JP6218599B2 - 自動車用エンジンの出力取出し装置 - Google Patents
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Description
そこで、クランクシャフトを用いないで、ピストンの往復運動を回転運動に変えて動力を取り出す装置が種々検討されている。
その中には、歯車を用いたものが幾つかあり、例えば、コンロッドを駆動歯車の軸と歯先の間に連結し、これを出力軸歯車に噛み合わせたもの(特許文献1参照)や、ピストンを連結手段を介して揺動するリングギアに連結し、出力軸に固設されたピニオンギアを該リングギアに噛み合わせたもの(特許文献2参照)などがある。
また、特許文献2のエンジンは、ピストンに連結されたリングギアを連結手段で偏芯運動させ、これを出力軸に固設したピニオンギアに伝達するようにしている。
しかしながら、この装置では、一つのピストンに2本のコンロッドを連結するため、シリンダの径が大きくなり、歯車も多く必要とし、このため、噛み合い精度を確保するのが難しく、費用が嵩み、小型自動車用のエンジンに適用するには実用的ではない。
また、特許文献2のエンジンは、ピストンの往復運動をリングギアの偏心運動に変換する構成を採ることにより、部品数の少ないコンパクトな装置にできる。
しかしながら、この装置では、高速なピストンの動きをリングギアの偏心運動にするために、その機構(連結手段および遊星歯車機構)の精度を確保することが難しいという問題があり、実用的ではない。
次の手段を採った。すなわち、コンロッドの大端部を駆動歯車の歯先と軸心の間に設けたコンロッド軸に連結し、該駆動歯車を出力軸歯車に噛み合わせて、ピストンの往復運動を回転運動に変換して取り出すようにした自動車用エンジンの出力取出装置であって、該駆動歯車は駆動軸が一方側に突設されており、駆動軸をそれぞれ外側にした2個の駆動歯車同士を歯先と軸心の間にコンロッド軸で連結し、これを駆動軸ユニットとし、該出力軸歯車は、4個出力軸に固設され、該出力軸歯車それぞれに駆動歯車がそれぞれ噛み合うように、4気筒エンジンの各ピストンに連結された4つの駆動軸ユニットを該出力軸の左右に、並列に2つずつ、平行、かつ、水平線上に位置するように設けたことを特徴としている。
駆動歯車は駆動軸が一方の側に一体に設けられ、これを2個、互いに駆動軸が外側になるようにして、両駆動歯車をコンロッド軸で連結する。コンロッド軸は駆動歯車の歯先と軸心の間である。この組み立てたものをこの明細書では駆動軸ユニットと称する。この駆動軸ユニットは1シリンダに対して1個である。
なお、6気筒の場合は、さらに、並列に出力軸歯車を挟んで駆動軸ユニットを2個追加配置し、出力軸には出力軸歯車を6個固設すればよい。
出力軸歯車は出力軸へ固着するが、4〜8角形状の多角形の軸として、焼き嵌めまたは圧入で固着するのが望ましい。なお、駆動歯車へ固着するコンロッド軸は、軸部に転がり軸受を装着できるので丸軸でもよい。
)へ逃げようとする力が作用する。このため、出力軸歯車との噛み合いが悪くなって、振
動が多くなり、騒音が発生する場合がある。これを防ぐには、請求項2に記載のように
、駆動歯車に噛み合う受け歯車を出力軸歯車に対向させて設け、該受け歯車の受け歯車軸
が前記駆動軸および出力軸と平行で、水平線上に位置するように配置するとよい。
また、駆動歯車と出力軸歯車の歯数を任意に採ることができ、所望の回転数とトルクで
出力させることができる。また、駆動軸、出力軸、コンロッド軸の軸受はすべて転がり軸
受が使用できる。さらに、本装置の構成部品はすべて簡単な形状で加工が容易で、特別な
加工装置を必要としない。
て設け、該受け歯車の受け歯車軸も前記駆動軸および出力軸と平行で、水平線上に配置す
れば、駆動歯車が受け歯車によって外側へ移動しようとする動きが制限され出力軸歯車と
の噛み合いが良くなり、振動が抑止され伝達効率が向上する。
