特開 2022-37838 シリンダ芯軸とコンロッド小端軌跡の内角を鋭角とした行程容積、圧縮比連続可変装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022037838

(43)【公開日】2022-03-09

(54)【発明の名称】シリンダ芯軸とコンロッド小端軌跡の内角を鋭角とした行程容積、圧縮比連続可変装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 7/06 20060101AFI20220302BHJP

   F02D 15/02 20060101ALI20220302BHJP

【ＦＩ】

F16C7/06

F02D15/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2020152403

(22)【出願日】2020-08-25

(71)【出願人】

【識別番号】512105989

【氏名又は名称】山内 幸作

(72)【発明者】

【氏名】山内 幸作

【テーマコード（参考）】

3G092

3J033

【Ｆターム（参考）】

3G092AA12

3G092DD06

3G092DG08

3G092FA14

3J033AA04

3J033DA00

3J033DA06

(57)【要約】      （修正有）

【課題】コンパクトで、使用する全域で振動が低減できる行程容積、圧縮比連続可変装置を提供する。
【解決手段】三つのリンクにてピストン１１とクランクシャフト１５を連接するものにおいて、上死点時コンロッド小端軸心ＣＳｂ、クランクピン軸芯ＣＳｔとクランクジャーナル軸芯Ｏｊを一直線に結んだ線とシリンダ芯軸Ｙの内角を鋭角とし、コンロッド小端をガイドレールにて直線状又はアームにて円弧状にストロークさせ、シリンダ芯軸Ｙに対しクランクの反対側に揺動軸を配置した可変制御アームの揺動軸位置を可変することで、ピストンロッド大端のストローク軌跡を可変し行程容積、圧縮比を連続可変する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストンとクランクを、ピストン側のピストンロッドとクランク側のコンロッドを揺動自在に連接リンクにて連接するものにおいて、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ線とシリンダ芯軸の内角を鋭角に配置し、コンロッド小端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状回転体を、面状ガイドレールを有するクロスヘッドガイドにて外周両側を挟み込み、その軸芯をクランクジャーナル軸芯を通る直線上で固定軌跡にて転動ストロークさせ、ピストンロッド大端軸芯を円弧状にストロークさせる可変制御アームの揺動軸芯を、シリンダ芯軸に対しクランクの反対側で二次元的（面状）に変位させ、ストロークと圧縮比を可変制御する行程容積、圧縮比連続可変装置。

【請求項2】

ピストンとクランクを、ピストン側のピストンロッドとクランク側のコンロッドを揺動自在に連接リンクにて連接するものにおいて、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ線とシリンダ芯軸の内角を鋭角に配置し、コンロッド小端をコンロッドアームにて円弧状の固定軌跡にてストロークさせ、ピストンロッド大端軸芯を円弧状にストロークさせる可変制御アームの揺動軸芯を、シリンダ芯軸に対しクランクの反対側で二次元的（面状）に変位させ、ストロークと圧縮比を可変制御する行程容積、圧縮比連続可変装置。

【請求項3】

ピストン上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯が、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ略線上となる様に、シリンダの反対側の位置にコンロッドアーム揺動軸芯を配置すると共に、ピストンストローク中間点時のコンロッド小端軸芯がピストン上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯位置に近づくようピストンロッド大端軸芯の軌跡を設定する請求項２に記載した行程容積、圧縮比連続可変装置。

【請求項4】

クランクジャーナル軸芯を通るシリンダ芯軸への垂線が、ピストンストローク範囲の燃焼室内に収まる請求項１，２に記載した行程容積、圧縮比連続可変装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車、船舶、船外機等のエンジンで行程容積、圧縮比を随時任意に連続無段階可変するものにおいて、ピストンとクランクをピストンロッド、連接リンク、コンロッドの三つのリンクにて連接し、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ線とシリンダ芯軸との内角を鋭角に配置、コンロッド小端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状回転体を、面状ガイドレールにて軸芯をクランクジャーナル軸芯を通る直線上で固定軌跡にて転動ストロークさせるか、コンロッド小端をコンロッドアームにて円弧状の固定軌跡にてストロークさせ、ピストンロッド大端軸芯を円弧状にストロークさせる可変制御アームの揺動軸芯を、シリンダ芯軸に対しクランクの反対側で二次元的（面状）に変位させ、ストロークと圧縮比を可変制御するものである。
ピストンとクランクを三つのリンクにて連接し、少なくとも一つの対偶のストローク軌跡を可変し行程容積、圧縮比を随時任意に連続無段階可変するものにおいて、従来の様に上下死点時コンロッド小端軸芯とクランクジャーナル軸芯を結ぶ線とシリンダ芯軸の内角を鈍角に配置したものは、シリンダ芯軸直角方向をコンパクトにできると共に連接リンク長を短くでき運動部を軽くできる利点があるが、クランクジャーナル軸芯と上死点時ピストン頂面との間隔が長くなり、直立シリンダエンジンではシリンダヘッド高が高くなってしまう欠点があった。シリンダを傾斜させればヘッド高を抑えられるが、クランクジャーナル軸芯と上死点時リンダヘッド頂部との水平方向間隔がクランクジャーナル軸芯に対し偏って長くなる新たな欠点がでるものであった。

【0002】

本発明ではクランクの側部にシリンダを配置する為に、連接リンクを長くして接触を防ぐ必要があり運動部が重くなると共にコンロッドストローク方向のエンジン寸法が長くなるが、クランクジャーナル軸芯を通るシリンダ芯軸への垂線からの上死点時ピストン頂面高さが低く抑えられシリンダヘッド高を低くできると共に、クランクジャーナル軸芯に対し行程容積、圧縮比制御機構とシリンダヘッド頂部をエンジン水平方向で振り分けて配置できるので、クランクジャーナル軸芯回りにコンパクトなエンジンにできる特長がある。

【0003】

本発明の第一実施形態は、ピストンとクランクを、ピストン側のピストンロッドとクランク側のコンロッドを揺動自在に連接リンクにて連接するものにおいて、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ線とシリンダ芯軸の内角を鋭角に配置し、コンロッド小端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状回転体を、面状ガイドレールを有するクロスヘッドガイドにて外周両側を挟み込み、その軸芯をクランクジャーナル軸芯を通る直線上で固定軌跡にて転動ストロークさせ、ピストンロッド大端軸芯を円弧状にストロークさせる可変制御アームの揺動軸芯を、シリンダ芯軸に対しクランクの反対側で二次元的（面状）に変位させ、ストロークと圧縮比を可変制御するものである。
コンロッド小端をコロガリ接触にて直線状にストロークさせるのでメカロス低減でき、ピストンの上下死点位相に対する上下死点間と下上死点間のストロークカーブが対称になると共に、最小～中間ストローク域でピストンストローク中間点に対する上、下死点域のカーブが略対称の近似正弦波となり、１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブが直線に近づき、最大ストローク側でも平均ピストン頂面カーブが単コンロッドクランク機構より半減近くまで低減でき、コンロッド側の二次アンバランスが加わっても最小～中間ストローク域では振動面で有利となる。

