内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構
【課題】狙いとする圧縮比のときの圧縮比のばらつきを精度よく調整する。
【解決手段】制御軸の回転により偏心軸部の位置を変化させることによってピストンの上死点位置が変化して圧縮比が変化すると共に、偏心スリーブを偏心軸部に対して回転させることで、各気筒毎にピストンの上死点位置が調整可能な内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構において、制御軸の角度を最高圧縮比における角度に設定し、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフトを固定した上で、偏心スリーブを、線形特性領域の中央となる姿勢で偏心軸部に組付けたときに、ピストン位置が、最高圧縮比におけるピストン上死点位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品を予め加工（各部品寸法を設定）しておく。
【解決手段】制御軸の回転により偏心軸部の位置を変化させることによってピストンの上死点位置が変化して圧縮比が変化すると共に、偏心スリーブを偏心軸部に対して回転させることで、各気筒毎にピストンの上死点位置が調整可能な内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構において、制御軸の角度を最高圧縮比における角度に設定し、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフトを固定した上で、偏心スリーブを、線形特性領域の中央となる姿勢で偏心軸部に組付けたときに、ピストン位置が、最高圧縮比におけるピストン上死点位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品を予め加工（各部品寸法を設定）しておく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ピストンに揺動自由に連結された第１リンクと、この第１リンクに回動自在に連結されると共に、クランクシャフトのクランクピンに回転自由に装着された第２リンクと、偏心軸部を有するコントロールシャフトと、第２リンクに連結ピンを介して回転自由に連結されると共に、コントロールシャフトの偏心軸部に揺動可能に連結された第３リンクと、を備え、機関運転状態に応じてコントロールシャフトを回転して偏心軸部を位置を変更して内燃機関の圧縮比を可変制御する内燃機関の可変圧縮比機構において、各気筒毎に独立して圧縮比を調整可能な調整手段が前記第３リンクの下部に設けられたものが開示されている。
【０００３】
この特許文献１においては、第３リンクの下部に、ネジ溝が形成されたボルト穴が設けられ、そのボルト穴に調整ボルトが螺合していると共に、第３リンクの下部に一対の半割構造の偏心スリーブ軸受が設けられている。そして、この偏心スリーブ軸受の外周と調整ボルトの先端が係合しており、調整ボルトを回転させて前進後退させることて偏心スリーブ軸受が回転するので、第３リンクと第２リンクとを連結する連結ピンと、第３リンクの下部の揺動中心間の距離の微調整が可能となり、圧縮比の微調整が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６９０２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に開示された可変圧縮比機構においては、ピストンの上死点位置を調整する際の設定圧縮比や偏心スリーブの角度姿勢についてまでは言及されておらず、例えば内燃機関が特定の圧縮比を多用する使われ方をする場合等、狙いとする圧縮比のときの圧縮比のばらつきを精度よく調整できない虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、制御軸の回転により偏心軸部の位置を変化させることによってピストンの上死点位置が変化して圧縮比が変化すると共に、偏心スリーブを前記偏心軸部に対して回転させることで、各気筒毎にピストンの上死点位置が調整可能な内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構において、前記制御軸の角度を所定の圧縮比に対応した角度に設定し、前記クランクシャフトの角度を前記ピストンが所定のストローク位置となる角度に設定した上で、前記偏心スリーブを、該偏心スリーブの回転角度に対する前記ピストンのストローク位置の関係が線形に近い線形特性領域の中央となる姿勢で前記偏心軸部に組付けたときに、前記ピストンのストローク位置が所定の圧縮比における所定のストローク位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各要素が構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、狙いとする所定の圧縮比のときの圧縮比のばらつきを精度よく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用された内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構の概略構成を示す説明図。
【図２】制御軸付近の構成を示す側面図。
【図３】制御軸の側面図。
【図４】制御軸の正面図。
【図５】本発明が適用された内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構におけるコントロールリンクと制御軸との連結部分を拡大して示した説明図。
【図６】本発明が適用された内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構に用いられる偏心スリーブを示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。
【図７】偏心スリーブの回転角度とピストンの高さ変化の関係を模式的に示した説明図。
【図８】本発明の第１実施形態における偏心スリーブの回転角度と最高圧縮比のときのピストンの高さ変化の関係を模式的に示した説明図。
【図９】本発明の第１実施形態における偏心スリーブの回転角度と制御軸の回転角度の関係を模式的に示した説明図。
【図１０】本発明の第２実施形態における偏心スリーブの回転角度と中間圧縮比のときのピストンの高さ変化の関係を模式的に示した説明図。
【図１１】本発明の第２実施形態における偏心スリーブの回転角度と制御軸の回転角度の関係を模式的に示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明が適用される複リンク式ピストン−クランク機構の基本的な構成の一例を示すものであって、直列４気筒の内燃機関へ適用された場合を示している。図１は内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構の概略構成を示す説明図であり、図２は制御軸６（後述）付近の構成を示す側面図である。
