JP4092466B2 - レシプロ式可変圧縮比内燃機関 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロ式可変圧縮比内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開２００２−４７９５５号公報には、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランクシャフト用ベアリングキャップと、このクランクシャフト用ベアリングキャップとともにコントロールシャフトを回転可能に支持するコントロールシャフト用ベアリングキャップと、がクランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられたレシプロ式可変圧縮比内燃機関が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のレシプロ式可変圧縮比内燃機関にあっては、コントロールシャフトを回転可能に支持する各コントロールシャフト用ベアリングキャップが互いに一体となるよう連結されていないため、燃焼荷重あるいはピストン・リンク部品慣性荷重が作用すると、クランクシャフト荷重と逆方向のコントロールシャフト荷重によって起こるクランクシャフト用ベアリングキャップの変形が、クランクピンへの燃焼荷重または慣性荷重によって変形するクランクシャフトの変形に逆らうような方向になるため、シリンダブロックとクランクシャフト用ベアリングキャップとによって構成されるクランクメインジャーナル軸受部のフリクションが悪化するという問題点があった。
【０００４】
さらに、コントロールシャフト自体がクランクシャフト用ベアリングキャップの変形を抑制する構造体の一部として働くため、コントロールシャフトの回転に渋りが生じ、コントロールシャフトの回転位置を制御するアクチュータ出力を大きくする必要があるという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のレシプロ式可変圧縮比内燃機関においては、クランクシャフトの軸方向視でクランクシャフトの中心とコントロールシャフトの中心とを通る直線近傍に、コントロールシャフトと略平行に延びるコントロールシャフト用ビームが設けられている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、コントロールシャフト荷重によるクランクシャフト用ベアリングキャップの変形が、クランクピン入力荷重によるクランクシャフトの変形に従うようになり、シリンダブロックとクランクシャフト用ベアリングキャップとによって構成されるクランクメインジャーナル軸受部の片当たりを小さくすることができ、クランクメインジャーナル軸受部のフリクションを低減することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、後述する各実施例では、共通する構成には同一の符号を付し、重複する構成及び作用効果の説明を適宜省略する。
【０００８】
図１及び図２は、本発明の第１実施例に係るレシプロ式可変圧縮比内燃機関を示している。このレシプロ式可変圧縮比内燃機関は、ピストン１とピストンピン２を介して連結されるアッパーリンク３と、このアッパーリンク３とクランクシャフト４のクランクピン５とに連結されるロアリンク６と、クランクシャフト４と略平行に延びるコントロールシャフト７と、このコントロールシャフト７に一端が揺動可能に連結されると共に、ロアリンク６に他端が連結されるコントロールリンク８と、有している。
【０００９】
また、クランクシャフト４の回転中心Ｐ（後述するクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心と同義）に対して、コントロールシャフト７の回転中心Ｑ（後述するコントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心と同義）が図１における斜め下方に位置するようクランクシャフト４とコントロールシャフト７は配設されている。すなわち、クランクケース内において、コントロールシャフト７がクランクシャフト４の斜め下方向に位置している。
【００１０】
コントロールシャフト７には、コントロールリンク８の一端に形成されたベアリングに回転可能に支持されるピンジャーナル９が、クランクシャフト４の軸方向に間欠的に形成されている。このピンジャーナル９の回転中心Ｒは、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心Ｑに対して所定量偏心しており、この回転中心Ｒを揺動支点（揺動中心）として、コントロールリンク８がコントロールシャフト７に対して揺動する。
【００１１】
従って、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａが回動すると、コントロールリンク８の揺動支点位置Ｒが変化し、これに伴ってクランクピン５からピストンピン２までの距離が変化して、機関圧縮比が変化する構成となっている。 尚、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａは、ウォーム（図示せず）及びウォームホイール（図示せず）を介して接続されたモータ等の駆動源（図示せず）により回転駆動され、この駆動源は、周知のエンジンコントロールユニット等により機関運転状態に応じて駆動制御される。ここで、図１中の１０はシリンダブロック、１１はカウンタウエイトである。
【００１２】
次にクランクシャフト４及びコントロールシャフト７の支持構造について説明する。クランクシャフト４のメインジャーナル４ａを回転可能に支持するクランクメインジャーナル軸受部１５は、その上半分がシリンダブロック１０下面に形成され、下半分がクランクシャフト用ベアリングキャップ１６上面に形成された構造となっている。このクランクシャフト用ベアリングキャップ１６は、クランクシャフト４の軸方向に沿って気筒列両端及び気筒間に間欠的に配設されている。
【００１３】
コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａを回転可能の支持するコントロールメインジャーナル軸受部１７は、その上半分がクランクシャフト用ベアリングキャップ１６の基底面１８から斜め下方へ一体的に張り出した延長部１９の下面２０に形成され、下半分がコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の上面に形成されている。すなわち、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６は、略Ｌ字形状のプレート状をなしている。そして、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６の基底面１８と、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２とは、互いに平行で、かつ互いに不連続な２つの平面上にそれぞれ位置している。
【００１４】
クランクシャフト用ベアリングキャップ１６は、クランクメインジャーナル軸受部１５を挟んだ２箇所で、ボルト２３，２４によって下側よりシリンダブロック１０へ締結されている。また、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１は、コントロールメインジャーナル軸受部１７を挟んだ２箇所で、ボルト２４，２５によって下側よりクランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びシリンダブロック１０に締結されている。つまり、ボルト２４は、クランクシャフト４の軸方向視（図１）でボルト２３とボルト２５の間に位置し、かつクランクメインジャーナル軸受部１５とコントロールメインジャーナル軸受部１７との間に位置している。そして、ボルト２４はクランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の両者を貫通してシリンダブロック１０に締結されている。
【００１５】
