JP2004239182A - エンジンのピストン駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】可変圧縮比機構を備えたエンジンにおいて、構成の複雑化を招くことなく、エンジンの運転に伴う振動を低減する。
【解決手段】エンジン10は一対のバンク13,14を備え、各バンク13,14のシリンダ15,16内にピストン17,18が往復動可能に配設されている。シリンダブロック11には各バンク13,14に対応して一対のクランク軸19,20が設けられ、各クランク軸19,20に対応して一対のバランサ軸25,26がシリンダブロック11に対して回転可能に設けられており、一対のバランサ軸25,26からエンジン10の出力が取り出される。
【選択図】 図1
【解決手段】エンジン10は一対のバンク13,14を備え、各バンク13,14のシリンダ15,16内にピストン17,18が往復動可能に配設されている。シリンダブロック11には各バンク13,14に対応して一対のクランク軸19,20が設けられ、各クランク軸19,20に対応して一対のバランサ軸25,26がシリンダブロック11に対して回転可能に設けられており、一対のバランサ軸25,26からエンジン10の出力が取り出される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のバンクを備えたエンジンのピストン駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の多気筒エンジンとして大型化を抑制するために、一対のバンクを形成し、各バンクにおける一対のシリンダの軸線がなす角度を所定角度(例えば90度)としたV型多気筒エンジンが採用されている。このようなV型多気筒エンジンにおいては、ピストンの往復運動をクランク軸の回転運動に変換する際に、コネクティングロッドに作用するアンバランス慣性力による一次振動及び二次振動が発生する。これらの振動を低減するために、クランク軸にカウンタウェイトを配設するとともに、クランク軸の回転方向と逆方向に回転するバランサ軸を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1)。
【0003】
また、可変圧縮比機構を備えたV型エンジンにおいて、可変圧縮比機構を備えたことによる構成の簡素化を図るために、左右バンクでリンク構成部品を共用したものが知られている(例えば、特許文献2)。
【0004】
【特許文献1】
特開昭64−69719号公報
【特許文献2】
特開2002−256802号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2に記載された可変圧縮比機構を備えたV型エンジンにおいては、上記一次振動及び二次振動を低減することが考慮されておらず、これらの振動を低減するためには、カウンタウェイト及びバランサ軸を更に設けることが必要となる。そのため、構成を簡素化することができないという問題があった。
【0006】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、可変圧縮比機構を備えたエンジンにおいて、構成の複雑化を招くことなく、エンジンの運転に伴う振動を低減することができるエンジンのピストン駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、第1バンク及び第2バンクにそれぞれ形成されたシリンダのシリンダ軸線が所定角度をなし、前記第1バンク及び第2バンクのシリンダ内にそれぞれピストンが往復動可能に配設されたエンジンのピストン駆動装置において、前記各バンクに対応して設けられた一対のクランク軸と、前記各バンクにおける各シリンダのピストンを各クランク軸に連結するコネクティングロッドと、前記各クランク軸に形成された第1歯車と、前記各クランク軸の第1歯車にそれぞれ噛合する第2歯車が設けられ、かつ、前記エンジンに回転可能に支持された一対のバランサ軸と、前記各クランク軸を前記各バランサ軸の周方向に変位させるクランク軸移動手段と、を備え、前記一対のバランサ軸から前記エンジンの出力を取り出すようにしたことを特徴とする。
【0008】
上記の構成によれば、クランク軸移動手段によって各クランク軸が対応するバランサ軸の周方向に変位されると、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。各バンクにおけるピストンの往復動がコネクティングロッド及びクランク軸によって回転運動に変換される際、コネクティングロッドの回転質量によりアンバランス慣性力が作用するが、これらのアンバランス慣性力の一部はクランク軸と反対方向に回転するバランサ軸による慣性力によって打ち消され、エンジンの運転に伴って発生する振動が低減される。そして、バランサ軸からエンジンの出力を取り出すようにしているため、構成の複雑化を招くことなく、エンジンの運転に伴う振動を低減することができるようになる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記一対のバランサ軸は前記各第2歯車が互いに噛合するように設けられていることを特徴とする。
【0010】