【００１０】
複リンク式ピストン−クランク機構は、ピストン１とクランクシャフト２とを連結するアッパリンク３及びロアリンク４と、アッパリンク３及びロアリンク４の動きを規制するコントロールリンク５と、コントロールリンク５の一端が揺動可能に連結される偏心軸部７を有する制御軸６と、から大略構成されている。
【００１１】
ピストン１は、シリンダブロック９に形成されたシリンダ１０内を摺動可能に配置されており、アッパリンク３の一端（図１における上端）にピストンピン１１を介して揺動可能に連結されている。
【００１２】
アッパリンク３は、他端（図１における下端）が、第１連結ピン１２を介してロアリンク４の一端部に回転可能に連結されている。
【００１３】
ロアリンク４は、その中央部においてクランクシャフト２のクランクピン１３に回転可能に取り付けられている。
【００１４】
クランクシャフト２は、複数のジャーナル部１４とクランクピン１３とを備えており、その回転軸となるジャーナル部１４がシリンダブロック９に回転可能に支持されている。クランクピン１３は、ジャーナル部１４から所定量偏心しており、ここにロアリンク４が回転自在に連結されている。
【００１５】
ロアリンク４の運動を拘束するコントロールリンク５は、一端（図１における上端）が第２連結ピン１６を介してロアリンク４の他端部に回動可能に連結され、他端（図１おける下端）が内燃機関本体の一部となるシリンダブロック９に揺動可能に支持されている。コントロールリンク５の他端は、内燃機関の圧縮比の変更のために、その揺動支点１７の位置が内燃機関本体に対して変位可能となっている。具体的には、クランクシャフト２と平行に延びた制御軸６を備え、この制御軸６に偏心して設けられた偏心軸部７にコントロールリンク５の他端が回転可能に嵌合している。つまり、揺動支点１７は偏心軸部７の中心位置である。
【００１６】
制御軸６は、図１〜図４に示すように、シリンダブロック９に対して回転可能に支持される主軸部８と、この主軸部８に対して所定量ｅ0だけ偏心した偏心軸部７と、有している。偏心軸部７は、主軸部８よりも大径となるよう設定されていて、偏心軸部７と主軸部８の間は偏心軸部７及び主軸部８のどちらよりも径が細い接続部２６となっている。制御軸６の一端には、電気モータ等のアクチュエータ１９が取り付けられている。本実施形態において、制御軸６は、４箇所に偏心軸部７が形成され、これらの偏心軸部７に４つの気筒のコントロールリンク５がそれぞれ連結されている。
【００１７】
従って、圧縮比の変更のために、アクチュエータ１９により制御軸６を回転駆動すると、コントロールリンク５の揺動支点１７となる偏心軸部７の中心位置が機関本体に対して移動する。これにより、コントロールリンク５によるロアリンク４の運動拘束条件が変化して、クランク角に対するピストン１の行程位置が変化し、ひいては圧縮比が変更されることになる。
【００１８】
また、この複リンク式ピストン−クランク機構においては、クランクシャフト２のジャーナル部１４の中心１５が、シリンダ１０のボア中心線Ｌ１に対して、図１における右側にオフセットした構成となっている。また、制御軸６の回転軸となる主軸部８が、ジャーナル部１４の中心１５を通り、シリンダ１０のボア中心線Ｌ１に対して平行なジャーナル部中心線Ｌ２に対して、図１における右側にオフセットすると共に、クランクシャフト２のジャーナル部１４よりも図１における下方に位置するよう構成されている。
【００１９】
換言すれば、複リンク式ピストン−クランク機構は、シリンダ１０のボア中心線Ｌ１に対して、クランクシャフト２のジャーナル部１４と、制御軸６の主軸部８とが同じ方向にオフセットし、かつ制御軸６がクランクシャフト２よりも下方に位置するように構成されている。
【００２０】
ここで、制御軸６の偏心軸部７の周囲（外周）には、図５及び図６に示すように、略円筒状の継ぎ目の無い偏心スリーブ２０が圧入されている。偏心スリーブ２０は、機関運転中に偏心軸部７に対して相対回転することなく、十分な圧入代に基づく圧入によって固定される。従って本発明によれば、従来技術のようにコントロールリンクの連結ピン孔（軸受メタルの内周）の中心位置が調整される代わりに、制御軸６の偏心軸部７（軸側の外周）の中心位置が調整される。
【００２１】
この偏心スリーブ２０は、偏心軸部７に圧入される筒状部２１と、筒状部２１の一端に形成された回転角度調整部２２と、を有している。筒状部２１は、偏心軸部７の外周面と対向する内周面２３に対して、コントロールリンク５の他端側に取り付けられた円筒状の軸受けメタル２４と回転可能に嵌合する外周面２５が、所定量ｅだけ偏心するよう形成されている。回転角度調整部２２は、筒状部２１の一端の全周に鍔状に形成された凸部であって、偏心スリーブ２０を軸方向から見て、外形が６角形となるように形成されている。
【００２２】
ここで、偏心スリーブ２０は、制御軸６の偏心軸部７に圧入されているため、偏心スリーブ２０の筒状部２１の内周面２３と、偏心軸部７の外周面とが直接接触する部分が必ず存在することになる。すなわち、偏心スリーブ２０の筒状部２１の内周面２３と、偏心軸部７の外周面との間は、少なくとも流体潤滑状態とはならないように設定されている。
【００２３】
尚、本実施形態における制御軸６は、図３に示すように、４つの偏心軸部７を有しており、偏心軸部７ａ、７ｂについては図３における右側から、偏心軸部７ｃ、７ｄについては図３における左側からそれぞれ偏心スリーブ２０が組付けられている。これは、偏心軸部７ａ、７ｄの外径が、偏心軸部７ｂ、７ｃの外径よりも（例えば１ｍｍほど）小さく設定されているからである。但し、偏心軸部７ａ、７ｄに圧入される偏心スリーブ２０の筒状部２１の内径は、偏心軸部７ｂ、７ｃに圧入される偏心スリーブ２０の筒状部２１の内径よりも小さく設定され、圧入代δ（偏心軸部７の外径と、偏心スリーブ２０の筒状部２１の内径との差）は全気筒同一となるよう設定されている。また、偏心スリーブの外径は全気筒で同一となるように構成され、コントロールリンク５は全気筒で共通のものを用いることができるようになっている。
【００２４】
偏心スリーブ２０の外径中心と内径中心のずれに相当する偏心量ｅは、全気筒で等しく、気筒間の圧縮比のばらつき調整に必要な最小限の偏心量に設定されたものであって、制御軸６における偏心軸部７の主軸部８に対する偏心量ｅ0よりも小さく設定されている。
【００２５】
このような複リンク式ピストン−クランク機構において、内燃機関の組み立て工程中に圧縮比の調整を行う場合には、全てのリンク部品（アッパリンク３、ロアリンク４、コントロールリンク５）を組付けた後、制御軸６を回転しないように固定し、例えば上死点位置における各気筒のピストン１の高さを測定し、測定した高さと、その時の制御軸６の角度に対応する上死点位置の計算上のピストン高さとの比較から各気筒の偏心スリーブ２０の必要回転角度を算出し、治具を偏心スリーブ２０の回転角度調整部２２に係合させて、各気筒の偏心スリーブ２０を回転させ、ピストン１の高さを調整する。ピストン１のストローク位置の中で、上死点位置を採用して調整することにすれば、治具を用いた調整が容易に行なえる。
