JP2023137627A - Crankless horizontally-opposed engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランクレス水平対向エンジンに関する。 The present invention relates to a crankless horizontally opposed engine.
通常、レシプロエンジンは、コネクティングロッドやクランクシャフトを含み、ピストンの往復運動を回転運動に変換するクランク機構を備えている。クランクシャフトには、軸受部によって軸支される複数のメインジャーナルと、コネクティングロッド(コンロッド)と連結される複数のクランクピンとが設けられている。クランクシャフトでは、メインジャーナル中心とクランクピン中心とが軸方向から見て偏心して設けられるため、混合気の燃焼圧によりピストンが押し下げられるとピストンの往復直線運動がコネクティングロッドを介して回転運動に変換され、クランクシャフトがメインジャーナルの中心軸を回転中心として回転する(例えば、特許文献1参照)。 Typically, a reciprocating engine includes a connecting rod and a crankshaft, and is equipped with a crank mechanism that converts reciprocating motion of a piston into rotational motion. The crankshaft is provided with a plurality of main journals that are supported by bearings and a plurality of crank pins that are connected to connecting rods. In the crankshaft, the center of the main journal and the center of the crank pin are eccentrically located when viewed from the axial direction, so when the piston is pushed down by the combustion pressure of the air-fuel mixture, the reciprocating linear motion of the piston is converted into rotational motion via the connecting rod. The crankshaft rotates around the central axis of the main journal (for example, see Patent Document 1).
上述したように、従来のレシプロエンジンでは、ピストンの往復運動を回転運動に変換するためにクランク機構が必要なため、当該クランク機構による重量の増加や、フリクションの増加、2次振動(ストロークに対して垂直方向の振動)の発生等の問題を含んでいる。 As mentioned above, conventional reciprocating engines require a crank mechanism to convert the reciprocating motion of the piston into rotational motion, which increases weight, friction, and secondary vibration (relative to the stroke). This includes problems such as the occurrence of vertical vibrations.
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、従来のクランク機構を廃止でき、エンジンの軽量化、フリクションの低減、及び、2次振動の低減等を図ることが可能なクランクレス水平対向エンジンを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a crank that can eliminate the conventional crank mechanism, reduce the weight of the engine, reduce friction, and reduce secondary vibration. The purpose is to provide a horizontally opposed engine.
本発明の一態様に係るクランクレス水平対向エンジンは、円筒状のシリンダと、冠面が互いに外側を向くように直線上に対向配置された一対のピストン、及び、該一対のピストンを連結する直線状の連結ロッドを有し、シリンダに直線往復運動自在に収容されたピストンアッシーと、ピストンアッシーの連結ロッドに揺動自在に取り付けられ、ピストンアッシーの直線往復運動を揺動運動に変換する揺動部材と、揺動部材の揺動運動を一定方向の回転運動に変換して出力する変換機構とを備えることを特徴とする。 A crankless horizontally opposed engine according to one aspect of the present invention includes a cylindrical cylinder, a pair of pistons that are arranged opposite each other on a straight line so that their crown surfaces face each other outward, and a straight line that connects the pair of pistons. A piston assembly has a connecting rod shaped like a shape and is housed in a cylinder so as to be able to freely reciprocate in a straight line, and a rocker is attached to the connecting rod of the piston assembly so as to be swingable and converts the linear reciprocating motion of the piston assembly into a rocking motion. It is characterized by comprising a member and a conversion mechanism that converts the swinging motion of the swinging member into a rotational motion in a fixed direction and outputs the same.
本発明によれば、従来のクランク機構を廃止でき、エンジンの軽量化、フリクションの低減、及び、2次振動の低減等を図ることが可能となる。 According to the present invention, the conventional crank mechanism can be abolished, and it is possible to reduce the weight of the engine, reduce friction, and reduce secondary vibration.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the figures, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts. In each figure, the same elements are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.
