(57)【要約】【課題】燃焼荷重による圧縮比の変動を抑制できる可変圧縮比内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関に設けられた圧縮比変更機構は偏心軸６を有している。偏心軸６は、回転可能な状態でクランクケースに支持される第１被支持部１１及び第２被支持部１２と、軸線Ａｘ１から偏心するようにして第１被支持部１１と第２被支持部１２との間に位置し、シリンダブロックに連結される偏心部２１とを有し、第１被支持部１１と第２被支持部１２とは一体に形成され、かつ軸線Ａｘ１を中心として回転できるように同軸状に形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸線を中心とした偏心軸の回転運動をクランクケースに対してシリンダブロックを上下動させる運動に変換させる圧縮比変更機構が設けられた可変圧縮比内燃機関において、
前記偏心軸は、回転可能な状態で前記クランクケースに支持される第１被支持部及び第２被支持部と、前記軸線から偏心するようにして前記第１被支持部と前記第２被支持部との間に位置し、前記シリンダブロックに連結される偏心部とを有し、
前記第１被支持部と前記第２被支持部とは一体に形成され、かつ前記軸線を中心として回転できるように同軸状に形成されている、ことを特徴とする可変圧縮比内燃機関。
【請求項２】
前記第１被支持部が前記偏心軸の端部に設けられている請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項３】
前記偏心部と相対回転可能な状態で前記偏心部の外周に装着され、前記偏心部と前記シリンダブロックとの間に介在する中空状のフリー部を更に有し、
前記第１被支持部の外径をＤ、前記フリー部の内径をｄ、前記偏心部の前記軸線からの偏心量をｅとした場合に、Ｄ≦ｄ−ｅ×２が成立している、請求項２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、圧縮比を機械的に変更可能な可変圧縮比内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダブロックをクランクケースに対して上下動させる圧縮比変更機構を設けることにより圧縮比を変更可能にした可変圧縮比内燃機関が知られている（特許文献１）。こうした内燃機関はピストンとシリンダブロックとの相対位置が変化して上死点時の燃焼室の容積が変わるため圧縮比を機械的に変更できる。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６４２５７号公報
【特許文献２】特開２００９−２９３５４０号公報
【特許文献３】特開２００９−４１５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の内燃機関には、シリンダブロックの上下動に変換する偏心軸が設けられている。この偏心軸は、円柱に偏心孔が形成されたカム部材と軸受部とを真っ直ぐな軸本体に装着して固定することにより形成されている。そして、偏心軸のカム部材がシリンダブロックに、偏心軸の軸受部がクランクケースにそれぞれ回転可能に連結されている。偏心軸の軸受部が軸本体に対して偏心しているため、内燃機関の燃焼荷重によって偏心軸が上方に引っ張られた場合、軸本体に対して軸受部を相対回転させる回転力が生じる。燃焼荷重によって軸受部が軸本体に対して相対回転するとクランクケースとシリンダブロックとの間に位置ずれが起こって圧縮比が変動する。
【０００５】
そこで、本発明は、燃焼荷重による圧縮比の変動を抑制できる可変圧縮比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】
本発明の可変圧縮比内燃機関は、所定の軸線を中心とした偏心軸の回転運動をクランクケースに対してシリンダブロックを上下動させる運動に変換させる圧縮比変更機構が設けられた可変圧縮比内燃機関において、前記偏心軸は、回転可能な状態で前記クランクケースに支持される第１被支持部及び第２被支持部と、前記軸線から偏心するようにして前記第１被支持部と前記第２被支持部との間に位置し、前記シリンダブロックに連結される偏心部とを有し、前記第１被支持部と前記第２被支持部とは一体に形成され、かつ前記軸線を中心として回転できるように同軸状に形成されている、ものである（請求項１）。
