JP2005054685A - 圧縮比可変エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】ピストンに連結されるコンロッドと、一端がコンロッドの他端に回動可能に連結されるとともにクランクシャフトに連結されるサブアームと、エンジン本体に回転可能に軸支される回転軸の偏心位置に設けられる偏心軸と、コンロッドの連結位置とはずれた位置でサブアームに一端が連結されるとともに偏心軸に他端部が回動可能に連結されるコントロールロッドとを備える圧縮比可変エンジンにおいて、エンジンの爆発および慣性を利用して回転軸を回転するようにした上で、回転軸の回転作動規制時に衝撃が生じることを抑制する。
【解決手段】回転軸８１およびエンジン本体間に一方向クラッチが介装され、回転軸８１の回転に応じて往復作動するようにして回転軸８１の偏心位置に連動、連結される被規制部材８８に、被規制部材８８が往復作動端を通過した直後に規制手段８９が当接、係合することで、回転軸８１の回転作動が相互に異なる２つの回転位相のいずれかで選択的に規制される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、一端がピストンピンを介してピストンに連結されるコンロッドと、一端がコンロッドの他端に回動可能に連結されるとともにクランクシャフトにクランクピンを介して連結されるサブアームと、エンジン本体に回転可能に支承される回転軸の偏心位置に設けられる偏心軸と、前記コンロッドの連結位置とはずれた位置で前記サブアームに一端が連結されるとともに前記偏心軸に他端部が回動可能に連結されるコントロールロッドとを備える圧縮比可変エンジンに関する。

従来、かかるエンジンは、たとえば特許文献１および特許文献２等で既に知られており、偏心軸を備える回転軸の回転位置を複数の回転位相で規制、保持することによって圧縮比を変化させるようにしている。
特開平９−２２８８５８号公報 特開２０００−７３８０４号公報

ところで、上記従来のものでは、回転軸には電動モータやシリンダ等のアクチュエータが連結されている。しかるにエンジンの爆発および慣性によってコントロールロッドには、引っ張り荷重および圧縮荷重が作用するので、前記アクチュエータには、衝撃荷重が作用することになり、そのような衝撃を緩和するための手段をアクチュエータおよび回転軸間に設けなければならず、構成が複雑となる。

ところで回転軸の回転方向を一方向に規制しておけば、エンジンの爆発および慣性によってコントロールロッドに作用する引っ張り荷重および圧縮荷重を利用して回転軸を一方向に回転せしめることができるものであり、そのような構成とすれば、回転軸を駆動するためのアクチュエータは不要となる。ただし、回転軸を複数の回転位相で規制、保持するための規制手段が必要であり、そのような規制手段を設ける場合にも、規制手段および回転軸間の接触部に衝撃荷重が作用することを防止することが望ましい。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの爆発および慣性を利用して回転軸を回転するようにした上で、回転軸の回転作動規制時に衝撃が生じることを抑制し得るようにした圧縮比可変エンジンを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、一端がピストンピンを介してピストンに連結されるコンロッドと、一端がコンロッドの他端に回動可能に連結されるとともにクランクシャフトにクランクピンを介して連結されるサブアームと、エンジン本体に回転可能に支承される回転軸の偏心位置に設けられる偏心軸と、前記コンロッドの連結位置とはずれた位置で前記サブアームに一端が連結されるとともに前記偏心軸に他端部が回動可能に連結されるコントロールロッドとを備える圧縮比可変エンジンにおいて、前記ピストンの往復作動に伴って前記コントロールロッドから前記偏心軸を介して前記回転軸に作用する回転力に応じた前記回転軸の回転方向を一方向に規制するようにして前記回転軸および前記エンジン本体間に介装される一方向クラッチと、前記回転軸の回転に応じて往復作動するようにして前記回転軸の偏心位置に連動、連結される被規制部材と、該被規制部材が往復作動端を通過した直後に被規制部材に当接、係合することによって前記回転軸の回転作動を相互に異なる２つの回転位相のいずれかで選択的に規制するようにして圧縮比を高低に切換える規制手段とを含むことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記エンジン本体もしくは前記エンジン本体に取付けられる支持手段に、係止部を有する前記被規制部材が前記回転軸と平行な軸線まわりに回動することを可能として支承され、前記偏心軸と同軸の軸線まわりに回動することを可能として一端が前記回転軸の偏心位置に連結される往復ロッドの他端が、前記回転軸の回転に応じて前記被規制部材を第１および第２往復作動端間で往復回動せしめるようにして前記被規制部材に連結され、前記規制手段は、前記被規制部材が第１往復作動端を通過した直後に前記係止部に周方向一側から当接、係合し得る第１係合部を備える第１規制部材と、前記ピストンが第２往復作動端を通過した直後に前記被規制部材の係止部に周方向他側から当接、係合し得る第２係合部を備える第２規制部材とが、第１および第２係合部の一方を前記係止部に当接、係合させ得るときには第１および第２係合部の他方を前記係止部との当接、係合を避ける位置まで退避させるようにして連動、連結されつつ前記エンジン本体もしくは前記支持手段に回動可能に支承されて成り、エンジン負荷に応じて作動するようにしてエンジン本体に支持されるアクチュエータが、第１および第２規制部材を回動駆動すべく第１および第２規制部材に連動、連結されることを特徴とする。

