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JP2000074170A - Transmission mechanism and rotary piston to which its motion is applied - Google Patents

Transmission mechanism and rotary piston to which its motion is applied

Info

Publication number
JP2000074170A
JP2000074170A JP10281882A JP28188298A JP2000074170A JP 2000074170 A JP2000074170 A JP 2000074170A JP 10281882 A JP10281882 A JP 10281882A JP 28188298 A JP28188298 A JP 28188298A JP 2000074170 A JP2000074170 A JP 2000074170A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
turntable
rotation
chamber
groove
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.)
Pending
Application number
JP10281882A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Oshima
賢一 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP10281882A priority Critical patent/JP2000074170A/en
Publication of JP2000074170A publication Critical patent/JP2000074170A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable sealing characteristic as recipro piston by mounting one specified portion of two rotors on a transmission structure which is slidingly paired with the other rotor so as to slide a piston in a cylinder, and executing a piston operation. SOLUTION: A rotary arm shaft 2 and a pin 4 are formed integratedly with each other at a rotary arm 3, and the rotary arm 3 is rotated around the rotary arm shaft 2 supporting to a bearing 1. A rotary base 5 provided with a rotary base shaft 7 is rotated around the rotary base shaft 7 supporting to a bearing 6. A groove is formed on the rotary base 5, the pin 4 is fitted to the groove, either one of the rotary base 5 and the rotary arm 3 is rotated, rotation is transmitted to the other side while sliding the pin 4 in the groove, and the rotary arm 3 and the rotary base 5 are rotated simultaneously. A cylinder 11 is arranged instead of the groove, a piston 10 formed integratedly with a piston driving rod 9 is slid in the cylinder 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は変速機構と、その
動きを応用したロータリーピストンに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed change mechanism and a rotary piston to which the movement is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、変速比の正確な変速機構として、
歯車、チェーン、タイミングベルト等が使われてきた
が、機構上 比較的高い精度が必要であった。またピス
トンにおいては、振動を起こし易かったり、そうでなけ
ればシール特性が優れない、或いは高速運転に適さない
等の欠点が有った。またロータリーピストン機関として
は、ヴァンケル機関が唯一 商業生産されているが、こ
れもシールの問題で高圧縮に難がありエネルギー効率が
良いとは言えないし、少しではあるがピストンの動きに
往復運動を含む欠点があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a speed change mechanism with an accurate speed ratio,
Gears, chains, timing belts, etc. have been used, but relatively high precision was required mechanically. Further, the piston has drawbacks such as easy vibration, otherwise poor sealing characteristics, or unsuitability for high-speed operation. Also, the only commercially available rotary piston engine is the Wankel engine, which is also difficult to achieve high compression due to sealing problems and is not energy efficient. There were drawbacks including:

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、安価で正
確な変速比の変速機を実現すると共に、この機構の動き
をピストンの駆動に応用して、レシプロピストン並みの
シール特性が可能な、安価で高性能ロータリーピストン
を市場に供給することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention realizes an inexpensive transmission with an accurate gear ratio and, by applying the operation of this mechanism to driving of a piston, can achieve a sealing characteristic comparable to that of a reciprocating piston. The purpose is to supply inexpensive, high-performance rotary pistons to the market.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【図1】において回転アーム軸(2)とピンA(4)は
回転アームA(3)と一体であり、回転アームA(3)
は軸受A(1)に支えられていて回転アーム軸(2)を
中心に回転出来る。また、回転台軸(7)は回転台A
(5)の一部であり、回転台A(5)は軸受B(6)に
支えられて回転台軸(7)を中心に回転出来る。そして
回転台A(5)には溝が有り、この溝にピンA(4)が
はまっていて、回転台A(5)又は回転アームA(3)
のどちらか一方の軸を回転させると、ピンA(4)は溝
の中をすべりながら他方に回転を伝えて、回転アームA
(3)と回転台A(5)は同時に回転する。尚、回転台
軸(7)と回転アーム軸(2)の回転軸心位置は異な
り、回転台A(5)の回転軸心は回転アームA(3)の
回転によりピンA(4)の中心線がつくる軌跡円筒の内
側に存在するものとする。図2は図1の回転の様子を9
0度回転毎に示したものである。この図から回転アーム
A(3)が1回転すると、回転台A(5)も1回転する
ことが分かる。図3は図1における溝をシリンダA(1
1)に置き替え、シリンダA(11)の中をピストン駆
動棒(9)と一体のピストンA(10)がスライド出来
る構造にしたものである。また、シリンダA(11)は
回転台B(12)に固定されてあり、ピストン駆動棒
(9)の穴にはピンB(13)の先端がはめられていて
回転アームB(8)を回転させると回転台B(12)も
回転させられると共に、ピストンA(10)がシリンダ
A(11)内をスライドしてシリンダA(11)とピス
トンA(10)によりつくられた空間の体積が変化す
る。つまり
In FIG. 1, a rotating arm shaft (2) and a pin A (4) are integral with a rotating arm A (3), and a rotating arm A (3)
Is supported by a bearing A (1) and can rotate about a rotary arm shaft (2). The turntable axis (7) is a turntable A
The turntable A (5) is a part of (5), and is rotatable around the turntable shaft (7) supported by the bearing B (6). The turntable A (5) has a groove, and the pin A (4) is fitted in the groove, and the turntable A (5) or the turning arm A (3) is provided.
When one of the shafts is rotated, the pin A (4) transmits the rotation to the other while sliding in the groove, and the rotating arm A
(3) and the turntable A (5) rotate simultaneously. The rotation axis of the rotary table axis (7) is different from the rotation axis of the rotary arm axis (2), and the rotation axis of the rotary table A (5) is rotated by the rotation of the rotary arm A (3) to the center of the pin A (4). It is assumed that it exists inside the trajectory cylinder created by the line. FIG. 2 shows the rotation of FIG.
This is shown for each 0-degree rotation. From this figure, it can be seen that when the rotary arm A (3) makes one rotation, the turntable A (5) also makes one rotation. FIG. 3 shows the groove in FIG.
The piston A (10) integrated with the piston drive rod (9) can be slid in the cylinder A (11) in place of 1). The cylinder A (11) is fixed to the turntable B (12), and the tip of a pin B (13) is fitted in a hole of the piston drive rod (9) to rotate the rotary arm B (8). Then, the turntable B (12) is also rotated, and the piston A (10) slides in the cylinder A (11) to change the volume of the space created by the cylinder A (11) and the piston A (10). I do. I mean

【図3】の機構は各部の回転運動によりピストン動作を
実行する。
3 executes a piston operation by a rotational movement of each part.

【図1】の機構は、回転アームA(3)と回転台A
(5)の回転数は同じであるものの、回転アーム軸
(2)と回転台軸(7)の相対角速度は回転中 常に変
化する。この変化は機構のスムーズな回転運動を阻害す
る要因となる。この欠点を除くためには、目的の回転比
に応じて
FIG. 1 shows a rotary arm A (3) and a turntable A
Although the number of rotations in (5) is the same, the relative angular velocity between the rotating arm shaft (2) and the rotating table shaft (7) constantly changes during rotation. This change is a factor that hinders smooth rotation of the mechanism. In order to eliminate this disadvantage, according to the desired rotation ratio

【図4】の例のように溝の形状を工夫すればよいが、こ
れを
As shown in FIG. 4, the shape of the groove may be devised.

【図3】のピストンA(10)に置き換えるのは困難で
ある。しかし、
It is difficult to replace the piston A (10) of FIG. But,

【図5】のように回転アームC(14)のピンの中心軌
跡と、溝の中心線が回転台C(15)の回転中心点と平
面内で接する構造にすれば、真直な溝でありながら回転
台C(15)と回転アームC(14)の角速度比を一定
にすることが出来る。これは
FIG. 5 shows a straight groove if the center locus of the pin of the rotating arm C (14) and the center line of the groove are in contact with the rotation center point of the rotary table C (15) in a plane. The angular velocity ratio between the rotary table C (15) and the rotary arm C (14) can be kept constant. this is

【図5】において次のように証明出来る。 AB=AC 従って ∠ABC=∠ACB 又 ∠ABC+∠ACB=2R−∠CAB ∠DAC=2R−∠CAB ∴∠DAC=2∠ABC ∠DAC=2∠ABCという関係は回転台C(15)が
回転しても常に成り立つので、二つの回転軸の相対角速
度比は2:1で一定である。また、
In FIG. 5, it can be proved as follows. AB = AC Therefore ∠ABC = ∠ACB or ∠ABC + ∠ACB = 2R-∠CAB ∠DAC = 2R-∠CAB ∴∠DAC = 2∠ABC は DAC = 2∠ABC means that the turntable C (15) rotates. However, since the relationship always holds, the relative angular velocity ratio between the two rotating shafts is constant at 2: 1. Also,

【図3】において、ピストンA(10)とシリンダA
(11)の自転角速度は同じであるから、これを
FIG. 3 shows a piston A (10) and a cylinder A
Since the rotation angular velocity of (11) is the same,

【図5】のような関係の構造にした場合、全ての回転体
の角速度比は常に一定であり回転のスムーズさが損なわ
れることはあまりない。尚、
FIG. 5 shows a structure having a relationship as shown in FIG. 5, in which the angular velocity ratios of all the rotating bodies are always constant, and the smoothness of the rotation is hardly impaired. still,

【図5】中のAは回転アームC(14)の回転中心点、
Bは回転台C(15)の回転中心点、Cはピンの中心
点、DはAとBを含む直線が回転台C(15)の左側外
周と交差する点とし、ピンの直径は溝の幅と同じである
ものの、溝の中を自由に滑ることが出来るものとする。
5A is a rotation center point of the rotating arm C (14), FIG.
B is the rotation center point of the turntable C (15), C is the center point of the pin, D is the point where a straight line including A and B intersects the outer periphery on the left side of the turntable C (15), and the diameter of the pin is It is the same as the width, but it can slide freely in the groove.

