JP2022107972A - multi-cylinder engine - Google Patents

multi-cylinder engine Download PDF

Info

Publication number
JP2022107972A
JP2022107972A JP2021002708A JP2021002708A JP2022107972A JP 2022107972 A JP2022107972 A JP 2022107972A JP 2021002708 A JP2021002708 A JP 2021002708A JP 2021002708 A JP2021002708 A JP 2021002708A JP 2022107972 A JP2022107972 A JP 2022107972A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder engine
shaft
cylinders
output shaft
cylinder
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.)
Pending
Application number
JP2021002708A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
宗篤 柿木
Muneatsu Kakigi
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.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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 Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2021002708A priority Critical patent/JP2022107972A/en
Publication of JP2022107972A publication Critical patent/JP2022107972A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a multi-cylinder engine that incorporates a trajectory other than a perfect circular trajectory for conversion between reciprocating linear motion of a piston and rotary motion of an output shaft and has a high degree of freedom in arrangement of a plurality of cylinders.SOLUTION: A multi-cylinder engine 10 includes, for each of a plurality of cylinders 12: a piston 13; an orbiting shaft 14; a rotating shaft 15; a linear motion-orbiting conversion mechanism 16 for converting a reciprocating linear motion of the piston 13 and an orbital motion of the orbiting shaft 14 to each other; and a rotation-orbiting conversion mechanism 17 for converting the orbital motion of the orbiting shaft 14 and the rotational motion of the rotating shaft 15 to each other and restrains an orbital trajectory of the orbiting shaft 14 to a trajectory other than a perfect circular trajectory. The multi-cylinder engine includes: one inflexible output shaft 11; and a transmission 20 capable of mutually transmitting rotational power between each rotating shaft 15 and the output shaft 11. Each rotating shaft 15 and the output shaft 11 have axes parallel to each other, and the transmission 20 is composed of a gear transmission or a winding transmission.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、多気筒機関に関し、より詳細には、出力軸に屈曲したクランク軸を用いない多気筒機関に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a multi-cylinder engine, and more particularly to a multi-cylinder engine that does not use a bent crankshaft as an output shaft.

ピストンの往復直線運動と出力軸の回転運動との変換に真円軌道以外の軌道(例えば、楕円軌道)を組み込んだ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 A device has been proposed that incorporates a trajectory other than a perfect circular trajectory (for example, an elliptical trajectory) for conversion between the reciprocating linear motion of the piston and the rotational motion of the output shaft (see, for example, Patent Document 1).

特開2015-214900号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-214900

ところで、多気筒機関では屈曲したクランク軸を用いて、気筒ごとのピストンの往復直線運動をクランク軸の回転運動に変換している。しかしながら、特許文献1に記載の装置ではピストンの往復直線運動と出力軸の回転運動との変換に真円軌道以外の軌道を組み込むことで、クランク軸を用いることができず、多気筒機関に適用することが困難であった。 By the way, in a multi-cylinder engine, a bent crankshaft is used to convert the reciprocating linear motion of the piston of each cylinder into the rotary motion of the crankshaft. However, in the device described in Patent Document 1, by incorporating a trajectory other than a perfect circular trajectory for conversion between the reciprocating linear motion of the piston and the rotational motion of the output shaft, the crankshaft cannot be used, and it can be applied to a multi-cylinder engine. it was difficult to

また、多気筒機関ではクランク軸の軸方向に複数の気筒を配置する必要がある。例えば、直列型の多気筒機関は一つのクランク軸に対して一つの気筒列を有し、V型の多気筒機関は一つのクランク軸に対して二つの気筒列を有し、W型の多気筒機関は一つのクランク軸に対して三つ乃至四つの気筒列を有する。水平対向型や180°V型の多気筒機関(フラット型の多気筒機関ともいう)は各気筒列の配置が異なるだけであり、一つのクランク軸に対して二つの気筒列を有する。U型の多気筒機関は二つのクランク軸のそれぞれに対して一つの気筒列を有し、二つのクランク軸が伝動装置により出力軸に連結されている。このように、クランク軸を用いる多気筒機関はクランク軸の軸方向に複数の気筒を配列するという縛りがあり、複数の気筒の配置の自由度が低い。 Also, in a multi-cylinder engine, it is necessary to arrange a plurality of cylinders in the axial direction of the crankshaft. For example, an in-line multi-cylinder engine has one cylinder train for one crankshaft, a V-type multi-cylinder engine has two cylinder trains for one crankshaft, and a W-type multi-cylinder engine has two cylinder trains for one crankshaft. A cylinder engine has three or four cylinder trains for one crankshaft. A horizontally opposed type or a 180° V type multi-cylinder engine (also called a flat type multi-cylinder engine) differs only in the arrangement of each cylinder row, and has two cylinder rows for one crankshaft. A U-type multi-cylinder engine has one bank of cylinders for each of two crankshafts, the two crankshafts being connected to an output shaft by a transmission. In this way, a multi-cylinder engine using a crankshaft is restricted to arranging a plurality of cylinders in the axial direction of the crankshaft, and the degree of freedom in arranging the plurality of cylinders is low.

本開示の目的は、ピストンの往復直線運動と出力軸の回転運動との変換に真円軌道以外の軌道を組み込み、かつ、複数の気筒の配置の自由度が高い多気筒機関を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a multi-cylinder engine that incorporates a trajectory other than a perfect circular trajectory for conversion between the reciprocating linear motion of the piston and the rotary motion of the output shaft and has a high degree of freedom in arranging the plurality of cylinders. be.

上記の目的を達成する本発明の一態様の多気筒機関は、複数の気筒の一つごとに、前記気筒の内部に配置されて往復直線運動するピストンと、回転運動する回転軸と、前記ピストンの往復直線運動および前記回転軸の周りを周回する周回軸の周回運動を相互に変換する直動周回変換機構と、前記周回軸の周回運動および前記回転軸の回転運動を相互に変換するとともに前記周回軸の周回軌道を真円軌道以外の軌道に拘束する回転周回変換機構と、を備えた多気筒機関において、一つの非屈曲の出力軸と、各々の前記回転軸および前記出力軸の間で回転動力を相互に伝達可能な伝動装置と、を備え、各々の前記回転軸および前記出力軸は互いの軸線が平行であり、前記伝動装置は歯車伝動装置または巻き掛け伝動装置からなることを特徴とする。 A multi-cylinder engine according to one aspect of the present invention that achieves the above object includes a piston that is arranged in each of a plurality of cylinders and performs reciprocating linear motion, a rotary shaft that rotates, and the piston a linear motion orbital conversion mechanism for mutually converting the reciprocating linear motion of the rotary shaft and the orbital motion of the orbital shaft that orbits around the rotary shaft; In a multi-cylinder engine provided with a rotation orbit conversion mechanism that constrains the orbit of the orbital shaft to a orbit other than a perfect circular orbit, between one non-bending output shaft and each of the rotating shafts and the output shafts and a transmission capable of transmitting rotational power to each other, wherein the respective axes of the rotating shaft and the output shaft are parallel to each other, and the transmission comprises a gear transmission or a winding transmission. and

本発明の一態様によれば、気筒ごとの回転軸と一つの出力軸とを伝動装置により回転動力を相互に伝達可能にしたことで、ピストンの往復直線運動と出力軸の回転運動との変換に真円軌道以外の軌道を組み込んだ多気筒機関を実施可能になる。また、複数の気筒を出力軸の軸方向に配列する必要もなく、複数の気筒の配置の自由度を高くできる。 According to one aspect of the present invention, the rotary shaft of each cylinder and one output shaft can be mutually transmitted by a transmission device, thereby converting reciprocating linear motion of the piston and rotary motion of the output shaft. It is possible to implement a multi-cylinder engine incorporating a trajectory other than a perfect circular trajectory. In addition, there is no need to arrange the plurality of cylinders in the axial direction of the output shaft, and the degree of freedom in arranging the plurality of cylinders can be increased.

