(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体（２１）が、クランクケース（２２）と、該クランクケース（２２）から上向きに突出するシリンダブロック（２３）と、該シリンダブロック（２３）の頭部に接合されるシリンダヘッド（２４）とを備え、前記シリンダブロック（２３）に形成されるシリンダボア（２９）に摺動自在に嵌合されるピストン（２８）にピストンピン（５５）を介して主コンロッド（５２）の一端が連結され、前記クランクケース（２２）で回転自在に支承されるクランクシャフト（２７）に連結されるとともに前記主コンロッド（５２）の他端に連結されるサブコンロッド（５３）に、前記主コンロッド（５２）の連結位置からずれた位置でコントロールロッド（５４）の一端が連結され、前記クランクシャフト（２７）から１／２の減速比で減速された動力伝達によって偏心軸線まわりに回転するピボット軸（５０）に、前記コントロールロッド（５４）の他端が連結されるストローク可変エンジンにおいて、前記エンジン本体（２１）の上部に設けられる動弁機構（３５）が備えるカムシャフト（３６）および前記クランクシャフト（２７）間に、該クランクシャフト（２７）の回転動力を１／２の減速比で伝達する調時伝動手段（４５）が設けられ、前記カムシャフト（３６）にその回転軸線から偏心した軸線を有する前記ピボット軸（５０）が設けられ、前記コントロールロッド（５４）が、前記シリンダボア（２９）に隣接して前記シリンダブロック（２３）に設けられる作動室（６０）を上下に延びて貫通するように配置されることを特徴とするストローク可変エンジン。
【請求項２】
前記主コンロッド（５２）および前記コントロールロッド（５４）の中心線が同一平面に配置されることを特徴とする請求項１記載のストローク可変エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストローク可変エンジンに関し、特に、エンジン本体が、クランクケースと、該クランクケースから上向きに突出するシリンダブロックと、該シリンダブロックの頭部に接合されるシリンダヘッドとを備え、前記シリンダブロックに形成されるシリンダボアに摺動自在に嵌合されるピストンにピストンピンを介して主コンロッドの一端が連結され、前記クランクケースで回転自在に支承されるクランクシャフトに連結されるとともに前記主コンロッドの他端に連結されるサブコンロッドに、前記主コンロッドの連結位置からずれた位置でコントロールロッドの一端が連結され、前記クランクシャフトから１／２の減速比で減速された動力伝達によって偏心軸線まわりに回転するピボット軸に、前記コントロールロッドの他端が連結されるストローク可変エンジンの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、かかるストローク可変エンジンは、たとえば特許文献１等で既に知られており、クランクシャフトと平行な軸線を有する回転軸に設けられた偏心軸に、一端がサブコンロッドに連結されたコントロールロッドの他端を連結することで、ピストンのストロークを変化させるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３１４２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１で開示されたストローク可変エンジンでは、ピボット軸を有してクランクケースで回転自在に支承される回転軸がカム軸を兼用するようにして、動弁機構がＯＨＶ型に構成されており、このようなＯＨＶ型の動弁機構を用いると、プッシュロッド等の動弁機構を構成する部品の点数が多くなるだけでなく、動弁機構が比較的大重量となるので高回転化が困難であり、しかも動弁機構を構成する部品間の接触部位が多いので機械騒音が比較的大きくなってしまう。
【０００４】
このような問題を解決するために、カムシャフトがエンジン本体の上部に設けられるＯＨＣ型の動弁機構を採用することが考えられるが、そのようなＯＨＣ型の動弁機構に、クランクシャフトに設けられる駆動輪と、カムシャフトに設けられる被動輪と、駆動輪および被動輪に巻き掛けられる無端伝動帯とから成る従来の調時伝動手段を単純に適用すると、カムシャフトとは別にピボット軸が設けられる回転軸に、クランクシャフトの回転動力を１／２の減速比で減速して伝達する機構が必要であり、部品点数が増大するとともにエンジンの大型化を招くことになる。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の低減を図るとともにエンジンの小型化を可能としたストローク可変エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、エンジン本体が、クランクケースと、該クランクケースから上向きに突出するシリンダブロックと、該シリンダブロックの頭部に接合されるシリンダヘッドとを備え、前記シリンダブロックに形成されるシリンダボアに摺動自在に嵌合されるピストンにピストンピンを介して主コンロッドの一端が連結され、前記クランクケースで回転自在に支承されるクランクシャフトに連結されるとともに前記主コンロッドの他端に連結されるサブコンロッドに、前記主コンロッドの連結位置からずれた位置でコントロールロッドの一端が連結され、前記クランクシャフトから１／２の減速比で減速された動力伝達によって偏心軸線まわりに回転するピボット軸に、前記コントロールロッドの他端が連結されるストローク可変エンジンにおいて、エンジン本体の上部に設けられる動弁機構が備えるカムシャフトおよび前記クランクシャフト間に、該クランクシャフトの回転動力を１／２の減速比で伝達する調時伝動手段が設けられ、前記カムシャフトにその回転軸線から偏心した軸線を有する前記ピボット軸が設けられ、前記コントロールロッドが、前記シリンダボアに隣接して前記シリンダブロックに設けられる作動室を上下に延びて貫通するように配置されるることを特徴とする。