JPH06288253A - エンジン - Google Patents

エンジン

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JPH06288253A
JPH06288253A JP9676393A JP9676393A JPH06288253A JP H06288253 A JPH06288253 A JP H06288253A JP 9676393 A JP9676393 A JP 9676393A JP 9676393 A JP9676393 A JP 9676393A JP H06288253 A JPH06288253 A JP H06288253A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
cylinder
rod
power
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP9676393A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Hirao
収 平尾
Norimasa Iida
訓正 飯田
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.)
Kanagawa Academy of Science and Technology
Original Assignee
Kanagawa Academy of Science and Technology
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Filing date
Publication date
Application filed by Kanagawa Academy of Science and Technology filed Critical Kanagawa Academy of Science and Technology
Priority to JP9676393A priority Critical patent/JPH06288253A/ja
Publication of JPH06288253A publication Critical patent/JPH06288253A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来の内燃エンジンよりも潤滑を円滑に行うこ
とができ、かつ高効率で該内燃エンジンから取出すこと
ができるような新規な機構を提供すること。 【構成・作用】内燃エンジンにおいて、シリンダ内を上
下動するピストンは、ガイド機構により回転もする。こ
の動作によりシリンダ内壁の潤滑油は、シリンダ内壁に
万遍無く行き渡る。なた、ピストンに結合されたリニア
発電機はピストンの上下動により生じるエネルギを効率
よく電気に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃エンジンの構造に関
し、特にピストンの往復動を直接動力として取出すこと
ができる内燃エンジンの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃エンジンは発明されて以来、ピスト
ンの往復動作をクランク機構により回転力として取出す
構造のものが殆どである。このような構造を有する内燃
エンジンは、シリンダ内をピストンが往復動し、エンジ
ン下部に溜めてあるオイルをシリンダ方向に吹き上げ
て、オイルをシリンダとピストンの間に供給してピスト
ンとシリンダ間の潤滑を図っており、2サイクルエンジ
ンに至っては、燃焼オイルに混合した潤滑油の供給によ
りピストンとシリンダ間の潤滑を図っている。またピス
トンの上下動をクランク機構により回転動作に変換して
動力を取り出している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種のエンジンにお
いては、ピストンがシリンダ内壁を上下動し、ピストン
に嵌められたピストンリングがオイルを上下方向に掻き
上げたり、掻き下ろしたりしてオイルをシリンダ内壁に
万遍無く行き渡るようにしているが、このようにピスト
ンが上下動するだけでは、円滑にオイルがシリンダの内
壁に行き渡らないという欠点があった。また、摩擦の多
いクランク機構を介して動力を取出していたので、エン
ジンの効率も良くないという欠点もある。
【0004】本発明は上述のような従来の欠点を改善し
ようとするもので、その目的は、従来の内燃エンジンよ
りも潤滑を円滑に行うことができ、かつ高効率で該内燃
エンジンから取出すことができるような新規な機構を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記のような本発明の目
