JP2523067B2 - 出力制御機構を備えた往復動機関 - Google Patents
出力制御機構を備えた往復動機関Info
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- JP2523067B2 JP2523067B2 JP3258628A JP25862891A JP2523067B2 JP 2523067 B2 JP2523067 B2 JP 2523067B2 JP 3258628 A JP3258628 A JP 3258628A JP 25862891 A JP25862891 A JP 25862891A JP 2523067 B2 JP2523067 B2 JP 2523067B2
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- piston
- output control
- control mechanism
- reciprocating
- reciprocating engine
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、往復動機関のピストン
のストロークを、動作中でも連続的に無段階で調整でき
るようにした出力制御機構を備えた往復動機関に関する
ものである。
のストロークを、動作中でも連続的に無段階で調整でき
るようにした出力制御機構を備えた往復動機関に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】往復動ポンプのピストンのストロークを
調整するための技術が、実公昭５６−２０５３５号公報
や実公昭４７−１９７７２号公報および特公昭４７−４
８５２１号公報で提案されている。
調整するための技術が、実公昭５６−２０５３５号公報
や実公昭４７−１９７７２号公報および特公昭４７−４
８５２１号公報で提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の公報に示された
従来の技術にあっては、いずれも往復動ポンプの動作中
にはピストンのストロークを調整することができない。
そこで、動作中に吐出容積および圧縮比を変更すること
ができないという問題点があった。
従来の技術にあっては、いずれも往復動ポンプの動作中
にはピストンのストロークを調整することができない。
そこで、動作中に吐出容積および圧縮比を変更すること
ができないという問題点があった。
【０００４】本発明は、上記した従来技術の問題点を解
決するためになされたもので、動作中であってもピスト
ンのストロークを調整し得る出力制御機構を備えた往復
動機関を提供することを目的とする。
決するためになされたもので、動作中であってもピスト
ンのストロークを調整し得る出力制御機構を備えた往復
動機関を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の出力制御機構を備えた往復動機関は、回
転軸に対して、クランクアームの長さは変化し得るが相
対的に回動しないようにしてクランクピンを設け、この
クランクピンの回転運動軌跡が前記回転軸と直交する面
内で楕円となるように楕円案内部材で前記クランクピン
の運動を規制するとともに、前記楕円の長軸とピストン
の往復動方向とのなす角度をすくなくとも零から９０度
の範囲で調整できるように前記楕円案内部材を設け、前
記クランクピンに連接棒の大端部を回転自在に連結して
構成されている。
めに、本発明の出力制御機構を備えた往復動機関は、回
転軸に対して、クランクアームの長さは変化し得るが相
対的に回動しないようにしてクランクピンを設け、この
クランクピンの回転運動軌跡が前記回転軸と直交する面
内で楕円となるように楕円案内部材で前記クランクピン
の運動を規制するとともに、前記楕円の長軸とピストン
の往復動方向とのなす角度をすくなくとも零から９０度
の範囲で調整できるように前記楕円案内部材を設け、前
記クランクピンに連接棒の大端部を回転自在に連結して
構成されている。
【０００６】そして、前記楕円案内部材を、前記クラン
クピンの両端部がそれぞれに挿入される楕円溝が設けら
れた一対の楕円溝板で構成しても良い。
クピンの両端部がそれぞれに挿入される楕円溝が設けら
れた一対の楕円溝板で構成しても良い。
【０００７】また、前記クランクアームが、小径管と大
径管をテレスコピック状に嵌合して伸縮自在に構成して
も良い。
径管をテレスコピック状に嵌合して伸縮自在に構成して
も良い。
【０００８】さらに、前記楕円案内部材に第１の制御用
モータを駆動連結して、前記楕円の長軸とピストンの往
復動方向とのなす角度を調整するように構成しても良
い。
モータを駆動連結して、前記楕円の長軸とピストンの往
復動方向とのなす角度を調整するように構成しても良
い。
【０００９】そして、シリンダに対してシリンダヘッド
の位置をピストンの往復動方向に調整できるようにする
とともに、このシリンダヘッドにピストンの往復動方向
に配設された吸入管と排出管をそれぞれテレスコピック
状に外部吸入管と外部排出管に伸縮自在に連通して構成
しても良い。
の位置をピストンの往復動方向に調整できるようにする
とともに、このシリンダヘッドにピストンの往復動方向
に配設された吸入管と排出管をそれぞれテレスコピック
状に外部吸入管と外部排出管に伸縮自在に連通して構成
しても良い。
