JPH1089002A - Crank mechanism such as reciprocating piston mechanism - Google Patents

Crank mechanism such as reciprocating piston mechanism

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JPH1089002A
JPH1089002A JP20706697A JP20706697A JPH1089002A JP H1089002 A JPH1089002 A JP H1089002A JP 20706697 A JP20706697 A JP 20706697A JP 20706697 A JP20706697 A JP 20706697A JP H1089002 A JPH1089002 A JP H1089002A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact crank mechanism in which vibration and mechanical noise is hordly generated, frictional loss is reduced, mechanical efficiency is improved, and which is utilized in a reciprocating piston internal combustion engine, a compressor, a pump, and the like. SOLUTION: Motion of at least a pair of pistons 41, 41a which are moved to a reverse direction correlatively is converted into an oscillating rotation through a slidable arm 45 having right and left parts whose mass and slidable rotation radius are equal to each other, and then, its operation is transmitted to a link mechanism dividing into two directions uniformly, and the operation is outputted by converting into rotation of a rotary shaft 65 built in the link mechanism. There are two operation loci of a straight shape and a circular arc shape.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、往復動ピストン内
燃機関、コンプレッサ、ポンプ等に利用可能なクランク
機構に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crank mechanism usable for a reciprocating piston internal combustion engine, a compressor, a pump and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】往復動ピストン内燃機関は一般に、シリ
ンダ内を直線的に往復動するピストンと、ピストンピン
を介して一端がピストンに回動自在に取り付けられるコ
ンロッド(コネクティングロッド)と、コンロッドの他
端に回動自在に取り付けられるクランクシャフトとによ
ってすべり子クランク機構として構成され、コンロッド
を介して伝わるピストンの直線的な往復運動を回転運動
に変換する。
2. Description of the Related Art A reciprocating piston internal combustion engine generally includes a piston that linearly reciprocates in a cylinder, a connecting rod (connecting rod) having one end rotatably attached to the piston via a piston pin, and a connecting rod. The crankshaft rotatably attached to the end constitutes a slider crank mechanism, and converts a linear reciprocating motion of a piston transmitted via a connecting rod into a rotary motion.

【0003】この従来の往復動ピストン内燃機関の場合
は、ピストンを上下動させるに際しコンロッドがピスト
ンの往復動方向に対し揺動傾斜するため、ピストンに燃
焼圧縮力、慣性力等による不均一な側圧がかかり、これ
が機械的振動及び騒音の大きな要因となっている。ま
た、回転軸(出力軸)に加わる荷重及び偶力が釣り合っ
ていないことが、騒音発生の一因となっているだけでな
く、摩擦損失が大きくなって、機械効率を悪化させる原
因となっている。
In the case of this conventional reciprocating piston internal combustion engine, when the piston is moved up and down, the connecting rod is swung and inclined with respect to the reciprocating direction of the piston. This is a major factor in mechanical vibration and noise. In addition, the imbalance between the load applied to the rotating shaft (output shaft) and the couple causes not only a cause of noise generation, but also a large friction loss and a deterioration in mechanical efficiency. I have.

【0004】これらの振動及び騒音、機械効率の悪さ等
の問題は、内燃機関と入出力軸が逆となるコンプレッ
サ、ポンプ等の装置においても起こることである。
[0004] These problems such as vibration and noise, poor mechanical efficiency, and the like also occur in devices such as compressors and pumps whose input and output shafts are opposite to those of the internal combustion engine.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の往復動ピストン
内燃機関、コンプレッサ、ポンプ等には上述したような
欠点があったので、本発明はそのような欠点のない、即
ち、振動及び機械的騒音がほとんど発生せず、摩擦損失
が少なくて機械効率がよく、しかもコンパクトに構成で
きる往復動ピストン内燃機関、コンプレッサ、ポンプ等
に利用可能なクランク機構を提供することを課題とす
る。
Since conventional reciprocating piston internal combustion engines, compressors, pumps and the like have the above-mentioned drawbacks, the present invention has no such drawbacks, namely, vibration and mechanical noise. It is an object of the present invention to provide a crank mechanism that can be used for a reciprocating piston internal combustion engine, a compressor, a pump, and the like, which hardly generates a friction loss, has a small friction loss, has good mechanical efficiency, and can be configured compact.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、相関的に逆方
向に移動する少なくとも一対のピストンの動作を、質量
及び揺動回転半径の等しい左右部分を有する揺動ア−ム
を介して揺動型回転運動に変換した後、その運動を二手
に均等に分けてリンク機構に伝達し、前記リンク機構に
組み込まれた回転軸の回転に変換して出力することを特
徴とする往復動ピストン機構等のクランク機構、を以て
上記課題を解決した。前記ピストンの動作軌跡は、直線
的な場合と円弧状の場合とがある。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the operation of at least one pair of pistons which move in opposite directions relative to each other is controlled by a swing arm having left and right portions having the same mass and swing radius of rotation. A reciprocating piston mechanism, wherein the reciprocating piston mechanism converts the motion into a rotary motion, transmits the motion equally to the link mechanism, transmits the motion to a link mechanism, converts the motion into rotation of a rotation shaft incorporated in the link mechanism, and outputs the rotation. The above problem has been solved by using a crank mechanism such as the one described above. The motion trajectory of the piston may be linear or arc-shaped.

