(57)【要約】  スリーブ（８）の移動量に関わらずに副燃焼室（５２）の容積を適切に設定する。可変圧縮比機構（１）は、燃焼室（５）と、シリンダ孔（６）の内周面（６ａ）に沿って移動可能に設けられた円筒状のスリーブ（８）と、スリーブ（８）の内部を往復動するピストン（１２）と、スリーブ（８）を移動させる移動手段（９）と、を備え、燃焼室（５）は、主燃焼室（５１）と、主燃焼室（５１）に連通可能でありシリンダ孔（６）の内周面（６ａ）よりも径方向外側に形成された副燃焼室（５２）と、を有し、移動手段（９）は、燃焼室（５）を高圧縮比とする場合に、主燃焼室（５１）と副燃焼室（５２）の間にスリーブ（８）を配置して両者を仕切ると共に、燃焼室（５）を低圧縮比とする場合に、主燃焼室（５１）と副燃焼室（５２）の間からスリーブ（８）の少なくとも一部を退避させて両者を連通させる。
2017077937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック及びシリンダヘッドを有する内燃機関の内部に設けられた燃焼室と、
前記シリンダブロックに設けられ前記燃焼室の一部を構成するシリンダ孔と、
前記シリンダ孔の内周面に沿って移動可能に設けられた円筒状のスリーブと、
前記スリーブの内部をシリンダ軸線方向に往復動するピストンと、
前記スリーブを移動させる移動手段と、を備え、
前記燃焼室は、主燃焼室と、前記主燃焼室に連通可能であり前記シリンダ孔の内周面よりも径方向外側に形成された副燃焼室と、を有し、
前記移動手段は、前記燃焼室を高圧縮比とする場合に、前記主燃焼室と前記副燃焼室の間に前記スリーブを配置して両者を仕切ると共に、前記燃焼室を低圧縮比とする場合に、前記主燃焼室と前記副燃焼室の間から前記スリーブの少なくとも一部を退避させて両者を連通させる
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項２】
前記移動手段は、前記スリーブを前記シリンダ軸線方向に移動させる機構であり、
前記副燃焼室は、前記シリンダ孔の内周面に形成された凹部であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項３】
前記凹部は、前記シリンダ軸線方向に複数段形成されており、
前記移動手段は、前記スリーブを前記シリンダ軸線方向に移動させることによって、開放されている前記凹部の数を変更することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項４】
前記凹部は、前記シリンダ軸線に直交する平面と平行に延設された環状の凹溝であることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項５】
前記シリンダブロックは、クランク軸線方向に沿って配列された複数の前記シリンダ孔を有し、
各シリンダ孔に設けられた環状の前記凹溝は、クランク軸線方向における凹溝の深さよりもクランク軸線に直交する方向における凹溝の深さの方が大きいことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項６】
環状の前記凹溝は、シリンダ軸線方向に対向する一対の対向面を有するとともに、前記一対の対向面に亘って架設された補強部を備えることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項７】
前記移動手段は、前記シリンダ軸線を中心に前記スリーブを回転させる機構であり、
前記副燃焼室は、前記シリンダ孔の内周面に形成された凹部であり、
前記スリーブは、前記スリーブを径方向に貫通する貫通部を有し、
前記移動手段は、前記スリーブを回転させることによって、前記主燃焼室と前記凹部の間に前記貫通部を配置して両者を連通させると共に、前記主燃焼室と前記凹部の間から前記貫通部を退避させて両者を仕切ることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項８】
前記シリンダ孔の内周面には、複数の前記凹部が周方向に配列されており、
前記スリーブには、複数の前記貫通部が周方向に配列されており、
複数の前記貫通部をそれぞれ閉塞する複数の閉塞部が、複数の前記凹部に対して周方向に隣接して設けられ、
前記移動手段は、前記スリーブを回転させることによって、前記主燃焼室と前記凹部の
間に前記貫通部をそれぞれ配置して両者を連通させると共に、前記主燃焼室と前記凹部の間から前記貫通部をそれぞれ退避させて両者を仕切り、さらに前記閉塞部によって前記貫通部を閉塞することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項９】
複数の前記凹部は、前記シリンダ軸線に直交する平面と平行に配列されており、
前記閉塞部は、隣り合う凹部同士を連通する連通部を有することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１０】
複数の前記貫通部は、前記スリーブの回転角度が増加するに連れて、複数の前記凹部に対応する位置に順次配置されることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１１】
前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面には、前記シリンダ孔に連通し前記燃焼室の一部を構成する凹状の燃焼室頂部が設けられ、
前記燃焼室頂部の開口部の直径は、前記シリンダ孔の直径よりも大きく、
前記副燃焼室は、凹状の前記燃焼室頂部のうち前記シリンダ孔の内周面よりも外側に形成された外縁部で構成され、
前記移動手段は、前記スリーブをシリンダ軸線方向に移動させる機構であり、
前記移動手段は、前記燃焼室を高圧縮比とする場合に、前記スリーブを前記シリンダ孔から突出させて前記外縁部を閉塞し、前記燃焼室を低圧縮比とする場合に、前記スリーブを前記燃焼室頂部から退出させて前記外縁部を開放することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１２】
前記燃焼室頂部には、前記スリーブのシリンダヘッド側の端部に対向する位置に、前記端部と嵌合する嵌合部が凹設されていることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１３】
前記スリーブのシリンダヘッド側の端部は、シリンダ軸線方向の断面視でシリンダヘッド側に凸となる円弧形状に形成され、
前記凹溝の底面は、シリンダ軸線方向の断面視でシリンダブロック側に凹となる円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１４】
前記外縁部は、シリンダ軸線方向の断面視で、三角形状、四角形状及び半円形状のいずれかに形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１５】
前記スリーブのシリンダヘッド側の端部には、径方向外側に膨出する膨出部が形成され、
前記シリンダ孔の上端部には、前記スリーブが下側に移動した際に前記膨出部を収容する収容部が形成され、
前記収容部には、前記膨出部に冷却用のオイルを噴射するオイルジェットが設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１６】
前記外縁部は、シリンダ軸線方向に見て環状に形成され、
前記シリンダヘッドは、クランク軸線方向に沿って配列された複数の前記燃焼室頂部を有し、
各燃焼室頂部に設けられた環状の前記外縁部は、クランク軸線方向における外縁部の深さよりもクランク軸線に直交する方向における外縁部の深さの方が大きいことを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１７】
前記スリーブのシリンダヘッド側の端部には、径方向外側に膨出する膨出部が形成され、
前記膨出部は、前記凹部内に配置され、
前記凹部のシリンダ軸線方向の寸法は、前記膨出部のシリンダ軸線方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１８】
前記凹部のシリンダヘッド側の端部は、前記シリンダブロックのシリンダヘッド側の面に開口していると共に、前記シリンダブロックとは別体の蓋部材によって閉塞されていることを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項１９】
前記膨出部は、シリンダヘッドと反対側に開口する凹状の冷却溝を有し、
前記凹部のシリンダヘッドと反対側の面には、前記冷却溝の内部に向かって冷却用のオイルを噴射するオイルジェットが設けられていることを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項２０】
前記膨出部の径方向外側の面には、前記膨出部と前記凹部の径方向外側の面との間をシールするシール部材が設置されていることを特徴とする請求項１９に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項２１】
前記スリーブと前記シリンダ孔の内周面の間に、前記オイルをクランクケースに排出するオイルドレンが設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項２２】
前記膨出部の内部には、中空部が形成され、
前記中空部には、冷媒が封入されていることを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項２３】
前記シリンダブロックは、前記シリンダ孔の周囲を囲う凹溝状の冷却水通路を有し、
前記冷却水通路は、シリンダ軸線方向の断面視で、前記凹部に対してシリンダヘッドと反対側に回り込むように屈曲する屈曲部を有することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項２４】
前記シリンダブロックは、前記シリンダ孔の周囲を囲う凹溝状の冷却水通路を有し、
前記冷却水通路のシリンダ軸線側の側面のうち前記凹部に対してシリンダヘッドと反対側の範囲において前記シリンダ軸線に最も近い部位は、前記凹部のうち前記シリンダ軸線から最も遠い部位よりもシリンダ軸線に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項２５】
前記移動手段は、
駆動力を発生する駆動源と、
前記駆動力を前記スリーブに伝達する伝達機構と、
前記伝達機構をロックするストッパと、
前記駆動力によって移動することで前記駆動源と前記伝達機構とを連結する連結機構と、
前記連結機構が所定距離を移動したときに前記ストッパを駆動して前記伝達機構のロックを解除するカム機構と、
前記連結機構が少なくとも前記所定距離を移動するまで前記駆動源と前記伝達機構とを不連結状態にするタイミング調整機構と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
可変圧縮比機構。
【請求項２６】
前記タイミング調整機構は、前記連結機構又は前記伝達機構の一方に前記所定距離以上の長さで形成された長孔又は長溝と、前記連結機構又は前記伝達機構の他方に設けられ前記長孔又は長溝に挿入された突起部と、からなり、前記突起部は、前記連結機構が少なくとも前記所定距離を移動したときに前記長孔又は長溝の端部に当接することを特徴とする請求項２５に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変圧縮比機構に関し、詳しくは、スリーブを駆動することにより燃焼室の容積を変化させる内燃機関の可変圧縮比機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の出力や燃費の向上を図ると共にノッキングを抑制するために、燃焼室の容積を変化させることで圧縮比を可変とした内燃機関の可変圧縮比機構が知られている。【０００３】
