JP6088460B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、燃焼室を有したシリンダと、そのシリンダの内周部で往復摺動自在なピストンとを有した内燃機関に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine having a cylinder having a combustion chamber and a piston that is slidable back and forth at the inner periphery of the cylinder.
従来の4サイクル内燃機関では、ピストンの上下往復動をコネクティングロッド(連接棒)を介して、エンジン主軸となるクランクシャフト(クランク軸)の回転運動に変換するという直動回転変換機構を、一般的に広く採用している。 In a conventional four-cycle internal combustion engine, a linear motion rotation conversion mechanism that converts a reciprocating motion of a piston into a rotational motion of a crankshaft (crankshaft) serving as an engine main shaft via a connecting rod (connecting rod) is generally used. Widely adopted.
しかしながら、上記した従来の直動回転変換機構では、4サイクル内燃機関が吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程を実行する際に、ピストンが上死点及び下死点間を2回往復して、その間にクランクシャフトは2回転することとなる。 However, in the above-described conventional linear motion rotation conversion mechanism, when the four-cycle internal combustion engine performs the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke, the piston reciprocates twice between the top dead center and the bottom dead center. In the meantime, the crankshaft rotates twice.
つまり、このような4サイクル内燃機関では、一般的にピストンが1回往復移動(2行程に相当する。)することで、クランクシャフトを1回転させるものであるため、直動運動を回転運動に変換する効率をこれ以上向上できないという問題点があった。 That is, in such a four-cycle internal combustion engine, the piston is generally reciprocated once (corresponding to two strokes) to rotate the crankshaft once. There was a problem that the conversion efficiency could not be improved any more.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ピストンの直動運動をより効率的に回転運動に変換できる内燃機関を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that can convert a linear motion of a piston into a rotational motion more efficiently.
この目的を達成するために第1発明の内燃機関は、燃焼室を有したシリンダと、そのシリンダの内周部で往復摺動自在なピストンと、そのピストンの往復移動により回転駆動される回転出力軸とを備えており、前記ピストンの内径に比べて外径が小さく形成されることで前記シリンダ内に遊挿可能となり、かつ、前記ピストンの基端部に連結されることで前記ピストンと一体となって前記回転出力軸の軸方向に一致する方向に往復移動するスライダ部材と、そのスライダ部材又は回転出力軸の一方に、その軸方向一端側から他端側へ向かって螺旋状に連続している往動溝とその往動溝の前記軸方向両端部に連通接続され当該往動溝に対して反対回りで当該軸方向一端側から他端側へ向かって螺旋状に連続している復動溝とを繋げてできる螺旋循環溝が1本、又は、その軸回りに等角間隔で位置を違えて2本以上設けられる直動回転変換溝と、その直動回転変換溝の螺旋循環溝に係合した状態で前記スライダ部材又は回転出力軸の他方に設けられる1又は2以上の係合部材と、その係合部材又は直動回転変換溝が設けられた前記スライダ部材の軸回りの回転を規制し且つ当該スライダ部材の往復移動を許容してその往復移動をガイドするガイド部材とを備えており、そのガイド部材によりガイドされている前記スライダ部材が前記ピストンと一体となって往復移動することによって前記係合部材が前記直動回転変換溝の螺旋循環溝に沿って前記軸方向一端側と他端側との間を相対的に往復移動され、且つ、その係合部材の前記螺旋循環溝に沿った相対的往復移動によって前記回転出力軸を回転駆動するものである。 To achieve this object, an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention includes a cylinder having a combustion chamber, a piston that is slidable back and forth on the inner periphery of the cylinder, and a rotational output that is rotationally driven by the reciprocating movement of the piston. And an outer diameter smaller than the inner diameter of the piston so that it can be loosely inserted into the cylinder and connected to the base end of the piston so as to be integrated with the piston. And a slider member that reciprocates in a direction that coincides with the axial direction of the rotary output shaft, and one of the slider member and the rotary output shaft that spirally continues from one end side to the other end side in the axial direction. A forward groove that is connected in communication with both ends of the forward groove in the axial direction and is spirally continuous from one end side to the other end side in the opposite direction to the forward groove. Spiral made by connecting the groove The slider in a state in which one ring groove or two or more linear motion rotation conversion grooves provided at different positions at equal angular intervals around the axis and a spiral circulation groove of the linear motion rotation conversion groove are engaged. One or two or more engaging members provided on the other of the member and the rotation output shaft, and the rotation of the slider member provided with the engaging member or the linear motion rotation conversion groove are controlled around the axis of the slider member. A guide member that allows reciprocal movement and guides the reciprocating movement, and the engagement member is reciprocated integrally with the piston so that the engaging member is Relative reciprocation between the axial direction one end side and the other end side along the spiral circulation groove of the linear motion rotation conversion groove, and relative reciprocation along the spiral circulation groove of the engaging member By the rotation output The is for driving rotation.
第2発明の内燃機関は、第1発明の内燃機関において、内周面が円柱状をした前記シリンダと、そのシリンダ内を往復摺動自在に内嵌される外周面が円柱状をした前記ピストンとを備えている。 An internal combustion engine according to a second aspect of the invention is the internal combustion engine according to the first aspect, wherein the cylinder whose inner peripheral surface is cylindrical and the piston whose outer peripheral surface fitted into the cylinder so as to be reciprocally slidable are cylindrical. And.
第3発明の内燃機関は、第1又は第2発明の内燃機関において、前記スライダ部材が前記回転出力軸の内周部に、又は、前記回転出力軸が前記スライダ部材の内周部に挿脱可能に配設されており、そのスライダ部材又は回転出力軸のうち内側配設されるものに前記直動回転変換溝又は係合部材の一方が設けられており、そのスライダ部材又は回転出力軸のうち外側配設されるものに前記直動回転変換溝又は係合部材の他方が設けられる。 An internal combustion engine of a third invention is the internal combustion engine of the first or second invention, wherein the slider member is inserted into and removed from the inner peripheral portion of the rotary output shaft, or the rotary output shaft is inserted into and removed from the inner peripheral portion of the slider member. One of the linear motion rotation conversion groove or the engagement member is provided on the slider member or the rotation output shaft that is disposed on the inner side of the slider member or the rotation output shaft. Of these, the linear motion rotation conversion groove or the other of the engaging members is provided on the outer side.