【0007】上記手段においては、ピストンの動作軌跡
が直線的な場合には、動作中のピストンと揺動ア−ムを
連結するコンロッドの傾きが全くないか、あっても僅か
であるので、ピストン側圧の発生も極く僅かであり、ま
たピストンの動作軌跡が円弧状の場合にはピストン側圧
が全く発生しないので、いずれの場合も振動及び機械的
騒音がほとんど発生しない。
In the above-mentioned means, when the movement trajectory of the piston is linear, the inclination of the connecting rod connecting the piston during operation and the swinging arm is zero or small. The generation of the lateral pressure is very small, and when the movement trajectory of the piston is in an arc shape, the piston-side pressure is not generated at all. Therefore, in any case, the vibration and the mechanical noise are hardly generated.

【0008】また、本発明は、揺動回転軸の揺動型回転
運動をコンロッド等の振分手段で二手に均等に分けてリ
ンク機構に伝達し、前記リンク機構に組み込まれた回転
軸の回転に変換して出力することを特徴とするクランク
機構を提唱する。
Further, according to the present invention, the oscillating rotary motion of the oscillating rotary shaft is equally divided into two hands by a distributing means such as a connecting rod and transmitted to the link mechanism, and the rotation of the rotary shaft incorporated in the link mechanism is performed. The present invention proposes a crank mechanism characterized in that the crank mechanism is converted to an output.

【0009】この手段によった場合は、揺動回転軸の左
右で発生する揺動軸荷重を完全に釣り合わせることがで
きる。このクランク機構は上記往復動ピストン機構の
他、コンプレッサ、ポンプ等に利用できる。
According to this means, the swing shaft load generated on the left and right sides of the swing rotation shaft can be completely balanced. This crank mechanism can be used for a compressor, a pump and the like in addition to the reciprocating piston mechanism.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
依拠して説明する。先ず、図1乃至6に示された実施形
態から説明するに、そこに示されたものは、ピストンが
直線的往復動をする内燃機関であり、図中1、1aがピ
ストンを示している(シリンダ−部分は図示してな
い)。ピストン1、1aには、ピストンピン2、2aを
介してコンロッド3、3aが回動自在に取り付けられ
る。2つのピストン1、1aとコンロッド3、3aは、
それぞれ質量を等しくする。後述するように、各コンロ
ッド3、3aは、僅かに傾斜してピストン1、1aの運
動方向に移動する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, referring to the embodiment shown in FIGS. 1 to 6, what is shown therein is an internal combustion engine in which a piston reciprocates linearly, and 1, 1a in the drawings indicate the piston ( The cylinder part is not shown). Connecting rods 3, 3a are rotatably attached to the pistons 1, 1a via piston pins 2, 2a. The two pistons 1, 1a and the connecting rods 3, 3a
Make each mass equal. As will be described later, each connecting rod 3, 3a moves in the direction of movement of the piston 1, 1a with a slight inclination.

【0011】コンロッド3、3aの下端には、揺動回転
ピン4、4aを以て揺動ア−ム5の端部が回動自在に取
り付けられる。揺動ア−ム5は、その中心部に固定され
た揺動回転軸6によって軸支される。従って、揺動回転
軸6は、ピストン1、1aの上下逆方向への動きに伴っ
て、揺動ア−ム5を介して揺動回転駆動される。揺動ア
−ム5における揺動回転軸6の左右部分は、質量及び揺
動回転半径を等しくする。なお、図示した例ではピスト
ンは2対設置されているが(図2参照)、これに限られ
る訳ではなく、更に多数対にしたり、あるいは、1対と
する場合もある。
An end of a swing arm 5 is rotatably attached to the lower ends of the connecting rods 3 and 3a by swing rotation pins 4 and 4a. The swing arm 5 is supported by a swing rotary shaft 6 fixed to the center thereof. Therefore, the swing rotation shaft 6 is driven to swing and rotate via the swing arm 5 in accordance with the vertical movement of the pistons 1 and 1a. The right and left portions of the swing rotation shaft 6 in the swing arm 5 have the same mass and the same swing rotation radius. In the illustrated example, two pairs of pistons are provided (see FIG. 2), but the present invention is not limited to this, and there may be a case where the number of pistons is increased, or a pair is provided.