(第1実施形態)
まず、図1~図3を併せて用いて、第1実施形態に係るクランクレス水平対向エンジン1の構成について説明する。図1は、クランクレス水平対向エンジン1を構成するシリンダ10、ピストンアッシー20、揺動部材30等の構成を模式的に示す図である。図2は、クランクレス水平対向エンジン1を構成する変換機構40の構成を示す図である。図3は、クランクレス水平対向エンジン1を構成する回転変動抑制機構50の構成を示す図である。なお、本実施形態では、4気筒エンジンを例にして説明する。
(First embodiment)
First, the configuration of the crankless horizontally opposed
クランクレス水平対向エンジン(以下、単に「エンジン」ともいう)1は、従来のクランク機構を廃止して、エンジンの軽量化、フリクションの低減、及び、2次振動の低減等を図る機能を有している。 The crankless horizontally opposed engine (hereinafter also simply referred to as the "engine") 1 eliminates the conventional crank mechanism and has functions that reduce the weight of the engine, reduce friction, and reduce secondary vibration. ing.
そのため、クランクレス水平対向エンジン1は、主として、シリンダヘッド1a、シリンダブロック1b、シリンダブロック1bに形成された一対のシリンダ10、一対のピストンアッシー20、揺動部材30、変換機構40、及び、回転変動抑制機構50等を備えて構成されている。
Therefore, the crankless horizontally opposed
一対(複数)の円筒状のシリンダ10は、互いに平行に(並べて)配置されている。一対のピストンアッシー20それぞれは、冠面(天面)が互いに外側を向くように、直線上(同軸上)に対向配置された一対のピストン21と、該一対のピストン21を略リジッドに連結する直線状(棒状)の連結ロッド22とを有している。一対のピストンアッシー20それぞれは、一対のシリンダ10それぞれに、互いに180°位相がずれて直線往復運動自在に収容されている。そのため、図1に示されるように、例えば、1番気筒(#1)が上死点に位置するときに、3番気筒(#3)は下死点に位置する。なお、図1では、左上が1番気筒(#1)、左下が2番気筒(#2)、右上が3番気筒(#3)、右下が4番気筒(#4)である。
A pair (plurality) of
ピストンアッシー20の連結ロッド22の中央には、双方のピストンアッシー20の連結ロッド22を含む面と直交する方向にピン22aが突設されている。ピン22aは、シリンダ10(シリンダブロック1b)の外まで突出している。
A
揺動部材30は、シリンダブロック1b(シリンダ10)の外側において、一対のピストンアッシー20の連結ロッド22に、揺動自在に取り付けられ、一対のピストンアッシー20の直線往復運動に応じて揺動する(すなわち、直線往復運動を揺動運動に変換する)。揺動部材30の本体部30aは、略長方形に形成された板状の部材である。揺動部材30の本体部30aには、左右対称の位置に、長手方向に沿って、連結ロッド22のピン22aが摺動自在に貫通するための一対の貫通溝30cが形成されている。
The swinging
また、揺動部材30は、一端が、揺動部材30の揺動軸(揺動中心)に突設され、揺動部材30の揺動に応じて一方向への回転(正転)と他方向への回転(逆転)とを繰り返す揺動シャフト30bを有している。揺動シャフト30bは、エンジン1のシリンダブロック1b(一方のシリンダ10と他方のシリンダ10との間(中央))に回転自在に軸支されている。そして、ピストンアッシー20(ピン22a)の直線往復運動が、揺動シャフト30bを揺動軸とした揺動部材30の揺動運動(すなわち、揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)と他方向への回転(逆転)との繰り返し運動)に変換される。
Further, the swinging
図2に示されるように、揺動部材30の揺動シャフト30bには、変換機構40が接続されている。変換機構40は、揺動部材30の揺動運動(すなわち、揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)と他方向への回転(逆転)との繰り返し運動)を一定方向の回転運動に変換して出力する。
As shown in FIG. 2, a
そのため、変換機構40は、主として、第1ギヤ41及び第2ギヤ42と、ワンウェイクラッチ46を含む第3ギヤ43及び第4ギヤ44と、出力シャフト47とを有して構成されている。
Therefore, the
第1ギヤ41と第2ギヤ42とは、同径、かつ、同じ歯数のギヤである。第1ギヤ41と第2ギヤ42とは、互いに平行に、かつ、同軸上に、対向して配置されている。第1ギヤ41の回転軸には出力シャフト47が突設されている。
