JPS61502552A - ピストン作動装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 μｌ ピストン作動装置 １五皇Ｉ この発明はピストン作動装置に関する。

１１立１１ 本発明の目的は適当な変型により内燃ａｌｔｌＮ、外燃機関あるいはポンプコン プレッサ等として利用可能であり、特に効率的かつ円滑な作動を行なうことので きるピストン作動装置の提供にある。

概略として、本発明のピストン作動装置はクランクシャフトの軸に対し斜状をな しかつ揺動プレートの中央を通って回動可能に貫通された中間クランクセクショ ンを有し、揺動プレートの中心がその軸線の延長上に位置するクランクシャフト と、クランクシャフトの軸線と平行かつ等間隔に配置された軸線を有する複数の シリンダと、中心から離れた揺動プレートの対応する連結部に至りシリンダから 同軸で延出するピストンロッドに取付けられたシリンダの各々のピストンとを有 し、ピストンロッドはその前記連結部において、スラストプレート内においてク ランクシャフトの軸線に平行な軸線のまわりに偏心回転可能な部材に回転可能か つ摺動不能に係合され、前記スラストプレートは前記揺動プレート内において同 様な軸線まわりに回動可能に取付けられている。

また各シリンダは揺動プレートの反対側に位置する他のシリンダと対をなしてお り、対をなすこれらの二つのシリンダは通常のピストンロッドの相対する端部に 固定されており、さらにピストンロッドの回動を規制する機構が設けられている のが好ましい。

本発明の他の好ましい特徴は以下の説明より明らかとなる。

乱乱立且工皇ＩＩ 本発明を即座に理解するためには添附の図面を参照されたい。同図面は本発明の 好ましい実施態様を多少簡略化して示したものであり、 第１図はピストン作動装置の部分破断側面図、第２図は第１図の２−２線に沿う 断面図、第３図は第２図の３−３線に沿う断面図、第４図はピストン作動装置の ピストンの拡大断面図、第５図は歯車が固定リングのまわりを回って揺動プレー トの回動を防止するようにした、揺動プレートの別例を示す部分断面側面図、 第６図はピストンロッドを揺動プレートに連結する別例を示す断面図、 第７図は４ストロ一ク内燃機関として作動する本発明の一例のバルブギヤ、点火 システムおよび燃料噴射システムを示す概略図である。

好ましい　態様の詳細な説明 第１図〜第４図に示した装置は中央のクランク室１２の両側に配置された一群の シリンダを備えたエンジンブロック１０を有している。図示した実施例において 、シリンダ群は各々等間隔に配置された６つのシリンダ１１からなっており、そ れらの軸線は適宜ベアリング（図示しない）により回動可能なりランクシャフト １３に対し平行かつ等間隔に配置されている。また、二つの群の対応するシリン ダは対をなして同軸に整列している。

クランク室１２の内部にはクランク１４が位−躍しており、このクランク１４は クランクジャブ１−１３と一体に形成し、あるいはそのチーク部１５．１５８を シャフトの二つの同軸で整列配置された端部の内端に固定取付けしてもよい。ク ランクの軸線はクランクシャフトの軸線の延長線に対し所定の角度をなしかつこ れに中央で交差している。

クランク１４は同軸の揺動プレート１８の相対するハブボス１７内に配置された ベアリング１６により回動可能となっており、揺動プレート１８は円形であるが その角度変位により、側面視は第２図に示すように楕円形となっている。

