(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップと、このクランク用ベアリングキャップとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、がクランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、
上記クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能を兼ね備えていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項２】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップに、上記制御軸を回転可能に支持する円孔状の制御軸用ベアリングを貫通形成したことを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項３】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
かつ、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップと、
これらクランク用ベアリングキャップにそれぞれ固定される複数のベアリングプレート部が、上記クランクシャフトと略平行に延びるビーム部により一体に連結されたベアリングビームと、
このベアリングビームとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、を有し、
上記ベアリングプレート部をクランク用ベアリングキャップへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをベアリングプレート部へ固定する機能を兼ね備えていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項４】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
かつ、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップと、
これらクランク用ベアリングキャップにそれぞれ固定される複数のベアリングプレート部が、上記クランクシャフトと略平行に延びるビーム部により一体に連結されたベアリングビームと、を有し、
上記ベアリングプレート部に、上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングが円孔状に貫通形成されていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項５】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
かつ、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップの両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部により一体に連結されたラダーフレームと、
上記クランク用ベアリングキャップとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、を有し、
上記クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能を兼ね備えていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項６】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップの両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部により一体に連結されたラダーフレームを有し、
上記クランク用ベアリングキャップに、上記制御軸を回転可能に支持する円孔状の制御軸用ベアリングが貫通形成されていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項７】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する複数の固定ボルトの中で、上記クランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングよりも制御軸側に配置された固定ボルトの中心軸が、クランクシャフトの軸方向視で、上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングよりも上記基準線寄りに配置されていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項８】
上記制御軸用ベアリングに回転可能に支持される制御軸のメインジャーナルに、上記固定ボルトとの干渉を回避する切欠部が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項９】
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、
このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１０】
上記モータの出力軸が、上記制御軸に対して略垂直方向に延びていることを特徴とする請求項９に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１１】
上記モータの出力軸が、上記機関側壁と略平行に延びていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１２】
上記モータが、クランクシャフトと略平行に配設されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１３】
機関側壁がトランスミッションと結合する部位に、機関側方へ張り出したガセット部が設けられ、このガセット部の近傍に上記モータを固定したことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１４】
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記基準線に対して上記制御軸と反対側の機関側壁に、機関内方へ凹んだ取付凹部を形成し、この取付凹部に上記モータを配設したことを特徴とする請求項９又は１０に記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１５】
上記モータの出力軸が回転式であり、この出力軸と制御軸とがウォーム及びウォームホイールを介して連結されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１６】
