JP6088460B2 - Internal combustion engine - Google Patents

Internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP6088460B2
JP6088460B2 JP2014099178A JP2014099178A JP6088460B2 JP 6088460 B2 JP6088460 B2 JP 6088460B2 JP 2014099178 A JP2014099178 A JP 2014099178A JP 2014099178 A JP2014099178 A JP 2014099178A JP 6088460 B2 JP6088460 B2 JP 6088460B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output shaft
rotation
groove
cylinder
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014099178A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015215071A (en
Inventor
秀昭 俵
秀昭 俵
Original Assignee
株式会社俵屋
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社俵屋 filed Critical 株式会社俵屋
Priority to JP2014099178A priority Critical patent/JP6088460B2/en
Publication of JP2015215071A publication Critical patent/JP2015215071A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6088460B2 publication Critical patent/JP6088460B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

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.

特開平8−178010号公報JP-A-8-178010

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.

本発明の内燃機関の一実施例である4気筒型4サイクル内燃機関の内部構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the internal structure of the 4-cylinder type | mold 4 cycle internal combustion engine which is one Example of the internal combustion engine of this invention. 図1のA−A線における断面図である。It is sectional drawing in the AA of FIG. 図1のB−B線における断面図である。It is sectional drawing in the BB line of FIG. エンジンのバルブシステムの構造図である。1 is a structural diagram of an engine valve system. FIG. シリンダヘッド内のバルブシステムの配置図である。It is an arrangement view of a valve system in a cylinder head. 回転出力軸の側面図であって、一対の係合突起と直動回転変換溝との係合状態を図示したものである。It is a side view of a rotation output shaft, and shows an engagement state between a pair of engagement protrusions and a linear motion rotation conversion groove. 任意のカムシャフトが90°ずつ回転した状態を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the state which the arbitrary camshaft rotated 90 degrees at a time. 各気筒の行程とエンジン主軸の回転角度との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the stroke of each cylinder, and the rotation angle of an engine main shaft. 第2実施例のエンジンの断面図である。It is sectional drawing of the engine of 2nd Example. 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。It is sectional drawing which illustrated partially the internal structure of the engine of 2nd Example. 第3実施例のエンジンの一対の係合突起と直動回転変換溝との係合状態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the engagement state of a pair of engagement protrusion and direct-acting rotation conversion groove | channel of the engine of 3rd Example.

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 internal combustion engine 1 of the present embodiment is rotationally driven by a cylinder (cylinder) 3 having a combustion chamber 2, a piston 4 slidable in a reciprocating manner on the inner peripheral portion of the cylinder 3, and a reciprocating movement of the piston 4. A rotation output shaft 5 is provided, and a slider member 6, a linear motion rotation conversion groove 7, an engagement member 8, and a guide member 9 are further provided.

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 rotation converting groove 7 is provided on the outer peripheral portion of the rotation output shaft 5. The linear motion rotation conversion groove 7 has two spiral circulation grooves 7a and 7b. The two spiral circulation grooves 7 a and 7 b are provided at different positions at equal angular (180 °) intervals in the outer peripheral direction of the rotation output shaft 5. The two spiral circulation grooves 7a and 7b both cross each other in order to spiral around the outer periphery of the rotary output shaft 5.

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 rotation conversion groove 7 is not necessarily two, and may be one or three or more, for example. Similarly, when there are three or more spiral circulation grooves, each of the spiral circulation grooves is provided around the axis of the rotation output shaft 5 (outer circumferential direction) at different positions at equal angular intervals. In the case of a book, the spiral circulation grooves are arranged in different positions at 120 ° intervals in the outer circumferential direction of the rotary output shaft 5.

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 spiral circulation grooves 7a and 7b are formed so that the forward movement groove 7c through which the engagement member 8 passes when the piston 4 and the slider member 6 move forward, and the engagement member 8 when the piston 4 and the slider member 6 move backward. The reciprocating groove 7d that passes therethrough is connected at both axial ends of the rotary output shaft 5 to form a closed loop circulation groove. When the number of spiral turns is ½ or more, the forward groove 7c and the backward groove 7d of one spiral circulation groove 7a, 7b intersect one another at the outer peripheral portion of the rotation output shaft 5. It will be possible.

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 forward movement groove 7c is continuously formed in a spiral shape from one end side in the axial direction of the rotation output shaft 5 to the other end side. The backward movement groove 7d is continuously formed in a spiral shape from one end side in the axial direction of the rotation output shaft 5 to the other end side in the opposite direction to the forward movement groove 7c. Further, the forward groove 7 c and the backward groove 7 d that are paired with each other are formed in a closed loop shape by being connected to each other at both axial ends of the rotary output shaft 5.

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 rotation output shaft 5 is detachably disposed on the inner peripheral portion 6a of the slider member 6. The rotation output shaft 5 that is disposed inside the slider member 6 and the rotation output member is provided with the linear motion rotation conversion groove 7 as described above, and the slider member 6, the rotation output shaft 5, An engaging member 8 is provided on the slider member 6 that is disposed outside the slider member 6.

