JPH11173266A - 回転運動と往復運動との変換機構を用いたポンプ及びエンジン並びにこれらに用いるピストン組立体 - Google Patents
回転運動と往復運動との変換機構を用いたポンプ及びエンジン並びにこれらに用いるピストン組立体Info
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- JPH11173266A JPH11173266A JP34272797A JP34272797A JPH11173266A JP H11173266 A JPH11173266 A JP H11173266A JP 34272797 A JP34272797 A JP 34272797A JP 34272797 A JP34272797 A JP 34272797A JP H11173266 A JPH11173266 A JP H11173266A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/34—Ultra-small engines, e.g. for driving models
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏心回転部材の回転半径が小さくとも大きな
ストロークを得ることができるポンプを提供する。 【解決手段】 駆動回転軸３０と、駆動回転軸３０に対
して偏心して取り付けられ駆動回転軸３０に対して偏心
して回転する偏心クランクピン３８と、偏心クランクピ
ン３８に係合するカム溝１２ａを有するカム部材１２及
びピストン１０を含む往復移動部材と、ピストン１０に
適合せるシリンダ内面２５を有するシリンダ部材２と、
シリンダ部材２、蓋６及びピストン１０により形成され
るキャビティに対する流体の吸入ポート５０及び流体の
吐出ポート５２とを備えている。カム溝１２ａはピスト
ン１０の往復移動の方向に対して斜め４５度の角度をな
して延びている。
ストロークを得ることができるポンプを提供する。 【解決手段】 駆動回転軸３０と、駆動回転軸３０に対
して偏心して取り付けられ駆動回転軸３０に対して偏心
して回転する偏心クランクピン３８と、偏心クランクピ
ン３８に係合するカム溝１２ａを有するカム部材１２及
びピストン１０を含む往復移動部材と、ピストン１０に
適合せるシリンダ内面２５を有するシリンダ部材２と、
シリンダ部材２、蓋６及びピストン１０により形成され
るキャビティに対する流体の吸入ポート５０及び流体の
吐出ポート５２とを備えている。カム溝１２ａはピスト
ン１０の往復移動の方向に対して斜め４５度の角度をな
して延びている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動力伝達技術に属する
ものであり、特に、回転運動を往復運動に変換する機構
を用いたポンプ及び往復運動を回転運動に変換する機構
を用いたエンジン並びにこれらに用いるピストン組立体
に関する。
ものであり、特に、回転運動を往復運動に変換する機構
を用いたポンプ及び往復運動を回転運動に変換する機構
を用いたエンジン並びにこれらに用いるピストン組立体
に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
シリンダ内でピストンを往復運動可能に配置し、該ピス
トンと回転駆動源の出力回転軸とをクランク機構または
スコッチヨーク機構を介して結合して、回転駆動源の出
力回転軸の回転運動をピストンの往復運動に変換し、シ
リンダ及びピストンにより形成されるキャビティの容積
変化を利用して、シリンダに形成した吸入弁付き吸入ポ
ート及び吐出弁付き吐出ポートを介してシリンダ外の流
体をシリンダ内へと吸入し且つ該シリンダ内からシリン
ダ外へと流体を吐出させて、ポンプ（真空ポンプ及びコ
ンプレッサを含む）作用を行わせている。
シリンダ内でピストンを往復運動可能に配置し、該ピス
トンと回転駆動源の出力回転軸とをクランク機構または
スコッチヨーク機構を介して結合して、回転駆動源の出
力回転軸の回転運動をピストンの往復運動に変換し、シ
リンダ及びピストンにより形成されるキャビティの容積
変化を利用して、シリンダに形成した吸入弁付き吸入ポ
ート及び吐出弁付き吐出ポートを介してシリンダ外の流
体をシリンダ内へと吸入し且つ該シリンダ内からシリン
ダ外へと流体を吐出させて、ポンプ（真空ポンプ及びコ
ンプレッサを含む）作用を行わせている。
【０００３】また、シリンダ内でピストンを往復運動可
能に配置し、該ピストンと出力回転軸とをクランク機構
を介して結合し、シリンダ及びピストンにより形成され
るキャビティ内へと導入した燃料・空気混合気を適宜の
タイミングで点火爆発させてシリンダ内でピストンを往
復運動させ、キャビティに対する燃料・空気混合気の吸
入及び排気並びに点火爆発を適宜のタイミングで行い、
ピストンの往復運動を出力回転軸の回転運動に変換し、
内燃エンジン作用を行わせている。
能に配置し、該ピストンと出力回転軸とをクランク機構
を介して結合し、シリンダ及びピストンにより形成され
るキャビティ内へと導入した燃料・空気混合気を適宜の
