JPH0250383B2 - - Google Patents

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JPH0250383B2
JPH0250383B2 JP56028215A JP2821581A JPH0250383B2 JP H0250383 B2 JPH0250383 B2 JP H0250383B2 JP 56028215 A JP56028215 A JP 56028215A JP 2821581 A JP2821581 A JP 2821581A JP H0250383 B2 JPH0250383 B2 JP H0250383B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
cylinder
valve
exhaust
dead center
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56028215A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57143115A (en
Inventor
Katsumasa Araoka
Hiroyuki Nakamura
Toshinori Terajima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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 Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP2821581A priority Critical patent/JPS57143115A/en
Publication of JPS57143115A publication Critical patent/JPS57143115A/en
Publication of JPH0250383B2 publication Critical patent/JPH0250383B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08Safety, indicating, or supervising devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、吸気弁及び排気弁の開閉をピストン
に連動して自動的に行なわせるようにしたレシプ
ロ・エンジンの改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a reciprocating engine in which an intake valve and an exhaust valve are automatically opened and closed in conjunction with a piston.

まず第1図により従来のコリンズ型レシプロ・
エンジンの構成を説明する。ピストン101を収
納するシリンダ102の底板103には吸気口1
04及び排気口105が形成され、シリンダ10
2の外部には吸気口104を通してシリンダ10
2に連通する吸気室106と、排気口105を通
してシリンダ102に連通する排気室107とが
設けられている。吸気室106の周壁には吸気管
108が、また排気室107の周壁には排気管1
09がそれぞれ接続されており、各室106,1
07の内部にはそれぞれ吸気弁110,111が
れぞれ収納されている。各弁110,111には
バルブロツド110a,111aが、また前記ピ
ストン101にはピストンロツド101aがそれ
ぞれ接続されており、これらのロツド110a,
111a,101aは同一方向へ互に平行に配設
されている。前記各弁110,111は各室10
6,107内に設けられたスプリング112,1
13により常時閉方向へ付勢されている。各バル
ブロツド110a,111aは図示しないクラン
クシヤフトにより駆動され、互に逆方向へ進退動
作して吸気口104と排気口105とを交互に開
放制御する。
First, Figure 1 shows the conventional Collins type reciprocating processor.
The configuration of the engine will be explained. An intake port 1 is provided on the bottom plate 103 of the cylinder 102 that houses the piston 101.
04 and an exhaust port 105 are formed, and the cylinder 10
The cylinder 10 is connected to the outside of the cylinder 10 through the intake port 104.
An intake chamber 106 that communicates with the cylinder 2 and an exhaust chamber 107 that communicates with the cylinder 102 through an exhaust port 105 are provided. An intake pipe 108 is installed on the peripheral wall of the intake chamber 106, and an exhaust pipe 1 is installed on the peripheral wall of the exhaust chamber 107.
09 are connected to each other, and each room 106,1
Intake valves 110 and 111 are housed inside the valves 07, respectively. Valve rods 110a, 111a are connected to each valve 110, 111, and a piston rod 101a is connected to the piston 101, respectively.
111a and 101a are arranged parallel to each other in the same direction. Each of the valves 110 and 111 corresponds to each chamber 10.
Spring 112,1 provided in 6,107
13, it is always biased in the closing direction. Each valve rod 110a, 111a is driven by a crankshaft (not shown) and moves forward and backward in opposite directions to alternately open and control the intake port 104 and the exhaust port 105.

そして第1図のレシプロ・エンジンでは、ピス
トン101が上死点に達する直前に吸気弁110
が開らき、吸気管108より供給された高圧ガス
を吸気口104を通してシリンダ102内へ一定
量流入した後、閉成する。このときシリンダ10
2内における高圧ガスの断熱膨張によりピストン
101が下死点に達する直前に排気弁111が開
らき、シリンダ102内のガスは排気口105及
び排気室107を通して排気管109より外部へ
低圧ガスとして排出される。なお、前記バルブロ
ツド110a,111aは図示しないクランクシ
ヤフトによつて駆動される。
In the reciprocating engine shown in FIG. 1, just before the piston 101 reaches top dead center, the intake valve 110
is opened, and after a certain amount of high-pressure gas supplied from the intake pipe 108 flows into the cylinder 102 through the intake port 104, it is closed. At this time cylinder 10
The exhaust valve 111 opens just before the piston 101 reaches the bottom dead center due to the adiabatic expansion of the high-pressure gas in the cylinder 102, and the gas in the cylinder 102 is exhausted to the outside from the exhaust pipe 109 through the exhaust port 105 and the exhaust chamber 107 as low-pressure gas. be done. The valve rods 110a, 111a are driven by a crankshaft (not shown).

