JP2023139592A - 接続機構及び接続機構を有する内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストで高精度な加工が可能な接続機構を提供する。【解決手段】 接続機構５６は、一端において第１軸線Ａ４を中心として回動可能に第１部材２に支持され、第１軸線と直交するする方向に直線状に延びるガイド部材２８と、ガイド部材の延在方向に摺動可能に、ガイド部材の外周部に支持された摺動部５２、及び摺動部からガイド部材の延在方向及び第１軸線と直交する方向に延びた連結部５１を有するスライダ２７とを有する。連結部には、第１軸線と平行な第２軸線Ａ５を中心として第２部材２６が回動可能に連結されている。第２軸線が、連結部の中心に対してガイド部材の延在方向にオフセットしている。【選択図】 図８

Description

本発明は、接続機構及び接続機構を有する内燃機関に関する。

近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する燃費向上の研究開発が行われている。

特許文献１は、シリンダに摺動可能に設けられたピストンと、クランクシャフトに回動可能に支持されたブリッジと、ピストンとブリッジとを接続するコネクティングロッドと、クランクシャフトの１／２の回転数で回転するサブクランクシャフトと、エンジンブロックに回動可能に支持されたガイド部材と、サブクランクシャフトとガイド部材とを接続するサブコネクティングロッドと、ブリッジの他端に回動可能に接続された第１端、及びガイド部材に摺動可能に接続された第２端を有するスライダとを有するアトキンソン型の内燃機関を開示している。膨張行程のピストンのストロークが圧縮行程のピストンのストロークよりも長いため、排気が有するエネルギーを有効利用することができ、内燃機関のエネルギー効率を向上させることができる。

特開２０２１－１４８０４５号公報

特許文献１では、ガイド部材とブリッジとによって接続機構が形成されている。ガイド部材が長孔を有し、ブリッジが長孔内を摺動するピンを有する。ブリッジのピンがガイド部材の長孔内を円滑に移動するためには、長孔の内面の加工に高い精度が要求される。一般的に、構造体の内面の加工は、外面の加工よりも技術的に困難であり、コストが嵩むという問題がある。また、ガイド部材の加工精度が向上することによって、摩擦損失が低減され、エネルギーの効率化が可能になる。

本発明は、以上の背景を鑑み、低コストで高精度な加工が可能な接続機構を提供することを課題とする。また、接続機構のエネルギー効率を向上させることを課題とする。また、低コストで高精度な加工が可能な接続機構を有する内燃機関を提供することを課題とする。また、内燃機関のエネルギー効率を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するために本発明のある態様は、接続機構（５６）であって、一端において第１軸線（Ａ４）を中心として回動可能に第１部材（２）に支持され、前記第１軸線と直交するする方向に直線状に延びるガイド部材（２８）と、前記ガイド部材の延在方向に摺動可能に、前記ガイド部材の外周部に支持された摺動部（５２）、及び前記摺動部から前記ガイド部材の延在方向及び前記第１軸線と直交する方向に延びた連結部（５１）を有するスライダ（２７）とを有し、前記連結部には、前記第１軸線と平行な第２軸線（Ａ５）を中心として第２部材（２６）が回動可能に連結され、前記第２軸線が、前記連結部の中心に対して前記ガイド部材の延在方向にオフセットしている。

この態様によれば、ガイド部材の外周部が摺接部になるため、ガイド部材の加工が容易になる。これにより、低コストで高精度な加工が可能な接続機構を提供することができる。また、第２軸線が連結部の中心に対してガイド部材の延在方向にオフセットしているため、ガイド部材に対するスライダの傾きを抑制することができ、ガイド部材に対する摺動部の摺動が円滑になる。

上記の態様において、前記摺動部は、前記ガイド部材の前記外周部に摺接するリング（５２Ａ）を有し、前記連結部は、前記リングの外周部に突設された一対の支持壁（５１Ａ）と、前記第２軸線を中心として延び、一対の前記支持壁に結合されたピン（５１Ｂ）とを有し、前記リングと一対の前記支持壁の接続部のそれぞれに肉抜き部（５２Ｃ）が設けられてもよい。

この態様によれば、肉抜き部がリングと支持壁との接続部の剛性を低下させることができる。これにより、リングとガイド部材との接触圧が局所的に高くなることを抑制することができる。

上記の態様において、前記肉抜き部は、前記第２軸線がオフセットされた側の前記リング及び前記一対の支持壁の端面に形成されてもよい。

この態様によれば、リングとガイド部材との接触圧が高くなり部分の接触圧を低減させることができる。リングのガイド部材に対する傾きによって、リングの端部はガイド部材との接触圧が高くなり易い。

上記の態様において、前記ガイド部材の前記外周部は、複数の円周面部（２８Ｃ）と、複数の平面部（２８Ｄ）とを周方向に有してもよい。

この態様によれば、平面部によって円周面部の面積が小さくなるため、ガイド部材の外周部の加工が容易になる。

上記の接続機構を有する内燃機関（１）であって、上下方向に延びるシリンダ（７）及び前記シリンダの下方及び側方に設けられたクランク室（８）を形成するエンジンブロック（２）と、前記シリンダに摺動可能に設けられたピストン（２１）と、前記エンジンブロックに回転可能に支持されたクランクシャフト（２２）と、その中央部において前記クランクシャフトに回動可能に支持されたブリッジ（２６）と、前記ピストンと前記ブリッジの一端とに接続されたコネクティングロッド（２５）と、前記クランクシャフトの軸線（Ａ２）より上方において前記エンジンブロックに回転可能に支持され、前記クランクシャフトの１／２の回転数で回転するサブクランクシャフト（２３）と、前記サブクランクシャフトに接続されたサブコネクティングロッド（２９）とを有し、前記ガイド部材は、前記第１部材としての前記エンジンブロックに回動可能に支持されると共に、前記サブコネクティングロッドを介して前記サブクランクシャフトに接続され、前記スライダの前記連結部は、前記ブリッジの他端に回動可能に接続されてもよい。

