JPS62142880A - 同心的に回転する回転ピストン変容機械の改良 - 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】 当発明は昭和６０年特許願第７５３６７号の改良に関す
る発明で、より一般化に向けて改良した機構である。

昭和６０年特許願第７５３６７号（以下特許項第６０−
０７５３６７号とする）の回転ピストンは、その一対の
各を互に合い対するように構成されているため、各その
凸部の延長部分に受ける押圧によって生ずる荷重を、そ
の軸受部によって、片持支持的に受けている。

円筒形シリンダーにおいては凸部の延長部分の長さ分は
シリンダー長の半分、すなわち、そのピストン長の半分
にわたる。このため軸受部の合い対する側の端部に荷重
が集中しやすい。回転ピストンの凸部に対し、回転方向
の前後に交互に力を受けるため軸受部のクリアランス内
で回転ピストンの軸受部が回転中心軸を、くり返し振動
的運動で振動的に圧する。従って、回転中心軸すなわち
シリンダーの中心軸と回転ピストンの中心軸は振動的傾
き運動を生ずる。結合している歯車８５．１８５．２８
５．２８６等も同様の運動をする。また、歯車の半径方
向の運動も生じる。

軸受部のクリアランスは著しく小さくけできない。この
ため凸部の延長部分り受圧による竹原がシリンダー中央
の軸受部の端部に、てこの支点に荷重が集中するのと同
様に、荷重が集中する。ここが摩耗すると傾きは大きく
なり荷重の集中が増加する。

これらの運動は回転ピストンの凸部の外周端でのシリン
ダー内壁との滑動面のクリアランスを大きく取らないと
接触的に摩擦し、滑かな滑動を妨げる。この間隙を大き
くすると吹きぬけが多くなり、変容空間の気密が保ちに
くくなる。シリンダーの中心軸とピストンの中心軸の傾
きが生ずるだけで吹きぬけが生じ易くなる。

このように特許項第６０−０７５３６７号のように合い
対する一対の回転ピストンを持つ構造では、回転速度変
化機構が斉合性が良く簡単でちゃ、２段にしやすい長所
がある一方、上記のように、高圧発生や高速回転、熱変
形に対し適応性が少ない。

当発明は主に、一対の回転ピストンの各について、これ
らの荷重が軸受部に一様に分布することを可能にする機
構の発明である。

当発明の構成を第１図から第１６図に示す。

第２図に示すように回転ピストン５６３の変容空間内か
らの押圧による力は、結合部５７０に対し対称であり、
回転ピストンの中心軸をシリンダーの中心軸に対して傾
ける力社生じない。回転ピストン５６４は第６図に示す
ように中央側回転ピストン付回転中心軸５６５に対し、
対称に二個所で軸受部を持つので同様な力の動きを生ず
る。回転ピストン締付ポルト５２６によって強固に結合
していれば軸受部は一様な力を受け、前記の振動運動的
集中荷重の負荷は除かれ、高圧発生や高速回転に耐え得
る。熱変形に対しても、第１２図から第１３図に示すよ
うに回転ピストンを軸方向に積層する構造とすることに
よって小さくでき、回転ピストンも両端固定的支持状に
軸受部に力を伝えるので、特許項第６０−０７５３６７
号の＠２０図から第２１図に示すそれよりも大きな力に
耐え得る。

このように力の発生するシリンダー内の回転ピストンお
よびその軸受部の構成は著しく改良される。一方、第２
図から第５図に示すように、同転速度変化機ａ４は特許
項第６０−０７５３６７号のそれに相当する構造では、
変化比全生むところを１段しか設けることができない。

したがって１回転ピストンの１サイクル中の回転量の速
達の差を大きくすることがむすかしり。

第７図から第１１図に示す構造は、中央側回転ピストン
付回転中心軸を中空となして、この中に主回転軸６６６
を設け、ここにｔａ転速度変化機構の中継歯車６９３お
よび６９４を設けて、一対の１０Ｉ＠ピスト、ンの一方
に負荷軸が直接的に結合してしまうことを、避けること
が可能である構造である。