【0012】揺動回転軸6にはコンロッド等の振分手段
8が取り付けられ、その振分手段8を介して揺動回転軸
6の回転動力が均等に振り分けられる。即ち、揺動回転
軸6の揺動回転動作が、振分手段8を介して揺動回転軸
12、18に伝達される。
A distributing means 8 such as a connecting rod is attached to the oscillating rotary shaft 6, and the rotational power of the oscillating rotary shaft 6 is uniformly distributed via the allocating means 8. That is, the swing rotation of the swing rotation shaft 6 is transmitted to the swing rotation shafts 12 and 18 via the distribution means 8.

【0013】一方の揺動回転軸12は1対の支持ア−ム
16を下向きに備え、その支持ア−ム16、16間に揺
動支持ピン17が設置される(図2参照)。また、他方
の揺動回転軸18は2対の支持ア−ム19、20を上向
きに備え、支持ア−ム19、19間並びに支持ア−ム2
0、20間に、それぞれ揺動支持ピン21、22が設置
される。
One swing rotary shaft 12 has a pair of support arms 16 facing downward, and swing support pins 17 are installed between the support arms 16 (see FIG. 2). The other swinging rotary shaft 18 is provided with two pairs of support arms 19 and 20 facing upward, between the support arms 19 and 19 and between the support arms 19 and 20.
The swing support pins 21 and 22 are provided between 0 and 20 respectively.

【0014】揺動支持ピン17には、通例2枚の連結材
23、23aの一端部が回動自在に取り付けられ、ま
た、揺動支持ピン21、22には、それぞれ連結材2
4、25の一端部が回動自在に取り付けられる。そし
て、連結材23の他端部は、対置されたクランクア−ム
26間に設置されたクランクピン27に回動自在に連結
される。一方連結材24、25の他端部は、各クランク
ア−ム26の外側端と回転軸28の屈曲部29間を連結
するクランクピン30に回動自在に連結される。
One end of two connecting members 23, 23a is usually rotatably attached to the swing supporting pin 17, and the connecting members 2 are respectively attached to the swing supporting pins 21, 22.
One end of each of 4, 25 is rotatably attached. The other end of the connecting member 23 is rotatably connected to a crank pin 27 provided between the opposed crank arms 26. On the other hand, the other ends of the connecting members 24 and 25 are rotatably connected to crank pins 30 connecting between the outer ends of the respective crank arms 26 and the bent portions 29 of the rotating shaft 28.

【0015】上記構成の動作について説明すると、ピス
トン1、1aが互いに反対方向に上下動するに伴い揺動
ア−ム5が揺動回転軸6を軸にシ−ソ−運動をし、その
結果、揺動回転軸6が揺動型回転運動をする。その揺動
型回転運動は、振分手段8を介して左右に均等に振り分
けられ、その一方は揺動回転軸12に伝達される結果、
支持ア−ム16が図1に矢印で示すように振り子動作を
する。
The operation of the above construction will now be described. As the pistons 1 and 1a move up and down in opposite directions, the swing arm 5 performs a saw-tooth movement about the swing rotary shaft 6, and as a result, The oscillating rotation shaft 6 performs oscillating rotation. The oscillating rotary motion is equally distributed to the left and right via the allocating means 8, and one of them is transmitted to the oscillating rotary shaft 12,
The support arm 16 performs a pendulum operation as indicated by an arrow in FIG.

