(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを往復移動可能に収容するシリンダが形成されたシリンダブロックと、前記ピストンの上死点側にて前記シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドと、を備えた、可動ブロックと、
前記ピストンの前記シリンダ内での往復移動に基づいて回転駆動されるクランクシャフトを回転可能に支持する、クランクケースと、
を、前記シリンダの中心軸に沿って所定範囲内で相対移動させることで、圧縮比を変更可能に構成された、可変圧縮比内燃機関において、
先端部が前記可動ブロック及び前記クランクケースのうちのいずれか一方に向けて突出することで当該一方と当接するように設けられた可動部材と、前記可動ブロック及び前記クランクケースのうちの前記一方とは異なる他方側に固定されていて前記可動部材を前記中心軸に沿って前記一方に向けて突出する方向及びその逆方向に揺動可能に支持するセンサ本体部と、を備え、前記可動部材の前記センサ本体部からの突出量に対応する出力を生じるように構成されていて、前記シリンダヘッドが前記クランクケースから最も遠ざかる最低圧縮比状態にて、前記可動部材が前記センサ本体部から最も突出するように配置された、相対位置センサ
を備えたことを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関であって、
前記相対位置センサは、前記可動ブロックにおける第一部材と、前記クランクケースにおける、圧縮比が高くなる方向に変更される際の前記第一部材の移動先側に設けられた第二部材と、の間に配置されていて、
前記可動部材は、前記先端部が前記第一部材及び前記第二部材のうちのいずれか一方と当接するように設けられ、
前記センサ本体部は、前記第一部材及び前記第二部材のうちのの前記一方とは異なる他方側に固定されていることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の可変圧縮比内燃機関であって、
前記相対位置センサは、前記中心軸に沿った長手方向を有する棒状部材からなる前記可動部の前記先端部とは反対側の基端部側を、前記センサ本体部の内部に収容するように構成されたことを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変圧縮比内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関として、例えば、特開２００９−４１５２３号公報、特開２００９−２２１８５５号公報、等に開示されたものが知られている。かかる内燃機関は、クランクケース（ロアケースとも称される）とシリンダブロックとを相対移動させるための、スライド機構を備えている。このスライド機構は、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの間に設けられている。
【０００３】
かかる構成を有する内燃機関においては、運転状態に応じて、前記シリンダブロックが前記クランクケースに対して、シリンダの中心軸に沿って相対的にスライドする。これにより、機械圧縮比（以下、単に「圧縮比」と称する。）が変更される。例えば、ノッキングの抑制等のために圧縮比が低く設定されたり、燃費向上のために圧縮比が高く設定されたりする。
【０００４】
この圧縮比制御において、圧縮比の設定状態は、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの位置関係（相対位置あるいは距離）に応じた出力を生じるセンサ（ストロークセンサあるいは変位センサ）によって取得される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮比の設定状態を取得（検出）するための上述のセンサにおいて、異物の侵入（噛み込み）によって「固着」が生じることがあり得る。かかる「固着」が生じた後は、圧縮比が変更されても、これにセンサ出力が追随しなくなる。よって、特に、低圧縮比側でセンサの「固着」が生じた場合、実際には高圧縮比状態であるにもかかわらず「低圧縮比状態」であると誤って判断されることで、圧縮比が過大に設定されてノッキング等が発生してしまうという不具合が生じ得る。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するためのなされたものである。すなわち、本発明の目的は、可変圧縮比内燃機関において、好ましくない誤作動の発生を良好に抑制できるものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の対象となる可変圧縮比内燃機関は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを含む可動ブロックと、クランクケースとを、シリンダの中心軸に沿って所定範囲内で相対移動させることで、圧縮比を変更可能に構成されている。また、本発明の可変圧縮比内燃機関は、前記可動ブロックの前記クランクケースに対する相対位置に対応する出力を生じる相対位置センサを備えている。
【０００８】
前記シリンダブロックに形成された前記シリンダには、ピストンが、前記中心軸に沿って往復移動可能に収容されている。前記シリンダヘッドは、前記ピストンの上死点側にて前記シリンダブロックに固定されている。前記クランクケースには、クランクシャフトが回転可能に支持されている。このクランクシャフトは、前記シリンダ内での前記ピストンの往復移動（運動）に基づいて回転駆動されるようになっている。
【０００９】
前記相対位置センサは、可動部材と、センサ本体部と、を備えている。前記可動部材は、その先端部が前記可動ブロック及び前記クランクケースのうちのいずれか一方に向けて突出することで、当該一方と当接するように設けられている。この可動部材は、前記センサ本体部によって、前記中心軸に沿って前記一方に向けて突出する方向（突出方向）及びその逆方向（退避方向）に揺動（往復移動）可能に支持されている。前記センサ本体部は、前記可動ブロック及び前記クランクケースのうちの前記一方とは異なる他方側に固定されている。
【００１０】
