JPS5854263A - クランク機構 - 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】 本発明は、太陽クランクと遊星クランクを用いることに
より、直線往復運動と内回転運動との相互変換を無振動
でなすクランク機構である。

従来のスライダー・連接棒・クランクからなるクランク
機構では、連接棒の首振り運動に起因する振動およびス
ライダーに働く側圧（＝起因する偏摩耗と摩擦抵抗をな
くすることは、原理的（＝不可能であった。

本発明は、これらの欠点を原理的（二除去したものであ
る。

その構成および作用は、第１〜ｌＯ図で示すように、 回転半径（クランクアームの長さ）ｒの太陽クランク１
のクランクビン２（半径ａ）に、装着後、ビンの中心軸
が太陽クランク１のクランクビン２の中心軸に対して相
互に対称となる二種のクランクピン部５・６（半径はそ
れぞれ、ｂ−ｃ）を有する回転半径ｒの遊星クランク４
を装着する。

ただし、クランクビン２がクランクビン５・６を貫通で
きるように、ｂ＞ｒ＋ａ、ｃ＞ｒ＋ａ、もしくはｂ　＝
　ｃ　＞　ｒ　十ａとする。

この遊星クランク４の二種のクランクビン５・６のそれ
ぞれに、それ・Ｚれの滑動レール９・ｌＯによってその
運動方向が直線化され、かつ、クランクビン５・６に対
してそれぞれ自由回転しうる滑動体７・８をそれぞれ装
着する。

この二種の滑動体７・８の運動方向が相互に直交するよ
うに、二種の滑動レール９′・１０ノ相対関係を定める
。

クランク機構が以上の構成上の条件を満たしているなら
ば、 第１１図（太陽クランクｌの回転角度（４５度単位）と
クランクビン５・６の位置関係の模式図）および第１２
図（太陽クランクｌと遊星クランク４の結合と各部の距
離関係の模式図）で示すように、太陽クランク１が回転
を始めると、遊星クランク４はクランクビン２の廻りを
自転しつつ公転し始め、この運動につれて、クランクビ
ン５・６したがって滑動体７・８はそれぞれ、滑動レー
ル９・１０に沿って往復距離４ｒの直線往復運動を始め
る。すなわち、太陽クランク１への入力によって生じる
円回転運動を、滑動体７・８の直線往復運動（二変換し
出力させることが可能である。

この時、太陽クランク１に入力した回転力は、滑動体７
・８の滑動レール９・１ｏに対するそれぞれの側圧力と
、それぞれの直線往復運動方向への分力（推進力・牽引
力）（二分解されるから、滑動体７・８に装着される直
線往復運動をなすことを目的とする部材には、側圧力は
いっさい働かず、直線往復運動力（推進力・牽引力）の
みが作用する。したがって、この部材（ピストン・スラ
イダー等）とこの部材に接触する部材（シリンダー・レ
ール・溝等）との間には、偏摩耗は起きず、また、双方
の摩擦抵抗も極小となる。

また、太陽クランクｌが等速円回転運動をする時、遊星
クランク４もまたクランクビン２の廻りを、滑動体７・
８もまたクランクビン５・６の廻りを、それぞれ等速円
回転運動する。

したがって、滑動体７・８のそれぞれの重量（滑動体７
・８のそれぞれ（二装着される部材の重量も含む。）を
ｍｌ・ｍ２、遊星クランク４の重量をｍ３、太陽クラン
ク１０重量をｍ４、とするならば、ｍｌ”ｍ２のそれぞ
れの重心点がそれぞれ、クラ、ンクピン５・６の中心軸
上（二、また、　ｍｌ　＋ｍ２＋ｍｓの重心点がクラン
クビン２の中心軸上（＝、また、ｍ１＋ｍ２＋ｍ４＋ｍ
４の重心点が太陽クランク１のクランクジャーナル３の
中心軸上（＝、それぞれ一致するように、滑動体７・８
、遊星クランク４、太陽クランク１のそれぞれにおいて
、釣合錘・肉抜き等で重量配分調整をするならば、 これらの各回転部において完全なる釣り合わせを得るこ
とが可能であり、したがって、このクランク機構を完全
なる無振動クランク機構とすることが可能である。