【0004】

第二実施形態は、第一実施形態におけるコンロッド小端のストロークをクロスヘッドガイドによる直線からコンロッドアームによる円弧状軌跡に変えたものである。
コンロッド小端軸心が円弧状軌跡となるので、ピストンの上死点位相及び上死点位相の前後１８０°に対する上下死点間と下上死点間のストロークカーブが非対称となり第一実施形態より振動面で劣るものになりがちだが、ピストン上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯が、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ略線上となる様に、シリンダの反対側の位置にコンロッドアーム揺動軸を配置すると共に、ピストンストローク中間点時のコンロッド小端軸芯が、ピストン上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯位置に近づくようピストンロッド大端軸芯の軌跡を設定すれば、ピストン下死点位相はピストン上死点クランクピン位相の前後１８０°からずれ、上死点位相の前後１８０°に対する前後９０°間のピストンストロークカーブは上死点位相の前後１８０°に対し非対称となるが、上死点位相前後９０°間のピストンストロークカーブを上死点位相に対し略対称な近似正弦波にできる。
１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブの波が、最小ストローク域では第一実施形態と同等、中間ストローク域では第一実施形態より少し高く振動面で劣るが、最大ストローク側では第一実施形態より更に半減近く低減しており、全域で単コンロッドクランク機構より大幅に振動低減できると共に、コンロッド小端ストロークを規制する部品を低減できコスト面で有利となる。
両実施形態共に、行程容積、圧縮比可変範囲全域に亘り、上死点及び下死点のクランク位相変化が小さくバルブタイミング合せのＶＶＴが不要で、無電力での行程容積、圧縮比の固定、保持をも可能にするものである。

【背景技術】

【0005】

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、広い運転領域で熱効率向上、ポンピングロス低減が図れる。
ピストンとクランクを連接するコンロッドを、ピストン側コンロッド（ピストンロッド）とクランク側コンロッド（コンロッド）及びそれらをクランクジャーナル軸直角方向に揺動自在に連結するリンク（連結リンク）とに三分割し、コンロッド小端を円弧状にストロークさせる揺動アーム（コンロッドアーム）の揺動軸を固定し、ピストンロッド大端を円弧状にストロークさせる揺動アーム（可変制御アーム）の揺動軸位置を二次元的（面状）に可変制御することを特徴とする特許文献１が開示されている。

【特許文献1】特開２０１９－１６７９４５号公報

又、コンロッドを三分割しクランク側連結部を円弧状に揺動させるアームの揺動軸を固定し、直線又は直線に近い曲率の面状ガイドレールを有するガイドにて、ピストン側連結部の両端に設けた円筒状回転体を転動させて連結部をストロークさせ、クランク側連結部円弧状軌跡に対するガイドの位置、傾斜を二次元的（面状）に可変制御することを特徴とする特許文献２が開示されている。

【特許文献2】特開２０２０－０２９８５７号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１では、コンロッドを三分割し、コンロッド小端を円弧状にストロークさせる揺動アームの揺動軸を固定し、ピストンロッド大端を円弧状にストロークさせる揺動アームの揺動軸位置を二次元的に可変制御することで、行程容積、圧縮比可変範囲全域に亘り、上死点及び下死点のクランク位相が略変化せず、バルブタイミングを合わせる為のＶＶＴが不要となり、上下死点時コンロッド小端軸芯とクランクジャーナル軸芯を結ぶ線Ｙ’上にコンロッド小端の下死点時軸芯を配置すれば、上下死点間クランク角を１８０°にできると共に、ピストンロッド大端は円弧の線状軌跡を描くので常用域での上死点側軌跡を略シリンダ芯軸Ｙに沿わせることで、ピストン側圧が大幅低減し低メカロス化が図れるもので、Ｙ’線とＹ軸の内角を鈍角に配置し、出来る限り可変広範囲でピストンロッド大端とコンロッド小端が下死点から上死点側にストロークする間に、ピストンロッド大端とコンロッド小端の円弧状軌跡の間隔が広がらないよう配置したものにおいて、可変制御アーム揺動軸芯及びコンロッドアーム揺動軸芯を外角側に配置した場合、図１２のように１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブが最大ストローク側では正弦ストロークカーブの直線に近づけることが可能となり、コンロッド側の往復運動部二次アンバランスが加わっても単コンロッドクランク機構より振動面で有利となるが、最小ストローク側では従来の単コンロッドクランク機構より少し大きな平均ピストン頂面カーブとなり、コンロッド側の往復運動部二次アンバランスもあるので振動面で劣ると共に、可変ストローク比（最大／最小ストローク）が小さくなる欠点があった。

【0007】

特許文献２では、直線又は直線に近い曲率の面状ガイドレールを有するクロスヘッドガイドにて、ピストン側連結部の両端に設けた円筒状回転体を転動させて連結部をストロークさせ、クランク側連結部円弧状軌跡に対するクロスヘッドガイドのガイドレールの位置、傾斜を二次元的（面状）に可変制御することで、ピストンロッド大端軸芯が略直線状軌跡を描くので常用域での上死点側軌跡をシリンダ芯軸に近づけて沿わせることで、ピストン側圧が大幅低減し低メカロス化が図れ、更にピストンロッド大端のストロークをクロスヘッド軸に回転自在に軸支した円筒状の回転体がクロスヘッドガイドの面状ガイドレールに沿って転動するコロガリ接触とすることで、特許文献１に比べ大幅な低メカロス化が図れるもので、ピストンロッド大端軸芯のストローク軌跡を直線又は直線に近い適切な曲率に設定でき、図１３のように最大ストローク側では、１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブがより正弦ストロークカーブの直線に近づき、コンロッド側の往復運動部二次アンバランスが加わっても、大ストローク、高回転域でのクランクバランスが、単コンロッドクランク機構より改善され振動低減が図れるが、最小ストローク側は単コンロッドクランク機構より少し大きな平均ピストン頂面カーブとなり、コンロッド側の往復運動部二次アンバランスもあるので特許文献１と同様に振動面で劣るが、可変ストローク比を特許文献１より大きくできる長所があった。

