JP2013040607A - デュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクティングロッドを中心に左右対称する構造を有する可変圧縮比装置を提供する。
【解決手段】ピストンから混合気の燃焼力の伝達を受け、クランクシャフトを回転させるエンジンに取り付けられ、混合気の圧縮比を可変させる可変圧縮比装置であって、クランクシャフトと一端が連結され、エンジンの回転力の伝達を受けるように大端部が形成され、他端には結合孔を備える小端部が形成されるコネクティングロッドと、１対で備えられ、結合孔にそれぞれの一端が互いに対向する方向に両側から結合されて一体に回転する偏心リンクと、偏心リンクの他端に連結され、所定角度の範囲内で回動する偏心ロッドと、を含んで構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、可変圧縮比装置に関し、より詳しくは、デュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置に関する。

一般的に、熱機関の熱効率は圧縮比が高ければ増加し、スパーク点火機関の場合、一定レベルまで点火時期を進角すれば熱効率が増加する。
しかし、スパーク点火機関は、高い圧縮比で点火時期を進角すれば、異常燃焼が発生してエンジン損傷をもたらし得るので点火時期進角に限界があり、このため、出力低下を甘受しなければならない。

可変圧縮比（ｖａｒｉａｂｌｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｒａｔｉｏ：ＶＣＲ）装置は、混合気の圧縮比をエンジンの運転状態に応じて変化させる装置である。
前記可変圧縮比装置によれば、エンジンの低負荷運転状態（ｌｏｗ ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）においては、混合気の圧縮比を上げて燃費を向上させ、エンジンの高負荷運転状態（ｈｉｇｈ ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）においては、混合気の圧縮比を下げてノッキングの発生を防止し、エンジン出力を向上させる。

従来の可変圧縮比装置は、ピストンに連結され、混合気の燃焼力の伝達を受けるコネクティングロッド（ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｒｏｄ）と、前記コネクティングロッドから混合気の燃焼力の伝達を受け、クランクシャフト（ｃｒａｎｋ ｓｈａｆｔ）を回転させるピンリンクと、エンジンの運転条件に応じて前記ピンリンクの回転軌跡を変化させる制御手段とを含む。
従来の可変圧縮比装置によれば、前記ピンリンクの回転軌跡が変化するにともなって混合気の圧縮比が変化する。

上記のように圧縮比を可変するために既に出願された発明として、図１に示すような米国特許登録６，５８１，５５２（以下、特許文献という）があり、これを参照すれば、コネクティングロッド１の一側面に対して偏心制御リンク２によって偏心部材３がスイング（ｓｗｉｎｇ）し、前記コネクティングロッド１の小端部１ａに形成された偏心リング３ａが偏心するように形成されることによって、偏心リング３ａに結合されたピストンピン（図示していない）が偏心部材３の制御を通じてピストンピンの高さを可変させ、これによって圧縮比を可変させる構成を示している。

ここで、前記特許文献による可変圧縮比装置は、偏心部材３の一側面にガイド部材４が形成され、このようなガイド部材４に対応するようにコネクティングロッド１にガイド溝（図示していない）が結合される。すなわち、ガイド部材４が形成されたカンチレバー構造であるため、カンチレバー構造上、偏心リング３ａを中心に回転する過程で、回転軸を中心に対して垂直方向に捩れ現象が発生するという問題点がある。

米国登録特許６，５８１，５５２号明細書

本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、コネクティングロッドを中心に左右対称する構造を有する可変圧縮比装置を提供することにある。

このような目的を達成するための本発明のデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置は、ピストンから混合気の燃焼力の伝達を受け、クランクシャフトを回転させるエンジンに取り付けられ、混合気の圧縮比を可変にする可変圧縮比装置であって、
一端に大端部が形成され、クランクシャフトに連結されてエンジンの回転力の伝達を受け、他端に結合孔を備えた小端部が形成されたコネクティングロッドと、
１対で備えられ、それぞれの一端が、結合孔に互いに対向する方向に両側から結合されて一体に回転する偏心リンクと、
偏心リンクの他端に連結され、所定角度範囲内で回動する偏心ロッドと、
を含んで構成される。

また、前記した１対の偏心リンクのうちのいずれか１つの偏心リンクの端部には、ピストンのピストンピンが偏心して挿入されるように中央が貫通する挿入突起を備え、他の１つの偏心リンクの端部には、挿入突起の外周面に嵌められるように密着突起が形成される。

また、偏心ロッドにおける前記偏心リンクが連結されない端部には、軸方向に貫通形成された貫通孔が備えられ、このような貫通孔を通じて偏心ロッドの回動角度を制御するためのアクチュエーターが結合される。

また、アクチュエーターは、偏心ロッドの貫通孔に連結された別途のリンク部材によってクランクシャフトと連結され、偏心ロッドの回動角度が制御される。

また、コネクティングロッドの両側面には、各面の縁に沿って突出する突出部が形成される。

本発明に係るデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置によれば、コネクティングロッド小端部に取り付けられる偏心リンクが両側に連結されるため、偏心リンク、ピストンピンおよびコネクティングロッド小端部に荷重を均等に配分できる効果を有する。

また、カンチレバー構造である場合、設置されるガイド部材を省略することができるので原価節減の効果を有する。

従来技術による可変圧縮比装置を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置を示す結合斜視図である。 本発明の一実施形態によるデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置を示す分解斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明すれば次の通りである。
図２は、本発明の一実施形態によるデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置を示す結合斜視図であり、図３は、その分解斜視図である。図２および図３に示すように、本発明の一実施形態によるデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置は、クランクシャフト１０、コネクティングロッド２０、偏心ロッド３０、偏心リンク４０、およびピストン６０を含む構成である。

