JP2017025895A - Opposing piston-shaft crank stroke volume continuous variable device - Google Patents

Opposing piston-shaft crank stroke volume continuous variable device Download PDF

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JP2017025895A JP2015156452A JP2015156452A JP2017025895A JP 2017025895 A JP2017025895 A JP 2017025895A JP 2015156452 A JP2015156452 A JP 2015156452A JP 2015156452 A JP2015156452 A JP 2015156452A JP 2017025895 A JP2017025895 A JP 2017025895A
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山内 幸作
Kosaku Yamauchi
幸作 山内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To resolve some defaults found in a prior art stroke volume continuous variable engine that a part receiving a reaction force of a slant plate [a slant shaft] converting a piston stroke into a rotation shows a high mechanical loss due to its sliding and a fast contact speed and an inertia force and a moment of inertia at a reciprocating motion part may become easily unbalanced state due to arrangement of multi-cylinders at an outer circumference of one crank shaft.SOLUTION: This invention relates to four-cylinder stroke volume continuous variable device in which a cross-shaped joint rotatably and pivotally supported so as to be fixed in an axial direction at both end shafts of a motion converting rocker arm rotatably held to be attached in an axial direction at a slant shaft arranged at one shaft crank in variable slant angle and axial position and another oscillation end of L-shaped direction converting rocker arm as seen from an oscillation shaft for oppositely stroking a piston while a connecting rod large end shaft at one side oscillation end are connected by a double link mechanism, both end shafts are oscillated on a plane perpendicular to a cylinder hole including a crank shaft and there is provided a balance weight oscillated in an opposing direction of both end shafts.SELECTED DRAWING: Figure 1-1

Description

本発明は、自動車等のエンジンにおいて行程容積を連続可変し、併せて圧縮比も行程容積に合せて設定、又は随時任意に連続可変できる、低振動でクランク軸方向コンパクトな装置を提供するものである。The present invention provides a low-vibration and compact crankshaft direction apparatus capable of continuously changing a stroke volume in an engine such as an automobile and simultaneously setting a compression ratio according to the stroke volume or continuously changing the compression ratio arbitrarily. is there.

出力に対し、内燃機関の行程容積及び圧縮比は、熱効率、ポンピングロスを決定づける主な要因であり、負荷や回転数等に応じて行程容積、圧縮比を連続自在に選択できれば、広運転領域で熱効率向上、ポンピングロス低減を図れる。
斜板(斜軸)にてピストン往復運動をクランク軸回転運動に変換し、斜板(斜軸)の傾斜角及びクランク軸方向位置を変えることで、行程容積及び圧縮比を可変できる特許文献1、2がある。
The stroke volume and compression ratio of the internal combustion engine with respect to the output are the main factors that determine the thermal efficiency and pumping loss.If the stroke volume and compression ratio can be selected continuously according to the load, the rotational speed, etc. Increases thermal efficiency and reduces pumping loss.
Patent Document 1 that can change the stroke volume and the compression ratio by converting the piston reciprocating motion into the crankshaft rotational motion on the swash plate (slanted shaft) and changing the tilt angle of the swash plate (slanted shaft) and the crankshaft direction position. There are two.

出力軸芯に直角に設けた耳軸と、クランクケースに回転自在、軸方向固定のアンカーメンバーに揺動自在に設けられたリンクにて揺動板キャリヤを保持し、出力軸を軸方向に変位させることで揺動板キャリヤの傾斜角を変え行程容積を可変すると共に、圧縮比を行程容積に合せて設定できる特許文献1がある。
US特許4433596号
The swing plate carrier is held by an ear shaft provided at a right angle to the output shaft core and a link provided rotatably on the crankcase and rotatably on an anchor member fixed in the axial direction, and the output shaft is displaced in the axial direction. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228707 can change the tilt angle of the swing plate carrier to vary the stroke volume and set the compression ratio in accordance with the stroke volume.
US Pat. No. 4,433,596

出力軸と同芯にて軸方向移動可能に第一回転支持体及び第二回転支持体を設け、出力軸芯に直角に設けた第一回転支持体の支持軸にて斜板を揺動可能に保持、第二回転支持体と斜板を継手を介して連結し、第一、第二回転支持体を軸方向に移動させその相対位置関係にて斜板傾斜角を変え、行程容積を可変すると共に圧縮比も随時任意に可変できる特許文献2がある。
特開2004−245092号
The first rotation support body and the second rotation support body are provided so as to be axially movable on the same axis as the output shaft, and the swash plate can be swung by the support shaft of the first rotation support body provided at a right angle to the output shaft core. The second rotary support and the swash plate are connected via a joint, the first and second rotary supports are moved in the axial direction, the swash plate tilt angle is changed according to the relative positional relationship, and the stroke volume is variable. In addition, there is Patent Document 2 in which the compression ratio can be arbitrarily changed at any time.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-245092

特許文献1は、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する時に、ピストン摺動軸に対する直角方向反力をベアリングピストン保持部のピストンで受けて摺動するので、摺動速度が速く巨大な摩擦抵抗が発生しメカロス大となる。又、揺動板の回転を防止し揺動させる為のレースと出力軸の中心線上にある揺動板アーム部はレース同様直線運動となるが、それ以外のアーム部は8の字状の軌跡となりベアリングピストンに対しアーム部がずれて動く必要があり、アーム部のリストピン保持穴部のスキマを確保しないと揺動板が動かなくなる。故に、スキマ分ピストンがガタつき圧縮比が変動すると共に騒音が発生してしまう。又、耳軸とリンクの揺動軸位置関係がクランクケース両側の送りネジ、アンカーメンバー保持部で決まる構造故、ケースの熱膨張、剛性の影響を受け変動し易い。更に、各部にスラストベアリングを用いており、メタルとした場合では周速面で、ニードルとしてもコロに掛かる遠心力面で高回転化が困難となり、自動車用エンジンとしては採用困難な欠点がある。In Patent Document 1, when converting the force of the piston reciprocating motion into the rotational force of the output shaft, the sliding force is fast because the piston receives the reaction force in the direction perpendicular to the piston sliding shaft with the piston of the bearing piston holding portion. Enormous frictional resistance is generated and mechanical loss is increased. In addition, the race for preventing the swing plate from rotating and the swing plate arm portion on the center line of the output shaft are linearly moved in the same manner as the race, but the other arm portions have an 8-shaped locus. Therefore, it is necessary to move the arm part with respect to the bearing piston, and the rocking plate cannot move unless the clearance of the wrist pin holding hole part of the arm part is secured. Therefore, the piston is rattled by the clearance and the compression ratio fluctuates and noise is generated. Further, since the positional relationship between the pivot axis of the ear shaft and the link is determined by the feed screw and the anchor member holding portion on both sides of the crankcase, it is likely to fluctuate due to the thermal expansion and rigidity of the case. Further, thrust bearings are used for each part, and when it is made of metal, it is difficult to increase the rotation speed at the peripheral speed surface and the centrifugal force surface acting on the roller as a needle, which makes it difficult to adopt as an automobile engine.

特許文献2の実施例では、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する時に、特許文献1の様にレール部のピストン外周とシリンダを接触摺動させていないので、ピストン摺動軸に対する直角方向反力がピストンとシリンダの接触部に曲げモーメントとして働き、巨大な摩擦抵抗が発生すると共に楔効果で往復運動が困難となる。
又、斜板とレールを摺動接触させる方式故周速大となり高回転化が困難であると共に、メカロス大となり自動車用エンジンとしては採用困難である。又、斜板を傾斜角可変に保持する第一回転支持体と、斜板とを継手を介して連結した第二回転支持体を連動させて、軸方向位置を変え行程容積及び圧縮比を可変する方式故、両方のモータに応答差が出ると圧縮比が大きく変化し破損に至る危険性を秘めている。
しかも、実施例の様に変位発生機構が両回転支持体とずれていると、モーメントによる楔効果によりスムーズな変位が困難になると共に、燃焼圧力による巨大荷重がモーメントとして掛かり強度不足となり易い欠点がある。
以上の例の様に従来の斜板(斜軸)を用いた行程容積可変装置は、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する部分でのメカロスが大きく、しかも高回転化が困難な構造であり、斜板(斜軸)の傾斜角を変える機構も精度、安全面での対応が不十分であり、特許文献1、2の実施例の様に一つの斜板、クランク軸外周に多シリンダの穴軸をクランク軸に平行に配置したものは、往復運動部の慣性力、慣性モーメントがアンバランスになり易く、一軸クランクでのバランス取りが非常に難しい為振動対策面でも不十分となる。又、クランク軸方向にシリンダ、シリンダヘッド等が順に配置されることとなり軸方向エンジン長が長くなる為に、車体左右方向にクランク軸、変速機を配置することが困難故に前後方向に配置することになるが、変速機部分の運転室への張り出しが多くなり運転席、助手席の邪魔となる欠点もあり実用化に至っていないのが現状である。
バランス取りの一方法として、シリンダ軸をクランク軸両側対称略平行に配置し、ピストンに連結されたコンロッドの大端軸とを連結しピストンをストロークさせるスイングアームの揺動先端と、クランク軸に傾斜角、位置を可変可能に設けた斜軸に回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手とをリンクにて連結し、ロッカアームの両端軸をクランク軸を含む平面上にて揺動させる二気筒行程容積連続可変機構とし、揺動平面に平行にもう一つの二気筒行程容積連続可変機構を設け同回転数、逆回転にて連動させ四気筒とする装置が考えられるが、クランク軸方向が長くなる欠点はそのままでクランクが二軸となり機構が複雑となる。
In the embodiment of Patent Document 2, when converting the piston reciprocating force into the rotational force of the output shaft, the piston outer periphery of the rail and the cylinder are not slid in contact as in Patent Document 1, so the piston sliding shaft The reaction force in the direction perpendicular to the surface acts as a bending moment at the contact portion between the piston and the cylinder, generating a huge frictional resistance and making the reciprocating motion difficult due to the wedge effect.
In addition, since the swash plate and the rail are in sliding contact with each other, the peripheral speed is high, and it is difficult to increase the rotation speed. In addition, the first rotational support that holds the swash plate with a variable tilt angle and the second rotational support that connects the swash plate via a joint are interlocked to change the axial position and change the stroke volume and compression ratio. Therefore, if there is a difference in response between both motors, there is a danger that the compression ratio will change greatly and breakage will occur.
Moreover, when the displacement generating mechanism is deviated from both rotating supports as in the embodiment, smooth displacement is difficult due to the wedge effect due to the moment, and a huge load due to the combustion pressure tends to be applied as a moment and the strength tends to be insufficient. is there.
As in the above example, the conventional stroke volume variable device using the swash plate (slant shaft) has a large mechanical loss in the part that converts the force of the piston reciprocating motion into the rotational force of the output shaft, and it is difficult to increase the rotation speed. The structure for changing the inclination angle of the swash plate (slant shaft) is also inadequate in terms of accuracy and safety. If the multi-cylinder hole shaft is placed parallel to the crankshaft, the inertial force and moment of inertia of the reciprocating motion part are likely to be unbalanced, and balancing with a single-shaft crank is very difficult, so vibration countermeasures are also insufficient. It becomes. In addition, cylinders, cylinder heads, etc. are arranged in order in the crankshaft direction, and the axial engine length becomes longer. Therefore, it is difficult to arrange the crankshaft and transmission in the left-right direction of the vehicle body. However, the actual situation is that it has not been put into practical use because there are many disadvantages that obstruct the driver's and passenger's seats due to the overhang of the transmission portion into the cab.
As a method of balancing, the cylinder shaft is arranged symmetrically in parallel on both sides of the crankshaft, connected to the large end shaft of the connecting rod connected to the piston, and the swinging tip of the swing arm that strokes the piston is tilted to the crankshaft. The angle and position can be freely rotated on a slanted shaft, and can be rotated on both end shafts of a motion conversion rocker arm held fixed in the axial direction. A two-cylinder stroke volume continuously variable mechanism that swings both end shafts on a plane including the crankshaft, and another two-cylinder stroke volume continuously variable mechanism is provided in parallel to the swing plane, and linked at the same rotation speed and reverse rotation. A device with four cylinders can be considered, but the crankshaft direction becomes long, and the crank becomes two shafts, and the mechanism becomes complicated.

