JPS598648B2 - タイコウピストンガタドウリヨクキカン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は対向ピストン型動力機関に関する。

従来この種の機関としては単一の湾曲シリンダの両端に
それぞれ吸気ポート及び排気ポートを設けシリンダ内に
１対の対向ピストンを摺動自在に設けたものが知られて
いる。

これらのピストンは単一のクランクシャフトに設けられ
た別々のクランクにそれぞれコネクテイングロツドを介
して連結されている。

これらのクランクは吸気ポートの解放前に排気ポートが
解放されかつこれら両ポートが同時に閉鎖されるような
位相で配設されている。

この構成にあっては吸気ポートが解放される前に排気行
程が開始され、また両ポートの閉鎖がほぼ同時に行なわ
れるので吸気ポートから排気ポートへ流出する新気のロ
スを減少させることができる。

このような特性を有する機関は非対照的なポートタイミ
ングを有しているということができる。

しかし、この種の二重クランク式単一クランクシャフト
は充分な作動特性を有しているとはいえ機関の構造を複
雑にし製造コストを高くする欠点がある。

すなわちコネクテイングロツドがクランクシャフトの軸
方向に互いにずれているため、各ピストンは互いに片寄
った相補的な部分と軸受とを必要とする。

このため、ピストンもシリンダも複雑な切削加工によっ
て製造しなければならない。

さらに、シリンダ内の圧をシールするのが難しくまた上
記ずれによって排気に乱れが生じ新気の一部を排気に混
入させるような攪流を生じさせる。

このため排気の完全な排出が妨げられシリンダ内に汚い
排気を残すことになる。

この発明の目的は前記従来の欠点を除去しなおかつ所定
の特性に合せて任意のポートタイミングを得ることがで
きしかも構造の極めて簡単な対向ピストン型動力機関を
提供することである。

またこの発明の他の目的は振動のほとんど生じないこの
種の対向ピストン型動力機関を提供することである。

この発明になる対向ピストン型動力機関は、シリングを
湾曲状に形成し、このシリンダの両端辺辺にそれぞれ吸
気ポート及び排気ポートを設け、シリンダ内に互いに対
向する第１及び第２のピタトンを摺動自在に配設し、圧
縮及び爆発行程に斤じこれらのピストンを互いに接近離
間させるとともに爆発行程中は吸気及び排気ポートを開
放するようになし、両ピストンの対向端部にヘッドを形
成し、ピストンの他端に前記シリンダの曲率中ｌ已を中
心にピストンを作動させるための規制手段を設け、それ
ぞれクランクを有する第１及び第２のクランクシャフト
を互いに同一速度でかつ同相で回転し得るように連結し
、各クランクにそれぞれ第１及び第２のコネクテイング
ロッドの一端を取付け、該コネクテイングロツドの他端
を前記第１及び第２のピストンの他端にそれぞれ軸受手
段を介して支承し、該軸受手段とクランクは第２のピス
トンが吸気ポートを解放する前に第１のピストンが排気
ポートを解放するように配設してなるものである。

この発明の好ましい実施態様においては、前記第１のピ
ストンのための前記軸受手段の中心軸が第２のピストン
のための軸受手段の中心軸よりも前記シリンダの曲率中
心に近接して配置されている。

