JPWO2020166098A1

JPWO2020166098A1 - Power unit

Info

Publication number: JPWO2020166098A1
Application number: JP2020572066A
Authority: JP
Inventors: 達鹿野; 満石川
Original assignee: Ishikawa Energy Research Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Energy Research Co Ltd
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2021-11-25
Anticipated expiration: 2039-06-13
Also published as: JP7127889B2; CN112135965B; WO2020166098A1; CN112135965A

Abstract

小型化等の要求を充分に満たすことができるツインクランクシャフトエンジンを備えたパワーユニットを提供する。パワーユニット３０は、エンジン１０と、第１発電機３１および第２発電機３２とを有する。エンジン１０は、一つのピストン１３と、二つの第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４と有する。ピストン１３と第１クランクシャフト１４とは第１コネクティングロッド１５で接続され、ピストン１３と第２クランクシャフト２４とは第２コネクティングロッド２５で接続される。また、パワーユニット３０は、第１クランクシャフト１４と駆動的に接続された第１発電機３１と、第２クランクシャフト２４と駆動的に接続された第２発電機３２とを有する。Provided is a power unit equipped with a twin crankshaft engine that can sufficiently meet the demands for miniaturization and the like. The power unit 30 includes an engine 10, a first generator 31 and a second generator 32. The engine 10 has one piston 13 and two first crankshafts 14 and a second crankshaft 24. The piston 13 and the first crankshaft 14 are connected by a first connecting rod 15, and the piston 13 and the second crankshaft 24 are connected by a second connecting rod 25. Further, the power unit 30 has a first generator 31 drivenly connected to the first crankshaft 14, and a second generator 32 drivenly connected to the second crankshaft 24.

Description

本発明は、パワーユニットに関し、特に、一つのピストンピンに二つのコネクティングロッドが接続するエンジンを有するパワーユニットに関する。 The present invention relates to a power unit, and more particularly to a power unit having an engine in which two connecting rods are connected to one piston pin.

一般的なエンジンでは、シリンダの内部で混合気を燃焼させることで、ピストンピンを往復運動させ、コネクティングロッドでピストンピンと接続されたクランクシャフトを回転させることで、回転力としての動力を得ていた。 In a general engine, the mixture is burned inside the cylinder to reciprocate the piston pin, and the connecting rod rotates the crankshaft connected to the piston pin to obtain power as rotational force. ..

一方、一つのピストンに複数のコネクティングロッドが接続するエンジンが提案されている。この場合は、各々のコネクティングロッドの小端部がピストンピンに接続され、大端部は別々のクランクシャフトに接続される。このような構成とすることで、複数のクランクシャフトから外部動力を個別に取り出すことができる。このようなエンジンは、例えば、特許文献１ないし特許文献２に記載されている。また、係る構成のエンジンはツインクランクシャフトエンジン等と称されることもある。 On the other hand, an engine in which a plurality of connecting rods are connected to one piston has been proposed. In this case, the small end of each connecting rod is connected to the piston pin and the large end is connected to a separate crankshaft. With such a configuration, external power can be individually extracted from a plurality of crankshafts. Such an engine is described in, for example, Patent Document 1 to Patent Document 2. In addition, an engine having such a configuration may be referred to as a twin crankshaft engine or the like.

その一方、エンジンと発電機が一体化したパワーユニットが、電気自動車やハイブリッド自動車に採用されるようになっており、係るパワーユニットは、電気自動車等の連続走行距離を延長するレンジイクステンダと称されることもある。 On the other hand, a power unit in which an engine and a generator are integrated has been adopted for electric vehicles and hybrid vehicles, and the power unit is called a range extender for extending the continuous mileage of electric vehicles and the like. Sometimes.

特開昭５５−１４９４３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-14943 特開２００８−１４４７４６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-144746

しかしながら、上記した特許文献１等に記載されたエンジンでは、クランクシャフトどうしを逆方向に回転させるための反転機構が必要とされていた。また、車両にエンジンを備える場合、一軸で動力を外部に取り出す必要があるため、この場合も、動力反転機構が必要となる。よって、動力反転機構をエンジンに配設することで、エンジン全体における部品点数が増大し、構成が複雑になり、重量が増大してしまう課題があった。 However, in the engine described in the above-mentioned Patent Document 1 and the like, a reversing mechanism for rotating the crankshafts in the opposite direction is required. Further, when the vehicle is equipped with an engine, it is necessary to take out the power to the outside by one axis, so that the power reversal mechanism is also required in this case. Therefore, by arranging the power reversing mechanism in the engine, there is a problem that the number of parts in the entire engine increases, the configuration becomes complicated, and the weight increases.

また、電気自動車等に搭載されるパワーユニットには、小型化、軽量化、制振化、静音化等が要求されるが、既存のパワーユニットでこれらの要求を充分に満たすものは無かった。 Further, power units mounted on electric vehicles and the like are required to be smaller, lighter, vibration-damping, and quieter, but none of the existing power units sufficiently satisfy these requirements.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化等の要求を充分に満たすことができるツインクランクシャフトエンジンを備えたパワーユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power unit provided with a twin crankshaft engine capable of sufficiently satisfying a demand for miniaturization and the like.

本発明のパワーユニットは、エンジンと、前記エンジンにより駆動される発電機と、を具備し、前記エンジンは、シリンダと、前記シリンダの内部で往復運動するピストンと、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフトと、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフトと、前記ピストンと前記第１クランクシャフトとを接続する第１コネクティングロッドと、前記ピストンと前記第２クランクシャフトとを接続する第２コネクティングロッドと、を有し、前記第１コネクティングロッドの一端側は前記ピストンのピストンピンに回転可能に接続し、前記第１コネクティングロッドの他端側は前記第１クランクシャフトの第１クランクピンに回転可能に接続し、前記第２コネクティングロッドの一端側は前記ピストンの前記ピストンピンに回転可能に接続し、前記第２コネクティングロッドの他端側は前記第２クランクシャフトの第２クランクピンに回転可能に接続し、前記発電機は、前記第１クランクシャフトに駆動的に接続された第１発電機と、前記第２クランクシャフトに駆動的に接続された第２発電機と、を有することを特徴とする。 The power unit of the present invention includes an engine and a generator driven by the engine, and the engine uses a cylinder, a piston that reciprocates inside the cylinder, and a reciprocating motion of the piston as a rotary motion. The first crankshaft to be converted, the second crankshaft to convert the reciprocating motion of the piston into rotary motion, the first connecting rod connecting the piston and the first crankshaft, the piston and the second crank. It has a second connecting rod that connects to the shaft, one end side of the first connecting rod is rotatably connected to the piston pin of the piston, and the other end side of the first connecting rod is the first crank. It is rotatably connected to the first crankpin of the shaft, one end of the second connecting rod is rotatably connected to the piston pin of the piston, and the other end of the second connecting rod is the second crankshaft. The generator is rotatably connected to the second crankpin of the above, and the generator is a first generator drivenly connected to the first crankshaft and a second power generation drivenly connected to the second crankshaft. It is characterized by having a machine and.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１発電機の回転方向は前記第１クランクシャフトの回転方向の逆であり、前記第２発電機の回転方向は前記第２クランクシャフトの回転方向の逆であることを特徴とする。 Further, in the power unit of the present invention, the rotation direction of the first generator is opposite to the rotation direction of the first crankshaft, and the rotation direction of the second generator is opposite to the rotation direction of the second crankshaft. It is characterized by being.