【図5】の機構を変速機に使用する場合、ピンの中心が
つくる軌跡円に溝の中心線が平面内で外接している時、
正常な伝達が出来ない可能性があるが、これを防止する
には
When the mechanism of FIG. 5 is used for a transmission, when the center line of the groove circumscribes the locus circle formed by the center of the pin in a plane,
Normal communication may not be possible, but to prevent this

【図5】の機構を複数使用してそれぞれの溝の角度が異
なるように並列連結して使用すればよい。また、
5 may be used by connecting a plurality of mechanisms in parallel so that the angles of the respective grooves are different. Also,

【図6】のように溝とピンの数を増やしても同じ効果を
得ることが出来る。本発明を
The same effect can be obtained by increasing the number of grooves and pins as shown in FIG. The present invention

【図3】のように使用したピストンA(10)のストロ
ークは、ピストンA(10)の公転直径に比例するの
で、この直径を無段階に変えることが出来るならば、必
要に応じてピストンの能力をコントロールできる。
FIG. 3 shows that the stroke of the piston A (10) used is proportional to the revolving diameter of the piston A (10). Therefore, if this diameter can be changed steplessly, the piston Can control abilities.

【図7】はこれを実現するための構造概念図(一部透視
図)である(この図は合計4個のシリンダを設けてある
が、原理的には1個以上ならよい)。またこの構造は
FIG. 7 is a structural conceptual view (partially perspective view) for realizing this (this figure is provided with a total of four cylinders, but in principle one or more cylinders are sufficient). This structure also

【図3】における回転アームB(8)を省略出来る上
に、装置を小型化できる利点もある。
3 has the advantage that the rotary arm B (8) can be omitted and the device can be downsized.

【図7】を説明すれば、二本の円筒型ピストンを一体と
した形状の十字形ピストンA(23)の4つの先端は、
それぞれシリンダA(19)、シリンダB(22)、シ
リンダC(24)、シリンダD(26)に挿入されてい
る。また、シリンダA(19)、シリンダC(24)は
回転台E(20)に、シリンダB(22)とシリンダD
(26)は回転台F(18)にそれぞれ固定されてい
る。そして回転台E回転軸(21)と回転台F回転軸
(25)の位置を支え 回転させると、回転台E(2
0)と回転台F(18)の回転軸心の位置が異なるな
ら、ピストン動作が行われる。この時、十字形ピストン
A(23)は自転しながら公転をするが、自転の中心点
の軌跡(公転軌跡)は回転台E(20)の回転軸心と回
転台F(18)の回転軸心に接する。従って、回転台E
回転軸(21)と回転台F回転軸(25)の軸心の距離
を変えれば、十字形ピストンA(23)の公転直径が変
わるので、ピストン能力をコントロールすることが出来
る。そして、この軸心間距離をピストン動作中でも可変
出来るような構造とすることは それ程難しいことでは
ない。また、2つの回転台の相対角速度比の変動も起こ
らない。尚、
FIG. 7 illustrates that four tips of a cross-shaped piston A (23) having a shape in which two cylindrical pistons are integrated,
They are inserted into cylinder A (19), cylinder B (22), cylinder C (24), and cylinder D (26), respectively. The cylinder A (19) and the cylinder C (24) are mounted on the turntable E (20), and the cylinder B (22) and the cylinder D
(26) is fixed to the turntable F (18), respectively. When the positions of the rotary shaft E (21) and the rotary shaft F (25) are supported and rotated, the rotary table E (2
If the position of the rotation axis of the rotary table F is different from that of the rotary table F, the piston operation is performed. At this time, the cross-shaped piston A (23) revolves while rotating, and the trajectory (revolution trajectory) of the center point of the rotation is the rotation axis of the turntable E (20) and the rotation axis of the turntable F (18). Connect with the heart. Therefore, the turntable E
If the distance between the axis of the rotary shaft (21) and the axis of the rotary table F (25) is changed, the revolving diameter of the cross-shaped piston A (23) is changed, so that the piston performance can be controlled. And it is not so difficult to make the structure that can change the distance between the axes even during the operation of the piston. Also, the relative angular velocity ratio between the two turntables does not fluctuate. still,

【図7】の構造を内燃機関に適用する場合、潤滑の点で
はピストンとシリンダの向きを逆にした方が有利であ
る。また、
When the structure of FIG. 7 is applied to an internal combustion engine, it is advantageous to reverse the directions of the piston and the cylinder in terms of lubrication. Also,

【図7】の構造と各部の動きはオルダム継手と酷似して
いる。ピストンの気密があまり問題にならないなら
FIG. 7 shows the structure and movement of each part very similar to those of the Oldham coupling. If the airtightness of the piston does not matter much

【図7】はFIG. 7

【図8】のような構造でもよく、こうすれば製造が容易
である。また
FIG. 8 shows a structure as shown in FIG. Also

【図9】のように2つの軸の回転を歯車等で連結すれば
ピストンにかかる応力と摩擦を軽減できる。
If the rotation of the two shafts is connected by a gear or the like as in FIG. 9, the stress and friction applied to the piston can be reduced.

【0005】[0005]

【発明の実施形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【図4】やFIG. 4

【図5】の機構を使用すれば正確な回転比の変速装置を
安価に製造可能であり、構造が簡単なので小型機器への
使用にも適している。
If the mechanism shown in FIG. 5 is used, a transmission with an accurate rotation ratio can be manufactured at low cost, and the structure is simple, so that it is suitable for use in small equipment.

【図10】は本発明のピストンをポンプに、FIG. 10 shows a pump according to the present invention,

【図11】は内燃機関に使用した例の構造概念図であ
る。
FIG. 11 is a structural conceptual diagram of an example used for an internal combustion engine.

【図10】のポンプ動作を説明すれば、 1)B−B’断面図において、回転台K(37)及び十
字形ピストンC(36)が時計方向に回転するものとす
れば、図の状態から少し回転が進むと吸排穴Cは吸入溝
Bとつながる。そして回転の進行に伴い 室Cの体積は
増加するので、この中には吸入口Bと吸入溝Bを経由し
て流体が流入する。これは吸排穴Cが過圧防止片B(4
2)付近まで回転して、吸入溝Bと遮断されるまで続
く。 2)更に回転が進んで、吸排穴Cが送出溝Bとつながる
と、室Cの中にある流体は十字形ピストンC(36)に
押されて送出溝Bを通り、送出口Bから放出される。こ
れは吸排穴Cが過圧防止片A(41)付近まできて送出
溝Bと遮断されるまで続く。 3)1)〜2)が回転台K(37)及び十字形ピストン
C(36)の回転と共に繰り返される。 4)1)〜3)の動作は室Dにおいても同様に行われ、
その結果ポンプとして動作する。 5)1)〜4)の動作は回転台L(40)においても同
様に行われる。つまり
FIG. 10 explains the pump operation: 1) If the turntable K (37) and the cross-shaped piston C (36) rotate clockwise in the BB 'cross-sectional view, the state shown in FIG. When the rotation proceeds a little from this point, the suction / discharge hole C is connected to the suction groove B. Since the volume of the chamber C increases with the progress of the rotation, the fluid flows into the chamber C via the suction port B and the suction groove B. This is because the suction and discharge holes C are overpressure prevention pieces B (4
2) It rotates to the vicinity and continues until it is cut off from the suction groove B. 2) When the rotation further proceeds and the suction / drain hole C is connected to the delivery groove B, the fluid in the chamber C is pushed by the cross-shaped piston C (36), passes through the delivery groove B, and is discharged from the delivery port B. You. This continues until the suction / discharge hole C reaches the vicinity of the overpressure prevention piece A (41) and is cut off from the delivery groove B. 3) 1) and 2) are repeated with the rotation of the turntable K (37) and the cross-shaped piston C (36). 4) The operations 1) to 3) are performed similarly in the room D,
As a result, it operates as a pump. 5) The operations 1) to 4) are performed in the same manner in the turntable L (40). I mean

【図10】は内部に2つのポンプを持っている。尚、FIG. 10 has two pumps inside. still,

【図10】B−B’断面図において回転台K(37)の
吸排穴C、又は吸排穴Dが吸入溝Bと、送出溝Bの双方
から遮蔽される部分を通過する時、室C又は室Dは密閉
されるが体積は変化し続ける。そのため、水や油など
圧力で体積が変化しない流体を扱う場合は、この部分に
弾性体で作られた過圧防止片A(41)と過圧防止片B
(42)をそれぞれ入れた二つの小室を設けるか又は、
b≦a、c≦d/2とするのが妥当である。こうするこ
とにより前者は室C又は室Dの体積の変化を弾性体の体
積が変化することで吸収、後者はB−B’断面図の右側
部では、室C又は室Dの体積が大くなる方向に変化する
時、その変化量だけ真空が現れ、減少に転ずると真空の
体積が減少しながら動作する。そして左側部では室C又
は室Dが体積の減少をしている間は排出溝Bにつながっ
ていて、増加に転ずると内部に真空を作りながら動作す
る。
FIG. 10 is a sectional view taken along the line BB 'when the suction / discharge hole C or the suction / discharge hole D of the turntable K (37) passes through a portion shielded from both the suction groove B and the discharge groove B; Chamber D is sealed but the volume continues to change. Therefore, water and oil
In the case of handling a fluid whose volume does not change by pressure, an overpressure prevention piece A (41) and an overpressure prevention piece B
Providing two small chambers each containing (42), or
It is appropriate that b ≦ a and c ≦ d / 2. By doing so, the former absorbs the change in the volume of the chamber C or the chamber D by changing the volume of the elastic body, and the latter absorbs a large volume of the chamber C or the chamber D on the right side of the BB 'sectional view. When changing in a certain direction, a vacuum appears by the amount of the change, and when it starts to decrease, the vacuum operates with a reduced volume. On the left side, while the volume of the chamber C or the chamber D is decreasing, the chamber C or the chamber D is connected to the discharge groove B. When the volume of the chamber C or the chamber D increases, the chamber operates while creating a vacuum inside.

【図11】は本発明を内燃機関に応用した例のシステム
説明図である。この図では説明の都合で回転台M(4
6)や回転台N(51)はいずれも断面になっていて位
置も離れて描かれているが、実際の配置は
FIG. 11 is an explanatory diagram of a system in which the present invention is applied to an internal combustion engine. In this figure, the turntable M (4
6) and the turntable N (51) are both cross-sectional and spaced apart, but the actual arrangement is

【図8】と同様とする(回転台N(51)側が左背
面)。回転台M(46)、回転台N(51)、十時形ピ
ストンD(47)が時計方向に回転するものとして
8 is the same as that in FIG. 8 (the turntable N (51) side is on the left rear side). Assuming that the turntable M (46), the turntable N (51), and the ten-hour piston D (47) rotate clockwise.

