JPS60256666A - 内燃機関の偏心クランク機構 - Google Patents
内燃機関の偏心クランク機構Info
- Publication number
- JPS60256666A JPS60256666A JP11203484A JP11203484A JPS60256666A JP S60256666 A JPS60256666 A JP S60256666A JP 11203484 A JP11203484 A JP 11203484A JP 11203484 A JP11203484 A JP 11203484A JP S60256666 A JPS60256666 A JP S60256666A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crank
- eccentric
- eccentric shaft
- top dead
- dead center
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/04—Engines with prolonged expansion in main cylinders
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/32—Engines characterised by connections between pistons and main shafts and not specific to preceding main groups
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のクランクに関する発明である。
従来のレシプロエンジンのクランク機構は実に巧妙にで
きていてただ関心するばかりである。ただし唯一の欠点
は燃焼最高圧力を有効に回転力に変え得ない事である。
きていてただ関心するばかりである。ただし唯一の欠点
は燃焼最高圧力を有効に回転力に変え得ない事である。
本発明ではこの点に着目して発明したものである。
またエンジンの爆発行程（有効行程）はクランク角度で
上死点より１２０°〜１４０°の範囲である１本発明で
はこの範囲に於けるクランクの回転半径を長くする事に
より出力及びトルクの増大をはかるものである。さらに
従来のガソリンエンジンは圧縮比を高くするとノッキン
グが発生する事はよく知られているこの為圧縮比をあま
り高くできない欠点があった１本発明ではこの点につい
ても考慮して発明したものである。
上死点より１２０°〜１４０°の範囲である１本発明で
はこの範囲に於けるクランクの回転半径を長くする事に
より出力及びトルクの増大をはかるものである。さらに
従来のガソリンエンジンは圧縮比を高くするとノッキン
グが発生する事はよく知られているこの為圧縮比をあま
り高くできない欠点があった１本発明ではこの点につい
ても考慮して発明したものである。
以下従来のクランク機構の欠点を説明し本発明の詳細な
説明する。
説明する。
従来のエンジンのシリンダ内燃焼最高圧力は上死点付近
で発生するこの時のコネクチングロットに対するクラン
クの角度はきわめて浅い為燃焼最高圧力を有効に回転力
に変え得なかった。また従来のクランク機構は上死点後
９０°を過ぎると作用効率が悪くなるものと思われる。
で発生するこの時のコネクチングロットに対するクラン
クの角度はきわめて浅い為燃焼最高圧力を有効に回転力
に変え得なかった。また従来のクランク機構は上死点後
９０°を過ぎると作用効率が悪くなるものと思われる。
本発明ではクランク角度で上死点後９０°までに有効行
程が完了する事をはかったものである。
程が完了する事をはかったものである。
以下本発明の構造を図面にもとづいて説明し合せて燃焼
最高圧力を有効に回転力に変え得る手段を説明する。
最高圧力を有効に回転力に変え得る手段を説明する。
本発明はまず第２図（ａ−ｂ）に示すクランク（１）に
第３図（ａ−ｂ）に示す偏心シャフト（２）をクランク
根回の内にそれぞれ両側に装入し、さらに第４図（ａ−
