JP2008088953A - ストローク特性可変エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 ピストンの移動ストロークを可変とするとストローク特性可変エンジンにおいて、その可変量を自由の設定できるようにした。
【解決手段】 ベーン式油圧アクチュエータＡＣと、ストローク可変リンク機構ＬＶを作動するコントロール軸６５との間に遊星ギヤ機構ＰＬを連結して、アクチュエータＡＣによりコントロール軸６５を変速駆動する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、ストローク特性可変エンジン、特に、そのストローク可変リンク機構を作動するコントロール軸を、これと同軸上に設けられるベーン式油圧アクチュエータにより駆動するようにしたものの改良に関する。

従来、ピストンのピストンピンに一端を連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に連結され、かつクランク軸のクランクピンに連結されたロアリンクと、そのロアーリンクに一端が連結され、他端がコントロール軸に揺動可能に連結されたコントロールリンクよりなる、ストローク可変リンク機構を備え、前記コントロール軸に設けたベーン式アクチュエータの駆動により、ピストンの移動ストロークを可変とするストローク特性可変エンジンは公知である。（後記特許文献参照）。
特開２００６−１７７１９２号公報

ところで、かかる従来のストローク特性可変エンジンは、ベーン式アクチュエータとコントロール軸とが同軸上で連結されているので、構造の簡素化とコンパクト化が可能となると共に応答性がよいという利点を有しているが、このものでは、ベーン式油圧アクチュエータの駆動軸とコントロール軸とが直結されているため、コントロール軸の回転範囲が、ベーン式油圧アクチュエータの回転角により制限されてしまい、所望のストローク可変量が得られないという問題がある。

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、ベーン式油圧アクチュエータのベーン軸とコントロール軸とを同軸上に配置しながら、コントロール軸の回転範囲を自由に設定でき、これにより、ストローク可変量を自由に設定できるようにして前記問題を解決した、新規なストローク特性可変エンジンを提供することを主な目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ピストンとクランク軸とを、ストローク可変リンク機構を介してコントロール軸に連結し、このコントロール軸をベーン式油圧アクチュエータにより駆動して前記ストローク可変リンク機構を作動し、ピストンの移動ストロークを可変とする、ストローク特性可変エンジンにおいて、
前記ベーン式油圧アクチュエータと、前記コントロール軸とを同軸上に設け、それらを遊星ギヤ機構を介して連結したことを特徴としている。

上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、前記請求項１のものにおいて、前記遊星ギヤ機構を、エンジン本体と前記ベーン式アクチュエータとの間に配置し、遊星ギヤ機構のリングギヤをエンジン本体に固定し、そのキャリアを前記アクチュエータのベーン軸に一体に設け、そのサンギヤを前記コントロール軸に一体に設けたことを特徴としている。

上記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、前記請求項１のものにおいて、前記遊星ギヤ機構を、エンジン本体と前記ベーン式アクチュエータとの間に配置し、遊星ギヤ機構のキャリアをエンジン本体に固定し、そのリングギヤを前記アクチュエータのベーン軸に一体に設け、そのサンギヤを前記コントロール軸に一体に設けたことを特徴としている。

上記目的を達成するために、請求項４記載の発明は、前記請求項１のものにおいて、前記ベーン式油圧アクチュエータと前記遊星ギヤ機構を、前記コントロール軸と直交する同一平面内に配置したことを特徴としている。

上記目的を達成するために、請求項５記載の発明は、前記請求項４のものにおいて、前記遊星ギヤ機構のサンギヤを前記コントロール軸の外周面に形成し、そのリングギヤの外周面に前記ベーン式アクチュエータのベーンを形成し、そのキャリアをエンジン本体に固定したことを特徴としている。

前記請求項１の発明によれば、ベーン式油圧アクチュエータとコントロール軸とを遊星ギヤ機構を介して連結したので、前記アクチュエータのベーン室の大きさに影響を受けることなく、コントロール軸の回転範囲を設定することができ、これによりストローク可変リンク機構の可変量を自由に設定することができる。

また、前記請求項２の発明によれば、遊星ギヤ機構のリングギヤをエンジン本体に固定したので、エンジン本体の剛性を高めて、アクチュエータの取付面剛性を大幅に向上させることができ、しかもエンジン本体の大型化を抑制することができる。

また、前記請求項３の発明によれば、遊星ギヤ機構のキャリアをエンジン本体に固定したので、エンジン本体の剛性を高めて、アクチュエータの取付面剛性を大幅に向上させることができ、しかもエンジン本体の大型化を抑制することができる。

