JP2916472B1 - 透明シリンダを有する内燃機関 - Google Patents
透明シリンダを有する内燃機関Info
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- JP2916472B1 JP2916472B1 JP13054498A JP13054498A JP2916472B1 JP 2916472 B1 JP2916472 B1 JP 2916472B1 JP 13054498 A JP13054498 A JP 13054498A JP 13054498 A JP13054498 A JP 13054498A JP 2916472 B1 JP2916472 B1 JP 2916472B1
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Abstract
【要約】
【課題】 燃焼状態を目視できる試験用エンジンの提供
を目的とする。 【解決手段】 多気筒エンジンの少なくとも１個のシリ
ンダ１１を透明なガラスで形成し、ガラスシリンダ１１
の燃焼室における燃焼状態を例えば高速度撮影により目
視できるように構成される。
を目的とする。 【解決手段】 多気筒エンジンの少なくとも１個のシリ
ンダ１１を透明なガラスで形成し、ガラスシリンダ１１
の燃焼室における燃焼状態を例えば高速度撮影により目
視できるように構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガラスなどの透
明材料で形成されたシリンダを含んだ多気筒構成を有す
る内燃機関に関する。
明材料で形成されたシリンダを含んだ多気筒構成を有す
る内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、２サイクルまたは４サイクルの内
燃機関、たとえばガソリンエンジンの開発を行うとき
は、実際に駆動されているエンジンにおける混合ガスの
燃焼状態、ピストンや吸排気弁の動き、点火プラグの動
作、ピストンリングの作用、潤滑状態等をすべてシュミ
レーションで行って、必要とするデータを得ている。
燃機関、たとえばガソリンエンジンの開発を行うとき
は、実際に駆動されているエンジンにおける混合ガスの
燃焼状態、ピストンや吸排気弁の動き、点火プラグの動
作、ピストンリングの作用、潤滑状態等をすべてシュミ
レーションで行って、必要とするデータを得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シュミ
レーションで得られるデータはすべて実際の動作状態を
表すものではないので、正確な解析を行うことができ
ず、結果としてエンジン開発の成果もなかなか得られな
いという不都合があった。内燃機関の運動を目視できれ
ばその動作状態をより正確に検知できるが、従来ではシ
リンダが丈夫な鉄やアルミニュームで形成されているの
でこれは不可能であった。これは、従来の内燃機関では
ピストンの往復運動をクランクの回転運動に変換する部
分にコネクティングロッドが用いられているせいで、シ
リンダ内を運動するピストンに大きなサイドスラストが
生じるためである。
レーションで得られるデータはすべて実際の動作状態を
表すものではないので、正確な解析を行うことができ
ず、結果としてエンジン開発の成果もなかなか得られな
いという不都合があった。内燃機関の運動を目視できれ
ばその動作状態をより正確に検知できるが、従来ではシ
リンダが丈夫な鉄やアルミニュームで形成されているの
でこれは不可能であった。これは、従来の内燃機関では
ピストンの往復運動をクランクの回転運動に変換する部
分にコネクティングロッドが用いられているせいで、シ
リンダ内を運動するピストンに大きなサイドスラストが
生じるためである。
【０００４】そこで、この発明は、ピストンのサイドス
ラストを軽減できる構成を取ることによりシリンダを透
明なガラスなどで形成することを可能とし、内燃機関の
動作状態を示す種々のファクタである混合ガスの燃焼状
態、ピストンや吸排気弁の動き、点火プラグの動作、ピ
ストンリングの作用、潤滑状態等をすべて目視できるよ
うに構成することにより、すべて実際の動作状態を表す
データを目視または高速度撮影により得ることを可能と
する構成を有する内燃機関を提供することを目的とす
る。
ラストを軽減できる構成を取ることによりシリンダを透
明なガラスなどで形成することを可能とし、内燃機関の
動作状態を示す種々のファクタである混合ガスの燃焼状
態、ピストンや吸排気弁の動き、点火プラグの動作、ピ
ストンリングの作用、潤滑状態等をすべて目視できるよ
うに構成することにより、すべて実際の動作状態を表す
データを目視または高速度撮影により得ることを可能と
する構成を有する内燃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】この発明の内燃機関は、
透明材料で形成された少なくとも１個の透明シリンダ
と、この透明シリンダ内に挿入された双頭型ピストン
と、前記透明シリンダの両端の開口部を閉塞する第１、
第２のシリンダヘッドと、前記第１、第２のシリンダヘ
ッドに夫々設けられた点火プラグと、前記第１、第２の
シリンダヘッドに夫々設けられた吸排気弁と、前記双頭
型ピストンの線対称となる中間部に夫々このピストンの
中心軸に直交する方向に対向して一体形成された一対の
力点ローラ案内部材と、この一対の力点ローラ案内部材
の間に挿入された第１、第２の力点ローラと、この第
１、第２の力点ローラの回転軸が夫々固定される力点を
有する第１、第２のレバー部材と、この第１、第２のレ
バー部材の他端近傍の支点に夫々回転自在に取り付けら
れた第１、第２の支点ローラと、前記第１、第２のレバ
ー部材の作用点に結合された第１、第２のクランク機構