【００１０】そしてさらに、、前記シリンダヘッドをピ
ストンの往復動方向に移動させるためのねじ対偶を設
け、このねじ対偶のいずれか一方に第２の制御用モータ
を駆動連結して、前記シリンダヘッドの位置を調整する
ように構成することもできる。
ストンの往復動方向に移動させるためのねじ対偶を設
け、このねじ対偶のいずれか一方に第２の制御用モータ
を駆動連結して、前記シリンダヘッドの位置を調整する
ように構成することもできる。
【００１１】また、前記楕円案内部材に第１の制御用モ
ータを駆動連結し、シリンダヘッドの位置をピストンの
往復動方向に調整できるようにするとともにこのシリン
ダヘッドを移動させる第２の制御用モータを駆動連結
し、制御手段により、前記楕円案内部材の楕円の長軸と
ピストンの往復動方向とのなす角度の調整によるストロ
ーク変化に連動させて前記シリンダヘッドの位置を変化
させ、吐出容積が変更されても圧縮比が同一となるよう
に構成しても良い。
ータを駆動連結し、シリンダヘッドの位置をピストンの
往復動方向に調整できるようにするとともにこのシリン
ダヘッドを移動させる第２の制御用モータを駆動連結
し、制御手段により、前記楕円案内部材の楕円の長軸と
ピストンの往復動方向とのなす角度の調整によるストロ
ーク変化に連動させて前記シリンダヘッドの位置を変化
させ、吐出容積が変更されても圧縮比が同一となるよう
に構成しても良い。
【００１２】
【作 用】請求項１記載のものは、クランクピンの回転
運動軌跡が楕円であり、この楕円の長軸とピストンの往
復動方向のなす角度を零とすれば最もピストンのストロ
ークが長くなり、角度を直交とすれば最もピストンのス
トロークが短かくなる。そこで、動作中であっても、こ
の楕円の回転運動軌跡を規制する楕円案内部材を調整し
て楕円の長軸とピストンの往復動方向のなす角度を調整
することで、ピストンのストロークを変更させ得る。
運動軌跡が楕円であり、この楕円の長軸とピストンの往
復動方向のなす角度を零とすれば最もピストンのストロ
ークが長くなり、角度を直交とすれば最もピストンのス
トロークが短かくなる。そこで、動作中であっても、こ
の楕円の回転運動軌跡を規制する楕円案内部材を調整し
て楕円の長軸とピストンの往復動方向のなす角度を調整
することで、ピストンのストロークを変更させ得る。
【００１３】そして、請求項２記載のものは、楕円溝が
設けられた一対の楕円溝板で楕円案内部材が構成されて
いるので、簡単な構造によってクランクピンの回転運動
軌跡を楕円とすることができる。しかも、楕円溝板を調
整することで、楕円の長軸とピストンの往復動方向との
なす角度を容易に調整し得る。
設けられた一対の楕円溝板で楕円案内部材が構成されて
いるので、簡単な構造によってクランクピンの回転運動
軌跡を楕円とすることができる。しかも、楕円溝板を調
整することで、楕円の長軸とピストンの往復動方向との
なす角度を容易に調整し得る。
【００１４】また、請求項３記載のものは、テレスコピ
ック状に嵌合した小径管と大径管によってクランクアー
ムを伸縮自在としたので、簡単な構造によりクランクピ
ンの回転運動軌跡が楕円となるのを許容し得る。
ック状に嵌合した小径管と大径管によってクランクアー
ムを伸縮自在としたので、簡単な構造によりクランクピ
ンの回転運動軌跡が楕円となるのを許容し得る。
【００１５】さらに、請求項４記載のものは、第１の制
御用モータを楕円案内部材に駆動連結したので、このモ
ータを適宜に駆動制御することによって楕円案内部材を
調整してピストンのストロークを調整し得る。
御用モータを楕円案内部材に駆動連結したので、このモ
ータを適宜に駆動制御することによって楕円案内部材を
調整してピストンのストロークを調整し得る。
【００１６】そして、請求項５記載のものは、シリンダ
に対してシリンダヘッドの位置をピストンの往復動方向
に調整できるようにしたので、隙間行程の変更がなし得
る。
に対してシリンダヘッドの位置をピストンの往復動方向
に調整できるようにしたので、隙間行程の変更がなし得
る。
【００１７】そしてさらに、請求項６記載のものは、シ
リンダヘッドをピストンの往復動方向に移動させる第２
の制御用モータを設けたので、このモータを駆動制御す
ることによって、簡単に制御手段等で自動的に隙間行程
を調整し得る。
リンダヘッドをピストンの往復動方向に移動させる第２
の制御用モータを設けたので、このモータを駆動制御す
ることによって、簡単に制御手段等で自動的に隙間行程
を調整し得る。
【００１８】また、請求項７記載のものは、第１と第２
の制御用モータによって、ピストンのストロークと隙間
行程がともに調整できるので、ピストンのストロークの
変更に応じて隙間行程を変更することによって、圧縮比
を同一のままで吐出容積のみを変更し得る。
の制御用モータによって、ピストンのストロークと隙間
行程がともに調整できるので、ピストンのストロークの
変更に応じて隙間行程を変更することによって、圧縮比
を同一のままで吐出容積のみを変更し得る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を図１ないし図６を参照して説
明する。図１は、本発明の出力制御機構を備えた往復動
機関のピストンのストロークの調整を説明する図であ
り、図２は、クランクピンの回転運動軌跡を楕円とする
機構部の一実施例の縦断面図であり、図３は、図２のＡ
−Ａ矢視断面図であり、図４は、ヘッドシリンダがピス