さらに、前記請求項４の発明によれば、ベーン式油圧アクチュエータと遊星ギヤ機構を、コントロール軸と直交する同一平面内に配置したので、コントロール軸の軸方向にコンパクト化が可能になる。

さらにまた、前記請求項５の発明によれば、サンギヤをコントロール軸の外周面に形成し、リングギヤの外周面にベーン式アクチュエータのベーンを形成したので、エンジン本体の一層のコンパクト化と軽量化が可能になる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。

まず、図１〜１１を参照して本発明の第１実施例について説明する。

図１は、ストローク特性可変エンジンの概略全体斜視図、図２は、図１の２矢視図、図３は、図１の３−３線に沿う断面図（高圧縮比状態）、図４は、図１の４−４線に沿う断面図（低圧縮比状態）、図５は、図２の５−５線に沿う断面図、図６は、図５の６−６線に沿う横断面図、図７は、図５の７−７線に沿う拡大縦面図、図８は、図３の８−８線に沿う断面図、図９は、図５の９−９線に沿う断面図、図１０は、ベーン式油圧アクチュエータのおよびコントロール軸の分解斜視図、図１１は、ベーン式油圧アクチュエータの制御系の油圧回路図である。

図１〜４において、本発明にかかるストローク特性可変エンジンＥは、自動車用であって、図示しない、自動車のエンジンルーム内に横置き（そのクランク軸３０が自動車の進行方向に対して横方向配置）に搭載される。このエンジンＥが自動車に搭載されるとき、図２に示すように、若干後傾状態、すなわち、そのシリンダ軸線Ｌ−Ｌが鉛直線Ｖ−Ｖに対して若干後方に傾斜している。

また、このストローク特性可変エンジンＥは、直列４気筒のＯＨＣ型４サイクルエンジンであって、そのエンジン本体１は、４つのシリンダ５が横方向に並列して設けられるシリンダブロック２と、このシリンダブロック２のデッキ面上にガスケット６を介して一体に結合されるシリンダヘッド３と、前記シリンダブロック２の下部に一体に形成したアッパブロック４０（上部クランクケース）と、その下面に一体に結合されるロアブロック４１（下部クランクケース）とを備えており、アッパブロック４０とロアブロック４１とでクランクケース４が形成される。前記シリンダヘッド３の上面には、シール材８を介してヘッドカバー９が一体に被冠され、また、前記ロアブロック４１（下部クランクケース）の下面には、オイルパン１０が一体に結合されている。

シリンダブロック２の４つのシリンダ５には、それぞれピストン１１が摺動可能に嵌合されており、それらのピストン１１の頂面に対面するシリンダヘッド３の下面には、４つの燃焼室１２と、それらの燃焼室１２に連通する吸気ポート１４と排気ポート１５とが形成されており、吸気ポート１４には吸気弁１６が、また排気ポート１５には排気弁１７がそれぞれ開閉可能に設けられる。また、シリンダヘッド３上には、前記吸気弁１６と排気弁１７とを開閉する動弁機構１８が設けられる。この動弁機構１８は、シリンダヘッド３に回転自在に支持される吸気側カム軸２０および排気側カム軸２１と、シリンダヘッド３に設けた吸気側および排気側ロッカ軸２２，２３にそれぞれ揺動可能に軸支されて前記吸気側および排気側カム軸２０，２１と吸気弁１６および排気弁１７間を連接する吸気側および排気側ロッカアーム２４，２５とを備えており、吸気側および排気側カム軸２０，２１の回転によれば、弁バネ２６，２７の閉弁力に抗して吸気側および排気側ロッカアーム２４，２５を揺動して吸気弁１６および排気弁１７を所定のタイミングをもって開閉作動することができる。

図２に示すように、吸気側および排気側カム軸２０，２１は、従来公知の調時伝動機構２８を介して後述するクランク軸３０に連動されており、クランク軸３０の回転によれば、その１／２の回転速度で駆動されるようになっている。そして、前記動弁機構１８は、シリンダヘッド３上に一体に被冠されるヘッドカバー９により被覆される。また、シリンダヘッド３には、４つのシリンダに対応して円筒状のプラグ挿通筒３１が設けられ、このプラグ挿通筒３１内に点火プラグ３２が挿着される。

前記調時伝動機構２８は、エンジン本体１のクランク軸方向端面に固定されるチエンケース２９により覆われる。４つのシリンダ５に対応する複数の吸気ポート１４は、エンジン本体１の前面、すなわち車両の前方側に向けて開口されており、そこに吸気系ＩＮの吸気マニホールド３４が接続されている。この吸気系ＩＮは従来公知の構造を備えるので、その詳細な説明を省略する。

