JP2009180187A - Multi-cylinder internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,複数個の気筒を一列に並べて配設して成る内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine in which a plurality of cylinders are arranged in a line.
従来の内燃機関においては,従来から良く知られているように,内燃機関における出力用の回転軸に,クランクアームを一体に設け,このクランクアームのうち前記回転軸の中心からピストンの往復ストロークの半分の寸法だけ偏芯する部位に一体に設けたクランクピンに,前記ピストンを,コンロッドを介して連結するという構成であったが,この構成によると,前記クランクピンが,前記回転軸を中心に回転することにより,前記ピストンには横方向のスラスト荷重が発生するという欠点があった。 In a conventional internal combustion engine, as is well known, a crank arm is integrally provided on an output rotary shaft of the internal combustion engine, and a piston reciprocating stroke from the center of the rotary shaft of the crank arm is provided. The piston is connected to the crankpin integrally provided in the part eccentric by half the dimension via the connecting rod. According to this configuration, the crankpin is centered on the rotating shaft. Due to the rotation, the piston has a drawback in that a lateral thrust load is generated.
そこで,先行技術としての特許文献1及び2は,クランクピンを備えたクランクアームを,内燃機関における出力用の回転軸から切り離して,このクランクアームのうち前記クランクピンの中心から前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯する部位にピン軸を一体に設け,このピン軸を,内燃機関における出力用の回転軸に,前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位において回転自在に軸支する一方,前記往復ストロークをピッチ円とする内歯車を,前記クランク軸と同心位置に非回転にして配設し,この内歯車に,前記往復ストロークの半分の寸法をピッチ円とする遊星歯車を嵌着し,この遊星歯車に,前記ピン軸を回転不能に嵌挿するという構成にしたクランク機構を提案している。
Therefore, in
この構成のクランク機構によると,前記クランクピンが,非回転の内歯車に噛合する遊星歯車による逆方向への回転により,上死点と下死点との間を,その間を結ぶ直線に沿って往復動するから,前記ピストンに対する横方向へのスラストを低減できる。 According to the crank mechanism of this configuration, the crank pin is rotated in the reverse direction by the planetary gear meshing with the non-rotating internal gear, and the top dead center and the bottom dead center are along a straight line connecting them. Since it reciprocates, the lateral thrust with respect to the piston can be reduced.
前記特許文献1の第6図には,そのクランク機構を,少なくとも二つの気筒を一列に並べて配設した内燃機関において,その各気筒に適用する場合に,前記二つの気筒,つまり,第1気筒と第2気筒との間の部位に,前記内歯車と,この内歯車に噛合する遊星歯車とを配設することが提案されている。
FIG. 6 of
また,前記特許文献2の図9には,そのクランク機構を,少なくとも二つの気筒を一列に並べて配設した内燃機関において,その各気筒に適用する場合に,前記各気筒ごとに内歯車と遊星歯車とを配設することが記載されている。
前記特許文献1の構成においては,第1気筒のクランク機構と第2気筒のクランク機構とが,その各々におけるピン軸の部分において一体に連結した一体構造であるにもかかわらず,各気筒間の部分において軸支されていないことにより,軸受け間の距離が長いから,一体化された各クランク機構に所定の剛性を保持するためには,相当頑丈な構成にしなければならず,大幅な大型化と重量のアップとを招来するばかりか,製造が困難であるという問題かある。
In the configuration of
一方,前記特許文献2の構成においては,第1気筒のクランク機構と第2気筒のクランク機構とを,各気筒ごとに分離した構造にして,各気筒間の部位に回転自在に配設したクランクジャーナル体にて軸支するという構成にしているが,このものは,各気筒のクランク機構におけるクランクアームに,前記遊星歯車を一体に設ける一方,各気筒のクランク軸におけるピン軸を,前記クランクジャーナル体に,当該クランクジャーナル体から外向きに突出するように一体に設け,このピン軸を,前記クランクアームと一体の前記遊星歯車に回転自在に嵌合するという構成である。
On the other hand, in the configuration of
換言すると,前記各気筒のクランク機構におけるピン軸が,各気筒間の部分に軸支したクランクジャーナル体の左右両側から外向きに突出する構成で,前記各気筒のクランク機構におけるピン軸,つまり,二つのピン軸が軸線方向に並ぶという構成であることにより,前記各気筒の間隔を,前記二つのピン軸が軸線方向に並ぶ分だけ広くしなければならないから,内燃機関の大型化を招来するという問題があった。 In other words, the pin shaft in the crank mechanism of each cylinder is configured to project outward from the left and right sides of the crank journal body pivotally supported in the portion between the cylinders, that is, the pin shaft in the crank mechanism of each cylinder, Since the two pin shafts are arranged in the axial direction, the interval between the cylinders must be increased by an amount corresponding to the two pin shafts arranged in the axial direction, leading to an increase in the size of the internal combustion engine. There was a problem.
