JPH0242237A - クランクシャフトアセンブリ - Google Patents

クランクシャフトアセンブリ

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JPH0242237A
JPH0242237A JP1158152A JP15815289A JPH0242237A JP H0242237 A JPH0242237 A JP H0242237A JP 1158152 A JP1158152 A JP 1158152A JP 15815289 A JP15815289 A JP 15815289A JP H0242237 A JPH0242237 A JP H0242237A
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eccentric
gear
piston
crank pin
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JP1158152A
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William B Heniges
ウィリアム・バーナード・ヘニジーズ
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    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • F16H21/18—Crank gearings; Eccentric gearings
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ピストンのストロークを変えることができ
、従ってエンジンの圧縮比を変えることのできるクラン
クシャフトアセンブリに関する。
本出願人による米国特許第４，４８５，７６８号にはス
トローク及び圧縮比を変えて動作させることのできるエ
ンジンが開示されている。このエンジンの駆動機構には
クランクピンの実効的な偏心距離（ｔｈｒｏｂ）及びピ
ストンのスト口−りを変える目的で、エンジンのクラン
クシャフトの回転軸をシフトさせるためのギヤセットが
設けられている。そこで提案されている機構はエンジン
構造に大きな寄与を行っているが、エンジンが複雑にな
るという点で問題があった。前述の米国特許に開示され
ているストローク可変なエンジンは、関係のある範囲内
でこの明細書においても参照されている。
米国特許第３．８６１．２３９Ｍには偏心装置に軸受け
されたエンジン連結ロンドが開示されている。
従来のエンジンとしては以下のような乙のが挙げられる
。米国特許第４．１８２．２８８号にはエンジンの圧縮
比を変えるための補助チｔ・レバを備えた燃焼チャンバ
を有するエンジンが開示されている。
また、英国特許第２２９，４３０号には、囲動部材がレ
バーに取付けられていて調節可能な支点のまわりに回転
してピストンのストロークを変えられるようになった対
向するビンストを備えたエンジンが開示されている。あ
る種の理由から、圧縮比を変える機構を協えたエンジン
設計は一般的なエンジンとして受入れられていない。従
来のエンジン設計が有する欠点は、提案されている設計
が複雑でありコンポーネン１−が許容限度を越えた負荷
を受けた時に信頼性に欠ける点である。またスｌ−口一
りが可変のエンジンは、米国特許４，２７０，４９５．
％に開示されているエンジンのようにエンジンの外装（
ｅｎｖｅｌｏｐｅ）に問題がある。米国特許第３，６８
６，９７２号にはクランクシャフトのクランクピンに設
けられた偏心装置が開示されている。
この発明のクランクシャフトアセンブリはクランクピン
に取付けられた偏心装置を用いており、この偏心８置を
制御することによってピストンのストロークを制御でき
るようになっている。
この発明のクランクシセフドアセンブリにおいては、ク
ランクピンに偏心ブツシュ（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｂｕｓ
ｈｉｎａ）が取付けられている。偏心ブツシュはクラン
クピンの軸のまわりに際限なく回転できるようになって
おり、例えばヨークタイプのエンジンのスライダブロッ
クのようなピストンによって駆動されるコンポーネント
の軌道を変えられるようになっている。偏心器位置付は
装置には一連のギヤが含まれており、これらのギヤの中
には変位可能なギヤが設けられている。この変位可能ギ
ヤは変位させられると偏心位置付はギヤを一時的に加速
あるいは減速して偏心装置を弓形軌道に沿って動かして
再配置を行う。１つあるいは複数のエンジンパラメータ
に応じて、偏心装置の位置付は従ってストロークの馬面
を自動的に行えるように偏心器制御装置が設けられてる
。偏心器位置付は装置はコンパクトな設計になっており
、従来型の寸法及び構造を有するエンジンブロック内′
Ｃ協働するようになっている。使用されている偏心器位
置付は装置はベヤリングスピードの問題を考慮しており
、摩擦によるパワー損失及び摩耗が極力少なくなるよう
になっている。
この発明の主な目的は、エンジンブロックの中に配置す
れエンジンクランクシせフトアセンブリによって直接駆
動されるコンパクトな機構から成るクランクシ１Ｐフト
アセンブリを提供することである。この機構はピストン
のストローク長を決める偏心器の位置付けを行うことが
できる。
この発明の他の目的は、スライダブロックのクランクシ
ャフト軸のまわりの軌道を変えるために用いられる偏心
器を有する圧縮比可変のクランクシャフトアセンブリを
提供することである。ピストンのストロークとエンジン
の圧縮比はスライダブロックの軌道によって決まる。
［実施例］ 以下添付図面に基づいてこの発明によるクランクシャフ
トアセンブリの実施例を説明する。図面において参照番
号１はこの発明によるクランクシセフドアセンブリのク
ランクシャフトを表している。
クランクシャフトはカウンタバランス３と一体化された
ウェブ２を右する。クランクシャフトは管状形状を有す
る。ウェブ２にはクランクピン４が取付けられている。
ビスｌ−ンによって駆動されるピストン駆動ｖ装置は、
本発明のクランクシャフトアセンブリがスコッチョーク
タイプのエンジンに使用される場合には例えばスライダ
ブロック５である。発明を理解しやすいようにスライダ
ブロックを説明に用いているが、その上に連結用のロン
ドが軸受けされるベヤリングスリーブをスライダブロッ
クのかわりに用いることもできる。
クランクピン４に取付けられた偏心器が参照番号６で表
されている。偏心器６はスライダブロック５に設けられ
た穴５Ａの中に収容されている。
偏心ブツシュ７にはスライダブロック５から突き出たギ
ヤ８が取付けられている。後に説明するように、ギヤ８
は偏心ブツシュ７がクランクピン４のまわりで弓形形状
の軌道に沿って配置されるようにしている。偏心ブツシ
ュ７のロー１は参照番号７Ａで表されている。
偏心器位置付は装置１０は第１のギヤ１１を有する。第
１のギヤ１１は、ボス１３を有するクランクシャフトア
ーム１２に取付けられている。第１のギヤ１１上のビン
１５はボスに形成された穴に着座している。クランクシ
ャフトアーム１２の外側端はクランクピンに形成された
穴４Ａの中に着座するロック用部材１６によってクラン
クピンの端部へ固定される。前述したことから、クラン
クピン４をクランクシャフトの軸へのまわりで旋回させ
ると、クランクピン４及びクランクシャフトアーム１２
を介して第１のギヤ１１に回転が伝えられることがわか
る。
ギヤ１７．１８．２０を含むギヤセットは第１のギヤ１
１とかみ合っているギヤ１７を介して駆動される。この
ギヤセットのギヤ２０は共通のシャフト２２上に取付け
られた対になったギＡ７２１　。
２３を駆動する。シャフト２２は、クランクシャフトア
ームのボス１３及びそれに取付けられた第１のギヤ１１
を貫いて延びている。従ってエンジンが動作している時
のギヤの回転速度は均一　（クランクシャフトの軸Ａの
まわりを旋回するギヤ８を除く）であり、偏心プッシュ
アのスライダブロック５に対する関係は変化する。偏心