本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたもので、一軸のクランクに傾斜角、軸方向位置を可変可能に設けた斜軸に、回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、クランク軸及び両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる揺動軸方向視L字状の方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端とを、互いに直角方向に揺動するリンクとそれらを保持しクランク軸に平行にストロークするホルダで構成される複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させると共に、両端軸の反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置で、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する動力伝達行程において、方向変換をロッカアーム、リンク、十字継手等の揺動にて行うことで、ピストン往復運動方向に対する直角方向反力をピストンや斜板で受ける特許文献1、2に較べ荷重受け面の摺動速度が大幅に小さくメカロス低減でき、周速及び摺動速度が速くなる運動変換ロッカアーム、ガイドローラにコロガリ軸受を用いることで更なるメカロス低減、高回転化を可能にするものである。
又、クランク軸及び運動変換ロッカアームの片方の両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置した二気筒対向ピストン機関をクランク軸方向同位置に重ねて配置した四気筒対向ピストン機関故に、クランク軸方向に片側二気筒が並んで配置され直列四気筒機関よりクランク軸方向寸法が短い従来の四気筒対向ピストン機関よりさらにクランク軸方向寸法を短くでき、行程容積可変機構により長くなる分を吸収し抑えることができると共に、振動対策面では一軸クランクでも対向ピストン故にシリンダ穴軸方向は慣性力、慣性モーメント共にバランスが取れている。直角方向は両端軸、十字継手、複リンク機構等の揺動によるアンバランスが発生するが、反対方向に揺動するバランスウエイトを設けることで容易にバランスを取ることができ簡潔でコンパクトな装置を実現できる。更に、方向変換ロッカアームの揺動軸芯位置をずらす機構を設けることで圧縮比も随時任意に可変できる行程容積連続可変装置を提供できる。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a motion conversion rocker arm which is rotatably and axially fixedly held on a slant shaft provided with a variable tilt angle and axial position on a single-shaft crank. Rotating on both end shafts of the shaft, a cross joint that is supported in a fixed axial direction, and a cylinder hole is arranged at substantially right angles on both sides with respect to the crankshaft and both end shafts. The other rocking tip of the L-shaped direction change rocker arm as viewed in the rocking shaft direction is made up of a link rocking at right angles to each other and a holder that holds them and strokes parallel to the crankshaft. The four-cylinder stroke capacity is provided with a balance weight that swings in the opposite direction of both end shafts while swinging both end shafts on a plane perpendicular to the cylinder hole including the crankshaft. In a continuously variable device, in the power transmission process that converts the piston reciprocating force into the rotational force of the output shaft, the direction is changed by swinging the rocker arm, link, cross joint, etc. Compared with Patent Documents 1 and 2 where the reaction force is received by a piston or swash plate, the sliding speed of the load receiving surface is significantly smaller and the mechanical loss can be reduced. By using it, the mechanical loss can be further reduced and the rotation speed can be increased.
Also, because the two-cylinder opposed piston engine in which the cylinder holes are arranged at substantially right angles on both sides of the crankshaft and the motion converting rocker arm is arranged at the same position in the crankshaft direction, the crankshaft is arranged. Two cylinders on one side are arranged side by side, and the dimension in the crankshaft direction is shorter than that of the conventional four-cylinder opposed piston engine, which is shorter than that of the in-line four-cylinder engine. In addition, in terms of vibration countermeasures, both the inertial force and the moment of inertia are balanced in the cylinder hole axial direction even with a single-shaft crank because of the opposed piston. In the right-angled direction, unbalance occurs due to the swinging of both end shafts, cross joints, double link mechanisms, etc., but by providing a balance weight that swings in the opposite direction, a simple and compact device can be easily balanced. realizable. Furthermore, it is possible to provide a stroke volume continuous variable device that can arbitrarily change the compression ratio at any time by providing a mechanism for shifting the pivot axis position of the direction changing rocker arm.

前述の課題を解決する為の請求項1の発明は、一軸のクランクに傾斜角、軸方向位置を可変可能に設けた斜軸に、回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、クランク軸及び両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる揺動軸方向視L字状の方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端とを、互いに直角方向に揺動するリンクとそれらを保持しクランク軸に平行にストロークするホルダで構成される複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させピストンの往復動をクランク軸の回転に変換すると共に、両端軸の反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置とすることを特徴とする。
従来の斜板(斜軸)式行程容積可変機構は、特許文献1、2の様に一つの斜板(斜軸)を保持するクランク軸周りに多シリンダ軸を配置しており、ピストン往復運動の力を回転力に変換する部分において、斜板式では斜板の摺動接触部周速が速く、斜軸式ではピストンストローク摺動速度が速くメカロス大であると共に、往復運動部の慣性力、慣性モーメントのアンバランスが発生し易い構造であった。
本発明の様に、クランク軸及び運動変換ロッカアームの片方の両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置した二気筒対向ピストン機関をクランク軸方向同位置に重ねて配置した四気筒対向ピストン機関とすることで、クランク軸方向に片側二気筒が並んで配置され直列四気筒機関よりクランク軸方向寸法が短くできるとされる、従来の四気筒対向ピストン機関よりさらにクランク軸方向寸法を短くできると共に、振動対策面では一軸クランクでも対向ピストン故にシリンダ穴軸方向は慣性力、慣性モーメント共にバランスが取れ、直角方向は両端軸、十字継手、複リンク機構等の揺動によるアンバランスが発生するが反対方向に揺動するバランスウエイトを設けることで容易にバランスを取ることができ、振動の少ない簡潔でコンパクトな四気筒行程容積連続可変装置を実現できる。
一軸クランクにてクランク軸両側対称略直角にシリンダ穴を配置したものにおいて、運動変換ロッカアームの両端軸をシリンダ穴に平行に配置すればシリンダピッチを狭くできると共に、十字継手と方向変換ロッカアームを一つのリンクで連結でき複リンク不要となるが、二気筒でも四気筒でも全てのピストンが同方向にストロークし単気筒と同様となりバランスが取れないものになってしまうので、低振動で自動車に搭載可能な装置とするには対向ピストンとすることが不可欠である。
又、ピストンの往復動をL字状アーム形状の方向変換ロッカアームで方向を変換し運動変換ロッカアームにて回転運動に変換する機構ゆえに、方向変換ロッカアームのコンロッド大端軸取付側のアーム長を変えればある程度任意に行程容積を変えることが可能で、コンロッド長を調整すれば同一のクランクケース、シリンダにて行程容積を自由に選択できるメリットがある。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is characterized in that the shaft of both ends of the motion conversion rocker arm which is rotatably and axially fixedly held on a slant shaft provided with a variable tilt angle and axial position on a single shaft. A cross joint that is pivotally supported in an axially fixed manner, and a cylinder hole is arranged at substantially right angles on both sides with respect to the crankshaft and both end shafts. A multi-link composed of a link that swings in a direction perpendicular to each other and a holder that holds them and strokes parallel to the crankshaft, with the other swing tip of the L-shaped direction change rocker arm as viewed in the swing axis direction The balun is connected by a mechanism, and both end shafts are swung on a plane perpendicular to the cylinder hole including the crankshaft to convert the reciprocating motion of the piston into rotation of the crankshaft and swing in the opposite direction of both end shafts. Characterized by a four-cylinder stroke volume continuously variable device provided with a weight.
The conventional swash plate (slanted axis) stroke volume variable mechanism has a multi-cylinder shaft arranged around the crankshaft holding one swash plate (slanted shaft) as in Patent Documents 1 and 2, and piston reciprocating motion In the swash plate type, the swash plate sliding contact part has a high peripheral speed, and the swash plate type has a high piston stroke sliding speed and a large mechanical loss. It was a structure in which an imbalance of moment of inertia was likely to occur.
As in the present invention, a four-cylinder counter-piston engine in which two-cylinder counter-piston engines in which cylinder holes are arranged at substantially right angles on both sides with respect to both end axes of the crankshaft and the motion conversion rocker arm are arranged at the same position in the crankshaft direction. The two-cylinder side cylinders are arranged side by side in the crankshaft direction, and the crankshaft direction dimension can be made shorter than that of the in-line four-cylinder engine. On the anti-vibration side, even with a single-shaft crank, because of the opposed piston, the cylinder bore axial direction balances both the inertial force and moment of inertia, and the right-angled direction is unbalanced due to swinging of both end shafts, cross joints, double link mechanisms, etc. By providing a balance weight that swings in the direction, the balance can be easily achieved. The four-cylinder stroke volume continuously variable device can be realized such.
In a single-shaft crank with cylinder bores arranged at substantially right angles on both sides of the crankshaft, if both ends of the motion conversion rocker arm are placed parallel to the cylinder hole, the cylinder pitch can be reduced, and the cross joint and direction change rocker arm It can be connected with links, and there is no need for multiple links, but even with two or four cylinders, all pistons stroke in the same direction and become unbalanced as with single cylinders, so they can be mounted on automobiles with low vibration In order to make a device, it is indispensable to use an opposed piston.
In addition, the mechanism that converts the direction of the reciprocating motion of the piston with the L-shaped arm-shaped direction conversion rocker arm and converts it into a rotational motion with the motion conversion rocker arm. Therefore, if the arm length on the connecting rod large end shaft mounting side of the direction conversion rocker arm is changed The stroke volume can be changed arbitrarily to some extent. If the length of the connecting rod is adjusted, the stroke volume can be freely selected with the same crankcase and cylinder.

又、請求項2の発明は、請求項1の発明において、運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、方向変換ロッカアームの揺動先端に、各ロッカアームの揺動面に平行に揺動可能、直角方向変位を規制したリンクを設け、クランク軸に平行に設けた揺動ガイドに接触回転するガイドローラを軸支し、クランク軸に平行且つ直線的にストロークするガイドローラホルダにて各リンクの片方を連結し複リンク機構を構成することで、各ロッカアームの揺動を直角に変換することを特徴とする。
クランク軸を含む平面上にて運動変換ロッカアームの両端軸を揺動させ、その直角方向の動きを規制することで対向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ことが可能となる。クランク軸に直交する対向ピストンに連結されたコンロッドの大端軸を軸支し、方向を直角に変えて伝達する揺動軸方向視L字状アーム形状の方向変換ロッカアームのもう一方のアーム端は、両端軸の揺動面に対し直角な面で揺動し、両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と共に揺動面上で円弧を描いて揺動する。各ロッカアームの揺動面に平行に揺動可能、直角方向変位を規制したリンクを十字継手と、方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端に設け、クランク軸に平行に設けた揺動ガイドに接触回転するガイドローラを軸支し、クランク軸に平行且つ直線的にストロークするガイドローラホルダにて各リンクの片方を連結することで複リンクを構成し、ガイドローラホルダにて両端軸の直角方向の動きを規制しつつ、十字継手及び方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端の円弧状の動きを吸収しガイドローラホルダの直線的ストロークを可能とし、クランク軸に直交する対向ピストンの往復運動をクランク軸の回転運動に変換できる。
Further, the invention of claim 2 is the invention of claim 1, wherein the rocker arm is pivoted at both ends of the motion converting rocker arm and supported in a fixed manner in the axial direction, and the rocking tip of the direction converting rocker arm is swung at each rocker arm. A link that can swing in parallel to the moving surface and that regulates displacement in the right-angle direction is provided, and a guide roller that rotates in contact with a swing guide that is parallel to the crankshaft is pivotally supported and strokes parallel and linearly to the crankshaft. By linking one of the links with a guide roller holder to form a multi-link mechanism, the rocker arm swing is converted to a right angle.
It is possible to convert the reciprocating motion of the opposed piston into the rotational motion of the crankshaft by swinging the both end shafts of the motion converting rocker arm on the plane including the crankshaft and restricting the motion in the perpendicular direction. The other arm end of the direction-changing rocker arm in the shape of an L-shaped arm as viewed in the direction of the oscillating shaft that supports the large end shaft of the connecting rod connected to the opposed piston orthogonal to the crankshaft and changes the direction to a right angle is Oscillates on a plane perpendicular to the oscillating surface of both end shafts, can rotate on both end shafts, and oscillates in a circular arc on the oscillating surface together with a cruciform joint that is supported in a fixed axial direction. A rocker that can swing in parallel to the rocking surface of each rocker arm, and a link that restricts displacement in the right-angle direction is provided on the cross joint and the other rocking tip of the direction change rocker arm, and contacts the rocking guide that is parallel to the crankshaft. A rotating guide roller is pivotally supported, and one of the links is connected by a guide roller holder that strokes parallel and linearly to the crankshaft to form a multi-link. While restricting the movement, it absorbs the arc-shaped movement of the other rocking tip of the cross joint and the direction change rocker arm, enabling the linear stroke of the guide roller holder, and the reciprocating movement of the opposed piston perpendicular to the crankshaft is cranked It can be converted into rotational movement of the shaft.

