(57)【要約】　　　（修正有）【課題】シリンダーの外側に位置しシリンダーに平行な吸気システム１と、シリンダー内のピストン２１と、ピストンの内部のピストン内部排気弁装置と、エンジンを作動しパワー行程に位置決めするピストン位置決め作動装置３とからなるピストンエアエンジンを提供する。【解決手段】ピストンエアエンジンは、シリンダーの外側にあってシリンダーに平行な吸気システムと、シリンダー内のピストンと、ピストン内部のピストン内部排気弁装置及び、エンジンを作動しパワー行程に位置決めするピストン位置決め作動装置からなる。吸気レバーのレバー力作用点は、ピストンの動作によって区切られるピストンの上死点のところにある。吸気レバーのレバー力受取点は、吸気弁を区切るための吸気弁ドアのところに設けられる。【選択図】　　　　図１
0003097674.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ピストンエアエンジンであって：
シリンダーの外側に位置し前記シリンダーに平行な吸気システムと；
前記シリンダー内のピストンと；　前記ピストンの内部のピストン内部排気弁装置；および
エンジンを作動しパワー行程に位置決めするピストン位置決め作動装置と、
からなることを特徴とするするピストンエアエンジン。
【請求項２】
請求項１に記載の前記エアーエンジンであって、前記吸気システムは更に：
前記シリンダーの外壁に平行に接着された管体と；　ガスを受け取る空気取入れ装置に接続されるガスマニホールドに接続される空気取入れジョイントである前記吸気システムの前部開口部と；
前記管体の一方の端部の開口部の空気取入れゲートと；　前記シリンダーのシリンダーハウジングに連絡可能な前記空気取入れゲートと；　空気取入れ弁タペットを有する前記空気取入れゲートの内部；　および
前記空気取入れジョイントと前記空気取入れゲートとの間の空気取入れ弁陥凹部と；　前記空気取入れゲートに収容される吸気バネ及び吸気ボール弁；前記吸気バネは前記吸気ボール弁に対抗して前記空気取入れ弁を閉塞して空気取入れチェック装置を形成し、前記空気取入れゲートは吸気レバーによって制御される、請求項１に記載の前記ピストンエアエンジン。
【請求項３】
請求項２に記載の前記ピストンエアーエンジンであって、前記空気取入れレバーは前記空気取入れゲートと前記シリンダーハウジングに交差して延在し；レバー中央部の支点は前記シリンダーの一方の端でエンジンカバーの内部にしっかりと固定され；　前記空気取入れレバーの一方の端は力受取点としての前記空気取入れ弁タペットと接続され；　前記空気取入れレバーの他の一端は力作用点として形成され；　前記力作用点は前記ピストンが上死点に復帰したときに衝突する位置にあり；　前記力作用点の一端は傾斜バネの力作用点としての前記傾斜バネの狭い開口部を掛けるように設けられ；　前記傾斜バネの広い開口部は前記空気取入れ装置と空気排出装置を連結するピストン内部排気装置のピストンバネ溝にバックル止めされる、
請求項２に記載の前記ピストンエアエンジン。
【請求項４】
前記空気取入れレバーの前記力作用点は前記ピストンの上下動によって限定される前記ピストンの上死点の位置にあり；　前記空気取入れレバーの前記力受取点は空気取入れ弁を区切る前記空気取入れゲートに設けられる、
請求項３に記載の前記ピストンエアエンジン。
【請求項５】
請求項１に記載の前記ピストンエアーエンジンであって、ピストン内部排気弁装置はピストン開口部に排気ゲートを有し；　前記空気排出ゲートは前記ピストン内の排気弁陥凹部を貫通し；
排気弁バネ及び排気弁は前記排気弁陥凹部に据え付けられ；　排気弁穴は排気ゲートを開閉する前記排気弁陥凹部内の前記排気弁の予め決められた位置に形成され；　前記排気弁の底部にはビード凹部が形成され；　被駆動カムは前記ビード凹部に位置し；　前記ピストンの底部にはピストンピンが横断的に据え付けられ；
ピストンリンケージの一方の端部に形成された軸輪は前記軸輪が前記排気弁陥凹部の中に収容され前記軸輪の一方の端部は前記被駆動カムに固着されるようにピストンピンに軸支され；　そして
駆動カムは前記軸輪の他の端部に取り付けられ；　これにより前記ピストンリンケージの動作によって、前記排気弁は間歇的に開閉駆動される、
請求項１に記載の前記ピストンエアエンジン。
【請求項６】
前記ピストン内部排気弁装置は、前記ピストン内部の中心軸に据え付けられる、請求項５に記載の前記ピストン内部排気弁装置。
【請求項７】
前記ピストン内部排気弁装置は、ピストン内部の中心軸に偏位して取り付けられる、請求項５に記載の前記ピストン内部排気弁装置。
【請求項８】