【0008】

特許文献１，２の様に、Ｙ’線とＹ軸の内角を鈍角に配置した従来のものは、ピストン上死点時ピストンロッド大端軸芯を上死点時コンロッド小端軸芯と上死点時ピストンロッド小端軸芯を結んだ線上付近に、下死点時ピストンロッド大端軸芯がＹ’線の内角側になるようピストンロッド大端軸芯をストロークさせ最小ストロークとし、最大ストロークは下死点時ピストンロッド大端軸芯をＹ’線の外角側にずらすと共に、上死点時ピストンロッド大端軸芯位置を上死点時コンロッド小端を軸に連結リンクを外角側に回転させてクランク側に近づけることでストロークを大きくすると共に圧縮比も調整するもので、最小ストローク側ではピストンロッド大端ストロークがコンロッド小端ストロークより短くなることで、ピストンストローク中間点時のピストンロッド大端軸芯と、上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯との間隔が連結リンク長より長くなってしまうが、Ｙ’線とＹ軸に角度があると共にコンロッド小端の円弧状軌跡を直線に近づけたり円弧の山を内角側にすることで、ピストンストローク中間点時のピストンロッド大端軸芯を、上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯位置に近づけることができるが、単コンロッドクランク機構までは近づけることができないので、１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブの波が大きくなってしまう。最大ストローク側ではピストンロッド大端ストロークがコンロッド小端ストロークより大きくなることで、ピストンストローク中間点時のピストンロッド大端軸芯と、上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯との間隔を略連結リンク長にでき、近似正弦ピストンストロークカーブとなるものだが、最小ストローク側を近似正弦カーブにはできないものであった。
シリンダ芯軸直角方向をコンパクトにできると共に連接リンク長を短くでき運動部を軽くできる利点があるが、クランクジャーナル軸芯と上死点時ピストン頂面との間隔が長くなり直立シリンダエンジンではシリンダヘッド高が高くなってしまう欠点があった。シリンダを傾斜させればヘッド高を抑えられるが、クランクジャーナル軸芯とシリンダヘッド頂部との水平方向間隔がクランクジャーナル軸芯に対し偏って長くなってしまう新たな欠点がでて、シリンダ側に変速機の出力軸を配置できるＣＶＴ変速機付エンジン等には採用できるが、エンジンレイアウトが制限されるものであった。

【0009】

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、行程容積（ピストンストローク）と圧縮比の可変を、ピストンとクランクを三つのリンクにて連接し、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯（ＣＳｔ、Ｐｔ）とクランクジャーナル軸芯Ｏｊ（以下Ｏｊ）を一直線上に結んだ線Ｙ’（以下Ｙ’線）とシリンダ芯軸Ｙ（以下Ｙ軸）の内角αを鋭角に配置、コンロッド小端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状回転体を、面状ガイドレールにて軸芯ＳＣをＯｊを通る直線上で固定軌跡にて転動ストロークさせるか、コンロッド小端をコンロッドアームにて円弧状の固定軌跡にてストロークさせ、ピストンロッド大端軸芯ＰＢを円弧状にストロークさせる可変制御アームの揺動軸芯Ｏ（ｓ，ｍ，ｌ）を、Ｙ軸に対しクランクの反対側で二次元的（面状）に変位させ、ストロークと圧縮比を可変制御するもので、クランクの側部にシリンダを配置する為に、連接リンクを長くし接触を防ぐ必要があり運動部が重くなると共にコンロッドストローク方向エンジン寸法が長くなるが、Ｏｊを通るＹ軸への垂線Ｚ（以下Ｚ線）からの上死点時ピストン頂面高さが低く抑えられシリンダヘッド高を低くできると共に、Ｏｊに対し行程容積、圧縮比制御機構とシリンダヘッド頂部をエンジン水平方向で振り分けて配置できるのでクランクジャーナル軸芯回りにコンパクトなエンジンにできることが最大の特長である。
Ｙ’線とＹ軸の内角を鈍角に配置した従来のものは、最大ストローク側での１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブが正弦ストロークカーブの直線に近づき、コンロッド側の往復運動部二次アンバランスが加わっても、大出力、高回転域でのクランクバランスが、単コンロッドクランク機構より改善され振動低減が図れるが、最小ストローク側は単コンロッドクランク機構より少し大きな平均ピストン頂面カーブとなり、コンロッド側の往復運動部二次アンバランスもあるので振動面で劣るものであったのに対し、本発明では最小～中間ストローク域で正弦ストロークカーブに近づき、最大ストローク側でも１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブの波高が単コンロッドクランク機構より１／３～１／２程度まで低く抑えられる特長があり、低回転、低出力域を常用する車等のエンジンに向いている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前述の課題を解決する為の請求項１の発明は、ピストンとクランクを、ピストン側のピストンロッドとクランク側のコンロッドを揺動自在に連接リンクにて連接するものにおいて、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ線とシリンダ芯軸の内角を鋭角に配置し、コンロッド小端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状回転体を、面状ガイドレールを有するクロスヘッドガイドにて外周両側を挟み込み、その軸芯をクランクジャーナル軸芯を通る直線上で固定軌跡にて転動ストロークさせ、ピストンロッド大端軸芯を円弧状にストロークさせる可変制御アームの揺動軸芯を、シリンダ芯軸に対しクランクの反対側で二次元的（面状）に変位させ、ストロークと圧縮比を可変制御することを特徴とする。

【0011】

クランクの側部にシリンダを配置する為に、連接リンクを長くし接触を防ぐ必要があり運動部が重くなると共にコンロッドストローク方向エンジン寸法が長くなるが、Ｚ線からの上死点時ピストン頂面高さが低く抑えられシリンダヘッド高を低くできると共に、Ｏｊに対し行程容積、圧縮比制御機構とシリンダヘッド頂部をエンジン水平方向で振り分けて配置できるのでクランクジャーナル軸芯回りにコンパクトなエンジンにできることが最大の特長であり、コンロッド小端をコロガリ接触にて直線状にストロークさせるのでメカロス低減でき、ピストンの上下死点位相に対する上下死点間と下上死点間のストロークカーブが対称になると共に、最小～中間ストローク域でピストンストローク中間点に対する上、下死点域のカーブが略対称となり、１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブが近似正弦波の直線に近づき、最大ストローク側でも平均ピストン頂面カーブが単コンロッド機構より低減しており、コンロッド側の二次アンバランスが加わっても最小～中間ストローク域では振動面で有利となり、低回転、低出力を常用する車等のエンジンに最適と言える。

【0012】

請求項１の発明における行程容積、圧縮比可変機構は、可変制御アームによるピストンロッド大端軸芯ＲＢの円弧状ストローク軌跡ＡＶ（以下ＡＶ）と、Ｙ’線上を一直線にストロークするコンロッド小端軸芯ＣＳの上下死点時ＣＳｔ、ＣＳｂでの連接リンクによるＲＢの円弧状軌跡ＡＪ（以下ＡＪ）との交点が、ピストンロッド大端の上下死点即ちピストンの上下死点となる。最小ストロークではＡＶのＹ軸に対する角度を大きくし、ピストンロッド大端上下死点時軸芯（ＲＢｔｓ、ＲＢｂｓ）のＹ軸方向間隔を短くする為に、可変制御アーム揺動軸芯Ｏｓをシリンダヘッド側に寄せて配置、最大ストロークでは可変制御アーム揺動軸芯ＯｌをＯｓに対しＹ軸に略平行にシリンダヘッド側から遠ざけて配置することで、ＡＶのＹ軸に対する角度を小さくし、上死点時ピストンロッド大端軸芯ＲＢｔｌをシリンダヘッド側から遠ざけることで随意な圧縮比に設定すると共に、上下死点間（ＲＢｔｌ、ＲＢｂｌ）の間隔を広げストロークを拡大している。（図１，２参照）

