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JP2008190366A - Device for driving a plurality of movable bodies at predetermined phase difference - Google Patents

Device for driving a plurality of movable bodies at predetermined phase difference Download PDF

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JP2008190366A
JP2008190366A JP2007023595A JP2007023595A JP2008190366A JP 2008190366 A JP2008190366 A JP 2008190366A JP 2007023595 A JP2007023595 A JP 2007023595A JP 2007023595 A JP2007023595 A JP 2007023595A JP 2008190366 A JP2008190366 A JP 2008190366A
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movement
piston
phase difference
driven
drive
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JP2007023595A
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Yuji Ikedo
勇二 池戸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving device capable of uniformly imparting stable operations to a plurality of movable bodies at a predetermined phase difference with a small number of parts, capable of having a driving device of each of the movable bodies on an outer side than the vicinity of an arrangement center, and capable of using the arrangement center as a various operation space. <P>SOLUTION: The driving device is provided with a cylinder 140 as a plurality of fixed bodies arranged on a base 110, and a piston 142 as the movable body reciprocating in the cylinder, and drives the movable bodies at the prescribed phase difference. The driving device is further provided with a cross plate 130 as a first member wherein movement in a rotation direction is regulated with respect to the base and movement to a first predetermined direction is permitted, and a driving plate 120 as a second member wherein movement in the rotation direction is regulated by engagement with the first member and movement to a second direction perpendicular to the first direction is permitted, and the movable body is engaged with the driving plate 120 and driven. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は内燃機関、油圧ポンプ、スターリングエンジンなど、配列中央から放射状に複数のシリンダーを配列したいわゆる星型配列シリンダー機器などに適用して好適な、複数の可動体を所定の位相差をもって駆動する駆動装置に関する。 The present invention is applied to a so-called star array cylinder device in which a plurality of cylinders are radially arranged from the center of the array, such as an internal combustion engine, a hydraulic pump, a Stirling engine, etc., and drives a plurality of movable bodies with a predetermined phase difference. The present invention relates to a driving device.

従来から負荷変動抑制などの目的のため、複数の可動体を所定の位相差で駆動する駆動装置があり、例えば星型配列シリンダーのピストン駆動装置など航空用エンジン、オイルポンプのプランジャー駆動装置を始めとして数多く試みられてきた。その手段として、以下さまざまな方法が発明されている。   Conventionally, there is a drive device that drives a plurality of movable bodies with a predetermined phase difference for the purpose of suppressing load fluctuations, for example, an aircraft engine such as a piston drive device of a star-shaped array cylinder, and a plunger drive device of an oil pump. Many attempts have been made at the beginning. Various means have been invented as means for this.

特許文献1及び図5に例示するようクランクとピストンを連結する主コネクティングロッド53とこれに結合された複数のコネクティングロッド52を用いるもの。 As shown in Patent Document 1 and FIG. 5, a main connecting rod 53 for connecting a crank and a piston and a plurality of connecting rods 52 coupled thereto are used.

特許文献2に示されるように主軸に設けた偏芯環状カム部材によりピストンの往復運動を得るもの。 As shown in Patent Document 2, a piston reciprocating motion is obtained by an eccentric annular cam member provided on a main shaft.

特許文献3及び図6に例示されるようリンク63a、63b、63cにより支持された並進部材62によりコネクティングロッド61を駆動するもの。   As shown in Patent Document 3 and FIG. 6, the connecting rod 61 is driven by a translation member 62 supported by links 63a, 63b, 63c.

特許文献4に示されるようクランク駆動装置をそれぞれのシリンダー端に設け、これを配列中央より外に設けたけ駆動軸からチェーンなどにより同期駆動するもの。   As shown in Patent Document 4, a crank drive device is provided at each cylinder end, and this is driven outside the center of the array by a chain or the like from a drive shaft.