請求項１に記載の前記ピストン内部排気弁装置であって、前記ピストン位置決め作動装置は、伸縮自在ピン、ステアリングロッド、ステアリングフック、連結フック及び位置決め装置としてのフライホイールの位置決め穴に対するピンの挿入引出しを制御するピン引出しバネによって組み立てられ；前記フライホイールは前記ピストンリンケージの一方の端部に軸支されたクランクの一方の端部に組みつけられ、復路の前記ピストンが上死点通過した点に形成される、
請求項１に記載の前記ピストン内部排気弁装置。
【請求項９】
前記フライホイールは、前記ピストンがパワー行程にロックされるように前記伸縮自在ピンが挿入される回転手段である、請求項７に記載の前記ピストン内部排気弁装置。
【請求項１０】
ピストン位置決め作動装置は、多筒エアエンジンに取り付けられ、前記ピストン位置決め作動装置の制御ディスクは、シリンダーの数に応じて複数の位置決めセクションに分割され、前記位置決めセクションは、前記位置決めセクションのデッドポイントで離間されている、請求項１に記載の前記ピストン内部排気弁装置。
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は、エンジンに関し、特に２筒エンジンもしくは多筒エンジンとして用いることができるピストンエアエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国特許６，００６，５１７号及び６，０８５，６３１号に、従来技術の玩具用エンジンが開示されているが、それは短時間だけ使用するものであり、従って、実用エンジンに用いるには適さない。米国特許６，６００，５１７号には、シリンダーの中心軸線は空気貯蔵ビンの空気出口に垂直に接続されるべきことが記載され、１個のシリンダーのみが使用されている。米国特許６，０８５，６３１号には、ピストンスカートが開示されている。しかしながら、この設計は限られた頻度でしか使用されていない。それゆえ、エンジンの長時間かつ高出力動作には向いていない。しかしながら、エアエンジンは省出力及び環境汚染削減という利点がある。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】
従って、本考案の主要な目的は、シリンダーの外側に位置しシリンダーに平行な吸気システムと、シリンダー内のピストンと、ピストンの内部のピストン内部排気弁装置と、エンジンを作動しパワー行程に位置決めするピストン位置決め作動装置とからなるピストンエアエンジンを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
吸気レバーのレバー力作用点はピストンの動作によって区切られるピストンの上死点の位置にあり、吸気レバーのレバー力受取点は吸気弁を区切る吸気弁ドアに取り付けられる。
本考案の様々な目的と利点は、添付の図面を参照して以下の詳細説明を読めば、更に容易に理解できるものである。
【０００５】
【考案の実施の形態】
図１に本考案を示す。同図において、本考案は、吸気システム１、中空ピストン排気装置２、ピストン位置決め作動装置３、シリンダーハウス４、クランクケース５、フライホイール６、ギアセット７、及び空気供給管８１を含む。吸気システム１、中空ピストン排気装置２及びピストン位置決め作動装置３は本考案の主要な部品である。
【０００６】
吸気システム１は、シリンダー４の外壁に付着されたチューブ状の胴体部である。吸気システム１の先端部は、空気供給管８１の供給アッセンブリに接続されるジョイント１１である。吸気システム１の末端の吸気ゲート１５は、吸気弁タペット１６を有する。吸気弁タペット１６、吸気タンク１２、吸気弁バネ１３、吸気ボール弁１４、及び吸気ゲート１５は吸気チェックバルブとして形成される。吸気ゲート１５及びシリンダー４の間に吸気レバー１７が延在する。吸気レバー１７は、支点１７１を用いてエンジンカバー４１に取り付けられている。レバー力受取点１７２は、吸気ゲート１５に整列して吸気弁タペット１６の上に懸っている。力作用点１７３は、ピストン２１が死点付近まで復帰したときにピストン２１と当たる点に設けられる。円錐バネ１８の広い開口部は、バネ溝２１１を受容する。
【０００７】
中空ピストン排気装置２は、ピストン２１の中心軸に沿うか、中心軸からずれて取り付けられる。中空ピストン排気装置２は、前面開口部排気弁２８、排気弁陥凹部２６、排気弁バネ２７及び排気弁２９を有し排気チェック弁装置を形成する。さらに、セクターロッカー２２、駆動カム２３及び従動カム２５が含まれカム連鎖を形成している。
【０００８】
