KR100530696B1

KR100530696B1 - 압축비 가변 엔진

Info

Publication number: KR100530696B1
Application number: KR10-2003-0075395A
Authority: KR
Inventors: 야마다요시카즈
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2005-11-23
Anticipated expiration: 2023-10-28
Also published as: CN1499060A; KR20040038734A; US6820577B2; CN100343497C; FR2846369A1; TW200412394A; TWI236518B; US20040134452A1; FR2846369B1

Abstract

크랭크 샤프트(crank shaft)에 연결되는 서브 로드(sub rod) 및 피스톤이 커넥팅 로드(connecting rod)를 통해서 연결되고, 엔진 본체에 회전 운동 가능하게 지지되는 지축(支軸)의 편심 위치에 설치되는 편심축 및 상기 서브 로드가 컨트롤 로드(control rod)를 통해서 연결되어, 지축의 회전 운동 위치를 변화시킴으로써, 엔진의 압축비(壓縮比)를 변화시키도록 한 압축비 가변(可變) 엔진에 있어서, 지축(81) 및 엔진 본체(21) 사이에 지축(81)의 회전 운동 방향을 규제하는 1방향 클러치(clutch)(85)가 설치되고, 지축(81)의 회전 운동 위치는, 회전 운동 위치 규제 수단(89)에 의해 복수 개소에서 선택적으로 규제되어, 지축(81) 및 회전 운동 위치 규제 수단(89)의 적어도 한쪽에 작용하는 하중이, 완충 수단(97, 120, 145, 162)으로써 완화된다.

Description

압축비 가변 엔진{ENGINE OF COMPRESSION-RATIO VARIABLE TYPE}

본 발명은, 일단(一端)이 피스톤 핀(piston pin)을 통해서 피스톤에 연결되는 커넥팅 로드와, 크랭크 샤프트에 크랭크 핀을 통해서 연결되는 동시에 상기 커넥팅 로드의 타단(他端)에 연결되는 서브 로드와, 상기 커넥팅 로드의 연결 위치로부터 어긋난 위치에서 상기 서브 로드에 일단이 연결되는 컨트롤 로드와, 엔진 본체에 회전 운동 가능하게 지지되는 지축과, 이 지축의 편심 위치에 설치되어서 상기 컨트롤 로드의 타단에 연결되는 편심축을 구비하고, 상기 지축의 회전 운동 위치를 변화시켜서 압축비를 변화시키도록 한 압축비 가변 엔진에 관한 것이다.

종래, 크랭크 샤프트에 연결되는 서브 로드 및 피스톤이 커넥팅 로드를 통해서 연결되고, 엔진 본체에 회전 운동 가능하게 지지되는 지축의 편심 위치에 설치되는 편심축 및 상기 서브 로드가 컨트롤 로드를 통해서 연결되어, 지축의 회전 운동 위치를 변화시킴으로써, 엔진의 압축비를 변화시키도록 한 압축비 가변 엔진이, 예를 들면 일본국 특개평9-228858호 공보 등에서 이미 공지되어 있다.

상기 종래의 것에서는, 지축을 전동 모터나 실린더 등의 액추에이터로 회전 운동 구동함으로써 지축의 회전 운동 위치를 변화시켜서 압축비를 변화시키도록 하고 있지만, 엔진의 폭발 및 관성에 의해 컨트롤 로드에 인장(引張) 하중 및 압축 하중이 작용하고 있으므로, 상기 전동 모터나 실린더 등의 액추에이터에는 충격하중이 작용하게 되고, 그러한 충격을 완화시키기 위한 수단을 액추에이터 및 지축 사이에 설치해야만 하므로, 구성이 복잡하게 된다.

그런데, 지축의 회전 운동 방향을 1방향으로 규제해 두면, 엔진의 폭발 및 관성에 의해 컨트롤 로드에 작용하는 인장 하중 및 압축 하중을 이용해서 지축을 회전 운동시킬 수 있는 것이며, 이러한 구성으로 하면, 지축을 회전 운동 구동시키기 위한 액추에이터는 불필요하게 된다. 단, 지축의 회전 운동 위치를 복수 개소로 규제하는 규제 수단이 필요해서, 지축의 회전 운동 위치 규제 시에 그러한 규제 수단 및 지축의 접촉부에 충격이 작용하게 되므로, 그러한 충격을 완화시킬 필요가 있다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안해서 이루어진 것이며, 엔진의 폭발 및 관성을 이용해서 지축을 회전 운동하도록 한 것에 추가해서, 지축의 회전 운동 위치 규제 시에 발생하는 충격을 간단한 구성으로 완화할 수 있도록 한 압축비 가변 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 일단이 피스톤 핀을 통해서 피스톤에 연결되는 커넥팅 로드와, 크랭크 샤프트에 크랭크 핀을 통해서 연결되는 동시에 상기 커넥팅 로드의 타단에 연결되는 서브 로드와, 상기 커넥팅 로드의 연결 위치로부터 어긋난 위치에서 상기 서브 로드에 일단이 연결되는 컨트롤 로드와, 엔진 본체에 회전 운동 가능하게 지지되는 지축과, 이 지축의 편심 위치에 설치되어서 상기 컨트롤 로드의 타단에 연결되는 편심축을 구비하고, 상기 지축의 회전 운동 위치를 변화시켜서 압축비를 변화시키도록 한 압축비 가변 엔진에 있어서, 상기 지축의 회전 운동 방향을 규제하도록 해서 이 지축 및 상기 엔진 본체 사이에 설치되는 1방향 클러치와, 상기 지축의 회전 운동 위치를 복수 개소에서 선택적으로 규제하는 회전 운동 위치 규제 수단과, 상기 압축비의 전환 시에 상기 지축 및 상기 회전 운동 위치 규제 수단의 적어도 한쪽에 작용하는 하중을 완화하는 완충 수단을 포함하는 것을 제1특징으로 한다.

이러한 제1특징의 구성에 의하면, 엔진의 폭발 및 관성에 의해 컨트롤 로드에 인장 하중 및 압축 하중이 작용하고, 그것에 의해 압축비의 전환 시에 지축 및 편심축은 1방향 클러치로 규제되는 방향으로 회전 운동하게 되어, 지축을 직접 회전 운동시키는 액추에이터가 불필요하게 된다. 게다가 압축비의 전환 시에 지축 및 회전 운동 위치 규제 수단의 적어도 한쪽에 작용하는 하중을 완충 수단으로써 완화시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 제1특징의 구성에 추가해서, 상기 크랭크 샤프트에는, 엔진 시동 조작에 따라 리코일 스타터(recoil starter)로부터 회전력이 전달되는 플라이휠(flywheel)이 고착(固着)되며, 상기 완충 수단은, 상기 리코일 스타터와 동일 방향의 회전력을 상기 플라이휠에 전달하는 것을 가능하게 하는 동시에 상기 리코일 스타터의 비조작 시에는 회전이 규제되도록 해서 상기 크랭크 샤프트와 동축(同軸)으로 배치되는 출력 부재와, 이 출력 부재와 동축인 입력 부재와의 사이에 태엽 스프링이 설치되어서 이루어지고, 상기 지축 및 상기 입력 부재 사이에는, 상기 태엽 스프링의 권상(捲上) 완료까지는 이 태엽 스프링을 권상하는 방향으로의 회전 토크(torque)를 상기 지축으로부터 상기 입력 부재에 전달하지만 상기 태엽 스프링의 권상 완료 후에는 지축이 공회전하는 것을 허용하는 토크 전달 수단이 설치되는 것을 제2특징으로 한다.

이러한 제2특징의 구성에 의하면, 압축비의 전환 시에 지축의 회전 운동 토크는 토크 전달 수단을 통해서 완충 수단의 입력 부재에 전달되며, 태엽 스프링이 권상됨으로써 태엽 스프링에 힘이 축적되는 동시에 지축에 작용하는 하중을 태엽 스프링에서 흡수함으로써 충격 완화를 달성할 수 있다. 즉, 압축비의 전환 시에 회전 운동 위치 규제 수단으로 다음 회전 운동 규제 위치까지 지축이 회전 운동하는 사이에, 지축에 작용하는 회전 운동 토크를 완충 수단의 태엽 스프링으로 완충, 힘을 축적하는 것이 가능하고, 또한 태엽 스프링에 힘을 축적할 때에 출력 부재의 회전은 규제되어 있으며, 다음 엔진 시동 시에 리코일 스타터를 시동 조작하면, 태엽 스프링에서 축적된 스프링 힘이 출력 부재로부터 플라이휠에 전달되게 되어, 리코일 스타터의 견인 하중을 경감해도 엔진을 충분히 시동할 수 있다.