ところでこの種のレシプロ・エンジンには次の
ような欠点があつた。シリンダ102内は高圧に
なるので吸気口104及び排気口105を確実に
閉成するためにはスプリング112,113を強
くしておく必要があるが、これらのスプリング1
12,113が強いと弁110,111を開閉す
るために大動力を要し、バルブロツド110a,
111aを太くする必要もあり、機械的及び熱的
効率が低いという欠点があつた。またバルブロツ
ドの端部をクランクシヤフトに連結してクランク
シヤフトの回転により弁110,111を往復動
作させる構成であるから、バルブロツドの横振れ
動作により振動及び騒音が発生し、耐久性も低い
欠点があつた。更に吸気弁110及び排気弁11
1を駆動するためにバルブロツド110a,11
1a及びこれらのバルブロツドとクランクシヤフ
トとを連結するためのロツドカム(図示せず)
等、多くの部品を要することから構成が複雑とな
り、信頼性も低下し、重量も増加し、大形となる
などの欠点もあつた。
However, this type of reciprocating engine had the following drawbacks. Since the pressure inside the cylinder 102 is high, it is necessary to keep the springs 112 and 113 strong in order to reliably close the intake port 104 and the exhaust port 105.
12, 113 are strong, a large amount of power is required to open and close the valves 110, 111, and the valve rods 110a, 113 are strong.
111a had to be made thicker, and had the drawback of low mechanical and thermal efficiency. In addition, since the end of the valve rod is connected to the crankshaft and the valves 110 and 111 are reciprocated by the rotation of the crankshaft, vibration and noise are generated due to the lateral movement of the valve rod, and the durability is also low. Ta. Furthermore, an intake valve 110 and an exhaust valve 11
Valve rods 110a, 11 to drive 1
1a and a rod cam (not shown) for connecting these valve rods and the crankshaft.
Since many parts are required, the structure is complicated, reliability is reduced, weight is increased, and the size is large.

そこで本発明者等は、特願昭54−28203号明細
書に記載したように吸気弁及び排気弁の開閉をピ
ストンに連動して自動的に行うことのできるレシ
プロ・エンジンを提案した。第2図及び第3図は
上記レシプロ・エンジンを一部切欠して示す側面
図で、第2図はピストン1が下死点に移動した状
態を、また第3図はピストン1が上死点に移動し
た状態を示している。ピストン1は段部1aを境
にしてこの段部1a以下の部分を小径にし、軸心
線を鉛直方向へ向けてシリンダ2内に収納されて
いる。シリンダ2は筒部2aと底板部2bとから
なり、底板部2bの中央には吸気口3が、また底
板部2bの底部周壁には排気口4が、それぞれ形
成されている。なお、前記底板部2bの周壁内部
には筒状空間部5が設けられ、この筒状空間部5
とシリンダ2の内部空間とを前記排気口4により
連通するようになつている。底板部2bの外周に
は前記筒状空間部5に連通する排気管6が接続さ
れている。また底板部2bの中央には吸気弁7が
組込んである。この吸気弁7は、底板部2bの下
面中央部に接続された、下端部を小径とする外筒
部8と、この外筒部8内に昇降自在に収納され圧
縮スプリング9により上方向へ付勢された弁体1
0と、この弁体10内に昇降自在に収納され、前
記スプリング9より強い圧縮スプリング11によ
り上方向へ付勢された当接体12とからなり、常
時は前記弁体10はスプリング9により吸気口3
周縁の弁座13に当接し、吸気口3を閉成するよ
うになつている。なお前記弁体10は、下部に前
記外筒部8の小経部に入り込む内筒部14を有
し、この内筒部14の周壁には外周部8の大径部
内に連通する通路路15が設けてある。また前記
当接体12の上端はシリンダ2内へ突出し、ピス
トン1が下死点に位置する第2の状態では、前記
当接体12はピストン1に押下げられ、更にスプ
リング11の弾力に抗して弁体10が押下げられ
て弁座13から離れ、内筒部14→通気路15→
吸気口3の高圧ガス流路が形成される。
Therefore, the present inventors proposed a reciprocating engine that can automatically open and close intake valves and exhaust valves in conjunction with pistons, as described in Japanese Patent Application No. 54-28203. Figures 2 and 3 are partially cutaway side views of the reciprocating engine. Figure 2 shows the state in which the piston 1 has moved to the bottom dead center, and Figure 3 shows the state in which the piston 1 has moved to the top dead center. It shows the state where it has moved. The piston 1 is housed in the cylinder 2 with the stepped portion 1a as a boundary, the portion below the stepped portion 1a having a small diameter, and the axis thereof oriented in the vertical direction. The cylinder 2 consists of a cylindrical portion 2a and a bottom plate portion 2b, and an intake port 3 is formed in the center of the bottom plate portion 2b, and an exhaust port 4 is formed in the bottom peripheral wall of the bottom plate portion 2b. Note that a cylindrical space 5 is provided inside the peripheral wall of the bottom plate 2b, and this cylindrical space 5
and the internal space of the cylinder 2 are communicated through the exhaust port 4. An exhaust pipe 6 communicating with the cylindrical space 5 is connected to the outer periphery of the bottom plate portion 2b. Further, an intake valve 7 is incorporated in the center of the bottom plate portion 2b. The intake valve 7 includes an outer cylindrical part 8 connected to the center of the lower surface of the bottom plate part 2b and having a small diameter at the lower end. Forced valve body 1
0, and a contacting body 12 which is housed in the valve body 10 so as to be able to rise and fall and is urged upward by a compression spring 11 stronger than the spring 9. Normally, the valve body 10 is closed to the intake air by the spring 9. Mouth 3
It comes into contact with the valve seat 13 on the periphery and closes the intake port 3. The valve body 10 has an inner cylindrical part 14 at its lower part that enters the small diameter part of the outer cylindrical part 8, and a passageway 15 communicating with the large diameter part of the outer periphery 8 is formed on the peripheral wall of the inner cylindrical part 14. is provided. Further, the upper end of the abutting body 12 protrudes into the cylinder 2, and in the second state where the piston 1 is located at the bottom dead center, the abutting body 12 is pushed down by the piston 1 and further resists the elasticity of the spring 11. Then, the valve body 10 is pushed down and separated from the valve seat 13, and the inner cylinder part 14→vent passage 15→
A high pressure gas flow path for the intake port 3 is formed.

