(57)【要約】【課題】コンパクト化を図ることができる多気筒内燃機関を提供する。【解決手段】  複数の気筒からなる気筒群を２つ有し、２つの気筒群に対応するようにクランクシャフトを２本備え、両クランクシャフトの回転力を１つの出力軸から出力可能な多気筒内燃機関であって、一方の気筒群内の一の気筒のボアセンタを通る面であってクランクシャフトの軸に垂直な面と、前記一の気筒に対向する前記他方の気筒群内の気筒のボアセンタを通る面であってクランクシャフトの軸に垂直な面との距離が略零である２クランクシャフト付多気筒内燃機関において、コンロッド本体とキャップの分割面が、コンロッド本体の軸線に対して垂直とならないようにする。【選択図】  図４
2007032440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒からなる気筒群を２つ有し、２つの気筒群に対応するようにクランクシャフトを２本備え、両クランクシャフトの回転力を１つの出力軸から出力可能な多気筒内燃機関であって、一方の気筒群内の一の気筒のボアセンタを通る面であってクランクシャフトの軸に垂直な面と、前記一の気筒に対向する前記他方の気筒群内の気筒のボアセンタを通る面であってクランクシャフトの軸に垂直な面との距離が略零である２クランクシャフト付多気筒内燃機関において、
コンロッド本体とキャップの分割面は、コンロッド本体の軸線に対して垂直ではないことを特徴とする２クランクシャフト付多気筒内燃機関。
【請求項２】
コンロッド本体とキャップの分割面と、コンロッド本体の軸線の垂線とのなす角は４５°以内であることを特徴とする請求項１に記載の２クランクシャフト付多気筒内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのバンクに対応する２本のクランクシャフトを備え、両クランクシャフトの回転力を１つの出力軸から出力する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
多気筒内燃機関としては、直列型、水平対向型、Ｖ型などが実用されている。しかしながら、直列型の内燃機関は、クランクシャフトの軸方向に長くなり、内燃機関の体格が大きくなる。また、Ｖ型の内燃機関においても、１本のクランクシャフトしか備えていない場合には、そのクランクシャフトに全ての気筒のコンロッドを連結しなければならないので、その分シリンダボアセンタをオフセットしなければならず、コンパクト化するには限界がある。
【０００３】
これに対して、２つのバンクに対応するようにクランクシャフトを２本備え、両クランクシャフトの回転力を１つの出力軸から出力するように構成された内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このように、２つのバンクに対応するクランクシャフトを２本備えると、各クランクシャフトにはそれに対応するバンクのコンロッドのみを連結すればいいので、その分オフセット量を小さくすることができ、クランクシャフトの軸方向の長さを短くすることができる。
【特許文献１】特開２００３−８３１０５号公報
【特許文献２】特開２０００−１２０６５１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、多気筒内燃機関では、その構成部品による起振力が発生することに起因する振動を低減するために各気筒を等間隔で爆発燃焼させるので、各気筒におけるコンロッドの回転位相は同じではない。それゆえ、２つのバンクに対応するクランクシャフトを２本備え、シリンダボアセンタのオフセット量を小さくすると、運転中にコンロッドが回転することにより両バンクのコンロッド同士が接触するおそれがある。その結果、両クランクシャフトの距離を、コンロッド同士が接触しない距離にしなければならず、そのままではコンパクト化の妨げになる。
