本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù):
在專利文獻(xiàn)jp2012-219745a中,作為具備能夠相對(duì)于曲軸箱相對(duì)移動(dòng)的汽缸體(cylinderblock)的以往的內(nèi)燃機(jī),公開(kāi)了如下內(nèi)燃機(jī),所述內(nèi)燃機(jī)具備:2根偏心軸(凸輪軸),其分別配置于該內(nèi)燃機(jī)的兩側(cè);和1根驅(qū)動(dòng)軸,其通過(guò)致動(dòng)器來(lái)旋轉(zhuǎn),用于使偏心軸彼此向相反方向旋轉(zhuǎn)來(lái)使汽缸體相對(duì)移動(dòng)。在該以往的內(nèi)燃機(jī)中,進(jìn)而為了抑制汽缸體向與相對(duì)移動(dòng)方向不同的方向傾斜,通過(guò)利用按壓部件(施力機(jī)構(gòu))按壓汽缸體的一方的側(cè)面,使得以支承部件支承汽缸體的另一方的側(cè)面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
這樣,以往的內(nèi)燃機(jī)需要將偏心軸分別配置于內(nèi)燃機(jī)的兩側(cè),并進(jìn)而將驅(qū)動(dòng)軸配置成能夠使該偏心軸彼此向相反方向旋轉(zhuǎn)。因此,存在內(nèi)燃機(jī)整體大型化、內(nèi)燃機(jī)的重量增加這一問(wèn)題點(diǎn)。
另外,在利用按壓部件按壓汽缸體的一方的側(cè)面,以支承部件支承另一方的側(cè)面的情況下,在使汽缸體移動(dòng)時(shí),在汽缸體的側(cè)面與按壓部件以及支承部件各自的和汽缸體的側(cè)面的抵接面之間會(huì)產(chǎn)生阻力(滑動(dòng)阻力)。
此處,為了抑制汽缸體向與相對(duì)移動(dòng)方向不同的方向傾斜,需要以在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間從汽缸體側(cè)向按壓部件輸入的載荷以上的按壓力來(lái)利用按壓部件按壓汽缸體。然而,使按壓部件的按壓力越大,則由按壓部件和支承部件夾著汽缸體的力越大。因此,存在使汽缸體移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變大,使汽缸體移動(dòng)時(shí)的負(fù)荷、即對(duì)致動(dòng)器施加的負(fù)荷增大這一問(wèn)題點(diǎn)。
本發(fā)明是著眼于這樣的問(wèn)題點(diǎn)而做出的發(fā)明,目的在于抑制具備能夠相對(duì)于曲軸箱相對(duì)移動(dòng)的汽缸體的內(nèi)燃機(jī)的大型化而抑制重量的增加,并且在抑制汽缸體向與相對(duì)移動(dòng)方向不同的方向傾斜的同時(shí)抑制使汽缸體移動(dòng)時(shí)的負(fù)荷。
為了解決上述問(wèn)題,根據(jù)本發(fā)明的一技術(shù)方案,具備能夠相對(duì)于曲軸箱相對(duì)移動(dòng)的汽缸體的內(nèi)燃機(jī)具備:缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu),其在從旋轉(zhuǎn)自如地支承于曲軸箱的曲軸的軸線方向觀察內(nèi)燃機(jī)的情況下僅配置于該內(nèi)燃機(jī)的左右之中的一側(cè),用于使汽缸體相對(duì)于曲軸箱相對(duì)移動(dòng);支承部件,其支承汽缸體的側(cè)面;以及按壓部件,其按壓與被支承部件支承的側(cè)面相反的一側(cè)的汽缸體的側(cè)面。缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)具備:1根控制軸,其被曲軸箱以及所述汽缸體的一方支承,并且具有主軸部和軸心位于從該主軸部的軸心偏移預(yù)定量的位置的偏心部;連結(jié)部件,其一端部安裝于所述偏心部,并且另一端部安裝于曲軸箱以及汽缸體的另一方,用于將控制軸與曲軸箱以及汽缸體的另一方連結(jié);以及致動(dòng)器,其用于使控制軸在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)向兩方向旋轉(zhuǎn)而使偏心部的軸心以主軸部的軸心為中心向汽缸體的相對(duì)移動(dòng)方向擺動(dòng)。支承部件支承缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置側(cè)的汽缸體的側(cè)面,按壓部件按壓與缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置側(cè)相反的一側(cè)的所述汽缸體的側(cè)面。
根據(jù)本發(fā)明的該技術(shù)方案的內(nèi)燃機(jī),僅使1根控制軸旋轉(zhuǎn),就能夠經(jīng)由連結(jié)部件而使汽缸體相對(duì)于曲軸箱相對(duì)移動(dòng)。因此,僅在內(nèi)燃機(jī)的左右之中的一側(cè)配置1根控制軸即可,結(jié)果,能夠僅在內(nèi)燃機(jī)的左右之中的一側(cè)配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)。因此,既不需要如前述的以往的內(nèi)燃機(jī)那樣在內(nèi)燃機(jī)的兩側(cè)配置偏心軸,另外,也不需要配置用于使2根偏心軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸,所以,能夠抑制具備能夠相對(duì)于曲軸箱相對(duì)移動(dòng)的汽缸體的內(nèi)燃機(jī)的大型化并且抑制重量的增加。
另外,在僅在內(nèi)燃機(jī)的左右之中的一側(cè)配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下,產(chǎn)生欲使汽缸體向缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)側(cè)旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力。因此,通過(guò)利用支承部件支承缸體旋轉(zhuǎn)力所作用的汽缸體的側(cè)面,與利用按壓部件按壓缸體旋轉(zhuǎn)力所作用的汽缸體的側(cè)面的情況相比,即使使按壓部件的按壓力變小,也能夠抑制汽缸體向與相對(duì)移動(dòng)方向不同的方向傾斜。因此,能夠使在使汽缸體移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小,所以,能夠在抑制汽缸體向與相對(duì)移動(dòng)方向不同的方向傾斜的同時(shí)抑制使汽缸體移動(dòng)時(shí)的負(fù)荷。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的概略立體圖。
圖2是圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的概略分解立體圖。
圖3是圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的概略分解立體圖。
圖4是本發(fā)明的一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的概略剖視圖。
圖5是對(duì)缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖6是對(duì)缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明的圖,是示意地表示缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖。
圖7是對(duì)僅在內(nèi)燃機(jī)的一側(cè)設(shè)置了缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下的問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖8是以箭頭表示由于缸體旋轉(zhuǎn)力而作用于支承部件以及按壓部件的力的圖。
