JPH0472427A - 吸入・圧縮行程が爆発・排気行程より短い４サイクルのピストン機関 - Google Patents
吸入・圧縮行程が爆発・排気行程より短い４サイクルのピストン機関Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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-
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-
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- F02B75/00—Other engines
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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。
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、行程を改良した４サイクルのガソリン機関や
ディーゼル機関等のピストン機関に関する。
ディーゼル機関等のピストン機関に関する。
（従来の技術）
従来、４サイクルのピストン機関では、吸入−圧縮一爆
発一排気の各行程を行なう間に、ピストンは上死点と下
死点との間を２往復し、クランク軸は２回転するが、そ
の間にピストンが外部にする仕事は、爆発行程時のみで
ある。しかしながら、従来の機関は、ピストンの行程は
吸気・圧縮を行なう往復行程と爆発・排気を行なう往復
行程が同時であるので、ピストンは２往復の内、１７４
行程しか有効に外部に仕事をしていないので、ロスが大
きい。
発一排気の各行程を行なう間に、ピストンは上死点と下
死点との間を２往復し、クランク軸は２回転するが、そ
の間にピストンが外部にする仕事は、爆発行程時のみで
ある。しかしながら、従来の機関は、ピストンの行程は
吸気・圧縮を行なう往復行程と爆発・排気を行なう往復
行程が同時であるので、ピストンは２往復の内、１７４
行程しか有効に外部に仕事をしていないので、ロスが大
きい。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、前記実情に鑑み創案されたものであって、吸
気行程及び圧縮行程を爆発行程より短くすることによっ
て従来の４サイクル機関が有する前記欠点を解消するこ
とができる４サイクル機関を提供することを目的とする
ものである。
気行程及び圧縮行程を爆発行程より短くすることによっ
て従来の４サイクル機関が有する前記欠点を解消するこ
とができる４サイクル機関を提供することを目的とする
ものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明の４サイクルピストン機関は、ピストンのピスト
ンピン軸受孔をピストン軸方向に所定の長さを有する長
溝に形成し、該長溝にピストンピンがピストン軸方向に
移動可能に遊嵌され、該ピストンピンとクランクピンを
連接棒によって連接し、吸入行程及び圧縮行程の開始に
おけるクランクピンが上死点及び下死点から所定角度回
転する範囲では連接棒がピストンに力を伝達しないよう
にして、吸入・圧縮行程を爆発・排気行程より短くした
ことを特徴とする構成によって、上記問題点を解決した
。
ンピン軸受孔をピストン軸方向に所定の長さを有する長
溝に形成し、該長溝にピストンピンがピストン軸方向に
移動可能に遊嵌され、該ピストンピンとクランクピンを
連接棒によって連接し、吸入行程及び圧縮行程の開始に
おけるクランクピンが上死点及び下死点から所定角度回
転する範囲では連接棒がピストンに力を伝達しないよう
にして、吸入・圧縮行程を爆発・排気行程より短くした
ことを特徴とする構成によって、上記問題点を解決した
。
また、上記問題点を解決する他の手段として、ピストン
に回転自在に軸受されたピストンピンを、その中央部を
回転軸心より所定の回転半径を有するように偏心させて
クランク状に形成し、該ピストンピンの中央部とクラン
ク軸のクランクピンを連接棒によって連接し、吸入行程
及び圧縮行程の開始におけるクランクが上死点及び下死
点から所定角度回転する範囲では連接棒がピストンに力
を伝達しないようにする構成も採用できる。
に回転自在に軸受されたピストンピンを、その中央部を
回転軸心より所定の回転半径を有するように偏心させて
クランク状に形成し、該ピストンピンの中央部とクラン
ク軸のクランクピンを連接棒によって連接し、吸入行程
及び圧縮行程の開始におけるクランクが上死点及び下死
点から所定角度回転する範囲では連接棒がピストンに力
を伝達しないようにする構成も採用できる。
（作用）
ピストンと連接棒の連接機構が、請求項１記載の発明で
はピストンの軸方向に移動可能に設けられたピストンピ
ンを介して、請求項２記載の発明ではクランク状になっ
たピストンピンを介して連接されているために、クラン
クシャフトの回転力で連接棒を下降及び上昇させる吸入
行程・圧縮行程では、行程開始直後はピストンピンが長
溝内を移動又は回転し、その間はピストンは上昇又は下