と、この第１、第２のクランク機構に結合され互いに反
対方向に回転する第１、第２の回転軸とから構成されて
いる。
透明材料で形成された少なくとも１個の透明シリンダ
と、この透明シリンダ内に挿入された双頭型ピストン
と、前記透明シリンダの両端の開口部を閉塞する第１、
第２のシリンダヘッドと、前記第１、第２のシリンダヘ
ッドに夫々設けられた点火プラグと、前記第１、第２の
シリンダヘッドに夫々設けられた吸排気弁と、前記双頭
型ピストンの線対称となる中間部に夫々このピストンの
中心軸に直交する方向に対向して一体形成された一対の
力点ローラ案内部材と、この一対の力点ローラ案内部材
の間に挿入された第１、第２の力点ローラと、この第
１、第２の力点ローラの回転軸が夫々固定される力点を
有する第１、第２のレバー部材と、この第１、第２のレ
バー部材の他端近傍の支点に夫々回転自在に取り付けら
れた第１、第２の支点ローラと、前記第１、第２のレバ
ー部材の作用点に結合された第１、第２のクランク機構
と、この第１、第２のクランク機構に結合され互いに反
対方向に回転する第１、第２の回転軸とから構成されて
いる。
【０００６】また、この発明の内燃機関は、透明材料で
形成された透明シリンダと、この透明シリンダの中心軸
と中心軸が一致するように対向して設けられた金属シリ
ンダと、この透明シリンダ、金属シリンダを互いに接合
して形成されたシリンダボア内に挿入された双頭型ピス
トンと、前記シリンダボアの両端の開口部を閉塞する第
１、第２のシリンダヘッドと、前記第１、第２のシリン
ダヘッドに夫々設けられた点火プラグと、前記第１、第
２のシリンダヘッドに夫々設けられた吸排気弁と、前記
第１、第２のシリンダ接合部に夫々の中心軸に直交する
方向に互いに対向して一体形成された一対の力点ローラ
案内部材と、この一対の力点ローラ案内部材の間に挿入
された第１、第２の力点ローラと、この第１、第２の力
点ローラの回転軸が夫々固定される力点を有する第１、
第２のレバー部材と、この第１、第２のレバー部材の他
端近傍の支点に夫々回転自在に取り付けられた第１、第
２の支点ローラと、前記第１、第２のレバー部材の作用
点に結合された第１、第２のクランク機構と、この第
１、第２のクランク機構に結合され互いに反対方向に回
転する第１、第２の回転軸とから構成されている。
形成された透明シリンダと、この透明シリンダの中心軸
と中心軸が一致するように対向して設けられた金属シリ
ンダと、この透明シリンダ、金属シリンダを互いに接合
して形成されたシリンダボア内に挿入された双頭型ピス
トンと、前記シリンダボアの両端の開口部を閉塞する第
１、第２のシリンダヘッドと、前記第１、第２のシリン
ダヘッドに夫々設けられた点火プラグと、前記第１、第
２のシリンダヘッドに夫々設けられた吸排気弁と、前記
第１、第２のシリンダ接合部に夫々の中心軸に直交する
方向に互いに対向して一体形成された一対の力点ローラ
案内部材と、この一対の力点ローラ案内部材の間に挿入
された第１、第２の力点ローラと、この第１、第２の力
点ローラの回転軸が夫々固定される力点を有する第１、
第２のレバー部材と、この第１、第２のレバー部材の他
端近傍の支点に夫々回転自在に取り付けられた第１、第
２の支点ローラと、前記第１、第２のレバー部材の作用
点に結合された第１、第２のクランク機構と、この第
１、第２のクランク機構に結合され互いに反対方向に回
転する第１、第２の回転軸とから構成されている。
【０００７】また、この発明の内燃機関は、透明材料で
形成された少なくとも１個の透明シリンダと、この透明
シリンダ内に挿入された双頭型ピストンと、前記透明シ
リンダの両端の開口部を閉塞する第１、第２のシリンダ
ヘッドと、前記第１、第２のシリンダヘッドに夫々設け
られた点火プラグと、前記第１、第２のシリンダヘッド
に夫々設けられた吸排気弁と、前記双頭型ピストンの線
対称となる中間部に夫々このピストンの中心軸に直交す
る方向に対向して一体形成された一対の力点ローラ案内
部材と、この一対の力点ローラ案内部材の間に挿入され
た第１、第２の力点ローラと、この第１、第２の力点ロ
ーラの回転軸が夫々固定される力点を有する第１、第２
のレバー部材と、この第１、第２のレバー部材の他端近
傍の支点に夫々回転自在に取り付けられた第１、第２の
支点ローラと、前記第１、第２のレバー部材の作用点に
結合された第１、第２のクランク機構と、この第１、第
２のクランク機構に結合され互いに反対方向に回転する
第１、第２の回転軸と、金属製のシリンダと交換するた
めに前記透明シリンダを着脱自在に支持する支持手段と
から構成されている。
形成された少なくとも１個の透明シリンダと、この透明
シリンダ内に挿入された双頭型ピストンと、前記透明シ
リンダの両端の開口部を閉塞する第１、第２のシリンダ
ヘッドと、前記第１、第２のシリンダヘッドに夫々設け
られた点火プラグと、前記第１、第２のシリンダヘッド
に夫々設けられた吸排気弁と、前記双頭型ピストンの線
対称となる中間部に夫々このピストンの中心軸に直交す
る方向に対向して一体形成された一対の力点ローラ案内
部材と、この一対の力点ローラ案内部材の間に挿入され
た第１、第２の力点ローラと、この第１、第２の力点ロ
ーラの回転軸が夫々固定される力点を有する第１、第２
のレバー部材と、この第１、第２のレバー部材の他端近
傍の支点に夫々回転自在に取り付けられた第１、第２の
支点ローラと、前記第１、第２のレバー部材の作用点に
結合された第１、第２のクランク機構と、この第１、第
２のクランク機構に結合され互いに反対方向に回転する
第１、第２の回転軸と、金属製のシリンダと交換するた
めに前記透明シリンダを着脱自在に支持する支持手段と
から構成されている。
【０００８】上記の構成により、ガラスなどの透明材料
で形成されたシリンダにおける混合ガスの燃焼状態、ピ
