TWM558292U - 可變壓縮比/可變容積裝置 - Google Patents

Abstract

一種可變壓縮比/可變容積裝置，包含一驅動件、一第一偏心單元、一第二偏心單元、一輸出單元，一內齒環件及一調整定位單元。該驅動件啟動時，透過該第一偏心單元與該第二偏心單元所產生的累加偏心量，以及利用操作該調整定位單元，使得該內齒環件產生轉動，可達到調整該輸出單元之一輸出部的移動行程，即可達到改變壓縮比或改變容積之目的。

Description

可變壓縮比/可變容積裝置

本新型是有關於一種內燃機，特別是指一種可變壓縮比/可變容積裝置。

如台灣證書號數第I568924號專利所公開之一種可變長度連桿及可變壓縮比之內燃機，主要是在一連桿體其中一端設有一偏心構件，利用該偏心構件轉動，可以改變連桿體的有效長度，藉此可以調整活塞的反復移動行程。

雖然利用上述結構可改變連桿體的長度，且可改變壓縮比，但是其只能利用該偏心構件在一定的偏心量產生相當有限的行程調整量，無法迎合需要較大行程變化的內燃機需求。

因此，本新型之目的，即在提供一種利用兩次偏心可累加偏心量且可調整壓縮行程之可變壓縮比/可變容積裝置。

於是，本新型可變壓縮比/可變容積裝置，包含一驅動件、一第一偏心單元、一第二偏心單元、一輸出單元，一內齒環件及一調整定位單元。該驅動件包括一沿一主軸線延伸且可輸出轉動動力的出力軸，該第一偏心單元包括一固設於該出力軸的第一輪體，以及一連接於該第一輪體且相對於該第一輪體呈偏心設置的連動軸桿，該連動軸桿沿一第一軸線延伸，該第一軸線與該主軸線平行且間隔設置，該第二偏心單元包括一可轉動地套設於該連動軸桿的第二輪體，以及一連接於該第二輪體且相對於該第二輪體呈偏心設置的齒輪，該第二輪體具有一圍繞一第二軸線所形成的外周面，該第二軸線與該第一軸線平行且間隔設置，該輸出單元具有一可轉動地套設於該第二偏心單元之第二輪體上的套環部，以及一相反於該套環部的輸出部，該輸出部可沿一垂直於該主軸線的徑向產生線性反復位移，該內齒環件可相對於該驅動件產生定位且用於支撐該齒輪，並具有一圍繞一中心線且可界定出一內孔的內環面，以及多數圍繞該中心線間隔設置且環設於該內環面的內環齒，該齒輪嚙合於該等內環齒，且可沿該等內環齒產生旋動，該調整定位單元設置於該內齒環件一側，且可使該內齒環件以該中心線為轉動中心產生轉動，該內齒環件轉動時，該等內環齒掣動該齒輪，且使該第二輪體以該第一軸線為轉動中心相對於該第一偏心單元轉動，可調整該第一、二偏心單元的累加偏心量，轉動後的內齒環件相對於該驅動件產生定位。

本新型之功效在於：利用該第一偏心單元與該第二偏心單元產生兩次偏心作用，可累加偏心量，整體結構簡單、製造組配容易，且增加可調整的壓縮行程範圍。

在本新型被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1至圖3，本新型可變壓縮比/可變容積裝置之一第一實施例，包含一機座10、一安裝於該機座10的缸座20、一鎖固於該機座10的驅動件30、一受該驅動件30驅動的第一偏心單元40、一受該第一偏心單元40連動的第二偏心單元50、一樞接於該第二偏心單元50的輸出單元60、一設置於該第二偏心單元50一側的內齒環件70及一相鄰於該內齒環件70的調整定位單元80。

該機座10具有一頂壁11，以及一由該頂壁11周緣向下延伸而成的周壁12，該頂壁11與該周壁12共同界定出一容納空間13。

該缸座20鎖固於該頂壁11且相對於該驅動件30產生定位，並具有一與該容納空間13相連通的缸室21。

本實施例的驅動件30為馬達，並鎖固於該機座10的周壁12其中一側，且包括一沿一主軸線L0延伸且可輸出轉動動力的出力軸31。

該第一偏心單元40包括一固設於該出力軸31的第一輪體41，以及一連接於該第一輪體41且相對於該第一輪體41呈偏心設置的連動軸桿42，該連動軸桿42沿一第一軸線L1延伸，該第一軸線L1與該主軸線L0平行且間隔設置。該第一軸線L1與該主軸線L0之間形成有一第一偏心量e1(eccentric)。