的を達成するために、本発明は、円筒形のシリンダ内を
上下動すると共に回転自在なピストンと、該ピストンが
シリンダ内を上下動する時該上下動作により該ピストン
を回転動作させるガイド機構と、を具備することを特徴
とするエンジンを提供するものであり、また円筒形のシ
リンダ内を上下動すると共に回転自在なピストンと、該
ピストンがシリンダ内を上下動する時該上下動作により
該ピストンを回転動作させるガイド機構と、該ピストン
に連結され、該ピストンの上下動作により電力を発生す
るリニア発電機と、を具備することを特徴とするエンジ
ンをも提供するものである。
【0006】
【作用】内燃エンジンにおいて、シリンダ内を上下動す
るピストンは、ガイド機構により回転もする。この動作
によりシリンダ内壁の潤滑油は、シリンダ内壁に万遍無
く行き渡る。なた、ピストンに結合されたリニア発電機
はピストンの上下動により生じるエネルギを電気として
変換する。
【0007】
【実施例】次に本発明の一実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例を示すブロック図
であり、この実施例のエンジンは2サイクルユニフロー
型エンジンに本発明を適用したものである。同図におい
て、1はシリンダヘッドである。シリンダヘッド1の中
央には、副燃焼室2が形成されている。副燃焼室2には
燃料噴射ノズル3が貫通して取り付けられている。4は
シリンダヘッド1の下部方向に設けられたシリンダであ
る。該シリンダ4は円筒状に形成されている。シリンダ
4の側面には、新気の吸入孔5と排気孔6が設けられて
いる。7はピストンである。ピストン7の下方中心部に
はロッド8が固定されている。ロッド8はピストンと共
に上下軸方向に移動自在であり、またピストン7と共に
回転もする。9はロッド8に固定された長細状の歯車で
ある。シリンダ4の下方内側には、2本の溝10、11
が設けられている。
【0008】ロッド8からは、ロッドの軸中心から2本
のガイドバー12、13が放射方向に取り付けられてお
り、ガイドバー12の先端は溝10に嵌合しており、ガ
イドバー13の先端は溝11に嵌合している。図2はシ
リンダ4の、溝10及び溝11が設けられている内側部
分の展開図である。図2から分かるように、これ等の溝
10、11は互いに180度位置がずれて設けられてい
る。ロッドに設けられた歯車9には内側に歯車が切られ
たフライホイール板14が嵌め込まれている。フライホ
イール板14はスラスト軸受15、16によりスラスト
方向に軸承されている。歯車9とフライホイール板14
はスプライン結合されているので、ロッド8が上下動し
ながら回転した時、フライホイール板14はロッド8と
共に回転する。フライホイール板14の下面端縁には、
その円周に沿って3600個の細かいN極とS極の永久
磁石が交互に着磁されたマグネット板17が形成されて
おり、該マグネット板17の下面には磁気検知部18が
配置されており、これ等マグネット板17と磁気検知部
18で位置検出器19を形成する。なお、この位置検出
器の構成は周知であるので、その詳細な説明は省略す
る。
【0009】フライホイール板14の周辺には歯車20
が切られている。この歯車20にはピニオン21が噛合
している。ピニオン21はクラッチ22を介してスター
タモータ23と結合している。24はロッド8を支える
軸受であり、ロッド8の長手方向と回転方向を支える。
25はリニア発電機であり、ロッド8に固定された永久
磁石26が上下動することにより交流電力を発生する。
27はピストン式の過給機である。過給機27は円筒状
のシリンダ28を持ち、シリンダの中を、ロッド8の先
端に固定されたピストン29が上下動する。31と32
は、吸入する空気の逆流を防止する逆止弁である。ピス
トン29が上下動すると、シリンダ内の圧縮室30で空
気が圧縮される。ピストン29の1サイクルで送気され
る空気量は、ピストン7の上下動で生じる主燃焼室34
の最大容量少し大きい。圧縮された空気は、送気管33
を通って吸入孔5に達し、主燃焼室34に新気として送
り込まれる。35はアキュムレータ、36は送気管33
の中の圧力が設定値より高くなった時に送気管33内の
空気を外部に放出するためのものである。37はマイク
ロコンピュータからなるコントローラである。コントロ
ーラ37は、CPU、内部記憶装置、動作プログラムを
記憶しているプログラムメモリ、I/O装置など、マイ
クロコンピュータが具備する構成要素を備えている。
【0010】次に本発明の作用を説明する。図1におい
て、スタータモータ23に駆動電力が印加されると、ま
ずクラッチ22がオンとなり、ピニオン21とスタータ
モータ23とが結合されると共に、スタータモータ23
が回転する。このため、フライホイール板24が回転す
る。この回転力は歯車9に伝えられるため、ロッド8も
