JPH01315622A

JPH01315622A - 内燃機関

Info

Publication number: JPH01315622A
Application number: JP1113575A
Authority: JP
Inventors: Bryan Nigel Victor Parsons; ブリヤン　ニゲル　ビクター　パーソンズ
Original assignee: Jaguar Cars Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 1988-05-05
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1989-12-20
Also published as: GB8810573D0; DE68901811T2; EP0340947A3; EP0340947B1; DE68901811D1; EP0340947A2; US4909206A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】イ、産業上の利用分野本発明は内燃機関に係る。

口０問題点を解決°するための手段本発明の−・局面に従ったー内燃機関は、中心のピボッ
トピンに取付りられだビームであってクレードルを構成
するものと、おのおのシリング内に摺動自在に配置され
そして−３のおの前記ビームの反対端に作用でる１対の
ピストンと、前記クレードルを構成するビーム内に１対
のトラニオンを介してそれを中心として枢動し得るよう
に取付けられた軸受であってそのピボット軸線が前記ビ
ームのピボット軸線に対して直角を成りらのとを有し、
そして前ｉｉ；ピボット軸線が前記シリンダの軸線に対
して横下方向の共通型ｉ口１内に位置し、屈曲したクラ
ンクピンを有するクランクシャフトがその回転軸線が前
記シリンダの長手方向に延びて前記軸受のピボット＠線
と前記ビームのピボット軸線との交差点を通過するよう
に取イ・１けられ、前記クランクピンが前記軸受内に位
置きれることを特徴とする。

一般的に前記シリンダはないに対し平行して配置され、
かくして前記クランクシャフトは前記シリンダの中心に
おいて前記シリンダの軸線に平行の軸線を中心として回
転するように取付けられ、前記シリンダの軸線及び前記
クランクシャフトの回転軸線は前記ビーム及び軸受のピ
ボット軸線を含む前記平面に対し垂直に位置される。し
かし、前記シリンダは垂ｉｋ線に対し少し傾斜して配置
され得る。例えば、シリンダはビームから遠ざかるよう
に内方へ傾斜され得、その結果、その動力行程の初期部
分にわたって各ピストンはシリンダ軸線に対し実質的に
１を線方向にビームに仙重を及ぼすことになる。傾斜さ
れた場合ですら、シリンダは一般に対称的に配列され、
そしてクランクシャットは前記ビーム及び軸受のピボッ
ト軸線の共通３１ｒ面に対して垂直であるにうに中心に
配置される。

しかし、本発明はクランクシャフトが前記ビーム及び軸
受のピボット軸線を含む共通平面に対して垂直である対
称配列に限定されないが、本発明はまた非対称配列及び
クランクシャフトが、必要に応じて、例えば空間的制限
またはその他の構成要素の配置によって、垂直線に対し
て少し傾斜される配列をも包含する。

ビームに対して直角の軸受の枢動はクランクピンの横手
運動をビームから切り離し、従ってビームがピストンの
作用Ｆで前後にＪｉＥ　１．９されるにつれて、クラン
クシャフトは回転される。

クレードルは横部材によって相互結合される、共通ピボ
ット軸線を有する２個の平行するビームから構成される
ことが好都合（゛ある。ピストンは各ビームの反対端に
作用するように配列される。

従って、ピボットの片側のピストンは一方向へ一緒に運
動し、反対側のピストンは反対方向へ一緒に運動する。

４１“Ｉ程機関においてｔよ、ピボツ１〜の片側のピス
トンが、従って、圧縮行程及び撲気（１程を行い、一方
、ピボットの反対側のピストンが動力行程及び吸気行程
を行う（またはこの逆）。

この構成においては、クランク軸受はビーム間の横部材
と係合するトラニオンに継動自在に取付【ノられる。ク
ランクシャットは４個のシリンダの中央においてそれら
に対して平行に延びる。

そのような２列のシリンダは狂いに隣接してビーム組立
体に対して青申合わせに配列されることが右利であるが
、一方のビーム組立体のピボット軸線は他力のそれに対
し９０°変位される。２−クランクが２列のシリンダと
組合わされた軸受内に取付けられる。ビームの揺動はビ
ームのピボット軸線に対して垂直の平面内でクランクシ
ャフトに力を及ば寸。従ってこの構成ｔよりランクシャ
フトに対し９０°の角度において力を及ぼし、ピストン
の動力行程はクランクシャフトに対し実質的に−・様の
動力伝達を達成するように調ｒＴｒされる。

