JP4116860B2 - Variable compression ratio engine - Google Patents

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    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一端部がピストンピンを介してピストンに連結されるコンロッドの他端部が、クランクシャフトのクランクピン半周に摺接するサブロッドの一端部に回動可能に連結され、前記クランクピンの残余の半周に摺接するクランクキャップが前記サブロッドに締結され、前記サブロッドの他端部にコントロールロッドの一端部が回動可能に連結される圧縮比可変エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる圧縮比可変エンジンは、たとえば下記特許文献１等で既に知られており、一端部がサブロッドに連結されるコントロールロッドの他端部を変位せしめることにより、エンジンの運転状態に応じて圧縮比を変化させるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−７３８０４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものでは、電気的もしくは油圧的なデバイスを用いてコントロールロッドを変位駆動せしめており、エンジンの肥大化や構成の複雑化を招いてしまう。しかも電気的または油圧的なデバイスでは、それを作動せしめるために何らかの駆動装置をエンジンで駆動する必要があり、エンジンの動力損失も懸念される。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの動力損失が生じることを極力抑えるとともに、エンジンの肥大化および構成の複雑化を回避しつつコントロールロッドを変位駆動し得るようにした圧縮比可変エンジンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、一端部がピストンピンを介してピストンに連結されるコンロッドの他端部が、クランクシャフトのクランクピン半周に摺接するサブロッドの一端部に回動可能に連結され、前記クランクピンの残余の半周に摺接するクランクキャップが前記サブロッドに締結され、前記サブロッドの他端部にコントロールロッドの一端部が回動可能に連結される圧縮比可変エンジンにおいて、一方向クラッチを介してエンジン本体に回動可能に軸支される回転軸の偏心位置に設けられる支軸に前記コントロールロッドの他端部が回動可能に連結され、エンジン本体に取付けられた気化器内の吸気路に通じる負圧室ならびに大気に開放した大気圧室に両面を臨ませるダイヤフラムの周縁部がケーシングに挟持されて成るダイヤフラム式のアクチュエータがエンジン本体に支持され、前記回転軸にその周方向１箇所で半径方向外方に突出する規制突部が設けられ、前記回転軸と直交する軸線を有してエンジン本体に設けられる軸部材に、前記規制突部に係合可能として位相をずらせた一対の係合部を有するとともに両係合部の一方を前記規制突部に係合させる方向にばね付勢されたロッカ部材が、前記軸部材の軸線まわりに揺動することを可能として装着され、前記アクチュエータが、前記負圧室の負圧増大に応じて前記ロッカ部材を前記ばね付勢方向とは逆方向に回動駆動するようにしてロッカ部材に連結されることを特徴とする。
【０００７】
このような請求項１記載の発明の構成によれば、回転軸に設けられた支軸には、エンジンの運転サイクルに応じてコントロールロッドを圧縮する方向の荷重ならびにコントロールロッドを引っ張る方向の荷重が交互に作用するので、回転軸には、該回転軸を一方向に回転せしめる荷重ならびに他方向に回転せしめる荷重が交互に作用することになるが、回転軸およびエンジン本体間に介装される一方向クラッチにより、回転軸は一方向だけに回転可能である。一方、回転軸に設けられた規制突部には、回転軸と直交する軸線を有してエンジン本体に設けられる軸部材に装着されるロッカ部材が備えるとともに位相をずらせた一対の係合部のいずれかを係合可能であり、ロッカ部材は一方の係合部を規制突部に係合させる方向にばね付勢され、またロック部材は他方の係合部を規制突部に係合させる方向にアクチュエータにより回動駆動されるので、コントロールロッドの他端部を高圧縮比に対応する位置と低圧縮比に対応する位置との間で変位駆動することが可能となる。しかもダイヤフラム式のアクチュエータは気化器内の吸気路の負圧により作動するものであり、エンジンの肥大化および構成の複雑化を回避しつつエンジンの動力損失が生じることを極力抑えて、コントロールロッドを変位駆動することが可能となる。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に加えて、前記ロッカ部材の両係合部に、回転軸の周方向に並ぶ複数の段部が、回転軸の回転に応じて各段部を前記規制突部に順次係合させるようにして形成されることを特徴とし、かかる構成によれば、各段部に規制突部を係合させることによって、圧縮比をより細分化して変化させることができる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、一端部がピストンピンを介してピストンに連結されるコンロッドの他端部が、クランクシャフトのクランクピン半周に摺接するサブロッドの一端部に回動可能に連結され、前記クランクピンの残余の半周に摺接するクランクキャップが前記サブロッドに締結され、前記サブロッドの他端部にコントロールロッドの一端部が回動可能に連結される圧縮比可変エンジンにおいて、一方向クラッチを介してエンジン本体に回動可能に軸支される回転軸の偏心位置に設けられる支軸に前記コントロールロッドの他端部が回動可能に連結され、エンジン本体に取付けられた気化器内の吸気路に通じる負圧室ならびに大気に開放した大気圧室に両面を臨ませるダイヤフラムの周縁部がケーシングに挟持されて成るダイヤフラム式のアクチュエータがエンジン本体に支持され、前記回転軸にその軸方向複数箇所で相互に位相をずらせた係合部が設けられ、前記回転軸と直交する軸線を有してエンジン本体に支承される軸部材に、複数の前記係合部に択一的に係合可能とした規制突部を有する規制部材が、前記規制突部を前記軸部材の軸線に直交する平面内で作動せしめることを可能として装着され、前記アクチュエータが、前記規制部材を前記平面内で駆動するようにして該規制部材に連結されることを特徴とする。
【００１０】
このような請求項３記載の発明の構成によれば、回転軸に設けられた支軸には、エンジンの運転サイクルに応じてコントロールロッドを圧縮する方向の荷重ならびにコントロールロッドを引っ張る方向の荷重が交互に作用するので、回転軸には、該回転軸を一方向に回転せしめる荷重ならびに他方向に回転せしめる荷重が交互に作用することになるが、回転軸およびエンジン本体間に介装される一方向クラッチにより、回転軸は一方向だけに回転可能である。一方、位相を相互にずらせて回転軸の軸方向複数箇所に設けられた係合部には、回転軸と直交する軸線を有してエンジン本体に支承される軸部材の軸線に直交する平面内で作動可能な規制部材の規制突部を択一的に係合可能であり、規制部材がアクチュエータにより駆動されるので、コントロールロッドの他端部を複数の圧縮比に対応する複数位置に変位駆動することが可能となる。しかもダイヤフラム式のアクチュエータは気化器内の吸気路の負圧により作動するものであり、エンジンの肥大化および構成の複雑化を回避しつつエンジンの動力損失が生じることを極力抑えて、コントロールロッドを変位駆動することが可能となる。
【００１１】
さらに請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明の構成に加えて、前記アクチュエータで回動駆動される前記軸部材が軸線まわりの回動を可能として前記エンジン本体に支承され、前記回転軸の軸線に沿う方向への移動を可能とした前記規制部材に、前記軸部材に固設されるピニオンに噛合するラックが設けられることを特徴とし、かかる構成によれば、規制部材を回転軸の軸線に沿う方向に無段階に作動せしめることが可能であり、より多くの係合部に規制突部を択一的に係合させることにより、圧縮比をより細分化して変化させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図１０は本発明の第１実施例を示すものであり、図１はエンジンの正面図、図２はエンジンの縦断面図であって図３の２−２線断面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は軽負荷状態での図１の５−５線拡大断面図、図６は高負荷状態での図５に対応した断面図、図７はリンク機構の配置を簡単に示す図、図８は支軸の位相、排気量および圧縮比の関係を示す図、図９はリンク機構の作動状態を順次示す図、図１０は図示平均有効圧力および図示燃料消費率の関係を示す図である。
【００１４】
先ず図１〜図３において、このエンジンは、たとえば作業機等に用いられる空冷の単気筒エンジンであり、エンジン本体２１は、クランクケース２２と、該クランクケース２２の一側面からやや上向きに傾斜して突出するシリンダブロック２３と、該シリンダブロック２３の頭部に接合されるシリンダヘッド２４とで構成され、シリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４の外側面には多数の空冷用フィン２３ａ…，２４ａ…が設けられている。またクランクケース２２は、該クランクケース２２の下面の据え付け面２２ａで各種作業機のエンジンベッドに据え付けられる。
【００１５】
クランクケース２２は、シリンダブロック２３と一体に鋳造成形されるケース本体２５と、そのケース本体２５の開放端に結合されるサイドカバー２６とから成るものであり、ケース本体２５およびサイドカバー２６に、クランクシャフト２７の両端部がボールベアリング２８，２９およびオイルシール３０，３１を介して回転自在に支承される。またクランクシャフト２７の一端部は出力軸部２７ａとしてサイドカバー２６から突出されており、クランクシャフト２７の他端部は補機取付け軸部２７ｂとしてケース本体２５から突出される。しかも補機取付け軸部２７ｂには、フライホイール３２が固定されており、このフライホイール３２の外面には、エンジン本体２１の各部や気化器３４に冷却風を供給するための冷却ファン３５がねじ部材３６で固着され、冷却ファン３６の外側にリコイル式エンジンスタータ３７が配設される。
【００１６】
シリンダブロック２３には、ピストン３８を摺動自在に嵌合せしめるシリンダボア３９が形成されており、ピストン３８の頂部を臨ませる燃焼室４０がシリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４間に形成される。
【００１７】
シリンダヘッド２４には、燃焼室４０に通じ得る吸気ポート４１および排気ポート４２が形成されるとともに、吸気ポート４１および燃焼室４０間を開閉する吸気弁４３、ならびに排気ポート４２および燃焼室４０間を開閉する排気弁４４が開閉作動可能に配設される。また燃焼室４０に電極を臨ませる点火プラグ４５がシリンダヘッド２４に螺着される。
【００１８】
シリンダヘッド２４の上部には気化器３４が接続されており、該気化器３４が備える吸気路４６の下流端が吸気ポート４１に連通される。また吸気路４６の上流端に連なる吸気管４７が気化器３４に接続され、該吸気管４７は図示しないエアクリーナに接続される。シリンダヘッド２４の上部には排気ポート４２に通じる排気管４８が接続されており、この排気管４８は排気マフラ４９に接続される。さらにクランクケース２２の上方には、該クランクケース２２から突出したブラケット５０で支持されるようにして燃料タンク５１が配置される。
【００１９】
クランクケース２２におけるサイドカバー２６寄りの部分でクランクシャフト２７には駆動ギヤ５２が一体に形成されており、この駆動ギヤ５２に噛合する被動ギヤ５３が、クランクシャフト２７と平行な軸線を有してクランクケース２２に回転自在に支承されるカムシャフト５４に固着される。而してカムシャフト５４には、相互に噛合した駆動ギヤ５２および被動ギヤ５３により１／２の減速比でクランクシャフト２７からの回転動力が伝達される。
【００２０】
カムシャフト５４には、吸気弁４３および排気弁４４にそれぞれ対応した吸気カム５５および排気カム５６が設けられており、吸気カム５５にはシリンダブロック２３で作動可能に支承された従動駒５７が摺接される。一方、シリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４には、従動駒５７の上部を下部に突出させた作動室５８が形成されており、該作動室５８内に配置されるプッシュロッド５９の下端が前記従動駒５７に当接される。一方、シリンダヘッド２４には、閉弁方向にばね付勢された吸気弁４３の上端に一端を当接させたロッカアーム６０が揺動可能に支承されており、このロッカアーム６０の他端に前記プッシュロッド５９の上端が当接される。而して吸気カム５５の回転に応じてプッシュロッド５９が軸方向に作動し、それに応じたロッカアーム６０の揺動によって吸気弁４３が開閉作動することになる。
【００２１】
排気カム５６および排気弁４４間にも、上記吸気カム５５および吸気弁４３間と同様の機構が介装されており、排気カム５６の回転に応じて排気弁４４が開閉作動する。
【００２２】
図４を併せて参照して、ピストン３８と、クランクシャフト２７と、シリンダ軸線Ｃを通りクランクシャフト２７の軸線に直交する平面内で変位することを可能としてエンジン本体２１のクランクケース２２に支承される支軸６１とが、リンク機構６２を介して連結される。
【００２３】
このリンク機構６２は、一端がピストンピン６３を介してピストン３８に連結されるコンロッド６４と、一端がコンロッド６４の他端に回動可能に連結されるとともに他端がクランクシャフト２７のクランクピン６５に連結される第１アーム６６と、一端が前記第１アーム６６の他端に一体に連結される第２アーム６７と、該第２アーム６７の他端に一端部が回動可能に連結されるとともに他端部が前記支軸６１に回動可能に連結されるコントロールロッド６９とから成り、第１および第２アーム６６，６７は、サブロッド６８として一体に形成される。
【００２４】
サブロッド６８は、クランクシャフト２７のクランクピン６５半周に摺接する半円状の第１軸受部７０を中間部に有するものであり、このサブロッド６８の両端部には、コンロッド６４の他端部およびコントロールロッド６９の一端部をそれぞれ相互間に挟む一対の二股部７１，７２が一体に設けられる。またクランクシャフト２７のクランクピン６５における残余の半周には、クランクキャップ７３が備える半円状の第２軸受部７４が摺接するものであり、このクランクキャップ７３はサブロッド６８に締結される。
【００２５】
コンロッド６４の他端部は、コンロッドピン７５を介してサブロッド６８の一端部すなわち第１アーム６６の一端部に回動可能に連結されるものであり、コンロッド６４の他端部に圧入されたコンロッドピン７５の両端部がサブロッド６８の一端側の二股部７１に回動可能に嵌合される。
【００２６】
またコントロールロッド６９の一端部は円筒状のサブロッドピン７６を介してサブロッド６８の他端部すなわち第２アーム６７の他端部に回動可能に連結されるものであり、サブロッド６８の他端側の二股部７２に挿入されたコントロールロッド６９の一端部を相対回動可能に貫通するサブロッドピン７６の両端部が、前記他端側の二股部７２に隙間ばめにて嵌合される。しかも前記他端側の二股部７２にはサブロッドピン７６の両端に当接して該サブロッドピン７６の二股部７２からの離脱を阻止するための一対のクリップ７７，７７が装着される。
【００２７】
さらに各二股部７１，７２には、クランクシャフト２７の両側に一対ずつ配置されるボルト７８，７８…によってクランクキャップ７３が締結されるものであり、コンロッドピン７５およびサブロッドピン７６は、それらのボルト７８，７８…の軸線延長上に配置される。
【００２８】
図５をさらに併せて参照して、円筒状である支軸６１は、クランクシャフト２７と平行な軸線を有して同軸に配置される一対の回転軸８１，８２の偏心位置間に設けられる。しかも回転軸８１は、クランクケース２２におけるケース本体２５の上部に一体に設けられた支持部８３に一方向クラッチ８５を介して支承され、回転軸８２は、前記ケース本体２５に取付けられた支持部材８４に一方向クラッチ８６を介して支承される。
【００２９】
ところで、支軸６１に他端部が連結されたコントロールロッド６９には、エンジンの運転サイクルに応じてコントロールロッド６９を圧縮する方向の荷重ならびにコントロールロッド６９を引っ張る方向の荷重が交互に作用するものであり、回転軸８１，８２の偏心位置間に支軸６１が設けられているので、回転軸８１，８２にも前記コントロールロッド６９から一側に向けての回転力ならびに他側に向けての回転力が交互に作用する。しかるに回転軸８１，８２と、支持部８３および支持部材８４との間に一方向クラッチ８５，８６が介装されていることにより、回転軸８１，８２は矢印８０で示す一方向にのみ回転可能である。
【００３０】
クランクケース２２のサイドカバー２６を回転自在に貫通して外部に突出した回転軸８１の一端には係止部材８７が固定され、該係止部材８７は、半径方向外方に突出した規制突部８８を周方向１箇所に有して円盤状に形成される。
【００３１】
一方、クランクケース２２におけるサイドカバー２６の外面には、前記係止部材８７の一部を挿入せしめる開口部８９を有する支持板９０と、該支持板９０から外方に突出する一対のブラケット９１，９１とが締結されており、両ブラケット９１，９１に、回転軸８１の軸線と直交する軸線を有して前記係止部材８７の外方位置に配置される軸部材９２の両端部が固定的に支持される。
【００３２】
