(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック及びこれに固定されたシリンダヘッドと、クランクケースとが、シリンダの軸線方向に沿って相対移動することで、圧縮比を変更可能に構成された、可変圧縮比内燃機関であって、
円柱状のジャーナル部と、前記ジャーナル部の中心軸から偏心して設けられ且つ当該ジャーナル部と一体的に回転するように当該ジャーナル部と結合された円柱状のカム部と、を備えた、制御シャフトと、
前記カム部及び前記ジャーナル部のうちの一方を回転可能に支持しつつ収容し得るように構成されていて、前記シリンダブロック側に設けられた、ブロック側支持部と、
他方を回転可能に支持しつつ収容し得るように構成されていて、前記クランクケース側に設けられた、クランクケース側支持部と、
前記シリンダブロックと前記クランクケースとの相対移動量を規制し得るように構成された、移動量規制部と、
を備え、
一対の前記制御シャフトが、前記シリンダブロックの両側にて互いに平行に設けられ、且つ同一方向に回転駆動されることですべての前記カム部が同一方向に指向するように構成され、
前記制御シャフトは、
前記ジャーナル部と前記カム部との偏心量をＲとし、圧縮比が最高である状態と最低である状態との間の、前記軸線方向における前記シリンダブロックと前記クランクケースとの相対移動量をＬとした場合に、
０．５＜Ｒ／Ｌとなるように構成され、
前記移動量規制部は、
前記シリンダブロックの側面と対向するように前記クランクケース側に設けられたストッパ部材を備え、
前記ストッパ部材が前記側面と当接することで、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの相対移動量を規制し得るように構成されたことを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【請求項２】
請求項１に記載の、可変圧縮比内燃機関であって、
前記移動量規制部は、
前記クランクケースに装着されていて、前記ストッパ部材を支持するとともに、前記ストッパ部材を前記側面に接近する方向又は前記側面から離隔する方向に移動させ得るように構成された、ストッパ支持部を、さらに備えたことを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の、可変圧縮比内燃機関において、
前記クランクケースに回転可能に支持されたクランクシャフトと一体的に回転するように、当該クランクシャフトと結合された、駆動力出力部と、
前記駆動力出力部と係合することで回転駆動力が伝達され得るように構成されているとともに、伝達された回転駆動力を前記シリンダヘッドに設けられた動弁機構に伝達し得るように構成された、中継部と、
前記駆動力出力部と前記中継部との係合状態を調整し得るように構成された、係合状態調整部と、
をさらに備えたことを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【請求項４】
請求項３に記載の、可変圧縮比内燃機関であって、
前記駆動力出力部及び前記中継部は、円板状のギヤを備え、
前記駆動力出力部の前記ギヤと、前記中継部の前記ギヤとは、互いに噛み合うように配置され、
前記係合状態調整部は、
前記シリンダブロックによって揺動可能に支持されていて、前記中継部の前記ギヤを回転可能に支持するように構成された、支持板と、
前記中継部の前記ギヤが、前記駆動力出力部の前記ギヤと当接するように、前記支持板を付勢する、付勢バネと、
を備え、前記駆動力出力部の前記ギヤと前記中継部の前記ギヤとの当接状態を調整するように構成されたことを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【請求項５】
請求項４に記載の、可変圧縮比内燃機関であって、
前記係合状態調整部は、
前記クランクケース側に設けられていて、円筒面状の表面を有するように構成された、第一ガイド部と、
前記第一ガイド部の前記表面と当接するように前記支持板側に設けられていて、前記中継部が前記表面の形状に倣った略円弧状の軌道上を移動するように前記中継部の前記駆動力出力部に対する相対移動をガイドしつつ、前記駆動力出力部と前記中継部との当接状態を調整するように構成された、第二ガイド部と、
をさらに備えたことを特徴とする、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、シリンダブロック及びこれに固定されたシリンダヘッドと、クランクケースとが、シリンダの軸線方向に沿って相対移動することで、圧縮比を変更可能に構成された、可変圧縮比内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関として、例えば、特開２００３−２０６７７１号公報、特開２００５−１１３８３９号公報、等に開示されたものが知られている。これらの内燃機関は、前記クランクケース（ロアケースとも称され得る）に対して前記シリンダブロックをスライドさせるスライド機構を備えている。このスライド機構は、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの間に構築されている。
【０００３】
具体的には、前記スライド機構は、前記シリンダの両側方にて平行に配置された一対の制御シャフトを備えている（カムを備えることから、上記各公報では、「カム軸［camshaft］」という称呼が用いられている。但し、前記シリンダヘッドに備えられた動弁機構における「カムシャフト」と区別するため、本明細書中では、「制御シャフト」の称呼が用いられている。）。また、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの摺動面には、気密性のシールが設けられている。