中継歯車が円形の場合は、これに連結している中間軸に
固着して−る歯車も円形となり、変速比を生むところは
、第３図および第５図と同等となり１段となる。第９図
、第１１図のように長円）し歯車の場合には変速比を生
むところを２段とすることができる。長円形偏心両車の
場合は、歯車の配Ｗ１構成が１回回転対称となるけれど
も変速比を生むところは２段とすることができる。ピス
トンが４回回転対称であるときは、ピストンに固着する
歯車も４回回転対称の角丸四角形歯車とすると増速歯車
機構が省かれ斉合性力ｇ良い。

特許項第６０−０７５３６７号の第３５図に示すように
、ピストンが２回回転対称のと裏も減速歯車機構を設け
ると、角丸四角形歯車を回転速度変化機［１：設けるこ
とができる。これらのとき、中＃歯車も角丸四角形歯車
とすると斉合性が良（、速達の変速比を生むｋころは２
段とすることができる。

中継歯車はこのように、円形以外は、回転速度変化機構
の歯車の形によって、その形が制限される。

第７図以下のように、中央側回転ピストン付回転中心軸
から主回転軸を分離して独立させると、回転ピストンの
各の回転慣性モーメントを互いに等しくすることができ
、これによってサイクル７′との回転振動を少なくでき
る。これらは特許項第６０−０７５３６７号の第６図か
ら第７図に示すように、主回転軸をシリンダー外に設け
ても独立させて設けることができる。

当発明の＠７図から第１１図に示し念ように、主回転軸
と中継歯車を設けたものは回転速度変化機構を２段に分
けることができ、特許項第６０−０７５３６７号のそれ
と、はぼ同様の回転ピストンの回転速度の速達の回転量
の比を用いろことができる。

回転速度変化機構は、その回転ピストンの速達の回転量
比が３：１以下のときけ中間軸に結合している偏心歯車
、例えば、６１８．６３８．６４２、・・・・・・等、
け円形でも良い。この回転ｆＱ比が２：１以下であれば
、サイクル中の変容空間の時間ｒａな容積変化（以下変
容特性とする）は長円形のそれとあまり変らなｐｏ 変容特性は、この機械の使用目的によって変わる妙為ら
、これに対応できることが望ましい。これらけ回転速度
変化機構によって行なわれる。

シリンダーの鏡板等に固定された、シリンダーと位相的
に一体となっている歯車上を、その中心が回転ピストン
と位相的に一体となって輪転する歯車と、この歯車と一
体的に回転するクランクと、各の回転ピストンのこのク
ランクを結ぶ連結かんの組合せによっても周期的な回転
速度の遅速が得られる。歯車は固定側も輪転側も円形に
なし得て簡単である。この方式は、クランク半径を選ぶ
ことによって相対的に速進側のピストンの回転速度を大
きくすることができる。一方、遅進側が停止または逆進
が起ることもある。また、回転ピストンが２回回転対称
以上の回転対称のときは変容空間を大きくすることは難
かしい。

当発明のように、偏心貨車やそれに相当する偏心的歯車
を用いる回転速度変化機構は、その偏心貨車や長円形歯
車の形を選ぶことによって、サイクル中の回転速度の変
化特性すなわち変容特性を変えることはある程度自由に
できる。クランクを用いたレシプロ機構の変容特性に近
づけるには、長円形偏心歯車または円形偏心歯車を用い
ることによって得られる。

回転ピストンの各が４回回転対称であるときは、その中
心に回転の中心を持つ長円形歯車と、これに連動する角
丸四角形歯車を用いると斉合性が良い。

第１４図から第１６図に、断面が円形の環状空洞を持つ
シリンダー内のピストンを示す。これは第８図九ら第１
１図に示した回転速度変化ｍ構によって同様に作動させ
ることができる。ピストンリングがほぼ円形のものを用
いることができ気密の保持に有利である。