本発明は,前記先行技術のクランク機構を多気筒内燃機関に適用した場合における前記の問題を解消することを技術的課題とする。 It is a technical object of the present invention to solve the above-mentioned problems when the crank mechanism of the prior art is applied to a multi-cylinder internal combustion engine.
この技術的課題を達成するため本発明の請求項1は,
「少なくとも二つの気筒を一列に並べて配設して成る多気筒内燃機関において,
前記各気筒ごとのクランクピンは,各気筒ごとのクランクアームに設けられ,この各クランクアームのうち前記クランクピンから前記気筒のピストンにおける往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位には,左右一対のピン軸が当該クランクアームから外向きに突出するように一体に設けられ,前記各気筒ごとにおける一方のピン軸は,前記各気筒ごとに回転自在に軸支されている出力用回転軸に,前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位において回転自在に軸支されている一方,前記各気筒間の部分には,クランクジャーナル体が,前記各出力用回転軸と同心位置に回転自在に軸支され,このクランクジャーナル体のうち前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位には,前記各気筒ごとにおける他方のピン軸が,円周方向にずらせて設けた軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されており,前記各気筒における両ピン軸のうちいずれか一方又は両方には,前記往復ストロークの半分をピッチ円とする遊星歯車が固着され,この遊星歯車は,各気筒ごとに配設した前記往復ストロークをピッチ円とする内歯車に噛合している。」
ことを特徴としている。
In order to achieve this technical problem,
“In a multi-cylinder internal combustion engine with at least two cylinders arranged in a row,
The crankpin for each cylinder is provided in a crank arm for each cylinder, and a portion of each crank arm that is eccentric from the crankpin by a quarter of the reciprocating stroke of the piston of the cylinder is A pair of left and right pin shafts are integrally provided so as to protrude outwardly from the crank arm, and one pin shaft for each cylinder is rotatably supported for each cylinder. In addition, the crank journal body is rotatably supported at a portion eccentric by a dimension of 1/4 of the reciprocating stroke, and a crank journal body is concentrically positioned with each output rotating shaft. A portion of the crank journal body that is eccentric about a quarter of the reciprocating stroke is provided on the other pin shaft of each cylinder. , And are rotatably supported by being inserted into bearing holes that are shifted in the circumferential direction. One or both of the pin shafts in each cylinder has a half pitch stroke. The planetary gear is engaged with an internal gear having a pitch circle of the reciprocating stroke disposed for each cylinder. "
It is characterized by that.
また,本発明における請求項2は,
「少なくとも三つ以上の気筒を一列に並べて配設して成る多気筒内燃機関において,
前記各気筒ごとのクランクピンは,各気筒ごとのクランクアームに設けられ,この各クランクアームのうち前記クランクピンから前記気筒のピストンにおける往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位には,左右一対のピン軸が当該クランクアームから突出するように一体に設けられ,前記各気筒のうち外側に位置する二つの気筒における一方のピン軸は,前記二つの気筒ごとに回転自在に軸支されている出力用回転軸に,前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位において回転自在に軸支されている一方,前記各気筒間の部分には,クランクジャーナル体が,前記各出力用回転軸と同心位置に回転自在に軸支され,このクランクジャーナル体のうち前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位には,前記二つの気筒における他方のピン軸及び他の気筒における両ピン軸が,円周方向にずらせて設けた軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されており,前記各気筒における両ピン軸のうちいずれか一方又は両方には,前記往復ストロークの半分をピッチ円とする遊星歯車が固着され,この遊星歯車は,各気筒ごとに配設した前記往復ストロークをピッチ円とする内歯車に噛合している。」
ことを特徴としている。
Further, claim 2 in the present invention is
“In a multi-cylinder internal combustion engine in which at least three or more cylinders are arranged in a row,
The crankpin for each cylinder is provided in a crank arm for each cylinder, and a portion of each crank arm that is eccentric from the crankpin by a quarter of the reciprocating stroke of the piston of the cylinder is A pair of left and right pin shafts are integrally provided so as to protrude from the crank arm, and one pin shaft in two cylinders located outside of each cylinder is rotatably supported by each of the two cylinders. The output rotary shaft is rotatably supported at a part eccentric by a dimension of 1/4 of the reciprocating stroke, while a crank journal body is provided between the cylinders in the portion between the cylinders. A portion of the crank journal body that is rotatably supported concentrically with the rotary shaft for the shaft and that is eccentric by a dimension that is 1/4 of the reciprocating stroke is the two air cylinders. The other pin shaft in the cylinder and both pin shafts in the other cylinders are rotatably supported by being inserted into bearing holes that are shifted in the circumferential direction. One or both of them is fixed with a planetary gear having half the reciprocating stroke as a pitch circle, and this planetary gear meshes with an internal gear arranged for each cylinder and having the reciprocating stroke as a pitch circle. "
It is characterized by that.