この態様によれば、アトキンソンサイクル型の内燃機関の製造コストを低減することができる。

上記の態様において、前記ガイド部材は、前記ガイド部材は、前記クランクシャフトの軸線より上方に配置されてもよい。

この態様によれば、内燃機関の上下方向における長さを短縮して、内燃機関を小型化することができる。また、サブクランクシャフト、サブコネクティングロッド、ガイド部材がクランクシャフトより上方に配置されているため、サブクランクシャフト、サブコネクティングロッド、ガイド部材が内燃機関の下部に貯留されたオイルを攪拌しない。これにより、内燃機関のエネルギー効率を向上させることができる。

上記の態様において、前記ガイド部材は、前記ブリッジの上方において、上下方向及び前記クランクシャフトの軸線と直交する横方向に延びてもよい。

この態様によれば、ガイド部材を内燃機関においてスペース効率良く配置することができる。

上記の態様において、前記エンジンブロックは、前記シリンダを形成するシリンダブロック部（１１）を有し、前記シリンダブロック部にピボットシャフト（４５）が支持され、前記ガイド部材の一端が前記ピボットシャフトに回動可能に支持されてもよい。

この態様によれば、剛性が高いシリンダブロックを利用してガイド部材を支持することができる。

上記の態様において、上下方向から見て前記ピボットシャフトが、前記クランクシャフトの軸線と前記シリンダとの間に配置されてもよい。

この態様によれば、ガイド部材をシリンダに近づけて、ガイド部材をスペース効率良く配置することができる。

上記の態様において、前記ピストンが上死点にあるときに、前記ブリッジと前記ガイド部材とは互いに平行に配置されてもよい。

この態様によれば、ガイド部材をブリッジに沿わせて、ガイド部材をスペース効率良く配置することができる。

以上の構成によれば、低コストで高精度な加工が可能な接続機構を提供することができる。また、接続機構のエネルギー効率を向上させることができる。また、低コストで高精度な加工が可能な接続機構を有する内燃機関を提供することができる。また、内燃機関のエネルギー効率を向上させることができる。

内燃機関の斜視図 内燃機関の模式図 内燃機関の上部の断面図 ピストン、クランクシャフト、及びサブクランクシャフトの接続構造を示す斜視図 接続機構の斜視図 接続機構の断面図 スライダの斜視図 接続機構の側面図 内燃機関の潤滑構造の説明図 ブリッジの側面図 ブリッジの断面図 ブリッジ本体の断面図 膨張行程の開始時における内燃機関の各構成の位置関係を示す説明図 排気行程の開始時における内燃機関の各構成の位置関係を示す説明図 吸気行程の開始時における内燃機関の各構成の位置関係を示す説明図 圧縮行程の開始時における内燃機関の各構成の位置関係を示す説明図 内燃機関のピストンストローク特性を示すグラフ 一部変形例に係る内燃機関の各構成の位置関係を示す説明図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下、説明の便宜上、上下方向、左右方向、前後方向を定義する。各方向は、内燃機関１の使用時における向きを限定するものではない。

図１～図３に示すように、アトキンソンサイクル型の内燃機関１は、エンジンブロック２と、エンジンブロック２の上端部に結合されたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の上端部に結合されたヘッドカバー４と、エンジンブロック２の下端部に結合されたオイルパン５とを有する。

図３に示すように、エンジンブロック２は、上下方向に延びるシリンダ７と、シリンダ７の下方及び側方に設けられたクランク室８を形成する。エンジンブロック２は、シリンダ７を形成するシリンダブロック部１１を有する。また、エンジンブロック２は、クランク室８を形成するケース部１２を有する。ケース部１２は、シリンダブロック部１１と接続し、シリンダブロック部１１から下方及び前方に延びている。シリンダ７は、少なくとも１つ設けられている。本実施形態では、内燃機関１は、左右に並んだ４つのシリンダ７を有する。クランク室８は各シリンダ７の下端に接続している。クランク室８は、各シリンダ７の下部から、各シリンダ７の前方を上方に延びている。

エンジンブロック２の上端部には、第１上端面１４と第２上端面１５とが設けられている。第１上端面１４には、各シリンダ７が開口している。第２上端面１５には、クランク室８が開口している。第１上端面１４と第２上端面１５とは、互いに平行に形成されている。第２上端面１５は、第１上端面１４よりも下方に配置されている。第１上端面１４及び第２上端面１５は、シリンダ軸線Ａ１と直交する平面に形成されている。第１上端面１４はシリンダブロック部１１の上端に形成され、第２上端面１５はケース部１２の上端に形成されている。第１上端面１４及び第２上端面１５は、それぞれ左右に延びている。

図１及び図２に示すように、エンジンブロック２は、アッパブロック１７と、アッパブロック１７の下部に結合されたロアブロック１８とを有するとよい。シリンダブロック部１１と、ケース部１２の上部とはアッパブロック１７によって形成されているとよい。ケース部１２の下部はロアブロック１８によって形成されているとよい。

図４に示すように、各シリンダ７には、摺動可能にピストン２１が設けられている。エンジンブロック２には、回転可能にクランクシャフト２２及びサブクランクシャフト２３が支持されている。ピストン２１は、コネクティングロッド２５及びブリッジ２６を介してクランクシャフト２２に接続されている。また、ブリッジ２６は、スライダ２７、ガイド部材２８、及びサブコネクティングロッド２９を介してサブクランクシャフト２３に接続されている。コネクティングロッド２５、ブリッジ２６、スライダ２７、ガイド部材２８、及びサブコネクティングロッド２９は、各シリンダ７に対応して設けられている。

クランクシャフト２２及びサブクランクシャフト２３は、互いに平行に左右方向に延びている。クランクシャフト２２は、同軸に配置された複数のクランクジャーナル部２２Ａと、クランクジャーナル部２２Ａから径方向に延びた複数のクランクアーム部２２Ｂと、隣り合うクランクアーム部２２Ｂを連結する複数のクランクピン部２２Ｃとを有する。同様に、サブクランクシャフト２３は、同軸に配置された複数のサブクランクジャーナル部２３Ａと、サブクランクジャーナル部２３Ａから径方向に延びた複数のサブクランクアーム部２３Ｂと、隣り合うサブクランクアーム部２３Ｂを連結する複数のサブクランクピン部２３Ｃとを有する。