【0013】

故に、ＲＢｔｓ、ＲＢｔｌはＣＳｔを軸芯とし連接リンク長を半径とした円弧ＡＪｔ上となり、ピストン上死点クランクピン位相Ｐｔの前後９０°Ｐ_９０におけるコンロッド小端軸芯ＣＳ_９０との間隔変化を小さく抑えられる。ピストンストローク中間点時のピストンロッド大端軸芯ＲＢｃ（ｓ，ｍ，ｌ）は可変制御アーム揺動角の略中心付近となるので、最小～最大ピストンストローク範囲におけるＲＢｃ（ｓ，ｍ，ｌ）とＲＢｔ（ｓ，ｍ，ｌ）との間隔は、ＲＢの揺動ストローク差の半分程度の間隔変化が生じるが、ＡＶのＹ軸に対する傾斜が最大ピストンストローク側になるに従って小さくなるので、ストロークによる間隔差が広がらずＣＳ_９０からの間隔差が小さく抑えられる。
又、Ｏｓ、Ｏｍ、ＯｌがＹ軸に対しクランクの反対側にあるのでＡＶの円弧状軌跡の山がクランク側となり、ＲＢｃ（ｓ，ｍ，ｌ）がＣＳ_９０に近づく配置なので、連接リンク、可変制御アームの長さ軸芯位置等を選定することで、可変範囲の一部でＲＢｃ（ｓ，ｍ，ｌ）とＣＳ_９０との間隔を略連接リンク長にできる。（図１，２参照）

【0014】

本実施例ではピストン中間ストローク時にＲＢｃｍとＣＳ_９０との間隔が略連接リンク長となり近似正弦ピストンストロークカーブを実現しており、最小ストロークではＲＢｃｓとＣＳ_９０との間隔が連接リンク長より長くなり、ピストンストローク中間点時のコンロッド小端軸芯ＣＳｃｓがＯｊに対しＣＳ_９０より離れた位置となるので、上死点側で正弦カーブより広がったピストンストロークカーブとなり、最大ストロークではＲＢｃｌとＣＳ_９０との間隔が連接リンク長より短くなり、ＣＳｃｌがＯｊに対しＣＳ_９０より近い位置となるので、上死点側で正弦カーブより狭い単コンロッドクランク機構のようなピストンストロークカーブとなっている。（図１，２，１４，１５参照）

【0015】

又、請求項２の発明は、ピストンとクランクを、ピストン側のピストンロッドとクランク側のコンロッドを揺動自在に連接リンクにて連接するものにおいて、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ線とシリンダ芯軸の内角を鋭角に配置し、コンロッド小端をコンロッドアームにて円弧状の固定軌跡にてストロークさせ、ピストンロッド大端軸芯を円弧状にストロークさせる可変制御アームの揺動軸芯を、シリンダ芯軸に対しクランクの反対側で二次元的（面状）に変位させ、ストロークと圧縮比を可変制御することを特徴とする。

【0016】

請求項１の発明よりコンロッド小端ストロークを規制する部品を低減できコスト面で有利となる。

【0017】

又、請求項３の発明は請求項２の発明において、ピストン上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯が、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ略線上となる様に、シリンダの反対側の位置にコンロッドアーム揺動軸芯を配置すると共に、ピストンストローク中間点時のコンロッド小端軸芯がピストン上死点クランクピン位相の前後９０°でのコンロッド小端軸芯位置に近づくようピストンロッド大端軸芯の軌跡を設定することを特徴とする。

【0018】

請求項２の発明は、ＣＳが円弧状軌跡となるので、Ｐｔ及び上死点位相の前後１８０°Ｐ_１８０に対する上下死点間と下上死点間のストロークカーブが非対称となり第一実施形態より振動面で劣るものになりがちだが、請求項３の発明にて、ＣＳｃ（ｓ，ｍ，ｌ）が、ＣＳｔ、ＰｔとＯｊを一直線上に結んだ略線上で、Ｐ_９０でのＣＳ_９０位置に近づくようコンロッドアーム揺動軸Ｏａの配置を工夫することで、Ｐｔ位相前後９０°間のピストンストロークカーブを略対称にでき、１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブの波が最小～中間ストローク域では第一実施形態より少し高く振動面で劣るが、最大ストローク側では半減近く低減しており低回転、低出力から高回転、高出力まで広範囲で使う船舶、船外機等のエンジンにより向いている。

【0019】

請求項３の発明における行程容積、圧縮比可変機構は、Ｐ_９０におけるＣＳ_９０を略Ｙ’線上に配置しているので、Ｐｔの前後９０°間は請求項１の発明と同様なピストンストロークカーブにできる。下死点側はＣＳｂがＹ’線からシリンダの反対側にずれるので、Ｐ_１８０の前後９０°間のストロークカーブが非対称となり、１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブに波ができるが、ＣＳｂがＹ’線からシリンダの反対側にずれることで、コンロッド小端の上下死点時軸芯ＣＳｔ、ＣＳｂでのＡＪｔ、ＡＪｂのＹ’線方向間隔が、シリンダ側で狭まり遠ざかる側で広がるハの字状となり、最小、最大ピストンストローク間でのＡＶｓ、ＡＶｌのＹ軸に対する傾斜変化を小さくできるので、ＣＳ_９０とＲＢｃ（ｓ，ｍ，ｌ）との間隔変化を小さくでき、請求項１の発明より広範囲でＲＢとＣＳ_９０との間隔を略連接リンク長にできている。（図１０，１６～１９参照）

