(57)【要約】  本発明の実施例は、クランクレスエンジンに関するものであり、クランクとコネクティングロッドなしにエンジンの重さと大きさを減らすことができるし、２つのピストンをお互いに見合わせるように配置して、エンジンの振動を減少させることができる。【選択図】図１【図１】
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブと排気バルブが配置される吸排気部が中間に形成されたシリンダーと、前記シリンダーの一側に往復移動可能に具備された第１ピストンと、前記吸排気部を中心に前記第１ピストンと対向されるように配置されるように前記シリンダーの他側に往復移動可能に具備された第２ピストンと、前記吸排気部に具備されて、前記シリンダーと前記第１ピストン及び前記第２ピストンの間に形成された作動空間が最小の大きさで形成される時に前記作動空間の内部で燃料を爆発させる燃料爆発装置と、及び前記シリンダーと平行に配置されて、前記第１ピストンと前記第２ピストンの往復移動時に前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動力によって回転される回転ドラムと、を含むクランクレスエンジン。
【請求項２】
前記第１ピストンと前記第２ピストンには前記回転ドラムを向けて突き出されたガイド突起が形成されて、前記シリンダーの一側と他側には前記ガイド突起が移動可能に貫通されるガイドホール部が形成されて、前記回転ドラムの一側と他側には前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動力を前記回転ドラムの回転力で転換させることができるように前記ガイド突起の端部が移動可能に挿入されるガイド溝部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項３】
前記第１ピストン及び前記第２ピストンは、前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動時に前記作動空間に前記ガイドホール部が露出しない形状で形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項４】
前記ガイド突起は、前記ピストンの外周に円周方向に沿って複数個が任意の角度で離隔されるように形成されて、前記ガイドホール部は前記ガイド突起らと対向される位置に複数個が形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項５】
前記ガイドホール部は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動を案内するように前記ガイド突起の厚さと等しい幅で前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動方向に沿って長く形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項６】
前記ガイド溝部は、前記第１ピストンと前記第２ピストンの往復移動時に前記ガイド突起が前記回転ドラムを回転させることができるように前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って正弦波または変形正弦波のうちで少なくとも１つの閉曲線形状で形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項７】
前記ガイド突起の端部は、前記クランクレスエンジンの１サイクル作動時に単数個のサイクル溝部に沿って移動されて、前記ガイド溝部は前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個のサイクル溝部らを連結した形状で形成されたことを特徴とする請求項６に記載のクランクレスエンジン。
【請求項８】
前記ガイド溝部の変曲部らは、前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動方向が速かに変換されるように正弦波の変曲部より狭い範囲で大きい曲率でそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項６に記載のクランクレスエンジン。
【請求項９】
前記クランクレスエンジンは、４行程１サイクル機関であって、前記ガイド溝部の変曲部らは吸入行程で前記作動空間を最大で形成させることと共に排気行程で前記作動空間を最小で形成させるようにお互いに異なる位置にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項６に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１０】
前記ガイド溝部は、前記燃料爆発装置の作動時点で前記ガイド突起と接触される面の接線及び前記ガイド突起の移動方向の間の角度が０度ないし５０度を形成するように形成されたことを特徴とする請求項６に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１１】
前記吸排気部は、内部が中空された形状で形成されて、前記吸排気部の内部は前記シリンダーの断面積より小さな断面積で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン
【請求項１２】
吸気バルブと排気バルブが配置される吸排気部が一側に形成されたシリンダーと、該シリンダーの他側に往復移動可能に具備されたピストンと、前記吸排気部に具備されて、前記ピストンと前記シリンダーとの間に形成された作動空間が最小の大きさで形成される時、前記作動空間の内部で燃料を爆発させる燃料爆発装置と、及び前記シリンダーと平行に配置されて、前記ピストンが往復移動されることによって、少なくとも１つの前記ピストンの移動力によって回転される回転ドラムと、を含むクランクレスエンジン。
【請求項１３】
前記ピストンには前記回転ドラムを向けて突き出されたガイド突起が形成されて、前記シリンダーには前記ガイド突起が移動可能に貫通されるガイドホール部が形成されて、前記回転ドラムには前記ピストンの移動力を前記回転ドラムの回転力で転換させることができるように前記ガイド突起の端部が移動可能に挿入されるガイド溝部が形成されたことを特徴とする請求項１２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１４】
前記ガイド溝部は、前記ピストンの往復移動時に前記ガイド突起が前記回転ドラムを回転させることができるように前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って正弦波または変形正弦波のうちで少なくとも１つの閉曲線形状で形成されたことを特徴とする請求項１３に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１５】
前記ガイド溝部の変曲部らは、前記ピストンの移動方向が速かに変換されるように正弦波の変曲部より狭い範囲で大きい曲率でそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１６】
前記クランクレスエンジンは、４行程１サイクル機関であって、前記ガイド溝部の変曲部らは、吸入行程で前記作動空間を最大に形成させることと共に、排気行程で前記作動空間を最小で形成させるようにお互いに異なる位置にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項１４に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１７】
前記ガイド溝部は、前記燃料爆発装置の作動時点で前記ガイド突起と接触される面の接線及び前記ガイド突起の移動方向の間の角度が０度ないし５０度を形成するように形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１８】
前記燃料爆発装置は、前記作動空間の大きさが最小である時点で前記作動空間の内部で燃料ガスを噴射する燃料噴射器具を具備して、前記作動空間の大きさが最小である時点では、前記作動空間内の空気が前記燃料ガスを自然着火させる温度で圧縮されることを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１９】
前記燃料爆発装置は、前記作動空間の大きさが最小である時点に前記作動空間内の燃料ガスを点火させる燃料点火器具を具備して、前記作動空間の大きさが最小である時点では前記作動空間内の燃料ガスと空気が前記燃料ガスを完全燃消させる圧力で圧縮されることを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２０】
前記回転ドラムは、内部が中空された形状で形成されて、前記回転ドラムの内部には前記回転ドラムの回転力を変速させた後、外部に出力する変速出力部が具備されたことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２１】
前記変速出力部は、前記回転ドラムの回転速度を減速させる遊星ギアセットで形成されたことを特徴とする請求項２０に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２２】
前記回転ドラムは、前記ガイド溝部の位置を変更させることができるように軸方向で長さ調節が可能に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２３】
前記シリンダーは、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個が任意の間隔でお互いに離隔されるように配置されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２４】
前記ガイド溝部は、前記シリンダーらと等しい個数で形成されて、前記回転ドラムには前記ガイド溝部らが円周方向に沿ってお互いに連結された形状で形成されたことを特徴とする請求項２３に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２５】
前記ガイド溝部は、前記シリンダーらの個数より多いか、または少ない個数で形成されて、前記回転ドラムには前記ガイド溝部らが円周方向に沿ってお互いに連結された形状で形成されたことを特徴とする請求項２３に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２６】
前記シリンダーらは、前記回転ドラムの長さ方向に沿って離隔された複数の位置にそれぞれ具備されて、前記ガイド溝部らは、前記シリンダーらと対応される前記回転ドラムの外周にそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項２３に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２７】
前記クランクレスエンジンは、前記シリンダーまたはエンジンケースに配置されて、前記回転ドラムの回転角度によって前記排気バルブと前記吸気バルブの開閉を調節するバルブ開閉装置と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２８】
前記バルブ開閉装置は、前記回転ドラムの外周に突き出されたドラム突起部と、前記シリンダーの外部または前記エンジンケースに回転可能に具備されて、前記排気バルブの端部または前記吸気バルブの端部に一側が配置されたバルブ開閉部と、及び前記バルブ開閉部の他側と前記ドラム突起部との間に具備されて、前記回転ドラムの回転時に前記バルブ開閉部を回転させて前記吸気バルブまたは前記排気バルブを開閉させる開閉調節部と、を具備することを特徴とする請求項２７に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２９】
前記バルブ開閉部または前記開閉調節部のうちで少なくとも１つは、前記吸気バルブと前記排気バルブの開閉時点を調節できるように前記シリンダーまたは前記エンジンケースに位置変更が可能に具備されたことを特徴とする請求項２８に記載のクランクレスエンジン。
【請求項３０】
前記ドラム突起部は、前記回転ドラムのお互いに異なる位置に配置された吸気用ドラム突起部及び排気用ドラム突起部で形成されて、前記吸気用ドラム突起部及び前記排気用ドラム突起部は、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個が形成されたことを特徴とする請求項２８に記載のクランクレスエンジン。
【請求項３１】
前記開閉調節部は、前記回転ドラムの回転時に前記ドラム突起部が形成された前記回転ドラムの外周に端部が移動可能に接触されるように前記バルブ開閉部の他側に突き出された開閉調節突起で形成されたことを特徴とする請求項３０に記載のクランクレスエンジン。
【請求項３２】
前記開閉調節部は、前記バルブ開閉部と前記回転ドラムとの間に配置された移動ガイドと、及び前記移動ガイドに移動可能に具備されて、前記バルブ開閉部の他側及び前記回転ドラムの外周に両端が配置された開閉調節ロッドと、で形成されたことを特徴とする請求項３０に記載のクランクレスエンジン。
【請求項３３】