【０００７】
この可変圧縮比内燃機関によれば、クランクケースに支持される第１被支持部と第２被支持部とが一体に形成され、かつこれらが同軸状に形成されているので、燃焼荷重によって偏心軸の全体が引っ張られても第１被支持部と第２被支持部とが相対回転することがない。従って、燃焼荷重による圧縮比の変動を抑制できる。
【０００８】
本発明の可変圧縮比内燃機関の一態様として、前記第１被支持部が前記偏心軸の端部に設けられてもよい（請求項２）。この態様によれば、燃焼荷重による偏心軸の端部の回転を抑制することができる。
【０００９】
上記態様においては、前記偏心部と相対回転可能な状態で前記偏心部の外周に装着され、前記偏心部と前記シリンダブロックとの間に介在する中空状のフリー部を更に有し、前記第１被支持部の外径をＤ、前記フリー部の内径をｄ、前記偏心部の前記軸線からの偏心量をｅとした場合に、Ｄ≦ｄ−ｅ×２が成立してもよい（請求項３）。偏心軸の端部に設けられた第１被支持部の外径がフリー部の内径よりも小さければ、フリー部を偏心軸に組み付ける場合に、第１被支持部が邪魔にならずに端部側からフリー部を嵌め込むことができる。第１被支持部の外径Ｄが偏心部の偏心量ｅの少なくとも２倍分、フリー部の内径ｄよりも小さければフリー部を端部側から嵌め込むことができる。従って、これらの間にＤ≦ｄ−ｅ×２が成立する限度で、第１被支持部の外径を大きくすることにより、フリー部の組み付けを可能にしつつ偏心軸の剛性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明の可変圧縮比内燃機関によれば、燃焼荷重によって偏心軸の全体が引っ張られても第１被支持部と第２被支持部とが一体かつ同軸状であるので相対回転せず、圧縮比の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係る内燃機関の主要部の分解斜視図。
【図２】気筒の並び方向と直交する方向に切断した図１の内燃機関の横断面図。
【図３】偏心軸の斜視図。
【図４】偏心軸にフリー部や軸受を組み付けた状態を示した断面図。
【図５】図２の部分拡大図。
【図６】燃焼荷重が作用した場合における比較例の説明図。
【図７】燃焼荷重が作用した場合における本実施形態の説明図。
【図８】偏心軸にフリー部や軸受を組み付ける過程を示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２に示された内燃機関１は、圧縮比を機械的に変更可能な可変圧縮比内燃機関として構成されている。内燃機関１は４つの気筒２が形成されたシリンダブロック３と、不図示のクランク軸を回転自在に支持するクランクケース４とを備えている。シリンダブロック３とクランクケース４とは別部品として設けられている。シリンダブロック３はクランクケース４に対して上下方向に移動可能な状態で嵌め込まれる。
【００１３】
内燃機関１の圧縮比を変更するため、内燃機関１にはシリンダブロック３をクランクケース５に対して上下方向に相対移動させる圧縮比変更機構５が設けられている。圧縮比変更機構５は、クランクケース４の側面に回転可能に取り付けられた偏心軸６を有し、その偏心軸６の回転運動を、クランクケース４に対してシリンダブロック３を上下動させる運動に変換させる機構である。図２に示すように、圧縮比変更機構５は内燃機関１に対して左右対称に一つずつ設けられている。
【００１４】
図３に示すように、偏心軸６はその両端部に設けられた第１被支持部１１と、両端部の間に設けられた４つの第２被支持部１２とを有している。図１に示したように、第１被支持部１１及び第２被支持部１２は軸線Ａｘ１（図４参照）を中心として回転可能な状態でクランクケース４に支持される。第１被支持部１１は、その外周に軸受１３が装着された状態でクランクケース４に設けられた受け部１５に配置され、その受け部１５にクランクケースキャップ１６がボルト止めされることによってクランクケース４に回転可能な状態で支持される。第２被支持部１２も同様に、その外周に軸受１８が装着された状態でクランクケース４に設けられた受け部１９に配置され、その受け部１９にクランクケースキャップ２０がボルト止めされることによってクランクケース４に回転可能な状態で支持される。
【００１５】
