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JPS60539B2 - piston-in-piston engine - Google Patents

piston-in-piston engine

Info

Publication number
JPS60539B2
JPS60539B2 JP6287079A JP6287079A JPS60539B2 JP S60539 B2 JPS60539 B2 JP S60539B2 JP 6287079 A JP6287079 A JP 6287079A JP 6287079 A JP6287079 A JP 6287079A JP S60539 B2 JPS60539 B2 JP S60539B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
engine
stroke volume
vent
connecting rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP6287079A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56115824A (en
Inventor
太 舌津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP6287079A priority Critical patent/JPS60539B2/en
Publication of JPS56115824A publication Critical patent/JPS56115824A/en
Publication of JPS60539B2 publication Critical patent/JPS60539B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジン・ピストンの行程容積変化を図る内
・外側2重構造ピストンを1本のコンロッドでピストン
活動させるエンジンに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an engine in which an inner/outer double structure piston is activated by a single connecting rod to change the stroke volume of the engine piston.

自動車等のエンジンは、軌条上を駆動する電車等が全走
行距離の1/視鰯こ駆動電力を使用し残余の2′3崖を
慣性走行できるのと異り、発進時より到達時までエンジ
ンへの燃料の供給は片時も休みなく行われなければなら
ない。
Unlike trains, etc., which are driven on rails and run on rails, they can travel by inertia over the remaining 2'3 cliff using 1/1 of the total travel distance. The supply of fuel must be continued without interruption.

しかし仮にピストンの行程容積が2000ccのエンジ
ンを搭載する自動車が、静止状態より発進し急激に加速
して行くためには2000ccのエンジンを必要とする
かもしれないが、既にある高速度に到達し以後はたゞこ
れを継続するのみの段階ではもはや2000ccのエン
ジンは必要とせず1500cc否1000cc或はそれ
以下のエンジンでも充分まにあう筈である。
However, if a car is equipped with an engine with a piston stroke volume of 2000cc, it may need a 2000cc engine to start from a standstill and rapidly accelerate, but once it reaches a certain high speed, At the stage of just continuing this, a 2000cc engine is no longer necessary, and a 1500cc, 1000cc, or smaller engine should be sufficient.

このことは我々が日常よく経験するつぎの事例、即ち回
転しろまじめるまでは非常に重くて大さし、回転軸上の
ある回転体等も、ひとたび回転させてしまえば1本の指
の加速で充分その回転を継続させることができるのを見
ても明白である。
This can be seen in the following example that we often experience in daily life: a rotating body that is very heavy and large until it starts rotating, and once it rotates, the acceleration of a single finger. It is clear that this is sufficient to continue the rotation.

ところが自動車等に大・小2種類のエンジンを搭載する
ことは経済的にも技術的にも非常に困難で、全てやむを
えないこと)してその不経済性を黙認してきたものであ
る。そこで本発明のピストン内ピストンエンジンは、自
動車等のエンジンのピストンを内・外側2重機造にして
これらを1本のコンロッドでピストン活動させ、発進時
や急激な加速時等のエンジンの高出力を必要とする場合
には内・外側両ピストンによる大行程容積の爆発を、そ
して既にある高速度に到達し以後はたゞこれを継続する
のみのエンジンの高速回転は必要なもの)大行程容積の
爆発が必要でなくなった場合には、その高速回転はその
ま〉継続しながら瞬間的に内側ピストンのみによる小行
程容積の爆発に移行できると云うピストンの行程容積の
変化で貴重な消費燃料の節約を図るようにしたものであ
る。
However, it is economically and technically very difficult to install two types of engines, large and small, in automobiles, etc., and the uneconomical nature of this process has been tacitly acknowledged. Therefore, the piston-within-a-piston engine of the present invention makes the piston of an engine such as an automobile have an inner and outer double mechanism, and activates the piston with a single connecting rod, thereby increasing the engine's high output when starting or rapidly accelerating. If necessary, the explosion of a large stroke volume by both the inner and outer pistons, and the high speed rotation of the engine that has already reached a certain high speed and then only continues this is necessary) When explosion is no longer necessary, the piston's stroke volume changes, allowing the piston to instantly shift to a small stroke volume explosion using only the inner piston while continuing its high-speed rotation, saving valuable fuel consumption. It was designed to achieve this.

