JP5849039B2 - クランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関 - Google Patents

Description

本発明は構造を単純化し往復運動を回転運動に変える機関機構によって動力を出力するロータリエンジン機構に関し、特にベースに設ける給排気溝の内部にて３６０度回転可能な回転式給排気弁と、特殊な給排気タイミングの設計とを合わせて利用し、かつ駆動装置組に内設される十字状の回転アームとクランクジャーナルの動作との組み合わせにより、ギヤ組間の回転減速比設計によって、機関の給気、圧縮、燃焼と排気の４行程の循環作動を達成できるクランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関に関する。

現在の機関の循環行程は２行程または４行程にほかならない。さらに、機関はクランクシャフトより動力を発生される。すなわち、クランクシャフトが機関全体の動力出力軸となる。しかし、ピストンが上下の往復運動を回転運動に変えるため、クランクシャフトは先端部から末端部まで実直の軸体ではなくピストンの数に合わせた屈折状の軸により形成されている。よって、ピストンが上下に往復運動するとき、しばしばクランクシャフトの屈折部に偏心を引き起し、ピストンが偏ったまま上下に往復運動すると、ピストンに横力がかかってしまい、シリンダーと触れ合うことによって、ピストンが長期の摩擦によって損傷される。

さらに、公知機関の内部に複数組のエアバルブ組を取り付けなければ、シリンダーに給気、圧縮、燃焼と排気の行程を提供することはできない。機関の構造から言えば、やや複雑である。

本発明の主な目的は、クランクジャーナルまたは十字状の回転アームと給排気弁相互の連動が一定の回転速度比を形成するギヤ組構造を制御することによって、給排気弁が継続して回転し、かつ継続的に複数のシリンダーに給気、排気行程を稼働し、機関の給気、圧縮、燃焼と排気４つの行程の循環動作を実現する、クランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関を提供する。

本発明のつぎの目的は、ギヤ組構造による特殊な減速行程を経て、ギヤ組の内部に連結する作動ギヤの給排気弁がベース内部にて３６０度回転動作する回転方式の特徴を有するほか、ベース内部にて給気と排気行程を行うことができ、さらに、十字状の回転アームの回転速度比≧２倍の給排気弁の回転速度比が得られる、クランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関を提供することにある。

本発明のさらに一つの目的は、回転式動力出力の機関構造において、ピストンとピストンに連結する押し棒が上下に往復運動を形成するため、横力をかけず、ピストンとシリンダーとの磨耗を完全に避けられ、機関の使用寿命を延長できる、クランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は固定棒と受け台の直方向の適切な長さを選択し、順を追って、クランクジャーナル、十字状の回転アームと押し棒が上板と間接的に連結するピストンのシリンダー内部の制限高さを決定し、シリンダーに多種類の圧縮比をもたせて、機関はガソリンまたはディゼール油を使用できる、クランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関を提供することにある。

前述の目的に基づき、本発明のクランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関は、ベースと、給排気弁と、受け台と、駆動装置組と、上板と、を備える。

前記ベースは給排気溝と、給排気溝を中心点とした対称位置に２つのシリンダーを設け、ベースの内部には給排気溝と２つのシリンダーに連絡する給排気口を開け、給排気溝の側壁と底部にはそれぞれ外部に連絡する空気入力穴と空気排出穴を開け、ベースの上面には給排気溝と２つのシリンダーの蓋を締めることが可能な受け台が設けられており、ベースプレートにはそれぞれ２つのシリンダーに連絡する通り穴と、軸受穴と、複数の穴部とが開けられている。

前記給排気弁は給排気溝に内設し、空気出入口と空気入力穴とを連絡する空気入口及び空気排出穴に連絡する空気出口を開けている。そのうち、給排気弁の上方は受け台の底部を穿設していて、かつ給排気弁を回転させることができるコンロッドが設けられている。

前記受け台はベースの上端に連結し、受け台は四方形の中空状を形成していて、ベースプレートにてそれぞれ２つのシリンダーに連絡する通り穴と、軸受穴と、複数の穴が開けられ、中空状の内部はギヤ組と駆動装置組とを収容できる。

前記駆動装置組はそれぞれ２つのピストンに連結する２つの押し棒と、２つの押し棒の上端に連結する十字状の回転アームと、十字状の回転アームの第１案内棒の上端に連結するクランクジャーナルと、十字状の回転アームの底縁に連結するギヤ組とを含む。そのうち、押し棒の下端はベースプレートを介して、それぞれ複数のシリンダーに穿設していて、かつ押し棒の下端にはシリンダーの穴径に対応するピストンが設けられ、ギヤ組の末端部は給排気弁のコンロッドに連結されている。

