(57)【要約】【課題】可変圧縮比内燃機関において、小さな力でウォームを回転させることと、圧縮比の維持と、をより高い次元で両立させることができる技術を提供する。【解決手段】内燃機関１を構成する部材の一部３をウォーム１１ａ，１１ｂ及びウォームホイール１０を用いて移動させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関１であって、ウォーム１１ａ，１１ｂとウォームホイール１０との噛合い部に潤滑油を噴射する潤滑油噴射装置１３，１４，１５，１６，１７を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を構成する部材の一部をウォーム及びウォームホイールを用いて移動させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関であって、
前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛合い部に潤滑油を噴射する潤滑油噴射装置を備えたことを特徴とする可変圧縮比内燃機関。
【請求項２】
前記可変圧縮比内燃機関は、シリンダブロックとクランクケースを相対移動可能に連結するとともに該連結部にカム軸を回動自在に設け、前記カム軸をウォーム及びウォームホイールを介して回動させることにより前記シリンダブロックと前記クランクケースとを相対移動させて前記内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関であることを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項３】
前記潤滑油噴射装置は、潤滑油の噴射量および／または潤滑油の噴射時期を制御する潤滑油噴射制御弁を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項４】
前記潤滑油噴射装置から噴射される潤滑油に空気を混入させる空気混入手段を備えたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項５】
前記ウォームは歯面に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項６】
前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛合い部に空気を噴射する空気噴射装置を備え、該空気噴射装置は空気の噴射量を制御する空気噴射制御弁を備えていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項７】
圧縮比を変更するときに前記潤滑油噴射制御弁を開弁して潤滑油を噴射させることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項８】
圧縮比を変更する場合には、前記潤滑油噴射制御弁を開弁して潤滑油を噴射させ且つ前記空気噴射制御弁を閉弁させ、一方、圧縮比を変更しない場合には、前記潤滑油噴射制御弁を閉弁させ且つ前記空気噴射制御弁を開弁させて空気を噴射させることを特徴とする請求項６に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項９】
圧縮比を低下させる場合に限り前記潤滑油噴射制御弁を開弁して潤滑油を噴射させることを特徴とする請求項７または８に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項１０】
前記ウォームの進み角を５度から１０度の間とすることを特徴とする請求項１から９の何れかに記載の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】
内燃機関の圧縮比は、燃費や機関出力に影響を及ぼす。ここで、通常の内燃機関では、圧縮比は一定である。しかし、内燃機関の運転状態に応じて、最適な圧縮比は異なる。従って、内燃機関の運転状態に応じて最適な圧縮比を得ることができれば、燃費の向上や出力の向上を図ることが可能となる。そして、内燃機関の圧縮比を可変とする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ここで、内燃機関の圧縮比を変更するためのアクチュエータ機構に関して、ねじ山に放射状に複数の溝を形成することにより潤滑油を細かく分断し摩擦係数の急激な低下を抑制し、以て加重によるシリンダブロックとロアケースとの相対位置の変化を抑制する技術（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０６７７１号公報
【特許文献２】特開２００３−９０４０９号公報