回転を始める。ロッド8に固定されたガイドバー12、
13の先端が溝10、11に沿って移動するので、ロッ
ド8はその回転と共に上に移動する。従ってピストン7
も回転しながら上に移動する。燃焼室内の新気は、ピス
トンの上動により圧縮され、ピストンが上死点より少し
手前にくると、コントローラ37からの指令により燃料
噴射ノズル3から燃料が副燃焼室2内に噴射される。噴
射された燃料は副燃焼室2内で燃焼し、燃焼した高圧ガ
スは主燃焼室34に導かれて主燃焼室内で燃焼・膨張
し、ピストン7を押し下げる。このためロッド8も下方
に移動するがガイドバー12、13が溝10、11に沿
って移動するため、ロッド8とピストン7をも回転させ
る。燃料内に含まれる潤滑油はシリンダ4の内壁に付着
しているが、この潤滑油はピストンの上下動と回転動に
より万遍無くシリンダ内壁に行き渡り、極めて円滑な潤
滑作用が行われる。
【0011】ピストン7が下死点に到達すると、これま
でピストン7の側壁により塞がれていた吸気孔5と排気
孔6とが開き、排気ガスが排気孔6から外気方向に排出
されると共に、ピストン29の下方移動により圧縮され
た新気は吸気孔5から燃焼室34内に導入され、排気ガ
スが掃気される。フライホイール板14は大きなイナー
シャで回転しているため、歯車9を回転させるとともに
ロッド8をも回転させる。このため、ピストン7は回転
しながら上方に移動し、燃焼室34内の空気を圧縮す
る、という2サイクルエンジン動作を繰り返す。
【0012】ロッド8には永久磁石26が取り付けられ
ている。ロッド8が上下動すると、この永久磁石が固定
子38内を移動するため、固定子を構成するコイル(図
には示されていない)に交流電力が発生し、電力として
外部に取出される。
【0013】なお、上記実施例では、燃焼室34内の空
気の圧縮に、フライホイール板14のイナーシャを利用
しているが、このイナーシャが不足して新規を圧縮する
圧縮力が不足する時は、点線で示すようなダッシュポッ
ト型式の圧縮助成装置39をピストン29に取り付けて
もよい。また、実施例は2サイクルディーゼルエンジン
の例であるが、4サイクルディーゼルエンジンにも適用
できるし、点火栓を持った2サイクル或いは4サイクル
のエンジンにも適用できることは言うまでもないことで
ある。更に多気筒型のエンジンにも適用できる。
【0014】上記実施例のガイドバーと溝によるガイド
機構は、ピストンを回転させるためのガイド機構の一実
施例であり、このほか、ガイド機構を、ピストンのスカ
ート最下部に設けたボスを、シリンダの内側に設けたガ
イド用の溝に嵌合させるような構成とすることもできる
し、リニア発電機25にモータを付設してこの回転力を
持ってピストンを回転させてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
内燃エンジンにおいて、シリンダ内を上下動するピスト
ンは、ガイド機構により回転もする。この動作によりシ
リンダ内壁の潤滑油は、シリンダ内壁に万遍無く行き渡
るので、従来のものと比較して更に円滑な潤滑動作を実
現することができる。また、ピストンに結合されたリニ
ア発電機はピストンの上下動により生じるエネルギを電
気として変換するので、従来のように一旦ピストンの上
下動を回転動作に変換するという動作を省略できるの
で、内燃エンジンから高効率で電力を取出すことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す模式図
【図2】ガイド機構を説明する展開図
【符号の説明】
1・・・・・シリンダヘッド 2・・・・・副燃焼室 3・・・・・燃料噴射ノズル 4・・・・・シリンダ 5・・・・・吸入孔 6・・・・・排気孔 7・・・・・ピストン 8・・・・・ロッド 9・・・・・歯車 10・・・・・溝 11・・・・・溝 12・・・・・ガイドバー 13・・・・・ガイドバー 14・・・・・フライホイール板 15・・・・・スラスト軸受 16・・・・・スラスト軸受 17・・・・・マグネット板 18・・・・・磁気検知部 19・・・・・位置検出器 20・・・・・歯車 21・・・・・ピニオン 22・・・・・クラッチ 23・・・・・スタータモータ 24・・・・・軸受 25・・・・・リニア発電機 26・・・・・永住磁石 27・・・・・過給機 28・・・・・シリンダ 29・・・・・ピストン 30・・・・・圧縮室 31・・・・・逆止弁 32・・・・・逆止弁 33・・・・・送気管 34・・・・・主燃焼室 35・・・・・アキュムレータ 36・・・・・安全弁 37・・・・・コントローラ 38・・・・・固定子 39・・・・・圧縮助成装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒形のシリンダ内を上下動すると共に回
    転自在なピストンと、 該ピストンがシリンダ内を上下動する時該上下動作によ