【００２６】
ここで、偏心スリーブ２０の回転角度とピストン１の高さ変化の関係は、図７に示すような関係になっている。制御軸８を固定し、ピストン上死点位置において（調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２を固定して）偏心スリーブ２１のみを回転させた場合、ピストン上死点位置が最も高くなる回転角度からピストン上死点位置が最も低くなる回転角度になる過程に、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１の上死点位置（高さ）の関係が線形（割合が一定）に近い領域（線形特性領域）が存在する。このような線形に近い領域では、ピストン１の高さを調整する際に、要求されるピストン高さの調整量を偏心スリーブ２０の回転角度に精度よく変換可能となり、偏心スリーブ２１の回転角度管理が可能となることからピストン高さを調整することによる圧縮比ばらつきの調整作業が容易になる。
【００２７】
偏心スリーブ２０を回転させてピストン１の上死点位置の調整を行う場合、例えば、各気筒のピストン１の上死点位置を設計上の中央値（設計中央値）に一致するように調整する場合、調整を行った圧縮比においては（制御軸８の角度が上死点位置の調整を行った角度であれば）、気筒間の圧縮比ばらつきを略ゼロにすることが可能である。しかしながら、ピストン１の上死点位置の調整を行った圧縮比以外の圧縮比におけるピストン１の上死点位置については、気筒間のばらつきがゼロになっているわけではない。
【００２８】
そのため、例えば偏心スリーブ２０を回転させてピストン１の上死点位置の調整を行ったときの圧縮比以外の圧縮比が、内燃機関の運転中に多用されるのであれば、使用頻度の低い圧縮比のときの気筒間の圧縮比ばらつきを最小限とする利点は少ない。一方、使用頻度の高い圧縮比のときの気筒間の圧縮比ばらつきを最小限にできれば、総じて燃費性能を向上させることが可能となるなどの利点が多い。
【００２９】
そこで、内燃機関が複リンク式ピストン−クランク機構で実現可能な最高圧縮比をその運転中に最も使用するような場合には、図８、図９に示す本発明の第１実施形態のように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品寸法を設定する。すなわち、制御軸８の角度を最高圧縮比における角度に設定し、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２を固定した上で、偏心スリーブ２０を、線形特性領域の中央となる姿勢で偏心軸部７に組付けたときに、ピストン位置が、最高圧縮比におけるピストン上死点位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品を予め加工（各部品寸法を設定）しておく。実際の組立て工程において、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に圧入した際には、制御軸６の回転角度が最高圧縮比のときの回転角度で、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２が固定された状態で、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に対して回転させピストン１の上死点位置の調整を実施する。本例の場合、複リンク式ピストン−クランク機構の構成が、コントロールリンク５の上下方向の動きを、比較的ダイレクトにピストン１ないしアッパリンク３の上下方向の動きへと変換する構成になっている（クランクピン１３を中心とした点対称に近い配置になっている）ため、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２（詳細は後述）はコントロールリンク５の長手方向と交差した向き（コントロールリンク５をリニアに動かすことができる概ね垂直に近い向き）を向いている。
【００３０】
この第１実施形態において、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に圧入した際の（調整前の）偏心軸部７に対する偏心スリーブ２０の組付け角度は、図８に示すように、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１の上死点位置（高さ）の関係が線形（割合が一定）に近い領域内（線形特性領域）の中心付近の角度となっている。
【００３１】
また、図９に示すように、制御軸６の回転角度が最高圧縮比のときの回転角度のときに、ピストン１の上死点位置が設計上の中央値となるように偏心スリーブ２０を回転させて圧縮比の調整を行っているので、ピストン上死点位置が低いときに比べて上死点位置が高くなるほど（圧縮比が低いときに比べて圧縮比が高くなるほど）、設計上の中央値となるピストン上死点位置へと調整後のピストン上死点位置が接近していく傾向の特性となって、使用頻度の高い最高圧縮比のときに最も設計中央値に近づいている。
【００３２】
尚、この第１実施形態においては、図９に示すように、主軸部８に対する偏心軸部７の偏心方向Ｐ１に対して、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２が図９における時計周り方向側に所定角度ずれて位置していて、この向きの設定は、高圧縮比のときの複リンク式ピストン−クランク機構の姿勢を織り込んだ上で、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１のストローク位置の関係を最も線形に近づける（割合を最も一定に近づける）ものとなっている。図９中の３１は、主軸部８の中心位置であり、３２は偏心スリーブ２０の中心位置（偏心スリーブ２０の外周面２５の中心位置）である。また、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２を示す矢印は、偏心スリーブ２０を正面から見たときに、偏心スリーブ２０の中心位置３２と、偏心スリーブ２０（筒状部２１）の最も肉厚が薄くなる部分と、最も肉厚が厚くなる部分と、を通る直線上に位置するものである。ちなみに、偏心スリーブ２０によりピストン１の上死点位置の調整を行う前は、ピストン上死点位置は、設計上の中央値に対して、図９中に２本の２点鎖線で挟まれた範囲で示めされるばらつきの範囲を持つことになる。
【００３３】
このような第１実施形態においては、例えば、過給機と併用され、内燃機関が最高圧縮比を多用するような場合に、多用される最高圧縮比のばらつきが無くなるように精度よく調整することができるので、ノックキングの発生を抑制することができると共に、高圧縮比、特に最高圧縮比で運転された際の燃費を向上させることができる。つまり、この第１実施形態は、最もばらつきを減らしたい圧縮比が最高圧縮比である場合に適用するのが好適である。
【００３４】
