JPH01237301A - パワートランスミッション装置 - Google Patents

パワートランスミッション装置

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JPH01237301A
JPH01237301A JP31276988A JP31276988A JPH01237301A JP H01237301 A JPH01237301 A JP H01237301A JP 31276988 A JP31276988 A JP 31276988A JP 31276988 A JP31276988 A JP 31276988A JP H01237301 A JPH01237301 A JP H01237301A
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JP
Japan
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piston
cylinder
shaft
follower
engine
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JP31276988A
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English (en)
Inventor
Kevin Wilcox
ケビン ウィルコックス
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Original Assignee
Individual
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B3/00Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F01B3/04Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces
    • F01B3/06Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces by multi-turn helical surfaces and automatic reversal
    • F01B3/08Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces by multi-turn helical surfaces and automatic reversal the helices being arranged on the pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/08Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • F16H25/12Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion with reciprocation along the axis of rotation, e.g. gearings with helical grooves and automatic reversal or cams
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、往復i j!11を回転運動に、および回転
運動を往復運動に転換するための機構を組込んだパワー
1−ランスミッション装置に関する。本発明は、シリン
ダ内で1−)、復運シ)を行なえるビス1〜ンを含む型
式のエンジン、ポンプ、コンプレッサなどに特に適用で
きるものである。
〔従来の技術〕
上述のような型式のエンジン等においては、シ゛リンダ
内でのビス1−ンの往復運動がシャフトの回転によって
行われるように、ピストンがシャツ1〜に連結されてい
る。エンジンの場合、ビス1〜ンの往復運動は、出力シ
ャフトの回転運動に転換されるが、ポンプあるいはコン
プレッサにおいては、入カシャフ1〜の回転運動は、ピ
ストンの往復運動に転換される。従来、入力あるいは出
