JP4131290B1

JP4131290B1 - キャットアンドマウス型内燃機関

Info

Publication number: JP4131290B1
Application number: JP2007190191A
Authority: JP
Inventors: 樹伸大森
Original assignee: 樹伸大森
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: JP2009002322A

Abstract

【課題】同心ローターピストン方式の内燃機関のための回転伝達機構とシリンダーを提供する。
【解決手段】不等速に回転する２つのローターの回転を、相関式クランクと連接ワイヤー、遊星歯車の自転軸から外れた離心棒で受け、遊星歯車を３倍の歯数の内歯枠内で遊星回転させることで得られる離心棒の回転角速度変調を利用して、１つの出力アームに伝え、出力軸に取り出すと共に、２つのローター自身が、１つの出力アームで縛られて周期的回転運動する。逆向きの力はワンウエイクラッチで受け止めて、連接ワイヤーの屈曲で受け流し、出力側に伝達しない構成として爆発力を回転出力として取り出す。さらに連接ワイヤーの屈曲によってピストンが周期的回転運動から外れるとき、圧縮室で過圧縮とならないために、クランクに玉突き機構を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は同心２ローター６ピストン方式の内燃機関に関するものである。

ピストン間の容積変化を利用する２ローター４ピストン方式のエンジンが公知である。

特開昭５６−１５９５０４号公報米国特許第３１３９９８７１号明細書 ***国特許第３０３８５００号明細書

２ローター６ピストン方式の機関に関しては、適切な回転伝達機構がないため実用化されていない。

本発明は適切な機構を提供して振動、騒音を抑えコンパクトで効率が良く、かつ製作容易な内燃機関を実用化することを目的とする。

機関効率の高い分、冷却方法が課題である。

課題を解決する手段

出力アーム（９）に自転軸を有する遊星歯車（６−１、６−２）が歯数３倍の固定された内歯枠（１１）に噛合しながら出力軸（１０）の回転とともに遊星回転するとき、遊星歯車は出力軸１回転につき３回自転して、歯車の中心から一定の距離にある離心棒（７−１、７−２）は、角の円くなった正三角形の様な軌跡を描き、出力軸中心から見て周期的角速度変調回転する。

離心棒（７−１、７−２）は連接ワイヤー（５−１、５−２）を介してクランク（４−１、４−２）に連接しローター（２−１、２−２）を前述の変調角速度回転させる。

２つのローター（２−１、２−２）の回転角速度変化は６つのピストン間の容積を変化させる。

離心棒（７−１、７−２）の位置を遊星歯車（６−１、６−２）の中心自転軸（８−１、８−２）から見て、等距離で同位相とするとき、ローター（２−１、２−２）は、出力軸（１０）と出力アーム（９）が６分の１回転するごとに、互いに他のロ−タ−の回転角度位置まで回転する周期回転をする。

このローター（２−１，２−２）の周期回転でおこるピストン（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ）間の空間容積変化を吸入、圧縮、爆発、排気に利用するため、シリンダー（１４）の所定の位置に吸気口、排気口、点火プラグまたは燃料噴射口を設け、さらに冷気吸入口あるいは冷却液噴霧ノズルおよび冷却後の冷気の排出口を設けてシリンダー（１４）内のピストン（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ）、ローター（２−１，２−２）に直に冷気を接触させて冷却し、冷却方法の課題を解決した。

屈曲することで、燃焼室後側ピストンにかかる逆回転向きの爆発力を出力軸に伝えないために連接ワイヤー（５−１、５−２）を設け、逆回転力を受け流すとともに、、ロ−タ−軸（３−１、３−２）に設けたワンウエイクラッチ（１２−１、１２−２）が、ピストン及びローターの逆回転を止める。

相関式クランク（４−１、４−２）は、一定角度で玉突き運動する玉突き部（１３−１、１３−２）を備え、吸入気が過圧縮となるのを防ぎ、燃焼室容積を確保する。

本発明の内燃機関のための回転ピストン部と回転伝達機構部断面を図１に示す。

本発明のガソリンエンジンの実施例を図２に示す。

図３はシリンダー、ロ−タ−、回転ピストン、相関式クランク、連接ワイヤー、離心棒、遊星歯車、出力ア−ムの、機構の回転に伴う相対的位置関係および運動の軌跡を示す。

機関各部の運動の軌跡と回転伝達機構部断面図ガソリンエンジンの例示断面図回転に伴う各部の相対的位置関係及び運動の軌跡

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ回転ピストン
２−１、２−２ローター
３−１、３−２ローター軸
４−１、４−２相関式クランク
５−１、５−２連接ワイヤー
６−１、６−２遊星歯車
７−１、７−２離心棒
８−１、８−２自転軸
９出力アーム
１０出力軸
１１固定内歯枠
１２−１、１２−２ワンウエイクラッチ
１３−１、１３−２玉突き部
１４シリンダー
ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋ、ｌピストン間の空間