クランクシャフト４の軸方向視（図１）でクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心（クランクシャフト４の回転中心）Ｐと、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心（コントロールシャフト７の回転中心）Ｑとを結んだ直線Ｌ近傍には、コントロールシャフト７と略平行に延びるコントロールシャフト用ビーム２６が設けられている。詳述すれば、この第１実施例おいては、クランクシャフト４の軸方向視でクランクシャフト４のメインジャーナル４ａとコントロールシャフト７のメインジャーナル７ａとの間、すなわちコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２の図１における左側に、コントロールシャフト用ビーム２６が配設されている。
【００１６】
そして、このコントロールシャフト用ビーム２６は、上述したボルト２４によってコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びシリンダブロック１０に締結されている。詳述すれば、コントロールシャフト用ビーム２６は、クランクシャフト４の軸方向視でクランクシャフト４とコントロールシャフト７との間を貫通するボルト２４によって、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びシリンダブロック１０に締結されている。換言すれば、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１を固定する２本のボルト２４，２５のうちクランクシャフト４から近い側に位置するボルト２４でコントロールシャフト用ビーム２６がコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１に締結されている。
【００１７】
そして、複数のコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，…，２１のうちの隣り合うコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，２１同士は、図２に示すように、コントロールシャフト用ビーム２６によって連結されている。
【００１８】
レシプロ式内燃機関（上述した第１実施例におけるコントロールシャフト７及びコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１等に相当する構成を具備しない内燃機関）においては、クランクシャフトを回転可能に支持するクランクシャフト用ベアリングキャップに作用する荷重は、クランクシャフトから入力される荷重のみであったため、クランクピンにリンク部品の慣性荷重や燃焼荷重が入力されると、クランクシャフト用ベアリングキャップはクランクシャフトのメインジャーナルの変形に従うようにクランクメインジャーナル軸受部が左右に倒れるように変形する。そのため、エンジン回転速度が小さい時の軸受変形状態を考えると、クランクメインジャーナル軸受部がクランクシャフトのメインジャーナルの変形に追従するためクランクメインジャーナル軸受部に対するクランクシャフトのメインジャーナルの片当たりは大きくならない。
【００１９】
一方、上述した従来例のようにクランクシャフト用ベアリングキャップにコントロールシャフト用ベアリングキャップが一体に結合されているレシプロ式可変圧縮比内燃機関においては、図３に示すように、クランクシャフト用ベアリングキャップはクランクシャフトからだけではなくコントロールシャフトからの荷重によっても変形が引き起こされる。ここで、図３及び図４は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、コントロールシャフト用ビーム有無による、クランクシャフト荷重、コントロールシャフト荷重の両方が作用する時の変形モードを示している。
【００２０】
そのため、各コントロールシャフト用ベアリングキャップ同士を連結する本願のコントロールシャフト用ビーム２６に相当する構成が無い場合、クランクピン入力荷重によるクランクシャフトの変形に逆らうようにクランクシャフト用ベアリングキャップのクランクメインジャーナル軸受部がコントロールシャフト荷重によって図５のように変形するため、クランクシャフトのメインジャーナルとクランクメインジャーナル軸受部間で片当たりが発生し軸受部の潤滑状態が悪化してしまう。また、コントロールシャフトのピンジャーナル入力荷重によるコントロールシャフト変形に逆らうように、コントロールシャフト用ベアリングキャップのコントロールメインジャーナル軸受部がクランクシャフト荷重によって図６のように変形するため、コントロールシャフトのメインジャーナルとコントロールメインジャーナル軸受部間で片当たりが発生し、コントロールシャフトを回転させるために必要なトルクが増大し、コントロールシャフトを回転するアクチュエータ出力を大きくする必要が出てしまう。
【００２１】
そこで、上述した本発明の第１実施例のように、クランクシャフト４の軸方向視でクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心Ｐとコントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心Ｑとを結んだ直線Ｌ近傍、すなわちコントロールシャフト７側に、コントロールシャフト７と略平行に延びるコントロールシャフト用ビーム２６を設け、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１にコントロールシャフト用ビーム２６を取付けることにより、コントロールシャフト荷重によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１及びクランクシャフト用ベアリングキャップ１６の変形モードを図７のようにすることができるため、コントロールシャフト荷重よるクランクシャフト用ベアリングキャップ１６の変形が、クランクピン入力荷重によるクランクシャフト４の変形に従うようになり、クランクメインジャーナル軸受部１５の片当たりを小さくすることができ潤滑状態悪化を回避することができる。その結果、クランクメインジャーナル軸受部１５のフリクションを低減することができる。
【００２２】
また、クランクシャフト荷重によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１及びクランクシャフト用ベアリングキャップ１６の変形モードを図８のようにすることができるため、クランクシャフト荷重よるコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の変形が、コントロールシャフト７のピンジャーナル９に荷重が入力されることによるコントロールシャフト７の変形に従うようになり、コントロールメインジャーナル軸受部１７の片当たりを小さくすることができる。その結果コントロールシャフト７の回転に必要なトルクが小さくなり、圧縮比制御のためにコントロールシャフト７の回転位置を可変にするアクチュエータの出力を小さくすることができる。
【００２３】
尚、図７及び図８は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップ１６，１６と、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，２１と、に着目したモデルを模式的に示した説明図である。
【００２４】
また、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６の下側をベアリングビームで固定するよりも、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下側をベアリングビームで固定する方がクランクシャフト４のメインジャーナル４ａ位置からより遠い位置で固定できるため、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下側をコントロールシャフト用ビームで固定することにより、コントロールシャフト用ビーム２６にかかるモーメントがより小さくなり、コントロールシャフト用ビーム２６の応力が軽減され、軽量コンパクトなベアリングビーム形状とすることができる。
【００２５】
また、従来はクランクシャフト用ベアリングキャップ直下をビームで結合していたため、クランクシャフトのカウンタウェイトとの干渉を避ける形状にする必要があり、クランクシャフト用ベアリングキャップの剛性向上のためのベアリングビーム重量増加または、カウンタウェイトとの干渉を避けるためのクランクシャフト用ベアリングキャップ高さ延長による重量増加は避けられない。
【００２６】