在来の連接棒はピストンをビームに結合するのに使用さ
れ得る。ビームとの結合は在来ａ関におけるクランクの
半径と比較されるときビームのピボット軸線から比較的
大きい半径を以て為されるから、連接棒とビームとの間
の結合の横方向変位は比較的小さく、従ってピストンと
シリンダ孔との間の横方向力は顕著に減じられ、その結
果として安定性及び摩耗に関して改善が見られる。代替
的に、ピストンはそれとビームとの間の相対横運動を許
す手段によってビームの端に直接結合され得る。ピスト
ンとビームとの間の結合部のこの横運動は潤滑材を圧送
するために使用され得る。

以上説明された機関のクランクシャフトは、シリンダに
対し平行してそれらの中央にＪ３いて延びるから、この
構成はクランクシャフトのクランクに取付けられそして
１個または複数のフイドラークランクによって軌道運動
を行うように強制されるプレートによって駆動される回
転弁とともに用いるのに特に好適である。これを達成す
るための一方法が、０１願中の英田特許願第８７２０４
９４号に開示される。

本発明の様々の実論例が、添付図面を参照して、１ｐに
例丞の目的を以て以下説明される。

ハ、実施例第１図に；１（される機関は、好適な軸受に配置された
ピボットピン１２の共通軸線を中心として樽ｅするよう
に取付番）られた１対のビーム１１を打する。ビーム１
１は１対の横部材１３によって相１１結合されており、
これら横部材１３はピボットピン１２によって画成され
るピボット軸線の両側にｎｌされて位置される。シリン
ダ１４内にＰｙｊｌすＪ自在に位置されたピストン１５
は連接棒１７によって各ビームの各端に結合される。連
接棒１７は在来の方式でピストンピン１８によってピス
トン１５に枢動可能に結合され、そしてビーム１１の端
部の穴２０に配置されるビン１９によってビーム１１に
枢動可能に結合される。

第２図に示されるＪ、うに、軸受２５がその一端に隣接
して配置される１対のトラニオン２６によって横部材１
３聞に枢動可能に配置される。前記トラ−オン２６は横
ＷＩＳ材１３内に軸受けを介して係合する。かくしτ軸
受２５はビーム１１に対して枢動自在に取付けられ、そ
して軸受２５のピボット軸線はビーム１１のピボット軸
線に対し直角を成してそれとｊ、ｉｌ−平向に位置する
。

クランクシャフト３０が、それがシリンダ１４に対し平
行に延びそしてクランクシャフト３０の回転軸線がビー
ム１１のピボット軸線と軸受２５のピボット軸線との交
差貞を通過するように、好適な軸受（図示せず）を介し
て配置される。クランクシレフト３０の端に配置される
屈曲したクランクピン８１が軸受２５内に係合する。ク
ランクピン３１の傾斜角０は、ピストン１５が上死点ど
Ｆ死魚との間を連動するとぎビーム１１によって運動さ
れる角度φ、典型的に７０−８０′、の１／２に対して
補角を成す。そしてクランクピン３１は、ビス１〜ン１
５が１死ｒｏ及び不死Ｉ：工に在るとき、ビーム１１が
比！ｌ！ＩＪケる平面に対して平行に配置きれる。ピス
トン１５の行程にお１ノる中門位置において、クランク
ピン３１はビーム１１が揺！Ｊ１する平向に対して傾斜
される。この傾斜に順応するために軸受２５はトラニオ
ン２６を中心として框！ｌＪする。クランクピン３１の
最大傾斜はピストン１５がそれらの行程の中間点に在る
ときに生じる。開示された様式での軸受２５の継動は、
それにより、ビーム１１が揺動りる平面に相対づ゛るク
ランクピン３１のすべての横運動を切り離し、従つ１ビ
ーム１１がピストン１５の作用によって揺動されるにつ
れて、クランクシャフト３０が回転される。

以上説明されたＩｆｌＩｌ！ｌに４３いては、ピストン
１５の運動は揺動偶力を誘起りる。これは軸受２５の両
側に形成される釣合いおらりによって−１を衡され財る
。その場合、釣合いおもりの′ｒｉｒＡの中心はトラニ
オン２６の軸線とクランクピン３１の＠線とに対しｎい
に垂直の軸線上に位置され、ビーム１１が前後に揺動す
るにつれて、前記釣合いおらりは８の字連動を行って揺
動偶力を平衡させる。