前記シリンダ2の内部には排気弁としてのC字
形状のばねリング16が収納されている。このば
ねリング16は第4図に示す如く、上側面の互に
対称となる部位より上方向へ延びる1対の係止片
17,7を有し各係止片17,17の内面先端部
には係止爪17a,17aが設けられている。そ
して、ばねリング16のスリツト部が前記シリン
ダ2の筒部2aの内部に取着されたガイドピン2
1に係止され、これによつてばねリング16の回
転が防止されるものとなつている。またばねリン
グ16外周面には互に対称となる部位に1対凹部
18,18が設けられ、各凹部18,18には彎
曲板19,19が係止されている。そして、この
両彎曲極板19,19はリンダ2の内面にばねリ
ング16の弾力により圧接し、前記排出口4を第
2図の如く閉成するようになつている。
A C-shaped spring ring 16 serving as an exhaust valve is housed inside the cylinder 2 . As shown in FIG. 4, this spring ring 16 has a pair of locking pieces 17, 7 extending upward from mutually symmetrical parts on the upper surface, and a tip of the inner surface of each locking piece 17, 17. are provided with locking claws 17a, 17a. The slit portion of the spring ring 16 is connected to a guide pin 2 attached to the inside of the cylindrical portion 2a of the cylinder 2.
1, thereby preventing the spring ring 16 from rotating. A pair of recesses 18, 18 are provided on the outer peripheral surface of the spring ring 16 at mutually symmetrical locations, and curved plates 19, 19 are engaged with each recess 18, 18. The curved plates 19, 19 are pressed against the inner surface of the cylinder 2 by the elastic force of the spring ring 16, and the discharge port 4 is closed as shown in FIG.

前ピストン1の小径部外周には、互に対称とな
る部位に軸方向に長い1対の長溝20,20が設
けられ、各長溝20,20内に前記係止爪17
a,17aを挿入させている。従つて、係止爪1
7a,17aは長溝20,20の範囲内で上下方
向へ移動することができ、係止爪17a,17a
と長溝20,20との嵌合によりピストン1に対
するばねリング16の動作が規制されている。
A pair of long grooves 20, 20 which are long in the axial direction are provided at mutually symmetrical parts on the outer periphery of the small diameter part of the front piston 1, and the locking pawl 17 is provided in each long groove 20, 20.
a, 17a are inserted. Therefore, the locking claw 1
7a, 17a can move vertically within the range of the long grooves 20, 20, and the locking claws 17a, 17a
The movement of the spring ring 16 relative to the piston 1 is restricted by the engagement of the long grooves 20 and 20.