カシャフ1〜は、シリンダの軸線に対して直角をなす軸
線のまわりで回転するクランクシャフトであり、この場
合このクランクシャツ1〜のクランクアームは、連結ロ
ンドによりビスl−ンに連結されている。
[発明が解決しようとする;IIIJJi]かようなエ
ンジン、ポンプ、およびコンプレッサは言うまでもなく
成功を納めており、さらに改良すべく努力がなされてい
るが、その設計と形状において固有の欠点を有する。た
とえば、ビス1−ンと回転シャフトとを連結するクラン
ク方式は、大型の構造を必要とするので、ピストンとシ
ャツl〜をより直接的ト1.っより小型の構造をもって
連結する方式が望まれて来た。また、入力エネルギのか
なりの部分は、接続ロンドおよびその他の付属パーツの
加速運動に食われてしまう。
かくして本発明は、上記欠点を解決し、他の大きな利点
をもたらすような新しい型式のパワー1〜ランスミツシ
ヨン装置を提供する。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明によれば
、エンジン、ポンプ、あるいはコンプレッサのようなパ
ワートランスミッション装置が提供される。本発明に係
るパワー1〜ランスミツシヨン装置は、シリンダ内で往
復動するビス1ヘンと、回転シャツ1〜と、前記ビス1
−ンの回転運動を前記回転シャツ1へにあるいはその逆
に伝達すべく設けられたカプリング手段とを含み、前記
ビス1−ンとシリンダが、該ピストンの往復動がこの往
復動の長手方向軸線の回りでの一方向への該ビス1〜ン
の連続的な回転を伴うように、相対的に可動な協働構造
を持っていることを特徴とするものである。
エンジンの場合、それは内燃機関でも、蒸気機関でも、
ガス機関でも、その他ピストンとシリンダを備えたどの
ようなエンジンであってもよい。
その場合、U転シャフ1−は出力シャフトである。
前記協働構造は、−・方において、望ましくはピストン
側において、周辺ガイドウェイをAg3し、他方におい
て、望ましくはシリンダ側において、フォロワー(従動
子)を具備しており、この周辺ガイドウェイは交互的な
波動のような形をしている。好ましくは、ガイドウェイ
は大体の形状において正弦波形をしており、これにより
、ビスl\ンは往復運動と同時に、実質的な一定速度で
回転運動を行う。
このガイドウェイは、ピストンあるいはシリンダの表面
上に形成された溝の形態であってもよく、フォロワーは
、この溝内に突入するような位置におかれ、ビスI〜ン
とシリンダとの間に相対的な回転運動が行われるとき、
溝の両サイドと接触するような形状と寸法になされる。
好適には、フォロワーは、溝の両サイド上を転動するこ
とが出来るようになっていてよい。この場合、フォロワ
ーは、ビスI−ンの運動方向により、溝のいずれかのサ
イド上を通常転動し、したがってピストンがその運動方
向を変えるときその回転方向が変わる。したがって、こ
のフォロワーは、それぞれの溝の両反対サイド上を転動
する2個の反対回転ニレメン1−を含んでもよい。
=4− ガイ1り゛ウェイがビス1−ンのまわりに延びる場合、
ガイドウェイは歯付表面を備え、このガイドウェイの表
面とかみ合う歯付ホイールがフォロワーであってもよい
。この場合、歯付ホイールであるフォロワーはピストン
の回転と共に回転する。この場合、フォロワーはシャフ
トと連結されて、ビスI−ンの回転運動をシャフトに、
あるいはシャフトの回転運動をピストンに伝達する。
代りに、シャフトをシリンダの一端から軸方向に延長さ
せることも出来るが、この場合ピストンと出力シャフト
間のカプリング手段は、ピストンがシャフトに対して相
対的に軸方向運動するとき、シャフトがピストンと一緒
に回転し得るような構成になされている。たとえば、こ
のカプリング手段は、スプライン式の連結具を含むもの
であってもよい。
以上述べたいくつかの機構においては、複数個のフォロ
ワーが備えられており、これらのフォロワーはビス1−
ンの円周のまわりに離隔されて配置される。
内燃機関、蒸気機関、あるいはガス機関においては、ビ
スI−ンの回転によって弁手段が開閉し、シリンダへの
およびシリンダからのガス流をコン1〜ロールする。た
とえば、ビスI−ンの回転と共に弁スリーブが回転する
。この弁スリーブは、必要な燃焼サイクルあるいは吸排
