(57)【要約】      （修正有）【課題】圧縮比連続可変装置において、可変範囲全域に亘り、上、下死点間と下、上死点間のクランク角が一定で、上死点及び下死点のクランク位相が変化せず、ストロークを近似正弦カーブとする。【解決手段】ピストン１１とクランクシャフト１５を連接するコンロッドを、ピストンロッド１２とクランクシャフト側のコンロッド１３を揺動自在に連接する連接リンク１７とに三分割し、コンロッド小端を円弧状にストロークさせる揺動アーム１８の揺動軸１８−１を固定し、ピストンロッド大端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸１２−１を両端に配置した円筒状の回転体にて直線又は直線に近い曲率でストロークさせるガイド１４の、コンロッド小端軌跡に対する位置、傾斜を二次元的に可変制御する。【選択図】図１
2020029857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンとクランクを連接するコンロッドを、ピストン側のピストンロッドとクランク側のコンロッドを揺動自在に連接する連接リンクとに三分割し、コンロッド小端を円弧状にストロークさせる揺動アームの揺動軸を固定し、ピストンロッド大端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状の回転体を、面状ガイドレールにて外周両側を挟み込み転動ストロークさせてクロスヘッド軸のストロークを適切な軌跡に規制するクロスヘッドガイドの、コンロッド小端軌跡に対する位置、傾斜を二次元的に可変制御する行程容積、圧縮比連続可変装置。
【請求項２】
クロスヘッド軸のストローク軌跡を直線又は直線に近い曲率とする請求項１に記載した行程容積、圧縮比連続可変装置。
【請求項３】
コンロッド小端軌跡に対するクロスヘッドガイドの位置、傾斜の可変及び固定を、静止リンクとなるクランクケースに対偶にて揺動自在とした二つの原動リンクに、対偶にて連結した二つの従動リンクの内のシリンダ側をクロスヘッドガイドとした５節リンク機構とし、最大ストロークから最小ストローク、低圧縮比から高圧縮比側に可変するに従って、クロスヘッドガイドがクランク側から離れシリンダ側に近づくようにシリンダ側原動リンクの対偶位置を設定し、二つの原動リンクを別々に揺動させるモータ及び駆動力伝達機構を設け、伝達機構の一部に非可逆伝達機構を用いる請求項１に記載した行程容積、圧縮比連続可変装置。
【請求項４】
クロスヘッドガイドのクロスヘッド軸ガイド部の中心上端を、エンジン常用域のストローク、圧縮比にてシリンダ芯軸付近のシリンダボア内の位置に可変する請求項３に記載した行程容積、圧縮比連続可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【００１】本発明は自動車、船舶、船外機等のエンジンで行程容積、圧縮比を随時任意に連続無段階可変するものにおいて、コンロッドを三分割しクランク側連結部を円弧状に揺動させるアームの揺動軸を固定し、直線又は直線に近い曲率の面状ガイドレールを有するガイドにて、ピストン側連結部の両端に設けた円筒状の回転体を転動させて連結部をストロークさせ、クランク側連結部円弧状軌跡に対するガイドの位置、傾斜を二次元的に可変制御するもので、ピストン側連結部もクランク側連結部と同様に、連結部をアームにて円弧状に揺動させてその揺動軸位置を二次元的に可変制御する方式の方が構造簡単で、行程容積、圧縮比可変範囲全域に亘り、上、下死点間と下、上死点間のクランク角を、１８０°又は前後の任意な一定角度に設定できると共に、上死点及び下死点のクランク位相変化も無く、バルブタイミング合せのＶＶＴが不要で、常用域でのピストン側連結部の上死点側軌跡をシリンダ芯軸に近づけて沿わせることで、ピストン側圧が大幅低減し低メカロス化が図れるが、連結部ストローク軌跡の曲率半径が小さく上死点側に対し下死点付近のピストンスピードが遅くなり、１８０°クランク時の平均ピストン位置のカーブの波高が、単コンロッドクランクより高くなり振動大となる。曲率半径を大きくすることで波高は低くできるが、アームを長くすることは強度及び重量増による振動増加により限度があり、連結部のアーム軸支部が摺動接触となりメカロス大となる欠点もある。本発明の面状ガイドレールの採用により、連結部のストロークをアームにて規制する方式では不可能な、直線又は直線に近い曲率を選定できることで、大ストローク側を近似正弦カーブにでき高出力、高回転側の大幅な振動低減が図れ、連結部のストロークの規制がコロガリ接触となり大幅にメカロス低減できると共に、ピストン上、下死点位置及び圧縮比範囲の制限、無電力での行程容積、圧縮比の固定、保持をも可能にするものである。
【背景技術】
【００２】出力に対し内燃機関の行程容積及び圧縮比は、熱効率、ポンピングロスを決定づける主な要因であり、負荷や回転数等に応じて行程容積、圧縮比を連続自在に選択できれば、広い運転領域で熱効率向上、ポンピングロス低減が図れる。
単コンロッドクランク機構のコンロッドを二分割し、クランク側をコンロッド連結軸、クランクピン軸の軸芯を結ぶ辺に対し対角が略直角となる対頂点に可変制御アーム連結軸芯を設けたＬ形ヨークとし、アーム連結軸を可変制御アームにて円弧状にストロークさせ、軌跡がクランクジャーナル軸芯を通りシリンダ芯軸に平行な線に対し、上死点側で近づき下死点側は両側に広がるハの字状の範囲で、放射状に位置、角度が変わる様に可変制御アームの揺動軸芯位置を一次又は二次元的に可変制御することを特徴とする特許文献１が開示されている。
【特許文献１】特開２０１７−１０６４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３】特許文献１では、クランク軸方向視にて可変制御アーム揺動軸芯とシリンダ芯軸との間にクランクジャーナル軸芯を配置し、クランクジャーナル軸芯を通りシリンダ芯軸に平行な線に対し、可変制御アーム連結軸芯を上死点側で近づき下死点側は両側に広がるハの字状の範囲で、放射状に位置、角度が変わる様にストロークさせており、上死点側ではシリンダ芯軸直角方向に僅かに軌跡をずらすことで上死点高さが変化し、行程容積（ピストンストローク）に対応させて圧縮比を調整できるが、ＶＶＴが必要になる程ではないが上死点位相は下表例の様に僅かではあるが変化してしまう。
