JP2002256801A - Ｖ型内燃機関のピストン駆動装置 - Google Patents
Ｖ型内燃機関のピストン駆動装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気筒間の爆発間隔を等間隔としつつ、左右バ
ンクの一対のロアリンク１６Ｌ，１６Ｒで一つのクラン
クピン１９を共用する。 【解決手段】 所定のバンク角をなす一対のシリンダ１
１Ｌ，１１Ｒ内にピストン１２Ｌ，１２Ｒを摺動可能に
配設する。各バンク毎に、ピストン１２Ｌ，１２Ｒのピ
ストンピン１４Ｌ，１４Ｒ、アッパーリンク１５Ｌ，１
５Ｒ、ロアリンク１６Ｌ，１６Ｒ、及び制御リンク２３
Ｌ，２３Ｒを互いに連結する。機関圧縮比の変更時に
は、制御リンク２３Ｌ，２３Ｒの他端（ジョイント２５
Ｌ，２５Ｒ）を移動させる。両ロアリンク１６Ｌ，１６
Ｒをクランクシャフト１８の一つのクランクピン１９に
同軸状に回転可能に取り付ける。
ンクの一対のロアリンク１６Ｌ，１６Ｒで一つのクラン
クピン１９を共用する。 【解決手段】 所定のバンク角をなす一対のシリンダ１
１Ｌ，１１Ｒ内にピストン１２Ｌ，１２Ｒを摺動可能に
配設する。各バンク毎に、ピストン１２Ｌ，１２Ｒのピ
ストンピン１４Ｌ，１４Ｒ、アッパーリンク１５Ｌ，１
５Ｒ、ロアリンク１６Ｌ，１６Ｒ、及び制御リンク２３
Ｌ，２３Ｒを互いに連結する。機関圧縮比の変更時に
は、制御リンク２３Ｌ，２３Ｒの他端（ジョイント２５
Ｌ，２５Ｒ）を移動させる。両ロアリンク１６Ｌ，１６
Ｒをクランクシャフト１８の一つのクランクピン１９に
同軸状に回転可能に取り付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対のシリンダ
（気筒）の軸線が所定のバンク角をなすＶ型内燃機関に
関し、特に、機関圧縮比を変更可能な複リンク式のピス
トン駆動装置の改良に関する。
（気筒）の軸線が所定のバンク角をなすＶ型内燃機関に
関し、特に、機関圧縮比を変更可能な複リンク式のピス
トン駆動装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばＶ型６気筒４サイクル式の内燃機
関のクランクシャフトでは、図１２に示すように、主に
機関全長を短縮する目的で、左右バンクにそれぞれ設け
られる少なくとも一対のシリンダ用のクランクピン（例
えばＮｏ．１ピンとＮｏ．２ピン）が、メインジャーナ
ルの同じ軸受スパン間（例えばＮｏ．１ジャーナルとＮ
ｏ．２ジャーナルの軸受スパン間）に配置される。
関のクランクシャフトでは、図１２に示すように、主に
機関全長を短縮する目的で、左右バンクにそれぞれ設け
られる少なくとも一対のシリンダ用のクランクピン（例
えばＮｏ．１ピンとＮｏ．２ピン）が、メインジャーナ
ルの同じ軸受スパン間（例えばＮｏ．１ジャーナルとＮ
ｏ．２ジャーナルの軸受スパン間）に配置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに同じ軸受スパン間に配設される一対のクランクピン
が互いにオフセットしていると、補強用ウエブ等を介装
する関係で、各クランクピンの軸方向に割り当てられる
幅が直列気筒配置に比べて短くなる傾向にある。そのた
め、クランクピン回りのスペースの制約が大きく、その
結果として、各部の強度の確保が不十分となり易い。
うに同じ軸受スパン間に配設される一対のクランクピン
が互いにオフセットしていると、補強用ウエブ等を介装
する関係で、各クランクピンの軸方向に割り当てられる
幅が直列気筒配置に比べて短くなる傾向にある。そのた
め、クランクピン回りのスペースの制約が大きく、その
結果として、各部の強度の確保が不十分となり易い。
【０００４】ところで、内燃機関のピストン駆動装置と
して、クランクシャフトのクランクピンとピストンのピ
ストンピンとを複数のリンクで連携し、その一つのリン
クの運動拘束条件を変化させることにより、機関圧縮比
を変化させる可変圧縮比機構を備えたピストン駆動装置
が従来より知られている。
して、クランクシャフトのクランクピンとピストンのピ
ストンピンとを複数のリンクで連携し、その一つのリン
クの運動拘束条件を変化させることにより、機関圧縮比
を変化させる可変圧縮比機構を備えたピストン駆動装置
が従来より知られている。
【０００５】このような可変圧縮比機構を備えた複雑な
構造のピストン駆動装置では、構成部品を如何にコンパ
クトに、かつ合理的に配置するかが大きな課題となる。
特に、上述したようなＶ型内燃機関においては、左右バ
ンクのピストンを１本のクランクシャフトで駆動するた
め、クランクシャフトの周囲に左右バンクのピストン駆
動装置のリンク部品が集中する傾向にあり、合理的な配
置の工夫が不可欠である。
構造のピストン駆動装置では、構成部品を如何にコンパ
クトに、かつ合理的に配置するかが大きな課題となる。
特に、上述したようなＶ型内燃機関においては、左右バ
ンクのピストンを１本のクランクシャフトで駆動するた
め、クランクシャフトの周囲に左右バンクのピストン駆
動装置のリンク部品が集中する傾向にあり、合理的な配
置の工夫が不可欠である。