サイクルによる順序で、シリンダ壁内のボートを開閉す
るための開し1部を備えている。このスリーブは、ビス
1−ンが回転するときこのピストンと一緒に軸方向に移
動しうるようビスI〜ンに固定することが出来る。ある
いは、このスリーブを、たとえばピン・スロワ1〜連結
方式でビス1〜ンに連結させビス1〜ンを弁スリーブに
対して相対的に軸方向運動するようになすことも出来る
。かような方式は、2ストロークサイクルの内燃機関に
とくに適したものである。
上記方式のいずれにおいても、複数のピストンとシリン
ダより成る組立体が利用されており、このとき各ビス1
−ンは共通の入力あるいは出力シャフトに連結される。
たとえば、この共通シャフトは2個の対向する軸ノj向
に心合するシリンダ内に軸方向延長させてもよい。
本発明はまた、ピストンそれ自体は回転しないが、しか
し、上述した手段のいずれかに類似した手段によって出
力あるいは入カシャフ1−に連結され、かくしてビス1
−ンが往復運動を行うとき上記シャフトが回転するよう
になされた装厘をもその範囲に含むものである。
本発明のかような観点によれば、シリンダ内で往復動す
るピストンと、該シリンダの一端を通って該シリンダ内
に軸方向に延びる出力または入力シャフトと、前記ピス
トンの往復動が一方向への前記シャフトの連続的な回転
を伴うように、該ピストンと該シャフトの間に設けられ
たカプリング手段と、前記往復動の長手方向軸線の回り
で前記ピストンが前記シリンダに対して相対的に回転す
るのを抑制すべく設けられた手段とを含むエンジン、ポ
ンプ、あるいはコンプレッサのようなパワー1〜ランス
ミツシヨン装置が提供される。従って、ビスI−ンとシ
ャフトとの間のカプリング手段は、上述のガイドウェイ
とフォロワーの配置に似ているとn″える。
〔実施例〕
以下、添付図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説
明しよう。
第1図は、本発明の主要概念を説明する目的で典型的な
ピストン10と出力シャツ1〜11だけを示す簡略化さ
れた図面である。
このビス1ヘン10は円周溝12を備えており、この円
周溝は全体的形状において正弦波形を有する。シリンダ
(図示せず)の内面には、溝12と係合する1つあるい
はそれ以上の内向き突出フォロワーがある。上記溝12
は、ビス1〜ン10の円周上に延びているので3つの完
全サイクルを有する。かくして明らかなように、ビス1
〜ンは、2ストロークあるいは4ス1−ロークエンジン
かによりシリンダ内で回転し、かくして溝12の壁がシ
リンダの内面上の固定フォロワーと係合していることに
よって、その長手方向軸線のまわりでシリンダ内で回転
する。
出力シャフト11は、シリンダの閉塞端を通つてシリン
ダ内に軸方向に延びており、ピストン10内の軸方向孔
15の壁に設けられた溝14と係合するよう円周上で離
隔されたフォロワーニレメン1〜13を備えている。ビ
ス1−ン10はかくして、出力シャツ1〜11上を軸方
向にスライドすると同時に、このピストンの回転運動は
出力シャツ1〜にタイレフ1−に伝達される。この出力
シャフトから動力が引き出される。
摩擦を減少させるため、シリンダの内面上のフォロワー
と、各エレメント13とに回転ローラを設けてもよい。
シリンダの内側に突出する各フォロワーが有するローラ
が、−個であるときは、ビス1〜ンが、出カシャフI・
11の方向に加速さオじCいるとき、溝の上側16上を
転動し、ビスI〜ンが、出力シャツ1〜11から離れる
方向に加速されているとき、溝の下側17上を転動する
。ビス1〜ンは、ひとつの方向(時開り向か、反時泪方
向)に連続的に回転しているので、各フォロワーのロー
ラは、シリンダ内でビスI〜ンが往復8す+ している
間、ピストンの加速の向きが変化すると、その回転方向
を反転させる。かような事態を避けるため、シリンダ上
のフォロワーのそれぞれが2個のローラ18および19
を含む第2図の変形例の形態が採用され得る。
一つのローラ18は、溝12の上方の側壁16上を転動
し、他のローラ19は、溝の下方の側壁17上を転勤す
る。したがって、両方のローラ18および19は、ピス
トンの加速方向に関係なく互いに反対方向に連続回転す
る。
ローラ18および19は同じ方向に連続回転するので、
