JP2012251450A

JP2012251450A - Variable compression ratio internal combustion engine

Info

Publication number: JP2012251450A
Application number: JP2011123087A
Authority: JP
Inventors: Mineo Kitajima; 峰男北島
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2012-12-20

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable compression ratio internal combustion engine which is simple in structure, easy in manufacturing, light in weight and high in reliability by operating a cylinder head according to a pressure change in an air-intake manifold and by controlling an increase/decrease of a capacity of a combustion chamber.SOLUTION: This variable compression ratio internal combustion engine 1 comprises the cylinder head 10 comprising a cylinder body 15 having a recess 16 and a cylinder block 20, and the cylinder head 10 is pivoted to a support shaft 24. A tie-bolt 51 including a male screw 52 is vertically moved by rotating a pinion gear 50 having a female screw which is engaged with the male screw to turn the cylinder head with the center 24b of the support shaft as a fulcrum. The capacity of the combustion chamber 30 is increased and decreased by the turn, and a compression ratio is changed. A rotation amount of the pinion gear 50 is controlled by a servo motor or the like via a pinion rack 57 by sensing the pressure of the air-intake manifold 61. Furthermore, the cylinder head is energized upwardly by a spring 14, and maximally increases the capacity of the combustion chamber.

Description

本願発明は可変圧縮比内燃機関に関する。詳しくは凹部を有する筒体を備えるシリンダヘッドを作動させることにより圧縮比を変化可能とする可変圧縮比内燃機関に関する。 The present invention relates to a variable compression ratio internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to a variable compression ratio internal combustion engine that can change a compression ratio by operating a cylinder head including a cylindrical body having a recess.

内燃機関がより高い熱効率を発揮して、同じ量の混合気からより大きな運動エネルギーを取り出すためには、圧縮比が高い方が有利である。圧縮比が高ければ高いほど、排気量と投入熱量が同じでもピストンを押し下げる圧力が大きくなるためである。しかし、高い圧縮比を持つガソリンエンジンは、ノッキングを起こしやすくなる。これがあまりにも酷くなると異常燃焼を起こすことにより、最終的にはピストン溶損などのエンジン破損に至る。 In order for the internal combustion engine to exhibit higher thermal efficiency and extract more kinetic energy from the same amount of air-fuel mixture, a higher compression ratio is advantageous. This is because the higher the compression ratio, the greater the pressure that pushes down the piston even if the displacement and heat input are the same. However, a gasoline engine having a high compression ratio is likely to cause knocking. If this becomes too severe, abnormal combustion will occur, eventually leading to engine damage such as piston melt damage.

このノッキングを防ぐために、点火時期を遅らせることも行われたが、点火時期を遅らせると混合気の膨張エネルギーの損失が大きくなり出力及びトルクの低下が避けられない。しかし、実際にはノッキングが起こりやすいのは高負荷、高トルクの運転時であり、負荷が大きくない運転時にはノッキングは起こらないので可能な限り高い圧縮比にすることが望ましい。圧縮比を可変制御することにより性能向上を図る可変圧縮比内燃機関の発明が種々開示されている。しかし、これらの従来技術の可変圧縮比内燃機関は構造が複雑であり、重く、大きく、信頼性に欠ける等の欠点があり、汎用内燃機関となるに至っていない。 In order to prevent this knocking, the ignition timing is also delayed. However, if the ignition timing is delayed, the loss of the expansion energy of the air-fuel mixture becomes large, and the reduction in output and torque is inevitable. However, in reality, knocking is likely to occur during operation at a high load and high torque, and knocking does not occur during operation when the load is not large. Therefore, it is desirable that the compression ratio be as high as possible. Various inventions of variable compression ratio internal combustion engines that improve performance by variably controlling the compression ratio are disclosed. However, these conventional variable compression ratio internal combustion engines have a complicated structure, are heavy, large, and lack reliability, and have not yet become general-purpose internal combustion engines.

例えば、下記文献に種々の可変圧縮比内燃機関が開示されている。公開特許公報昭５２−１２５９２７にはエンジンの駆動ピストンの上に対向ピストンを設けて燃焼室容積を増減させて圧縮比を変化させる内燃機関が公開されている。しかし、この可変圧縮比内燃機関は、開示事項の詳細性に欠けて実施困難である。 For example, various variable compression ratio internal combustion engines are disclosed in the following documents. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 52-125927 discloses an internal combustion engine in which an opposing piston is provided on a driving piston of an engine to change the compression ratio by increasing or decreasing the combustion chamber volume. However, this variable compression ratio internal combustion engine is difficult to implement due to lack of detail in the disclosure.

又、特開２００３−２０６７７１にはシリンダブロックがカム機構を用いて作動し、燃焼室容積を増減させて圧縮比を変化させる内燃機関が公開されている。しかし、この発明は重いシリンダブロックを作動させるため、作動機構に大きな負荷がかかる上に、エンジン自体が重く、大きくなるおそれがある。 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-206791 discloses an internal combustion engine in which a cylinder block is operated using a cam mechanism, and the compression ratio is changed by increasing or decreasing the combustion chamber volume. However, since the present invention operates a heavy cylinder block, a large load is applied to the operating mechanism, and the engine itself may be heavy and large.

更には、特開２００１−３１７３８３号広報にはクランク軸とコンロッドを直接つなぐことなく、リンクを介してつなぎ燃焼室容積を増減させて圧縮比を変化させる内燃機関が公開されている。しかし、このリンク機構は複雑であり、エンジンが大きくなり且つリンク機構の振動及び騒音が大きくなることが懸念される。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-317383 discloses an internal combustion engine in which the compression ratio is changed by increasing or decreasing the volume of the combustion chamber connected via a link without directly connecting the crankshaft and the connecting rod. However, this link mechanism is complicated, and there is a concern that the engine becomes large and the vibration and noise of the link mechanism increase.

公開特許公報昭５２−１２５９２７号Published Patent Publication No. 52-125927 特開２００３−２０６７７１号JP 2003-206791 A 特開２００１−３１７３８３号JP 2001-317383 A

可変圧縮比内燃機関は、燃焼効率を高めて燃費の向上を図るものであるため圧縮比の制御に大きなエネルギーを必要とするのであれば意味の無いエンジンとなる。
本願発明は吸気マニホールド内の圧力変化に応じてシリンダヘッドを作動させ、燃焼室容積の増減を制御することにより、構造が簡単で作製容易、軽量、且つ信頼性が大きい可変圧縮比内燃機関を提供する。 Since the variable compression ratio internal combustion engine is intended to improve combustion efficiency and improve fuel efficiency, it is meaningless if a large amount of energy is required to control the compression ratio.
The present invention provides a variable compression ratio internal combustion engine that is simple in structure, easy to manufacture, lightweight, and highly reliable by operating the cylinder head according to the pressure change in the intake manifold and controlling the increase and decrease of the combustion chamber volume. To do.

本願発明は吸気マニホールドの圧力変化を感知してシリンダヘッドを作動させて、燃焼室容積を制御して圧縮比を変化させる。このシリンダヘッドは、凹部を有する筒体を備え、この筒体とピストンで燃焼室を構成する。このシリンダヘッドは、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に設けられたバネ、油圧シリンダ及びエアシリンダから選ばれる少なくとも一つ（以下「バネ等」ともいう。）を用いて上向きに付勢されている。このシリンダヘッドは、シリンダヘッドの備える軸孔とシリンダブロックの備える軸孔とに挿通された支軸に枢着され、シリンダヘッドは、支軸の中心を支点として回動自在とされている。 The present invention senses a pressure change in the intake manifold and operates the cylinder head to control the combustion chamber volume and change the compression ratio. The cylinder head includes a cylinder having a recess, and the cylinder and the piston constitute a combustion chamber. The cylinder head is urged upward by using at least one selected from a spring, a hydraulic cylinder, and an air cylinder (hereinafter also referred to as a “spring”) provided between the cylinder head and the cylinder block. . The cylinder head is pivotally attached to a support shaft inserted through a shaft hole provided in the cylinder head and a shaft hole provided in the cylinder block, and the cylinder head is rotatable about the center of the support shaft.

このシリンダヘッド及びシリンダブロックに連通して穿設されたタイボルト孔内に上端部に雄螺子を備えるタイボルトを挿入し、上記タイボルトはシリンダブロックの下面で供回り防止部材に固着する。この供回り防止部材は他のタイボルトと連結して供回りを防止する連結バー又は２面幅ガイド装置を使用する。 A tie bolt having a male screw at the upper end is inserted into a tie bolt hole drilled in communication with the cylinder head and the cylinder block, and the tie bolt is fixed to the anti-rotation member on the lower surface of the cylinder block. The rotation preventing member uses a connecting bar or a two-sided width guide device that is connected to another tie bolt to prevent rotation.