前記ドラム突起部は、前記回転ドラムのお互いに異なる位置に配置された吸気用ドラム突起部及び排気用ドラム突起部で形成されて、前記吸気用ドラム突起部及び前記排気用ドラム突起部は、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿ってギア形状で形成されたことを特徴とする請求項３０に記載のクランクレスエンジン。
【請求項３４】
前記開閉調節部は、前記ドラム突起部に結合されたカムギアと、及び前記カムギアの回転軸に具備されて、前記バルブ開閉部の他側にスライディング可能に接触された開閉調節カムと、で形成されたことを特徴とする請求項３３に記載のクランクレスエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクレスエンジンに関するものであり、より詳細には、クランクとコネクティングロッドなしにエンジンの重さと大きさを減少させることができるし、２つのピストンをお互いに見合わせるように配置して、エンジンの振動を相殺させることができるし、エンジンの効率を著しく向上させることができるクランクレスエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンは熱エネルギーを機械的な仕事に変える装置として、運送機械や産業機械の動力源として使用されている。エンジンが熱エネルギーを機械的な仕事に変えるためには作動物質が必要である。すなわち、ガソリンエンジンでは、ガソリンと空気が混合された燃料ガス及びその燃料ガスの燃焼時に発生される燃焼ガスを作動物質として利用する。そして、ディーゼル機関ではディーゼル油と空気が混合された燃料ガス及びその燃料ガスの燃焼時に発生される燃焼ガスを作動物質として利用する。また、蒸気機関では水と水蒸気を作動物質として利用する。
【０００３】
一方、往復ピストンエンジンは、シリンダーとピストンで形成されており、最近には自動車、圧縮機、発電機、船舶などに広く使用されている。このような往復ピストンエンジンは、燃料ガスの爆発エネルギーをピストンとクランクの機械的な仕事に変える内燃機関である。すなわち、往復ピストンエンジンは、クランクとコネクティングロッドを利用して、ピストンの直線往復運動をクランクの回転運動に変えることができる。
【０００４】
しかし、従来の往復ピストンエンジンは、クランクとコネクティングロッドの重さが非常に重いために、エンジンの重さを減らすのに限界があり、クランクとコネクティングロッドの外形も非常に大きいために、エンジンの外形を減少させることに限界がある。よって、従来の往復ピストンエンジンは、重い重量及び大きい外形によってエンジンの効率と性能を向上させることがとても難しい。それだけでなく、往復ピストンエンジンは、設置空間の確保も難しい短所がある。
【０００５】
また、従来の往復ピストンエンジンは、クランクとコネクティングロッド及びピストンの連結構造によってエンジンの各種性能因子を設計変更することがほとんど不可能である。例えば、最大圧縮圧力、最大圧縮時点、燃料爆発時点、ピストンの上死点と下死点との位置、ピストンの移動速度などがある。よって、従来の往復ピストンエンジンは、エンジンの効率と性能を向上させることができる手段が非常に制限的な実情である。
【０００６】
また、従来の往復ピストンエンジンは、吸気バルブと排気バルブの開閉時点及び開閉時間などを変更することも限界がある。最近の往復ピストンエンジンは、走行環境によって吸気バルブと排気バルブの作動時点を一部調整しているが、その調整範囲は非常に狭小であることが事実である。よって、往復ピストンエンジンの吸気性能と排気性能を走行環境によって最適化させることに限界がある
特に、最近にはエネルギーの枯渇、燃料費の上昇、環境汚染、各種規制と協約などのような多様な理由によって効率と性能が優秀なエンジンの必要性がさらに増加される成り行きである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施例は、クランクとコネクティングロッドを略することで、エンジンの重さと大きさを著しく減少させることができるし、エンジンの効率と性能を向上させることができるクランクレスエンジンを提供する。
【０００８】
また、本発明の実施例は、２つのピストンを見合わせるように配置することで、エンジンの駆動時に発生される振動をお互いに相殺させて、エンジンの振動性能を向上させることができるクランクレスエンジンを提供する。
【０００９】
また、本発明の実施例は、最大圧縮時点、最大圧縮圧力、バルブの開閉時点と開閉時間、ピストンの上死点と下死点、ピストンの移送速度などを簡便に調節して、エンジンの効率と性能を極大化させることができるクランクレスエンジンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施例によれば、吸気バルブと排気バルブが配置される吸排気部が中間に形成されたシリンダー、該シリンダーの一側に往復移動可能に具備された第１ピストン、前記吸排気部を中心に前記第１ピストンと対向されるように配置されるように前記シリンダーの他側に往復移動可能に具備された第２ピストン、前記吸排気部に具備されて、前記シリンダーと前記第１ピストン及び前記第２ピストンとの間に形成された作動空間が最小の大きさで形成される時に前記作動空間の内部で燃料を爆発させる燃料爆発装置、及び前記シリンダーと平行に配置されて、前記第１ピストンと前記第２ピストンの往復移動時に前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動力によって回転される回転ドラムを含むクランクレスエンジンを提供する。
【００１１】
すなわち、前記第１ピストンと前記第２ピストンは、
前記吸排気部を中心に前記単一シリンダーの内部にお互いに見合わせるように配置されて、前記吸排気部に向けて同時に移動されるか、または前記吸排気部で遠くなるお互いに反対方向に同時に移動される。前記のようにクランクレスエンジンは、前記第１ピストンと前記第２ピストンによって発生された爆発振動お互いに相殺させる構造で形成されることができる。よって、前記クランクレスエンジンの振動設計が省略されることができるし、前記クランクレスエンジンの振動によるシステムの悪影響も防止されることができる。
【００１２】
また、前記クランクレスエンジンは、前記第１ピストンと前記第２ピストンの直線運動エネルギーを前記回転ドラムの回転運動エネルギーに直接変換させる構造で形成される。よって、前記クランクレスエンジンでは既存の往復ピストンエンジンで使用されるクランクとコネクティングロッドが省略されることができる。
【００１３】
前記第１ピストンと前記第２ピストンには、前記回転ドラムを向けて突き出されたガイド突起が形成されることができる。前記シリンダーの一側と他側には前記ガイド突起が移動可能に貫通されるガイドホール部が形成されることができる。前記回転ドラムの一側と他側には前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動力を前記回転ドラムの回転力で転換させることができるように前記ガイド突起の端部が移動可能に挿入されるガイド溝部が形成されることができる。よって、前記第１ピストンと前記第２ピストンは、前記ガイド突起と前記ガイド溝部によって前記回転ドラムに直接連結されることができる。
【００１４】
前記第１ピストン及び前記第２ピストンは、前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動時に前記作動空間に前記ガイドホール部が露出しない形状で形成されることがある。すなわち、前記作動空間の密閉された状態は、前記クランクレスエンジンの駆動時に前記シリンダー、前記第１ピストン、及び前記第２ピストンによって常に維持されることができる。
【００１５】
前記ガイド突起は、前記ピストンの外周に円周方向に沿って複数個が任意の角度で離隔されるように形成されることができる。前記ガイドホール部は、前記ガイド突起らと対向される位置に複数個が形成されることができる。しかし、前記回転ドラムの前記ガイド溝部には前記ガイド突起らのうちで何れか１つだけが挿入されることができる。
【００１６】
前記ガイドホール部は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動を案内できるように前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動方向に沿って前記ガイド突起の厚さと等しい幅で長く形成されることができる。よって、前記ガイド突起らと前記ガイドホール部らは、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動を案内する機能を遂行するだけでなく、前記シリンダーに前記第１ピストン及び前記第２ピストンを安定的に支持する機能も遂行することができる。
【００１７】
前記ガイド溝部は、前記第１ピストンと前記第２ピストンの往復移動時に前記ガイド突起が前記回転ドラムを回転させることができるように前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って正弦波（ｓｉｎｅ  ｗａｖｅ）または変形正弦波のうちで少なくとも１つの閉曲線形状で形成されることができる。前記変形正弦波は、ピストンが爆発瞬間から直線運動力を回転力に転換させるために前記正弦波の一部を変形させた波形である。よって、前記第１ピストンと前記第２ピストンが前記シリンダーに沿って往復移動されれば、前記ガイド突起の移動力が前記ガイド溝部の傾いた側面に作用されることができるし、前記ガイド溝部の側面に作用された力の分力によって前記回転ドラムは一方向に回転されることができる。特に、前記ガイド溝部が正弦波で形成されれば、前記第１ピストンと前記第２ピストンが既存の往復ピストンエンジンと同一類似なパターンで移動されることができる。
【００１８】
前記ガイド突起の端部は、前記クランクレスエンジンの１サイクル作動時に単数個の１サイクルガイド溝部に沿って移動されることができる。そして、前記ガイド溝部は、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個の１サイクルガイド溝部らを連結した形状で形成されることができる。よって、前記クランクレスエンジンは、前記回転ドラムの一度回転時に複数の作動サイクルを実施するようになる。すなわち、前記ガイド溝部の形状を調節すれば、前記クランクレスエンジンの１サイクル当り回転される前記回転ドラムの回転数を変更することができる。
【００１９】
前記と異なり、前記ガイド溝部は、前記クランクレスエンジンの１サイクル作動時に前記回転ドラムが一度以上回転されるように形成されることもできる。しかし、前記回転ドラムが前記クランクレスエンジンの１サイクル作動時に一度以上回転されれば、前記回転ドラムの直径が非常に小くなるだけでなく、前記回転ドラムの回転速度がとても早いことがある。
【００２０】
前記ガイド溝部の変曲部らは、前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動方向が速かに変換されるように正弦波の変曲部より狭い範囲で大きい曲率でそれぞれ形成されることができる。前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動方向を変換させる変曲部は、正弦波または変形正弦波の閉曲線で上下でふくらんでいる部分として、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの上死点と下死点に該当する。
【００２１】
ここで、正弦波の変曲部らは、小さな曲率で、非常に緩い曲線形状で形成されるので、前記第１ピストン及び前記第２ピストンは、移動方向を変更する区間で非常に遅い速度で移動されることができるし、その結果、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動方向が変更される時間も増加されることができる。それで、前記第１ピストン及び前記第２ピストンは、単位時間当り往復移動される頻度が減少されて、使用効率が低下されることがある。
【００２２】
反面に、本実施例ではガイド溝部の変曲部らが大きい曲率で急激な曲線形状で形成されるので、前記第１ピストン及び前記第２ピストンは、移動方向を変更する区間（上／下死点区間）で非常に早い速度で移動されることができるし、その結果、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動方向が変更される時間も短縮されることができる。
【００２３】
それで、前記第１ピストン及び前記第２ピストンは、単位時間当り往復移動される頻度が相対的に増加されて、ピストンの使用効率が向上されることができるし、前記クランクレスエンジンの１サイクル周期も短縮されることができる。
【００２４】
前記クランクレスエンジンは、４行程１サイクル機関であると、前記ガイド溝部の変曲部らは吸入行程で前記作動空間を最大で形成させることと共に排気行程で前記作動空間を最小で形成させるようにお互いに異なる位置にそれぞれ形成されることができる。すなわち、前記ガイド溝部の変曲部らのうちで吸入行程の下死点に該当する変曲部の位置を前記吸排気部からさらに遠く配置することができるし、前記ガイド溝部の変曲部らのうちで排気行程の上死点に該当する変曲部の位置を前記吸排気部にさらに近く配置することができる。  
