(57)【要約】【課題】Ｖ型内燃機関に複リンク式の可変圧縮比機構を適用する際に、左右バンクの圧縮比変化量を同一にする。【解決手段】アッパーリンク４、ロアリンク３及びコントロールリンク５と、コントロールリンク５の他端を揺動可能に支持するコントロールシャフト６と、コントロールリンク５の揺動中心位置を相対的に変化させることにより機関圧縮比を可変制御し得る複リンク機構と、を備え、各リンク３、４、５が構成するリンクジオメトリを、筒内でのピストン高さが同じであれば左右バンク１８、１９で同一形状であり、かつクランクシャフト１の回転軸を中心にバンク角分回転させたときに重なるように設定し、機関圧縮比を変化させる場合にはコントロールシャフト６をクランクシャフト１の回転軸を中心とした円弧状の軌跡を描くように移動させる。【選択図】図１
2008175135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左バンクと右バンクとを備えるＶ型内燃機関において、
ピストンにピストンピンを介して連結されるアッパーリンクと、
一端が前記アッパーリンクに、他端がクランクシャフトのクランクピンにそれぞれ連結されるロアリンクと、
一端が前記ロアリンクに連結され、前記ピストンの挙動に応じて他端を軸として揺動するコントロールリンクと、
気筒列方向に沿って前記クランクシャフトと略平行に延び、全気筒の前記コントロールリンクの他端を揺動可能に支持するコントロールシャフトと、を有し、
前記コントロールシャフトを移動させることによる前記コントロールリンクの揺動中心の相対的な位置変化により機関圧縮比を可変制御し得る複リンク機構を備え、
前記アッパーリンク、前記ロアリンク及び前記コントロールリンクが構成するリンクジオメトリを、筒内でのピストン高さが同じであれば左右バンクで同一形状であり、かつ前記クランクシャフトの回転軸を中心としてバンク角分回転させたときに重なるように設定し、
機関圧縮比を変化させる場合には前記コントロールシャフトを前記クランクシャフトの回転軸を中心とした円弧上を移動させることを特徴とするＶ型内燃機関。
【請求項２】
前記コントロールシャフトは中心軸からオフセットしたオフセットピンを少なくとも気筒数分だけ備え、
前記オフセットピンのオフセット方向は、左バンクの気筒の前記コントロールリンクを連結するオフセットピン群のオフセット方向と、右バンクの気筒の前記コントロールリンクを連結するオフセットピン群のオフセット方向の２方向であることを特徴とする請求項１に記載のＶ型内燃機関。
【請求項３】
前記クランクシャフトの回転軸を中心とした円弧状のレール部材を備え、
機関圧縮比を変化させる場合には、前記コントロールシャフトを前記レール部材に沿って円弧軌跡上を移動させることを特徴する請求項１又は２に記載のＶ型内燃機関。
【請求項４】
前記コントロールシャフトの少なくとも前後端のいずれか一方に接続され前記クランクシャフトの回転軸を中心として揺動可能なアーム部材を備え、
機関圧縮比を変化させる場合には、前記アーム部材を前記クランクシャフトの回転軸を中心として揺動させることによって、前記コントロールシャフトが円弧軌跡上を移動するようにすることを特徴とする請求項１又は２に記載のＶ型内燃機関。
【請求項５】
前記クランクシャフトの回転軸が左右のバンクのシリンダ軸線から同一量だけオフセットしており、前記コントロールシャフトが前記クランクシャフトに対して前記左右バンクとは反対側に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のＶ型内燃機関。
【請求項６】
バンク角が、前面投影図で左右バンクの少なくともアッパーデッキ上端付近がオーバーラップする程度に狭いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のＶ型内燃機関。
【請求項７】
左バンクと右バンクとで、点火順序が前後方向逆周りであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のＶ型内燃機関。