トンの往復動方向に移動できる構造を示す一実施例の縦
断面図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ矢視断面図であ
り、図６は、往復動機関の出力を自動制御するための一
実施例のブロック回路図である。
明する。図１は、本発明の出力制御機構を備えた往復動
機関のピストンのストロークの調整を説明する図であ
り、図２は、クランクピンの回転運動軌跡を楕円とする
機構部の一実施例の縦断面図であり、図３は、図２のＡ
−Ａ矢視断面図であり、図４は、ヘッドシリンダがピス
トンの往復動方向に移動できる構造を示す一実施例の縦
断面図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ矢視断面図であ
り、図６は、往復動機関の出力を自動制御するための一
実施例のブロック回路図である。
【００２０】まず、図１を参照して、本発明によってピ
ストンのストロークが調整できることを説明する。回転
軸１０に、相対的回転しないが長さを変化し得るクラン
クアーム１２が固定される。そして、このクランクアー
ム１２の遊端に設けられたクランクピン１４が、回転軸
１０と直交する面に楕円形状で設けた楕円溝１６に係合
されるとともに、連接棒１８の大端部に回転自在に連結
される。さらに、連接棒１８の小端部がピストン２０に
連結され、このピストン２０がシリンダ２２内を往復動
自在に構成される。また、楕円溝１６が設けられた楕円
溝板２４は、楕円溝１６の長軸とピストン２０の往復動
方向とのなす角度がすくなくとも零から９０度の範囲で
調整できるように構成されている。
ストンのストロークが調整できることを説明する。回転
軸１０に、相対的回転しないが長さを変化し得るクラン
クアーム１２が固定される。そして、このクランクアー
ム１２の遊端に設けられたクランクピン１４が、回転軸
１０と直交する面に楕円形状で設けた楕円溝１６に係合
されるとともに、連接棒１８の大端部に回転自在に連結
される。さらに、連接棒１８の小端部がピストン２０に
連結され、このピストン２０がシリンダ２２内を往復動
自在に構成される。また、楕円溝１６が設けられた楕円
溝板２４は、楕円溝１６の長軸とピストン２０の往復動
方向とのなす角度がすくなくとも零から９０度の範囲で
調整できるように構成されている。
【００２１】かかる構成において、図１の（ａ）のごと
く、楕円溝１６の長軸とピストン２０の往復動方向との
なす角度が零の状態で回転軸１０を回転駆動させると、
クランクアーム１２は伸縮しながらクランクピン１４が
楕円溝１６に規制されながら楕円の回転運動軌跡で回転
される。すると、このクランクピン１４の楕円の回転運
動軌跡に基づき、連接棒１８によりピストン２０がシリ
ンダ２２内で往復動される。このピストン２０のストロ
ークは、楕円の長軸の長さＳ1である。ここで、隙間行
程をＣ1とすれば、圧縮比は、１＋Ｓ1／Ｃ1である。
く、楕円溝１６の長軸とピストン２０の往復動方向との
なす角度が零の状態で回転軸１０を回転駆動させると、
クランクアーム１２は伸縮しながらクランクピン１４が
楕円溝１６に規制されながら楕円の回転運動軌跡で回転
される。すると、このクランクピン１４の楕円の回転運
動軌跡に基づき、連接棒１８によりピストン２０がシリ
ンダ２２内で往復動される。このピストン２０のストロ
ークは、楕円の長軸の長さＳ1である。ここで、隙間行
程をＣ1とすれば、圧縮比は、１＋Ｓ1／Ｃ1である。
【００２２】また、楕円溝板２４を回転調整して、図１
の（ｃ）のごとく、楕円溝１６の長軸とピストン２０の
往復動方向とのなす角度を９０度として回転軸１０を回
転駆動させると、クランクピン１４は楕円の回転運動軌
跡を描き、ピストン２０がシリンダ２２内を往復動され
るが、そのストロークは、楕円の短軸の長さＳ2であ
る。ここで、隙間行程Ｃ2は、Ｃ1＋（Ｓ1−Ｓ2）／２で
あり、圧縮比は、１＋Ｓ2／｛Ｃ1＋（Ｓ1−Ｓ2）／２｝
である。
の（ｃ）のごとく、楕円溝１６の長軸とピストン２０の
往復動方向とのなす角度を９０度として回転軸１０を回
転駆動させると、クランクピン１４は楕円の回転運動軌
跡を描き、ピストン２０がシリンダ２２内を往復動され
るが、そのストロークは、楕円の短軸の長さＳ2であ
る。ここで、隙間行程Ｃ2は、Ｃ1＋（Ｓ1−Ｓ2）／２で
あり、圧縮比は、１＋Ｓ2／｛Ｃ1＋（Ｓ1−Ｓ2）／２｝
である。
【００２３】このように、楕円の長軸とピストン２０の
往復動方向とのなす角度を零から９０度まで変化させる
ことによって、ピストン２０のストロークは、楕円の長
軸と短軸の長さＳ1〜Ｓ2の範囲で調整可能である。ま
た、このストロークの調整に伴なって圧縮比が変化す
る。そこで、図１の（ｂ）のごとく、楕円の長軸とピス
トン２０の往復動方向とのなす角度θを、適宜に設定す
ることで、Ｓ1〜Ｓ2の範囲で任意のピストン２０のスト
ロークを得ることができる。例えば、長軸の長さＳ1を
２００ｍｍ、短軸の長さＳ2を１５０ｍｍとし、最大圧
縮時の隙間行程Ｃ1を２０ｍｍとすれば、楕円の長軸を
ピストン２０の往復動方向とのなす角度を零としたとき
のストロークは２００ｍｍで圧縮比は「１１」である。
また、長軸となす角度を９０°としたときのストローク
は１５０ｍｍで圧縮比は約「４．３３」である。したが
って、楕円溝板２４を回転調整することで、ストローク
で１５０〜２００ｍｍ、そして圧縮比で４．３３〜１１
