特許 6925516 往復直線運動と回転運動との変換装置及びシリンダ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6925516

(24)【登録日】2021年8月5日

(45)【発行日】2021年8月25日

(54)【発明の名称】往復直線運動と回転運動との変換装置及びシリンダ装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 19/04 20060101AFI20210812BHJP

   F02B 75/24 20060101ALI20210812BHJP

   F02B 75/32 20060101ALI20210812BHJP

【ＦＩ】

   F16H19/04 E

   F16H19/04 G

   F02B75/24

   F02B75/32 Z

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-514314(P2020-514314)

(86)(22)【出願日】2018年5月8日

(65)【公表番号】特表2020-523543(P2020-523543A)

(43)【公表日】2020年8月6日

(86)【国際出願番号】CN2018086042

(87)【国際公開番号】WO2018210163

(87)【国際公開日】20181122

【審査請求日】2020年1月6日

(31)【優先権主張番号】201710353223.X

(32)【優先日】2017年5月18日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】519409730

【氏名又は名称】ヂォン アンチン

【氏名又は名称原語表記】ＺＨＥＮＧ， Ａｎｑｉｎｇ

(73)【特許権者】

【識別番号】519409741

【氏名又は名称】ヂョウ チャオ

【氏名又は名称原語表記】ＺＨＯＵ Ｃｈａｏ

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヂォン アンチン

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第０２／２５１４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 英国特許出願公告第４６８６５２（ＧＢ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １９／０４

Ｆ０２Ｂ ７５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主軸（１）と、直線運動ガイド機構（２）と、扇形歯車（３）と、前記直線運動ガイド機構（２）に沿って直線運動できるラックフレーム（４）とを含み、前記扇形歯車（３）が前記主軸（１）に固定連結され、前記ラックフレーム（４）の内壁にラックが設けられ、前記ラックは前記扇形歯車（３）の両側に設けられた第１ラック（４１）及び第２ラック（４２）を含む往復直線運動と回転運動との変換装置であって、
前記往復直線運動と回転運動との変換装置は、更に前記主軸（１）に固定連結された反転機構（５）を含み、前記反転機構（５）にガイド曲面（５１）及びガイド部材（５２）が配置され、前記ラックフレーム（４）には反転ブロック（４３）が配置され、前記反転ブロック（４３）に第１曲面（４３１）及び第２曲面（４３２）が配置され、
前記往復直線運動と回転運動との変換装置が伝動状態にあるとき、前記扇形歯車（３）は前記ラックと噛み合い、前記往復直線運動と回転運動との変換装置が遷移状態にあるとき、前記扇形歯車（３）が前記ラックと噛み合うと同時に、前記反転ブロック（４３）の前記第一曲面（４３１）が前記ガイド部材（５２）の外表面に制約された状態にあり、前記反転ブロック（４３）の前記第２曲面（４３２）が前記ガイド曲面（５１）によって制約された状態にあり、前記往復直線運動と回転運動との変換装置が反転状態にあるとき、前記扇形歯車（３）は前記ラックから離脱し、且つ前記反転ブロック（４３）の前記第１曲面（４３１）は前記ガイド部材（５２）の前記外表面に制約された状態にあり、前記反転ブロック（４３）の前記第２曲面（４３２）は前記ガイド曲面（５１）に制約された状態にあり、
前記ガイド部材（５２）は、前記反転機構（５）に固定連結されたガイド軸（５１２）と、前記ガイド軸（５１２）に嵌設されたローラ（５１１）とを含むことを特徴とする往復直線運動と回転運動との変換装置。

【請求項2】

前記ローラ（５１１）と前記ガイド軸（５１２）との間に転がり軸受が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動と回転運動との変換装置。

【請求項3】

前記ラックは外歯型ラックであり、前記扇形歯車（３）の軸線は前記主軸（１）の軸線からずれていることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動と回転運動との変換装置。

【請求項4】

前記直線運動ガイド機構（２）はガイドレールであり、前記ガイドレールと前記ラックフレーム（４）との間にローラが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動と回転運動との変換装置。

【請求項5】

前記反転ブロック（４３）は、前記ラックフレーム（４）の左右両端の外側面に、前記ラックフレーム（４）の水平横方向の中心軸に対して対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動と回転運動との変換装置。

