(57)【要約】【課題】シリンダブロックの移動時にシリンダブロックが機関高さ方向に対し傾くのを制限しつつ、可変圧縮比内燃機関の重量及び寸法の増大を制限する。【解決手段】シリンダブロック３をクランクケース２に対し機関高さ方向ＬＨに相対移動させることにより機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構Ｖは、基準面ＲＰの一側Ａにのみ配置される。基準面ＲＰの一側Ａには第１の頂部側支持部材３１ｔ及び第１の底部側支持部材３１ｂが設けられ、基準面ＲＰの他側Ｂには第２の頂部側支持部材３２ｔ及び第２の底部側支持部材３２ｂが設けられる。第１の頂部側支持部材はシリンダブロックに向けて移動不能に保持される。少なくとも第２の底部側支持部材を付勢する付勢部材５２ｂは、油圧式ラッシュアジャスタから構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変圧縮比機構を用いてシリンダブロックをクランクケースに対し機関高さ方向に相対移動させることにより機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であって、前記可変圧縮比機構が燃焼室の中心を通りかつ機関長さ方向及び機関高さ方向に拡がる基準面の一側にのみ配置されている可変圧縮比内燃機関において、
前記基準面の両側において前記シリンダブロックを摺動可能に支持する第１の支持部材及び第２の支持部材をそれぞれ備え、
前記第１の支持部材は、機関高さ方向に互いに離間した第１の頂部側支持部材及び第１の底部側支持部材を含み、
前記第２の支持部材は、機関高さ方向に互いに離間した第２の頂部側支持部材及び第２の底部側支持部材を含み、
前記第１の頂部側支持部材は、前記シリンダブロックに向けて移動不能に保持されており、
前記第１の底部側支持部材、前記第２の頂部側支持部材、及び前記第２の底部側支持部材はそれぞれ、前記シリンダブロックに向けて移動可能に保持されるとともに、対応する付勢部材により前記シリンダブロックに向けて付勢されており、
少なくとも前記第２の底部側支持部材を付勢する付勢部材は、油圧式ラッシュアジャスタから構成される、
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】
可変圧縮比機構を用いてシリンダブロックをクランクケースに対し機関高さ方向に相対移動させることにより機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であって、前記可変圧縮比機構が燃焼室の中心を通りかつ機関長さ方向及び機関高さ方向に拡がる基準面の両側に配置されている可変圧縮比内燃機関が公知である（例えば、特許文献１参照）。この内燃機関では、基準面の両側において、シリンダブロックを摺動可能に支持する支持部材がそれぞれ設けられる。基準面の一側に位置する支持部材は、シリンダブロックに向けて移動不能に保持される。これに対し、基準面の他側に位置する支持部材は、シリンダブロックに向けて移動可能に保持されるとともに付勢部材によりシリンダブロックに向けて付勢される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１９７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では基準面の両側に可変圧縮比機構が必要であるので、可変圧縮比内燃機関の重量及び寸法が増大するおそれがある。