(57)【要約】【課題】可変圧縮比内燃機関において、組み付け性を向上する技術を提供する。【解決手段】クランクケース３の両側に各々配置され、動力伝達を受けるウォームホイール６１ａ，６１ｂを有する一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂと、クランクケース３の両側に亘って伸び、モータ６４に接続されたシャフトであって、一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂを同時に回動させるために各偏心カム軸５１ａ，５１ｂのウォームホイール６１ａ，６１ｂと各々噛み合う２つのウォーム６２ａ，６２ｂを有するシャフト６３と、を備え、ウォーム６２ａが配置されるシャフト６３の外周面には、等間隔に等間隔溝を配設し、ウォーム６２ａの内周面には、間隔幅をずらして対向溝を配設し、等間隔溝と対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所にキーを挿入しウォーム６２ａをシャフト６３に固定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースの両側に各々配置され、前記クランクケースとは別体のシリンダブロックを昇降させるための動力伝達を受ける第１ギア部を有する一対の偏心カム軸と、
前記クランクケースの両側に亘って伸び、駆動源に接続されたシャフトであって、前記一対の偏心カム軸を同時に回動させるために各偏心カム軸の第１ギア部と各々噛み合う２つの第２ギア部を有するシャフトと、
を備える可変圧縮比内燃機関であって、
前記第２ギア部が配置される前記シャフトの外周面と、前記第２ギア部の内周面とのどちらか一方には、等間隔に等間隔溝を配設すると共に、他方には、間隔幅をずらして対向溝を配設し、前記等間隔溝と前記対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所に前記キーを挿入し前記第２ギア部を前記シャフトに固定することを特徴とする可変圧縮比内燃機関。
【請求項２】
クランクケースの両側に各々配置され、前記クランクケースとは別体のシリンダブロックを昇降させるための動力伝達を受ける第１ギア部を有する一対の偏心カム軸と、
前記クランクケースの両側に亘って伸び、一端が駆動源に接続されたシャフトであって、前記一対の偏心カム軸を同時に回動させるために各偏心カム軸の第１ギア部と各々噛み合う２つの第２ギア部であって駆動源近傍と他端であるシャフト先端とに取り付けられる第２ギア部を有するシャフトと、
を備え、
前記一対の偏心カム軸を前記クランクケースに組み付け、前記駆動源近傍の第２ギア部を取り付けると共に前記シャフト先端の第２ギア部を取り付けていない前記シャフトを前記クランクケースの両側に亘って伸びるよう配置し、前記駆動源近傍の第２ギア部を一方の偏心カム軸の第１ギア部に噛み合わせ、前記シャフトの先端から前記シャフト先端の第２ギア部を取り付けて前記シャフト先端の第２ギア部を他方の偏心カム軸の第１ギア部に噛み合わせる順序で組み付けが行われる可変圧縮比内燃機関であって、
前記シャフトの先端の外周面と、前記シャフト先端の第２ギア部の内周面とのどちらか一方には、等間隔に第１等間隔溝を配設すると共に、他方には、間隔幅をずらして第１対向溝を配設し、前記シャフト先端の第２ギア部を他方の偏心カム軸の第１ギア部に噛み合わせた後に、前記第１等間隔溝と前記第１対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所に前記キーを挿入し前記シャフト先端の第２ギア部を前記シャフトに固定することを特徴とする可変圧縮比内燃機関。
【請求項３】
前記シャフトの駆動源近傍の外周面と、前記駆動源近傍の第２ギア部の内周面とのどちらか一方には、等間隔に第２等間隔溝を配設すると共に、他方には、間隔幅をずらして第２対向溝を配設し、前記シャフト先端の第２ギア部を他方の偏心カム軸の第１ギア部に噛み合わせた後に、前記第２等間隔溝と前記第２対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所に前記キーを挿入し前記駆動源近傍の第２ギア部を前記シャフトに固定することを特徴とする請求項２に記載の可変圧縮比内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変圧縮比内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウォームホイールを有する一対の偏心カム軸をクランクケースの両側に配置し、ウォームを有するシャフトをクランクケースの側面中央に形成された貫通孔に挿通し、シャフトのウォームと一対の偏心カム軸のウォームホイールとを互いに噛み合わせる。