(57)【要約】【課題】従来の行程容積連続可変エンジンは、ピストンストロークを回転に変換する斜板（斜軸）の反力を受ける部分が摺動でしかも接触速度が速い構造故にメカロス大であり、一軸のクランク軸外周に多シリンダを配置しており往復運動部の慣性力、慣性モーメントがアンバランスになり易い欠点があった。【解決手段】一軸のクランクに傾斜角、軸方向位置を可変可能に設けた斜軸に、回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、クランク軸及び両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる揺動軸方向視Ｌ字状の方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端とを複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させ、両端軸の反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置。【選択図】図１−１
2017025895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸のクランクに傾斜角、軸方向位置を可変可能に設けた斜軸に、回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、クランク軸及び両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる揺動軸方向視Ｌ字状の方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端とを、互いに直角方向に揺動するリンクとそれらを保持しクランク軸に平行にストロークするホルダで構成される複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させピストンの往復動をクランク軸の回転に変換すると共に、両端軸の反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置。
【請求項２】
運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、方向変換ロッカアームの揺動先端に、各ロッカアームの揺動面に平行に揺動可能、直角方向変位を規制したリンクを設け、クランク軸に平行に設けた揺動ガイドに接触回転するガイドローラを軸支し、クランク軸に平行且つ直線的にストロークするガイドローラホルダにて各リンクの片方を連結し複リンク機構を構成することで、各ロッカアームの揺動を直角に変換する請求項１に記載した行程容積連続可変装置。
【請求項３】
揺動ガイドにはクランク軸に平行且つ方向変換ロッカアームの揺動面に直角にガイドローラ外周面に接する平面を両側に設け、面毎に複数のガイドローラを設けガイドローラホルダにて保持することで、クランク軸に対するガイドローラホルダの姿勢を一定に保つストロークを可能とし、各対向ピストンのストローク位置を同調しストロークさせる請求項１に記載した行程容積連続可変装置。
【請求項４】
バランスウエイトをシリンダ穴直角方向視にてピストン下死点位置に重なるシリンダ側部に配置する請求項１に記載した行程容積連続可変装置。
【請求項５】
方向変換ロッカアームの揺動ピボット軸芯位置を変位させる請求項１に記載した行程容積連続可変装置。
【請求項６】
補機類駆動シャフトを略クランク軸及びシリンダ穴中心線上にて、クランク軸及びシリンダ穴に直角に配置する請求項１に記載した行程容積連続可変装置。
【請求項７】
クランク軸、斜軸、耳軸リフタ、ガイドローラの軸受をコロガリ軸受とする請求項１に記載した行程容積連続可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【００１】本発明は、自動車等のエンジンにおいて行程容積を連続可変し、併せて圧縮比も行程容積に合せて設定、又は随時任意に連続可変できる、低振動でクランク軸方向コンパクトな装置を提供するものである。
【背景技術】
【００２】出力に対し、内燃機関の行程容積及び圧縮比は、熱効率、ポンピングロスを決定づける主な要因であり、負荷や回転数等に応じて行程容積、圧縮比を連続自在に選択できれば、広運転領域で熱効率向上、ポンピングロス低減を図れる。
斜板（斜軸）にてピストン往復運動をクランク軸回転運動に変換し、斜板（斜軸）の傾斜角及びクランク軸方向位置を変えることで、行程容積及び圧縮比を可変できる特許文献１、２がある。【００３】出力軸芯に直角に設けた耳軸と、クランクケースに回転自在、軸方向固定のアンカーメンバーに揺動自在に設けられたリンクにて揺動板キャリヤを保持し、出力軸を軸方向に変位させることで揺動板キャリヤの傾斜角を変え行程容積を可変すると共に、圧縮比を行程容積に合せて設定できる特許文献１がある。
【特許文献１】ＵＳ特許４４３３５９６号
【００４】出力軸と同芯にて軸方向移動可能に第一回転支持体及び第二回転支持体を設け、出力軸芯に直角に設けた第一回転支持体の支持軸にて斜板を揺動可能に保持、第二回転支持体と斜板を継手を介して連結し、第一、第二回転支持体を軸方向に移動させその相対位置関係にて斜板傾斜角を変え、行程容積を可変すると共に圧縮比も随時任意に可変できる特許文献２がある。
【特許文献２】特開２００４−２４５０９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５】特許文献１は、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する時に、ピストン摺動軸に対する直角方向反力をベアリングピストン保持部のピストンで受けて摺動するので、摺動速度が速く巨大な摩擦抵抗が発生しメカロス大となる。又、揺動板の回転を防止し揺動させる為のレースと出力軸の中心線上にある揺動板アーム部はレース同様直線運動となるが、それ以外のアーム部は８の字状の軌跡となりベアリングピストンに対しアーム部がずれて動く必要があり、アーム部のリストピン保持穴部のスキマを確保しないと揺動板が動かなくなる。故に、スキマ分ピストンがガタつき圧縮比が変動すると共に騒音が発生してしまう。又、耳軸とリンクの揺動軸位置関係がクランクケース両側の送りネジ、アンカーメンバー保持部で決まる構造故、ケースの熱膨張、剛性の影響を受け変動し易い。更に、各部にスラストベアリングを用いており、メタルとした場合では周速面で、ニードルとしてもコロに掛かる遠心力面で高回転化が困難となり、自動車用エンジンとしては採用困難な欠点がある。【００６】特許文献２の実施例では、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する時に、特許文献１の様にレール部のピストン外周とシリンダを接触摺動させていないので、ピストン摺動軸に対する直角方向反力がピストンとシリンダの接触部に曲げモーメントとして働き、巨大な摩擦抵抗が発生すると共に楔効果で往復運動が困難となる。