前記軸部材９２には、前記係止部材８７の規制突部８８に係合可能な一対の係合部９３ａ，９３ｂをその位相がたとえば１６７度ずれた位置に備えるロッカ部材９３が揺動可能に支承されるものであり、軸部材９２の軸線に沿うロッカ部材９３の位置を定めるために、両ブラケット９１，９１およびロッカ部材９３間には軸部材９２を囲繞する円筒状のスペーサ９４，９５が介装される。またロッカ部材９３および支持板９０間には、ロッカ部材９３が備える両係合部９３ａ，９３ｂのうち９３ａを係止部材８７の規制突部８８に係合させる方向にロッカ部材９３を回動付勢する戻しばね１０７が設けられる。
【００３３】
ロッカ部材９３にはダイヤフラム式のアクチュエータ９７が連結される。このアクチュエータ９７は、前記支持板９０に設けられたブラケット９６に取付けられるケーシング９８と、該ケーシング９８内を負圧室１０２および大気圧室１０３に仕切るようにしてケーシング９８に支持されるダイヤフラム９９と、負圧室１０２の容積を増大する方向でばね力を発揮してケーシング９８およびダイヤフラム９９間に縮設されるばね１００と、ダイヤフラム９９の中央部に連結される作動ロッド１０１とを備える。
【００３４】
ケーシング９８は、ブラケット９６に取付けられる椀状の第１ケース半体１０４と、該ケース半体１０４にかしめ結合される椀状の第２ケース半体１０５とから成り、ダイヤフラム９９の周縁部は両ケース半体１０４，１０５の開口端部間に挟持される。また負圧室１０２はダイヤフラム９９および第２ケース半体１０５間に形成され、この負圧室１０２にばね１００が収容される。
【００３５】
大気圧室１０３は、ダイヤフラム９９および第１ケース半体１０４間に形成されるものであり、第２ケース半体１０４の中央部に設けられた透孔１０６を貫通して大気圧室１０３に突入される作動ロッド１０１の一端部がダイヤフラム９９の中央部に連結され、透孔１０６の内周および作動ロッド１０１の外周間の間隙を介して大気圧室１０３が外部に連通する。
【００３６】
ケーシング９８における第２ケース半体１０５には負圧室１０２に通じる導管１０８が接続される。一方、アクチュエータ９７に隣接した位置で前記ブラケット９６にはサージタンク１０９が支持されており、このサージタンク１０９に前記導管１０８が接続される。またサージタンク１０９に連なる導管１１０は気化器３４の吸気路４６の下流端に接続される。すなわちアクチュエータ９７の負圧室１０２には吸気路４６の吸気負圧が導入されることになり、サージタンク１０９は前記吸気負圧の脈動を減衰する働きをする。
【００３７】
アクチュエータ９７が備える作動ロッド１０１の他端は連結ロッド１１１を介してロッカ部材９３に連結されており、エンジンが軽負荷運転状態であって負圧室１０２の負圧が高い状態では、図５で示すように、ダイヤフラム９９は戻しばね１０７およびばね１００のばね力に抗して負圧室１０２の容積を減少させるように撓んでおり、作動ロッド１０１が収縮作動している。この状態でロッカ部材９３の回動位置は、両係合部９３ａ，９３ｂのうち９３ｂを係止部材８７の規制突部８８に係合させる位置にある。
【００３８】
一方、エンジンが高負荷運転状態となって負圧室１０２の負圧が低くなると、図６で示すように、ダイヤフラム９９は戻しばね１０７およびばね１００のばね力によって負圧室１０２の容積を増大させるように撓み、作動ロッド１０１は伸張作動する。これによりロッカ部材９３は、両係合部９３ａ，９３ｂのうち９３ａを係止部材８７の規制突部８８に係合させる位置に回動することになる。
【００３９】
このようにロッカ部材９３を回動することで、エンジンの運転中には一方向への回転力が作用している回転軸８１，８２は、一方の回転軸８１とともに回転する係止部材８７の規制突部８８に係合部９３ａ，９３ｂのいずれかを係合させた位置で回転を規制されることになり、その回転軸８１，８２がたとえば１６７度位相が異なる２つの位置で回転停止することにより、回転軸８１，８２の軸線から偏心した位置にある支軸６１すなわちコントロールロッド６９の他端部が、クランクシャフト２７の軸線に直交する平面内で２つの位置間を変位することになり、それによりエンジンの圧縮比が変化することになる。
【００４０】
しかもリンク機構６２は圧縮比だけでなくピストン３８のストロークをも変化させ得るように構成されるものであり、そのためのリンク機構６２の寸法関係について、図７を参照しながら次に説明する。
【００４１】
ここで、シリンダ軸線Ｃに沿ってクランクシャフト２７の軸線を通るｘ軸と、ｘ軸に直交してクランクシャフト２７の軸線を通るｙ軸とで構成されるｘｙ平面内において、コンロッド６４の長さをL4、第１アーム６６の長さをL2、第２アーム６７の長さをL1、コントロールロッド６９の長さをL3、コンロッド６４が前記ｘ軸となす角度をφ4 、第１および第２アーム６６，６７のなす角度をα、第２アーム６７が前記ｙ軸となす角度をφ1 、コントロールロッド６９が前記ｙ軸となす角度をφ3 、クランクシャフト２７の軸線およびクランクピン６５を結ぶ直線が前記ｘ軸となす角度をθ、クランクシャフト２７の軸線およびクランクピン６５間の長さをR 、支軸６１のｘｙ座標をXpiv，Ypiv、クランクシャフト２７の軸線からのシリンダ軸線Ｃのｙ軸方向のオフセット量をδとしたときに、ピストンピン６３の高さＸは、
X ＝L4・cos φ4 ＋L2・sin(α＋φ1)＋R ・cos θ……（１）
である。
【００４２】
但し
φ4＝arcsin［｛L2・ cos(α＋φ1)＋R・sinθ−δ｝/L4 ］……（２）
φ1＝arcsin｛(L32−L12−D 2−E 2)/2・L1・√(D 2＋E 2)｝−arctan(D/E) ……（３）
D＝Ypiv−Rsinθ……（４）
E＝Xpiv−Rcosθ……（５）
【００４３】
上記式（１）〜（５）において、Ｌ４，Ｌ２，α，Ｒ，δ，Ｌ３，Ｌ１，Ｙｐｉｖ，Ｘｐｉｖは、リンク機構６２での相対配置から定まる値であり、したがって前記式（１）は、リンク機構６２での相対配置から定まる値であるＬ４，Ｌ２，α，Ｒ，δ，Ｌ３，Ｌ１，Ｙｐｉｖ，Ｘｐｉｖと、クランクシャフト２７の軸線およびクランクピン６５を結ぶ直線がｘ軸となす角度θとを含む式となる。
【００４５】
そこで、Ｌ４，Ｌ２，α，Ｒ，δ，Ｌ３，Ｌ１，Ｙｐｉｖ，Ｘｐｉｖにリンク機構６２での相対配置に基づいてそれぞれ或る値を与えるとともに、４サイクルエンジンの動作に照応させて、０≦θ＜２πの範囲でθを微小変化させつつ、ピストンピン６３の高さＸの最大値である上死点ならびにピストンピン６３の高さＸの最小値である下死点を得るように式（１）を計算すると、上死点にあるときのピストンピン６３のｘ軸方向の位置 Xpivtdc 、ならびに下死点のピストンピン６３のｘ軸方向の位置 Xpivbdc を得ることができ、ピストンピン６３のストローク Spiv は（ Xpivtdc − Xpivbdc ）で得られる。
【００４６】
ここで、シリンダボア３９の内径をB としたときの排気量Vhpiv は｛Vhpiv ＝Spiv・(B2/4)・π｝であり、また上死点における燃焼室容積をVapiv とすると、圧縮比εpiv は｛εpiv ＝1 ＋（Vhpiv /Vapiv）｝となる。
【００４７】
このようにして支軸６１が任意の第１の位置にあるときの排気量Vhpiv0および圧縮比εpiv0と、支軸６１が第１の位置から第２の位置に変位したときの排気量Vhpiv1、圧縮比εpiv1とを、第２アーム６７の長さ L1 、第１アーム６６の長さ L2 、コントロールロッド６９の長さ L3 、コンロッド６４の長さ L4 、クランクシャフト２７の軸線からのシリンダ軸線Ｃのｙ軸方向のオフセット量δ、ならびに第１および第２アーム６６，６７のなす角度αをリンク機構６２での寸法関係に基づいて変化させた数値解析によってそれぞれ求め、
εpiv1＜εpiv0である場合にはVhpiv1＞Vhpiv0
εpiv1＞εpiv0である場合にはVhpiv1＜Vhpiv0
の関係を満足するように第２アーム６７の長さL1、第１アーム６６の長さL2、コントロールロッド６９の長さL3、コンロッド６４の長さL4、クランクシャフト２７の軸線からのシリンダ軸線Ｃのｙ軸方向のオフセット量δ、ならびに第１および第２アーム６６，６７のなす角度αを設定する。
【００４８】
このような設定によると、図８で示すように、支軸の６１の位相変化に応じて排気量Vhpiv および圧縮比εpiv の値が逆方向に変化するようになり、大排気量のときには低圧縮比の運転とし、小排気量のときには高圧縮比の運転とすることができる。
【００４９】
すなわちリンク機構６２は、支軸６１がエンジンの軽負荷状態に対応する位置にあるときには図９（ａ）で示すように作動し、支軸６１がエンジンの高負荷状態に対応する位置にあるときには図９（ｂ）で示すように作動するものであり、エンジンの軽負荷状態でのピストンピン６３のストロークSpivよりもエンジンの高負荷状態のピストンピン６３のストロークSpivのほうが大きくなる。しかもエンジンの軽負荷状態での圧縮比は高負荷状態での圧縮比よりも大きくなるので、軽負荷時には低排気量、高圧縮比の運転となり、また高負荷時には大排気量、低圧縮比の運転となる。
【００５０】
次にこの第１実施例の作用について説明すると、一端がピストンピン６３を介してピストン３８に連結されるコンロッド６４と、一端がコンロッド６４の他端に回動可能に連結されるとともに他端がクランクシャフト２７にクランクピン６５を介して連結される第１アーム６６と、一端が第１アーム６６の他端に一体に連結されてサブロッド６８を協働して構成する第２アーム６７と、第２アーム６７の他端に一端が回動可能に連結されるコントロールロッド６９とでリンク機構６２を構成し、コントロールロッド６９の他端部を支承する支軸６１をエンジンの運転状態に応じて変位させるようにして圧縮比を可変とした上で、第２アーム６７の長さL1、第１アーム６６の長さL2、コントロールロッド６９の長さL3、コンロッド６４の長さL4、クランクシャフト２７の軸線からのシリンダ軸線Ｃのｙ軸方向のオフセット量δ、ならびに第１および第２アーム６６，６７のなす角度αをそれぞれ適宜設定することで、ピストンピン６３のストロークをも可変とし、大排気量のときには低圧縮比の運転とし、小排気量のときには高圧縮比の運転とするようにした。
【００５１】
したがってエンジンの軽負荷時には低排気量、高圧縮比の運転とすることで高熱効率化を図り、図１０の実線で示すように破線で示す従来のものに比べて図示燃料消費率を低下させ、燃費の低減を図ることが可能となる。また高負荷時には大排気量、低圧縮比とすることで爆発荷重および筒内圧力が過度に上昇しないようにして騒音および強度の問題が生じるのを回避することができる。
【００５２】
また第１および第２アーム６６，６７は、クランクピン６５の半周に摺接する半円状の第１軸受部７０を有するサブロッド６８を協働して構成するものであり、該サブロッド６８の一端部にコンロッド６４が回動可能に連結され、サブロッド６８の他端部にコントロールロッド６９の一端部が回動可能に連結されるのであるが、コンロッド６４の他端部およびコントロールロッド６９の一端部をそれぞれ相互間に挟むようにしてサブロッド６８に一体に設けられる一対の二股部７１，７２に、クランクピン６５の残余の半周に摺接する半円状の第２軸受部７４を有するクランクキャップ７３が締結される。これによりサブロッド６８のクランクピン６５への取付け剛性を高めることができる。
【００５３】
またコンロッド６４の他端部に圧入されたコンロッドピン７５の両端部が一方の二股部７１に回動可能に嵌合され、コントロールロッド６９の一端部を相対回動可能に貫通するサブロッドピン７６の両端部が他方の二股部７２に隙間ばめにて嵌合されるので、ピストン３８からサブロッド６８までと、コントロールロッド６９とを分離してエンジンに組み込んだ後で、サブロッド６８およびコントロールロッド６９を連結するようにして、組付け精度を高めつつ組付け作業を容易とすることができ、この結果、エンジンの肥大化を回避することができる。
【００５４】
しかもコンロッドピン７５およびサブロッドピン７６が、クランクキャップ７３をサブロッド６８に締結するためのボルト７８の軸線延長上に配置されるので、サブロッド６８およびクランクキャップ７３をコンパクトに構成することができ、それによりサブロッド６８およびクランクキャップ７３の重量を軽減して、動力損失をも抑制することができる。
【００５５】
またエンジン本体２１におけるクランクケース２２のケース本体２５に一体に設けられる支持部８３ならびに前記ケース本体２５に取付けられる支持部材８４に、一対の回転軸８１，８２が一方向クラッチ８５，８６を介して支承され、両回転軸８１，８２の偏心位置間に支軸６１が設けられている。しかも支軸６１には、エンジンの運転サイクルに応じてコントロールロッド６９を圧縮する方向の荷重ならびにコントロールロッド６９を引っ張る方向の荷重が交互に作用するので、回転軸８１，８２には、該回転軸８１，８２を一方向に回転せしめる荷重ならびに他方向に回転せしめる荷重が交互に作用することになる。しかるに前記一方向クラッチ８５，８６の働きにより、回転軸８１，８２は一方向だけに回転可能である。
【００５６】
しかも周方向１箇所に規制突部８８を有する係止部材８７がエンジン本体２１におけるサイドカバー２６から突出した回転軸８１の一端に固定され、回転軸８１と直交する軸線を有してエンジン本体２１に固定される軸部材９２に、係止部材８７の前記規制突部８８に係合可能として位相をたとえば１６７度ずらせた一対の係合部９３ａ，９３ｂを有するロッカ部材９３が揺動可能に支承され、該ロッカ部材９３は両係合部９３ａ，９３ｂの一方を規制突部８８に係合させる方向に戻しばね１０７によりばね付勢されている。
【００５７】
一方、気化器３４内の吸気路４６に通じる負圧室１０２ならびに大気に開放した大気圧室１０３に両面を臨ませるダイヤフラム９９の周縁部がケーシング９８に挟持されて成るダイヤフラム式のアクチュエータ９７がエンジン本体２１に支持されており、このアクチュエータ９７が、負圧室１０２の負圧増大に応じてロッカ部材９３を前記ばね付勢方向とは逆方向に回動駆動するようにしてロッカ部材９３に連結されている。
【００５８】
すなわちエンジンの負荷によってアクチュエータ９７を作動せしめることで、回転軸８１，８２すなわち支軸６１をたとえば１６７度位相の異なる２箇所に変位保持することができ、支軸６１すなわちコントロールロッド６９の他端部を高圧縮比に対応する位置と低圧縮比に対応する位置との間で変位駆動することが可能となる。しかもダイヤフラム式のアクチュエータ９７を用いることにより、エンジンの肥大化および構成の複雑化を回避しつつエンジンの動力損失が生じることを極力抑えて、コントロールロッド６９を変位駆動することが可能となる。
【００５９】
図１１および図１２は本発明の第２実施例を示すものであり、ロッカ部材９３の両係合部９３ａ，９３ｂには、係止部材８７（図５，図６参照）の周方向に並ぶ複数の段部１１２ａ…，１１２ｂ…が、係止部材８７の回動に応じて各段部１１２ａ…，１１２ｂ…を係止部材８７の規制突部８８（図５，図６参照）に順次係合させるようにして形成されている。
【００６０】
この第２実施例によれば、各段部１１２ａ…，１１２ｂ…に規制突部８８を係合させることによって、係止部材８７の周方向位置を段階的に変化させることができ、圧縮比をより細分化して変化させることができる。
【００６１】
図１３〜図１８は本発明の第３実施例を示すものであり、図１３はエンジンの要部正面図、図１４はエンジン軽負荷状態での図１３の１４−１４線断面図、図１５は図１４の１５ー１５線断面図、図１６は図１５の１６−１６線断面図、図１７はエンジン高負荷状態での図１５に対応した断面図、図１８は図１７の１８−１８線断面図である。
【００６２】
先ず図１３および図１４において、コントロールロッド６９の他端部に回動可能に連結される支軸６１の両端部は、クランクシャフト２７と平行な軸線を有して同軸に配置される一対の回転軸１１３，１１４の偏心軸部１１３ａ，１１４ａ間に設けられるものであり、両回転軸１１３，１１４は一方向クラッチ８５，８６を介してクランクケース２２に回動可能に支承される。
【００６３】
しかも一方の回転軸１１３の偏心軸部１１３ａにおける周方向１箇所には、半径方向外方に突出する規制突部１１５が一体に設けられる。
【００６４】
前記両回転軸１１３，１１４の軸線と直交する軸部材１１６がクランクケース２２におけるケース本体２５を回動可能に貫通してクランクケース２２内に突入されており、該軸部材１１６の一端はクランクケース２２に設けられた支持部１１７で回動可能に支承される。
【００６５】
またクランクケース２２から突出した軸部材１１６の他端にはレバー１１８が固定されており、このレバー１１８に、ダイヤフラム式のアクチュエータ９７が連結される。
【００６６】
前記クランクケース２２の側壁内面および支持部１１７間で軸部材１１６には、該軸部材１１６を囲繞するロッカ部材１１９が固定されており、このロッカ部材１１９には、前記規制突部１１５に係合可能として位相をたとえば１６７度ずらせた一対の係合部１１９ａ，１１９ｂが設けられる。またロッカ部材１１９およびクランクケース２２間には、ロッカ部材１１９が備える両係合部１１９ａ，１１９ｂのうち１１９ａを規制突部１１５に係合させる方向にロッカ部材１１９を回動付勢する戻しばね１２０が設けられる。
【００６７】
エンジンが軽負荷運転状態であってアクチュエータ９７における負圧室１０２の負圧が高い状態では、作動ロッド１０１が縮小作動している。この状態でロッカ部材１１９の回動位置は、図１５および図１６で示すように、両係合部１１９ａ，１１９ｂのうち１１９ｂを規制突部１１５に係合させる位置にある。
【００６８】
一方、エンジンが高負荷運転状態となって負圧室１０２の負圧が低くなると、、ダイヤフラム９９は負圧室１０２の容積を増大させるように撓み、作動ロッド１０１は伸張作動する。これによりロッカ部材１１９は、図１７および図１８で示すように、両係合部１１９ａ，１１９ｂのうち１１９ａを規制突部１１５に係合させる位置に回動することになる。