【０００６】本発明は、Ｖ型内燃機関に適用され、圧縮
比を変更可能な複リンク式のピストン駆動装置におい
て、左右バンクの一対のシリンダでクランクピンを共用
し、簡素なリンク構成を実現することを一つの目的とし
ている。
比を変更可能な複リンク式のピストン駆動装置におい
て、左右バンクの一対のシリンダでクランクピンを共用
し、簡素なリンク構成を実現することを一つの目的とし
ている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のピストン駆動装
置は、第１バンク及び第２バンクにそれぞれ配設される
少なくとも一対のシリンダのシリンダ軸線が所定のバン
ク角をなし、これら一対のシリンダ内にそれぞれピスト
ンが摺動可能に配設されたＶ型内燃機関に適用され、か
つ、上記一対のピストンのピストンピンに連結される一
対のアッパーリンクと、各アッパーリンクに連結される
一対のロアリンクと、各ロアリンクに一端が連結される
一対の制御リンクと、機関圧縮比の変更時に各制御リン
クの他端を機関本体に対して移動させる圧縮比変更手段
と、を有している。
置は、第１バンク及び第２バンクにそれぞれ配設される
少なくとも一対のシリンダのシリンダ軸線が所定のバン
ク角をなし、これら一対のシリンダ内にそれぞれピスト
ンが摺動可能に配設されたＶ型内燃機関に適用され、か
つ、上記一対のピストンのピストンピンに連結される一
対のアッパーリンクと、各アッパーリンクに連結される
一対のロアリンクと、各ロアリンクに一端が連結される
一対の制御リンクと、機関圧縮比の変更時に各制御リン
クの他端を機関本体に対して移動させる圧縮比変更手段
と、を有している。
【０００８】そして、請求項１の発明は、上記一対のロ
アリンクが取り付けられるクランクシャフトのクランク
ピンを、同軸状に配置したことを特徴としている。ま
た、請求項２の発明は、上記一対のロアリンクを、クラ
ンクシャフトの一つのクランクピンに取り付けたことを
特徴としている。
アリンクが取り付けられるクランクシャフトのクランク
ピンを、同軸状に配置したことを特徴としている。ま
た、請求項２の発明は、上記一対のロアリンクを、クラ
ンクシャフトの一つのクランクピンに取り付けたことを
特徴としている。
【０００９】つまり、本発明では、爆発間隔を等間隔と
しつつ、左右バンクでクランクピンを共用するように、
左右バンクの一対のピストンのピストンピンに対し、そ
れぞれアッパーリンク，ロアリンク，及び制御リンクを
個別に連結している。
しつつ、左右バンクでクランクピンを共用するように、
左右バンクの一対のピストンのピストンピンに対し、そ
れぞれアッパーリンク，ロアリンク，及び制御リンクを
個別に連結している。
【００１０】請求項３に係る発明では、上記アッパーリ
ンク，ロアリンク，及び制御リンクの有効寸法（連結中
心間の距離）を、第１バンク側と第２バンク側とで略同
一に設定としている。
ンク，ロアリンク，及び制御リンクの有効寸法（連結中
心間の距離）を、第１バンク側と第２バンク側とで略同
一に設定としている。
【００１１】請求項４に係る発明では、上記一対の制御
リンクの他端は、クランクシャフトの回転中心までの距
離が略同一に設定されるとともに、各シリンダ軸線に対
してクランクシャフトの回転中心周りに同じ方向にほぼ
同じ角度だけ回転した位置に配置される。
リンクの他端は、クランクシャフトの回転中心までの距
離が略同一に設定されるとともに、各シリンダ軸線に対
してクランクシャフトの回転中心周りに同じ方向にほぼ
同じ角度だけ回転した位置に配置される。
【００１２】請求項５に係る発明では、上記圧縮比変更
手段は、クランクシャフトと平行に延び、圧縮比の変更
時に回転駆動される一対の制御軸を有し、各制御軸に偏
心して設けられた偏心支持部に、それぞれ各制御リンク
の他端が回転可能に連結されており、上記一対の制御軸
は、クランクシャフトの回転中心までの距離が略等しく
設定されるとともに、各シリンダ軸線に対し、クランク
シャフトの回転中心周りに同方向に略同じ角度だけ回転
した位置に配置される。
手段は、クランクシャフトと平行に延び、圧縮比の変更
時に回転駆動される一対の制御軸を有し、各制御軸に偏
心して設けられた偏心支持部に、それぞれ各制御リンク
の他端が回転可能に連結されており、上記一対の制御軸
は、クランクシャフトの回転中心までの距離が略等しく
設定されるとともに、各シリンダ軸線に対し、クランク
シャフトの回転中心周りに同方向に略同じ角度だけ回転
した位置に配置される。
【００１３】つまり、請求項３〜５に係る発明では、左
右バンクのリンク構造を実質的に同一としている。
右バンクのリンク構造を実質的に同一としている。
【００１４】従って、左右バンクの一対のピストンが例
えば上死点に達する時期の位相差を所定の値に保持しつ
つ、機関運転状態に応じて圧縮比を変更するためには、
請求項６に係る発明のように、機関圧縮比の変更時に、
上記一対の制御軸を同方向に同じ角度だけ同期して回転
駆動すればよい。
えば上死点に達する時期の位相差を所定の値に保持しつ
つ、機関運転状態に応じて圧縮比を変更するためには、