上記請求項１記載の発明によれば、エンジンの爆発および慣性によってコントロールロッドに引っ張り荷重および圧縮荷重が作用することによって、回転軸は一方向クラッチで規制される一方向に回転することになるが、規制手段が被規制部材に当接、係合することにより、回転軸の回転作動を相互に異なる２つの回転位相で規制、保持することができ、それにより圧縮比を高低に変化させることができる。しかも規制手段の被規制部材への当接、係合は、回転軸の回転に応じて往復作動する被規制部材が往復作動端を通過した直後になされるので、被規制部材の作動速度が低速の状態で規制手段が被規制部材に当接、係合することになり、圧縮比切換時の衝撃を低く抑えることができ、衝撃音の発生も抑えることができる。

また上記請求項２記載の発明によれば、エンジン負荷に応じて作動するアクチュエータの作動により、規制手段の第１および第２規制部材を回動駆動することにより、前記被規制部材が往復作動端を通過した直後に該被規制部材の係止部に第１および第２係合部の一方を当接、係合させることができ、簡単な構成で、圧縮比切換時の衝撃を低く抑えつつエンジン負荷に応じて圧縮比を高低に切換えることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。

図１〜図１０は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの正面図、図２は図１の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線拡大断面図、図５は図２の５−５線拡大断面図、図６は図５の６−６線拡大断面図、図７は被規制部材が第１往復作動端を通過した直後の状態での図６の７−７線に沿う断面図、図８は被規制部材が第２往復作動端を通過した直後の状態での図７に対応した断面図、図９はエンジン軽負荷状態でのアクチュエータの一部切欠き平面図、図１０はエンジン高負荷状態での図９に対応した図である。

先ず図１〜図３において、このエンジンは、たとえば作業機等に用いられる空冷の単気筒エンジンであり、エンジン本体２１は、クランクケース２２と、該クランクケース２２の一側面からやや上向きに傾斜して突出するシリンダブロック２３と、該シリンダブロック２３の頭部に接合されるシリンダヘッド２４とで構成され、シリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４の外側面には多数の空冷用フィン２３ａ…，２４ａ…が設けられている。またクランクケース２２は、該クランクケース２２の下面の据え付け面２２ａで各種作業機のエンジンベッドに据え付けられる。

クランクケース２２は、シリンダブロック２３と一体に鋳造成形されるケース本体２５と、そのケース本体２５の開放端に結合されるサイドカバー２６とから成るものである。クランクシャフト２７の一端部２７ａはサイドカバー２６から突出され、クランクシャフト２７の一端部２７ａおよびサイドカバー２６間にボールベアリング２８およびオイルシール３０が介装される。またクランクシャフト２７の他端部２７ｂはケース本体２５から突出され、クランクシャフト２７の他端部２７ｂおよびケース本体２５間にボールベアリング２９およびオイルシール３１が介装される。

ケース本体２５の外方でクランクシャフト２７の他端部２７ｂにはフライホイール３２が固着されており、このフライホイール３２には、エンジン本体２１の各部に冷却風を供給するための冷却ファン３３が固着され、冷却ファン３３の外側にリコイルスタータ３４が配設される。

