JPH02501584A - 回転、及び往復運動の相互連結 - Google Patents

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】 回転、及び往復運動の相互連結 本発明は回転運動を往復運動に、また往復運動を回転運動に変換する装置に関す る。

上記装置の良く知られたものとして、クランク及び溝付きクロスヘッド、又は“ スコッチョーク”機構がある。軸を中心として回転するように据え付けられた回 転部材は、部材の偏心部に回転可能に据え付けられた駆動ブロックを携える。

駆動ブロックは、往復動部材の横向きガイド又はスロット内において摺動可能で ある。

本発明の目的は、例えば内燃機関においてピストンをクランクシャフトに連結し 、高速で、かつ高荷重下においても作動可能な装置を提供することにある。

本発明によれば回転運動を往復直線運動に変換、及び往復直線運動を回転運動に 変換する装置であって、第１の軸周りで回転するように据え付けられた回転部材 、該第１の軸に対し横断する往復方向において、往復動するようにガイドされた 往復動部材、 該回転部材の偏心部に回転可能に据え付けられると共に、上記往復方向に対し横 断して延びかつ上記往復動部材により運ばれるガイド面に対し摺動可能に係合す る摺動面を有する駆動ブロック、及び 該摺動面に潤滑液を供給する手段、を有し、摺動面部分を支持する駆動ブロック 部分は曲げに対し十分に弾性変形可能でガイド面のたわみに追従し、荷重が課せ られた時、摺動面の実質上の全長に沿って摺動面とガイド面との間で荷重支持膜 を保持する装置が提供される。便宜上、摺動面の端部は中央部よりも一層曲がり やすい。好ましくは端部の剛性は外側の端部に向けて徐々に減少する。

普通、駆動ブロックは、対応するガイド面に夫々、摺動可能に係合して反対方向 に向いた２つの平行な摺動面を持つことになる。

好ましくは駆動ブロックの摺動面は、対応するガイド面よりも短かく、協働する 摺動面を形成する材料よりも軟かい材料で形成されるが、それに課せられる周期 的な荷重に対抗できる程充分な疲れ強さを持つ。

好ましくは、駆動ブロックの各摺動面は、駆動ブロック内の溝に収められた支持 材の板の上に形成され、潤滑剤供給手段は上記板の両面に潤滑剤を供給するよう に配置される。この構造形態は駆動ブロックに対し高価な支持材料からなる物を 固定（或いは溶着、いくつかの好ましい材料に対しては必ずしも可能とならない ）する問題を回避し、また回転部材の回転部分であってパッドに荷重が課せられ ない時供給部から潤滑剤を以って充填される付加的な潤滑膜間隙を提供する。

本発明の実施例を添付図面を参照して以下に説明するが図面において、 第１図は内燃機関のクランクシャフト、ピストン間の駆動連結部を示し、 第２図は第１図の部分的拡大図を示し、かつ第３図は第２図の線３−３に沿った 平面図である。

そのピストンを第１及び第２図に示す内燃機関は、クランクケース４内において 番号３で示された適当なジャーナル軸受の軸２の周りで普通の様式をもって回転 （第１及び第２図で時計廻り）するように据え付けられたクランクシャフト１を 有する。クランクシャフト１はクランクピン６により相互連結され隔置された１ 対のウェブ５を有し、クランクピンの軸７はクランクシャフトの軸２から°スロ ー°距離を以って変位される。

クランクピン６にジャーナル化されるのは駆動ブロック８であって、それは往復 動可能なヨーク組立体１１のガイド面ｌＯと協働しかつ平行に向かい合った摺動 面９を有する。

ピストン１２が従来のガジオンピン１３により組立体１１の一端に取り付けられ 、シリンダ１４内を摺動し、シリンダは組立体１１の一端が直線的に運動するの をガイドする。対向−ピストンエンジンの場合、組立体１１の他端部はさらなる ピストン（図示せず）により同様にガイドしても良い。また他には、ヨーク組立 体１１のその端部を固定ガイドスリーブ内に係入されたガイドロッドのような単 に直線状のガイドによってガイドされるようにしても良い。

これまで同様、シリンダ１４の他端部は、燃焼室１６を画成するシリンダヘッド １５により閉じられ、燃焼室内には、吸気ストローク中にあるピストン１２によ り吸気バルブ１８によって制御された吸気通路１７を通って燃料−空気混合気が 吸入される。燃焼室１６内での圧縮の後に、混合気は点火栓１９により着火され る。排気ガスは排気バルブ部材２１により制御される排気通路を通って排出され る。弁部材１８及び２１は、シリンダヘッド１５内のパルプガイド２２及び２３ 内で摺動可能であり、またパルプスプリング２４及び２５により閉じ位置へと付 勢され、さらにカムシャフトの半分の速度で駆動されかつロッカカバー３０によ り閉じられたロッカ室内のブツシュロッド２６及び２７、及びロッカ２８及び２ ９によりパルプを作動するカムシャフト（図示せず）により作動サイクルの適当 な点で開弁せしめられる。