2020029857.tif 000003
（位相はクランクジャーナル軸芯を通りシリンダ芯軸に平行な線からの時計回り角度）四気筒エンジンの様に隣合う気筒が１８０°クランクの場合、従来の単コンロッドクランク機構であれば隣合う気筒の平均ピストン頂面位置は、図１０ピストンストロークカーブ点線の様に変動し、上、下死点クランク角が１８０°なので上、下死点時は上、下死点中央位置（一点鎖線上）となり一次クランクバランスが取れるが、二分割コンロッドのクランク側をＬ形ヨークとした特許文献１の例では、下、上死点間に対し上、下死点間のクランク角が大きく差が５０〜７０°にもなり、実線の様に平均ピストン位置が大きく変動し、上死点及び上死点より１８０°回転時では中央位置からずれてしまい、吸気、膨張行程のクランク角を大きくとれるが、クランクバランスが悪く振動対策としてエンジン懸架ダンパにて対策できない場合はバランサが必要になったり、一軸クランクの対向ピストンエンジンではバランスが取れないので、二軸クランクを互いに逆転させる工夫が必要となり、エンジン幅、重量が増加する欠点があった。【００４】対策として、シリンダ芯軸を可変制御アーム揺動軸芯とクランクジャーナル軸芯の間に配置すれば下表及び図１１例の様に、最小、最大ストローク間での上死点位相変化が大きくなるが、限られた行程容積、圧縮比可変範囲で１８０°にできると共に、平均ピストン位置の波動を単コンロッドクランク並に抑えられ、下、上死点間に対する上、下死点間のクランク角差を最大２０°程度に抑えられるが零にはできない。
2020029857.tif 000004
下死点側では行程容積を可変させる為に軌跡を両側に広げているが、軌跡のハの字状の範囲内にクランクジャーナル軸芯を配置することで、少ない広がり量で行程容積変化量を大きくでき、可変制御アーム連結軸芯ストローク軌跡のシリンダ芯軸直角方向変位を小さく抑えられるが、クランクピン軸芯がクランクの回転により円形軌跡を描くことで、可変制御アーム連結軸芯を揺動軸芯にコンロッド連結軸芯が揺動しつつ可変制御アーム連結軸芯が円弧状軌跡を描きストロークするので、コンロッド連結軸芯軌跡はシリンダ芯軸直角方向に振れ幅を有する軌跡となるが、直角方向変位は小さく抑えられ、ピストン側圧が大幅低減し低メカロスにできる。又、Ｌ形ヨークの可変制御アーム連結軸芯を頂点とする内角角度と可変制御アーム連結軸芯の円弧状軌跡を選択することにより、限られた可変範囲でのシリンダ芯軸直角方向振れ幅の狭いコンロッド連結軸芯軌跡にでき更にピストン側圧を大幅低減できるが、幅のある軌跡となり可変制御アーム連結軸芯の軌跡の様な円弧の線状軌跡にはならない。【００５】本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたもので、ピストンとクランクを連接するコンロッドを、ピストン側コンロッド（ピストンロッド）とクランク側コンロッド（コンロッド）及びそれらをクランクジャーナル軸直角方向に揺動自在に連接するリンク（連接リンク）とに三分割し、コンロッド小端を円弧状にストロークさせる揺動アーム（コンロッドアーム）の揺動軸を固定し、ピストンロッド大端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に設けた円筒状の回転体を、直線又は直線に近い曲率としたクロスヘッドガイドの面状ガイドレールに沿って転動させてピストンロッド大端（クロスヘッド軸）をストロークさせ、コンロッド小端の円弧状軌跡に対するクロスヘッドガイドの位置、傾斜を二次元的に可変制御することで、行程容積、圧縮比可変範囲全域に亘り上死点及び下死点のクランク位相が変化せず、バルブタイミングを合わせる為のＶＶＴが不要となり、上、下死点間と下、上死点間のクランク角も一定にでき、コンロッド小端の上死点時軸芯とクランクジャーナル軸芯を結ぶ線上にコンロッド小端の下死点時軸芯を配置すれば上、下死点間クランク角が１８０°となり、コンロッド小端の下死点時軸芯を線上からずらせば１８０°前後の任意な角度に設定できると共に、ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）が略直線状軌跡を描くので常用域での上死点側軌跡をシリンダ芯軸に近づけて沿わせることで、ピストン側圧が大幅低減し低メカロス化が図れ、更にピストンロッド大端のストロークをクロスヘッド軸に回転自在に軸支した円筒状の回転体がクロスヘッドガイドの面状ガイドレールに沿って転動するコロガリ接触とすることで、連結部のアーム軸支部が摺動接触となるピストンロッド大端のストロークをコンロッド小端の様にアームにて規制しアームの揺動軸位置を二次元的に可変制御する方式に比べ大幅な低メカロス化が図れる。
又、ピストンロッド大端とコンロッド小端が下死点から上死点側にストロークする途中に、ピストンロッド大端とコンロッド小端の軌跡の間隔が広がらないようにクロスヘッドガイド及びコンロッドアームの揺動軸芯を配置することで、連接リンクのシリンダ芯軸方向傾斜の逆転を極力防止し、ストローク途中における上死点側と下死点側とのピストンスピード差を低減でき、ピストンロッド大端のストローク軌跡を直線又は直線に近い適切な曲率に設定することで最大ストローク側のピストンストロークを正弦カーブに近づけることができ、大ストローク、高回転域でのクランクバランスが、二分割コンロッド方式やピストンロッド大端ストロークをアームにて規制する方式より大幅に改善され振動低減が図れるもので、エンジン使用特性に合わせて行程容積を連続無段階可変すると共に、圧縮比を行程容積に合せて設定、又は随時任意に連続無段階可変し、広い運転領域で熱効率向上、ポンピングロス低減が図れ、更にピストン上、下死点位置及び圧縮比