また、本発明のパワーユニットでは、圧縮行程において前記ピストンが移動する方向を第１方向、前記第１方向の反対方向を第２方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトを向く方向を第３方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第２クランクシャフトを向く方向を第４方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトの延在方向に対して平行な方向を第５方向、前記第５方向の反対方向を第６方向とした場合、前記第１発電機は、前記第１クランクシャフトよりも前記第１方向の側に配置され、前記第２発電機は、前記第２クランクシャフトよりも前記第１方向の側に配置されることを特徴とする。 Further, in the power unit of the present invention, the direction in which the piston moves in the compression stroke is the first direction, the direction opposite to the first direction is the second direction, and the direction orthogonal to the first direction is the first crank shaft. The facing direction is the third direction, the direction orthogonal to the first direction, the direction facing the second crankshaft is the fourth direction, the direction orthogonal to the first direction, and the extending direction of the first crankshaft. When the parallel direction is the fifth direction and the opposite direction of the fifth direction is the sixth direction, the first generator is arranged on the side of the first crankshaft in the first direction. The second generator is characterized in that it is arranged on the side in the first direction with respect to the second crank shaft.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１クランクシャフトから前記第１発電機に動力を伝達する第１動力伝達機構と、前記第２クランクシャフトから前記第２発電機に動力を伝達する第２動力伝達機構と、を更に具備し、圧縮行程において前記ピストンが移動する方向を第１方向、前記第１方向の反対方向を第２方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトを向く方向を第３方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第２クランクシャフトを向く方向を第４方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトの延在方向に対して平行な方向を第５方向、前記第５方向の反対方向を第６方向とした場合、前記第１動力伝達機構は、前記第１発電機の前記第５方向の側に配置され、前記第２動力伝達機構は、前記第２発電機の前記第６方向の側に配置されることを特徴とする。 Further, in the power unit of the present invention, the first power transmission mechanism for transmitting power from the first crankshaft to the first generator and the second power for transmitting power from the second crankshaft to the second generator. Further equipped with a transmission mechanism, the direction in which the piston moves in the compression stroke is the first direction, the direction opposite to the first direction is the second direction, and the direction orthogonal to the first direction is the first crank shaft. The direction facing the third direction, the direction orthogonal to the first direction, the direction facing the second crankshaft is the fourth direction, the direction orthogonal to the first direction, and the extending direction of the first crankshaft. When the direction parallel to the fifth direction is the fifth direction and the direction opposite to the fifth direction is the sixth direction, the first power transmission mechanism is arranged on the fifth direction side of the first generator. The second power transmission mechanism is characterized in that it is arranged on the side of the second generator in the sixth direction.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１動力伝達機構は、前記第１クランクシャフトに接続された第１クランクギアと、前記第１発電機の回転子に接続された第１発電機ギアと、を有し、前記第２動力伝達機構は、前記第２クランクシャフトに接続された第２クランクギアと、前記第２発電機の回転子に接続された第２発電機ギアと、を有し、前記第１クランクギアの直径は、前記第１クランクシャフトの幅よりも長く、前記第２クランクギアの直径は、前記第２クランクシャフトの幅よりも長いことを特徴とする。 Further, in the power unit of the present invention, the first power transmission mechanism includes a first crank gear connected to the first crankshaft, a first generator gear connected to the rotor of the first generator, and the like. The second power transmission mechanism has a second crank gear connected to the second crankshaft and a second generator gear connected to the rotor of the second generator. The diameter of the first crank gear is longer than the width of the first crankshaft, and the diameter of the second crank gear is longer than the width of the second crankshaft.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１クランクギアの歯数は、前記第１発電機ギアの歯数の２倍であり、前記第２クランクギアの歯数は、前記第２発電機ギアの歯数の２倍であることを特徴とする。 Further, in the power unit of the present invention, the number of teeth of the first crank gear is twice the number of teeth of the first generator gear, and the number of teeth of the second crank gear is that of the second generator gear. It is characterized by having twice the number of teeth.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１発電機および前記第２発電機の回転子には、夫々、偏心マスが形成されることを特徴とする。 Further, the power unit of the present invention is characterized in that an eccentric mass is formed in each of the rotors of the first generator and the second generator.

本発明のパワーユニットは、エンジンと、前記エンジンにより駆動される発電機と、を具備し、前記エンジンは、シリンダと、前記シリンダの内部で往復運動するピストンと、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフトと、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフトと、前記ピストンと前記第１クランクシャフトとを接続する第１コネクティングロッドと、前記ピストンと前記第２クランクシャフトとを接続する第２コネクティングロッドと、を有し、前記第１コネクティングロッドの一端側は前記ピストンのピストンピンに回転可能に接続し、前記第１コネクティングロッドの他端側は前記第１クランクシャフトの第１クランクピンに回転可能に接続し、前記第２コネクティングロッドの一端側は前記ピストンの前記ピストンピンに回転可能に接続し、前記第２コネクティングロッドの他端側は前記第２クランクシャフトの第２クランクピンに回転可能に接続し、前記発電機は、前記第１クランクシャフトに駆動的に接続された第１発電機と、前記第２クランクシャフトに駆動的に接続された第２発電機と、を有することを特徴とする。これにより本発明のパワーユニットによれば、エンジンは一つのピストンと二つのクランクシャフトを有し、夫々のクランクシャフトに第１発電機および第２発電機が接続されることから、パワーユニット全体の構成を簡素化することができる。 The power unit of the present invention includes an engine and a generator driven by the engine, and the engine uses a cylinder, a piston that reciprocates inside the cylinder, and a reciprocating motion of the piston as a rotary motion. The first crankshaft to be converted, the second crankshaft to convert the reciprocating motion of the piston into rotary motion, the first connecting rod connecting the piston and the first crankshaft, the piston and the second crank. It has a second connecting rod that connects to the shaft, one end side of the first connecting rod is rotatably connected to the piston pin of the piston, and the other end side of the first connecting rod is the first crank. It is rotatably connected to the first crankpin of the shaft, one end of the second connecting rod is rotatably connected to the piston pin of the piston, and the other end of the second connecting rod is the second crankshaft. The generator is rotatably connected to the second crankpin of the above, and the generator is a first generator drivenly connected to the first crankshaft and a second power generation drivenly connected to the second crankshaft. It is characterized by having a machine and. As a result, according to the power unit of the present invention, the engine has one piston and two crankshafts, and the first generator and the second generator are connected to each crankshaft. It can be simplified.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１発電機の回転方向は前記第１クランクシャフトの回転方向の逆であり、前記第２発電機の回転方向は前記第２クランクシャフトの回転方向の逆であることを特徴とする。これにより本発明のパワーユニットによれば、第１発電機および第２発電機の回転子が回転することで、第１クランクシャフトおよび第２クランクシャフトとの間で、慣性力、トルク変動反力および回転変動振動を相殺することができる。 Further, in the power unit of the present invention, the rotation direction of the first generator is opposite to the rotation direction of the first crankshaft, and the rotation direction of the second generator is opposite to the rotation direction of the second crankshaft. It is characterized by being. As a result, according to the power unit of the present invention, the rotation of the rotors of the first generator and the second generator causes the inertial force, the torque fluctuation reaction force, and the torque fluctuation reaction force between the first crankshaft and the second crankshaft. Rotational fluctuation vibration can be offset.