第4発明の内燃機関は、第1から第3発明のいずれかの内燃機関において、前記係合部材の先端部は半球状に形成されており、前記螺旋循環溝は断面視半円弧状をした溝底形状を有する。 An internal combustion engine of a fourth invention is the internal combustion engine of any one of the first to third inventions, wherein the tip end portion of the engagement member is formed in a hemispherical shape, and the spiral circulation groove has a semicircular shape in a sectional view. It has a groove bottom shape.
第5発明の内燃機関は、第1から第4発明のいずれかの内燃機関において、前記内燃機関が多気筒型内燃機関であって、その各気筒の前記回転出力軸の回転が伝達されるエンジン主軸と、そのエンジン主軸に各気筒の前記回転出力軸の回転を伝達する伝達機構とを備えている。 An internal combustion engine according to a fifth aspect of the present invention is the internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects, wherein the internal combustion engine is a multi-cylinder internal combustion engine and the rotation of the rotation output shaft of each cylinder is transmitted. A main shaft and a transmission mechanism for transmitting the rotation output shaft of each cylinder to the engine main shaft are provided.
第6発明の内燃機関は、第1から第4発明のいずれかの内燃機関における前記回転出力軸に取着され、又は、第5発明の内燃機関における前記エンジン主軸に取着されるフライホイールを備えている。 An internal combustion engine of a sixth invention is a flywheel attached to the rotation output shaft in the internal combustion engine of any one of the first to fourth inventions or attached to the engine main shaft of the internal combustion engine of the fifth invention. I have.
本発明の内燃機関によれば、直動回転変換溝が1又は2以上の螺旋循環溝を有し、この螺旋循環溝がスライダ部材又は回転出力軸のうち一方の軸回りにその軸方向一端部から他端部に向かって螺旋状に設けられた往動溝と当該軸方向一端部から他端部に向かって往動溝とは反対回りの螺旋状に設けられた復動溝とを当該軸方向両端部で繋げた閉ループ状の溝であることから、この螺旋循環溝に係合される係合部材をスライダ部材又は回転出力軸の他方に設けてスライダ部材をピストンに連結することで、ピストンと一緒に往復移動するスライダ部材の直動運動を回転出力軸の回転運動に変換できる。 According to the internal combustion engine of the present invention, the linear motion rotation conversion groove has one or more spiral circulation grooves, and the spiral circulation groove has one end in the axial direction around one of the slider member and the rotation output shaft. A forward groove provided spirally from the other end to the other end and a return groove provided spirally opposite the forward groove from the one axial end to the other end Since it is a closed loop groove connected at both ends in the direction, an engagement member that engages with the spiral circulation groove is provided on the other of the slider member or the rotary output shaft, and the slider member is connected to the piston. The linear motion of the slider member that reciprocates together with the rotary output shaft can be converted into the rotational motion of the rotary output shaft.
ここで、ピストンと一緒にスライダ部材が往動する場合は、直動回転変換溝に係合した係合部材が螺旋循環溝の往動溝内をスライダ部材又は回転出力軸の軸方向一端側から他端側へ向かって相対的に移動することで、回転出力軸が一定方向に回転される。 Here, when the slider member moves forward together with the piston, the engaging member engaged with the linear motion rotation conversion groove moves in the forward movement groove of the spiral circulation groove from one end side in the axial direction of the slider member or the rotation output shaft. The rotation output shaft is rotated in a certain direction by relatively moving toward the other end side.
これに対しピストンと一緒にスライダ部材が復動する場合は、直動回転変換溝に係合した係合部材が螺旋循環溝の復動溝内をスライダ部材又は回転出力軸の軸方向他端側から一端側へ向かって相対的に移動することで、更に、回転出力軸が一定方向に回転される。つまり、ピストンの往復移動によって回転出力軸は同じ方向に続けて回転させられる。 On the other hand, when the slider member moves backward together with the piston, the engaging member engaged with the linear motion rotation conversion groove moves in the backward movement groove of the spiral circulation groove in the other axial end side of the slider member or the rotation output shaft. The rotation output shaft is further rotated in a fixed direction by relatively moving from one end toward the other end. That is, the rotary output shaft is continuously rotated in the same direction by the reciprocating movement of the piston.
特に、往動溝及び復動溝の螺旋周回数(溝がスライダ部材又は回転出力軸の軸回りを螺旋状に周回する回数(例えば1以上の自然数。)をいう。以下同じ。)が1周回以上である場合、ピストンの往動及び復動によって、回転出力軸は往動時及び復動時にそれぞれ1回転以上することとなり、結果、ピストンの1往復動作(2行程)で2回転以上できることとなる。換言すると、往動溝の螺旋周回数と復動溝の螺旋周回数との合計が、ピストンが1往復する際の回転出力軸の回転数に相当することとなる。 In particular, the number of spiral turns of the forward groove and the backward groove (the number of times the groove spirally turns around the axis of the slider member or the rotation output shaft (for example, a natural number of 1 or more); the same shall apply hereinafter). In the above case, the forward and backward movements of the piston cause the rotation output shaft to make one or more rotations during the forward movement and the backward movement, respectively, and as a result, the piston can perform two or more rotations in one reciprocating operation (two strokes). Become. In other words, the sum of the number of helical turns of the forward movement groove and the number of helical turns of the backward movement groove corresponds to the rotation number of the rotation output shaft when the piston reciprocates once.
したがって、本発明の内燃機関によれば、ピストンが4サイクルの1行程(1サイクル)分の動作をする場合に回転出力軸を1回転以上させることができるので、従来のコネクティングロッド及びクランクシャフトを用いた直動回転変換機構による場合がピストンの1サイクル分の動作でクランクシャフトが1/2回転であることに比べて、ピストンの直動運動をより効率的に回転出力軸の回転運動に変換できることになる。 Therefore, according to the internal combustion engine of the present invention, when the piston operates for one stroke (one cycle) of four cycles, the rotation output shaft can be rotated once or more, so that the conventional connecting rod and crankshaft can be In the case of the linear motion rotation conversion mechanism used, the linear motion of the piston is more efficiently converted to the rotational motion of the rotational output shaft, compared to a half rotation of the crankshaft in one cycle of the piston operation. It will be possible.
また、スライダ部材は、その軸方向に向かってする往復移動がガイド部材を介してガイドされるとともに、このガイド部材を介してその軸回りでの回転が規制されるので、当該スライダ部材が回転出力軸と一緒になって回転することを防止できる。したがって、スライダ部材がその軸回りで回転することがなく、結果、スライダ部材と連結されているピストンがシリンダ内で空転することも防止できる。 In addition, the slider member is guided through the guide member for reciprocating movement in the axial direction, and the rotation around the axis is regulated via the guide member. It can be prevented from rotating together with the shaft. Therefore, the slider member does not rotate around its axis, and as a result, it is possible to prevent the piston connected to the slider member from idling in the cylinder.
