JPS6336030A - 二重ピストンを備えた内燃機関 - 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） この発明は、内燃機関の改良に関するもので、内燃は関
の製造Ｊ３よび販売の産業分野に属する。

（従来の技術） 従来二重ピストンを備えた内燃別間としては、ピストン
の中心部分を削孔して小径の小ピストンを嵌合させ、該
小ビス１−ンに設けられたピストンロッドで両ピストン
が作動するようにし、かつピストンと小ピストンで作ら
れた空気室に前記ピストンロンド側から空気が流入でき
るように小ピストンに吸気弁を設け、前記空気室から空
気が噴射できるように前記ビス１ヘンに山気弁を設け、
圧縮行程時、前記燃焼室に空気室から圧縮された空気が
噴射される構造としたものが知られている（特公昭５２
−３８１６７号）。

〈発明により解決すべき問題点） 従来の二重ピストンにおいては、圧縮時および排気時に
燃焼至へ共に外気を噴射することになり、排気量が増加
する問題点があり、かつ吸入時には内側ビス］−ンの下
縁が外側ビスｉ〜ンのリングに衝突する為に、騒音およ
び衝撃は免れず、その上爆発膨張時の圧力は、内側ピス
トンへ直接伝達されない為に一瞬の遅れを生じ、円滑な
回転に支障を来すおそれがあるなどの問題点があった。

また近年内燃１幾関の回転数は高速化し、そのストロー
クは短小化する傾向にある為に、能力向上の為には、ピ
ストンの大径化が考えられるが、この発明は爆発膨張時
のピストン面積は一定であるにも拘らず、吸入量の増大
をはかり、前記問題点を改善したのである。

（問題点を解決すべき手段） この発明は内外二重のピストンの内側ピストンにピスト
ンロッドを取り付けると共に、内外側ピストンをスプリ
ングによって連動したものである。

即らこの発明は、シリンダに嵌挿する外側ピストンの中
央円筒孔に、内側ピストンを摺動可能に嵌挿し、前記外
側ピストンと内側ビス１〜ンとをスプリングの介装によ
って連動させると共に、内側ピストンへピストンロッド
端を連結して内外二重ピストンの内燃機関を構成した。

前記スプリングは、二つ介装する場合と一つ介装する場
合とが考えられる。スプリングを二つ介装する場合には
、一方は内側ピストンの内壁突片と外側ピストンの下端
突片との間に介装し、他方は外側ビスｌヘン下端突片と
、内側ピストンの下方に連結した止片との間に介装する
。またスプリングを一つ介装する場合には内側ピストン
内へ嵌挿できるコイルスプリングとし、前記スプリング
の上端部を内側ピストンへ、下端部を外側ピストンの下
縁部へ夫々固定した。

従って、吸入時には内側ピストンの頂面が外側ビス１〜
ンの頂面から凹入して、より多くの吸入容積を提供し、
圧縮時には、内側ピストンが外側ピストン頂から凸出し
て必要な圧縮比を付与することができる。また内外二重
ピストン構造としたにも拘らず、両ピストン間にスプリ
ングを介装したので、両ピストン間の無理な外力が緩衝
される。

（発明の作用） この発明は、外側ピストンの中央円筒孔に内側ピストン
を摺動可能に嵌挿し、前記外側ピストントと内側ピスト
ンとの間にスプリングを介装すると共に、内側ピストン
にピストンロッド端を連結したので、吸入時には内側ビ
ス［・ン頂面が外側ピストン頂面から凹入すると共に、
圧縮又は排気時には内側ピストン頂面が外側ピストン頂
面がら凸出することになる。またスプリングを介し、内
側ビス］〜ンの動作につれて、外側ピストンが動作する
ことになるので、スプリングの緩衝作用により急激な変
化による衝撃が緩和される。