The
第3ギヤ43は、第1ギヤ41及び第2ギヤ42の回転軸と直交する揺動シャフト30bの他端側に接続されている。第3ギヤ43は、揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)トルクのみを伝達し、他方向への回転(逆転)に対しては空転するワンウェイクラッチ46を含んで構成されている。ワンウェイクラッチ46としては、例えば、ローラ式、カム式、スプラグ式等の公知のものを用いることができる。
The
第4ギヤ44は、第3ギヤ43と、同径、かつ、同じ歯数のギヤである。第4ギヤ44は、第1ギヤ41及び第2ギヤ42の回転軸に対して第3ギヤ43と対称な位置において揺動シャフト30bに接続されている。すなわち、第3ギヤ43と第4ギヤ44とは、互いに平行に、かつ、同軸上に、対向して配置されている。また、第3ギヤ43と第4ギヤ44とは、第1ギヤ41、第2ギヤ42と直交するように配置されている。
The
第4ギヤ44は、揺動シャフト30bの他方向への回転(逆転)トルクのみを伝達し、一方向への回転(正転)に対しては空転するワンウェイクラッチ46を含んで構成されている。よって、第3ギヤ43のワンウェイクラッチ46と、第4ギヤ44のワンウェイクラッチ46とは、互いに逆方向の回転(トルク)を伝達する。
The
そして、第3ギヤ43及び第4ギヤ44は、第1ギヤ41及び第2ギヤ42それぞれと噛合している。第3ギヤ43、第4ギヤ44と、第1ギヤ41、第2ギヤ42とは、例えば、ベベルギヤ等を用いることができる。よって、揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)は、第3ギヤ43によって第1ギヤ41(すなわち出力シャフト47)の一定方向の回転に変換され、揺動シャフト30bの他方向への回転(逆転)は、第4ギヤ44によって第1ギヤ41(すなわち出力シャフト47)の一定方向の回転に変換される。なお、変換機構40としては、第3ギヤ43と第4ギヤ44の双方が揃っていることが好ましいが、いずれか一方のみであってもよい(すなわち、いずれか一方であっても揺動運動を回転運動に変換できる)。
The
変換機構40の出力シャフト47には、回転変動抑制機構50が接続されている。回転変動抑制機構50は。出力シャフト47の回転変動を抑制(低減)する。そのため、回転変動抑制機構50は、主として、電動モータ51と、プラネタリギヤ52と、コントロールユニット(ECU)53とを備えて構成されている。
A rotational
電動モータ51は、供給された電力をトルクに変換する電動機である。プラネタリギヤ52は、出力シャフト47と接続され、エンジントルク(駆動トルク)が入力されるサンギヤ52aと、エンジントルク(駆動トルク)が出力されるプラネタリキャリア52bと、電動モータ51とトルク伝達可能に接続されたリングギヤ52cとを含んでいる。
The
コントロールユニット53は、出力シャフト47の回転を検出する例えば磁気ピックアップ等の回転センサ54を有し、その検出結果に基づいて、出力シャフト47の回転変動を抑制するように電動モータ51を制御(駆動)する。
The
なお、回転変動抑制機構50の出力シャフト47の下流側には、フライホイール(図示省略)を設けることが好ましい。
Note that it is preferable to provide a flywheel (not shown) downstream of the
なお、シリンダヘッド1aには、従来のエンジンと同様に、シリンダ10毎に吸気ポート11と排気ポート13とが形成されている。各吸気ポート11、排気ポート13それぞれには、該吸気ポート11、排気ポート13を開閉する吸気バルブ12、排気バルブ14が設けられている。
Note that, in the
エンジン1の各シリンダ10には、燃料を噴射するインジェクタ(図示省略)が取り付けられている。また、シリンダヘッド1aには、シリンダ10毎に混合気に点火する点火プラグ(図示省略)、及び該点火プラグに高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイルが取り付けられている。エンジン1の各シリンダ10では、吸入された空気とインジェクタによって噴射された燃料との混合気が点火プラグにより点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは、排気ポート13、排気管を通して排出される。
Each
上述したように構成されることにより、まず、混合気の燃焼圧によりピストンアッシー20が直線往復運動を行い、そのピストンアッシー20の直線往復運動が、揺動部材30によって、該揺動部材30の揺動運動(すなわち、揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)と他方向への回転(逆転)との繰り返し運動)に変換される。次に、揺動部材30の揺動運動は、変換機構40により、出力シャフト47の一定方向の回転運動に変換される。そして、回転変動抑制機構50によって出力シャフト47の回転変動が抑制されて出力される。
With the configuration described above, first, the
