JP2007205364A - Crank shaft structure for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のクランク軸構造の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a crankshaft structure of an internal combustion engine.
内燃機関のクランク軸は、一体形クランク軸及び非一体形クランク軸としての組立形クランク軸が実用に供されている。
このうち、一体形クランク軸を利用したクランク軸構造として、クランクピンとコンロッド大端部の間にすべり軸受を介在させた軸受構造が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
Among these, as a crankshaft structure using an integral crankshaft, a bearing structure in which a slide bearing is interposed between a crankpin and a connecting rod large end is known (for example, see Patent Document 1).
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図8は従来の技術の基本構成を説明する図であり、クランク軸構造100は、コンロッド101のコンロッド本体102に大端部103を備え、この大端部103の内周面104に軸受部材105を設け、この軸受部材105にクランクピン106をあて、このクランクピン106にキャップ107を被せ、高張力ボルト108、108で大端部103に取り付けたものである。
Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
FIG. 8 is a diagram for explaining the basic configuration of the conventional technique. The
しかし、このような構成をもつクランク軸構造100において、クランクピン106を軸支するため、キャップ107が必要となり、コンロッド101の重量が嵩む。
コンロッド101は、ピストンの運動と共に高速で往復運動するものであり、往復運動によって、コンロッド101には大きな加速度が加わる。
コンロッドに加わる力は、コンロッドの質量と加速度との積で決まるので、コンロッドに加わる力を減少させることを目的とする場合、コンロッドの軽量化が望まれる。
However, in the
The connecting
The force applied to the connecting rod is determined by the product of the mass of the connecting rod and the acceleration. Therefore, when the purpose is to reduce the force applied to the connecting rod, it is desired to reduce the weight of the connecting rod.
本発明は、コンロッドの軽量化を可能とするクランクピン軸受構造を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a crankpin bearing structure that can reduce the weight of a connecting rod.
請求項1に係る発明は、大端部を備えるコンロッドと、このコンロッドを組み込むことができるようにクランクピンの一端がクランクアームから分割できるように構成した組立形クランク軸を備える内燃機関のクランク軸構造において、大端部は円弧形状に構成し、組立形クランク軸は、円弧形状の大端部を周回可能に収納する環状溝を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a crankshaft of an internal combustion engine comprising a connecting rod having a large end and an assembled crankshaft configured such that one end of a crankpin can be divided from a crank arm so that the connecting rod can be incorporated. In the structure, the large end portion is formed in an arc shape, and the assembly-type crankshaft includes an annular groove that accommodates the arc-shaped large end portion so as to be able to go around.
請求項1に係る発明では、コンロッドの大端部を円弧形状に構成したので、大端部を軽量化することができる。
仮に、組立形クランク軸において、大端部を円輪形状に構成すると、大端部は大きくなり重くなる。
また、一体形クランク軸において、大端部はキャップを用いて円輪形状に構成することになるため、大端部は大きくなり重くなる。
In the invention which concerns on Claim 1, since the big end part of the connecting rod was comprised in circular arc shape, the big end part can be reduced in weight.
If the large end of the assembled crankshaft is configured in an annular shape, the large end becomes large and heavy.
Further, in the integrated crankshaft, the large end portion is configured in an annular shape using a cap, so the large end portion becomes large and heavy.
この点、本発明では、コンロッドの大端部を円弧形状に構成したので、コンロッド大端部の小型化と大幅な軽量化を図ることが可能となる。
コンロッド大端部の大幅な軽量化によって、コンロッドを軽量化することができる。
従って、コンロッドの軽量化によって、エンジンの性能を高めることが可能となる。
In this respect, in the present invention, since the large end portion of the connecting rod is formed in an arc shape, the connecting rod large end portion can be reduced in size and greatly reduced in weight.
The connecting rod can be reduced in weight by significantly reducing the connecting rod large end.
Therefore, the performance of the engine can be improved by reducing the weight of the connecting rod.
また、大端部が円弧形状につき、クランクピンとの摺動面積が低減でき、以て、油膜の剪断に由来するフリクションを低減し、又、油量も減らすことができる。
更には、1つの環状溝に複数のコンロッドを保持させることが可能となり、シリンダがクランク軸に対し直角な面内に放射状に配置される、いわゆる、星形エンジンへの適用も可能である。
Further, since the large end portion has an arc shape, the sliding area with the crank pin can be reduced, so that the friction resulting from the shearing of the oil film can be reduced and the amount of oil can also be reduced.
Further, it is possible to hold a plurality of connecting rods in one annular groove, and the present invention can be applied to a so-called star engine in which cylinders are arranged radially in a plane perpendicular to the crankshaft.
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るクランク軸構造を利用した水平対向型2気筒エンジンの断面図である。
内燃機関10は、クランクケース11の左右にシリンダブロック12L、12R(Lは左、Rは右を示す添字である。以下同じ。)を設け、これらのシリンダブロック12L、12Rにシリンダヘッド13L、13Rを被せ、クランクケース11にクランクピン14、14を備えるクランク軸15を収納し、シリンダブロック12L、12Rのシリンダ16L、16Rにピストン17L、17Rを収納し、ピストン17L、17Rのピストンピン18L、18Rとクランクピン14、14の間をコンロッド19L、19Rで連結してなる水平対向型2気筒エンジンである。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a horizontally opposed two-cylinder engine using a crankshaft structure according to the present invention.