【請求項6】

前記反転機構（５）は一つであり、前記反転ブロック（４３）は片側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動と回転運動との変換装置。

【請求項7】

前記第１曲面（４３１）は遷移曲面（４３１１）及び反転曲面（４３１２）で構成され、前記反転曲面（４３１２）は円弧状曲面であり、且つ反転過程において、前記反転曲面（４３１２）の円心は前記主軸（１）の中心線上にあることを特徴とする請求項１に記載の往復直線運動と回転運動との変換装置。

【請求項8】

往復直線運動と回転運動との変換装置を用いたシリンダ装置であって、
請求項１に記載の往復直線運動と回転運動との変換装置、接続ロッド（６）、ピストン（７）及びシリンダボディ（８）を含み、
前記シリンダボディ（８）は前記ピストン（７）に嵌設され、前記接続ロッド（６）の一端は前記ピストン（７）に接続され、他端は前記ラックフレーム（４）に接続され、前記シリンダボディ（８）の一端にはシリンダヘッド（９）が配置され、前記往復直線運動と回転運動との変換装置にエンドキャップ（１０）が配置され、前記シリンダボディ（８）の他端は前記エンドキャップ（１０）に接続されているシリンダ装置。

【請求項9】

前記接続ロッド（６）、前記ピストン（７）、前記シリンダヘッド（９）、前記エンドキャップ（１０）及び前記シリンダボディ（８）はペアとして前記ラックフレーム（４）の両側に配置されていることを特徴とする請求項８に記載のシリンダ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、往復直線運動と回転運動との変換装置及びシリンダ装置に関し、特に機械式伝動分野に応用される往復直線運動と回転運動との変換装置及びシリンダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術において、往復直線運動と回転運動とを相互に変換する機構は多種多様の形式を有している。なかでも最も広く用いられているのは空気圧縮機とエンジンにおけるクランクトレインであるが、クランクトレインの伝動効率は低い。ピストンエンジンを例にとると、クランクトレインを採用するエンジンの燃料利用率は約３０％であり、且つ顕著な向上が長期にわたって困難であった。

【0003】

ピストンエンジンの効率を向上させるために、当業者はピストンエンジンの伝動装置を絶えず改良し、最適化している。例えば公開番号ＣＮ１０５１１４１７９Ａの特許文献は軸式連結ロッド伝動システム及び対向ピストンエンジンを開示している。この伝動システムは主軸と少なくとも一つの直線往復運動ユニットとを含み、直線往復運動ユニットは少なくとも一つの直線往復動体を含み、直線往復動体は対応する軸式連結ロッドの一端に固定連結され、他端は対応するプッシュプルフレームに接続され、プッシュプルフレーム内にスライドブロックが配置される。このスライドブロックの両側外壁はプッシュプルフレームの両横方向の内側壁とスライド嵌合を形成し、スライドブロックの内輪はそのピッチ円が楕円形状を呈する内歯を有し、内歯は主軸に対応して配置される歯車と循環するように噛み合い、主軸と反転ブロックとの間に反転機構が配置される。この装置は直線往復運動を回転運動に変換できるが、動作過程において、スライドブロックが上下に移動するため、システムの負荷及び機械摩擦を増加させ、且つシステムに上下揺動を発生させる。このため効率が悪く、騒音が大きく、且つ動作が不安定で、機構が停止しやすく、信頼性が低い。

【0004】

また、例えば中国特許第ＣＮ１３９９０６３Ａに開示される扇形歯車エンジンは扇形歯車機構を利用してピストン往復運動から扇形歯車の回転への変換を実現し、扇形歯車によって、ラックの正方向の噛み合いを実現すると同時に、負方向が噛み合わない機能を実現する。しかしながら、当該技術的解決手段によっては、扇形歯車がラックと離脱した後、ピストンロッドと一体に接続されたラックが制約を失い、ピストンによって駆動して依然として移動し続け、扇形歯車が該ラックと再び正確に噛み合うことができず、伝動が連続的にスムーズに行われることができない。

【0005】

このように従来の技術において、伝動効率を著しく向上させ、エネルギー損失を減少させ、且つスムーズな連続運転が可能な往復直線運動と回転運動との変換装置は実現されていない。