又、請求項3の発明は、請求項1の発明において、揺動ガイドにはクランク軸に平行且つ方向変換ロッカアームの揺動面に直角にガイドローラ外周面に接する平面を両側に設け、面毎に複数のガイドローラを設けガイドローラホルダにて保持することで、クランク軸に対するガイドローラホルダの姿勢を一定に保つストロークを可能とし、各対向ピストンのストローク位置を同調しストロークさせることを特徴とする。
複リンクを保持するホルダをクランク軸に対する姿勢を一定に保つストロークを可能にする方法としては、クランク軸に平行に円筒軸を設け、円筒軸を摺動可能にする円筒軸受穴を有するホルダに複リンクを連結する方が、簡潔な構造にできるが摺動抵抗が大きくなり易く、左右の対向ピストン位置の調整はできない構造となる。
本発明の様に、ガイドローラにてクランク軸に平行なガイド面を接触転動させると共にガイドローラ自体もコロガリ軸受にて軸支することで、メカロスを大幅低減できると共に、ガイドローラの外径を選択組付することで左右の対向ピストン位置の調整(圧縮比の同調)が可能となる構造で高圧縮比エンジンには必要な機能である。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the swing guide is provided with a flat surface on both sides parallel to the crankshaft and perpendicular to the swing surface of the direction changing rocker arm on both sides. The guide roller holder is provided with a plurality of guide rollers and is held by the guide roller holder, thereby enabling a stroke that keeps the posture of the guide roller holder with respect to the crankshaft constant, and the stroke position of each opposed piston is synchronized and stroked. .
As a method of enabling a stroke for keeping the posture of the holder holding the multiple links constant with respect to the crankshaft, a cylindrical shaft is provided in parallel to the crankshaft, and the holder having a cylindrical bearing hole that allows the cylindrical shaft to slide is used. When the links are connected, the structure can be simplified, but the sliding resistance tends to increase, and the positions of the left and right opposed pistons cannot be adjusted.
As in the present invention, the guide roller parallel to the crankshaft is contact-rolled by the guide roller and the guide roller itself is also pivotally supported by the roller bearing, so that mechanical loss can be greatly reduced and the outer diameter of the guide roller can be reduced. This is a necessary function for a high compression ratio engine with a structure that allows adjustment of the left and right opposed piston positions (synchronization of compression ratio) by selective assembly.

又、請求項4の発明は、請求項1の発明において、バランスウエイトをシリンダ穴直角方向視にてピストン下死点位置に重なるシリンダ側部に配置することを特徴とする。
シリンダ穴軸方向の慣性力、慣性モーメントは対向ピストンとすることでバランスが取れているが、直角方向に両端軸、十字継手、複リンク機構等の揺動によるアンバランスが発生するので反対方向に揺動するバランスウエイトを設ける必要がある。
方向変換ロッカアームのコンロッド大端軸を軸支する側のアーム部にウエイトを設けるのが合理的ではあるが、シリンダスカート部が邪魔となりウエイト重心の揺動半径を大きく取れずバランス取りが困難である。
本発明の様に、バランスウエイトをシリンダ穴直角方向視にてピストン下死点位置に重なるシリンダ側部に方向変換ロッカアームに一体に設けることで、ウエイト重心の揺動半径を大きくできウエイトを軽量化しつつバランス取りが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the balance weight is arranged on the side of the cylinder that overlaps the piston bottom dead center position when viewed in the direction perpendicular to the cylinder hole.
The inertial force and inertial moment in the cylinder hole axial direction are balanced by using an opposed piston. However, an unbalance is generated in the perpendicular direction due to swinging of both end shafts, cruciform joints, double link mechanisms, etc. It is necessary to provide a balance weight that swings.
Although it is reasonable to provide a weight on the arm portion of the direction change rocker arm that supports the connecting rod large end shaft, it is difficult to balance because the cylinder skirt portion obstructs the swing radius of the weight center of gravity. .
Like the present invention, the balance weight is integrated with the direction change rocker arm on the side of the cylinder that overlaps the piston bottom dead center position when viewed in the direction perpendicular to the cylinder hole, thereby increasing the rocking radius of the weight center of gravity and reducing the weight. It is possible to balance it.

又、請求項5の発明は、請求項1の発明において、方向変換ロッカアームの揺動ピボット軸芯位置を変位させることを特徴とする。
特許文献2の様に、斜板を傾斜角可変に保持する第一回転支持体と、斜板とを継手を介して連結した第二回転支持体を連動させて軸方向位置を変位させ行程容積及び圧縮比を可変するものは、両方の支持体軸方向位置変位機構に万一応答差が出たり片方が停止したり暴走したりすると、圧縮比が大きく変化したり、行程容積可変不能になるだけでなく、ピストンがシリンダヘッド類に当たり破損に至る危険性を秘めている。
本発明の様に、圧縮比を単独で可変する機構とすることにより、万一停止したり暴走したとしても一定範囲内の圧縮比変化でシリンダヘッド類に当たることも無いので、圧縮比を随時任意に可変できるより安全な機構となる。
The invention of claim 5 is characterized in that, in the invention of claim 1, the position of the swing pivot axis of the direction changing rocker arm is displaced.
As in Patent Document 2, the first rotational support body that holds the swash plate with a variable inclination angle and the second rotational support body that connects the swash plate via a joint are interlocked to displace the axial position so that the stroke volume is obtained. In the case of a variable compression ratio, if the response difference occurs in both support axial position displacement mechanisms or one of them stops or runs out of control, the compression ratio changes greatly or the stroke volume cannot be changed. In addition, there is a danger of the piston hitting the cylinder heads and causing damage.
As in the present invention, by adopting a mechanism that can change the compression ratio independently, even if it stops or runs away, it does not hit the cylinder heads due to a change in the compression ratio within a certain range. It becomes a safer mechanism that can be varied.

又、請求項6の発明は、請求項1の発明において、補機類駆動シャフトを略クランク軸及びシリンダ穴中心線上にて、クランク軸及びシリンダ穴に直角に配置することを特徴とする。
対向ピストン斜軸式行程容積可変装置を自動車用エンジンに用いた場合、シリンダ及びクランク軸を水平方向に配置し、クランク軸方向の片側にシリンダをその反対側に変速機類を配置するのが合理的で、オイル溜り室はクランク軸の径方向、シリンダの下側に配置することとなる。そこにオイルポンプを配置し、変速機類やシリンダ類の配置の邪魔にならない様に、クランク軸より機械的に駆動しようとすると、変速機類の反対側の両シリンダ間の空間にクランク軸より直角に駆動軸を配置するのが合理的で、結果として空間を有効利用でき、更に吸、排気バルブをリフトするカムシャフトはシリンダ穴に直角にシリンダ列に平行に配置するのが一般的故駆動軸と平行となるので、カムシャフトの一般的な駆動方法であるチェーン駆動のドライブスプロケットを駆動軸に設けることでカムシャフトを駆動できると共に、駆動軸のオイルポンプ他端側に補機類の駆動プーリ等も設けることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the accessory drive shaft is disposed substantially perpendicularly to the crankshaft and the cylinder hole substantially on the centerline of the crankshaft and the cylinder hole.
When the opposed piston oblique shaft type variable stroke volume device is used in an automobile engine, it is reasonable to arrange the cylinder and crankshaft in the horizontal direction and the cylinder on one side of the crankshaft direction and the transmissions on the opposite side. Therefore, the oil reservoir chamber is disposed in the radial direction of the crankshaft and below the cylinder. If an oil pump is placed there, and it is attempted to drive mechanically from the crankshaft so as not to interfere with the arrangement of the transmissions and cylinders, the crankshaft is placed in the space between both cylinders on the opposite side of the transmissions. It is reasonable to arrange the drive shaft at right angles, and as a result, space can be used effectively, and the camshaft that lifts the intake and exhaust valves is generally arranged at right angles to the cylinder holes and parallel to the cylinder rows. Because it is parallel to the shaft, the camshaft can be driven by installing a chain-driven drive sprocket, which is a common drive method for the camshaft, on the driveshaft, and auxiliary equipment is driven on the other end of the oil pump on the driveshaft. A pulley or the like can also be provided.

又、請求項7の発明は、請求項1の発明において、クランク軸、斜軸、耳軸リフタ、ガイドローラの軸受をコロガリ軸受とすることを特徴とする。
特許文献1の様に、ピストン往復運動を回転力に変換する時のピストン摺動軸に対する直角方向反力を、ベアリングピストン保持部のピストンで受けて摺動するものは摺動速度が速く大きな摩擦抵抗が発生しメカロス大となるし、特許文献2の様に、レール部のピストン外周とシリンダを接触摺動させていないものは、ピストンとシリンダの接触部に曲げモーメントとして働き、大きな摩擦抵抗が発生すると共に楔効果で往復運動が困難となり、しかも斜板とレールを摺動接触させる方式故周速大となり高回転化が困難であると共に、メカロス大で、特許文献1、2共に自動車用エンジンとしては採用困難である。それらの問題を解決する一方法としてコンロッド大小端に球体軸受を用いたものもあるが、球体軸受の製作、組立が難しいうえにピストンにあらゆる方向へのスラップ荷重が掛かるので高回転に耐えるピストンとすることが困難であり、従来案での自動車用エンジン実現性は低かった。
本発明の様に、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する動力伝達行程において、方向変換をロッカアーム、リンク、十字継手等の揺動にて行うことで、荷重受け面の摺動速度がピストン往復運動方向に対する直角方向反力をピストンや斜板で受ける特許文献1、2に較べ大幅に小さくメカロス低減でき、周速及び摺動速度が速くなる運動変換ロッカアーム、ガイドローラにコロガリ軸受を用いることで更なるメカロス低減、高回転化を可能にすると共に、コンロッドを一平面上で揺動させることで、従来エンジンと同様なピストンを採用でき、しかも従来エンジンよりコンロッドの揺動角が小さくスラップ荷重、騒音を低減でき軽量化も可能となり、自動車用エンジンへの採用が図れるものとなる。
The invention of claim 7 is characterized in that, in the invention of claim 1, the bearings of the crankshaft, the oblique shaft, the ear shaft lifter, and the guide roller are roller bearings.
As shown in Patent Document 1, when the piston reciprocating motion of the piston is converted into a rotational force, the sliding force received by the piston of the bearing piston holding portion by the piston of the bearing piston holding part has a high sliding speed and a large friction. Resistance is generated and mechanical loss is large. As in Patent Document 2, when the piston outer periphery of the rail part and the cylinder are not in sliding contact with each other, the piston and cylinder contact part acts as a bending moment, resulting in a large frictional resistance. As a result, the reciprocating motion becomes difficult due to the wedge effect, and the swash plate and the rail are in sliding contact with each other. Therefore, the peripheral speed is high, and it is difficult to increase the rotation speed. As it is difficult to adopt. One way to solve these problems is to use spherical bearings at the large and small ends of the connecting rod, but it is difficult to manufacture and assemble spherical bearings, and a piston that withstands high rotation because a slap load is applied to the piston in all directions. It was difficult to do so, and the feasibility of an automobile engine in the conventional plan was low.
As in the present invention, in the power transmission process in which the piston reciprocating force is converted to the rotational force of the output shaft, the direction change is performed by rocking the rocker arm, link, cross joint, etc. Compared with Patent Documents 1 and 2, where the piston and swash plate receive the reaction force perpendicular to the piston reciprocating direction, the mechanical loss can be reduced and the peripheral speed and sliding speed are increased. By using this, it is possible to further reduce mechanical loss and increase the rotation speed, and by swinging the connecting rod on a single plane, it is possible to adopt the same piston as the conventional engine, and the swing angle of the connecting rod is higher than that of the conventional engine. The slap load and noise can be reduced and the weight can be reduced, so that it can be used in automobile engines.

本発明により、斜軸にてピストン往復運動をクランク軸回転運動に変換し、斜軸の傾斜角及びクランク軸方向の位置を変えることで、行程容積及び圧縮比を可変するものにおいて、一軸クランクにて運動変換部の摺動接触速度低減によるメカロス大幅低減、及び往復運動部の慣性力、慣性モーメントをバランスできることによる振動低減でエンジンの高回転化、更には従来の四気筒対向ピストン機関よりさらにクランク軸方向寸法を短くでき、自動車用エンジンに適した行程容積連続可変装置を提供できる。
しかも、圧縮比を随時任意に可変できるものであり、行程容積、圧縮比の可変を別々の可変制御機構にて可変するのでより安定した行程容積、圧縮比の可変が可能であり、行程容積、圧縮比の可変範囲が機械的に制限される構造故、たとえ可変制御機構が暴走したとしても、ピストンとシリンダヘッド関係部品の接触は無く安全であると共に、可変機構の一部に非可逆伝達機構を設けており無電力で行程容積、圧縮比を一定保持できるので電力消費を抑え燃料消費を低減できる。
According to the present invention, the piston reciprocating motion is converted into the crankshaft rotational motion on the oblique shaft, and the stroke volume and the compression ratio are changed by changing the inclination angle of the oblique shaft and the position in the crankshaft direction. Therefore, the mechanical loss is greatly reduced by reducing the sliding contact speed of the motion converter, the vibration is reduced by balancing the inertial force and moment of inertia of the reciprocating part, and the engine is rotated at a higher speed. An axial dimension can be shortened and the stroke volume continuous variable apparatus suitable for a motor vehicle engine can be provided.
In addition, the compression ratio can be arbitrarily changed at any time, and the stroke volume and the compression ratio can be changed by separate variable control mechanisms, so that the stroke volume and the compression ratio can be changed more stably. Because the variable range of the compression ratio is mechanically limited, even if the variable control mechanism runs out of control, the piston and cylinder head related parts are not in contact with each other and are safe, and the irreversible transmission mechanism is part of the variable mechanism. Since the stroke volume and the compression ratio can be kept constant without power, the power consumption can be suppressed and the fuel consumption can be reduced.