ストンや吸排気弁の動き、点火プラグの動作、ピストン
リングの作用、潤滑状態等がすべて目視あるいは高速度
撮影可能となるので、動作状態を示す正確なデータが得
られるようになり、開発を効果的に行うことができるよ
うになる。
で形成されたシリンダにおける混合ガスの燃焼状態、ピ
ストンや吸排気弁の動き、点火プラグの動作、ピストン
リングの作用、潤滑状態等がすべて目視あるいは高速度
撮影可能となるので、動作状態を示す正確なデータが得
られるようになり、開発を効果的に行うことができるよ
うになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の第１の実施の形
態について図面を参照して説明する。図１はこの発明を
４サイクルのガソリンエンジンに適用した第１の実施の
形態を示す断面図であり、図２はその斜視図である。
態について図面を参照して説明する。図１はこの発明を
４サイクルのガソリンエンジンに適用した第１の実施の
形態を示す断面図であり、図２はその斜視図である。
【００１０】図１において、参照番号１１は透明なガラ
スで形成されたシリンダを示す。このガラスシリンダ１
１は後で説明するフレーム２７により垂直方向に固定さ
れ、その上下の両端に形成された開口部にはそれぞれ金
属または透明なガラスで形成されたシリンダヘッド１２
ａ，１２ｂが取り付けられる。
スで形成されたシリンダを示す。このガラスシリンダ１
１は後で説明するフレーム２７により垂直方向に固定さ
れ、その上下の両端に形成された開口部にはそれぞれ金
属または透明なガラスで形成されたシリンダヘッド１２
ａ，１２ｂが取り付けられる。
【００１１】また、このガラスシリンダ１１はクランプ
板５ａ，５ｂの間にボルト６ａ、６ｂによりシリンダヘ
ッド１２ａ，１２ｂを介してクランプされる。これらの
シリンダヘッド１２ａ，１２ｂには吸気弁１３ａ，１３
ｂおよび排気弁１４ａ，１４ｂが取り付けられる。これ
らの吸気弁１３ａ，１３ｂおよび排気弁１４ａ，１４ｂ
は図示しない連結機構を介して後で詳細に説明する２本
の出力軸２８ａ，２８ｂに結合され、この出力軸２８
ａ，２８ｂに連動して所定のタイミングで弁の開閉が行
われる。更にこのシリンダヘッド１２ａ，１２ｂには図
示しない点火プラグが取り付けられ、所定のタイミング
で４サイクルの内燃機関の動作順序に従って高電圧によ
り放電が生じるように付勢される。
板５ａ，５ｂの間にボルト６ａ、６ｂによりシリンダヘ
ッド１２ａ，１２ｂを介してクランプされる。これらの
シリンダヘッド１２ａ，１２ｂには吸気弁１３ａ，１３
ｂおよび排気弁１４ａ，１４ｂが取り付けられる。これ
らの吸気弁１３ａ，１３ｂおよび排気弁１４ａ，１４ｂ
は図示しない連結機構を介して後で詳細に説明する２本
の出力軸２８ａ，２８ｂに結合され、この出力軸２８
ａ，２８ｂに連動して所定のタイミングで弁の開閉が行
われる。更にこのシリンダヘッド１２ａ，１２ｂには図
示しない点火プラグが取り付けられ、所定のタイミング
で４サイクルの内燃機関の動作順序に従って高電圧によ
り放電が生じるように付勢される。
【００１２】前記ガラスシリンダ１１内には双頭式のピ
ストン１６が挿入される。このピストン１６はシリンダ
ヘッド１２ａ、１２ｂに面する側に夫々形成されたピス
トンヘッドを有する第１、第２ピストン部材１６ａ、１
６ｂが一体形成された構成を有する。
ストン１６が挿入される。このピストン１６はシリンダ
ヘッド１２ａ、１２ｂに面する側に夫々形成されたピス
トンヘッドを有する第１、第２ピストン部材１６ａ、１
６ｂが一体形成された構成を有する。
【００１３】なお、この発明ではガラスシリンダ１１内
におけるシリンダヘッド１２ａ、１２ｂとピストンヘッ
ドとの間の燃焼室に生じる混合ガスの燃焼状態を目視で
きる構成をその第１の特徴とするため、この実施例では
シリンダヘッド１２ａ、１２ｂも厚さの均一な透明なガ
ラスで形成したが、シリンダ１１のみガラスで形成し、
シリンダヘッド１２ａ、１２ｂは金属で形成してもよ
い。
におけるシリンダヘッド１２ａ、１２ｂとピストンヘッ
ドとの間の燃焼室に生じる混合ガスの燃焼状態を目視で
きる構成をその第１の特徴とするため、この実施例では
シリンダヘッド１２ａ、１２ｂも厚さの均一な透明なガ
ラスで形成したが、シリンダ１１のみガラスで形成し、
シリンダヘッド１２ａ、１２ｂは金属で形成してもよ
い。
【００１４】また、シリンダ１１の厚さが均一であれば
内部の状態を正確に目視できるが、例えば内部を拡大し
て示すために燃焼室に対応する壁面の外側を図中で破線
で示したようにレンズ状に膨らませてもよい。このよう
にするとこの燃焼室の部分の機械的な強度を増大させる
ことにもなる。但し、内部の状態が歪曲されて目視され
ることになるので、観察の目的によっては妥当でない場
合もある。
内部の状態を正確に目視できるが、例えば内部を拡大し
て示すために燃焼室に対応する壁面の外側を図中で破線
で示したようにレンズ状に膨らませてもよい。このよう
にするとこの燃焼室の部分の機械的な強度を増大させる
ことにもなる。但し、内部の状態が歪曲されて目視され
ることになるので、観察の目的によっては妥当でない場
合もある。
【００１５】これらの第１、第２ピストン部材１６ａ、
１６ｂの中間部には切り欠け部１７が形成され、この切
り欠け部１７内には一対の案内板１８ａ，１８ｂが互い
に平行で所定距離だけ離れてかつガラスシリンダ１１の
中心軸に垂直な方向にピストン１６内に固定される。
１６ｂの中間部には切り欠け部１７が形成され、この切
り欠け部１７内には一対の案内板１８ａ，１８ｂが互い
に平行で所定距離だけ離れてかつガラスシリンダ１１の
中心軸に垂直な方向にピストン１６内に固定される。
【００１６】この一対の案内板１８ａ，１８ｂの間に形
成された間隙には同じ外径寸法を有する一対の力点ロー