例えば特許文献１には、ピストンの外周部にピストンを摺接するように配置され、かつシリンダブロックに対してピストン軸方向に移動して燃焼室容積を可変とする円筒状スリーブと、該円筒状スリーブを移動する駆動装置と、機関の各種運転状態を作動させる制御装置と、を含んでなる内燃機関の可変圧縮比機構が開示されている。【０００４】
また、特許文献２には、シリンダの内周をピストンとのフリクションにより軸方向へ摺動可能なスリーブと、スリーブの上端とシリンダヘッドの下面との隙間が最小となる位置にスリーブを固定する手段およびその固定を解除する手段と、スリーブの上端とシリンダヘッドの下面との隙間が最大となる位置にスリーブを固定する手段およびその固定を解除する手段と、を備える内燃機関の可変圧縮比機構が開示されている。【０００５】
特許文献１，２に記載された内燃機関の可変圧縮比機構では、下側にスリーブを移動させることで、スリーブの上端部とシリンダヘッドとの間に環状の副燃焼室が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭６１−１８３４３４号公報（請求項１、図面）
【特許文献２】特開２００４−２９３３６８号公報（請求項５、図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の内燃機関は、窒素酸化物の低減や燃費向上等の要請が高まっており、内燃機関の状態に応じた圧縮比の的確な制御が求められている。
しかし、従来の内燃機関の可変圧縮比機構では、副燃焼室の容積を大きくするためには、スリーブの移動量を大きくする必要があるが、スリーブの移動量は、シリンダブロックの高さ等にも影響するため限界があった。また、従来は、スリーブの移動量を油圧で調整していたが、油圧による位置精度制御には限界があった。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、スリーブの移動量に関わらずに圧縮比を適切に設定することが可能な内燃機関の可変圧縮比機構を提供することを第１の目的とする。【０００８】
また、従来の内燃機関の可変圧縮比機構は、スリーブがシリンダ軸線方向に移動するため、内燃機関がシリンダ軸線方向に大型化し易いという問題があった。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、内燃機関がシリンダ軸線方向へ大型化するのを抑制することを第２の目的とする。【０００９】
また、従来の内燃機関の可変圧縮比機構は、スリーブの移動範囲がシリンダブロックの内部に限られていたため、シリンダブロックが大型化し易いという問題があった。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、シリンダブロックの大型化を抑制することを第３の目的とする。【００１０】
また、従来の内燃機関の可変圧縮比機構は、スリーブを薄くするとスリーブの耐熱性が低下してしまう。逆に、スリーブの厚さを大きくすると冷却水通路からスリーブまでの間隔が広がるため、冷却効率が低下し易いという問題があった。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、スリーブの耐熱性を向上させながらスリーブを効率よく冷却することを第４の目的とする。【００１１】
また、特許文献１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構は、油圧によってスリーブをシリンダ軸線方向に移動させていた。また、特許文献２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構では、油圧によってスリーブに位置決めピンを挿入していた。そのため、スリーブを位置決めするために油圧（動力）を掛け続けなければならなかった。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、スリーブの位置決めが容易な内燃機関の可変圧縮比機構を提供することを第５の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記第１の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の可変圧縮比機構は、シリンダブロック及びシリンダヘッドを有する内燃機関の内部に設けられた燃焼室と、前記シリンダブロックに設けられ前記燃焼室の一部を構成するシリンダ孔と、前記シリンダ孔の内周面に沿って移動可能に設けられた円筒状のスリーブと、前記スリーブの内部をシリンダ軸線方向に往復動するピストンと、前記スリーブを移動させる移動手段と、を備え、前記燃焼室は、主燃焼室と、前記主燃焼室に連通可能であり前記シリンダ孔の内周面よりも径方向外側に形成された副燃焼室と、を有し、前記移動手段は、前記燃焼室を高圧縮比とする場合に、前記主燃焼室と前記副燃焼室の間に前記スリーブを配置して両者を仕切ると共に、前記燃焼室を低圧縮比とする場合に、前記主燃焼室と前記副燃焼室の間から前記スリーブの少なくとも一部を退避させて両者を連通させることを特徴とする。【００１３】
これによれば、シリンダ孔の内周面よりも外側に形成される副燃焼室の容積を適切に設定し、スリーブの移動によって主燃焼室と副燃焼室とを仕切ったり連通させたりすることで、スリーブの移動量に関わらずに圧縮比を適切に設定することが可能となる。【００１４】
また、前記移動手段は、前記スリーブを前記シリンダ軸線方向に移動させる機構であり、前記副燃焼室は、前記シリンダ孔の内周面に形成された凹部であってもよい。
これによれば、シリンダ孔の内周面に形成された凹部の容積を増減させることで、スリーブの厚さに関わらずに高圧縮比と低圧縮比との差を適切に設定することが可能となる。また、移動手段でスリーブをシリンダ軸線方向に移動させることで、主燃焼室と副燃焼室を容易に仕切ったり連通させたりすることができる。【００１５】
また、前記凹部は、前記シリンダ軸線方向に複数段形成されており、前記移動手段は、前記スリーブを前記シリンダ軸線方向に移動させることによって、開放されている前記凹部の数を変更する構成としてもよい。
これによれば、スリーブがシリンダ軸線方向に移動することによって、開放されている凹部の数が変わるので、燃焼室の圧縮比を段階的に変化させることができる。そのため、内燃機関の運転状態に応じて圧縮比をより適切に調節することができる。【００１６】
また、前記凹部は、前記シリンダ軸線に直交する平面と平行に延設された環状の凹溝としてもよい。
これによれば、環状の凹部によって燃焼室が全方向に広がるので、シリンダ孔の内周面の周方向の一部に凹部を設ける場合に比較して、燃焼ガスの燃え広がり方に片寄りが生じ
難い。そのため、燃焼効率を向上することができる。【００１７】
また、前記シリンダブロックは、クランク軸線方向に沿って配列された複数の前記シリンダ孔を有し、各シリンダ孔に設けられた環状の前記凹溝は、クランク軸線方向における凹溝の深さよりもクランク軸線に直交する方向における凹溝の深さの方が大きい構成としてもよい。
これによれば、各シリンダ孔に設けられた環状の前記凹溝は、クランク軸線方向における凹溝の深さよりもクランク軸線に直交する方向における凹溝の深さの方が大きいので、シリンダブロックがクランク軸線方向に拡大するのを抑制することができる。【００１８】
また、環状の前記凹溝は、シリンダ軸線方向に対向する一対の対向面を有するとともに、前記一対の対向面に亘って架設された補強部を備える構成としてもよい。
これによれば、環状の前記凹溝が一対の対向面に亘って架設された補強部を備えるので、凹溝を形成することによるシリンダブロックの剛性の低下を抑制することができる。【００１９】
また、前記移動手段は、前記シリンダ軸線を中心に前記スリーブを回転移動させる機構であり、前記副燃焼室は、前記シリンダ孔の内周面に形成された凹部であり、前記スリーブは、前記スリーブを径方向に貫通する貫通部を有し、前記移動手段は、前記スリーブを回転させることによって、前記主燃焼室と前記凹部の間に前記貫通部を配置して両者を連通させると共に、前記主燃焼室と前記凹部の間から前記貫通部を退避させて両者を仕切る構成としてもよい。
これによれば、シリンダ孔の内周面に形成された凹部の容積を増減させることで、スリーブの厚さに関わらずに高圧縮比と低圧縮比との差を適切に設定することが可能となる。また、スリーブに貫通部を設け、移動手段で貫通部を回転移動させることで、主燃焼室と副燃焼室を容易に仕切ったり連通させたりすることができる。【００２０】
また、前記シリンダ孔の内周面には、複数の前記凹部が周方向に配列されており、前記スリーブには、複数の前記貫通部が周方向に配列されており、複数の前記貫通部をそれぞれ閉塞する複数の閉塞部が、複数の前記凹部に対して周方向に隣接して設けられ、前記移動手段は、前記スリーブを回転させることによって、前記主燃焼室と前記凹部の間に前記貫通部をそれぞれ配置して両者を連通させると共に、前記主燃焼室と前記凹部の間から前記貫通部をそれぞれ退避させて両者を仕切り、さらに前記閉塞部によって前記貫通部を閉塞する構成としてもよい。
これによれば、シリンダ孔の内周面に形成された凹部の数や容積を増減させることで、スリーブの厚さに関わらずに高圧縮比と低圧縮比との差を適切に設定することが可能となる。また、スリーブに複数の貫通部を設け、移動手段で複数の貫通部を回転移動させることで、主燃焼室と複数の副燃焼室を容易に仕切ったり連通させたりすることができる。【００２１】
また、複数の前記凹部は、前記シリンダ軸線に直交する平面と平行に配列されており、前記閉塞部は、隣り合う凹部同士を連通する連通部を有する構成としてもよい。
これによれば、複数の凹部が連通部によって環状に連通するので、凹部の中に混合ガスが入り易くなるとともに、凹部の中の混合ガスが燃焼し易くなる。【００２２】
また、複数の前記貫通部は、前記スリーブの回転角度が増加するに連れて、複数の前記凹部に対応する位置に順次配置される構成としてもよい。
これによれば、複数の前記貫通部は、前記スリーブの回転角度が増加するに連れて、複数の前記凹部に対応する位置に順次配置されるので、主燃焼室に各凹部を段階的に連通させることができる。そのため、内燃機関の運転状態に応じて、燃焼室の圧縮比を段階的に変化させて、圧縮比をより適切に調節することができる。【００２３】
また、前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面には、前記シリンダ孔に連通し前記燃焼室の一部を構成する凹状の燃焼室頂部が設けられ、前記燃焼室頂部の開口部の直径は、前記シリンダ孔の直径よりも大きく、前記副燃焼室は、凹状の前記燃焼室頂部のうち前記シリンダ孔の内周面よりも外側に形成された外縁部で構成され、前記移動手段は、前記スリーブをシリンダ軸線方向に移動させる機構であり、前記移動手段は、前記燃焼室を高圧縮比とする場合に、前記スリーブを前記シリンダ孔から突出させて前記外縁部を閉塞し、前記燃焼室を低圧縮比とする場合に、前記スリーブを前記燃焼室頂部から退出させて前記外縁部を開放する構成としてもよい。
これによれば、燃焼室頂部の外縁部に副燃焼室が設けられているので、シリンダブロックの大型化を抑制することができる。【００２４】
また、前記燃焼室頂部には、前記スリーブのシリンダヘッド側の端部に対向する位置に、前記端部と嵌合する嵌合部が凹設されている構成としてもよい。
これによれば、シリンダヘッド側にスリーブを移動させて外縁部を閉塞したときに、スリーブの端部が嵌合部に嵌合するので、外縁部の密閉性を高めることができる。【００２５】
また、前記スリーブのシリンダヘッド側の端部は、シリンダ軸線方向の断面視でシリンダヘッド側に凸となる円弧形状に形成され、前記凹溝の底面は、シリンダ軸線方向の断面視でシリンダブロック側に凹となる円弧状に形成されている構成としてもよい。
これによれば、外縁部の密閉性を一層高めることができる。【００２６】
また、前記外縁部は、シリンダ軸線方向の断面視で、三角形状、四角形状及び半円形状のいずれかに形成されている構成とするのが好ましい。
これによれば、外縁部の断面形状を様々な形に形成することができるので、燃焼し易い燃焼室形状を形成することができる。【００２７】