본 발명은, 상기 제1특징의 구성에 추가해서, 상기 지축의 축방향에 이격된 복수 개소에는 이 지축의 원주 방향에 따르는 위치를 서로 어긋나게 한 규제 맞닿음부가 설치되고, 상기 규제 맞닿음부에 택일적으로 맞닿아서 상기 지축의 회전 운동 위치를 규제하기 위해 상기 지축과 직교하는 축선 주변의 회전 운동을 가능하게 해서 엔진 본체에 지지되어 상기 회전 운동 위치 규제 수단의 일부를 구성하는 규제 부재에, 이 규제 부재를 회전 운동 구동하기 위한 액추에이터가 연결되며, 상기 완충 수단이, 택일적으로 선택된 상기 규제 맞닿음부의 상기 규제 부재에의 맞닿을 때의 축방향에 따르는 충격을 완화하기 위해서 상기 규제 부재 및 엔진 본체 사이에 장치되는 것을 제3특징으로 한다.

이러한 제3특징의 구성에 의하면, 액추에이터에 의해 규제 부재를 회전 운동시킴으로써, 지축에 설치된 복수의 규제 맞닿음부의 1개에 규제 부재를 맞닿게 하도록 해서 지축의 회전 운동 위치를 규제하고, 그것에 의해 압축비를 변화시킬 수 있다. 이 때, 규제 맞닿음부의 1개와 규제 부재가 접촉함으로써, 규제 부재에는 지축의 축선과 직교하는 방향에 따르는 충격이 작용하게 되지만, 규제 부재 및 엔진 본체 사이에 완충 수단이 장치되는 간단한 구성으로 그 충격을 완화시킬 수 있다. 이것에 의해 규제 부재를 구동하는 액추에이터에의 상기 충격의 작용을 회피할 수 있는 동시에, 지축 및 규제 부재 등의 각각의 부재의 강도(强度) 증대화를 도모하는 것에 의한 비대화(肥大化)를 회피하면서 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 게다가 규제 맞닿음부의 1개와 규제 부재가 접촉할 때에 발생하는 소리도 작게 억제할 수 있다.

또한 본 발명은, 상기 제1특징의 구성에 추가해서, 상기 완충 수단이, 상기 컨트롤 로드로부터 상기 지축에 작용하는 반경 방향의 하중을 완화하도록 해서 상기 지축 및 엔진 본체 사이에 설치되는 것을 제4특징으로 한다.

이러한 제4특징의 구성에 의하면, 압축비의 전환 시에는 지축 및 회전 운동 위치 규제 수단에 큰 하중이 작용하지만, 지축에 작용하는 반경 방향의 하중은 완충 수단으로써 완화되므로, 지축 및 회전 운동 위치 규제 수단의 각각의 부재의 강도 증대화를 도모하는 것에 의한 비대화를 회피하면서 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 게다가 회전 운동 위치 규제 수단에 의한 회전 운동 위치 규제 시에 발생하는 소리도 작게 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서의 상기, 그 밖의 목적, 특징 및 이점은, 첨부 도면에 따라 이하에서 상술한 바람직한 실시예의 설명으로부터 명확하게 될 것이다.

이하에서, 본 발명의 한 실시예에 대해서 도 1∼도 14를 참조하면서 설명하면, 우선 도 1∼도 3에 있어서, 이 엔진은, 예를 들면 작업기 등에 이용되는 공냉(空冷)의 단기통(單氣筒) 엔진이며, 엔진 본체(21)는, 크랭크 케이스(22)와, 이 크랭크 케이스(22)의 일측면(一側面)에서 다소 상향으로 경사해서 돌출하는 실린더 블록(23)과, 이 실린더 블록(23)의 두부(頭部)에 접합되는 실린더 헤드(24)로서 구성되며, 실린더 블록(23) 및 실린더 헤드(24)의 외측면(外側面)에는 다수의 공냉용 핀(fin)(23a…, 24a…)이 설치되어 있다. 또한 크랭크 케이스(22)는, 이 크랭크 케이스(22)의 하면(下面)의 설치면(22a)에서 각종 작업기의 엔진 베드(bed)에 설치된다.

크랭크 케이스(22)는, 실린더 블록(23)과 일체로 주조 성형되는 케이스 본체(25)와, 이 케이스 본체(25)의 개방단(開放端)에 결합되는 사이드 커버(26)로서 이루어지는 것이다. 크랭크 샤프트(27)의 일단부(一端部)(27a)는 사이드 커버(26)로부터 돌출되며, 크랭크 샤프트(27)의 일단부(27a) 및 사이드 커버(26) 사이에 볼 베어링(28) 및 오일 실(oil seal)(30)이 장치된다. 또한 크랭크 샤프트(27)의 타단부(他端部)(27b)는 케이스 본체(25)로부터 돌출되며, 크랭크 샤프트(27)의 타단부(27b) 및 케이스 본체(25) 사이에 볼 베어링(29) 및 오일 실(31)이 장치된다.

케이스 본체(25)의 바깥 쪽으로 크랭크 샤프트(27)의 타단부(27b)에는 플라이휠(32)이 고착되어 있으며, 이 플라이휠(32)에는, 엔진 본체(21)의 각부(各部)에 냉각풍(冷却風)을 공급하기 위한 냉각 팬(fan)(33)이 고착되고, 냉각 팬(33)의 외측에 리코일 스타터(34)가 배열 설치된다.

실린더 블록(23)에는, 피스톤(38)을 미끄럼 운동이 자유롭게 끼워 맞추어주는 실린더 보어(cylinder bore)(39)가 형성되어 있으며, 피스톤(38)의 정상부를 대면하는 연소실(40)이 실린더 블록(23) 및 실린더 헤드(24) 사이에 형성된다.

실린더 헤드(24)에는, 연소실(40)에 통할 수 있는 흡기 포트(suction port)(41) 및 배기 포트(42)가 형성되는 동시에, 흡기 포트(41) 및 연소실(40) 사이를 개폐하는 흡기 밸브(43), 및 배기 포트(42) 및 연소실(40) 사이를 개폐하는 배기 밸브(44)가 개폐 작동 가능하게 배열 설치된다. 또한 연소실(40)에 전극을 대면시키는 점화 플러그(45)가 실린더 헤드(24)에 나사로 장착된다.

실린더 헤드(24)의 상부에는 기화기(35)가 접속되어 있으며, 이 기화기(35)가 구비하는 흡기 통로(46)의 하류단(下流端)이 흡기 포트(41)에 연통된다. 또한 흡기 통로(46)의 상류단(上流端)에 연결되는 흡기관(47)이 기화기(35)에 접속되며, 이 흡기관(47)은 도시하지 않는 에어 클리너(air cleaner)에 접속된다. 실린더 헤드(24)의 상부에는 배기 포트(42)에 통하는 배기관(48)이 접속되어 있으며, 이 배기관(48)은 배기 머플러(49)에 접속된다. 또한 크랭크 케이스(22)의 윗쪽에는, 이 크랭크 케이스(22)로 지지되도록 해서 연료 탱크(51)가 배치된다.

크랭크 케이스(22)에 있어서의 사이드 커버(26) 부근의 부분에서 크랭크 샤프트(27)에는 구동 기어(52)가 일체로 형성되어 있으며, 이 구동 기어(52)에 맞물리는 피동 기어(53)가, 크랭크 샤프트(27)와 평행한 축선을 가지고 크랭크 케이스(22)에 회전이 자유롭게 지지되는 캠 샤프트(54)에 고착된다. 그리고 캠 샤프트(54)에는, 서로 맞물린 구동 기어(52) 및 피동 기어(53)에 의해 1/2의 감속비로 크랭크 샤프트(27)로부터의 회전 동력이 전달된다.

캠 샤프트(54)에는, 흡기 밸브(43) 및 배기 밸브(44)에 각각 대응한 흡기 캠(55) 및 배기 캠(56)이 설치되어 있으며, 흡기 캠(55)에는 실린더 블록(23)에서 작동 가능하게 지지된 종동구(從動駒)(57)가 미끄럼 접촉된다. 한편, 실린더 블록(23) 및 실린더 헤드(24)에는, 종동구(57)의 상부를 하부에 돌출시킨 작동실(58)이 형성되어 있고, 이 작동실(58) 내에 배치되는 푸시 로드(push rod)(59)의 하단(下端)이 상기 종동구(57)에 맞닿아진다. 한편, 실린더 헤드(24)에는, 밸브 폐쇄 방향으로 스프링 힘이 가해진 흡기 밸브(43)의 상단(上端)에 일단을 맞닿게 한 로커 암(rocker arm)(60)이 요동 가능하게 지지되어 있으며, 이 로커 암(60)의 타단에 상기 푸시 로드(59)의 상단이 맞닿아진다. 그리고 흡기 캠(55)의 회전에 따라 푸시 로드(59)가 축방향으로 작동하고, 거기에 따른 로커 암(60)의 요동에 의해 흡기 밸브(43)가 개폐 작동하게 된다.