前記上板の周辺部は受け台の上端に連結し、上板は軸方向から受け台とベースに穿設する固定棒を設け、ナットを利用して締め付けることができ、前記駆動装置に備えるクランクジャーナルの上端を上板の外部に穿設する。

前記構造から分かるように、本発明は主に給排気弁を利用することにより、シリンダーにて給気、圧縮、燃焼と排気行程を通じて、各シリンダーに内設するピストンと、ピストンに連結する押し棒を上下に往復運動することができる。

引き続き、ピストンと押し棒が上下に往復運動するとき、十字状の回転アームが押し棒の動作に追随して伸縮、揺動すると共に、十字状の回転アームの上下端それぞれに連結されるクランクジャーナルとギヤ組も十字状の回転アームの揺動経路に追随して回転する。一方、ギヤ組が回転するときは給排気弁に取り付けられたコンロッドを同時に作動させ、給排気弁が給気と排気すると共に、コンロッドによって継続的に回転される。そのうち、ギヤ組によってクランクジャーナルまたは十字状の回転アームと給排気弁間の回転速度比値の制御を提供し、かつ当該回転速度比は≧２倍である。

ピストンと押し棒と給排気弁がピストンの駆動によって往復運動すると、給排気弁は間接的に押し棒を介して十字状の回転アームと、ギヤ組と、コンロッドを駆動回転する。複数のピストンは給排気弁によって、給気、圧縮、燃焼、排気の行程を継続的に稼働し、機関の給気、圧縮、燃焼及び排気４つの行程による循環作動を行う。

前記固定棒と受け台の直方向の長さによって、クランクジャーナルと、十字状の回転アームと、押し棒が上板と間接的に連結するピストンのシリンダー内部の制限高さを決定し、シリンダーに多種の圧縮比を持たせることで、ガソリンまたはディゼール油の使用に適する機関とすることができる。そのうち、機関の燃料にガソリンをした場合、シリンダーの内部に点火燃焼するための点火プラグが内設される。

以下の説明から分かるように、本発明は以下の長所を有する。

イ、 本発明はピストンと押し棒による上下の往復運動を利用し、押し棒に連結するコンロッドの支軸と、十字状の回転アームとを駆動し、十字状の回転アームがクランクジャーナルを駆動回転して、往復運動を回転運動に変える機関構造を形成する。

ロ、 本発明はクランクジャーナルまたは十字状の回転アームと給排気弁との回転速度比値を制御することによって、給排気弁がシリンダーに対して、給気または排気行程を実行し、シリンダーのピストンが循環的に給気、圧縮、燃焼、排気４つの行程を作動できる。

ハ、 本発明は固定棒と受け台の直方向の長さによって、ピストンのシリンダー内部における制限高さを決定することができ、シリンダーに多種の圧縮比を持たせて、機関が各種の燃焼に適用するように使用できる。

二、 本発明によるピストンとピストンに接続される押し棒は上下に往復運動するため、横力を発生せず、ピストンとシリンダーとの触れ合いによる磨耗を完全に避け、機関の使用寿命を延長できる。

本発明実施例１のベースの概略図（その１）である。 本発明実施例１のベースの概略図（その２）である。 本発明の機関構造の分解図である。 本発明の機関構造の組み合わせ図である。 本発明の給排気弁による空気給入、排気行程制御を示す図である。 図４による機関作動の正面図（その１）である。 図４による機関作動の正面図（その２）である。 図４による機関作動の側面図である。 本発明の給排気弁によるシリンダー圧縮、給気行程制御を示す図である。 図７による機関作動の正面図である。 本発明の給排気弁によるシリンダー燃焼、圧縮行程制御を示す図である。 図９による機関作動の正面図である。 本発明の給排気弁によるシリンダー排気、燃焼行程制御を示す図である。 図１１による機関作動の正面図である。 本発明によるシリンダー圧縮比制御を示す図である。 シリンダーに点火プラグを取り付けることを示す図である。

本発明の実施例１について、ベースの概略図（図１Ａ、図１Ｂ）、機関構造の分解図（図２）、機関構造の組み合わせ図（図３）を参照して説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本発明のクランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関のベースプレートの概略図（その１、その２）である。機関は、ベース１と、給排気弁２と、受け台１６と、駆動装置組３と、上板４と、を備える。実施例１はディゼール燃料に適している。