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 slider member 6 is integrally connected to the base end portion of the piston 4 and reciprocates together with the piston 4 in a direction coinciding with the axial direction of the rotary output shaft 5. The slider member 6 is provided with two engaging members 8, 8. Each of the engaging members 8, 8 is each of two spiral circulation grooves 7 a, 7 b in the linear motion rotation conversion groove 7. Is engaged.

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 guide member 9 is a rotation restricting means for restricting the rotation of the slider member 6 around the axis. However, the guide member 9 allows the slider member 6 to reciprocate in a direction coinciding with the axial direction of the rotary output shaft 5 and guides (guides) the reciprocation of the slider member 6.

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 slider member 6 is restricted in rotation by the guide member 9, the rotation output shaft 5 is rotatable (rotatable). The rotation output shaft 5 is engaged with the engaging members 8 and 8 provided on the slider member 6 with respect to the helical circulation grooves 7a and 7b of the linear motion rotation converting groove 7 provided on the outer peripheral portion thereof. It is in the state. The rotary output shaft 5 is rotationally driven by the slider member 6 reciprocating integrally with the piston 4 while the engaging members 8 and 8 are engaged with the spiral circulation grooves 7a and 7b.

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 cylinder 3 has a cylindrical inner peripheral surface, and the piston 4 has a cylindrical shape whose outer peripheral surface matches the inner peripheral surface of the cylinder 3. The piston 4 is fitted in the inner periphery of the cylinder 3 so as to be slidable back and forth.

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 engaging members 8 and 8 are formed in a hemispherical shape at the tip end portions engaged in the spiral circulation grooves 7a and 7b of the linear motion rotation conversion groove 7, and the spiral circulation grooves 7a and 7b are viewed in cross section. It has a groove bottom shape with a semicircular arc shape. The engaging members 8, 8 are projected from the inner peripheral portion 6 a of the slider member 6 toward the outer peripheral portion of the rotary output shaft 5. The slider member 6 is also a supporting member that supports the two engaging members 8, 8, and supports the two engaging members 8, 8 at equiangular intervals in the circumferential direction of the slider member 6. Yes. The slider member 6 is connected and fixed to the bottom of the piston 4.

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 rotation output shaft 5 at different equiangular intervals. For example, when there are three engaging members, each engaging member is protruded around the rotation output shaft 5 at different positions at 120 ° intervals.

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 slider member 6 is formed in a cylindrical shape or an annular shape that can be fitted on the rotary output shaft 5. On the inner peripheral portion 6 a of the slider member 6, two engaging members 8, 8 are projected toward the outer peripheral surface of the rotary output shaft 5 at equiangular intervals in the circumferential direction.

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 rotary output shaft 5 is detachably engaged with the inner peripheral portion 6a of the slider member 6, and when the slider member 6 reciprocates together with the piston 4, the two engaging members 8, The rotary output shaft 5 is rotated by the inner peripheral portion 6 a of the slider member 6 through the engagement of the two spiral circulation grooves 7 a and 7 b of the linear motion rotation converting groove 7.

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 internal combustion engine 1 may be a multi-cylinder internal combustion engine having two or more cylinders. Thus, when the internal combustion engine 1 has multiple cylinders, the rotation (force) of the rotation output shaft 5 of each cylinder is transmitted to the engine main shaft 10 via the transmission mechanism 11. The rotational power of the internal combustion engine 1 is output to an external device such as a power train through the engine main shaft 10.

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 internal combustion engine 1 is a single cylinder, the rotary output shaft 5 itself may be used as the engine main shaft 10 and a flywheel 12 may be attached thereto. When the internal combustion engine 1 is a multi-cylinder having two or more cylinders, The flywheel 12 may be attached to the engine main shaft 10 to which the rotational force of the rotation output shaft 5 is transmitted via the transmission mechanism 11. Thus, by attaching the flywheel 12, the rotational inertia of the engine main shaft 10 can be stabilized.

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 internal combustion engine 1 of the present invention has been described so far, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. Here, in the above embodiment,
(1) The rotary output shaft 5 is detachably disposed on the inner peripheral portion 6 a of the slider member 6, and the linear rotation conversion groove 7 is provided on the outer peripheral portion of the rotary output shaft 5. The engaging members 8 and 8 are provided in the part 6a, respectively.
(2) The rotary output shaft 5 is detachably disposed on the inner peripheral portion 6 a of the slider member 6, and the engaging members 8, 8 are connected to the outer peripheral portion of the rotary output shaft 5. The linear motion rotation converting groove 7 may be provided in the part 6a,
(3) After the slider member 6 is detachably disposed on the inner peripheral portion of the rotary output shaft 5, the linear motion rotation conversion groove 7 is provided on the outer peripheral portion of the slider member 6, and the inner peripheral portion of the rotary output shaft 5. The engaging members 8 and 8 may be provided respectively.
(4) After the slider member 6 is detachably disposed on the inner peripheral portion of the rotary output shaft 5, the engaging members 8 and 8 are connected to the outer peripheral portion of the slider member 6, and the inner peripheral portion of the rotary output shaft 5. The linear motion rotation conversion grooves 7 may be provided respectively.