このシリンダヘッドの上面において、上記シリンダヘッドを上記タイボルトの雄螺子に螺合する雌螺子を備える回転子で締め付けて上記シリンダヘッドの下面と上記シリンダブロックの上面のあいだに間隙を設け（通常はシリンダヘッドとシリンダブロックを平行にして中心線を挟んで間隙を設け、）、回転子を右回り又は左回りに回転させ、このシリンダヘッドを上向き又は下向きに、回動させる。このシリンダヘッドの回動によりシリンダヘッドの備える筒体とピストンとの距離が変化して燃焼室が増減する。この回転子の回転量はアクセルの踏込み量と吸気マニホールの圧力を感知するセンサを用いてサーボモータ等を使用して制御する。 On the upper surface of the cylinder head, the cylinder head is tightened with a rotor having a female screw that is screwed into the male screw of the tie bolt to provide a gap between the lower surface of the cylinder head and the upper surface of the cylinder block (usually a cylinder). The head and the cylinder block are parallel and a gap is provided across the center line, and the rotor is rotated clockwise or counterclockwise, and the cylinder head is rotated upward or downward. By the rotation of the cylinder head, the distance between the cylinder provided in the cylinder head and the piston changes, and the combustion chamber increases or decreases. The amount of rotation of the rotor is controlled using a servo motor or the like using a sensor that senses the amount of accelerator depression and the pressure in the intake manifold.

このシリンダヘッドは上述の支軸の中心を支点として回動するためシリンダヘッドはシリンダブロックに対して横ズレをする。この横ズレを少なくするために上述の支軸をクランク形状に偏心させて、シリンダブロックの軸孔にこの偏心支軸の両端部を取付け、中央部をシリンダヘッドの軸孔に取付ける。 Since this cylinder head rotates about the center of the above-mentioned support shaft, the cylinder head is displaced laterally with respect to the cylinder block. In order to reduce the lateral displacement, the above-mentioned support shaft is eccentrically formed in a crank shape, both ends of the eccentric support shaft are attached to the shaft hole of the cylinder block, and the center portion is attached to the shaft hole of the cylinder head.

タイボルトはシリンダヘッドと垂直に取付けられるため、シリンダブロックの下面で固着された連結バーはタイボルトの動きにしたがって移動する。この移動をスムーズにするために凸面座金と凹面座金とを設け、凸面座金の凸面と凹面座金の凹面を摺動させて上述のタイボルトの移動をスムーズに安定して行わせる。 Since the tie bolt is mounted perpendicular to the cylinder head, the connecting bar fixed on the lower surface of the cylinder block moves according to the movement of the tie bolt. In order to make this movement smooth, a convex washer and a concave washer are provided and the convex surface of the convex washer and the concave surface of the concave washer are slid to smoothly and stably move the tie bolt described above.

シリンダヘッドとシリンダブロックの間から、塵芥が侵入してシリンダ壁を損傷するおそれがある。これを防止するために弾性体からなる蛇腹状の防塵カバーを設ける。この防塵カバーの両端のうちの１端は固定バネによりシリンダヘッドに固定され、他の１端はシリンダブロックに固定する。この防塵カバー内の気体はシリンダヘッドカバー内に開放されている。 There is a risk that dust may enter from between the cylinder head and the cylinder block and damage the cylinder wall. In order to prevent this, a bellows-like dustproof cover made of an elastic body is provided. One end of both ends of the dust cover is fixed to the cylinder head by a fixing spring, and the other end is fixed to the cylinder block. The gas in the dust cover is opened in the cylinder head cover.

シリンダヘッドが移動することによりカムシャフトスプロケットが動くため、タイミングチェーンは緩みと引張りを繰り返す。テンショナを設けて常にタイミングチェーンの張りを適正に保持しているがシリンダヘッドの上下動に伴い各シャフトの回転ズレが起こる。このため、バルブの開閉に微妙にタイミングのずれが起こりうる。このずれを調整するために、アイドラの少なくとも１個をシリンダブロックの支軸近傍に配設する。 Since the camshaft sprocket moves as the cylinder head moves, the timing chain repeatedly loosens and pulls. A tensioner is provided to keep the tension of the timing chain properly. However, each cylinder shaft is displaced as the cylinder head moves up and down. For this reason, a slight timing shift may occur when the valve is opened and closed. In order to adjust this deviation, at least one of the idlers is disposed in the vicinity of the support shaft of the cylinder block.

また、シリンダヘッド中心調整器を設け、このシリンダヘッド中心調整器の水平保持部材はシリンダブロックの横軸と常に平行を保ち、垂直保持部材は水平保持部材の貫通孔に密接して挿入され、この貫通孔の内を上下にシリンダ中心線にそって摺動する。この垂直保持部材の中心線と横軸保持部材の中心線の交点は常にシリンダの中心線上に存在する。 Also, a cylinder head center adjuster is provided, the horizontal holding member of the cylinder head center adjuster is always kept parallel to the horizontal axis of the cylinder block, and the vertical holding member is inserted in close contact with the through hole of the horizontal holding member. It slides up and down along the cylinder center line in the through hole. The intersection of the center line of the vertical holding member and the center line of the horizontal axis holding member always exists on the center line of the cylinder.

他の本願発明の可変圧縮比内燃機関は、凹部を有する筒体を備えるシリンダヘッドの作動により圧縮比を変化させる。このシリンダヘッドは、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に設けられた複数のバネ、油圧シリンダ及びエアシリンダから選ばれる少なくとも一つ（以下「バネ等」ともいう。）により上向きに付勢されている。
上記シリンダヘッド及び上記シリンダブロックに連通して穿設されたタイボルト孔内に上端部に雄螺子を備えるタイボルトを挿入し、上記タイボルトはシリンダブロックの下面で供回り防止部材に固着し、上記シリンダヘッドの上面において、上記シリンダヘッドを上記タイボルトの雄螺子に螺合する雌螺子を備える回転子で締め付ける。上記回転子を回転することにより上記シリンダヘッドを上下動させて燃焼室の増減を行う。この回転子の回転量は吸気マニホールドの圧力とアクセルの踏込み量により制御される。また、防塵カバーについては上述のものがそのまま使用できる。 In another variable compression ratio internal combustion engine of the present invention, the compression ratio is changed by the operation of a cylinder head including a cylindrical body having a recess. The cylinder head is biased upward by at least one selected from a plurality of springs, hydraulic cylinders and air cylinders (hereinafter also referred to as “springs”) provided between the cylinder head and the cylinder block. .
A tie bolt having a male screw at its upper end is inserted into a tie bolt hole drilled in communication with the cylinder head and the cylinder block, and the tie bolt is fixed to a rotation preventing member on the lower surface of the cylinder block. The cylinder head is tightened with a rotor having a female screw that is screwed into a male screw of the tie bolt. By rotating the rotor, the cylinder head is moved up and down to increase or decrease the combustion chamber. The amount of rotation of the rotor is controlled by the pressure of the intake manifold and the amount of depression of the accelerator. Moreover, the above-mentioned thing can be used as it is about a dust cover.

本願発明の可変圧縮比内燃機関は、構造が簡単で作製が容易であり、且つ圧縮比を変化させるために使用する（シリンダヘッドを回動させる）動力が小さく、燃料消費が少なく経済的である。 The variable compression ratio internal combustion engine of the present invention has a simple structure, is easy to manufacture, and uses a small amount of power (rotating the cylinder head) to change the compression ratio, and is economical with low fuel consumption. .

シリンダヘッドを回動させる支軸にクランク形状の偏心軸を使用した場合は、シリンダヘッドの横軸偏量が小さくなるため気密性とシリンダ壁の耐久性に優れる。 When a crank-shaped eccentric shaft is used as a support shaft for rotating the cylinder head, the amount of horizontal displacement of the cylinder head is small, and thus airtightness and durability of the cylinder wall are excellent.

タイボルトが、上記シリンダブロックの下面に凸面座金及び凹面座金を備え、凸面座金の凸面と凹面座金の凹面は摺動自在である場合は、タイボルトの動きがスムーズであり安定する。このため、タイボルトの損傷が少なく騒音の発生も抑えられる。 When the tie bolt is provided with a convex washer and a concave washer on the lower surface of the cylinder block, and the convex surface of the convex washer and the concave surface of the concave washer are slidable, the movement of the tie bolt is smooth and stable. For this reason, there is little damage of a tie bolt and generation | occurrence | production of noise is also suppressed.