ベース１には、給排気溝１０と、給排気溝１０を中心として対称位置にシリンダー１１、１１’（本発明は２つのシリンダー１１、１１’を例示する）とが設けられている。ベース１の内部には、給排気溝１０とシリンダー１１、１１’とを連絡する給排気口１２、１２’を開けられ、給排気溝１０の側壁及び底部にはそれぞれベース１の外部に連結する空気入力穴１３と空気排出穴１４とが開口されている。ベース１の上面には、受け台１６のベースプレート１６２を締付具１５によって締め付けることで、ベース１の給排気溝１０とシリンダー１１、１１’とをベースプレート１６２で覆い被せている。また、給排気溝１０の上端にワッシャ１７を設け、給排気溝１０を受け台１６によって密封させている。

給排気弁２（図２）は、給排気溝１０に内設され、給排気口１２、１２’と空気入力穴１３に連絡する空気入口２０と、空気排出穴１４に連絡する空気出口２１が開けられている。そのうち、給排気弁２の空気入口２０と空気出口２１が９０度の挟み角を形成し、給排気弁２の上方にて軸受２３（例えば、スラスト軸受）を介しベースプレート１６２を貫いていて、給排気弁２を回転駆動できるコンロッド２２が設けられている。

受け台１６（図２）は、ベース１の上端に連設し、受け台１６は四方形の中空状を形成し、ベースプレート１６２にはそれぞれ２つのシリンダーに連絡する通り穴１６０、１６０’と、軸受穴１６１、１６１’と、複数の穴が開けられ、中空状の内部にはギヤ組３４と駆動装置組３が収容されている。

駆動装置組３（図２）は、それぞれ２つのピストン３１、３１’に連結する２つの押し棒３０、３０’（押し棒３０、３０’の上端は、受け台１６のベースプレート１６２に開けられた軸受穴１６１、１６１’を介して、それぞれシリンダー１１、１１’の内部に穿設し、軸受穴１６１、１６１’に内設する滑り軸受１６３によって、安定して上下に移動し、さらに、押し棒３０、３０’の底面はそれぞれシリンダー１１、１１’の穴径に対応するピストン３１、３１’を設ける。）と、２つの押し棒３０、３０’の上端に連結する十字状の回転アーム３２と、十字状の回転アーム３２の第１案内棒３２３の上端に連結するクランクジャーナル３３と、十字状の回転アーム３２の底縁に連絡するギヤ組３４とを設ける。そのうち、前記クランクジャーナル３３は互いに垂設される縦棒３３０と横棒３３１とを連結してなり、横棒３３１の一端は傾斜状の第１傾斜棒３３２を形成し、第１傾斜棒３３２は第１開口部３３４を有し、第１開口部３３４に第１ころ軸受３３３を内設する。
前記十字状の回転アーム３２は、縦軸である第１案内棒３２３、第２案内棒３２４と横軸を十字態様に形成してから成る回転アームであり、前記横軸は両端に２つの収容空間３２０１、３２０１’を備える管体３２０と、一端がそれぞれ２つの収容空間３２０１、３２０１‘の内部に穿設していて、他端がそれぞれ２つの押し棒３０、３０’の上端に連結する２つの支軸３２１、３２１’（押し棒３０、３０’と支軸３２１、３２１’との間は枢軸３２２、３２２’によってリベット接合し、枢転自在を形成する。）とから成る。
すなわち、管体３２０の第１案内棒３２３の上端は、クランクジャーナル３３の第１開口部３３４に対して、第１ころ軸受３３３を介して内設することで連結する（第１案内棒３２３と第１ころ軸受３３３とを枢転自在に形成する）。また、管体３２０には、第１案内棒３２３と対称位置に第２案内棒３２４が連結されることで、回転アーム３２を十字態様に形成している。
管体３２０には、それぞれ２つの収容空間３２０１、３２０１’に連絡する通気穴３２０２、３２０２’が開けられ、支軸３２１、３２１’が収容空間３２０１、３２０１’において往復に伸縮するとき、収容空間３２０１、３２０１’内部の気体の排出を助けることができる。前記ギヤ組３４の両端部は受け台１６のベースプレート１６２に連結している。
収容空間３４０を形成する板部材３４１の内外面には、同じ軸にある上部ギヤ３４２と下部ギヤ３４３がそれぞれ回転軸３４４、３４４’を介して連結し、さらに上部ギヤ３４２と下部ギヤ３４３に歯合する駆動ギヤ３４５と作動ギヤ３４６とを連結する。そのうち、駆動ギヤ３４５に第１傾斜棒３３２に対応した傾斜状の第２傾斜棒３４７を凸設し、第２傾斜棒３４７に第２開口部３４９を開け、第２ころ軸受３４８を収容し、第２案内棒３２４の末端部を第２ころ軸受３４８に穿設する（第２案内棒３２４と第２ころ軸受３４８との旋転自在状態を形成する）。
作動ギヤ３４６の回転軸３４４’は給排気弁２に備えるコンロッド２２の上端に連結することによって、駆動ギヤ３４５が２回転した後、上部ギヤ３４２と下部ギヤ３４３を介して回転される作動ギヤ３４６がちょうど一回転する。すなわち、ギヤ組３４はクランクジャーナル３３または十字状の回転アーム３２と給排気弁２の回転速度比制御を提供し、かつ回転速度比の値≧は２倍である。