までの範囲で連続的に調整することができる。
往復動方向とのなす角度を零から９０度まで変化させる
ことによって、ピストン２０のストロークは、楕円の長
軸と短軸の長さＳ1〜Ｓ2の範囲で調整可能である。ま
た、このストロークの調整に伴なって圧縮比が変化す
る。そこで、図１の（ｂ）のごとく、楕円の長軸とピス
トン２０の往復動方向とのなす角度θを、適宜に設定す
ることで、Ｓ1〜Ｓ2の範囲で任意のピストン２０のスト
ロークを得ることができる。例えば、長軸の長さＳ1を
２００ｍｍ、短軸の長さＳ2を１５０ｍｍとし、最大圧
縮時の隙間行程Ｃ1を２０ｍｍとすれば、楕円の長軸を
ピストン２０の往復動方向とのなす角度を零としたとき
のストロークは２００ｍｍで圧縮比は「１１」である。
また、長軸となす角度を９０°としたときのストローク
は１５０ｍｍで圧縮比は約「４．３３」である。したが
って、楕円溝板２４を回転調整することで、ストローク
で１５０〜２００ｍｍ、そして圧縮比で４．３３〜１１
までの範囲で連続的に調整することができる。
【００２４】さらに、本発明によるピストン２０のスト
ロークの調整は、楕円溝板２４の回転調整によって楕円
の長軸とピストンの往復動方向とのなす角度を調整する
ものであり、回転軸１０が回転駆動されている間、すな
わち往復動機関が動作中であってもピストン２０のスト
ロークおよび圧縮比を調整できる。
ロークの調整は、楕円溝板２４の回転調整によって楕円
の長軸とピストンの往復動方向とのなす角度を調整する
ものであり、回転軸１０が回転駆動されている間、すな
わち往復動機関が動作中であってもピストン２０のスト
ロークおよび圧縮比を調整できる。
【００２５】なお、上記説明は、回転軸１０の回転駆動
をピストン２０の往復動に変換するものであるが、内然
機関等のピストン２０の往復動を回転軸１０の駆動回転
に変換するものであっても良い。
をピストン２０の往復動に変換するものであるが、内然
機関等のピストン２０の往復動を回転軸１０の駆動回転
に変換するものであっても良い。
【００２６】次に、図２および図３を参照して、クラン
クピン１４の回転運動軌跡を楕円とする機構部につき説
明する。一対の回転軸１０，１０が、軸受３１，３１に
回転自在に支承され、対向する端部にそれぞれキー等に
よって相対的に回動しないようにクランクアーム１２，
１２が固定される。このクランクアーム１２，１２は、
小径管１２ａと大径管１２ｂがテレスコピック状に嵌合
されて伸縮自在に構成される。さらに、小径管１２ａの
嵌合側の先端部には外径が僅かに大きな係止部が設けら
れるとともに、大径管１２ｂの嵌合側の先端部には内径
が僅かに小さい係止部が設けられ、相方の係止部によっ
て小径管１２ａと大径管１２ｂの抜けが防止されてい
る。
クピン１４の回転運動軌跡を楕円とする機構部につき説
明する。一対の回転軸１０，１０が、軸受３１，３１に
回転自在に支承され、対向する端部にそれぞれキー等に
よって相対的に回動しないようにクランクアーム１２，
１２が固定される。このクランクアーム１２，１２は、
小径管１２ａと大径管１２ｂがテレスコピック状に嵌合
されて伸縮自在に構成される。さらに、小径管１２ａの
嵌合側の先端部には外径が僅かに大きな係止部が設けら
れるとともに、大径管１２ｂの嵌合側の先端部には内径
が僅かに小さい係止部が設けられ、相方の係止部によっ
て小径管１２ａと大径管１２ｂの抜けが防止されてい
る。
【００２７】また、回転軸１０，１０には、一対の楕円
溝板２４，２４が遊嵌され、対向した面に同一の楕円溝
１６，１６がそれぞれに刻設される。さらに、楕円溝板
２４，２４の外周縁にかさ歯車２４ａ，２４ａが刻設さ
れ、このかさ歯車２４ａ，２４ａに、楕円溝板２４，２
４を回転調整するための第２のかさ歯車３０，３０がそ
れぞれ歯合される。この第２のかさ歯車３０，３０は、
連動して第１の制御用モータ３２により回転駆動制御さ
れる。
溝板２４，２４が遊嵌され、対向した面に同一の楕円溝
１６，１６がそれぞれに刻設される。さらに、楕円溝板
２４，２４の外周縁にかさ歯車２４ａ，２４ａが刻設さ
れ、このかさ歯車２４ａ，２４ａに、楕円溝板２４，２
４を回転調整するための第２のかさ歯車３０，３０がそ
れぞれ歯合される。この第２のかさ歯車３０，３０は、
連動して第１の制御用モータ３２により回転駆動制御さ
れる。
【００２８】さらに、クランクアーム１２の遊端部にク
ランクピン１４が配設され、このクランクピン１４の両
端部が一対の楕円溝板２４，２４の楕円溝１６，１６に
それぞれ挿入される。そして、クランクピン１４に連接
棒１８の大端部が回転自在に連結されている。なお、楕
円溝１６，１６が設けられた一対の楕円溝板２４，２４
によって、楕円案内部材が形成されている。
ランクピン１４が配設され、このクランクピン１４の両
端部が一対の楕円溝板２４，２４の楕円溝１６，１６に
それぞれ挿入される。そして、クランクピン１４に連接
棒１８の大端部が回転自在に連結されている。なお、楕
円溝１６，１６が設けられた一対の楕円溝板２４，２４
によって、楕円案内部材が形成されている。
【００２９】かかる構成で、第１の制御用モータ３２を
適宜に回転させることで、楕円溝板２４が回転されて楕
円の長軸とピストン２０の往復動方向とのなす角度が任
意に設定できる。そして、回転軸１０の回転駆動によ
り、この楕円溝１６，１６に規制されて、小径管１２ａ
と大径管１２ｂからなるクランクアーム１２が伸縮しな