【００６９】
このようにロッカ部材１１９を回動することで、支軸６１すなわちコントロールロッド６９の他端部が、クランクシャフト２７の軸線に直交する平面内で２つの位置間を変位することになり、それによりエンジンの圧縮比およびストロークが変化することになる。
【００７０】
この第３実施例によっても、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００７１】
図１９〜図２４は本発明の第４実施例を示すものであり、図１９はエンジンの要部正面図、図２０は図１９の２０−２０線断面図、図２１はエンジン軽負荷状態での図２０の２１−２１線断面図、図２２はエンジン軽負荷状態での図２０の２２−２２線断面図、図２３はエンジン高負荷状態での図２１に対応した断面図、図２４はエンジン高負荷状態での図２２に対応した断面図である。
【００７２】
先ず図１９および図２０において、コントロールロッド６９の他端部に回動可能に連結される支軸６１の両端部は、クランクシャフト２７と平行な軸線を有して同軸に配置される一対の回転軸１１３，１１４の偏心軸部１１３ａ，１１４ａ間に設けられるものであり、両回転軸１１３，１１４は一方向クラッチ８５，８６を介してクランクケース２２に回動可能に支承される。
【００７３】
しかも回転軸１１３はクランクケース２２に設けられた支持部１２１を貫通しており、この回転軸１１３の一端には、周方向１箇所で半径方向外方に突出する規制突部８８を有する円盤状の係止部材８７が固定される。
【００７４】
また前記両回転軸１１３，１１４の軸線と直交する軸部材１１６がクランクケース２２におけるサイドカバー２６を回動可能に貫通してクランクケース２２内に突入されており、該軸部材１１６の一端はクランクケース２２に設けられた支持部１１７′で回動可能に支承される。
【００７５】
またクランクケース２２から突出した軸部材１１６の他端にはレバー１１８が固定されており、このレバー１１８に、ダイヤフラム式のアクチュエータ９７が連結される。
【００７６】
前記クランクケース２２の側壁内面および支持部１１７′間で軸部材１１６には、ロッカ部材１２１が固定されており、このロッカ部材１２１には、前記規制突部８８に係合可能として位相をたとえば１６７度ずらせた一対の係合部１２１ａ，１２１ｂが設けられる。またロッカ部材１２１およびクランクケース２２間には、ロッカ部材１２１が備える両係合部１２１ａ，１２１ｂのうち１２１ａを規制突部８８に係合させる方向にロッカ部材１２１を回動付勢する戻しばね１２２が設けられる。
【００７７】
エンジンが軽負荷運転状態であってアクチュエータ９７における負圧室１０２の負圧が高い状態では、作動ロッド１０１が縮小作動している。この状態でロッカ部材１２１の回動位置は、図２１および図２２で示すように、両係合部１２１ａ，１２１ｂのうち１２１ｂを規制突部８８に係合させる位置にある。
【００７８】
一方、エンジンが高負荷運転状態となって負圧室１０２の負圧が低くなると、ダイヤフラム９９は負圧室１０２の容積を増大させるように撓み、作動ロッド１０１は伸張作動する。これによりロッカ部材１２１は、図２３および図２４で示すように、両係合部１２１ａ，１２１ｂのうち１２１ａを規制突部８８に係合させる位置に回動することになる。
【００７９】
このようにロッカ部材１２１を回動することで、支軸６１すなわちコントロールロッド６９の他端部が、クランクシャフト２７の軸線に直交する平面内で２つの位置間を変位することになり、それによりエンジンの圧縮比およびストロークが変化することになる。
【００８０】
この第４実施例によっても、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる。
【００８１】
図２５〜図３２は本発明の第５実施例を示すものであり、図２５はエンジンの正面図、図２６は図２５の２６−２６線断面図、図２７は図２６の要部拡大図、図２８は図２７の２８−２８線断面図、図２９は軽負荷状態での図２５の２９−２９線に沿う一部切欠き平面図、図３０は高負荷状態での図２９に対応した図、図３１は図２６における回転軸の一端部付近を拡大して示す断面図、図３２は図３１の３２−３２線断面図である。
【００８２】
先ず図２５〜図２７において、ピストン３８と、クランクシャフト２７と、シリンダ軸線Ｃを通りクランクシャフト２７の軸線に直交する平面内で変位することを可能としてエンジン本体２１のクランクケース２２に支承される支軸１３１とが、リンク機構６２を介して連結される。
【００８３】
円筒状である支軸１３１は、クランクシャフト２７と平行な軸線を有してエンジン本体２１のクランクケース２２に回動可能に支承される回転軸１３２の偏心位置に一体に設けられる。この回転軸１３２の一端部は、クランクケース２２におけるサイドカバー２６に設けられた有底円筒状の軸受ハウジング１３３にボールベアリング１３４を介して回動可能に支承され、また回転軸１３２の他端部はクランクケース２２におけるケース本体２５にボールベアリング１３５を介して回動可能に支承される。また前記ボールベアリング１３４の外方で前記軸受ハウジング１３３および回転軸１３２間には一方向クラッチ１３７が設けられる。
【００８４】
ところで、支軸１３１に他端部が連結されたコントロールロッド６９には、エンジンの運転サイクルに応じてコントロールロッド６９を圧縮する方向の荷重ならびにコントロールロッド６９を引っ張る方向の荷重が交互に作用するものであり、回転軸１３２の偏心位置に支軸１３１が設けられているので、回転軸１３２にも前記コントロールロッド６９から一側に向けての回転力ならびに他側に向けての回転力が交互に作用する。しかるに回転軸１３２と、クランクケース２２におけるサイドカバー２６の軸受ハウジング１３３との間に一方向クラッチ１３７が介装されていることにより、回転軸１３２は一方向にのみ回動可能である。
【００８５】
図２８を併せて参照して、前記支軸１３１から軸方向に離隔した位置で回転軸１３２には、環状凹部１３２ｂを外周に形成するようにして小径軸部１３２ａが同軸に設けられており、軸方向に離隔した複数箇所たとえば２箇所で前記小径軸部１３２ａには、位相を相互にずらせた係合部１３８，１３９が一体に突設される。
【００８６】
クランクケース２２には、前記回転軸１３２の軸線と直交する軸線を有する軸部材１４２が回動可能に支承される。すなわちクランクケース２２のケース本体２５には、有底円筒状の軸支持部１４４と、円筒状の軸支持部１４５とが、回転軸１３２の軸線と直交する同一軸線上で相互に間隔をあけて対向するように一体に設けられており、一端を軸支持部１４４側に配置した軸部材１４２が両軸支持部１４４，１４５で回動可能に支承され、軸部材１４２の他端部は軸支持部１４５から外方に突出される。
【００８７】
軸部材１４２には、該軸部材１４２の軸線に直交する平面内で作動可能な規制部材１４３が装着されるものであり、この第５実施例では、前記両軸支持部１４４，１４５間に配置される規制部材１４３が、たとえばピン１４６で軸部材１４２に固定される。すなわち規制部材１４３は軸部材１４２とともに回動するものであり、前記環状凹部１３２ｂ内に突入して前記係合部１３８，１３９に択一的に当接、係合し得る規制突部１４３ａが規制部材１４３に一体に設けられる。
【００８８】
ところで、規制部材１４３の規制突部１４３ａを前記両係合部１３８，１３９の一方に当接させる状態と、前記規制突部１４３ａを前記両係合部１３８，１３９の他方に当接させる状態との切換時に、回転軸１３２の偏心位置に設けられる支軸１３１に連結されるコントロールロッド６９への荷重の作用によって、回転軸１３２は回動するのであるが、その回動によって両係合部１３８，１３９の一方が規制部材１４３の規制突部１４３ａに衝撃的に当接することは回避する必要がある。そこで、択一的に選択された係合部１３８，１３９の規制部材１４３への当接時の軸方向に沿う衝撃を緩和するためのスラスト緩衝手段１４８が、クランクケース２２における軸支持部１４５と規制部材１４３との間に介装される。
【００８９】
このスラスト緩衝手段１４８は、軸部材１４２を貫通せしめる一対のワッシャ１４９，１４９間に、リング状のラバー１５０が挟まれて成り、ラバー１５０は、耐油性および耐熱性を有する高硬度のものであり、しかもワッシャ１４９，１４９に焼き付けられる。
【００９０】
図２９を併せて参照して、軸部材１４２には、クランクケース２２のケース本体２５に固定される支持板１５１で支持されるダイヤフラム式のアクチュエータ９７が連結される。このアクチュエータ９７が備える作動ロッド１０１は、軸部材１４２と平行な軸線まわりに回動可能として支持板１５１に支承される駆動アーム１５２に連結される。またクランクケース２２から突出した軸部材１４２の他端には被動アーム１５３が固定されており、駆動アーム１５２および被動アーム１５３が連結ロッド１５４を介して連結される。また被動アーム１５３および支持板１５１間には、被動アーム１５３を図２９の反時計方向に回動付勢するばね１５５が設けられ、軸部材１４２はばね１５５のばね力で周方向一側に回動付勢される。
【００９１】
ところで、エンジンが軽負荷運転状態であって負圧室１０２の負圧が高い状態では、図２９で示すように、ダイヤフラム９９は戻しばね１００およびばね１５５のばね力に抗して負圧室１０２の容積を減少させるように撓んでおり、作動ロッド１０１が収縮作動している。この状態で軸部材１４２および規制部材１４３の回動位置は、回転軸１３２の両係合部１３８，１３９のうち１３８に規制部材１４３の規制突部１４３ａを当接、係合させる位置にある。
【００９２】
一方、エンジンが高負荷運転状態となって負圧室１０２の負圧が低くなると、、図３０で示すように、ダイヤフラム９９は戻しばね１００およびばね１５５のばね力によって負圧室１０２の容積を増大させるように撓み、作動ロッド１０１は伸張作動する。これにより軸部材１４２および規制部材１４３は、回転軸１３２の両係合部１３８，１３９のうち１３９に規制部材１４３の規制突部１４３ａを当接、係合させる位置に回動することになる。
【００９３】
このように規制部材１４３を軸部材１４２の軸線まわりに回動することで、エンジンの運転中には一方向への回動力が作用している回転軸１３２は、規制部材１４３の規制突部１４３ａに係合部１３８，１３９のいずれかを係合させた位置で回動を規制されることになり、回転軸１３２がたとえば１６７度位相が異なる２つの位置で回動を停止することにより、回転軸１３２の軸線から偏心した位置にある支軸１３１すなわちコントロールロッド６９の他端部が、クランクシャフト２７の軸線に直交する平面内で２つの位置間を変位することになり、それによりエンジンの圧縮比が変化することになる。
【００９４】
図３１および図３２において、圧縮比の切換時に回転軸１３２の回動によって両係合部１３８，１３９が択一的に規制部材１４３の規制突部１４３ａに衝撃的に当接することを回避するために、コントロールロッド６９から回転軸１３２に作用するラジアル方向の荷重を緩和するラジアル緩衝手段１５６が、回転軸１３２の一端部と、エンジン本体２１におけるクランクケース２２の軸受ハウジング１３３との間に設けられる。
【００９５】
ラジアル緩衝手段１５６は、前記小径軸部１３２ａにボールベアリング１３４側で隣接するようにして回転軸１３２に一体に設けられる偏心カム１５７と、回転軸１３２の軸線まわりに回転することを阻止されるようにして前記軸受ハウジング１３３に係合されて前記偏心カム１５７を囲繞するばねホルダ１５８と、前記偏心カム１５７に摩擦接触するようにして前記ばねホルダ１５８に保持される圧縮ばね１５９とを備える。
【００９６】
回転軸１３２には、前記偏心カム１５７を囲繞する円筒部１６０が同軸に設けられており、円筒状に形成されるばねホルダ１５８は該円筒部１６０に摺動可能に嵌合される。またばねホルダ１５８には、ボールベアリング１３４および軸受ハウジング１３３に対向するリング板状の支持板部１６１が一体に連設されており、この支持板部１６１の外周端には、前記円筒部１６０の先端部を挿入する環状溝をばねホルダ１５８との間に形成するようにして環状突部１６２が一体に突設されるとともに、周方向１箇所で半径方向外方に突出する係合板部１６３が一体に突設される。
【００９７】
前記係合板部１６３は、軸受ハウジング１３３の先端面に突設された一対の係止板部１６４，１６４間に挟まれるものであり、それによりばねホルダ１５８が回転軸１３２の軸線まわりに回転することが阻止される。しかも前記支持板部１６１には、ボールベアリング１３４のアウターレース１３４ａに当接支持される環状当接部１６５が一体に突設される。
【００９８】
前記圧縮ばね１５９は周方向１箇所に割り溝１６６を有してほぼ無端状に形成されるものであり、回転軸１３２の一直径線上でばねホルダ１５８に設けられた一対の係合孔１６７，１６７に係合するようにして半径方向外方に向けて台形状に隆起した係合部１５９ａ，１５９ｂと、偏心カム１５７に弾発的に摺接することを可能として半径方向内方に撓んだ一対の可撓当接部１５９ｃ，１５９ｄとが圧縮ばね１５９に形成され、両可撓当接部１５９ｃ，１５９ｄは、係合部１５９ａ，１５９ｂを結ぶ直線に対して直交する直線上の２箇所に配置される。
【００９９】
このようなラジアル緩衝手段１５６によれば、回転軸１３２の回動時に偏心カム１５７が可撓当接部１５９ｃ，１５９ｄの一方を撓ませつつ回動することになり、圧縮比の切換時にコントロールロッド６９から回転軸１３２に作用するラジアル方向の荷重を緩和することができる。しかも低圧縮比から高圧縮比への切換時にはエンジンの爆発を利用するものであり、より大きな衝撃が回転軸１３２に作用する可能性があるので、前記両可撓当接部１５９ｃ，１５９ｄのうち低圧縮比から高圧縮比への切換時に偏心カム１５７に接触する可撓当接部１５９ｃの初期変形量を可撓当接部１５９ｄの初期変形量よりも大きく設定しておく。そうすると、低圧縮比から高圧縮比への切換時において回転軸１３２に作用する衝撃をより有効に緩和することができ、また高圧縮比から低圧縮比への切換時において回転軸１３２に不必要な回動抵抗トルクが作用することを回避することができる。
【０１００】
次にこの第５実施例の作用について説明すると、コントロールロッド６９が連結される支軸１３１を偏心位置に有する回転軸１３２の回動方向は、エンジン本体２１におけるクランクケース２のサイドカバー２６および回転軸１３２間に設けられる一方向クラッチ１３７によって一方向に規制されており、エンジンの爆発および慣性によってコントロールロッド６９に引張り荷重および圧縮荷重が作用するので、圧縮比の切換時に回転軸１３２および支軸１３１は一方向クラッチ１３７で規制される方向に回動することになる。
【０１０１】
また位相を相互にずらせて回転軸１３２の軸方向間隔をあけた２箇所に設けられた係合部１３８，１３９に、回転軸１３２と直交する軸線を有してエンジン本体２１のクランクケース２２に回動可能に支承される軸部材１４２に固定される規制部材１４３の規制突部１４３ａを択一的に当接、係合することができ、しかも軸部材１４２がアクチュエータ９７により回動駆動されるので、コントロールロッド６９の他端部を低圧縮比および高圧縮比にそれぞれ対応する位置間で変位駆動することが可能となる。
【０１０２】
しかもダイヤフラム式のアクチュエータ９７は気化器３４内の吸気路の負圧により作動するものであり、エンジンの肥大化および構成の複雑化を回避しつつエンジンの動力損失が生じることを極力抑えて、コントロールロッド６９を変位駆動することが可能となる。
【０１０３】
また係合部１３８，１３９の１つと規制部材１４３の規制突部１４３ａが接触する際に、回転軸１３２の軸線と直交する方向に沿う方向で規制部材１４３に作用する衝撃が作用するのであるが、規制部材１４３および前記ケース本体２５の軸支持部１４５間にスラスト緩衝手段１４８が介装される簡単な構成で、前記衝撃を緩和することができる。これにより規制部材１４３を駆動するアクチュエータ９７への前記衝撃の作用を回避することができるとともに、回転軸１３２および規制部材１４３等の各部材の強度増大化を図ることによる肥大化を回避しつつ耐久信頼性を向上することができ、しかも係合部１３８，１３９の１つと規制部材１４３が接触する際に生じる音も小さく抑えることができる。
【０１０４】
さらにエンジン本体２１のクランクケース２２におけるサイドカバー２６および回転軸１３２間には、コントロールロッド６９から回転軸１３２に作用するラジアル方向の荷重を緩和するラジアル緩衝手段１５６が設けられている。
【０１０５】
したがって圧縮比の切換時には回転軸１３２に大きな荷重が作用しても、回転軸１３２に作用するラジアル方向の荷重はラジアル緩衝手段１５６で緩和されることになり、回転軸１３２および規制部材１４３を含む各部材の強度増大化を図ることによる肥大化を回避しつつ耐久信頼性を向上することができ、しかも回転軸１３２の回動位置規制時に生じる音も小さく抑えることができる。
【０１０６】
図３３および図３４は本発明の第６実施例を示すものであり、図３３は第５実施例の図２７に対応した断面図、図３４は図３３の３４−３４線断面図である。
【０１０７】
回転軸１３２が備える小径軸部１３２ａには、軸方向に離隔した３箇所で位相を相互にずらせた係合部１３８，１３９，１４０が一体に突設される。
【０１０８】
またクランクケース２２のケース本体２５には、回転軸１３２の軸線と直交する軸線を有する軸部材１４２が回動可能に装着されており、この軸部材１４２にピン１４６で固定された規制部材１４３には、環状凹部１３２ｂ内に突入して前記係合部１３８，１３９，１４０に択一的に当接、係合し得る規制突部１４３ａが一体に設けられる。
【０１０９】
この第６実施例によれば、軸部材１４２を回動駆動することにより、圧縮比をより細分化して変化させることができ、エンジンの軽負荷、中負荷および高負荷に対応するように圧縮比を変化させることが可能となる。