ｂ）に示す固定ギヤー（３）を両側に装着した構造のも
のである。
第３図（ａ−ｂ）に示す偏心シャフト（２）をクランク
根回の内にそれぞれ両側に装入し、さらに第４図（ａ−
ｂ）に示す固定ギヤー（３）を両側に装着した構造のも
のである。
この固定ギヤー（３）はクランク根回に取り付いている
案内ギヤー（Ａ）′と常にかみ合っているものである。
案内ギヤー（Ａ）′と常にかみ合っているものである。
これによりクランク（１）は偏心シャフト（２）の１／
２の速度で回転するように規制しているものである、す
なわちクランク（１）が上死点より４５°回転すると偏
心シャフト（２）は２倍の９０°まで回転する事になる
。
２の速度で回転するように規制しているものである、す
なわちクランク（１）が上死点より４５°回転すると偏
心シャフト（２）は２倍の９０°まで回転する事になる
。
また偏心シャフト（２）が偏心している事によりコネク
チングロット（５）はクランク（１）との角度が深くな
り回転力が増大するものである。
チングロット（５）はクランク（１）との角度が深くな
り回転力が増大するものである。
すなわちピストン（６）が上死点近くで受けた力をコネ
クチングロット（５）を介してクランク（１）に伝える
。するとクランク（１）は偏心シャフト（２）の作用に
より外側に広がるような偏心軌道を描きながら公転する
と共に自転する。この偏心軌道の働によりクランク（１
）とコネクチングロット（５）との角度が深まると共に
作用距離が長くなる事により回転力が増大するものであ
る。
クチングロット（５）を介してクランク（１）に伝える
。するとクランク（１）は偏心シャフト（２）の作用に
より外側に広がるような偏心軌道を描きながら公転する
と共に自転する。この偏心軌道の働によりクランク（１
）とコネクチングロット（５）との角度が深まると共に
作用距離が長くなる事により回転力が増大するものであ
る。
次にこの事を図面にもとづいて説明する。
第５図は本発明の上死点時の作用をわかりやすく説明し
た図である。点（ａ）′は偏心シャフト（２）の中心点
を１点（ｂ）′はクランク根回の中心点１点（Ｃ）′は
クランクピン（Ｂ）の中心点を１点（ｄ）′はピストン
（６）の位置を示したものである。
た図である。点（ａ）′は偏心シャフト（２）の中心点
を１点（ｂ）′はクランク根回の中心点１点（Ｃ）′は
クランクピン（Ｂ）の中心点を１点（ｄ）′はピストン
（６）の位置を示したものである。
第６図は本発明の上死点後４５°の時の作用をわかりや
すく説明した図である。この時の作用効率を説明すると
まず上死点後４５°なのでクランクピン（Ｂ）の中心点
は（Ｃ）′となる１次に偏心シャフト（２）の中心点は
偏心シャフト（２）がクランク（１）の２倍の速度で回
転するので上死点後９０°の位置（ａ）’となる。
すく説明した図である。この時の作用効率を説明すると
まず上死点後４５°なのでクランクピン（Ｂ）の中心点
は（Ｃ）′となる１次に偏心シャフト（２）の中心点は
偏心シャフト（２）がクランク（１）の２倍の速度で回
転するので上死点後９０°の位置（ａ）’となる。
この事を作用線を用いて説明すると、まずピストン（６
）の位置（ｄ）′よりクランクピン（Ｂ）の中心点（ｃ
）’に直線を引きこの線の延長線上と偏心シャフト（２
）の中心点（ａ）′とクランクピン（Ｂ）の中心点（Ｃ
）’と（７）延長線上の交点が作用角度となる。これを
矢印の大きさで示すと（あ）となる。
）の位置（ｄ）′よりクランクピン（Ｂ）の中心点（ｃ
）’に直線を引きこの線の延長線上と偏心シャフト（２
）の中心点（ａ）′とクランクピン（Ｂ）の中心点（Ｃ
）’と（７）延長線上の交点が作用角度となる。これを
矢印の大きさで示すと（あ）となる。
第７図は従来のクランクの上死点後４５°の時の作用を
わか・りやすく説明した図である。点（ｅ）′はクラン
クの中心点を９点（ｆ）′はクランクピンの中心点を１
点（ｇ）′はピストンの位置を示したものである。この
時の作用効率を説明すると、まずピストンの位置（ｇ）
′より上死点後４５°の時のクランクピンの中心点（ｆ
