JPS6359010B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6359010B2 JPS6359010B2 JP57209183A JP20918382A JPS6359010B2 JP S6359010 B2 JPS6359010 B2 JP S6359010B2 JP 57209183 A JP57209183 A JP 57209183A JP 20918382 A JP20918382 A JP 20918382A JP S6359010 B2 JPS6359010 B2 JP S6359010B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- piston
- guide grooves
- scavenging
- output shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01B—MACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
- F01B3/00—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
- F01B3/04—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces
- F01B3/06—Reciprocating-piston machines or engines with cylinder axes coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis the piston motion being transmitted by curved surfaces by multi-turn helical surfaces and automatic reversal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は２サイクル機関に関するものであ
る。往復動内燃機関のうち２サイクル機関は簡単
な構造で、トルク変化が小さく、比出力が大きく
できる等の特徴がある。
る。往復動内燃機関のうち２サイクル機関は簡単
な構造で、トルク変化が小さく、比出力が大きく
できる等の特徴がある。
［従来の技術］
従来の２サイクル機関はピストンの往復運動か
ら回転運動の出力をとり出すのにクランク機構を
用いている。
ら回転運動の出力をとり出すのにクランク機構を
用いている。
［発明が解決しようとする課題］
このため機関が比較的に大型化し、また重量化
している。このことから機関の小形化や軽量化は
更に要望され、また高効率化も強く望まれてい
る。
している。このことから機関の小形化や軽量化は
更に要望され、また高効率化も強く望まれてい
る。
本発明は２サイクル機関のクランク機構を転が
り球と案内溝によるピストン駆動機構に置換え、
機関本体の小形軽量化を図ると共に、効率的な掃
排気を行い、高出力化及び熱効率の改善を図るこ
とを目的とするものである。
り球と案内溝によるピストン駆動機構に置換え、
機関本体の小形軽量化を図ると共に、効率的な掃
排気を行い、高出力化及び熱効率の改善を図るこ
とを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］
この目的に対応して、この発明の転がり球と案
内溝によりピストン駆動をする２サイクル機関
は、シリンダと前記シリンダの内面に嵌合するピ
ストンと前記ピストンの内面に嵌合する円筒を有
し、前記シリンダの軸を中心に回転する前記円筒
の外周面に断面が弧状をなし１回転に１周期の軸
方向往復をなす滑かな閉曲線に構成した案内溝を
円周をほぼ等分する位置に複数条設け、前記ピス
トンは前記各案内溝に転がり球を入れた状態で前
記転がり球を回転自由にかつ周方向の位置を拘束
して保持する内筒面を有し、前記ピストンを前記
シリンダ内で回転を拘束して軸方向にだけ摺動し
得るようにし、前記円筒の中心軸を出力軸として