【特許文献３】実開平７−１６０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ウォームホイールがウォームを回転させることができるか否かは、ウォームの進み角と摩擦係数とで決まる。すなわち、進み角が小さいほど、または、摩擦係数が大きいほどウォームを回転させるのに大きな力が必要となる。その反面、ウォームの回転を停止させた状態で維持する、すなわち、圧縮比を一定に維持するには、小さな力で足りる。一方、進み角が大きいほど、または、摩擦係数が小さいほどウォームを回転させるには、小さな力で足りる。その反面、ウォームの回転を停止させた状態で維持する、すなわち、圧縮比を一定に維持するには、大きな力が必要となる。
【０００６】
従来は、小さな力でウォームを回転させることと、圧縮比の維持と、の妥協点でウォームの進み角を決定していた。その点、改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、可変圧縮比内燃機関において、小さな力でウォームを回転させることと、圧縮比の維持と、をより高い次元で両立させることができる技術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】
【０００８】
上記課題を達成するために本発明による可変圧縮比内燃機関は、以下の手段を採用した。すなわち、
内燃機関を構成する部材の一部をウォーム及びウォームホイールを用いて移動させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関であって、
前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛合い部に潤滑油を噴射する潤滑油噴射装置を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の最大の特徴は、圧縮比を変更するときに噛合い部へ潤滑油を噴射し、以て、噛合い部の摩擦係数を小さくすることにある。
【００１０】
すなわち、噛合い部に潤滑油を供給することにより、該噛合い部の摩擦係数を小さくすることができる。そして、圧縮比を変更するときに、噛合い部の摩擦係数を小さくすることにより、小さな駆動力でもウォーム及びウォームホイール（以下、ウォームとウォームホイールを併せてウォームギアという。）を容易に回転させることができ、圧縮比の変更を容易に行うことが可能となる。
【００１１】
また、噛合い部に潤滑油を供給しなければ、該噛合い部の摩擦係数が大きい状態となり、ウォームホイール側からウォームを回すために要する力が大きくなる。すなわち、内燃機関の燃焼圧力等がウォームホイールに伝わり、さらにウォームに伝わるが、前記噛合い部の摩擦係数が大きいために、ウォームが回りにくくなる。そのため、より小さな力でウォームの回転を停止させることができ、圧縮比をより小さな力で一定の値に維持することが可能となる。
【００１２】
本発明においては、前記可変圧縮比内燃機関は、シリンダブロックとクランクケースを相対移動可能に連結するとともに該連結部にカム軸を回動自在に設け、前記カム軸をウォーム及びウォームホイールを介して回動させることにより前記シリンダブロックと前記クランクケースとを相対移動させて前記内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関であってもよい。
【００１３】
本発明においては、前記潤滑油噴射装置は、潤滑油の噴射量および／または潤滑油の噴射時期を制御する潤滑油噴射制御弁を備えることができる。
【００１４】
潤滑の噴射量を制御することにより、そのときに必要とされる噛合い部の摩擦係数を、潤滑油の量で調整することが可能となる。また、噴射時期を制御することにより、摩擦係数の変更を必要とする時期、すなわち、圧縮比を変更するときにのみ潤滑油を供給することが可能となる。
【００１５】
本発明においては、前記潤滑油噴射装置から噴射される潤滑油に空気を混入させる空気混入手段を備えることができる。
【００１６】
潤滑油に空気を混入させると、ウォーム及びウォームホイールから速やかに潤滑油が流れ落ちる。従って、潤滑油の供給を停止した後に摩擦係数を速やかに高めることが可能となる。そのため、圧縮比を変更した後、圧縮比を一定とするためにウォームへ与える力をより早期に減少させることが可能となる。
【００１７】
本発明においては、前記ウォームは歯面に複数の溝が形成されていても良い。
【００１８】
ウォームの歯面に形成された複数の溝を流れてウォーム及びウォームホイールから速やかに潤滑油が流れ落ちる。従って、潤滑油の供給を停止した後に摩擦係数を速やかに高めることが可能となる。
【００１９】
本発明においては、前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛合い部に空気を噴射する空気噴射装置を備え、該空気噴射装置は空気の噴射量を制御する空気噴射制御弁を備えることができる。