つぎに図面について詳述すると、第1図に示す如き従来
からのエンジンは、点火栓や吸・排気弁等を有するシリ
ンダーヘッド1が円筒形のシリンダー2の1端面を覆い
固着し、他端面の開□部内側よりはピストンリング等を
有して気密を保ちながらシリンダー2内部を糟動するピ
ストン3がコンロツド4を介して同開□部の外側部に相
対するよう設けたクランク軸受6上に回転するクランク
装置のクランクピン5に連結し、シリンダm2内部をピ
ストン3がシリンダーヘッド1方向に圧縮してきた燃料
と空気の混合ガスにシリンダーヘッド1上の点火栓が点
火・爆発させると、その高温・高圧の爆発力はコンロツ
ド4を介してクランク装置に伝達されクランクピン5が
軌跡円7を画く回転力として外部に伝達されるものであ
った。さて本発明のピストン内ピストンエンジンは一例
を第2図第4図第6図に示す如くシリンダー9内部に直
接ピストン隊合する円筒形の外側ピストン12と「その
内部にピストン鉄合し連結するフランジ部がまたシリン
ダー9内部にピストン鉄合している内側ピストン11と
の組合せで内・外側2重構造ピストンを形成し、外側ピ
ストン12の1端面部に接する内側ピストン11連結の
フランジ部の数箇所には第2図第3図及び第7図に示す
如きくぼみ穴16を設ける。又クランクピン17が上死
点に到達したときのこれらの各くぼみ穴161こ相対す
るシリンダー9外周部上には、第4図第5図及び第7図
に示す如く内部に夫々先端部のとSIされたパイプ状の
通気栓13をピストン隊合ごせている円筒形の保持管1
4を放射状に設ける。
Next, to explain the drawings in detail, in a conventional engine as shown in FIG. From the inside of the opening □, a piston 3 that moves inside the cylinder 2 while maintaining airtightness with a piston ring etc. is mounted on a crank bearing 6 provided so as to face the outside of the opening □ via a connecting rod 4. When the ignition plug on the cylinder head 1 ignites and explodes the mixed gas of fuel and air that is connected to the crank pin 5 of the rotating crank device and compressed by the piston 3 inside the cylinder m2 in the direction of the cylinder head 1, the high temperature - The high-pressure explosive force was transmitted to the crank device via the connecting rod 4, and was transmitted to the outside as a rotational force that caused the crank pin 5 to draw a locus circle 7. Now, an example of the piston-within-piston engine of the present invention is as shown in FIGS. 2, 4, and 6, which includes a cylindrical outer piston 12 that is directly engaged with the piston inside the cylinder 9, and a flange that is connected to the inside of the piston. In combination with the inner piston 11 which is also piston-coupled with the inside of the cylinder 9, an inner/outer double structure piston is formed. are provided with recessed holes 16 as shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG. As shown in FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 7, there is a cylindrical holding tube 1 in which pipe-shaped ventilation plugs 13 each having an SI at the tip are arranged in a piston formation.
4 are provided radially.

又各保持管14内の各通気栓13の先端部近くには夫々
通気孔15を関口させ、これらの各通気孔15が各保持
管14内にあるときは外部との通気がはばまれ、各保持
管14外に突出した場合には自由に外部と通気できるよ
うになっている。
Further, a vent hole 15 is provided near the tip of each vent plug 13 in each holding tube 14, and when these vent holes 15 are in each holding tube 14, ventilation with the outside is blocked. When each holding tube 14 protrudes outside, it can freely vent to the outside.

