JP2002286020A - Crank mechanism of reciprocating engine - Google Patents

Crank mechanism of reciprocating engine

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JP2002286020A
JP2002286020A JP2001088913A JP2001088913A JP2002286020A JP 2002286020 A JP2002286020 A JP 2002286020A JP 2001088913 A JP2001088913 A JP 2001088913A JP 2001088913 A JP2001088913 A JP 2001088913A JP 2002286020 A JP2002286020 A JP 2002286020A
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JP
Japan
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gear
link
arm
main shaft
piston
Prior art date
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Application number
JP2001088913A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeo Matsumoto
武雄 松本
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Landscapes

  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crank mechanism of a reciprocating engine capable of improving durability by preventing partial wear of a piston 31 and cylinder 33. SOLUTION: The crank mechanism of the reciprocating engine is comprised of arms 12 and 12 attached to main shaft 11 and 11, links 13 and 13 connecting the arms 12 and 12 with a connecting rod 32 of a piston 31, and a driving mechanism 20. The driving mechanism 20 rotatably drives the links 13 and 13 within a reverse direction around a connecting position with the arms 12 and 12 at double angular velocity against the arms 12 and 12. Upon maintaining the connecting rod 32 in a centerline C of the cylinder 33, the connecting rod 32 cannot be oscillated in proportion to reciprocating motion of the piston 31.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンや、ポ
ンプ、圧縮機などの耐久性を向上させることができる往
復運動機関のクランク機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crank mechanism of a reciprocating engine capable of improving durability of an engine, a pump, a compressor, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ピストンの往復運動を利用するガソリン
エンジン、ディーゼルエンジンや、ポンプ、圧縮機等の
往復運動機関には、主軸をピストンに連結するクランク
シャフトが組み込まれている。
2. Description of the Related Art A reciprocating engine such as a gasoline engine, a diesel engine, a pump, a compressor, etc., utilizing a reciprocating motion of a piston incorporates a crankshaft for connecting a main shaft to a piston.

【0003】すなわち、クランクシャフトは、軸心から
所定の偏心距離だけ離れた位置にピストンの連結ロッド
を連結し、シリンダ内のピストンの往復運動を回転運動
に変換し、または主軸の回転運動をピストンの往復運動
に変換することができる。
[0003] That is, the crankshaft is connected to a connecting rod of the piston at a position away from the axis by a predetermined eccentric distance, and converts the reciprocating motion of the piston in the cylinder into a rotational motion, or converts the rotational motion of the main shaft into a piston motion. Can be converted into a reciprocating motion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、クランクシャフトは、ピストンの往復運動に伴
って連結ロッドを左右に揺動させるから、ピストンやシ
リンダに偏摩耗を生じ、耐久性を損うおそれがあるとい
う問題が避けられない。
According to the prior art, the crankshaft swings the connecting rod left and right with the reciprocating motion of the piston. The problem that there is a risk of inevitable is inevitable.

【0005】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、主軸に付設するアームと、アームをピ
ストンの連結ロッドに連結するリンクと、駆動機構とを
組み合わせることによって、ピストンやシリンダの偏摩
耗を防止し、耐久性を向上させることができる往復運動
機関のクランク機構を提供することにある。
In view of the above-mentioned problems in the prior art, an object of the present invention is to combine an arm attached to a main shaft, a link for connecting the arm to a connecting rod of the piston, and a drive mechanism to form a piston or a cylinder. An object of the present invention is to provide a crank mechanism of a reciprocating engine capable of preventing uneven wear and improving durability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、主軸に付設するアームと、アー
ムをピストンの連結ロッドに連結するリンクと、駆動機
構とを備えてなり、駆動機構は、アームの2倍の角速度
によりリンクをアームとの連結位置のまわりに逆方向に
回転駆動し、連結ロッドをシリンダの中心線上に保持す
ることをその要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a driving mechanism comprising: an arm attached to a main shaft; a link connecting the arm to a connecting rod of a piston; and a driving mechanism. The gist of the mechanism is to drive the link to rotate around the connecting position with the arm in the opposite direction at twice the angular velocity of the arm, and to hold the connecting rod on the center line of the cylinder.

【0007】なお、駆動機構は、主軸と同軸の駆動ギヤ
と、駆動ギヤに連結し、リンクを回転駆動する移動ギヤ
とを備えることができ、駆動ギヤは、増速機構を介して
主軸に連結することができる。
The driving mechanism can include a driving gear coaxial with the main shaft and a moving gear connected to the driving gear and rotating the link, and the driving gear is connected to the main shaft via a speed increasing mechanism. can do.

【0008】また、駆動機構は、主軸と同軸の固定ギヤ
と、中間ギヤを介して固定ギヤに連結し、リンクを回転
駆動する移動ギヤとを備えることができ、主軸と同軸の
固定のリングギヤと、リングギヤに連結し、リンクを回
転駆動する移動ギヤとを備えることができる。
The drive mechanism can include a fixed gear coaxial with the main shaft, and a moving gear connected to the fixed gear via an intermediate gear and driving the link to rotate. , A moving gear connected to the ring gear and rotationally driving the link.