又、斜板とレールを摺動接触させる方式故周速大となり高回転化が困難であると共に、メカロス大となり自動車用エンジンとしては採用困難である。又、斜板を傾斜角可変に保持する第一回転支持体と、斜板とを継手を介して連結した第二回転支持体を連動させて、軸方向位置を変え行程容積及び圧縮比を可変する方式故、両方のモータに応答差が出ると圧縮比が大きく変化し破損に至る危険性を秘めている。
しかも、実施例の様に変位発生機構が両回転支持体とずれていると、モーメントによる楔効果によりスムーズな変位が困難になると共に、燃焼圧力による巨大荷重がモーメントとして掛かり強度不足となり易い欠点がある。
以上の例の様に従来の斜板（斜軸）を用いた行程容積可変装置は、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する部分でのメカロスが大きく、しかも高回転化が困難な構造であり、斜板（斜軸）の傾斜角を変える機構も精度、安全面での対応が不十分であり、特許文献１、２の実施例の様に一つの斜板、クランク軸外周に多シリンダの穴軸をクランク軸に平行に配置したものは、往復運動部の慣性力、慣性モーメントがアンバランスになり易く、一軸クランクでのバランス取りが非常に難しい為振動対策面でも不十分となる。又、クランク軸方向にシリンダ、シリンダヘッド等が順に配置されることとなり軸方向エンジン長が長くなる為に、車体左右方向にクランク軸、変速機を配置することが困難故に前後方向に配置することになるが、変速機部分の運転室への張り出しが多くなり運転席、助手席の邪魔となる欠点もあり実用化に至っていないのが現状である。
バランス取りの一方法として、シリンダ軸をクランク軸両側対称略平行に配置し、ピストンに連結されたコンロッドの大端軸とを連結しピストンをストロークさせるスイングアームの揺動先端と、クランク軸に傾斜角、位置を可変可能に設けた斜軸に回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手とをリンクにて連結し、ロッカアームの両端軸をクランク軸を含む平面上にて揺動させる二気筒行程容積連続可変機構とし、揺動平面に平行にもう一つの二気筒行程容積連続可変機構を設け同回転数、逆回転にて連動させ四気筒とする装置が考えられるが、クランク軸方向が長くなる欠点はそのままでクランクが二軸となり機構が複雑となる。【００７】本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたもので、一軸のクランクに傾斜角、軸方向位置を可変可能に設けた斜軸に、回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、クランク軸及び両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる揺動軸方向視Ｌ字状の方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端とを、互いに直角方向に揺動するリンクとそれらを保持しクランク軸に平行にストロークするホルダで構成される複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させると共に、両端軸の反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置で、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する動力伝達行程において、方向変換をロッカアーム、リンク、十字継手等の揺動にて行うことで、ピストン往復運動方向に対する直角方向反力をピストンや斜板で受ける特許文献１、２に較べ荷重受け面の摺動速度が大幅に小さくメカロス低減でき、周速及び摺動速度が速くなる運動変換ロッカアーム、ガイドローラにコロガリ軸受を用いることで更なるメカロス低減、高回転化を可能にするものである。
又、クランク軸及び運動変換ロッカアームの片方の両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置した二気筒対向ピストン機関をクランク軸方向同位置に重ねて配置した四気筒対向ピストン機関故に、クランク軸方向に片側二気筒が並んで配置され直列四気筒機関よりクランク軸方向寸法が短い従来の四気筒対向ピストン機関よりさらにクランク軸方向寸法を短くでき、行程容積可変機構により長くなる分を吸収し抑えることができると共に、振動対策面では一軸クランクでも対向ピストン故にシリンダ穴軸方向は慣性力、慣性モーメント共にバランスが取れている。直角方向は両端軸、十字継手、複リンク機構等の揺動によるアンバランスが発生するが、反対方向に揺動するバランスウエイトを設けることで容易にバランスを取ることができ簡潔でコンパクトな装置を実現できる。更に、方向変換ロッカアームの揺動軸芯位置をずらす機構を設けることで圧縮比も随時任意に可変できる行程容積連続可変装置を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【００８】前述の課題を解決する為の請求項１の発明は、一軸のクランクに傾斜角、軸方向位置を可変可能に設けた斜軸に、回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、クランク軸及び両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる揺動軸方向視Ｌ字状の方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端とを、互いに直角方向に揺動するリンクとそれらを保持しクランク軸に平行にストロークするホルダで構成される複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させピストンの往復動をクランク軸の回転に変換すると共に、両端軸の反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置とすることを特徴とする。
従来の斜板（斜軸）式行程容積可変機構は、特許文献１、２の様に一つの斜板（斜軸）を保持するクランク軸周りに多シリンダ軸を配置しており、ピストン往復運動の力を回転力に変換する部分において、斜板式では斜板の摺動接触部周速が速く、斜軸式ではピストンストローク摺動速度が速くメカロス大であると共に、往復運動部の慣性力、慣性モーメントのアンバランスが発生し易い構造であった。
