動型回転運動に変換した後、その運動をコンロッド４
３、４３ａによって二手に均等に分けてリンク機構に伝
達し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸４９の回転
に変換して出力することを特徴とする。
が少なくて機械効率がよく、しかも小型，軽量に構成で
きる往復動ピストンエンジン，往復動ピストンコンプレ
ッサ，往復動ピストンポンプ，プレス機械等に利用可能
なリンク機構を提供することを課題とする。 【解決手段】 相関的に逆方向に移動する少なくとも一
対のピストン１１、１１ａの動作を、質量及び揺動回転
半径の等しい左右部分を有する揺動アーム１５を介して
揺動型回転運動に変換した後、その運動をコンロッド４
３、４３ａによって二手に均等に分けてリンク機構に伝
達し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸４９の回転
に変換して出力することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン，コンプ
レッサ，ポンプ，プレス機械等に利用可能なリンク機構
に関するものである。
レッサ，ポンプ，プレス機械等に利用可能なリンク機構
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】往復動ピストン機関は一般に、シリンダ
内を直線的に往復動するピストンと、ピストンピンを介
して一端がピストンに回動自在に取り付けられるコネク
ティングロッド（以後コンロッドと呼ぶ）と、コンロッ
ドの他端に回動自在に取り付けられるクランクシャフト
とによってすべり子クランク機構として構成され、コン
ロッドを介して伝わるピストンの直線的な往復運動を回
転運動に変換する。
内を直線的に往復動するピストンと、ピストンピンを介
して一端がピストンに回動自在に取り付けられるコネク
ティングロッド（以後コンロッドと呼ぶ）と、コンロッ
ドの他端に回動自在に取り付けられるクランクシャフト
とによってすべり子クランク機構として構成され、コン
ロッドを介して伝わるピストンの直線的な往復運動を回
転運動に変換する。
【０００３】この従来の往復動ピストン機関の場合は、
ピストンを上下動させるに際しコンロッドがピストンの
往復直線運動方向に対し傾斜するために、ピストンに加
わる力により、ピストンとシリンダの衝突ならびに摩擦
（ピストンスラップ）が発生し、振動及び騒音と摩擦損
失の大きな要因となっている。
ピストンを上下動させるに際しコンロッドがピストンの
往復直線運動方向に対し傾斜するために、ピストンに加
わる力により、ピストンとシリンダの衝突ならびに摩擦
（ピストンスラップ）が発生し、振動及び騒音と摩擦損
失の大きな要因となっている。
【０００４】また、ピストン及びコンロッドの往復質量
による不釣り合い運動により、振動及び騒音が発生し、
多気筒往復動ピストン機関では、偶力による振動及び騒
音が発生する。
による不釣り合い運動により、振動及び騒音が発生し、
多気筒往復動ピストン機関では、偶力による振動及び騒
音が発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の往復動ピストン
エンジン，往復動ピストンコンプレッサ，往復動ピスト
ンポンプ，プレス機械等のクランク機構には上述したよ
うな欠点があったので、本発明はそのような欠点のな
い、即ち、振動及び騒音がほとんど発生せず、摩擦損失
が少なくて機械効率がよく、しかも小型，軽量に構成で
きる往復動ピストンエンジン，往復動ピストンコンプレ
ッサ，往復動ピストンポンプ，プレス機械等に利用可能
なリンク機構を提供することを課題とする。
エンジン，往復動ピストンコンプレッサ，往復動ピスト
ンポンプ，プレス機械等のクランク機構には上述したよ
うな欠点があったので、本発明はそのような欠点のな
い、即ち、振動及び騒音がほとんど発生せず、摩擦損失
が少なくて機械効率がよく、しかも小型，軽量に構成で
きる往復動ピストンエンジン，往復動ピストンコンプレ
ッサ，往復動ピストンポンプ，プレス機械等に利用可能
なリンク機構を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、相関的に逆方
向に移動する少なくとも一対のピストンの動作を、質量
及び揺動回転半径の等しい左右部分を有する揺動アーム
を介して揺動型回転運動に変換した後、その運動をコン
ロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達
し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換
して出力することを特徴とする往復動ピストン機関等の
リンク機構、を以て上記課題を解決した。前記ピストン
の動作軌跡は、直線的な場合と円弧状の場合とがある。
向に移動する少なくとも一対のピストンの動作を、質量
及び揺動回転半径の等しい左右部分を有する揺動アーム
を介して揺動型回転運動に変換した後、その運動をコン
ロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達
し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換
して出力することを特徴とする往復動ピストン機関等の
リンク機構、を以て上記課題を解決した。前記ピストン
の動作軌跡は、直線的な場合と円弧状の場合とがある。
【０００７】上記手段においては、ピストンの動作軌跡
が直線的な場合には、ピストンの往復直線運動方向に対
するコンロッドの傾きが僅かなので、ピストン側圧の発
生も極く僅かであり、またピストンの動作軌跡が円弧状
の場合にはピストン側圧が全く発生しないので、いずれ