シリンダ底部壁面を貫通して外部に出し、前記出
力軸の回転によりピストンを往復動させ、ピスト
ン頂部とシリンダヘツド及び前記シリンダで形成
する空間を燃焼室とし、前記ピストンと前記シリ
ンダ底部及び前記シリンダで形成する空間を掃気
用の圧縮室とし、かつ、前記円筒の軸端に設けら
れたカムで開かれて前記圧縮室と前記燃焼室との
連通を開閉するポペツト弁を前記ピストン頂部に
設けたことを特徴としている。
内溝によりピストン駆動をする２サイクル機関
は、シリンダと前記シリンダの内面に嵌合するピ
ストンと前記ピストンの内面に嵌合する円筒を有
し、前記シリンダの軸を中心に回転する前記円筒
の外周面に断面が弧状をなし１回転に１周期の軸
方向往復をなす滑かな閉曲線に構成した案内溝を
円周をほぼ等分する位置に複数条設け、前記ピス
トンは前記各案内溝に転がり球を入れた状態で前
記転がり球を回転自由にかつ周方向の位置を拘束
して保持する内筒面を有し、前記ピストンを前記
シリンダ内で回転を拘束して軸方向にだけ摺動し
得るようにし、前記円筒の中心軸を出力軸として
シリンダ底部壁面を貫通して外部に出し、前記出
力軸の回転によりピストンを往復動させ、ピスト
ン頂部とシリンダヘツド及び前記シリンダで形成
する空間を燃焼室とし、前記ピストンと前記シリ
ンダ底部及び前記シリンダで形成する空間を掃気
用の圧縮室とし、かつ、前記円筒の軸端に設けら
れたカムで開かれて前記圧縮室と前記燃焼室との
連通を開閉するポペツト弁を前記ピストン頂部に
設けたことを特徴としている。
［作用］
燃料室で燃焼が行なわれるとピストンはシリン
ダ内を直線移動によつて下降する。ピストンが下
降すると、その直線運動が転がり球と案内溝によ
つて回転運動に変換され円筒が定位置で回転し、
その回転が出力軸によつて取り出される。ピスト
ンの上下動によつて排気口が開閉し、また、円筒
に取り付けたカムがピストン頂部に設けたポペツ
ト弁を駆動して掃気口を開閉する。
ダ内を直線移動によつて下降する。ピストンが下
降すると、その直線運動が転がり球と案内溝によ
つて回転運動に変換され円筒が定位置で回転し、
その回転が出力軸によつて取り出される。ピスト
ンの上下動によつて排気口が開閉し、また、円筒
に取り付けたカムがピストン頂部に設けたポペツ
ト弁を駆動して掃気口を開閉する。
［実施例］
本発明の実施例を第１図について説明する。
出力軸１はシリンダ底部２に支持されるスラス
ト軸受１２により軸方向の位置を設定され、シリ
ンダ３の軸を中心として自由に回転し得るように
し、これに取付け部材１１を取付けその外側に円
筒１０を設ける。円筒１０の外周面には円周に対
してほぼ平衡する位置（円周をほぼ等分する位
置）に断面が弧状な案内溝９｛９（１）〜９
（６）｝を複数条設ける。各案内溝には転がり球
８，８′…をそれぞれ各１個適合させると共に、
各転がり球８，８′…はピストン５の内側円筒部
の適当な位置に回転自由に保持させる。ピストン
５の外側円筒部には軸方向に溝（図示せず）をも
うけ、これに嵌合する球状突起（図示せず）をシ
リンダ３の内面の適当な位置に設定してピストン
５の回転を防止する。こうしてピストン５はシリ
ンダ３の内筒面に沿つて軸方向にだけ摺動し得る
構造とし、ピストンリング６によりシリンダ３の
内面との気密を保ち、燃焼室２０はピストン頂部
５′、シリンダ３、シリンダヘツド４で形成され、
ピストン５の動きにより容積を変化させる。圧縮
室１３と燃焼室２０との間には掃気通路１９が取
付部材１１に設けられ、ポペツト弁２２で開閉さ
れる掃気孔２１がピストン頂部５′に設けられ、
さらにシリンダ３にはピストン５で開閉される排
気孔１５が設けられる。空気と燃料の混合気は吸
入口１７から供給され、リード弁１６を経て圧縮
室１３に圧力差に応じて吸入される。
ト軸受１２により軸方向の位置を設定され、シリ
ンダ３の軸を中心として自由に回転し得るように
し、これに取付け部材１１を取付けその外側に円
筒１０を設ける。円筒１０の外周面には円周に対
してほぼ平衡する位置（円周をほぼ等分する位
置）に断面が弧状な案内溝９｛９（１）〜９
（６）｝を複数条設ける。各案内溝には転がり球