この点、基準面の一側にのみ可変圧縮比機構を設ければ、すなわち単一の可変圧縮比機構を用いれば、可変圧縮比内燃機関の重量及び寸法の増大を制限できると考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような単一の可変圧縮比機構を用いると、シリンダブロックの移動時にシリンダブロックが機関高さ方向に対し傾きやすくなるという問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、可変圧縮比機構を用いてシリンダブロックをクランクケースに対し機関高さ方向に相対移動させることにより機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であって、前記可変圧縮比機構が燃焼室の中心を通りかつ機関長さ方向及び機関高さ方向に拡がる基準面の一側にのみ配置されている可変圧縮比内燃機関において、前記基準面の両側において前記シリンダブロックを摺動可能に支持する第１の支持部材及び第２の支持部材をそれぞれ備え、前記第１の支持部材は、機関高さ方向に互いに離間した第１の頂部側支持部材及び第１の底部側支持部材を含み、前記第２の支持部材は、機関高さ方向に互いに離間した第２の頂部側支持部材及び第２の底部側支持部材を含み、前記第１の頂部側支持部材は、前記シリンダブロックに向けて移動不能に保持されており、前記第１の底部側支持部材、前記第２の頂部側支持部材、及び前記第２の底部側支持部材はそれぞれ、前記シリンダブロックに向けて移動可能に保持されるとともに、対応する付勢部材により前記シリンダブロックに向けて付勢されており、少なくとも前記第２の底部側支持部材を付勢する付勢部材は、油圧式ラッシュアジャスタから構成される、可変圧縮比内燃機関が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
シリンダブロックの移動時にシリンダブロックが機関高さ方向に対し傾くのを制限しつつ、可変圧縮比内燃機関の重量及び寸法の増大を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】可変圧縮比内燃機関の縦断面図である。
【図２】可変圧縮比機構の概略図である。
【図３】可変圧縮比内燃機関の縦断面図である。
【図４】第１の底部側支持部材及び付勢部材の概略断面図である。
【図５】第２の底部側支持部材及び付勢部材の概略断面図である。
【図６】第２の底部側支持部材及び付勢部材の概略断面図である。
【図７】本発明による実施例を説明する、可変圧縮比内燃機関の縦断面図である。
【図８】本発明による別の実施例における可変圧縮比内燃機関の縦断面図である。
【図９】本発明による更に別の実施例における可変圧縮比内燃機関の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照すると、１は可変圧縮比内燃機関、２はクランクケース、３はシリンダブロック、４はシリンダヘッド、５はピストン、６は燃焼室、Ｖは可変圧縮比機構、をそれぞれ示す。なお、図１において、ＬＬは機関長さ方向を、ＬＷは機関幅方向を、ＬＨは機関高さ方向を、それぞれ示しており、これら機関長さ方向ＬＬ、機関幅方向ＬＷ、及び機関高さ方向ＬＨは互いに直交する。また、図１において、機関長さ方向ＬＬは紙面に直交している。図１に示される実施例では、内燃機関１は複数の気筒又は燃焼室６を備えており、複数の気筒又は燃焼室６は機関長さ方向ＬＬに沿って整列されている。また、図１に示される実施例では、機関長さ方向ＬＬ及び機関幅方向ＬＷは水平方向に延びており、機関高さ方向ＬＨは鉛直方向に延びている。
【００１０】
更に図１を参照すると、ＲＰは気筒又は燃焼室６の中心を通りかつ機関長さ方向ＬＬ及び機関高さ方向ＬＨに拡がる基準面を示している。本発明による実施例では、可変圧縮比機構Ｖは基準面ＲＰの一側Ａにのみ設けられる。すなわち、基準面ＲＢの他側Ｂには可変圧縮比機構Ｖは設けられない。
【００１１】
