JPS62153579A - メカニカルドライブ式リニアエンジンコンプレツサ− - 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】 〈産業上の利用分野〉 本１発明は内燃機関とコンプレッサーを直結したリニア
エンジンコンプレッサーに関するものである。特に内燃
機関の往復動によってバランサーとフライホイールを回
転させ内燃機関に慣性力を付与したメカニカルドライブ
式リニアエンジンコンプレッサーに関するものである。

以下金日 〈従来技術及びその問題点〉 従来、内燃機関を用いて往復動型式のコンプレッサーを
駆動するには、内燃機関のピストン運動をクランクによ
り回転運動に変換し、更にこの回転運動を往復運動に変
換してコンブレノサーヲ、＠動しているために運動エネ
ルギーの効率が悪く。

装置全体が複雑化、大型化しコスト高で可搬性におとる
という問題点があった。

〈発明の目的〉 本発明は、内燃機関とコンプレッサーとを同一軸上に対
向して配置し、内燃機関の往復動力を直接コンプレッサ
ーの往復動力として利用することによって、エネルギー
効率が良く構造が簡単で軽量、小型化で、かつ故障も少
く、携帯性に秀れたメカニカルドライブ式リニアエンジ
ンコンプレッサーを提供するものである。

〈発明の構成〉 本発明は内燃機関と往復動コンプレッサーを対向配置し
、それぞれのピストン間をロッドで連結し、該ロッドの
往復運動を回転運動に変換する機構を介してバランサー
付きクランクを回転するようにしたメカニカルドライブ
式リニアエンジンコンプレッサーであって、前記運動変
換機構は固定内歯歯車と、クランクと、該クランクに一
体に取付けられたバランサーと、該バランサーに偏心し
て設けられた偏心軸と、該偏心軸に枢支され前記内歯歯
車と噛合しその内周を公転するビニオンギアと、該ビニ
オンギアにクランクを介して連結されたロッドビンとよ
り成り、前記ロッドビンを前記ロッドに枢着することに
よって該ロッドの往復動を回転運動に変換し前記クラン
クとバランサーを回転させることによって、該ロッドに
慣性力を付与して、前記内燃機関によってコンプレッサ
ーを直接駆動するようにしたものである。

〈発明の実施例〉 以下２本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は１本発明の実施例の一部破断した上面図、第２
図は、一部破断した正面図、第３図乃至第６図は９本発
明における運動変換機構の基本的説明図である。

図示するように、エンジン１とコンプレッサー２を同一
軸上に対向配置し、その中間にバランサ一部３を画成し
ている。

エンジン１のシリンダ４内には、ピストン５が配置され
、コンプレッサー２のシリンダ６内にはピストン７が配
置されていて、二つのピストン５と７はロッド８によっ
て同一軸上で連結されている。そしてバランサー室３内
には、ロッド８に連結された運動変換機構９が配設され
ている。

即チ、エンノン１は、シリンダブロック１１によって囲
まれたシリンダ４内にピストン５を配置し、ピストン５
とシリンダーへンド１２との間に燃焼室１３を画成して
いる。燃焼室１３には、高圧コード１４によってイグニ
ッションコイル（図示しない）に接続された点火ゾラグ
１５が設けられている。更に、シリンダ４のバランサ一
部３側には、ピストン５とロッド８の挿通孔８ａを有す
るシリンダーブロック１１の隔壁１１ａとの間にポンプ
室１８を画成している。該ポンプ室１８はシリンダ４の
内壁とピストン５の間並にロッド８と隔壁１１ａの挿通
孔８ａとの間をシールし密封されていて、ピストン５の
作動によって、燃焼室１３内に燃焼用空気を送り込むの
である。

コンプレッサー２は、シリンダブロック２１によって囲
まれたシリンダー６内にピストン７を配置し、該ピスト
ンとヘッド２２の間に圧縮室２３を画成している。ヘッ
゛ド２２には大気を吸入する吸入口２４とリード弁（図
示せず）と圧縮室２３で圧縮されて空気を吐き出す吐出
口２５が形成され、その吐出口２５は逆上弁２６によっ
て制御されている。