シリンダブロック２３には、ピストン３８を摺動自在に嵌合せしめるシリンダボア３９が形成されており、ピストン３８の頂部を臨ませる燃焼室４０がシリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４間に形成される。

シリンダヘッド２４には、燃焼室４０に通じ得る吸気ポート４１および排気ポート４２が形成されるとともに、吸気ポート４１および燃焼室４０間を開閉する吸気弁４３、ならびに排気ポート４２および燃焼室４０間を開閉する排気弁４４が開閉作動可能に配設される。また燃焼室４０に電極を臨ませる点火プラグ４５がシリンダヘッド２４に螺着される。

シリンダヘッド２４の上部には気化器３５が接続されており、該気化器３５が備える吸気路４６の下流端が吸気ポート４１に連通される。また吸気路４６の上流端に連なる吸気管４７が気化器３５に接続され、該吸気管４７は図示しないエアクリーナに接続される。シリンダヘッド２４の上部には排気ポート４２に通じる排気管４８が接続されており、この排気管４８は排気マフラー４９に接続される。さらにクランクケース２２の上方には、該クランクケース２２で支持されるようにして燃料タンク５０が配置される。

クランクケース２２におけるサイドカバー２６寄りの部分でクランクシャフト２７には、第１駆動ギヤ５１と、第１駆動ギヤ５１の１／２の外径を有するようにして第１駆動ギヤ５１と一体の第２駆動ギヤ５２とが固設されており、第１駆動ギヤ５１に噛合する第１被動ギヤ５３が、クランクシャフト２７と平行な軸線を有してクランクケース２２に回転自在に支承されるカムシャフト５４に固着される。而してカムシャフト５４には、相互に噛合した第１駆動ギヤ５１および第１被動ギヤ５３により１／２の減速比でクランクシャフト２７からの回転動力が伝達される。

カムシャフト５４には、吸気弁４３および排気弁４４にそれぞれ対応した吸気カム５５および排気カム５６が設けられており、吸気カム５５にはシリンダブロック２３で作動可能に支承された従動駒５７が摺接される。一方、シリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４には、従動駒５７の上部を下部に突出させた作動室５８が形成されており、該作動室５８内に配置されるプッシュロッド５９の下端が前記従動駒５７に当接される。一方、シリンダヘッド２４には、閉弁方向にばね付勢された吸気弁４３の上端に一端を当接させたロッカアーム６０が揺動可能に支承されており、このロッカアーム６０の他端に前記プッシュロッド５９の上端が当接される。而して吸気カム５５の回転に応じてプッシュロッド５９が軸方向に作動し、それに応じたロッカアーム６０の揺動によって吸気弁４３が開閉作動することになる。

排気カム５６および排気弁４４間にも、上記吸気カム５５および吸気弁４３間と同様の機構が介装されており、排気カム５６の回転に応じて排気弁４４が開閉作動する。

図４を併せて参照して、ピストン３８と、クランクシャフト２７と、該クランクシャフト２７の軸線と平行な軸線を有してエンジン本体２１のクランクケース２２に支承される偏心軸６１とが、リンク機構６２を介して連結される。

このリンク機構６２は、一端がピストンピン６３を介してピストン３８に連結されるコンロッド６４と、クランクシャフト２７にクランクピン６５を介して連結されるとともに前記コンロッド６４の他端に回動可能に連結されるサブアーム６８と、前記コンロッド６４の連結位置からずれた位置でサブアーム６８に一端が回動可能に連結されるコントロールロッド６９とから成り、コントロールロッド６９の他端が前記偏心軸６１に回動可能に連結される。

サブアーム６８は、クランクピン６５の半周に摺接する半円状の第１軸受部７０を中間部に有するものであり、このサブアーム６８の両端部には、コンロッド６４の他端部およびコントロールロッド６９の一端部をそれぞれ相互間に挟む一対の二股部７１，７２が一体に設けられる。またクランクピン６５における残余の半周には、クランクキャップ７３が備える半円状の第２軸受部７４が摺接するものであり、このクランクキャップ７３はサブアーム６８に締結される。