前記請求項1は,二つの気筒を有する多気筒内燃機関の場合であり,請求項2は,三つ以上の気筒を有する多気筒内燃機関の場合である。 The first aspect is a case of a multi-cylinder internal combustion engine having two cylinders, and the second aspect is a case of a multi-cylinder internal combustion engine having three or more cylinders.
これら各請求項に記載した構成によると,各気筒ごとにおけるクランクピンを,各気筒間の部位に配設した一つの内歯車とこれに噛合する一つの遊星歯車とによって,前記先行技術と同様に,上死点と下死点との間を,その間を結ぶ直線に沿って往復動することができる。 According to the configuration described in each of these claims, the crankpin for each cylinder is constituted by one internal gear disposed at a portion between the cylinders and one planetary gear meshing with the same as in the prior art. , It can reciprocate between the top dead center and the bottom dead center along a straight line connecting them.
この場合,前記各気筒ごとにおけるクランク機構は,各気筒ごとに独立する構造で,製造容易でありながら,その両端のピン軸において,各気筒の間に軸支されているクランクジャーナル体と出力用回転軸とで支持され,両端支持の構造であるから,前記各気筒にとけるクランク機構の小型・軽量化を図ることができる。 In this case, the crank mechanism for each cylinder has an independent structure for each cylinder, and is easy to manufacture, but the pin journals at both ends of the crank mechanism are supported between the cylinders and the output journal. Since the structure is supported by the rotary shaft and supported at both ends, the crank mechanism in each cylinder can be reduced in size and weight.
また,前記各気筒のうち相隣接する二つの気筒におけるピン軸は,当該二つの気筒の間に軸支されているクランクジャーナル体に,円周方向にずらせて設けた軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されていることにより,この二つのピン軸を,その軸線方向にオーバーラップすることができる。 Further, the pin shafts of two cylinders adjacent to each other among the cylinders are inserted into bearing holes provided in the circumferential direction in the crank journal body supported between the two cylinders. The two pin shafts can be overlapped in the axial direction by being rotatably supported.
これにより,前記各気筒間に距離を,相隣接する二つの気筒におけるピン軸が,特許文献2のように,クランクジャーナル体から突出している場合に比べて,前記オーバーラップする寸法の分だけ短縮できるから,前記したように各クランク機構の小型軽量化できることと相俟って,内燃機関の大幅な小型化と,軽量化を達成できる。
As a result, the distance between the cylinders is reduced by an amount corresponding to the overlapping dimension compared to the case where the pin shafts of two adjacent cylinders protrude from the crank journal body as in
以下,本発明の各実施の形態を,図面について説明する。
[第1の実施の形態]
図1及び図2は,第1気筒A1と第2気筒A2との二つの気筒を一列に並べて配設して成る四サイクルの直列二気筒内燃機関に適用した場合を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
1 and 2 show a case where the present invention is applied to a four-cycle in-line two-cylinder internal combustion engine in which two cylinders of a first cylinder A1 and a second cylinder A2 are arranged in a line.
この内燃機関における各気筒A1,A2の各々は,シリンダブロック3に形成されたシリンダボア11,21,このシリンダボア11,21内を所定のストロークLの間を往復動するピストン12,22,この各ピストン12,22に対するクランク機構13,23及びこのクランク機構13,23の外側に配設した出力用の回転軸14,24を備えており,この第1気筒A1と第2気筒A2とは,第1気筒A1が爆発行程であるとき第2気筒A2が排気行程であり,第1気筒A1が排気行程のとき第2気筒A2が吸気行程であるというように,前記回転軸13,23の回転角度で180度ずれている。
Each of the cylinders A1 and A2 in the internal combustion engine includes a