本発明の様に、クランク軸及び運動変換ロッカアームの片方の両端軸に対し両側対称略直角にシリンダ穴を配置した二気筒対向ピストン機関をクランク軸方向同位置に重ねて配置した四気筒対向ピストン機関とすることで、クランク軸方向に片側二気筒が並んで配置され直列四気筒機関よりクランク軸方向寸法が短くできるとされる、従来の四気筒対向ピストン機関よりさらにクランク軸方向寸法を短くできると共に、振動対策面では一軸クランクでも対向ピストン故にシリンダ穴軸方向は慣性力、慣性モーメント共にバランスが取れ、直角方向は両端軸、十字継手、複リンク機構等の揺動によるアンバランスが発生するが反対方向に揺動するバランスウエイトを設けることで容易にバランスを取ることができ、振動の少ない簡潔でコンパクトな四気筒行程容積連続可変装置を実現できる。
一軸クランクにてクランク軸両側対称略直角にシリンダ穴を配置したものにおいて、運動変換ロッカアームの両端軸をシリンダ穴に平行に配置すればシリンダピッチを狭くできると共に、十字継手と方向変換ロッカアームを一つのリンクで連結でき複リンク不要となるが、二気筒でも四気筒でも全てのピストンが同方向にストロークし単気筒と同様となりバランスが取れないものになってしまうので、低振動で自動車に搭載可能な装置とするには対向ピストンとすることが不可欠である。
又、ピストンの往復動をＬ字状アーム形状の方向変換ロッカアームで方向を変換し運動変換ロッカアームにて回転運動に変換する機構ゆえに、方向変換ロッカアームのコンロッド大端軸取付側のアーム長を変えればある程度任意に行程容積を変えることが可能で、コンロッド長を調整すれば同一のクランクケース、シリンダにて行程容積を自由に選択できるメリットがある。【００９】又、請求項２の発明は、請求項１の発明において、運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と、方向変換ロッカアームの揺動先端に、各ロッカアームの揺動面に平行に揺動可能、直角方向変位を規制したリンクを設け、クランク軸に平行に設けた揺動ガイドに接触回転するガイドローラを軸支し、クランク軸に平行且つ直線的にストロークするガイドローラホルダにて各リンクの片方を連結し複リンク機構を構成することで、各ロッカアームの揺動を直角に変換することを特徴とする。
クランク軸を含む平面上にて運動変換ロッカアームの両端軸を揺動させ、その直角方向の動きを規制することで対向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ことが可能となる。クランク軸に直交する対向ピストンに連結されたコンロッドの大端軸を軸支し、方向を直角に変えて伝達する揺動軸方向視Ｌ字状アーム形状の方向変換ロッカアームのもう一方のアーム端は、両端軸の揺動面に対し直角な面で揺動し、両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手と共に揺動面上で円弧を描いて揺動する。各ロッカアームの揺動面に平行に揺動可能、直角方向変位を規制したリンクを十字継手と、方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端に設け、クランク軸に平行に設けた揺動ガイドに接触回転するガイドローラを軸支し、クランク軸に平行且つ直線的にストロークするガイドローラホルダにて各リンクの片方を連結することで複リンクを構成し、ガイドローラホルダにて両端軸の直角方向の動きを規制しつつ、十字継手及び方向変換ロッカアームのもう一方の揺動先端の円弧状の動きを吸収しガイドローラホルダの直線的ストロークを可能とし、クランク軸に直交する対向ピストンの往復運動をクランク軸の回転運動に変換できる。【０１０】又、請求項３の発明は、請求項１の発明において、揺動ガイドにはクランク軸に平行且つ方向変換ロッカアームの揺動面に直角にガイドローラ外周面に接する平面を両側に設け、面毎に複数のガイドローラを設けガイドローラホルダにて保持することで、クランク軸に対するガイドローラホルダの姿勢を一定に保つストロークを可能とし、各対向ピストンのストローク位置を同調しストロークさせることを特徴とする。
複リンクを保持するホルダをクランク軸に対する姿勢を一定に保つストロークを可能にする方法としては、クランク軸に平行に円筒軸を設け、円筒軸を摺動可能にする円筒軸受穴を有するホルダに複リンクを連結する方が、簡潔な構造にできるが摺動抵抗が大きくなり易く、左右の対向ピストン位置の調整はできない構造となる。
本発明の様に、ガイドローラにてクランク軸に平行なガイド面を接触転動させると共にガイドローラ自体もコロガリ軸受にて軸支することで、メカロスを大幅低減できると共に、ガイドローラの外径を選択組付することで左右の対向ピストン位置の調整（圧縮比の同調）が可能となる構造で高圧縮比エンジンには必要な機能である。【０１１】又、請求項４の発明は、請求項１の発明において、バランスウエイトをシリンダ穴直角方向視にてピストン下死点位置に重なるシリンダ側部に配置することを特徴とする。
シリンダ穴軸方向の慣性力、慣性モーメントは対向ピストンとすることでバランスが取れているが、直角方向に両端軸、十字継手、複リンク機構等の揺動によるアンバランスが発生するので反対方向に揺動するバランスウエイトを設ける必要がある。
方向変換ロッカアームのコンロッド大端軸を軸支する側のアーム部にウエイトを設けるのが合理的ではあるが、シリンダスカート部が邪魔となりウエイト重心の揺動半径を大きく取れずバランス取りが困難である。
本発明の様に、バランスウエイトをシリンダ穴直角方向視にてピストン下死点位置に重なるシリンダ側部に方向変換ロッカアームに一体に設けることで、ウエイト重心の揺動半径を大きくできウエイトを軽量化しつつバランス取りが可能となる。【０１２】又、請求項５の発明は、請求項１の発明において、方向変換ロッカアームの揺動ピボット軸芯位置を変位させることを特徴とする。
特許文献２の様に、斜板を傾斜角可変に保持する第一回転支持体と、斜板とを継手を介して連結した第二回転支持体を連動させて軸方向位置を変位させ行程容積及び圧縮比を可変するものは、両方の支持体軸方向位置変位機構に万一応答差が出たり片方が停止したり暴走したりすると、圧縮比が大きく変化したり、行程容積可変不能になるだけでなく、ピストンがシリンダヘッド類に当たり破損に至る危険性を秘めている。
本発明の様に、圧縮比を単独で可変する機構とすることにより、万一停止したり暴走したとしても一定範囲内の圧縮比変化でシリンダヘッド類に当たることも無いので、圧縮比を随時任意に可変できるより安全な機構となる。【０１３】又、請求項６の発明は、請求項１の発明において、補機類駆動シャフトを略クランク軸及びシリンダ穴中心線上にて、クランク軸及びシリンダ穴に直角に配置することを特徴とする。
対向ピストン斜軸式行程容積可変装置を自動車用エンジンに用いた場合、シリンダ及びクランク軸を水平方向に配置し、クランク軸方向の片側にシリンダをその反対側に変速機類を配置するのが合理的で、オイル溜り室はクランク軸の径方向、シリンダの下側に配置することとなる。そこにオイルポンプを配置し、変速機類やシリンダ類の配置の邪魔にならない様に、クランク軸より機械的に駆動しようとすると、変速機類の反対側の両シリンダ間の空間にクランク軸より直角に駆動軸を配置するのが合理的で、結果として空間を有効利用でき、更に吸、排気バルブをリフトするカムシャフトはシリンダ穴に直角にシリンダ列に平行に配置するのが一般的故駆動軸と平行となるので、カムシャフトの一般的な駆動方法であるチェーン駆動のドライブスプロケットを駆動軸に設けることでカムシャフトを駆動できると共に、駆動軸のオイルポンプ他端側に補機類の駆動プーリ等も設けることができる。【０１４】又、請求項７の発明は、請求項１の発明において、クランク軸、斜軸、耳軸リフタ、ガイドローラの軸受をコロガリ軸受とすることを特徴とする。