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記主コンロッドおよび前記コントロールロッドの中心線が同一平面に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明の構成によれば、エンジン本体の上部に設けられる動弁機構が備えるカムシャフトには調時伝動手段によってクランクシャフトから１／２の減速比で減速された回転動力が伝達されるのであるが、そのカムシャフトにピボット軸が設けられるので、ピボット軸を有する回転軸がクランクケースで回転自在に支承されるものに比べると、回転軸を配置するためのスペースを確保することを不要として、クランクケースのコンパクト化を図ることが可能となるとともにエンジン高さを低く設定することが可能となり、しかも回転軸およびクランクシャフト間に回転軸を駆動するための減速駆動機構を設ける必要がないので、クランクシャフトの軸長を短縮することができ、エンジン全体のコンパクト化が可能となる。また回転軸を不要とすることで部品点数を低減することができる。さらにコントロールロッドは、エンジン本体の下部および上部間で比較的長い長さを有するように形成されることになるが、サブコンロッドへの連結点でのコントロールロッドの振れ量が小さくなることで摩耗を抑えることができ、さらに比較的長くなることで重くなるコントロールロッドがカウンタウエイト機能を果たすことになり、クランクシャフトの動的バランスを良好なものとすることができる。
【０００９】
また請求項２記載の発明によれば、クランクシャフトの軸線に沿う方向で主コンロッド、サブコンロッドおよびコントロールロッドをコンパクトに配置することができ、クランクシャフトの両端部軸受間の距離を短縮することができる。さらに爆発力による主コンロッドおよびサブコンロッドへの負荷を、コントロールロッドのクランクシャフト側への移動によって減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１および図２は本発明の一実施例を示すものであり、図１はエンジンの縦断側面図であって図２の１−１線に沿う断面図、図２は図１の２−２線断面図である。
【００１２】
このエンジンは、たとえば作業機等に用いられる空冷の単気筒エンジンであり、エンジン本体２１は、クランクケース２２と、該クランクケース２２から上向きに突出するシリンダブロック２３と、該シリンダブロック２３の頭部に接合されるシリンダヘッド２４と、シリンダヘッド２４に結合されるヘッドカバー２５とで構成される。またクランクケース２２は、該クランクケース２２の下面の据え付け面２２ａで各種作業機のエンジンベッドに据え付けられる。
【００１３】
クランクケース２２には、一対のバランスウエイト２７ａ，２７ｂおよび両バランスウエイト２７ａ，２７ｂ間を結ぶクランクピン２７ｃとを一体に有するクランクシャフト２７が回転自在に支承される。
【００１４】
シリンダブロック２３には、ピストン２８を摺動自在に嵌合せしめるシリンダボア２９が形成されており、ピストン２８の頂部を臨ませる燃焼室３０がシリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４間に形成される。またシリンダヘッド２４には、燃焼室３０に通じ得る吸気ポート３１および排気ポート３２が形成されるとともに、吸気ポート３１および燃焼室３０間を開閉する吸気弁３３、ならびに排気ポート３２および燃焼室３０間を開閉する排気弁３４が開閉作動可能に配設される。
【００１５】
吸気弁３３および排気弁３４を開閉駆動する動弁機構３５は、１／２の減速比でクランクシャフト２７から回転駆動されるカムシャフト３６と、該カムシャフト３６に設けられる吸気側カム３７および排気側カム３８と、吸気側カム３７に従動して揺動する吸気側ロッカアーム３９と、排気側カム３８に従動して揺動する排気側ロッカアーム（図示せず）とを備え、吸気側ロッカアーム３９および排気側ロッカアームの一端部は、クランクシャフト２７と平行な軸線を有する共通の揺動支軸４１を介してシリンダヘッド２４に揺動自在に支承され、吸気側ロッカアーム３９の他端部に進退位置を調節可能として螺合されるタペットねじ４２が吸気弁３３の上端部に当接され、排気側ロッカアームの他端部に進退位置を調節可能として螺合されるタペットねじ（図示せず）が排気弁３４の上端部に当接される。
【００１６】
前記カムシャフト３６は、クランクシャフト２７と平行な軸線を有してシリンダヘッド２４およびヘッドカバー２５間に回転自在に支承されるものであり、このカムシャフト３６およびクランクシャフト２７間には、クランクシャフト２７が備える一対のバランスウエイト２７ａ，２７ｂの一方２７ａおよびクランクケース２２間に配置される調時伝動手段４５が設けられるものであり、該調時伝動手段４５は、クランクシャフト２７に固定される駆動スプロケット４６と、前記カムシャフト３６に設けられる被動スプロケット４７と、駆動スプロケット４６および被動スプロケット４７に巻き掛けられるタイミング歯付きベルト４８とから成り、シリンダブロック２３およびシリンダヘッド２４には、前記タイミング歯付きベルト４８を走行させるベルト室４９が形成される。
