JPH11343801A - Reciprocating piston engine and linking mechanism - Google Patents
Reciprocating piston engine and linking mechanismInfo
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- JPH11343801A JPH11343801A JP15322298A JP15322298A JPH11343801A JP H11343801 A JPH11343801 A JP H11343801A JP 15322298 A JP15322298 A JP 15322298A JP 15322298 A JP15322298 A JP 15322298A JP H11343801 A JPH11343801 A JP H11343801A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン,コンプ
レッサ,ポンプ,プレス機械等に利用可能なリンク機構
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a link mechanism which can be used for an engine, a compressor, a pump, a press machine and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】往復動ピストン機関は一般に、シリンダ
内を直線的に往復動するピストンと、ピストンピンを介
して一端がピストンに回動自在に取り付けられるコネク
ティングロッド(以後コンロッドと呼ぶ)と、コンロッ
ドの他端に回動自在に取り付けられるクランクシャフト
とによってすべり子クランク機構として構成され、コン
ロッドを介して伝わるピストンの直線的な往復運動を回
転運動に変換する。2. Description of the Related Art A reciprocating piston engine generally includes a piston linearly reciprocating in a cylinder, a connecting rod (hereinafter referred to as a connecting rod) having one end rotatably attached to the piston via a piston pin, and a connecting rod. And a crankshaft rotatably attached to the other end of the piston, and converts the linear reciprocating motion of the piston transmitted via the connecting rod into a rotary motion.
【0003】この従来の往復動ピストン機関の場合は、
ピストンを上下動させるに際しコンロッドがピストンの
往復直線運動方向に対し傾斜するために、ピストンに加
わる力により、ピストンとシリンダの衝突ならびに摩擦
(ピストンスラップ)が発生し、振動及び騒音と摩擦損
失の大きな要因となっている。In the case of this conventional reciprocating piston engine,
When the piston is moved up and down, the connecting rod is inclined with respect to the reciprocating linear movement direction of the piston, so that the force applied to the piston causes collision between the piston and the cylinder and friction (piston slap), resulting in large vibration, noise and friction loss. It is a factor.
【0004】また、ピストン及びコンロッドの往復質量
による不釣り合い運動により、振動及び騒音が発生し、
多気筒往復動ピストン機関では、偶力による振動及び騒
音が発生する。[0004] Further, vibration and noise are generated due to the unbalanced motion of the piston and the connecting rod due to the reciprocating mass of the connecting rod.
In a multi-cylinder reciprocating piston engine, vibration and noise are generated by a couple.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の往復動ピストン
エンジン,往復動ピストンコンプレッサ,往復動ピスト
ンポンプ,プレス機械等のクランク機構には上述したよ
うな欠点があったので、本発明はそのような欠点のな
い、即ち、振動及び騒音がほとんど発生せず、摩擦損失
が少なくて機械効率がよく、しかも小型,軽量に構成で
きる往復動ピストンエンジン,往復動ピストンコンプレ
ッサ,往復動ピストンポンプ,プレス機械等に利用可能
なリンク機構を提供することを課題とする。The conventional reciprocating piston engine, the reciprocating piston compressor, the reciprocating piston pump, and the crank mechanism of the press machine have the above-mentioned drawbacks. A reciprocating piston engine, a reciprocating piston compressor, a reciprocating piston pump, a press machine, and the like, which have no disadvantages, that is, generate little vibration and noise, have low friction loss, have good mechanical efficiency, and can be configured to be small and lightweight. It is an object to provide a link mechanism that can be used for a computer.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、相関的に逆方
向に移動する少なくとも一対のピストンの動作を、質量
及び揺動回転半径の等しい左右部分を有する揺動アーム
を介して揺動型回転運動に変換した後、その運動をコン
ロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達
し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換
して出力することを特徴とする往復動ピストン機関等の
リンク機構、を以て上記課題を解決した。前記ピストン
の動作軌跡は、直線的な場合と円弧状の場合とがある。According to the present invention, the operation of at least one pair of pistons which move in the opposite directions relative to each other is controlled by an oscillating arm via an oscillating arm having left and right portions having the same mass and oscillating radius of rotation. A reciprocating piston engine, wherein the reciprocating piston engine converts the motion into a rotary motion, transmits the motion to a link mechanism by equally dividing the motion into two hands by a connecting rod, and converts the motion into rotation of a rotary shaft incorporated in the link mechanism. The above problem has been solved by a link mechanism such as the above. The motion trajectory of the piston may be linear or arc-shaped.
【0007】上記手段においては、ピストンの動作軌跡
が直線的な場合には、ピストンの往復直線運動方向に対
するコンロッドの傾きが僅かなので、ピストン側圧の発
生も極く僅かであり、またピストンの動作軌跡が円弧状
の場合にはピストン側圧が全く発生しないので、いずれ
の場合も振動及び機械的騒音がほとんど発生しない。In the above means, when the movement trajectory of the piston is linear, the inclination of the connecting rod with respect to the reciprocating linear movement direction of the piston is small, so that the piston side pressure is generated very little. In the case where is a circular arc, no piston side pressure is generated, and in any case, vibration and mechanical noise hardly occur.