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 internal combustion engine 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the engine 1 includes a cylinder block 13, a cylinder head 14, a rotor block 15, and a rotor cover 16.

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 cylinder head 14 is provided on the distal end side of the cylinder block 13, a rotor block 15 is provided on the proximal end side of the cylinder block 13, and a rotor cover 16 is provided on the proximal end side of the rotor block 15 via fasteners such as bolts and nuts. And fastened. Gaskets 17 are interposed between the cylinder block 13 and the cylinder head 14, between the cylinder block 13 and the rotor block 15, and between the rotor block 15 and the rotor cover 16.

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 cylinder block 13 is provided with cylinders 3 for four cylinders, and the cylinder head 14 is provided with intake / exhaust valves 18, 19 corresponding to the respective cylinders 3. The intake port 20 and the exhaust port 21 are opened and closed. Around each cylinder 3 in the cylinder block 13, a water jacket 23 is provided as a coolant circulation passage with a cylinder peripheral wall portion 22 therebetween.

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 piston 4 is fitted in the cylinder 3 so as to be slidable back and forth. The outer peripheral shape of the piston 4 is a columnar shape, and a cylindrical space is formed on the inner periphery of the cylinder 3. A plurality of annular piston rings 24 are fitted on the outer periphery of the tip of the piston 4. A slider rod 6 is coaxially connected to the base end portion of the piston 4. A male screw portion 6 c is formed at the tip end of the slider rod 6, and this male screw portion 6 c is screwed and connected to the base end portion of the piston 4.

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 slider rod 6 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the cylinder 3 and can be freely inserted into the cylinder 3. Further, an inner peripheral hole 6 a into which the rotary output shaft 5 coaxially arranged with the slider rod 6 can be inserted and removed is formed in the inner peripheral portion of the slider rod 6. The inner peripheral hole 6 a of the slider rod 6 forms a cylindrical space from the circular opening at the center of the base end surface of the slider rod 6 toward the tip of the slider rod 6.

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 arm portion 6b extends outwardly from the outer periphery of the base end of the slider rod 6, and a guide rod 9 is engaged with and penetrates the arm portion 6b in the thickness direction of the arm portion 6b. Four guide rods 9 are arranged for the slider rod 6 per cylinder (one), and in the case of the four-cylinder internal combustion engine 1 of this embodiment, 16 guide rods 9 are used. Yes.

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 guide rod 9 has an axial center facing the piston 4, the slider rod 6, and the rotary output shaft 5, and the arm portion 6 b of the slider rod 6 can slide back and forth in the axial direction of the guide rod 9. ing. One end of the guide rod 9 in the axial direction is fixed to the cylinder block 13, and the other end in the axial direction is fixed to the base end of the rotor block 15.

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 elastic springs 25 are compression coil springs and are wound around the outer periphery of each guide rod 9 by two. The buffer elastic spring 25 is wound around one end side and the other end side in the axial direction of the guide rod 9 with the arm portion 6b of the slider rod 6 interposed therebetween.

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 elastic springs 25, 25 wound around each guide rod 9, one buffer elastic spring 25 is on one end side in the axial direction of the guide rod 9, and the end on the slider rod 6 side is a free end. The cylinder block 13 side end is a fixed end fixed to the cylinder block 13. The other end of the buffer elastic spring 25 is a free end at the slider rod 6 side and a fixed end at the rotor cover 16 side fixed to the rotor block 15.

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 slider rod 6 reciprocates, the arm portion 6b of the slider rod 6 presses the buffer elastic spring 25 and compresses and deforms on one end side and the other end side of the rotation output shaft 5 in the axial direction. The slider rod 6 is decelerated and buffered through the elastic restoring force of the buffer elastic spring 25 accompanying this compression deformation.

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 engaging protrusions 8 and 8 are provided so as to protrude inward from the inner peripheral surface of the slider rod 6. The hemispherical tips of the engaging protrusions 8 and 8 have a shape that matches the semicircular shape of the cross-sectional view of the groove section of the spiral circulation grooves 7a and 7b, and each spiral circulation groove of the linear motion rotation conversion groove 7 7a and 7b are engaged. The shaft portion of the engagement protrusion 8 passes through the peripheral wall of the cylindrical shaft of the slider rod 6. The engagement protrusions 8 and 8 are fastened to the peripheral wall of the cylindrical shaft of the slider rod 6 by a locking nut 26 screwed into the shaft portion. A flange 8a is provided around the front end of the engaging protrusion 8 to prevent it from coming off.