シリンダブロック１４及びシリンダヘッド１５は、一端が゛クランクケース４の 中にねじ込まれると共に他端にナツト３２を携える一組のスタンド３１により、 クランクケース４へと固着される。

第２及び第３図から一層明らかなように、連結するヨーク組立体１１は２つの連 結リンク３３及び３４から成り、それらはリンク３３及び３４の端部とチューブ 状スペーサ３６を通って延びるタイロッド３５により固着され、タイロッド３５ の端部はナツト３７を携えるようにねじ切りされる。チューブ状スペーサはガイ ド面１０の延長部に対し支持する。

連結リンク３３及び３４は第１及び第２図の図平面内の変形に対し相当な剛性を 持つ。連結リンクの中央部は特に、３８で示す非常に深いウェブセクションであ り、端縁フランジ４０及び４１と同様に中央リブ３９を有し、フランジ４１はガ イド面の大部分を形成する。

駆動ブロック８はクランクピン６上で組み付けられるのを可能とする２半体で形 成される。２半体は同一物であり、ソケット頭のねじ４２により一括して固着さ れる。駆動ブロックの２半体が合う分割面４３は摺動面９の平面に対し傾斜して おり、ねじ４２が適当な長さを持ちながらも容易に挿入されることを可能にして いる。

各摺動面９は、高い圧縮強さを有するがスチールのガイド面１０よりも軟かい平 軸受材料から成る挿入板４４により形成される。ガイド面１０において連結リン クは、その弾性を妨げることなく、例えば窒化処理により表面硬化される。板４ ４は例えば鉛−青銅、或いはジャーナル千軸受用として使用される種類の他の適 当な材料より成るようにしても良い。

各支持板４４は駆動ブロックの各摺動面に形成された溝４５内に収納される。

ガイドフランジ４６は駆動ブロックの全長に亘り各溝４５の各側部に沿って延び 、フランジ４１のエツジ面によって形成されるガイド面に対し閉じたすべりばめ となる。

溝４５を有して形成される駆動ブロック８の部分の内、端部分４７は、その外方 端部に向かって厚みを減じるようになっており、アンダーカット、又はくぼみ４ ８及び４９が形成される。この結果、これらの突出した部分４７は高い荷重を受 けた時、僅かに弾性的に曲がる。

高いエンジン速度では、駆動ブロック８は組立体のストロークの各端部に向は連 結リンク組立体１１に高い加速を課さなければならない。特に、各支持板４４は 連結ヨーク１１の全体（及び連結されたピストン又はピストン）を減速し次に反 対方向にこの組立体を加速しなければならない。これを達成するために必要な力 は駆動ブロックにより、支持板４４を介し、協働するガイド面１０の中央部に伝 達される。連結リンク３３及び３４、特にその中央部分の高い剛性にもかかわら ず、高荷重を受けた状態にある連結リンク３３又は３４に非常に僅かな弾性変形 が生じることは避けられない。尚、この荷重は、他の連結リンクの必要とする加 速を果たすために必要な力がこれらタイロッドを介して伝達されるため中央部の 支持板４４だけでなく、問題の連結リンクの２端部に作用するタイロッド３５に よっても付与されることを考慮されたい。

駆動ブロックの外側部分４７による、第１及び第２図の平面内のたわみとしての 微少弾性面げは、駆動ブロックのこれらの部分が荷重支持油膜の流体圧のもとで 連結リンクの微少変形に対し順応することを可能にし、従って荷重が伝達される 油膜の部分的損失のリスクを回避することができる。

この油膜存在を確実にするため、オイルは通常同様、オイルポンプ（図示せず） よりクランクシャフトのメインジャーナル軸受３を通り、クランクシャフトウェ ブ５を介してクランクピン６の内方分配空間５１に延びる穴を有するクランクシ ャフト内部通路へと圧送される。３つの半径方向の通路５２゜５３及び５４はチ ャンバ５１からのオイルをクランクピンの表面に分配する。通路５２と５４は直 径方向において対向するのに対し、通路５３は通路５２及び５４に対し直角を成 す。

これら通路５２　、５３及び５４の全ては軸２及び７の共通平面に対し約４５° を成す。クランクピンの表面には、通路５３及び５４の間で延びる９０°部分５ ５に亘って、またこれと直径方向に対向する９０°部分５６に亘りいかなる穴又 は溝も形成されない。

クランクピン６は、駆動ブロック内で締まりばめとなりかつ通常１つ又はそれ以 上の突起により角度法めされる従来の薄壁軸受５７内を走る。軸受５７の側方部 分には、オイルが通路５２　、５３又は５４から、駆動ブロックのボア内に形成 されかつ溝４５に開口する通路６０へと接続された溝５９へと、通過するのを可 能にするスロット５８が形成される。各支持板４４には各通路６０に一致する中 央孔６１が形成される。

最も大きい加速位置においては、クランクピンの部分５５及び５６は軸受５７の 中実で穴があけられていない部分と整合する。このようにしてピーク荷重下にお いては高流体圧を油膜に発生することができる。