シリンダの各々の内部にはピストン１９が位置しており、二つのシリンダ群の相 対するシリンダ１１の各対の二つのピストンはシリンダ１１の内端におけるベア リング２１を通ってｒｓａ可能な通常のピストンロッド２０の端部に同軸で固定 されている。ピストンロッド２０の各々は揺動プレート１８に取付けられたスラ ストブロック２２の内部にその中央部を回動可能ではあるが摺動不能に固定され ている。これらのスラストブロック２２は同様に円筒状をなしており、それらの 軸は揺動プレート１８と平行かつ等間隔に配置され、揺動プレートの相対する側 に配置された非摩擦ベアリング２３によ′り回動可能となっている。これらの円 筒状スラストブロックの内部には斜状プレート２４が一体形成されており、斜状 プレート２４はその軸線がクランクシャツ１−１３の軸線およびピストンロッド ２０の軸線と平行になるような角度でスラストブロック内に位置している。ピス トンロッド２０の各々の中間部分は回動可能となっているが、ディスク状の補償 プレート２６内に偏心的に取付番プられたスラストベアリング２５により長手方 向の移動を規制されている。補償プレート２６は斜状プレート２４に設けられた 非摩擦ベアリング２７により斜状プレート２４と同軸でそれ自身回動可能となっ ている。

クランクの一方のチーク部１５ａはコントロールリング２８を備えている。この コントロールリングはクランクシャフトと同軸の円筒の斜状部分となっており、 その傾きは揺動プレート１８に対応している。コントロールリングはピストンロ ッド２０の各々のリテーナ２９に摺動係合してロッドの回転を防止し、またピス トンロッド（特にシングルエンド型の装置における）のガイドとして機能するこ とでピストンロッドのシリンダおよびベアリング２５に対する正確な整列を確実 化することができ、装置の減速および加速に伴う揺動プレートへのいかなるトル クの影響も無くすることができる。

クランクシャフト１３の回転に伴い、揺動プレート１８は第１図に実線及び破線 で示したような位置間を揺動する。しかしながら、揺動プレートは非常に限られ た回転あるいは振動を行ない、その周縁の各点は細長い８の字型の経路を辿る。

第５図を参照すると、クランクシャフト１３と同軸のハウジング１０に設けられ た歯付きの輪すなわちリング４０により、揺動プレートに加えられたいかなる反 動トルクも中和させる好ましい実施例が示しである。揺動プレート１８の周縁部 には歯車４１すなわちハブ４２が取付けられており、歯車４１は一連の（＊４３ を備えている。これらの歯４３は各々クランクシャフトの回転に伴って輪すなわ ちリング４０の二つの歯４４間に順次係合し、次の歯４３の係合に伴って係合を 脱して、これらの二連の歯４３および４４は揺動プレートの８の字型の動きを許 容しかつコントロールを行なうよう形状設定されている。

第５図に示した実施例において揺動プレート１８はテーパ状のローラスラストベ アリング４５を介してクランク１４に取付けられており、一方の群のシリンダ１ １のピストンロッド２０はクランクシャフト１３のチーク部１５ａに形成された 溝あるいは孔を通るようになっている。本例におけるピストンロッド２０と揺動 プレート１８との接続形態について以下第６図を参照して説明する。

各ピストンロッド２０は揺動プレート１８に取付けられたスラストブロック４７ 内に回動可能であるが摺動不能に固定された中央部分４６を有している。スラス トブロック４７の軸は以降で説明するように揺動プレート１８の軸線と平行かつ 等間隔に配置されており、スラストブロックは各々揺動プレート１８の相対する 側に設けられた非摩擦ベアリング４８により回動可能となっている。ベアリング ４８はアレンネジ５０で固定された保持リング４９によって保持されている。

各スラストブロック４７はピストンロッド２０の中央部分４６が挿通する中央穴 ５１を有している。各スラストブロック４７とピストンロッド２０に設けられた 周囲のスラストフランジ５３との間にはベアリング５４．５５を介して第１スラ ストリング５２が介在されており、スラストブロック４７と補償プレート５７と の間にはベアリング５８．５９を介して第２スラストリング５６が介在されてい る。（ピストンロッド２０のネジ部６１に螺合するナツト６０により組Ｗ体がベ アリング５４．５５．５８および５９に所定の予負荷を加えた状態で挟持されて いる。） 図示のように、ピストンロッド２ｏは補償プレート５７と同軸で回転し、補償プ レート５７はスラストブロック４７に対し偏心的に回転する。また、ピストンロ ッド２ｏはスラストブロック４７に対する長手方向の移動を規制されている。