また、配列中央を廃棄熱の流路とし、配列中央軸方向に延在するディスプレーサピストンで周囲を囲繞するよう配列することにより廃熱の利用を図った参考文献5に示されるスターリングエンジンも提案されている。
特明39118 特公昭32−002423 特明87474 特開昭59−077001 特開2004−108241
In addition, a Stirling engine shown in Reference 5 is proposed in which waste heat is used by arranging the center of the array as a waste heat flow path and surrounding the periphery with a displacer piston extending in the direction of the array center axis. ing.
Tokumei 39118 Japanese Patent Publication No. 32-002423 Tokumei 87474 JP 59-077001 JP 2004-108241 A

しかしながら上述の従来技術ではいずれも部品点数が多く、また、配列中央近傍に駆動装置を配置することが必要で、特にこの部分を種々の作動空間、たとえば内燃機関においてはOHV弁駆動装置、また油圧ポンプにおいては逆止め弁および油の流路として、さらに排熱利用スターリングエンジンにおいては高温排熱ガスの流路として用いることは困難であった。   However, all of the above-mentioned conventional techniques have a large number of parts, and it is necessary to dispose a drive device near the center of the arrangement. It has been difficult to use as a check valve and an oil flow path in a pump, and as a high-temperature exhaust heat gas flow path in an exhaust heat utilization Stirling engine.

また、特許文献1及び図5に示す構造においては各コネクティングロッド52の連結部52aの動きは同図矢印A、B、Cに示すよう厳密に斉一とすることはできず、側圧や開弁のタイミングなどに対する設計的配慮や信頼性評価をそれぞれのシリンダーごとに行わなければならなかった。また特に後述するピストンの側圧を抑制するための直線運動機構の採用などは非常に困難であった。   Further, in the structure shown in Patent Document 1 and FIG. 5, the movement of the connecting portion 52a of each connecting rod 52 cannot be strictly uniform as shown by the arrows A, B, and C in the figure. Design considerations such as timing and reliability evaluation had to be performed for each cylinder. In particular, it has been very difficult to adopt a linear motion mechanism for suppressing the side pressure of the piston, which will be described later.

例えば特許文献2に示される構造ではピストンの駆動点は外周に配置されてはいるが、その偏芯カム部材自体の回転軸は配列中央である必要がある。また、ピストンと偏芯カム係合部の周速も大きく負荷、磨耗の点で好ましくない。 For example, in the structure shown in Patent Document 2, the driving point of the piston is arranged on the outer periphery, but the rotational axis of the eccentric cam member itself needs to be at the center of the array. Further, the peripheral speed between the piston and the eccentric cam engaging portion is large, which is not preferable in terms of load and wear.

同様に特許文献4に示される構造も駆動装置は外周に配置されてはいるものの、これら全体を駆動する大径フライホイールの軸は配列中央に設けられている。加えて、クランクを始めとする種々の駆動装置はシリンダーの数だけ設ける必要があり、構造の複雑化が避けられない。   Similarly, in the structure shown in Patent Document 4, although the drive device is arranged on the outer periphery, the shaft of the large-diameter flywheel for driving the whole is provided at the center of the array. In addition, various drive devices including a crank need to be provided in the number corresponding to the number of cylinders, which complicates the structure.

特許文献5においても駆動のためのクランク装置または電磁アクチュエータがシリンダーの数だけ必要となり、多気筒化にあたっては装置の複雑化が避けられない。
また、配列中央軸方向に延在するディスプレーサピストンの傾きをおさえるためにはさらに付帯機構が必要なものであった。
Also in Patent Document 5, a crank device or electromagnetic actuator for driving is required for the number of cylinders, and complication of the device is inevitable in increasing the number of cylinders.
Further, an additional mechanism is necessary to suppress the inclination of the displacer piston extending in the direction of the central axis of the array.

一方、特許文献3及び図6に示された構造のみが平行リンクによる並進部材により駆動することで、各ピストンに斉一な動きを得るとともに、配列中央より若干偏寄した位置で駆動できる構造が示唆されている。   On the other hand, only the structure shown in Patent Document 3 and FIG. 6 is driven by a translational member using a parallel link, thereby obtaining a uniform movement for each piston and a structure that can be driven at a position slightly offset from the center of the array. Has been.