また、内燃機関が複リンク式ピストン−クランク機構で実現可能な最高圧縮比と最低圧縮比との間の中間圧縮比をその運転中に最も使用するような場合には、図１０、図１１に示す本発明の第２実施形態のように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品寸法を設定する。すなわち、制御軸８の角度を中間圧縮比における角度に設定し、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２を固定した上で、偏心スリーブ２０を、線形特性領域の中央となる姿勢で偏心軸部７に組付けたときに、ピストン位置が、中間圧縮比におけるピストン上死点位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品を予め加工（各部品寸法を設定）しておく。実際の組立て工程において、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に圧入した際には、制御軸６の回転角度が中間圧縮比のときの回転角度で、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２が固定された状態で、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に対して回転させピストン１の上死点位置の調整を実施する。本例の場合、複リンク式ピストン−クランク機構の構成が、コントロールリンク５の上下方向の動きを、比較的ダイレクトにピストン１ないしアッパリンク３の上下方向の動きへと変換する構成になっている（クランクピン１３を中心とした点対称に近い配置になっている）ため、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２はコントロールリンク５の長手方向と交差した向き（コントロールリンク５をリニアに動かすことができる概ね垂直に近い向き）を向いている。
【００３５】
この第２実施形態において、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に圧入した際の（調整前の）偏心軸部７に対する偏心スリーブ２０の組付け角度は、図１０に示すように、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１の上死点位置（高さ）の関係が線形（割合が一定）に近い領域内（線形特性領域）の中心付近の角度となっている。
【００３６】
また、図１１に示すように、制御軸６の回転角度が中間圧縮比のときの回転角度のときに、ピストン１の上死点位置が設計上の中央値となるように偏心スリーブ２０を回転させて圧縮比の調整を行っているので、制御軸６の回転角度が中間圧縮比のときの回転角度へ近づくほど、設計上の中央値となるピストン上死点位置へと調整後のピストン上死点位置が接近していく傾向の特性となって、使用頻度の高い中間圧縮比のときに最も設計中央値に近づいている。
【００３７】
尚、この第２実施形態においては、図１１に示すように、主軸部８に対する偏心軸部７の偏心方向Ｐ１に対して、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２が図１１における反時計周り方向側に所定角度ずれて位置していて、この向きの設定は、中間縮比のときの複リンク式ピストン−クランク機構の姿勢を織り込んだ上で、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１のストローク位置の関係を最も線形に近づける（割合を最も一定に近づける）ものとなっている。複リンク式ピストン−クランク機構の姿勢が、圧縮比が異なる第１実施形態とは違うため、偏心方向Ｐ２は第１実施形態とは若干異なる方向となる。ちなみに、この第２実施形態においても、偏心スリーブ２０によりピストン１の上死点位置の調整を行う前は、ピストン上死点位置は、設計上の中央値に対して、図１１中に２本に２点鎖線に挟まれた範囲で示されるばらつきの範囲を持つことになる。
【００３８】
このような第２実施形態においては、例えば、ハイブリッド車両等に搭載され、バッテリの充電のために主として内燃機関を運転するため、最低圧縮比よりも大きいとある中間の圧縮比で多用する場合に、このとある中間の圧縮比を前記中間圧縮比とすることで、多用される中間圧縮比のばらつきが無くなるように精度よく調整することができ、中間圧縮比で運転された際の燃費を向上させることができる。つまり、この第２実施形態は、最もばらつきを減らしたい圧縮比が最低圧縮比よりも大きいとある中間の圧縮比である場合に適用するのが好適である。
【００３９】
また、上述した第１、第２実施形態においては、偏心スリーブ２０により、気筒間の圧縮比のばらつきが低減されるため、その分、吸排気弁とピストンとの干渉回避のために設定されるマージンの低減、点火時期進角、ＥＧＲ領域の拡大、が可能となり、燃費を向上させることが可能となる。そして、偏心スリーブ２０により、気筒間の圧縮比のばらつきが低減されるため、その分、過給圧領域の拡大が可能となり、出力、トルクを向上させることが可能となる。
【００４０】
尚、最低圧縮比におけるピストン上死点位置が、最低圧縮比におけるピストン上死点位置の設計上の中央値と一致するよう、偏心軸部７に偏心スリーブ２０を圧入すると共に、制御軸６の回転角度が最低圧縮比のときに、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に対して回転させピストン１の上死点位置の調整を実施すると、図９、図１１の傾向から、圧縮比が高くなるほど、圧縮比のばらつきが大きくなるので、少なくとも最低圧縮比以外の圧縮比を最もばらつきを減らす圧縮比に設定するのが望ましい。
【符号の説明】
【００４１】
５…コントロールリンク
６…制御軸
７…偏心軸部
２０…偏心スリーブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ピストンに揺動自由に連結された第１リンクと、この第１リンクに回動自在に連結されると共に、クランクシャフトのクランクピンに回転自由に装着された第２リンクと、偏心軸部を有するコントロールシャフトと、第２リンクに連結ピンを介して回転自由に連結されると共に、コントロールシャフトの偏心軸部に揺動可能に連結された第３リンクと、を備え、機関運転状態に応じてコントロールシャフトを回転して偏心軸部を位置を変更して内燃機関の圧縮比を可変制御する内燃機関の可変圧縮比機構において、各気筒毎に独立して圧縮比を調整可能な調整手段が前記第３リンクの下部に設けられたものが開示されている。
【０００３】