【００２０】
前記噛合い部へ空気を噴射することにより、噛合い部に付着している潤滑油を吹き飛ばし、除去することができる。従って、潤滑油の供給を停止した後に空気を噴射すれば、噛合い部の摩擦係数を速やかに高めることができる。
【００２１】
本発明においては、圧縮比を変更するときに前記潤滑油噴射制御弁を開弁して潤滑油を
噴射させることができる。
【００２２】
圧縮比を変更するときには、前記噛合い部の摩擦係数は小さいほうがよい。すなわち、摩擦係数が小さければ、より小さな駆動力でウォームギアを回転させることができ、また、ウォームギアの回転速度が高められ、より速やかに圧縮比の変更を行うことが可能となる。
【００２３】
本発明においては、圧縮比を変更する場合には、前記潤滑油噴射制御弁を開弁して潤滑油を噴射させ且つ前記空気噴射制御弁を閉弁させ、一方、圧縮比を変更しない場合には、前記潤滑油噴射制御弁を閉弁させ且つ前記空気噴射制御弁を開弁させて空気を噴射させることができる。
【００２４】
ここで、前記したように圧縮比を変更する場合には、前記噛合い部の摩擦係数は小さいほうが望ましい。従って、この場合には、潤滑油を噴射させ摩擦係数を低下させる。また、このときに空気を噴射させてしまうと、摩擦係数の低下する度合いが小さくなってしまうので、空気噴射制御弁は閉弁させる。これにより、圧縮比を小さな駆動力で容易に変更することが可能となる。
【００２５】
一方、圧縮比を変更しない場合には、前記噛合い部の摩擦係数は大きいほうが望ましい。すなわち、摩擦係数が大きければ、外部から力を加えなくてもウォームギアの回転を抑え、従って、圧縮比を一定の値に維持することができる。そこで、圧縮比を変更しない場合には、潤滑油の供給を停止し、噛合い部に空気を噴射して摩擦係数を高める。なお、空気の噴射は、圧縮比を一定に維持している間、継続して行う必要はなく、圧縮比の変更直後に摩擦係数を高める際にのみ噴射させれば足りる。
【００２６】
本発明においては、圧縮比を低下させる場合に限り前記潤滑油噴射制御弁を開弁して潤滑油を噴射させることができる。
【００２７】
ここで、圧縮比を速やかに低下させるためには、ウォームに大きな駆動力を伝える必要があった。そのためには、ウォームの進み角を大きく設定することが望ましい。しかし、進み角を大きく設定すると、圧縮比を一定の値に維持するために、常に大きな力をウォームに与えなくてはならない。例えば、サーボモータによりウォームを駆動する場合には、該サーボモータに常に電力を供給しなくてはならなくなる。
【００２８】
その点、圧縮比を低下させる場合に限り潤滑油を噴射させることにより、このときの摩擦係数を低下させ、さらには、内燃機関の燃焼圧力が圧縮比を低下させる方向に作用するので、圧縮比を速やかに低下させることが可能となる。
【００２９】
本発明においては、前記ウォームの進み角を５度から１０度の間とすることができる。すなわち、これよりも進み角が小さいと、ウォームの回転方向の力より歯面を押し付ける力が大きくなりすぎて、例え噛合い部に潤滑油を供給したとしても、大きな駆動力が必要となり、若しくは、ウォームギアを回転させること自体が困難となる。また、これよりも進み角が大きいと、ウォームを回転させる方向の分力が大きくなりすぎて、ウォームギアの回転を停止させるために大きな力を常にウォームに加えなければならず、エネルギーの消費量が大きくなる。その点、進み角を５度から１０度の間に設定することにより、潤滑油の供給時には圧縮比を容易に変更することができ、一方、潤滑油の供給を停止すると、摩擦力により、圧縮比を一定の値に維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る可変圧縮比内燃機関では、圧縮比を変更するときにウォームとウォームホ
イールとの噛合い部に潤滑油を供給し、該噛合い部の摩擦係数を低下させ容易に圧縮比を変更することができる。また、噛合い部に潤滑油を供給しなければ、該噛合い部の摩擦係数を高め、圧縮比を容易に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る可変圧縮比内燃機関の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３２】
以下に説明する内燃機関１は、可変圧縮比内燃機関であり、シリンダ２を有するシリンダブロック３を、図示しないピストンが連結されたクランクケース４に対してシリンダ２の軸方向に移動させることによって圧縮比を変更するものである。
【００３３】
先ず、図１を用いて、本実施例に係る可変圧縮比内燃機関の構成について説明する。
【００３４】
図１は、内燃機関の可変圧縮比機構の概略構成を示す図である。図１に示されるように、シリンダブロック３の両側下部に複数の隆起部が形成されており、この各隆起部にカム収納孔５が形成されている。カム収納孔５は、円形をしており、シリンダ２の軸方向に対して直角に、かつ複数のシリンダ２の配列方向に平行になるようにそれぞれ形成されている。カム収納孔５はすべて同一軸線上に位置している。そして、シリンダブロック３の両側のカム収納孔５の一対の軸線は平行である。