圖9是以箭頭表示作用于支承部件以及按壓部件的移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力(thrustforce)的圖。
圖10是對(duì)使缸體旋轉(zhuǎn)力的大小自身變小的方法進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖11是以箭頭表示作用于支承部件以及按壓部件的活塞推力的圖。
圖12是表示在相對(duì)于汽缸中心軸線向曲軸偏移方向上配置了曲軸軸頸的軸心的情況下的,從進(jìn)氣行程到排氣行程為止的1循環(huán)中的活塞推力的變化的圖。
圖13是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的變形例的圖。
圖14是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的另一變形例的圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1:曲軸箱;
2:汽缸體;
3:缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu);
10:曲軸;
30:控制軸;
30a:主軸部;
30b:偏心部;
31:連結(jié)部件;
32:致動(dòng)器;
40:引導(dǎo)壁;
41:支承部件;
42:按壓部件;
100:內(nèi)燃機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外,在以下的說(shuō)明中,對(duì)同樣的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的參照編號(hào)。
圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)100的概略立體圖。圖2以及圖3分別是圖1所示的內(nèi)燃機(jī)100的概略分解立體圖。
如圖1到圖3所示,內(nèi)燃機(jī)100具備曲軸箱1、汽缸體2、缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3以及引導(dǎo)機(jī)構(gòu)4。
曲軸箱1將曲軸10支承為旋轉(zhuǎn)自如,并且在其內(nèi)部具備用于收納汽缸體2的缸體收納部11。
汽缸體2以能夠相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)移動(dòng)的方式與曲軸箱1相互獨(dú)立,并且在曲軸箱1的缸體收納部11內(nèi)收納它的一部分。在汽缸體2形成汽缸20。在本實(shí)施方式中,4個(gè)汽缸20沿汽缸體2的較長(zhǎng)方向(以下稱為“缸體較長(zhǎng)方向”。)串聯(lián)地形成。
以下,除圖1到圖3以外還參照?qǐng)D4來(lái)對(duì)內(nèi)燃機(jī)100的內(nèi)部構(gòu)成、缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3以及引導(dǎo)機(jī)構(gòu)4的詳情進(jìn)行說(shuō)明。
圖4是內(nèi)燃機(jī)100的概略剖視圖。此外在圖1到圖3中,為了防止附圖變得雜亂,對(duì)于圖4所示的內(nèi)燃機(jī)100省略了一部分的構(gòu)成零件。
如圖4所示,在汽缸體2的上部安裝汽缸蓋5,在曲軸箱1的下部安裝油盤(pán)6。
汽缸20的內(nèi)部收納有接受燃燒壓力而在汽缸20的內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞21。活塞21經(jīng)由連桿22而與曲軸10連結(jié),通過(guò)曲軸10將活塞21的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由汽缸蓋5、汽缸20以及活塞21劃分出的空間成為燃燒室7。
曲軸10具備曲軸軸頸10a、曲柄銷10b以及曲柄臂10c。
曲軸軸頸10a是被曲軸箱1支承為旋轉(zhuǎn)自如的部分。曲軸軸頸10a的軸心p1成為曲軸10的旋轉(zhuǎn)中心。
曲柄銷10b是安裝有連桿22的大端部的部分。曲柄銷10b的軸心p2從曲軸軸頸10a的軸心p1偏移預(yù)定量。因此,當(dāng)曲軸10旋轉(zhuǎn)時(shí),曲柄銷10b的軸心p2會(huì)繞軸心p1旋轉(zhuǎn)。
曲柄臂10c是將曲軸軸頸10a與曲柄銷10b連結(jié)的部分。在本實(shí)施方式中,為了使曲軸10順暢地旋轉(zhuǎn),在曲柄臂10c設(shè)置有平衡配重10d。
缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3是用于使汽缸體2相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)地移動(dòng)的機(jī)構(gòu),如圖2到圖4所示,具備1根控制軸30、連結(jié)部件31以及致動(dòng)器32。
本實(shí)施方式的缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3構(gòu)成為能夠使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng),使汽缸體2相對(duì)于曲軸箱1在汽缸軸向上的相對(duì)位置變化。通過(guò)使汽缸體2相對(duì)于曲軸箱1在汽缸軸向上相對(duì)移動(dòng),能夠不改變活塞21的上止點(diǎn)位置而僅改變?nèi)紵?的容積。這樣,通過(guò)不改變活塞21的上止點(diǎn)位置而僅改變?nèi)紵?的容積,能夠改變內(nèi)燃機(jī)100的機(jī)械壓縮比。因此,本實(shí)施方式的缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3作為內(nèi)燃機(jī)100的可變壓縮比機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能。此外機(jī)械壓縮比是指根據(jù)壓縮行程時(shí)的活塞21的行程容積和燃燒室7的容積而機(jī)械地確定的壓縮比,以(燃燒室容積+行程容積)/燃燒室容積來(lái)表示。
控制軸30具備:主軸部30a,其與曲軸10平行地延伸,被設(shè)置于曲軸箱1的2組控制軸承12(參照?qǐng)D2)支承為旋轉(zhuǎn)自如;和偏心部30b(參照?qǐng)D4),其軸心p4(參照?qǐng)D4)位于從主軸部30a的軸心p3(參照?qǐng)D4)偏移預(yù)定量的位置。因此,假如使控制軸30旋轉(zhuǎn)一圈,則偏心部30b的軸心p4會(huì)繞主軸部30a的軸心p3旋轉(zhuǎn)一圈。如圖2以及圖3所示,在本實(shí)施方式中偏心部30b在缸體較長(zhǎng)方向的一端側(cè)和另一端側(cè)分別各設(shè)置有1個(gè)。
連結(jié)部件31是用于將控制軸30的偏心部30b與汽缸體2連結(jié)的部件。關(guān)于連結(jié)部件31,汽缸軸向的下側(cè)(油盤(pán)6側(cè))的一端部安裝于控制軸30的偏心部30b,汽缸軸向的上側(cè)(汽缸蓋5側(cè))的另一端部安裝于被汽缸體2支承的連結(jié)銷33。如圖2以及圖3所示,在本實(shí)施方式中,通過(guò)2根連結(jié)部件31,將缸體較長(zhǎng)方向的一端側(cè)的偏心部30b與汽缸體2連結(jié)、并且將缸體較長(zhǎng)方向的另一端側(cè)的偏心部30b與汽缸體2連結(jié)。
此外,雖然在本實(shí)施方式中,將控制軸30形成為所謂的曲軸形狀,但也可以是,在主軸部30a的外周固定軸心從主軸部30a的軸心p3偏移的偏心凸輪,在該偏心凸輪的外周安裝連結(jié)部件31的一端部。
連結(jié)銷33被設(shè)置于汽缸體2的較短方向(分別與缸體較長(zhǎng)方向以及汽缸軸向成直角地相交的方向。以下稱為“缸體較短方向”。)的一端側(cè)的側(cè)面的支承部23支承。如圖2以及圖3所示,在本實(shí)施方式中支承部23以與偏心部30b對(duì)應(yīng)的方式在缸體較長(zhǎng)方向的一端側(cè)和另一端側(cè)分別各設(shè)置有1個(gè)。