The
21L、21Rは、吸排気通路としての吸気ポート、22L、22Rは、排気ポート、23L、23Rは、吸気ポート21L、21Rの開閉を行う吸気弁、24L、24Rは、排気ポート22L、22Rの開閉を行う排気弁、25L、25Rはシリンダライナー、26L、26Rはピストンリング、27・・・(・・・は複数を示す。以下同じ。)はバルブガイドである。なお、吸気弁23L、23R及び排気弁24L、24Rを駆動する動弁系、吸排気系部材は省略した。
21L and 21R are intake ports as intake and exhaust passages, 22L and 22R are exhaust ports, 23L and 23R are intake valves that open and close the
図2は本発明に係るクランク軸構造の要部断面図である。なお、便宜上、右のコンロッド19Rを上に、左のコンロッド19Lを下に表す。
内燃機関のクランク軸構造30は、第1クランクアーム31Lと、第2クランクアーム31Rと、これらの第1クランクアーム31Lと第2クランクアーム31Rの間をつなぐ中継部材32と、を備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the crankshaft structure according to the present invention. For convenience, the right connecting
The
第1クランクアーム31Lは、バランスウエイトを含むウエブ部34Lと、このウエブ部34Lの中心から外方に突設する出力軸部35Lとからなる。
同様に、第2クランクアーム31Rは、バランスウエイトを含むウエブ部34Rと、このウエブ部34Rの中心から外方に突設する出力軸部35Rとからなる。
The
Similarly, the
中継部材32は、一方の面44に第1クランクアーム31Lを取り付け、この第1クランクアーム31Lと中継部材32の間にコンロッド19Lの大端部41Lを組み込み、他方の面46に第2クランクアーム31Rを取り付け、この第2クランクアーム31Rと中継部材32の間にコンロッド19Rの大端部41Rを組み込むようにした部材である。
The
すなわち、本発明に係るクランク軸構造30は、クランク軸15を備える一対のクランクアームである第1及び第2のクランクアーム31L、31Rと、これらのクランクアーム31L、31Rの間に挟持して設けることでコンロッド19L、19Rの大端部41L、41Rのガイド面の一部を構成する中継部材32とを主要な構成要素とする。
That is, the
図3は図2の3ー3線断面図であり、中継部材32に略円柱状の凸部51Rを設け、この凸部51Rの周囲に環状溝71Rを形成したことを示す。この環状溝71Rは、円弧形状に構成した大端部41Rを収納する溝である。69、69は大端部の端面である。
大端部41Rは円弧形状に構成し、組立形クランク軸(図1の符号15)は、円弧形状の大端部41Rを周回可能に収納する環状溝71Rを備える。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2 and shows that a substantially
The
図4は図2の4−4線断面図であり、中継部材32には、コンロッド19Rのアーム72Rが通過し得るように、環状溝71Rの周囲に通し溝74Rを形成した。
この結果、コンロッド19Rを円柱状の凸部51Rの周囲に周回させることができる。
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 2, and a
As a result, the connecting
図5は本発明に係るクランク軸構造の分解図である。
中継部材32の一方の面44に設ける略円柱状の凸部51Lに、コンロッド大端部41Lの底面75Lを当て、外方から、第1クランクアーム31Lを合わせ、締結部材58・・・で固定すると共に、中継部材32の他方の面46に設ける円柱状の凸部51Rに、コンロッド大端部41Rの底面75Rを当て、外方から、第2クランクアーム31Rを合わせ、締結部材58・・・で固定することによってクランク軸構造を組み立てることができる。
FIG. 5 is an exploded view of the crankshaft structure according to the present invention.
The
図2に戻って、内燃機関のクランク軸構造30は、コンロッド19L、19Rに備える大端部41L、41Rと、コンロッド19L、19Rを組み込むことができるようにクランクピン14、14の一端を形成する中継部材32と、この中継部材32を狭持するように設ける第1クランクアーム31L及び第2クランクアーム31Rとからなる。すなわち、クランク軸構造30は、中継部材32を第1クランクアーム31L及び第2クランクアーム31Rから分割できるように構成した組立形クランク軸15を備えるものである。
Returning to FIG. 2, the
図6は図2の6部拡大図である。
凸部51Rの頭面52Rに小凹部53Rを形成し、この小凹部53Rに第2クランクアーム31Rの小凸部57Rを係合させることで組立精度の向上を図ることができる。
6 is an enlarged view of a portion 6 in FIG.