〈実施例） 次にこの発明の実施例を第１図乃至第６図について説明
する。

即ちこの発明は、シリンダー１内へ外側ピストン２を気
密に嵌挿し、外側ピストン２の中央部に設けた円筒孔３
内へ内側ビス！−ン４を気密に嵌挿する。前記内側ピス
トン４の内腔８にはコイル状のスプリング５を遊嵌する
が、該スプリング５は内側ピストン４の内壁突片６の下
面と、外側ビス１〜ン２の下端突片７の上面との間に介
装される。

次に内側ピストン４の下端より下方に突出連設した止片
９と、前記外側ピストン２の下端突片７の下面との間に
コイル状のスプリング１０を介装し、前記内側ピストン
４の内腔８内へ突設したボス１１ヘビストンロツド１２
の先端をビン１３によって回転自在に取りつける。図中
１４．１５は内外側ピストン２．４の上部外壁のリング
溝に１矢装し７だピストンリングである。

前記実施例においてクランクシャフト１７の回転により
ピストンロッド１２が第１図中矢示１６の方向へ移動す
ると、内側ピストン４と外側ピストン２も同図中矢示１
８の方向へ移動し、燃料ガスの吸入を開始する。ついで
クランクシャフト１７が更に回転し、ピストンロッド１
２が第２図中矢示１つの方向へ移動すると内側ピストン
４と外側ビス１〜ン２も炉１図中矢示２０の方向へ移動
し、燃ねガスを圧縮する。前記において内側ピストン４
の移動は、スプリング１０を介して外側ピストン２に伝
えられる為に、スプリング１０の圧縮代だけは内側ピス
トン４が先行し、シリンダー１と内外側ピストン２．４
の頂面とによって囲まれた燃焼室の容積は十分小さくな
り必要な圧縮比を得ることができる。ついで燃料の爆発
により、内外側ピストン２．４は同時に第３図中矢示２
１の方向へ急速に加圧され移動するので、これに伴って
ピストンロッドにも矢示２２の方向へ移動し、クランク
シャフト１７に回転力を付与する。

次にクランクシャフト１７の回転により、ピストンロッ
ド１２が第４図中矢示２３の方向へ移動すると内側ピス
トン４も矢示２４の方向へ移動するが、スプリング１０
を介して外側ピストンも同方向へ移動することになる。

そこで内側ピストン４の頂面が外側ピストンの頂面から
突出し、シリンダー１内の空間は可及的に狭くなるので
、効率よく排気することができる。

前記のようにして１サイクルを終了するのであるが、内
側ピストン４がピストンロッド１２又は爆発力によって
正逆方向に移動すると、外側ピストン２はスプリング５
．１０の圧縮方向の際に内側ピストン４から動力を伝達
される。従って若干の遅れを生じつつ正逆方向に移動す
ることになる。

前記における内外側ピストン２．４の動力伝達に際して
は、必ずスプリング５．１０が介装されている為に運動
量の急激な変化があっても騒音を生じるおそれがない。

（実施例２） 次に第７図乃至第１０図について他の実施例を説明する
。前記実施例１はスプリング５．１０を使用したが、こ
の実施例はスプリングを一つ使用し、外側ピストン２の
中央部に設けた円筒孔３内へ内側ピストン４を気密に嵌
挿する。前記内側ピストン４の内腔にはコイル状のスプ
リング５を遊嵌し、スプリング５の上端部は内側ピスト
ン４への突片２５固定し、下端部は外側ピストン２の突
条２６へ固定する。前記スプリング５の固定は、例えば
スプリング５に固着した固定片を内外側ピストン２．４
の突片２５、突条２６にねじ止めする（図示してない）
。但し固定構造について限定を受けるものでなく、従来
スプリングの固定に用いられた各種構造を採用すること
ができる。

