(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトを支持するクランクケースを含む下部構造物と、
ピストンが配置される穴部を有するシリンダブロックと、
下部構造物に対してシリンダブロックが相対移動することにより燃焼室の容積が変化して圧縮比が変化する圧縮比可変機構と、
クランクシャフトと共に回転する第１の回転駆動部と、
第１の回転駆動部の回転力がクランク側巻掛け部材により伝達される第２の回転駆動部と、
第２の回転駆動部と一体的に回転し、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトに回転力を伝達するカムシャフト側巻掛け部材に係合する第３の回転駆動部とを備え、
第２の回転駆動部および第３の回転駆動部は、下部構造物に対するシリンダブロックの移動に伴って移動する移動シャフトにより回転可能に支持されており、
移動シャフトは、クランク側支持部材を介してクランクシャフトに支持されており、
クランクシャフトは、潤滑油の油路を有し、
クランク側支持部材は、クランクシャフトの油路に接続されている潤滑油の油路を有し、
クランクシャフトの油路を流通する潤滑油が、クランク側支持部材の油路を通してカムシャフト側巻掛け部材に供給されることを特徴とする、内燃機関。
【請求項２】
移動シャフトは、クランク側支持部材の油路に接続されている潤滑油の油路を有し、
移動シャフトの油路は、潤滑油を移動シャフトの外部に放出可能に形成されており、
移動シャフトの油路を通して潤滑油を放出することにより、カムシャフト側巻掛け部材に潤滑油が供給されることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
移動シャフトの油路は、潤滑油が第２の回転駆動部および第３の回転駆動部の間の領域から放出可能に形成されており、
第２の回転駆動部および第３の回転駆動部の間の領域において潤滑油が放出されることにより、カムシャフト側巻掛け部材およびクランク側巻掛け部材に潤滑油が供給されることを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
シリンダブロックに固定されているブロック側シャフトと、
ブロック側シャフトと移動シャフトとを互いに支持するブロック側支持部材とを備え、
移動シャフトは、クランク側支持部材の油路に接続されている潤滑油の油路を有し、
ブロック側支持部材は、移動シャフトの油路に接続されている潤滑油の油路を有し、
移動シャフトの油路を流通する潤滑油が、ブロック側支持部材の油路を通して、ブロック側支持部材とブロック側シャフトとの摺動部分に供給されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関。
【請求項５】
第１の回転駆動部と第２の回転駆動部との間に配置され、クランク側巻掛け部材に張力を付与する張力付与装置を備え、
張力付与装置は、加圧された潤滑油が供給されることにより、クランク側巻掛け部材を押圧するように形成されており、
クランク側支持部材の油路から張力付与装置に加圧された潤滑油を供給することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室においては、空気および燃料の混合気が圧縮された状態で点火される。混合気を圧縮するときの圧縮比は、出力されるトルクおよび燃料消費量に影響を与えることが知られている。圧縮比を高くすることにより出力されるトルクを大きくしたり、燃料消費量を少なくしたりすることができる。一方で、圧縮比を高くしすぎると、ノッキング等の異常燃焼が生じることが知られている。従来の技術においては、運転期間中に圧縮比を変更することができる圧縮比可変機構を備える内燃機関が知られている。
【０００３】
内燃機関の可動する部分や摺動する部分には潤滑油が供給される。たとえば、クランクシャフトの支持部分、ピストンの外周面、および吸気弁および排気弁を駆動する動弁機構などに潤滑油が供給される。圧縮比可変機構を備える内燃機関においても、各部位に潤滑油を供給する必要がある。
【０００４】
特開２００９−１４４５７２号公報には、シリンダブロックおよびシリンダヘッドに上下方向に延在するオイル通路が形成されており、オイルパンから汲み上げられたオイルがシリンダブロックを通ってシリンダヘッドのオイル通路に供給される内燃機関が開示されている。また、シリンダヘッドに供給されたオイルは、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトのオイル通路に供給されることが開示されている。この内燃機関においては、シリンダヘッドの前面に動弁室に通じるオイルの落とし穴が設けられており、動弁室に落下したオイルを落とし穴から排出してタイミングチェーンに供給することが開示されている。
【０００５】
特開２００５−６９１８１号公報においては、クランクケースに対してシリンダブロックが動く可変圧縮比の内燃機関が開示されている。この内燃機関においては、オイルパンに貯留された潤滑油を、ポンプによって内燃機関の各部位に圧送することが開示されている。潤滑油は、ポンプによって潤滑油供給本管に圧送された後に、潤滑油供給本管からクランクケース、シリンダブロックおよびシリンダヘッドの各部位に、供給されることが開示されている。