）′に直線を引きこの線の延長線上とクランクの中心点
（ｅ）′とクランクピンの中心点（ｆ）′の延長線上の
交点が作用角度となる。これを矢印の大きさで示すと（
い）となる。
わか・りやすく説明した図である。点（ｅ）′はクラン
クの中心点を９点（ｆ）′はクランクピンの中心点を１
点（ｇ）′はピストンの位置を示したものである。この
時の作用効率を説明すると、まずピストンの位置（ｇ）
′より上死点後４５°の時のクランクピンの中心点（ｆ
）′に直線を引きこの線の延長線上とクランクの中心点
（ｅ）′とクランクピンの中心点（ｆ）′の延長線上の
交点が作用角度となる。これを矢印の大きさで示すと（
い）となる。
このように第６図に示す矢印の大きさ（あ）と第７図に
示す矢印の大きさ（い）を比べると明らかに本発明の矢
印（あ）の方が大きい事がわかる。これにより本発明の
方が従来のエンジンに比べ作用効率の良い事が証明され
る。
示す矢印の大きさ（い）を比べると明らかに本発明の矢
印（あ）の方が大きい事がわかる。これにより本発明の
方が従来のエンジンに比べ作用効率の良い事が証明され
る。
さらに本発明の作用点は偏心シャフト（２）の中心点（
ａ）′なので従来のクランクの作用点（ｅ）′より本発
明の作用距離の方が長くなり出力及び回転力が増大する
ものと思われる。
ａ）′なので従来のクランクの作用点（ｅ）′より本発
明の作用距離の方が長くなり出力及び回転力が増大する
ものと思われる。
また本発明のクランク（１）は偏心軌道を描きながら公
転すると共に自転するので上死点付近のピストン（６）
の移動距離が下死点付近の移動距離に比べ大きい、従来
のエンジンに比べ約１．５倍程度と思われる。この事は
回転を高めたのと同じになりノッキングを押える効果が
働き圧縮比を高く取れるものと思われる。
転すると共に自転するので上死点付近のピストン（６）
の移動距離が下死点付近の移動距離に比べ大きい、従来
のエンジンに比べ約１．５倍程度と思われる。この事は
回転を高めたのと同じになりノッキングを押える効果が
働き圧縮比を高く取れるものと思われる。
以上説明したように本発明の目的は燃焼圧力が下がらな
いうちに作用角度を深くとりまた作用距離を長くすると
共に圧縮比も高くする事による３重の効果により出力及
び回転力の増大をはかるものである。なお私の計算では
約２５％の出力及び回転力（トルク）の増大が望めるも
のと思われる。
いうちに作用角度を深くとりまた作用距離を長くすると
共に圧縮比も高くする事による３重の効果により出力及
び回転力の増大をはかるものである。なお私の計算では
約２５％の出力及び回転力（トルク）の増大が望めるも
のと思われる。
次に本発明の主要部品について説明する。
クランク（１）は第２図（ａ・ｂ）に示すような構造の
物でクランクピン（Ｂ）の両側にクランク根回を取り付
けたものである。またクランク（１）は偏心シャフト（
２）の作用により偏心軌道を描きながら公転すると共に
自転する構造のものである。
物でクランクピン（Ｂ）の両側にクランク根回を取り付
けたものである。またクランク（１）は偏心シャフト（
２）の作用により偏心軌道を描きながら公転すると共に
自転する構造のものである。
次に偏心シャフト（２）は第３図（ａ−ｂ）に示すスよ
うな形状のものでこの偏心シャフト（２）はクランク板
（Ａ）の内にそれぞれ装着しかつ回転する構造のもので
ある。また偏心シャフト（２）のクランクジャーナル（
Ｄ）の半径（イ）とクランクジャーナル（Ｄ）の外径か
らメインジャーナル（ｃ）の中心点までの距離（ロ）と
の比率すなわち偏心比率を１：１．２２にする事が必要
である。この比率が１．２２以外になるとクランク（１
）の回転速度が偏心シャフト（２）の回転速度の１／２
に規制できない為エンジンの作動に支障を来すと思われ
る。
うな形状のものでこの偏心シャフト（２）はクランク板
（Ａ）の内にそれぞれ装着しかつ回転する構造のもので
ある。また偏心シャフト（２）のクランクジャーナル（
Ｄ）の半径（イ）とクランクジャーナル（Ｄ）の外径か
らメインジャーナル（ｃ）の中心点までの距離（ロ）と
