JPH10220547A - Motion converting mechanism of low vibration, internal combustion engine and reciprocating compressor - Google Patents

Motion converting mechanism of low vibration, internal combustion engine and reciprocating compressor

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JPH10220547A
JPH10220547A JP5821997A JP5821997A JPH10220547A JP H10220547 A JPH10220547 A JP H10220547A JP 5821997 A JP5821997 A JP 5821997A JP 5821997 A JP5821997 A JP 5821997A JP H10220547 A JPH10220547 A JP H10220547A
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piston
motion
internal combustion
combustion engine
acceleration
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Hajime Suzuki
一 鈴木
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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
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/06Engines with means for equalising torque
    • F02B75/065Engines with means for equalising torque with double connecting rods or crankshafts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reciprocating engine of low vibration with reduced friction and wear of a piston and a cylinder by providing a part put in reciprocating linear motion and two circularly moving parts with equal moment of inertia, and making these two circular motion retrorse to each other and equal in speed. SOLUTION: Two connecting bars 1a, 1b for converting reciprocating motion of a piston 3 into circular motion of two shafts 6a, 6b through cranks 5a, 5b are connected to the lower end of a bar 2 by joints 11a, 11b. Two shafts 6a, 6b are rotated at the same rotating speed in reverse directions by gears 7a, 7b meshed with each other. The cranks 5a, 5b put in circular motion are integrally provided with two eccentric weights 9a, 9b of equal weight at the opposite side end parts to the connected side of the connecting bars 1a, 1b, and the positions and weight are adjusted so as to offset acceleration of the piston 3 or the like. Vibration caused by acceleration of the piston 3 or the like is therefore prevented, and friction and wear of a cylinder and the piston are reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は往復直線運動と円運
動を変換する振動の少ない運動変換機構、およびこの運
動変換機構を利用した振動が少なく、シリンダーとピス
トンの摩擦の少ない内燃機関およびレシプロ型圧縮機に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion conversion mechanism for converting reciprocating linear motion and circular motion with less vibration, and an internal combustion engine and a reciprocating type using the motion conversion mechanism which generate less vibration and have less friction between cylinder and piston. Related to compressors.

【0002】[0002]

【従来の技術】往復直線運動と円運動を変換することは
現在広く一般に行われている。とりわけ、内燃機関、レ
シプロ型のポンプまたは圧縮機には必須的に用いられて
いる。ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのような
内燃機関の場合は、燃料の燃焼による気体の膨脹をシリ
ンダーとピストンによって直線運動エネルギーに変え、
この直線運動をさらに運動変換機構によって円運動に変
換するものである。レシプロ型のポンプまたは圧縮機の
場合はその逆で、円運動を運動変換機構によって往復直
線運動に変え、これによって流体を輸送、圧縮するもの
である。
2. Description of the Related Art Converting a reciprocating linear motion and a circular motion is widely and commonly used at present. In particular, it is used essentially for internal combustion engines, reciprocating pumps or compressors. In the case of an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, the expansion of gas caused by the combustion of fuel is converted into linear kinetic energy by a cylinder and a piston.
This linear motion is further converted into a circular motion by a motion conversion mechanism. Conversely, in the case of a reciprocating pump or compressor, a circular motion is converted into a reciprocating linear motion by a motion conversion mechanism, thereby transporting and compressing a fluid.

【0003】特に内燃機関及びレシプロ型の圧縮機にお
いて深刻な問題は、稼働時の振動が大きいこと、ピスト
ンとシリンダーの摩擦、摩耗が大きいことである。この
振動を減少させるために、一般に4気筒、6気筒、V8
気筒などの多気筒化が行われるが、構造が複雑になり重
量が増加する。また、ピストンとシリンダーの摩擦、摩
耗を防ぐためには、材質、潤滑に多大の工夫が必要であ
る。
Particularly serious problems in internal combustion engines and reciprocating compressors are large vibrations during operation, and large friction and wear between the piston and the cylinder. In order to reduce this vibration, generally, four cylinders, six cylinders, V8
Although multiple cylinders such as cylinders are used, the structure becomes complicated and the weight increases. Also, in order to prevent friction and wear between the piston and the cylinder, great efforts must be made in the material and lubrication.

【0004】本発明者はこの振動および摩擦、摩耗が、
従来の往復直線運動と円運動の変換方法に起因している
ことに着目し本発明に達したものである。以下、内燃機
関を例にとって、従来の運動変換機構による問題点を説
明する。
The inventor of the present invention has found that this vibration, friction and wear are
The present invention has been achieved by paying attention to the fact that it is caused by the conventional method of converting reciprocating linear motion and circular motion. Hereinafter, the problems caused by the conventional motion conversion mechanism will be described by taking an internal combustion engine as an example.

