KR20000029539A - 회전운동기구및엔진 - Google Patents

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KR20000029539A
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moving
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야나기사와겐
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야나기사와 겐
유겐가이샤 소조안
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Abstract

본 발명의 목적은, 에너지의 변환효율 등의 성능을 향상시키기 위해서, 직선추진력을 회전토크로서 보다 고강성이고 또한 원활하게 변환시킬 수 있는 회전운동기구 및 엔진을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 있어서, 한쌍의 축선가이드(16a,16b)는 제1축(X)방향으로 평행하게 배설되어 있다. 이동가이드(22)는 상기 한쌍의 축선가이드(16a,16b) 사이에 제1축(X)방향에 대하여 직각인 제2축(Y)방향으로 연장되어, 제1축(X)방향으로 이동가능하게 설치된다. 이동체(24)는 상기 이동가이드(22)를 따라 제2축(Y)방향으로 이동가능하게 설치된다. 회전축(36)은 제1축(X)방향 및 제2축(Y)방향에 직교하는 축선을 중심으로 회전가능하다. 레버부(38)는 한쪽부(38c)가 상기 이동체(24)에 피버트부착되고, 다른쪽부(38d)는 상기 회전축(36)에 고정되어, 이동체(24)가 선회운동하는 것에 의해 회전축(36)을 회전시킨다. 구동기구(41,42,45,46)는 상기 이동가이드(22)를 제1축(X)방향으로 이동시킨다. 규제수단(50,51)은 상기 회전축(36)의 회전속도의 변동을 작게 한다.

Description

회전운동기구 및 엔진{ROTATIONAL MOTION MECHANISM AND ENGINE}
직선운동을 회전운동으로 변환시키는 회전운동기구로서는, 예컨대 레시프로식 내연기관이나 유압모터 등이 알려져 있다. 어느 것이나 실린더 내에서 직선운동하는 피스톤의 출력을 크랭크축의 회전운동으로 변환시키는 기구이다.
상기 종래의 레시프로식 내연기관이나 유압모터에는 다음과 같은 과제가 있다. 피스톤과 크랭크축의 사이는 커넥팅로드에 의해 연결되어 있다. 피스톤과 커넥팅로드의 한쪽부는 피버트부착되어, 양자는 상대적으로 경사이동이 가능하도록 되어 있다. 또한 커넥팅로드와 크랭크의 사이도 피스톤핀으로 피버트부착되어, 양자는 상대적으로 경사이동이 가능하도록 되어 있다. 따라서 커넥팅로드가 피스톤에 대하여 경사지고, 커넥팅로드가 크랭크축에 대하여 경사진 상태에서 피스톤의 추진력을 받더라도 크랭크축으로는 100퍼센트의 해당 추진력이 전달되지 않는다. 즉 크랭크축으로 전달되는 것은 커넥팅로드 방향으로의 분력을 더욱 크랭크축 둘레방향으로 분해한 분력에 해당하는 추진력이어서 낭비가 크다. 그 때문에 크랭크축에서 나오는 회전토크는 피스톤의 추진력과 비교하여 작은 것이 되어 버리므로, 직선추진력을 회전토크로 변환시키는 효율이 낮다는 과제가 있다.
또한, 종래의 커넥팅로드를 이용한 크랭크기구에서는, 피스톤의 왕복운동을 회전운동으로 변환시킬 때, 크랭크축을 등속 회전운동시킨 경우, 피스톤의 속도가 상사점 부근에서 빠르고, 하사점 부근에서 늦어진다. 이 때문에 진동이 발생하기 쉬워진다. 이 점을 도 20 및 도 21에 의거하여 설명한다.
도 20은 종래의 커넥팅로드를 이용한 크랭크기구의 일예를 나타낸 설명도이다.
이 예에서는 피스톤(110)의 스트로크(S)를 40mm, 커넥팅로드(120)의 길이를 50mm로 설정하여 둔다. 피스톤(110)이 하사점(P1)에 위치하고, 크랭크(130)와 커넥팅로드(120)의 연결부(125)가 실린더(140)로부터 가장 멀어진 크랭크(130)의 각도위치를 0도 위치(L)로 한다. 이 0도 위치(L)를 기준으로 하고, 90도 회전한 크랭크 (130)의 각도위치를 90도 위치(M)로 하며, 피스톤(110)이 상사점(P2)에 위치하여 크랭크(130)가 180도 회전한 각도위치를 180도 위치(H)로 한다.
도 21은, 도 20에 나타낸 종래 크랭크기구에 있어서, 크랭크(130)의 각도위치의 변화 Xc(도)와, 피스톤(110)의 스트로크위치의 변위 Yp(mm)와의 관계를 곡선(실선)으로 나타낸 그래프이다. 또한 일점쇄선으로 나타낸 곡선은 정현파이다.
피스톤(110)의 스트로크위치의 변위 Yp(mm)는, 크랭크(130)가 0도 위치(L)에 있을 때 피스톤(110)이 하사점(P1)에 위치하기 때문에 0mm가 되고,크랭크(130)가 180도 위치(H)에 있을 때, 피스톤(110)이 상사점(P2)에 위치하기 때문에 40mm가 된다.
이 피스톤(110)의 하사점(P1)으로부터 상사점(P2)에 이르는 동안에, 크랭크 (130)가 0도 위치(L)에서 90도 위치(M)로 회전하고, 피스톤(110)은 15.83mm 변위한다. 또한 크랭크(130)가 90도 위치(M)에서 180도 위치(H)로 회전하는 동안에, 피스톤(110)은 나머지의 24.17mm 변위하고 있다. 즉 피스톤(110)의 운동은 상사점(P2) 부근에서 빠르고, 하사점(P1) 부근에서 늦어지고 있다. 따라서 안정된 회전을 얻기 어렵고, 진동이 발생하기 쉽다. 또한 상사점(Pz) 부근에서는 점화, 연소가 이루어지지만, 그 부근의 피스톤 속도가 빠르기 때문에, 그 속도로 점화, 연소의 타이밍을 맞추는 것이 어렵다. 이 때문에 종래의 크랭크기구에서는, 열효율의 향상에 한계가 있고, 소음의 저감에 한계가 있었다.
그리하여, 본 발명자는 먼저 도 22 및 도 23에 나타낸 회전운동기구를 제안한바 있다(일본국 특개평 7-12199 호). 이 회전운동기구는 이하의 구성을 구비한다.
제1축방향으로 평행하게 배설된 한쌍의 제1축가이드(16a,16b)와, 상기 제1축방향에 대해 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설된 한쌍의 제2축가이드(18a,18b)와, 상기 제1축가이드(16a,16b)와 평행하게 배치되고, 제1축가이드(16a,16b)와 평행한 상태에서 상기 제2축방향으로 이동가능한 제1축로드(20)와, 상기 제2축가이드 (18a,18b)와 평행하게 배치되고, 제2축가이드(18a,18b)와 평행한 상태에서 상기 제1축방향으로 이동가능한 제2축로드(22)와, 상기 제1축가이드(16a,16b)와 제2축가이드(18a,18b)에 둘러싸여 이루어진 구형평면(28)내에서, 상기 제1축로드(20)와 제2축로드(22) 상을 상기 제1축방향 및 제2축방향으로 이동가능한 이동체(24)와, 상기 제2축로드(22)를 상기 제1축방향으로 이동시키기 위한 제1구동기구(26a∼d)와, 제1축로드(20)를 상기 제2축방향으로 이동시키기 위한 제2구동기구(34a∼d)와, 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축(36a,36b)과, 한쪽부가 상기 이동체(24)에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축(36a,36b)의 한쪽부에 고정되어, 이동체 (24)가 회전축(36a,36b)의 주위를 선회하였을 때에 회전축(36a,36b)을 회전시키는 레버편(38a,38b)을 구비한다.
이상의 회전운동기구에 의하면, 레버편(38a,38b)은, 한쪽부가 이동체(24)에 피버트부착되고, 다른쪽부는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축(36a,36b)의 한쪽부에 고정되어 있다. 그리하여 이동체(24)가 회전축(36a,36b)의 주위를 선회하였을 때에 회전축(36a,36b)은 축선을 중심으로 하여 회전한다. 이에 따라 종래와 같은 커넥팅로드를 요구하지 않고, 직선추진력을 회전토크로 적합하게 변환시킬 수 있기 때문에, 에너지의 변환효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 진동을 저감시킬 수 있다.
그러나, 일본국 특개평 7-12199 호에 개시된 회전운동기구에 있어서는, 제1축방향과 제2축방향으로의 직선추진력을 얻도록 제1구동기구 및 제2구동기구를 요구하는 등, 구성이 복잡하게 된다는 과제가 있다.
또한, 직선추진력을 회전토크로 보다 고강성이며 또한 원활하게 변환시킴으로써, 에너지의 변환효율 등의 성능을 향상시키는 구체적인 기구에 있어서는 충분히 검토되어 있지 않았다.
본 발명은 회전운동기구 및 엔진에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직선운동을 회전운동으로 변환시키는 회전운동기구 및 엔진에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명에 따른 엔진의 제1실시예의 내부구조를 나타낸 평면단면도이고,
도 2는, 제1실시예의 A-A선 단면도이고,
도 3은, 제1실시예의 실린더헤드의 구조를 나타낸 설명도이고,
도 4는, 제1실시예의 회전동작을 나타낸 설명도이고,
도 5는, 제1실시예의 레버부의 회전각도와 피스톤운동과의 관계를 나타낸 그래프이고,
도 6은, 본 발명에 따른 엔진의 제2실시예의 내부구조를 나타낸 평면단면도이고,
도 7은, 제2실시예의 B-B선 단면도이고,
도 8은, 제2실시예의 회전동작을 나타낸 설명도이고,
도 9는, 제2실시예에 의한 회전속도 등의 벡터를 나타낸 설명도이고,
도 10은, 크랭크회전각과 피스톤속도의 관계를 나타낸 그래프이고,
도 11은, 크랭크회전각과 피스톤가속도의 관계를 나타낸 그래프이고,
도 12는, 본 발명에 따른 엔진의 제3실시예의 내부구조의 주요부를 나타낸 평면단면도이고,
도 13은, 제3실시예의 C-C선 단면도이고,
도 14는, 제4실시예의 내부구조를 나타낸 평면단면도이고,
도 15는, 제4실시예의 중앙 종단면도이고,
도 16은, 제5실시예의 외관을 나타낸 사시도이고,
도 17은, 제5실시예의 내부구조를 나타낸 사시도이고,
도 18은, 제6실시예의 내부구조를 나타낸 단면도이고,
도 19는, 제7실시예의 내부구조를 나타낸 사시도이고,
도 20은, 종래의 크랭크기구를 나타낸 설명도이고,
도 21은, 도 20의크랭크의 회전각도와 피스톤운동과의 관계를 나타낸 그래프이고,
도 22는, 배경기술의 평면단면도이고,
도 23은, 배경기술의 측단면도이다.