次に、このレシプロ・エンジンの動作を説明す
る。
Next, the operation of this reciprocating engine will be explained.

第2図は排気弁としてのばね16が最下位置に
あつて彎曲板19,19が排気口4,4を閉成
し、かつピストン1が下死点に位置した状態を示
しているが、この状態では当接体12がピストン
1によつて押下げられ、吸気弁7が開いている。
そこで、吸気弁7を通して、シリンダ2内へ高圧
ガスが流入するとピストン1が上昇し、これに伴
なつて弁体10がスプリング9により上昇して弁
座13に密接し、スプリング9の弾力とガス圧に
より吸気弁7が確実に閉成する。またピストン1
が上昇する際、ばねリング16は、彎曲板19と
シリンダ2の内周面との接触圧により、始めは第
2図の位置に留まつているが、ピストン1が上死
点に達する直前に長溝20の下端縁が係止爪17
aに当接し、ばねリング16がピストン1と一体
に上昇して排気口4,4が開放し、第3図の状態
となる。
FIG. 2 shows a state in which the spring 16 serving as an exhaust valve is at the lowest position, the curved plates 19, 19 close the exhaust ports 4, 4, and the piston 1 is located at the bottom dead center. In this state, the contact body 12 is pushed down by the piston 1, and the intake valve 7 is open.
Therefore, when high-pressure gas flows into the cylinder 2 through the intake valve 7, the piston 1 rises, and along with this, the valve body 10 rises due to the spring 9 and comes into close contact with the valve seat 13, and the elasticity of the spring 9 and the gas The pressure ensures that the intake valve 7 is closed. Also piston 1
When the piston 1 rises, the spring ring 16 initially remains in the position shown in Fig. 2 due to the contact pressure between the curved plate 19 and the inner peripheral surface of the cylinder 2, but just before the piston 1 reaches the top dead center The lower edge of the long groove 20 is the locking claw 17
a, the spring ring 16 rises together with the piston 1, and the exhaust ports 4, 4 open, resulting in the state shown in FIG.

すなわち第3図は排気弁としてのばねリング1
6が最上位置にあつて排気口4,4が開放し、か
つ吸気弁7が閉成し、ピストン1が上死点に位置
した状態を示している。この状態ではシリンダ2
の内部空間が排気管6を通して外部へ連通してい
るので、ピストン1は下降動作に移る。このとき
ばねリング16は彎曲板19とシリンダ2内周面
との接触圧により始めは第3図の位置に留まつて
いるが、ピストン1が上死点に達する直前に長溝
20の上端縁すなわち段部1aが係止爪17aに
より上方により当接し、ばねリングがピストン1
と一体に下降して再び彎曲板19,19で排気口
4,4を閉成する。またピストン1は下死点に達
する直前に当接体12を押下げて、再び吸気弁7
を開放して第2図の状態になり、以下、この動作
を繰返す。
That is, Fig. 3 shows the spring ring 1 as an exhaust valve.
6 is at the highest position, the exhaust ports 4, 4 are open, the intake valve 7 is closed, and the piston 1 is located at the top dead center. In this state, cylinder 2
Since the internal space of the piston 1 is communicated with the outside through the exhaust pipe 6, the piston 1 moves downward. At this time, the spring ring 16 initially remains in the position shown in FIG. 3 due to the contact pressure between the curved plate 19 and the inner peripheral surface of the cylinder 2, but just before the piston 1 reaches the top dead center, The stepped portion 1a is brought into contact with the locking pawl 17a upwardly, and the spring ring is brought into contact with the piston 1.
and the curved plates 19, 19 close the exhaust ports 4, 4 again. Also, just before the piston 1 reaches the bottom dead center, it presses down the contact body 12 and returns to the intake valve 7.
is opened to reach the state shown in Fig. 2, and this operation is repeated from here on.