の場合も振動及び機械的騒音がほとんど発生しない。
が直線的な場合には、ピストンの往復直線運動方向に対
するコンロッドの傾きが僅かなので、ピストン側圧の発
生も極く僅かであり、またピストンの動作軌跡が円弧状
の場合にはピストン側圧が全く発生しないので、いずれ
の場合も振動及び機械的騒音がほとんど発生しない。
【０００８】また、本発明は、揺動回転軸の揺動型回転
運動をコンロッドによって二手に均等に分けてリンク機
構に伝達し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回
転に変換して出力することを特徴とするリンク機構を提
唱する。
運動をコンロッドによって二手に均等に分けてリンク機
構に伝達し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回
転に変換して出力することを特徴とするリンク機構を提
唱する。
【０００９】この手段によった場合は、揺動回転軸のト
ルクをコンロッドによって均等にクランク回転軸に振分
伝動することにより、不釣り合い運動が完全になくな
る。さらに、コンロッド及びクランク回転半径の小型化
による剛性強化により、振動及び騒音の低減、ならび
に、クランクピン及びクランク回転軸の小径化による摩
擦損失の低減効果により、低振動，低騒音で高効率な往
復運動を回転運動に変換する機構または回転運動を往復
運動に変換する機構を構成することができる。
ルクをコンロッドによって均等にクランク回転軸に振分
伝動することにより、不釣り合い運動が完全になくな
る。さらに、コンロッド及びクランク回転半径の小型化
による剛性強化により、振動及び騒音の低減、ならび
に、クランクピン及びクランク回転軸の小径化による摩
擦損失の低減効果により、低振動，低騒音で高効率な往
復運動を回転運動に変換する機構または回転運動を往復
運動に変換する機構を構成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
依拠して説明する。先ず、図１及び図２に示された実施
形態から説明するに、そこに示されているのは、円筒型
ピストン１１，１１ａが直線的往復運動をするエンジン
であり、図中１，１ａはシリンダーケースを、また、
２，２ａは弁機構を示す。
依拠して説明する。先ず、図１及び図２に示された実施
形態から説明するに、そこに示されているのは、円筒型
ピストン１１，１１ａが直線的往復運動をするエンジン
であり、図中１，１ａはシリンダーケースを、また、
２，２ａは弁機構を示す。
【００１１】円筒型ピストン１１，１１ａには、ピスト
ンピン１２，１２ａを介してコンロッド１３，１３ａが
回動自在に取り付けられる。２つの円筒型ピストン１
１，１１ａとコンロッド１３，１３ａは、それぞれ質量
及び形状を等しくする。後述するように、各コンロッド
１３，１３ａは、僅かに傾斜して円筒型ピストン１１，
１１ａの運動方向に追随して移動する。
ンピン１２，１２ａを介してコンロッド１３，１３ａが
回動自在に取り付けられる。２つの円筒型ピストン１
１，１１ａとコンロッド１３，１３ａは、それぞれ質量
及び形状を等しくする。後述するように、各コンロッド
１３，１３ａは、僅かに傾斜して円筒型ピストン１１，
１１ａの運動方向に追随して移動する。
【００１２】コンロッド１３，１３ａの他端は、揺動ア
ームピン１４，１４ａを介し揺動アーム１５の両端部に
回動自在に取り付けられる。揺動アーム１５は、その中
心部に固定された揺動回転軸４０によって軸支される。
従って、揺動回転軸４０は、円筒型ピストン１１，１１
ａの上下方向への動きに伴って、揺動アーム１５を介し
て揺動回転駆動される。揺動アーム１５における揺動回
転軸４０の左右部分は、質量及び揺動回転半径を等しく
する。なお、図示した例では円筒型ピストンは１対設置
されているが、これに限られる訳ではなく、複数設置し
たり、当機構を複数連結したりする場合もある。
ームピン１４，１４ａを介し揺動アーム１５の両端部に
回動自在に取り付けられる。揺動アーム１５は、その中
心部に固定された揺動回転軸４０によって軸支される。
従って、揺動回転軸４０は、円筒型ピストン１１，１１
ａの上下方向への動きに伴って、揺動アーム１５を介し
て揺動回転駆動される。揺動アーム１５における揺動回
転軸４０の左右部分は、質量及び揺動回転半径を等しく
する。なお、図示した例では円筒型ピストンは１対設置
されているが、これに限られる訳ではなく、複数設置し
たり、当機構を複数連結したりする場合もある。
【００１３】揺動回転軸４０に揺動回転アーム４１が固
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム４１の両端部に
は、揺動回転アームピン４２，４２ａを介してコンロッ
ド４３，４３ａが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム４１の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド４３，４３ａの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド４３，４３ａの他端にはクランクピン４４，
４４ａが回動自在に取り付けられ、クランクピン４４，
４４ａはそれぞれ円板クランク４５，４５ａに偏心的に
連結される。
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム４１の両端部に
は、揺動回転アームピン４２，４２ａを介してコンロッ