また他の実施態様においては、第１のピストンのクラン
クの動程を第２のピストンのクランクの動程よりも大き
くすることができる。

実施例につき図面に従って以下に説明する。

尚、第１図の実施例と第２の実施例は構造的に非常に似
ているので、まず共通部分について最初に説明し次いで
異なる部分について個々に説明する。

第１図及び第２図にそれぞれ示すピストン型動力機関１
及び２は内燃機関である。

各機関は全体がほぼ円形をなしていて、ほぼ円形の上部
ロプ４と比較的偏平な下部ロプ５とからなるケーシング
３を有している。

ケーシングの端部は、互いに対向する端壁部６（図では
１つのみを示す。

）により閉鎖されている。

ケーシングの上部ロプ４は壁部７により形成されており
、該壁部内にある腔部８は水などの冷媒用の通路を形成
している。

壁部Ｉの内壁には支点軸１０を中心に湾曲する円状内面
９が形成されている。

支点軸１０はケーシング３のほぼ中心を横に伸びている
。

軸の端部は公知の手段（図示せず）により端壁部６に回
転自在に支持されている．前記壁部７の内面９及び支点
軸１０に対して同心的に配設された湾曲内壁部１１は内
面９より支点軸１０寄りに離間して備えられている．内
壁部１１、内面９及び端壁部６は支点軸１０を中心に湾
曲するシリンダ１２を形成している。

この実施例の場合、シリンダ１２の縦断面は四辺形をな
しているが、これは例えば円形，楕円形等任意の形状と
することができる。

シリンダの一端には壁部７に形成された吸込ポート１３
が連通し、一方シリンダの他端には壁部７を貫通する排
気ポート１４が連通している。

シリンダ１２と同一の断面形状を有する湾曲対向ピスト
ン１５．１６は圧縮行程及び爆発行程に応じて互いに接
近離間し得るようにシリンダ１２内に摺動自在に配設さ
れている。

ピストン１５，１６はそれぞれその対向隣接端にヘッド
１７，１８を有している。

またピストンの他端部にはアーム１９．２０が固定され
ている。

各アーム１９，２０は支点軸１０に向って内方に延出し
適切な低摩擦軸受２１によって軸１０に支承されている
。

ピストン１５．１６はシリンダ１２内を往復動し得るよ
うに配設されている。

すなわちシリンダ１２が軸１０に対して同心的であるか
ら、これらのピストンは軸１０を中心として弧状に往復
動を行なう。

またアーム１９．２０がピストンに固定されかつ軸１０
に回転可能に連結されているから、これらのアームはピ
ストンが軸１０を中心とする弧状の軌跡を描きかつシリ
ンダ壁部に側方推力を加えないようにこれらのピストン
を保持している。

ピストン１５，１６のヘッド１７，１８には公知の手法
で１又は複数のピストンリングが備えられている。

ケーシング３の下部ロブ５は１対のクランクシャフト２
２ ．２３を有するクランクケースを構成している。

これらのクランクシャフトは図示しない軸受を介して端
壁部６に支承されている。

そして一方のクランクシャフトは端壁部を貫通し図示し
ない機構に駆動力を与える。

クランクシャフト２２．２３はクランクケース内におい
て部２６で互いに噛合う同一寸法の歯車２４ ．２５を
担持している。

このようにしてクランクシャフト２２，２３及び歯車２
４，２５は互いに逆方向に同一速度で回転せしめられる
。

クランクシャフトのクランク２７ ．２８はそれぞれコ
ネクテイングロンド２９．３０を介してピストン１５．
１６に連結されている。

コネクテイングロツド２９，３０の上端はそれぞれピス
トン１５，１６のリストピン３Ｌ３２に支承されている
。

クランクケースは混合気のための流入口３３を有してい
る。

クランクケース内の混合気はピストンの各下降工程の間
にクランクケースから吸気ポート１３に伸びる通路３４
を通ってシリンダ１２に移送される。

しかし、燃料噴出システムを使用する場合流入口３３に
は空気のみが送られる。

また、他の変形態様としては吸気ポート１３を壁部７に
貫設しこのポートに直接気化器一過給器システムを接続
してもよい。

いずれの構造も周知のものであるからここでは詳述しな
い。

ガソリンエンジンの場合図示したようにシリンダ１２の
ほぼ中央部において壁部７に点火プラグ３５が備えられ
るが、圧縮点火機関の場合にはこのプラグを設ける必要
はない。