以下図面にて、本発明による行程容積連続可変装置の実施形態を詳細説明する。本発明による行程容積連続可変装置は自動車等に搭載される各種ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンを用いた動力装置に適用可能である。Embodiments of a continuously variable stroke volume device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The continuously variable stroke volume device according to the present invention can be applied to a power device using various gasoline engines and diesel engines mounted on an automobile or the like.

一軸のクランクに設けた斜軸にてピストン往復運動をクランク軸回転運動に変換し、斜軸の傾斜角及びクランク軸方向位置を変え行程容積及び圧縮比を可変するものにおいて、シリンダ穴をクランク軸及び運動変換ロッカアーム両端軸に対し両側対称略直角に配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる方向変換ロッカアームのL字状アームのもう一方の揺動先端と、斜軸に回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手とを、互いに直角方向に揺動するリンクとそれらを保持しクランク軸に平行にストロークするホルダで構成される複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させると共に、両端軸の揺動方向に対し反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置とするもので、クランク機構10、行程容積可変機構20、行程容積制御機構30、圧縮比可変機構40、補機類駆動機構50を含む。The piston reciprocating motion is converted to the crankshaft rotational motion by the slant shaft provided in the single shaft crank, and the cylinder volume is changed to the crankshaft by changing the tilt angle of the slant shaft and the crankshaft direction position to change the stroke volume and compression ratio. And the other oscillating tip of the L-shaped arm of the direction changing rocker arm, which is arranged at substantially right angles on both sides with respect to the shafts on both ends of the motion converting rocker arm and connects the large end shaft of the connecting rod at the oscillating tip on one side and makes the piston face the opposite stroke. Rotating on the slant shaft, rotating on both ends of the motion conversion rocker arm held fixed in the axial direction, cruciform joints pivotally supported on the fixed axial direction, and links that swing perpendicular to each other and crankshaft holding them Are connected by a multi-link mechanism composed of a holder that strokes parallel to the shaft, and both end shafts are swung on a plane perpendicular to the cylinder hole including the crankshaft. The four-cylinder stroke volume continuously variable device is provided with a balance weight that swings in the opposite direction to the swing direction of both end shafts. The crank mechanism 10, the stroke volume variable mechanism 20, the stroke volume control mechanism 30, and the compression ratio variable. A mechanism 40 and an accessory driving mechanism 50 are included.

クランク機構10は、クランク軸18が、フロント、リヤクランクケース2、4にフロント、リヤベアリング18−1、18−2により軸方向固定、回転自在に軸支されており、クランク軸両側に対称位置略直角にR、Lシリンダ1R、1Lのシリンダ穴が配置される。尚、クランク軸を軸方向固定にて回転自在に軸支する為に、本実施例ではフロントベアリングにソリッド形針状コロ軸受を、リヤベアリングには組合せアンギュラ玉軸受を採用し、アウタレースナット18−3にてリヤクランクケースにアウタレースを固定し、インナレースをクランク軸の段付部に挿入したワッシャ18−4と変速機係合ボス19のボス部で挟み込み、ボルト19−1にてクランク軸に締付固定することで、軸方向のガタツキを最少限に抑えると共に、燃焼圧力等による強大なラジアル、軸方向荷重に耐えられるものにしている。(図1−1、2参照)In the crank mechanism 10, the crankshaft 18 is axially fixed and rotatably supported by the front and rear crankcases 2 and 4 by the front and rear bearings 18-1 and 18-2, and is symmetrically positioned on both sides of the crankshaft. The cylinder holes of the R and L cylinders 1R and 1L are arranged substantially at right angles. In this embodiment, a solid needle roller bearing is used for the front bearing and a combined angular contact ball bearing is used for the rear bearing, and the outer race nut 18 The outer race is fixed to the rear crankcase at -3, and the inner race is sandwiched between the washer 18-4 inserted into the stepped portion of the crankshaft and the boss portion of the transmission engaging boss 19, and the crankshaft is tightened with the bolt 19-1. By tightening and fixing to the shaft, the backlash in the axial direction is minimized, and a strong radial and axial load due to combustion pressure and the like can be withstood. (See Figures 1-1 and 2)

ピストン11は、クランク軸両側にシリンダ穴及びクランク軸に直角にフロント、ミドルクランクケース2、3の合せ面上で、回転自在、Cリング41−3にて軸方向固定にて軸支された、R、L方向変換ロッカアームピボット軸41R、41Lの偏芯軸部41Rb、41Lbを軸芯として揺動する、R、L方向変換ロッカアーム13R、13Lのピボット軸芯に平行な揺動先端の片方の穴に、回転自在に挿入されコンロッド12の大端穴に圧入された大端軸12−1と、ピストンの穴に挿入されたピストンピン11−1とをコンロッドにて連結し、コンロッドの揺動角変化を小さく抑えてシリンダ穴内をストローク可能にしている。尚、本実施例では方向変換ロッカアームの揺動先端部を含む大端部重量を軽減すると共に大端軸部の潤滑経路を簡略化する目的で、コンロッドの大端幅を狭くしても負荷に耐えられ大端穴潤滑も不要とする為に圧入としている。(図1−2、3参照)The piston 11 is rotatably supported on the mating surfaces of the front and middle crankcases 2 and 3 at a cylinder hole on both sides of the crankshaft and at right angles to the crankshaft. One hole at the tip of the rocker that swings around the eccentric shafts 41Rb and 41Lb of the R and L direction conversion rocker arm pivot shafts 41R and 41L and that is parallel to the pivot shaft of the R and L direction conversion rocker arms 13R and 13L. The large end shaft 12-1 that is rotatably inserted and press-fitted into the large end hole of the connecting rod 12 and the piston pin 11-1 inserted into the hole of the piston are connected by a connecting rod, and the swing angle of the connecting rod The stroke can be stroked in the cylinder hole with little change. In this embodiment, in order to reduce the weight of the large end including the swinging tip of the direction changing rocker arm and simplify the lubrication path of the large end shaft part, the connecting rod can be loaded even if the large end width is narrowed. It is press-fitted to withstand large end holes and eliminate the need for lubrication. (See Figures 1-2 and 3)

方向変換ロッカアームはその揺動軸方向視にて略直角のL字状アームとし、大端軸を軸支した反対側のピボット軸芯に平行な揺動先端に回転自在に一次リンクシャフト13−2を挿入し、その上下端に一次リンク13−3を圧入することで一次リンクをL字状アームの揺動面に平行方向は揺動自在、直角方向は変位を規制し軸支している。
上下一対の一次リンクのもう一方の穴に軸部が挿入されることにより回転自在、軸方向が規制されてR、Lガイドローラホルダ13−4R、13−4Lが一次リンクに保持される。R、Lガイドローラホルダには上下一対の一次リンクを軸支する軸部の中心線上の中間部に、軸部に直角な穴が設けられ二次リンクシャフト13−5が圧入されており、R、Lガイドローラホルダにて軸方向規制され二次リンクシャフトに揺動自在に、R、L二次リンク14R、14Lが軸支されている。尚、本実施例では二次リンクシャフト軸芯をシリンダ穴芯上に配置し、方向変換ロッカアームのL字状アームを一平面状に形成することで偶力を少なくし強度を向上させると共に成形性を良くしている。二次リンクシャフトにて一体となったR、Lガイドローラホルダに、揺動自在に軸支される一次リンクに連結されたR、L方向変換ロッカアーム、コンロッドにて、左右のピストンがストロークすることで対向ピストンとなりシリンダ穴方向のバランスが取れる。その対向ピストンを後述する運動変換ロッカアームの両端軸毎に配置することにより、上下のシリンダ列でピストン位置が上下死点にずれた四気筒対向ピストン機関としており、各シリンダ穴はクランク軸、運動変換ロッカアームの両端軸の揺動面に直角な同一平面上に配置されている。
又、揺動軸方向視にて一次リンクシャフト軸芯と揺動軸芯を結ぶ線上の揺動軸に対し、一次リンクシャフトの反対側にシリンダスカート部つまりは下死点時ピストン位置に重なるようにウエイト重心を配置し、揺動軸直角方向視にてシリンダスカート部の側部にR、Lバランスウエイト部13Rw、13Lwを一体に設けている。尚、本実施例ではバランスウエイト部はL字状アームとは別成形とし軸部にて圧入し一体とすることで成形性の向上を図っており、より強度、精度を向上させる為に圧入後に溶接しその後最終加工仕上げする方法もある。揺動軸両端部にはケースとの間にシム13−1が挿入されており軸方向隙間を調整すると共に摩擦、摩耗を防止している。
尚、本実施例では方向変換ロッカアームのコンロッド大端軸取付側、一次リンクシャフト取付側のアーム長を同じ長さに設定しているが、コンロッド大端軸取付側のアーム長を変えればある程度任意に行程容積を変えることが可能で、コンロッド長を調整すれば同一のクランクケース、シリンダにて行程容積を自由に選択できる利点がある。(図1−1〜3、5参照)
The direction change rocker arm is an L-shaped arm that is substantially perpendicular to the swing axis direction, and is rotatable to the swing tip parallel to the pivot axis on the opposite side that pivotally supports the large end shaft. And the primary link 13-3 is press-fitted into the upper and lower ends thereof, so that the primary link is swingable in the direction parallel to the swing surface of the L-shaped arm, and the displacement is supported in the right-angle direction by restricting the displacement.
By inserting the shaft portion into the other hole of the upper and lower primary links, the shaft portion is freely rotatable, the axial direction is restricted, and the R and L guide roller holders 13-4R and 13-4L are held by the primary link. In the R and L guide roller holders, a hole perpendicular to the shaft portion is provided in the middle portion on the center line of the shaft portion supporting the pair of upper and lower primary links, and the secondary link shaft 13-5 is press-fitted. The R and L secondary links 14R and 14L are pivotally supported by the L guide roller holder so as to be restricted in the axial direction by the L guide roller holder and swingable on the secondary link shaft. In this embodiment, the secondary link shaft axis is arranged on the cylinder hole core, and the L-shaped arm of the direction changing rocker arm is formed in a single plane, thereby reducing the couple force and improving the strength. Is improving. The left and right pistons are stroked by the R and L direction conversion rocker arms and connecting rods connected to the primary link pivotally supported by the R and L guide roller holders integrated with the secondary link shaft. The counter piston is used to balance the cylinder bore. By disposing the opposed pistons on both end shafts of the motion conversion rocker arm, which will be described later, a 4-cylinder opposed piston engine in which the piston position is shifted to the top and bottom dead center in the upper and lower cylinder rows, each cylinder hole has a crankshaft and motion conversion The rocker arms are arranged on the same plane perpendicular to the rocking surfaces of both end shafts.
In addition, the cylinder skirt on the opposite side of the primary link shaft, that is, the piston position at the bottom dead center, overlaps the swing axis on the line connecting the primary link shaft axis and the swing axis when viewed from the swing axis direction. The weight center of gravity is arranged on the side of the cylinder skirt, and the R and L balance weight portions 13Rw and 13Lw are integrally provided on the side of the cylinder skirt portion when viewed in the direction perpendicular to the swing axis. In this embodiment, the balance weight part is molded separately from the L-shaped arm, and the shaft part is press-fitted and integrated to improve the moldability. After press-fitting in order to improve the strength and accuracy, There is also a method of welding and final finishing. Shim 13-1 is inserted between both ends of the swing shaft between the case and the axial clearance is adjusted to prevent friction and wear.
In this embodiment, the connecting rod large end shaft mounting side and the primary link shaft mounting side arm length of the direction change rocker arm are set to the same length, but if the arm length on the connecting rod large end shaft mounting side is changed, it is arbitrary to some extent. It is possible to change the stroke volume, and if the connecting rod length is adjusted, the stroke volume can be freely selected with the same crankcase and cylinder. (See Figures 1-1 to 5 and 5)

