JP4229867B2 - 圧縮比可変機構を備える内燃機関を備える動力装置 - Google Patents
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Description
また、駆動機構におけるクランク軸ホルダとの結合部は、入力軸におけるクランク軸ホルダの枢支部よりも、シリンダ軸線を含むと共にクランク軸の回転中心線に平行な平面の近くに位置することにより、ピストンからクランク軸を介してクランク軸ホルダに作用する荷重のうち、入力軸の枢支部よりもシリンダ軸線に近い距離にある結合部が、枢支部よりも大きな荷重を受け止めるので、入力軸に作用する荷重の割合が低減する。
これによれば、爆発荷重が出力部に作用する作動油により受け止められる。
また、駆動機構により、入力軸に作用する荷重の割合が低減するので、変速機での円滑な変速性能が確保され、さらに入力軸を支持する部材の耐久性も向上する。
図1〜図3は第1実施形態を説明するためのものである。先ず、図1,図2を参照すると、本発明の実施形態である動力装置Pは、車両としての自動二輪車に搭載される動力装置であり、火花点火式の単気筒4ストローク内燃機関Eと動力伝達装置Tとを備える。内燃機関Eのクランク軸6の動力を駆動輪である後輪に伝達する動力伝達装置Tは、内燃機関Eから動力伝達装置Tへの動力の伝達および遮断を行う発進クラッチC1と、発進クラッチC1から伝達されるクランク軸6の回転を減速して変速クラッチC2および変速機Mに伝達する伝達機構としての一次減速機構D1と、一次減速機構D1から伝達されるクランク軸6の動力の変速機Mへの伝達および遮断を行う変速クラッチC2と、クランク軸6の回転を変速する変速機Mと、変速機Mからの回転を後輪に減速して伝達する二次減速機構D2とを備える。
なお、図示されないが、吐出ポート32bの潤滑油は、第2ホルダ52、結合部材53、第1ホルダ51、第1ホルダ51におけるメイン軸41の軸受55を保持する軸受部、第1ケース1aにおけるメイン軸41の軸受45を保持する軸受部、第1ケース1a、シリンダ2およびシリンダヘッド3にそれぞれ形成された油路を順次経て、動弁室21内に供給され、動弁装置22等の潤滑に供される。
内燃機関Eの圧縮比可変機構Rは、クランク軸6を回転可能に支持すると共にメイン軸41に揺動可能に支持されるクランク軸ホルダ50と、クランク軸ホルダ50を揺動させる駆動機構70とを備えることにより、駆動機構70によりクランク軸ホルダ50が駆動されると、クランク軸ホルダ50はメイン軸41を中心に揺動して、クランク軸6の回転中心線L2の位置が変更されるため、シリンダ2に対するピストン10の上死点位置が変更されて圧縮比が変更される。このとき、クランク軸ホルダ50はメイン軸41の回転中心線L3を揺動中心線として揺動することから、クランク軸6の回転中心線L2とメイン軸41の回転中心線L3との間の距離である軸間距離は、圧縮比を変更するためにクランク軸6の回転中心線L2の位置が変更されても、不変であるので、クランク軸6からメイン軸41への動力の伝達が適正に行われる。
また、変速クラッチC2は、クランク軸ホルダ50の揺動中心軸であるメイン軸41に設けられるため、クランク軸ホルダ50の揺動の影響を受けることがないので、前記クラッチ操作機構が簡素化される。
駆動機構70は、電動モータ91により回転駆動される偏心カム94が設けられる回転軸75と、偏心カム94とクランク軸ホルダ50とを連結するリンク95とを備え、電動モータ91は、偏心カム94の最大リフト位置および最小リフト位置を含む回転範囲でクランク軸ホルダ50を揺動させることにより、偏心カム94の最大リフト位置および最小リフト位置では、偏心カム94に作用する爆発荷重に基づいて偏心カム94に作用する荷重の作用線が、回転中心線L5および偏心中心線L6を含む平面上にほぼ位置することから、該荷重が電動モータ91に加えるトルクが殆どないので、設定された揺動位置にクランク軸ホルダ50を保持するために必要な電動モータ91のエネルギが低減する。