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 rotation output shaft 5 is a stepped shaft in which a cylindrical first shaft portion 5a and a second shaft portion 5b are coaxially connected, and two spiral circulation grooves 7a are formed on the outer peripheral surface of the first shaft portion 5a. 7b are recessed. The spiral circulation grooves 7a and 7b each have one spiral turn. That is, when the piston 4 moves in one stroke (one forward or backward movement), the rotation output shaft 5 rotates once. The engagement protrusions 8 and 8 are disposed at different positions by 180 ° in the circumferential direction of the slider rod 6, and the spiral circulation grooves 7 a and 7 b are similarly recessed at 180 ° positions in the circumferential direction of the rotary output shaft 5. It is installed.

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 first shaft portion 5a of the rotation output shaft 5 is connected to the slider rod 6 via the engagement protrusions 8 and 8, and the second shaft portion 5b of the rotation output shaft 5 is connected to the rotor block 15 via a bearing. It is pivotally supported. The rotor block 15 is formed with a boss portion 15a that penetrates and supports the rotation output shaft 5 of each cylinder.

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 second shaft portion 5 b passes through the boss portion 15 a of the rotor block 15, and stopper collars 27 that prevent removal from the rotor block 15 are fixed to both end portions in the axial direction. Each stopper collar 27 abuts on the rotor block 15 and sandwiches the rotor block 15, so that the rotation output shaft 5 is positioned with respect to the rotor block 15.

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 transmission mechanism 11 includes a driving gear 11a and a driven gear 11b that mesh with each other. The driving gear 11 a is a spur gear that is pivotally attached to the end of the rotary output shaft 5 on the second shaft portion 5 b side, and the driven gear 11 b is a spur gear that is pivotally attached to the base end portion of the engine main shaft 10. . The driving gear 11 a is a spur gear for transmitting the rotation of the rotation output shaft 5 to the engine main shaft 10. The engine main shaft 10 is rotated via a driving gear 11a and a driven gear 11b that rotate the rotation output shaft 5.

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 main shaft 10 is disposed at the center position of each cylinder portion. The front end of the engine main shaft 10 extends through the cylinder block 13 to the cylinder head 14, and the base end portion of the engine main shaft 10 protrudes outward from the rotor block 15. The rotor block 15 has a boss portion 15 a at the base end side thereof encapsulated by a rotor cover 16. The engine main shaft 10 penetrates the rotor block 15 and the rotor cover 16 and protrudes outward, and is connected to a power train (external device) (not shown).

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 main shaft 10 is also disposed through the cylinder block 13 and the cylinder head 14, and is rotatably supported by the cylinder head 14, the rotor block 15 and the rotor cover 16 via bearings. A large-diameter flywheel 12 is disposed in the rotor cover 16, and the flywheel 12 is attached to the engine main shaft 10.

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 cylinders 3 are arranged at equiangular intervals around the center of the cylinder block 13, and the engine main shaft 10 passes through the center of the cylinder block 13. Each cylinder 3 is provided at a position equidistant from the center of the engine main shaft 10, and by disposing each cylinder 3 on the circumference centering on the engine main shaft 10, the arrangement space of the cylinder 3 is reduced. ing.

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 arm portions 6 b extend from the outer periphery of the slider rod 6. The arm portion 6b is formed at equiangular intervals in the circumferential direction of the slider rod 6, and the guide rod 9 passes through the tip portion. The four guide rods 9 are arranged at equiangular intervals on the same circumference around the axis of the slider rod 6. The two engaging protrusions 8 and 8 are arranged at equiangular intervals on the outer periphery of the slider rod 6 and are fixed at positions facing each other.

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 first shaft portion 5a of the rotary output shaft 5 is loosely inserted in the inner peripheral hole 6a of the slider rod 6, and each spiral circulation of the linear motion rotation conversion groove 7 provided in the recess in the first shaft portion 5a. Engaging protrusions 8 and 8 are engaged with the grooves 7a and 7b, respectively. A rotor block 15 is disposed on the back side of the slider rod 6, and a driving gear 11 a and a driven gear 11 b are disposed on the further back side of the rotor block 15. The driving gear 11a is arranged in a planetary shape around the driven gear 11b.

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 driving gear 11a and the driven gear 11b are spur gears having the same specifications (referred to as tooth profile, module, number of teeth, pressure angle, reference pitch circle diameter, tooth thickness, etc.). For this reason, the rotational speed of each driving gear 11a is transmitted to the driven gear 11b at the same rotational speed, and the rotation of each rotational output shaft 5 is transmitted to the engine main shaft 10 without being accelerated or decelerated. . However, the rotation directions of the rotation output shafts 5 are the same, and the rotation direction of the engine main shaft 10 is rotated in the opposite direction to the rotation output shafts 5.