【請求項８】
前記Ｖ型内燃機関はＶ型６気筒内燃機関であって、
前記クランクシャフトのクランクピン配列は、点火順序が１番目の気筒のクランクピンを基準として、エンジンリア側から見たときに時計回転方向に１２０度オフセットした位置に点火順序が２番目の気筒のクランクピン、そこから時計回転方向に１２０度オフセットした位置に点火順序が３番目の気筒のクランクピン、そこから１２０度＋バンク角だけオフセットした位置に点火順序が４番目の気筒のクランクピン、そこから１２０度オフセットした位置に点火順序が５番目の気筒のクランクピン、そこから１２０度オフセットした位置に点火順序が６番目の気筒のクランクピン、という配列、又は前記配列とは逆回転方向の配列であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のＶ型内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダの軸線が所定のバンク角をなすＶ型内燃機関に関し、特に機関圧縮比を可変に変更可能な複リンク式のピストン駆動装置を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンとクランクシャフトとを複数のリンクを介して連結することで、運転中に機関圧縮比を可変に変更可能にする可変圧縮比機構が知られている。この可変圧縮比機構によれば、低中速・低中負荷域での高圧縮比による燃費向上や、過渡運転条件時の高圧縮比化による過渡トルク増大等の効果が得られる。
【０００３】
ところで、上記可変圧縮比機構は複数のリンクで構成され構成部品点数が多くなるため、特に、Ｖ型エンジンのようにクランクピン周りのスペースに制約がある内燃機関に適用する際には、各構成物品のコンパクト化や合理的な配置が課題となっていた。
【０００４】
当該課題を解決するための技術として、Ｖ型内燃機関に可変圧縮比機構を適用したものが特許文献１に開示されている。
【０００５】
具体的には、ピストン上死点位置を変更するためのリンク類（引用文献１中の「ロアリンク」、「制御リンク」、「制御軸」）を左右バンクで共有し、これにより必要最小限の簡素なリンク構成としている。
【特許文献１】特開２００２−２５６８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、左右バンクのピストン挙動、ピストンスピードが異なるにもかかわらず制御リンク及び制御軸を左右バンクで共有しているので、圧縮比を変更する際に、左右バンクの圧縮比の変化量を同一にすることが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明ではＶ型内燃機関に複リンク式の可変圧縮比機構を適用する際に、左右バンクの圧縮比変化量を同一にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＶ型内燃機関は、ピストンにピストンピンを介して連結されるアッパーリンクと、一端が前記アッパーリンクに他端がクランクシャフトのクランクピンにそれぞれ連結されるロアリンクと、一端が前記ロアリンクに連結され前記ピストンの挙動に応じて他端を軸として揺動するコントロールリンク（特許文献１の「制御リンク」と、気筒列方向に沿って前記クランクシャフトと略平行に延び全気筒の前記コントロールリンクの他端を揺動可能に支持するコントロールシャフト（特許文献１の「制御軸」）と、前記コントロールシャフトを移動させることによる前記コントロールリンクの揺動中心の相対的な位置変化により機関圧縮比を可変制御し得る複リンク機構と、を備え、前記アッパーリンク、前記ロアリンク及び前記コントロールリンクが構成するリンクジオメトリを、筒内でのピストン高さが同じであれば左右バンクで同一形状であり、かつ前記クランクシャフトの回転軸を中心としてバンク角分回転させたときに重なるように設定し、機関圧縮比を変化させる場合には前記コントロールシャフトを前記クランクシャフトの回転軸を中心とした円弧上を移動させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、左右バンクで１本のコントロールシャフトを共有するにもかかわらず、コントロールシャフトを移動した際にも左右バンクのリンクジオメトリは同一形状のままとなる。