KR100213733B1 - 내연기관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커넥팅 로드와 크랭크 샤프트를 생략하여 작동 진동을 없애고, 구조를 단순화하여 경량화하고, 제조원가를 크게절감할 수 있는 내연기관을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 연료와 공기가 혼합된 혼합가스를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복운동 시키고, 이 피스톤의 상하 왕복운동을 회전운동으로 변환시켜 이의 회전 동력을 얻는 내연기관에 있어서, 내부에 일측은 높고 그 정반대측은 낮은 위치에서 서로 곡형으로 연결되는 작동홈을 형성하며, 하단부의 돌출부가 실린더 블록의 하측으로 형성된 안내홈에 삽입되어 승강운동만 허용될 뿐 회전운동은 억제되도록 형성되는 피스톤과; 상기 피스톤의 내측으로 세워져 그의 내면과 유동없이 구름접촉이 이루어지며, 상측부 소정 위치에 상기 작동홈에 결합되는 로울러가 장착되는 스핀축과, 실린더 블록의 하측으로 돌출되는 상기 스핀축과 직교하는 방향으로 형성되어 기어의 치합으로 구동되며, 일정 위치에 회전 관성체인 플라이 휠이 배치되는 출력축을 포함하여 이루어지는 내연기관을 제공한다.

Description

내연기관

제1도는 본 발명에 의한 내연기관의 단면 구성도.

제2도는 본 발명에 적용되는 피스톤의 내부 전개도.

제3도는 종래 내연기관의 개략적인 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 피스톤 7 : 스핀축

23 : 작동홈 25, 27 : 툴레턱

29 : 돌출부 31 : 안내홈

35 : 로울러 37, 41 : 기어

39 : 출력축 43 : 플라이 휠

본 발명은 내연기관에 관한 것으로서, 상세히는 기존 내연기관의 커넥팅 로드와 크랭크 샤프트를 생략하여 작동진동을 없애고, 구조를 단순화한 내연기관에 관한 것이다.

잘 알려진 바와같이, 자동차 엔진에 주로 사용되는 내연기관은 연료와 공기가 혼합된 혼합가스를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복운동시키고, 이 피스톤의 상하 왕복운동을 크랭크 기구로서 회전운동으로 변환시켜 그의 회전동력을 얻게 된다.

이러한 내연기관의 종래 구성을 살펴보면, 제3도에서 도시한바와 같이, 실린더 블록(101)에 형성되는 실린더 보어(103)내에 피스톤(105)이 상하 슬라이드 가능하게 배치되고, 이의 피스톤(105)의 하측으로는 커넥팅 로드(107)가 연결된다.

그리고 상기 커넥팅 로드(107)의 하단부에는 크랭크 샤프트(109)가 연결되어 피스톤(105)이 상하 승강운동을 실시하면, 커넥팅 로드(107)와 크랭크 샤프트(109)의 작동에 의하여 크랭크 샤프트(109)가 회전운동을 실시하게 되는 것이다.

또한, 상기 실린더 블록(101)의 상측으로는 실린더 헤드(111)가 배치되고, 이의 실린더 헤드(111)에 형성되는 연소실에는 중앙부에 점화 플러그(113)를 두고, 그 양측으로 흡기포트(115)와 배기포트(117)가 형성되어 이에 배치되는 흡, 배기 밸브(119)(121)에 의하여 개폐된다.

물론, 상기 흡, 배기 밸브(119)(121)는 미도시한 캠축의 캠에 의하여 상하 구동된다.

그러나 상기와 같은 내연기관에 있어서는 피스톤이 상하 승강운동을 하고, 이의 승강운동을 크랭크 기구로서 회전운동으로 전환하게 되는 바, 작동중 큰 진동이 필연적으로 발생하게 된다.

또한, 피스톤과 커넥팅 로드의 직선 왕복 관성에 의하여 성능이 크게 저하되며, 복잡한 구성에 의하여 제작이 어렵고, 중량이 커지며, 제조원가가 매우 높다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 커넥팅 로드와 크랭크 샤프트를 생략하여 작동 진동을 없애고, 구조를 단순화하여 경량화하고, 제조원가를 크게 절감할 수 있는 내연기관을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연료와 공기가 혼합된 혼합가스를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복운동시키고, 이 피스톤의 상하 왕복운동을 회전운동으로 변환시켜 이의 회전동력을 얻는 내연기관에 있어서, 내부에 일측은 높고 그 정반대측은 낮은 위치에서 서로 곡형으로 연결되는 작동홈을 형성하며, 하단부의 돌출부가 실린더 블록의 하측으로 형성된 안내홈에 삽입되어 승강운동만 허용될 뿐 회전운동은 억제되도록 형성하는 피스톤과; 상기 피스톤의 내측으로 세워져 그의 내면과 유동없이 구름접촉이 이루어지며, 상측부 소정 위치에 상기 작동홈에 결합되는 로울러가 장착되는 스핀축과; 실린더 블록의 하측으로 돌출되는 상기 스핀축과 직교하는 방향으로 형성되어 기어의 치합으로 구동되며, 일정 위치에 회전 관성체인 플라이 휠이 배치되는 출력축을 포함하여 이루어지는 내연기관을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 내연기관의 구성도로서, 본 발명의 실린더 블록(1)과 실린더 헤드(3), 그리고 피스톤(5)과 스핀축(7)을 주요 구성 품으로 하여 형성된다.