降しないので、その分行程が短くなる。また、爆発行程
では、爆発膨張によりピストンが押し下げられるので、
ピストンの下降運動がそのまま連接棒を介してクランク
シャフトの回転力に変換されるから、ピストンはクラン
クピンが下死点に達するまで下降することができる。従
って、爆発行程はクランクシャフトのクランクピンの回
転半径の２倍となる。そして、爆発行程の最後ではピス
トンピンは長孔の上部位置又は上死点位置にあるから、
排気行程においては、クランクシャフトの回転力が連接
棒を介して直にピストンに伝わり、ピストンをクランク
ピンの回転半径の２倍の距離だけ上昇させる。
はピストンの軸方向に移動可能に設けられたピストンピ
ンを介して、請求項２記載の発明ではクランク状になっ
たピストンピンを介して連接されているために、クラン
クシャフトの回転力で連接棒を下降及び上昇させる吸入
行程・圧縮行程では、行程開始直後はピストンピンが長
溝内を移動又は回転し、その間はピストンは上昇又は下
降しないので、その分行程が短くなる。また、爆発行程
では、爆発膨張によりピストンが押し下げられるので、
ピストンの下降運動がそのまま連接棒を介してクランク
シャフトの回転力に変換されるから、ピストンはクラン
クピンが下死点に達するまで下降することができる。従
って、爆発行程はクランクシャフトのクランクピンの回
転半径の２倍となる。そして、爆発行程の最後ではピス
トンピンは長孔の上部位置又は上死点位置にあるから、
排気行程においては、クランクシャフトの回転力が連接
棒を介して直にピストンに伝わり、ピストンをクランク
ピンの回転半径の２倍の距離だけ上昇させる。
従って、本発明によれば吸入・圧縮行程が爆発行程に比
べて短くなる。従って、外部に仕事をする行程は長く、
仕事をせずにエネルギーを消費する行程は短くなるので
、その分動率が良くなる。
べて短くなる。従って、外部に仕事をする行程は長く、
仕事をせずにエネルギーを消費する行程は短くなるので
、その分動率が良くなる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図及び第２図は本発明に係るピストン機関の一実施
例の概略を示し、図中、１がカップ状のピストンであり
、その胴壁２の対称位置にピストンピン６をピストン軸
方向へ移動可能に遊嵌支持するための長溝４が軸方向に
形成されている。３は該長溝の上下端に設けられた緩衝
用のバネである。７は連接棒、８はクランク軸のクラン
クアーム間に設けられたクランクピンである。仮想線で
示す１０はシリンダである。
例の概略を示し、図中、１がカップ状のピストンであり
、その胴壁２の対称位置にピストンピン６をピストン軸
方向へ移動可能に遊嵌支持するための長溝４が軸方向に
形成されている。３は該長溝の上下端に設けられた緩衝
用のバネである。７は連接棒、８はクランク軸のクラン
クアーム間に設けられたクランクピンである。仮想線で
示す１０はシリンダである。
次に、以上のように構成された本実施例のピストン機関
の作動を第３図の作動説明図により説明する。
の作動を第３図の作動説明図により説明する。
まず、同図（イ）に示すようにピストン１が上死点にあ
る場合、ピストンピン６は長溝４の上端部に位置してお
り、その位置から吸気行程が開始されると、クランクシ
ャフトの回転によりクランクアーム９の腕長を回転半径
としてクランクピン８が回転し、連接棒７を介してピス
トンピン６が下方に引かれるが、ピストンピンはそれが
嵌合している長溝４の下端に達するまではピストン１に
力を伝達せずに、下端に達して始めて作用してビストン
１をクランクピン８が下死点に達するまでピストンを下
降させる（口〜ハ）。従って、ピストンの行程は、クラ
ンクピン８の回転半径をａ、ピストンピンが長溝内で移
動できる距離をｂとすると、吸入行程は２ａ−ｂとなる
。次いで圧縮行程に移るが、同様にピストンピン６が長
溝４の下端位置から上端位置に移動するまではピストン
に作用しないから、圧縮行程は吸入行程と同様に２ａ−
ｂとなる（ハ〜ホ）。
る場合、ピストンピン６は長溝４の上端部に位置してお
り、その位置から吸気行程が開始されると、クランクシ
ャフトの回転によりクランクアーム９の腕長を回転半径
としてクランクピン８が回転し、連接棒７を介してピス
トンピン６が下方に引かれるが、ピストンピンはそれが
嵌合している長溝４の下端に達するまではピストン１に
力を伝達せずに、下端に達して始めて作用してビストン
１をクランクピン８が下死点に達するまでピストンを下
降させる（口〜ハ）。従って、ピストンの行程は、クラ
ンクピン８の回転半径をａ、ピストンピンが長溝内で移
動できる距離をｂとすると、吸入行程は２ａ−ｂとなる
。次いで圧縮行程に移るが、同様にピストンピン６が長
溝４の下端位置から上端位置に移動するまではピストン
に作用しないから、圧縮行程は吸入行程と同様に２ａ−
ｂとなる（ハ〜ホ）。
次に爆発行程に移るとピストンの頂壁５に爆発膨張によ
る圧力が作用し、ピストンｌが下方に押し下げられる。
る圧力が作用し、ピストンｌが下方に押し下げられる。
爆発行程開始時には、ピストンピンは長溝の上端に位置
しているので、ピストンが押し下げられることによって
、ピストンピンが長溝の上端部に係合したまま押し下げ