従つて、このレシプロ・エンジンによれば吸気
弁7及び排気弁(ばねリング16)共にピストン
1に連動して自動的に開閉動作し、従来のような
弁を開閉するための駆動手段は不要となる。従つ
て機械的、熱的な効率が高く、しかもクランクシ
ヤフトの回転により弁の開閉を行なう場合のよう
な振動、騒音もなく、耐久性の向上を図ることも
できる。また従来装置のようなバルブロツドやロ
ツドカム等の部品も不要となり構成が簡単かつ小
形軽量になるとともに、信頼性も向上する。更に
彎曲板19,19はばねリング16の弾力とシリ
ンダ2内のガス圧によりシリンダ2の内周面に押
付けられ、排気口4,4を確実に閉成することが
でき、ガス圧を有効に利用することができる。
Therefore, according to this reciprocating engine, both the intake valve 7 and the exhaust valve (spring ring 16) are automatically opened and closed in conjunction with the piston 1, and there is no need for a conventional driving means for opening and closing the valves. Become. Therefore, mechanical and thermal efficiency is high, and there is no vibration or noise unlike when a valve is opened and closed by rotation of a crankshaft, and durability can be improved. In addition, parts such as valve rods and rod cams, which are required in conventional devices, are not required, making the structure simple, compact, and lightweight, and improving reliability. Further, the curved plates 19, 19 are pressed against the inner circumferential surface of the cylinder 2 by the elasticity of the spring ring 16 and the gas pressure inside the cylinder 2, so that the exhaust ports 4, 4 can be reliably closed, and the gas pressure can be effectively used. can be used.

しかしながらこのようなレシプロ・エンジンに
あつては次のような問題があつた。すなわち前記
ばねリング16の回転を防止するためシリンダ2
の筒部2a内面にガイドピン21を設けているの
で低温部で無潤滑の摺動があり、カジリ現象及び
削り粉が発生する等の虞れがある。また、ばねリ
ング16のスリツト部およびガイドピン21によ
り断熱膨張作用に悪影響を及ぼすすきまが大とな
りエンジン性能の低下を招いた。さらに、ばねリ
ング16およびガイドピン21からなる回転防止
機構がシリンダ2内、つまり低温部にあるため、
その保守点検が面倒である等の問題があつた。
However, such reciprocating engines have the following problems. That is, in order to prevent the rotation of the spring ring 16, the cylinder 2
Since the guide pin 21 is provided on the inner surface of the cylindrical portion 2a, there may be sliding movement without lubrication in a low-temperature area, which may cause galling and generation of shavings. Furthermore, the slit portion of the spring ring 16 and the guide pin 21 created a large gap that adversely affected the adiabatic expansion effect, resulting in a decrease in engine performance. Furthermore, since the rotation prevention mechanism consisting of the spring ring 16 and the guide pin 21 is located inside the cylinder 2, that is, in the low temperature part,
There were problems such as maintenance and inspection being troublesome.

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、小形軽量化をはかるの
は勿論のこと、守点検の容易化、エンジン性能向
上および信頼性向上をはかり得るレシプロ・エン
ジンを提供することにある。
The present invention was made in consideration of the above circumstances, and
The purpose is to provide a reciprocating engine that is not only smaller and lighter, but also easier to maintain and inspect, and has improved engine performance and reliability.

以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説
明する。
Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第5図は本発明の一実施例の要部構成を一部切
欠して示す側面図である。なお、第2図乃至第4
図と同一部分には同一符号を付して、その詳しい
説明は省略する。この実詔施例が第2図乃至第4
図で示したレシプロ・エンジンと異なる点は、ピ
ストン上部のピストン・ロツドとの連結手段及び
ばねリングの形状のみである。すなわち、常温部
に位置しているピストン1の上端部金具30の中
央部には第6図に第5図の矢視A−A断面を示す
如裂く非円形たとえば断面矩形状の有底の孔31
が穿たれており、この孔31に同孔31より僅か
に小径なピストン・ロツド32の端末32aの一
部が嵌入している。なお、ピストン・ロツド32
は非回転状態に保持されている。そして、ピスト
ン・ロツド32は、このロツド32の外周に形成
されたねじ山32bに装着されたナツト33,3
4および係止部材35を介してピストン1の上端
部具30に固定されている。つまり、ピストン1
の孔31、ピストン・ロツド32の端末32aお
よびナツト33,34、係止部材35等からなる
回転防止形連結機構36によりピストン1がピス
トン・ロツド32に連結されるとともにその回転
が防止されるものとなつている。なお、ピストン
1の下方部で前記長溝20内には、第7図に第5
図の矢視B−B断面を示す如く、ガイド溝22が
形成されている。
FIG. 5 is a partially cutaway side view showing the main structure of an embodiment of the present invention. In addition, Figures 2 to 4
The same parts as those in the figures are given the same reference numerals, and detailed explanation thereof will be omitted. This practical example is shown in Figures 2 to 4.
The only differences from the reciprocating engine shown in the figure are the means for connecting the upper part of the piston to the piston rod and the shape of the spring ring. That is, in the center of the upper end fitting 30 of the piston 1 located in the normal temperature region, there is a bottomed hole with a non-circular, for example, rectangular cross section, which is split as shown in FIG. 31
A portion of the end 32a of the piston rod 32, which has a slightly smaller diameter than the hole 31, is fitted into this hole 31. In addition, piston rod 32
is held in a non-rotating state. The piston rod 32 is fitted with nuts 33, 3 attached to a thread 32b formed on the outer periphery of the rod 32.
4 and a locking member 35 to the upper end member 30 of the piston 1 . That is, piston 1
The piston 1 is connected to the piston rod 32 and its rotation is prevented by an anti-rotation type connecting mechanism 36 consisting of a hole 31 of the piston rod 32, an end 32a of the piston rod 32, nuts 33, 34, a locking member 35, etc. It is becoming. In addition, in the long groove 20 in the lower part of the piston 1, there is a groove 5 shown in FIG.
A guide groove 22 is formed as shown in the cross section taken along line B-B in the figure.