コンロッド６４の他端部は、円筒状のコンロッドピン７５を介してサブアーム６８の一端部に回動可能に連結されるものであり、コンロッド６４の他端部に圧入されたコンロッドピン７５の両端部がサブアーム６８の一端側の二股部７１に回動可能に嵌合される。

またコントロールロッド６９の一端は円筒状のサブアームピン７６を介してサブアーム６８の他端部に回動可能に連結されるものであり、サブアーム６８の他端側の二股部７２に挿入されたコントロールロッド６９の一端部を相対回動可能に貫通するサブアームピン７６の両端部が、前記他端側の二股部７２に隙間ばめにて嵌合される。しかも前記他端側の二股部７２にはサブアームピン７６の両端に当接して該サブアームピン７６の二股部７２からの離脱を阻止するための一対のクリップ７７，７７が装着される。

さらに各二股部７１，７２には、クランクシャフト２７の両側に一対ずつ配置されるボルト７８，７８…によってクランクキャップ７３が締結されるものであり、コンロッドピン７５およびサブアームピン７６は、それらのボルト７８，７８…の軸線延長上に配置される。

偏心軸６１は、クランクシャフト２７と平行な軸線を有してエンジン本体２１のクランクケース２２に回転可能に支承される回転軸８１の偏心位置に一体に設けられる。また回転軸８１には、前記偏心軸６１と同軸である偏心軸８２が、前記偏心軸６１とは軸方向に間隔をあけて設けられる。この回転軸８１の一端部は、クランクケース２２におけるサイドカバー２６にボールベアリング８３を介して回転可能に支承され、また回転軸８１の他端部はクランクケース２２におけるケース本体２５にボールベアリング８４を介して回転可能に支承される。

ところで、偏心軸６１に他端部が連結されたコントロールロッド６９には、ピストン３８が上死点から下死点側に摺動する際には引っ張り荷重が作用し、またピストン３８が下死点から上死点側に摺動する際には圧縮荷重が作用するものであり、回転軸８１の偏心位置に偏心軸６１が設けられているので、引っ張り荷重および圧縮荷重の交互作用により、回転軸８１にも前記コントロールロッド６９から一側に向けての回転力ならびに他側に向けての回転力が交互に作用する。しかるに回転軸８１と、クランクケース２２におけるサイドカバー２６との間には一方向クラッチ８７が介装されており、回転軸８１は図４の矢印８０で示す一方向にのみ回転可能である。

回転軸８１の偏心位置には、回転軸８１の回転に応じて往復作動するようにして被規制部材８８が連動、連結されており、該被規制部材８８には規制手段８９が当接、係合可能である。しかも規制手段８９は、被規制部材８８がその往復作動端を通過した直後に被規制部材８８に当接、係合することによって回転軸８１の回転作動を相互に異なる２つの回転位相のいずれかで選択的に規制することが可能であり、それによりエンジンの圧縮比を高低に切換えることが可能である。

図５および図６を併せて参照して、クランクケース２２のケース本体２５には、前記偏心軸８２に対応する部分で側方に張出す張出し部２５ａが一体に形成されており、該張出し部２５ａに支持手段９２が取付けられる。この支持手段９２は、前記張出し部２５ａの内面に当接する第１支持板９３と、前記偏心軸８２の軸線に沿って第１支持板９３から離隔した位置に配置されて第１支持板９３に対向する第２支持板９４と、第１および第２支持板９３，９４間の複数箇所たとえば３箇所に介装される円筒状のスペーサ９５，９５…とを備える。

前記ケース本体２５の張出し部２５ａには、各スペーサ９５，９５…に対応した複数個たとえば３個のボルト９６，９６…が回転軸８１と平行な軸線を有して植設されており、第１支持板９３、各スペーサ９５，９５…および第２支持板９４にそれぞれ挿通された前記各ボルト９６，９６…に、第２支持板９４に外面側から係合するナット９７，９７…を螺合して締めつけることにより、支持手段９２がクランクケース２２のケース本体２５における張出し部２５ａに取付けられる。

第１および第２支持板９３，９４には、前記回転軸８１が回転自在に挿通されており、回転軸８１における前記偏心軸８２の第１支持板９３に挿通される部分は、回転軸８１と同軸の円形部８２ａとして形成されている。