また、本発明のパワーユニットでは、圧縮行程において前記ピストンが移動する方向を第１方向、前記第１方向の反対方向を第２方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトを向く方向を第３方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第２クランクシャフトを向く方向を第４方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトの延在方向に対して平行な方向を第５方向、前記第５方向の反対方向を第６方向とした場合、前記第１発電機は、前記第１クランクシャフトよりも前記第１方向の側に配置され、前記第２発電機は、前記第２クランクシャフトよりも前記第１方向の側に配置されることを特徴とする。これにより本発明のパワーユニットによれば、第１発電機が第１クランクシャフトよりも第１方向の側に配置され、且つ、第２発電機が第２クランクシャフトよりも第１方向の側に配置されることで、パワーユニットが占有する容積を小さくすることができる。 Further, in the power unit of the present invention, the direction in which the piston moves in the compression stroke is the first direction, the direction opposite to the first direction is the second direction, and the direction orthogonal to the first direction is the first crank shaft. The facing direction is the third direction, the direction orthogonal to the first direction, the direction facing the second crankshaft is the fourth direction, the direction orthogonal to the first direction, and the extending direction of the first crankshaft. When the parallel direction is the fifth direction and the opposite direction of the fifth direction is the sixth direction, the first generator is arranged on the side of the first crankshaft in the first direction. The second generator is characterized in that it is arranged on the side in the first direction with respect to the second crank shaft. As a result, according to the power unit of the present invention, the first generator is arranged on the side in the first direction with respect to the first crankshaft, and the second generator is arranged on the side in the first direction with respect to the second crankshaft. By doing so, the volume occupied by the power unit can be reduced.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１クランクシャフトから前記第１発電機に動力を伝達する第１動力伝達機構と、前記第２クランクシャフトから前記第２発電機に動力を伝達する第２動力伝達機構と、を更に具備し、圧縮行程において前記ピストンが移動する方向を第１方向、前記第１方向の反対方向を第２方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトを向く方向を第３方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第２クランクシャフトを向く方向を第４方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトの延在方向に対して平行な方向を第５方向、前記第５方向の反対方向を第６方向とした場合、前記第１動力伝達機構は、前記第１発電機の前記第５方向の側に配置され、前記第２動力伝達機構は、前記第２発電機の前記第６方向の側に配置されることを特徴とする。これにより本発明のパワーユニットによれば、第１動力伝達機構と第２動力伝達機構とを、各発電機を挟んだ反対側に配置することで、第１動力伝達機構と第２動力伝達機構とが干渉することを防止でき、パワーユニットを更に小型にできる。 Further, in the power unit of the present invention, the first power transmission mechanism for transmitting power from the first crankshaft to the first generator and the second power for transmitting power from the second crankshaft to the second generator. Further equipped with a transmission mechanism, the direction in which the piston moves in the compression stroke is the first direction, the direction opposite to the first direction is the second direction, and the direction orthogonal to the first direction is the first crank shaft. The direction facing the third direction, the direction orthogonal to the first direction, the direction facing the second crankshaft is the fourth direction, the direction orthogonal to the first direction, and the extending direction of the first crankshaft. When the direction parallel to the fifth direction is the fifth direction and the direction opposite to the fifth direction is the sixth direction, the first power transmission mechanism is arranged on the fifth direction side of the first generator. The second power transmission mechanism is characterized in that it is arranged on the side of the second generator in the sixth direction. As a result, according to the power unit of the present invention, the first power transmission mechanism and the second power transmission mechanism are arranged on opposite sides of each generator to form the first power transmission mechanism and the second power transmission mechanism. Can be prevented from interfering with each other, and the power unit can be made even smaller.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１動力伝達機構は、前記第１クランクシャフトに接続された第１クランクギアと、前記第１発電機の回転子に接続された第１発電機ギアと、を有し、前記第２動力伝達機構は、前記第２クランクシャフトに接続された第２クランクギアと、前記第２発電機の回転子に接続された第２発電機ギアと、を有し、前記第１クランクギアの直径は、前記第１クランクシャフトの幅よりも長く、前記第２クランクギアの直径は、前記第２クランクシャフトの幅よりも長いことを特徴とする。これにより本発明のパワーユニットによれば、パワーユニット自体が小型なため、第１クランクギアおよび第２クランクギアは、第１クランクシャフトおよび第２クランクシャフトよりもサイズが大きくなるが、第１動力伝達機構と第２動力伝達機構を、各クランクシャフトおよび各発電機を挟んだ位置に配置することで、第１クランクギアと第２クランクギアとが干渉することを防止できる。 Further, in the power unit of the present invention, the first power transmission mechanism includes a first crank gear connected to the first crankshaft, a first generator gear connected to the rotor of the first generator, and the like. The second power transmission mechanism has a second crank gear connected to the second crankshaft and a second generator gear connected to the rotor of the second generator. The diameter of the first crank gear is longer than the width of the first crankshaft, and the diameter of the second crank gear is longer than the width of the second crankshaft. As a result, according to the power unit of the present invention, since the power unit itself is small, the first crank gear and the second crank gear are larger in size than the first crankshaft and the second crankshaft, but the first power transmission mechanism. By arranging the second power transmission mechanism and the second power transmission mechanism at positions sandwiching each crankshaft and each generator, it is possible to prevent the first crank gear and the second crank gear from interfering with each other.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１クランクギアの歯数は、前記第１発電機ギアの歯数の２倍であり、前記第２クランクギアの歯数は、前記第２発電機ギアの歯数の２倍であることを特徴とする。これにより本発明のパワーユニットによれば、第１発電機および第２発電機を、第１クランクシャフトおよび第２クランクシャフトの２倍で回転させることで、２次慣性力を相殺することができ、パワーユニットの制振効果を大きくすることができる。 Further, in the power unit of the present invention, the number of teeth of the first crank gear is twice the number of teeth of the first generator gear, and the number of teeth of the second crank gear is that of the second generator gear. It is characterized by having twice the number of teeth. Thereby, according to the power unit of the present invention, the secondary inertial force can be offset by rotating the first generator and the second generator twice as much as the first crankshaft and the second crankshaft. The vibration damping effect of the power unit can be increased.

また、本発明のパワーユニットでは、前記第１発電機および前記第２発電機の回転子には、夫々、偏心マスが形成されることを特徴とする。これにより本発明のパワーユニットによれば、第１発電機および第２発電機の回転子を、バランサとして用いることができる。 Further, the power unit of the present invention is characterized in that an eccentric mass is formed in each of the rotors of the first generator and the second generator. Thereby, according to the power unit of the present invention, the rotors of the first generator and the second generator can be used as a balancer.

本発明の第１形態に係るパワーユニットを構成するエンジンを示す図であり、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は上面図である。It is a figure which shows the engine which comprises the power unit which concerns on 1st Embodiment of this invention, (A) is a side view, (B) is a top view. 本発明の第２形態に係るパワーユニットを構成するエンジンを示す上面図である。It is a top view which shows the engine which comprises the power unit which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るパワーユニットを構成するエンジンを示す上面図である。It is a top view which shows the engine which comprises the power unit which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４形態に係るパワーユニットを構成するエンジンを示す図であり、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は上面図である。It is a figure which shows the engine which comprises the power unit which concerns on 4th Embodiment of this invention, (A) is a side view, (B) is a top view. 本発明の第５実施形態に係るパワーユニットを構成するエンジンを示す側面図である。It is a side view which shows the engine which comprises the power unit which concerns on 5th Embodiment of this invention.

［第１実施形態］
以下、図を参照して本形態のパワーユニット３０の構成および動作を説明する。[First Embodiment]
Hereinafter, the configuration and operation of the power unit 30 of this embodiment will be described with reference to the drawings.

以下の説明では、前後上下左右の各方向を適宜用いる。ここで、上下方向とはピストン１３が往復運動する方向である。前方とはエンジン１０に対して第１動力負荷１７および第２動力負荷１８が配置される方向であり、後方とは前方に対峙する方向である。左方とは第１クランクシャフト１４が配置される方向であり、右方とは第２クランクシャフト２４が配置される方向である。 In the following description, each direction of front, back, up, down, left and right is used as appropriate. Here, the vertical direction is the direction in which the piston 13 reciprocates. The front is the direction in which the first power load 17 and the second power load 18 are arranged with respect to the engine 10, and the rear is the direction facing the front. The left side is the direction in which the first crankshaft 14 is arranged, and the right side is the direction in which the second crankshaft 24 is arranged.

図１を参照して、パワーユニット３０の基本構成を説明する。図１（Ａ）はパワーユニット３０の側面図であり、図１（Ｂ）はパワーユニット３０の上面図である。第１対称線２０はピストン１３が往復運動する方向に対して平行で、且つ、ピストンピン１６の中心を通過する線である。また、図１（Ｂ）を参照して、第２対称線２１は、ピストンピン１６の中心軸と一致する線である。更に、第３対称線２２は、第１対称線２０と第２対称線２１との交点を通過し、且つ、第１対称線２０および第２対称線２１に対して垂直な線である。 The basic configuration of the power unit 30 will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a side view of the power unit 30, and FIG. 1B is a top view of the power unit 30. The first symmetry line 20 is a line parallel to the direction in which the piston 13 reciprocates and passes through the center of the piston pin 16. Further, referring to FIG. 1 (B), the second symmetry line 21 is a line that coincides with the central axis of the piston pin 16. Further, the third symmetry line 22 is a line that passes through the intersection of the first symmetry line 20 and the second symmetry line 21 and is perpendicular to the first symmetry line 20 and the second symmetry line 21.

図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、パワーユニット３０は、エンジン１０と、第１動力負荷１７（第１発電機）および第２動力負荷１８（第２発電機）とを有する。 With reference to FIGS. 1A and 1B, the power unit 30 has an engine 10 and a first power load 17 (first generator) and a second power load 18 (second generator). ..

図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、エンジン１０は、主に、シリンダ１２と、シリンダ１２の内部で往復運動するピストン１３と、ピストン１３の往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフト１４と、ピストン１３の往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフト２４と、を有する。更に、エンジン１０は、ピストン１３と第１クランクシャフト１４とを接続する第１コネクティングロッド１５と、ピストン１３と第２クランクシャフト２４とを接続する第２コネクティングロッド２５と、を具備している。また、ここでは図示しないが、シリンダ１２には、吸気バルブおよび排気バルブが配設される。ここで、第１コネクティングロッド１５と第２コネクティングロッド２５とは、同一の略形状を呈しており、その長さも略同一とされている。 With reference to FIGS. 1 (A) and 1 (B), the engine 10 mainly converts the reciprocating motion of the cylinder 12, the piston 13 reciprocating inside the cylinder 12, and the piston 13 into rotary motion. It has a first crankshaft 14 and a second crankshaft 24 that converts the reciprocating motion of the piston 13 into a rotary motion. Further, the engine 10 includes a first connecting rod 15 that connects the piston 13 and the first crankshaft 14, and a second connecting rod 25 that connects the piston 13 and the second crankshaft 24. Further, although not shown here, the cylinder 12 is provided with an intake valve and an exhaust valve. Here, the first connecting rod 15 and the second connecting rod 25 have substantially the same substantially shape, and their lengths are also substantially the same.