斜軸15は、クランク軸のリンク保持部18aの穴に圧入固定された斜軸固定ピン15−2と、斜軸のリンク保持部15aの穴に圧入固定された斜軸固定ピン15−2に、揺動自在に各リンク保持部穴端面で軸方向固定にて保持された斜軸固定リンク15−1と、クランク軸の軸方向に設けられたキー溝状の溝に、摺動自在に挿入された耳軸ホルダ15−3の耳軸15−3aにてクランク軸に保持され、耳軸ホルダの軸方向移動により斜軸の傾斜角が変化する構造としている。
尚、斜軸の斜軸部15b軸芯は両側耳軸の軸芯線上を通り、耳軸の軸芯はクランク軸に直角でクランク軸の軸芯を軸方向に移動するよう設定されている。斜板を傾斜角可変に保持する第一回転支持体と、斜板とを継手を介して連結した第二回転支持体を連動させて軸方向位置を変位させ行程容積及び圧縮比を可変する特許文献2に較べ、斜軸を耳軸と共に保持する斜軸固定リンクの片方の揺動ピボット軸を軸方向固定し、耳軸を軸方向変位させることで斜軸の傾斜角を変える特許文献1は、耳軸の軸方向位置で自動的に行程容積、圧縮比が決まるのでより安定した制御が可能であるが、耳軸の軸方向位置可変機構と斜軸固定リンクの片方の揺動ピボット軸が斜軸を挟みクランクケース両側に配置する方式故、クランクケースの熱膨張、剛性の影響を受けてバラツキが発生し易い。
本発明の様に、クランク軸にて斜軸固定リンクの片方の揺動ピボット軸を軸方向固定することにより、熱膨張率が低く剛性のあるクランク軸上で斜軸の保持が完結するので、行程容積、圧縮比のバラツキを少なくできる。
又、クランク軸及び斜軸のリンク保持部の斜軸固定ピン穴の芯位置の設定により、斜軸の傾斜角変化による十字継手17に連結された複リンク機構の揺動軸芯の変化位置をある程度任意に設定できるので、本実施例の様に方向変換ロッカアームピボット軸を偏芯軸としその位相を変える圧縮比可変機構を設けなくても、最大、最少行程容積における圧縮比を適した圧縮比に任意設定可能である。又、一本のクランク軸にて斜軸傾斜角可変に軸支する耳軸を設けた軸と変速機へ動力伝達するアウトプット軸を共用できることで、剛性の高いアウトプット軸にでき大回転イナーシャ、高回転トルクに耐えるものにでき、クランク軸にて斜軸固定リンクの片方の揺動ピボット軸を軸方向固定することにより、熱膨張率が低く剛性のあるクランク軸上で斜軸の保持が完結するので、行程容積、圧縮比のバラツキを少なくできる。(図1−1〜4参照)
The slant shaft 15 includes a slant shaft fixing pin 15-2 that is press-fitted and fixed in the hole of the link holding portion 18a of the crankshaft, and a slant shaft fixing pin 15-2 that is press-fitted and fixed to the hole of the link holding portion 15a of the slant shaft. The slidably inserted into the inclined shaft fixed link 15-1 held in the axial direction at the end face of each link holding portion hole and the key groove shaped groove provided in the axial direction of the crankshaft. The ear shaft 15-3a of the ear shaft holder 15-3 is held on the crankshaft, and the inclination angle of the oblique shaft is changed by the axial movement of the ear shaft holder.
The oblique axis portion 15b axis of the oblique axis is set so as to pass on the axis line of the both ears, and the axis of the ear axis is set to move perpendicularly to the crankshaft and move in the axial direction of the crankshaft. A patent that varies the stroke volume and compression ratio by linking the first rotary support that holds the swash plate with a variable tilt angle and the second rotary support that connects the swash plate via a joint to displace the axial position. Compared with Document 2, Patent Document 1 changes the inclination angle of the oblique axis by axially fixing one swinging pivot shaft of the oblique axis fixing link that holds the oblique axis together with the ear axis and displacing the ear axis in the axial direction. Since the stroke volume and compression ratio are automatically determined by the axial position of the ear shaft, more stable control is possible. Due to the arrangement of the oblique shaft on both sides of the crankcase, variations are likely to occur due to the thermal expansion and rigidity of the crankcase.
As in the present invention, by fixing one swing pivot shaft of the inclined shaft fixing link in the axial direction with the crankshaft, the holding of the inclined shaft is completed on the rigid crankshaft with a low coefficient of thermal expansion. Variations in stroke volume and compression ratio can be reduced.
In addition, by setting the center position of the inclined shaft fixing pin hole of the link holding portion of the crankshaft and the inclined shaft, the change position of the swing shaft core of the multi-link mechanism connected to the cruciform joint 17 due to the inclination angle change of the inclined shaft can be changed. Since it can be arbitrarily set to some extent, a compression ratio suitable for the maximum and minimum stroke volume can be obtained without using a variable compression ratio mechanism for changing the phase of the direction change rocker arm pivot shaft as an eccentric shaft as in this embodiment. Can be arbitrarily set. In addition, a shaft with an ear shaft that can be supported by a single crankshaft with a variable tilt angle and an output shaft that transmits power to the transmission can be used in common. It can withstand high rotational torque, and by holding the pivot shaft of one of the slanted shaft fixed links in the axial direction on the crankshaft, the slanted shaft can be held on a rigid crankshaft with a low coefficient of thermal expansion. Therefore, variation in stroke volume and compression ratio can be reduced. (See Figures 1-1 to 4)

斜板(斜軸)のクランク軸に対する回転固定は、耳軸及び斜板(斜軸)固定リンク(継手)にて行えるが、回転トルクに耐えられる強度を確保する為の重量増と、各軸受部のクリアランスによる回転方向のガタツキによる位相変化による行程容積のバラツキが大きくなってしまう欠点がある。斜軸15の斜軸穴形状は小判状とし、クランク軸と共に設けた耳軸15−3aの軸芯線に対し直角で互いに平行な両平面部にて斜軸のクランク軸に対する回転固定を行うことで、両平面部一ヶ所のみのクリアランスによる回転方向のガタツキに抑えることができ、しかも剛性も高い部分ゆえ高トルクに耐えられる強度を確保でき、耳軸、斜軸固定リンクへの負担も軽くできるので軽量化が図れる。
アウタレース側に運動変換ロッカアーム16を挿入しアウタレースナット16−3にて締付固定したベアリング16−1を斜軸部15bに挿入し、インナレースをインナレースナット16−2にて締付固定することで、斜軸に対し運動変換ロッカアームを軸方向固定、回転自在に軸支している。運動変換ロッカアームには両端軸16a軸芯がクランク軸、耳軸、斜軸の軸芯の交点を通る線上に設けられており、両端軸に十字継手17が回転可能、スラストワッシャ17−1、ナット17−2にて軸方向固定にて軸支されている。十字継手の両端軸穴に直角に設けられた軸に二次リンクのもう一方の穴を臨ませることで、その軸に対し二次リンクを軸方向固定、回転自在に軸支することで運動変換ロッカアームと方向変換ロッカアームを連結し複リンク機構を構成している。(図1−1、2、4参照)
The rotation of the swash plate (slanted shaft) to the crankshaft can be fixed by the ear shaft and the swash plate (slanted shaft) fixed link (joint), but the weight increases to ensure the strength to withstand the rotational torque, and each bearing There is a drawback that the stroke volume varies greatly due to the phase change caused by the backlash in the rotational direction due to the clearance of the portion. The oblique shaft hole shape of the oblique shaft 15 is an oval shape, and the oblique shaft 15 is rotated and fixed with respect to the crankshaft at both plane portions perpendicular to and parallel to the axis of the ear shaft 15-3a provided with the crankshaft. Because it can be held back and forth in the rotational direction due to the clearance of only one flat part, and because it has high rigidity, it can secure the strength to withstand high torque, and the burden on the ear shaft and oblique shaft fixed link can be reduced. Weight can be reduced.
The motion converting rocker arm 16 is inserted into the outer race side, the bearing 16-1 fastened and fixed by the outer race nut 16-3 is inserted into the inclined shaft portion 15b, and the inner race is fastened and fixed by the inner race nut 16-2. Thus, the motion converting rocker arm is axially fixed and rotatably supported with respect to the oblique axis. The motion conversion rocker arm is provided with both ends 16a on the line passing through the intersection of the crankshaft, ear axis, and oblique axes, and the cross joint 17 can be rotated on both ends. Thrust washer 17-1, nut It is pivotally supported by fixing in the axial direction at 17-2. By making the other hole of the secondary link face the shaft provided at right angles to the shaft hole at both ends of the cross joint, the secondary link is fixed to the shaft in the axial direction, and the motion is converted by supporting it rotatably. A rocker arm and a direction change rocker arm are connected to form a multi-link mechanism. (See Figures 1-1, 2 and 4)

R、Lガイドローラホルダにはその一次リンク揺動軸横に段付軸を設けベアリング16−6にて回転自在、スラストワッシヤ16−7、サークリップ16−8にて軸方向固定にて軸支されたガイドローラ16−5が前後に二つ並べて設けられており、ノックピン16−9にて位置決めされ、フロント及びリヤケースに挟みこまれて固定された運動変換ロッカアーム揺動ガイド16−4のクランク軸に平行、シリンダ穴に直角に設けられた両面に、上下前後のガイドローラ四個が接触転動しストロークすることで、運動変換ロッカアームの両端軸軸芯をクランク軸芯を含むシリンダ穴に直角な平面で揺動させると共に、R、Lガイドローラホルダの姿勢を一定に保つストロークが可能となり、左右ピストン位置を同調させてピストンの往復運動をクランク軸の回転に変換している。(図1−1、2、3、5参照)The R and L guide roller holders are provided with a stepped shaft beside the primary link swinging shaft, and can be freely rotated by a bearing 16-6. The shaft is fixed in the axial direction by a thrust washer 16-7 and a circlip 16-8. Two supported guide rollers 16-5 are provided side by side in front and rear, positioned by a knock pin 16-9, and clamped between the front and rear cases and fixed to the crank of the motion converting rocker arm swing guide 16-4. Four guide rollers on the top and bottom, front and rear, contact and roll on both sides that are parallel to the shaft and perpendicular to the cylinder hole, and the stroke axis of both ends of the motion conversion rocker arm is perpendicular to the cylinder hole including the crankshaft core. It is possible to make a stroke that keeps the posture of the R and L guide roller holders constant while swinging on a flat plane, and reciprocating the piston by synchronizing the left and right piston positions. It is converted into rotation of the crankshaft. (See Figures 1-1, 2, 3, and 5)

ピストン往復運動を回転力に変換する時の反力を、揺動する十字継手、複リンク機構、方向変換ロッカアームの軸及び軸端で受けることにより摺動速度を遅くして受け、周速の速いクランク軸、運動変換ロッカアーム、ガイドローラの軸受をコロガリ軸受とすることで、メカロスを大幅に低減し高回転化を可能にすると共に、コンロッドを一平面上で揺動させることで、従来エンジンと同様なピストンが採用でき、しかも従来エンジンよりコンロッドの揺動角が小さくスラップ荷重、騒音を低減でき軽量化も可能となり、自動車用エンジンへの採用が図れるものとなる。現在量産化されている内燃機関の殆どは単クランク式の多気筒エンジンであり、高回転トルク、大回転イナーシャに耐える為に一体クランクを採用しており、構造上クランク回りの軸受けをメタル軸受としている。本実施例では直角方向反力を受ける十字継手、複リンク、方向変換ロッカアームの軸及び軸端を摺動接触としているが、コロガリ軸受にすれば行程容積連続可変機構の軸受全てをコロガリ軸受にでき更にメカロス低減可能となる。
故に、本案では斜軸の傾斜角、位置を可変する行程容積連続可変機構を提案しているが、斜軸をクランク軸に一体形成し行程容積を可変しないものとしても、従来エンジンより大幅メカロス低減可能な可変圧縮比エンジンを提供できるものである。
尚、運動変換ロッカアームを斜軸に軸方向固定、回転自在に軸支する為に、本実施例ではベアリングとして組合せアンギュラ玉軸受を採用し、軸方向のガタツキを最少限に抑えると共に、強大なラジアル、軸方向荷重に耐えられるものにしている。
By receiving the reaction force when converting piston reciprocating motion into rotational force at the shaft and shaft end of the oscillating cross joint, double link mechanism, direction change rocker arm, the sliding speed is reduced and the peripheral speed is high. By using roller bearings for the crankshaft, motion conversion rocker arm, and guide roller, mechanical loss can be greatly reduced and high rotation speeds can be achieved. The piston can be used, and the connecting rod has a smaller swing angle than the conventional engine, so that the slap load and noise can be reduced, and the weight can be reduced. Most of the internal combustion engines that are currently mass-produced are single-crank multi-cylinder engines, which use an integral crank to withstand high rotational torque and large rotational inertia, and structurally use bearings around the crank as metal bearings. . In this example, the shaft and shaft end of the cross joint, double link, and direction change rocker arm that receive the reaction force in the perpendicular direction are in sliding contact. However, if it is a roller bearing, all the bearings of the continuous stroke volume variable mechanism can be made a roller bearing. Further, mechanical loss can be reduced.
Therefore, in this proposal, a stroke volume continuous variable mechanism that can change the tilt angle and position of the oblique axis is proposed, but even if the oblique axis is integrated with the crankshaft and the stroke volume is not variable, the mechanical loss is greatly reduced compared to the conventional engine. A possible variable compression ratio engine can be provided.
In addition, in order to axially fix and rotate the motion conversion rocker arm on the oblique axis, a combined angular contact ball bearing is adopted as a bearing in this embodiment, minimizing axial play and minimizing radial motion. To withstand axial loads.