該第二偏心單元50包括一可轉動地套設於該連動軸桿42的第二輪體51、一連接於該第二輪體51且相對於該第二輪體51呈偏心設置的齒輪52，以及二供該第二輪體51相對於該連動軸桿42產生順暢轉動的軸承53。該第二輪體51具有一沿該第一軸線L1設置且供安裝該等軸承53的軸孔511，以及一圍繞一第二軸線L2所形成的外周面512，該第二軸線L2與該第一軸線L1平行且間隔設置，該第二軸線L2與該第一軸線L1之間形成有一第二偏心量e2。該齒輪52沿一輪心軸線L3延伸，該輪心軸線L3與該第一軸線L1位於同一直線上。

該輸出單元60為活塞桿，並具有一可轉動地套設於該第二偏心單元50之第二輪體51上的套環部61、一相反於該套環部61的輸出部62，以及二安裝於該套環部61與該第二輪體51的外周面512之間的軸承63，該輸出部62可沿一垂直於該主軸線L0且沿該缸室21的軸向產生線性反復位移。該等軸承63提供該環套部61相對於該第二輪體51產生順暢轉動。

該內齒環件70被該調整定位單元80限位可相對於該驅動件30產生定位且用於支撐該齒輪52，該內齒環件70具有一第一側面71、一相反於該第一側面71的第二側面72、一圍繞一中心線L0’且可界定出一內孔731的內環面73、多數圍繞該中心線L0’間隔設置且環設於該內環面73的內環齒74，以及多數圍繞該中心線L0’呈間隔設置且由該第一側面71朝該第二側面72凹設的卡孔75，該齒輪52嚙合於該等內環齒74，且可沿該內環面73產生旋動。本實施例中，該內齒環件70的中心線L0’與該出力軸31的主軸線L0位於同一直線上。本實施例中，該等卡孔75的數量為12個，每兩個卡孔75之間相隔30度。

本實施例的調整定位單元80為手動操作結構，該調整定位單元80鎖固於該機座10的容納空間13中且設置於該內齒環件70一側，且可使該內齒環件70以該中心線L0’為轉動中心產生轉動，該調整定位單元80具有一鎖固於該周壁12相對於該驅動件30產生定位的定位座81，以及一螺鎖於該定位座81的卡制件82，該定位座81具有一定位板811、一沿該主軸線L0(暨該中心線L0’)固設於該定位板811一側且呈C形的箍板812，以及一相反於該定位板811且固設於該箍板812另一側的限位板813，該定位板811具有一相對於該主軸線L0(暨該中心線L0’)呈偏心設置且可對應於任一卡孔75的螺孔814，該箍板12可界定出一容槽815，該限位板813具有一沿該主軸線L0(暨該中心線L0’)設置且供該齒輪52穿設的穿孔816。該卡制件82呈螺栓狀，且可調整地螺鎖於該螺孔814中，操作該卡制件82可相對於其中一個卡孔75產生卡制或脫離，該卡制件82相對於其中一個卡孔75產生卡制時，該內齒環件70相對於該定位座81產生定位，該卡制件82相對於其中一個卡孔75脫離時，該內齒環件70可以該主軸線L0(暨該中心線L0’)為轉動中心相對於該定位座81產生轉動。

利用上述構件所組成的整體的結構特徵，本新型的往復操作動作說明如下：

如圖4及圖10的實線曲線所示，顯示該輸出單元60具有最大壓縮比且該輸出部62位於一上死點，此時，該第一軸線L1與該主軸線L0之間所形成的第一偏心量e1，以及該第二軸線L2與該第一軸線L1之間所形成的第二偏心量e2的總和值最大，該第二軸線L2位於該第一軸線L1的正上方，該第一軸線L1位於該主軸線L0的正上方，該第二軸線L2、該第一軸線L1與該主軸線L0位於一基準線L上，在此狀態下，定義該內齒環件70呈一歸零位置。