【０１１０】
図３５および図３６は本発明の第７実施例を示すものであり、図３５は第５実施例の図２７に対応した断面図、図３６は図３５の３６−３６線断面図である。
【０１１１】
回転軸１３２が備える小径軸部１３２ａには、軸方向に離隔した４箇所で位相を相互にずらせた係合部１３８，１３９，１４０，１４１が一体に突設される。
【０１１２】
またクランクケース２２のケース本体２５で回動自在に支承された軸部材１４２には、前記ケース本体２５が一体に備える軸支持部１４４，１４５に対向する支持板１７０ａ，１７０ｂを備えるガイド部材１７０が装着されており、このガイド部材１７０には、前記小径軸部１３２ａの両側で回転軸１３２を回転自在に貫通させる支持板１７０ｃ，１７０ｄが一体に設けられる。すなわちガイド部材１７０は、軸部材１４２の軸線まわりの回動および軸線方向の移動を阻止された状態で軸部材１４２に装着される。
【０１１３】
前記ガイド部材１７０の両支持板１７０ａ，１７０ｂ間で軸部材１４２には、たとえばピン１７１によってピニオン１７２が固設される。また前記回転軸１３２の係合部１３８，１３９，１４０，１４１に択一的に係合し得る規制突部１７３ａを一体に有する規制部材１７３が、回転軸１３２の軸線に沿う方向への移動を可能として前記ガイド部材１７０に支承されており、この規制部材１７３には、前記ピニオン１７２に噛合するラック１７４が設けられる。
【０１１４】
この第７実施例によれば、軸部材１４２を回動駆動することにより規制部材１７３を回転軸１３２の軸線に沿う方向に無段階に作動せしめることが可能であり、より多くの係合部１３８〜１４１に規制突部１７３ａを択一的に係合させることによって、圧縮比をより細分化して変化させることができる。
【０１１５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【０１１６】
【発明の効果】
以上のように請求項１および３記載の発明によれば、エンジンの肥大化および構成の複雑化を回避しつつエンジンの動力損失が生じることを極力抑えて、コントロールロッドを変位駆動することが可能となる。
【０１１７】
請求項２記載の発明によれば、各段部に規制突部を係合させることによって、圧縮比をより細分化して変化させることができる。
【０１１８】
また請求項４記載の発明によれば、規制部材を回転軸の軸線に沿う方向に無段階に作動せしめることが可能であり、より多くの係合部に規制突部を択一的に係合させることにより、圧縮比をより細分化して変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例のエンジンの正面図である。
【図２】 エンジンの縦断面図であって図３の２−２線断面図である。
【図３】 図２の３−３線断面図である。
【図４】 図３の４−４線断面図である。
【図５】 軽負荷状態での図１の５−５線拡大断面図である。
【図６】 高負荷状態での図５に対応した断面図である。
【図７】 リンク機構の配置を簡単に示す図である。
【図８】 支軸の位相、排気量および圧縮比の関係を示す図である。
【図９】 リンク機構の作動状態を順次示す図である。
【図１０】 図示平均有効圧力および図示燃料消費率の関係を示す図である。
【図１１】 第２実施例の係止部材の正面図である。
【図１２】 図１１の１２矢視図である。
【図１３】 第３実施例のエンジンの要部正面図である。
【図１４】 エンジン軽負荷状態での図１３の１４−１４線断面図である。
【図１５】 図１４の１５ー１５線断面図である。
【図１６】 図１５の１６−１６線断面図である。
【図１７】 エンジン高負荷状態での図１５に対応した断面図である。
【図１８】 図１７の１８−１８線断面図である。
【図１９】 第４実施例のエンジンの要部正面図である。
【図２０】 図１９の２０−２０線断面図である。
【図２１】 エンジン軽負荷状態での図２０の２１−２１線断面図である。
【図２２】 エンジン軽負荷状態での図２０の２２−２２線断面図である。
【図２３】 エンジン高負荷状態での図２１に対応した断面図である。
【図２４】 エンジン高負荷状態での図２２に対応した断面図である。
【図２５】 第５実施例のエンジンの正面図である。
【図２６】 図２５の２６−２６線断面図である。
【図２７】 図２６の要部拡大図である。
【図２８】 図２７の２８−２８線断面図である。
【図２９】 軽負荷状態での図２５の２９−２９線に沿う一部切欠き平面図である。
【図３０】 高負荷状態での図２９に対応した図である。
【図３１】 図２６における回転軸の一端部付近を拡大して示す断面図である。
【図３２】 図３１の３２−３２線断面図である。
【図３３】 第６実施例を示すものであって第５実施例の図２７に対応した断面図である。
【図３４】 図３３の３４−３４線断面図である。
【図３５】 第７実施例を示すものであって第５実施例の図２７に対応した断面図である。
【図３６】 図３５の３６−３６線断面図である。
【符号の説明】
２１・・・エンジン本体
２７・・・クランクシャフト
３４・・・気化器
３８・・・ピストン
４６・・・吸気路
６１・・・支軸
６３・・・ピストンピン
６４・・・コンロッド
６５・・・クランクピン
６８・・・サブロッド
６９・・・コントロールロッド
７３・・・クランクキャップ
８１，８２、１１３，１１４・・・回転軸
８５，８６・・・一方向クラッチ
８８，１１５，１４３ａ，１７３ａ・・・規制突部
９２，１１６，１４２・・・軸部材
９３，１１９，１２１・・・ロッカ部材
９３ａ，９３ｂ，１１９ａ，１１９ｂ，１２１ａ，１２１ｂ，１３８，１３９，１４０，１４１・・・係合部
９７・・・アクチュエータ
９８・・・ケーシング
９９・・・ダイヤフラム
１０２・・・負圧室
１０３・・・大気圧室
１１２ａ，１１２ｂ・・・段部
１４３，１７３・・・規制部材
１７２・・・ピニオン
１７４・・・ラック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  In the present invention, the other end of the connecting rod whose one end is connected to the piston via the piston pin is rotatably connected to one end of the sub rod that is in sliding contact with the crankpin half circumference of the crankshaft. The present invention relates to a variable compression ratio engine in which a crank cap slidably in contact with a half circumference is fastened to the sub rod, and one end of a control rod is rotatably connected to the other end of the sub rod.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, such a variable compression ratio engine is already known, for example, in the following Patent Document 1 and the like, and is compressed according to the operating state of the engine by displacing the other end of the control rod whose one end is connected to the sub rod. The ratio is changed.
[0003]
[Patent Document 1]
        JP 2000-73804 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  In the above-mentioned conventional one, the control rod is displaced by using an electrical or hydraulic device, which leads to an enlargement of the engine and a complicated configuration. In addition, in an electric or hydraulic device, it is necessary to drive some drive device with the engine in order to operate it, and there is a concern about power loss of the engine.
[0005]
  The present invention has been made in view of such circumstances, and suppresses the occurrence of engine power loss as much as possible, and allows the control rod to be displaced while avoiding enlargement of the engine and complication of the configuration. An object of the present invention is to provide a variable compression ratio engine.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that the other end of the connecting rod whose one end is connected to the piston via the piston pin is connected to one end of the sub rod that is in sliding contact with the crank pin half circumference of the crankshaft. A variable compression ratio engine that is pivotally connected, a crank cap that slides in contact with the remaining half circumference of the crankpin is fastened to the sub rod, and one end of the control rod is pivotally connected to the other end of the sub rod. The other end of the control rod is pivotally connected to a support shaft provided at an eccentric position of a rotary shaft that is pivotally supported on the engine body via a one-way clutch, and is attached to the engine body. The peripheral edge of the diaphragm that faces both sides of the negative pressure chamber leading to the intake passage in the carburetor and the atmospheric pressure chamber open to the atmosphere is sandwiched between the casings The diaphragm type actuator is supported by the engine body, and the rotary shaft is provided with a restricting projection protruding radially outward at one place in the circumferential direction, and has an axis perpendicular to the rotary shaft. The shaft member provided in the main body has a pair of engaging portions shifted in phase so that the shaft can be engaged with the restricting protrusion, and is spring-biased in a direction to engage one of the engaging portions with the restricting protrusion. The rocker member is mounted so as to be able to swing around the axis of the shaft member, and the actuator moves the rocker member in a direction opposite to the spring biasing direction in response to an increase in negative pressure in the negative pressure chamber. It is connected to the rocker member so as to be pivotally driven.
[0007]
  According to the configuration of the first aspect of the present invention, the load provided in the direction in which the control rod is compressed and the load in the direction in which the control rod is pulled are applied to the support shaft provided on the rotating shaft in accordance with the operation cycle of the engine. Since they act alternately, a load that rotates the rotating shaft in one direction and a load that rotates the rotating shaft in the other direction alternately act on the rotating shaft. With the directional clutch, the rotating shaft can rotate in only one direction. On the other hand, the restricting protrusion provided on the rotating shaft includes a rocker member that has an axis perpendicular to the rotating shaft and is attached to a shaft member provided on the engine body, and a pair of engaging portions that are out of phase. Either of them can be engaged, and the rocker member is spring-biased in a direction in which one engaging portion is engaged with the restricting protrusion, and the lock member is in a direction in which the other engaging portion is engaged with the restricting protrusion. Therefore, the other end portion of the control rod can be displaced between a position corresponding to the high compression ratio and a position corresponding to the low compression ratio. In addition, the diaphragm type actuator is operated by the negative pressure of the intake passage in the carburetor, and avoids the enlargement of the engine and the complexity of the configuration while suppressing the power loss of the engine as much as possible. Displacement drive is possible.