上記の構成によれば、一対のバランサ軸は互いに反対方向に回転し、各クランク軸も互いに反対方向に回転することとなる。従って、各バンクにおけるピストンに連結されたコネクティングロッドの回転質量によるアンバランス慣性力の一部を相殺することができ、振動をより低減することができるようになる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸に設けられた第1歯車の歯数と前記バランサ軸に設けられた第2歯車の歯数との比を、2:1とした。
【0012】
上記の構成によれば、各バランサ軸は対応するクランク軸の回転速度の2倍の回転速度で回転することとなり、エンジンの運転に伴う振動における二次振動を低減することができるようになる。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対のリンクと、前記エンジンと前記各クランク軸とを連結する一対の油圧シリンダとを備えることを特徴とする。
【0014】
上記の構成によれば、各クランク軸はリンクによって対応するバランサ軸に連結されているため、各油圧シリンダを作動させることにより、各クランク軸は対応するバランサ軸の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対の第1リンクと、前記一対のクランク軸間において前記エンジンに固定された油圧シリンダと、該油圧シリンダと前記各クランク軸とを連結する一対の第2リンクとを備えることを特徴とする。
【0016】
上記の構成によれば、各クランク軸は第1リンクによって対応するバランサ軸に連結されるとともに、それぞれ第2リンクによって油圧シリンダに連結されているため、油圧シリンダを作動させることにより、各クランク軸は第1リンクによって対応するバランサ軸の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態のエンジン10は一対のバンクを備えた多気筒(例えば6気筒)エンジンであって、シリンダブロック11には左側の第1バンク13及び右側の第2バンク14が形成されている。各バンク13,14にはそれぞれ左側シリンダ15及び右側シリンダ16が形成されている。なお、実際には各バンク13,14にはこのような一対のシリンダ15,16が気筒列方向(紙面直交方向)に合計3組併設されている。第1バンク13のシリンダ軸線(ピストン往復軸線)LCと第2バンク14のシリンダ軸線RCとのなす角(バンク角)は、本実施形態では60°に設定されている。
【0018】
各シリンダ15,16には、ピストン17,18が往復動可能に配設されている。シリンダブロック11内には前記各バンク13,14におけるピストン17,18に対応する一対のクランク軸19,20が、それぞれクランク軸移動機構31,32を介して回転可能に支持されている。
【0019】
そして、各バンク13,14におけるピストン17,18はそれぞれコネクティングロッド21,22を介して対応するクランク軸19,20のクランクピン19a,20aに連結されている。従って、ピストン17,18の往復動はコネクティングロッド21,22によってクランク軸19,20の回転運動に変換される。各クランク軸19,20の一端部にはそれぞれ第1歯車23,24が固設されており、第1歯車23,24は各クランク軸19,20とともに回転するようになっている。
【0020】
シリンダブロック11には前記各クランク軸19,20の下方において、各クランク軸19,20に対応する一対のバランサ軸25,26が回転可能に支持されている。各バランサ軸25,26はその軸線方向においてバランスウェイトを備えており、それらが回転することによって各クランク軸19,20の回転によって発生する振動を低減するものである。
【0021】
各バランサ軸25,26の一端部には前記第1歯車23,24にそれぞれ噛合する第2歯車27,28が固設されている。本実施形態において、第1歯車23の歯数と第2歯車27の歯数との比は2:1に設定されており、第1歯車24の歯数と第2歯車28の歯数との比も2:1に設定されている。従って、前記各クランク軸19,20が回転すると、その回転は第1歯車23,24及び第2歯車27、28を介して各バランサ軸25、26に伝達され、各バランサ軸25,26は各クランク軸19,20の回転速度の2倍の回転速度にて回転される。これにより、クランク軸19,20の回転によって発生する二次振動が低減される。
【0022】
また、一対のバランサ軸25,26は各第2歯車27,28が互いに噛合するように配設されている。従って、両バンク13,14におけるクランク軸19,20の回転が各第2歯車27,28の噛合を介してバランサ軸25に伝達され、バランサ軸25からエンジン10の出力を取り出すことができる。また、各第2歯車27,28が互いに噛合されているため、一対のバランサ軸25,26は互いに反対方向に回転し、各クランク軸19,20も互いに反対方向に回転することとなる。本実施形態において、バランサ軸25が例えば時計方向に回転するとすれば、バランサ軸26は反時計方向に回転することとなる。そして、クランク軸19は反時計方向に回転し、クランク軸20は時計方向に回転することとなる。なお、本実施形態において、バランサ軸25はクランク軸19,20の回転速度の2倍の回転速度となっているため、本エンジン10又は本エンジン10に接続される変速機にはバランサ軸25の回転速度を2分の1に減速する減速機構が設けられる。