前述のバランサ一部３に配設された運動変換機構９は、
基本的には第３図乃至第６図に示すようなカルダン円方
式によって直線運動を回転運動に変換している。

即ち、内周面に歯９１を形成した固定内歯歯車９２の内
側に直径を内歯歯車９２の直径の半分に設定したビニオ
ンギア９３を噛合する。このビニオンギア９３はクラン
クピン９４を有し、このりランクビン９４にはクランク
レバー９５が枢支され、レバー９５の一端でビニオン外
径と一致する位置にロッドビン９６が枢着され、ロッド
ビン９６は、ロッド８に固定されている。従って、クラ
ンクピン９４を中心としてビニオンギア９３が内歯歯車
９２に内接しつつ回転すると、ロッドビン９６は内歯歯
車９２の直径方向に直線運動をなす。

従って、このロッドビン９６を取付けたロッド８の往復
運動がビニオンギア９３の公転運動に変換される。

更に、前述のビニオンギア９３の中心には、バランサー
９８に偏心して形成された偏心軸９７がベアリングを介
して回転可能に支持されている。

そのバランサー９８はバランサ一部３内に形成された軸
受３１に軸支されているクランク主軸９９に一体に設け
られている。又、バランサー室３の外に貫通したクラン
ク主軸９９にはフライホイール１００が嵌装されている
。

次に作用について詳述すると、エンジン１の燃焼室１３
内にキャブレター１１０から混合気を送り込み、イグニ
ッションコイル（図示しない）に接続された点火プラグ
１５を点火させ燃焼室１３内の可燃ガスを爆発させる。

なお、１２ｏはエアクリーナである。

この爆発時の圧力でピストン５が下死点方向に移動する
。この移動に伴ってピストン５のコンプレッサー２側に
画成されたポンプ室１８が作動し。

次の爆発の為に混合気を吸気口１８ａから吸入し。

掃気通路１８ｂと掃気口１８ｃから燃焼室１３内に送り
込む。尚、燃焼された排気ガスは排気口１８ｄ（第２図
）よシマフラー１３０を経てテール・ぐイブ１４０よシ
放出される。

一方、ピストン５に連結されたロッド８の他端は、コン
プレッサー２のピストン７に連結されているので、ピス
トン５の移動に伴って、ピストン７を上死点方向に移動
し、エアクリーナー１５０を経て、吸入口２４からリー
ド弁（図示しない）を介して圧縮室２３に吸入されてい
る空気を圧縮し、その圧縮空気を吐出弁２６を開いて吐
出口２５よシ吐出し、空気溜（図示しない）に送り込ん
でいる。

これらの一連のエンジン１とコンプレッサー２の作動に
よって２両者を連結しているバランサ一部３のロッド８
に取付けられた運動変換機構９を次のように作動させて
、ロッド８に慣性力を付与し、エンジンのピストン５の
混合気の圧縮力に。

およびコンプレッサー２のピストン７での流体の吸入力
にそれぞれ利用している。

即ち、エンジン１のピストン５が可燃ガスの爆発によっ
て、下死点側コンプレッサー側に移動するとロッド８が
同方向に移動する。このロッド８に結合したロッドビン
９６がやはシ、コンプレッサー側に移動する。これによ
り、第３図から第５図に示すようにクランクレバー９５
がロッドビン９６を中心として回転する。このクランク
レバー９５にはビニオンギア９３が枢支されているので
。

ビニオンギア９３は内歯歯車９２に内接しながら公転す
る。一方、ビニオンギア９３にはクランクピン９４と同
一軸上に位置するバランサー９８の偏心軸９７が回動可
能に枢支されているため、バランサー９８がクランク主
軸９９と一緒に回転し。

クランク主軸９９に結合されたフライホイール１００が
回転する。

ピストン５が下死点に達した後も、フライホイール１０
０の慣性回転力によシ、クランク主軸９９は回転し続け
る。従って、そのバランサー９８上の偏心軸９７上′に
支持されたビニオンギア９３も、前と同じ方向に旋回し
ようとする。この結果、ビニオンギア９３は、第５図、
第６図を経て第３図の状態に内歯歯車９２の内周に沿っ
て更に公転する。ビニオンギア９３のこの運動によシ。

