(57)【要約】【課題】可変圧縮比機構を備えたエンジンにおいて、構成の複雑化を招くことなく、エンジンの運転に伴う振動を低減する。【解決手段】エンジン１０は一対のバンク１３，１４を備え、各バンク１３，１４のシリンダ１５，１６内にピストン１７，１８が往復動可能に配設されている。シリンダブロック１１には各バンク１３，１４に対応して一対のクランク軸１９，２０が設けられ、各クランク軸１９，２０に対応して一対のバランサ軸２５，２６がシリンダブロック１１に対して回転可能に設けられており、一対のバランサ軸２５，２６からエンジン１０の出力が取り出される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バンク及び第２バンクにそれぞれ形成されたシリンダのシリンダ軸線が所定角度をなし、前記第１バンク及び第２バンクのシリンダ内にそれぞれピストンが往復動可能に配設されたエンジンのピストン駆動装置において、
前記各バンクに対応して設けられた一対のクランク軸と、
前記各バンクにおける各シリンダのピストンを各クランク軸に連結するコネクティングロッドと、
前記各クランク軸に形成された第１歯車と、
前記各クランク軸の第１歯車にそれぞれ噛合する第２歯車が設けられ、かつ、前記エンジンに回転可能に支持された一対のバランサ軸と、
前記各クランク軸を前記各バランサ軸の周方向に変位させるクランク軸移動手段と、
を備え、
前記一対のバランサ軸から前記エンジンの出力を取り出すようにした
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンのピストン駆動装置において、
前記一対のバランサ軸は前記各第２歯車が互いに噛合するように設けられている
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエンジンのピストン駆動装置において、
前記クランク軸に設けられた第１歯車の歯数と前記バランサ軸に設けられた第２歯車の歯数との比は、２：１である
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、
前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対のリンクと、前記エンジンと前記各クランク軸とを連結する一対の油圧シリンダとを備える
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、
前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対の第１リンクと、前記一対のクランク軸間において前記エンジンに固定された油圧シリンダと、該油圧シリンダと前記各クランク軸とを連結する一対の第２リンクとを備える
ことを特徴とするエンジンのピストン駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のバンクを備えたエンジンのピストン駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多気筒エンジンとして大型化を抑制するために、一対のバンクを形成し、各バンクにおける一対のシリンダの軸線がなす角度を所定角度（例えば９０度）としたＶ型多気筒エンジンが採用されている。このようなＶ型多気筒エンジンにおいては、ピストンの往復運動をクランク軸の回転運動に変換する際に、コネクティングロッドに作用するアンバランス慣性力による一次振動及び二次振動が発生する。これらの振動を低減するために、クランク軸にカウンタウェイトを配設するとともに、クランク軸の回転方向と逆方向に回転するバランサ軸を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、可変圧縮比機構を備えたＶ型エンジンにおいて、可変圧縮比機構を備えたことによる構成の簡素化を図るために、左右バンクでリンク構成部品を共用したものが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６４−６９７１９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２５６８０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に記載された可変圧縮比機構を備えたＶ型エンジンにおいては、上記一次振動及び二次振動を低減することが考慮されておらず、これらの振動を低減するためには、カウンタウェイト及びバランサ軸を更に設けることが必要となる。