以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、従来のクランク機構を廃止できるため、クランク機構に起因する重量の増加、フリクションの増加、2次振動の発生等がなくなる。その結果、従来のクランク機構を廃止して、エンジンの軽量化、フリクションの低減、及び、2次振動の低減等を図ることが可能となる。 As described in detail above, according to the present embodiment, the conventional crank mechanism can be abolished, thereby eliminating increases in weight, increase in friction, generation of secondary vibrations, etc. caused by the crank mechanism. As a result, it becomes possible to eliminate the conventional crank mechanism and achieve weight reduction of the engine, reduction of friction, reduction of secondary vibration, etc.
特に、ピストン21を略リジッドに固定して首振りをなくしつつ、ピストンアッシー20を直線往復運動させることにより、フリクションを低減することができる。また、従来のクランク機構と比較して回転部位を減らすことによっても、フリクションを低減することができる。
In particular, friction can be reduced by linearly reciprocating the
(第2実施形態)
次に、図4を用いて第2実施形態に係るクランクレス水平対向エンジン1Bの構成、特に、クランクレス水平対向エンジン1Bを構成する発電機60の構成について説明する。図4は、クランクレス水平対向エンジン1Bを構成する発電機60を模式的に示す図である。なお、図4において上記第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
(Second embodiment)
Next, the configuration of the crankless horizontally opposed engine 1B according to the second embodiment, particularly the configuration of the
クランクレス水平対向エンジン1Bは、発電機(ジェネレータ)60をさらに備えている点で、上述した第1実施形態と異なっている。発電機60は、ピストンアッシー20の連結ロッド22に取り付けられた永久磁石61と、シリンダ10の外周に配設されたコイル62とを有して構成されている。
The crankless horizontally opposed engine 1B differs from the first embodiment described above in that it further includes a
永久磁石61と、コイル62とは、例えば、円筒状に形成されている。コイル62は、シリンダ10の外周に沿って永久磁石61と対向するように配置されている。また、コイル62が配置されるシリンダ10の中央部(ピストン21が下死点に位置するときのピストンスカートよりも下側)は、金属以外の素材が用いられる。
The
ピストンアッシー20の直線往復運動に伴い、永久磁石61が直線往復運動をすることにより、コイル62を通る磁束が変化してコイル62に起電力が生じる。よって、永久磁石61が取り付けられたピストンアッシー20の直線往復運動から直接電力を取り出すことができる。
As the
その他の構成は、上述した第1実施形態と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。 The other configurations are the same or similar to the first embodiment described above, so detailed explanations will be omitted here.
本実施形態によれば、ピストンアッシー20(永久磁石61)の往復運動から直接電力を取り出す機構とすることで、電力変換効率の向上、軽量化等を図ることができる。 According to this embodiment, by using a mechanism that directly extracts electric power from the reciprocating motion of the piston assembly 20 (permanent magnet 61), it is possible to improve power conversion efficiency, reduce weight, and the like.