タイミングで点火爆発させてシリンダ内でピストンを往
復運動させ、キャビティに対する燃料・空気混合気の吸
入及び排気並びに点火爆発を適宜のタイミングで行い、
ピストンの往復運動を出力回転軸の回転運動に変換し、
内燃エンジン作用を行わせている。
【０００４】しかるに、従来実用されている以上のよう
なクランク機構またはスコッチヨーク機構を用いてピス
トンの往復運動と回転軸の回転運動との間の変換を伴う
ポンプやエンジンでは、ピストンの往復運動のストロー
クはクランク機構またはスコッチヨーク機構で回転軸に
対して偏心して回転（旋回）する部材の回転（旋回）半
径の２倍であるのが一般的である。
なクランク機構またはスコッチヨーク機構を用いてピス
トンの往復運動と回転軸の回転運動との間の変換を伴う
ポンプやエンジンでは、ピストンの往復運動のストロー
クはクランク機構またはスコッチヨーク機構で回転軸に
対して偏心して回転（旋回）する部材の回転（旋回）半
径の２倍であるのが一般的である。
【０００５】このため、ポンプにおいては、大きな容量
を得るためにピストンの往復運動のストロークを大きく
しようとすると、偏心回転部材の回転半径を大きくせざ
るを得ず、装置の大きさ（特に、ピストン往復運動方向
と直交する方向の寸法）が必然的に大きくなるという問
題点があった。
を得るためにピストンの往復運動のストロークを大きく
しようとすると、偏心回転部材の回転半径を大きくせざ
るを得ず、装置の大きさ（特に、ピストン往復運動方向
と直交する方向の寸法）が必然的に大きくなるという問
題点があった。
【０００６】また、エンジンにおいては、クランク機構
の死点の近傍で点火爆発が行われ、このため駆動力発生
の効率が低いという問題点があった。
の死点の近傍で点火爆発が行われ、このため駆動力発生
の効率が低いという問題点があった。
【０００７】そこで、本発明は、偏心回転部材の回転半
径が小さくとも、大きなストロークを得ることができる
ポンプを提供することを目的とする。また、本発明は、
点火爆発時点の近傍に死点がなく、駆動力発生の効率を
向上させ得るエンジンを提供することを目的とする。
径が小さくとも、大きなストロークを得ることができる
ポンプを提供することを目的とする。また、本発明は、
点火爆発時点の近傍に死点がなく、駆動力発生の効率を
向上させ得るエンジンを提供することを目的とする。
【０００８】そして、本発明は、以上のような回転運動
と往復運動との変換機構を用いたポンプ及びエンジン等
の装置を実現するために用いられるピストン組立体を提
供することをも目的とするものである。
と往復運動との変換機構を用いたポンプ及びエンジン等
の装置を実現するために用いられるピストン組立体を提
供することをも目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するものとして、駆動回転軸と、該駆動回転軸
に対して偏心して取り付けられ該駆動回転軸に対して偏
心して回転する偏心回転部材と、該偏心回転部材に係合
するカム溝を有するカム部材を含むピストン組立体と、
該ピストン組立体を前記駆動回転軸の方向と非平行な方
向に往復移動させるように収容しているシリンダと、該
シリンダ及び前記ピストンにより形成されるキャビティ
に対する流体の吸入ポート及び流体の吐出ポートとを備
えており、前記カム溝は前記ピストン組立体の往復移動
の方向に対して斜めに延びていることを特徴とする、ポ
ンプ、が提供される。
的を達成するものとして、駆動回転軸と、該駆動回転軸
に対して偏心して取り付けられ該駆動回転軸に対して偏
心して回転する偏心回転部材と、該偏心回転部材に係合
するカム溝を有するカム部材を含むピストン組立体と、
該ピストン組立体を前記駆動回転軸の方向と非平行な方
向に往復移動させるように収容しているシリンダと、該
シリンダ及び前記ピストンにより形成されるキャビティ
に対する流体の吸入ポート及び流体の吐出ポートとを備
えており、前記カム溝は前記ピストン組立体の往復移動
の方向に対して斜めに延びていることを特徴とする、ポ
ンプ、が提供される。
【００１０】また、本発明によれば、上記目的を達成す
るものとして、出力回転軸と、該出力回転軸に対して偏
心して取り付けられ該出力回転軸に対して偏心して回転
する偏心回転部材と、該偏心回転部材に係合するカム溝
を有するカム部材を含むピストン組立体と、該ピストン
組立体を前記出力回転軸の方向と非平行な方向に往復移
動させるように収容しているシリンダと、該シリンダ及
び前記ピストンにより形成されるキャビティに対する燃
料・空気混合気の吸気ポート及び燃焼済気体の排気ポー
トとを備えており、前記カム溝は前記ピストン組立体の
往復移動の方向に対して斜めに延びていることを特徴と
する、内燃エンジン、が提供され、出力回転軸と、該出
力回転軸に対して偏心して取り付けられ該出力回転軸に
対して偏心して回転する偏心回転部材と、該偏心回転部
材に係合するカム溝を有するカム部材を含むピストン組
立体と、該ピストン組立体を前記出力回転軸の方向と非
平行な方向に往復移動させるように収容しているシリン
ダと、該シリンダ及び前記ピストンにより形成されるキ