배기 캠(56) 및 배기 밸브(44) 사이에도, 상기 흡기 캠(55) 및 흡기 밸브 (43) 사이와 마찬가지의 기구가 장치되어 있어, 배기 캠(56)의 회전에 따라서 배기 밸브(44)가 개폐 작동한다.

도 4를 아울러 참조하여, 피스톤(38)과, 크랭크 샤프트(27)와, 실린더 축선 C를 지나 크랭크 샤프트(27)의 축선에 직교하는 평면 내에서 변위하는 것을 가능하게 해서 엔진 본체(21)의 크랭크 케이스(22)에 지지되는 편심축(61)이, 링크(link) 기구(62)를 통해서 연결된다.

이 링크 기구(62)는, 일단이 피스톤 핀(63)을 통해서 피스톤(38)에 연결되는 커넥팅 로드(64)와, 크랭크 샤프트(27)에 크랭크 핀(65)을 통해서 연결되는 동시에 상기 커넥팅 로드(64)의 타단에 회전 운동 가능하게 연결되는 서브 로드(68)와, 상기 커넥팅 로드(64)의 연결 위치로부터 어긋난 위치에서 서브 로드(68)에 일단이 회전 운동 가능하게 연결되는 동시에 타단이 상기 편심축(61)에 회전 운동 가능하게 연결되는 컨트롤 로드(69)로서 이루어진다.

서브 로드(68)는, 크랭크 핀(65)의 반원주에 미끄럼 접촉하는 반원 형상의 제1베어링부(70)를 중간부에 갖는 것이며, 이 서브 로드(68)의 양단부(兩端部)에는, 커넥팅 로드(64)의 타단부 및 컨트롤 로드(69)의 일단부를 각각 상호간에 끼우는 1쌍의 2갈래부(71, 72)가 일체로 설치된다. 또한 크랭크 핀(65)에 있어서의 잔여의 반원주에는, 크랭크 캡(cap)(73)이 구비하는 반원 형상의 제2베어링부(74)가 미끄럼 접촉하는 것이며, 이 크랭크 캡(73)은 서브 로드(68)에 체결된다.

커넥팅 로드(64)의 타단부는, 원통 형상의 커넥팅 로드 핀(75)을 통해서 서브 로드(68)의 일단부에 회전 운동 가능하게 연결되는 것이며, 커넥팅 로드(64)의 타단부에 압입된 커넥팅 로드 핀(75)의 양단부가 서브 로드(68)의 일단측의 2갈래부(71)에 회전 운동 가능하게 끼워 맞추어진다.

또한 컨트롤 로드(69)의 일단은 원통 형상의 서브 로드 핀(76)을 통해서 서브 로드(68)의 타단부에 회전 운동 가능하게 연결되는 것이며, 서브 로드(68)의 타단측의 2갈래부(72)에 삽입된 컨트롤 로드(69)의 일단부를 상대 회전 운동 가능하게 관통하는 서브 로드 핀(76)의 양단부가, 상기 타단측의 2갈래부(72)에 간극에 끼우는 식으로 끼워 맞추어진다. 게다가 상기 타단측의 2갈래부(72)에는 서브 로드 핀(76)의 양단에 맞닿아서 이 서브 로드 핀(76)의 2갈래부(72)로부터의 이탈을 저지하기 위한 1쌍의 클립(clip)(77, 77)이 장착된다.

또한 각각의 2갈래부(71, 72)에는, 크랭크 샤프트(27)의 양측에 1쌍씩 배치되는 볼트(78, 78…)에 의해서 크랭크 캡(73)이 체결되는 것이며, 커넥팅 로드 핀(75) 및 서브 로드 핀(76)은, 그것들의 볼트(78, 78…)의 축선 연장 상에 배치된다.

원통 형상인 편심축(61)은, 크랭크 샤프트(27)와 평행한 축선을 가지고 엔진 본체(21)의 크랭크 케이스(22)에 회전 운동 가능하게 지지되는 지축(81)의 편심 위치에 일체로 설치된다. 지축(81)의 일단부는, 크랭크 케이스(22)에 있어서의 사이드 커버(26)에 설치된 밑바닥이 있는 원통 형상의 베어링 하우징(82)에 볼 베어링(83)을 통해서 회전 운동 가능하게 지지되며, 또한 지축(81)의 타단부는 크랭크 케이스(22)에 있어서의 케이스 본체(25)를 회전 운동 가능하게 관통하는 것이며, 케이스 본체(25) 및 지축(81) 사이에는 볼 베어링(84)이 장치된다.

또한 상기 볼 베어링(83)의 바깥 쪽으로 상기 베어링 하우징(82) 및 지축(81) 사이에는, 1방향 클러치(85)가 설치되고, 상기 볼 베어링(84)의 바깥 쪽으로 케이스 본체(25) 및 지축(81) 사이에는 환상(環狀)의 밀봉 부재(86)가 장치된다.

그런데, 편심축(61)에 타단부가 연결된 컨트롤 로드(69)에는, 엔진의 운전 사이클에 따라 컨트롤 로드(69)를 압축하는 방향의 하중 및 컨트롤 로드(69)를 인장하는 방향의 하중이 번갈아 작용하는 것이며, 지축(81)의 편심 위치에 편심축(61)이 설치되어 있으므로, 지축(81)에도 상기 컨트롤 로드(69)로부터 일측을 향해서의 회전력 및 타측을 향해서의 회전력이 번갈아 작용한다. 그런데 지축(81)과, 크랭크 케이스(22)에 있어서의 사이드 커버(26)의 베어링 하우징(82)과의 사이에 1방향 클러치(85)가 장치되어 있음으로써, 지축(81)은 도 4의 화살표(80)로 나타내는 1방향에만 회전 운동 가능하다.

도 5를 아울러 참조하여, 상기 편심축(61)으로부터 축방향에 이격된 위치에서 지축(81)에는, 환상 오목부(81b)를 외주(外周)에 형성하도록 해서 소직경(小直徑) 축부(81a)가 동축으로 설치되어 있으며, 축방향에 이격된 복수 개소, 예를 들면 2개소에서 상기 소직경 축부(81a)에는, 지축(81)의 원주 방향에 따르는 위치를 서로 어긋나게 한 규제 맞닿음부(87, 88)가 일체로 돌출 설치된다.

상기 지축(81)의 회전 운동 위치는, 회전 운동 위치 규제 수단(89)에 의해 복수 개소, 예를 들면 2개소에서 규제되는 것이며, 이 회전 운동 위치 규제 수단(89)은, 상기 지축(81)의 축선과 직교하는 축선을 가지고 크랭크 케이스(22)에 회전 운동 가능하게 지지되는 회전 운동축(90)과, 이 회전 운동축(90)에 고정되는 규제 부재(91)로서 구성되며, 회전 운동축(90)이 회전 운동하는 것에 의해 상기 규제 부재(91)는 상기 규제 맞닿음부(87, 88)에 택일적으로 맞닿음 가능하다.

크랭크 케이스(22)의 케이스 본체(25)에는, 밑바닥이 있는 원통 형상의 축 지지부(92)와, 원통 형상의 축 지지부(93)가, 지축(81)의 축선과 직교하는 동일 축선 상에서 서로 간격을 두어서 대향하도록 일체로 설치되어 있으며, 일단을 축 지지부(92) 측에 배치한 회전 운동축(90)이 양쪽 축 지지부(92, 93)에서 회전 운동 가능하게 지지되고, 회전 운동축(90)의 타단부는 축 지지부(93)로부터 바깥 쪽으로 돌출된다.

규제 부재(91)는, 상기 양쪽 축 지지부(92, 93) 사이에서 회전 운동축(90)에 핀(94)으로 고정되어 있으며, 환상 오목부(81b) 내에 돌입(突入)해서 상기 규제 맞닿음부(87, 88)에 택일적으로 맞닿을 수 있는 돌출부(91a)가 규제 부재(91)에 일체로 설치된다.

그런데, 규제 부재(91)의 돌출부(91a)를 상기 양쪽 규제 맞닿음부(87, 88)의 한쪽에 맞닿게 하는 상태와, 상기 돌출부(91a)를 상기 양쪽 규제 맞닿음부(87, 88)의 다른 쪽에 맞닿게 하는 상태와의 전환 시에, 지축(81)의 편심 위치에 설치되는 편심축(61)에 연결되는 컨트롤 로드(69)에의 하중의 작용에 의해, 지축(81)은 회전 운동하는 것이지만, 그 회전 운동에 의해 양쪽 규제 맞닿음부(87, 88)의 한쪽이 규제 부재(91)의 돌출부(91a)에 충격적으로 맞닿는 것은 회피할 필요가 있다. 그래서, 택일적으로 선택된 규제 맞닿음부(87, 88)의 규제 부재(91)에의 맞닿을 때의 축방향에 따르는 충격을 완화시키기 위한 스러스트(thrust) 완충 수단(97)이, 크랭크 케이스(22)에 있어서의 축 지지부(93)와 규제 부재(91)와의 사이에 장치된다.