【0008】また、本発明は、揺動回転軸の揺動型回転
運動をコンロッドによって二手に均等に分けてリンク機
構に伝達し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回
転に変換して出力することを特徴とするリンク機構を提
唱する。Further, according to the present invention, the swing type rotary motion of the swing rotary shaft is equally divided into two hands by a connecting rod, transmitted to the link mechanism, converted into rotation of the rotary shaft incorporated in the link mechanism, and output. We propose a link mechanism characterized by
【0009】この手段によった場合は、揺動回転軸のト
ルクをコンロッドによって均等にクランク回転軸に振分
伝動することにより、不釣り合い運動が完全になくな
る。さらに、コンロッド及びクランク回転半径の小型化
による剛性強化により、振動及び騒音の低減、ならび
に、クランクピン及びクランク回転軸の小径化による摩
擦損失の低減効果により、低振動,低騒音で高効率な往
復運動を回転運動に変換する機構または回転運動を往復
運動に変換する機構を構成することができる。According to this means, the torque of the swinging rotary shaft is uniformly transmitted to the crankshaft by the connecting rod, so that the unbalanced motion is completely eliminated. Furthermore, vibration and noise are reduced by strengthening rigidity by reducing the connecting rod and crank rotation radius, and friction loss is reduced by reducing the diameter of the crankpin and crank rotation shaft. A mechanism that converts motion into rotary motion or a mechanism that converts rotary motion into reciprocal motion can be configured.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
依拠して説明する。先ず、図1及び図2に示された実施
形態から説明するに、そこに示されているのは、円筒型
ピストン11,11aが直線的往復運動をするエンジン
であり、図中1,1aはシリンダーケースを、また、
2,2aは弁機構を示す。Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, referring to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, what is shown therein is an engine in which cylindrical pistons 11 and 11a reciprocate linearly. The cylinder case,
Reference numerals 2 and 2a denote valve mechanisms.
【0011】円筒型ピストン11,11aには、ピスト
ンピン12,12aを介してコンロッド13,13aが
回動自在に取り付けられる。2つの円筒型ピストン1
1,11aとコンロッド13,13aは、それぞれ質量
及び形状を等しくする。後述するように、各コンロッド
13,13aは、僅かに傾斜して円筒型ピストン11,
11aの運動方向に追随して移動する。Connecting rods 13, 13a are rotatably attached to the cylindrical pistons 11, 11a via piston pins 12, 12a. Two cylindrical pistons 1
1, 11a and connecting rods 13, 13a have the same mass and shape, respectively. As will be described later, the connecting rods 13 and 13a are slightly inclined and the cylindrical pistons 11 and 13a are inclined.
It moves following the movement direction of 11a.
【0012】コンロッド13,13aの他端は、揺動ア
ームピン14,14aを介し揺動アーム15の両端部に
回動自在に取り付けられる。揺動アーム15は、その中
心部に固定された揺動回転軸40によって軸支される。
従って、揺動回転軸40は、円筒型ピストン11,11
aの上下方向への動きに伴って、揺動アーム15を介し
て揺動回転駆動される。揺動アーム15における揺動回
転軸40の左右部分は、質量及び揺動回転半径を等しく
する。なお、図示した例では円筒型ピストンは1対設置
されているが、これに限られる訳ではなく、複数設置し
たり、当機構を複数連結したりする場合もある。The other ends of the connecting rods 13 and 13a are rotatably attached to both ends of a swing arm 15 via swing arm pins 14 and 14a. The swing arm 15 is supported by a swing rotation shaft 40 fixed to the center thereof.
Therefore, the oscillating rotation shaft 40 has the cylindrical pistons 11, 11.
In accordance with the vertical movement of “a”, it is oscillated and rotated via the oscillating arm 15. The right and left portions of the swing rotation shaft 40 in the swing arm 15 have the same mass and the same swing rotation radius. In the illustrated example, a pair of cylindrical pistons is provided, but the present invention is not limited to this, and a plurality of cylindrical pistons may be provided or a plurality of the mechanisms may be connected.
【0013】揺動回転軸40に揺動回転アーム41が固
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム41の両端部に
は、揺動回転アームピン42,42aを介してコンロッ
ド43,43aが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム41の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド43,43aの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド43,43aの他端にはクランクピン44,
44aが回動自在に取り付けられ、クランクピン44,
44aはそれぞれ円板クランク45,45aに偏心的に
連結される。A swinging rotation arm 41 is fixedly mounted on the swinging rotation shaft 40, and connecting rods 43, 43a are rotatable at both ends of the swinging rotation arm 41 via swinging rotation arm pins 42, 42a. Attached to. The swing rotation radii of the arms on both sides of the swing rotation arm 41 and the mass and shape of the connecting rods 43, 43a are made equal.
The other end of the connecting rod 43, 43a has a crank pin 44,
44a is rotatably attached to the crank pin 44,
Reference numeral 44a is eccentrically connected to the disk cranks 45, 45a, respectively.
【0014】円板クランク45,45aは、円板クラン
ク45,45aの中心部に取り付けられたクランク回転
軸46,46aによって軸支され、クランク回転軸4
6,46aを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸46,46aの端部には駆動ギア47,47
aが取り付けられ、各駆動ギア47,47aは出力軸た
る回転軸49に設置された被動ギア48に噛合し、これ
を回転駆動する。The disk cranks 45, 45a are supported by crank rotation shafts 46, 46a attached to the center of the disk cranks 45, 45a.
6, 46a are distributed and rotated with equal torque. Drive gears 47, 47 are provided at ends of the crank rotation shafts 46, 46a.
The drive gear 47, 47a meshes with a driven gear 48 installed on a rotating shaft 49 as an output shaft, and drives the driven gear 48 to rotate.