がらクランクピン１４が回転運動軌跡が楕円で回転駆動
される。
適宜に回転させることで、楕円溝板２４が回転されて楕
円の長軸とピストン２０の往復動方向とのなす角度が任
意に設定できる。そして、回転軸１０の回転駆動によ
り、この楕円溝１６，１６に規制されて、小径管１２ａ
と大径管１２ｂからなるクランクアーム１２が伸縮しな
がらクランクピン１４が回転運動軌跡が楕円で回転駆動
される。
【００３０】ところで、ピストン２０のストロークを調
整することで、吐出容積の調整を図ることができるが、
これに伴ない圧縮比も変化してしまう。そこで、ストロ
ークを調整しても、圧縮比が同じとなるようにするため
には、ピストン２０のストロークの調整に応じて隙間行
程を調整すれば良い。これを実現するには、シリンダ２
２内でシリンダヘッド４０をピストン２０の往復動方向
に移動調整できる構造であれば良い。以下かかる構造に
つき、図４および図５を参照して説明する。
整することで、吐出容積の調整を図ることができるが、
これに伴ない圧縮比も変化してしまう。そこで、ストロ
ークを調整しても、圧縮比が同じとなるようにするため
には、ピストン２０のストロークの調整に応じて隙間行
程を調整すれば良い。これを実現するには、シリンダ２
２内でシリンダヘッド４０をピストン２０の往復動方向
に移動調整できる構造であれば良い。以下かかる構造に
つき、図４および図５を参照して説明する。
【００３１】図４において、シリンダ２２の上端部に設
けられたシリンダヘッド４０は、ピストン２０の往復動
方向に移動自在に構成される。また、シリンダヘッド４
０の側部に設けられた凸部４２，４２が、シリンダ２２
の内壁に設けられた縦溝４４，４４に係合され、シリン
ダヘッド４０の軸回りの回転が阻止される。また、シリ
ンダヘッド４０にピストン２０の往復動方向に設けられ
た吸入管４６と排出管４８が、テレスコピック状で外部
吸入管５０と外部排出管５２に嵌合されてピストン２０
の往復動方向に伸縮自在とされる。さらに、シリンダヘ
ッド４０には雄ねじ棒５４の一端が、軸回りに回転可能
でピストン２０の往復動方向にずれないように係合され
る。そして、この雄ねじ棒５４がシリンダ２２の上部に
適宜に固定して設けられた雌ねじに螺合してねじ対偶が
形成される。この雄ねじ棒５２の他端部は、第２の制御
用モータ５６により軸回りに回転駆動可能に連結されて
いる。
けられたシリンダヘッド４０は、ピストン２０の往復動
方向に移動自在に構成される。また、シリンダヘッド４
０の側部に設けられた凸部４２，４２が、シリンダ２２
の内壁に設けられた縦溝４４，４４に係合され、シリン
ダヘッド４０の軸回りの回転が阻止される。また、シリ
ンダヘッド４０にピストン２０の往復動方向に設けられ
た吸入管４６と排出管４８が、テレスコピック状で外部
吸入管５０と外部排出管５２に嵌合されてピストン２０
の往復動方向に伸縮自在とされる。さらに、シリンダヘ
ッド４０には雄ねじ棒５４の一端が、軸回りに回転可能
でピストン２０の往復動方向にずれないように係合され
る。そして、この雄ねじ棒５４がシリンダ２２の上部に
適宜に固定して設けられた雌ねじに螺合してねじ対偶が
形成される。この雄ねじ棒５２の他端部は、第２の制御
用モータ５６により軸回りに回転駆動可能に連結されて
いる。
【００３２】かかる構成において、第２の制御用モータ
５６を適宜に回転駆動させることで、雄ねじ棒５４と雌
ねじのねじ対偶によって、シリンダヘッド４０がピスト
ン２０の往復動方向に移動調整され、隙間行程が調整し
得る。
５６を適宜に回転駆動させることで、雄ねじ棒５４と雌
ねじのねじ対偶によって、シリンダヘッド４０がピスト
ン２０の往復動方向に移動調整され、隙間行程が調整し
得る。
【００３３】上述のごとき、ピストン２０のストローク
の調整およびシリンダヘッド４０の移動調整を用いて、
往復動機関の出力制御を自動的に行なうことができる。
その構造の一例を図６を参照して説明する。
の調整およびシリンダヘッド４０の移動調整を用いて、
往復動機関の出力制御を自動的に行なうことができる。
その構造の一例を図６を参照して説明する。
【００３４】シリンダヘッド４０に接続された外部排出
管５２が逆止弁６０を介して圧力タンク６２に連通され
る。この圧力タンク６２には、圧力タンク６２内の圧力
を検出するための圧力検出手段６４が設けられ、その信
号が制御手段６６に与えられる。また、この制御手段６
６には、基準値設定手段６８より基準信号が与えられ
る。そして、制御手段６６は、マイクロコンピュータ等
の演算手段を含み、圧力検出手段６４と基準値設定手段
６８からの信号に基づいて、第１と第２の制御用モータ
３２，５６を回転制御させる。なお、図６の７０は、回
転軸１０を回転駆動させるための駆動モータである。
管５２が逆止弁６０を介して圧力タンク６２に連通され
る。この圧力タンク６２には、圧力タンク６２内の圧力
を検出するための圧力検出手段６４が設けられ、その信
号が制御手段６６に与えられる。また、この制御手段６
６には、基準値設定手段６８より基準信号が与えられ
る。そして、制御手段６６は、マイクロコンピュータ等
の演算手段を含み、圧力検出手段６４と基準値設定手段
６８からの信号に基づいて、第１と第２の制御用モータ
３２，５６を回転制御させる。なお、図６の７０は、回
転軸１０を回転駆動させるための駆動モータである。
【００３５】ここで、出力制御の一例として、圧縮空気
を圧力タンク６２に供給するに、同一の圧縮比を維持し