【0009】さらに、駆動機構は、主軸と同軸の固定ス
プロケットと、固定スプロケットに連結し、リンクを回
転駆動する移動スプロケットとを備えてもよい。
Further, the drive mechanism may include a fixed sprocket coaxial with the main shaft, and a movable sprocket connected to the fixed sprocket and driving the link to rotate.

【0010】なお、アーム、リンクは、連結ロッドの両
側に、それぞれ一対を設けることができる。
A pair of arms and links can be provided on both sides of the connecting rod.

【0011】[0011]

【作用】かかる発明の構成によるときは、リンクは、駆
動機構を介し、アームの角速度の2倍の角速度により逆
方向に回転駆動され、連結ロッドをシリンダの中心線上
に保持するから、連結ロッドを揺動させることなく、ピ
ストンを往復運動させることができる。なお、アーム、
リンクは、シリンダの中心線上を往復運動する連結ロッ
ドを介し、ピストンの往復運動を主軸の回転運動に変換
し、または主軸の回転運動をピストンの往復運動に変換
する。また、ピストンのストロークは、アーム、リンク
の各有効長さの和の2倍に一致する。ただし、主軸は、
その軸心がシリンダの中心線に直交するように配設する
ものとする。
According to the structure of the present invention, the link is rotationally driven in the opposite direction by an angular velocity twice the angular velocity of the arm via the drive mechanism, and holds the connecting rod on the center line of the cylinder. The piston can be reciprocated without swinging. The arm,
The link converts the reciprocating motion of the piston into the rotational motion of the main shaft or the rotational motion of the main shaft into the reciprocating motion of the piston via a connecting rod that reciprocates on the center line of the cylinder. The stroke of the piston is equal to twice the sum of the effective lengths of the arm and the link. However, the spindle is
It is assumed that the axis is orthogonal to the center line of the cylinder.

【0012】駆動機構は、主軸と同軸の駆動ギヤと、移
動ギヤとを組み合わせ、駆動ギヤを主軸と同方向に、し
かも主軸より高速回転させることにより、移動ギヤを介
してアームの角速度の2倍の角速度によりリンクを逆方
向に回転させることができる。なお、駆動ギヤは、移動
ギヤに対して任意のギヤ比に設定することができ、移動
ギヤに対するギヤ比に応じて、主軸より高速の適切な角
速度により回転駆動すればよい。
The driving mechanism combines a driving gear coaxial with the main shaft and a moving gear, and rotates the driving gear in the same direction as the main shaft and at a higher speed than the main shaft, thereby doubling the angular velocity of the arm through the moving gear. The link can be rotated in the reverse direction by the angular velocity of. The drive gear can be set to an arbitrary gear ratio with respect to the moving gear, and may be driven to rotate at an appropriate angular speed higher than the main shaft according to the gear ratio with respect to the moving gear.

【0013】駆動ギヤは、増速機構を介して主軸に連結
することにより、増速機構を介して主軸より高速回転さ
せることができ、外部から駆動する必要がない。ただ
し、増速機構の増速比は、移動ギヤに対する駆動ギヤの
ギヤ比に従って適切に定めるものとする。
By connecting the drive gear to the main shaft via a speed increasing mechanism, the driving gear can be rotated at a higher speed than the main shaft via the speed increasing mechanism, and there is no need for external driving. However, the speed increasing ratio of the speed increasing mechanism is appropriately determined according to the gear ratio of the driving gear to the moving gear.

【0014】駆動機構は、主軸と同軸の固定ギヤと、中
間ギヤ、移動ギヤとを組み合わせることにより、主軸、
アームの回転に従い、移動ギヤを介して、アームの2倍
の角速度によりリンクを逆方向に回転させることができ
る。なお、固定ギヤは、移動ギヤに対してギヤ比2に設
定するものとする。
The drive mechanism combines a fixed gear coaxial with the main shaft, an intermediate gear, and a moving gear to form a main shaft,
As the arm rotates, the link can be rotated in the opposite direction via the moving gear at twice the angular velocity of the arm. The fixed gear is set to a gear ratio of 2 with respect to the moving gear.

【0015】駆動機構は、固定のリングギヤと移動ギヤ
とを組み合わせても、アームに対してリンクを2倍の角
速度により逆方向に回転させることができる。なお、リ
ングギヤは、移動ギヤに対してギヤ比2に設定する。
The drive mechanism can rotate the link in the opposite direction at twice the angular velocity with respect to the arm, even if a fixed ring gear and a movable gear are combined. The ring gear is set to a gear ratio 2 with respect to the moving gear.

【0016】また、駆動機構は、リングギヤ、移動ギヤ
に代えて、固定スプロケット、移動スプロケットを使用
しても、全く同様の動作を実現することができる。この
とき、固定スプロケットの有効径は、移動スプロケット
のそれの2倍に設定すればよい。
Further, the same operation can be realized by using a fixed sprocket and a moving sprocket instead of the ring gear and the moving gear as the driving mechanism. At this time, the effective diameter of the fixed sprocket may be set to twice that of the moving sprocket.