の比率すなわち偏心比率を１：１．２２にする事が必要
である。この比率が１．２２以外になるとクランク（１
）の回転速度が偏心シャフト（２）の回転速度の１／２
に規制できない為エンジンの作動に支障を来すと思われ
る。
固定ギヤー（３）は第４図（ａ・ｂ）に示すような形状
の物でシリンダブロックに固定されているものである。
の物でシリンダブロックに固定されているものである。
また固定ギヤー（３）はクランク根因にそれぞれ装着し
ランク板（Ａ）の案内ギヤー（Ａ）’と固定ギヤー（３
）のギヤー（Ｆ）とは常時かみ合いクランク（１）の回
転速度を偏心シャフト（２）の回転速度の１／２に規制
しているものである。
ランク板（Ａ）の案内ギヤー（Ａ）’と固定ギヤー（３
）のギヤー（Ｆ）とは常時かみ合いクランク（１）の回
転速度を偏心シャフト（２）の回転速度の１／２に規制
しているものである。
さらに固定ギヤー（３）のシャフト部（Ｅ）は中空なの
でこの中を偏心シャフト（２）を通し偏心シャフト（２
）の軸受けの役目も兼ね備えた構造の物である。
でこの中を偏心シャフト（２）を通し偏心シャフト（２
）の軸受けの役目も兼ね備えた構造の物である。
次に本発明の特殊な機構について説明する。
本発明のクランク（１）は偏心軌道を描きながら公転す
ると共に自転するのでクランク（１）が上死点後９００
（従来のエンジンに換算すると上死点後１２℃）の位置
を過ぎるとシリンダ内の燃焼圧力がクランク（１）を逆
転させるような力が働くものと思われる。
ると共に自転するのでクランク（１）が上死点後９００
（従来のエンジンに換算すると上死点後１２℃）の位置
を過ぎるとシリンダ内の燃焼圧力がクランク（１）を逆
転させるような力が働くものと思われる。
この対策としてクランク（コ）を１５°〜２０°程度進
める事が望ましいと思われる。すなわち偏心シャフト（
２）か上死点を指向する時クランク（１）は上死点後１
５°〜２０°の位置に来るものである。これによりクラ
ンク（１）を逆転させようとする時期を下死点近くまて
遅らせる事ができシリンダ内の燃焼圧力が下がる事によ
りクランク（１）を逆転させようとする力を防止するも
のである。
める事が望ましいと思われる。すなわち偏心シャフト（
２）か上死点を指向する時クランク（１）は上死点後１
５°〜２０°の位置に来るものである。これによりクラ
ンク（１）を逆転させようとする時期を下死点近くまて
遅らせる事ができシリンダ内の燃焼圧力が下がる事によ
りクランク（１）を逆転させようとする力を防止するも
のである。
なお本発明は構造が複雑でかつ強度上問題かあると思わ
れるので１シリンダないし２シリンダの小排気量のエン
ジンに適すると思われる。
れるので１シリンダないし２シリンダの小排気量のエン
ジンに適すると思われる。
第１図（ａ−ｂ）は全体図、第２図（ａ−ｂ）はクラン
ク（１）の詳細図、第３図（ａ−ｂ）は偏心シャフト（
２）の詳細、第４図（ａ−ｂ）は固定ギヤ−（３）の詳
細図、第５図は本発明の上死点時の作用図、第６図は本
発明の上死点後４５°の時の作用図。 第７図は従来のエンジンの上孔後４５°の時の作用図で
ある。 （１）・・・クランク （２）・・・偏心シャフト （
３）・・・固定ギヤー （４）・・・固定ギヤーキャッ
プコーン （５）・・・コネクチングロット （６）・
・・ピストン （Ａ）・・・クランク板（Ｂ）・・・ク
ランクピン（Ｃ）・・・メインジャーナル（Ｄ）・・・
クランクジャーナル （Ｅ）・・・シャフト部（Ｆ）・
・・キャー（Ａ）’・・・案内ギヤー （ａ）′・・・
偏心シャフト（２）の中心点 （ｂ）′・・・クランク
板Ｗの中心点 （Ｃ）′・・・クランクピン（Ｂ）の中
心点 （ｄ）′・・・ピストン（６）の位置（ｅ）′・
・・クランクの中心点（ｆ）′・・・クランクピンの中
心点 （ｇ）′・・・ピストンの位置 （イ）・・・ク
ランクジャーナル（Ｄ）の半径 （ロ）・・・クランク
ジャーナル（Ｄ）の外径からメインジャーナル（Ｃ）の
中心点までの距離（あ）・・・本発明の上死点後４５°
の時の作用効率 （い）・・・従来のエンジンの上死点