再如圖1、圖2、圖5及圖10的實線曲線所示，當啟動該驅動件30，且使該出力軸31帶動該第一偏心單元40轉動時，該連動軸桿42會以該主軸線L0為轉動中心產生轉動，利用該連動軸桿42與該第二輪體51之軸孔511的套接關係，以及該齒輪52嚙合於該內齒環件70之內環齒74的作用，在該第二輪體51在被該連動軸桿42帶動且以該主軸線L0為旋轉中心產生旋轉(公轉)的同時，該第二偏心單元50整體也會以該齒輪52的輪心軸線L3(暨該第一軸線L1)產生自轉。當該驅動件30的出力軸31持續轉動時，該第二輪體51可連動該輸出單元60的輸出部62沿該缸室21軸向產生線性反復位移，且達到預期的工作目的。而圖5中的輸出部62位置，是對應於圖10實線曲線的下死點。

本新型調整壓縮比的操作及運轉狀態說明如下：

如圖4所示，顯示該內齒環件70在歸零位置。

再如圖7所示且配合參閱圖2與圖3，相較於圖4，當旋鬆該卡制件82，且使卡制件82與該等卡孔75分離時，可操作該內齒環件70朝圖7的逆時針方向轉動30度，利用該等內環齒74的旋動可掣動該齒輪52以自身的輪心軸線L3為轉動中心產生轉動，且該第二輪體51隨即以第一軸線L1為旋轉中心朝圖7的左側(逆時針方向)旋動，且使得該第二軸線L2垂直於該基準線L的一個落點P與該第一軸線L1之間所產生的距離，小於該第二軸線L2與該第一軸線L1之間所形成的第二偏心量e2，即可使該輸出單元60的壓縮比變小。調整後再操作該卡制件82嵌套於所對應的卡孔75中時，可使該內齒環件70相對於該定位座81產生定位。

又如圖8所示，相較於圖4，當操作該內齒環件70朝圖8的逆時針方向轉動60度，則如上述圖7相同的運作關係，該第二軸線L2垂直於該基準線L的一個落點P，位於該主軸線L0與該第一軸線L1之間，即可使該輸出單元60的壓縮比變得比圖7更小。

又再如圖9所示，相較於圖4，當操作該內齒環件70朝圖9的逆時針方向轉動90度，則如圖7相同的運作關係，該第二軸線L2正落於該基準線L上，該第二軸線L2位於該主軸線L0與該第一軸線L1之間，即可使該輸出單元60的壓縮比變得最小。再如圖10的虛線曲線所示，當啟動該驅動件30時，該輸出部62的上、下死點之間具有最小的壓縮行程。

且如圖6所示並配合參閱圖1、圖2，即使該內齒環件70轉動15度的狀態，且使該卡制件82位於兩個卡孔75之間，利用該卡制件82對該內齒環件70的第一側面71的迫壓力也可使該內齒環件70相對於該定位座81產生定位。但若為了增加定位效果，也可將卡孔75的數量增加至24個，使得每兩個卡孔75之間相隔15度(圖未示)。

因此，本新型利用該第一偏心單元40、該第二偏心單元50、該內齒環件70與該調整定位單元80的配合，當操作該內齒環件70轉動時，利用該等內環齒74掣動該齒輪52，且使該第二輪體51以該第一軸線L1為轉動中心相對於該第一偏心單元40轉動，即可調整該第一偏心單元40與該該第二偏心單元50的累加偏心量，且利用該調整定位單元80可使轉動後的內齒環件70相對於該定位座81(驅動件30)產生定位，以利於該輸出單元60可正常地進行壓縮運轉。

如圖11及圖12，本新型第二實施例與該第一實施例大致相同，其差異處僅在於：該內齒環件70’還具有一圍繞該中心線L0’(暨主軸線L0)且相反於該內環面73’的外環面76’，以及多數設置於該外環面76’且圍繞該中心線L0’排列的蝸輪齒77’，該調整定位單元80’採用電動控制，並具有一相對於該驅動件30產生定位且鎖固於該機座10上的定位座81’、一可轉動地軸設於該定位座81’的蝸桿82’，以及一安裝於該定位座81’且可驅動該蝸桿82’轉動的調整馬達83’，該定位座81’具有一供該內齒環件70’可轉動地套設的容槽815’，且部分蝸輪齒77’與該蝸桿82’產生嚙合。