前記内側ピストン４の内腔には直径的にボス１１を設け
、ビン１３を介してビス１ヘンロツド１２の一端を連結
する。

前記実施例において、ピストンロッド１２が第７図中矢
示２７の方向へ移動すると、（クランクシャフト１７の
回転による）内側ピストン４は矢示２８の方向へ開動す
る。この場合に外側ピストン２はスプリング５を介して
同方向へ移動するのであるが、スプリング５の圧縮され
る時間だけのずれを生じ、内側ピストン４の頂面４ａは
、外側ピストン２の頂面２ａから深さｄだけ凹入するこ
とになる。

即ち外側ピストン２のストロークに比し、内側ビス１−
ン４の外径と深さを乗じた容積だけ吸入入量が増加する
ことになる。次に第８図のように圧縮行程に入ると、ピ
ストンロッド１２が矢示２９の方向へ移動するので、先
づ内側ピストン４が矢示３０の方向へ摺動するが、この
際も外側ピストン２は若干遅れて矢示３０の方向へ移動
することになる。従って圧縮行程の終期には内側ビス１
ヘン４の頂面４ａは外側ピストン２の頂面２ａより１）
だけ突出することになり、外側ピストン２のストローク
に比し、若干高い圧縮値を得ることができる。

次に膨張時には、内外側ピストンの２．４の各頂面２ａ
、４ａへ均等の加圧力が掛るので、内外側ビス］〜ン２
．４は、はぼ同時に矢示３１の方向へ摺動し、クランク
シャツ１〜１７へ回転力を伝ｊ工する。

次にピストンロッド１２が矢示３２の方向へ移動すると
、内側ピストン４が矢示２３の方向へ摺動し、内側ビス
ｌ〜ン４の頂面４ａが外側ピストン２の頂面２ａより突
出して、可及的に効率よく排気する。

前記のように吸入、圧縮、排気共に効率よく行われ、し
かも内外側二重のビス１ヘンによる騒音の発生などを吸
収させることがで゛きる。

（発明の効果） この発明によれば、内外側二重ピストンにより、外側ピ
ストンのストロークに比し、燃焼気体の吸入量を比較的
多くすることができると共に、必要な圧縮比を容易に達
成することができる効果がある。

また内外側二重ピストンを設置したことによる１１ｉ撃
はスプリングによって緩衝される効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの発明の実施例の各行程における
断面図で、第１図は吸入、第２図は圧縮、第３図は膨張
（爆発）、第４図は排気であり、第５図は同じく内側ピ
ストンを逆転した場合の斜視図、第６図は同じく外側ピ
ストンを逆転した場合の斜視図、第７図乃至第１０図は
この発明の他の実施例の各行程における断面図で、第７
図は吸入、第８図は圧縮、第９図は膨張、第１０図は排
気の場合を示すものである。 １・・・シリンダー　　　２・・・外側ピストン３・・
・円筒孔　　　　　４・・・内側ピストン５．１０・・
・スプリング ６・・・内壁突片　　　　７・・・下端突片８・・・内
腔　　　　　　９・・・止片１２・・・ピストンリング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　シリンダに嵌挿する外側ピストンの中央円筒孔に、
   内側ピストンを摺動可能に嵌挿し、前記外側ピストンと
   内側ピストンとをスプリングの介装によつて連動可能に
   すると共に、内側ピストンへピストンロッド端を連結し
   たことを特徴とする二重ピストンを備えた内燃機関 ２　スプリングは、内側ピストン内へ嵌挿できる二つの
   コイルスプリングとし、一方のスプリングは内側ピスト
   ンの内壁突片と外側ピストンの下端突片との間に介装し
   、他方のスプリングは内側ピストンの下端に連結した止
   片と、外側ピストンの下端突片の下面との間に介装した
   特許請求の範囲第１項記載の二重ピストンを備えた内燃
   機関 ３　スプリングは内側ピストン内へ嵌挿できる直径のコ
   イル状スプリングとし、前記スプリングの一側を内側ピ
   ストンへ連結、他側を外側ピストンへ連結した特許請求
   の範囲第１項記載の二重ピストンを備えた内燃機関