본 발명의 목적은, 에너지의 변환효율을 향상시킬 수 있는 동시에 진동을 저감시킬 수 있고, 또한 구성이 간단한 회전운동기구 및 엔진을 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 에너지의 변환효율 등의 성능을 향상시키기 위해서, 직선추진력을 회전토크로서 보다 고강성이며 또한 원활하게 변환할 수 있는 회전운동기구 및 엔진을 제공하는 것에도 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음 구성을 구비한다.
제1의 기본구성은, 제1축방향으로 평행하게 배설된 한쌍의 축선가이드와, 상기 한쌍의 축선가이드 사이에 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 연장되어, 제1축방향으로 이동가능하게 설치된 이동가이드와, 상기 이동가이드를 따라 제2축방향으로 이동가능하게 설치된 이동체와, 제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과, 한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와, 상기 이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 구동기구와, 상기 회전축의 회전속도의 변동을 작게 하는 규제수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구이다.
상기 회전운동기구에 있어서, 상기 구동기구는 유체를 도입하는 도입부를 개폐하는 도입밸브 및 유체를 배출하는 배출부를 개폐하는 배출밸브가 설치된 실린더장치를 구비하여도 좋다.
또한, 상기 규제수단은 카운터 웨이트 및/또는 플라이휠을 채용할 수 있다.
상기 이동체는 상기 이동가이드에 제2축방향으로 설치된 테두리내에서 제2축방향으로 이동가능하게 하더라도 좋다.
제2의 기본구성은, 제1축방향으로 평행하게 배설된 한쌍의 제1축선가이드와, 상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설된 한쌍의 제2축선가이드와, 상기 한쌍의 제2축선가이드 사이에 제1축방향으로 연장되어, 제2축방향으로 이동가능하게 설치된 제1이동가이드와, 상기 한쌍의 제1축선가이드 사이에 제2축방향으로 연장되어, 제1축방향으로 이동가능하게 설치된 제2이동가이드와, 상기 제1이동가이드에 제1축방향으로 설치된 제1테두리내에서 제1축방향으로 슬라이드가능하게 배치됨과 동시에, 상기 제2이동가이드에 제2축방향으로 설치된 제2테두리내에서 제2축방향으로 슬라이드가능하게 배치되고, 상기 제1축선가이드와 제2축선가이드에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면내에서 이동가능한 이동체와, 제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과, 한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 회전체가 선회운동하는 것에 의해 회전축으로 회전시키는 레버부와, 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 제1구동기구와, 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 제2구동기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구이다.
이 회전운동기구에 있어서, 상기 제1구동기구 및 제2구동기구는, 유체를 도입하는 도입부를 개폐하는 도입밸브 및 유체를 배출하는 배출부를 개폐하는 배출밸브를 마련하여도 좋다.
본 발명의 회전운동기구에 있어서, 외력에 의해 이동체를 선회시켜서 상기 회전축을 회전시켜, 상기 각 실린더장치로부터 토출유체를 발생하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 회전운동기구를 하나의 회전운동기구 유니트로 하고, 이 회전운동기구 유니트를 복수, 회전축을 동축으로 겹쳐서 구성하여도 좋다.
상기 복수의 회전운동기구 유니트는 같은 방향으로 겹쳐 쌓여지고, 각 회전운동기구 유니트의 상기 레버부는, 상기 회전축으로 상기 회전운동기구 유니트의 겹쳐 쌓은 단수에 대응하여 각도변위되어 설치되도록 하여도 좋다.
상기 두개의 회전운동기구 유니트를 같은 방향에 겹쳐, 한쪽의 회전운동기구 유니트의 상기 레버부에 대하여 다른쪽의 회전운동기구 유니트의 상기 레버부를 상기 회전축으로 180도 각도 변위시켜 설치하여도 좋다.
제3의 기본구성은, 봉형상으로 형성되고, 제1축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 상기 제1축방향으로 이동가능한 한쌍의 축선가이드와, 상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 배설됨과 동시에, 상기 축선가이드 사이에 고정되어, 상기 축선가이드와 일체적으로 제1축방향으로 이동가능한 이동가이드와, 상기 이동가이드를 따라 제2축방향으로 이동가능하게 설치된 이동체와, 제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과, 한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와, 상기 이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 구동기구와, 상기 회전축의 회전속도의 변동을 작게 하는 규제수단을 구비하며, 상기 구동기구는, 유체압력으로 구동되는 실린더장치를 구비하고, 이 실린더장치가 상기 축선가이드의 각 끝단부와 접속되어, 실린더장치가 상기 축선가이드와 상기 이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 엔진이다.
상기 엔진에 있어서, 상기 규제수단은 카운터 웨이트 및/또는 플라이휠을 채용할 수 있다.
또한, 상기 이동체는 상기 이동가이드에 제2축방향으로 설치된 테두리내에서 제2축방향으로 이동가능하게 하여도 좋다.
상기 한쌍의 축선가이드의 제1축방향 한끝단부측의 실린더를 제1실린더 및 제2실린더, 상기 한쌍의 축선가이드의 제1축방향 다른끝단부측의 실린더를 제5실린더 및 제6실린더로 하여, 제1실린더, 제5실린더, 제2실린더, 제6실린더의 순서로 점화하도록 하여도 좋다.
제4의 기본구성은, 봉형상으로 형성되고, 제1축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제1축방향으로 이동가능한 한쌍의 제1축선가이드와, 봉형상으로 형성되고, 상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제2축방향으로 이동가능한 한쌍의 제2축선가이드와, 제1축방향으로 배설됨과 동시에, 제2축선가이드 사이에 고정되고, 상기 제2축선가이드와 일체적으로 제2축방향으로 이동가능한 제1이동가이드와, 제2축방향으로 배설됨과 동시에, 제1축선가이드 사이에 고정되어, 상기 제1축선가이드와 일체적으로 제1축방향으로 이동가능한 제2이동가이드와, 상기 제1이동가이드에 제1축방향으로 설치된 제1테두리내에서 제1축방향으로 슬라이드가능하게 배치됨과 동시에, 상기 제2이동가이드에 제2축방향으로 설치된 제2테두리내에서 제2축방향으로 슬라이드가능하게 배치되어, 상기 제1축선가이드와 제2축선가이드에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면내에서 이동가능한 이동체와, 제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과, 한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동 하는 것으로 회전축을 회전시키는 레버부와, 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 제1구동기구와, 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 제2구동기구를 구비하고, 상기 제1구동기구 및 제2구동기구는, 유체압력에 의해 구동되는 실린더장치를 구비하며, 상기 실린더장치가 상기 제1축선가이드 및 제2축선가이드의 각 끝단부와 접속되고, 실린더장치가 상기 제1축선가이드와 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시켜, 상기 제2축선가이드와 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 엔진이다.
본 발명의 엔진을 하나의 엔진유니트로 하고, 상기 엔진유니트를 복수, 회전축을 동축에 포개어 구성하여도 좋다.
또한, 상기 복수의 엔진유니트는 같은 방향으로 겹쳐 쌓여지고, 각 엔진유니트의 상기 레버부는 상기 회전축으로 상기 엔진유니트의 겹쳐 쌓은 단수에 대응하여 각도변위되어 설치하도록 하여도 좋다.
상기 두개의 엔진유니트를 같은 방향으로 겹쳐, 한쪽의 엔진유니트의 상기 레버부에 대하여 다른쪽의 엔진유니트의 상기 레버부를 상기 회전축으로 180도 각도도변위시켜 설치함과 동시에, 상기 한편의 엔진유니트에 대한 다른쪽의 엔진유니트의 점화타이밍은 위상을 180도 빗겨 두어도 좋다.
본 발명의 제5의 기본구성은, 봉형상으로 형성되고, 제1축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제1축방향으로 이동가능한 한쌍의 제1축선가이드와, 봉형상으로 형성되고, 상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제2축방향으로 이동가능한 한쌍의 제2축선가이드와, 제1축방향으로 배설됨과 동시에, 제2축선가이드 사이에 고정되고, 상기 제2축선가이드와 일체적으로 제2축방향으로 이동가능한 제1이동가이드와, 제2축방향으로 배설됨과 동시에, 제1축선가이드 사이에 고정되고, 상기 제1축선가이드와 일체적으로 제1축방향으로 이동가능한 제2이동가이드와, 상기 제1축선가이드와 상기 제2축선가이드에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면내에서, 상기 제1이동가이드와 상기 제2이동가이드를 따라 상기 제1축방향 및 상기 제2축방향으로 이동가능한 이동체와, 제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과, 한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되며, 이동체가 선회운동 하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와, 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 제1구동기구와, 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 제2구동기구를 구비하며, 상기 제1구동기구 및 제2구동기구는, 유체압력에 의해 구동되는 실린더장치를 구비하고, 상기 실린더장치가 상기 제1축선가이드 및 제2축선가이드의 각 끝단부와 접속되어, 실린더장치가 상기 제l축선가이드와 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키고, 상기 제2축선가이드와 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키며, 상기 한쌍의 제1축선가이드의 제1축방향 한끝단부측의 실린더를 제1실린더 및 제2실린더, 상기 한쌍의 제2축선가이드의 제2축방향 한끝단부측의 실린더를 제3실린더 및 제4실린더, 상기 한쌍의 제1축선가이드의 제1축방향 다른끝단부측의 실린더를 제5실린더 및 제6실린더, 상기 한쌍의 제2축선가이드의 제2축방향 다른끝단부측의 실린더를 제7실린더 및 제8실린더로 하고, 제1실린더, 제3실린더, 제5실린더, 제7실린더, 제2실린더, 제4실린더, 제6실린더, 제8실린더의 순서로 점화하는 것을 특징으로 하는 엔진이다.