致動(dòng)器32是用于對(duì)控制軸30施加驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、使控制軸30在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)向兩方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。在本實(shí)施方式中,使用電動(dòng)機(jī)作為致動(dòng)器32。
這樣,缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3構(gòu)成為,在從與缸體較長(zhǎng)方向大致一致的曲軸10的軸線方向觀察內(nèi)燃機(jī)100的情況下,僅配置于該內(nèi)燃機(jī)100的左右之中的一側(cè)(在本實(shí)施方式中為缸體較短方向的一端側(cè)),使汽缸體2相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)地移動(dòng)。
引導(dǎo)機(jī)構(gòu)4是用于抑制汽缸體2向與移動(dòng)方向不同的方向傾斜的機(jī)構(gòu),具備引導(dǎo)壁40、支承部件41以及按壓部件42。
引導(dǎo)壁40是以與汽缸體2的側(cè)面對(duì)向的方式設(shè)置于曲軸箱1的壁,相對(duì)于汽缸體2的側(cè)面隔開(kāi)預(yù)定的間隙地配置于汽缸體2的周圍。此外,在以下的說(shuō)明中,尤其在需要區(qū)分時(shí),將內(nèi)燃機(jī)100的缸體較短方向的一端側(cè)的引導(dǎo)壁40稱為“引導(dǎo)壁40a”,將缸體較短方向的另一端側(cè)的引導(dǎo)壁40稱為“引導(dǎo)壁40b”。
支承部件41是用于支承缸體較短方向的一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面的部件。如圖4所示,支承部件41以形成于其一端的抵接面411與缸體較短方向的一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面相接的方式固定于引導(dǎo)壁40a。另外如圖2以及圖3所示,在本實(shí)施方式中,支承部件41在引導(dǎo)壁40a安裝有4個(gè)。更詳細(xì)而言,支承部件41在引導(dǎo)壁40a的缸體較長(zhǎng)方向的一端側(cè)和另一端側(cè)分別各安裝有2個(gè),且在汽缸軸向的上側(cè)和下側(cè)進(jìn)行安裝。
按壓部件42是用于將缸體較短方向的另一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面朝向缸體較短方向的一端側(cè)按壓的部件。如圖4所示,本實(shí)施方式的按壓部件42具備:主體421,其具備開(kāi)口部;抵接板422,其以能夠向缸體較短方向的兩方向移動(dòng)的方式安裝于主體421的開(kāi)口部;以及彈簧423,其內(nèi)置于主體421,對(duì)抵接板422賦予始終將抵接板422朝向缸體較短方向的一端側(cè)按壓的按壓力。按壓部件42以能夠利用抵接板422將缸體較短方向的另一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面朝向缸體較短方向的一端側(cè)按壓的方式固定于引導(dǎo)壁40b。如圖2以及圖3所示,在本實(shí)施方式中,按壓部件42在引導(dǎo)壁40b安裝有4個(gè)。更詳細(xì)而言,按壓部件42在引導(dǎo)壁40b的缸體較長(zhǎng)方向的一端側(cè)和另一端側(cè)分別各安裝有2個(gè),且在汽缸軸向的上側(cè)和下側(cè)進(jìn)行安裝。
這樣,在本實(shí)施方式中,通過(guò)利用支承部件41支承內(nèi)燃機(jī)100的缸體較短方向的一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面、并且利用按壓部件42按壓缸體較短方向的另一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面,抑制了在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)汽缸體2向與汽缸軸向不同的方向傾斜。另外,抑制了由于在內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的振動(dòng)而導(dǎo)致汽缸體2向與汽缸軸向不同的方向傾斜。
接下來(lái),參照?qǐng)D5以及圖6對(duì)缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
圖5是比較并表示,通過(guò)缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3使當(dāng)活塞21位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室7的容積最小的狀態(tài)、即,使機(jī)械壓縮比最大的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)100、和從該狀態(tài)起使控制軸30順時(shí)針旋轉(zhuǎn)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)角度,使當(dāng)活塞21位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室7的容積最大的狀態(tài)、即,使機(jī)械壓縮比最小的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)100的圖。
雖然圖6與圖5同樣地是比較并表示使機(jī)械壓縮比最大的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)100和使機(jī)械壓縮比最小的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)100的圖,但圖6是為了易于理解發(fā)明而示意地表示缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的圖。此外圖6的虛線a是使控制軸30旋轉(zhuǎn)了一圈時(shí)的偏心部30b的軸心p4的軌跡。另外p5是連結(jié)銷33的軸心。
如圖6所示,在本實(shí)施方式中,以在利用經(jīng)過(guò)主軸部30a的軸心p3并且與汽缸軸向平行的平行線q將偏心部30b的軸心p4的軌跡a劃分成了2個(gè)半圓區(qū)域時(shí),軸心p4在任一方的半圓區(qū)域(在本實(shí)施方式中為圖中左側(cè)的半圓區(qū)域)的范圍內(nèi)向兩旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)的方式,通過(guò)致動(dòng)器32使控制軸30向兩旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
并且,缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3構(gòu)成為,與圖中右側(cè)的使機(jī)械壓縮比最小的狀態(tài)相比,在處于圖中左側(cè)的使機(jī)械壓縮比最大的狀態(tài)時(shí),偏心部30b的軸心p4位于汽缸軸向的下側(cè)(油盤(pán)6側(cè))。
因此,例如當(dāng)從圖中左側(cè)的使機(jī)械壓縮比最大的狀態(tài)起,通過(guò)致動(dòng)器32使控制軸30順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),偏心部30b的軸心p4在軌跡a上朝向汽缸軸向的上側(cè)(汽缸蓋5側(cè))移動(dòng)。由此,經(jīng)由連結(jié)于偏心部30b的連結(jié)部件31,連結(jié)銷33被朝向汽缸軸向的上側(cè)直線地推高,所以,汽缸體2被相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)地向汽缸軸向的上側(cè)推高。結(jié)果,活塞21位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室7的容積逐漸增大,機(jī)械壓縮比逐漸變小。