【0005】図1は従来の内燃機関を示したものであ
る。今燃料が燃焼し、燃焼ガスが黒矢印のようにピスト
ンを押し下げようとすると、ピストンからシリンダーに
対して白矢印の力が発生する。この白矢印の横向きの力
は直線運動が円運動に与えるトルクに比例する。4サイ
クルエンジンを例にとれば、一周期のうち燃焼、ガス膨
脹時のみこの大きな白矢印の力が加わり、吸入、圧縮、
排気の時にはむしろ小さい逆方向の力が加わる。このよ
うな1周期内の横向きの力の変動、換言すればトルクの
変動が、エンジンの横方向の振動の大きな原因となって
いる。
FIG. 1 shows a conventional internal combustion engine. Now, when the fuel burns and the combustion gas tries to push down the piston as indicated by the black arrow, a force indicated by a white arrow is generated from the piston to the cylinder. The lateral force of the white arrow is proportional to the torque that the linear motion gives to the circular motion. Taking a 4-cycle engine as an example, the force of this large white arrow is applied only during combustion and gas expansion during one cycle,
Rather, a small reverse force is applied during exhaust. Such a fluctuation of the lateral force within one cycle, in other words, a fluctuation of the torque is a major cause of the lateral vibration of the engine.

【0006】振動のもう一つの原因は、直線運動を回転
運動に換えるために生じる、ピストンと連結棒(以下
「ピストン等」という。)の周期的な往復直線運動に伴
う加速度の変化で、これがエンジンの縦方向の振動を起
こす。
Another cause of the vibration is a change in acceleration caused by the periodic reciprocating linear motion of the piston and the connecting rod (hereinafter referred to as "piston etc.") generated by converting the linear motion into the rotary motion. Causes longitudinal vibration of the engine.

【0007】また上記の横向きの力によって生じるピス
トンとシリンダーの摩擦、摩耗は、特にトルクの大きい
ディーゼルエンジンにおいて深刻である。この横向きの
力に耐えるようにシリンダー、ピストンの材質を選び、
形状を工夫し、高度な潤滑を施さなければならない。
Further, the friction and wear between the piston and the cylinder caused by the lateral force described above are particularly serious in a diesel engine having a large torque. Select the material of the cylinder and piston to withstand this lateral force,
The shape must be devised and advanced lubrication applied.

【0008】レシプロ型圧縮機においても、逆に円運動
を往復直線運動に変換するだけで、同様の問題のあるこ
とは、図1の入力側と出力側を逆にして考えれば明らか
である。
[0008] In a reciprocating compressor as well, the same problem can be evident only by converting a circular motion into a reciprocating linear motion, if the input side and the output side in FIG. 1 are reversed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の運動
変換機構が持つこれらの多くの問題点を解決するため、
新規な往復直線運動と円運動を変換する機構を提供し、
これを利用した振動が少なく、ピストン、シリンンダー
の摩擦、摩耗の少ない内燃機関やレシプロ型圧縮機等を
提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves these many problems of the conventional motion conversion mechanism.
Provides a new reciprocating linear motion and circular motion conversion mechanism,
An object of the present invention is to provide an internal combustion engine, a reciprocating compressor, and the like, which make use of this and have less vibration and less friction and wear of a piston and a cylinder.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の一つの目的であ
る、上記横向きの力を無くすることは、往復直線運動す
る部分と2本の連結棒によってつながった、等しい慣性
モーメントを持った2つの円運動をする部分よりなり、
2つの円運動が互いに逆向き等速度であることを特徴と
する往復直線運動と円運動を変換する運動変換機構を用
いることによって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned lateral force by providing a reciprocating linearly moving part having two equal connecting moments by two connecting rods. Consisting of two circular motions,
This is achieved by using a motion conversion mechanism that converts a reciprocating linear motion and a circular motion, wherein the two circular motions are at opposite constant speeds.

