JPH09242559A - 往復ピストン機械、特に内燃機関のための内サイクロイド式クランク装置 - Google Patents

往復ピストン機械、特に内燃機関のための内サイクロイド式クランク装置

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JPH09242559A
JPH09242559A JP9045959A JP4595997A JPH09242559A JP H09242559 A JPH09242559 A JP H09242559A JP 9045959 A JP9045959 A JP 9045959A JP 4595997 A JP4595997 A JP 4595997A JP H09242559 A JPH09242559 A JP H09242559A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 往復／案内軸の一体形成を可能にする、内サ
イクロイド式直線案内装置の軸固定の要素を提供する。 【解決手段】 往復ピストン機械、特に内燃機関の内サ
イクロイド式クランク装置は、同期回転連結された主ク
ランク軸５のクランクアーム７に回転軸承されて配置さ
れた往復／案内軸１２を備えている。この往復／案内軸
１２は直交する直線案内装置１３を介して制御される、
往復駆動されるピストン連接棒８のための往復偏心体１
１を備えている。往復／案内軸１２は内サイクロイド式
直線案内装置１３の軸側の案内要素として、案内偏心体
１４または偏心した案内ピンを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸延長部を介して
機械ケーシングに軸承されたクランク軸を備え、このク
ランク軸が伝動軸を介して同期回転するよう連結された
クランクアームを備え、このクランクアームに、組み合
わせられた往復／案内軸が偏心して回転軸承され、往復
／案内軸に相対回転しないように連結された往復偏心体
によって連接棒が往復駆動されるように、往復／案内軸
が内サイクロイド式直線案内装置の軸固定された要素を
介して回転制御される、ＷＯ９２／１７６９４（＝ＰＣ
Ｔ／ＧＲ９１／００００４）記載の、往復ピストン機
械、特に内燃機関のための内サイクロイド式クランク装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この文献から、内サイクロイド式クラン
ク装置が知られている。この場合、組み合わせられた往
復／案内軸の回転制御のために役立つ軸固定の要素が、
往復／案内軸のつりあい質量の間に設けられた歯車とし
て形成されている。この歯車は機械ケーシング内に配置
された内歯リムと共に、直交する直線的な案内運動を生
じるための公知の対のカルダン円としての働きをする。
【０００３】少なくとも一方のつりあい質量に面一に当
接する端面を備えた歯車のこの公知の配置構造は、往復
／案内軸から分離して歯車を製作する必要がある。これ
は製作コストが高くつくので不利である。特に、往復／
案内軸を必ず組み込む必要がある多シリンダ型往復ピス
トン機械の場合に、この製作コストは一層高くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、上記種類の内サイクロイド式クランク装置の組み
合わせられた往復／案内軸のために、往復／案内軸の一
体形成を可能にする、内サイクロイド式直線案内装置の
軸固定の要素を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項１に従
って、往復／案内軸の軸固定の要素が、内サイクロイド
式直線案内装置と協働する案内偏心体であることによっ
て解決される。
【０００６】公知の案内歯車の代わりに使用される、例
えば上記種類の内サイクロイド式クランク装置に関する
フランス国特許第１００３２２２号明細書からそれ自体
知られている案内偏心体は、組み合わせられた往復／案
内軸の一体形成を可能にするので有利である。
【０００７】本発明に従って設けられた案内偏心体は、
機械ケーシング内または機械ケーシング上で移動可能に
案内された直線案内要素（連結部材；揺動体またはころ
がり軸受）と協働して、例えば往復ピストン式内燃機関
におけるガスの力のような、案内偏心体に作用する力
を、機械ケーシングに形成または配置された案内面に対
して直接的に有利に支持することを可能にする。
【０００８】機械ケーシングに対する力の有利な支持
は、例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第４１０８３
１１号公報から知られている、内サイクロイド式クラン
ク装置の直線案内装置としてのワットリンクによって達
成され、案内偏心体に軸承配置された連結部材によって
クランク装置の構造空間内の必要スペースが狭くて済む
という構造的な利点をもたらす。この連結部材は機械ケ
ーシングの外側に枢着された揺動アームを介して案内さ
れている。
【０００９】ワットリンクによるこの有利な力支持は、
軸方向に互いに間隔をおいて往復／案内軸に配置された
連接棒／往復偏心体を備えた多シリンダ型往復ピストン
機械において、ドイツ連邦共和国特許出願第１９５０４
８９０号明細書および同第１９５０９１５５号明細書で