また、４つのシリンダ５に対応する複数の排気ポート１５は、エンジン本体１の後面、すなわち車両の後方側に向けて開口されており、そこに排気系ＥＸの排気マニホールド３５が接続されている。この排気系ＥＸは従来公知の構造を備えるので、その詳細な説明を省略する。

図３，４に示すように、シリンダブロック２下部のアッパブロック４０（上部クランクケース）と、ロアブロック４１（下部クランクケース）よりなるクランクケース４は、シリンダブロック２のシリンダ５の部分よりも前方（車両前方）側に張出しており、この張出し部３６のクランク室ＣＣ内には、ピストン１１の移動ストロークを可変とする、ストローク可変リンク機構ＬＶ（後述）が設けられ、またエンジン本体１の外部には、それを駆動する、ベーン式油圧アクチュエータＡＣ（後述）が設けられ、このアクチュエータＡＣは、クランク軸３０よりも下方に配置されている。

図３〜５に示すように、シリンダブロック２の下部に一体に形成されるアッパブロック４０下面には、ロアブロック４１が複数の連結ボルト４２をもって固定されている。アッパブロック４０と、ロアブロック４１との合わせ面に形成される複数のジャーナル軸受部４３にはクランク軸３０のジャーナル軸３０Ｊが回転自在に支承される（図８参照）。

図５に示すように、前記ロアブロック４１は、平面視四角な閉断面構造に鋳造成形されており、その左、右端部には端部軸受部材５０，５１が、またその中間部には、左、右中間軸受部材５２，５３が、さらにその中央には中央軸受部材５４が設けられており、これらの軸受部材５０〜５４によってクランク軸３０のジャーナル軸３０Ｊが支承される。

つぎに、図３，４に戻って、ピストン１１の上死点・下死点位置を変えて圧縮比を高圧縮比と低圧縮比との間にわたって変更する、ストローク可変リンク機構ＬＶの構造について説明すると、前述のようにアッパブロック４０とロアブロック４１との合わせ面に回転自在に支承されるクランク軸３０の複数のクランクピン３０Ｐには、三角形状のロアリンク６０の中間部がそれぞれ揺動自在に枢支連結される。それらのロアリンク６０の一端（上端）には、ピストン１１のピストンピン１３に枢支連結されるアッパリンク( コンロッド) ６１の下端（大端部）が第１連結ピン６２を介して枢支連結され、各ロアリンク６０の他端（下端）に第２連結ピン６４を介してコントロールリンク６３の上端が枢支連結される。このコントロールリンク６３は下方に延びて、その下端には、クランク状のコントロール軸６５（後に詳述）の偏心ピン６５Ｐが枢支連結されている。コントロール軸６５には、これと同軸上にベーン式油圧アクチュエータＡＣ（後に詳述）が一体に連結され、コントロール軸６５は、このベーン式油圧アクチュエータＡＣの駆動により、所定角度の範囲で揺動駆動され、これによる偏心ピン６５Ｐの位相変移により、コントロールリンク６３が揺動駆動される。具体的には、コントロール軸６５は、図３に示す第１の位置（偏心ピン６５Ｐが下方位置）と、図４に示す第２の位置（偏心ピン６５Ｐが上方位置）との間で揺動可能である。図３に示す第１の位置では、コントロール軸６６の偏心ピン６５Ｐが下方に位置しているため、コントロールリンク６３は引き下げられてロアリンク６０はクランク軸３０のクランクピン３０Ｐ回りに時計方向に揺動し、アッパリンク６１が押し上げられてピストン１１の位置がシリンダ５に対して高い位置となり、エンジンＥは高圧縮比状態となる。また、図４に示す第２位置では、コントロール軸６５の偏心ピン６５Ｐが上方に位置（前記第１の位置よりも高位置）しているため、コントロールリンク６３は押し上げられてロアリンク６０はクランク軸３０のクランクピン３０Ｐ回りに反時計方向に揺動し、アッパリンク６１が押し下げられてピストン１１の位置がシリンダ５に対して低い位置となり、エンジンＥは低圧縮比状態となる。以上のように、コントロール軸６５の回動制御により、コントロールリンク６３が揺動し、ロアーリンク６０の運動拘束条件が変化してピストン１１の上死点位置を含むストローク特性が変化することで、エンジンＥの圧縮比を任意に制御することが可能になる。