【0017】なお、各駆動機構の移動ギヤ、中間ギヤ、
移動スプロケットは、それぞれアーム上に回転自在に搭
載するものとする。
Note that the moving gear, intermediate gear,
The moving sprockets are each mounted rotatably on the arm.

【0018】連結ロッドの両側にそれぞれ一対を設ける
アーム、リンクは、連結ロッドを介してピストンを両支
持することができ、全体強度を向上させることができ
る。
The arm and the link, each of which has a pair on each side of the connecting rod, can support both pistons via the connecting rod, thereby improving the overall strength.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を以って発明の実施の
形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】往復運動機関のクランク機構は、主軸1
1、11に付設するアーム12、12と、アーム12、
12をピストン31の連結ロッド32に連結するリンク
13、13と、駆動機構20とを備えてなる(図1、図
2)。
The crank mechanism of the reciprocating engine has a main shaft 1
Arms 12 and 12 attached to 1 and 11;
It is provided with links 13 and 13 for connecting 12 to a connecting rod 32 of a piston 31 and a drive mechanism 20 (FIGS. 1 and 2).

【0021】ピストン31は、シリンダ33に往復運動
自在に組み込まれ、ピストン31には、ピストンピン3
1aを介して連結ロッド32が連結されている。ただ
し、主軸11、11は、共通の軸心C1 がシリンダ3
3、ピストン31の共通の中心線Cに対して直交するよ
うに配設されており、主軸11、11、アーム12、1
2、リンク13、13は、連結ロッド32の両側にそれ
ぞれ一対が設けられている。
The piston 31 is incorporated in a cylinder 33 so as to be able to reciprocate freely.
The connecting rod 32 is connected via 1a. However, the spindles 11 and 11 have a common shaft center C1 as the cylinder 3
3, disposed so as to be orthogonal to the common center line C of the piston 31, the main shafts 11, 11, the arms 12,
2. A pair of links 13 is provided on both sides of the connecting rod 32, respectively.

【0022】主軸11、11は、共通の軸心C1 上に相
対向して配置され、それぞれたとえばメタルブッシュ1
1aを介して固定フレーム15を回転自在に貫通してい
る。主軸11、11の相対向する軸端には、それぞれカ
ウンタウェイト12a付きのアーム12が同一角度に付
設されており、アーム12、12は、リンク13、1
3、軸13cを介して連結ロッド32に連結されてい
る。すなわち、アーム12、12、リンク13、13
は、軸13c、連結ロッド32を介してピストン31を
両支持するとともに、主軸11、11を連結している。
The main shafts 11, 11 are opposed to each other on a common shaft center C1.
The fixed frame 15 is rotatably penetrated through 1a. Arms 12 having counterweights 12a are respectively attached at the same angle to the opposite shaft ends of the main shafts 11, 11, and the arms 12, 12 are connected to the links 13, 1 respectively.
3. It is connected to the connecting rod 32 via the shaft 13c. That is, the arms 12, 12, the links 13, 13
Supports both the piston 31 via the shaft 13c and the connecting rod 32, and connects the main shafts 11, 11.

【0023】リンク13、13は、それぞれ軸13a、
メタルブッシュ13bを介してアーム12の先端部に回
転自在に連結され、共通の軸13c、メタルブッシュ1
3dを介して連結ロッド32に回転自在に連結されてい
る。ただし、各組のアーム12、リンク13は、主軸1
1、11、軸13a間の有効長さL1 、軸13a、13
c間の有効長さL2 =L1 に設定されている。
The links 13, 13 are respectively connected to shafts 13a,
The arm 12 is rotatably connected to the distal end of the arm 12 via a metal bush 13b.
It is rotatably connected to the connecting rod 32 via 3d. However, each set of arms 12 and links 13 is
1, 11, effective length L1 between shafts 13a, shafts 13a, 13
The effective length between c is set to L2 = L1.

【0024】駆動機構20は、主軸11と同軸の駆動ギ
ヤ21と、一方のリンク13のアーム12側の軸13a
に付設してアーム12に搭載する移動ギヤ22とを組み
合わせて構成されている。駆動ギヤ21は、補助軸23
に付設され、軸13aを介してアーム12に搭載する移
動ギヤ22に噛合している。なお、補助軸23は、メタ
ルブッシュ23aを介し、一方の主軸11に相対回転自
在に外装されている。
The drive mechanism 20 includes a drive gear 21 coaxial with the main shaft 11 and a shaft 13a on one side of the link 13 on the arm 12 side.
, And a moving gear 22 mounted on the arm 12. The driving gear 21 includes an auxiliary shaft 23
And meshes with a moving gear 22 mounted on the arm 12 via a shaft 13a. The auxiliary shaft 23 is rotatably mounted on one main shaft 11 via a metal bush 23a.