第７回春ら第１６図に示すように回転ピストンの各を偶
数回回転対称形にすることにより、＃Ｉ成、配置および
回転に対して斉合性の良い機構を設は易い。このように
回転ピストンの各が互いに回転慣性モーメントが等しい
時は、特許ｗＡ第６０−〇７５３６７号に示した原理に
近い作動ができる。例えば、第８図において回転ピスト
ン６６３と、これと固着している（中央側回転ピストン
付）回転中心軸６６５および歯車６３５と６８５の組と
、回転ピストン６６４とこれと固着してφる歯車６３６
と６８６の組の同転慣性モーメントは等しいことが嘆ま
しい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は当発明の構成を示す概略的な断面
図。第１図は＠２図のＥ　−１６における断面図、第２
ｖｌＪけ第１図のＡ　−Ａにおける断面図で軸の一部は
切欠きで示しである。第３図、第４図、第５図および第
６図は第１図および第２図の機構と、その構成と配置を
示す模式的な断面図である。第４図は第２図のＥ　−Ｅ
におけるシリンダー内部のみの断面図、第３図の左側ｈ
ｃ−Ｃにおける、右側はＤ　−Ｄにおける長円形歯車お
よび長円形偏心歯車部分のみを、歯車をピッチ長円で示
し、中間軸を点線で示した配置・構成を示す断面図、＠
５図の左側けｌ’　−Ｆにおける、右側はＧ　−Ｇにお
ける長円形歯車および長円形偏心歯車部分のみを、歯車
をピッチ長円で示し、中間軸を点線で示した同様な断面
図である。第６図は第１図のＢ　−Ｂにおける回転ピス
トン部分のみを示す断面図である。第７図、第８図は当
発朋の構成を示す概略的な断面図。第９図、第１０図、
第１１図は第８図の機構と、その構成と配置を示す模式
的な断面図である。第７ｖ４は第８図のＭ　−Ｍにおけ
る断面図、第８図は第７図のＨ−−Ｈにおける断面図で
あり軸の一部を切欠きで示しである。第１０図は第８図
のＭ　−Ｍ　Ｉｃおけるシリンダー内部のみの断面図、
第９図の上べは、Ｋ　−Ｋにおける、下段左＠はＪ　−
Ｊにおける、下段右側はＬ　−Ｌにおける長円形−車お
よび長円形偏心歯車部分のみを、歯車をピッチ長円で示
し、中間軸を点線で示した配置・−虎を示す断面図、第
１１図の上段は、０−０における、下段左側けＮ　−Ｎ
における、下段右側はＰ　−Ｐにおける長円形歯車およ
び長円形偏心歯車部分のみを、歯車をピッチ長円で示し
、中間軸を点線で示した同様な断面図である。 第１２図および第１３図は、当発明の回転ピストンの構
成を示す概略的な断面図。、３４１３図の上段は第１２
図のＲ−凡における、下段社Ｓ−８における断面図、＠
１２図は第１３図の上段または下段のＴ　−Ｔにおける
断面図である。 第１４図、第１５図、第１６図は当発明の回転ピストン
の構成を示す概略的な断面図。第１４図は第１５図のＷ
−Ｗにおける断面図、第１５図は第１４図のＵ　−Ｕに
おける、第１６図けＶ−−Ｖにおける断面図である。 符号、第１図カ１ら第６図、 ５０１・・・・・・入出力部、 ５１７．５１９・・・・・・長円形歯車５３５に連結す
る変速用長円形偏心歯車、 ５１８．５２０・・・・・・長円形歯車５３６に連結す
る変速用長円形偏心歯車、 ５２６・・・・・・側面側回転ピストン組上ボルト、５
２７・・・・・・鏡板締付ボルト、 ５３３．５３４・・・・・・中央側回転ピストン付回転
中心軸軸受、 ５３５・・・・・・中央側回転ピストン付回転中心軸５
６５に固定された変速用長円形歯車、 ５３６・・・・・・側面側回転ピストン５６４に固定さ
れた変速用長円形歯車、 ５３７・・・・・・長円杉ｍ車５８５に連結する変速用
長円形偏心歯車、 ５３８・・・・・・長円形＃！東５８６に連結する変速
用長円形偏心歯車、 ５３９−・−・・・長円形偏心歯車５１７および５１８