このため、シリンダ内でのピストンの空転を防止するため、わざわざシリンダ内周及びピストンを楕円筒状などの非円筒状に形成することも不要となるので、シリンダ及びピストンが非円筒状であることに起因する不均一な熱膨張を防止できる。 For this reason, in order to prevent idling of the piston in the cylinder, it is not necessary to bother to form the cylinder inner circumference and the piston into a non-cylindrical shape such as an elliptical cylinder, so the cylinder and the piston must be non-cylindrical. It is possible to prevent uneven thermal expansion caused by the above.
なお、例えば、往動溝の螺旋周回数と復動溝の螺旋周回数とが必ずしも一致する必要はなく、異なっていても良く、例えば、往動溝の螺旋周回数を2周回として復動溝の螺旋周回数を1周回とするならば、ピストンが1往動するときに回転出力軸は2回転し、ピストンが1復動する場合に回転出力軸は1回転することとなる。 Note that, for example, the number of spiral revolutions of the forward groove and the number of spiral revolutions of the return groove are not necessarily the same, and may be different, for example, the number of spiral revolutions of the forward groove is two rounds. If the number of spiral turns is one, the rotation output shaft rotates twice when the piston moves forward, and the rotation output shaft rotates once when the piston moves backward one time.
本発明の内燃機関によれば、直動回転変換溝の螺旋循環溝の螺旋周回数を適宜設定することによって、ピストンの往復(2サイクル(2行程))動作に対する回転出力軸の回転数を1回転を超えるものにすることができ、従来のコネクティングロッド及びクランクシャフトを用いた直動回転変換機構によってピストンの往復動作をクランクシャフトの1回転に変換するものに比べて、ピストンの直動運動をより効率的に回転運動に変換できるという効果がある。 According to the internal combustion engine of the present invention, the number of revolutions of the rotation output shaft with respect to the reciprocation (two cycles (two strokes)) of the piston is set to 1 by appropriately setting the number of spiral turns of the spiral circulation groove of the linear motion rotation conversion groove. Compared to the conventional reciprocating motion of the piston converted into one rotation of the crankshaft by the linear motion rotation conversion mechanism using the connecting rod and the crankshaft, the linear motion of the piston can be exceeded. There is an effect that it can be converted into rotational motion more efficiently.
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。本実施形態の内燃機関1は、燃焼室2を有したシリンダ(気筒)3と、そのシリンダ3の内周部で往復摺動自在なピストン4と、そのピストン4の往復移動により回転駆動される回転出力軸5とを備えており、更に、スライダ部材6と、直動回転変換溝7と、係合部材8と、ガイド部材9とを備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The
直動回転変換溝7は、回転出力軸5の外周部に設けられている。直動回転変換溝7は、2本の螺旋循環溝7a,7bを有している。2本の螺旋循環溝7a,7bは、回転出力軸5の外周方向に等角(180°)間隔で位置を違えて設けられている。なお、2本の螺旋循環溝7a,7bはいずれも回転出力軸5の外周を螺旋状に周回するため互いに交差する箇所がある。
The linear motion
なお、直動回転変換溝7の螺旋循環溝の条数(本数)は、必ずしも2本である必要はなく、例えば、1又は3本以上であっても良い。螺旋循環溝が3本以上ある場合も同様に、各々の螺旋循環溝は回転出力軸5の軸回り(外周方向)に等角間隔で位置を違えて設けられるところ、例えば、螺旋循環溝が3本である場合は、各々の螺旋循環溝が回転出力軸5の外周方向に120°間隔で位置を違えて設けられる格好となる。
Note that the number (number) of spiral circulation grooves of the linear motion
螺旋循環溝7a,7bは、ピストン4及びスライダ部材6が往動する場合に係合部材8が通過する往動溝7cと、ピストン4及びスライダ部材6が復動する場合に係合部材8が通過する復動溝7dとが回転出力軸5の軸方向両端部で繋がることで閉ループ状の循環溝となっている。なお、螺旋周回数が1/2以上である場合は、1つの螺旋循環溝7a,7bの往動溝7cと復動溝7dとが回転出力軸5の外周部で互いに交差する箇所が1以上できることとなる。
The
往動溝7cは、回転出力軸5の軸方向一端側から他端側へ向かって螺旋状に連続形成されている。復動溝7dは、往動溝7cに対して反対回りで回転出力軸5の軸方向一端側から他端側へ向かって螺旋状に連続形成されている。また、互いに対をなす往動溝7cおよび復動溝7d同士は、回転出力軸5の軸方向両端部にて互いに連通接続されることで閉ループ状に形成されている。
The
回転出力軸5は、スライダ部材6の内周部6aに挿脱可能に配設されている。スライダ部材6と回転出力部材とのうち内側配設されるものである回転出力軸5には、上記したように直動回転変換溝7が設けられており、スライダ部材6と回転出力軸5とのうち外側配設されるものであるスライダ部材6には係合部材8が設けられている。
The
スライダ部材6は、ピストン4の基端部に一体に連結されており、このピストン4と一緒になって回転出力軸5の軸方向に一致する方向に往復移動するようになっている。このスライダ部材6には2個の係合部材8,8が設けられており、この係合部材8,8の各々が直動回転変換溝7にある2本の螺旋循環溝7a,7bの各々に係合されている。
The
ガイド部材9は、スライダ部材6の軸回りの回転を規制する回転規制手段である。ただし、このガイド部材9は、スライダ部材6が回転出力軸5の軸方向に一致する方向への往復移動を許容するとともに、このスライダ部材6の往復移動をガイド(誘導)するものでもある。
The
