(57)【要約】【課題】クランクシャフトに対しコントロールシャフトが軸線方向視で機関水平方向に接近し２つのシャフトの一部が垂直方向に重なる場合であっても、クランクシャフト主軸受近傍の口開きを防止する。【解決手段】複リンク機構を有する内燃機関であって、クランクシャフト（４）を回転自在に支持するクランクシャフト主軸受（１５）と、コントロールシャフト（７）を回転自在に支持するコントロールシャフト主軸受（１７）とが、クランクシャフト軸線方向に間欠的に設けられ、コントロールシャフト主軸受（１７）は、クランクシャフト主軸受（１５）に対して前記軸線方向に所定量オフセットして配置されている。【選択図】図３
2008240548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンと、
ピストンピンを介して連結されるアッパリンクと、
このアッパリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアリンクと、
前記クランクシャフトと略平行に配置したコントロールシャフトと、
このコントロールシャフトに一端が揺動可能に連結されると共に、前記ロアリンクに他端が連結されるコントロールリンクと
で構成される複リンク機構を有するレシプロ式内燃機関であって、
前記クランクシャフトを回転自在に支持するクランクシャフト主軸受と、前記コントロールシャフトを回転自在に支持するコントロールシャフト主軸受とがクランクシャフト軸線方向に間欠的に設けられ、
前記コントロールシャフト主軸受は、前記クランクシャフト主軸受に対して前記軸線方向に所定量オフセットして配置されていることを特徴とするレシプロ式内燃機関。
【請求項２】
前記クランクシャフト主軸受の下半分を構成するクランクシャフト主軸受用ベアリングビームをシリンダブロックに固定する少なくとも２本のクランクシャフト主軸受締結ボルトと、前記コントロールシャフト主軸受の下半分を構成するコントロールシャフト用ベアリングキャップまたはコントロールシャフト主軸受用ベアリングビームを前記クランクシャフト主軸受用ベアリングビームに固定する少なくとも２本のコントロールシャフト主軸受締結ボルトとがそれぞれ独立していることを特徴とする請求項１に記載のレシプロ式内燃機関。
【請求項３】
クランクシャフト主軸受の半分を構成するクランクシャフト主軸受用ベアリングキャップをシリンダブロックに固定するためのボルトであって、クランクシャフト軸線方向で見たときにクランクシャフトの両側で最も近接して設けられた２本のボルトと、コントロールシャフト主軸受の半分を構成するコントロールシャフト主軸受用ベアリングキャップをシリンダブロックまたはクランクシャフト主軸受用ベアリングキャップに固定するためのボルトであって、コントロールシャフト軸線方向で見たときにコントロールシャフトの両側で最も近接して設けられた２本のボルトとが、全て独立した別々のボルトとされていることを特徴とする請求項１に記載のレシプロ式内燃機関。
【請求項４】
クランクシャフト主軸受とコントロールシャフト主軸受のクランクシャフト軸線方向のオフセットは、クランクシャフト主軸受とコントロールシャフト主軸受がクランクシャフト軸線方向にほぼ隣接するような量のオフセットであることを特徴とする請求項３に記載のレシプロ式内燃機関。
【請求項５】
前記所定量は、少なくとも前記クランクシャフト主軸受締結ボルト頭部の半径と前記コントロール主軸受締結ボルト頭部の半径との和より大きいことを特徴とする請求項２または３に記載のレシプロ式内燃機関。
【請求項６】
機関最前端及び機関最後端の各コントロールシャフト主軸受はそれぞれ軸線方向で機関内側にオフセットしていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載のレシプロ式内燃機関。
【請求項７】
前記コントロールシャフトには前記コントロールリンクの大端部に形成されるベアリングに回転可能に支持されるピンジャーナルがクランクシャフト軸線方向に間欠的に形成され、このピンジャーナルの回転中心は前記コントロールシャフトの回転中心に対して所定量偏心しており、
かつ前記コントロールシャフトの回動角度を可変に調整し得る圧縮比可変用アクチュエータを備え、
この圧縮比可変用アクチュエータと前記コントロールシャフトとの連結部付近を除いて、各気筒の前記コントロールリンク大端部の両端近傍でかつ軸線方向の略対称位置に前記コントロールシャフト主軸受が一対配設されることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のレシプロ式内燃機関。
【請求項８】
前記一対のコントロールシャフト主軸受は、コントロールシャフト軸線方向における前記コントロールリンクのスラスト軸受の機能を有することを特徴とする請求項７に記載のレシプロ式内燃機関。
【請求項９】
前記コントロールシャフト主軸受の全ては、一体部材により連結されるベアリングビーム構造であることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載のレシプロ式内燃機関。
【請求項１０】