しかし、この第１実施例においては、コントロールシャフト７がクランクケース内のクランクシャフト４斜め下方向に位置しており、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下側にコントロールシャフト用ビーム２６を取付ける場合、クランクシャフト４のカウンタウェイト１１との干渉が起こらないため、コントロールシャフト用ビーム２６は、重量増加を招く事無く十分な剛性を持つビーム形状を取ることができる。
【００２７】
ここで、コントロールシャフト用ビーム２６の配設位置による、クランクメインジャーナル軸受部１５及びコントロールメインジャーナル軸受部１７への面圧の違いついて説明する。
【００２８】
図９は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップ１６，１６と、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，２１と、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、図９中のＡ及びＢはそれぞれクランクメインジャーナル軸受部１５を示し、図９中のＣ及びＤはそれぞれコントロールメインジャーナル軸受部１７を示している。
【００２９】
図９中のＮの位置にコントロールシャフト用ビーム２６があり（コントロールシャフト用ビーム２６がコントロールシャフト７側にあり）、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合、Ａにおける面圧は１０５（ＭＰａ）、Ｂにおける面圧は９７，９（ＭＰａ）、Ｃにおける面圧は１１７（ＭＰａ）、Ｄにおける面圧は１０９（ＭＰａ）となる。一方、図９中のＭの位置にコントロールシャフト用ビーム２６があり（コントロールシャフト用ビーム２６がクランクシャフト４側にあり）、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合、Ａにおける面圧は１１５（ＭＰａ）、Ｂにおける面圧は１０３（ＭＰａ）、Ｃにおける面圧は１１７（ＭＰａ）、Ｄにおける面圧は１１１（ＭＰａ）となる。ちなみに、コントロールシャフト用ビーム２６がなく、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合には、Ａにおける面圧は１７１（ＭＰａ）、Ｂにおける面圧は１５３（ＭＰａ）、Ｃにおける面圧は１７２（ＭＰａ）、Ｄにおける面圧は１７０（ＭＰａ）となる。
【００３０】
このことからも、コントロールシャフト用ビーム２６を、この第１実施例のよに、コントロールシャフト７側に設けることが望ましいことがわかる。
【００３１】
また、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６とコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１とコントロールシャフト用ビーム２６を共通のボルト２４で共締めする構成となっているので、エンジンのコンパクト化、軽量化、組付性向上させることができる。ただし、一部を別々のボルトで結合した場合にもコントロールシャフト用ビーム２６の取り付けによる同様な効果は得られる。
【００３２】
また、エンジンのコンパクト化、軽量化のためにはコントロールシャフト用ビーム２６によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１結合部分ができるだけ少ない方が良い。つまり、コントロールシャフト用ビーム２６の効果を最少の結合個所で最大の軸受フリクション低減効果が得るためには、コントロールシャフト７とクランクシャフト４の両方からの荷重が強く作用するコントロールシャフト７とクランクシャフト４の間の部位でコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１を結合する必要がある。
【００３３】
つまり、この第１実施例のように、コントロールメインジャーナルト軸受部１７とクランクメインジャーナル軸受部１５の間を貫通するボルト２４によって、コントロールシャフト用ビーム２６をシリンダブロック１０に一体に締結する構成をとることが望ましい。
【００３４】
尚、この第１実施例においては、コントロールシャフト７の軸方向に沿って連続する１つのコントロールシャフト用ビーム２６によって、複数のコントロールシャフト用ベアリングキャップ１６，…，１６が連結されているが、コントロールシャフト７に略平行ではあるが、コントロールシャフト７の軸方向に沿って不連続となる複数のコントロールシャフト用ビームによって、少なくとも隣り合うコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，２１同士が連結されるようにしてもよい。
【００３５】
図１０及び図１１は第２実施例を示している。この第２実施例は、コントロールシャフト用ベアリングビーム２６がクランクシャフト４の軸方向視（図１０）でクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心（クランクシャフトの回転中心）Ｐと、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心（コントロールシャフトの回転中心）Ｑとを結んだ直線Ｌ近傍に設けられているものの、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２の図１１における右側に、コントロールシャフト用ビーム２６が配設されている。
【００３６】
そして、このコントロールシャフト用ビーム２６は、ボルト２５によってコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びシリンダブロック１０に締結されている。詳述すれば、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１を固定する２本のボルト２４，２５のうちクランクシャフト４から遠い側に位置するボルト２５でコントロールシャフト用ビーム２６がコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１に締結されている。
【００３７】
図１２及び図１３は第３実施例を示している。この第３実施例では、コントロールシャフト用ビーム３１が、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２と略同一の幅を有している。そして、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１をクランクシャフト用ベアリングキャップに締結するボルト２４，２５によって、コントロールシャフト用ビーム３１がコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１に締結されている。
【００３８】
図１４及び図１５は第４実施例を示している。この第４実施例では、クランクシャフト用ベアリングキャップ４０が略矩形のプレート状をなしている。コントロールシャフト用ベアリングキャップ４１はクランクシャフト用ベアリングキャップ４０と略同一幅で、クランクシャフト用ベアリングキャップ４０の基底面に取り付けられている。そして、クランクメインジャーナル軸受部１５を挟んだボルト２３，２４によって、コントロールシャフト用ビーム３１がコントロールシャフト用ベアリングキャップ４１に締結されている。
【００３９】
図１６及び図１７は第５実施例を示している。この第５実施例では、ボルト２３，２４，２５によって、コントロールシャフト用ビーム５０がコントロールシャフト用ベアリングキャップ４１に締結されている。
【００４０】
また、図１８及び図１９に示す第６及び第７実施例のように、コントロールシャフト用ベアリングキャップとコントロールシャフト用ビームとを一体に成形し、ラダーフレーム６０としてもよい。
【００４１】
尚、上述した第１〜７実施例においては、ボルト２５によって、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，４１もしくはラダーフレーム６０がクランクシャフト用ベアリングキャップ１６，４０及びシリンダブロック１０に対して締結されているが、図２０〜図２６に示すように、ボルト２５の長さを短く設定し、ボルト２５は、コントロールシャフト用ビーム２６，３１，５０をコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，４１のみに締結するようにしてもよい。また、上述した第１〜第７実施例においては、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６，４０をラダーフレームとしてもよい。
