JPH04228829A - フリーピストンエンジン - Google Patents

フリーピストンエンジン

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JPH04228829A
JPH04228829A JP10507891A JP10507891A JPH04228829A JP H04228829 A JPH04228829 A JP H04228829A JP 10507891 A JP10507891 A JP 10507891A JP 10507891 A JP10507891 A JP 10507891A JP H04228829 A JPH04228829 A JP H04228829A
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JP
Japan
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engine
piston
rod
electric motor
free piston
Prior art date
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Pending
Application number
JP10507891A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiryu Koji
吉柳考二
Kaminishizono Takeyoshi
上西園武良
Naka Keisuke
仲敬助
Sakakibara Naoji
榊原直次
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.)
IMRA Europe SAS
Original Assignee
IMRA Europe SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04228829A publication Critical patent/JPH04228829A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F02B71/00Free-piston engines; Engines without rotary main shaft
    • F02B71/04Adaptations of such engines for special use; Combinations of such engines with apparatus driven thereby
    • 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
    • F02B75/34Ultra-small engines, e.g. for driving models
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンプレッサ、油圧ポ
ンプ、及び発電機等の動力源として用いられるフリーピ
ストンエンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に係る従来技術として、特開昭6
2−153578号公報に開示されるものである。これ
は、シリンダを有するエンジンケース、シリンダに収容
されるピストン、ピストンの同軸上に配され、ピストン
と一端を連結されるロッド、ロッドの他端に構成される
コンプレッサ機構、ロッドの中央部にピニオンギヤを介
して連結され、ロッドに対し相反する方向へ移動するカ
ウンタマス、及びカウンタマスをピストンから遠ざける
方向へ付勢する空気ばね機構から成るフリーピストンエ
ンジンであり、シリンダとピストンよりなる燃焼室に燃
料供給弁を設け、エンジン始動時の専用機能をもたせて
いる。
【0003】始動の際は、この専用燃料供給弁から濃縮
な燃料を噴射し、点火爆発させて始動する。
【0004】また、別の始動方法として、コンプレッサ
や油圧ポンプ付のディーゼルエンジンでは、コンプレッ
サや油圧ポンプに高圧をかけ、ピストンを動かして始動
するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術においては、以下の問題点を有する。
【0006】すなわち、始動用専用燃料供給弁を有する
ものは、その燃料の濃度、噴出タイミング等で高度な精
度が要求され、一度で点火しない場合、燃料室内の燃料
濃度等のコントロールが困難となることがあり、また高
価でもある。また、高圧をかけ始動させるタイプのもの
は、高圧をかけるための大がかりな付属装置が必要とな
って、コンパクト化に適しない。
【0007】そこで、本発明は、これらの問題点を解消
し、構成が簡単で、コンパクトかつ安価であり、確実に
エンジン始動を行なえる始動装置をもったフリーピスト
ンエンジンを提供することを技術的課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を達成す
るために講じた技術的手段は、ピニオンギヤを駆動する
電動モータ装置をフリーピストンエンジンに設けること
である。
【0009】この電動モータ装置はピニオンギヤの回転
位置あるいはカウンタマスの移動位置を検出するセンサ
ー及び電気回路により制御されるようにして良い。
【0010】また更には、ピニオンギヤと電動モータ装
置内の出力回転軸とを接続・切離可能にする電磁クラッ
チ機構を設けても良い。
【0011】
【作用】上記技術的手段は次のように作用する。
【0012】すなわち、始動時、電動モータ装置に電流