The small
環状溝71Rは、前述のように略円柱状の凸部51Rの周囲に形成したものであり、コンロッド大端部41Rの底面75Rに接触する内周受け面76Rと、コンロッド大端部41Rの頂面77Rと接触する外周受け面78Rと、内周受け面76R及び外周受け面78Rと直角に配置する側壁面79R、79Rとを備える。
As described above, the
そして、コンロッド大端部41Rの円弧状部に、コンロッド部分軸受部81Rを付設した。コンロッド部分軸受部81Rの回転中心側に内軸受部86Rを付設し、外側の面に外軸受部85Rを付設する。内軸受部86Rと外軸受部85Rの両方又は一方を省略することは差し支えない。
And the connecting rod partial bearing
なお、左側のコンロッドの大端部(図2の符号41L)周辺の構造については、右のコンロッドの大端部41R周辺の構造と同じであるため、説明を省略する。
The structure around the large end of the left connecting rod (
以上に述べた内燃機関のクランク軸構造の作用を次に述べる。
図7は本発明に係るクランク軸構造の作用図であり、説明を簡単にするために、2本のコンロッドのうちの1本を省略した。
The operation of the crankshaft structure of the internal combustion engine described above will be described next.
FIG. 7 is an operational view of the crankshaft structure according to the present invention, and one of the two connecting rods is omitted for the sake of simplicity.
(a)では、コンロッド19は上死点位置にある。
(b)において、コンロッド19に図矢印91の向きに力が加わると、出力軸部35を中心にクランクアーム31が矢印92の向きに回転する。このとき、主に、コンロッド大端部41の底面75が環状溝71の内周受け面76を押すことになるが、円弧形状の大端部41は、環状溝71の外周受け面78と内周受け面76とにガイドされ、環状溝71内を移動する。
In (a), the connecting
In (b), when a force is applied to the connecting
(c)において、コンロッド19に図矢印93の方向に力が加わると、出力軸部35を中心にクランクアーム31が矢印94の向きに回転する。このとき、主に、コンロッド大端部41の頂面77が環状溝71の外周受け面78を引っ張ることになるが、円弧形状の大端部41は、環状溝71の外周受け面78と内周受け面76とにガイドされ、環状溝71を円滑に移動する。
In (c), when a force is applied to the connecting
以上に述べたように、大端部41は円弧形状に構成したので、大端部41の軽量化が可能となる。
仮に、組立形クランク軸において、大端部41を円輪形状に構成すると、大端部41を円弧形状に構成するときに較べ、大端部41は大きくなり重くなる。
As described above, since the
In the assembled crankshaft, if the
また、一体形クランク軸において、大端部41をキャップを用いて円輪形状に構成すると、大端部41を円弧形状に構成するときに較べ、大端部41は大きくなり重くなる。
Further, in the integrated crankshaft, when the
この点、本発明では、コンロッド19の大端部41を円弧形状に構成したので、コンロッド大端部41の小型化と大幅な軽量化を図ることが可能となる。
コンロッド大端部41の大幅な軽量化によって、コンロッド19を軽量化することができる。従って、コンロッド19の軽量化によって、エンジンの性能を高めることが可能となる。
In this regard, in the present invention, since the
The connecting
また、大端部41が円弧形状につき、クランクピン14との摺動面積が低減でき、以て、油膜の剪断に由来するフリクションを低減し、又、油量も減らすことができる。
更には、1つの環状溝に複数のコンロッドを保持させることが可能となり、シリンダがクランク軸に対し直角な面内に放射状に配置される、いわゆる、星形エンジンへの適用も可能となる。
Further, since the
Further, it is possible to hold a plurality of connecting rods in one annular groove, and it is possible to apply to a so-called star engine in which cylinders are arranged radially in a plane perpendicular to the crankshaft.
尚、本発明は、実施の形態では水平対向型2気筒エンジンに適用したが、この他、V型エンジン、タンデム型エンジンに適用しても良い。また、気筒数は、単気筒、3気筒、4気筒でも差し支えない。 Although the present invention is applied to the horizontally opposed two-cylinder engine in the embodiment, it may be applied to a V-type engine and a tandem engine. The number of cylinders may be single cylinder, three cylinders, or four cylinders.
本発明は、組立形クランク軸を備える内燃機関に好適である。 The present invention is suitable for an internal combustion engine having an assembled crankshaft.
10…内燃機関、14…クランクピン、15…組立形クランク軸、19、19L、19R…コンロッド、30…クランク軸構造、31、31L、31R…クランクアーム、41、41L、41R…コンロッドの大端部、71、71L、71R…環状溝。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記大端部は円弧形状に構成し、前記組立形クランク軸は、円弧形状の前記大端部を周回可能に収納する環状溝を備えることを特徴とする内燃機関のクランク軸構造。
In a crankshaft structure of an internal combustion engine comprising a connecting rod having a large end, and an assembled crankshaft configured so that one end of a crankpin can be divided from the crank arm so that the connecting rod can be incorporated,
A crankshaft structure for an internal combustion engine, wherein the large end portion is formed in an arc shape, and the assembled crankshaft includes an annular groove that accommodates the arc-shaped large end portion so as to be able to go around.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006021435A JP2007205364A (en) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | Crank shaft structure for internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011131017A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-27 | Jin Beibiao | High-efficiency crank connecting rod mechanism |
-
2006
- 2006-01-30 JP JP2006021435A patent/JP2007205364A/en active Pending
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WO2011131017A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-27 | Jin Beibiao | High-efficiency crank connecting rod mechanism |
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