前記圧縮比可変用アクチュエータは、ラックギアを有する送りねじシャフト、コントロールシャフト７に形成されるピニオンギアを含み、このピニオンギアと、送りねじシャフトのラックギアとの噛合い部で前記コントロールシャフトと送りねじシャフトが連結し、送りねじシャフトの往復動を前記コントロールシャフトの回転運動に変換するものであり、
隣り合う前記クランクシャフト主軸受の中央位置に各気筒の前記コントロールリンク大端部がくるようにすると共に、この隣り合うコントロールリンク大端部の間であって前記コントロールシャフト主軸受と干渉しない位置に前記送りねじシャフトを配置していることを特徴とする請求項７に記載のレシプロ式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複リンク機構を有するレシプロ式内燃機関、特に複リンク機構の構成要素であるクランクシャフト及びコントロールシャフトの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンと、ピストンピンを介して連結されるアッパリンクと、このアッパリンクとクランクシャフトのクランクピンとに連結されるロアリンクと、前記クランクシャフトと略平行に配置したコントロールシャフトと、このコントロールシャフトに一端が揺動可能に連結されると共に、前記ロアリンクに他端が連結されるコントロールリンクとで構成される複リンク機構を有する内燃機関において、前記クランクシャフトの主軸受及び前記コントロールシャフトの主軸受の２つの主軸受を軸線方向で同じ平面内に配置し、各コントロールシャフト主軸受を一体部材により連結されるベアリングビーム構造としたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−９２４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１の技術では、クランクシャフトの主軸受とコントロールシャフトの主軸受とが垂直方向に重なっていないため、３本の締結ボルトで２つの主軸受を締結することが可能となっている。この場合に、中央の締結ボルトは２つの主軸受の締結のために共用されている。
【０００４】
しかしながら、クランクシャフトに対しコントロールシャフトを、軸線方向視で機関水平方向に近接して配置し、クランクシャフト（クランクシャフト主軸受）とコントロールシャフト（コントロールシャフト主軸受）とが垂直方向に一部で重なるようになると、中央の締結ボルトがクランクシャフト（クランクシャフト主軸受）と干渉し、中央の締結ボルトでクランクシャフトの主軸受を締結できなくなる。すると、クランクシャフト主軸受の合わせ面において口開きが大きくなるおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、クランクシャフトに対しコントロールシャフトが軸線方向視で機関水平方向に接近し２つのシャフトの一部が垂直方向に重なる場合であっても、クランクシャフト主軸受近傍の口開きを防止し得る複リンク機構を有するレシプロ式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】
【０００６】
本発明は、ピストン（１）と、ピストンピン（２）を介して連結されるアッパリンク（３）と、このアッパリンク（３）とクランクシャフト（４）のクランクピン（５）とに連結されるロアリンク（６）と、前記クランクシャフト（４）と略平行に配置したコントロールシャフト（７）と、このコントロールシャフト（７）に一端が揺動可能に連結されると共に、前記ロアリンク（６）に他端が連結されるコントロールリンク（８）とで構成される複リンク機構を有する内燃機関であって、クランクシャフト（４）を回転自在に支持するクランクシャフト主軸受（１５）と、コントロールシャフト（７）を回転自在に支持するコントロールシャフト主軸受（１７）とがクランクシャフト軸線方向に間欠的に設けられ、前記コントロールシャフト主軸受（１７）が、前記クランクシャフト主軸受（１５）に対して前記軸線方向に所定量オフセットして配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、複リンク機構を有する内燃機関であって、クランクシャフト（４）を回転自在に支持するクランクシャフト主軸受（１５）と、コントロールシャフト（７）を回転自在に支持するコントロールシャフト主軸受（１７）とが、クランクシャフト軸線方向に間欠的に設けられ、コントロールシャフト主軸受（１７）が、クランクシャフト主軸受（１５）に対して軸線方向に所定量オフセットして配置されているので、クランクシャフト（４）に対しコントロールシャフト（７）が軸線方向視で機関水平方向に接近し２つのシャフト（４、７）の一部が垂直方向に重なるリンクジオメトリの場合であっても、クランクシャフト主軸受（１５）近傍の口開きの懸念を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１左側は、本発明の一実施形態の複リンク機構を有するレシプロ式内燃機関を下面から見た概略構成図を示している。比較のため図１右側に従来例の複リンク機構を有するレシプロ式内燃機関を下面から見た概略構成図を示している。図１左右で共通する構成には同一の符号を付している。