前記相対位置センサは、前記可動部材の前記センサ本体部からの突出量に対応する出力を生じるように構成されている。なお、前記相対位置センサは、前記可動部材を前記突出方向に常時付勢するように構成され得る。また、前記相対位置センサは、前記中心軸に沿った長手方向を有する棒状部材からなる前記可動部の、基端部（前記長手方向における前記先端部とは反対側の端部）側を、前記センサ本体部の内部に収容するように構成され得る。
【００１１】
本発明の特徴は、前記シリンダヘッドが前記クランクケースから最も遠ざかる最低圧縮比状態にて、前記可動部材が前記センサ本体部から（他の状態と比較して）最も突出するように、前記相対位置センサが配置されたことにある。換言すれば、本発明の特徴は、前記最低圧縮比状態にて初期状態となるように、前記相対位置センサが配置されたことにある。
【００１２】
具体的には、前記相対位置センサは、第一部材と、第二部材と、の間に配置されている。前記第一部材は、前記可動ブロックに設けられた部材である。前記第二部材は、前記クランクケースに設けられた部材であって、圧縮比が高くなる方向に変更される際の前記第一部材の「移動先」側（当該第一部材の移動方向における下流側：典型的には前記第一部材よりも前記クランクシャフト側）に配置されている。そして、前記可動部材は、前記先端部が前記第一部材及び前記第二部材のうちのいずれか一方と当接するように設けられている。また、前記センサ本体部は、前記第一部材及び前記第二部材のうちのの前記一方とは異なる他方側に固定されている。
【００１３】
かかる構成を備えた本発明の可変圧縮比内燃機関においては、前記可動ブロックが前記クランクケースに対して相対移動することで、圧縮比が変更される。このとき、前記相対位置センサは、前記可動ブロックの前記クランクケースに対する相対位置（すなわち圧縮比）に対応する出力を生じる。
【００１４】
具体的には、圧縮比が高くなる方向に変更された場合、前記可動部材は、前記先端部が前記可動ブロック及び前記クランクケースのうちの前記一方（前記第一部材及び前記第二部材のうちの前記一方）と当接することで、前記退避方向に移動する。一方、圧縮比が低くなる方向に変更された場合、前記可動部材は、前記先端部が前記可動ブロック及び前記クランクケースのうちの前記一方と当接するように、前記突出方向に移動する。
【００１５】
このように、正常時においては、前記可動部材の前記先端部が、前記可動ブロック及び前記クランクケースのうちの前記一方と常時当接する。これにより、前記可動部材の前記センサ本体部に対する相対位置が、前記可動ブロックの前記クランクケースに対する相対位置と一致ないし対応する。したがって、前記相対位置センサは、実際の圧縮比に対応する出力を生じる。
【００１６】
しかしながら、前記相対位置センサに異物が付着あるいは侵入することで、当該相対位置センサに「固着」が発生することがあり得る。かかる「固着」は、前記可動部材と前記センサ本体部との間に当該異物が挟み込まれる、いわゆる「噛み込み」のために、前記可動部材の前記センサ本体部に対する相対移動が困難あるいは不能になることによって発生する。
【００１７】
もっとも、前記相対位置センサにおいては、前記シリンダヘッドが前記クランクケースから最も遠ざかる前記最低圧縮比状態にて、前記可動部材が前記センサ本体部から最も突出する。すなわち、前記相対位置センサは、前記最低圧縮比状態にて初期状態となる。
【００１８】
このため、上述の「固着」が発生した場合、圧縮比がより高くなる方向に変更されると、前記可動部材は、質量の大きな前記可動ブロック（前記第一部材）に付勢されることで前記センサ本体部に向かって押し込まれ、前記退避方向に移動する。よって、前記相対位置センサにおいては、実際の圧縮比に（比較的）正確に対応した出力が生じる。そして、「固着」が発生した後に設定された範囲における最も高圧縮比側にて、前記可動部材が固定される。
【００１９】
したがって、かかる「固着」が発生した場合、前記最低圧縮比状態から一旦圧縮比が高くなる方向に変更されて、初期状態（最高圧縮比状態に対応する突出状態から前記最低圧縮比状態に対応する突出状態までの間の前記所定範囲内で前記可動部材が前記センサ本体部から最も突出した状態）から前記可動部材が或る程度押し込まれた後、圧縮比が低くなる方向に変更されても、前記可動部材は押し込まれたままの状態で固定される。このため、前記可動部材の相対位置は、前記可動ブロック（前記第一部材）の前記クランクケースに対する相対移動に追随しない。よって、前記可動部材は、押し込まれたまま（高圧縮比状態のまま）固定される。
【００２０】
このように、「固着」が発生した後は、設定された範囲における最も高圧縮比側の出力が、前記相対位置センサにおいて生じる。このため、前記相対位置センサにおいては、実際の圧縮比よりも高圧縮比側の出力が生じることはあり得る反面、実際の圧縮比よりも低圧縮比側の出力が生じることが効果的に抑制（防止）される。
【発明の効果】
【００２１】
かかる構成を備えた本発明の可変圧縮比内燃機関においては、前記相対位置センサに「固着」が生じた場合であっても、その出力が実際の圧縮比よりも低圧縮比側となることが、効果的に抑制（防止）される。よって、かかる構成によれば、好ましくない誤作動の発生が良好に抑制され、より適切な圧縮比制御が行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の可変圧縮比内燃機関の一実施形態であるエンジンの概略構成を示す側断面図である。
【図２】本発明の可変圧縮比内燃機関の一実施形態であるエンジンの概略構成を示す側断面図である。
【図３】図１及び図２に示されているエンジンの分解斜視図である。
【図４】図１ないし図３に示されているカムシャフトを、その一部を分解して示す斜視図である。
【図５】図１に示されている本実施形態のエンジンにおける圧縮比変更動作の様子を示す図である。
【図６】図１に示されている本実施形態のエンジンにおける圧縮比変更動作の様子を示す図である。
【図７】図１に示されている本実施形態のエンジンにおける圧縮比変更動作の様子を示す図である。
【図８】図１及び図２に示されているエンジンの一つの変形例の構成を示す側断面図である。
【図９】図８に示されている変形例のエンジンにおける圧縮比変更動作の様子を示す図である。