この特許文献１においては、第３リンクの下部に、ネジ溝が形成されたボルト穴が設けられ、そのボルト穴に調整ボルトが螺合していると共に、第３リンクの下部に一対の半割構造の偏心スリーブ軸受が設けられている。そして、この偏心スリーブ軸受の外周と調整ボルトの先端が係合しており、調整ボルトを回転させて前進後退させることて偏心スリーブ軸受が回転するので、第３リンクと第２リンクとを連結する連結ピンと、第３リンクの下部の揺動中心間の距離の微調整が可能となり、圧縮比の微調整が可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−６９０２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に開示された可変圧縮比機構においては、ピストンの上死点位置を調整する際の設定圧縮比や偏心スリーブの角度姿勢についてまでは言及されておらず、例えば内燃機関が特定の圧縮比を多用する使われ方をする場合等、狙いとする圧縮比のときの圧縮比のばらつきを精度よく調整できない虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、制御軸の回転により偏心軸部の位置を変化させることによってピストンの上死点位置が変化して圧縮比が変化すると共に、偏心スリーブを前記偏心軸部に対して回転させることで、各気筒毎にピストンの上死点位置が調整可能な内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構において、前記制御軸の角度を所定の圧縮比に対応した角度に設定し、前記クランクシャフトの角度を前記ピストンが所定のストローク位置となる角度に設定した上で、前記偏心スリーブを、該偏心スリーブの回転角度に対する前記ピストンのストローク位置の関係が線形に近い線形特性領域の中央となる姿勢で前記偏心軸部に組付けたときに、前記ピストンのストローク位置が所定の圧縮比における所定のストローク位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各要素が構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、狙いとする所定の圧縮比のときの圧縮比のばらつきを精度よく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用された内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構の概略構成を示す説明図。
【図２】制御軸付近の構成を示す側面図。
【図３】制御軸の側面図。
【図４】制御軸の正面図。
【図５】本発明が適用された内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構におけるコントロールリンクと制御軸との連結部分を拡大して示した説明図。
【図６】本発明が適用された内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構に用いられる偏心スリーブを示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。
【図７】偏心スリーブの回転角度とピストンの高さ変化の関係を模式的に示した説明図。
【図８】本発明の第１実施形態における偏心スリーブの回転角度と最高圧縮比のときのピストンの高さ変化の関係を模式的に示した説明図。
【図９】本発明の第１実施形態における偏心スリーブの回転角度と制御軸の回転角度の関係を模式的に示した説明図。
【図１０】本発明の第２実施形態における偏心スリーブの回転角度と中間圧縮比のときのピストンの高さ変化の関係を模式的に示した説明図。
【図１１】本発明の第２実施形態における偏心スリーブの回転角度と制御軸の回転角度の関係を模式的に示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明が適用される複リンク式ピストン−クランク機構の基本的な構成の一例を示すものであって、直列４気筒の内燃機関へ適用された場合を示している。図１は内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構の概略構成を示す説明図であり、図２は制御軸６（後述）付近の構成を示す側面図である。
【００１０】
複リンク式ピストン−クランク機構は、ピストン１とクランクシャフト２とを連結するアッパリンク３及びロアリンク４と、アッパリンク３及びロアリンク４の動きを規制するコントロールリンク５と、コントロールリンク５の一端が揺動可能に連結される偏心軸部７を有する制御軸６と、から大略構成されている。
【００１１】
ピストン１は、シリンダブロック９に形成されたシリンダ１０内を摺動可能に配置されており、アッパリンク３の一端（図１における上端）にピストンピン１１を介して揺動可能に連結されている。
【００１２】
アッパリンク３は、他端（図１における下端）が、第１連結ピン１２を介してロアリンク４の一端部に回転可能に連結されている。
【００１３】
ロアリンク４は、その中央部においてクランクシャフト２のクランクピン１３に回転可能に取り付けられている。
【００１４】
クランクシャフト２は、複数のジャーナル部１４とクランクピン１３とを備えており、その回転軸となるジャーナル部１４がシリンダブロック９に回転可能に支持されている。クランクピン１３は、ジャーナル部１４から所定量偏心しており、ここにロアリンク４が回転自在に連結されている。
【００１５】
ロアリンク４の運動を拘束するコントロールリンク５は、一端（図１における上端）が第２連結ピン１６を介してロアリンク４の他端部に回動可能に連結され、他端（図１おける下端）が内燃機関本体の一部となるシリンダブロック９に揺動可能に支持されている。コントロールリンク５の他端は、内燃機関の圧縮比の変更のために、その揺動支点１７の位置が内燃機関本体に対して変位可能となっている。具体的には、クランクシャフト２と平行に延びた制御軸６を備え、この制御軸６に偏心して設けられた偏心軸部７にコントロールリンク５の他端が回転可能に嵌合している。つまり、揺動支点１７は偏心軸部７の中心位置である。
【００１６】
制御軸６は、図１〜図４に示すように、シリンダブロック９に対して回転可能に支持される主軸部８と、この主軸部８に対して所定量ｅ0だけ偏心した偏心軸部７と、有している。偏心軸部７は、主軸部８よりも大径となるよう設定されていて、偏心軸部７と主軸部８の間は偏心軸部７及び主軸部８のどちらよりも径が細い接続部２６となっている。制御軸６の一端には、電気モータ等のアクチュエータ１９が取り付けられている。本実施形態において、制御軸６は、４箇所に偏心軸部７が形成され、これらの偏心軸部７に４つの気筒のコントロールリンク５がそれぞれ連結されている。
【００１７】
従って、圧縮比の変更のために、アクチュエータ１９により制御軸６を回転駆動すると、コントロールリンク５の揺動支点１７となる偏心軸部７の中心位置が機関本体に対して移動する。これにより、コントロールリンク５によるロアリンク４の運動拘束条件が変化して、クランク角に対するピストン１の行程位置が変化し、ひいては圧縮比が変更されることになる。
【００１８】