【００２５】
したがって、前記作動空間は、吸入行程で最大に増加されるので、燃料または空気の吸入量が増加されて吸入効率が向上されることができる。前記吸入量の増加は、圧縮行程で最大圧縮圧力を増加させることができるために、エンジン効率が増加されることができる。
【００２６】
また、前記作動空間は、排気行程で最小に減少されるので、排気ガスの残留量が減少されて排気効率が向上されることができる。
【００２７】
前記ガイド溝部は、前記燃料爆発装置の作動時点で、前記ガイド突起と接触される面の接線及び前記ガイド突起の移動方向の間に形成された角度が０度ないし５０度を形成するように形成されることができる。勿論、前記ガイド突起と接触される面の接線及び前記ガイド突起の移動方向の間に形成された角度は、エンジンの設計条件及び状況によって５０度ないし９０度としても形成されることができる。しかし、前記ガイド突起の移動方向と前記ガイド溝部の接線との間に形成される角度が９０度に近く形成されれば、前記ガイド溝部が前記ガイド突起の移動を邪魔する可能性がある。反面に、前記ガイド突起の移動方向と前記ガイド溝部の接線との間に形成された角度が０度に近く形成されれば、前記燃料爆発装置の作動時に前記ガイド突起が高い速度で前記ガイド溝部に沿って円滑に移動されることができる。
【００２８】
前記吸排気部は、内部が中空された形状で形成されることができる。前記吸排気部の内部は、前記シリンダーの断面積より小さな断面積に形成されることができる。そのために、前記作動空間の不必要な増大が防止されることができるし、前記第１ピストン及び前記第２ピストンによる最大圧縮圧力も増加されることができる。
【００２９】
前記燃料爆発装置は、前記作動空間の大きさが最小である時点で、前記作動空間の内部に燃料ガスを噴射する燃料噴射器具を具備することができる。ここで、前記作動空間の大きさが最小である時点では、前記作動空間内の空気が前記燃料ガスを自然着火させる温度で圧縮されることができる。前記と異なり、前記燃料爆発装置は、前記作動空間の大きさが最小である時点に前記作動空間内の燃料ガスを点火させる燃料点火器具を具備することもできる。ここで、前記作動空間の大きさが最小である時点では、前記作動空間内の燃料ガスと空気が前記燃料ガスを完全燃消させる圧力で圧縮されることができる。
【００３０】
前記回転ドラムは、内部が中空された形状で形成されることができる。前記回転ドラムの内部には前記回転ドラムの回転力を変速させた後、外部に出力する変速出力部が具備されることができる。すなわち、前記変速出力部は、前記回転ドラムの回転力を所望の速度で加速または減速させて、前記回転ドラムの外部に出力させる変速器具である。例えば、前記変速出力部は前記回転ドラムの回転力を減速させる遊星ギアセットで形成されることができる。しかし、前記変速出力部は、前記遊星ギアセットに限定されるものではなくて、前記回転ドラムの回転力を加減速することができる多様な構造の変速器具が使用されることができる。
【００３１】
また、前記回転ドラムは、前記ガイド溝部の位置を変更させることができるように軸方向に長さ調節が可能に形成されることができる。前記のように回転ドラムの長さが軸方向に調節されれば、前記ガイド溝部の位置が変更されるために、前記第１ピストンと前記第２ピストンの位置も変更されることができる。例えば、前記回転ドラムの長さが短くなれば、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間の間隔が減少されるので、前記作動空間の大きさが減少されることができる。反面に、前記回転ドラムの長さが増えれば、前記第１ピストンと前記第２ピストンとの間の間隔が増加されるので、前記作動空間の大きさが増大されることができる。よって、前記回転ドラムの長さを調整することで、前記クランクレスエンジンの性能を効果的に変更することができる。
【００３２】
前記シリンダーは、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個が任意の間隔でお互いに離隔されるように配置されることができる。よって、前記第１ピストンと前記第２ピストン及び前記燃料爆発装置は、前記シリンダーらにそれぞれ具備されることができる。このようにシリンダーらと第１ピストンら及び第２ピストンらが単数個の回転ドラムに共に配置されるので、前記回転ドラムが共用で使用されることができるし、外形の大きさが相対的に大きく増大されないのにエンジンの気筒数が増加されることができる。
【００３３】
前記ガイド溝部は、前記シリンダーらと等しい個数で形成されることができる。そして、前記回転ドラムには、前記ガイド溝部らが円周方向に沿ってお互いに連結された形状で形成されることができる。そうすると、前記第１ピストンらと前記第２ピストンらは、位置と関わらずすべて等しい行程を遂行するようになる。
【００３４】
前記と異なり、前記ガイド溝部は、前記シリンダーらの個数より多いか、または少ない個数で形成されることができる。そして、前記回転ドラムには前記ガイド溝部らが円周方向に沿ってお互いに連結された形状で形成されることができる。そうすると、前記第１ピストンらと前記第２ピストンらは位置によってお互いに異なる行程を遂行するようになる。
【００３５】
前記のようなシリンダーらは、前記回転ドラムの長さ方向に沿って複数の位置にそれぞれ具備されることができる。そして、前記ガイド溝部らは、前記シリンダーらと対応される前記回転ドラムの外周にそれぞれ形成されることができる。すなわち、前記シリンダーらと前記第１ピストンら及び前記第２ピストンらが前記回転ドラムの長さ方向にお互いに離隔される位置に配置されることができるために、エンジンの気筒数が簡単に増加されることができる。
【００３６】
一方、本発明の他の実施例によれば、吸気バルブと排気バルブが配置される吸排気部が一側に形成されたシリンダー、該シリンダーの他側に往復移動可能に具備されたピストン、前記吸排気部に具備されて前記ピストンと前記シリンダーとの間に形成された作動空間が最小の大きさで形成される時、前記作動空間の内部で燃料を爆発させる燃料爆発装置、及び前記シリンダーと平行に配置されて、前記ピストンが往復移動されることによって少なくとも１つの前記ピストンの移動力によって回転される回転ドラムを含むクランクレスエンジンを提供する。
【００３７】
すなわち、前述した本発明の一実施例によるクランクレスエンジンと比べると、本発明の他の実施例によるクランクレスエンジンは、シリンダーに単数個のピストンが具備された点が相異であるが、その以外の構成は本発明の一実施例と同一類似に構成されることができる。また、本発明の他の実施例によるクランクレスエンジンは、単数個または２つのピストンをシリンダーに配置したもので説明しているが、それに限定されたものではなくて、エンジンの設計条件及び状況によって３つ以上のピストンをシリンダーに配置することもできる。
【００３８】
本発明の実施例によるクランクレスエンジンは、前記シリンダーまたはエンジンケースに配置されて、前記回転ドラムの回転角度によって前記排気バルブと前記吸気バルブの開閉を調節するバルブ開閉装置をさらに含むことができる。すなわち、前記バルブ開閉装置は、前記回転ドラムの回転力を利用して前記排気バルブと前記吸気バルブを自動的に開閉させることができる。よって、既存の往復ピストンエンジンで使用されるタイミングベルト及びカム軸などが省略されることができる。
【００３９】
前記バルブ開閉装置は、前記回転ドラムの外周に突き出されたドラム突起部、前記シリンダーの外部または前記エンジンケースに回転可能に具備されて、前記排気バルブの端部または前記吸気バルブの端部に一側が配置されたバルブ開閉部、及び前記バルブ開閉部の他側と前記ドラム突起部との間に具備されて、前記回転ドラムの回転時に前記バルブ開閉部を回転させて、前記吸気バルブまたは前記排気バルブを開閉させる開閉調節部を具備することができる。
【００４０】
前記バルブ開閉部または前記開閉調節部のうちで少なくとも１つは前記吸気バルブと前記排気バルブの開閉時点を調節できるように前記シリンダーまたは前記エンジンケースに位置の変更が可能に配置されることができる。それで、前記クランクレスエンジンの長期間使用時に前記吸気バルブと前記排気バルブとのタイミングに誤差が発生された場合、前記吸気バルブと前記排気バルブのタイミングは、前記バルブ開閉部の回転軸の位置を調節する簡単な方法だけで適切に調整されることができる。
【００４１】
前記ドラム突起部は、前記回転ドラムのお互いに異なる位置に配置された吸気用ドラム突起部及び排気用ドラム突起部で形成されることができる。この時、前記吸気用ドラム突起部及び前記排気用ドラム突起部は、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個が形成されることができる。すなわち、前記吸気バルブは、前記吸気用ドラム突起部によって開閉されることができるし、前記排気バルブは前記排気用ドラム突起部によって開閉されることができる。
【００４２】
前記開閉調節部は、前記回転ドラムの回転時に前記ドラム突起部が形成された前記回転ドラムの外周に端部が移動可能に接触されるように前記バルブ開閉部の他側に突き出された開閉調節突起で形成されることができる。すなわち、前記開閉調節突起は、前記回転ドラムの回転時に前記ドラム突起部によって前記回転ドラムの半径方向に回転されることができるし、前記バルブ開閉部は前記開閉調節突起と共に回転されることができる。
【００４３】
または、前記開閉調節部は、前記バルブ開閉部と前記回転ドラムとの間に配置された移動ガイド、及び前記移動ガイドに移動可能に具備されて、前記バルブ開閉部の他側及び前記回転ドラムの外周に両端が配置された開閉調節ロッドで形成されることができる。
【００４４】
すなわち、前記開閉調節ロッドは、前記回転ドラムの回転時に前記ドラム突起部によって前記移動ガイドに沿って前記回転ドラムの半径方向に移動されることができるし、前記バルブ開閉部は前記開閉調節ロッドによって回転されることができる。
【００４５】
一方、前記と異なるように、前記ドラム突起部は、前記回転ドラムのお互いに異なる位置に配置された吸気用ドラム突起部及び排気用ドラム突起部で形成されることができる。この時、前記吸気用ドラム突起部及び前記排気用ドラム突起部は、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿ってギア形状で形成されることができる。すなわち、前記吸気バルブは、前記吸気用ドラム突起部によって開閉されることができるし、前記排気バルブは前記排気用ドラム突起部によって開閉されることができる。
【００４６】
前記開閉調節部は、前記ドラム突起部に結合されたカムギア、及び前記カムギアの回転軸に具備されて、前記バルブ開閉部の他側にスライディング可能に接触された開閉調節カムで形成されることができる。すなわち、前記カムギアは、前記回転ドラムの回転時に前記ドラム突起部と共に回転されることができるし、前記開閉調節カムは、前記カムギアと共に回転されることができるし、前記バルブ開閉部は、前記開閉調節カムによって回転されることができる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の実施例によるクランクレスエンジンは、クランクとコネクティングロッドを略して、エンジンの重さと大きさを著しく減少させることができる。それだけでなく、本発明のクランクレスエンジンは、重さと大きさが減少されることによって、エンジンの効率と性能を向上させることができる。
【００４８】
また、本発明の実施例によるクランクレスエンジンは、２つのピストンを見合わせるように配置して、エンジンの駆動時に発生される振動をお互いに相殺させることができる。よって、本発明のクランクレスエンジンは、振動の発生量を著しく減少させることができるし、それによって振動設計の必要性及び振動の悪影響を減少させることができる。
【００４９】
また、本発明の実施例によるクランクレスエンジンは、回転ドラムに形成されたガイド溝部の形状を変更する簡単な設計変更だけで、エンジンの性能と効率を向上させることができる。すなわち、本発明のクランクレスエンジンは、ガイド溝部の形状を変更させて、エンジンの最大圧縮時点及び最大圧縮圧力、バルブの開閉時点と開閉時間、ピストンの上死点と下死点、及びピストンの移送速度などを簡便に調節することができる。
【００５０】
また、本発明の実施例によるクランクレスエンジンは、単数個の回転ドラムにシリンダーらと第１ピストンら及び第２ピストンらを配置することができて、エンジンの気筒数を簡便に増減させることができる。それだけでなく、本発明のクランクレスエンジンは、シリンダーらと第１ピストンら及び第２ピストンらの個数と関係なく単数個の回転ドラムだけ使用されるので、気筒数の増加によるエンジン外形の大きさ変化が小さいために、高出力エンジンを相対的に非常に小さく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例によるクランクレスエンジンが示された正面図である。
【図２】図１に示されたＩ−Ｉ線による断面を示した図面である。
【図３】図１に示されたシリンダーのガイドホール部を示した図面である。
【図４】図１に示されたクランクレスエンジンの吸入行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程をそれぞれ示した作動状態図である。