또한, 제6의 기본구성은, 봉형상으로 형성되고, 제1축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제1축방향으로 이동가능한 한쌍의 제1축선가이드와, 봉형상으로 형성되고, 상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제2축방향으로 이동가능한 한쌍의 제2축선가이드와, 제1축방향으로 배설됨과 동시에, 제2축선가이드 사이에 고정되고, 상기 제2축선가이드와 일체적으로 제2축방향으로 이동가능한 제1이동가이드와, 제2축방향으로 배설됨과 동시에, 제1축선가이드 사이에 고정되고, 상기 제1축선가이드와 일체적으로 제1축방향으로 이동가능한 제2이동가이드와, 상기 제1축선가이드와 상기 제2축선가이드에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면내에서, 상기 제1이동가이드와 상기 제2이동가이드를 따라 상기 제1축방향 및 상기 제2축방향으로 이동가능한 이동체와, 제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과, 한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되며, 이동체가 선회운동 하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와, 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 제1구동기구와, 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 제2구동기구를 구비하며, 상기 제1구동기구 및 제2구동기구는, 유체압력에 의해 구동되는 실린더장치를 구비하고, 상기 실린더장치가 상기 제1축선가이드 및 제2축선가이드의 각 끝단부와 접속되어, 실린더장치가 상기 제1축선가이드와 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키고, 상기 제2축선가이드와 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키며, 상기 한쌍의 제1축선가이드의 제1축방향 한끝단부측의 실린더를 제1실린더 및 제2실린더, 상기 한쌍의 제2축선가이드의 제2축방향 한끝단부측의 실린더를 제3실린더 및 제4실린더, 상기 한쌍의 제1축선가이드의 제1축방향 다른끝단부측의 실린더를 제5실린더 및 제6실린더, 상기 한쌍의 제2축선가이드의 제2축방향 다른끝단부측의 실린더를 제7실린더 및 제8실린더로 하고, 제1실린더 및 제2실린더, 제3실린더 및 제4실린더, 제5실린더 및 제6실린더, 제7실린더 및 제8실린더의 순서로 점화하는 것을 특징으로 하는 엔진이다.
본 발명에 따른 회전운동기구에 의하면, 종래의 크랭크기구와 같은 커넥팅로드를 이용하지 않기 때문에, 회전축으로부터 등속회전을 얻기 위해서는, Y이동가이드를 X축방향으로 정현파운동시키면 좋다. 정현파운동은 균형이 잡힌 왕복운동이며, 진동의 발생을 억제할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제1의 기본구성에 의하면, 간단한 구성임과 동시에 규제수단에 의해, 직선추진력을 회전토크로 원활하게 변환시킬 수 있다. 따라서 간단한 구성이면서, 에너지의 변환효율을 향상시킬 수 있음과 동시에, 소음을 저감시킬 수 있는 등, 성능을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
또한, 이동체를 이동가이드에 설치된 테두리내에서 이동시키는 구성에서는, 기구가 간단함과 동시에, 회전구동력을 고강성을 갖는 테두리로 지지하기 때문에, 이동체를 원활하게 슬라이드시키는 것이 가능하다. 따라서 직선추진력을 회전토크로서 보다 고강성이며 또한 원활하게 변환시킬 수 있고, 에너지의 변환효률 등의 성능을 향상시킬 수 있다고 하는 저술된 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부도면에 의거 설명한다.
(제1실시예)
도 1∼5에 의거하여 제1실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 제1실시예의 회전운동기구(엔진)의 내부구조를 나타낸 평면단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다. 또한 도 3은 실린더의 헤드부를 부분적으로 나타낸 설명도이다.
본체케이스(10)는, 측벽부(10a)와 상하의 커버(12a,12b)에 의해 구성되어 있다.
한쌍의 X피스톤로드(16a,16b)는, 제1축방향(X축방향)으로 평행하게 배설되어, 한쌍의 축선가이드로서 작용한다. X피스톤로드(16a,16b)는 X축방향으로 이동가능하게 설치된다.
Y이동가이드(22)는, 한쌍의 X피스톤로드(16a,16b) 사이에 제1축방향(X축방향)에 대하여 직각인 제2축방향(Y축방향)으로 연장되고, 각 끝단부가 X피스톤로드 (16a,16b)에 각각 고정되어 있다. Y이동가이드(22)는 X피스톤로드(16a,16b)와 일체적으로 되어 H형의 구조체를 형성하고 있다. 따라서 Y이동가이드(22)는 X피스톤로드(16a,16b)의 X축방향으로의 이동에 따라, X피스톤로드(16a,16b)와 일체적으로 Y축과 평행한 상태에서 X축방향으로 이동한다. Y이동가이드(22)는 중공(中空)의 테두리형태로 형성되어 있고, 이동체(24)가 테두리(22a) 내에서 Y축방향으로 이동가능하게 되어 있다.
이동체(24)는, Y이동가이드(22)와 일체적으로 되어 X축방향으로 이동할 수 있다. 또한 이동체(24)는 테두리(22a) 내부를 슬라이드하는 슬라이더이고, Y이동가이드(22)를 따라 Y축방향으로 이동가능하게 설치된다. 따라서 이동체(24)는 X축과 Y축에 의해 규정되는 평면내에서 2차원운동이 가능하도록 되어 있다.
회전축(36)은, X축 및 Y축에 직교하는 수직축선을 중심으로 하여 회전가능하게 되어 있다. 회전축(36)은 본체케이스(10)에 회전가능하게 유지되어 있다. 구체적으로 회전축(36)은 볼베어링[상하의 축받이부(13a,13b)]를 개재하여, 본체케이스 (10)에 대하여 축선을 중심으로 회전가능하게 유지되어 있다. 회전축(36)의 선단은 상하의 커버(12a,12b)에서 양측으로 돌출되어 있으며, 다른 피구동회전체(도시하지 않음)로 연결가능하게 되어 있다.
레버부(38)는, 한쪽부(38c)가 이동체(24)에 피버트부착되고, 다른쪽부(38d)는 회전축(36)으로 고정되어 있다. 이 구성에 의해 이동체(24)가 자전하지 않고 선회운동하면, 회전축(36)은 자기의 축선을 중심으로 하여 회전한다. 레버부(38)는 한쪽부(38c)가 이동체(24)의 중심부에 설치된 관통구멍(25)으로 회전가능하게 끼워져서 통하게 하고, 다른쪽부(38d)는 회전축(36)과 일체적으로 형성되어 있다. 상기 한쪽부(38c)와 회전축(36)과의 거리는 피스톤(41b,42b,45b,46b)의 스트로크의 절반거리로 되어 있다. 또한 회전축(36)은 위의 축받이부(13a)에 축받이되는 상부(36a)와, 레버부(38)를 통해 축받이부(13a)와 연결됨과 동시에, 아래의 축받이부(13b)에 축받이되어 있는 하부(36b)를 구비하고 있다. 이와 같이 회전축(36)은 이동체(24)로부터의 동력전달수단으로 되어 있는 레버부(38)를 끼고 2개소에서 축받이되어 있기 때문에, 균형있게 안정적으로 회전할 수 있다. 또 제1실시예에 있어서의 회전축 (36)과 레버부(38)가 일체적으로 형성된 형태는 크랭크축의 형태로 되어 있다. 즉 레버부(38)가 상하로 한쌍 설치되어 있고, 크랭크아암으로서 작용한다. 각 레버부 (38)의 한쪽부(38c)는 축형상으로 형성되어 있고, 크랭크핀으로서 작용하고 있다. 또 한쪽부(38c)와 다른쪽부(38d)의 간격은 이동체(24)의 선회반경과 동일이다.
실린더장치(41,42,45,46)에는, 유체가 도입되는 도입부를 개폐하는 도입밸브 및 유체가 배출되는 배출부를 개폐하는 배출밸브가 설치되어 있다. 실린더장치 (41,42,45,46)가 Y이동가이드(22)를 상기 X축방향으로 이동시키기 위한 구동기구를 구성한다. 또한 실린더장치(41,42,45,46)의 실린더(41a,42a,45a,46a)는 내연기관의 연소실을 구성하고 있다. 실린더장치(41,42,45,46)는 X피스톤로드(16a,16b)의 각 끝단부에 각각 배설되어 있다. X피스톤로드(16a,16b)의 한쪽부측의 실린더를 제1 실린더(41a) 및 제2실린더(42a), X피스톤로드(16a,16b)의 다른쪽부측의 실린더를 제5실린더(45a) 및 제6실린더(46a)로 한다. 각 X피스톤로드(16a,16b)의 끝단부는 피스톤(41b,42b,45b,46b)에 각각 연결된다. 각 피스톤(41b,42b,45b,46b)은 대응하는 실린더(41a,42a,45a,46a) 내에서 왕복운동을 행한다. 이에 따라서 각 실린더 (41a,42a,45a,46a)내에서의 연료폭발에 의해 X피스톤로드(16a,16b)는 X축방향으로 왕복운동한다. 이렇게 하여 실린더(41a,42a,45a,46a)에 의해 구동기구가 구성되어, X피스톤로드(16a,16b)와 일체적으로 Y이동가이드(22)를 X축방향으로 이동시킬 수 있다. 또 X피스톤로드(16a,16b)는 봉형상으로 형성되어 있고, 일반적으로는 단면이 원형으로 형성되나 그 형상은 한정되는 것이 아니다. 각 피스톤(41b,42b,45b,46b)과 각 피스톤로드(16a,16b)는, 피스톤로드(16a,16b)가 피스톤핀으로 피버트부착되어 있다. 그리고 종래의 커넥팅로드를 이용한 크랭크기구와는 달리, 피스톤로드 (16a,16b)는 반드시 회동하는 것을 요구하지 않으므로 각 피스톤(41b,42b,45b,46b)과 각 피스톤로드(16a,16b)는 단순히 연결되어 있어도 좋다. 예를 들어서 피스톤 (41b,42b,45b,46b)과 피스톤로드(16a,16b)가 일체적으로 형성된 것을 이용하여도 좋다.