範囲の制限、無電力での行程容積、圧縮比の固定、保持をも可能にする行程容積、圧縮比連続可変装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００７】前述の課題を解決する為の請求項１の発明は、ピストンとクランクを連接するコンロッドを、ピストン側のピストンロッドとクランク側のコンロッドを揺動自在に連接する連接リンクとに三分割し、コンロッド小端を円弧状にストロークさせる揺動アームの揺動軸を固定し、ピストンロッド大端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状の回転体を、面状ガイドレールにて外周両側を挟み込み転動ストロークさせてクロスヘッド軸のストロークを適切な軌跡に規制するクロスヘッドガイドの、コンロッド小端軌跡に対する位置、傾斜を二次元的に可変制御することを特徴とする。【００８】従来例の特許文献１では、コンロッド連結軸芯、可変制御アーム連結軸芯、クランクピン軸芯をＬ形に配置したヨークを用い、本発明でのコンロッド小端軸芯に相当する可変制御アーム連結軸芯を上死点側でシリンダ芯軸直角方向に僅かにずらすことで、上死点高さを変え行程容積に対応させて圧縮比を調整するので、行程容積、圧縮比可変に伴い上死点位相が僅かに変化すると共に、行程容積を可変する為に可変制御アーム揺動軸芯をクランクジャーナル軸芯側でハの字状に広げる為に、下死点位相も行程容積可変に伴って変化してしまうもので、Ｌ形ヨークの可変制御アーム連結軸芯、コンロッド連結軸芯、クランクピン軸芯の三点位置が固定されている為、クランク上、下死点位相と行程容積、圧縮比可変が連動して変化してしまうものであった。
本発明は、コンロッド小端とピストンロッド大端に両端部を揺動自在に軸支される連接リンクにてコンロッド小端とピストンロッド大端を連接することで、クランク上、下死点位相と行程容積、圧縮比可変を分けて決めることができ、コンロッド小端軸芯Ｓの円弧状軌跡により上、下死点位相が決まり、ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）軸芯Ｂの軌跡により行程容積、圧縮比が決まるので、コンロッドアーム揺動軸芯Ｃの位置を適宜に決め固定すれば、行程容積、圧縮比可変範囲全域に亘って上、下死点位相及び上、下死点間と下、上死点間の角度を一定にでき、タイミング合せのＶＶＴが不要となると共に、上、下死点間角度を１８０°又はその前後に設定でき単コンロッドクランク機構に近いクランクバランスとなり特許文献１の二分割コンロッド方式やピストンロッド大端ストロークをアームにて規制する方式に比べ大幅に振動低減できる。又、クロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状の回転体を、面状ガイドレールにて外周両側を挟み込み転動ストロークさせるのでレールと回転体外周とがコロガリ接触となり、連結部のアーム軸支部が摺動接触となるピストンロッド大端ストロークをアームにて規制する方式に比べ大幅にメカロス低減できる。【００９】又、請求項２の発明は請求項１の発明において、クロスヘッド軸のストローク軌跡を直線又は直線に近い曲率とすることを特徴とする。【０１０】ピストンロッド大端のストロークをアームにて規制する方式では、アーム強度及び揺動部重量増に伴う振動増加により揺動アーム長を長くすることに限界があるが、面状ガイドレールであれば曲率を幾ら大きくしても重量増加を伴わないので直線にすることも可能となり、更にピストンロッド大端（クロスヘッド軸）軸芯Ｂの軌跡を単一の曲線又は直線ではなく複雑な曲線とし、ピストンストロークを任意なカーブに設定することも可能となる。図１２がピストンロッド大端のストロークを揺動アーム（アーム長１００ｍｍ）にて揺動軸位置を二次元的に可変制御する例で、上、下死点間角度を１８０°にでき、ストローク可変範囲内での上、下死点位相の変化も零にできるが、１８０°クランク時の平均ピストン位置の波動が単コンロッドクランクと同様なカーブとなり、上、下死点で上、下死点の平均ピストン位置となるが、上死点側に比べ下死点付近のピストンスピードが遅くなる為に波高が高くなり振動面で不利となっている。その原因は連稈比が小さい（実線時連稈比λ＝２．３３、点線最小ストローク時λ＝３．８２、最大ストローク時λ＝３．３４）ことと、コンロッド小端及びピストンロッド大端のストローク軌跡の曲率が小さいことにあるが、コンロッド、コンロッドアーム、ピストンロッド大端揺動アームのアーム長を長くすることは、アーム強度及び揺動部重量増に伴う振動増加により限度があり大幅な改善は望めない。【０１１】自動車用エンジンの本発明実施例である図１、２は、コンロッド小端の上死点時軸芯Ｓｔとクランクジャーナル軸芯Ｏ（以下軸芯Ｏ）を結ぶ線Ｙ’（以下Ｙ’線）上に下死点時軸芯Ｓｂを配置することで、図１３のピストンストロークカーブの様に上、下死点間角度を１８０°とし、シリンダ芯軸Ｙ（以下Ｙ軸）に対するＹ’線の角度α＝４５°、コンロッド小端軸芯Ｓの円弧状軌跡の曲率半径１００ｍｍに対し、ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）軸芯Ｂの軌跡をコンロッド小端軸芯の曲率半径中心と同じ側に中心を有する曲率半径Ｒ＝１０００ｍｍとすることにより、最大ストローク側での１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブが、正弦波カーブ時の上、下死点の平均ピストン頂面高さでの一直線に対し上下同程度極僅かに一回転で六回波打つ近似正弦波カーブとなり、コンロッド側はクランクの回転による大端部の揺動による不平衡力が従来の単コンロッドクランクの様に残るが、ピストンロッド側の往復運動部は近似正弦波となるので使用回転数が高くなる最大ストローク側で、特許文献１の図１１例やピストンロッド大端のストロークを揺動アームにて規制する方式の図１２例に比べ大幅に振動低減できる。