特許文献１の様に、ピストン往復運動を回転力に変換する時のピストン摺動軸に対する直角方向反力を、ベアリングピストン保持部のピストンで受けて摺動するものは摺動速度が速く大きな摩擦抵抗が発生しメカロス大となるし、特許文献２の様に、レール部のピストン外周とシリンダを接触摺動させていないものは、ピストンとシリンダの接触部に曲げモーメントとして働き、大きな摩擦抵抗が発生すると共に楔効果で往復運動が困難となり、しかも斜板とレールを摺動接触させる方式故周速大となり高回転化が困難であると共に、メカロス大で、特許文献１、２共に自動車用エンジンとしては採用困難である。それらの問題を解決する一方法としてコンロッド大小端に球体軸受を用いたものもあるが、球体軸受の製作、組立が難しいうえにピストンにあらゆる方向へのスラップ荷重が掛かるので高回転に耐えるピストンとすることが困難であり、従来案での自動車用エンジン実現性は低かった。
本発明の様に、ピストン往復運動の力を出力軸の回転力に変換する動力伝達行程において、方向変換をロッカアーム、リンク、十字継手等の揺動にて行うことで、荷重受け面の摺動速度がピストン往復運動方向に対する直角方向反力をピストンや斜板で受ける特許文献１、２に較べ大幅に小さくメカロス低減でき、周速及び摺動速度が速くなる運動変換ロッカアーム、ガイドローラにコロガリ軸受を用いることで更なるメカロス低減、高回転化を可能にすると共に、コンロッドを一平面上で揺動させることで、従来エンジンと同様なピストンを採用でき、しかも従来エンジンよりコンロッドの揺動角が小さくスラップ荷重、騒音を低減でき軽量化も可能となり、自動車用エンジンへの採用が図れるものとなる。
【発明の効果】
【０１５】本発明により、斜軸にてピストン往復運動をクランク軸回転運動に変換し、斜軸の傾斜角及びクランク軸方向の位置を変えることで、行程容積及び圧縮比を可変するものにおいて、一軸クランクにて運動変換部の摺動接触速度低減によるメカロス大幅低減、及び往復運動部の慣性力、慣性モーメントをバランスできることによる振動低減でエンジンの高回転化、更には従来の四気筒対向ピストン機関よりさらにクランク軸方向寸法を短くでき、自動車用エンジンに適した行程容積連続可変装置を提供できる。
しかも、圧縮比を随時任意に可変できるものであり、行程容積、圧縮比の可変を別々の可変制御機構にて可変するのでより安定した行程容積、圧縮比の可変が可能であり、行程容積、圧縮比の可変範囲が機械的に制限される構造故、たとえ可変制御機構が暴走したとしても、ピストンとシリンダヘッド関係部品の接触は無く安全であると共に、可変機構の一部に非可逆伝達機構を設けており無電力で行程容積、圧縮比を一定保持できるので電力消費を抑え燃料消費を低減できる。
【発明を実施するための形態】
【０１６】以下図面にて、本発明による行程容積連続可変装置の実施形態を詳細説明する。本発明による行程容積連続可変装置は自動車等に搭載される各種ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンを用いた動力装置に適用可能である。
【０１７】一軸のクランクに設けた斜軸にてピストン往復運動をクランク軸回転運動に変換し、斜軸の傾斜角及びクランク軸方向位置を変え行程容積及び圧縮比を可変するものにおいて、シリンダ穴をクランク軸及び運動変換ロッカアーム両端軸に対し両側対称略直角に配置し、片側揺動先端にてコンロッド大端軸を連結しピストンを対向ストロークさせる方向変換ロッカアームのＬ字状アームのもう一方の揺動先端と、斜軸に回転自在、軸方向固定に保持した運動変換ロッカアームの両端軸に回転可能、軸方向固定に軸支した十字継手とを、互いに直角方向に揺動するリンクとそれらを保持しクランク軸に平行にストロークするホルダで構成される複リンク機構にて連結し、両端軸をクランク軸を含むシリンダ穴に直角な平面上にて揺動させると共に、両端軸の揺動方向に対し反対方向に揺動するバランスウエイトを設けた四気筒行程容積連続可変装置とするもので、クランク機構１０、行程容積可変機構２０、行程容積制御機構３０、圧縮比可変機構４０、補機類駆動機構５０を含む。
【０１８】クランク機構１０は、クランク軸１８が、フロント、リヤクランクケース２、４にフロント、リヤベアリング１８−１、１８−２により軸方向固定、回転自在に軸支されており、クランク軸両側に対称位置略直角にＲ、Ｌシリンダ１Ｒ、１Ｌのシリンダ穴が配置される。尚、クランク軸を軸方向固定にて回転自在に軸支する為に、本実施例ではフロントベアリングにソリッド形針状コロ軸受を、リヤベアリングには組合せアンギュラ玉軸受を採用し、アウタレースナット１８−３にてリヤクランクケースにアウタレースを固定し、インナレースをクランク軸の段付部に挿入したワッシャ１８−４と変速機係合ボス１９のボス部で挟み込み、ボルト１９−１にてクランク軸に締付固定することで、軸方向のガタツキを最少限に抑えると共に、燃焼圧力等による強大なラジアル、軸方向荷重に耐えられるものにしている。（図１−１、２参照）
【０１９】ピストン１１は、クランク軸両側にシリンダ穴及びクランク軸に直角にフロント、ミドルクランクケース２、３の合せ面上で、回転自在、Ｃリング４１−３にて軸方向固定にて軸支された、Ｒ、Ｌ方向変換ロッカアームピボット軸４１Ｒ、４１Ｌの偏芯軸部４１Ｒｂ、４１Ｌｂを軸芯として揺動する、Ｒ、Ｌ方向変換ロッカアーム１３Ｒ、１３Ｌのピボット軸芯に平行な揺動先端の片方の穴に、回転自在に挿入されコンロッド１２の大端穴に圧入された大端軸１２−１と、ピストンの穴に挿入されたピストンピン１１−１とをコンロッドにて連結し、コンロッドの揺動角変化を小さく抑えてシリンダ穴内をストローク可能にしている。尚、本実施例では方向変換ロッカアームの揺動先端部を含む大端部重量を軽減すると共に大端軸部の潤滑経路を簡略化する目的で、コンロッドの大端幅を狭くしても負荷に耐えられ大端穴潤滑も不要とする為に圧入としている。（図１−２、３参照）
【０２０】方向変換ロッカアームはその揺動軸方向視にて略直角のＬ字状アームとし、大端軸を軸支した反対側のピボット軸芯に平行な揺動先端に回転自在に一次リンクシャフト１３−２を挿入し、その上下端に一次リンク１３−３を圧入することで一次リンクをＬ字状アームの揺動面に平行方向は揺動自在、直角方向は変位を規制し軸支している。