【0025】駆動ギヤ21は、増速機構40を介して一
方の主軸11に連結されている。増速機構40は、主軸
11と補助軸23とを連結するギヤ41、42、43、
44を備えて構成されている。なお、ギヤ41は、主軸
11に装着されており、ギヤ42、43は、メタルブッ
シュ45a、45aを介して固定フレーム15、15を
回転自在に貫通する中間軸45に装着されている。ま
た、ギヤ44は、補助軸23に装着されている。
The drive gear 21 is connected to one main shaft 11 via a speed increasing mechanism 40. The speed increasing mechanism 40 includes gears 41, 42, 43 for connecting the main shaft 11 and the auxiliary shaft 23,
44. The gear 41 is mounted on the main shaft 11, and the gears 42, 43 are mounted on an intermediate shaft 45 that rotatably passes through the fixed frames 15, 15 via metal bushes 45a, 45a. The gear 44 is mounted on the auxiliary shaft 23.

【0026】ただし、図1、図2において、中間軸45
は、便宜上互いに整合しない位置に図示されている。す
なわち、中間軸45は、アーム12、12、リンク1
3、13に接触しない位置に、主軸11、11と平行に
配置されておればよく、主軸11、11のまわりの任意
の位置に配置することができる。なお、増速機構40
は、主軸11、11が図1の矢印K1 方向に回転する
と、ギヤ41、42、中間軸45、ギヤ43、44、補
助軸23を介し、駆動ギヤ21を主軸11、11と同方
向に回転駆動することができる。
However, in FIG. 1 and FIG.
Are shown at positions that do not align with each other for convenience. That is, the intermediate shaft 45 is connected to the arms 12, 12, the link 1
What is necessary is just to arrange | position in parallel with the main shafts 11 and 11 in the position which does not contact 3 and 13, and can arrange | position at arbitrary positions around the main shafts 11 and 11. The speed increasing mechanism 40
When the main shafts 11, 11 rotate in the direction of arrow K1 in FIG. 1, the drive gear 21 rotates in the same direction as the main shafts 11, 11 via the gears 41, 42, the intermediate shafts 45, the gears 43, 44, and the auxiliary shaft 23. Can be driven.

【0027】駆動機構20は、移動ギヤ22に対して駆
動ギヤ21のギヤ比1に設定され、増速機構40は、主
軸11に対する駆動ギヤ21の増速比3に設定されてい
る。そこで、駆動ギヤ21は、主軸11、11、アーム
12、12が一体に回転すると(図3(A)の矢印K1
方向)、主軸11、11の3倍の角速度に増速されて同
方向に回転し、移動ギヤ22は、駆動ギヤ21に噛合し
ながら、アーム12の回転に従って駆動ギヤ21のまわ
りを公転する(同図の矢印K2 方向)。
The drive mechanism 20 is set at a gear ratio 1 of the drive gear 21 with respect to the moving gear 22, and the speed increase mechanism 40 is set at a speed increase ratio 3 of the drive gear 21 with respect to the main shaft 11. Then, when the main shafts 11, 11 and the arms 12, 12 rotate integrally, the drive gear 21 (arrow K1 in FIG. 3A).
Direction), the rotation speed is increased to three times the angular speed of the main shafts 11, 11, and rotates in the same direction. The moving gear 22 revolves around the driving gear 21 according to the rotation of the arm 12 while meshing with the driving gear 21 ( The direction of the arrow K2 in the figure).

【0028】このとき、移動ギヤ22は、駆動ギヤ21
を介して図3(A)の矢印K3 方向に回転し、アーム1
2、12、リンク13、13の連結位置のまわりにリン
ク13、13をアーム12、12と逆方向に回転駆動す
ることができる(同図の矢印K4 方向)。また、リンク
13、13は、移動ギヤ22に対する駆動ギヤ21のギ
ヤ比1であり、駆動ギヤ21が主軸11、11の3倍の
角速度により高速回転することによって、主軸11、1
1、アーム12、12の角速度の2倍の角速度により逆
方向に回転する(図3(A)〜(C))。
At this time, the moving gear 22 is
Through the arm 1 in the direction of arrow K3 in FIG.
The links 13 and 13 can be rotationally driven in the opposite direction to the arms 12 and 12 around the connection position of the links 12 and 13 and the links 13 and 13 (in the direction of the arrow K4 in the figure). The links 13, 13 have a gear ratio of 1 to the drive gear 21 with respect to the moving gear 22, and the drive gear 21 rotates at high speed at an angular velocity three times that of the main shafts 11, 11.
1. The arm 12 rotates in the opposite direction at an angular velocity twice the angular velocity of the arms 12 (FIGS. 3A to 3C).

