JP2008088953A - ストローク特性可変エンジン - Google Patents
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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
【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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006273633A JP2008088953A (ja) | 2006-10-05 | 2006-10-05 | ストローク特性可変エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006273633A JP2008088953A (ja) | 2006-10-05 | 2006-10-05 | ストローク特性可変エンジン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008088953A true JP2008088953A (ja) | 2008-04-17 |
Family
ID=39373342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006273633A Pending JP2008088953A (ja) | 2006-10-05 | 2006-10-05 | ストローク特性可変エンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008088953A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014056291A1 (zh) * | 2012-10-08 | 2014-04-17 | Shen Dazi | 一种带偏心自锁结构的适用于内燃机的可变压缩比装置 |
JP2015190392A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関における圧縮比可変装置 |
CN113417905A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-09-21 | 江苏可奈力机械制造有限公司 | 高压高速可变量马达 |
-
2006
- 2006-10-05 JP JP2006273633A patent/JP2008088953A/ja active Pending
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