上記モータの出力軸が進退式であり、この出力軸の先端にピンが取り付けられ、かつ、上記制御軸に、上記ピンがスライド可能に係合するスライド溝を有するフォーク部が設けられていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１７】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結され、
上記モータが、クランクシャフトと略平行に配設されていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１８】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結され、
機関側壁がトランスミッションと結合する部位に、機関側方へ張り出したガセット部が設けられ、このガセット部の近傍に上記モータを固定したことを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項１９】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結され、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記基準線に対して上記制御軸と反対側の機関側壁に、機関内方へ凹んだ取付凹部を形成し、この取付凹部に上記モータを配設したことを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【請求項２０】
ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、
上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、
上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されており、
上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結され、
上記モータの出力軸が進退式であり、この出力軸の先端にピンが取り付けられ、かつ、上記制御軸に、上記ピンがスライド可能に係合するスライド溝を有するフォーク部が設けられていることを特徴とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複リンク式の可変圧縮比機構を備えた内燃機関に関し、特に、可変圧縮比機構の機関搭載性の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関の可変圧縮比機構として、例えば図４２に示したものがある（論文：ＭＴＺ  Ｍｏｔｏｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ  Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ  ５８（１９９７年発行）１１，（独））。
【０００３】
この可変圧縮比機構は、ピストン１のピストンピン１ａに一端が連結されるアッパーリンク２と、このアッパーリンク２とクランクシャフト３のクランクピンとに連結されるロアーリンク４と、クランクシャフト３と略平行に延びる制御軸５と、この制御軸５の偏心カム５ａに一端が揺動可能に連結されるとともに、他端がアッパーリンク２の下端部に連結される制御リンク６と、を有している。そして、制御軸５が回転すると、偏心カム５ａを介して制御リンク６の揺動支点が変化し、これに伴ってピストンピン１ａとクランクピンとの距離が変化して、圧縮比が変更されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の内燃機関の可変圧縮比機構にあっては、以下の問題があった。
【０００５】
すなわち、制御リンク６がアッパーリンク２に連結されている等の関係で、制御軸５の設置位置が、クランクシャフト３の軸方向視で、クランクシャフト３の回転中心から機関横方向へ大きく張り出しているとともに、クランクシャフト３の回転中心よりも機関上方向へ大きくずれている。このため、機関内部で制御軸５を回転可能に支持する構成とした場合、制御軸５を設置するために、機関側壁を大きく横方向へ張り出させる必要があり、機関のコンパクト化を図る上で大きな弊害となってしまう。
【０００６】
この発明は、このような課題に着目してなされたもので、可変圧縮比機構を備えた内燃機関のコンパクト化を図ることを一つの目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る可変圧縮比機構は、ピストンのピストンピンに一端が連結されるアッパーリンクと、このアッパー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ーリンクと、上記クランクシャフトと略平行に延びる制御軸と、この制御軸に一端が揺動可能に連結されるとともに、上記ロアーリンクに他端が連結される制御リンクと、を有し、上記制御軸に対する制御リンクの揺動中心が上記制御軸の回転中心から偏心しており、この制御軸の回転位置に応じてクランクピンからピストンピンまでの距離を調整可能である。
【０００８】
そして、本発明は、上記クランクシャフトの軸方向視で、上記クランクシャフトの回転中心を通ってシリンダ軸方向へ延びる基準線に対し、上記制御リンクとロアーリンクの連結部分の近傍が、上記制御軸の回転中心と同じ側で最も離間する位置を最大離間位置とすると、上記制御軸の回転中心が、上記クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、かつ、上記最大離間位置よりも上記基準線寄りに配置されていることを特徴としている。
【０００９】
言い換えると、制御軸の回転中心が、制御リンクとロアーリンクとの連結部分におけるロアーリンクあるいは制御リンクの最外端部の軌跡よりも基準線側に近接配置されている。これにより、制御軸及びその軸受部材が、制御リンクとロアーリンクとの連結部分よりも機関側方へ大きく張り出すようなことがない。更に、制御リンクがロアーリンクに連結している関係で、制御軸を比較的機関下方側に配置することができる。従って、制御軸及びその軸受部材を、スペース的に比較的余裕のあるクランクシャフトの斜め下方側へ配置することが可能で、これにより、可変圧縮比機構の機関搭載性が向上し、機関全体のコンパクト化を図ることができる。
【００１０】
更に言えば、制御軸の軸受部材、つまり制御軸をシリンダブロック側へ回転可能に支持する軸受部材や、制御軸と制御リンクとが回転可能に連結する軸受部材は、制御リンクとロアーリンクとが回転可能に連結する軸受部分に比して、かなり大きくなる傾向にある。この理由は、制御リンクとロアーリンクとの軸受部分の大きさは、主に潤滑条件に依存するのに対して、制御軸側の軸受部材の大きさは、制御軸全体の構造上の剛性，強度に依存するためである。つまり、エンジン実働中には、制御軸に、燃焼圧力に起因する荷重や、運動部品の慣性力に起因する荷重が加わるために、これらに対応した剛性，強度を確保しようとすると、制御軸側の軸受部材を、制御リンクとロアーリンクとの軸受部分よりも十分に大きくする必要がある。
【００１１】