ャビティに対する燃料供給手段、吸気ポート及び燃焼済
気体の排気ポートとを備えており、前記カム溝は前記ピ
ストン組立体の往復移動の方向に対して斜めに延びてい
ることを特徴とする、内燃エンジン、が提供される。
るものとして、出力回転軸と、該出力回転軸に対して偏
心して取り付けられ該出力回転軸に対して偏心して回転
する偏心回転部材と、該偏心回転部材に係合するカム溝
を有するカム部材を含むピストン組立体と、該ピストン
組立体を前記出力回転軸の方向と非平行な方向に往復移
動させるように収容しているシリンダと、該シリンダ及
び前記ピストンにより形成されるキャビティに対する燃
料・空気混合気の吸気ポート及び燃焼済気体の排気ポー
トとを備えており、前記カム溝は前記ピストン組立体の
往復移動の方向に対して斜めに延びていることを特徴と
する、内燃エンジン、が提供され、出力回転軸と、該出
力回転軸に対して偏心して取り付けられ該出力回転軸に
対して偏心して回転する偏心回転部材と、該偏心回転部
材に係合するカム溝を有するカム部材を含むピストン組
立体と、該ピストン組立体を前記出力回転軸の方向と非
平行な方向に往復移動させるように収容しているシリン
ダと、該シリンダ及び前記ピストンにより形成されるキ
ャビティに対する燃料供給手段、吸気ポート及び燃焼済
気体の排気ポートとを備えており、前記カム溝は前記ピ
ストン組立体の往復移動の方向に対して斜めに延びてい
ることを特徴とする、内燃エンジン、が提供される。
【００１１】本発明の一態様においては、前記キャビテ
ィ内の燃料・空気混合気に対する点火手段を備えてい
る。
ィ内の燃料・空気混合気に対する点火手段を備えてい
る。
【００１２】更に、本発明によれば、上記目的を達成す
るものとして、前記ポンプまたは前記内燃エンジンに使
用される前記ピストン組立体が提供される。即ち、本発
明によれば、回転軸に対して偏心して取り付けられ該回
転軸に対して偏心して回転する偏心回転部材に係合する
カム溝を有し、前記回転軸の方向と非平行な方向に往復
移動可能なようにシリンダ内に収容されるピストン組立
体であって、前記カム溝は前記シリンダ内での往復移動
の方向に対して斜めになるように形成されていることを
特徴とする、ピストン組立体、が提供される。
るものとして、前記ポンプまたは前記内燃エンジンに使
用される前記ピストン組立体が提供される。即ち、本発
明によれば、回転軸に対して偏心して取り付けられ該回
転軸に対して偏心して回転する偏心回転部材に係合する
カム溝を有し、前記回転軸の方向と非平行な方向に往復
移動可能なようにシリンダ内に収容されるピストン組立
体であって、前記カム溝は前記シリンダ内での往復移動
の方向に対して斜めになるように形成されていることを
特徴とする、ピストン組立体、が提供される。
【００１３】本発明の一態様においては、前記カム溝は
カム部材に形成されており、該カム部材は前記シリンダ
と摺動可能に接触するピストンに取り付けられている。
カム部材に形成されており、該カム部材は前記シリンダ
と摺動可能に接触するピストンに取り付けられている。
【００１４】以上のような本発明においては、前記カム
溝は前記シリンダ内での往復移動の方向に対して３０〜
６０度特に略４５度の角度をなしているのが好ましい。
溝は前記シリンダ内での往復移動の方向に対して３０〜
６０度特に略４５度の角度をなしているのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の具体的な実施の形態を説明する。
の具体的な実施の形態を説明する。
【００１６】図１は本発明による回転運動−往復運動変
換機構を用いたポンプの一実施形態を示す分解斜視図で
あり、図２はこのポンプの組立て状態を示す斜視図であ
り、図３、図４及び図５はいずれもこのポンプの組立て
状態を示す断面図である。
換機構を用いたポンプの一実施形態を示す分解斜視図で
あり、図２はこのポンプの組立て状態を示す斜視図であ
り、図３、図４及び図５はいずれもこのポンプの組立て
状態を示す断面図である。
【００１７】これらの図において、シリンダ部材２が上
下方向を向いて配置されている。該シリンダ部材２の下
部側方には開口２１が設けられており、該開口２１には
ボルトにより下部蓋４が取り付けられている。シリンダ
部材２の上部には開口２２が設けられており、該開口２
２にはボルトにより上部蓋６が取り付けられている。シ
リンダ部材２の下部には通気口２３が形成されており、
シリンダ部材２の上部外面には放熱フィン２４が形成さ
れている。
下方向を向いて配置されている。該シリンダ部材２の下
部側方には開口２１が設けられており、該開口２１には
ボルトにより下部蓋４が取り付けられている。シリンダ
部材２の上部には開口２２が設けられており、該開口２
２にはボルトにより上部蓋６が取り付けられている。シ
リンダ部材２の下部には通気口２３が形成されており、
シリンダ部材２の上部外面には放熱フィン２４が形成さ
れている。
【００１８】シリンダ部材２の内部には、上下方向のシ
リンダ内面２５が形成されており、該シリンダ内面と適
合せるピストン１０が上下方向に往復移動可能なように
