JP6734464B1 - 無振動レシプロエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンの直線往復運動をコンロッドを介してクランクピンの円回転運動に変換しクランクジャーナルを回転させることによって外部に出力させていた従来のレシプロエンジンにおいてはピストンの往復運動を原因として発生する機械的振動をなくすることは原理的に不可能であり、無振動レシプロエンジンを得ることは業界の課題であった。【解決手段】「太陽クランク１・遊星クランク４・ピストン滑動体７・直交滑動体８の運動部材およびピストン滑動体レール９・直交滑動体レール１０のエンジン内壁固定部材を所要の設置条件および各運動部材の重量調整条件を満たすように組み合わせて装着設置することにより、レシプロエンジンにおけるピストンの往復運動を原因とする機械的振動をなくした無振動レシプロエンジンを得る。【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明における技術分野は、
「太陽クランク・遊星クランク・ピストン滑動体・直交滑動体のそれぞれの運動部材およびピストン滑動体レール・直交滑動体レールのそれぞれのエンジン内壁固定部材を所要の設置条件を満たすように組み合わせて設置することにより、また、太陽クランク・遊星クランク・ピストン滑動体・直交滑動体のそれぞれにおける重量調整とそれぞれの重心位置の適宜の設定を行なうことにより、レシプロエンジンにおけるピストンの往復運動を原因とする機械的振動をなくした無振動レシプロエンジン」
に関する技術分野である。

従来のレシプロエンジンにおいては、シリンダー内で直線往復運動をするピストンの動きをコンロッドを介してクランクピンの円回転運動に変換しクランクジャーナルを回転させることによって外部に出力させていたが、この機械的構成と構造では各部材において相応の釣り合わせ重りを付加したり肉抜き加工をしたりして重量調整・バランス調整を行なってみてもピストンの往復運動を原因として発生する機械的振動をなくすることは構造原理的に不可能であった。

出願人が特許庁のホームページの「Ｊ−ＰｌａｔＰａｔ」において、「本発明に類似もしくは近似すると考えられる先願事案」を詳細に検索してみたところ、
１、特開２００８−２５５９０９・クランクレスレシプロエンジン
２、特開２００８−２６７４６８・クランク装置
３、特許第４５５３９７７号・ロータリー式シリンダー装置
４、特許第５０６１３００号・クランク装置
の４件の事案が発見されたが、いずれの事案もその発明趣旨は本発明とは相違し本発明の「特許請求の範囲」に抵触する先行技術としての内容を有する事案ではなかった。

また、「本発明に関連する非特許文献」をインターネット検索によって探してみたが適当な参考文献は見つからなかった。

シリンダー内で直線往復運動をするピストンの動きをコンロッドを介してクランクピンの円回転運動に変換しクランクジャーナルを回転させることによって外部に出力させていた従来のレシプロエンジンにおいては、ピストンの往復運動を原因として発生する機械的振動をなくすることは構造原理的に不可能であったが、
本発明は、
「太陽クランク１・遊星クランク４・ピストン滑動体７・直交滑動体８のそれぞれの運動部材およびピストン滑動体レール９・直交滑動体レール１０のそれぞれのエンジン内壁固定部材を所要の設置条件を満たすように組み合わせて設置することにより、また、太陽クランク１・遊星クランク４・ピストン滑動体７・直交滑動体８のそれぞれにおける重量調整とそれぞれの重心位置の適宜の設定を行なうことにより、レシプロエンジンにおけるピストンの往復運動を原因とする機械的振動をなくした無振動レシプロエンジン」
を製作し提供することを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するための手段として、レシプロエンジンにおいて以下の１〜８の機械的構成と構造を設定することにより無振動レシプロエンジンを製作し提供するものである。

