(57)【要約】【課題】クランク軸に対するピストンの動力伝達効率を向上させる。【解決手段】ピストン１の往復動は、コンロッド５を介してクランク軸６の回転運動に変換される。コンロッド５は第１部分５ａと第２部分５ｂとを結節ピン８で連結した構造であり、燃焼圧が最大になる状態ではコンロッド５は真っ直ぐ延びていて、クランクアームは大凡９０度程度の回転角度になっている。０このため、ピストン１の力を効率良くクランク軸６に伝達できる。ピストン１の上昇行程ではコンロッド５が曲がることで、ピストン１が突っ張ることが防止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボアを往復動するピストンと、クランクアームを介してクランクピンが設けられたクランク軸とを有しており、前記ピストンとクランクピンとを、前記クランクピンの往復動がクランク軸の回転に変換するコンロッドで連結している構成であって、
前記コンロッドは、前記ピストンが上死点に位置しているときにクランクアームが上死点を超えた回転角度になるように伸縮可能になっている、
内燃機関。
【請求項２】
前記コンロッドは、屈曲可能に連結された第１部分と第２部分とからなるリンク式になっており、クランク軸の回転に連動して前記第１部分と第２部分との屈曲の度合いを自動的に変える調整手段を備えている、
請求項１に記載した内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ピストンの往復動がクランク軸の回転に変換されるレシプロ式内燃機関  に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レシプロ式内燃機関では、クランクアームは９０度程度回転した状態で押されたときに最も動力伝達効率が良いが、一般に、クランクピンが上死点にあるときクランクアームの回転角は０度になっている一方、燃焼圧は爆発行程でピストンが上死点から下降する初期において最大になるため、最適な動力変換効率を実現できていないという問題がある。
【０００３】
この点、特許文献１では、コンロッドを曲がった形状に形成すると共に、クランク軸の軸心をシリンダボアの軸心から大きくずらすことにより、クランクピンが上死点のときにクランクアームを僅かの角度を持つように、クランクピンの位相とクランクアームの位相とを変えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１７２１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、クランク軸の軸心がシリンダボアの軸心から大きくずれていることにより、クランクピンの動力をクランクアームの回動に変換する機能は多少は優れていると言えるが、クランクピンに最も大きな爆発力が作用する状態でクランクアームの角度は従来とさほど違いはないため、動力変換効率を向上できるか否か疑問である。また、クランク軸の軸心がシリンダボアの軸心から大きく偏芯していると、クランクピンとシリンダボアとが片当たり状態になるため、クランクピン及びクランクアームの磨耗が促進される可能性もある。
【０００６】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、シリンダボアを往復動するピストンと、クランクアームを介してクランクピンが設けられたクランク軸とを有しており、前記ピストンとクランクピンとを、前記クランクピンの往復動がクランク軸の回転に変換するコンロッドで連結している構成において、前記コンロッドは、前記ピストンが上死点に位置しているときにクランクアームが上死点を超えた回転角度になるように伸縮可能になっている。
【０００８】
請求項２は請求項１の発明を具体化したものであり、この発明では、前記コンロッドは、屈曲可能に連結された第１部分と第２部分とからなるリンク式になっており、クランク軸の回転に連動して前記第１部分と第２部分との屈曲の度合いを自動的に変える調整手段を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明では、コンロッドが動きながら伸縮することにより、ピストンに最も大きな爆発力が作用する状態（燃焼室が最大圧の状態）でクランクアームを９０度程度の回転角度にすることができるため、ピストンに作用した爆発力を効率良くクランク軸の回転に変換できる。これにより、出力・燃費を向上できる。
【００１０】
また、燃焼圧が最大のときにクランクアームに対して大きなモーメントを作用させることができるため、クランクアームの回動速度とピストンの下降速度とを従来よりも速くすることができるのであり、これにより、ノッキングも防止又は著しく抑制できる。
【００１１】
更に、コンロッドが伸縮しながら動くため、クランク軸の軸心をシリンダボアの軸芯から大きくずらすような処置は不要であり、このため、ピストンとシリンダボアとが片当たりする現象を防止又は抑制して、ピストン及びシリンダボアの磨耗も抑制できる。