上下一対の一次リンクのもう一方の穴に軸部が挿入されることにより回転自在、軸方向が規制されてＲ、Ｌガイドローラホルダ１３−４Ｒ、１３−４Ｌが一次リンクに保持される。Ｒ、Ｌガイドローラホルダには上下一対の一次リンクを軸支する軸部の中心線上の中間部に、軸部に直角な穴が設けられ二次リンクシャフト１３−５が圧入されており、Ｒ、Ｌガイドローラホルダにて軸方向規制され二次リンクシャフトに揺動自在に、Ｒ、Ｌ二次リンク１４Ｒ、１４Ｌが軸支されている。尚、本実施例では二次リンクシャフト軸芯をシリンダ穴芯上に配置し、方向変換ロッカアームのＬ字状アームを一平面状に形成することで偶力を少なくし強度を向上させると共に成形性を良くしている。二次リンクシャフトにて一体となったＲ、Ｌガイドローラホルダに、揺動自在に軸支される一次リンクに連結されたＲ、Ｌ方向変換ロッカアーム、コンロッドにて、左右のピストンがストロークすることで対向ピストンとなりシリンダ穴方向のバランスが取れる。その対向ピストンを後述する運動変換ロッカアームの両端軸毎に配置することにより、上下のシリンダ列でピストン位置が上下死点にずれた四気筒対向ピストン機関としており、各シリンダ穴はクランク軸、運動変換ロッカアームの両端軸の揺動面に直角な同一平面上に配置されている。
又、揺動軸方向視にて一次リンクシャフト軸芯と揺動軸芯を結ぶ線上の揺動軸に対し、一次リンクシャフトの反対側にシリンダスカート部つまりは下死点時ピストン位置に重なるようにウエイト重心を配置し、揺動軸直角方向視にてシリンダスカート部の側部にＲ、Ｌバランスウエイト部１３Ｒｗ、１３Ｌｗを一体に設けている。尚、本実施例ではバランスウエイト部はＬ字状アームとは別成形とし軸部にて圧入し一体とすることで成形性の向上を図っており、より強度、精度を向上させる為に圧入後に溶接しその後最終加工仕上げする方法もある。揺動軸両端部にはケースとの間にシム１３−１が挿入されており軸方向隙間を調整すると共に摩擦、摩耗を防止している。
尚、本実施例では方向変換ロッカアームのコンロッド大端軸取付側、一次リンクシャフト取付側のアーム長を同じ長さに設定しているが、コンロッド大端軸取付側のアーム長を変えればある程度任意に行程容積を変えることが可能で、コンロッド長を調整すれば同一のクランクケース、シリンダにて行程容積を自由に選択できる利点がある。（図１−１〜３、５参照）
【０２１】斜軸１５は、クランク軸のリンク保持部１８ａの穴に圧入固定された斜軸固定ピン１５−２と、斜軸のリンク保持部１５ａの穴に圧入固定された斜軸固定ピン１５−２に、揺動自在に各リンク保持部穴端面で軸方向固定にて保持された斜軸固定リンク１５−１と、クランク軸の軸方向に設けられたキー溝状の溝に、摺動自在に挿入された耳軸ホルダ１５−３の耳軸１５−３ａにてクランク軸に保持され、耳軸ホルダの軸方向移動により斜軸の傾斜角が変化する構造としている。
尚、斜軸の斜軸部１５ｂ軸芯は両側耳軸の軸芯線上を通り、耳軸の軸芯はクランク軸に直角でクランク軸の軸芯を軸方向に移動するよう設定されている。斜板を傾斜角可変に保持する第一回転支持体と、斜板とを継手を介して連結した第二回転支持体を連動させて軸方向位置を変位させ行程容積及び圧縮比を可変する特許文献２に較べ、斜軸を耳軸と共に保持する斜軸固定リンクの片方の揺動ピボット軸を軸方向固定し、耳軸を軸方向変位させることで斜軸の傾斜角を変える特許文献１は、耳軸の軸方向位置で自動的に行程容積、圧縮比が決まるのでより安定した制御が可能であるが、耳軸の軸方向位置可変機構と斜軸固定リンクの片方の揺動ピボット軸が斜軸を挟みクランクケース両側に配置する方式故、クランクケースの熱膨張、剛性の影響を受けてバラツキが発生し易い。
本発明の様に、クランク軸にて斜軸固定リンクの片方の揺動ピボット軸を軸方向固定することにより、熱膨張率が低く剛性のあるクランク軸上で斜軸の保持が完結するので、行程容積、圧縮比のバラツキを少なくできる。
又、クランク軸及び斜軸のリンク保持部の斜軸固定ピン穴の芯位置の設定により、斜軸の傾斜角変化による十字継手１７に連結された複リンク機構の揺動軸芯の変化位置をある程度任意に設定できるので、本実施例の様に方向変換ロッカアームピボット軸を偏芯軸としその位相を変える圧縮比可変機構を設けなくても、最大、最少行程容積における圧縮比を適した圧縮比に任意設定可能である。又、一本のクランク軸にて斜軸傾斜角可変に軸支する耳軸を設けた軸と変速機へ動力伝達するアウトプット軸を共用できることで、剛性の高いアウトプット軸にでき大回転イナーシャ、高回転トルクに耐えるものにでき、クランク軸にて斜軸固定リンクの片方の揺動ピボット軸を軸方向固定することにより、熱膨張率が低く剛性のあるクランク軸上で斜軸の保持が完結するので、行程容積、圧縮比のバラツキを少なくできる。（図１−１〜４参照）
【０２２】斜板（斜軸）のクランク軸に対する回転固定は、耳軸及び斜板（斜軸）固定リンク（継手）にて行えるが、回転トルクに耐えられる強度を確保する為の重量増と、各軸受部のクリアランスによる回転方向のガタツキによる位相変化による行程容積のバラツキが大きくなってしまう欠点がある。斜軸１５の斜軸穴形状は小判状とし、クランク軸と共に設けた耳軸１５−３ａの軸芯線に対し直角で互いに平行な両平面部にて斜軸のクランク軸に対する回転固定を行うことで、両平面部一ヶ所のみのクリアランスによる回転方向のガタツキに抑えることができ、しかも剛性も高い部分ゆえ高トルクに耐えられる強度を確保でき、耳軸、斜軸固定リンクへの負担も軽くできるので軽量化が図れる。
アウタレース側に運動変換ロッカアーム１６を挿入しアウタレースナット１６−３にて締付固定したベアリング１６−１を斜軸部１５ｂに挿入し、インナレースをインナレースナット１６−２にて締付固定することで、斜軸に対し運動変換ロッカアームを軸方向固定、回転自在に軸支している。運動変換ロッカアームには両端軸１６ａ軸芯がクランク軸、耳軸、斜軸の軸芯の交点を通る線上に設けられており、両端軸に十字継手１７が回転可能、スラストワッシャ１７−１、ナット１７−２にて軸方向固定にて軸支されている。十字継手の両端軸穴に直角に設けられた軸に二次リンクのもう一方の穴を臨ませることで、その軸に対し二次リンクを軸方向固定、回転自在に軸支することで運動変換ロッカアームと方向変換ロッカアームを連結し複リンク機構を構成している。（図１−１、２、４参照）
【０２３】Ｒ、Ｌガイドローラホルダにはその一次リンク揺動軸横に段付軸を設けベアリング１６−６にて回転自在、スラストワッシヤ１６−７、サークリップ１６−８にて軸方向固定にて軸支されたガイドローラ１６−５が前後に二つ並べて設けられており、ノックピン１６−９にて位置決めされ、フロント及びリヤケースに挟みこまれて固定された運動変換ロッカアーム揺動ガイド１６−４のクランク軸に平行、シリンダ穴に直角に設けられた両面に、上下前後のガイドローラ四個が接触転動しストロークすることで、運動変換ロッカアームの両端軸軸芯をクランク軸芯を含むシリンダ穴に直角な平面で揺動させると共に、Ｒ、Ｌガイドローラホルダの姿勢を一定に保つストロークが可能となり、左右ピストン位置を同調させてピストンの往復運動をクランク軸の回転に変換している。（図１−１、２、３、５参照）