ながら需要に応じて吐出容積を変化させ得る出力制御に
つき説明する。
を圧力タンク６２に供給するに、同一の圧縮比を維持し
ながら需要に応じて吐出容積を変化させ得る出力制御に
つき説明する。
【００３６】例えば、圧縮空気の需要が減少して圧力タ
ンク６２内の圧力が上昇すれば、圧力検出手段６４の信
号と基準値設定手段６８からの基準信号が制御手段６６
で比較され、制御手段６６は第１の制御用モータ３２を
適宜に制御してピストン２０のストロークが短かくなる
ように楕円溝板２４，２４を制御させる。すると、圧縮
比は、ストロークの長さをＳ、隙間行程をＣとすれば、
１＋Ｓ／Ｃで示されるので、単にストロークを短かくし
たのでは、圧力タンク６２内の圧力は必要以上に低下し
てしまう。そこで、ストロークの調整と同時に、圧力比
が同一となる隙間行程が得られるように、シリンダヘッ
ド４０を移動する必要がある。
ンク６２内の圧力が上昇すれば、圧力検出手段６４の信
号と基準値設定手段６８からの基準信号が制御手段６６
で比較され、制御手段６６は第１の制御用モータ３２を
適宜に制御してピストン２０のストロークが短かくなる
ように楕円溝板２４，２４を制御させる。すると、圧縮
比は、ストロークの長さをＳ、隙間行程をＣとすれば、
１＋Ｓ／Ｃで示されるので、単にストロークを短かくし
たのでは、圧力タンク６２内の圧力は必要以上に低下し
てしまう。そこで、ストロークの調整と同時に、圧力比
が同一となる隙間行程が得られるように、シリンダヘッ
ド４０を移動する必要がある。
【００３７】調整前のストロークをＳａとし調整後のス
トロークをＳｂとし、調整前の隙間行程をＣａとし調整
後の隙間行程をＣｂとすれば、同一の圧縮比であるため
には、Ｓａ／Ｃａ＝Ｓｂ／Ｃｂとなれば良い。そして、
シリンダヘッド４０の移動距離をΔとすると、Δ＋Ｃｂ
＋Ｓｂ／２＝Ｃａ＋Ｓａ／２と示される。そこで、シリ
ンダヘッド４０を移動させる距離Δは、（Ｓａ−Ｓｂ）
×（Ｃａ／Ｓａ＋１／２）で簡単に示される。したがっ
て、雄ねじ棒５４のピッチをＰとすれば、第２の制御用
モータ５６で、雄ねじ棒５４を（Ｓａ−Ｓｂ）×（Ｃａ
／Ｓａ＋１／２）／Ｐ回だけ回転駆動させれば良い。
トロークをＳｂとし、調整前の隙間行程をＣａとし調整
後の隙間行程をＣｂとすれば、同一の圧縮比であるため
には、Ｓａ／Ｃａ＝Ｓｂ／Ｃｂとなれば良い。そして、
シリンダヘッド４０の移動距離をΔとすると、Δ＋Ｃｂ
＋Ｓｂ／２＝Ｃａ＋Ｓａ／２と示される。そこで、シリ
ンダヘッド４０を移動させる距離Δは、（Ｓａ−Ｓｂ）
×（Ｃａ／Ｓａ＋１／２）で簡単に示される。したがっ
て、雄ねじ棒５４のピッチをＰとすれば、第２の制御用
モータ５６で、雄ねじ棒５４を（Ｓａ−Ｓｂ）×（Ｃａ
／Ｓａ＋１／２）／Ｐ回だけ回転駆動させれば良い。
【００３８】ここで、第１と第２の制御用モータ３２，
５６としてステッピングモータを用いることで、その制
御を極めて容易に行なうことができる。
５６としてステッピングモータを用いることで、その制
御を極めて容易に行なうことができる。
【００３９】なお、上記実施例では、出力制御の一例と
して同一圧縮比のままで吐出容積のみを変更する技術を
説明したが、かかる出力制御のみに限られるものでな
い。また、楕円案内部材は、クランクピン１４の回転運
動軌跡が楕円となり、この楕円の長軸とピストン２０の
往復動方向とのなす角度が調整できる構造であれば良
く、実施例の構造に限られるものでない。そして、往復
動機関の対象は圧縮空気に限られず、流体等を対象とし
ても良いことは勿論である。さらに、回転駆動を往復動
に変換するのみならず、ピストン２０の往復動を回転軸
１０の回転運動に変換する往復動機関に応用しても良
い。
して同一圧縮比のままで吐出容積のみを変更する技術を
説明したが、かかる出力制御のみに限られるものでな
い。また、楕円案内部材は、クランクピン１４の回転運
動軌跡が楕円となり、この楕円の長軸とピストン２０の
往復動方向とのなす角度が調整できる構造であれば良
く、実施例の構造に限られるものでない。そして、往復
動機関の対象は圧縮空気に限られず、流体等を対象とし
ても良いことは勿論である。さらに、回転駆動を往復動
に変換するのみならず、ピストン２０の往復動を回転軸
１０の回転運動に変換する往復動機関に応用しても良
い。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の出力制御
機構を備えた往復動機関によれば、以下のごとき格別な
効果を奏する。
機構を備えた往復動機関によれば、以下のごとき格別な
効果を奏する。
【００４１】請求項１記載のものは、クランクピンの回
転運動軌跡を楕円とし、この楕円の長軸とピストンの往
復動方向とのなす角度を調整することで、ピストンのス
トロークを調整するので、往復動機関の動作中であって
もピストンのストロークを変更調整することが可能であ
る。そこで、動作中にあっても吐出容積等の出力制御が
可能であり、自動制御等に好適である。
転運動軌跡を楕円とし、この楕円の長軸とピストンの往
復動方向とのなす角度を調整することで、ピストンのス
トロークを調整するので、往復動機関の動作中であって
もピストンのストロークを変更調整することが可能であ
る。そこで、動作中にあっても吐出容積等の出力制御が
可能であり、自動制御等に好適である。
【００４２】そして、請求項２記載のものは、楕円溝が