したがって、上記従来例のように、制御軸が、スペース的に余裕のないクランクシャフトより上部の領域に配設されていると、この制御軸及びその軸受部材を機関内部へ収容するためには、機関側壁を大きく側方へ張り出させる必要があり、機関の大型化を免れない。
【００１２】
これに対し、本発明によれば、制御軸の回転中心が、制御リンクとロアーリンクの連結部分よりもクランクシャフトの回転中心寄りで、かつ、このクランクシャフトよりも下方に配置しているため、制御軸及びその軸受部材等の機関側方への張出量を十分に抑制でき、上記従来例に比して機関を十分にコンパクト化することが可能となる。
【００１３】
また、第１の発明は、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップと、このクランク用ベアリングキャップとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、がクランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、
上記クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能を兼ね備えていることを特徴としている。
【００１４】
第２の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップに、上記制御軸を回転可能に支持する円孔状の制御軸用ベアリングを貫通形成したことを特徴としている。
【００１５】
第３の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップと、
これらクランク用ベアリングキャップにそれぞれ固定される複数のベアリングプレート部が、上記クランクシャフトと略平行に延びるビーム部により一体に連結されたベアリングビームと、
このベアリングビームとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、を有し、
上記ベアリングプレート部をクランク用ベアリングキャップへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをベアリングプレート部へ固定する機能を兼ね備えていることを特徴としている。
【００１６】
第４の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップと、
これらクランク用ベアリングキャップにそれぞれ固定される複数のベアリングプレート部が、上記クランクシャフトと略平行に延びるビーム部により一体に連結されたベアリングビームと、を有し、
上記ベアリングプレート部に、上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングが円孔状に貫通形成されていることを特徴としている。
【００１７】
第５の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、上記シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップの両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部により一体に連結されたラダーフレームと、
上記クランク用ベアリングキャップとともに上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングキャップと、を有し、
上記クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する固定ボルトの少なくとも一つが、上記制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能を兼ね備えていることを特徴としている。
【００１８】
第６の発明は、上記クランクシャフトの軸方向に間欠的に設けられ、上記シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップの両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部により一体に連結されたラダーフレームを有し、
上記クランク用ベアリングキャップに、上記制御軸を回転可能に支持する円孔状の制御軸用ベアリングが貫通形成されていることを特徴としている。
【００１９】
第９の発明は、上記制御軸を駆動するモータが、機関側壁に機関外側より固定され、
このモータの出力軸が、上記機関側壁を貫通して機関内部へ延び、上記制御軸と連結されていることを特徴としている。
【００２０】
第１０の発明は、上記モータの出力軸が、上記制御軸に対して略垂直方向に延びていることを特徴としている。
【００２１】
第１１の発明は、上記モータの出力軸が、上記機関側壁と略平行に延びていることを特徴としている。
【００２２】
第１２の発明は、上記モータが、クランクシャフトと略平行に配設されていることを特徴としている。
【００２３】
第１３の発明は、機関側壁がトランスミッションと結合する部位に、機関側方へ張り出したガセット部が設けられ、このガセット部の近傍に上記モータを固定したことを特徴としている。
【００２４】
第１４の発明は、上記クランクシャフトの軸方向視で、上記基準線に対して上記制御軸と反対側の機関側壁に、機関内方へ凹んだ取付凹部を形成し、この取付凹部に上記モータを配設したことを特徴としている。
【００２５】
第１５の発明は、上記モータの出力軸が回転式であり、この出力軸と制御軸とがウォーム及びウォームホイールを介して連結されていることを特徴としている。
【００２６】
第１６の発明は、上記モータの出力軸が進退式であり、この出力軸の先端にピンが取り付けられ、かつ、上記制御軸に、上記ピンがスライド可能に係合するスライド溝を有するフォーク部が設けられていることを特徴としている。
【００２７】
第７の発明は、シリンダブロックとともにクランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する複数の固定ボルトの中で、上記クランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングよりも制御軸側に配置された固定ボルトの中心軸が、クランクシャフトの軸方向視で、上記制御軸を回転可能に支持する制御軸用ベアリングよりも上記基準線寄りに配置されていることを特徴としている。
【００２８】
第８の発明は、上記制御軸用ベアリングに回転可能に支持される制御軸のメインジャーナルに、上記固定ボルトとの干渉を回避する切欠部が形成されていることを特徴としている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、制御リンクをロアーリンクに連結する構成とし、かつ、上記クランクシャフトの軸方向視で、制御軸の回転中心を、クランクシャフトのカウンターウェイトの最外端軌跡よりも外側で、制御リンクとロアーリンクとの連結部分の最大離間位置よりも基準線寄りに配置したため、制御軸及びその軸受部材が機関側方へ張り出すことを抑制できる。このため、この可変圧縮比機構の機関搭載性が向上し、機関全体のコンパクト化を図ることができる。