【発明の概要】

【0006】

本発明が解決しようとする技術問題は、伝動効率を顕著に向上させ、エネルギー消費量を減少させ、且つ安定した連続運転を実現できる往復直線運動と回転運動との転換装置を提供することである。

【0007】

前記技術問題を解決するために、本発明による往復直線運動と回転運動との転換装置は、主軸と、直線運動ガイド機構と、扇形歯車と、直線運動ガイド機構に沿って直線運動を行うラックフレームとを含み、前記扇形歯車は主軸に固定連結され、前記ラックフレームの内壁にラックが配置され、前記ラックは扇形歯車の両側にそれぞれ配置された第１ラック及び第２ラックを含み、前記往復直線運動と回転運動との変換装置は更に主軸に固定連結される反転機構を含み、前記反転機構にガイド曲面及びガイド部材が配置され、前記ラックフレームには反転ブロックが配置され、前記反転ブロックに第１曲面及び第２曲面が配置されている。往復直線運動と回転運動との転換装置が伝動状態にあるとき、扇形歯車はラックと噛み合う。往復直線運動と回転運動との転換装置が遷移状態にあるとき、扇形歯車とラックが噛み合うと同時に、反転ブロックの第１曲面はガイド部材の外表面に制約される状態にあり、反転ブロックの第２曲面がガイド曲面に制約される状態にある。往復直線運動と回転運動との変換装置が反転状態にあるときに、扇形歯車がラックから離脱し、且つ反転ブロックの第１曲面がガイド部材の外表面に制約された状態にあり、反転ブロックの第２曲面がガイド曲面に制約される状態にある。

【0008】

更に、前記ガイド部材は、反転機構に固定連結されたガイド軸と、ガイド軸に嵌設されたローラとを含む。

【0009】

更に、前記ローラとガイド軸との間に転がり軸受が配置されている。

【0010】

更に、前記ラックは外歯型ラックであり、前記扇形歯車の軸線は主軸の軸線からずれている。

【0011】

更に、前記直線運動ガイド機構はガイドレールであり、前記ガイドレールとラックフレームとの間にローラが配置されている。

【0012】

更に、前記反転ブロックは、ラックフレームの左右両端の外側面に、前記ラックフレームの水平横方向の中心軸に対して対称に配置されている。

【0013】

更に、前記反転機構は一つであり、前記反転ブロックは片側に配置されている。

【0014】

更に、前記第一曲面は遷移曲面と反転曲面から構成され、前記反転曲面は円弧形曲面であり、且つ反転過程において、反転曲面の円心は主軸の中心線上にある。

【0015】

本発明が解決しようとするもう一つの技術問題は、伝動効率を著しく向上させ、エネルギー消費量を減少させ、且つ安定した連続運転を実現できるシリンダ装置を提供することである。

【0016】

前記技術問題を解決するために、本発明が採用するシリンダ装置は、往復直線運動と回転運動との変換装置と、接続ロッドと、ピストンと、シリンダボディとを含み、前記シリンダボディはピストンに嵌設され、前記接続ロッドの一端はピストンに接続され、他端はラックフレームに接続され、前記シリンダボディの一端にシリンダヘッドが配置され、前記往復直線運動と回転運動との変換装置にエンドキャップが配置され、前記シリンダボディの他端がエンドキャップに接続されている。

【0017】

更に、前記接続ロッドと、ピストンと、シリンダヘッドと、エンドキャップとシリンダボディとは、ペアを組んで同じラックフレームの両側に配置されている。

【0018】

本発明の有益な効果は以下の通りである。本願の往復直線運動と回転運動との変換装置を用いて、主軸と同期して回転する反転機構と、ラックフレームに設けられた反転ブロックとによって、ラックフレームが遷移段階及び反転段階において、反転機構によって正確に制約され、設定された軌道に従って移動し、扇形歯車は、一方のラックから徐々に離脱して完全に離脱するまで、そして、他方のラックに徐々に噛み合って完全に噛み合うまでの過程が連続的且つ円滑に遷移することを保証する。さらに、扇形歯車を再びラックと正確に噛み合わせることができ、往復直線運動全体を回転運動に変換する過程が連続的で、正確に行われ、且つ装置の動作過程において、衝撃が小さく、反転が安定しており、機械の損耗が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本装置の伝動段階における正面図である。