に結合している中間軸、 ５４０・・・・・・長円形偏心＃！￥Ｌ５３７および５
３８に結合している中間軸、 ５６１・・・・・・シリンダーブロック、５６２・・・
・・・シリンダー内壁、 ５６３・・・・・・中央６Ｎ回転ピストン、５６４・・
・・・・側面側回転ピストン、５６５・・・・・・中央
側回転ピストン５６３と結合している中央側回転ピスト
ン付回転中心軸（中央側回転ピストン５６３の荷重伝達
部分と回転ピストン回転中心軸および主回転軸とを兼ね
ている。）、５６７．５６８・・・・・・回転ピストン
５６３と５６４の相互滑動面、 ５７０・・・・・・中央側回転ピストン５６３と回転中
心軸５６５の同着結合部、 ５７１．５７２．５７３．５７４・・・・・・変容空間
、５７５・・・・・・回転ピストン５６４の軸受部滑動
間諜、５７６・・・・・・冷却用ジャケット空洞、５７
８・・・・・・点火枠、　　５７９・・・・・・排気口
、５８０・・・・・・吸気口、５８１．５８２・・・・
・・儒板、５８３．５８４・・・・・・中央側回転ピス
トン付回転中心軸軸受架台、 ５８５・・・・・・中央側回転ピストン付回転中心軸５
６５に固定された変速用長円形歯車、 ５８６・・・・・・側面側回転ピストン５６４に固定さ
れた変速用長円形歯車、 ５８７・・・・・・長円形歯車５８５に連結する変速用
長円形偏心歯車、 ５８８・・・・・・長円形歯車５８６に連結する変速用
長円形偏心歯車、 ５８９・・・・・・長円形偏心歯車５１９および５２０
に結合している中間軸、 ５９０・・・・・・長円形偏心ｓ車５８７および５８８
に結合してψる中間軸、 ５９５．５９６．５９７・・・・・・バランサー、５９
８・・・・・・タイミング機構、５９９・・・・・・油
ゲンプ。 第７図から第１１図、 ６０１・・・・・・人出力部、 ６０８・・・・・・中間軸６３９に結合し、中継両車６
９３に連結している２段目変速用長円形偏心歯車、６１
０・・・・・・中間Ｍ　６８９に結合し、中継歯車６９
３に連結している２段目変速用長円形偏心歯京、６２６
・・・・・・側面側回転ピストン組上ボルト、６２７・
・・・・・柳板締付ボルト、 ６３３．６３４・・・・・・中央個回転ピストン付回転
中心軸軸受、 ６３５・・・・・・中央側回転ピストン付回転中心軸６
６５に固定された長円形歯車、 ６３６・・・・・・側面側回転ピストン６６４に固定さ
れた長円形前車、 ６３８・・・・・・長円形歯車６８６に連結している１
段目変速用長円形偏心歯車、 ６３９・・・・・・長円形偏心歯車６０８および６１８
に結合している中間軸、 ６４０・・・・・・長円形偏心歯車６３８および６４２
に結合している中間軸、 ６４２・・・・・・中間軸６４０に結合し、中継歯車６
９４に連結している２段目変速用長円形偏心歯車、６４
５．６４７・・・・・・長円形歯車６３５に連結してい
る１段目変速用長円形偏心歯車、 ６４６．６４８・・・・・・長円形歯車６８５に連結し
ている１段目変速用長円形偏心歯車、 ６４９・・・・・・長円形偏心歯車６４５と６５５の結
合軸、６５０・・・・・・長円形偏心歯車６４６と６５
６の結合軸、６５５・・・・・・長円形偏心歯車６４５
と結合し、中継歯車６９３に連結している２段目変速用
長円形偏心歯車６５６・・・・・・長円形偏心歯車６４
６と結合し、中継歯車６９４と連結している２段目変速
用長円形偏心歯車６５７・・・・・・長円形偏心歯車６
４７と結合し、中継歯車６９３と連結している２段目変
速用長円杉偏心歯車６５８・・・・・・長円形偏心−車
６４８と結合し、中継歯車６９４と連結している２段目
変速用長円形偏心歯車６５９・・・・・・長円形偏心歯
車６４７と６５７の結合軸、６６０・・団・長円形偏心