【0029】そこで、主軸11、11を介してアーム1
2、12をピストン31に向けて中心線C上にセット
し、駆動ギヤ21、移動ギヤ22を介してリンク13、
13をアーム12、12の延長方向にセットすると(図
2、図4(A))、アーム12、12、リンク13、1
3は、連結ロッド32を介してピストン31を上死点に
位置させる。つづいて、主軸11、11を介してアーム
12、12を180°回転させると(図4(B)〜
(D)、図5(A))、ピストン31は、リンク13、
13、連結ロッド32を介して下死点に位置し、この間
において、リンク13、13は、駆動機構20を介して
アーム12、12と逆方向に360°回転し、連結ロッ
ド32を中心線C上に保持している。また、主軸11、
11を介してアーム12、12をさらに180°回転さ
せると(図5(B)〜(D)、図4(A))、ピストン
31は上死点に戻り、リンク13、13は、この間にお
いても連結ロッド32を中心線C上に保持することがで
きる。
Therefore, the arm 1 is connected via the main shafts 11, 11.
2 and 12 are set on the center line C toward the piston 31, and the link 13 is connected via the drive gear 21 and the moving gear 22.
When the arm 13 is set in the extending direction of the arms 12 and 12 (FIGS. 2 and 4A), the arms 12 and 12 and the links 13 and 1
3 positions the piston 31 at the top dead center via the connecting rod 32. Subsequently, when the arms 12, 12 are rotated by 180 ° via the main shafts 11, 11 (FIG. 4B).
(D), FIG. 5 (A)), the piston 31
13, located at the bottom dead center via the connecting rod 32, during which the links 13, 13 rotate 360 ° in the opposite direction to the arms 12, 12 via the drive mechanism 20 to move the connecting rod 32 to the center line C Holding on. Also, the spindle 11,
When the arms 12 and 12 are further rotated by 180 ° via 11 (FIGS. 5B to 5D and 4A), the piston 31 returns to the top dead center, and the links 13 and 13 Also, the connecting rod 32 can be held on the center line C.

【0030】すなわち、ピストン31は、連結ロッド3
2を揺動させることなく、シリンダ33内を往復運動す
ることができる。また、ピストン31のストロークは、
アーム12、12、リンク13、13の各有効長さL1
、L2 の和の2倍、すなわち2(L1 +L2 )になっ
ている。
That is, the piston 31 is connected to the connecting rod 3
2 can be reciprocated in the cylinder 33 without swinging. The stroke of the piston 31 is
Each effective length L1 of the arms 12, 12, the links 13, 13
, L2, that is, 2 (L1 + L2).

【0031】なお、駆動機構20は、移動ギヤ22に対
して駆動ギヤ21のギヤ比2に設定すると、駆動ギヤ2
1を主軸11、11の2倍の角速度により同方向に高速
回転させることにより、アーム12、12の2倍の角速
度により、リンク13、13をアーム12、12と逆方
向に回転駆動することができる(図6)。すなわち、駆
動ギヤ21は、たとえばアーム12、12が45°、9
0°回転する間に、移動ギヤ22を介してリンク13、
13を90°、180°だけ逆方向に回転させることが
できる(同図(A)〜(C))。なお、一般に、駆動ギ
ヤ21は、移動ギヤ22に対するギヤ比Mとすると、主
軸11、11に対する増速比R=(2+M)/M>1に
設定することにより(図7)、アーム12、12に対
し、リンク13、13を2倍の角速度により逆方向に回
転駆動することができる。
When the driving mechanism 20 is set to the gear ratio 2 of the driving gear 21 with respect to the moving gear 22, the driving gear 2
1 is rotated at a high speed in the same direction at twice the angular velocity of the main shafts 11, 11, so that the links 13, 13 can be rotationally driven in the opposite direction to the arms 12, 12 at a double angular velocity of the arms 12, 12. Yes (Figure 6). That is, the drive gear 21 has, for example, the arms 12, 12 at 45 °, 9
During the rotation by 0 °, the link 13 via the moving gear 22
13 can be rotated in the opposite direction by 90 ° and 180 ° (FIGS. (A) to (C)). In general, assuming that the drive gear 21 has a gear ratio M with respect to the moving gear 22, the speed increase ratio R with respect to the main shafts 11, 11 is set to R = (2 + M) / M> 1 (FIG. 7), whereby the arms 12, 12 In contrast, the links 13, 13 can be rotationally driven in the opposite direction at twice the angular velocity.

【0032】ただし、増速比Rの式の根拠は、次のとお
りである(図6)。主軸11、11、アーム12、12
の角速度ω1 とすると、駆動ギヤ21は、角速度ω2 =
Rω1 により回転し、移動ギヤ22は、アーム12、1
2の回転に従って角速度ω1により公転しながら駆動ギ
ヤ21によって駆動され、アーム12、12と駆動ギヤ
21との相対角速度(ω2 −ω1 )に基づいて回転駆動
される。すなわち、移動ギヤ22の角速度ω3 は、 ω3 =M(ω2 −ω1 ) …(1) である。そこで、主軸11、11に対する移動ギヤ22
の角速度ω3 を ω3 =2ω1 …(2) に規定すると、(1)、(2)式と、ω2 =Rω1 の式
とから、増速比Rの式を導くことができる。
However, the basis of the equation of the speed increase ratio R is as follows (FIG. 6). Spindles 11, 11, Arms 12, 12
Assuming that the angular velocity ω1 is the driving gear 21, the driving gear 21 has the angular velocity ω2 =
Rω1 and the moving gear 22
The drive gear 21 is driven by the drive gear 21 while revolving at the angular velocity ω1 in accordance with the rotation of 2, and is rotationally driven based on the relative angular velocity (ω2-ω1) between the arms 12, 12 and the drive gear 21. That is, the angular velocity ω3 of the moving gear 22 is ω3 = M (ω2−ω1) (1). Therefore, the moving gear 22 for the main shafts 11, 11
Is defined as ω3 = 2ω1 (2), the equation of the speed increase ratio R can be derived from the equations (1) and (2) and the equation of ω2 = Rω1.