図１４はピストンロッド大端（クロスヘッド軸）軸芯Ｂの軌跡を曲率半径Ｒ＝５００ｍｍとした場合で、正弦波カーブ時の一直線に対し単コンロッドクランクより波高はかなり小さく抑えられているが、上、下死点の中間付近で下死点側に一回転で二回波打つ同様なカーブを描きＲ＝１０００ｍｍ時より大きな波で振動大となる。
図１５はピストンロッド大端（クロスヘッド軸）軸芯Ｂの軌跡を直線とした場合で、正弦波カーブ時の一直線に対し上、下死点は正弦波カーブ時の一直線上でその中間付近でも一直線付近となり、それらの中間で上死点側に一回転で四回波打つカーブを描きＲ＝１０００ｍｍより少し大きな波で振動大となるが、最大ストロークより少し小ストローク側でＲ＝１０００ｍｍの様なカーブとなり振動低減のストローク可変幅が広がる利点を有する。
尚、コンロッド小端軸芯Ｓが円弧状軌跡を描く為に、コンロッド大端軸芯（クランクピン軸芯）Ｐの回転角に対し、コンロッド小端軸芯がＹ’線上をストロークする場合に比べ、Ｙ’線に対し凸側となる上、下死点間では上死点時軸芯Ｓｔと下死点時軸芯Ｓｂの中間より上死点側でピストンの下降が遅くなり下死点側では速くなる。対してＹ’線に対し凹側となる下、上死点間では上死点時軸芯と下死点時軸芯の中間より下死点側でピストンの上昇が遅くなり上死点側で速くなる。故にストロークカーブが１８０°クランク位相に対し非対称となりクランクバランスが崩れる一因であるが、円弧状軌跡の曲率を可能な範囲で大きくすることでずれを小さくでき振動を低減できる。【０１２】又、請求項３の発明は請求項１の発明において、コンロッド小端軌跡に対するクロスヘッドガイドの位置、傾斜の可変及び固定を、静止リンクとなるクランクケースに対偶にて揺動自在とした二つの原動リンクに、対偶にて連結した二つの従動リンクの内のシリンダ側をクロスヘッドガイドとした５節リンク機構とし、最大ストロークから最小ストローク、低圧縮比から高圧縮比側に可変するに従って、クロスヘッドガイドがクランク側から離れシリンダ側に近づくようにシリンダ側原動リンクの対偶位置を設定し、二つの原動リンクを別々に揺動させるモータ及び駆動力伝達機構を設け、伝達機構の一部に非可逆伝達機構を用いることを特徴とする。【０１３】シリンダ側の従動リンクを、クロスヘッド軸両端にベアリングを介して回転自在に軸支した円筒状の回転体の、外周両側を外径幅にて直線又は直線に近い曲率にて挟み込む平面状ガイドレールを有するクロスヘッドガイドとし、シリンダ側原動リンクとの対偶がクランク側に円弧状に揺動するに従ってシリンダ側に近づく方向に揺動する位置に原動リンクのクランクケースとの対偶を設けることで、最大ストロークから最小ストローク、低圧縮比から高圧縮比側に可変するに従って、クロスヘッドガイドがクランク側から離れシリンダ側に近づくようにすることで、クロスヘッドガイド下端部がクランクシャフトのカウンタウエイト外周と当らないようにすると共に、最小ストローク、最高圧縮比時においても回転体が平面状ガイドレールから外れることなくガイドできるもので、原動リンクを静止リンクとなるクランクケースにクランク軸に平行に配置した対偶となるシャフトに固定し、二本のシャフトを別々のモータ及び駆動力伝達機構にて別々に自在に揺動を制御することで、原動リンクの相対位相を変えつつ揺動させ二つの従動リンクのＶ字角を自在に可変することで、シリンダ側従動リンクであるクロスヘッドガイドのコンロッド小端軌跡に対する位置、傾斜を二次元的に広範囲に可変可能とし、行程容積、圧縮比可変範囲を広範囲に可変可能にするもので、駆動力伝達機構の一部に非可逆伝達機構を設けることにより、無電力にてクロスヘッドガイドの位置固定、保持を可能とし、行程容積、圧縮比の固定、保持時の省電力化を図るものである。【０１４】又、請求項４の発明は請求項３の発明において、クロスヘッドガイドのクロスヘッド軸ガイド部の中心上端を、エンジン常用域のストローク、圧縮比にてシリンダ芯軸付近のシリンダボア内の位置に可変することを���徴とする。【０１５】本発明実施例の自動車用エンジンでは低出力、低回転域が常用となるので、最小ストローク、最高圧縮比側の上死点側をシリンダ芯軸付近で沿わせてストロークさせることでピストン側圧を低減できると共に、クロスヘッド軸ガイド部上端つまりは上死点側のピストンロッド大端をシリンダボア内に臨ませることにより、ピストンロッド長を短くでき往復運動部の重量軽減ができると共にシリンダ高を低くでき、エンジンの小型、軽量化が図れる。但し、採用エンジンの常用域が低圧縮比、大ストロークの場合でも、可変範囲全域においてクロスヘッドガイドが他の部品に接触する等の問題が無ければ、シリンダ芯軸を使用頻度の高い側の上死点付近に配置し、ピストン側圧を抑える運転時間帯を広げるべきである。
【発明の効果】
【０１６】本発明により、ピストンとクランクを連接するコンロッドを、ピストンロッドとコンロッド及びそれらをクランクジャーナル軸直角方向に揺動自在に連接する連接リンクとに三分割し、コンロッド小端を円弧状にストロークさせるコンロッドアームの揺動軸を固定し、ピストンロッド大端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に設けた円筒状の回転体を、直線又は直線に近い曲率としたクロスヘッドガイドの面状ガイドレールに沿って転動ストロークさせ、コンロッド小端の円弧状軌跡に対するクロスヘッドガイドの位置、傾斜を二次元的に可変制御することで、行程容積、圧縮比可変範囲全域に亘り上死点及び下死点のクランク位相が変化せず、バルブタイミングを合わせる為のＶＶＴが不要となり、上、下死点間と下、上死点間のクランク角も一定にでき、コンロッド小端の上死点時軸芯とクランクジャーナル軸芯を結ぶ線上にコンロッド小端の下死点時軸芯を配置すれば上、下死点間クランク角が１８０°となり、コンロッド小端の下死点時軸芯を線上からずらせば１８０°前後の任意な角度に設定できると共に、ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）が略直線状軌跡を描くので常用域での上死点側軌跡をシリンダ芯軸に近づけて沿わせることで、ピストン側圧が大幅低減し低メカロス化が図れ、更にピストンロッド大端のストロークをクロスヘッド軸に回転自在に軸支した円筒状の回転体をクロスヘッドガイドの面状ガイドレールに沿って転動させコロガリ接触とすることで低メカロス化が図れる。