種類の異なる内サイクロイド式伝動装置についてそれ自
体提案されているように、往復偏心体の間のほぼ中央に
配置された案内偏心体と協働するよう１個のワットリン
クを設けることにより、内サイクロイド式クランク装置
の構造的コストを少なくするという利点がある。
【００１０】ワットリンクの上記の中央配置は、クラン
ク軸の両側に配置された対のシリンダ内のピストンの同
じ方向に往復運動する連接棒のための、往復／案内軸上
に設けられた往復偏心体を備えた多シリンダ型往復ピス
トン機械にとって特に有利である。この場合、連接棒に
対して直交するよう案内されたワットリンクの連結部材
の締付けを案内ストローク全体にわたって確実に回避す
るために、上述のドイツ連邦共和国特許出願第１９５０
４８９０号明細書で提案および詳しく説明されているよ
うに、揺動アームは少なくとも機械ケーシング側の枢着
個所で、寸法誤差を補正するための手段としての、回転
および固定可能に形成された調節偏心体に連結されてい
る。
【００１１】強度および質量つりあいに関して有利な往
復／案内軸は、数個所で曲げられた副クランク軸として
形成されている。この場合、往復偏心体と案内偏心体は
それぞれ、強度上出力に関連する直径のピンとして形成
されている。同期回転連結された主クランク軸のクラン
クアームの穴に、端側の軸承ピンを介して回転軸承され
たこの副クランク軸は、一体に形成または製作されてい
ると有利である。このように形成され、両端を支持した
曲げ梁と見なされるこの副クランク軸は、最大曲げモー
メントの範囲に、ピンとして形成された案内偏心体を備
えている。この案内偏心体はこの採寸によるその質量と
関与するアーム質量とによって、直径方向に配置され関
与するアーム質量を有する小さな寸法の往復偏心体ピン
に対して、副クランク軸の回転軸線回りにほぼ質量つり
合いを生じる。
【００１２】クランクアームの外周に設けられた歯と協
働する伝動軸は、高速回転するよう変速するために適し
ている。主クランク軸の軸延長部上の別個の伝動歯車と
協働する伝動軸は、低速回転するよう変速するために有
利である。各々の場合、それぞれの伝動軸は更に、機械
固有の機器およびまたは機械から離れた機器を駆動する
働きをする。
【００１３】各々の伝動軸は好ましくは機械ケーシング
内においてワットリンクの揺動アームが設けられていな
い範囲に、特に連結部材の運動軌道の側方に配置されて
いる。それによって、伝動軸はケーシング輪郭内にとど
まる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図において透視画法で示した実施
の形態に基づいて本発明を説明する。図に一部を略示し
た、特に内燃機関としての働きをする往復ピストン機械
１は、内サイクロイド式クランク装置２を備えている。
このクランク装置２は軸延長部４を介して機械ケーシン
グ３に軸承された第１のクランク軸５を備えている。こ
のクランク軸は伝動軸６を介して同期回転するよう連結
されたクランクアーム７を備えている。
【００１５】対をなして対向に配置されたシリンダ１
０，１０′内のピストン９のための同じ方向に往復運動
する連接棒８と、第１のクランク軸５との駆動連結は、
組み合わせられた往復／案内軸１２の往復偏心体すなわ
ちクランクピン１１を介して行われる。この往復／案内
軸は第１のクランク軸５のクランクアーム７に回転する
よう軸承されている。
【００１６】往復／案内軸１２の両往復偏心体すなわち
クランクピン１１は本発明に従って、内サイクロイド式
直線案内装置１３と協働する案内偏心体すなわち案内ピ
ン１４を介して互いに相対回転しないよう連結されてい
る。直線案内装置１３は特に、往復運動する連接棒８に
対して直交して機械ケーシング３に動くことができるよ
うに案内された直線案内要素１５を備えている。この直
線案内要素は機械ケーシング３に枢着された揺動アーム
１６を介して案内されたワットリンク１７の連結部材と
して形成されている。好ましくは、軸方向に離れている
往復偏心体すなわちクランクピン１１の間において、往
復／案内軸１２は連接棒８の間に１個のワットリンク１
７のための案内偏心体すなわち案内ピン１４を中央に備
えている。それによって、必要スペースが狭くて強度的
に有利な直線案内装置１３が得られる。この直線案内装
置は更に、組み立てが簡単で外部から調節しやすい。
【００１７】この調節は本発明の実施形によれば例え
ば、連接棒８の間の中央に設けられたワットリンク１７
の揺動アーム１６の少なくとも機械ケーシング側の枢着
個所１８が、寸法誤差を補正するための手段として、回
転可能および固定可能に形成された調節偏心体１９を備
えていることによって達成される。
【００１８】曲げに対して強い往復／案内軸１２を得る
ために、往復偏心体１１と案内偏心体１４はそれぞれ、
複数回曲げられた一体の副クランク軸２０のピンとして
形成されている。この副クランク軸は一体に形成された
ジャーナル２１を介して、主クランク軸５のクランクア
ーム７の偏心配置された穴２２に回転するよう軸承され
ている。
【００１９】図から更に判るように、主クランク軸５の
クランクアーム７は、伝動軸６上の伝動歯車２４にかみ
合わせるために、それぞれの外周に歯２３を備えてい
る。連結部材１５の直交運動軌道の側方において機械ケ
ーシング３に配置された伝動軸６は、上述の構造では変