また、この複リンク式ピストン−クランク機構においては、クランクシャフト２のジャーナル部１４の中心１５が、シリンダ１０のボア中心線Ｌ１に対して、図１における右側にオフセットした構成となっている。また、制御軸６の回転軸となる主軸部８が、ジャーナル部１４の中心１５を通り、シリンダ１０のボア中心線Ｌ１に対して平行なジャーナル部中心線Ｌ２に対して、図１における右側にオフセットすると共に、クランクシャフト２のジャーナル部１４よりも図１における下方に位置するよう構成されている。
【００１９】
換言すれば、複リンク式ピストン−クランク機構は、シリンダ１０のボア中心線Ｌ１に対して、クランクシャフト２のジャーナル部１４と、制御軸６の主軸部８とが同じ方向にオフセットし、かつ制御軸６がクランクシャフト２よりも下方に位置するように構成されている。
【００２０】
ここで、制御軸６の偏心軸部７の周囲（外周）には、図５及び図６に示すように、略円筒状の継ぎ目の無い偏心スリーブ２０が圧入されている。偏心スリーブ２０は、機関運転中に偏心軸部７に対して相対回転することなく、十分な圧入代に基づく圧入によって固定される。従って本発明によれば、従来技術のようにコントロールリンクの連結ピン孔（軸受メタルの内周）の中心位置が調整される代わりに、制御軸６の偏心軸部７（軸側の外周）の中心位置が調整される。
【００２１】
この偏心スリーブ２０は、偏心軸部７に圧入される筒状部２１と、筒状部２１の一端に形成された回転角度調整部２２と、を有している。筒状部２１は、偏心軸部７の外周面と対向する内周面２３に対して、コントロールリンク５の他端側に取り付けられた円筒状の軸受けメタル２４と回転可能に嵌合する外周面２５が、所定量ｅだけ偏心するよう形成されている。回転角度調整部２２は、筒状部２１の一端の全周に鍔状に形成された凸部であって、偏心スリーブ２０を軸方向から見て、外形が６角形となるように形成されている。
【００２２】
ここで、偏心スリーブ２０は、制御軸６の偏心軸部７に圧入されているため、偏心スリーブ２０の筒状部２１の内周面２３と、偏心軸部７の外周面とが直接接触する部分が必ず存在することになる。すなわち、偏心スリーブ２０の筒状部２１の内周面２３と、偏心軸部７の外周面との間は、少なくとも流体潤滑状態とはならないように設定されている。
【００２３】
尚、本実施形態における制御軸６は、図３に示すように、４つの偏心軸部７を有しており、偏心軸部７ａ、７ｂについては図３における右側から、偏心軸部７ｃ、７ｄについては図３における左側からそれぞれ偏心スリーブ２０が組付けられている。これは、偏心軸部７ａ、７ｄの外径が、偏心軸部７ｂ、７ｃの外径よりも（例えば１ｍｍほど）小さく設定されているからである。但し、偏心軸部７ａ、７ｄに圧入される偏心スリーブ２０の筒状部２１の内径は、偏心軸部７ｂ、７ｃに圧入される偏心スリーブ２０の筒状部２１の内径よりも小さく設定され、圧入代δ（偏心軸部７の外径と、偏心スリーブ２０の筒状部２１の内径との差）は全気筒同一となるよう設定されている。また、偏心スリーブの外径は全気筒で同一となるように構成され、コントロールリンク５は全気筒で共通のものを用いることができるようになっている。
【００２４】
偏心スリーブ２０の外径中心と内径中心のずれに相当する偏心量ｅは、全気筒で等しく、気筒間の圧縮比のばらつき調整に必要な最小限の偏心量に設定されたものであって、制御軸６における偏心軸部７の主軸部８に対する偏心量ｅ0よりも小さく設定されている。
【００２５】
このような複リンク式ピストン−クランク機構において、内燃機関の組み立て工程中に圧縮比の調整を行う場合には、全てのリンク部品（アッパリンク３、ロアリンク４、コントロールリンク５）を組付けた後、制御軸６を回転しないように固定し、例えば上死点位置における各気筒のピストン１の高さを測定し、測定した高さと、その時の制御軸６の角度に対応する上死点位置の計算上のピストン高さとの比較から各気筒の偏心スリーブ２０の必要回転角度を算出し、治具を偏心スリーブ２０の回転角度調整部２２に係合させて、各気筒の偏心スリーブ２０を回転させ、ピストン１の高さを調整する。ピストン１のストローク位置の中で、上死点位置を採用して調整することにすれば、治具を用いた調整が容易に行なえる。
【００２６】
ここで、偏心スリーブ２０の回転角度とピストン１の高さ変化の関係は、図７に示すような関係になっている。制御軸８を固定し、ピストン上死点位置において（調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２を固定して）偏心スリーブ２１のみを回転させた場合、ピストン上死点位置が最も高くなる回転角度からピストン上死点位置が最も低くなる回転角度になる過程に、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１の上死点位置（高さ）の関係が線形（割合が一定）に近い領域（線形特性領域）が存在する。このような線形に近い領域では、ピストン１の高さを調整する際に、要求されるピストン高さの調整量を偏心スリーブ２０の回転角度に精度よく変換可能となり、偏心スリーブ２１の回転角度管理が可能となることからピストン高さを調整することによる圧縮比ばらつきの調整作業が容易になる。
【００２７】
偏心スリーブ２０を回転させてピストン１の上死点位置の調整を行う場合、例えば、各気筒のピストン１の上死点位置を設計上の中央値（設計中央値）に一致するように調整する場合、調整を行った圧縮比においては（制御軸８の角度が上死点位置の調整を行った角度であれば）、気筒間の圧縮比ばらつきを略ゼロにすることが可能である。しかしながら、ピストン１の上死点位置の調整を行った圧縮比以外の圧縮比におけるピストン１の上死点位置については、気筒間のばらつきがゼロになっているわけではない。
【００２８】
そのため、例えば偏心スリーブ２０を回転させてピストン１の上死点位置の調整を行ったときの圧縮比以外の圧縮比が、内燃機関の運転中に多用されるのであれば、使用頻度の低い圧縮比のときの気筒間の圧縮比ばらつきを最小限とする利点は少ない。一方、使用頻度の高い圧縮比のときの気筒間の圧縮比ばらつきを最小限にできれば、総じて燃費性能を向上させることが可能となるなどの利点が多い。
【００２９】
そこで、内燃機関が複リンク式ピストン−クランク機構で実現可能な最高圧縮比をその運転中に最も使用するような場合には、図８、図９に示す本発明の第１実施形態のように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品寸法を設定する。すなわち、制御軸８の角度を最高圧縮比における角度に設定し、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２を固定した上で、偏心スリーブ２０を、線形特性領域の中央となる姿勢で偏心軸部７に組付けたときに、ピストン位置が、最高圧縮比におけるピストン上死点位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品を予め加工（各部品寸法を設定）しておく。実際の組立て工程において、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に圧入した際には、制御軸６の回転角度が最高圧縮比のときの回転角度で、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２が固定された状態で、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に対して回転させピストン１の上死点位置の調整を実施する。本例の場合、複リンク式ピストン−クランク機構の構成が、コントロールリンク５の上下方向の動きを、比較的ダイレクトにピストン１ないしアッパリンク３の上下方向の動きへと変換する構成になっている（クランクピン１３を中心とした点対称に近い配置になっている）ため、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２（詳細は後述）はコントロールリンク５の長手方向と交差した向き（コントロールリンク５をリニアに動かすことができる概ね垂直に近い向き）を向いている。