以下第１図の実施例について説明すると、リストピン３
２の中心軸は他方のリストピン３１の中心軸よりも軸１
０に近い位置に備えられている。

両リストピンの中心軸の軌跡の離間度は符号３６によっ
て示されている。

また、クランク２７，２８はその反対回転方向において
同相となるように配設されている。

この実施例においては爆発行程中にピストン１６の方が
ピストン１５よりも大きな率で下降し、ピストン１５が
吸気ポート１３を開く前にピストン１６が排気ポート１
４を開く。

このため、シリンダ内のガスを排気する排気行程は吸気
ポートが開く前に開始される。

同時にそれぞれピストン，コネクテイングロツド及びク
ランクシャフトからなる２つの構成組体が動力学的に均
衡しているため、機関の振動は最小となる。

さらにピストン１５及び１６は吸気ポート及び排気ポー
トをほぼ同時に閉ざす。

次に第２図の実施例について説明すると、クランクシャ
フト２３のクランク２８はクランクシャフト２２のクラ
ンク２７に対して角度３７を以って同相で作動する。

そしてこの場合リストピン３１ ．３２の中心軸は軸１
０の中心軸から等しい間隔で離間している。

このようなクランクシャフトの相関係は排気ポート１４
を吸気ポート１３よりも早く解放する。

伺図示の都合上第２図においては角度３７を誇張して描
いてある。

実際の角度３７はｆ以内である。

第３図に示す変形例の場合、クランク２８の動程をクラ
ンク２７よりも大きくすることによってピストン１６に
所望の作動を行なわせるようになっている。

すなわちこの動程の相異は線４０，４１に示してあるよ
うに線（クランクの回転半径）４０を線４１よりも大き
くすることにより得ることができる。

この構成においてはピストン１６の方がピストン１５よ
りも動程が大きくなるのでピストン１５が吸気ポート１
３を開閉する前にピストン１６が排気ポート１４を開閉
する。

伺リストピン３Ｌ３２の中心軸は第２図の実施例と同様
に軸１０の中心軸より同一の間隔をおいて離間している
。

この発明においては２つのクランクシャフトが互いに逆
方向に回転するので、単一のクランクシャフトを有する
ものに比較して振動が小さくなる。

また各コネクテイングロツドが実質的に上下に動くため
各ピストンを各コネクテイングロツドに取付けた部分に
は比較的小さな曲げ応力しか働かない。

さらに、各クランクシャフトがこれを取付けたピストン
のみをバランスさせるので、機関のバランスを取るのが
比較的容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれこの発明になる対向ピスト
ン型動力機関の第１及び第２の実施例を示す縦断面図、
第３図はさらに他の変形例を部分的に示す図である。 １，２・・・ピストン型動力機関、１０・・・支点軸、
１２・・・シリンダ、１３・・・吸気ポート、１４・・
・排気ポート、１５．１６・・・ピストン、１７．１８
・・・ヘッド、１９，２０・・・アーム、２２，２３・
・・クランクシャフト、２７ ．２８・・・クランク、
２９，３０，・・・コネクテイングロツド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 湾曲状に形成されたシリンダの両端近辺にそれぞれ
   吸気ポート及１排気ポートを設け、シリンダ内に互いに
   対向する第１及び第２のピストンな揺動自在に配設し、
   両ピストンの対向端部にそれぞれヘッドを形成し、ピス
   トンの他端に前記シリンダの曲率中心を中心にピストン
   を作動させるための規制手段を設け、それぞれクランク
   を有する第１及び第２のクランクシャフトを互いに同一
   速度でかつ同相で回転し得るように連結し、各クランク
   にそれぞれ第１及び第２のコネクテイングロツドの一端
   を取付け、該コネクテイングロツドの他端を前記第１及
   び第２のピストンの前記他端に支承してなり、前記第１
   のピストンは前記第２のピストンが吸気ポートを解放す
   る前に排気ポートを解放することを特徴とする対向ピス
   トン型動力機関。