このようにスライダ部材6はガイド部材9により回転規制されているが、回転出力軸5は、回転自在(自転可能)となっている。回転出力軸5は、その外周部に設けられている直動回転変換溝7の螺旋循環溝7a,7bに対し、上記したスライダ部材6に設けられている係合部材8,8が係合された状態となっている。この係合部材8,8と螺旋循環溝7a,7bとを係合させたまま、スライダ部材6がピストン4と一体となって往復移動することによって、回転出力軸5は回転駆動される。
Thus, although the
なお、シリンダ3は、その内周面が円柱状をしており、ピストン4は、その外周面がシリンダ3の内周面に適合した円柱状をしている。ピストン4は、シリンダ3の内周部に往復摺動自在に内嵌されている。
The
2個の係合部材8,8は、直動回転変換溝7の螺旋循環溝7a,7b内に係合される先端部が半球状に形成されており、螺旋循環溝7a,7bは断面視半円弧状をした溝底形状を有している。係合部材8,8は、スライダ部材6の内周部6aから回転出力軸5の外周部へ向かって凸設されている。また、スライダ部材6は、この2個の係合部材8,8を支持する支持する部材でもあり、2個の係合部材8,8をスライダ部材6の周方向に等角間隔で支持している。また、スライダ部材6はピストン4の底部に連結固定されている。
The two
なお、係合部材の数は、必ずしも2個である必要はなく、例えば1又は3個以上であっても良く、係合部材が3個以上ある場合は、螺旋循環溝の条数(本数)も3本となる。また、係合部材が3個以上ある場合は、各々の係合部材が回転出力軸5の周囲に等角間隔で位置を違えて凸設される。例えば、係合部材が3個である場合は、各々の係合部材が回転出力軸5の周囲に120°間隔で位置を違えて凸設される。
Note that the number of engaging members is not necessarily two, but may be, for example, one or three or more. When there are three or more engaging members, the number of spiral circulation grooves (number) Will also be three. Further, when there are three or more engaging members, the respective engaging members are protruded around the
スライダ部材6は、回転出力軸5に外嵌可能に形成される筒状又は環状に形成されている。このスライダ部材6の内周部6aには、その周方向に等角間隔で2個の係合部材8,8が回転出力軸5の外周面に向かって凸設されている。
The
また、スライダ部材6の内周部6aには、回転出力軸5が挿脱自在に係入されており、スライダ部材6がピストン4と一緒に往復移動する場合、2個の係合部材8,8および直動回転変換溝7の2本の螺旋循環溝7a,7bの係合を介して、スライダ部材6の内周部6aで回転出力軸5が回転されるようになっている。
The
さらに、内燃機関1は、気筒数が2気筒以上の多気筒内燃機関であっても良い。このように内燃機関1が多気筒である場合、各気筒の回転出力軸5の回転(力)は、伝達機構11を介してエンジン主軸10に伝達される。このエンジン主軸10を介して内燃機関1の回転動力はパワートレインなどの外部装置へと出力される。
Further, the
ところで、内燃機関1が単気筒の場合は、回転出力軸5自体をエンジン主軸10として、これにフライホイール12を取着しても良く、内燃機関1が2気筒以上の多気筒である場合は、伝達機構11を介して回転出力軸5の回転力が伝達されるエンジン主軸10にフライホイール12を取着するようにしても良い。このように、フライホイール12を取着することによって、エンジン主軸10の回転慣性の安定化が図られる。
By the way, when the
ここまで本発明の内燃機関1の実施形態について説明したが、本発明は必ずしもこの実施形態に限定されるものではない。ここで、上記実施形態では、
(1)スライダ部材6の内周部6aに回転出力軸5を挿脱自在に配設した上で、その回転出力軸5の外周部に直動回転変換溝7を、スライダ部材6の内周部6aに係合部材8,8を、それぞれ設けているが、例えば、
(2)スライダ部材6の内周部6aに回転出力軸5を挿脱自在に配設した上で、その回転出力軸5の外周部に係合部材8,8を、スライダ部材6の内周部6aに直動回転変換溝7を、それぞれ設けるようにしても良く、
(3)回転出力軸5の内周部にスライダ部材6を挿脱自在に配設した上で、そのスライダ部材6の外周部に直動回転変換溝7を、回転出力軸5の内周部に係合部材8,8を、それぞれ設けるようにしても良く、
(4)回転出力軸5の内周部にスライダ部材6を挿脱自在に配設した上で、そのスライダ部材6の外周部に係合部材8,8を、回転出力軸5の内周部に直動回転変換溝7を、それぞれ設けるようにしても良い。
Although the embodiment of the
(1) The
(2) The
(3) After the
(4) After the
図1は、本発明の内燃機関1の一実施例である4気筒型4サイクル内燃機関1(以下単に「エンジン」という。)の内部構造を示した断面図である。図1に示すように、エンジン1は、シリンダブロック13と、シリンダヘッド14と、ロータブロック15と、ロータカバー16とを備えている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the internal structure of a four-cylinder four-cycle internal combustion engine 1 (hereinafter simply referred to as “engine”) which is an embodiment of the
シリンダブロック13の先端側にはシリンダヘッド14が、シリンダブロック13の基端側にはロータブロック15が、ロータブロック15の基端側にはロータカバー16が、それぞれボルトナットなどの締結具を介して締結固定されている。シリンダブロック13とシリンダヘッド14との間、シリンダブロック13とロータブロック15との間、及び、ロータブロック15とロータカバー16との間にはガスケット17が介装されている。
A
シリンダブロック13には、4気筒分のシリンダ3が設けられ、シリンダヘッド14には、各シリンダ3に対応つけて吸排気バルブ18,19が配設され、この吸排気バルブ18,19の動作によって吸気口20及び排気口21が開閉される。シリンダブロック13における各シリンダ3の周囲にはシリンダ周壁部22を隔てて冷却液の循環用通路であるウォータジャケット23が設けられている。
The
ピストン4は、シリンダ3内に往復摺動可能に内嵌されている。このピストン4の外周形状は円柱状に、シリンダ3の内周には円柱状の空間が、それぞれ形成されている。ピストン4の先端外周には環状のピストンリング24が複数嵌着されている。ピストン4の基端部にはスライダロッド6が同軸連結されている。スライダロッド6の先端部には雄ねじ部6cが形成されており、この雄ねじ部6cがピストン4の基端部に螺入連結されている。
The
スライダロッド6は、その外径がシリンダ3の内径に比べて小さく形成されており、シリンダ3内に遊挿可能となっている。また、スライダロッド6の内周部には、スライダロッド6と同軸配置される回転出力軸5が挿脱可能な内周穴6aが形成されている。スライダロッド6の内周穴6aは、スライダロッド6の基端面中央にある円形状の開口から、スライダロッド6の先端部へ向けて円柱状の空間を形成している。
The
スライダロッド6の基端外周からはアーム部6bが外方に延設されており、このアーム部6bには、当該アーム部6bの厚さ方向にガイドロッド9が係入貫通されている。ガイドロッド9は、1気筒(1個)当たりのスライダロッド6に対して4本配設されており、本実施例の4気筒型内燃機関1の場合は16本のガイドロッド9が使用されている。
An