（スラストブロック４７に大径穴５１を設けたことによりピストンロッド２０の スラストブロック内の偏心動が可能となっている。） 本発明は２ストロークあるいは４ストロークエンジン、もしくはディーゼルエン ジン、外燃別間、コンプレッサ、ポンプ等にも利用できるものであり、バルブギ ヤ７ｏ、点火システム（例えば点火プラグ７１）および燃料噴射あるいは気化シ ステム（例えば燃料噴射ノズル７２）およびその他の付属品を第７図中に概略で のみ示したが、本発明の特定利用に適したものであればどのような一般的なタイ プのものであっても良い。

バルブギヤ７０はエンジンブロック１０に取付けられた各シリンダ１１（図は一 つのみを示す）に対し一対のマスターシリンダ７３を有している。各マスターシ リンダ７３のピストン７４は揺動プレート１８の近接する側の面に設けられた穴 ７６に装着されたストライカ７５により操作可能に係止されている。装置の回転 速度が増加するに伴って遠心力により穴７６内のコイルスプリング７７が伸長し 、ストライカ７５のピストン７４の係止期間が長くなる。

このためピストン１９の上死点（ＴＤＣ）に対するインテーク（もしくはニゲシ ースト）バルブ７８の開きが自動的に進み、さらにはバルブ７８の開維待時間が 長くなる。（簡略化のためインテークバルブ７８およびインテークボー１−７９ のみを図示し、マニホルドは示さなかった。）インテークバルブ７８は通常圧縮 バルブスプリング８０により閉状態に維持されており、従属シリンダ８２のピス トン８１によって開かれる。

従属シリンダ８２は油圧管路８３を介してマスターシリンダ７３および油圧バル ブユニツ１−８４に連結されており、この油圧バルブユニット８４には排出管路 ８５が備えられていバルブユニット８４はマスターシリンダ７３がストライカ７ ５により作動された時に加圧されたオイルが従属シリンダ８２に導かれてインテ ークバルブ７８を開くように構成されている。一方、ストライカ７５がマスター シリンダとの係合から外れると、油圧管路８３内の圧力が減じてインテークバル ブ７８がバルブスプリング８０により閉ざされる。バルブユニット８４内のヒン ジ状バルブ部材（図示しない）により、従属シリンダ８２からの排出オイルは排 出管路８５を通ってエンジンの油溜（図示しない）に戻るようになっている。

オイルはオイルポンプ（図示しない）から入口管路８６および一方向チェックバ ルブ（図示しない）を介してマスターシリンダ７３に供給される。

本発明の一実施態様（図示しない）において、楕円揺動プレートはクランク１４ が中央を通る梁状の交差部材に置換えて、プレートの各端に単一の補償部材２２ を設けて相対するシリンダの二つの対のピストンロッドにより係合ざ縫る構成と することができる。さらに、揺動プレートは三対あるいは４対の相対するシリン ダ用に７字型あるいは十字型とすることができる。

また他の実施態様として、相対するシリンダ対に代えて単一群のシリンダのみを 設けて揺動プレートを一側のみで作動させるようにしても良い。

本発明のさらにもう一つの実施ＭＳとして、一本のクランクシャフトの二つのク ランクに二つの揺動ブレー１・を設けて、クランク（およびこれに従って揺動プ レートも）クランクシャフトの軸に対し相対して斜めに位置するようにし、揺動 プレートの各々がピストンロッドを介して単一の群のシリンダのピストンに操作 可能に連結することもできる。

装置の作動を円滑に行なうためクランクシャフト１３のチーク部１５．１５ａに バランスウェイトを（必要とあらば）取付けあるいは一体に形成することもでき る。

第４図にはピストン１９の断面図が示してあり、ピストン１９はその片面に形成 された環状溝３１に装着された環状バルブ３０を有しており、環状溝３１はピス トンを通じて多数の穴３２に連通している。バルブ３０が着座状態では穴３２は 閉ざされた状態となるが、例えばニゲシーストバルブが最初に開いてシリンダの 燃焼室内の圧力が急速に降下した場合のように、ピストンの下方に加わる圧力が その下方に加わる圧力よりも大きくなった場合にはバルブが非着座状態となって ガスがピストンを通ることとなる。