【0020】

又、請求項４の発明は請求項１，２の発明において、クランクジャーナル軸芯を通るシリンダ芯軸への垂線が、ピストンストローク範囲の燃焼室内に収まることを特徴とする。

【0021】

クランクジャーナル軸芯を通るシリンダ芯軸への垂線Ｚに対するシリンダヘッド高が抑えられ、クランクジャーナル軸両側方向の重量及びスペースのバランスが取りやすくなる。

【発明の効果】

【0022】

ピストンとクランクを三つのリンクにて連接し、少なくとも一つの対偶のストローク軌跡を可変し行程容積、圧縮比を随時任意に連続無段階可変するものにおいて、コンロッド小端上下死点軸芯を結ぶ線とシリンダ芯軸の内角を鈍角に配置した従来のものは、シリンダ芯軸直角方向をコンパクトにできると共に連接リンク長を短くでき運動部を軽くできる利点があるが、クランクジャーナル軸芯と上死点時ピストン頂面との間隔が長くなり直立シリンダエンジンではシリンダヘッド高が高くなってしまう欠点があり、シリンダを傾斜させればヘッド高を抑えられるが、クランクジャーナル軸芯とシリンダヘッド頂部との水平方向スパンがクランクジャーナル軸芯に対し偏って長くなってしまい車への搭載が難しいエンジンレイアウトとなると共に、最大ストローク側で１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブが正弦ストロークカーブの直線に近づき、コンロッド側の往復運動部二次アンバランスが加わっても、高出力、高回転域でのクランクバランスが、単コンロッドクランク機構より改善され振動低減が図れるが、最小ストローク側は単コンロッドクランク機構より少し大きな平均ピストン頂面カーブとなり、コンロッド側の往復運動部二次アンバランスもあるので低出力、低回転域を常用する車等のエンジンには振動面で劣るものであり、むしろ高出力、高トルク側を多用する船舶、船外機等のエンジンに向いていた。

【0023】

本発明により、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ線とシリンダ芯軸の内角を鋭角に配置することで、クランクの側部にシリンダを配置する為に、連接リンクを長くし接触を防ぐ必要があり運動部が重くなると共にエンジン水平方向寸法が長くなるが、クランクの傍にシリンダを配置できることで、Ｚ線からの上死点時ピストン頂面高さを低く抑えられシリンダヘッド高を低くできると共に、クランクジャーナル軸芯に対し行程容積、圧縮比制御機構とシリンダヘッド頂部をエンジン水平方向で振り分けて配置できるので、車載が容易となるクランクジャーナル軸芯回りにコンパクトなエンジンにできると共に、ピストンストロークカーブが最小ストロークから中間ストローク側で正弦ストロークカーブに近づき、最大ストローク側では単コンロッドクランク機構より小さな波の平均ピストン頂面カーブとなる特長があり、低回転、低出力域を常用する車等のエンジンに適している。

【0024】

更に第一実施形態では、コンロッド小端をコロガリ接触にて直線ストロークさせるのでメカロス低減でき、図１４，１５のようにピストンの上下死点位相に対する上下死点間と下上死点間のストロークカーブが対称になると共に、最小～中間ストローク域でピストンストローク中間点に対する上、下死点域のカーブが略対称となり、１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブが近似正弦波の直線に近づき、最大ストローク側でも平均ピストン頂面カーブが単コンロッドクランク機構より低減しており、コンロッド側の二次アンバランスが加わっても最小～中間ストローク域では振動面で有利となる特長があり、低出力、低回転域を常用する車等のエンジンに向いている。

【0025】

第二実施形態は、コンロッド小端ストロークを規制する部品を低減しコストダウンを図る目的で、第一実施形態におけるコンロッド小端のストロークをクロスヘッドガイドによる直線からコンロッドアームによる円弧状軌跡に変えたものである。
コンロッド小端軸心ＣＳが円弧状軌跡となるので、ピストンの上死点位相及び上死点位相前後１８０°に対する上下死点間と下上死点間のストロークカーブが非対称となり第一実施形態より振動面で劣るものになりがちだが、上死点時クランクピン位相の前後９０°Ｐ_９０でのコンロッド小端軸芯ＣＳ_９０が、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯（ＣＳｔ、Ｐｔ）とクランクジャーナル軸芯Ｏｊを一直線上に結んだ略線上となるようコンロッドアーム揺動軸Ｏａを配置し、ピストンストローク中間点時のコンロッド小端軸芯がＣＳ_９０位置に近づくようピストンロッド大端軸芯ＲＢの軌跡を設定すれば、図１６～１９のように上死点クランクピン位相前後９０°間のピストンストロークカーブを略対称にできるが、下死点時クランクピン軸芯ＰｂがＹ’線からシリンダの反対側にずれるので１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブの波が時計回りではストローク中間点付近から下死点側で、反時計回りでは上死点からストローク中間点付近の間で出ており、最小～中間ストローク域では第一実施形態より少し高く振動面で劣るが、最大ストローク側では半減近く低減しており全域で振動低減できるものになる。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明による行程容積、圧縮比連続可変装置は、自動車、船舶、船外機等に搭載される各種ガソリン、ディーゼル、ＨＣＣＩエンジン等の動力装置に適用可能であり、以下図面にて実施例を詳細説明する。

【0027】

第一実施形態は、ピストンとクランクを、ピストン側のピストンロッドとクランク側のコンロッドを揺動自在に連接リンクにて連接するものにおいて、ピストン上死点時のコンロッド小端、クランクピン軸芯とクランクジャーナル軸芯を一直線上に結んだ線とシリンダ芯軸の内角を鋭角に配置し、コンロッド小端と連接リンクを連結するクロスヘッド軸の両端に回転自在に軸支した円筒状回転体を、面状ガイドレールを有するクロスヘッドガイドにて外周両側を挟み込み、その軸芯をクランクジャーナル軸芯を通る直線上で固定軌跡にて転動ストロークさせ、ピストンロッド大端軸芯を円弧状にストロークさせる可変制御アームの揺動軸芯を、シリンダ芯軸に対しクランクの反対側で二次元的（面状）に変位させ、ストロークと圧縮比を制御機構、モータにて可変制御し、エンジン使用特性に合わせて行程容積、圧縮比を連続無段階可変するもので、クランク機構１０、行程容積、圧縮比可変機構２０、行程容積、圧縮比制御機構３０を含む。

【0028】

クランク機構１０は、四気筒１８０°位相クランクのクランクシャフト１５が、アッパ、ロアクランクケース２、３に半割のジャーナルメタル軸受１５－１によりジャーナル軸１５ｂにて回転自在に軸支され、クランクケースのジャーナル軸受部両側側面とカウンタウエイト部１５ｗ及び変速機係合ボス部１５ｃの側面間に、半割シム１５－２を挿入し厚さを調整することで適正隙間にて軸方向規制されており、反対側のクランクシャフト段付軸に、オイルポンプ、カムシャフトに動力を伝達するオイルポンプドライブスプロケット１５ｅ、カムシャフトドライブスプロケット１５ｄが設けられている。図１、２に於いて本実施例では時計回りに回転させているが、可変ストローク全域に亘って上死点及び下死点のクランク位相が変化せず、上下死点間と下上死点間のクランク角も１８０°一定なので、反時計回りとすることも可能である。（図１，２，４参照）