第一実施形態の多気筒機関を例示する斜視図である。1 is a perspective view illustrating a multi-cylinder engine of a first embodiment; FIG. 第二実施形態の多気筒機関を例示する出力軸の軸方向視の背面図である。FIG. 5 is an axial rear view of the output shaft illustrating the multi-cylinder engine of the second embodiment. 第二実施形態の多気筒機関の変形例を例示する出力軸の軸方向視の背面図である。FIG. 7 is an axial rear view of the output shaft illustrating a modification of the multi-cylinder engine of the second embodiment. 第三実施形態の多気筒機関を例示する出力軸の軸方向視の背面図である。FIG. 11 is an axial rear view of the output shaft illustrating the multi-cylinder engine of the third embodiment; 第四実施形態の多気筒機関を例示する出力軸の軸方向視の背面図である。FIG. 12 is an axial rear view of the output shaft illustrating the multi-cylinder engine of the fourth embodiment; 第五実施形態の多気筒機関を例示する出力軸の軸方向視の背面図である。FIG. 12 is an axial rear view of the output shaft illustrating the multi-cylinder engine of the fifth embodiment. 図1の多気筒機関の第一変形例を例示する斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a first modified example of the multi-cylinder engine of FIG. 1; 図1の多気筒機関の第二変形例を例示する斜視図である。FIG. 2 is a perspective view illustrating a second modification of the multi-cylinder engine of FIG. 1;

以下に、本開示における多気筒機関の実施形態について説明する。図中において、多気筒機関10の出力軸11の軸方向をZ方向として、Z方向に直交する平面で互いに直交な方向をX方向、Y方向とする。図中において、実線の矢印は各部材の動作を示す。なお、図中では、構成が分かり易いように寸法や各部材の動作を変化させており、必ずしも実際に製造するものの比率や各部材の動作とは一致させていない。 An embodiment of a multi-cylinder engine according to the present disclosure will be described below. In the drawing, the axial direction of the output shaft 11 of the multi-cylinder engine 10 is defined as the Z direction, and the mutually orthogonal directions on a plane orthogonal to the Z direction are defined as the X direction and the Y direction. In the figure, solid-line arrows indicate the operation of each member. In the drawings, the dimensions and the operation of each member are changed so that the configuration is easy to understand, and the ratio of the actually manufactured items and the operation of each member are not necessarily the same.

本開示において往復直線運動とは物体が直線状に往復する運動を示し、本実施形態ではピストン13が行う運動である。回転運動とは物体が自身に存在する軸を中心にして真円状に回転する運動を示し、本実施形態では軸自身が回転する出力軸11、回転軸15が行う運動である。周回運動とは回転運動とは異なり、物体が自身から離間した位置に存在する軸を中心にしてその軸の周りを周回する運動を示し、本実施形態では周回軸14が行う運動である。 In the present disclosure, reciprocating linear motion refers to linear reciprocating motion of an object, which in this embodiment is motion performed by the piston 13 . Rotational motion refers to a motion in which an object rotates in a perfect circle about its own axis. Orbital motion is different from rotary motion in that an object revolves around an axis located at a distance from itself.

図1に例示するように、第一実施形態の多気筒機関10は一つの出力軸11と複数の気筒12とを備え、複数の気筒12が出力軸11の軸方向であるZ方向に直列した直列型の多気筒機関である。多気筒機関10は気筒12の内部に配置されたピストン13の往復直線運動を出力軸11の回転運動に変換して出力する原動機である。多気筒機関10としては、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなどの内燃機関が例示される。多気筒機関10は複数の気筒12の数は特に限定されるものではない。本実施形態の多気筒機関10は四つの気筒12を備えた四気筒機関を例示するが、図中では二つの気筒12のみを記載するものとする。 As illustrated in FIG. 1, the multi-cylinder engine 10 of the first embodiment has one output shaft 11 and a plurality of cylinders 12, and the plurality of cylinders 12 are arranged in series in the Z direction, which is the axial direction of the output shaft 11. It is an in-line multi-cylinder engine. The multi-cylinder engine 10 is a prime mover that converts reciprocating linear motion of a piston 13 arranged inside a cylinder 12 into rotary motion of an output shaft 11 and outputs the rotary motion. Examples of the multi-cylinder engine 10 include internal combustion engines such as diesel engines and gasoline engines. The number of cylinders 12 of the multi-cylinder engine 10 is not particularly limited. The multi-cylinder engine 10 of this embodiment is a four-cylinder engine having four cylinders 12, but only two cylinders 12 are shown in the drawing.

出力軸11はZ方向に延在して、中途位置でZ方向に交差する方向に屈曲しない円柱状を成し、軸線を軸として軸自身が回転運動する。出力軸11は図示しない変速機や推進軸などの駆動機構に回転動力を出力するまたは駆動機構から回転動力を入力される。気筒12は円筒状を成し、その内部にピストン13が往復直線運動可能に収納される。気筒12の筒軸方向はZ方向に直交する方向であればよく、X方向に限定されない。 The output shaft 11 extends in the Z direction and has a columnar shape that does not bend in the direction intersecting the Z direction at an intermediate position, and rotates around the axis. The output shaft 11 outputs rotational power to a driving mechanism such as a transmission and a propelling shaft (not shown) or receives rotational power from the driving mechanism. The cylinder 12 has a cylindrical shape, and a piston 13 is accommodated therein so as to be able to reciprocate linearly. The cylinder axis direction of the cylinder 12 is not limited to the X direction as long as it is a direction perpendicular to the Z direction.

多気筒機関10は、複数の気筒12の一つごとに、ピストン13、周回軸14、回転軸15、直動周回変換機構16、回転周回変換機構17、および、伝動装置20を備えて構成される。 The multi-cylinder engine 10 includes a piston 13, a rotation shaft 14, a rotation shaft 15, a linear motion rotation conversion mechanism 16, a rotation rotation conversion mechanism 17, and a transmission device 20 for each of the plurality of cylinders 12. be.

ピストン13は気筒12の内部に配置されて、気筒12の筒軸方向に軸方向が向いた円筒形状を成し、その冠面に作用する圧力または出力軸11の回転運動の伝達による動力により気筒12の筒軸方向に往復直線運動する。周回軸14はZ方向に延在してなり、Z方向視で回転軸15の周りを周回運動する部材であり、その周回軌道は回転周回変換機構17により規定される。周回軸14はZ方向表側の一端部が直動周回変換機構16に連結され、Z方向裏側の他端部が回転周回変換機構17に連結される。回転軸15は出力軸11と平行でZ方向に延在してなり、軸線を軸として軸自身が回転する。回転軸15はZ方向表側の一端部が回転周回変換機構17に連結されて、Z方向裏側の他端部が伝動装置20に連結される。 The piston 13 is arranged inside the cylinder 12 and has a cylindrical shape whose axial direction is directed in the direction of the cylinder axis of the cylinder 12 . 12 reciprocating linear motion in the cylinder axis direction. The rotation shaft 14 extends in the Z direction and is a member that rotates around the rotation shaft 15 as viewed in the Z direction. One end of the rotation shaft 14 on the front side in the Z direction is connected to the linear motion rotation conversion mechanism 16 , and the other end on the rear side in the Z direction is connected to the rotation rotation conversion mechanism 17 . The rotating shaft 15 is parallel to the output shaft 11 and extends in the Z direction, and rotates about its axis. One end of the rotating shaft 15 on the front side in the Z direction is connected to the rotation rotation conversion mechanism 17 , and the other end on the back side in the Z direction is connected to the transmission device 20 .