【0015】上記構成の動作について説明すると、円筒
型ピストン11,11aが互いに反対方向に上下動する
に伴い揺動アーム15が揺動回転軸40を軸にシーソー
運動をし、その結果、揺動回転軸40が揺動型回転運動
をする。その運動は、揺動回転アーム41を介してコン
ロッド43側とコンロッド43a側とに均等に振分伝動
され、それぞれ円板クランク45,45aの回転運動に
変換される。さらに、円板クランク45,45aの回転
運動は駆動ギア47,47aに伝達され、合成されて被
動ギア48並びにこれと一体となった回転軸49を回転
駆動する。The operation of the above configuration will be described. As the cylindrical pistons 11 and 11a move up and down in opposite directions, the swing arm 15 makes a seesaw motion about the swing rotary shaft 40, and as a result, the swing The rotation shaft 40 makes an oscillating rotation. The movement is equally transmitted to the connecting rod 43 side and the connecting rod 43a side via the swinging rotation arm 41, and is converted into the rotational movement of the disk cranks 45, 45a, respectively. Further, the rotational motion of the disk cranks 45, 45a is transmitted to the drive gears 47, 47a, and is combined to rotationally drive the driven gear 48 and the rotary shaft 49 integrated therewith.
【0016】上記動作において、円筒型ピストン11,
11aの上下動に際してのコンロッド13,13aの傾
きは、揺動アームピン14,14aの軌跡の範囲内のも
のであるため僅かなものである。そのため、コンロッド
13,13aが傾くことによってもたらされるピストン
側圧は極く僅かなものとなり、ピストン側圧が大きいこ
とに起因する振動及び騒音と摩擦損失が極めて少なくな
り、機械効率もかなり向上する。In the above operation, the cylindrical piston 11,
The inclination of the connecting rods 13 and 13a during the vertical movement of 11a is small because it is within the range of the trajectory of the swing arm pins 14 and 14a. Therefore, the piston side pressure caused by the inclination of the connecting rods 13 and 13a is extremely small, and the vibration, noise and friction loss due to the large piston side pressure are extremely reduced, and the mechanical efficiency is considerably improved.
【0017】また、左右の円筒型ピストン11,11
a、ピストンピン12,12a、コンロッド13,13
a、揺動アームピン14,14a、揺動アーム15の往
復質量がほぼ等しいので、ピストン部における不釣り合
い運動はほとんどない。さらに、揺動回転運動を回転運
動に変換する機構の動作において、揺動回転軸40の動
力がコンロッド43,43aによって均等にクランク回
転軸46,46aに伝動され、駆動ギア47,47aと
被動ギア48により回転軸49に回転駆動されるので、
不釣り合い運動は生じない。そして、コンロッド43,
43aによる力の伝動が平面上となり、偶力が発生しな
い。The left and right cylindrical pistons 11, 11
a, piston pins 12, 12a, connecting rods 13, 13
a, the reciprocating masses of the swing arm pins 14, 14a and the swing arm 15 are substantially equal, so that there is almost no unbalanced motion in the piston portion. Further, in the operation of the mechanism for converting the oscillating rotary motion into the rotary motion, the power of the oscillating rotary shaft 40 is evenly transmitted to the crank rotary shafts 46, 46a by the connecting rods 43, 43a, and the driving gears 47, 47a and the driven gears are driven. 48, the rotary shaft 49 is driven to rotate.
Unbalanced movement does not occur. And connecting rod 43,
The transmission of force by 43a is on a plane, and no couple is generated.
【0018】本発明においては上記作用により、ピスト
ン側圧による摩擦損失が減少して機械効率が向上し、ま
た、慣性力による振動及び騒音と偶力による振動及び騒
音がほとんどなくなる。In the present invention, due to the above operation, the friction loss due to the piston side pressure is reduced and the mechanical efficiency is improved, and the vibration and noise due to the inertial force and the vibration and noise due to the couple are almost eliminated.
【0019】次に図3乃至図5に示された実施形態につ
いて説明する。この実施形態は円弧型ピストン21,2
1aが円弧的往復運動をするエンジンであり、図中1,
1aはシリンダーケースを2,2aは弁機構を示す。Next, the embodiment shown in FIGS. 3 to 5 will be described. In this embodiment, arc-shaped pistons 21 and
Reference numeral 1a denotes an engine which reciprocates in an arc.
1a indicates a cylinder case, and 2a indicates a valve mechanism.
【0020】円弧型ピストン21,21aには、揺動ア
ーム22とカウンターウエイト23が固定状態に取り付
けられ、その揺動中心部、即ち、カウンタ−ウエイト2
3の中心に固定された揺動回転軸40によって軸支され
る。揺動回転軸40は、円弧型ピストン21,21aの
円弧方向への動きに伴って、揺動アーム22を介して揺
動回転駆動される。揺動アーム22における揺動回転軸
40の左右部分は、質量及び形状を等しくする。なお、
図示した例では円弧型ピストンは1対設置されている
が、これに限られる訳ではなく、複数設置したり、当機
構を複数連結したりする場合もある。A swing arm 22 and a counterweight 23 are fixedly attached to the arc-shaped pistons 21 and 21a, and a swing center portion thereof, that is, a counterweight 2 is provided.
3 is supported by an oscillating rotation shaft 40 fixed at the center. The oscillating rotation shaft 40 is oscillatingly rotated via the oscillating arm 22 as the arcuate pistons 21 and 21a move in the arc direction. The left and right portions of the swing rotation shaft 40 in the swing arm 22 have the same mass and shape. In addition,
In the illustrated example, a pair of arc-shaped pistons is installed, but the invention is not limited to this, and a plurality of arc-shaped pistons may be installed or a plurality of the mechanisms may be connected.