【０００６】
特開２００９−３０５０８号公報においては、移動機構によってシリンダブロックとクランクケースとを相対移動させることにより、圧縮比を変更可能に構成されている内燃機関が開示されている。この内燃機関においては、オイルポンプにより加圧された潤滑油がメインオイル流路に供給され、メインオイル流路からシリンダヘッド、シリンダブロックに潤滑油が供給されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１４４５７２号公報
【特許文献２】特開２００５−６９１８１号公報
【特許文献３】特開２００９−３０５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
クランクケースに対して、シリンダブロックが相対的に移動する圧縮比可変機構を備える内燃機関においては、シリンダブロックに対するクランクケースの位置が変化する。このために、クランクケースに形成されている油路を流れる潤滑油をシリンダブロックに直接的に供給することが難しいという問題がある。
【０００９】
たとえば、上記の特開２００５−６９１８１号公報に開示されている内燃機関においては、始めに潤滑油を潤滑油供給本管に供給し、次に潤滑油供給本管からシリンダブロック、シリンダヘッドおよびクランクケースに潤滑油を供給している。このような潤滑油供給本管からシリンダヘッド等に潤滑油を供給する管は、伸縮可能または変形可能なオイルホース等で形成し、クランクケースおよびシリンダブロックの外側に配置することができる。または、クランクケースからシリンダヘッドにオイルホースを用いて潤滑油を供給し、シリンダヘッドからシリンダブロックに潤滑油を落下させる油路を形成することにより各部位に潤滑油を供給することができる。しかしながら、シリンダブロックおよびシリンダヘッドに潤滑油を供給するための油路を複雑に構成したり、長くしたりすると、油路における圧力損失が大きくなり、各部分に十分な量の潤滑油を供給できない虞がある。または、十分な量の潤滑油を供給するために潤滑油を供給するオイルポンプを大型化しなければならなくなる虞がある。
【００１０】
たとえば、内燃機関の吸気弁および排気弁は、吸気カムおよび排気カムにより開閉が行なわれる。吸気カムおよび排気カムはカムシャフトに支持され、カムシャフトには、クランクシャフトの回転力が伝達されて回転する。このような吸気弁および排気弁を駆動する動弁機構には、スプロケット、チェーン、チェーンに張力を付与するテンショナ等の潤滑油を供給すべき部位が多く存在する。このために、油路を複雑に構成すると、動弁機構に十分な量の潤滑油が供給できない虞がある。
【００１１】
本発明は、クランクケースを含む下部構造物とシリンダブロックとが相対的に移動する圧縮比可変機構を備え、十分な量の潤滑油を各部位に供給できる内燃機関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】
【００１２】
本発明の内燃機関は、クランクシャフトを支持するクランクケースを含む下部構造物と、ピストンが配置される穴部を有するシリンダブロックと、下部構造物に対してシリンダブロックが相対移動することにより燃焼室の容積が変化して圧縮比が変化する圧縮比可変機構と、クランクシャフトと共に回転する第１の回転駆動部と、第１の回転駆動部の回転力がクランク側巻掛け部材により伝達される第２の回転駆動部と、第２の回転駆動部と一体的に回転し、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトに回転力を伝達するカムシャフト側巻掛け部材に係合する第３の回転駆動部とを備える。第２の回転駆動部および第３の回転駆動部は、下部構造物に対するシリンダブロックの移動に伴って移動する移動シャフトにより回転可能に支持されている。移動シャフトは、クランク側支持部材を介してクランクシャフトに支持されている。クランクシャフトは、潤滑油の油路を有し、クランク側支持部材は、クランクシャフトの油路に接続されている潤滑油の油路を有する。クランクシャフトの油路を流通する潤滑油が、クランク側支持部材の油路を通してカムシャフト側巻掛け部材に供給される。
【００１３】
上記発明においては、移動シャフトは、クランク側支持部材の油路に接続されている潤滑油の油路を有し、移動シャフトの油路は、潤滑油を移動シャフトの外部に放出可能に形成されており、移動シャフトの油路を通して潤滑油を放出することにより、カムシャフト側巻掛け部材に潤滑油が供給されることが好ましい。
【００１４】
上記発明においては、移動シャフトの油路は、潤滑油が第２の回転駆動部および第３の回転駆動部の間の領域から放出可能に形成されており、第２の回転駆動部および第３の回転駆動部の間の領域において潤滑油が放出されることにより、カムシャフト側巻掛け部材およびクランク側巻掛け部材に潤滑油が供給されることが好ましい。
【００１５】
上記発明においては、シリンダブロックに固定されているブロック側シャフトと、ブロック側シャフトと移動シャフトとを互いに支持するブロック側支持部材とを備え、移動シャフトは、クランク側支持部材の油路に接続されている潤滑油の油路を有し、ブロック側支持部材は、移動シャフトの油路に接続されている潤滑油の油路を有し、移動シャフトの油路を流通する潤滑油が、ブロック側支持部材の油路を通して、ブロック側支持部材とブロック側シャフトとの摺動部分に供給されることが好ましい。