另一方面,例如當(dāng)從圖中右側(cè)的使機(jī)械壓縮比最小的狀態(tài)起,通過(guò)致動(dòng)器32使控制軸30逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),偏心部30b的軸心p4在軌跡a上朝向汽缸軸向的下側(cè)移動(dòng)。由此,經(jīng)由連結(jié)于偏心部30b的連結(jié)部件31,連結(jié)銷33被朝向汽缸軸向的下側(cè)直線地拉低,所以,汽缸體2被相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)地向汽缸軸向的下側(cè)拉低。結(jié)果,活塞21位于壓縮上止點(diǎn)時(shí)的燃燒室7的容積逐漸減少,機(jī)械壓縮比逐漸變大。
這樣,本實(shí)施方式的缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3通過(guò)使具備主軸部30a和偏心部30b的控制軸30旋轉(zhuǎn)、使偏心部30b的軸心p4以主軸部30a的軸心p3為中心在汽缸軸向上上下地?cái)[動(dòng),從而利用連結(jié)于偏心部30b的連結(jié)部件31使汽缸體2在汽缸軸向上上下地移動(dòng)。
在本實(shí)施方式中,通過(guò)僅在內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)設(shè)置這樣的缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3,抑制了內(nèi)燃機(jī)100的大型化,并且抑制了重量的增加。然而,在僅在內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)設(shè)置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下,與假設(shè)在內(nèi)燃機(jī)100的兩側(cè)設(shè)置該缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況相比,存在在內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)期間會(huì)施加欲使汽缸體2向一定旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力這一問(wèn)題點(diǎn)。以下,參照?qǐng)D7對(duì)該問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
圖7是對(duì)僅在內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)(在本例中為缸體較短方向的一端側(cè))設(shè)置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下的問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明的圖。此外在圖7中,為了易于理解發(fā)明而示意地表示缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3。
在內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)期間,由于在各汽缸20的燃燒室7內(nèi)產(chǎn)生燃燒,所以如圖7所示,圖中向上的燃燒載荷f施加于汽缸蓋5。此時(shí),在如本實(shí)施方式這樣僅在內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)配置控制軸30,并且通過(guò)連結(jié)部件31將控制軸30與汽缸體2連結(jié)了的情況下,會(huì)因施加于汽缸蓋5的燃燒載荷f而產(chǎn)生欲使汽缸體2以控制軸30為支點(diǎn)沿圖中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力。即,繞主軸部30a的軸心p3產(chǎn)生圖中順時(shí)針的力矩m。
此處,假設(shè)在內(nèi)燃機(jī)100的兩側(cè)、例如在缸體較短方向的一端側(cè)和另一端側(cè)設(shè)置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下,會(huì)產(chǎn)生欲使汽缸體2以沿內(nèi)燃機(jī)100的缸體較短方向的一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面配置的控制軸30為支點(diǎn)而順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力。另外,與此相反,會(huì)產(chǎn)生欲使汽缸體2以沿內(nèi)燃機(jī)100的缸體較短方向的另一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面配置的控制軸30為支點(diǎn)而逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力。因此,欲使汽缸體2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力與欲使汽缸體2逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力平衡而相互抵消,表觀上在汽缸體2不會(huì)產(chǎn)生缸體旋轉(zhuǎn)力。
然而,在僅在內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)設(shè)置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下,不會(huì)像在兩側(cè)設(shè)置的情況那樣缸體旋轉(zhuǎn)力相互抵消。因此,在僅在內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)設(shè)置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下,會(huì)在內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)期間對(duì)汽缸體2施加欲使汽缸體2向一定旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力,該缸體旋轉(zhuǎn)力會(huì)作用于支承部件41以及按壓部件42。
圖8是以箭頭表示由于缸體旋轉(zhuǎn)力而作用于支承部件41以及按壓部件42的力的圖。
在圖8所示的例子中,對(duì)汽缸體2施加欲使汽缸體2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力。因此如圖8所示,因燃燒載荷f而產(chǎn)生的缸體旋轉(zhuǎn)力f1作用于設(shè)置有缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的缸體較短方向的一端側(cè)的支承部件41,主要作用于上側(cè)的按壓部件42。另外,比缸體旋轉(zhuǎn)力f1小的缸體旋轉(zhuǎn)力f1’作用于缸體較短方向的另一端側(cè)的按壓部件42,主要作用于下側(cè)的按壓部件42。
此處在本實(shí)施方式中,如圖8所示,利用支承部件41支承缸體旋轉(zhuǎn)力f1所作用的缸體較短方向的一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面,以按壓部件42按壓比缸體旋轉(zhuǎn)力f1小的缸體旋轉(zhuǎn)力f1’所作用的缸體較短方向的另一端側(cè)的汽缸體2的側(cè)面。以下,對(duì)其理由進(jìn)行說(shuō)明。