【0021】揺動回転軸40に揺動回転アーム41が固
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム41の両端部に
は、揺動回転アームピン42,42aを介してコンロッ
ド43,43aが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム41の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド43,43aの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド43,43aの他端にはクランクピン44,
44aが回動自在に取り付けられ、クランクピン44,
44aはそれぞれ円板クランク45,45aに偏心的に
連結される。A swinging rotation arm 41 is fixedly mounted on the swinging rotation shaft 40, and connecting rods 43, 43a are rotatable at both ends of the swinging rotation arm 41 via swinging rotation arm pins 42, 42a. Attached to. The swing rotation radii of the arms on both sides of the swing rotation arm 41 and the mass and shape of the connecting rods 43, 43a are made equal.
The other end of the connecting rod 43, 43a has a crank pin 44,
44a is rotatably attached to the crank pin 44,
Reference numeral 44a is eccentrically connected to the disk cranks 45, 45a, respectively.
【0022】円板クランク45,45aは、円板クラン
ク45,45aの中心部に取り付けられたクランク回転
軸46,46aによって軸支され、クランク回転軸4
6,46aを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸46,46aの端部には駆動ギア47,47
aが取り付けられ、各駆動ギア47,47aは出力軸た
る回転軸49に設置された被動ギア48に噛合し、これ
を回転駆動する。The disk cranks 45, 45a are supported by crank rotation shafts 46, 46a attached to the center of the disk cranks 45, 45a.
6, 46a are distributed and rotated with equal torque. Drive gears 47, 47 are provided at ends of the crank rotation shafts 46, 46a.
The drive gear 47, 47a meshes with a driven gear 48 installed on a rotating shaft 49 as an output shaft, and drives the driven gear 48 to rotate.
【0023】上記構成の動作について説明すると、円弧
型ピストン21,21aが互いに反対方向に円弧動する
に伴い、揺動アーム22が揺動回転軸40を軸にシーソ
ー運動をし、その結果、揺動回転軸40が揺動型回転運
動をする。その運動は、揺動回転アーム41を介してコ
ンロッド43側とコンロッド43a側とに均等に振分伝
動され、それぞれ円板クランク45,45aの回転運動
に変換される。さらに、円板クランク45,45aの回
転運動は駆動ギア47,47aに伝達され、合成されて
被動ギア48並びにこれと一体となった回転軸49を回
転駆動する。The operation of the above configuration will be described. As the circular-arc pistons 21 and 21a circularly move in opposite directions, the rocking arm 22 makes a seesaw motion about the rocking rotary shaft 40, and as a result, the rocking The dynamic rotating shaft 40 makes an oscillating rotary motion. The movement is equally transmitted to the connecting rod 43 side and the connecting rod 43a side via the swinging rotation arm 41, and is converted into the rotational movement of the disk cranks 45, 45a, respectively. Further, the rotational motion of the disk cranks 45, 45a is transmitted to the drive gears 47, 47a, and is combined to rotationally drive the driven gear 48 and the rotary shaft 49 integrated therewith.
【0024】上記動作において、円弧型ピストン21,
21aの円弧動に際してのピストン側圧はなくなり、ピ
ストン側圧が大きいことに起因する振動及び騒音と摩擦
損失がなくなり、機械効率が大幅に向上する。In the above operation, the arc-shaped piston 21,
The piston side pressure during the circular motion of 21a is eliminated, and vibration, noise and friction loss due to the large piston side pressure are eliminated, and the mechanical efficiency is greatly improved.
【0025】また、左右の円弧型ピストン21,21
a、揺動アーム22、カウンターウエイト23の不釣り
合い運動はない。さらに、揺動回転運動を回転運動に変
換する機構の動作において、揺動回転軸40の動力がコ
ンロッド43,43aによって均等にクランク回転軸4
6,46aに伝動され、駆動ギア47,47aと被動ギ
ア48により回転軸49に回転駆動されるので、不釣り
合い運動は生じない。そして、コンロッド43,43a
による力の伝動が平面上となり、偶力が発生しない。The left and right arc-shaped pistons 21, 21
a, there is no unbalanced movement of the swing arm 22 and the counterweight 23. Further, in the operation of the mechanism for converting the oscillating rotary motion into the rotary motion, the power of the oscillating rotary shaft 40 is evenly distributed by the connecting rods 43 and 43a.
6, 46a, and is driven to rotate by the rotating shaft 49 by the driving gears 47, 47a and the driven gear 48, so that unbalanced motion does not occur. And connecting rods 43, 43a
The transmission of force by the force is on a plane, and no couple is generated.
【0026】本発明においては上記作用により、ピスト
ン側圧による摩擦損失がなくなり機械効率が大幅に向上
する。また、慣性力による振動及び騒音と偶力による振
動及び騒音がなくなる。さらに、円弧ピストンなどの往
復質量を従来の往復ピストン機関の往復質量の半分以下
に設計することが出来るので、出力性能が大幅に向上す
る。In the present invention, by the above-mentioned operation, friction loss due to piston side pressure is eliminated and mechanical efficiency is greatly improved. Further, vibration and noise due to inertial force and vibration and noise due to couple are eliminated. Further, since the reciprocating mass of the circular piston or the like can be designed to be less than half of the reciprocating mass of the conventional reciprocating piston engine, the output performance is greatly improved.