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 cylinder block 13, a water jacket 23 is formed around each cylinder 3, and the end of the guide rod 9 is fixed avoiding the water jacket 23.

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 valve system 30 of the engine 1. As shown in FIG. 4, the valve system 30 is accommodated in the cylinder head 14 attached to the cylinder head 14, and is mounted on a cam housing (not shown). In FIG. 4, the SOHC direct acting valve system 30 will be described.

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 acting valve system 30 mainly includes an intake valve 18 and an exhaust valve 19 provided for each cylinder of the engine 1, in addition to the first gear 31a of the timing gear train 31 that is mounted on the engine main shaft 10. A tappet (valve lifter) 32, a camshaft 33, and second to fourth gears 31 b to 31 d of the timing gear train 31 are provided. The valve system 30 transmits the rotation of the engine main shaft 10 to the camshaft 33 via the timing gear train 31, and transmits the rotation of the camshaft 33 to the intake valve 18 and the exhaust valve 19 via the tappet 32. The intake valve 18 and the exhaust valve 19 are alternately opened and closed.

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 valve spring 34 is wound around the valve system 30 of the intake valve 18 and the exhaust valve 19, and a tappet 32 is attached to the upper end of the valve system 30. The valve spring 34 is interposed between the cylinder head 14 and the tappet 32 in a compressed state, and applies a biasing force that presses the umbrella portions of the valves 18 and 19 against the opening edges of the intake port 20 and the exhaust port 21. ing.

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 timing gear train 31 transmits the rotation of the engine main shaft 10 to the camshaft 33 to adjust the opening / closing timing of the intake valve 18 and the exhaust valve 19. Since the rotation is made four times, the reduction ratio of the timing gear train 31 is 1/4. The timing gear train 31 is attached to a first gear 31a of a spur gear that is attached to the engine main shaft 10, a second gear 31b of a spur gear that is engaged with the first gear 31a, and the same rotation shaft. A third gear 31c, which is a bevel gear, and a fourth gear 31d, which is a bevel gear that is meshed with the third gear 31c and axially attached to the camshaft 33, are provided.

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 valve system 30 in the cylinder head 14, and illustration of ignition plugs disposed in each cylinder is omitted. As shown in FIG. 5, the valve system 30 includes a first gear 31 a that is attached to the engine main shaft 10 at the center of the cylinder head 14, and the second gear 31 b of each cylinder is connected to the first gear 31 a. It is in mesh.

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 second gears 31b of the timing gear train 31 are arranged in a planetary shape at equiangular intervals on a circumference centered on the first gear 31a. A third gear 31c is attached to the rotation shaft of each second gear 31b, and a fourth gear 31d is engaged with each third gear 31c. Each fourth gear 31d is pivotally attached to the camshaft 33 of each cylinder.

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 camshaft 33 is integrally formed with an intake cam 33a and an exhaust cam 33b. The intake cam 33a is connected to the tappet 32 of the intake valve 18, the exhaust cam 33b is connected to the tappet 32 of the exhaust valve 19, and the valve spring 34 is connected to the camshaft 33. Each is in pressure contact via an urging force. Further, the arrangement method of the intake port 20 and the exhaust port 21 is a cross flow method in which the cylinders 3 face each other in the diameter direction.

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 piston 4 into the rotational motion of the rotary output shaft 5 using the pair of engaging protrusions 8 and 8 and the linear motion rotation converting groove 7 will be described. FIG. 6 is a side view of the rotation output shaft 5 and illustrates the engagement state between the pair of engagement protrusions 8 and 8 and the linear motion rotation conversion groove 7. In particular, FIG. 6A to FIG. 6E illustrate a state in which the rotation output shaft 5 is rotated by 90 °.

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 engagement protrusions 8 and 8 engaged with the spiral circulation grooves 7a and 7b described above are referred to as “engagement protrusions 8A”. The one that is engaged with the spiral circulation groove 7b is referred to as “engagement protrusion 8B”.

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 protrusions 8A and 8B are 180 ° different from each other in the circumferential direction of the rotation output shaft 5, and one engagement protrusion 8A is located on the rotation output shaft 5. On the side surface (lower side in FIG. 6), the other engaging projection 8B is located on the lower side surface (upper side in FIG. 6) of the rotation output shaft 5.

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 engine 1 of the present embodiment, the pair of engaging protrusions 8A and 8B are fixed to the slider rod 6 and the slider rod 6 is restricted by the four guide rods 9, so that it is shown in FIG. The vertical positional relationship between the pair of engaging protrusions 8A and 8B does not change. Further, since the slider rod 6 reciprocates in the left-right direction in FIG. 6 together with the piston 4, the pair of engaging protrusions 8A and 8B move in the left-right direction in FIG. The axial movement of the output shaft 5 is restricted via the rotor block 15 and the stopper collar 27.