エンジン１０は、乗用車等の車両に備えられる。この車両としては、モータのみで駆動される電気自動車、または、モータまたはエンジンで駆動されるハイブリッド自動車が採用される。また、エンジン１０は、車両の連続走行距離を延長するべく発電を行うレンジエクステンダとして用いられる。更に、エンジン１０は、４サイクルエンジンであり、シリンダ１２の内部における燃焼によりピストン１３を上下方向に沿って往復運動させ、第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４によりこの往復運動を回転運動に変換し、第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４から回転動力を外部の発電機等に供給することができる。 The engine 10 is provided in a vehicle such as a passenger car. As this vehicle, an electric vehicle driven only by a motor or a hybrid vehicle driven by a motor or an engine is adopted. Further, the engine 10 is used as a range extender that generates electric power in order to extend the continuous mileage of the vehicle. Further, the engine 10 is a 4-cycle engine, and the piston 13 is reciprocated along the vertical direction by combustion inside the cylinder 12, and the reciprocating motion is converted into a rotary motion by the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24. It can be converted and the rotational power can be supplied to an external generator or the like from the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24.

更に、エンジン１０は、１つのピストン１３に第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４が連結されている。これにより、後述する第１動力負荷１７および第２動力負荷１８を、小型のエンジン１０で駆動することができ、更に、回転変動トルク反力を低減することができる。 Further, in the engine 10, the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 are connected to one piston 13. As a result, the first power load 17 and the second power load 18, which will be described later, can be driven by the small engine 10, and the rotation fluctuation torque reaction force can be further reduced.

第１クランクシャフト１４は、エンジン１０の左方側に配置されている。第１クランクシャフト１４は、第１メインジャーナル１４２と、第１クランクピン１４１とを有する。第１クランクピン１４１には、第１コネクティングロッド１５が接続される。また、第１メインジャーナル１４２は、棒状の部材であり、その一部はエンジン１０から外部に導出して第１動力負荷１７と駆動的に接続される。 The first crankshaft 14 is arranged on the left side of the engine 10. The first crankshaft 14 has a first main journal 142 and a first crankpin 141. A first connecting rod 15 is connected to the first crankpin 141. Further, the first main journal 142 is a rod-shaped member, and a part thereof is led out from the engine 10 to the outside and is drivenly connected to the first power load 17.

第２クランクシャフト２４は、エンジン１０の右方側に配置されている。第２クランクシャフト２４は、第２メインジャーナル２４２と、第２クランクピン２４１とを有する。第２クランクピン２４１には、第２コネクティングロッド２５が接続される。また、第２メインジャーナル２４２は、棒状の部材であり、その一部はエンジン１０から外部に導出して第２動力負荷１８と駆動的に接続される。 The second crankshaft 24 is arranged on the right side of the engine 10. The second crankshaft 24 has a second main journal 242 and a second crankpin 241. A second connecting rod 25 is connected to the second crankpin 241. Further, the second main journal 242 is a rod-shaped member, and a part thereof is led out from the engine 10 to the outside and is drivenly connected to the second power load 18.

第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とは、対称的に配置されている。即ち、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とは、図１（Ａ）に示す第１対称線２０に対して線対称に配置されており、且つ、図１（Ｂ）に示す第２対称線２１に対して線対称に配置されている。第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とは、エンジン１０の運転時における吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程にて、常に対称的に配置されている。係る構成により、エンジン１０の運転時に於いて、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とで回転モーメントおよび振動を相殺し、低振動および低騒音を実現できる。 The first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 are arranged symmetrically. That is, the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 are arranged line-symmetrically with respect to the first symmetry line 20 shown in FIG. 1 (A), and the second crankshaft 24 is arranged in line symmetry with respect to the first symmetry line 20 shown in FIG. 1 (B). It is arranged line-symmetrically with respect to the symmetry line 21. The first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 are always symmetrically arranged in the intake stroke, the compression stroke, the combustion stroke, and the exhaust stroke during the operation of the engine 10. With such a configuration, when the engine 10 is in operation, the rotation moment and the vibration are canceled by the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24, and low vibration and low noise can be realized.

更に、エンジン１０が運転される際において、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とは逆方向に回転する。図１（Ａ）の視点では、第１クランクシャフト１４は時計回りに回転し、第２クランクシャフト２４は反時計回りに回転する。係る構成とすることで、第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４が回転する際に発生する回転変動トルク反力を低減することができる。 Further, when the engine 10 is operated, the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 rotate in opposite directions. From the viewpoint of FIG. 1A, the first crankshaft 14 rotates clockwise, and the second crankshaft 24 rotates counterclockwise. With such a configuration, it is possible to reduce the rotational fluctuation torque reaction force generated when the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 rotate.

本実施形態のエンジン１０では、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４との回転方向を逆にするための反転機構を要しない。即ち、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とは離間している。よって、エンジン１０の全体構成を簡素化することができ、更には、エンジン１０が運転される際の騒音を低減することができる。 The engine 10 of the present embodiment does not require a reversing mechanism for reversing the rotation directions of the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24. That is, the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 are separated from each other. Therefore, the overall configuration of the engine 10 can be simplified, and further, the noise when the engine 10 is operated can be reduced.

第１コネクティングロッド１５は、ピストン１３と第１クランクシャフト１４とを回転可能に連結する。第１コネクティングロッド１５の上端に形成される第１小端部１５１は、ピストン１３のピストンピン１６に回転可能に連結されている。第１コネクティングロッド１５の下端に形成されている第１大端部１５２は、第１クランクシャフト１４の第１クランクピン１４１に回転可能に連結されている。 The first connecting rod 15 rotatably connects the piston 13 and the first crankshaft 14. The first small end portion 151 formed at the upper end of the first connecting rod 15 is rotatably connected to the piston pin 16 of the piston 13. The first large end portion 152 formed at the lower end of the first connecting rod 15 is rotatably connected to the first crankpin 141 of the first crankshaft 14.

第２コネクティングロッド２５は、ピストン１３と第２クランクシャフト２４とを回転可能に連結する。第２コネクティングロッド２５の上端に形成される第２小端部２５１は、ピストン１３のピストンピン１６に回転可能に連結されている。第２コネクティングロッド２５の下端に形成されている第２大端部２５２は、第２クランクシャフト２４の第２クランクピン２４１に回転可能に連結されている。 The second connecting rod 25 rotatably connects the piston 13 and the second crankshaft 24. The second small end portion 251 formed at the upper end of the second connecting rod 25 is rotatably connected to the piston pin 16 of the piston 13. The second large end portion 252 formed at the lower end of the second connecting rod 25 is rotatably connected to the second crankpin 241 of the second crankshaft 24.

ここで、第１大端部１５２が第１クランクピン１４１に連結される位置と、第２大端部２５２が第２クランクピン２４１に連結される位置とは、第１対称線２０に対して線対称とされている。この対称性は、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程の各行程で維持される。 Here, the position where the first large end portion 152 is connected to the first crankpin 141 and the position where the second large end portion 252 is connected to the second crankpin 241 are relative to the first symmetry line 20. It is said to be line symmetric. This symmetry is maintained in the intake stroke, compression stroke, combustion stroke and exhaust stroke.

図１（Ａ）に示すように、第１コネクティングロッド１５と第２コネクティングロッド２５とは、第１対称線２０に対して線対称に配置されている。第１コネクティングロッド１５と第２コネクティングロッド２５とは、エンジン１０の運転時における吸気行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程にて、常に線対称に配置されている。 As shown in FIG. 1A, the first connecting rod 15 and the second connecting rod 25 are arranged line-symmetrically with respect to the first symmetry line 20. The first connecting rod 15 and the second connecting rod 25 are always arranged line-symmetrically in the intake stroke, the compression stroke, the combustion stroke, and the exhaust stroke during the operation of the engine 10.

また、図１（Ｂ）に示すように、ピストン１３のピストンピン１６と、第１クランクシャフト１４の第１クランクピン１４１との間には、２つの第１コネクティングロッド１５が配設されている。また、２つの第１コネクティングロッド１５は、第３対称線２２に対して線対称に配置されている。更に、前後方向に於いて、第１コネクティングロッド１５の第１小端部１５１は、第２コネクティングロッド２５の第２小端部２５１を挟む位置で、ピストンピン１６に連結されている。このことから、第１コネクティングロッド１５および第２コネクティングロッド２５は、全体として、第３対称線２２に対して線対称となるように配置されている。 Further, as shown in FIG. 1B, two first connecting rods 15 are arranged between the piston pin 16 of the piston 13 and the first crankpin 141 of the first crankshaft 14. .. Further, the two first connecting rods 15 are arranged line-symmetrically with respect to the third symmetry line 22. Further, in the front-rear direction, the first small end portion 151 of the first connecting rod 15 is connected to the piston pin 16 at a position sandwiching the second small end portion 251 of the second connecting rod 25. For this reason, the first connecting rod 15 and the second connecting rod 25 are arranged so as to be line-symmetrical with respect to the third line of symmetry 22 as a whole.