１、クランクジャーナルがレシプロエンジンの出力軸である太陽クランク１を設ける。
ただし、太陽クランク１の回転半径はｒであり、太陽クランクピン２の半径はａであ り、ｒ＞ａである。
また、「太陽クランク１の回転半径」とは、「太陽クランクジャーナル３の中心軸と 太陽クランクピン２の中心軸の距離」をいう。
２、「図８」において図示するように、当該の太陽クランクピン２に遊星クランク４を装 着する。
ただし、
イ、太陽クランクピン２の中心軸と遊星クランク４のクランクジャーナルの中心軸は一 致し、遊星クランク４は太陽クランクピン２に対して回転自在であり、したがって太 陽クランクピン２は遊星クランク４のクランクジャーナルとなる。
ロ、遊星クランク４の回転半径はｒとし、そのクランクジャーナルの中心軸を中心にし て相互に位相差１８０度の位置関係を有する一対のクランクピンとしてのピストン滑 動体クランクピン５と直交滑動体クランクピン６を設ける。
ただし、「遊星クランク４の回転半径」とは、「遊星クランクジャーナルの中心軸 とピストン滑動体クランクピン５の中心軸」および「遊星クランクジャーナルの中心 軸と直交滑動体クランクピン６の中心軸の距離」をいい、両者の距離はともにｒで同 一である。
ハ、ピストン滑動体クランクピン５の半径はｂとし直交滑動体クランクピン６の半径は ｃとし、ｂ＞ｒ＋ａ、ｃ＞ｒ＋ａ、もしくはｂ＝ｃ＞ｒ＋ａとする。
ニ、「図１０」「図１１」において図示するように、ピストン滑動体クランクピン５と 直交滑動体クランクピン６の遊星クランク４の回転軸方向における設定の位置関係と しては、遊星クランク４のクランクジャーナルの回転軸方向における中心点を位置基 準としてその中央部分にピストン滑動体クランクピン５が一体のクランクピンとして 設置されピストン滑動体クランクピン５の側方両側の部分に直交滑動体クランクピン ６が二体のクランクピンとして設置される位置関係とする。
３、「図１」「図２」において図示するように、ピストン滑動体クランクピン５に、ピス トン滑動体クランクピン５に対して回転自在であるピストン滑動体７を装着する。
ただし、「図５」「図６」において図示するように、ピストン滑動体７とコンロッド １３とピストン１１は一体である部材として形成する。
４、「図１」「図２」において図示するように、直交滑動体クランクピン６に、直交滑動 体クランクピン６に対して回転自在である直交滑動体８を装着する。
５、「図２」「図６」において図示するように、ピストン滑動体７が自在に直線往復運動 できるようにピストン滑動体レール９を設ける。
ただし、ピストン滑動体レール９はピストン滑動体７を滑動保持しエンジン内壁と一 体化して不動でありかつシリンダー１２の中心線と平行である部材として設置される。
６、「図２」「図６」において図示するように、直交滑動体８が自在に直線往復運動でき るように直交滑動体レール１０を設ける。
ただし、直交滑動体レール１０は直交滑動体８を滑動保持しエンジン内壁と一体化し て不動でありかつピストン滑動体レール９と直交する方向であって遊星クランク４のク ランクジャーナルの中心軸に垂直な方向である部材として設置される。
７、「ピストン１１およびコンロッド１３と一体である部材としてのピストン滑動体７」 の重量をｍ１とし、直交滑動体８の重量をｍ２とし、遊星クランク４の重量をｍ３とし 、太陽クランク１の重量をｍ４とする。
８、ピストン滑動体７・直交滑動体８・遊星クランク４・太陽クランク１の重心位置に関 しては、
イ、「ピストン滑動体７の重量としてのｍ１の重量の重心位置」は、ピストン滑動体ク ランクピン５の中心軸上に一致するように、
ロ、「直交滑動体８の重量としてのｍ２の重量の重心位置」は、直交滑動体クランクピ ン６の中心軸上に一致するように、
ハ、「ピストン滑動体７と直交滑動体８と遊星クランク４の重量としてのｍ１＋ｍ２＋ ｍ３の重量の重心位置」は、遊星クランクジャーナルの中心軸上に一致するように、
ニ、「ピストン滑動体７と直交滑動体８と遊星クランク４と太陽クランク１の重量とし てのｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４の重量の重心位置」は、太陽クランクジャーナル３の中 心軸上に一致するように、
各部材ごとに釣り合わせ重りの付加もしくは肉抜き加工等による重量調整を行なう。