しかして、前述のアッパリンク６１、第１連結ピン６２、ロアリンク６０、第２連結ピン６４およびコントロールリンク６３は、ストローク可変リンク機構ＬＶを構成している。

図９，１０に示すように、前記コントロールリンク６３に連結されてストローク可変リンク機構ＬＶを作動するコントロール軸６５は、クランク軸３０と同じく、複数のジャーナル軸６５Ｊと偏心ピン６５Ｐとがアーム６５Ａを介して交互に連結されてクランク状に形成されている。そして、このコントロール軸６５は、その一端に、後述するベーン式油圧アクチュエータＡＣが遊星ギヤ機構ＰＬを介して同軸上に連結され、このアクチュエータＡＣにより所定の角度範囲で往復駆動される。コントロール軸６５は、クランク軸３０と平行に配置されており、そのクランク軸３０の下方で、ロアブロック４１と、その下面に複数の連結ボルト６８で固定される軸受ブロック７０との間に回転自在に支承される。

前記コントロール軸６５を支持する軸受ブロック７０は、コントロール軸６５の軸方向に延長される連結部材７１と、この連結部材７１にその長手方向に間隔をあけて一体に起立結合される複数の軸受壁７２とを備えて高い剛性を確保すべくブロック状に鋳造成形されており、前記複数の軸受壁７２の上面と、ロアブロック４０の前記軸受部材５０〜５４より延長される軸受壁５０ａ〜５４ａの下面との合わせ面に形成される軸受部により、コントロール軸６５の複数のジャーナル軸６５Ｊが面軸受を介して回転自在に支承されている。

つぎに、前記コントロール軸６５を駆動する、ベーン式油圧アクチュエータＡＣの構造について説明する。

図１，２および図５〜１０に示すように、ベーン式油圧アクチュエータＡＣは、そのハウジングＨＵが、エンジン本体１のクランク軸３０方向の一端面において、前記調時転動機構２８を覆うチエンケース２９を挟んでロアブロック４１の、クランク軸３０方向の一端面に複数の締結ボルト１００により固定されている。前記ハウジングＨＵは、内側ハウジングＨＵｉと、外側ハウジングＨＵｏとをパッキンを一体に結合して六角形状に形成され、その内部に円筒状のベーン室８０が形成されている。このベーン室８０内には、駆動軸としてのベーン軸６６が収容され、このベーン軸６６は、ハウジングＨＵに面軸受を介して回転自在に支承されている。ベーン軸（駆動軸）６６の内端は、後述する遊星ギヤ機構ＰＬを介して前記コントロール軸６５と同軸上に連結されており、このベーン軸６６の回転は、遊星ギヤ機構ＰＬを介してコントロール軸６５に変速（増速）して伝達するようにされている。

図６に示すように、ベーン室８０の内周面とベーン軸（駆動軸）６６の外周面との間には、約１８０°の位相差を存して一対の扇形状ベーン油室８６が画成される。これらのベーン油室８６内には、ベーン軸６６の外周面より一体に突設した一対のベーン８７がそれぞれ収容されて、その外周面が、ベーン油室８６の内周面にパッキンを介して摺接されており、各ベーン８７は、各扇形状のベーン油室８６内をそれぞれ２つの制御油室８６ａ，８６ｂに油密に区画する。ハウジングＨＵには、制御油室８６ａ，８６ｂに連通する油圧油路８８，８９が形成されており、これらの油圧通路８８，８９は、後述する油圧回路の電磁弁Ｖに接続されている。

つぎに、図７，９，１０を参照して、前記アクチュエータＡＣのベーン軸（駆動軸）６６と、コントロール軸（被動軸）６５とを連結する遊星ギヤ機構ＰＬの構造について説明するに、この遊星ギヤ機構ＰＬは、通常のように、リングギヤ１１２と、サンギヤ１１３と、それら間に噛合される複数のプラネタリーギヤ１１５と、それらのプラネタリーギヤ１１５を周方向に回転自在に支承するキャリア１１６とを備えており、前記リングギヤ１１２は、エンジン本体１（ロアブロック４１）に固定される内側ハウジングＨＵｉの円筒状内周面に一体に形成され、また前記サンギヤ１１３は、エンジン本体１（ロアブロック４１）に面軸受を介して回転自在に支持されるサンギヤ軸１１４の外周面に一体に形成されており、このサンギヤ軸１１４は、前記コントロール軸６５の一端にスプライン嵌合６７されていて、コントロール軸（被動軸）６５と一体に回転され、サンギヤ１１３はハウジングＨＵ内に収容されている。また、前記ベーン軸（駆動軸）６６の内面には盤状のキャリア１１６が一体に設けられ、このキャリア１１６より一体に突設した複数のキャリア軸１１７には、プラネタリーギヤ１１５がそれぞれ回転自在に支承され、これらのプラネタリーギヤ１１５は、リングギヤ１１２およびサンギヤ１１３にそれぞれ噛合されている。