ビス1ヘンからH+カパワーを取出すのにそれらを利用
することが出来る。この場合、溝12の側壁16と17
には歯が設けられ、ローラ18と19は歯付ピニオンつ
まり小歯車の形態にし得るので、両者は噛み合う。パワ
ーは、ピニオンが取付けられているシャツ1〜から取出
されるが、この場合は、第1図に示す軸方向出力シャツ
1〜はなくてもよい。
第3図は、他の変形例を示すが、この例においては、2
本の対向するビスI−ン20および21に、それぞれの
!t’422と23が設けられている。これらの溝は、
シリンダ壁から内向きに延びるフォロワー24と係合す
る。この場合、これらのフォロワーは、回転時に、ビス
1ヘンに必要な回転運動を付L7、する働きしかしない
。ビス1〜ンのスカート部の下端には、周囲に歯を付け
た軌道25および26が形成されている。これらの軌道
はそれぞれ、溝22と23に平行な正弦波形をしている
。上記軌道25および26は、共通の歯付ピニオン27
と噛み合う。このピニオンは出力シャフト上に設けられ
ており、パワーはこのシャフトから取出される。かよう
な機構においては、各ビス1−ンは常に反対方向の同一
・速度で運動するので、エンジンのバランスが保たれる
第4図は、水平方向に対向する2気筒エンジンの変形例
を示す断面図である。この例におけるビス1−ン28と
29は、それぞれシリンダ30と31内で往復動する。
前述の具体例においては、ピストンは円周上の正弦波形
溝32と33を備えており、これらの溝は、シリンダ壁
から内向きに突出するフォロワー34と35と係合する
これらの2本のシリンダは、共通の出力シャフト36と
連結されており、この出力シャフトの側皮対端には、ピ
ストン内の軸方向穴にある軸方向j膚39と40内に受
容されるローラ37および38が設けられる。かような
機構になっているので、ピストンの回転運動はシャフト
36に伝達されるが、シャフトと相対的なビス1〜ンの
軸方向運動も可能となる。出力シャフト8Gは、負荷を
駆動するための出力歯車(あるいはプーリ)37aを備
えている。
エンジンは2ストロークサイクルで作動し、弁機構は、
各ピストンが一体形状型の軸方向に延びた弁スリーブ4
1および42を備えている。これらのスリーブは、穴4
3と44を備えており、これらの穴は、シリンダの拡径
部47および48内のポー1〜45と46と協働して、
シリンダの拡径部47と48内への燃料と空気の混合気
の流れ、およびこの拡径部から通路(図示せず)を通っ
て小径部への上記混合気の流れをコントロールする。
シリンダの小径部におけるポート49と50は、ピスト
ンの運動によって同様にコントロールされる。ビス1〜
ンの上記運動は、シリンダ内に燃料・空気混合気がコン
1〜ロールされつつ流入し、排気ガスがシリンダからコ
ントロールされつつ流出することによって生じる。ビス
l〜ンヘッドにはこの目的に用いられるノツチ51と5
2が形成されている。ガス流のコントロール方法は、内
燃機関の技術の当業者には明らかであるから、エンジン
そのものおよびスパークプラグなどの細かい特徴と共に
説明しない。このエンジンは、ピストン同志が互いに反
対方向に動くが故に再度バランスがとられる。
本発明に従うエンジンにおける2ストロークサイクルの
採用によって、この種のエンジンで通常発生する大量の
排気ガスが防止される。また、シリンダの大径部によっ
て排除される空気量が非常に大量であるが故に、エンジ
ンは過給され得る。
エンジンは、2ス1−ローフ燃料混合気によっても潤滑
される。しかし、エンジン自体もそれ自体のオイルポン
プよび潤滑油のためのオイルポンプを備えている。高効
率型エンジンは、燃料直噴方式を利用できる。エンジン
の設計レイアラ1〜によっては、任意の数の同型エンジ
ンを互いに連結して、各エンジンの出力トルクを出力パ
ワー中心軸に伝達することが出来る。
第5図に示す形態のエンジンの場合、ピストン54の円
周上における正弦波形溝53は図示ように段付けとなっ
ている。この溝のより深い、あるいはより狭い部分は、
滑らかな側壁55と56を有し、溝の外側の11」広部
分には57で示される歯付軌道がある。
シリンダ58の壁内には軸受が設けられており、これら
軸受内では2個以上の回転フォロワー59.59aが回