【００３５】
クランクケース４には、上述したカム収納孔５が形成された複数の隆起部の間に位置するように、立壁部が形成されている。各立壁部のクランクケース４外側に向けられた表面には、半円形の凹部が形成されている。また、各立壁部には、ボルト６によって取り付けられるキャップ７が用意されており、キャップ７も半円形の凹部を有している。また、各立壁部にキャップ７を取り付けると、円形の軸受収納孔８が形成される。軸受収納孔８の形状は、上述したカム収納孔５と同一である。
【００３６】
複数の軸受収納孔８は、カム収納孔５と同様に、シリンダブロック３をクランクケース４に取り付けたときにシリンダ２の軸方向に対して直角に、且つ、複数のシリンダ２の配列方向に平行になるようにそれぞれ形成されている。これらの複数の軸受収納孔８も、シリンダブロック３の両側に形成されることとなり、片側の複数の軸受収納孔８はすべて同一軸線上に位置している。そして、シリンダブロック３の両側の軸受収納孔８の一対の軸線は平行である。また、両側のカム収納孔５の間の距離と、両側の軸受収納孔８との間の距離は同一である。
【００３７】
交互に配置される二列のカム収納孔５と軸受収納孔８には、それぞれカム軸９が挿通される。カム軸９は、図1に示されるように、軸部９ａと、軸部９ａの中心軸に対して偏心
された状態で軸部９ａに固定された正円形のカムプロフィールを有するカム部９ｂと、カム部９ｂと同一外形を有し軸部９ａに対して回転可能に取り付けられた可動軸受部９ｃとが交互に配置されている。この可動軸受部９ｃには、軸収納孔９ｅが設けられており、その中をカム軸９の軸部９ａが挿通される構成をとることにより、可動軸受部９ｃは軸部９ａに対して回動可能となっている。そして、これら一対のカム軸９は鏡像の関係を有している。また、カム軸９の端部には、後述するウォームホイール１０の取り付け部９ｄが形成されている。軸部９ａの中心軸と取り付け部９ｄの中心とは偏心しており、カム部９ｂの中心と取り付け部９ｄの中心とは一致している。
【００３８】
可動軸受部９ｃも、軸部９ａに対して偏心されておりその偏心量はカム部９ｂと同一である。また、各カム軸９において、複数のカム部９ｂの偏心方向は同一である。また、可
動軸受部９ｃの外形は、カム部９ｂと同一正円であるので、可動軸受部９ｃを回転させることで、複数のカム部９ｂの外表面と複数の可動軸受部９ｃの外側面とを一致させることができる。
【００３９】
各カム軸９の軸部９ａの一端にはウォームホイール１０が取り付けられている。一対のカム軸９の端部に固定された一対のウォームホイール１０には、それぞれをウォーム１１ａ、１１ｂがかみ合っている。ウォーム１１ａ、１１ｂは一本のロッド１２ａに取り付けられ、該ロッド１２ａは、モータ１２の出力軸に接続されている。ウォーム１１ａ、１１ｂは、互いに逆方向に回転する螺旋溝を有している。このため、モータ１２を回転させると、一対のカム軸９は、ウォームホイール１０を介して逆方向に回転する。モータ１２は、シリンダブロック３に固定されており、シリンダブロック３と一体的に移動する。尚、ウォーム１１ａ、１１ｂを区別する必要がない場合には、ウォーム１１ａ、１１ｂを併せてウォーム１１という。
【００４０】
また、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が併設されている。このＥＣＵは、ＣＰＵの他、後
述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。
【００４１】
ＥＣＵには、内燃機関１の運転状態を検出する種々のセンサが電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵに入力されるようになっている。一方、ＥＣＵには、本実施例に係るモータ１２などが電気配線を介して接続され、ＥＣＵからの指令によってモータ１２が回転し、内燃機関１の圧縮比を変更するようになっている。
【００４２】
次に、上述した構成の内燃機関１において圧縮比を制御する方法について詳しく説明する。
【００４３】
図２は、圧縮比を変更するときの各エンジン部材の動作を示した図である。
図２（ａ）から図２(ｃ)にシリンダブロック３と、クランクケース４と、これら両者の間に構築されたカム軸９との関係を示した断面図を示す。図２(ａ)から図２(ｃ)において、軸部９ａの中心軸をａ、カム部９ｂの中心をｂ、可動軸受部９ｃの中心をｃとして示す。図２（ａ）は、軸部９ａの延長線上から見て全てのカム部９ｂ及び可動軸受部９ｃの外周が一致した状態である。このとき、ここでは一対の軸部９ａは、カム収納孔５及び軸受収納孔８の中で外側に位置している。