上板４（図２）の周辺部は受け台１６の上端に連結し、上板４は軸方向に受け台１６とベース１に穿設する固定棒４０とを穿設し、ナット４２を利用して締め付け固定する。そのうち、前記クランクジャーナル３３の縦棒３３０は上板４の外部に穿設していて、かつ縦棒３３０と上板４との間は軸受４１（たとえば、スラスト軸受）を利用し相互に固定することによって、縦棒３３０は軸方向回転しか許されない。

これにより、ベース１と、給排気弁２と、受け台１６と、駆動装置組３と、上板４とを組立完了後、駆動装置組３の順調な作動を図るため、受け台１６の内部に潤滑油を充填する。

本発明の給排気弁による空気給入、排気行程制御について、図４ないし図６を参照して説明する。図５Ａ及び図５Ｂは機関作動の正面図であり、図６は機関作動の側面図である。
図４から分かるように、本発明の機関が稼働を開始すると、給排気弁２の空気入口２０と空気出口２１はそれぞれシリンダー１１の給排気口１２と、シリンダー１１’の給排気口１２’と向き合い、空気は順を追って、ベース１の空気入力穴１３と、給排気弁２の空気入口とシリンダー１１の給排気口１２を通過し、シリンダー１１内部に進入し、シリンダー１１’内部の気体は順を追って、給排気弁２の空気出口２１、シリンダー１１’の給排気口１２’とベース１の空気排出穴１４を通過して排出して、給排気弁２が同時にシリンダー１１の空気給入とシリンダー１１’の排気を行うことができる。

図４ないし図６を参照して機関の動作について説明する。
図から明らかなように、空気はシリンダー１１の給排気口１２を介してシリンダー１１内部に送り込み、空気は順を追って、シリンダー１１内部のピストン３１と押し棒３０を上方に押し込む一方、シリンダー１１’内部の空気はシリンダー１１’の給排気口１２’より排出し、ピストン３１’と押し棒３０’がシリンダー１１’の内部において、下方に押し込まれる。
主にピストン３１と、押し棒３０と、ピストン３１’と、押し棒３０’とはそれぞれシリンダー１１、１１’の内部にて押出しまたは引き込むとき、それぞれピストン３１、３１’上方に位置するシリンダー１１、１１’内部の空気は、それぞれ通り穴１６０、１６０’を介して、排出または給入によって、ピストン３１と、押し棒３０と、ピストン３１’と、押し棒３０’とはそれぞれ垂直してシリンダー１１、１１’の内部に運動される。これにより、押し棒３０に連結する支軸３２１は順を追って、内向き及び外向きにして収容空間３２０１の内部にて往復運動し、一方、押し棒３０’に連結する支軸３２１’は、押し棒３０’を介し順を追って、内向き及び外向きにして収容空間３２０１’の内部にて往復運動する。
主に支軸３２１、３２１’がそれぞれ収容空間３２０１、３２０１’の内部にて押出しまたは引き込むとき、収容空間３２０１、３２０１’内部の空気はそれぞれ通気穴３２０２、３２０２’を介して排出または給入し、支軸３２１、３２１’がそれぞれ収容空間３２０１、３２０１’の内部にて往復運動できる。さらに、支軸３２１、３２１’がそれぞれ収容空間３２０１、３２０１’にて往復運動すると同時に、管体３２０に備える第１案内棒３２３がクランクジャーナル３３に備える第１傾斜棒３３２の第１ころ軸受３３３の制限を受けるため、第１案内棒３２３が第１傾斜棒３３２と、横棒３３１と、縦棒３３０とを連動して逆時計方向に回転し、回転エネルギーを形成する。