如前述那樣,在本實(shí)施方式中,通過(guò)利用支承部件41支承內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)的汽缸體2的側(cè)面、并且利用按壓部件42按壓相反的一側(cè)的汽缸體2的側(cè)面,抑制了汽缸體2向與汽缸軸向不同的方向傾斜。
此時(shí),雖然支承部件41固定于引導(dǎo)壁40a而不移動(dòng),但按壓部件42利用彈簧423的按壓力將抵接板422推向汽缸體2的側(cè)面。因此,當(dāng)從汽缸體2側(cè)施加比彈簧423的按壓力大的力時(shí),汽缸體2有可能會(huì)向按壓部件42側(cè)傾斜。雖然為了防止該情況而使彈簧423的按壓力變大即可,但越使彈簧423的按壓力變大,則由按壓部件42和支承部件41夾著汽缸體2的力變得越大。因此,在使汽缸體2移動(dòng)時(shí),在支承部件41以及按壓部件42與汽缸體之間產(chǎn)生的汽缸軸向的阻力(以下稱為“滑動(dòng)阻力”。)會(huì)增加。
若滑動(dòng)阻力增加,則在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的負(fù)荷、即用于使控制軸30旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)增加。因此,例如在使致動(dòng)器32為電動(dòng)機(jī)的情況下,耗電量增加,結(jié)果會(huì)導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化。另外,因?yàn)橐残枰怪聞?dòng)器32的最大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩變高,所以會(huì)導(dǎo)致致動(dòng)器32的大型化、大容量化,結(jié)果會(huì)導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)100的大型化和/或重量增加。
因此,在本實(shí)施方式中,如前述那樣,利用支承部件41支承缸體旋轉(zhuǎn)力f1所作用的缸體較短方向的一端側(cè),以按壓部件42按壓比缸體旋轉(zhuǎn)力f1小的缸體旋轉(zhuǎn)力f1’所作用的缸體較短方向的另一端側(cè)。
由此,與利用按壓部件42按壓因燃燒載荷f而產(chǎn)生的大的缸體旋轉(zhuǎn)力f1所作用的缸體較短方向的一端側(cè)的情況相比,能夠使按壓部件42的彈簧423的按壓力變小。因此,能夠使在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小。結(jié)果,能夠抑制燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化、致動(dòng)器的大型化、大容量化。因此,能夠進(jìn)一步抑制內(nèi)燃機(jī)100的大型化、重量增加。
這樣,因燃燒載荷f而產(chǎn)生的缸體旋轉(zhuǎn)力f1以及f1’作用于支承部件41以及按壓部件42,但除此以外,因缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的連結(jié)部件31的傾斜,在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí),缸體較短方向的力(以下稱為“移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力”。)也作用于支承部件41以及按壓部件42。以下,參照?qǐng)D9對(duì)該移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力進(jìn)行說(shuō)明。
圖9是以箭頭表示作用于支承部件41以及按壓部件42的移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力的圖。此外在圖9中,與圖6同樣地比較并表示使機(jī)械壓縮比最大的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)100和使機(jī)械壓縮比最小的狀態(tài)的內(nèi)燃機(jī)100,并且示意地表示缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3。
如圖9所示,在本實(shí)施方式中,以連結(jié)銷33的軸心p5相對(duì)于偏心部30b的軸心p4位于引導(dǎo)壁40a側(cè)(即內(nèi)燃機(jī)100的外側(cè))的方式,將連結(jié)部件31的一端部安裝于偏心部30b,將另一端部安裝于連結(jié)銷33。即以連結(jié)部件31的另一端部相對(duì)于連結(jié)部件31的一端部位于引導(dǎo)壁40a側(cè)的方式使連結(jié)部件31傾斜。具體而言,在本實(shí)施方式中,以連結(jié)銷33的軸心p5配置于相對(duì)于平行線q向缸體較短方向的另一端側(cè)離開(kāi)預(yù)定的偏移幅度l1的位置的方式,將連結(jié)部件31的一端部安裝于偏心部30b,將另一端部安裝于連結(jié)銷33。在以下的說(shuō)明中,為了方便,將像這樣以連結(jié)部件31的另一端部相對(duì)于連結(jié)部件31的一端部位于引導(dǎo)壁40a側(cè)的方式使連結(jié)部件31傾斜的情況稱為“使連結(jié)部件31朝向缸體外傾斜”。
此處如圖9所示,當(dāng)例如從圖中左側(cè)的使機(jī)械壓縮比最大的狀態(tài)起通過(guò)致動(dòng)器32使控制軸30順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),汽缸軸向的上側(cè)的力fu會(huì)作用于連結(jié)銷33。在使連結(jié)部件31朝向缸體外傾斜的情況下,該力fu分成朝向缸體較短方向的另一端側(cè)的推力方向的分力fux和從連結(jié)部件31作用于連結(jié)銷33的連結(jié)部件31的傾斜方向的分力fuy。
因此,在使連結(jié)部件31朝向外傾斜的情況下,當(dāng)使汽缸體2向汽缸軸向的上側(cè)移動(dòng)時(shí),該朝向缸體較短方向的另一端側(cè)并且從缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3作用于汽缸體2的推力方向的分力fux作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力fux作用于按壓部件42。在以下的說(shuō)明中,尤其將該朝向缸體較短方向的另一端側(cè)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力fux稱為“移動(dòng)機(jī)構(gòu)反推力fux”。
另一方面,當(dāng)例如從圖中右側(cè)的使機(jī)械壓縮比最小的狀態(tài)起通過(guò)致動(dòng)器32使控制軸30逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí),汽缸軸向的下側(cè)的力fd會(huì)作用于連結(jié)銷33。在使連結(jié)部件31朝向缸體外傾斜的情況下,該力fd分成朝向缸體較短方向的一端側(cè)的推力方向的分力fdx和從連結(jié)部件31作用于連結(jié)銷33的連結(jié)部件31的傾斜方向的分力fdy。
因此,在使連結(jié)部件31朝向缸體外傾斜的情況下,在使汽缸體2向汽缸軸向的下側(cè)移動(dòng)時(shí),朝向缸體較短方向的一端側(cè)并且從缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3作用于汽缸體2的推力方向的分力fdx作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力fdx作用于支承部件41。在以下的說(shuō)明中,尤其將該朝向缸體較短方向的一端側(cè)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力fdx稱為“移動(dòng)機(jī)構(gòu)正推力fdx”。