ラ１９ａ，１９ｂが挿入される。これらの力点ローラ１
９ａ，１９ｂは夫々軸２０ａ，２０ｂにより回転自在に
レバー２１ａ，２１ｂの一端に取り付けられる。
成された間隙には同じ外径寸法を有する一対の力点ロー
ラ１９ａ，１９ｂが挿入される。これらの力点ローラ１
９ａ，１９ｂは夫々軸２０ａ，２０ｂにより回転自在に
レバー２１ａ，２１ｂの一端に取り付けられる。
【００１７】このレバー２１ａ，２１ｂは他端に夫々固
定された軸２２ａ，２２ｂを支点として動作するてこ部
材を構成するもので、前記切り欠け部１７からガラスシ
リンダ１１の外部には、このガラスシリンダ１１の中間
部に形成された細いスリット状の窓２３ａ，２３ｂを介
して突出される。
定された軸２２ａ，２２ｂを支点として動作するてこ部
材を構成するもので、前記切り欠け部１７からガラスシ
リンダ１１の外部には、このガラスシリンダ１１の中間
部に形成された細いスリット状の窓２３ａ，２３ｂを介
して突出される。
【００１８】前記軸２２ａ，２２ｂには夫々支点ローラ
２５ａ，２５ｂが回転自在に取り付けられ、この支点ロ
ーラ２５ａ，２５ｂは夫々一対の案内板２６ａ，２６ｂ
の間に保持される。これらの案内板２６ａ，２６ｂは前
記ガラスシリンダ１１を保持するためのフレーム２７上
に固定される。
２５ａ，２５ｂが回転自在に取り付けられ、この支点ロ
ーラ２５ａ，２５ｂは夫々一対の案内板２６ａ，２６ｂ
の間に保持される。これらの案内板２６ａ，２６ｂは前
記ガラスシリンダ１１を保持するためのフレーム２７上
に固定される。
【００１９】前記レバー２１ａ，２１ｂの夫々の中間部
のてこ部材の作用点として動作する位置には第３の軸３
０ａ，３０ｂが固定され、その回りには回転自在に作用
点ローラ２９ａ，２９ｂが一体に形成される。この作用
点ローラ２９ａ，２９ｂには夫々偏心した位置にクラン
ク軸２８ａ，２８ｂがさらに一体に形成される。このク
ランク軸２８ａ，２８ｂはピストン１６の往復運動をレ
バー２１ａ，２１ｂを介して円運動に変換して取り出す
ための出力軸である。これらの出力軸２８ａ，２８ｂは
夫々フレーム２７に固定されたベアリング３１ａ，３１
ｂにより保持されている。
のてこ部材の作用点として動作する位置には第３の軸３
０ａ，３０ｂが固定され、その回りには回転自在に作用
点ローラ２９ａ，２９ｂが一体に形成される。この作用
点ローラ２９ａ，２９ｂには夫々偏心した位置にクラン
ク軸２８ａ，２８ｂがさらに一体に形成される。このク
ランク軸２８ａ，２８ｂはピストン１６の往復運動をレ
バー２１ａ，２１ｂを介して円運動に変換して取り出す
ための出力軸である。これらの出力軸２８ａ，２８ｂは
夫々フレーム２７に固定されたベアリング３１ａ，３１
ｂにより保持されている。
【００２０】図２は図１に示した２出力軸エンジンの外
観を示す斜視図であり、簡単のためにシリンダヘッド１
２ａ，１２ｂおよびフレーム２７を取り去った状態を示
す。図１ではピストン１６がシリンダ１１内の丁度中間
の位置にある状態を示している。この位置ではレバー２
１ａ，２１ｂはたがいに最も近付いた位置、即ちシリン
ダ１１内に最も入り込んだ位置にある。この位置で例え
ばシリンダヘッド１２ａ側の燃焼室が爆発膨脹行程にあ
り、シリンダヘッド１２ｂ側の燃焼室が排気行程にある
とすると、ピストン１６は図中の上から下の方向に移動
する。
観を示す斜視図であり、簡単のためにシリンダヘッド１
２ａ，１２ｂおよびフレーム２７を取り去った状態を示
す。図１ではピストン１６がシリンダ１１内の丁度中間
の位置にある状態を示している。この位置ではレバー２
１ａ，２１ｂはたがいに最も近付いた位置、即ちシリン
ダ１１内に最も入り込んだ位置にある。この位置で例え
ばシリンダヘッド１２ａ側の燃焼室が爆発膨脹行程にあ
り、シリンダヘッド１２ｂ側の燃焼室が排気行程にある
とすると、ピストン１６は図中の上から下の方向に移動
する。
【００２１】これにより、レバー２１ａは揺動支点２２
ａを中心として時計方向に回転せしめられる。ここで、
レバー２１ａ上の作用点軸３０ａは出力軸２８ａより支
点２２ａの方へ寄った位置にあるので、出力軸２８ａは
矢印Ａで示すように時計方向に回転する。
ａを中心として時計方向に回転せしめられる。ここで、
レバー２１ａ上の作用点軸３０ａは出力軸２８ａより支
点２２ａの方へ寄った位置にあるので、出力軸２８ａは
矢印Ａで示すように時計方向に回転する。
【００２２】一方、他方のレバー２１ｂは支点２２ｂの
周りに反時計方向に回転するので、出力軸２８ｂは時計
方向に矢印Ｂの方向に回転する。このように、シリンダ
１１ないでのピストン１６を含む可動部がピストン１６
の中央部を中心として線対称に形成され、また、出力軸
２８ａ，２８ｂは互いに同期し、かつ反対方向に回転す
るので、可動部、即ちピストン１６およびレバー２１
ａ，２１ｂが全く同じ質量、寸法であれば、２本の出力
軸からは同じ速度、回転角、トルクを持つ２つの出力が
得られることになる。しかもこのような力点２０ａ，２
０ｂおよび支点２２ａ、２２ｂがそれぞれローラ１９
ａ，１９ｂ、２５ａ，２５ｂにより案内板１８ａ，１８
ｂ，２６，２６ｂにより構成される揺動力点レギュレー
タおよび揺動支点レギュレータにより移動自在に指示さ
れているので、燃焼室における爆発行程により生じた圧
力がピストン１６に効果的に伝達され、シリンダ１１に
対するピストン１６のサイドスラストを殆どゼロにでき
る。
周りに反時計方向に回転するので、出力軸２８ｂは時計
方向に矢印Ｂの方向に回転する。このように、シリンダ
１１ないでのピストン１６を含む可動部がピストン１６
の中央部を中心として線対称に形成され、また、出力軸
２８ａ，２８ｂは互いに同期し、かつ反対方向に回転す
るので、可動部、即ちピストン１６およびレバー２１
ａ，２１ｂが全く同じ質量、寸法であれば、２本の出力