【図11】の動作を説明すると、 1)図の位置から回転が進むと吸入孔Dと吸入溝がつな
がり、回転が進むに従い、圧縮室Bの体積は増加するの
で、空気取入口と吸入溝を通り、空気が圧縮室Bに流入
する。この動作は回転が進み吸入孔Dが吸入溝から遮断
されるまで続く。 2)更に回転が進んで、送出孔Bが送出溝とつながると
圧縮室B内の空気は圧縮されながら、送出溝に押し出さ
れ空気室(48)に蓄えられる。この動作は圧縮室Aで
も同様に実行され回転台M(46)の回転と共に繰り返
される。 3)回転台N(51)では、吸排孔Aが圧縮空気取入口
とつながると、空気室(48)に蓄えられた空気が燃焼
室Aに流入する。これは回転が進んで吸排孔Aが圧縮空
気取入口から遮断されるまで続く。 4)その後 吸排孔Aは燃料噴射室とつながり、燃料噴
射器(50)によって燃料が噴射されるとともに点火器
(49)により着火される(この点火器(49)はセミ
ディーゼル機関に使用されるような常に赤熱しているコ
イルのようなものでよいので、安価な装置を実現出来
る)。 5)燃焼により燃焼室A内の圧力が上がると十字形ピス
トンD(47)が押されるので回転台M(46)に時計
方向の回転力が発生し、これが回転を継続させる。 6)回転が進んで吸排孔Aが排気溝とつながると燃焼室
A内のガスは排気口から流出する。そして回転台N(5
1)の回転進行とともに、燃焼室A内に残っているガス
は十字形ピストンD(47)により排気溝へ押し出され
る。これは吸排孔Aが排気溝から遮断されるまで続く。 7)3)〜6)の動作は燃焼室Bにおいても同様に行わ
れる。尚、
11 is described below. 1) As the rotation advances from the position shown in the figure, the suction hole D and the suction groove are connected, and as the rotation advances, the volume of the compression chamber B increases. , Air flows into the compression chamber B. This operation continues until the rotation advances and the suction hole D is cut off from the suction groove. 2) When the rotation further proceeds and the delivery hole B is connected to the delivery groove, the air in the compression chamber B is pushed out by the delivery groove and stored in the air chamber (48) while being compressed. This operation is similarly performed in the compression chamber A, and is repeated with the rotation of the turntable M (46). 3) In the turntable N (51), when the suction / discharge hole A is connected to the compressed air intake, the air stored in the air chamber (48) flows into the combustion chamber A. This continues until the rotation proceeds and the suction and discharge holes A are shut off from the compressed air intake. 4) After that, the suction / discharge hole A is connected to the fuel injection chamber, and the fuel is injected by the fuel injector (50) and ignited by the igniter (49) (this igniter (49) is used in a semi-diesel engine). Such a coil that is always red hot can be used, so that an inexpensive device can be realized). 5) When the pressure in the combustion chamber A rises due to the combustion, the cruciform piston D (47) is pressed, so that a clockwise rotating force is generated on the turntable M (46), and the rotation is continued. 6) When the rotation proceeds and the suction / discharge hole A is connected to the exhaust groove, the gas in the combustion chamber A flows out from the exhaust port. And the turntable N (5
As the rotation proceeds in 1), the gas remaining in the combustion chamber A is pushed out into the exhaust groove by the cross-shaped piston D (47). This continues until the intake / exhaust hole A is shut off from the exhaust groove. 7) The operations of 3) to 6) are similarly performed in the combustion chamber B. still,

【図11】ではピストンの圧縮側と燃焼側の容量を異な
るものにして、エネルギー効率の向上をはかっている。
また、このようなシステムは従来のレシプロピストンで
も実現できるが、構造が複雑になるので現実的ではな
い。本発明のピストンはこの他にも、従来の方式による
ポンプ、内燃機関、油圧モーター、コンプレッサー等
広範囲の用途に使用可能である。また、
In FIG. 11, the capacity on the compression side and the capacity on the combustion side of the piston are made different to improve the energy efficiency.
Further, such a system can be realized by a conventional reciprocating piston, but it is not practical because the structure becomes complicated. The piston of the present invention can be used in addition to conventional pumps, internal combustion engines, hydraulic motors, compressors, etc.
Can be used for a wide range of applications. Also,

【図7】のような機構にすれば回転数を変えなくてもピ
ストン能力を無段階に変更出来るので、これを油圧モー
ター、或いは油圧ポンプ等に適用すれば無段変速機等も
実現出来る。
FIG. 7 shows a mechanism such that the piston capacity can be changed steplessly without changing the number of revolutions. If this mechanism is applied to a hydraulic motor or a hydraulic pump, a continuously variable transmission can be realized.

【0006】[0006]

【発明の効果】変速機では 1)簡単な構造で回転の減速や増速を回転スリップ無し
で行える。 2)角速度に変化のある回転をつくり出すことが出来
る。 ロータリーピストンでは 1)機密性の優れた円形断面シリンダが使用可能なので
高圧にも適する。 2)基本動作に往復運動が皆無なので振動が少ないもの
を製造可能であり、振動によるエネルギーロスも少なく
できる。 3)ピストンのストロークが比較的長くても振動を少な
く出来るので、原動機に使用した場合、低速回転も高速
回転も良好な特性にし易い。 4)シリンダ或いはピストンの回転を利用した弁が使え
る等により、構造を簡単にできる。 5)ピストン能力の無段階可変構造が容易。
According to the transmission, 1) the rotation can be reduced and increased with a simple structure without rotation slip. 2) It is possible to create a rotation with a change in the angular velocity. Rotary piston 1) Suitable for high pressure because a circular cylinder with excellent airtightness can be used. 2) Since there is no reciprocating motion in the basic operation, it is possible to manufacture a device having less vibration and reduce energy loss due to vibration. 3) Since the vibration can be reduced even if the piston stroke is relatively long, when used in a prime mover, both low-speed rotation and high-speed rotation can easily have good characteristics. 4) The structure can be simplified because a valve utilizing rotation of a cylinder or a piston can be used. 5) Stepless variable structure of piston capacity is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】すべり対偶による回転伝達機構の説明斜視図FIG. 1 is an explanatory perspective view of a rotation transmission mechanism using a slip pair.

【図2】図1の回転説明図FIG. 2 is an explanatory view of rotation of FIG. 1;

【図3】図1の機構を応用したロータリーピストンの構
造原理説明斜視図(一部透視図)
FIG. 3 is a perspective view (partially perspective view) for explaining the structural principle of a rotary piston to which the mechanism shown in FIG. 1 is applied.

【図4】各部が図1の配置で2つの回転体間で角速度比
の変動を起こさない溝形状の例図
4 is an example diagram of a groove shape in which each part has the arrangement of FIG. 1 and does not cause a change in an angular velocity ratio between two rotating bodies.

【図5】溝が直線でも角速度の変動を起こさない構造説
明図
FIG. 5 is an explanatory view showing a structure in which the angular velocity does not fluctuate even if the groove is straight.

【図6】回転の伝達不良を防止する構造説明図FIG. 6 is a structural explanatory view for preventing rotation transmission failure.

【図7】4シリンダ方式のピストン構造説明斜視図(一
部透視図)
FIG. 7 is a perspective view illustrating a piston structure of a four-cylinder system (partially transparent view).

【図8】図7のピストンを四角断面形状にした場合の構
造説明斜視図(一部透視図)
FIG. 8 is a structural explanatory perspective view (partially transparent view) when the piston of FIG. 7 has a square cross-sectional shape;

【図9】円滑な回転を助ける構造説明斜視図FIG. 9 is a perspective view illustrating a structure for assisting smooth rotation.

【図10】本発明のピストンをポンプに使用した例の三
角図(一部断面図)
FIG. 10 is a triangular diagram (partly sectional view) of an example in which the piston of the present invention is used for a pump.

【図11】本発明のピストンを内燃機関に使用した例の
構造概念説明図
FIG. 11 is an explanatory view showing a structural concept of an example in which the piston of the present invention is used in an internal combustion engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1は軸受A 2は回転ア
ーム軸 3は回転アームA 4はピンA 5は回転台A 6は軸受B 7は回転台軸 8は回転ア
ームB 9はピストン駆動棒 10はピスト
ンA 11はシリンダA 12は回転
台B 13はピンB 14は回転
アームC 15は回転台C 16は回転
アームD 17は回転台D 18は回転
台F 19はシリンダA 20は回転
台E 21は回転台E回転軸 22はシリ
ンダB 23は十字形ピストンA 24はシリ
ンダC 25は回転台F回転軸 26はシリ
ンダD 27は回転台G 28は十字
形ピストンB 29は回転台H 30は回転
台J 31は回転台I 32は歯車
A 33は歯車B 34は歯車
C 35は歯車D 36は十字
形ピストンC 37は回転台K 38は外筺
B 39は外筺A 40は回転
台L 41は過圧防止片A 42は過圧
防止片B 43は逆流防止弁B 44は外筺 45は逆流防止弁A 46は回転
台M 47は十字形ピストンD 48は空気
室 49は点火器 50は燃料
噴射器 51は回転台N
1 is a bearing A 2 is a rotary arm shaft 3 is a rotary arm A 4 is a pin A 5 is a rotary table A 6 is a bearing B 7 is a rotary table shaft 8 is a rotary arm B 9 is a piston drive rod 10 is a piston A 11 is a cylinder A 12 is a turntable B 13 is a pin B 14 is a turntable C 15 is a turntable C 16 is a turntable D 17 is a turntable D 18 is a turntable F 19 is a cylinder A 20 is a turntable E 21 is a turntable E rotation axis. 22 is a cylinder B 23 is a cross-shaped piston A 24 is a cylinder C 25 is a rotary table F rotating shaft 26 is a cylinder D 27 is a rotary table G 28 is a cross-shaped piston B 29 is a rotary table H 30 is a rotary table J 31 is a rotary table I 32 is a gear A 33 is a gear B 34 is a gear C 35 is a gear D 36 is a cross-shaped piston C 37 is a turntable K 38 is an outer case B 39 is an outer case A 40 is a turntable L 41 is an overpressure prevention piece A 42 is an overpressure prevention piece B 43 is Flow prevention valve B 44 is the outer casing 45 turntable is the check valve A 46 M 47 is cruciform piston D 48 is an air chamber 49 is igniter 50 fuel injector 51 turntable N

