JPH0730916Y2 - 下死点位置交互切換機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、４サイクル内燃機関における同一サイクル内
での下死点位置を吸入行程と膨脹行程とで交互に高低切
換え得る下死点位置交互切換機構に関する。

従来の技術 従来の４サイクル内燃機関においては、同一のサイクル
内での膨脹行程下死点位置と吸入行程下死点位置とが同
一である。

そのような状況下において、膨脹行程下死点位置と吸入
行程下死点位置とが異なる内燃機関が求められてきた。

たとえば、膨脹行程下死点位置が吸入行程下死点位置よ
り低い位置に設定され、膨脹量が圧縮量より多い高膨脹
比化を行う場合、従来の４サイクル内燃機関において
は、膨脹行程下死点位置と吸入行程下死点位置とが同一
であり、理論的に圧縮量と膨脹量とは等しくなるので、
吸気弁の閉弁時期を遅らせ、吸気弁を圧縮行程に入って
から閉じることで、実圧縮比を低下させ、これによって
相対的に膨脹量を圧縮量より多くして高膨脹比エンジン
を達成していた。

考案が解決しようとする課題 従来のような圧縮行程上死点位置と排気行程上死点位置
とが同一である４サイクル内燃機関で膨脹行程下死点と
吸入行程下死点とが異なることと同様なことを行おうと
すると、たとえば高膨脹比化の場合吸気弁の閉弁時期を
遅らせて実圧縮比を低下させることが必要となり、この
ため、圧縮開始点の上昇に伴って燃焼室の容積が減少し
たり、吸気系への混合気逆流により吸入混合気が高温化
したりするなどの問題がある。

本考案はそのような問題のないものであって、膨脹行程
下死点位置と吸入行程下死点位置とで別々の下死点位置
をとるような下死点位置交互切換機構を提供することを
目的とする。

課題を解決するための手段 本考案によれば、４サイクルエンジンにおいて、クラン
クピン外径と連接棒大端部内径との間に嵌入される偏心
ブッシュと、この偏心ブッシュに固定されていて中心穴
がクランクピンに嵌合される外歯ギアと、この外歯ギア
と噛合する内歯の歯数が外歯ギアの歯数の1.5倍に設定
されると共に前記外歯ギアをクランク軸線まわりに遊星
運動せしめるべく中心軸線が前記クランク軸線と一致す
るようにしてクランクケースなどの固定部材に保持され
たリングギアとを備え、前記偏心ブッシュは吸入行程下
死点位置より膨脹行程下死点が低くなるようにして前記
外歯ギアと固定され、前記偏心ブッシュの下方向偏心量
によって同一サイクル内で膨脹行程下死点位置と吸入行
程下死点位置とが異なるように構成されたことを特徴と
する下死点位置交互切換機構が提供される。

実施例 以下、添付図面に例示した本考案の好適な実施例につい
て詳述する。

第１図は本考案による高膨脹比機構を略示したもので、
ピストン１が丁度、排気行程上死点にある時を示してい
る。

連接棒２はその大端部内径に偏心ブッシュ３が嵌合され
ている。この偏心ブッシュ３の内径にはクランクピン４
が嵌合される。偏心ブッシュ３は、第２図にも示したよ
うに、その一方の端面に外歯ギア５が固定されている。
この外歯ギア５の中心穴はクランクピン４と同心を成し
ている。外歯ギア５は外周がたとえばクランクケースな
どに固定された内歯をもったリングギア６と噛合されて
いる。外歯ギア５とリングギア６との歯数の比率は２対
３に設定されており、この結果、外歯ギア５は２回転で
もとの位置に戻る。つまり、外歯ギア５の１回転ごとに
偏心ブッシュ３の厚み方向が180°変化し、吸入行程下
死点と膨脹行程下死点とで異なる位置をとることにな
る。