又、ピストンロッド大端とコンロッド小端が下死点から上死点側にストロークする途中に、ピストンロッド大端とコンロッド小端の軌跡の間隔が広がらないようにクロスヘッドガイド及びコンロッドアームの揺動軸芯を配置することで、連接リンクのシリンダ芯軸方向傾斜の逆転を極力防止し、ストローク途中における上死点側と下死点側とのピストンスピード差を低減でき、ピストンロッド大端のストローク軌跡を直線又は直線に近い適切な曲率に設定することで最大ストローク側のピストンストロークを正弦カーブに近づけることができ、大ストローク、高回転域でのクランクバランスが、二分割コンロッド方式やピストンロッド大端ストロークをアームにて規制する方式より大幅に改善され振動低減が図れるもので、エンジン使用特性に合わせて行程容積を連続無段階可変すると共に、圧縮比を行程容積に合せて設定、又は随時任意に連続無段階可変し、広い運転領域で熱効率向上、ポンピングロス低減が図れ、更にピストン上、下死点位置及び圧縮比範囲の制限、無電力での行程容積、圧縮比の固定、保持をも可能にする行程容積、圧縮比連続可変装置を提供するものである。
【発明を実施するための形態】
【０１７】本発明による行程容積、圧縮比連続可変装置は、自動車、船舶、船外機等に搭載される各種ガソリン、ディーゼル、ＨＣＣＩエンジン等の動力装置に適用可能であり、以下図面にて実施例を詳細説明する。
【０１８】ピストンとクランクを連接するコンロッドを、ピストンロッドとコンロッド及びそれらを揺動自在に連接する連接リンクとに三分割し、コンロッド小端を円弧状にストロークさせるコンロッドアームの揺動軸を固定し、ピストンロッド大端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に設けた円筒状の回転体を、直線又は直線に近い曲率としたクロスヘッドガイドの面状ガイドレールに沿って転動ストロークさせ、コンロッド小端の円弧状軌跡に対するクロスヘッドガイドの位置、傾斜を二次元的に可変制御し、エンジン使用特性に合わせて行程容積を連続無段階可変すると共に、圧縮比を行程容積に合せて設定、又は随時任意に連続無段階可変するもので、クランク機構１０、行程容積、圧縮比可変機構２０、行程容積、圧縮比制御機構３０を含む。
【０１９】クランク機構１０は、四気筒１８０°位相クランクのクランクシャフト１５が、アッパ、ロアクランクケース２、３に半割のジャーナルメタル軸受１５−１によりジャーナル軸１５ｂにて回転自在に軸支され、クランクケースのジャーナル軸受部両側側面とカウンタウエイト部１５ｗ及び変速機係合ボス部１５ｃの側面間に、半割シム１５−２を挿入し厚さを調整することで適正隙間にて軸方向規制されており、反対側のクランクシャフト段付軸に、カムシャフト、オイルポンプに動力を伝達するカムシャフトドライブスプロケット１５ｄ、オイルポンプドライブスプロケット１５ｅが設けられている。図１、２に於いて本実施例ではシリンダ方向（時計回り）に回転させているが、可変ストローク全域に亘って上死点及び下死点のクランク位相が変化せず、上、下死点間と下、上死点間のクランク角を１８０°又は１８０°前後の任意な一定角度に設定できるので、反時計回りとすることも可能である。（図１〜３参照）
【０２０】コンロッド１３の大端に半割のコンロッドメタル軸受１３−２、コンロッドキャップ１３−１をボルト１３−３にて締結することでクランクピン穴を形成し、クランクピン軸１５ａにコンロッドをクランクジャーナル軸方向規制、回転自在に軸支している。
コンロッドアーム１８の先端穴に両端軸部を圧入固定されたコンロッド小端軸１７−１に、軸方向にコの字状に二股に分けられたコンロッド小端とその中間に配置した連接リンク１７が、コンロッドアーム先端両側の内側端面に挟まれて軸方向規制されると共に、回転自在に軸支されている。
コンロッドアームはクランクジャーナル軸直角方向視にて両側アーム部を揺動軸穴ボス部にて一体化し、コンロッドアーム揺動軸１８−１に回転自在に軸支されコンロッド小端を円弧状に揺動可能とすると共に、クランクジャーナル軸方向視にて円弧状軌跡の上死点時軸芯Ｓｔとクランクジャーナル軸芯Ｏを結んだ線上に下死点時軸芯Ｓｂが配置される円弧の中心位置にコンロッドアーム揺動軸芯Ｃを配置している。
コンロッドアームのアーム部が薄板状の為、横方向が剛性不足でコンロッド小端軸両端部のコンロッドアーム圧入部が負荷により抜けてしまう危険性があり、強度向上の為に圧入幅を広げたいが、回転時接触を防止する為に左右カウンタウエイトの内幅を広げることになるので、左右のコンロッドアームのアーム部をブリッジ１８ａにて連結し、クランクジャーナル軸直角方向視にてアーム形状をロの字に形成することで圧入幅を広げることなく横方向の剛性を確保している。
コンロッドアーム揺動軸は、アッパクランクケースの軸穴の変速機室側端部にプラグ２−１を圧入し液封すると共に、もう一方の軸穴端部に設けた溝にサークリップ１８−２を嵌めコンロッドアーム揺動軸両側面を挟み込むことで抜け止めし、中心穴をオイル通路としクランクケースのオイルギャラリより供給されるオイルによりコンロッドアームの揺動軸穴部を潤滑する為に、変速機室の反対側中心穴端部にはプラグ１８−３を圧入し液封している。（図１〜４参照）
【０２１】常用域でのピストン側圧を最大限低減すると共に、可変範囲内でのＹ軸直角方向変位幅を狭くしピストン側圧を低減する目的で、常用域付近のピストンロッド大端上死点時位置を通り、可変範囲の大端軌跡を振分けて通る様に、軸芯Ｏに対しオフセットして配置したシリンダ１に、ピストン１１がストローク自在に挿入され、クランクジャーナル軸に平行に配置したピストンピン１１−１にピストンロッド１２が揺動自在に軸支され、軸方向にコの字状に二股に分けられたピストンロッド大端の穴にクロスヘッド軸１２−１を圧入固定し、クロスヘッド軸中央に連接リンクその両外側の段付軸にベアリング１２−４を介して円筒状の回転体１２−３が回転自在に軸支され、クロスヘッド軸の中心穴に圧入された鍔付プラグ１２−２の鍔とピストンロッド大端両外側側面とで軸方向を規制されている。