當啟動該調整馬達83’，可透過該蝸桿82’帶動該內齒環件70’以該中心線L0’(主軸線L0)為轉動中心產生轉動。且可產生無段調整壓縮比之效果。

綜上所述，本新型可變壓縮比/可變容積裝置，整體結構簡單，製造組配容易，確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧機座
11‧‧‧頂壁
12‧‧‧周壁
13‧‧‧容納空間
20‧‧‧缸座
21‧‧‧缸室
30‧‧‧驅動件
31‧‧‧出力軸
40‧‧‧第一偏心單元
41‧‧‧第一輪體
42‧‧‧連動軸桿
50‧‧‧第二偏心單元
51‧‧‧第二輪體
511‧‧‧軸孔
512‧‧‧外周面
52‧‧‧齒輪
53‧‧‧軸承軸線
60‧‧‧輸出單元
61‧‧‧套環部
62‧‧‧輸出部
63‧‧‧軸承
70‧‧‧內齒環件
71‧‧‧第一側面
72‧‧‧第二側面
731‧‧‧內孔
73‧‧‧內環面
74‧‧‧內環齒
75‧‧‧卡孔
80‧‧‧調整定位單元
81‧‧‧定位座
811‧‧‧定位板
812‧‧‧箍板
813‧‧‧限位板
814‧‧‧螺孔
815‧‧‧容槽
816‧‧‧穿孔
82‧‧‧卡制件
L0‧‧‧主軸線
L1‧‧‧第一軸線
L2‧‧‧第二軸線
L3‧‧‧輪心軸線
L0’‧‧‧中心線
L‧‧‧基準線
e1‧‧‧第一偏心量
e2‧‧‧第二偏心量
70’‧‧‧內齒環件
73’‧‧‧內環面
76’‧‧‧外環面
77’‧‧‧蝸輪齒
80’‧‧‧調整定位單元
81’‧‧‧定位座
815’‧‧‧容槽
82’‧‧‧蝸桿
83’‧‧‧調整馬達

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本新型可變壓縮比/可變容積裝置一第一實施例的一立體分解圖； 圖2是該第一實施例的一組合剖面圖； 圖3是該實施例之一不完整的平面分解圖，說明一第一偏心單元、一第二偏心單元與一內齒環件； 圖4是沿圖2中之線Ⅳ-Ⅳ的一剖面圖，說明一輸出單元具有最大壓縮比且一輸出部位於一上死點； 圖5是第一該實施例之一運轉動作示意圖，說明該輸出單元具有最大壓縮比且輸出部位於一下死點； 圖6是類似於圖4之一調整壓縮比的操作示意圖，說明逆時針轉動該內齒環件15度可使該輸出單元的壓縮比變小； 圖7是類似於圖4之另一調整壓縮比的操作示意圖，說明逆時針轉動該內齒環件30度可使該輸出單元的壓縮比變小； 圖8是類似於圖4之又一調整壓縮比的操作示意圖，說明逆時針轉動該內齒環件60度可使該輸出單元的壓縮比變小； 圖9是類似於圖4之又再一調整壓縮比的操作示意圖，說明逆時針轉動該內齒環件90度可使該輸出單元具有最小壓縮比； 圖10是第一該實施例之輸出單元在最大壓縮比與最小壓縮比的運轉軌跡比較表； 圖11是本新型可變壓縮比/可變容積裝置一第二實施例的一立體分解圖；及 圖12是該第二實施例的一組合剖面圖。

Claims (9)

