(57)【要約】【課題】良好な圧縮比可変作用を確保しつつ、可変圧縮比機構による可変圧縮比内燃機関の重量増加を制限する。【解決手段】機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関は、機械圧縮比を変更するためにシリンダブロック３をクランクケース２に対し機関高さ方向ＥＨに相対移動させるように構成されている可変圧縮比機構Ｖを備える。可変圧縮比機構Ｖは、クランクケースとシリンダブロックとの間に形成された油室１０と、クランクケース及びシリンダブロックとそれぞれ一体をなしつつ油室内に配置された構造体１１であって、油室内の油圧に応じて機関高さ方向に伸縮可能な構造体と、機械圧縮比を変更するために油室内の油圧を制御するように構成されている油圧制御装置１２と、を備える。【選択図】図２
2018155114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関において、
前記機械圧縮比を変更するために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ように構成されている可変圧縮比機構を備え、前記可変圧縮比機構は、
前記クランクケースと前記シリンダブロックとの間に形成された油室と、
前記クランクケース及び前記シリンダブロックとそれぞれ一体をなしつつ前記油室内に配置された構造体であって、前記油室内の油圧に応じて前記機関高さ方向に伸縮可能な構造体と、
前記機械圧縮比を変更するために前記油室内の油圧を制御するように構成されている油圧制御装置と、
を備える、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】
機械圧縮比を変更するために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可変圧縮比機構を備えた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）。特許文献１の可変圧縮比機構は、シリンダブロックから突出する隆起部に形成されたカム収容孔と、クランクケースから突出する立壁部に形成された軸受収容孔と、カム軸と、偏心状態でカム軸に固定されつつカム収容孔に収容されたカムと、偏心状態でカム軸に回転可能に取り付けられつつ軸受収容孔に収容された軸受と、カム軸を回転させるための歯車列及び電気モータと、を備える。カム軸が回転されると、カム軸に対するカムの偏心方向と、カム軸に対する軸受の偏心方向との間にズレが生ずるので、シリンダブロックがクランクケースから遠ざけられ、又はクランクケースに近づけられる。すなわち、機械圧縮比が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８３５９４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の可変圧縮比機構は上述したように、隆起部、立壁部、カム軸、カム、軸受、歯車列、電気モータといった構成要素を必要とする。このような可変圧縮比機構によって可変圧縮比内燃機関の重量が好ましくなく増大されるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関において、前記機械圧縮比を変更するために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ように構成されている可変圧縮比機構を備え、前記可変圧縮比機構は、前記クランクケースと前記シリンダブロックとの間に形成された油室と、前記クランクケース及び前記シリンダブロックとそれぞれ一体をなしつつ前記油室内に配置された構造体であって、前記油室内の油圧に応じて前記機関高さ方向に伸縮可能な構造体と、前記機械圧縮比を変更するために前記油室内の油圧を制御するように構成されている油圧制御装置と、を備える、可変圧縮比内燃機関が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
良好な圧縮比可変作用を確保しつつ、可変圧縮比機構による可変圧縮比内燃機関の重量増加を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【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断面図である。
【図３】本発明による実施例の構造体の斜視図である。
【図４】可変圧縮比機構の概略断面図である。
【図５】可変圧縮比機構の作用を説明するための可変圧縮比内燃機関の縦断面図である。