在像這樣使連結(jié)部件31朝向外傾斜的情況下,在使汽缸體2向汽缸軸向的上側(cè)移動(dòng)時(shí),移動(dòng)機(jī)構(gòu)反推力fux作用于按壓部件42,在使汽缸體2向汽缸軸向的下側(cè)移動(dòng)時(shí)移動(dòng)機(jī)構(gòu)正推力fdx作用于支承部件41。
如前述那樣,在內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)期間,由于在各汽缸20的燃燒室7內(nèi)產(chǎn)生燃燒,圖中向上的燃燒載荷f施加于汽缸蓋5。因此,在使汽缸體2向汽缸軸向的下側(cè)移動(dòng)時(shí),需要抵抗燃燒載荷f來(lái)使汽缸體2移動(dòng),所以,使汽缸體2移動(dòng)所需的力也變大。即,對(duì)在使汽缸體2上下移動(dòng)了相同移動(dòng)量的情況下的,作用于連結(jié)銷33的汽缸軸向的上側(cè)的力fu和汽缸軸向的下側(cè)的力fd進(jìn)行比較,汽缸軸向的下側(cè)的力fd較大。因此,對(duì)移動(dòng)機(jī)構(gòu)反推力fux和移動(dòng)機(jī)構(gòu)正推力fdx進(jìn)行比較,移動(dòng)機(jī)構(gòu)正推力fdx較大。
這樣,通過(guò)使連結(jié)部件31朝向缸體外傾斜,能夠使因連結(jié)部件31的傾斜而在使汽缸體2移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力中的,力的大小相對(duì)較小的移動(dòng)機(jī)構(gòu)反推力fux作用于按壓部件42。因此,與移動(dòng)機(jī)構(gòu)正推力fdx作用于按壓部件42的情況相比,能夠使按壓部件42的彈簧423的按壓力變小。因此,能夠使在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小。結(jié)果,能夠抑制燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化、致動(dòng)器32的大型化、大容量化。因此,能夠進(jìn)一步抑制內(nèi)燃機(jī)100的大型化、重量增加。
另外,對(duì)于使在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小,使因燃燒載荷f而產(chǎn)生的缸體旋轉(zhuǎn)力f1的大小自身變小這一方案也是有效的。這是因?yàn)椋和ㄟ^(guò)這樣做能夠使缸體旋轉(zhuǎn)力f1’也變小,所以能夠使按壓部件42的彈簧423的作用力變小。以下,參照?qǐng)D10,對(duì)使缸體旋轉(zhuǎn)力f1的大小自身變小的方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖10是對(duì)使缸體旋轉(zhuǎn)力f1的大小自身變小的方法進(jìn)行說(shuō)明的圖。此外在圖10中,為了易于理解發(fā)明而示意地表示由活塞21、連桿22以及曲軸10構(gòu)成的活塞曲軸機(jī)構(gòu)、和缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3。另外圖10的虛線b是使曲軸10旋轉(zhuǎn)了一圈時(shí)的曲柄銷10b的軸心p2的軌跡。
如圖10所示,關(guān)于僅在內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)設(shè)置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下由于燃燒載荷f而產(chǎn)生的繞軸心p3的力矩m的大小,當(dāng)將連結(jié)軸心p3和燃燒載荷f的作用點(diǎn)x的線段的長(zhǎng)度設(shè)為l、將該線段與燃燒載荷f的作用線(即汽缸中心軸線s)所成的角設(shè)為α、將力矩臂設(shè)為r時(shí),通過(guò)以下的式(1)來(lái)表示。
m=r×f…(1)
其中,r=l×sinα
因?yàn)榱豰越大則缸體旋轉(zhuǎn)力f1也越大,所以,為了使缸體旋轉(zhuǎn)力f1變小,需要使力矩m變小。此處根據(jù)式(1)可知,即使燃燒載荷f為相同大小,力矩臂r越短則力矩m也越小。因此,對(duì)于使力矩m變小,使力矩臂r盡可能地變短這一方案是有效的。
因此在本實(shí)施方式中,如圖10所示,以曲軸軸頸10a的軸心p1配置于相對(duì)于汽缸中心軸線s向缸體較短方向的另一端側(cè)離開(kāi)預(yù)定的偏移幅度l2的位置的方式,通過(guò)曲軸箱1支承曲軸10。并且進(jìn)而,在與使曲軸軸頸10a的軸心p1相對(duì)于汽缸中心軸線s離開(kāi)偏移幅度l2的方向(以下稱為“曲軸偏移方向”。)相反的一側(cè)的缸體較短方向的一端側(cè)配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3。
曲軸10和缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的控制軸30需要配置成曲柄銷10b的軸心p2的軌跡b與偏心部30b的軸心p4的軌跡a彼此不干涉。因此,通過(guò)如本實(shí)施方式這樣,在相對(duì)于汽缸中心軸線s向缸體較短方向的另一端側(cè)離開(kāi)預(yù)定的偏移幅度l2的位置配置曲軸軸頸10a的軸心p1、并且在作為與曲軸偏移方向相反的一側(cè)的缸體較短方向的一端側(cè)配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3,能夠使曲柄銷10b的軸心p2的軌跡b向曲軸偏移方向移動(dòng)與偏移幅度l2相應(yīng)的量。因此,能夠創(chuàng)造出與偏移幅度l2相應(yīng)的量的向曲軸偏移方向配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的空間,能夠使偏心部30b的軸心p4的軌跡a向曲軸偏移方向移動(dòng)與偏移幅度l2相應(yīng)的量。
因此,與在汽缸中心軸線s上配置曲軸軸頸10a的軸心p1的情況相比,能夠使力矩臂r變短與偏移幅度l2相應(yīng)的量。
另外,在相對(duì)于汽缸中心軸線s向缸體較短方向的另一端側(cè)離開(kāi)預(yù)定的偏移幅度l2的位置配置曲軸軸頸10a的軸心p1的情況下,當(dāng)在本實(shí)施方式的相反側(cè)配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3時(shí)、即,當(dāng)在作為曲軸偏移方向的缸體較短方向的另一端側(cè)配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3時(shí),力矩臂r變長(zhǎng)與偏移幅度l相應(yīng)的量。因此,與此時(shí)比較,能夠使力矩臂r變短與偏移幅度l2的2倍相應(yīng)的量。
這樣,通過(guò)在相對(duì)于汽缸中心軸線s向缸體較短方向的另一端側(cè)離開(kāi)預(yù)定的偏移幅度l2的位置配置曲軸軸頸10a的軸心p1、并且在作為與曲軸偏移方向相反的一側(cè)的缸體較短方向的一端側(cè)配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3,能夠使由于燃燒載荷f而產(chǎn)生的繞軸心p3的力矩m的力矩臂r變短。
因此,僅在內(nèi)燃機(jī)100的一側(cè)設(shè)置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下,能夠使因燃燒載荷f而產(chǎn)生的缸體旋轉(zhuǎn)力f1的大小自身變小。由此,能夠使缸體旋轉(zhuǎn)力f1’也變小,所以,能夠進(jìn)一步使按壓部件42的彈簧423的按壓力變小。因此,能夠進(jìn)一步使在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小。結(jié)果,能夠抑制燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化、致動(dòng)器的大型化、大容量化。因此,能夠進(jìn)一步抑制內(nèi)燃機(jī)100的大型化、重量增加。