第１案内棒３２３が回転するとき、管体３２０の下端に連結する第２案内棒３２４も同じく第１案内棒３２３に対応して逆時計方向に回転し、第２ころ軸受３４８を介して連結する第２傾斜棒３４７末端部の駆動ギヤ３４５が連動し逆時計方向に回転することによって、上部ギヤ３４２と、下部ギヤ３４３と、作動ギヤ３４６とが同時に連動し、作動ギヤ３４６と同時に回転する回転軸３４４’が給排気弁２のコンロッド２２を連動して逆時計方向に回転する。

以上から分かるように、給排気弁２により、給気、排気行程と同時に、それぞれ上向き、下向きに作動する押し棒３０、３０’は十字状の回転アーム３２に連動して揺動し、クランクジャーナル３３に回転エネルギーを形成すると共にギヤ組３４を作動させ、給排気弁２に連結するコンロッド２２を駆動することによって、給気、排気行程と同時に逆時計方向に回転することができる。

前記押し棒３０、３０’はそれぞれ上向きと下向きに押し込むとき、横力を発生せず、ピストン３１、３１’及びシリンダー１１、１１’とが相互に触れ合うことを完全に避け、機関の使用寿命を延長できる。

本発明の給排気弁によるシリンダー圧縮、給気行程制御について、図７及び図８を参照して説明する。
シリンダー１１、１１’がそれぞれ給気と排気行程を完了した後、給排気弁２は引き続き逆時計方向に回転し、給排気弁２の回転態様は、主にシリンダー１１’の給排気口１２’が給排気弁２の空気入口２０に連絡していて、空気をシリンダー１１’の内部に送り込む一方、シリンダー１１の給排気口１２は給排気弁２の外壁に遮られているため、シリンダー１１の密閉態様を形成する。

図８に示すように、空気がシリンダー１１’の給排気口１２’を介してシリンダー１１’内部に進入した後、順を追って、シリンダー１１’内部のピストン３１’と押し棒３０’とを上方に押し込むと同時に、シリンダー１１’に対応するシリンダー１１の給排気口１２’は給排気弁２の外壁の制限を受けるため密閉態様を形成する。シリンダー１１内部のピストン３１と押し棒３０は下方にシリンダー１１内部の空気を圧縮し、押し棒３０’、３０をそれぞれ上向きと下向きに押し込むと同時に、押し棒３０に接続する支軸３２１は順を追って、内向きと外向きに収容空間３２０１の内部にて往復運動する一方、押し棒３０’に連結する支軸３２１’は押し棒３０’を介し順を追って、内向きと外向きに収容空間３２０１’の内部にて往復運動する。さらに、支軸３２１、３２１’がそれぞれ収容空間３２０１、３２０１’の内部にて往復運動と共に、管体３２０に備える第１案内棒３２３も併せてクランクジャーナル３３を連動回転させる。連動方式は前述と同じため、ここでの説明を省略する。

前述するとおり、第１案内棒３２３の回転により、追随して十字状の回転アーム３２が揺動すると同時に、ギヤ組３４と給排気弁２が併せて連動し、シリンダー１１’、１１がそれぞれ給気と圧縮行程を実行するとき、給排気弁２も合わせて逆時計方向に回転する。十字状の回転アーム３２によるギヤ組３４と給排気弁２の駆動方式は、前述と同じため、ここでの説明を省略する。

本発明の給排気弁によるシリンダー燃焼、圧縮行程制御について、図９及び図１０を参照して説明する。シリンダー１１、１１’がそれぞれ圧縮と給気行程を完了した後、給排気弁２は引き続き逆時計方向に回転し、主にシリンダー１１の給排気口１２とシリンダー１１’の給排気口１２’はそれぞれ給排気弁２の外壁に遮られているため、シリンダー１１、１１’の密閉態様を形成する。

