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公開番号2025096898
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212883
出願日2023-12-18
発明の名称往復動内燃機関
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類F16H 19/02 20060101AFI20250623BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】ピストンが大型化しても、ピストンの直線運動を回転運動に変換する直動変換機構における振動を適切に低減可能な往復動内燃機関を提供する。
【解決手段】往復動内燃機関10は、遊星歯車機構1と、クランク部材2と、ピストン部材8と、伝動機構9を収容すると共にリングギヤRGが固定されたケース6と、ピストン部材8に固定された第1ラックギヤ71と、ケース6に対して固定された回転軸心Xpを備えると共に第1ラックギヤ71に噛み合うピニオンギヤ73と、第1ラックギヤ71と平行状に配置されてピニオンギヤ73に噛み合う第2ラックギヤ72を備えたカウンタウェイトWとを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内歯車であるリングギヤと、前記リングギヤに対して回転自在に支持されたキャリヤと、前記キャリヤに対して回転自在に支持され、前記リングギヤに噛み合う遊星ギヤと、を備えた遊星歯車機構と、
前記遊星ギヤと一体的に回転するように連結されたクランク部材と、
前記遊星ギヤの回転軸心である遊星軸心に直交する方向を遊星径方向として、前記クランク部材に対して、前記遊星軸心から前記遊星径方向に離間した位置に設定された入力軸心の回りに相対回転自在に連結されたピストン部材と、
前記キャリヤの回転を出力部材に伝達する伝動機構と、
前記遊星歯車機構、前記クランク部材、前記ピストン部材、及び、前記伝動機構を収容すると共に、前記リングギヤが固定されたケースと、を備え、
前記リングギヤの半径は、前記遊星ギヤの半径の２倍であり、
前記遊星ギヤの半径と、前記遊星軸心と前記入力軸心との前記遊星径方向の距離と、が同じであり、
前記ピストン部材に固定された第１ラックギヤと、
前記ケースに対して固定された回転軸心を備えると共に前記第１ラックギヤに噛み合うピニオンギヤと、
前記第１ラックギヤと平行状に配置されて前記ピニオンギヤに噛み合う第２ラックギヤを備えたカウンタウェイトと、を備える、往復動内燃機関。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記キャリヤの回転軸心であるキャリヤ軸心に沿う方向を軸方向として、
前記クランク部材は、前記キャリヤに対して前記軸方向の両側に分かれて配置された一対のクランク部である第１クランク部と第２クランク部とを備え、
前記ピストン部材は、ピストン本体と、前記ピストン本体に一体的に連結されていると共に前記キャリヤに対して前記軸方向の両側に分かれて配置された一対の連結部である第１連結部と第２連結部とを備え、
前記第１クランク部及び前記第２クランク部は、前記遊星径方向に延在するように配置され、
前記第１連結部が、前記入力軸心の回りに相対回転自在に前記第１クランク部と連結され、
前記第２連結部が、前記入力軸心の回りに相対回転自在に前記第２クランク部と連結され、
前記第１ラックギヤは、前記第１連結部及び前記第２連結部の少なくとも一方に固定されている、請求項１に記載の往復動内燃機関。
【請求項３】
前記ピストン部材が往復運動する方向を往復方向とし、前記往復方向に沿う往復方向視における前記ピストン部材の中心を通り、前記往復方向に平行な軸を往復動軸として、
前記カウンタウェイトは、前記往復動軸と同軸上に配置された筒状部材であり、
少なくとも前記ピストン部材が上死点に位置する状態で、前記カウンタウェイトと前記遊星歯車機構とが、前記往復動軸に直交する方向視で重複するように配置されている、請求項１又は２に記載の往復動内燃機関。
【請求項４】
前記ピストン部材が往復運動する方向を往復方向とし、前記往復方向に沿う往復方向視における前記ピストン部材の中心を通り、前記往復方向に平行な軸を往復動軸として、
前記往復動軸から均等な距離に複数の前記カウンタウェイトが配置され、