回転軸８１の偏心位置にある偏心軸８２には、往復ロッド９８の一端が回動可能に連結される。一方、被規制部材８８は、前記支持手段９２の第１および第２支持板９３，９４間に挿入されるとともに前記偏心軸８２と平行な支軸９９を介して両支持板９３，９４に回動可能に支承される。この被規制部材８８は、前記支軸９９に基端部が揺動可能に支承される連結アーム部８８ａと、前記スペーサ９５，９５…の１つを要部とした扇形に形成されて連結アーム部８８ａの基部に連設される係止部８８ｂとが略直角に連なって成るものであり、前記連結アーム部８８ａの先端部に前記往復ロッド９８の他端が前記支軸９９と平行な連結ピン１００を介して連結される。

ところで、被規制部材８を規制手段８９で規制しておらず、回転軸８１が自由に回転し得る状態では、ピストン３８の摺動に伴う回転軸８１の回転作動に応じて、往復ロッド９８は図７および図８の左右に往復作動するものであり、その往復ロッド９８の往復作動に応じて前記被規制部材８８は、図７および図８の下方側に設定される第１往復作動端と、図７および図８の上方側に設定される第２往復作動端との間で上下に往復回動する。

規制手段８９は、前記被規制部材８８が第１往復作動端を通過した直後すなわち前記被規制部材８８が下方位置から上方側に作動方向を転換した直後に被規制部材８８の係止部８８ｂに図７で示すように周方向一側（この実施例では上側）から当接、係合し得る第１係合部１０１ａを備える第１規制部材１０１と、前記被規制部材３８が第２往復作動端を通過した直後すなわち前記被規制部材８８が上方位置から下方側に作動方向を転換した直後に前記被規制部材８８の係止部８８ｂに図８で示すように周方向他側（この実施例では下側）から当接、係合し得る第２係合部１０２ａを備える第２規制部材１０２とが、第１および第２係合部１０１ａ，１０２ａの一方を前記係止部８８ｂに当接、係合させ得るときには第１および第２係合部１０１ａ，１０２ａの他方を前記係止部８８ｂとの当接、係合を避ける位置まで退避させるようにして連動、連結されつつ前記支持手段９９に回動可能に支承されて成るものである。

支持手段９２における複数のスペーサ９５，９５…のうち一対のスペーサ９５，９５は、前記支軸９９に関して回転軸８１とは反対側の上下２箇所に配置されており、両スペーサ９５，９５のうち下方のスペーサ９５で第１規制部材１０１が回動可能に支承され、両スペーサ９５，９５のうち上方のスペーサ９５で第２規制部材１０２が回動可能に支承される。

第１および第２規制部材１０１，１０２の基部は支持手段９２の両支持板９３，９４間に挟まれるようにして前記スペーサ９５，９５で回動可能に支承されており、第１係合部１０１ａは、前記両支持板９３，９４間に配置される前記係止部８８ｂの幅方向一側半部に上側から係合するようにして略Ｌ字状に形成されつつ第１規制部材１０１に設けられ、第２係合部１０２ａは、前記係止部８８ｂの幅方向他側半部に上側から係合するようにして略Ｌ字状に形成されつつ第２規制部材１０２に設けられる。すなわち第１および第２係合部１０１ａ，１０２ａは、相互に摺接することを可能としつつ第１および第２支持板９３，９４間に配置される。

第１および第２規制部材１０１，１０２には、前記被規制部材８８とは反対側に延びる腕部１０１ｂ，１０２ｂが設けられており、それらの腕部１０１ｂ，１０２ｂの先端部間には、両腕部１０１ｂ，１０２ｂの先端部を近接させる方向すなわち第１および第２係合部１０１ａ，１０２ａを被規制部材８８の係止部８８ｂに当接、係合させる方向にばね力を発揮する連動ばね１０３が縮設される。