軸からは同じ速度、回転角、トルクを持つ２つの出力が
得られることになる。しかもこのような力点２０ａ，２
０ｂおよび支点２２ａ、２２ｂがそれぞれローラ１９
ａ，１９ｂ、２５ａ，２５ｂにより案内板１８ａ，１８
ｂ，２６，２６ｂにより構成される揺動力点レギュレー
タおよび揺動支点レギュレータにより移動自在に指示さ
れているので、燃焼室における爆発行程により生じた圧
力がピストン１６に効果的に伝達され、シリンダ１１に
対するピストン１６のサイドスラストを殆どゼロにでき
る。
【００２３】従って、シリンダ１１をガラスで形成した
にも拘らず、長期に渡る使用に耐え、従来はすべてシュ
ミレーションであった、ピストン１６、吸気弁１３ａ，
１３ｂ、排気弁１４，１４ｂ，点火プラグ、ピストンリ
ング、潤滑状態などのエンジンの燃焼に係る全ての要素
の動作状態を直接目視でき、エンジンの燃焼関係の情報
を高い確度で取得できる。特に最近開発されて実用化さ
れているガソリンダイレクトインジェクション（ＧＤ
Ｉ）方式のエンジンでは直接燃焼室に噴射されたガソリ
ンがどのように燃焼するかが直接目視できるので、その
改良などにおおいに役に立つ情報が得られることが期待
できる。
にも拘らず、長期に渡る使用に耐え、従来はすべてシュ
ミレーションであった、ピストン１６、吸気弁１３ａ，
１３ｂ、排気弁１４，１４ｂ，点火プラグ、ピストンリ
ング、潤滑状態などのエンジンの燃焼に係る全ての要素
の動作状態を直接目視でき、エンジンの燃焼関係の情報
を高い確度で取得できる。特に最近開発されて実用化さ
れているガソリンダイレクトインジェクション（ＧＤ
Ｉ）方式のエンジンでは直接燃焼室に噴射されたガソリ
ンがどのように燃焼するかが直接目視できるので、その
改良などにおおいに役に立つ情報が得られることが期待
できる。
【００２４】以上の実施例では１本のガラスシリンダに
双頭型のピストン１６を挿入して実質的に２気筒のエン
ジンの例を示したが、この発明ではさらに多気筒のエン
ジンを構成することができる。この場合、１気筒のみガ
ラスシリンダを用いて構成し、残りの気筒部分は通常の
金属シリンダを用いて構成することもできる。
双頭型のピストン１６を挿入して実質的に２気筒のエン
ジンの例を示したが、この発明ではさらに多気筒のエン
ジンを構成することができる。この場合、１気筒のみガ
ラスシリンダを用いて構成し、残りの気筒部分は通常の
金属シリンダを用いて構成することもできる。
【００２５】図３はこの考えに基づいて構成された他の
実施例の４サイクル・４シリンダのエンジンの平面図を
示す。この実施例では４個のシリンダのうち１個のシリ
ンダ４１のみがガラスで形成され、残りの３個のシリン
ダ５１、６１、７１が鋳鉄製である。
実施例の４サイクル・４シリンダのエンジンの平面図を
示す。この実施例では４個のシリンダのうち１個のシリ
ンダ４１のみがガラスで形成され、残りの３個のシリン
ダ５１、６１、７１が鋳鉄製である。
【００２６】ガラスシリンダ４１に挿入されたピストン
４１６は図１と同様にその両端にピストンヘッドを有す
る双頭式のもので、その中間の切り欠け部には図示しな
い一対の案内板の間に形成された間隙に２個の力点ロー
ラ４１９ａ，４１９ｂが移動自在に挿入され、これらの
力点ローラ４１９ａ，４１９ｂはレバー４２１ａ，４２
１ｂの一端の力点に回転自在に軸支される。
４１６は図１と同様にその両端にピストンヘッドを有す
る双頭式のもので、その中間の切り欠け部には図示しな
い一対の案内板の間に形成された間隙に２個の力点ロー
ラ４１９ａ，４１９ｂが移動自在に挿入され、これらの
力点ローラ４１９ａ，４１９ｂはレバー４２１ａ，４２
１ｂの一端の力点に回転自在に軸支される。
【００２７】レバー４２１ａ，４２１ｂの他端の支点に
は夫々一対の案内板４２６ａ，４２６ｂの間に移動自在
に指示される支点ローラ４２５ａ，４２５ｂが軸支され
る。また、レバー４２１ａ，４２１ｂの中間部の作用点
は図１と同様のクランク機構を介して夫々出力軸４２８
ａ，４２８ｂに結合される。
は夫々一対の案内板４２６ａ，４２６ｂの間に移動自在
に指示される支点ローラ４２５ａ，４２５ｂが軸支され
る。また、レバー４２１ａ，４２１ｂの中間部の作用点
は図１と同様のクランク機構を介して夫々出力軸４２８
ａ，４２８ｂに結合される。
【００２８】この第１のシリンダ４１はガラスで形成さ
れ、その基本的な構成は全て図１の実施例と同じであ
る。また、第２ないし第４のシリンダ５１、６１、７１
は夫々鋳鉄で形成されている外は図１と同じ構成を有す
るのでその構成の説明は省略するが、その動作位相が異
なっている。
れ、その基本的な構成は全て図１の実施例と同じであ
る。また、第２ないし第４のシリンダ５１、６１、７１
は夫々鋳鉄で形成されている外は図１と同じ構成を有す
るのでその構成の説明は省略するが、その動作位相が異
なっている。
【００２９】即ち、第１のシリンダ４１と第４のシリン
ダ７１では夫々のピストンが同相で動き、例えば第１の
シリンダ４１に形成された２個の燃焼室で夫々爆発と排
気の行程が行われているときは、第４のシリンダ７１の
２個の燃焼室では夫々吸入と圧縮行程が行われる。
ダ７１では夫々のピストンが同相で動き、例えば第１の
シリンダ４１に形成された２個の燃焼室で夫々爆発と排
気の行程が行われているときは、第４のシリンダ７１の
２個の燃焼室では夫々吸入と圧縮行程が行われる。
【００３０】これに対して、第２、第３のシリンダ５
１、６１は互いに同相でかつ第１、第４のシリンダ４
１、７１とは丁度逆相となるように動作する。但し、第
２のシリンダ５１に形成された２個の燃焼室で排気と吸
入の行程が行われているときは、第３のシリンダ６１の
２個の燃焼室では圧縮と爆発の行程が行われる。
１、６１は互いに同相でかつ第１、第４のシリンダ４