【００４２】
また、図１，図１０，図１２及び図２０〜図２２のように、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６，４０下に空間的な余裕がある場合には、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６，４０下にもビームを取付けることで剛性をより高めることができる。
【００４３】
次に本発明の第８実施例について説明する。
【００４４】
図２７〜図３０に示す第８実施例においては、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６下に空間的な余裕があり、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６の基底面１８からコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２にかけて、ビーム部材７０が配設されている。
【００４５】
このビーム部材７０は、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６の基底面１８に取り付けられるクランク側ビーム部７１（クランクシャフト用ビーム）と、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面に取り付けられるコントロール側ビーム部７２（コントロールシャフト用ビーム）と、断面略矩形のリブ７３と、を有し、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の側面に沿ったこのリブによってクランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２とが一体に連結されている。
【００４６】
クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２は、互いに平行で、かつ互いに不連続な２つの平面上にそれぞれ位置している。
【００４７】
そして、リブ７３は、その断面形状が、クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２のオフセット方向に沿って細長い矩形となるよう形成されている。換言すれば、リブ７３は、図２８に示すように、クランクケースの幅方向の長さｔに比べ、クランクケースの上下方向の長さｈが大きくなるよう形成されている。
【００４８】
このような第８実施例においては、クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２との中間位置に、クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２のオフセット方向に沿って細長い断面略矩形のリブ７３があるため、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６とコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の倒れ変形方向の剛性が向上し、クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２を薄肉化することが可能となり、ビーム部材７０の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す説明図。
【図２】本発明の第１実施例を示す説明図。
【図３】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図。
【図４】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図。
【図５】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、コントロールシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図６】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、クランクシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図７】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図であって、コントロールシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図８】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図であって、クランクシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図９】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図。
【図１０】本発明の第２実施例を示す説明図。
【図１１】本発明の第２実施例を示す説明図。
【図１２】本発明の第３実施例を示す説明図。
【図１３】本発明の第３実施例を示す説明図。
【図１４】本発明の第４実施例を示す説明図。
【図１５】本発明の第４実施例を示す説明図。
【図１６】本発明の第５実施例を示す説明図。
【図１７】本発明の第５実施例を示す説明図。
【図１８】本発明の第６実施例を示す説明図。
【図１９】本発明の第７実施例を示す説明図。
【図２０】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２１】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２２】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２３】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２４】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２５】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２６】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２７】本発明の第８実施例を示す説明図。
【図２８】本発明の第８実施例を示す説明図であって、ビーム部材を示す斜視図。
【図２９】ビーム部材の平面図。
【図３０】ビーム部材の斜視図。
【符号の説明】
４…クランクシャフト
７…コントロールシャフト
１５…クランクメインジャーナル軸受部
１６…クランクシャフト用ベアリングキャップ
１７…コントロールメインジャーナル軸受部
２１…コントロールシャフト用ベアリングキャップ
２６…コントロールシャフト用ビーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、レシプロ式可変圧縮比内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開２００２−４７９５５号公報には、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランクシャフト用ベアリングキャップと、このクランクシャフト用ベアリングキャップとともにコントロールシャフトを回転可能に支持するコントロールシャフト用ベアリングキャップと、がクランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられたレシプロ式可変圧縮比内燃機関が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のレシプロ式可変圧縮比内燃機関にあっては、コントロールシャフトを回転可能に支持する各コントロールシャフト用ベアリングキャップが互いに一体となるよう連結されていないため、燃焼荷重あるいはピストン・リンク部品慣性荷重が作用すると、クランクシャフト荷重と逆方向のコントロールシャフト荷重によって起こるクランクシャフト用ベアリングキャップの変形が、クランクピンへの燃焼荷重または慣性荷重によって変形するクランクシャフトの変形に逆らうような方向になるため、シリンダブロックとクランクシャフト用ベアリングキャップとによって構成されるクランクメインジャーナル軸受部のフリクションが悪化するという問題点があった。