直動周回変換機構16はピストン13および周回軸14のそれぞれに連結され、ピストン13の往復直線運動および周回軸14の周回運動を相互に変換する機構である。本実施形態の直動周回変換機構16は連結棒16a、支持部材16b、第一摺動部材16c、および、揺動部材16dを有して構成される。 A linear motion orbital conversion mechanism 16 is a mechanism that is connected to each of the piston 13 and the orbital shaft 14 and converts the reciprocating linear motion of the piston 13 and the orbital motion of the orbital shaft 14 to each other. The direct-acting rotation conversion mechanism 16 of this embodiment includes a connecting rod 16a, a support member 16b, a first sliding member 16c, and a swinging member 16d.

連結棒16aはX方向に延在して、一端部がピストン13の下端部に固定され、他端部が第一摺動部材16cに固定される。支持部材16bは第一摺動部材16cを摺動可能に両端支持する。第一摺動部材16cはZ方向に延在する円柱状を成し、支持部材16bに沿ってX方向に往復直線運動する。揺動部材16dはX方向下側に配置された一端部が第一摺動部材16cを遊嵌し、X方向上側に配置された他端部が周回軸14を遊嵌する。揺動部材16dは第一摺動部材16cとともにX方向に往復直線運動するとともに一端部を軸にして他端部が円心揺動運動する。 The connecting rod 16a extends in the X direction and has one end fixed to the lower end of the piston 13 and the other end fixed to the first sliding member 16c. The supporting member 16b slidably supports both ends of the first sliding member 16c. The first sliding member 16c has a columnar shape extending in the Z direction, and linearly reciprocates in the X direction along the support member 16b. The rocking member 16d has one end located on the lower side in the X direction loosely fitted with the first sliding member 16c, and the other end located on the upper side in the X direction loosely fitted with the rotating shaft 14 . The swinging member 16d linearly reciprocates in the X direction together with the first sliding member 16c, and the other end swings circularly about one end thereof.

直動周回変換機構16によれば、ピストン13に連結される連結棒16aが往復直線運動のみを行うため、ピストン13の姿勢の傾きを抑制することが可能となる。それ故、気筒12の内壁面に作用するピストン13の側圧力を低減できる。これにより、ピストン13の往復直線運動における摩擦抵抗を低減するには有利になる。また、ピストン13と連結棒16aとの連結が固定でよく、ピストンピンが不要となり、ピストン13の構造が単純化する。 According to the linear motion rotation conversion mechanism 16, since the connecting rod 16a connected to the piston 13 performs only reciprocating linear motion, the tilt of the posture of the piston 13 can be suppressed. Therefore, the side pressure of the piston 13 acting on the inner wall surface of the cylinder 12 can be reduced. This is advantageous for reducing the frictional resistance in the reciprocating linear motion of the piston 13 . In addition, the connection between the piston 13 and the connecting rod 16a can be fixed, eliminating the need for a piston pin and simplifying the structure of the piston 13.

回転周回変換機構17は周回軸14および回転軸15のそれぞれに連結され、周回軸14の周回運動と回転軸15の回転運動とを相互に変換する機構である。本実施形態の回転周回変換機構17は十字溝17a、第一連結棒17b、第二連結棒17c、第一楕円節17d、第二楕円節17e、節用周回軸17f、および、回転節17gを有して構成される。 The rotation rotation conversion mechanism 17 is a mechanism that is connected to each of the rotation shaft 14 and the rotation shaft 15 and converts the rotation motion of the rotation shaft 14 and the rotation motion of the rotation shaft 15 to each other. The rotation orbit conversion mechanism 17 of the present embodiment has a cross groove 17a, a first connecting rod 17b, a second connecting rod 17c, a first elliptical joint 17d, a second elliptical joint 17e, a joint orbital shaft 17f, and a rotary joint 17g. configured as

十字溝17aはX方向に延在する縦溝とY方向に延在する横溝とから構成される貫通孔である。第一連結棒17bはZ方向に延在し、両端部が第一楕円節17dおよび第二楕円節17eのそれぞれに遊嵌され、中途位置が十字溝17aの縦溝に挿通される。第一連結棒17bは十字溝17aの縦溝に沿ってX方向に往復直線運動する。第二連結棒17cはZ方向に延在し、両端部が第一楕円節17dおよび第二楕円節17eのそれぞれに遊嵌され、中途位置が十字溝17aの横溝に挿通される。第二連結棒17cは十字溝17aの横溝に沿ってY方向に往復直線運動する。第一楕円節17dは周回軸14の周回径方向に延在し、一端部が周回軸14を遊嵌し、他端部が第一連結棒17bを遊嵌し、中途位置が第二連結棒17cを遊嵌する。第一楕円節17dは一端部が第一連結棒17bおよび第二連結棒17cの往復直線運動により十字溝17aの縦溝および横溝の交点を中心とした楕円軌道で回転運動する。第二楕円節17eは回転節17gの回転径方向に延在し、一端部が長穴を有して回転節17gの節用周回軸17fを遊嵌し、他端部が第二連結棒17cを遊嵌し、中途位置が第一連結棒17bを遊嵌する。第二楕円節17eは一端部が第一連結棒17bおよび第二連結棒17cの往復直線運動により十字溝17aの縦溝および横溝の交点を中心とした楕円軌道で回転運動する。回転節17gは中心に回転軸15が固定され、周縁部に節用周回軸17fが固定される。回転節17gは回転軸15を軸として回転運動する。 The cross groove 17a is a through hole composed of a longitudinal groove extending in the X direction and a lateral groove extending in the Y direction. The first connecting rod 17b extends in the Z direction, both end portions of which are loosely fitted into the first elliptical joint 17d and the second elliptical joint 17e, respectively, and the middle position of which is inserted through the longitudinal groove of the cross groove 17a. The first connecting rod 17b linearly reciprocates in the X direction along the vertical groove of the cross groove 17a. The second connecting rod 17c extends in the Z direction, both end portions of which are loosely fitted to the first elliptical joint 17d and the second elliptical joint 17e, respectively, and the middle position of which is inserted into the lateral groove of the cross groove 17a. The second connecting rod 17c linearly reciprocates in the Y direction along the lateral grooves of the cross groove 17a. The first elliptical joint 17d extends in the radial direction of the circumference of the circumference shaft 14, and has one end loosely fitted to the circumference shaft 14, the other end loosely fitted to the first connecting rod 17b, and the second connecting rod at the middle position. 17c is loosely fitted. One end of the first elliptical joint 17d rotates in an elliptical orbit around the intersection of the longitudinal grooves and lateral grooves of the cross groove 17a by the reciprocating linear motion of the first connecting rod 17b and the second connecting rod 17c. The second elliptical joint 17e extends in the radial direction of rotation of the rotary joint 17g, and has an elongated hole at one end to loosely fit the rotary joint 17f of the rotary joint 17g. It is loosely fitted, and the intermediate position is loosely fitted with the first connecting rod 17b. One end of the second elliptical joint 17e rotates in an elliptical orbit around the intersection of the longitudinal grooves and lateral grooves of the cross groove 17a by the reciprocating linear motion of the first connecting rod 17b and the second connecting rod 17c. The rotary joint 17g has the rotary shaft 15 fixed at its center and a rotary joint shaft 17f fixed at its periphery. The rotary joint 17g rotates around the rotary shaft 15. As shown in FIG.