られて、クランクピン８が下死点に達するまでピストン
ピンを押し下げ、ピストンの直線運動をクランクシャフ
トの回転運動に転換する（ホルト）。従って、爆発行程
ではピストンは距離２ａだけ移動する。次いで、排気行
程が開始される下死点位置ではピストンピンは長溝の上
端に係合しているので、クランクシャフトの回転に伴っ
てそのままピストンを押し上げて上死点に達する（ト〜
チ〜イ）。従って、排気行程は２ａとなる。
しているので、ピストンが押し下げられることによって
、ピストンピンが長溝の上端部に係合したまま押し下げ
られて、クランクピン８が下死点に達するまでピストン
ピンを押し下げ、ピストンの直線運動をクランクシャフ
トの回転運動に転換する（ホルト）。従って、爆発行程
ではピストンは距離２ａだけ移動する。次いで、排気行
程が開始される下死点位置ではピストンピンは長溝の上
端に係合しているので、クランクシャフトの回転に伴っ
てそのままピストンを押し上げて上死点に達する（ト〜
チ〜イ）。従って、排気行程は２ａとなる。
第４図は本発明の他の実施を示す。
本実施例では、ピストンに長溝咎設ける代りに、ピスト
ンピンをクランク状に形成することによって、前記のも
のと同様な作用効果を達成するようにしである。即ち、
ピストン１５の胴壁１１に回転自在に軸受けされたピス
トンピン１２の中央部１３を軸心より所定の長さだけ偏
心させてクランクを構成し、中央部１３に連接棒１４の
一端を嵌合して、該連接棒を介してピストンとクランク
シャフトとを連接している。
ンピンをクランク状に形成することによって、前記のも
のと同様な作用効果を達成するようにしである。即ち、
ピストン１５の胴壁１１に回転自在に軸受けされたピス
トンピン１２の中央部１３を軸心より所定の長さだけ偏
心させてクランクを構成し、中央部１３に連接棒１４の
一端を嵌合して、該連接棒を介してピストンとクランク
シャフトとを連接している。
以上のように構成された実施例の作用を第５図により説
明する。
明する。
まず、吸入行程の開始時は同図（イ）に示すようにピス
トン１５が上死点↓こあり、ピストンピン１２の中央部
１３も上死点位置にある。その位置から吸気行程が開始
されると、クランクシャフト１６の回転によりクランク
アーム１７の腕長を回転半径としてクランクピン１８が
回転し、連接棒１４も下降するが、連接棒頂部の下降距
離がピストンピン１２の中央部１３の回転直径の範囲内
ではピストンピンが回転するだけでピストン１を下降さ
せる力は伝達されず、中央部の回転直径以上になっては
じめて作用し、クランクピンが下死点に達するまでピス
トン１０を下降させる（口〜ハ）、従って、ピストンの
行程は、クランクピンの回転半径をａ、ピストンピンの
中央部１３の回転半径をＣとすると、吸入行程は２ａ−
２ｃとなる。
トン１５が上死点↓こあり、ピストンピン１２の中央部
１３も上死点位置にある。その位置から吸気行程が開始
されると、クランクシャフト１６の回転によりクランク
アーム１７の腕長を回転半径としてクランクピン１８が
回転し、連接棒１４も下降するが、連接棒頂部の下降距
離がピストンピン１２の中央部１３の回転直径の範囲内
ではピストンピンが回転するだけでピストン１を下降さ
せる力は伝達されず、中央部の回転直径以上になっては
じめて作用し、クランクピンが下死点に達するまでピス
トン１０を下降させる（口〜ハ）、従って、ピストンの
行程は、クランクピンの回転半径をａ、ピストンピンの
中央部１３の回転半径をＣとすると、吸入行程は２ａ−
２ｃとなる。
次いで圧縮行程に移るが、その状態では同図（ハ）に示
すように、ピストンピンの中央部１３は下死点にあり、
前記と同様に連接棒上端の上昇距離が中央部の回転直径
に達するまでは、クランクシャフトが回転してもピスト
ンは上昇しないから、圧縮行程は吸入行程と同様に２８
−２＋どなる（ハ〜ホ）。
すように、ピストンピンの中央部１３は下死点にあり、
前記と同様に連接棒上端の上昇距離が中央部の回転直径
に達するまでは、クランクシャフトが回転してもピスト
ンは上昇しないから、圧縮行程は吸入行程と同様に２８
−２＋どなる（ハ〜ホ）。
また、爆発行程開始時にはピストンピンの中央部が上死
点に位置しているので、この状態で爆発が起りピストン
が押し下げられると、その押し下げ力が直接連接を介し
てクランクピンに伝わり、クランクシャフトを回転させ
る（ホルト）。従って、爆発行程ではピストンは距離２
ａだけ移動する。そして、排気行程が開始される下死点
位置ではピストンピンの中央部１３は上死点位置に係合
しているので、クランクシャフトの回転に伴ってそのま
まピストンを押し上げて上死点に達するので（ト〜チ〜
イ）、排気行程は２ａとなる。
点に位置しているので、この状態で爆発が起りピストン
が押し下げられると、その押し下げ力が直接連接を介し
てクランクピンに伝わり、クランクシャフトを回転させ
る（ホルト）。従って、爆発行程ではピストンは距離２
ａだけ移動する。そして、排気行程が開始される下死点
位置ではピストンピンの中央部１３は上死点位置に係合
しているので、クランクシャフトの回転に伴ってそのま
まピストンを押し上げて上死点に達するので（ト〜チ〜
イ）、排気行程は２ａとなる。