【００４４】
図２(ａ)の状態から、モータ１２を駆動して軸部９ａ矢印方向に回転させると、図２(
ｂ)の状態となる。このとき、軸部９ａに対して、カム部９ｂと可動軸受部９ｃの偏心方
向にずれが生じるので、クランクケース４に対してシリンダブロック３を上死点側にスライドさせることができる。そして、そのスライド量は図２(ｃ)のような状態となるまでカム軸９を回転させたときが最大となり、カム部９ｂや可動軸受部９ｃの偏心量の２倍となる。カム部９ｂ及び可動軸受部９ｃは、それぞれカム収納孔５及び軸受収納孔８の内部で回転し、それぞれカム収納孔５及び軸受収納孔８の内部で軸部９ａの位置が移動するのを許容している。
【００４５】
上述したような機構を用いることによって、シリンダブロック３をクランクケース４に対して、シリンダ２の軸線方向に相対移動させることが可能となり、圧縮比を可変制御することができる。
【００４６】
ところで、本実施例で採用したウォームホイール１０及びウォーム１１（以下、両部材
を併せて、ウォームギア１００という。）は、ウォーム１１の進み角が約３度程度と小さい場合には、ウォームホイール１０側からウォーム１１を回転させようとしても、摩擦係数が大きくなりウォーム１１を回転させることができない。すなわち、進み角を小さくすることにより、気筒内で発生する燃焼圧がウォームホイール１０を介してウォーム１１に伝わったとしても、ウォーム１１が回転しない。これにより、ウォーム１１に何ら外力を加えなくても、ウォーム１１の位置が維持され、その結果、内燃機関１の圧縮比が一定の値で維持される。しかし、このように進み角を小さくすると、圧縮比を速やかに変更させるためには、出力の大きなモータ１２を採用する必要があった。
【００４７】
また、内燃機関１の燃焼圧は、シリンダブロック３とクランクケース４とを引き離す方向、すなわち、圧縮比を低下させる方向に働くため、この燃焼圧を利用することにより、速やかな圧縮比の低下が可能となる。そして、内燃機関１の燃焼圧を利用して速やかに圧縮比を低下させる場合には、モータ１２を非常に高速回転させる必要があり、立ち上がりトルクの大きなモータを使用する必要があった。
【００４８】
一方、速やかに圧縮比を低下させるためには、ウォーム１１の進み角が約１０度よりも大きいほうが望ましい。しかし、前記した進み角が約３度程度の場合と異なり、ウォームホイール１０からウォーム１１に回転力が加わると、ウォーム１１が回転してしまい、圧縮比を一定の値に維持することができなくなる。そのため、圧縮比を一定に維持するためには、モータ１２からウォーム１１に常に力を与えていなくてはならず、そのための電力の消費量が多くなっていた。
【００４９】
ところで、ウォーム１１の進み角をおよそ５度から１０度の間とすると、ウォームホイール１０側からウォーム１１を回転させることができるか否かは、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面（噛合い部）における摩擦係数により決まる。
【００５０】
従って、ウォーム１１の進み角を好ましくは５度から１０度の間とした上で、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面における摩擦係数を制御することができれば、速やかに圧縮比を変更させることと、圧縮比を一定の値に維持することと、を両立させることが可能となる。
【００５１】
そこで、本実施例においては、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に潤滑油を噴射することにより、該接触面の摩擦係数を一時的に低下させるようにした。
【００５２】
ここで、図３は、本実施例による内燃機関及びその潤滑油噴射装置についての概略構成図である。
【００５３】
潤滑油噴射装置は、オイルパン４ａから潤滑油を汲み上げる潤滑油ポンプ１３、潤滑油が流通する潤滑油通路１４、オイルフィルター１５、及び潤滑油噴射ノズル１６を備えて構成されている。尚、潤滑油供給装置は、実際にはシリンダブロック３及びクランクケース４の内部に備えられているが、図３では、これらの内部及び外部に表している。
【００５４】
潤滑油通路１４は、オイルパン４ａ内に貯留される潤滑油中に開口し、潤滑油ポンプ１３、オイルフィルター１５、潤滑油噴射ノズル１６へと順に通じている。すなわち、内燃機関１が始動され、潤滑油ポンプ１３が作動すると、潤滑油が、オイルパン４ａから汲み上げられ、オイルフィルター１５を通過し、最終的に潤滑油噴射ノズル１６へと到達する。また、オイルフィルター１５を通過したオイルは、他の部材にも供給されるが、他の部材については説明を割愛する。そして、オイルフィルター１５と潤滑油噴射ノズル１６との間の潤滑油通路１４には、該潤滑油通路１４を流通する潤滑油の量を調整する潤滑油噴射制御弁１７が備えられている。この潤滑油噴射制御弁１７は、潤滑油を全く通過させな