【００３０】
特に、第１，２，５，６に係る発明によれば、クランクシャフトを回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップが、制御軸を回転可能に支持する機能を兼ね備えることとなるため、構造のコンパクト化及び取付の簡素化を図ることができる。
【００３１】
また、第３，４に係る発明によれば、ベアリングビームが、制御軸を回転可能に支持する機能を兼ね備えることとなるため、構造のコンパクト化及び取付の簡素化を図ることができる。
【００３２】
第１，２，５，６に係る発明によれば、エンジン運転中にクランクシャフトからクランク用ベアリングキャップを変形する方向へ作用する荷重が、エンジン運転中に制御リンクから制御軸へ作用する荷重により、クランク用ベアリングキャップと制御軸との間で発生する摩擦力によって相殺される形となり、この制御軸が、複数のクランク用ベアリングキャップを一体的に連結する一種の補強用ビームとして機能する。これにより、クランク用ベアリングキャップの振動レベルを低減でき、音振性能が向上する。
【００３３】
特に、第５，６に係る発明によれば、ラダーフレームの側壁部が、複数のベアリングプレート部を一体的に連結する補強用ビームとして機能するため、クランク用ベアリングキャップの振動レベルがより一層低減され、音振性能が向上する。
【００３４】
第３，４に係る発明によれば、エンジン運転中にクランクシャフトからクランク用ベアリングキャップを変形する方向へ作用する荷重が、エンジン運転中に制御リンクから制御軸へ作用する荷重により、ベアリングビームのベアリングプレート部と制御軸との間で発生する摩擦力によって相殺される形となり、この制御軸が、複数のベアリングプレート部及びクランク用ベアリングキャップを一体的に連結する一種の補強用ビームとして機能する。これにより、クランク用ベアリングキャップの振動レベルを低減でき、音振性能が向上する。
【００３５】
加えて、第３，４に係る発明によれば、ベアリングビームのビーム部が、複数のベアリングプレート部及びクランク用ベアリングキャップを一体的に連結する補強用ビームとして機能するため、クランク用ベアリングキャップの振動レベルがより一層低減され、音振性能が向上する。また、元々ベアリングビームを備えた機関においては、構造を大幅に変更することなく制御軸を組み付けられる。
【００３６】
第１，５に係る発明によれば、固定ボルトの少なくとも一つが、クランク用ベアリングキャップをシリンダブロックへ固定する機能と、制御軸用ベアリングキャップをクランク用ベアリングキャップへ固定する機能とを兼ね備えているため、構造のコンパクト化及び取付の簡素化を図ることができる。
【００３７】
第３に係る発明によれば、固定ボルトの少なくとも一つが、ベアリングプレート部をクランク用ベアリングキャップへ固定する機能と、制御軸用ベアリングキャップをベアリングプレート部へ固定する機能とを兼ね備えているため、構造のコンパクト化及び取付の簡素化を図ることができる。
【００３８】
また、第３に係る発明によれば、ベアリングビームと制御軸と制御軸用ベアリングキャップとを予め仮固定しておき、これをシリンダブロック側へまとめて組み付けることができるため、装着性に優れている。
【００３９】
第２，４，６に係る発明によれば、制御軸を回転可能に支持するための制御軸用ベアリングキャップを省略することができるため、その分の部品点数が削減されるとともに、構造の簡素化，取付の簡素化を図ることができる。
【００４０】
第５，６に係る発明によれば、機関側壁の一部をなすラダーフレームに、クランク用ベアリングキャップが一体に設けられており、別個に複数のクランク用ベアリングキャップを用意する必要がないので、構造の簡素化及び取付の簡素化を図ることができる。
【００４１】
第９に係る発明によれば、モータが機関内部の熱から遮断され、モータの出力軸と制御軸との連結部分（例えばウォーム及びウォームホイールによるギア列や、ピンとスライド溝との摺動部分）が、エンジン内部の潤滑油によって潤滑されることになり、各々が理想的な環境状態に配置される。
【００４２】
第１０に係る発明によれば、モータの出力軸の先端と制御軸とを、（例えばウォーム及びウォームホイールによるギア列や、ピン及びフォーク部のみを介して）直接的に連結することができ、構造の簡素化及びコンパクト化を図ることができる。
【００４３】
第１１に係る発明によれば、モータを機関側壁に沿って取り付けることができ、モータが機関側壁から張り出すことを抑制できる。
【００４４】
第１２に係る発明によれば、モータがクランクシャフトと直交する方向、つまり機関側方へ張り出すことを抑制できる。
【００４５】
第１３に係る発明によれば、ガセット部近傍の、このガセット部より凹んでいる部分にモータを設置することができ、つまり既存のデッドスペースにモータが取付けられることになるため、レイアウト的に効率がよい。また、専用のブラケット等を設けることなく、既存のガセット部を利用してモータを固定することも可能で、構造が更に簡素化される。
【００４６】
第１４に係る発明によれば、制御軸と反対側の空間を有効に利用して、モータを機関側方へ張り出すことなく配置することができる。
【００４７】
第６に係る発明によれば、固定ボルトの中心軸を、制御軸用ベアリングよりも基準線寄りに配置したため、この制御軸用ベアリングにおける軸受性能及び潤滑性能を十分に確保することができる。
【００４８】
つまり、主にコンパクト化の目的で、制御軸用ベアリングを最も基準線寄り（機関中央寄り）へ配置した場合、制御軸用ベアリングの一部が固定ボルトに差し掛かることとなり、第７に係る発明のように、制御軸のメインジャーナルに固定ボルトとの干渉を回避する切欠部を形成する必要がある。このような場合であっても、固定ボルトの中心軸を制御軸用ベアリングよりも基準線寄りに配置しているため、切欠部の深さが最大でも固定ボルトの直径の略半分程度に抑制され、残された軸受領域で十分な軸受性能及び潤滑性能を得ることができる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、後述する各実施例では、共通する部分には同じ参照符号を付して重複する構成及び作用効果の説明を適宜省略している。
【００５０】
図１〜４は、この発明の第１実施例に係る可変圧縮比機構を備えたレシプロ式内燃機関を示している。
【００５１】
この可変圧縮比機構は、各気筒のピストン５０のピストンピン５１に一端が連結されるアッパーリンク６０と、このアッパーリンク６０の他端にアッパーリンクピン７１を介して揺動可能に連結されるとともに、クランクシャフト１００のクランクピン１０１に連結されるロアーリンク７０と、クランクシャフト１００と略平行に延びる制御軸９０と、この制御軸９０に一端が揺動可能に連結されるとともに、ロアーリンク７０に他端が制御リンクピン７３を介して揺動可能に連結される制御リンク８０と、を有している。
【００５２】