歯車６４８と６５８の結合軸、６６１・・・・・・シリ
ンダーブロック、６６２・・・・・・シリンダー内磯、 ６６３・・・・・・中央側回転ピストン、６６４・・・
・・・側面側回転ピストン、６６５・・・・・・中央側
回転ピストン６６３と結合してφる中央側回転ピストン
付回転中心軸、 ６６６・・・・・・主回転軸、 ６６８・・・・・・回転ピストン６６３と６６４の相互
滑＃Ｊ間諏６７０・・・・・・中央側回転ピストン６６
３と回転中心軸６６５の固着結合部、 ６７１．６７２．６７３．６７４・・・・・・変容空間
、６７５・・・・・・回転ピストン６６４の軸受部滑動
開時、６７６・・・・・・冷却用ジャケット空洞、６７
８・・・・・・点大枠、６７９・・・・・・排気孔、６
８０・・・・・・吸気口、　　　６８１．６８２・・・
・・・鏡板、６８３．６８４・・・・・・中央側回転ピ
ストン付回転中心軸軸受架台、 ６８５・・・・・・中央側回転ピストン付回転中心軸６
６５に固定された長円形歯車、 ６８６・・・・・・側面側回転ピストン６６４に固定さ
れた長円形歯車、 ６８８・・・・・・長円形歯車６８６に連結している１
段目変速用長円形偏心歯車、 ６８９・・・・・・長円形偏心歯車６１０および６２０
に結合している中間軸、 ６９０・・・・・・長円形偏心歯車６８８および６９２
に結合している中間軸、 ６９２・・・・・・中間軸６９０に結合し、中継歯車６
９４に連結している２段目変速用長円形偏心歯車、６９
３・・・・・・主回転＠　６６６に結合し、長円形偏心
歯車６０８．６１０．６５５．６５７　　と連結してい
る中継歯車、６９４・・・・・・主回転軸６６６に結合
し、長円形偏心歯車６４２．６９２．６５６．６５８　
　と連結している中継歯車、６９５．６９７・・・・・
・バランサー、６９８・・・・・・タイミング機構、６
９９・・・・・・油ポンプ。 第１２図から第１３図、 ７２５・・・・・・中央側回転ピストン組上ボルト、７
２６・・・・・・側面側回転ピストン組上ボルト、７６
２・・・・・・シリンダー内壁、 ７６３・・・・・・中央側回転ピストン、７６４・・・
・・・側面側回転ピストン、７６５・・・・・・中央伊
回転ピストン７６３と結合している中央側回転ピストン
付回転中心軸、 ７６６・・・・・・主回転軸、 ７６７・・・・・・回転ピストン７６３と７６４の相互
滑動面、７７０・・・・・・中央側回転ピストン７６３
と回転中心軸７６５の固着結合部、 ７７１．７７２．７７３．７７４・・・・・・変容空間
、７７５・・・・・・回転ピストン７６４の軸受部滑動
間隙。 第１４図ｄ−らｊ＄１６４． ８２６・・・・・・側面側回転ピストン組上ボルト、８
６２・・・・・・シリンダー内壁、 ８６３・・・・・・中央側回転レストン、８６４・・・
・・・側面側回転ピストン、８６５・・・・・・中央側
回転ピストン８６３と結合している中央側回転ピストン
付回転中心紬、 ８６６・・・・・・主回転軸、 ８７０・・・・・・中央側回転ピストン８６３と回転中
心軸８６５の固着結合部、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　回転の中心の軸に対し、回転体状の空洞を持つシリ
   ンダーを設け、このシリンダー内壁を滑動し、変容空間
   の容積体の面部を形成する凸部を有し、互に滑動可能な
   一対の回転ピストンを設け、この一対の回転ピストンの
   各に互に独立に回転を伝える回転伝達装置を設け、この
   一対の回転ピストンに互に相対的に、周期的に回転速度
   に遅速を与える回転速度変化機構を設けたことを特徴と
   する回転ピストン変容機械。 ２　回転体状の空洞を持つシリンダーに円筒形シリンダ
   ーを設け、一対の一方の回転ピストンの凸部により相対