い状態から全量通過させる状態までの何れかの任意の状態とすることが可能な弁である。そして、潤滑油噴射制御弁１７とＥＣＵとは、電気的に接続され、潤滑油噴射制御弁１７の開度はＥＣＵから制御することが可能となっている。
【００５５】
潤滑油噴射ノズル１６は、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に潤滑油を噴射させるように、該接触面に向けて噴孔が設けられている。尚、ウォームホイール１０及びウォーム１１は、夫々２つ設けられているので、夫々の接触面に向けて潤滑油が噴射されるように、ノズルは２つ設けられている。
【００５６】
次に、本実施例による圧縮比変更時の潤滑油噴射制御について説明する。
【００５７】
図４は、本実施例による潤滑油噴射制御のフローを示したフローチャート図である。
【００５８】
ステップＳ１０１では、圧縮比可変信号が入力される。圧縮比可変信号とは、内燃機関１の運転状態が何らかの事情により変化し、圧縮比を変更する必要が生じたときに発せられる信号である。
【００５９】
ステップＳ１０２では、潤滑油噴射制御弁１７が全開とされる。これにより、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に潤滑油が供給される。
【００６０】
ステップＳ１０３では、圧縮比変更制御が実施される。圧縮比は、内燃機関１の運転状態により定まり、目標となる圧縮比とするために、モータ１２が駆動される。このときには、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に潤滑油が供給されているので、該接触面の摩擦係数が小さくなり、小さな駆動力で速やかな圧縮比の変更が可能となる。
【００６１】
ステップＳ１０４では、圧縮比変更制御が完了したか否か判定される。
【００６２】
ステップＳ１０４で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０５へ進み、一方、否定判定がなされた場合はステップＳ１０３へ戻る。
【００６３】
ステップＳ１０５では、潤滑油噴射制御弁１７が全閉とされ、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面への潤滑油の噴射が停止される。これにより、該接触面における摩擦係数が大きくなり、モータ１２からウォーム１１へ駆動力を与えなくても、圧縮比を変更後の一定の値に維持することが可能となる。
【００６４】
このようにして、速やかな圧縮比の変更と、変更後の圧縮比の維持の両立を図ることが可能となる。
【００６５】
次に、本実施例による、圧縮比変更時の他の潤滑油噴射制御について説明する。
【００６６】
図５は、本実施例による他の潤滑油噴射制御のフローを示したフローチャート図である。
【００６７】
尚、図５に示すフローは、図４に示すフローと比較して、ステップＳ１０６のみが異なり、他のステップについては同様の処理が行われるため、同様の処理が行われるステップについては、同じステップ番号を付与し説明を割愛する。
【００６８】
ステップＳ１０６では、圧縮比の変更が、圧縮比を低下させるものであるか否か判定する。
【００６９】
ステップＳ１０６で肯定判定がなされた場合にはステップＳ１０２へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップＳ１０３へ進む。
【００７０】
ここで、圧縮比を低下する場合には、気筒内での燃焼圧力を利用することができる。すなわち、圧縮比を低下させる場合には、燃焼圧力によりウォームホイール１０側からウォーム１１を回転させることができれば、より小さな駆動力で圧縮比を低下させることができる。その点、本制御によれば、圧縮比を低下させる場合に限りウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に潤滑油が供給され、該接触面の摩擦係数を低下させることができる。これにより、気筒内での燃焼圧を利用した速やかな圧縮比の低下が可能となる。尚、圧縮比を高める場合には、ウォーム１１側からウォームホイール１０を回転させることは可能であるため、前記接触面に潤滑油を噴射させなくともモータ１２からの駆動力により、圧縮比を高めることができる。このようにして、圧縮比を低下させる場合に限り前記接触面に潤滑油を供給することができ、摩擦係数を低下させることができる。
【００７１】
また、本実施例においては、前記接触面の摩擦係数が規定の値となるように、潤滑油噴射制御弁１７の開度を調整しても良い。摩擦係数と潤滑油噴射制御弁１７の開度とは予め実験等により求めておく。
【００７２】
このようにして、圧縮比を変更する場合には前記接触面に潤滑油を噴射させて速やかな圧縮比の変更が可能となり、圧縮比変更後は前記接触面への潤滑油の噴射を停止させて圧縮比を一定の値に維持することが可能となる。