【0016】また、他方の側の揺動型回転運動は振分手
段8を介して揺動回転軸18に伝達され、揺動回転軸1
8が同様に動作する結果、支持ア−ム19、20が支持
ア−ム16の振り子動作と対称的な首振り動作をする。
これら支持ア−ム16の振り子動作と支持ア−ム19、
20の首振り動作は、支持ア−ム16が内方向に回動す
るときに支持ア−ム19、20も内方向に回動し、支持
ア−ム16が外方向に回動するときに支持ア−ム19、
20も外方向に回動するという関係において起こる。そ
の結果、クランク26が回転軸28を中心に回転し、以
て回転軸28を回転駆動する。
The oscillating rotary motion on the other side is transmitted to the oscillating rotary shaft 18 via the distributing means 8, and the oscillating rotary shaft 1
As a result of the same operation of the support arm 8, the support arms 19 and 20 perform a swing motion symmetrical to the pendulum motion of the support arm 16.
The pendulum operation of the support arm 16 and the support arm 19,
The swinging motion of 20 is such that when the support arm 16 rotates inward, the support arms 19 and 20 also rotate inward, and when the support arm 16 rotates outward. Support arm 19,
20 also occurs in a relationship of pivoting outward. As a result, the crank 26 rotates about the rotation shaft 28, thereby driving the rotation shaft 28 to rotate.

【0017】上記動作において、ピストン1、1aの上
下動に際してのコンロッド3、3aの傾きは、揺動回転
ピン4、4aの軌跡の範囲内のものであるため僅かなも
のである。そのため、コンロッド3、3aが傾くことに
よってもたらされるピストン側圧は極く僅かなものとな
り、ピストン側圧が大きいことに起因する騒音の発生が
なく、機械効率もかなり向上する。
In the above operation, the inclination of the connecting rods 3 and 3a when the pistons 1 and 1a move up and down is slight because the inclination is within the range of the trajectory of the swing rotary pins 4 and 4a. Therefore, the piston side pressure caused by the inclination of the connecting rods 3 and 3a is extremely small, and there is no noise due to the large piston side pressure, and the mechanical efficiency is considerably improved.

【0018】また、左右のピストン1、1a、コンロッ
ド3、3a、揺動回転ピン4、4a及び揺動ア−ム5の
左右部分の質量が等しく、且つ、揺動回転半径の長さも
等しいため、左右で発生する慣性力と遠心力は、完全に
打ち消されることになる。そして、ピストン1とピスト
ン1aの速度は等しく、ないし、ほぼ等しくなり、ピス
トン1とピストン1aに発生する慣性力は、大きさは等
しく方向は正反対方向になるので、互いに打ち消すこと
になり、揺動回転軸6に対する荷重は、ピストン1、1
aの燃焼圧縮力により発生した荷重のみとなる。
Also, the left and right pistons 1 and 1a, the connecting rods 3 and 3a, the oscillating rotating pins 4 and 4a, and the oscillating arm 5 have the same mass and the same oscillating radius of rotation. The inertial force and centrifugal force generated on the left and right sides are completely canceled. Then, the speeds of the piston 1 and the piston 1a are equal or almost equal, and the inertial forces generated in the piston 1 and the piston 1a are equal in magnitude and opposite in direction, so that they cancel each other, and the rocking motion is generated. The load on the rotating shaft 6 is
Only the load generated by the combustion compression force of a is obtained.

【0019】更に、揺動回転運動を回転運動に変換する
機構の動作において、揺動回転軸6の動力が揺動回転軸
12、18に均等に振り分けられることにより、回転軸
28に発生する荷重が互いに打ち消し合う。そして、揺
動回転軸12に取り付けた連結材23と揺動回転軸18
に取り付けた連結材24に発生する偶力FYとが互いに
打ち消し合い、また、連結材23aに発生する偶力FY
と連結材25に発生する偶力FYとが互いに打ち消し合
う結果、回転軸28の偶力が無くなる(図5、図6参
照)。
Further, in the operation of the mechanism for converting the oscillating rotary motion into the rotary motion, the load generated on the rotary shaft 28 is distributed by uniformly distributing the power of the oscillating rotary shaft 6 to the oscillating rotary shafts 12 and 18. Cancel each other out. Then, the connecting member 23 attached to the swing rotary shaft 12 and the swing rotary shaft 18
And the couple FY generated in the connecting member 23a attached to each other cancel each other out.
And the couple FY generated in the connecting member 25 cancel each other, so that the couple of the rotating shaft 28 disappears (see FIGS. 5 and 6).

【0020】本発明においては上記作用により、慣性力
によるピストン側圧、回転軸荷重による摩擦損失が大幅
に減少し、一次振動、二次振動、偶力振動が無くなるた
めに、機械効率の向上及び振動、騒音の減少という効果
が生じ、また、燃焼圧縮力によるピストン側圧及び回転
軸荷重による摩擦損失が減少し、偶力振動が無くなるこ
とによる機械効率の向上及び振動、騒音の減少という効
果が生ずるのである。
In the present invention, the above-mentioned action significantly reduces the piston side pressure due to the inertial force and the friction loss due to the rotating shaft load, and eliminates primary vibration, secondary vibration, and couple vibration. In addition, the effect of reducing the noise is produced, and the frictional loss due to the piston side pressure and the rotating shaft load due to the combustion compression force is reduced, and the effect of improving the mechanical efficiency and eliminating the vibration and noise due to the elimination of couple vibration is produced. is there.