また前記両支持板９３，９４間には、第１および規制部材１０１，１０２の腕部１０１ｂ，１０２ｂを前記連動ばね１０３のばね力によって常時当接させるようにしてカム１０４が収容されており、このカム１０４は、図７で示すように、被規制部材８８が第１往復移動端を通過した直後に被規制部材８８の係止部８８ｂに第１係合部１０１ａを当接、係合させるとともに第２係合部１０２ａを係止部８８ｂとの係合を避けるように退避させる状態と、図８で示すように、被規制部材８８が第２往復作動端を通過した直後に被規制部材８８の係止部８８ｂに第２係合部１０２ａを当接、係合させるとともに第１係合部１０１ａを係止部８８ｂとの係合を避けるように退避させる状態とを切換えるように、第１および第２規制部材１０１，１０２を揺動せしめるべく回動するものであり、圧縮比を切換えるべくカム１０４を回動駆動したときだけに、被規制部材８８の規制手段８９による規制は解除され、そのときだけ回転軸８１は回転し、往復ロッド９８が往復作動し、被規制部材８８が回動する。

前記カム１０４は、前記回転軸８１と平行な軸線を有して第１および第２支 板９３，９４で回動可能に支承される回動軸１０５に設けられており、この回動軸１０５の一端部はクランクケース２２におけるケース半体２５の張出し部２５ａを回動自在に貫通し、回動軸１０５および前記張出し部２５ａ間には環状のシール部材１０６が介装される。またクランクケース２２の外方で前記回動軸１０５の一端部には上下に延びるアーム１０７の下部が固定され、該アーム１０７の上端部にダイヤフラム式のアクチュエータ１０８が連結される。

図９および図１０において、アクチュエータ１０８は、クランクケース２２におけるケース本体２５の上部に締結された支持板１０９に取付けられるケーシング１１０と、該ケーシング１１０内を負圧室１１１および大気圧室１１２に仕切るようにしてケーシング１１０に支持されるダイヤフラム１１３と、負圧室１１１の容積を増大する方向でばね力を発揮してケーシング１１０およびダイヤフラム１１３間に縮設されるばね１１４と、ダイヤフラム１１３の中央部に連結される作動ロッド１１５とを備える。

ケーシング１１０は、支持板１０９に取付けられる椀状の第１ケース半体１１６と、該ケース半体１１６にかしめ結合される椀状の第２ケース半体１１７とから成り、ダイヤフラム１１３の周縁部は両ケース半体１１６，１１７の開口端部間に挟持される。また負圧室１１１はダイヤフラム１１３および第２ケース半体１１７間に形成され、この負圧室１１１にばね１１４が収容される。

大気圧室１１２は、ダイヤフラム１１３および第１ケース半体１１６間に形成されるものであり、第１ケース半体１１６の中央部に設けられた透孔１１８を貫通して大気圧室１１２に突入される作動ロッド１１５の一端部がダイヤフラム１１３の中央部に連結され、透孔１１８の内周および作動ロッド１１５の外周間の間隙を介して大気圧室１１２が外部に連通する。

ケーシング１１０における第２ケース半体１１７には負圧室１１１に通じる導管１１９が接続され、この導管１１９は気化器３５の吸気路４６の下流端に接続される。すなわちアクチュエータ１０８の負圧室１１１には吸気路４６の吸気負圧が導入されることになる。アクチュエータ１０８が備える作動ロッド１１５の他端は、支持板１０９に回動可能に支承される駆動アーム１２０の一端部に連結される。

ところで、エンジンが軽負荷運転状態であって負圧室１１１の負圧が高い状態では、図９で示すように、ダイヤフラム１１３は戻しばね１１４およびばね１１６のばね力に抗して負圧室１１１の容積を減少させるように撓んでおり、作動ロッド１１５が収縮作動している。この状態でアーム１０７は図７で示すように回動しており、被規制部材８８の係止部８８ｂには、第１規制部材１０１の第１係合部１０１ａが当接、係合可能な状態である。

一方、エンジンが高負荷運転状態となって負圧室１１１の負圧が低くなると、図１０で示すように、ダイヤフラム１１３は戻しばね１１４およびばね１１７のばね力によって負圧室１１１の容積を増大させるように撓み、作動ロッド１１５は伸張作動する。これによりアーム１０７は図８で示すように回動し、被規制部材８８の係止部８８ｂには第２規制部材１０２の第２係合部１０２ａが当接、係合可能な状態にある。