を提供することによりピニオンギヤを回転させ、ピスト
ンを軸方向に移動させて上死点位置へ送り、発火装置に
より爆発・始動させ、以後カウンタマスの反作動により
、ピストンの往復運動が可能となり、エンジンは作動す
る。もし一度でエンジンが作動しなくても、電動モータ
装置の電流方向を逆転させて、ピニオンギヤを逆回転さ
せ、ピストンを下死点位置へ移動させ、次いで再び電流
方向を正転させ、ピニオンギヤを正転させることで、先
に述べた始動行程が再び行われる。これをくり返すこと
で、確実にエンジンは始動する。
【0013】更には、電動モータ装置への電流の正逆の
タイミングは、ピニオンギヤの回転位置あるいは、カウ
ンタマスの移動位置をセンサーが検出し、その信号でも
って電気回路で制御される。
【0014】また、電動モータ装置の出力軸とピニオン
ギヤとの間に電磁クラッチ機構を配し、始動時にのみ出
力軸とピニオンギヤとを接続し、エンジン作動後は離切
することができ、当該フリーピストンエンジンの効率を
向上する。
【0015】
【実施例】以下、実施例に基づいて説明する。
【0016】エンジンケース11は、中央ケース12、
シリンダケース13、シリンダヘッド14から成り、シ
リンダケース13及びシリンダヘッド14から周知の2
サイクルエンジンの燃焼室が形成される。シリンダケー
ス3にはエンジン用ピストン15を収容するシリンダ1
6が形成される。中央ケース12の燃焼室と反対側には
、出力機構として周知のコンプレッサ機構17が形成さ
れる。これは、コンプレッサ用シリンダ18、コンプレ
ッサ用ピストン19及び弁部材20から成る。コンプレ
ッサ用ピストン19とエンジン用ピストン15とは、同
軸上に配され、かつロッド21で連結され同一の動きを
する。
【0017】ロッド21に対し、軸対称位置には2個の
シャフト22a、22bが配され、中央ケース12に固
定されている。各シャフト22a、22b上には、スラ
イドベアリング23a、23bを有するカウンタマス2
4a、24bが嵌合しており、シャフト上を移動可能で
ある。
【0018】ロッド21とカウンタマス24a、24b
の対向面には各々ラック歯25a、25bが設けられ、
各間にピニオンギヤ27a、27bが噛合い配され、中
央ケース12に回転可能に支持されている。カウンタマ
ス24a、24bのエンジン側面と中央ケース12の側
壁12Aとの間にはコイルばね28a、28bが各々配
され、カウンタマス24a、24bを反エンジン側すな
わち、コンプレッサ機構側に付勢している。
【0019】ピニオンギヤ27a、27bの軸には、図
2に示す如く、電磁クラッチ29a、29bを介して、
電動モータ30a、30bがそれぞれ取りつけられてい
る。電動モータ30a、30b、電流制御回路38によ
って電流が供給され、正転、逆転及び停止可能である。 電動モータ装置は電磁クラッチ29a、29b、電動モ
ータ30a、30bセンサー31、32及び電気回路4
6より成る。
【0020】以下本発明の実施例の作用を述べる。図1
、図2及び図3に於いて、フリーピストンエンジンの始
動時、始動用スイッチ35をONにすることにより、パ
ルス発生回路36が一定幅のパルス信号を一個発生する
。始動パルス発生回路35で発生したパルス信号はOR
素子37を通過してフリップフロップ回路42のセット
側に供給される。従ってフリップフロップ回路42の出
力信号がハイ(high) となり、電流制御回路38
は電動モータ30a、30bに対してカウンタマス24
a、24bが左動するような回転を行うように電流を供
給する。カウンタマス24a、24bの左動に応じてカ
ウンタマス24bの左端部(図1)がセンサー31の位
置まで移動するとセンサー31がパルス信号を発生する
【0021】センサー31により発生したパルス信号は
遅延回路41を介してフリップフロップ回路42のリセ
ット側に供給される。従ってフリップフロップ回路42
の出力信号がロー(low)となり、電流制御回路38
はカウンタマス24a、24bを右動させるに必要な電
流を電動モータ30a、30bに供給する。カウンタマ
ス24bの右動に応じてカウンタマス24bの右端がセ
ンサー32の位置まで移動すると、センサー32がパル
ス信号を発生する。センサー32により発生したパルス
信号は遅延回路41及びOR素子37を介してフリップ
フロップ回路42のセット側に供給される。
【0022】従ってフリップフロップ回路42の出力信
号がハイ(high)となり、電流制御回路38はカウ
ンタマス24a、24bを左動させるに必要な電流を電
動モータ30a、30bに供給する。以後前述したセン
サー31、32による反転作用が繰り返され、電動モー
タ30a、30bを介してカウンタマス24a、24b
に作用する力がカウンタマスの運動方向と同一方向にな
るべく電動モータ30a、30bに電流が供給されるの
で、カウンタマス24a、24b、ピニオンギヤ27a
、27b等の可動部に運動エネルギーが蓄積され、最終
的に燃焼に必要な圧縮エネルギーを燃焼室46に生じる
ものである。この時、点火スイッチ39をONにすると
、センサー31、32で発生しフリップフロップ回路3
4のリセット側及びセット側に供給されたパルス信号に
より発生していたフリップフロップ回路34の出力信号
が点火回路40に供給される。これにより点火プラグ4
5の点火が開始される。前述のカウンタマス24a、2
4bの左右動により図示しない気化器及び1方向弁を介
して掃気室47に供給され、さらに図示しない連通孔を
介して燃焼室46に供給されていた混合気を燃焼するこ
とになる。
【0023】かくして、ピストン15は燃焼によりコン
プレッサ機構17側(図1上、右方向)へ移動し、それ
と共に燃焼室内の排気、掃気、吸入の各行程が行われる