本発明すなわち以上の１〜８の機械的構成と構造を有するレシプロエンジンにおけるその「ピストン１１の直線往復運動の動きを起点として生じる太陽クランク１の回転運動に至るまでの各部材の作動」については、以下の１〜９のとおりである。
１、シリンダー１２内においてピストン１１が燃焼ガスの押し圧力を受けて直線移動運動 をすると、「ピストン１１およびコンロッド１３と一体である部材としてのピストン滑 動体７」もまた滑動保持されているピストン滑動体レール９を滑動しながらの直線移動 運動を行なう。
２、ピストン滑動体７は遊星クランク４のピストン滑動体クランクピン５に対して回転自 在に装着されているために、ピストン滑動体クランクピン５はピストン滑動体７の直線 移動運動に対応してピストン滑動体レール９内を直線移動しつつ「遊星クランク４のク ランクジャーナルを回転中心とする回転半径ｒの相対的回転運動」を行なう。
３、この時、「遊星クランク４のクランクジャーナルを中心としてピストン滑動体７と１ ８０度の位相差の位置にある直交滑動体８」もまた同時に遊星クランク４のクランクジ ャーナルの相対的回転運動に対応して直交滑動体クランクピン６に対して相対的回転運 動を行ないながら滑動保持されている直交滑動体レール１０において直線移動運動を行 なう。
４、すなわち、ピストン滑動体レール９と直交滑動体レール１０は直交する位置関係にあ ることから、シリンダー１２の中心線が水平であるとすると、
イ、ピストン滑動体７およびピストン滑動体クランクピン５は、ピストン滑動体レール ９内で水平直線往復運動を行ない、
ロ、直交滑動体８および直交滑動体クランクピン６は、直交滑動体レール１０内で垂直 直線往復運動を行なうこととなる。
５、この時、「双方のクランクピンのクランクジャーナルとして機能する遊星クランク４ 」は、ピストン滑動体７が受ける「ピストン１１の押し圧力のピストン滑動体レール９ に作用する側圧分力」を動力として、「ピストン滑動体レール９と直交滑動体レール１ ０の交点すなわちまた太陽クランクジャーナル３の回転中心軸を回転中心とする回転運 動」を行なうこととなる。
６、「遊星クランク４のクランクジャーナルの中心軸は太陽クランク１のクランクピン２ の中心軸と同一」であるから、外見的に「遊星クランク４は自身のクランクジャーナル を回転中心とする自転運動を行ないながら太陽クランク１のクランクジャーナル３を回転中心とする回転半径ｒの公転運動を行なう」こととなり、
「５における遊星クランク４の公転運動としての回転運動」はすなわち「太陽クラン ク１の回転運動すなわちまたエンジン出力軸の回転運動」となり、エンジンは外部に対する出力を行なうこととなる。
７、ただし、この時のピストン滑動体７（ピストン滑動体クランクピン５）・直交滑動体 ８（直交滑動体クランクピン６）・遊星クランク４・太陽クランク１の作動位置に関す る「太陽クランク１の４５度単位での回転角度の推移に応じての相対的位置関係」の模 式図は、「図７」の（１）〜（８）に図示するとおりである。
８、なお、遊星クランク４と太陽クランク１の回転半径はともにｒと同一であるから、「 ピストン１１とピストン滑動体７の直線往復距離すなわちまたピストンストローク」は ４ｒである。
９、１〜８の作動過程を経ることにより、「ピストン１１の１往復の運動は太陽クランク １の１回転の運動すなわちまたエンジンの１回転の運動」として成立し、したがってま たピストン１１の連続直線往復運動は太陽クランク１の連続回転運動として成立し、ピ ストン１１が受けた燃焼ガスによる押し圧力はエンジンの回転出力として外部に円滑に 伝達されることとなり、本発明におけるレシプロエンジンとしての作動と機能が成立す ることとなる。