具体的には、前記第1揺動位置以外の揺動位置にあるクランク軸ホルダ50が前記第1揺動位置を占めるようにするために、電子制御ユニット108は、圧縮行程または排気行程であるピストン10の上昇行程のときに、第1開閉弁111を開く。第1開閉弁111が開くと、クランク軸ホルダ50に作用するピストン10からの上昇力により、ピストン103が第2油圧室107内の作動油を第1油路121および第1一方向弁113を経て第1油圧室106に排出し、クランク軸ホルダ50が前記第1揺動位置に向けて揺動する。そして、クランク軸ホルダ50が前記第1揺動位置に達したことが、クランク軸ホルダ50の揺動位置を検出する検出手段、例えば出力ロッド104の位置を検出するポテンショメータにより検出されたとき、電子制御ユニット108は第1開閉弁111を閉じる。この時点では、第2開閉弁112も閉じられているため、第1,第2油圧室106,107間での作動油の給排が行われず、したがってピストン103が移動することはないため、クランク軸ホルダ50が前記第1揺動位置に保持される。
圧縮比可変機構Rの駆動機構を構成するアクチュエータ101の前記制御部に、第1,第2油圧室106,107に貯留された作動油が第1,第2油圧室106,107間で給排されることにより、クランク軸ホルダ50の設定された揺動位置が得られるため、第1,第2油圧室106,107に高圧の作動油を供給する油圧源が不要になるので、油圧回路を構成する油路が簡素化され、圧縮比可変機構Rの駆動機構の構造がコンパクトになって、クランク室5内での配置が容易になり、そのうえ、高圧の作動油を得るためにクランク軸6の動力により駆動されるポンプが不要になるので、内燃機関Eの動力損失が減少して、燃費が改善される。
変速機は、常時噛合い式の歯車変速機40以外の型式の変速機であってもよい。
第2実施形態において、クランク軸ホルダ50は、偏心カム94が最小リフト位置を占めるときに前記第1揺動位置を占め、偏心カム94が最大リフト位置を占めるときに前記第2揺動位置を占めるように、圧縮比可変機構Rが構成されてもよい。また、偏心カム94の回転範囲に、最大リフト位置および最小リフト位置の一方のみが含まれるように、偏心カム94の回転範囲が設定されてもよい。
動弁用伝動機構30を構成する駆動スプロケットは、メイン軸に回転可能に支持されると共に、クランク軸と一体に回転する駆動部材により駆動されてもよく、その場合には、クランク軸ホルダが揺動によるバルブタイミングへの影響は皆無となる。
動力装置Pは二輪車以外の車両に搭載されるものであってもよく、内燃機関は多気筒内燃機関であってもよい。
Claims (6)
- シリンダ内で往復運動するピストンがコンロッドを介して連結されるクランク軸と前記クランク軸の回転中心線の位置を変更する圧縮比可変機構とを備える内燃機関と、前記クランク軸に伝達機構を介して連結される入力軸を備える変速機と、を備え、前記クランク軸および前記入力軸が互いに平行な回転中心線を有するように配置される動力装置において、
前記圧縮比可変機構は、前記クランク軸を回転可能に支持すると共に前記入力軸に揺動可能に支持されるクランク軸ホルダと、前記クランク軸ホルダを揺動させる駆動機構とを備え、
前記駆動機構における前記クランク軸ホルダとの結合部は、前記入力軸における前記クランク軸ホルダの枢支部よりも、前記シリンダのシリンダ軸線を含むと共に前記クランク軸の回転中心線に平行な平面の近くに位置することを特徴とする動力装置。 - 前記クランク軸ホルダには、前記クランク軸に設けられるクランク軸油路に潤滑油を供給する油路または前記ピストンに向けて潤滑油を噴射する噴射孔が設けられることを特徴とする請求項1記載の動力装置。
- 前記油路および前記噴射孔に潤滑油を供給する供給油路と、前記供給油路に潤滑油を吐出するオイルポンプとが、前記クランク軸ホルダに設けられることを特徴とする請求項2記載の動力装置。
- 前記駆動機構は油圧アクチュエータを備え、前記結合部は、前記油圧アクチュエータの作動油の油圧に基づく駆動力を前記クランク軸ホルダに作用させる出力部に設けられることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の動力装置。
- 前記駆動機構は、アクチュエータと、前記アクチュエータにより回転駆動される偏心カムが設けられる回転軸と、前記偏心カムと前記クランク軸ホルダとを連結するリンクとを備え、前記アクチュエータは前記偏心カムの最大リフト位置または最小リフト位置を含む回転範囲で前記クランク軸ホルダを揺動させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の動力装置。
- 前記クランク軸ホルダには、前記クランク軸と一体回転可能に結合されるロータを有する交流発電機のステータが固定されることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の動力装置。
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