転する。シリンダの内部に突入する各フォロワーの端部
は、第5図中において別個に示されたフォロワー59a
にあるように役付になされている。フォロワーの小径端
部60は、ビス1〜ン内の円周溝53の平滑側面付狭あ
い部内に係合し、ビスI〜ン54の往復運動から得られ
る負荷を負担し、かくしてピストンを回転させる。各フ
ォロワー59.59aの大径部には、円周歯61が形成
されており、この円周歯は段付溝53の巾広部のひとつ
の側面上の歯付軌道57とかみ合う。
この結果、回転中のビスI−ン54からのトルクがシャ
ツl−62に伝達される。このシャフト62にはフォロ
ワーが相持されている。このフォロワーは、エンジンの
出力シャフトとなる。
第5図に示すような種類のピストン・シリンダ組立体を
多数狭い空間内に配置し、それらの出力シャフトを共通
の中心出力軸に連結して、多気筒エンジンからのパワー
取出し軸として機能させることも出来る。このエンジン
からのパワー供給先としては、ポンプ装置があり、この
場合ポンプ装置は、出力駆動機構のひとつにポルI・固
定され、たとえば発電機に冷却水や潤滑油を循環させた
り、発電機そのものを駆動することが出来る。
上記機構におけるビス1〜ンのまわりに設けられた円周
溝は、IE弦波形を有すると説明して来たが、ピストン
の必要運動の種類によっては他の形態の波形を採用して
もよい。第6図に示す機構におけるピストン63が有す
る溝64の輪郭線は、ピストンがその往復速度の2倍の
速度で回転するようになされている。他の形態の輪郭線
によれば、ピストンの往復運動の速度と、回転速度との
間の比率はどんなものでも選択出来る。第6図に示す輪
郭線は、軌道を変更しようとする如何なる動きもなしに
交差点を通過しうるものなるどんなフォロワーでも受容
し得る。
第7図は、本発明による水平対向2気筒型エンジンの他
の変形例を示す断面図である。この機構における2本の
ピストン65と66は、共通シリンダ組立体内において
互いの方向におよび離れる方向に往復動する。上記シリ
ンダ組立体は、固定型円筒ケーシング67によってその
一部分が構成され、軸受69上の固定型円筒ケーシング
67内で回転する中心スリーブ68によって他の部分が
構成される。
以上の機構において各ピストン65と66が有する円周
正弦波形溝70と71は、シリンダ壁の固定部分から内
向きに突出するフォロワー72と73と係合する。これ
らピストンはまた、軸方向の延長するスロット74と7
5を備えており、これらのスロワ1〜内にはスリーブ6
8の内面から内向きに突出するビン76と77が延びて
いる。かような形態なので、スリーブ68はビスI−ン
65および66と共に回転し、同時にビス1−ンは上記
スリーブに対して軸方向に往復動する。第8図は、ピス
トン65上における円周溝7oと軸方向スロワ1へ74
を示す斜視図である。
これらの2本のピストンの外端には、大径フランジ78
と79が形成されているが、これらのフランジはシリン
ダ組立体の固定部の大径部80と81内で往復動をする
(フランジ78は第8図には示されてない)。
この機構において、燃焼室はスリーブ68の内側であっ
て、ピストンの両ヘッドの間にあるので、着火されると
両ピストンは互いにはなされる。ガス流は、必要な圧縮
・着火サイクルにしたがって、スリーブ68におけるボ
ートでコントロールされる。第9図は、対向ピストンに
対する4ストロ一ク弁開閉作動の原理を示す。スパーク
プラグは82で示される。各ビスI−ンにおける溝の輪
郭線は、ビス1−ンが2回往復動するたびに、1回転す
るように決められている。スリーブにおける六83は、
入口ボー1−84と排気ボート85を交互に開く。
ボートは多数あるので、回転数に対する往復運動回数を
増やすことが出来る。
4ストロ一ク作動の場合、ひとつのピストンで排気ボー
トをコン1−ロールし、他のピストンが入口ポートをコ
ン1−ロールし、単流入カベンジングを行なう。各ビス
1〜ンに輪郭線の異なる溝を設けることにより、弁の作
動タイミングに対する高度なコントロールがなされる。
ビス1〜ンの各外端には大径シリンダ78.79がある
ので、シリンダよりも大なる容量が排除され、かくして
過給効果が得られる。
以上述べた本発明による特定の具体例は、内燃機関の形
態にある。つまり、内燃機関が本発明に最も適した適用