另外在內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)期間,因活塞21的往復(fù)運(yùn)動(dòng)期間的連桿22的傾斜,從活塞21對(duì)汽缸體2施加將汽缸體2推向缸體較短方向的一端側(cè)的活塞反推力f2和將汽缸體2推向缸體較短方向的另一端側(cè)的活塞正推力f2’。因此如圖11所示,活塞反推力f2作用于缸體較短方向的一端側(cè)的支承部件41,活塞正推力f2’作用于缸體較短方向的另一端側(cè)的按壓部件42。
此時(shí),通過(guò)如本實(shí)施方式這樣相對(duì)于汽缸中心軸線s向曲軸偏移方向配置曲軸軸頸10a的軸心p1,能夠使作用于按壓部件42的活塞正推力f2’比作用于支承部件41的活塞反推力f2小。
圖12是表示在相對(duì)于汽缸中心軸線s向曲軸偏移方向配置曲軸軸頸10a的軸心p1的情況下的,從進(jìn)氣行程到排氣行程為止的1循環(huán)中的活塞推力的變化的圖。
如圖12所示,通過(guò)相對(duì)于汽缸中心軸線s向曲軸偏移方向配置曲軸軸頸10a的軸心p1,能夠使在燃燒壓力作用于活塞21而活塞推力尤其變大的膨脹行程中的活塞推力集中于缸體較短方向的一端側(cè)。因此,能夠使作用于按壓部件42的活塞正推力f2’比作用于支承部件41的活塞反推力f2小。
因此,能夠進(jìn)一步使按壓部件42的彈簧423的作用力變小。因此,能夠進(jìn)一步使在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小。結(jié)果,能夠抑制燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化、致動(dòng)器的大型化、大容量化。因此,能夠進(jìn)一步抑制內(nèi)燃機(jī)100的大型化、重量增加。
根據(jù)以上所說(shuō)明的本實(shí)施方式,具備能夠相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)移動(dòng)的汽缸體2的內(nèi)燃機(jī)100具備:缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3,其在從旋轉(zhuǎn)自如地支承于曲軸箱1的曲軸10的軸線方向觀察內(nèi)燃機(jī)100的情況下僅配置于該內(nèi)燃機(jī)100的左右之中的一側(cè),用于使汽缸體2相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)移動(dòng);支承部件41,其支承汽缸體2的側(cè)面;以及按壓部件42,其按壓與被支承部件41支承的側(cè)面相反的一側(cè)的汽缸體2的側(cè)面。
并且缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3構(gòu)成為具備:1根控制軸30,其被曲軸箱1支承,并且具有主軸部30a和軸心p4位于從該主軸部30a的軸心p3偏移預(yù)定量的位置的偏心部30b;連結(jié)部件31,其一端部安裝于偏心部30b,并且另一端部安裝于汽缸體2,用于將控制軸30與汽缸體2連結(jié);以及致動(dòng)器32,其用于使控制軸30在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)向兩方向旋轉(zhuǎn)而使偏心部30b的軸心以主軸部30a的軸心為中心向汽缸體2的相對(duì)移動(dòng)方向擺動(dòng)。另外構(gòu)成為:支承部件41支承缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的配置側(cè)的汽缸體2的側(cè)面,按壓部件42按壓與缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的配置側(cè)相反的一側(cè)的汽缸體2的側(cè)面。
由此根據(jù)本實(shí)施方式,僅使1根控制軸30旋轉(zhuǎn),就能夠經(jīng)由連結(jié)部件31而使汽缸體2相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)移動(dòng)。因此,例如與曲軸10平行地僅在內(nèi)燃機(jī)100的左右之中的一側(cè)配置1根控制軸30即可,結(jié)果,能夠僅在內(nèi)燃機(jī)的左右之中的一側(cè)配置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3。因此,既不需要如前述的以往的內(nèi)燃機(jī)那樣在內(nèi)燃機(jī)100的兩側(cè)配置偏心軸,另外,也不需要配置用于使2根偏心軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸,所以,能夠抑制具備能夠相對(duì)于曲軸箱1相對(duì)移動(dòng)的汽缸體2的內(nèi)燃機(jī)100的大型化并且抑制重量的增加。
另外,在僅在內(nèi)燃機(jī)100的左右之中的一側(cè)配置這樣的構(gòu)成的缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下,欲使汽缸體2向缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3側(cè)旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力f1作用于汽缸體2。因此,通過(guò)如本實(shí)施方式這樣利用支承部件41支承這樣的缸體旋轉(zhuǎn)力f1所作用的汽缸體2的側(cè)面、利用按壓部件42按壓相反的一側(cè)的側(cè)面,能夠使按壓部件42的彈簧423的按壓力變小。因此,能夠使在使汽缸體2移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小,所以,能夠在抑制汽缸體2向與相對(duì)移動(dòng)方向不同的方向傾斜的同時(shí)抑制使汽缸體2移動(dòng)時(shí)的負(fù)荷。
另外根據(jù)本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)100,連結(jié)部件31以另一端部相對(duì)于一端部位于內(nèi)燃機(jī)100的外側(cè)的方式,一端部安裝于偏心部30b,并且另一端部安裝于汽缸體2。
這樣,通過(guò)使連結(jié)部件31朝向缸體外傾斜,能夠使因連結(jié)部件31的傾斜而在使汽缸體2移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的移動(dòng)機(jī)構(gòu)推力中的,力的大小相對(duì)較小的移動(dòng)機(jī)構(gòu)反推力fux作用于按壓部件42。因此,與移動(dòng)機(jī)構(gòu)正推力fdx作用于按壓部件42的情況相比,能夠使按壓部件42的彈簧423的作用力變小。因此,能夠使在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小。結(jié)果,能夠抑制燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化、致動(dòng)器32的大型化、大容量化。因此,能夠進(jìn)一步抑制內(nèi)燃機(jī)100的大型化、重量增加。
另外根據(jù)本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)100,曲軸箱1以曲軸軸頸10a的軸心(曲軸10的軸心)p1配置于相對(duì)于在汽缸體2形成的汽缸20的中心軸線s離開(kāi)偏移幅度l2(預(yù)定距離)的位置的方式支承曲軸10。另外缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3配置于與使曲軸10的軸心p1相對(duì)于汽缸20的中心軸線s離開(kāi)的方向相反的一側(cè)。