【図2】本装置の伝動段階における断面図である。

【図3】本装置の伝動段階における上面図である。

【図4】本装置の遷移段階における正面図である。

【図5】本装置の遷移段階における断面図である。

【図6】本装置の遷移段階における上面図である。

【図7】本装置の置換段階における正面図である。

【図8】本装置の置換段階における断面図である。

【図9】本装置の置換段階における上面図である。

【図10】本装置を対向二重シリンダ４ストロークピストンエンジンに適用した概略構成図である。

【図11】本装置を対向二重シリンダ２ストロークピストンエンジンに適用した概略構成図である。

【図12】反転機構が対称に配置された概略構成図である。

【図13】反転ブロックの概略構成図である。

【図14】本装置を対向シリンダ対向ピストン２のストロークエンジン構造に適用した上面図である。

【符号の説明】

【0020】

図中の部品、部位及び番号：主軸１、直線運動ガイド機構２、扇形歯車３、ラックフレーム４、第１ラック４１、第２ラック４２、反転ブロック４３、第１曲面４３１、遷移曲面４３１１、反転曲面４３１２、第２曲面４３２、反転機構５、ガイド曲面５１、ローラ５１１、ガイド軸５１２、ガイド部材５２、接続ロッド６、ピストン７、シリンダボディ８、シリンダヘッド９、エンドキャップ１０である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面と併せて本発明について詳細に説明する。

【0022】

前記技術問題を解決するために、本発明が採用する往復直線運動と回転運動との変換装置は、主軸１、直線運動ガイド機構２、扇形歯車３、及び、直線運動ガイド機構２に沿って直線運動を行うラックフレーム４を含み、扇形歯車３は主軸１に固定連結され、ラックフレーム４の内壁にラックが配置され、前記ラックは扇形歯車３の両側にそれぞれ配置された第１ラック４１及び第２ラック４２を含み、前記往復直線運動と回転運動との変換装置は、更に主軸１に固定連結された反転機構５を含み、反転機構５にガイド曲面５１及びガイド部材５２が配置され、ラックフレーム４に反転ブロック４３が配置され、反転ブロック４３に第１曲面４３１及び第２曲面４３２が配置されている。前記部材の運動関係は以下のとおりである。往復直線運動と回転運動との変換装置が伝動状態にあるとき、扇形歯車３はラックと噛み合う。往復直線運動と回転運動との転換装置が遷移状態にあるとき、扇形歯車３とラックとが噛み合うと同時に、反転ブロック４３の第１曲面４３１はガイド部材５２の外表面に制約される状態にあり、反転ブロック４３の第２曲面４３２がガイド曲面５１に制約される状態にある。往復直線運動と回転運動との変換装置が反転状態にあるときに、扇形歯車３がラックから離脱し、且つ反転ブロック４３の第１曲面４３１がガイド部材５２の外表面に制約された状態にあり、反転ブロック４３の第２曲面４３２がガイド曲面に制約される状態にある。本発明の往復直線運動及び回転運動との変換装置は、ラックフレーム４の往復直線運動と主軸１の連続回転運動との相互変換を実現することができる。その動作過程は三つの段階に分けられる。

【0023】

一 図１、図２及び図３に示すように、伝動段階で扇形歯車３とラックとが噛み合い、ラック及びラックフレーム４と共に直線運動を行い、扇形歯車３と主軸１とが同時に回転する。ラックは扇形歯車３との噛み合いによって、ラックフレームの往復直線運動と主軸１の回転運動との相互変換を実現する。

【0024】

二 図４、図５及び図６に示すように、遷移段階で扇形歯車３とラックの末端が噛み合い、同時に反転機構５は主軸１の駆動下でガイド部材５２及びガイド曲面５１がラックフレーム４の反転ブロック４３を制約する位置に回転しながら移動する。このとき、反転ブロック４３はガイド部材５２及びガイド曲面５１の間で自由に移動できない。