(第3実施形態)
次に、図5を用いて第3実施形態に係るクランクレス水平対向エンジン1Cの構成、特に、クランクレス水平対向エンジン1Cを構成する圧縮比可変部材70の構成について説明する。図5は、クランクレス水平対向エンジン1Cを構成する圧縮比可変部材70を模式的に示す図である。なお、図5において上記第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
(Third embodiment)
Next, the configuration of the crankless horizontally opposed
クランクレス水平対向エンジン1Cは、圧縮比可変部材(機構)70をさらに備えている点で、上述した第1実施形態と異なっている。圧縮比可変部材70は、先端がU字状(又は音叉状)に二股に分かれ、当該二股に分かれた先端が、揺動する揺動部材30に当接することにより、揺動部材30の揺動角(揺動範囲)を規制(可変)して、ピストン21のストローク量を変化させ、幾何学圧縮比を連続的に可変する。
The crankless horizontally opposed
図5において、圧縮比可変部材70を図面上側に移動させると、揺動部材30の揺動角が小さくなり(ピストン21のストローク量が小さくなり)、圧縮比が低下する。一方、圧縮比可変部材70を図面下側に移動させると、揺動部材30の揺動角が大きくなり(ピストン21のストローク量が大きくなり)、圧縮比が高くなる。
In FIG. 5, when the compression
圧縮比可変部材70の位置制御(駆動制御)は、コントロールユニット(ECU)53によって行われる。コントロールユニット53は、例えば、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ55を有し、その検出結果(アクセル開度)に基づいて、電動式アクチュエータ56(例えば電動モータ)を駆動し、圧縮比可変部材70の位置を調節する。なお、電動式のアクチュエータ56に代えて、例えば、油圧式のアクチュエータ等を用いてもよい。
Position control (drive control) of the compression
コントロールユニット53は、例えば、全開(WOT)領域では、圧縮比可変部材70を図面上側に移動させる(すなわち、圧縮比を低下させる)。一方、コントロールユニット53は、例えば、パーシャル領域では、圧縮比可変部材70を図面下側に移動させる(すなわち、圧縮比を上昇させる)。
For example, in the fully open (WOT) region, the
その他の構成は、上述した第1実施形態と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。 The other configurations are the same or similar to the first embodiment described above, so detailed explanations will be omitted here.
本実施形態によれば、圧縮比可変部材70の位置制御(すなわち圧縮比の可変)により、パーシャル領域では圧縮比を高めて熱効率を向上させ、全開(WOT)領域では圧縮比を下げて、出力向上やλ(空気過剰率)1拡大に寄与することができる。 According to the present embodiment, by controlling the position of the compression ratio variable member 70 (that is, varying the compression ratio), the compression ratio is increased in the partial region to improve thermal efficiency, and the compression ratio is lowered in the fully open (WOT) region to increase the output power. It can contribute to improvement and increase of λ (excess air ratio)1.