なお,前記各気筒A1,A2におけるシリンダボア11,21の頂部は,前記シリンダブロック3の上面に締結のシリンダヘッド4にて塞がれており,このシリンダヘッド4には,図示しないが,従来から良く知られているように,前記各気筒A1,A2ごとに,吸気弁付き吸気ポート,排気弁付き排気ポート,点火栓及び燃料噴射弁等が設けられている。
Note that the tops of the cylinder bores 11 and 21 in each of the cylinders A1 and A2 are closed by a
前記各気筒A1,A2における出力用の回転軸14,24は,同一軸線上に位置し,これらの各々に一体に設けた大径のジャーナル部14a,24aにおいて,前記シリンダブロック3に対して玉軸受14b,24bを介して回転自在に軸支されている。
The
前記各気筒A1,A2におけるクランク機構13,23の各々は,各気筒ごとについて一つのクランクピン13a,23aと,各気筒ごとについて一対のクランクアーム13b,13c,23b,23cとを備えており,各クランク機構13,23におけるクランクピン13a,23aには,前記各気筒A1,A2におけるピストン12,22が,コンロッド15,25を介して連結されている。
Each of the
前記第1気筒A1のクランク機構13における両クランクアーム13b,13cの外側面の各々には,当該クランクアームから外向きに突出する左右一対のピン軸13d,13eが一体に設けられ,これら両ピン軸13d,13eは,前記クランクピン13aから前記往復ストロークLの1/4の寸法E1だけ偏芯した部位に位置している。
A pair of left and
前記第2気筒A2のクランク機構23における両クランクアーム23b,23cの外側面き各々には,当該クランクアームから外向きに突出する左右一対のピン軸23d,23eが一体に設けられ,これら両ピン軸23d,23eは,前記クランクピン23aから前記往復ストロークLの1/4の寸法E1だけ偏芯した部位に位置している。
A pair of left and
なお,前記各気筒A1,A2のクランク機構13,23における各クランクアーム13b,13c,23b,23cには,前記クランクピン13a,23aと反対側に,バランスウエイトが一体に設けられている。
A balance weight is integrally provided on each crank
一方,前記第1気筒A1と第2気筒A2との間に部位には,大径の円盤型に形成したクランクジャーナル体5が,前記各出力用回転軸14,24と同心位置に配設され,前記シリンダブロック3に対して玉軸受5aを介して回転自在に軸支されている。
On the other hand, a
そして,前記第1気筒A1のクランク機構13における一方のピン軸13dと,前記第2気筒A2のクランク機構23における他方のピン軸23eとの各々は,前記両出力用回転軸14,24におけるジャーナル部14a,24aに,当該出力用回転軸14,24から前記往復ストロークLの1/4の寸法E2だけ偏芯した部位において,回転自在に軸支されている。
The one
一方,前記第1気筒A1のクランク機構13における他方のピン軸13eと,前記第2気筒A2のクランク機構23における一方のピン軸23dとは,前記両出力用回転軸14,24の回転角度で互いに180度ずれており,前記クランクジャーナル体5のうち前記往復ストロークLの1/4の寸法E2だけ偏芯した部位に穿設の軸受け孔5b,5c内への挿入により,前記クランクジャーナル体5にて回転自在に軸支されている。
On the other hand, the
前記各気筒A1,A2における一つのクランクアーム13d,23cより外側の部分の各々には,前記往復ストロークLをピッチ円D1とする内歯車6が,前記両出力用回転軸14,24と同心位置に配設され,前記シリンダブロック3にて支持されている。
An
この各内歯車6の内部の各々には,前記往復ストロークLの半分の寸法をピッチ円D2とする遊星歯車7が,その各々における前記内歯車6に噛合するように配設されており,この各遊星歯車7の各々は,前記各気筒A1における一方のピン軸13d及び第2気筒A2における他方のピン軸23eに嵌着されている。
Each of the
この構成において,前記第1気筒A1のクランク機構13におけるクランクピン13aと,前記第2気筒A2のクランク機構23におけるクランクピン23aとは,各気筒A1,A2におけるピストン12,22の往復動に応じて,内歯車6に噛合する遊星歯車7による逆方向への回転により,上死点TDCと下死点BDCとの間を,同時に,その間を結ぶ直線8に沿って往復動するから,前記各ピストン12,22に対する横方向へのスラストを低減できる。
In this configuration, the
この場合において,前記第1気筒A1におけるクランク機構13と前記第2気筒A2におけるクランク機構23とは,各気筒ごとに独立する構造でありながら,その各々の両端におけるピン軸13d,13e,23d,23eにおいて,前記各出力用回転軸14,24と,各気筒A1,A2の間に軸支されているクランクジャーナル体5とで両端支持されている。
In this case, the
また,前記第1気筒A1における他方のピン軸13eと,前記第2気筒A2における一方のピン軸23dとは,前記両出力用回転軸14,24の回転角度で互いに180度ずれて,前記クランクジャーナル体5に穿設の軸受け孔5b,5c内への挿入により回転自在に軸支されていることにより,この両ピン軸13e,23dを,図1に示すように,前記クランクジャーナル体5の箇所で軸線方向に適宜寸法Sだけオーバーラップすることができるから,前記各気筒A1,A2の間の距離Wを,前記各気筒1,2のピン軸13e,23dが前記クランクジャーナル体5より外向きに突出するという構成にした場合によりも,前記オーバーラップ寸法Sだけ狭くできる。
Further, the
また,前記第1気筒A1におけるクランク機構13と,前記第2気筒A2におけるクランク機構23とは,同一の寸法形状に構成できる。
[第2の実施の形態]
図3は,第1気筒A1及び第2気筒A2に第3気筒A3を加えた三つの気筒を一列に並べて配設して成る四サイクルの直列三気筒内燃機関に適用した場合である。
The
[Second Embodiment]
FIG. 3 shows a case where the present invention is applied to a four-cycle in-line three-cylinder internal combustion engine in which three cylinders obtained by adding a third cylinder A3 to a first cylinder A1 and a second cylinder A2 are arranged in a line.