【図５】図１に示されたクランクレスエンジンの吸入行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程をそれぞれ示した作動状態図である。
【図６】図１に示されたクランクレスエンジンの吸入行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程をそれぞれ示した作動状態図である。
【図７】図１に示されたクランクレスエンジンの吸入行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程をそれぞれ示した作動状態図である。
【図８】図１に示されたガイド溝部の多様な例を回転ドラムが開かれた形状でそれぞれ示した図面である。
【図９】図１に示されたガイド溝部の多様な例を回転ドラムが開かれた形状でそれぞれ示した図面である。
【図１０】図１に示されたガイド溝部の多様な例を回転ドラムが開かれた形状でそれぞれ示した図面である。
【図１１】図１に示されたガイド溝部の多様な例を回転ドラムが開かれた形状でそれぞれ示した図面である。
【図１２】図１に示されたガイド溝部の多様な例を回転ドラムが開かれた形状でそれぞれ示した図面である。
【図１３】図２に示されたバルブ開閉装置の一例を示した作動状態図である。
【図１４】図１３に示されたバルブ開閉装置の他の例をそれぞれ示した作動状態図である。
【図１５】図１３に示されたバルブ開閉装置の他の例をそれぞれ示した作動状態図である。
【図１６】図１３に示されたバルブ開閉装置の他の例をそれぞれ示した作動状態図である。
【図１７】本発明の他の実施例によるクランクレスエンジンが示された正面図である。
【図１８】図１７に示されたクランクレスエンジンの断面を示した図面である。
【図１９】本発明の他の実施例でシリンダーの個数によるガイド溝部の多様な構造を示した概略図である。
【図２０】本発明のまた他の実施例によるクランクレスエンジンが示された正面図である。
【図２１】本発明のまた他の実施例によるクランクレスエンジンが示された正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下で、本発明による実施例らを添付された図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明が実施例らによって制限されるか、または限定されるものではない。各図面に提示された等しい参照符号は等しい部材を示す。
【００５３】
図１は、本発明の一実施例によるクランクレスエンジンが示された正面図であり、図２は、図１に示されたＩ−Ｉ線による断面を示した図面であり、図３は、図１に示されたシリンダーのガイドホール部を示した図面である。
【００５４】
図１を参照すれば、本発明の一実施例によるクランクレスエンジン１００は、シリンダー１１０、第１ピストン１２０、第２ピストン１３０、燃料爆発装置１４０、回転ドラム１５０、及びバルブ開閉装置１６０を含む。ここで、シリンダー１１０と第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の内部には作動空間（Ｓ）が形成される。作動空間（Ｓ）は、燃料と空気を収容する空間である。作動空間（Ｓ）は第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の移動されることによって体積が変化されることができる。
【００５５】
図１及び図２を参照すれば、前記シリンダー１１０は、内部が中空された筒形状の部材である。シリンダー１１０の左側部と右側部には第１ピストン１２０と第２ピストン１３０が左右方向に移動可能に配置されることができる。シリンダー１１０の中間部には、吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６が配置される吸排気部１１２が形成されることができる。
【００５６】
吸排気部１１２は、内部が中空された形状で形成されることができる。吸排気部１１２の内部は、シリンダー１１０の内部断面積より小さな断面積で形成されることができる。なぜなら、吸排気部１１２の内部空間による作動空間（Ｓ）の不必要な増大が防止されることができるためである。よって、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０による作動空間（Ｓ）の最大圧縮圧力も増加されることができる。
【００５７】
吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６は、吸排気部１１２に単数個または複数個が多様な位置に配置されることができる。以下、本実施例では吸排気部１１２の前面に２つの吸気バルブ１１４が配置されて、吸排気部１１２の後面に２つの排気バルブ１１６が配置されたものとして説明する。
【００５８】
図１乃至図３を参照すれば、前記第１ピストン１２０は、シリンダー１１０の左側部に往復移動可能に具備されることができるし、前記第２ピストン１３０は、シリンダー１１０の右側部に往復移動可能に具備されることができる。第１ピストン１２０と第２ピストン１３０は、シリンダー１１０の吸排気部１１２を中心に左右対称されるように配置されることができるし、クランクレスエンジン１００の作動時にお互いに対称される方向に動作されることができる。すなわち、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０は吸排気部１１２を中心にお互いに見合わせるように配置されることができるし、吸排気部１１２に向けて同時に移動されるか、または吸排気部１１２から遠くなる方向に同時に移動されることができる。
【００５９】
したがって、第１ピストン１２０で発生された振動と第２ピストン１３０で発生された振動は、お互いに反対方向であるので、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の振動は、お互いに相殺されることができる。このようにクランクレスエンジン１００は、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の振動をお互いに相殺させる構造で形成されるので、振動による設計の難しさが大きく低下されることができるし、振動によるエンジンの悪影響も防止されることができる。
【００６０】
第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の外周にはガイド突起１２２、１３２が半径方向に突き出されるように形成されることができる。ガイド突起１２２、１３２は、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の外周に円周方向に沿って複数個が任意の角度で離隔されるように形成されることができる。以下、本実施例では第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の外周に２つのガイド突起１２２、１３２が形成されたものとして説明する。
【００６１】
そして、シリンダー１１０の左側部と右側部にはガイド突起１２２、１３２らが移動可能に貫通されるガイドホール部１１８らがそれぞれ形成されることができる。ガイドホール部１１８らは、ガイド突起１２２、１３２らと対向される位置に複数個が形成されることができる。このようなガイドホール部１１８らは、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の移動方向に沿ってガイド突起１２２、１３２の厚さと等しい幅で長く形成されることができる。よって、ガイド突起１２２、１３２らとガイドホール部１１８らは、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の移動を案内する機能を遂行するだけでなく、シリンダー１１０に第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０を安定的に支持する機能も遂行することができる。
【００６２】
第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０は、クランクレスエンジン１００の駆動時に第１ピストン１２０と第２ピストン１３０との間でガイドホール部１１８を露出させないように形成されることができる。すなわち、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０との間でガイドホール部１１８の一部でも露出すれば、作動空間（Ｓ）の密閉状態が破壊されて、クランクレスエンジン１００の性能と効率が大きく減少されるためである。よって、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の形状は、クランクレスエンジン１００の駆動時に作動空間（Ｓ）の密閉状態をいつも維持する方向に設計されることができる。
【００６３】
図１及び図２を参照すれば、前記燃料爆発装置１４０は、作動空間（Ｓ）が最小の大きさで形成される時、作動空間の内部で燃料を爆発させる装置である。燃料爆発装置１４０は、吸排気部１１２に具備されることができる。しかし、燃料爆発装置１４０の個数と位置は、本実施例に限定されたものではなくて、必要によってシリンダー１１０の多様な位置に単数個または複数個が配置されることができる。
【００６４】
仮に、クランクレスエンジン１００がディーゼルエンジンなら、燃料爆発装置１４０は作動空間（Ｓ）の大きさが最小である時点で作動空間（Ｓ）の内部に燃料ガスを噴射する燃料噴射器具（図示せず）を具備することができる。作動空間（Ｓ）の大きさが最小である時点では、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０が燃料ガスを自然着火させる温度で作動空間（Ｓ）内の空気を圧縮させることができる。
【００６５】
または、クランクレスエンジン１００がガソリンエンジンなら、燃料爆発装置１４０は、作動空間（Ｓ）の大きさが最小である時点に作動空間（Ｓ）内の燃料ガスを点火させる燃料点火器具を具備することができる。作動空間（Ｓ）の大きさが最小である時点では、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０が燃料ガスを完全燃消させる圧力で作動空間（Ｓ）内の空気を圧縮させることができる。
【００６６】
以下、本実施例では、クランクレスエンジン１００がガソリンエンジンであって、燃料爆発装置が燃料点火器具を含むものとして説明する。また、本実施例では、クランクレスエンジン１００が吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程でなされた４行程１サイクル機関であるものとして説明する。
【００６７】
図１及び図２を参照すれば、前記回転ドラム１５０は、クランクレスエンジン１００の駆動時に第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の直線運動エネルギーの伝達を受けて回転運動エネルギーに切り替える装置である。よって、本実施例のクランクレスエンジン１００では、既存の往復ピストンエンジンで使用されるクランクの役割を回転ドラム１５０が遂行するので、クランクとコネクティングロッドが省略されることができる。
【００６８】
回転ドラム１５０は、シリンダー１１０と近接した位置でシリンダー１１０と平行に配置されることができる。回転ドラム１５０の左側部と右側部にはガイドホール部１１８を貫いたガイド突起１２２、１３２の端部が移動可能に挿入されるガイド溝部１５２が形成されることができる。ガイド溝部１５２には第１ピストン１２０と第２ピストン１３０のガイド突起１２２、１３２らのうちで何れか１つだけが挿入されることができる。よって、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０は、ガイド突起１２２、１３２とガイド溝部１５２を通じて回転ドラム１５０に直接連結された構造である。
【００６９】
一方、回転ドラム１５０は、内部が中空された筒形状で形成されることができる。回転ドラム１５０の内部には回転ドラム１５０の回転力（Ｆ）を変速させた後、外部に出力する変速出力部１５４が具備されることができる。すなわち、変速出力部１５４は、回転ドラム１５０の回転力（Ｆ）を所望の速度で加速または減速させる変速器具である。
【００７０】
例えば、変速出力部１５４は、回転ドラム１５０の回転力（Ｆ）を減速させる遊星ギアセットで形成されることができる。すなわち、回転ドラム１５０の内周にリングギア１５４ａが装着されることができるし、回転ドラム１５０の中空部中心に太陽ギア１５４ｂが装着されることができるし、リングギア１５４ａと太陽ギア１５４ｂとの間に複数個の遊星ギア１５４ｃらが配置されることができる。リングギア１５４ａは回転ドラム１５０と等しい速度で回転されることができるし、遊星ギア１５４ｃらはキャリア（図示せず）によってお互いに連結された状態である。よって、太陽ギア１５４ｂと遊星ギア１５４ｃらのうちで何れか１つを固定して、太陽ギア１５４ｂと遊星ギア１５４ｃらのうちで他の１つを出力軸１５６と連結すれば、出力軸１５６に出力される回転力（Ｆ）は、リングギア１５４ａより小さな回転速度を有することができる。
【００７１】