例であると考えられるからである。
しかし、云うまでもなく、ここに採用された機構は、蒸
気機関あるいはガス機関のような他形態のものにも等し
く適用できると共に、適切な改良を施せば、ポンプやコ
ンプレッサにも使える。言うまでもなく後者の場合、シ
ャフトは入力軸であり、それが回転することによりピス
トンは往復運動を行なう。
第10図は、本発明による単筒2ストロークエンジンの
断面を略図で示す。この機構においてピストン102は
シリンダ103内で往復動し得ると共に、正弦波形の輪
郭線を有する円周溝104を備えている。溝104には
、シリンダ壁の内側に向かって突出する回転シャフト1
05の両端における回転フォロワーが係合する。夫々の
シャフト105は、全体を106で示されるバランス組
立体を具備している。この組立体についての詳細は後述
する。
シリンダ103の両端の間におけるガス流は、入口ポー
1−107、移送通路108、排気ポーl−(図示せず
)を通る。これらはすべてピストンによってコンI−ロ
ールされる。このピストンは、その外表面にチャンネル
109を備えているが、このチャンネルによって、燃料
・ゆ気温合気が入口ポート107からシリンダの吸排端
に移動する。
溝104の輪郭線は、ピストンが4回往復動する度にビ
ス1〜ンが1回転するようになされている。
パワーの取り出しは以上述べた方法のいずれかによって
もなされ得るが、例えばシャツI〜105を介して行な
ってもよい。
図示のピストンは、下死点の位置にあり、ビシトンの下
部はポンプシリンダとして用いられる。
チャンネル109があるので、エンジンの圧縮工程にお
いて燃料と空気の混合気はシリンダの下部に流入する。
チャンネルは、上死点における入口ポー1−107との
整合状態から離脱すると閉じられる。移送通路108は
1個しか示されていないが、実用的には数個が用いられ
る。スパークプラグ点火方式が図示されているが、エン
ジンは圧縮点火方式においても作動し得る。
第11図は、単筒複動型ビスI−ンを有する変更例を示
すものであり、この例における上側ピストン110と関
連部材は、第10図に示す機構の場合と同じ方式で作動
し得る。よって詳しい説明は省く。しかしながら、この
変更例におけるシリンダ111の吸排下部は、大径部1
12を有し、ビス1〜ン110の下端には、大径フラン
ジ113がある。かくして、より大きな掃気容積が得ら
れるので、過給作用が行なわれる。
シリンダ115内で往復動する第2ビス1〜ン114は
ピストン110に一体化されており、上記シリンダ11
5はシリンダ111に対向しており、同じ吸排部112
を使用する。また、第2ピストン114は、ピストン1
14が下死点にあるとき、吸排部112に燃料・空気の
混合気を移送するためのチャンネルを備えている。
明らかなように、この機構においては、上側ビス1ヘン
110にのみ、円周1F弦波形溝を設けて、組合せビス
1〜ンが往復動するとき回転もさせることができる。
第12図は、第10図に示すバランス機構106を拡大
して示すものであるが、この機構は第11図に示す構成
においても用いられている。第12図に示すようにシャ
ツI−105はその一端に支承表i’?+’i 117
を備えており、この表面はピストン内の正弦波形溝内に
係合する。支承表面117に隣接する一歯車118は、
ビス1〜ン内の溝に沿って設けられた歯付き軌道と噛み
合う(例えば、これは第5図に示す機構の場合と同じで
ある)。従って、シャツl−105はビス1〜ンが往復
動するとき回転する。シャフト105には円形フランジ
119が固定されているが、その一方の側面からは偏心
バランス質量120が延びている。
フランジ119の表面121には、環状歯付き軌道が設
けられており、この軌道121上で、等しい間隔で設置
されたベベル歯車122が回転する。これら4個のベベ
ル歯車122は、固定型の4アームサポ−1〜上に回転
担持されており、シャフト105はこのサポートと相対
的に回転する。
シャフト105上では、環状カラー123が回動する。
このカラーは、ベベル歯車122と噛み合う環状歯付き
軌道を備えている。このカラーは、また、偏心バランス
質量124を持つ。
ベベル歯車122を担持する4アームサポートは回転し