【図１０】図８に示されている変形例のエンジンにおける圧縮比変更動作の様子を示す図である。
【図１１】図１及び図２に示されているエンジンの他の変形例の構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。本実施形態に対して施され得る各種の変更（modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、首尾一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。
【００２５】
＜実施形態の可変圧縮比内燃機関の概略構成＞
図１及び図２は、本発明の可変圧縮比内燃機関の一実施形態であるエンジン１の概略構成を示す側断面図である。図３は、図１及び図２に示されているエンジン１の分解斜視図である。なお、図１は、図３におけるＩ−Ｉ断面図に相当する。また、図２は、図３におけるII−II断面図に相当する。以下、図１ないし図３を参照しつつ、本実施形態のエンジン１の構成について説明する。
【００２６】
エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、クランクケース４と、連結機構５と、駆動機構６と、制御部７と、を備えている。このエンジン１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３とを含む可動ブロックと、クランクケース４とを、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って所定範囲内で相対移動させることで、圧縮比を変更可能に構成されている。
【００２７】
＜＜シリンダブロック＞＞
シリンダブロック２は、略直方体状に形成されている。このシリンダブロック２には、略円柱形状の貫通孔であるシリンダ２１が形成されている。このシリンダ２１の内部には、ピストン２２が、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って往復移動可能に収容されている。シリンダブロック２の内部には、ウォータージャケット２３が設けられている。ウォータージャケット２３は、エンジン１の冷却水が通過する空間である。このウォータージャケット２３は、シリンダ２１の外側を囲むように設けられている。
【００２８】
図３に示されているように、本実施形態のエンジン１におけるシリンダブロック２には、４つのシリンダ２１が、シリンダ配列方向ＡＤに沿って一列に設けられている。すなわち、本エンジン１は、いわゆる直列４気筒エンジンとしての構成を有している。このシリンダブロック２は、シリンダ配列方向ＡＤと平行な長手方向を有するように形成されている。このシリンダ配列方向ＡＤは、すべてのシリンダ２１におけるシリンダ中心軸ＣＣＡと直交する方向である。
【００２９】
シリンダブロック２の長手方向（シリンダ配列方向ＡＤと平行な方向）における略中央部であって、隣り合う２番目のシリンダ２１と３番目のシリンダ２１との間の位置には、ウォームホイール収容部２４が形成されている。ウォームホイール収容部２４は、側断面視にて略Ｄ字状の凹部であって、側方に向けて開口するように設けられている。また、このウォームホイール収容部２４は、ウォータージャケット２３と連通しないように設けられている。
【００３０】
＜＜シリンダヘッド＞＞
シリンダブロック２の上端部（ピストン２２の上死点側の端部）には、シリンダヘッド３が接合されている。シリンダヘッド３は、シリンダブロック２と相対移動しないように（すなわちシリンダブロック２とともにクランクケース４に対して相対的に上下動するように）、シリンダブロック２の前記上端部に、図示しないボルト等によって固定されている。
【００３１】
シリンダヘッド３の、シリンダ２１と対向する位置には、複数の凹部３１が、シリンダ２１と連通するように設けられている。すなわち、燃焼室ＣＣは、シリンダヘッド３がシリンダブロック２に固定された状態における、ピストン２２の頂面より上側のシリンダ２１の内部の空間と、凹部３１と、によって形成されている。
【００３２】
シリンダヘッド３には、吸気ポート３２及び排気ポート３３が、燃焼室ＣＣに連通するように形成されている。また、シリンダヘッド３には、これらの吸気ポート３２及び排気ポート３３を開閉するための、吸気バルブ３４及び排気バルブ３５が装着されている。
【００３３】
＜＜クランクケース＞＞
クランクケース４には、筒状のフレーム４０ａが設けられている。フレーム４０ａは、図中上方及び下方に向けて開口していて、その内部にシリンダブロック２を図中上方から挿入し得るように構成されている。
【００３４】
フレーム４０ａは、平面視にて略矩形状に形成されている。このフレーム４０ａは、シリンダ配列方向ＡＤと平行な長手方向を有するように形成されている。すなわち、クランクケース４は、シリンダ配列方向ＡＤと平行な長手方向を有するように形成されている。
【００３５】
フレーム４０ａは、シリンダブロック２を収容した状態で、当該シリンダブロック２の外表面を所定のクリアランスを隔てて囲むように形成されている。このクリアランスは、シリンダブロック２とクランクケース４とのシリンダ中心軸ＣＣＡに沿った相対移動がスムーズに行われつつ、両者の間にガタつきが生じない程度（触れるか触れないか程度：例えば０．数ミリ程度）に設定されている。フレーム４０ａの下端部には、本発明の相対位置センサとしての後述のストロークセンサ７２を固定するためのセンサ固定部４０ａ１（本発明の第二部材に相当する）が設けられている。
【００３６】
フレーム４０ａの下方には、軸受部４０ｂが設けられている。軸受部４０ｂは、軸受キャップ４０ｃと、キャップ固定部４０ｄと、から構成されている。
【００３７】
軸受キャップ４０ｃは、クランクシャフト４１の径と対応する径の半円柱状の凹部４０ｃ１を有する、略Ｕ字状の部材であって、クランクケース４の本体側（フレーム４０ａよりも下側）に設けられたキャップ固定部４０ｄに固定され得るように形成されている。キャップ固定部４０ｄは、クランクケース４の下端部の、板状（リブ状）の部分である。このキャップ固定部４０ｄは、隣り合うシリンダ２１の間の位置、及び、シリンダブロック２のシリンダ配列方向ＡＤにおける両端部に対応する位置に設けられている。キャップ固定部４０ｄの下端部には、半円柱状の凹部４０ｄ１が形成されている。この凹部４０ｄ１は、軸受キャップ４０ｃの凹部４０ｃ１と同形状に形成されている。