しかし、変速出力部１５４は、遊星ギアセットに限定されるものではなくて、回転ドラム１５０の回転力（Ｆ）を加減速することができる多様な構造の変速器具が使用されることができる。
【００７２】
図４乃至図７は、図１に示されたクランクレスエンジンの吸入行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程をそれぞれ示した作動状態図である。図８乃至図１２は、図１に示されたガイド溝部の多様な例を回転ドラムが開かれた形状でそれぞれ示した図面である。
【００７３】
図４乃至図８を参照すれば、本実施例のガイド溝部１５２は、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の移動力を回転ドラム１５０の回転力（Ｆ）で円滑に転換させることができる形状で形成されることができる。例えば、ガイド溝部１５２は回転ドラム１５０の外周に円周方向に沿って正弦波（ｓｉｎｅ  ｗａｖｅ）または変形正弦波のうちで少なくとも１つの閉曲線形状で形成されることができる。変形正弦波は、正弦波の一部を変形させた波形である。
【００７４】
図８に示されたところのように、ガイド溝部１５２が正弦波で形成されれば、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０は、既存の往復ピストンエンジンと同一類似なパターンで移動されることができるし、既存の往復ピストンエンジンと同一類似な行程で動作されることができる。そして、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０がシリンダー１１０に沿って往復移動されれば、ガイド突起１２２、１３２がガイド溝部１５２に沿って移動されることができるし、ガイド突起１２２、１３２の移動力はガイド溝部１５２の傾いた側面に作用されることができる。このようにガイド溝部１５２の側面に作用された力の分力によって回転ドラム１５０が回転されることができる。
【００７５】
ガイド溝部１５２は、回転ドラム１５０の外周に円周方向に沿ってサイクル溝部１５２ａらをお互いに連結した形状で形成されることができる。ここで、サイクル溝部１５２ａは、クランクレスエンジン１００の１サイクル作動時にガイド突起１２２、１３２の端部が移動される経路と対応される形状で形成された溝部である。前記のようにガイド溝部１５２が複数個のサイクル溝部１５２ａらを連結した構造で形成されれば、回転ドラム１５０の一度回転時にクランクレスエンジン１００は、複数の作動サイクルを実施することができる。よって、ガイド溝部１５２を形成するサイクル溝部１５２ａの個数を調節すれば、クランクレスエンジン１００の１作動サイクル当り回転される回転ドラム１５０の回転数が変更されることができる。
【００７６】
前記と異なるように、ガイド溝部１５２は、クランクレスエンジン１００の１サイクル作動時に回転ドラム１５０が一度以上回転されるように形成されることもできる。しかし、クランクレスエンジン１００の１サイクル作動時に回転ドラム１５０が一度以上回転されれば、回転ドラム１５０の直径が非常に小くならなければならないし、回転ドラム１５０の回転速度も必要以上に早くになるようになる。以下、本実施例では回転ドラム１５０の一度回転時にクランクレスエンジン１００によって複数の作動サイクルが実施される形状でガイド溝部１５２が形成されたものとして説明する。
【００７７】
一方、図９にはガイド溝部１５２の他の例が示されている。図９を参照すれば、ガイド溝部１５２の変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）らは、正弦波の変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）より狭い範囲で大きい曲率でそれぞれ形成されることができる。変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）らは、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の移動方向が変換される部位である。すなわち、変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）らは、上下でふくらんでいる部分に該当して、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の上死点（ＴＤＣ）と下死点（ＢＤＣ）に対応される。第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の上死点（ＴＤＣ）は、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０を吸排気部１１２に一番近く移動された位置であり、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の下死点（ＢＤＣ）は、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０を吸排気部１１２に一番遠く移動された位置である。
【００７８】
図８に示されたガイド溝部１５２の変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）らは、小さな曲率で非常に緩い曲線形状で形成される。よって、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０は、非常に遅い速度で移動方向が変更されることができる。その結果、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の移動方向が変更される時間（Ｇ２）も大きく増加されるので、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の使用効率が減少されることができる。
【００７９】
反面に、図９に示されたガイド溝部１５２の変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）らは、大きい曲率で急激な曲線形状で形成される。よって、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０は、非常に早い速度で移動方向が変更されることができる。その結果、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の移動方向が変更される時間（Ｇ１）も所定時間（Ｇ２−Ｇ１）程度短縮されるので、第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の単位時間当り移動回数が増加されて第１ピストン１２０及び第２ピストン１３０の使用頻度が増加されることができる。また、図９に示されたところのように、クランクレスエンジン１００の１サイクル周期（Ｈ１〜Ｈ５）も‘（Ｇ２−Ｇ１）＊４’程度短縮されることができる。具体的に説明すれば、Ｈ１〜Ｈ２の区間、Ｈ２〜Ｈ３の区間、Ｈ３〜Ｈ４の区間、及びＨ４〜Ｈ５の区間で‘Ｇ２−Ｇ１’程度の時間がそれぞれ短縮されるので、Ｈ５の開示時点も従来より‘（Ｇ２−Ｇ１）＊４’程度短縮されることができる。
【００８０】
また、図１０には、ガイド溝部１５２のまた他の例が示されている。図１０を参照すれば、ガイド溝部１５２の変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）らがお互いに異なる位置にそれぞれ形成されることができる。すなわち、排気行程（Ｃ）と吸入行程（Ｄ）の間に形成された変曲部（Ｈ３）は、圧縮行程（Ａ）と膨張行程（Ｂ）との間に形成された変曲部（Ｈ１）より上死点（ＴＤＣ）方向でさらに高く形成されることができるし、吸入行程（Ｄ）と圧縮行程（Ａ）との間に形成された変曲部（Ｈ４）は、膨張行程（Ｂ）と排気行程（Ｃ）との間に形成された変曲部（Ｈ２）より下死点（ＢＤＣ）方向にさらに低く形成されることができる。
【００８１】
前記排気行程（Ｃ）の上死点に該当する変曲部（Ｈ３）がさらに高く形成されれば、その高さ差程度排気ガスの完全排気が具現されるので、エンジンの排気効率が向上されることができる。また、前記吸入行程（Ｄ）の下死点に該当する変曲部（Ｈ４）がさらに低く形成されれば、その高さ差程度燃料ガスの吸入量が増加されるので、エンジンの吸気効率が向上されることができる。特に、吸入行程（Ｄ）で燃料吸入量の増加は、圧縮行程（Ａ）で最大圧縮圧力を増加させるので、燃料ガスの完全燃焼が具現されて、エンジン効率が向上されることができる。
【００８２】
また、図１１には、ガイド溝部１５２のまた他の例が示されている。図１１を参照すれば、ガイド溝部１５２の変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）らは、図８に示されたガイド溝部１５２と同一類似にそれぞれ形成されることができる。しかし、図１１のガイド溝部１５２は、燃料爆発装置１４０の作動時点（Ｅ、Ｅ’）でガイド溝部１５２の接線（Ｔ１）とガイド突起１２２、１３２の移動方向（Ｔ２）の間に形成された角度（θ）が０度ないし５０度を形成するように形成されることができる。勿論、燃料爆発装置１４０の作動時点（Ｅ、Ｅ’）でガイド溝部１５２の接線（Ｔ１）とガイド突起１２２、１３２の移動方向（Ｔ２）との間に形成された角度（θ）は、エンジンの設計条件及び状況によって０度ないし９０度で形成されることができる。しかし、ガイド溝部１５２の接線（Ｔ１）とガイド突起１２２、１３２の移動方向（Ｔ２）との間に形成された角度（θ）が９０度に近く形成されれば、ガイド溝部１５２がガイド突起１２２、１３２の移動を邪魔する可能性がある。よって、本実施例では、ガイド溝部１５２の接線（Ｔ１）とガイド突起１２２、１３２の移動方向（Ｔ２）との間に形成された角度（θ）が０度に近く形成されたものとして説明する。
【００８３】
このように燃料爆発装置１４０の作動時点（Ｅ、Ｅ’）でガイド突起１２２、１３２の移動方向（Ｔ２）とガイド溝部１５２の接線（Ｔ１）との間に形成される角度（θ）が０度ないし５０度で形成されると、ガイド突起１２２、１３２がガイド溝部１５２に沿って高い速度で円滑に移動されるので、エンジンの効率が向上されることができる。特に、燃料爆発装置１４０の作動時点（Ｅ’）でガイド溝部１５２の接線（Ｔ１）及びガイド突起１２２、１３２の移動方向（Ｔ２）との間に形成された角度が０度に形成されると、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の直線移動力は、回転ドラム１５０の回転力ですべて転換されることができる。
【００８４】
また、図１２には、ガイド溝部１５２のまた他の例が示されている。図１２のガイド溝部１５２は、前述した図９乃至図１１のガイド溝部が具備している特徴をすべて含んでいる。すなわち、図９のガイド溝部のように、ガイド溝部１５２の変曲部（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）は、狭い範囲で大きい曲率でそれぞれ形成されることができる。そして、図１０のガイド溝部のように、排気行程（Ｃ）と吸入行程（Ｄ）との間に形成された変曲部（Ｈ３）は、圧縮行程（Ａ）と膨張行程（Ｂ）との間に形成された変曲部（Ｈ１）より上死点（ＴＤＣ）方向にさらに高く形成されることができるし、吸入行程（Ｄ）と圧縮行程（Ａ）との間に形成された変曲部（Ｈ４）は、膨張行程（Ｂ）と排気行程（Ｃ）との間に形成された変曲部（Ｈ２）より下死点（ＢＤＣ）方向にさらに低く形成されることができる。また、図１１のガイド溝部のように、燃料爆発装置１４０の作動時点（Ｅ、Ｅ’）でガイド溝部１５２の接線（Ｔ１）とガイド突起１２２、１３２の移動方向（Ｔ２）との間に形成された角度（θ）が０度乃至５０度を形成するように形成されることができる。
【００８５】
以下、本実施例では、図８と図１２に示されたガイド溝部１５２らのうちで図１２に示されたガイド溝部１５２が回転ドラム１５０に形成されたものとして説明する。また、図１２に示されたガイド溝部１５２は、燃料爆発装置１４０の作動時点（Ｅ）でガイド溝部１５２の接線（Ｔ１）及びガイド突起１２２、１３２の移動方向（Ｔ２）との間に形成された角度（θ）が４５度で形成されたものとして説明する。しかし、図１２に示されたガイド溝部１５２は、クランクレスエンジン１００の設計条件及び状況によって燃料爆発装置１４０の作動時点（Ｅ’）でガイド溝部１５２の接線及びガイド突起１２２、１３２の移動方向の間に形成された角度が０度に形成されることもできる。
【００８６】
図１３は、図１に示されたバルブ開閉装置の一例を示した作動状態図であり、図１４乃至図１６は、図１３に示されたバルブ開閉装置の他の例をそれぞれ示した作動状態図である。
【００８７】
図２と図３及び図１３を参照すれば、前記バルブ開閉装置１６０は、回転ドラム１５０の回転角度によって排気バルブ１１６と吸気バルブ１１４との開閉を調節する装置である。バルブ開閉装置１６０は、回転ドラム１５０の回転力（Ｆ）を利用して排気バルブ１１６と吸気バルブ１１４を適正時点に自動的に開閉させることができる。よって、既存の往復ピストンエンジンで使用されるタイミングベルト及びカム軸などが省略されることができる。
【００８８】