可変圧縮比機構Ｖは機械圧縮比を変更するためのものである。本発明による実施例では、可変圧縮比機構Ｖはシリンダブロック３をクランクケース２に対し機関高さ方向ＬＨに相対移動させることにより機械圧縮比を変更する。なお、ピストン５が圧縮上死点に位置するときの燃焼室６の容積を燃焼室容積と称すると、機械圧縮比は圧縮行程時のピストン５の行程容積と燃焼室容積のみから機械的に定まる値であって、（燃焼室容積＋行程容積）／燃焼室容積で表される。
【００１２】
本発明による実施例では可変圧縮比機構Ｖはリンク機構から形成される。すなわち、図２に示されるように、クランクケース２に回転可能に支持された制御軸１１と、制御軸１１に固定されたケース側軸体１２と、シリンダブロック３に固定されたブロック側軸体１３と、ケース側軸体１２とブロック側軸体１３とを互いに連結する連結部材１４と、を備える。制御軸１１は、断面円形をなすとともに、機関長さ方向ＬＬに延びる。また、制御軸１１は、クランクケース２に形成された断面円形の支持孔１５内に、機関長さ方向ＬＬに延びる回転軸線１１ｃ回りに回転可能に挿入される。ケース側軸体１２は、断面円形をなすとともに、機関長さ方向ＬＬに延びる。また、ケース側軸体１２は制御軸１１の回転軸線１１ｃから偏心した位置において制御軸１１に固定される。ブロック側軸体１３は、断面円形をなすとともに、機関長さ方向ＬＬに延びる。また、ブロック側軸体１３は、シリンダブロック３から機関幅方向ＬＷに突出した支持部１６に固定される。連結部材１４はその両端において断面円形の収容孔１７，１８をそれぞれ備える。一方の収容孔１７にはケース側軸体１２が回転可能に収容され、他方の収容孔１８にはブロック側軸体１３が回転可能に収容される。
【００１３】
図１には、制御軸１１、ケース側軸体１２、ブロック側軸体１３、連結部材１４、及びケース側軸体１２の軌跡Ｐ１２がそれぞれ模式的に示されている。また、ピストンピン２１、クランクシャフトのクランクピン２２、クランクシャフトのクランクジャーナル２３、クランクピン２２の軌跡Ｐ２２もそれぞれ模式的に示されている。
【００１４】
制御軸１１には例えば電気モータが連結される。電気モータにより制御軸１１が回転されると、ケース側軸体１２の機関高さ方向ＬＨの位置が変更され、したがってブロック側軸体１３、すなわちシリンダブロック３がクランクケース２に対し機関高さ方向ＬＨに移動される。この場合、シリンダブロック３がクランクケース２から離れる方向に移動されると燃焼室容積は増大し、したがって機械圧縮比は低くなる。逆に、シリンダブロック３がクランクケース２に近づく方向に移動されると燃焼室容積は減少し、したがって機械圧縮比は高くなる。図１はシリンダブロック３がクランクケース２に最も近づいた状態を示しており、図３はシリンダブロック３がクランクケース２から最も離れた状態を示している。このように、制御軸１１を回転させることによって燃焼室容積又は機械圧縮比を変更することができる。一例では、機関負荷が高いときに機械圧縮比が低くされ、機関負荷が低いときに機械圧縮比が高くされる。
【００１５】
このように、基準面ＲＰの一側Ａにのみ可変圧縮比機構Ｖが設けられるので、可変圧縮比内燃機関１の重量及び寸法の増大を制限することができる。
【００１６】
再び図１を参照すると、基準面ＲＰの両側においてシリンダブロック３を摺動可能に支持する第１の支持部材３１及び第２の支持部材３２がそれぞれ設けられる。すなわち、基準面ＲＰの一側Ａには第１の支持部材３１が設けられ、基準面ＲＰの他側Ｂには第２の支持部材３２が設けられる。第１の支持部材３１は、機関高さ方向ＬＨに互いに離間した第１の頂部側支持部材３１ｔ及び第１の底部側支持部材３１ｂを含む。また、第２の支持部材３２は、機関高さ方向ＬＨに互いに離間した第２の頂部側支持部材３２ｔ及び第２の底部側支持部材３２ｂを含む。本発明による実施例では、機関長さ方向ＬＬに離間して複数、例えば２つの第１の頂部側支持部材３１ｔ及び第１の底部側支持部材３１ｂがそれぞれ設けられ、図１にはそのうち１つずつが示されている。同様に、機関長さ方向ＬＬに離間して複数、例えば２つの第２の頂部側支持部材３２ｔ及び第２の底部側支持部材３２ｂがそれぞれ設けられ、図１にはそのうち１つずつが示されている。