以上説明された機関のクランクシャフ゛ノド３０はピス
トン１５がそれらの内部に配置されるシリンダ１４に平
行してそれらの中心に延びるから、クランクシャフト３
０によって軌道様式に駆動されるプレートによって間欠
的に駆動される複数の１！１１転弁を使用することが好
都合である。そのような弁装置１１構は英国特許願第８
７２０４９４号に１ｆｆｌ示されてｄ３す、そして第３
図に図解されるように、クランクシャフト３０のクラン
ク４１に取付けられたプレート４０を右する。プレート
４０は、クランクシャツ１３００回転時に、クランク４
１と１ｉ１１じ動程を有しそしてプレート４０が軌道様
式に駆動されるように強制するクランク４３の４個のア
イドラーシャフト４２に結合される。プレート４０は複
数の回転弁４６の駆動軸４５に駆動可能に結合される。

１個のそのような回転弁４６が各シリンダのヘッドに取
付けられ、駆動力は英Ｉ１１特許願第８７２０４９４号
に含まれる形式のリンク化１１）４７によって回転弁４
Ｇに伝達される。リンク仕掛４７は回転弁４６の駆動軸
４５を、シリンダの点火順序に関Ｊる要求調時を提供す
るため適１［位相関係を以て、プレート４０に結合する
。典型的に、シリンダの点火順序は１４Δ：１４Ｃ：１
４１３：１４Ｄであり、シリンダ１４Ａ、１４１３とシ
リンダ１４Ｃ，１４Ｄは、それぞれ、ビーム１１のピボ
ット＠線の同側に位置り゛る。

以上説明された機関においては、ビーム１１が）駆動す
る平面に対して横方向のクランクピン３１の運動を切り
頗１１必要があるから、ビーム１１からクランクシャフ
ト３０へ伝達されるトルクは実！１的に正弦波状である
。即ち、ピストン１５がそれらの行程の中間点に在ると
ぎ最高であり、ぞして上死点及び下死点に在るとき最低
である。クランクシャフト３０への大質的に一様のトル
ク伝達は、４１１ｉＪのピストン１５のそのような２個
の列を背中合わせに配列し、第４図に示されるように、
一方の列のビーム１１が他力の列のビーム１１′に対し
直角に配置されることにより達成される。

第４図に丞されるように、４個のピストンの２個の列を
組合わせることによって構成される８シリンダ機関は、
２個のクランクピン３１．３１’によって画成されるＺ
−クランクを有するクランクシャフトドを右する。即ち
、クランクピン３１は第１の列のピストン１５と組合わ
された軸受２５内に配置され、他力のクランクピン３１
′は第２の列のピストン１５“と組合わされた軸受２５
′内に配置される。これを達成するには、ピストン１５
．１５’　は、第１の列のピストン１５が上死点または
下死点に位置するとき、第２の列のピストン１５′がそ
れらの行程の中間点に位ＶＩｉｌｊるように位相を付与
されなくてはならない。従って、全８個のピストン１５
．１５’　は順次に発火するように構成される。

以上説明された８シリンダ礪関においては、ピストン１
５．１５’の運動は回転偶力を誘起する。

この偶力はクランクシレフト３０上の釣合いおもりによ
って、またｔよ、回転弁を駆ｖＪするプレート４０によ
って平衡される。

第５図にボされるように、連接棒１５にＪ：ってピスト
ン１５をビーム１１と結合することに代えて、ピストン
６０は玉継手６１によって各ビーム１１の各端に結合さ
れ１１ノる。ピストン６０はピストン１５のスカート部
分６３に形成される閉鎖されたシリンダ６２内に配置さ
れ、シリンダ６２はピストン１５の運動方向に対し横筋
方向に延びる。

ビーム１１はピストン１５がその上死点に位置するとき
１継−ｆ＝６１がピストン１５の軸線上に位置され、従
ってピストン１５が下方へ１７　！ｌｌするにつれて、
ビス１〜ン６０が７Ｉ：（図面上）へ向かってシリンダ
６２内方に、ピストン１５の（Ｉ稈の中間点が到達され
るまで、変位され、そのあと、ピストン６０は、下死点
において、玉継手６１が再びピストン１５の軸線と整合
δれるまで右へ変位される。

ピストン１５のスカート部分６３はビーム１１のピボッ
トピン１２に隣接する側において切断されており、それ
により、ピストン１５がその下死点に位に￥するとぎビ
ーム１１のために隙間を提供する。