本発明が「無振動レシプロエンジン」である理由、すなわち「本発明のレシプロエンジンにおいてピストン１１の往復運動を原因とする外部への機械的振動が発生しない理由」については、以下の１〜７のとおりである。
１、本発明においては、「ピストン滑動体７・直交滑動体８・遊星クランク４・太陽クラ ンク１の各運動部材における重量および重心位置」に関しては、以下の２〜３のとおり である。
２、「ピストン１１およびコンロッド１３と一体である部材としてのピストン滑動体７」 の重量はｍ１、直交滑動体８の重量はｍ２、遊星クランク４の重量はｍ３、太陽クラン ク１の重量はｍ４である。
３、ピストン滑動体７・直交滑動体８・遊星クランク４・太陽クランク１の重心位置に関 しては、
イ、「ピストン１１およびコンロッド１３と一体である部材としてのピストン滑動体７ の重量としてのｍ１の重量の重心位置」は、ピストン滑動体クランクピン５の中心軸 上に一致するように、
ロ、「直交滑動体８の重量としてのｍ２の重量の重心位置」は、直交滑動体クランクピ ン６の中心軸上に一致するように、
ハ、「ピストン滑動体７と直交滑動体８と遊星クランク４の重量としてのｍ１＋ｍ２＋ ｍ３の重量の重心位置」は、遊星クランクジャーナルの中心軸上に一致するように、
ニ、「ピストン滑動体７と直交滑動体８と遊星クランク４と太陽クランク１の重量とし てのｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４の重量の重心位置」は、太陽クランクジャーナル３の中 心軸上に一致するように、
各部材ごとに釣り合わせ重りの付加もしくは肉抜き加工等による重量調整・バランス 調整が行なわれている。
４、また、太陽クランク１の回転半径と遊星クランク４の回転半径がともにｒと同一であ ることから、「ピストン滑動体７がピストン滑動体レール９を滑動して行ない直交滑動 体８が直交滑動体レール１０を滑動して行なう互いに直交する直線往復運動」は、太陽 クランク１が１回転する間に遊星クランク４が２回転することによって生じる「２個の 回転運動が合成されての見掛け上の直線往復運動」である。
５、したがって、重量がｍ１であるピストン滑動体７がピストン滑動体レール９を滑動し て直線往復運動を行なったとしても、
イ、ｍ１の重量の重心位置がピストン滑動体クランクピン５の中心軸上にあり、
ロ、重量がｍ２である直交滑動体８がピストン滑動体レール９に直交する直交滑動体レ ール１０を滑動して直線往復運動を行ない、
ハ、ｍ２の重量の重心位置が直交滑動体クランクピン６の中心軸上にあり、
ニ、「ピストン滑動体７の重量ｍ１・直交滑動体８の重量ｍ２およびピストン滑動体ク ランクピン５と直交滑動体クランクピン６によって構成される遊星クランク４の重量 ｍ３の総重量の重心位置」が遊星クランクジャーナルの中心軸上にある以上、
ホ、「遊星クランク４における遊星クランクジャーナルを回転中心とする回転運動」は 「ｍ１＋ｍ２＋ｍ３の重量の重心位置が遊星クランクジャーナルの回転中心軸から外 れていない円回転運動」であるから、遊星クランク４においてはその回転運動にもか わらず「遊星クランク４の回転運動を原因とする外部への機械的振動」は発生しない こととなる。
６、太陽クランク１において、「太陽クランクジャーナル３の中心軸を間にして太陽クラ ンクピン２の反対側すなわち位相差が１８０度の位置」に釣り合わせ重りを設置しもし くは肉抜き加工等を行ない「ｍ１＋ｍ２＋ｍ３＋ｍ４の重量の重心位置が太陽クランク ジャーナル３の中心軸上に一致する」ようにすれば、遊星クランクジャーナルと太陽ク ランクピン２はその中心軸が一致しているために「太陽クランク１の回転運動を原因と する外部への機械的振動」は発生しないこととなる。
７、したがって、本発明のレシプロエンジンにおいては、
イ、遊星クランク４の回転運動においても太陽クランク１の回転運動においても「その 回転運動を原因とする外部への機械的振動」は発生しないこととなり、
ロ、したがってまた「ピストン１１の往復運動を原因とする外部への機械的振動」は発 生しないこととなる。