【００１０】
レシプロ式内燃機関有する複リンク機構の基本的な構成は従来例と本実施形態とで変わらないため、先にこの複リンク機構について図５を参照して説明する。
【００１１】
図５においてレシプロ式内燃機関は、ピストン１と、ピストンピン２を介してピストン１に連結されるアッパーリンク３と、アッパーピン６Ａを介してこのアッパーリンク３とクランクシャフト４のクランクピン５とに連結されるロアリンク６と、クランクシャフト４と略平行に延びるコントロールシャフト７と、このコントロールシャフト７に一端が揺動可能に連結されると共に、コントロールピン６Ｂを介してロアリンク６に他端が連結されるコントロールリンク８とを有している。
【００１２】
また、クランクシャフト４の回転中心Ｐ（後述するクランクシャフト４のメインジャーナル４ａの回転中心と同義）に対して、コントロールシャフト７の回転中心Ｑ（後述するコントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心と同義）が図５における右斜め下方に位置するようクランクシャフト４とコントロールシャフト７が配設されている。すなわち、クランクケース内において、コントロールシャフト７はクランクシャフト４の右斜め下方向に位置している。
【００１３】
コントロールシャフト７には、コントロールリンク８の大端部（一端）に形成されたベアリングに回転可能に支持されるピンジャーナル９が、クランクシャフト４の軸線方向に間欠的に形成されている。このピンジャーナル９の回転中心Ｒは、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａの回転中心Ｑに対して所定量偏心しており、この回転中心Ｒを揺動支点（揺動中心）として、コントロールリンク８がコントロールシャフト７に対して揺動する。
【００１４】
従って、コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａが所定の角度回動すると、コントロールリンク８の揺動支点位置Ｒが変化し、これに伴ってクランクピン５からピストンピン２までの距離が変化して、機関圧縮比が変化する構成となっている。
【００１５】
コントロールシャフト７のメインジャーナル７ａは、ラック＆ピニオンギア機構を介して接続され送りねじシャフト６４（後述する）により回転駆動され、この送りねじシャフト６４を駆動するモータは、周知のエンジンコントロールユニット等により機関運転状態に応じて駆動制御される。図５中の１０はシリンダブロック、１１はカウンタウエイトである。
【００１６】
次に、クランクシャフト４及びコントロールシャフト７のシリンダブロック１０への支持構造について説明する。クランクシャフトのメインジャーナル４ａを回転可能に支持するクランクシャフト主軸受１５は、その上半分がシリンダブロック１０の下面に形成され、下半分がベアリングキャップ（ベアリングビーム４０）の上面に形成された構造となっている。本実施形態のクランクシャフト主軸受用のベアリングキャップは、ベアリングビーム４０からなっていて、ベアリングビーム４０は、断面矩形でクランクシャフト軸線方向に沿ったプレート形状をなしており、クランクシャフトの各メインベアリングキャップを互いに連結したものである。
【００１７】
コントロールシャフトのメインジャーナル７ａを回転可能の支持するコントロールシャフト主軸受１７は、その上半分がベアリングビーム４０の下面４２に形成され、下半分はベアリングキャップ２１の上面に形成されている。コントロールシャフト主軸受用のベアリングキャップ２１は断面矩形で、図１右側にも示されているようにクランクシャフト軸線方向（図１において上下方向）に沿って５つのベアリングキャップ２１が気筒列両端及び気筒間に間欠的に配置されている。
【００１８】
ベアリングビーム４０は、クランクシャフト主軸受１５を挟んだ２箇所で、２本の締結ボルト２３，２４によって下側よりシリンダブロック１０に締結されている。また、ベアリングキャップ２１は、コントロールシャフト主軸受１７を挟んだ２箇所で、ボルト２４，２５によって下側よりベアリングビーム４０及びシリンダブロック１０に締結されている。つまり、クランクシャフト軸線方向視（図５）で左側に位置する第１の締結ボルト２３と右側に位置する第２の締結ボルト２５の間に第３の締結ボルト２４が位置し、かつ第３の締結ボルト２４はクランクシャフト主軸受１５とコントロールシャフト主軸受１７との間に位置している。そして、第３の締結ボルト２４はベアリングビーム４０及びベアリングキャップ２１の両者を貫通してシリンダブロック１０に締結されている。
【００１９】
図２（Ａ）は、こうした従来例のクランクシャフト主軸受１５とコントロールシャフト主軸受１７の位置関係（リンクジオメトリ）及びこれら２つの主軸受１５、１７の締結ボルトの配置をクランクシャフト軸線方向視で改めて示したものである。
【００２０】