【０００４】
さらに、コントロールシャフト自体がクランクシャフト用ベアリングキャップの変形を抑制する構造体の一部として働くため、コントロールシャフトの回転に渋りが生じ、コントロールシャフトの回転位置を制御するアクチュータ出力を大きくする必要があるという問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明のレシプロ式可変圧縮比内燃機関においては、クランクシャフトの軸方向視でクランクシャフトの中心とコントロールシャフトの中心とを通る直線近傍に、コントロールシャフトと略平行に延びるコントロールシャフト用ビームが設けられている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、コントロールシャフト荷重によるクランクシャフト用ベアリングキャップの変形が、クランクピン入力荷重によるクランクシャフトの変形に従うようになり、シリンダブロックとクランクシャフト用ベアリングキャップとによって構成されるクランクメインジャーナル軸受部の片当たりを小さくすることができ、クランクメインジャーナル軸受部のフリクションを低減することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、後述する各実施例では、共通する構成には同一の符号を付し、重複する構成及び作用効果の説明を適宜省略する。
【０００８】
図１及び図２は、本発明の第１実施例に係るレシプロ式可変圧縮比内燃機関を示している。このレシプロ式可変圧縮比内燃機関は、ピストン１とピストンピン２を介して連結されるアッパーリンク３と、このアッパーリンク３とクランクシャフト４のクランクピン５とに連結されるロアリンク６と、クランクシャフト４と略平行に延びるコントロールシャフト７と、このコントロールシャフト７に一端が揺動可能に連結されると共に、ロアリンク６に他端が連結されるコントロールリンク８と、有している。
【０００９】
また、クランクシャフト４の回転中心Ｐ（後述するクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心と同義）に対して、コントロールシャフト７の回転中心Ｑ（後述するコントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心と同義）が図１における斜め下方に位置するようクランクシャフト４とコントロールシャフト７は配設されている。すなわち、クランクケース内において、コントロールシャフト７がクランクシャフト４の斜め下方向に位置している。
【００１０】
コントロールシャフト７には、コントロールリンク８の一端に形成されたベアリングに回転可能に支持されるピンジャーナル９が、クランクシャフト４の軸方向に間欠的に形成されている。このピンジャーナル９の回転中心Ｒは、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心Ｑに対して所定量偏心しており、この回転中心Ｒを揺動支点（揺動中心）として、コントロールリンク８がコントロールシャフト７に対して揺動する。
【００１１】
従って、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａが回動すると、コントロールリンク８の揺動支点位置Ｒが変化し、これに伴ってクランクピン５からピストンピン２までの距離が変化して、機関圧縮比が変化する構成となっている。 尚、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａは、ウォーム（図示せず）及びウォームホイール（図示せず）を介して接続されたモータ等の駆動源（図示せず）により回転駆動され、この駆動源は、周知のエンジンコントロールユニット等により機関運転状態に応じて駆動制御される。ここで、図１中の１０はシリンダブロック、１１はカウンタウエイトである。
【００１２】
次にクランクシャフト４及びコントロールシャフト７の支持構造について説明する。クランクシャフト４のメインジャーナル４ａを回転可能に支持するクランクメインジャーナル軸受部１５は、その上半分がシリンダブロック１０下面に形成され、下半分がクランクシャフト用ベアリングキャップ１６上面に形成された構造となっている。このクランクシャフト用ベアリングキャップ１６は、クランクシャフト４の軸方向に沿って気筒列両端及び気筒間に間欠的に配設されている。
【００１３】
コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａを回転可能の支持するコントロールメインジャーナル軸受部１７は、その上半分がクランクシャフト用ベアリングキャップ１６の基底面１８から斜め下方へ一体的に張り出した延長部１９の下面２０に形成され、下半分がコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の上面に形成されている。すなわち、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６は、略Ｌ字形状のプレート状をなしている。そして、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６の基底面１８と、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２とは、互いに平行で、かつ互いに不連続な２つの平面上にそれぞれ位置している。
【００１４】
クランクシャフト用ベアリングキャップ１６は、クランクメインジャーナル軸受部１５を挟んだ２箇所で、ボルト２３，２４によって下側よりシリンダブロック１０へ締結されている。また、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１は、コントロールメインジャーナル軸受部１７を挟んだ２箇所で、ボルト２４，２５によって下側よりクランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びシリンダブロック１０に締結されている。つまり、ボルト２４は、クランクシャフト４の軸方向視（図１）でボルト２３とボルト２５の間に位置し、かつクランクメインジャーナル軸受部１５とコントロールメインジャーナル軸受部１７との間に位置している。そして、ボルト２４はクランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の両者を貫通してシリンダブロック１０に締結されている。
【００１５】
クランクシャフト４の軸方向視（図１）でクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心（クランクシャフト４の回転中心）Ｐと、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心（コントロールシャフト７の回転中心）Ｑとを結んだ直線Ｌ近傍には、コントロールシャフト７と略平行に延びるコントロールシャフト用ビーム２６が設けられている。詳述すれば、この第１実施例おいては、クランクシャフト４の軸方向視でクランクシャフト４のメインジャーナル４ａとコントロールシャフト７のメインジャーナル７ａとの間、すなわちコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２の図１における左側に、コントロールシャフト用ビーム２６が配設されている。
【００１６】
そして、このコントロールシャフト用ビーム２６は、上述したボルト２４によってコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びシリンダブロック１０に締結されている。詳述すれば、コントロールシャフト用ビーム２６は、クランクシャフト４の軸方向視でクランクシャフト４とコントロールシャフト７との間を貫通するボルト２４によって、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びシリンダブロック１０に締結されている。換言すれば、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１を固定する２本のボルト２４，２５のうちクランクシャフト４から近い側に位置するボルト２４でコントロールシャフト用ビーム２６がコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１に締結されている。
【００１７】