(第4実施形態)
次に、図6~8を併せて用いて第4実施形態に係るクランクレス水平対向エンジン1Dの構成について説明する。図6は、クランクレス水平対向エンジン1Dを構成するシリンダ10、ピストンアッシー20、揺動部材30等の構成を模式的に示す図である。図7は、クランクレス水平対向エンジン1Dを構成する変換機構40Dの構成を示す図である。図8は、クランクレス水平対向エンジン1Dを構成する他の変換機構40DDを示す図である。なお、図6~8において上記第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。
(Fourth embodiment)
Next, the configuration of the crankless horizontally opposed
クランクレス水平対向エンジン1Dは、上述した第1実施形態に係る4気筒エンジンを6気筒エンジンに拡張したものである。そのため、クランクレス水平対向エンジン1Dは、主として、平行に並べて配置された3つのシリンダ10と、3つのシリンダ10それぞれに収容された3つのピストンアッシー20と、2つの揺動部材30(中央のピストンアッシー20と図面左側のピストンアッシー20とに取り付けられた揺動部材30及び中央のピストンアッシー20と図面右側のピストンアッシー20とに取り付けられた揺動部材30)と、変換機構40Dと、回転変動抑制機構50とを備えている。ここで、シリンダ10、ピストンアッシー20、揺動部材30、回転変動抑制機構50については、上述した第1実施形態と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
The crankless horizontally opposed
図7に示された変換機構40Dは、2つの揺動部材30それぞれの揺動運動を一定方向の回転運動に変換して出力する。そのため、変換機構40Dは、主として、第5ギヤ45、第6ギヤ48、第7ギヤ49、及び、出力シャフト47を有して構成されている。
The
第5ギヤ45は、一方の揺動シャフト30bの他端側に接続されている。第5ギヤ45は、一方の揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)トルクのみを伝達し、他方向への回転(逆転)に対しては空転するワンウェイクラッチ46を含んで構成されている。ワンウェイクラッチ46としては、例えば、ローラ式、カム式、スプラグ式等の公知のものを用いることができる。
The
第6ギヤ48は、他方の揺動シャフト30bの他端側に接続されている。第6ギヤ48は、他方の揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)トルクのみを伝達し、他方向への回転(逆転)に対しては空転するワンウェイクラッチ46を含んで構成されている。よって、第5ギヤ45のワンウェイクラッチ46と、第6ギヤ48のワンウェイクラッチ46とは、互いに同方向の回転(トルク)を伝達する。
The
そして、第5ギヤ45及び第6ギヤ48は、第5ギヤ45と第6ギヤ48とに挟まれるように配置された第7ギヤ49と噛合している。また、第7ギヤ49の回転軸には出力シャフト47が突設されている。よって、一方の揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)は、第5ギヤ45によって第7ギヤ49(すなわち出力シャフト47)の一定方向の回転に変換され、他方の揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)は、第6ギヤ48によって第7ギヤ49(すなわち出力シャフト47)の一定方向の回転に変換される。
Further, the
一方、図8に示されるように、第7ギヤ49を有していない構成とすることもできる。図8に示された変形例に係る変換機構40DDは、主として、第5ギヤ45’、第6ギヤ48、及び、出力シャフト47を有して構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 8, a configuration without the
第5ギヤ45’は、一方の揺動シャフト30bの他端側に接続されている。第5ギヤ45’は、一方の揺動シャフト30bの他方向への回転(逆転)トルクのみを伝達し、一方向への回転(正転)に対しては空転するワンウェイクラッチ46を含んで構成されている。
The
第6ギヤ48は、他方の揺動シャフト30bの他端側に接続されている。第6ギヤ48は、他方の揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)トルクのみを伝達し、他方向への回転(逆転)に対しては空転するワンウェイクラッチ46を含んで構成されている。よって、第5ギヤ45’のワンウェイクラッチ46と、第6ギヤ48のワンウェイクラッチ46とは、互いに逆方向の回転(トルク)を伝達する。
The
そして、第5ギヤ45’と第6ギヤ48とは、互いに噛合している。また、第5ギヤ45’の回転軸には出力シャフト47が突設されている。よって、一方の揺動シャフト30bの他方向への回転(逆転)は、第5ギヤ45’によって出力シャフト47の一定方向の回転に変換され、他方の揺動シャフト30bの一方向への回転(正転)は、第6ギヤ48によって出力シャフト47の一定方向の回転に変換される。
The
加えて(さらに)、中央のシリンダ10から左右のシリンダ10にガス(EGR(Exhaust Gas Recirculation)又は未燃空気)を分配する構成としてもよい。例えば、中央のシリンダ10が燃焼する場合には、排気ガスがEGRとして左右のシリンダ10に送り込まれる。なお、その際には、EGRバルブによってEGR量が調節される。一方、中央のシリンダ10が燃焼しない場合には、未燃の空気が左右のシリンダ10に送り込まれる。いずれの場合も中央のシリンダ10で圧縮して過給効果を狙うことができる。
In addition (further), a configuration may be adopted in which gas (EGR (Exhaust Gas Recirculation) or unburned air) is distributed from the
その他の構成は、上述した第1実施形態と同一または同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。 The other configurations are the same or similar to the first embodiment described above, so detailed explanations will be omitted here.