クランクシャフト２２は、複数のクランクジャーナル部２２Ａにおいてエンジンブロック２に回転可能に支持されている。各クランクジャーナル部２２Ａは、アッパブロック１７とロアブロック１８との間に設けられたクランクシャフト軸受孔３１に回転可能に支持されているとよい。クランクシャフト２２の軸線Ａ２は、シリンダ７の下端より下方に配置されている。また、上下方向から見て、クランクシャフト２２の軸線Ａ２は、シリンダ７の前端よりも前方に配置されている。

図３に示すように、サブクランクシャフト２３は、第２上端面１５に形成されたサブクランクシャフト軸受孔３３に支持されている。サブクランクシャフト軸受孔３３は、第２上端面１５と、第２上端面１５に結合された複数のベアリングキャップ３４との間に形成されている。サブクランクシャフト２３は、クランクシャフト２２より上方に配置されている。詳細には、サブクランクシャフト２３の軸線Ａ３は、クランクシャフト２２の軸線Ａ２より上方に配置されている。また、サブクランクシャフト２３の軸線Ａ２は、シリンダ７の上端よりも下方、かつシリンダ７の下端よりも上方に配置されている。また、サブクランクシャフト２３の軸線Ａ２は、シリンダ７の前端よりも前方に配置されている。また、また、サブクランクシャフト２３の軸線Ａ２は、クランクシャフト２２の軸線Ａ２よりも前方に配置されている。

サブクランクシャフト２３は、クランクシャフト２２と同期して１／２の回転数で回転する。図２に示すように、クランクシャフト２２の端部には第１ギヤ３６が結合されている。サブクランクシャフト２３の端部には、第１アイドルギヤ３７を介して第１ギヤ３６と噛み合う第２ギヤ３８が結合されている。第２ギヤ３８の歯数は、第１ギヤ３６の歯数の２倍に設定されている。クランクシャフト２２及びサブクランクシャフト２３の端部はエンジンブロック２の外部に突出している。第１ギヤ３６及び第２ギヤ３８はエンジンブロック２の外部に配置されている。

図４に示すように、ブリッジ２６は、各クランクピン部２２Ｃに回動可能に支持されている。ブリッジ２６は、その中央部においてクランクピン部２２Ｃに回動可能に支持されている。ブリッジ２６の中央部には、クランクピン部２２Ｃを回動可能に受容する第１ブリッジ軸受孔４１が形成されている。ブリッジ２６の一端は、コネクティングロッド２５によってピストン２１と接続されている。

コネクティングロッド２５の上端は、ピストンピン４２を介してピストン２１に回動可能に接続されている。コネクティングロッド２５の下端は、左右一対の支持壁部２５Ａと、左右一対の支持壁部２５Ａに架け渡されたロッドピン２５Ｂとを有する。ブリッジ２６の一端にはロッドピン２５Ｂを回動可能に支持する第２ブリッジ軸受孔４３が形成されている。ロッドピン２５Ｂ及び第２ブリッジ軸受孔４３は、それぞれ左右方向に延びている。第２ブリッジ軸受孔４３は、ブリッジ２６の後端に設けられている。

ガイド部材２８は、クランクシャフト２２の軸線Ａ２より上方においてエンジンブロック２に回動可能に支持されている。ガイド部材２８は、ブリッジ２６の上方において、上下方向及びクランクシャフト２２の軸線Ａ２と直交する横方向に延びている。すなわち、ガイド部材２８は、前後方向に延びている。ガイド部材２８は、クランクシャフト２２の軸線Ａ２より上方かつサブクランクシャフト２３の軸線Ａ２より下方に配置されている。

シリンダブロック部１１にはピボットシャフト４５が支持されている。ピボットシャフト４５は、シリンダブロック部１１の前部に支持され、クランクシャフト２２と平行に延びている。上下方向から見てピボットシャフト４５は、クランクシャフト２２の軸線Ａ２とシリンダ７との間に配置されている。ガイド部材２８の一端は、ピボットシャフト４５に回動可能に支持されている。本実施形態では、ガイド部材２８の後端がピボットシャフト４５に回動可能に支持され、ガイド部材２８の前端が上下に回動する。ピボットシャフト４５をシリンダブロック部１１に設けたため、剛性が高いシリンダブロック部１１を利用してガイド部材２８を支持することができる。また、クランクシャフト２２の軸線Ａ２とシリンダ７との間に配置されているため、ガイド部材２８をシリンダ７に近づけて配置することができる。これにより、ガイド部材２８をスペース効率良く配置することができる。

図４及び図５に示すように、ガイド部材２８は、サブコネクティングロッド２９によって、サブクランクシャフト２３に接続されている。ガイド部材２８の前端は、左右一対の支持壁部２８Ａと、左右一対の支持壁部２８Ａに架け渡されたガイドピン２８Ｂとを有する。サブコネクティングロッド２９は、サブクランクシャフト２３のサブクランクピン部２３Ｃに回動可能に支持された一端と、ガイドピン２８Ｂに回動可能に支持された他端とを有する。これにより、サブクランクシャフト２３の回転に応じて、ガイド部材２８がピボットシャフト４５を中心として回動する。

図５～図７に示すように、スライダ２７は、ブリッジ２６の他端に回動可能に接続された連結部５１と、ガイド部材２８に摺動可能に接続された摺動部５２とを有する。摺動部５２は、ガイド部材２８の外周部に摺接するリング５２Ａを有する。連結部５１は、リング５２Ａの外周部に突設された一対の支持壁５１Ａと、一対の支持壁５１Ａに結合されたピンであるスライダピン５１Ｂとを有する。スライダピン５１Ｂは、クランクシャフト２２と平行に延びている。

スライダピン５１Ｂは、ブリッジ２６に設けられた第３ブリッジ軸受孔５４に回動可能に支持される。第３ブリッジ軸受孔５４は、ブリッジ２６の第２ブリッジ軸受孔４３が設けられた端部と相反する端部、すなわち前端に設けられている。第３ブリッジ軸受孔５４は、第１ブリッジ軸受孔４１と平行に延びている。スライダピン５１Ｂ及び第３ブリッジ軸受孔５４によって、スライダ２７の連結部５１は、ブリッジ２６に回動可能に接続されている。