【００１２】
コンロッドの伸縮手段として請求項２のように調整手段で自動伸縮するリンク式を採用すると、構造を簡単化できて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】構造及び動きを説明するための概略図である。
【図２】伸縮機構を説明するための図で、（Ａ）はクランクアームと第１部分との関係を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は第１部分と第２部分との連結関係を示す正面図、（Ｄ）は（Ｃ）のＤ−Ｄ視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。内燃機関の基本構成は従来と同様であり、ピストン１が摺動自在に嵌まったシリンダボア２を有するシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上面に固定されたシリンダヘッド４と、コンロッド５を介してピストン１の往復動を回転運動に変換するクランク軸６とを有している。
【００１５】
クランク軸６は、ジャーナルで回転自在に保持された中心軸６ａと、中心軸６ａから半径外向きに突出したクランクアーム６ｂの対と、クランクアーム６ｂの対の先端部に取り付けたクランクピン６ｃとを有している。
【００１６】
コンロッド５は、ピストンピン７にてピストン１に連結された第１部分５ａと、クランクピン６ｃに連結された第２部分５ｂとを有しており、両者は結節ピン８によって屈曲自在に連結されている。従って、コンロッド５はリンク方式になっている。
【００１７】
まず、動きを説明する。図１（Ａ）に示すように、ピストン１が上死点にあるときにはクランクアーム６ｂは例えば４５度程度の角度であり、この状態でコンロッド５は延び切っている。そして、図１（Ｂ）に示すように、燃焼室の燃焼圧が最大になる程度にピストン１が下降した状態でクランクアーム６ｂは９０度程度の角度であり、これにより、理想的な動力変換効率を確保できる。
【００１８】
コンロッド５は、ピストン１が下死点に至るまでは直線状に延びた状態であり（図１（Ｃ）参照）、図１（Ｄ）に示すように、ピストン１が下死点から上昇行程に移行する状態では屈曲しており、ピストン１が上死点近傍まで上昇する直前ではコンロッド５は大きく屈曲しており、上昇行程で第１部分５ａと第２部分５ｂとは屈曲角度を徐々に大きくしながら上昇し、ピストン１が上死点を超えるのと同時に図１（Ａ）に示す直線状態になる。
【００１９】
図２（Ｂ）は、自動的に屈伸させる調節手段の具体的な構成を示している。まず、クランクアーム６ｂと第２部分５ｂとの関係では、第２部分５ｂはクランクピン６ｃと同心の第１ギア９を回転自在に保持する一方、クランクアーム６ｂに、第１ギア９に噛合する第２ギア１０を固定している。これにより、クランクアーム６ｂの回動によって、当該クランクアーム６ｂと第２部分５ｂとの相対的な姿勢が強制的に変化させられる。
【００２０】
次に、第１部分５ａとの第２部分５ｂとの関係では、図２（Ｃ）（Ｄ）に示すように、第２部分５ｂに第１部分５ａとの相対姿勢を規制する第１ストッパー１２と第２ストッパー１３とを設けることにより、両者の屈曲範囲を規制している。第２ストッパー１３により、第１部分５ａと第２部分５ｂとが直線状に延びた状態で保持される。
【００２１】
そして、第１部分５ａに設けたばね（線ばね又は板ばね）１４を第１部分５ａに設けたばね受けストッパー１５で支持することにより、両者が曲がった姿勢に移行し勝手となるように付勢している。これにより、ピストン１が上昇行程に移行したときにコンロッド５は屈曲勝手になって、コンロッド５の突っ張りが防止される。
【００２２】
コンロッドを自動的に屈伸させる手段は他の構成も採用できる。また、コンロッドをテレスコープ式に構成して、クランク軸の回転に応じて伸縮するように構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本願発明は内燃機関に具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００２４】
１  ピストン
２  シリンダボア
３  シリンダブロック
５  コンロッド
５ａ  第１部分
５ｂ  第２部分
６  クランク軸
６ａ  中心軸
６ｂ  クランクアーム
６ｃ  クランクピン６ｃ                                                          ７  ピストンピン
８  結節ピン
【図１】
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【図２】
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