また、前記スリーブのシリンダヘッド側の端部には、径方向外側に膨出する膨出部が形成され、前記シリンダ孔の上端部には、前記スリーブが下側に移動した際に前記膨出部を収容する収容部が形成され、前記収容部には、前記膨出部に冷却用のオイルを噴射するオイルジェットが設けられている構成としてもよい。
これによれば、スリーブのシリンダヘッド側の端部には、径方向外側に膨出する膨出部が形成されているので、熱的条件の厳しいスリーブのシリンダヘッド側の端部の耐熱性を向上することができる。また、膨出部が収容部の底面に当接するので、スリーブがシリンダ孔から落下するのを防止することができる。また、膨出部の下面に、オイルジェットから冷却用のオイルが吹き掛けられるので、膨出部を効果的に冷却することができる。また、膨出部によって、オイルが燃焼室に浸入するのを抑制することができる。【００２８】
また、前記外縁部は、シリンダ軸線方向に見て環状に形成され、前記シリンダヘッドは、クランク軸線方向に沿って配列された複数の前記燃焼室頂部を有し、各燃焼室頂部に設けられた環状の前記外縁部は、クランク軸線方向における外縁部の深さよりもクランク軸線に直交する方向における外縁部の深さの方が大きい構成としてもよい。
これによれば、シリンダヘッドがクランク軸線方向に大型化するのを抑制することができる。【００２９】
また、前記スリーブのシリンダヘッド側の端部には、径方向外側に膨出する膨出部が形成され、前記膨出部は、前記凹部内に配置され、前記凹部のシリンダ軸線方向の寸法は、前記膨出部のシリンダ軸線方向の寸法よりも大きい構成としてもよい。
これによれば、膨出部によってスリーブのシリンダヘッド側の端部の耐熱性及び剛性を向上することができる。【００３０】
また、前記凹部のシリンダヘッド側の端部は、前記シリンダブロックのシリンダヘッド側の面に開口していると共に、前記シリンダブロックとは別体の蓋部材によって閉塞されている構成としてもよい。
これによれば、凹部のシリンダヘッド側の端部がシリンダブロックとは別体の蓋部材によって閉塞されているので、蓋部材の上にガスケットによるシールラインを設けることが可能になる。そのため、燃焼室頂部およびシリンダ孔の肥大化を抑制することができる。【００３１】
また、前記膨出部は、シリンダヘッドと反対側に開口する凹状の冷却溝を有し、前記凹部のシリンダヘッドと反対側の面には、前記冷却溝の内部に向かって冷却用のオイルを噴射するオイルジェットが設けられている構成としてもよい。
これによれば、膨出部を内側から効率よく冷却することができる。【００３２】
また、前記膨出部の径方向外側の面には、前記膨出部と前記凹部の径方向外側の面との間をシールするシール部材が設置されている構成としてもよい。
これによれば、オイルジェットから噴射されるオイルが燃焼室に浸入するのを抑制することができる。【００３３】
また、前記スリーブと前記シリンダ孔の内周面の間に、前記オイルをクランクケースに排出するオイルドレンが設けられている構成としてもよい。
これによれば、シリンダ孔とスリーブの間の摺接面を潤滑することができる。【００３４】
また、前記膨出部の内部には、中空部が形成され、前記中空部には、冷媒が封入されている構成としてもよい。
これによれば、中空部に封入された冷媒によって、スリーブのシリンダヘッド側の端部付近を効果的に冷却することができる。【００３５】
前記シリンダブロックは、前記シリンダ孔の周囲を囲う凹溝状の冷却水通路を有し、前記冷却水通路は、シリンダ軸線方向の断面視で、前記凹部に対してシリンダヘッドと反対側に回り込むように屈曲する屈曲部を有する構成としてもよい。
これによれば、冷却水通路は、シリンダ軸線方向の断面視で、前記凹部に対してシリンダヘッドと反対側に回り込むように屈曲する屈曲部を有するので、凹部に対してシリンダヘッドと反対側において、シリンダ孔やスリーブを効果的に冷却することができる。【００３６】
また、前記シリンダブロックは、前記シリンダ孔の周囲を囲う凹溝状の冷却水通路を有し、前記冷却水通路のシリンダ軸線側の側面のうち前記凹部に対してシリンダヘッドと反対側の範囲において前記シリンダ軸線に最も近い部位は、前記凹部のうち前記シリンダ軸線から最も遠い部位よりもシリンダ軸線に近い位置に配置されている構成としてもよい。
これによれば、凹部に対してシリンダヘッドと反対側において、シリンダ孔やスリーブを効果的に冷却することができる。【００３７】
また、前記移動手段は、駆動力を発生する駆動源と、前記駆動力を前記スリーブに伝達する伝達機構と、前記伝達機構をロックするストッパと、前記駆動力によって移動することで前記駆動源と前記伝達機構とを連結する連結機構と、前記連結機構が所定距離を移動したときに前記ストッパを駆動して前記伝達機構のロックを解除するカム機構と、前記連結機構が少なくとも前記所定距離を移動するまで前記駆動源と前記伝達機構とを不連結状態にするタイミング調整機構と、を備える構成としてもよい。
これによれば、連結機構が所定距離を移動したときにカム機構によってストッパが駆動されて伝達機構のロックが解除され、同時（又はその後）に駆動源と伝達機構とが連結されてスリーブが駆動される。換言すれば、スリーブの駆動時以外は伝達機構がストッパによってロックされるので、スリーブを容易に位置決めすることができる。さらに、タイミング調整機構によって、伝達機構のロックが解除されるタイミングと伝達機構が動き出すタイミングが調整されているので、伝達機構をロックした場合でも、スリーブを円滑に移動させることができる。【００３８】
また、前記タイミング調整機構は、前記連結機構又は前記伝達機構の一方に前記所定距離以上の長さで形成された長孔又は長溝と、前記連結機構又は前記伝達機構の他方に設けられ前記長孔又は長溝に挿入された突起部と、からなり、前記突起部は、前記連結機構が少なくとも前記所定距離を移動したときに前記長孔又は長溝の端部に当接する構成としてもよい。
これによれば、長孔又は長溝の長さを調節することで、駆動源と伝達機構とが連結されるタイミングを調節することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、スリーブの移動量に関わらずに圧縮比を適切に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構をクランク軸線に直交しシリンダ軸線を含む平面で切断した断面図であり、シリンダ軸線の左側は高圧縮比状態を、シリンダ軸線の右側は低圧縮比状態を、それぞれ示している。
【図２】図１の燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は高圧縮比状態を、（ｂ）は低圧縮比状態を、それぞれ示している。
【図３】第１実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構の燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は高圧縮比状態、（ｂ）は中圧縮比状態、（ｃ）は低圧縮比状態、をそれぞれ示している。
【図４】第１実施形態の変形例２に係る可変圧縮比機構において、シリンダ軸線に直交し凹溝を通る平面でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図であり、（ａ）は凹溝を楕円形にした場合、（ｂ）は楕円形の凹溝の下壁を傾斜させた場合の模式図、をそれぞれ示している。
【図５】第１実施形態の変形例３に係る可変圧縮比機構のシリンダブロックを斜め上から見下ろした斜視図である。
【図６】第２実施形態に係る可変圧縮比機構のシリンダブロックからスリーブを分離して示した分解斜視図である。
【図７】シリンダ軸線に直交し凹部及び貫通部を通る平面でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図であり、（ａ）は凹部を閉塞した状態、（ｂ）は凹部を開放した状態、をそれぞれ示している。
【図８】第２実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構において、シリンダ軸線に直交し凹部及び貫通部を通る平面でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図である。
【図９】第２実施形態の変形例２に係る可変圧縮比機構において、シリンダ軸線に直交し凹部及び貫通部を通る平面でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図である。
【図１０】図９と同じ位置でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図であり、（ａ）はすべての凹部が閉塞した状態、（ｂ）は一つの凹部が主燃焼室に連通した状態、（ｃ）は二つの凹部が主燃焼室に連通した状態、（ｄ）はすべての凹部が主燃焼室に連通した状態、をそれぞれ示している。
【図１１】第３実施形態に係る可変圧縮比機構における燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は低圧縮比状態、（ｂ）は高圧縮比状態、を示している。
【図１２】第３実施形態におけるスリーブの端部と凹溝の変形例を示す拡大断面図であり、（ａ）は低圧縮比状態、（ｂ）は高圧縮比状態、を示している。
【図１３】第３実施形態における外縁部の変形例を示す拡大断面図であり、（ａ）は縦長の矩形状、（ｂ）は円弧状、（ｃ）は横長の矩形状、の場合をそれぞれ示している。
【図１４】第３実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構における燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は低圧縮比状態、（ｂ）は高圧縮比状態、を示している。
【図１５】第３実施形態の変形例２に係る可変圧縮比機構における燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は低圧縮比状態、（ｂ）は高圧縮比状態、を示している。
【図１６】第３実施形態の変形例３に係る可変圧縮比機構におけるシリンダヘッドの底面図である。
【図１７】第４実施形態に係る可変圧縮比機構の燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は高圧縮比状態、（ｂ）は低圧縮比状態、を示している。
【図１８】第４実施形態の変形例１における燃焼室付近の拡大断面図である。
【図１９】第４実施形態の変形例２における燃焼室付近の拡大断面図である。
【図２０】第５実施形態に係る可変圧縮比機構の燃焼室付近の拡大断面図である。
【図２１】第５実施形態の変形例に係る可変圧縮比機構の燃焼室付近の拡大断面図である。
【図２２】第６実施形態に係る移動手段の概略構造図であり、ラックがストッパで固定された状態を示している。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXXIIb−XXIIb線断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＺ方向からみた側面図、である。
【図２３】第６実施形態に係る移動手段の概略構造図であり、ストッパが解除された状態を示している。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXXIIIb−XXIIIb線断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＺ方向からみた側面図、である。
【図２４】第６実施形態に係る移動手段の概略構造図であり、ラックが移動した後の状態を示している。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXXIVb−XXIVb線断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＺ方向からみた側面図、である。