配置されている。該ピストン１０の下部にはカム部材１
２が取り付けられている。該カム部材１２は、図３に最
も良く示されているように、シリンダ内面２５内でのピ
ストン１０の往復移動方向（上下方向）に対して斜め４
５度の角度をなすカム溝１２ａを有する。カム溝１２ａ
を有するカム部材１２とピストン１０とを含んでピスト
ン組立体が構成される。尚、ピストン組立体におけるカ
ム溝は、本実施形態のような長孔（即ち溝底部がなく貫
通しているもの）の形態であってもよい。
リンダ内面２５が形成されており、該シリンダ内面と適
合せるピストン１０が上下方向に往復移動可能なように
配置されている。該ピストン１０の下部にはカム部材１
２が取り付けられている。該カム部材１２は、図３に最
も良く示されているように、シリンダ内面２５内でのピ
ストン１０の往復移動方向（上下方向）に対して斜め４
５度の角度をなすカム溝１２ａを有する。カム溝１２ａ
を有するカム部材１２とピストン１０とを含んでピスト
ン組立体が構成される。尚、ピストン組立体におけるカ
ム溝は、本実施形態のような長孔（即ち溝底部がなく貫
通しているもの）の形態であってもよい。
【００１９】下部蓋４を貫通して駆動回転軸３０がシリ
ンダ部材２内へと挿入されている。駆動回転軸３０は、
上記ピストン１０の往復移動方向と直交する方向（水平
方向）に中心を有しており、スペーサ３２により所定間
隔に維持された２つのベアリング３４，３６により下部
蓋４に対して回転可能に保持されている。シリンダ部材
２内において、駆動回転軸３０の先端にはクランクピン
３８が付設されている。該クランクピン３８は、駆動回
転軸３０と平行に延びており、図３に示されているよう
に該駆動回転軸３０から距離ｘだけ隔てられて位置して
いる。そして、クランクピン３８は上記カム部材１２の
カム溝１２ａと係合している。クランクピン３８の直径
はカム溝１２ａの溝幅とほぼ等しい。
ンダ部材２内へと挿入されている。駆動回転軸３０は、
上記ピストン１０の往復移動方向と直交する方向（水平
方向）に中心を有しており、スペーサ３２により所定間
隔に維持された２つのベアリング３４，３６により下部
蓋４に対して回転可能に保持されている。シリンダ部材
２内において、駆動回転軸３０の先端にはクランクピン
３８が付設されている。該クランクピン３８は、駆動回
転軸３０と平行に延びており、図３に示されているよう
に該駆動回転軸３０から距離ｘだけ隔てられて位置して
いる。そして、クランクピン３８は上記カム部材１２の
カム溝１２ａと係合している。クランクピン３８の直径
はカム溝１２ａの溝幅とほぼ等しい。
【００２０】上部蓋６には、吸入ポート５０及び吐出ポ
ート５２が設けられている。吸入ポート５０には、シリ
ンダ部材２内への流体の流入を許容しシリンダ部材２内
からの流体の流出を阻止する吸入弁５０ａが取り付けら
れている。吐出ポート５２には、シリンダ部材２内への
流体の流入を阻止しシリンダ部材２内からの流体の流出
を許容する吐出弁５２ａが取り付けられている。
ート５２が設けられている。吸入ポート５０には、シリ
ンダ部材２内への流体の流入を許容しシリンダ部材２内
からの流体の流出を阻止する吸入弁５０ａが取り付けら
れている。吐出ポート５２には、シリンダ部材２内への
流体の流入を阻止しシリンダ部材２内からの流体の流出
を許容する吐出弁５２ａが取り付けられている。
【００２１】不図示の駆動源により、駆動回転軸３０を
回転させると、クランクピン３８が駆動回転軸３０から
偏心して該駆動回転軸３０の回転中心の周りで回転（旋
回）し、クランクピン３８がカム溝１２ａ内で該カム溝
の延在方向にスライド移動する。このクランクピン３８
とカム溝１２ａとの係合関係に基づき、カム部材１２及
び該カム部材１２に固定されたピストン１０が、シリン
ダ部材２に対して上下方向に往復運動する。その際、ピ
ストン１０の外周面はシリンダ内面２５に対し摺動す
る。ピストン１０の往復運動の周期は、駆動回転軸３０
の回転運動の周期と同一である。
回転させると、クランクピン３８が駆動回転軸３０から
偏心して該駆動回転軸３０の回転中心の周りで回転（旋
回）し、クランクピン３８がカム溝１２ａ内で該カム溝
の延在方向にスライド移動する。このクランクピン３８
とカム溝１２ａとの係合関係に基づき、カム部材１２及
び該カム部材１２に固定されたピストン１０が、シリン
ダ部材２に対して上下方向に往復運動する。その際、ピ
ストン１０の外周面はシリンダ内面２５に対し摺動す
る。ピストン１０の往復運動の周期は、駆動回転軸３０
の回転運動の周期と同一である。
【００２２】図６は、図３及び図４に示される状態から
駆動回転軸３０が角度１８０度回転した後の状態を示
す。ピストン１０は、図３の状態では上下方向往復移動
の最上端に位置しており、図６の状態では上下方向往復
移動の最下端に位置している。
駆動回転軸３０が角度１８０度回転した後の状態を示
す。ピストン１０は、図３の状態では上下方向往復移動
の最上端に位置しており、図６の状態では上下方向往復
移動の最下端に位置している。
【００２３】図６に最もよく示されているように、シリ
ンダ内面２５とピストン１０の上面と上部蓋６とにより