【0029】

コンロッド１３の大端に半割のコンロッドメタル軸受１３－２、コンロッドキャップ１３－１をボルト１３－３にて締結することでクランクピン穴を形成し、クランクピン軸１５ａにコンロッドをクランクジャーナル軸方向規制、回転自在に軸支している。
コンロッド小端穴にはクロスヘッド軸１３－４が回転自在に軸支され、小端両側のクロスヘッド軸に小端端面と適切な隙間を確保して連接リンク１６を圧入固定することで、コンロッド小端に対し連接リンクが軸方向規制、回転自在に軸支され、連接リンク両外側のクロスヘッド軸にベアリング１３－７を介し回転体１３－６が回転自在に軸支され、ベアリング、回転体はアッパクランクケースにノックピン１７－２にて正確に位置決めされボルト１７－１で固定された、クロスヘッドガイド１７に挟まれて軸方向を規制されると共に、径方向は両側面状ガイドレール１７ａにて挟み込み回転体を転動させて、クロスヘッド軸（コンロッド小端）の軸芯ＣＳをクランクジャーナル軸芯Ｏｊを通る直線Ｙ’上をストローク可能にしている。（図１，２，４，７参照）

【0030】

クランクシャフトの回転によるコンロッドとの接触を防ぎ、膨張圧力の高い上死点から前後９０°間でのピストンロッド大端軸芯ＲＢのＹ軸からの直角方向のずれを小さくしピストン側圧を低減できる様に、Ｏｊに対しオフセットすると共にＹ軸とＹ’線を鋭角に配置したシリンダ１に、ピストン１１がストローク自在に挿入され、クランクジャーナル軸に平行に配置したピストンピン１１－１にピストンロッド１２が揺動自在に軸支され、ピストンロッド大端及びその両外側の軸方向にコの字状二股に分けられた可変制御アーム１４の先端穴部は、一対の連接リンクの片方先端穴に両端部を圧入固定した大端ピン１２－１にて揺動自在に軸支されると共に、連接リンクの内側面にて可変制御アーム先端の二股部外側面を挟み込み軸方向規制されている。
尚、コンロッド大小端、連接リンク、クロスヘッド軸及び両側端の回転体の軸支部、大端ピン、ピストンロッド大端、可変制御アーム先端内側部は、コンロッド、クロスヘッド軸、連接リンク、大端ピンに設けたオイル通路により、オイルギャラリ、クランクオイル通路を経由して供給されるオイルにて潤滑されている。（図１～４参照）

【0031】

行程容積、圧縮比可変機構２０は、ピストンロッド大端の動きを規制する可変制御アーム揺動軸の位置可変及び固定を５節リンク機構にて行うもので、アッパ、ロア原動リンク２１Ｕ，２１Ｌの対偶であるアッバ、ロア可変シャフト２３Ｕ，２３Ｌを、アッパクランクケース２と可変機構カバー４の合せ面上にてクランクジャーナル軸に平行に軸芯を配置、可変シャフト及びアッパクランクケースの溝にＣリング２３－２を挿入しアッパクランクケース、可変機構カバーに対し回転自在、軸方向規制し、ノックスクリュ２１－１の頭部四角柱に工具を挿入して回し先端ネジ部を原動リンクの適切な軸方向位置で仮組後にボルト２１－３を締付け、その後に四角柱にてノックスクリュの回り止めをしつつナット２１－２を締付けて弛み止めをして、可変シャフトに対し原動リンクの位相及び軸方向位置を決め可変シャフトと共に揺動自在としている。（図１，２，５，６参照）

【0032】

一対のロア従動リンク２２Ｌは、片方先端部をロア原動リンク先端ボス部の穴に回転自在に挿入されたロアリンクピン２４Ｌの両端にロア原動リンク先端ボス部端面と適切な隙間を確保して圧入され、ボス部を挟み込むことで原動リンクに対し軸方向規制、揺動自在に軸支されている。もう一方の先端部は、中央に可変制御アーム、その両側に一対のアッパ従動リンク２２Ｕの片方先端部を揺動自在に軸支する可変制御アームピン１４－１の両端に、可変制御アーム、アッパ従動リンクと適切な隙間を確保して圧入することで、ロア従動リンクに対し可変制御アーム、アッパ従動リンクを軸方向規制、揺動自在に軸支している。アッパ従動リンクのもう一方の先端部は、アッパ原動リンク先端ボス部の穴に回転自在に挿入されたアッパリンクピン２４Ｕの両端にボス部端面と適切な隙間を確保して圧入され、アッパ原動リンク先端ボス部を挟み込むことで原動リンクに対し軸方向規制、揺動自在に軸支されている。（図５，６参照）
尚、可変制御アームの揺動軸穴部は、ロア原動リンク、ロアリンクピン、ロア従動リンク、可変制御アームピンに設けられたオイル通路により、オイルギャラリ、クランクケースオイル通路、ロア可変シャフト中心穴を経由して供給されるオイルにて潤滑されている。

【0033】

可変制御アーム揺動軸をアッパ、ロア従動リンクにてクランク軸方向視Ｖ字状に軸支し、Ｖ字先端部をアッパ、ロアリンクピンの対偶にて連結したアッパ、ロア原動リンクを、静止リンクとなるクランクケース及び可変機構カバーに、クランク軸に平行に配置した対偶となるアッパ、ロア可変シャフトに固定し、二本のシャフトを別々のモータ及び駆動力伝達機構にて別々に自在に揺動を制御することで、アッパ、ロア原動リンクの相対位相を変えつつ揺動させアッパ、ロア従動リンクのＶ字角を自在に可変しつつ、アッパ、ロア従動リンクの対偶である可変制御アーム揺動軸の位置を二次元的に広範囲に可変し、行程容積、圧縮比可変範囲を広範囲に可変可能としている。
尚、全行程容積、圧縮比可変範囲にてアッパ、ロアリンクピン及び可変制御アーム揺動軸の対偶に対するリンクのＶ字角は直線に近づき死点（思案点）が発生しないレイアウトにする必要がある。（図１，２，５，６，８，９参照）

【0034】

行程容積、圧縮比制御機構３０は、可変制御アーム揺動軸の位置可変及び固定、保持を行う５節リンク機構の、アッパ、ロア原動リンクの対偶であるアッパ、ロア可変シャフトを揺動させるアッパ、ロア可変アーム３７Ｕ、３７Ｌを、アッパ、ロア可変シャフト軸方向で変速機室の反対側となるカムチェーン室に配置し、アッパ、ロア可変シャフトにノックスクリュ３７－１にて位相及び軸方向位置を決め、ノックスクリュの先端ネジ部をアッパ、ロア可変アームのネジ穴に締め込み適切な軸方向位置に仮組後にボルト３７－３を締付け、その後にナット３７－２を締付けて弛み止めし、アッパ、ロア可変シャフトと共に揺動自在としている。（図１，２，５，６，８参照）