８，８′…をそれぞれ各１個適合させると共に、
各転がり球８，８′…はピストン５の内側円筒部
の適当な位置に回転自由に保持させる。ピストン
５の外側円筒部には軸方向に溝（図示せず）をも
うけ、これに嵌合する球状突起（図示せず）をシ
リンダ３の内面の適当な位置に設定してピストン
５の回転を防止する。こうしてピストン５はシリ
ンダ３の内筒面に沿つて軸方向にだけ摺動し得る
構造とし、ピストンリング６によりシリンダ３の
内面との気密を保ち、燃焼室２０はピストン頂部
５′、シリンダ３、シリンダヘツド４で形成され、
ピストン５の動きにより容積を変化させる。圧縮
室１３と燃焼室２０との間には掃気通路１９が取
付部材１１に設けられ、ポペツト弁２２で開閉さ
れる掃気孔２１がピストン頂部５′に設けられ、
さらにシリンダ３にはピストン５で開閉される排
気孔１５が設けられる。空気と燃料の混合気は吸
入口１７から供給され、リード弁１６を経て圧縮
室１３に圧力差に応じて吸入される。
掃気の圧縮比を大きくできることと、ピストン
５の圧縮室側に機械的な弁駆動装置を取付け易い
ことから、第１図の例示のように、ピストン頂部
５′に掃気孔２１を設けて下死点対称ではなく任
意に開閉時期を設定できる掃気用ポペツト弁２２
を配置し、ばね２３及びカム２５並びに固定位置
の案内スリーブ２６、ポペツト弁２２に取り付け
たばね受け２４により、下死点後を中心とする排
気より遅れた弁開閉が出来る構造とする。
５の圧縮室側に機械的な弁駆動装置を取付け易い
ことから、第１図の例示のように、ピストン頂部
５′に掃気孔２１を設けて下死点対称ではなく任
意に開閉時期を設定できる掃気用ポペツト弁２２
を配置し、ばね２３及びカム２５並びに固定位置
の案内スリーブ２６、ポペツト弁２２に取り付け
たばね受け２４により、下死点後を中心とする排
気より遅れた弁開閉が出来る構造とする。
円筒１０の外周面に設ける案内溝９は、第２図
の例に示すように円周に対してほぼ平衡を保つ位
置に複数条同一の波形を有するもので、断面は弧
状で滑かに軸方向変位をなす例えば正弦波状また
は２次曲線状の位相だけを異にする溝群である。
複数の案内溝を設ける場合、軸方向位置を大きく
変えることにより溝の交差を避け、かつ平衡度を
高くすることができるが、空間に制限があり小形
化のためには例示のように交差を生じる。各案内
溝の中心線（鎖線）の交差は位相差を同一にしな
いことにより、各転がり球が同時に交差点に入ら
ないようにすることができる。平衡が保てる範囲
で一部の案内溝の位相差を変えることが可能であ
る。
の例に示すように円周に対してほぼ平衡を保つ位
置に複数条同一の波形を有するもので、断面は弧
状で滑かに軸方向変位をなす例えば正弦波状また
は２次曲線状の位相だけを異にする溝群である。
複数の案内溝を設ける場合、軸方向位置を大きく
変えることにより溝の交差を避け、かつ平衡度を
高くすることができるが、空間に制限があり小形
化のためには例示のように交差を生じる。各案内
溝の中心線（鎖線）の交差は位相差を同一にしな
いことにより、各転がり球が同時に交差点に入ら
ないようにすることができる。平衡が保てる範囲
で一部の案内溝の位相差を変えることが可能であ
る。
出力軸１の回転により、各転がり球８，８′な
どはそれぞれの案内溝から力を授受し、ピストン
５を案内溝の波形に応じた軸方向変位に沿つてシ
リンダ内を摺動往復させる。逆にピストン５の往
復運動から出力軸１の回転運動を生ずることも出
来る。ピストン５は燃焼室内圧力と圧縮室内圧力
及び転がり球からの力を受けるが、燃焼室内で掃
気孔２１及び排気孔１５が閉じられピストン５が
上昇して燃焼室容積が減少すると、同室内の混合
気は圧縮され、上死点近傍で点火プラグ１８によ
り点火燃焼して圧力が上昇し、ピストン５の下降
に応じて円筒１０が回転し、仕事を出力軸１の回
転動力に変換すると共に、慣性力により出力軸１
から動力を受けてピストン５を再び上昇させ混合
気の圧縮作用をさせる。吸入口１７から供給され
る混合気はピストン５の上昇に伴つて掃気の圧縮
室１３の容積が増加し、減圧されるので、リード
弁１６が開き掃気の圧縮室内に流入する。ピスト