１、７１とは丁度逆相となるように動作する。但し、第
２のシリンダ５１に形成された２個の燃焼室で排気と吸
入の行程が行われているときは、第３のシリンダ６１の
２個の燃焼室では圧縮と爆発の行程が行われる。
【００３１】このように４個のシリンダ４１−７１すべ
てで実際に混合ガスを燃焼させることもできるが、この
実施例では実際の燃焼はガラスシリンダ４１でのみ行
い、残りの鋳鉄製の３個のシリンダ５１−７１ではピス
トンをモータで駆動してダミーとして使用する。これ
は、４シリンダのエンジンを１シリンダのみで駆動する
と振動が生じて不都合が生じるためであり、この振動を
低減するにはモータ駆動が必要なためである。
てで実際に混合ガスを燃焼させることもできるが、この
実施例では実際の燃焼はガラスシリンダ４１でのみ行
い、残りの鋳鉄製の３個のシリンダ５１−７１ではピス
トンをモータで駆動してダミーとして使用する。これ
は、４シリンダのエンジンを１シリンダのみで駆動する
と振動が生じて不都合が生じるためであり、この振動を
低減するにはモータ駆動が必要なためである。
【００３２】但し、第１のシリンダ４１の燃焼動作に応
じて夫々のシリンダ５１−７１のピストンを所定の位相
で適格に駆動しなければならないので、ここで用いられ
るモータはサーボモータである。なお、このモータは４
個のシリンダ４１−７１全てを燃焼させる場合にはスタ
ータモータとして使用することができる。
じて夫々のシリンダ５１−７１のピストンを所定の位相
で適格に駆動しなければならないので、ここで用いられ
るモータはサーボモータである。なお、このモータは４
個のシリンダ４１−７１全てを燃焼させる場合にはスタ
ータモータとして使用することができる。
【００３３】図３に示す実施例ではサーボモータ８０が
用いられ、このサーボモータ８０によりベルト８１、８
２を介してそれぞれの出力軸４２８ａ，４２８ｂが所定
の速度で駆動される。このモータ８０の駆動は、たとえ
ば第１のガラスシリンダ４１における燃焼室の動作、特
に図示しない点火ピラグの点火時期を検知して、この検
出タイミングに同期して行われる。
用いられ、このサーボモータ８０によりベルト８１、８
２を介してそれぞれの出力軸４２８ａ，４２８ｂが所定
の速度で駆動される。このモータ８０の駆動は、たとえ
ば第１のガラスシリンダ４１における燃焼室の動作、特
に図示しない点火ピラグの点火時期を検知して、この検
出タイミングに同期して行われる。
【００３４】図４は図３に示した４シリンダエンジンの
側面図を示す。ここではその２本の出力軸４２８ａ，４
２８ｂのうちの一方の出力軸４２８ｂのみが示されてい
る。図３では図示されていないが、この出力軸４２８ｂ
の一端はベアリング８３の外側に突出し、その先端に取
り付けられたプーリ８４は図示しないタイミングベルト
を介してカムシャフト８５に一端に取り付けられたプー
リ８６に結合されている。このカムシャフト８５により
４シリンダ４１−７１の夫々一方の端に形成されたシリ
ンダヘッドに取り付けられた吸気弁、排気弁が所定のタ
イミングで駆動される。
側面図を示す。ここではその２本の出力軸４２８ａ，４
２８ｂのうちの一方の出力軸４２８ｂのみが示されてい
る。図３では図示されていないが、この出力軸４２８ｂ
の一端はベアリング８３の外側に突出し、その先端に取
り付けられたプーリ８４は図示しないタイミングベルト
を介してカムシャフト８５に一端に取り付けられたプー
リ８６に結合されている。このカムシャフト８５により
４シリンダ４１−７１の夫々一方の端に形成されたシリ
ンダヘッドに取り付けられた吸気弁、排気弁が所定のタ
イミングで駆動される。
【００３５】図５、図６は図３、図４に示したエンジン
を側面から見た図であり、図５では例えば第１のガラス
シリンダ４１内のピストン４１６に連動する一方のレバ
ー４２１ａの動作位置、および第２のシリンダ５１内の
ピストンに連動するレバー５２６ｂの動作位置を示す。
図５において、レバー４２１ａの一端の支点ローラ４２
５ａは一対の案内板４２６ａ，４２６ｂの間に挿入して
移動自在に保持され、他端の力点ローラ４１９ａはピス
トン４１６内に形成された一対の案内板４１８ａ，４１
８ｂの間に挿入されて移動自在に保持される。
を側面から見た図であり、図５では例えば第１のガラス
シリンダ４１内のピストン４１６に連動する一方のレバ
ー４２１ａの動作位置、および第２のシリンダ５１内の
ピストンに連動するレバー５２６ｂの動作位置を示す。
図５において、レバー４２１ａの一端の支点ローラ４２
５ａは一対の案内板４２６ａ，４２６ｂの間に挿入して
移動自在に保持され、他端の力点ローラ４１９ａはピス
トン４１６内に形成された一対の案内板４１８ａ，４１
８ｂの間に挿入されて移動自在に保持される。
【００３６】ピストン４１６の先端とガラスシリンダ４
１との間に形成された燃焼室内にはシリンダヘッド４１
２ａを貫通して取り付けられた点火プラグ８８および吸
気弁４１３ａのそれぞれの先端が露出している。吸気弁
４１３ａは図４に示したカムシャフト８５により所定の
タイミングで開閉される。
１との間に形成された燃焼室内にはシリンダヘッド４１
２ａを貫通して取り付けられた点火プラグ８８および吸
気弁４１３ａのそれぞれの先端が露出している。吸気弁
４１３ａは図４に示したカムシャフト８５により所定の
タイミングで開閉される。
【００３７】図６はこのエンジンの側面をさらに外側か
ら見た図であり、２本の出力軸４２８ａ，４２８ｂの先
端には夫々プーリ８４、８９が固定され、その内側には
連動ギア９１、９２が取り付けられている。この連動ギ
ア９１、９２は互いに噛み合い、プーリ８９にベルト８
２を介して結合されたサーボモータ８０により同時に駆
動される。
ら見た図であり、２本の出力軸４２８ａ，４２８ｂの先
端には夫々プーリ８４、８９が固定され、その内側には