すなわち、圧縮比の変化量が同一となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は第１実施形態の構成を表す図であり、Ｖ型６気筒エンジンのピストン−クランク機構を模式的に表した図である。なお、図面左側をエンジンのフロント側とし、フロント側から順に、＃１〜＃６気筒とする。図２は＃１、＃２気筒についてフロント側から見た断面図である。
【００１２】
１はクランクシャフト、２はクランクピン、３はロアリンク、４はアッパーリンク、５はコントロールリンク、６はコントロールシャフト、９はピストン、１０はレール、１８は右バンク、１９は左バンクである。なお、右バンク１８のフロント側から＃１、＃３、＃５気筒、そして左バンク１９のフロント側から＃２、＃４、＃６気筒とし、左右バンク１８、１９の挟み角、すなわち、いわゆるバンク角は前面投影図で左右バンクのアッパーデッキ上端がオーバーラップする狭いバンク角、例えば１５度とする。また、各リンク３、４、５は左右バンク１８、１９で同一形状のものを使用し、クランクシャフト１のアーム長さ、すなわちクランクピン２の回転半径は全気筒同一とする。
【００１３】
ピストン９は、アッパーリンク４及びロアリンク３を介してクランクシャフト１に連結される。ピストン９はアッパーリンク４の一端にピストンピン１２を介して回転可能に連結され、アッパーリンク４の他端とロアリンク３とはアッパーピン８を介して連結されている。ロアリンク３は、略中央をクランクシャフト１のクランクピン２に回転可能に締結され、クランクシャフト１とともに回転する。また、ロアリンク３のアッパーリンク４と反対側には、コントロールリンク５がコントロールピン７を介して回転可能に締結され、コントロールリンク５はコントロールシャフト６のコントロールシャフトピン１６（オフセットピン）に回転可能に締結される。コントロールシャフト６の中心軸とコントロールシャフトピン１６の軸とは偏心している。レール１０は図示しないシリンダブロックの下部に締結されるラダーフレームやオイルパン等の内燃機関本体の構造部材に固定又は一体化されており、また、クランクシャフト１の回転軸を中心とする円弧状の長孔（以下、円弧状長孔という）１１が設けられる。
【００１４】
図２に示すように、クランクシャフト１の回転軸は右バンク１８と左バンク１９のそれぞれシリンダ軸線から図中右側にオフセットしており、かつ、クランクシャフト１の回転軸に対してシリンダ軸線とは反対側にコントロールシャフト６を配置する。ここで、左右バンク１８、１９のオフセット量は同一とする。
【００１５】
図３はコントロールシャフト６の単品図面である。図３に示すように、コントロールシャフト６は、コントロールシャフト６の中心軸から偏心したコントロールシャフトピン１６を気筒数分だけ、すなわち６箇所備える。そして、＃１、＃３、＃５気筒用の各コントロールシャフトピン１６は、コントロールシャフト６の中心軸に対して同一方向に同一量だけ偏心している。＃２、＃４、＃６気筒用の各コントロールシャフトピン１６も同様である。
【００１６】
また、＃１、＃３、＃５気筒用の各コントロールシャフトピン１６の中心軸と＃２、＃４、＃６気筒用の各コントロールシャフトピン１６の中心軸は、クランクシャフト１の回転軸とコントロールシャフト６の中心軸とを結ぶ直線に対して互いに対称となる位置であって、かつクランクシャフト１の回転軸を中心とする円周上に位置する。
【００１７】
コントロールシャフト６の両端及び各コントロールシャフトピン１６の間には、コントロールシャフト６と同軸のメインジャーナル１７を備える。
【００１８】