상기 실린더 블록(1)은 기존과 마찬가지로 실린더 보어(9)에 피스톤(5)을 수용하게 되며, 실린더 헤드(3)는 연소실 중앙부에 점화 플러그(11)를 두고, 그 양측으로 흡기포트(13)와 배기포트(15)가 형성되어 이에 배치되는 흡, 배기 밸브(17)(19)에 의하여 개폐되는 구성을 갖는다.

그리고 상기 피스톤(5)은 외주면 상측부에 상하 등간격으로 다수의 링흠(21)이 형성되어 이어 피스톤 링이 결합되며, 그의 내부에는 제2도에서와 같은 작동홈(23)이 형성된다.

상기 작동홈(23)은 일측은 높고 그 정반대측은 낮은 위치에서 서로 곡형을 이루면서 형성되는데, 이는 상하 소정의 간격을 두고 형성되는 둘레턱(25)(27)에 의하여 이루어진다.

즉, 이의 작동흠(23)의 곡률은 이의 피스톤(5)이 승강할 때 이의 작동홈(23)속에 구름 접촉되면서 결합되는 어느 부재가 자전과 공전이 자연스럽게 이루어질 수 있도륵 형성된다.

또한, 상기 피스톤(5)의 하단부는 외측으로 돌출부(29)가 형성되어 이의 돌출부(29)가 실린더 블록(1)의 하측으로 형성된 안내홈(31)에 삽입되어 승강운동만 허용될 뿐 회전운동은 억제된다.

그리고 상기 피스톤(5)의 내부에는 수직방향으로 세워지는 스핀축(7)이 결합되는데, 이의 스핀축(7)의 외경은 유동없이 상기 둘레턱(25)(27)의 내면과 구름접촉이 이루어지는 크기로 형성되며, 이의 상측부 소정 위치에는 상기 작동홈(23)에 결합되는 로울러(35)가 장착된다.

이에따라 상기 피스톤(5)의 승강운동시 스핀축(7)은 그의 로울러(35)가 상기 작동홈(23)을 따라 자전 및 공전을 이루게 됨으로써, 회전이 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 스핀축(7)의 하단은 실린더 블록(1)의 하측부를 관통하여 그 자유단에 베벨기어로 이루어지는 구동기어(37)가 장착되어 이의 스핀축(7)과 직요하는 방향으로 배치되는 출력축(39)의 피동기어(41)와 치합된다.

또한, 상기 출력축(39)상에는 회전 관성체인 플라이 휠(43)이 장착된다.

이와같이 이루어지는 본 발명의 내연기관에 의하면 기존과 마찬가지로 연료와 공기가 혼합된 혼합가스를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시키게 된다.

그러면 연소가스의 팽창력에 의하여 피스톤(5)이 상하 직선왕복운동을 실시하게 되는데, 이때 피스톤(5)의 내부에 결합되어 있는 스핀축(7)은 피스톤(5)의 작동홈(23)과 로울러(35)의 작동에 의하여 회전운동을 실시함으로써, 피스톤(5)의 상하 직선 왕복 운동이 회전운동으로 변환하게 된다.

이와같이 회전 운동을 변환된 회전 동력은 출력축(39)을 통해 외부로 인출되는 것이다.

상기와 같이 구성 동작되는 내연기관에 의하면 종래의 커넥팅 로드와 크랭크 축이 생략됨으로써, 그의 구성이 매우 간단해지고, 제조원가를 크게 줄일 수 있으며, 경량화할 수 있게 된다.

그리고 크랭킹 작용이 이루어지지 않음으로써, 작동중 큰 진동이 발생되지 않으며, 직선 왕복 관성이 최소화되는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 연료와 공비가 혼합된 혼합가스를 연소실로 유입시켜 이를 압축 폭발시킴으로써, 피스톤을 상하 왕복운동시키고, 이 피스톤의 상하 왕복 운동을 회전운동으로 변환시켜 이의 회전동력을 얻는 내연기관에 있어서, 내부에 일측은 높고 그 정반대측은 낮은 위치에서 서로 곡형으로 연결되는 작동홈(23)을 형성하며, 하단부의 돌출부(29)가 실린더 블록(1)의 하측으로 형성된 안내홈(31)에 삽입되어 승강운동만 허용될 뿐 회전 운동은 억제되도록 형성되는 피스톤(5)과; 상기 피스톤(5)의 내측으로 세워져 그의 내면과 유동없이 구름접촉이 이루어지며, 상측부 소정 위치에 상기 작동홈(23)에 결합되는 로울러(35)가 장착되는 스핀축(7)과; 실린더 블록(1)의 하측으로 돌출되는 상기 스핀축(7)과 직교하는 방향으로 형성되어 기어(37)(41)의 치합으로 구동되며, 일정 위치에 회전 관성체인 플라이 휠(43)이 배치되는 출력축(39)을 포함하여 이루어지는 내연기관.
2. 제1항에 있어서, 작동홈(23)은 상하 소정의 간격을 두고 형성되는 둘레턱(25)(27)에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 내연기관.