制御軸９０には、制御リンク８０の一端に形成されたベアリング８２に回転可能に支持されるピンジャーナル９２が、クランクシャフト１００の軸方向に間欠的に形成されている。このピンジャーナル９２の回転中心Ｐｄは、制御軸９０の回転中心Ｐｃに対して所定量偏心しており、この回転中心Ｐｄを揺動支点として、制御リンク８０が制御軸９０に対して揺動する。
【００５３】
従って、制御軸９０が回動すると、制御リンク８０の揺動支点位置Ｐｄが変化し、これに伴って、クランクピン１０１からピストンピン５１までの距離が変化する。これにより、ピストン５０の位置が変化して、機関圧縮比が変化する構成となっている。なお、制御軸９０は、ウォーム１１０及びウォームホイール１０９（図２）を介して接続するモータ等の駆動源（図示省略）により回転駆動され、この駆動源は、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。
【００５４】
制御軸９０のメインジャーナル９１を回転可能に支持する制御リンク８０のベアリング８２は、制御軸９０へ後から組み付けれるように半割構造となっており、その半分がリンク本体に形成され、残り半分がボルト８４によりリンク本体に固定されるキャップ８３に形成されている。同様に、クランクピン１０１を回転可能に支持するロアーリンク７０のベアリング７５も、ボルト７６により後から組み付けれるように半割構造となっている。
【００５５】
そして、本実施例の一つの特徴として、図１，３に示すようなクランクシャフト１００の軸方向視において、クランクシャフト１００の回転中心Ｐａを通ってシリンダ１１の軸方向（図１の上下方向）へ延びる基準線Ｌに対し、１サイクル中に制御リンク８０とロアーリンク７０との連結部分（制御リンクピン７３）の近傍が、制御軸９０の回転中心Ｐｃと同じ側（図１の右側）で最も離間する位置を最大離間位置Ｂとした場合、制御軸９０の回転中心Ｐｃが、回転するクランクシャフト１００のカウンターウェイト１０３の最外端軌跡Ａよりも更に外側に配置されるとともに、上記の最大離間位置Ｂよりも基準線Ｌ寄り（図１の左寄り）に配置されている。つまり、制御軸９０の回転中心Ｐｃが、上記最大離間位置Ｂを通ってシリンダ軸方向へ延びる最大離間線Ｂ’よりも基準線Ｌに近接して配置されている。
【００５６】
言い換えると、制御軸９０の回転中心Ｐｃがクランクシャフト１００の回転中心Ｐａの斜め下方に配置されている。つまり、制御軸９０及びその軸受部材を、回転体であるクランクシャフト１００の斜め下方へ待避させており、かつ、固定体である機関側壁の直ぐ内側部分、つまり末広がり状をなすシリンダブロック１０のスカート部１２の下端近傍の、比較的余裕のあるスペースへ配置させている。
【００５７】
これにより、制御軸９０及びその軸受部材や制御リンク８０等が、機関側方（図１の右方向）へ張り出すことを十分に抑制できる。このように、可変圧縮比機構をコンパクトに効率良く機関内部へ搭載することができるため、可変圧縮比機構を適用することに伴う機関の大型化を最小限に抑制することができ、機関全体のコンパクト化（小型化）を図ることができる。
【００５８】
つまり本実施例では、制御リンク８０をロアーリンク７０に連結する構造としているために、制御軸９０等を、クランクシャフト１００の斜め下方の比較的余裕のあるスペースへ配置することができる。これに対し、上記従来例のように、制御リンクをアッパーリンクへ連結する構造では、制御軸等が、スペースに余裕のないクランクケースの上部側に配設されることとなるため、機関側壁を外側へ拡大する必要があり、機関全体の大型化を免れない。
【００５９】
次に、クランクシャフト１００及び制御軸９０の軸受支持構造について詳細に説明する。
【００６０】
クランクシャフト１００のメインジャーナル１０２を回転可能に支持するクランク用ベアリング２０は、メインジャーナル１０２に後から組み付けられるように半割構造となっており、その上半分がシリンダブロック１０の下面に形成され、下半分がクランク用ベアリングキャップ２１の上面に形成されている。このクランク用ベアリングキャップ２１は、図２，４にも示すように、プレート状をなし、クランクシャフト１００の軸方向に沿って気筒列両端及び気筒間に間欠的に配設されている。
【００６１】
また、制御軸９０のメインジャーナル９１を回転可能に支持する制御軸用ベアリング２３も、メインジャーナル９１に後から組み付けれるように半割構造となっており、その上半分がクランク用ベアリングキャップ２１から斜め下方へ一体的に張り出した延長部２１ａの下面に形成され、その下半分が制御軸用ベアリングキャップ２４の上面に形成されている。
【００６２】
各クランク用ベアリングキャップ２１は、クランク用ベアリング２０を挟んだ両側２箇所で、固定ボルト２２，２６によって下側よりシリンダブロック１０へ締結固定されている。また、各制御軸用ベアリングキャップ２４は、制御軸用ベアリング２３を挟んだ両側２箇所で、固定ボルト２６，２５によって下側よりクランク用ベアリングキャップ２１へ締結固定されている。
【００６３】
つまり、固定ボルト２６は、クランク用ベアリングキャップ２１及び制御軸用ベアリングキャップ２４の両者を挿通してシリンダブロック１０へ締結されており、クランク用ベアリングキャップ２１をシリンダブロック１０へ固定する機能と、制御軸用ベアリングキャップ２４をクランク用ベアリングキャップ２１へ固定する機能とを兼ね備えている。これにより、例えば別々の固定ボルトを用いる場合に比して、部品点数が抑制され、構造が簡素化されるとともに、取付作業が簡素化される。
【００６４】
この固定ボルト２６及びそのボルト孔２６ａは、図１，３にも示すように、ほぼシリンダ軸方向（図１，３の上下方向）に沿うように延在しており、クランク用ベアリング２０と制御軸用ベアリング２３との間に配置されている。より詳しくは、図１，３に示すクランクシャフト１００の軸方向視で、固定ボルト２６の中心軸Ｃが、制御軸用ベアリング２３を構成する円周（基準線Ｌ寄りの接線Ｐｒ）よりも基準線Ｌ寄りに配置されている。また、これら中心軸Ｃと接線Ｐｒ間の距離ΔＤ１が十分に短く設定されている。
【００６５】
従って、機関左右方向（図１，３の左右方向）における両ベアリング２０，２３間の距離を十分に短くして、装置のコンパクト化を図ることができるとともに、固定ボルト２６の中心軸Ｃが制御軸用ベアリング２３よりも基準線Ｌ寄り（機関中央寄り）に配置されているため、この制御軸用ベアリング２３による十分な軸受性能及び潤滑性能を確保することができる。
【００６６】
この点について、上記の距離ΔＤ１を更に短いΔＤ２とした図５〜７の例を参照して詳細に説明する。この例では、制御軸用ベアリング２３の接線Ｐｒ側（基準線Ｌ側）の一部が、固定ボルト２６のボルト孔２６ａ側へ入り込む形となっており、更なる装置のコンパクト化を図ることができる。
【００６７】
このような場合、制御軸９０のメインジャーナル９１には、固定ボルト２６との干渉を回避する切欠部９３が形成される。この切欠部９３は、メインジャーナル９１と制御軸用ベアリング２３との間の軸受性能及び潤滑性能の低下を抑制するために、最小限の範囲に形成される。具体的には、切欠部９３は、固定ボルト２６と干渉し得る幅方向中央部の範囲で、かつ、このメインジャーナル９１の制御回転範囲に応じた周方向範囲にのみ形成されており、図５に示すように、軸方向視で略三日月形状に凹設されている。