従来例では２つの主軸受１５、１７のクランクシャフト軸線方向位置が同じ、つまりクランクシャフト軸線方向に直交する平面内に２つの主軸受１５、１７があるため、クランクシャフト主軸受１５を締結する第１、第３の２本の締結ボルト２３、２４及びコントロールシャフト主軸受１７を締結する第３、第２の２本の締結ボルト２４、２５がこの同一平面内にほぼ存在している。この場合に、中央に位置する第３の締結ボルト２４は２つの主軸受１５、１７をともに締結するために兼用されている。そして、全体で３本の締結ボルト２３、２４、２５はいずれもベアリングビーム４０（ラダーフレーム）を上方に貫通してシリンダブロック１０のバルク壁に延伸しており、シリンダブロック１０とのねじ締結となっている。
【００２１】
このように、従来例において３本の締結ボルト２３、２４、２５で２つの主軸受１５、１７を締結できる理由は、２つの主軸受１５、１７が垂直方向に重なることがなく、２つの主軸受１５、１７の間に垂直方向の所定の空間が存在しているためである。
【００２２】
しかしながら、図２（Ｂ）に示したように、クランクシャフト４に対しコントロールシャフト７が水平方向に接近し、２つの主軸受１５、１７が垂直方向に重なる位置関係（リンクジオメトリ）になると、中央に位置する第３の締結ボルト２４が、クランクシャフト主軸受１５と重なり（干渉し）、締結ボルト２４をシリンダブロック１０まで延伸することができない。図２（Ｂ）に示した３本の締結ボルト２３、２４、２５の配置では、クランクシャフト主軸受１５と第２の締結ボルト２５との水平方向距離が、図２（Ａ）に示した従来例の場合の水平方向距離（クランクシャフト主軸受１５と第２の締結ボルト２５との間の水平方向距離）よりも大幅に大きくなることから、クランクシャフト主軸受１５に燃焼及び慣性力に伴う荷重が印加した場合に、クランクシャフト主軸受１５の合わせ面において口開きが大きくなるおそれがある。口開きが大きくなると、クランクシャフト主軸受１５を構成する部材の応力が過大となるばかりか、合わせ面での微動磨耗（フレッチング磨耗）などの不具合の要因となるため、口開きが大きくなることは避けなければならない。
【００２３】
そこで本発明では、図３に示したように、クランクシャフト主軸受１５に対して軸線方向位置にコントロールシャフト主軸受１７を所定値だけオフセットさせ、各主軸受１５、１７に対して少なくとも各２本の締結ボルトを独立に配置する。
【００２４】
ここで、図３（Ａ）は図２と同じにクランクシャフト軸線方向視で見た図、これに対して図３（Ｂ）はクランクシャフト軸線方向に直交する方向で見た図である。図３（Ａ）において、クランクシャフト主軸受１５のクランクシャフト軸線方向位置が例えば紙面の位置にあるとすると、コントロールシャフト主軸受１７のクランクシャフト軸線方向位置は紙面よりも所定距離Ｌだけ離れた手前（あるいは紙面よりも所定距離Ｌだけ離れた後方）の空間位置に存在するようにしている。このため、クランクシャフト主軸受１５を挟んで左右対称な位置に近接させて少なくとも２本の締結ボルト５１、５２を配置し、これら２本の締結ボルト５１、５２はベアリングビーム４０を貫通してシリンダブロック１０にまで延伸させる。
【００２５】
一方、図３（Ｂ）に示したように、コントロールシャフト主軸受１５の軸線方向位置に対しコントロールシャフト主軸受１７の軸線方向位置は水平方向に所定距離Ｌだけずれて、クランクシャフト主軸受１５とコントロールシャフト主軸受１７とがクランクシャフト軸線方向にほぼ隣接するような量のオフセットを有しており、従って図３（Ａ）に示したようにコントロールシャフト主軸受１７に対しても、これを挟んで左右対称な位置に近接させて少なくとも２本の締結ボルト５３、５４を配置することができる。これら２本の締結ボルト５３、５４の長さは上記２本の締結ボルト５１、５２より短く設定し、２本の締結ボルト５３、５４によりベアリングキャップ２１をベアリングビーム４０のみに締結させる。
【００２６】
なお、このままでは２本のクランクシャフト主軸受締結ボルト５１、５２のうち右側に位置する締結ボルト５２がコントロールシャフト７と干渉するので、コントロールシャフト７と干渉しない位置まで締結ボルト頭部５２Ａを上方に持ち上げて配置する。これは、ベアリングビーム下面４０Ａより上方に向けて締結ボルト５２用のボルト孔５６を穿つことにより達成できる。
【００２７】
このように、クランクシャフト主軸受１５、コントロールシャフト主軸受１７毎に少なくとも２本ずつの締結ボルトを配置することで、クランクシャフト主軸受１５の口開きの懸念を回避することができる。また、クランクシャフト主軸受１５をシリンダブロック１０とベアリングビーム４０との間に、コントロールシャフト用主軸受１７をベアリングビーム４０とベアリングキャップ２１との間にそれぞれ設け、２つの主軸受１５、１７を軸線方向に離してそれぞれ独立した軸受とすることで、従来例において３本の締結ボルトでベアリングビーム４０を挟み込んでいた構造でなくなり、部材相互の組立て剛性向上に寄与させることができる。
【００２８】
特に２つの主軸受１５、１７を独立させるためには、図３（Ｂ）に示すように、所定距離Ｌ（クランクシャフト主軸受１５とコントロールシャフト主軸受１７の間の軸線方向オフセット量）は、クランクシャフト主軸受１５の締結ボルト頭部５１Ａ（５２Ａ）の直径φＡ、コントロールシャフト主軸受１７の締結ボルト頭部５３Ａ（５４Ａ）の直径φＢとの間に、Ｌ＞（φＡ＋φＢ）／２なる関係が成り立つことが必要である。
【００２９】