複数の前記カウンタウェイトのそれぞれは、前記往復方向に沿って移動するように前記ケースに対して案内されている、請求項１又は２に記載の往復動内燃機関。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動内燃機関に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特開平９－１１９３０１号公報には、往復動内燃機関にも適用可能な動力変換装置として、ピストン（１５）に連結されたコンロッド（３）の往復運動を、遊星歯車機構（４）により出力部材（１０）の回転運動に変換するクランク装置（１）が開示されている（背景技術において括弧内の符号は参照する文献のもの。）。遊星歯車機構（４）は、固定された内歯車であるリングギヤ（２０）と、当該リングギヤ（２０）に噛み合う遊星ギヤ（２１）と、当該遊星ギヤ（２１）を回転自在に支持するキャリヤとして機能するクランクアーム（１１）と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－１１９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような動力変換装置（クランク装置（１））では、コンロッド（３）の往復運動による振動を低減するためにカウンタウェイトが配置されることが多い。上記のクランク装置（１）においても、当該文献の図５に示されているように、遊星ギヤ（２１）、及びキャリヤとして機能するクランクアーム（１１）のそれぞれに、カウンタウェイト（３０，３１）が設けられている。しかし、このクランク装置（１）では、リングギヤ（２０）の内側に、カウンタウェイト（３０，３１）が配置されるため、カウンタウェイトの配置スペースは限られ、例えばピストンが大型になると振動の低減が十分に行えないおそれがある。
【０００５】
上記背景に鑑みて、ピストンが大型化しても、ピストンの直線運動を回転運動に変換する直動変換機構における振動を適切に低減可能な往復動内燃機関の提供が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記に鑑みた往復動内燃機関は、内歯車であるリングギヤと、前記リングギヤに対して回転自在に支持されたキャリヤと、前記キャリヤに対して回転自在に支持され、前記リングギヤに噛み合う遊星ギヤと、を備えた遊星歯車機構と、前記遊星ギヤと一体的に回転するように連結されたクランク部材と、前記遊星ギヤの回転軸心である遊星軸心に直交する方向を遊星径方向として、前記クランク部材に対して、前記遊星軸心から前記遊星径方向に離間した位置に設定された入力軸心の回りに相対回転自在に連結されたピストン部材と、前記キャリヤの回転を出力部材に伝達する伝動機構と、前記遊星歯車機構、前記クランク部材、前記ピストン部材、及び、前記伝動機構を収容すると共に、前記リングギヤが固定されたケースと、を備え、前記リングギヤの半径は、前記遊星ギヤの半径の２倍であり、前記遊星ギヤの半径と、前記遊星軸心と前記入力軸心との前記遊星径方向の距離と、が同じであり、前記ピストン部材に固定された第１ラックギヤと、前記ケースに対して固定された回転軸心を備えると共に前記第１ラックギヤに噛み合うピニオンギヤと、前記第１ラックギヤと平行状に配置されて前記ピニオンギヤに噛み合う第２ラックギヤを備えたカウンタウェイトと、を備える。
【０００７】
この構成によれば、ピストン部材の往復運動を出力部材の回転運動に変換して出力することができる。また、入力軸心が直線状に往復運動するため、ピストン部材の全体も同様に直線状に往復運動する。そして、当該往復運動するピストン部材に固定された第１ラックギヤとピニオンギヤとを介してピストン部材に連動するカウンタウェイトが、ピストン部材とは逆位相で往復運動するため、往復動内燃機関の振動を効果的に低減することができる。また、直動変換機構の遊星歯車機構を構成する遊星ギヤやキャリヤなどとは異なる部材にカウンタウェイトが配置されるので、ピストン部材の重量に応じたカウンタウェイトを設け易い。即ち、本構成によれば、ピストンが大型化しても、ピストンの直線運動を回転運動に変換する直動変換機構における振動を適切に低減可能な往復動内燃機関を提供することができる。
【０００８】
往復動内燃機関のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する例示的且つ非限定的な実施形態についての以下の記載から明確となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
往復動内燃機関の第１の例の模式的軸方向断面図
往復動内燃機関の第２の例の模式的軸方向断面図
第２の例の往復動内燃機関の回転電機の拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、往復動内燃機関の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、往復動内燃機関１０の第１の例を模式的に示す軸方向断面図である。往復動内燃機関１０は、遊星歯車機構１と、クランク部材２と、ピストン部材８とを備えた動力変換機構と、伝動機構９と、ケース６とを備えている。ケース６は、遊星歯車機構１、クランク部材２、ピストン部材８、及び、伝動機構９を収容している。
（【００１１】以降は省略されています）

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