由此,與例如將曲軸軸頸10a的軸心p1配置于汽缸20的中心線軸s上的情況相比,能夠使因燃燒載荷f而繞主軸部30a的軸心p3產(chǎn)生的力矩m的力矩臂r變短與偏移幅度l2相應(yīng)的量。因此,在僅在汽缸體2的一側(cè)設(shè)置缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的情況下,能夠使因燃燒載荷f而產(chǎn)生的缸體旋轉(zhuǎn)力f1的大小自身變小。由此,能夠使缸體旋轉(zhuǎn)力f1’也變小,所以,能夠進(jìn)一步使按壓部件42的彈簧423的作用力變小。因此,能夠進(jìn)一步使在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小。結(jié)果,能夠抑制燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化、致動(dòng)器32的大型化、大容量化。因此,能夠進(jìn)一步抑制內(nèi)燃機(jī)100的大型化、重量增加。
另外,通過(guò)相對(duì)于汽缸中心軸線s向曲軸偏移方向配置曲軸軸頸10a的軸心p1,能夠使在燃燒壓力作用于活塞21而活塞推力尤其變大的膨脹行程中的活塞推力集中于缸體較短方向的一端側(cè)。因此,能夠使作用于按壓部件42的活塞正推力f2’比作用于支承部件41的活塞反推力f2小。
因此,能夠進(jìn)一步使按壓部件42的彈簧423的作用力變小。因此,能夠進(jìn)一步使在使汽缸體2在汽缸軸向上移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力變小。結(jié)果,能夠抑制燃料經(jīng)濟(jì)性的惡化、致動(dòng)器32的大型化、大容量化。因此,能夠進(jìn)一步抑制內(nèi)燃機(jī)100的大型化、重量增加。
另外,本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)100還具備以覆蓋汽缸體2的側(cè)面的周圍的方式設(shè)置于曲軸箱1的引導(dǎo)壁40。并且,支承部件41在汽缸體2的相對(duì)移動(dòng)方向上隔開(kāi)預(yù)定的間隔地在缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的配置側(cè)的引導(dǎo)壁40a安裝有多個(gè)。另外,按壓部件42在汽缸體2的相對(duì)移動(dòng)方向上隔開(kāi)預(yù)定的間隔地在與缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3的配置側(cè)相反的一側(cè)的引導(dǎo)壁40b安裝有多個(gè)。
如圖8所示,關(guān)于因內(nèi)燃機(jī)100的運(yùn)轉(zhuǎn)期間的燃燒載荷f而產(chǎn)生的欲使汽缸體2向缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3側(cè)旋轉(zhuǎn)的缸體旋轉(zhuǎn)力,根據(jù)其旋轉(zhuǎn)方向,作用于汽缸體2的相對(duì)移動(dòng)方向的上側(cè)的力與作用于下側(cè)的力不同。因此,通過(guò)在汽缸體2的相對(duì)移動(dòng)方向上隔開(kāi)預(yù)定的間隔地在引導(dǎo)壁40分別安裝多個(gè)支承部件41和按壓部件42,能夠使支承部件41和按壓部件42有效地承受缸體旋轉(zhuǎn)力。因此,通過(guò)缸體旋轉(zhuǎn)力作用于汽缸體2,能夠有效地抑制汽缸體2向與相對(duì)移動(dòng)方向不同的方向的傾斜。
以上,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明,但上述的實(shí)施方式只不過(guò)示出了本發(fā)明的應(yīng)用例的一部分,其要旨并非將本發(fā)明的技術(shù)范圍限定于上述的各實(shí)施方式的具體的構(gòu)成。
例如,在上述的實(shí)施方式中,使用了利用彈簧423的作用力將抵接板422推向汽缸體2的側(cè)面的構(gòu)成的按壓部件42,但按壓部件42的構(gòu)成不限于這樣的構(gòu)成。
例如,也可以是,如圖13所示,在引導(dǎo)壁40b的內(nèi)部設(shè)置油路401,使用液壓式的間隙調(diào)節(jié)器50作為按壓部件42來(lái)將抵接板422推向汽缸體2的側(cè)面,將抵接板422與汽缸體2的側(cè)面的間隙始終保持為零。
間隙調(diào)節(jié)器50具備:柱塞51,其與抵接板422一體化;主體52,其收納柱塞51;第1液壓室53,其形成于柱塞51的內(nèi)部;第2液壓室54,其形成于主體52的內(nèi)部;止回球56,其封閉將第1液壓室53與第2液壓室54連通的連通路55;以及彈簧57,其配置于第2液壓室54內(nèi),始終將柱塞51向汽缸體2側(cè)(缸體較短方向的一端側(cè))按壓。間隙調(diào)節(jié)器50在沒(méi)有施加來(lái)自汽缸體2側(cè)的按壓力時(shí),通過(guò)利用彈簧57的彈力將柱塞51推高,使抵接板422抵接于汽缸體2的側(cè)面,將抵接板422與汽缸體2的側(cè)面的間隙始終保持為零。另一方面,當(dāng)來(lái)自汽缸體2側(cè)的按壓力施加于抵接板422時(shí),柱塞51被按下,通過(guò)止回球56,第2液壓室54被密封而成為高壓。結(jié)果,由于第2液壓室54的液壓,柱塞51的位置固定于預(yù)定位置,抵接板422被推向汽缸體2的側(cè)面。
另外,也可以是,如圖14所示,將按壓部件42的一部分構(gòu)成為利用彈簧423的作用力將抵接板422推向汽缸體2的側(cè)面,將按壓部件42的剩余的一部分構(gòu)成為使用液壓式的間隙調(diào)節(jié)器50來(lái)將抵接板422推向汽缸體2的側(cè)面。
另外,在上述的實(shí)施方式中,為了使移動(dòng)機(jī)構(gòu)正推力fdx作用于支承部件41,使連結(jié)部件31朝向缸體外傾斜,但例如在移動(dòng)機(jī)構(gòu)正推力fdx相對(duì)于缸體旋轉(zhuǎn)力f1充分小時(shí)等,作為作用于支承部件41以及按壓部件42的力,缸體旋轉(zhuǎn)力f1以及f1’起主導(dǎo)作用。因此,在這樣的情況下,也可以以連結(jié)部件31的另一端部相對(duì)于連結(jié)部件31的一端部位于汽缸體2側(cè)的方式,使連結(jié)部件31朝向缸體內(nèi)傾斜。
另外,在上述的實(shí)施方式中,通過(guò)設(shè)置于曲軸箱1的軸承12支承控制軸30,通過(guò)連結(jié)部件31將控制軸30與汽缸體2連結(jié),但也可以與此相反,例如通過(guò)設(shè)置于汽缸體2的軸承支承控制軸30,通過(guò)連結(jié)部件31將該控制軸30與曲軸箱1連結(jié)。即,也可以通過(guò)與曲軸10平行地延伸并且被汽缸體2支承的1根控制軸30、用于將控制軸30的偏心部30b與曲軸箱1連結(jié)的連結(jié)部件31、以及用于使控制軸30在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)向兩方向旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器32來(lái)構(gòu)成缸體移動(dòng)機(jī)構(gòu)3。這樣也能夠獲得與上述的實(shí)施方式同樣的效果。另外,在使內(nèi)燃機(jī)100像這樣構(gòu)成的情況下,通過(guò)以連結(jié)部件31的一端部相對(duì)于另一端部位于內(nèi)燃機(jī)100的外側(cè)的方式將另一端部安裝于偏心部30b、并且將一端部安裝于曲軸箱1,能夠獲得與上述的實(shí)施方式同樣的效果。
另外,在上述的實(shí)施方式中,以2根連結(jié)部件31將控制軸30的偏心部30b與汽缸體2連結(jié),但連結(jié)部件31的根數(shù)不限于2根,也可以根據(jù)需要而增減。