   的に生ずる陥欠部分に、他方の凸部の凸部分に合同形な
   延長を持つ凸部を有する一対の回転ピストンを設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転ピスト
   ン変容機械。 ３　回転体状の空洞を持つシリンダーに断面が円形の環
   状空洞を持つシリンダーを設け、この環状空間内を滑動
   する弧状の円柱形の凸部を持つ一対の回転ピストンを設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の回転
   ピストン変容機械。 ４　一対の回転ピストンのその各が、その回転中心に対
   し、２回回転対称以上の回転対称を持つ一対の回転ピス
   トンを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、
   第２項、第３項記載の回転ピストン変容機械。 ５　一対の回転ピストンのその各が、その回転中心に対
   し、回転慣性モーメントが等しく、かつ、互に回転慣性
   モーメントが等しい一対の回転ピストンを設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第
   ４項記載の回転ピストン変容機械。 ６　回転速度変化機構に、その焦点に回転の中心を持つ
   長円形の歯車を設け、これに連動し、この歯車の円形歯
   車におけるピッチ円に相当する長円形歯車のかみ合せ部
   分の作用部位を結んだ長円（以下ピッチ長円とする）の
   周長の整数倍のピッチ長円の周長またはピッチ円に相当
   する歯車の作用部位の連結曲線（以下ピッチ曲線とする
   ）の周長（以下ピッチ周長とする）を持ち、歯車の中心
   に回転の中心を持つ歯車を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項記
   載の回転ピストン変容機械。 ７　回転速度変化機構に、その歯車のピッチ円の中心よ
   り有る距離はなれて、偏心して回転する回転の中心を持
   つ円形歯車を設け、これに連動し、この歯車のピッチ円
   の周長の整数倍のピッチ周長を持ち、歯車の中心に回転
   の中心を持つ歯車を設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項記載の回
   転ピストン変容機械。 ８　回転速度変化機構に、変容空間の求められる時間的
   な容積変化（以下変容特性とする）を必然的に生ずるピ
   ッチ曲線を持つ偏心した歯車を設け、これに連動し、こ
   の歯車のピッチ周長の整数倍のピッチ周長を持ち、歯車
   の中心に回転の中心を持つ歯車を設けたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第
   ５項記載の回転ピストン変容機械。 ９　回転速度変化機構に、その中心に回転の中心を持つ
   長円形の歯車を設け、これに連動し、この歯車のピッチ
   長円の周長の整数倍のピッチ周長を持ち、歯車の中心に
   回転の中心を持つ歯車を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項記載
   の回転ピストン変容機械。 １０　回転速度変化機構に、一対の回転ピストンの各の
   どちらにも直接固着しない軸に中継歯車を設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第
   ４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９項記載の
   回転ピストン変容機械。