【0033】以上の説明において、ピストン31、シリ
ンダ33をエンジンとして使用するとき、アーム12、
12、リンク13、13、連結ロッド32は、ピストン
31の往復運動を主軸11、11の回転運動に変換し、
圧縮機やポンプとして使用するとき、主軸11、11の
回転運動をピストン31の往復運動に変換することがで
きる。
In the above description, when the piston 31 and the cylinder 33 are used as an engine,
12, the links 13, 13 and the connecting rod 32 convert the reciprocating motion of the piston 31 into the rotational motion of the main shafts 11, 11,
When used as a compressor or a pump, the rotational movement of the main shafts 11, 11 can be converted into the reciprocating movement of the piston 31.

【0034】なお、増速機構40は、ギヤ41、42、
43、44に代えて、チェーンやタイミングベルトなど
を介して駆動ギヤ21を主軸11に連結してもよい。ま
た、メタルブッシュ11a、13b、13d、23a、
45aは、それぞれ必要に応じて適切なベアリングに代
えてもよい。さらに、アーム12、12、リンク13、
13は、それぞれ連結ロッド32の両側にそれぞれ一対
を設けるに代えて、一方の組を省略し、連結ロッド32
の片側にだけ設けてピストン31を片支持することがで
きる。
The speed increasing mechanism 40 includes gears 41, 42,
Instead of 43 and 44, the drive gear 21 may be connected to the main shaft 11 via a chain or a timing belt. Also, metal bushes 11a, 13b, 13d, 23a,
45a may be replaced with an appropriate bearing as needed. Further, the arms 12, 12, the link 13,
13 omits one pair instead of providing a pair on each side of the connecting rod 32,
The piston 31 can be supported on one side only.

【0035】[0035]

【他の実施の形態】図1において、駆動機構20の移動
ギヤ22は、軸13aを介し、アーム12、リンク13
の間に配設してもよい(図8)。駆動ギヤ21は、主軸
11に相対回転自在に内装する回転軸としての補助軸2
3の軸端に付設され、移動ギヤ22に噛合している。
[Other Embodiments] In FIG. 1, a moving gear 22 of a driving mechanism 20 is connected to an arm 12, a link 13 via a shaft 13a.
(FIG. 8). The drive gear 21 includes an auxiliary shaft 2 as a rotary shaft which is rotatably mounted on the main shaft 11.
3 and is engaged with the moving gear 22.

【0036】駆動機構20は、駆動ギヤ21に代えて、
主軸11、11と同軸の固定ギヤ24に中間ギヤ25、
移動ギヤ22を組み合わせて構成することができる(図
9)。ただし、図9(B)は、同図(A)のY−Y線矢
視相当図である。固定ギヤ24は、主軸11に内装する
固定軸24aの軸端に固定され、アーム12に回転自在
に搭載する中間ギヤ25を介して移動ギヤ22に連結さ
れている。また、固定ギヤ24は、移動ギヤ22に対し
てギヤ比2に設定されている。
The drive mechanism 20 is different from the drive gear 21 in that
An intermediate gear 25, a fixed gear 24 coaxial with the main shafts 11, 11,
It can be configured by combining the moving gears 22 (FIG. 9). However, FIG. 9B is a view corresponding to the line YY in FIG. 9A. The fixed gear 24 is fixed to a shaft end of a fixed shaft 24 a provided inside the main shaft 11, and is connected to the moving gear 22 via an intermediate gear 25 rotatably mounted on the arm 12. The fixed gear 24 is set to a gear ratio 2 with respect to the moving gear 22.

【0037】移動ギヤ22、中間ギヤ25は、主軸1
1、11を介してアーム12、12が回転すると(図9
(B)の矢印K1 方向)、固定ギヤ24のまわりを公転
する(同図(B)の矢印K2 方向)。このとき、中間ギ
ヤ25は、固定ギヤ24に噛合しながら公転することに
より、移動ギヤ22をアーム12と逆方向に回転させ
(同図(B)の矢印K3 方向)、移動ギヤ22は、アー
ム12に対してリンク13、13を2倍の角速度により
逆方向に回転駆動することができる。
The moving gear 22 and the intermediate gear 25 are
When the arms 12 and 12 rotate through the wheels 1 and 11 (FIG. 9)
(B) (in the direction of arrow K1), and revolves around the fixed gear 24 (in the direction of arrow K2 in FIG. 3B). At this time, the intermediate gear 25 revolves while meshing with the fixed gear 24, thereby rotating the moving gear 22 in the opposite direction to the arm 12 (in the direction of arrow K3 in FIG. 3B). The links 13 and 13 can be driven to rotate in the opposite direction at twice the angular velocity with respect to the link 12.