카운터웨이트(50)와 플라이휠(51)은, 어느 쪽도 회전축(36)의 회전속도의 변동을 작게 하는 규제수단으로서 작용한다. 카운터웨이트(50)는 본체케이스(10)내에서, 회전축(36)으로부터 X축방향으로 연장하여 설치되어 있다. 또한 플라이휠(51)은 본체케이스(10) 밖에서 회전축(36)에 고정되어 있다. 카운터웨이트(50) 및 플라이휠(51)은 회전축(36)의 회전에너지를 저장하고, 이동체(24)를 Y축방향으로 이동시키는 분력을 적절하게 발생시켜, 회전축(36)의 회전속도의 변동이 작아지도록 작용한다.
밸브구동기구(52)는, 회전축(36)에 장착된 주동스프로켓(53)과, 본체케이스 (10)에 회전가능하게 유지된 베벨기어(54)와, 베벨기어(54)와 동축으로 장착된 종동스프로켓(54a)(도 7 참조)으로 상기 주동스프로켓(53)과의 사이에 걸린 타이밍체인(55)과, 캠샤프트(74)에 장착되어 베벨기어(54)와 맞물리는 베벨기어(56) 등으로 구성되어 있다. 따라서 회전축(36)이 회전되면 캠샤프트(74)가 회전한다. 밸브구동기구(52)에 의하면, 각 실린더장치(41,42,45,46)의 도입밸브(70)(도 3 참조)와, 배출밸브(72)(도 3 참조)는 캠샤프트(74)를 개재하여, 회전축(36)의 구동력에 의해 작동시킬 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 캠샤프트(74)에는 급기용 및 배기용의 캠(60)이 설치되어, 밸브스프링 등을 통해 도입밸브(70) 및 배기밸브(72)가 구동된다. 점화플러그(58)가 실린더(41a,42a,45a,46a) 내의 연료에 점화된다. 이 구조는 종래의 레시프로형 엔진과 동일한 구성이므로, 설명을 생략한다.
또, 동력전달수단으로서는 스프로켓(53,54a) 및 타이밍체인(55) 대신에, 타이밍풀리 및 타이밍벨트 등을 이용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 제1실시예에서는, 오일공급기구에 대하여 도시되어 있지 않다. 오일공급기구는 캠샤프트(74)를 회전시키는 기구와 동일한 기구를 이용하여, 회전축(36)의 구동력에 의해 오일펌프를 작동시킨다. 오일펌프에서 송출된 오일을 X피스톤로드(16a,16b) 등을 통과시켜 실린더(41a,42a,45a,46a) 내로 공급한다.
다음에, 도 4 및 도 5에 의거 제1실시예의 동작에 대하여 설명한다.
4싸이클 엔진인 경우에는, 회전축(36)이 2회전하는 동안에, 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정이 이루어진다. 이 때문에 도 4의 화살표의 회전방향으로 회전축 (36)을 회전시키기 위해서는, 제1실린더(41a)(CYL1), 제5실린더(45a)(CYL5), 제2실린더(42a)(CYL2), 제6실린더(46a)(CYL6)의 순서로서, 180도씩 위상을 어긋나게 하여 점화폭발시킨다. 크랭크회전각 180도마다 점화폭발시킴에 따라, 균형이 잡힌 적절한 회전운동을 얻을 수 있다.
제1실시예의 엔진에서는, 종래의 레시프로 엔진과 같은 크랭크기구의 커넥팅로드가 없으므로, 회전축(36)을 등속회전시키는 경우, 각 피스톤(41b,42b,45b,46b)은 도 5에 나타낸 바와 마찬가지로 정현파운동을 행한다. 이 정현파운동은 피스톤 (41b,42b,45b,46b)의 상사점측과 하사점측의 운동패턴이 동일하게 된다. 따라서 각 피스톤(41b,42b,45b,46b)은 균형이 잡힌 왕복운동을 행한다.
도 5는, 도 4에 나타낸 기구에 있어서, 레버부(38)의 각도변화 Xc(도)와, 피스톤(45b)의 스트로크위치의 변위 Yp(mm)의 관계를 곡선 SC로 나타낸 그래프이다.
피스톤(45b)의 스트로크위치의 변위 Yp(mm)는, 레버부(38)가 0도 위치(L)에 있을 때 피스톤(45b)이 하사점(P1)에 위치하기 때문에 0mm가 된다. 레버부(38)가 180도 위치(H)에 있을 때, 피스톤(45b)이 상사점(P2)에 위치하기 때문에 40mm가 된다.
피스톤(45b)의 하사점(P1)에서 상사점(P2)에 도달하는 동안의 운동으로서는, 레버부(38)가 0도 위치(L)에서 90도 위치(M)로 회전하는 동안에 피스톤(45b)은 20mm 변위한다. 레버부(38)가 90도 위치(M)에서 180도 위치(H)로 회전하는 동안에 피스톤(45b)은 나머지의 20mm 변위하고 있다. 즉 피스톤(45b)의 운동은 상사점(P2)측과 하사점(P1)측에서 동일하게 되어 있다.
따라서, 안정된 회전을 얻을 수 있고, 기구내의 진동 발생을 억제할 수 있다. 또한 상사점(P2) 부근에서는 폭발이 이루어지지만, 그 부근의 피스톤 운동이 종래의 커넥팅로드를 이용한 크랭크기구의 경우에 비하여 느리기 때문에, 적절하게 폭발시킬 수 있다.
제1실시예의 회전운동기구(엔진)에 의하면, 종래의 크랭크기구와 같은 커넥팅로드를 이용하지 않기 때문에, 회전축(36)에서 등속회전을 얻기 위해서는 Y이동가이드(22)를 X축방향으로 정현파운동시키면 좋다. 정현파운동은 균형이 잡힌 왕복운동이므로, 진동의 발생을 억제할 수 있다.
따라서, 회전운동기구의 회전효율을 향상시킬 수 있는 동시에, 소음을 저감시킬 수 있고, 나아가서는 부착강도를 요구하지 않고, 본체케이스(10) 등의 소형 경량화가 가능해 진다.
또한, 각 구성요소가 평면적으로 배설되기 때문에, 전체를 박형화 할 수 있어, 커버를 제거하면 유지관리가 용이하게 된다.
또한, Y이동가이드(22)는 한쌍의 X피스톤로드(16a,16b)에 의한 2변에서 지지되어 있기 때문에, Y이동가이드(22)를 통해 운동하는 이동체(24)도 2변에서 지지된다. 즉 구동부를 2변에서 지지하고 있기 때문에, 고강성이 실현된다.
제1실시예에서는, 4개의 실린더장치(41,42,45,46)를 구비하는 엔진을 설명을 하였으나, 이에 한정되지 않으며, 2자루의 피스톤로드(16a,16b)(한쌍의 축선가이드)에 대응하여 2개의 실린더장치를 구비하고, 고압유체의 공급배출에 의해 작동하는 회전운동기구에 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 한쌍의 축선가이드(16a,16b)에 Y이동가이드(22)를 슬라이드 가능하도록 설치하고, Y이동가이드(22)에 대응하여 1개의 실린더장치를 구비한 구성이라도 좋다.
또한, 회전축(36)을 입력축으로 하여, 다른 구동장치에 의한 구동력에 의해 이동체(24)를 선회시키고, 상기 각 실린더장치(41,42,45,46)의 밸브를 경유하여 유체를 토출시키는 유체펌프 혹은 콤프레셔장치 등으로도 이용할 수 있다.
(제2실시예)
제2실시예에 대하여 도 6 및 도 7에 의거 상세히 설명한다.
도 6은 본 실시예의 회전운동기구(엔진)의 내부구조를 나타낸 평면단면도이고, 도 7은 도 6의 B-B선 단면도이다.
본체케이스(10)는, 측벽부(10a)와 상하의 커버(12a,12b)에 의해 구성되어 있다. 본체케이스(10)에 볼베어링을 개재하여 회전축(36)이 회전이 자유롭게 유지되어 있다.
한쌍의 X피스톤로드(16a,16b)는, 제1축방향(X축방향)으로 평행하게 배설된 한쌍의 제1축선가이드로서 작용한다. X피스톤로드(16a,16b)는 X축방향으로 이동가능하게 설치된다.
한쌍의 Y피스톤로드(18a,18b)는, 제1축방향(X축방향)에 대하여 직각인 제2축방향(Y축방향)으로 평행하게 배설된 한쌍의 제2축선가이드로서 작용한다. Y피스톤로드(18a,18b)는 Y축방향으로 이동가능하게 설치된다.
X이동가이드(20)는, X피스톤로드(16a,16b)와 평행하게 배치되고, 각 끝단부가 Y피스톤로드(18a,18b)에 각각 고정되어 있다. 따라서 X이동가이드(20)는 Y피스톤로드(18a,18b)의 Y축방향으로의 이동에 따라, X피스톤로드(16a,16b)와 평행한 상태에서 Y축방향으로 이동하는 제1이동가이드로서 작동한다.