クランク軸は、回転バランスをできる限り取る為に、リンク保持部18aの肉抜き軽量化を図ると共に、リンク保持部側のクランク軸を切り欠き反対側にウエイト部18wを設け、足りない分を斜軸のリンク保持部15a反対側にウエイト部15wを設けバランスさせている。斜軸固定リンク及びその取付部によるアンバランスを発生部の近くに斜軸部(クランク軸)を挟んでクランク軸及び斜軸に設けることで、アンバランス軸方向モーメントを小さく抑えることができる。(図1−1、4参照)In order to balance the rotation of the crankshaft as much as possible, the link holding portion 18a is lightened and lightened, and the crankshaft on the link holding portion side is notched and a weight portion 18w is provided on the opposite side, and the missing portion is inclined. A weight portion 15w is provided and balanced on the opposite side of the shaft to the link holding portion 15a. The unbalanced axial moment can be kept small by providing the crankshaft and the oblique shaft with the oblique shaft fixing link and its mounting portion on the crankshaft and the oblique shaft with the oblique shaft portion (crankshaft) sandwiched between the generating portion. (See Figures 1-1 and 4)

R、L方向変換ロッカアームピボット軸、方向変換ロッカアーム、大端軸、複リンク機構部、十字継手、運動変換ロッカアーム両端軸にはオイル通路が設けられており、オイルフィルタを経由してR、L方向変換ロッカアームピボット軸の中心穴より供給されるオイルにて強制潤滑される。(図1−2、3、5参照)R, L direction conversion rocker arm pivot shaft, direction conversion rocker arm, large end shaft, double link mechanism, cross joint, motion conversion rocker arm both end shafts are provided with oil passages, and through the oil filter, R, L direction Forced lubrication with oil supplied from the center hole of the conversion rocker arm pivot shaft. (See Figures 1-2, 3, and 5)

行程容積可変機構20は、雌送りネジ21をノックピン21−2にて位相を決めボルト21−1でリヤクランクケース4に固定し、それに雄送りネジ22を係合させている。雄送りネジ内径部には耳軸リフタ23に雄送りネジを回転自在、軸方向固定で軸支するベアリング22−1が挿入され、アウタレースナット22−3にてアウタレースを固定し、インナレースナット22−2にてインナレースを耳軸リフタに固定している。耳軸ホルダと耳軸リフタの連結は、耳軸ホルダのリフタ側に斜軸を保持する耳軸15−3aと同様な耳軸15−3bを設け、それの軸線上を穴芯とするリフタのボス穴に挿入され耳軸15−3bに圧入されるジョイントカラー23−1にて行い、耳軸15−3bとボス穴の芯を一致させるまで耳軸リフタに耳軸ホルダをスライドさせても、ボス穴内側端面と耳軸15−3bの外側端面が干渉しないようにしてあり、一致させた後にジョイントカラーを圧入することで組立を可能にしている。
尚、ジョイントカラーは耳軸リフタのボス穴に圧入する様にしても良い。
又、雄雌送りネジ及び耳軸リフタはクランク軸に同芯に設けられており、耳軸リフタはクランク軸に回転、摺動自在に軸支されているが耳軸ホルダにて回転を規制されている。(図1−1、2参照)
本実施例ではベアリング22−1として4点接触玉軸受を採用し高回転化を可能にしているが、低回転エンジンや遠心力に対応することができればニードルベアリング等を用いることも可能である。又、送りネジとしては、台形ネジ、角ネジ、鋸歯ネジ等が考えられるが、ネジ部を確実な非可逆伝動にする為にネジリード角を使用材質の動摩擦係数以下にするのが良く、最低限静摩擦係数以下にする必要がある。
The stroke volume variable mechanism 20 determines the phase of the female feed screw 21 with the knock pin 21-2, fixes it to the rear crankcase 4 with the bolt 21-1, and engages the male feed screw 22 with it. A bearing 22-1 is inserted in the inner diameter portion of the male feed screw so that the male feed screw can rotate freely on the ear shaft lifter 23 and is supported in the axial direction, and the outer race is fixed by the outer race nut 22-3. The inner race is fixed to the ear lifter at 22-2. As for the connection between the ear shaft holder and the ear shaft lifter, an ear shaft 15-3b similar to the ear shaft 15-3a that holds the oblique shaft is provided on the lifter side of the ear shaft holder, and the lifter has a hole core on the axis thereof. Even if the ear shaft holder is slid to the ear shaft lifter until the ear shaft 15-3b is aligned with the core of the boss hole, it is inserted into the boss hole and press-fitted into the ear shaft 15-3b. The inner end face of the boss hole and the outer end face of the ear shaft 15-3b are not interfered with each other, and the assembly is made possible by press-fitting the joint collar after matching.
The joint collar may be press-fitted into the boss hole of the ear shaft lifter.
The male / female feed screw and the ear shaft lifter are provided concentrically with the crankshaft, and the ear shaft lifter is supported by the crankshaft so as to be rotatable and slidable. ing. (See Figures 1-1 and 2)
In the present embodiment, a four-point contact ball bearing is adopted as the bearing 22-1 to enable high rotation, but a needle bearing or the like can also be used if it can cope with a low-rotation engine or centrifugal force. Moreover, trapezoidal screws, square screws, sawtooth screws, etc. can be considered as feed screws, but the screw lead angle should be less than the dynamic friction coefficient of the material used in order to make the screw part reliable irreversible transmission. Must be less than or equal to the static friction coefficient.

行程容積制御機構30は、雄送りネジに一体に設けられたドリブンギヤに噛合う二次アイドルギヤ33が二次アイドルギヤシャフト33−1にベアリング33−2を介し回転自在に軸支され、更に二次アイドルギヤに噛合う一次アイドルギヤ32が一次アイドルギヤシャフト32−1にベアリング32−2を介し回転自在に軸支され、ミドルクランクケース3とリヤクランクケース4の間にスラストワッシャ32−3、33−3、スペーサ33−4を配置し、回転摩擦、摩耗の低減を図りつつ軸方向位置を決めて各ケースに軸方向固定され、二次アイドルギヤと一次アイドルギヤのドリブンギヤとの接触を防いでいる。一次アイドルギヤに一体に設けられたドリブンギヤが行程容積制御モータ31のドライブピニオンギヤ部31aと噛み合っており、行程容積制御モータの正逆回転により、雌送りネジに耳軸リフタを介し連結された耳軸ホルダをクランク軸方向に移動させることで、斜軸の傾斜角、軸方向位置を変え行程容積を可変する。行程容積は、雄送りネジのギヤ外周部側面に測定接触部を接触させ、ギヤ外周部側面の軸方向変位をリフタ位置検知センサ35にて検知し制御している。
送りネジ部のリードを摩擦係数以下に設定することで非可逆伝動となり電力不要にて任意な行程容積を保持できる。(図1−2、3参照)
In the stroke volume control mechanism 30, a secondary idle gear 33 meshing with a driven gear provided integrally with a male feed screw is rotatably supported by a secondary idle gear shaft 33-1 via a bearing 33-2. A primary idle gear 32 meshing with the secondary idle gear is rotatably supported by a primary idle gear shaft 32-1 via a bearing 32-2, and a thrust washer 32-3 is interposed between the middle crankcase 3 and the rear crankcase 4. 33-3 and spacer 33-4 are arranged to determine the axial position while reducing rotational friction and wear, and are fixed to each case in the axial direction to prevent contact between the secondary idle gear and the driven gear of the primary idle gear. It is out. The driven gear provided integrally with the primary idle gear meshes with the drive pinion gear portion 31a of the stroke volume control motor 31, and the ear shaft connected to the female feed screw via the ear shaft lifter by forward and reverse rotation of the stroke volume control motor. By moving the holder in the direction of the crankshaft, the inclination angle of the oblique axis and the axial position are changed to change the stroke volume. The stroke volume is controlled by bringing the measurement contact portion into contact with the gear outer peripheral side surface of the male feed screw and detecting the axial displacement of the gear outer peripheral side surface with the lifter position detection sensor 35.
By setting the lead of the lead screw part to be equal to or less than the friction coefficient, non-reciprocal transmission is achieved, and an arbitrary stroke volume can be maintained without the need for electric power. (See Figures 1-2 and 3)

圧縮比可変機構40は、クランク軸とR、Lシリンダの間にクランク軸及びシリンダ穴に対し直角で互いに平行に配置された、R、L方向変換ロッカアームピボット軸のオイル溜り室側端部に設けたギヤ部41Ra、41Laに、略直角に設けたR、Lラック軸45R、45Lのラックギヤを噛合わせ、送りネジシャフト44の回転によりR、Lラック軸を互いに反対方向に移動させることで、R、L方向変換ロッカアームピボット軸を互いに逆回転させ、両側偏芯軸部41Rb、41Lbの軸芯位置をクランク軸芯を含む運動変換ロッカアーム両端軸軸芯の揺動平面に対し対称位置に変位させることで、方向変換ロッカアームの揺動軌跡を対称に変化させ左右気筒を同圧縮比にて可変する構造としている。
尚、送りネジシャフトの送りネジ部44bの左右のネジを互いに逆ネジとすることで、送りネジシャフトの一方向の回転にてR、Lラック軸の逆方向への移動を可能にしている。又、R、L方向変換ロッカアームピボット軸の軸間がR、Lラック軸のストローク量に対し短いので、送りネジとラックを軸方向で重ねて配置しストロークを確保すると共に、ストロークする室のオイル溜りによるラック軸のロック、抵抗増加を防止するオイル逃がし穴をラック軸に設けている。送りネジシャフト及びラック軸の送りネジ部44b、45Ra、45Laの送りネジとしては、台形ネジ、角ネジ、鋸歯ネジ等が考えられるが、モータに電力を通すことなく揺動ピボット軸芯位置を固定し圧縮比を一定に保持する為にネジ部を確実な非可逆伝動にする必要があり、ネジリード角は使用材質の動摩擦係数以下が良く、最低限静摩擦係数以下にする必要がある。
送りネジシャフトの略中央部に配置したドリブンギヤ部44aの両側に設けた軸部を、半割りキャップ状のR、L送りネジシャフトホルダ47R、47Lとミドルクランクケースにて、回転自在、軸方向固定にて送りネジシャフトを軸支し、圧縮比制御モータ42のドライブピニオンギヤ部42aにて連結され、一体回転するドライブギヤシャフト43のピニオンギヤをドリブンギヤ部44aに噛合わせ圧縮比制御モータの正逆回転により圧縮比を可変する。
本実施例では、R、L方向変換ロッカアームピボット軸のギヤ部に対しR、Lラック軸を運動変換ロッカアーム側に配置し、最低圧縮比時にR、Lラック軸を近づけて配置し広げる方向にストロークさせ、ピボット軸の偏芯軸芯位相を運動変換ロッカアーム側回りで略180°ずらして最高圧縮比に変えているが、最初の略90°の位相変化にてほぼ最高圧縮比になり後の90°での圧縮比変化は少ない。故に半分程度のラック軸ストロークにすることも可能だが、最高圧縮比付近を精度良く制御する為に略180°のピボット軸位相を可変可能としている。逆に最高低圧縮比時にR、Lラック軸を近づけて配置し広げる方向にストロークさせ、ピボット軸の偏芯軸芯位相を運動変換ロッカアームの反対側回りで略180°ずらして最低圧縮比に変えれば最低圧縮比付近を精度良く制御できることになる。(図1−2、3、6参照)
The variable compression ratio mechanism 40 is provided between the crankshaft and the R and L cylinders at the end of the oil reservoir chamber side of the R and L direction conversion rocker arm pivot shaft disposed at right angles to the crankshaft and the cylinder bore and parallel to each other. The gear portions 41Ra and 41La are engaged with the rack gears of the R and L rack shafts 45R and 45L provided at substantially right angles, and the R and L rack shafts are moved in opposite directions by the rotation of the feed screw shaft 44. The L-direction conversion rocker arm pivot shaft is rotated in the opposite direction, and the axial center positions of both side eccentric shaft portions 41Rb and 41Lb are displaced to symmetrical positions with respect to the swing planes of the axial shaft cores on both ends of the motion conversion rocker arm including the crankshaft core. Thus, the swing trajectory of the direction change rocker arm is changed symmetrically so that the left and right cylinders are variable at the same compression ratio.
In addition, the left and right screws of the feed screw portion 44b of the feed screw shaft are reversed to each other so that the R and L rack shafts can be moved in the reverse direction by rotating the feed screw shaft in one direction. Also, since the distance between the R and L direction conversion rocker arm pivot shafts is short relative to the stroke amount of the R and L rack shafts, the feed screw and the rack are arranged in the axial direction to ensure the stroke and the stroke chamber oil The rack shaft is provided with an oil relief hole that prevents the rack shaft from being locked and the resistance from increasing. Trapezoidal screws, square screws, sawtooth screws, etc. can be considered as the feed screws of the feed screw shaft and rack shaft feed screw portions 44b, 45Ra, 45La, but the swing pivot axis position is fixed without passing electric power to the motor. In order to keep the compression ratio constant, it is necessary to make the screw part surely irreversible transmission, and the screw lead angle should be less than or equal to the dynamic friction coefficient of the material used, and it is necessary to make it the minimum or less static friction coefficient.
Shafts provided on both sides of the driven gear portion 44a arranged at substantially the center of the feed screw shaft can be freely rotated and fixed in the axial direction by half-cap-shaped R and L feed screw shaft holders 47R and 47L and a middle crankcase. The pinion gear of the drive gear shaft 43, which is connected to the drive pinion gear portion 42a of the compression ratio control motor 42 and is integrally rotated with the driven gear portion 44a, is engaged with the driven gear portion 44a by the forward / reverse rotation of the compression ratio control motor. Variable compression ratio.
In this embodiment, the R and L rack shafts are arranged on the motion conversion rocker arm side with respect to the gear portion of the R and L direction conversion rocker arm pivot shafts, and the strokes in the direction in which the R and L rack shafts are arranged closer and widened at the lowest compression ratio. Thus, the eccentric shaft center phase of the pivot shaft is shifted by about 180 ° around the motion converting rocker arm side to change to the maximum compression ratio. Little change in compression ratio at °. Therefore, although it is possible to make the rack shaft stroke about half, it is possible to vary the pivot shaft phase of about 180 ° in order to accurately control the vicinity of the maximum compression ratio. Conversely, at the maximum low compression ratio, the R and L rack shafts are arranged close to each other and stroked in the direction of expansion, and the eccentric shaft center phase of the pivot shaft is shifted by about 180 ° around the opposite side of the motion conversion rocker arm to change to the minimum compression ratio. Thus, the vicinity of the minimum compression ratio can be controlled with high accuracy. (See Figures 1-2, 3, and 6)