【0038】駆動機構20は、固定のリングギヤ26に
対し、アーム12上の移動ギヤ22を噛み合わせて構成
することもできる(図10)。ただし、図10(B)
は、同図(A)のZ−Z線矢視相当図である。内歯のリ
ングギヤ26は、主軸11、11と同軸に固定フレーム
15に固定されており、移動ギヤ22に対してギヤ比2
に設定されている。なお、移動ギヤ22の有効径Dは、
アーム12の有効長さL1 に対し、D=2L1 に設定さ
れているものとする。移動ギヤ22は、主軸11、11
を介してアーム12、12が回転すると(同図(B)の
矢印K1 方向)、リングギヤ26に噛合しながら公転し
(同図の矢印K2 方向)、リンク13、13をアーム1
2、12の2倍の角速度により逆方向に回転させること
ができる(同図の矢印K4 方向)。
The driving mechanism 20 may be configured by meshing the moving gear 22 on the arm 12 with the fixed ring gear 26 (FIG. 10). However, FIG.
FIG. 2 is a view corresponding to the arrow ZZ in FIG. The internal gear ring gear 26 is fixed to the fixed frame 15 coaxially with the main shafts 11, 11, and has a gear ratio of 2 with respect to the moving gear 22.
Is set to Note that the effective diameter D of the moving gear 22 is
It is assumed that D = 2L1 for the effective length L1 of the arm 12. The moving gear 22 includes the main shafts 11, 11
When the arms 12 and 12 rotate through the shaft (in the direction of the arrow K1 in FIG. 2B), they revolve while meshing with the ring gear 26 (in the direction of the arrow K2 in FIG.
It can be rotated in the opposite direction at an angular velocity twice that of 2, 12 (in the direction of arrow K4 in the figure).

【0039】なお、図10の駆動機構20は、移動ギヤ
22、リングギヤ26を組み合わせるに代えて、チェー
ンやタイミングベルトなどを介し、主軸11と同軸の固
定スプロケットと、リンク13、13を回転駆動する移
動スプロケットとを連結して構成してもよい。ただし、
主軸11側の固定スプロケットは、リンク13側の移動
スプロケットに対し、2倍の有効径に設定するものとす
る。
The drive mechanism 20 shown in FIG. 10 drives the fixed sprocket coaxial with the main shaft 11 and the links 13 and 13 via a chain or a timing belt instead of combining the moving gear 22 and the ring gear 26. The moving sprocket may be connected to be configured. However,
The fixed sprocket on the main shaft 11 side is set to have an effective diameter twice as large as the movable sprocket on the link 13 side.

【0040】この発明は、共通の軸心C1 上に複数組の
主軸11を設け、各組の主軸11ごとに連結ロッド3
2、アーム12、リンク13、駆動機構20を含むクラ
ンク機構を構成し、多気筒形のエンジンや圧縮機などを
構成することができる。なお、このときのシリンダ3
3、33…は、軸心C1 の方向に一列に配列して直列多
気筒形式としてもよく、軸心C1 のまわりに配列して星
形多気筒形式としてもよい。また、これらを組み合わ
せ、V形多気筒、対向多気筒を含む任意の多気筒形式に
構成することができる。
According to the present invention, a plurality of sets of main shafts 11 are provided on a common shaft center C1, and a connecting rod 3 is provided for each set of main shafts 11.
2. A crank mechanism including the arm 12, the link 13, and the drive mechanism 20 can be configured to configure a multi-cylinder engine or a compressor. In this case, the cylinder 3
. May be arranged in a line in the direction of the axis C1 to form an in-line multi-cylinder type, or arranged around the axis C1 to form a star-shaped multi-cylinder type. Further, these can be combined to form an arbitrary multi-cylinder type including a V-shaped multi-cylinder and an opposed multi-cylinder.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、主軸に付設するアームと、アームをピストンの連結
ロッドに連結するリンクと、駆動機構とを組み合わせる
ことによって、駆動機構は、アームに対し、リンクを2
倍の角速度により逆方向に回転駆動し、リンクを介して
連結ロッドをシリンダの中心線上に保持することができ
るから、ピストンの往復運動に伴って連結ロッドを揺動
させることがなく、ピストンやシリンダの偏摩耗を防止
して耐久性を大幅に向上させることができるという優れ
た効果がある。
As described above, according to the present invention, by combining the arm attached to the main shaft, the link connecting the arm to the connecting rod of the piston, and the drive mechanism, the drive mechanism is attached to the arm. On the other hand, link 2
Since the connecting rod can be held on the center line of the cylinder via the link by rotating in the opposite direction at twice the angular velocity, the connecting rod does not swing with the reciprocation of the piston, and the piston and cylinder Has an excellent effect that the uneven wear can be prevented and the durability can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 全体構成縦断面図FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the overall configuration.