図４はクランクシャフト１の単品図面である。図４に示すようにクランクピン２が設けられる。クランクピン２の配置については図５を参照して説明する。図５はクランクシャフト１をエンジンリア側から見た場合のクランクピン２の配置の模式図である。なお、エンジン回転方向は図中反時計周りとする。
【００１９】
＃１気筒のクランクピン位置を基準とすると、＃２気筒のクランクピン位置は＃１気筒のクランクピン位置から時計回り方向に１２０度＋バンク角（＝１３５度）だけ回転した位置、＃３気筒のクランクピン位置は＃２気筒のクランクピン位置から時計回り方向に１２０度−バンク角（＝１０５度）だけ回転した位置、＃４気筒のクランクピン位置は＃３気筒のクランクピン位置から時計回り方向にバンク角（＝１５度）だけ回転した位置、＃５気筒のクランクピン位置は＃４気筒のクランクピン位置から反時計周り方向に１２０度＋バンク角（＝１３５度）だけ回転した位置、＃６気筒のクランクピン位置は＃５気筒のクランクピン位置から反時計回り方向に１２０度−バンク角（＝１０５度）だけ回転した位置とする。
【００２０】
点火順序は＃１−＃５−＃３−＃６−＃２−＃４とする。すなわち、右バンク１８ではリア側の気筒からフロント側の気筒へ順次点火し、右バンク１８の３つの気筒を連続して点火した後に、左バンク１９ではフロント側の気筒からリア側の気筒へ順次点火する。このように右バンク１８と左バンク１９とで前後方向逆周りの点火順序で、かつクランクピン２を上述したように配置することにより、点火間隔が１２０度のいわゆる等点火間隔となる。
【００２１】
図１、図２に示したピストン−クランク機構は、各気筒毎についてみれば特開２００１−２２７３６７や特開２００２−６１５０１等に記載された可変圧縮比機構と基本的に同じであるため、機構の概略及びＶ型エンジン特有の事項についてのみ説明する。
【００２２】
まず、左右バンク１８、１９の各リンク３、４、５が互いになす角度等の位置関係（以下、リンクジオメトリという）について図９を参照して説明する。図９はピストン９が上死点位置となる場合の左右バンク１８、１９のリンクジオメトリを表す図であり（実際には左右両バンクともにピストンが上死点位置にある状態はない）、円弧Ｐはエンジン回転に伴うクランクピン２の移動の軌跡、円弧Ｒは圧縮比変更する際のコントロールシャフト６の軌跡をそれぞれ表している。
【００２３】
前述したように、左右バンク１８、１９の気筒のコントロールシャフトピン１６をクランクシャフト１の回転軸とコントロールシャフト６の中心軸とを結ぶ直線に対して対称な位置、すなわちクランクシャフト１の回転軸からの距離が等しくなるように配置する。また、クランクシャフト１の回転軸からクランクピン２までの長さは全気筒で同一にする。そして、各リンク３、４、５は全気筒で同一のものを使用し、アッパーリンク４とロアリンク３とがなす角、及びロアリンク３とコントロールリンク５とがなす角、が左右バンク１８、１９で等しく、かつ左右バンク１８、１９のコントロールピン７及びアッパーピン８はそれぞれクランクシャフト１の回転軸からの距離が等しくなるようにリンクジオメトリを設定する。
【００２４】
このように左右バンク１８、１９のリンクジオメトリを設定することで、筒内でのピストン９の位置が同じ状態におけるリンクジオメトリを比較すると、左バンク１９のリンクジオメトリをクランクシャフト１の回転軸を中心としてバンク角分回転すると右バンク１８のリンクジオメトリに重なる。
【００２５】
上記のように構成したＶ型エンジンを回転させた場合について、図８を参照して説明する。図８は、フロント方向から見た＃１、＃２気筒のピストン９、各リンク３、４、５等の挙動を表した図であり、左側から順にクランク角度が９０度、１８０度、２７０度、ゼロ度の状態を表す。なお、クランク角度がゼロ度とは、＃１気筒のクランクピン２が図中１２時方向を向いた状態であり、このとき＃１気筒は上死点となる。
【００２６】