本発明に従って構成されたエンジン、ポンプその他の装置は非常に効率の良い作 動を行ない、このような点およびその他の点において、例えばピストン駆動の揺 動プレートもしくはその均等物を利用したエンジン、あるいは揺動プレートもし くはその均等物を介してピストンを駆動する型式のポンプのように、上記に提示 した他の装置のすべてに亘り大きな改良を果すことができる。

また、以上に記載し図示した本発明の実施態様はもちろんのことそれら以外の微 細部分の構造やデザインへの変型を多々なすことができ、このような変型は当業 者であれば添附の請求の範囲から逸脱することなく即座に明白なものである。

国際１！査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．クランクシャフトの軸に対し斜状をなしかつ揺動ブレートの中央を通って回 動可能に貫通された中間クランクセクションを有し、前記揺動ブレートの中心が その軸線の延長上に位置するクランクシャフトと、 前記クランクシャフトの軸線と平行かつ等間隔に配置された軸線を有する複数の シリンダと、中心から離れた前記揺動ブレートの対応する連結部に至り前記シリ ンダから同軸で延出するピストンロッドに取付けられたシリンダの各々のピスト ンとを有し、前記ピストンロッドはその前記連結部において、スラストブレート 内においてクランクシャフトの軸線に平行な軸線のまわりに偏心回転可能な部材 に回転可能かつ摺動不能に係合され、前記スラストブレートは前記揺動ブレート 内において同様な軸線まわりに回動可能に取付けられているピストン作動装置。
2. ２．前記各シリンダは前記揺動ブレートの反対側に位置する他のシリンダと対を なしており、対をなすこれらの二つのシリンダは通常のピストンロッドの相対す る端部に固定されており、さらに回動を規制する機構が設けられている請求の範 囲第１項記載のピストン作動装置。
3. ３．前記部材は各々スラストブレートに回動可能に取付けられた補償ブレートに 偏心的に取付けられたベアリング機構を有している請求の範囲第１項もしくは第 ２項のいずれかに記載のピストン作動装置。
4. ４．前記部材は各々スラストブレートに同動可能に取付けられた補償ブレートを 有している請求の範囲第１項もしくは第２項のいずれかに記載のピストン作動装 置。
5. ５．前記揺動ブレートは装置のハウジングに対し非常に限られた範囲の回転ある いは振動を行なうよう規制されており、前記揺動ブレートの周縁のいかなる点も 細長い８の字型の経路を辿るよう構成されている請求の範囲第１項〜第４項のい ずれかに記載のピストン作動装置。
6. ６．前記クランクシャフトと同軸で前記ハウジングに設けられた歯付きの輪すな わちリングが前記揺動ブレートの周縁の歯車の歯に係合することで前記揺動ブレ ートに加わる反動トルクカに抗するよう構成されている請求の範囲第５項記載の ピストン作動装置。
7. ７．前記クランクシャフトのチーク部にはコントロールリングが取付けられ、こ のコントロールリングは前記クランクシャフトと同軸のシリンダの斜状部分を形 成し、その角度は前記揺動ブレートの角度に対応して設定されており、さらに前 記コントロールリングは各ピストンロッドに設けられたリテーナと係合して該ピ ストンロッドの回動を妨げ、かつそれらの対応するシリンダとの同軸状の整列状 態を保つ補助をなすよう構成されている請求の範囲第５項記載のピストン作動装 置。
8. ８．当該ピストン作動装置は２ストロークあるいは４ストローク内燃機関、外燃 機関、コンプレッサもしくはポンプである請求の範囲第１項〜第７項のいずれか に記載のピストン作動装置。
9. ９．添附の図面中第１図〜第３図および、第１図，第５図および第６図を参照し て説明されたピストン作動装置。