しかし一組の四節平行リンクのみで駆動する場合、対向する一対のリンクが一直線にきた瞬間は思案点となり、並進部材62の姿勢を強固に維持することができない。このため、配列中央を種々の作動空間として利用するだけ大きく偏寄した位置に駆動軸を設けることは負荷バランス上からも困難である。 However, when driving with only one set of four-node parallel links, the moment when a pair of opposing links come in a straight line becomes a thought point, and the posture of the translation member 62 cannot be maintained firmly. For this reason, it is difficult from the viewpoint of load balance to provide the drive shaft at a position that is largely deviated by using the center of the array as various working spaces.

また、上記思案点をなくす構造として同図6に示すよう3本のリンクで並進部材を支持する構造も示されているが、この場合4節リンクを構成する基台、並進部材62、リンク63a、63b、により一義的に決定される並進部材62の姿勢と、リンク63b、63cにより決定される並進部材62の姿勢とが矛盾しないためには各対応要素の寸法が厳密に同一であることが求められ、温度変化による膨張などを考慮すると安定な動作を期待しにくいものと考えられる。
In addition, as shown in FIG. 6, a structure in which the translation member is supported by three links is also shown as a structure for eliminating the above-mentioned thought points. In this case, the base, the translation member 62, and the link 63a constituting the four-bar link are shown. 63b, the orientation of the translation member 62 uniquely determined by the links 63b, 63c and the orientation of the translation member 62 determined by the links 63b, 63c must be exactly the same. Therefore, it is difficult to expect stable operation considering expansion due to temperature change.

本発明はこのような点に鑑みて為されたもので、少ない部品点数で各可動体に所定の位相差で斉一で安定した動作を与え、かつ各可動体の駆動装置を配列中央近傍より外に設けることが可能で、配列中央を種々の作動空間として利用できる駆動装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above points, and provides each movable body with a uniform and stable operation with a predetermined phase difference with a small number of parts, and the drive device for each movable body is removed from the vicinity of the center of the array. It is an object of the present invention to provide a drive device that can be provided in the space and can use the center of the array as various working spaces.

上記目的を達するため本発明によれば、例えば配列中央から放射状に配列されたシリンダーを備え、対応する各ピストンを所定の位相差で駆動する駆動装置において、回転方向の動きが規制され、第1の所定方向への移動が許容された第1部材と、上記第1部材に係合して回転方向への動きが規制されるとともに上記第1の方向と垂直な第2の方向への移動が許容された第2部材とを備え、各ピストンは上記第2部材に係合して駆動されるよう構成したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, for example, in a drive device that includes cylinders arranged radially from the center of the arrangement and drives the corresponding pistons with a predetermined phase difference, the movement in the rotational direction is restricted, and the first A first member that is allowed to move in a predetermined direction, and a movement in a rotational direction that is engaged with the first member is restricted and a movement in a second direction perpendicular to the first direction is performed. And an allowed second member, and each piston is configured to be engaged with and driven by the second member.

さらに、第1部材を、上記の配列中央近傍に開口を設けた環状となし、第2部材を上記開口より偏寄した位置で係合するクランク装置により駆動されるよう構成することもできる。 Furthermore, the first member may be formed in an annular shape having an opening in the vicinity of the center of the arrangement, and may be configured to be driven by a crank device that engages the second member at a position offset from the opening.

加えて、上記第2部材を複数組備え、該複数の第2部材を同期駆動するクランク装置を備えたことを特徴とするよう構成し、配列中央軸方向に延在するディスプレーサピストンを該複数の第2部材により駆動するよう構成することもできる。 In addition, a plurality of sets of the second members are provided, and a crank device that synchronously drives the plurality of second members is provided, and the displacer pistons extending in the direction of the central axis of the array are provided with the plurality of displacer pistons. It can also be configured to be driven by the second member.

以上説明したように本発明によれば、たとえば星型配列シリンダーを備えた機器においては、気筒数の各シリンダーとピストン以外に必要な部品としては、気筒数に関わらず2部材を付加するだけ、すなわち上記第1部材と上記第2部材を付加するのみでピストン駆動装置が構成できる。なおかつ全ての気筒において、各ピストンの位置や配置角度に関わらず、相互の位相差以外は斉一な動きを与えることができる。   As described above, according to the present invention, for example, in a device provided with a star-shaped array cylinder, only two members are added regardless of the number of cylinders as necessary parts other than each cylinder and piston. That is, the piston drive device can be configured only by adding the first member and the second member. Moreover, in all cylinders, a uniform movement can be given except for the mutual phase difference regardless of the position and the arrangement angle of each piston.