[0008]
  According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, a plurality of step portions arranged in the circumferential direction of the rotating shaft are provided on both engaging portions of the rocker member for rotating the rotating shaft. Accordingly, each step portion is formed so as to be sequentially engaged with the restriction protrusion, and according to such a configuration, the compression ratio is further increased by engaging the restriction protrusion with each step portion. It can be subdivided and changed.
[0009]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is characterized in that the other end of the connecting rod whose one end is connected to the piston via the piston pin is connected to one end of the sub rod which is in sliding contact with the crank pin half circumference of the crankshaft. A variable compression ratio engine that is pivotally connected, a crank cap that slides in contact with the remaining half circumference of the crankpin is fastened to the sub rod, and one end of the control rod is pivotally connected to the other end of the sub rod. The other end of the control rod is pivotally connected to a support shaft provided at an eccentric position of a rotary shaft that is pivotally supported on the engine body via a one-way clutch, and is attached to the engine body. The peripheral edge of the diaphragm that faces both sides of the negative pressure chamber leading to the intake passage in the carburetor and the atmospheric pressure chamber open to the atmosphere is sandwiched between the casings The diaphragm type actuator is supported by the engine body, and the rotating shaft is provided with engaging portions whose phases are shifted from each other at a plurality of positions in the axial direction, and has an axis perpendicular to the rotating shaft. A regulating member having a regulating projection that can be selectively engaged with a plurality of the engaging portions on the shaft member supported by the shaft member operates in a plane perpendicular to the axis of the shaft member. The actuator is mounted so as to be capable of being squeezed, and the actuator is connected to the regulating member so as to drive the regulating member in the plane.
[0010]
  According to such a configuration of the invention described in claim 3, the load provided in the direction in which the control rod is compressed and the load in the direction in which the control rod is pulled are applied to the support shaft provided on the rotating shaft in accordance with the operation cycle of the engine. Since they act alternately, a load that rotates the rotating shaft in one direction and a load that rotates the rotating shaft in the other direction alternately act on the rotating shaft. With the directional clutch, the rotating shaft can rotate in only one direction. On the other hand, the engaging portions provided at a plurality of positions in the axial direction of the rotating shaft with their phases shifted from each other have an axis perpendicular to the rotating shaft and are in a plane perpendicular to the axis of the shaft member supported by the engine body. The control protrusion can be selectively engaged with the control member that can be operated by the actuator, and since the control member is driven by the actuator, the other end of the control rod is driven to be displaced to a plurality of positions corresponding to a plurality of compression ratios. It becomes possible to do. In addition, the diaphragm type actuator is operated by the negative pressure of the intake passage in the carburetor, and avoids the enlargement of the engine and the complexity of the configuration while suppressing the power loss of the engine as much as possible. Displacement drive is possible.
[0011]
  Furthermore, in addition to the configuration of the invention described in claim 3, the invention described in claim 4 is supported by the engine body so that the shaft member rotated by the actuator can rotate around an axis, A rack that meshes with a pinion fixed to the shaft member is provided on the restriction member that enables movement in the direction along the axis of the rotation shaft. According to this configuration, the restriction member is rotated. It is possible to operate steplessly in the direction along the axis of the shaft, and by selectively engaging the restricting protrusions with more engaging portions, the compression ratio can be further subdivided and changed. it can.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
[0013]
  1 to 10 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view of the engine, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the engine, and is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 2 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3, FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along line 5-5 in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of the link mechanism, FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the phase of the support shaft, the displacement and the compression ratio, and FIG. 9 is the operation state of the link mechanism. FIG. 10 shows the relationship between the indicated mean effective pressure and the indicated fuel consumption rate.
[0014]
  First, in FIGS. 1 to 3, this engine is an air-cooled single-cylinder engine used for, for example, a work machine or the like, and an engine body 21 is inclined slightly upward from a crankcase 22 and one side surface of the crankcase 22. And a cylinder head 24 joined to the head of the cylinder block 23. On the outer surface of the cylinder block 23 and the cylinder head 24, a large number of air cooling fins 23a,. Is provided. In addition, the crankcase 22 is installed on the engine bed of various working machines by an installation surface 22 a on the lower surface of the crankcase 22.
[0015]
  The crankcase 22 includes a case main body 25 that is cast-molded integrally with the cylinder block 23, and a side cover 26 that is coupled to the open end of the case main body 25. Both ends of the crankshaft 27 are rotatably supported via ball bearings 28 and 29 and oil seals 30 and 31. One end portion of the crankshaft 27 protrudes from the side cover 26 as an output shaft portion 27a, and the other end portion of the crankshaft 27 protrudes from the case main body 25 as an accessory mounting shaft portion 27b. Moreover, a flywheel 32 is fixed to the accessory mounting shaft portion 27b, and a cooling fan 35 for supplying cooling air to each part of the engine main body 21 and the carburetor 34 is screwed to the outer surface of the flywheel 32. A recoil-type engine starter 37 is disposed outside the cooling fan 36 and is fixed by the member 36.
[0016]
  The cylinder block 39 is formed with a cylinder bore 39 into which the piston 38 is slidably fitted. A combustion chamber 40 is formed between the cylinder block 23 and the cylinder head 24 so as to face the top of the piston 38.
[0017]
  In the cylinder head 24, an intake port 41 and an exhaust port 42 that can communicate with the combustion chamber 40 are formed, an intake valve 43 that opens and closes between the intake port 41 and the combustion chamber 40, and between the exhaust port 42 and the combustion chamber 40. An exhaust valve 44 that opens and closes is arranged to be openable and closable. A spark plug 45 is screwed onto the cylinder head 24 so that the electrode faces the combustion chamber 40.
[0018]
  A carburetor 34 is connected to the upper portion of the cylinder head 24, and a downstream end of an intake passage 46 provided in the carburetor 34 is communicated with the intake port 41. An intake pipe 47 connected to the upstream end of the intake passage 46 is connected to the carburetor 34, and the intake pipe 47 is connected to an air cleaner (not shown). An exhaust pipe 48 communicating with the exhaust port 42 is connected to the upper portion of the cylinder head 24, and the exhaust pipe 48 is connected to an exhaust muffler 49. Further, a fuel tank 51 is disposed above the crankcase 22 so as to be supported by a bracket 50 protruding from the crankcase 22.
[0019]
  A drive gear 52 is formed integrally with the crankshaft 27 at a portion near the side cover 26 in the crankcase 22, and a driven gear 53 that meshes with the drive gear 52 has an axis parallel to the crankshaft 27. It is fixed to a camshaft 54 that is rotatably supported on the crankcase 22. Thus, the rotational power from the crankshaft 27 is transmitted to the camshaft 54 at a reduction ratio of 1/2 by the drive gear 52 and the driven gear 53 meshed with each other.
[0020]
  The camshaft 54 is provided with an intake cam 55 and an exhaust cam 56 respectively corresponding to the intake valve 43 and the exhaust valve 44, and a follower piece 57 slidably supported by the cylinder block 23 is slid on the intake cam 55. Touched. On the other hand, the cylinder block 23 and the cylinder head 24 are formed with a working chamber 58 in which the upper portion of the driven piece 57 protrudes downward, and the lower end of the push rod 59 disposed in the working chamber 58 is the driven piece. 57 abuts. On the other hand, a rocker arm 60 having one end abutting against the upper end of the intake valve 43 spring-biased in the valve closing direction is supported on the cylinder head 24 so as to be swingable. The upper end of the rod 59 is brought into contact. Thus, the push rod 59 is operated in the axial direction according to the rotation of the intake cam 55, and the intake valve 43 is opened and closed by the rocking of the rocker arm 60 corresponding thereto.
[0021]
  A mechanism similar to that between the intake cam 55 and the intake valve 43 is interposed between the exhaust cam 56 and the exhaust valve 44, and the exhaust valve 44 opens and closes according to the rotation of the exhaust cam 56.
[0022]
  Referring also to FIG. 4, the piston 38, the crankshaft 27, and the cylinder axis C can be displaced in a plane perpendicular to the axis of the crankshaft 27 and are supported by the crankcase 22 of the engine body 21. The support shaft 61 is connected via a link mechanism 62.
[0023]
  The link mechanism 62 has one end connected to the piston 38 via the piston pin 63, one end rotatably connected to the other end of the connecting rod 64, and the other end connected to the crankpin 65 of the crankshaft 27. A first arm 66 connected to the second arm 67, a second arm 67 having one end integrally connected to the other end of the first arm 66, and one end rotatably connected to the other end of the second arm 67. And a control rod 69 rotatably connected to the support shaft 61. The first and second arms 66 and 67 are integrally formed as a sub rod 68.
[0024]
  The sub rod 68 has a semicircular first bearing portion 70 in sliding contact with the half circumference of the crank pin 65 of the crankshaft 27 in the middle portion, and the other end portion of the connecting rod 64 and the control are provided at both ends of the sub rod 68. A pair of bifurcated portions 71 and 72 that sandwich one end portion of the rod 69 are provided integrally. Further, a semicircular second bearing portion 74 provided in the crank cap 73 is slidably contacted with the remaining half circumference of the crank pin 65 of the crankshaft 27, and the crank cap 73 is fastened to the sub rod 68.
[0025]
  The other end of the connecting rod 64 is rotatably connected to one end of the sub rod 68, that is, one end of the first arm 66 via the connecting rod pin 75, and the connecting rod press-fitted into the other end of the connecting rod 64. Both end portions of the pin 75 are rotatably fitted to the bifurcated portion 71 on one end side of the sub rod 68.
[0026]
  One end portion of the control rod 69 is rotatably connected to the other end portion of the sub rod 68, that is, the other end portion of the second arm 67 via a cylindrical sub rod pin 76. Both ends of the sub rod pin 76 penetrating through one end of the control rod 69 inserted into the bifurcated portion 72 of the control rod 69 are fitted into the bifurcated portion 72 on the other end side with a clearance fit. Moreover, a pair of clips 77, 77 are attached to the bifurcated portion 72 on the other end side to abut against both ends of the sub rod pin 76 and prevent the sub rod pin 76 from being detached from the bifurcated portion 72.
[0027]
  Further, a crank cap 73 is fastened to each bifurcated portion 71, 72 by a pair of bolts 78, 78... Arranged on both sides of the crankshaft 27. The connecting rod pin 75 and the sub rod pin 76 are connected to these bolts. It is arranged on the axial extension of 78, 78.
[0028]
  With further reference to FIG. 5, the cylindrical support shaft 61 is provided between the eccentric positions of a pair of rotating shafts 81 and 82 that have an axis parallel to the crankshaft 27 and are arranged coaxially. Moreover, the rotation shaft 81 is supported by a support portion 83 provided integrally with the upper portion of the case body 25 in the crankcase 22 via a one-way clutch 85, and the rotation shaft 82 is a support member attached to the case body 25. 84 is supported by a one-way clutch 86.
[0029]
  By the way, the load in the direction of compressing the control rod 69 and the load in the direction of pulling the control rod 69 act alternately on the control rod 69 having the other end connected to the support shaft 61 according to the operation cycle of the engine. Since the support shaft 61 is provided between the eccentric positions of the rotary shafts 81 and 82, the rotary shafts 81 and 82 also have a rotational force from the control rod 69 toward one side and the other side. The rotational force acts alternately. However, since the one-way clutches 85 and 86 are interposed between the rotation shafts 81 and 82 and the support portion 83 and the support member 84, the rotation shafts 81 and 82 can rotate only in one direction indicated by an arrow 80. It is.
[0030]
  A locking member 87 is fixed to one end of the rotating shaft 81 that passes through the side cover 26 of the crankcase 22 and protrudes to the outside, and the locking member 87 is a regulating protrusion that protrudes radially outward. It is formed in a disk shape having 88 in one circumferential direction.
[0031]
  On the other hand, on the outer surface of the side cover 26 in the crankcase 22, a support plate 90 having an opening 89 into which a part of the locking member 87 is inserted, and a pair of brackets 91 projecting outward from the support plate 90, 91 is fastened, and both end portions of the shaft member 92 which is disposed at the outer position of the locking member 87 and has an axis perpendicular to the axis of the rotating shaft 81 are fixed to both the brackets 91 and 91. Supported by
[0032]
  The shaft member 92 includes a pair of engaging portions 93a and 93b that can engage with the restricting protrusions 88 of the locking member 87 at positions shifted in phase by, for example, 167 degrees so that the rocker member 93 can swing. In order to determine the position of the rocker member 93 along the axis of the shaft member 92, cylindrical spacers 94 and 95 surrounding the shaft member 92 are provided between the brackets 91 and 91 and the rocker member 93. Intervened. Further, between the rocker member 93 and the support plate 90, the rocker member 93 is pivoted in a direction in which 93 a of both engaging portions 93 a and 93 b of the rocker member 93 is engaged with the restricting protrusion 88 of the locking member 87. A return spring 107 is provided.
[0033]
  A diaphragm type actuator 97 is connected to the rocker member 93. The actuator 97 includes a casing 98 attached to a bracket 96 provided on the support plate 90, and a diaphragm 99 supported by the casing 98 so as to partition the inside of the casing 98 into a negative pressure chamber 102 and an atmospheric pressure chamber 103. The spring 100 is provided between the casing 98 and the diaphragm 99 by exerting a spring force in the direction of increasing the volume of the negative pressure chamber 102, and the operating rod 101 connected to the central portion of the diaphragm 99.
[0034]
  The casing 98 includes a bowl-shaped first case half 104 attached to the bracket 96 and a bowl-shaped second case half 105 that is caulked and joined to the case half 104. The peripheral portion of the diaphragm 99 is both It is clamped between the open ends of the case halves 104 and 105. The negative pressure chamber 102 is formed between the diaphragm 99 and the second case half 105, and the spring 100 is accommodated in the negative pressure chamber 102.
[0035]
  The atmospheric pressure chamber 103 is formed between the diaphragm 99 and the first case half 104, and enters the atmospheric pressure chamber 103 through the through hole 106 provided in the center of the second case half 104. One end of the actuating rod 101 is connected to the central portion of the diaphragm 99, and the atmospheric pressure chamber 103 communicates with the outside through a gap between the inner periphery of the through hole 106 and the outer periphery of the actuating rod 101.
[0036]
  A conduit 108 leading to the negative pressure chamber 102 is connected to the second case half 105 in the casing 98. On the other hand, a surge tank 109 is supported by the bracket 96 at a position adjacent to the actuator 97, and the conduit 108 is connected to the surge tank 109. A conduit 110 connected to the surge tank 109 is connected to the downstream end of the intake passage 46 of the carburetor 34. That is, the intake negative pressure of the intake passage 46 is introduced into the negative pressure chamber 102 of the actuator 97, and the surge tank 109 functions to attenuate the pulsation of the intake negative pressure.
[0037]
  The other end of the operating rod 101 provided in the actuator 97 is connected to the rocker member 93 via the connecting rod 111. When the engine is in a light load operation state and the negative pressure in the negative pressure chamber 102 is high, FIG. As shown, the diaphragm 99 is bent to reduce the volume of the negative pressure chamber 102 against the spring force of the return spring 107 and the spring 100, and the operating rod 101 is contracted. In this state, the pivoting position of the rocker member 93 is a position where 93b of the engaging portions 93a, 93b is engaged with the restricting protrusion 88 of the locking member 87.