【0025】

三 図７、図８及び図９に示すように、反転段階で扇形歯車３とラックとが完全に離脱するが、ガイド部材５２とガイド曲面５１とは依然として反転ブロック４３に対して制約が発生する位置である。このときに、反転ブロック４３はガイド部材５２とガイド曲面５１との間で自由に平行移動することができない。

【0026】

遷移段階及び反転段階において、ガイド部材５２及びガイド曲面５１はラックフレーム４の反転ブロック４３に対して制約を生じる。即ち、反転ブロック４３は、ガイド部材５２とガイド曲面５１との間に形成される領域の範囲内でのみ移動することができる。

【0027】

上述の反転段階が終わった後、装置は再び遷移段階に入り、扇形歯車３は他方のラックの末端と噛み合う。そして、装置が動くにつれて、扇形歯車３がラックと完全に噛み合い、本装置はまた伝動段階に入り始める。そして、前の３つの段階が繰り返されて、本装置を連続的に動かすことができる。

【0028】

反転段階において、ラックと扇形歯車３が完全に離脱するため、扇形歯車３に制約されない場合、ラックフレーム４は継続的に移動する傾向があり、ラックフレーム４が移動し続けると扇形歯車３とラックは次の段階で正確に噛み合うことができず、装置を連続的に動かすことができなくなる。本願の反転機構５は主軸１と同期して回転し、扇形歯車３が反転段階へ回転すると、反転機構５も反転位置へ回転しながら移動する。このとき、反転ブロック４３の第一曲面４３１がガイド部材５２の外表面に接触することによってガイド部材５２の外表面が反転ブロック４３の片側を制約すると同時に、反転ブロック４３の第２曲面４３２がガイド曲面５１に接触することによって、ガイド曲面５１が反転ブロック４３の他方を制約する。ガイド部材５２とガイド曲面５１との共通の制約により、ラックフレーム４に固定連結されたガイドブロックはラックフレーム４の移動を制限した後に静止状態を保持し、扇形歯車３がラックと再び噛み合って遷移段階に入るまでに回転しながら移動する。

【0029】

遷移段階において、ラックと扇形歯車３とは部分的に噛み合うだけであり、単一の歯が受ける荷重が大きい。本願では、主軸１と同期して反転機構５を回転させることにより、扇形歯車３を遷移段階まで回転させながら移動させ、且つ反転ブロック４３の第一曲面４３１をガイド部材５２の外表面に接触させるとともに、反転ブロック４３の第２曲面４３２をガイド曲面５１に接触させる。このとき、反転機構５の曲面は反転ブロック４３に対してガイドとして機能する。反転機構５と反転ブロック４３とが互いに作用し制約しあうことで、反転ブロック４３が所定の軌道に沿って水平直線移動する。また遷移段階において、もともと扇形歯車３及びラックに加えられた力はさらに反転機構５のガイド部材５２の外表面及び反転ブロック４３の曲面に分配され、これによって本装置が遷移する過程で動作が安定し、係止や停滞の発生を回避することができる。本願の直線運動のガイド機構２は、ガイドとしての役割を果たし、それによって、ラックフレーム４は直線運動ガイド機構２の制限下で確実に正確な直線運動をすることができる。

【0030】

ガイド部材５２は、反転機構５に固定連結されたガイド軸５１２及びガイド軸５１２に嵌設されたローラ５１１を含んでいる。ガイド部材５２のローラ５１１は、反転機構５に対して自由に回転可能であり、反転ブロック４３がガイド部材５２に接触しているときに、転がり摩擦としての摩擦力を低下させることができる。

【0031】

ローラ５１１とガイド軸５１２との間に、転がり軸受が配置されている。転がり軸受を用いることによって、摩擦力を最大限に低減させることができる。

【0032】

ラックは外歯型ラックであり、扇形歯車３の軸線は主軸１の軸線からずれており、それによって扇形歯車とラックとの有効な噛み合いに適応している。ここで扇形歯車の軸線とは、扇形歯車に対応する歯車の軸線である。ラックフレーム４のラックとしては、直線型ラック又は外歯型ラックを用い、それに噛み合う扇形歯車３の軸線も、主軸１の軸線に対して同軸又は非同軸である。好ましくは外歯型ラックとオフアクシス扇形車歯３との係合を採用する。これにより直線型ラックと比較して、外歯型ラックは以下の利点を有する。遷移段階においてラックと噛み合う扇形歯車３の歯切りの程度を減少させることができ、扇形歯車３とラックの噛み合いがより良好になり、扇形歯車３とラックが受ける力、特に末の歯が受ける力改善に貢献し、扇形歯車３及びラックの耐摩耗性を向上させ、且つ遷移段階の安定した移行をより確実にし、遷移段階で発生する騒音を低減する。