そのため、構成を簡素化することができないという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、可変圧縮比機構を備えたエンジンにおいて、構成の複雑化を招くことなく、エンジンの運転に伴う振動を低減することができるエンジンのピストン駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、第１バンク及び第２バンクにそれぞれ形成されたシリンダのシリンダ軸線が所定角度をなし、前記第１バンク及び第２バンクのシリンダ内にそれぞれピストンが往復動可能に配設されたエンジンのピストン駆動装置において、前記各バンクに対応して設けられた一対のクランク軸と、前記各バンクにおける各シリンダのピストンを各クランク軸に連結するコネクティングロッドと、前記各クランク軸に形成された第１歯車と、前記各クランク軸の第１歯車にそれぞれ噛合する第２歯車が設けられ、かつ、前記エンジンに回転可能に支持された一対のバランサ軸と、前記各クランク軸を前記各バランサ軸の周方向に変位させるクランク軸移動手段と、を備え、前記一対のバランサ軸から前記エンジンの出力を取り出すようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、クランク軸移動手段によって各クランク軸が対応するバランサ軸の周方向に変位されると、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。各バンクにおけるピストンの往復動がコネクティングロッド及びクランク軸によって回転運動に変換される際、コネクティングロッドの回転質量によりアンバランス慣性力が作用するが、これらのアンバランス慣性力の一部はクランク軸と反対方向に回転するバランサ軸による慣性力によって打ち消され、エンジンの運転に伴って発生する振動が低減される。そして、バランサ軸からエンジンの出力を取り出すようにしているため、構成の複雑化を招くことなく、エンジンの運転に伴う振動を低減することができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記一対のバランサ軸は前記各第２歯車が互いに噛合するように設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、一対のバランサ軸は互いに反対方向に回転し、各クランク軸も互いに反対方向に回転することとなる。従って、各バンクにおけるピストンに連結されたコネクティングロッドの回転質量によるアンバランス慣性力の一部を相殺することができ、振動をより低減することができるようになる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸に設けられた第１歯車の歯数と前記バランサ軸に設けられた第２歯車の歯数との比を、２：１とした。
【００１２】
上記の構成によれば、各バランサ軸は対応するクランク軸の回転速度の２倍の回転速度で回転することとなり、エンジンの運転に伴う振動における二次振動を低減することができるようになる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対のリンクと、前記エンジンと前記各クランク軸とを連結する一対の油圧シリンダとを備えることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成によれば、各クランク軸はリンクによって対応するバランサ軸に連結されているため、各油圧シリンダを作動させることにより、各クランク軸は対応するバランサ軸の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のエンジンのピストン駆動装置において、前記クランク軸移動手段は、互いに対応するバランサ軸とクランク軸とを連結する一対の第１リンクと、前記一対のクランク軸間において前記エンジンに固定された油圧シリンダと、該油圧シリンダと前記各クランク軸とを連結する一対の第２リンクとを備えることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、各クランク軸は第１リンクによって対応するバランサ軸に連結されるとともに、それぞれ第２リンクによって油圧シリンダに連結されているため、油圧シリンダを作動させることにより、各クランク軸は第１リンクによって対応するバランサ軸の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダにおいてピストンの上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態のエンジン１０は一対のバンクを備えた多気筒（例えば６気筒）エンジンであって、シリンダブロック１１には左側の第１バンク１３及び右側の第２バンク１４が形成されている。各バンク１３，１４にはそれぞれ左側シリンダ１５及び右側シリンダ１６が形成されている。なお、実際には各バンク１３，１４にはこのような一対のシリンダ１５，１６が気筒列方向（紙面直交方向）に合計３組併設されている。第１バンク１３のシリンダ軸線（ピストン往復軸線）ＬＣと第２バンク１４のシリンダ軸線ＲＣとのなす角（バンク角）は、本実施形態では６０°に設定されている。
【００１８】
各シリンダ１５，１６には、ピストン１７，１８が往復動可能に配設されている。シリンダブロック１１内には前記各バンク１３，１４におけるピストン１７，１８に対応する一対のクランク軸１９，２０が、それぞれクランク軸移動機構３１，３２を介して回転可能に支持されている。