【０００５】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、多気筒内燃機関のコンパクト化を図ることができる技術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、本発明に係る２クランクシャフト付多気筒内燃機関にあっては、複数の気筒からなる気筒群を２つ有し、２つの気筒群に対応するようにクランクシャフトを２本備え、両クランクシャフトの回転力を１つの出力軸から出力可能な内燃機関であって、一方の気筒群内の一の気筒のボアセンタを通る面であってクランクシャフトの軸に垂直な面と、前記一の気筒に対向する前記他方の気筒群内の気筒のボアセンタを通る面であってクランクシャフトの軸に垂直な面との距離が略零である２クランクシャフト付内燃機関において、コンロッド本体とキャップの分割面は、コンロッド本体の軸線に対して垂直ではないことを特徴とする。
【０００７】
複数の気筒からなる気筒群を２つ有し、２つの気筒群に対応するようにクランクシャフトを２本備え、両クランクシャフトの回転力を１つの出力軸から出力可能な内燃機関においては、一方の気筒群内の一の気筒のボアセンタを通る面であってクランクシャフトの軸
に垂直な面と、前記一の気筒に対向する前記他方の気筒群内の気筒のボアセンタを通る面であってクランクシャフトの軸に垂直な面との距離を略零とすることができる。それゆえ、クランクシャフトが１本であり、ボアが等しい直列型、Ｖ型など他の形式の内燃機関よりも、クランクシャフト軸方向の長さを短くすることができるので、内燃機関のコンパクト化を図ることができる。
【０００８】
ただし、このような内燃機関においては、一方の気筒群内の一の気筒におけるコンロッドと当該一の気筒に対向する他の気筒群内の気筒におけるコンロッドは、ともに同一平面内で回転運動することから、両コンロッドが干渉しないように両クランクシャフト間の距離を確保することが重要となる。
【０００９】
これに対して、コンロッドの形状を、コンロッド本体とキャップの分割面がコンロッド本体の軸線に対して垂直とならない形状とすることで、分割面がコンロッド本体の軸線に対して垂直である場合よりも、両コンロッドが干渉し難くなる。
【００１０】
したがって、本発明に係る内燃機関のように、コンロッド本体とキャップの分割面を、コンロッド本体の軸線に対して垂直とならない形状とすることで、両クランクシャフトを近づけることができるので、内燃機関のコンパクト化を図ることができる。
【００１１】
コンロッド本体とキャップの分割面と、コンロッド本体の軸線の垂線とのなす角は、バンク角、コンロッド長（大端と小端間距離）、ピストンストロークなどを考慮して、内燃機関毎に任意に設定することが好適である。ただし、この傾斜角度が大きすぎると、燃焼圧が大きく加わるクランク回転角度で分割面付近の面圧が高くなり、潤滑上不利になってしまう。そこで、コンロッド本体とキャップの分割面と、コンロッド本体の軸線の垂線とのなす角は４５°以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、多気筒内燃機関のコンパクト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は実施例１に係る内燃機関１の概略構成を示すものであり、（ａ）は内燃機関１の縦断面図、（ｂ）は（ａ）の上視図である。
【００１５】
内燃機関１は、６気筒の内燃機関であり、６個の気筒２の内、３つの気筒を１つの気筒群３として、２つの気筒群３に分けられた内燃機関である。そして、各気筒群に対応するようにクランクシャフト４が２本設けられ、これら２つのクランクシャフト４の回転力を１つの出力軸５から出力するように構成されている。
【００１６】
図１（ｂ）において、当該内燃機関１を車両に搭載した場合のフロント側を下側、リヤ側を上側とする。そして、フロント側から内燃機関１をみて、左側に配置される気筒群を第１バンク３ａ、右側に配置される気筒群を第２バンク３ｂと呼ぶ。また、第１バンク３ａに対応するクランクシャフトを４ａ、第２バンク３ｂに対応するクランクシャフトを４ｂと呼ぶ。
【００１７】
さらに、各気筒の番号を、第１バンク３ａのフロント側から第１気筒（＃１）、第３気
筒（＃３）、第５気筒（＃５）、第２バンク３ｂのフロント側から第２気筒（＃２）、第４気筒（＃４）、第６気筒（＃６）と呼ぶ。
【００１８】
内燃機関１は、両バンク３ａ，３ｂが図１に示すように平行に備えられており、両者の気筒のボアセンタのなす角が略零となる、いわゆるバンク角零の内燃機関である。
【００１９】
また、クランクシャフト４ａの軸に垂直な面であって＃１（＃３、＃５）のボアセンタを通る面と、クランクシャフト４ｂの軸に垂直な面であって＃２（＃４、＃６）のボアセンタを通る面は、平行であり、その距離は略零になるように構成されている。あるいは適量オフセットさせるだけでよい。