設けられた一対の楕円溝板によって、クランクピンの回
転運動軌跡を楕円とする楕円案内部材を構成するので、
簡単な構造で構成でき、しかもこの楕円案内部材を回転
調整することで容易に出力制御が可能であり、装置全体
として安価に製造し得る。
設けられた一対の楕円溝板によって、クランクピンの回
転運動軌跡を楕円とする楕円案内部材を構成するので、
簡単な構造で構成でき、しかもこの楕円案内部材を回転
調整することで容易に出力制御が可能であり、装置全体
として安価に製造し得る。
【００４３】また、請求項３記載のものは、クランクア
ームをテレスコピック状として伸縮自在としたので、そ
の構造は比較的に簡単である。
ームをテレスコピック状として伸縮自在としたので、そ
の構造は比較的に簡単である。
【００４４】さらに、請求項４記載のものは、第１の制
御用モータによって、楕円の長軸とピストンの往復動方
向とのなす角度を調整できるので、第１の制御用モータ
を適宜に制御することで、簡単に往復動機関の出力制御
を自動的に行なうことができる。
御用モータによって、楕円の長軸とピストンの往復動方
向とのなす角度を調整できるので、第１の制御用モータ
を適宜に制御することで、簡単に往復動機関の出力制御
を自動的に行なうことができる。
【００４５】そして、請求項５記載のものは、シリンダ
ヘッドの位置をピストンの往復動方向に調整できるの
で、隙間行程を適宜に調整でき、圧縮比等の調整が可能
である。
ヘッドの位置をピストンの往復動方向に調整できるの
で、隙間行程を適宜に調整でき、圧縮比等の調整が可能
である。
【００４６】そしてさらに、請求項６記載のものは、第
２の制御用モータによって、シリンダヘッドの位置を調
整できるので、隙間行程を調整等して圧縮比を自動的に
調整することができる。
２の制御用モータによって、シリンダヘッドの位置を調
整できるので、隙間行程を調整等して圧縮比を自動的に
調整することができる。
【００４７】また、請求項７記載のものは、第１と第２
の制御用モータによって、ピストンのストロークおよび
隙間行程を調整できるので、圧縮比を同一のままで吐出
容積を変更する等の自動制御を行なうことができ、各種
の出力制御が可能である。
の制御用モータによって、ピストンのストロークおよび
隙間行程を調整できるので、圧縮比を同一のままで吐出
容積を変更する等の自動制御を行なうことができ、各種
の出力制御が可能である。
【図１】本発明の出力制御機構を備えた往復動機関のピ
ストンのストロークの調整を説明する図である。
ストンのストロークの調整を説明する図である。
【図２】クランクピンの回転運動軌跡を楕円とする機構
部の一実施例の縦断面図である。
部の一実施例の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】ヘッドシリンダがピストンの往復動方向に移動
できる構造を示す一実施例の縦断面図である。
できる構造を示す一実施例の縦断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】往復動機関の出力を自動制御するための一実施
例のブロック回路図である。
例のブロック回路図である。
１０ 回転軸 １２ クランクアーム １２ａ 小径管 １２ｂ 大径管 １４ クランクピン １６ 楕円溝 １８ 連接棒 ２０ ピストン ２２ シリンダ ２４ 楕円溝板 ３２ 第１の制御用モータ ４０ シリンダヘッド ４６ 吸入管 ４８ 排出管 ５０ 外部吸入管 ５２ 外部排出管 ５４ 雄ねじ棒 ５６ 第２の制御用モータ ６６ 制御手段
Claims (7)
- 【請求項１】 回転軸に対して、クランクアームの長さ
は変化し得るが相対的に回動しないようにしてクランク
ピンを設け、このクランクピンの回転運動軌跡が前記回
転軸と直交する面内で楕円となるように楕円案内部材で
前記クランクピンの運動を規制するとともに、前記楕円
の長軸とピストンの往復動方向とのなす角度をすくなく
とも零から９０度の範囲で調整できるように前記楕円案
内部材を設け、前記クランクピンに連接棒の大端部を回
転自在に連結して構成したことを特徴とする出力制御機
構を備えた往復動機関。 - 【請求項２】 請求項１記載の出力制御機構を備えた往
復動機関において、前記楕円案内部材を、前記クランク
ピンの両端部がそれぞれに挿入される楕円溝が設けられ
た一対の楕円溝板で構成したことを特徴とする出力制御
機構を備えた往復動機関。 - 【請求項３】 請求項１記載の出力制御機構を備えた往
復動機関において、前記クランクアームが、小径管と大
径管をテレスコピック状に嵌合して伸縮自在に構成した
ことを特徴とする出力制御機構を備えた往復動機関。 - 【請求項４】 請求項１記載の出力制御機構を備えた往
復動機関において、前記楕円案内部材に第１の制御用モ
ータを駆動連結して、前記楕円の長軸とピストンの往復
動方向とのなす角度を調整するように構成したことを特
徴とする出力制御機構を備えた往復動機関。 - 【請求項５】 請求項１記載の出力制御機構を備えた往
復動機関において、シリンダに対してシリンダヘッドの
位置をピストンの往復動方向に調整できるようにすると
ともに、このシリンダヘッドにピストンの往復動方向に
配設された吸入管と排出管をそれぞれにテレスコピック
状に外部吸入管と外部排出管に伸縮自在に連通して構成
したことを特徴とする出力制御機構を備えた往復動機
関。 - 【請求項６】 請求項５記載の出力制御機構を備えた往