シリンダヘッドとシリンダブロックの間に弾性体からなる蛇腹筒状の防塵カバーを備えている場合は、シリンダ壁とシリンダヘッドの間に塵等が入り込まないためシリンダ壁の耐久性に優れる、また、この防塵カバーの両端のうちの１端は固定バネによりシリンダヘッドに固定され、他の１端はシリンダブロックに固定されている場合は、構造が簡単であり、確実に固定されるため取り扱いが容易である。また、防塵カバー内の気体は上記シリンダヘッドのカバー内に解放されている。このシリンダヘッドのカバー内のオイルミストを防塵カバーの呼吸作用により防塵カバー内に取入れるため、オーリング及び金属リングの潤滑油として使用できる。 If an elastic bellows-shaped dust-proof cover is provided between the cylinder head and the cylinder block, dust and the like will not enter between the cylinder wall and the cylinder head. When one end of both ends of the dust cover is fixed to the cylinder head by a fixing spring and the other end is fixed to the cylinder block, the structure is simple and it is securely fixed so that it is easy to handle. is there. Further, the gas in the dustproof cover is released into the cover of the cylinder head. Since the oil mist in the cover of the cylinder head is taken into the dust-proof cover by the breathing action of the dust-proof cover, it can be used as lubricating oil for O-rings and metal rings.

更に、複数のアイドラとシリンダヘッド中心調整器を備え、これら複数のアイドラのうちのすくなくとも１個はシリンダブロックに配設され、上述の支点近傍に配設する場合は、バルブタイミングの変動を少なくし、バルブタイミングを安定化させることができる。
更にまた、シリンダヘッド中心調整器の垂直保持部材の中心線と水平保持部材中心線の交点が、シリンダの中心線上に存在する場合は、巻回されたタイミングチェーンの安定した張りが保たれてバルブタイミングを安定化させることができる。また、シリンダヘッド筒体の中心軸とシリンダの中心軸の同一性を保つことができる。 In addition, a plurality of idlers and a cylinder head center adjuster are provided, and at least one of the plurality of idlers is disposed in the cylinder block, and when disposed near the fulcrum, fluctuations in valve timing are reduced. The valve timing can be stabilized.
Furthermore, when the intersection of the center line of the vertical holding member and the center line of the horizontal holding member of the cylinder head center adjuster exists on the cylinder center line, a stable tension of the wound timing chain is maintained and the valve is maintained. Timing can be stabilized. In addition, it is possible to keep the center axis of the cylinder head cylinder and the center axis of the cylinder identical.

他の本願発明の内燃機関は、シリンダヘッドの動きは上下動であり、構造が簡単で製作が容易である。 In another internal combustion engine of the present invention, the cylinder head moves up and down, has a simple structure, and is easy to manufacture.

本願可変圧縮比内燃機関の１部を端面で表す正面図である。It is a front view showing a part of variable-compression-ratio internal combustion engine of this application with an end surface. シリンダヘッドの動きとタイボルトの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between a motion of a cylinder head, and a tie bolt. タイボルト分解組立て説明図である。FIG. タイボルトの作動方法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the operating method of the tie bolt. 偏心支軸を用いたときの本願可変圧縮比内燃機関の１部を端面で表す正面図である。It is a front view which represents a part of the variable compression ratio internal combustion engine of the present application when an eccentric support shaft is used as an end face. 偏心支軸の説明図である。It is explanatory drawing of an eccentric spindle. 防塵カバーを説明する拡大図である。It is an enlarged view explaining a dust cover. タイミングチェーンの回卷説明図である。It is a rotation explanatory view of a timing chain. 他の態様の本願可変圧縮比内燃機関の１部を端面で表す正面図である。It is a front view showing 1 part of the variable compression ratio internal combustion engine of this application of the other aspect with an end surface. 他の態様の本願可変圧縮比内燃機関のタイボルトの作動方法を説明する模式平面図である。It is a schematic top view explaining the operating method of the tie bolt of this application variable compression ratio internal combustion engine of the other aspect. ２面幅ガイド装置の説明図である。It is explanatory drawing of a 2 surface width guide apparatus.

以下、本願発明を実施するための最良の形態を図に基づいて詳細に説明する。これらの図中の記号（または番号）は、共通する部材の場合は省略している。また、図中において部材が明瞭である場合も省略している。これらの図は本願発明を説明するために模式的に描かれたものであり、本願発明がこれらの図に拘束されるものではない。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Symbols (or numbers) in these drawings are omitted in the case of common members. Further, in the figure, the case where the member is clear is also omitted. These drawings are schematically drawn for explaining the present invention, and the present invention is not limited to these drawings.

本願発明の可変圧縮比内燃機関１（以下単に「本内燃機関」ともいう。）は、構造が簡単で作製容易、軽量、且つ信頼性が大きい。可変圧縮比内燃機関は熱効率を高めて燃費の向上を図るものである。圧縮比を制御するために大きなエネルギー（例えば動力源としての石油エネルギー、設計・組立て等に要する人的エネルギー）を必要としたのでは可変圧縮比内燃機関の存在する意義はないといえる。本内燃機関１はこれらの問題点を解決するものであって、圧縮比の制御を少ないエネルギーで行う。 The variable compression ratio internal combustion engine 1 of the present invention (hereinafter also simply referred to as “the present internal combustion engine”) has a simple structure, is easy to manufacture, is lightweight, and has high reliability. The variable compression ratio internal combustion engine is intended to improve the fuel efficiency by increasing the thermal efficiency. If a large amount of energy (for example, petroleum energy as a power source, human energy required for design / assembly) is required to control the compression ratio, it can be said that there is no significance that the variable compression ratio internal combustion engine exists. The internal combustion engine 1 solves these problems, and controls the compression ratio with less energy.

図１は本内燃機関１を切断して一部を端面で表している正面図である。この図に示すように、このシリンダヘッド１０は凹部１６を有する筒体１５を備える。この凹部１６とシリンダ内のピストン４０で構成される空間が燃焼室３０である。この凹部１６の形状は特に制限されることなく従来技術の形状をそのまま適用できる。 FIG. 1 is a front view in which the internal combustion engine 1 is cut and a part thereof is represented by an end face. As shown in this figure, the cylinder head 10 includes a cylinder 15 having a recess 16. A space formed by the recess 16 and the piston 40 in the cylinder is a combustion chamber 30. The shape of the recess 16 is not particularly limited, and the shape of the prior art can be applied as it is.

この筒体１５はオーリング２１及び金属リング２２を備え、シリンダ壁との間を密封している。このオーリング２１の材質は耐油性、耐熱性のゴム又は樹脂等である。またこの金属リング２２はピストンリングに使用されるものと同じである。この金属リング２２はピストンリングと同様に厳密な密封はしない。図１中のオーリング２１及び金属リング２２の取付け拡大図に示すようにオーリング２１の逃げ代２８及び金属リング２２の逃げ代２９は適宜設けることが好ましい。以下においてオーリング２１及び金属リング２２の取付けにおいては上述の逃げ代がそのまま適用される。 The cylinder 15 includes an O-ring 21 and a metal ring 22 and seals between the cylinder wall. The material of the O-ring 21 is oil resistant, heat resistant rubber or resin. The metal ring 22 is the same as that used for the piston ring. This metal ring 22 does not seal exactly like the piston ring. As shown in the enlarged view of attachment of the O-ring 21 and the metal ring 22 in FIG. 1, it is preferable to provide a clearance 28 for the O-ring 21 and a clearance 29 for the metal ring 22 as appropriate. In the following, the above-described clearance is applied as it is when attaching the O-ring 21 and the metal ring 22.

このオーリング２１及び金属リング２２の使用数及び形状は特に制限されない。必要に応じて適宜の数を使用することができる。この金属リング２２は合い口が切ってあり、バネ性がある。このため、筒体１５の中心線がシリンダの中心線に対して角度をなす場合、或いは、筒体１５の中心線がシリンダの中心線と一致しない場合にもこの筒体１５はシリンダ内を支障なく往復動できる。 The number and shape of the O-ring 21 and the metal ring 22 used are not particularly limited. An appropriate number can be used as required. The metal ring 22 has a cut end and has a spring property. For this reason, even when the center line of the cylinder 15 forms an angle with respect to the center line of the cylinder, or when the center line of the cylinder 15 does not coincide with the center line of the cylinder, the cylinder 15 interferes with the inside of the cylinder. It can reciprocate without.

この図においては、このシリンダヘッド１０には、支軸取付け部材１１がボルト等により装着される。この支軸取付け部材１１には支軸２４を取付けるための軸孔１１ａが設けられている。この支軸取付け部材１１は省略してシリンダヘッド１０の一体として軸孔１１ａを設けることもできる。 In this figure, a support shaft mounting member 11 is attached to the cylinder head 10 with a bolt or the like. The support shaft attaching member 11 is provided with a shaft hole 11 a for attaching the support shaft 24. The support shaft mounting member 11 may be omitted, and the shaft hole 11 a may be provided as an integral part of the cylinder head 10.