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年10月6日(1998.10.
6)
[Submission date] October 6, 1998 (1998.10.
6)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】「図1」において回転ア
ーム軸(2)とピンA(4)は回転アームA(3)と一
体であり、回転アームA(3)は軸受A(1)に支えら
れていて回転アーム軸(2)を中心に回転出来る。ま
た、回転台軸(7)は回転台A(5)の一部であり、回
転台A(5)は軸受B(6)に支えられて回転台軸
(7)を中心に回転出来る。そして回転台A(5)には
溝が有り、この溝にピンA(4)がはまっていて、回転
台A(5)又は回転アームA(3)のどちらか一方の軸
を回転させると、ピンA(4)は溝の中をすべりながら
他方に回転を伝えて、回転アームA(3)と回転台A
(5)は同時に回転する。尚、回転台軸(7)と回転ア
ーム軸(2)の回転軸心位置は異なり、回転台A(5)
の回転軸心は回転アームA(3)の回転によりピンA
(4)の中心線がつくる軌跡円筒の内側に存在するもの
とする。「図2」は「図1」の回転の様子を90度回転
毎に示したものである。この図から回転アームA(3)
が1回転すると、回転台A(5)も1回転することが分
かる。「図3」は「図1」における溝をシリンダA(1
1)に置き替え、シリンダA(11)の中をピストン駆
動棒(9)と一体のピストンA(10)がスライド出来
る構造にしたものである。また、シリンダA(11)は
回転台B(12)に固定されてあり、ピストン駆動棒
(9)の穴にはピンB(13)の先端がはめられていて
回転アームB(8)を回転させると回転台B(12)も
回転させられると共に、ピストンA(10)がシリンダ
A(11)内をスライドしてシリンダA(11)とピス
トンA(10)によりつくられた空間の体積が変化す
る。つまり「図3」の機構は各部の回転運動によりピス
トン動作を実行する。「図1」の機構は、回転アームA
(3)と回転台A(5)の回転数は同じであるものの、
回転アーム軸(2)と回転台軸(7)の相対角速度は回
転中 常に変化する。この変化は機構のスムーズな回転
運動を阻害する要因となる。この欠点を除くためには、
目的の回転比に応じて「図4」の例のように溝の形状を
工夫すればよいが、これを[図3」のピストンA(1
0)に置き換えるのは困難である。しかし、「図5」
ように回転アームC(14)のピンの中心軌跡と、溝の
中心線が回転台C(15)の回転中心点と平面内で接す
る構造にすれば、真直な溝でありながら回転台C(1
5)と回転アームC(14)の角速度比を一定にするこ
とが出来る。これは「図5」により次のように証明出来
る。 AB=AC 従って ∠ABC=∠ACB 又 ∠ABC+∠ACB=2R−∠CAB ∠DAC=2R−∠CAB ∴∠DAC=2∠ABC ∠DAC=2∠ABCという関係は回転台C(15)が
回転しても常に成り立つので、二つの回転軸の相対角速
度比は2:1で一定である。また、「図3」において、
ピストンA(10)とシリンダA(11)の自転角速度
は同じであるから、これを「図5」のような関係の構造
にした場合、全ての回転体の角速度比は常に一定であり
回転のスムーズさが損なわれることはあまりない。尚、
「図5」中のAは回転アームC(14)の回転中心点、
Bは回転台C(15)の回転中心点、Cはビンの中心
点、DはAとBを含む直線が回転台C(15)の左側外
周と交差する点とし、ビンの直径は溝の幅と同じである
ものの、溝の中を自由に滑ることが出来るものとする。
「図5」の機構を変速機に使用する場合、ピンの中心が
つくる軌跡円に溝の中心線が平面内で外接している時、
正常な伝達が出来ない可能性があるが、これを防止する
には「図5」の機構を複数使用してそれぞれの溝の角度
が異なるように並列連結して使用すればよい。また、
「図6」のように溝とピンの数を増やしても同じ効果を
得ることが出来る。本発明を「図3」のように使用した
ピストンA(10)のストロークは、ピストンA(1
0)の公転径に比例するので、これを変えることが出来
るならば、必要に応じてピストンの能力をコントロール
できる。「図7」はこれを実現するための構造概念図
(一部透視図)である(この図は合計4個のシリンダを
設けてあるが、原理的には1個以上ならよい)。これは
2重すべり子機構を応用したもので、こうすれば「図
3」における回転アームB(8)やピンB(13)が不
要である上に、シリンダ又はピストンの中心縮が回転台
E回転軸(21)又は回転台F回転軸(25)の中心線
に接しない構造でも2つの回転台角速度比が変動しない
利点もある。「図7」を説明すれば、二本の円筒型ピス
トンを一体とした形状の十字形ピストンA(23)の4
つの先端は、それぞれシリンダA(19)、シリンダB
(22)、シリンダC(24)、シリンダD(26)に
挿入されている。また、シリンダA(19)、シリンダ
C(24)は回転台E(20)に、シリンダB(22)
とシリンダD(26)は回転台F(18)にそれぞれ固
定されている。そして回転台E回転軸(21)と回転台
F回転軸(25)の位置を支え回転させると、回転台E
(20)と回転台F(18)の回転軸心の位置が異なる
なら、ピストン動作が行われる。この時、十字形ピスト
ンA(23)は自転しながら公転をするが、ピストンの
有効ストロークは公転径の大きさに比例する。この公転
径の大きさは回転台E回転軸(21)と回転台F回転軸
(25)の軸心の距離にも比例するのでこれを変えれ
ば、ピストン能力を変えることが出来る。そして、この
軸心間距離をピストン動作中でも可変出来るような構造
とすることは それ程難しいことではない。また、2つ
の回転台の相対角速度比の変動も起こらない。尚、「図
7」の構造を内燃機関に適用する場合、潤滑の点ではピ
ストンとシリンダの向きを逆にした方が有利である。ま
た、「図7」の構造と各部の動きはオルダム継手と酷似
している。ピストンの気密があまり問題にならないなら
「図7」「図8」のような構造でもよく、こうすれば
製造が容易である。また「図9」のように2つの軸の回
転を歯車等で連結すればピストンにかかる応力と摩擦を
軽減できる。
In FIG. 1, a rotating arm shaft (2) and a pin A (4) are integrated with a rotating arm A (3), and the rotating arm A (3) is a bearing A (1). And can rotate around the rotary arm shaft (2). Further, the turntable shaft (7) is a part of the turntable A (5), and the turntable A (5) can rotate around the turntable shaft (7) supported by the bearing B (6). There is a groove in the turntable A (5), and a pin A (4) is fitted in this groove. When one of the axes of the turntable A (5) or the rotation arm A (3) is rotated, The pin A (4) transmits the rotation to the other while sliding in the groove, and the rotation arm A (3) and the turntable A
(5) rotates simultaneously. Note that the positions of the rotary axes of the rotary table axis (7) and the rotary arm axis (2) are different, and the rotary table A (5)
The rotation axis of the pin A is
It is assumed that the center line of (4) exists inside the trajectory cylinder created. FIG. 2 shows the rotation of FIG. 1 at every 90-degree rotation. From this figure, the rotating arm A (3)
It can be seen that one rotation of the rotation makes one turn of the turntable A (5). FIG. 3 shows the groove in FIG.
The piston A (10) integrated with the piston drive rod (9) can be slid in the cylinder A (11) in place of 1). The cylinder A (11) is fixed to the turntable B (12), and the tip of a pin B (13) is fitted in a hole of the piston drive rod (9) to rotate the rotary arm B (8). Then, the turntable B (12) is also rotated, and the piston A (10) slides in the cylinder A (11) to change the volume of the space created by the cylinder A (11) and the piston A (10). I do. That is, the mechanism shown in FIG. 3 executes the piston operation by the rotational movement of each part. The mechanism shown in FIG.
Although (3) and the rotation speed of the turntable A (5) are the same,
The relative angular velocity between the rotating arm axis (2) and the rotating table axis (7) constantly changes during rotation. This change is a factor that hinders smooth rotation of the mechanism. To eliminate this drawback,
The shape of the groove may be devised as in the example of FIG. 4 according to the target rotation ratio .
It is difficult to replace with 0). However, if the pin and the center locus of the rotary arm C (14), the center line of the groove is in contact with the center of rotation and the plane of the turntable C (15) structure as shown in "Figure 5", a straight groove But the turntable C (1
The angular velocity ratio between 5) and the rotating arm C (14) can be made constant. This can be proved from FIG. 5 as follows. AB = AC Therefore ∠ABC = ∠ACB or ∠ABC + ∠ACB = 2R-∠CAB ∠DAC = 2R-∠CAB ∴∠DAC = 2∠ABC は The relation of ∠DAC = 2∠ABC is that the turntable C (15) rotates. However, since the relationship always holds, the relative angular velocity ratio between the two rotating shafts is constant at 2: 1. Also, in FIG.
Since the rotational angular velocities of the piston A (10) and the cylinder A (11) are the same, if the rotational angular velocities are structured as shown in FIG. 5 , the angular velocity ratios of all the rotating bodies are always constant, and Smoothness is not often impaired. still,
A in “FIG. 5” is a rotation center point of the rotating arm C (14),
B is a rotation center point of the turntable C (15), C is a center point of the bin, D is a point where a straight line including A and B intersects the outer periphery on the left side of the turntable C (15), and the diameter of the bin is It is the same as the width, but it can slide freely in the groove.
When the mechanism shown in FIG. 5 is used in a transmission, when the center line of the groove circumscribes the locus circle formed by the center of the pin in a plane,
Normal transmission may not be possible. To prevent this, a plurality of mechanisms shown in FIG. 5 may be used in parallel connection so that the angles of the grooves are different. Also,
The same effect can be obtained by increasing the number of grooves and pins as shown in FIG . The stroke of the piston A (10) using the present invention as shown in FIG.
Since it is proportional to the revolution diameter of 0), if this can be changed , the capacity of the piston can be controlled as required. FIG. 7 is a structural conceptual view (partially perspective view) for realizing this (this figure is provided with a total of four cylinders, but in principle one or more may be used). this is
This is an application of the double slider mechanism.
3) Rotation arm B (8) and pin B (13) are not
In addition to the fact that the center contraction of the cylinder or piston is
Center line of E rotation shaft (21) or rotary table F rotation shaft (25)
The angular velocity ratio of the two rotating tables does not fluctuate even in a structure that does not touch
There are advantages too. Referring to FIG. 7, the cross-shaped piston A (23) having a shape in which two cylindrical pistons are integrated is referred to as “4”.
The two tips are cylinder A (19) and cylinder B, respectively.
(22), inserted into the cylinder C (24) and the cylinder D (26). The cylinder A (19) and the cylinder C (24) are connected to the turntable E (20), and the cylinder B (22).
And the cylinder D (26) are fixed to the turntable F (18). When the position of the rotating table E rotating shaft (21) and the rotating table F rotating shaft (25) is supported and rotated, the rotating table E is rotated.
If the position of the rotation axis of the rotary table F (18) is different from that of the rotary table F (18), the piston operation is performed. At this time, the cross-shaped piston A (23) revolves while rotating ,
The effective stroke is proportional to the size of the revolution diameter. This orbit
The size of the diameter is the rotary table E rotary shaft (21) and the rotary table F rotary shaft
Since it is proportional to the distance of the axis center of (25), change this
If you do, you can change the piston capacity. And it is not so difficult to make the structure that can change the distance between the axes even during the operation of the piston. Also, the relative angular velocity ratio between the two turntables does not fluctuate. It should be noted that, "Figure
When the structure 7) is applied to an internal combustion engine, it is advantageous to reverse the directions of the piston and the cylinder in terms of lubrication. The structure of FIG. 7 and the movement of each part are very similar to those of the Oldham coupling. If the airtightness of the piston does not matter much
"FIG. 7" may have a structure as shown in "FIG. 8" , and manufacturing is easy. If the rotation of the two shafts is connected by gears or the like as shown in FIG. 9 , the stress and friction applied to the piston can be reduced.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0005】[0005]