この下死点位置が変化する原理について以下に説明す
る。

第３図において、外歯ギア５と内歯をもったリングギア
６とが右方位置で噛合されているとし、これらの歯数の
比率が２対３であるとする。この状態で、外歯ギア５を
内接させながら右方向に回転させたとする。ここで、外
歯ギア５の外周の任意点、ここでは、偏心ブッシュ３の
最も厚さのある方向の点ａの運動軌跡を注目すると、第
４図に図示したように、ほぼ正三角の軌跡をたどる。こ
のような軌跡変化をする外歯ギア５と偏心ブッシュ３と
を一体に組合せて構成することにより、偏心ブッシュ３
の厚い方向と薄い方向とが外歯ギア５の１回転ごとに自
動的に変化するようになる。このように偏心ブッシュ３
が連接棒大端部に嵌った状態で自転と公転をくり返すこ
とによるこの外歯ギア５の中心位置（クランクピン４の
中心位置）と偏心ブッシュ３の中心位置（連接棒大端部
穴中心位置）との上下方向の偏心量は、クランク角度の
変化で見ると、第５図のように正弦曲線となる。第５図
では、ピストンストロークの変化とも対応させて示して
ある。すなわち、一般のピストンストローク、つまりク
ランクピンの中心軌跡は余弦曲線であるが、これに偏心
ブッシュ３による上下偏心量（ストローク補正量）が加
減算されて、吸入行程下死点と膨脹行程下死点とでは、
最大偏心量を±αとすれば２αのストローク差が生ずる
ことになる。

上記原理により、第５図にて破線で示した通常のストロ
ーク変化に対し、実線で示した変化を与えることがで
き、吸入行程が終わった時の下死点位置よりも膨脹行程
終了時の下死点位置の方がより深いところまでストロー
クし、高膨脹比サイクルを成立させることがわかる。

したがって、通常は膨脹行程の終わりのところでもかな
りのエネルギを持っているので、これをできるだけ最後
まで利用してから排気させることができるようになる。

考案の効果 上述した本考案によると、外歯ギアとリングギアとのギ
ア比は2:3であり、外歯ギアはリングギア内を１公転す
る間に1.5自転するので、膨脹行程下死点位置が吸入行
程下死点位置より低くなるような位置に偏心ブッシュを
初期設定すると、本考案では１回転おきに同一下死点が
現れ、膨脹行程下死点位置と吸入行程下死点位置はそれ
ぞれが一定でかつ互いに異なる位置となる。

特に偏心ブッシュを、ピストン膨脹行程下死点にあると
き下方向の偏心量が最大となるようにして外歯ギアと固
定すれば、高膨脹比化に最適な膨脹行程下死点位置と吸
入行程下死点位置とをそれぞれ設定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による下死点位置交互切換機構を略示し
た図、第２図は偏心ブッシュを示す斜視図、第３図及び
第４図は動作原理の説明図、第５図はピストンストロー
クの変化を示す図である。 ２……連接棒、３……偏心ブッシュ、４……クランクピ
ン、５……外歯ギア、６……リングギア。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】４サイクルエンジンにおいて、 クランクピン外径と連接棒大端部内径との間に嵌入され
   る偏心ブッシュと、 この偏心ブッシュに固定されていて中心穴がクランクピ
   ンに嵌合される外歯ギアと、 この外歯ギアと噛合する内歯の歯数が外歯ギアの歯数の
   1.5倍に設定されると共に前記外歯ギアをクランク軸線
   のまわりに遊星運動せしめるべく中心軸線が前記クラン
   ク軸線と一致するようにしてクランクケースなどの固定
   部材に保持されたリングギアとを備え、 前記偏心ブッシュは吸入行程下死点位置より膨脹行程下
   死点が低くなるようにして前記外歯ギアと固定され、 前記偏心ブッシュの下方向偏心量によって同一サイクル
   内で膨脹行程下死点位置と吸入行程下死点位置とが異な
   るように構成されたことを特徴とする下死点位置交互切
   換機構。
2. 【請求項２】前記偏心ブッシュはピストン膨脹行程下死
   点にあるとき下方向の偏心量が最大となるようにして外
   歯ギアと固定されていることを特徴とする請求項１記載
   の下死点位置交互切換機構。