【００３０】
この第１実施形態において、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に圧入した際の（調整前の）偏心軸部７に対する偏心スリーブ２０の組付け角度は、図８に示すように、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１の上死点位置（高さ）の関係が線形（割合が一定）に近い領域内（線形特性領域）の中心付近の角度となっている。
【００３１】
また、図９に示すように、制御軸６の回転角度が最高圧縮比のときの回転角度のときに、ピストン１の上死点位置が設計上の中央値となるように偏心スリーブ２０を回転させて圧縮比の調整を行っているので、ピストン上死点位置が低いときに比べて上死点位置が高くなるほど（圧縮比が低いときに比べて圧縮比が高くなるほど）、設計上の中央値となるピストン上死点位置へと調整後のピストン上死点位置が接近していく傾向の特性となって、使用頻度の高い最高圧縮比のときに最も設計中央値に近づいている。
【００３２】
尚、この第１実施形態においては、図９に示すように、主軸部８に対する偏心軸部７の偏心方向Ｐ１に対して、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２が図９における時計周り方向側に所定角度ずれて位置していて、この向きの設定は、高圧縮比のときの複リンク式ピストン−クランク機構の姿勢を織り込んだ上で、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１のストローク位置の関係を最も線形に近づける（割合を最も一定に近づける）ものとなっている。図９中の３１は、主軸部８の中心位置であり、３２は偏心スリーブ２０の中心位置（偏心スリーブ２０の外周面２５の中心位置）である。また、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２を示す矢印は、偏心スリーブ２０を正面から見たときに、偏心スリーブ２０の中心位置３２と、偏心スリーブ２０（筒状部２１）の最も肉厚が薄くなる部分と、最も肉厚が厚くなる部分と、を通る直線上に位置するものである。ちなみに、偏心スリーブ２０によりピストン１の上死点位置の調整を行う前は、ピストン上死点位置は、設計上の中央値に対して、図９中に２本の２点鎖線で挟まれた範囲で示めされるばらつきの範囲を持つことになる。
【００３３】
このような第１実施形態においては、例えば、過給機と併用され、内燃機関が最高圧縮比を多用するような場合に、多用される最高圧縮比のばらつきが無くなるように精度よく調整することができるので、ノックキングの発生を抑制することができると共に、高圧縮比、特に最高圧縮比で運転された際の燃費を向上させることができる。つまり、この第１実施形態は、最もばらつきを減らしたい圧縮比が最高圧縮比である場合に適用するのが好適である。
【００３４】
また、内燃機関が複リンク式ピストン−クランク機構で実現可能な最高圧縮比と最低圧縮比との間の中間圧縮比をその運転中に最も使用するような場合には、図１０、図１１に示す本発明の第２実施形態のように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品寸法を設定する。すなわち、制御軸８の角度を中間圧縮比における角度に設定し、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２を固定した上で、偏心スリーブ２０を、線形特性領域の中央となる姿勢で偏心軸部７に組付けたときに、ピストン位置が、中間圧縮比におけるピストン上死点位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各部品を予め加工（各部品寸法を設定）しておく。実際の組立て工程において、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に圧入した際には、制御軸６の回転角度が中間圧縮比のときの回転角度で、調整対象の気筒が上死点位置となるようにクランクシャフト２が固定された状態で、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に対して回転させピストン１の上死点位置の調整を実施する。本例の場合、複リンク式ピストン−クランク機構の構成が、コントロールリンク５の上下方向の動きを、比較的ダイレクトにピストン１ないしアッパリンク３の上下方向の動きへと変換する構成になっている（クランクピン１３を中心とした点対称に近い配置になっている）ため、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２はコントロールリンク５の長手方向と交差した向き（コントロールリンク５をリニアに動かすことができる概ね垂直に近い向き）を向いている。
【００３５】
この第２実施形態において、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に圧入した際の（調整前の）偏心軸部７に対する偏心スリーブ２０の組付け角度は、図１０に示すように、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１の上死点位置（高さ）の関係が線形（割合が一定）に近い領域内（線形特性領域）の中心付近の角度となっている。
【００３６】
また、図１１に示すように、制御軸６の回転角度が中間圧縮比のときの回転角度のときに、ピストン１の上死点位置が設計上の中央値となるように偏心スリーブ２０を回転させて圧縮比の調整を行っているので、制御軸６の回転角度が中間圧縮比のときの回転角度へ近づくほど、設計上の中央値となるピストン上死点位置へと調整後のピストン上死点位置が接近していく傾向の特性となって、使用頻度の高い中間圧縮比のときに最も設計中央値に近づいている。
【００３７】