ガイドロッド9は、その軸心がピストン4、スライダロッド6及び、回転出力軸5と同軸方向を向いており、スライダロッド6のアーム部6bがガイドロッド9の軸方向に往復摺動自在となっている。ガイドロッド9は、その軸方向一端側がシリンダブロック13に、その軸方向他端側がロータブロック15の基端部に、それぞれ固定されている。
The
緩衝弾性スプリング25は、圧縮コイルスプリングであり、各ガイドロッド9の外周に2個ずつ巻着されている。緩衝弾性スプリング25は、スライダロッド6のアーム部6bを挟んでガイドロッド9の軸方向一端側と他端側とにそれぞれ巻着されている。
The buffer
各ガイドロッド9に巻着される2個の緩衝弾性スプリング25,25のうち、一方の緩衝弾性スプリング25は、ガイドロッド9の軸方向一端側にあり、スライダロッド6側端部が自由端となり、シリンダブロック13側端部がシリンダブロック13に固定された固定端となっている。また、他方の緩衝弾性スプリング25は、スライダロッド6側端部が自由端となり、ロータカバー16側端部がロータブロック15に固定された固定端となっている。
Of the two buffer
このため、スライダロッド6が往復移動する場合、回転出力軸5の軸方向一端側及び他端側では、スライダロッド6のアーム部6bが緩衝弾性スプリング25を押圧して圧縮変形させることとなるので、この圧縮変形に伴う緩衝弾性スプリング25の弾性復元力を介して、スライダロッド6の減速及び緩衝がなされる。
Therefore, when the
2個の係合突起8,8は、スライダロッド6の内周面から内方に向かって凸設されている。係合突起8,8の半球状をした先端部は、螺旋循環溝7a,7bの溝断面の断面視半円状に合致した形状をしており、直動回転変換溝7の各螺旋循環溝7a,7bに係合されている。係合突起8の軸部は、スライダロッド6の円筒軸の周壁を貫通している。係合突起8,8は、その軸部に螺嵌した係止ナット26により、スライダロッド6の円筒軸の周壁に締着されている。係合突起8の先端部には抜け防止用のフランジ8aが周設されている。
The two
回転出力軸5は、円柱状の第1軸部5aおよび第2軸部5bが同軸状に連設した段付き軸であり、その第1軸部5aの外周面に2条の螺旋循環溝7a,7bが凹設されている。螺旋循環溝7a,7bの螺旋周回数はいずれも1周回となっている。つまり、ピストン4が1行程(往動又は復動1回分)移動することで、回転出力軸5が1回転するようになっている。係合突起8,8はスライダロッド6の周方向に180°位置を違えて配設されており、螺旋循環溝7a,7bも同様に回転出力軸5の周方向に180°位置を違えて凹設されている。
The
回転出力軸5の第1軸部5aは、係合突起8,8を介してスライダロッド6に連結されており、回転出力軸5の第2軸部5bは、軸受を介してロータブロック15に回転自在に軸支されている。ロータブロック15には、各気筒の回転出力軸5を貫通支持するボス部15aが形成されている。
The
第2軸部5bはロータブロック15のボス部15aを貫通しており、その軸方向両端部にロータブロック15からの抜脱を防止するストッパカラー27が各々固定されている。この各ストッパカラー27がロータブロック15と衝合してロータブロック15を挟み込むことで回転出力軸5がロータブロック15に対して位置決めされている。
The
伝達機構11は、互いに歯合する原動ギア11aと従動ギア11bとを備えている。原動ギア11aは、回転出力軸5の第2軸部5b側の端部に軸着された平歯車であり、従動ギア11bは、エンジン主軸10の基端部に軸着された平歯車である。この原動ギア11aは回転出力軸5の回転をエンジン主軸10に伝達するための平歯車である。回転出力軸5が回転する原動ギア11a及び従動ギア11bを介してエンジン主軸10が回転される。
The
エンジン主軸10は、各気筒部の中央位置に配設されている。エンジン主軸10は、その先端がシリンダブロック13を貫通してシリンダヘッド14にまで延出されており、その基端部はロータブロック15から外方へ突出されている。ロータブロック15は、その基端側にあるボス部15aがロータカバー16により被包されている。エンジン主軸10は、ロータブロック15及びロータカバー16を貫通して外方へ突出されており、パワートレイン(外部装置)(図示せず)に接続されている。
The engine
このエンジン主軸10は、シリンダブロック13及びシリンダヘッド14をも貫通して配設されており、シリンダヘッド14、ロータブロック15及びロータカバー16に軸受を介して回転自在に軸支されている。ロータカバー16内には大径状のフライホイール12が配設されており、このフライホイール12はエンジン主軸10に軸着されている。
The engine
図2は、図1のA−A線における断面図である。図2に示すように、シリンダ3はシリンダブロック13の中心回りに等角間隔で配置されており、このシリンダブロック13の中心をエンジン主軸10が貫通している。各シリンダ3はいずれもエンジン主軸10の中心から等距離の位置に設けられ、エンジン主軸10を中心にした円周上に各シリンダ3を配置することで、シリンダ3の配置スペースの狭小化を図っている。
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 2, the
スライダロッド6の外周からは4本のアーム部6bが延設されている。アーム部6bはスライダロッド6の周方向に等角間隔で形成されており、その先端部にガイドロッド9が貫通している。4本のガイドロッド9は、スライダロッド6の軸心を中心とした同一円周上に等角間隔で配置されている。2個の係合突起8,8は、スライダロッド6の外周部に等角間隔で配置されており、互いに対向位置に固定されている。
Four
スライダロッド6の内周穴6a内には、回転出力軸5の第1軸部5aが遊挿されており、この第1軸部5aに凹設される直動回転変換溝7の各螺旋循環溝7a,7bにそれぞれ係合突起8,8が係合されている。スライダロッド6の奥側にはロータブロック15が配設されており、ロータブロック15の更に奥側には原動ギア11a及び従動ギア11bが配設されている。原動ギア11aは従動ギア11bの周囲に遊星状に配設されている。
The
原動ギア11a及び従動ギア11bはいずれも仕様(歯形、モジュール、歯数、圧力角、基準ピッチ円直径、歯厚などをいう。)が同一の平歯車である。このため、各原動ギア11aの回転数は、従動ギア11bに同一回転数にて伝達されることとなり、各回転出力軸5の回転は増速及び減速されることなくエンジン主軸10に伝達される。ただし、各回転出力軸5の回転方向は一致しており、エンジン主軸10の回転方向は各回転出力軸5とは反対方向に回転される。
The
図3は、図1のB−B線における断面図である。図3に示すように、シリンダブロック13には、各シリンダ3の周囲にウォータジャケット23が形成されており、このウォータジャケット23を避けてガイドロッド9の端部が固定されている。
3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. As shown in FIG. 3, in the
図4は、エンジン1のバルブシステム30の構造図である。図4に示すように、バルブシステム30は、シリンダヘッド14に装着されるシリンダヘッド14内に収容されており、図示しないカムハウジングに搭載されている。なお、図4では、SOHC系の直動式バルブシステム30について説明する。
FIG. 4 is a structural diagram of the
この直動式バルブシステム30は、主に、エンジン主軸10に軸着されるタイミングギア列31の第1ギア31aに加えて、エンジン1の各気筒毎に備わる吸気バルブ18及び排気バルブ19と、タペット(バルブリフター)32と、カムシャフト33と、タイミングギア列31の第2〜第4ギア31b〜31dとを備えている。このバルブシステム30は、エンジン主軸10の回転を、タイミングギア列31を介してカムシャフト33に伝達し、このカムシャフト33の回転をタペット32を介して吸気バルブ18及び排気バルブ19に伝達して、吸気バルブ18及び排気バルブ19を交互に開閉させるものである。