＃１気筒では、クランク角がゼロ度から９０度になるとロアリンク３が図中反時計回りに傾き、これに伴ってアッパーリンク４が下方に移動することでピストン９の位置が下降する。クランク角が１８０度になると、さらにロアリンク３が反時計回りに傾き、ピストン９の位置が更に下降する。クランク角が２７０度になると、ロアリンク３はクランク角１８０度の状態から時計回り方向に傾くのでピストン９の位置は上昇する。そして、クランク角がゼロ度になるまで上昇し続ける。また、コントロールリンク５は、ロアリンク３の傾きの変化に伴ってコントロールリンクジャーナル１６を中心として揺動する。
【００２７】
＃２気筒は、位相のずれはあるものの、各リンク３、４、５及びピストン９の挙動は＃１気筒と同じである。そして、他の＃３〜＃６の気筒についても同様の挙動となる。
【００２８】
次に、圧縮比を変化させる場合について図６を参照して説明する。図６は左右バンク１８、１９のいずれか一つの気筒について、ピストンピン１２からコントロールシャフト６までのリンクジオメトリを模式的に表した図であり、図６中の破線Ｒは円弧状長孔１１に沿って移動するコントロールシャフト６の軌跡を表している。なお、図６ではピストン上死点位置の変化を明確にするため、シリンダ軸を垂直に表している。
【００２９】
コントロールシャフト６のメインジャーナル１７が、レール１０に設けた円弧状長孔１１に沿って移動することにより、連結ピン７が移動し、ロアリンク３の傾きが変わることによりアッパーリンク４及びピストン９の上死点位置が変わる。
【００３０】
例えば、コントロールシャフト６が反時計周り方向に移動する場合、すなわち図６（ａ）の状態から図６（ｂ）の状態に変化する場合には、ロアリンク３はクランクピン２を中心として反時計回りに傾き、これによりロアリンク３と連結されたアッパーリンク４は下方に移動するので、ピストンピン１２の位置が低くなって機関圧縮比が低くなる。
【００３１】
逆にコントロールシャフト６が時計回り方向に移動する場合、すなわち図６（ｂ）の状態から図６（ａ）の状態に変化する場合には、ロアリンク３はクランクピン２を中心として時計回り方向に傾き、これによりロアリンク３と連結されたアッパーリンク４は上方に移動するので、ピストンピン１２の位置が高くなって機関圧縮比が高くなる。
【００３２】
このようにして機関圧縮比を変化させる場合、前述したように左右バンク１８、１９のリンクジオメトリを設定することにより、変化後のリンクジオメトリもクランクシャフト１の回転軸を中心としてバンク角分だけ回転すると重なり合う形状となる。すなわち、コントロールシャフト６を移動させた場合に、機関圧縮比の変化の挙動は左右バンク１８、１９で同一となる。
【００３３】
なお、コントロールシャフト６は、図示しないモータ付きアクチュエータ等により駆動するものとする。
【００３４】
また、コントロールシャフト６が円弧状長孔１１に沿って移動する際には、クランクシャフト１の回転軸から各コントロールシャフトピン１６の中心軸までの距離は一定のままである。すなわち、コントロールシャフト６がコントロールシャフト６の中心軸を中心として回転することはない。
【００３５】
したがって、円弧状長孔１１に接するコントロールシャフト６のメインジャーナル１７の断面形状は必ずしも円形である必要はなく、例えば、メインジャーナル１７と円弧状長孔１１との接触部の面圧荷重を低減させるために、図７に示すような円弧状長孔１１と同曲率の曲率面を持つ半円弧状台形断面としてもよい。
【００３６】
次に、本実施形態のようにピストン９とクランクシャフト１とを複数のリンク３、４を介して連結する複リンク式のエンジンと、従来と同様のコンロッドのみを介して連結する単一リンク式のエンジンとの、起振力差、及び点火順序の影響について比較して説明する。
【００３７】
なお、単一リンク式はバンク角６０度のＶ型６気筒エンジンであって点火順序が＃１−＃２−＃３−＃４−＃５−＃６のエンジンとし、複リンク式は、バンク角６０度のＶ型６気筒エンジンであって点火順序が＃１−＃２−＃３−＃４−＃５−＃６のエンジンと、バンク角が１５度のＶ型６気筒エンジンであって点火順序が＃１−＃２−＃３−＃４−＃５−＃６のエンジンと、バンク角が１５度のＶ型６気筒エンジンであって点火順序が＃１−＃５−＃３−＃６−＃２−＃４のエンジンの３つの仕様として比較する。なお、上記の各仕様は、クランクシャフト１が同一の質量及び重心半径をもつカウンターウェイトを有するものとする。