本実施形態によれば、クランクレス水平対向エンジンを6気筒に拡張(適用)することができる。また、気筒数の増加(排気量の増加)により出力向上を図ることが可能となる。 According to this embodiment, the crankless horizontally opposed engine can be expanded (applied) to six cylinders. Furthermore, it is possible to improve the output by increasing the number of cylinders (increasing the displacement).
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明を4気筒エンジン、6気筒エンジンに適用した場合を例にして説明したが、本発明は、4気筒エンジン、6気筒エンジンに限られることなく、例えば、2気筒エンジンや、8気筒以上のエンジンに適用することもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to a 4-cylinder engine or a 6-cylinder engine, but the present invention is not limited to a 4-cylinder engine or a 6-cylinder engine; It can also be applied to engines with eight or more cylinders.
また、上記実施形態では、揺動部材30や変換機構40等をシリンダブロック1bの外側に配置したが、揺動部材30や変換機構40等をシリンダブロック1bの内部に配置する構成としてもよい。
Further, in the above embodiment, the swinging
また、上記実施形態で示した寸法、材料、その他具体的な数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であり、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。 Further, the dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the above embodiments are merely illustrative to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.
1、1B、1C、1D クランクレス水平対向エンジン
1a シリンダヘッド
1b シリンダブロック
10 シリンダ
11 吸気ポート
12 吸気バルブ
13 排気ポート
14 排気バルブ
20 ピストンアッシー
21 ピストン
22 連結ロッド
22a ピン
30 揺動部材
30a 本体部
30b 揺動シャフト
30c 貫通溝
40、40D、40DD 変換機構
41 第1ギヤ
42 第2ギヤ
43 第3ギヤ
44 第4ギヤ
45、45’ 第5ギヤ
46 ワンウェイクラッチ
47 出力シャフト
48 第6ギヤ
49 第7ギヤ
50 回転変動抑制機構
51 電動モータ
52 プラネタリギヤ
52a サンギヤ
52b プラネタリキャリア
52c リングギヤ
53 コントロールユニット(ECU)
54 回転センサ
55 アクセル開度センサ
56 電動式アクチュエータ(電動モータ)
60 発電機(ジェネレータ)
61 永久磁石
62 コイル
70 圧縮比可変部材
1, 1B, 1C, 1D Crankless horizontally opposed
54
60 Generator
61
Claims (7)
冠面が互いに外側を向くように直線上に対向配置された一対のピストン、及び、該一対のピストンを連結する直線状の連結ロッドを有し、前記シリンダに直線往復運動自在に収容されたピストンアッシーと、
前記ピストンアッシーの連結ロッドに揺動自在に取り付けられ、前記ピストンアッシーの直線往復運動を揺動運動に変換する揺動部材と、
前記揺動部材の揺動運動を一定方向の回転運動に変換して出力する変換機構と、を備えることを特徴とするクランクレス水平対向エンジン。 a cylindrical cylinder,
A pair of pistons arranged opposite each other on a straight line so that their crown surfaces face each other outward, and a straight connecting rod connecting the pair of pistons, and the piston is housed in the cylinder so as to be able to freely reciprocate in a straight line. Assy and
a swinging member that is swingably attached to a connecting rod of the piston assembly and converts linear reciprocating motion of the piston assembly into swinging motion;
A crankless horizontally opposed engine comprising: a conversion mechanism that converts the rocking motion of the rocking member into a rotational motion in a fixed direction and outputs the same.