これにより例えば第3の実施例で後述するよう、内転サイクロイドを応用した直線運動機構、もしくは公知の近似直線運動機構の採用により側圧を極小とすることも容易である。   As a result, for example, as will be described later in the third embodiment, it is easy to minimize the lateral pressure by adopting a linear motion mechanism using an adduction cycloid or a known approximate linear motion mechanism.

さらに、請求項2のように構成すれば、配列中央を種々の作動空間として開放することができ、以下実施例に記載する事例を始めとして、さまざまな応用が可能となる。 Furthermore, if it comprises like Claim 2, the arrangement | sequence center can be open | released as various working spaces, and various applications including the example described in an Example below are attained.

請求項3のように構成することにより排気管の軸方向に延在する多数の長大なディスプレーサも第1部材と第2部材をさらに一組付加するのみで傾きなく平行駆動することができる。   According to the third aspect of the present invention, a large number of long displacers extending in the axial direction of the exhaust pipe can be driven in parallel without tilting only by adding one set of the first member and the second member.

以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1〜図4は本発明をスターリングエンジンに適用した第1の実施例に関わり、図1はその平面図、図2及び図3は高さ関係を表す部分断面図、図4は駆動装置の構造を明瞭にするための斜視図である。 1 to 4 relate to a first embodiment in which the present invention is applied to a Stirling engine, FIG. 1 is a plan view thereof, FIGS. 2 and 3 are partial sectional views showing height relationships, and FIG. It is a perspective view for clarifying a structure.

基台110には3組のガイドローラ111、一対の第1ガイドピン112、及び主軸と偏芯クランクより成るクランク装置150が回転可能に軸支されている。 On the base 110, three sets of guide rollers 111, a pair of first guide pins 112, and a crank device 150 including a main shaft and an eccentric crank are rotatably supported.

また、基台110はその内部に8本の連通管部113が設けられ、それぞれの端部は後述する互いに90度の相対位置に配置された一組のシリンダーブロック140相互を連結する収縮側開口部113a、及び膨張側開口部113bが形成されている。 In addition, the base 110 is provided with eight communication pipe portions 113 therein, and the respective ends thereof are contraction side openings for connecting a pair of cylinder blocks 140 arranged at a relative position of 90 degrees to each other, which will be described later. A portion 113a and an expansion side opening 113b are formed.

基台110の中央開口114は燃焼ガスなどの熱源を配する空間であり後述するヒートキャップ141を臨ませて加熱空間として作用するとともに、基台110はアルミニウムなど熱の良導体で形成され、また、必要に応じてその背面に図示しない冷却水ジャケットを設けることにより、上記連通管部は内部を通過するガスの冷却用熱交換器としても機能する。   The central opening 114 of the base 110 is a space in which a heat source such as combustion gas is arranged, and acts as a heating space facing a heat cap 141 described later. The base 110 is formed of a good heat conductor such as aluminum, If necessary, a cooling water jacket (not shown) is provided on the back surface of the communication pipe portion so that it functions as a heat exchanger for cooling the gas passing through the inside.

クロスプレート130には一対の第2ガイドピン132が植設されているとともに、第1ガイド長穴部131が設けられ上記第1ガイドピン112に系合してその回転方向の動きが規制され、図示X方向の動きのみが許容されている。 A pair of second guide pins 132 are planted in the cross plate 130, and a first guide elongated hole portion 131 is provided so as to be coupled to the first guide pin 112 and its movement in the rotational direction is restricted. Only movement in the X direction shown in the figure is allowed.

駆動板120にはその円形開口部123の一部が上記ガイドローラ111に係合することにより高さ方向の動きが規制され、駆動板に形成された第2ガイド長穴部121が上記第2ガイドピン132に係合して回転方向の動きが規制され、図示Y方向の動きが許容される。すなわち、基台110に対しては回転を伴わないXY平面内の並進運動のみが許容されることになる。 A part of the circular opening 123 of the drive plate 120 is engaged with the guide roller 111 to restrict the movement in the height direction, and the second guide slot 121 formed in the drive plate is the second guide hole 121. The movement in the rotational direction is restricted by engaging with the guide pin 132, and the movement in the Y direction is allowed. That is, only translational motion in the XY plane without rotation is allowed for the base 110.

