JP2014173654A - 衝撃吸収・エネルギー蓄積クランクシャフト - Google Patents
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Abstract
【課題】爆発膨張による短時間に発生する強大なエネルギーを、スプリングにより一時的に緩衝して貯えることにより、発生するストレスの低減と貯えたエネルギーの放出により燃焼効率を上げる。
【解決手段】自動車などに使用されるエンジンの、密閉されたシリンダー内において燃料を燃焼爆発させ、発生する膨張エネルギーを、同じくシリンダー内に配置されたピストンの押し下げ力に変え、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに伝達し、垂直エネルギーを回転エネルギーに変換して動力を取り出す構造において、クランクアームとジャーナルは同軸上で摺動する構造にし、このクランクアームとジャーナルの間にスプリングを介して接続する構造とし、爆発膨張により短時間に発生する強大なエネルギーを、このスプリングにより一時的に吸収し貯える事により、発生するストレスを減少させるもの。
【選択図】図１
【解決手段】自動車などに使用されるエンジンの、密閉されたシリンダー内において燃料を燃焼爆発させ、発生する膨張エネルギーを、同じくシリンダー内に配置されたピストンの押し下げ力に変え、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに伝達し、垂直エネルギーを回転エネルギーに変換して動力を取り出す構造において、クランクアームとジャーナルは同軸上で摺動する構造にし、このクランクアームとジャーナルの間にスプリングを介して接続する構造とし、爆発膨張により短時間に発生する強大なエネルギーを、このスプリングにより一時的に吸収し貯える事により、発生するストレスを減少させるもの。
【選択図】図１
Description
本発明は、内燃機関のクランクシャフトにおいて、衝撃吸収及びエネルギー蓄積を行うことにより燃焼効率を高める構造に関する。
内燃機関は、密閉されたシリンダー内において燃料を燃焼爆発させ、発生する膨張エネルギーを、同じくシリンダー内に配置されたピストンの押し下げ力に変え、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに伝達し、垂直エネルギーを回転エネルギーに変換して動力を取り出している。
爆発膨張エネルギーによりピストンは押し下げられるが、押し下げられるにつれて急速にそのエネルギーは減衰してゼロになり、4サイクルエンジンの場合、爆発膨張行程に引き続いて排気行程、吸入行程、圧縮行程を経て再び爆発膨張行程になるまでエネルギーは取り出せない。
ピストンの上下動によるエネルギーは、クランクシャフトにより回転エネルギーに変換されるが、その回転エネルギーは[０００３]で述べるように一定でないため脈動する。
内燃機関の、シリンダー内で燃料が燃焼爆発するエネルギーは、極めて短時間に発生し、強大であるため、ピストン、コネクティングロッド及びクランクシャフト機構には大きなストレスが掛かり、このストレスにより振動が発生するが、この振動はピストンの上下動エネルギーとは別に、音と熱のエネルギーに変るためロスとになり、結果として燃焼効率を下げる。
クランクシャフトの機構は、短時間に発生する爆発膨張する強大なエネルギーとストレスに耐え、破損から守るために材質や剛性を高める工夫が必用であり、材料費及び加工費増加によるコスト増加、及び質量増加による運動エネルギーロスが発生する。
本発明は、クランクシャフトにおいて、図１の通りクランクジャーナルとクランクアームを一体構造とせず、夫々は同軸上で別々に可動する構造とし、新たに設けるスプリングによりジャーナル部とクランクアームに接続する構造を特徴とする。
爆発膨張によるエネルギーはピストンを押し下げ、コネクティングロッドを介してクランクアームに伝わり、スプリングの巻き上げを行いながらジャーナルの回転力になる。
クランクアームとクランクジャーナルとの間に置かれたスプリングは、爆発膨張行程の開始時の急激で強大なエネルギーを一時的にスプリングの巻き上げ力として蓄えるため、振動や騒音の低下が図られ、エネルギーロスの少ないクランクシャフトを提供できる。
スプリングに蓄えられたエネルギーは、図２に示すようにピストンが下死点に向かうに連れ、スプリングに蓄えられたエネルギーが放出されることにより、クランクシャフトの回転力は平滑化され脈動が軽減される。
クランクシャフトの回転力が平滑化されることにより、バランスウエイトやカウンターウエイトなどの振動対策が不要となり、構造の単純化と軽量化が図れる。
クランクアームとクランクジャーナルは一体とせず、夫々が同軸上で摺動回転構造とする。
クランクアームは、クランクジャーナルに対して正回転方向に一定の角度まで回り、逆回転方向には回らないようにストッパーを設けた構造とする。
クランクアームとクランクジャーナルは図１に示すスプリングを介して接続する。
スプリングの片側端はクランクジャーナル部に固定し、反対端はクランクアームに可動構造で取り付ける。
Claims (2)
- クランクアームとクランクジャーナルは一体構造とせず夫々同軸上で摺動回転構造とする衝撃吸収・エネルギー蓄積クランクシャフト。
- クランクジャーナルに巻き付ける構造のスプリングを設け、スプリングの一端はクランクジャーナルに固定し、反対側の一端はクランクアームに接する構造を持つ衝撃吸収・エネルギー蓄積クランクシャフト。
Priority Applications (1)
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| JP2013046291A JP5845497B2 (ja) | 2013-03-08 | 2013-03-08 | 衝撃吸収・エネルギー蓄積クランクシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2013046291A JP5845497B2 (ja) | 2013-03-08 | 2013-03-08 | 衝撃吸収・エネルギー蓄積クランクシャフト |
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| JP2014173654A true JP2014173654A (ja) | 2014-09-22 |
| JP5845497B2 JP5845497B2 (ja) | 2016-01-20 |
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Family Applications (1)
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| JP2013046291A Expired - Fee Related JP5845497B2 (ja) | 2013-03-08 | 2013-03-08 | 衝撃吸収・エネルギー蓄積クランクシャフト |
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| JP (1) | JP5845497B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0444540U (ja) * | 1990-08-21 | 1992-04-15 | ||
| JP2006500533A (ja) * | 2002-09-27 | 2006-01-05 | リカルド ユーケー リミテッド | 捩り減衰回転シャフト |
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2013
- 2013-03-08 JP JP2013046291A patent/JP5845497B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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| JP5845497B2 (ja) | 2016-01-20 |
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