【図２５】第６実施形態の変形例１における移動装置の概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXXVb−XXVb線断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＺ方向からみた側面図、である。
【図２６】段部を有するシリンダ孔の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下の説明における上下の方向は、図１に示す内燃機関１０が車両のエンジンルームに配置された際の、シリンダ軸線ＣＬ方向でクランクシャフト１４側を下方向とし、シリンダヘッド３側を上方向として説明する。なお、シリンダ軸線ＣＬ方向は、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。
【００４２】
＜第１実施形態＞
図１に示すように、第１実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構１（以下、単に「可変圧縮比機構１」という場合がある。）は、気筒内部をピストン１２が往復動するいわゆるレシプロ式の内燃機関に適用されるものである。第１実施形態では、複数の気筒をクランク軸線ＤＬ方向に直列に配列してなる直列型エンジンを例にとって説明する。
なお、可変圧縮比機構１は、直列型エンジンに限らず、Ｖバンクに沿って複数の気筒が配列されたＶ型多気筒エンジンや水平対向エンジン等にも適用される。また、単気筒や複数気筒等の気筒数も問わない。
【００４３】
内燃機関１０は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の上部に組付けられたシリンダヘッド３と、を主に有している。シリンダブロック２とシリンダヘッド３の間は、ガスケット１１によってシールされている。内燃機関１０の内部には、シリンダブロック２とシリンダヘッド３に跨るように、燃焼室５が設けられている。燃焼室５については後に詳しく説明する。
【００４４】
シリンダヘッド３は、例えばアルミニウム合金等で鋳造成形された部材であり、内燃機関１０の上部を構成している。シリンダヘッド３の下面（シリンダブロック２側の面）には、円錐形状の燃焼室頂部４が凹設されている。燃焼室頂部４の内部空間は、燃焼室５の上部空間を構成している。燃焼室頂部４には、吸気ポート３ａと排気ポート３ｂが連通している。また、図示は省略するが、シリンダヘッド３には、吸気ポート３ａ及び排気ポート３ｂを開閉する吸気弁及び排気弁と、吸気弁及び排気弁を駆動する動弁機構と、が設けられている。
【００４５】
シリンダブロック２は、例えばアルミニウム合金等で鋳造成形された部材であり、内燃機関１０の下部を構成している。シリンダブロック２は、略矩形状のブロック本体２ａと、ブロック本体２ａの下部に連設されたドーム状のクランクケース２ｂと、を備えている。ブロック本体２ａには、断面円形状のシリンダ孔６が上下方向に貫通形成されている。また、シリンダ孔６の内部には、円筒状のスリーブ８が移動可能に配置されている。さらに、スリーブ８の内部には、ピストン１２が配置されている。図１、図２において、ピストン１２は、上死点に配置されている。ピストン１２は、コンロッド１３を介してクランクシャフト１４に連結されている。クランクシャフト１４は、クランクケース２ｂの内部でクランク軸線ＤＬ回りに回転自在に保持されている。クランクケース２ｂには、スリーブ８を移動させる移動手段９が設けられている。
【００４６】
また、ブロック本体２ａには、冷却水が流通する冷却水通路２ｃが設けられている。冷却水通路２ｃは、ブロック本体２ａの上面に開口するとともにクランクケース２ｂ側で閉塞するように形成されている。冷却水通路２ｃは、複数のシリンダ孔６の周囲を囲繞するように連続し、かつ周回するように形成されている（図５参照）。なお、シリンダヘッド３にも冷却水通路３ｃが形成されており、シリンダブロック２の冷却水通路２ｃと連通している。
【００４７】
図１、図２に示すように、シリンダ孔６は、燃焼室５の一部を構成すると共に、後記するスリーブ８の移動をガイドする孔である。シリンダ孔６の中心軸線は、シリンダ軸線ＣＬに一致している。シリンダ孔６の上端はブロック本体２ａの上面に開口し、シリンダ孔６の下端はクランクケース２ｂに開口している。シリンダ孔６は、シリンダヘッド３に形成された燃焼室頂部４に連通している。また、シリンダ孔６の内周面６ａには、副燃焼室５２を構成する凹部としての環状の凹溝７が設けられている。
【００４８】
凹溝７は、燃焼室５の容積を拡張する機能を有する。凹溝７内の空間は、シリンダ孔６の内周面６ａよりも径方向外側に形成されている。凹溝７は、上死点に配置されたピストン１２の上面１２ａよりも上側に配置されている。凹溝７は、シリンダ軸線ＣＬに直交する平面と平行に延設されている。さらに、凹溝７は、後記するスリーブ８によって開閉される。第１実施形態では、凹溝７の深さは一定である。凹溝７の容積は、目標となる圧縮比を実現するために最適な容積に設定（形成）されている。
【００４９】
図２に示すように、凹溝７は、シリンダ軸線ＣＬ方向に対向する上壁７１及び下壁７２と、上壁７１及び下壁７２の外側（シリンダ孔６の半径方向の外側）の端部同士を連結する縦壁７３と、を有している。上壁７１は、シリンダ孔６に近づく程上側となるように傾斜している。下壁７２は、シリンダ孔６に近づく程下側となるように傾斜している。換言すれば、凹溝７のシリンダ孔６の半径方向の断面形状は、シリンダ孔６に向かって広がるように開口する略台形状に形成されている。
なお、凹溝７の断面形状は、これに限定されるものではないが、凹溝７の開口部は、縦壁７３と同じ高さか、当該開口部の方が高く設定されているのが好ましい。つまり、上壁７１は、シリンダ孔６に近づく程上側となるように傾斜しているのが好ましい。このようにすれば、凹溝７の先端（径方向外側）が先細りとなり、凹溝７内への混合ガスの出入りが円滑になる。
【００５０】
燃焼室５は、圧縮した混合ガスを燃焼させる空間である。燃焼室５は、燃焼室頂部４内の空間と、シリンダ孔６の内周面６ａよりも内側かつ上死点に配置されたピストン１２の上面１２ａよりも上側の空間と、凹溝７内の空間と、によって構成されている。第１実施形態では、燃焼室５のうち、シリンダ孔６の内周面６ａよりも外側に形成された凹溝７内の空間が副燃焼室５２を構成し、その他の空間が主燃焼室５１を構成している。
【００５１】
スリーブ８は、例えばスチール製の円筒状部材であり、ピストン１２との摺動面を形成する機能と、主燃焼室５１と副燃焼室５２とを仕切る機能とを有している。スリーブ８の軸線は、シリンダ軸線ＣＬに一致している。第１実施形態では、スリーブ８は、シリンダ孔６の内周面６ａに沿ってシリンダ軸線ＣＬ方向に移動可能に設けられている。第１実施形態では、スリーブ８が最も上側に移動した際に、スリーブ８の上端部８ａがガスケット１１に当接する。また、スリーブ８が最も下側に移動した際に、スリーブ８の上端部８ａが、上死点に配置されたピストン１２の上面１２ａと一致する。スリーブ８の外径は、シリンダ孔６の内径に略等しい。
【００５２】
スリーブ８の内部には、シリンダ軸線ＣＬ方向に往復動するピストン１２が設置されている。スリーブ８の内周面とピストン１２の外周面は、図示しないピストンリングでシールされている。スリーブ８の内部においてピストン１２が上昇することによって混合ガスが圧縮される。スリーブ８の下端部は、シリンダ孔６の下端からクランクケース２ｂの内部に突出している。
【００５３】
図１に示すように、移動手段９は、スリーブ８をシリンダ軸線ＣＬ方向に移動させる装置である。移動手段９は、例えばクランクケース２ｂに設置されており、スリーブ８の下端部に連結されている。図示は省略するが、移動手段９は、例えば、スリーブ８の外周面にシリンダ軸線ＣＬ方向に延設されたラックギアと、ラックギアに係合するピニオンギアと、ピニオンギアを回転させる電動モータと、電動モータを制御する制御装置と、で構成することができる。なお、移動手段９の一例については、図２２乃至図２５を参照して後に詳細に説明する。
【００５４】
第１実施形態に係る可変圧縮比機構１は、以上のように構成されるものであり、次に、第１実施形態に係る可変圧縮比機構１の動作について説明する。
【００５５】
はじめに、移動手段９の制御装置は、内燃機関１０の回転数、アクセル開度、車速、エンジン温度等の検出値に基づいて、燃焼室５を高圧縮比とするか低圧縮比とするか判定する。例えば、負荷が高くかつ低回転の場合はノッキングを抑制するために低圧縮比にすべきと判定し、それ以外の場合はエネルギー効率を上げて燃費を良くするために高圧縮比にすべきと判定する。
【００５６】
制御装置が燃焼室５を高圧縮比にすべきと判定した場合、移動手段９は、図２（ａ）に示すように、スリーブ８をシリンダ軸線ＣＬ方向の上側に移動させる。移動手段９によってスリーブ８の上端部８ａが環状の凹溝７の上端部よりも上側に配置されることで、主燃焼室５１と副燃焼室５２である凹溝７とが仕切られた仕切状態となる。換言すれば、凹溝７は、スリーブ８の外周面によって閉塞された状態となる。仕切状態では、混合ガスが凹溝７に流入しないので、燃焼室５の容積が、副燃焼室５２である凹溝７の分だけ小さくなる。そのため、混合ガスの圧縮比が高くなる。
【００５７】
一方、制御装置が燃焼室５を低圧縮比にすべきと判定した場合、移動手段９は、図２（ｂ）に示すように、スリーブ８をシリンダ軸線ＣＬ方向の下側に移動させる。移動手段９によってスリーブ８の上端部８ａが環状の凹溝７の下端部よりも下側に配置されることで、主燃焼室５１と副燃焼室５２である凹溝７とが連通された連通状態となる。換言すれば、凹溝７は、シリンダ孔６に対して開放された状態になる。連通状態では、燃焼室５の容積が、副燃焼室５２である凹溝７と、主燃焼室５１から退避したスリーブ８の体積の分だけ、仕切状態よりも大きくなる。そのため、燃焼室５の圧縮比が低くなる。
【００５８】
以上のように、第１実施形態に係る可変圧縮比機構１によれば、シリンダ孔６の内周面６ａよりも径方向外側に形成される副燃焼室５２としての凹溝７の容積を適切に設定し、スリーブ８の移動によって主燃焼室５１と副燃焼室５２としての凹溝７とを仕切ったり連通させたりすることで、スリーブ８の移動量に関わらずに圧縮比を適切に設定することが可能となる。
【００５９】
なお、第１実施形態では、環状の凹溝７で凹部を形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シリンダ孔６の内周面６ａの全周（３６０°）ではなく、３６０°未満の所定角度範囲に亘って凹部を形成してもよい。
【００６０】
＜第１実施形態の変形例１＞
図３は、第１実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構の燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は高圧縮比状態、（ｂ）は中圧縮比状態、（ｃ）は低圧縮比状態、をそれぞれ示している。
主に図３（適宜図１参照）に示すように、第１実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構１Ａは、環状の凹溝７が、シリンダ軸線ＣＬ方向に複数段（本変形例１では２段）形成されている点が、第１実施形態と主に異なっている。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、同一の要素については重複する説明を省略する。
【００６１】
可変圧縮比機構１Ａは、上側凹溝７uと、上側凹溝７uの下側に形成された下側凹溝７ｄと、を有している。上側凹溝７u及び下側凹溝７ｄは、前記した第１実施形態の凹溝７と同一の断面形状に形成されている。下側凹溝７ｄは、上死点に配置されたピストン１２の上面１２ａよりも上側に設けられている。上側凹溝７u内の空間が、上側副燃焼室５２Ａを構成し、下側凹溝７ｄ内の空間が、下側副燃焼室５２Ｂを構成している。
【００６２】