本発明の効果および利点については、以下の１〜６のとおりである。
１、ピストン１１の往復運動を原因とする外部への機械的振動が発生しないことにより、 エンジンの各部分やマウント部分に耐震構造部材を設置する必要がなくなり、エンジン を軽量化することが可能となる効果および利点がある。
２、ピストン１１によるシリンダー１２の内面への機械的側圧がなくなるためにピストン １１とシリンダー１２の偏摩耗が起こらなくなりエンジン寿命が長くなる効果および利 点がある。
すなわち、
イ、ピストン１１に作用する燃焼ガスの圧力は遊星クランク４を介して「ピストン滑動 体７のピストン滑動体レール９に対する側圧および直交滑動体８の直交滑動体レール １０に対する側圧」に分圧されて作用するものであり、ピストン１１によるシリンダ ー１２の内面に対する機械的側圧としてはいっさい作用せず、
ロ、また、これらの側圧が作用する滑動面としての「ピストン滑動体７・ピストン滑動 体レール９・直交滑動体８・直交滑動体レール１０における滑動面」はともにクラン ク室内にあって常に十分な潤滑油に浸されており、かつ、シリンダー１２やピストン １１のように燃焼ガスの高温に直接的にさらされているわけではない。
したがって、
ハ、従来のレシプロエンジンにおいて不可避的に発生していた「ピストン１１とシリン ダー１２における相互の機械力学的偏摩耗」はいっさい起こらず、
ニ、「ピストン滑動体７とピストン滑動体レール９および直交滑動体８と直交滑動体レ ール１０におけるそれぞれの滑動面の摩耗」は極めて起こりにくいものである。
３、コンロッド１３はピストン１１と一体化した部材であるために従来のエンジンにおけ るピストンピンおよびピストンスカートは不要となり、かつ、横振れ耐性を考慮する必 要がないので従来のレシプロエンジンにおけるピストンおよびコンロッドに比してとも に著しい重量軽減が可能となる効果および利点がある。
４、シリンダー１２とピストン滑動体レール９は十分に近距離に設定されることが可能で あるために、コンロッド１３の全長はピストンストロークよりやや長い程度に収まるこ ととなり、エンジン本体の小型化が可能となる効果および利点がある。
５、ピストン滑動体７と直交滑動体８の直線往復運動は「回転半径ｒである衛星クランク ４と回転半径ｒである太陽クランク１の２種の円回転運動が合成されて成立する見掛け 上の直線往復運動」であるために、この直線往復運動には従来のレシプロピストン方式 では避けることのできなかった「重量物の直線反復運動としての運動エネルギーの損失 」は存在しないこととなり、模式的に言えば、もしこの直線往復運動に伴う機械抵抗や 空気抵抗等の摩擦抵抗が存在しないとすれば、この直線往復運動およびまたこれに伴う エンジン回転運動は外部から動力を与えられなくとも惰力運動として永久的に継続され る可能性があることとなる。
したがって、この「重量物の直線反復運動としての運動エネルギーの損失」がないぶ ん、無駄なエネルギー消費がなくなり燃費の改善が成される効果および利点がある。
６、シリンダーヘッド部分としての吸排気弁・キャブレター・燃料噴射装置・点火栓等の 各部材の配置や構造は従来のレシプロエンジンの熟成技術をそのまま応用すればいいの で開発費用等がかからない利点がある。