ガイド部材２８とスライダ２７は、ブリッジ２６とサブコネクティングロッド２９とを接続する接続機構５６を構成している。接続機構５６において、ガイド部材２８は、一端において第１軸線を中心として回動可能に第１部材に支持され、第１軸線と直交するする方向に直線状に延びている。本実施形態では、第１部材はエンジンブロック２に対応し、第１軸線はピボットシャフト４５の軸線Ａ４に対応する。接続機構５６において、スライダ２７は、ガイド部材２８の延在方向に摺動可能に、ガイド部材２８の外周部に支持された摺動部５２、及び摺動部５２からガイド部材２８の延在方向及び第１軸線と直交する方向に延びた連結部５１を有する。連結部５１には、第１軸線と平行な第２軸線を中心として第２部材が回動可能に連結されている。本実施形態では、第２部材はブリッジ２６に対応し、第２軸線はスライダピン５１Ｂの軸線Ａ５に対応する。

図５及び図６に示すように、ガイド部材２８の外周部は、複数の円周面部２８Ｃと、複数の平面部２８Ｄとを周方向に有するとよい。リング５２Ａ部の内周面は、円周面に形成されているとよい。リング５２Ａ部の内周面は、ガイド部材２８の複数の円周面部２８Ｃに摺接する。リング５２Ａの内周面とガイド部材２８の複数の平面部２８Ｄとの間には隙間が形成される。平面部２８Ｄによってガイド部材２８の外周部における円周面部２８Ｃの面積が小さくなるため、ガイド部材２８の外周部の加工が容易になる。

図８に示すように、スライダピン５１Ｂの軸線Ａ５は、連結部５１の回動軸線を構成する。スライダピン５１Ｂがガイド部材２８の外方に配置されているため、ガイド部材２８とブリッジ２６とを互いに離して配置することができる。これにより、ガイド部材２８に対するブリッジ２６の回動範囲を大きくすることができる。

スライダピン５１Ｂは、連結部５１の中心に対してガイド部材２８の延在方向にオフセットしている。本実施形態では、スライダピン５１Ｂ及びスライダピン５１Ｂの軸線Ａ５は、ガイド部材２８の延在方向において、ブリッジ２６側にオフセットしている。また、スライダピン５１Ｂは、ガイド部材２８の延在方向において、ピボットシャフト４５の軸線Ａ４側にオフセットしている。

スライダ２７は、スライダピン５１Ｂを介してブリッジ２６から荷重を受ける。ブリッジ２６は、スライダ２７に対して下方に配置されており、ガイド部材２８の延在方向においてピボットシャフト４５側からガイドピン２８Ｂ側に荷重Ｆを与える。これにより、スライダ２７には、左方から見て時計回りのモーメントＭが加わる。これにより、リング５２Ａの内周面とガイド部材２８の円周面部２８Ｃの接触部において局所的に接触圧が高い部分が生じる。本実施形態では、スライダピン５１Ｂがガイド部材２８の延在方向において、ブリッジ２６側、すなわちピボットシャフト４５にオフセットしているため、ブリッジ２６から加わる荷重Ｆの向きがリング５２Ａの中心側に近づくため、スライダ２７に発生するモーメントＭが低減される。これにより、リング５２Ａの内周面とガイド部材２８の円周面部２８Ｃの接触部において、局所的な接触圧の上昇を抑制することができる。

図７に示すように、リング５２Ａと一対の支持壁５１Ａの接続部のそれぞれには肉抜き部５２Ｃが設けられている。肉抜き部５２Ｃは、リング５２Ａ及び一対の支持壁５１Ａの両方の端面５２Ｂに形成されるとよい。また、肉抜き部５２Ｃは、スライダピン５１Ｂの軸線Ａ５がオフセットされた側のリング５２Ａ及び一対の支持壁５１Ａの端面５２Ｂに少なくとも形成されるとよい。支持壁５１Ａとリング５２Ａとの結合部は肉厚が大きくなるため、リング５２Ａの剛性が局所的に高くなる。そのため、支持壁５１Ａとリング５２Ａとの結合部において、リング５２Ａとガイド部材２８との接触圧が上昇し易い。肉抜き部５２Ｃは、支持壁５１Ａとリング５２Ａとの結合部の剛性を低下させ、リング５２Ａとガイド部材２８との接触圧を低減させる。特に、リング５２Ａのガイド部材２８に対する傾きによって、リング５２Ａの端部はガイド部材２８との接触圧が高くなり易い。そのため、リング５２Ａの端面５２Ｂに肉抜き部５２Ｃが設けられることによって、リング５２Ａとガイド部材２８との接触圧の局所的な上昇を効率良く抑制することができる。

図３に示すように、第１上端面１４にはシリンダヘッド３が結合されている。シリンダヘッド３は、各シリンダ７の上端に対応する部分に上方に向けて凹む燃焼室凹部６１を有する。燃焼室凹部６１は、シリンダ７及びピストン２１と協働して燃焼室６２を画定する。シリンダヘッド３は、燃焼室６２から延びる吸気ポート６３及び排気ポートを有する。吸気ポート６３は燃焼室６２から前方かつ上方に延び、シリンダヘッド３の前側面に開口している。シリンダヘッド３の前側部には前方に突出するポート形成部３Ａが設けられている。吸気ポート６３は、ポート形成部３Ａの内部を通過して、ポート形成部３Ａの前端に開口している。シリンダヘッド３の前側面には、吸気ポート６３に連通する吸気マニホールド６５が結合されている。吸気マニホールド６５は、ポート形成部３Ａの前端に締結されている。吸気マニホールド６５は、シリンダヘッド３の前側面から前方に延びている。

第２上端面１５には、サブクランクシャフト２３を覆うカバー６６が結合されている。カバー６６は、第２上端面１５に開口したクランク室８を閉塞している。カバー６６の上方には吸気マニホールド６５が配置されている。カバー６６と吸気マニホールド６５との間には空間６７が形成されている。