移動手段９は、スリーブ８をシリンダ軸線ＣＬ方向に段階的に移動させることによって、上側凹溝７u及び下側凹溝７ｄを段階的に閉塞又は開放する。具体的には、移動手段９は、例えばサーボモータ等を用いることによって、図３（ａ）〜（ｃ）に示す３段階にスリーブ８を移動することができるようになっている。
【００６３】
図３（ａ）に示すように、移動手段９によって、スリーブ８の上端部８ａがガスケット１１に当接する位置に配置された場合、スリーブ８によって、上側凹溝７uと下側凹溝７ｄの両方が閉塞される。このとき、燃焼室５は、主燃焼室５１だけで構成され、圧縮比が最も高くなる。
【００６４】
図３（ｂ）に示すように、移動手段９によって、スリーブ８の上端部８ａが上側凹溝７uと下側凹溝７ｄの間に配置された場合、スリーブ８によって、上側凹溝７uが開放され、下側凹溝７ｄが閉塞される。このとき、燃焼室５は、主燃焼室５１と上側副燃焼室５２Ａとで構成され、図３（ａ）に示す状態よりも圧縮比が低くなる（中圧縮比状態）。
【００６５】
図３（ｃ）に示すように、移動手段９によって、スリーブ８の上端部８ａが下側凹溝７ｄよりも下側に配置された場合、スリーブ８によって、上側凹溝７uと下側凹溝７ｄの両方が開放される。このとき、燃焼室５は、主燃焼室５１と上側副燃焼室５２Ａと下側副燃焼室５２Ｂとで構成され、図３（ｂ）に示す状態よりも圧縮比がさらに低くなる。
【００６６】
逆に、図３（ｃ）に示す状態から、移動手段９によってスリーブ８を上側に段階的に移動させれば、燃焼室５の圧縮比が段階的に高められる。
【００６７】
このように、第１実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構１Ａによれば、凹部としての上側凹溝７uと下側凹溝７ｄが、シリンダ軸線ＣＬ方向に２段に形成され、移動手段９は、スリーブ８を段階的に移動させることによって、上側凹溝７u及び下側凹溝７ｄを段階的に閉塞又は開放するので、燃焼室５の圧縮比を段階的に調節することができる。
【００６８】
なお、第１実施形態の変形例１では、上側凹溝７uと下側凹溝７ｄを同一容積に形成したが、異なる容積に形成してもよい。これにより、可変圧縮比の設定自由度が向上する。
【００６９】
また、第１実施形態の変形例１では、凹部として上側凹溝７uと下側凹溝７ｄを２段に形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、凹部を２段以上に形成し、各凹部を段階的に閉塞又は開放すれば（複数の凹部の開放数を漸増漸減させれば）、内燃機関１０の運転状態に合わせて燃焼室５の圧縮比をさらに細かく調節することができる。
【００７０】
＜第１実施形態の変形例２＞
図４は、第１実施形態の変形例２において、シリンダ軸線に直交し凹溝を通る平面でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図であり、（ａ）は凹溝を楕円形にした場合、（ｂ）は凹溝を略三角形状にした場合、をそれぞれ示している。なお、図４においては、シリンダブロック２の冷却水通路２ｃを省略して描いている。
図４（ａ）に示すように、第１実施形態の変形例２に係る可変圧縮機構１Ｂは、シリンダ軸線ＣＬ方向に見て、凹溝７Ｂの縦壁７３Ｂが楕円形状に形成されている点が、前記した第１実施形態と異なっている。
【００７１】
凹溝７Ｂの縦壁７３Ｂは、楕円の短軸方向がクランク軸線ＤＬ方向に一致するとともに、楕円の長軸方向がクランク軸線ＤＬに直交する方向に一致するように配置されている。一方、凹溝７Ｂの開口部となるシリンダ孔６の内周面６ａは円形状に形成されている。そのため、凹溝７Ｂの深さ（シリンダ孔６の内周面６ａから縦壁７３Ｂまでの距離）は、クランク軸線ＤＬ方向における凹溝７Ｂの深さｄ１よりも、クランク軸線ＤＬに直交する方向における凹溝７Ｂの深さｄ２の方が大きい（ｄ１＜ｄ２）。
【００７２】
このようにすれば、内燃機関１０がクランク軸線ＤＬ方向に大型化するのを抑制しつつ、副燃焼室５２としての凹溝７Ｂの容積を大きくすることができる。
【００７３】
なお、第１実施形態の変形例２では、シリンダ軸線ＣＬ方向に見て、凹溝７Ｂの縦壁７３Ｂを楕円形状に形成したが、さらに凹溝７Ｂの下壁７２Ｂを傾斜させてもよい。例えば、図４（ｂ）に示すように、シリンダ軸線ＣＬ方向にみて楕円形に形成した凹溝７Ｂの下壁７２Ｂは、クランク軸線ＤＬに直交する方向に向かう程下側に位置するように傾斜している。図４（ｂ）では、不図示の上壁から下壁７２Ｂまでの距離が、クランク軸線ＤＬ上で０（零）となり、クランク軸線ＤＬに直交する直線上で最大（図４（ｂ）の矢印Ｙ１参照）となっている。このように、下壁７２Ｂを傾斜させることで、クランク軸線ＤＬ方向における凹溝７Ｂの容積を最小化しつつ、凹溝７Ｂ全体の容積を確保することができる。
【００７４】
＜第１実施形態の変形例３＞
図５は、第１実施形態の変形例３に係る可変圧縮比機構のシリンダブロックを斜め上から見下ろした斜視図である。
図５に示すように、可変圧縮比機構１Ｃの環状の凹溝７Ｃは、互いに対向する上壁７１Ｃと下壁７２Ｃとに亘って架設された補強部７４を備える点が、前記した第１実施形態と異なっている。
【００７５】
補強部７４は、シリンダ孔６の径方向及びシリンダ軸線ＣＬ方向に延設された壁状（リブ状）の部位である。補強部７４の径方向内側の面は、シリンダ孔６の内周面６ａと面一に形成されている。補強部７４は、シリンダ孔６の剛性を確保する機能を有する。また、補強部７４は、シリンダ軸線ＣＬ方向に移動するスリーブ８の外周面をガイドする機能を有する。補強部７４は、一つでもよいし、周方向に等間隔で複数（例えば１２０°間隔で３つ）設けてもよい。換言すれば、環状の凹溝７Ｃは、補強部７４によって複数の円弧状の溝に区画されている。
【００７６】
第１実施形態の変形例３によれば、補強部７４によって、凹溝７Ｃを形成することによるシリンダ孔６の剛性の低下を抑制することができるとともに、シリンダ軸線ＣＬ方向に移動するスリーブ８の外周面をガイドすることができる。
【００７７】
＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態に係る可変圧縮比機構のシリンダブロックからスリーブを分離して示した分解斜視図である。
第２実施形態に係る可変圧縮比機構１Ｄは、貫通部８１を有するスリーブ８がシリンダ軸線ＣＬ周りに回転移動することで副燃焼室５２Ｄを開閉する点が、前記した第１実施形態と主に異なっている。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、同一の要素については重複する説明を省略する。
【００７８】
図６（適宜図１参照）に示すように、第２実施形態に係る可変圧縮比機構１Ｄは、副燃焼室５２Ｄとして、複数の凹部７Ｄを備えている。複数の凹部７Ｄは、シリンダ孔６の内周面６ａであってピストン１２の上死点よりも上側に形成されている。第２実施形態では、６個の凹部７Ｄが、円周方向に（より詳しくはシリンダ軸線ＣＬに直交する平面と平行に）等間隔で配列されている。凹部７Ｄ同士の間には、シリンダ孔６の内周面６ａが残存しており、この残存部分が後記するスリーブ８の貫通部８１を閉塞する閉塞部６１（図７参照）を構成している。凹部７Ｄ同士の間隔（閉塞部６１の円周方向の長さ寸法）は、後記する貫通部８１の円周方向の寸法よりも大きい。なお、凹部７Ｄの数は、特に限定されるものではなく、例えば１つでもよい。
【００７９】
スリーブ８は、複数の凹部７Ｄを閉塞又は開放する機能を有する。スリーブ８は、シリンダ孔６の内周面６ａとピストン１２の外周面との間に配置されており、シリンダ軸線ＣＬを中心に回転可能となっている。スリーブ８は、シリンダ軸線ＣＬ方向において各凹部７Ｄに対応する位置に、複数の貫通部８１を有している。貫通部８１は、スリーブ８の壁体を径方向に貫通する孔（開口）である。第２実施形態では、６個の貫通部８１が、円周方向に（より詳しくはシリンダ軸線ＣＬに直交する平面と平行に）等間隔で配列されている。貫通部８１の円周方向の寸法は、凹部７Ｄの円周方向の寸法よりも小さい。また、貫通部８１同士の間隔は、凹部７Ｄの円周方向の寸法よりも大きい。
【００８０】
移動手段９（図１参照）は、シリンダ軸線ＣＬを中心にスリーブ８を回転移動させる機能を有する。移動手段９は、スリーブ８を回転させることにより、主燃焼室５１Ｄと凹部７Ｄとの間に貫通部８１を配置し、あるいは、主燃焼室５１Ｄと凹部７Ｄとの間から貫通部８１を退避させる。図示は省略するが、移動手段９の一例としては、スリーブ８の下端部に歯車（ウォームホイール）を設け、この歯車に噛み合うねじ歯車（ウォーム）を電動モータで回転させるようにしてもよい。第２実施形態では、回転移動の中心（シリンダ軸線ＣＬ）とスリーブ８の中心が一致しているため、スリーブ８はその場で回転する。
【００８１】
図７は、シリンダ軸線に直交し凹部及び貫通部を通る平面でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図であり、（ａ）は凹部を閉塞した状態、（ｂ）は凹部を開放した状態、をそれぞれ示している。
図７（ａ）に示すように、隣り合う凹部７Ｄ同士の間に貫通部８１が配置されている場合、凹部７Ｄは、スリーブ８の壁体によって閉塞される。一方、貫通部８１は閉塞部６１によって閉塞される。これにより、主燃焼室５１Ｄと凹部７Ｄとがスリーブ８によって仕切られ、燃焼室５が主燃焼室５１Ｄのみによって構成される。そのため、燃焼室５の容積が、凹部７Ｄの分だけ減少し、圧縮比が高くなる。
【００８２】
一方、図７（ｂ）に示すように、移動手段９がスリーブ８を回転させて、各凹部７Ｄに対応する位置に各貫通部８１をそれぞれ配置すると、凹部７Ｄは、貫通部８１によって主燃焼室５１Ｄと連通した状態になる。これにより、燃焼室５の容積が最大となり、圧縮比が低くなる。
【００８３】
以上のように、第２実施形態に係る可変圧縮比機構１Ｄによれば、スリーブ８がシリンダ軸線ＣＬを中心に回転することで凹部７Ｄが閉塞又は開放されるので、内燃機関１０がシリンダ軸線ＣＬ方向へ大型化するのを抑制できる。
【００８４】
＜第２実施形態の変形例１＞
図８は、第２実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構において、シリンダ軸線に直交し凹部及び貫通部を通る平面でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図である。
図８に示すように、第２実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構１Ｅは、隣り合う凹部７Ｅ同士が連通部６２によって連通している点が、前記した第２実施形態と異なっている。
【００８５】
連通部６２は、隣り合う凹部７Ｅ同士の間に設けられた閉塞部６１の径方向外側に形成された通路である。この連通部６２によって、すべての凹部７Ｅが環状に連通した状態になる。
【００８６】
このような構成によれば、環状に連通した副燃焼室５２Ｅとしての凹部７Ｅと、主燃焼室５１Ｅとが、複数の貫通部８１を介して連通するので、前記した第２実施形態に比較して、副燃焼室５２Ｅの内部に混合ガスが流入し易くなる。
【００８７】
＜第２実施形態の変形例２＞
図９は、第２実施形態の変形例２に係る可変圧縮比機構において、シリンダ軸線に直交し凹部及び貫通部を通る平面でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図である。図１０は、図９と同じ位置でシリンダブロック及びスリーブを切断した断面図であり、（ａ）はすべての凹部が閉塞した状態、（ｂ）は一つの凹部が主燃焼室に連通した状態、（ｃ）は二つの凹部が主燃焼室に連通した状態、（ｄ）はすべての凹部が主燃焼室に連通した状態、をそれぞれ示している。
図９に示すように、第２実施形態の変形例２に係る可変圧縮比機構１Ｆは、スリーブ８の回転角度が増加するに連れて、主燃焼室５１Ｆに対して副燃焼室５２Ｆとしての複数の凹部７Ｆが段階的に連通する点（換言すれば、主燃焼室５１Ｆに連通する凹部７Ｆの数が漸増漸減する点）が、前記した第２実施形態と異なっている。
【００８８】