シリンダブロック２０にも同様に支軸取付け部材２３が装着されている。この支軸取付け部材２３には支軸２４を取付けるための軸孔２３ａが設けられている。この支軸取付け部材２３は省略して、シリンダブロック２０の一体として軸孔２３ａを設けることもできる。 Similarly, a spindle mounting member 23 is mounted on the cylinder block 20. The support shaft mounting member 23 is provided with a shaft hole 23 a for mounting the support shaft 24. The support shaft mounting member 23 may be omitted, and the shaft hole 23 a may be provided as an integral part of the cylinder block 20.

支軸取付け部材１１の軸孔１１ａ及び支軸取付け部材２３の軸孔２３ａがこの支軸２４に枢着されて、シリンダヘッド１０はこの支軸２４の中心２４ｂ（以下「軸孔２３ａに枢着された支軸の中心を２４ａ」、「軸孔１１ａに枢着された支軸の中心を２４ｂ」という。支軸が直心軸の場合は２４ａと２４ｂは一致する。）を支点として回動する。シリンダヘッド１０は、シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との間に設けられたバネ１４により上向きに付勢されている。このバネ１４を用いない場合は、油圧シリンダ（図示しない）又はエアシリンダ（図示しない）を用いる。バネ１４と油圧シリンダ又はエアシリンダを組合わせて用いることもできる。 The shaft hole 11a of the support shaft mounting member 11 and the shaft hole 23a of the support shaft mounting member 23 are pivotally attached to the support shaft 24, and the cylinder head 10 is pivotally attached to the center 24b of the support shaft 24 (hereinafter referred to as "the shaft hole 23a"). The center of the support shaft is referred to as 24a ”and“ the center of the support shaft pivotally attached to the shaft hole 11a is referred to as 24b. When the support shaft is a straight shaft, 24a and 24b coincide with each other. ” . The cylinder head 10 is urged upward by a spring 14 provided between the cylinder head 10 and the cylinder block 20. When this spring 14 is not used, a hydraulic cylinder (not shown) or an air cylinder (not shown) is used. A combination of the spring 14 and a hydraulic cylinder or an air cylinder can also be used.

シリンダヘッド１０及びシリンダブロック２０に連通して穿設されたタイボルト孔１０ｂ、２０ｂ内に上端部に雄螺子５２を備えるタイボルト５１を挿入し、上記タイボルト５１はシリンダブロック２０の下面で供回り防止部材（図１においては連結バー５５Ａ）に固着される。
この供回り防止部材の構造は限定されないが、連結バー５５Ａ又は２面幅ガイド装置が好ましく使用される。
図３は供回り防止部材として連結バー５５Ａを用いた場合の分解組立て図である。この固着は図３に示すセレション５１ｂを連結バー５５Ａのセレション５５ａに嵌めあいで固着することができる。この連結バー５５Ａは他のタイボルト（多気筒のエンジンである場合は図１０に示されるように一連のシリンダが備えるタイボルト）のセレションに嵌めあいで固着されタイボルトの供回りを防ぐ。単気筒エンジンのように他のタイボルトが存在しない場合は後述する２面幅ガイド装置を使用する。この２面幅ガイド装置は２面幅ガイド９０と回り止め板５５Ｂとから構成される。 A tie bolt 51 having a male screw 52 at the upper end portion is inserted into tie bolt holes 10b, 20b drilled in communication with the cylinder head 10 and the cylinder block 20, and the tie bolt 51 is provided on the lower surface of the cylinder block 20 to prevent rotation. (In FIG. 1, it is fixed to the connecting bar 55A).
Although the structure of this rotation prevention member is not limited, the connecting bar 55A or the two-surface width guide device is preferably used.
FIG. 3 is an exploded view when the connecting bar 55A is used as a rotation preventing member. This fixing can be performed by fitting the selection 51b shown in FIG. 3 to the selection 55a of the connecting bar 55A. The connecting bar 55A is fitted and fixed to a selection of other tie bolts (in the case of a multi-cylinder engine, a tie bolt included in a series of cylinders as shown in FIG. 10) to prevent the tie bolts from rotating. When there is no other tie bolt as in the single cylinder engine, a two-sided width guide device described later is used. This two-surface width guide device is composed of a two-surface width guide 90 and a rotation stop plate 55B.

図１１は供回り防止部材として２面幅ガイド装置を用いた場合の供回り防止の説明図である。後述する凸面座金５３、凹面座金５４及び上述の連結バー５５Ａの備えるセレション５５ａはこの２面幅ガイド装置を構成する回り止め板５５Ｂを使用するときにそのまま適用される。図１１（ａ）は、２面幅ガイド装置を説明するための正面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に係るＡ−Ａ切断断面図である。回り止め板５５Ｂは上述のセレションにタイボルト５１が嵌挿される。この回り止め板５５Ｂは２面幅ガイド９０に密接して配設され、２面幅ガイド９０の接触面９０ａは回り止め板５５Ｂの接触面５５ｂと摺動可能である。これらの図は回転子が回転してもタイボルト５１は２面幅ガイド９０及び回り止め板５５Ｂにより供回りが防止されることを示す。 FIG. 11 is an explanatory view of the rotation prevention when the two-surface width guide device is used as the rotation prevention member. The selection 55a included in the convex washer 53, the concave washer 54, and the connecting bar 55A described above is applied as it is when the detent plate 55B constituting the two-surface width guide device is used. Fig.11 (a) is a front view for demonstrating a 2 surface width guide apparatus. FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line AA according to FIG. The tie bolt 51 is inserted into the above-described selection for the rotation stop plate 55B. The detent plate 55B is disposed in close contact with the two-surface width guide 90, and the contact surface 90a of the two-surface width guide 90 is slidable with the contact surface 55b of the detent plate 55B. These figures show that even if the rotor rotates, the tie bolt 51 is prevented from being rotated by the two-surface width guide 90 and the rotation stop plate 55B.

このシリンダヘッド１０の上面において、シリンダヘッド１０をタイボルト５１の雄螺子５２に螺合する雌螺子５０ａを備える回転子５０で締め付けて上記シリンダヘッド１０の下面と上記シリンダブロック２０の上面とを所望の間隙とする。この間隙は所望の圧縮比との関係で調整される。支軸２４の中心２４ｂを通るシリンダヘッッド１０の横軸（図中においては略水平）は上述の金属リング２２の近傍をとおる。 On the upper surface of the cylinder head 10, the cylinder head 10 is fastened with a rotor 50 having a female screw 50 a that is screwed into the male screw 52 of the tie bolt 51, so that the lower surface of the cylinder head 10 and the upper surface of the cylinder block 20 are connected to each other. Let it be a gap. This gap is adjusted in relation to the desired compression ratio. The horizontal axis (substantially horizontal in the drawing) of the cylinder head 10 passing through the center 24b of the support shaft 24 passes in the vicinity of the metal ring 22 described above.

図２はシリンダヘッド１０の動きとタイボルト５１の関係を示す説明図である。このタイボルト５１はシリンダヘッド１０に穿設されたタイボルト孔１０ｂにメタル５６を嵌挿してこのメタル５６と摺動するため、このタイボルト５１はシリンダヘッドの横軸と常に直角となる。支軸の中心２４ｂを支点としてシリンダブロック２０の横軸Ｘ１に対して角度θ度だけ上向きに回動したとき、タイボルト５１の中心線Ｙ１は垂直線Ｙに対してθ度傾斜する(図２（ａ）を参照)。また、支軸の中心２４ｂを支点としてシリンダブロック２０の横軸Ｘ１に対して角度θ度だけ下向けに回動したとき、タイボルト５１の中心線Ｙ２は垂直線Ｙに対してθ度傾斜する(図２（ｂ）を参照)。このため、シリンダブロック２０に穿設したタイボルト孔２０ｂはタイボルト５１の傾きを制限しないように充分な直径をとる。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the movement of the cylinder head 10 and the tie bolts 51. The tie bolt 51 is inserted into a tie bolt hole 10b formed in the cylinder head 10 and slides with the metal 56. Therefore, the tie bolt 51 is always perpendicular to the horizontal axis of the cylinder head. When the center 24b of the fulcrum is turned upward by an angle θ degrees with respect to the horizontal axis X1 of the cylinder block 20 with the center 24b of the support shaft as a fulcrum, the center line Y1 of the tie bolt 51 is inclined by θ degrees with respect to the vertical line Y (FIG. 2 ( see a)). When the center 24b of the support shaft is pivoted downward by an angle θ degrees with respect to the horizontal axis X1 of the cylinder block 20, the center line Y2 of the tie bolt 51 is inclined by θ degrees with respect to the vertical line Y ( (See FIG. 2 (b)). For this reason, the tie bolt hole 20 b formed in the cylinder block 20 has a sufficient diameter so as not to limit the inclination of the tie bolt 51.