【００２０】
これにより、クランクシャフトが１本であり、ボアが等しい直列型、Ｖ型など他の形式の多気筒エンジンよりも、クランクシャフト軸方向の長さを短くすることができ、エンジンのコンパクト化を図ることができる。
【００２１】
内燃機関１の各気筒には、シリンダ６に摺動自在に嵌合するピストン７と、当該ピストン７とクランクシャフト４ａまたは４ｂとを連結するコネクティングロッド８ａ、８ｂが備えられている。
【００２２】
図２は、クランクシャフト４ａ，４ｂと出力軸５との駆動伝達態様の概略を示す図である。本図に示すように、出力軸５に設けた従動ギヤ５１ａがクランクシャフト４ａの軸端に設けた駆動ギヤ４１ａと噛み合っている。一方、キータイプのシンクロメッシュ機構３０の従動ギヤ５１ｂは、クランクシャフト４ｂの軸端に設けた駆動ギヤ４１ｂと噛み合っている。
【００２３】
シンクロメッシュ機構３０の概略構成及びその作動の様子を示したのが図３である。このシンクロメッシュ機構３０は、滑り摩擦力を利用してギヤの回転速度を同調させ、ギヤの噛み合いを容易にするものであり、従動ギヤ５１ｂ、シンクロナイザ・ハブ３１、スリーブ３２、シンクロナイザ・リング３３などにより構成されている。
【００２４】
そして、シンクロナイザ・ハブ３１の内周部には、スプラインが形成されており、当該スプラインで出力軸５に嵌合されている。
【００２５】
円筒状のスリーブ３２の外周には、中央部にみぞが設けられ、そのみぞにスリーブ３２を動かすシフト・フォーク（図示省略）が組み込まれている。一方、その内周は、軸方向に摺動できるようにシンクロナイザ・ハブ３１とスプラインで結合されている。それゆえ、スリーブ３２とシンクロナイザ・ハブ３１は、回転方向には同一となり、軸方向には、シンクロナイザ・ハブ３１上をスリーブ３２が移動できるようになっている。
【００２６】
シンクロナイザ・リング３３は、従動ギヤ５１ｂのコーン部５２と接触し、出力軸５と従動ギヤ５１ｂの回転速度が同調するまでスリーブ３２を一時押え、同調後は従動ギヤ５１ｂのスプライン部５３と結合させる役目を担っている。それゆえ、シンクロナイザ・リング３３の内周面はコーン部と接触したときに適当な摩擦を生じるように縦みぞや軸方向のみぞが切られており、外周は、その軸方向の一端にスプラインが設けられている。
【００２７】
このように構成されたシンクロメッシュ機構３０においては、内燃機関１に併設された電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）からの指令信号に基づいてシフ
ト・フォークを駆動させ、当該シフト・フォークを介してスリーブ３２を、シンクロメッシュ機構の作動がＯＦＦ状態である図３（ａ）の状態から従動ギヤ５１ｂ側に移動させる。すると、それに伴ってシンクロナイザ・リング３３が従動ギヤ５１ｂ側へ移動する。そ
して、シンクロナイザ・リング３３の内周面が従動ギヤ５１ｂのコーン部５２に接触して摩擦が生じ、従動ギヤ５１ｂとスリーブ３２が同じ回転で回ろうとする。
【００２８】
そして、さらにスリーブ３２を従動ギヤ５１ｂ側に移動すると、シンクロナイザ・リング３３と従動ギヤ５１ｂのコーン部５２との摩擦が増大し、出力軸５と従動ギヤ５１ｂの回転速度の同調作用が進められ、回転速度が同調されるとスリーブ３２が従動ギヤ５１ｂのスプライン部５３と円滑に噛み合い、結合が完了する。なお、かかる状態（図３（ｃ）の状態）を、シンクロメッシュ機構の作動がＯＮ状態であるという。
【００２９】
ここで、内燃機関１は、燃料供給及び点火プラグによる点火を停止させてその気筒での燃焼を休止させることにより、運転状態に応じて排気量を実質的に変化させ、燃料消費量の低減を可能とする内燃機関である。
【００３０】
具体的には、当該エンジンを搭載した車両の走行状態に応じて、第２バンク３ｂの気筒のみ燃料供給及び点火を停止し、第１バンク３ａの気筒のみで要求負荷に応える、減筒運転を行うことが可能になっている。
【００３１】
そして、減筒運転を実施する際には、第１バンク３ａのクランクシャフト４ａと第２バンク３ｂのクランクシャフト４ｂの回転数を同じにすることが不可能であることから、シンクロメッシュ機構３０の作動をＯＦＦにしてシンクロメッシュ機構３０による同調作用を行わない。そして、第２バンク３ｂのクランクシャフト４ｂの回転力（動力）の出力軸５への伝達を遮断し、第１バンク３ａのクランクシャフト４ａの回転力（動力）のみが、駆動ギヤ４１ａおよび従動ギヤ５１ａを介して出力軸５に伝達されるようにする。