【００６８】
なお、上記の接線Ｐｒを固定ボルト２６の中心軸Ｃとほぼ同一位置まで中央寄りに配置した場合、つまり固定ボルト２６とメインジャーナル９１との干渉領域が最も大きくなる場合でも、上記の切欠部９３による削除領域は、固定ボルト２６の直径の略半径程度に抑えられるため、残された軸受領域で十分な軸受性能及び潤滑性能を得ることが可能である。
【００６９】
次に、制御軸９０による音振性能向上メカニズムについて、図８，９の参考図及び図１０，１１を参照して説明する。
【００７０】
図８に誇張して示すように、クランクシャフト１００のメインジャーナル１０２は、燃焼圧力がクランクピン１０１に作用することによって傾斜するとともに、クランクシャフト１００の軸線上で相反する向きに変形する傾向にある。これを支えるクランク用ベアリングキャップ２１も、このクランクシャフト１００の変形モードに習って変形し、結果としてクランク用ベアリングキャップ２１がクランクシャフト１００の軸線上で振動したり、この振動に起因した騒音を生じる虞がある。
【００７１】
このようなクランク用ベアリングキャップ２１の変形及びそれによる振動，騒音の発生を抑制するために、図９に示すように、複数のクランク用ベアリングキャップ２１をベアリングビーム３０’で一体的に連結する技術が従来より知られている。
【００７２】
本実施例では、このようなベアリングビーム３０’の機能を制御軸９０に持たせることができる。この点について、図１０，１１を参照して詳述すると、エンジン運転中には、ピストン５０に作用する燃焼圧力Ｆｐによって制御軸用ベアリング２３から制御軸９０へ上向荷重Ｆｔが発生し、両者２３，９０間の摩擦係数μが比較的大きくなる。このような変形，移動しようとする制御軸９０への荷重に対抗するように、隣設するクランク用ベアリング２０と制御軸９０との接触部Ｄにはμ×Ｆｔによる抵抗力が作用する。この抵抗力が、上記クランク用ベアリングキャップ２１を変形，移動させる荷重を相殺する形となり、この制御軸９０が、複数のクランク用ベアリングキャップ２１を一体に連結する一種の補強ビームとして機能する。従って、クランク用ベアリングキャップ２１の振動レベルが有効に低減され、音振性能が向上する。
【００７３】
図１２〜１４は第２実施例を示している。この実施例では、クランク用ベアリングキャップ２１Ａに、制御軸９０を回転可能に支持する制御軸用ベアリング２３の全てが円孔状に一体形成されている。つまり、制御軸用ベアリング２３が半割構造になっておらず、上記第１実施例の制御軸用ベアリングキャップ２４や固定ボルト２５が省略された構造となっている。このため、第１実施例と比較した場合、制御軸９０に制御軸用ベアリング２３を後から組み付けることはできないが、部品点数が低減され、構造が簡素化されるとともに、制御軸用ベアリングキャップ２４の組付工程が省略されるため、組付作業も簡素化される。
【００７４】
図１５〜１７は第３実施例を示している。この実施例では、シリンダブロック１０とともにクランクピン１０１を回転可能に支持するクランク用ベアリングキャップ２１Ｂの下面側に、ベアリングビーム３０が取り付けられている。このベアリングビーム３０は、複数のクランク用ベアリングキャップ２１Ｂの下面側に取り付けられるベアリングプレート部３５と、これらベアリングプレート部３５の制御軸９０と反対側の端部を一体的に連結するようにクランクシャフト１００に沿って延びるビーム部３４と、を有している。
【００７５】
制御軸用ベアリング３１は、制御軸９０に後から組み付けれるように半割構造となっており、その上半分がベアリングプレート部３５の下面側に形成され、その下半分が制御軸用ベアリングキャップ３２の上面側に形成されている。
【００７６】
ベアリングビーム３０及びクランク用ベアリングキャップ２１Ｂは、クランク用ベアリング２０の両側で一対の固定ボルト２２，２６によりシリンダブロック１０の下面側に締結固定されている。また、制御軸用ベアリングキャップ３２は、制御軸用ベアリング３１の両側で一対の固定ボルト２６，３３によりベアリングプレート部３５の下面側に締結固定されている。
【００７７】
つまり、固定ボルト２６は、ベアリングビーム３０及びクランク用ベアリングキャップ２１Ｂをシリンダブロック１０へ固定する機能と、制御軸用ベアリングキャップ３２をベアリングプレート部３５へ固定する機能とを兼ね備えており、部品点数の低減化，構造及び取付作業の簡素化，コンパクト化が図られている。
【００７８】
また、組付の際には、ベアリングビーム３０，制御軸９０及び制御軸用ベアリングキャップ３２を予め仮固定しておき、これをクランク用ベアリングキャップ２１Ｂへ固定すれば良いので、装着性にも優れている。
【００７９】
更に、上記実施例と同様、制御軸９０がクランク用ベアリングキャップ２１Ｂの補強用ビームとして機能することに加え、クランク用ベアリング２０を挟んで制御軸９０の反対側に、ベアリングビーム３０のビーム部３４がクランク軸方向に延在しているため、クランク用ベアリングキャップ２１Ｂの振動をより確実に抑制することができ、更に音振性能が向上する。また、制御軸９０がビームとして機能する分、ベアリングビーム３０のビーム部３４の断面積を縮少して軽量化を図ることもできる。
【００８０】
図１８〜２０に示す第４実施例では、第３実施例に対して主に制御軸９０の固定構造が変更されている。つまり、この実施例では、制御軸９０を回転可能に支持する制御軸用ベアリング３１が半割構造となっておらず、その全てがベアリングビーム３０Ａに円孔状に貫通形成されている。つまり、第３実施例の制御軸用ベアリングキャップ３２及び固定ボルト３３が省略されており、その分、部品点数が削減され、構造及び取付作業が簡素化される。
【００８１】
図２１〜２３は第５実施例を示している。この実施例では、クランク用ベアリングキャップ２１Ｂの下面側にそれぞれ支持ステー３５Ｂが取り付けられている。この支持ステー３５Ｂは、第４実施例のベアリングプレート部３５とほぼ同様の構造となっている。つまり、第４実施例のベアリングビーム３０Ａからビーム部３４を省略した構成となっている。
【００８２】
この場合、第４実施例に比して、ビーム部３４が省略されている分、クランク用ベアリングキャップ２１Ｂの振動低減機能が低下するものの、軽量化される点で有利である。
【００８３】
図２４〜２６は第６実施例を示している。この実施例では、シリンダブロック１０のスカート部１２の下端と図外のオイルパンの上端との間に、スカート部１２とともにクランクケースの一部を構成するラダーフレーム４０が固定されている。
【００８４】
このラダーフレーム４０は、クランクシャフト１００の軸方向に間欠的に設けられ、シリンダブロック１０とともにクランクシャフト１００のメインジャーナル１０２を回転可能に支持する複数のクランク用ベアリングキャップ４２の両端部が、機関側壁の一部を構成する一対の側壁部４５により一体的に連結された構造となっている。
【００８５】