【００１７】
基準面ＲＰの両側にはクランクケース２と一体の第１の保持部材４１及び第２の保持部材４２がそれぞれ設けられており、第１の支持部材３１ｔ，３１ｂ及び第２の支持部材３２ｔ，３２ｂはそれぞれ対応する第１の保持部材４１及び第２の保持部材４２により保持される。本発明による実施例では、第１の保持部材４１及び第２の保持部材４２はそれぞれ、機関高さ方向ＬＨ及び機関長さ方向ＬＬに拡がる壁の形をなす。
【００１８】
基準面ＲＰの一側Ａの頂部側に位置する第１の頂部側支持部材３１ｔは、シリンダブロック３に向けて移動不能に保持される。これに対し、基準面ＲＰの一側Ａの頂部側に位置する第１の底部側支持部材３１ｂ、並びに、基準面ＲＰの他側Ｂに位置する第２の頂部側支持部材３２ｔ及び第２の底部側支持部材３２ｂはそれぞれ、シリンダブロック３に向けて移動可能に保持されるとともに、対応する付勢部材５１ｂ，５２ｔ，５２ｂによりシリンダブロック３に向けて付勢され、したがってシリンダブロック３に押圧されている。
【００１９】
この場合、図１に示される例では、第１の底部側支持部材３１ｂを付勢又は押圧する付勢部材５１ｂは例えば圧縮バネから構成される。すなわち、図４に示されるように、第１の保持部材４１に、機関幅方向ＬＷに延びる保持孔５１が設けられており、この保持孔５１内に第１の底部側支持部材３１ｂが機関幅方向ＬＷに移動可能に収容される。また、第１の保持部材４１に固定された固定具５２と第１の底部側支持部材３１ｂとの間に、圧縮バネから構成された付勢部材５１ｂが配置される。したがって、第１の底部側支持部材３１ｂは付勢部材５１ｂによりシリンダブロック３に向けて付勢され、又はシリンダブロック３に押圧される。第２の頂部側支持部材３２ｔを付勢する付勢部材５２ｔも例えば圧縮バネから構成される。第２の頂部側支持部材３２ｔ及び付勢部材５２ｔの構成は第１の底部側支持部材３１ｂ及び付勢部材５１ｂの構成と同様である。したがって、第２の頂部側支持部材３２ｔは付勢部材５２ｔによりシリンダブロック３に向けて付勢され、又はシリンダブロック３に押圧される。
【００２０】
一方、第２の底部側支持部材３２ｂを付勢又は押圧する付勢部材５２ｂは油圧式ラッシュアジャスタから構成される。すなわち、図５に示されるように、第２の保持部材４２に、機関幅方向ＬＷに延びる保持孔５３が設けられており、この保持孔５３内に第２の底部側支持部材３２ｂが移動可能に収容される。また、第２の保持部材４２に固定された固定具５４と第２の底部側支持部材３２ｂとの間に、油圧式ラッシュアジャスタから構成された付勢部材５２ｂが配置される。したがって、第２の底部側支持部材３２ｂは付勢部材５２ｂによりシリンダブロック３に向けて付勢され、又はシリンダブロック３に押圧される。
【００２１】
本発明による実施例では、付勢部材５２ｂすなわち油圧式ラッシュアジャスタは、内部空間６１を有する固定部材６２と、固定部材６２の外周面上を機関幅方向ＬＷに移動可能なカップ状の可動部材６３と、固定部材６２と可動部材６３との間に液密に画定された油圧室６４と、固定部材６２の内部空間６１と油圧室６４とを互いに連通する連通路６５と、連通路６５を開閉可能な弁体６６と、弁体６６と可動部材６３との間に配置されて弁体６６を連通路６５に向けて付勢する圧縮バネ６７と、を備える。内部空間６１は供給路６８を介して外部の油圧源６９に連結されており、作動油で満たされている。油圧室６４も作動油で満たされている。
【００２２】