【0011】またもう一つの目的である、ピストン等の
加速度変化による振動を防ぐことも、本発明の機構に若
干の改造を加えた機構を用いることにより、すなわち2
つの円運動する部分と共に回転する2つの偏心重りを有
し、これらの偏心重りの往復直線運動と平行な成分の加
速度は往復直線運動の加速度を相殺し、往復直線運動と
垂直な成分の加速度は2つの偏心重り同志で相殺するよ
うに改造した運動変換機構を用いることによって達成さ
れる。
Another object of the present invention is to prevent vibration due to a change in acceleration of a piston or the like by using a mechanism obtained by slightly modifying the mechanism of the present invention, that is, by using a mechanism of the present invention.
It has two eccentric weights rotating with two circularly moving parts, and the acceleration of the component parallel to the reciprocating linear motion of these eccentric weights cancels the acceleration of the reciprocating linear motion, and the acceleration of the component perpendicular to the reciprocating linear motion is This is achieved by using a motion conversion mechanism that has been modified to cancel with two eccentric weights.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下まず内燃機関を例にとり、図
によって詳細に本発明の実施の形態および作用を説明す
る。図2は本発明の内燃機関の主要部分の図である。1
0はピストンと棒2をつなぐジョイントであり、11
a、11b、12a、12bはピンの回りを自由に回転
できるジョイントである。1a、1bはピストン3の往
復運動を、2本のシャフト6a、6bの円運動に変換す
る連結棒である。2は連結棒1a1bがシリンダー4に
当たるのを防ぐため、ピストンの運動の位置を下に下げ
るための棒である。2本のシャフト6a、6bは互いに
噛み合う歯車7a、7bによって逆方向、同回転速度で
回転すると共に等しい慣性モーメントを持っている。図
3は本発明の内燃機関を下から見た図であるが、16
a、16bが弾み車を表し、14a、14b、15a、
15bは軸6a、6bの軸受けを表している。本発明の
運動変換機構は、往復直線運動をするピストン3、棒
2、2本の連結棒1a、1b、円運動するクランク5
a、5b、円運動を調整する歯車7a、7b、適当な慣
性モーメントを与える弾み車16a、16bより成り立
っている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a diagram of a main part of the internal combustion engine of the present invention. 1
0 is a joint connecting the piston and the rod 2, and 11 is a joint.
Reference numerals a, 11b, 12a, and 12b denote joints that can freely rotate around pins. 1a and 1b are connecting rods for converting the reciprocating motion of the piston 3 into a circular motion of the two shafts 6a and 6b. Reference numeral 2 denotes a rod for lowering the position of movement of the piston to prevent the connecting rod 1a1b from hitting the cylinder 4. The two shafts 6a, 6b rotate in opposite directions at the same rotational speed by gears 7a, 7b meshing with each other and have the same moment of inertia. FIG. 3 is a view of the internal combustion engine of the present invention viewed from below.
a, 16b represent flywheels, 14a, 14b, 15a,
Reference numeral 15b denotes a bearing for the shafts 6a and 6b. The motion conversion mechanism of the present invention includes a piston 3, a rod 2, two connecting rods 1a, 1b, a circular crank 5,
a, 5b, gears 7a, 7b for adjusting the circular motion, and flywheels 16a, 16b for giving an appropriate moment of inertia.

【0013】今、このエンジンを稼働させたとき、図2
中の黒矢印で示した燃焼ガスの圧力によって、図1の従
来の内燃機関にみられた横向きの白矢印の力が全くかか
らないのは明らかである。軸6a、6bにどのようなト
ルクがかかっても、歯車7a、7b間には力がかかる
が、シリンダー、ピストン間には全く力がかからない。
When this engine is operated, FIG.
Obviously, the pressure of the combustion gas shown by the black arrow in the middle does not exert the force of the horizontal white arrow shown in the conventional internal combustion engine of FIG. 1 at all. Whatever torque is applied to the shafts 6a and 6b, a force is applied between the gears 7a and 7b, but no force is applied between the cylinder and the piston.

【0014】ピストン3とクランク5をつなぐ機構につ
いて更に詳細に述べる。まず、ジョイント10は、ピス
トン3と棒2を固定的につないでも良いが、何らかの事
故などで左右のバランスが少し狂ったような時、ジョイ
ント10がピンの回りを回転可能な方がピストンに無理
な力を与えないという利点がある。しかし、ジョイント
10が回転可能であると、ジョイント11a、11bが
横方向に動き本発明のエンジンの機能を根本から損なう
可能性がある。この横方向の動きは、連結棒1a、1
b、棒2の長さ、ジョイント11a、11b、ジョイン
ト12a、12bの中心間距離の幾何学的関係を考慮し
て、ジョイント12a、12bの最も近付いた時の中心
間距離をジョイント11a、11bの中心間距離より必
要なだけ広くとることで防止できる。
The mechanism for connecting the piston 3 and the crank 5 will be described in more detail. First, the joint 10 may be a fixed connection between the piston 3 and the rod 2. However, when the left and right balance is slightly out of order due to some accident or the like, it is more difficult for the piston to rotate the joint 10 around the pin. There is an advantage that it does not give any force. However, if the joint 10 is rotatable, the joints 11a and 11b may move laterally and impair the function of the engine of the present invention. This lateral movement is caused by the connecting rods 1a, 1a
b, the length of the rod 2, and the geometrical relationship between the centers of the joints 11a and 11b, and the joints 12a and 12b. It can be prevented by taking as wide as necessary than the center-to-center distance.