いま、ベーン式油圧アクチュエータＡＣの駆動によれば、ベーン軸（駆動軸）６６の回転は、複数のプラネタリーギヤ１１５を介してサンギヤ１１３を増速回転し、したがってベーン軸（駆動軸）６６の回転は、前記遊星ギヤ機構ＰＬにより増速されてコントロール軸６５（被動軸）に伝達され、その増速比はリングギヤ１１２とサンギヤ１１３のギヤ数比で決定される。

図１に示すように、エンジン本体１の前面には、前記ベーン式油圧アクチュエータに近づけて平坦な取付面９０が形成され、この取付面９０にベーン式油圧アクチュエータＡＣの油圧回路の電磁弁Ｖ（図１１）を収容するバルブユニット９２が複数のボルト９１をもって固定支持されている。

つぎに、前記ストローク可変リンク機構ＬＶを駆動制御するベーン式油圧アクチュエータＡＣの油圧回路を、図１１を参照して説明する。

前述したように、一対の扇形状ベーン油室８６内は、ベーン８７によって２つの制御油室８６ａ，８６ｂにそれぞれ仕切られており、これらの制御油室８６ａ，８６ｂは、後述の油圧回路を介してオイルタンクＴに接続される。油圧回路には、モータＭで駆動されるオイルポンプＰと、チェック弁Ｃと、アキュムレータＡと、電磁切換弁Ｖとが接続される。オイルタンクＴ、モータＭ、オイルポンプＰ、チェック弁ＣおよびアキュムレータＡは油圧供給装置Ｓを構成して、エンジン本体１の適所に設けられ、また電磁切換弁Ｖは、前述のバルブユニット９２の内部に設けられる。油圧供給装置Ｓと電磁切換弁Ｖとは、２本の配管Ｐ１，Ｐ２で接続され、また電磁切換弁Ｖとベーン式油圧アクチュエータＡＣの制御油室８６ａ，８６ｂとはハウジングＨＵに形成した油圧通路８８，８９で接続される。

したがって、図１１において、電磁切換弁Ｖを右位置に切り換えると、オイルポンプＰで発生した作動油は、制御油室８６ａに供給され、その油圧でベーン８７が押されてコントロール軸６５が反時計方向に回転し、逆に電磁切換弁Ｖを左位置に切り換える、オイルポンプＰで発生した作動油は、制御油室８６ｂに供給され、その油圧でベーン８７が押されてコントロール軸６５が時計方向に回転することで、遊星ギヤ機構ＰＬを介してコントロール軸６５が変速（増速）駆動され、コントロール軸６５の偏心ピン６５Ｐの位相が変化する。コントロール軸６５の偏心ピン６５Ｐには、前述したようにストローク可変機構ＬＶのコントロールリンク６３が揺動可能に枢支連結され、コントロール軸６５の駆動によれば、コントロール軸６５の偏心ピン６５Ｐの位相変化により、ストローク可変機構ＬＶを作動する。

しかして、この第１実施例によれば、ベーン式アクチュエータＡＣとコントロール軸６５とが遊星ギヤ機構ＰＬを介して連結されるので、ベーン室８６の大きさに影響を受けることなく、コントロール軸６５の回転範囲を設定することができ、これによりストローク可変リンク機構ＬＶの可変量を自由に設定できる。また遊星ギヤ機構ＰＬのリングギヤ１１２は、ロアブロック４１に固定されてエンジン本体１の補強部材として機能し、エンジン本体１の、アクチュエータＡＣに対する取付面の剛性を高めることができる。

つぎに、図１２，１３を参照して本発明の第２実施例について説明する。

図１２は、前記第１実施例の図９に対応するベーン式油圧アクチュエータの断面図、図１３は、図１２の１３−１３線に沿う断面図であり、図中前記第１実施例と同じ要素には同じ符号が付される。

この第２実施例は、ベーン式油圧アクチュエータＡＣと、コントロール軸６５とを結合する遊星ギヤ機構ＰＬの結合構造が前記第１実施例と相違している。すなわち、この第２実施例では、ベーン軸（駆動軸）６６にリングギヤ１１２が一体に形成される。一方、サンギヤ１１３は、コントロール軸（被動軸）６５に一体に連結（第１実施例と同じ）され、複数のプラネタリーギヤ１１５を軸支したキャリア１１６は、エンジン本体１（ロアブロック４１）とアクチュエータＡＣのハウジングＨＵとの間にボルト１００をもって一体に挟持結合される。キャリア１１６と一体の複数のキャリア軸１１７には、プラネタリーギヤ１１５がそれぞれ回転自在に支承され、これらのプラネタリーギヤ１１５は、リングギヤ１１２とサンギヤ１１３にそれぞれ噛合されている。