ド４３，４３ａが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム４１の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド４３，４３ａの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド４３，４３ａの他端にはクランクピン４４，
４４ａが回動自在に取り付けられ、クランクピン４４，
４４ａはそれぞれ円板クランク４５，４５ａに偏心的に
連結される。
【００１４】円板クランク４５，４５ａは、円板クラン
ク４５，４５ａの中心部に取り付けられたクランク回転
軸４６，４６ａによって軸支され、クランク回転軸４
６，４６ａを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸４６，４６ａの端部には駆動ギア４７，４７
ａが取り付けられ、各駆動ギア４７，４７ａは出力軸た
る回転軸４９に設置された被動ギア４８に噛合し、これ
を回転駆動する。
ク４５，４５ａの中心部に取り付けられたクランク回転
軸４６，４６ａによって軸支され、クランク回転軸４
６，４６ａを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸４６，４６ａの端部には駆動ギア４７，４７
ａが取り付けられ、各駆動ギア４７，４７ａは出力軸た
る回転軸４９に設置された被動ギア４８に噛合し、これ
を回転駆動する。
【００１５】上記構成の動作について説明すると、円筒
型ピストン１１，１１ａが互いに反対方向に上下動する
に伴い揺動アーム１５が揺動回転軸４０を軸にシーソー
運動をし、その結果、揺動回転軸４０が揺動型回転運動
をする。その運動は、揺動回転アーム４１を介してコン
ロッド４３側とコンロッド４３ａ側とに均等に振分伝動
され、それぞれ円板クランク４５，４５ａの回転運動に
変換される。さらに、円板クランク４５，４５ａの回転
運動は駆動ギア４７，４７ａに伝達され、合成されて被
動ギア４８並びにこれと一体となった回転軸４９を回転
駆動する。
型ピストン１１，１１ａが互いに反対方向に上下動する
に伴い揺動アーム１５が揺動回転軸４０を軸にシーソー
運動をし、その結果、揺動回転軸４０が揺動型回転運動
をする。その運動は、揺動回転アーム４１を介してコン
ロッド４３側とコンロッド４３ａ側とに均等に振分伝動
され、それぞれ円板クランク４５，４５ａの回転運動に
変換される。さらに、円板クランク４５，４５ａの回転
運動は駆動ギア４７，４７ａに伝達され、合成されて被
動ギア４８並びにこれと一体となった回転軸４９を回転
駆動する。
【００１６】上記動作において、円筒型ピストン１１，
１１ａの上下動に際してのコンロッド１３，１３ａの傾
きは、揺動アームピン１４，１４ａの軌跡の範囲内のも
のであるため僅かなものである。そのため、コンロッド
１３，１３ａが傾くことによってもたらされるピストン
側圧は極く僅かなものとなり、ピストン側圧が大きいこ
とに起因する振動及び騒音と摩擦損失が極めて少なくな
り、機械効率もかなり向上する。
１１ａの上下動に際してのコンロッド１３，１３ａの傾
きは、揺動アームピン１４，１４ａの軌跡の範囲内のも
のであるため僅かなものである。そのため、コンロッド
１３，１３ａが傾くことによってもたらされるピストン
側圧は極く僅かなものとなり、ピストン側圧が大きいこ
とに起因する振動及び騒音と摩擦損失が極めて少なくな
り、機械効率もかなり向上する。
【００１７】また、左右の円筒型ピストン１１，１１
ａ、ピストンピン１２，１２ａ、コンロッド１３，１３
ａ、揺動アームピン１４，１４ａ、揺動アーム１５の往
復質量がほぼ等しいので、ピストン部における不釣り合
い運動はほとんどない。さらに、揺動回転運動を回転運
動に変換する機構の動作において、揺動回転軸４０の動
力がコンロッド４３，４３ａによって均等にクランク回
転軸４６，４６ａに伝動され、駆動ギア４７，４７ａと
被動ギア４８により回転軸４９に回転駆動されるので、
不釣り合い運動は生じない。そして、コンロッド４３，
４３ａによる力の伝動が平面上となり、偶力が発生しな
い。
ａ、ピストンピン１２，１２ａ、コンロッド１３，１３
ａ、揺動アームピン１４，１４ａ、揺動アーム１５の往
復質量がほぼ等しいので、ピストン部における不釣り合
い運動はほとんどない。さらに、揺動回転運動を回転運
動に変換する機構の動作において、揺動回転軸４０の動
力がコンロッド４３，４３ａによって均等にクランク回
転軸４６，４６ａに伝動され、駆動ギア４７，４７ａと
被動ギア４８により回転軸４９に回転駆動されるので、
不釣り合い運動は生じない。そして、コンロッド４３，
４３ａによる力の伝動が平面上となり、偶力が発生しな
い。
【００１８】本発明においては上記作用により、ピスト
ン側圧による摩擦損失が減少して機械効率が向上し、ま
た、慣性力による振動及び騒音と偶力による振動及び騒
音がほとんどなくなる。
ン側圧による摩擦損失が減少して機械効率が向上し、ま
た、慣性力による振動及び騒音と偶力による振動及び騒
音がほとんどなくなる。
【００１９】次に図３乃至図５に示された実施形態につ
いて説明する。この実施形態は円弧型ピストン２１，２
１ａが円弧的往復運動をするエンジンであり、図中１，
１ａはシリンダーケースを２，２ａは弁機構を示す。
いて説明する。この実施形態は円弧型ピストン２１，２
１ａが円弧的往復運動をするエンジンであり、図中１，
１ａはシリンダーケースを２，２ａは弁機構を示す。
【００２０】円弧型ピストン２１，２１ａには、揺動ア
ーム２２とカウンターウエイト２３が固定状態に取り付
けられ、その揺動中心部、即ち、カウンタ−ウエイト２
３の中心に固定された揺動回転軸４０によって軸支され
る。揺動回転軸４０は、円弧型ピストン２１，２１ａの
円弧方向への動きに伴って、揺動アーム２２を介して揺
動回転駆動される。揺動アーム２２における揺動回転軸
４０の左右部分は、質量及び形状を等しくする。なお、