ン５の下降と共に混合気は掃気の圧縮室で圧縮加
圧されるが、リード弁１６が逆止弁であるため逆
流はほとんど生じない。取付部材１１の回転によ
つて取付部材１１に取付けられているカム２５が
ポペツト弁２２を押し上げ、掃気孔２１が開くと
シリンダ内燃焼室に圧力差に応じて流入し、ガス
交換が行われる。
どはそれぞれの案内溝から力を授受し、ピストン
５を案内溝の波形に応じた軸方向変位に沿つてシ
リンダ内を摺動往復させる。逆にピストン５の往
復運動から出力軸１の回転運動を生ずることも出
来る。ピストン５は燃焼室内圧力と圧縮室内圧力
及び転がり球からの力を受けるが、燃焼室内で掃
気孔２１及び排気孔１５が閉じられピストン５が
上昇して燃焼室容積が減少すると、同室内の混合
気は圧縮され、上死点近傍で点火プラグ１８によ
り点火燃焼して圧力が上昇し、ピストン５の下降
に応じて円筒１０が回転し、仕事を出力軸１の回
転動力に変換すると共に、慣性力により出力軸１
から動力を受けてピストン５を再び上昇させ混合
気の圧縮作用をさせる。吸入口１７から供給され
る混合気はピストン５の上昇に伴つて掃気の圧縮
室１３の容積が増加し、減圧されるので、リード
弁１６が開き掃気の圧縮室内に流入する。ピスト
ン５の下降と共に混合気は掃気の圧縮室で圧縮加
圧されるが、リード弁１６が逆止弁であるため逆
流はほとんど生じない。取付部材１１の回転によ
つて取付部材１１に取付けられているカム２５が
ポペツト弁２２を押し上げ、掃気孔２１が開くと
シリンダ内燃焼室に圧力差に応じて流入し、ガス
交換が行われる。
［発明の効果］
本発明によれば、往復動部分としてピストンだ
けに限られ、通常のクランク機構を有する場合よ
り遥かに小形化でき、軽量化できるだけでなく、
掃気の圧縮比を大きくできしかも下死点に対して
非対称な掃気を行い高い給気効率によつて高出力
化と熱効率の改善や逆転防止が出来る。また本発
明ではシニユーレ掃気方式のようなシリンダでの
排気孔の両側に設ける掃気孔は不要となり排気孔
が開いてから掃気孔が開くまでの時間を十分大き
くとつて排気を十分に行つてから掃気を送入する
ことが可能であり、下死点以後を中心とする非対
称な時期に掃気できるので、吹き抜けを少なく高
い給気効率が実現できるだけでなく、逆転防止に
もなる。掃気の圧縮比を1.5以上として小さな時
間・面積で十分な掃気が可能である。
けに限られ、通常のクランク機構を有する場合よ
り遥かに小形化でき、軽量化できるだけでなく、
掃気の圧縮比を大きくできしかも下死点に対して
非対称な掃気を行い高い給気効率によつて高出力
化と熱効率の改善や逆転防止が出来る。また本発
明ではシニユーレ掃気方式のようなシリンダでの
排気孔の両側に設ける掃気孔は不要となり排気孔
が開いてから掃気孔が開くまでの時間を十分大き
くとつて排気を十分に行つてから掃気を送入する
ことが可能であり、下死点以後を中心とする非対
称な時期に掃気できるので、吹き抜けを少なく高
い給気効率が実現できるだけでなく、逆転防止に
もなる。掃気の圧縮比を1.5以上として小さな時
間・面積で十分な掃気が可能である。
第１図は本発明による小型２サイクルガソリン
機関本体の構造を示す断面図、及び第２図は円筒
の外周面上に設けた案内溝９（１）〜９（６）の
円筒面上展開図である。 １……出力軸、３……シリンダ、４……シリン
ダヘツド、５……ピストン、６……ピストンリン
グ、８，８′……転がり球、９……案内溝、１０
……円筒、１２……スラスト軸受、１３……圧縮
室、１４……掃気孔、１５……排気孔、１６……
リード弁、１７……吸入口、１８……点火プラ
グ、１９……掃気通路、２０……燃焼室、２１…
…掃気孔、２２……ポペツト弁、２３……ばね、
２５……カム。
機関本体の構造を示す断面図、及び第２図は円筒
の外周面上に設けた案内溝９（１）〜９（６）の
円筒面上展開図である。 １……出力軸、３……シリンダ、４……シリン
ダヘツド、５……ピストン、６……ピストンリン
グ、８，８′……転がり球、９……案内溝、１０
……円筒、１２……スラスト軸受、１３……圧縮
室、１４……掃気孔、１５……排気孔、１６……