係る構成により、ピストン１３を直交する方向に於いて、モーメントがキャンセルされ、軸受荷重が均一化される。よって、エンジン１０が運転される際の振動が低減され、信頼性が向上する。また、前後方向に於いて、第２コネクティングロッド２５を挟むように二つの第１コネクティングロッド１５を配置することで、特殊な形状の第１コネクティングロッド１５を用意することなく、第１コネクティングロッド１５および第２コネクティングロッド２５の対称性を容易に実現することができる。 With such a configuration, the moment is canceled and the bearing load is made uniform in the direction orthogonal to the piston 13. Therefore, the vibration when the engine 10 is operated is reduced, and the reliability is improved. Further, by arranging the two first connecting rods 15 so as to sandwich the second connecting rod 25 in the front-rear direction, the first connecting rod 15 does not need to prepare the first connecting rod 15 having a special shape. And the symmetry of the second connecting rod 25 can be easily realized.

第１動力負荷１７は、例えば発電機であり、第１クランクシャフト１４の第１メインジャーナル１４２（第１導出軸）に駆動的に接続されている。第１クランクシャフト１４の回転駆動により第１動力負荷１７の内部の回転子が回転することで、第１動力負荷１７は発電する。第１動力負荷１７の回転子は、第１クランクシャフト１４の第１メインジャーナル１４２と直接的に接続されても良いし、ギア等を介して間接的に接続されても良い。 The first power load 17 is, for example, a generator, and is drivenly connected to the first main journal 142 (first lead-out shaft) of the first crankshaft 14. The rotary drive of the first crankshaft 14 causes the rotor inside the first power load 17 to rotate, so that the first power load 17 generates electricity. The rotor of the first power load 17 may be directly connected to the first main journal 142 of the first crankshaft 14, or may be indirectly connected via a gear or the like.

第２動力負荷１８は、例えば発電機であり、第２クランクシャフト２４の第２メインジャーナル２４２（第２導出軸）に駆動的に接続されている。第２クランクシャフト２４の回転駆動により第２動力負荷１８の内部の回転子が回転することで、第２動力負荷１８は発電する。第２動力負荷１８の回転子は、第２クランクシャフト２４の第２メインジャーナル２４２と直接的に接続されても良いし、ギア等を介して間接的に接続されても良い。 The second power load 18 is, for example, a generator, and is drivenly connected to the second main journal 242 (second lead-out shaft) of the second crankshaft 24. The rotor inside the second power load 18 rotates due to the rotational drive of the second crankshaft 24, so that the second power load 18 generates electricity. The rotor of the second power load 18 may be directly connected to the second main journal 242 of the second crankshaft 24, or may be indirectly connected via a gear or the like.

エンジン１０の運転時に於いて、第１動力負荷１７および第２動力負荷１８が発電した電力は、例えば、車両に備えられる充電電池であるリチウムイオン電池を充電するために用いられる。または、車両に駆動力を与えるモータを回転させるために用いられる。 During the operation of the engine 10, the electric power generated by the first power load 17 and the second power load 18 is used, for example, to charge a lithium ion battery which is a charging battery provided in a vehicle. Alternatively, it is used to rotate a motor that gives driving force to the vehicle.

上記したように、エンジン１０の運転時に於いて、第１動力負荷１７の回転子と第２動力負荷１８の回転子とは逆方向に回転する。このようにすることで、第１動力負荷１７および第２動力負荷１８の回転トルクを低減することができる。よって、エンジン１０に第１動力負荷１７および第２動力負荷１８を組み合わせた発電機を想定した場合、発電機から生じる振動を抑制することができる。 As described above, when the engine 10 is in operation, the rotor of the first power load 17 and the rotor of the second power load 18 rotate in opposite directions. By doing so, the rotational torque of the first power load 17 and the second power load 18 can be reduced. Therefore, when a generator in which the first power load 17 and the second power load 18 are combined with the engine 10 is assumed, the vibration generated from the generator can be suppressed.

ここで、第１動力負荷１７および第２動力負荷１８の回転子に、バランスウェイトを内蔵させることもできる。このようにすることで、慣性力を低減することができる。 Here, the balance weight can be built in the rotors of the first power load 17 and the second power load 18. By doing so, the inertial force can be reduced.

更には、ギアなどで回転速度を高速にすることで、第１動力負荷１７および第２動力負荷１８の回転子に、バランスウェイトを内蔵させさた状態で、第１動力負荷１７および第２動力負荷１８の回転子を、第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４の２倍の速さとしても良い。これにより、２次慣性力を相殺または低減することができる。 Further, by increasing the rotation speed with a gear or the like, the first power load 17 and the second power are driven in a state where the balance weight is built in the rotors of the first power load 17 and the second power load 18. The rotor of the load 18 may be twice as fast as the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24. Thereby, the secondary inertial force can be offset or reduced.

［第２実施形態］
図２は、第２形態のパワーユニット３０を示す上面図である。ここでは、１つのみの第１コネクティングロッド１５が配設され、第１コネクティングロッド１５の上端が、前後方向に枝分かれている。即ち、第１コネクティングロッド１５の上端に２つの第１小端部１５１が形成されており、この２つの第１小端部１５１がピストンピン１６に回転可能に接続している。この場合に於いても、第１コネクティングロッド１５および第２コネクティングロッド２５は、全体として、第３対称線２２に対して線対称に配置されている。係る構成により、ピストンピン１６に直交する方向におけるモーメントをキャンセルでき、更には、軸受荷重を均一化することができる。[Second Embodiment]
FIG. 2 is a top view showing the power unit 30 of the second form. Here, only one first connecting rod 15 is arranged, and the upper end of the first connecting rod 15 is branched in the front-rear direction. That is, two first small end portions 151 are formed at the upper end of the first connecting rod 15, and these two first small end portions 151 are rotatably connected to the piston pin 16. Even in this case, the first connecting rod 15 and the second connecting rod 25 are arranged line-symmetrically with respect to the third line of symmetry 22 as a whole. With such a configuration, the moment in the direction orthogonal to the piston pin 16 can be canceled, and the bearing load can be made uniform.

［第３実施形態］
図３を参照して、第３形態に係るパワーユニット３０を説明する。ここでは、第１コネクティングロッド１５と第２コネクティングロッド２５とは第３対称線２２に対して線対称には配置されていない。第１コネクティングロッド１５は第３対称線２２よりも前方側に配置され、第２コネクティングロッド２５は第３対称線２２よりも後方側に配置されている。係る構成により、軸受荷重の不均一は発生するものの、エンジン１０全体としては、小型化、低振動および低騒音を実現することができる。[Third Embodiment]
The power unit 30 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. Here, the first connecting rod 15 and the second connecting rod 25 are not arranged line-symmetrically with respect to the third symmetry line 22. The first connecting rod 15 is arranged on the front side of the third symmetry line 22, and the second connecting rod 25 is arranged on the rear side of the third symmetry line 22. With such a configuration, although non-uniformity of the bearing load occurs, the engine 10 as a whole can realize miniaturization, low vibration and low noise.

上記した構成を有するエンジン１０は、図１（Ａ）に示したように、一つのピストン１３で第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４を回転させることから、コンパクトな構成で第１動力負荷１７および第２動力負荷１８を駆動することができる。よって、エンジン１０を車両に内蔵した場合、狭小なスペースにエンジン１０を収納することができるので、車両全体の小型化、軽量化に寄与でき、更に、車両を設計する際の自由度を向上することができる。 As shown in FIG. 1A, the engine 10 having the above configuration rotates the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 with one piston 13, so that the engine 10 has a compact configuration and a first power load. 17 and the second power load 18 can be driven. Therefore, when the engine 10 is built in the vehicle, the engine 10 can be stored in a narrow space, which can contribute to the miniaturization and weight reduction of the entire vehicle, and further improve the degree of freedom in designing the vehicle. be able to.

また、図１（Ａ）に示したように、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とを反転させる反転機構を設けなくても、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４とを反転させることができることから、エンジン１０を運転させる際の振動および騒音を軽減すると共に、エンジン１０の構成を簡略化および軽量化を達成できる。 Further, as shown in FIG. 1A, the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 are reversed without providing a reversing mechanism for reversing the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24. Therefore, vibration and noise when the engine 10 is operated can be reduced, and the configuration of the engine 10 can be simplified and reduced in weight.