付勢部材５２ｂすなわちラッシュアジャスタは、第２の底部側支持部材３２ｂとシリンダブロック３との間に隙間ができないように第２の底部側支持部材３２ｂをシリンダブロック３に向けて付勢する。すなわち、連通路６５は通常、図５に示されるように、弁体６６により閉鎖されている。この場合、内部空間６１内の油圧により弁体６６に作用する連通路開放方向（図５の右向き）の力よりも、圧縮バネ６７のバネ力により弁体６６に作用する連通路閉鎖方向（図５の左向き）の力のほうが大きい。この状態において、例えばシリンダブロック３が第２の底部側支持部材３２ｂから離れる方向（図５の右向き）に移動し、それにより図６に示されるように第２の底部側支持部材３２ｂとシリンダブロック３との間に隙間Ｇが形成されたと仮定する。この場合、弁体６６に作用する連通路閉鎖方向（図６の左向き）の力よりも、内部空間６１内の油圧により弁体６６に作用する連通路開放方向（図６の右向き）の力のほうが大きくなると、弁体６６が連通路６５から離れる方向（図６の右向き）に移動され、連通路６５が開放される。その結果、内部空間６１内の高圧の作動油が油圧室６４内に流入し、可動部材６３が第２の底部側支持部材３２ｂとともに、シリンダブロック３に向けて（図６の右向きに）移動される。次いで、第２の底部側支持部材３２ｂがシリンダブロック３に当接すると、圧縮バネ６７のバネ力によって弁体６６が連通路６５に向けて（図６の左向きに）移動され、連通路６５が閉鎖される。その結果、油圧室６４が封止される。したがって、第２の底部側支持部材３２ｂがシリンダブロック３に当接した状態に保持される。
【００２３】
その結果、第１の底部側支持部材３１ｂがシリンダブロック３、特に基準面ＲＰの一側Ａにおいてシリンダブロック３の側面に押圧される。また、第２の頂部側支持部材３２ｔ及び第２の底部側支持部材３２ｂがそれぞれ、シリンダブロック３、特に基準面ＲＰの一側Ｂにおいてシリンダブロック３の側面に押圧される。このため、第１の頂部側支持部材３１ｔがシリンダブロック３、特に基準面ＲＰの一側Ａにおいてシリンダブロック３の側面に押圧される。したがって、第１の支持部材３１と第２の支持部材３２との間でシリンダブロック３を確実に支持することができる。
【００２４】
さて、機関運転が行われると、シリンダブロック３には、図７に矢印ＦＣで示される燃焼荷重が作用する。本発明による実施例では、可変圧縮比機構Ｖが基準面ＲＰの一側Ａにのみ設けられるので、この燃焼荷重ＦＣは、可変圧縮比機構Ｖを中心とする、図７において時計回りの回転力ＦＲに転換される。その結果、基準面ＲＰの一側Ａにおけるシリンダブロック３の頂部に機関幅方向ＬＷ外向きの力Ｆ１ｔが作用する。また、基準面ＲＰの他側Ｂにおけるシリンダブロック３の底部に機関幅方向ＬＷ外向きの力Ｆ２ｂが作用する。その結果、シリンダブロック３が機関高さ方向ＬＨに対し、傾くおそれがある。
【００２５】
そこで本発明による実施例では、基準面ＲＰの一側Ａにおけるシリンダブロック３の頂部に、シリンダブロック３に向けて移動不能に保持された第１の頂部側支持部材３１ｔが設けられる。また、基準面ＲＰの他側Ｂにおけるシリンダブロック３の底部に、シリンダブロック３に向けて移動可能に保持されるとともに、ラッシュアジャスタから構成された付勢部材５２ｂによりシリンダブロック３に向けて付勢された第２の底部側支持部材３２ｂが設けられる。その結果、シリンダブロック３が機関高さ方向ＬＨに対し傾くのを確実に制限することができる。
【００２６】
また、例えば熱膨張により、第１の保持部材４１と第２の保持部材４２との間の距離が増大すると、第１の頂部側支持部材３１ｔとシリンダブロック３との間、又は、第２の底部側支持部材３２ｂとの間に、好ましくない隙間が生ずるおそれがある。しかしながら、本発明による実施例では、第２の底部側支持部材３２ｂがラッシュアジャスタから構成される付勢部材５２ｂによりシリンダブロック３に向けて付勢されている。このため、上述したように、第２の底部側支持部材３２ｂがシリンダブロック３に押圧され続ける。したがって、第１の保持部材４１と第２の保持部材４２との間の距離が増大したとしても、シリンダブロック３を確実に支持し続けることができる。