【0035】

ジョイント３５は、アッパ、ロア可変アームの先端穴に回転自在に挿入され両端に段付軸を有するジョイントピン３６と、アッパ、ロア雄送りネジ３４Ｕ、３４Ｌのジョイントホルダ部３４Ｕａ、３４Ｌａの穴に、回転自在に挿入されたジョイントピン３６の両側段付軸に、アッパ、ロア可変アーム先端及びアッパ、ロア雄送りネジのジョイントホルダ部両側面部を挟み込むように圧入されており、アッパ、ロア可変アーム及びアッパ、ロア雄送りネジに対し、ジョイントをジョイントピン軸方向規制、揺動自在に軸支すると共に、アッパ、ロア雄送りネジの軸直角方向を規制し、ジョイントホルダ部が雌ネジから離れた時の倒れを防止すると共に、雄ネジの回転を止めて雌ネジの回転により雄ネジが雌ネジに対し軸方向に出入りすることで、アッパ、ロア可変アームの位相を可変している。
アッパ、ロア雄送りネジに噛合い雄送りネジを軸方向に出し入れするアッパ、ロア雌送りネジ３３Ｕ，３３Ｌは、可変機構カバー合せ面（Ｙ軸）に直角に設けたアッパクランクケースの穴に回転自在に軸支されると共に、雌送りネジ穴端面と、液体ガスケットにて液封しノックピン３２－２にて位置決めしボルト３１－１，３２－１にて固定された、可変機構カバー合せ面に平行な制御モータホルダ３２の合せ面とで、雌送りネジ軸端に設けたドリブンギャ部３３Ｕａ，３３Ｌａの両側面を挟み込み軸方向規制している。（図５，６，８，９参照）

【0036】

回転軸を送りネジの軸に平行に配置したアッパ、ロア制御モータ３１Ｕ，３１Ｌのドライブピニオンギャ部３１Ｕａ，３１Ｌａを、雌送りネジのドリブンギャに噛合せモータの動力を雌送りネジに伝達しており、制御モータはＯリング３１－２にて液封しボルト３１－１にて制御モータホルダ及びアッパクランクケースに固定されている。（図８，９参照）

【0037】

アッパ、ロア制御モータの正逆回転によるアッパ、ロア雄送りネジの前後進により、アッパ、ロア可変シャフトに固定されたアッパ、ロア可変アームが、気筒毎にアッパ、ロア可変シャフトに固定されたアッパ、ロア原動リンクを、相対位相を変えつつ揺動させて位相を変え、アッパ、ロア従動リンクのＶ字角を自在に可変し、可変制御アーム揺動軸位置を二次元的に広範囲に可変している。アッパ、ロア可変シャフトの変速機室側はオイルシール２－１を可変機構カバー及びアッパクランクケースで挟み込んで液封し、軸方向反対側先端中心穴部には－溝付軸２３－１が圧入されており、－溝に可変機構カバー及びアッパクランクケースにＯリング４１－２にて液封しボルト４１－１にて締結された、アッパ、ロア可変シャフト位相検知センサ４１Ｕ、４１Ｌの－突起を臨ませて、アッパ、ロア可変シャフトの位相及び位相差を検知することで可変制御アーム揺動軸位置を求めて行程容積及び圧縮比を制御している。
（図１，２，５，６，８，９参照）

【0038】

第二実施形態は、第一実施形態におけるコンロッド小端のストロークをクロスヘッドガイドによる直線からコンロッドアームによる円弧状軌跡に変えたものであり、クランク機構１０、行程容積、圧縮比可変機構２０、行程容積、圧縮比制御機構３０を含むが、行程容積、圧縮比可変機構及び制御機構は第一実施形態と同様構造ゆえ説明を省略し、クランク機構の変更点についてのみ説明する。

【0039】

コンロッド小端穴及び小端両側に軸方向にコの字状二股に分けられたコンロッドアーム１８の小端穴には小端ピン１３－４が回転自在に軸支されると共に、コンロッド小端、コンロッドアーム小端を挟み込んで一対の連接リンクの片方先端が小端ピン両端部に適切な隙間を確保して圧入固定されており、コンロッド小端に対し連接リンク及びコンロッドアームが揺動自在、軸方向規制にて軸支されている。コンロッドアームの大端は、ロアクランクケース３とオイルパン５の合せ面上に軸芯Ｏａを設けたコンロッドアームシャフト１９及びロアクランクケースの溝にＣリング１９－２を挿入しコンロッドアームシャフトの軸方向を規制すると共に、シャフトホルダ１９－１をボルト１９－３で締付けてロアクランクケースに固定したコンロッドアームシャフトにて揺動自在に軸支されると共に、大端両側に配置したスラストワッシャ１８－１を適切な隙間を確保してシャフトホルダ及びロアクランクケースにて挟み込み軸方向規制している。（図１０，１１参照）
尚、コンロッドアーム大端部はオイルパン室のオイル飛沫にて潤滑されている。

【0040】

本発明案では、第一、第二実施形態共に制御モータと行程容積、圧縮比可変機構の動力伝達機構の一部に非可逆伝達機構である送りネジを設けることで、無電力にて行程容積、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。
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とする為には、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。

【図面の簡単な説明】

【0041】

以下本実施例は、図１～９が第一実施形態、図１０，１１が第二実施形態を示し、最小行程容積、最高圧縮比時に於ける行程容積、圧縮比連続可変装置が収まるクランクケースブロック部にて主に説明し、動弁カムチェーン関係及びオイルポンプ、補機類は図示、説明共に省略すると共に、各図では必要に応じて一部図面化を省略している。
図１，１０は上死点時の最高圧縮比１８、最小行程容積（最小ピストンストローク）時を、図２は上死点時の最低圧縮比１０、最大行程容積（最大ピストンストローク）時を示し、二点鎖線は下死点時を示す。尚、図１，２，１０に於ける一点鎖線はピストンストローク中間点時の各軸芯を結ぶ線を示し、図１，１０に於けるＯｍを結ぶ一点鎖線は中間ピストンストローク時（圧縮比１４）のストローク中間点時を示す。
本実施例で説明する行程容積、圧縮比連続可変装置は１８０°クランク四気筒であるが、本発明は四気筒に限らず単気筒から多気筒まで採用可能である。