【0033】

直線運動ガイド機構２はガイドレールであり、前記ガイドレールとラックフレーム４との間にローラが配置されている。ガイドレールでの制限構造がシンプルで、体積が小さく、位置決めが正確で、ローラを増設することによりラックフレーム歯枠４とガイドレールとの間の摩擦を減少させることができる。そのほか、位置決めローラ５１１など他の位置決め方式も採用できる。

【0034】

反転ブロック４３はラックフレーム４の左右両端の外側面に、ラックフレーム４の水平横方向の中心軸に対して対称に配置されている。このような対称な配置とすることにより、構造の安定性が向上し、本装置の動作過程が一層安定する。

【0035】

図１２に示すように、本願の反転機構は対称的な配置形式を採用することもできる。

【0036】

そのうちの一つの構造形式として、本装置における反転機構５は一つであってもよく、その反転ブロック４３も対応して片側に配置される。

【0037】

第一曲面４３１は遷移曲面４３１１及び反転曲面４３１２で構成され、反転曲面４３１２は円弧状曲面であり、且つ反転過程において、反転曲面４３１２の円心は主軸１の中心線上にある。遷移過程において、反転ブロック４３は遷移曲面４３１１に制約されることによって、移動中にラックフレームを遷移過程から反転過程に安定して変換させることができる。反転過程において、反転ブロック４３は反転曲面４３１２に制約される。このとき反転曲面４３１２が円弧状曲面であるため、その円心は主軸１の中心線上にある。このようにラックフレーム４が反転過程において反転が完了するまで現在の位置を維持し、遷移段階に再び入る。前記方法を用いて、各プロセスの間の円滑な接続を可能とし、本装置を連続的で円滑的に稼動させることができる。

【0038】

図１０に示すように、本発明が採用するシリンダ装置は、往復直線運動と回転運動との変換装置、接続ロッド６、ピストン７及びシリンダボディ８を含み、シリンダボディ８はピストン７に嵌設され、接続ロッド６の一端はピストン７に接続され、他端はラックフレーム４に接続され、シリンダボディ８の一端にはシリンダヘッド９が取り付けられ、前記往復直線運動と回転運動との変換装置にエンドキャップ１０が設けられ、シリンダボディ８の他端にはエンドキャップ１０が接続されている。本願のシリンダ装置は、往復直線運動と回転運動との変換装置に、ピストンとシリンダ等の主要部材を加えて構成されている。本願の往復直線運動と回転運動との変換装置は、伝動効率が高く、エネルギー消耗が低く、且つスムーズに連続運転を実現することを特徴とする。したがって、本願の往復直線運動と回転運動との変換装置を用いて従来技術のクランク軸接続ロッド６機構を置換して伝動することにより、シリンダ装置の効率が大幅に向上し、従来技術におけるピストン７とシリンダボディ８との摩耗を減少させることができる。具体例では、ピストン７とラックフレーム４との間に接続ロッド６を追加して、ピストン７の直線運動を接続ロッド６を介してラックフレーム４に伝達させ、その後、本装置によってラックフレーム４の往復直線運動を主軸１の連続回転運動に変換した後に出力する。また、本願のシリンダ装置を採用した後、従来技術に比べ、ピストン７の両側のキャビティはいずれも有効利用が可能であり、且つ本願の装置のラックフレーム４とピストン７の横方向への力はいずれもガイドレールが負担するため、従来技術のピストン７とシリンダボディ８側壁との摩耗が回避される。エンジン及び圧縮機のコア伝動方式は往復直線運動と回転運動との変換装置であるため、本願のシリンダ装置は、具体的なニーズに応じて、当業者が本シリンダ装置に基づいてエンジンを設計することができ、圧縮機として設計することもできる。