【0021】図7に示す例は、コンロッド3、3aが全
く傾くことがない構成としたもので、揺動ア−ム5の両
端部に横長のスライド孔31を形成し、揺動回転ピン
4、4aをそれぞれスライド孔31にスライド可能に挿
通すると共に、コンロッド3、3aをそれぞれピストン
1、1aに固定状態にしたものである。
The example shown in FIG. 7 is such that the connecting rods 3 and 3a are not inclined at all. , 4a are slidably inserted into slide holes 31, respectively, and the connecting rods 3, 3a are fixed to the pistons 1, 1a, respectively.

【0022】この場合も、ピストン1、1aの上下動に
伴ってコンロッド3、3aが傾こうとするが、その力は
揺動回転ピン4、4aがスライド孔31内を移動するこ
とにより逃がされるため、コンロッド3、3aが傾くこ
とはない。そのため、ピストン側圧がかからず、上記例
の場合に比較して、騒音の発生は一層少なくなり、機械
効率も向上する。なお、この実施形態の他の部分の構成
及び作用効果は、図1に示す例の場合と同じであるの
で、説明を省略する。
Also in this case, the connecting rods 3 and 3a tend to tilt as the pistons 1 and 1a move up and down, but the force is released by the swinging rotary pins 4 and 4a moving in the slide hole 31. Therefore, the connecting rods 3 and 3a do not tilt. Therefore, the piston side pressure is not applied, and noise is further reduced as compared with the case of the above example, and the mechanical efficiency is improved. Note that the configuration, operation, and effect of the other parts of this embodiment are the same as those of the example shown in FIG.

【0023】次いで、図8乃至図10に示された実施形
態について説明する。この実施形態はピストンの動きが
円弧軌道をなすことを特徴とするものである。図中4
1、41aが円弧ピストンで、円弧状のシリンダ−4
2、42a内を円弧状に往復動する。円弧ピストン4
1、41aは、質量及び揺動半径が等しくなるようにさ
れる。円弧ピストン41、41aには円弧状に湾曲する
コンロッド43、43aが固定され、コンロッド43、
43aの下端部は、それぞれ揺動ア−ム45の端部に固
定される。
Next, the embodiment shown in FIGS. 8 to 10 will be described. This embodiment is characterized in that the movement of the piston forms an arc trajectory. 4 in the figure
1, 41a are arc-shaped pistons, and arc-shaped cylinder-4
2, 42a reciprocate in an arc. Arc piston 4
1, 41a are made to have the same mass and swing radius. Connecting rods 43, 43a that are curved in an arc shape are fixed to the circular-arc pistons 41, 41a.
The lower end of 43a is fixed to the end of swing arm 45, respectively.

【0024】揺動ア−ム45は左右対称形で、その中心
部に設置された揺動回転軸46に軸支され、円弧ピスト
ン41、41aの動きに従って往復型回転運動をする揺
動ア−ム45の左右部分の質量及び揺動半径は等しくな
るようにされる。揺動ア−ム45の動きはそのまま揺動
回転軸46に伝達される。なお、図示した例では円弧ピ
ストンは2対設置されているが(図9参照)、これに限
られる訳ではなく、更に多数対にしたり、あるいは、1
対とする場合もある。
The oscillating arm 45 is bilaterally symmetric, is pivotally supported by an oscillating rotation shaft 46 provided at the center thereof, and performs a reciprocating rotary motion in accordance with the movement of the circular-arc pistons 41 and 41a. The mass and swing radius of the left and right portions of the drum 45 are made equal. The movement of the swing arm 45 is transmitted to the swing rotary shaft 46 as it is. In the illustrated example, two pairs of arc pistons are provided (see FIG. 9). However, the present invention is not limited to this.
It may be a pair.