Y이동가이드(22)는, Y피스톤로드(18a,18b)와 평행하게 배치되고, 각 끝단부가 X피스톤로드(16a,16b)에 각각 고정되어 있다. 따라서 Y이동가이드(22)는 X피스톤로드(16a,16b)의 X축방향으로의 이동에 따라, Y피스톤로드(18a,18b)와 평행한 상태에서 X축방향으로 이동하는 제2이동가이드로서 작동한다.
이동체(24)는 X이동가이드(20)에 X축방향으로 설치된 제1테두리(20a) 내를 X축방향으로 슬라이드가능하다. 또한 이동체(24)는 Y이동가이드(22)에 Y축방향으로 설치된 제2테두리(22a) 내를 Y축방향으로 슬라이드가능하게 배치되어 있다. 따라서 이동체(24)는 X피스톤로드(16a,16b)와 Y피스톤로드(18a,18b)에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면(28)내에서 이동가능하도록 설치된다.
제2실시예에서는, X이동가이드(20)가 Y이동가이드(22)의 위쪽에 위치하고 있다. 이동체(24)는 X이동가이드(20)의 제1테두리(20a)와 Y이동가이드(22)의 제2테두리(22a)가 겹쳐치는 부분을 관통한다. 따라서 이동체(24)는 X이동가이드(20) 및 Y이동가이드(22)의 X축방향 및 Y축방향으로의 이동에 따른 구동력을 적절하게 받아, 유연하게 2차원 운동을 할 수 있다.
내연기관인 실린더장치(41,42,45,46)는, 유체가 도입되는 도입부를 개폐하는 도입밸브 및 유체가 배출되는 배출부를 개폐하는 배출밸브를 갖는다. 실린더장치 (41,42,45,46)는 Y이동가이드(22)를 상기 X축방향으로 이동시키기 위한 제1구동기구를 구성한다.
내연기관인 실린더장치(43,44,47,48)는, 유체가 도입되는 도입부를 개폐하는 도입밸브 및 유체가 배출되는 배출부를 개폐하는 배출밸브를 갖는다. 실린더장치 (43,44,47,48)는 X이동가이드(20)를 상기 Y축방향으로 이동시키기 위한 제2구동기구를 구성한다.
실린더(41a,42a,43a,44a,45a,46a,47a,48a)는 내연기관의 연소실을 구성한다. 실린더장치(41,42,43,44,45,46,47,48)는 각각의 X피스톤로드(16a,16b), Y피스톤로드(18a,18b)의 각 끝단부에 대응하여 배설되어 있다.
X피스톤로드(16a,16b)의 한쪽부측의 실린더를 제1실린더(41a) 및 제2실린더 (42a), Y피스톤로드(18a,18b)의 한쪽부측의 실린더를 제3실린더(43a) 및 제4실린더 (44a), X피스톤로드(16a,16b)의 다른쪽부측의 실린더를 제5실린더(45a) 및 제6실린더(46a), Y피스톤로드(18a,18b)의 다른쪽부측의 실린더를 제7실린더(47a) 및 제8실린더(48a)로 한다.
각 X피스톤로드(16a,16b) 및 Y피스톤로드(18a,18b)의 각 끝단부는, 피스톤 (41b,42b,43b,44b,45b,46b,47b,48b)에 각각 연결되어 있으며, 각 피스톤은 각 실린더(41a,42a,43a,44a,45a,46a,47a,48a)내에서 왕복운동할 수 있다. 따라서 각 실린더(41a,42a,43a,44a,45a,46a,47a,48a)내에서의 연료의 폭발에 의해, 각 X피스톤로드(16a,16b)는 X축방향으로, 각 Y피스톤로드(18a,18b)는 Y축방향으로 왕복운동한다.
상기의 실린더(41a,42a,45a,46a)에 의해 제1구동기구가 구성되고, 실린더 (43a,44a,47a,48a)에 의해 제2구동기구가 구성된다. 따라서 X피스톤로드(16a,16b)를 통해 Y이동가이드(22)를 구동시킴과 동시에, Y피스톤로드(18a,18b)를 통해 X이동가이드(20)를 구동시킬 수 있다.
회전축(36) 및 레버부(38)는 제1실시예의 구성과 거의 동일하게 설치되어 있다.
또한, 각 밸브구동기구, 윤활유를 순환시키는 기구 등도 제1실시예의 구성과 거의 동일하게 설치되어 있다.
플라이휠(51)은, 본체케이스(10) 밖의 회전축(36)에 고정되어 있다.
이상의 구성에서 알 수 있는 바와 같이, 제2실시예는 카운터웨이트(50)를 제외한 구성의 제1실시예의 엔진을 2조 설치하고, 서로 각도위치를 90도 시프트시켜서 겹쳐 쌓은 구조로 되어있다.
다음에, 도 8∼도 11에 의거하여, 동작에 대해 설명한다.
먼저, 4싸이클 엔진인 경우에는 회전축(36)이 2회전하는 동안에 흡입, 압축, 폭발, 배기의 4행정이 이루어진다. 이 때문에 도 8의 화살표의 회전방향으로 회전축(36)을 회전시키기 위해서는, 제1실린더(41a)(CYL1), 제3실린더(43a)(CYL3), 제5실린더(45a)(CYL5), 제7실린더(47a)(CYL7), 제2실린더(42a)(CYL2), 제4실린더(44a) (CYL4), 제6실린더(46a)(CYL6), 제8실린더(48a)(CYL8)의 순서로, 90도씩 위상을 어긋나게 하여 폭발시킨다. 크랭크회전각 90°마다 폭발시키는 것에 의해, 균형잡힌 적절한 회전운동을 얻을 수 있다.
2싸이클 엔진인 경우에는 CYL1, CYL3, CYL5, CYL7의 순서로서, 혹은 CYL2, CYL4, CYL6, CYL8의 순서로, 90도씩 위상을 어긋나게 하여 폭발시킨다. 즉 8개의 실린더중 4개의 실린더만을 사용하여 폭발행정을 행한다. 쌍으로 되어 있는 한쪽의 실린더만으로 폭발시키게 되므로, 낮은 출력, 예컨대 낮은 토크, 아이들링시 등에 적합하다. 또 폭발행정시에 폭발되지 않도록 하기 위해서는, 연소실내에 연료를 공급하지 않으면 된다.
또한, 2싸이클 엔진인 경우에, CYL1 및 CYL2, CYL3 및 CYL4, CYL5 및 CYL6, CYL7 및 CYL8의 순서로, 90도씩 위상을 어긋나게 하여 점화폭발시킨다. 크랭크회전각 90°마다 폭발시키는 것에 의해, 쌍으로 된 2개의 실린더내에서 동시에 폭발시켜, 보다 높은 토크를 얻을 수 있다.
우선, 속도와 토크에 대하여 분석한다.
도 9에 있어서, V는 회전속도, Vx는 X방향 실린더의 피스톤속도, Vy는 Y방향 실린더의 피스톤속도, θ는 크랭크회전각, F는 회전력, Fx는 X방향 실린더의 피스톤구동력, Fy는 Y방향 실린더의 피스톤구동력, T는 회전토크(T=F×R), R은 크랭크 회전반경을 나타낸다.
도 9에 의해, X방향의 속도는 Vx=Vsinθ, Y방향의 속도는 Vy=Vcosθ로 되며, 그 양자의 운동을 합성한 결과 얻어지는 회전속도는, 수식 F1로 나타낼 수 있다.
일정 … (F1)
여기에서 알 수 있는 바와 같이, 회전속도 V는 일정하게 된다. 즉 등속도회전으로 된다.
또한, 그 회전력 F는, 그 분력이 Fx=Fsinθ, Fy=Fcosθ로 나타내어지므로 수식 F2로 나타낼 수 있다.
일정 … (F2)
여기에서 알 수 있는 바와 같이, 회전력 F는 일정하게 된다, 즉 등력회전으로 된다. 또한 회전토크 T는 F×R=일정 이며, 결국 등토크회전으로 된다. 즉 회전축 회전각(X좌표)과, 피스톤속도 및 피스톤구동력(Y좌표)의 관계를 그래프로 나타내면 도 10과 같이 된다. 회전축(36)의 회전속도[이동체(24)의 선회속도]는, Y이동가이드(22)의 정현파운동의 위상에 대하여, X이동가이드(20)의 정현파운동의 위상은 90도 어긋난 것으로 된다. 따라서 Y이동가이드(22)와, X이동가이드(20)의 운동은 가장 안정된 운동으로 된다.
다음에, 피스톤속도의 변화에 대하여 분석한다.
피스톤속도의 변화란 피스톤의 가감속을 의미하고, 피스톤속도의 미분치이다. X방향의 피스톤속도의 변화를 Vax, Y방향의 피스톤속도의 변화를 Vay로 하면, 각각 수식 F3, F4로 나타내어진다.
… (F3)
… (F4)
즉, 회전축 회전각(X좌표)과, 피스톤 가속도(Y좌표)의 관계를 그래프로 나타내면 도 11과 같이 된다.
제2실시예의 회전운동기구(엔진)는, X축과 Y축에 대하여 대칭인 메카니즘이다. 이 대칭성에 의해 이상적인 회전운동기구를 실현하고 있다. 즉 회전속도와 회전토크를 일정하게 하는 회전을 얻고자 하는 경우, X방향 피스톤과 Y방향 피스톤의 운동이 90도 위상이 어긋난 정현파운동이면, 그 X방향 피스톤과 Y방향 피스톤의 합성한 운동이 등속도회전(등력회전, 등토크회전)을 발생하는 것이다.
또한, 등속, 정토크의 회전을 얻고자 하는 경우, X방향 피스톤의 가감속, Y방향 피스톤의 가감속도 사인커어브로 되고, CYL1∼8의 폭발포인트(P1∼P8)(도 11 참조)는 사인커어브의 정점과 일치한다. 이 결과 회전의 균형도 최선으로 확보되고, 메카니즘의 진동 등도 억제할 수 있다.