回転周回変換機構17によれば、十字溝17aに挿通された第一連結棒17b及び第二連結棒17cの往復直線運動により第一楕円節17dおよび第二楕円節17eがそれぞれの一端部が楕円軌道となるように回転運動する。それ故、周回軸14の周回運動の周回軌道を楕円軌道にできる。これにより、ピストン13の往復直線運動の移動速度を所定の区間で減速させたり、所定の区間で増速させたりすることができる。 According to the rotation orbit conversion mechanism 17, the reciprocating linear motion of the first connecting rod 17b and the second connecting rod 17c inserted into the cross groove 17a converts the first elliptical segment 17d and the second elliptical segment 17e into elliptical ends. It rotates in an orbital motion. Therefore, the orbit of the orbital motion of the orbital shaft 14 can be an elliptical orbit. As a result, the moving speed of the reciprocating linear motion of the piston 13 can be decelerated in a predetermined section or increased in a predetermined section.

本実施形態の回転周回変換機構17は、第一楕円節17dの他端部に第一連結棒17bが遊嵌され、中途位置に第二連結棒17cが遊嵌される構成であり、周回軸14の周回運動の周回軌道は短軸がX方向に向き、長軸がY方向に向いた楕円軌道となる。それ故、周回軸14が楕円の短軸の前後の区間を移動する間、ピストン13の往復直線運動の移動量が小さくなり、上死点の近傍におけるピストン13の往復直線運動の速度を低減することができる。これにより、ピストン13が上死点を離れるに従って生じる燃焼の熱効率の低下を抑制するには有利になり、高等容度の燃焼サイクルを実現することができる。 The rotation orbit conversion mechanism 17 of this embodiment has a structure in which the first connecting rod 17b is loosely fitted to the other end of the first elliptical joint 17d, and the second connecting rod 17c is loosely fitted to the middle position. The orbit of the orbital motion of 14 is an elliptical orbit with the minor axis directed in the X direction and the major axis directed in the Y direction. Therefore, while the orbital axis 14 moves in the section before and after the short axis of the ellipse, the amount of movement of the reciprocating linear motion of the piston 13 becomes small, and the speed of the reciprocating linear motion of the piston 13 near the top dead center is reduced. be able to. This is advantageous in suppressing a decrease in the thermal efficiency of combustion that occurs as the piston 13 moves away from the top dead center, and a combustion cycle with a high degree of constant volume can be realized.

伝動装置20は互いの軸線が平行な出力軸11および各々の回転軸15をそれぞれの回転動力が相互に伝達可能に連結する。本実施形態の伝動装置20は、複数の気筒12の一つごとに設けられた歯車伝動装置であり、それぞれが出力軸用歯車21、回転軸用歯車22、および、伝達歯車23を有して構成される。出力軸用歯車21は出力軸11に固定され、回転軸用歯車22は回転軸15に固定される。出力軸用歯車21および回転軸用歯車22のそれぞれは伝達歯車23に噛み合う。歯車伝動装置としては出力軸用歯車21および回転軸用歯車22の少なくとも二つの歯車を有し、それらの歯車が互いに直接的にまたは間接的に噛み合って構成されていればよく、伝達歯車23の数は特に限定されるものではなく、伝達歯車23が無い構成でもよい。 The transmission device 20 connects the output shaft 11 and each rotary shaft 15 whose axes are parallel to each other so that the respective rotary powers can be transmitted to each other. The transmission device 20 of this embodiment is a gear transmission device provided for each of the plurality of cylinders 12, each having an output shaft gear 21, a rotation shaft gear 22, and a transmission gear 23. Configured. The output shaft gear 21 is fixed to the output shaft 11 , and the rotating shaft gear 22 is fixed to the rotating shaft 15 . Each of the output shaft gear 21 and the rotation shaft gear 22 meshes with the transmission gear 23 . The gear transmission device has at least two gears of the output shaft gear 21 and the rotating shaft gear 22, and those gears may be directly or indirectly meshed with each other. The number is not particularly limited, and a configuration without the transmission gear 23 may be used.

伝動装置20の速度伝達比はピストン13の一往復に対して出力軸11が一回転する比であることが望ましい。本実施形態の多気筒機関10は、直動周回変換機構16および回転周回変換機構17により、ピストンの一往復に対して回転軸15が一回転する構成である。そのため、伝動装置20の速度伝達比は回転軸15の一回転に対して出力軸11が一回転する比である。これにより、出力軸11の回転角度を基準に各々のピストン13どうしの位相差を設定可能になる。例えば、四気筒の多気筒機関10の場合に、各々のピストン13どうしの位相差は180°に設定される。なお、図1においては各部材の動作を分かり易くするために、各々のピストン13における位相差を90°として記載したが、実際にその位相差は180°である。各々のピストン13どうしの位相差は気筒数に応じて適宜設定される。 It is desirable that the speed transmission ratio of the transmission device 20 is a ratio of one revolution of the output shaft 11 to one reciprocation of the piston 13 . The multi-cylinder engine 10 of the present embodiment is configured such that the rotary shaft 15 makes one rotation for one reciprocation of the piston by means of the linear motion revolution conversion mechanism 16 and the rotation revolution conversion mechanism 17 . Therefore, the speed transmission ratio of the transmission device 20 is the ratio of one rotation of the output shaft 11 to one rotation of the rotary shaft 15 . This makes it possible to set the phase difference between the pistons 13 based on the rotation angle of the output shaft 11 . For example, in the case of a four-cylinder multi-cylinder engine 10, the phase difference between each piston 13 is set to 180°. In FIG. 1, in order to make the operation of each member easier to understand, the phase difference in each piston 13 is shown as 90°, but the phase difference is actually 180°. The phase difference between each piston 13 is appropriately set according to the number of cylinders.

以上のように、第一実施形態の多気筒機関10によれば、気筒12ごとの回転軸15と一つの出力軸11とを伝動装置20により回転動力を相互に伝達可能にしたことで、ピストン13の往復直線運動と回転軸15の回転運動との変換に真円軌道以外の軌道を組み込んだ多気筒機関10を実施可能になる。 As described above, according to the multi-cylinder engine 10 of the first embodiment, the rotary shaft 15 for each cylinder 12 and one output shaft 11 can be mutually transmitted by the transmission device 20, so that the piston It is possible to implement a multi-cylinder engine 10 in which a trajectory other than a perfect circular trajectory is incorporated in the conversion between the reciprocating linear motion of 13 and the rotary motion of the rotating shaft 15 .

また、本実施形態の多気筒機関10は複数の気筒12をZ方向に直列に配列したが、以下で説明する第二実施形態~第五実施形態のように、複数の気筒12をZ方向に配列する必要もなく、複数の気筒12の配置の自由度を高くできる。 Further, in the multi-cylinder engine 10 of this embodiment, the plurality of cylinders 12 are arranged in series in the Z direction, but as in the second to fifth embodiments described below, the plurality of cylinders 12 are arranged in the Z direction. There is no need to arrange them, and the degree of freedom in arranging the plurality of cylinders 12 can be increased.

図2に例示するように、第二実施形態の多気筒機関10は第一実施形態に対して気筒配置が異なる。本実施形態の多気筒機関10は第一実施形態と同様に四気筒機関であり、Y方向に対向して配置された対となる気筒12a、12bと図示しないY方向に対向して配置された対となる気筒12c、12dとが一組ずつZ方向に離間して配置される。また、多気筒機関10は対となる気筒12a、12bの各々の回転軸15が出力軸11を中心として出力軸11の回転周方向に等間隔に配置される。加えて、多気筒機関10は出力軸11を中心として対となる気筒12a、12bの各々の筒軸線が放射状に配置される。 As illustrated in FIG. 2, the multi-cylinder engine 10 of the second embodiment differs in cylinder arrangement from that of the first embodiment. A multi-cylinder engine 10 of the present embodiment is a four-cylinder engine as in the first embodiment, and is arranged to face a pair of cylinders 12a and 12b arranged to face each other in the Y direction (not shown). A pair of cylinders 12c and 12d are arranged separately in the Z direction. Further, in the multi-cylinder engine 10, the rotation shafts 15 of the paired cylinders 12a and 12b are arranged at equal intervals in the rotation circumferential direction of the output shaft 11 with the output shaft 11 as the center. In addition, in the multi-cylinder engine 10, the cylinder axes of the paired cylinders 12a and 12b are arranged radially with the output shaft 11 as the center.

