JP2009197588A

JP2009197588A - Engine

Info

Publication number: JP2009197588A
Application number: JP2008036923A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Kinoshita; 伸浩木下
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-09-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease energy loss caused by difference of a moving direction of a piston and a rotation direction of a crank in an explosion stroke of a four-cycle or two-cycle engine which is close to a right angle near a top dead center and a bottom dead center and to decrease energy loss owing to driving the piston for compression and gas supply and discharge strokes by a turning force including the energy loss in a conventional connecting rod and a crank. <P>SOLUTION: Motility of the pistons (3L or 4L) are connected by a rack 6 and a gear 7, a roller 27L and a lever 28L, an expansion lever or the connecting rod 17L and the crank 19L of which movement directions at the top and bottom dead centers are not significantly different. Thus, rotational movement at a connecting point is converted to reciprocating movement and only forward movement is taken out by rachet mechanisms (10L, 11L or 21L) as a turning force for output and backward movement is driven by another piston (3R or 4R). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は四サイクルおよび二サイクルの内燃機関のピストンの直線運動を回転運動に変換する事に関するものである。 The present invention relates to the conversion of linear motion of pistons of four-cycle and two-cycle internal combustion engines into rotational motion.

従来はコンロッドとクランクにより連続した回転運動に変換して、その回転運動の一部を取り出して、圧縮、給排気行程のピストンを駆動している。構造的にはシンプルなために、摩擦抵抗等は小さいと思われるがピストンの上死点および下死点付近では、ピストンの運動方向と駆動軸のクランクとコンロッドの連結点での回転方向が直角に近く異なるために爆発によるピストンの運動力の大半がロスになり、特に上死点付近でのこのために起こるコンロッドとクランクの連結点にあるベアリングに過大な負荷がかるのを特許文献（特開２００６−２５００４５）ではコンロッドを工夫することにより解決している。また爆発行程の初期に発生するピストンの揺動の原因にもなっていると思われ、上死点及び下死点付近が、従来の方法では変換ロスが大きく発生するために欠点になっている。
特開２００６−２５００４５ Conventionally, it is converted into a continuous rotary motion by a connecting rod and a crank, and a part of the rotary motion is taken out to drive a piston for compression and supply / exhaust stroke. The frictional resistance seems to be small because of its structural simplicity, but the piston movement direction and the rotation direction at the connecting point of the drive shaft crank and connecting rod are at right angles near the top dead center and bottom dead center of the piston. In the patent document (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-260473), most of the piston's kinetic force due to the explosion is lost, and an excessive load is applied to the bearing at the connecting point between the connecting rod and the crank, which occurs for this reason, especially near the top dead center. 2006-250045) solves this problem by devising a connecting rod. Also, it seems to be the cause of the piston swing that occurs in the early stage of the explosion stroke, and the vicinity of the top dead center and the bottom dead center is a drawback because a large conversion loss occurs in the conventional method. .
JP 2006-250045

この改善策として、駆動軸の回転を円周の一部の往復運動として、ピストンの上死点および下死点付近のピストンの運動方向と連結点での回転方向が同一、または大きく異ならないようにする。 As a measure to improve this, the rotation of the drive shaft is a part of the reciprocal movement of the circumference so that the piston movement direction near the top dead center and bottom dead center of the piston is not the same as or significantly different from the rotation direction at the connection point. To.

解決しようとする問題点は、４サイクルまたは２サイクルエンジンにおいて、爆発行程時のピストンの運動力を、ロスを小さくして回転運動に変換すること、および圧縮給排気行程のピストン駆動を従来は爆発行程で発生した直線運動を回転運動に変換してまた直線運動に変換して駆動していために発生していたロスを小さくすることによりエンジンの燃費を小さくすることである。 The problem to be solved is that in a 4-cycle or 2-cycle engine, the piston's kinetic force during the explosion stroke is converted into rotational motion with a small loss, and the piston drive during the compression / exhaust stroke is conventionally exploded. It is to reduce the fuel consumption of the engine by reducing the loss that occurs because the linear motion generated in the stroke is converted into the rotational motion and converted into the linear motion for driving.