連接リンクをクロスヘッド軸及びコンロッド小端軸に回転自在に軸支することで、ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）軸芯Ｂ及びコンロッド小端軸芯Ｓのストローク軌跡の間隔変化に応じて自在に連接リンクの傾斜が変化し、ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）とコンロッド小端の相対位置が固定されず動きが連動しないので、可変範囲全域に亘って上死点及び下死点のクランク位相が変化せず、上、下死点間と下、上死点間のクランク角も１８０°又は１８０°前後の任意な一定角度に設定できる。
尚、コンロッド大端、連接リンク及びクロスヘッド軸両端の円筒状の回転体の軸支部は、コンロッド、コンロッド小端軸、連接リンク、クロスヘッド軸に設けられたオイル通路により、オイルギャラリよりクランクのオイル通路を経由して供給されるオイルにて潤滑されている（図１〜４参照）
【０２２】行程容積、圧縮比可変機構２０は、５節リンク機構のシリンダ側の従動リンクをクロスヘッドガイド１４とし、その面状ガイドレールにてクロスヘッド軸両端の回転体の外周両側を挟み込み、直線又は直線に近い曲率でクロスヘッド軸つまりはピストンロッド大端をストロークさせ、コンロッド小端円弧状軌跡に対するクロスヘッドガイドの位置、傾斜の可変及び固定をして行程容積、圧縮比可変を行うもので、ロア原動リンク２１Ｌの対偶であるロア可変シャフト２３Ｌの軸芯を、軸芯Ｏを通りＹ軸に直角なＸ軸上でクランクジャーナル軸に平行に配置しアッパ、ロアクランクケース合せ面とし、ノックスクリュ２１−１の頭部四角柱に工具を挿入して回し、先端ネジ部をロア可変シャフトネジ穴の適切な軸方向位置へ仮組後にボルト２１−３を締付け、その後に四角柱にてノックスクリュの回り止めをしつつナット２１−２を締付けて弛み止めをして、ロア原動リンクの位相及び軸方向位置を決めロア可変シャフトと共に揺動自在としている。一方アッパ原動リンク２１Ｕは、クランクジャーナル軸に平行にあけられたアッパクランクケースのシャフト穴に回転自在に挿入された対偶であるアッパ可変シャフト２３Ｕにロア原動リンクと同じ方法で組付けし、アッパ可変シャフトと共に揺動自在としている。円筒状の回転体の外周両側を外径幅一定にて直線又は直線に近い曲率にて挟み込むクロスヘッドガイドの両側の面状ガイドレールはコの字状断面として連結一体化すると共に、クロスヘッド軸を軸方向両側に設けたクロスヘッドガイドのクランク側、シリンダ側二ヵ所にガイド連結ピンを圧入することで一体化させ剛性、強度を確保している。（図１〜５参照）
【０２３】アッパ原動リンクは、ガイド連結ピン１４−１で連結した両側のクロスヘッドガイドのガイド連結ピン圧入穴ボス側面にて原動リンク先端ボス部両外側面を挟み込むことで軸方向規制され、ガイド連結ピンを対偶としクロスヘッドガイドに対し揺動自在に軸支されている。ロア従動リンク２２Ｌは、コの字状アームの片方先端部両側内側面にてロア原動リンク先端ボス部両外側面を挟み込むことで軸方向規制され、両側アーム部の穴に圧入固定されたロアリンクピン２４Ｌを対偶としロア原動リンクに対し揺動自在に軸支されると共に、もう一方の先端部は外側面をガイド連結ピン１４−１で連結した両側のクロスヘッドガイドのガイド連結ピン圧入穴ボス側面にて挟み込むことで軸方向規制され、ガイド連結ピンを対偶としクロスヘッドガイドに対し揺動自在に軸支されている。（図１〜５参照）
【０２４】クロスヘッド軸のガイドをシリンダ側従動リンクに設けロア従動リンクとを対偶にて連結し、それらを対偶にて連結したアッパ、ロア原動リンクを、静止リンクとなるクランクケースにクランク軸に平行に配置した対偶となるアッパ、ロア可変シャフトに固定し、二本のシャフトを別々のモータ及び駆動力伝達機構にて別々に自在に揺動を制御することで、アッパ、ロア原動リンクの相対位相を変えつつ揺動させシリンダ側従動リンクであるクロスヘッドガイドのコンロッド小端円弧状軌跡に対する位置、傾斜を二次元的に広範囲に可変し、行程容積、圧縮比可変範囲を広範囲に可変可能としている。尚、全行程容積、圧縮比可変範囲で静止リンク以外の対偶に対するリンク、アームのＶ字角が直線に近づき思案点が発生しないレイアウトにする必要がある。
【０２５】行程容積、圧縮比制御機構３０は、クロスヘッドガイド位置、傾斜の可変及び固定、保持を行う５節リンク機構の、アッパ、ロア原動リンクの対偶であるアッパ、ロア可変シャフトを揺動させるアッパ、ロア可変アーム３７Ｕ、３７Ｌを、アッパ、ロア可変シャフト軸方向で変速機室の反対側となるカムチェーン室に配置し、アッパ、ロア可変シャフトにノックスクリュ３７−１にて位相及び軸方向位置を決め、ノックスクリュの先端ネジ部をシャフトネジ穴に締め込み適切な軸方向位置に仮組後にボルト３７−３を締付け、その後にナット３７−２を締付け弛み止めし、アッパ、ロア可変シャフトと共に揺動自在としている。アッパ、ロア可変アームのアッパ、ロア可変シャフトへの取付ボス部側面とアッパ、ロア可変シャフトの軸端面を、クランクケースのアッパ、ロア可変シャフト挿入穴端面とカムチェーンカバー４の合せ面とで挟み込みアッパ、ロア可変シャフトの軸方向を規制している。（図４、５、６参照）