対となる気筒12a、12bは各々の筒軸線が同一直線上に位置する。本開示において、同一直線上とは三次元区間における同一直線上を示す。つまり、各々の筒軸線が同一直線上に位置するとは、Z方向視のみで同一直線上に位置するのではなく、X方向視およびY方向視でも同一直線上に位置することを示す。 The cylinder axes of the paired cylinders 12a and 12b are located on the same straight line. In the present disclosure, on the same straight line means on the same straight line in a three-dimensional section. In other words, when the respective cylinder axes are located on the same straight line, it means that they are located on the same straight line when viewed only in the Z direction, but also when viewed in the X and Y directions.

また、対となる気筒12a、12bは各々の内部を往復直線運動するピストン13が上死点および下死点に位置する時点が同期する。気筒12aにおいてピストン13が上死点に位置した時に、同時に気筒12bにおいてピストン13が上死点に位置する。 In addition, the paired cylinders 12a and 12b are synchronized in timing when the piston 13, which reciprocates linearly inside each cylinder, is positioned at the top dead center and the bottom dead center. When the piston 13 is positioned at the top dead center in the cylinder 12a, the piston 13 is positioned at the top dead center in the cylinder 12b.

さらに、対となる気筒12a、12bは各々の内部往復直線運動するピストン13が上死点から下死点に向かう方向が反対方向である。気筒12aにおいてピストン13が上死点から下死点に向かう方向が図中のY方向左側から右側に向かう方向の場合に、気筒12bにおいてピストン13が上死点から下死点に向かう方向は図中のY方向右側から左側に向かう方向である。 Further, the paired cylinders 12a and 12b have opposite directions in which the pistons 13, which perform internal reciprocating linear motion, move from the top dead center to the bottom dead center. When the direction in which the piston 13 moves from the top dead center to the bottom dead center in the cylinder 12a is from the left side to the right side in the Y direction in the figure, the direction in which the piston 13 moves from the top dead center to the bottom dead center in the cylinder 12b is shown in the figure. It is the direction from the right side to the left side in the Y direction.

以上のように、第二実施形態の多気筒機関10は対となる気筒12a、12bの各々のピストン13の位置が出力軸11を中心として対称に動く。それ故、対となる気筒12a、12bどうしが振動を打ち消し合うことで、多気筒機関10に生じる振動を抑制することができる。 As described above, in the multi-cylinder engine 10 of the second embodiment, the positions of the pistons 13 of the paired cylinders 12a and 12b move symmetrically about the output shaft 11. As shown in FIG. Therefore, the vibrations generated in the multi-cylinder engine 10 can be suppressed by canceling out the vibrations of the paired cylinders 12a and 12b.

従来技術のクランク軸を用いた水平対向型や180°V型の多気筒機関では対となる気筒の筒軸線がクランク軸の軸方向視のみで同一直線上になっているのみであり、三次元空間において同一軸線上に位置していない。これに対して、本実施形態の多気筒機関10は対となる気筒12a、12bの筒軸線が三次元空間において同一直線上に位置するため、従来技術に比して振動を低減する効果が高くなる。さらに、対となる気筒12a、12bは出力軸11の軸方向に離間していないため、従来技術に比して出力軸11の長さを短くすることが可能となる。 In the horizontally opposed type or 180° V-type multi-cylinder engine using a conventional crankshaft, the cylinder axes of the paired cylinders are only on the same straight line only when viewed in the axial direction of the crankshaft. Not co-axial in space. On the other hand, in the multi-cylinder engine 10 of the present embodiment, the cylinder axes of the paired cylinders 12a and 12b are positioned on the same straight line in the three-dimensional space, so the effect of reducing vibration is higher than in the prior art. Become. Furthermore, since the paired cylinders 12a and 12b are not separated in the axial direction of the output shaft 11, the length of the output shaft 11 can be shortened as compared with the conventional technology.

第二実施形態の多気筒機関10の伝動装置20は歯車伝動装置であり、対となる気筒12a、12bにおける各々の回転軸15および出力軸11の間で回転動力を相互に伝達可能に連結する。具体的に伝動装置20は一つの出力軸用歯車21、二つの回転軸用歯車22、および、二つの伝達歯車23を有し、一つの出力軸用歯車21が対となる気筒12a、12bで共用となる。 The transmission device 20 of the multi-cylinder engine 10 of the second embodiment is a gear transmission device, and connects the rotating shafts 15 and the output shafts 11 of the paired cylinders 12a and 12b so that rotational power can be transmitted to each other. . Specifically, the transmission device 20 has one output shaft gear 21, two rotation shaft gears 22, and two transmission gears 23, and one output shaft gear 21 is paired with cylinders 12a and 12b. be shared.

図3に例示するように、第二実施形態の多気筒機関10は出力軸11に隣接して対となる気筒12a、12bの各々の回転軸15が対向する構成に限定されずに、出力軸11に隣接して対となる気筒12a、12bどうしが対向する構成にしてもよい。このように、多気筒機関10において出力軸11の周りに気筒12を配置する構成にすることで、複数の気筒どうしを近接させることができる。 As illustrated in FIG. 3, the multi-cylinder engine 10 of the second embodiment is not limited to the configuration in which the rotation shafts 15 of the paired cylinders 12a and 12b adjacent to the output shaft 11 face each other. A configuration in which cylinders 12a and 12b that form a pair adjacent to cylinder 11 face each other may also be used. In this way, by arranging the cylinders 12 around the output shaft 11 in the multi-cylinder engine 10, the plurality of cylinders can be arranged close to each other.

図4に例示するように、第三実施形態の多気筒機関10は第二実施形態に対して気筒配置が異なる。本実施形態の多気筒機関10は第二実施形態と同様に四気筒機関であり、X方向に対向して配置された対となる気筒12a、12bとX方向に対向して配置された対となる気筒12c、12dとを有する。多気筒機関10は複数組の対となる気筒12a、12bおよび対となる気筒12c、12dの各々の筒軸線が同一のXY平面上に位置する。多気筒機関10は各々の回転軸15が出力軸11を中心として出力軸11の回転周方向に等間隔に配置されて構成される。 As illustrated in FIG. 4, the multi-cylinder engine 10 of the third embodiment differs from the second embodiment in cylinder arrangement. The multi-cylinder engine 10 of this embodiment is a four-cylinder engine as in the second embodiment, and includes a pair of cylinders 12a and 12b arranged opposite to each other in the X direction and a pair arranged to face each other in the X direction. It has cylinders 12c and 12d. In the multi-cylinder engine 10, cylinder axes of a plurality of sets of paired cylinders 12a, 12b and paired cylinders 12c, 12d are positioned on the same XY plane. The multi-cylinder engine 10 is configured such that the respective rotating shafts 15 are arranged at regular intervals in the rotational circumferential direction of the output shaft 11 around the output shaft 11 .