ピストン位置決め作動装置３は、弾性ロックピン３１、ステアロッド３５、ステアフック３３、支持フック３２、開放バネ３４及びフライホイール６に設けられた割出し穴６１を有する。弾性ロックピン３１は、ピストン２１をエンジン始動点にロックするための位置決め穴に挿入される。位置決め穴６１は、ギアセット７またはプロペラ等に設けてもよい。
【０００９】
図２は、ピストンの排気動作を示す。図は、クランクピン５２が右回りに回転することを示す。クランクピン５２は、ピストンの上死点の位置である０度まで回転する。クランクピン５２は、ピストンの下死点の位置である１８０度まで回転する。クランクピン５２は、ピストンのパワー行程である０度から１８０度まで回転する。クランクピン５２は、ピストンの開放行程である１８０度から０度まで回転する。
【００１０】
ピストンリンケージ５３のカラー５４は、ピストンピン５５の外側端部に係止されている。セクターロッカー２２の一端には、駆動カム２３が取り付けられている。駆動カム２３と従動カム２５は滑り接触に形成されている。従動カム２５は、球面の組み合わせによってボールソケット２４に取り付けられている。セクターロッカー２２が駆動カム２３を駆動すると、カム２３が排気弁２９と排気弁ドア２８を付勢し間歇的に開閉する。
【００１１】
図２において、ピストン２は下死点にある。駆動カム２３は、ちょうど従動カム２５との接触する位置にあるがカム２５を押してはいない。今、排気弁２９及び排気弁ドア２８は閉じている。ピストン２１は、下死点を通過して復帰する。セクターロッカー２２は、右方向に移動する（図５参照）。駆動カム２３が従動カム２５を押し排気弁２９が排気弁ドア２８を開放し圧力を逃す。ピストン２１が復帰路の二分の一まで戻ると、クランクピン５２は、２７０度の位置にある。カム２３、２５は、互いにしっかりと押し合う。排気弁ドア２８は、最大位置まで開く。セクターロッカー２２は、左側に振れる（図６参照）。２個のカム２３、２５は、互いに軽く押し合い排気弁ドア２８を閉じる。ピストン２８が上死点まで戻ると、クランクピン５２は０度の位置にあり、２個のカム２３、２５は互いに開放される。このとき排気弁ドア２８が閉じる（図７参照）。次に、ピストン２１は上死点を過ぎてパワー行程に入る。セクターロッカー２２はさらに左側に振れる。２個のカム２３、２５は離間する。排気弁ドア２８は引き続き閉じている。ピストン２１が、パワー行程の２分の１に達すると、すなわち、クランクピン５２が９０度の位置に来ると、セクターロッカー２２は右側に振れる。排気弁ドア２８が閉じる（図８参照）。このときピストン２１は下死点へ近づいでいる。
【００１２】
図３において、給気ジョイント１１内の矢印Ｐは、給気システムからの高圧空気を表す。高圧空気Ｐは、ボール弁１４の手前でとまる。吸気陥凹部１２とシリンダーでは、圧力差が生じる。吸気ゲート１５が開くと、空気はシリンダー４に入り、陥凹部１２とシリンダー４内の圧力は平衡となる。
【００１３】
本考案において、バネ１３、１８は以下の条件を満たすことが必要である。
（１）円錐バネ１８の弾性力　＜　吸気弁バネ１３の弾性力＋圧力Ｐ
（２）円錐バネ１８の弾性力　＞　吸気弁バネ１３の弾性力
【００１４】
図４において、ピストン２１は、下死点にある。バネ１８は、弾性力を失う。第一の条件は、ボールバルブ１４に吸気ゲート１５を閉じさせる。つづいて、ピストン２１が、復路となる下死点を通過する時、排気弁２９は、カムによって、開放される。ピストン２１が、円錐バネ１８を押す。
【００１５】
図５において、ピストン２１は、復路の２分の１に達し、排気弁ドア２８は、圧力を開放する。円錐バネ１８は圧縮し、吸気ゲート１５は、閉の位置にとどまる。ピストン２１は、上死点付近に位置する。
【００１６】
図６において、ピストン２１は、上死点付近に復帰し、円錐バネ１８は、略扁平に圧縮される。ピストン２１は、フライホイールの慣性により、レバー力作用点１７３に衝突し、レバー力受取点１７２が吸気弁タペット１６を押し付けて、ボールバルブ１４を開放する。高圧Ｐは、吸気ゲート１５を通ってシリンダー４内に入る。排気弁ドア２８は少しだけ圧力を逃すので、ピストン２１は、１／６０００秒（５００ｒｐｍ時）の速さで上死点を通過する。逆向きの圧力の弊害は最小限に抑えられる。
【００１７】
図７は、ピストン２１が上死点にあることを示す。吸気陥凹部１２とシリンダー４は、先の空気入力により高圧の平衡状態にあることを示す。条件は、条件（１）から条件（２）に変化する。円錐バネ１８の弾性力が、レバー力作用点１７３に替って、力作用点１７４によってボールバルブ１４を押す。図８において、ピストン２１は、９０度の位置に到達している。吸気レバー連鎖は、条件（２）になり、円錐バネ１８の弾性力がなくなるまで空気を連続して供給する。吸気弁バネ１３は、弾力を復元しボールバルブ１４を付勢し吸気ゲート１５を塞ぎ、条件が（２）から（１）に変化し、図４の条件に戻る。これにより、本考案においては、バネ１２、１８を調節するだけで出力効率を向上することができる。
