(57)【要約】【課題】内燃機関等のピストン伝達構造において、出力トルクを飛躍的に増大させて、エネルギーロスを最大限低減すること。【解決手段】クランクシャフト７を左右対称にして二軸で構成し、この二軸のクランクシャフト７ａ，７ｂにギア部８を形成してこのギア部８を相互に噛合させ、ピストン２に連結されたコンロッド３の下端に設けた基軸に枢支されて角度開閉自在なリンクジョイント９の一方のアームエンドと他方のアームエンドを上記二軸のクランクシャフト９ａ，（９ｂ）のそれぞれのクランクピン１１に回転可能に連結したこと。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを左右対称にして二軸で構成し、この二軸のクランクシャフトにギア部を形成してこのギア部を相互に噛合させ、ピストンに連結されたコンロッドの下端に設けた基軸に枢支されて角度開閉自在なリンクジョイントの一方のアームエンドと他方のアームエンドを上記二軸のクランクシャフトのそれぞれのクランクピンに回転可能に連結したことを特徴とする二軸クランクシャフトのピストン伝達構造。
【請求項２】
上記ピストンが下死点にあるとき、上記リンクジョイントの最大開放角度を１８０度未満となるように設定した請求項１に記載の二軸クランクシャフトのピストン伝達構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、クランクシャフトのピストン伝達構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  内燃機関において、ピストンの上下運動は、コンロッドを介したクランクシャフトの回転運動によって行なわれるが、現在までの内燃機関の構造は、一本で構成されたクランクシャフトの回転運動が、コンロッドにより上下揺動運動に変換され、これにより、ピストンが上下摺動運動する仕組みとなっている。つまり、従来の内燃機関は、４サイクルでも２サイクルでも、一本のクランクシャフトが出力軸となっており、またこれは、ガソリンエンジンでもディーゼルエンジンでも同様である。そして、この内燃機関では、圧縮後の爆発エネルギーをクランクシャフトで受けて機械的回転エネルギーに変換して、トルクを発生し、出力を得ている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  ところが、従来の内燃機関によると、ピストンの上死点近くでクランクシャフトとコンロッドとピストンが一直線になった時、爆発力はクランクシャフトを加圧するのみで、トルクにはならない。また、上死点を過ぎて初めてトルク成分が発生するが、コンロッドが一定の角度になるまでは力の分散力学上、このトルク成分は微少にしか出ず、エネルギーロスが大きいという問題があった。【０００４】  他方、これまでの内燃機関の場合、燃料の効率燃焼化、バルブタイミングコントロール、減速時のブレーキエネルギー回収、充電利用のハイブリッド方式等の技術で省燃費効果を図ってきたが、その効果はゆるやかなものであった。【０００５】  本発明は、内燃機関等のピストン伝達構造において、出力トルクを飛躍的に増大させて、エネルギーロスを最大限低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明者は、クランクシャフトは一本であるとの従来概念を払拭し、敢えてこれを二本で設計することで、出力トルクが増大することを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、クランクシャフトを左右対称にして二軸で構成し、この二軸のクランクシャフトにギア部を形成してこのギア部を相互に噛合させ、ピストンに連結されたコンロッドの下端に設けた基軸に枢支されて角度開閉自在なリンクジョイントの一方のアームエンドと他方のアームエンドを上記二軸のクランクシャフトのそれぞれのクランクピンに回転可能に連結したことを特徴とする二軸クランクシャフトのピストン伝達構造である。
【発明の効果】
【０００７】  クランクシャフトを左右対称の二軸で構成し、この二軸のクランクシャフトをリンクジョイントを介してコンロッドに連結したことで、トルク発生角度をピストンの上死点近くで作ることができるようになる。その結果、上死点近くからでもトルク成分が多く回収されて出力トルクが飛躍的に増大し、エネルギーロスを最大限低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】  以下に、本発明を実施するための最良の形態を実施例によって説明する。
【実施例】
【０００９】  シリンダブロック１の内壁には、ピストン２が上下摺動自在に摺接していて、このピストン２内の中心からコンロッド３が回転可能に枢支されている。シリンダブロック１の上壁にはバルブ４が配設され、ピストン２上面とシリンダブロック１上壁内面とで作られる空間が燃焼室５となっている。【００１０】  シリンダブロック１の下部には、クランクシャフトの収納室６が形成されている。そして、この収納室６には、クランクシャフト７が配設されている。クランクシャフト７は、左右対称の二軸で構成され、この二軸の左クランクシャフト７ａと右クランクシャフト７ｂにはギア部８が形成され、両クランクシャフト７ａ，７ｂはこのギア部８で噛合され、同期回転可能となっている。【００１１】  この両クランクシャフト７ａ，７ｂを噛合状態で矢印方向に回転させるため、リンクジョイント９が用いられる。リンクジョイント９は、二本のジョイントアーム９ａ，９ｂで構成され、それぞれの上端がコンロッド３の下端に設けられた基軸１０で回転可能に連結枢支されている。したがって、リンクジョイント９は、基軸１０を中心に開閉方向に回転する。そして、ジョイントアーム９ａ，９ｂのアームエンドが、二軸の左クランクシャフト７ａと右クランクシャフト７ｂのそれぞれのクランクピン１１と回転可能に連結されている。【００１２】  なお、リンクジョイント９の最大開放角度は、ピストン２が下死点位置にあるとき、１８０度未満に設定されている。【００１３】  以下に、作用を説明する。
ピストン２が上死点位置にあるとき、クランクピン１１の上死点は実線位置にある。この状態で、燃焼室５で爆発が起こると、ピストン２の下降に伴い、コンロッド３に発生した下向きの力がリンクジョイント９の二本のジョイントアーム９ａ，９ｂに分散する。二軸の左クランクシャフト７ａと右クランクシャフト７ｂは、ギヤ部８で噛合して同期回転が可能となっているので、ジョイントアーム９ａ，９ｂに分散した力が両クランクシャフト７ａ，７ｂに即座に働き、両クランクシャフト７ａ，７ｂを矢印方向に同期回転させ、その初期回転の段階で、トルクを発生させる。【００１４】  この状態が継続すると、ジョイントアーム９ａ，９ｂはその開放角度がさらに広がり、ある角度になると、二本のジョイントアーム９ａ，９ｂと一本のコンロッド３からなる力の合成理論により、トルク効果が強まり、両クランクシャフト７ａ，７ｂのそれぞれに与えるトルク力が大きく作用する。そして、このトルク力は、リンクジョイント９の最大解放角度に設定された１８０度未満になるまで、すなわちクランクピン１１を二点鎖線で示した下死点位置まで続く。以上の動作により、出力トルクが飛躍的に増大し、エネルギーロスを最大限低減することができる。そして、ピストン２が下死点位置にくると、両クランクシャフト７ａ，７ｂの惰性回転で、リンクジョイント９、コンロッド３を押し上げ、ピストン３を元の上死点位置に復帰させる。【００１５】  以上、本実施例では内燃機関を例にとって説明したが、本発明は、内燃機関に限られず、例えば圧縮空気を使用したコンプレッサ等のピストン伝達構造に利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】  本発明による二軸クランクシャフトのピストン伝達構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】２    ピストン
３    コンロッド
７    クランクシャフト
７ａ  左クランクシャフト
７ｂ  右クランクシャフト
８    ギア部
９    リンクジョイント
９ａ  ジョイントアーム
９ｂ  ジョイントアーム
１０  基軸
１１  クランクピン
【図１】
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