また、図３に示すように、偏心軸６は軸線Ａｘ１から偏心するようにして第１被支持部１１と第２被支持部１２との間に配置された偏心部２１を有している。偏心部２１の外周には、偏心孔が形成された中空状のフリー部２３が装着される（図４参照）。図１及び図２に示すように、偏心部２１は、その外周にフリー部２３が装着された状態で、シリンダブロック３に形成されたハウジング２５に配置され、そのハウジング２５にブロックキャップ２６がボルト止めされることによって回転可能な状態でシリンダブロック３に連結される。図５に示すように、偏心部２１とフリー部２３との間には軸受３０が、フリー部２３とハウジング２５及びブロックキャップ２６との間には軸受３１がそれぞれ介在し、これにより各要素が相対回転できるようになっている。
【００１６】
図３に示すように、偏心軸６はその中央部にウォームホイール３５が設けられており、そのウォームホイール３５と噛み合う不図示のウォームギアが駆動されることにより、偏心軸６は軸線Ａｘ１を中心として回転駆動される。図５に示すように、偏心部２１がフリー部２３を介してシリンダブロック３に連結されることによって、偏心軸６の回転中心Ｃ１（Ａｘ１）、偏心部２１の中心Ｃ２及びフリー部２３の中心Ｃ３のそれぞれを節点とみなしたリンク機構Ｌが構成される。このリンク機構Ｌが構成されることにより、図２に示した左右の偏心軸６が軸線Ａｘ１の回りに左右対称的に回転駆動されると、図５の矢印Ｙで示した上下方向にフリー部２３とともにシリンダブロック３が変位する。そのため、クランクケース４に対するシリンダブロック３の相対位置が変化して、上死点時のシリンダ容積が変化するので圧縮比を変化させることができる。
【００１７】
偏心軸６は第１被支持部１１と第２被支持部１２とが一体に形成され、かつ同軸状に形成されている。このため、内燃機関１の燃焼荷重によって偏心軸６の全体が上方に引っ張られる場合でもクランクケース４に支持された第１被支持部１１と第２被支持部１２とが回転することがない。図６の比較例のように、第１被支持部１１′が別体で、かつ偏心部２１′の外周に装着されている場合、第１被支持部１１′の中心Ｃ′から偏心した位置に燃焼荷重Ｆが作用するため、第１被支持部１１′を偏心軸６′に対して相対回転させる回転力Ｍが生じる。この回転力Ｍによって第１被支持部１１′が偏心軸６′相対回転すると、シリンダブロック３が上方に位置ずれして圧縮比が変動するおそれがある。これに対して、図７の本実施形態の場合、第１被支持部１１の中心Ｃに燃焼荷重Ｆが作用するので、図６の回転力Ｍは生じない。従って、内燃機関１は、燃焼荷重に伴う圧縮比の変動を抑制できる。
【００１８】
図４に示したように、偏心軸６の第１被支持部１１の外径をＤ、フリー部２３の内径をｄ、偏心部２１の軸線Ａｘ１からの偏心量をｅとした場合、偏心軸６にはＤ≦ｄ−ｅ×２が成立している。従って、第１被支持部１１の外径Ｄが偏心部２１の偏心量ｅの少なくとも２倍分、フリー部２３の内径ｄよりも小さいので、図８に示すように、フリー部２３を偏心軸６に組み付ける場合、工程（ａ）から工程（ｂ）へ移行する際に、第１被支持部１１が邪魔にならずに偏心軸６の端部側からフリー部２３を偏心部２１に嵌め込むことができる。しかも、上記式が成立する限度で、第１被支持部１１の外径Ｄができる限り大きく設定できるので、フリー部２３の組み付けを可能にしつつ偏心軸６の剛性を高めることができる。
【００１９】
本発明は上記形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態では、第１被支持部１１が偏心軸６の両端部に設けられているが、第１被支持部１１が偏心軸６の一方の端部に設けられていてもよい。また、第１被支持部が偏心軸の端部以外の部分でクランクケースに支持されるものであってもよい。この場合でも、燃焼荷重による第１被支持部の回転を抑制できるので、圧縮比の変動を抑制できる。
【符号の説明】
【００２０】
１  内燃機関
３  シリンダブロック
４  クランクケース
５  圧縮比変更機構
６  偏心軸
１１  第１被支持部
１２  第２被支持部
２１  偏心部
２３  フリー部
Ａｘ１  軸線
【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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