【0027】続いて図6乃至図8に示された実施形態に
ついて説明する。この実施形態は翼型ピストン31,3
1aが円弧的往復運動をする複動機関たるエンジンで、
容積型のタービンエンジンということができる。図中
1,1aはシリンダーケースを、2,2a,2b,2c
は弁機構を示している。Next, the embodiment shown in FIGS. 6 to 8 will be described. In this embodiment, the airfoil pistons 31, 3
1a is an engine which is a double-acting engine that performs a circular reciprocating motion,
It can be called a positive displacement turbine engine. In the figure, 1, 1a denotes a cylinder case, 2, 2a, 2b, 2c.
Indicates a valve mechanism.
【0028】翼型ピストン31,31aには揺動アーム
32が固定状態に取り付けられ、その揺動中心部に固定
された揺動回転軸40によって翼型ピストン31,31
aが軸支される。揺動回転軸40は、翼型ピストン3
1,31aの円弧方向への動きに伴って、揺動アーム3
2を介して揺動回転駆動される。揺動アーム32におけ
る揺動回転軸40の左右部分は、質量及び形状を等しく
する。なお、図示した例では翼型ピストンは1対設置さ
れているが、これに限られる訳ではなく、多数対にした
り、複数設置したり、当機構を複数連結したりする場合
もある。A swing arm 32 is fixedly attached to the wing-shaped pistons 31 and 31a, and the wing-shaped pistons 31 and 31a are rotated by a swing rotation shaft 40 fixed to the center of the swing.
a is supported. The oscillating rotation shaft 40 includes the airfoil piston 3
The swing arm 3 moves in accordance with the movement of the first and 31a in the arc direction.
And 2 is driven to rotate. The right and left portions of the swing rotation shaft 40 in the swing arm 32 have the same mass and shape. In the illustrated example, one pair of wing-shaped pistons is provided, but the present invention is not limited to this, and there may be a case where a large number of pairs, a plurality of wing-type pistons are provided, or a plurality of the mechanisms are connected.
【0029】揺動回転軸40に揺動回転アーム41が固
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム41の両端部に
は、揺動回転アームピン42,42aを介してコンロッ
ド43,43aが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム41の揺動回転半径並びにコンロッド43,43
aの質量及び形状はそれぞれ等しくする。コンロッド4
3,43aの他端には、クランクピン44,44aが回
動自在に取り付けられ、クランクピン44,44aはそ
れぞれ円板クランク45,45aに偏心的に連結され
る。A swinging rotation arm 41 is fixedly attached to the swinging rotation shaft 40. At both ends of the swinging rotation arm 41, connecting rods 43, 43a are rotatable via swinging rotation arm pins 42, 42a. Attached to. The swing rotation radius of the swing rotation arm 41 and the connecting rods 43, 43
The mass and shape of “a” are the same. Connecting rod 4
Crank pins 44, 44a are rotatably mounted on the other ends of the crankshafts 3, 43a, and the crankpins 44, 44a are eccentrically connected to the disk cranks 45, 45a, respectively.
【0030】円板クランク45,45aは、円板クラン
ク45,45aの中心部に取り付けられたクランク回転
軸46,46aによって軸支され、クランク回転軸4
6,46aを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸46,46aの端部には駆動ギア47,47
aが取り付けられ、各駆動ギア47,47aは出力軸た
る回転軸49に設置された被動ギア48に噛合し、これ
を回転駆動する。The disk cranks 45, 45a are supported by crank rotation shafts 46, 46a attached to the center of the disk cranks 45, 45a.
6, 46a are distributed and rotated with equal torque. Drive gears 47, 47 are provided at ends of the crank rotation shafts 46, 46a.
The drive gear 47, 47a meshes with a driven gear 48 installed on a rotating shaft 49 as an output shaft, and drives the driven gear 48 to rotate.
【0031】上記構成の動作について説明すると、翼型
ピストン31,31aが互いに反対方向に円弧動するに
伴い、揺動アーム32が揺動回転軸40を軸にシーソー
運動をし、その結果、揺動回転軸40が揺動型回転運動
をする。その運動は、揺動回転アーム41を介してコン
ロッド43側とコンロッド43a側とに均等に振分伝動
され、それぞれ円板クランク45,45aの回転運動に
変換される。さらに、円板クランク45,45aの回転
運動は駆動ギア47,47aに伝達され、合成されて被
動ギア48並びにこれと一体となった回転軸49を回転
駆動する。The operation of the above configuration will be described. As the wing-shaped pistons 31 and 31a circularly move in opposite directions, the swing arm 32 makes a seesaw motion about the swing rotary shaft 40, and as a result, the swing The dynamic rotating shaft 40 makes an oscillating rotary motion. The movement is equally transmitted to the connecting rod 43 side and the connecting rod 43a side via the swinging rotation arm 41, and is converted into the rotational movement of the disk cranks 45, 45a, respectively. Further, the rotational motion of the disk cranks 45, 45a is transmitted to the drive gears 47, 47a, and is combined to rotationally drive the driven gear 48 and the rotary shaft 49 integrated therewith.
【0032】上記動作において、翼型ピストン31,3
1aの円弧動に際してのピストン側圧はなくなり、ピス
トン側圧が大きいことに起因する振動及び騒音と摩擦損
失がなくなり、機械効率が大幅に向上する。In the above operation, the airfoil pistons 31, 3
The piston side pressure at the time of the circular motion 1a is eliminated, and vibration, noise and friction loss due to the large piston side pressure are eliminated, and the mechanical efficiency is greatly improved.