連動ギア９１、９２が取り付けられている。この連動ギ
ア９１、９２は互いに噛み合い、プーリ８９にベルト８
２を介して結合されたサーボモータ８０により同時に駆
動される。
【００３８】プーリ８４にはベルト８１を介してカムシ
ャフト８５が結合され、従って、サーボモータ８０を付
勢することにより出力軸４２８ａ，４２８ｂが駆動され
るとともに、カムシャフト８５も駆動されてエンジン全
体が所定のタイミングで駆動されることになる。
ャフト８５が結合され、従って、サーボモータ８０を付
勢することにより出力軸４２８ａ，４２８ｂが駆動され
るとともに、カムシャフト８５も駆動されてエンジン全
体が所定のタイミングで駆動されることになる。
【００３９】尚、図１に示した実施例においてガラスシ
リンダ１１はフレーム２７およびクランプ機構５ａ，５
ｂ，６ａ，６ｂにより着脱自在に固定されるものである
から、このガラスシリンダ１１を用いて燃焼試験を行っ
たあとでこれを取り外して他のたとえば鉄またはアルミ
ニウムのシリンダと交換して試験を行い、ガラスシリン
ダ１１の場合のデータと比較することも可能である。以
上の説明では４サイクル・４シリンダのエンジンを例示
したが、この発明は２サイクルのエンジンにも同様に適
用できることは勿論である。
リンダ１１はフレーム２７およびクランプ機構５ａ，５
ｂ，６ａ，６ｂにより着脱自在に固定されるものである
から、このガラスシリンダ１１を用いて燃焼試験を行っ
たあとでこれを取り外して他のたとえば鉄またはアルミ
ニウムのシリンダと交換して試験を行い、ガラスシリン
ダ１１の場合のデータと比較することも可能である。以
上の説明では４サイクル・４シリンダのエンジンを例示
したが、この発明は２サイクルのエンジンにも同様に適
用できることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
ピストンのサイドスラストを軽減できる構成を取ること
によりシリンダを透明なガラスなどで形成することを可
能とし、内燃機関の動作状態を示す種々のファクタであ
る混合ガスの燃焼状態、ピストンや吸排気弁の動き、点
火プラグの動作、ピストンリングの作用、潤滑状態等を
すべて目視できるように構成することにより、すべて実
際の動作状態を表すデータを目視または高速度撮影によ
り可視像として得ることを可能とする構成を有する内燃
機関を提供することができる。
ピストンのサイドスラストを軽減できる構成を取ること
によりシリンダを透明なガラスなどで形成することを可
能とし、内燃機関の動作状態を示す種々のファクタであ
る混合ガスの燃焼状態、ピストンや吸排気弁の動き、点
火プラグの動作、ピストンリングの作用、潤滑状態等を
すべて目視できるように構成することにより、すべて実
際の動作状態を表すデータを目視または高速度撮影によ
り可視像として得ることを可能とする構成を有する内燃
機関を提供することができる。
【図１】この発明の一実施例の構成を示す断面図。
【図２】図１の実施例の外観を示す斜視図。
【図３】この発明の他の実施例を示す平面図。
【図４】図３に示した実施例の正面図。
【図５】図３に示した実施例の内部を示す側面図。
【図６】図３に示した実施例の外部側面図。
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ…クランプ機構 １１…ガラスシリンダ、１２ａ，１２ｂ…シリンダヘッ
ド、１６…ピストン、１８ａ，１８ｂ，２６ａ，２６ｂ
…案内板、１９ａ，１９ｂ，２５ａ，２５ｂ…ローラ、
２１ａ，２１ｂ…レバー、２８ａ，２８ｂ…出力軸、２
９ａ，２９ｂ…偏心ローラ。
ド、１６…ピストン、１８ａ，１８ｂ，２６ａ，２６ｂ
…案内板、１９ａ，１９ｂ，２５ａ，２５ｂ…ローラ、
２１ａ，２１ｂ…レバー、２８ａ，２８ｂ…出力軸、２
９ａ，２９ｂ…偏心ローラ。
Claims (11)
- 【請求項１】 透明材料で形成された少なくとも１個の
透明シリンダと、 この透明シリンダ内に挿入された双頭型ピストンと、 前記透明シリンダの両端の開口部を閉塞する第１、第２
のシリンダヘッドと、 前記第１、第２のシリンダヘッドに夫々設けられた点火
プラグと、 前記第１、第２のシリンダヘッドに夫々設けられた吸排
気弁と、 前記双頭型ピストンの線対称となる中間部に夫々このピ
ストンの中心軸に直交する方向に対向して一体形成され
た一対の力点ローラ案内部材と、 この一対の力点ローラ案内部材の間に挿入された第１、
第２の力点ローラと、 この第１、第２の力点ローラの回転軸が夫々固定される
力点を有する第１、第２のレバー部材と、 この第１、第２のレバー部材の他端近傍の支点に夫々回
転自在に取り付けられた第１、第２の支点ローラと、 前記第１、第２のレバー部材の作用点に結合された第
１、第２のクランク機構と、 この第１、第２のクランク機構に結合され互いに反対方
向に回転する第１、第２の回転軸と、 を具備することを特徴とする内燃機関。 - 【請求項２】 前記第１の回転軸に結合され、この第１
の回転軸を回転駆動するためのモータを有することを特
徴とする請求項１に記載の内燃機関。 - 【請求項３】 前記第１、第２のシリンダヘッドのうち
の少なくとも一方は透明部材で形成されてなることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関。 - 【請求項４】 前記第２の回転軸の回転数を検知する検
知手段と、 この検知手段により検知された第２の回転軸の回転数に
対応する回転数で前記第１の回転軸を回転させるように
前記モータを駆動する手段と、 を具備することを特徴とする請求項２に記載の内燃機
関。 - 【請求項５】 前記透明材料はガラスであることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内燃機