This direct
吸気バルブ18及び排気バルブ19のバルブシステム30にはバルブスプリング34が巻着されており、バルブシステム30の上端にはタペット32が取着されている。バルブスプリング34は、シリンダヘッド14とタペット32との間に圧縮状態で介装されており、バルブ18,19の傘部を吸気口20及び排気口21の開口縁に圧接させる付勢力を付与している。
A
タイミングギア列31は、エンジン主軸10の回転をカムシャフト33に伝達して吸気バルブ18及び排気バルブ19の開閉タイミングを調整するものであり、エンジン主軸10の1回転につき、カムシャフト33を1/4回転させるため、タイミングギア列31の減速比は1/4となっている。このタイミングギア列31は、エンジン主軸10に軸着される平歯車の第1ギア31aと、これに歯合される平歯車の第2ギア31bと、これと同一の回転軸に軸着されるかさ歯歯車の第3ギア31cと、これに歯合されカムシャフト33に軸着されるかさ歯歯車の第4ギア31dとを備えている。
The
図5は、シリンダヘッド14内のバルブシステム30の配置図であり、各気筒に配設される点火プラグの図示を省略している。図5に示すように、バルブシステム30は、シリンダヘッド14の中央部にエンジン主軸10に軸着された第1ギア31aを備えており、この第1ギア31aに各気筒の第2ギア31bが歯合されている。
FIG. 5 is a layout diagram of the
タイミングギア列31の4つの第2ギア31bは、第1ギア31aを中心とした円周上に等角間隔で遊星状に配置されている。各第2ギア31bの回転軸には第3ギア31cが軸着されており、各第3ギア31cには第4ギア31dが歯合されている。そして、各第4ギア31dは、各気筒のカムシャフト33に軸着されている。
The four
各カムシャフト33には、吸気カム33aと排気カム33bとが一体形成されており、吸気カム33aは吸気バルブ18のタペット32に、排気カム33bは排気バルブ19のタペット32に、バルブスプリング34の付勢力を介して各々圧接されている。また、吸気口20及び排気口21の配置方式は、互いにシリンダ3の直径方向に対向したクロスフロー方式となっている。
Each
図6を参照して、一対の係合突起8,8と直動回転変換溝7とを用いてピストン4の直動運動を回転出力軸5の回転運動に変換する過程について説明する。図6は、回転出力軸5の側面図であって、一対の係合突起8,8と直動回転変換溝7との係合状態を図示したものである。特に、図6(a)〜図6(e)は、回転出力軸5が90°ずつ回転した状態を図示したものである。
With reference to FIG. 6, the process of converting the linear motion of the
なお、便宜上、図6及びその説明では、上記した螺旋循環溝7a,7bに係合される係合突起8,8に関し、螺旋循環溝7aに係合されるものを「係合突起8A」と表記し、螺旋循環溝7bに係合されるものを「係合突起8B」と表記するものとする。
For convenience, in FIG. 6 and the description thereof, the
図6(a)に示すように、一対の係合突起8A,8Bは、その位置が回転出力軸5の周方向に180°違っており、一方の係合突起8Aが回転出力軸5の上側面(図6下側)に、他方の係合突起8Bが回転出力軸5の下側面(図6上側)に、それぞれ位置している。
As shown in FIG. 6A, the positions of the pair of engaging
なお、本実施例のエンジン1では、一対の係合突起8A,8Bがスライダロッド6に固定され、かつ、スライダロッド6が4本のガイドロッド9により回転規制されているため、図6に示した一対の係合突起8A,8Bの上下位置関係は変化しない。また、スライダロッド6はピストン4と一緒に図6の左右方向へ往復移動するため、一対の係合突起8A,8Bはスライダロッド6と一緒に図6の左右方向へ移動するのに対し、回転出力軸5は、その軸方向の動きがロータブロック15及びストッパカラー27を介して規制されている。
In the
図6に示すように、ピストン4の移動に伴ってスライダロッド6が往動方向(図6の矢印X1方向)に移動し、一対の係合突起8A,8Bが図6(a)の位置から図6(b)の位置まで移動(往動)すると、回転出力軸5が90°回転される。続けて、一対の係合突起8A,8Bがスライダロッド6の移動によって図6(b)の位置から図6(c)の位置まで移動(往動)すると、回転出力軸5が更に90°(図6(a)の位置から180°に相当する。)回転される。
As shown in FIG. 6, the
更に続けて、一対の係合突起8A,8Bがスライダロッド6の往動によって図6(c)の位置から図6(d)の位置まで移動(往動)すると、回転出力軸5が更に90°(図6(a)の位置から270°に相当する。)回転される。それから更に、一対の係合突起8A,8Bがスライダロッド6の往動によって図6(d)の位置から図6(e)の位置まで移動(往動)すると、回転出力軸5が更に90°(図6(a)の位置から360°に相当する。)回転される。
Further, when the pair of engaging
つまり、スライダロッド6及び一対の係合突起8A,8Bが直動回転変換溝7の往動溝7c,7cを一端側(図6左側)から他端側(図6右側)まで移動することによって、回転出力軸5は360°回転されることとなる。
That is, the
その後、ピストン4の移動に伴ってスライダロッド6が復動方向(図6の矢印X2方向)に移動し、一対の係合突起8A,8Bが図6(e)の位置から図6(d)の位置まで移動(復動)すると、回転出力軸5が更に90°(図6(a)の位置から450°に相当する。)回転される。続けて、一対の係合突起8A,8Bがスライダロッド6の移動によって図6(d)の位置から図6(c)の位置まで移動(復動)すると、回転出力軸5が更に90°(図6(a)の位置から540°に相当する。)回転される。
Thereafter, as the
更に続けて、一対の係合突起8A,8Bがスライダロッド6の復動によって図6(c)の位置から図6(b)の位置まで移動(復動)すると、回転出力軸5が更に90°(図6(a)の位置から630°に相当する。)回転される。それから更に、一対の係合突起8A,8Bがスライダロッド6の復動によって図6(b)の位置から図6(a)の位置まで移動(復動)して、最初の位置に復帰すると、回転出力軸5が更に90°(図6(a)の位置から720°に相当する。)回転される。
Further, when the pair of engaging
つまり、スライダロッド6及び一対の係合突起8A,8Bが直動回転変換溝7の復動溝7d,7dを一端側(図6右側)から他端側(図6左側)まで移動することによって、回転出力軸5は更に360°回転されることとなる。この結果、ピストン4が2行程(2サイクル)動作して1往復移動することによって、回転出力軸5が2回転されることとなる。
That is, the
図7を参照して、任意のピストン4が4サイクル(吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程)動作する場合、即ち、スライダロッド6が2往復移動する場合にするカムシャフト33の1回転動作について説明する。
Referring to FIG. 7, one rotation of
図7(a)〜図7(d)は、任意のカムシャフト33が90°ずつ回転したときの状態を示した説明図であり、当該カムシャフト33に形成されている吸気カム33a及び排気カム33bの位置を図示している。図7(a)に示すように、上記したように回転出力軸5はピストン4の1行程動作で1回転することから、エンジン主軸10も1回転することとなり、結果、タイミングギア列31を介してカムシャフト33は1/4回転されることとなる。つまり、吸気カム33a及び排気カム33bは1行程当たり90°(1/4)回転されることとなる。