【0033】また、左右の翼型ピストン31,31a、
揺動アーム32の不釣り合い運動はない。さらに、揺動
回転運動を回転運動に変換する機構の動作において、揺
動回転軸40の動力がコンロッド43,43aによって
均等にクランク回転軸46,46aに伝動され、駆動ギ
ア47,47aと被動ギア48により回転軸49に回転
駆動されるので、不釣り合い運動は生じない。そして、
コンロッド43,43aによる力の伝動が平面上とな
り、偶力が発生しない。Further, left and right wing-shaped pistons 31, 31a,
There is no unbalanced movement of the swing arm 32. Further, in the operation of the mechanism for converting the oscillating rotary motion into the rotary motion, the power of the oscillating rotary shaft 40 is evenly transmitted to the crank rotary shafts 46, 46a by the connecting rods 43, 43a, and the driving gears 47, 47a and the driven gears are driven. Since the rotary shaft 49 is driven to rotate by the rotary shaft 48, no unbalanced motion occurs. And
The transmission of force by the connecting rods 43 and 43a is on a plane, and no couple is generated.
【0034】本発明においては上記作用により、ピスト
ン側圧による摩擦損失がなくなり機械効率が大幅に向上
する。また、慣性力による振動及び騒音と偶力による振
動及び騒音がなくなる。さらに、翼ピストンなどの往復
質量を従来の往復ピストン機関の往復質量の4分の1以
下に設計することが出来るので、出力性能が大幅に向上
する。そして、複動式により従来の往復ピストン機関の
容積の3分の1以下に設計することが出来るので、小
型,軽量,低コストになる。In the present invention, the above-mentioned operation eliminates friction loss due to piston side pressure, and greatly improves mechanical efficiency. Further, vibration and noise due to inertial force and vibration and noise due to couple are eliminated. Further, since the reciprocating mass of the wing piston and the like can be designed to be one-fourth or less of the reciprocating mass of the conventional reciprocating piston engine, the output performance is greatly improved. And, since it can be designed to be less than one third of the volume of the conventional reciprocating piston engine by the double-acting type, the size, weight and cost are reduced.
【0035】最後に、図9及び図10に示された実施形
態について説明する。この実施形態は、往復運動を回転
運動に、あるいは、回転運動を往復運動に変換するリン
ク機構である。Finally, the embodiment shown in FIGS. 9 and 10 will be described. This embodiment is a link mechanism that converts a reciprocating motion into a rotary motion or a rotary motion into a reciprocating motion.
【0036】揺動回転軸40に揺動回転アーム41が固
定状態に取り付けられ、揺動回転アーム41の両端部に
は、揺動回転アームピン42,42aを介してコンロッ
ド43,43aが回動自在に取り付けられる。揺動回転
アーム41の両側ア−ムの揺動回転半径並びにコンロッ
ド43,43aの質量及び形状はそれぞれ等しくする。
コンロッド43,43aの他端にはクランクピン44,
44aが回動自在に取り付けられ、クランクピン44,
44aはそれぞれ円板クランク45,45aに偏心的に
連結される。A swinging rotation arm 41 is fixedly mounted on the swinging rotation shaft 40. At both ends of the swinging rotation arm 41, connecting rods 43, 43a are rotatable via swinging rotation arm pins 42, 42a. Attached to. The swing rotation radii of the arms on both sides of the swing rotation arm 41 and the mass and shape of the connecting rods 43, 43a are made equal.
The other end of the connecting rod 43, 43a has a crank pin 44,
44a is rotatably attached to the crank pin 44,
Reference numeral 44a is eccentrically connected to the disk cranks 45, 45a, respectively.
【0037】円板クランク45,45aは、円板クラン
ク45,45aの中心部に取り付けられたクランク回転
軸46,46aによって軸支され、クランク回転軸4
6,46aを均等なトルクにて振分回転駆動する。クラ
ンク回転軸46,46aの端部には駆動ギア47,47
aが取り付けられ、各駆動ギア47,47aは出力軸た
る回転軸49に設置された被動ギア48に噛合し、これ
を回転駆動する。The disk cranks 45, 45a are supported by crank rotation shafts 46, 46a attached to the center of the disk cranks 45, 45a.
6, 46a are distributed and rotated with equal torque. Drive gears 47, 47 are provided at ends of the crank rotation shafts 46, 46a.
The drive gear 47, 47a meshes with a driven gear 48 installed on a rotating shaft 49 as an output shaft, and drives the driven gear 48 to rotate.
【0038】上記構成の動作について説明すると、揺動
回転軸40が揺動型回転運動をすると、その運動は揺動
回転アーム41を介してコンロッド43側とコンロッド
43a側とに均等に振分伝動され、それぞれ円板クラン
ク45,45aの回転運動に変換される。さらに、円板
クランク45,45aの回転運動は駆動ギア47,47
aに伝達され、合成されて被動ギア48並びにこれと一
体となった回転軸49を回転駆動する。The operation of the above configuration will be described. When the swinging rotary shaft 40 makes a swinging rotary movement, the movement is equally transmitted to the connecting rod 43 and the connecting rod 43a via the swinging rotating arm 41. And converted into rotational motions of the disk cranks 45 and 45a, respectively. Further, the rotational motion of the disk cranks 45, 45a is controlled by the drive gears 47, 47.