次にこの実施例の作用について説明すると、エンジンが軽負荷状態にあるときには、アクチュエータ１０８により被規制部材８８の係止部８８ｂには、規制手段８９における第１規制部材１０１の第１係合部１０１ａが当接、係合し、それにより回転軸８１の作動は偏心軸６１の中心を回転軸８１の中心に関してクランクシャフト２７から離隔させる回転位相で停止、保持されることになり、ピストン３８の作動ストロークを比較的短くした低圧縮比でエンジンが作動することになる。またエンジンが高負荷状態にあるときには、アクチュエータ１０８により被規制部材８８の係止部８８ｂには、規制手段８９における第２規制部材１０２の第１係合部１０２ａが当接、係合し、それにより回転軸８１の作動は偏心軸６１の中心を回転軸８１の中心よりもクランクシャフト２７に近接させた回転位相で停止、保持されることになり、ピストン３８の作動ストロークを比較的長くした高圧縮比でエンジンが作動することになる。すなわちエンジンの軽負荷時における低圧縮比と、エンジンの高負荷時における高圧縮比とを切換えてエンジンの運転がなされることになる。

しかもピストン３８の往復作動に伴ってコントロールロッド６９から偏心軸６１を介して回転軸８１に作用する回転力に応じた回転軸８１の回転方向を、回転軸８１およびエンジン本体２１のクランクケース２２間に介装される一方向クラッチ８７で一方向に規制しており、回転軸８１に連動、連結される被規制部材８８に、第１および第２往復作動端間で往復回動する被規制部材８８が第１および第２往復作動端を通過した直後に前記被規制部材８８に規制手段８９を当接、係合することによって回転軸８１の回転作動を相互に異なる２つの回転位相のいずれかで選択的に規制することによって圧縮比を高低に切換えるようにしているので、被規制部材８８の作動速度が低速の状態で規制手段８９が被規制部材８８に当接、係合することになり、圧縮比切換時の衝撃を低く抑えることができ、衝撃音の発生も抑えることができる。

また被規制部材８８は、エンジン本体２１のクランクケース２２に取付けられる支持手段９２に回転軸８１と平行な軸線まわりの回動を可能として支承され、偏心軸６１と同軸の軸線まわりに回動することを可能として一端が回転軸８１の偏心位置に連結される往復ロッド９８の他端が被規制部材８８に連結され、規制手段９２は、被規制部材８８が第１往復作動端を通過した直後に被規制部材８８の係止部８８ｂに周方向一側から当接、係合し得る第１係合部１０１ａを備える第１規制部材１０１と、被規制部材８８が第２往復作動端を通過した直後に被規制部材８８の係止部８８ｂに周方向他側から当接、係合し得る第２係合部１０２ａを備える第２規制部材１０２とが、第１および第２係合部１０１ａ，１０２ａの一方を係止部８８ｂに当接、係合させ得るときには第１および第２係合部１０１ａ，１０２ａの他方を係止部８８ｂとの当接、係合を避ける位置まで退避させるようにして連動、連結されつつ支持手段９２に回動可能に支承されて成り、エンジン負荷に応じて作動するようにしてエンジン本体２１のクランクケース２２に支持されるアクチュエータ１０８が、第１および第２規制部材１０１，１０２を回動駆動すべく第１および第２規制部材１０１，１０２に連動、連結されている。

したがってエンジン負荷に応じて作動するアクチュエータ１０８の作動により、規制手段８９の第１および第２規制部材１０１，１０２を回動駆動することにより、被規制部材８８が往復作動端を通過した直後に被規制部材８８の係止部８８ｂに第１および第２係合部１０１ａ，１０２ａの一方を当接、係合させることができ、簡単な構成で、圧縮比切換時の衝撃を低く抑えつつエンジン負荷に応じて圧縮比を高低に切換えることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

たとえば上記実施例では、被規制部材８８と、規制手段８９の第１および第２規制部材０１１，１０２とが、エンジン本体２１のクランクケース２２に取付られた支持手段９２で回動可能に支承されたが、被規制部材８８と、第１および第２規制部材０１１，１０２とが、エンジン本体２１のクランクケース２２に回動可能に支承されてもよい。