ないように固定されてので、シャフト105とフランジ
119が回転すると、ベベル歯車122によりカラー1
23は反対方向に回転する。
その結果、偏心バランス質量120と偏心バランス質量
124も反対方向に回転する。
歯車118の転勤半径は、正弦波形状の輪郭線が1周期
動く間に、歯車118が1回転するように決められる。
というのは、バランス質量120゜124は周期的に互
いに一致し、かくして第11図と第12図における機構
のいずれかにおける単一往復ビス1〜ン組立体の質量と
バランスがとれることを意味する。上述したように、ト
ルクはシャツ1〜105から或いはエンジン自体から、
上述の方法のいずれかにより取り出すことができる。
第12図は、望ましくない2次的なトルクの発生を阻止
するための反回転機構を示すが、シャツ−23= ト上で回転する単一の偏心バランス質量を用いることに
よって適切な結果を得ることができる。上記の反回転質
量を得るためのベベル歯車は用いられないため、この選
択はより安価な代替となる。
以上述べてきたすべての機構において、ビス1ヘンは、
それが往復動するとき回転するようになされており、ピ
ストンのこの回転運動は出力シャフトを駆V〕するのに
用いられる。しかしながら上述のように、ピストン自体
は回転しない機構とするすることも可能である。このよ
うな機構の例が第13図に略図で示される。
本発明によるこの具体例においては、ビス1〜ン125
は軸方向に延びるスロッ1〜126を備えているが、こ
のスロットは、シリンダ(図示せず)の内側に向かって
延びるピンと係合し、かくしてピストンはシリンダ内で
の回転が阻止される。このピストンは中空であり、この
中空ピストンの内壁面127には日周上の正弦波形溝1
28が形成される。出力シャフト129は、シリンダの
閉塞端壁を貫通して軸方向に延びており、その一端には
、溝128と係合するように円周上で離隔するフォロワ
ー130が形成される。
出力シャツl−129は、軸方向には動かないように抑
制される。ピストン125が往復動すると、フォロワー
130と溝128が内側係合することにより、出力シャ
フト129は一方向に連続回転する。従って、この結果
、ピストンの往復運動は、出力シャツ1〜に必要な回転
運動にダイレクトに転換される。ここにおける対抗する
ビスI〜ンは、すでに述べた対抗ピストン構成の場合と
同様の方法で、共通出力シャツ1〜に連結させてもよい
〔発明の効果〕
以上の通り、この発明によれば、ピストンの往復動がこ
の往復動の長手方向軸線の回りでの一方向への該ピスト
ンの連続的な回転を伴うように、該ピストンとシリンダ
が相対的に可動な協働構造を持つように構成したため、
ビス1−ンとシャフトの連結構造を簡単かつ小型化する
ことができる、という優れた効果を奏する。また、シリ
ンダの一端を通って該シリンダ内に軸方向に延びる出力
または入力シャフトを具備し、ビス1〜ンの往復動が一
方向への該シャフトの連続的な回転を伴うように、該ピ
ストンと該シャフトの間に設けられたカプリング手段を
設け、かつ、往復動の長手方向軸線の回りでピストンが
シリンダに対して相対的に回転するのを抑制する手段を
設けた構成によっても、従来のものに比べて、ピストン
とシャフトの連結構造を簡単かつ小型化することができ
る、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るエンジンにおいて用い
られるピストンとそれに関連する出力シャフトの一例を
示す略図的斜視図、 第2図はピストンの他の形態とフォロワー機構を示す斜
視図、 第3図は出力を得るための手段をなす対向する2つのピ
ストンを示す略図的斜視図、 第4図は本発明の一実施例に係る水平方向に対向する2
本のシリンダ付エンジンを示す略図的断面図、 第5図は他の形態のエンジンを示す略図的切欠き斜視図
、 第6図はピストンの変形例を示す斜視図、第7図は他の
形態にある水平方向に対向する2つのシリンダより成る
エンジンを示す略図的断面図、 第8図は第7図に示すエンジンにおいて用いるのに適し
たピストンを示す斜視図、 第9図は第7図のシリンダを通る略図的断面図であり、
弁機構のコントロール方法を示すもの、第10図は本発
明の一実施例に係る2ストロークエンジンの他の形態を
示す略図的断面図、第11図はエンジンのさらに他の形