本発明はピストンの直線運動から回転運動への変換連結点にコンロッド（１７Ｌ，Ｒ）とクランク（１９Ｌ，Ｒ）、またはラック（６）とギアー（７）、またはレバー（２８Ｌ，Ｒ）とローラー（２７Ｌ，Ｒ）、または伸縮可能なレバーにより連結し、連結点での回転運動が往復回転運動になるためにラチェット機構（１０Ｌ，Ｒ，１１Ｌ，Ｒ）により右および左回転を別々に取り出し、ギアー（１１Ｌ，１２Ｌ，１３Ｌ）、チェーン（２２Ｌ）、ベルト等により一方を逆転し合成して、連続した回転運動にする。 In the present invention, the connecting rod (17L, R) and the crank (19L, R), the rack (6) and the gear (7), or the lever (28L, R) and the roller are connected at the conversion connection point from the linear motion to the rotational motion of the piston. (27L, R), or a lever that can be expanded and contracted, and in order for the rotational movement at the coupling point to be a reciprocating rotational movement, the right and left rotations are separately taken out by the ratchet mechanism (10L, R, 11L, R), One is reversely rotated and combined by a gear (11L, 12L, 13L), a chain (22L), a belt or the like to obtain a continuous rotational motion.

本発明ではピストンに接続するコンロッド（17Ｌ，Ｒ），ラック（６）などが従来の方式に比べて直線運動するためにピストンのスカート部を小さく出来るために、ピストンとシリンダーの摩擦を小さくでき、またピストンとピストンが連続回転運動を経由しないで接続しているために、爆発行程のピストンから他の行程のピストンへの運動力を送る時に、従来方式では回転運動に変換する時に発生するエネルギーロスが少ない。また外部に回転運動を取り出すときにも、回転運動に変換するときのエネルギーロスが小さいために効率良く取り出せる。 In the present invention, since the connecting rod (17L, R), rack (6), etc. connected to the piston move linearly as compared with the conventional method, the piston skirt can be made smaller, so the friction between the piston and the cylinder can be reduced, In addition, since the piston and the piston are connected without going through a continuous rotational motion, energy loss that occurs when converting to rotational motion in the conventional method when sending the motive force from the piston in the explosion stroke to the piston in the other stroke Less is. Also, when taking out the rotational motion to the outside, it can be taken out efficiently because the energy loss when converted into the rotational motion is small.

図１において４個のピストン（３Ｌ，Ｒ，４Ｌ，Ｒ）を２個ピストン連結棒（５Ｌ，Ｒ）およびラック付き連結棒（６）によって連結させて、ラックに爆発行程によるピストンの直線運動を伝えて、ラック（６）からギアー（７）の往復回転運動をさせる。この場合、ピストン３Ｌ，４Ｌは左回転時のみ駆動力を発生し、ピストン３Ｒ，４Ｒは右回転時のみ駆動力を発生する。ラックの運動によりラチェットの内歯（１０Ｌ，図２の１０Ｒ）を駆動する。そしてラチェット外側付き歯車（１１Ｌ）は左回転のみし、ラチェット外側付き歯車（図２の１１Ｒ）は右回転のみをする。ラチェット外側付き歯車（１１Ｌ）から逆転歯車（１２Ｌ）を経由して外部駆動軸歯車（１３Ｌ）を左回転し駆動軸を回転する。一方もうひとつのラチェット内歯（図２の１０Ｒ）からラチェット外側付き歯車（１１Ｒ）へは正面から見て右回転のみ伝達され、最後に駆動軸（１４）を左回転する。 In FIG. 1, four pistons (3L, R, 4L, R) are connected by two piston connecting rods (5L, R) and a connecting rod with rack (6), and the linear movement of the pistons due to the explosion stroke is performed on the rack. Then, the reciprocating rotational movement of the gear (7) is performed from the rack (6). In this case, the pistons 3L and 4L generate driving force only when rotating left, and the pistons 3R and 4R generate driving force only when rotating right. The inner teeth (10L, 10R in FIG. 2) of the ratchet are driven by the movement of the rack. The ratchet outer gear (11L) only rotates counterclockwise, and the ratchet outer gear (11R in FIG. 2) rotates only clockwise. The external drive shaft gear (13L) is rotated counterclockwise from the ratchet outer gear (11L) via the reverse gear (12L) to rotate the drive shaft. On the other hand, only the right rotation is transmitted from the other ratchet inner tooth (10R in FIG. 2) to the ratchet outer gear (11R) as viewed from the front, and finally the drive shaft (14) is rotated to the left.