シリンダヘッド３には、複数の燃料噴射装置６８が設けられている。各燃料噴射装置６８は、第２上端面１５の上方に配置されている。各燃料噴射装置６８は、シリンダヘッド３の前側面において吸気ポート６３より下方に設けられている。本実施形態では、各燃料噴射装置６８は、燃焼室６２内に燃料を噴射する。他の実施形態では、各燃料噴射装置６８は吸気ポート６３内に燃料を噴射してもよい。各燃料噴射装置６８の一部は、カバー６６の上方に配置されているとよい。各燃料噴射装置６８の一部は、吸気マニホールド６５の下方に配置されているとよい。また、各燃料噴射装置６８の一部は、ポート形成部３Ａの下方に配置されているとよい。各燃料噴射装置６８には、デリバリパイプ６９が接続されている。デリバリパイプ６９は左右方向に延びている。デリバリパイプ６９は、カバー６６の上方に配置され、かつ吸気マニホールド６５の下方に配置されている。燃料は、デリバリパイプ６９を介して各燃料噴射装置６８に供給される。各燃料噴射装置６８の前端及びデリバリパイプ６９の前端のそれぞれは、カバー６６の前端及び吸気マニホールド６５の前端のそれぞれよりも後方に配置されている。

燃焼室６２には、点火プラグ６４が設けられている。点火プラグ６４は、燃焼室６２から上方に延び、ヘッドカバー４の上方に突出している。

図２に示すように、シリンダヘッド３には、動弁機構を構成する吸気カムシャフト７１及び排気カムシャフト７２が回転可能に支持されている。吸気カムシャフト７１及び排気カムシャフト７２の端部はシリンダヘッド３の外部に突出している。吸気カムシャフト７１の端部には吸気側スプロケット７１Ａが設けられている。排気カムシャフト７２の端部には排気側スプロケット７２Ａが設けられている。エンジンブロック２の外面には、第１アイドルギヤ３７に噛み合う第２アイドルギヤ７４Ａが設けられている。第２アイドルギヤ７４Ａにはスプロケット７４Ｂが同軸に結合されている。スプロケット７４Ｂと、吸気側スプロケット７１Ａと、排気側スプロケット７２Ａとは、タイミングチェーン７５によって互いに接続されている。

（オイル通路）
図９に示すように、エンジンブロック２には、メインオイルギャラリ８１と、メインオイルギャラリ８１からクランクシャフト軸受孔３１の少なくとも１つの摺接面に延びる接続油路８２とが形成されている。メインオイルギャラリ８１は、シリンダブロック部１１の後部に配置されている。メインオイルギャラリ８１は、各シリンダ７の後方を左右に延びている。メインオイルギャラリ８１は、オイル吸入路８３に接続されている。オイル吸入路８３は、配管やエンジンブロック２に形成された通路によって形成されている。オイル吸入路８３の上流端は、オイルパン５内に貯留されたオイル内に配置されている。オイル吸入路８３には、上流側からオイルを吸い込むオイルポンプ８３Ａ、オイルフィルタ８３Ｂが設けられている。オイルポンプ８３Ａは、チェーン８４によってクランクシャフト２２と連結され、クランクシャフト２２の回転力を受けて駆動する。オイルポンプ８３Ａはクランクシャフト２２の下方に配置されている。

本実施形態では、各クランクシャフト軸受孔３１に対応する複数の接続油路８２が設けられている。クランクシャフト２２には、各クランクジャーナル部２２Ａの外周面から対応するクランクピン部２２Ｃの外周面に延びる複数の第１油路８５が形成されている。第１油路８５のそれぞれは、各クランクジャーナル部２２Ａの外周面に開口すると共に、クランクピン部２２Ｃの外周面に開口している。各第１油路８５は、対応する接続油路８２と接続している。クランクシャフト軸受孔３１の内周面及びクランクジャーナル部２２Ａの外周面の少なくとも一方に周方向に延びる第１油溝８７が形成されている。第１油路８５は第１油溝８７を介して接続油路８２に接続されている。

図１０～図１２に示すように、ブリッジ２６は、凹部９１を有するブリッジ本体９２と、ブリッジ本体９２の凹部９１に嵌合するキャップ９３とを有する。ブリッジ本体９２とキャップ９３とは、互いに協動してクランクシャフト２２のクランクピン部２２Ｃを回転可能に受容する第１ブリッジ軸受孔４１を形成する。凹部９１は、凹部底面９１Ａと、凹部底面９１Ａに直交する一対の凹部側面９１Ｂとを有する。凹部９１は、左右方向から見て略四角形に形成されている。凹部９１は、ブリッジ本体９２を左右方向に貫通している。

キャップ９３は、左右方向から見て略四角形に形成されている。キャップ９３は、凹部底面９１Ａに当接するキャップ端面９３Ａと、一対の凹部側面９１Ｂに接触する一対のキャップ側面９３Ｂとを有する。第１ブリッジ軸受孔４１は、凹部底面９１Ａと、キャップ端面９３Ａとに形成されている。キャップ９３は、凹部９１に圧入されている。これにより、キャップ端面９３Ａは凹部底面９１Ａに密着し、一対のキャップ側面９３Ｂは対応する凹部側面９１Ｂに密着している。

また、キャップ９３は、一対のボルト９５によってブリッジ本体９２に締結されている。凹部底面９１Ａの第１ブリッジ軸受孔４１の前後に、一対の雌ねじ孔９１Ｄが形成されている。キャップ９３の第１ブリッジ軸受孔４１の前後に、一対のボルト孔９３Ｃが形成されている。各ボルト９５は、ボルト孔９３Ｃを貫通し、雌ねじ孔９１Ｄに螺合しているとよい。

凹部９１の底部には、少なくとも１つの溝部９１Ｃが形成されている。溝部９１Ｃは、凹部９１に圧入され、変形したキャップ９３の一部を受容する。すなわち、溝部９１Ｃは、キャップ９３の逃げ部として機能する。溝部９１Ｃは凹部底面９１Ａと凹部側面９１Ｂのそれぞれとの境界部に設けられているとよい。溝部９１Ｃは凹部底面９１Ａと凹部側面９１Ｂのそれぞれとの境界部に沿って延びているとよい。

ブリッジ２６は、第２油路９６と第３油路９７とを有する。第２油路９６は、ブリッジ本体９２とキャップ９３との境界部、又はキャップ９３に形成されている。第２油路９６は、第１ブリッジ軸受孔４１に開口し、第１油路８５に接続している。第１ブリッジ軸受孔４１の内周面及びクランクピン部２２Ｃの外周面の少なくとも一方に周方向に延びる第２油溝９８が形成されている。第２油路９６は第２油溝９８を介して第１油路８５に接続されている。本実施形態では、第２油路９６は、第１ブリッジ軸受孔４１から後側のキャップ側面９３Ｂに直線状に延びている。他の実施形態では、第２油路９６は、凹部９１底部及びキャップ端面９３Ａの少なくとも一方に凹設された溝によって形成されてもよい。第２油路９６は、ボルト孔９３Ｃと交差している。ボルト９５の外周面とボルト孔９３Ｃの内周面との間に隙間が形成され、オイルはこの隙間を通過して流れる。