後４５°の時の作用効率。 特許出願人 山本昇一
ク（１）の詳細図、第３図（ａ−ｂ）は偏心シャフト（
２）の詳細、第４図（ａ−ｂ）は固定ギヤ−（３）の詳
細図、第５図は本発明の上死点時の作用図、第６図は本
発明の上死点後４５°の時の作用図。 第７図は従来のエンジンの上孔後４５°の時の作用図で
ある。 （１）・・・クランク （２）・・・偏心シャフト （
３）・・・固定ギヤー （４）・・・固定ギヤーキャッ
プコーン （５）・・・コネクチングロット （６）・
・・ピストン （Ａ）・・・クランク板（Ｂ）・・・ク
ランクピン（Ｃ）・・・メインジャーナル（Ｄ）・・・
クランクジャーナル （Ｅ）・・・シャフト部（Ｆ）・
・・キャー（Ａ）’・・・案内ギヤー （ａ）′・・・
偏心シャフト（２）の中心点 （ｂ）′・・・クランク
板Ｗの中心点 （Ｃ）′・・・クランクピン（Ｂ）の中
心点 （ｄ）′・・・ピストン（６）の位置（ｅ）′・
・・クランクの中心点（ｆ）′・・・クランクピンの中
心点 （ｇ）′・・・ピストンの位置 （イ）・・・ク
ランクジャーナル（Ｄ）の半径 （ロ）・・・クランク
ジャーナル（Ｄ）の外径からメインジャーナル（Ｃ）の
中心点までの距離（あ）・・・本発明の上死点後４５°
の時の作用効率 （い）・・・従来のエンジンの上死点
後４５°の時の作用効率。 特許出願人 山本昇一
Claims (1)
- １）クランク（１）を偏心シャフト（２）を用いて両側
より支え、クランク（１）は偏心シャフト（２）の作用
により偏心軌道を描きながら公転すると共に自転しかつ
固定ギヤー（３）の働きによりクランク（１）の回転速
度を偏心シャフト（２）の回転速度の■ に規制してい
る事を特徴とする偏心クランク機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11203484A JPS60256666A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 内燃機関の偏心クランク機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11203484A JPS60256666A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 内燃機関の偏心クランク機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256666A true JPS60256666A (ja) | 1985-12-18 |
Family
ID=14576349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11203484A Pending JPS60256666A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 内燃機関の偏心クランク機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60256666A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS471202U (ja) * | 1971-01-19 | 1972-08-12 | ||
| JPS4845566U (ja) * | 1971-09-29 | 1973-06-14 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP11203484A patent/JPS60256666A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS471202U (ja) * | 1971-01-19 | 1972-08-12 | ||
| JPS4845566U (ja) * | 1971-09-29 | 1973-06-14 |
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