【0025】第1揺動回転軸46にはリンク機構が取り
付けられ、そのリンク機構を介して第1揺動回転軸46
の回転動力が均等に振り分けられる。即ち、第1揺動回
転軸46にコンロッド等の動力振分手段53、54が設
置され、第1揺動回転軸46を挾んで第2揺動回転軸4
9及び第3揺動回転軸50が対設され、以て第1揺動回
転軸46の揺動回転動作が、第2揺動回転軸49及び第
3揺動回転軸50に振り分け伝達される。
A link mechanism is attached to the first swing rotary shaft 46, and the first swing rotary shaft 46 is connected to the link mechanism via the link mechanism.
Of the rotating power is evenly distributed. That is, power distributing means 53 and 54 such as connecting rods are installed on the first swing rotation shaft 46, and the second swing rotation shaft 4 is sandwiched by the first swing rotation shaft 46.
9 and the third oscillating rotation shaft 50 are opposed to each other, so that the oscillating rotation of the first oscillating rotation shaft 46 is transmitted to the second oscillating rotation shaft 49 and the third oscillating rotation shaft 50. .

【0026】第2揺動回転軸49には1又は複数の第1
揺動ア−ム55が設置され、第1揺動ア−ム55の端部
に第1連結材56が回動自在に取り付けられる。そし
て、第1連結材56の他端部は、回転軸(出力軸)57
に設けた回転軸クランクア−ム57aに偏心的に回動自
在に取り付けられる。
The second swinging rotary shaft 49 has one or more first
A swing arm 55 is provided, and a first connecting member 56 is rotatably attached to an end of the first swing arm 55. The other end of the first connecting member 56 is connected to a rotating shaft (output shaft) 57.
Is mounted eccentrically and rotatably on a rotating shaft crank arm 57a provided in the above.

【0027】一方、第3揺動回転軸50にも1又は複数
の揺動ア−ム58が設置され、揺動ア−ム58の端部に
第2連結材59が回動自在に取り付けられる。そして、
第2連結材59の他端部は、回転軸57の回転軸クラン
クア−ム57aに、第1連結材56の取付位置と対称的
配置にて回動自在に取り付けられる。
On the other hand, one or a plurality of swing arms 58 are also provided on the third swing rotary shaft 50, and a second connecting member 59 is rotatably attached to an end of the swing arm 58. . And
The other end of the second connecting member 59 is rotatably mounted on the rotating shaft crank arm 57 a of the rotating shaft 57 in a symmetrical arrangement with the mounting position of the first connecting member 56.

【0028】この構成において、左右の円弧ピストン4
1、41a及び揺動ア−ム45の質量及び揺動半径の長
さを等しくし、且つ、重心を揺動軸の中心とすることに
より、円弧ピストン41、41aが往復円弧運動を行う
に伴って、揺動回転軸46に揺動運動が得られる。その
場合、揺動ア−ム58の左右で発生する燃焼圧縮力、慣
性力、遠心力による揺動軸荷重は発生しない。
In this configuration, the left and right circular pistons 4
By making the masses and lengths of the oscillating radii of the oscillating arm 45 and the oscillating arm 45 equal to each other and setting the center of gravity as the center of the oscillating axis, the circular pistons 41 and 41a perform reciprocating circular motion. Thus, a swinging motion is obtained on the swinging rotation shaft 46. In this case, the swing shaft load due to the combustion compression force, inertia force, and centrifugal force generated on the left and right sides of the swing arm 58 is not generated.

【0029】次いで、揺動回転軸46の揺動運動が回転
軸57の回転運動に変換される。即ち、揺動回転軸46
の揺動回転動力は、動力振分手段53、54を介して第
2揺動回転軸49と第3揺動回転軸50とに振り分け伝
達され、第1連結材56及び第2連結材59を介して回
転軸57の回転運動に変換される。その際、回転軸57
の左右で発生する回転軸荷重と回転軸偶力とを完全に釣
り合わせることができる(図10参照、図10において
Cは回転軸荷重、Fは揺動トルク、Rはコンロッドに加
わる力、Tは回転軸トルク、Kは揺動軸荷重であ
る。)。
Next, the oscillating motion of the oscillating rotary shaft 46 is converted into the rotational motion of the rotary shaft 57. That is, the swing rotation shaft 46
Is transmitted to the second rocking rotation shaft 49 and the third rocking rotation shaft 50 via the power distribution means 53 and 54, and is transmitted to the first connecting member 56 and the second connecting member 59. The rotational motion of the rotary shaft 57 is converted into the rotational motion. At this time, the rotating shaft 57
(See FIG. 10, C is the rotating shaft load, F is the swing torque, R is the force applied to the connecting rod, Is the rotation shaft torque, and K is the swing shaft load.)