【００１６】
上記発明においては、第１の回転駆動部と第２の回転駆動部との間に配置され、クランク側巻掛け部材に張力を付与する張力付与装置を備え、張力付与装置は、加圧された潤滑油が供給されることにより、クランク側巻掛け部材を押圧するように形成されており、クランク側支持部材の油路から張力付与装置に加圧された潤滑油を供給することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、クランクケースを含む下部構造物とシリンダブロックとが相対的に移動する圧縮比可変機構を備え、十分な量の潤滑油を各部位に供給できる内燃機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態における内燃機関の概略図である。
【図２】実施の形態における内燃機関の圧縮比可変機構の概略分解斜視図である。
【図３】実施の形態における内燃機関が高圧縮比になった時のシリンダブロックおよびクランクケースの部分の概略断面図である。
【図４】実施の形態における内燃機関が低圧縮比になった時のシリンダブロックおよびクランクケースの部分の概略断面図である。
【図５】実施の形態における動弁機構の概略正面図である。
【図６】実施の形態における動弁機構のクランク側支持部材、移動シャフト、およびブロック側支持部材の部分の概略斜視図である。
【図７】実施の形態における圧縮比可変機構が駆動したときのクランク側支持部材およびブロック側支持部材の作用を説明する概略図である。
【図８】実施の形態におけるクランクシャフト、クランク側支持部材、移動シャフト、およびブロック側支持部材の内部の油路を説明する概略斜視図である。
【図９】実施の形態におけるクランク側支持部材およびクランクシャフトの概略断面図である。
【図１０】実施の形態における移動シャフトおよびブロック側支持部材の部分の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１から図１０を参照して、実施の形態における内燃機関について説明する。本実施の形態においては、車両に配置されている内燃機関を例に取り上げて説明する。
【００２０】
図１は、本実施の形態における内燃機関の概略図である。本実施の形態における内燃機関は、火花点火式である。内燃機関は、機関本体１を備える。機関本体１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド４とを含む。シリンダブロック２の内部には、ピストン３が配置されている。ピストン３は、シリンダブロック２の内部で往復運動する。
【００２１】
燃焼室５は、それぞれの気筒ごとに形成されている。燃焼室５には、機関吸気通路および機関排気通路が接続されている。機関吸気通路は、燃焼室５に空気または燃料と空気との混合気を供給するための通路である。機関排気通路は、燃料の燃焼により生じた排気を燃焼室５から排出するための通路である。
【００２２】
シリンダヘッド４には、吸気ポート７および排気ポート９が形成されている。吸気弁６は吸気ポート７の端部に配置され、燃焼室５に連通する機関吸気通路を開閉可能に形成されている。排気弁８は、排気ポート９の端部に配置され、燃焼室５に連通する機関排気通路を開閉可能に形成されている。シリンダヘッド４には、点火装置としての点火プラグ１０が固定されている。点火プラグ１０は、燃焼室５にて燃料を点火するように形成されている。
【００２３】
本実施の形態における内燃機関は、燃焼室５に燃料を供給するための燃料噴射弁１１を備える。本実施の形態における燃料噴射弁１１は、吸気ポート７に燃料を噴射するように配置されている。燃料噴射弁１１は、この形態に限られず、燃焼室５に燃料を供給できるように配置されていれば構わない。たとえば、燃料噴射弁は、燃焼室に直接的に燃料を噴射するように配置されていても構わない。
【００２４】
燃料噴射弁１１は、電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２９を介して燃料タンク２８に接続されている。燃料タンク２８内に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ２９によって燃料噴射弁１１に供給される。
【００２５】
各気筒の吸気ポート７は、対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結されている。サージタンク１４は、吸気ダクト１５を介してエアクリーナ（図示せず）に連結されている。吸気ダクト１５の内部には、吸入空気量を検出する吸入空気量検出器１６が配置されている。吸気ダクト１５の内部には、ステップモータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置されている。一方、各気筒の排気ポート９は、対応する排気枝管１９に連結されている。排気枝管１９は、排気処理装置２１に連結されている。本実施の形態における排気処理装置２１は、三元触媒２０を含む。排気処理装置２１は、排気管２２に接続されている。
【００２６】
本実施の形態における内燃機関は、電子制御ユニット３１を備える。本実施の形態における電子制御ユニット３１は、デジタルコンピュータを含む。電子制御ユニット３１は、双方向バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を含む。