第３油路９７は、凹部９１から第２ブリッジ軸受孔４３に直線状に延びている。第３油路９７の一端は、後側の凹部側面９１Ｂに開口し、第３油路９７の他端は第２ブリッジ軸受孔４３に開口している。第２ブリッジ軸受孔４３の内周面及びロッドピン２５Ｂの外周面の一方には、周方向に延びる第３油溝１０１が形成されているとよい。

ブリッジ２６は、第４油路１０２と第５油路１０３とを有する。第４油路１０２は、ブリッジ本体９２とキャップ９３との境界部、又はキャップ９３に形成されている。第４油路１０２は、第１ブリッジ軸受孔４１に開口し、第１油路８５に接続している。第４油路１０２は第２油溝９８を介して第１油路８５に接続されている。本実施形態では、第４油路１０２は、第１ブリッジ軸受孔４１から前側のキャップ側面９３Ｂに直線状に延びている。他の実施形態では、第２油路９６は、凹部９１底部及びキャップ端面９３Ａの少なくとも一方に凹設された溝によって形成されてもよい。第４油路１０２の一部は、ボルト９５の外周面に形成された溝によって構成されてもよい。

第５油路１０３は、凹部９１から第３ブリッジ軸受孔５４に直線状に延びている。第５油路１０３の一端は、前側の凹部側面９１Ｂに開口し、第５油路１０３の他端は第３ブリッジ軸受孔５４に開口している。第３ブリッジ軸受孔５４の内周面及びスライダピン５１Ｂの外周面の一方には、周方向に延びる第４油溝１０４が形成されているとよい。

第２油路９６及び第４油路１０２は、キャップ９３がブリッジ本体９２から分離された状態において、ドリルによって形成されるとよい。第３油路９７及び第５油路１０３は、ブリッジ本体９２がキャップ９３から分離された状態において、凹部９１側からドリルによって形成されるとよい。第３油路９７は、後側の凹部側面９１Ｂから第２ブリッジ軸受孔４３に向けて穿孔されるとよい。これにより、ブリッジ本体９２の後端部に不要な加工孔を形成することなく、第３油路９７を穿孔することができる。第３油路９７の軸線を凹部９１側から延長した仮想線は、ブリッジ本体９２と重ならないように設定されている。第５油路１０３は、前側の凹部側面９１Ｂから第３ブリッジ軸受孔５４に向けて穿孔されるとよい。これにより、ブリッジ本体９２の前端部に不要な加工孔を形成することなく、第５油路１０３を穿孔することができる。第５油路１０３の軸線を凹部９１側から延長した仮想線は、ブリッジ本体９２と重ならないように設定されている。これにより、穿孔した通路に金属球等のプラグを圧入して通路の一部を塞ぐといった複雑な加工が不要になる。

ブリッジ本体９２には、第５油路１０３に接続すると共にブリッジ本体９２の外面に開口した第６油路１０６が形成されている。第６油路１０６は、ブリッジ本体９２の上面においてガイド部材２８に向けて開口し、ガイド部材２８に向けてオイルを噴射する。これにより、ガイド部材２８とスライダ２７との摺接部が潤滑される。他の実施形態では、第６油路１０６は、第３油路９７からブリッジ本体９２の上面に延びていてもよい。

ブリッジ本体９２には、第４油溝１０４に接続すると共にブリッジ本体９２の外面に開口した第７油路１０７が形成されている。第７油路１０７は、ガイド部材２８に向けて開口し、ガイド部材２８に向けてオイルを噴射する。

オイルポンプ８３Ａによって、メインオイルギャラリ８１内のオイルは、接続油路８２、第１油溝８７、第１油路８５、第２油溝９８、第２油路９６、第３油路９７を順に通過して、第３油溝１０１に供給される。また、第２油溝９８に供給されたオイルは、第４油路１０２、第５油路１０３を順に通過して、第４油溝１０４に供給される。これにより、各クランクシャフト軸受孔３１、各ブリッジ２６の第１ブリッジ軸受孔４１、第２ブリッジ軸受孔４３、及び第３ブリッジ軸受孔５４が潤滑される。

シリンダブロック部１１の下端には、各ピストン２１に対応して複数のピストンジェット１１１が設けられている。各ピストンジェット１１１は、メインオイルギャラリ８１に接続されている。各ピストンジェット１１１は、対応するピストン２１の裏面に向けて、メインオイルギャラリ８１から供給されたオイルを噴射する。

ピボットシャフト４５より上方において、シリンダブロック部１１にはサブオイルギャラリ１１２が形成されている。サブオイルギャラリ１１２は、シリンダブロック部１１において各シリンダ７よりも前側に形成され、左右に延びている。サブオイルギャラリ１１２は、第２接続油路１１３を介してメインオイルギャラリ８１と接続されている。

ピボットシャフト４５より上方において、シリンダブロック部１１には複数のオイルジェット１１４が設けられている。各オイルジェット１１４はサブオイルギャラリ１１２に接続されている。各オイルジェット１１４は、サブクランクシャフト２３、サブコネクティングロッド２９、ガイド部材２８、及びブリッジ２６の少なくとも２つにオイルを噴射する。オイルジェット１１４が、サブクランクシャフト２３に向けてオイルを噴射する場合、オイルはサブクランクシャフト２３から、サブクランクシャフト２３より下方に配置されたサブコネクティングロッド２９、ガイド部材２８、及びブリッジ２６に流れる。このように、オイルジェット１１４は、複数の要素を効率良く潤滑することができる。