図示した例では円弧型ピストンは１対設置されている
が、これに限られる訳ではなく、複数設置したり、当機
構を複数連結したりする場合もある。
ーム２２とカウンターウエイト２３が固定状態に取り付
けられ、その揺動中心部、即ち、カウンタ−ウエイト２
３の中心に固定された揺動回転軸４０によって軸支され
る。揺動回転軸４０は、円弧型ピストン２１，２１ａの
円弧方向への動きに伴って、揺動アーム２２を介して揺
動回転駆動される。揺動アーム２２における揺動回転軸
４０の左右部分は、質量及び形状を等しくする。なお、
図示した例では円弧型ピストンは１対設置されている
が、これに限られる訳ではなく、複数設置したり、当機
構を複数連結したりする場合もある。
【００２１】揺動回転軸４０に揺動回転アーム４１が固
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム４１の両端部に
は、揺動回転アームピン４２，４２ａを介してコンロッ
ド４３，４３ａが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム４１の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド４３，４３ａの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド４３，４３ａの他端にはクランクピン４４，
４４ａが回動自在に取り付けられ、クランクピン４４，
４４ａはそれぞれ円板クランク４５，４５ａに偏心的に
連結される。
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム４１の両端部に
は、揺動回転アームピン４２，４２ａを介してコンロッ
ド４３，４３ａが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム４１の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド４３，４３ａの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド４３，４３ａの他端にはクランクピン４４，
４４ａが回動自在に取り付けられ、クランクピン４４，
４４ａはそれぞれ円板クランク４５，４５ａに偏心的に
連結される。
【００２２】円板クランク４５，４５ａは、円板クラン
ク４５，４５ａの中心部に取り付けられたクランク回転
軸４６，４６ａによって軸支され、クランク回転軸４
６，４６ａを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸４６，４６ａの端部には駆動ギア４７，４７
ａが取り付けられ、各駆動ギア４７，４７ａは出力軸た
る回転軸４９に設置された被動ギア４８に噛合し、これ
を回転駆動する。
ク４５，４５ａの中心部に取り付けられたクランク回転
軸４６，４６ａによって軸支され、クランク回転軸４
６，４６ａを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸４６，４６ａの端部には駆動ギア４７，４７
ａが取り付けられ、各駆動ギア４７，４７ａは出力軸た
る回転軸４９に設置された被動ギア４８に噛合し、これ
を回転駆動する。
【００２３】上記構成の動作について説明すると、円弧
型ピストン２１，２１ａが互いに反対方向に円弧動する
に伴い、揺動アーム２２が揺動回転軸４０を軸にシーソ
ー運動をし、その結果、揺動回転軸４０が揺動型回転運
動をする。その運動は、揺動回転アーム４１を介してコ
ンロッド４３側とコンロッド４３ａ側とに均等に振分伝
動され、それぞれ円板クランク４５，４５ａの回転運動
に変換される。さらに、円板クランク４５，４５ａの回
転運動は駆動ギア４７，４７ａに伝達され、合成されて
被動ギア４８並びにこれと一体となった回転軸４９を回
転駆動する。
型ピストン２１，２１ａが互いに反対方向に円弧動する
に伴い、揺動アーム２２が揺動回転軸４０を軸にシーソ
ー運動をし、その結果、揺動回転軸４０が揺動型回転運
動をする。その運動は、揺動回転アーム４１を介してコ
ンロッド４３側とコンロッド４３ａ側とに均等に振分伝
動され、それぞれ円板クランク４５，４５ａの回転運動
に変換される。さらに、円板クランク４５，４５ａの回
転運動は駆動ギア４７，４７ａに伝達され、合成されて
被動ギア４８並びにこれと一体となった回転軸４９を回
転駆動する。
【００２４】上記動作において、円弧型ピストン２１，
２１ａの円弧動に際してのピストン側圧はなくなり、ピ
ストン側圧が大きいことに起因する振動及び騒音と摩擦
損失がなくなり、機械効率が大幅に向上する。
２１ａの円弧動に際してのピストン側圧はなくなり、ピ
ストン側圧が大きいことに起因する振動及び騒音と摩擦
損失がなくなり、機械効率が大幅に向上する。
【００２５】また、左右の円弧型ピストン２１，２１
ａ、揺動アーム２２、カウンターウエイト２３の不釣り
合い運動はない。さらに、揺動回転運動を回転運動に変
換する機構の動作において、揺動回転軸４０の動力がコ
ンロッド４３，４３ａによって均等にクランク回転軸４
６，４６ａに伝動され、駆動ギア４７，４７ａと被動ギ
ア４８により回転軸４９に回転駆動されるので、不釣り
合い運動は生じない。そして、コンロッド４３，４３ａ
による力の伝動が平面上となり、偶力が発生しない。
ａ、揺動アーム２２、カウンターウエイト２３の不釣り
合い運動はない。さらに、揺動回転運動を回転運動に変
換する機構の動作において、揺動回転軸４０の動力がコ
ンロッド４３，４３ａによって均等にクランク回転軸４
６，４６ａに伝動され、駆動ギア４７，４７ａと被動ギ
ア４８により回転軸４９に回転駆動されるので、不釣り