これで、２つの主軸受１５、１７の配置及び各主軸受締結ボルト５１〜５４の配置についての本発明の考え方を終了する。
【００３０】
図１に戻り、この図を参照して本発明の実施形態を詳述する。図１は直列４気筒機関の例であり、上方（機関前方）より１番気筒、２番気筒、３番気筒、４番気筒の順となる。      
【００３１】
本発明の実施形態を示す図１左側において、５つのクランクシャフト主軸受が上下方向にほぼ等分な位置に設けられており、これら各クランクシャフト主軸受を締結するための２本の締結ボルト５１、５２が各クランクシャフト主軸受を左右から挟んで取り付けられている。これら２本の各締結ボルト５１、５２はベアリングビーム４０を貫通しシリンダブロックまで延伸している。なお、図１左側では各クランクシャフト主軸受は示されていないが、各クランクシャフト主軸受は一組の締結ボルト５１、５２のある紙面奥にそれぞれ存在することとなる。
【００３２】
一方、コントロールシャフト主軸受も５つであり、５つのコントロールシャフト主軸受は一体部材のベアリングビーム７１（コントロールシャフト主軸受用ベアリングキャップ）により構成されている。梯子状のベアリングビーム７１は５つの横部材とこれら横部材の両端を接続する２つの縦部材とからなり、５つのそれぞれの横部材の紙面奥にコントロールシャフト主軸受がそれぞれ形成されている。すなわち、最下端（機関最後端）のクランクシャフト主軸受の上下方向位置よりも上方（クランクシャフト軸線方向）に所定距離Ｌ１だけ離れた位置に最下端（機関最後端）に位置するコントロールシャフト主軸受が、最下端より２番目のクランクシャフト主軸受の上下方向位置よりも上方に所定距離Ｌ１だけ離れた位置に最下端より２番目に位置するコントロールシャフト主軸受が、最下端より３番目のクランクシャフト主軸受の上下方向位置よりも上方に所定距離Ｌ１だけ離れた位置に最下端より３番目に位置するコントロールシャフト主軸受が、最下端より４番目のクランクシャフト主軸受の上下方向位置よりも上方に所定距離Ｌ１だけ離れた位置に最下端より４番目に位置するコントロールシャフト主軸受が、最上端（機関最前端）に位置するクランクシャフト主軸受の上下方向位置よりも下方（クランクシャフト軸線方向）に所定距離Ｌ２だけ離れた位置に最上端（機関最前端）に位置するコントロールシャフト主軸受がそれぞれ設けられている。
【００３３】
このように、コントロールシャフト主軸受（ベアリングビーム７１の横部材）の上下方向位置はクランクシャフト主軸受の上下方向位置（軸線方向位置）に対して所定量（所定距離Ｌ１、Ｌ２）オフセットさせて設けられており、最上端（機関最前端）及び最下端（機関最後端）のコントロールシャフト主軸受は、それぞれ上下方向（クランクシャフト軸線方向）で機関内側にオフセットしている。
【００３４】
そして、各コントロールシャフト主軸受を締結するための２本の締結ボルト５３、５４が５つの各コントロールシャフト主軸受を左右から挟んで取り付けられている（Ａ１〜Ａ５参照）。
【００３５】
さらに、隣り合うクランクシャフト主軸受のちょうど中間位置に各気筒のコントロールリンク８がくるようにしており、従って、図１左側には隣り合うクランクシャフト主軸受のちょうど中間位置にそれぞれコントロールリンク大端部８Ａが水平方向に横たわっている。このうち最上端に位置するコントロールリンク大端部８Ａの上下両端近傍でかつ上下方向（軸線方向）の略対称位置に最上端に位置するコントロールシャフト主軸受と、最上端より２番目に位置するコントロールシャフト主軸受とを一対配設している（Ａ１、Ａ２参照）。このとき、上記２つの所定距離Ｌ１、Ｌ２は等しくなる。
【００３６】
ただし、最上端より３番目に位置するコントロールリンク大端部８Ａの上下両端を一対のコントロールシャフト主軸受で挟むことはできない。これは、圧縮比可変用アクチュエータ６１とコントロールシャフト７との連結部との干渉が生じてしまうためである。従って、圧縮比可変用アクチュエータ６１とコントロールシャフト７との連結部との干渉が生じない他のコントロールリンク大端部８Ａの上下両端についても一対のコントロールシャフト主軸受で挟むことができる。例えば、Ｂ１、Ｂ２で示した位置にコントロールシャフト主軸受が形成される横部材を追加することによって、最上端より２番目に位置するコントロールリンク大端部８Ａの上下両端と、最下端に位置するコントロールリンク大端部８Ａの上下両端についても一対のコントロールシャフト主軸受で挟むようにすることができる。すなわち、４つあるコントロールリンク大端部８Ａのうち３つまで一対のコントロールシャフト主軸受で挟むようにすることができる。
【００３７】
各気筒のコントロールリンク大端部８Ａに作用する燃焼及び慣性力に伴う荷重は、各気筒のコントロールリンク８に曲げ荷重やねじり荷重として影響を及ぼすため、各気筒のコントロールリンク８には相応の剛性が求められるのであるが、このように、第１、第２、第４の３つの気筒についてコントロールリンク大端部８Ａの上下両端近傍でかつ上下方向（軸線方向）の略対称位置に一対のコントロールシャフト主軸受を配設することで、相対的に短い距離（スパン）の一対のコントロールシャフト主軸受で前記荷重が支持されることになり、コントロールシャフト７の曲げによる撓みを従来例と同程度と仮定した場合、実施形態ではコントロールシャフト７自体の剛性を下げても、同程度の撓みとすることができる。このようにしてコントロールシャフト７を細径化し剛性を落とすことができれば、コントロールシャフト７の細径化によるコントロールシャフト重量の軽量化及びコントロールシャフト７軸線周りの慣性モーメントの低減化が可能となり、軸線回りの慣性モーメントの低減でさらに圧縮比可変用アクチュエータ６１負荷を低減できるなどの効果も見込むことができる。