【図2】 図1のX−X線矢視相当断面図FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. 1;

【図3】 動作説明図(1)FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation (1).

【図4】 動作説明図(2)FIG. 4 is an operation explanatory view (2).

【図5】 動作説明図(3)FIG. 5 is an operation explanatory view (3).

【図6】 動作説明図(4)FIG. 6 is an operation explanatory view (4).

【図7】 動作説明線図FIG. 7 is an operation explanatory diagram.

【図8】 他の実施の形態を示す模式構成図FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing another embodiment.

【図9】 他の実施の形態を示す模式構成説明図(1)FIG. 9 is a schematic structural explanatory view showing another embodiment (1).

【図10】 他の実施の形態を示す模式構成説明図
(2)
FIG. 10 is a schematic structural explanatory view showing another embodiment (2).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

C…中心線 11…主軸 12…アーム 13…リンク 20…駆動機構 21…駆動ギヤ 22…移動ギヤ 24…固定ギヤ 25…中間ギヤ 26…リングギヤ 31…ピストン 32…連結ロッド 33…シリンダ 40…増速機構 C ... Center line 11 ... Spindle 12 ... Arm 13 ... Link 20 ... Drive mechanism 21 ... Drive gear 22 ... Movement gear 24 ... Fixed gear 25 ... Intermediate gear 26 ... Ring gear 31 ... Piston 32 ... Connecting rod 33 ... Cylinder 40 ... Speed increase mechanism

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主軸に付設するアームと、該アームをピ
ストンの連結ロッドに連結するリンクと、駆動機構とを
備えてなり、該駆動機構は、前記アームの2倍の角速度
により前記リンクを前記アームとの連結位置のまわりに
逆方向に回転駆動し、連結ロッドをシリンダの中心線上
に保持することを特徴とする往復運動機関のクランク機
構。
1. An arm attached to a main shaft, a link connecting the arm to a connecting rod of a piston, and a driving mechanism, the driving mechanism connecting the link with an angular velocity twice as high as that of the arm. A crank mechanism of a reciprocating engine, wherein the crank mechanism is driven to rotate in a reverse direction about a connection position with an arm and holds a connection rod on a center line of a cylinder.
【請求項2】 前記駆動機構は、主軸と同軸の駆動ギヤ
と、該駆動ギヤに連結し、前記リンクを回転駆動する移
動ギヤとを備えることを特徴とする請求項1記載の往復
運動機関のクランク機構。
2. The reciprocating engine according to claim 1, wherein the drive mechanism includes a drive gear coaxial with the main shaft, and a moving gear connected to the drive gear and rotating the link. Crank mechanism.
【請求項3】 前記駆動ギヤは、増速機構を介して主軸
に連結することを特徴とする請求項2記載の往復運動機
関のクランク機構。
3. The crank mechanism for a reciprocating engine according to claim 2, wherein the drive gear is connected to the main shaft via a speed increasing mechanism.
【請求項4】 前記駆動機構は、主軸と同軸の固定ギヤ
と、中間ギヤを介して前記固定ギヤに連結し、前記リン
クを回転駆動する移動ギヤとを備えることを特徴とする
請求項1記載の往復運動機関のクランク機構。
4. The drive mechanism according to claim 1, wherein the drive mechanism includes a fixed gear coaxial with a main shaft, and a moving gear connected to the fixed gear via an intermediate gear to rotate the link. Reciprocating engine crank mechanism.
【請求項5】 前記駆動機構は、主軸と同軸の固定のリ
ングギヤと、該リングギヤに連結し、前記リンクを回転
駆動する移動ギヤとを備えることを特徴とする請求項1
記載の往復運動機関のクランク機構。
5. The driving mechanism according to claim 1, wherein the driving mechanism includes a fixed ring gear coaxial with the main shaft, and a moving gear connected to the ring gear and driving the link to rotate.
The crank mechanism of the reciprocating engine according to the above.
【請求項6】 前記駆動機構は、主軸と同軸の固定スプ
ロケットと、該固定スプロケットに連結し、前記リンク
を回転駆動する移動スプロケットとを備えることを特徴
とする請求項1記載の往復運動機関のクランク機構。
6. The reciprocating engine according to claim 1, wherein the drive mechanism includes a fixed sprocket coaxial with a main shaft, and a moving sprocket connected to the fixed sprocket and driving the link to rotate. Crank mechanism.
【請求項7】 前記アーム、リンクは、連結ロッドの両
側に、それぞれ一対を設けることを特徴とする請求項1
ないし請求項6のいずれか記載の往復運動機関のクラン
ク機構。
7. The arm and the link are provided as a pair on each side of a connecting rod.
A crank mechanism for a reciprocating engine according to claim 6.
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