関。 - 【請求項６】 透明材料で形成された透明シリンダと、 この透明シリンダの中心軸と中心軸が一致するように対
向して設けられた金属シリンダと この透明シリンダ、金属シリンダを互いに連結して形成
されたシリンダボア内に挿入された双頭型ピストンと、 前記シリンダボアの両端の開口部を閉塞する第１、第２
のシリンダヘッドと、 前記第１、第２のシリンダヘッドに夫々設けられた点火
プラグと、 前記第１、第２のシリンダヘッドに夫々設けられた吸排
気弁と、 前記第１、第２のシリンダ接合部に夫々の中心軸に直交
する方向に互いに対向して一体形成された一対の力点ロ
ーラ案内部材と、 この一対の力点ローラ案内部材の間に挿入された第１、
第２の力点ローラと、 この第１、第２の力点ローラの回転軸が夫々固定される
力点を有する第１、第２のレバー部材と、 この第１、第２のレバー部材の他端近傍の支点に夫々回
転自在に取り付けられた第１、第２の支点ローラと、 前記第１、第２のレバー部材の作用点に結合された第
１、第２のクランク機構と、 この第１、第２のクランク機構に結合され互いに反対方
向に回転する第１、第２の回転軸と、 を具備することを特徴とする内燃機関。 - 【請求項７】 前記金属シリンダ側に結合された第２の
回転軸に結合され、この第２の回転軸を回転駆動するた
めのモータを有することを特徴とする請求項６に記載の
内燃機関。 - 【請求項８】 前記透明シリンダに取り付けられたシリ
ンダヘッドは透明部材で形成されてなることを特徴とす
る請求項６または請求項７に記載の内燃機関。 - 【請求項９】 前記第１の回転軸の回転数を検知する検
知手段と、 この検知手段により検知された第１の回転軸の回転数に
対応する回転数で前記第２の回転軸を回転させるように
前記モータを駆動する手段と、 を具備することを特徴とする請求項７に記載の内燃機
関。 - 【請求項１０】 前記透明材料はガラスであることを特
徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の内燃機
関。 - 【請求項１１】 透明材料で形成された少なくとも１個
の透明シリンダと、 この透明シリンダ内に挿入された双頭型ピストンと、 前記透明シリンダの両端の開口部を閉塞する第１、第２
のシリンダヘッドと、 前記第１、第２のシリンダヘッドに夫々設けられた点火
プラグと、 前記第１、第２のシリンダヘッドに夫々設けられた吸排
気弁と、 前記双頭型ピストンの線対称となる中間部に夫々このピ
ストンの中心軸に直交する方向に対向して一体形成され
た一対の力点ローラ案内部材と、 この一対の力点ローラ案内部材の間に挿入された第１、
第２の力点ローラと、 この第１、第２の力点ローラの回転軸が夫々固定される
力点を有する第１、第２のレバー部材と、 この第１、第２のレバー部材の他端近傍の支点に夫々回
転自在に取り付けられた第１、第２の支点ローラと、 前記第１、第２のレバー部材の作用点に結合された第
１、第２のクランク機構と、 この第１、第２のクランク機構に結合され互いに反対方
向に回転する第１、第２の回転軸と、 金属製のシリンダと交換するために前記透明シリンダを
着脱自在に支持する支持手段と、 を具備することを特徴とする内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13054498A JP2916472B1 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 透明シリンダを有する内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13054498A JP2916472B1 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 透明シリンダを有する内燃機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2916472B1 true JP2916472B1 (ja) | 1999-07-05 |
| JPH11326134A JPH11326134A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15036829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13054498A Expired - Fee Related JP2916472B1 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 透明シリンダを有する内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2916472B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2812392B1 (fr) * | 2000-07-28 | 2002-12-13 | Inst Francais Du Petrole | Moteur optique pour essais, en particulier pour mesures sur les parametres de combustion |
-
1998
- 1998-05-13 JP JP13054498A patent/JP2916472B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11326134A (ja) | 1999-11-26 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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