この三気筒内燃機関における各気筒A1,A2,A3は,当該各気筒のうち外側に位置する第1気筒A1及び第3気筒A3ごとの出力用回転軸14,34の回転角度で120度ずれている。
The cylinders A1, A2 and A3 in the three-cylinder internal combustion engine are shifted by 120 degrees at the rotation angles of the
前記各気筒A1,A2,A3は,前記二気筒内燃機関の場合と同様に,シリンダボア11,21,31,ピストン12,22,32,クランク機構13,23,33,出力用回転軸14,34及びコンロッド15,25,35を備えている。
Each of the cylinders A1, A2, A3 has cylinder bores 11, 21, 31,
前記各気筒のクランク機構13,23,33の各々は,前記二気筒内燃機関の場合と同様に,クランクピン13a,23a,33aと,各クランクピンの両端における左右一対のクランクアーム13b,13c,23b,23c,33b,33cと,この各クランクアームから外向きに突出する左右一対のピン軸13d,13e,23d,23e,33d,33eとで構成されている。
As in the case of the two-cylinder internal combustion engine, each of the
前記各ピン軸は,前記クランクピンから前記ピストンの往復ストロークLの1/4の寸法だけ偏芯しているとともに,前記各出力用回転軸14,34から前記往復ストロークLの1/4の寸法だけ偏芯している。
Each of the pin shafts is eccentric from the crank pin by a dimension of 1/4 of the reciprocating stroke L of the piston, and from each of the
前記第1気筒A1及び第3気筒A3ごとの出力用回転軸14,34は,その各々における大径のジャーナル部14a,34aにおいてシリンダブロック3に回転自在に軸支されている一方,前記各気筒A1,A2,A3間の部分には,大径の円盤型に形成したクランクジャーナル体5,5′が,前記各出力用回転軸14,34と同心位置に配設され,前記シリンダブロック3に対して回転自在に軸支されている。
The
そして,前記各気筒のうち外側に位置する二つの気筒,つまり第1気筒A1のクランク機構13における一方のピン軸13d及び第3気筒A3のクランク機構33における他方のピン軸33eは,前記各出力用回転軸14,34におけるジャーナル部14a,34aに回転自在に軸支されている。
Two cylinders located outside of each cylinder, that is, one
前記第1気筒A1のクランク機構13における他方のピン軸13eと,前記第1気筒A1と第3気筒A3との間における第2気筒A2のクランク機構23における一方のピン軸23dとは,前記第1気筒A1と第2気筒A2との間に位置するクランクジャーナル体5に,これに円周方向にずらせて穿設した軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されている。
The
更に,前記第2気筒A2のクランク機構23における他方のピン軸23eと,前記第3気筒A3のクランク機構33における一方のピン軸33dとは,前記第2気筒A2と第3気筒A3との間に位置するクランクジャーナル体5′に,これに穿設した軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されている。
Further, the
一方,前記各気筒A1,A2,A3の各々には,前記往復ストロークLをピッチ円とする内歯車6が前記両出力用回転軸14,34と同心位置に配設されているとともに,前記往復ストロークLの半分をピッチ円とする遊星歯車7が前記内歯車6に噛合するように配設されており,この各遊星歯車7は,前記気筒における一つのピン軸13d,23e,33dに嵌着されている。
On the other hand, in each of the cylinders A1, A2 and A3, an
この構成においても,前記各気筒A1,A2,A3のクランク機構13,23,33におけるクランクピン13a,23a,33aは,各気筒におけるピストン12,22,33の往復動に応じて,内歯車6に噛合する遊星歯車7による逆方向への回転により,上死点と下死点との間を,同時に,その間を結ぶ直線に沿って往復動するから,前記各ピストン12,22,33に対する横方向へのスラストを低減できる。
Also in this configuration, the crank pins 13a, 23a, 33a in the
この場合において,前記各気筒A1,A2,A3におけるクランク機構13,23,33は,各気筒ごとに独立する構造でありながら,その各々の両端におけるピン軸13d,13e,23d,23e,33d,33eにおいて,前記各出力用回転軸14,34と,各気筒間に軸支されているクランクジャーナル体5,5′とで両端支持されている。
In this case, the
また,前記両クランクジャーナル体5,5′のうち一方のクランクジャーナル体5にて軸支されている第1気筒A1のピン軸13eと,第2気筒A2のピン軸23dとは,両気筒A1,A2間のずれに基づいて互いに120度だけずれていることにより,この両ピン軸13e,23dを,前記クランクジャーナル体5の箇所で軸線方向に適宜寸法Sだけオーバーラップすることができるから,前記第1気筒A1と第2気筒A2の間の距離W1を,前記オーバーラップ寸法Sだけ狭くできる。
Further, the
更にまた,前記両クランクジャーナル体5,5′のうち他方のクランクジャーナル体5′にて軸支されている第2気筒A2のピン軸23eと,第3気筒A3のピン軸33dとは,両気筒A2,A3間のずれに基づいて互いに120度だけずれていることにより,この両ピン軸23e,33dを,前記クランクジャーナル体5′の箇所で軸線方向に適宜寸法Sだけオーバーラップすることができるから,前記第2気筒A2と第3気筒A3の間の距離W2を,前記オーバーラップ寸法Sだけ狭くできる。
[第3の実施の形態]
図4は,第1気筒A1,第2気筒A2,第3気筒A3及び第4気筒A4とを一列に並べて配設して成る四サイクルの直列四気筒内燃機関に適用した場合である。
Furthermore, the
[Third Embodiment]
FIG. 4 shows a case where the present invention is applied to a four-cycle in-line four-cylinder internal combustion engine in which the first cylinder A1, the second cylinder A2, the third cylinder A3, and the fourth cylinder A4 are arranged in a line.