クランクピン９４．クランクレバ９５を、ロッドビン９
６は前と逆向きに移動される。かくして。

ロッド８はエンノン１のピストン５を上死点方向へ移動
し、同時にコンプレッサーのピストン７を下死点方向へ
移動させる。

ピストン５の上死点方向への移動によって、エンノン１
の燃焼室１３内の混合気が圧縮されるので、その後のス
・ぐ−クプラグの点火によって爆発し、ピストン５は再
び下死点方向へ移動する。以上の動作が繰り返され、エ
ンノン１およびコンプレッサー２の動作が維持される。

上述の運動変換機構とバランサークランク主軸。

フライホイールはエンジンの爆発行程のエネルギーを蓄
え、これをピストンの圧縮工程のエネルギーとして利用
するものでこれによって、ピストンおよびコンプレッサ
ーの動作が継続される。この意味でピストンおよびコン
プレッサーは、フライホイールによシ駆動されていると
見ることもできる。

なお、ここで注意すべきは、運動変換機構とフライホイ
ールは、ピストンの圧縮工程の運動のだめのエネルギー
を与えるのみで、コンプレッサーの駆動は、エンジンの
ピストンから直接与えられている。

〈発明の効果〉 本発明は、上述の様に往復動型ピストン式の内燃機関と
コンプレッサーを同一軸上に対向配置するとともに１両
者のピストンを直結し、その間にバランサ一部を配設し
、そのバランサ一部のフライホイールの慣性力によって
内燃機関とコンプレッサーの両ピストンに反転力を付与
することによって、エネルギー効率が良く、構造が簡単
で反動トルクが少く、バランスが秀れ安価で、しかも故
障が少く、取扱いが容易で携帯性に富んでいる往復動型
ピストン式リニアエンジンコンプレッサーを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一部破断した上面図、第２図は一部破
断した正面図、第３図乃至第６図は本発明の運動変換機
構を説明した原理図であって、第３図は始動時における
ピニオンギアと内歯歯車との関係を示した図、第４図は
ビニオンギアが９０゜回転した状態を示した図、第５図
はロッドが上死点に移行した状態を示した図、第６図は
ビニオンギアが２７０°回転した状態を示した図である
。 １・・・エンジン、２・・・リニアエンジンコンプレッ
サー、３・・・バランサー室、４・・・エンジンのシリ
／ダー、５・・・エンジンのピストン、６・・・コンプ
レッサーのシリンダ、７・・・コンプレッサーのピスト
ン。 ８・・ロッド、９・・・運動変換機構、９２・・・内歯
歯車９３・・ピニオンギア、９４・・・クランクピン、
９５・・・クランクレバー、９６・・・ロッドピン、９
７・・偏心軸、９８・・・バランサー、９９・・・クラ
ンク主軸。 １００・・・フライホイール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関と往復動コンプレッサーを対向配置し、そ
   れぞれのピストン間をロッドで連結し、該ロッドの往復
   運動を回転運動に変換する機構を介してバランサー付き
   クランクを回転させるようにしたメカニカルドライブ式
   リニアエンジンコンプレッサーであって、前記運動変換
   機構は、固定内歯歯車と、該内歯歯車の内径の１／２の
   外径を有し該内歯歯車に噛み合うピニオンギアと、該ピ
   ニオンギアの中心に取り付けられるクランクピンと、該
   クランクピンに枢着したクランクレバーと、該クランク
   レバー上でピニオンギアの外径上の位置で枢軸支持され
   かつ上記ロッドに取付けられたロッドピンと、上記固定
   内歯歯車の中心軸線上で回転可能なクランク主軸と、該
   クランク主軸に取り付けられたバランサーと、該クラン
   ク主軸と偏心し上記ピニオンギアの中心に枢着された偏
   心軸とで構成されており、該クランク主軸にはフライホ
   イールが取り付けられており、前記内燃機関の爆発行程
   における前記ロッドの移動により、前記フライホイール
   を回転させ、該フライホイールの慣性力によって該ロッ
   ドを反転させるようにしたことを特徴とするメカニカル
   ドライブ式リニアエンジンコンプレッサー。