また、クランクシャフト１００のメインジャーナル１０２を回転可能に支持するクランク用ベアリング２０が半割構造となっており、上半分がシリンダブロック１０の下面側に形成され、下半分がクランク用ベアリングキャップ４２の上面に形成されている。
【００８６】
更に、制御軸９０のメインジャーナル９１を回転可能に支持する制御軸用ベアリング４１も半割構造となっており、上半分がクランク用ベアリングキャップ４２の下面に形成され、下半分が制御軸用ベアリングキャップ４３の上面に形成されている。なお、クランク用ベアリングキャップ４２には、制御軸用ベアリングキャップ４３が適宜に嵌合する凹部４２ａが形成されている。
【００８７】
このように、クランク用ベアリングキャップ４２には、クランク用ベアリング２０及び制御軸用ベアリング４１の双方が形成されており、第１実施例のクランク用ベアリングキャップ２１と同様、双方のベアリング機能を兼ね備えている。
【００８８】
このクランク用ベアリングキャップ４２は、クランク用ベアリング２０の両側で、一対の固定ボルト２２，２６により下側よりシリンダブロック１０へ締結固定されている。また、制御軸用ベアリングキャップ４３は、制御軸用ベアリング４１の両側で、一対の固定ボルト２６，４４によりクランク用ベアリングキャップ４２へ固定されている。つまり固定ボルト２６がクランク用ベアリングキャップ４２の固定と制御軸用ベアリングキャップ４３の固定とを兼ね備えている。
【００８９】
このような構成によれば、ラダーフレーム４０の側壁部４５が、複数のクランク用ベアリングキャップ４２を一体に連結する一種の補強ビームとして機能するため、上述したように制御軸９０がビームとして機能することと併せて、確実にクランク用ベアリングキャップ４２の振動を抑制することができるとともに、第３実施例のように別途ベアリングビームを設けるものに比して、レイアウト的にも格段に有利であり、更なる機関のコンパクト化を図ることができる。
【００９０】
図２７〜２９に示す第７実施例では、第６実施例に対して主に制御軸９０の支持構造が変更されている。つまり、制御軸９０のメインジャーナル９１を回転可能に支持する制御軸用ベアリング４１が半割構造となっておらず、その全てがラダーフレーム４０Ａのクランク用ベアリングキャップ４２に円孔状に貫通形成されている。
【００９１】
この場合、第６実施例に比して、制御軸用ベアリングキャップ４３や固定ボルト４４が省略されているため、更に構成が簡素化されるとともに組付作業も簡素化される。
【００９２】
図３０，３１は第８実施例を示しており、制御軸９０の回転駆動部の取付構造の一例を示している。なお、基本的な構造は上記の第１実施例と同様である。
【００９３】
シリンダブロック１０のスカート部１２の下端フランジ部には、オイルパン上部１２０の上端フランジ部が固定されており、このオイルパン上部１２０の下端フランジ部には、オイルパン下部１３０の上端フランジ部が固定されている。オイルパン上部１２０の側壁部１２０ａの後部にはトランスミッション１４０が結合されており、この結合剛性を向上させるために、側壁部１２０ａの後部には、側方へ張り出したガセット部１２１が設けられている。そして、このガセット部１２１の直ぐ近傍で、このガセット部１２１より凹んだ側壁部１２０ａに、制御軸９０を駆動するモータ１１１が取り付けられている。
【００９４】
このモータ１１１の出力軸１１１ａは、制御軸９０とほぼ直交するように、側壁部１２０ａを貫通してクランクケース内部へ延びており、その先端に、制御軸９０の一端に固定されたウォームホイール１０９に噛合するウォーム１１０が設けられている。従って、図示せぬエンジンコントロールユニットによりモータ１１１を駆動制御することにより、ウォーム１１０及びウォームホイール１０９を介してモータ出力軸１１１ａから制御軸９０へ回転動力が伝達される。
【００９５】
このように本実施例では、モータ１１１が機関側壁を構成するオイルパン上部１２０の側壁部１２０ａに機関外側より取り付けられているために、このモータ１１１が機関内の熱から遮断されるとともに、ウォーム１１０及びウォームホイール１０９等が機関内の潤滑油によって潤滑されることになり、各々が理想的な環境状態に配置される。
【００９６】
また、モータ１１１の出力回転軸１１１ａが制御軸９０に対して略垂直方向に延びているため、上記のウォーム１１０及びウォームホイール１０９のみで出力軸１１１ａの駆動力を制御軸９０に伝達することができ、つまり出力軸１１１ａと制御軸９０とを実質的に直結することができるため、更なる構造の簡素化を図ることができる。
【００９７】
更に、ガセット部１２１近傍の、このガセット部１２１に対して機関内方へ凹んでいる側壁部１２０ａにモータ１１１を設置したことで、既存のデッドスペースを利用して、モータ１１１を側方へあまり張り出させることなく取り付けることができ、レイアウト的にも効率が良い。また、専用のブラケット等を用いることなく、既存のガセット部１２１を利用してモータ１１１を取り付けることにより、構造の簡素化も図ることこができる。
【００９８】
図３２，３３に示す第９実施例では、第８実施例に対して主にモータ１１１の固定位置を変更している。つまり、略円柱形をなすモータ１１１は、図３２に示すように、シリンダブロック１０のスカート部１２の下端部に、斜め下方に傾斜した姿勢で取り付けられている。つまり、モータ１１１の出力軸１１１ａが、機関側壁の一部を構成するオイルパン上部１２０の側壁部１２０ａとほぼ平行に延びており、この側壁部１２０ａの直ぐ内側に沿って配置されている。
【００９９】
このように、モータ１１１を傾斜した姿勢で取り付けているため、モータ１１１の側方への張り出しが抑制されるとともに、モータ１１１の出力回転軸１１１ａを側壁部１２０ａに沿う狭い領域に配置することができるため、更なる機関のコンパクト化を図ることができる。
【０１００】
図３４，３５に示す第１０実施例では、第９実施例に対して主にモータの構造及び固定位置を変更している。つまり、略円柱形をなすモータ１１１がブラケット１１３を介してシリンダブロック１０のスカート部１２の下端部に取付られている。このモータ１１１及びその出力軸１１１ａは、クランクシャフト１００の回転軸心と略平行に延びている。
【０１０１】
出力軸１１１ａの先端部と、補助出力軸１１５の一端とは、角度変換ギヤ１１２列を介して互いに噛合している。この補助出力軸１１５は、上記第９実施例の出力軸１１１ａと同様、オイルパン上部１２０の側壁部１２０ａに沿って近接配置されている。この補助出力軸１１５の他端に設けられたウォーム１１０が制御軸９０のウォームホイール１０９に直接的に噛合している。
【０１０２】
この第１０実施例では、上記第９実施例とほぼ同様の効果が得られることに加え、クランクシャフト１００の回転軸と略平行にモータ１１１を配設したことにより、モータ１１１を機関長手方向（前後方向）に沿って取り付けることができ、モータ１１１の側方への張出量を更に抑制することができる。
【０１０３】
図３６，３７に示す第１１実施例では、第８実施例に対して主にモータの固定位置を変更している。
【０１０４】