そして、シャフトに接続されたモータからの回転動力をシャフトのウォームからウォームホイールに伝達し、偏心カム軸を回動してクランクケースとは別体のシリンダブロックを昇降させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６４０１０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の技術においては、シリンダブロックを昇降させるリフト量を一対の偏心カム軸で等しくする必要がある。このため、組み付け時に、一対の偏心カム軸の位相を合わせる必要があった。しかし、一対の偏心カム軸の位相を合わせるときにウォームホイールとウォームとの噛み合いがずれたり、ウォームホイールとウォームとを噛み合わすと一対の偏心カム軸の位相が合わなくなったりし、組み付け性が悪いものであった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、本発明の目的は、可変圧縮比内燃機関において、組み付け性を向上する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
クランクケースの両側に各々配置され、前記クランクケースとは別体のシリンダブロックを昇降させるための動力伝達を受ける第１ギア部を有する一対の偏心カム軸と、
前記クランクケースの両側に亘って伸び、駆動源に接続されたシャフトであって、前記一対の偏心カム軸を同時に回動させるために各偏心カム軸の第１ギア部と各々噛み合う２つの第２ギア部を有するシャフトと、
を備える可変圧縮比内燃機関であって、
前記第２ギア部が配置される前記シャフトの外周面と、前記第２ギア部の内周面とのどちらか一方には、等間隔に等間隔溝を配設すると共に、他方には、間隔幅をずらして対向溝を配設し、前記等間隔溝と前記対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所に前記キーを挿入し前記第２ギア部を前記シャフトに固定することを特徴とする可変圧縮比内燃機関である。
【０００７】
本発明によると、一対の偏心カム軸の位相を合わせたために第２ギア部に位相ずれが生じても、等間隔溝と対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所にキーを挿入し第２ギア部をシャフトに固定できる。よって、簡単な構成で、一対の偏心カム軸の位相を合わせるのと同時に第１ギア部と第２ギア部とを噛み合わせることができ、組み付け性を向上できる。
【０００８】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
クランクケースの両側に各々配置され、前記クランクケースとは別体のシリンダブロックを昇降させるための動力伝達を受ける第１ギア部を有する一対の偏心カム軸と、
前記クランクケースの両側に亘って伸び、一端が駆動源に接続されたシャフトであって、前記一対の偏心カム軸を同時に回動させるために各偏心カム軸の第１ギア部と各々噛み合う２つの第２ギア部であって駆動源近傍と他端であるシャフト先端とに取り付けられる第２ギア部を有するシャフトと、
を備え、
前記一対の偏心カム軸を前記クランクケースに組み付け、前記駆動源近傍の第２ギア部を取り付けると共に前記シャフト先端の第２ギア部を取り付けていない前記シャフトを前記クランクケースの両側に亘って伸びるよう配置し、前記駆動源近傍の第２ギア部を一方の偏心カム軸の第１ギア部に噛み合わせ、前記シャフトの先端から前記シャフト先端の第２ギア部を取り付けて前記シャフト先端の第２ギア部を他方の偏心カム軸の第１ギア部に噛み合わせる順序で組み付けが行われる可変圧縮比内燃機関であって、
前記シャフトの先端の外周面と、前記シャフト先端の第２ギア部の内周面とのどちらか一方には、等間隔に第１等間隔溝を配設すると共に、他方には、間隔幅をずらして第１対向溝を配設し、前記シャフト先端の第２ギア部を他方の偏心カム軸の第１ギア部に噛み合わせた後に、前記第１等間隔溝と前記第１対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所に前記キーを挿入し前記シャフト先端の第２ギア部を前記シャフトに固定することを特徴とする可変圧縮比内燃機関である。
【０００９】
本発明によると、一対の偏心カム軸の位相を合わせるためにシャフト先端の第２ギア部に位相ずれが生じても、第１等間隔溝と第１対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所にキーを挿入しシャフト先端の第２ギア部をシャフトに固定できる。よって、簡単な構成で、一対の偏心カム軸の位相を合わせるのと同時に第１ギア部と第２ギア部とを噛み合わせることができ、組み付け性を向上できる。