しかして、この第２実施例においてもベーン式油圧アクチュエータＡＣの駆動によれば、ベーン軸（駆動軸）６６の回転は、複数のプラネタリーギヤ１１５を介してサンギヤ軸１１４を増速回転し、ベーン軸６６の回転は、遊星ギヤ機構ＰＬにより増速されてコントロール軸６５に伝達され、その増速比はリングギヤ１１２とサンギヤ１１３のギヤ数比で決定される。

しかしてこの第２実施例では、リングギヤ１１２を駆動側、サンギヤ１１３を被動側とし、キャリア１１６をエンジン本体に固定することにより、ベーン軸６５の一方向の回転に対してコントロール軸６５は他方向に増速駆動される。

この第２実施例もベーン式油圧アクチュエータＡＣのベーン軸６６と、コントロール軸６５とを同軸上に設けたのも拘らず、ベーン軸（駆動軸）６６の回転をコントロール軸（被動軸）６５に変速（増速）して伝達することができるので、ベーン室８０の大きさに影響をうけることなく、コントロール軸６５の回転範囲を自由に設定することが可能になり、前記ストローク可変リンク機構ＬＶの可変量を自由に設定することができる。また遊星ギヤ機構ＰＬのキャリア１１６は、ロアブロック４１に固定されてエンジン本体１の補強部材として機能し、エンジン本体１の、アクチュエータＡＣに対する取付面剛性を高めることができる。

つぎに、図１４〜１６を参照して本発明の第３実施例について説明する。

図１４は、図１５の１４−１４線に沿うロアブロックの平面図、図１５は、図１４の１５−１５線に沿う断面図、図１６は、図１４の１６−１６線に沿う断面図であり、図中、前記第１，２実施例と同じ要素には、同じ符号が付される。

この第３実施例は、ベーン式油圧アクチュエータＡＣをエンジン本体１内に設け、このアクチュエータＡＣのベーン軸６６に、遊星ギヤ機構ＰＬを介してコントロール軸６５を連結した場合である。

図１４〜１６において、エンジン本体１のクランクケース４を構成する、ロアブロック４１は、平面視四角な閉断面構造に鋳造成形され、その左、右端部には端部軸受部材５０，５１が、またその中間部には、左、右中間軸受部材５２，５３が、さらにその中央には、ベアリングキャップとしての中央軸受部材５４（後述のハウジングＨＵが一体成形される）が設けられており、これらの軸受部材５０〜５４によってクランク軸３０のジャーナル軸３０Ｊが支承される。

図１５に示すように、ベアリングキャップとしての中央軸受部材５４は、ロアブロック４１とは別体に鋳造成形されて、複数の締結ボルト５６により、ロアブロック４１に堅固に固定され、また、このベアリングキャップ５４は、アッパブロック４０の下面にも他の締結ボルト５７により堅固に固定される。ベアリングキャップ５４のクランク軸３０の軸受部分５４Ａから一方（エンジン本体１に前方）側に偏った一側部は、上下幅を拡張し、かつ肉厚とした膨大部５８とされており、この膨大部５８にベーン式油圧アクチュエータＡＣのハウジングＨＵが一体に成形されている。

ストローク可変リンク機構ＬＶのコントロールリンク６３に連結されるコントロール軸６５は、クランク軸３０と同じく、複数のジャーナル軸６５Ｊと偏心ピン６５Ｐとがアーム６５Ａを介して交互に連結されてクランク状に形成されている。図１６に示すように、コントロール軸６５は、２つ、すなわち第１コントロール軸６５−１と第２コントロール軸６５−２とに分割されており、それらの内端はスプライン係合６９されていて一体に回転可能とされている。コントロール軸６５は、その軸方向の中央部にベーン式油圧アクチュエータＡＣが同軸上に設けられており、このアクチュエータＡＣにより駆動される。コントロール軸６５はロアブロック４１の一側（エンジン本体１の前方側）に偏らせて設けられており、そのジャーナル軸６５Ｊがロアブロック４１と、その下面に複数の連結ボルト６８で固定される軸受ブロック７０との間に回転自在に支承される。