【００２７】
吸入空気量検出器１６の出力信号は、対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。アクセルペダル４０には、負荷センサ４１が接続されている。負荷センサ４１の出力信号は、対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。
【００２８】
クランク角センサ４２は、クランクシャフトが、例えば所定の角度を回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスは入力ポート３６に入力される。クランク角センサ４２の出力により、機関回転数を検出することができる。また、クランク角センサ４２の出力により、クランク角度を検出することができる。機関排気通路において、排気処理装置２１の下流には、排気処理装置２１の温度を検出する温度検出器としての温度センサ４３が配置されている。温度センサ４３の出力は、対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。
【００２９】
電子制御ユニット３１の出力ポート３７は、それぞれの対応する駆動回路３９を介して燃料噴射弁１１および点火プラグ１０に接続されている。本実施の形態における電子制御ユニット３１は、燃料噴射制御や点火制御を行うように形成されている。すなわち、燃料を噴射する時期および燃料の噴射量が電子制御ユニット３１により制御される。更に点火プラグ１０の点火時期が電子制御ユニット３１により制御されている。また、出力ポート３７は、対応する駆動回路３９を介して、スロットル弁１８を駆動するステップモータ１７および燃料ポンプ２９に接続されている。これらの機器は、電子制御ユニット３１により制御されている。
【００３０】
吸気弁６は、吸気カム５１が回転することにより開閉するように形成されている。排気弁８は、排気カム５２が回転するようことにより開閉するように形成されている。本実施の形態における内燃機関は、可変動弁機構を備える。可変動弁機構は、吸気弁６の開閉時期を変更する可変バルブタイミング装置５３を含む。本実施の形態における可変バルブタイミング装置５３は、吸気カム５１の回転軸に接続されている。可変バルブタイミング装置５３は、電子制御ユニット３１により制御されている。
【００３１】
本実施の形態における内燃機関は、圧縮比可変機構を備える。本発明においては、ピストンが圧縮上死点に達したときにピストンの冠面とシリンダヘッドとに囲まれる気筒内の空間を燃焼室と称する。内燃機関の圧縮比は、燃焼室の容積等に依存して定まる。本実施の形態における圧縮比可変機構は、燃焼室の容積を変更することにより圧縮比を変更するように形成されている。内燃機関の圧縮比は、（圧縮比）＝（燃焼室の容積＋吸気弁が閉じている期間のピストンの行程容積）／（燃焼室の容積）で示される。
【００３２】
図２は、本実施の形態における内燃機関の圧縮比可変機構の分解斜視図である。図３は、内燃機関の燃焼室の部分の第１の概略断面図である。図３は、圧縮比可変機構により高圧縮比になったときの概略図である。本実施の形態における内燃機関は、クランクケースを含む下部構造物と、下部構造物の上側に配置されているシリンダブロックとが互いに相対移動する。本実施の形態における下部構造物は、圧縮比可変機構を介してシリンダブロックを支持している。また、本実施の形態における下部構造物は、クランクシャフトを支持している。
【００３３】
図２および図３を参照して、シリンダブロック２の両側の側壁の下方には複数個の突出部８０が形成されている。突出部８０には、断面形状が円形のカム挿入孔８１が形成されている。クランクケース７９の上壁には、複数個の突出部８２が形成されている。突出部８２には、断面形状が円形のカム挿入孔８３が形成されている。クランクケース７９の突出部８２は、シリンダブロック２の突出部８０同士の間に嵌合する。
【００３４】
本実施の形態における圧縮比可変機構は、シリンダブロックの支持軸としての一対のカムシャフト８４，８５を含む。カムシャフト８４，８５には、それぞれのカム挿入孔８３内に回転可能に挿入される円形カム８８が固定されている。円形カム８８は各カムシャフト８４，８５の回転軸線と同軸状に配置されている。
【００３５】
一方で、それぞれの円形カム８８の両側には、カムシャフト８４，８５の回転軸線に対して偏心して配置された偏心軸８７が延びている。この偏心軸８７上には、別の円形カム８６が偏心して回転可能に取付けられている。これらの円形カム８６は円形カム８８の両側に配置されている。円形カム８６は対応するカム挿入孔８１内に回転可能に挿入されている。
【００３６】
圧縮比可変機構は、モータ８９を含む。モータ８９の回転軸９０には、螺旋方向が互いに逆向きの２つのウォームギヤ９１，９２が取付けられている。それぞれのカムシャフト８４，８５の端部には、歯車９３，９４が固定されている。歯車９３，９４は、ウォームギヤ９１，９２と噛み合うように配置されている。モータ８９が回転軸９０を回転させることにより、カムシャフト８４，８５を、互いに反対方向に回転させることができる。
【００３７】