The driven gear 48 and the driven gear 48 and the rotary shaft 49 integrated therewith are rotationally driven.
【0039】上記動作において、揺動回転軸40の動力
がコンロッド43,43aによって均等にクランク回転
軸46,46aに伝動され、駆動ギア47,47aと被
動ギア48により回転軸49に回転駆動されるので、不
釣り合い運動は生じない。そして、コンロッド43,4
3aによる力の伝動が平面上となり、偶力が発生しな
い。In the above operation, the power of the oscillating rotary shaft 40 is evenly transmitted to the crank rotary shafts 46, 46a by the connecting rods 43, 43a, and is driven to rotate by the rotary shaft 49 by the driving gears 47, 47a and the driven gear 48. Therefore, no unbalance movement occurs. And connecting rods 43, 4
The transmission of force by 3a is on a plane, and no couple is generated.
【0040】本発明においては上記作用により、慣性力
による振動及び騒音と偶力による振動及び騒音がなくな
る。また、コンロッド及びクランク回転半径を小型に設
計出来るので、剛性が向上して振動及び騒音が低減す
る。さらに、クランクピン及びクランク回転軸を小径に
設計出来るので、摩擦損失が低減する。故に、低振動,
低騒音で高効率な往復運動を回転運動に、あるいは、回
転運動を往復運動に変換する機構が得られる。In the present invention, vibration and noise due to inertial force and vibration and noise due to couple are eliminated by the above operation. Also, since the connecting rod and the turning radius of the crank can be designed to be small, rigidity is improved and vibration and noise are reduced. Further, since the diameter of the crankpin and the crankshaft can be designed to be small, friction loss is reduced. Therefore, low vibration,
A mechanism for converting a reciprocating motion with low noise and high efficiency into a rotary motion or a rotary motion into a reciprocating motion is obtained.
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明は上述した通りであって、本発明
に係る往復ピストン機関によれば、ピストンスラップ及
び偶力による振動,騒音がなくなり、また、ピストン側
圧がなくなるのと、クランクピン及びクランク回転軸の
小径化設計と複動式により、摩擦損失を大幅に低減し
て、機械効率を大幅に向上させることができる。さら
に、往復質量を従来の往復ピストン機関に比較して大幅
に軽量化した設計とすることができ、出力性能を大幅に
向上させることができる。そして、従来の往復ピストン
機関に比較して、容積で3分の1以下の設計とすること
が出来るので、小型,軽量,低コスト化の実現が可能と
なる。The present invention is as described above. According to the reciprocating piston engine according to the present invention, the vibration and noise due to the piston slap and couple are eliminated, the piston side pressure is eliminated, and the crank pin and Due to the small-diameter design of the crank shaft and the double-acting type, friction loss can be greatly reduced and mechanical efficiency can be greatly improved. Further, the reciprocating mass can be designed to be significantly lighter than the conventional reciprocating piston engine, and the output performance can be greatly improved. Since the design can be reduced to one third or less in volume as compared with the conventional reciprocating piston engine, it is possible to realize small size, light weight and low cost.
【0042】そして、燃料、電力の消費を抑えて、CO
2 排出削減に多大に貢献し得るものである。Then, while suppressing the consumption of fuel and electric power, CO
2 It can greatly contribute to emission reduction.
【図1】 本発明に係る円筒型ピストン機関のピストン
部断面図及び正面図である。FIG. 1 is a sectional view and a front view of a piston part of a cylindrical piston engine according to the present invention.
【図2】 本発明に係る円筒型ピストン機関の平面図で
ある。FIG. 2 is a plan view of a cylindrical piston engine according to the present invention.
【図3】 本発明に係る円弧型ピストン機関のピストン
部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a piston part of the arc-shaped piston engine according to the present invention.
【図4】 本発明に係る円弧型ピストン機関の正面図で
ある。FIG. 4 is a front view of an arc-shaped piston engine according to the present invention.
【図5】 本発明に係る円弧型ピストン機関の平面図で
ある。FIG. 5 is a plan view of an arc-shaped piston engine according to the present invention.
【図6】 本発明に係る翼型ピストン機関のピストン部
断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a piston portion of the bladed piston engine according to the present invention.
【図7】 本発明に係る翼型ピストン機関の正面図であ
る。FIG. 7 is a front view of the bladed piston engine according to the present invention.
【図8】 本発明に係る翼型ピストン機関の平面図であ
る。FIG. 8 is a plan view of an airfoil piston engine according to the present invention.
【図9】 本発明に係るリンク機構の正面図である。FIG. 9 is a front view of the link mechanism according to the present invention.
【図10】 本発明に係るリンク機構の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a link mechanism according to the present invention.