さらに駆動板120は上記クランク装置150に係合して駆動され、また、駆動板には駆動長穴部122が形成され、後述するピストン142の一端に係合しピストンを駆動するとともに、ピストンで発生する動力をクランク装置に伝達するよう構成されている。 Further, the drive plate 120 is driven by being engaged with the crank device 150, and the drive plate is formed with a drive elongated hole portion 122. The drive plate 120 is engaged with one end of a piston 142 to be described later to drive the piston. The generated power is transmitted to the crank device.

シリンダーブロック140はシリンダー143、ピストン142、加熱熱交換器としてのヒートキャップ141から成る。これらにより膨張空間144と収縮空間145を形成し、一つのシリンダーブロックの膨張空間144は膨張側開口部113b、連通管部113、収縮側開口部113a、を経由して互いに90度の相対位置に配置された次のシリンダーブロックの収縮空間145に連結されている。 The cylinder block 140 includes a cylinder 143, a piston 142, and a heat cap 141 as a heating heat exchanger. Thus, an expansion space 144 and a contraction space 145 are formed, and the expansion space 144 of one cylinder block is positioned at a relative position of 90 degrees with each other via the expansion side opening 113b, the communication pipe portion 113, and the contraction side opening 113a. It is connected to the contracted space 145 of the next cylinder block arranged.

次に以上のように構成されたスターリングエンジンの動作について簡単に説明する。 Next, the operation of the Stirling engine configured as described above will be briefly described.

上記のように中央開口114に臨んだヒートキャップ141は燃焼ガスなどの熱源により加熱され、一方連通管部113及び収縮空間145は外気もしくは図示しない冷却水により冷却され両者に温度差が与えられる。 As described above, the heat cap 141 facing the central opening 114 is heated by a heat source such as combustion gas, while the communication pipe portion 113 and the contraction space 145 are cooled by outside air or cooling water (not shown), and a temperature difference is given to both.

クランク装置150の回転は駆動板120に前述のように回転を伴わない並進運動を与え、この運動は駆動長穴部122を介して各ピストンを駆動する。 The rotation of the crank device 150 gives the drive plate 120 a translational movement without rotation as described above, and this movement drives each piston through the drive slot 122.

ここでこの駆動長穴部122は各ピストン142の作動方向と直角に形成されているため、駆動板の運動によりピストン142は作動方向にのみ駆動力を生じ、それぞれのピストン142は配置角度差に等しい位相差をもった往復運動を与えられる。 Here, since the drive elongated hole portion 122 is formed at right angles to the operation direction of each piston 142, the piston 142 generates a drive force only in the operation direction due to the movement of the drive plate, and each piston 142 has an arrangement angle difference. Given reciprocating motion with equal phase difference.

例えば図1においてAを付したシリンダーブロックの収縮空間145は90度の相対位置に配置されたBを付したシリンダーブロックの膨張空間144と連通している。これらは本実施例では他の7組のシリンダーブロックについても同様である。 For example, the contraction space 145 of the cylinder block denoted by A in FIG. 1 communicates with the expansion space 144 of the cylinder block denoted by B arranged at a relative position of 90 degrees. In the present embodiment, these are the same for the other seven sets of cylinder blocks.

以上のように温度差を与えられ、相互に連通した膨張空間と収縮空間と、それぞれの容積を所定の位相差をもって変化させる手段を備えた熱機関はスターリングサイクル機器として広く知られるものである。このため、各行程の動作は詳述しないが、これにより中央開口114に配した燃焼ガスなどの熱エネルギーをクランク装置150の動力として取り出すことができる。 A heat engine provided with a temperature difference as described above and having an expansion space and a contraction space communicating with each other and means for changing the respective volumes with a predetermined phase difference is widely known as a Stirling cycle device. For this reason, although the operation of each stroke is not described in detail, heat energy such as combustion gas arranged in the central opening 114 can be taken out as power of the crank device 150.

