JP4431245B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オートバイ、自動車、小型船舶等に用いる内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車等のエンジンは、ほとんどがレシプロピストン式であるが、このタイプはもともと振動が大きく、シリンダの数を多くするなどの振動対策に多くの費用がかかる。これに対して、ロータリピストン式のエンジンがあるが、これは振動が少ないが、ピストンとシリンダの間のシールが破損しやすい欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、振動が少なく、しかも、シール構造が簡単なピストン式の内燃機関を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明のエンジンは、中空固定軸の周りに、少なくとも一対の対向するシリンダを回転自在に支持し、各シリンダの内部にピストンを往復動自在に嵌装する。中空固定軸に対し偏心した位置に支持軸を支持し、この軸に、ピストンロッドの一端を回動自在に支持し、ピストンロッドの先をピストンピンを介してピストンに結合する。したがって、シリンダが中空固定軸周りに回転すると、シリンダの中のピストンもシリンダと一緒に回転するが、ピストンロッドの一端は、中空固定軸から偏心した支持軸に支持されているので、ピストンはシリンダの中を往復動する。そこで、シリンダ容積が増加する行程でシリンダに空気と燃料の混合ガスを導入し、これを充分圧縮してから点火燃焼させ、生じた排ガスを排出するようにすれば、連続的に回転し、これから回転エネルギーを取り出すことができる。
【0005】
このものでは、シリンダもピストンも共に、それぞれ固有の軸の周りに回転するので、従来のレシプロエンジンに比べて振動が少ないと特徴がある。シリンダは、中空回転軸を挟んで対向するように配置すると、ピストンが正反対の動きをするので、振動が特に少なくなる。したがって、シリンダの数は2またはその倍数とすることが好ましい。このエンジンは、2ストロークサイクルでも、4ストロークサイクルでも運転可能である。
【0006】
シリンダに給排気するために、各シリンダの側部から、先端が中空固定軸に摺接するように給気管27と排気管28とを導く。この給気管27を中空固定軸内に形成された給気路38と連通するために、中空固定軸10に給気ポート35を穿設する。同様に、排気管28を中空固定軸内に形成された排気路39と連通するために、中空固定軸10に排気ポート36を穿設する。このようにすれば、中空固定軸の中から、シリンダへの給排気が可能になり、シリンダに可動弁を設ける必要がない。したがって、構造がシンプルになり、維持管理も容易である。
【0007】
なお、支持軸の周りに、ピストンロッドといっしょに回る送風羽根車を設け、羽根車で給気をシリンダの中に押し込むようにすれば、シリンダから排気が逆流するのを防止することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1、2に示すように、中空の固定軸10の周りにシリンダブロック11を回転自在に支持する。符号12はシリンダブロックを支えるローラベアリングである。シリンダブロック11は、中空固定軸10を挟んで対向する一対のシリンダ13を備えており、各シリンダにピストン15を摺動自在に嵌装する。各ピストンにはピン16を介してピストンロッド17の上端を枢支する。
【0009】
中空固定軸10の内部に間隔をあけて2枚の支持板18、19を固定し、それら支持板の間に、中空固定軸に対し偏心して支持軸20を固定する。この支持軸に送風機としての羽根車21を回転自在に支持し、この羽根車の外筒21aに前記ピストンロッド17の下端を固定する。符号22は羽根車21を支えるニードルベアリングである。
【0010】
2枚の支持板のうち右側のもの19には羽根車21の吸込口21bと吐出口21cを穿設し、これらの2つの口を分離する仕切壁23を中空固定軸10の内部に設ける。各シリンダ13の両側にあけた給排気ポート25、26から給気管27と排気管28がそれぞれ延びており、それらの先は、中空固定軸10の周りに摺動自在に支持されたリング30、31に結合する。一方、リング30、31が摺接する個所の中空固定軸10には、円周方向に細長い給気ポート35および排気ポート36をそれぞれ穿設する。給気ポート35は羽根車21の出口に繋がる給気路38に繋がっており、排気ポート36は支持板18左側の排気路39に繋がっている。
【0011】
中空固定軸10の端に燃料気化器40を設ける。燃料には潤滑油を混合したものを用いる。中空固定軸の左側にあるのはマフラー41である。各シリンダ13には点火プラグ42を設ける。点火コイル43はシリンダ側に固定し、対するマグネット44は中空固定軸側に固定し、点火プラグにタイミングよく電流を流すようにする。
【0012】
左側のリング31に平歯車46を固定し、これに噛合するピニオン47を出力軸48に取り付ける。符号は始動モータ50であり、その軸に取り付けられたピニオン51も平歯車46に噛合する。
【0013】
このエンジンの作用を説明する。シリンダブロック11は中空固定軸10の周りを回転する。各シリンダ13のピストン15から延びるピストンロッド17は支持軸20に支持されており、支持軸は中空固定軸から偏心しているので、シリンダブロック11が回転すると、各シリンダの中でピストンが往復動する。そして、2つのシリンダでは、ピストンが常に正反対の動きをする。図において、上のシリンダはピストンが中にいっぱいに入った上死点にあり(A状態)、下のシリンダはピストンが最も抜けて下死点にある(C状態)。図2において、AからCへ至る行程の中間をB状態、CからAに至る行程の中間をD状態として示す。
【0014】
A状態(上死点)では、その前の圧縮行程において圧縮されたシリンダ13内の混合気に点火プラグ42で着火される。混合気体は爆発的に燃焼、膨張し、ピストン15を押し下げながら当該シリンダはB、さらにはCに向って回転する。当該シリンダがC状態に近づくと、ピストンが抜けてシリンダの給排気ポート25、26が開く。さらに、給気管27の管端が中空固定軸10の給気ポート35の上に乗り、給気管27を介してシリンダ内部と中空固定軸内の給気路38が連通する。こうなると、キャブレター40で作られた気化燃料と空気の混合気は吸込口21bから羽根車21の中に吸い込まれる。羽根車21はシリンダブロック11と共に回転しており、羽根車に吸い込まれた混合気は勢いを増して反対側から送り出される。送り出された混合気は羽根車の外側に回り込んで給気路38に達し、ここから、中空固定軸10に穿たれた給気ポート35を通って給気管27の中に達し、当該シリンダの中に吸込まれる。
【0015】
さらに、少し遅れて、排気管28の管端が中空固定軸の排気ポート36の上に乗り、排気管28を介してシリンダ内部と中空固定軸内の排気路39が連通する。そして、シリンダ容積が徐々に小さくなるので、シリンダ内の排気ガスが押し出され、排気管28を通って中空固定軸内の排気路39に入り、マフラー41を通って外部に排出される。
【0016】
こうして、シリンダ内は排ガスが混合気に置き換わり、D状態を過ぎるころから、エンジンは圧縮行程に入り、A状態で点火される。こうして、エンジンは連続的に回転し、その出力は出力軸48から取り出される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 エンジンの縦断面図である。
【図2】 エンジンの動作を示す横断面図である。
【符号の説明】
10 中空固定軸
13 シリンダ
15 ピストン
16 ピストンピン
17 ピストンロッド
20 支持軸
21 送風機としての羽根車
27 給気管
28 排気管
35 給気ポート
36 排気ポート
38 給気路
39 排気路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine used for motorcycles, automobiles, small ships, and the like.