【００３８】
また、コントロールシャフト７の主軸受間距離を最小にすることは、コントロールリンク大端部８Ａ上下両側に一対のコントロールシャフト主軸受が最も近づくことと同義であり、コントロールリンク８のスラスト荷重を、コントロールシャフト主軸受端面にて賄うことが可能となる。言い替えると、第１、第２、第４の３つの気筒についてコントロールリンク大端部８Ａの上下両端を一対のコントロールシャフト主軸受で挟むとき、一対のコントロールシャフト主軸受は、軸線方向におけるコントロールリンク８のスラスト軸受の機能を有することとなる。従来例では、コントロールリンク小端部（ロアリンク６との連結部）でコントロールリンク８のスラスト荷重を受けていたのであるが、第１、第２、第４の３つの気筒についてコントロールリンク大端部８Ａでコントロールリンクのスラスト荷重を受ける本実施形態の構成のほうが、相対的にコントロールシャフト７とコントロールリンク大端部８Ａとの接触部の摺動面積を大きく取ることができる。従って、摺動面の面圧を相対的に低下できることから、コントロールシャフト７とコントロールリンク大端部８Ａとの接触部に生じる磨耗などの不具合を最小とすることができる。
【００３９】
次に、本実施形態でも３番気筒の機関前方側にオフセットした位置に、圧縮比可変用アクチュエータの送りねじシャフト６４が収まるよう配置している。
【００４０】
圧縮比可変用アクチュエータ６１は、モータ６２、モータ６２の回転速度を減速する減速ギア６３、ラックギアを有する送りねじシャフト６４、コントロールシャフト７に形成されるピニオンギア６５（図４参照）からなっている。すなわち、コントロールシャフト７と一体的に存在するピニオンギア６５と、送りねじシャフト６４に加工されたラックギア（図示背面側）との噛合い部で、コントロールシャフト７と送りねじシャフト６４が連結しており、送りねじシャフト６４の往復動を、コントロールシャフト７の回転運動に変換することで、コントロールシャフト７にある偏心軸受の機関内での位置を変更し、圧縮比を変化させている。
【００４１】
ここで、機関の全高寸法は一般に小さいことが要求される。これは、自動車への車載を考慮した場合、自動車の運動性能を向上させるため、車両重心点を下げることが有効であるからである。このような背景の下、圧縮比可変用アクチュエータ６１を機関に搭載する場合、機関全高を極力小さくする必要から、従来例では図１右側に示したように、送りねじシャフト６４を３番気筒のクランクシャフト主軸受（ベアリングキャップ２１）と、３番気筒のコントロールリンク大端部８Ａとの間隙に配置している。図１右側に示す従来例では特に３番気筒周辺に送りねじシャフト６４を配置しているが、他の気筒においても同様の事情がある。
【００４２】
先述したとおり、送りねじシャフト６４とコントロールシャフト７とはラック＆ピニオンギア構造であるが、ギア噛合い部の歯車強度の面からは送りねじシャフト６４を大径化し、ラックギアの歯車幅を大きくすることが望ましい。その理由は、歯車の歯元強度においては、歯の鉛直方向に接線力が作用した場合、片持ち梁に曲げが作用した場合と同様に、歯付け根の断面積が大きい方が強度面で有利であるからである。
【００４３】
しかしながら、従来例では前述の背景より、送りねじシャフト６４の直径は配置位置の制約から、コントロールシャフト主軸受とコントロールリンク大端部８Ａとの間隙長未満とせざるを得ない事情がある。
【００４４】
このような事情を鑑み、本実施形態では、コントロールシャフト主軸受の中で、アクチュエータの送りねじシャフト６４に最も近い位置の主軸受（図１右側のＹの部分）を省略すると共に、前記間隙長部と、従来例でクランクシャフト主軸受１５がある部分とを跨ぐように（図１左側のＺの部分参照）、送りねじシャフト６４を配置している。言い替えると、隣り合うクランクシャフト主軸受の中央位置に各気筒のコントロールリンク大端部８Ａがくるようにすると共に、隣り合うコントロールリンク大端部８Ａの間（具体的には、最上端より２番目のコントロールリンク大端部８Ａと、最上端より３番目のコントロールリンク大端部８Ａとの間）であってベアリングビーム７１（コントロールシャフト主軸受）と干渉しない位置に送りねじシャフト６４を配置している。
【００４５】
この結果、本実施形態では、送りねじシャフト６４の直径を図１右側に示す従来例の場合と比べて大きくすることができている。また、アクチュエータの送りねじシャフト６４に最も近い位置のコントロールシャフト主軸受を省略したことで本実施形態では従来例より機関の上下方向長さ（つまり機関全長）が短くなっている。
【００４６】