図5に例示するように、第四実施形態の多気筒機関10は第三実施形態に対して気筒配置が異なる。本実施形態の多気筒機関10は第二実施形態と同様に四気筒機関であり、出力軸11を中心として点対称に配置された対となる気筒12a、12bと、同様に点対称に配置された対となる気筒12c、12dとを有する。多気筒機関10は複数組の対となる気筒12a、12bおよび対となる気筒12c、12dの各々の筒軸線が同一のXY平面上に位置する。多気筒機関10は各々の回転軸15が出力軸11を中心として出力軸11の回転周方向に等間隔に配置されるとともに、出力軸11を中心にして気筒12a、12b、12c、12dの各々の筒軸線が等間隔の放射状に配置されて構成される。 As illustrated in FIG. 5, the multi-cylinder engine 10 of the fourth embodiment differs from the third embodiment in cylinder arrangement. The multi-cylinder engine 10 of this embodiment is a four-cylinder engine as in the second embodiment, and is arranged point-symmetrically with the pair of cylinders 12a and 12b arranged point-symmetrically about the output shaft 11. It has a pair of cylinders 12c and 12d. In the multi-cylinder engine 10, cylinder axes of a plurality of sets of paired cylinders 12a, 12b and paired cylinders 12c, 12d are positioned on the same XY plane. Rotating shafts 15 of the multi-cylinder engine 10 are arranged at equal intervals in the rotational circumferential direction of the output shaft 11 with the output shaft 11 as the center, and cylinders 12a, 12b, 12c and 12d are arranged with the output shaft 11 as the center. are arranged radially at regular intervals.

第三実施形態および第四実施形態の多気筒機関10も第二実施形態と同様に、対となる気筒12a、12bどうしや対となる気筒12c、12dどうしが振動を打ち消し合うため、多気筒機関10に生じる振動を抑制することができる。また、第三実施形態および第四実施形態の多気筒機関10は出力軸11の長さが単気筒機関と同程度の長さで済み、第二実施形態に比して出力軸11の長さを短くすることができる。 In the multi-cylinder engine 10 of the third embodiment and the fourth embodiment, similarly to the second embodiment, the vibrations of the paired cylinders 12a and 12b and the paired cylinders 12c and 12d cancel each other out. Vibration occurring in 10 can be suppressed. In addition, the length of the output shaft 11 of the multi-cylinder engine 10 of the third embodiment and the fourth embodiment is about the same as that of the single-cylinder engine. can be shortened.

第三実施形態および第四実施形態の多気筒機関10も第二実施形態の変形例と同様に、出力軸11に隣接して対となる気筒12a、12bどうしや対となる気筒12c、12dどうしが対向する構成にしてもよい。このように、多気筒機関10において出力軸11の周りに気筒12を配置する構成にすることで、複数の気筒どうしを近接させることができる。 In the multi-cylinder engine 10 of the third embodiment and the fourth embodiment, similarly to the modified example of the second embodiment, the paired cylinders 12a and 12b and the paired cylinders 12c and 12d adjacent to the output shaft 11 are arranged. may face each other. In this way, by arranging the cylinders 12 around the output shaft 11 in the multi-cylinder engine 10, the plurality of cylinders can be arranged close to each other.

図6に例示するように、第五実施形態の多気筒機関10は既述した実施形態に対して気筒数が異なる。本実施形態の多気筒機関10は三気筒機関であり、各々の回転軸15が出力軸11を中心として出力軸11の回転周方向に等間隔に配置されるとともに、出力軸11を中心にして複数の気筒12の各々の筒軸線が等間隔に放射状に配置されて構成される。このように、複数の気筒12の数が奇数の場合に振動低減効果を得ることはできないが、出力軸11の長さを短くすることができる。 As illustrated in FIG. 6, the multi-cylinder engine 10 of the fifth embodiment differs in the number of cylinders from the above-described embodiments. The multi-cylinder engine 10 of this embodiment is a three-cylinder engine, and the respective rotating shafts 15 are arranged at regular intervals in the rotation circumferential direction of the output shaft 11 with the output shaft 11 as the center. The cylinder axes of the plurality of cylinders 12 are arranged radially at equal intervals. Thus, when the number of cylinders 12 is odd, the effect of reducing vibration cannot be obtained, but the length of the output shaft 11 can be shortened.

図7、図8に例示するように、多気筒機関10は、歯車伝動装置で構成された伝動装置20の代わりに、巻掛伝動装置で構成された伝動装置30を備えてもよい。伝動装置30は出力軸用プーリー31、回転軸用プーリー32、および、無端状のベルト33を有して構成される。出力軸用プーリー31は出力軸11に固定され、回転軸用プーリー32は回転軸15に固定される。出力軸用プーリー31および回転軸用プーリー32のそれぞれは巻き掛けられたベルト33により動力伝達を行う。巻掛伝動装置としてはプーリーの代わりにスプロケットを有し、ベルトの代わりに無端状のローラチェーンを有したものも例示される。伝動装置30は接触伝動により動力を伝達するものであればよいが、各々の軸どうしの間の動力を摩擦伝動により伝達するものよりも、各々の軸どうしの間の動力を確実伝動により伝達するものが望ましい。具体的に、伝動装置30は無端状の部材がコグドベルトやローラチェーンで構成されることが望ましい。 As illustrated in FIGS. 7 and 8, the multi-cylinder engine 10 may include a transmission 30 configured as a winding transmission instead of the transmission 20 configured as a gear transmission. The transmission device 30 includes an output shaft pulley 31 , a rotary shaft pulley 32 and an endless belt 33 . The output shaft pulley 31 is fixed to the output shaft 11 , and the rotating shaft pulley 32 is fixed to the rotating shaft 15 . Each of the output shaft pulley 31 and the rotation shaft pulley 32 performs power transmission with a belt 33 wound around them. Examples of the winding transmission include those having sprockets instead of pulleys and endless roller chains instead of belts. The transmission device 30 may be any device that transmits power by contact transmission, but it transmits power between the shafts by positive transmission rather than transmitting power between the shafts by friction transmission. something is desirable. Specifically, it is desirable that the endless member of the transmission device 30 is composed of a cogged belt or a roller chain.

なお、巻掛伝動装置で構成された伝動装置30を第二実施形態~第五実施形態に適用するには、各々の回転軸15の一つごとに二つのプーリーやスプロケットと無端状のベルトやチェーンを有した巻掛伝動装置を備えて、各々の巻掛伝動装置が重ならないようにZ方向にずらして配置すればよい。 In addition, in order to apply the transmission device 30 configured by the winding transmission device to the second embodiment to the fifth embodiment, two pulleys or sprockets and an endless belt or A winding transmission device having a chain may be provided, and the winding transmission devices may be shifted in the Z direction so as not to overlap each other.

既述した実施形態の直動周回変換機構16はピストン13の直線往復運動および周回軸14の周回運動を相互に変換可能な構成であればよく、既述した実施形態の構成に限定されない。直動周回変換機構16は連結棒16a、支持部材16e、第一摺動部材16f、および、第二摺動部材16gを有して構成されてもよい。支持部材16eは第一摺動部材16fを摺動可能に片持ち支持する。第一摺動部材16fはY方向に延在する腕部を少なくとも有し、支持部材16eに沿ってX方向に往復直線運動する。第二摺動部材16gは第一摺動部材16fの腕部に摺動可能に支持されるとともに周回軸14が遊嵌されてなる。第二摺動部材16gは第一摺動部材16fとともにX方向に往復直線運動しながら、第一摺動部材16fに沿ってY方向に往復直線運動する。 The linear motion rotation conversion mechanism 16 of the above-described embodiment is not limited to the configuration of the above-described embodiment as long as it can convert the linear reciprocating motion of the piston 13 and the rotation motion of the rotation shaft 14 to each other. The linear motion rotation conversion mechanism 16 may be configured with a connecting rod 16a, a support member 16e, a first sliding member 16f, and a second sliding member 16g. The support member 16e slidably cantilevers the first sliding member 16f. The first sliding member 16f has at least an arm portion extending in the Y direction, and linearly reciprocates in the X direction along the support member 16e. The second sliding member 16g is slidably supported by the arm portion of the first sliding member 16f, and the rotating shaft 14 is loosely fitted thereon. The second sliding member 16g linearly reciprocates along the first sliding member 16f in the Y direction while linearly reciprocating in the X direction together with the first sliding member 16f.