シリンダブロック２０の下面に始末をしない場合はシリンダブロック２０の下面に損傷をおよぼすおそれがある。本内燃機関１は図２に示されるようにタイボルト５１の末端処理として、シリンダブロックの下端部に凸面座金５３及び凹面座金５４を設けて、凸面座金５３の凸面５３ａと凹面座金５４の凹面５４ａは密着して摺動可能とする。また、凸面座金５３の上面５３ｂもシリンダブロック２０の下面２０ａと摺動自在とする。 If the bottom surface of the cylinder block 20 is not cleaned, the bottom surface of the cylinder block 20 may be damaged. As shown in FIG. 2, the internal combustion engine 1 is provided with a convex washer 53 and a concave washer 54 at the lower end portion of the cylinder block as a terminal treatment of the tie bolt 51, and the convex surface 53 a of the convex washer 53 and the concave surface 54 a of the concave washer 54 are It is possible to slide closely. Further, the upper surface 53 b of the convex washer 53 is also slidable with the lower surface 20 a of the cylinder block 20.

このシリンダヘッド１０とシリンダブロック２０はタイボルト５１で連結されている。タイボルト５１は上端に雄螺子５２を備えている。この雄螺子５２に螺合する雌螺子５０ａを備える回転子５０を右廻り又は左回りに回転させることにより、タイボルト５１はシリンダヘッド１０の貫通孔に設けられたメタルに案内されてシリンダヘッド１０の横軸に対して上下自在に移動する。 The cylinder head 10 and the cylinder block 20 are connected by a tie bolt 51. The tie bolt 51 has a male screw 52 at its upper end. The tie bolt 51 is guided by the metal provided in the through hole of the cylinder head 10 by rotating the rotor 50 having the female screw 50a screwed into the male screw 52 clockwise or counterclockwise. Moves up and down with respect to the horizontal axis.

回転子５０はピニオンギヤ等を用いて、ピニオンラック５７を移動させて回転させる。この１図には回転子５０としてピニオンギヤが描かれているが、これに限定されるものではない。このピニオンラック５７はピニオンギヤラックガイド５８でガイドされ、ピニオンギヤを備えたサーボモータＭを用いて移動させる。このサーボモータＭは必要に応じて減速機により回転を減速される(図４(１)参照)。また、他の回転子の例としては図４（２）に挙げるようにリンク機構とアクチュエータを示す。アクチュエータＡを用いて回転子５０を回転させシリンダヘッド１０を上下動させる。 The rotor 50 is rotated by moving the pinion rack 57 using a pinion gear or the like. In FIG. 1, a pinion gear is depicted as the rotor 50, but the present invention is not limited to this. The pinion rack 57 is guided by a pinion gear rack guide 58 and is moved using a servo motor M provided with a pinion gear. The servo motor M is decelerated by a speed reducer as required (see FIG. 4 (1)). As another example of the rotor, a link mechanism and an actuator are shown as shown in FIG. Using the actuator A, the rotor 50 is rotated to move the cylinder head 10 up and down.

この回転子５０の回転量は吸気マニホールド６１に取付けられた圧力センサによりマイコンを介してサーボモータＭの回転を制御する。即ち、吸気マニホールド６１の圧力によりシリンダヘッド１０の回動量を制御して、燃焼室３０の容積を制御する。負荷の軽いときは圧縮比を大きくして熱効率を上げる。一方、負荷が大きくアクセルを踏込んだときは吸気マニホールド６１の圧力が急激に変化する。アクセル踏込み量増加を感知したセンサはサーボモータＭに回転を指示して燃焼室３０の容積を大きくした後に吸気制御弁を開いてノッキング等の燃焼異状を防止する。 The rotation amount of the rotor 50 is controlled by a pressure sensor attached to the intake manifold 61 via a microcomputer. That is, the volume of the combustion chamber 30 is controlled by controlling the amount of rotation of the cylinder head 10 by the pressure of the intake manifold 61. When the load is light, increase the compression ratio to increase thermal efficiency. On the other hand, when the load is large and the accelerator is depressed, the pressure in the intake manifold 61 changes abruptly. A sensor that detects an increase in the accelerator depression amount instructs the servo motor M to rotate to increase the volume of the combustion chamber 30 and then opens the intake control valve to prevent combustion abnormalities such as knocking.

シリンダヘッド１０とシリンダブロック２０の間にはバネ１４等が付設され、このバネ１４等はシリンダヘッド１０を常に上向きに付勢している。このバネ１４等の作用によりエンジンの負荷が大きくなったときには可及的に燃焼室容積を大きくすることができ、ノッキング等の燃料の異状燃焼を防止する。 A spring 14 or the like is provided between the cylinder head 10 and the cylinder block 20, and the spring 14 or the like always urges the cylinder head 10 upward. When the engine load is increased by the action of the spring 14 or the like, the combustion chamber volume can be increased as much as possible, and abnormal combustion of fuel such as knocking can be prevented.

図３はタイボルト５１の分解・組み立て図である。連結バー５５Ａの貫通孔にはタイボルト５１のセレション５１ｂ部を嵌挿してタイボルト５１の供回りを防ぐ。この連結バー５５Ａは他のタイボルト（多気筒エンジンでは気筒ごとに少なくとも１個のタイボルトを備える。）と連結して用いられる。上述の連結バー５５Ａに設けられる貫通孔にはタイボルト５１のセレション５１ｂと嵌合い可能なセレション５５ａを設けることもできる。図中の現合シム５９は複数の回転子の高さを正確に調整するためのものである。 FIG. 3 is an exploded view of the tie bolt 51. The selection 51b portion of the tie bolt 51 is fitted into the through hole of the connecting bar 55A to prevent the tie bolt 51 from rotating. The connecting bar 55A is used by being connected to other tie bolts (in a multi-cylinder engine, at least one tie bolt is provided for each cylinder). A selection 55a that can be fitted to the selection 51b of the tie bolt 51 can be provided in the through hole provided in the connecting bar 55A. A current shim 59 in the figure is for accurately adjusting the height of the plurality of rotors.

上記支軸２４は、クランク形状の偏心軸であることが好ましい。図５は偏心軸を用いた時の内燃機関の１部を端面で表す図である。クランク形状とは図６の（ａ）に示す形状をいう。上述したシリンダヘッド１０の筒体１５に使用する金属リング２２は合い口が切ってあり、バネ性があり、筒体１５の中心線がシリンダの中心線に対して角度がある場合、或いは筒体１５の中心線がシリンダの中心線と一致しない場合にもこの筒体１５はシリンダ内を支障なく往復動できるが、シリンダヘッド１０の傾斜角θが大きいとシリンダ壁に負担をかけ、損傷を与えやすい。クランク形状の偏心支軸を使用するとシリンダヘッド１０の横軸方向への偏心が小さくなりシリンダヘッド１０はよりスムーズに無理なく回動する。 The support shaft 24 is preferably a crank-shaped eccentric shaft. FIG. 5 is a view showing a part of the internal combustion engine with an end face when the eccentric shaft is used. The crank shape refers to the shape shown in FIG. When the metal ring 22 used for the cylinder 15 of the cylinder head 10 described above is cut off and has a spring property, the center line of the cylinder 15 has an angle with respect to the center line of the cylinder, or the cylinder. Even if the center line of 15 does not coincide with the center line of the cylinder, the cylinder 15 can reciprocate within the cylinder without any trouble. However, if the tilt angle θ of the cylinder head 10 is large, the cylinder wall is burdened and damaged. Cheap. When a crank-shaped eccentric support shaft is used, the eccentricity of the cylinder head 10 in the horizontal axis direction is reduced, and the cylinder head 10 rotates more smoothly and without difficulty.

図６（ａ）示すようにこの偏心支軸の両端部はシリンダブロック２０（装着された支軸取付け部材２３）の備える軸孔２３ａに取付けられ、この偏心支軸の中央部はシリンダヘッド１０（に装着された支軸取付け部材１１の備える）軸孔１１ａに取付けられる。図６の(ｂ)に示すように偏心支軸の両端部の中心２４ａ(シリンダブロックに取付けた支軸の中心)は不動であるが、軸孔１１ａに取付けられた偏心支軸の中央部の中心２４ｂは、シリンダヘッドの回動にともなって移動する。このため、シリンダヘッド１０の横軸方向の偏心は小さくなりシリンダ壁に負担をかけることなく、損傷を与える恐れは少なくなる。上述の図５に示すように支軸の中心２４ｂを通るシリンダヘッッド１０の横軸（図中においては略水平）は上述の金属リング２２の近傍をとおる。 As shown in FIG. 6A, both ends of the eccentric support shaft are attached to shaft holes 23a provided in the cylinder block 20 (mounted support shaft mounting member 23), and the center portion of the eccentric support shaft is the cylinder head 10 ( It is attached to the shaft hole 11a (provided with the support shaft attaching member 11 attached to the shaft 11). As shown in FIG. 6 (b), the center 24a of both ends of the eccentric support shaft (the center of the support shaft attached to the cylinder block) is stationary, but the center portion of the eccentric support shaft attached to the shaft hole 11a is fixed. The center 24b moves as the cylinder head rotates. For this reason, the eccentricity of the cylinder head 10 in the horizontal axis direction is reduced, and the risk of damage is reduced without imposing a burden on the cylinder wall. As shown in FIG. 5 described above, the horizontal axis (substantially horizontal in the drawing) of the cylinder head 10 passing through the center 24b of the support shaft passes through the vicinity of the metal ring 22 described above.