つまり、図３６に示すクランク軸方向視で、モータ１１１が基準線Ｌを挟んで制御軸９０と反対側（図３６の左側）に配設されている。このモータ１１１は、オイルパン上部１２０に形成された取付凹部１２２内にほぼ完全に収容される形で取り付けられている。そして、オイルパン上部１２０の側壁部１２０ａを貫通するモータ１１１の出力軸１１１ａと制御軸９０とがウォーム１１０及びウォームホイール１０９を介して連結されている。
【０１０５】
この第１１実施例では、基準線Ｌに対して制御軸９０の反対側のオープンスペースを利用して、上記のモータ１１１及び取付凹部１２２が設けられているため、モータ１１１が機関側方へ張り出すことをほぼ完全に解消することができ、更なるコンパクト化を図ることができる。
【０１０６】
図３８〜４０に示す第１２実施例では、第９実施例に対して、主にモータ出力軸と制御軸との連結構造が変更されている。つまり、モータ１５３の出力軸としての往復ロッド１５２が進退駆動されるようになっており、この往復ロッド１５２の先端軸受部にはピン１５１が挿入されている。一方、制御軸９０の一端には一対のフォーク部１５０が固定されており、両フォーク部１５０の軸方向間隙に往復ロッド１５２の先端部が摺動可能に介装される。これらのフォーク部１５０には径方向に延びるスライド溝１５４が形成されており、これらのスライド溝１５４に上記のピン１５１の両端部がスライド可能に係合している。従って、モータ１５３により往復ロッド１５２が進退駆動されると、ピン１５１及びフォーク部１５０を介して制御軸９０が回動される。
【０１０７】
このような構成の第１２実施例においても、上記第９実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
図４１に示す第１３実施例では、第１２実施例に対して、主にモータ１５３の固定位置が変更されている。つまり、第１１実施例と同じように、クランク軸方向視でモータ１５３が基準線Ｌを挟んで制御軸９０と反対側（図４１の左側）に配設されている。このモータ１５３は、オイルパン上部１２０に形成された取付凹部１２３内にほぼ完全に収容される形で取り付けられている。そして、オイルパン上部１２０の側壁部を貫通するモータ１５３の往復ロッド１５２と制御軸９０とがピン１５１及びフォーク部１５０を介して連結されている。
【０１０９】
この第１４実施例では、第１３実施例と同様の効果が得られることに加え、基準線Ｌに対して制御軸９０の反対側のオープンスペースを利用して、上記のモータ１５３及び取付凹部１２３が設けられているため、モータ１５３が機関側方へ張り出すことをほぼ完全に解消することができ、更なるコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関を示す断面図。
【図２】上記第１実施例の内燃機関を示す一部破断側面図。
【図３】上記第１実施例の内燃機関の要部を示す拡大図。
【図４】上記第１実施例の内燃機関の下面対応図。
【図５】上記第１実施例の変形例を示す要部拡大図。
【図６】図５のＤ−Ｄ断面対応図。
【図７】上記図５の変形例の下面対応図。
【図８】クランク用ベアリングキャップの変形態様を説明するための説明図。
【図９】同じくクランク用ベアリングキャップの変形態様を説明するための説明図。
【図１０】上記第１実施例の作用説明図。
【図１１】同じく上記第１実施例の作用説明図。
【図１２】本発明の第２実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図１３】上記第２実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図１４】上記第２実施例の内燃機関の下面対応図。
【図１５】本発明の第３実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図１６】上記第３実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図１７】上記第３実施例の内燃機関の下面対応図。
【図１８】本発明の第４実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図１９】上記第４実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図２０】上記第４実施例の内燃機関の下面対応図。
【図２１】本発明の第５実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図２２】上記第５実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図２３】上記第５実施例の内燃機関の下面対応図。
【図２４】本発明の第６実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図２５】上記第６実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図２６】上記第６実施例の内燃機関の下面対応図。
【図２７】本発明の第７実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図２８】上記第７実施例の内燃機関の要部拡大図。
【図２９】上記第７実施例の内燃機関の下面対応図。
【図３０】本発明の第８実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図３１】上記第８実施例の内燃機関の側面対応図。
【図３２】本発明の第９実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図３３】上記第９実施例の内燃機関の側面対応図。
【図３４】本発明の第１０実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図３５】上記第１０実施例の内燃機関の側面対応図。
【図３６】本発明の第１１実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図３７】上記第１１実施例の内燃機関の側面対応図。
【図３８】本発明の第１２実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図３９】上記第１２実施例の内燃機関の側面対応図。
【図４０】上記第１２実施例の内燃機関の要部拡大斜視図。
【図４１】本発明の第１３実施例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関の断面対応図。
【図４２】従来例に係る可変圧縮比機構を備えた内燃機関を示す斜視図。
【符号の説明】
１０…シリンダブロック
２１…クランク用ベアリングキャップ
２３…制御軸用ベアリング
２４…制御軸用ベアリングキャップ
２６…固定ボルト
５０…ピストン
５１…ピストンピン
６０…アッパーリンク
７０…ロアーリンク
８０…制御リンク
９０…制御軸
１００…クランクシャフト
１０１…クランクピン
１０３…カウンターウェイト
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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