FIGS. 7A to 7D are explanatory views showing a state when an
ここで、吸気カム33aは、図7(a)の位置から図7(b)の位置まで90°回転することによって、吸気バルブ18の開閉動作(吸気行程)を行い、その後の圧縮行程(図7(b)の位置から図7(c)の位置まで90°回転する行程)、爆発行程(図7(c)の位置から図7(d)の位置まで90°回転する行程)及び排気行程(図7(d)の位置から図7(a)の位置まで90°回転する行程)の期間中は吸気バルブ18の閉塞状態を維持するようになっている。
Here, the
また、排気カム33bは、図7(d)の位置から図7(a)の位置まで90°回転することによって、排気バルブ19の開閉動作(排気行程)を行い、その後の吸気行程(図7(a)の位置から図7(b)の位置まで90°回転する行程)、圧縮行程(図7(b)の位置から図7(c)の位置まで90°回転する行程)、及び、爆発行程(図7(c)の位置から図7(d)の位置まで90°回転する行程)の期間中は排気バルブ19の閉塞状態を維持するようになっている。
Further, the
このように、カムシャフト33は、吸気カム33aが排気カム33bに対してカムシャフト33の中心軸回りに位相が90°分遅れる状態で設けられている。このため、例えば、図7(d)に示す位置から図7(a)に示す位置まで90°回転して、排気カム33bが排気バルブ19の開閉動作(排気動作)の開始位置から終了位置まで回転し終えると、吸気カム33aが吸気バルブ18の開閉動作(吸気行程)の開始位置に丁度到来するように到達するようになっている。
Thus, the
図8は、エンジン1の各気筒の行程とエンジン主軸10の回転角度との関係を示した図である。図8に示すように、エンジン1の第1気筒から第4気筒までは、それぞれ吸気行程−圧縮行程−爆発行程−排気行程を順番に繰り返す。これらの第1〜第4気筒は、第1気筒−第2気筒−第3気筒−第4気筒の順で点火されて爆発行程を行う。また、エンジン主軸10は、各気筒が爆発する毎に360°回転して、4気筒全てが爆発行程を経ることで4回転することとなる。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the stroke of each cylinder of the
図9は、第2実施例のエンジンの断面図であり、図10は、第2実施例のエンジンの内部構造を部分的に図示した断面図である。第2実施例のエンジン40は、第1実施例のエンジン1に対し、スライダロッドのガイド機構を変更したものである。以下、第1実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the engine of the second embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view partially showing the internal structure of the engine of the second embodiment. The
図9に示すように、第2実施例のエンジン40によれば、スライダロッド6の外周からは3本のアーム部6bが延設されている。アーム部6bはスライダロッド6の周方向に等角間隔で形成されており、アーム部6bの先端部にはガイドロッド9が貫通している。3本のガイドロッド9は、スライダロッド6の軸心を中心とした同一円周上に等角間隔で配置されている。
As shown in FIG. 9, according to the
各ガイドロッド9は各々一対のガイドローラ41,41により挟み込まれており、一対のガイドローラ41,41は各ガイドロッド9の軸方向に沿ってガイドロッド9に当接したまま転動する。また、一対のガイドローラ41,41はともに支持台座42に軸支されている。各ガイドローラ41,41には、ガイドロッド9の断面形状に適合した断面視半円形状の溝底をした係合溝41aが外周面に凹設されており、この係合溝41aにガイドロッド9が係合している。支持台座42は、一対のガイドローラ41,41を転動自在に支持しており、アーム部6bの先端に取着固定されている。
Each
図10に示すように、一対のガイドローラ41,41は、互いの直径が等しく形成されており、かつ、ガイドロッド9の軸方向に互いの回転軸の位置を違えた状態で対向配置されている。対を成すガイドローラ41,41同士が接触干渉することを防止するためである。
As shown in FIG. 10, the pair of
図11は、第3実施例のエンジン50における一対の係合突起8,8と直動回転変換溝7との係合状態を示した断面図である。第3実施例のエンジン50は、第1実施例のエンジン1に対し、係合突起と直動回転変換溝とを変更したものである。以下、第1実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an engagement state between the pair of engaging
図11に示すように、第3実施例のエンジン50によれば、直動回転変換溝57の各螺旋循環溝57a,57bの溝形状は、その溝底が半円状をしており、この溝底の両側に垂直面51,51がそれぞれ切り立っている。係合突起58,58は、その先端の半球面が螺旋循環溝57a,57bの半円状の溝底に当接可能となっており、その先端の円筒外周面が螺旋循環溝57a,57bの垂直面51,51に当接可能となっている。係合突起58,58は、スライダロッド6に軸受52,52を介して回動自在に軸着されており、螺旋循環溝57a,57bに係合したまま移動する際に、螺旋循環溝57a,57bの垂直面に当接して転動自在となっている。
As shown in FIG. 11, according to the
この係合突起58,58の転動によって螺旋循環溝57a,57bとの摩擦が低減され、係合突起58,58及び螺旋循環溝57a,57bの摩滅を低減できる。また、係合突起58,58の先端部にはフランジ58aが周設されている。このフランジ58aは、その片面が球面状をしており、そのもう片面が平面状をしている。フランジ58aの球面はスライダロッド6の内周面の湾曲に適合しており、係合突起58,58が螺旋循環溝57a,57b内で転動すると、このフランジ58aもスライダロッド6の内周面に当接又は摺接しながら回転される。
By the rolling of the
また、このようにフランジ58aの球面がスライダロッド6の内周面の湾曲に合致するので、係合突起58,58が螺旋循環溝57a,57b内を移動するときにその軸振れを低減でき、係合突起58,58の自転を安定化することができる。しかも、フランジ58aは、その球面がスライダロッド6の内周面に適合し、その平面が回転出力軸5に当接した格好となるので、フランジ58aがスライダロッド6と回転出力軸5との間に挟み込まれて、係合突起58,58が抜け難くなる。
In addition, since the spherical surface of the
さらに、螺旋循環溝57a,57bの半円状の溝底の両側に垂直面を立設することで、当該螺旋循環溝57a,57bの溝深さを増すことができ、その分、係合突起58,58を螺旋循環溝57a,57b内により深く係入させることができ、係合突起58,58が螺旋循環溝57a,57bから抜け難くなっている。
Further, by providing a vertical surface on both sides of the semicircular groove bottoms of the
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 The present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be easily made without departing from the spirit of the present invention. It can be guessed.