請求項６に係る発明のように、機関圧縮比の変更時に、
上記一対の制御軸を同方向に同じ角度だけ同期して回転
駆動すればよい。
【００１５】典型的には、請求項７に係る発明のよう
に、上記バンク角が略６０°で、上記一対のピストンが
上死点に達する時期の位相差が略６０°となるように、
上記アッパーリンク，ロアリンク及び制御リンクの有効
寸法が設定されている。
に、上記バンク角が略６０°で、上記一対のピストンが
上死点に達する時期の位相差が略６０°となるように、
上記アッパーリンク，ロアリンク及び制御リンクの有効
寸法が設定されている。
【００１６】あるいは請求項８に係る発明のように、上
記バンク角が略１２０°で、上記一対のピストンが上死
点に達する時期の位相差が略１２０°となるように、上
記アッパーリンク，ロアリンク及び制御リンクの有効寸
法が設定されている。
記バンク角が略１２０°で、上記一対のピストンが上死
点に達する時期の位相差が略１２０°となるように、上
記アッパーリンク，ロアリンク及び制御リンクの有効寸
法が設定されている。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、圧縮比を変更可能な複
リンク式のピストン駆動装置でありながら、左右バンク
の一対のシリンダでクランクピンを共用することがで
き、簡素なリンク構成を実現することができる。
リンク式のピストン駆動装置でありながら、左右バンク
の一対のシリンダでクランクピンを共用することがで
き、簡素なリンク構成を実現することができる。
【００１８】特に、請求項３〜５に係る発明によれば、
左右バンクのリンク構造を実質的に同一とすることがで
き、その設計及び機関への適用が容易化される。
左右バンクのリンク構造を実質的に同一とすることがで
き、その設計及び機関への適用が容易化される。
【００１９】請求項６に係る発明によれば、左右バンク
の一対のピストンの位相差を所定の値に保持しつつ、機
関運転状態に応じて左右バンクの圧縮比を同じように変
更することができる。
の一対のピストンの位相差を所定の値に保持しつつ、機
関運転状態に応じて左右バンクの圧縮比を同じように変
更することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］先ず、図１〜６
を参照して、本発明に係るピストン駆動装置を、バンク
角が６０°でＶ型６気筒２サイクル式の内燃機関に適用
した第１実施形態について説明する。なお、左バンクの
構成要素には参照符号の後にＬを、右バンクの構成要素
には参照符号の後にＲを付記してある。
を参照して、本発明に係るピストン駆動装置を、バンク
角が６０°でＶ型６気筒２サイクル式の内燃機関に適用
した第１実施形態について説明する。なお、左バンクの
構成要素には参照符号の後にＬを、右バンクの構成要素
には参照符号の後にＲを付記してある。
【００２１】図１に示すように、シリンダブロック１０
の左バンク及び右バンクには、それぞれ左側シリンダ１
１Ｌ及び右側シリンダ１１Ｒが形成されている。なお、
以下の説明では、一対のシリンダ１１Ｌ，１１Ｒに係わ
るリンク構造について説明するが、実際にはこのような
一対のシリンダ１１Ｌ，１１Ｒが気筒列方向（図１の紙
面直交方向）に合計３組並設されている。
の左バンク及び右バンクには、それぞれ左側シリンダ１
１Ｌ及び右側シリンダ１１Ｒが形成されている。なお、
以下の説明では、一対のシリンダ１１Ｌ，１１Ｒに係わ
るリンク構造について説明するが、実際にはこのような
一対のシリンダ１１Ｌ，１１Ｒが気筒列方向（図１の紙
面直交方向）に合計３組並設されている。
【００２２】各シリンダ１１Ｌ，１１Ｒには、それぞれ
左側ピストン１２Ｌ及び右側ピストン１２Ｒが摺動可能
に配設されている。ここで、左バンクのシリンダ軸線
（ピストン往復軸線）１３Ｌと、右バンクのシリンダ軸
線１３Ｒと、のなす狭角つまりバンク角は、この実施形
態では６０°に設定されている。
左側ピストン１２Ｌ及び右側ピストン１２Ｒが摺動可能
に配設されている。ここで、左バンクのシリンダ軸線
（ピストン往復軸線）１３Ｌと、右バンクのシリンダ軸
線１３Ｒと、のなす狭角つまりバンク角は、この実施形
態では６０°に設定されている。
【００２３】各ピストン１２Ｌ，１２Ｒのピストンピン
１４Ｌ，１４Ｒには、左側アッパーリンク１５Ｌ及び右
側アッパーリンク１５Ｒの上端がそれぞれ回転可能に連
結されている。各アッパーリンク１５Ｌ，１５Ｒの下端
部は、それぞれ左側ロアリンク１６Ｌ及び右側ロアリン
ク１６Ｒに第１ジョイント（連結ピン）１７Ｌ，１７Ｒ
によって回転可能に連結されている。
１４Ｌ，１４Ｒには、左側アッパーリンク１５Ｌ及び右
側アッパーリンク１５Ｒの上端がそれぞれ回転可能に連
結されている。各アッパーリンク１５Ｌ，１５Ｒの下端
部は、それぞれ左側ロアリンク１６Ｌ及び右側ロアリン
ク１６Ｒに第１ジョイント（連結ピン）１７Ｌ，１７Ｒ
によって回転可能に連結されている。
【００２４】これら一対のロアリンク１６Ｌ，１６Ｒ
は、クランクシャフト１８に偏心して設けられる一本の
クランクピン１９に同軸状に回転可能に取り付けられて
いる。つまり、左右バンクにそれぞれ設けられる一対の