【００７３】
尚、本実施例においては、シリンダブロック３とクランクケース４を相対移動可能に連結するとともに該連結部にカム軸９を回動自在に設け、前記カム軸９をウォーム１１ａ，１１ｂ及びウォームホイール１０を介して回動させることにより前記シリンダブロック３と前記クランクケース４とを相対移動させて前記内燃機関１の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関について説明したが、ウォームギアを備え、該ウォームギアにより制御軸（本実施例においてはカム軸９）を回動させる他の可変圧縮比内燃機関についても適用することができる。
【００７４】
例えば、コネクティングロッドやクランクシャフトを折り曲げ可能とすることにより、ピストンとクランクシャフトとの距離を相対的に変更可能な可変圧縮比内燃機関では、コネクティングロッド若しくはクランクシャフトの折り曲げにウォームギアを用いることができ、このような内燃機関においても本発明を適用することができる。また、クランクシャフトを偏心ディスクで支持し、該偏心ディスクを回動させることによりクランクシャフトをシリンダ軸方向に移動させる可変圧縮比内燃機関では、該偏心ディスクの回動にウォームギアを用いることができる。また、燃焼室を構成する部材の一部（例えば、点火プラグ）を移動させることにより燃焼室容積を変更する可変圧縮比内燃機関では、該部材の一部の移動にウォームギアを用いることができる。これらの場合であっても、本発明を適用することが可能である。
【実施例２】
【００７５】
本実施例では、潤滑油と空気とを混合させつつウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に潤滑油を噴射する。潤滑油噴射ノズル１６以外の構成要素については実施例１と共通なので説明を割愛する。
【００７６】
図６は、本実施例による潤滑油噴射ノズル１６の断面形状を示した断面図である。
【００７７】
本実施例による潤滑油噴射ノズル１６は、潤滑油流入通路１６ａ、潤滑油溜まり１６ｂ、２つの噴射孔１６ｃ、及び２つの空気流入通路１６ｄを備えて構成されている。潤滑油
溜まり１６ｂと噴射孔１６ｃとは、絞り１６ｅを介して接続されている。また、この絞り１６ｅ付近に空気流入通路１６ｄが接続されている。
【００７８】
このように構成された潤滑油噴射ノズル１６では、潤滑油ポンプ１３から圧送された潤滑油が潤滑油流入通路１６ａに流入する。そして、潤滑油溜まり１６ｂから噴射孔１６ｃに向けて流れる潤滑油は、絞り１６ｅにより流速が高められ、該噴射孔１６ｃから勢いよく噴出される。また、絞り１６ｅにより流速が高められた結果、絞り１６ｅ付近で潤滑油の圧力が低下し、空気流入通路１６ｄを介して潤滑油の流れ内に空気が吸引される。これにより、潤滑油と空気とが混合されつつ噴射孔１６ｃより噴射され、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に空気が混合された潤滑油が供給される。
【００７９】
そして、潤滑油噴射制御弁１７を閉弁させることにより、潤滑油の噴射は停止される。このとき、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に付着している潤滑油には、空気が混合されているため、速やかにウォームギア１００から流れ落ち、前記接触面の摩擦係数が速やかに上昇される。
【００８０】
従って、圧縮比を変更する場合には、潤滑油噴射制御弁１７を開弁して潤滑油により前記接触面の摩擦係数を低減させることにより、圧縮比を速やかに、また、小さい駆動力で変更することが可能となる。一方、圧縮比を一定の値に維持したい場合には、潤滑油噴射制御弁１７を閉弁することにより、前記接触面から速やかに潤滑油が流れ落ち、摩擦係数を速やかに上昇させることができる。これにより、モータ１２から駆動力を与えなくとも圧縮比を一定の値に維持することが可能となる。
【実施例３】
【００８１】
本実施例では、ウォームホイール１０とウォーム１１との接触面に潤滑油を噴射した後に、該接触面に空気を噴射する。
【００８２】
図７は、本実施例による潤滑油供給機構についての概略構成図である。図３に示す概略構成図と異なる点についてのみ説明する。
【００８３】
図７に示す概略構成では、図３に示した概略構成に対して、空気噴射ノズル１８、空気供給管１９、空気ポンプ２０、及び空気流量調整弁２１から構成される空気噴射装置を備えている点が異なる。この空気噴射ノズル１８は、空気供給管１９を介して空気ポンプ２０に接続されている。空気ポンプ２０から吐出される空気が、空気噴射ノズル１８から前記接触面に向かって噴射されるように、該空気噴射ノズル１８の噴射方向が設定されている。また、空気供給管１９には、該空気供給管１９を流通する空気の量を調整する空気流量調整弁２１が備えられている。