【0015】また、ジョイント10がピンの回りを回転
可能であるとき、ジョイント11a、11bが横方向に
動くことを防止するもう一つの方法は、ジョイント11
a、11b、連結棒1a、1bの動きの左右対称性をよ
り確実なものとすることである。例えばジョイント11
a、11bに同形の歯車を配し、これらを互いに噛み合
わせることで左右対称性を確保し、横方向の動きを防ぐ
ことができる。例として、ジョイント11a、11bの
互いに向き合う面に互いに噛み合う歯を設けることによ
り、本発明の運動変換機構の左右対称性をより確実にで
き、横方向の動きを防止することができる。
Another method of preventing the joints 11a, 11b from moving laterally when the joint 10 is rotatable about pins is the joint 11a, 11b.
a, 11b and the left and right symmetry of the movement of the connecting rods 1a, 1b are to be more secure. For example, joint 11
The gears having the same shape are arranged at a and 11b, and the gears are meshed with each other to ensure the left-right symmetry and prevent the movement in the lateral direction. For example, by providing teeth that mesh with each other on the mutually facing surfaces of the joints 11a and 11b, the left-right symmetry of the motion conversion mechanism of the present invention can be more reliably achieved, and lateral movement can be prevented.

【0016】あるいは、ジョイント10の回転可能、不
可能にかかわらず、棒2の保持装置を設けることもでき
る。ジョイント11a、11bを2つに分けずに一体と
してもかまわない。この場合、ジョイント10が回転可
能であってもジョイント11が横方向に動くことはな
い。しかし、図4(イ)に横から見た図を示すように、
ピストン3に捩じり方向の力が働かないようにするため
構造が若干複雑になる。
Alternatively, it is possible to provide a device for holding the rod 2 regardless of whether the joint 10 is rotatable or not. The joints 11a and 11b may be integrated instead of being divided into two. In this case, even if the joint 10 is rotatable, the joint 11 does not move in the lateral direction. However, as shown in FIG.
The structure is slightly complicated to prevent the torsional force from acting on the piston 3.

【0017】ジョイント10が固定されていていたり、
棒2に保持装置を設けたりした場合、左右のバランスの
狂いを修正するため、図4(ロ)のように棒2と、ジョ
イント11a、11bの間に回転可能なジョイント13
を設けてもよい。
If the joint 10 is fixed,
When a holding device is provided on the rod 2, a rotatable joint 13 is fixed between the rod 2 and the joints 11a and 11b as shown in FIG.
May be provided.

【0018】またストロークの長さに比べシリンダーの
径が十分大きく、連結棒1a、1bがシリンダーに当た
らない場合は棒2を用いる必要はなく、図4(ハ)のよ
うにジョイント11を直接ピストンに取り付けてもよ
い。
When the connecting rods 1a and 1b do not hit the cylinder, it is not necessary to use the rod 2, and the joint 11 is directly connected to the piston as shown in FIG. It may be attached to.

【0019】また2本の連結棒という意味は、同じ働き
をする連結棒が2組という意味で、例えば図4(イ)、
(ハ)の連結棒1bのようにそれぞれの連結棒が2本に
別れて同じ働きをしても良い。
Further, the meaning of two connecting rods means that two sets of connecting rods having the same function are provided, for example, as shown in FIG.
Each connecting rod may be divided into two and have the same function as the connecting rod 1b of (c).

【0020】図3には弾み車16a、16bを設けてい
るが、歯車7a、7bの重量を増やしてこれらを弾み車
と兼用してもよい。
Although the flywheels 16a and 16b are provided in FIG. 3, the weight of the gears 7a and 7b may be increased and these may be used also as the flywheel.