メインオイルギャラリ８１からシリンダヘッド３に第３接続油路１１６が延びているとよい。第３接続油路１１６によって、図示しない動弁機構にオイルが供給される。

本実施形態に係る内燃機関１の作動について説明する。膨張行程において、内燃機関１は図１３から図１４のように変化する。図１３に示すように、膨張行程の開始時において、ピストン２１は上死点にあり、燃焼室６２において混合気が点火される。混合気の燃焼によって燃焼室６２に発生した燃焼ガスによって、ピストン２１が下方に押し下げられる。このとき、クランクシャフト２２が回転し、スライダ２７がガイド部材２８に対してスライド移動し、ブリッジ２６がクランクピン部２２Ｃに対して回動する。これにより、ピストン２１は膨張ストロークＳ１だけ下降し、膨張時の下死点に到達する。膨張行程では、ガイド部材２８の前端が最もサブクランクシャフト２３側に近づいた状態となる。これにより、ガイド部材２８の前後方向に対する傾斜角が比較的大きくなる。これにより、ブリッジ２６の回動が可能になり、ピストン２１は比較的大きく移動することができる。

排気行程において、内燃機関１は図１４から図１５のように変化する。クランクシャフト２２の回転によって、ピストン２１は膨張時の下死点から上死点に移動する。このとき、排気ポートが開かれ、シリンダ７内の燃焼ガスが排気ポートから排出される。排気行程では、ガイド部材２８の前端が、サブクランクシャフト２３の回転によってサブコネクティングロッド２９によって徐々に下方に押される。これにより、ガイド部材２８の前後方向に対する傾斜角が小さくなっていく。

吸気行程において、内燃機関１は図１５から図１６のように変化する。クランクシャフト２２の回転によって、ピストン２１は上死点から吸気ストロークＳ２だけ下降し、吸気時の下死点に到達する。このとき、吸気ポート６３が開かれ、混合気がシリンダ７に吸入される。吸気行程では、ガイド部材２８の前端が最もサブクランクシャフト２３から離れた状態となる。これにより、ガイド部材２８の前後方向に対する傾斜角が膨張行程よりも小さくなる。これにより、ブリッジ２６の回動が抑制され、ピストン２１の下降が抑制される。図１７に示すように、吸気ストロークＳ２は、膨張ストロークＳ１よりも小さくなる。

圧縮行程において、内燃機関１は図１６から図１３のように変化する。クランクシャフト２２の回転によって、ピストン２１は吸気時の下死点から上死点に移動する。これにより、シリンダ７内の燃焼ガスが圧縮される。圧縮行程では、ガイド部材２８の前端が、サブクランクシャフト２３の回転によってサブコネクティングロッド２９によって徐々に上方に引かれる。これにより、ガイド部材２８の前後方向に対する傾斜角が大きくなっていく。

図１３及び図１５に示すように、ピストン２１が上死点にあるときに、ブリッジ２６とガイド部材２８とは互いに平行に配置される。これにより、ガイド部材２８をブリッジ２６に沿わせて、ガイド部材２８をスペース効率良く配置することができる。また、ピストン２１が上死点にあるときに、前記第２上端面１５とガイド部材２８とが互いに平行に配置される。

以下に、本実施形態に係る内燃機関１の効果について説明する。サブクランクシャフト２３がクランクシャフト２２より上方に配置されているため、内燃機関１の上下方向における長さを短縮して、内燃機関１を小型化することができる。また、サブクランクシャフト２３、サブコネクティングロッド２９、ガイド部材２８がクランクシャフト２２より上方に配置されているため、サブクランクシャフト２３、サブコネクティングロッド２９、ガイド部材２８が内燃機関１の下部に貯留されたオイルを攪拌しない。これにより、内燃機関１のエネルギー効率を向上させることができる。

ガイド部材２８は、ブリッジ２６の上方において、上下方向及びクランクシャフト２２の軸線Ａ２と直交する横方向（前後方向）に延びている。そのため、ガイド部材２８をブリッジ２６の上方にスペース効率良く配置することができる。

サブクランクシャフト２３がエンジンブロック２の上端に設けられた第２上端面１５に支持されているため、エンジンブロック２のサブクランクシャフト２３の支持構造の加工が容易になる。

第２上端面１５が第１上端面１４よりも下方にオフセットしているため、第２上端面１５の上方に燃料噴射装置６８を配置するための空間６７を形成することができる。第２上端面１５の上方に吸気マニホールド６５が配置されているため、吸気マニホールド６５の空気層によって、燃料噴射装置６８から生じる音が上方に伝搬することを抑制することができる。また、吸気マニホールド６５は、サブクランクシャフト２３、サブコネクティングロッド２９、ガイド部材２８から生じる音が上方に伝搬することを抑制することができる。

接続機構５６では、ガイド部材２８の外周部が摺接部になるため、ガイド部材２８の加工が容易になる。これにより、低コストで高精度な加工が可能な接続機構５６を提供することができる。ブリッジ２６からの荷重が加わるスライダピン５１Ｂが連結部５１の中心に対してガイド部材２８の延在方向にオフセットしているため、ガイド部材２８に対するスライダ２７の傾きを抑制することができる。これにより、ガイド部材２８に対する摺動部５２の摺動が円滑になる。

ブリッジ２６が第２油路９６及び第３油路９７を有するため、第１ブリッジ軸受孔４１から第２ブリッジ軸受孔４３にオイルを供給することができる。これにより、第２ブリッジ軸受孔４３とロッドピン２５Ｂとを効率良く潤滑することができる。また、第２油路９６がキャップ９３に形成され、第３油路９７がブリッジ本体９２に形成されているため、第２油路９６及び第３油路９７の加工が容易である。また、第４油路１０２及び第５油路１０３によって、第３ブリッジ軸受孔５４とスライダピン５１Ｂとの摺接部にオイルを供給することができる。

ブリッジ本体９２の凹部９１に、溝部９１Ｃが形成されているため、圧入に伴うキャップ９３の変形を溝部９１Ｃに逃がすことができ、ブリッジ本体９２及びキャップ９３の変形を抑制することができる。これにより、ブリッジ本体９２とキャップ９３との密着性が維持され、第２油路９６と第３油路９７とが確実に接続される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、図１８に示すように、サブクランクシャフト２３とクランクシャフト２２との上下方向における距離が短縮され、内燃機関１が更に小型化されてもよい。この場合、カバー６６と、吸気マニホールド６５及びポート形成部３Ａとの間の空間６７を更に拡大することができる。サブクランクシャフト２３の軸線Ａ３は、例えばピストンピン４２の軸線より下方に配置さるとよい。サブクランクシャフト２３とクランクシャフト２２との上下方向における距離が小さくなることによって、ピストン２１の上死点において、ガイド部材２８はブリッジ２６とより平行に配置されるようになる。