一方、ばねリング16は第8図に示す如く、前
記スリツト部を設けることなく円環状に形成され
ている。また、係止片17の先端部には前記係止
爪の代りにピン23が取着されている。そして、
このピン23が前記ピストン1のガイド溝22内
に挿入されている。これによりばねリング16は
ピストン1の軸方向にのみ摺動可能となつてい
る。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the spring ring 16 is formed in an annular shape without the slit portion. Furthermore, a pin 23 is attached to the tip of the locking piece 17 in place of the locking pawl. and,
This pin 23 is inserted into the guide groove 22 of the piston 1. This allows the spring ring 16 to slide only in the axial direction of the piston 1.

このような構成であれば従来のようにばねリン
グ16のスリツト部及びガイドピン21に起因す
るカジリ現象や削り粉の発生を未然に防止するこ
とができる。さらに、ガイドピン21及びこのガ
イドピン21に係止されるスリツト部が不要にな
つたことから、断熱膨張作用に悪影響を及ぼすす
きま部分を小さくすることができる。このため、
エンジン性能の向上をはかり得ると云う効果を奏
する。また、回転防止形連結機構36を常温部に
設けているので、その保守点検および組立てが容
易になる等の利点がある。また、上記構成の回転
防止形連結機構36を用いているので、組み立て
時に回転防止機能を損なうことなく、シリンダ2
に対するピストン1の軸方向位置を高精度に位置
合わせでき、排気弁、つまりばねリング16がシ
リンダ2の内周を摺動するタイプの特徴を最大限
に発揮させることができる。すなわち、シリンダ
2の底部周壁に排気口を設けるとともに排気弁を
シリンダ2の内周に添わせて摺動させ、さらにシ
リンダ2の底部に吸気口を設けるようにしたシリ
ンダ内排気弁タイプのレシプロ・エンジンは、他
のタイプのエンジンに比べてシリンダ2内のデツ
ドスペースを本質的に小さくでき、効率を高くで
きる。しかし、これはシリンダ2に対するピスト
ン1の軸方向位置合わせが高精度に行われた時の
み可能であり、もし高精度な位置合わせができな
いときにはシリンダ内排気弁タイプの特徴を発揮
できないことになる。本発明エンジンでは、上述
した構成の回転防止形連結機構36を用いている
ので、ナツト34を緩めている状態でナツト33
を回すことによつて、シリンダ2に対するピスト
ン1の軸方向位置を極めて簡単に、かつ高精度に
位置合わせすることができる。回転防止形連結機
構36は、ピストン1に設けられた断面矩形状の
有底の孔31および上記孔31より僅かに小径に
形成されて上記孔31に嵌入するピストン・ロツ
ド32の端末32aからなる回転防止機構と、ピ
ストン・ロツド32の外周に形成されたねじ山3
2bおよび上記ねじ山32bに装着されたナツト
33,34およびナツト33をピストン1に係止
させる係止部材35からなる連結機構とで構成さ
れている。
With this configuration, it is possible to prevent the galling phenomenon and generation of shavings caused by the slit portion of the spring ring 16 and the guide pin 21 as in the conventional case. Furthermore, since the guide pin 21 and the slit portion that is engaged with the guide pin 21 are no longer necessary, it is possible to reduce the gap portion that adversely affects the adiabatic expansion effect. For this reason,
This has the effect of improving engine performance. Furthermore, since the anti-rotation type coupling mechanism 36 is provided in the room temperature section, there are advantages such as ease of maintenance, inspection and assembly. In addition, since the anti-rotation type coupling mechanism 36 with the above configuration is used, the cylinder 2 can be assembled without damaging the anti-rotation function.
The axial position of the piston 1 relative to the cylinder 2 can be aligned with high precision, and the characteristics of the exhaust valve, that is, the spring ring 16 sliding on the inner periphery of the cylinder 2 can be maximized. That is, an in-cylinder exhaust valve type reciprocating device has an exhaust port provided on the bottom circumferential wall of the cylinder 2, an exhaust valve that slides along the inner circumference of the cylinder 2, and an intake port provided on the bottom of the cylinder 2. The engine has substantially less dead space within the cylinder 2 than other types of engines, making it more efficient. However, this is possible only when the axial positioning of the piston 1 with respect to the cylinder 2 is performed with high precision, and if the positioning cannot be performed with high precision, the characteristics of the in-cylinder exhaust valve type cannot be exhibited. In the engine of the present invention, since the anti-rotation type coupling mechanism 36 having the above-described structure is used, the nut 33 can be tightened while the nut 34 is loosened.
By turning the piston 1, the axial position of the piston 1 relative to the cylinder 2 can be aligned extremely easily and with high precision. The anti-rotation type coupling mechanism 36 consists of a bottomed hole 31 with a rectangular cross section provided in the piston 1 and an end 32a of a piston rod 32 that is formed to have a slightly smaller diameter than the hole 31 and fits into the hole 31. Anti-rotation mechanism and threaded thread 3 formed on the outer periphery of the piston rod 32
2b, a coupling mechanism consisting of nuts 33, 34 attached to the thread 32b, and a locking member 35 for locking the nut 33 to the piston 1.