圧縮比を単独で可変する機構とすることにより、万一停止したり暴走したとしても一定範囲内の圧縮比変化でシリンダヘッド類に当たることも無いので、圧縮比を随時任意に可変できるより安全な機構となる。
本発明によれば、方向変換ロッカアームピボット軸の偏芯軸部の軸芯位置変化量は極小でも圧縮比は大幅に可変可能であり[本実施例レイアウトでは最大ストロークの2.5%程度の軸芯位置変化量(偏芯半径はその1/2)にて最大行程容積時圧縮比10.5〜13、最低行程容積時圧縮比10.5〜15位まで可変]、燃焼圧及び往復運動部慣性力の負荷による偏芯軸部へのモーメント荷重が小さく、圧縮比制御モータも小容量、小電力で圧縮比を可変でき、ギヤ部に掛る負荷も少なく強度面でも問題ないものにできる。
尚、R、Lラック軸のミドルクランクケースへの組付けは、送りネジシャフトをR、L送りネジシャフトホルダにてミドルクランクケースへ組付後、R、Lラック軸を圧縮比制御モータ及びキャップ48取付部の左右の穴より挿入し、送りネジシャフトを回転させ送りネジ部を噛合わせ組立後にR、Lラック軸のラックとR、L方向変換ロッカアームピボット軸のギヤ部を左右の偏芯軸部位相が合うように噛合せて組立てる。
圧縮比は、R方向変換ロッカアームピボット軸の軸端に液封の為に圧入した−溝付プラグ41−1の−溝に、−状突起を臨ませた方向変換ロッカアームピボットシャフト位相検知センサ46にて、R方向変換ロッカアームピボット軸の位相変化を検知することで、斜軸に対する方向変換ロッカアームピボット軸位置の変化を読み取り制御している。(図1−2、3、6参照)
By adopting a mechanism that can change the compression ratio independently, even if it stops or runs away, it does not hit the cylinder head due to a change in the compression ratio within a certain range, so it is safer to change the compression ratio arbitrarily at any time. It becomes a mechanism.
According to the present invention, even if the amount of change in the axial center position of the eccentric shaft portion of the direction-changing rocker arm pivot shaft is minimal, the compression ratio can be greatly varied. [In this embodiment layout, the shaft is about 2.5% of the maximum stroke. The amount of change in the center position (variable from 10.5 to 13 in the maximum stroke volume compression ratio and 10.5 to 15 in the minimum stroke volume compression ratio at 1/2 of the eccentric radius)], combustion pressure and reciprocating motion part The moment load on the eccentric shaft portion due to the load of inertial force is small, the compression ratio control motor can also change the compression ratio with a small capacity and low power, the load on the gear portion is small, and there is no problem in strength.
The R and L rack shafts are assembled to the middle crankcase by assembling the feed screw shaft to the middle crankcase with the R and L feed screw shaft holders, and then the R and L rack shafts to the compression ratio control motor and cap. 48 Insert through the left and right holes of the mounting part, rotate the feed screw shaft and mesh and assemble the feed screw part, then the R and L rack shaft racks and the gear part of the R and L direction change rocker arm pivot shaft are inserted into the left and right eccentric shafts. Assemble and assemble so that the parts phase match.
The compression ratio is applied to the direction change rocker arm pivot shaft phase detection sensor 46 which faces the groove in the grooved plug 41-1 which is press-fitted to the shaft end of the R direction change rocker arm pivot shaft. By detecting the phase change of the R direction change rocker arm pivot shaft, the change of the direction change rocker arm pivot shaft position with respect to the oblique axis is read and controlled. (See Figures 1-2, 3, and 6)

補機類駆動機構50は、補機類駆動シャフト51を変速機室の反対側にクランク軸及びR、Lシリンダに対し直角にクランク軸線上に配置、クランク軸の軸端段付軸にスプラインにて回転固定、ナット52−2にて軸方向固定したドライブベベルギヤ52に、補機類駆動シャフトに圧入固定されたドリブンベベルギヤ53を噛合せ補機類に動力伝達する構造としている。補機類駆動シャフトの下側はロアベアリング51−1にてシャフトを回転自在に軸支しその先にはオイルポンプ等の補機(図示省略)が配置され駆動される。上側には補機類駆動シャフトを回転自在、軸方向固定にて軸支するアッパベアリング51−2が、ボルトにてフロントクランクケースに固定されたベアリングホルダ54に挿入されナット51−4にてアウタレースが軸方向固定されており、シム54−1及びシム52−1の厚さを調整することで、補機類駆動シャフト及びクランク軸に対する軸方向位置を変えベベルギヤの歯当りを調整可能にしている。
カムシャフトドライブスプロケット55補機類駆動プーリ56等がスプラインにて回転固定、図示しないボルト等にて軸方向固定されそれによりアッパベアリングのインナレースが補機類駆動シャフトに軸方向固定されている。尚、ベベルギヤ部の負荷による補機類駆動シャフトの振れを防止する為にギヤの近くにミドルベアリング51−3を設けている。(図1−1、2、3参照)
The auxiliary machinery drive mechanism 50 has an auxiliary machinery drive shaft 51 disposed on the crankshaft axis at a right angle to the crankshaft and the R and L cylinders on the opposite side of the transmission chamber, and splined to the stepped shaft of the crankshaft. The drive bevel gear 52, which is rotationally fixed and axially fixed by a nut 52-2, is engaged with a driven bevel gear 53 that is press-fitted and fixed to an accessory drive shaft so that power is transmitted to the auxiliary accessories. The lower side of the accessory drive shaft is rotatably supported by a lower bearing 51-1, and an accessory (not shown) such as an oil pump is disposed and driven at the tip. On the upper side, an auxiliary bearing drive shaft 51-2 that rotatably supports an accessory drive shaft and is axially fixed is inserted into a bearing holder 54 that is fixed to the front crankcase with bolts, and an outer race by a nut 51-4. Is fixed in the axial direction, and by adjusting the thickness of the shim 54-1 and shim 52-1, the axial position with respect to the accessory drive shaft and the crankshaft is changed, and the tooth contact of the bevel gear can be adjusted. .
Camshaft drive sprocket 55 Auxiliary machinery driving pulley 56 and the like are rotationally fixed by a spline and axially fixed by a bolt or the like (not shown), whereby the inner race of the upper bearing is axially fixed to the auxiliary machinery driving shaft. A middle bearing 51-3 is provided in the vicinity of the gear in order to prevent a swing of the accessory drive shaft due to the load of the bevel gear portion. (See Figures 1-1, 2 and 3)

対向ピストン斜軸式行程容積可変装置を自動車用エンジンに用いた場合、シリンダ及びクランク軸を水平方向に配置し、クランク軸方向の片側にシリンダをその反対側に変速機類を配置するのが合理的で、オイル溜り室はクランク軸の径方向、シリンダの下側に配置することとなる。そこにオイルポンプを配置し、変速機類やシリンダ類の配置の邪魔にならない様に、クランク軸より機械的に駆動しようとすると、変速機類の反対側の両シリンダ間の空間にクランク軸より直角に駆動軸を配置するのが合理的で、結果として空間を有効利用でき、更に吸、排気バルブをリフトするカムシャフトはシリンダ穴に直角にシリンダ列に平行に配置するのが一般的故駆動軸と平行となるので、カムシャフトの一般的な駆動方法であるチェーン駆動のドライブスプロケットを駆動軸に設けることでカムシャフトを駆動できると共に、駆動軸のオイルポンプ他端側に補機類の駆動プーリ等も設けることができる。
本実施例ではロアベアリングにソリッド形針状コロ軸受、アッパベアリングに組合せアンギュラ玉軸受を採用し軸方向のガタツキを最少限に抑えベベルギヤ部の騒音、強度対応を図っている。
又、4サイクルエンジンではピストン2往復にてカムシャフトが1回転すればよいので、本実施例では補機類駆動シャフトの回転をクランク軸に対し減速比を4/3≒1.33に、カムシャフトの回転を補機類駆動シャフトに対し3/2=1.5とし、最終的にカムシャフトの回転をクランク軸に対し減速比を2とすることで、オイルポンプやウォータポンプを補機類駆動シャフトに直結しても、一般的な自動車用ガソリンエンジンの最高回転数でキャビテーションが起きない範囲まで回転数を上げ小型化を図れるようにしている。小排気量で回転が高い場合は1.5等から2迄減速比を大きくとることができる。
When the opposed piston oblique shaft type variable stroke volume device is used in an automobile engine, it is reasonable to arrange the cylinder and crankshaft in the horizontal direction and the cylinder on one side of the crankshaft direction and the transmissions on the opposite side. Therefore, the oil reservoir chamber is disposed in the radial direction of the crankshaft and below the cylinder. If an oil pump is placed there, and it is attempted to drive mechanically from the crankshaft so as not to interfere with the arrangement of the transmissions and cylinders, the crankshaft is placed in the space between both cylinders on the opposite side of the transmissions. It is reasonable to arrange the drive shaft at right angles, and as a result, space can be used effectively, and the camshaft that lifts the intake and exhaust valves is generally arranged at right angles to the cylinder holes and parallel to the cylinder rows. Because it is parallel to the shaft, the camshaft can be driven by installing a chain-driven drive sprocket, which is a common drive method for the camshaft, on the driveshaft, and auxiliary equipment is driven on the other end of the oil pump on the driveshaft. A pulley or the like can also be provided.
In this embodiment, a solid needle roller bearing is used for the lower bearing, and a combined angular contact ball bearing is used for the upper bearing to minimize backlash in the axial direction and to cope with the noise and strength of the bevel gear section.
In the case of a 4-cycle engine, the camshaft only needs to make one revolution by reciprocating two pistons. Therefore, in this embodiment, the rotation of the accessory drive shaft is reduced to 4 / 3≈1.33 with respect to the crankshaft. By setting the shaft rotation to 3/2 = 1.5 relative to the accessory drive shaft and finally setting the reduction ratio to 2 relative to the crankshaft rotation relative to the crankshaft, the oil pump and water pump can be Even if it is directly connected to the drive shaft, it is possible to reduce the size by increasing the rotational speed to the range where cavitation does not occur at the maximum rotational speed of a general automobile gasoline engine. When the rotation is high with a small displacement, the reduction ratio can be increased from 1.5 etc. to 2.