なお、図１に記載の圧縮比可変用アクチュエータ６１については作動に関する機構部のみを示し、ハウジング及びハウジングの連結形態などは示していないが、これらについては特開２００５−２１４０８８号公報に記載されているところを流用すればよい。
【００４７】
次に、図１左側に示した図のＸ−Ｘ断面において、特にコントロールシャフト主軸受とその連結部材に着目した斜視図を図４に示す。図４において、図３で前述したように締結ボルト５２がコントロールシャフト７と干渉しないように、締結ボルト５２を取り付けるためのボルト孔５６がコントロールシャフト７の下方に穿設されていることがわかる。
【００４８】
以上説明してきたように、本実施形態の構成によれば、機関の上下方向長さ（機関全長）が短くなるような場合（ボアピッチが縮小するような小型化を行った場合）に、特にレイアウト自由度向上の効果が大きい。
【００４９】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００５０】
本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、ピストン１と、ピストンピン２を介して連結されるアッパリンク３と、このアッパリンク３とクランクシャフト４のクランクピン５とに連結されるロアリンク６と、クランクシャフト４と略平行に配置したコントロールシャフト７と、このコントロールシャフト７に一端が揺動可能に連結されると共に、ロアリンク６に他端が連結されるコントロールリンク８とで構成される複リンク機構を有する内燃機関であって、クランクシャフト４を回転自在に支持するクランクシャフト主軸受１５と、コントロールシャフト７を回転自在に支持するコントロールシャフト主軸受１７とがクランクシャフト軸線方向に間欠的に設けられ、コントロールシャフト主軸受１７が、クランクシャフト主軸受１５に対して前記軸線方向に所定量オフセットして配置されているので、クランクシャフト４に対しコントロールシャフト７が軸線方向視で機関水平方向に接近して２つのシャフト４、７（２つの主軸受１５、１７）の一部が垂直方向に重なるリンクジオメトリの場合であっても、クランクシャフト主軸受近傍の口開きの懸念を解消できる。
【００５１】
本実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、クランクシャフト主軸受１５の下半分を構成するベアリングビーム４０をシリンダブロック１０に固定する少なくとも２本の締結ボルト５１、５２と、コントロールシャフト主軸受１７の下半分を構成するベアリングビーム７１をベアリングビーム４０に固定する少なくとも２本の締結ボルト５３、５４とがそれぞれ独立している。このため、締結ボルト５１、５２により、シリンダブロック１０とベアリングビーム４０との２部品が、また締結ボルト５３、５４によりベアリングビーム４０とベアリングビーム７１との２部品が組み立てられることとなり、従来例よりも相対的に組付け剛性が向上する。
【００５２】
本実施形態（請求項６に記載の発明）によれば、図１左側において最上端（機関最前端）及び最下端（機関最後端）の各コントロールシャフト主軸受はそれぞれ軸線方向で機関内側にオフセットしているので、コントロールシャフト７の全長が図１右側に示す従来例より短縮化し、これによりコントロールシャフト７の自重及び軸線回りの慣性モーメントを低減できる。また、最下端（機関最後端）のコントロールシャフト主軸受が上方（機関前方）にオフセットすることで、機関全長を変えることなく、ベアリングビーム４０下面とオイルパン（図示しない）上面との接触面で構成されるレール幅を広幅化することができ、オイルパンのシール性を、ピストンとクランクシャフトがコンロッドにより連結されている従来の単リンク機構を有する内燃機関並みに確保できる。また、最上端（機関最前端）のコントロールシャフト主軸受が上方（機関後方）にオフセットすることで、コントロールシャフト７の機関前方の空間を従来例と比較して相対的に多く確保することができることから、例えば電気式の圧縮比可変用アクチュエータ６１に代えて油圧ベーン式の圧縮比可変用アクチュエータなどを装着する場合、油圧ベーン式の圧縮比可変用アクチュエータ前端から機関後端までの寸法を縮小できる。
【００５３】
本実施形態（請求項７に記載の発明）によれば、コントロールシャフト７にはコントロールリンク８の大端部に形成されるベアリングに回転可能に支持されるピンジャーナル９がクランクシャフト軸線方向に間欠的に形成され、このピンジャーナル９の回転中心Ｒはコントロールシャフト７の回転中心Ｑに対して所定量偏心しており、かつコントロールシャフト７の回動角度を可変に調整し得る圧縮比可変用アクチュエータ６１を備え、第１、第２、第４の気筒について（この圧縮比可変用アクチュエータ６１とコントロールシャフト７との連結部付近を除いて、各気筒の）コントロールリンク大端部８Ａの両端近傍でかつ軸線方向の略対称位置にコントロールシャフト主軸受が一対配設される。これは、コントロールリンク８を介してコントロールシャフト７に作用する燃焼及び慣性力に伴う荷重を、コントロールリンク大端部８Ａ両端の一対のコントロールシャフト主軸受で支持する構造であり、従来例よりも短い距離（スパン）に支持端が設けられるため、コントロールシャフト７に作用する燃焼及び慣性力に伴う荷重による変形が相対的に縮小される。また、コントロールシャフト７の変形が抑制されることになると、コントロールシャフト主軸受とコントロールリンク８との連結軸受との間隙部の直径を細径化することが容易となり、その細径化によってコントロールシャフト７単体の重量低減及び軸線回りの慣性モーメントの低減を図ることができる。さらに、コントロールシヤフト７の慣性モーメントを低減することは、可変圧縮比機構（複リンク機構及び圧縮比可変用アクチュエータ）との組み合わせにおいては、圧縮比可変用アクチュエータ６１での回転駆動負荷低減となり、圧縮比可変用アクチュエータ６１の消費エネルギの低減や作動応答性の高速化などの効果も見込める。