速されて高速回転する。伝動軸は機械外部または機械内
部の補助機器を駆動するために役立つ。
【００２０】変速されて減速またはゆっくり回転する、
大きな直径の伝動歯車を有する伝動軸は図示していな
い。この伝動歯車は主クランク軸５の軸延長部４上の比
較的に小さな伝動歯車にかみ合っている。
【図面の簡単な説明】
【図１】往復ピストン機械のクランク装置の概略的な斜
視図である。
【符号の説明】
３ 機械ケーシング ４ 軸延長部 ５ クランク軸 ６ 伝動軸 ７ クランクアーム ８ 連接棒 ９ ピストン １０，１０′ シリンダ １１ 往復偏心体 １２ 往復／案内軸 １３ 直線案内装置 １４ 案内偏心体 １５ 連結部材 １６ 揺動アーム １７ ワットリンク １８ 枢着個所 １９ 調節偏心体 ２０ 副クランク軸 ２１ ジャーナル ２２ 穴 ２３ 歯 ２４ 伝動歯車

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸延長部（４）を介して機械ケーシング
    （３）に軸承されたクランク軸（５）を備え、このクラ
    ンク軸が伝動軸（６）を介して同期回転するよう連結さ
    れたクランクアーム（７）を備え、このクランクアーム
    に、組み合わせられた往復／案内軸（１２）が偏心して
    回転軸承され、往復／案内軸（１２）に相対回転しない
    ように連結された往復偏心体（１１）によって連接棒
    （８）が往復駆動されるように、往復／案内軸が内サイ
    クロイド式直線案内装置（１３）の軸固定された要素を
    介して回転制御される、往復ピストン機械、特に内燃機
    関のための内サイクロイド式クランク装置において、往
    復／案内軸（１２）の軸固定の要素が、内サイクロイド
    式直線案内装置（１３）と協働する案内偏心体（１４）
    であることを特徴とするクランク装置。
  2. 【請求項２】 案内偏心体（１４）が往復運動する連接
    棒（８）に対して直交し機械ケーシング（３）内または
    機械ケーシング上に移動可能に案内された直線案内要素
    （１５）と協働することを特徴とする請求項１記載のク
    ランク装置。
  3. 【請求項３】 内サイクロイド式直線案内装置（１３）
    がワットリンク（１７）であり、このワットリンクが直
    線案内要素として、機械ケーシング（３）に枢着された
    揺動アーム（１６）を介して案内されかつ案内偏心体
    （１４）に軸承された配置された連結部材（１５）を備
    えていることを特徴とする請求項１または２記載のクラ
    ンク装置。
  4. 【請求項４】 往復／案内軸（１２）が軸方向に互いに
    離して配置された連接棒往復偏心体（１１）を備え、１
    個のワットリンク（１７）が往復偏心体（１１）の間の
    ほぼ中央に配置された案内偏心体（１４）と協働するよ
    う設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいず
    れか一つに記載のクランク装置。
  5. 【請求項５】 往復／案内軸（１２）が、クランク軸
    （５）の両側に配置された対のシリンダ（１０，１
    ０′）内のピストン（８）の同じ方向に往復運動する連
    接棒（８）のための、案内偏心体（１４）に対して直径
    方向に配置された往復偏心体（１１）を備え、連接棒
    （８）の間に設けられたワットリンク（１７）の揺動ア
    ーム（１６）の少なくとも機械ケーシング側の枢着個所
    （１８）が、寸法誤差を補正するための手段として、回
    転および固定可能に形成された調節偏心体（１９）を備
    えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つ
    に記載のクランク装置。
  6. 【請求項６】 往復偏心体（１１）と案内偏心体（１
    ４）がそれぞれ、複数回曲げられ副クランク軸（２０）
    としての働きをする往復／案内軸（１２）のピンとして
    形成され、副クランク軸（２０）が主クランク軸（５）
    のクランクアーム（７）の穴（２２）に回転軸承されて
    いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記
    載のクランク装置。
  7. 【請求項７】 副クランク軸（２０）が一体に形成され
    ていることを特徴とする請求項６記載のクランク装置。
  8. 【請求項８】 主クランク軸（５）のクランクアーム
    （７）が、伝動軸（６）上の伝動歯車（２４）にかみ合
    うために、それぞれの外周に歯（２３）を備えているこ
    とを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のク
    ランク装置。
  9. 【請求項９】 伝動軸（６）の第２の伝動歯車にかみ合
    うために、主クランク軸（５）の各々の軸延長部（４）
    に第１の伝動歯車が設けられていることを特徴とする請
    求項１〜７のいずれか一つに記載のクランク装置。
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