ブツシュ７はクランクピンの＠ｈＢのまわりに回転して
配置させることが可能である。また、エンジンを動作さ
ゼ制御装置３０を駆動させないと、ギヤ１１，２１．２
３はクランクシャフトのスピードでクランクシャフトの
方向に回転することが理解できよう。
ギヤセット中の所定のギヤを変位させるためにキャリヤ
装置が設けられている。所定のギヤとはギヤ１８．２０
ｒあり、シャフト２２上に取付けられ対に駆動されるギ
ヤ２１．２３の回転速度を変えるギヤ１８．２０が変位
させられるｏ　’ｎ’Ｉ記キャリヤ装置は平行四辺形状
の連結装置２５．２６゜２７である。連結装置２５，２
６．２７には各々ギヤ１８．２０が取付けられているス
タブシャフト２８．２９を受容するための開口部が設け
られている。制御装置３０は連結装置２５．２６．２７
を動かしてギヤ１８．２０をそれぞれギヤ１７゜２１の
まわりに移動させる。連結装置２５の中心端部は支持部
材３３．３４に取付けられたシャフト３２のまわりに揺
動する。支持部材３３．３４にはクランクシャフトアー
ム１２のボス１３及σシヤフト２２も取付けられている
。制御装置３０の端部は駆動装置に連結（図示されてい
ない）されており、選択されたエンジンパラメータ信号
に応じて矢印３１の方向に駆動される。制御装置の駆動
装置は例えば、コンピュータによって発生される電気信
号に応じて駆動されるステッピングモータであってもよ
い。
前述したことかられかるように、偏心したロー７７Ａを
クランクピンの軸Ｂのまわりに回転して配置を変えるこ
とによりピストンのストロークを変えることができる。
例えば、制御装置３０を上方へ移動させると、ギヤ１８
、ギヤ２０、及びシャフト２２上に設けられた対のギヤ
２１．２３の回転スビー下は一時的に遅くなる。クラン
クピン４を時計方向に移動しギヤ２３を一時的に遅くす
ると、偏心ブツシュ７そして特に偏心ブツシュ７上に設
けられたローブ７Ａは、クランクピンの軸Ｂのまわりに
回転し、第３図において破線で示された位置に再配置さ
れる。この場合には、スライダブロック５は第３図にお
いて破線で示されているようなもっと大きな軌道をとる
。スライダブロック５の軌道が大きくなると、ピストン
ストロークは２Ｘに等しい距離だけ増加し、高圧縮が行
えるようになる。
第３図において実線で示されているストロークの短い配
置あるいは低圧縮の配置に戻すには、制御装置３０を下
げてギヤ１８．２０及び対のギヤ２１．２３の回転スピ
ードを一時的に増加させ偏心ブツシュ７のロー１７Ａを
第３図において実線で描かれた位置（低圧縮の位置）に
戻す。このようにギヤ２３の回転スピードが一時的に変
わると、クランクシャフトアセンブリ全体が軸Ａのまわ
りに回転した時ギヤ８及び偏心プツシコアがクランクピ
ンの軸Ｂのまわりに少し回転する。エンジンヨークと位
置Ｙにおいて摺動係合するスライダブロック５上の表面
部分５Ｂ、５Ｃによってヨークの行程が両方の方向へ距
離Ｘだけ増加し、その結果ピストンＰ１．Ｐ２の全スト
ロークは２Ｘ変化する。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明によるクランクシャフトアセンブリの実
施例を示しており、第１図は破線で表わされた幾つかの
エンジンブロックコンポーネントと共に示されたクラン
クシャフトアセンブリの分解図、第２図は第１図の左端
から見た立面図、第３図は第１図の３−３線縦断面図、
第４図は破線で描かれたスコッチエンジンヨークの正面
図である。 １・・・クランクシャフト ２・・・ウェブ ３・・・カウンタバランス ４・・・クランクピン ４Ａ、５Ａ・・・穴 ５・・・スライダブロック ６・・・偏心器 ７・・・偏心ブツシュ ７Ａ・・・ローブ ８．１１，１７．１８．２０．２１゜ １０・・・偏心器位置突は装置 １２・・・クランクシャフトアーム １３・・・ボス １５・・・ビン １６・・・ロック用部材 ２２．２３・・・シャフト ２５．２６．２７・・・連結装置 ２８．２９・・・スタブシャフト ３０・・・制御装置 ２３・・・ギヤ ３１・・・矢印 ３３．３４・・・支持部材