【図６】構造体の別の実施例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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はクランクケース２及びシリンダブロック３間に設けられた可変圧縮比機構を、それぞれ示す。なお、図１において、ＥＬは機関長さ方向を、ＥＷは機関幅方向を、ＥＨ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ＥＬ、機関幅方向ＥＷ、及び機関高さ方向ＥＨは互いに直交する。また、図１において、機関長さ方向ＥＬ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ＥＬ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ＥＬ及び機関幅方向ＥＷは水平方向に延びており、機関高さ方向ＥＨは鉛直方向に延びている。
【０００９】
本発明による実施例では、シリンダブロック３は定置されたクランクケース２に対して機関高さ方向ＥＨに相対移動可能になっている。この場合、クランクケース２とシリンダブロック３との間からブローバイガスが外部に漏れるおそれがある。そこで本発明による実施例では、クランクケース２とシリンダブロック３との間をシールするブーツシール７が設けられる。
【００１０】
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ＥＨ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。
【００１１】
図２には、本発明による実施例の可変圧縮比機構Ｖが概略的に示される。図２を参照すると、本発明による実施例の可変圧縮比機構Ｖは、クランクケース２とシリンダブロック３との間に形成された油室１０を備える。図２に示される例では、クランクケース２の側壁の頂部に、機関長さ方向ＥＬに延びる凹溝２ａが形成されており、シリンダブロック３の側壁の底部に、機関長さ方向ＥＬに延びる凸部３ａがされており、凹溝２ａに凸部３ａが摺動可能に挿入されることによって油室１０が画定される。この油室１０内は作動油で満たされている。なお、図２において、１０ａはクランクケース２とシリンダブロック３との間のシールを示している。また、油室１０の機関長さ方向ＥＬの一端は封止されており、油室１０の機関長さ方向ＥＬの他端は後述する油圧制御装置１２に連結される。
【００１２】
また、本発明による実施例の可変圧縮比機構Ｖは、油室１０内に配置された構造体１１を備える。図３には図２に示される構造体１１の斜視図が示される。なお、図３において、ＳＬは構造体長さ方向を、ＳＷは構造体幅方向を、ＳＨは構造体高さ方向を、それぞれ示しており、これら構造体長さ方向ＳＬ、構造体幅方向ＳＷ、及び構造体高さ方向ＳＨは互いに直交する。また、図３において、構造体長さ方向ＳＬは紙面に直交している。また、図２及び図３に示される実施例では、構造体長さ方向ＳＬ、構造体幅方向ＳＷ、及び構造体高さ方向ＳＨはそれぞれ、機関長さ方向ＥＬ、機関幅方向ＥＷ、及び機関高さ方向ＥＨに一致する。
【００１３】
図３に示される例では、構造体１１は、平板状をなしつつ構造体長さ方向ＳＬに拡がる一対の固定部２０Ｔ及び２０Ｂと、固定部２０Ｔ，２０Ｂと一体をなしつつ固定部２０Ｔ，２０Ｂ間に設けられた変形部２１と、を備える。一例では、構造体１１は３Ｄプリンタを用いて一体成型される。図２に示されるように、固定部２０Ｔは鋳ぐるみによってシリンダブロック３と一体的に形成される。また、固定部２０Ｂは鋳ぐるみによってクランクケース２と一体的に形成される。したがって、構造体１１はクランクケース２及びシリンダブロック３とそれぞれ一体をなしつつ油室１０内に配置される。なお、構造体１１は例えば、金属又は樹脂から形成される。
【００１４】
図２及び図３に示される例では、構造体１１の変形部２１は、多角形断面を有しつつ構造体長さ方向ＳＬに延びる中空体の形をなしている。すなわち、図３に示されるように、変形部２１は、構造体高さ方向ＳＨにおいて固定部２０Ｔ，２０Ｂのほぼ中央に位置する中央部２２と、中央部２２から構造体高さ方向ＳＨに固定部２０Ｔに向けて延びる延長部２３Ｔと、延長部２３Ｔから分岐して固定部２０Ｔにそれぞれ連結された一対の脚部２４Ｔと、中央部２２から構造体高さ方向ＳＨに固定部２０Ｂに向けて延びる延長部２３Ｂと、延長部２３Ｂから分岐して固定部２０Ｂにそれぞれ連結された一対の脚部２４Ｂと、を備える。
【００１５】
別の見方をすると、変形部２１は、図２に示されるように、構造体長さ方向ＳＨにそれぞれ延びる複数の面部分２５と、これら面部分２５がそれぞれ互いに結合されることにより形成される複数の角部分２６とを含む。
【００１６】