【０２６】ジョイント３５は、アッパ、ロア可変アームの先端穴に回転自在に挿入され両端に段付軸を有するジョイントピン３６と、アッパ、ロア雄送りネジ３４Ｕ、３４Ｌのジョイントホルダ部３４Ｕａ、３４Ｌａの穴に、回転自在に挿入されたジョイントピン３６の両側段付軸に、アッパ、ロア可変アーム先端及びアッパ、ロア雄送りネジのジョイントホルダ部両側面部を挟み込むように圧入されており、アッパ、ロア可変アーム及びアッパ、ロア雄送りネジに対し、ジョイントをジョイントピン軸方向規制、揺動自在に軸支すると共に、アッパ、ロア雄送りネジの軸直角方向を規制し、ジョイントホルダ部が雌ネジから離れた時の倒れを防止すると共に、雄ネジの回転を止めて雌ネジの回転により雄ネジが雌ネジに対し軸方向に出入りすることで、アッパ、ロア可変アームを揺動している。アッパ雄送りネジに噛合い、軸方向規制、回転自在に制御モータホルダ３２に軸支されることで、雄送りネジを軸方向に出し入れするアッパ雌送りネジ３３Ｕは、Ｙ軸に直角に設けた制御モータホルダの穴に回転自在に挿入され、軸端に設けられたドリブンギヤ部３３Ｕａのギヤ部両側面を、Ｙ軸に平行なアッパクランクケースの制御モータホルダとの合せ面と、液体ガスケットにて液封しノックピン３２−２にて位置決めしボルト３１−１、３２−１にて固定された、制御モータホルダのアッパ雌送りネジの穴端面にて軸方向規制している。
又、ロア雄送りネジに噛合い、軸方向規制、回転自在にアッパクランクケースに軸支されることで、雄送りネジを軸方向に出し入れするロア雌送りネジ３３Ｌは、Ｙ軸に直角に設けたアッパクランクケースの穴に回転自在に挿入され、軸端に設けられたドリブンギヤ部３３Ｌａのギヤ部両側面を、Ｙ軸に平行なアッパクランクケースの制御モータホルダとの合せ面と、制御モータホルダのロア雄送りネジ逃げ穴の端面にて軸方向規制している。（図６〜９参照）
【０２７】制御モータホルダとアッパクランクケースとの合せ面を、クランクケースのコンパクト化を図る為にできる限り可変シャフト側に設けたので、最大行程容積、最低圧縮比時のアッパ、ロア雄送りネジとの当りを避けて突起した制御モータホルダのカバー部と、回転軸を送りネジの軸に平行に配置したアッパ、ロア制御モータ３１Ｕ、３１Ｌとの接触を避ける為に、制御モータのドライブピニオンギヤ部３１Ｕａ、３１Ｌａとアッパ、ロア雌送りネジのドリブンギヤとの間に、アッパクランクケース及び制御モータホルダに設けた穴にて回転自在に軸支すると共に、穴の端面にて軸方向を規制した送りネジアイドルギヤ３３ｉを設け、アッパ雌送りネジとアッパ、ロア制御モータの軸間を広げている。アッパ、ロア制御モータはＯリング３１−２にて液封しボルト３１−１にて制御モータホルダと共にアッパクランクケースに固定されており、制御モータホルダの一部はボルト３２−１にてアッパクランクケースに固定されている。（図８、９参照）
【０２８】アッパ、ロア制御モータの正逆回転によるアッパ、ロア雄送りネジの前後進により、アッパ、ロア可変シャフトに固定されたアッパ、ロア可変アームが、気筒毎にアッパ、ロア可変シャフトに固定されたアッパ、ロア原動リンクを、相対位相を変えつつ揺動させて位相を変え、クロスヘッドガイドのコンロッド小端円弧状軌跡に対する位置、傾斜を二次元的に広範囲に可変しており、アッパ原動リンクの位相を変え先端のガイド連結ピンにて連結されたシリンダ側クロスヘッドガイドの、主にＹ軸直角（Ｘ軸）方向位置を変えることによりピストン上死点高さが変化し主に圧縮比を可変し、ロア原動リンクの位相を変えロア従動リンク両先端の対偶にて連接されたクランク側クロスヘッドガイドの、主にＹ軸直角（Ｘ軸）方向位置を変えることによりピストン下死点高さが変化し主にピストンストロークを可変している。
アッパ、ロア可変シャフトの変速機室側ジャーナル軸側部ケースにはプラグ２−１を圧入して液封し、軸方向反対側先端中心穴部には−溝付軸２３−１が圧入されており、−溝にカムチェーンカバーにＯリング４６−２にて液封しボルト４６−１にて締結された、アッパ、ロア可変シャフト位相検知センサ４６Ｕ、４６Ｌの−突起を臨ませて、アッパ、ロア可変シャフトの位相及び位相差を検知することでクロスヘッドガイドのコンロッド小端円弧状軌跡に対する位置、傾斜を求めて行程容積及び圧縮比を制御している。（図１、２、４、５参照）
【０２９】本発明案では、制御モータと行程容積、圧縮比可変機構の動力伝達機構の一部に非可逆伝達機構である送りネジを設けることで、無電力にて行程容積、圧縮比を一定保持できるので電力消費を抑え燃料消費を低減できる。
送りネジとしては、台形ネジ、角ネジ、鋸歯ネジ等が考えられるが、ネジ部を確実な非可逆伝動とする為には、ネジリード角を使用材質の動摩擦係数以下にするのが良く、最低限静摩擦係数以下にする必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０３０】以下本実施例は、最少行程容積、最高圧縮比時及び最大行程容積、最低圧縮比時に於ける行程容積、圧縮比連続可変装置が収まるクランクケースブロック部にて主に説明し、動弁カムチェーン関係及びオイルポンプ、補機類は図示、説明共に省略する。
本実施例で説明する行程容積、圧縮比連続可変装置は１８０°クランク四気筒である。
図１は本実施例に係る行程容積、圧縮比連続可変装置に於いて、上死点時の最高圧縮比、最小行程容積（最小ピストンストローク）時を、図２は上死点時の最低圧縮比、最大行程容積（最大ピストンストローク）時を示し、二点鎖線は下死点時を示す。
図３はピストンからクランクジャーナル軸芯まで三分割したコンロッドの連結部軸芯を通る断面を示している。又、各図では必要に応じて一部図面化を省略している。
尚、本発明は四気筒に限らず単気筒から多気筒まで採用可能である。【０３１】
【図１】最高圧縮比（圧縮比１８）、最小行程容積時上死点を示す断面図（図３のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【図２】最低圧縮比（圧縮比１０）、最大行程容積時上死点を示す断面図（図３のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図６】図４のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図７】図６のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図８】図７のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。