バルブ開閉装置１６０は、シリンダー１１０の外周に配置されることができる。しかし、バルブ開閉装置１６０は、クランクレスエンジン１００の設計条件及び状況によって動かない他の部品に配置されることもできる。例えば、バルブ開閉装置１６０は、シリンダー１１０と回転ドラム１５０を内部に収容するようになされるエンジンケース（図示せず）に配置されることもできるが、本実施例ではそれに対する説明は略することにする。
【００８９】
このようなバルブ開閉装置は、ドラム突起部１６２、バルブ開閉部１６４、及び開閉調節部１６６を具備することができる。
【００９０】
前記ドラム突起部１６２は、回転ドラム１５０の外周に突き出された突起である。ドラム突起部１６２は、回転ドラム１５０のお互いに異なる位置に配置された吸気用ドラム突起部１６２ａ及び排気用ドラム突起部１６２ｂで形成されることができる。吸気用ドラム突起部１６２ａ及び排気用ドラム突起部１６２ｂは、回転ドラム１５０の外周に円周方向に沿って複数個が形成されることができる。また、吸気用ドラム突起部１６２ａ及び排気用ドラム突起部１６２ｂは、吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６の開閉時点によって回転ドラム１５０の円周方向にお互いに異なる位置に形成されることができる。また、吸気用ドラム突起部１６２ａ及び排気用ドラム突起部１６２ｂは、回転ドラム１５０の円周方向で位置を調節できるように回転ドラム１５０に具備されることができる。このように吸気用ドラム突起部１６２ａ及び排気用ドラム突起部１６２ｂの位置を調整すれば、バルブの開閉時点及び開閉維持期間を自由に調節することができる。
【００９１】
前記バルブ開閉部１６４は、排気バルブ１１６の端部または吸気バルブ１１４の端部に一側が配置されて、排気バルブ１１６または吸気バルブ１１４を開閉させる部材である。バルブ開閉部１６４は、シリンダー１１０の外部またはエンジンケースにヒンジ構造で回転可能に具備されることができる。バルブ開閉部１６４は、吸気バルブ１１４を開閉させる吸気用バルブ開閉部１６４ａ、及び排気バルブ１１６を開閉させる排気用バルブ開閉部１６４ｂで形成されることができる。
【００９２】
バルブ開閉部１６４の回転軸１６８は、吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６の開閉時点を選択的に調節できるようにクランクレスエンジン１００のエンジンケース（図示せず）またはシリンダー１１０に位置の調整が可能に配置されることができる。このようなバルブ開閉部１６４の位置は、回転ドラム１５０の外周に沿って変更されることができる。よって、クランクレスエンジン１００の長期間使用時に吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６のタイミングが行き違う場合、バルブ開閉部１６４の回転軸１６８の位置を変更して、吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６のタイミングを簡単に調整することができる。
【００９３】
例えば、シリンダー１１０に回転軸１６８を支持するブラケット１６９が突き出されるように形成されることができるし、回転軸１６８が貫通されるホール１６９ａがブラケット１６９に回転ドラム１５０の外周面と同一類似な方向に長く形成されることができるし、このホールの特定位置に回転軸１６８の位置を締結する締結機構１６８ａがブラケット１６９と回転軸１６８に具備されることができる。もちろん、前述したところのように、吸気用ドラム突起部１６２ａ及び排気用ドラム突起部１６２ｂの位置を回転ドラム１５０の円周方向に共に変更することで、吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６のタイミングをさらに自由に調整することもできる。
【００９４】
前記開閉調節部１６６は、回転ドラム１５０の回転時にドラム突起部１６２によってバルブ開閉部１６４を回転させて、吸気バルブ１１４または排気バルブ１１６を開閉させる部材である。開閉調節部１６６は、バルブ開閉部１６４の他側で回転ドラム１５０の外周に突き出された開閉調節突起１６６で形成されることができる。
【００９５】
開閉調節突起１６６は、バルブ開閉部１６４の他側に一体で形成されることができる。開閉調節突起１６６の端部は、回転ドラム１５０の外周に接触または近接された状態であり、回転ドラム１５０の回転時にドラム突起部１６２に乗って移りながらバルブ開閉部１６４を回転させることができる。このような開閉調節突起１６６は、吸気用バルブ開閉部１６４ａの他側に形成されて、吸気用ドラム突起部１６２ａと干渉される吸気用開閉調節突起１６６ａ、及び排気用バルブ開閉部１６４ｂの他側に形成されて排気用ドラム突起部１６２ｂと干渉される排気用開閉調節突起１６６ｂで形成されることができる。
【００９６】
一方、図１４にはバルブ開閉装置５６０の他の例が示されている。図１４を参照すれば、バルブ開閉装置５６０は、ドラム突起部１６２、バルブ開閉部１６４、開閉調節部１６６、及び位置調節部５６２を具備することができる。すなわち、図１３に示されたバルブ開閉装置１６０と比べると、図１４のバルブ開閉装置５６０は、図１３のブラケット１６９と締結機構１６８ａを略した代りに、位置調節部５６２を配置した点が相異である。よって、以下では、位置調節部５６２のみに対して説明して、その以外の構成に対する詳しい説明は略することにする。
【００９７】
例えば、位置調節部５６２は、移動ブロック５６４、固定ブラケット５６６、調節ねじ５６８で構成されることができる。すなわち、移動ブロック５６４は、回転ドラム１５０の外周と同一類似な方向にエンジンケースに移動可能に具備されることができるし、固定ブラケット５６６は移動ブロック５６４と所定距離離隔された位置のエンジンケースに固定されることができるし、調節ねじ５６８は移動ブロック５６４に端部が接するように固定ブラケット５６６に移動可能に締結されることができる。この時、移動ブロック５６４は、調節ねじ５６８に向けて弾性的に支持されることができるし、バルブ開閉部１６４の回転軸１６８が回転可能に配置されることができる。よって、調節ねじ５６８を回転させれば、調節ねじ５６８の位置変化によって移動ブロック５６４の位置が移動されるので、バルブ開閉部１６４の位置も調節されることができる。
【００９８】
しかし、位置調節部５６２の構成は、前述した構成に限定されるものではなくて、エンジンの設計条件及び状況によって多様な構成が適用されることができる。一例で、アクチュエータまたは電動モータを利用してバルブ開閉部１６４の位置を調節することもできる。
【００９９】
また、図１５には、バルブ開閉装置２６０のまた他の例が示されている。図１５を参照すれば、バルブ開閉装置２６０はドラム突起部１６２、バルブ開閉部１６４、開閉調節部２６６、及び位置調節部５６２を具備することができる。すなわち、図１４に示されたバルブ開閉装置５６０と比べると、図１５のバルブ開閉装置２６０は、開閉調節部２６６の構成が相異である。よって、以下では開閉調節部２６６のみに対して説明して、その以外の構成に対する詳しい説明は略することにする。
【０１００】
図１５に示された開閉調節部２６６は、バルブ開閉部１６４と回転ドラム１５０との間に配置された移動ガイド２６７、及び移動ガイド２６７に移動可能に具備されて、バルブ開閉部１６４の他側及び回転ドラム１５０の外周に両端が配置された開閉調節ロッド２６８で形成されることができる。移動ガイド２６７は、内部に中空部が形成された円筒形状で形成されることができる。移動ガイド２６７の中空部には、開閉調節ロッド２６８の中間部位が回転ドラム１５０の半径方向に移動可能に配置されることができる。このような移動ガイド２６７は、位置調節部５６２の移動ブロック５６４に具備されることができる。開閉調節部２６６は吸気用バルブ開閉部１６４ａと吸気用ドラム突起部１６２ａとの間に配置された吸気用開閉調節部、及び排気用バルブ開閉部１６４ｂと排気用ドラム突起部１６２ｂとの間に配置された排気用開閉調節部で形成されることができる。
【０１０１】
また、図１６にはバルブ開閉装置３６０のまた他の例が示されている。図１６を参照すれば、図１６に示されたバルブ開閉装置３６０は、ドラム突起部３６２、バルブ開閉部１６４、開閉調節部３６６、及び位置調節部５６２を具備することができる。すなわち、図１４に示されたバルブ開閉装置５６０と比べると、図１６のバルブ開閉装置３６０は、ドラム突起部３６２と開閉調節部３６６の構成が相異である。よって、以下ではドラム突起部３６２と開閉調節部３６６のみに対して説明して、その以外の構成に対する詳しい説明は略することにする。
【０１０２】
図１６に示されたドラム突起部３６２は、回転ドラム１５０の外周に円周方向に沿ってギア形状で形成されることができる。一方、本実施例では単数個のドラム突起部３６２を２つの開閉調節部３６６が共用するものとして説明するが、必要によって２つの開閉調節部３６６に対応する２つのドラム突起部３６２を形成することができる。
【０１０３】
図１６に示された開閉調節部３６６は、ドラム突起部３６２に結合されたカムギア３６７、及びカムギア３６７の回転軸１６８に具備されて、バルブ開閉部１６４の他側にスライディング可能に接触された開閉調節カム３６８で形成されることができる。カムギア３６７は、回転ドラム１５０の回転時にドラム突起部３６２と共に回転されることができる。開閉調節カム３６８は、カムギア３６７と共に回転されて、バルブ開閉部１６４を回転させることができる。このようなカムギア３６７と開閉調節カム３６８の回転軸は、位置調節部５６２の移動ブロック５６４に回転可能に具備されることができる。開閉調節部３６６は、吸気用バルブ開閉部１６４ａと吸気用ドラム突起部１６２ａとの間に配置された吸気用開閉調節部、及び排気用バルブ開閉部１６４ｂと排気用ドラム突起部１６２ｂとの間に配置された排気用開閉調節部で形成されることができる。
【０１０４】
また、本実施例のバルブ開閉装置は、吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６をソレノイドバルブで構成して、エンジンの回転速度による電子制御方式でバルブの作動タイミングを調整することもできる。それだけでなく、バルブ開閉部１６４及び開閉調節部２６６、３６６の位置を調節する方式も前述した例らに限定されるものではなくて、設計条件及び状況によって多様な方式が適用されることができる。
【０１０５】
図１７は、本発明の他の実施例によるクランクレスエンジンが示された正面図であり、図１８は、図１７に示されたクランクレスエンジンの断面を示した図面である。そして、図１９は、本発明の他の実施例でシリンダーの個数によるガイド溝部の多様な構造を示した概略図である。図１７乃至図１９で、図１と図２に示された参照符号と同一類似な参照符号は等しい部材を示す。以下では、図１と図２に示されたクランクレスエンジン１００と相異な点を中心に敍述するようにする。
【０１０６】
図１７及び図１９を参照すれば、本発明の他の実施例によるクランクレスエンジン４００が図１と図２に示されたクランクレスエンジン１００と相異な点は、シリンダー１１０、第１ピストン１２０、第２ピストン１３０、燃料爆発装置１４０及びバルブ開閉装置１６０を含むエンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６が単数個の回転ドラム１５０に複数個が配置されるという点が相異である。
【０１０７】
すなわち、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らは回転ドラム１５０の外周に円周方向に沿って任意の間隔でお互いに離隔されるように配置されることができる。エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らは、単数個の回転ドラム１５０にすべて配置される構造であるので、回転ドラム１５０が共用で使用されることができるし、それによってエンジンの気筒数が増加されても、エンジンの外形大きさが相対的に大きく増大されないこともある。
【０１０８】
前記のようなエンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らは、回転ドラム１５０の長さ方向に沿って複数の位置にそれぞれ具備されることができる。エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らが回転ドラム１５０の長さ方向にお互いに離隔される位置に配置されれば、ガイド溝部１５２らも回転ドラム１５０の長さ方向にお互いに離隔される位置にそれぞれ形成されることができる。それだけでなく、回転ドラム１５０の長さを増加させる構造変更だけで、エンジンの気筒数が簡単に増加されることができる。
【０１０９】
ガイド溝部１５２は、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らと等しい個数で形成されることができる。複数ガイド溝部１５２らは、回転ドラム１５０に円周方向に沿ってお互いに連結された形状で形成されることができる。前記のようにガイド溝部１５２らが形成されれば、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らは、位置と関係なくすべて等しい行程を遂行するようになる。
【０１１０】