【発明の実施形態】「図4」や「図5」の機構を使用す
れば正確な回転比の変速装置を安価に製造可能であり、
構造が簡単なので小型機器への使用にも適している。
「図10」は本発明のピストンをポンプに、「図11」
は内燃機関に使用した例の構造概念図である。「図1
0」のポンプ動作を説明すれば、 1)B−B’断面図において、回転台K(37)及び十
字形ピストンC(36)が時計方向に回転するものとす
れば、図の状態から少し回転が進むと吸排穴Cは吸入溝
Bとつながる。そして回転の進行に伴い 室Cの体積は
増加するので、この中には吸入口Bと吸入溝Bを経由し
て流体が流入する。これは吸排穴Cが過圧防止片B(4
2)付近まで回転して、吸入溝Bと遮断されるまで続
く。 2)更に回転が進んで、吸排穴Cが送出溝Bとつながる
と、室Cの中にある流体は十字形ピストンC(36)に
押されて送出溝Bを通り、送出口Bから放出される。こ
れは吸排穴Cが過圧防止片A(41)付近まできて送出
溝Bと遮断されるまで続く。 3)1)〜2)が回転台K(37)及び十字形ピストン
C(36)の回転と共に繰り返される。 4)1)〜3)の動作は室Dにおいても同様に行われ、
その結果ポンプとして動作する。 5)1)〜4)の動作は回転台L(40)においても同
様に行われる。つまり「図10」は内部に2つのポンプ
を持っている。尚、「図10」B−B’断面図において
回転台K(37)の吸排穴C、又は吸排穴Dが吸入溝B
と、送出溝Bの双方から遮蔽される部分を通過する時、
室C又は室Dは密閉されるが体積は変化し続ける。その
ため、水や油など、 圧力で体積が変化しない流体を扱
う場合は、この部分に弾性体で作られた過圧防止片A
(41)と過圧防止片B(42)をそれぞれ入れた二つ
の小室を 設けるか又は、b≦a,c≦d/2とするの
が妥当である。こうすることにより前者は室C又は室D
の体積の変化を弾性体の体積が変化することで吸収、後
者はB−B’断面図の右側部では、室C又は室Dの体積
が大くなる方向に変化する時、その変化量だけ真空が現
れ、減少に転ずると真空の体積が減少しながら動作す
る。そして左側部では室C又は室Dが体積の減少をして
いる間は排出溝Bにつながっていて、増加に転ずると内
部に真空を作りながら動作する。「図11」は本発明を
内燃機関に応用した例のシステム説明図である。この図
では説明の都合で回転台M(46)や回転台N(51)
はいずれも断面になっていて位置も離れて描かれている
が、実際の配置は[図8」と同様とする(回転台N(5
1)側が左背面)。回転台M(46)、回転台N(5
1)、十時形ピストンD(47)が時計方向に回転する
ものとして「図11」の動作を説明すると、 1)図の位置から回転が進むと吸入孔Dと吸入溝がつな
がり、回転が進むに従い、圧縮室Bの体積は増加するの
で、空気取入口と吸入溝を通り、空気が圧縮室Bに流入
する。この動作は回転が進み吸入孔Dが吸入溝から遮断
されるまで続く。 2)更に回転が進んで、送出孔Bが送出溝とつながると
圧縮室B内の空気は圧縮されながら、送出溝に押し出さ
れ空気室(48)に蓄えられる。この動作はは圧縮室A
でも同様に実行され回転台M(46)の回転と共に繰り
返される。 3)回転台N(51)では、吸排孔Aが圧縮空気取入口
とつながると、空気室(48)に蓄えられた空気が燃焼
室Aに流入する。これは回転が進んで吸排孔Aが圧縮空
気取入口から遮断されるまで続く。 4)その後 吸排孔Aは燃料噴射室とつながり、燃料噴
射器(50)によって燃料が噴射されるとともに点火器
(49)により着火される(この点火器(49)はセミ
ディーゼル機関に使用されるような常に赤熱しているコ
イルのようなものでよいので、安価な装置を実現出来
る)。 5)燃焼により燃焼室A内の圧力が上がると十字形ピス
トンD(47)が押されるので回転台M(46)に時計
方向の回転力が発生し、これが回転を継続させる。 6)回転が進んで吸排孔Aが排気溝とつながると燃焼室
A内のガスは排気口から流出する。そして回転台N(5
1)の回転進行とともに、燃焼室A内に残っているガス
は十字形ピストンD(47)により排気溝へ押し出され
る。これは吸排孔Aが排気溝から遮断されるまで続く。 7)3)〜6)の動作は燃焼室Bにおいても同様に行わ
れる。尚、「図11」ではピストンの圧縮側と燃焼側の
容量を異なるものにして、エネルギー効率の向上をはか
っている。また、このようなシステムは従来のレシプロ
ピストンでも実現できるが、構造が複雑になるので現実
的ではない。本発明のピストンはこの他にも、従来の方
式によるポンプ、内燃機関、油圧モーター、コンプレッ
サー等 広範囲の用途に使用可能である。また、「図
7」のような機構にすれば回転数を変えなくてもピスト
ン能力を無段階に変更出来るので、これを油圧モータ
ー、或いは油圧ポンプ等に適用すれば無段変速機等も実
現出来る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS By using the mechanisms shown in FIGS. 4 and 5, a transmission having an accurate rotation ratio can be manufactured at low cost.
Since the structure is simple, it is suitable for use in small devices.
“FIG. 10” shows the piston of the present invention as a pump, and “FIG. 11”
FIG. 2 is a structural conceptual diagram of an example used for an internal combustion engine. "Figure 1
The pump operation of "0" will be described. 1) In the sectional view taken along the line BB ', if the turntable K (37) and the cross-shaped piston C (36) rotate clockwise, the state shown in FIG. As the rotation proceeds, the suction / discharge hole C is connected to the suction groove B. Since the volume of the chamber C increases with the progress of the rotation, the fluid flows into the chamber C via the suction port B and the suction groove B. This is because the suction and discharge holes C are overpressure prevention pieces B (4
2) It rotates to the vicinity and continues until it is cut off from the suction groove B. 2) When the rotation further proceeds and the suction / drain hole C is connected to the delivery groove B, the fluid in the chamber C is pushed by the cross-shaped piston C (36), passes through the delivery groove B, and is discharged from the delivery port B. You. This continues until the suction / discharge hole C reaches the vicinity of the overpressure prevention piece A (41) and is cut off from the delivery groove B. 3) 1) and 2) are repeated with the rotation of the turntable K (37) and the cross-shaped piston C (36). 4) The operations 1) to 3) are performed similarly in the room D,
As a result, it operates as a pump. 5) The operations 1) to 4) are performed in the same manner in the turntable L (40). That is, FIG. 10 has two pumps inside. In addition, in FIG. 10 BB ′ sectional view, the suction and discharge hole C or the suction and discharge hole D of the turntable K (37) is the suction groove B.
And when passing through a portion shielded from both of the delivery grooves B,
The chamber C or the chamber D is sealed, but the volume keeps changing. Therefore, when handling a fluid whose volume does not change with pressure, such as water or oil, an overpressure prevention piece A made of an elastic material
It is appropriate to provide two small chambers each containing (41) and an overpressure prevention piece B (42), or to satisfy b ≦ a, c ≦ d / 2. By doing so, the former is room C or room D
The volume change of the elastic body is absorbed by changing the volume of the elastic body. When a vacuum appears and turns to a decrease, the vacuum operates in a decreasing volume. On the left side, while the volume of the chamber C or the chamber D is decreasing, the chamber C or the chamber D is connected to the discharge groove B. When the volume of the chamber C or the chamber D increases, the chamber operates while creating a vacuum inside. FIG. 11 is an explanatory diagram of a system in which the present invention is applied to an internal combustion engine. In this figure, the turntable M (46) and the turntable N (51) are shown for convenience of explanation.
Are all cross-sections and are drawn away from each other, but the actual arrangement is the same as in FIG. 8 (turntable N (5
1) The left back side). Turntable M (46), Turntable N (5
1) The operation of FIG. 11 will be described assuming that the ten-hour piston D (47) rotates clockwise. 1) When the rotation proceeds from the position shown in the figure, the suction hole D and the suction groove are connected, and the rotation is stopped. As the volume increases, the volume of the compression chamber B increases, so that the air flows into the compression chamber B through the air inlet and the suction groove. This operation continues until the rotation advances and the suction hole D is cut off from the suction groove. 2) When the rotation further proceeds and the delivery hole B is connected to the delivery groove, the air in the compression chamber B is pushed out by the delivery groove and stored in the air chamber (48) while being compressed. This operation is performed in the compression chamber A
However, the same operation is performed, and is repeated with the rotation of the turntable M (46). 3) In the turntable N (51), when the suction / discharge hole A is connected to the compressed air intake, the air stored in the air chamber (48) flows into the combustion chamber A. This continues until the rotation proceeds and the suction and discharge holes A are shut off from the compressed air intake. 4) After that, the suction / discharge hole A is connected to the fuel injection chamber, and the fuel is injected by the fuel injector (50) and ignited by the igniter (49) (this igniter (49) is used in a semi-diesel engine). Such a coil that is always red hot can be used, so that an inexpensive device can be realized). 5) When the pressure in the combustion chamber A rises due to the combustion, the cruciform piston D (47) is pressed, so that a clockwise rotating force is generated on the turntable M (46), and the rotation is continued. 6) When the rotation proceeds and the suction / discharge hole A is connected to the exhaust groove, the gas in the combustion chamber A flows out from the exhaust port. And the turntable N (5
As the rotation proceeds in 1), the gas remaining in the combustion chamber A is pushed out into the exhaust groove by the cross-shaped piston D (47). This continues until the intake / exhaust hole A is shut off from the exhaust groove. 7) The operations of 3) to 6) are similarly performed in the combustion chamber B. In FIG. 11 , the capacity on the compression side and the capacity on the combustion side of the piston are made different to improve the energy efficiency. Further, such a system can be realized by a conventional reciprocating piston, but it is not practical because the structure becomes complicated. In addition, the piston of the present invention can be used for a wide range of applications such as a conventional pump, an internal combustion engine, a hydraulic motor, and a compressor. Also see the figure
By adopting a mechanism such as 7 ", the piston capacity can be changed steplessly without changing the number of revolutions. If this mechanism is applied to a hydraulic motor or a hydraulic pump, a continuously variable transmission can be realized.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図4[Correction target item name] Fig. 4