この四気筒内燃機関の各気筒は,シリンダボア11,21,31,41と,ピストン12,22,32,42と,クランク機構13,23,33,43等とを有する構成であり,例えば,第1気筒A1が爆発行程のとき第2気筒A2が圧縮行程で第3気筒A3が排気行程で第4気筒A4が吸気行程であるという構成になっている。
Each cylinder of this four-cylinder internal combustion engine has cylinder bores 11, 21, 31, 41,
前記第1気筒A1のクランク機構13における一方のピン軸13dと前記第4気筒A4のクランク機構43における他方のピン軸43eとは,前記第1気筒A1及び第4気筒A4ごとにおける出力用回転軸14,44の大径ジャーナル部14a,44aにて回転自在に軸支されている。
One
前記第1気筒A1のクランク機構13における他方のピン軸13eと前記第2気筒A2のクランク機構23における一方のピン軸23dとは,前記第1気筒A1と第2気筒A2との間の部位に軸支したランクジャーナル体5に,これに円周方向にずらせて穿設した軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されている。
The
前記第2気筒A2のクランク機構23における他方のピン軸13eと前記第3気筒A3のクランク機構33における一方のピン軸33dとは,前記第2気筒A2と第3気筒A3との間の部位に軸支したランクジャーナル体5′にて回転自在に軸支されている。
The
更に,前記第3気筒A3のクランク機構33における他方のピン軸33eと前記第4気筒A4のクランク機構43における一方のピン軸43dとは,前記第3気筒A3と第4気筒A4との間の部位に軸支したランクジャーナル体5″に,これに円周方向にずらせて穿設した軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されている。
Further, the
一方,前記各気筒A1,A2,A3,A4の各々には,前記往復ストロークLをピッチ円とする内歯車6が前記両出力用回転軸14,44と同心位置に配設されているとともに,前記往復ストロークLの半分をピッチ円とする遊星歯車7が前記内歯車6に噛合するように配設されており,この各遊星歯車7は,前記気筒における一つのピン軸13d,23e,33d,43eに嵌着されている。
On the other hand, in each of the cylinders A1, A2, A3, A4, an
この構成においても,前記各気筒A1,A2,A3,A4のクランク機構13,23,33,43におけるクランクピン13a,23a,33a,43aは,各気筒におけるピストン12,22,33,44の往復動に応じて,内歯車6に噛合する遊星歯車7による逆方向への回転により,上死点と下死点との間を,同時に,その間を結ぶ直線に沿って往復動するから,前記各ピストン12,22,33,43に対する横方向へのスラストを低減できる。
Also in this configuration, the crank pins 13a, 23a, 33a, 43a in the
この場合において,前記各気筒A1,A2,A3におけるクランク機構13,23,33,43は,各気筒ごとに独立する構造でありながら,その各々の両端におけるピン軸13d,13e,23d,23e,33d,33e,43d,43eにおいて,前記各出力用回転軸14,44と,各気筒間に軸支されているクランクジャーナル体5,5′,5″とで両端支持されている。
In this case, the
また,前記各クランクジャーナル体5,5′,5″のうち一つのクランクジャーナル体5にて軸支されている第1気筒A1のピン軸13eと,第2気筒A2のピン軸23dとは,両気筒A1,A2間のずれに基づいて互いに120度だけずれていることにより,この両ピン軸13e,23dを,前記クランクジャーナル体5の箇所で軸線方向に適宜寸法Sだけオーバーラップすることができるから,前記第1気筒A1と第2気筒A2の間の距離W1を,前記オーバーラップ寸法Sだけ狭くできる。
Further, the
更にまた,前記両クランクジャーナル体5,5′,5″のうち一つのクランクジャーナル体5″にて軸支されている第3気筒A3のピン軸33eと,第4気筒A4のピン軸43dとは,両気筒A3,A4間のずれに基づいて互いに120度だけずれていることにより,この両ピン軸33e,43dを,前記クランクジャーナル体5″の箇所で軸線方向に適宜寸法Sだけオーバーラップすることができるから,前記第3気筒A3と第4気筒A4の間の距離W2を,前記オーバーラップ寸法Sだけ狭くできる。
[第4の実施の形態]
図5は,前記図1に示す構成の二気筒内燃機関を,二基並べて連結することにより,全体として,第1気筒A1,第2気筒A2,第3気筒A3及び第4気筒A4を有する直列四気筒内燃機関に構成した場合である。
Furthermore, the
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 shows an in-line configuration having a first cylinder A1, a second cylinder A2, a third cylinder A3 and a fourth cylinder A4 as a whole by connecting two two-cylinder internal combustion engines having the configuration shown in FIG. 1 side by side. This is a case where a four-cylinder internal combustion engine is configured.