図１６に示すように、前記コントロール軸６５を支持する軸受ブロック７０は、コントロール軸６５の軸方向に延長される連結部材７１と、この連結部材７１にその長手方向に間隔をあけて一体に起立結合される複数の軸受壁７２と、連結部材７１の長手方向の中央部に設けたハウジング受部７３とを備えて高い剛性を確保すべくブロック状に鋳造成形されており、前記複数の軸受壁７２の上面と、ロアブロック４０の前記軸受部材５０，５１，５２，５３より延長される軸受壁５０ａ，５１ａ，５２ａ，５３ａの下面との合わせ面に形成される軸受部により、コントロール軸６５の複数のジャーナル軸６５Ｊが回転自在に支承される。前記ハウジング受部７３は、ハウジングＨＵから離れる方向に下向きに凹状に形成されており、ハウジングＨＵの下部が、ハウジング受部７３上に締結部材すなわち複数の締結ボルト７４により締結される。したがって、コントロール軸６５を支持する軸受ブロック７０に、油圧式アクチュエータＡＣのハウジングＨＵが一体に締結支持される。

コントロール軸６５と同軸上に設けられるベーン式油圧アクチュエータＡＣは、クランク軸３０よりも下方においてエンジン本体１のクランク室ＣＣ内に設けられており、そのハウジングＨＵは、前記ベアリングキャップ５４（アッパブロック４０およびロアブロック４１に一体に固定）の一側部の前記膨大部５８に設けられる。

図１５，１６に示すように、ハウジングＨＵの軸方向の中央部には、両端面の開放される短円筒状のベーン室８０が形成されている。このベーン室８０内には、ベーン軸６６が収容され、このベーン軸６６の外周面の軸方向中央部には、約１８０°の位相差を存して一対のベーン８７が一体に突設されている。ハウジングＨＵの両側部には、複数ボルト８３でカバー部材８１，８２が固定されており、これらのカバー部材８１，８２により、ベーン室８０の開口側面が閉じられる。カバー体部材８１，８２は、面軸受を介してコントロール軸６５を回転自在に支持している。ベーン室８０の内周面とベーン軸６６の外周面との間には、約１８０°の位相差を存して一対の扇形状ベーン油室８６が画成される。一対のベーン油室８６内には、ベーン軸６６の外周面より一体に突設した一対のベーン８７がそれぞれ収容されて、その外周面が、ベーン油室８６の内周面にパッキンを介して摺接されており、各ベーン８７は、各扇形状のベーン油室８６内をそれぞれ２つの制御油室８６ａ，８６ｂに油密に区画する。

前記ベーン式油圧アクチュエータＡＣは、遊星ギヤ機構ＰＬを介してコントロール軸６５に連結されており、アクチュエータＡＣの回転を変速してコントロール軸６５に伝えるようにされている。遊星ギヤ機構ＰＬは、通常のように、リングギヤ１１２、サンギヤ１１３、複数のプラネタリーギヤ１１５を回転自在に支持するキャリア１１６を備えている。図１５，１６に示すように、アクチュエータＡＣのベーン軸６６は、リング状に形成されて、その内周面にリングギヤ１１２が形成されており、一方、コントロール軸６５の中央部には、前記リングギヤ１１２に対応するサンギヤ１１３が一体に形成されている。またハウジングＨＵには、前記カバー部材８１，８２と共に複数のボルト８３により、盤状のキャリア１１６が固定され、このキャリア１１６より一体に突設される複数のキャリア軸１１７に、プラネタリーギヤ１１５が回転自在に支承され、これらのプラネタリーギヤは、前記リングギヤ１１２およびサンギヤ１１３に噛合される。

ベーン式油圧アクチュエータＡＣの駆動によれば、リングギヤ１１２と一体にベーン軸６６が回転され、この回転は、複数のプラネタリーギヤ１１５を介してコントロール軸６５と一体のサンギヤ１１３に伝達される、したがって、ベーン軸６６の回転は、変速（増速）してコントロール軸６５に伝達されることになり、アクチュエータＡＣとコントロール軸６５とを同軸上に設けたにも拘らず、ベーン室８０の大きさの影響を受けることなく、コントロール軸６６の回転範囲を設定することが可能になる。また、サンギヤ１１３をコントロール軸６５の外周に、またリングギヤ１１２の外周にベーン８７を形成できるので、エンジン本体１のコンパクト化と軽量化が可能になる。

ベアリングキャップ５４に形成される、ハウジングＨＵの上面には、クランク軸３０の軸受部５４Ａから該ハウジングＨＵ側の端部に向かって鳩尾状に広がる平坦な取付面９０が形成されており、その取付面９０には、ベーン式油圧アクチュエータＡＣの油圧回路の電磁弁Ｖを収容するバルブユニット９２が複数のボルト９１をもって固定支持されており、このバルブユニット９２は、シリンダブロック２の壁面を貫通してその上面に露出状態に配置される。