【0023】
前記クランク軸移動機構31,32は、互いに対応するバランサ軸25,26とクランク軸19,20とを連結する一対のリンク33,34と、シリンダブロック11と各クランク軸19,20とを連結する一対の油圧シリンダ35、36とを備える。油圧シリンダ35,36の本体35a,36aはそれぞれピン37,38によってシリンダブロック11に対して揺動可能に支持され、油圧シリンダ35,36のピストンロッド35b,36bの先端部が各クランク軸19,20に対して回動可能に連結されている。
【0024】
従って、油圧シリンダ35,36のピストンロッド35b,36bが出没されると、各クランク軸19,20はリンク33,34によって対応するバランサ軸25,26に連結されているため、クランク軸19,20は25,26を中心としてリンク33,34を半径とする円周方向に変位されることとなる。このように、クランク軸19,20の位置が変位すると、各バンク13,14におけるシリンダ15,16においてピストン17,18の上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【0025】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
・ 各バンク13,14におけるピストン17,18の往復動が回転運動に変換される際、コネクティングロッド21,22の回転質量により作用するアンバランス慣性力の一部はバランサ軸25,26の回転による慣性力によって打ち消され、エンジン10の運転に伴って発生する振動を低減することができる。そして、バランサ軸25,26からエンジン10の出力を取り出すようにしているため、構成の複雑化を招くことなく、エンジン10の運転に伴う振動を低減することができるようになる。
【0026】
・ 一対のバランサ軸25,26はクランク軸19,20の第1歯車23,24に噛合する第2歯車27,28が互いに噛合するように設けられている。そのため、一対のバランサ軸25,26は互いに反対方向に回転し、各クランク軸19,20も互いに反対方向に回転することとなる。従って、各バンク13,14におけるピストン17,18に連結されたコネクティングロッド21,22の回転質量によるアンバランス慣性力の一部を相殺することができ、エンジン10の運転に伴う振動をより低減することができるようになる。
【0027】
・ クランク軸19,20に設けられた第1歯車23,24の歯数とバランサ軸25,26に設けられた第2歯車27,28の歯数との比を、2:1とした。そのため、各バランサ軸25,26を対応するクランク軸19,20の回転速度の2倍の回転速度で回転させることができ、エンジン10の運転に伴う振動における二次振動を低減することができるようになる。
【0028】
・ 各クランク軸19,20を変位させるクランク軸移動機構31,32を、対応するバランサ軸25,26とクランク軸19,20とを連結するリンク33,34と、シリンダブロック11と各クランク軸19,20とを連結する油圧シリンダ35,36という簡単な構成とすることができる。そして、各油圧シリンダ35,36を作動させることにより、各クランク軸19,20を対応するバランサ軸25,26の周方向に変位させることができ、その結果、各シリンダ15,16においてピストン17,18の上死点位置が変化することとなり、圧縮比を変更することができるようになる。
【0029】
・ なお、各バンク13,14に対応してそれぞれクランク軸19,20を設けたので、各クランクピン19a,20aに対して1つのピストン17,18を結合すればよい。そのため、各クランク軸19,20の軸方向の寸法を短くすることができ、よってエンジン10のクランク軸方向への大型化を抑制することができる。
【0030】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図2に基づいて説明する。なお、重複説明を避けるため、図1において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。
【0031】
本実施形態のエンジン40は、各クランク軸19,20を各バランサ軸25,26の周方向に変位させるクランク軸移動機構の構成が第1実施形態とは異なっている。
【0032】
図2に示すように、本実施形態のエンジン40において、クランク軸移動機構41は、互いに対応するバランサ軸25,26とクランク軸19,20とを連結する第1リンク33,34と、クランク軸19,20の中間部においてシリンダブロック11に固定された油圧シリンダ42を備えている。また、クランク軸移動機構41は、油圧シリンダ42と各クランク軸19,20とを連結する第2リンク43,44とを備えている。
【0033】
このように構成されたクランク軸移動機構41によれば、各クランク軸19,20は第1リンク33,34によって対応するバランサ軸25,26に連結されるとともに、それぞれ第2リンク43,44によって油圧シリンダ42に連結されている。従って、油圧シリンダ42を作動させれば、各クランク軸19,20はそれぞれ第1リンク33,34によって対応するバランサ軸25,26の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダ15,16においてピストン17,18の上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【0034】