図９に示すように、第２実施形態の変形例２に係る可変圧縮比機構１Ｆは、３つの凹部７Ｆａ〜７Ｆｃを有している。３つの凹部７Ｆａ〜７Ｆｃは、円周方向に等間隔（１２０°間隔）で配置されている。また、各凹部７Ｆａ〜７Ｆｃは、円周方向に６０°の角度範囲で形成されている。隣り合う凹部７Ｆａ〜７Ｆｃ同士の間には、閉塞部６１が設けられている。
【００８９】
スリーブ８は、３つの貫通部８１ａ〜８１ｃを有している。貫通部８１ａ〜８１ｃのそれぞれは、円周方向に２０°の角度範囲で形成されている。３つの貫通部８１ａ〜８１ｃは、３つの凹部７Ｆａ〜７Ｆｃを段階的に開放する所定の位置に形成されている。具体的には、貫通部８１ａと貫通部８１ｂの間隔（中心間隔）は１００°に設定され、貫通部８１ｂと貫通部８１ｃの間隔は１００°に設定され、貫通部８１ｃと貫通部８１ａの間隔は１６０°に設定されている。
以下、図１０（ａ）〜（ｄ）を参照して、３つの凹部７Ｆａ〜７Ｆｃと３つの貫通部８１ａ〜８１ｃとの位置関係について説明する。
【００９０】
図１０（ａ）に示すように、凹部７Ｆａの時計回り方向の端部とシリンダ軸線ＣＬとを結んだ線を基準線ＢＬとする。そして、凹部７Ｆａに対応する貫通部８１ａの反時計回り方向の端部が基準線ＢＬに一致している場合、すべての凹部７Ｆａ〜７Ｆｃはスリーブ８の壁体によって閉塞された状態になる。また、すべての貫通部８１ａ〜８１ｃも、閉塞部６１によって閉塞された状態となる。
【００９１】
図１０（ｂ）に示すように、スリーブ８が反時計回りに２０°回転すると、貫通部８１ａが、凹部７Ｆａと主燃焼室５１Ｆ（図９参照）との間に配置され、両者が連通した状態になる。このとき、残りの２つの凹部７Ｆｂ，７Ｆｃはスリーブ８の壁体によって閉塞されている。
【００９２】
図１０（ｃ）に示すように、スリーブ８が反時計回りに４０°回転すると、貫通部８１ｂが、凹部７Ｆｂと主燃焼室５１Ｆとの間に配置され、両者が連通した状態になる。このとき、貫通部８１ａは、凹部７Ｆａと主燃焼室５１Ｆとの間に配置されており、凹部７Ｆａと主燃焼室５１Ｆの連通状態は保たれている。一方、残りの１つの凹部７Ｆｃはスリーブ８の壁体によって閉塞されている。
【００９３】
図１０（ｄ）に示すように、スリーブ８が反時計回りに６０°回転すると、貫通部８１ｃが、凹部７Ｆｃと主燃焼室５１Ｆとの間に配置され、両者が連通した状態になる。このとき、貫通部８１ａは、凹部７Ｆａと主燃焼室５１Ｆとの間に配置されており、凹部７Ｆａと主燃焼室５１Ｆの連通状態は保たれている。また、貫通部８１ｂは、凹部７Ｆｂと主燃焼室５１Ｆとの間に配置されており、凹部７Ｆｂと主燃焼室５１Ｆの連通状態は保たれている。すなわち、すべての凹部７Ｆａ〜７Ｆｃが開放されている。
【００９４】
このように、第２実施形態の変形例２に係る可変圧縮比機構１Ｆは、スリーブ８の回転角度が２０°ずつ増加するに連れて、主燃焼室５１Ｆに対して複数の凹部７Ｆａ〜７Ｆｃが段階的に連通するので、圧縮比を段階的に低下させることができる。また、スリーブ８を逆向きに回転させることで、複数の凹部７Ｆａ〜７Ｆｃが段階的に閉塞されるので、圧縮比を段階的に高めることができる。そのため、内燃機関１０のシリンダ軸線ＣＬ方向への大型化を抑制しつつ、内燃機関１０の運転状況に合わせて、圧縮比をより細かく調節することができる。
【００９５】
なお、第２実施形態の変形例２で設定した凹部７Ｆ及び貫通部８１の数、間隔、角度範囲等は、特に限定されるものではなく、適宜設定可能である。
【００９６】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態に係る可変圧縮比機構における燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は低圧縮比状態、（ｂ）は高圧縮比状態、を示している。
第３実施形態に係る可変圧縮比機構１Ｇは、副燃焼室５２Ｇがシリンダヘッド３に設けられている点、及び、スリーブ８がシリンダヘッド３側に突出する点が、前記した第１実施形態と主に異なっている。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、同一の要素については重複する説明を省略する。
【００９７】
図１１に示すように、燃焼室頂部４は、シリンダヘッド３の下面に開口する円錐形状の凹部である。燃焼室頂部４の開口部４ａの直径Ｄ１は、シリンダ孔６の直径Ｄ２よりも大きい（Ｄ１＞Ｄ２）。換言すれば、燃焼室頂部４の外縁部４１は、シリンダ孔６の内周面６ａよりも径方向外側に位置している。この外縁部４１は、副燃焼室５２Ｇを構成する環状の空間であり、断面視で直角三角形状に形成されている。
【００９８】
また、燃焼室頂部４は、スリーブ８の上端部８ａと対向する位置に、当該上端部８ａと嵌合する嵌合部４２を有している。嵌合部４２は、上向きに凹むように凹設された環状の凹溝である。図１１（ｂ）に示すように、嵌合部４２は、シリンダブロック２から突出したスリーブ８の上端部８ａに嵌合する。なお、嵌合部４２は、断面視で略矩形状に形成されている。
【００９９】
移動手段９（図１参照）は、スリーブ８をシリンダ軸線ＣＬ方向に移動させる装置である。第３実施形態の移動手段９は、スリーブ８をシリンダ孔６からシリンダヘッド３に向かって突出させることができるように構成されている。
【０１００】
図１１（ａ）に示すように、燃焼室５を低圧縮比とする場合、移動手段９は、スリーブ８を下側に移動させる。これにより、スリーブ８の上端部８ａが燃焼室頂部４から退出し、副燃焼室５２Ｇとしての外縁部４１と主燃焼室５１Ｇとが連通する。そのため、燃焼室５の容積が大きくなり、燃焼室５が低圧縮比となる。
【０１０１】
一方、図１１（ｂ）に示すように、燃焼室５を高圧縮比とする場合、移動手段９は、スリーブ８を上側に移動させ、スリーブ８の上端部８ａをシリンダ孔６から突出させる。これにより、スリーブ８の上端部８ａが副燃焼室５２Ｇとしての外縁部４１と主燃焼室５１Ｇとの間に配置され、外縁部４１が閉塞される。そのため、燃焼室５の容積が外縁部４１の分及び燃焼室頂部４に進入したスリーブ８の体積の分だけ小さくなり、燃焼室５が高圧縮比となる。
【０１０２】
第３実施形態に係る可変圧縮比機構１Ｇによれば、副燃焼室５２Ｇがシリンダヘッド３に形成されているので、シリンダブロック２の大型化を抑制することができる。
【０１０３】
なお、図１２に示すように、スリーブ８の先端部８ａの断面形状を、上向きに凸となる円弧状に形成するとともに、嵌合部４２の断面形状を、上向きに凹となる円弧形状に形成してもよい。このようにすれば、先端部８ａと嵌合部４２とのシール性を向上することができる。
【０１０４】
また、外縁部４１の断面形状は、適宜変更可能である。例えば、図１３（ａ）に示すように、外縁部４１の断面形状を上下方向に細長い矩形状に形成してもよい。あるいは、図１３（ｂ）に示すように、外縁部４１の断面形状を半円弧状に形成してもよい。あるいは、図１３（ｃ）に示すように、外縁部４１の断面形状を径方向に細長い矩形状に形成してもよい。このように、第３実施形態に係る可変圧縮比機構１Ｇによれば、外縁部４１の断面形状を様々な形に形成することができるので、燃焼し易い燃焼室形状を形成することができる。
【０１０５】
＜第３実施形態の変形例１＞
図１４は、第３実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構における燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は低圧縮比状態、（ｂ）は高圧縮比状態、を示している。
第３実施形態の変形例１に係る可変圧縮比機構１Ｈは、スリーブ８の上端部８ａに膨出部８２を備える点が、前記した第３実施形態と主に異なっている。以下では、第３実施形態と異なる点を主に説明し、同一の要素については重複する説明を省略する。
【０１０６】
図１４に示すように、スリーブ８は、上端部８ａの外周面に、径方向外側に膨出する膨出部８２を有している。膨出部８２は、環状に形成された突条（フランジ）であり、断面視で矩形状に形成されている。
【０１０７】
シリンダ孔６の上端部には、スリーブ８が下側に移動した際に膨出部８２を収容する収容部６３が形成されている。収容部６３は、シリンダ孔６の内周面６ａよりも大径に形成された環状の凹部である。
【０１０８】
シリンダブロック２は、膨出部８２に冷却用のオイルを噴射するオイルジェット２ｄを有している。オイルジェット２ｄは、収容部６３の底部に開口している。オイルジェット２ｄの上流側は、不図示のオイルポンプに接続されている。また、シリンダブロック２は、噴射したオイルを排出するオイルドレン２ｅを有している。オイルドレン２ｅは、収容部６３の底部とクランクケース２ｂとを連通している。
【０１０９】
燃焼室頂部４の外縁部４１は、シリンダ孔６の内周面６ａよりも径方向外側に形成されている。外縁部４１は、副燃焼室５２Ｈを構成する環状の空間であり、断面視で矩形状に形成されている。図１４（ｂ）に示すように、外縁部４１は、上側に移動したスリーブ８の膨出部８２を収容する。外縁部４１は、収容部６３と略同径に形成されている。なお、燃焼室頂部４のうち外縁部４１以外の部分が主燃焼室５１Ｈを構成している。
【０１１０】
図１４（ａ）に示すように、燃焼室５を低圧縮比とする場合は、移動手段９によってスリーブ８を下側に移動させ、副燃焼室５２Ｈである外縁部４１を開放する。これにより、燃焼室５が主燃焼室５１Ｈと外縁部４１とで構成され、燃焼室５が低圧縮比となる。
【０１１１】
図１４（ｂ）に示すように、燃焼室５を高圧縮比とする場合は、移動手段９によってスリーブ８を上側に移動させ、副燃焼室５２Ｈである外縁部４１を閉塞する。これにより、燃焼室５が主燃焼室５１Ｈだけで構成され、燃焼室５が高圧縮比となる。
【０１１２】
このような構成によれば、スリーブ８の上端部８ａの外周面には、径方向外側に膨出する膨出部８２が形成されているので、熱的条件の厳しいスリーブ８の上端部８ａの耐熱性を向上することができる。また、膨出部８２が収容部６３の底面に当接するので、万が一、移動手段９に不具合が生じた場合でも、スリーブ８がシリンダ孔６から落下するのを防止することができる。
【０１１３】
また、膨出部８２の下面に、オイルジェット２ｄから冷却用のオイルが吹き掛けられるので、膨出部８２を効果的に冷却することができる。また、膨出部８２によって、オイルが燃焼室５に浸入するのを抑制することができる。
【０１１４】
なお、第３実施形態の変形例１では、膨出部８２をスリーブ８と一体に形成したが、例えば、スリーブ８と別部材で作製した膨出部（図示省略）を、スリーブ８に組み付けてもよい。
【０１１５】
＜第３実施形態の変形例２＞
図１５は、第３実施形態の変形例２に係る可変圧縮比機構における燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は低圧縮比状態、（ｂ）は高圧縮比状態、を示している。
図１５（ａ）（ｂ）に示すように、膨出部８２の上面は、傾斜面８２ａとなっている。傾斜面８２ａは、径方向外側に向かうほどシリンダヘッド３から離れるように傾斜してい
る。つまり、膨出部８２の断面形状は、三角形となっている。また、外縁部４１の上面は、傾斜面８２ａと平行に傾斜している。
【０１１６】
この場合、図１５（ａ）に示すように、収容部６３の一部が、副燃焼室５２Ｈの一部を構成している。また、外縁部４１が、副燃焼室５２Ｈの残部を構成している。換言すれば、断面形状が平行四辺形となる副燃焼室５２Ｈが、シリンダブロック２とシリンダヘッド３に跨って形成されている。このようにすれば、収容部６３の一部を副燃焼室５２Ｈとすることができるので、副燃焼室５２Ｈの容積を拡大することができる。
【０１１７】
＜第３実施形態の変形例３＞
図１６は、第３実施形態の変形例３に係る可変圧縮比機構におけるシリンダヘッドの底面図である。
第３実施形態の変形例３に係る可変圧縮比機構１Ｉは、燃焼室頂部４の開口部の形状が楕円形である点が、前記した第３実施形態と主に異なっている。以下では、第３実施形態と異なる点を主に説明し、同一の要素については重複する説明を省略する。
【０１１８】