（効果）
本発明は、以上のような構成からなり、４サイクルのピ
ストン機関において、吸入行程及び圧縮行程を爆発行程
及び排気行程よりも短くすることができるから、外部に
仕事をする行程は長く、仕事をせずにエネルギーに消費
する行程は短くなるので、その分エネルギー効率が良く
なる。また、吸入行程が短いので燃料の消費も少なくな
る等の格別な効果を奏するものである。
ストン機関において、吸入行程及び圧縮行程を爆発行程
及び排気行程よりも短くすることができるから、外部に
仕事をする行程は長く、仕事をせずにエネルギーに消費
する行程は短くなるので、その分エネルギー効率が良く
なる。また、吸入行程が短いので燃料の消費も少なくな
る等の格別な効果を奏するものである。
第１図は本発明の実施例に係るピストン機関の側面図、
第２図はその要部断面図、第３図はその作動説明図、第
４図は他の実施例の要部断面図、第５図はその作動説明
図である。 １．１５：ピストン ３：緩衝用ばね ４：長溝
６．１２：ピストンビン ７．１４：連接棒 ８
．１８：クランクピン 特許呂願人 城 間 盛 博 出願人代理人 弁理士 入城重信 （他２名） 第 図 ＋３ １さ開平４−７２４：２７（６）
第２図はその要部断面図、第３図はその作動説明図、第
４図は他の実施例の要部断面図、第５図はその作動説明
図である。 １．１５：ピストン ３：緩衝用ばね ４：長溝
６．１２：ピストンビン ７．１４：連接棒 ８
．１８：クランクピン 特許呂願人 城 間 盛 博 出願人代理人 弁理士 入城重信 （他２名） 第 図 ＋３ １さ開平４−７２４：２７（６）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）４サイクルのピストン機関において、ピストンのピ
ストンピン軸受孔をピストン軸方向に所定の長さを有す
る長溝に形成し、該長溝にピストンピンがピストン軸方
向に移動可能に遊嵌され、該ピストンピンとクランクピ
ンを連接棒によって連接し、吸入行程及び圧縮行程の開
始におけるクランクピンが上死点及び下死点から所定角
度回転する範囲では連接棒がピストンに力を伝達しない
ようにして、吸入・圧縮行程を爆発・排気行程より短く
したことを特徴とする４サイクルのピストン機関。 ２）４サイクルのピストン機関において、ピストンに回
転自在に軸受されたピストンピンを、その中央部を回転
軸心より所定の回転半径を有するように偏心させてクラ
ンク状に形成し、該ピストンピンの中央部とクランク軸
のクランクピンを連接棒によって連接し、吸入行程及び
圧縮行程の開始におけるクランクが上死点及び下死点か
ら所定角度回転する範囲では連接棒がピストンに力を伝
達しないようにして、吸入・圧縮行程を爆発・排気行程
より短くしたことを特徴とする４サイクルのピストン機
関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18269490A JPH0472427A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 吸入・圧縮行程が爆発・排気行程より短い４サイクルのピストン機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18269490A JPH0472427A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 吸入・圧縮行程が爆発・排気行程より短い４サイクルのピストン機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0472427A true JPH0472427A (ja) | 1992-03-06 |
Family
ID=16122803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18269490A Pending JPH0472427A (ja) | 1990-07-12 | 1990-07-12 | 吸入・圧縮行程が爆発・排気行程より短い４サイクルのピストン機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0472427A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019183725A (ja) * | 2018-04-09 | 2019-10-24 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関 |
-
1990
- 1990-07-12 JP JP18269490A patent/JPH0472427A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019183725A (ja) * | 2018-04-09 | 2019-10-24 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関 |
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