そのため、本実施形態のエンジン40によれば、クランク軸移動機構41を構成する油圧シリンダ42を1つのみとして構成の簡素化を図ることができる。また、油圧シリンダ42を1つのみとし、油圧シリンダ42の作動により第2リンク43,44を同期して変位させることにより、両クランク軸19,20を同期して変位させることができ、各シリンダ15,16の圧縮比を同期して変更することができるようになる。
【0035】
なお、実施の形態は、次のように変更してもよい。
・ 上記各実施形態では各バンク13,14におけるシリンダの数を3気筒とした6気筒エンジンに具体化したが、各バンクにおけるシリンダの数を例えば2気筒あるいは4気筒としたエンジンに具体化してもよい。
【0036】
・ 上記各実施形態では、各バンク13,14のシリンダ軸線のなす角を60°としたエンジンに具体化したが、各バンクのシリンダ軸線のなす角を任意の角度(例えば90°)に設定したエンジンに具体化してもよい。
【0037】
・ 上記各実施形態において、各バンク13,14のシリンダ軸線のなす角を60°としたエンジンに具体化したが、各バンクのシリンダ軸線のなす角を180度としたいわゆる水平対向型エンジンに具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のエンジンを示す概略図。
【図2】第2実施形態のエンジンを示す概略図。
【符号の説明】
10,40…エンジン、13…第1バンク、14…第2バンク、15,16…シリンダ、17,18…ピストン、19,20…クランク軸、21,22…コネクティングロッド、23,24…第1歯車、25,26…バランサ軸、27,28…第2歯車、31,32,41…クランク軸移動手段としてのクランク軸移動機構、33,34…(第1)リンク、35,36,42…油圧シリンダ、43,44…第2リンク、LC,RC…シリンダ軸線。
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のバンクを備えたエンジンのピストン駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の多気筒エンジンとして大型化を抑制するために、一対のバンクを形成し、各バンクにおける一対のシリンダの軸線がなす角度を所定角度(例えば90度)としたV型多気筒エンジンが採用されている。このようなV型多気筒エンジンにおいては、ピストンの往復運動をクランク軸の回転運動に変換する際に、コネクティングロッドに作用するアンバランス慣性力による一次振動及び二次振動が発生する。これらの振動を低減するために、クランク軸にカウンタウェイトを配設するとともに、クランク軸の回転方向と逆方向に回転するバランサ軸を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1)。
【0003】
また、可変圧縮比機構を備えたV型エンジンにおいて、可変圧縮比機構を備えたことによる構成の簡素化を図るために、左右バンクでリンク構成部品を共用したものが知られている(例えば、特許文献2)。
【0004】
【特許文献1】
特開昭64−69719号公報
【特許文献2】
特開2002−256802号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献2に記載された可変圧縮比機構を備えたV型エンジンにおいては、上記一次振動及び二次振動を低減することが考慮されておらず、これらの振動を低減するためには、カウンタウェイト及びバランサ軸を更に設けることが必要となる。そのため、構成を簡素化することができないという問題があった。
【0006】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、可変圧縮比機構を備えたエンジンにおいて、構成の複雑化を招くことなく、エンジンの運転に伴う振動を低減することができるエンジンのピストン駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、第1バンク及び第2バンクにそれぞれ形成されたシリンダのシリンダ軸線が所定角度をなし、前記第1バンク及び第2バンクのシリンダ内にそれぞれピストンが往復動可能に配設されたエンジンのピストン駆動装置において、前記各バンクに対応して設けられた一対のクランク軸と、前記各バンクにおける各シリンダのピストンを各クランク軸に連結するコネクティングロッドと、前記各クランク軸に形成された第1歯車と、前記各クランク軸の第1歯車にそれぞれ噛合する第2歯車が設けられ、かつ、前記エンジンに回転可能に支持された一対のバランサ軸と、前記各クランク軸を前記各バランサ軸の周方向に変位させるクランク軸移動手段と、を備え、前記一対のバランサ軸から前記エンジンの出力を取り出すようにしたことを特徴とする。
【0008】