次に図7及び図8に示した第2の実施例について説明する。 Next, the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8 will be described.

図7及び図8は本発明を特に排気管の廃熱の有効利用に適した形態に適用した例であり、図7はその平面図、図8はその断面図である。 7 and 8 are examples in which the present invention is applied to a form particularly suitable for effective use of exhaust heat of an exhaust pipe, FIG. 7 is a plan view thereof, and FIG. 8 is a sectional view thereof.

基台と一体の排気管71は一対の第1ガイドピン71a、およびクランク装置75の軸受を、排気の入口と出口の両端にそれぞれ一組備え、後述するディスプレーサピストン74を収容する膨張空間71c収縮空間71dを介して外周には放熱部71bが形成されている。 The exhaust pipe 71 integrated with the base includes a pair of first guide pins 71a and a pair of bearings for the crank device 75 at both ends of the exhaust inlet and outlet, respectively, and an expansion space 71c for accommodating a later-described displacer piston 74. A heat radiating portion 71b is formed on the outer periphery via the space 71d.

ディスプレーサピストン74は排気管71を囲繞するよう配置され、特に受熱面積を増大させるため排気流動方向に延在する長形となっている。 The displacer piston 74 is disposed so as to surround the exhaust pipe 71 and has a long shape extending in the exhaust flow direction in order to increase the heat receiving area.

クロスプレート73、77は十字状に第1ガイド長穴部73a、77a第2ガイド長穴部73b、77bが形成され、第1ガイド長穴部73a、77aは排気管71両端でそれぞれ上記第1ガイドピン71aに係合している。 The cross plates 73 and 77 have first guide elongated holes 73a and 77a and second guide elongated holes 73b and 77b formed in a cross shape, and the first guide elongated holes 73a and 77a are respectively formed at both ends of the exhaust pipe 71. The guide pin 71a is engaged.

駆動板72、76は第2ガイドピン72aを備え、上記第2ガイド長穴部73b、77bに系合し、それぞれがクランク装置75により同期駆動されるとともに、それぞれが上記ディスプレーサピストン74に系合している。 The drive plates 72 and 76 are provided with second guide pins 72 a, which are coupled to the second guide elongated holes 73 b and 77 b, and are respectively driven synchronously by the crank device 75, and each is coupled to the displacer piston 74. is doing.

クランク装置75はモータ78により回転駆動され、これにより駆動板72、76は同一の並進運動を行うため、これらに連結されたディスプレーサピストン74は長手方向に傾くことなく正確な往復運動を与えられる。 The crank device 75 is rotationally driven by a motor 78, whereby the drive plates 72 and 76 perform the same translational movement, so that the displacer piston 74 connected thereto is given an accurate reciprocating movement without being inclined in the longitudinal direction.

以上構成を説明した第2の実施例で実際に出力を取り出す手段は、図示されていないが、別個の発電装置を備えたパワーピストンに連結して位相差を電子回路により制御するか、または第1の実施例と同様にディスプレーサピストン74に連結されたパワーピストンとシリンダーを設け、これにより形成される気室と隣接する収縮空間71dとを連通管により連結するなどの種々の公知手段が採用できる。 The means for actually taking out the output in the second embodiment described above is not shown, but is connected to a power piston provided with a separate power generator to control the phase difference by an electronic circuit, or As in the first embodiment, various known means such as providing a power piston and a cylinder connected to the displacer piston 74 and connecting the air chamber formed thereby and the adjacent contraction space 71d by a communication pipe can be adopted. .

つづいて図9に示す本発明を内燃機関に適用した第3の実施例について説明する。 Next, a third embodiment in which the present invention shown in FIG. 9 is applied to an internal combustion engine will be described.

基台91には一対の第1ガイドピン91a、およびクランク装置95に加え内歯歯車91bがそれぞれのシリンダーブロック94に対応して形成されている。 In addition to the pair of first guide pins 91 a and the crank device 95, an internal gear 91 b is formed on the base 91 corresponding to each cylinder block 94.

クロスプレート93は十字状に第1ガイド長穴部93a、第2ガイド長穴部93bをそなえ、第1ガイド長穴部93aはそれぞれ上記第1ガイドピン91aに係合している。 The cross plate 93 has a first guide elongated hole portion 93a and a second guide elongated hole portion 93b in a cross shape, and the first guide elongated hole portion 93a is engaged with the first guide pin 91a.