【００１０】
前記シャフトの駆動源近傍の外周面と、前記駆動源近傍の第２ギア部の内周面とのどちらか一方には、等間隔に第２等間隔溝を配設すると共に、他方には、間隔幅をずらして第２対向溝を配設し、前記シャフト先端の第２ギア部を他方の偏心カム軸の第１ギア部に噛み合わせた後に、前記第２等間隔溝と前記第２対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所に前記キーを挿入し前記駆動源近傍の第２ギア部を前記シャフトに固定するとよい。
【００１１】
本発明によると、一対の偏心カム軸の位相を合わせるために駆動源近傍の第２ギア部に位相ずれが生じても、第２等間隔溝と第２対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所にキーを挿入し駆動源近傍の第２ギア部をシャフトに固定できる。よって、簡単な構成で、一対の偏心カム軸の位相を合わせるのと同時に第１ギア部と第２ギア部とを噛み合わせることができ、組み付け性を向上できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、可変圧縮比内燃機関において、組み付け性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図３】実施例１に係る偏心カム軸を組み付けた時点の内燃機関の概略構成を示す図である。
【図４】実施例１に係るシャフトを挿通した時点の内燃機関の概略構成を示す図である。
【図５】実施例１に係るシャフト先端のウォームを取り付けた時点の内燃機関の概略構成を示す図である。
【図６】実施例１に係るシャフト先端の概略断面を示す図である。
【図７】実施例１に係るシャフト先端のウォームの概略断面を示す図である。
【図８】実施例１に係るシャフトとシャフト先端のウォームとの間にキーを挿入した状態の概略断面を示す図である。
【図９】実施例１に係るシャフトとシャフト先端のウォームとの間にキーを挿入した状態の概略断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００１５】
＜実施例１＞
図１及び図２は、本実施例に係る可変圧縮比内燃機関の概略構成を示す図である。図１及び図２に示す内燃機関１は、シリンダブロック２とクランクケース３とシリンダヘッド４とを備えている。
【００１６】
シリンダブロック２は、クランクケース３に対してシリンダ２０軸方向へ変位自在に取り付けられている。シリンダブロック２とクランクケース３との接続部には、シリンダブロック２を変位させるための変位機構５と、変位機構５を駆動するためのアクチュエータ６と、が設けられている。
【００１７】
シリンダブロック２の両側下部に複数の隆起部７が形成されており、各隆起部７にカム収納孔８が形成されている。カム収納孔８は、シリンダ配列方向に平行に且つ同一軸線上に形成されている。
【００１８】
クランクケース３には、カム収納孔８が形成された複数の隆起部７の間に位置するように、ガイド部９が形成されている。各ガイド部９のクランクケース外側に向けられた表面には、半円形の凹部が形成されている。各ガイド部９には、対称な半円形の凹部を有する不図示のキャップがボルトによって固定される。ガイド部９及びキャップが固定されると、双方の凹部によって円形の軸受収納孔が形成される。
【００１９】
このように構成されたシリンダブロック２とクランクケース３とが連結されると、シリンダブロック２及びクランクケース３の両側面には、カム収納孔８と軸受収納孔とが交互に配置された連通孔が形成される。連通孔には、偏心カム軸５１ａ，５１ｂが各々挿通され、クランクケース３の両側に配置される。
【００２０】
各偏心カム軸５１ａ，５１ｂは、中心部に配置される一本の軸部と、軸部に対して偏心した状態で固定されるウォームホイール６１ａ，６１ｂと、軸部に対して偏心した状態で回転可能な複数のフリーカム部５２ａ，５２ｂと、軸部に対して偏心した状態で固定される複数の軸受部５３ａ，５３ｂと、を備えている。偏心カム軸５１ａ，５１ｂは、回動することでクランクケース３とは別体のシリンダブロック２を昇降させる。各偏心カム軸５１ａ，５１ｂでは、フリーカム部５２ａ，５２ｂがカム収納孔８に収容され且つ軸受部５３ａ，５３ｂが軸受収納孔に収容されるように、フリーカム部５２ａ，５２ｂと軸受部５３ａ，５３ｂとが交互に配置される。
【００２１】