一方、前記と異なるように、ガイド溝部１５２は、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らの個数より多いか、または少ない個数で形成されることができる。複数個のガイド溝部１５２らは、回転ドラム１５０に円周方向に沿ってお互いに連結された形状で形成されることができる。前記のようにガイド溝部１５２らが形成されれば、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らは、位置によってお互いに異なる行程を遂行するようになる。よって、クランクレスエンジン４００が複数個の気筒数で形成された場合、それぞれのエンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らがお互いに異なる時点に回転力（Ｆ）を発生するので、クランクレスエンジン４００の出力をより連続的に確保することができる。
【０１１１】
図１９を参照してより詳細に説明すれば、図１９にはエンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らとガイド溝部１５２らの個数によるクランクレスエンジン４００の構成が概略的に示されている。
【０１１２】
図１９のａ、ｂ、ｃのように、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らとガイド溝部１５２らの個数が等しければ、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らはすべて等しい行程を遂行するようになる。しかし、図１９の（ｉ）のように、エンジン本体４１０、４１２らとガイド溝部１５２らの個数が等しいが、エンジン本体４１０、４１２らがお互いに異なる角度で離隔されるように配置されれば、エンジン本体４１０、４１２らはお互いに異なる行程を遂行するようになる。
【０１１３】
そして、図１９のｄ、ｅ、ｆのように、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らの個数がガイド溝部１５２らの個数より１つが多ければ、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らは、お互いに異なる行程を遂行するようになる。また、図１９のｇ、ｈのように、エンジン本体４１０、４１２、４１４らの個数がガイド溝部１５２らの個数より１つが少なければ、エンジン本体４１０、４１２、４１４らは、お互いに異なる行程を遂行するようになる。
【０１１４】
前記したところのようにエンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らとガイド溝部１５２らの個数が同じではなければ（図１７ｄ〜図１７ｈ）、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らがお互いに異なる行程を順次に実施することができるために、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らとガイド溝部１５２らの個数が等しい場合（図１７ａ〜図１７ｃ）より望ましい。
【０１１５】
また、エンジン本体４１０、４１２らとガイド溝部１５２らの個数が等しい場合でも、エンジン本体４１０、４１２らがお互いに異なる角度で離隔されるように配置されれば（図１７ｄ〜図１７ｈ）、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らがお互いに異なる行程を順次に実施することができる。よって、エンジン本体４１０、４１２らの配置位置がエンジンの設計条件及び状況によって一側に偏心されるように配置されることができるので、エンジンの設計自由度が向上されることができる。
【０１１６】
また、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らの個数がガイド溝部１５２らの個数より１つが多い場合（図１７ｄ〜図１７ｆ）及びエンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らの個数がガイド溝部１５２らの個数より１つが多い場合（図１７ｇ〜図１７ｈ）は、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らがお互いに異なる行程を順次に実施するので、両子は同一類似なエンジンの性能を出すことができる。しかし、エンジン本体４１０、４１２、４１４、４１６らの個数がガイド溝部１５２らの個数より１つが多い場合（図１７ｄ〜図１７ｆ）が相対的に製作するのに簡便な利点がある。
【０１１７】
前記のように構成された本発明の一実施例によるクランクレスエンジン１００の作動をよく見れば次のようである。
【０１１８】
クランクレスエンジン１００は、吸入行程（Ｄ）、圧縮行程（Ａ）、膨張行程（Ｂ）、及び排気行程（Ｃ）の４行程を繰り返し的に行う。
【０１１９】
図４及び図１２を参照すれば、吸入行程（Ｄ）では第１ピストン１２０が左側に移動されて、第２ピストン１３０が右側に移動される。そして、吸気バルブ１１４は開放された状態であり、排気バルブ１１６は閉鎖された状態である。
【０１２０】
この時、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０は、吸排気部１１２から遠くなる方向に下死点（ＢＤＣ））よりさらに遠く移動されるので、作動空間（Ｓ）の大きさは最大になる。よって、吸気バルブ１１４を通じて吸入される燃料ガスの吸入量が大きく増加されるので、クランクレスエンジン１００の吸入効率が向上されることができる。
【０１２１】
図５及び図１２を参照すれば、前記圧縮行程（Ａ）では、第１ピストン１２０が右側に移動されて、第２ピストン１３０が左側に移動される。そして、吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６はすべて閉鎖された状態である。
【０１２２】
この時、吸入行程（Ｄ）で吸入された燃料ガスの吸入量が増加された状態であるので、圧縮行程（Ａ）で圧縮される燃料ガスの増加で最大圧縮圧力が向上されることができる。よって、燃料ガスの燃焼時に燃料ガスの完全燃焼が具現されることができる。
【０１２３】
図６及び図１２を参照すれば、前記膨張行程（Ｂ）では第１ピストン１２０が左側に移動されて、第２ピストン１３０が右側に移動される。そして、吸気バルブ１１４と排気バルブ１１６は閉鎖された状態である。この時、燃料ガスの爆発力は、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０にすべて伝達されることができる。
【０１２４】
一方、膨張行程（Ｂ）の初期には、作動空間（Ｓ）の大きさが最小で小くなる時点（Ｅ）ですこし遅延された時点で燃料爆発装置１４０を作動させて、作動空間（Ｓ）内の燃料ガスを爆発させる。燃料爆発装置１４０の作動時点（Ｅ）をすこし遅延させる理由は、ガイド溝部１５２の変曲部（Ｈ１）の頂点ですこし移動された後、燃料爆発装置１４０を作動させることが有利であるためである。
【０１２５】
図６及び図１３を参照すれば、前記排気行程（Ｃ）では、第１ピストン１２０が右側に移動されて、第２ピストン１３０が左側に移動される。そして、吸気バルブ１１４は閉鎖された状態であり、排気バルブ１１６は開放された状態である。
【０１２６】
この時、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０は、吸排気部１１２に近くなる方向に上死点（ＴＤＣ）よりさらに遠く移動されるので、作動空間（Ｓ）の大きさは最小になる。よって、排気バルブ１１６を通じて排気される排気ガスの残留量が大きく減少されるので、クランクレスエンジン１００の排気効率が向上されることができる。
【０１２７】
図２０は、本発明のまた他の実施例によるクランクレスエンジンが示された正面図である。図２０で、図１乃至図１３に示された参照符号と同一類似な参照符号は等しい部材を示す。以下では図１乃至図１３に示されたクランクレスエンジン１００と相異な点を中心に敍述するようにする。
【０１２８】
図２０に示されたクランクレスエンジン６００が図１乃至図１３に示されたクランクレスエンジン１００と相異な点は、回転ドラム１５０の長さ調節が可能であるという点が相異である。
【０１２９】
例えば、回転ドラム１５０は、回転ドラム１５０の軸方向に分離された本体部６５０、６５２、６５４ら、本体部６５０、６５２、６５４らを回転方向に拘束することと共に、本体部６５０、６５２、６５４らを回転ドラム１５０の軸方向に移動可能に結合させる結合部６５６、及び本体部６５０、６５２、６５４らを回転ドラム１５０の軸方向に拘束する締結部６５８を具備することができる。
【０１３０】
ここで、本実施例では回転ドラム１５０の左側と右側に配置された本体部６５０、６５２、６５４らが左右方向に移動可能であるように３個の本体部６５０、６５２、６５４で構成されるが、これに限定されたものではなくて、設計条件及び状況によって２個、４個、５個などの本体部で構成することも可能である。
【０１３１】
そして、結合部６５６は、本体部６５０、６５２、６５４らのうちで何れか１つの側面に突き出されるように形成された結合突起６５６ａ、及び本体部６５０６５２、６５４らのうちで結合突起６５６ａと対応される他の１つの側面に形成された結合溝６５６ｂを含むことができる。結合突起６５６ａは、本体部６５０、６５２、６５４の側面から円筒形状に突き出されることができる。結合突起６５６ａの外周面には回転ドラム１５０の軸方向に長く形成されたギアが円周方向に複数個が形成されることができる。結合溝６５６ｂは本体部６５０、６５２、６５４の側面に結合突起６５６ａが挿入可能な形状で形成されることができる。結合溝６５６ｂの内周面には結合突起６５６ａのギアらと結合されるように回転ドラム１５０の軸方向に長く形成されたギアが円周方向で複数個が形成されることができる。よって、回転ドラム１５０は、結合突起６５６ａと結合溝６５６ｂの結合部位を中心に左右方向に離れるか、または狭められることができる。しかし、結合部６５６は前述した結合突起６５６ａと結合溝６５６ｂに限定されるものではなくて、設計条件及び状況によって本体部６５０、６５２、６５４らを回転ドラム１５０の軸方向に移動可能に結合させる多様な構造が適用されることができる。
【０１３２】
また、締結部６５８は、本体部６５０、６５２、６５４らにそれぞれお互いに対向されるように形成された締結フランジ６５８ａら、及び前記締結フランジ６５８ａらに締結されて、本体部６５０、６５２、６５４らを固定する締結部材６５８ｂを含むことができる。しかし、締結部６５８は、締結フランジ６５８ａと締結部材６５８ｂに限定されるものではなくて、設計条件及び状況によって多様な締結構造が適用されることができる。
【０１３３】
前記のように回転ドラム１５０の長さが軸方向に調節されれば、ガイド溝部１５２の位置が変更されるために、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０の位置も変更されることができる。すなわち、回転ドラム１５０の長さが短くなれば、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０との間の間隔が減少されるので、作動空間（Ｓ）の大きさが減少されることができる。反面に、回転ドラム１５０の長さが増えれば、第１ピストン１２０と第２ピストン１３０との間の間隔が増加されるので、作動空間（Ｓ）の大きさが増大されることができる。よって、回転ドラム１５０の長さを調整することで、クランクレスエンジンの性能を効果的に変更することができる。
【０１３４】
図２１は、本発明のまた他の実施例によるクランクレスエンジンが示された正面図である。図２１で、図１乃至図１３に示された参照符号と同一類似な参照符号は等しい部材を示す。以下では、図１乃至図１３に示されたクランクレスエンジン１００と相異な点を中心に敍述するようにする。
【０１３５】
図２０に示されたクランクレスエンジン７００が図１乃至図１３に示されたクランクレスエンジン１００と相異な点は、回転ドラム１５０に単数個のシリンダー７１０とピストン７２０だけが具備されるという点が相異である。
【０１３６】
したがって、図２０のクランクレスエンジン７００は、図１乃至図１３のクランクレスエンジン１００と異なり２つのピストン１２０、１３０を使用する必要性がない小型エンジンに適用されることができる。
【０１３７】
以上のように本発明の一実施例では、具体的な構成要素などのような特定事項らと限定された実施例及び図面によって説明されたが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものであるだけで、本発明は、前記の実施例に限定されるものではなくて、本発明が属する分野で通常的な知識を持った者なら、このような記載から多様な修正及び変形が可能である。よって、本発明の思想は説明された実施例に限って決まってはいけないし、後述する特許請求範囲だけではなく、この特許請求範囲と均等であるか、または等価的変形があるすべてのものなどは、本発明思想の範疇に属するといえるであろう。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本文に含まれている。
【０１３９】
【図３】
2013505397.tif 000003
【図８】