また、このクランク機構においては、力の逆作用も可能
であるから、滑動体７・８への入力によって生じる直線
往復運動力（推進力・牽引力）を太陽クランクｌの内回
転力に変換し出力させることが可能であり、この場合に
おいても、このクランク機構の上記特性（無振動・偏摩
耗なし・摩擦抵抗極小）は、同様に得られる。

このクランク機構は、エンジン・コンプレッサー等、円
回転運動と直線往復運動との相互変換を必要とするすべ
ての機構類に応用しうるものであるが、いま、その実施
例の−として、エンジンに応用した場合、以下のように
、このクランク機構特有の気筒配列が可能である。

Ｌ　１気筒（滑動体７・８のいずれかに１個のピストン
を装着。） ２２気筒（滑動体７・８のいずれかに、２個のピストン
を対抗装着もしくは並列装着。）３４気筒（滑動体７・
８のいずれかに、２個のピストンを対抗装着したピスト
ン系を２個、並列装着し、対抗４気筒とする。） ４．４気筒（滑動体７・８にそれぞれ２個のピストンを
対抗装着し、十字形４気筒とする。）５８気筒（滑動体
７・８にそれぞれ、２個のピストンを対抗装着したピス
トン系を２個並列装着し、十字形８気筒とする。） 以上のいずれの場合においても、太陽クランクの曲げ数
および遊星クランクの個数は、それぞれｌでよく、工作
が容易であるという利点がある。

また、更に多気筒化する場合は、これらの気筒ユニット
を重複させればよい。

いずれの場合においても、このクランク機構が有する上
記の原理的特性（無振動・偏摩耗なし、摩擦抵抗極小）
は失われない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、遊星クランク・滑動体・滑動レールを組み合
わせた時の正面図（滑動レール相互の固着部分は省略）
。第２図は、その側面図。第３図は、その平面図。第４
図は、第１・２図におけるＸ−Ｘ線を含む平面で切断し
た断面図（二太陽クランクを加えた図。第５図は、滑動
体の正面図。第６図は、その側面図。第７図は、その平
面図。第８図は、遊星クランクの正面図。第９図は、そ
の側面図。第１０図は、その平面図。第１１図は、太陽
クランクの回転角度（４５度単位）と遊星クランクのク
ランクビンの位置関係の模式図。第１２図は、太陽クラ
ンクと遊星クランクの結合と各部の距離関係の模式図。 １は太陽クランク。２は太陽クランクのクランクビン。 ３は太陽クランクのクランクジャーナル。４は遊星クラ
ンク。５・６は遊星クランクのクランクビン。７・８は
、それぞれ５・６に装着される滑動体。９・１０は、そ
れぞれマ・８を案内する滑動レール。 特許出暉大　　　竹本　　護 ｖ、、き■　　　　算４１も ｌ　　　２　　３　　　＋ 占１　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　　
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て、し、ユ１展勧わしく１鵡１、板物で１検す５９ラン
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転半径（クランクアームの長さ）ｒの太陽クランクの
   クランクビン（半径ａ）に、装着後、ビンの中心軸が太
   陽クランクのクランクピンの中心軸（二対して相互に対
   称となる二種のクランクビン部（半径ｂ−ｃ）を有する
   回転半径ｒの遊星クランクを装着する。ただし、ｂ＞ｒ
   ＋ａ、ｃ＞ｒ　＋ａ、もしくはｂ　＝　ｃ　’＞　ｒ　
   ＋　ａとする。 この遊星クランクの二種のクランクピンのそれ、ぞれに
   、それぞれの滑動レーノν・溝・シリンダー等（二よっ
   てその運動方向が直線化され、かつ、クランクピンに対
   して自由回転しうる滑動体をそれぞれ装着する。この二
   種の滑動体の運動方向が相互（＝直交するように、二種
   の滑動レール・溝・シリンダー等の相対関係を定める。 この二種の滑動体のいずれかもしくは双方に、直線往復
   運動をなさしめることを目的とする部材を装着する。 以上の構成上の条件を満たすことによって、太陽クラン
   クの内回転運動を滑動体もしくは滑動体に装着された部
   材の直線往復運動に、また、滑動体もしくは滑動体（＝
   装着された部材の直線往復連動を太陽クランクの内回転
   運動に、と変換するクランク機構。