ロアリンク１６Ｌ，１６Ｒで、一つのクランクピン１９
が共用されている。従って、上述した従来例のように左
右バンクのクランクピンが互いにオフセットしている場
合に比して、クランクピン１９の数が半分（例えばＶ６
の場合には３個）に低減され、構成が簡素化されるとと
もに、機関のクランク軸方向寸法の増加を招くことな
く、クランクピン１９の有効幅を十分に大きく確保する
ことができる。
は、クランクシャフト１８に偏心して設けられる一本の
クランクピン１９に同軸状に回転可能に取り付けられて
いる。つまり、左右バンクにそれぞれ設けられる一対の
ロアリンク１６Ｌ，１６Ｒで、一つのクランクピン１９
が共用されている。従って、上述した従来例のように左
右バンクのクランクピンが互いにオフセットしている場
合に比して、クランクピン１９の数が半分（例えばＶ６
の場合には３個）に低減され、構成が簡素化されるとと
もに、機関のクランク軸方向寸法の増加を招くことな
く、クランクピン１９の有効幅を十分に大きく確保する
ことができる。
【００２５】各ロアリンク１６Ｌ，１６Ｒには、それぞ
れ左側制御リンク２３Ｌ及び右側制御リンク２３Ｒの一
端が第２ジョイント（連結ピン）２４Ｌ，２４Ｒによっ
て相対回転可能に連結されており、機関圧縮比の変更時
には、圧縮比変更手段により制御リンク２３Ｌ，２３Ｒ
の他端が機関本体としてのシリンダブロック１０に対し
て移動される。
れ左側制御リンク２３Ｌ及び右側制御リンク２３Ｒの一
端が第２ジョイント（連結ピン）２４Ｌ，２４Ｒによっ
て相対回転可能に連結されており、機関圧縮比の変更時
には、圧縮比変更手段により制御リンク２３Ｌ，２３Ｒ
の他端が機関本体としてのシリンダブロック１０に対し
て移動される。
【００２６】この圧縮比変更手段は、シリンダブロック
１０に回転可能に支持される左バンク用の制御軸２１Ｌ
及び右バンク用の制御軸２１Ｒと、各制御軸２１Ｌ，２
１Ｒに固定された制御レバー２２Ｌ，２２Ｌと、を有し
ており、制御軸２１Ｌ，２１Ｒの軸心に対して偏心する
制御レバー２２Ｌ，２２Ｌの先端（偏心支持部）と制御
リンク２３Ｌ，２３Ｒの他端とがそれぞれ第３ジョイン
ト（第３連結ピン）２５Ｌ，２５Ｒによって回転可能に
連結されている。なお、制御軸２１は、クランクシャフ
ト１８と平行に延び、各バンク毎に合計２本設けられて
いる。また、制御レバー２２は、気筒毎に設けられてお
り、各制御軸２１に３個、合計で６個設けられている。
１０に回転可能に支持される左バンク用の制御軸２１Ｌ
及び右バンク用の制御軸２１Ｒと、各制御軸２１Ｌ，２
１Ｒに固定された制御レバー２２Ｌ，２２Ｌと、を有し
ており、制御軸２１Ｌ，２１Ｒの軸心に対して偏心する
制御レバー２２Ｌ，２２Ｌの先端（偏心支持部）と制御
リンク２３Ｌ，２３Ｒの他端とがそれぞれ第３ジョイン
ト（第３連結ピン）２５Ｌ，２５Ｒによって回転可能に
連結されている。なお、制御軸２１は、クランクシャフ
ト１８と平行に延び、各バンク毎に合計２本設けられて
いる。また、制御レバー２２は、気筒毎に設けられてお
り、各制御軸２１に３個、合計で６個設けられている。
【００２７】そして、本実施形態では、左右バンクのリ
ンク構造を実質的に同一に設定している。具体的には、
一対のアッパーリンク１５Ｌ，１５Ｒ、ロアリンク１６
Ｌ，１６Ｒ、及び制御リンク２３Ｌ，２３Ｒ等の各リン
ク部品の有効寸法（ジョイント間の距離）を、左バンク
と右バンクとで略同一に設定している。
ンク構造を実質的に同一に設定している。具体的には、
一対のアッパーリンク１５Ｌ，１５Ｒ、ロアリンク１６
Ｌ，１６Ｒ、及び制御リンク２３Ｌ，２３Ｒ等の各リン
ク部品の有効寸法（ジョイント間の距離）を、左バンク
と右バンクとで略同一に設定している。
【００２８】また、左右バンクの一対の制御軸２１Ｌ，
２１Ｒは、クランクシャフト１８の回転中心１８ａまで
の距離が互いに等しく設定されているとともに、各シリ
ンダ軸線１３Ｌ，１３Ｒに対してクランク回転中心１８
ａ周りに同方向（図１，３，４の時計回り方向）に同じ
角度α（図３，４参照）だけ回転した位置に配置されて
いる。
２１Ｒは、クランクシャフト１８の回転中心１８ａまで
の距離が互いに等しく設定されているとともに、各シリ
ンダ軸線１３Ｌ，１３Ｒに対してクランク回転中心１８
ａ周りに同方向（図１，３，４の時計回り方向）に同じ
角度α（図３，４参照）だけ回転した位置に配置されて
いる。
【００２９】従って、左右バンクの一対の制御軸２１
Ｌ，２１Ｒとクランク回転中心１８ａとを結ぶ線のなす
狭角βは、シリンダ軸線１３Ｌ，１３Ｒのなす狭角すな
わちバンク角（この実施形態では６０°）とほぼ等しく
なっている。
Ｌ，２１Ｒとクランク回転中心１８ａとを結ぶ線のなす
狭角βは、シリンダ軸線１３Ｌ，１３Ｒのなす狭角すな
わちバンク角（この実施形態では６０°）とほぼ等しく
なっている。
【００３０】同様に、左右バンクの一対のジョイント２
５Ｌ，２５Ｒも、図示していないが、クランクシャフト
１８の回転中心１８ａまでの距離が互いに等しく設定さ
れているとともに、各シリンダ軸線１３Ｌ，１３Ｒに対
してクランク回転中心１８ａ周りに同方向に同じ角度だ