Claims

（１）遊星歯車（６−１，６−２）の中心自転軸（８−１，８−２）を、出力アーム（９）の両端の軸対称位置に回転自在に設置し、出力アーム（９）中央の出力軸（１０）を公転の中心として出力アーム（９）と共に周回させる。
（２）２つの遊星歯車（６−１，６−２）は、歯数が３倍の固定内歯枠（１１）と内接噛合し、出力軸（１０）および出力アーム（９）が１回転するごとに１週公転３回自転の遊星回転する。
（３）２つの遊星歯車（６−１，６−２）にはそれぞれに、自転軸（８−１，８−２）から等距離、同位相に離心棒（７−１，７−２）を設置する。
（４）出力軸（１０）が回転するとき、２つの離心棒（７−１，７−２）は、角の円まった正三角形の様な共通、同一の軌跡を描き、出力軸から見た回転角度が１２０°ずれた周期的変調角速度運動をする。
（５）各ローター（２−１，２−２）に１２０°ピッチで３枚づつ配置されたピストン（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ）はシリンダー（１４）内を６室（ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌ）に隔室し、隔室容積を周期的増減変化しながら回転する。
（６）シリンダー（１４）から外部に出た同心ローター軸（３−１，３−２）の終端部にそれぞれ相関式クランク（４−１，４−２）を取りつける。
（７）それぞれの相関式クランク（４−１，４−２）をリンク部材（５−１，５−２）により２つの遊星歯車（６−１，６−２）から直角に突き出た離心棒（７−１，７−２）に軸回転自在に連接する。
（８）上記角速度の変調がリンク部材（５−１，５−２）、相関式クランク（４−１，４−２）によって伝搬する。
以上の全ての構成を有する同心２ローター６ピストン方式のキャットアンドマウス型内燃機関において、
（９）前述リンク部材は一定、同一長さの連接ワイヤー（５−１，５−２）よりなり、連接ワイヤー（５−１，５−２）は爆発行程にある爆発膨張室前方のピストンに働く正転向きの力を、自身が縛張して相関式クランク（４−１，４−２）に伝達するとともに、爆発膨張室後方ピストンにかかる逆転向きの力の正転出力への干渉を自身が弛緩、歪曲して遮断回避する。
（１０）隔室容積が「増」となるシリンダー（１４）内の定部位を吸気に、次の「減」を圧縮に、次く「増」を爆発に、次の「減」を排気に利用するためシリンダー（１４）の所定位置に吸気口、排気口および点火プラグまたは燃料噴射ノズルを設けて内燃機関を構成する。
上記に続く残余の「増」「減」の位置を冷気を吸入排出する冷却室とするため、シリンダー（１４）に冷気吸入口および冷気排気口を設ける。機関はさながら６行程機関の様相を呈する。
（１１）機関本体とローター軸（３−１，３−２）との間にワンウェイクラッチ（１２−１，１２−２）を設置する。
ワンウェイクラッチ（１２−１，１２−２）は、機関が爆発行程にあるとき、爆発膨張室後方ピストンにかかる逆転向きの力によってピストンが逆転するのを防止するとともに、膨張エネルギーを爆発膨張室前方のピストンに有効に働かせる後ささえをする。
（１２）相関式クランク（４−１，４−２）は、その円周上にクランク相互が一定の角度に近接したときに衝突する突起状の玉突き部（１３−１，１３−２）を有する。
玉突き部（１３−１，１３−２）は連接ワイヤー（５−１，５−２）の届曲による圧縮室での最小ピストン間隙すなわち燃焼室容積を確保して過圧縮を防ぐとともに「衝突」により衝突する側のクランク、ローター軸、ローター、ピストンの持つ運動エネルギーを相手のクランクに伝達する機能を有する。
上記の全ての構成を有する、同心２ローター６ピストン方式のキャットアンドマウス型内燃機関。