図１は本発明装置の１実施例であって、シリンダーを対向に配置して、ラック（６）とギアー（７）を使い、逆回転するのに歯車を使った例の正面図である。図２はその背面図である。 FIG. 1 shows an embodiment of the apparatus of the present invention, which is a front view of an example in which cylinders are arranged facing each other, a rack (6) and a gear (7) are used, and a gear is used for reverse rotation. FIG. 2 is a rear view thereof.

図３は、シリンダーを直列または並列に配置し、コンロッド（１７Ｌ，Ｒ）とクランク（１９Ｌ，Ｒ）を使い、またチェーン（２２Ｌ）を使っているために、逆回転歯車の必要のない実施例である。背面図は図２のラックとギアーの代わりにコンロッドとクランクを付けて、シリンダーの配置を直列または並列にしたものである。 FIG. 3 shows an embodiment in which a counter-rotating gear is not required because the cylinders are arranged in series or in parallel, the connecting rod (17L, R) and the crank (19L, R) are used, and the chain (22L) is used. It is. In the rear view, connecting rods and cranks are attached instead of the rack and gear shown in FIG. 2, and the cylinders are arranged in series or in parallel.

図４は、シリンダーを直列または並列に配置し、ローラーとレバーを使い、ローラーによりレバーの穴を自由に移動できる様にして、ローラー取り付け棒の運動が直線運動する様にした実施例である。 FIG. 4 shows an embodiment in which cylinders are arranged in series or in parallel, rollers and levers are used, and the holes of the levers can be freely moved by the rollers, so that the movement of the roller mounting rod moves linearly.

図５は、２サイクルエンジンを配置し、伸縮レバー（３１Ｌ，Ｒ，３３Ｌ，Ｒ）を使用した実施例で、レバーが伸縮することにより、先端レバー連結棒（３０Ｌ，Ｒ）が直線運動を保ちながらレバーに回転運動を伝えているのである。ピストン（３Ｌ）が爆発行程で発生した直線運動力が先端レバー連結棒（３０Ｌ）を経由して、伸縮レバー（３１Ｌ、３３Ｌ）に往復回転運動をさせて（復運動はもうひとつのピストン(３Ｒ)により発生する）、ラチェット機構（１０Ｌ，１１Ｌ）を経由して駆動軸をまわす。 FIG. 5 shows an embodiment in which a two-cycle engine is arranged and the telescopic levers (31L, R, 33L, R) are used. The lever lever expands and contracts so that the tip lever connecting rod (30L, R) keeps linear motion. However, it conveys rotational motion to the lever. The linear motion generated by the piston (3L) during the explosion stroke causes the telescopic levers (31L, 33L) to reciprocate and rotate via the tip lever connecting rod (30L) (reverse motion is another piston (3R). )), The drive shaft is turned through the ratchet mechanism (10L, 11L).

２サイクル、４サイクルのガソリン、ディーゼルエンジンに適用できる。 Applicable to 2-cycle, 4-cycle gasoline and diesel engines.

４サイクルエンジンでシリンダーの配置を対向型にして、ラックとギアーを使い、逆回転にギアーを使った実施例の正面図である。It is a front view of the Example which made the arrangement | positioning of a cylinder facing a 4-cycle engine, used a rack and a gear, and used the gear for reverse rotation. 図１の実施例の背面図である。It is a rear view of the Example of FIG. ４サイクルエンジンでシリンダーを直列または並列に配置して、コンロッドとクランクを使い、チェーンを使っているために逆転ギアーの必要のない実施例の正面図である。FIG. 4 is a front view of an embodiment in which a cylinder is arranged in series or in parallel in a four-cycle engine, a connecting rod and a crank are used, and a chain is used, so that a reverse gear is not required. 図３の実施例において、コンロッドとクランクの代わりにローラーとレバーを使用し、チェーンの代わりに逆転ギアーを使用した実施例の正面図である。FIG. 4 is a front view of an embodiment in which rollers and levers are used instead of connecting rods and cranks, and reverse gears are used instead of chains in the embodiment of FIG. 3. ２サイクルエンジンにおいて、伸縮レバーを使用した実施例の正面図である。It is a front view of the Example which used the expansion-contraction lever in a 2-cycle engine.