【０２４】ピストン往復運動を回転力に変換する時の反力を、揺動する十字継手、複リンク機構、方向変換ロッカアームの軸及び軸端で受けることにより摺動速度を遅くして受け、周速の速いクランク軸、運動変換ロッカアーム、ガイドローラの軸受をコロガリ軸受とすることで、メカロスを大幅に低減し高回転化を可能にすると共に、コンロッドを一平面上で揺動させることで、従来エンジンと同様なピストンが採用でき、しかも従来エンジンよりコンロッドの揺動角が小さくスラップ荷重、騒音を低減でき軽量化も可能となり、自動車用エンジンへの採用が図れるものとなる。現在量産化されている内燃機関の殆どは単クランク式の多気筒エンジンであり、高回転トルク、大回転イナーシャに耐える為に一体クランクを採用しており、構造上クランク回りの軸受けをメタル軸受としている。本実施例では直角方向反力を受ける十字継手、複リンク、方向変換ロッカアームの軸及び軸端を摺動接触としているが、コロガリ軸受にすれば行程容積連続可変機構の軸受全てをコロガリ軸受にでき更にメカロス低減可能となる。
故に、本案では斜軸の傾斜角、位置を可変する行程容積連続可変機構を提案しているが、斜軸をクランク軸に一体形成し行程容積を可変しないものとしても、従来エンジンより大幅メカロス低減可能な可変圧縮比エンジンを提供できるものである。
尚、運動変換ロッカアームを斜軸に軸方向固定、回転自在に軸支する為に、本実施例ではベアリングとして組合せアンギュラ玉軸受を採用し、軸方向のガタツキを最少限に抑えると共に、強大なラジアル、軸方向荷重に耐えられるものにしている。
【０２５】クランク軸は、回転バランスをできる限り取る為に、リンク保持部１８ａの肉抜き軽量化を図ると共に、リンク保持部側のクランク軸を切り欠き反対側にウエイト部１８ｗを設け、足りない分を斜軸のリンク保持部１５ａ反対側にウエイト部１５ｗを設けバランスさせている。斜軸固定リンク及びその取付部によるアンバランスを発生部の近くに斜軸部（クランク軸）を挟んでクランク軸及び斜軸に設けることで、アンバランス軸方向モーメントを小さく抑えることができる。（図１−１、４参照）
【０２６】Ｒ、Ｌ方向変換ロッカアームピボット軸、方向変換ロッカアーム、大端軸、複リンク機構部、十字継手、運動変換ロッカアーム両端軸にはオイル通路が設けられており、オイルフィルタを経由してＲ、Ｌ方向変換ロッカアームピボット軸の中心穴より供給されるオイルにて強制潤滑される。（図１−２、３、５参照）
【０２７】行程容積可変機構２０は、雌送りネジ２１をノックピン２１−２にて位相を決めボルト２１−１でリヤクランクケース４に固定し、それに雄送りネジ２２を係合させている。雄送りネジ内径部には耳軸リフタ２３に雄送りネジを回転自在、軸方向固定で軸支するベアリング２２−１が挿入され、アウタレースナット２２−３にてアウタレースを固定し、インナレースナット２２−２にてインナレースを耳軸リフタに固定している。耳軸ホルダと耳軸リフタの連結は、耳軸ホルダのリフタ側に斜軸を保持する耳軸１５−３ａと同様な耳軸１５−３ｂを設け、それの軸線上を穴芯とするリフタのボス穴に挿入され耳軸１５−３ｂに圧入されるジョイントカラー２３−１にて行い、耳軸１５−３ｂとボス穴の芯を一致させるまで耳軸リフタに耳軸ホルダをスライドさせても、ボス穴内側端面と耳軸１５−３ｂの外側端面が干渉しないようにしてあり、一致させた後にジョイントカラーを圧入することで組立を可能にしている。
尚、ジョイントカラーは耳軸リフタのボス穴に圧入する様にしても良い。
又、雄雌送りネジ及び耳軸リフタはクランク軸に同芯に設けられており、耳軸リフタはクランク軸に回転、摺動自在に軸支されているが耳軸ホルダにて回転を規制されている。（図１−１、２参照）
本実施例ではベアリング２２−１として４点接触玉軸受を採用し高回転化を可能にしているが、低回転エンジンや遠心力に対応することができればニードルベアリング等を用いることも可能である。又、送りネジとしては、台形ネジ、角ネジ、鋸歯ネジ等が考えられるが、ネジ部を確実な非可逆伝動にする為にネジリード角を使用材質の動摩擦係数以下にするのが良く、最低限静摩擦係数以下にする必要がある。
【０２８】行程容積制御機構３０は、雄送りネジに一体に設けられたドリブンギヤに噛合う二次アイドルギヤ３３が二次アイドルギヤシャフト３３−１にベアリング３３−２を介し回転自在に軸支され、更に二次アイドルギヤに噛合う一次アイドルギヤ３２が一次アイドルギヤシャフト３２−１にベアリング３２−２を介し回転自在に軸支され、ミドルクランクケース３とリヤクランクケース４の間にスラストワッシャ３２−３、３３−３、スペーサ３３−４を配置し、回転摩擦、摩耗の低減を図りつつ軸方向位置を決めて各ケースに軸方向固定され、二次アイドルギヤと一次アイドルギヤのドリブンギヤとの接触を防いでいる。一次アイドルギヤに一体に設けられたドリブンギヤが行程容積制御モータ３１のドライブピニオンギヤ部３１ａと噛み合っており、行程容積制御モータの正逆回転により、雌送りネジに耳軸リフタを介し連結された耳軸ホルダをクランク軸方向に移動させることで、斜軸の傾斜角、軸方向位置を変え行程容積を可変する。行程容積は、雄送りネジのギヤ外周部側面に測定接触部を接触させ、ギヤ外周部側面の軸方向変位をリフタ位置検知センサ３５にて検知し制御している。
送りネジ部のリードを摩擦係数以下に設定することで非可逆伝動となり電力不要にて任意な行程容積を保持できる。（図１−２、３参照）
【０２９】圧縮比可変機構４０は、クランク軸とＲ、Ｌシリンダの間にクランク軸及びシリンダ穴に対し直角で互いに平行に配置された、Ｒ、Ｌ方向変換ロッカアームピボット軸のオイル溜り室側端部に設けたギヤ部４１Ｒａ、４１Ｌａに、略直角に設けたＲ、Ｌラック軸４５Ｒ、４５Ｌのラックギヤを噛合わせ、送りネジシャフト４４の回転によりＲ、Ｌラック軸を互いに反対方向に移動させることで、Ｒ、Ｌ方向変換ロッカアームピボット軸を互いに逆回転させ、両側偏芯軸部４１Ｒｂ、４１Ｌｂの軸芯位置をクランク軸芯を含む運動変換ロッカアーム両端軸軸芯の揺動平面に対し対称位置に変位させることで、方向変換ロッカアームの揺動軌跡を対称に変化させ左右気筒を同圧縮比にて可変する構造としている。
尚、送りネジシャフトの送りネジ部４４ｂの左右のネジを互いに逆ネジとすることで、送りネジシャフトの一方向の回転にてＲ、Ｌラック軸の逆方向への移動を可能にしている。又、Ｒ、Ｌ方向変換ロッカアームピボット軸の軸間がＲ、Ｌラック軸のストローク量に対し短いので、送りネジとラックを軸方向で重ねて配置しストロークを確保すると共に、ストロークする室のオイル溜りによるラック軸のロック、抵抗増加を防止するオイル逃がし穴をラック軸に設けている。送りネジシャフト及びラック軸の送りネジ部４４ｂ、４５Ｒａ、４５Ｌａの送りネジとしては、台形ネジ、角ネジ、鋸歯ネジ等が考えられるが、モータに電力を通すことなく揺動ピボット軸芯位置を固定し圧縮比を一定に保持する為にネジ部を確実な非可逆伝動にする必要があり、ネジリード角は使用材質の動摩擦係数以下が良く、最低限静摩擦係数以下にする必要がある。