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 slider rod 6 moves in the forward movement direction (in the direction of arrow X1 in FIG. 6) as the piston 4 moves, and the pair of engaging protrusions 8A and 8B move from the position shown in FIG. When moving (forward movement) to the position of FIG. 6B, the rotation output shaft 5 is rotated by 90 °. Subsequently, when the pair of engaging protrusions 8A and 8B are moved (moved forward) from the position of FIG. 6B to the position of FIG. 6C by the movement of the slider rod 6, the rotation output shaft 5 is further rotated by 90 ° ( (It corresponds to 180 ° from the position of FIG. 6A).

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 protrusions 8A and 8B move (forward) from the position of FIG. 6 (c) to the position of FIG. 6 (d) by the forward movement of the slider rod 6, the rotation output shaft 5 further moves 90. It is rotated (corresponding to 270 ° from the position of FIG. 6A). Further, when the pair of engaging protrusions 8A and 8B are moved (forward movement) from the position of FIG. 6 (d) to the position of FIG. 6 (e) by the forward movement of the slider rod 6, the rotation output shaft 5 is further 90 °. (It corresponds to 360 ° from the position of FIG. 6A).

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 slider rod 6 and the pair of engaging protrusions 8A and 8B move the forward movement grooves 7c and 7c of the linear motion rotation conversion groove 7 from one end side (left side in FIG. 6) to the other end side (right side in FIG. 6). The rotation output shaft 5 is rotated 360 °.

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 piston 4 moves, the slider rod 6 moves in the backward movement direction (in the direction of arrow X2 in FIG. 6), and the pair of engaging protrusions 8A and 8B move from the position of FIG. 6 (e) to FIG. When it is moved (returned) to the position, the rotation output shaft 5 is further rotated 90 ° (corresponding to 450 ° from the position of FIG. 6A). Subsequently, when the pair of engaging protrusions 8A and 8B are moved (returned) from the position of FIG. 6D to the position of FIG. 6C by the movement of the slider rod 6, the rotation output shaft 5 is further rotated by 90 ° ( (It corresponds to 540 ° from the position of FIG. 6A).

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 protrusions 8A and 8B are moved (returned) from the position shown in FIG. 6C to the position shown in FIG. 6B by the backward movement of the slider rod 6, the rotation output shaft 5 is further turned 90. It is rotated (corresponding to 630 ° from the position of FIG. 6A). Further, when the pair of engaging protrusions 8A and 8B are moved (returned) from the position of FIG. 6B to the position of FIG. 6A by the backward movement of the slider rod 6, and returned to the initial position, The rotation output shaft 5 is further rotated by 90 ° (corresponding to 720 ° from the position of FIG. 6A).

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 slider rod 6 and the pair of engaging protrusions 8A and 8B move the return movement grooves 7d and 7d of the linear motion rotation conversion groove 7 from one end side (right side in FIG. 6) to the other end side (left side in FIG. 6). The rotation output shaft 5 is further rotated 360 °. As a result, when the piston 4 operates in two strokes (two cycles) and reciprocates once, the rotation output shaft 5 is rotated twice.

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 camshaft 33 is performed when an arbitrary piston 4 operates in four cycles (intake stroke, compression stroke, explosion stroke and exhaust stroke), that is, when slider rod 6 reciprocates twice. The operation will be described.

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 arbitrary camshaft 33 is rotated by 90 °, and an intake cam 33a and an exhaust cam formed on the camshaft 33. FIG. The position of 33b is illustrated. As shown in FIG. 7A, as described above, the rotation output shaft 5 makes one rotation by the one-stroke operation of the piston 4, so that the engine main shaft 10 also makes one rotation, and as a result, through the timing gear train 31. Thus, the camshaft 33 is rotated 1/4. That is, the intake cam 33a and the exhaust cam 33b are rotated 90 ° (1/4) per stroke.

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 intake cam 33a rotates 90 ° from the position shown in FIG. 7A to the position shown in FIG. 7B, thereby opening and closing the intake valve 18 (intake stroke), and the subsequent compression stroke (see FIG. 7 (b) to 90 ° from the position of FIG. 7 (c), explosion stroke (stroke to 90 ° from the position of FIG. 7 (c) to FIG. 7 (d)) and the exhaust stroke. The intake valve 18 is kept closed during the period (the stroke of 90 ° rotation from the position of FIG. 7D to the position of FIG. 7A).

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 exhaust cam 33b rotates 90 ° from the position shown in FIG. 7D to the position shown in FIG. 7A, thereby opening and closing the exhaust valve 19 (exhaust stroke), and the subsequent intake stroke (FIG. 7). (Stroke that rotates 90 ° from the position of (a) to the position of FIG. 7 (b)), compression stroke (stroke that rotates 90 ° from the position of FIG. 7 (b) to the position of FIG. 7 (c)), and explosion The exhaust valve 19 is kept closed during the stroke (stroke rotated 90 ° from the position shown in FIG. 7C to the position shown in FIG. 7D).