【００３８】
起振力としては、慣性力及びピッチングモーメント、ヨーイングモーメントによるモーメント起振力があり、これらは、（アッパーピン８（アッパーピン）〜コントロールピン７（コントロールピン）間距離）／（クランクピン２〜コントロールピン間距離）で表されるアーム比（以下、この比を荷重増加率という）によるクランクピン２に掛かる荷重の増加、複リンク式による往復質量ピストン１２の運動の時間軸軌跡やアッパーピン８の運動の軌跡の変化、及びそれらが６気筒組み合わされたことによる結果として増加する。
【００３９】
ピッチングモーメントは、主にバンク間の点火順序差による影響が大きく、一般的なＶ型エンジンの点火順序である＃１−＃２−＃３−＃４−＃５−＃６、すなわち、左右バンク１８、１９で交互に、かつ左右バンク１８、１９ともにフロント側からリア側に向けて点火する場合に対し、点火順序を＃１−＃５−＃３−＃６−＃２−＃４、すなわち、右バンク１８の３つの気筒を連続して点火した後に、左バンク１９の３つの気筒を連続して点火し、かつ左右バンク１８、１９で点火順序の前後方向が逆（右バンク１８だけを見ると＃１−＃５−＃３−＃１−・・・の順番であり、左バンク１９だけを見ると＃６−＃−２−＃４−＃６−・・・の順番）にすると、大幅に振幅が低減する。
【００４０】
ヨーイングモーメントは主にバンク角による影響が大きく、狭角になるほどその振幅が低減するが、ピッチングモーメントと同様に、点火順序を＃１−＃５−＃３−＃６−＃２−＃４にすると、さらに低減する。
【００４１】
６気筒エンジンの基本次数群である３ｎ次（３次、６次、９次・・・）の成分は、ピッチング、ヨーイング共にモーメント起振力に対してバンク角による感度が大きい。また、全気筒の起振力が同位相であるため、基本次数群３ｎ次は点火順序による改善はない。
【００４２】
１次成分は、バンク角を狭角、かつ左右バンク１８、１９で逆周りの点火順にすることで１次モーメント素質が良好となるので、同一の１次起振力に対しては、質量×重心半径の値が小さい仕様のカウンターウェイトで対応することができる。
【００４３】
慣性力は、その各気筒で１２０度等間隔で行われるピストン９の往復運動により３次成分が大きく、バンク角を狭角にすることで必然的にその上下方向（垂直）成分が悪化する。ＦＲ機種では、慣性力を発生するエンジンに対して、リア側のトランスミッションマウント点にとってはモーメントアームの大きいピッチングモーメントとして作用するため、バンク角が狭角になるほど、慣性力の上下方向成分悪化のトランスミッションマウント振動への影響は増大する。
【００４４】
一方、先に述べたエンジンそのものに発生するピッチングモーメントは、バンク角を狭角化することにより改善されるため、慣性力悪化によるリア側のトランスミッションマウント点での悪化とトレードオフ関係となる。
【００４５】
この結果、バンク角が狭角のＶ型エンジンでは、バンク角６０度のＶ型エンジンに比べてピッチングモーメント等の起振力は低減し、さらに、点火順序をＶ型エンジンとして一般的な＃１−＃２−＃３−＃４−＃５−＃６から、＃１−＃５−＃３−＃６−＃２−＃４に変更することで、左右バンク１８、１９のモーメントを相殺し、図１０、図１１に示すように、振幅が大きい１次、２次の起振力を含め、３次成分を除く高次まで、パワープラント振動（フロント右側エンジンマウント及びリアトランスミッションマウントの振動）が低減する。なお、図１０は、ＦＲ（フロントエンジン−リアドライブ）機種のフロント右側エンジンマウントの振動の計算例を表す図であり、図１１は同じくＦＲ機種のリアトランスミッションマウントの振動の計算例を表す図である。
【００４６】
以上のように本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
【００４７】