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図4】各部が「図1」の配置で2つの回転体間で角速
度比の変動を起こさない溝形状の例図 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. 4 is an example of a groove shape in which each part is arranged as shown in FIG. 1 and does not cause a change in an angular velocity ratio between two rotating bodies. ──────────────────────────────────

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年4月5日(1999.4.5)[Submission date] April 5, 1999 (1999.4.5)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0005】「図4」や「図5」の機構を使用すれば正
確な回転比の変速装置を安価に製造可能であり、構造が
簡単なので小型機器への使用にも適している。「図1
0」は本発明のピストンをポンプに、「図11」は内燃
機関に使用した例の構造概念図である。「図10」のポ
ンプ動作を説明すれば、 1)B−B’断面図において、回転台K(37)及び十
字形ピストンC(36)が時計方向に回転するものとす
れば、図の状態から少し回転が進むと吸排穴Cは吸入溝
Bとつながる。そして回転の進行に伴い 室Cの体積は
増加するので、この中には吸入口Bと吸入溝Bを経由し
て流体が流入する。これは吸排穴Cが過圧防止片B(4
2)付近まで回転して、吸入溝Bと遮断されるまで続
く。 2)更に回転が進んで、吸排穴Cが送出溝Bとつながる
と、室Cの中にある流体は十字形ピストンC(36)に
押されて送出溝Bを通り、送出口Bから放出される。こ
れは吸排穴Cが過圧防止片A(41)付近まできて送出
溝Bと遮断されるまで続く。 3)1)〜2)が回転台K(37)及び十字形ピストン
C(36)の回転と共に繰り返される。 4)1)〜3)の動作は室Dにおいても同様に行われ、
その結果ポンプとして動作する。 5)1)〜4)の動作は回転台L(40)においても同
様に行われる。つまり「図10」は内部に2つのポンプ
を持つている。尚、「図10」B−B’断面図において
回転台K(37)の吸排穴C、又は吸排穴Dが吸入溝B
と、送出溝Bの双方から遮蔽される部分を通過する時、
室C又は室Dは密閉されるが体積は変化し続ける。その
ため、水や油など 圧力で体積が変化しない流体を扱う
場合は、この部分に弾性体で作られた過圧防止片A(4
1)と過圧防止片B(42)をそれぞれ入れた二つの小
室を設けるか又は、b≦a、c≦d/2とするのが妥当
である。こうすることにより前者は室C又は室Dの体積
の変化を弾性体の体積が変化することで吸収、後者はB
−B’断面図の右側部では、室C又は室Dの体積が大く
なる方向に変化する時、その変化量だけ真空が現れ、減
少に転ずると真空の体積が減少しながら動作する。そし
て左側部では室C又は室Dが体積の減少をしている間は
排出溝Bにつながっていて、増加に転ずると内部に真空
を作りながら動作する。「図11」は本発明を内燃機関
に応用した例の説明図である。この図は説明の都合で回
転台M(45)や回転台N(49)はいずれも断面にな
っていて場所も離れて描かれているが、実際の配置は
「図8」と同様とする(回転台N(49)が左背面)。
回転台M(45)、回転台N(49)、十時形ピストン
D(46)は時計方向に回転するものとして「図11」
の動作を説明すると、 1)図の位置から回転が進むと吸排孔Cと吸入溝がつな
がり、その後回転の進行と共に圧縮室Aの体積が増加し
て、気化器(44)でつくられた空気と燃料の混合気が
吸入溝を通って圧縮室Aに流入する。この動作は回転が
進み吸排孔Cが吸入溝から遮断されるまで続く。 2)吸排孔Cが吸入溝から遮断された後 更に回転が進
むと圧縮室Aの体積は減少し始める。しかし吸排孔Cは
塞がれているので、圧縮室A内の混合気は圧縮される。
この圧縮は回転が進んで吸排孔Cが燃焼ガス路Aとつな
がるまで続く。 3)吸排孔Cが燃焼ガス路Aとつながる上圧縮室A内の
混合気は着火される。この着火は始動時では着火補助器
(47)により行われるが、始動後 燃焼ガス路A内の
温度が高くなると着火補助器(47)は無くても着火は
起こる。着火後 燃焼ガスは保熱室(48)に貯えられ
る。 4)1)〜3)と同様の動作が圧縮室Bでも行われる。 5)図の状態から回転が進んで回転台N(49)の吸排
孔Aが燃焼ガス路Bとつながると、保熱室(48)内の
燃焼ガスは膨張室Aに流入する。そして燃焼ガスの圧力
が十字形ピストン(46)を押し、回転台M(45)に
回転力を与える。この回転力が回転台M(45)、十字
形ピストン(46)、回転台N(49)を回転させる 6)膨張室Aへの燃焼ガスの流入は吸排孔Aが燃焼ガス
路Bから遮断されるまで続く。 7)回転が進み吸排孔Aが燃焼ガス路Bから遮断されて
も膨張室A内の圧力は膨張室Bよりも高いので、この圧
力差で回転力の発生が継続される。これは吸排孔Aが排
気溝とつながるまで続く。 8)吸排孔Aが排気溝とつながると膨張室A内の燃焼ガ
スは排気溝を通って排気口から外部に排出されはじめ
る。これは吸排孔Aが排気溝から遮断されるまで続く。 9)5)〜8)の動作は膨張室Bにおいても同様に行わ
れる。尚、この内燃機関は燃焼ガスが十分膨張するまで
熱エネルギーを回転エネルギーに変換可能な構造に出来
るので、原理的にタービンと同等のエネルギー効率を得
ることが可能である。 本発明のピストンはこの他にも、
従来の方式によるポンプ、内燃機関、油圧モーター、コ
ンプレッサー等 広範囲の用途に使用可能である。ま
た、「図7」の構造において2つの回転軸間の距離を可
変できるようにすれば回転数を変えなくてもピストン能
力を無段階に変更出来るので、これを油圧モーター、或
いは油圧ポンプ等に適用すれば無段変速機等も実現出来
る。
If the mechanism shown in FIGS. 4 and 5 is used, a transmission having an accurate rotation ratio can be manufactured at low cost, and the structure is simple, so that it is suitable for use in small equipment. "Figure 1
"0" is a conceptual diagram of a structure in which the piston of the present invention is used for a pump, and "FIG. 11" is an example in which the piston is used for an internal combustion engine. The pump operation of FIG. 10 will be described. 1) If the turntable K (37) and the cross-shaped piston C (36) rotate clockwise in the BB 'sectional view, the state shown in FIG. When the rotation proceeds a little from this point, the suction / discharge hole C is connected to the suction groove B. Since the volume of the chamber C increases with the progress of the rotation, the fluid flows into the chamber C via the suction port B and the suction groove B. This is because the suction and discharge holes C are overpressure prevention pieces B (4
2) It rotates to the vicinity and continues until it is cut off from the suction groove B. 2) When the rotation further proceeds and the suction / drain hole C is connected to the delivery groove B, the fluid in the chamber C is pushed by the cross-shaped piston C (36), passes through the delivery groove B, and is discharged from the delivery port B. You. This continues until the suction / discharge hole C reaches the vicinity of the overpressure prevention piece A (41) and is cut off from the delivery groove B. 3) 1) and 2) are repeated with the rotation of the turntable K (37) and the cross-shaped piston C (36). 4) The operations 1) to 3) are performed similarly in the room D,
As a result, it operates as a pump. 5) The operations 1) to 4) are performed in the same manner in the turntable L (40). That is, FIG. 10 has two pumps inside. In FIG. 10 BB ′ cross-sectional view, the suction / discharge hole C or the suction / discharge hole D of the turntable K (37) is the suction groove B.
And when passing through a portion shielded from both of the delivery grooves B,
The chamber C or the chamber D is sealed, but the volume keeps changing. Therefore, when handling a fluid whose volume does not change due to pressure, such as water or oil, an overpressure prevention piece A (4
It is appropriate to provide two small chambers each containing 1) and the overpressure prevention piece B (42), or to satisfy b ≦ a and c ≦ d / 2. By doing so, the former absorbs the change in the volume of the chamber C or D by changing the volume of the elastic body, and the latter absorbs the change in the volume of the chamber B or B.
On the right side of the cross-sectional view taken along the line -B ', when the volume of the chamber C or the chamber D changes in a direction to increase, a vacuum appears by the amount of the change. On the left side, while the volume of the chamber C or the chamber D is decreasing, the chamber C or the chamber D is connected to the discharge groove B. When the volume of the chamber C or the chamber D increases, the chamber operates while creating a vacuum inside. FIG. 11 is an explanatory diagram of an example in which the present invention is applied to an internal combustion engine. In this figure , the turntable M ( 45 ) and the turntable N ( 49 ) are both cross-sectional and separated from each other for convenience of explanation, but the actual arrangement is the same as that of "FIG. 8". (The turntable N (49) is on the left rear side).
It is assumed that the turntable M ( 45 ), the turntable N ( 49 ), and the ten-hour piston D ( 46) rotate clockwise as shown in FIG.
1) When the rotation proceeds from the position shown in the figure, the suction / discharge hole C and the suction groove are connected.
After that, the volume of the compression chamber A increases as the rotation proceeds.
The mixture of air and fuel produced by the vaporizer (44)
It flows into the compression chamber A through the suction groove. This operation is rotation
The process continues until the suction / discharge hole C is blocked from the suction groove. 2) After the suction hole C is blocked from the suction groove, the rotation further proceeds.
In other words, the volume of the compression chamber A starts to decrease. But the suction and discharge hole C
Since the air-fuel mixture is closed, the air-fuel mixture in the compression chamber A is compressed.
In this compression, the rotation proceeds, and the suction and discharge holes C are connected to the combustion gas path A.
Continue until you get it. 3) In the upper compression chamber A where the suction and discharge holes C are connected to the combustion gas path A
The mixture is ignited. This ignition is an ignition aid when starting
(47), but after starting the combustion gas path A
If the temperature rises, ignition will not occur even if there is no ignition aid (47).
Occur. After ignition, the combustion gas is stored in the heat storage chamber (48).
You. 4) The same operation as in 1) to 3) is performed also in the compression chamber B. 5) The rotation proceeds from the state shown in FIG.
When the hole A is connected to the combustion gas passage B, the heat retention chamber (48)
The combustion gas flows into the expansion chamber A. And the pressure of the combustion gas
Pushes the cross-shaped piston (46) and turns to the rotary table M (45).
Give rotational force. This turning force is the turntable M (45),
6) Rotating the rotary piston N (49) with the piston (46) 6) The combustion gas flows into the expansion chamber A through the suction and discharge holes A.
Continue until road B is shut off. 7) When the rotation proceeds and the suction and discharge holes A are cut off from the combustion gas passage B,
Since the pressure in the expansion chamber A is higher than that in the expansion chamber B,
The rotation force continues to be generated due to the force difference. This is because the suction and discharge holes A
Continue until you are connected to the groove. 8) When the suction / discharge hole A is connected to the exhaust groove, the combustion gas in the expansion chamber A
Begins to be discharged from the exhaust port to the outside through the exhaust groove
You. This continues until the intake / exhaust hole A is shut off from the exhaust groove. 9) The operations 5) to 8) are similarly performed in the expansion chamber B.
It is. In this internal combustion engine, until the combustion gas expands sufficiently.
A structure that can convert heat energy into rotational energy
As a result, energy efficiency equivalent to a turbine is obtained in principle.
It is possible to In addition to the piston of the present invention,
It can be used for a wide range of applications such as conventional pumps, internal combustion engines, hydraulic motors and compressors. In addition, in the structure of FIG.
If it can be changed, the piston capacity can be changed steplessly without changing the number of revolutions. If this is applied to a hydraulic motor or a hydraulic pump, a continuously variable transmission can be realized.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of sign