ピストン・ロツド32は非回転状態に保持され
ているので、孔31に端末32aが嵌入している
限り、ピストン1は回転しない。つまり、孔31
と端末32aとからなる回転防止機構は、ピスト
ン・ロツド32に対してピストン1の軸方向への
移動を許容した状態でピストン・ロツド32に対
してピストン1の回転を防止していることにな
る。したがつて、ねじ山32bおよび上記ねじ山
32bに装着されたナツト33,34およびナツ
ト33をピストン1に係止させる係止部材35か
らなる連結機構のナツト33を回転させると、ピ
ストン・ロツド32に対するピストン1の周方向
位置関係が不変で、ピストン・ロツド32に対す
るピストン1の軸方向位置だけが変化することに
なり、結局、ピストン1を回回転させることな
く、シリンダ2に対してピストン1の軸方向位置
を高精度に位置合わせすることができるので、シ
リンダ内排気弁タイプの特徴を最大限に発揮させ
ることが可能となる。
Since the piston rod 32 is held non-rotatable, the piston 1 will not rotate as long as the end 32a is fitted into the hole 31. In other words, hole 31
The rotation prevention mechanism consisting of the terminal 32a and the end 32a prevents the piston 1 from rotating relative to the piston rod 32 while allowing the piston 1 to move in the axial direction relative to the piston rod 32. . Therefore, when the nut 33 of the coupling mechanism consisting of the thread 32b, the nuts 33, 34 attached to the thread 32b, and the locking member 35 that locks the nut 33 to the piston 1 is rotated, the piston rod 32 The circumferential position of the piston 1 relative to the cylinder 2 remains unchanged, and only the axial position of the piston 1 relative to the piston rod 32 changes. Since the axial position can be aligned with high precision, it is possible to maximize the characteristics of the cylinder internal exhaust valve type.