図１６に示すように、燃焼室頂部４の開口部４ａは、クランク軸線ＤＬ方向に短軸で、クランク軸線ＤＬに直交する方向に長軸となる楕円形に形成されている。一方、シリンダ孔６は円形に形成されている。そのため、燃焼室頂部４の外縁部４１は、クランク軸線ＤＬ方向の幅寸法Ｗ１よりも、クランク軸線ＤＬに直交する方向の幅寸法Ｗ２の方が大きい（Ｗ１＜Ｗ２）。
これによれば、シリンダヘッド３がクランク軸線ＤＬ方向に大型化するのを抑制することができる。
【０１１９】
＜第４実施形態＞
図１７は、第４実施形態に係る可変圧縮比機構の燃焼室付近の拡大断面図であり、（ａ）は高圧縮比状態、（ｂ）は低圧縮比状態、を示している。
図１７に示すように、第４実施形態に係る可変圧縮比機構１Ｊは、スリーブ８が膨出部８２Ｊを有する点、及び、凹溝７Ｊの上端開口部に蓋部材２１が取り付けられている点、が前記した第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、同一の要素については重複する説明を省略する。
【０１２０】
スリーブ８の上端部８ａの外周面には、径方向外側に膨出する膨出部８２Ｊが形成されている。膨出部８２Ｊは、環状に形成された突条（フランジ）であり、断面視で台形状に形成されている。膨出部８２Ｊの下面８２Ｊａは、シリンダ軸前ＣＬから離れるほどシリンダヘッド３に近づくように傾斜している。膨出部８２Ｊは、後記する凹溝７Ｊの内部に配置されている。
【０１２１】
シリンダ孔６の内周面６ａには、凹部としての環状の凹溝７Ｊが凹設されている。凹溝７Ｊの上端側は、シリンダブロック２の上面に開口している。凹溝７Ｊの下面７Ｊａは、膨出部８２Ｊの下面８２Ｊａと平行に傾斜している。凹溝７Ｊのシリンダ軸線ＣＬ方向の寸法は、膨出部８２Jのシリンダ軸線ＣＬ方向の寸法よりも大きい。凹溝７Ｊの内周面は、膨出部８２Ｊの外周面に接している。凹溝７Ｊの径方向外側には冷却水通路２ｃが配置されている。
【０１２２】
蓋部材２１は、凹溝７Ｊの上端開口部を閉塞する環状の鋼製部材である。蓋部材２１の内径は、スリーブ８の内径と略等しい。蓋部材２１の外周は、シリンダ孔６の上端部の周囲に形成された段部６ｂに嵌合されている。蓋部材２１の上面は、シリンダブロック２の上面と面一になっている。蓋部材２１は、ガスケット１１に当接している。これにより、蓋部材２１とシリンダヘッド３との間が、ガスケット１１によってシールされる。
【０１２３】
図１７（ａ）に示すように、燃焼室５を高圧縮比とする場合、移動手段９は、スリーブ８を上側に移動させて凹溝７Ｊを閉塞する。これにより、燃焼室５は、主燃焼室５１Ｊだけで構成されるので、圧縮比が高くなる。
【０１２４】
図１７（ｂ）に示すように、燃焼室５を低圧縮比とする場合、移動手段９は、スリーブ８を下側に移動させて凹溝７Ｊの上半部を開放する。開放された凹溝７Ｊの上半部によって副燃焼室５２Ｊが構成され、主燃焼室５１Ｊと連通する。そのため、主燃焼室５１Ｊと副燃焼室５２Ｊとで燃焼室５が構成され、圧縮比が低くなる。
【０１２５】
このような構成によれば、スリーブ８の上端部８ａの外周面に膨出部８２Ｊが形成されているので、スリーブ８の上端部８ａの耐熱性が向上する。また、膨出部８２Ｊの外周面が、凹溝７Ｊの内周面に当接しているので、凹溝７Ｊの外側にある冷却水通路２ｃによって、膨出部８２Ｊを効率よく冷却することができる。
【０１２６】
また、蓋部材２１は、凹溝７Ｊの上にガスケット１１のシール面を構成しているので、燃焼室頂部４およびシリンダ孔６の肥大化を抑制することができる。
【０１２７】
＜第４実施形態の変形例１＞
図１８は、第４実施形態の変形例１における燃焼室付近の拡大断面図である。
図１８に示すように、第４実施形態の変形例１における膨出部８２Ｊは、冷却用のオイルジャケット８２Ｊｂを有している。オイルジャケット８２Ｊｂは、膨出部８２Ｊの下面８２Ｊａに開口する凹状の冷却溝であり、断面視で鍵穴形状を呈している。オイルジャケット８２Ｊｂは、スリーブの全周に亘って環状に形成されている。オイルジャケット８２Ｊｂの内部には、凹溝７Ｊの底面７Ｊａに設けられたオイルジェット２ｄから冷却用のオイルが噴射される。これにより、膨出部８２Ｊを効率よく冷却することができる。
なお、オイルジャケット８２Ｊｂは、スリーブ８の全周の一部に形成してもよい。
【０１２８】
また、膨出部８２Ｊの外周面には、シールリング８２Ｊｃが設置されている。シールリング８２Ｊｃは、リング状の弾性部材であり、膨出部８２Ｊと凹溝７Ｊの内周面との間をシールしている。これにより、オイルジェット２ｄから噴射されるオイルが燃焼室５に浸入するのを抑制することができる。
【０１２９】
なお、シリンダ孔６の内周面６ａとスリーブ８の外周面との隙間が、オイルジェット２ｄから噴射されたオイルを排出するオイルドレン２ｇとなっている。オイルドレン２ｇの下流側は、クランクケース２ｂに連通している。このようにすれば、シリンダ孔６とスリーブ８の間の摺接面を潤滑することができる。
シリンダ孔６の内周面６ａとスリーブ８の外周面との間に溝を設け、当該溝をオイルドレン２ｇとしてもよい。
【０１３０】
＜第４実施形態の変形例２＞
図１９は、第４実施形態の変形例２における燃焼室付近の拡大断面図である。
図１９に示すように、第４実施形態の変形例２における膨出部８２Ｊは、閉断面構造に形成されており、環状の中空部８２Ｊｄを有している。中空部８２Ｊｄの内部には、Ｎａ等の冷媒が封入されている。
このような構造によれば、中空部８２Ｊｄに封入された冷媒によって、スリーブ８の上端部８ａ付近を効果的に冷却することができる。
【０１３１】
＜第５実施形態＞
図２０は、第５実施形態に係る可変圧縮比機構の燃焼室付近の拡大断面図である。
図２０に示すように、第５実施形態に係る可変圧縮比機構１Ｋは、冷却水通路２ｃの構造が第１実施形態と異なっている。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、同一の要素については重複する説明を省略する。
【０１３２】
シリンダブロック２は、シリンダ孔６の周囲を囲う凹溝状の冷却水通路２ｃを有している。また、シリンダ孔６の内周面６ａには、環状の凹溝７Ｋが凹設されている。冷却水通路２ｃは、凹溝７Ｋよりも下方まで延びている。シリンダ軸線ＣＬ方向の断面視で、冷却水通路２ｃは、凹溝７Ｋよりも下方において、シリンダ軸線ＣＬに近づくように屈曲する屈曲部２ｈを有する。屈曲部２ｈは、凹溝７Ｋに対してシリンダヘッド３と反対側に回り込むように形成されている。具体的には、屈曲部２ｈのシリンダ軸線ＣＬ側の側壁２ｉからシリンダ軸線ＣＬまでの距離Ｌ１は、凹溝７Ｋの縦壁７３Ｋからシリンダ軸線ＣＬまでの距離Ｌ２よりも小さい（Ｌ１＜Ｌ２）。
【０１３３】
このような構造によれば、凹溝７Ｋを形成することで、冷却水通路２ｃ（特に冷却水通路２ｃの上端部）がシリンダ軸線ＣＬから離れた位置に形成されるが、凹溝７Ｋよりも下方において屈曲部２ｈを設け、冷却水通路２ｃのシリンダ軸線ＣＬ側の側壁２ｉをシリンダ軸線ＣＬに近付けているので、スリーブ８やシリンダ孔６の内周面６ａを効率よく冷却することができる。
【０１３４】
なお、冷却水通路２ｃは、シリンダ軸線ＣＬ方向の断面視で、冷却水通路２ｃのシリンダ軸線ＣＬ側の側面のうちシリンダ軸線ＣＬに最も近い部位が、凹溝７Ｋのうちシリンダ軸線ＣＬから最も遠い部位よりもシリンダ軸線ＣＬに近い位置に配置されていればよい。
例えば、図２１に示すように、凹溝７Ｌの縦壁７３Ｌは、シリンダヘッド３から離れる程シリンダ軸線ＣＬに近づくように傾斜している。また、冷却水通路２ｃのシリンダ軸線ＣＬ側の側壁は、縦壁７３Ｌと平行に傾斜する傾斜面２ｊを有している。傾斜面２ｊの下端は、縦壁７３Ｌの上端部よりもシリンダ軸線ＣＬに近い。このような構成でも、冷却水通路２ｃがシリンダ軸線ＣＬに近づくので、スリーブ８やシリンダ孔６の内周面６ａを効率よく冷却することができる。
【０１３５】
＜第６実施形態＞
第６実施形態では、移動手段９の具体例について説明する。第６実施形態では、第２実施形態で説明したように、スリーブ８を回転移動させる場合を例にとって説明する。また、第６実施形態では、クランク軸線方向は、図２２の左右方向に一致するものとする。
【０１３６】
図２２は、移動手段の概略構造図であり、ラックがストッパで固定された状態を示している。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXXIIb−XXIIb線断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＺ方向からみた側面図、である。
移動手段９は、シリンダ軸線ＣＬを中心にスリーブ８を回転させる装置である。移動手段９は、例えばクランクケース２ｂに設置されている。また、スリーブ８の下端部の外周面には、歯部８５が形成されている。
図２２に示すように、移動手段９は、駆動力を発生する電動モータ９１と、駆動力をスリーブ８に伝達する伝達機構としてのラック９２及びピニオン９３と、ラック９２をロックするストッパ９４と、ラック９２に連結してラック９２を駆動する連結機構としてのスライド部材９５と、ラック９２のロックを解除するカム機構９６と、スライド部材９５とラック９２が連結するタイミングを調節するタイミング調整機構９７と、を備えている。
【０１３７】
電動モータ９１は、スリーブ８を回転させる駆動力を発生する装置である。電動モータ９１の出力軸には歯車９１ａが設置されている。電動モータ９１は、正方向又は逆方向に回転可能になっている。また、電動モータ９１は、回転数を制御可能なサーボモータで構成されているのが好ましい。
【０１３８】
ラック９２は、伝達機構を構成する直線状の部材であり、クランク軸線ＤＬ方向（図２２の左右方向）と平行に配置されている。ラック９２は、ガイド９２ａによって左右方向にスライド可能に支持されている。ラック９２の側面には、各ピニオン９３に対応する位置にラック歯９２ｂが複数設けられている。ラック９２が左右方向に移動することで、後記するピニオン９３が回転する。ラック９２には、後記するストッパ９４に係止される係止部としての貫通孔９２ｃ，９２ｄが上下方向に貫通形成されている。貫通孔９２ｃ，９２ｄは、左右方向に互いに離間して形成されている。貫通孔９２ｂ，９２ｃには、後記するＵ字ピン９４ｂの一端部９４ｄが挿入される。
【０１３９】
ピニオン９３は、伝達機構を構成する平歯車状の部材である。複数のピニオン９３は、スリーブ８毎に設置されており、クランク軸線ＤＬ方向に配列されている。ピニオン９３は、スリーブ８の歯部８５に噛合していると共に、ラック９２のラック歯９２ｂに噛合している。ピニオン９３が回転することで、スリーブ８が回転する。
【０１４０】
ストッパ９４は、ラック９２をロックする部材である。ストッパ９４は、ラック９２の下側に配置されている。ストッパ９４は、ケース９４ａと、ケース９４ａに収容されたＵ字ピン９４ｂと、Ｕ字ピン９４ｂをラック９２に向かって付勢するコイルばね９４ｃと、を有している。
【０１４１】
Ｕ字ピン９４ｂは、側面視でＵ字形状に形成された棒状部材である。Ｕ字ピン９４ｂの２つの端部９４ｄ，９４ｅは、ケース９４ａの上壁から突出している。Ｕ字ピン９４ｂの一端部９４ｄは、貫通孔９２ｃ（又は貫通孔９２ｄ）に挿入される。Ｕ字ピン９４ｂの他端部９４ｅは、後記するスライド部材９５の下面に当接している。
【０１４２】
スライド部材９５は、連結機構を構成する直線状の部材であり、左右方向と平行に配置されている。具体的には、スライド部材９５の両端部は、ラック９２に設けられたガイド９２ｅ，９２ｆによって左右方向にスライド可能に支持されている。すなわち、スライド部材９５は、ラック９２に対して相対移動可能になっている。スライド部材９５の側方には、左右方向に延設されたスクリュ９５ａが設けられている。スクリュ９５ａは、Ｌ字形状のブラケット９５ｂでスライド部材９５の側面に連結されている。スクリュ９５ａの外周面には雄ネジが形成されている。また、スクリュ９５ａにはナット９５ｃが螺合されている。ナット９５ｃの外周には、歯車９１ａに噛合する歯部９５ｄが設けられている。ナット９５ｃは、図示しない支持部材によってスクリュ９５ａの軸方向に移動不能かつ回転可能に支持されている。電動モータ９１によって歯車９１ａが回転すると、ナット９５ｃが回転し、スクリュ９５ａと共にスライド部材９５が左右方向に移動する。