半径方向の通路５２は、高い慣性荷重が課せられる若干前に、クランクピン軸受 、及び連結された支持板、双方にオイルを供給する。半径方向の通路５３は、燃 焼室１６内の混合気への点火の結果生じるガス荷重が支持板３にかかる若干前に 通路６０及び支持面４４にオイルを供給する。通路５４は、クランクピン軸受５ ７が部分５５と整合する際のガス荷重を受ける若干前であって、第１及び第２図 に示される位置にある時、クランクピン軸受５７の部分にオイルを供給する、同 様の機能を果たす。

支持板４４はその溝内で捕捉保持されるが充分な間隙を以ってヨーク１１の長手 方向に移動され、その結果、ヨーク組立体への慣性荷重が支持板４４とガイド面 １０との間の間隙を開く作動サイクル部分においてヨークからの慣性又はガス荷 重が課せられない時、対応する慣性効果が板４４に作用し、それを部分的に溝４ ５の外へと移動せしめ、ヨーク組立体と駆動ブロックのたわみによりプレート４ ４、ガイド１０間において開き得るいかなる間隙をも減じることになる。このプ レート４４の運動は、通路６０と孔６１の適切な寸法法めにより、高慣性荷重条 件下において発生し得る組立体からの過剰オイル損失を防ぐことになる。同時に プレート４４の後方でかつ溝４５内にオイル供給がなされ、その後の高荷重下に おいてもこのオイルは中央孔６１を通って支持面４４とガイド面１０との間の摺 動面へと運ぶことができる。

本発明による装置は、特に欧州特許出願第８７３０２９４８．２．に記載された 種類の３シリンダ４ストロ一ク内燃機関への使用に通する。このエンジンは互い に垂直に往復動じ同一クランクピン上に各ヨーク組立体に付き１つづつの好まし くは２つの駆動ブロックを具えた２つのヨーク組立体を有する。尚、２つの駆動 ブロックは１ブロツクに統合しても良い、１つのヨーク組立体は、ヨーク組立体 の端部に取り付けられた一対の水平対向シリンダのピストンと共に水平方向に往 復動する。

他のヨーク組立体はその時、ピストンの質量に対応してその下端に取り付けられ た釣り合いおもりの質量と、その上端に取り付けられた第３のシリンダのピスト ンと共に垂直方向に往復動する。

同様に、４シリンダ２ストロークエンジンにおいても釣り合い質量の代わりに第 ４のピストンを備えるが同様に構成することができる。２つのヨーク組立体の相 互に垂直な往復動方向は水平に対し４５°を成しても良く、或いは（エンジン軸 を垂直にして）双方共、水平にしても良い。

国際調査報告 国際調査報告 ＧＢεε００４コ９

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．回転運動を往復直線運動に変換、或いは往復直線運動を回転運動に変換する 装置であって、 第１の軸周りで回転するように据え付けられた回転部材、該第１の軸に対し横断 する往復方向において、往復動するようにガイドされた往復動部材、 該回転部材の偏心部に回転可能に据え付けられると共に、上記往復方向に対し横 断して延びかつ往復動部材により運ばれるガイド面に対し摺動可能に係合する摺 動面を有する駆動ブロック、及び 該摺動面に潤滑液を供給する手段、を有し、摺動面部分を支持する駆動ブロック 部分は曲げに対し十分に弾性変形可能でガイド面のたわみに追従し、荷重が課せ られた時、摺動面の実質上の全長に沿って摺動面とガイド面との間で荷重支持膜 を保持する装置。
2. ２．上記摺動面の端部は中央部よりも一層曲がりやすい請求項１に記載の装置。
3. ３．上記端部の剛性は外側の端部に向けて徐々に減少する、請求項２に記載の装 置。
4. ４．上記駆動ブロックの摺動面は、対応するガイド面よりも短かく、協働する摺 動面を形成する材料よりも軟かい材料で形成されるが、それに課せられる周期的 な荷重に対抗できる程充分な疲れ強さを持つ、前出請求項のいずれかに記載の装 置。
5. ５．上記駆動ブロックの各摺動面は、駆動ブロック内の溝に収められた支持材の 板の上に形成され、上記潤滑剤供給手段は上記板の両面に潤滑剤を供給するよう に配置される、前出請求項のいずれかに記載の装置。
6. ６．上記駆動ブロックは、対応するガイド面に夫々摺動可能に係合して反対方向 に向いた２つの平行な摺動面を有する、前出請求項のいずれかに記載の装置。
7. ７．上記各板は、摺動面に対し直角方向に動けるようにその溝内に保持されるが 、駆動ブロックに対する他の方向への運動に対しては規制される、請求項６に記 載の装置。
8. ８．シャフトと、シリンダ内で摺動可能な少なくとも１つのピストンを有し、ピ ストンは、前出請求項のいずれかによる装置によりシャフトに連結される往復動 内燃機関。