이 스러스트 완충 수단(97)은, 회전 운동축(90)을 관통시키는 1쌍의 와셔(washer)(98, 98) 사이에, 링(ring) 형상의 러버(rubber)(99)가 끼워져서 이루어진다. 러버(99)는, 내유성(耐油性) 및 내열성(耐熱性)을 갖는 고경도(高硬度)의 것이며, 게다가 와셔(98, 98)에 달구어 붙혀진다.

도 6을 아울러 참조하여, 회전 운동 위치 규제 수단(89)의 회전 운동축(90)에는 다이어프램(diaphragm)식의 액추에이터(actuator)(101)가 연결된다. 이 액추에이터(101)는, 크랭크 케이스(22)에 있어서의 케이스 본체(25)의 상부에 체결된 지지 판(102)에 부착할 수 있는 케이싱(103)과, 이 케이싱(103) 내를 부압실(負壓室)(104) 및 대기압실(大氣壓室)(105)에 간막이를 하도록 해서 케이싱(103)에 지지되는 다이어프램(106)과, 부압실(104)의 용적을 증대시키는 방향으로 스프링 힘을 발휘해서 케이싱(103) 및 다이어프램(106) 사이에 압축하여 설치되는 스프링(107)과, 다이어프램(106)의 중앙부에 연결되는 작동 로드(108)를 구비한다.

케이싱(103)은, 지지 판(102)에 부착되는 공기(空器) 형상의 제1케이스 반체(半體)(109)와, 이 케이스 반체(109)에 코킹(caulking) 결합되는 공기 형상의 제2케이스 반체(110)로서 이루어지고, 다이어프램(106)의 주연부(周緣部)는 양쪽 케이스 반체(109, 110)의 개구 단부 사이에 끼워 지지된다. 또한 부압실(104)은 다이어프램(106) 및 제2케이스 반체(110) 사이에 형성되며, 이 부압실(104)에 스프링 (107)이 수용된다.

대기압실(105)은, 다이어프램(106) 및 제1케이스 반체(109) 사이에 형성되는 것이며, 제1케이스 반체(109)의 중앙부에 설치된 틈새 구멍(111)을 관통해서 대기압실(105)에 돌입되는 작동 로드(108)의 일단부가 다이어프램(106)의 중앙부에 연결되고, 틈새 구멍(111)의 내주(內周) 및 작동 로드(108)의 외주 사이의 간극을 통해서 대기압실(105)이 외부에 연통된다.

케이싱(103)에 있어서의 제2케이스 반체(110)에는 부압실(104)에 통하는 도관(112)이 접속되며, 이 도관(112)은 기화기(35)에 있어서의 흡기 통로(46)의 하류단에 접속된다. 즉, 액추에이터(101)의 부압실(104)에는 흡기 통로(46)의 흡기 부압이 도입되게 된다.

액추에이터(101)가 구비하는 작동 로드(108)의 타단은, 회전 운동축(90)과 평행한 축선 주변에 회전 운동 가능하게 해서 지지 판(102)에 지지되는 구동 암(113)에 연결된다. 또한 크랭크 케이스(22)로부터 돌출한 회전 운동축(90)의 타단에는 피동 암(114)이 고정되어 있으며, 구동 암(113) 및 피동 암(114)이 연결 로드(115)를 통해서 연결된다. 또한 피동 암(114) 및 지지 판(102) 사이에는, 피동 암(114)을 도 6의 시계 방향으로 회전 운동력을 가하는 스프링(116)이 설치된다.

그런데, 엔진이 경부하 운전 상태로서 부압실(104)의 부압이 높은 상태에서는, 도 6에서 나타내는 바와 같이, 다이어프램(106)은 복귀 스프링(107) 및 스프링(116)의 스프링 힘에 저항해서 부압실(104)의 용적을 감소시키도록 휘어 있으며, 작동 로드(108)가 수축 작동하고 있다. 이 상태에서 회전 운동 위치 규제 수단(89)에 있어서의 회전 운동축(90) 및 규제 부재(91)의 회전 운동 위치는, 지축(81)의 양쪽 규제 맞닿음부(87, 88) 중 87에 규제 부재(91)의 돌출부(91a)를 맞닿아, 걸어 맞추게 하는 위치에 있다.

한편, 엔진이 고부하 운전 상태로 되어서 부압실(104)의 부압이 낮아지게 되면, 도 7에서 나타내는 바와 같이, 다이어프램(106)은 복귀 스프링(107) 및 스프링(117)의 스프링 힘에 의해 부압실(104)의 용적을 증대시키도록 휘고, 작동 로드(108)는 신장 작동한다. 이것에 의해 회전 운동 위치 규제 수단(89)에 있어서의 회전 운동축(90) 및 규제 부재(91)는, 지축(81)의 양쪽 규제 맞닿음부(87, 88) 중 88에 규제 부재(91)의 돌출부(91a)를 맞닿아, 걸어 맞추게 하는 위치로 회전 운동하게 된다.

이렇게 규제 부재(91)를 회전 운동시킴으로써, 엔진의 운전 중에는 1방향에의 회전 운동력이 작용하고 있는 지축(81)은, 규제 부재(91)의 돌출부(91a)에 규제 맞닿음부(87, 88)의 어느 하나인가를 걸어 맞추게 한 위치에서 회전 운동을 규제하게 되고, 지축(81)이, 예를 들면 167도 위상이 상이한 2개의 위치에서 회전 운동을 정지시키는 것에 의해, 지축(81)의 축선으로부터 편심된 위치에 있는 편심축(61), 즉 컨트롤 로드(69)의 타단부가, 크랭크 샤프트(27)의 축선에 직교하는 평면 내에서 2개의 위치 사이를 변위하게 되며, 그것에 의해 엔진의 압축비가 변화되게 된다.

도 8 및 도 9에 있어서, 압축비의 전환 시에 지축(81)의 회전 운동에 의해 양쪽 규제 맞닿음부(87, 88)가 택일적으로 규제 부재(91)의 돌출부(91a)에 충격적으로 맞닿는 것을 회피하기 위해서, 컨트롤 로드(69)로부터 지축(81)에 작용하는 반경 방향의 하중을 완화시키는 반경 방향 완충 수단(120)이, 지축(81)의 일단부와, 엔진 본체(21)에 있어서의 크랭크 케이스(22)의 베어링 하우징(82)과의 사이에 설치된다.

반경 방향 완충 수단(120)은, 상기 소직경 축부(81a)에 볼 베어링(83) 측에서 인접하도록 해서 지축(81)에 일체로 설치되는 편심 캠(121)과, 지축(81)의 축선 주변에 회전하는 것을 저지되도록 해서 상기 베어링 하우징(82)에 걸어 맞추어져서 상기 편심 캠(121)을 주위에서 둘러싸는 스프링 홀더(122)와, 상기 편심 캠(121)에 마찰 접촉하도록 해서 상기 스프링 홀더(122)에 유지되는 압축 스프링(123)을 구비한다.

지축(81)에는, 상기 편심 캠(121)을 주위에서 둘러싸는 원통부(124)가 동축으로 설치되어 있으며, 원통 형상으로 형성되는 스프링 홀더(122)는 이 원통부(124)에 미끄럼 운동 가능하게 끼워 맞추어진다. 또한 스프링 홀더(122)에는, 볼 베어링(83) 및 베어링 하우징(82)에 대향하는 링판 형상의 지지 판부(125)가 일체로 연결 설치되어 있으며, 이 지지 판부(125)의 베어링 하우징(82) 측의 단부에는, 상기 원통부(124)의 선단부(先端部)를 삽입하는 환상 홈을 스프링 홀더(122)와의 사이에 형성하도록 해서 환상 돌출부(126)가 일체로 돌출 설치되는 동시에, 원주 방향 1개소에서 반경 방향 바깥 쪽으로 돌출하는 걸어 맞춤 판부(127)가 일체로 돌출 설치된다.

상기 걸어 맞춤 판부(127)는, 베어링 하우징(82)의 선단면(先端面)에 돌출 설치된 1쌍의 걸림 판부(128, 128) 사이에 끼워져 있는 것이며, 그것에 의해 스프링 홀더(122)가 지축(81)의 축선 주변에 회전하는 것이 저지된다. 게다가 상기 지지 판부(125)에는, 볼 베어링(83)의 외륜(外輪)(83a)에 맞닿아 지지되는 환상 맞닿음부(129)가 일체로 돌출 설치된다.