送りネジシャフトの略中央部に配置したドリブンギヤ部４４ａの両側に設けた軸部を、半割りキャップ状のＲ、Ｌ送りネジシャフトホルダ４７Ｒ、４７Ｌとミドルクランクケースにて、回転自在、軸方向固定にて送りネジシャフトを軸支し、圧縮比制御モータ４２のドライブピニオンギヤ部４２ａにて連結され、一体回転するドライブギヤシャフト４３のピニオンギヤをドリブンギヤ部４４ａに噛合わせ圧縮比制御モータの正逆回転により圧縮比を可変する。
本実施例では、Ｒ、Ｌ方向変換ロッカアームピボット軸のギヤ部に対しＲ、Ｌラック軸を運動変換ロッカアーム側に配置し、最低圧縮比時にＲ、Ｌラック軸を近づけて配置し広げる方向にストロークさせ、ピボット軸の偏芯軸芯位相を運動変換ロッカアーム側回りで略１８０°ずらして最高圧縮比に変えているが、最初の略９０°の位相変化にてほぼ最高圧縮比になり後の９０°での圧縮比変化は少ない。故に半分程度のラック軸ストロークにすることも可能だが、最高圧縮比付近を精度良く制御する為に略１８０°のピボット軸位相を可変可能としている。逆に最高低圧縮比時にＲ、Ｌラック軸を近づけて配置し広げる方向にストロークさせ、ピボット軸の偏芯軸芯位相を運動変換ロッカアームの反対側回りで略１８０°ずらして最低圧縮比に変えれば最低圧縮比付近を精度良く制御できることになる。（図１−２、３、６参照）
【０３０】圧縮比を単独で可変する機構とすることにより、万一停止したり暴走したとしても一定範囲内の圧縮比変化でシリンダヘッド類に当たることも無いので、圧縮比を随時任意に可変できるより安全な機構となる。
本発明によれば、方向変換ロッカアームピボット軸の偏芯軸部の軸芯位置変化量は極小でも圧縮比は大幅に可変可能であり［本実施例レイアウトでは最大ストロークの２．５％程度の軸芯位置変化量（偏芯半径はその１／２）にて最大行程容積時圧縮比１０．５〜１３、最低行程容積時圧縮比１０．５〜１５位まで可変］、燃焼圧及び往復運動部慣性力の負荷による偏芯軸部へのモーメント荷重が小さく、圧縮比制御モータも小容量、小電力で圧縮比を可変でき、ギヤ部に掛る負荷も少なく強度面でも問題ないものにできる。
尚、Ｒ、Ｌラック軸のミドルクランクケースへの組付けは、送りネジシャフトをＲ、Ｌ送りネジシャフトホルダにてミドルクランクケースへ組付後、Ｒ、Ｌラック軸を圧縮比制御モータ及びキャップ４８取付部の左右の穴より挿入し、送りネジシャフトを回転させ送りネジ部を噛合わせ組立後にＲ、Ｌラック軸のラックとＲ、Ｌ方向変換ロッカアームピボット軸のギヤ部を左右の偏芯軸部位相が合うように噛合せて組立てる。
圧縮比は、Ｒ方向変換ロッカアームピボット軸の軸端に液封の為に圧入した−溝付プラグ４１−１の−溝に、−状突起を臨ませた方向変換ロッカアームピボットシャフト位相検知センサ４６にて、Ｒ方向変換ロッカアームピボット軸の位相変化を検知することで、斜軸に対する方向変換ロッカアームピボット軸位置の変化を読み取り制御している。（図１−２、３、６参照）
【０３１】補機類駆動機構５０は、補機類駆動シャフト５１を変速機室の反対側にクランク軸及びＲ、Ｌシリンダに対し直角にクランク軸線上に配置、クランク軸の軸端段付軸にスプラインにて回転固定、ナット５２−２にて軸方向固定したドライブベベルギヤ５２に、補機類駆動シャフトに圧入固定されたドリブンベベルギヤ５３を噛合せ補機類に動力伝達する構造としている。補機類駆動シャフトの下側はロアベアリング５１−１にてシャフトを回転自在に軸支しその先にはオイルポンプ等の補機（図示省略）が配置され駆動される。上側には補機類駆動シャフトを回転自在、軸方向固定にて軸支するアッパベアリング５１−２が、ボルトにてフロントクランクケースに固定されたベアリングホルダ５４に挿入されナット５１−４にてアウタレースが軸方向固定されており、シム５４−１及びシム５２−１の厚さを調整することで、補機類駆動シャフト及びクランク軸に対する軸方向位置を変えベベルギヤの歯当りを調整可能にしている。
カムシャフトドライブスプロケット５５補機類駆動プーリ５６等がスプラインにて回転固定、図示しないボルト等にて軸方向固定されそれによりアッパベアリングのインナレースが補機類駆動シャフトに軸方向固定されている。尚、ベベルギヤ部の負荷による補機類駆動シャフトの振れを防止する為にギヤの近くにミドルベアリング５１−３を設けている。（図１−１、２、３参照）
【０３２】対向ピストン斜軸式行程容積可変装置を自動車用エンジンに用いた場合、シリンダ及びクランク軸を水平方向に配置し、クランク軸方向の片側にシリンダをその反対側に変速機類を配置するのが合理的で、オイル溜り室はクランク軸の径方向、シリンダの下側に配置することとなる。そこにオイルポンプを配置し、変速機類やシリンダ類の配置の邪魔にならない様に、クランク軸より機械的に駆動しようとすると、変速機類の反対側の両シリンダ間の空間にクランク軸より直角に駆動軸を配置するのが合理的で、結果として空間を有効利用でき、更に吸、排気バルブをリフトするカムシャフトはシリンダ穴に直角にシリンダ列に平行に配置するのが一般的故駆動軸と平行となるので、カムシャフトの一般的な駆動方法であるチェーン駆動のドライブスプロケットを駆動軸に設けることでカムシャフトを駆動できると共に、駆動軸のオイルポンプ他端側に補機類の駆動プーリ等も設けることができる。
本実施例ではロアベアリングにソリッド形針状コロ軸受、アッパベアリングに組合せアンギュラ玉軸受を採用し軸方向のガタツキを最少限に抑えベベルギヤ部の騒音、強度対応を図っている。
又、４サイクルエンジンではピストン２往復にてカムシャフトが１回転すればよいので、本実施例では補機類駆動シャフトの回転をクランク軸に対し減速比を４／３≒１．３３に、カムシャフトの回転を補機類駆動シャフトに対し３／２＝１．５とし、最終的にカムシャフトの回転をクランク軸に対し減速比を２とすることで、オイルポンプやウォータポンプを補機類駆動シャフトに直結しても、一般的な自動車用ガソリンエンジンの最高回転数でキャビテーションが起きない範囲まで回転数を上げ小型化を図れるようにしている。小排気量で回転が高い場合は１．５等から２迄減速比を大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【０３３】以下、実施形態例は最低圧縮比時における行程容積連続可変装置の収まるクランクケースブロック部にて主に説明し、動弁装置を駆動するカムチェーン関係及びオイルポンプ、補機類は図示、説明共に省略する。本実施形態例で説明する行程容積連続可変装置は四気筒である。図１−１は上側シリンダ（下死点時）の最低圧縮比時の最大行程容積時を示し、二点鎖線は最低圧縮比時の最小行程容積時の運動変換ロッカアーム及び二次リンクの中心線を示している。図１−２は下側シリンダ（上死点時）の最低圧縮比時の最大行程容積時を示し、二点鎖線は最高圧縮比時の最大行程容積時の方向変換ロッカアーム及び一次リンク、コンロッドの中心線を示している。
