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公開番号2025173652
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024079292
出願日2024-05-15
発明の名称小型化無振動機構機器
出願人国立大学法人名古屋工業大学
代理人
主分類F02B 57/00 20060101AFI20251120BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】Wankel式ロータリーエンジンの低・振動性と、ピストンエンジンの高・作動流体シール性(高効率)を兼ね備えたエンジン、ポンプ等や、無振動の機器を提供する無振動機構レイアウトである「包囲型ラジアルローターRゼロ放射状気筒配置」のエンジン等の機械において、コンパクト性を高める構造を提供すること。
【解決手段】無振動機構レイアウトである「包囲型ラジアルローターRゼロ放射状気筒配置」のエンジン等の機械において、クランク軸のクランクピンの偏心量の4倍以上のボア直径のシリンダー5を採用し、極ショートストローク構造に設定し、薄型ピストンを駆動するラジアルローター1aのラジアルライン面1gの長さをシリンダー5のボア直径の半分以下にして、ラジアルライン面1gをシリンダー有効部内に侵入するまで、シリンダー5を内側方向に寄せ、さらに特殊ベアリングの採用によりラジアルローター1aを小型化する。
【選択図】図1a
特許請求の範囲【請求項１】
「包囲型ラジアルローターＲゼロ放射型気筒配置」のエンジン、流体機械あるいは機械において、
「準八角形準２ｎ角形立体枠構造のボディー構造」、
「３本の平行クランクにより無自転円周公転運動する包囲型ラジアルローター」、
「薄型ピストンの裏面部とラジアルライン面の間で挟まれ転がる複数のころ」、
「裏面部にラック歯車を有する薄型ピストンとラック歯車を有するラジアルライン面の間で確実に転がる複数の歯車付きころ」、
「ピストンがラジアルローターから離れず摺動するピストンと包囲型ラジアルローターの間の摺動接続装置」、
「シリンダーの有効部にラジアルライン面が侵入する、シリンダーボア直径の半分より短い長さのラジアルライン面を有するラジアルローター」、
「シリンダーボア直径の４分の１以下の偏心量のクランク」、
「燃焼室に面する部分を低熱損失部材に置き換えたピストン」、
「クランク軸体が貫通するクランクホールを有するラジアルローター」ならびに、
「割りニードルベアリング」を具備することを特徴とする
「包囲型ラジアルローターＲゼロ放射型気筒配置」のエンジン、流体機械あるいは機械。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
「包囲型ラジアルローターＲゼロ放射型気筒配置」のエンジン、流体機械あるいは機械において、「準八角形準２ｎ角形立体枠構造のボディー構造」、
「３本の平行クランクにより無自転円周公転運動する包囲型ラジアルローター」、
「薄型ピストンの裏面部とラジアルライン面の間で挟まれ転がる複数のころ」、
「裏面部にラック歯車を有する薄型ピストンとラック歯車を有するラジアルライン面の間で確実に転がる複数の歯車付きころ」、
「ピストンがラジアルローターから離れず摺動するピストンと包囲型ラジアルローターの間の摺動接続装置」、
「シリンダーの有効部にラジアルライン面が侵入する、シリンダーボア直径の半分より短い長さのラジアルライン面を有するラジアルローター」、
「シリンダーボア直径の４分の１以下の偏心量のクランク」、
「燃焼室に面する部分を低熱損失部材に置き換えたピストン」、
「クランク軸体が貫通するクランクホールを有するラジアルローター」ならびに、
「割りニードルベアリング」の内、
少なくとも１以上を具備することを特徴とする、
「包囲型ラジアルローターＲゼロ放射型気筒配置」のエンジン、流体機械あるいは機械。
【請求項３】
「準八角形準２ｎ角形立体枠構造」
【請求項４】
「３本の平行クランクにより無自転円周公転運動する包囲型ラジアルローター」
【請求項５】
「裏面部にラック歯車を有する薄型ピストンとラック歯車を有するラジアルライン面の間で確実に転がる複数の歯車付きころ」を具備し、
「ピストンがラジアルローターから離れず摺動するピストンと包囲型ラジアルローターの間の摺動接続装置」
【請求項６】
「シリンダーボア直径の４分の１以下の偏心量のクランク」により無自転円周公転する、「シリンダーの有効部にラジアルライン面が侵入する、シリンダーボア直径の半分より短い長さのラジアルライン面を有するラジアルローター」
【請求項７】
「燃焼室に面する部分を低熱損失部材に置き換えたピストン」
【請求項８】
クランク軸体が貫通するクランクホールを有し、前記クランクホールに「割りニードルベアリング」により前記クランク軸体のクランクピンが回転接続される構造の機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型化無振動機構機器に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
例えばエンジンを例にとると、クランクシャフト、ピストンおよびコネクティングロッドを有する往復ピストン・エンジンは振動があり、高次の振動まで除去するのは困難であるが、ピストンリングによるシールは優れている。一方、Ｗａｎｋｅｌロータリー・エンジンは無振動ではあるが、流体のシールが難しく低効率である。
【０００３】
特許文献１には、往復ピストン式で高効率でありながら、コネクティングロッドを必要とせず、Ｗａｎｋｅｌロータリー・エンジンのように無振動である機構である「ベース・ラジアル機構」の原理、理論解析が提供され、気筒数に相当する「要素数ｎ」が２以上ならば、総重心位置を不変とし無振動化が可能なこと、ｎが３以上ならば、一定角速度での回転時に、総運動エネルギーを一定とし、滑らかな動作が可能なこと、が記載されている。
【０００４】
非特許文献１および非特許文献２では、特許文献１に記載の機構が公表された。
【０００５】
以下に、「ベース・ラジアル機構」の説明を、特許文献１をもとに、説明する。
【０００６】
実施例として、まず、２軸固定式に関する実施例が、第７実施形態（特許文献１の図５）、第８実施形態（特許文献１の図６）、第９実施形態（特許文献１の図７）および第１０実施形態（特許文献１の図８）が挙げられている。
【０００７】
つぎに、特許文献１の図９には「ベースライン固定ラジアル軸偏心回転型式：軸配置回転型式Ｂ」の幾何学的構成が示され、説明が行われた。特許文献１の図９を実機で実現する場合、回転軸を原点とする偏心量ｄの「クランクシャフト」等を用いて「ラジアルライン回転軸」を円周動作させることが考案された。このとき、振動を防止するためには、「静的カウンターウエイト）」ならびに「動的カウンターウエイト」を「クランクシャフト」の軸に設置すればよいことが記載されている。
【０００８】
この「ラジアルライン回転軸」を円周動作させることは、ベース・ラジアル機構においては、「ラジアルローター」の「非自転円周公転動作」を意味する。
【０００９】
この形式の第１１実施形態として、特許文献１の図１０に試作機の設計図が、特許文献１の図１１に試作機の外観写真が掲載された。この試作機が、燃料の燃焼のみの作用により回転を持続する「自立運転」に成功したことが、特許文献１の図１２の気筒内圧力変動データとともに記載されている。
【００１０】
なお、この試作機の設計パラメーターについて、以下の説明が記されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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