更に、図１（Ｂ）に示したように、第１コネクティングロッド１５および第２コネクティングロッド２５は、第３対称線２２に対して線対称となるように配置されている。よって、上記したように、エンジン１０の運転時に於いて、モーメントを相殺でき、更に、軸加重を均一化できる。 Further, as shown in FIG. 1 (B), the first connecting rod 15 and the second connecting rod 25 are arranged so as to be axisymmetric with respect to the third line of symmetry 22. Therefore, as described above, the moment can be offset and the shaft load can be made uniform during the operation of the engine 10.

［第４実施形態］
図４を参照して、第４実施形態に係るパワーユニット３０を説明する。図４（Ａ）はパワーユニット３０を示す側面図であり、図４（Ｂ）はその上面図である。第４実施形態に係るパワーユニット３０の基本構成は、第１形態と同様であるので、共通する構成部材およびその説明は割愛する。[Fourth Embodiment]
The power unit 30 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a side view showing the power unit 30, and FIG. 4B is a top view thereof. Since the basic configuration of the power unit 30 according to the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, common constituent members and their description will be omitted.

ここで、第４実施形態および第５実施形態の説明で使用する各方向を説明する。第１方向とは、圧縮行程においてピストン１３が移動する方向である。第２方向とは、第１方向の反対方向である。第３方向は、第１方向に直交する方向であり第１クランクシャフト１４を向く方向である。第４方向は、第１方向に直交する方向であり第２クランクシャフト２４を向く方向である。第５方向とは、第１方向に直交する方向であり第１クランクシャフト１４の延在方向に対して平行な方向である。第６方向とは、第５方向の反対方向である。 Here, each direction used in the description of the fourth embodiment and the fifth embodiment will be described. The first direction is the direction in which the piston 13 moves in the compression stroke. The second direction is the opposite direction of the first direction. The third direction is a direction orthogonal to the first direction and is a direction facing the first crankshaft 14. The fourth direction is a direction orthogonal to the first direction and is a direction facing the second crankshaft 24. The fifth direction is a direction orthogonal to the first direction and a direction parallel to the extending direction of the first crankshaft 14. The sixth direction is the opposite direction of the fifth direction.

図４（Ａ）を参照して、第１発電機３１は、第１クランクシャフト１４の外側上方に配置されている。具体的には、第１発電機３１は、第１クランクシャフト１４の第１方向側かつ第３方向側に配置されている。同様に、第２発電機３２は、第２クランクシャフト２４の外側上方に配置されている。具体的には、第２発電機３２は、第２クランクシャフト２４の第１方向側かつ第４方向側に配置されている。第１発電機３１および第２発電機３２をこのような位置に配設することで、パワーユニット３０全体に於いて第１発電機３１および第２発電機３２が外部に突出することがなく、パワーユニット３０全体の小型化が達成される。よって、パワーユニット３０をレンジイクステンダとして車両に内蔵させた場合、パワーユニット３０が占める容積を小さくすることができ、車両を設計する際の自由度を向上することができ、更に、パワーユニット３０を車両内の任意の位置に配置することができる。 With reference to FIG. 4A, the first generator 31 is arranged above the outside of the first crankshaft 14. Specifically, the first generator 31 is arranged on the first direction side and the third direction side of the first crankshaft 14. Similarly, the second generator 32 is arranged above the outside of the second crankshaft 24. Specifically, the second generator 32 is arranged on the first direction side and the fourth direction side of the second crankshaft 24. By arranging the first generator 31 and the second generator 32 in such a position, the first generator 31 and the second generator 32 do not protrude to the outside in the entire power unit 30, and the power unit 30 Overall miniaturization is achieved. Therefore, when the power unit 30 is built in the vehicle as a range extender, the volume occupied by the power unit 30 can be reduced, the degree of freedom in designing the vehicle can be improved, and the power unit 30 can be installed in the vehicle. Can be placed in any position of.

第１発電機３１は、第１回転子３３と図示ない固定子とを有する。第１回転子３３が永久磁石であり、固定子が電磁石である。図４（Ａ）に示すように、第１回転子３３には第１マス３５が形成されており、係る構成により、第１回転子３３をバランサとして用いることができる。図４（Ｂ）に示すように、第１回転子３３の中心にはシャフト４１が相対回転不能に取り付けられている。第１マス３５は、第１回転子３３を肉抜きすることで形成される。 The first generator 31 has a first rotor 33 and a stator (not shown). The first rotor 33 is a permanent magnet, and the stator is an electromagnet. As shown in FIG. 4A, a first mass 35 is formed on the first rotor 33, and the first rotor 33 can be used as a balancer by such a configuration. As shown in FIG. 4B, a shaft 41 is attached to the center of the first rotor 33 so as to be relatively non-rotatable. The first mass 35 is formed by lightening the first rotor 33.

第１発電機３１とシャフト４１とは、第１動力伝達機構である第１発電機ギア３９および第１クランクギア３７を介して、駆動的に接続されている。第１発電機ギア３９と第１クランクギア３７とは歯合している。第１発電機ギア３９は、シャフト４１を介して、第１発電機３１の第１回転子３３に相対回転不能に接続されている。第１発電機ギア３９の周囲にはギア歯が形成され、第１クランクギア３７の周囲にはギア歯が形成されている。ここで、第１クランクギア３７の直径は第１発電機ギア３９の直径の略２倍であり、第１クランクギア３７のギア歯数は第１発電機ギア３９のギア歯数の２倍である。また、第１クランクシャフト１４および第１クランクギア３７と、第１発電機ギア３９および第１回転子３３との回転方向は逆である。図４（Ａ）の視点では、第１クランクシャフト１４および第１クランクギア３７は時計回りに回転し、第１発電機ギア３９および第１回転子３３は反時計回りに回転する。 The first generator 31 and the shaft 41 are drivenly connected to each other via a first generator gear 39 and a first crank gear 37, which are first power transmission mechanisms. The first generator gear 39 and the first crank gear 37 are in mesh with each other. The first generator gear 39 is connected to the first rotor 33 of the first generator 31 via a shaft 41 so as not to rotate relative to each other. Gear teeth are formed around the first generator gear 39, and gear teeth are formed around the first crank gear 37. Here, the diameter of the first crank gear 37 is approximately twice the diameter of the first generator gear 39, and the number of gear teeth of the first crank gear 37 is twice the number of gear teeth of the first generator gear 39. be. Further, the rotation directions of the first crankshaft 14 and the first crank gear 37 and the first generator gear 39 and the first rotor 33 are opposite to each other. From the viewpoint of FIG. 4A, the first crankshaft 14 and the first crank gear 37 rotate clockwise, and the first generator gear 39 and the first rotor 33 rotate counterclockwise.

係る構成にすることで、パワーユニット３０の運転時に、エンジン１０の運転に伴い、第１発電機３１の第１回転子３３の回転数は、第１クランクシャフト１４の回転数の２倍となる。また、第１回転子３３の回転方向は、第１クランクシャフト１４の回転方向の逆である。よって、２次慣性力、トルク反動反力および回転変動振動を極めて小さくすることができる。また、ピストン１３に作用する側圧をキャンセルすることができ、ピストン１３に作用するフリクションを低減することもできる。 With this configuration, the rotation speed of the first rotor 33 of the first generator 31 becomes twice the rotation speed of the first crankshaft 14 as the engine 10 operates during the operation of the power unit 30. Further, the rotation direction of the first rotor 33 is opposite to the rotation direction of the first crankshaft 14. Therefore, the secondary inertial force, the torque reaction reaction force, and the rotational fluctuation vibration can be made extremely small. Further, the lateral pressure acting on the piston 13 can be canceled, and the friction acting on the piston 13 can be reduced.

第２発電機３２は、第２発電機３２と図示ない固定子とを有する。図４（Ａ）に示すように、第２発電機３２には第２マス３６が形成されており、係る構成により、第２回転子３４をバランサとして用いることができる。図４（Ｂ）に示すように、第２回転子３４の中心にはシャフト４２が相対回転不能に取り付けられている。第２マス３６は、第２回転子３４を肉抜きすることで形成される。 The second generator 32 has a second generator 32 and a stator (not shown). As shown in FIG. 4A, a second mass 36 is formed in the second generator 32, and the second rotor 34 can be used as a balancer with such a configuration. As shown in FIG. 4B, a shaft 42 is attached to the center of the second rotor 34 so as to be relatively non-rotatable. The second mass 36 is formed by lightening the second rotor 34.