「図１」は、太陽クランク１の太陽クランクピン２に遊星クランク４を装着した平面図。ただし、「太陽クランク１・太陽クランクピン２・太陽クランクジャーナル３以外の部材」としての「遊星クランク４・ピストン滑動体クランクピン５・直交滑動体クランクピン６・ピストン滑動体７・直交滑動体８・ピストン滑動体レール９・直交滑動体レール１０」は断面図。 「図２」は、遊星クランク４、および、ピストン滑動体クランクピン５にピストン滑動体７を直交滑動体クランクピン６に直交滑動体８をそれぞれ装着し、ピストン滑動体７をピストン滑動体レール９に直交滑動体８を直交滑動体レール１０にそれぞれ装着した正面図。ただし、「ピストン滑動体７と一体化されている部材としてのコンロッド１３およびピストン１１」の図は省略。 「図３」は、「図２」の側面図。 「図４」は、「図２」の平面図。 「図５」は、「対向４気筒無振動レシプロエンジン」において太陽クランク１の太陽クランクピン２に遊星クランク４を装着し遊星クランク４に「ピストン１１およびコンロッド１３と一体である部材としてのピストン滑動体７」を装着した平面図。ただし、「太陽クランク１・太陽クランクピン２・太陽クランクジャーナル３以外の部材」としての「遊星クランク４・ピストン滑動体クランクピン５・直交滑動体クランクピン６・ピストン滑動体７・直交滑動体８・ピストン滑動体レール９・直交滑動体レール１０・ピストン１１・シリンダー１２・コンロッド１３」は断面図。 「図６」は、「図５」の側面図。 「図７」は、太陽クランク１のクランクピン２に遊星クランク４を装着した場合における「太陽クランク１の４５度単位での回転角度の推移としての（１）〜（８）」に対応して生じる「遊星クランク４およびピストン滑動体クランクピン５と直交滑動体クランクピン６の相対的位置関係」の模式図。 「図８」は、「太陽クランク１のクランクピン２に遊星クランク４を装着した場合における太陽クランクジャーナル３の回転軸心方向から見ての図」で、「太陽クランク１・太陽クランクピン２・太陽クランクジャーナル３・遊星クランク４・ピストン滑動体クランクピン５・直交滑動体クランクピン６の図」。および、太陽クランク１の回転半径ｒの図示。遊星クランク４の回転半径ｒの図示。太陽クランクピン２の半径ａの図示。ピストン滑動体クランクピン５の半径ｂの図示。直交滑動体クランクピン６の半径ｃの図示。 「図９」は、太陽クランクピン２に装着された遊星クランク４におけるピストン滑動体クランクピン５・直交滑動体クランクピン６の正面図。 「図１０」は、「図９」の平面図。 「図１１」は、「図９」の側面図。

実施例・１

本発明の実施例の一としての「単気筒無振動レシプロエンジンとしての実施例」については、以下の１〜６のとおりである。
１、「図１」を参考図として、
２、ピストン滑動体７において、ピストン滑動体７の左側部分にコンロッド１３とピスト ン１１を一体的に設け、かつ、ピストン滑動体７の右側部分にピストン滑動体釣り合わ せ重りを一体的に設け、さらに「ピストン滑動体７とコンロッド１３とピストン１１と ピストン滑動体釣り合わせ重りの総重量の重心位置」をピストン滑動体クランクピン５ の中心軸上に設ける。
３、直交滑動体８において、「その重量の重心位置」を直交滑動体クランクピン６の中心 軸上に設ける。
４、遊星クランク４において、「ピストン滑動体７とコンロッド１３とピストン１１とピ ストン滑動体釣り合わせ重りと直交滑動体８と遊星クランク４の総重量の重心位置」を 遊星クランクジャーナルの中心軸上すなわち太陽クランクピン２の中心軸上に設ける。
５、太陽クランク１において、太陽クランクジャーナル３を中心とする太陽クランクピン ２の反対位置すなわち位相差１８０度の位置に太陽クランク釣り合わせ重りを設け、か つ、「ピストン滑動体７とコンロッド１３とピストン１１とピストン滑動体釣り合わせ 重りと直交滑動体８と遊星クランク４と太陽クランク釣り合わせ重りを含む太陽クラン ク１の総重量の重心位置」を太陽クランクジャーナル３の中心軸上に設ける。
６、以上の１〜５の構造設定と重量調整を行なうことにより「単気筒無振動レシプロエン ジン」は実施される。