このように構成された偏心カム軸５１ａ，５１ｂのクランクケース３の側面中央には、アクチュエータ６が設けられている。アクチュエータ６は、各偏心カム軸５１ａ，５１ｂの途中に固定されるウォームホイール６１ａ，６１ｂと、各ウォームホイール６１ａ，６１ｂに噛み合うウォームであってシャフト６３に配置される２つのウォーム６２ａ，６２ｂと、ウォーム６２ａ，６２ｂを有するシャフト６３の一端に接続されシャフト６３を回
転駆動するモータ６４と、を備えている。モータ６４の回転は、シャフト６３とそれに配置された２つのウォーム６２ａ，６２ｂを回転させ、各ウォームホイール６１ａ，６１ｂはウォーム６２ａ，６２ｂの回転により同時に減速回動し、一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂが同時に回動する。ここで、ウォームホイール６１ａ，６１ｂが本発明の第１ギア部に相当し、ウォーム６２ａが本発明のシャフト先端の第２ギア部に相当し、ウォーム６２ｂが本発明の駆動源近傍の第２ギア部に相当し、モータ６４が本発明の駆動源に相当する。
【００２２】
なお、ウォーム６２ａ，６２ｂの螺旋溝は、互いに逆方向に形成され、モータ６４の回転により２本の偏心カム軸５１ａ，５１ｂが互いに逆回動するようになっている。
【００２３】
ここで、変位機構５には、偏心カム軸５１ａの回動角度を検出する回動角センサ１０が取り付けられている。回動角センサ１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００と電気的に接続されている。
【００２４】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される算術論理演算回路であり、上記した回動角センサ１０の出力信号や内燃機関１の運転状態に基づいてモータ６４を制御する。
【００２５】
上述したような変位機構５及びアクチュエータ６によれば、シリンダブロック２がシリンダ２０軸方向へ変位自在となり、それに応じて内燃機関１の圧縮比が自在に変更されることとなる。
【００２６】
ところで、内燃機関１は、以下のように組み付けられる。まず、シリンダブロック２をクランクケース３の上部から挿入する。その後、図３に示すように、ウォームホイール６１ａ，６１ｂが取り付けられた一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂをクランクケース３の左右両側に組み付ける。
【００２７】
次に、図４に示すように、モータ近傍のウォーム６２ｂが既に取り付けられると共にシャフト先端のウォーム６２ａが未だ取り付けられていないシャフト６３をクランクケース３の両側に亘って伸びるようクランクケース３の側面中央に形成された貫通孔に挿通して配置する。そしてモータ近傍のウォーム６２ｂをモータ側の偏心カム軸５１ｂのウォームホイール６１ｂに噛み合わせる。なお、モータ近傍のウォーム６２ｂのウォームホイール６１ｂへの噛み合わせの際には、偏心カム軸５１ｂを回転させずに、モータ近傍のウォーム６２ｂの固定されたシャフト６３を回転させることで行う。
【００２８】
次に、図４の図示矢印のように、貫通孔に挿通した時のシャフト６３の先端からシャフト先端のウォーム６２ａを取り付けてシャフト先端のウォーム６２ａをシャフト先端側の偏心カム軸５１ａのウォームホイール６１ａに噛み合わせ、図５のように組み付ける。なお、シャフト先端のウォーム６２ａのウォームホイール６１ａへの噛み合わせの際には、偏心カム軸５１ａ及びシャフト６３を回転させずに、シャフト先端のウォーム６２ａを回転させることで行う。
【００２９】
このように、上記のように組み付けを行う内燃機関１では、シリンダブロック２を昇降させるリフト量を一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂで等しくする必要がある。このため、組み付け時に、一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂの位相を合わせる必要があった。しかし、一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂの位相を合わせるときにウォームホイール６１ａ，６１ｂとウォーム６２ａ，６２ｂとの噛み合いがずれたり、ウォームホイール６１ａ，６１ｂとウォーム６２ａ，６２ｂとを噛み合わすと一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂの位相が合わなくなったりし、組み付け性が悪いものであった。
【００３０】