また、第２発電機３２とシャフト４２とは、第２動力伝達機構である第２発電機ギア４０および第２クランクギア３８を介して、駆動的に接続されている。第２発電機ギア４０と第２クランクギア３８とは歯合している。第２発電機ギア４０は、シャフト４２を介して、第２発電機３２の第２回転子３４に相対回転不能に接続されている。第２発電機ギア４０の周囲にはギア歯が形成され、第２クランクギア３８の周囲にはギア歯が形成されている。ここで、第２クランクギア３８の直径は第２発電機ギア４０の直径の略２倍であり、第２クランクギア３８のギア歯数は、第２発電機ギア４０のギア歯数の２倍である。また、第２クランクシャフト２４および第２クランクギア３８と、第２発電機ギア４０および第２回転子３４との回転方向は逆である。図４（Ａ）の視点では、第２クランクシャフト２４および第２クランクギア３８は反時計回りに回転し、第２発電機ギア４０および第２回転子３４は時計回りに回転する。 Further, the second generator 32 and the shaft 42 are drivenly connected to each other via a second generator gear 40 and a second crank gear 38, which are second power transmission mechanisms. The second generator gear 40 and the second crank gear 38 are in mesh with each other. The second generator gear 40 is connected to the second rotor 34 of the second generator 32 via a shaft 42 so as not to rotate relative to each other. Gear teeth are formed around the second generator gear 40, and gear teeth are formed around the second crank gear 38. Here, the diameter of the second crank gear 38 is approximately twice the diameter of the second generator gear 40, and the number of gear teeth of the second crank gear 38 is twice the number of gear teeth of the second generator gear 40. Is. Further, the rotation directions of the second crankshaft 24 and the second crank gear 38 and the second generator gear 40 and the second rotor 34 are opposite to each other. From the viewpoint of FIG. 4A, the second crankshaft 24 and the second crank gear 38 rotate counterclockwise, and the second generator gear 40 and the second rotor 34 rotate clockwise.

係る構成にすることで、パワーユニット３０の運転時に、エンジン１０の運転に伴い、第２発電機３２の第２回転子３４の回転数は、第２クランクシャフト２４の回転数の２倍となる。また、第２回転子３４の回転方向は、第２クランクシャフト２４の回転方向の逆である。よって、２次慣性力、トルク反動反力および回転変動振動を極めて小さくすることができる。 With this configuration, the rotation speed of the second rotor 34 of the second generator 32 becomes twice the rotation speed of the second crankshaft 24 as the engine 10 operates during the operation of the power unit 30. Further, the rotation direction of the second rotor 34 is opposite to the rotation direction of the second crankshaft 24. Therefore, the secondary inertial force, the torque reaction reaction force, and the rotational fluctuation vibration can be made extremely small.

図４（Ｂ）を参照して、第１動力伝達機構である第１クランクギア３７および第１発電機ギア３９を、第１発電機３１の第６方向の側に配置している。また、第２動力伝達機構である第２クランクギア３８および第２発電機ギア４０を、第２発電機３２の第５方向の側に配置している。係る構成にすることで、第１クランクギア３７と第２クランクギア３８とが、ピストン１３、第１発電機３１および第２発電機３２を挟んで対向するように配置されるので、第１クランクギア３７と第２クランクギア３８とが干渉することがない。特にここでは、第１回転子３３および第２回転子３４を倍速回転するために、第１クランクギア３７および第２クランクギア３８の直径は大きく形成される。よって、エンジン１０がツインクランクシャフトエンジンであることで、第１クランクシャフト１４と第２クランクシャフト２４との間隙を大きく確保することがでない場合であっても、第１クランクギア３７と第２クランクギア３８とが干渉することを防止できる。 With reference to FIG. 4B, the first crank gear 37 and the first generator gear 39, which are the first power transmission mechanisms, are arranged on the sixth direction side of the first generator 31. Further, the second crank gear 38 and the second generator gear 40, which are the second power transmission mechanisms, are arranged on the side of the second generator 32 in the fifth direction. With this configuration, the first crank gear 37 and the second crank gear 38 are arranged so as to face each other with the piston 13, the first generator 31 and the second generator 32 interposed therebetween. The gear 37 and the second crank gear 38 do not interfere with each other. In particular, here, in order to rotate the first rotor 33 and the second rotor 34 at double speed, the diameters of the first crank gear 37 and the second crank gear 38 are formed to be large. Therefore, since the engine 10 is a twin crankshaft engine, even if it is not possible to secure a large gap between the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24, the first crank gear 37 and the second crank It is possible to prevent the gear 38 from interfering with the gear 38.

更には、図４（Ａ）を参照して、エンジン１０は排気量が比較的小さい小型のエンジンであるので、第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４も小型となる。よって、エンジン１０を側方から見た場合、第１クランクギア３７の直径は、第１クランクシャフト１４の幅よりも長い。同様に、第２クランクギア３８の直径は、第２クランクシャフト２４の幅よりも長い。この場合、第１クランクギア３７および第２クランクギア３８が干渉しやすくなるが、本実施形態では、図４（Ｂ）に示したように、第１クランクギア３７および第２クランクギア３８を、ピストン１３等を挟んだ反対側に配置している。このようにすることで、小型のエンジン１０に、効果的に第１クランクギア３７および第２クランクギア３８を備えることができる。 Further, referring to FIG. 4A, since the engine 10 is a small engine having a relatively small displacement, the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 are also small. Therefore, when the engine 10 is viewed from the side, the diameter of the first crank gear 37 is longer than the width of the first crankshaft 14. Similarly, the diameter of the second crank gear 38 is longer than the width of the second crankshaft 24. In this case, the first crank gear 37 and the second crank gear 38 are likely to interfere with each other, but in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the first crank gear 37 and the second crank gear 38 are combined with each other. It is arranged on the opposite side of the piston 13 and the like. By doing so, the small engine 10 can be effectively provided with the first crank gear 37 and the second crank gear 38.

また、第１回転子３３の中心４３（重心）、ピストン１３の中心４５、第２回転子３４の中心４４（重心）は、第３方向および第４方向に沿って伸びる一直線上に配置される。また、第１回転子３３の中心４３とピストン１３の中心４５との距離Ｌ１０と、第２回転子３４の中心４４とピストン１３の中心４５との距離Ｌ１１とは、略等しい長さとされている。係る構成により、慣性力、反力および振動を最小にすることができる。 Further, the center 43 (center of gravity) of the first rotor 33, the center 45 of the piston 13, and the center 44 (center of gravity) of the second rotor 34 are arranged on a straight line extending along the third and fourth directions. .. Further, the distance L10 between the center 43 of the first rotor 33 and the center 45 of the piston 13 and the distance L11 between the center 44 of the second rotor 34 and the center 45 of the piston 13 are set to be substantially equal lengths. .. With such a configuration, inertial force, reaction force and vibration can be minimized.

また、一般的なエンジンでは第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４に偏心マスを形成するが、本実施形態では、第１回転子３３および第２回転子３４に偏心マスを形成している。係る構成により、第１クランクシャフト１４および第２クランクシャフト２４の構成を簡素化でき、エンジン１０の全体構成をコンパクトにすることができる。 Further, in a general engine, an eccentric mass is formed on the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24, but in the present embodiment, the eccentric mass is formed on the first rotor 33 and the second rotor 34. .. With such a configuration, the configurations of the first crankshaft 14 and the second crankshaft 24 can be simplified, and the overall configuration of the engine 10 can be made compact.

［第５実施形態］
図５を参照して、第５実施形態に係るパワーユニット３０を説明する。図５はパワーユニット３０を示す側面図である。第５実施形態に係るパワーユニット３０の構成は、第４実施形態に係るパワーユニット３０の構成と基本的には同一であり、第１クランクギア３７等の直径が異なる。[Fifth Embodiment]
The power unit 30 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a side view showing the power unit 30. The configuration of the power unit 30 according to the fifth embodiment is basically the same as the configuration of the power unit 30 according to the fourth embodiment, and the diameters of the first crank gear 37 and the like are different.

具体的には、第１クランクギア３７の直径およびギア歯数と、第１発電機ギア３９の直径およびギア歯数は同一である。また、第２クランクギア３８の直径およびギア歯数と、第２発電機ギア４０の直径およびギア歯数は同一である。 Specifically, the diameter of the first crank gear 37 and the number of gear teeth are the same as the diameter of the first generator gear 39 and the number of gear teeth. Further, the diameter of the second crank gear 38 and the number of gear teeth are the same as the diameter of the second generator gear 40 and the number of gear teeth.