本内燃機関１はシリンダヘッド１０とシリンダブロック２０との間に間隙があるため、外部から塵芥が侵入してシリンダ壁を損傷するおそれがある。この塵芥の侵入を防止するために防塵カバー１２を取付けることが好ましい。
図７はこの防塵カバー１２の取付け説明図である。この防塵カバー１２の材質はゴム、樹脂又はエラストマ等の弾性体からなり、蛇腹のある筒状である。この防塵カバー１２の両端のうちの１端は固定バネ１３によりシリンダヘッド１０に押圧して固定され、他の１端はシリンダブロック２０に押圧して固定される。 Since the internal combustion engine 1 has a gap between the cylinder head 10 and the cylinder block 20, dust may enter from the outside and damage the cylinder wall. In order to prevent this dust from entering, it is preferable to attach a dustproof cover 12.
FIG. 7 is an explanatory view of attachment of the dustproof cover 12. The dust cover 12 is made of an elastic body such as rubber, resin, or elastomer and has a bellows-like shape. One end of both ends of the dust cover 12 is pressed and fixed to the cylinder head 10 by the fixing spring 13, and the other end is pressed and fixed to the cylinder block 20.

更に、この防塵カバー１２内からシリンダヘッドのカバーない（図示せず）と貫通穴１９を設けることが必要である。シリンダヘッド１０の筒体１５が備える金属メタル２２は合い口が切ってあるため、少量の気体がこの防塵カバー１２内に侵入する。この防塵カバー１２の内圧を高めないためである。この気体は回収して再度燃焼室に送り込むことができる。貫通孔１９は防塵カバー１２の呼吸気孔であり、シリンダカバー内のオイルミストの吸込みがあるため、こオイルミストをシリンダ壁と金属リング２２及びオーリング２１との潤滑に供するができる。 Further, it is necessary to provide a through-hole 19 from the dust-proof cover 12 without a cylinder head cover (not shown). Since the metal metal 22 provided in the cylinder 15 of the cylinder head 10 is cut off, a small amount of gas enters the dust cover 12. This is because the internal pressure of the dustproof cover 12 is not increased. This gas can be recovered and sent back into the combustion chamber. The through-hole 19 is a breathing hole of the dust-proof cover 12, and the oil mist in the cylinder cover is sucked. Therefore, the oil mist can be used for lubrication between the cylinder wall, the metal ring 22 and the O-ring 21.

図８はタイミングチェーン７０の回巻説明図である。このタイミングチェーン７０は複
数のアイドラを備える。図８に示すようにこれらの複数のアイドラの少なくとも一つは、
シリンダブロック２０（に装着された支軸取付け部材２３）に配設される。この好まし
くは他のアイドラの少なくとも１個は、シリンダヘッド１０に配設される。 FIG. 8 is an explanatory view of the winding of the timing chain 70. The timing chain 70 includes a plurality of idlers. As shown in FIG. 8, at least one of the plurality of idlers is
It is disposed on the cylinder block 20 (support shaft mounting member 23 attached to the cylinder block 20). At least one of the preferably other idlers is disposed on the cylinder head 10.

タイミングチェーン７０は、カムタイミングスプロケット７１、クランクタイミングス
プロケット７４、テンショナスプロケット７２、アイドラスプロケット７５、７６を介
して掛けられる。このテンショナスプロケット７２は、テンショナ７３によりタイミン
グチェーン７０の緩みを防止して適正な張力を保持する。 The timing chain 70 is hung through a cam timing sprocket 71, a crank timing sprocket 74, a tensioner sprocket 72, and idler sprockets 75 and 76. The tensioner sprocket 72 prevents the timing chain 70 from loosening by the tensioner 73 and maintains an appropriate tension.

本内燃機関１は、カムタイミングスプロケット７１が上下動するために、タイミングスプロケット７１が回転しタイミングが狂うおそれがあるため、常にタイミングを適正に保持しないとバルブタイミングに狂いが生じる。タイミングチェーン７０の張力の適正はテンショナ７３で図っているが、バルブタイミングは微妙であり正確性が要求される。カムタイミングスプロケット７１の上下動に関せず適正なタイミングを保つために、アイドラ７６は引っ張り側（図中の矢印は引っ張り方向を示す）のタイミングチェーン７０の中心線ができるだけ支軸２４の中心２４ｂを通るようにし、且つ中心２４ｂ近傍に敷設する。好ましくはカムタイミングスプロケット７１とスプロケット７６の共通の接線７７がスプロケット７６と接する接点近傍に中心２４ｂを配設する。バルブタイミングの変動を少なくして安定化を図るためである。 In the internal combustion engine 1, since the cam timing sprocket 71 moves up and down, the timing sprocket 71 may rotate and the timing may be out of order. Therefore, if the timing is not always properly maintained, the valve timing will be out of order. The tension of the timing chain 70 is appropriate by the tensioner 73, but the valve timing is delicate and requires accuracy. In order to maintain an appropriate timing regardless of the vertical movement of the cam timing sprocket 71, the idler 76 has a center line of the timing chain 70 on the pull side (the arrow in the drawing indicates the pull direction) as much as possible. And lays in the vicinity of the center 24b. Preferably, a common tangent line 77 between the cam timing sprocket 71 and the sprocket 76 is disposed in the vicinity of the contact point where the sprocket 76 contacts the center 24b. This is to stabilize the valve timing fluctuation.

シリンダヘッド中心調整器８０は後述するようにシリンダヘッド１０の横軸とシリンダの縦中心線の交点を常にシリンダの縦中心線上に位置せしめる効果を有する。
シリンダヘッド中心調整器８０は垂直保持部材８１と水平保持部材８２とからなり、水平保持部材８２に貫通孔を穿設し、この貫通孔に垂直保持部材８１が密接挿入される。この垂直保持部材８１の中心線Ｔ１はシリンダの中心線と一致する。この垂直保持部材８１は水平保持部材８２の貫通孔に接して中心線Ｔ１に沿って上下動をする。シリンダヘッド１０の横軸が水平のとき、水平保持部材８２の中心線Ｔ２上には、支軸２４の中心点２４ｂがある。また、この水平保持部材８２は両端が凸面８３をなし、受け部８４の備える凹面８５と接して摺動する。 As will be described later, the cylinder head center adjuster 80 has an effect of always positioning the intersection of the horizontal axis of the cylinder head 10 and the vertical center line of the cylinder on the vertical center line of the cylinder.
The cylinder head center adjuster 80 includes a vertical holding member 81 and a horizontal holding member 82. A through hole is formed in the horizontal holding member 82, and the vertical holding member 81 is closely inserted into the through hole. The center line T1 of the vertical holding member 81 coincides with the center line of the cylinder. The vertical holding member 81 contacts the through hole of the horizontal holding member 82 and moves up and down along the center line T1. When the horizontal axis of the cylinder head 10 is horizontal, the center point 24 b of the support shaft 24 is on the center line T <b> 2 of the horizontal holding member 82. Further, the horizontal holding member 82 has a convex surface 83 at both ends, and slides in contact with the concave surface 85 of the receiving portion 84.

垂直保持部材８１はボルト８７でシリンダブロック２０に固着され、垂直保持部材８１の中心線Ｔ１は常にシリンダの中心線と一致する（図中においては略垂直）。水平保持部材８２は受け部８４を介してボルト８６でシリンダヘッド１０に定着される。シリンダヘッド１０が傾斜したとき（シリンダヘッド１０の上下動により、２４ｂが左右に動く。中心線Ｔ１は水平を維持したまま傾斜する。このとき、受け部８４は水平部材８２の凸面を摺動して傾斜する。）でも、中心線Ｔ２は上記シリンダの中心線と直角であり、上記垂直保持部材の中心線と上記水平保持部材の中心線の交点は上記シリンダの中心線上にある。 The vertical holding member 81 is fixed to the cylinder block 20 with a bolt 87, and the center line T1 of the vertical holding member 81 always coincides with the center line of the cylinder (substantially vertical in the figure). The horizontal holding member 82 is fixed to the cylinder head 10 by a bolt 86 through a receiving portion 84. When the cylinder head 10 is tilted (the vertical movement of the cylinder head 10 moves 24b to the left and right. The center line T1 is tilted while maintaining the horizontal. At this time, the receiving portion 84 slides on the convex surface of the horizontal member 82. However, the center line T2 is perpendicular to the center line of the cylinder, and the intersection of the center line of the vertical holding member and the center line of the horizontal holding member is on the center line of the cylinder.