【００１８】
図９ａは、ピストン位置決め作動装置におけるエンジンを自動的に始動する原理が図示された状態を示す。図９ｂは、クランクが３６０度回転したときの単筒エンジンと多筒エンジン起動方法を示す。
【００１９】
図１０ａ及び１０ｂは、本考案が模型飛行機の２筒エンジンに用いられた例を示す。同図において、２個の別体のシリンダーが同じクランクケース５で用いられている。ピストン位置決め作動装置３は、駆動シャフトの下に位置し、割出し穴は、プロペラに取り付けられている。吸気システム１は、２個のシリンダーの下側に平行に取り付けられている。それぞれが空気供給システム８に接続された空気供給管Ｐに接続されている。空気供給システムは、空気供給導管８２、空気貯蔵ビン８３、カバー８４及びジョイント８５を含む。ジョイント８５の一方の端部は、カバー８４に接続されている。他の端部は、ジョイント８５の中に隠れている。導管８２は、中央部から延出している。空気インフレーション導管８２の末端は、空気インフレーションチェック弁８６及び空気取入れ口８７が取り付けてある。
【００２０】
図１１ａ、図１１ｂ、図１１ｃは、本考案の１実施例を示す。図１１ａは、本考案が多筒エンジンに使われた例を示す概略図。図１１ｂは、本考案が多筒エンジンに使われた例を示す断面図。図１１ｃは、本考案が多筒エンジンに使われたもう一つの例を示す断面図。
【００２１】
上記のように本考案が説明されたが、多々変更が可能であることは明らかである。かかる変更は、本考案の精神及び範囲から逸脱しているとみなされるべきものではなく、かかる変更はすべて、当業者には明らかなように、請求項に記載の範囲に含まれることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の基本構成を示す図である。
【図２】本考案の中空ピストン排気装置を示す図である。
【図３】本考案の吸気システムを示す図である。
【図４】本考案の吸気装置と排気装置の接続を示す図である。
【図５】本考案の他の吸気装置と排気装置の接続を示す図である。
【図６】本考案の更に他の吸気装置と排気装置の接続を示す図である。
【図７】本考案の更に他の吸気装置と排気装置の接続を示す図である。
【図８】本考案の更に他の吸気装置と排気装置の接続を示す図である。
【図９】図９ａは、ピストン位置決め作動装置におけるエンジンを自動的に起動するための原理を図示した図である。図９ｂは、クランクが３６０度回転したときの単筒エンジン及び多筒エンジンの起動方法を示す図である。
【図１０】図１０ａは、２筒エンジンに用いられた本考案の実施例の正面図である。図１０ｂは、２筒エンジンに用いられた本考案の実施例の右側から見た図である。
【図１１】図１１ａは、本考案が多筒エンジンに用いられた例を示す概略図である。図１１ｂは、本考案が多筒エンジンに用いられた例を示す断面図である。図１１ｃは、本考案が多筒エンジンに用いられた例を示す他の断面図である。
【符号の説明】
１　吸気システム
１１　吸気ジョイント
１２　吸気タンク
１３　吸気弁バネ
１４　吸気ボール弁
１５　吸気ゲート
１６　吸気弁タペット
１７　吸気レバー
１７１　支点
１７２　レバー力受取点
１７３　レバー力作用点
１７４　力作用点
１８　円錐バネ
２　　中空ピストン排気装置
２１　ピストン
２１１　バネ溝
２２　セクターロッカー
２３　駆動カム
２４　ボールソケット
２５　従動カム
２６　排気弁陥凹部
２７　排気弁バネ
２８　排気弁ドア
２９　排気弁
３　　ピストン位置決め作動装置
３１　弾性ロックピン
３２　支持フック
３３　ステアフック
３４　開放バネ
３５　ステアロッド
４　　シリンダーハウス
４１　エンジンカバー
５　　クランクケース
５２　クランクピン
５３　ピストンリンケージ
５４　カラー
５５　ピストンピン
６　　フライホイール
６１　割出し穴
７　　ギアセット
８１　空気供給管
８２　空気供給導管
８３　空気貯蔵ビン
８４　カバー
８５　ジョイント
８６　空気インフレーションチェック弁
８７　空気取入れ口
Ｐ　　高圧空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003097674.tif 000009
【図８】
0003097674.tif 000010
【図９】
0003097674.tif 000011
【図１０】
0003097674.tif 000012
【図１１】
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