クランクシャフト１０は、コネクティングロッド２０を通じて混合気の燃焼力の伝達を受ける。すなわち、コネクティングロッド２０の一端部は、他端部より直径が小さく、ピストン６０がピストンピン５０によって結合できるように小端部２１が形成され、他端部は小端部２１より大きい直径であって、クランクシャフト１０に連結できるように大端部２２が形成される。

また、コネクティングロッド２０の両側面には突出部２０ａが形成される。この突出部２０ａは、コネクティングロッド２０の両側面の縁に沿って端が突出するように形成することにより、後述する偏心リンク４０が回転軸に対して垂直方向の捩れが発生しないようにする機能を付加することもできる。

ピストン６０は、シリンダー（図示していない）内において上下運動をし、ピストン６０とシリンダーとの間には燃焼室（図示していない）が形成される。

クランクシャフト１０は、ピストン６０の往復運動を回転力に転換して変速機（図示していない）に伝達する。クランクシャフト１０は、シリンダーの下端に形成されているクランクケース（図示していない）に取り付けられる。

コネクティングロッド２０の小端部２１には、偏心リンク４０の一端が連結される。このような偏心リンク４０は１対で備えられ、小端部２１を中心に互いに対向するように結合される。

１対の偏心リンク４０のうちのいずれか一方の偏心リンク４０は、小端部２１の内周面に対して密着して結合されるように挿入突起４１ａが形成される。この時、挿入突起４１ａの中央に、軸方向に貫通する偏心孔４１１を形成することにより、ピストン６０結合のためのピストンピン５０が挿入されるようにする。但し、偏心孔４１１は、前記ピストンピン５０の中心が小端部２１の挿入孔２１ａの中心から中心がずれるように偏心した形態に形成される。

また、１対の偏心リンク４０のうちの他方の偏心リンク４０は、挿入突起４１ａが小端部２１を貫通して結合された状態で挿入突起４１ａの外周面を囲んで結合されるように密着突起４２１が形成される。すなわち、密着突起４２１は、挿入突起４１ａの外周面に沿って所定距離が離隔されたギア歯形態で回転中心に向かうように複数が形成される。

偏心ロッド３０は、１対であり、それぞれの一端が１対の偏心リンク４０の貫通孔（４１２，４２２）に連結され、他端には貫通孔が形成されてアクチュエーター（図示してない）が連結される。これによって偏心ロッド３０の回動制御によって偏心リンク４０の回転を駆動する。この時、このアクチュエーターは、別途の制御機構を設置することもできるが、別途に備えられるリンク部材（図示してない）を偏心ロッド３０の貫通孔に連結し、他端をクランクシャフト１０に連結することによって、偏心ロッド３０の回動角度を制御することもできる。

前述したように、本発明の一実施形態によるデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置は、コネクティングロッド２０を中心に対称する形態で偏心リンク４０が設けられるため、荷重バランスの側面で安定性が向上される。

また、偏心リンク４０がコネクティングロッド２０の一側面に対して回動するカンチレバー構造である場合にはガイド部が別途に設けられなければならないが、前述したように両側面において偏心リンク４０が回動するため、前記ガイド部を省略することができるので原価節減の効果を有する。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって容易に変更され均等であると認められる範囲の全ての変更を含む。

１：コネクティングロッド
２：偏心制御リンク
３：偏心部材
３ａ：偏心リング
４：ガイド部材
１ａ：（コネクティングロッドの）小端部
１ｂ：（コネクティングロッドの）大端部
１０：クランクシャフト
２０：コネクティングロッド
２０ａ：（コネクティングロッドの両側面に形成された）突出部
２１：小端部
２２：大端部
３０：偏心ロッド
３１、３２：左右側偏心ロッド
４０：偏心リンク
４１、４２：左右側偏心リンク
４１ａ：挿入突起
５０：ピストンピン
６０：ピストン
４１１：（一方の偏心リンクに形成された）偏心孔
４２１：（偏心孔がない方の偏心リンクに形成された）密着突起
４１２、４２２：（偏心リンクに形成された）貫通孔

Claims (5)

1. ピストンから混合気の燃焼力の伝達を受け、クランクシャフトを回転させるエンジンに取り付けられ、前記混合気の圧縮比を可変にする可変圧縮比装置であって、
   一端に大端部が形成され、前記クランクシャフトに連結されてエンジンの回転力の伝達を受け、他端に結合孔を備えた小端部が形成されたコネクティングロッドと、
   １対で備えられ、それぞれの一端が、前記結合孔に互いに対向する方向に両側から結合されて一体に回転する偏心リンクと、
   前記偏心リンクの他端に連結され、所定角度範囲内で回動する偏心ロッドと、
   を含んで構成されることを特徴とするデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置。
2. 前記１対の偏心リンクのうちのいずれか１つの偏心リンクの端部には、前記ピストンのピストンピンが偏心して挿入されるように中央が貫通する挿入突起を備え、他の１つの偏心リンクの端部には、前記挿入突起の外周面に嵌められるように密着突起が形成されることを特徴とする請求項１に記載のデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置。
3. 前記偏心ロッドにおける前記偏心リンクが連結されない端部には、軸方向に貫通形成された貫通孔が備えられ、このような貫通孔を通じて前記偏心ロッドの回動角度を制御するためのアクチュエーターが結合されることを特徴とする請求項２に記載のデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置。
4. 前記アクチュエーターは、前記偏心ロッドの貫通孔に連結された別途のリンク部材によってクランクシャフトと連結され、前記偏心ロッドの回動角度が制御されることを特徴とする請求項３に記載のデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置。
5. 前記コネクティングロッドの両側面には、各面の縁に沿って突出する突出部が形成されることを特徴とする請求項１に記載のデュアル偏心リンクが備えられた可変圧縮比装置。

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