図３を参照して、それぞれのカムシャフト８４，８５上に配置された円形カム８８を、矢印９７に示すように互いに反対方向に回転させると、偏心軸８７が円形カム８８の上端に向けて移動する。円形カム８６は、カム挿入孔８１内において、矢印９６に示すように円形カム８８と反対方向に回転する。
【００３８】
図４に、本実施の形態における内燃機関の燃焼室の部分の第２の概略断面図を示す。図４は、圧縮比可変機構により低圧縮比になったときの概略図である。図４に示されるように偏心軸８７が円形カム８８の上端まで移動すると、円形カム８８の中心軸が偏心軸８７よりも下方に移動する。図３および図４を参照して、クランクケース７９とシリンダブロック２との相対位置は、円形カム８６の中心軸と円形カム８８の中心軸との距離によって定まる。円形カム８６の中心軸と円形カム８８の中心軸との距離が大きくなるほどシリンダブロック２はクランクケース７９から離れる。矢印９８に示すようにシリンダブロック２がクランクケース７９から離れるほど、ピストン３が圧縮上死点に達したときの燃焼室５の容積が大きくなる。
【００３９】
本実施の形態における圧縮比可変機構は、クランクケースに対してシリンダブロックが相対的に移動することにより、燃焼室の容積が可変に形成されている。図３ではピストン３が圧縮上死点に到達しており、燃焼室５の容積が小さくなっている。この状態では、圧縮比が大きくなる。これに対して、図４ではピストン３が圧縮上死点に到達しており、燃焼室５の容積が大きくなっている。この状態では、圧縮比が小さくなる。このように、本実施の形態における内燃機関は、運転期間中に圧縮比を変更することができる。たとえば、内燃機関の運転状態に応じて、圧縮比可変機構により圧縮比を変更することができる。
【００４０】
本実施の形態における圧縮比可変機構は、回転軸を偏心させた円形カムを回転させることにより、クランクケースに対してシリンダブロックを相対的に移動させているが、この形態に限られず、クランクケースに対してシリンダブロックを移動させて圧縮比を変更できる任意の圧縮比可変機構を採用することができる。
【００４１】
内燃機関は、一般的に機関負荷が低いほど熱効率が悪くなる。従って、内燃機関の運転時における熱効率を向上させるためには、負荷が低いときの熱効率を向上させることが好ましい。本実施の形態における圧縮比可変機構にて圧縮比を高くすることにより熱効率を向上させることができる。特に、圧縮比を高くすると、ピストンが上死点から下死点に向かうときの膨張比が大きくなるために熱効率が向上する。ところが、圧縮比可変機構により圧縮比を上昇させると、所定の圧縮比でノッキング等の異常燃焼が発現する。
【００４２】
本実施の形態における内燃機関は、可変動弁機構を備え、吸気弁の開閉時期が可変に形成されている。吸気弁を閉じる時期を遅くすることにより、燃焼室に流入する空気量を少なくすることができる。すなわち、吸気弁を閉じる時期を遅くすることにより、燃焼室において混合気が圧縮される実際の圧縮比を小さくすることができる。
【００４３】
本実施の形態の内燃機関では、低負荷のときには圧縮比可変機構により機械的な圧縮比が高くなるように制御している。すなわち、ピストンが圧縮上死点に到達したときの燃焼室の容積が小さくなるように制御している。一方で、可変動弁機構により吸気弁を閉じる時期を遅くし、実際の圧縮比が高くなり過ぎない様に制御して、ノッキング等の発生を抑制することができる。吸気弁を閉じる時期を遅くしても、膨張比は大きくなったままであるために、熱効率の向上を図ることができる。このように、本実施の形態における内燃機関は、燃焼室における実際の圧縮比を異常燃焼の発現する圧縮比未満に維持しながら、膨張比を大きくして熱効率を向上させることができる。
【００４４】
図５に、本実施の形態における吸気弁および排気弁を駆動する動弁機構の概略正面図を示す。吸気カム５１は、吸気カムシャフト６９により支持されている。また、排気カム５２は、排気カムシャフト７０により支持されている。吸気カムシャフト６９には、吸気カムスプロケット６７が固定されている。排気カムシャフト７０には、排気カムスプロケット６８が固定されている。吸気カムスプロケット６７および排気カムスプロケット６８には、カムシャフト側巻掛け部材としてのタイミングチェーン７２が係合している。
【００４５】
図６に、本実施の形態におけるクランク側支持部材、移動シャフト、およびブロック側支持部材の部分の拡大概略図を示す。図５および図６を参照して、本実施の形態におけるクランクシャフト６１は、クランクケースに支持されている。クランクシャフト６１には、スプロケット５９が固定されている。スプロケット５９は、第１の回転駆動部としての第１歯部６４を有する。第１歯部６４は、周方向に沿って複数の歯を有し、クランク側チェーン７１に係合している。第１歯部６４は、クランクシャフト６１と共に回転する。
【００４６】
本実施の形態における内燃機関は、スプロケット６０を有する。スプロケット６０は、第２の回転駆動部としての第２歯部６５を含む。スプロケット６０は、第３の回転駆動部としての第３歯部６６を含む。第２歯部６５および第３歯部６６のそれぞれの歯部は、周方向に沿って複数の歯を有している。本実施の形態における第２歯部６５および第３歯部６６は、一体的に１つのスプロケット６０に形成されている。第２歯部および第３歯部としては、この形態に限られず、第２歯部および第３歯部が一体的に回転するように形成されていれば構わない。たとえば、第２歯部を有するスプロケットおよび第３歯部を有するスプロケットが別体で形成され、これらの２つのスプロケットが互いに固定されていても構わない。