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）往復運動を行うピストンを有し圧縮比を変えるこ
    とができるように設定されたエンジンに対するクランク
    シャフトアセンブリであつて、ウェブと、クランクピン
    と、クランクシャフトアームとを有するクランクシャフ
    トと、 前記クランクピンに取付けられたピストンによって駆動
    されるピストン駆動装置と、 偏心器と、 偏心器位置付け装置と を有し、前記偏心器が、前記クランクピンによって回転
    可能に支持され、前記クランクピンと前記ピストン駆動
    装置との間に配置された偏心ブッシュを有し、前記偏心
    器が偏心器に取付けられたギヤを有していて偏心器のク
    ランクピンに対する回転を調節することによって偏心器
    及びピストン駆動装置のクランクシャフト軸に対する空
    間的位置を変えてピストンストロークを変えることがで
    き、前記偏心器位置付け装置がギヤ列を有し、このギヤ
    列がクランクシャフト軸のまわりに回転可能な前記クラ
    ンクシャフトアームによつて駆動される第１のギヤと、
    この第１のギヤによつて駆動されるギヤセットと、キャ
    リヤ装置と、制御装置と、前記ギヤセットによつて駆動
    される駆動ギヤとを有し、前記ギヤセットのうちの幾つ
    かのギヤが変位可能になっており、前記幾つかのギヤが
    前記キャリヤ装置に取付けられ、前記制御装置が前記キ
    ャリヤ装置に連結されていて前記キャリヤ装置と前記幾
    つかのギヤの位置付けを行い、前記駆動ギヤの１つが前
    記偏心器が取付けられているギヤとかみ合つていてこの
    ギヤに弓形軌道に沿つた回転を与えて前記ピストン駆動
    装置に対する偏心ブッシュの関係を変えてピストンスト
    ロークを決めるように設定されているクランクシャフト
    アセンブリ。
  2. （２）前記ピストン駆動装置がスコッチヨークエンジン
    のスライダブロックである特許請求の範囲第１項記載の
    クランクシャフトアセンブリ。
  3. （３）前記幾つかのギヤが前記制御装置によつて異なる
    軸のまわりに弓形孤上を変位させられることのできる一
    対のギヤの中にはめ込まれている特許請求の範囲第１項
    記載のクランクシャフトアセンブリ。
  4. （４）前記第１のギヤ及び前記駆動ギヤが共軸である特
    許請求の範囲第１項記載のクランクシャフトアセンブリ
    。
  5. （５）前記クランクシャフトアームが前記クランクピン
    を前記第１のギヤに連結していて、前記第１のギヤをク
    ランクシャフト軸のまわりに駆動できるようになってい
    る特許請求の範囲第１項記載のクランクシャフトアセン
    ブリ。
  6. （６）前記偏心器位置付け装置の前記駆動ギヤがクラン
    クシャフト軸の延長部のまわりに回転する特許請求の範
    囲第５項記載のクランクシャフトアセンブリ。
  7. （７）前記駆動ギヤが共通のシャフトに取付けられてい
    る特許請求の範囲第６項記載のクランクシャフトアセン
    ブリ。
  8. （８）前記クランクシャフトアームがボスを有し、この
    ボスを前記共通のシャフトが貫いている特許請求の範囲
    第７項記載のクランクシャフトアセンブリ。
  9. （９）前記制御シャフトの一端がクランクピンの回転面
    内に入り込んでいる特許請求の範囲第８項記載のクラン
    クシャフトアセンブリ。
  10. （１０）往復運動を行うピストンを有しストローク及び
    圧縮比が可変になっているエンジンに対するクランクシ
    ャフトアセンブリであつて、 クランクピンとこのクランクピンに取付けられたクラン
    クシャフトアームとを有するクランクシャフトと、 前記クランクピン上の偏心ブッシュと、 前記偏心ブッシュに取付けられ、前記ピストンのストロ
    ークを決めるような軌道を有するスライダブロックと、 前記偏心ブッシュ上のギヤと、 偏心ブッシュ位置付け装置と、 を有し、前記偏心ブッシュ位置付け装置が、前記偏心ブ
    ッシュ上の前記ギヤとかみ合った制御ギヤと、クランク
    シャフト軸と共軸な制御シャフトと、前記クランクシャ
    フトの速度に対する前記制御シャフトの回転速度を一時
    的に増減させてスライダブロックに対する偏心ブッシュ
    の関係、従ってスライダブロックの軌道を変えるための
    装置とを有するようなクランクシャフトアセンブリ。
JP1158152A 1988-06-20 1989-06-20 クランクシャフトアセンブリ Pending JPH0242237A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US208452 1988-06-20
US07/208,452 US4887560A (en) 1988-06-20 1988-06-20 Crankshaft assembly for variable stroke engine for variable compression

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JPH0242237A true JPH0242237A (ja) 1990-02-13

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ID=22774663

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JP1158152A Pending JPH0242237A (ja) 1988-06-20 1989-06-20 クランクシャフトアセンブリ

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US (1) US4887560A (ja)
JP (1) JPH0242237A (ja)
AU (1) AU3600889A (ja)
CA (1) CA1317125C (ja)
DE (1) DE3919341A1 (ja)
FR (1) FR2633012B1 (ja)
GB (1) GB2219836B (ja)
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