。同時にピストン15と一体的に連通されているロッド
21及びコンプレッサ用ピストン19も右方向へ移動す
る。これによりコンプレッサ室の気体が圧縮され弁部材
20に設けたポート及び弁を介して外部へ出力として送
出される。このロッド21の右方向への移動の際、ロッ
ド21に設けられたラック歯25a、25bと各々噛み
合うピニオンギヤ27a、27bが回転し、これにより
、ピニオンギヤ27a、27bと各々ラック歯26a、
26bを介して噛み合っているカウンタマス24a、2
4bは図1上、左方向へ移動する。
【0024】このとき、カウンタマス24a、24bは
コイルばね28a、28bを圧縮し、カウンタマス24
a、24bの運動エネルギーがゼロになった後、コイル
ばね28a、28bの反撥によって、カウンタマス24
a、24bは図1上、右方向へ移動し始め、これにより
ピニオンギヤ27a、27bは逆方向の回転をし、ロッ
ド21を図1上、左方向へ移動させエンジンの圧縮行程
に入る。
【0025】以上の作用をくり返し、燃焼によってエン
ジンが動作するに至った時に、電磁クラッチ29a、2
9bを切りモータ30a、30bを切りはなす。
【0026】
【発明の効果】前記した如く本発明に於いては、フリー
ピストンエンジンの始動時、カウンタマスの往復動をセ
ンサーにより検知し、電動モータを介して可動部に作用
する力が可動部の運動方向と同一方向になるべくモータ
ー部に電流を供給し、反転毎のエネルギーを可動部に蓄
積する構造としたので、次の効果がある。
【0027】(1) 始動時、電流モータへ供給される
電流が小さくて済む、即ち、電動モータ及び電流供給装
置を小型化できる。 (2) カウンタマスの位置を検出する及びフリップフ
ロップ回路、遅延回路等から成る信号処理回路を追加す
るのみで、前記(1) の効果を達成でき、構成が簡単
である。 (3) 前記(1) により、フリーピストンエンジン
の装置全体として小型化を図ることができる、という効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関するフリーピストンエンジンの一例
の断面図(図2のI−I断面相当)である。
【図2】図1のII−IIよりみた断面図である。
【図3】本発明に拘る電気回路図である。
【符号の説明】
11  エンジンケース 15  ピストン 16  シリンダ 17  コンプレッサ機構(出力機構)21  ロッド 24a、24b  カウンタマス 27a、27b  ピニオンギヤ 28a、28b  コイルばね(付勢手段)29a、2
9b  電磁クラッチ 31、32  センサー 30a、30b  モータ 46  電気回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  シリンダを有するエンジンケース、該
    シリンダに収容されるピストン、該ピストンの同軸上に
    配され、該ピストンに一端を連結されるロッド、該ロッ
    ドの他端に構成される出力機構、前記ロッドの中央部に
    ピニオンギヤを介して連結され、前記ロッドに対し相反
    する方向へ移動するカウンタマス、及び該カウンタマス
    を前記ピストンから遠ざける方向へ付勢する付勢手段か
    ら成るフリーピストンエンジンにおいて、前記ピストン
    ギヤを駆動する電動モータ装置を有して成るフリーピス
    トンエンジン。
  2. 【請求項2】  前記電動モータ装置は、前記ピニオン
    ギヤの回転位置あるいは前記カウンタマスの移動位置を
    検出するセンサー及び電気回路により制御されて成る請
    求項1に記載のフリーピストンエンジン。
  3. 【請求項3】  前記電動モータ装置は前記ピニオンギ
    ヤと該電気モータ装置内の出力回転軸とを、接続・切離
    可能にする電磁クラッチ機構を有してなる請求項2に記
    載のフリーピストンエンジン。
JP10507891A 1990-04-12 1991-04-11 フリーピストンエンジン Pending JPH04228829A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9004707A FR2660969B1 (fr) 1990-04-12 1990-04-12 Systeme de moteur a piston libre.
FR9004707 1990-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04228829A true JPH04228829A (ja) 1992-08-18

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ID=9395704

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JP10507891A Pending JPH04228829A (ja) 1990-04-12 1991-04-11 フリーピストンエンジン

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FR (1) FR2660969B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008057383A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Mazda Motor Corp フリーピストンエンジンの制御装置

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