すなわち,前記図1に示す構成の二気筒内燃機関を二基並べ,そのうち第2気筒A2と,第3気筒A3との間の部位に,一つの内歯車6′を配設し,この内歯車6′に噛合する一つの遊星歯車7′の内部に,前記第2気筒A2のクランク機構23における他方のピン軸13eと,前記第3気筒A2のクランク機構33における一方のピン軸23eとを,その両者を一直線に揃えた状態でスプライン嵌合等にて嵌挿することにより,前記第2気筒A2のクランク機構23と前記第3気筒A2のクランク機構33とを互いに連結するという構成にしたものである。
That is, two two-cylinder internal combustion engines having the configuration shown in FIG. 1 are arranged side by side, and one internal gear 6 'is disposed between the second cylinder A2 and the third cylinder A3. In one planetary gear 7 'meshing with 6', the
この構成によると,前記第2気筒A2のクランク機構23と前記第3気筒A2のクランク機構33とは,その気筒間の部位において軸支されていないものの,この両気筒A2,A3間に配設した前記一つの内歯車6′及びこれに噛合する遊星歯車7′を,前記両気筒A2,A3について共用できるから,この部位だけ部品点数を少なくできるほか,内燃機関の小型軽量化を図ることができる。
[他の実施の形態]
前記各実施の形態は,四サイクルの多気筒内燃機関に適用した場合であったが,本発明はこれに限らず,二サイクルの多気筒内燃機関に対しても同様に適用できるほか,火花点火式の多気筒内燃機関に限らず,ディーゼル機関等の圧縮点火式の多気筒内燃機関に対しても同様に適用できる。
According to this configuration, the
[Other embodiments]
Each of the above embodiments has been applied to a four-cycle multi-cylinder internal combustion engine. However, the present invention is not limited to this, and can be similarly applied to a two-cycle multi-cylinder internal combustion engine. The present invention is not limited to a multi-cylinder internal combustion engine of the type, and can be similarly applied to a compression ignition multi-cylinder internal combustion engine such as a diesel engine.
また,前記各実施の形態においては,内歯車とこれに噛合する遊星歯車とを,各気筒のクランク機構における片側のみに場合であったが,本発明はこれに限らず,前記内歯車と遊星歯車とを,各気筒のクランク機構における左右両側に設けるという構成にすることができる。 In each of the above embodiments, the internal gear and the planetary gear meshing with the internal gear are only on one side of the crank mechanism of each cylinder. However, the present invention is not limited to this, and the internal gear and the planetary gear are arranged. Gears can be provided on the left and right sides of the crank mechanism of each cylinder.