【0039】

本願のシリンダ装置を用いて、以下の形式を含む様々な形式のエンジン及び圧縮機を構成することができるが、これらに限定されるものではない。

【0040】

好ましい実施形態として、本願のシリンダ装置は更に接続ロッド６、ピストン７、シリンダヘッド９、エンドキャップ１０及びシリンダボディ８をペアで同一のラックフレーム４の両側に配置してもよい。これによりダブルピストンのエンジン又は圧縮機として使用することができる。

【0041】

前記往復直線運動と回転運動との変換装置は複数の組み合わせであり、前記複数の往復直線運動と回転運動との変換装置は同じ動力軸を介して動力を出力する又は同じ動力軸を介して動力の入力を受信する。

【0042】

エンジン及び圧縮機のコア伝動方式は往復直線運動と回転運動との変換装置であるため、本願のシリンダ装置は、具体的なニーズに応じて、当業者が本シリンダ装置に基づいてエンジンを設計することができ、圧縮機として設計することもできる。

【0043】

更に、前記形式によって合理的に組み合わせることができる。

【0044】

本出願のいくつかの具体的な実施例は以下のとおりである。

【0045】

実施例１
図１０に示すように、対向二重シリンダ４ストロークピストンエンジンは、往復直線運動と回転運動との変換装置と、接続ロッド６と、ピストン７と、シリンダボディ８とを含む。接続ロッド６の一端はピストン７に接続され、他端はラックフレーム４に接続され、シリンダボディ８の一端にシリンダヘッド９が配置されている。前記往復直線運動と回転運動との変換装置にエンドキャップ１０が設けられ、シリンダボディ８の他端はエンドキャップ１０に接続されている。ピストン７はシリンダボディ内に位置し、且つシリンダ内で往復運動することができ、ピストン７はシリンダを前後２つの可変キャビティに分離している。ピストン７の前表面に対応するキャビティは前キャビティと呼ばれる。図ではピストン７の往復運動及び空気分配システムによって、シリンダヘッド９の吸気口、排気口を制御することによって、前キャビティは、順次に圧縮行程と、動力行程と、排気行程と、吸気行程との４ストローク循環を行う。

【0046】

実施例２
図１１に示すように、対向二重シリンダ２ストロークピストンエンジンは、往復直線運動と回転運動との変換装置と、接続ロッド６と、ピストン７と、シリンダボディ８とを含む。接続ロッド６の一端はピストン７に接続され、他端はラックフレーム４に接続され、シリンダボディ８の一端にシリンダヘッド９が配置されている。前記往復直線運動と回転運動との変換装置にエンドキャップ１０が設けられ、シリンダボディ８の他端はエンドキャップ１０に接続されている。ピストン７はシリンダ内に位置し、且つシリンダ内で往復運動することができ、ピストン７はシリンダを前後２つの可変キャビティに分離している。ピストン７の前表面に対応するキャビティは前キャビティと呼ばれ、ピストン７の後表面に対応するキャビティは後キャビティと称される。図ではピストン７の往復運動によって、ピストンのスカート部がシリンダボディ８の吸気口を制御し、空気分配システムがシリンダヘッド９の排気口を制御することによって、前キャビティが圧縮行程、仕事行程、掃気行程、２ストローク循環を行い、後キャビティが吸気行程、圧縮循環を行い、且つシリンダボディの通気道及びシリンダボディの吸気口を介して、前キャビティに掃気過程の圧縮空気を供給する。

【0047】

実施例３
実施例１から、一方のシリンダ、シリンダヘッド９、ピストン７及び接続ロッド６を除去することによって、本実施例の単シリンダ４ストロークピストンエンジンを構成することができる。
実施例４
実施例２から、一方のシリンダ、シリンダヘッド９、ピストン７及び接続ロッド６を除去することによって、本実施例の単シリンダ単ピストン２ストロークエンジンを構成することができる。

【0048】

実施例５
図１４に示すように、３セットの往復直線運動と回転運動との変換装置を用い、同一のピストンシリンダ内に二つの接続ロッド６及び二つのピストン７が対向して配置され、対向シリンダ対向ピストン２ストロークエンジン、即ちＯＰＯＣエンジンが形成されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】