(57)【要約】【課題】  ２ストローク往復動機関は，４ストローク往復動機関に比べ，新気の吹き抜け及び充填率不足と排気ガスが汚いなどの問題点を抱えている．そこで，２ストローク往復動機関において，その特長を基本的に損なうことなく，前述の問題点を低減し，４ストローク往復動機関に近い燃焼性能を実現するための方法を与えることである．【解決手段】  ロングストローク，低速の２ストロークサイクロイド機関を利用し，そのクランク室とシリンダをピストンロッド孔付きの壁で仕切り，その仕切り壁孔面とビストンロッド間を，例えばリングなどを介在させて摺動，密閉して，ピストン下面とこの壁の間を一次圧縮室とし，層状掃気などと組み合わせて，２ストローク往復動機関の排気，掃気性能を高めて課題を解決する．【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク室とシリンダをピストンロッド孔付きの壁で仕切り，その仕切り壁孔面とピストンロッド間を例えばリングなどを介在させて摺動，密閉し，ピストン下面とこの壁との間を一次圧縮室としたハイポサイクロイド遊星歯車機構を用いた２ストロークサイクロイド往復動機関
【請求項２】
請求項１記載の２ストロークサイクロイド往復動機関の機構を用いることを特徴とするポンプ装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は，ハイポサイクロイド遊星歯車機構を用いた２ストローク往復動機関に関するものであり，ロングストロークとピストンの直線往復運動を利用して，シリンダ内に圧縮比の高い一次圧縮室を設け，２ストローク往復動機関の燃焼性能を４ストローク往復動機関に近づけることに寄与するものである。
以後，簡明な記述とするため，とくに必要な場合を除き，機関及び機構の名称を下記のように略記する．
１）往復動機械用のハイポサイクロイド遊星歯車機構をサイクロイド機構と略記する．
２）サイクロイド機構を用いた往復動機関をサイクロイド機関と略記する．
【背景技術】
【０００２】  これまで、サイクロイド機関並びにその機構を用いた往復動ポンプ装置（コンプレッサを含む。）が提案されている（特許文献１〜４及び非特許文献１〜３参照）。
ここでは，２ストロークサイクロイド機関機構の例として，図１に示す遊星歯車複偏心盤を用いた，２気筒１クランクピン型２ストローク４気筒サイクロイド機関の基本構造を用いてサイクロイド機構の運動を説明する（特許文献４参照）．なお，小型車に多く実用されている４気筒を例として採り上げる．まず，気筒１について説明する．クランクケース１に固定した基準ピッチ円直径４ｅの静止内歯車１０１２とクランクピン付クランクウェブ６ｂのクランクピン６ｃ１２上にクランクピン軸受７１２で回転自在に支えられた基準ピッチ円直径２ｅの遊星歯車９ｂ１２がかみあい、歯車９ｂ１２はクランクピン軸心Ｏ２１２周りに角速度ωで自転するとともに、クランク軸心Ｏ１周りに逆向きに角速度ωで公転する。このとき、歯車９ｂ１２のピッチ円筒面上にある偏心盤９ａ１の軸心Ｏ３１は、シリンダ中心線Ｃ１上をストローク４ｅの正弦直線往復運動を行う。そして、この直線往復運動が，偏心盤９ａ１上に偏心盤軸受１１１を介して回転自在に支えられ，シリンダ２１に案内されたピストン４１の運動となる。このように，ピストン４１の直線往復運動は，互いに逆向きの２つの等速回転運動，即ち，偏心量ｅの偏心盤９ａ１がクランクピン軸心Ｏ２１２周りに自転すると同時に，クランク半径ｅのクランク軸６がクランク軸心Ｏ１周りに逆向きに同じ角速度で公転することにより創成される。気筒２〜４についても同様である．
このように，サイクロイド機構は，本発明に関わるつぎの特徴を有する．１）ピストンはシリンダ中心軸上を直線運動する．２）ピストン側圧が発生しない．３）長い連接棒が不要でありシリンダ高さを低減できる．４）ロングストロークに適する．
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】  特開平０９−１１９３０１号  公報
【特許文献２】  特開２０００−０７３７０１号  公報
【特許文献３】  ＰＣＴ／ＪＰ２００７／０６４０９５
【特許文献４】  特願２００９−１７７０２１
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】    Ｎｏｒｍａｎ  Ｈ．Ｂｅａｃｈｌｅｙ  ａｎｄ  Ｍａｒｔｈａ  Ａ．Ｌｅｎｚ，“Ａ  Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｇｅａｒｅｄ  Ｈｙｐｏｃｙｃｌｏｉｄ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ”，ＳＡＥ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒ  Ｓｅｒｉｅｓ  ８８０６６０，１９８８．
【非特許文献２】  松田孝，佐藤元宥：サイクロイド遊星歯車機構に関する研究（第１報），自動車技術会論文集，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．２，ｐ．３１１−３１６（２００８）．