Ｖ型内燃機関において、ピストン９にピストンピン１２を介して連結されるアッパーリンク４と、一端がアッパーリンク４に他端がクランクピン２に連結されるロアリンクと、一端がロアリンク３に連結され、ピストン９の挙動に応じて他端を軸として揺動するコントロールリンク５と、気筒列方向に沿ってクランクシャフト１と略平行に延び、全気筒のコントロールリンク５の他端を揺動可能に支持するコントロールシャフト６とを有し、コントロールシャフト６を移動させることによるコントロールリンク５の揺動中心の相対的な位置変化により機関圧縮比を可変制御する可変圧縮比機構を備え、アッパーリンク４、ロアリンク３及びコントロールリンク５が構成するリンクジオメトリを、筒内でのピストン高さが同じであれば左右バンク１８、１９で同一形状であり、かつクランクシャフト１の回転軸を中心としてバンク角分回転させたときに重なるように設定し、機関圧縮比を変化させる場合にはコントロールシャフト６をクランクシャフト１の回転軸を中心とした円弧上を移動させるので、左右バンク１８、１９で同一の圧縮比可変挙動を実現することができ、さらに、１本のコントロールシャフト６で全気筒の圧縮比を変化させることができるのでコンパクトな構造とすることができる。
【００４８】
コントロールシャフト６は中心軸からオフセットしたコントロールシャフトピン１６を備え、オフセットピン１６のオフセット方向は、左バンク１９の気筒のコントロールリンク５を連結するオフセットピン群のオフセット方向と、右バンク１８の気筒の前記コントロールリンク５を連結するオフセットピン群のオフセット方向の２方向であり、これらオフセットしたピンの間にメインジャーナル１７を備えるので、コントロールシャフト６を１本化できるだけではなく、さらに、コントロールシャフト６を保持するために高荷重に耐えうる剛性を要求され、重量増を余儀なくされる軸受部や、コントロールシャフト６を駆動するためのアクチュエータ等の数を最小限にすることができるので、Ｖ型エンジンに複リンク式のピストン−クランク機構を適用することによる重量増加を抑制することができる。
【００４９】
左右バンク１８、１９のボアの軸線が同一量だけクランクシャフト１の回転軸からオフセットしており、コントロールシャフト６がクランクシャフト１に対して左右バンク１８、１９とは反対側に位置する回転２次成分の振動を低減することができる。
【００５０】
さらに、バンク角を狭角に設定することによるピッチングモーメント及びヨーイングモーメント起振力の低減効果と、前面投影図で左右バンク１８、１９のアッパーデッキ上端付近がオーバーラップすることによるシリンダブロックの剛性向上効果とにより、機関全体としての振動を低減することができる。
【００５１】
また、バンク角が６０度や９０度の場合と比較して、対向する気筒のボア下端付近と複リンク機構との干渉を回避することが容易となり、さらに、ピッチングモーメント及びヨーイングモーメント起振力の低減により、小さなカウンターウェイトで済むようになるので、比較的容易にロングストローク化することが可能となる。
【００５２】
左バンク１９と右バンク１８とで点火順序を前後方向逆周りにすることで、左右バンク１８、１９のモーメントが相殺され、バンク角を狭角に設定することによる特性とあわせて、ピッチングモーメント起振力とヨーイングモーメント起振力の振幅を低減することができるので、複リンク式にすることにより増大する慣性力とピッチングモーメントとヨーイングモーメントによる機関全体の振動増大を低減することができる。
【００５３】
クランクシャフト１のクランクピン配列は、点火順序が１番目の気筒のクランクピン２を基準として、エンジンリア側から見たときに時計回転方向に１２０度オフセットした位置に点火順序が２番目の気筒のクランクピン２、そこから時計回転方向に１２０度オフセットした位置に点火順序が３番目の気筒のクランクピン２、そこから１２０度＋バンク角だけオフセットした位置に点火順序が４番目の気筒のクランクピン２、そこから１２０度オフセットした位置に点火順序が５番目の気筒のクランクピン２、そこから１２０度オフセットした位置に点火順序が６番目の気筒のクランクピン２、という配列、又は前記配列とは逆回転方向の配列とするので、Ｖ型６気筒エンジンにおいて１２０度ごとの等点火間隔とすることができる。これにより、エンジン回転の０．５次の倍数次の起振力の増幅を抑制できるので、バンク角にかかわらず、従来の複リンク式のＶ型エンジンに比べて振動の増幅を防止することができる。