図９は、他の態様の本願可変圧縮比内燃機関１００（以下「本内燃機関１００」ともいう。）の１部を端面で表す正面図である。本内燃機関１００のシリンダヘッド１１０は凹部１１６を有する筒体１１５を備える。この凹部１１６とピストン１４０で燃焼室１３０を構成し、シリンダヘッド１１０の上下作動により燃焼室１３０の容積を増減させて圧縮比を変化させる。 FIG. 9 is a front view of a part of the variable compression ratio internal combustion engine 100 (hereinafter also referred to as “the present internal combustion engine 100”) of another aspect represented by an end surface. The cylinder head 110 of the internal combustion engine 100 includes a cylindrical body 115 having a recess 116. The recess 116 and the piston 140 constitute a combustion chamber 130, and the compression ratio is changed by increasing or decreasing the volume of the combustion chamber 130 by the vertical movement of the cylinder head 110.

シリンダヘッド１１０は、シリンダヘッド１１０とシリンダブロック１２０との間に設けられた複数のバネ１１４により上向きに付勢される。このバネ１１４を用いない場合は、油圧シリンダ（図示しない）、又はエアシリンダ（図示しない）を用いる。バネ１１４と油圧シリンダ又はエアシリンダを組合わせて用いることもできる。シリンダヘッド１１０はシリンダブロック１２０を連結するタイボルト１５１を備える。このタイボルト１５１は、雄螺子１５２を有し、この雄螺子１５２に螺合する雌螺子を有する回転子１５０を回転させることにシリンダヘッド１１０を上下自在に作動される。この回転子の回転は、吸気マニホールドの圧力により制御され、燃焼室１３０の容積を増減させて圧縮比を変化させる。タイボルト１５１は供回り防止部材１５５により供回りが防止されている。 The cylinder head 110 is biased upward by a plurality of springs 114 provided between the cylinder head 110 and the cylinder block 120. When this spring 114 is not used, a hydraulic cylinder (not shown) or an air cylinder (not shown) is used. A combination of the spring 114 and a hydraulic cylinder or an air cylinder can also be used. The cylinder head 110 includes a tie bolt 151 that connects the cylinder block 120. The tie bolt 151 has a male screw 152, and the cylinder head 110 can be moved up and down by rotating a rotor 150 having a female screw engaged with the male screw 152. The rotation of the rotor is controlled by the pressure of the intake manifold, and the volume of the combustion chamber 130 is increased or decreased to change the compression ratio. The tie bolt 151 is prevented from being rotated by the rotation preventing member 155.

図１０は本願発明の可変圧縮比内燃機関１００の模式平面図である。図１０においては回転子としてピニオンギヤ１５０を使用し、サーボモータＭのピニオンギヤを回転させてピニオンラック１５７を所望の方向に作動させ回転子（ピニオンギヤ１５０）を回転させてシリンダヘッド１１０を上下動させる。このピニオンラック１５７はピニオンラックガイド１５８で案内されている。この図１０ではピニオンギヤ１５０、ピニオンラック１５７、サーボモータＭを使用してシリンダヘッド１１０を作動させているが、図４（２）に示すようにアクチュエータＡを使用して腕木式リンク機構等を用いることもできる。また、サーボモータＭは必要に応じて減速機付きのものを使用する。この回転子１５０の回転量は吸気マニホールドに取付けられた圧力センサによりマイコンを介してサーボモータＭの回転を制御する。即ち、吸気マニホールドの圧力によりシリンダヘッド１１０の上下量を制御して、燃焼室１３０の容積を制御する。負荷の軽いときは圧縮比を大きくして熱効率を上げる。一方、負荷が大きくアクセルを踏込んだときは吸気マニホールドの圧力が急激に変化する。アクセル踏込み量増加を感知したセンサはサーボモータＭに回転を指示して燃焼室１３０の容積を大きくした後に吸気制御弁を開いてノッキング等の燃焼異状を防止する。防塵カバー１１２は、固定スプリング１１３、この防塵カバー１１２内からシリンダヘッドカバー内と貫通孔１９を設ける等は上述の内燃機関１のものがそのまま適用される。 FIG. 10 is a schematic plan view of the variable compression ratio internal combustion engine 100 of the present invention. In FIG. 10, the pinion gear 150 is used as a rotor, the pinion gear of the servo motor M is rotated, the pinion rack 157 is operated in a desired direction, the rotor (pinion gear 150) is rotated, and the cylinder head 110 is moved up and down. The pinion rack 157 is guided by a pinion rack guide 158. In FIG. 10, the cylinder head 110 is operated using the pinion gear 150, the pinion rack 157, and the servo motor M. However, as shown in FIG. You can also. In addition, a servo motor M with a reduction gear is used as necessary. The rotation amount of the rotor 150 controls the rotation of the servo motor M through a microcomputer by a pressure sensor attached to the intake manifold. That is, the volume of the combustion chamber 130 is controlled by controlling the vertical amount of the cylinder head 110 by the pressure of the intake manifold. When the load is light, increase the compression ratio to increase thermal efficiency. On the other hand, when the load is large and the accelerator is depressed, the pressure of the intake manifold changes abruptly. A sensor that detects an increase in the accelerator depression amount instructs the servo motor M to rotate to increase the volume of the combustion chamber 130 and then opens the intake control valve to prevent abnormal combustion such as knocking. For the dust cover 112, the fixed spring 113, the inside of the dust cover 112, the cylinder head cover and the through hole 19, etc. are used as they are.

本内燃機関１００は上述の本内燃機関１に比較して、シリンダヘッド１１０の上下動に使用する動力の負荷は大きい。しかし、構造は簡単であり作製が容易である。また、従来技術のように重量の大きいシリンダブロックを作動させるのではなく、軽量のシリンダヘッド１１０を作動させて圧縮比を変化させるのであるから、圧縮比を可変させるための動力負荷は小さい。 Compared with the internal combustion engine 1 described above, the internal combustion engine 100 has a larger load of power used for the vertical movement of the cylinder head 110. However, the structure is simple and easy to manufacture. In addition, since the heavy cylinder block 110 is not operated as in the prior art, but the lightweight cylinder head 110 is operated to change the compression ratio, the power load for changing the compression ratio is small.

１可変圧縮比内燃機関
１０シリンダヘッド
１０ｂタイボルト孔
１１支軸取付け部材
１２防塵カバー
１３固定バネ
１４バネ
１５筒体
１６凹部
２０シリンダブロック
２０ｂタイボルト孔
２１オーリング
２２金属リング
２３支軸取付け部材
２４支軸
３０燃焼室
４０ピストン
４１ピストンリング
５０回転子
５１タイボルト
５１ｂセレション
５２タイボルトの螺子
５３凸面座金
５４凹面座金
５５Ａ連結バー
５５Ｂ回り止め板
５６メタル
５７ピニオンラック
５８ピニオンラックガイド
５９現合シム
６０吸気管
６１吸気マニホールド
７０タイミングチェーン
７１カムシャフトスプロケット
７２テンショナスプロケット
７３テンショナ
７４クランクシャフトスプロケット
７５アイドラ
７６アイドラ
７７接線
９０２面幅ガイド
１００可変圧縮比内燃機関
１１０シリンダヘッド
１１４バネ
１２０シリンダブロック
１３０燃焼室
１４０ピストン
１５１タイボルト

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable compression ratio internal combustion engine 10 Cylinder head 10b Tie-bolt hole 11 Support shaft attachment member 12 Dust-proof cover 13 Fixing spring 14 Spring 15 Cylindrical body 16 Recess 20 Cylinder block 20b Tie-bolt hole 21 O-ring 22 Metal ring 23 Support shaft attachment member 24 Support shaft 30 Combustion chamber 40 Piston 41 Piston ring 50 Rotor 51 Tie bolt 51b Selection 52 Tie bolt screw 53 Convex washer 54 Concave washer 55A Connection bar 55B Non-rotating plate 56 Metal 57 Pinion rack 58 Pinion rack guide 59 Joint shim 60 Intake pipe 61 Intake Manifold 70 Timing chain 71 Camshaft sprocket 72 Tensioner sprocket 73 Tensioner 74 Crankshaft sprocket 75 Idler 76 Idler 77 Tangent 90 Two-sided width guide 10 Variable compression ratio internal combustion engine 110 Cylinder head 114 spring 120 cylinder block 130 the combustion chamber 140 piston 151 tie bolt