図1は、4気筒エンジンにおける出力取出し装置の構成を示す平面図である。図2は図1のA−A視図、図3は同、B−B視図である。また、図4は、出力軸ユニット2Aの部品を示す斜視図、図5は駆動軸ユニットの部品を示す斜視図である。
また、出力軸歯車3は、中心部に四角の軸孔3bが形成された板状の平歯車で、ここでは、ピッチ径が140mm、歯幅を15mmとしている。なお、図中3aは歯先、3cは凹部である。この出力軸歯車3は出力軸2に焼き嵌めによって固着している。
駆動歯車6は、中央部に円筒状の駆動軸5が外側に突出した平歯車で、歯部6aと軸心との間にコンロッド軸7が固設される四角の軸孔6bが形成されている。ここでは、駆動歯車6はピッチ径が140mmで、歯幅を15mmとしており、また、駆動軸5は径が40mm、長さが20mmとしている。
まず、一方の駆動歯車6の軸孔6bにコンロッド軸7の一端の角軸7aを圧入する。次に、ニードルベアリングを取り付けたコンロッド1の大端部1bをコンロッド軸7の軸部7bへ装着する。そして、他方の駆動歯車6を持ってその軸孔6bに、コンロッド軸7の他端の角軸7aを軸孔6bに圧入する。
このように、構成されているので、駆動軸ユニット5A〜5Dは、それぞれピストンの往復運動をコンロッド1で同方向へ回転させ、これに噛み合う出力軸歯車3が回転し、出力軸2が回転する。コンロッド1は、2個の駆動歯車6の間に取り付けており、出力軸歯車3も各駆動歯車6に噛み合っているので、各歯車および出力軸2に偏荷重が付加されず、スムーズな回転動力が得られる。しかも、出力軸2,駆動軸5、出力軸歯車3、駆動歯車6、コンロッド軸7は、簡素な形状であり、特別な製造装置を必要とせずに安価に製造でき、安定した品質を確保できる。
この自動車用エンジンの出力取出し装置は、上記の実施の形態に受け歯車を追加したものである。
すなわち、図6、図7に示すように、中央に出力軸歯車3を4個固設した出力軸ユニット2Aを配置し、その左右に並列に駆動軸ユニット5A〜5Dを配置し、その外側に各駆動歯車6に噛み合う受け歯車12を備えた受け軸ユニット10が設けられている。
このように構成したので、コンロッド1によって回転する駆動歯車6は出力軸歯車3と受け歯車12に挟まれて、外側へ逃げないように保持され、コンロッド1によって伝達される回転力はよりスムーズに出力軸2へ伝達される。
また、上記の実施の形態の説明では、発明の内容がよく解るように、出力軸2、出力軸歯車3、駆動軸5、駆動歯車6、コンロッド軸7について具体的な寸法を示して説明したが、本発明は、この寸法に限定されるものでないことはいうまでもない。
1a 小端部
1b 大端部
1c 角孔
2A 出力軸ユニット
2 出力軸
2a 端部
2b 歯車軸部
2c 継軸
3 出力軸歯車
3a 歯部
3b 軸孔
3c 凹部
5A、5B、5C、5D 駆動軸ユニット
5 駆動軸
6 駆動歯車
6a 歯部
6b 軸孔
7 コンロッド軸
7a 角軸
7b 軸部
10 受け軸ユニット
11 受け軸
12 受け歯車
Claims (2)
- コンロッドの大端部を駆動歯車の歯先と軸心の間に設けたコンロッド軸に連結し、該駆動歯車を出力軸歯車に噛み合わせて、ピストンの往復運動を回転運動に変換して取り出すようにした自動車用エンジンの出力取出装置であって、該駆動歯車は駆動軸が一方側に突設されており、駆動軸をそれぞれ外側にした2個の駆動歯車同士を歯先と軸心の間にコンロッド軸で連結し、これを駆動軸ユニットとし、該出力軸歯車は、4個出力軸に固設され、該出力軸歯車それぞれに駆動歯車がそれぞれ噛み合うように、4気筒エンジンの各ピストンに連結された4つの駆動軸ユニットを該出力軸の左右に、並列に2つずつ、平行、かつ、水平線上に位置するように設けたことを特徴とする自動車用エンジンの出力取出し装置。
- 前記駆動歯車に噛み合う受け歯車を出力軸歯車に対向させて設け、該受け歯車の受け歯車軸も前記駆動軸および出力軸と平行で、水平線上に配置したことを特徴とする請求項1に記載の自動車用エンジンの出力取出し装置。
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