け回転した位置に配置されている。
５Ｌ，２５Ｒも、図示していないが、クランクシャフト
１８の回転中心１８ａまでの距離が互いに等しく設定さ
れているとともに、各シリンダ軸線１３Ｌ，１３Ｒに対
してクランク回転中心１８ａ周りに同方向に同じ角度だ
け回転した位置に配置されている。
【００３１】次に、本実施形態の作用について説明す
る。この実施形態に係る内燃機関は、バンク角６０°の
Ｖ型６気筒２サイクル式であるため、気筒間の爆発間隔
を等間隔とするためには、左右バンクの一対のピストン
１２Ｌ，１２Ｒ（が上死点に達する時期）の位相差を６
０°とする必要がある。
る。この実施形態に係る内燃機関は、バンク角６０°の
Ｖ型６気筒２サイクル式であるため、気筒間の爆発間隔
を等間隔とするためには、左右バンクの一対のピストン
１２Ｌ，１２Ｒ（が上死点に達する時期）の位相差を６
０°とする必要がある。
【００３２】本実施形態では、上述したように左右バン
クのリンク構造を実質的に同一に設定しているため、左
右バンクの一対のピストン１２Ｌ，１２Ｒに連携する一
対のロアリンク１６Ｌ，１６Ｒで一つのクランクピン１
９を共用しつつ、一対のピストン１２Ｌ，１２Ｒの位相
差がバンク角と等しい６０°となり、等間隔爆発を実現
することができる。また、左右バンクのリンク構造が実
質的に同一であるため、設計及び機関への適用が極めて
容易である。
クのリンク構造を実質的に同一に設定しているため、左
右バンクの一対のピストン１２Ｌ，１２Ｒに連携する一
対のロアリンク１６Ｌ，１６Ｒで一つのクランクピン１
９を共用しつつ、一対のピストン１２Ｌ，１２Ｒの位相
差がバンク角と等しい６０°となり、等間隔爆発を実現
することができる。また、左右バンクのリンク構造が実
質的に同一であるため、設計及び機関への適用が極めて
容易である。
【００３３】そして、機関運転状態に応じて機関圧縮比
を変更する場合、好ましくは、図外のアクチュエータに
より左右バンクの一対の制御軸２１Ｌ，２１Ｒを同方向
に同じ角度だけ同期して回転駆動する。これにより、左
右バンクで同じように、制御リンク２３Ｌ，２３Ｒの揺
動支点となる制御レバー２２Ｌ，２２Ｌの先端（偏心支
持部）が制御軸周りに回転し、制御リンク２３Ｌ，２３
Ｒによるロアリンク１６Ｌ，１６Ｒの運動拘束条件が変
化して、アッパーリンク１５Ｌ，１５Ｒを介して連携す
るピストン１２Ｌ，１２Ｒのストローク特性が変化する
ことにより、シリンダ内の燃焼室の圧縮比が変更され
る。つまり、気筒間の爆発間隔を等間隔に保持しつつ、
全ての気筒の圧縮比を同じように変更制御することがで
きる。
を変更する場合、好ましくは、図外のアクチュエータに
より左右バンクの一対の制御軸２１Ｌ，２１Ｒを同方向
に同じ角度だけ同期して回転駆動する。これにより、左
右バンクで同じように、制御リンク２３Ｌ，２３Ｒの揺
動支点となる制御レバー２２Ｌ，２２Ｌの先端（偏心支
持部）が制御軸周りに回転し、制御リンク２３Ｌ，２３
Ｒによるロアリンク１６Ｌ，１６Ｒの運動拘束条件が変
化して、アッパーリンク１５Ｌ，１５Ｒを介して連携す
るピストン１２Ｌ，１２Ｒのストローク特性が変化する
ことにより、シリンダ内の燃焼室の圧縮比が変更され
る。つまり、気筒間の爆発間隔を等間隔に保持しつつ、
全ての気筒の圧縮比を同じように変更制御することがで
きる。
【００３４】なお、制御軸２１Ｌ，２１Ｒを互いに独立
して駆動制御することもできるが、この場合、気筒間の
爆発間隔を正確に等間隔に保つことは困難となる。
して駆動制御することもできるが、この場合、気筒間の
爆発間隔を正確に等間隔に保つことは困難となる。
【００３５】図５は、クランク角度で６０°毎のリンク
配置を示す機関後方から見たリンク図であり、図１とは
左右逆になっているように見えるが、実際には同じ構造
を描いている。また、図６は、本実施形態で得られる左
右バンクのピストンストローク特性を示しており、左右
バンクで位相差が略６０°の滑らかな正弦波形に近い特
性が得られていることがわかる。
配置を示す機関後方から見たリンク図であり、図１とは
左右逆になっているように見えるが、実際には同じ構造
を描いている。また、図６は、本実施形態で得られる左
右バンクのピストンストローク特性を示しており、左右
バンクで位相差が略６０°の滑らかな正弦波形に近い特
性が得られていることがわかる。
【００３６】図７及び図８は、左右バンクのピストンス
トロークの位相差を修正して互いに重ね合せた特性図で
あり、図７は低圧縮比の設定状態、図８は高圧縮比の設
定状態に対応している。本実施形態では左右バンクのリ
ンク構成を実質的に同一としているため、図７及び図８
に示すように、左右バンクで全く同一のピストンストロ
ーク特性が得られていることがわかる。
トロークの位相差を修正して互いに重ね合せた特性図で
あり、図７は低圧縮比の設定状態、図８は高圧縮比の設
定状態に対応している。本実施形態では左右バンクのリ
ンク構成を実質的に同一としているため、図７及び図８
に示すように、左右バンクで全く同一のピストンストロ
ーク特性が得られていることがわかる。
【００３７】また、図８に示す高圧縮比の設定状態で