【００４７】
スプロケット６０は、移動シャフト６２により回転可能に支持されている。移動シャフト６２は、後述するようにクランクケース７９に対するシリンダブロック２の移動に伴って移動する。
【００４８】
第１歯部６４および第２歯部６５には、クランク側巻掛け部材としてのクランク側チェーン７１が巻回されている。クランクシャフト６１の回転力は、第１歯部６４からクランク側チェーン７１を介して第２歯部６５に伝達される。第３歯部６６は、タイミングチェーン７２に係合しており、第２歯部６５と一体的に回転する。このため、第２歯部６５の回転力は、第３歯部６６およびタイミングチェーン７２を介して、吸気カムスプロケット６７および排気カムスプロケット６８に伝達される。吸気カムシャフト６９および排気カムシャフト７０が回転することにより、吸気弁および排気弁が開閉される。
【００４９】
タイミングチェーン７２は、吸気カムスプロケット６７と第３歯部６６との間の領域がダンパ７７によって支持されている。また、排気カムスプロケット６８と第３歯部６６との間の領域が、スリッパ７６により支持されている。スリッパ７６には、テンショナ７５が接続されている。テンショナ７５がスリッパ７６を介してタイミングチェーン７２を押圧することにより、タイミングチェーン７２の張力が調整される。
【００５０】
また、本実施の形態における内燃機関は、スプロケット５９とスプロケット６０との間に、クランク側チェーン７１に張力を付与する張力付与装置としてのテンショナ７８が配置されている。本実施の形態におけるテンショナ７８は、油圧により駆動するプランジャを含む。テンショナ７８は、加圧された潤滑油が供給されることにより、クランク側チェーン７１を外側に向かって押圧してクランク側チェーン７１の張力を調整する。
【００５１】
移動シャフト６２は、クランク側支持部材７３を介して、クランクシャフト６１に支持されている。クランク側支持部材７３は、クランクシャフト６１と移動シャフト６２との距離をほぼ一定に保つ機能を有する。また、移動シャフト６２は、ブロック側支持部材７４を介して、ブロック側シャフト６３に支持されている。ブロック側シャフト６３は、固定部材５８を介してシリンダブロック２に固定されている。ブロック側支持部材７４は、ブロック側シャフト６３と移動シャフト６２との間の距離をほぼ一定に保つ機能を有する。
【００５２】
本実施の形態における圧縮比可変機構では、クランクケース７９に対してシリンダブロック２が相対的に移動する。本実施の形態における開閉弁としての吸気弁および排気弁の動弁機構は、移動シャフト６２、クランク側支持部材７３、およびブロック側支持部材７４が移動することにより、圧縮比可変機構の動作に追従する。
【００５３】
図７に、圧縮比可変機構が駆動したときのクランク側支持部材とブロック側支持部材の概略図を示す。図７は、高圧縮比から低圧縮比に移行する時のそれぞれの支持部材の動作を説明する図である。本実施の形態の内燃機関においては、クランクシャフト６１の回転軸は不動である。図３を参照して、矢印９８に示すように、クランクケース７９に対してシリンダブロック２が上昇することにより圧縮比が低下する。図７を参照して、圧縮比が低下したときには、シリンダブロック２に固定されているブロック側シャフト６３が矢印１０１に示す向きに移動する。移動シャフト６２が移動可能に形成されてために、ブロック側シャフト６３の移動に伴って、移動シャフト６２が矢印１０２に示すように移動する。クランク側支持部材７３およびブロック側支持部材７４は、移動シャフト６２を支持しながら移動する。
【００５４】
図５から図７を参照して、本実施の形態における動弁機構は、圧縮比が変化してもクランクシャフト６１と移動用シャフト６２との距離が、クランク側支持部材７３によってほぼ一定に維持される。このために、クランク側チェーン７１の張力をほぼ一定に保つことができる。たとえば、クランク側チェーン７１が緩んでしまうことを抑制できる。タイミングチェーン７２の張力は、テンショナ７５がスリッパ７６を介してタイミングチェーン７２を押圧することにより、圧縮比可変機構が駆動しても調整することができる。
【００５５】
本実施の形態においては、スプロケット５９とスプロケット６０との間に、テンショナ７８が配置されているが、この形態に限られず、テンショナ７８が配置されてなくても構わない。この場合においても、圧縮比が変化してもクランクシャフト６１と移動シャフト６２との距離がほぼ一定に保たれるために、クランク側チェーン７１の張力を適正に保つことができる。
【００５６】
このように、本実施の形態における内燃機関は、クランクケースに対してシリンダブロックが移動しても、クランクシャフトの回転力を吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトに確実に伝達することができる。
【００５７】
本実施の形態の内燃機関においては、それぞれのチェーンと歯部との接触部分、およびそれぞれのシャフトと支持部材との摺動部分に潤滑油を供給する潤滑油供給機構を有する。本実施の形態における内燃機関は、クランクシャフトの内部に形成されている油路に供給された潤滑油をそれぞれの部位に供給する。
【００５８】