상기 압축 스프링(123)은 원주 방향 1개소에 분리 홈(130)을 가지고 거의 무단(無端) 형상으로 형성되는 것이며, 지축(81)의 일직선 상에서 스프링 홀더(122)에 설치된 1쌍의 걸어 맞춤 구멍(131, 131)에 걸어 맞추어지도록 해서 반경 방향 바깥 쪽을 향해 사다리꼴 형상으로 융기한 걸어 맞춤부(123a, 123b)와, 편심 캠(121)에 탄발적(彈發的)으로 미끄럼 접촉하는 것을 가능하게 해서 반경 방향 안 쪽으로 휜 1쌍의 휨 가능 맞닿음부(123c, 123d)가 압축 스프링(123)에 형성되며, 양쪽 휨 가능 맞닿음부(123c, 123d)는, 걸어 맞춤부(123a, 123b)를 연결하는 직선에 대하여 직교하는 직선 상의 2개소에 배치된다.

이러한 반경 방향 완충 수단(120)에 의하면, 지축(81)의 회전 운동 시에 편심 캠(121)이 휨 가능 맞닿음부(123c, 123d)의 한쪽을 휘게하면서 회전 운동하게 되어, 압축비의 전환 시에 컨트롤 로드(69)로부터 지축(81)에 작용하는 반경 방향의 하중을 완화시킬 수 있다. 게다가 저압축비로부터 고압축비에의 전환 시에는 엔진의 폭발을 이용하는 것이며, 더욱 큰 충격이 지축(81)에 작용할 가능성이 있으므로, 상기 양쪽 휨 가능 맞닿음부(123c, 123d) 중 저압축비로부터 고압축비에의 전환 시에 편심 캠(121)에 접촉하는 휨 가능 맞닿음부(123c)의 초기 변형량을 휨 가능 맞닿음부(123d)의 초기 변형량 보다도 크게 설정해 둔다. 그렇게 하면, 저압축비로부터 고압축비에의 전환 시에 있어서 지축(81)에 작용하는 충격을 더욱 효과적으로 완화시킬 수 있고, 또한 고압축비로부터 저압축비에의 전환 시에 있어서 지축(81)에 불필요한 회전 운동 저항 토크가 작용하는 것을 회피할 수 있다.

다시 도 2에 있어서, 리코일 스타터(34)의 케이스(134)는, 플라이휠(32)을 주위에서 둘러싸서 통(筒) 형상으로 형성되는 동시에 크랭크 케이스(22)의 케이스 본체(25)에 체결되는 케이스 부재(135)와, 이 케이스 부재(135)의 개구단을 닫도록 해서 케이스 부재(135)에 체결되는 컵 형상의 케이스 부재(136)로서 구성되어 있으며, 크랭크 샤프트(27)와 동축으로 해서 케이스 부재(136)에 설치된 축(137)에서 릴(reel)(138)이 회전이 자유롭게 지지되며, 축(137) 및 릴(138) 사이에 태엽 스프링(139)이 설치된다.

릴(138)에는, 릴(138)에 둘러 감을 수 있는 로프(140)의 일단이 고정 연결되어 있으며, 로프(140)의 타단은, 케이스 부재(136)에 설치된 개구부(141)로부터 외부로 인출된다.

상기 릴(138)의 일부는, 크랭크 샤프트(27)의 일단에 고착된 컵 형상의 스타터 풀리(starter pulley)(142)로 덮혀 있으며, 이 스타터 풀리(142)의 내주에 설치된 걸림 오목부(143)에 걸어 맞춤 가능한 래치트(rachet)(144)가 상기 릴(138)에 지지된다.

그리고 상기 태엽 스프링(139)의 스프링 힘에 저항해서 로프(140)를 견인한 후에 견인력을 해방했을 때, 릴(138)이 태엽 스프링(139)의 스프링 힘에 의해 회전하고, 이 릴(138)의 회전에 의해 래치트(144)가 스타터 풀리(142)의 걸림 오목부(143)에 걸어 맞추어짐으로써, 릴(138)로부터 크랭크 샤프트(27)에 시동용 회전 동력이 전달되게 된다.

도 10 및 도 11에 있어서, 크랭크 케이스(22)의 케이스 본체(25) 및 플라이휠(32) 사이에는, 리코일 스타터(34)와 동일한 회전 방향의 회전력을 플라이휠(32)에 전달하는 것을 가능하게 한 완충·축력(蓄力) 수단(145)이 배열 설치된다.

이 완충·축력 수단(145)은, 크랭크 샤프트(27)와 동축으로 배치되는 출력 부재(146) 및 입력 부재(147) 사이에 태엽 스프링(148)이 설치되어서 이루어지는 것이며, 크랭크 샤프트(27)를 동축으로 둘러싸는 링판 형상으로 형성되는 출력 부재(146) 및 입력 부재(147)는, 출력 부재(146)를 크랭크 케이스(22)에 가까운 위치로 해서 크랭크 케이스(27)의 축선 방향에 간격을 두어서 배치된다.

출력 부재(146)에는, 입력 부재(147)의 외주에 대응하는 부분에서 크랭크 샤프트(27)와 동축으로 연장하는 대략 원통 형상의 외부 통(149)의 일단이 고착되며, 입력 부재(147)에는, 상기 외부 통(149)의 안 쪽에서 크랭크 샤프트(27)와 동축으로 배치되는 내부 통(150)이 일체로 형성된다. 그리고 태엽 스프링(148)은, 출력 부재(136), 외부 통(149), 입력 부재(147) 및 내부 통(150)으로 규정되는 공간에 수용되는 것이며, 태엽 스프링(148)의 양단(兩端)은 외부 통(149) 및 내부 통(150)에 걸어 맞추어, 연결된다.

이러한 완충·축력 수단(145)에서는, 출력 부재(146)를 구속해서 그 회전을 저지하고 있는 상태에서 입력 부재(147)를 회전시킴으로써 태엽 스프링(148)을 감아 올려 축력할 수 있으며, 이어서 입력 부재(147)의 회전을 저지하면서 출력 부재(146)의 구속을 해제하면, 축적된 태엽 스프링(148)의 스프링 힘으로 출력 부재(146)가 회전하게 된다.

이러한 출력 부재(146)의 회전 동력을 플라이휠(32)에 전달하기 위해서, 플라이휠(32)의 내주(內周)의 원주 방향에 등간격(等間隔)을 둔 복수 개소, 예를 들면 2개소에는, 반경 방향 안 쪽으로 돌출한 사다리꼴 형상의 걸림 돌출부(151, 151)가 일체로 돌출 설치된다. 한편, 출력 부재(146)에 고착된 외부 통(149)에는, 그 원주 방향에 등간격을 둔 복수 개소, 예를 들면 2개소에서 반경 방향 안 쪽으로 쑥 들어간 오목부(152, 152)가 설치되어 있으며, 상기 걸림 돌출부(151, 151)에 걸어 맞추도록 해서 상기 오목부(152, 152)로부터 바깥 쪽으로 돌출한 위치와, 상기 오목부(152, 152)에 수용되는 위치와의 사이에서 회전 운동 가능한 래치트(153, 153)가 출력 부재(146)에 지지된다. 즉, 래치트(153, 153)는 크랭크 샤프트(27)와 평행한 축(154, 154)을 일체로 구비하고 있으며, 그것들의 축(154, 154)이 출력 부재(146)에 회전 운동 가능하게 지지된다.

게다가 상기 출력 부재(146)로부터 크랭크 케이스(22)의 케이스 본체(25) 측으로 돌출한 부분에서 상기 축(154, 154)의 일단에는 롤러(roller)(155, 155)가 동축으로 고착되어 있으며, 상기 케이스 본체(25)에는, 롤러(155, 155)를 전동(轉動)시키는 원통 형상의 안내 통(156)이 일체로 돌출 설치된다.

그리고 출력 부재(146)가, 도 11의 화살표(157)로 나타내는 방향으로 회전하면, 상기 각각의 롤러(155, 155)가 안내 통(156)의 내면을 따라 전동함으로써, 축(154, 154)은 래치트(153, 153)를 오목부(152, 152)로부터 돌출되는 방향으로 회전 운동하며, 오목부(152, 152)로부터 돌출된 래치트(153, 153)가 걸림 돌출부 (151, 151)에 각각 걸어 맞추어져, 출력 부재(146)의 회전 동력이 플라이휠(32)에 전달되게 된다.