【００３８】
クランクシャフト４１は、軸受部４０ｂによって回転可能に支持されている。すなわち、軸受キャップ４０ｃがクランクシャフト４１を挟んでキャップ固定部４０ｄと対向するように配置された状態で、軸受キャップ４０ｃがキャップ固定部４０ｄに固定されることで、軸受キャップ４０ｃの凹部４０ｃ１とキャップ固定部４０ｄの凹部４０ｄ１とによって形成された軸受孔内にてクランクシャフト４１が回転するようになっている。
【００３９】
クランクシャフト４１は、ピストン２２のシリンダ中心軸ＣＣＡに沿った往復移動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド４２を介してピストン２２と機械的に連結されている。
【００４０】
＜実施形態の可変圧縮比機構の具体的な構成＞
シリンダブロック２とクランクケース４とは、連結機構５によって、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って相対移動し得るように連結されている。駆動機構６は、連結機構５を駆動することで、シリンダブロック２とクランクケース４とをシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って相対移動させ得るように構成されている。すなわち、連結機構５及び駆動機構６によって、可変圧縮比機構が形成されている。以下、本実施形態の可変圧縮比機構における各部の詳細な構成について説明する。
【００４１】
＜＜連結機構＞＞
一対の連結機構５が、フレーム４０ａのシリンダ配列方向ＡＤに沿った両側壁及びその近傍に設けられている。すなわち、一対の連結機構５が、シリンダブロック２を挟んで設けられている。一方の連結機構５と、他方の連結機構５とは、すべてのシリンダ２１におけるシリンダ中心軸ＣＣＡを通る平面に関してほぼ対称に配置及び構成されている。
【００４２】
＜＜＜カムシャフト＞＞＞
連結機構５は、カムシャフト５１の回転によって、シリンダブロック２をクランクケース４に対して図中上下方向に相対的にスライドさせ得るように構成されている。図４は、図１ないし図３に示されているカムシャフト５１を、その一部を分解して示す斜視図である。以下、図１ないし図４を参照すると、カムシャフト５１は、ジャーナル部５１ａと、円形カム部５１ｂと、偏心シャフト５１ｃと、ウォームホイール５１ｄと、から構成されている。
【００４３】
ジャーナル部５１ａは、円柱状の部材であって、カムシャフト５１の回転中心軸（これはクランクシャフト４１の回転中心軸と平行である）と同軸に設けられている。ジャーナル部５１ａは、隣り合う円形カム部５１ｂの間、及びカムシャフト５１の両端部に設けられている。
【００４４】
円形カム部５１ｂは、ジャーナル部５１ａよりも径が太い円柱状の部材であって、シリンダ２１に対応するように設けられている。すなわち、１つのカムシャフト５１に対して、気筒数と同数（本実施形態では４つ）の円形カム部５１ｂが設けられている。円形カム部５１ｂは、カムシャフト５１の回転中心軸から偏心して設けられている。すなわち、円形カム部５１ｂの中心軸が、前記回転中心軸及びジャーナル部５１ａの中心軸からずれるように、円形カム部５１ｂが配置されている。
【００４５】
偏心シャフト５１ｃは、シリンダ配列方向ＡＤに沿った長手方向を有する丸棒状の部材である。偏心シャフト５１ｃは、ジャーナル部５１ａの中心軸及び円形カム部５１ｂの中心軸から偏心した位置にて、これらを挿通するように設けられている。すなわち、偏心シャフト５１ｃは、図１及び図４に示されているように、ジャーナル部５１ａの一端（図中下端）と円形カム部５１ｂの一端（図中下端）とが一致した状態で、当該一端寄りの位置（下部）にてジャーナル部５１ａ及び円形カム部５１ｂを挿通するように設けられている。
【００４６】
１本のカムシャフト５１には、１つのウォームホイール５１ｄが設けられている。ウォームホイール５１ｄは、略円板状のギヤであって、偏心シャフト５１ｃと一体に形成されている。このウォームホイール５１ｄは、その中心軸がカムシャフト５１の回転中心軸と同軸となるように設けられている。
【００４７】
ウォームホイール５１ｄは、カムシャフト５１の長手方向における略中央部に設けられている。すなわち、ウォームホイール５１ｄは、偏心シャフト５１ｃの長手方向における略中央部に設けられている。また、ウォームホイール５１ｄは、隣り合う２番目のシリンダ２１と３番目のシリンダ２１との間の位置に設けられている。
【００４８】
本実施形態のカムシャフト５１においては、ジャーナル部５１ａは、偏心シャフト５１ｃの周りを回転しないように、偏心シャフト５１ｃに固定されている。すなわち、ジャーナル部５１ａは、ウォームホイール５１ｄの回転に伴って、カムシャフト５１の回転中心軸を中心として、ウォームホイール５１ｄと一体的に回転駆動されるように構成されている。
【００４９】
一方、円形カム部５１ｂは、偏心シャフト５１ｃの周りを自由に回転し得るように構成されている。すなわち、円形カム部５１ｂは、ジャーナル部５１ａに対して相対的に回転し得るように構成されている。
【００５０】
＜＜＜ブロック側支持部＞＞＞
再び図１ないし図３を参照すると、円形カム部５１ｂは、ブロック側支持部５２に収容されている。本発明の第一部材としてのブロック側支持部５２は、シリンダブロック２の側面に固定されていて、フレーム４０ａにおける下端部のセンサ固定部４０ａ１よりも上方に配置されている。
【００５１】
ブロック側支持部５２には、軸受孔５２ａが形成されている。この軸受孔５２ａは、円形カム部５１ｂの外径に対応する（円形カム部５１ｂの周面と摺動し得るような）内径を有する貫通孔である。すなわち、ブロック側支持部５２は、円形カム部５１ｂの周面と当接（摺動）しつつ、当該円形カム部５１ｂを回動可能に支持するように構成されている。
【００５２】