復動機関において、前記シリンダヘッドをピストンの往
復動方向に移動させるためのねじ対偶を設け、このねじ
対偶のいずれか一方に第２の制御用モータを駆動連結し
て、前記シリンダヘッドの位置を調整するように構成し
たことを特徴とする出力制御機構を備えた往復動機関。 - 【請求項７】 請求項１記載の出力制御機構を備えた往
復動機関において、前記楕円案内部材に第１の制御用モ
ータを駆動連結し、シリンダヘッドの位置をピストンの
往復動方向に調整できるようにするとともにこのシリン
ダヘッドを移動させる第２の制御用モータを駆動連結
し、制御手段により、前記楕円案内部材の楕円の長軸と
ピストンの往復動方向とのなす角度の調整によるストロ
ーク変化に連動させて前記シリンダヘッドの位置を変化
させ、吐出容積が変更されても圧縮比が同一となるよう
に構成したことを特徴とする出力制御機構を備えた往復
動機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3258628A JP2523067B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 出力制御機構を備えた往復動機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3258628A JP2523067B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 出力制御機構を備えた往復動機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571466A JPH0571466A (ja) | 1993-03-23 |
| JP2523067B2 true JP2523067B2 (ja) | 1996-08-07 |
Family
ID=17322919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3258628A Expired - Lifetime JP2523067B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 出力制御機構を備えた往復動機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2523067B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103629067A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-12 | 镇江市博林光电科技有限公司 | 多泵头同步注射配比可调柱塞泵 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000003140A1 (fr) * | 1998-07-09 | 2000-01-20 | Mamoru Tsuchiya | Dispositif d'entrainement de piston pour pompes rotatives |
| JP5565490B1 (ja) * | 2013-03-26 | 2014-08-06 | 東亜ディーケーケー株式会社 | 送液ポンプ |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2544948C3 (de) * | 1975-10-08 | 1978-11-16 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Verfahren zur Herstellung von kationischen Leimungsmitteln für Papier |
| JPS5723357A (en) * | 1980-07-16 | 1982-02-06 | Hitachi Ltd | Telephone set equipped with printer |
| JPS6283511A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-17 | Amada Co Ltd | クランク装置 |
| JP2526936Y2 (ja) * | 1993-09-09 | 1997-02-26 | 大同ほくさん株式会社 | 入浴用移乗台付き浴室 |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP3258628A patent/JP2523067B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103629067A (zh) * | 2013-12-09 | 2014-03-12 | 镇江市博林光电科技有限公司 | 多泵头同步注射配比可调柱塞泵 |
| CN103629067B (zh) * | 2013-12-09 | 2015-12-16 | 镇江市博林光电科技有限公司 | 多泵头同步注射配比可调柱塞泵 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0571466A (ja) | 1993-03-23 |
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