符号の説明Explanation of symbols

１Ｌ左回転用シリンダー
１Ｒ右回転用シリンダー
２Ｌ１Ｌシリンダーが爆発行程時に給気行程に設定されたシリンダー
２Ｒ１Ｒシリンダーが爆発行程時に給気行程に設定されたシリンダー
３Ｌ、Ｒピストン
４Ｌ，Ｒピストン
５Ｌ，Ｒ二個ピストン連結棒
６ラック
７ラック対応ギアー
８ギアー付きレバー
９ラチェット中心軸
１０Ｌ，Ｒラチェット内側歯車
１１Ｌ，Ｒラチェット外側付き歯車
１２Ｌ逆転歯車
１３Ｌ，Ｒ駆動軸歯車
１４駆動軸
１６Ｌ，Ｒピストンピン
１７Ｌ，Ｒコンロッド
１８Ｌ，Ｒクランクピン
１９Ｌ，Ｒクランク
２１Ｌラチェット外側付きチェーン用歯車
２２Ｌチェーン
２３Ｌ駆動軸付きチェーン用歯車
２６Ｌ，Ｒ先端ローラー付き棒
２７Ｌ，Ｒローラー
２８Ｌ，Ｒ穴あきレバー
３０Ｌ，Ｒレバー接続棒
３１Ｌ，Ｒレバー接続ピン
３２Ｌ，Ｒ伸縮レバー外側
３３Ｌ，Ｒ伸縮レバー内側 1L Cylinder for left rotation 1R Cylinder for right rotation 2L Cylinder with 1L cylinder set for air supply stroke during explosion stroke 2R Cylinder with 1R cylinder set for air supply stroke during explosion stroke 3L, R piston 4L, R piston 5L, R Two piston connecting rod 6 Rack 7 Rack gear 8 Lever with gear 9 Ratchet center shaft 10L, R Ratchet inner gear 11L, R Ratchet outer gear 12L Reverse gear 13L, R Drive shaft gear 14 Drive shaft 16L, R Piston pin 17L, R Connecting rod 18L, R Crank pin 19L, R Crank 21L Ratchet outer chain gear 22L Chain 23L Drive shaft chain gear 26L, R Tip roller rod 27L, R roller 28L, R Perforated lever 30L, R lever connecting rod 31L, R lever connecting pin 32L, R telescopic lever outside 33L, R telescopic lever inside

Claims

四サイクルエンジンまたは二サイクルエンジンにおいて、ピストンの爆発行程時に発生する直線運動力を、四サイクルにおいては４個のピストンを、二サイクルにおいては２個のピストンを、一組にし、それぞれを別の行程にして、ピストン同士を連続回転運動に変換せずに接続する。 In a four-cycle engine or a two-cycle engine, the linear motion force generated during the explosion stroke of the piston is combined into a set of four pistons in the four cycles and two pistons in the two cycles. Thus, the pistons are connected without being converted into a continuous rotational motion.

ピストンで発生した往復直線運動をクランクとコンロッド、またはラックとギアー、またはレバーとローラー、または伸縮可能なレバーにより円周の一部の往復運動として、駆動軸に伝えて、右回転と左回転の駆動力をべつべつのラチェット機構によって取り出して、ギアーおよびベルト、チェーン等により一方を逆転して合成する事。 The reciprocating linear motion generated by the piston is transmitted to the drive shaft as a reciprocating motion of a part of the circumference by the crank and connecting rod, rack and gear, lever and roller, or extendable lever. Take out the driving force with a separate ratchet mechanism, and reverse the other with a gear, belt, chain, etc.