なお、本発明は前記実施例に限定することなく
種々変形可能である。例えば彎曲板19,19を
除いてばねリング16の外周面を直接、シリンダ
2の内周面に接触させるようにしてもよい。更に
排気口4,4を横長の孔にすればばねリング16
の動作量を少なくすることができ、機械的、熱的
効率を一層高めることができる。また排気弁とし
てはばねリング16に限らず、シリンダの内周に
弾力的に摺接しピストン1が上死点に至る直前に
ピストンに追従して排気口4を開放し、ピストン
が下死点に至る直前にピストンに追従して前記排
気口4を閉成する如く構成されたものであればよ
い。更に吸気弁7としてはピストンの下死点へ至
る直前の動作に連動して吸気口3を開放する如く
構成されたものであればよい。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be modified in various ways. For example, the outer peripheral surface of the spring ring 16 may be brought into direct contact with the inner peripheral surface of the cylinder 2, excluding the curved plates 19, 19. Furthermore, if the exhaust ports 4, 4 are made into horizontally long holes, the spring ring 16
The amount of operation can be reduced, and mechanical and thermal efficiency can be further improved. In addition, the exhaust valve is not limited to the spring ring 16, and it slides elastically against the inner circumference of the cylinder and follows the piston 1 just before it reaches the top dead center, opening the exhaust port 4, and the piston reaches the bottom dead center. Any structure may be used as long as it follows the piston and closes the exhaust port 4 just before the piston reaches the piston. Further, the intake valve 7 may be of any type as long as it is configured to open the intake port 3 in conjunction with the operation of the piston just before it reaches the bottom dead center.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のコリンズ型レシプロ・エンジン
の概略構成を示す断面図、第2図乃至第4図はそ
れぞれ本発明者等が先に提案したレシプロ・エン
ジンの概略構成を示すもので第2図及び第3図は
一部切欠して示す側面図、第4図は斜視図、第5
図乃至第8図はそれぞれ本発明の一実施例を示す
もので第5図は同実施例の要部構成を一部切欠し
て示す側面図、第6図は第5図の矢視A−A断面
図、第7図は第5図の矢視B−B断面図、第8図
は上記実施例に用いるばねリングを示す斜視図で
ある。 1……ピストン、2……シリンダ、3……吸気
孔、4……排気孔、7……吸気弁、16……ばね
リング(排気弁)、31……孔、32……ピスト
ン・ロツド、33,34……ナツト、36……回
転防止形連結機構。
FIG. 1 is a sectional view showing the schematic configuration of a conventional Collins type reciprocating engine, and FIGS. 2 to 4 each show a schematic configuration of the reciprocating engine previously proposed by the inventors. 3 is a partially cutaway side view, 4 is a perspective view, and 5 is a partially cutaway side view.
Each of the drawings to FIG. 8 shows an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a partially cutaway side view of the main structure of the embodiment, and FIG. 6 is a view taken along the arrow A-- A sectional view, FIG. 7 is a sectional view taken along arrow B-B in FIG. 5, and FIG. 8 is a perspective view showing the spring ring used in the above embodiment. 1... Piston, 2... Cylinder, 3... Intake hole, 4... Exhaust hole, 7... Intake valve, 16... Spring ring (exhaust valve), 31... Hole, 32... Piston rod, 33, 34...nut, 36...rotation prevention type coupling mechanism.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 冷凍機用のレシプロ・エンジンであつて、底
壁に吸気口、底部周壁に排気口を有するシリンダ
と、このシリンダ内に進退自在に収納されたピス
トンと、このピストンの常温側に上記ピストンと
同軸に、かつ非回転状態に配置されたピストン・
ロツドと、前記ピストンの常温側に形成された非
円形の有底孔および前記ピストン・ロツドの先端
部に形成され上記有底孔に嵌入する上記有底孔と
相似な嵌入部および上記ピストン・ロツドの外周
に形成されたねじ山および上記ねじ山に装着され
るとともに上記ピストンに回転可能に支持された
ナツトを備えてなる回転防止連結機構と、上記ピ
ストンに軸方向へ進退自在に装着されるとともに
前記シリンダの内周に弾性的に摺接し、上記ピス
トンが上死点に至る直前に上記ピストンに追従し
て前記排気口を解放し、上記ピストンが下死点に
至る直前に上記ピストンに追従して前記排気口を
閉成する排気弁と、常時は前記吸気口を閉成して
おり、前記ピストンが下死点近傍で、かつ下死点
から一定範囲内に位置しているとき上記ピストン
に連動して前記吸気口を解放する吸気弁とを具備
してなることを特徴とするレシプロ・エンジン。
1 A reciprocating engine for a refrigerator, which includes a cylinder having an intake port on the bottom wall and an exhaust port on the bottom peripheral wall, a piston housed in the cylinder so as to be able to move forward and backward, and the above-mentioned piston on the normal temperature side of the piston. Pistons arranged coaxially and non-rotating.
a non-circular bottomed hole formed on the normal temperature side of the piston, a fitting portion similar to the bottomed hole formed at the tip of the piston rod and fitted into the bottomed hole, and the piston rod. an anti-rotation coupling mechanism comprising a thread formed on the outer periphery of the screw thread and a nut attached to the thread and rotatably supported by the piston; The exhaust port elastically slides on the inner periphery of the cylinder, follows the piston just before the piston reaches the top dead center to release the exhaust port, and follows the piston just before the piston reaches the bottom dead center. an exhaust valve that normally closes the exhaust port, and an exhaust valve that normally closes the intake port, and when the piston is near the bottom dead center and within a certain range from the bottom dead center, the piston is closed. A reciprocating engine comprising: an intake valve that opens the intake port in conjunction with the intake valve.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4831539A (en) * 1971-08-27 1973-04-25
JPS55123307A (en) * 1979-03-13 1980-09-22 Japanese National Railways<Jnr> Reciprocating engine

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