１ ：内燃機関
２ ：エンジンブロック
３ ：シリンダヘッド
７ ：シリンダ
８ ：クランク室
１１ ：シリンダブロック部
１４ ：第１上端面
１５ ：第２上端面
２１ ：ピストン
２２ ：クランクシャフト
２３ ：サブクランクシャフト
２５ ：コネクティングロッド
２５Ａ ：支持壁部
２５Ｂ ：ロッドピン
２６ ：ブリッジ
２７ ：スライダ
２８ ：ガイド部材
２８Ａ ：支持壁部
２８Ｂ ：ガイドピン
２８Ｃ ：円周面部
２８Ｄ ：平面部
２９ ：サブコネクティングロッド
３１ ：クランクシャフト軸受孔
３３ ：サブクランクシャフト軸受孔
３４ ：ベアリングキャップ
４１ ：第１ブリッジ軸受孔
４２ ：ピストンピン
４３ ：第２ブリッジ軸受孔
４５ ：ピボットシャフト
５１ ：連結部
５１Ａ ：支持壁
５１Ｂ ：スライダピン
５２ ：摺動部
５２Ａ ：リング
５２Ｃ ：肉抜き部
５４ ：第３ブリッジ軸受孔
５６ ：接続機構
６５ ：吸気マニホールド
６６ ：カバー
６７ ：空間
６８ ：燃料噴射装置
６９ ：デリバリパイプ
８１ ：メインオイルギャラリ
８２ ：接続油路
８５ ：第１油路
８７ ：第１油溝
９１ ：凹部
９１Ａ ：凹部底面
９１Ｂ ：凹部側面
９１Ｃ ：溝部
９１Ｄ ：雌ねじ孔
９２ ：ブリッジ本体
９３ ：キャップ
９３Ａ ：キャップ端面
９３Ｂ ：キャップ側面
９３Ｃ ：ボルト孔
９５ ：ボルト
９６ ：第２油路
９７ ：第３油路
９８ ：第２油溝
１０１ ：第３油溝
１０２ ：第４油路
１０３ ：第５油路
１０４ ：第４油溝
１０６ ：第６油路
１０７ ：第７油路
１１１ ：ピストンジェット
１１２ ：サブオイルギャラリ
１１３ ：第２接続油路
１１４ ：オイルジェット
１１６ ：第３接続油路
Ａ１ ：シリンダ軸線
Ａ２ ：クランクシャフトの軸線
Ａ３ ：サブクランクシャフトの軸線
Ａ４ ：ピボットシャフトの軸線
Ａ５ ：スライダピンの軸線

Claims (10)

1. 接続機構であって、
   一端において第１軸線を中心として回動可能に第１部材に支持され、前記第１軸線と直交するする方向に直線状に延びるガイド部材と、
   前記ガイド部材の延在方向に摺動可能に、前記ガイド部材の外周部に支持された摺動部、及び前記摺動部から前記ガイド部材の延在方向及び前記第１軸線と直交する方向に延びた連結部を有するスライダとを有し、
   前記連結部には、前記第１軸線と平行な第２軸線を中心として第２部材が回動可能に連結され、
   前記第２軸線が、前記連結部の中心に対して前記ガイド部材の延在方向にオフセットしている接続機構。
2. 前記摺動部は、前記ガイド部材の前記外周部に摺接するリングを有し、
   前記連結部は、前記リングの外周部に突設された一対の支持壁と、前記第２軸線を中心として延び、一対の前記支持壁に結合されたピンとを有し、
   前記リングと一対の前記支持壁の接続部のそれぞれに肉抜き部が設けられている請求項１に記載の接続機構。
3. 前記肉抜き部は、前記第２軸線がオフセットされた側の前記リング及び前記一対の支持壁の端面に形成されている請求項２に記載の接続機構。
4. 前記ガイド部材の前記外周部は、複数の円周面部と、複数の平面部とを周方向に有する請求項２又は請求項３に記載の接続機構。
5. 請求項１～請求項４のいずれか１つの項に記載の接続機構を有する内燃機関であって、
   上下方向に延びるシリンダ及び前記シリンダの下方及び側方に設けられたクランク室を形成するエンジンブロックと、
   前記シリンダに摺動可能に設けられたピストンと、
   前記エンジンブロックに回転可能に支持されたクランクシャフトと、
   その中央部において前記クランクシャフトに回動可能に支持されたブリッジと、
   前記ピストンと前記ブリッジの一端とに接続されたコネクティングロッドと、
   前記クランクシャフトの軸線より上方において前記エンジンブロックに回転可能に支持され、前記クランクシャフトの１／２の回転数で回転するサブクランクシャフトと、
   前記サブクランクシャフトに接続されたサブコネクティングロッドとを有し、
   前記ガイド部材は、前記第１部材としての前記エンジンブロックに回動可能に支持されると共に、前記サブコネクティングロッドを介して前記サブクランクシャフトに接続され、
   前記スライダの前記連結部は、前記ブリッジの他端に回動可能に接続されている内燃機関。
6. 前記ガイド部材は、前記クランクシャフトの軸線より上方に配置されている請求項５に記載の内燃機関。
7. 前記ガイド部材は、前記ブリッジの上方において、上下方向及び前記クランクシャフトの軸線と直交する横方向に延びている請求項５又は６に記載の内燃機関。
8. 前記エンジンブロックは、前記シリンダを形成するシリンダブロック部を有し、
   前記シリンダブロック部にピボットシャフトが支持され、
   前記ガイド部材の一端が前記ピボットシャフトに回動可能に支持されている請求項５～７のいずれか１つに記載の内燃機関。
9. 上下方向から見て前記ピボットシャフトが、前記クランクシャフトの軸線と前記シリンダとの間に配置されている請求項８に記載の内燃機関。
10. 前記ピストンが上死点にあるときに、前記ブリッジと前記ガイド部材とは互いに平行に配置される請求項５～９のいずれか１つの項に記載の内燃機関。

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