【００５４】
第２実施形態について図１２、図１３を参照して説明する。
【００５５】
図１２、図１３はそれぞれ図１、図２に相当する図であり、図１２は本実施形態のピストン−クランク機構を模式的に表した図、図１３は図１２をフロント側から見た図である。
【００５６】
本実施形態の構成は基本的に第１実施形態と同様であるが、コントロールシャフト６を移動させるための機構が異なる。
【００５７】
本実施形態では、第１実施形態のレール１０に代えてアーム２０を用い、これによりコントロールシャフト６をクランクシャフト１の回転軸を中心として移動させる。
【００５８】
アーム２０は、一方の端部付近がクランクシャフト１の両端付近にクランクシャフト１の回転軸を中心として回転自由に支持され、他方の端部付近はコントロールシャフト６の前後端部付近に接続される。なお、例えば図１２のように、＃２気筒と＃３気筒との間及び＃４気筒と＃５気筒との間でメインジャーナル１７を支持してもよい。
【００５９】
そして、クランクシャフト１付近に設けた図示しないモータアクチュエータ等によって、アーム２０をクランクシャフト１の回転軸を中心として回転させることにより、コントロールシャフト６はクランクシャフト１の回転軸を中心とした円弧軌跡上を移動する。
【００６０】
これにより、第１実施形態と同様に、左右バンク１８、１９の圧縮比変化量を同一にすることができる。
【００６１】
また、コントロールシャフト６がアーム２０の先端付近でクランクの回転軸を中心とした円弧の軌跡を描くので、回転挙動であること、及び操作角度に対するコントロールシャフト６のストロークが大きいことから、圧縮比の可変制御を精度良く行うことができる。
【００６２】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態のピストン−クランク機構を表す概略図である。
【図２】第１実施形態のピストン−クランク機構の前面投影図である。
【図３】コントロールシャフトを表す図である。
【図４】クランクシャフトを表す図である。
【図５】クランクピン配列を表す図である。
【図６】圧縮比を変化させる際の各リンクの動きを説明するための図である。
【図７】コントロールシャフトのメインジャーナル断面形状の一例を表す図である。
【図８】クランクシャフトを回転させたときの複リンクを説明するための図である。
【図９】複リンクのリンクジオメトリを模式的に表した図である。
【図１０】バンク角や点火順序等の条件ごとのフロントエンジンマウント振動を表した図である。
【図１１】バンク角や点火順序等の条件ごとのリアエンジンマウント振動を表した図である。
【図１２】第２実施形態のピストン−クランク機構を表す概略図である。
【図１３】第２実施形態のピストン−クランク機構の前面投影図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    クランクシャフト
２    クランクピン
３    ロアリンク
４    アッパーリンク
５    コントロールリンク
６    コントロールシャフト
７    コントロールピン
８    アッパーピン
９    ピストン
１０  レール
１１  円弧状長孔
１２  ピストンピン
１３  アーム
１４  ジャーナル加工部
１５  連結部
１６  コントロールシャフトピン
１７  メインジャーナル
１８  右バンク
１９  左バンク
２０  アーム
【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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