合い運動は生じない。そして、コンロッド４３，４３ａ
による力の伝動が平面上となり、偶力が発生しない。
【００２６】本発明においては上記作用により、ピスト
ン側圧による摩擦損失がなくなり機械効率が大幅に向上
する。また、慣性力による振動及び騒音と偶力による振
動及び騒音がなくなる。さらに、円弧ピストンなどの往
復質量を従来の往復ピストン機関の往復質量の半分以下
に設計することが出来るので、出力性能が大幅に向上す
る。
ン側圧による摩擦損失がなくなり機械効率が大幅に向上
する。また、慣性力による振動及び騒音と偶力による振
動及び騒音がなくなる。さらに、円弧ピストンなどの往
復質量を従来の往復ピストン機関の往復質量の半分以下
に設計することが出来るので、出力性能が大幅に向上す
る。
【００２７】続いて図６乃至図８に示された実施形態に
ついて説明する。この実施形態は翼型ピストン３１，３
１ａが円弧的往復運動をする複動機関たるエンジンで、
容積型のタービンエンジンということができる。図中
１，１ａはシリンダーケースを、２，２ａ，２ｂ，２ｃ
は弁機構を示している。
ついて説明する。この実施形態は翼型ピストン３１，３
１ａが円弧的往復運動をする複動機関たるエンジンで、
容積型のタービンエンジンということができる。図中
１，１ａはシリンダーケースを、２，２ａ，２ｂ，２ｃ
は弁機構を示している。
【００２８】翼型ピストン３１，３１ａには揺動アーム
３２が固定状態に取り付けられ、その揺動中心部に固定
された揺動回転軸４０によって翼型ピストン３１，３１
ａが軸支される。揺動回転軸４０は、翼型ピストン３
１，３１ａの円弧方向への動きに伴って、揺動アーム３
２を介して揺動回転駆動される。揺動アーム３２におけ
る揺動回転軸４０の左右部分は、質量及び形状を等しく
する。なお、図示した例では翼型ピストンは１対設置さ
れているが、これに限られる訳ではなく、多数対にした
り、複数設置したり、当機構を複数連結したりする場合
もある。
３２が固定状態に取り付けられ、その揺動中心部に固定
された揺動回転軸４０によって翼型ピストン３１，３１
ａが軸支される。揺動回転軸４０は、翼型ピストン３
１，３１ａの円弧方向への動きに伴って、揺動アーム３
２を介して揺動回転駆動される。揺動アーム３２におけ
る揺動回転軸４０の左右部分は、質量及び形状を等しく
する。なお、図示した例では翼型ピストンは１対設置さ
れているが、これに限られる訳ではなく、多数対にした
り、複数設置したり、当機構を複数連結したりする場合
もある。
【００２９】揺動回転軸４０に揺動回転アーム４１が固
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム４１の両端部に
は、揺動回転アームピン４２，４２ａを介してコンロッ
ド４３，４３ａが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム４１の揺動回転半径並びにコンロッド４３，４３
ａの質量及び形状はそれぞれ等しくする。コンロッド４
３，４３ａの他端には、クランクピン４４，４４ａが回
動自在に取り付けられ、クランクピン４４，４４ａはそ
れぞれ円板クランク４５，４５ａに偏心的に連結され
る。
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム４１の両端部に
は、揺動回転アームピン４２，４２ａを介してコンロッ
ド４３，４３ａが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム４１の揺動回転半径並びにコンロッド４３，４３
ａの質量及び形状はそれぞれ等しくする。コンロッド４
３，４３ａの他端には、クランクピン４４，４４ａが回
動自在に取り付けられ、クランクピン４４，４４ａはそ
れぞれ円板クランク４５，４５ａに偏心的に連結され
る。
【００３０】円板クランク４５，４５ａは、円板クラン
ク４５，４５ａの中心部に取り付けられたクランク回転
軸４６，４６ａによって軸支され、クランク回転軸４
６，４６ａを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸４６，４６ａの端部には駆動ギア４７，４７
ａが取り付けられ、各駆動ギア４７，４７ａは出力軸た
る回転軸４９に設置された被動ギア４８に噛合し、これ
を回転駆動する。
ク４５，４５ａの中心部に取り付けられたクランク回転
軸４６，４６ａによって軸支され、クランク回転軸４
６，４６ａを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸４６，４６ａの端部には駆動ギア４７，４７
ａが取り付けられ、各駆動ギア４７，４７ａは出力軸た
る回転軸４９に設置された被動ギア４８に噛合し、これ
を回転駆動する。
【００３１】上記構成の動作について説明すると、翼型
ピストン３１，３１ａが互いに反対方向に円弧動するに
伴い、揺動アーム３２が揺動回転軸４０を軸にシーソー
運動をし、その結果、揺動回転軸４０が揺動型回転運動
をする。その運動は、揺動回転アーム４１を介してコン
ロッド４３側とコンロッド４３ａ側とに均等に振分伝動
され、それぞれ円板クランク４５，４５ａの回転運動に
変換される。さらに、円板クランク４５，４５ａの回転
運動は駆動ギア４７，４７ａに伝達され、合成されて被
動ギア４８並びにこれと一体となった回転軸４９を回転
駆動する。
ピストン３１，３１ａが互いに反対方向に円弧動するに
伴い、揺動アーム３２が揺動回転軸４０を軸にシーソー
運動をし、その結果、揺動回転軸４０が揺動型回転運動
をする。その運動は、揺動回転アーム４１を介してコン
ロッド４３側とコンロッド４３ａ側とに均等に振分伝動
され、それぞれ円板クランク４５，４５ａの回転運動に
変換される。さらに、円板クランク４５，４５ａの回転