【００８４】
このように構成された、潤滑油供給機構では、圧縮比を変更する場合には、潤滑油噴射ノズル１６から前記接触面に向けて潤滑油が噴射される。そして、目標の圧縮比となるように、ウォームギア１００が作動された後、空気流量調整弁２１を全開として、空気噴射ノズル１８から規定の時間空気を噴射させる。この規定の時間は、圧縮比を一定に維持させるために必要な摩擦係数となるまで潤滑油を除去するのに要する時間である。
【００８５】
すなわち、規定の時間空気を噴射させることにより、前記接触面に付着している潤滑油が除去され、該接触面の摩擦係数を速やかに高めることができる。これにより、モータ１２から駆動力を与えずに圧縮比を一定の値に維持可能な状態とすることができる。なお、規定の時間は一定の時間とし、空気流量調整弁２１の開度を調整することにより摩擦係数を調整するようにしても良い。
【実施例４】
【００８６】
本実施例では、ウォームホイール１０若しくはウォーム１１の歯面に複数の溝が形成されている。その他の構成要素については実施例１と共通なので説明を割愛する。
【００８７】
図８は、本実施例によるウォーム１１の外観の一部を示した図である。
【００８８】
ウォーム１１は、つるまき線に沿って断面台形のねじ山４１が形成され、かつその間が谷底４２となっている。ねじ山４１の両側の傾斜面がそれぞれフランク４３、４４である。ここで、本実施例では、ねじ山４１に、ロッド１２ａの半径方向に沿って放射状に多数の横溝４５が形成されており、これによって、各フランク４３、４４が、多数の細かな接触面に分割されている。上記の横溝４５は、回転式カッターによってロッド１２ａの軸方向に連続的に加工したものである。つまり、多数のねじ山４１を横切って直線状に整列した位置に横溝４５が形成されている。また、上記の横溝４５は、ロッド１２ａの全周に亘って等間隔に形成されている。そして、横溝４５の半径方向の深さは、谷底４２に近い位置まで達しており、フランク４３、４４の接触面の全幅に亘っている。
【００８９】
このように構成されたウォーム１１では、ウォームホイール１０との接触面が複数に分断される。そして、各接触面に付着した潤滑油は、横溝４５から流出するため、潤滑油の供給を停止することにより、速やかに摩擦係数を高めることができる。
【００９０】
一方、本実施例においては、ねじ山４１上に、ウォーム１１のつるまき線と平行に、溝を形成するようにしても良い。
【００９１】
図９は、本実施例による他のウォーム１１の外観の一部を示した図である。
【００９２】
図９に示すウォーム１１は、断面台形のねじ山４１につるまき線と平行に縦溝４５０が２本形成されている。
【００９３】
このような縦溝４５０を形成することにより、ウォームホイール１０とウォーム１１との間に付着する潤滑油は、該縦溝４５０に沿って流れ落ちるので、潤滑油噴射ノズル１６からの潤滑油の噴射を停止した後に、速やかに前記接触面の摩擦係数を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】内燃機関の可変圧縮比機構の概略構成を示す図である。
【図２】圧縮比を変更するときの各エンジン部材の動作を示した図である。
【図３】実施例１による潤滑油供給機構についての概略構成図である。
【図４】実施例１による潤滑油噴射制御のフローを示したフローチャート図である。
【図５】実施例２による他の潤滑油噴射制御のフローを示したフローチャート図である
【図６】実施例２による潤滑油噴射ノズルの断面形状を示した断面図である。
【図７】実施例３による潤滑油供給機構についての概略構成図である。
【図８】実施例４によるウォームの外観の一部を示した図である。
【図９】実施例４による他のウォームの外観の一部を示した図である。
【符号の説明】
【００９５】
１     内燃機関
２     シリンダ
３     シリンダブロック
４     クランクケース
４ａ   オイルパン
５     カム収納孔
６     ボルト
７     キャップ
８     軸受収納孔
９     カム軸
１０   ウォームホイール
１００ ウォームギア
１１ａ ウォーム
１１ｂ ウォーム
１２   モータ
１２ａ ロッド
１３   潤滑油ポンプ
１４   潤滑油通路
１５   オイルフィルター
１６   潤滑油噴射ノズル
１６ａ 潤滑油流入通路
１６ｂ 潤滑油溜まり
１６ｃ 噴射孔
１６ｄ 空気流入通路
１７   潤滑油噴射制御弁
１８   空気噴射ノズル
１９   空気供給管
２０   空気ポンプ
２１   空気流量調整弁
４１   ねじ山
４２   谷底
４３   フランク
４４   フランク
４５   横溝
４５０ 縦溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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