フレーム４０ａには、開口部５３が、側方に向けて開口するように設けられている。開口部５３は、貫通孔であって、ブロック側支持部５２が挿通されつつフレーム４０ａの外側に突出し得るように設けられている。また、開口部５３は、ブロック側支持部５２がシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って往復移動し得るように、ブロック側支持部５２の高さ寸法（シリンダ中心軸ＣＣＡに沿った方向の寸法）よりも大きい高さ寸法に形成されている。本実施形態においては、ブロック側支持部５２と同数の複数の開口部５３が、シリンダ配列方向ＡＤに沿って配列されている。
【００５３】
＜＜＜クランクケース側支持部＞＞＞
フレーム４０ａには、複数のフレーム側支持部５４が形成されている。各フレーム側支持部５４は、開口部５３に隣接するように設けられている。すなわち、フレーム側支持部５４は、各開口部５３の両側に設けられている。そして、複数のフレーム側支持部５４が、シリンダ配列方向ＡＤに沿って配列されている。
【００５４】
フレーム側支持部５４には、ジャーナル支持凹部５４ａが設けられている。ジャーナル支持凹部５４ａは、ジャーナル部５１ａの外径に対応する内径を有する半円柱形状の凹部であって、外部に向けて開口するように形成されている。このジャーナル支持凹部５４ａは、ジャーナル部５１ａの周面と摺動し得るように構成されている。
【００５５】
フレーム４０ａには、カバー部５５が装着されている。カバー部５５は、カムシャフト５１（ジャーナル部５１ａ）を挟んでフレーム側支持部５４と対向するように設けられている。このカバー部５５は、カムシャフト５１（ウォームホイール５１ｄを含む）を側方から覆うように構成及び配置されている（なお、図１及び図２においては、図示の複雑化を避けるため、カバー部５５の断面図の図示が省略されている。）。
【００５６】
カバー部５５は、複数のフレーム側支持部５４（１つの連結機構５におけるすべてのフレーム側支持部５４）に対応するように、継ぎ目なく一体に形成されている。このカバー部５５には、ジャーナル支持凹部５５ａと、軸受収容部５５ｂと、ウォームホイール収容部５５ｃと、が形成されている。
【００５７】
ジャーナル支持凹部５５ａは、フレーム側支持部５４におけるジャーナル支持凹部５４ａと対向する位置に設けられている。このジャーナル支持凹部５５ａは、ジャーナル支持凹部５４ａと対称な形状の、半円柱形状の凹部である。このジャーナル支持凹部５５ａは、その内径が、ジャーナル部５１ａの外径に対応するように形成されている。すなわち、ジャーナル支持凹部５５ａは、ジャーナル部５１ａの周面と摺動し得るように構成されている。
【００５８】
本実施形態においては、カバー部５５がフレーム側支持部５４に接合されて図示しないボルトによって固定されることで、これらの接合体の内側に、ジャーナル部５１ａを回転可能に支持する軸受孔が形成されるように、フレーム側支持部５４及びカバー部５５が構成されている。
【００５９】
軸受収容部５５ｂは、ブロック側支持部５２と対向する位置に設けられた凹部である。この軸受収容部５５ｂは、開口部５３から突出したブロック側支持部５２を、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って往復移動可能に収容し得るように形成されている。ウォームホイール収容部５５ｃは、フレーム４０ａに設けられたウォームホイール収容部５６と対向する位置に設けられた、側断面視にて略Ｄ字状の凹部である。
【００６０】
ウォームホイール収容部５６は、クランクケース４の長手方向における略中央部に設けられた開口部であって、フレーム４０ａの上部からキャップ固定部４０ｄにわたって形成されている。このウォームホイール収容部５６は、ウォームホイール５１ｄをフレーム４０ａの外部に向けて突出させ得るように形成されている。また、ウォームホイール収容部５６は、シリンダブロック２におけるウォームホイール収容部２４と対向する位置に設けられている。すなわち、ウォームホイール収容部２４、５５ｃ、及び５６は、ウォームホイール５１ｄを収容し得るように形成されている。
【００６１】
＜＜駆動機構＞＞
駆動機構６は、上述のクランクケース４の長手方向における略中央部に設けられている。この駆動機構６は、駆動シャフト６１と、モータ６２と、を備えている。
【００６２】
駆動シャフト６１は、シリンダ配列方向ＡＤ及びシリンダ中心軸ＣＣＡと直交するように配置されている。この駆動シャフト６１は、直列４気筒における２番目のシリンダ２１と３番目のシリンダ２１との間の位置に対応するキャップ固定部４０ｄを貫通するように設けられている。本実施形態においては、駆動シャフト６１は、モータ６２の回転中心軸と同軸に設けられている。また、駆動シャフト６１は、その両端部が、外側軸受６３によって回動可能に支持されている。
【００６３】
モータ６２は、駆動シャフト６１を回転駆動し得るように構成されている。このモータ６２は、一方の外側軸受６３を介して、クランクケース４に固定されている。駆動シャフト６１の長手方向における中央部分は、一対の内側軸受６４によって回動可能に支持されている。この内側軸受６４は、キャップ固定部４０ｄに固定されている。
【００６４】
駆動シャフト６１の一端部には、ウォーム６５が設けられている。また、駆動シャフト６１の他端部には、ウォーム６６が設けられている。ウォーム６５は、らせん状の歯が形成された円柱形状のギヤであって、ウォームホイール５１ｄと噛み合うように形成されている。ウォーム６６は、ウォーム６５とは逆巻きのらせん状の歯が形成された円柱形状のギヤであって、ウォームホイール５１ｄと噛み合うように形成されている。
【００６５】
ウォーム６５及び６６は、ウォームホイール５１ｄと噛み合うように、ウォームホイール５１ｄと対向して設けられている。また、駆動シャフト６１における、ウォーム６５の両側は、外側軸受６３と内側軸受６４とによって支持されている。同様に、駆動シャフト６１における、ウォーム６６の両側も、外側軸受６３と内側軸受６４とによって支持されている。
【００６６】
＜＜制御部＞＞
図５ないし図７は、図１に示されているエンジン１における圧縮比変更動作の様子を示す図である。図１及び図５ないし図７を参照すると、制御部７は、エンジン１の各部の動作を制御するように構成されている。この制御部７は、電気制御ユニット７１と、ストロークセンサ７２と、を備えている。電気制御ユニット７１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等を備えた、いわゆるマイクロコンピュータであって、モータ６２等の動作部、及び本発明の相対位置センサとしての上述のストロークセンサ７２等のセンサと電気的に接続されている。