그런데 입력 부재(147)의 내주부(內周部)에는, 상기 내부 통(150) 보다도 안 쪽에서 크랭크 케이스(27)와 동축으로 배치되는 전동(轉動) 통(158)이 복수의 리벳(rivet)(159…)에 의해 고정되어 있으며, 이 전동 통(158)은, 볼 베어링(160)을 통해서 크랭크 케이스(22)의 케이스 본체(25)에 회전이 자유롭게 지지된다. 또한 출력 부재(146)의 내주에는, 상기 전동 통(158)의 외주에 미끄럼 접촉하는 원통 형상의 지지 통(161)이 일체로 형성된다.

상기 완충·축력 수단(145)의 입력 부재(147)에는, 태엽 스프링(148)을 권상하는 방향에의 회전 토크가 지축(81)으로부터 토크 전달 수단(162) 및 전동 통(158)을 통해서 전달된다.

도 12 및 도 13에 있어서, 토크 전달 수단(162)은, 상기 태엽 스프링(148)의 권상 완료까지는 그 태엽 스프링(148)을 권상하는 방향에의 회전 토크를 지축(81)으로부터 입력 부재(147)에 전달하지만 태엽 스프링(148)의 권상 완료 후에는 지축(81)이 공회전하는 것을 가능하게 해서 구성되는 것이며, 크랭크 케이스(22)의 케이스 본체(25)로부터 돌출된 부분에서 지축(81)을 주위에서 둘러싸는 링 부재(163)와, 지축(81) 및 링 부재(163)에 함께 걸어 맞추는 상태 및 링 부재(163)와의 걸어 맞춤을 해제해서 지축(81)에 유지되는 상태를 전환 가능하게 한 1쌍의 볼(164, 164)과, 양쪽 볼(164, 164)을 지축(81) 및 링 부재(163)에 함께 걸어 맞추게 하는 측에 힘을 가하는 스프링 힘을 발휘해서 양쪽 볼(164, 164) 사이에 설치되는 스프링(165)과, 상기 링 부재(163)의 외주에 일체로 설치되는 구동 기어(166)와, 이 구동 기어(166)에 맞물리도록 해서 전동 통(158)에 일체로 설치되는 피동 기어(167)를 구비한다.

링 부재(163)는, 축방향 위치를 일정하게 정해서 지축(81)을 주위에서 둘러싸는 것이며, 이 링 부재(163)에 대응하는 위치에서 지축(81)에는 1 직경선을 따라 연장하는 관통 구멍(168)이 설치된다. 한편, 링 부재(163)의 내주에는, 환상 홈(169)과, 링 부재(163)의 1 직경선 상에서 상기 환상 홈(169)으로부터 바깥 쪽 측에 쑥 들어가도록 형성되는 1쌍의 걸림 오목부(170, 170)가 설치된다.

관통 구멍(169)의 양단에는 양쪽 볼(164, 164)의 일부가 삽입되어 있으며, 스프링(165)은 양쪽 볼(164, 164) 사이에 개재하도록 해서 관통 구멍(169)에 수용된다. 또한 환상 홈(169)은, 반 이상을 관통 구멍(169)의 양단부에 수용시킨 양쪽 볼(164, 164)을 전동시키는 깊이로 형성되어 있으며, 상기 양쪽 걸림 오목부(170, 170)는, 대략 반을 관통 구멍(169)의 양단부에 수용시킨 양쪽 볼(164, 164)을 걸어 맞추도록 해서 반원(半圓) 형상으로 형성된다.

이러한 토크 전달 수단(162)에서는, 양쪽 볼(164, 164)이 걸림 오목부(170, 170)에 걸어 맞추어져 있는 상태, 즉 양쪽 볼(164, 164)이 지축(81) 및 링 부재(163)에 함께 걸어 맞추어져 있는 상태에서 지축(81)이 회전 운동함으로써, 지축(81)의 회전 운동 토크가 링 부재(163), 구동 기어(166), 피동 기어(167) 및 전동 통(158)을 통해서 완충·축력 수단(145)의 입력 부재(147)에 전달된다. 따라서, 출력 부재(146)의 회전이 저지되어 있는 상태에 있는 완충·축력 수단(145)에서는 태엽 스프링(148)을 감아 올릴 수 있게 된다.

게다가 태엽 스프링(148)의 스프링 힘이 저항으로 되고, 압축비의 전환 시에 컨트롤 로드(69)로부터 지축(81)에 작용하는 반경 방향의 하중을 완화할 수 있으므로, 토크 전달 수단(162)은 반경 방향 완충 수단으로서도 기능하게 된다.

또한 태엽 스프링(148)의 권상이 완료된 후에는, 압축비의 전환 시에 지축(81)이 회전 운동하면, 지축(81)은, 양쪽 볼(164, 164)이 양쪽 걸림 오목부 (170, 170)에 걸어 맞추어지는 상태 및 환상 홈(169) 내를 전동하는 상태를 반복하도록 해서 공회전하게 된다. 그리고 양쪽 볼(164, 164)이, 스프링(165)의 스프링 힘에 저항해서 양쪽 걸림 오목부(170, 170)로부터 환상 홈(169) 측을 타고 넘을 때의 저항력이, 압축비의 전환 시에 컨트롤 로드(69)로부터 지축(81)에 작용하는 반경 방향의 하중을 완화시킬 수 있으므로, 이 때에도 토크 전달 수단(162)은 반경 방향 완충 수단으로서도 기능하게 된다.

또한 이 실시예에서는, 상기 토크 전달 수단(162)에 대응하는 부분에서 안내 통(156)에는, 토크 전달 수단(162)과의 간섭을 회피하기 위한 노치(156a)가 설치된다.

상기 완충·축력 수단(145)의 출력 부재(146)의 회전은, 축력(蓄力) 해방 규제 수단(171)으로 규제되는 것이며, 이 축력 해방 규제 수단(171)은, 리코일 스타터(34)의 비조작 시에는 출력 부재(146)의 회전을 저지하지만, 리코일 스타터(34)의 시동 조작 시에는 상기 출력 부재(146)의 회전을 허용한다.

도 14를 아울러 참조하여, 축력 해방 규제 수단(171)은, 도 11의 화살표(157)로 나타낸 회전 방향 하류측에 면해서 출력 부재(146)의 외주에 설치된 규제 계단부(172)와, 크랭크 케이스(22)의 케이스 본체(25)에 설치된 걸어 맞춤 구멍(174)에 일단을 걸어 맞춘 상태에서 상기 규제 계단부(172)에 걸어 맞춤으로써 출력 부재(146)의 회전을 저지하도록 해서 크랭크 샤프트(27)와 병행으로 연장하는 규제 로드(173)와, 리코일 스타터(34)의 케이스(134)에 있어서의 케이스 부재(135)에 고정된 지지 부재(176)로써 요동 가능하게 지지되는 동시에 상기 규제 로드(173)의 타단이 일단측에 걸어 맞추어지는 요동 암(175)과, 상기 걸어 맞춤 구멍(174)에 규제 로드(173)의 일단을 걸어 맞추는 방향으로 힘을 가하는 스프링 힘을 발휘해서 상기 케이스 부재(135) 및 상기 요동 암(175) 사이에 설치되는 복귀 스프링(177)을 구비한다.

지지 부재(176)는, 리코일 스타터(32)의 로프(140)를 삽입 통과시키는 삽입 통과 구멍(178)을 가지고, 개구부(141)의 근방에서 케이스 부재(135)의 내면에 고착되어 있으며, 그 지지 부재(176)를 양측으로부터 끼우도록 형성되는 요동 암(175)의 중간부가 규제 로드(173)와 직교하는 축(179)을 통해서 지지 부재(176)에 요동 가능하게 지지된다. 또한 복귀 스프링(177)은 비틀림 스프링이며, 축(179)을 주위에서 둘러싸도록 해서 상기 케이스 부재(135) 및 상기 요동 암(175) 사이에 설치된다.

리코일 스타터(34)의 비조작 상태에서는, 복귀 스프링(177)의 스프링 힘에 의해 요동 암(175)이 그 타단 및 지지 부재(176) 사이에 로프(140)를 끼우는 위치로 회전 운동하고 있으며, 이 상태에서는, 일단을 걸어 맞춤 구멍(174)에 걸어 맞춘 위치에 있는 규제 로드(173)가 규제 계단부(172)에 걸어 맞추어짐으로써, 완충·축력 수단(145)에 있어서의 출력 부재(146)의 회전은 저지되어 있다.