以下、実施形態例は最低圧縮比時における行程容積連続可変装置の収まるクランクケースブロック部にて主に説明し、動弁装置を駆動するカムチェーン関係及びオイルポンプ、補機類は図示、説明共に省略する。本実施形態例で説明する行程容積連続可変装置は四気筒である。図1−1は上側シリンダ(下死点時)の最低圧縮比時の最大行程容積時を示し、二点鎖線は最低圧縮比時の最小行程容積時の運動変換ロッカアーム及び二次リンクの中心線を示している。図1−2は下側シリンダ(上死点時)の最低圧縮比時の最大行程容積時を示し、二点鎖線は最高圧縮比時の最大行程容積時の方向変換ロッカアーム及び一次リンク、コンロッドの中心線を示している。
尚、本発明は四気筒に限定されるものでは無く、二気筒に採用可能である。但し、二気筒にてシリンダの無い側のシリンダ直角方向のアンバランスを取りたい場合は揺動バランスウエイトのみを設ける必要がある。
各図では必要に応じて一部図面化を省略しており、本実施形態例ではクランク軸を水平方向に配置しており、符号に用いられるR、Lは、変速機側から視て右側をR、左側をLとし、変速機側をリヤ、シリンダ側をフロントとし、オイル溜り室側を下、カムチェーン室側を上としている。
In the following, the embodiment will be mainly described in the crankcase block portion in which the continuously variable stroke volume device at the minimum compression ratio is accommodated, and the cam chain related to the valve operating device, the oil pump, and the auxiliary machines are both shown and described. Omitted. The stroke volume continuously variable device described in this embodiment is a four-cylinder. Fig. 1-1 shows the maximum stroke volume at the minimum compression ratio of the upper cylinder (at bottom dead center), and the two-dot chain line shows the center line of the motion conversion rocker arm and secondary link at the minimum stroke volume at the minimum compression ratio. Is shown. Fig. 1-2 shows the maximum stroke volume at the lowest compression ratio of the lower cylinder (at top dead center). The two-dot chain line shows the direction change rocker arm, primary link, and connecting rod at the maximum stroke volume at the highest compression ratio. The center line is shown.
The present invention is not limited to four cylinders, but can be adopted for two cylinders. However, if it is desired to take unbalance in the direction perpendicular to the cylinder on the non-cylinder side in two cylinders, it is necessary to provide only a swing balance weight.
In each of the drawings, part of the drawing is omitted as necessary. In this embodiment, the crankshaft is arranged in the horizontal direction, and R and L used for reference numerals are on the right side when viewed from the transmission side. R, the left side is L, the transmission side is the rear, the cylinder side is the front, the oil reservoir chamber side is down, and the cam chain chamber side is up.

本実施形態に係る行程容積連続可変装置を示す平面図(図1−2のA−A線に沿う断面図)である。It is a top view (sectional view which meets an AA line of Drawing 1-2) which shows a stroke volume continuous variable device concerning this embodiment. 図1−1のB−B線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the BB line of FIGS. 1-1. 図1−2のC−C線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the CC line of FIGS. 1-2. 図1−1のD−D線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the DD line | wire of FIGS. 1-1. 図1−2のE−E線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the EE line of FIGS. 1-2. 図1−3のF−F線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the FF line | wire of FIGS. 1-3.

1(R,L) (R,L)シリンダ
2 フロントクランクケース
3 ミドルクランクケース
4 リヤクランクケース
4−1 オイルシール
5−1 カムシャフトドライブチェーンアッパカバー
5−2 カムシャフトドライブチェーンロアカバー
6 ベベルギヤキャップ
10 クランク機構
11 ピストン
11−1 ピストンピン
12 コンロッド
12−1 大端軸
13(R,L)(R,L)方向変換ロッカアーム
13(R,L)w(R,L)バランスウエイト部
13−1 シム
13−2 一次リンクシャフト
13−3 一次リンク
13−4(R,L)(R,L)ガイドローラホルダ
13−5 二次リンクシャフト
13−6〜9 プラグ
14(R,L) (R,L)二次リンク
15 斜軸 15a リンク保持部
15b 斜軸部
15w ウエイト部
15−1 斜軸固定リンク
15−2 斜軸固定ピン
15−3 耳軸ホルダ 15−3a 耳軸
15−3b 耳軸
16 運動変換ロッカアーム 16a 両端軸
16−1 ベアリング
16−2 インナレースナット
16−3 アウタレースナット
16−4 運動変換ロッカアーム揺動ガイド
16−5 ガイドローラ
16−6 ベアリング
16−7 スラストワッシャ
16−8 サークリップ
16−9 ノックピン
17 十字継手
17−1 スラストワッシャ
17−2 ナット
17−3 プラグ
18 クランク軸
18a リンク保持部
18w ウエイト部
18−1 フロントベアリング
18−2 リヤベアリング
18−3 アウタレースナット
18−4 ワッシャ
19 変速機係合ボス
19−1 ボルト
20 行程容積可変機構
21 雌送りネジ
21−1 ボルト
21−2 ノックピン
22 雄送りネジ
22−1 ベアリング
22−2 インナレースナット
22−3 アウタレースナット
23 耳軸リフタ
23−1 ジョイントカラー
30 行程容積制御機構
31 行程容積制御モータ 31a ドライブピニオンギヤ部
31−1 ボルト
32 一次アイドルギヤ
32−1 一次アイドルギヤシャフト
32−2 ベアリング
32−3 スラストワッシャ
33 二次アイドルギヤ
33−1 二次アイドルギヤシャフト
33−2 ベアリング
33−3 スラストワッシャ
33−4 スペーサ
35 リフタ位置検知センサ
40 圧縮比可変機構
41(R,L)(R,L)方向変換ロッカアームピボット軸
41(R,L)a ギヤ部
41(R,L)b 偏芯軸部
41−1 −溝付プラグ
41−2 プラグ
41−3 Cリング
41−4 プラグ
42 圧縮比制御モータ 42a ドライブピニオンギヤ部
43 ドライブギヤシャフト
44 送りネジシャフト 44a ドリブンギヤ部
44b 送りネジ部
45(R,L)(R,L)ラック軸 45(R,L)a 送りネジ部
46 方向変換ロッカアームピボットシャフト位相検知センサ
47(R,L)(R,L)送りネジシャフトホルダ
48 キャップ
50 補機類駆動機構
51 補機類駆動シャフト
51−1 ロアベアリング
51−2 アッパベアリング
51−3 ミドルベアリング
51−4 ナット
52 ドライブベベルギヤ
52−1 シム
52−2 ナット
53 ドリブンベベルギヤ
54 ベアリングホルダ
54−1 シム
55 カムシャフトドライブスプロケット
56 補機類駆動プーリ
1 (R, L) (R, L) cylinder 2 Front crankcase 3 Middle crankcase 4 Rear crankcase 4-1 Oil seal 5-1 Camshaft drive chain upper cover 5-2 Camshaft drive chain lower cover 6 Bevel gear cap 10 Crank mechanism 11 Piston 11-1 Piston pin 12 Connecting rod 12-1 Large end shaft 13 (R, L) (R, L) direction change rocker arm
13 (R, L) w (R, L) balance weight part 13-1 shim 13-2 primary link shaft 13-3 primary link 13-4 (R, L) (R, L) guide roller holder 13-5 two Next link shaft 13-6 to 9 Plug 14 (R, L) (R, L) Secondary link 15 Oblique shaft 15a Link holding portion
15b Oblique shaft
15w Weight part 15-1 Oblique shaft fixing link 15-2 Oblique shaft fixing pin 15-3 Ear shaft holder 15-3a Ear shaft
15-3b Ear shaft 16 Motion conversion rocker arm 16a Both end shaft 16-1 Bearing 16-2 Inner race nut 16-3 Outer race nut 16-4 Motion conversion rocker arm swing guide 16-5 Guide roller 16-6 Bearing 16-7 Thrust Washer 16-8 Circlip 16-9 Dowel pin 17 Cross joint 17-1 Thrust washer 17-2 Nut 17-3 Plug 18 Crankshaft
18a Link holding part
18w Weight part 18-1 Front bearing 18-2 Rear bearing 18-3 Outer race nut 18-4 Washer 19 Transmission engaging boss 19-1 Bolt 20 Stroke volume variable mechanism 21 Female feed screw 21-1 Bolt 21-2 Knock pin 22 Male feed screw 22-1 Bearing 22-2 Inner race nut 22-3 Outer race nut 23 Ear shaft lifter 23-1 Joint collar 30 Stroke volume control mechanism 31 Stroke volume control motor 31a Drive pinion gear 31-1 Bolt 32 Primary idle Gear 32-1 Primary idler gear shaft 32-2 Bearing 32-3 Thrust washer 33 Secondary idler gear 33-1 Secondary idler gear shaft 33-2 Bearing 33-3 Thrust washer 33-4 Spacer 35 Lifter position Sensor 40 variable compression ratio mechanism 41 (R, L) (R, L) redirecting rocker arm pivot shaft
41 (R, L) a Gear part
41 (R, L) b Eccentric shaft portion 41-1-Slotted plug 41-2 Plug 41-3 C ring 41-4 Plug 42 Compression ratio control motor 42a Drive pinion gear portion 43 Drive gear shaft 44 Feed screw shaft 44a Driven gear Part
44b Feed screw portion 45 (R, L) (R, L) Rack shaft 45 (R, L) a Feed screw portion 46 Direction change rocker arm pivot shaft phase detection sensor 47 (R, L) (R, L) feed screw shaft Holder 48 Cap 50 Auxiliary machinery drive mechanism 51 Auxiliary machinery drive shaft 51-1 Lower bearing 51-2 Upper bearing 51-3 Middle bearing 51-4 Nut 52 Drive bevel gear 52-1 Shim 52-2 Nut 53 Driven bevel gear 54 Bearing Holder 54-1 Shim 55 Camshaft drive sprocket 56 Auxiliary machinery drive pulley

Claims (7)

一軸のクランクに傾斜角、軸方向位置を可変可能に設けた斜軸に、回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、クランク軸及び両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる揺動軸方向視L字状の方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端とを、互いに直角方向に揺動するリンクとそれらを保持しクランク軸に平行にストロークするホルダで構成される複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させピストンの往復動をクランク軸の回転に変換すると共に、両端軸の反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置。A cruciform joint that is pivotally supported on an axis fixed to the axial direction, and can be rotated on both ends of a motion conversion rocker arm that is rotatably and axially fixed, on a slant shaft that is provided with a variable tilt angle and axial position on a single-axis crank, Cylinder holes are arranged at substantially right angles on both sides of the crankshaft and both end shafts, and the connecting rod large end shaft is connected at the one-side swinging tip, and the piston is stroked oppositely. One swinging tip is connected by a multi-link mechanism consisting of a link that swings in a direction perpendicular to each other and a holder that holds them and strokes in parallel to the crankshaft, and both end shafts are cylinder holes including the crankshaft. A four-cylinder stroke volume continuously variable device equipped with a balance weight that swings on a plane perpendicular to the shaft to convert the reciprocating motion of the piston into rotation of the crankshaft and swings in the opposite direction of the shafts at both ends. . 運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、方向変換ロッカアームの揺動先端に、各ロッカアームの揺動面に平行に揺動可能、直角方向変位を規制したリンクを設け、クランク軸に平行に設けた揺動ガイドに接触回転するガイドローラを軸支し、クランク軸に平行且つ直線的にストロークするガイドローラホルダにて各リンクの片方を連結し複リンク機構を構成することで、各ロッカアームの揺動を直角に変換する請求項1に記載した行程容積連続可変装置。A link that can rotate on both ends of the motion conversion rocker arm and is supported in a fixed axial direction, and a rocking tip of the direction conversion rocker arm that can swing in parallel with the rocking surface of each rocker arm. A guide roller that rotates in contact with a swing guide provided parallel to the crankshaft is supported, and one of the links is connected by a guide roller holder that strokes in parallel and linearly with the crankshaft. The stroke volume continuous variable device according to claim 1, wherein, by configuring, the swing of each rocker arm is converted to a right angle. 揺動ガイドにはクランク軸に平行且つ方向変換ロッカアームの揺動面に直角にガイドローラ外周面に接する平面を両側に設け、面毎に複数のガイドローラを設けガイドローラホルダにて保持することで、クランク軸に対するガイドローラホルダの姿勢を一定に保つストロークを可能とし、各対向ピストンのストローク位置を同調しストロークさせる請求項1に記載した行程容積連続可変装置。The swing guide is provided with a flat surface on both sides parallel to the crankshaft and perpendicular to the swing surface of the direction change rocker arm on both sides, and a plurality of guide rollers are provided for each surface and held by the guide roller holder. The continuous stroke volume variable device according to claim 1, wherein a stroke for maintaining a constant posture of the guide roller holder with respect to the crankshaft is enabled, and a stroke position of each opposed piston is synchronized and stroked. バランスウエイトをシリンダ穴直角方向視にてピストン下死点位置に重なるシリンダ側部に配置する請求項1に記載した行程容積連続可変装置。2. The stroke volume continuous variable device according to claim 1, wherein the balance weight is disposed on a cylinder side portion overlapping with a piston bottom dead center position when viewed in a direction perpendicular to the cylinder hole. 方向変換ロッカアームの揺動ピボット軸芯位置を変位させる請求項1に記載した行程容積連続可変装置。The stroke volume continuous variable device according to claim 1, wherein the position of the swing pivot axis of the direction change rocker arm is displaced. 補機類駆動シャフトを略クランク軸及びシリンダ穴中心線上にて、クランク軸及びシリンダ穴に直角に配置する請求項1に記載した行程容積連続可変装置。2. The stroke volume continuously variable device according to claim 1, wherein the accessory drive shaft is disposed at a right angle to the crankshaft and the cylinder hole substantially on the centerline of the crankshaft and the cylinder hole. クランク軸、斜軸、耳軸リフタ、ガイドローラの軸受をコロガリ軸受とする請求項1に記載した行程容積連続可変装置。The stroke volume continuous variable device according to claim 1, wherein the bearings of the crankshaft, the oblique shaft, the ear shaft lifter, and the guide roller are roller bearings.
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