このように構成した本発明のピストン内ピストンエンジ
ンに於て、先ず第2図第3図に示す如く各通気栓13が
各保持管14内にあって外部との通気がはばまれている
ときには、内・外側両ピストン11・12は共に強力に
押返えされる爆発行程や外側ピストン12が内側ピスト
ン11連結のフランジ部に押されて移動する圧縮・排気
の各行程は云うに及ばず、外側ピストン12を置き去り
にしようとする吸気行程に於ても外側ピストン12端面
部と内側ピストン11連結のフランジ部との間に外気が
導入されないので内・外側両ピストンー軍・12は一体
となって1本のコンロッド10でピストン活動を行う効
果があり、ピストンの行程容積は大きく発進時や急激な
加速時等の強大なヱンジン出力の要請に答えることがで
きる。又目同車等が既にある高速度に到達し以後はたゞ
これを継続するのみのエンジンの高速回転は必要なもの
)大行程容積の爆発を必要としなくなった場合には、ク
ランクピン17が上死点に到達した排気行程終了時に第
4図第5図及び第7図に示す如く各保持管14内の各通
気栓13を自動車のスターター等に見られる電磁スイッ
チの如く瞬間的に内側ピストン11連結のフランジ部の
各くぼみ穴16内に突出させれば、第6図に示す如く外
側ピストン12のピストン活動は突出した各通気栓13
にはゞまれて停止すると同時に各通気栓13上の各通気
孔15よりいっせいに外気が導入されたり排出されたり
して内側ピストン11のみによる小行程容積の爆発が同
じく1本のコンロッド10で行われ、目的とするピスト
ンの行程容積の小容積化が容易に行われると共に、各通
気孔15よりの外気の導入。排出によって内側ピストン
11の冷却作用も良好に行われる効果がある。たゞしこ
の場合、外側ピストン12両端面部とシリンダーヘッド
8及び内側ピストン11連結のフランジ部との間に耐熱
性のコイルスプリング等を挿入して無用の移動・衝激を
防止する必要がある。更に又再び強大なエンジン出力が
必要となった場合には、前記同様の排気行程終了時に各
くぼみ穴16より各通気栓13をいっせいに引き上げて
外気の導入・排出を絶てば、前述の効果によって内・外
側両ピストン11112はまた一体となって同じく1本
のコンロツド10で大行程容積のピストン活動を容易に
行うことができる。
In the piston-within-piston engine of the present invention constructed in this manner, first, as shown in FIGS. 2 and 3, when each ventilation plug 13 is located within each holding tube 14 and ventilation with the outside is blocked, In addition to the explosion stroke in which both the inner and outer pistons 11 and 12 are strongly pushed back, and the compression and exhaust strokes in which the outer piston 12 is pushed by the flange connected to the inner piston 11, the outer Even during the intake stroke when the piston 12 is left behind, the outside air is not introduced between the end surface of the outer piston 12 and the flange connected to the inner piston 11, so both the inner and outer pistons 12 are integrated into one. The connecting rod 10 has the effect of performing piston action, and the stroke volume of the piston is large, making it possible to respond to the request for powerful engine output at the time of starting or rapid acceleration. In addition, when the same vehicle has already reached a certain high speed and the engine does not need to run at high speed to continue this speed, the crank pin 17 is no longer required. At the end of the exhaust stroke when the top dead center is reached, as shown in FIGS. 6, the piston action of the outer piston 12 is caused by the protruding vent plugs 13, as shown in FIG.
At the same time as the piston stops, outside air is simultaneously introduced and exhausted from each vent hole 15 on each vent plug 13, and an explosion of a small stroke volume by only the inner piston 11 is also performed by one connecting rod 10. In addition, the intended stroke volume of the piston can be easily reduced, and outside air can be introduced through each vent hole 15. The effect of the discharge is that the inner piston 11 is effectively cooled. However, in this case, it is necessary to insert heat-resistant coil springs or the like between both end surfaces of the outer piston 12 and the flange portions connecting the cylinder head 8 and the inner piston 11 to prevent unnecessary movement and impact. Furthermore, if a strong engine output is required again, the above effect can be achieved by pulling up each vent plug 13 from each recessed hole 16 at once at the end of the exhaust stroke to cut off the introduction and exhaust of outside air. Both the inner and outer pistons 11112 are also integrated to facilitate large stroke volume piston action with the same connecting rod 10.

このように本発明のピストン内ピストンエンジンは、そ
のエンジンの回転を継続したま)ピストンの行程容積を
相互に自由に変化させることができるので大・小2種類
のエンジンを搭載しているのと全く同じ効果を発揮し特
に高速道路や長距離のドライブ等に於て貴重な消費燃料
の節約を図りうると共に、従来からのエンジンが大ピス
トン行程容積のみの爆発・排気で空間中にまきちらして
きた排気ガス公害物質を著しく減少させることができる
効果もある。
In this way, the piston-in-piston engine of the present invention can freely change the stroke volume of the piston while the engine continues to rotate, so it can be used with two types of engines, large and small. It has exactly the same effect and can save valuable fuel consumption, especially on highways and long distance drives, and conventional engines only explode and exhaust the large piston stroke volume, which scatters it all over the space. It also has the effect of significantly reducing exhaust gas pollutants.