[0002]
[Prior art]
Most engines such as automobiles are of reciprocating piston type, but this type of vibration is inherently high in vibration, and a lot of cost is required for vibration countermeasures such as increasing the number of cylinders. On the other hand, there is a rotary piston type engine, which has less vibration, but has a drawback that the seal between the piston and the cylinder is easily broken.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a piston-type internal combustion engine that has less vibration and a simple seal structure.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The engine according to the present invention rotatably supports at least a pair of opposed cylinders around a hollow fixed shaft, and a piston is reciprocally fitted inside each cylinder. A support shaft is supported at a position eccentric with respect to the hollow fixed shaft, and one end of the piston rod is rotatably supported on this shaft, and the tip of the piston rod is coupled to the piston via a piston pin. Therefore, when the cylinder rotates around the hollow fixed shaft, the piston in the cylinder also rotates together with the cylinder. However, since one end of the piston rod is supported by a support shaft that is eccentric from the hollow fixed shaft, the piston is Reciprocates inside. Therefore, if a mixed gas of air and fuel is introduced into the cylinder in the process of increasing the cylinder volume, and this is compressed sufficiently and ignited and burned, and the exhaust gas generated is discharged, it will rotate continuously, Rotational energy can be extracted.
[0005]
This is characterized in that both the cylinder and the piston rotate about their own axes, so that there is less vibration than conventional reciprocating engines. When the cylinders are arranged so as to face each other with the hollow rotating shaft interposed therebetween, vibrations are particularly reduced because the piston moves in the opposite direction. Therefore, the number of cylinders is preferably 2 or a multiple thereof. This engine can be operated in either a 2-stroke cycle or a 4-stroke cycle.
[0006]
In order to supply / exhaust the cylinder, an
[0007]
If a blower impeller that rotates together with the piston rod is provided around the support shaft and the supply air is pushed into the cylinder by the impeller, it is possible to prevent the exhaust gas from flowing backward from the cylinder.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As shown in FIGS. 1 and 2, a
[0009]
Two
[0010]
The
[0011]
A
[0012]
A
[0013]
The operation of this engine will be described. The
[0014]
In the A state (top dead center), the air-fuel mixture in the
[0015]
Further, with a slight delay, the pipe end of the
[0016]
Thus, the exhaust gas is replaced with the air-fuel mixture in the cylinder, and the engine enters the compression stroke and is ignited in the A state after passing the D state. In this way, the engine rotates continuously, and its output is taken from the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an engine.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the operation of the engine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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Publications (2)
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- 2000-03-02 JP JP2000056768A patent/JP4431245B2/en not_active Expired - Lifetime
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