제2실시예에서는, 플라이휠(51)을 장착하였으나, 원래는 90도 위상이 어긋난 2개의 정현파를 합성한 운동이기 때문에, 플라이휠(51) 등의 규제수단을 장착하지 않더라도, 진동이 없는 등속회전을 얻을 수 있다.
또한, 2개의 X피스톤로드(16a,16b) 및 2개의 Y피스톤로드(18a,18b)에서, 이동체(24)를 4변에서 균형있게 지지하여 선회운동시키고 있다. 따라서 장치 전체의 진동이나 소음의 발생을 억제할 수 있고, 또 안정된 고속운동도 가능하도록 되어 있다.
또한, X피스톤로드(16a,16b) 및 Y피스톤로드(18a,18b)의 X축방향 및 Y축방향으로의 직선이동추진력을 이동체(24)의 선회로 바꿔서, 하나의 레버부(38)를 통해 회전축(36)의 회전으로 변환한다. 따라서 효율 낭비의 발생은 본 실시예와 같은 8기통의 엔진이더라도 이동체(24)와 레버부(38)의 피버트부착부분에만 일어나며, X피스톤로드(16a,16b) 및 Y피스톤로드(18a,18b)의 직선추진력이 회전축(36)의 회전토크로 변환되는 효율을 향상시킬 수 있다.
또, 회전축(36)을 반대방향으로 회전시키는 경우에는, CYL1∼8의 점화폭발의 순서를 반대로 하면 된다.
또한, 관성력 등의 요인에 의해, 점화시기, 흡입밸브, 배기밸브의 개폐의 타이밍은 적절히 조정하면 된다. 예컨대 점화 타이밍을 잡기 위한 센서를 이용하면, 마이크로컴퓨터와 연동하여 엔진의 동작조건에 대응한 점화시기를 자동적으로 조정할 수 있다.
제2실시예는, 8기통 엔진이었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제2실시예의 회전운동기구를 복수단 겹쳐 쌓는 것도 가능하다. 그 경우 각도를 변위시켜 겹쳐도 좋고, 예컨대 제2실시예의 엔진을 45도 어긋나게 하여 2단으로 배설한 경우, 16개의 실린더가 배치된다. 이 경우 각 실린더를 45도씩 위상을 어긋나게 하여 차례로 폭발시키면, 이동체를 보다 유연하게 선회시키는 것이 가능하다. 토크변동을 안정시킬 수 있어, 균형있게 이동체를 선회시킬 수 있다. 그 결과 진동 등을 가급적으로 억제가 가능해져서, 큰 출력을 바람직하게 얻을 수 있다.
제2실시예는, 8개의 실린더장치를 구비한 엔진이지만, 4개의 피스톤로드(한쌍의 제1축선가이드 및 한쌍의 제2축선가이드)에 대응하여 4개의 실린더장치를 구비하며, 고압유체의 공급배출에 의해 작동하는 유체압을 이용한 회전운동기구에 적용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 한쌍의 제1축선가이드에 제2이동가이드를 슬라이드가능하게 설치함과 동시에, 한쌍의 제2축선가이드에 제1이동가이드를 슬라이드가능하게 설치하고, 제1이동가이드 및 제2이동가이드에 각각 대응하여 2개의 실린더장치를 구비한 회전운동기구에 적용하는 것도 가능하다.
(제3실시예)
다음에, 제3실시예에 대하여 도 12 및 도 13에 의거 상세히 설명한다.
도 12는 본 실시예의 회전운동기구(엔진)의 내부구조의 주요부를 나타낸 평면단면도이고, 도 13은 도 12의 C-C 선단면도이다.
제3실시예는, 제1실시예와는 이동체의 구조만이 다르고, 다른 구성은 동일하다. 따라서 이하에는 이동체에 대해서만 설명하고, 다른 구성에 있어서는 설명을 생략한다.
베어링형 이동체(80)는, 제1실시예의 직사각형의 이동체(24)와는 달리, 볼베어링과 같은 구성을 구비한다. 베어링형 이동체(80)는 전동함으로써 마찰저항을 저감한다. 즉 베어링형 이동체(80)는 내측링(81)과 외측링(82)의 사이에 다수의 구름 부재인 회전자(83)가 배치되고 구성되어 있다. 내측링(81)내에 레버부(38)의 한쪽부(38c)가 회전가능하게 끼워 통하여 있다. 한편 외측링(82)의 외주면(82a)은 Y이동가이드(22)의 테두리(22a)의 내면(22b)에 접촉되어 있다. 베어링형 이동체(80)는 Y이동가이드(22)에 설치된 테두리(22a) 내에서 이동가능하게 되어 있다. 베어링형 이동체(80)에 의하면, 회전자(83)의 작용에 의해 마찰저항을 저감시킬 수 있고, 레버부(38)를 통해 발생되는 회전운동을 유연하게 변환시킬 수 있다. 따라서 직선추진력을 회전토크로서 보다 유연하게 변환시킬 수 있고, 에너지의 변환효률 등의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 베어링형 이동체(80)에서는, 마찰저항을 저감시키기 위한 캠플로어를 이용할 수도 있다.
제3실시예는, 베어링형 이동체(80)를 제1실시예의 회전운동기구에 적용한 것이지만, 제2실시예에도 적합하게 적용할 수 있음은 물론이다.
(제4실시예)
다음에, 밸브구동기구를 갖는 제4실시예를 도 14 및 도 15에 의거 상세히 설명한다.
도 14는 본 실시예의 회전운동기구(엔진)의 내부구조를 나타낸 평면단면도이고, 도 15는 도 14의 중앙 종단면도이다. 제2실시예와 동일한 구성부재에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
밸브구동기구(61)는, 출력베벨기어(62,63)의 회전 이동력을 전달하여, 상기 각 실린더장치(41,42,43,44,45,46,47,48)의 도입밸브와 배출밸브를 구동시킨다.
출력베벨기어(62,63)는, 회전축(36)과 평행하게 배치된 축선(62a,63a)을 중심으로 하여 회전가능하게 설치된다. 출력베벨기어(62,63)는 한쪽부(62b,63b)에서 이동체(24)에 피버트부착되어 있다. 이에 따라 출력베벨기어(62,63)는 보조회전축 및 보조레버부를 일체로 한 부재로서 작용하며, 이동체(24)가 선회운동하는 것에 의해 자전한다. 또 상기 축선(62a,63a)과 한쪽부(62b,63b)의 간격은 이동체(24)의 선회반경과 동일하게 설치된다.
출력베벨기어(62,63)는 각 실린더(41a,42a,43a,44a,45a,46a,47a,48a)에 대응하여 각각 설치된다. 도 14에 있어서, 실선으로 나타낸 출력베벨기어(62)가 아래의 커버(12b)에 피버트부착되어 있다. 이점쇄선으로 나타낸 출력베벨기어(63)가 위의 커버(12a)에 피버트부착되어 있다. 출력베벨기어(62,63)는 각 축선(62a,63a)을 중심으로 하여 회전가능하게 설치된다. 각 출력베벨기어(62,63)의 한쪽부(62b,63b)가 이동체(24)로부터 연장하여 설치된 아암부(24a)의 선단부에 피버트부착되어 있다. 즉 상하의 출력베벨기어(62,63)로 1조로 되어, 하나의 아암부(24a)의 선단부에 피버트부착되어 있다. 축선(62a)과 한쪽부(62b)의 간격 및 축선(63a)과 한쪽부 (63b)의 간격은, 이동체(24)의 선회반경과 동일하게 설치된다. 또한 아암부(24a)는 이동체(24)와 일체적으로 설치되므로, 이동체(24)와 완전히 동일한 선회운동을 한다. 이에 따라 상하의 출력베벨기어(62,63)는 이동체(24)가 선회운동하면, 회전축 (36)과 동기하여 자전한다.
구동전달용 베벨기어(64)는, 본체케이스(10)에 회전가능하게 피버트부착되어 있다. 구동전달용 베벨기어(64)는 출력베벨기어(62,63)에 맞물림하고 있어, 출력베벨기어(62,63)의 구동에 의해 회전구동한다. 구동전달용 베벨기어(64)에는 베벨기어부의 반대쪽에 동축 또한 일체로 스프로켓(66)이 고정되어 있다.
또한, 각 실린더장치(41,42,43,44,45,46,47,48)의 헤드부에서는, 캠샤프트의 끝단부에 종동측의 스프로켓(도시하지 않음)이 고정되어 있다. 이 종동측의 스프로켓과, 상기 스프로켓(66)에 체인(68)이 감겨져 있다. 이것에 의해 출력베벨기어 (62,63)의 동력을 급기밸브 및 배기밸브를 구동시키도록 전달할 수 있다.
또, 캠샤프트에는 급기용 및 배기용의 캠이 설치되어, 밸브스프링 등을 통하여 급기밸브 및 배기밸브가 구동되는데, 이 구조는 종래의 레시프로형 엔진과 동일한 구성이므로 설명을 생략한다.
이상의 구성에 의해, 급기밸브 및 배기밸브의 구동력을, 자기의 출력으로부터 적절하게 취출해 낼 수 있는 것이다. 또한 기계적으로 동기(同期)를 취할 수 있기 때문에, 정확한 제어가 가능하고, 신뢰성이 높은 밸브시스템을 구성할 수 있다. 또 제4실시예에서는, 동력전달수단으로서 스프로켓(66) 및 체인(68)을 이용하였으나, 이에 한정되지 않고, 타이밍풀리 및 타이밍벨트 등을 이용할 수 있는 것은 물론 이다.
오일펌프(91)는, 4개의 출력베벨기어(62) 중의 하나의 동력이 전달되는 것에 의해 구동되어 오일을 순환시킨다. 동력전달수단으로서는 상기 밸브시스템과 마찬가지로 체인 또는 타이밍벨트 등을 이용하면 된다.
또, 도 15에 있어서 (92)는 윤활유의 통로이고, (90)은 점화타이밍을 취하기 위한 센서이다.