【００２７】
この点、第２の底部側支持部材３２ｂを付勢する付勢部材５２ｂを例えばバネ力がかなり大きい圧縮バネから構成すれば、熱膨張等が発生した場合にも、シリンダブロック３を確実に支持できるかもしれない。しかしながら、このようにバネ力がかなり大きい圧縮バネを用いると、過度の摩擦により、可変圧縮比機構Ｖによりシリンダブロック３を機関高さ方向ＬＨに移動させるのが困難となる。これに対し、本発明による実施例では、可変圧縮比機構Ｖによりシリンダブロック３が容易に移動するのを確保しつつ、シリンダブロック３を確実に支持することができる。
【００２８】
更に、シリンダブロック３には、ピストン５の運動や、可変圧縮比機構Ｖによるシリンダブロック３の移動などにより、機関幅方向ＬＷの種々の力が作用する。本発明による実施例では、基準面ＲＰの一側Ａにおけるシリンダブロック３の底部に第１の底部側支持部材３１ｂが設けられ、基準面ＲＰの他側Ｂにおけるシリンダブロック３の頂部に第２の頂部側支持部材３２ｔが設けられるので、シリンダブロック３の傾きを確実に制限することができる。
【００２９】
図８及び図９は本発明による別の実施例を示している。図８に示される例では、第２の底部側支持部材３２ｂを付勢する付勢部材５２ｂに加えて、第２の頂部側支持部材３２ｔを付勢する付勢部材５２ｔもラッシュアジャスタから構成される。図９に示される例では、第２の底部側支持部材３２ｂを付勢する付勢部材５２ｂに加えて、第１の底部側支持部材３１ｂを付勢する付勢部材５１ｂもラッシュアジャスタから構成される。また、更に別の実施例（図示しない）では、第２の底部側支持部材３２ｂを付勢する付勢部材５２ｂに加えて、第２の頂部側支持部材３２ｔを付勢する付勢部材５２ｔ及び第１の底部側支持部材３１ｂを付勢する付勢部材５１ｂもラッシュアジャスタから構成される。
【００３０】
したがって、上述した種々の実施例を包含するように表現すると、第１の頂部側支持部材３１ｔは、シリンダブロック３に向けて移動不能に保持されており、第１の底部側支持部材３１ｂ、第２の頂部側支持部材３２ｔ、及び第２の底部側支持部材３２ｂはそれぞれ、シリンダブロック３に向けて移動可能に保持されるとともに、対応する付勢部材５１ｂ，５２ｔ，５２ｂによりシリンダブロック３に向けて付勢されており、少なくとも第２の底部側支持部材３２ｂを付勢する付勢部材５２ｂは、油圧式ラッシュアジャスタから構成される、ということになる。
【符号の説明】
【００３１】
１    可変圧縮比内燃機関
２    クランクケース
３    シリンダブロック
６    燃焼室
３１    第１の支持部材
３１ｔ    第１の頂部側支持部材
３１ｂ    第１の底部側支持部材
３２    第２の支持部材
３２ｔ    第２の頂部側支持部材
３２ｂ    第２の底部側支持部材
５１ｔ，５１ｂ，５２ｔ，５２ｂ    付勢部材
ＲＰ    基準面
Ａ    基準面の一側
Ｂ    基準面の他側
ＬＬ    機関長さ方向
ＬＨ    機関高さ方向
【図１】
2018084170.tif 000003
【図２】
2018084170.tif 000004
【図３】
2018084170.tif 000005
【図４】
2018084170.tif 000006
【図５】
2018084170.tif 000007
【図６】
2018084170.tif 000008
【図７】
2018084170.tif 000009
【図８】
2018084170.tif 000010
【図９】
2018084170.tif 000011