그러한 상태에서, 리코일 스타터(34)의 로프(140)를 당겨서 엔진의 시동 조작을 실행하면, 로프(140)가 긴장됨으로써 요동 암(175)의 타단에 로프(140)로부터 압압력(押壓力)이 작용하고, 요동 암(175)은, 복귀 스프링(177)의 스프링 힘에 저항해서 규제 로드(173)를 걸어 맞춤 구멍(174)으로부터 이탈시키도록 회전 운동한다. 이것에 의해 규제 로드(173)의 일단측이 자유 상태로 되고, 규제 로드(173)는 그 타단측이 요동 암(175)에 요동 가능하게 지지된 상태로 된다. 따라서 출력 부재(146)의 회전이 허용된 상태로 되고, 태엽 스프링(148)이 축력된 상태에 있을 때에는, 출력 부재(146)가 회전하게 된다.

이어서 이 실시예의 작용에 대해서 설명하면, 컨트롤 로드(69)가 연결되는 편심축(61)을 편심 위치에 갖는 지축(81)의 회전 운동 방향은, 엔진 본체(21)에 있어서의 크랭크 케이스(22)의 사이드 커버(26) 및 지축(81) 사이에 설치되는 1방향 클러치(85)에 의해 1방향으로 규제되어 있으며, 엔진의 폭발 및 관성에 의해 컨트롤 로드(69)에 인장 하중 및 압축 하중이 작용하므로, 압축비의 전환 시에 지축(81) 및 편심축(61)은 1방향 클러치(85)로써 규제되는 방향으로 회전 운동하게 된다.

또한 지축(81)의 회전 운동 위치는 복수 개소, 예를 들면 2개소에서 회전 운동 위치 규제 수단(89)에 의해 선택적으로 규제되는 것이며, 그러한 지축(81)의 회전 운동 위치 변경에 의해 엔진의 압축비가 변화되게 된다.

게다가 크랭크 샤프트(27)에 고착되는 플라이휠(32)에는, 엔진 시동 조작에 따라서 리코일 스타터(34)로부터 회전력이 전달되는 것이지만, 플라이휠(32)에는, 상기 크랭크 샤프트(27)와 동축으로 배치되는 출력 부재(146) 및 입력 부재(147) 사이에 태엽 스프링(148)이 설치되어서 이루어지는 완충·축력 수단(145)으로부터도 리코일 스타터(34)와 동일 방향의 회전 토크를 전달 가능하고, 지축(81) 및 상기 입력 부재(146) 사이에는, 태엽 스프링(148)의 권상 완료까지는 그 태엽 스프링(148)을 권상하는 방향에의 회전 토크를 지축(81)으로부터 입력 부재(146)에 전달하지만 태엽 스프링(148)의 권상 완료 후에는 지축(81)이 공회전하는 것이 가능하게 한 토크 전달 수단(162)이 설치되어 있으며, 완충·축력 수단(145)의 출력 부재(146)의 회전은, 리코일 스타터(34)의 비조작 시에는 축력 해방 규제 수단(171)으로써 저지되고, 축력 해방 규제 수단(171)은, 리코일 스타터(34)의 시동 조작에 따라서 상기 출력 부재(146)의 회전을 허용한다.

따라서 압축비의 전환 시에 지축(81)의 회전 운동 토크는 토크 전달 수단(162)을 통해서 완충·축력 수단(145)의 입력 부재(147)에 전달되어, 태엽 스프링(148)을 권상함으로써 태엽 스프링(148)에 힘이 축적되는 동시에 지축(81)에 작용하는 하중을 태엽 스프링(148)에서 흡수함으로써 충격 완화에도 기여할 수 있다. 즉, 압축비의 전환 시에 회전 운동 위치 규제 수단(89)으로 다음의 회전 운동 규제 위치까지 지축(81)이 회전 운동하는 사이에, 지축(81)에 작용하는 회전 운동 토크를 완충·축력 수단(145)의 태엽 스프링(148)에 힘을 축적하는 것이 가능하며, 또한 태엽 스프링(148)에의 힘을 축적할 때에 출력 부재(146)의 회전은 축력 해방 규제 수단(171)에 의해 저지되어 있고, 다음의 엔진 시동 시에 리코일 스타터(34)를 시동 조작하면, 상기 축력 해방 규제 수단(171)이 출력 부재(146)의 회전을 허용하므로, 태엽 스프링(148)에서 축적된 스프링 힘이 출력 부재(146)로부터 플라이휠(32)에 전달되게 되어, 리코일 스타터(34)의 견인 하중을 경감해도 엔진을 충분히 시동할 수 있다.

그런데 상기 회전 운동 규제 수단(89)은, 원주 방향에 따르는 위치를 서로 어긋나게 해서 지축(81)에 설치된 상기 맞닿음부(87, 88)에 택일적으로 맞닿아서 지축(81)의 회전 운동 위치를 규제하는 것이며, 지축(81)과 직교하는 축선 주변에서의 회전 운동을 가능하게 하여 엔진 본체(21)의 크랭크 케이스(22)에서의 케이스 본체(25)에 지지되는 규제 부재(91)를 구비하고, 이 규제 부재(91)를 회전 운동 구동하기 위한 액추에이터(101)가 규제 부재(91)에 연결되는 것이지만, 택일적으로 선택된 상기 규제 맞닿음부(87, 88)가 규제 부재(91)에 맞닿을 때의 축방향에 따르는 충격을 완화하기 위한 스러스트 완충 수단(97)이, 규제 부재(91) 및 상기 케이스 본체(25)의 축 지지부(93) 사이에 장치되어 있다.

또한 규제 맞닿음부(87, 88)의 1개와 규제 부재(91)가 접촉할 때에, 지축(81)의 축선과 직교하는 방향을 따르는 방향에서 규제 부재(91)에 작용하는 충격이 작용하는 것이지만, 규제 부재(91) 및 상기 케이스 본체(25)의 축 지지부(93) 사이에 스러스트 완충 수단(97)이 장치되는 간단한 구성으로써, 상기 충격을 완화시킬 수 있다. 이것에 의해 규제 부재(91)를 구동하는 액추에이터(101)에의 상기 충격의 작용을 회피할 수 있는 동시에, 지축(81) 및 규제 부재(91) 등의 각각의 부재의 강도 증대화를 도모함에 의한 비대화를 회피하면서 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 게다가 규제 맞닿음부(87, 88)의 1개와 규제 부재(91)가 접촉할 때에 발생하는 소리도 작게 억제할 수 있다.

또한 엔진 본체(21)의 크랭크 케이스(22)에 있어서의 사이드 커버(26) 및 지축(81) 사이에는, 컨트롤 로드(69)로부터 지축(81)에 작용하는 반경 방향의 하중을 완화하는 반경 방향 완충 수단(120)이 설치되고, 완충·축력 수단(145) 및 지축(81) 사이에는, 반경 방향 완충 수단으로서도 기능하는 토크 전달 수단(162)이 설치되어 있다.

따라서 압축비의 전환 시에는 지축(81) 및 회전 운동 위치 규제 수단(89)에 큰 하중이 작용해도, 지축(81)에 작용하는 반경 방향의 하중은 반경 방향 완충 수단(120) 및 토크 전달 수단(162)으로 완화되게 되고, 지축(81) 및 회전 운동 위치 규제 수단(89)의 각각의 부재의 강도 증대화를 도모하는 것에 의한 비대화를 회피하면서 내구 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 게다가 회전 운동 위치 규제 수단(89)에 의한 회전 운동 위치 규제 시에 발생하는 소리도 작게 억제할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명을 일탈하는 일 없이 여러가지의 설계 변경을 실행하는 것이 가능하다.

엔진의 폭발 및 관성을 이용해서 지축을 회전 운동하도록 한 것에 추가해서, 지축의 회전 운동 위치 규제 시에 발생하는 충격을 간단한 구성으로 완화시킬 수 있도록 한 압축비 가변 엔진을 제공한다.

도 1은 엔진의 정면도.

도 2는 도 1의 2-2선 단면도.

도 3은 도 2의 3-3선 단면도.

도 4는 도 2의 4-4선 단면도.

도 5는 도 2의 5-5선 확대 단면도.

도 6은 경부하(輕負荷) 상태에서의 도 1의 6-6선에 따르는 일부 노치(notch) 평면도.

도 7은 고부하(高負荷) 상태에서의 도 6에 대응한 도면.

도 8은 도 2에 있어서의 지축의 일단부 부근을 확대해서 나타내는 단면도.

도 9는 도 8의 9-9선 단면도.

도 10은 도 2에 있어서의 지축의 타단측 및 완충·축력 수단 부근을 확대해서 나타내는 도면.

도 11은 도 10의 11-11선 단면도.

도 12는 도 10의 토크 전달 수단 부근을 확대해서 나타내는 도면.

도 13은 도 12의 13-13선 단면도.