即ち、第１クランクギア３７と第１回転子３３との回転速度は同一であり、第２クランクギア３８と第２発電機ギア４０との回転速度は同一である。係る構成により、１次慣性力、トルク変動反力、回転変動振動を低減することができる。 That is, the rotation speeds of the first crank gear 37 and the first rotor 33 are the same, and the rotation speeds of the second crank gear 38 and the second generator gear 40 are the same. With this configuration, it is possible to reduce the primary inertial force, torque fluctuation reaction force, and rotational fluctuation vibration.

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。更に、上記した各形態は相互に組み合わせることが出来る。 Although the embodiments of the present invention have been shown above, the present invention is not limited to the above embodiments. Further, the above-mentioned forms can be combined with each other.

１０エンジン
１２シリンダ
１３ピストン
１４第１クランクシャフト
１４１第１クランクピン
１４２第１メインジャーナル
１５第１コネクティングロッド
１５１第１小端部
１５２第１大端部
１６ピストンピン
１７第１動力負荷
１８第２動力負荷
２０第１対称線
２１第２対称線
２２第３対称線
２４第２クランクシャフト
２４１第２クランクピン
２４２第２メインジャーナル
２５第２コネクティングロッド
２５１第２小端部
２５２第２大端部
３０パワーユニット
３１第１発電機
３２第２発電機
３３第１回転子
３４第２回転子
３５第１マス
３６第２マス
３７第１クランクギア
３８第２クランクギア
３９第１発電機ギア
４０第２発電機ギア
４１シャフト
４２シャフト
４３中心
４４中心
４５中心10 Engine 12 Cylinder 13 Piston 14 1st Crankshaft 141 1st Crankpin 142 1st Main Journal 15 1st Connecting Rod 151 1st Small End 152 1st Large End 16 Piston Pin 17 1st Power Load 18 2nd Power Load 20 1st symmetric line 21 2nd symmetric line 22 3rd symmetric line 24 2nd crankshaft 241 2nd crankpin 242 2nd main journal 25 2nd connecting rod 251 2nd small end 252 2nd large end 30 Power unit 31 1st generator 32 2nd generator 33 1st rotator 34 2nd rotator 35 1st mass 36 2nd mass 37 1st crank gear 38 2nd crank gear 39 1st generator gear 40 2nd generator gear 41 Shaft 42 Shaft 43 Center 44 Center 45 Center

Claims

エンジンと、前記エンジンにより駆動される発電機と、を具備し、
前記エンジンは、シリンダと、前記シリンダの内部で往復運動するピストンと、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する第１クランクシャフトと、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する第２クランクシャフトと、前記ピストンと前記第１クランクシャフトとを接続する第１コネクティングロッドと、前記ピストンと前記第２クランクシャフトとを接続する第２コネクティングロッドと、を有し、
前記第１コネクティングロッドの一端側は前記ピストンのピストンピンに回転可能に接続し、前記第１コネクティングロッドの他端側は前記第１クランクシャフトの第１クランクピンに回転可能に接続し、
前記第２コネクティングロッドの一端側は前記ピストンの前記ピストンピンに回転可能に接続し、前記第２コネクティングロッドの他端側は前記第２クランクシャフトの第２クランクピンに回転可能に接続し、
前記発電機は、前記第１クランクシャフトに駆動的に接続された第１発電機と、前記第２クランクシャフトに駆動的に接続された第２発電機と、を有することを特徴とするパワーユニット。It comprises an engine and a generator driven by the engine.
The engine includes a cylinder, a piston that reciprocates inside the cylinder, a first crankshaft that converts the reciprocating motion of the piston into rotary motion, and a second crankshaft that converts the reciprocating motion of the piston into rotary motion. A first connecting rod that connects the piston and the first crankshaft, and a second connecting rod that connects the piston and the second crankshaft.
One end side of the first connecting rod is rotatably connected to the piston pin of the piston, and the other end side of the first connecting rod is rotatably connected to the first crankpin of the first crankshaft.
One end side of the second connecting rod is rotatably connected to the piston pin of the piston, and the other end side of the second connecting rod is rotatably connected to the second crankpin of the second crankshaft.
The generator is a power unit having a first generator drivenly connected to the first crankshaft and a second generator drivenly connected to the second crankshaft.

前記第１発電機の回転方向は前記第１クランクシャフトの回転方向の逆であり、
前記第２発電機の回転方向は前記第２クランクシャフトの回転方向の逆であることを特徴とする請求項１に記載のパワーユニット。The rotation direction of the first generator is opposite to the rotation direction of the first crankshaft.
The power unit according to claim 1, wherein the rotation direction of the second generator is opposite to the rotation direction of the second crankshaft.

圧縮行程において前記ピストンが移動する方向を第１方向、前記第１方向の反対方向を第２方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトを向く方向を第３方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第２クランクシャフトを向く方向を第４方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトの延在方向に対して平行な方向を第５方向、前記第５方向の反対方向を第６方向とした場合、
前記第１発電機は、前記第１クランクシャフトよりも前記第１方向の側に配置され、
前記第２発電機は、前記第２クランクシャフトよりも前記第１方向の側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のパワーユニット。In the compression stroke, the direction in which the piston moves is the first direction, the direction opposite to the first direction is the second direction, the direction orthogonal to the first direction is the third direction, and the direction toward the first crankshaft is the third direction. The direction orthogonal to the first direction, the direction facing the second crankshaft is the fourth direction, the direction orthogonal to the first direction, and the direction parallel to the extending direction of the first crankshaft is the fifth. When the direction, the opposite direction of the fifth direction to the sixth direction, is the sixth direction.
The first generator is arranged on the side in the first direction with respect to the first crankshaft.
The power unit according to claim 1, wherein the second generator is arranged on the side in the first direction with respect to the second crankshaft.

前記第１クランクシャフトから前記第１発電機に動力を伝達する第１動力伝達機構と、
前記第２クランクシャフトから前記第２発電機に動力を伝達する第２動力伝達機構と、を更に具備し、
圧縮行程において前記ピストンが移動する方向を第１方向、前記第１方向の反対方向を第２方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトを向く方向を第３方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第２クランクシャフトを向く方向を第４方向、前記第１方向に直交する方向であり前記第１クランクシャフトの延在方向に対して平行な方向を第５方向、前記第５方向の反対方向を第６方向とした場合、
前記第１動力伝達機構は、前記第１発電機の前記第５方向の側に配置され、
前記第２動力伝達機構は、前記第２発電機の前記第６方向の側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のパワーユニット。A first power transmission mechanism that transmits power from the first crankshaft to the first generator,
A second power transmission mechanism for transmitting power from the second crankshaft to the second generator is further provided.
In the compression stroke, the direction in which the piston moves is the first direction, the direction opposite to the first direction is the second direction, the direction orthogonal to the first direction is the third direction, and the direction toward the first crankshaft is the third direction. The direction orthogonal to the first direction, the direction facing the second crankshaft is the fourth direction, the direction orthogonal to the first direction, and the direction parallel to the extending direction of the first crankshaft is the fifth. When the direction, the opposite direction of the fifth direction to the sixth direction, is the sixth direction.
The first power transmission mechanism is arranged on the fifth direction side of the first generator.
The power unit according to claim 1, wherein the second power transmission mechanism is arranged on the side of the second generator in the sixth direction.

前記第１動力伝達機構は、前記第１クランクシャフトに接続された第１クランクギアと、前記第１発電機の回転子に接続された第１発電機ギアと、を有し、
前記第２動力伝達機構は、前記第２クランクシャフトに接続された第２クランクギアと、前記第２発電機の回転子に接続された第２発電機ギアと、を有し、
前記第１クランクギアの直径は、前記第１クランクシャフトの幅よりも長く、
前記第２クランクギアの直径は、前記第２クランクシャフトの幅よりも長いことを特徴とする請求項４に記載のパワーユニット。The first power transmission mechanism has a first crank gear connected to the first crankshaft and a first generator gear connected to the rotor of the first generator.
The second power transmission mechanism has a second crank gear connected to the second crankshaft and a second generator gear connected to the rotor of the second generator.
The diameter of the first crank gear is longer than the width of the first crankshaft.
The power unit according to claim 4, wherein the diameter of the second crank gear is longer than the width of the second crankshaft.

前記第１クランクギアの歯数は、前記第１発電機ギアの歯数の２倍であり、
前記第２クランクギアの歯数は、前記第２発電機ギアの歯数の２倍であることを特徴とする請求項５に記載のパワーユニット。The number of teeth of the first crank gear is twice the number of teeth of the first generator gear.
The power unit according to claim 5, wherein the number of teeth of the second crank gear is twice the number of teeth of the second generator gear.

前記第１発電機および前記第２発電機の回転子には、夫々、偏心マスが形成されることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のパワーユニット。

The power unit according to any one of claims 1 to 6, wherein an eccentric mass is formed in each of the first generator and the rotor of the second generator.