そして、複数のコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，…，２１のうちの隣り合うコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，２１同士は、図２に示すように、コントロールシャフト用ビーム２６によって連結されている。
【００１８】
レシプロ式内燃機関（上述した第１実施例におけるコントロールシャフト７及びコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１等に相当する構成を具備しない内燃機関）においては、クランクシャフトを回転可能に支持するクランクシャフト用ベアリングキャップに作用する荷重は、クランクシャフトから入力される荷重のみであったため、クランクピンにリンク部品の慣性荷重や燃焼荷重が入力されると、クランクシャフト用ベアリングキャップはクランクシャフトのメインジャーナルの変形に従うようにクランクメインジャーナル軸受部が左右に倒れるように変形する。そのため、エンジン回転速度が小さい時の軸受変形状態を考えると、クランクメインジャーナル軸受部がクランクシャフトのメインジャーナルの変形に追従するためクランクメインジャーナル軸受部に対するクランクシャフトのメインジャーナルの片当たりは大きくならない。
【００１９】
一方、上述した従来例のようにクランクシャフト用ベアリングキャップにコントロールシャフト用ベアリングキャップが一体に結合されているレシプロ式可変圧縮比内燃機関においては、図３に示すように、クランクシャフト用ベアリングキャップはクランクシャフトからだけではなくコントロールシャフトからの荷重によっても変形が引き起こされる。ここで、図３及び図４は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、コントロールシャフト用ビーム有無による、クランクシャフト荷重、コントロールシャフト荷重の両方が作用する時の変形モードを示している。
【００２０】
そのため、各コントロールシャフト用ベアリングキャップ同士を連結する本願のコントロールシャフト用ビーム２６に相当する構成が無い場合、クランクピン入力荷重によるクランクシャフトの変形に逆らうようにクランクシャフト用ベアリングキャップのクランクメインジャーナル軸受部がコントロールシャフト荷重によって図５のように変形するため、クランクシャフトのメインジャーナルとクランクメインジャーナル軸受部間で片当たりが発生し軸受部の潤滑状態が悪化してしまう。また、コントロールシャフトのピンジャーナル入力荷重によるコントロールシャフト変形に逆らうように、コントロールシャフト用ベアリングキャップのコントロールメインジャーナル軸受部がクランクシャフト荷重によって図６のように変形するため、コントロールシャフトのメインジャーナルとコントロールメインジャーナル軸受部間で片当たりが発生し、コントロールシャフトを回転させるために必要なトルクが増大し、コントロールシャフトを回転するアクチュエータ出力を大きくする必要が出てしまう。
【００２１】
そこで、上述した本発明の第１実施例のように、クランクシャフト４の軸方向視でクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心Ｐとコントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心Ｑとを結んだ直線Ｌ近傍、すなわちコントロールシャフト７側に、コントロールシャフト７と略平行に延びるコントロールシャフト用ビーム２６を設け、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１にコントロールシャフト用ビーム２６を取付けることにより、コントロールシャフト荷重によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１及びクランクシャフト用ベアリングキャップ１６の変形モードを図７のようにすることができるため、コントロールシャフト荷重よるクランクシャフト用ベアリングキャップ１６の変形が、クランクピン入力荷重によるクランクシャフト４の変形に従うようになり、クランクメインジャーナル軸受部１５の片当たりを小さくすることができ潤滑状態悪化を回避することができる。その結果、クランクメインジャーナル軸受部１５のフリクションを低減することができる。
【００２２】
また、クランクシャフト荷重によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１及びクランクシャフト用ベアリングキャップ１６の変形モードを図８のようにすることができるため、クランクシャフト荷重よるコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の変形が、コントロールシャフト７のピンジャーナル９に荷重が入力されることによるコントロールシャフト７の変形に従うようになり、コントロールメインジャーナル軸受部１７の片当たりを小さくすることができる。その結果コントロールシャフト７の回転に必要なトルクが小さくなり、圧縮比制御のためにコントロールシャフト７の回転位置を可変にするアクチュエータの出力を小さくすることができる。
【００２３】
尚、図７及び図８は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップ１６，１６と、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，２１と、に着目したモデルを模式的に示した説明図である。
【００２４】
また、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６の下側をベアリングビームで固定するよりも、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下側をベアリングビームで固定する方がクランクシャフト４のメインジャーナル４ａ位置からより遠い位置で固定できるため、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下側をコントロールシャフト用ビームで固定することにより、コントロールシャフト用ビーム２６にかかるモーメントがより小さくなり、コントロールシャフト用ビーム２６の応力が軽減され、軽量コンパクトなベアリングビーム形状とすることができる。
【００２５】
また、従来はクランクシャフト用ベアリングキャップ直下をビームで結合していたため、クランクシャフトのカウンタウェイトとの干渉を避ける形状にする必要があり、クランクシャフト用ベアリングキャップの剛性向上のためのベアリングビーム重量増加または、カウンタウェイトとの干渉を避けるためのクランクシャフト用ベアリングキャップ高さ延長による重量増加は避けられない。
【００２６】
しかし、この第１実施例においては、コントロールシャフト７がクランクケース内のクランクシャフト４斜め下方向に位置しており、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下側にコントロールシャフト用ビーム２６を取付ける場合、クランクシャフト４のカウンタウェイト１１との干渉が起こらないため、コントロールシャフト用ビーム２６は、重量増加を招く事無く十分な剛性を持つビーム形状を取ることができる。
【００２７】
ここで、コントロールシャフト用ビーム２６の配設位置による、クランクメインジャーナル軸受部１５及びコントロールメインジャーナル軸受部１７への面圧の違いついて説明する。
【００２８】
図９は、隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップ１６，１６と、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，２１と、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、図９中のＡ及びＢはそれぞれクランクメインジャーナル軸受部１５を示し、図９中のＣ及びＤはそれぞれコントロールメインジャーナル軸受部１７を示している。
【００２９】