シリンダ６２は対のビーム１１と組合わされた他力のピ
ストン１５に配されたＩＵ１様のシリンダと相ｎ結合さ
れる。さらに該ピストン１５はビーム１１を貫く通路６
７とビーム１１のピボットピン１２の弧形の周溝６８と
によって、第６図に示されるように、油管路６５と接続
される。油管路６５との接続は１対の逆止め弁６９と７
０との龍で為される。逆止め弁６９及び７０は油がリザ
ーバ７１から流れモして送出管路７２へ流れるのを許す
。ピストン６０が右方へ運動するとともに、油。

はりデーパ７１から引き出され（逆止め弁６９を経てシ
リンダ６２内に入り、そしてピストン６゜が〕１．方へ
運ｆＪＪ″！ｌるとともに、油はシリンダ６２がら押し
出されて逆止め弁７０を経（送出管路７２へ入る。１対
のビーム１１と結合されたピストン１５と組合わされた
全ピストン６０は同時に働く。

第５図に示されるように、ｎ管孔７５がシリンダ６２の
ｍ［からピストン１５の壁まで設けられ得る。毛管孔７
５はピストン１５内の円形の凹所７６′ｃあってピスト
ン６２と面積において等しいものに聞いている。ピスト
ン６２が左へ運ａするにつれて、油は、毛管孔７５を通
じて凹所７６内へ押し出され、それによって、ピストン
１５へ供給されるツノと釣合う流体静力学的平衡パッド
を提供する。

送出管路７２に油を圧送することに加えて、圧力下の油
は直接にシリンダ６２から抽出され得、それにＪ、って
、ピストン１５の壁、ピボットピン１２またはトラニオ
ン２６などの軸受のための潤滑を１１い青る。