実施例・２

本発明の実施例の一としての「対向２気筒無振動レシプロエンジンとしての実施例」については、以下の１〜４のとおりである。
１、「図１」「図５」を参考図として、
２、ピストン滑動体７において、ピストン滑動体７の左側部分にコンロッド１３とピスト ン１１を一体的に設け、かつ同様に、ピストン滑動体７の右側部分にコンロッド１３と ピストン１１を一体的に設け、さらに「ピストン滑動体７と左右双方のコンロッド１３ とピストン１１の総重量の重心位置」をピストン滑動体クランクピン５の中心軸上に設 ける。
３、直交滑動体８において、「その重量の重心位置」を直交滑動体クランクピン６の中心 軸上に設ける。
４、遊星クランク４において、「ピストン滑動体７と左右双方のコンロッド１３とピスト ン１１と直交滑動体８と遊星クランク４の総重量の重心位置」を遊星クランクジャーナ ルの中心軸上すなわち太陽クランクピン２の中心軸上に設ける。
５、太陽クランク１において、太陽クランクジャーナル３を中心とする太陽クランクピン ２の反対位置すなわち位相差１８０度の位置に太陽クランク釣り合わせ重りを設け、か つ、「ピストン滑動体７と左右双方のコンロッド１３とピストン１１と直交滑動体８と 遊星クランク４と太陽クランク釣り合わせ重りを含む太陽クランク１の総重量の重心位 置」を太陽クランクジャーナル３の中心軸上に設ける。
６、以上の１〜５の構造設定と重量調整を行なうことにより「対向２気筒無振動レシプロ エンジン」は実施される。

実施例・３

本発明の実施例の一としての「直列２気筒無振動レシプロエンジンとしての実施例」については、以下の１〜２のとおりである。
１、「図１」「図５」を参考図として、
２、「実施例１」における「単気筒無振動レシプロエンジン」を、太陽クランクピン２を 共通のクランクピン軸とし太陽クランクジャーナル３を共通のクランクジャーナル軸と してこのクランクジャーナル軸上に２個直列配置すれば、「直列２気筒無振動レシプロ エンジン」は実施される。

実施例・４

本発明の実施例の一としての「対向４気筒無振動レシプロエンジンとしての実施例」については、以下の１〜３のとおりである。
１、「図５」を参考図として、
２、「実施例２」における「対向２気筒無振動レシプロエンジン」を、太陽クランクピン ２を共通のクランクピン軸とし太陽クランクジャーナル３を共通のクランクジャーナル 軸としてこのクランクジャーナル軸上に２個直列配置すれば、「対向４気筒無振動レシ プロエンジン」は実施される。
３、ただし、この「２個の対向２気筒無振動レシプロエンジンが直列配置されて構成され る対向４気筒無振動レシプロエンジン」においては、太陽クランクピン２の半径ａはａ ＜ｒであり太陽クランクピン２の長さはピストンボアの２倍以上であるから、この長細 いクランクジャーナル軸では強度的に信頼できない可能性があるので、太陽クランクピ ン２の軸の中間位置に太陽クランクジャーナルとして機能する太陽クランクジャーナル ３を設け太陽クランクピン２を２分割して機能させることは従来の水平対向型複数気筒 エンジンにおいて使用されていた公知の技術である。

実施例・５

本発明の実施例の一としての「直列４気筒無振動レシプロエンジンとしての実施例」については、以下の１〜２のとおりである。
１、「図１」「図５」を参考図として、
２、「実施例１」における「単気筒無振動レシプロエンジン」を、太陽クランクピン２を 共通のクランクピン軸とし太陽クランクジャーナル３を共通のクランクジャーナル軸と してこのクランクジャーナル軸上に４個直列配置すれば、「直列４気筒無振動レシプロ エンジン」は実施される。

実施例・６

本発明の実施例の一としての「４気筒以上の多気筒無振動レシプロエンジンとしての実施例」については、以下の１のとおりである。
１、上記の「実施例１〜実施例５の実施例」を求められる気筒数や気筒配列に対応して適 宜に組み合わせれば、求められる「６気筒・８気筒・１２気筒等の４気筒以上の多気筒 無振動レシプロエンジン」は実施される。

実施例・７

本発明は、「ピストンや部材が直線往復運動をすることにより直線往復運動を円回転運動にもしくは円回転運動を直線往復運動に変換する機器」としての「レシプロ圧縮機・レシプロ圧送機等のレシプロ機器」においても同様に「無振動であるレシプロ機器」として実施される。

本発明は、一般的に市販され使用されているレシプロエンジンに係る発明であるから、自動車・二輪車・作業用車両・汎用機械等において搭載されて使用されることにより産業上の十分なる利用可能性を有する。