1. 一種可變壓縮比/可變容積裝置，包含： 一驅動件，包括一沿一主軸線延伸且可輸出轉動動力的出力軸； 一第一偏心單元，包括一固設於該出力軸的第一輪體，以及一連接於該第一輪體且相對於該第一輪體呈偏心設置的連動軸桿，該連動軸桿沿一第一軸線延伸，該第一軸線與該主軸線平行且間隔設置； 一第二偏心單元，包括一可轉動地套設於該連動軸桿的第二輪體，以及一連接於該第二輪體且相對於該第二輪體呈偏心設置的齒輪，該第二輪體具有一圍繞一第二軸線所形成的外周面，該第二軸線與該第一軸線平行且間隔設置； 一輸出單元，具有一可轉動地套設於該第二偏心單元之第二輪體上的套環部，以及一相反於該套環部的輸出部，該輸出部可沿一垂直於該主軸線的徑向產生線性反復位移； 一內齒環件，可相對於該驅動件產生定位且用於支撐該齒輪，並具有一圍繞一中心線且可界定出一內孔的內環面，以及多數圍繞該中心線間隔設置且環設於該內環面的內環齒，該齒輪嚙合於該等內環齒，且可沿該內環面產生旋動；及 一調整定位單元，設置於該內齒環件一側，且可使該內齒環件以該中心線為轉動中心產生轉動，該內齒環件轉動時，該等內環齒掣動該齒輪，且使該第二輪體以該第一軸線為轉動中心相對於該第一偏心單元轉動，可調整該第一、二偏心單元的累加偏心量，轉動後的內齒環件相對於該驅動件產生定位。
2. 如請求項1所述的可變壓縮比/可變容積裝置，其中，該調整定位單元具有一相對於該驅動件產生定位的定位座，以及一安裝於該定位座的卡制件，該定位座具有一供該內齒環件可轉動地套設的容槽，該內齒環件具有一第一側面、一沿該主軸線相反於該第一側面的第二側面，以及多數圍繞該主軸線間隔設置且由該第一側面朝該第二側面凹設的卡孔，該卡制件可相對於其中一個卡孔產生卡制或脫離，該卡制件相對於其中一個卡孔產生卡制時，該內齒環件相對於該定位座產生定位，該卡制件相對於其中一個卡孔脫離時，該內齒環件可以該主軸線為轉動中心相對於該定位座產生轉動。
3. 如請求項2所述的可變壓縮比/可變容積裝置，其中，該調整定位單元的定位座具有一定位板、一沿該主軸線固設於該定位板一側且呈C形的箍板，以及一相反於該定位板且固設於該箍板另一側的限位板，該定位板具有一相對於該主軸線呈偏心設置且可對應於任一卡孔的螺孔，該箍板可界定出該容槽，該限位板具有一沿該主軸線設置且供該齒輪穿設的穿孔，該卡制件呈螺栓狀，且可調整地螺鎖於該螺孔中。
4. 如請求項1所述的可變壓縮比/可變容積裝置，其中，該第二偏心單元的第二輪體具有一沿該第一軸線設置的軸孔，該第二偏心單元還具有至少一安裝於該軸孔中且供該第二輪體相對於該連動軸桿順暢轉動的軸承。
5. 如請求項1所述的可變壓縮比/可變容積裝置，還包含一相對於該驅動件產生定位且可界定出一缸室的缸座，該輸出單元為活塞桿，該輸出部可沿該缸室產生往復位移。
6. 如請求項5所述的可變壓縮比/可變容積裝置，其中，該輸出單元還具有至少一安裝於該套環部與該第二輪體之間的軸承。
7. 如請求項1所述的可變壓縮比/可變容積裝置，其中，該調整定位單元具有一相對於該驅動件產生定位的定位座、一可轉動地軸設於該定位座的蝸桿，以及一安裝於該定位座且可驅動該蝸桿轉動的調整馬達，該定位座具有一供該內齒環件可轉動地套設的容槽，該內齒環件還具有一圍繞該主軸線且相反於該內環面的外環面，以及多數設置於該外環面且圍繞該主軸線排列的蝸輪齒，且部分蝸輪齒與該蝸桿產生嚙合，啟動該調整馬達，可透過該蝸桿帶動該內齒環件以該主軸線為轉動中心產生轉動。
8. 如請求項1所述的可變壓縮比/可變容積裝置，其中，該內齒環件的中心線與該出力軸的主軸線位於同一直線上。
9. 如請求項1所述的可變壓縮比/可變容積裝置，其中，該第二偏心單元的齒輪沿一輪心軸線延伸，該輪心軸線與該第一軸線位於同一直線上。