【0042】

【図1】最高圧縮比（圧縮比１８）、最小行程容積時上死点を示す断面図（図３のＡ－Ａ線に沿う断面図）である。

【図2】最低圧縮比（圧縮比１０）、最大行程容積時上死点を示す断面図（図３のＡ－Ａ線に沿う断面図）である。

【図3】図１のＢ－Ｂ線に沿う断面図である。

【図4】図１のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。

【図5】図１のＤ－Ｄ線に沿う断面図である。

【図6】図１のＥ－Ｅ線に沿う断面図である。

【図7】図１のＦ－Ｆ線に沿う断面図である。

【図8】図９のＧ－Ｇ線に沿う断面図である。

【図9】図８のＨ－Ｈ線に沿う断面図である。

【図10】第二実施形態に於ける最高圧縮比（圧縮比１８）、最小行程容積時上死点を示す断面図（図３のＡ－Ａ線に沿う断面相当図）である。

【図11】図１０のＪ－Ｊ線に沿う断面図である。

【図12】特許文献１図１２右図点線の可変制御アーム及びコンロッドアームの揺動軸芯配置、圧縮比１２でのピストンストローク例である。クランク位相はシリンダ芯軸に平行な線からの時計回り角度を、ピストン頂面位置はクランクジャーナル軸芯からの高さを示す。細線カーブが最小、太線カーブが最大ストローク時を示し、点線カーブが従来の単コンロッドクランクとした時を示し、一点鎖線カーブが正弦カーブを示す。一点鎖線横線は上、下死点の平均ピストン頂面高さを、横線付近の小カーブは１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブを示す。

【図13】特許文献２の最小（圧縮比１８）、最大（圧縮比１０）ピストンストローク例である。

【図14】実施形態１の最小（図１、圧縮比１８）、最大（図２、圧縮比１０）ピストンストローク例である。クランク位相はＹ’線からの時計回り角度を、ピストン頂面位置はＹ軸とＹ’線の交点Ｘからの高さを示す。細線カーブが最小、太線カーブが最大ストローク時を示し、点線カーブが従来の単コンロッドクランクとした時を示し、一点鎖線カーブが正弦カーブを示す。一点鎖線横線は上、下死点の平均ピストン頂面高さを、横線付近の小カーブは１８０°クランク時の平均ピストン頂面カーブを示す。

【図15】実施形態１の中間（（図１の一点鎖線、圧縮比１４）ピストンストローク例である。

【図16】実施形態２クランク時計回り時の最小（図１１、圧縮比１８）、最大（図１１の一点鎖線、圧縮比１０）ピストンストローク例である。

【図17】実施形態２クランク時計回り時の中間（図１１の一点鎖線、圧縮比１４）ピストンストローク例である。

【図18】実施形態２クランク反時計回り時の最小（図１１、圧縮比１８）、最大（図１１の一点鎖線、圧縮比１０）ピストンストローク例である。

【図19】実施形態２クランク反時計回り時の中間（図１１の一点鎖線、圧縮比１４）ピストンストローク例である。

【符号の説明】

【0043】

１ シリンダ
１－１ シリンダガスケット
２ アッパクランクケース
２－１，２ オイルシール
２－３ プラグ
３ ロアクランクケース
４ 可変機構カバー
５ オイルパン
１０ クランク機構
１１ ピストン
１１－１ ピストンピン
１１－２ サークリップ
１２ ピストンロッド
１２－１ 大端ピン
１２－２ プラグ
１３ コンロッド
１３－１ コンロッドキャップ
１３－２ コンロッドメタル軸受
１３－３ ボルト
１３－４ クロスヘッド軸（小端ピン）
１３－５ プラグ
１３－６ 回転体
１３－７ ベアリング
１３－８ プラグ
１４ 可変制御アーム
１４－１ 可変制御アームピン
１４－２ プラグ
１５ クランクシャフト １５ａ クランクピン軸
１５ｂ ジャーナル軸
１５ｗ カウンタウエイト部
１５ｃ 変速機係合ボス部
１５ｄ カムシャフトドライブスプロケット
１５ｅ オイルポンプドライブスプロケット
１５－１ ジャーナルメタル軸受
１５－２ 半割シム
１５－３ オイルシール
１５－４ プラグ
１６ 連接リンク
１７ クロスヘッドガイド １７ａ 面状ガイドレール
１７－１ ボルト
１７－２ ノックピン
１８ コンロッドアーム
１８－１ スラストワッシャ
１９ コンロッドアームシャフト
１９－１ シャフトホルダ
１９－２ Ｃリング
１９－３ ボルト
２０ 行程容積、圧縮比可変機構
２１Ｕ アッパ原動リンク
２１－１ ノックスクリュ
２１－２ ナット
２１－３ ボルト
２１Ｌ ロア原動リンク
２１Ｌ－１ プラグ
２２Ｕ アッパ従動リンク
２２Ｌ ロア従動リンク
２３Ｕ アッパ可変シャフト
２３－１ －溝付軸
２３－２ Ｃリング
２３Ｌ ロア可変シャフト
２４Ｕ アッパリンクピン
２４Ｌ ロアリンクピン
２４－１ プラグ
３０ 行程容積、圧縮比制御機構
３１Ｕ アッパ制御モータ ３１Ｕａドライブピニオンギヤ部
３１－１ ボルト
３１－２ Ｏリング
３１Ｌ ロア制御モータ ３１Ｌａドライブピニオンギヤ部
３２ 制御モータホルダ
３２－１ ボルト
３２－２ ノックピン
３３Ｕ アッパ雌送りネジ ３３Ｕａ ドリブンギヤ部
３３Ｌ ロア雌送りネジ ３３Ｌａ ドリブンギヤ部
３４Ｕ アッパ雄送りネジ ３４Ｕａジョイントホルダ部
３４Ｌ ロア雄送りネジ ３４Ｌａジョイントホルダ部
３５ ジョイント
３６ ジョイントピン
３７Ｕ アッパ可変アーム
３７－１ ノックスクリュ
３７－２ ナット
３７－３ ボルト
３７Ｌ ロア可変アーム
４１Ｕ アッパ可変シャフト位相検知センサ
４１－１ ボルト
４１－２ Ｏリング
４１Ｌ ロア可変シャフト位相検知センサ
Ｏａ コンロッドアーム揺動軸芯
Ｏｊ クランクジャーナル軸芯
Ｏｓ 最小ストローク時可変制御アーム揺動軸芯
Ｏｍ 中間ストローク時可変制御アーム揺動軸芯
Ｏｌ 最大ストローク時可変制御アーム揺動軸芯
Ｘ Ｙ軸とＹ’線の交点
Ｙ シリンダ芯軸
Ｙ’ 上死点時コンロッド小端軸芯ＣＳｔ、クランクピン軸芯Ｐｔとクランクジャーナル軸芯Ｏｊを結んだ線
Ｚ Ｏｊを通るＹ軸への垂線
ｒ クランク半径
ＡＪ 連接リンクによるＲＢの円弧状ストローク軌跡
ＡＶ 可変制御アームによるＲＢの円弧状ストローク軌跡
ＣＳ コンロッド小端軸芯
ＲＢ ピストンロッド大端軸芯
ＲＳ ピストンロッド小端軸芯
Ｐ クランクピン軸芯
ｃ ストローク中間点
ｔ 上死点
ｂ 下死点
ｓ 最小ストローク時
ｍ 中間ストローク時
ｌ 最大ストローク時
α Ｙ軸とＹ’線の内角
９０，１８０ 位相

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】