1,40,50 エンジン(内燃機関)
2 燃焼室
3 シリンダ(気筒)
4 ピストン
5 回転出力軸
6 スライダロッド(スライダ部材)
6a 内周部(内周穴)
7,57 直動回転変換溝
7a,7b,57a,57b 螺旋循環溝
7c 往動溝
7d 復動溝
8,8,58,58 係合突起(係合部材)
9 ガイドロッド(ガイド部材)
10 エンジン主軸
12 フライホイール
1,40,50 engine (internal combustion engine)
2
4
6a Inner circumference (inner hole)
7, 57 Linear motion
9 Guide rod (guide member)
10
Claims (6)
前記ピストンの内径に比べて外径が小さく形成されることで前記シリンダ内に遊挿可能となり、かつ、前記ピストンの基端部に連結されることで前記ピストンと一体となって前記回転出力軸の軸方向に一致する方向に往復移動するスライダ部材と、
そのスライダ部材又は回転出力軸の一方に、その軸方向一端側から他端側へ向かって螺旋状に連続している往動溝とその往動溝の前記軸方向両端部に連通接続され当該往動溝に対して反対回りで当該軸方向一端側から他端側へ向かって螺旋状に連続している復動溝とを繋げてできる螺旋循環溝が1本、又は、その軸回りに等角間隔で位置を違えて2本以上設けられる直動回転変換溝と、
その直動回転変換溝の螺旋循環溝に係合した状態で前記スライダ部材又は回転出力軸の他方に設けられる1又は2以上の係合部材と、
その係合部材又は直動回転変換溝が設けられた前記スライダ部材の軸回りの回転を規制し且つ当該スライダ部材の往復移動を許容してその往復移動をガイドするガイド部材とを備えており、
そのガイド部材によりガイドされている前記スライダ部材が前記ピストンと一体となって往復移動することによって前記係合部材が前記直動回転変換溝の螺旋循環溝に沿って前記軸方向一端側と他端側との間を相対的に往復移動され、且つ、その係合部材の前記螺旋循環溝に沿った相対的往復移動によって前記回転出力軸を回転駆動するものであることを特徴とする内燃機関。 In an internal combustion engine comprising a cylinder having a combustion chamber, a piston that is reciprocally slidable on the inner periphery of the cylinder, and a rotation output shaft that is rotationally driven by the reciprocating movement of the piston.
The outer diameter of the piston is smaller than the inner diameter of the piston so that it can be loosely inserted into the cylinder, and is connected to the base end of the piston so as to be integrated with the piston and the rotary output shaft. A slider member that reciprocates in a direction that coincides with the axial direction of
One of the slider member and the rotary output shaft is connected in a spiral manner to one end side in the axial direction from one end side to the other end side, and is connected to both ends in the axial direction of the forward groove. One spiral circulation groove formed by connecting the reverse movement groove that is spirally continuous from one end side to the other end side in the axial direction opposite to the movement groove, or is equiangular around the axis A linear motion rotation conversion groove provided at two or more positions at different intervals;
One or more engaging members provided on the other of the slider member or the rotation output shaft in a state of being engaged with the spiral circulation groove of the linear motion rotation converting groove;
A guide member that regulates the rotation of the slider member around the axis provided with the engaging member or the linear rotation conversion groove and permits the reciprocating movement of the slider member to guide the reciprocating movement;
When the slider member guided by the guide member reciprocates integrally with the piston, the engagement member moves along the spiral circulation groove of the linear motion rotation conversion groove, on one end side in the axial direction and the other end. An internal combustion engine characterized in that the rotary output shaft is rotationally driven by a relative reciprocation along the spiral circulation groove of the engaging member.
そのシリンダ内を往復摺動自在に内嵌される外周面が円柱状をした前記ピストンとを備えていることを特徴とする請求項1記載の内燃機関。 The cylinder having a cylindrical inner peripheral surface;
2. An internal combustion engine as set forth in claim 1, further comprising: a piston having an outer peripheral surface fitted into the cylinder so as to be slidable in a reciprocating manner.
そのスライダ部材又は回転出力軸のうち内側配設されるものに前記直動回転変換溝又は係合部材の一方が設けられており、
そのスライダ部材又は回転出力軸のうち外側配設されるものに前記直動回転変換溝又は係合部材の他方が設けられることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関。 The slider member is detachably disposed on the inner peripheral portion of the rotary output shaft, or the rotary output shaft is detachable from the inner peripheral portion of the slider member,
One of the linear motion rotation conversion groove or the engagement member is provided on the slider member or the rotation output shaft that is disposed inside,
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the slider member or the rotation output shaft is provided on the outer side with the other of the linear motion rotation conversion groove or the engagement member. 4.
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