態を示す略図的断面図、 第12図は第10図と第11図に示すエンジンにおいて
用いられるバランス機構を示す斜視図、第13図は本発
明の一実施例に係るエンジンにおいて用いられるビスl
〜ンと出力シャツI−の他の形態を示す第1図と同様の
略図的斜視図、である。 10・・・ピストン、11・・・出力シャツ1へ、12
・・・周辺溝、13・・・フォロワーニレメン1−11
8,19・・・ローラ、20,21・・・ビス1〜ン、
22.23・・・溝、24・・・フォロワー、25.2
6・・・歯付き軌道、27・・・ピニオン、28.29
・・・ピストン、30゜31・・・シリンダ、32.3
3・・・正弦波形溝、34゜35・・・フォロワー、3
6・・・出力シャフト、37゜38・・・ローラ、39
.40・・・軸方向溝、37a・・・出力歯車+ 41
.42・・・弁スリーブ、54・・・ピストン、58・
・シリンダ。 出願人代理人 弁理士 飯 塚 義 仁図面の浄書 θ隊− FI3  7 手続補正書 平成元年1月24日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリンダ内で往復動するピストンと、回転シャフ
    トと、前記ピストンの回転運動を前記回転シャフトにあ
    るいはその逆に伝達すべく設けられたカプリング手段と
    を含み、前記ピストンとシリンダが、該ピストンの往復
    動がこの往復動の長手方向軸線の回りでの一方向への該
    ピストンの連続的な回転を伴うように、相対的に可動な
    協働構造を持っていることを特徴とするパワートランス
    ミッション装置。
  2. (2)シリンダ内で往復動するピストンと、該シリンダ
    の一端を通って該シリンダ内に軸方向に延びる出力また
    は入力シャフトと、前記ピストンの往復動が一方向への
    前記シャフトの連続的な回転を伴うように、該ピストン
    と該シャフトの間に設けられたカプリング手段と、前記
    往復動の長手方向軸線の回りで前記ピストンが前記シリ
    ンダに対して相対的に回転するのを抑制すべく設けられ
    た手段とを含むパワートランスミッション装置。
JP31276988A 1987-12-10 1988-12-10 パワートランスミッション装置 Pending JPH01237301A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8728928 1987-12-10
GB8728928A GB2213549A (en) 1987-12-10 1987-12-10 Improvements in or relating to mechanisms for translating reciprocating motion into rotary motion and vice versa

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Publication Number Publication Date
JPH01237301A true JPH01237301A (ja) 1989-09-21

Family

ID=10628330

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JP31276988A Pending JPH01237301A (ja) 1987-12-10 1988-12-10 パワートランスミッション装置

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EP (1) EP0320171A1 (ja)
JP (1) JPH01237301A (ja)
GB (1) GB2213549A (ja)

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GB8728928D0 (en) 1988-01-27
EP0320171A1 (en) 1989-06-14
GB2213549A (en) 1989-08-16

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