【0021】2つの等しい重量の偏心重り9a、9bを
ピストン等の加速度を相殺するように、位置および重量
を調整して軸6a、6bに取り付けることで、ピストン
等の加速度による振動を防ぐことができる。図1のよう
な従来の内燃機関であってもこのような偏心重りによっ
てピストン等の縦方向の加速度を相殺することができ
る。従来の内燃機関では一般に、図1の8のようなクラ
ンクと連結棒の偏心運動を補償する補償重りを設けてク
ランク等の偏心運動を補償している。しかし、それ以上
にピストン等の縦方向の加速度を補償する図1の9のよ
うな偏心重りを設けると、縦方向の加速度は補償できる
が、新たにこの偏心重りによる横向きの加速度が生じ、
これが新たな振動の原因となる。本発明の場合は、両偏
心重りの動きが本発明のエンジンの対称面に対して鏡面
対象であるから、横向きの加速度は互いに相殺し合うた
め横向きの振動を生じず上下の振動を防ぐことができ
る。
By mounting two eccentric weights 9a, 9b of equal weight on the shafts 6a, 6b with their positions and weights adjusted so as to offset the acceleration of the piston, etc., vibrations due to acceleration of the piston, etc. can be prevented. it can. Even in the conventional internal combustion engine as shown in FIG. 1, the vertical acceleration of the piston or the like can be offset by such an eccentric weight. In a conventional internal combustion engine, generally, a compensating weight for compensating for the eccentric motion of the crank and the connecting rod as shown in FIG. 1 is provided to compensate for the eccentric motion of the crank and the like. However, if an eccentric weight such as 9 in FIG. 1 for compensating the vertical acceleration of the piston or the like is further provided, the vertical acceleration can be compensated, but a lateral acceleration newly occurs due to the eccentric weight.
This causes a new vibration. In the case of the present invention, the movement of both eccentric weights is mirror-symmetric with respect to the plane of symmetry of the engine of the present invention, so that the lateral accelerations cancel each other out, so that it is possible to prevent the vertical vibration without generating the lateral vibration. it can.

【0022】但し、厳密に議論すれば、ピストン等の重
心の上下動は、連結棒1a、1bの長さが短い程、時間
に対して正弦曲線から外れ、一方、偏心重りの上下動成
分は時間に対して正弦曲線を描くため、完全に両者が補
償し合うことはない。しかしそれでも、偏心重りによっ
て上下振動の大部分を相殺することができる。なお偏心
重りはクランク部分に直接付ける必要はなく、弾み車な
ど別の場所に取り付けても良い。
Strictly speaking, however, the vertical movement of the center of gravity of the piston or the like deviates from a sinusoidal curve with time as the length of the connecting rods 1a and 1b is shorter, while the vertical movement component of the eccentric weight is Since they draw a sinusoidal curve with respect to time, they do not completely compensate each other. However, the eccentric weight can still offset most of the vertical vibration. The eccentric weight does not need to be directly attached to the crank part, but may be attached to another place such as a flywheel.

【0023】シリンダーとピストンを2組持ち、それぞ
れが周期を同じくして、互いに反対方向で同回転速度の
2本の軸を回す場合も、構造は複雑となるが本発明の範
疇に入る。この場合には、ピストンにかかる力の周期を
正確に合わせる調整が必要である。
In the case where two sets of cylinders and pistons are provided, each of which has the same period and rotates two shafts having the same rotational speed in opposite directions, the structure is complicated but falls within the scope of the present invention. In this case, it is necessary to adjust the period of the force applied to the piston accurately.

【0024】本発明の運動変換機構を用いた内燃機関、
レシプロ型圧縮機等は、さらに振動を押さえるために軸
に沿って多気筒化してもよいことはいうまでもない。
An internal combustion engine using the motion conversion mechanism of the present invention,
It goes without saying that the reciprocating compressor or the like may be multi-cylinder along the axis to further suppress vibration.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の運動変換機構を応用した内燃機関お
よびレシプロ型圧縮機の実施例を以下に示す。本発明の
運動変換機構を応用した内燃機関を、最も振動少なく用
いる方法は、2本の軸6a、6bから等しい動力を得る
ことである。ただしこの場合、動力を受ける側は両方と
も等しい慣性モーメントを持っていなければならない。
この場合は、内燃機関をアイドリングさせた時と同様、
互いに噛み合う歯車7a、7b間には理論上力が掛から
ない。このような使用例を以下の実施例で説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an internal combustion engine and a reciprocating compressor to which the motion conversion mechanism of the present invention is applied will be described below. A method of using the internal combustion engine to which the motion conversion mechanism of the present invention is applied with the least vibration is to obtain equal power from the two shafts 6a and 6b. However, in this case, both power receiving sides must have the same moment of inertia.
In this case, similar to when the internal combustion engine is idling,
No force is theoretically applied between the gears 7a and 7b that mesh with each other. Such a use example will be described in the following embodiments.

【0026】本発明の実施の形態の項で説明した図2お
よび図3は、本発明の運動変換機構を使用した最も典型
的な内燃機関の実施例である。この内燃機関の運転中の
振動は従来のものに比べて少なく、ピストン、シリンン
ダーの摩擦、摩耗も少ない
2 and 3 described in the section of the embodiment of the present invention are examples of the most typical internal combustion engine using the motion conversion mechanism of the present invention. The vibration during operation of this internal combustion engine is less than that of the conventional engine, and the friction and wear of the piston and cylinder are less.