(제5실시예)
다음에, 도 16∼19에 의거하여, 제1실시예의 회전운동기구(엔진)를 복수로 겹쳐서 구성한 엔진에 대하여 설명한다. 제5실시예에서는 복수의 회전축이 동축으로 겹쳐져서 구성되어 있다.
도 16은 제5실시예의 외관을 나타낸 사시도이고, 도 17은 제5실시예의 내부구조를 나타낸 설명도이다.
제5실시예에 있어서, 제1실시예의 회전운동기구의 구성을 갖는 엔진을, 하나의 엔진유니트로 한다. 이 엔진유니트를 복수, 각도변위시키지 않고 같은 방향으로 겹쳐서, 회전축이 동축으로 되도록 복수(예컨대 2개)의 회전축을 캐플러 등으로 연결한 구조의 엔진이다.
즉, 4개의 피스톤을 X피스톤로드(16a,16b)와 Y이동가이드(22)로 이루어지는 H형부재에 연결하여 동일평면에 배치한 제1실시예의 구성을 구비하는 엔진을 하나의 엔진유니트로 한다. 2조의 엔진유니트(4기통 엔진유니트)의 회전축(36) 끼리를 연결하여 같은 각도로 2단으로 겹친 구성으로 되어 있다. 하단의 엔진유니트(201)의 크랭크를 구성하는 레버부(38)에 대하여, 상단의 엔진유니트(202)의 크랭크를 구성하는 레버부(38)를 회전축(36)에 180도 각도로 변위시켜 고정하고 있다. 상하의 엔진유니트(201,202)의 점화타이밍은 위상을 180도 어긋나게 하여 설정하고 있다.
구체적인 폭발 타이밍에 대해서 도 17에 의거하여 설명한다.
하단의 엔진유니트(201)의 4개의 실린더를 CYLla, CYL2a, CYL5a, CYL6a로 하고, 상단의 엔진유니트(202)의 4개의 실린더를 CYL1b, CYL2b, CYL5b, CYL6b로 한다. 하단의 엔진유니트(201)의 4개의 실린더를 CYL1a, CYL5a, CYL2a, CYL6a의 순서로 점화폭발시키고, 상단의 엔진유니트(202)의 4개의 실린더를 CYL5b, CYL1b, CYL6b, CYL2b의 순으로 점화폭발시킨다.
이와 같이 상하의 엔진유니트(201,202)의 점화타이밍의 위상을 180도 어긋나게 함으로써, 대각위치에 있는 2개의 실린더마다 폭발이 이루어져, 짝힘이 적절하게 발생하게 된다. 즉 회전축에 걸리는 충격력이 대향하는 형태로 되어, 서로 진동을 소멸시켜 안정한 회전구동력을 발생시킬 수 있고, 효율적으로 고출력을 얻을 수 있다.
제5실시예에서는, 제2실시예와 8기통 엔진이지만, 도입밸브 및 배출밸브를 구성요소로 하는 밸브구동기구를 2개소로 묶을 수 있기 때문에, 구성을 간략화 할 수 있는 이점이 있다.
제5실시예에서는, 상하의 엔진유니트(201,202)의 레버부끼리(38)를, 회전축 (36)에 180도 각도로 변위시켜 설치한 경우를 설명하였다. 그러나 이것에 한정되지 않고, 레버부(38)끼리의 각도변위와, 점화타이밍의 위상의 어긋남을 모두 90도로 하여도 좋다. 이와 같이 90도로 설정한 경우에는, 제2실시예와 마찬가지로 90도 위상이 어긋난 구동력을 적합하게 합성할 수가 있어, 균형잡힌 바람직한 회전운동을 얻을 수 있다. 또 이 경우에 크랭크를 구성하는 레버부가 2개 존재하게 되는 점에서, 레버부가 1개인 제2실시예와는 상이하다.
엔진유니트를 같은 각도로서 3단으로 겹친 경우에는, 각 레버부를 회전축에 120도씩 어긋나게 하여 설치한다. 점화타이밍도 각 엔진유니트에서 120도씩 어긋나게 하여 설정하면, 3단의 엔진유니트의 구동력을 적합하게 합성할 수 있어, 바람직한 회전운동을 얻을 수 있다.
또한 엔진유니트를 4단 이상 겹칠 때에도, 마찬가지로 레버부(38)끼리의 각도변위와, 점화타이밍의 위상의 어긋남을 적절히 설정함으로써, 바람직한 회전운동을 얻을 수 있다.
(제6실시예)
제6실시예를 도 18에 의거하여 설명한다.
도 18은 제6실시예의 단면도이다. 제6실시예는 2개의 회전운동기구를 1개의 본체케이스(210)내에 내장한 실시예이다. 2개의 엔진유니트를 회전축으로 연결하여 2단으로 겹친 구성인 제5실시예와 상이하다. 또 제5실시예와 동일한 구성에 있어서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
1개의 본체케이스(210)내에 내장함으로써, 2개의 회전운동기구의 레버부(38)끼리를 도면과 같이 직접 연결하고 있다. 또한 양 회전운동기구의 작동공간의 공용화를 꾀할 수 있고, 전체 장치의 두께가 얇은 형태로 되는 것이 가능해 진다. 또한 구성부품의 공용화를 도모할 수 있어, 전체 장치의 간략화가 가능하게 된다.
(제7실시예)
제7실시예를 도 19에 의거하여 설명한다. 제7실시예에서는 엔진유니트가 4단 겹쳐져 있다. 도 19는 제7실시예의 내부구조를 모식적으로 설명하는 설명도이다.
제7실시예는, 제5실시예의 턴뎀형 엔진을 상하로, 회전축을 90도 각도로 변위시켜 겹쳐져 있다. 점화타이밍의 위상도 90도 어긋나게 하여 설치한 것이다. 또 각 구성부재는 제5실시예와 동일하기 때문에, 도 19에 제5실시예의 구성과 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
제7실시예의 엔진에 의하면, 제5실시예와 마찬가지로 적절한 짝힘을 얻을 수 있고, 진동을 억제한 바람직한 회전운동을 얻을 수 있다.
그리고, 그 위아래의 각 엔진유니트를 회전축(36)의 각도변위와, 점화타이밍의 위상의 어긋남을 모두 90도 하여 겹쳐져 있다. 따라서 제2실시예와 같이 90도 위상이 어긋난 구동력을 적합하게 합성할 수 있고, 균형잡힌 바람직한 회전운동을 얻을 수 있다.
즉, 제7실시예에 의하면, 제2실시예와 제5실시예의 양쪽의 장점을 구비하는 엔진으로 할 수 있다.
또, 4단 엔진유니트의 겹치는 방법은, 도시한 예에 한하지 않고, 90도씩 어긋나게 하여 겹쳐 쌓아도 좋다. 또한 상하의 각 엔진유니트를 거꾸로 포개면, 대칭성이 뛰어난 구성으로 할 수 있다.
본 발명의 엔진에 있어서, 엔진유니트를 제5∼7실시예와 같이 같은 각도로 겹쳐 쌓은 것에 한정되지 않고, 적절한 각도로 복수단 겹쳐 쌓은 것에 의해서도, 높은 배기량의 엔진을 적절하게 블록화 할 수 있다. 예컨대 3가지의 엔진유니트를 120도 각도로 변위시켜 겹쳐 쌓아, 위상 120도씩 어긋나게 하여 구성하는 것도 가능하다.
2개의 엔진유니트를 90도 어긋나게 하여 포갠 경우는, 크랭크를 구성하는 레버부가 2개 존재하는 셈이 되지만, 제2실시예와 마찬가지로 회전축으로부터 적절한 회전구동력을 얻을 수 있다.
이상의 실시예에서와 같이 엔진유니트를 다단으로 겹쳐 쌓음으로써, 상술한 바와 같이 엔진진동을 저하시킬 수 있는 등, 엔진성능이 높은 고출력 엔진을 얻을 수 있음과 동시에, 블록화 본래의 효과인 부품의 공통화 및 생산관리 공정수의 저감 등이 실현되어, 제조비용을 대폭 저감시킬 수 있다.
또, 이상의 각 실시예에서는 4싸이클 엔진을 중심으로 설명하였으나, 각 실시예를 2싸이클 엔진에서도 적절하게 이용할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 본 발명에 따른 회전운동기구의 회전축을 입력축으로 하여, 다른 구동장치에 의한 구동력에 의해 이동체를 선회시켜, 상기 각 실린더장치로부터 밸브를 경유하여 유체를 토출시키는 회전운동기구도 실현할 수 있다. 이 경우 펌프장치 혹은 콤프레셔장치 등에도 이용할 수 있다. 회전운동을 직선운동으로 적절하게 변환시킬 수 있기 때문에, 보다 안정된 토출류를 발생시킬 수 있다.