冠面が互いに外側を向くように直線上に対向配置された一対のピストン、及び、該一対のピストンを連結する直線状の連結ロッドを有し、前記複数のシリンダそれぞれに、互いに180°位相がずれて直線往復運動自在に収容された複数のピストンアッシーと、
前記複数のピストンアッシーの連結ロッドに揺動自在に取り付けられ、前記複数のピストンアッシーの直線往復運動を揺動運動に変換する揺動部材と、
前記揺動部材の揺動運動を一定方向の回転運動に変換して出力する変換機構と、を備えることを特徴とするクランクレス水平対向エンジン。 a plurality of cylindrical cylinders arranged parallel to each other;
A pair of pistons are arranged to face each other on a straight line so that their crown surfaces face outward, and a straight connecting rod connects the pair of pistons, and each of the plurality of cylinders has a phase of 180 degrees with respect to the other. A plurality of piston assemblies housed in a staggered manner so that they can freely reciprocate in a straight line;
a swinging member that is swingably attached to a connecting rod of the plurality of piston assemblies and converts a linear reciprocating motion of the plurality of piston assemblies into a swinging motion;
A crankless horizontally opposed engine comprising: a conversion mechanism that converts the rocking motion of the rocking member into a rotational motion in a fixed direction and outputs the same.
一端が、前記揺動部材の揺動軸に突設され、前記揺動部材の揺動に応じて一方向への回転と他方向への回転とを繰り返す揺動シャフトを有し、
前記変換機構は、
平行に、かつ、同軸上に、対向して配置された第1ギヤ及び第2ギヤと、
前記第1ギヤの回転軸に突設された出力シャフトと、
前記第1ギヤ及び第2ギヤの回転軸と直交する前記揺動シャフトの他端側に接続され、前記揺動シャフトの一方向への回転トルクのみを伝達し、他方向への回転に対しては空転するワンウェイクラッチを含み、前記第1ギヤ及び第2ギヤそれぞれと噛合する第3ギヤと、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のクランクレス水平対向エンジン。 The swinging member is
a rocking shaft whose one end protrudes from the rocking shaft of the rocking member, and which repeats rotation in one direction and rotation in the other direction in response to rocking of the rocking member;
The conversion mechanism is
A first gear and a second gear that are arranged opposite to each other in parallel and coaxially;
an output shaft protruding from the rotating shaft of the first gear;
It is connected to the other end side of the swing shaft that is perpendicular to the rotational axes of the first gear and the second gear, and transmits only the rotational torque of the swing shaft in one direction, and prevents rotation in the other direction. includes a one-way clutch that spins idly, and a third gear that meshes with each of the first gear and the second gear;
The crankless horizontally opposed engine according to claim 1 or 2, characterized in that it has:
前記出力シャフトと接続され、エンジントルクが入力されるサンギヤ、エンジントルクが出力されるプラネタリキャリア、及び、前記電動モータとトルク伝達可能に接続されたリングギヤを含むプラネタリギヤと、
前記出力シャフトの回転変動を抑制するように前記電動モータを制御するコントロールユニットと、を有する回転変動抑制機構をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載のクランクレス水平対向エンジン。 electric motor and
A planetary gear including a sun gear connected to the output shaft and inputted with engine torque, a planetary carrier outputted with the engine torque, and a ring gear connected to the electric motor so as to be capable of transmitting torque;
5. The crankless horizontally opposed engine according to claim 4, further comprising a rotational fluctuation suppression mechanism including a control unit that controls the electric motor so as to suppress rotational fluctuations of the output shaft.
前記シリンダの外周に配設されたコイルと、を有する発電機をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のクランクレス水平対向エンジン。 a permanent magnet attached to a connecting rod of the piston assembly;
The crankless horizontally opposed engine according to claim 1 or 2, further comprising a generator having a coil disposed around the outer periphery of the cylinder.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022043900A JP2023137627A (en) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | Crankless horizontally-opposed engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022043900A JP2023137627A (en) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | Crankless horizontally-opposed engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023137627A true JP2023137627A (en) | 2023-09-29 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022043900A Pending JP2023137627A (en) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | Crankless horizontally-opposed engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2023137627A (en) |
-
2022
- 2022-03-18 JP JP2022043900A patent/JP2023137627A/en active Pending
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