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 camshaft 33 is provided in a state in which the phase of the intake cam 33a is delayed by 90 ° around the central axis of the camshaft 33 with respect to the exhaust cam 33b. Therefore, for example, the exhaust cam 33b rotates 90 ° from the position shown in FIG. 7D to the position shown in FIG. 7A, and the exhaust cam 33b moves from the start position to the end position of the opening / closing operation (exhaust operation) of the exhaust valve 19. When the rotation is completed, the intake cam 33a arrives at the start position of the opening / closing operation (intake stroke) of the intake valve 18 so as to arrive exactly.

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 engine 1 and the rotation angle of the engine main shaft 10. As shown in FIG. 8, the intake stroke, the compression stroke, the explosion stroke, and the exhaust stroke are repeated in order from the first cylinder to the fourth cylinder of the engine 1. These first to fourth cylinders are ignited in the order of the first cylinder, the second cylinder, the third cylinder, and the fourth cylinder, and perform an explosion stroke. Further, the engine main shaft 10 rotates 360 ° every time each cylinder explodes, and all four cylinders rotate four times through an explosion stroke.

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 engine 40 of the second embodiment is obtained by changing the slider rod guide mechanism with respect to the engine 1 of the first embodiment. In the following, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different parts are described.

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 engine 40 of the second embodiment, three arm portions 6 b are extended from the outer periphery of the slider rod 6. The arm portion 6b is formed at equiangular intervals in the circumferential direction of the slider rod 6, and a guide rod 9 penetrates the tip portion of the arm portion 6b. The three guide rods 9 are arranged at equiangular intervals on the same circumference around the axis of the slider rod 6.

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 guide rod 9 is sandwiched between a pair of guide rollers 41, 41, and the pair of guide rollers 41, 41 rolls in contact with the guide rod 9 along the axial direction of each guide rod 9. The pair of guide rollers 41 and 41 are both pivotally supported on the support base 42. Each guide roller 41, 41 is provided with an engaging groove 41a having a semicircular bottom in cross-sectional view that conforms to the cross-sectional shape of the guide rod 9, and is recessed in the outer peripheral surface. 9 is engaged. The support pedestal 42 supports a pair of guide rollers 41, 41 so as to be freely rotatable, and is fixedly attached to the tip of the arm portion 6b.

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 guide rollers 41, 41 are formed so as to have the same diameter, and are opposed to each other in the axial direction of the guide rod 9 with the positions of the rotation axes being different. Yes. This is for preventing the paired guide rollers 41 and 41 from interfering with each other.

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 protrusions 8 and 8 and the linear motion rotation converting groove 7 in the engine 50 of the third embodiment. The engine 50 of the third embodiment is a modification of the engine 1 of the first embodiment in which the engagement protrusion and the linear motion rotation conversion groove are changed. In the following, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different parts are described.

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 engine 50 of the third embodiment, each spiral circulation groove 57a, 57b of the linear motion rotation conversion groove 57 has a semicircular bottom. Vertical planes 51 and 51 are formed on both sides of the groove bottom. The engaging projections 58, 58 have a semispherical surface at the tip thereof that can abut on a semicircular groove bottom of the spiral circulation grooves 57a, 57b, and a cylindrical outer peripheral surface at the tip of the engagement protrusions 58, 58 is formed by the spiral circulation grooves 57a, 57b. It can come into contact with the vertical surfaces 51, 51. The engaging protrusions 58 and 58 are pivotally attached to the slider rod 6 via bearings 52 and 52, and are moved while being engaged with the spiral circulation grooves 57a and 57b. It abuts on the vertical surface of 57b and can freely roll.

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 engagement protrusions 58 and 58, friction with the spiral circulation grooves 57a and 57b is reduced, and wear of the engagement protrusions 58 and 58 and the spiral circulation grooves 57a and 57b can be reduced. In addition, a flange 58a is provided around the distal ends of the engagement protrusions 58 and 58. One side of the flange 58a has a spherical shape, and the other side has a flat shape. The spherical surface of the flange 58 a is adapted to the curvature of the inner peripheral surface of the slider rod 6, and when the engaging protrusions 58, 58 roll in the spiral circulation grooves 57 a, 57 b, the flange 58 a also becomes the inner peripheral surface of the slider rod 6. It is rotated while abutting or sliding on.

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 flange 58a matches the curvature of the inner peripheral surface of the slider rod 6 as described above, the shaft runout can be reduced when the engagement protrusions 58, 58 move in the spiral circulation grooves 57a, 57b. The rotation of the engagement protrusions 58, 58 can be stabilized. In addition, the flange 58a has a spherical surface adapted to the inner peripheral surface of the slider rod 6 and its flat surface is in contact with the rotary output shaft 5, so that the flange 58a is located between the slider rod 6 and the rotary output shaft 5. The engagement protrusions 58 and 58 are difficult to come off.