도 14는 도 2의 14-14선에 따르는 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21: 엔진 본체 22: 크랭크 케이스

23: 실린더 블록 24: 실린더 헤드

23a, 24a: 공냉용 핀(fin) 25: 케이스 본체

26: 사이드 커버 27: 크랭크 샤프트

28, 29: 볼 베어링 30, 31: 오일 실(oil seal)

32: 플라이휠 33: 냉각 팬(fan)

34: 리코일 스타터 38: 피스톤

39: 실린더 보어(cylinder bore) 40: 연소실

41: 흡기 포트(suction port) 42: 배기 포트

43: 흡기 밸브 44: 배기 밸브

45: 점화 플러그 46: 흡기 통로

47: 흡기관 48: 배기관

49: 배기 머플러 51: 연료 탱크

52: 구동 기어 53: 피동 기어

54: 캠 샤프트 55: 흡기 캠

56: 배기 캠 57: 종동구(從動駒)

58: 작동실 59: 푸시 로드(push rod)

60: 로커 암(rocker arm) 61: 편심축

62: 링크(link) 기구 63: 피스톤 핀

64: 커넥팅 로드 65: 크랭크 핀

68: 서브 로드 69: 컨트롤 로드

70: 제1베어링부 71, 72: 2갈래부

73: 크랭크 캡(cap) 74: 제2베어링부

75: 커넥팅 로드 핀 76: 서브 로드 핀

77: 클립(clip) 78: 볼트

81: 지축 81a: 소직경(小直徑) 축부

81b: 환상 오목부 82: 베어링 하우징

83, 84: 볼 베어링 85: 1방향 클러치

86: 밀봉 부재 87, 88: 규제 맞닿음부

89: 회전 운동 위치 규제 수단 90: 회전 운동축

91: 규제 부재 91a: 돌출부

92, 93: 축 지지부 97: 스러스트(thrust) 완충 수단

98: 와셔(washer) 99: 러버(rubber)

101: 액추에이터 102: 지지 판

103: 케이싱 104: 부압실(負壓室)

105: 대기압실(大氣壓室) 106: 다이어프램

107: 스프링 108: 작동 로드

109: 제1케이스 반체(半體) 110: 제2케이스 반체

111: 틈새 구멍 112: 도관

113: 구동 암(arm) 114: 피동 암

115: 연결 로드 116, 117: 스프링

120: 반경 방향 완충 수단 121: 편심 캠

122: 스프링 홀더(spring holder) 123: 압축 스프링

123a, 123b: 걸어 맞춤부 123c, 123d: 휨 가능 맞닿음부

124: 원통부 125: 지지 판부

126: 환상 돌출부 127: 걸어 맞춤 판부

128: 걸림 판부 129: 환상 맞닿음부

130: 분리 홈 131: 걸어 맞춤 구멍

134: 케이스 135, 136: 케이스 부재

137: 축 138: 릴(reel)

139: 태엽 스프링 140: 로프(rope)

141: 개구부 142: 스타터 풀리(starter pulley)

143: 걸림 오목부 144: 래치트(rachet)

145: 완충·축력(蓄力) 수단 146: 출력 부재

147: 입력 부재 148: 태엽 스프링

149: 외부 통 150: 내부 통

151: 걸림 돌출부 152: 오목부

153: 래치트 154: 축

155: 롤러(roller) 156: 안내 통

158: 전동(轉動) 통 159: 리벳(rivet)

160: 볼 베어링 161: 지지 통

162: 토크 전달 수단 163: 링 부재

164: 볼 165: 스프링

166: 구동 기어 167: 피동 기어

168: 관통 구멍 169: 환상 홈

170: 걸림 오목부 171: 축력(蓄力) 해방 규제 수단

172: 규제 계단부 173: 규제 로드

174: 걸어 맞춤 구멍 175: 요동 암

176: 지지 부재 177: 복귀 스프링

178: 삽입 통과 구멍 179: 축

Claims

일단(一端)이 피스톤 핀(63)을 통해서 피스톤(38)에 연결되는 커넥팅 로드(64)와, 크랭크 샤프트(27)에 크랭크 핀(65)을 통해서 연결되는 동시에 상기 커넥팅 로드(64)의 타단(他端)에 연결되는 서브 로드(68)와, 상기 커넥팅 로드(64)의 연결 위치로부터 어긋난 위치에서 상기 서브 로드(68)에 일단이 연결되는 컨트롤 로드(69)와, 엔진 본체(21)에 회전 운동 가능하게 지지되는 지축(81)과, 상기 지축(81)의 편심 위치에 설치되어 상기 컨트롤 로드(69)의 타단에 연결되는 편심축(61)을 구비하고, 상기 지축(81)의 회전 운동 위치를 변화시켜 압축비가 변화되도록 하는 압축비 가변 엔진에 있어서,

상기 지축(81)의 회전 운동 방향을 규제하도록 상기 지축(81)과 상기 엔진 본체(21) 사이에 설치되는 1방향 클러치(85)와,

상기 지축(81)의 축선과 직교하는 축선을 가져 상기 엔진 본체(21)에 회전 운동할 수 있도록 지지되는 회전 운동축(90)과, 상기 지축(81) 위의 복수의 규제 맞닿음부에 선택적으로 맞닿을 수 있도록 상기 회전 운동축(90)에 고정되는 규제 부재(91)로 구성된 회전 운동 위치 규제 수단(89)과,

상기 회전 운동축(90)의 축 지지부(93)와 상기 규제 부재(91)의 사이에 장치되어, 상기 압축비의 전환 시에 상기 지축(81)과 상기 회전 운동 위치 규제 수단(89) 중 적어도 한쪽에 작용하는 하중을 완화하는 제1 완충 수단(97)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축비 가변 엔진.
제1항에 있어서,

상기 크랭크 샤프트(27)에는, 엔진 시동 조작에 따라서 리코일 스타터(34)로부터 회전력이 전달되는 플라이휠(32)이 고착되고,

상기 리코일 스타터(34)와 동일 방향의 회전력을 상기 플라이휠(32)에 전달할 수 있고, 동시에 상기 리코일 스타터(34)의 비조작 시에는 회전이 규제되도록 상기 크랭크 샤프트(27)와 동축으로 배치되는 출력 부재(146)와, 상기 출력 부재(146)와 동축인 입력 부재(147)와의 사이에 태엽 스프링(148)이 설치되어 이루어지는 제2 완충 수단(145)이 설치되고,

상기 지축(81)과 상기 입력 부재(147)의 사이에는, 상기 태엽 스프링(148)의 권상(捲上) 완료까지는 상기 태엽 스프링(148)을 권상하는 방향으로의 회전 토크(torque)를 상기 지축(81)으로부터 상기 입력 부재(147)에 전달하지만, 상기 태엽 스프링(148)의 권상 완료 후에는 지축(81)이 공회전하는 것을 허용하는, 맞물림 수단(164, 165, 168, 169, 170)을 통해서 상기 지축(81)과 연결되는 링 부재(163)를 구비한 토크 전달 수단(162)이 설치되는 것을 특징으로 하는 압축비 가변 엔진.
제1항에 있어서,

상기 지축(81)의 축방향으로 이격된 복수 개소에는 상기 지축(81)의 원주 방향에 따른 위치를 서로 어긋나게 한 규제 맞닿음부(87, 88)가 설치되고,

상기 규제 맞닿음부(87, 88)에 택일적으로 맞닿아서 상기 지축(81)의 회전 운동 위치를 규제하기 위해, 상기 지축(81)과 직교하는 축선 주변에서 회전이 가능하도록 엔진 본체(21)에 지지되어, 상기 회전 운동 위치 규제 수단(89)의 일부를 구성하는 규제 부재(91)에, 상기 규제 부재(91)를 회전 운동 구동하기 위한 액추에이터(101)가 링크 기구(108, 113, 115, 114)를 통해 연결되고,

상기 제1 완충 수단(97)은, 택일적으로 선택된 상기 규제 맞닿음부(87, 88)가 상기 규제 부재(91)에 맞닿을 때의 축방향에 따른 충격을 완화시키기 위해 상기 규제 부재(91)와 엔진 본체(21) 사이에 장치되는 것을 특징으로 하는 압축비 가변 엔진.
제1항에 있어서,

상기 지축(81)에 일체로 설치되어 있는 편심 캠(121)과, 상기 편심 캠(121)을 주위에서 둘러싸는 스프링 홀더(122)와, 상기 스프링 홀더(122)에 유지되는 압축 스프링(123)을 구비하는 제3 완충 수단(120, 162)이 설치되고,

상기 제3 완충수단(120, 162)은 상기 컨트롤 로드(69)로부터 상기 지축(81)에 작용하는 반경 방향의 하중을 완화하도록 상기 지축(81) 및 엔진 본체(21) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 압축비 가변 엔진.