キャビティＣＡが形成され、該キャビティＣＡの容積は
図３の状態では最小であり図６の状態では最大である。
従って、駆動回転軸３０が回転するにつれて、図３に示
す状態から図６に示す状態への移行時にはキャビティＣ
Ａの容積が増加するので、吸入ポート５０を介して外部
からキャビティＣＡ内へと流体が吸入される。一方、駆
動回転軸３０が回転するにつれて、図６に示す状態から
図３に示す状態への移行時にはキャビティＣＡの容積が
減少するので、吐出ポート５２を介してキャビティＣＡ
内から外部へと流体が吐出される。
ンダ内面２５とピストン１０の上面と上部蓋６とにより
キャビティＣＡが形成され、該キャビティＣＡの容積は
図３の状態では最小であり図６の状態では最大である。
従って、駆動回転軸３０が回転するにつれて、図３に示
す状態から図６に示す状態への移行時にはキャビティＣ
Ａの容積が増加するので、吸入ポート５０を介して外部
からキャビティＣＡ内へと流体が吸入される。一方、駆
動回転軸３０が回転するにつれて、図６に示す状態から
図３に示す状態への移行時にはキャビティＣＡの容積が
減少するので、吐出ポート５２を介してキャビティＣＡ
内から外部へと流体が吐出される。
【００２４】図７により、本実施形態において用いられ
ている回転運動−往復運動変換機構の機能を説明する。
図７（ａ）は本発明によるピストン組立体を用いた回転
運動−往復運動変換機構を示し、図７（ｂ）は従来の回
転運動−往復運動変換機構を示す。従来のスコッチヨー
ク機構やクランク機構を用いた装置では、図７（ｂ）に
示されているように、クランクピンの回転（旋回）半径
をｘとしたときに、ピストン１０の往復移動のストロー
クは２ｘとなる。これに対して、本発明ピストン組立体
を用いた機構では、図７（ａ）に示されているように、
クランクピンの回転（旋回）半径をｘとしたときに、ピ
ストンの往復移動のストロークは２√（２）ｘとなる。
このように、本発明のピストン組立体を用いた回転運動
−往復運動変換機構によれば、小さな半径の回転運動で
大きな往復運動ストロークを得ることができ、従って、
長手方向と直交する方向の寸法を大きくすることなく細
長くして、大きな容量のポンプを実現することができ
る。
ている回転運動−往復運動変換機構の機能を説明する。
図７（ａ）は本発明によるピストン組立体を用いた回転
運動−往復運動変換機構を示し、図７（ｂ）は従来の回
転運動−往復運動変換機構を示す。従来のスコッチヨー
ク機構やクランク機構を用いた装置では、図７（ｂ）に
示されているように、クランクピンの回転（旋回）半径
をｘとしたときに、ピストン１０の往復移動のストロー
クは２ｘとなる。これに対して、本発明ピストン組立体
を用いた機構では、図７（ａ）に示されているように、
クランクピンの回転（旋回）半径をｘとしたときに、ピ
ストンの往復移動のストロークは２√（２）ｘとなる。
このように、本発明のピストン組立体を用いた回転運動
−往復運動変換機構によれば、小さな半径の回転運動で
大きな往復運動ストロークを得ることができ、従って、
長手方向と直交する方向の寸法を大きくすることなく細
長くして、大きな容量のポンプを実現することができ
る。
【００２５】図８は本発明によるピストン組立体を用い
た往復運動−回転運動変換機構を用いた２サイクル内燃
エンジンの一実施形態を示す組立て状態を示す断面図で
ある。本図において、上記図１〜７のものと対応する部
材には、同番号に符号「’」を付して示している。本実
施形態では、３０’は出力回転軸である。
た往復運動−回転運動変換機構を用いた２サイクル内燃
エンジンの一実施形態を示す組立て状態を示す断面図で
ある。本図において、上記図１〜７のものと対応する部
材には、同番号に符号「’」を付して示している。本実
施形態では、３０’は出力回転軸である。
【００２６】本実施形態では、シリンダ部材２’には、
燃料・空気混合気導入口７０と、連絡通路７２と、排気
口７４とが形成されている。連絡通路７２内には逆止め
弁７６が介在している。また、上部蓋６’には、点火プ
ラグ７８が取り付けられている。
燃料・空気混合気導入口７０と、連絡通路７２と、排気
口７４とが形成されている。連絡通路７２内には逆止め
弁７６が介在している。また、上部蓋６’には、点火プ
ラグ７８が取り付けられている。
【００２７】ピストン１０’は図８の状態では上下方向
往復移動の最上端に位置しており、キャビティＣＡ’の
容積は最小である。ピストン１０’及びカム部材１２’
を含んでなるピストン組立体の往復運動と出力回転軸３
０’の回転運動との関係は、上記図１〜７に関し説明し
た通りである。但し、本実施形態では、ピストン１０’
の往復運動に同期して、適宜のタイミングで、燃料・空
気混合気導入口７０からシリンダ部材２’内に燃料・空
気混合気を導入し、連絡通路７２を介して吸気ポートか
らキャビティＣＡ’内に燃料・空気混合気を導入し、キ
ャビティＣＡ’をピストン１０’により密閉し、点火プ
ラグ７８により燃料・空気混合気に点火して爆発させ、
排気口（排気ポート）７４から燃焼済気体を排出する。
このピストン１０’の往復運動に基づき、出力回転軸３
０’が回転せしめられる。