運動は駆動ギア４７，４７ａに伝達され、合成されて被
動ギア４８並びにこれと一体となった回転軸４９を回転
駆動する。
【００３２】上記動作において、翼型ピストン３１，３
１ａの円弧動に際してのピストン側圧はなくなり、ピス
トン側圧が大きいことに起因する振動及び騒音と摩擦損
失がなくなり、機械効率が大幅に向上する。
１ａの円弧動に際してのピストン側圧はなくなり、ピス
トン側圧が大きいことに起因する振動及び騒音と摩擦損
失がなくなり、機械効率が大幅に向上する。
【００３３】また、左右の翼型ピストン３１，３１ａ、
揺動アーム３２の不釣り合い運動はない。さらに、揺動
回転運動を回転運動に変換する機構の動作において、揺
動回転軸４０の動力がコンロッド４３，４３ａによって
均等にクランク回転軸４６，４６ａに伝動され、駆動ギ
ア４７，４７ａと被動ギア４８により回転軸４９に回転
駆動されるので、不釣り合い運動は生じない。そして、
コンロッド４３，４３ａによる力の伝動が平面上とな
り、偶力が発生しない。
揺動アーム３２の不釣り合い運動はない。さらに、揺動
回転運動を回転運動に変換する機構の動作において、揺
動回転軸４０の動力がコンロッド４３，４３ａによって
均等にクランク回転軸４６，４６ａに伝動され、駆動ギ
ア４７，４７ａと被動ギア４８により回転軸４９に回転
駆動されるので、不釣り合い運動は生じない。そして、
コンロッド４３，４３ａによる力の伝動が平面上とな
り、偶力が発生しない。
【００３４】本発明においては上記作用により、ピスト
ン側圧による摩擦損失がなくなり機械効率が大幅に向上
する。また、慣性力による振動及び騒音と偶力による振
動及び騒音がなくなる。さらに、翼ピストンなどの往復
質量を従来の往復ピストン機関の往復質量の４分の１以
下に設計することが出来るので、出力性能が大幅に向上
する。そして、複動式により従来の往復ピストン機関の
容積の３分の１以下に設計することが出来るので、小
型，軽量，低コストになる。
ン側圧による摩擦損失がなくなり機械効率が大幅に向上
する。また、慣性力による振動及び騒音と偶力による振
動及び騒音がなくなる。さらに、翼ピストンなどの往復
質量を従来の往復ピストン機関の往復質量の４分の１以
下に設計することが出来るので、出力性能が大幅に向上
する。そして、複動式により従来の往復ピストン機関の
容積の３分の１以下に設計することが出来るので、小
型，軽量，低コストになる。
【００３５】最後に、図９及び図１０に示された実施形
態について説明する。この実施形態は、往復運動を回転
運動に、あるいは、回転運動を往復運動に変換するリン
ク機構である。
態について説明する。この実施形態は、往復運動を回転
運動に、あるいは、回転運動を往復運動に変換するリン
ク機構である。
【００３６】揺動回転軸４０に揺動回転アーム４１が固
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム４１の両端部に
は、揺動回転アームピン４２，４２ａを介してコンロッ
ド４３，４３ａが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム４１の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド４３，４３ａの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド４３，４３ａの他端にはクランクピン４４，
４４ａが回動自在に取り付けられ、クランクピン４４，
４４ａはそれぞれ円板クランク４５，４５ａに偏心的に
連結される。
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム４１の両端部に
は、揺動回転アームピン４２，４２ａを介してコンロッ
ド４３，４３ａが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム４１の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド４３，４３ａの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド４３，４３ａの他端にはクランクピン４４，
４４ａが回動自在に取り付けられ、クランクピン４４，
４４ａはそれぞれ円板クランク４５，４５ａに偏心的に
連結される。
【００３７】円板クランク４５，４５ａは、円板クラン
ク４５，４５ａの中心部に取り付けられたクランク回転
軸４６，４６ａによって軸支され、クランク回転軸４
６，４６ａを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸４６，４６ａの端部には駆動ギア４７，４７
ａが取り付けられ、各駆動ギア４７，４７ａは出力軸た
る回転軸４９に設置された被動ギア４８に噛合し、これ
を回転駆動する。
ク４５，４５ａの中心部に取り付けられたクランク回転
軸４６，４６ａによって軸支され、クランク回転軸４
６，４６ａを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸４６，４６ａの端部には駆動ギア４７，４７
ａが取り付けられ、各駆動ギア４７，４７ａは出力軸た
る回転軸４９に設置された被動ギア４８に噛合し、これ
を回転駆動する。
【００３８】上記構成の動作について説明すると、揺動
回転軸４０が揺動型回転運動をすると、その運動は揺動
回転アーム４１を介してコンロッド４３側とコンロッド
４３ａ側とに均等に振分伝動され、それぞれ円板クラン
ク４５，４５ａの回転運動に変換される。さらに、円板
クランク４５，４５ａの回転運動は駆動ギア４７，４７
ａに伝達され、合成されて被動ギア４８並びにこれと一
体となった回転軸４９を回転駆動する。