A1 第1気筒
A2 第2気筒
A3 第3気筒
A4 第4気筒
3 シリンダブロック
4 シリンダヘッド
5,5′,5″ クランクジャーナル体
5b,5c 軸受け孔
6,6′ 内歯車
7,7′ 遊星歯車
11,21,31,41 シリンダボア
12,22,32,42 ピストン
13,23,33,43 クランク機構
14,24,34,44 出力用回転軸
13a,23a,33a,43a クランクピン
13b,13c,23b,23c クランクアーム
33b,33c,43b,43c クランクアーム
13d,13e,23d,23e ピン軸
33d,33e,43d,43e ピン軸
14a,24a,34a,44a ジャーナル部
A1 1st cylinder A2 2nd cylinder A3 3rd cylinder A4
Claims (2)
前記各気筒ごとのクランクピンは,各気筒ごとのクランクアームに設けられ,この各クランクアームのうち前記クランクピンから前記気筒のピストンにおける往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位には,左右一対のピン軸が当該クランクアームから外向きに突出するように一体に設けられ,前記各気筒ごとにおける一方のピン軸は,前記各気筒ごとに回転自在に軸支されている出力用回転軸に,前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位において回転自在に軸支されている一方,前記各気筒間の部分には,クランクジャーナル体が,前記各出力用回転軸と同心位置に回転自在に軸支され,このクランクジャーナル体のうち前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位には,前記各気筒ごとにおける他方のピン軸が,円周方向にずらせて設けた軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されており,前記各気筒における両ピン軸のうちいずれか一方又は両方には,前記往復ストロークの半分をピッチ円とする遊星歯車が固着され,この遊星歯車は,各気筒ごとに配設した前記往復ストロークをピッチ円とする内歯車に噛合していることを特徴とする多気筒内燃機関。 In a multi-cylinder internal combustion engine in which at least two cylinders are arranged in a row,
The crankpin for each cylinder is provided in a crank arm for each cylinder, and a portion of each crank arm that is eccentric from the crankpin by a quarter of the reciprocating stroke of the piston of the cylinder is A pair of left and right pin shafts are integrally provided so as to protrude outwardly from the crank arm, and one pin shaft for each cylinder is rotatably supported for each cylinder. In addition, the crank journal body is rotatably supported at a portion eccentric by a dimension of 1/4 of the reciprocating stroke, and a crank journal body is concentrically positioned with each output rotating shaft. A portion of the crank journal body that is eccentric about a quarter of the reciprocating stroke is provided on the other pin shaft of each cylinder. , And are rotatably supported by being inserted into bearing holes that are shifted in the circumferential direction. One or both of the pin shafts in each cylinder has a half pitch stroke. A multi-cylinder internal combustion engine characterized in that the planetary gear is fixed to an internal gear having a pitch circle of the reciprocating stroke arranged for each cylinder.
前記各気筒ごとのクランクピンは,各気筒ごとのクランクアームに設けられ,この各クランクアームのうち前記クランクピンから前記気筒のピストンにおける往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位には,左右一対のピン軸が当該クランクアームから突出するように一体に設けられ,前記各気筒のうち外側に位置する二つの気筒における一方のピン軸は,前記二つの気筒ごとに回転自在に軸支されている出力用回転軸に,前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位において回転自在に軸支されている一方,前記各気筒間の部分には,クランクジャーナル体が,前記各出力用回転軸と同心位置に回転自在に軸支され,このクランクジャーナル体のうち前記往復ストロークの1/4の寸法だけ偏芯した部位には,前記二つの気筒における他方のピン軸及び他の気筒における両ピン軸が,円周方向にずらせて設けた軸受け孔への挿入にて回転自在に軸支されており,前記各気筒における両ピン軸のうちいずれか一方又は両方には,前記往復ストロークの半分をピッチ円とする遊星歯車が固着され,この遊星歯車は,各気筒ごとに配設した前記往復ストロークをピッチ円とする内歯車に噛合していることを特徴とする多気筒内燃機関。 In a multi-cylinder internal combustion engine in which at least three or more cylinders are arranged in a row,
The crankpin for each cylinder is provided in a crank arm for each cylinder, and a portion of each crank arm that is eccentric from the crankpin by a quarter of the reciprocating stroke of the piston of the cylinder is A pair of left and right pin shafts are integrally provided so as to protrude from the crank arm, and one pin shaft in two cylinders located outside of each cylinder is rotatably supported by each of the two cylinders. The output rotary shaft is rotatably supported at a part eccentric by a dimension of 1/4 of the reciprocating stroke, while a crank journal body is provided between the cylinders in the portion between the cylinders. A portion of the crank journal body that is rotatably supported concentrically with the rotary shaft for the shaft and that is eccentric by a dimension that is 1/4 of the reciprocating stroke is the two air cylinders. The other pin shaft in the cylinder and both pin shafts in the other cylinders are rotatably supported by being inserted into bearing holes that are shifted in the circumferential direction. One or both of them is fixed with a planetary gear having a half of the reciprocating stroke as a pitch circle, and this planetary gear meshes with an internal gear arranged for each cylinder and having the reciprocating stroke as a pitch circle. A multi-cylinder internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008021318A JP2009180187A (en) | 2008-01-31 | 2008-01-31 | Multi-cylinder internal combustion engine |
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JP2008021318A JP2009180187A (en) | 2008-01-31 | 2008-01-31 | Multi-cylinder internal combustion engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102817996A (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-12 | 北京中清能发动机技术有限公司 | Bearing cover for crank circular slider mechanism as well as internal-combustion engine and compressor using bearing cover |
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2008
- 2008-01-31 JP JP2008021318A patent/JP2009180187A/en active Pending
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CN102817996A (en) * | 2011-06-10 | 2012-12-12 | 北京中清能发动机技术有限公司 | Bearing cover for crank circular slider mechanism as well as internal-combustion engine and compressor using bearing cover |
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