図９中のＮの位置にコントロールシャフト用ビーム２６があり（コントロールシャフト用ビーム２６がコントロールシャフト７側にあり）、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合、Ａにおける面圧は１０５（ＭＰａ）、Ｂにおける面圧は９７，９（ＭＰａ）、Ｃにおける面圧は１１７（ＭＰａ）、Ｄにおける面圧は１０９（ＭＰａ）となる。一方、図９中のＭの位置にコントロールシャフト用ビーム２６があり（コントロールシャフト用ビーム２６がクランクシャフト４側にあり）、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合、Ａにおける面圧は１１５（ＭＰａ）、Ｂにおける面圧は１０３（ＭＰａ）、Ｃにおける面圧は１１７（ＭＰａ）、Ｄにおける面圧は１１１（ＭＰａ）となる。ちなみに、コントロールシャフト用ビーム２６がなく、クランクシャフト及びコントロールシャフトの双方から荷重の入力がある場合には、Ａにおける面圧は１７１（ＭＰａ）、Ｂにおける面圧は１５３（ＭＰａ）、Ｃにおける面圧は１７２（ＭＰａ）、Ｄにおける面圧は１７０（ＭＰａ）となる。
【００３０】
このことからも、コントロールシャフト用ビーム２６を、この第１実施例のよに、コントロールシャフト７側に設けることが望ましいことがわかる。
【００３１】
また、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６とコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１とコントロールシャフト用ビーム２６を共通のボルト２４で共締めする構成となっているので、エンジンのコンパクト化、軽量化、組付性向上させることができる。ただし、一部を別々のボルトで結合した場合にもコントロールシャフト用ビーム２６の取り付けによる同様な効果は得られる。
【００３２】
また、エンジンのコンパクト化、軽量化のためにはコントロールシャフト用ビーム２６によるコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１結合部分ができるだけ少ない方が良い。つまり、コントロールシャフト用ビーム２６の効果を最少の結合個所で最大の軸受フリクション低減効果が得るためには、コントロールシャフト７とクランクシャフト４の両方からの荷重が強く作用するコントロールシャフト７とクランクシャフト４の間の部位でコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１を結合する必要がある。
【００３３】
つまり、この第１実施例のように、コントロールメインジャーナルト軸受部１７とクランクメインジャーナル軸受部１５の間を貫通するボルト２４によって、コントロールシャフト用ビーム２６をシリンダブロック１０に一体に締結する構成をとることが望ましい。
【００３４】
尚、この第１実施例においては、コントロールシャフト７の軸方向に沿って連続する１つのコントロールシャフト用ビーム２６によって、複数のコントロールシャフト用ベアリングキャップ１６，…，１６が連結されているが、コントロールシャフト７に略平行ではあるが、コントロールシャフト７の軸方向に沿って不連続となる複数のコントロールシャフト用ビームによって、少なくとも隣り合うコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，２１同士が連結されるようにしてもよい。
【００３５】
図１０及び図１１は第２実施例を示している。この第２実施例は、コントロールシャフト用ベアリングビーム２６がクランクシャフト４の軸方向視（図１０）でクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心（クランクシャフトの回転中心）Ｐと、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心（コントロールシャフトの回転中心）Ｑとを結んだ直線Ｌ近傍に設けられているものの、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２の図１１における右側に、コントロールシャフト用ビーム２６が配設されている。
【００３６】
そして、このコントロールシャフト用ビーム２６は、ボルト２５によってコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６及びシリンダブロック１０に締結されている。詳述すれば、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１を固定する２本のボルト２４，２５のうちクランクシャフト４から遠い側に位置するボルト２５でコントロールシャフト用ビーム２６がコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１に締結されている。
【００３７】
図１２及び図１３は第３実施例を示している。この第３実施例では、コントロールシャフト用ビーム３１が、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２と略同一の幅を有している。そして、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１をクランクシャフト用ベアリングキャップに締結するボルト２４，２５によって、コントロールシャフト用ビーム３１がコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１に締結されている。
【００３８】
図１４及び図１５は第４実施例を示している。この第４実施例では、クランクシャフト用ベアリングキャップ４０が略矩形のプレート状をなしている。コントロールシャフト用ベアリングキャップ４１はクランクシャフト用ベアリングキャップ４０と略同一幅で、クランクシャフト用ベアリングキャップ４０の基底面に取り付けられている。そして、クランクメインジャーナル軸受部１５を挟んだボルト２３，２４によって、コントロールシャフト用ビーム３１がコントロールシャフト用ベアリングキャップ４１に締結されている。
【００３９】
図１６及び図１７は第５実施例を示している。この第５実施例では、ボルト２３，２４，２５によって、コントロールシャフト用ビーム５０がコントロールシャフト用ベアリングキャップ４１に締結されている。
【００４０】
また、図１８及び図１９に示す第６及び第７実施例のように、コントロールシャフト用ベアリングキャップとコントロールシャフト用ビームとを一体に成形し、ラダーフレーム６０としてもよい。
【００４１】
尚、上述した第１〜７実施例においては、ボルト２５によって、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，４１もしくはラダーフレーム６０がクランクシャフト用ベアリングキャップ１６，４０及びシリンダブロック１０に対して締結されているが、図２０〜図２６に示すように、ボルト２５の長さを短く設定し、ボルト２５は、コントロールシャフト用ビーム２６，３１，５０をコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１，４１のみに締結するようにしてもよい。また、上述した第１〜第７実施例においては、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６，４０をラダーフレームとしてもよい。
【００４２】
また、図１，図１０，図１２及び図２０〜図２２のように、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６，４０下に空間的な余裕がある場合には、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６，４０下にもビームを取付けることで剛性をより高めることができる。
【００４３】
次に本発明の第８実施例について説明する。
【００４４】
図２７〜図３０に示す第８実施例においては、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６下に空間的な余裕があり、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６の基底面１８からコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面２２にかけて、ビーム部材７０が配設されている。
【００４５】
このビーム部材７０は、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６の基底面１８に取り付けられるクランク側ビーム部７１（クランクシャフト用ビーム）と、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の下面に取り付けられるコントロール側ビーム部７２（コントロールシャフト用ビーム）と、断面略矩形のリブ７３と、を有し、コントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の側面に沿ったこのリブによってクランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２とが一体に連結されている。