しかして、この第３実施例によれば、ベーン式アクチュエータＡＣと遊星ギヤ機構ＰＬとがコントロール軸６５と直交する同一平面上に配置されるので、コントロール軸６５の軸方向のコンパクト化が可能になり、また、サンギヤ１１３をコントロール軸６５の外周に形成すると共にリングギヤ１１２の外周面にベーン８７を形成したので、エンジン本体１の大型化を抑制することができ、さらに部品点数の削減による構造の簡素化、コンパクト化、軽量化が可能になる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。

たとえば、前記実施例では、本発明をコントロール軸に偏心ピンの位相変化により、ピストンの上死点を変更する圧縮比可変式エンジンに適用した場合について説明したが、これを他のストローク特性可変エンジンにも適用可能である。

ストローク特性可変エンジンの概略全体斜視図 図１の２矢視図 図１の３−３線に沿う断面図（高圧縮比状態） 図１の４−４線に沿う断面図（低圧縮比状態） 図２の５−５線に沿う断面図 図５の６−６線に沿う横断面図 図５の７−７線に沿う拡大縦面図 図３の８−８線に沿う断面図 図５の９−９線に沿う断面図 ベーン式油圧アクチュエータのおよびコントロール軸の分解斜視図 ベーン式油圧アクチュエータの制御系の油圧回路図 第１実施例の図９に対応するベーン式油圧アクチュエータの断面図 図１２の１３−１３線に沿う断面図 図１５の１４−１４線に沿うロアブロックの平面図 図１４の１５−１５線に沿う断面図 図１４の１６−１６線に沿う断面図

符号の説明

１・・・・・・・エンジン本体
１１・・・・・・・ピストン
３０・・・・・・・クランク軸
６５・・・・・・・コントロール軸
６６・・・・・・・ベーン軸
８７・・・・・・・ベーン
１１２・・・・・・リングギヤ
１１３・・・・・・サンギヤ
１１６・・・・・・キャリア
ＡＣ・・・・・・・アクチュエータ（ベーン式油圧アクチュエータ）
ＬＶ・・・・・・・ストローク可変リンク機構
ＰＬ・・・・・・・遊星ギヤ機構

Claims (5)

1. ピストン（１１）とクランク軸（３０）とを、ストローク可変リンク機構（ＬＶ）を介してコントロール軸（６５）に連結し、このコントロール軸（６５）をベーン式油圧アクチュエータ（ＡＣ）により駆動してストローク可変リンク機構（ＬＶ）を作動し、ピストン（１１）の移動ストロークを可変とする、ストローク特性可変エンジンにおいて、
   前記ベーン式油圧アクチュエータ（ＡＣ）と、前記コントロール軸（６５）とを同軸上に設け、それらを遊星ギヤ機構（ＰＬ）を介して連結したことを特徴とする、ストローク特性可変エンジン。
2. 前記遊星ギヤ機構（ＰＬ）を、エンジン本体（１）と前記ベーン式アクチュエータ（ＡＣ）との間に配置し、遊星ギヤ機構（ＰＬ）のリングギヤ（１１２）をエンジン本体（１）に固定し、そのキャリア（１１６）を前記アクチュエータ（ＡＣ）のベーン軸（６６）に一体に設け、そのサンギヤ（１１３）を前記コントロール軸（６５）に一体に設けたことを特徴とする、前記請求項１記載のストローク特性可変エンジン。
3. 前記遊星ギヤ機構（ＰＬ）を、エンジン本体（１）と前記ベーン式アクチュエータ（ＡＣ）との間に配置し、遊星ギヤ機構（ＰＬ）のキャリア（１１６）をエンジン本体（１）に固定し、そのリングギヤ（１１２）を前記アクチュエータ（ＡＣ）のベーン軸（６６）に一体に設け、そのサンギヤ（１１３）を前記コントロール軸（６５）に一体に設けたことを特徴とする、前記請求項１記載のストローク特性可変エンジン。
4. 前記ベーン式油圧アクチュエータ（ＡＣ）と前記遊星ギヤ機構（ＰＬ）を、前記コントロール軸（６５）と直交する同一平面内に配置したことを特徴とする、前記請求項１記載のストローク特性可変エンジン。
5. 前記遊星ギヤ機構（ＰＬ）のサンギヤ（１１３）を前記コントロール軸（６５）の外周面に形成し、そのリングギヤ（１１２）の外周面に前記ベーン式アクチュエータ（ＡＣ）のベーン（８７）を形成し、そのキャリア（１１６）をエンジン本体（１）に固定したことを特徴とする、前記請求項４記載のストローク特性可変エンジン。
   
   

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