上記の構成によれば、クランク軸移動手段によって各クランク軸が対応するバランサ軸の周方向に変位されると、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。各バンクにおけるピストンの往復動がコネクティングロッド及びクランク軸によって回転運動に変換される際、コネクティングロッドの回転質量によりアンバランス慣性力が作用するが、これらのアンバランス慣性力の一部はクランク軸と反対方向に回転するバランサ軸による慣性力によって打ち消され、エンジンの運転に伴って発生する振動が低減される。そして、バランサ軸からエンジンの出力を取り出すようにしているため、構成の複雑化を招くことなく、エンジンの運転に伴う振動を低減することができるようになる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記一対のバランサ軸は前記各第2歯車が互いに噛合するように設けられていることを特徴とする。
【0010】
上記の構成によれば、一対のバランサ軸は互いに反対方向に回転し、各クランク軸も互いに反対方向に回転することとなる。従って、各バンクにおけるピストンに連結されたコネクティングロッドの回転質量によるアンバランス慣性力の一部を相殺することができ、振動をより低減することができるようになる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸に設けられた第1歯車の歯数と前記バランサ軸に設けられた第2歯車の歯数との比を、2:1とした。
【0012】
上記の構成によれば、各バランサ軸は対応するクランク軸の回転速度の2倍の回転速度で回転することとなり、エンジンの運転に伴う振動における二次振動を低減することができるようになる。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対のリンクと、前記エンジンと前記各クランク軸とを連結する一対の油圧シリンダとを備えることを特徴とする。
【0014】
上記の構成によれば、各クランク軸はリンクによって対応するバランサ軸に連結されているため、各油圧シリンダを作動させることにより、各クランク軸は対応するバランサ軸の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対の第1リンクと、前記一対のクランク軸間において前記エンジンに固定された油圧シリンダと、該油圧シリンダと前記各クランク軸とを連結する一対の第2リンクとを備えることを特徴とする。
【0016】
上記の構成によれば、各クランク軸は第1リンクによって対応するバランサ軸に連結されるとともに、それぞれ第2リンクによって油圧シリンダに連結されているため、油圧シリンダを作動させることにより、各クランク軸は第1リンクによって対応するバランサ軸の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態のエンジン10は一対のバンクを備えた多気筒(例えば6気筒)エンジンであって、シリンダブロック11には左側の第1バンク13及び右側の第2バンク14が形成されている。各バンク13,14にはそれぞれ左側シリンダ15及び右側シリンダ16が形成されている。なお、実際には各バンク13,14にはこのような一対のシリンダ15,16が気筒列方向(紙面直交方向)に合計3組併設されている。第1バンク13のシリンダ軸線(ピストン往復軸線)LCと第2バンク14のシリンダ軸線RCとのなす角(バンク角)は、本実施形態では60°に設定されている。
【0018】
各シリンダ15,16には、ピストン17,18が往復動可能に配設されている。シリンダブロック11内には前記各バンク13,14におけるピストン17,18に対応する一対のクランク軸19,20が、それぞれクランク軸移動機構31,32を介して回転可能に支持されている。
【0019】
そして、各バンク13,14におけるピストン17,18はそれぞれコネクティングロッド21,22を介して対応するクランク軸19,20のクランクピン19a,20aに連結されている。従って、ピストン17,18の往復動はコネクティングロッド21,22によってクランク軸19,20の回転運動に変換される。各クランク軸19,20の一端部にはそれぞれ第1歯車23,24が固設されており、第1歯車23,24は各クランク軸19,20とともに回転するようになっている。
【0020】
シリンダブロック11には前記各クランク軸19,20の下方において、各クランク軸19,20に対応する一対のバランサ軸25,26が回転可能に支持されている。各バランサ軸25,26はその軸線方向においてバランスウェイトを備えており、それらが回転することによって各クランク軸19,20の回転によって発生する振動を低減するものである。
【0021】
各バランサ軸25,26の一端部には前記第1歯車23,24にそれぞれ噛合する第2歯車27,28が固設されている。本実施形態において、第1歯車23の歯数と第2歯車27の歯数との比は2:1に設定されており、第1歯車24の歯数と第2歯車28の歯数との比も2:1に設定されている。従って、前記各クランク軸19,20が回転すると、その回転は第1歯車23,24及び第2歯車27、28を介して各バランサ軸25、26に伝達され、各バランサ軸25,26は各クランク軸19,20の回転速度の2倍の回転速度にて回転される。これにより、クランク軸19,20の回転によって発生する二次振動が低減される。
【0022】