【０１４３】
スライド部材９５の下面には、下向きに凸形状に構成されたカム機構９６が設けられている。カム機構９６は、左右一対の傾斜面９６ｂ，９６ｃと、傾斜面９６ｂ，９６ｃの間に設けられた平坦面９６ｄと、を有している。スライド部材９５の下面から平坦面９６ｄまでの高さＨ１は、Ｕ字ピン９４ｂの一端部９４ｄが貫通孔９２ｃ、（又は貫通孔９２ｄ）に挿入されている長さＨ２と同じかそれよりも大きい（Ｈ１＞Ｈ２）。傾斜面９６ｂ（又は傾斜面９６ｃ）の左右方向の長さＬ３と平坦面９６ｄの左右方向の長さＬ４とを合わせた長さは、貫通孔９２ｃの中心から貫通孔９２ｄの中心までの長さＬ５に等しい（Ｌ５＝Ｌ３＋Ｌ４）。
【０１４４】
スライド部材９５の右側には、タイミング調整機構９７が設けられている。タイミング調整機構９７は、スライド部材９５が少なくとも傾斜面９６ｂ（又は傾斜面９６ｃ）の左右方向の長さＬ３を移動するまで電動モータ９１とラック９２とを不連結状態にする。ここで、不連結状態とは、電動モータ９１の駆動力が伝わらない状態をいう。タイミング調整機構９７は、スライド部材９５の右側において上下方向に貫通形成された長孔９７ａと、ラック９２に設けられた突起部９７ｂと、から構成されている。
【０１４５】
長孔９７ａは、スライド部材９５の移動方向（すなわち左右方向）と平行に延設されている。長孔９７ａには、突起部９７ｂが挿入されている。突起部９７ｂは、円柱状の部材であり、ラック９２からスライド部材９５の下方に延出する延出部９７ｃに立設されている。長孔９７ａの長さＬ６は、傾斜面９６ｂ(又は傾斜面９６ｃ)の左右方向の長さＬ３と突起部９７ｂの直径Ｄ３とを合計した長さに等しい（Ｌ６＝Ｌ３＋Ｄ３）。
【０１４６】
移動手段９は以上のように構成されるものであり、次に移動手段９の動作について図２２乃至図２４（適宜図７）を参照して詳細に説明する。
【０１４７】
初期状態において、スリーブ８は、図７（ａ）に示すように、主燃焼室５１Ｄと副燃焼室５２Ｄとを仕切る位置に配置されており、燃焼室５は高圧縮比となっているものとする。このとき、図２２に示すように、ラック９２及びスライド部材９５は、それぞれのスライド範囲の右端に配置されている。また、ナット９５ｃは、スクリュ９５ａの左端に配置されている。また、各ピニオン９３は、各ラックギア９２ｂの左端に噛合している。さらに、Ｕ字ピン９４ｂの一端部９４ｄは、貫通孔９２ｃに挿入されており、ラック９２をロックしている。また、Ｕ字ピン９４ｂの他端部９４ｅは、左側の傾斜面９６ｂの左端部に当接している。さらにまた、ラック９２に設けられた突起部９７ｂは、スライド部材９５に設けられた長孔９７ａの左端部に配置されている。
【０１４８】
図示しない制御装置からの命令によって電動モータ９１が例えば正方向に回転することにより、歯車９１ａを介してナット９５ｃが回転すると、スクリュ９５ａが左方向にスライドする。スクリュ９５ａの移動に伴ってスライド部材９５全体が左方向に移動すると、カム機構９６を構成する左側の傾斜面９６ｂによってＵ字ピン９４ｂの他端部９４ｅが押し下げられる。
そして、図２３に示すように、スライド部材９５が傾斜面９６ｂの長さＬ３だけ左方向に移動すると、平坦部９６ｄがＵ字ピン９４ｂの他端部９４ｅに当接し、Ｕ字ピン９４ｂの一端部９４ｄが貫通孔９２ｃから抜け出す。これにより、スライド部材９５のロックが解除され、ラック９２が移動可能になる。
【０１４９】
一方、スライド部材９５が移動し始めても、突起部９７ｂが長孔９７ａの右端部に当接するまで、ラック９２は移動しない。つまり、初期状態において、ラック９２は、電動モータ９１と不連結状態となっている。
そして、図２３に示すように、スライド部材９５が所定距離である傾斜面９６ｂの長さＬ３（＝Ｌ６−Ｄ３）だけ左方向に移動すると、長孔９７ａの右端部が突起部９７ｂに当接する。これにより、駆動源である電動モータ９１と伝達機構であるラック９２とがスライド部材９５を介して連結された状態（駆動力を伝達可能な状態）になる。
【０１５０】
さらに、スライド部材９５が左方向に移動すると、スライド部材９５と共にラック９２が左方向に移動する。これにより、ラック歯９２ｂによってピニオン９３が回転し、ピニオン９３によってスリーブ８が回転する。そして、図７（ｂ）に示すように、スリーブ８が所定角度回転することにより、主燃焼室５１Ｄと副燃焼室５２Ｄである凹部７Ｄとの間に貫通部８１が配置され、主燃焼室５１Ｄと副燃焼室５２Ｄとが連通する。
【０１５１】
そして、図２４に示すように、スライド部材９５が長さＬ３＋Ｌ４＋Ｌ３だけ移動すると、ラック９２が長さＬ５（＝Ｌ４＋Ｌ３）だけ移動する。これにより、Ｕ字ピン９４ｂの一端部９４ｄに対応する位置に、右側の貫通孔９２ｄが配置される。また、Ｕ字ピン９４ｂの他端部９４ｅは、右側の傾斜面９６ｃの右端部に配置される。これにより、Ｕ字ピン９４ｂがコイルばね９４ｃに付勢されて上昇し、Ｕ字ピン９４ｂの一端部９４ｄが右側の貫通孔９２ｄに挿入される。その結果、ラック９２がストッパ９４によって再びロックされる。これにより、スリーブ８の回転が規制されるので、主燃焼室５１Ｄと副燃焼室５２Ｄとの連通状態（すなわち低圧縮比状態）が維持される。
【０１５２】
図示は省略するが、燃焼室５を低圧縮比から高圧縮比とする場合は、図２４に示す状態から電動モータ９１を逆回転させ、スライド部材９５を右方向に移動させる。その後の動作は、前記した説明と左右対称なので詳細な説明を省略する。
【０１５３】
このような構成によれば、ラック９２がストッパ９４によって所定位置で機械的にロックされるので、スリーブ８を容易に位置決めすることができる。また、ラック９２が機械的にロックされた後は電動モータ９１を制御する必要がないので、制御装置の負担を軽減することができる。さらに、タイミング調整機構によって、ラック９２のロックが解除されるタイミングとラック９２が動き出すタイミングが調整されているので、ラック９２を機械的にロックした場合でも、スリーブ８を円滑に移動させることができる。
【０１５４】
＜第６実施形態の変形例１＞
図２５は、第６実施形態の変形例１における移動装置の概略構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のXXVb−XXVb線断面図、（ｃ）は（ａ）に示すＺ方向からみた側面図、である。
図２５に示すように、第６実施形態の変形例１における移動装置９Ａは、ラック９２とスライド部材９５とが重ねて配置されている点が、前記した第６実施形態と異なっている。以下では、第６実施形態と異なる点を主に説明し、同一の要素については重複する説明を省略する。
【０１５５】
図２５（ｂ）に示すように、スライド部材９５は、断面視コ字形状の溝形部材で構成されており、内部にラック９２がスライド可能に配置されている。これにより、ガイド９２ｅ，９２ｆ（図２２参照）が省略可能となる。ラック９２のラック歯９２ｂは、スライド部材９５の側面の開口部から露出している。スライド部材９５の上面には長孔９７ａが形成されており、長孔９７ａにはラック９２の上面に立設された突起部９７ｂが嵌入されている。これにより、延出部９７ｃ（図２２参照）が省略可能となる。また、スライド部材９５の底面には長孔９５ｆが形成されており、長孔９５ｆにはラック９２の貫通孔９２ｃ，９２ｄが露出している。
【０１５６】
このような構成によれば、ラック９２とスライド部材９５とが重ねて配置されているので、移動部材９Ａを小型化することができ、ひいては内燃機関のレイアウトの自由度が項上する。
【０１５７】
なお、タイミング調整機構の長孔９７ａは、これに限定されるものではなく、例えば長溝によって構成してもよい。
【０１５８】
また、カム機構９６は凸部に限定されるものではなく、例えば凸部の表面形状と平行に形成したカム溝で構成してもよい。この場合、図示は省略するが、Ｕ字ピン９４ｂの他端部９４ｅをカム溝に係合させるようにすれば、傾斜面９６ｂ，９６ｃに沿ってＵ字ピン９４ｂが上下動するので、コイルばね９４ｃを省略することができる。
【０１５９】
また、第１実施形態等で説明したシリンダ軸線ＣＬ方向にスライドするタイプのスリーブ８に、第６実施形態の移動手段９，９Ａを適用することもできる。この場合、ラック歯９２ｂやピニオン９３の位置や向きを適宜変更して動力の伝達方向をシリンダ軸線ＣＬ方向に変換すればよい。
【０１６０】
以上、本実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構１〜１Ｌについて、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【０１６１】
例えば、スリーブ８の下端部は、図１に示すように、クランクケース２ｂの内部に配置したが、スリーブ８を移動手段９で移動することができる限りにおいて、スリーブ８の下端部をシリンダ孔６の内部に配置してもよい。この場合、図２６に示すように、シリンダ孔６の内部に、スリーブ８の下端部８ｂと当接可能な段部６ｃを設けるようにすれば、万が一、スリーブ８が落下した場合でもスリーブ８を段部６ｃで受け止めることができる。なお、この場合、燃焼室５の容積が拡大して低圧縮比状態となるが、ノッキングが抑制されるので、内燃機関１０の性能低下を招くことがない。また、スリーブ８が段部６ｃよりも下に落下することがないので、スリーブ８とクランクシャフト１４とが干渉するおそれがない。
【０１６２】
また、第６実施形態のタイミング調整機構９７において、ラック９２に長孔９７ａを設け、スライド部材９５に突起部９７ｂを設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１６３】
１        内燃機関の可変圧縮比機構
２        シリンダブロック
３        シリンダヘッド
４        燃焼室頂部
５        燃焼室
５１      主燃焼室
５２      副燃焼室
６        シリンダ孔
６ａ      内周面
７        凹溝（凹部）
８        スリーブ
９        移動手段
１０      内燃機関
１２      ピストン
ＣＬ      シリンダ軸線
【図１】
2017077937.tif 000003
【図２】
2017077937.tif 000004
【図３】
2017077937.tif 000005
【図４】
2017077937.tif 000006
【図５】
2017077937.tif 000007
【図６】
2017077937.tif 000008
【図７】
2017077937.tif 000009
【図８】
2017077937.tif 000010
【図９】
2017077937.tif 000011
【図１０】
2017077937.tif 000012
【図１１】
2017077937.tif 000013
【図１２】
2017077937.tif 000014
【図１３】
2017077937.tif 000015
【図１４】
2017077937.tif 000016
【図１５】
2017077937.tif 000017
【図１６】
2017077937.tif 000018
【図１７】
2017077937.tif 000019
【図１８】
2017077937.tif 000020
【図１９】
2017077937.tif 000021
【図２０】
2017077937.tif 000022
【図２１】
2017077937.tif 000023
【図２２】
2017077937.tif 000024
【図２３】
2017077937.tif 000025
【図２４】
2017077937.tif 000026
【図２５】
2017077937.tif 000027
【図２６】
2017077937.tif 000028
【国際調査報告】
2017077937.tif 000029
2017077937.tif 000030
2017077937.tif 000031
2017077937.tif 000032