は、図７に示す低圧縮比の設定状態に比してΔＨだけピ
ストンストローク（クランク回転中心１８ａとピストン
ピン１４Ｌ，１４Ｒとの間の距離）が伸びていることが
わかる。
は、図７に示す低圧縮比の設定状態に比してΔＨだけピ
ストンストローク（クランク回転中心１８ａとピストン
ピン１４Ｌ，１４Ｒとの間の距離）が伸びていることが
わかる。
【００３８】［第２実施形態］次に、図９〜１２を参照
して、本発明の第２実施形態に係るピストン駆動装置を
説明する。なお、基本的な構成は第１実施形態と同様で
あり、実質的に同じ構成要素には同じ参照符号を付して
重複する説明を適宜省略する。
して、本発明の第２実施形態に係るピストン駆動装置を
説明する。なお、基本的な構成は第１実施形態と同様で
あり、実質的に同じ構成要素には同じ参照符号を付して
重複する説明を適宜省略する。
【００３９】この実施形態が適用される内燃機関は、Ｖ
型６気筒４サイクル式であるため、爆発間隔を等間隔と
するためには、左右バンクの一対のピストンピン１４
Ｌ，１４Ｒが上死点に達する時期の位相差を１２０°と
する必要があり、その関係で、バンク角を１２０°に設
定している。
型６気筒４サイクル式であるため、爆発間隔を等間隔と
するためには、左右バンクの一対のピストンピン１４
Ｌ，１４Ｒが上死点に達する時期の位相差を１２０°と
する必要があり、その関係で、バンク角を１２０°に設
定している。
【００４０】この第２実施形態においても、上記の第１
実施形態と同様、左右バンクのリンク構造が実質的に同
一に設定されている。すなわち、制御軸２１Ｌ，２１Ｒ
及びジョイント２５Ｌ，２５Ｒが、各シリンダ軸線１３
Ｌ，１３Ｒに対してクランク回転中心１８ａ周りに同方
向に同じ角度だけ回転した位置に配置されている。従っ
て、左右バンクの一対の制御軸２１Ｌ，２１Ｒとクラン
ク回転中心１８ａとを結ぶ線のなす狭角βは、シリンダ
軸線１３Ｌ，１３Ｒのなす狭角すなわちバンク角（この
実施形態では１２０°）とほぼ等しくなっている。
実施形態と同様、左右バンクのリンク構造が実質的に同
一に設定されている。すなわち、制御軸２１Ｌ，２１Ｒ
及びジョイント２５Ｌ，２５Ｒが、各シリンダ軸線１３
Ｌ，１３Ｒに対してクランク回転中心１８ａ周りに同方
向に同じ角度だけ回転した位置に配置されている。従っ
て、左右バンクの一対の制御軸２１Ｌ，２１Ｒとクラン
ク回転中心１８ａとを結ぶ線のなす狭角βは、シリンダ
軸線１３Ｌ，１３Ｒのなす狭角すなわちバンク角（この
実施形態では１２０°）とほぼ等しくなっている。
【００４１】また、左右バンクのロアリンク１６Ｌ，１
６Ｒの形状は図９に示すように多少異なるものの、その
主要寸法（ジョイント間距離）は互いに略等しく設定さ
れている（若干は異なっていても良い）。
６Ｒの形状は図９に示すように多少異なるものの、その
主要寸法（ジョイント間距離）は互いに略等しく設定さ
れている（若干は異なっていても良い）。
【００４２】図１０は、クランク角度で６０°毎のリン
ク配置を示す機関後方から見たリンク図であり、図９と
は左右逆になっているように見えるが、実際には同じ構
造を描いている。また、図１１は、本実施形態で得られ
る左右バンクのピストンストローク特性を示しており、
左右バンクの位相差が略１２０°の滑らかな正弦波形に
近い特性が得られていることがわかる。
ク配置を示す機関後方から見たリンク図であり、図９と
は左右逆になっているように見えるが、実際には同じ構
造を描いている。また、図１１は、本実施形態で得られ
る左右バンクのピストンストローク特性を示しており、
左右バンクの位相差が略１２０°の滑らかな正弦波形に
近い特性が得られていることがわかる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関のピスト
ン駆動装置を示す概略構成図。
ン駆動装置を示す概略構成図。
【図２】上記第１実施形態のピストン駆動装置の要部を
示す側面対応図。
示す側面対応図。
【図３】上記第１実施形態の左バンク側の構成を示す構
成図。
成図。
【図４】上記第１実施形態の右バンク側の構成を示す構
成図。
成図。
【図５】上記第１実施形態に係る６０°毎のリンク配置
を示す説明図。
を示す説明図。
【図６】上記第１実施形態に係る左右バンクのピストン
ストローク特性を示す特性図。
ストローク特性を示す特性図。
【図７】低圧縮比の設定状態における左右バンクのピス
トンストローク特性を重ね合わせて示す特性図。
トンストローク特性を重ね合わせて示す特性図。
【図８】高圧縮比の設定状態における左右バンクのピス
トンストローク特性を重ね合わせて示す特性図。
トンストローク特性を重ね合わせて示す特性図。
【図９】本発明の第２実施形態に係る内燃機関のピスト
ン駆動装置を示す概略構成図。
ン駆動装置を示す概略構成図。
【図１０】上記第２実施形態に係る６０°毎のリンク配
置を示す説明図。
置を示す説明図。
【図１１】上記第２実施形態に係る左右バンクのピスト
ンストローク特性を示す特性図。
ンストローク特性を示す特性図。
【図１２】従来例に係るクランクシャフトを示す説明
図。
図。