駆動板92は第2ガイドピン92aを備え、上記第2ガイド長穴部93bに係合し、クランク装置95により駆動されるとともに、後述するピニオン96を軸支している。 The drive plate 92 includes a second guide pin 92a, engages with the second guide slot 93b, is driven by the crank device 95, and supports a pinion 96 described later.

ピニオン96はその歯数が上記内歯歯車91bの1/2となるよう設定され、同内歯歯車91b噛合するとともに、ピッチ円上でコネクティングロッド97の一端を軸支している。 The number of teeth of the pinion 96 is set to be 1/2 that of the internal gear 91b. The pinion 96 meshes with the internal gear 91b and pivotally supports one end of the connecting rod 97 on the pitch circle.

弁装置98はクランク装置95よりギヤ及びチェーンを介して駆動され、シリンダー94の吸排気を制御する。 The valve device 98 is driven by a crank device 95 through a gear and a chain, and controls intake and exhaust of the cylinder 94.

以上のように構成されたピストン駆動装置では、駆動板92とそれに軸支されたピニオン96が斉一な円運動を行うため、内転サイクロイドによる厳正直線運動をコネクティングロッド97に与えることができる。 In the piston drive device configured as described above, since the drive plate 92 and the pinion 96 pivotally supported by the drive plate 92 perform a uniform circular motion, a strictly linear motion by the inversion cycloid can be given to the connecting rod 97.

このためピストンに加わる有害な側圧を極小とすることができ、損失の低減、磨耗の低減に極めて有効で、特にディーゼル機関などコネクティングロッドの軸力が高い方式に置いてその効果は顕著なものと成る。 For this reason, harmful side pressure applied to the piston can be minimized, and it is extremely effective in reducing loss and reducing wear, and the effect is particularly remarkable in systems where the axial force of the connecting rod is high, such as in diesel engines. Become.

以上スターリングエンジン、及び内燃機関に応用した実施形態について説明したが、本発明はこれにとどまらず、たとえばオイルポンプにおけるプランジャーなど複数の可動部分を、相互に所定の位相差で駆動する機器において有効なものである。 Although the embodiments applied to the Stirling engine and the internal combustion engine have been described above, the present invention is not limited to this. For example, the present invention is effective in a device that drives a plurality of movable parts such as a plunger in an oil pump with a predetermined phase difference from each other. It is a thing.

なお、実施例ではシリンダー等の固定体をすべて同心円状に配置しているが、本発明によれば、駆動板上の任意の点はすべて斉一な動きを為すものであるため、同心円以外の任意の配置において同等の作用効果が期待できる。 In the embodiment, the fixed bodies such as the cylinders are all arranged concentrically. However, according to the present invention, all the arbitrary points on the drive plate perform a uniform movement. The same effect can be expected in the arrangement of

さらに実施例はいずれも駆動板の内側にシリンダーを配した例で説明したが、駆動板の外側にシリンダー配置しても同様の効果を引き出す構成が可能であることは明らかである。 Further, although all the embodiments have been described with the example in which the cylinder is arranged inside the drive plate, it is obvious that the same effect can be obtained even if the cylinder is arranged outside the drive plate.

本発明は内燃機関、外燃機関、スターリングエンジン、ヒートポンプ、コンプレッサー、オイルポンプ、油圧モータなど多くの産業で利用可能である。   The present invention can be used in many industries such as an internal combustion engine, an external combustion engine, a Stirling engine, a heat pump, a compressor, an oil pump, and a hydraulic motor.