【００６７】
ストロークセンサ７２は、本願の出願時にすでに市販されている周知の構成を有していて、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３のクランクケース４に対する相対位置に対応する出力を生じるように、構成及び配置されている。具体的には、ストロークセンサ７２は、センサ本体部７２１と、可動部材７２２と、を備えている。
【００６８】
センサ本体部７２１は、ストロークセンサ７２のケーシングを構成する箱状の部材であって、略直方体状に形成されている。可動部材７２２は、棒状部材からなり、その先端部７２２ａがセンサ本体部７２１の外部に常時露出されつつ、当該先端部７２２ａと反対側の基端部７２２ｂ側からセンサ本体部７２１の内部に収容されている。すなわち、可動部材７２２は、その長手方向に沿って相対的に揺動し得るように、センサ本体部７２１によって収容且つ支持されている。
【００６９】
ストロークセンサ７２は、可動部材７２２のセンサ本体部７２１に対する相対位置、すなわち、可動部材７２２のセンサ本体部７２１からの突出量に対応する出力を生じるように構成されている。また、このストロークセンサ７２は、センサ本体部７２１の内部に設けられた図示しない付勢機構によって、可動部材７２２を突出方向に（センサ本体部７２１から突出させる方向に）常時付勢するように構成されている。
【００７０】
本実施形態においては、ストロークセンサ７２は、シリンダブロック２におけるブロック側支持部５２と、圧縮比が高くなる方向に変更される際のブロック側支持部５２の移動先側（移動方向における下流側：すなわちブロック側支持部５２よりもクランクシャフト４１側）に設けられたセンサ固定部４０ａ１と、の間に配置されている。具体的には、センサ本体部７２１は、ブロック側支持部５２の下方にて、クランクケース４におけるセンサ固定部４０ａ１に固定されている。また、可動部材７２２は、その長手方向がシリンダ中心軸ＣＣＡと平行となるように設けられていて、先端部７２２ａがブロック側支持部５２側に向けて突出することでブロック側支持部５２と当接し得るように配置されている。
【００７１】
すなわち、ストロークセンサ７２は、可動部材７２２がシリンダ中心軸ＣＣＡに沿ってブロック側支持部５２に向けて突出する方向（突出方向）及びその逆方向（退避方向）に揺動するように、構成及び配置されている。また、ストロークセンサ７２は、シリンダヘッド３がクランクケース４から最も遠ざかる最低圧縮比状態にて可動部材７２２がセンサ本体部７２１から最も突出するように、換言すれば、かかる最低圧縮比状態にて初期状態となるように、配置されている。さらに、ストロークセンサ７２は、シリンダヘッド３がクランクケース４に最も近づく最高圧縮比状態にて、可動部材７２２のほとんど全部がセンサ本体部７２１内に収容される（先端部７２２ａがセンサ本体部７２１からわずかに露出する）ように、構成及び配置されている（図１及び図５参照）。
【００７２】
＜実施形態の可変圧縮比機構の動作説明＞
以下、図５ないし図７を参照しつつ、本エンジン１における圧縮比変更動作について、簡単に説明する。
【００７３】
エンジン回転数Ｎｅ等のエンジンパラメータに基づいて、電気制御ユニット７１によって、設定されるべき圧縮比が決定される。ここで、モータ６２の回転位相と、カムシャフト５１の回転位相と、圧縮比と、の間には、所定の対応関係がある。この対応関係は、電気制御ユニット７１におけるＲＯＭに格納されている。
【００７４】
決定された圧縮比に応じて、電気制御ユニット７１による制御下で、駆動シャフト６１がモータ６２によって適宜回転駆動される。これにより、ウォーム６５及び６６が回転駆動され、一対のカムシャフト５１が互いに逆の方向に回転する。すなわち、例えば、図中右側のカムシャフト５１が反時計回りに回転するとともに、図中左側のカムシャフト５１が時計回りに回転する。
【００７５】
カムシャフト５１の回転の際に、ジャーナル部５１ａは、当該カムシャフト５１の回転中心軸を中心として回転する。偏心シャフト５１ｃは、ジャーナル部５１ａと一体的に回転する。このとき、偏心シャフト５１ｃは、当該回転中心軸の周りを回転する。
【００７６】
一方、円形カム部５１ｂは、ブロック側支持部５２における軸受孔５２ａの内面と摺動しながら、前記回転中心軸とは異なる軸を中心として回転する。また、円形カム部５１ｂは、偏心シャフト５１ｃに対して相対的に回転する。すなわち、円形カム部５１ｂは、偏心シャフト５１ｃの中心軸を中心として、ジャーナル部５１ａに対して相対的に回転する。これにより、円形カム部５１ｂのジャーナル部５１ａに対する相対的な位置が変化する。
【００７７】
このとき、円形カム部５１ｂは、ブロック側支持部５２によって、エンジン幅方向（図５ないし図７における左右方向）についての移動が拘束されている。また、ジャーナル部５１ａの位置は不変である。よって、カムシャフト５１が回転駆動されると、図５ないし図７に示されているように、カムシャフト５１の回転中心軸の周りの偏心シャフト５１ｃの回転による、偏心シャフト５１ｃの上下動に伴って、円形カム部５１ｂ及びこれを回動可能に支持するブロック側支持部５２が上下動する。この円形カム部５１ｂ及びブロック側支持部５２の上下動によって、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３が、クランクケース４に対して相対的に上下動する。
【００７８】
図５に示されているように、偏心シャフト５１ｃが最も下方に位置した状態においては、円形カム部５１ｂ及びブロック側支持部５２も、可動範囲における最も下方に位置する。このとき、シリンダブロック２が最も下がり、シリンダヘッド３がクランクケース４に最も近づく。これにより、シリンダヘッド３の下端面（燃焼室ＣＣの上端部を構成する凹部４０ｃ１）が、ピストン２２の上死点位置に最も近づく。よって、エンジン１の圧縮比が最高となる（最高圧縮比状態）。
【００７９】