引き続き、図１０、本発明の給排気弁によるシリンダー燃焼、圧縮行程制御を示す図を参照する。シリンダー１１の内部にて、ピストン３１が下向きに空気を所定の行程に圧縮された後、ただちにシリンダー１１の内部にガソリンベーパーを直接噴射し、シリンダー１１内部で混合されたガソリンベーパーを一瞬に点火燃焼し、ピストン３１と押し棒３０がシリンダー１１において上向きに押し込まれると同時に、シリンダー１１、１１’内部に対応するピストン３１と押し棒３０は下向きにシリンダー１１’内部の空気を圧縮する。これにより、十字状の回転アーム３２が押し棒３０、３０’を介して、それぞれ上向きと下向きに押し込んで揺動すると共に、十字状の回転アーム３２の揺動と合わせて、それぞれクランクジャーナル３３とギヤ組３４とを駆動し、クランクジャーナル３３によって、往復運動を回転運動に変えて回転エネルギーを形成する。
一方、ギヤ組３４は給排気弁２のコンロッド２２を連動し、給排気弁２を逆時計方向に３６０度回転する。前記押し棒３０、３０’による十字状の回転アーム３２と、クランクジャーナル３３と、ギヤ組３４と、給排気弁２との連動方式は前述に同じため、ここでの説明を省略する。

本発明の給排気弁による空気給入、排気行程制御、及び、本発明の給排気弁によるシリンダー排気、燃焼行程制御について、図４、図５Ａ、図５Ｂ、図１１及び図１２を参照して説明する。
シリンダー１１、１１’それぞれが燃焼と圧縮行程を完了した後、給排気弁２は引き続き逆時計方向に回転し、主にシリンダー１１の給排気口１２は給排気弁２の空気出口２１とベース１の空気排出穴１４に連絡されている一方、シリンダー１１’内部の給排気口１２’は給排気弁２の外壁に遮られているため、シリンダー１１’の密閉態様を形成する。

引き続き、図１２による機関作動の正面図を参照する。シリンダー１１内部の爆発後の廃ガスは順を追って、給排気口１２、給排気弁２の空気出口２１及びベース１の空気排出穴１４を通過して排出され（すなわち、排気行程）、ピストン３１と押し棒３０がシリンダー１１内部にて下向きに押し込まれる。一方、シリンダー１１’内部のピストン３１’は下向きに空気を所定の行程に圧縮した後、シリンダー１１’内部にてガソリンベーパーを直接噴射し、シリンダー１１’内部で混合されたガソリンベーパーを一瞬に点火燃焼させ、ピストン３１’と押し棒３０’はシリンダー１１’内部において上向きに押し込まれる。これにより、十字状の回転アーム３２は押し棒３０、３０’を介して、それぞれ下向きと上向きに押し込むことにより揺動し、かつ十字状の回転アーム３２が揺動すると共にそれぞれクランクジャーナル３３とギヤ組３４が駆動し、クランクジャーナル３３によって、往復運動を回転運動に変えて回転エネルギーを形成する。
ギヤ組３４は給排気弁２に連結するコンロッド２２に連動し、給排気弁２を逆時計方向に３６０度回転させる。前記押し棒３０、３０’による十字状の回転アーム３２と、クランクジャーナル３３と、ギヤ組３４及び給排気弁２の連動方式は前述したため、ここでの説明を省略する。

最後に、シリンダー１１、１１’がそれぞれ排気と燃焼行程を完了した後、給排気弁２は継続して回転し、主に給排気弁２の空気入口２０と空気出口２１が再びそれぞれシリンダー１１の給排気口１２と、シリンダー１１’の給排気口１２’と向き合うことによって、シリンダー１１が給気行程を再開し、シリンダー１１’内部の爆発後の廃ガスは順を追って、シリンダー１１’の給排気口１２’と、給排気弁２の空気出口２１と、ベース１の空気排出穴１４とを通過して排出される。機関は図５Ａ及び図５Ｂに示すように稼働される。

以上の説明から、本発明は単純な機関構造を利用し、給排気弁２によって、シリンダー１１、１１’に給気と排気行程を実行させ、本発明のシリンダー１１が順を追って、給気、圧縮、燃焼、排気４つの行程を行い、シリンダー１１’はシリンダー１１と合わせて順を追って、排気、給気、圧縮、燃焼４つの行程を行い、機関の給気、圧縮、燃焼、排気４つの行程の循環作動を達成することによって、回転エネルギーを形成する。

図１３、１４、本発明によるシリンダー圧縮比制御を示す図と、シリンダーに点火プラグを取り付けることを示す図とを参照する。
図１３から分かるように、シリンダー１１、１１’の圧縮比を制御するため、使用者は固定棒４０と受け台１６を取り付けるとき、固定棒４０と受け台１６の直方向長さを適度に選択し、順を追ってクランクジャーナル３３と、十字状の回転アーム３２と、押し棒３０、３０’が上板４と間接的に連結するピストン３１、３１’ をそれぞれシリンダー１１、１１’内部の制限高さＤ（そのうち、制限高さＤは固定棒４０と受け台１６の直方向長さによって改変される）に収めることによって、シリンダー１１、１１’に多種の圧縮比を持たせて、機関を実施例１のようにディゼールエンジン油を適用できるほか、同じの機関構造をガソリン燃料に適用することもできる。