11 円筒型ピストン 11a 円筒型ピストン 12 ピストンピン 12a ピストンピン 13 コンロッド 13a コンロッド 14 揺動アームピン 14a 揺動アームピン 15 揺動アーム 21 円弧型ピストン 21a 円弧型ピストン 22 揺動アーム 23 カウンターウエイト 31 翼型ピストン 31a 翼型ピストン 32 揺動アーム 40 揺動回転軸 41 揺動回転アーム 42 揺動回転アームピン 42a 揺動回転アームピン 43 コンロッド 43a コンロッド 44 クランクピン 44a クランクピン 45 円板クランク 45a 円板クランク 46 クランク回転軸 46a クランク回転軸 47 駆動ギア 47a 駆動ギア 48 被動ギア 49 回転軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Cylindrical piston 11a Cylindrical piston 12 Piston pin 12a Piston pin 13 Connecting rod 13a Connecting rod 14 Swing arm pin 14a Swing arm pin 15 Swing arm 21 Arc-shaped piston 21a Arc-shaped piston 22 Swing arm 23 Counterweight 31 Wing-shaped piston 31a Airfoil piston 32 Swing arm 40 Swing rotation shaft 41 Swing rotation arm 42 Swing rotation arm pin 42a Swing rotation arm pin 43 Connecting rod 43a Connecting rod 44 Crank pin 44a Crank pin 45 Disk crank 45a Disk crank 46 Crank rotation shaft 46a Crank rotation shaft 47 Drive gear 47a Drive gear 48 Driven gear 49 Rotation shaft
Claims (4)
対の円筒型ピストンの往復直線運動を、質量及び揺動回
転半径の等しい左右部分を有する揺動アームを介して揺
動型回転運動に変換した後、その運動をコネクティング
ロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達
し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換
して出力することを特徴とする往復動ピストン機関。1. A reciprocating linear motion of at least a pair of cylindrical pistons which move in opposite directions relative to each other is converted into a oscillating rotary motion via a oscillating arm having left and right portions having equal mass and oscillating rotational radius. The reciprocating piston engine is characterized in that, after the movement, the movement is equally divided into two hands by a connecting rod, transmitted to the link mechanism, converted into rotation of a rotary shaft incorporated in the link mechanism, and outputted.
対の円弧型ピストンの往復円弧運動を、質量及び揺動回
転半径の等しい左右部分を有する揺動アームを介して揺
動型回転運動に変換した後、その運動をコネクティング
ロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達
し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換
して出力することを特徴とする往復動ピストン機関。2. A reciprocating circular motion of at least one pair of circular pistons moving in a correlatively opposite direction is converted into a rocking rotary motion via a rocking arm having left and right portions having the same mass and rocking rotary radius. The reciprocating piston engine is characterized in that, after the movement, the movement is equally divided into two hands by a connecting rod, transmitted to the link mechanism, converted into rotation of a rotary shaft incorporated in the link mechanism, and outputted.
対の翼型ピストンの往復円弧運動を、質量及び揺動回転
半径の等しい左右部分を有する揺動アームを介して揺動
型回転運動に変換した後、その運動をコネクティンゴロ
ッドによって二手に均等に分けてリンク機構に伝達し、
前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換して
出力することを特徴とする往復動ピストン機関。3. A reciprocating circular motion of at least one pair of wing-shaped pistons moving in opposite directions relative to each other is converted into a oscillating rotary motion via a oscillating arm having left and right portions having the same mass and oscillating rotational radius. After that, the movement is equally divided into two hands by the connecting rod and transmitted to the link mechanism,
A reciprocating piston engine which converts the rotation into the rotation of a rotating shaft incorporated in the link mechanism and outputs the converted rotation.
ィングロッドによって二手に均等に分けてリンク機構に
伝達し、前記リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に
変換して出力することを特徴とするリンク機構。4. The method according to claim 1, wherein the swing type rotary motion of the swing rotary shaft is equally divided into two parts by a connecting rod, transmitted to the link mechanism, converted into rotation of the rotary shaft incorporated in the link mechanism, and output. Characteristic link mechanism.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15322298A JPH11343801A (en) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | Reciprocating piston engine and linking mechanism |
| TW87121873A TW387035B (en) | 1998-06-02 | 1998-12-30 | Reciprocating piston engine and linking mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15322298A JPH11343801A (en) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | Reciprocating piston engine and linking mechanism |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11343801A true JPH11343801A (en) | 1999-12-14 |
Family
ID=15557732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15322298A Pending JPH11343801A (en) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | Reciprocating piston engine and linking mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11343801A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008533362A (en) * | 2005-03-11 | 2008-08-21 | ツアー エンジン インコーポレーティッド | Double piston cycle engine |
| KR101527916B1 (en) * | 2014-09-23 | 2015-06-16 | 김수호 | An internal combustion engine in which an oscillating oscillation shaft and a rotating crankshaft are connected and operated |
| CN104727940A (en) * | 2015-01-28 | 2015-06-24 | 杨复山 | Straight shaft internal combustion engine |
| JP6140876B1 (en) * | 2016-11-04 | 2017-05-31 | 富雄 柿見 | Arc cylinder pump |
-
1998
- 1998-06-02 JP JP15322298A patent/JPH11343801A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008533362A (en) * | 2005-03-11 | 2008-08-21 | ツアー エンジン インコーポレーティッド | Double piston cycle engine |
| JP2012180835A (en) * | 2005-03-11 | 2012-09-20 | Tour Engine Inc | Double piston cycle engine |
| KR101321558B1 (en) * | 2005-03-11 | 2013-10-22 | 투어 엔진 인코퍼레이티드 | Double piston cycle engine |
| KR101527916B1 (en) * | 2014-09-23 | 2015-06-16 | 김수호 | An internal combustion engine in which an oscillating oscillation shaft and a rotating crankshaft are connected and operated |
| WO2016047987A1 (en) * | 2014-09-23 | 2016-03-31 | 김수호 | Internal combustion engine that operates by having mutually connected vibrating vibration shaft and rotating crankshaft |
| CN104727940A (en) * | 2015-01-28 | 2015-06-24 | 杨复山 | Straight shaft internal combustion engine |
| JP6140876B1 (en) * | 2016-11-04 | 2017-05-31 | 富雄 柿見 | Arc cylinder pump |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050125 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061005 |