本発明の第1の実施例に関わる部分断面を含む平面図。The top view containing the partial cross section in connection with the 1st Example of this invention. 第1の実施例図1におけるC−C断面図First embodiment CC sectional view in FIG. 第1の実施例図1におけるD−D断面図First embodiment DD sectional view in FIG. 本発明の第1の実施例の駆動要部を示す斜視図。The perspective view which shows the drive principal part of 1st Example of this invention. 従来例を示す図Figure showing a conventional example 従来例を示す図Figure showing a conventional example 本発明の第2の実施例に関わる部分断面を含む平面図。The top view containing the partial cross section in connection with the 2nd Example of this invention. 第2の実施例図7におけるE−E断面図。Second Embodiment EE sectional view in FIG. 本発明の第3の実施例に関わる平面図。The top view in connection with the 3rd Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

110、91 基台
111 ガイドローラ
112、71a、91a 第1ガイドピン
113 連通管部
113a 収縮側開口部
113b 膨張側開口部
114 中央開口
120、72、76、92 駆動板
121、73b、77b、93b 第2ガイド長穴部
122 駆動長穴部
123 円形開口部
130、73、77、93 クロスプレート
131、73a、77a、93a 第1ガイド長穴部
132、72a、92a 第2ガイドピン
140、94 シリンダーブロック
141 ヒートキャップ
142、64 ピストン
143、54 シリンダー
144、71c 膨張空間
145、71d 収縮空間
150、55、75、95 クランク装置
52、61、97 コネクティングロッド
52a 連結部
53 主コネクティングロッド
62 並進部材
63、63a、63b、63c リンク
71 排気管
71b 放熱部
74 ディスプレーサ
76 第2駆動板
77 第2クロスプレート
78 モータ
91b 内歯歯車
96 ピニオン
98 弁装置


110, 91 Base 111 Guide rollers 112, 71a, 91a First guide pin 113 Communication tube 113a Contraction side opening 113b Expansion side opening 114 Central opening 120, 72, 76, 92 Drive plates 121, 73b, 77b, 93b Second guide slot 122 Drive slot 123 Circular openings 130, 73, 77, 93 Cross plates 131, 73a, 77a, 93a First guide slots 132, 72a, 92a Second guide pins 140, 94 Cylinder Block 141 Heat cap 142, 64 Piston 143, 54 Cylinder 144, 71c Expansion space 145, 71d Contraction space 150, 55, 75, 95 Crank device 52, 61, 97 Connecting rod 52a Connecting portion 53 Main connecting rod 62 Translation member 63, 63a, 63b, 63 c link 71 exhaust pipe 71b heat dissipating part 74 displacer
76 Second drive plate 77 Second cross plate 78 Motor 91b Internal gear 96 Pinion 98 Valve device


Claims (3)

基台と、基台上に設けられた複数の固定体と、固定体に対して複数の可動体を所定の位相差で駆動するよう構成された駆動装置であって、基台に対して回転方向の動きが規制され、第1の所定方向への移動が許容された第1部材と、該第1部材に係合して回転方向への動きが規制されるとともに上記第1の方向と垂直な第2の方向への移動が許容された第2部材とを備え、上記可動体は上記第2部材に係合して駆動されることを特徴とする可動体駆動装置。 A base, a plurality of fixed bodies provided on the base, and a drive device configured to drive a plurality of movable bodies with a predetermined phase difference with respect to the fixed body, the rotary device rotating relative to the base A first member whose movement in the direction is restricted and allowed to move in a first predetermined direction, and which is engaged with the first member and restricted in movement in the rotational direction and perpendicular to the first direction. And a second member allowed to move in the second direction, and the movable body is driven by being engaged with the second member. 上記第1部材は、中央近傍に開口を設けた環状となし、上記第2部材は該開口より偏寄した位置で係合するクランク装置により駆動されることを特徴とする請求項1の可動体駆動装置。 2. The movable body according to claim 1, wherein the first member is formed in an annular shape having an opening in the vicinity of the center, and the second member is driven by a crank device engaged at a position offset from the opening. Drive device. 配列中央軸方向に延在し、配列中央に近接する方向と遠ざかる方向に往復動可能なディスプレーサを備える一方、上記第2部材を複数備え、ディスプレーサは該複数の第2部材により駆動されるとともに、該複数の第2部材を同期駆動するクランク装置を備えたことを特徴とする請求項2記載のスターリングエンジンの駆動装置。
While including a displacer that extends in the direction of the central axis of the array and can reciprocate in directions close to and away from the center of the array, the displacer is driven by the plurality of second members. The Stirling engine drive device according to claim 2, further comprising a crank device that synchronously drives the plurality of second members.
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