Claims

凹部を有する筒体を備えるシリンダヘッドの作動により圧縮比を変化させる可変圧縮比内燃機関において、
上記シリンダヘッドは、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に設けられたバネ、油圧シリンダ及びエアシリンダから選ばれる少なくとも一つにより上向きに付勢され、
上記シリンダヘッドは、上記シリンダヘッドの備える軸孔と上記シリンダブロックの備える軸孔とに挿通された支軸に枢着され、上記シリンダヘッドは、上記支軸の中心を支点として回動自在であり、
上記シリンダヘッド及び上記シリンダブロックに連通して穿設されたタイボルト孔内に上端部に雄螺子を備えるタイボルトを挿入し、上記タイボルトは上記シリンダブロックの下面で供回り防止部材に固着され、
上記タイボルトは、上記シリンダブロックの下端部と上記供回り防止部材の間に凸面座金及び凹面座金を設け、上記シリンダブロックの下端部と上記凸面座金の上端部、及び上記凸面座金の凸面と上記凹面座金の凹面は密着して摺動可能であり、
上記シリンダヘッドの上面において、上記シリンダヘッドを上記タイボルトの雄螺子に螺合する雌螺子を備える回転子で締め付けて上記シリンダヘッドの下面と上記シリンダブロックの上面との間に間隙を設け、
上記回転子を回転することにより上記シリンダヘッドを回動させ、上記回転子の回転量は吸気マニホールドの圧力とアクセルの踏込み量により制御されることを特徴とする可変圧縮比内燃機関。 In a variable compression ratio internal combustion engine that changes the compression ratio by the operation of a cylinder head including a cylindrical body having a recess,
The cylinder head is biased upward by at least one selected from a spring, a hydraulic cylinder and an air cylinder provided between the cylinder head and a cylinder block.
The cylinder head is pivotally attached to a support shaft inserted through a shaft hole provided in the cylinder head and a shaft hole provided in the cylinder block, and the cylinder head is rotatable about the center of the support shaft. ,
A tie bolt having a male screw at its upper end is inserted into a tie bolt hole drilled in communication with the cylinder head and the cylinder block, and the tie bolt is fixed to a rotation preventing member on the lower surface of the cylinder block.
The tie bolt is provided with a convex washer and a concave washer between the lower end portion of the cylinder block and the anti-rotation member, the lower end portion of the cylinder block and the upper end portion of the convex washer, and the convex surface and the concave surface of the convex washer. The concave surface of the washer is closely slidable,
On the upper surface of the cylinder head, the cylinder head is tightened with a rotor including a female screw that is screwed into the male screw of the tie bolt to provide a gap between the lower surface of the cylinder head and the upper surface of the cylinder block,
A variable compression ratio internal combustion engine characterized in that the cylinder head is rotated by rotating the rotor, and the rotation amount of the rotor is controlled by the pressure of the intake manifold and the depression amount of the accelerator.

上記供回り防止部材は連結バー及び２面幅ガイド装置から選ばれるいずれか一方である請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。 The variable compression ratio internal combustion engine according to claim 1, wherein the rotation preventing member is one selected from a connecting bar and a two-sided width guide device.

上記シリンダヘッドと上記シリンダブロックの間に弾性体からなる蛇腹筒状の防塵カバーを備え、上記防塵カバーの両端のうちの１端は固定バネにより上記シリンダヘッドに固定され、他の１端は上記固定バネにより上記シリンダブロックに固定され、
上記防塵カバー内の気体は上記シリンダヘッドのカバー内に解放されている請求項１又は請求項２に記載の可変圧縮比内燃機関。 Between the cylinder head and the cylinder block, an accordion cylinder-shaped dustproof cover made of an elastic body is provided, one end of the dustproof cover being fixed to the cylinder head by a fixing spring, and the other end being the above-mentioned It is fixed to the cylinder block by a fixing spring,
The variable compression ratio internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the gas in the dustproof cover is released into the cover of the cylinder head.

上記支軸は、クランク形状であって上記クランク形状の支軸の両端部は上記シリンダブロックが備える軸孔に取付けられ、上記支軸の中央部は上記シリンダヘッドの備える軸孔に取付けられた請求項１乃至請求項３のいずれか1項に記載する可変圧縮比内燃機関。 The support shaft is crank-shaped, and both ends of the crank-shaped support shaft are attached to shaft holes provided in the cylinder block, and a center portion of the support shaft is attached to a shaft hole provided in the cylinder head. The variable compression ratio internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.

更に、複数のアイドラとシリンダヘッド中心調整器を備え、上記複数のアイドラのうちのすくなくとも１個は上記シリンダブロックに配設され、
上記シリンダヘッド中心調整器は垂直保持部材と水平保持部材とからなり、上記垂直保持部材の中心線はシリンダの中心線に一致し、且つ上記水平保持部材を貫通して上記シリンダブロックに配設され、
上記水平保持部材は両端が凸面をなし、受け部の備える凹面と接して摺動し、中心線は上記シリンダの中心線と直角であり、且つ受け部を介して上記シリンダヘッドに配設され、
上記垂直保持部材の中心線と上記水平保持部材の中心線の交点は上記シリンダの中心線上にある請求項４に記載の可変圧縮比内燃機関。 Furthermore, it comprises a plurality of idlers and a cylinder head center adjuster, and at least one of the plurality of idlers is disposed on the cylinder block,
The cylinder head center adjuster includes a vertical holding member and a horizontal holding member, and the center line of the vertical holding member coincides with the center line of the cylinder and is disposed in the cylinder block through the horizontal holding member. ,
The horizontal holding member is convex at both ends, slides in contact with the concave surface of the receiving portion, the center line is perpendicular to the center line of the cylinder, and is disposed on the cylinder head via the receiving portion,
The variable compression ratio internal combustion engine according to claim 4, wherein an intersection of a center line of the vertical holding member and a center line of the horizontal holding member is on the center line of the cylinder.

凹部を有する筒体を備えるシリンダヘッドの作動により圧縮比を変化させる可変圧縮比内燃機関において、
上記シリンダヘッドは、上記シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に設けられた複数のバネ、油圧シリンダ及びエアシリンダから選ばれる少なくとも一つにより上向きに付勢され、
上記シリンダヘッド及び上記シリンダブロックに連通して穿設されたタイボルト孔内に上端部に雄螺子を備えるタイボルトを挿入し、上記タイボルトは上記シリンダブロックの下面で供回り防止部材に固着し、
上記シリンダヘッドの上面において、上記シリンダヘッドを上記タイボルトの雄螺子に螺合する雌螺子を備える回転子で締め付け、
上記回転子を回転することにより上記シリンダヘッドを上下動させ、上記回転子の回転量は吸気マニホールドの圧力とアクセルの踏込み量により制御されることを特徴とする可変圧縮比内燃機関。 In a variable compression ratio internal combustion engine that changes the compression ratio by the operation of a cylinder head including a cylindrical body having a recess,
The cylinder head is biased upward by at least one selected from a plurality of springs, hydraulic cylinders and air cylinders provided between the cylinder head and a cylinder block,
A tie bolt having a male screw at the upper end is inserted into a tie bolt hole drilled in communication with the cylinder head and the cylinder block, and the tie bolt is fixed to the anti-rotation member on the lower surface of the cylinder block.
On the upper surface of the cylinder head, the cylinder head is tightened with a rotor having a female screw that is screwed into a male screw of the tie bolt,
A variable compression ratio internal combustion engine characterized in that the cylinder head is moved up and down by rotating the rotor, and the amount of rotation of the rotor is controlled by the pressure of the intake manifold and the amount of depression of the accelerator.

上記シリンダヘッドと上記シリンダブロックの間に弾性体からなる蛇腹筒状の防塵カバーを備え、上記防塵カバーの両端のうちの１端は固定バネにより上記シリンダヘッドに固定され、他の１端は上記固定バネにより上記シリンダブロックに固定され、
上記防塵カバー内の気体は上記シリンダヘッドのカバー内に解放されている請求項６に記載の可変圧縮比内燃機関。

Between the cylinder head and the cylinder block, an accordion cylinder-shaped dustproof cover made of an elastic body is provided, one end of the dustproof cover being fixed to the cylinder head by a fixing spring, and the other end being the above-mentioned It is fixed to the cylinder block by a fixing spring,
The variable compression ratio internal combustion engine according to claim 6, wherein the gas in the dustproof cover is released into the cover of the cylinder head.