【００４６】
クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２は、互いに平行で、かつ互いに不連続な２つの平面上にそれぞれ位置している。
【００４７】
そして、リブ７３は、その断面形状が、クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２のオフセット方向に沿って細長い矩形となるよう形成されている。換言すれば、リブ７３は、図２８に示すように、クランクケースの幅方向の長さｔに比べ、クランクケースの上下方向の長さｈが大きくなるよう形成されている。
【００４８】
このような第８実施例においては、クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２との中間位置に、クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２のオフセット方向に沿って細長い断面略矩形のリブ７３があるため、クランクシャフト用ベアリングキャップ１６とコントロールシャフト用ベアリングキャップ２１の倒れ変形方向の剛性が向上し、クランク側ビーム部７１とコントロール側ビーム部７２を薄肉化することが可能となり、ビーム部材７０の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す説明図。
【図２】本発明の第１実施例を示す説明図。
【図３】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図。
【図４】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図。
【図５】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、コントロールシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図６】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した説明図であって、クランクシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図７】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図であって、コントロールシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図８】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図であって、クランクシャフトに荷重がかかった場合の挙動を示す説明図。
【図９】隣接する一対のクランクシャフト用ベアリングキャップと、隣接する一対のコントロールシャフト用ベアリングキャップと、に着目したモデルを模式的に示した本発明に係る説明図。
【図１０】本発明の第２実施例を示す説明図。
【図１１】本発明の第２実施例を示す説明図。
【図１２】本発明の第３実施例を示す説明図。
【図１３】本発明の第３実施例を示す説明図。
【図１４】本発明の第４実施例を示す説明図。
【図１５】本発明の第４実施例を示す説明図。
【図１６】本発明の第５実施例を示す説明図。
【図１７】本発明の第５実施例を示す説明図。
【図１８】本発明の第６実施例を示す説明図。
【図１９】本発明の第７実施例を示す説明図。
【図２０】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２１】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２２】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２３】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２４】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２５】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２６】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図２７】本発明の第８実施例を示す説明図。
【図２８】本発明の第８実施例を示す説明図であって、ビーム部材を示す斜視図。
【図２９】ビーム部材の平面図。
【図３０】ビーム部材の斜視図。
【符号の説明】
４…クランクシャフト
７…コントロールシャフト
１５…クランクメインジャーナル軸受部
１６…クランクシャフト用ベアリングキャップ
１７…コントロールメインジャーナル軸受部
２１…コントロールシャフト用ベアリングキャップ
２６…コントロールシャフト用ビーム
Claims (4)
- ピストンとピストンピンを介して連結されるアッパーリンクと、このアッパーリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアリンクと、前記クランクシャフトと略平行に延びるコントロールシャフトと、このコントロールシャフトに一端が揺動可能に連結されると共に、前記ロアリンクに他端が連結されるコントロールリンクと、有し、
前記コントロールシャフトに対する前記コントロールリンクの揺動中心が前記コントロールシャフトの回転中心から偏心しており、機関運転条件に応じて前記コントロールシャフトの回転させ、前記クランクピンから前記ピストンピンまでの距離を調整して機関圧縮比を可変制御するレシプロ式可変圧縮比内燃機関であって、
シリンダブロックとともに前記クランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランクシャフト用ベアリングキャップと、前記複数のクランクシャフト用ベアリングキャップとともに前記コントロールシャフトを回転可能に支持するコントロールシャフト用ベアリングキャップと、が前記クランクシャフトの軸方向に沿って間欠的に設けられたレシプロ式可変圧縮比内燃機関において、
前記クランクシャフトの軸方向視で前記クランクシャフトの回転中心と前記コントロールシャフトの回転中心とを結んだ直線近傍に、前記コントロールシャフトと略平行に延びるコントロールシャフト用ビームが設けられ、
前記コントロールシャフト用ビームによって、前記複数のコントロールシャフト用ベアリングキャップが連結されていることを特徴とするレシプロ式可変圧縮比内燃機関。 - 前記コントロールシャフト用ビームは、前記各コントロールシャフト用ベアリングキャップに対して、少なくとも１本のボルトで締結され、かつそのうちの少なくとも１本のボルトは前記クランクシャフト用ベアリングキャップと前記シリンダブロックとを締結するボルトとして共用されていることを特徴とする請求項１に記載のレシプロ式可変圧縮比内燃機関。
- 前記コントロールシャフト用ビームは、前記クランクシャフトの軸方向視で前記クランクシャフトと前記コントロールシャフトとの間を貫通するボルトによって、前記コントロールシャフト用ベアリングキャップと前記クランクシャフト用ベアリングキャップとに対して締結されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレシプロ式可変圧縮比内燃機関。
- 前記複数のクランクシャフト用ベアリングキャップは、前記クランクシャフトと略平行に延びるクランクシャフト用ビームによって連結され、
前記クランクシャフト用ビームと前記コントロールシャフト用ビームとは、互いに平行で、かつ互いに不連続な２つの平面上にそれぞれ位置していると共に、前記コントロールシャフトの軸方向に沿った前記コントロールシャフト用ベアリングキャップの側面に沿ったリブを介して連結され、
上記リブは、その断面形状が、クランクシャフト用ビームとコントロールシャフト用ビームのオフセット方向に沿って細長い矩形となるよう形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレシプロ式可変圧縮比内燃機関。
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