2013505397.tif 000004
【図９】
2013505397.tif 000005
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2013505397.tif 000008
【図１９（ａ）】
2013505397.tif 000009
【図１９（ｂ）】
2013505397.tif 000010
【図１９（ｃ）】
2013505397.tif 000011
【図１９（ｄ）】
2013505397.tif 000012
【図１９（ｅ）】
2013505397.tif 000013
【図１９（ｆ）】
2013505397.tif 000014
【図１９（ｇ）】
2013505397.tif 000015
【図１９（ｈ）】
2013505397.tif 000016
【図１９（ｉ）】
2013505397.tif 000017
【図１】
2013505397.tif 000018
【図２】
2013505397.tif 000019
【図４】
2013505397.tif 000020
【図５】
2013505397.tif 000021
【図６】
2013505397.tif 000022
【図７】
2013505397.tif 000023
【図１３】
2013505397.tif 000024
【図１４】
2013505397.tif 000025
【図１５】
2013505397.tif 000026
【図１６】
2013505397.tif 000027
【図１７】
2013505397.tif 000028
【図１８】
2013505397.tif 000029
【図２０】
2013505397.tif 000030
【図２１】
2013505397.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月25日(2011.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブと排気バルブが配置される吸排気部が中間に形成されたシリンダーと、
前記シリンダーの一側に往復移動可能に具備された第１ピストンと、
前記吸排気部を中心に前記第１ピストンと対向されるように配置されるように前記シリンダーの他側に往復移動可能に具備された第２ピストンと、
前記吸排気部に具備されて、前記シリンダーと前記第１ピストン及び前記第２ピストンとの間に形成された作動空間が最小の大きさで形成される時に前記作動空間の内部で燃料を爆発させる燃料爆発装置と、及び
前記シリンダーと平行に配置されて、前記第１ピストンと前記第２ピストンの往復移動時に前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動力によって回転される回転ドラムと、を含んで、
前記第１ピストンと前記第２ピストンは、前記作動空間を同時に圧縮させるか、または膨張させることができるように前記シリンダーに沿ってお互いに反対方向に駆動されるクランクレスエンジン。
【請求項２】
前記第１ピストンと前記第２ピストンには、前記回転ドラムを向けて突き出されたガイド突起が形成されて、
前記シリンダーの一側と他側には、前記ガイド突起が移動可能に貫通されるガイドホール部が形成されて、
前記回転ドラムの一側と他側には、前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動力を前記回転ドラムの回転力で転換させることができるように前記ガイド突起の端部が移動可能に挿入されるガイド溝部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項３】
前記第１ピストン及び前記第２ピストンは、前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動時に前記作動空間に前記ガイドホール部が露出しない形状で形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項４】
前記ガイド突起は、前記ピストンの外周に円周方向に沿って複数個が任意の角度で離隔されるように形成されて、
前記ガイドホール部は、前記ガイド突起らと対向される位置に複数個が形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項５】
前記ガイドホール部は、前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動を案内できるように前記ガイド突起の厚さと等しい幅で前記第１ピストン及び前記第２ピストンの移動方向に沿って長く形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項６】
前記ガイド溝部は、前記第１ピストンと前記第２ピストンの往復移動時に前記ガイド突起が前記回転ドラムを回転させることができるように前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って正弦波または変形正弦波のうちで少なくとも一つの閉曲線形状で形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項７】
前記ガイド突起の端部は、前記クランクレスエンジンの１サイクル作動時に単数個のサイクル溝部に沿って移動されて、
前記ガイド溝部は、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個のサイクル溝部らを連結した形状で形成されたことを特徴とする請求項６に記載のクランクレスエンジン。
【請求項８】
前記ガイド溝部の変曲部らは、前記第１ピストンと前記第２ピストンの移動方向が速かに変換されるように正弦波の変曲部より狭い範囲で大きい曲率でそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項６に記載のクランクレスエンジン。
【請求項９】
前記クランクレスエンジンは、４行程１サイクル機関であって、
前記ガイド溝部の変曲部らは、吸入行程で前記作動空間を最大で形成させることと共に排気行程で前記作動空間を最小で形成させるようにお互いに異なる位置にそれぞれ形成されることを特徴とする請求項６に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１０】
前記ガイド溝部は、前記燃料爆発装置の作動時点で前記ガイド突起と接触される面の接線及び前記ガイド突起の移動方向の間の角度が、０度ないし５０度を形成するように形成されたことを特徴とする請求項６に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１１】
前記吸排気部は、内部が中空された形状で形成されて、
前記吸排気部の内部は、前記シリンダーの断面積より小さな断面積で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン
【請求項１２】
前記燃料爆発装置は、前記作動空間の大きさが最小である時点で前記作動空間の内部で燃料ガスを噴射する燃料噴射器具を具備して、
前記作動空間の大きさが最小である時点では、前記作動空間内の空気が前記燃料ガスを自然着火させる温度で圧縮されることを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１３】
前記燃料爆発装置は、前記作動空間の大きさが最小である時点に前記作動空間内の燃料ガスを点火させる燃料点火器具を具備して、
前記作動空間の大きさが最小である時点では前記作動空間内の燃料ガスと空気が前記燃料ガスを完全燃消させる圧力で圧縮されることを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１４】
前記回転ドラムは、内部が中空された形状で形成されて、
前記回転ドラムの内部には、前記回転ドラムの回転力を変速させた後、外部に出力する変速出力部が具備されたことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１５】
前記変速出力部は、前記回転ドラムの回転速度を減速させる遊星ギアセットで形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１６】
前記回転ドラムは、前記ガイド溝部の位置を変更させることができるように軸方向で長さ調節が可能に形成されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１７】
前記シリンダーは、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個が任意の間隔でお互いに離隔されるように配置されたことを特徴とする請求項２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１８】
前記ガイド溝部は、前記シリンダーらと等しい個数で形成されて、
前記回転ドラムには、前記ガイド溝部らが円周方向に沿ってお互いに連結された形状で形成されたことを特徴とする請求項１７に記載のクランクレスエンジン。
【請求項１９】
前記ガイド溝部は、前記シリンダーらの個数より多いか、または少ない個数で形成されて、
前記回転ドラムには、前記ガイド溝部らが円周方向に沿ってお互いに連結された形状で形成されたことを特徴とする請求項１７に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２０】
前記シリンダーらは、前記回転ドラムの長さ方向に沿って離隔された複数の位置にそれぞれ具備されて、
前記ガイド溝部らは、前記シリンダーらと対応される前記回転ドラムの外周にそれぞれ形成されたことを特徴とする請求項２３に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２１】
前記クランクレスエンジンは、
前記シリンダーまたはエンジンケースに配置されて、前記回転ドラムの回転角度によって前記排気バルブと前記吸気バルブとの開閉を調節するバルブ開閉装置と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２２】
前記バルブ開閉装置は、
前記回転ドラムの外周に突き出されたドラム突起部と、
前記シリンダーの外部または前記エンジンケースに回転可能に具備されて、前記排気バルブの端部または前記吸気バルブの端部に一側が配置されたバルブ開閉部と、及び
前記バルブ開閉部の他側と前記ドラム突起部との間に具備されて、前記回転ドラムの回転時に前記バルブ開閉部を回転させて前記吸気バルブまたは前記排気バルブを開閉させる開閉調節部と、を具備することを特徴とする請求項２１に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２３】
前記バルブ開閉部または前記開閉調節部のうちで少なくとも一つは、前記吸気バルブと前記排気バルブの開閉時点を調節できるように前記シリンダーまたは前記エンジンケースに位置変更が可能に具備されたことを特徴とする請求項２２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２４】
前記ドラム突起部は、前記回転ドラムのお互いに異なる位置に配置された吸気用ドラム突起部及び排気用ドラム突起部で形成されて、
前記吸気用ドラム突起部及び前記排気用ドラム突起部は、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿って複数個が形成されたことを特徴とする請求項２２に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２５】
前記開閉調節部は、前記回転ドラムの回転時に前記ドラム突起部が形成された前記回転ドラムの外周に端部が移動可能に接触されるように前記バルブ開閉部の他側に突き出された開閉調節突起で形成されたことを特徴とする請求項２４に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２６】
前記開閉調節部は、
前記バルブ開閉部と前記回転ドラムとの間に配置された移動ガイドと、及び
前記移動ガイドに移動可能に具備されて、前記バルブ開閉部の他側及び前記回転ドラムの外周に両端が配置された開閉調節ロッドと、
で形成されたことを特徴とする請求項２４に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２７】
前記ドラム突起部は、前記回転ドラムのお互いに異なる位置に配置された吸気用ドラム突起部及び排気用ドラム突起部で形成されて、
前記吸気用ドラム突起部及び前記排気用ドラム突起部は、前記回転ドラムの外周に円周方向に沿ってギア形状で形成されたことを特徴とする請求項２４に記載のクランクレスエンジン。
【請求項２８】
前記開閉調節部は、
前記ドラム突起部に結合されたカムギアと、及び
前記カムギアの回転軸に具備されて、前記バルブ開閉部の他側にスライディング可能に接触された開閉調節カムと、
で形成されたことを特徴とする請求項２７に記載のクランクレスエンジン。
【国際調査報告】
2013505397.tif 000032
2013505397.tif 000033
2013505397.tif 000034
2013505397.tif 000035