図５に示されている最高圧縮比状態から、図中矢印で示されているようにカムシャフト５１が回転駆動される（図中右側のカムシャフト５１が反時計回りに回転駆動され且つ図中左側のカムシャフト５１が時計回りに回転駆動される）。すると、偏心シャフト５１ｃが、図５に示されている位置から上昇するとともに、円形カム部５１ｂ及びブロック側支持部５２も上昇する。これにより、シリンダブロック２がクランクケース４に対して相対的に上昇する。このシリンダブロック２の上昇によってシリンダヘッド３がクランクケース４から離隔すると、ピストン２２の上死点位置とシリンダヘッド３の下端面との距離が伸びる。すなわち、エンジン１の圧縮比が低下する。
【００８０】
図６に示されているように、偏心シャフト５１ｃの位置が最上方と最下方との間であると、圧縮比も最高値と最低値との間の値となる。図７に示されているように、偏心シャフト５１ｃ及びブロック側支持部５２の位置が可動範囲における最も上方に達すると、エンジン１の圧縮比が最低となる（最低圧縮比状態）。図７に示されている最低圧縮比状態から、圧縮比が高くなる方向に変更される場合、カムシャフト５１がさらに上述と同方向に回転駆動されるか、あるいはカムシャフト５１が上述と逆方向に回転駆動される。
【００８１】
＜実施形態の構成による作用・効果＞
本実施形態のエンジン１においては、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３がクランクケース４に対して相対移動することで、圧縮比が変更される。このとき、ストロークセンサ７２は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３のクランクケース４に対する相対位置（すなわち圧縮比）に対応する出力を生じる。
【００８２】
具体的には、圧縮比が高くなる方向に変更された場合、可動部材７２２は、先端部７２２ａがシリンダブロック２に設けられたブロック側支持部５２と当接する（ブロック側支持部５２によって付勢される）ことで、センサ本体部７２１内に押し込まれるように、退避方向に移動する。一方、圧縮比が低くなる方向に変更された場合、可動部材７２２は、先端部７２２ａがブロック側支持部５２と当接するように、突出方向に移動する（ブロック側支持部５２の移動に追随するように突出する）。
【００８３】
このように、正常時においては、可動部材７２２の先端部７２２ａが、シリンダブロック２に設けられたブロック側支持部５２と常時当接する。これにより、可動部材７２２のセンサ本体部７２１に対する相対位置が、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３のクランクケース４に対する相対位置と一致ないし対応する。したがって、ストロークセンサ７２は、実際の圧縮比に対応する出力を生じる。
【００８４】
しかしながら、ストロークセンサ７２に異物が付着あるいは侵入することで、ストロークセンサ７２に「固着」が発生することがあり得る。かかる「固着」は、可動部材７２２とセンサ本体部７２１との間に当該異物が挟み込まれる、いわゆる「噛み込み」によって、可動部材７２２のセンサ本体部７２１に対する相対移動が困難になることで発生する。
【００８５】
もっとも、ストロークセンサ７２においては、図７に示されているように、シリンダヘッド３がクランクケース４から最も遠ざかる最低圧縮比状態にて、可動部材７２２がセンサ本体部７２１から最も突出する。すなわち、ストロークセンサ７２は、最低圧縮比状態にて初期状態となる。
【００８６】
このため、上述の「固着」が発生した場合、圧縮比がより高くなる方向に変更されると、可動部材７２２は、ブロック側支持部５２を介して、質量の大きなシリンダブロック２及びシリンダヘッド３によって付勢されることで、センサ本体部７２１に向かって押し込まれて退避方向に移動する。よって、このとき、ストロークセンサ７２においては、実際の圧縮比に（比較的）正確に対応した出力が生じる。そして、「固着」が発生した後に設定された範囲における最も高圧縮比側にて、可動部材７２２が固定される。
【００８７】
したがって、かかる「固着」が発生した場合、最低圧縮比状態から一旦圧縮比が高くなる方向に変更されて、可動部材７２２が初期状態（最高圧縮比状態に対応する突出状態から最低圧縮比状態に対応する突出状態までの所定の作動範囲内でセンサ本体部７２１から最も突出した状態）から或る程度押し込まれた後、圧縮比が低くなる方向に変更されても、可動部材７２２は突出方向に移動できず、押し込まれたままの状態で固定される。このため、可動部材７２２の相対位置は、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３のクランクケース４に対する相対移動（ブロック側支持部５２のセンサ固定部４０ａ１から遠ざかる方向への移動）に追随しない。よって、可動部材７２２は、押し込まれたまま（高圧縮比状態のまま）固定される。
【００８８】
このように、「固着」が発生した後は、設定された範囲における最も高圧縮比側の出力が、ストロークセンサ７２において生じる。このため、ストロークセンサ７２においては、実際の圧縮比よりも高圧縮比側の出力が生じることはあり得る反面、実際の圧縮比よりも低圧縮比側の出力が生じることが効果的に抑制（防止）される。
【００８９】
以上詳述した通り、本実施形態の構成においては、ストロークセンサ７２に「固着」が生じた場合であっても、その出力が実際の圧縮比よりも低圧縮比側となることが、効果的に抑制（防止）される。したがって、かかる構成によれば、実際には高圧縮比状態であるにもかかわらず「低圧縮比状態」であると誤って判断されることで、圧縮比が過大に設定されてノッキング等が発生してしまう、という不具合の発生が、可及的に抑制される。
【００９０】
＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の各実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体的構成例を単に例示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の各実施形態によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の各実施形態に示された具体的構成に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。