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【符号の説明】 1は軸受A 2は回転ア
ーム軸 3は回転アームA 4はピンA 5は回転台A 6は軸受B 7は回転台軸 8は回転ア
ームB 9はピストン駆動棒 10はピスト
ンA 11はシリンダA 12は回転
台B 13はピンB 14は回転
アームC 15は回転台C 16は回転
アームD 17は回転台D 18は回転
台F 19はシリンダA 20は回転
台E 21は回転台E回転軸 22はシリ
ンダB 23は十字形ピストンA 24はシリ
ンダC 25は回転台F回転軸 26はシリ
ンダD 27は回転台G 28は十字
形ピストンB 29は回転台H 30は回転
台J 31は回転台I 32は歯車
A 33は歯車B 34は歯車
C 35は歯車D 36は十字
形ピストンC 37は回転台K 38は外筺
B 39は外筺A 40は回転
台L 41は過圧防止片A 42は過圧
防止片B 43は外筺C 44は気化
45は回転台M ・ 46は十字
形ピストンD 47は着火補助器 48は保熱
49は回転台N 50は外筺
[Description of Signs] 1 is a bearing A 2 is a rotating arm shaft 3 is a rotating arm A 4 is a pin A 5 is a rotating table A 6 is a bearing B 7 is a rotating table shaft 8 is a rotating arm B 9 is a piston driving rod 10 is a piston A 11 is a cylinder A 12 is a rotary table B 13 is a pin B 14 is a rotary arm C 15 is a rotary table C 16 is a rotary arm D 17 is a rotary table D 18 is a rotary table F 19 is a cylinder A 20 is a rotary table E 21 is a rotary table E 21. The rotary table E is a rotary shaft 22 is a cylinder B 23 is a cross-shaped piston A 24 is a cylinder C 25 is a rotary table F is a rotary shaft 26 is a cylinder D 27 is a rotary table G 28 is a cross-shaped piston B 29 is a rotary table H 30 is a rotary table J 31 is a turntable I 32 is a gear A 33 is a gear B 34 is a gear C 35 is a gear D 36 is a cross-shaped piston C 37 is a turntable K 38 is an outer case B 39 is an outer case A 40 is a turntable L 41 Overpressure prevention piece A 42 is overpressure Stop piece B 43 is the outer casing C 44 is vaporized
Vessel 45 is rotating platform M · 46 cross
Type piston D 47 has ignition auxiliary device 48 for heat retention
Room 49 is a turntable N 50 is an outer casing
D

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図11[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図11】 FIG. 11