【００１７】
その吸気側カム３７および排気側カム３８間で前記カムシャフト３６には、該カムシャフト３６の回転軸軸線とは偏心した軸線を有するピボット軸５０が一体に設けられており、このピボット軸５０と、ピストン２８と、クランクシャフト２７とは、リンク機構５１を介して連結される。
【００１８】
このリンク機構５１は、一端がピストンピン５５を介してピストン２８に連結される主コンロッド５２と、クランクシャフト２７のクランクピン２７ｃに連結されるとともに主コンロッド５２の他端に連結されるサブコンロッド５３と、主コンロッド５２の連結位置からずれた位置でサブコンロッド５３に一端が連結されるとともに前記ピボット軸５０に他端が連結されるコントロールロッド５４とから成る。
【００１９】
サブコンロッド５３は、クランクピン２７ｃの半周に摺接するように形成されるものであり、クランクピン２７ｃの残余の半周に摺接するクランクキャップ５６がサブコンロッド５３に締結される。
【００２０】
主コンロッド５２の他端部は、第１ピン５７を介してサブコンロッド５３の一端部に回動可能に連結される。コントロールロッド５４の一端部は第２ピン５８を介してサブコンロッド５３に回動可能に連結されるものであり、コントロールロッド５４の他端部には前記ピボット軸５０を相対摺動可能に嵌合せしめる円形の軸孔５９が設けられる。
【００２１】
しかも主コンロッド５２およびコントロールロッド５４の中心線は、クランクシャフト２７の軸線に直交する同一平面に配置されるものであり、コントロールロッド５４は、シリンダボア２９に隣接してシリンダブロック２３に設けられる作動室６０を上下に延びるようにして貫通する。
【００２２】
而してクランクシャフト２７の回転に応じたピボット軸５０の１／２の減速比の回転に伴って、リンク機構５１は、膨張行程でのピストン２８のストロークを圧縮行程でのストロークよりも大とするように作動し、それにより同じ吸入混合気量でより大きな膨張仕事を行なわせるようにして、サイクル熱効率を向上することができる。
【００２３】
次にこの実施例の作用について説明すると、エンジン本体２１の上部に設けられる動弁機構３５が備えるカムシャフト３６およびクランクシャフト２７間に、該クランクシャフト２７の回転動力を１／２の減速比で伝達する調時伝動手段４５が設けられ、カムシャフト３６には、その回転軸線から偏心した軸線を有するピボット軸５０が設けられ、該ピボット軸５０にリンク機構５１の一部を構成するコントロールロッド５４が連結されている。
【００２４】
すなわちエンジン本体２１の上部に設けられる動弁機構３５が備えるカムシャフト３６には調時伝動手段４５によってクランクシャフト２７から１／２の減速比で減速された回転動力が伝達されるのであるが、そのカムシャフト３６にピボット軸５０が設けられるので、ピボット軸を有する回転軸がクランクケースで回転自在に支承される従来のものに比べると、回転軸を配置するためのスペースを確保することを不要として、クランクケース２２のコンパクト化を図ることが可能となるとともにエンジン高さを低く設定することが可能となり、しかも回転軸およびクランクシャフト間に回転軸を駆動するための減速駆動機構を設ける必要がないので、クランクシャフト２７の軸長を短縮することができ、エンジン全体のコンパクト化が可能となり、回転軸を不要とすることで部品点数を低減することができる。
【００２５】
さらにコントロールロッド５４は、エンジン本体２１の下部および上部間で比較的長い長さを有するように形成されることになるが、サブコンロッド５３への連結点でのコントロールロッド５４の振れ量が小さくなることで摩耗を抑えることができ、さらに比較的長くなることで重くなるコントロールロッド５４がカウンタウエイト機能を果たすことになり、クランクシャフト２７の動的バランスを良好なものとすることができる。
【００２６】
また主コンロッド５２およびコントロールロッド５４の中心線が同一平面に配置されるので、クランクシャフト２７の軸線に沿う方向で主コンロッド５２、サブコンロッド５３およびコントロールロッド５４をコンパクトに配置することができ、クランクシャフト２７の両端部軸受間の距離を短縮することができる。さらに爆発力による主コンロッド５２およびサブコンロッド５３への負荷を、コントロールロッド５４のクランクシャフト２７側への移動によって減少させることができる。
【００２７】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】エンジンの縦断側面図であって図２の１−１線に沿う断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
２１・・・エンジン本体
２２・・・クランクケース
２３・・・シリンダブロック
２４・・・シリンダヘッド
２７・・・クランクシャフト
２８・・・ピストン
２９・・・シリンダボア
３５・・・動弁機構
３６・・・カムシャフト
４５・・・調時伝動手段
５０・・・ピボット軸
５２・・・主コンロッド
５３・・・サブコンロッド
５４・・・コントロールロッド
５５・・・ピストンピン
６０・・・作動室
【図１】
0004459135.tif 000002
【図２】
0004459135.tif 000003