１は太陽クランク。２は太陽クランクピン。３は太陽クランクジャーナル。
４は遊星クランク。５はピストン滑動体クランクピン。６は直交滑動体クランクピン。 ７はピストン滑動体。８は直交滑動体。９はピストン滑動体レール。１０は直交滑動体レール。
１１はピストン。１２はシリンダー。１３はコンロッド。

Claims (1)

1. １、クランクジャーナルがレシプロエンジンの出力軸である太陽クランクを設ける。
   ただし、太陽クランクの回転半径はｒであり、太陽クランクピンの半径はａであり、 ｒ＞ａである。
   ２、当該の太陽クランクのクランクピンに遊星クランクを装着する。
   ただし、
   イ、太陽クランクピンの中心軸と遊星クランクのクランクジャーナルの中心軸は一致し 、遊星クランクは太陽クランクピンに対して回転自在である。
   ロ、遊星クランクの回転半径はｒとし、そのクランクジャーナルの中心軸を中心にして 相互に位相差１８０度の位置関係を有する一対のクランクピンとしてのピストン滑動 体クランクピンと直交滑動体クランクピンを設ける。
   ハ、ピストン滑動体クランクピンの半径はｂとし直交滑動体クランクピンの半径はｃと し、ｂ＞ｒ＋ａ、ｃ＞ｒ＋ａ、もしくはｂ＝ｃ＞ｒ＋ａとする。
   ニ、ピストン滑動体クランクピンと直交滑動体クランクピンの遊星クランクの回転軸方 向における設定の位置関係としては、遊星クランクのクランクジャーナルの回転軸方 向における中心点を位置基準としてその中央部分にピストン滑動体クランクピンが一 体のクランクピンとして設置されピストン滑動体クランクピンの側方両側の部分に直 交滑動体クランクピンが二体のクランクピンとして設置される位置関係とする。
   ３、ピストン滑動体クランクピンに、ピストン滑動体クランクピンに対して回転自在であ るピストン滑動体を装着する。ただし、ピストン滑動体とコンロッドとピストンは一体 である部材として形成する。
   ４、直交滑動体クランクピンに、直交滑動体クランクピンに対して回転自在である直交滑 動体を装着する。
   ５、ピストン滑動体が自在に直線往復運動できるようにピストン滑動体レールを設ける。 ただし、ピストン滑動体レールはピストン滑動体を滑動保持しエンジン内壁と一体化 して不動でありかつシリンダーの中心線と平行である部材として設置される。
   ６、直交滑動体が自在に直線往復運動できるように直交滑動体レールを設ける。
   ただし、直交滑動体レールは直交滑動体を滑動保持しエンジン内壁と一体化して不動 でありかつピストン滑動体レールと直交する方向であって遊星クランクのクランクジャ ーナルの中心軸に垂直な方向である部材として設置される。
   ７、ピストンおよびコンロッドと一体である部材としてのピストン滑動体の重量をｍ１と し、直交滑動体の重量をｍ２とし、遊星クランクの重量をｍ３とし、太陽クランクの重 量をｍ４とする。
   ８、ピストン滑動体・直交滑動体・遊星クランク・太陽クランクの重心位置に関しては、 イ、ピストン滑動体の重量としてのｍ１の重量の重心位置は、ピストン滑動体クランク ピンの中心軸上に一致するように、
   ロ、直交滑動体の重量としてのｍ２の重量の重心位置は、直交滑動体クランクピンの中 心軸上に一致するように、
   ハ、ピストン滑動体と直交滑動体と遊星クランクの重量としてのｍ１＋ｍ２＋ｍ３の重 量の重心位置は、遊星クランクジャーナルの中心軸上に一致するように、
   ニ、ピストン滑動体と直交滑動体と遊星クランクと太陽クランクの重量としてのｍ１＋ ｍ２＋ｍ３＋ｍ４の重量の重心位置は、太陽クランクジャーナルの中心軸上に一致す るように、
   各部材ごとに釣り合わせ重りの付加もしくは肉抜き加工等による重量調整を行なう。 以上の１〜８の機械的構成と構造を有することを特徴とする無振動レシプロエンジン。

Images