[0038]
  On the other hand, when the engine is in a high-load operation state and the negative pressure in the negative pressure chamber 102 decreases, the diaphragm 99 increases the volume of the negative pressure chamber 102 by the spring force of the return spring 107 and the spring 100 as shown in FIG. The actuating rod 101 is extended and actuated. As a result, the rocker member 93 is rotated to a position where the engaging portion 93a of the engaging portions 93a, 93b is engaged with the restricting protrusion 88 of the locking member 87.
[0039]
  By rotating the rocker member 93 in this way, the rotation shafts 81 and 82 on which the rotational force in one direction acts during the operation of the engine can be achieved by the locking member 87 rotating together with the one rotation shaft 81. The rotation is restricted at a position where one of the engaging portions 93a and 93b is engaged with the restricting protrusion 88, and the rotation shafts 81 and 82 stop rotating at, for example, two positions different in phase by 167 degrees. As a result, the support shaft 61, that is, the other end of the control rod 69, which is eccentric from the axis of the rotary shafts 81 and 82, is displaced between two positions in a plane perpendicular to the axis of the crankshaft 27. As a result, the compression ratio of the engine changes.
[0040]
  Moreover, the link mechanism 62 is configured to change not only the compression ratio but also the stroke of the piston 38, and the dimensional relationship of the link mechanism 62 for that purpose will be described next with reference to FIG.
[0041]
  Here, the length of the connecting rod 64 in the xy plane constituted by the x axis passing through the axis of the crankshaft 27 along the cylinder axis C and the y axis passing through the axis of the crankshaft 27 perpendicular to the x axis. L4, the length of the first arm 66 is L2, the length of the second arm 67 is L1, the length of the control rod 69 is L3, the angle between the connecting rod 64 and the x axis is φ4, and the first and second arms The angle formed by 66, 67 is α, the angle formed by the second arm 67 with respect to the y axis is φ1, the angle formed by the control rod 69 with the y axis is φ3, and the straight line connecting the axis of the crankshaft 27 and the crank pin 65 is The angle formed with the x-axis is θ, the length between the axis of the crankshaft 27 and the crankpin 65 is R, and the support shaft61Xy coordinates of Xpiv, Ypiv, KuWhen the offset amount in the y-axis direction of the cylinder axis C from the axis of the rank shaft 27 is δ, the height X of the piston pin 63 is
            X = L4 · cos φ4 + L2 · sin (α + φ1) + R · cos θ …… (1)
It is.
[0042]
However,
φ4 = arcsin [{L2 · cos (α + φ1) + R · sinθ−δ} / L4] …… (2)
φ1 ＝ arcsin {(L32−L12−D 2−E 2) / 2 ・ L1 ・ √ (D 2+E 2)}-Arctan (D/E) (3)
D= Ypiv−Rsinθ...... (4)
E= Xpiv−Rcosθ...... (5)
[0043]
  In the above formulas (1) to (5), L4, L2, α, R, δ, L3, L1, Ypiv, and Xpiv are values determined from the relative arrangement in the link mechanism 62. Therefore, the formula (1) is , L4, L2, α, R, δ, L3, L1, Ypiv, and Xpiv, which are values determined from the relative arrangement in the link mechanism 62, and the angle between the axis of the crankshaft 27 and the straight line connecting the crankpin 65 and the x-axis This is an equation including θ.
[0045]
  Therefore, L4, L2, α, R, δ, L3, L1, Ypiv, and Xpiv are given a certain value based on the relative arrangement in the link mechanism 62, and 0 ≦ While slightly changing θ within the range of θ <2π, an equation (top dead center that is the maximum value of the height X of the piston pin 63 and bottom dead center that is the minimum value of the height X of the piston pin 63 is obtained. When calculating 1), the position of the piston pin 63 in the x-axis direction at the top dead center Xpivtdc And the position of the bottom dead center piston pin 63 in the x-axis direction Xpivbdc The stroke of the piston pin 63 can be obtained Spiv Is ( Xpivtdc − Xpivbdc ).
[0046]
  Here, the displacement Vhpiv when the inner diameter of the cylinder bore 39 is B is {Vhpiv = Spiv · (B2/ 4) · π}, and if the combustion chamber volume at the top dead center is Vapiv, the compression ratio εpiv is {εpiv = 1 + (Vhpiv / Vapiv)}.
[0047]
  Thus, the exhaust amount Vhpiv0 and the compression ratio εpiv0 when the support shaft 61 is at an arbitrary first position, the exhaust amount Vhpiv1 when the support shaft 61 is displaced from the first position to the second position, and the compression The ratio εpiv1The length of the second arm 67 L1 The length of the first arm 66 L2 The length of the control rod 69 L3 The length of the connecting rod 64 L4 Numerical analysis in which the offset amount δ in the y-axis direction of the cylinder axis C from the axis of the crankshaft 27 and the angle α formed by the first and second arms 66 and 67 are changed based on the dimensional relationship in the link mechanism 62. Sought by
                  When εpiv1 <εpiv0, Vhpiv1> Vhpiv0
                  If εpiv1> εpiv0, Vhpiv1 <Vhpiv0
So that the length L1 of the second arm 67, the length L2 of the first arm 66, the length L3 of the control rod 69, the length L4 of the connecting rod 64, and the cylinder axis C from the axis of the crankshaft 27 are satisfied. The offset amount δ in the y-axis direction and the angle α formed by the first and second arms 66 and 67 are set.
[0048]
  According to such setting, as shown in FIG. 8, the values of the displacement Vhpiv and the compression ratio εpiv change in the opposite direction in accordance with the phase change of the support 61, and when the displacement is large, the compression is low. Operation with a high compression ratio when the engine displacement is small.
[0049]
  That is, the link mechanism 62 operates as shown in FIG. 9A when the support shaft 61 is in a position corresponding to the light load state of the engine, and when the support shaft 61 is in a position corresponding to the high load state of the engine. 9B, the stroke Spiv of the piston pin 63 in the high load state of the engine is larger than the stroke Spiv of the piston pin 63 in the light load state of the engine. In addition, the compression ratio at light load of the engine is larger than that at high load, so the engine operates at low displacement and high compression ratio at light load, and at large engine displacement and low compression ratio at high load. It becomes driving.
[0050]
  Next, the operation of the first embodiment will be described. One end of the connecting rod 64 is connected to the piston 38 via the piston pin 63, the other end is rotatably connected to the other end of the connecting rod 64, and the other end is connected. A first arm 66 coupled to the crankshaft 27 via a crank pin 65; a second arm 67 having one end integrally coupled to the other end of the first arm 66 and configured to cooperate with the sub rod 68; A link mechanism 62 is constituted by a control rod 69 whose one end is rotatably connected to the other end of the two arms 67, and a support shaft 61 that supports the other end of the control rod 69 is displaced according to the operating state of the engine. The compression ratio can be made variable so that the length L1 of the second arm 67, the length L2 of the first arm 66, the length L3 of the control rod 69, the length L4 of the connecting rod 64, By appropriately setting the offset amount δ in the y-axis direction of the cylinder axis C from the axis of the rank shaft 27 and the angle α formed by the first and second arms 66 and 67, the stroke of the piston pin 63 can be made variable. When the engine displacement is large, the operation is performed at a low compression ratio. When the engine displacement is small, the operation is performed at a high compression ratio.
[0051]
  Therefore, when the engine is lightly loaded, the engine is operated at a low displacement and a high compression ratio, so that the thermal efficiency is improved. As shown by the solid line in FIG. It becomes possible to reduce fuel consumption. In addition, by setting a large displacement and a low compression ratio at a high load, it is possible to prevent the explosion load and the in-cylinder pressure from rising excessively, thereby preventing the occurrence of noise and strength problems.
[0052]
  The first and second arms 66 and 67 cooperate with a sub rod 68 having a semicircular first bearing portion 70 slidably contacting the half circumference of the crank pin 65, and one end portion of the sub rod 68. The connecting rod 64 is rotatably connected to the other end of the sub rod 68, and one end of the control rod 69 is rotatably connected. The other end of the connecting rod 64 and one end of the control rod 69 are connected to each other. A crank cap 73 having a semicircular second bearing portion 74 slidably in contact with the remaining half circumference of the crank pin 65 is fastened to a pair of bifurcated portions 71 and 72 provided integrally with the sub rod 68 so as to be sandwiched between each other. . Thereby, the attachment rigidity of the sub rod 68 to the crank pin 65 can be increased.
[0053]
  Further, both ends of a connecting rod pin 75 press-fitted into the other end of the connecting rod 64 are rotatably fitted into one bifurcated portion 71 and the sub rod pin 76 penetrates one end of the control rod 69 so as to be relatively rotatable. Since both end portions are fitted to the other bifurcated portion 72 by a clearance fit, after separating the piston 38 to the sub rod 68 and the control rod 69 and incorporating them into the engine, the sub rod 68 and the control rod 69 are assembled. As a result of the connection, the assembly work can be facilitated while improving the assembly accuracy, and as a result, the engine can be prevented from becoming enlarged.
[0054]
  In addition, since the connecting rod pin 75 and the sub rod pin 76 are disposed on the axial extension of the bolt 78 for fastening the crank cap 73 to the sub rod 68, the sub rod 68 and the crank cap 73 can be configured compactly. The weight of the sub rod 68 and the crank cap 73 can be reduced and power loss can be suppressed.
[0055]
  In addition, a pair of rotating shafts 81, 82 are provided to a support portion 83 provided integrally with the case body 25 of the crankcase 22 in the engine body 21 and a support member 84 attached to the case body 25 via one-way clutches 85, 86. A support shaft 61 is provided between the eccentric positions of the rotary shafts 81 and 82. Moreover, since the load in the direction of compressing the control rod 69 and the load in the direction of pulling the control rod 69 act alternately on the support shaft 61 in accordance with the operation cycle of the engine, the rotation shafts 81 and 82 have the rotation shaft. A load that rotates 81 and 82 in one direction and a load that rotates in the other direction act alternately. However, the rotary shafts 81 and 82 can rotate only in one direction by the action of the one-way clutches 85 and 86.
[0056]
  In addition, a locking member 87 having a restricting protrusion 88 at one circumferential direction is fixed to one end of the rotating shaft 81 protruding from the side cover 26 in the engine main body 21, and has an axis perpendicular to the rotating shaft 81 and has the engine main body 21. A rocker member 93 having a pair of engaging portions 93a and 93b whose phases are shifted by, for example, 167 degrees so as to be engageable with the restricting protrusion 88 of the locking member 87 is supported on the shaft member 92 fixed to the shaft member 92 so as to be swingable. The rocker member 93 is spring-biased by a return spring 107 in a direction in which one of the engaging portions 93a and 93b is engaged with the restricting protrusion 88.
[0057]
  On the other hand, a diaphragm actuator 97 in which a peripheral portion of a diaphragm 99 facing both surfaces of a negative pressure chamber 102 communicating with an intake passage 46 in the carburetor 34 and an atmospheric pressure chamber 103 opened to the atmosphere is sandwiched by a casing 98 is an engine. The actuator 97 is supported by the main body 21 and is coupled to the rocker member 93 so as to drive the rocker member 93 in a direction opposite to the spring biasing direction in response to an increase in the negative pressure in the negative pressure chamber 102. Has been.
[0058]
  That is, by operating the actuator 97 by the engine load, the rotary shafts 81 and 82, that is, the support shaft 61 can be displaced and held at two places having different phases of 167 degrees, for example, and the other end portion of the support shaft 61, that is, the control rod 69 Can be displaced between a position corresponding to the high compression ratio and a position corresponding to the low compression ratio. In addition, by using the diaphragm actuator 97, it is possible to drive the control rod 69 while suppressing the occurrence of engine power loss as much as possible while avoiding enlargement of the engine and complication of the configuration.
[0059]
  11 and 12 show a second embodiment of the present invention, in which both engaging portions 93a and 93b of the rocker member 93 are arranged in the circumferential direction of the locking member 87 (see FIGS. 5 and 6). The plurality of step portions 112a, 112b,... Sequentially engage the step portions 112a, 112b, ... with the restricting protrusions 88 (see FIGS. 5 and 6) of the locking member 87 according to the rotation of the locking member 87. It is formed so as to be combined.
[0060]
  According to the second embodiment, the circumferential position of the locking member 87 can be changed stepwise by engaging the restricting protrusions 88 with the respective stepped portions 112a... 112b. It can be changed more finely.
[0061]
  FIGS. 13 to 18 show a third embodiment of the present invention. FIG. 13 is a front view of the main part of the engine, FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line 14-14 in FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line 15-15 in FIG. 14, FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line 16-16 in FIG. 15, FIG. 17 is a cross-sectional view corresponding to FIG. It is line sectional drawing.
[0062]
  First, in FIG. 13 and FIG. 14, both ends of the support shaft 61 rotatably connected to the other end of the control rod 69 have a pair of rotations arranged coaxially with an axis parallel to the crankshaft 27. It is provided between the eccentric shaft portions 113a and 114a of the shafts 113 and 114, and both rotary shafts 113 and 114 are rotatably supported by the crankcase 22 via one-way clutches 85 and 86.
[0063]
  In addition, a restricting protrusion 115 that protrudes outward in the radial direction is integrally provided at one place in the circumferential direction of the eccentric shaft portion 113 a of the one rotating shaft 113.
[0064]
  A shaft member 116 orthogonal to the axis of the rotary shafts 113 and 114 penetrates the case body 25 in the crankcase 22 so as to be rotatable, and is inserted into the crankcase 22. One end of the shaft member 116 is at the crankcase. 22 is rotatably supported by a support portion 117 provided at 22.
[0065]
  A lever 118 is fixed to the other end of the shaft member 116 protruding from the crankcase 22, and a diaphragm actuator 97 is connected to the lever 118.
[0066]
  A rocker member 119 surrounding the shaft member 116 is fixed to the shaft member 116 between the inner surface of the side wall of the crankcase 22 and the support portion 117, and the rocker member 119 is engaged with the restriction projection 115. A pair of engaging portions 119a and 119b whose phases are shifted by 167 degrees, for example, are provided. Further, between the rocker member 119 and the crankcase 22, a return spring 120 that pivots and biases the rocker member 119 in a direction in which 119 a of both engaging portions 119 a and 119 b of the rocker member 119 is engaged with the restricting protrusion 115. Is provided.
[0067]
  When the engine is in a light load operation state and the negative pressure of the negative pressure chamber 102 in the actuator 97 is high, the operating rod 101 is contracted. In this state, the rotation position of the rocker member 119 is at a position where 119b of both the engaging portions 119a and 119b is engaged with the restricting protrusion 115 as shown in FIGS.
[0068]
  On the other hand, when the engine is in a high-load operation state and the negative pressure in the negative pressure chamber 102 decreases, the diaphragm 99 bends so as to increase the volume of the negative pressure chamber 102 and the operating rod 101 extends. Accordingly, as shown in FIGS. 17 and 18, the rocker member 119 is rotated to a position where 119a of both engaging portions 119a and 119b is engaged with the restricting protrusion 115.
[0069]
  By rotating the rocker member 119 in this manner, the support shaft 61, that is, the other end portion of the control rod 69 is displaced between two positions in a plane orthogonal to the axis of the crankshaft 27. The compression ratio and stroke of the engine will change.
[0070]
  According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0071]
  19 to 24 show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 19 is a front view of the main part of the engine, FIG. 20 is a sectional view taken along line 20-20 of FIG. 19, and FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line 21-21 of FIG. 20, FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line 22-22 of FIG. 20 in a light engine load state, FIG. 23 is a cross-sectional view corresponding to FIG. It is sectional drawing corresponding to FIG. 22 in an engine high load state.