【図９】図７のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図１０】二分割コンロッド（特許文献１）のピストンストローク例である。クランク位相はシリンダ芯軸に平行な線からの時計回り角度を、ピストン頂面位置はクランクジャーナル軸芯からの高さを示す。細線が最小、太線が最大ストローク時を示し、点線が従来の単コンロッドクランクとした時を示す。縦細線が最小ストローク、縦太線が最大ストローク時の上死点位相を示し、一点鎖線横線は上、下死点の平均ピストン頂面高さを、横線付近の小カーブは１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブを示す。
【図１１】特許文献１に対しシリンダ芯軸を可変制御アーム揺動軸芯とクランクジャーナル軸芯の間に配置変更した場合のストローク例である。
【図１２】ピストンロッド大端を揺動アーム（アーム長１００ｍｍ）にて揺動軸位置を二次元的に可変制御した時のストローク例である。以下、クランク位相はＹ’線からの時計回り角度を、ピストン頂面位置はＸ軸からの高さを示す。細線が圧縮比１８最小ストローク、太線が圧縮比１０最大ストローク時を示し、点線が従来の単コンロッドクランク、一点鎖線は正弦波でのストロークを示す。縦太線は上死点位相を示し、小カーブは二気筒１８０°クランクの平均ピストン頂面カーブを示す。
【図１３】ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）のストローク軌跡曲率半径を１０００ｍｍとした本実施例図１、２のストローク例である。
【図１４】クロスヘッド軸のストローク軌跡曲率半径を５００ｍｍとした場合のストローク例である。
【図１５】クロスヘッド軸のストローク軌跡を直線とした場合のストローク例である。
【符号の説明】
【０３２】  １        シリンダ
１−１    シリンダガスケット
２        アッパクランクケース
２−１    プラグ
３        ロアクランクケース
４        カムチェーンカバー
４−１    カムチェーンカバーガスケット
１０      クランク機構
１１      ピストン
１１−１    ピストンピン
１１−２    サークリップ
１２      ピストンロッド
１２−１    クロスヘッド軸
１２−２    鍔付プラグ
１２−３    回転体
１２−４    ベアリング
１３      コンロッド
１３−１    コンロッドキャップ
１３−２    コンロッドメタル軸受
１３−３    ボルト
１４      クロスヘッドガイド
１４−１    ガイド連結ピン
１５      クランクシャフト      １５ａ    クランクピン軸
１５ｂ    ジャーナル軸
１５ｗ    カウンタウエイト部
１５ｃ    変速機係合ボス部
１５ｄ    カムシャフトドライブスプロケット
１５ｅ    オイルポンプドライブスプロケット
１５−１    ジャーナルメタル軸受
１５−２    半割シム
１５−３    オイルシール
１７      連接リンク
１７−１    コンロッド小端軸
１７−２    プラグ
１８      コンロッドアーム      １８ａ  ブリッジ
１８−１    コンロッドアーム揺動軸
１８−２    サークリップ
１８−３    プラグ
２０      行程容積、圧縮比可変機構
２１Ｕ    アッパ原動リンク
２１−１    ノックスクリュ
２１−２    ナット
２１−３    ボルト
２１Ｌ    ロア原動リンク
２２Ｌ    ロア従動リンク
２３Ｕ    アッパ可変シャフト
２３−１    −溝付軸
２３Ｌ    ロア可変シャフト
２４Ｌ    ロアリンクピン
３０      行程容積、圧縮比制御機構
３１Ｕ    アッパ制御モータ      ３１Ｕａ  ドライブピニオンギヤ部
３１−１    ボルト
３１−２    Ｏリング
３１Ｌ    ロア制御モータ        ３１Ｌａ  ドライブピニオンギヤ部
３２      制御モータホルダ
３２−１    ボルト
３２−２    ノックピン
３３Ｕ    アッパ雌送りネジ        ３３Ｕａ    ドリブンギヤ部
３３ｉ    送りネジアイドルギヤ
３３Ｌ    ロア雌送りネジ          ３３Ｌａ    ドリブンギヤ部
３４Ｕ    アッパ雄送りネジ        ３４Ｕａ    ジョイントホルダ部
３４Ｌ    ロア雄送りネジ          ３４Ｌａ    ジョイントホルダ部
３５      ジョイント
３６      ジョイントピン
３７Ｕ    アッパ可変アーム
３７−１    ノックスクリュ
３７−２    ナット
３７−３    ボルト
３７Ｌ    ロア可変アーム
４６Ｕ    アッパ可変シャフト位相検知センサ
４６−１    ボルト
４６−２    Ｏリング
４６Ｌ    ロア可変シャフト位相検知センサ
Ｏ        クランクジャーナル軸芯
Ｙ        シリンダ芯軸
Ｘ        軸芯Ｏを通りＹ軸に直角な軸
Ｙ’      軸芯Ｏと上死点時コンロッド小端軸芯を結ぶ線
ｒ        クランクピン半径
Ｂ        ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）軸芯
Ｓ        コンロッド小端軸芯
Ｓｔ    上死点時コンロッド小端軸芯
Ｓｂ    下死点時コンロッド小端軸芯
Ｐ        コンロッド大端軸芯（クランクピン軸芯）
Ｃ        コンロッドアーム揺動軸芯
α        Ｙ軸に対するＹ’線の角度
Ｒ        ピストンロッド大端（クロスヘッド軸）軸芯のストローク曲率半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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