このように変形部２１を構成すると、変形部２１は油室１０内の油圧に応じて構造体高さ方向ＳＨに伸縮可能となる。すなわち、本発明による実施例では、変形部２１の中空部分又は内部空間を除いて、油室１０内は作動油で満たされている。この場合、油室１０内の油圧が上昇されると、角部分２６が平坦に近づくよう変形する。その結果、変形部２１は構造体高さ方向ＳＨに伸長する。図４は変形部２１が最も伸長した場合を示している。これに対し、油室１０内の油圧が低下されると、角部分２６が元の屈曲状態に戻るよう変形する。その結果、変形部２１は構造体高さ方向ＳＨに収縮する。図２は変形部２１が最も収縮した場合を示している。ここで、本発明による実施例では、構造体高さ方向ＳＨは機関高さ方向ＥＨに一致する。したがって、構造体１１は油室１０内の油圧に応じて機関高さ方向ＥＨに伸縮可能になっている、ということになる。なお、油室１０内の油圧に応じて構造体高さ方向ＳＨに伸縮可能である限り、変形部２１は種々の他の構造を取ることができる。
【００１７】
再び図２を参照すると、本発明による実施例の可変圧縮比機構Ｖは更に、機械圧縮比を変更するために油室１０内の油圧を制御するように構成されている油圧制御装置１２を備える。油圧制御装置１２は例えば油圧ポンプを含む。
【００１８】
さて、機械圧縮比を上昇すべきときには、油圧制御装置１２は油室１０内の油圧を低下させる。その結果、図２に示されるように構造体１１が機関高さ方向ＥＨに収縮し、図５（Ａ）に示されるようにシリンダブロック３がクランクケース２に近づけられる。したがって、燃焼室容積が減少され、機械圧縮比が上昇される。これに対し、機械圧縮比を低下すべきときには、油圧制御装置１２は油室１０内の油圧を上昇させる。その結果、図４に示されるように構造体１１が機関高さ方向ＥＨに伸長し、図５（Ｂ）に示されるようにシリンダブロック３がクランクケース２から遠ざけられる。したがって、燃焼室容積が増大され、機械圧縮比が低下される。すなわち、油室１０内の油圧を制御することにより機械圧縮比を変更することができる。なお、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。また、油圧制御装置１２は電子制御ユニット（図示しない）によって制御される。
【００１９】
このように本発明による実施例では、可変圧縮比機構Ｖが油室１０、構造体１１及び油圧制御装置１２から構成されるので、可変圧縮比機構Ｖの重量を低減することができる。したがって、良好な圧縮比可変作用を確保しつつ、可変圧縮比機構Ｖによる可変圧縮比内燃機関１の重量増加を制限することができる。
【００２０】
なお、シリンダブロック３をクランクケース２に対し相対移動させることにのみ注目すれば、構造体１１はクランクケース２及びシリンダブロック３とそれぞれ一体的である必要はないかもしれない。しかしながら、構造体１１とクランクケース２及びシリンダブロック３とをそれぞれ別体に形成すると、構造体１１の伸縮の際に、構造体１１とクランクケース２又はシリンダブロック３との間に滑りが生ずるおそれがある。このような滑りが生ずると、クランクケース２に対するシリンダブロック３の機関高さ方向ＥＨの位置を目標位置に制御するのが困難となり、したがって機械圧縮比を目標値に制御するのが困難となる。また、機関長さ方向ＥＬに関し、滑りの程度又は量にバラツキが生ずるおそれがある。このことは、複数の気筒の機械圧縮比にバラツキが生ずるおそれのあることを意味する。これに対し、本発明による実施例では、構造体１１がクランクケース２及びシリンダブロック３とそれぞれ一体をなしているので、上述した滑りが生ずるおそれがない。したがって、機械圧縮比を精度よく制御することができる。また、複数の気筒の機械圧縮比のバラツキを制限することができる。
【００２１】
図６は構造体１１の変形部２１の別の実施例を示している。図６に示される例では、変形部２１は、固定部２０Ｔから構造体高さ方向ＳＨに延びる延長部２３と、延長部２３Ｔから分岐して固定部２０Ｂにそれぞれ連結された一対の脚部２４と、を備える。この実施例でも、油室１０内の油圧に応じて変形部２１又は構造体１１が構造体高さ方向ＳＨに伸縮可能になっている。
【符号の説明】
【００２２】
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
１０  油室
１１  構造体
１２  油圧制御装置
ＥＨ  機関高さ方向
Ｖ    可変圧縮比機構
【図１】
2018155114.tif 000003
【図２】
2018155114.tif 000004
【図３】
2018155114.tif 000005
【図４】
2018155114.tif 000006
【図５】
2018155114.tif 000007
【図６】
2018155114.tif 000008