様々の修正が本発明から逸脱することなしに為され得る
。例えば、以上にＪ３いては４行程機関が説明されたが
、本願に包含される機関禍或は２行程機関にも適用可能
である。また、本発明の機関には回転弁機構が特に！Ｉ
Ｃ適であるが、その他の形式の弁装置、例えば在米のポ
ペット型の弁、も使用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って形成された４シリンダ機関のビ
ーム／ピストン組立体を示す斜視図、第２図は第１図に
示された１ａＩｌｌのビーム／クランクシャフト組立体
を示す部分曲面図、第３図は第１図に示されたｉ関の弁
装置の構成をホＪ゛図血、第４図は第１図に示された機
関に填く８シリンダ機閏のビーム／クランクシヤフト紺
立体を示す部分曲面図、第５図はピストンをビームに結
合する一代替方法を示す詳細な部分断面図、第６図は第
５図に承された修正形式にＭく浦分配系統を示ｔｉｔｔ
略図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中心のピボットピン（１２）に取付けられたビー
ム（１１）であつてクレードルを構成するものと、おの
おのシリンダ（１４）内に摺動自在に配置されそしてお
のおのビーム（１１）の反対端に作用する１対のピスト
ン（１５）と、前記クレードルを構成するビーム（１１
）内に１対のトラニオン（２６）を介してそれを中心と
して枢動し得るように取付けられた軸受（２５）であつ
てそのピボット軸線がビーム（１１）のピボット軸線に
対して直角を成すものとを有する内燃機関において、前
記ピボット軸線がシリンダ（１４）の軸線に対して横手
方向の共通平面内に位置し、屈曲したクランクピン（３
１）を有するクランクシャフト（３０）がその回転軸線
がシリンダ（１４）に対してその長手方向に延びて軸受
（２５）のピボット軸線とビーム（１１）のピボット軸
線との交差点を通過するように取付けられ、クランクピ
ン（３１）が軸受（２５）内に位置されることを特徴と
する内燃機関。
（２）特許請求の範囲第１項記載の内燃機関において、
前記クレードルが、共通軸線を中心として枢動可能に取
付けられた１対のビーム（１１）と、ビーム（１１）を
相互に結合する１対の横部材（１３）とによつて構成さ
れ、トラニオン（２６）が軸受を介して横部材（１３）
に取付けられることを特徴とする内燃機関。
（３）特許請求の範囲第２項記載の内燃機関において、
各個のピストン（１５）が各ビーム（１１）の各端に結
合されることを特徴とする内燃機関。
（４）特許請求の範囲第１項から第３項の何れか一つの
項に記載される内燃機関において、各ピストン（１５）
が、一端においてピストン（１５）にそして他端におい
てビーム（１１）にそれぞれ枢動可能に結合される連接
棒（１７）によつて、その関連ビーム（１１）に結合さ
れることを特徴とする内燃機関。
（５）特許請求の範囲第１項から第３項の何れか一つの
項に記載される内燃機関において、ピストン（１５）が
、そのシリンダ（１４）内におけるその運動方向に対し
て横断方向へのビーム（１１）の相対運動を可能にする
手段、即ちピストン（６０）、玉継手（６１）及びシリ
ンダ（６２）、によつてビーム（１１）の関連端に結合
されることを特徴とする内燃機関。
（６）特許請求の範囲第５項記載の内燃機関において、
補助のピストン（６０）が玉継手（６１）によつてビー
ム（１１）の端に結合され、前記補助のピストン（６０
）が主たるピストン（１５）のスカート部分（６３）に
位置される横手のシリンダ（６２）内に摺動自在に配置
され、それにより補助のピストン（６０）が前記シリン
ダ（６２）内に出入してピストン（１５）とビーム（１
１）との間の相対横運動に対応するように運動し得るこ
とを特徴とする内燃機関。
（７）特許請求の範囲第６項記載の内燃機関において、
前記シリンダ（６２）が油管路（６５）に接続され、従
つてシリンダ（６２）内における補助のピストン（６０
）の連動に伴つて、油がリザーバ（７１）から送出管路
（７２）へ圧送されることを特徴とする内燃機関。
（８）特許請求の範囲第７項記載の内燃機関において、
毛管孔（７５）がシリンダ（６２）の閉端をピストン（
１５）の壁の凹所（７６）に接続することと、ピストン
（１５）に及ぼされる横方向力の流体静力学的平衡を提
供するように、前記凹所（７６）が補助のシリンダ（６
２）と実質的に同じ面積にされることとを特徴とする内
燃機関。
（９）特許請求の範囲第１項から第８項の何れか一つの
項に記載される内燃機関において、各シリンダ（１４）
が回転弁（４６）を有し、前記回転弁（４６）がクラン
クシヤフト（３０）のクランク（４１）に取付けられた
プレート（４０）によつて駆動され、前記プレート（４
０）が軌道運動を行うように強制されそしてリンク仕掛
（４７）によつて回転弁（４６）に結合され、前記リン
ク仕掛（４７）がプレート（４０）の軌道連動を回転弁
（４６）の駆動軸（４５）に伝達するように構成される
ことを特徴とする内燃機関。
（１０）特許請求の範囲第１項から第９項の何れか一つ
の項に記載される内燃機関において、釣合いおもりが軸
受（２５）の両側に設置され、前記釣合いおもりの質量
の中心が、ピストン（１５）の連動によつて誘起される
揺動連動を平衡させるように、トラニオン（２６）の軸
線及びクランクピン（３１）の軸線に対して相互に垂直
である軸線上に配置されることを特徴とする内燃機関。
（１１）特許請求の範囲第１項から第１０項の何れか一
つの項に記載される２個のビーム組立体の一方のビーム
組立体（１１、１３）が他力のビーム組立体（１１′、
１３′）に対して９０°の角度を成して背中合わせに配
置され、これら２個のビーム組立体が共通のクランクシ
ャフト（３０）によつて相互に結合され、前記クランク
シヤフト（３０）が、ビーム組立体（１１、１３；１１
′、１３′）のおのおのと組合わされる軸受（２５、２
５′）内に配置される２個のクランクピン（３１、３１
′）を画成するＺ−クランクを有することを特徴とする
内燃機関。
（１２）特許請求の範囲第１１項記載の内燃機関におい
て、釣合いおもりが２組のピストン（１５）の運動によ
つて誘起される回転偶力を平衡させるようにクランクシ
ャフト（３０）に設置されることを特徴とする内燃機関
。
（１３）特許請求の範囲第１１項記載の内燃機関におい
て、各ビーム組立体と組合わされた複数のシリンダ（１
４）の組が回転弁（４６）を設けられ、各組と組合わさ
れた回転弁（４６）が、前記クランクシャフト（３０）
のクランク（４１）に取付けられそして軌道様式で運動
するように強制されるプレート（４０）によつて駆動さ
れ、前記プレート（４０）がピストン（１５）の運動に
よつて誘起される回転偶力を平衡させるように配列され
ていることを特徴とする内燃機関。