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 spiral circulation grooves 57a and 57b, the groove depth of the spiral circulation grooves 57a and 57b can be increased. 58 and 58 can be engaged deeper into the spiral circulation grooves 57a and 57b, and the engagement protrusions 58 and 58 are difficult to be removed from the spiral circulation grooves 57a and 57b.

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 Combustion chamber 3 Cylinder
4 Piston 5 Rotation output shaft 6 Slider rod (slider member)
6a Inner circumference (inner hole)
7, 57 Linear motion rotation conversion grooves 7a, 7b, 57a, 57b Spiral circulation groove 7c Forward motion groove 7d Reverse motion grooves 8, 8, 58, 58 Engaging protrusion (engaging member)
9 Guide rod (guide member)
10 Engine spindle 12 Flywheel

Claims (6)

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いる内燃機関において、
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.
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.
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.
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ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の内燃機関。   The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein a tip end portion of the engaging member is formed in a hemispherical shape, and the spiral circulation groove has a groove bottom shape having a semicircular arc shape in a sectional view. organ. 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ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の内燃機関。   The internal combustion engine is a multi-cylinder internal combustion engine, an engine main shaft to which rotation of the rotation output shaft of each cylinder is transmitted, and a transmission mechanism that transmits rotation of the rotation output shaft of each cylinder to the engine main shaft. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 請求項1から4のいずれかに記載の内燃機関における前記回転出力軸に取着され、又は、請求項5記載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ことを特徴とする内燃機関。   A flywheel attached to the rotation output shaft in the internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4 or attached to the engine main shaft in the internal combustion engine according to claim 5 is provided. An internal combustion engine.
JP2014099178A 2014-05-13 2014-05-13 Internal combustion engine Active JP6088460B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014099178A JP6088460B2 (en) 2014-05-13 2014-05-13 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014099178A JP6088460B2 (en) 2014-05-13 2014-05-13 Internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015215071A JP2015215071A (en) 2015-12-03
JP6088460B2 true JP6088460B2 (en) 2017-03-01

Family

ID=54752125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014099178A Active JP6088460B2 (en) 2014-05-13 2014-05-13 Internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6088460B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022269644A1 (en) * 2021-06-26 2022-12-29 Khoshbakht Sajad Output helical shaft of internal combustion engines

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2321828A (en) * 1941-11-24 1943-06-15 Lane Motors Inc Compressor
JPS6037452A (en) * 1983-08-08 1985-02-26 Agency Of Ind Science & Technol Rotation-reciprocation converter using guide groove
JPH08178010A (en) * 1994-12-26 1996-07-12 Furukawa Hideko Motion converter and reciprocating engine
JP2004293387A (en) * 2003-03-26 2004-10-21 Toyota Motor Corp Scotch-yoke engine
JP5758711B2 (en) * 2011-06-20 2015-08-05 廣海 礒崎 engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015215071A (en) 2015-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5367073B2 (en) Valve operating device for gas exchange valve of internal combustion engine with double cam carrier
CN101852121A (en) Annular cylinder rotor engine
RU2020123318A (en) MECHANISM FOR CONVERSION OF RECIPROCATING MOVEMENT INTO ROTATIONAL OR VERSUS AND APPLICATION OF THE MECHANISM
JP6587064B2 (en) Actuator and wave gear reducer for link mechanism for internal combustion engine
JP2009036030A (en) Crankshaft structure of high expansion ratio engine
JP6088460B2 (en) Internal combustion engine
US8671894B2 (en) Variable compression ratio internal engine
US6435145B1 (en) Internal combustion engine with drive shaft propelled by sliding motion
JP6672058B2 (en) Linear-to-linear rotation converter and its transmission body
US4128084A (en) Rotary engine
CN110513169A (en) A kind of electronic phase regulator
US5615586A (en) Cam device
US8141475B2 (en) Piston machine
CN208203410U (en) A kind of worm gear cylindrical type engine device
US4811699A (en) Speed reduction device
US20200340556A1 (en) Apparatus to convert linear motion to rotary motion
RU2480596C2 (en) Conversion mechanism of piston back-and-forth movement to rotational movement with rack-and-pinion mechanism in internal combustion engine
JP6737510B2 (en) Linear motion rotation conversion device
US20040231620A1 (en) Engine with drive ring
US10344671B2 (en) Helical follower internal combustion engine
US10309301B2 (en) Constant-volume combustion engine
JP6706484B2 (en) Linear motion rotation conversion device
RU2341668C2 (en) Variable crank-length ice crank mechanism
RU2004115044A (en) MOVEMENT CONVERSION DEVICE WITH DEVICE FOR CHANGING THE DEGREE OF COMPRESSION OF THE CYLINDER, THE WORKING VOLUME AND THE IGNITION ANGLE
KR101236433B1 (en) Solid cam type engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151125

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20160601

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160805

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20160805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160816

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20161011

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6088460

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250