[0072]
  First, in FIG. 19 and FIG. 20, a pair of rotations in which both ends of the support shaft 61 rotatably connected to the other end of the control rod 69 have an axis parallel to the crankshaft 27 and are arranged coaxially. It is provided between the eccentric shaft portions 113a and 114a of the shafts 113 and 114, and both rotary shafts 113 and 114 are rotatably supported by the crankcase 22 via one-way clutches 85 and 86.
[0073]
  In addition, the rotating shaft 113 passes through a support portion 121 provided on the crankcase 22, and one end of the rotating shaft 113 has a disc-like shape having a restricting protrusion 88 protruding radially outward at one place in the circumferential direction. The locking member 87 is fixed.
[0074]
  A shaft member 116 orthogonal to the axis of the rotary shafts 113 and 114 penetrates the side cover 26 of the crankcase 22 so as to be rotatable, and is inserted into the crankcase 22. One end of the shaft member 116 is cranked. A support part 117 ′ provided on the case 22 is rotatably supported.
[0075]
  A lever 118 is fixed to the other end of the shaft member 116 protruding from the crankcase 22, and a diaphragm actuator 97 is connected to the lever 118.
[0076]
  A rocker member 121 is fixed to the shaft member 116 between the inner surface of the side wall of the crankcase 22 and the support portion 117 ′. The rocker member 121 is engaged with the restricting projection 88 and has a phase of, for example, 167. A pair of engaging portions 121a and 121b that are offset from each other are provided. Further, between the rocker member 121 and the crankcase 22, a return spring 122 that rotates and urges the rocker member 121 in a direction in which 121 a of the engaging portions 121 a and 121 b of the rocker member 121 is engaged with the restricting protrusion 88. Is provided.
[0077]
  When the engine is in a light load operation state and the negative pressure of the negative pressure chamber 102 in the actuator 97 is high, the operating rod 101 is contracted. In this state, the rotation position of the rocker member 121 is at a position where 121b of both the engaging portions 121a and 121b is engaged with the restricting protrusion 88, as shown in FIGS.
[0078]
  On the other hand, when the engine is in a high load operation state and the negative pressure in the negative pressure chamber 102 decreases, the diaphragm 99 bends so as to increase the volume of the negative pressure chamber 102, and the operating rod 101 extends. Accordingly, as shown in FIGS. 23 and 24, the rocker member 121 rotates to a position where 121a of the engaging portions 121a and 121b is engaged with the restricting protrusion 88.
[0079]
  By rotating the rocker member 121 in this manner, the support shaft 61, that is, the other end of the control rod 69 is displaced between two positions in a plane orthogonal to the axis of the crankshaft 27, thereby The compression ratio and stroke of the engine will change.
[0080]
  According to the fourth embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
[0081]
  25 to 32 show a fifth embodiment of the present invention. FIG. 25 is a front view of the engine, FIG. 26 is a sectional view taken along line 26-26 of FIG. 25, and FIG. 28 is a sectional view taken along line 28-28 in FIG. 27, FIG. 29 is a partially cutaway plan view taken along line 29-29 in FIG. 25 in a light load state, and FIG. 30 corresponds to FIG. 29 in a high load state. FIG. 31 is an enlarged sectional view showing the vicinity of one end of the rotating shaft in FIG. 26, and FIG. 32 is a sectional view taken along line 32-32 in FIG.
[0082]
  First, in FIGS. 25 to 27, the piston 38, the crankshaft 27, and the cylinder axis C can be displaced in a plane orthogonal to the axis of the crankshaft 27, and are supported by the crankcase 22 of the engine body 21. The support shaft 131 is connected via the link mechanism 62.
[0083]
  The cylindrical support shaft 131 is integrally provided at an eccentric position of a rotary shaft 132 that has an axis parallel to the crankshaft 27 and is rotatably supported by the crankcase 22 of the engine body 21. One end of the rotating shaft 132 is rotatably supported by a bottomed cylindrical bearing housing 133 provided on the side cover 26 in the crankcase 22 via a ball bearing 134, and the other end of the rotating shaft 132 is also supported. Is supported by the case body 25 of the crankcase 22 via a ball bearing 135 so as to be rotatable. A one-way clutch 137 is provided between the bearing housing 133 and the rotating shaft 132 outside the ball bearing 134.
[0084]
  By the way, the load in the direction of compressing the control rod 69 and the load in the direction of pulling the control rod 69 act alternately on the control rod 69 having the other end connected to the support shaft 131 according to the operation cycle of the engine. Since the support shaft 131 is provided at the eccentric position of the rotation shaft 132, the rotation force toward the one side from the control rod 69 and the rotation force toward the other side are alternately applied to the rotation shaft 132 as well. Works. However, since the one-way clutch 137 is interposed between the rotating shaft 132 and the bearing housing 133 of the side cover 26 in the crankcase 22, the rotating shaft 132 can be rotated only in one direction.
[0085]
  Referring also to FIG. 28, the rotary shaft 132 is provided with a small-diameter shaft portion 132a coaxially so as to form an annular recess 132b on the outer periphery at a position spaced apart from the support shaft 131 in the axial direction. Engaging portions 138 and 139 whose phases are shifted from each other are integrally projected on the small-diameter shaft portion 132a at a plurality of locations separated in the axial direction, for example, at two locations.
[0086]
  A shaft member 142 having an axis perpendicular to the axis of the rotary shaft 132 is rotatably supported on the crankcase 22. That is, in the case body 25 of the crankcase 22, a bottomed cylindrical shaft support portion 144 and a cylindrical shaft support portion 145 are spaced apart from each other on the same axis perpendicular to the axis of the rotating shaft 132. The shaft member 142, which is integrally provided so as to face each other and has one end disposed on the shaft support portion 144 side, is rotatably supported by both shaft support portions 144, 145, and the other end portion of the shaft member 142 is shaft-supported. It protrudes outward from the portion 145.
[0087]
  The shaft member 142 is mounted with a regulating member 143 operable in a plane perpendicular to the axis of the shaft member 142. In the fifth embodiment, the shaft member 142 is disposed between the shaft support portions 144 and 145. The regulating member 143 to be operated is fixed to the shaft member 142 with, for example, a pin 146. That is, the restricting member 143 rotates together with the shaft member 142, and the restricting protrusion 143a that enters the annular recess 132b and selectively abuts and engages with the engaging portions 138 and 139 is restricted. Provided integrally with the member 143.
[0088]
  By the way, a state in which the restricting protrusion 143a of the restricting member 143 is brought into contact with one of the engaging portions 138 and 139, and a state in which the restricting protrusion 143a is brought into contact with the other of the engaging portions 138 and 139. At the time of switching, the rotating shaft 132 is rotated by the action of a load on the control rod 69 connected to the support shaft 131 provided at the eccentric position of the rotating shaft 132, but both the engaging portions 138 are rotated by the rotation. , 139 must be avoided from impactingly contacting the restricting protrusion 143a of the restricting member 143. Therefore, the thrust buffering means 148 for reducing the impact along the axial direction when the engaging portions 138 and 139 selected alternatively are brought into contact with the restricting member 143 includes the shaft support portion 145 in the crankcase 22 and It is interposed between the regulating member 143.
[0089]
  The thrust buffering means 148 is formed by sandwiching a ring-shaped rubber 150 between a pair of washers 149 and 149 penetrating the shaft member 142, and the rubber 150 is of high hardness having oil resistance and heat resistance. In addition, it is baked on the washers 149 and 149.
[0090]
  Referring also to FIG. 29, a diaphragm type actuator 97 supported by a support plate 151 fixed to the case body 25 of the crankcase 22 is connected to the shaft member 142. The operating rod 101 provided in the actuator 97 is connected to a drive arm 152 supported on a support plate 151 so as to be rotatable around an axis parallel to the shaft member 142. A driven arm 153 is fixed to the other end of the shaft member 142 protruding from the crankcase 22, and the driving arm 152 and the driven arm 153 are connected via a connecting rod 154. A spring 155 is provided between the driven arm 153 and the support plate 151 to urge the driven arm 153 in the counterclockwise direction of FIG. 29, and the shaft member 142 rotates to one side in the circumferential direction by the spring force of the spring 155. Be energized.
[0091]
  By the way, when the engine is in a light load operation state and the negative pressure in the negative pressure chamber 102 is high, the diaphragm 99 resists the spring force of the return spring 100 and the spring 155 as shown in FIG. And the operating rod 101 is contracted. In this state, the pivot position of the shaft member 142 and the regulating member 143 is a position where the regulating projection 143a of the regulating member 143 is brought into contact with and engaged with 138 of both the engaging portions 138 and 139 of the rotating shaft 132.
[0092]
  On the other hand, when the engine is in a high-load operation state and the negative pressure in the negative pressure chamber 102 decreases, the diaphragm 99 reduces the volume of the negative pressure chamber 102 by the spring force of the return spring 100 and the spring 155 as shown in FIG. The actuating rod 101 is extended to bend. As a result, the shaft member 142 and the regulating member 143 are rotated to a position where the regulating protrusion 143a of the regulating member 143 is brought into contact with and engaged with the 139 of both the engaging portions 138 and 139 of the rotating shaft 132.
[0093]
  By rotating the restricting member 143 about the axis of the shaft member 142 in this way, the rotating shaft 132 on which the turning force in one direction is acting during the operation of the engine can be applied to the restricting protrusion 143a of the restricting member 143. The rotation is restricted at a position where one of the engaging portions 138 and 139 is engaged with the rotation shaft 132, and the rotation of the rotation shaft 132 is stopped by rotating the rotation shaft 132 at, for example, two positions different in phase by 167 degrees. The support shaft 131, that is, the other end of the control rod 69, which is eccentric from the axis of the shaft 132, is displaced between two positions in a plane perpendicular to the axis of the crankshaft 27, thereby compressing the engine. The ratio will change.
[0094]
  In FIGS. 31 and 32, in order to prevent the engaging portions 138 and 139 from selectively contacting the restricting protrusion 143a of the restricting member 143 by the rotation of the rotating shaft 132 when the compression ratio is switched. In addition, a radial buffering means 156 for reducing a radial load acting on the rotating shaft 132 from the control rod 69 is provided between one end of the rotating shaft 132 and the bearing housing 133 of the crankcase 22 in the engine body 21. .
[0095]
  The radial shock absorber 156 is prevented from rotating around the axis of the rotary shaft 132 and the eccentric cam 157 provided integrally with the rotary shaft 132 so as to be adjacent to the small-diameter shaft portion 132a on the ball bearing 134 side. A spring holder 158 engaged with the bearing housing 133 and surrounding the eccentric cam 157; and a compression spring 159 held by the spring holder 158 so as to make frictional contact with the eccentric cam 157.
[0096]
  A cylindrical portion 160 surrounding the eccentric cam 157 is coaxially provided on the rotating shaft 132, and a spring holder 158 formed in a cylindrical shape is slidably fitted to the cylindrical portion 160. The spring holder 158 is integrally provided with a ring plate-like support plate portion 161 facing the ball bearing 134 and the bearing housing 133, and the support plate portion 161 has an outer peripheral end of the cylindrical portion 160. An annular protrusion 162 is integrally provided so as to form an annular groove into which the tip end is inserted between the spring holder 158, and an engagement plate portion 163 that protrudes radially outward at one place in the circumferential direction. Projected integrally.
[0097]
  The engaging plate portion 163 is sandwiched between a pair of locking plate portions 164 and 164 protruding from the front end surface of the bearing housing 133, whereby the spring holder 158 rotates around the axis of the rotating shaft 132. That is blocked. In addition, an annular contact portion 165 that is in contact with and supported by the outer race 134 a of the ball bearing 134 is integrally provided on the support plate portion 161.
[0098]
  The compression spring 159 has a split groove 166 in one circumferential direction and is substantially endless. The compression spring 159 has a pair of engagement holes 167 provided in the spring holder 158 on one diameter line of the rotation shaft 132. Engagement portions 159a and 159b protruding in a trapezoidal shape outwardly in the radial direction so as to engage with 167, and flexibly inward in the radial direction, enabling elastic contact with the eccentric cam 157 A pair of flexible abutting portions 159c and 159d are formed on the compression spring 159, and the two flexible abutting portions 159c and 159d are formed at two locations on a straight line perpendicular to the straight line connecting the engaging portions 159a and 159b. Be placed.
[0099]
  According to such a radial buffering means 156, the eccentric cam 157 rotates while bending one of the flexible contact portions 159c and 159d when the rotating shaft 132 rotates, and the control rod changes when the compression ratio is switched. The radial load acting on the rotary shaft 132 from 69 can be reduced. Moreover, when switching from the low compression ratio to the high compression ratio, an explosion of the engine is used, and a larger impact may act on the rotating shaft 132. Therefore, of the flexible contact portions 159c and 159d, The initial deformation amount of the flexible contact portion 159c that contacts the eccentric cam 157 at the time of switching from the low compression ratio to the high compression ratio is set larger than the initial deformation amount of the flexible contact portion 159d. As a result, the impact acting on the rotary shaft 132 can be more effectively mitigated when switching from the low compression ratio to the high compression ratio, and unnecessary when the rotary shaft 132 is switched from the high compression ratio to the low compression ratio. It is possible to avoid the action of a large turning resistance torque.
[0100]
  Next, the operation of the fifth embodiment will be described. The rotational direction of the rotating shaft 132 having the support shaft 131 to which the control rod 69 is connected in the eccentric position is determined by the side cover 26 of the crankcase 2 in the engine body 21 and the rotation. The one-way clutch 137 provided between the shafts 132 is regulated in one direction, and a tensile load and a compressive load act on the control rod 69 due to the explosion and inertia of the engine. 131 rotates in the direction regulated by the one-way clutch 137.
[0101]
  In addition, the engaging portions 138 and 139 provided at two places with the phases shifted from each other and spaced apart in the axial direction of the rotating shaft 132 have an axis perpendicular to the rotating shaft 132 and are attached to the crankcase 22 of the engine body 21. The restricting protrusion 143a of the restricting member 143 fixed to the pivotable supported shaft member 142 can be selectively abutted and engaged, and the shaft member 142 is rotationally driven by the actuator 97. Therefore, the other end portion of the control rod 69 can be driven to be displaced between positions corresponding to the low compression ratio and the high compression ratio.
[0102]
  Moreover, the diaphragm actuator 97 is operated by the negative pressure of the intake passage in the carburetor 34, and controls the occurrence of engine power loss as much as possible while avoiding the enlargement of the engine and the complication of the configuration. The rod 69 can be driven to be displaced.
[0103]
  Further, when one of the engaging portions 138 and 139 comes into contact with the restricting protrusion 143a of the restricting member 143, an impact acting on the restricting member 143 acts in a direction along the direction orthogonal to the axis of the rotating shaft 132. The impact can be mitigated with a simple configuration in which the thrust buffering means 148 is interposed between the regulating member 143 and the shaft support portion 145 of the case body 25. As a result, the impact of the impact on the actuator 97 that drives the restricting member 143 can be avoided, and the durability of the rotating shaft 132 and the restricting member 143 can be avoided while increasing the strength of each member. Reliability can be improved, and noise generated when one of the engaging portions 138 and 139 comes into contact with the regulating member 143 can be suppressed to a low level.
[0104]
  Further, a radial buffering means 156 is provided between the side cover 26 and the rotary shaft 132 in the crankcase 22 of the engine body 21 to reduce the radial load acting on the rotary shaft 132 from the control rod 69.
[0105]
  Therefore, even when a large load is applied to the rotating shaft 132 when the compression ratio is switched, the radial load acting on the rotating shaft 132 is relieved by the radial buffering means 156, and includes the rotating shaft 132 and the regulating member 143. The durability reliability can be improved while avoiding the enlargement due to the increase in the strength of each member, and the sound generated when the rotational position of the rotary shaft 132 is restricted can be suppressed to a low level.