【0027】図5は、本発明の運動変換機構を船舶用の
エンジンに使用した実施例である。エンジン18の軸6
a、6bからクラッチ兼回転方向変換装置19a、19
bを通し、ユニバーサルジョイント20a、21a、2
0b、21bを経由して2つのスクリュー22a、22
bを回すものである。エンジンの2本の軸で直接、対称
型の同形の2本のスクリューを回すことによって振動の
少ない運転ができる。
FIG. 5 shows an embodiment in which the motion conversion mechanism of the present invention is used in a ship engine. Shaft 6 of engine 18
a, 6b to the clutch / rotational direction changing devices 19a, 19
b through the universal joints 20a, 21a, 2a
0b, 21b and two screws 22a, 22
It turns b. By operating two symmetric, identical screws directly on the two shafts of the engine, operation with less vibration can be achieved.

【0028】図6は図2と同様の構造を持つ内燃機関に
おいて、図2の歯車7a、7bの代わりに、同じ軸間距
離を持つギアーポンプ23を軸6a、6bに取り付けた
ものである。このギアーポンプは軸6a、6bを逆方
向、同速度に回転させると共に、エンジンの動力を油圧
エネルギーに変換する。
FIG. 6 shows an internal combustion engine having a structure similar to that of FIG. 2, in which a gear pump 23 having the same center distance is mounted on the shafts 6a and 6b instead of the gears 7a and 7b of FIG. The gear pump rotates the shafts 6a and 6b in opposite directions and at the same speed, and converts engine power into hydraulic energy.

【0029】図7は図2の内燃機関の軸6a、6bで同
容量の油圧ポンプ24a、24bを回し、しかもそれぞ
れのポンプの出口と入り口を共通として、両軸に等しい
トルクがかかるようにした実施例である。
FIG. 7 shows that the hydraulic pumps 24a, 24b of the same capacity are rotated on the shafts 6a, 6b of the internal combustion engine of FIG. 2, and that the same torque is applied to both shafts with the outlet and the inlet of each pump being common. This is an example.

【0030】実施例5 図8は図2の内燃機関の軸6a、6bで同容量の2台の
発電機25a、25bを回し、それぞれから等しい電力
を得るようにした実施例である。
Embodiment 5 FIG. 8 shows an embodiment in which two generators 25a, 25b of the same capacity are turned around the shafts 6a, 6b of the internal combustion engine of FIG.

【0031】一方、本発明の内燃機関の一方の軸からの
み動力を取り出す場合、あるいは両軸から等しくない動
力を取り出す場合には、互いに噛み合う歯車間に力がか
かることになる。内燃機関の2本の軸を中心とする回転
部分の慣性モーメントに比べ、動力を受け取る側の慣性
モーメントが十分小さくない場合には、この歯車間にか
かる力は内燃機関から発生するトルクの脈動に従って変
化し、これが内燃機関を回転させる方向、すなわち横向
きの振動を発生する。これを防ぐためには次のような方
法をとることができる。
On the other hand, when power is taken out from only one shaft of the internal combustion engine of the present invention, or when unequal power is taken out from both shafts, a force is applied between the gears meshing with each other. If the moment of inertia on the power receiving side is not sufficiently small compared to the moment of inertia of the rotating parts about the two shafts of the internal combustion engine, the force applied between the gears will follow the torque pulsation generated by the internal combustion engine. And this produces vibrations in the direction of rotation of the internal combustion engine, i.e., sideways. To prevent this, the following method can be used.

【0032】一つの方法は、動力を受け取る側の慣性モ
ーメントに等しい慣性モーメントの弾み車を、出力軸で
ない方の軸に取り付けるものである。すなわち全体とし
ては両軸が等しい慣性モーメントを持つようにするもの
である。このような実施例を次に示す。
One method is to attach a flywheel having an inertia moment equal to the moment of inertia of the power receiving side to a shaft other than the output shaft. That is, as a whole, both axes have the same moment of inertia. Such an embodiment will be described below.

【0033】図9は、図2の内燃機関の一方の出力軸6
aによって発電機25を回し、この発電機の回転子など
の慣性モーメントに等しい慣性モーメントを持つ弾み車
17をもう一方の軸6bに取り付けた使用例である。こ
の場合両歯車間には、動力消費量に従って力がかかる。
FIG. 9 shows one output shaft 6 of the internal combustion engine of FIG.
In this example, a generator 25 is rotated by a, and a flywheel 17 having a moment of inertia equal to the moment of inertia of a rotor of the generator is attached to the other shaft 6b. In this case, a force is applied between the two gears according to the power consumption.