【0030】図11乃至図13に示す実施形態は上記実
施形態を更にコンパクト(特に上下方向)な構成とした
もので、そこにおいては、上記実施形態同様の円弧ピス
トン41、41a、コンロッド43、43a及び揺動ア
−ム45が配備され(図示した例では2組)、揺動ア−
ム45の揺動軸の中程に、揺動支持ア−ム61が1又は
複数(図示した例では2)固定状態に取り付けられる。
揺動支持ア−ム61の両端部には、それぞれコンロッド
62、62aが回動自在に取り付けられる。
The embodiment shown in FIGS. 11 to 13 is a further compact (particularly up-down) configuration of the above-described embodiment. In this embodiment, arc pistons 41, 41a, connecting rods 43, 43a similar to the above-described embodiment are provided. And a swing arm 45 (two sets in the illustrated example) are provided.
One or more (in the illustrated example, two) swing support arms 61 are fixedly mounted in the middle of the swing shaft of the arm 45.
Connecting rods 62, 62a are rotatably attached to both ends of the swing support arm 61, respectively.

【0031】コンロッド62、62aの他端は、それぞ
れ円板クランク63、63aに偏心的に連結され、以て
揺動ア−ム45の揺動軸を軸に四節機構が対称的に構成
される。円板クランク63、63aの回転軸にはそれぞ
れ駆動ギア64、64aが取り付けられ、各駆動ギア6
4、64aは出力軸たる回転軸65に設置された被動ギ
ア66に噛合し、これを回転駆動する。
The other ends of the connecting rods 62, 62a are eccentrically connected to the disk cranks 63, 63a, respectively, so that a four-joint mechanism is symmetrically constructed around the swing axis of the swing arm 45. You. Driving gears 64, 64a are attached to the rotating shafts of the disc cranks 63, 63a, respectively.
Reference numerals 4 and 64a mesh with a driven gear 66 provided on a rotating shaft 65 serving as an output shaft, and rotate the driven gear 66.

【0032】この構成の場合、揺動ア−ム45の揺動軸
に生ずる揺動回転動力は、揺動支持ア−ム61を介して
コンロッド62側とコンロッド62a側とに振り分け伝
達され、それぞれ円板クランク63、63aの回転運動
に変換される。そして、円板クランク63、63aの回
転運動は直接駆動ギア64、64aに伝達され、合成さ
れて被動ギア66並びにこれと一体となった回転軸65
を回転駆動する。
In the case of this configuration, the oscillating rotational power generated on the oscillating shaft of the oscillating arm 45 is transmitted to the connecting rod 62 and the connecting rod 62a via the oscillating arm 61 and transmitted. It is converted into a rotational motion of the disk cranks 63, 63a. The rotational motion of the disk cranks 63, 63a is directly transmitted to the drive gears 64, 64a, and synthesized to form the driven gear 66 and the rotating shaft 65 integrated therewith.
Is driven to rotate.

【0033】この構成の場合も左右で発生する燃焼圧縮
力、慣性力、遠心力による揺動軸荷重は発生せず、ま
た、左右で発生する回転軸荷重と回転軸偶力を完全に釣
り合わせることが可能となる(図13参照、図13にお
ける符号は図10の場合と同じ。)。
Also in this configuration, no swing shaft load due to the combustion compression force, inertia force, and centrifugal force generated on the left and right is generated, and the rotating shaft load generated on the left and right and the rotating shaft couple are completely balanced. (Refer to FIG. 13, reference numerals in FIG. 13 are the same as those in FIG. 10).

【0034】上記いずれの実施形態においても、出力軸
たる回転軸を入力軸として回転動力を反対に伝達するこ
ととすることにより、種々の圧縮機関やポンプ等に利用
することが可能となる。
In any of the above-described embodiments, by using the rotating shaft serving as the output shaft as the input shaft to transmit the rotating power in the opposite direction, it can be used for various compression engines and pumps.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明は上述した通りであって、本発明
に係るクランク機構によれば、ピストン側圧が無くなる
ためにピストン部における振動、騒音、摩擦損失を大幅
に減少させて機械効率を高めることができ、燃料、電
力、潤滑オイルの消費を少なくすることが可能となり、
また、燃焼圧縮力、慣性力を釣り合わせているので、燃
焼圧縮力振動、慣性力振動を抑制して、低振動・低騒音
機関を実現することができ、更に往復直線運動を直接に
回転運動に変換しないので、回転軸クランク部に発生す
るトルクが均一になり、回転軸クランク部にねじり振動
が発生しないという効果がある。
The present invention is as described above. According to the crank mechanism of the present invention, since the piston side pressure is eliminated, vibration, noise and friction loss in the piston portion are greatly reduced, and mechanical efficiency is improved. Fuel, electricity, and lubricating oil consumption,
In addition, since the combustion compression force and inertia force are balanced, the combustion compression force vibration and inertia force vibration can be suppressed to realize a low-vibration, low-noise engine. Therefore, the torque generated in the rotating shaft crank portion becomes uniform, and there is an effect that torsional vibration does not occur in the rotating shaft crank portion.