尚、本発明は四気筒に限定されるものでは無く、二気筒に採用可能である。但し、二気筒にてシリンダの無い側のシリンダ直角方向のアンバランスを取りたい場合は揺動バランスウエイトのみを設ける必要がある。
各図では必要に応じて一部図面化を省略しており、本実施形態例ではクランク軸を水平方向に配置しており、符号に用いられるＲ、Ｌは、変速機側から視て右側をＲ、左側をＬとし、変速機側をリヤ、シリンダ側をフロントとし、オイル溜り室側を下、カムチェーン室側を上としている。【０３４】
【図１−１】本実施形態に係る行程容積連続可変装置を示す平面図（図１−２のＡ−Ａ線に沿う断面図）である。
【図１−２】図１−１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１−３】図１−２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図１−４】図１−１のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１−５】図１−２のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１−６】図１−３のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【０３５】  １（Ｒ，Ｌ）    （Ｒ，Ｌ）シリンダ
２              フロントクランクケース
３              ミドルクランクケース
４              リヤクランクケース
４−１          オイルシール
５−１          カムシャフトドライブチェーンアッパカバー
５−２          カムシャフトドライブチェーンロアカバー
６              ベベルギヤキャップ
１０        クランク機構
１１              ピストン
１１−１          ピストンピン
１２              コンロッド
１２−１          大端軸
１３（Ｒ，Ｌ）（Ｒ，Ｌ）方向変換ロッカアーム
１３（Ｒ，Ｌ）ｗ（Ｒ，Ｌ）バランスウエイト部
１３−１        シム
１３−２        一次リンクシャフト
１３−３        一次リンク
１３−４（Ｒ，Ｌ）（Ｒ，Ｌ）ガイドローラホルダ
１３−５      二次リンクシャフト
１３−６〜９  プラグ
１４（Ｒ，Ｌ）  （Ｒ，Ｌ）二次リンク
１５          斜軸                        １５ａ    リンク保持部
１５ｂ    斜軸部
１５ｗ    ウエイト部
１５−１        斜軸固定リンク
１５−２        斜軸固定ピン
１５−３        耳軸ホルダ              １５−３ａ    耳軸
１５−３ｂ    耳軸
１６          運動変換ロッカアーム        １６ａ    両端軸
１６−１        ベアリング
１６−２        インナレースナット
１６−３        アウタレースナット
１６−４        運動変換ロッカアーム揺動ガイド
１６−５        ガイドローラ
１６−６        ベアリング
１６−７        スラストワッシャ
１６−８        サークリップ
１６−９        ノックピン
１７          十字継手
１７−１        スラストワッシャ
１７−２        ナット
１７−３        プラグ
１８          クランク軸
１８ａ    リンク保持部
１８ｗ    ウエイト部
１８−１        フロントベアリング
１８−２        リヤベアリング
１８−３        アウタレースナット
１８−４        ワッシャ
１９          変速機係合ボス
１９−１        ボルト
２０          行程容積可変機構
２１          雌送りネジ
２１−１        ボルト
２１−２        ノックピン
２２          雄送りネジ
２２−１        ベアリング
２２−２        インナレースナット
２２−３        アウタレースナット
２３          耳軸リフタ
２３−１        ジョイントカラー
３０    行程容積制御機構
３１          行程容積制御モータ        ３１ａ    ドライブピニオンギヤ部
３１−１        ボルト
３２          一次アイドルギヤ
３２−１        一次アイドルギヤシャフト
３２−２        ベアリング
３２−３        スラストワッシャ
３３          二次アイドルギヤ
３３−１        二次アイドルギヤシャフト
３３−２        ベアリング
３３−３        スラストワッシャ
３３−４        スペーサ
３５    リフタ位置検知センサ
４０    圧縮比可変機構
４１（Ｒ，Ｌ）（Ｒ，Ｌ）方向変換ロッカアームピボット軸
４１（Ｒ，Ｌ）ａ    ギヤ部
４１（Ｒ，Ｌ）ｂ    偏芯軸部
４１−１        −溝付プラグ
４１−２        プラグ
４１−３        Ｃリング
４１−４        プラグ
４２          圧縮比制御モータ          ４２ａ    ドライブピニオンギヤ部
４３          ドライブギヤシャフト
４４          送りネジシャフト          ４４ａ    ドリブンギヤ部
４４ｂ    送りネジ部
４５（Ｒ，Ｌ）（Ｒ，Ｌ）ラック軸        ４５（Ｒ，Ｌ）ａ    送りネジ部
４６          方向変換ロッカアームピボットシャフト位相検知センサ
４７（Ｒ，Ｌ）（Ｒ，Ｌ）送りネジシャフトホルダ
４８      キャップ
５０    補機類駆動機構
５１          補機類駆動シャフト
５１−１        ロアベアリング
５１−２        アッパベアリング
５１−３        ミドルベアリング
５１−４        ナット
５２          ドライブベベルギヤ
５２−１        シム
５２−２        ナット
５３          ドリブンベベルギヤ
５４          ベアリングホルダ
５４−１        シム
５５          カムシャフトドライブスプロケット
５６          補機類駆動プーリ
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図１−４】
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【図１−５】
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【図１−６】
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