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年6月4日(1999.6.4)[Submission date] June 4, 1999 (1999.6.4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0005】「図4」や「図5」の機構を使用すれば正
確な回転比の変速装置を安価に製造可能であり、構造が
簡単なので小型機器への使用にも適している。「図1
0」は本発明のピストンをポンプに、「図11」は内燃
機関に使用した例の構造概念図である。「図10」のポ
ンプ動作を説明すれば、 1)B−B’断面図において、回転台K(37)及び十
字形ピストンC(36)が時計方向に回転するものとす
れば、図の状態から少し回転が進むと吸排穴Cは吸入溝
Bとつながる。そして回転の進行に伴い 室Cの体積は
増加するので、この中には吸入口Bと吸入溝Bを経由し
て流体が流入する。これは吸排穴Cが過圧防止片B(4
2)付近まで回転して、吸入溝Bと遮断されるまで続
く。 2)更に回転が進んで、吸排穴Cが送出溝Bとつながる
と、室Cの中にある流体は十字形ピストンC(36)に
押されて送出溝Bを通り、送出口Bから放出される。こ
れは吸排穴Cが過圧防止片A(41)付近まできて送出
溝Bと遮断されるまで続く。 3)1)〜2)が回転台K(37)及び十字形ピストン
C(36)の回転と共に繰り返される。 4)1)〜3)の動作は室Dにおいても同様に行われ、
その結果ポンプとして動作する。 5)1)〜4)の動作は回転台L(40)においても同
様に行われる。つまり「図10」は内部に2つのポンプ
を持っている。尚、「図10」B−B’断面図において
回転台K(37)の吸排穴C、又は吸排穴Dが吸入溝B
と、送出溝Bの双方から遮蔽される部分を通過する時、
室C又は室Dは密閉されるが体積は変化し続ける。その
ため、水や油など 圧力で体積が変化しない流体を扱う
場合は、この部分に弾性体で作られた過圧防止片A(4
1)と過圧防止片B(42)をそれぞれ入れた二つの小
室を設けるか又は、b≦a、c≦d/2とするのが妥当
である。こうすることにより前者は室C又は室Dの体積
の変化を弾性体の体積が変化することで吸収、後者はB
−B’断面図の右側部では、室C又は室Dの体積が大く
なる方向に変化する時、その変化量だけ真空が現れ、減
少に転ずると真空の体積が減少しながら動作する。そし
て左側部では室C又は室Dが体積の減少をしている間は
排出溝Bにつながっていて、増加に転ずると内部に真空
を作りながら動作する。「図11」は本発明を内燃機関
に応用した例の説明図である。この図は説明の都合で回
転台M(45)や回転台N(49)はいずれも断面にな
っていて場所も離れて描かれているが、実際の配置は
「図8」と同様とする(回転台N(49)が左背面)。
回転台M(45)、回転台N(49)、十時形ピストン
D(46)は時計方向に回転するものとして「図11」
の動作を説明すると、 1)図の位置から回転が進むと吸排孔Cと吸入溝がつな
がり、その後回転の進行と共に圧縮室Aの体積が増加し
て、気化器(44)でつくられた空気と燃料の混合気が
吸入溝を通って圧縮室Aに流入する。この動作は回転が
進み吸排孔Cが吸入溝から遮断されるまで続く。 2)吸排孔Cが吸入溝から遮断された後 更に回転が進
むと圧縮室Aの体積は減少し始める。しかし吸排孔Cは
塞がれているので、圧縮室A内の混合気は圧縮される。
この圧縮は回転が進んで吸排孔Cが燃焼ガス路Aとつな
がるまで続く。 3)吸排孔Cが燃焼ガス路Aとつながると圧縮室A内の
混合気は着火される。この着火は始動時では着火補助器
(47)により行われるが、始動後 燃焼ガス路A内の
温度が高くなると着火補助器(47)は無くても着火は
起こる。着火後 燃焼ガスは保熱室(48)に貯えられ
る。 4)1)〜3)と同様の動作が圧縮室Bでも行われる。 5)図の状態から回転が進んで回転台N(49)の吸排
孔Aが燃焼ガス路Bとつながると、保熱室(48)内の
燃焼ガスは膨張室Aに流入する。その結果燃焼ガスの圧
力が十字形ピストンD(46)を押すので 回転台M
(45)に回転力が生まれる。この回転力が回転台M
(45)、十字形ピストンD(46)、回転台N(4
9)を回転させる。 6)膨張室Aへの燃焼ガスの流入は吸排孔Aが燃焼ガス
路Bから遮断されるまで続く。 7)回転が進み吸排孔Aが燃焼ガス路Bから遮断されて
も膨張室A内の圧力は膨張室Bよりも高いので、この圧
力差で回転力の発生が継続される。これは吸排孔Aが排
気溝とつながるまで続く。 8)吸排孔Aが排気溝とつながると膨張室A内の燃焼ガ
スは排気溝を通って排気口から外部に排出されはじめ
る。これは吸排孔Aが排気溝から遮断されるまで続く。 9)5)〜8)の動作は膨張室Bにおいても同様に行わ
れる。尚、この内燃機関は燃焼ガスが十分膨張するまで
熱エネルギーを回転エネルギーに変換可能な構造に出来
るので、原理的にタービンエンジンと同等のエネルギー
効率を得ることが可能である。また、保熱室に水のよう
な液体を少量噴射すれば、エネルギー効率が高まると同
時に エンジンの運転温度を低く出来る利点がある。
発明のピストンはこの他にも、従来の方式によるポン
プ、内燃機関、油圧モーター、コンプレッサー等 広範
囲の用途に使用可能である。また、「図7」の構造にお
いて2つの回転軸間の距離を可変できるようにすれば回
転数を変えなくてもピストン能力を無段階に変更出来る
ので、これを油圧モーター、或いは油圧ポンプ等に適用
すれば無段変速機等も実現出来る。
If the mechanism shown in FIGS. 4 and 5 is used, a transmission having an accurate rotation ratio can be manufactured at low cost, and the structure is simple, so that it is suitable for use in small equipment. "Figure 1
"0" is a conceptual diagram of a structure in which the piston of the present invention is used for a pump, and "FIG. 11" is an example in which the piston is used for an internal combustion engine. The pump operation of FIG. 10 will be described. 1) If the turntable K (37) and the cross-shaped piston C (36) rotate clockwise in the BB 'sectional view, the state shown in FIG. When the rotation proceeds a little from this point, the suction / discharge hole C is connected to the suction groove B. Since the volume of the chamber C increases with the progress of the rotation, the fluid flows into the chamber C via the suction port B and the suction groove B. This is because the suction and discharge holes C are overpressure prevention pieces B (4
2) It rotates to the vicinity and continues until it is cut off from the suction groove B. 2) When the rotation further proceeds and the suction / drain hole C is connected to the delivery groove B, the fluid in the chamber C is pushed by the cross-shaped piston C (36), passes through the delivery groove B, and is discharged from the delivery port B. You. This continues until the suction / discharge hole C reaches the vicinity of the overpressure prevention piece A (41) and is cut off from the delivery groove B. 3) 1) and 2) are repeated with the rotation of the turntable K (37) and the cross-shaped piston C (36). 4) The operations 1) to 3) are performed similarly in the room D,
As a result, it operates as a pump. 5) The operations 1) to 4) are performed in the same manner in the turntable L (40). That is, FIG. 10 has two pumps inside. In FIG. 10 BB ′ sectional view, the suction / discharge hole C or the suction / discharge hole D of the turntable K (37) is
And when passing through a portion shielded from both of the delivery grooves B,
The chamber C or the chamber D is sealed, but the volume keeps changing. Therefore, when handling a fluid whose volume does not change due to pressure, such as water or oil, an overpressure prevention piece A (4
It is appropriate to provide two small chambers each containing 1) and the overpressure prevention piece B (42), or to satisfy b ≦ a and c ≦ d / 2. By doing so, the former absorbs the change in the volume of the chamber C or D by changing the volume of the elastic body, and the latter absorbs the change in the volume of the chamber B or B.
On the right side of the cross-sectional view taken along the line -B ', when the volume of the chamber C or the chamber D changes in a direction to increase, a vacuum appears by the amount of the change. On the left side, while the volume of the chamber C or the chamber D is decreasing, the chamber C or the chamber D is connected to the discharge groove B. When the volume of the chamber C or the chamber D increases, the chamber operates while creating a vacuum inside. FIG. 11 is an explanatory diagram of an example in which the present invention is applied to an internal combustion engine. In this figure, for the sake of explanation, the turntable M (45) and the turntable N (49) are both cross-sections and are drawn away from each other, but the actual arrangement is the same as in FIG. (The turntable N (49) is on the left back).
The rotary table M (45), the rotary table N (49), and the ten-hour piston D (46) are assumed to rotate clockwise as shown in FIG.
1) As the rotation proceeds from the position shown in the figure, the suction / discharge hole C and the suction groove are connected, and as the rotation proceeds, the volume of the compression chamber A increases, and the air generated by the vaporizer (44) A mixture of fuel and fuel flows into the compression chamber A through the suction groove. This operation continues until the rotation advances and the suction / discharge hole C is cut off from the suction groove. 2) After the suction / discharge hole C is blocked from the suction groove, as the rotation further proceeds, the volume of the compression chamber A starts to decrease. However, since the suction and discharge holes C are closed, the air-fuel mixture in the compression chamber A is compressed.
This compression continues until the rotation proceeds and the suction / discharge hole C is connected to the combustion gas passage A. 3) When the suction / discharge hole C is connected to the combustion gas path A, the air-fuel mixture in the compression chamber A is ignited. This ignition is performed by the ignition auxiliary device (47) at the time of starting. However, if the temperature in the combustion gas passage A becomes high after the start, the ignition occurs even without the ignition auxiliary device (47). After ignition, the combustion gas is stored in the heat retention chamber (48). 4) The same operation as in 1) to 3) is performed also in the compression chamber B. 5) When the rotation proceeds from the state shown in the figure and the suction / discharge holes A of the turntable N (49) are connected to the combustion gas path B, the combustion gas in the heat retaining chamber (48) flows into the expansion chamber A. The resulting combustion gas pressure
Since the force pushes the cross-shaped piston D (46), the turntable M
A rotational force is generated in (45). This turning force is the turntable M
(45), cross-shaped piston D (46), turntable N (4
9) Rotate. 6) The flow of the combustion gas into the expansion chamber A continues until the suction / discharge hole A is cut off from the combustion gas passage B. 7) Even if the suction and discharge holes A are cut off from the combustion gas path B as the rotation proceeds, the pressure in the expansion chamber A is higher than that of the expansion chamber B, so that the generation of the rotation force is continued by this pressure difference. This continues until the intake / exhaust hole A is connected to the exhaust groove. 8) When the intake / exhaust hole A is connected to the exhaust groove, the combustion gas in the expansion chamber A starts to be discharged from the exhaust port to the outside through the exhaust groove. This continues until the intake / exhaust hole A is shut off from the exhaust groove. 9) The operations 5) to 8) are similarly performed in the expansion chamber B. Since the internal combustion engine can have a structure capable of converting heat energy into rotational energy until the combustion gas expands sufficiently, energy efficiency equivalent to that of a turbine engine can be obtained in principle. Also, like water in the heat insulation room
Injecting a small amount of a liquid will increase energy efficiency.
There is an advantage that the operating temperature of the engine can sometimes be lowered. In addition, the piston of the present invention can be used for a wide range of applications such as a conventional pump, an internal combustion engine, a hydraulic motor, and a compressor. In addition, if the distance between the two rotating shafts is made variable in the structure shown in FIG. 7, the piston capacity can be changed steplessly without changing the number of rotations. If applied, a continuously variable transmission can be realized.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 FIG. 5

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図10[Correction target item name] FIG.

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図10】 FIG. 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】二つの回転体の一方の特定箇所を、もう一
方の回転体とすべり対偶させた構造の変速機構 【請求項2】2つの回転体の一方にピストン もう一方
にシリンダを、一方は固定、もう一方は まわり対偶と
し、ピストンがシリンダの中をスライド出来るように取
り付け、回転体を回転させるとそれによって起こるシリ
ンダーとピストンの回転運動がピストン動作を実行する
装置 【請求項3】平面内において すべり子に相当する部分
(ピストン又はシリンダ)の自転軸心による公転軌跡
と、すべり子に相当する部分とすべり対偶する回転体の
回転軸心が接するような 【請求項2】の装置 【請求項4】 【請求項3】の構造を複数組合わせて 【請求項3】の装置における回転体の一方を省略した装
置 【請求項5】異なる回転体の軸心間距離を変えることの
出来る 【請求項4】の装置
Claims: 1. A speed change mechanism having a structure in which one specific part of two rotating bodies is slipped and paired with the other rotating body. A device in which the cylinder is mounted on one side, the other on the other side, and the other on the other side, so that the piston can slide inside the cylinder, and when the rotating body is rotated, the rotating motion of the cylinder and piston that occurs will perform the piston operation. 3. A revolving locus of a portion (piston or cylinder) corresponding to a slider in a plane by a rotation axis of a rotating body, and a rotation axis of a rotating body which is in sliding contact with the portion corresponding to the slider. A device in which one of the rotating bodies in the device according to the third aspect is combined by combining a plurality of structures in the device according to the fourth aspect. Capable of changing the axial distance between the rolling bodies 4. The device
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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