支持部材16eは複数でもよく、既述した実施形態と同様に第一摺動部材16fのY方向の両端部に配置されて第一摺動部材16fを摺動可能に両端支持してもよい。また、第一摺動部材16fは支持部材16eに片持ち支持される場合にZ方向視でL字形状に限定されず、T字形状でもよく、両端支持される場合にZ方向視でH字形状やコの字形状でもよい。 A plurality of supporting members 16e may be provided, and may be arranged at both ends of the first sliding member 16f in the Y direction to slidably support both ends of the first sliding member 16f, as in the above-described embodiment. Further, when the first sliding member 16f is cantilever-supported by the support member 16e, it is not limited to an L-shape when viewed in the Z direction, and may be a T-shape. A shape or a U-shape may be used.

既述した実施形態の回転周回変換機構17は十字溝--17aを有した構成に限定されるものではなく、周回軸14の周回運動および回転軸15の回転運動を相互に変換可能なものであればよい。例えば、特許文献1(特開2015-214900号公報)に開示された遊星機構を有した構成でもよい。 The rotation/circulation conversion mechanism 17 of the above-described embodiment is not limited to the configuration having the cross groove 17a, and is capable of converting the circular motion of the rotary shaft 14 and the rotary motion of the rotary shaft 15 to each other. I wish I had. For example, a configuration having a planetary gear mechanism disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-214900) may be used.

図7に例示するように、多気筒機関10は十字溝17aを有した回転周回変換機構17の代わりに回転周回変換機構18を備えてもよい。回転周回変換機構18は環状溝18a、節18b、および調節軸18cを有して構成される。 As exemplified in FIG. 7, the multi-cylinder engine 10 may be provided with a rotation revolution conversion mechanism 18 instead of the revolution revolution conversion mechanism 17 having the cross groove 17a. The rotation orbit conversion mechanism 18 is configured with an annular groove 18a, a node 18b, and an adjustment shaft 18c.

環状溝18aはZ方向視で回転軸15を囲繞し、Z方向表側から裏側に向かって窪んだ溝である。環状溝18aはZ方向視で真円の環形状を除く環形状を成せばよく、例えば、Z方向視でX方向に短軸が向き、Y方向に長軸が向いた楕円の環形状を成す。節18bは回転軸15の一端部に固定されて回転軸15を軸に回転し、Z方向に厚さ方向が向いた板状の部材であり、両端部に長穴18dを有して構成される。長穴18dはZ方向視で長手方向が回転軸15の軸径方向に向いて環状溝18aに常時重なり、節18bをZ方向に貫通した長穴である。調節軸18cはZ方向に延在して成り、Z方向の一端部が環状溝18aから突出し、中途位置が環状溝18aに挿通する。調節軸18cはカウンタウェイト(つり合い錘ともいう)として機能する。 The annular groove 18a is a groove that surrounds the rotation shaft 15 as viewed in the Z direction and is recessed from the front side to the back side in the Z direction. The annular groove 18a may have any ring shape other than a perfect circular ring shape when viewed in the Z direction. For example, it may have an elliptical ring shape in which the short axis is directed in the X direction and the long axis is directed in the Y direction when viewed in the Z direction. . The joint 18b is a plate-shaped member that is fixed to one end of the rotary shaft 15, rotates around the rotary shaft 15, has a thickness direction in the Z direction, and has long holes 18d at both ends. be. The elongated hole 18d is an elongated hole whose longitudinal direction is directed in the axial radial direction of the rotary shaft 15 when viewed in the Z direction, always overlaps the annular groove 18a, and penetrates the node 18b in the Z direction. The adjusting shaft 18c extends in the Z direction, one end in the Z direction protrudes from the annular groove 18a, and the intermediate position is inserted into the annular groove 18a. The adjustment shaft 18c functions as a counterweight.

回転周回変換機構18は周回軸14が環状溝18aおよび節18bの長穴18dに挿通される。回転周回変換機構18は、周回軸14の周回運動の周回軌道が環状溝18aにより楕円軌道に拘束されるとともに、周回軸14の環状溝18aに沿った周回運動および回転軸15の回転運動を節18bにより相互に変換する構成である。 In the rotation rotation conversion mechanism 18, the rotation shaft 14 is inserted through the annular groove 18a and the long hole 18d of the node 18b. The rotation orbit conversion mechanism 18 has the orbit of the orbital motion of the orbital shaft 14 constrained to an elliptical orbit by the annular groove 18a, and the orbital motion of the orbital shaft 14 along the annular groove 18a and the rotational motion of the rotating shaft 15 are articulated. 18b for mutual conversion.

図8に例示するように、多気筒機関10は十字溝17aを有した回転周回変換機構17の代わりに回転周回変換機構19を備えてもよい。回転周回変換機構19は環状溝19a、第一従回転軸19b、第二従回転軸19c、および、無端状部材19dを有して構成される。 As exemplified in FIG. 8, the multi-cylinder engine 10 may be provided with a rotation rotation conversion mechanism 19 instead of the rotation rotation conversion mechanism 17 having the cross groove 17a. The rotation rotation conversion mechanism 19 includes an annular groove 19a, a first slave shaft 19b, a second slave shaft 19c, and an endless member 19d.

環状溝19aはZ方向視で回転軸15を囲繞し、Z方向表側から裏側に向かって窪んだ溝である。環状溝19aはZ方向視でX方向に短軸が向き、Y方向に長軸が向いた楕円の環形状を成す。第一従回転軸19bおよび第二従回転軸19cのそれぞれはZ方向に延在して成り、各々の軸線を軸に軸自身が回転する。回転軸15、第一従回転軸19b、および、第二従回転軸19cは、環状溝19aの楕円の中心Oおよび二つの焦点Fの三箇所に各々配置される。無端状部材19dはコグドベルトやロータチェーンで構成され、回転軸15、周回軸14、第一従回転軸19b、および、第二従回転軸19cのそれぞれに形成された噛合部に巻き掛けられ、各々の軸どうしの間で確実伝動により動力を伝達する。無端状部材19dは周回軸14において回転不能に固定される。 The annular groove 19a is a groove that surrounds the rotation shaft 15 as viewed in the Z direction and is recessed from the front side to the back side in the Z direction. The annular groove 19a has an elliptical ring shape with a short axis directed in the X direction and a long axis directed in the Y direction when viewed in the Z direction. Each of the first slave rotating shaft 19b and the second slave rotating shaft 19c extends in the Z direction, and rotates about its own axis. The rotating shaft 15, the first slave rotating shaft 19b, and the second slave rotating shaft 19c are arranged at three points, the center O of the ellipse of the annular groove 19a and the two focal points F, respectively. The endless member 19d is composed of a cogged belt or a rotor chain, and is wound around meshing portions respectively formed on the rotating shaft 15, the circulating shaft 14, the first sub-rotating shaft 19b, and the second sub-rotating shaft 19c. Power is transmitted between the shafts by positive transmission. The endless member 19d is fixed to the rotation shaft 14 so as not to rotate.

回転周回変換機構19は周回軸14が環状溝19aに挿通される。回転周回変換機構19は、周回軸14の周回運動の周回軌道が環状溝19aにより楕円軌道に拘束されるとともに、周回軸14の環状溝19aに沿った周回運動および回転軸15の回転運動を無端状部材19dの確実接触によりにより相互に変換する構成である。 The rotation rotation conversion mechanism 19 has the rotation shaft 14 inserted through the annular groove 19a. The rotary orbit conversion mechanism 19 has an orbital orbit of the orbital motion of the orbital shaft 14 constrained to an elliptical orbit by the annular groove 19a, and the orbital motion of the orbital shaft 14 along the annular groove 19a and the rotary motion of the rotating shaft 15 are endlessly controlled. It is a configuration in which mutual conversion is performed by positive contact of the shape member 19d.