なお、本明細書記載例では外側ピストン12のピストン
活動をその1端面部に突出する数箇の各通気栓13によ
って停止すると同時に同先端部近くの各通気孔15より
の通気によって内側ピストン11のみのピストン活動を
可能にしているが、また別の例として外側ピストン12
のピストン活動をその端薗部以外の中間円周部上に設け
たV字形断面の溝内に穣状の止金具を突出させて停止す
ると同時に別に設けた弁装置を働かせて通気を行っても
同一目的を達成することができる。
In the example described in this specification, the piston activity of the outer piston 12 is stopped by several ventilation plugs 13 protruding from one end surface thereof, and at the same time only the inner piston 11 is stopped by ventilation from each ventilation hole 15 near the tip end thereof. As another example, the outer piston 12
The same effect can be achieved even if the piston action is stopped by protruding a cone-shaped stopper into a groove with a V-shaped cross section provided on the intermediate circumferential part other than the end part, and at the same time a separately provided valve device is operated to vent the piston. Able to achieve purpose.

又、本明細書では4行程エンジンについて述べているが
、本発明のものは2行程エンジンやデイゼルェンジン等
についても同様に応用しその消費燃料の節約と排気ガス
公害物質の減少とを図ることができる。
Further, although this specification describes a four-stroke engine, the present invention can be similarly applied to two-stroke engines, diesel engines, etc. to save fuel consumption and reduce exhaust gas pollutants. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来からのエンジンの第2図第4図第6図は本
発明のエンジンの夫々横断面説明図であり、これら本発
明図のうち第2図は内・外側両面ピストンによるピスト
ン活動の状況と第3図がその一部の詳細図、第4図は外
側ピストンのピストン活動が停止された瞬間の状況と第
5図がその一部の詳細図、そして第6図は内側ピストン
のみによるピストン活動の状況を表し、また第7図は上
記第4図の停止瞬間時に於ける通気栓付近の縦断面説明
図である。 1・8……シリンダーヘッド、2・9……シリンダー、
3……ピストン、11……内側ピストン、12・・・…
外側ピストン、4・10.・…・コンロツド、5・17
……クランクピン「6・18……クランク軸受、7・1
9…・・・軌跡円、13・・・・・・通気栓、14…・
・・保持管、15・…・・通気孔、16・・・…くぼみ
穴。 ※ヱ図 ※え図 ※3図 多4図 務ナ図 努6図 髪ワ図
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory diagram of a conventional engine; FIG. 2, FIG. 4, and FIG. 6 are cross-sectional views of an engine according to the present invention. Figure 4 shows the situation at the moment when the piston activity of the outer piston is stopped and Figure 5 shows a detailed diagram of a part of it, and Figure 6 shows only the inner piston. FIG. 7 is an explanatory longitudinal cross-sectional view of the vicinity of the vent plug at the moment of stop in FIG. 4. 1.8...Cylinder head, 2.9...Cylinder,
3... Piston, 11... Inner piston, 12...
Outer piston, 4.10. ...conrod, 5/17
...Crank pin "6.18 ... Crank bearing, 7.1
9... Locus circle, 13... Ventilation plug, 14...
...Holding pipe, 15...Vent hole, 16...Recessed hole. ※Fig.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エンジン・シリンダー内の内・外側2重構造ピスト
ンを1本のコンロツドでピストン活動させ、そのエンジ
ンの回転は継続しながら瞬間的に内側ピストンのみによ
るピストン活動へ或は再び内・外側両ピストンによるピ
ストン活動へ相互に自由に移行できるようにしたのを特
徴とするピストン内ピストンエンジン。
1 The inner and outer double structure pistons in the engine cylinder are activated by one connecting rod, and while the engine continues to rotate, the piston action is instantaneously changed to only the inner piston, or again to both the inner and outer pistons. A piston-within-a-piston engine characterized by the ability to freely shift between piston activities.
JP6287079A 1979-05-21 1979-05-21 piston-in-piston engine Expired JPS60539B2 (en)

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JPS56115824A JPS56115824A (en) 1981-09-11
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ID=13212731

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JPS58195026A (en) * 1982-05-07 1983-11-14 「あ」 協意 Volume changeable energy saving cylinder
US8746128B2 (en) * 2011-03-01 2014-06-10 Tonand Brakes Inc. Variable displacement piston-in-piston hydraulic unit

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JPS56115824A (en) 1981-09-11

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