【0034】もう一つの方法は、出力軸と動力を受け取
る軸の間に、内燃機関のトルクの脈動に由来する出力軸
の回転速度の脈動を吸収できる程度の、例えばバネのよ
うな緩衝装置を設けることである。こうすることで、回
転速度の脈動の反作用としての振動を抑えることができ
る。この場合も動力消費量に従って力が両歯車にかか
る。
Another method is to provide a damping device, such as a spring, between the output shaft and the power receiving shaft, which is capable of absorbing the pulsation of the rotation speed of the output shaft resulting from the pulsation of the torque of the internal combustion engine. It is to provide. By doing so, vibration as a reaction of the pulsation of the rotation speed can be suppressed. In this case as well, a force is applied to both gears according to the power consumption.

【0035】図10は図2の内燃機関の一方の出力軸6
aから緩衝装置26を通して動力を取り出す使用例を示
したものである。
FIG. 10 shows one output shaft 6 of the internal combustion engine of FIG.
This shows an example of use in which power is taken out from a through the shock absorber 26.

【0036】図11は本発明の運動変換機構を利用した
2サイクルエンジンの実施例を示す図である。本発明の
2サイクルエンジンの特徴は、シリンダーの下部に棒2
の貫通した壁27を設け、気体の予備圧縮室29を設け
ることである。棒2と壁27の間は気密が保たれ、気密
を保つため棒2の断面は円形であることが望ましい。こ
の2サイクルエンジンは従来の2サイクルエンジンと異
なり、圧縮室29が連結棒、クランク等の構造部分と分
離しており、その体積を自由に変えることができるた
め、室29の気体の圧力を自由に調整できる。またその
構造部分を自由に設計、潤滑することができる。またピ
ストンとシリンダー間の横向きの力が生じないため容易
に高圧縮比が得られ、燃料噴射ノズル33を設けること
で2サイクルディーゼルエンジンに好ましく用いられ
る。このタイプの2サイクルエンジンはピストンにつな
がる棒2が横向きの動きをしない運動変換機構を有する
限り応用可能であるが、特に本発明の運動変換機構を利
用した場合、同時に振動も大幅に減らすことができる。
FIG. 11 is a view showing an embodiment of a two-stroke engine using the motion conversion mechanism of the present invention. The two-stroke engine of the present invention is characterized by a rod 2 at the bottom of the cylinder.
Is provided and a gas pre-compression chamber 29 is provided. Airtightness is maintained between the rod 2 and the wall 27, and it is desirable that the cross section of the rod 2 be circular in order to maintain airtightness. This two-stroke engine differs from a conventional two-stroke engine in that the compression chamber 29 is separated from structural parts such as a connecting rod and a crank, and the volume thereof can be freely changed. Can be adjusted. Also, the structure can be freely designed and lubricated. Further, a high compression ratio can be easily obtained because no lateral force is generated between the piston and the cylinder, and the fuel injection nozzle 33 is preferably used for a two-cycle diesel engine. This type of two-stroke engine is applicable as long as the rod 2 connected to the piston has a motion conversion mechanism that does not move sideways, but especially when the motion conversion mechanism of the present invention is used, vibration can be significantly reduced at the same time. it can.

【0037】図12は、本発明の運動変換機構を利用し
た内燃機関18によって、クラッチ19a、19bを通
して本発明の運動変換機構を利用したレシプロ型圧縮機
を、振動が少なく、摩耗も少ない運転を行う実施例であ
る。なお、この例に限って言えば、両軸を逆向き同回転
速度で回す歯車、弾み車は、エンジンのみに設置し、圧
縮機の歯車、弾み車を省くことができる。この場合は圧
縮機のシリンダー径をエンジンのシリンダー径より大き
くしているが、ストロークは同じにしている。
FIG. 12 shows a reciprocating compressor using the motion conversion mechanism of the present invention through the clutches 19a and 19b by the internal combustion engine 18 using the motion conversion mechanism of the present invention to operate the compressor with less vibration and less wear. This is a working example. Speaking of this example only, gears and flywheels that rotate both shafts in opposite directions and at the same rotational speed can be installed only in the engine, and the gears and flywheels of the compressor can be omitted. In this case, the cylinder diameter of the compressor is larger than the cylinder diameter of the engine, but the stroke is the same.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明の運動変換機構は往復直線運動と
回転運動を滑らかに変換し、内燃機関やレシプロ型圧縮
機に利用して、振動を少なくし、シリンダーやピストン
の摩擦、摩耗を少なくすることができる。さらにより効
率的な2サイクルエンジンに応用することもできる。
The motion conversion mechanism of the present invention converts a reciprocating linear motion and a rotary motion smoothly, and is used for an internal combustion engine or a reciprocating compressor to reduce vibrations and reduce friction and wear of cylinders and pistons. can do. Further, it can be applied to a more efficient two-stroke engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の内燃機関の図である。FIG. 1 is a diagram of a conventional internal combustion engine.

【図2】内燃機関の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of an internal combustion engine.