図１４に示すように、本発明のシリンダー１１、１１’でガソリン燃料を使用する場合は、シリンダー１１、１１’の内部にそれぞれ点火プラグ１１０、１１０’を取り付けて、シリンダー１１または１１’の圧縮行程において、シリンダー１１または１１’内部の混合ガソリンベーパーを点火して、圧縮後の燃焼行程を実行する。

本発明に例示する２つのシリンダー１１、１１’によって、給気、圧縮、燃焼、排気４つの行程の循環動作のほか、シリンダー１１、１１’は給排気弁２を中心として対称位置に配置する。さらに、前記駆動ギヤ３４５の回転数を作動ギヤ３４６の２倍以上とする。すなわち、ギヤ組３４によって、クランクジャーナル３３または十字状の回転アーム３２と給排気弁２との間の回転速度比値を≧２倍以上に制御できる。

１ ベース
１０ 給排気溝
１１ シリンダー
１１０ 点火プラグ
１１’ シリンダー
１１０’ 点火プラグ
１２ 給排気口
１２’ 給排気口
１３ 空気入力穴
１４ 空気排出穴
１５ 締め付け具
１６ 受け台
１６０ 通り穴
１６０’ 通り穴
１６１ 軸受穴
１６１’ 軸受穴
１６２ ベースプレート
１６３ 滑り軸受
１７ ワッシャ
２ 給排気弁
２０ 空気入口
２１ 空気出口
２２ コンロッド
２３ 軸受
３ 駆動装置組
３０ 押し棒
３０’ 押し棒
３１ ピストン
３１’ ピストン
３２ 十字状の回転アーム
３２０ 管体
３２０１ 収容空間
３２０１’ 収容空間
３２０２ 通気孔
３２０２’ 通気孔
３２１ 支軸
３２１’ 支軸
３２２ 枢軸
３２２’ 枢軸
３２３ 第１案内棒
３２４ 第２案内棒
３３ クランクジャーナル
３３０ 縦棒
３３１ 横棒
３３２ 第１傾斜棒
３３３ 第１ころ軸受
３３４ 第１開口部
３４ ギヤ組
３４０ 収容空間
３４１ 板部材
３４２ 上部ギヤ
３４３ 下部ギヤ
３４４ 回転軸
３４４’ 回転軸
３４５ 駆動ギヤ
３４６ 作動ギヤ
３４７ 第２傾斜棒
３４８ 第２ころ軸受
３４９ 第２開口部
４ 上板
４０ 固定棒
４１ 軸受
４２ ナット
Ｄ 制限高さ

Claims (3)

1. クランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関であって、給排気溝と、前記給排気溝を中心点として対称位置に２つのシリンダーを設け、内部に前記給排気溝と２つの前記シリンダーとを連絡する給排気口を開け、前記給排気溝の側壁と底部にそれぞれ外部に連絡する空気入力穴と空気排出穴とを開け、上面にその底部が前記給排気溝と２つの前記シリンダーとを蓋締め可能な受け台を設け、ベースプレートはそれぞれ２つの前記シリンダーに連絡する通り穴と、軸受穴と、複数の穴部とを開けるベースと、一端は円形を形成し、その上端表面の中央場所はコンロッドに連結し、前記給排気溝に内設していて、給排気口と前記空気入力穴に連絡する空気入口と、前記空気排出穴に連絡する空気出口と、を設け、前記空気入口と前記空気出口は９０度の挟み角を形成し、上方に備える前記コンロッドは前記ベースプレートの前記軸受穴を貫いて、かつ前記軸受穴に内設する滑り軸受とを結合した後、駆動装置に備えるギヤ組の作動ギヤとを串刺し接続により結合できる給排気弁と、前記ベースの上端に連結し、四方形の中空状を形成していて、前記ベースプレートにてそれぞれ２つのシリンダーに連絡する通り穴と、軸受穴と、複数の穴とを開け、中空状の内部に前記ギヤ組と駆動装置組とを収容できる受け台と、それぞれ２つのピストンに連結する２つの押し棒と、２つの前記押し棒の上端にそれぞれ連結する２つの十字状の回転アームと、２つの前記十字状の回転アームの上端に連結するクランクジャーナルと、前記十字状の回転アーム底縁に連結するギヤ組と、を含み、前記押し棒の下端は前記シリンダーの穴径に対応する前記ピストンを設け、前記ピストンは前記受け台の底部を介して、それぞれ２つの前記シリンダーの内部に穿設し、前記十字状の回転アームは２つの収容空間を有する管体と、一端をそれぞれ２つの前記収容空間内部に穿設し、他端はさらにそれぞれ２つの前記押し棒の上端に備える２つの支軸と、一端を前記管体の上端に連結し、他端は第１開口部内部に内設する前記クランクジャーナルの第１案内棒に穿設して固定し、一端を前記管体の底縁に連結していて、かつ前記第１案内棒と釣り合う第２案内棒に穿設して、前記十字状の回転アームの十字型態様を形成し、前記管体にてそれぞれ２つの前記収容空間に連絡する通気穴を開けることによって、前記支軸は前記収容空間内部にて往復に伸縮でき、前記ギヤ組は両端が前記受け台の底部に連絡し前記収容空間を形成する板部材と、それぞれ前記板部材上部の内外面を穿設し、かつ同軸にある上部ギヤと下部ギヤはそれぞれ独立に回転軸を介して前記板部材上部の内外面に連結し、それぞれ上部ギヤと下部ギヤに歯合する駆動ギヤと作動ギヤに隣設し、前記駆動ギヤにて第１傾斜棒に対応していて、かつ傾斜状を形成する第２傾斜棒を凸設し、前記第２傾斜棒に第２開口部を開けられ、第２案内棒の末端部の穿設に提供する第２ころ軸受を設け、前記作動ギヤの回転軸を前記給排気弁に備える前記コンロッドの上端に連結することによって、前記駆動ギヤが２回転したとき、前記上部ギヤと前記下部ギヤを介して回転する前記作動ギヤが減速して１回転にとどまり、前記ギヤ組によって、前記クランクジャーナルまたは前記十字状の回転アームと、前記給排気弁との間の回転速度比値を制御していて、かつその比値は≧２倍であり、前記クランクジャーナルは、相互に垂設された縦棒と横棒を連結してなり、前記縦棒は前記軸受を介して上板の外部を貫いて垂設し、前記横棒は前記上板の下方に位置し、前記横棒の一端は傾斜状の第１傾斜棒を形成し、前記第１傾斜棒にて第１開口部を設け、第１ころ軸受を収容でき、前記ギヤ組の末端部は前記給排気弁の前記コンロッドに連結する駆動装置組と、周辺部は前記受け台の上端に連結し、軸方向は前記受け台と前記ベースに穿設する固定棒を設け、前記駆動装置に備える前記クランクジャーナルの上端を外部に穿設する前記上板と、を備え、前述構造により、稼働に際して、複数の前記シリンダーは順を追って前記駆動装置組の前記ピストンを駆動し、前記ピストンに接続された前記押し棒が上下に往復運動し始め、前記押し棒に接続された前記十字状の回転アームを駆動し、前記十字状の回転アームが前記クランクジャーナルを回転駆動することをもって、往復運動を回転運動の機関機構に変えて動力を出力し、前記クランクジャーナルの駆動により動力を出力すると共に、前記十字状の回転アームが前記駆動装置組の前記ギヤ組を併せて駆動し、前記ギヤ組が前記駆動装置の底部に設ける前記給排気弁を連動することによって、３６０度回転稼働し、前記ベース内部にて給気と排気行程とを行い、前記給排気弁が回転し続けることと特殊な給気、排気タイミング設計とを併せて機関を駆動することで、給気、圧縮、燃焼と排気の連続した４行程の循環作動を行うことを特徴とするクランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関。
2. 前記固定棒と前記ベースの直方向の長さにより、順を追って前記クランクジャーナル、前記十字状の回転アームと前記押し棒を介して、前記上板と間接的に連結する前記ピストンが前記シリンダー内部の制限高さを決定し、前記シリンダーに多種類の圧縮比をもたせて、機関が各種の燃料を使用可能にすることを特徴とする、請求項１記載のクランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関。
3. 前記機関はガソリン燃料またはディゼール燃料とも適用でき、前記機関がガソリン燃料を使用する場合、前記機関の前記シリンダー内部に点火プラグを設けることを特徴とする、請求項１記載のクランクシャフトとエアバルブを有しない４行程機関。

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