往復移動の最上端に位置しており、キャビティＣＡ’の
容積は最小である。ピストン１０’及びカム部材１２’
を含んでなるピストン組立体の往復運動と出力回転軸３
０’の回転運動との関係は、上記図１〜７に関し説明し
た通りである。但し、本実施形態では、ピストン１０’
の往復運動に同期して、適宜のタイミングで、燃料・空
気混合気導入口７０からシリンダ部材２’内に燃料・空
気混合気を導入し、連絡通路７２を介して吸気ポートか
らキャビティＣＡ’内に燃料・空気混合気を導入し、キ
ャビティＣＡ’をピストン１０’により密閉し、点火プ
ラグ７８により燃料・空気混合気に点火して爆発させ、
排気口（排気ポート）７４から燃焼済気体を排出する。
このピストン１０’の往復運動に基づき、出力回転軸３
０’が回転せしめられる。
【００２８】上記図７において部材を示す番号に符
号「’」を付してみるとわかるように、本実施形態で
は、ピストン１０’が最上位置（点火プラグ７８による
点火時期の近傍でのピストン１０’の位置）にある時に
は、図８においてクランクピン３８’の中心と出力回転
軸３０’の中心とを結ぶ線の方向は上下方向から角度４
５度傾いているので、点火爆発時のピストン１０’の下
向き移動の運動エネルギーを出力回転軸３０’の回転ト
ルクに有効に変換することができ、このため駆動力発生
の効率を向上させることができる。
号「’」を付してみるとわかるように、本実施形態で
は、ピストン１０’が最上位置（点火プラグ７８による
点火時期の近傍でのピストン１０’の位置）にある時に
は、図８においてクランクピン３８’の中心と出力回転
軸３０’の中心とを結ぶ線の方向は上下方向から角度４
５度傾いているので、点火爆発時のピストン１０’の下
向き移動の運動エネルギーを出力回転軸３０’の回転ト
ルクに有効に変換することができ、このため駆動力発生
の効率を向上させることができる。
【００２９】以上の実施形態では吸気ポートからキャビ
ティＣＡ’内に燃料・空気混合気を導入しているが、吸
気ポートからキャビティＣＡ’内に空気を導入し且つ別
途設けられた燃料供給手段によりキャビティＣＡ’内に
燃料を供給（例えば噴射による）し、キャビティＣＡ’
内で燃料・空気混合気を生成し、該燃料・空気混合気に
点火するようにしてもよい。
ティＣＡ’内に燃料・空気混合気を導入しているが、吸
気ポートからキャビティＣＡ’内に空気を導入し且つ別
途設けられた燃料供給手段によりキャビティＣＡ’内に
燃料を供給（例えば噴射による）し、キャビティＣＡ’
内で燃料・空気混合気を生成し、該燃料・空気混合気に
点火するようにしてもよい。
【００３０】また、以上の実施形態では燃料・空気混合
気に対する点火のための点火プラグを設けているが、特
別の点火手段を付することなしに、キャビティＣＡ’の
容積減少に伴う圧力上昇によりひき起こされる温度上昇
に基づき点火することも可能である。
気に対する点火のための点火プラグを設けているが、特
別の点火手段を付することなしに、キャビティＣＡ’の
容積減少に伴う圧力上昇によりひき起こされる温度上昇
に基づき点火することも可能である。
【００３１】尚、以上の実施形態ではカム溝１２ａ，１
２ａ’がピストンの往復移動の方向に対して４５度の角
度をなしているが、この角度は３０〜６０度の範囲内の
その他の値とすることもできる。
２ａ’がピストンの往復移動の方向に対して４５度の角
度をなしているが、この角度は３０〜６０度の範囲内の
その他の値とすることもできる。
【００３２】また、以上の実施形態ではカム部材１２，
１２’をピストン１０，１０’に取り付けてピストン組
立体を構成しているが、ピストン１０，１０’に一体的
に形成した部材（カム部）にカム溝を形成することも可
能である。
１２’をピストン１０，１０’に取り付けてピストン組
立体を構成しているが、ピストン１０，１０’に一体的
に形成した部材（カム部）にカム溝を形成することも可
能である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、偏
心回転部材の回転半径が小さくとも、大きなストローク
を得ることができるポンプが提供され、また点火爆発時
点の近傍に死点がなく駆動力発生の効率を向上させ得る
エンジンが提供される。そして、本発明によれば、以上
のようなポンプ及びエンジン等の装置を実現するために
用いられる回転運動−往復運動変換機構で使用され得る
ピストン組立体が提供される。
心回転部材の回転半径が小さくとも、大きなストローク
を得ることができるポンプが提供され、また点火爆発時
点の近傍に死点がなく駆動力発生の効率を向上させ得る
エンジンが提供される。そして、本発明によれば、以上
のようなポンプ及びエンジン等の装置を実現するために
用いられる回転運動−往復運動変換機構で使用され得る
ピストン組立体が提供される。
【図１】本発明による回転運動−往復運動変換機構を用
いたポンプの一実施形態を示す分解斜視図である。
いたポンプの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】本発明による回転運動−往復運動変換機構を用