    り該ピストンを回転動作させるガイド機構と、を具備す
    ることを特徴とするエンジン。
  2. 【請求項2】円筒形のシリンダ内を上下動すると共に回
    転自在なピストンと、 該ピストンがシリンダ内を上下動する時該上下動作によ
    り該ピストンを回転動作させるガイド機構と、 該ピストンに連結され、該ピストンの上下動作により電
    力を発生するリニア発電機と、を具備することを特徴と
    するエンジン。
JP9676393A 1993-03-31 1993-03-31 エンジン Pending JPH06288253A (ja)

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JP9676393A JPH06288253A (ja) 1993-03-31 1993-03-31 エンジン

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003506617A (ja) * 1999-08-06 2003-02-18 キャタピラー インコーポレイテッド 回転ピストンを備えた自由ピストン内燃機関
KR20030060469A (ko) * 2002-01-09 2003-07-16 학교법인 포항공과대학교 직선 왕복운동 내연기관에 의해 직접 구동되는 선형발전기시스템
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
DE102011101018A1 (de) * 2011-05-10 2012-11-15 Herbert Weh Mechanisch-elektrische Direktumwandlung bei oszilierendem Antrieb und rotierendem Energiespeicher
JP2013526677A (ja) * 2010-05-19 2013-06-24 ユニヴァーシティー オブ ニューキャッスル アポン タイン フリーピストン内燃エンジン
US8485146B2 (en) 2010-11-24 2013-07-16 Industrial Technology Research Institute Engine device
JP2017147937A (ja) * 2017-05-24 2017-08-24 スミダコーポレーション株式会社 電磁発電機およびこれを搭載した直動アクチュエータ装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003506617A (ja) * 1999-08-06 2003-02-18 キャタピラー インコーポレイテッド 回転ピストンを備えた自由ピストン内燃機関
KR20030060469A (ko) * 2002-01-09 2003-07-16 학교법인 포항공과대학교 직선 왕복운동 내연기관에 의해 직접 구동되는 선형발전기시스템
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
JP2013526677A (ja) * 2010-05-19 2013-06-24 ユニヴァーシティー オブ ニューキャッスル アポン タイン フリーピストン内燃エンジン
US9032918B2 (en) 2010-05-19 2015-05-19 University Of Newcastle Upon Tyne Free-piston internal combustion engine
US8485146B2 (en) 2010-11-24 2013-07-16 Industrial Technology Research Institute Engine device
DE102011101018A1 (de) * 2011-05-10 2012-11-15 Herbert Weh Mechanisch-elektrische Direktumwandlung bei oszilierendem Antrieb und rotierendem Energiespeicher
DE102011101018B4 (de) * 2011-05-10 2017-04-20 Herbert Weh Verbrennungsmotor-Antriebseinheit mit mechanisch-elektrischer Direktumwandlung bei oszillierendem Antrieb
JP2017147937A (ja) * 2017-05-24 2017-08-24 スミダコーポレーション株式会社 電磁発電機およびこれを搭載した直動アクチュエータ装置

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