なお、多気筒機関10に回転周回変換機構19を用いる場合に、ピストン13の一往復に対して回転軸15が一回転よりも多く回転する構成であるため、伝動装置20の速度伝達比をピストン13の一往復に対して出力軸11が一回転する比に設定する必要がある。 In addition, when the rotation rotation conversion mechanism 19 is used in the multi-cylinder engine 10, the rotation shaft 15 rotates more than one rotation per one reciprocation of the piston 13. Therefore, the speed transmission ratio of the transmission device 20 is set to It is necessary to set the ratio so that the output shaft 11 rotates once per 13 reciprocations.

10 多気筒機関
11 出力軸
12 気筒
12a、12b、12c、12d 対となる気筒
13 ピストン
14 周回軸
15 回転軸
16 直動周回変換機構
17 回転周回変換機構
20 伝動装置
10 multi-cylinder engine 11 output shaft 12 cylinders 12a, 12b, 12c, 12d paired cylinders 13 piston 14 circumference shaft 15 rotation shaft 16 direct-acting circumference conversion mechanism 17 rotation circumference conversion mechanism 20 transmission device

Claims (7)

複数の気筒の一つごとに、前記気筒の内部に配置されて往復直線運動するピストンと、回転運動する回転軸と、前記回転軸の周りを周回する周回軸と、前記ピストンの往復直線運動および前記周回軸の周回運動を相互に変換する直動周回変換機構と、前記周回軸の周回運動および前記回転軸の回転運動を相互に変換するとともに前記周回軸の周回軌道を真円軌道以外の軌道に拘束する回転周回変換機構と、を備えた多気筒機関において、
一つの非屈曲の出力軸と、各々の前記回転軸および前記出力軸の間で回転動力を相互に伝達可能な伝動装置と、を備え、各々の前記回転軸および前記出力軸は互いの軸線が平行であり、前記伝動装置は歯車伝動装置または巻き掛け伝動装置からなることを特徴とする多気筒機関。
For each of a plurality of cylinders, a piston arranged inside the cylinder for reciprocating linear motion, a rotating shaft for rotating motion, a circling shaft revolving around the rotating shaft, reciprocating linear motion of the piston, and a linear motion orbital conversion mechanism for mutually converting the orbital motion of the orbital shaft; In a multi-cylinder engine equipped with a revolution conversion mechanism that constrains to
one non-bending output shaft; and a transmission device capable of mutually transmitting rotational power between each of the rotating shafts and the output shafts, wherein the respective rotating shafts and the output shafts are aligned with each other's axes. A multi-cylinder engine, characterized in that they are parallel, and said transmission comprises a gear transmission or a wound transmission.
前記伝動装置の速度伝達比は前記ピストンの一往復に対して前記出力軸が一回転する比である請求項1に記載の多気筒機関。 2. A multi-cylinder engine according to claim 1, wherein the speed transmission ratio of said transmission device is a ratio of one revolution of said output shaft per one reciprocation of said piston. 前記複数の気筒の数が偶数であり、前記複数の気筒は一組または複数組の対となる気筒で構成され、
前記対となる気筒は各々の筒軸線が同一直線上に位置し、かつ、各々の前記ピストンが上死点および下死点に位置する時点が同期し、かつ、各々の前記ピストンが上死点から下死点に向かう方向が反対方向である請求項1または2に記載の多気筒機関。
The number of the plurality of cylinders is an even number, and the plurality of cylinders are composed of one set or a plurality of sets of paired cylinders,
The cylinder axes of the paired cylinders are positioned on the same straight line, the points of time when the pistons are positioned at the top dead center and the bottom dead center are synchronized, and the pistons are positioned at the top dead center. 3. A multi-cylinder engine according to claim 1 or 2, wherein the direction from to the bottom dead center is the opposite direction.
前記対となる気筒は一組ずつ前記出力軸の軸方向に離間して配置される請求項3に記載の多気筒機関。 4. The multi-cylinder engine according to claim 3, wherein each set of said pair of cylinders is spaced apart in the axial direction of said output shaft. 複数組の前記対となる気筒の各々の筒軸線が前記出力軸の軸方向に垂直な同一平面上に位置する請求項3に記載の多気筒機関。 4. A multi-cylinder engine according to claim 3, wherein the cylinder axes of said plurality of pairs of cylinders are located on the same plane perpendicular to the axial direction of said output shaft. 各々の前記回転軸は前記出力軸を中心として前記出力軸の回転周方向に等間隔に配置される請求項1または2に記載の多気筒機関。 3. The multi-cylinder engine according to claim 1, wherein each of said rotating shafts is arranged at regular intervals in the circumferential direction of rotation of said output shaft around said output shaft. 前記出力軸を中心にして前記複数の気筒の各々の筒軸線が放射状に配置される請求項6に記載の多気筒機関。 7. A multi-cylinder engine according to claim 6, wherein cylinder axes of said plurality of cylinders are arranged radially around said output shaft.
JP2021002708A 2021-01-12 2021-01-12 multi-cylinder engine Pending JP2022107972A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021002708A JP2022107972A (en) 2021-01-12 2021-01-12 multi-cylinder engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021002708A JP2022107972A (en) 2021-01-12 2021-01-12 multi-cylinder engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022107972A true JP2022107972A (en) 2022-07-25

Family

ID=82556171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021002708A Pending JP2022107972A (en) 2021-01-12 2021-01-12 multi-cylinder engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022107972A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2861277C (en) A reciprocating piston mechanism
US8511276B2 (en) Cat-and-mouse type internal combustion engine, and its correlation type crank
US20230175574A1 (en) Mechanical converter for converting rotary motion to reciprocating motion
JPWO2008010490A1 (en) Cycloid reciprocating engine and pump device using this crank mechanism
JP6052748B2 (en) Drive device having XY separation crank mechanism
WO2016139751A1 (en) Driving device equipped with xy separation crank mechanism
JPH09242559A (en) Internal cycloid type crank device for reciprocating piston machinery, especially for internal combustion engine
JP2009036030A (en) Crankshaft structure of high expansion ratio engine
JPH11159339A (en) Internal combustion engine for converting reciprocating motion of piston to rotating motion by rack and pinion mechanism
US20030183026A1 (en) Apparatus for converting rotary to reciprocating motion and vice versa
CN105604696A (en) Internal combustion engine driven by needle roller block with any tooth difference
JP2022107972A (en) multi-cylinder engine
WO2016140323A1 (en) Drive device provided with xy-separating crank mechanism
JP2010169045A (en) Balance device in multicylinder internal combustion engine
JP2017503968A (en) Timing system for 2-cylinder engine
JP4041173B2 (en) Low vibration positive displacement machine
JP6409476B2 (en) engine
JP6218599B2 (en) Output extraction device for automobile engine
JP2022107974A (en) Rotary revolution conversion mechanism and reciprocating engine
JP2011102602A (en) Balance device in internal combustion engine
JP2010144857A (en) Balance device in internal combustion engine
JP2016044727A (en) Non-stage transmission
JP2022107973A (en) Rotary revolution conversion mechanism and reciprocating engine
RU2134795C1 (en) Method of and volumetric expansion (displacement) machine for conversion of motion
WO2011110325A2 (en) Mechanism for converting a reciprocating movement into a rotational movement and vice versa, and device comprising such a mechanism.