[0106]
  33 and 34 show a sixth embodiment of the present invention. FIG. 33 is a sectional view corresponding to FIG. 27 of the fifth embodiment, and FIG. 34 is a sectional view taken along line 34-34 of FIG.
[0107]
  Engaging portions 138, 139, and 140 whose phases are shifted from each other at three locations separated in the axial direction are integrally projected on the small-diameter shaft portion 132 a included in the rotating shaft 132.
[0108]
  A shaft member 142 having an axis orthogonal to the axis of the rotating shaft 132 is rotatably mounted on the case body 25 of the crankcase 22, and a regulating member 143 fixed to the shaft member 142 with a pin 146 is attached to the shaft member 142. Is integrally provided with a restricting protrusion 143a that can enter the annular recess 132b and selectively contact and engage with the engaging portions 138, 139, and 140.
[0109]
  According to the sixth embodiment, by rotating the shaft member 142, the compression ratio can be changed more finely, and the compression ratio can be changed to correspond to the light load, medium load and high load of the engine. Can be changed.
[0110]
  35 and 36 show a seventh embodiment of the present invention. FIG. 35 is a sectional view corresponding to FIG. 27 of the fifth embodiment, and FIG. 36 is a sectional view taken along the line 36-36 in FIG.
[0111]
  Engaging portions 138, 139, 140, and 141 having phases shifted from each other at four positions spaced apart in the axial direction are integrally provided on the small diameter shaft portion 132 a included in the rotating shaft 132.
[0112]
  The shaft member 142 rotatably supported by the case body 25 of the crankcase 22 has a guide member 170 including support plates 170a and 170b facing the shaft support portions 144 and 145 provided integrally with the case body 25. The guide member 170 is integrally provided with support plates 170c and 170d that allow the rotary shaft 132 to rotate freely on both sides of the small diameter shaft portion 132a. That is, the guide member 170 is attached to the shaft member 142 in a state where the rotation around the axis line of the shaft member 142 and the movement in the axial direction are prevented.
[0113]
  A pinion 172 is fixed to the shaft member 142 between the support plates 170a and 170b of the guide member 170 by pins 171, for example. In addition, the restricting member 173 integrally including a restricting protrusion 173a that can selectively engage with the engaging portions 138, 139, 140, and 141 of the rotating shaft 132 moves in the direction along the axis of the rotating shaft 132. It is supported by the guide member 170 as possible, and the regulating member 173 is provided with a rack 174 that meshes with the pinion 172.
[0114]
  According to the seventh embodiment, it is possible to operate the regulating member 173 steplessly in the direction along the axis of the rotating shaft 132 by rotating the shaft member 142, and more engaging portions 138. By selectively engaging the restricting protrusion 173a with ~ 141, the compression ratio can be further subdivided and changed.
[0115]
  Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is.
[0116]
【The invention's effect】
  As described above, according to the first and third aspects of the invention, it is possible to drive the control rod while suppressing the occurrence of engine power loss as much as possible while avoiding enlargement of the engine and complication of the configuration. It becomes.
[0117]
  According to the second aspect of the present invention, the compression ratio can be further subdivided and changed by engaging the restricting protrusions with the respective step portions.
[0118]
  According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to operate the regulating member steplessly in the direction along the axis of the rotating shaft, and selectively engage the regulating protrusions with more engaging parts. By doing so, the compression ratio can be changed more finely.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an engine according to a first embodiment.
2 is a longitudinal sectional view of the engine and is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG. 1 in a light load state.
6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5 in a high load state.
FIG. 7 is a diagram simply showing the arrangement of a link mechanism.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the phase of the support shaft, the displacement, and the compression ratio.
FIG. 9 is a diagram sequentially illustrating the operating state of the link mechanism.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the indicated mean effective pressure and the indicated fuel consumption rate.
FIG. 11 is a front view of a locking member according to a second embodiment.
12 is a view taken in the direction of arrow 12 in FIG.
FIG. 13 is a front view of an essential part of an engine according to a third embodiment.
14 is a cross-sectional view taken along line 14-14 of FIG. 13 in a light engine load state.
15 is a cross-sectional view taken along line 15-15 in FIG.
16 is a cross-sectional view taken along line 16-16 in FIG.
FIG. 17 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 15 in a high engine load state.
18 is a cross-sectional view taken along line 18-18 in FIG.
FIG. 19 is a front view of main parts of an engine of a fourth embodiment.
20 is a cross-sectional view taken along line 20-20 in FIG.
21 is a cross-sectional view taken along line 21-21 of FIG. 20 in a light engine load state.
22 is a cross-sectional view taken along line 22-22 of FIG. 20 in a light engine load state.
23 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 21 in a high engine load state.
24 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 22 in a high engine load state.
FIG. 25 is a front view of an engine according to a fifth embodiment.
26 is a cross-sectional view taken along line 26-26 of FIG.
FIG. 27 is an enlarged view of a main part of FIG.
28 is a cross-sectional view taken along line 28-28 in FIG.
29 is a partially cutaway plan view taken along line 29-29 of FIG. 25 in a light load state.
30 is a diagram corresponding to FIG. 29 in a high load state.
31 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of one end portion of a rotating shaft in FIG. 26. FIG.
32 is a cross-sectional view taken along line 32-32 in FIG. 31. FIG.
FIG. 33 is a cross-sectional view showing the sixth embodiment and corresponding to FIG. 27 of the fifth embodiment.
34 is a cross-sectional view taken along line 34-34 in FIG. 33. FIG.
FIG. 35 is a cross-sectional view showing the seventh embodiment and corresponding to FIG. 27 of the fifth embodiment.
36 is a sectional view taken along line 36-36 in FIG. 35. FIG.
[Explanation of symbols]
21 ... Engine body
27 ... Crankshaft
34 ... Vaporizer
38 ... Piston
46 ... intake passage
61 ... support shaft
63 ... Piston pin
64 .. connecting rod
65 ... Crankpin
68 ... Sub rod
69 ... Control rod
73 ... Crank cap
81, 82, 113, 114 ... rotation axis
85, 86 ... one-way clutch
88, 115, 143a, 173a ... restricting protrusion
92, 116, 142 ... shaft member
93, 119, 121 ... Rocker member
93a, 93b, 119a, 119b, 121a, 121b, 138, 139, 140, 141 ... engaging portion
97 ... Actuator
98 ... casing
99 ... Diaphragm
102 ... Negative pressure chamber
103 ... Atmospheric pressure chamber
112a, 112b ... Stepped portion
143, 173 ... Regulating member
172 ... pinion
174 ... Rack

Claims (4)

一端部がピストンピン（６３）を介してピストン（３８）に連結されるコンロッド（６４）の他端部が、クランクシャフト（２７）のクランクピン（６５）半周に摺接するサブロッド（６８）の一端部に回動可能に連結され、前記クランクピン（６５）の残余の半周に摺接するクランクキャップ（７３）が前記サブロッド（６８）に締結され、前記サブロッド（６８）の他端部にコントロールロッド（６９）の一端部が回動可能に連結される圧縮比可変エンジンにおいて、一方向クラッチ（８５，８６）を介してエンジン本体（２１）に回動可能に軸支される回転軸（８１，８２；１１３，１１４）の偏心位置に設けられる支軸（６１）に前記コントロールロッド（６９）の他端部が回動可能に連結され、エンジン本体（２１）に取付けられた気化器（３４）内の吸気路（４６）に通じる負圧室（１０２）ならびに大気に開放した大気圧室（１０３）に両面を臨ませるダイヤフラム（９９）の周縁部がケーシング（９８）に挟持されて成るダイヤフラム式のアクチュエータ（９７）がエンジン本体（２１）に支持され、前記回転軸（８１，８２；１１３，１１４）にその周方向１箇所で半径方向外方に突出する規制突部（８８，１１５）が設けられ、前記回転軸（８１，８２；１１３，１１４）と直交する軸線を有してエンジン本体（２１）に設けられる軸部材（９２，１１６）に、前記規制突部（８８，１１５）に係合可能として位相をずらせた一対の係合部（９３ａ，９３ｂ；１１９ａ，１１９ｂ；１２１ａ，１２１ｂ）を有するとともに両係合部（９３ａ，９３ｂ；１１９ａ，１１９ｂ；１２１ａ，１２１ｂ）の一方を前記規制突部（８８，１１５）に係合させる方向にばね付勢されたロッカ部材（９３，１１９，１２１）が，前記軸部材（９２，１１６）の軸線まわりに揺動することを可能として装着され、前記アクチュエータ（９７）が、前記負圧室（１０２）の負圧増大に応じて前記ロッカ部材（９３，１１９，１２１）を前記ばね付勢方向とは逆方向に回動駆動するようにしてロッカ部材（９３，１１９，１２１）に連結されることを特徴とする圧縮比可変エンジン。  One end of the sub rod (68) whose one end is connected to the piston (38) via the piston pin (63) and the other end of the connecting rod (64) is in sliding contact with the crank pin (65) half circumference of the crank shaft (27). A crank cap (73) that is pivotally connected to the portion and is in sliding contact with the remaining half circumference of the crank pin (65) is fastened to the sub rod (68), and a control rod ( 69) In a variable compression ratio engine in which one end portion of the engine is rotatably connected, rotary shafts (81, 82) rotatably supported by the engine body (21) via a one-way clutch (85, 86). 113, 114) and the other end of the control rod (69) are rotatably connected to a support shaft (61) provided at an eccentric position, and attached to the engine body (21). The peripheral part of the diaphragm (99) facing both sides of the negative pressure chamber (102) leading to the intake passage (46) in the carburetor (34) and the atmospheric pressure chamber (103) opened to the atmosphere is sandwiched by the casing (98). A diaphragm-type actuator (97) is supported by the engine body (21), and a restricting protrusion (1) protrudes radially outward at one place in the circumferential direction on the rotating shaft (81, 82; 113, 114). 88, 115) are provided, and the shaft member (92, 116) provided on the engine body (21) having an axis perpendicular to the rotation shaft (81, 82; 113, 114) is provided on the restriction protrusion ( 88, 115) and a pair of engaging portions (93a, 93b; 119a, 119b; 121a, 121b) which are shifted in phase so that they can be engaged with each other, and both engaging portions (93a, 93b; 119a). 119b; 121a, 121b) is a rocker member (93, 119, 121) spring-biased in a direction to engage one of the restricting protrusions (88, 115) with the axis of the shaft member (92, 116). The actuator (97) is mounted so as to be able to swing around, and the rocker member (93, 119, 121) is moved in the spring biasing direction in response to an increase in the negative pressure in the negative pressure chamber (102). Is connected to a rocker member (93, 119, 121) so as to rotate in the opposite direction. 前記ロッカ部材（９３）の両係合部（９３ａ，９３ｂ）に、前記回転軸（８１，８２）の周方向に並ぶ複数の段部（１１２ａ，１１２ｂ）が、回転軸（８１，８２）の回転に応じて各段部（１１２ａ，１１２ｂ）を前記規制突部（８８）に順次係合させるようにして形成されることを特徴とする請求項１記載の圧縮比可変エンジン。  A plurality of step portions (112a, 112b) arranged in the circumferential direction of the rotating shaft (81, 82) are arranged on both engaging portions (93a, 93b) of the rocker member (93) of the rotating shaft (81, 82). The variable compression ratio engine according to claim 1, wherein the stepped parts (112a, 112b) are sequentially engaged with the restricting protrusions (88) according to rotation. 一端部がピストンピン（６３）を介してピストン（３８）に連結されるコンロッド（６４）の他端部が、クランクシャフト（２７）のクランクピン（６５）半周に摺接するサブロッド（６８）の一端部に回動可能に連結され、前記クランクピン（６５）の残余の半周に摺接するクランクキャップ（７３）が前記サブロッド（６８）に締結され、前記サブロッド（６８）の他端部にコントロールロッド（６９）の一端部が回動可能に連結される圧縮比可変エンジンにおいて、一方向クラッチ（１３７）を介してエンジン本体（２１）に回動可能に軸支される回転軸（１３２）の偏心位置に設けられる支軸（１３１）に前記コントロールロッド（６９）の他端部が回動可能に連結され、エンジン本体（２１）に取付けられた気化器（３４）内の吸気路（４６）に通じる負圧室（１０２）ならびに大気に開放した大気圧室（１０３）に両面を臨ませるダイヤフラム（９９）の周縁部がケーシング（９８）に挟持されて成るダイヤフラム式のアクチュエータ（９７）がエンジン本体（２１）に支持され、前記回転軸（１３２）にその軸方向複数箇所で相互に位相をずらせた係合部（１３８，１３９；１３８〜１４０；１３８〜１４１）が設けられ、前記回転軸（１３２）と直交する軸線を有してエンジン本体（２１）に支承される軸部材（１４２）に、複数の前記係合部（１３８，１３９；１３８〜１４０；１３８〜１４１）に択一的に係合可能とした規制突部（１４３ａ，１７３ａ）を有する規制部材（１４３，１７３）が、前記規制突部（１４３ａ，１７３）を前記軸部材（１４２）の軸線に直交する平面内で作動せしめることを可能として装着され、前記アクチュエータ（９７）が、前記規制部材（１４３，１７３）を前記平面内で駆動するようにして該規制部材（１４３，１７３）に連結されることを特徴とする圧縮比可変エンジン。  One end of the sub rod (68) whose one end is connected to the piston (38) via the piston pin (63) and the other end of the connecting rod (64) is in sliding contact with the crank pin (65) half circumference of the crank shaft (27). A crank cap (73) that is pivotally connected to the portion and is in sliding contact with the remaining half circumference of the crank pin (65) is fastened to the sub rod (68), and a control rod ( 69) In the variable compression ratio engine in which one end of the rotary shaft is rotatably connected, the eccentric position of the rotary shaft (132) rotatably supported by the engine body (21) via the one-way clutch (137). The other end of the control rod (69) is rotatably connected to a support shaft (131) provided on the engine, and the suction in a carburetor (34) attached to the engine body (21). Diaphragm type actuators in which the peripheral part of the diaphragm (99) facing both sides of the negative pressure chamber (102) leading to the passage (46) and the atmospheric pressure chamber (103) opened to the atmosphere is sandwiched by the casing (98) ( 97) is supported by the engine body (21), and the rotating shaft (132) is provided with engaging portions (138, 139; 138 to 140; 138 to 141) whose phases are mutually shifted at a plurality of positions in the axial direction. A plurality of the engaging portions (138, 139; 138 to 140; 138 to 141) are mounted on a shaft member (142) supported on the engine body (21) with an axis orthogonal to the rotation shaft (132). The restricting members (143, 173) having restricting protrusions (143a, 173a) that can be selectively engaged with the restricting protrusions (143a, 173) of the shaft member (142). The actuator (97) is mounted on the regulating member (143, 173) so as to drive the regulating member (143, 173) in the plane. A compression ratio variable engine characterized by being connected. 前記アクチュエータ（９７）で回動駆動される前記軸部材（１４２）が軸線まわりの回動を可能として前記エンジン本体（２１）に支承され、前記回転軸（１３２）の軸線に沿う方向への移動を可能とした前記規制部材（１７３）に、前記軸部材（１４２）に固設されるピニオン（１７２）に噛合するラック（１７４）が設けられることを特徴とする請求項３記載の圧縮比可変エンジン。  The shaft member (142) that is rotationally driven by the actuator (97) is supported by the engine body (21) so as to be able to rotate about an axis, and moves in a direction along the axis of the rotary shaft (132). The variable compression ratio according to claim 3, wherein a rack (174) that meshes with a pinion (172) fixed to the shaft member (142) is provided on the regulating member (173) that enables the shaft. engine.
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