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す斜視図であ
る。
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す斜視図であ
る。
【図３】本発明による回転運動−往復運動変換機構を用
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す断面図であ
る。
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す断面図であ
る。
【図４】本発明による回転運動−往復運動変換機構を用
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す断面図であ
る。
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す断面図であ
る。
【図５】本発明による回転運動−往復運動変換機構を用
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す断面図であ
る。
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す断面図であ
る。
【図６】本発明による回転運動−往復運動変換機構を用
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す断面図であ
る。
いたポンプの一実施形態の組立て状態を示す断面図であ
る。
【図７】本発明による回転運動−往復運動変換機構を用
いたポンプの一実施形態において用いられている回転運
動−往復運動変換機構の機能の説明図である。
いたポンプの一実施形態において用いられている回転運
動−往復運動変換機構の機能の説明図である。
【図８】本発明による往復運動−回転運動変換機構を用
いた２サイクル内燃エンジンの一実施形態を示す組立て
状態を示す断面図である。
いた２サイクル内燃エンジンの一実施形態を示す組立て
状態を示す断面図である。
２，２’ シリンダ部材 ４ 下部蓋 ６，６’ 上部蓋 １０，１０’ ピストン １２，１２’ カム部材 １２ａ，１２ａ’ カム溝 ２１ 開口 ２２ 開口 ２３ 通気口 ２４，２４’ 放熱フィン ２５，２５’ シリンダ内面 ３０ 駆動回転軸 ３０’ 出力回転軸 ３２ スペーサ ３４，３６ ベアリング ３８，３８’ クランクピン ５０ 吸入ポート ５０ａ 吸入弁 ５２ 吐出ポート ５２ａ 吐出弁 ７０ 燃料・空気混合気導入口 ７２ 連絡通路 ７４ 排気口 ７６ 逆止め弁 ７８ 点火プラグ ＣＡ キャビティ
Claims (13)
- 【請求項１】 駆動回転軸と、該駆動回転軸に対して偏
心して取り付けられ該駆動回転軸に対して偏心して回転
する偏心回転部材と、該偏心回転部材に係合するカム溝
を有するカム部材を含むピストン組立体と、該ピストン
組立体を前記駆動回転軸の方向と非平行な方向に往復移
動させるように収容しているシリンダと、該シリンダ及
び前記ピストンにより形成されるキャビティに対する流
体の吸入ポート及び流体の吐出ポートとを備えており、
前記カム溝は前記ピストン組立体の往復移動の方向に対
して斜めに延びていることを特徴とする、ポンプ。 - 【請求項２】 前記カム溝は前記ピストン組立体の往復
移動の方向に対して３０〜６０度の角度をなしているこ
とを特徴とする、請求項１に記載のポンプ。 - 【請求項３】 前記カム溝は前記ピストン組立体の往復
移動の方向に対して略４５度の角度をなしていることを
特徴とする、請求項２に記載のポンプ。 - 【請求項４】 出力回転軸と、該出力回転軸に対して偏
心して取り付けられ該出力回転軸に対して偏心して回転
する偏心回転部材と、該偏心回転部材に係合するカム溝
を有するカム部材を含むピストン組立体と、該ピストン
組立体を前記出力回転軸の方向と非平行な方向に往復移
動させるように収容しているシリンダと、該シリンダ及
び前記ピストンにより形成されるキャビティに対する燃
料・空気混合気の吸気ポート及び燃焼済気体の排気ポー
トとを備えており、前記カム溝は前記ピストン組立体の
往復移動の方向に対して斜めに延びていることを特徴と
する、内燃エンジン。 - 【請求項５】 出力回転軸と、該出力回転軸に対して偏
心して取り付けられ該出力回転軸に対して偏心して回転
する偏心回転部材と、該偏心回転部材に係合するカム溝
を有するカム部材を含むピストン組立体と、該ピストン
組立体を前記出力回転軸の方向と非平行な方向に往復移
動させるように収容しているシリンダと、該シリンダ及
び前記ピストンにより形成されるキャビティに対する燃
料供給手段、吸気ポート及び燃焼済気体の排気ポートと
を備えており、前記カム溝は前記ピストン組立体の往復
移動の方向に対して斜めに延びていることを特徴とす
る、内燃エンジン。 - 【請求項６】 前記キャビティ内の燃料・空気混合気に
対する点火手段を備えていることを特徴とする、請求項
４〜５のいずれかに記載の内燃エンジン。 - 【請求項７】 前記カム溝は前記ピストン組立体の往復
移動の方向に対して３０〜６０度の角度をなしているこ