【００５４】
本実施形態（請求項８に記載の発明）によれば、第１、第２、第４の気筒について前記一対のコントロールシャフト主軸受が、コントロールシャフト軸線方向におけるコントロールリンク８のスラスト軸受の機能を有するので、ロアリンク６とコントロールリンク小端部（ロアリンク６との連結側）との摺動部においてスラスト荷重を受けていた従来例と比較して、相対的に摺動面積を大きく取ることのできるコントロールリンク大端部８Ａ（コントロールシャフト７との連結側）においてスラスト荷重を受けることが可能となり、スラスト荷重を受ける部材に作用する面圧を低減でき、スラスト荷重を受ける部材表面の磨耗耐久性が向上する。
【００５５】
従来例ではクランクシャフト主軸受１５及びコントロールシャフト主軸受１７に作用する燃焼及び慣性力に伴う荷重によって、各主軸受部を構成するバルク壁の倒れ変形が発生し易いのであるが、本実施形態（請求項９に記載の発明）によれば、コントロールシャフト主軸受７の全ては一体部材により連結されるベアリングビーム構造（７１）であるので、前記倒れ変形に抗する方向で一体部材の剛性が高まることから、各主軸受部材の変形に伴う回転軸（クランクシャフトやコントロールシャフト）との摺動面での片当たりや、片当たりに伴う各主軸受面の異常磨耗を抑制する効果が見込める。
【００５６】
本実施形態（請求項１０に記載の発明）によれば、圧縮比可変用アクチュエータは、ラックギアを有する送りねじシャフト６４、コントロールシャフト７に形成されるピニオンギア６５を含み、このピニオンギア６５と、送りねじシャフト６４のラックギアとの噛合い部でコントロールシャフト７と送りねじシャフト６４が連結し、送りねじシャフト６４の往復動をコントロールシャフト７の回転運動に変換するものであり、隣り合うクランクシャフト主軸受の中央位置に各気筒のコントロールリンク大端部８Ａがくるようにすると共に、隣り合うコントロールリンク大端部８Ａの間（機関最前端より３番目のコントロールリンク大端部８Ａと機関最前端より４番目のコントロールリンク大端部８Ａとの間）であってベアリングビーム７１（コントロールシャフト主軸受）と干渉しない位置に送りねじシャフト６４を配置しているので、エンジン全高への影響を最小としつつ送りねじシャフト６４を大径化することができ、送りねじシャフト６４自体の曲げ剛性を向上できる。また、ピニオンギア６５とラックギアとの噛合い部の歯車幅を広幅化することができ、歯車部の強度・耐久性を向上できる。
【００５７】
実施形態では、コントロールシャフト主軸受１７の下半分をベアリングビーム７１（ラダーフレーム）で構成する場合で説明したが、コントロールシャフト主軸受１７の下半分を図３で説明したようにベアリングキャップ２１で構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態及び従来例の複リンク機構を有するレシプロ式内燃機関を下面から見た概略構成図。
【図２】従来例のクランクシャフト主軸受とコントロールシャフト主軸受の位置関係及びこれら２つの主軸受の締結ボルトの配置を示す概略図。
【図３】実施形態のクランクシャフト主軸受とコントロールシャフト主軸受の位置関係及びこれら２つの主軸受の締結ボルトの配置を示す概略図。
【図４】図１左側に示した図のＸ−Ｘ断面において、特にコントロールシャフト主軸受とその連結部材に着目した概略斜視図。
【図５】本発明の一実施形態及び従来例に共通する複リンク機構を有するレシプロ式内燃機関の概略構成図。
【符号の説明】
【００５９】
１  ピストン
２  ピストンピン
３  アッパリンク
４  クランクシャフト
５  クランクピン
６  ロアリンク
７  コントロールシャフト
８  コントロールリンク
９  ピンジャーナル
１５  クランクシャフト主軸受
１７  コントロールシャフト主軸受
４０  クランクシャフト主軸受用ベアリングビーム（クランクシャフト主軸受用ベアリングキャップ）
５１、５２  クランクシャフト主軸受締結ボルト
５３、５４  コントロールシャフト主軸受締結ボルト
６１  圧縮比可変用アクチュエータ
６４  送りねじシャフト
６５  ピニオンギア
７１  コントロールシャフト主軸受用ベアリングビーム（コントロールシャフト主軸受用ベアリングキャップ）
【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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