図８に、本実施の形態における内燃機関のクランクシャフト、クランク側支持部材、移動シャフト、およびブロック側支持部材の部分の概略斜視図を示す。図８においては、それぞれの部材の内部に形成されている油路が破線で示されている。本実施の形態におけるクランクシャフト６１は、内部に油路６１ａを有する。本実施の形態における油路６１ａは、クランクシャフト６１の軸受け部分と摺動するクランクジャーナルに形成された油路に接続されている。
【００５９】
図９に、本実施の形態におけるクランクシャフトとクランク側支持部材との概略断面図を示す。クランクシャフト６１は、径方向に延びる油路６１ｂを内部に有する。油路６１ｂは、油路６１ａに接続されている。クランク側支持部材７３の内部には、油路７３ａと油路７３ｂとが形成されている。油路７３ａは、クランク側支持部材７３の延びる方向に沿って形成されている。
【００６０】
本実施の形態におけるクランク側支持部材７３は、クランクシャフト６１の軸受け部分に、溝部７３ｃを有する。クランクシャフト６１と溝部７３ｃとに囲まれる空間により油路が形成される。クランクシャフト６１の内部の油路６１ｂは、溝部７３ｃにより形成される油路に連通する。溝部７３ｃによって形成される油路は、クランク側支持部材７３の油路７３ａに接続されている。このように、本実施の形態におけるそれぞれのシャフトと支持部材との接触部分には、シャフトの軸受けとなる部分に溝部が形成されることにより、シャフトの油路と支持部材の油路とが接続されている。
【００６１】
また、図８および図９を参照して、クランク側支持部材７３の油路７３ｂは、油路７３ａから分岐している。油路７３ｂは、テンショナ７８に潤滑油を供給可能に形成されている。
【００６２】
図１０に、移動シャフトとブロック側支持部材との部分の概略断面図を示す。スプロケット６０の第２歯部６５と第３歯部６６とは、同軸状に形成されている。また、第２歯部６５と第３歯部６６とは、互いに間隔を空けて配置されている。移動シャフト６２は、内部に油路６２ａと油路６２ｂとを有する。油路６２ａは、移動シャフト６２の軸方向に沿って延びるように形成されている。油路６２ｂは、移動シャフト６２の径方向に沿って延びる様に形成されている。本実施の形態においては、複数箇所において油路６２ｂが形成されている。移動シャフト６２の油路６２ｂは、クランク側支持部材７３の油路７３ａに接続されている。
【００６３】
本実施の形態において、油路６２ｂは、スプロケット６０と移動シャフト６２との摺動部分に潤滑油を供給するように形成されている。また、油路６２ｂは、移動シャフト６２とブロック側支持部材７４との摺動部分に潤滑油を供給するように形成されている。
【００６４】
本実施の形態におけるスプロケット６０は、内部に油路６０ａを有する。スプロケット６０には、油路を連通させるための溝部が形成されている。スプロケット６０の油路６０ａは、移動シャフト６０の油路６２ｂに接続されている。油路６２ｂおよび油路６０ａを通して、外部に潤滑油を放出できるように形成されている。
【００６５】
ブロック側支持部材７４の内部には、油路７４ａが形成されている。油路７４ａは、ブロック側支持部材７４の延びる方向に沿って形成されている。本実施の形態における移動シャフト６２の油路６２ｂは、ブロック側支持部材７４の油路７４ａに接続されている。油路７４ａは、ブロック側支持部材７４とブロック側シャフト６３との摺動部分まで到達するように形成されている。
【００６６】
本実施の形態の内燃機関においては、クランクケースの下部に配置されているオイルパンに貯留する潤滑油が、オイルポンプによって加圧される。加圧された潤滑油は、クランクケースの内部に形成されているメインオイルホールに貯留する。
【００６７】
図８から図１０を参照して、メインオイルホールに貯留する潤滑油の一部は、クランクジャーナルを通ってクランクシャフト６１の油路６１ａに供給される。潤滑油は、矢印１０７に示すように、油路６１ａを通った後に油路６１ｂに流入する。
【００６８】
油路６１ｂに流入した潤滑油は、溝部７３ｃにより構成される油路を通って、クランク側支持部材７３の油路７３ａに流入する。また、油路６１ｂに流入した潤滑油は、クランクシャフト６１と、クランク側支持部材７３の軸受け部分との摺動部分に供給される。クランクシャフト６１と、クランク側支持部材７３の軸受け部分との摺動部分が潤滑される。
【００６９】
クランク側支持部材７３の油路７３ａに流入した潤滑油は、矢印１０２に示す向きに移動シャフト６２に向かって流れる。潤滑油の一部は、油路７３ｂに流入し、矢印１０３に示すように、油路７３ｂの放出口からテンショナ７８に供給される。テンショナ７８は、側面に形成された穴部から潤滑油が導入されることにより、プランジャが駆動してクランク側チェーン７１を押圧することができる。クランク側支持部材７３と移動シャフト６２との摺動部分には、油路７３ａにより潤滑油が供給される。
【００７０】
クランク側支持部材７３の油路７３ａを流れる潤滑油は、移動シャフト６２の油路６２ａに流入する。油路６２ａにおいては、矢印１０４に示すように、移動シャフト６２の軸方向に沿って流れる。油路６２ａから径方向に延びる油路６２ｂに流入した潤滑油の一部は、ブロック側支持部材７４の油路７４ａに流入する。油路７４ａに流入した潤滑油は、矢印１０５に示すように、ブロック側支持部材７４とブロック側シャフト６３との摺動部分まで移送される。ブロック側シャフト６３とブロック側支持部材７４との摺動部分に潤滑油が供給され、この摺動部分を潤滑することができる。