また、一対のバランサ軸25,26は各第2歯車27,28が互いに噛合するように配設されている。従って、両バンク13,14におけるクランク軸19,20の回転が各第2歯車27,28の噛合を介してバランサ軸25に伝達され、バランサ軸25からエンジン10の出力を取り出すことができる。また、各第2歯車27,28が互いに噛合されているため、一対のバランサ軸25,26は互いに反対方向に回転し、各クランク軸19,20も互いに反対方向に回転することとなる。本実施形態において、バランサ軸25が例えば時計方向に回転するとすれば、バランサ軸26は反時計方向に回転することとなる。そして、クランク軸19は反時計方向に回転し、クランク軸20は時計方向に回転することとなる。なお、本実施形態において、バランサ軸25はクランク軸19,20の回転速度の2倍の回転速度となっているため、本エンジン10又は本エンジン10に接続される変速機にはバランサ軸25の回転速度を2分の1に減速する減速機構が設けられる。
【0023】
前記クランク軸移動機構31,32は、互いに対応するバランサ軸25,26とクランク軸19,20とを連結する一対のリンク33,34と、シリンダブロック11と各クランク軸19,20とを連結する一対の油圧シリンダ35、36とを備える。油圧シリンダ35,36の本体35a,36aはそれぞれピン37,38によってシリンダブロック11に対して揺動可能に支持され、油圧シリンダ35,36のピストンロッド35b,36bの先端部が各クランク軸19,20に対して回動可能に連結されている。
【0024】
従って、油圧シリンダ35,36のピストンロッド35b,36bが出没されると、各クランク軸19,20はリンク33,34によって対応するバランサ軸25,26に連結されているため、クランク軸19,20は25,26を中心としてリンク33,34を半径とする円周方向に変位されることとなる。このように、クランク軸19,20の位置が変位すると、各バンク13,14におけるシリンダ15,16においてピストン17,18の上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【0025】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
・ 各バンク13,14におけるピストン17,18の往復動が回転運動に変換される際、コネクティングロッド21,22の回転質量により作用するアンバランス慣性力の一部はバランサ軸25,26の回転による慣性力によって打ち消され、エンジン10の運転に伴って発生する振動を低減することができる。そして、バランサ軸25,26からエンジン10の出力を取り出すようにしているため、構成の複雑化を招くことなく、エンジン10の運転に伴う振動を低減することができるようになる。
【0026】
・ 一対のバランサ軸25,26はクランク軸19,20の第1歯車23,24に噛合する第2歯車27,28が互いに噛合するように設けられている。そのため、一対のバランサ軸25,26は互いに反対方向に回転し、各クランク軸19,20も互いに反対方向に回転することとなる。従って、各バンク13,14におけるピストン17,18に連結されたコネクティングロッド21,22の回転質量によるアンバランス慣性力の一部を相殺することができ、エンジン10の運転に伴う振動をより低減することができるようになる。
【0027】
・ クランク軸19,20に設けられた第1歯車23,24の歯数とバランサ軸25,26に設けられた第2歯車27,28の歯数との比を、2:1とした。そのため、各バランサ軸25,26を対応するクランク軸19,20の回転速度の2倍の回転速度で回転させることができ、エンジン10の運転に伴う振動における二次振動を低減することができるようになる。
【0028】
・ 各クランク軸19,20を変位させるクランク軸移動機構31,32を、対応するバランサ軸25,26とクランク軸19,20とを連結するリンク33,34と、シリンダブロック11と各クランク軸19,20とを連結する油圧シリンダ35,36という簡単な構成とすることができる。そして、各油圧シリンダ35,36を作動させることにより、各クランク軸19,20を対応するバランサ軸25,26の周方向に変位させることができ、その結果、各シリンダ15,16においてピストン17,18の上死点位置が変化することとなり、圧縮比を変更することができるようになる。
【0029】
・ なお、各バンク13,14に対応してそれぞれクランク軸19,20を設けたので、各クランクピン19a,20aに対して1つのピストン17,18を結合すればよい。そのため、各クランク軸19,20の軸方向の寸法を短くすることができ、よってエンジン10のクランク軸方向への大型化を抑制することができる。
【0030】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図2に基づいて説明する。なお、重複説明を避けるため、図1において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。
【0031】
本実施形態のエンジン40は、各クランク軸19,20を各バランサ軸25,26の周方向に変位させるクランク軸移動機構の構成が第1実施形態とは異なっている。
【0032】