【００１９】
そして、各バンク１３，１４におけるピストン１７，１８はそれぞれコネクティングロッド２１，２２を介して対応するクランク軸１９，２０のクランクピン１９ａ，２０ａに連結されている。従って、ピストン１７，１８の往復動はコネクティングロッド２１，２２によってクランク軸１９，２０の回転運動に変換される。各クランク軸１９，２０の一端部にはそれぞれ第１歯車２３，２４が固設されており、第１歯車２３，２４は各クランク軸１９，２０とともに回転するようになっている。
【００２０】
シリンダブロック１１には前記各クランク軸１９，２０の下方において、各クランク軸１９，２０に対応する一対のバランサ軸２５，２６が回転可能に支持されている。各バランサ軸２５，２６はその軸線方向においてバランスウェイトを備えており、それらが回転することによって各クランク軸１９，２０の回転によって発生する振動を低減するものである。
【００２１】
各バランサ軸２５，２６の一端部には前記第１歯車２３，２４にそれぞれ噛合する第２歯車２７，２８が固設されている。本実施形態において、第１歯車２３の歯数と第２歯車２７の歯数との比は２：１に設定されており、第１歯車２４の歯数と第２歯車２８の歯数との比も２：１に設定されている。従って、前記各クランク軸１９，２０が回転すると、その回転は第１歯車２３，２４及び第２歯車２７、２８を介して各バランサ軸２５、２６に伝達され、各バランサ軸２５，２６は各クランク軸１９，２０の回転速度の２倍の回転速度にて回転される。これにより、クランク軸１９，２０の回転によって発生する二次振動が低減される。
【００２２】
また、一対のバランサ軸２５，２６は各第２歯車２７，２８が互いに噛合するように配設されている。従って、両バンク１３，１４におけるクランク軸１９，２０の回転が各第２歯車２７，２８の噛合を介してバランサ軸２５に伝達され、バランサ軸２５からエンジン１０の出力を取り出すことができる。また、各第２歯車２７，２８が互いに噛合されているため、一対のバランサ軸２５，２６は互いに反対方向に回転し、各クランク軸１９，２０も互いに反対方向に回転することとなる。本実施形態において、バランサ軸２５が例えば時計方向に回転するとすれば、バランサ軸２６は反時計方向に回転することとなる。そして、クランク軸１９は反時計方向に回転し、クランク軸２０は時計方向に回転することとなる。なお、本実施形態において、バランサ軸２５はクランク軸１９，２０の回転速度の２倍の回転速度となっているため、本エンジン１０又は本エンジン１０に接続される変速機にはバランサ軸２５の回転速度を２分の１に減速する減速機構が設けられる。
【００２３】
前記クランク軸移動機構３１，３２は、互いに対応するバランサ軸２５，２６とクランク軸１９，２０とを連結する一対のリンク３３，３４と、シリンダブロック１１と各クランク軸１９，２０とを連結する一対の油圧シリンダ３５、３６とを備える。油圧シリンダ３５，３６の本体３５ａ，３６ａはそれぞれピン３７，３８によってシリンダブロック１１に対して揺動可能に支持され、油圧シリンダ３５，３６のピストンロッド３５ｂ，３６ｂの先端部が各クランク軸１９，２０に対して回動可能に連結されている。
【００２４】
従って、油圧シリンダ３５，３６のピストンロッド３５ｂ，３６ｂが出没されると、各クランク軸１９，２０はリンク３３，３４によって対応するバランサ軸２５，２６に連結されているため、クランク軸１９，２０は２５，２６を中心としてリンク３３，３４を半径とする円周方向に変位されることとなる。このように、クランク軸１９，２０の位置が変位すると、各バンク１３，１４におけるシリンダ１５，１６においてピストン１７，１８の上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【００２５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
・  各バンク１３，１４におけるピストン１７，１８の往復動が回転運動に変換される際、コネクティングロッド２１，２２の回転質量により作用するアンバランス慣性力の一部はバランサ軸２５，２６の回転による慣性力によって打ち消され、エンジン１０の運転に伴って発生する振動を低減することができる。そして、バランサ軸２５，２６からエンジン１０の出力を取り出すようにしているため、構成の複雑化を招くことなく、エンジン１０の運転に伴う振動を低減することができるようになる。
【００２６】
・  一対のバランサ軸２５，２６はクランク軸１９，２０の第１歯車２３，２４に噛合する第２歯車２７，２８が互いに噛合するように設けられている。そのため、一対のバランサ軸２５，２６は互いに反対方向に回転し、各クランク軸１９，２０も互いに反対方向に回転することとなる。従って、各バンク１３，１４におけるピストン１７，１８に連結されたコネクティングロッド２１，２２の回転質量によるアンバランス慣性力の一部を相殺することができ、エンジン１０の運転に伴う振動をより低減することができるようになる。