１１Ｌ，１１Ｒ…シリンダ １２Ｌ，１２Ｒ…ピストン １４Ｌ，１４Ｒ…ピストンピン １５Ｌ，１５Ｒ…アッパーリンク １６Ｌ，１６Ｒ…ロアリンク １９…クランクピン ２１Ｌ，２１Ｒ…制御軸 ２３Ｌ，２３Ｒ…制御リンク ２５Ｌ，２５Ｒ…ジョイント（偏心支持部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 15/02 Ｆ０２Ｄ 15/02 Ｃ (72)発明者 藤本 博也 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G092 AA12 AA15 DD06 DG03 EA25 FA06 FA49 FA50
Claims (8)
- 【請求項１】 第１バンク及び第２バンクにそれぞれ配
設される少なくとも一対のシリンダのシリンダ軸線が所
定のバンク角をなし、これら一対のシリンダ内にそれぞ
れピストンが摺動可能に配設されたＶ型内燃機関のピス
トン駆動装置において、 上記一対のピストンのピストンピンに連結される一対の
アッパーリンクと、各アッパーリンクに連結される一対
のロアリンクと、各ロアリンクに一端が連結される一対
の制御リンクと、機関圧縮比の変更時に各制御リンクの
他端を機関本体に対して移動させる圧縮比変更手段と、
を有し、 上記一対のロアリンクが取り付けられるクランクシャフ
トのクランクピンを同軸状に配置したことを特徴とする
Ｖ型内燃機関のピストン駆動装置。 - 【請求項２】 第１バンク及び第２バンクにそれぞれ配
設される少なくとも一対のシリンダのシリンダ軸線が所
定のバンク角をなし、これら一対のシリンダ内にそれぞ
れピストンが摺動可能に配設されたＶ型内燃機関のピス
トン駆動装置において、 上記一対のピストンのピストンピンに連結される一対の
アッパーリンクと、各アッパーリンクに連結される一対
のロアリンクと、各ロアリンクに一端が連結される一対
の制御リンクと、機関圧縮比の変更時に各制御リンクの
他端を機関本体に対して移動させる圧縮比変更手段と、
を有し、 上記一対のロアリンクを、クランクシャフトの一つのク
ランクピンに取り付けたことを特徴とするＶ型内燃機関
のピストン駆動装置。 - 【請求項３】 上記アッパーリンク，ロアリンク，及び
制御リンクの有効寸法を、第１バンク側と第２バンク側
とで略同一に設定したことを特徴とする請求項１又は２
に記載のＶ型内燃機関のピストン駆動装置。 - 【請求項４】 上記一対の制御リンクの他端は、クラン
クシャフトの回転中心までの距離が略同一に設定される
とともに、各シリンダ軸線に対してクランクシャフトの
回転中心周りに同じ方向にほぼ同じ角度だけ回転した位
置に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載のＶ型内燃機関のピストン駆動装置。 - 【請求項５】 上記圧縮比変更手段は、クランクシャフ
トと平行に延び、圧縮比の変更時に回転駆動される一対
の制御軸を有し、各制御軸に偏心して設けられた偏心支
持部に、それぞれ各制御リンクの他端が回転可能に連結
されており、 上記一対の制御軸は、クランクシャフトの回転中心まで
の距離が略等しく設定されるとともに、各シリンダ軸線
に対し、クランクシャフトの回転中心周りに同方向に略
同じ角度だけ回転した位置に配置されることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載のＶ型内燃機関のピス
トン駆動装置。 - 【請求項６】 機関圧縮比の変更時には、上記一対の制
御軸が同方向に同じ角度だけ同期して回転駆動されるこ
とを特徴とする請求項５に記載のＶ型内燃機関のピスト
ン駆動装置。 - 【請求項７】 上記バンク角が略６０°で、上記一対の
ピストンが上死点に達する時期の位相差が略６０°とな
るように、上記アッパーリンク，ロアリンク及び制御リ
ンクの有効寸法が設定されていることを特徴とする請求
項１〜６のいずれかに記載のＶ型内燃機関のピストン駆
動装置。 - 【請求項８】 上記バンク角が略１２０°で、上記一対
のピストンが上死点に達する時期の位相差が略１２０°
となるように、上記アッパーリンク，ロアリンク及び制
御リンクの有効寸法が設定されていることを特徴とする
請求項１〜６のいずれかに記載のＶ型内燃機関のピスト
ン駆動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001054392A JP3956629B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | Ｖ型内燃機関のピストン駆動装置 |
| US10/059,012 US6729273B2 (en) | 2001-02-28 | 2002-01-30 | Piston actuation system of V-type engine with variable compression ratio mechanism |
| DE60221452T DE60221452T2 (de) | 2001-02-28 | 2002-02-14 | Kolbenbetätigung einer V-Typ-Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis |
| EP02003455A EP1236877B1 (en) | 2001-02-28 | 2002-02-14 | Piston actuation system of V-type engine with variable compression ratio mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001054392A JP3956629B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | Ｖ型内燃機関のピストン駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002256801A true JP2002256801A (ja) | 2002-09-11 |
| JP3956629B2 JP3956629B2 (ja) | 2007-08-08 |
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ID=18914731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001054392A Expired - Fee Related JP3956629B2 (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | Ｖ型内燃機関のピストン駆動装置 |
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP1236877B1 (ja) |
| JP (1) | JP3956629B2 (ja) |
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| JP2008286007A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Nissan Motor Co Ltd | 可変圧縮比機構 |
| JP5131387B2 (ja) * | 2009-09-03 | 2013-01-30 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮比可変ｖ型内燃機関 |
| CN111520237A (zh) * | 2019-02-04 | 2020-08-11 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 可变压缩比发动机 |
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| GB2575257B (en) | 2018-07-02 | 2020-11-04 | Caterpillar Energy Solutions Gmbh | Apparatus for positioning a connecting rod relative to components underlying a cylinder of an engine block |
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| US2909164A (en) * | 1955-07-01 | 1959-10-20 | Arnold E Biermann | Multi-cylinder internal combustion engines |
| US4270495A (en) * | 1979-05-31 | 1981-06-02 | General Motors Corporation | Variable displacement piston engine |
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-
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- 2001-02-28 JP JP2001054392A patent/JP3956629B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2002
- 2002-01-30 US US10/059,012 patent/US6729273B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-14 EP EP02003455A patent/EP1236877B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-02-14 DE DE60221452T patent/DE60221452T2/de not_active Expired - Lifetime
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