図2に示すように、本実施形態のエンジン40において、クランク軸移動機構41は、互いに対応するバランサ軸25,26とクランク軸19,20とを連結する第1リンク33,34と、クランク軸19,20の中間部においてシリンダブロック11に固定された油圧シリンダ42を備えている。また、クランク軸移動機構41は、油圧シリンダ42と各クランク軸19,20とを連結する第2リンク43,44とを備えている。
【0033】
このように構成されたクランク軸移動機構41によれば、各クランク軸19,20は第1リンク33,34によって対応するバランサ軸25,26に連結されるとともに、それぞれ第2リンク43,44によって油圧シリンダ42に連結されている。従って、油圧シリンダ42を作動させれば、各クランク軸19,20はそれぞれ第1リンク33,34によって対応するバランサ軸25,26の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダ15,16においてピストン17,18の上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【0034】
そのため、本実施形態のエンジン40によれば、クランク軸移動機構41を構成する油圧シリンダ42を1つのみとして構成の簡素化を図ることができる。また、油圧シリンダ42を1つのみとし、油圧シリンダ42の作動により第2リンク43,44を同期して変位させることにより、両クランク軸19,20を同期して変位させることができ、各シリンダ15,16の圧縮比を同期して変更することができるようになる。
【0035】
なお、実施の形態は、次のように変更してもよい。
・ 上記各実施形態では各バンク13,14におけるシリンダの数を3気筒とした6気筒エンジンに具体化したが、各バンクにおけるシリンダの数を例えば2気筒あるいは4気筒としたエンジンに具体化してもよい。
【0036】
・ 上記各実施形態では、各バンク13,14のシリンダ軸線のなす角を60°としたエンジンに具体化したが、各バンクのシリンダ軸線のなす角を任意の角度(例えば90°)に設定したエンジンに具体化してもよい。
【0037】
・ 上記各実施形態において、各バンク13,14のシリンダ軸線のなす角を60°としたエンジンに具体化したが、各バンクのシリンダ軸線のなす角を180度としたいわゆる水平対向型エンジンに具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のエンジンを示す概略図。
【図2】第2実施形態のエンジンを示す概略図。
【符号の説明】
10,40…エンジン、13…第1バンク、14…第2バンク、15,16…シリンダ、17,18…ピストン、19,20…クランク軸、21,22…コネクティングロッド、23,24…第1歯車、25,26…バランサ軸、27,28…第2歯車、31,32,41…クランク軸移動手段としてのクランク軸移動機構、33,34…(第1)リンク、35,36,42…油圧シリンダ、43,44…第2リンク、LC,RC…シリンダ軸線。
Claims (5)
- 第1バンク及び第2バンクにそれぞれ形成されたシリンダのシリンダ軸線が所定角度をなし、前記第1バンク及び第2バンクのシリンダ内にそれぞれピストンが往復動可能に配設されたエンジンのピストン駆動装置において、
前記各バンクに対応して設けられた一対のクランク軸と、
前記各バンクにおける各シリンダのピストンを各クランク軸に連結するコネクティングロッドと、
前記各クランク軸に形成された第1歯車と、
前記各クランク軸の第1歯車にそれぞれ噛合する第2歯車が設けられ、かつ、前記エンジンに回転可能に支持された一対のバランサ軸と、
前記各クランク軸を前記各バランサ軸の周方向に変位させるクランク軸移動手段と、
を備え、
前記一対のバランサ軸から前記エンジンの出力を取り出すようにした
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。 - 請求項1に記載のエンジンのピストン駆動装置において、
前記一対のバランサ軸は前記各第2歯車が互いに噛合するように設けられている
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。 - 請求項1又は2に記載のエンジンのピストン駆動装置において、
前記クランク軸に設けられた第1歯車の歯数と前記バランサ軸に設けられた第2歯車の歯数との比は、2:1である
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、
前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対のリンクと、前記エンジンと前記各クランク軸とを連結する一対の油圧シリンダとを備える
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、
前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対の第1リンクと、前記一対のクランク軸間において前記エンジンに固定された油圧シリンダと、該油圧シリンダと前記各クランク軸とを連結する一対の第2リンクとを備える
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。
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