そこで、本実施例では、図６に示すように、シャフト先端のウォーム６２ａが固定されるシャフト６３の先端の外周面には、等間隔に等間隔溝６３１を配設する。また、図７に示すように、シャフト先端のウォーム６２ａの内周面には、間隔幅をずらして対向溝６２１を配設する。そして、上記組み付けによって図５に示すようにシャフト先端のウォーム６２ａをシャフト先端側の偏心カム軸５１ａのウォームホイール６１ａに噛み合わせた後に、図８や図９に示すように、等間隔溝６３１と対向溝６２１とがキーを挿入可能に対向した箇所にキー１１を挿入し、シャフト先端のウォーム６２ａをシャフト６３に固定する。なお、本実施例における等間隔溝６３１が本発明の第１等間隔溝に相当し、対向溝６２１が本発明の第１対向溝に相当する。
【００３１】
ここで、等間隔溝６３１の間隔幅は、本実施例のように例えば６等分（３０°ごと）に形成され、対向溝６２１の間隔幅は、例えば、０°、１０５°、２２５°に形成される。これは、等間隔溝６３１の間隔幅をβとした場合に、対向溝６２１の間隔幅をα（＝３６０／ｎ−β／２）として実現できる（ｎは溝数）。なお、この式に限られず、規則性を持って対向溝６２１の間隔幅を規定してもよい。
【００３２】
本実施例によると、一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂの位相を合わせたためにウォーム６２ａに位相ずれが生じても、等間隔溝６３１と対向溝６２１とがキー１１を挿入可能に対向した箇所にキー１１を挿入しウォーム６２ａをシャフト６３に固定できる。よって、簡単な構成で、一対の偏心カム軸５１ａ，５１ｂの位相を合わせるのと同時にウォームホイール６１ａとウォーム６２ａとを噛み合わせることができ、組み付け性を向上できる。
【００３３】
また本実施例によると、内燃機関１の量産において、ウォーム６２ａの歯に対するキー１１を挿入する溝の厳密な規定が必要なくなる。これは、キー１１を挿入する溝の位相補正はウォーム６２ａで行うため、ウォーム６２ａの角度誤差をΔθ、ウォームホイール６１ａの角度誤差をΔγ、減速比をｔとしたとき、Δγ＝Δθ／ｔとなり、ウォーム６２ａ及びウォームホイール６１ａで構成されるウォームギアのギア比を２０〜５０にとるので、Δγは非常に小さな値となるからである。
【００３４】
そして、本実施例によって組み付けた後は、偏心カム軸５１ａに対するウォームホイール６１ａの角度誤差も同時に補正される。したがって、偏心カム軸５１ａに対するウォームホイール６１ａの位相誤差があっても、シャフト先端のウォーム６２ａをキー１１によって固定する工程で全て補正できる。よって、これらアクチュエータ部品の全てについて部品単体での位相精度を上げなくても高精度なシリンダブロック２のリフトが可能となる。これにより、各部品に高位相精度が必要なく、生産性も大きく向上する。
【００３５】
なお、本実施例では、モータ近傍のウォーム６２ｂは、予めシャフト６３に固定されているものであった。しかしこれに限られない。例えば、モータ近傍のウォーム６２ｂが固定されるシャフト６３の外周面には、等間隔に等間隔溝を配設する。また、モータ近傍のウォーム６２ｂの内周面には、間隔幅をずらして対向溝を配設する。そして、上記組み付けによってシャフト先端のウォーム６２ａをシャフト先端側の偏心カム軸５１ａのウォームホイール６１ａに噛み合わせた後に、等間隔溝と対向溝とがキーを挿入可能に対向した箇所にキーを挿入し、モータ近傍のウォーム６２ｂをシャフト６３に固定するようにしてもよい。これによると、簡単な構成で、一対の偏心カム軸の位相を合わせるのと同時にウォームホイル６１ｂとウォーム５１ｂとを噛み合わせることができ、組み付け性を向上でき、より位相精度を向上できる。この場合には、モータ近傍のウォーム６２ｂが固定されるシャフト６３の外周面の等間隔溝が本発明の第２等間隔溝に相当し、モータ近傍のウォーム６２ｂの内周面の対向溝が本発明の第２対向溝に相当する。
【００３６】
また、本実施例とは逆に、ウォームが固定されるシャフトの外周面には、間隔幅をずらして対向溝を配設し、ウォームの内周面には、等間隔に等間隔溝を配設するようにしてもよい。
【００３７】
本発明に係る可変圧縮比内燃機関は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１     内燃機関
２     シリンダブロック
３     クランクケース
４     シリンダヘッド
５     変位機構
６     アクチュエータ
７     隆起部
８     カム収納孔
９     ガイド部
１１   キー
２０   シリンダ
５１ａ，５１ｂ偏心カム軸
５２ａ，５２ｂフリーカム部
５３ａ，５３ｂ軸受部
６１ａ，６１ｂウォームホイール
６２ａ，６２ｂウォーム
６３   シャフト
６４   モータ
１００ ＥＣＵ
６２１ 対向溝
６３１ 等間隔溝
【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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