【００３２】
一方、減筒運転ではなく全気筒運転を実施する場合には、シンクロメッシュ機構３０の作動をＯＮにしてシンクロメッシュ機構３０による同調作用を行い、第１バンク３ａのクランクシャフト４ａの回転力を出力軸５に伝達させるとともに、第２バンク３ｂのクランクシャフト４ｂの回転力を、駆動ギヤ４１ｂ、従動ギヤ５１ｂ、スリーブ３２およびシンクロナイザ・ハブ３１などを介して出力軸５に伝達するようにする。
【００３３】
ここで、このように２つのバンクを有し、２つのバンクに対応して２本のクランクシャフトを備える内燃機関であっても、複数の気筒を有する内燃機関においては、等間隔に爆発燃焼を行うことが、振動および騒音低減の観点からは好ましい。
【００３４】
その爆発燃焼の順序は任意に設定することができる。それゆえ、振動および騒音低減を重要視すると、＃１と当該＃１に対向する＃２、＃３と当該＃３に対向する＃４、および＃５と当該＃５に対向する＃６の爆発タイミングによっては、両者のコンロッドが図４（ａ）に示すように接近する回転位相となる場合がある。
【００３５】
また、本実施例に係るエンジンは、減筒運転が可能になっており、減筒運転から全気筒運転へ移行する際には両者のクランクシャフトの回転速度が徐々に同調していくので、その過程において両者のコンロッドが図４（ａ）に示すように接近する場合がある。
【００３６】
かかる事項に鑑み、本実施例に係るコンロッド８は、図５に示すように、コンロッド本体８１とキャップ８２との分割面が、コンロッド本体８１の軸線８３に対して垂直ではなく（対称ではなく）、コンロッド本体軸線の垂線８４に対して１５°傾いている。
【００３７】
図４（ｂ）には、本実施例に係るコンロッド８ａ、８ｂの運動軌跡であって最も他方のバンク側の部位の運動軌跡を実線で示している。一方、コンロッド本体とキャップとの分割面が、コンロッド本体の軸線に対して垂直である（対称である）従来のコンロッドを用
いた場合の運動軌跡であって最も他方のバンク側の部位の運動軌跡を点線で示している。
【００３８】
図４（ｂ）に示されているように、コンロッド本体とキャップとの分割面が、コンロッド本体の軸線に対して垂直でなく、傾斜している分、両コンロッド間にクリアランスが生じている。それゆえ、その分、両バンク間、つまり両クランクシャフトの距離を近づけることができ、内燃機関のコンパクト化を図ることができる。
【００３９】
なお、本実施例におけるコンロッドでは、コンロッド本体８１とキャップ８２との分割面を、コンロッド本体軸線の垂線８３に対して１５°傾けているが、特にこの角度に限定されるものではない。この角度は、バンク角、コンロッド長（大端−小端間距離）、ピストンストロークなどを考慮して、内燃機関毎に任意に設定することができる。ただし、この傾斜角度が大きすぎると、燃焼圧が大きく加わるクランク回転角度で分割面付近の面圧が高くなり、潤滑上不利になるので、４５°以下にするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】シンクロメッシュ機構の概略構成を示す図である。
【図３】シンクロメッシュ機構の作動態様を示す図である。
【図４】（ａ）は、実施例に係るコンロッドが最も接近する状態を示したものであり、（ｂ）は、実施例に係るコンロッドと従来のコンロッドの最外部の運動軌跡を示したものである。
【図５】実施例に係るコンロッドの概略を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  エンジン
２  気筒
３ａ  右バンク
３ｂ  左バンク
４ａ，４ｂ  クランクシャフト
５  出力軸
６  シリンダ
７  ピストン
８  コンロッド
【図１】
2007032440.tif 000003
【図２】
2007032440.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007032440.tif 000006
【図５】
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