【図3】図2の内燃機関を下から見た図である。FIG. 3 is a view of the internal combustion engine of FIG. 2 as viewed from below.

【図4】ピストンとクランクをつなぐ機構の実施態様を
示す図である。
FIG. 4 is a view showing an embodiment of a mechanism for connecting a piston and a crank.

【図5】船舶用エンジンの実施例を示す図である。FIG. 5 is a view showing an embodiment of a marine engine.

【図6】歯車の代わりに、ギアーポンプを軸に取り付け
た内燃機関の実施例を示す図である。
FIG. 6 is a view showing an embodiment of an internal combustion engine in which a gear pump is mounted on a shaft instead of a gear.

【図7】同容量の2台のポンプを回す内燃機関の実施例
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of an internal combustion engine that rotates two pumps of the same capacity.

【図8】同容量の2台の発電機を回す内燃機関の実施例
を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of an internal combustion engine that rotates two generators of the same capacity.

【図9】1台の発電機を回す弾み車を有する内燃機関の
実施例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an embodiment of an internal combustion engine having a flywheel that rotates one generator.

【図10】一方の出力軸から緩衝装置を通して動力を取
り出す内燃機関の実施例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of an internal combustion engine that extracts power from one output shaft through a shock absorber.

【図11】2サイクルエンジンの実施例を示す縦断面図
である。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a two-cycle engine.

【図12】内燃機関によりレシプロ型圧縮機を運転する
実施例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an embodiment in which a reciprocating compressor is operated by an internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1a、1b 連結棒 2 棒 3 ピストン 4 シリンダー 5、5a、5b クランク 6、6a、6b 軸 7a、7b 歯車 8 補償重り 9、9a、9b 偏心重り 10 ジョイント 11、11a、11b、12、12a、12b、13
ピンの回りを自由に回るジョイント 14a、14b、15a、15b 軸受け 16a、16b、17 弾み車 18 内燃機関 19a、19b クラッチ兼回転方向転換装置 20a、20b、21a、21b ユニバーサルジョイ
ント 22a、22b スクリュー 23 ギアーポンプ 24a、24b 油圧ポンプ 25、25a、25b 発電機 26 緩衝装置 27 壁 28 シール 29 予備圧縮室 30 排気管 31 吸入管 32 気体導入通路 33 燃料噴射装置 34 気体圧縮機
1, 1a, 1b Connecting rod 2 Rod 3 Piston 4 Cylinder 5, 5a, 5b Crank 6, 6a, 6b Shaft 7a, 7b Gear 8 Compensating weight 9, 9a, 9b Eccentric weight 10 Joint 11, 11a, 11b, 12, 12a , 12b, 13
Joints 14a, 14b, 15a, 15b freely rotating around pins Bearings 16a, 16b, 17 Flywheels 18 Internal combustion engines 19a, 19b Clutch and rotation direction change devices 20a, 20b, 21a, 21b Universal joints 22a, 22b Screws 23 Gear pumps 24a , 24b Hydraulic pump 25, 25a, 25b Generator 26 Shock absorber 27 Wall 28 Seal 29 Precompression chamber 30 Exhaust pipe 31 Suction pipe 32 Gas introduction passage 33 Fuel injection device 34 Gas compressor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 往復直線運動する部分と2本の連結棒に
よってつながった、等しい慣性モーメントを持った2つ
の円運動をする部分よりなり、2つの円運動が互いに逆
向き等速度であることを特徴とする往復直線運動と円運
動を変換する運動変換機構。
1. A reciprocating linear motion and two circular motions connected by two connecting rods having equal moments of inertia. The two circular motions have opposite constant velocities. A motion conversion mechanism that converts reciprocating linear motion and circular motion.
【請求項2】 2つの円運動する部分と共に回転する2
つの偏心重りを有し、これらの偏心重りの往復直線運動
と平行な成分の加速度は往復直線運動の加速度を相殺
し、往復直線運動と垂直な成分の加速度は2つの偏心重
り同志で相殺することを特徴とする請求項1の運動変換
機構。
2. Rotation 2 with two circularly moving parts
Two eccentric weights, the acceleration of the component parallel to the reciprocating linear motion of these eccentric weights cancels the acceleration of the reciprocating linear motion, and the acceleration of the component perpendicular to the reciprocating linear motion cancels the acceleration of the two eccentric weights. The motion conversion mechanism according to claim 1, wherein:
【請求項3】 請求項1または請求項2の運動変換機構
を有する内燃機関。
3. An internal combustion engine having the motion conversion mechanism according to claim 1.
【請求項4】 請求項1または請求項2の運動変換機構
を有するレシプロ型圧縮機。
4. A reciprocating compressor having the motion conversion mechanism according to claim 1.
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