とを特徴とする、請求項５〜６のいずれかに記載の内燃
エンジン。 - 【請求項８】 前記カム溝は前記ピストン組立体の往復
移動の方向に対して略４５度の角度をなしていることを
特徴とする、請求項７に記載の内燃エンジン。 - 【請求項９】 前記請求項１〜３のいずれかに記載のポ
ンプまたは前記請求項４〜８のいずれかに記載の内燃エ
ンジンに使用される前記ピストン組立体。 - 【請求項１０】 回転軸に対して偏心して取り付けられ
該回転軸に対して偏心して回転する偏心回転部材に係合
するカム溝を有し、前記回転軸の方向と非平行な方向に
往復移動可能なようにシリンダ内に収容されるピストン
組立体であって、前記カム溝は前記シリンダ内での往復
移動の方向に対して斜めになるように形成されているこ
とを特徴とする、ピストン組立体。 - 【請求項１１】 前記カム溝はカム部材に形成されてお
り、該カム部材は前記シリンダと摺動可能に接触するピ
ストンに取り付けられていることを特徴とする、請求項
１０に記載のピストン組立体。 - 【請求項１２】 前記カム溝は前記シリンダ内での往復
移動の方向に対して３０〜６０度の角度をなしているこ
とを特徴とする、請求項１０〜１１のいずれかに記載の
ピストン組立体。 - 【請求項１３】 前記カム溝は前記シリンダ内での往復
移動の方向に対して略４５度の角度をなしていることを
特徴とする、請求項１２に記載のピストン組立体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34272797A JPH11173266A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 回転運動と往復運動との変換機構を用いたポンプ及びエンジン並びにこれらに用いるピストン組立体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34272797A JPH11173266A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 回転運動と往復運動との変換機構を用いたポンプ及びエンジン並びにこれらに用いるピストン組立体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11173266A true JPH11173266A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18356026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34272797A Pending JPH11173266A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | 回転運動と往復運動との変換機構を用いたポンプ及びエンジン並びにこれらに用いるピストン組立体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11173266A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2865499A1 (fr) * | 2004-01-22 | 2005-07-29 | Pascale Ghyslain Di | Moteur a piston rotatif |
| WO2007012701A1 (fr) * | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Ghyslain Di-Pascale | Moteur a piston rotatif |
| ITMI20110370A1 (it) * | 2011-03-10 | 2012-09-11 | Giorgio Amedeo Morandi | "motore a combustione interna perfezionato" |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP34272797A patent/JPH11173266A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2865499A1 (fr) * | 2004-01-22 | 2005-07-29 | Pascale Ghyslain Di | Moteur a piston rotatif |
| WO2007012701A1 (fr) * | 2005-07-27 | 2007-02-01 | Ghyslain Di-Pascale | Moteur a piston rotatif |
| ITMI20110370A1 (it) * | 2011-03-10 | 2012-09-11 | Giorgio Amedeo Morandi | "motore a combustione interna perfezionato" |
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