エンジンの正面図である。 図１の２−２線断面図である。 図２の３−３線断面図である。 図２の４−４線拡大断面図である。 図２の５−５線拡大断面図である。 図５の６−６線拡大断面図である。 被規制部材が第１往復作動端を通過した直後の状態での図６の７−７線に沿う断面図である。 被規制部材が第２往復作動端を通過した直後の状態での図７に対応した断面図である。 エンジン軽負荷状態でのアクチュエータの一部切欠き平面図である。 エンジン高負荷状態での図９に対応した図である。

符号の説明

２１・・・エンジン本体
２７・・・クランクシャフト
３８・・・ピストン
６１・・・偏心軸
６３・・・ピストンピン
６４・・・コンロッド
６５・・・クランクピン
６８・・・サブアーム
６９・・・コントロールロッド
８１・・・回転軸
８７・・・一方向クラッチ
８８・・・被規制部材
８８ｂ・・・係止部
８９・・・規制手段
９２・・・支持手段
９８・・・往復ロッド
１０１・・・第１規制部材
１０１ａ・・・第１係合部
１０２・・・第２規制部材
１０２ａ・・・第２係合部
１０８・・・アクチュエータ

Claims (2)

1. 一端がピストンピン（６３）を介してピストン（３８）に連結されるコンロッド（６４）と、一端がコンロッド（６４）の他端に回動可能に連結されるとともにクランクシャフト（２７）にクランクピン（６５）を介して連結されるサブアーム（６８）と、エンジン本体（２１）に回転可能に支承される回転軸（８１）の偏心位置に設けられる偏心軸（６１）と、前記コンロッド（６４）の連結位置とはずれた位置で前記サブアーム（６８）に一端が連結されるとともに前記偏心軸（６１）に他端部が回動可能に連結されるコントロールロッド（６９）とを備える圧縮比可変エンジンにおいて、前記ピストン（３８）の往復作動に伴って前記コントロールロッド（６９）から前記偏心軸（６１）を介して前記回転軸（８１）に作用する回転力に応じた前記回転軸（８１）の回転方向を一方向に規制するようにして前記回転軸（８１）および前記エンジン本体（２１）間に介装される一方向クラッチ（８７）と、前記回転軸（８１）の回転に応じて往復作動するようにして前記回転軸（８１）の偏心位置に連動、連結される被規制部材（８８）と、該被規制部材（８８）が往復作動端を通過した直後に被規制部材（８８）に当接、係合することによって前記回転軸（８１）の回転作動を相互に異なる２つの回転位相のいずれかで選択的に規制するようにして圧縮比を高低に切換える規制手段（８９）とを含むことを特徴とする圧縮比可変エンジン。
2. 前記エンジン本体（２１）もしくは前記エンジン本体（２１）に取付けられる支持手段（９２）に、係止部（８８ｂ）を有する前記被規制部材（８８）が前記回転軸（８１）と平行な軸線まわりに回動することを可能として支承され、前記偏心軸（６１）と同軸の軸線まわりに回動することを可能として一端が前記回転軸（８１）の偏心位置に連結される往復ロッド（９８）の他端が、前記回転軸（８１）の回転に応じて前記被規制部材（８８）を第１および第２往復作動端間で往復回動せしめるようにして前記被規制部材（８８）に連結され、前記規制手段（８９）は、前記被規制部材（８８）が第１往復作動端を通過した直後に前記係止部（８８ｂ）に周方向一側から当接、係合し得る第１係合部（１０１ａ）を備える第１規制部材（１０１）と、前記ピストン（３８）が第２往復作動端を通過した直後に前記被規制部材（８８）の係止部（８８ｂ）に周方向他側から当接、係合し得る第２係合部（１０２ａ）を備える第２規制部材（１０２）とが、第１および第２係合部（１０１ａ，１０２ａ）の一方を前記係止部（８８ｂ）に当接、係合させ得るときには第１および第２係合部（１０１ａ，１０２ａ）の他方を前記係止部（８８ｂ）との当接、係合を避ける位置まで退避させるようにして連動、連結されつつ前記エンジン本体（２１）もしくは前記支持手段（９２）に回動可能に支承されて成り、エンジン負荷に応じて作動するようにしてエンジン本体（２１）に支持されるアクチュエータ（１０８）が、第１および第２規制部材（１０１，１０２）を回動駆動すべく第１および第２規制部材（１０１，１０２）に連動、連結されることを特徴とする請求項１記載の圧縮比可変エンジン。

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