【００９１】
以下、変形例について幾つか例示する。もっとも、変形例とて、下記のものに限定されるものではないことは、いうまでもない。本発明を、上述の実施形態や下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、（特に先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。
【００９２】
また、上述の実施形態の構成、及び下記の各変形例に記載された構成は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜複合して適用され得ることも、いうまでもない。
【００９３】
（１）本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、バイオエタノールエンジン、その他の任意のタイプの内燃機関に適用可能である。気筒数や気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）も、特に限定はない。また、本発明は、実施形態にて具体的に開示された可変圧縮比機構（連結機構５及び駆動機構６）の構成に何ら限定されない。
【００９４】
（２）本発明の相対位置センサは、実施形態にて具体的に開示されたストロークセンサ７２の構成に何ら限定されない。また、ストロークセンサ７２の配置も、上述の実施形態に開示された具体的態様に何ら限定されない。
【００９５】
例えば、可動部材７２２の先端部７２２ａに対して無荷重である「自然状態」と、上述の「初期状態」とは、一致していてもよいが、必ずしも一致する必要はない。すなわち、図７に示されている最低圧縮比状態において、可動部材７２２は、ストロークセンサ７２における上述の「自然状態」から、或る程度センサ本体部７２１側に押し込まれた状態であってもよい。
【００９６】
ブロック側支持部５２の少なくとも可動部材７２２と対向する面と、可動部材７２２の先端部７２２ａとが、磁力によって互いに吸引し合うように構成されていてもよい。また、可動部材７２２は、センサ本体部７２１に収容されていなくてもよい。
【００９７】
図８は、図１及び図２に示されているエンジン１の一つの変形例の構成を示す側断面図である。図９及び図１０は、図８に示されている変形例のエンジン１における圧縮比変更動作の様子を示す図である。図１１は、図１及び図２に示されているエンジン１の他の変形例の構成を示す側断面図である。
【００９８】
図８ないし図１０に示されているように、ストロークセンサ７２は、可動部材７２２の先端部７２２ａがシリンダヘッド３の下端部（下端面）と当接するように配置されていてもよい。この場合、フレーム４０ａにおける上端部であって、シリンダヘッド３の下端部と対向する位置には、ストロークセンサ７２を固定するためのセンサ固定部４０ａ２が設けられている。そして、ストロークセンサ７２は、本発明の第一部材に相当するシリンダヘッド３と、本発明の第二部材に相当するセンサ固定部４０ａ２と、の間に配置されている。
【００９９】
また、図１１に示されているように、ストロークセンサ７２は、センサ本体部７２１がシリンダヘッド３の下端部（下端面）に固定されるとともに、可動部材７２２の先端部７２２ａがクランクケース４（フレーム４０ａ）の上端部に設けられたセンサ当接部４０ａ３と当接するように配置されていてもよい。
【０１００】
（３）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。例えば、材料の変更は、適宜行われ得る。また、一体（ワンピース）であったものは別体（ツーピース）にされ得るし、その逆もあり得る。さらに、一体であるものは、シームレスなものともされ得るし、シームレスでないもの（接合部が介在するもの）ともされ得る。
【０１０１】
さらに、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。なお、本明細書にて引用した各文献の内容（公報の明細書及び図面を含む）は、本明細書の一部を構成するものとして援用され得る。
【符号の説明】
【０１０２】
１  …エンジン            ＣＣ  …燃焼室            ＣＣＡ  …シリンダ中心軸
２  …シリンダブロック    ２１  …シリンダ          ２２    …ピストン
３  …シリンダヘッド      ３１  …凹部
４  …クランクケース      ４０ａ  …フレーム        ４０ｂ  …軸受部
４０ａ１…センサ固定部    ４０ａ２…センサ固定部  ４０ａ３…センサ当接部
４１  …クランクシャフト  ４２  …コンロッド
５  …連結機構            ５１  …カムシャフト      ５２  …ブロック側支持部
５１ａ  …ジャーナル部    ５１ｂ  …円形カム部      ５１ｃ  …偏心シャフト
６  …駆動機構            ６２  …モータ
７  …制御部              ７２  …ストロークセンサ  ７２１  …センサ本体部
７２２  …可動部材        ７２２ａ  …先端部        ７２２ｂ  …基端部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０３】
【特許文献１】特開２００９−  ４１５２３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２１８５５号公報
【図１】
0005471597.tif 000002
【図２】
0005471597.tif 000003
【図３】
0005471597.tif 000004
【図４】
0005471597.tif 000005
【図５】
0005471597.tif 000006
【図６】
0005471597.tif 000007
【図７】
0005471597.tif 000008
【図８】
0005471597.tif 000009
【図９】
0005471597.tif 000010
【図１０】
0005471597.tif 000011
【図１１】
0005471597.tif 000012