또한, 직선운동하는 실린더장치를 구비한 회전운동기구라면, 고압유체를 이용한 유압, 공압모터 등, 혹은 실린더장치에 의해 유체를 흡인하는 진공발생장치 등에도 바람직하게 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 여러가지 서술하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 더욱 많은 개량을 실시할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (20)

  1. 제1축방향으로 평행하게 배설된 한쌍의 축선가이드와,
    상기 한쌍의 축선가이드 사이에 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 연장되어, 제1축방향으로 이동가능하게 설치된 이동가이드와,
    상기 이동가이드를 따라 제2축방향으로 이동가능하게 설치된 이동체와,
    제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과,
    한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와,
    상기 이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 구동기구와,
    상기 회전축의 회전속도의 변동을 작게 하는 규제수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동기구는, 유체가 도입되는 도입부를 개폐하는 도입밸브 및 유체가 배출되는 배출부를 개폐하는 배출밸브가 설치된 실린더장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 규제수단은, 카운터웨이트 및/또는 플라이휠인 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 이동체는, 상기 이동가이드에 제2축방향으로 설치된 테두리내에서 제2축방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  5. 제1축방향으로 평행하게 배설된 한쌍의 제1축선가이드와,
    상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설된 한쌍의 제2축선가이드와,
    상기 한쌍의 제2축선가이드 사이에 제1축방향으로 연장되어, 제2축방향으로 이동가능하게 설치된 제1이동가이드와,
    상기 한쌍의 제1축선가이드 사이에 제2축방향으로 연장되어, 제1축방향으로 이동가능하게 설치된 제2이동가이드와,
    상기 제1이동가이드에 제1축방향으로 설치된 제1테두리내에서 제l축방향으로 슬라이드가능하게 배치됨과 동시에, 상기 제2이동가이드에 제2축방향으로 설치된 제2테두리내에서 제2축방향으로 슬라이드가능하게 배치되고, 상기 제1축선가이드와 제2축선가이드에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면내에서 이동가능한 이동체와,
    제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과,
    한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와,
    상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 제1구동기구와,
    상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 제2구동기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제1구동기구 및 제2구동기구는, 유체가 도입되는 도입부를 개폐하는 도입밸브 및 유체가 배출되는 배출부를 개폐하는 배출밸브가 설치된 실린더장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  7. 봉형상으로 형성되고, 제1축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 상기 제1축방향으로 이동가능한 한쌍의 축선가이드와,
    상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 배설됨과 동시에, 상기 축선가이드 사이에 고정되어, 상기 축선가이드와 일체적으로 제1축방향으로 이동가능한 이동가이드와,
    상기 이동가이드를 따라 제2축방향으로 이동가능하게 설치된 이동체와,
    제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과,
    한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와,
    상기 이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 구동기구와,
    상기 회전축의 회전속도의 변동을 작게 하는 규제수단을 구비하며,
    상기 구동기구는, 유체압력으로 구동되는 실린더장치를 구비하고, 상기 실린더장치가 상기 축선가이드의 각 끝단부와 접속되어, 실린더장치가 상기 축선가이드와 상기 이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 엔진.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 규제수단은, 카운터웨이트 및/또는 플라이휠인 것을 특징으로 하는 엔진.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 이동체는 상기 이동가이드에 제2축방향으로 설치된 테두리내에서 제2축방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 엔진.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 한쌍의 축선가이드의 제1축방향 한끝단부측의 실린더를 제1실린더 및 제2실린더, 상기 한쌍의 축선가이드의 제1축방향 다른 끝단부측의 실린더를 제5실린더 및 제6실린더로 하여, 제1실린더, 제5실린더, 제2실린더, 제6실린더의 순서로 점화하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  11. 봉형상으로 형성되고, 제1축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제1축방향으로 이동가능한 한쌍의 제1축선가이드와,
    봉형상으로 형성되고, 상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제2축방향으로 이동가능한 한쌍의 제2축선가이드와,
    제1축방향으로 배설됨과 동시에, 제2축선가이드 사이에 고정되어, 상기 제2축선가이드와 일체적으로 제2축방향으로 이동가능한 제1이동가이드와,
    제2축방향으로 배설됨과 동시에, 제1축선가이드 사이에 고정되어, 상기 제1축선가이드와 일체적으로 제1축방향으로 이동가능한 제2이동가이드와,
    상기 제1이동가이드에 제1축방향으로 설치된 제1테두리내에서 제1축방향으로 슬라이드가능하게 배치됨과 동시에, 상기 제2이동가이드에 제2축방향으로 설치된 제2테두리내에서 제2축방향으로 슬라이드가능하게 배치되고, 상기 제1축선가이드와 제2축선가이드에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면내에서 이동가능한 이동체와,
    제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과,
    한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와,
    상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 제1구동기구와,
    상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 제2구동기구를 구비하며,
    상기 제1구동기구 및 제2구동기구는, 유체압력에 의해 구동되는 실린더장치를 구비하고,
    상기 실린더장치가 상기 제1축선가이드 및 제2축선가이드의 각 끝단부와 접속되고, 실린더장치가 상기 제1축선가이드와 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키고, 상기 제2축선가이드와 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 엔진.
  12. 제 2 항 또는 6항에 있어서, 외력에 의해 이동체를 선회시켜서, 상기 회전축을 회전시켜, 상기 각 실린더장치로부터 토출유체를 발생시키는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  13. 청구범위 제 1 항에 기재된 회전운동기구를 하나의 회전운동기구 유니트로 하여, 이 회전운동기구유니트를 복수, 회전축을 동축으로 겹쳐서 구성한 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 복수의 회전운동기구 유니트는 같은 방향으로 겹쳐 지고, 각 회전운동기구 유니트의 상기 레버부는 상기 회전축으로 이 회전운동기구 유니트의 겹쳐 쌓은 단수에 대응하여 각도변위되어 설치되는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 두개의 회전운동기구 유니트를 같은 방향으로 겹쳐지고, 한쪽의 회전운동기구 유니트의 상기 레버부에 대하여 다른쪽의 회전운동기구 유니트의 상기 레버부를 상기 회전축으로 180도 각도로 변위시켜 설치한 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
  16. 청구범위 제 7 항에 기재된 엔진을 하나의 엔진유니트로 하여, 이 엔진유니트를 복수, 회전축을 동축으로 겹쳐서 구성한 것을 특징으로 하는 엔진.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 복수의 엔진유니트는 같은 방향으로 겹쳐지고, 각 엔진유니트의 상기 레버부는, 상기 회전축으로 이 엔진유니트의 겹쳐지는 단수에 대응하여 각도변위되어 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 두개의 엔진유니트를 같은 방향으로 겹치고, 한쪽의 엔진유니트의 상기 레버부에 대하여 다른쪽의 엔진유니트의 상기 레버부를 상기 회전축으로 180도 각도로 변위시켜 설치함과 동시에, 상기 한쪽의 엔진유니트에 대한 다른쪽의 엔진유니트의 점화타이밍은 위상을 180도 어긋나게 한 것을 특징으로 하는 엔진.
  19. 봉형상으로 형성되고, 제1축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제1축방향으로 이동가능한 한쌍의 제1축선가이드와,
    봉형상으로 형성되고, 상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제2축방향으로 이동가능한 한쌍의 제2축선가이드와,
    제1축방향으로 배설됨과 동시에, 제2축선가이드사이에 고정되어, 상기 제2축선가이드와 일체적으로 제2축방향으로 이동가능한 제1이동가이드와,
    제2축방향으로 배설됨과 동시에, 제1축선가이드사이에 고정되어, 상기 제1축선가이드와 일체적으로 제1축방향으로 이동가능한 제2이동가이드와,
    상기 제1축선가이드와 상기 제2축선가이드에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면내에서, 상기 제1이동가이드와 상기 제2이동가이드를 따라 상기 제1축방향 및 상기 제2축방향으로 이동가능한 이동체와,
    제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과,
    한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와,
    상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시키는 제1구동기구와,
    상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키는 제2구동기구를 구비하며,
    상기 제1구동기구 및 제2구동기구는, 유체압력에 의해 구동되는 실린더장치를 구비하고,
    상기 실린더장치가 상기 제1축선가이드 및 제2축선가이드의 각 끝단부와 접속되어, 실린더장치가 상기 제1축선가이드와 상기 제2이동가이드를 제1축방향으로 이동시켜, 상기 제2축선가이드와 상기 제1이동가이드를 제2축방향으로 이동시키며,
    상기 한쌍의 제1축선가이드의 제1축방향 한끝단부측의 실린더를 제1실린더 및 제2실린더, 상기 한쌍의 제2축선가이드의 제2축방향 한끝단부측의 실린더를 제3실린더 및 제4실린더, 상기 한쌍의 제1축선가이드의 제1축방향 다른끝단부측의 실린더를 제5실린더 및 제6실린더, 상기 한쌍의 제2축선가이드의 제2축방향 다른 끝단부측의 실린더를 제7실린더 및 제8실린더로 하고, 제1실린더, 제3실린더, 제5실린더, 제7실린더, 제2실린더, 제4실린더, 제6실린더, 제8실린더의 순서로 점화하는 것을 특징으로 하는 엔진.
  20. 봉형상으로 형성되고, 제1축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제1축방향으로 이동가능한 한쌍의 제1축선가이드와,
    봉형상으로 형성되고, 상기 제1축방향에 대하여 직각인 제2축방향으로 평행하게 배설됨과 동시에, 제2축방향으로 이동가능한 한쌍의 제2축선가이드와,
    제1축방향으로 배설됨과 동시에, 제2축선가이드 사이에 고정되어, 상기 제2축선가이드와 일체로 제2축방향으로 이동가능한 제1이동가이드와,
    제2축방향으로 배설됨과 동시에, 제1축선가이드 사이에 고정되어, 상기 제1축선가이드와 일체로 제1축방향으로 이동가능한 제2이동가이드와,
    상기 제1축선가이드와 상기 제2축선가이드에 둘러싸여 이루어진 직사각형 평면내에서, 상기 제1이동가이드와 상기 제2이동가이드를 따라 상기 제1축방향 및 상기 제2축방향으로 이동가능한 이동체와,
    제1축방향 및 제2축방향에 직교하는 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전축과,
    한쪽부가 상기 이동체에 피버트부착되고, 다른쪽부는 상기 회전축에 고정되어, 이동체가 선회운동하는 것에 의해 회전축을 회전시키는 레버부와,
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    상기 한쌍의 제1축선가이드의 제1축방향 한끝단부측의 실린더를 제1실린더 및 제2실린더, 상기 한쌍의 제2축선가이드의 제2축방향 한끝단부측의 실린더를 제3실린더 및 제4실린더, 상기 한쌍의 제1축선가이드의 제1축방향 다른끝단부측의 실린더를 제5실린더 및 제6실린더, 상기 한쌍의 제2축선가이드의 제2축방향 다른끝단부측의 실린더를 제7실린더 및 제8실린더로 하고, 제1실린더 및 제2실린더, 제3실린더 및 제4실린더, 제5실린더 및 제6실린더, 제7실린더 및 제8실린더의 순서로 점화하는 것을 특징으로 하는 엔진.
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