リード弁、１７……吸入口、１８……点火プラ
グ、１９……掃気通路、２０……燃焼室、２１…
…掃気孔、２２……ポペツト弁、２３……ばね、
２５……カム。
Claims (1)
- １ シリンダと前記シリンダの内面に嵌合するピ
ストンと前記ピストンの内面に嵌合する円筒を有
し、前記シリンダの軸を中心に回転する前記円筒
の外周面に断面が弧状をなし１回転に１周期の軸
方向往復をなす滑かな閉曲線に構成した案内溝を
円周をほぼ等分する位置に複数条設け、前記ピス
トンは前記各案内溝に転がり球を入れた状態で前
記転がり球を回転自由にかつ周方向の位置を拘束
して保持する内筒面を有し、前記ピストンを前記
シリンダ内で回転を拘束して軸方向にだけ摺動し
得るようにし、前記円筒の中心軸を出力軸として
シリンダ底部壁面を貫通して外部に出し、前記出
力軸の回転によりピストンを往復動させ、ピスト
ン頂部とシリンダヘツド及び前記シリンダで形成
する空間を燃焼室とし、前記ピストンと前記シリ
ンダ底部及び前記シリンダで形成する空間を掃気
用の圧縮室とし、かつ、前記円筒の軸端に設けら
れたカムで開かれて前記圧縮室と前記燃焼室との
連通を開閉するポペツト弁を前記ピストン頂部に
設けたことを特徴とする転がり球と案内溝により
ピストン駆動をする２サイクル機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20918382A JPS5999037A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 転がり球と案内溝によりピストン駆動をする２サイクル機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20918382A JPS5999037A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 転がり球と案内溝によりピストン駆動をする２サイクル機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5999037A JPS5999037A (ja) | 1984-06-07 |
| JPS6359010B2 true JPS6359010B2 (ja) | 1988-11-17 |
Family
ID=16568710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20918382A Granted JPS5999037A (ja) | 1982-11-29 | 1982-11-29 | 転がり球と案内溝によりピストン駆動をする２サイクル機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5999037A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007512470A (ja) | 2003-11-26 | 2007-05-17 | シェパード，グレイドン，オーブリー | 往復機関 |
| RU2262602C1 (ru) * | 2004-01-20 | 2005-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мидера-К" | Поршневая машина |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5810570B2 (ja) * | 1973-12-28 | 1983-02-26 | ジヨセフ ビ− プレブヤツク | ニシツガタフクドウピストンナイネンキカン |
-
1982
- 1982-11-29 JP JP20918382A patent/JPS5999037A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5999037A (ja) | 1984-06-07 |
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