【非特許文献３】  松田孝，佐藤元宥：サイクロイド遊星歯車機構に関する研究（第２報），自動車技術会論文集，Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．１，ｐ．１０９−１１４（２０１０）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  ピストンクランク機構を用いた２ストローク往復動機関は，過給器など補機付きの頭上弁型ユニフロー超ロングストローク，超低速の舶用ディーゼル機関で広く実用されているが，新気の吹き抜け及び充填率不足と排気ガスが汚いなどの問題点などのため，自動車ガソリン機関ではほとんど実用されておらず，手持ち機械小型ガソリン機関で実用されているのが現状である．本発明の目的は，２ストローク往復動機関などにおいて，２ストロークの利点を出来るだけ損なうことなく，前述の問題点を解決し４ストロークに近い燃焼性能を実現することである．
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明では，前項で述べた課題を解決する手段として，層状掃気などの性能を高めるため．低速，ロングストロークの２ストロークサイクロイド機関において，クランク室とシリンダをピストンロッド孔付きの壁で仕切り，その仕切り壁孔面とピストンロッド間を例えばリングなどを介在させて摺動，密閉し，ピストン下面とこの壁との間を高圧縮比の一次圧縮室とする．
【発明の効果】
【０００７】  請求項１記載の発明は，２ストローク往復動機関の低燃費，清浄な排気ガス，小型軽量，低剛性構造，低振動，低速及び低摩擦損失化に有用である．【０００８】  請求１記載の発明は，往復動ポンプの小型軽量，低剛性構造，低振動，低速，低摩擦損失及び高圧化に有用である．
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】  気筒配置角γ＝π／２のシリンダ内に一次圧縮室を備えた中央遊星歯車複偏心盤２気筒１クランクピン２ストローク４気筒サイクロイド機関機構の構造を示す図であり，（ａ）は軸方向からの正面図，（ｂ）は断面Ａ−Ａを示している．
【発明を実施するための形態】
【００１０】  本発明は，図１に示す実施例により開示されている．また，排気孔，シリンダヘッド部の点火プラグなど並びにオイルシール，油道，潤滑ポンプ及びシリンダとクランクケースの締結構造なども周知であるので図示を省略している。なお，シリンダヘッド及びシリンダの掃気ポートと一次圧縮室の断面を２点鎖線で示している．
【実施例】
【００１１】  図１は，クランク回転角（π／ｎ）の間隔で爆発する２ストロークの２ｎ（ｎは自然数を示す）気筒サイクロイド機関機構の一例として，気筒配置角γ＝π／２の遊星歯車複偏心盤２気筒１クランクピン２ストローク４気筒サイクロイド機関機構を示している。
図１の２点鎖線のように，クランク室とシリンダをピストンロッド孔付きの壁で仕切り，その仕切り壁の孔面に設けた溝などで保持したリングとピストンロッドを摺動させて，ピストン下面と壁との間を一次圧縮室とし，遊星歯車複偏心盤２気筒１クランクピン２ｎ気筒２ストロークサイクロイド機関の強力な過給室として利用する．また，クランク室からのオイル上がりを防ぎ，ピストンリング潤滑油の一部を循環させ得る．
このように，シリンダ内に高圧縮比の一次圧縮室を備えた２ストロークサイクロイド機関は，ロングストローク，低速と一次圧縮室の活用及び燃焼室形状の最適化により燃焼性能を高め，低燃費，排気ガスの清浄化など高品質な２ストローク往復動機関への道を拓くものである。この一次圧縮室は，適切な掃気のための流れの創成に有用である．
【符号の説明】
【００１２】          １        クランクケース
２Ｋ      シリンダ
３Ｋ      シリンダヘッド
４Ｋ      気筒Ｋのピストン
４ａＫ    気筒Ｋのピストンヘッド
４ｂＫ    気筒Ｋのピストンロッド
４ｃＫ    気筒Ｋのピストン大端部
５Ｋ      ピストンリング
６        クランク軸
６ａ      クランクウェブ
６ｂ      クランクピン付クランクウェブ
６ｃＫ    クランクピン
７Ｋ      クランクピン軸受
８        クランクピン付クランクウェブ軸受
９Ｋ      気筒Ｋの中央遊星歯車複偏心盤
９ａＫ    気筒Ｋの偏心盤
９ｂＫ    気筒Ｋの遊星歯車
１０Ｋ      気筒Ｋの静止内歯車
１１Ｋ      気筒Ｋの偏心盤軸受
１２        クランクウェブ軸受
１３Ｋ      一次圧縮室
１４Ｋ      掃気孔
ＣＫ      気筒Ｋのシリンダ中心線
Ｏ１      クランク軸心
Ｏ２Ｋ    気筒Ｋのクランクピン軸心
Ｏ３Ｋ    気筒Ｋの偏心盤軸心
γ        気筒配置角（ｒａｄ）
ω        クランク角速度
下添数字  Ｋ        機関の点火順序を示す気筒番号
なお，気筒番号を示す下添数字Ｋについては，必要な場合のみ表示する．また，気筒２及び３のように，２気筒に係わる場合はＫを２３と表示する．
【図１】
2011185257.tif 000003