尚、この第２実施形態においては、図１１に示すように、主軸部８に対する偏心軸部７の偏心方向Ｐ１に対して、偏心スリーブ２０の偏心方向Ｐ２が図１１における反時計周り方向側に所定角度ずれて位置していて、この向きの設定は、中間縮比のときの複リンク式ピストン−クランク機構の姿勢を織り込んだ上で、偏心スリーブ２０の回転角度に対するピストン１のストローク位置の関係を最も線形に近づける（割合を最も一定に近づける）ものとなっている。複リンク式ピストン−クランク機構の姿勢が、圧縮比が異なる第１実施形態とは違うため、偏心方向Ｐ２は第１実施形態とは若干異なる方向となる。ちなみに、この第２実施形態においても、偏心スリーブ２０によりピストン１の上死点位置の調整を行う前は、ピストン上死点位置は、設計上の中央値に対して、図１１中に２本に２点鎖線に挟まれた範囲で示されるばらつきの範囲を持つことになる。
【００３８】
このような第２実施形態においては、例えば、ハイブリッド車両等に搭載され、バッテリの充電のために主として内燃機関を運転するため、最低圧縮比よりも大きいとある中間の圧縮比で多用する場合に、このとある中間の圧縮比を前記中間圧縮比とすることで、多用される中間圧縮比のばらつきが無くなるように精度よく調整することができ、中間圧縮比で運転された際の燃費を向上させることができる。つまり、この第２実施形態は、最もばらつきを減らしたい圧縮比が最低圧縮比よりも大きいとある中間の圧縮比である場合に適用するのが好適である。
【００３９】
また、上述した第１、第２実施形態においては、偏心スリーブ２０により、気筒間の圧縮比のばらつきが低減されるため、その分、吸排気弁とピストンとの干渉回避のために設定されるマージンの低減、点火時期進角、ＥＧＲ領域の拡大、が可能となり、燃費を向上させることが可能となる。そして、偏心スリーブ２０により、気筒間の圧縮比のばらつきが低減されるため、その分、過給圧領域の拡大が可能となり、出力、トルクを向上させることが可能となる。
【００４０】
尚、最低圧縮比におけるピストン上死点位置が、最低圧縮比におけるピストン上死点位置の設計上の中央値と一致するよう、偏心軸部７に偏心スリーブ２０を圧入すると共に、制御軸６の回転角度が最低圧縮比のときに、偏心スリーブ２０を偏心軸部７に対して回転させピストン１の上死点位置の調整を実施すると、図９、図１１の傾向から、圧縮比が高くなるほど、圧縮比のばらつきが大きくなるので、少なくとも最低圧縮比以外の圧縮比を最もばらつきを減らす圧縮比に設定するのが望ましい。
【符号の説明】
【００４１】
５…コントロールリンク
６…制御軸
７…偏心軸部
２０…偏心スリーブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のピストンとクランクシャフトとを連結する複数のリンク部材と、これら複数のリンク部材の動きを規制するコントロールリンクと、前記コントロールリンクの一端が揺動可能に連結される偏心軸部を有する制御軸と、前記偏心軸部に圧入された筒状の偏心スリーブと、を有し、前記制御軸の回転により前記偏心軸部の位置を変化させることによって前記ピストンの上死点位置が変化して圧縮比が変化すると共に、前記偏心スリーブを前記偏心軸部に対して回転させることで、各気筒毎にピストンの上死点位置が調整可能な内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構において、
前記制御軸の角度を所定の圧縮比に対応した角度に設定し、前記クランクシャフトの角度を前記ピストンが所定のストローク位置となる角度に設定した上で、前記偏心スリーブを、該偏心スリーブの回転角度に対する前記ピストンのストローク位置の関係が線形に近い線形特性領域の中央となる姿勢で前記偏心軸部に組付けたときに、前記ピストンのストローク位置が所定の圧縮比における所定のストローク位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各要素が構成されていることを特徴とする内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構。
【請求項２】
所定の圧縮比は、前記制御軸を回転させることで実現可能な最低圧縮比よりも大きい圧縮比であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構。
【請求項３】
所定の圧縮比は、前記制御軸を回転させることで実現可能な最高圧縮比であることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構。
【請求項４】
前記ピストンの所定のストローク位置は上死点位置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構。
【請求項１】
内燃機関のピストンとクランクシャフトとを連結する複数のリンク部材と、これら複数のリンク部材の動きを規制するコントロールリンクと、前記コントロールリンクの一端が揺動可能に連結される偏心軸部を有する制御軸と、前記偏心軸部に圧入された筒状の偏心スリーブと、を有し、前記制御軸の回転により前記偏心軸部の位置を変化させることによって前記ピストンの上死点位置が変化して圧縮比が変化すると共に、前記偏心スリーブを前記偏心軸部に対して回転させることで、各気筒毎にピストンの上死点位置が調整可能な内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構において、
前記制御軸の角度を所定の圧縮比に対応した角度に設定し、前記クランクシャフトの角度を前記ピストンが所定のストローク位置となる角度に設定した上で、前記偏心スリーブを、該偏心スリーブの回転角度に対する前記ピストンのストローク位置の関係が線形に近い線形特性領域の中央となる姿勢で前記偏心軸部に組付けたときに、前記ピストンのストローク位置が所定の圧縮比における所定のストローク位置の設計上の中央値とほぼ一致するように、複リンク式ピストン−クランク機構の各要素が構成されていることを特徴とする内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構。
【請求項２】
所定の圧縮比は、前記制御軸を回転させることで実現可能な最低圧縮比よりも大きい圧縮比であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構。
【請求項３】
所定の圧縮比は、前記制御軸を回転させることで実現可能な最高圧縮比であることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構。
【請求項４】
前記ピストンの所定のストローク位置は上死点位置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１１２０７（Ｐ２０１３−１１２０７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３６２６（Ｐ２０１１−１４３６２６）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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