【0036】請求項3及び請求項4に記載の発明におい
ては更に、円弧ピストン等の往復質量を従来の40パ−
セント以下に設計することが可能となり、以て出力性能
を大幅に向上させることが可能となる効果がある。
According to the third and fourth aspects of the present invention, the reciprocating mass of an arcuate piston or the like is further reduced by 40%.
It is possible to design to less than a cent, which has the effect of greatly improving the output performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態の一例を示す正面図であ
る。
FIG. 1 is a front view showing an example of an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態の一例を示す平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view showing an example of an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態の一例の動作図である。FIG. 3 is an operation diagram of an example of an embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施形態の一例の動作図である。FIG. 4 is an operation diagram of an example of an embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施形態の一例におけるクランク部
の動作図である。
FIG. 5 is an operation diagram of a crank section in an example of the embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施形態の一例におけるクランク部
の動作図である。
FIG. 6 is an operation diagram of a crank section in an example of the embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態の第2の例を示す正面図で
ある。
FIG. 7 is a front view showing a second example of the embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施形態の第3の例を示す正面図で
ある。
FIG. 8 is a front view showing a third example of the embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施形態の第3の例を示す平面図で
ある。
FIG. 9 is a plan view showing a third example of the embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施形態の第3の例におけるクラン
ク部の動作図である。
FIG. 10 is an operation diagram of a crank portion in a third example of the embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施形態の第4の例を示す正面図で
ある。
FIG. 11 is a front view showing a fourth example of the embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施形態の第4の例を示す平面図で
ある。
FIG. 12 is a plan view illustrating a fourth example of the embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施形態の第4の例におけるクラン
ク部の動作図である。
FIG. 13 is an operation diagram of a crank section in a fourth example of the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ピストン 1a ピストン 3 コンロッド 3a コンロッド 5 揺動ア−ム 6 揺動回転軸 8 振分手段 12 揺動回転軸 18 揺動回転軸 28 回転軸 41 円弧ピストン 41a 円弧ピストン 45 揺動ア−ム 46 揺動回転軸 47 リンク機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston 1a Piston 3 Connecting rod 3a Connecting rod 5 Oscillating arm 6 Oscillating rotary shaft 8 Distributing means 12 Oscillating rotary shaft 18 Oscillating rotary shaft 28 Rotating shaft 41 Arc piston 41a Arc piston 45 Oscillating arm 46 Oscillation Dynamic rotating shaft 47 Link mechanism

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相関的に逆方向に移動する少なくとも一
対のピストンの動作を、質量及び揺動回転半径の等しい
左右部分を有する揺動ア−ムを介して揺動型回転運動に
変換した後、その運動を振分手段によって二手に均等に
分けてリンク機構に伝達し、前記リンク機構に組み込ま
れた回転軸の回転に変換して出力することを特徴とする
往復動ピストン機構等のクランク機構。
After converting the movements of at least one pair of pistons moving in a correlatively opposite direction into a oscillating rotary motion via a oscillating arm having left and right portions of equal mass and oscillating radius of rotation. A crank mechanism such as a reciprocating piston mechanism, wherein the motion is equally divided into two hands by a distributing means, transmitted to the link mechanism, converted into rotation of a rotary shaft incorporated in the link mechanism, and output. .
【請求項2】 前記ピストンの動作軌跡が直線的である
請求項1に記載の往復動ピストン機構等のクランク機
構。
2. A crank mechanism such as a reciprocating piston mechanism according to claim 1, wherein the movement locus of said piston is linear.
【請求項3】 前記ピストンの動作軌跡が円弧状である
請求項1に記載の往復動ピストン機構等のクランク機
構。
3. A crank mechanism such as a reciprocating piston mechanism according to claim 1, wherein the movement trajectory of the piston is an arc.
【請求項4】 揺動回転軸の揺動型回転運動を振分手段
によって二手に均等に分けてリンク機構に伝達し、前記
リンク機構に組み込まれた回転軸の回転に変換して出力
することを特徴とするクランク機構。
4. The swing type rotary motion of the swing rotary shaft is equally divided into two hands by a distributing means, transmitted to the link mechanism, converted into rotation of the rotary shaft incorporated in the link mechanism, and output. A crank mechanism characterized by the following.
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