【００２７】
・  クランク軸１９，２０に設けられた第１歯車２３，２４の歯数とバランサ軸２５，２６に設けられた第２歯車２７，２８の歯数との比を、２：１とした。そのため、各バランサ軸２５，２６を対応するクランク軸１９，２０の回転速度の２倍の回転速度で回転させることができ、エンジン１０の運転に伴う振動における二次振動を低減することができるようになる。
【００２８】
・  各クランク軸１９，２０を変位させるクランク軸移動機構３１，３２を、対応するバランサ軸２５，２６とクランク軸１９，２０とを連結するリンク３３，３４と、シリンダブロック１１と各クランク軸１９，２０とを連結する油圧シリンダ３５，３６という簡単な構成とすることができる。そして、各油圧シリンダ３５，３６を作動させることにより、各クランク軸１９，２０を対応するバランサ軸２５，２６の周方向に変位させることができ、その結果、各シリンダ１５，１６においてピストン１７，１８の上死点位置が変化することとなり、圧縮比を変更することができるようになる。
【００２９】
・  なお、各バンク１３，１４に対応してそれぞれクランク軸１９，２０を設けたので、各クランクピン１９ａ，２０ａに対して１つのピストン１７，１８を結合すればよい。そのため、各クランク軸１９，２０の軸方向の寸法を短くすることができ、よってエンジン１０のクランク軸方向への大型化を抑制することができる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図２に基づいて説明する。なお、重複説明を避けるため、図１において説明したものと同じ要素については、同じ参照番号が付されている。
【００３１】
本実施形態のエンジン４０は、各クランク軸１９，２０を各バランサ軸２５，２６の周方向に変位させるクランク軸移動機構の構成が第１実施形態とは異なっている。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態のエンジン４０において、クランク軸移動機構４１は、互いに対応するバランサ軸２５，２６とクランク軸１９，２０とを連結する第１リンク３３，３４と、クランク軸１９，２０の中間部においてシリンダブロック１１に固定された油圧シリンダ４２を備えている。また、クランク軸移動機構４１は、油圧シリンダ４２と各クランク軸１９，２０とを連結する第２リンク４３，４４とを備えている。
【００３３】
このように構成されたクランク軸移動機構４１によれば、各クランク軸１９，２０は第１リンク３３，３４によって対応するバランサ軸２５，２６に連結されるとともに、それぞれ第２リンク４３，４４によって油圧シリンダ４２に連結されている。従って、油圧シリンダ４２を作動させれば、各クランク軸１９，２０はそれぞれ第１リンク３３，３４によって対応するバランサ軸２５，２６の周方向に変位することとなる。その結果、各シリンダ１５，１６においてピストン１７，１８の上死点位置が変化することとなり、圧縮比が変更されるようになる。
【００３４】
そのため、本実施形態のエンジン４０によれば、クランク軸移動機構４１を構成する油圧シリンダ４２を１つのみとして構成の簡素化を図ることができる。また、油圧シリンダ４２を１つのみとし、油圧シリンダ４２の作動により第２リンク４３，４４を同期して変位させることにより、両クランク軸１９，２０を同期して変位させることができ、各シリンダ１５，１６の圧縮比を同期して変更することができるようになる。
【００３５】
なお、実施の形態は、次のように変更してもよい。
・  上記各実施形態では各バンク１３，１４におけるシリンダの数を３気筒とした６気筒エンジンに具体化したが、各バンクにおけるシリンダの数を例えば２気筒あるいは４気筒としたエンジンに具体化してもよい。
【００３６】
・  上記各実施形態では、各バンク１３，１４のシリンダ軸線のなす角を６０°としたエンジンに具体化したが、各バンクのシリンダ軸線のなす角を任意の角度（例えば９０°）に設定したエンジンに具体化してもよい。
【００３７】
・  上記各実施形態において、各バンク１３，１４のシリンダ軸線のなす角を６０°としたエンジンに具体化したが、各バンクのシリンダ軸線のなす角を１８０度としたいわゆる水平対向型エンジンに具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のエンジンを示す概略図。
【図２】第２実施形態のエンジンを示す概略図。
【符号の説明】
１０，４０…エンジン、１３…第１バンク、１４…第２バンク、１５，１６…シリンダ、１７，１８…ピストン、１９，２０…クランク軸、２１，２２…コネクティングロッド、２３，２４…第１歯車、２５，２６…バランサ軸、２７，２８…第２歯車、３１，３２，４１…クランク軸移動手段としてのクランク軸移動機構、３３，３４…（第１）リンク、３５，３６，４２…油圧シリンダ、４３，４４…第２リンク、ＬＣ，ＲＣ…シリンダ軸線。
【図１】
2004239182.tif 000003
【図２】
2004239182.tif 000004