回転軸４０が揺動型回転運動をすると、その運動は揺動
回転アーム４１を介してコンロッド４３側とコンロッド
４３ａ側とに均等に振分伝動され、それぞれ円板クラン
ク４５，４５ａの回転運動に変換される。さらに、円板
クランク４５，４５ａの回転運動は駆動ギア４７，４７
ａに伝達され、合成されて被動ギア４８並びにこれと一
体となった回転軸４９を回転駆動する。
【００３９】上記動作において、揺動回転軸４０の動力
がコンロッド４３，４３ａによって均等にクランク回転
軸４６，４６ａに伝動され、駆動ギア４７，４７ａと被
動ギア４８により回転軸４９に回転駆動されるので、不
釣り合い運動は生じない。そして、コンロッド４３，４
３ａによる力の伝動が平面上となり、偶力が発生しな
い。
がコンロッド４３，４３ａによって均等にクランク回転
軸４６，４６ａに伝動され、駆動ギア４７，４７ａと被
動ギア４８により回転軸４９に回転駆動されるので、不
釣り合い運動は生じない。そして、コンロッド４３，４
３ａによる力の伝動が平面上となり、偶力が発生しな
い。
【００４０】本発明においては上記作用により、慣性力
による振動及び騒音と偶力による振動及び騒音がなくな
る。また、コンロッド及びクランク回転半径を小型に設
計出来るので、剛性が向上して振動及び騒音が低減す
る。さらに、クランクピン及びクランク回転軸を小径に
設計出来るので、摩擦損失が低減する。故に、低振動，
低騒音で高効率な往復運動を回転運動に、あるいは、回
転運動を往復運動に変換する機構が得られる。
による振動及び騒音と偶力による振動及び騒音がなくな
る。また、コンロッド及びクランク回転半径を小型に設
計出来るので、剛性が向上して振動及び騒音が低減す
る。さらに、クランクピン及びクランク回転軸を小径に
設計出来るので、摩擦損失が低減する。故に、低振動，
低騒音で高効率な往復運動を回転運動に、あるいは、回
転運動を往復運動に変換する機構が得られる。
【００４１】
【発明の効果】本発明は上述した通りであって、本発明
に係る往復ピストン機関によれば、ピストンスラップ及
び偶力による振動，騒音がなくなり、また、ピストン側
圧がなくなるのと、クランクピン及びクランク回転軸の
小径化設計と複動式により、摩擦損失を大幅に低減し
て、機械効率を大幅に向上させることができる。さら
に、往復質量を従来の往復ピストン機関に比較して大幅
に軽量化した設計とすることができ、出力性能を大幅に
向上させることができる。そして、従来の往復ピストン
機関に比較して、容積で３分の１以下の設計とすること
が出来るので、小型，軽量，低コスト化の実現が可能と
なる。
に係る往復ピストン機関によれば、ピストンスラップ及
び偶力による振動，騒音がなくなり、また、ピストン側
圧がなくなるのと、クランクピン及びクランク回転軸の
小径化設計と複動式により、摩擦損失を大幅に低減し
て、機械効率を大幅に向上させることができる。さら
に、往復質量を従来の往復ピストン機関に比較して大幅
に軽量化した設計とすることができ、出力性能を大幅に
向上させることができる。そして、従来の往復ピストン
機関に比較して、容積で３分の１以下の設計とすること
が出来るので、小型，軽量，低コスト化の実現が可能と
なる。
【００４２】そして、燃料、電力の消費を抑えて、ＣＯ
2 排出削減に多大に貢献し得るものである。
2 排出削減に多大に貢献し得るものである。
【図１】 本発明に係る円筒型ピストン機関のピストン
部断面図及び正面図である。
部断面図及び正面図である。
【図２】 本発明に係る円筒型ピストン機関の平面図で
ある。
ある。
【図３】 本発明に係る円弧型ピストン機関のピストン
部断面図である。
部断面図である。
【図４】 本発明に係る円弧型ピストン機関の正面図で
ある。
ある。
【図５】 本発明に係る円弧型ピストン機関の平面図で
ある。
ある。
【図６】 本発明に係る翼型ピストン機関のピストン部
断面図である。
断面図である。
【図７】 本発明に係る翼型ピストン機関の正面図であ
る。
る。
【図８】 本発明に係る翼型ピストン機関の平面図であ
る。
る。
【図９】 本発明に係るリンク機構の正面図である。
【図10】 本発明に係るリンク機構の平面図である。
１１ 円筒型ピストン １１ａ 円筒型ピストン １２ ピストンピン １２ａ ピストンピン １３ コンロッド １３ａ コンロッド １４ 揺動アームピン １４ａ 揺動アームピン １５ 揺動アーム ２１ 円弧型ピストン ２１ａ 円弧型ピストン ２２ 揺動アーム ２３ カウンターウエイト ３１ 翼型ピストン ３１ａ 翼型ピストン ３２ 揺動アーム ４０ 揺動回転軸 ４１ 揺動回転アーム ４２ 揺動回転アームピン ４２ａ 揺動回転アームピン ４３ コンロッド ４３ａ コンロッド ４４ クランクピン ４４ａ クランクピン ４５ 円板クランク ４５ａ 円板クランク ４６ クランク回転軸 ４６ａ クランク回転軸 ４７ 駆動ギア ４７ａ 駆動ギア ４８ 被動ギア ４９ 回転軸
Claims (4)
- 【請求項１】 相関的に逆方向に移動する少なくとも一
対の円筒型ピストンの往復直線運動を、質量及び揺動回
転半径の等しい左右部分を有する揺動アームを介して揺
動型回転運動に変換した後、その運動をコネクティング
ロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達
し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換
して出力することを特徴とする往復動ピストン機関。 - 【請求項２】 相関的に逆方向に移動する少なくとも一
対の円弧型ピストンの往復円弧運動を、質量及び揺動回
転半径の等しい左右部分を有する揺動アームを介して揺
動型回転運動に変換した後、その運動をコネクティング
ロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達
し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換
して出力することを特徴とする往復動ピストン機関。 - 【請求項３】 相関的に逆方向に移動する少なくとも一
対の翼型ピストンの往復円弧運動を、質量及び揺動回転
半径の等しい左右部分を有する揺動アームを介して揺動
型回転運動に変換した後、その運動をコネクティンゴロ
ッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達し、
前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換して
出力することを特徴とする往復動ピストン機関。 - 【請求項４】 揺動回転軸の揺動型回転運動をコネクテ
ィングロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に
伝達し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に
変換して出力することを特徴とするリンク機構。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15322298A JPH11343801A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 往復動ピストン機関及びリンク機構 |
| TW87121873A TW387035B (en) | 1998-06-02 | 1998-12-30 | Reciprocating piston engine and linking mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15322298A JPH11343801A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 往復動ピストン機関及びリンク機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11343801A true JPH11343801A (ja) | 1999-12-14 |
Family
ID=15557732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15322298A Pending JPH11343801A (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | 往復動ピストン機関及びリンク機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11343801A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008533362A (ja) * | 2005-03-11 | 2008-08-21 | ツアー エンジン インコーポレーティッド | ダブルピストンサイクル機関 |
| KR101527916B1 (ko) * | 2014-09-23 | 2015-06-16 | 김수호 | 진동하는 진동축과 회전하는 크랭크축이 서로 연결되어 작동되는 내연기관 |
| CN104727940A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-06-24 | 杨复山 | 直轴内燃机 |
| JP6140876B1 (ja) * | 2016-11-04 | 2017-05-31 | 富雄 柿見 | 円弧型シリンダーポンプ |
-
1998
- 1998-06-02 JP JP15322298A patent/JPH11343801A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008533362A (ja) * | 2005-03-11 | 2008-08-21 | ツアー エンジン インコーポレーティッド | ダブルピストンサイクル機関 |
| JP2012180835A (ja) * | 2005-03-11 | 2012-09-20 | Tour Engine Inc | ダブルピストンサイクル機関 |
| KR101321558B1 (ko) * | 2005-03-11 | 2013-10-22 | 투어 엔진 인코퍼레이티드 | 이중 피스톤 싸이클 엔진 |
| KR101527916B1 (ko) * | 2014-09-23 | 2015-06-16 | 김수호 | 진동하는 진동축과 회전하는 크랭크축이 서로 연결되어 작동되는 내연기관 |
| WO2016047987A1 (ko) * | 2014-09-23 | 2016-03-31 | 김수호 | 진동하는 진동축과 회전하는 크랭크축이 서로 연결되어 작동되는 내연기관 |
| CN104727940A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-06-24 | 杨复山 | 直轴内燃机 |
| JP6140876B1 (ja) * | 2016-11-04 | 2017-05-31 | 富雄 柿見 | 円弧型シリンダーポンプ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050125 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060531 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061005 |