【００７１】
また、移動シャフト６２の油路６２ｂに流入した潤滑油の一部は、スプロケット６０の油路６０ａを通って、矢印１０６に示すように、径方向の外側に向かって放出される。スプロケット６０の油路６０ａから潤滑油が放出されることにより、第２歯部６５に係合しているクランク側チェーン７１および第３歯部６６に係合しているタイミングチェーン７２に潤滑油を供給することができる。
【００７２】
このように、本実施の形態における内燃機関は、クランクシャフトに形成された油路からクランク側支持部材を介してタイミングチェーンに潤滑油を供給することができる。または、クランクケースからシリンダヘッドに供給した潤滑油を用いなくてもタイミングチェーンに潤滑油を供給することができる。このために、タイミングチェーンに十分な量の潤滑油を供給することができる。また、クランクケースからシリンダヘッドまたはシリンダブロックに供給する必要のある潤滑油の量を少なくすることができる。この結果、十分な量の潤滑油を各部位に供給することができる。または、シリンダヘッド等に潤滑油を供給するためのオイルポンプが大型になることを抑制できる。
【００７３】
更に、本実施の形態における内燃機関は、クランク側チェーンに対してもクランクシャフトに形成された油路から潤滑油を供給することができる。また、クランク側チェーンに張力を付与するテンショナに対しても、クランクシャフトに形成された油路から潤滑油を供給することができる。このように、本実施の形態における内燃機関は、クランクシャフトを流れる潤滑油を、動弁機構の多くの部分に供給することができて、クランクケースからシリンダヘッドまたはシリンダブロックに供給する必要のある潤滑油の量を少なくすることができる。
【００７４】
本実施の形態における内燃機関は、移動シャフトの油路を通る潤滑油が外部に放出されることにより、タイミングチェーンに潤滑油が供給されている。この構成を採用することにより、タイミングチェーンに近い位置から潤滑油を放出することができて、より確実にタイミングチェーンに潤滑油を供給することができる。タイミングチェーンに潤滑油を供給する構成としては、この形態に限られず、クランク側支持部材の油路を通して、タイミングチェーンに潤滑油が供給されるように形成されていれば構わない。例えば、クランク側支持部材の油路からタイミングチェーンに向かって潤滑油を噴出するように形成されていても構わない。
【００７５】
本実施の形態における移動シャフトの油路は、潤滑油が第２歯部および第３歯部の間の領域から放出可能に形成されており、第２歯部および第３歯部の間の領域において潤滑油が放出されることにより、タイミングチェーンに加えてクランク側チェーンに潤滑油が供給されている。この構成により、一つの放出口から２つのチェーンに対して潤滑油を供給することができて、効率よく潤滑油を供給することができる。
【００７６】
本実施の形態においては、クランクシャフトとクランク側支持部材との摺動部分、クランク側支持部分と移動シャフトとの摺動部分、移動シャフトと第２歯部および第３歯部との摺動部分、移動シャフトとブロック側支持部材との摺動部分、およびブロック側支持部材とブロック側シャフトとの摺動部分に潤滑油を供給するように形成されているが、この形態に限られず、それぞれの摺動部分には、他の潤滑油供給機構により潤滑油が供給されていても構わない。
【００７７】
また、本実施の形態における内燃機関は、クランク側チェーンに張力を付与する張力付与装置に潤滑油を供給するように形成されてが、この形態に限られず、張力付与装置には、他の潤滑油供給機構から潤滑油が供給されていても構わない。
【００７８】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される変更が含まれている。
【符号の説明】
【００７９】
２    シリンダブロック
４    シリンダヘッド
５    燃焼室
３１    電子制御ユニット
５９    スプロケット
６０    スプロケット
６０ａ    油路
６１    クランクシャフト
６１ａ，６１ｂ    油路
６２    移動シャフト
６２ａ    油路
６３    ブロック側シャフト
６４    第１歯部
６５    第２歯部
６６    第３歯部
６７    吸気カムスプロケット
６８    排気カムスプロケット
６９    吸気カムシャフト
７０    排気カムシャフト
７１    クランク側チェーン
７２    タイミングチェーン
７３    クランク側支持部材
７３ａ，７３ｂ    油路
７４    ブロック側支持部材
７４ａ    油路
７８    テンショナ
７９    クランクケース
【図１】
0005516459.tif 000002
【図２】
0005516459.tif 000003
【図３】
0005516459.tif 000004
【図４】
0005516459.tif 000005
【図５】
0005516459.tif 000006
【図６】
0005516459.tif 000007
【図７】
0005516459.tif 000008
【図８】
0005516459.tif 000009
【図９】
0005516459.tif 000010
【図１０】
0005516459.tif 000011