【０００４】
特開２００３−２０６７７１号公報に開示されている構成においては、前記制御シャフトは、シャフト部と、このシャフト部に対して固定されたカム部と、前記シャフト部に対して回転可能に取り付けられた可動軸受部と、を備えている。前記カム部は、当該制御シャフトの中心軸に対して偏心した円形のカムプロフィールを有している。このカム部は、前記シリンダブロックに形成されたカム収納孔に収納されている。前記可動軸受部は、前記クランクケースに形成された軸受収納孔に収納されている。
【０００５】
かかる構成を有する内燃機関においては、一対の前記制御シャフトが、互いに逆方向に回転されることで、前記シリンダブロックが、前記クランクケースに対して、前記軸線方向に沿って相対的にスライドする。これにより、圧縮比が変更される。具体的には、圧縮比が最低である状態（以下、「最低圧縮比状態」と称する。）から、前記制御シャフトが１８０°回転されると、圧縮比が最高である状態（以下、「最高圧縮比状態」と称する。）となる。また、圧縮比が最低あるいは最高である状態から、前記制御シャフトが９０°回転されると、中間的な圧縮比の状態（以下、「中間圧縮比状態」と称する。）となる。
【０００６】
一方、特開２００５−１１３８３９号公報に開示されている構成においては、前記制御シャフトは、前記シャフト部と前記カム部とからなる単純な構成を有している。かかる構成においては、一対の前記制御シャフトが、互いに同期しつつ、同一方向に回転される。このため、前記シリンダブロックは、半円状の軌跡を描きながら、前記クランクケースに対して相対移動する。
【特許文献１】特開２００３−２０６７７１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１３８３９号公報
【発明の開示】
【０００７】
特開２００３−２０６７７１号公報に開示されている構成においては、前記シリンダブロックを前記シリンダの前記軸線方向に沿って直線的に移動させるために、（１）前記シャフト部に対して自由に回転可能な前記可動軸受部が前記制御シャフトに設けられ、（２）一対の前記制御シャフトが互いに逆方向に回転される。このため、装置構成が複雑となっていた。
【０００８】
すなわち、かかる構成においては、前記制御シャフトを構成する部品が多数にわたり、構造が複雑である。また、かかる構成においては、前記シリンダブロックと前記クランクケースとが、一対の前記制御シャフトによるマルチリンク機構を介して連結された状態となる。このため、前記シリンダブロックが前記クランクケースに対して揺動する可能性がある。このような揺動が生じると、燃焼圧の発生に伴って前記シリンダブロックと前記クランクケースとが衝突し、大きな打撃音が発生するおそれがある。したがって、前記シリンダブロックと前記クランクケースとのスムーズな前記軸線方向の相対移動を実現するためには、幅方向（前記軸線方向と直交し且つ前記制御シャフトの前記中心軸とも直交する方向）における前記シリンダブロックの位置を規制するガイド手段が別途必要であった。
【０００９】
一方、特開２００５−１１３８３９号公報に開示されている構成においては、前記制御シャフトの構造が単純化されている。このため、部品点数が低減され得る。また、前記シリンダブロックの前記幅方向における位置が、前記カム部の姿勢によって決定される。よって、前記シリンダブロックが前記クランクケースに対して揺動する可能性が低くなり、上述のような打撃音の発生も抑制され得る。
【００１０】
しかしながら、かかる構成においては、前記シリンダブロックの移動軌跡が半円状となる。よって、前記制御シャフトの回転角が０°である最低圧縮比状態、あるいは、同回転角が１８０°である最高圧縮比状態から、同回転角が９０°である中間圧縮比状態に変更される場合に、前記幅方向に沿って、前記シリンダブロックが大きく移動する。したがって、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの摺動面におけるシールの気密性の確保が困難であった。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、簡略な装置構成により、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの相対移動、及び前記シリンダブロックと前記クランクケースとの摺動面のシールが、良好に行われ得る、可変圧縮比内燃機関を提供することにある。
【００１２】
本発明の可変圧縮比内燃機関（以下、単に「内燃機関」と称する。）は、シリンダブロック及びこれに固定されたシリンダヘッドと、クランクケースとが、シリンダの軸線方向に沿って相対移動することで、圧縮比を変更可能に構成されている。具体的には、この内燃機関は、制御シャフトと、ブロック側支持部と、クランクケース側支持部と、を備えている。
【００１３】
前記制御シャフトは、ジャーナル部と、カム部と、を備えている。前記ジャーナル部と前記カム部とは、当該制御シャフトの長手方向に沿って並ぶように配列されている。前記ジャーナル部及び前記カム部は、円柱状に形成されている。前記カム部は、前記ジャーナル部の中心軸（当該制御シャフトの回転中心軸：前記長手方向と平行）から偏心して設けられている。また、前記カム部は、前記ジャーナル部と一体的に回転するように、当該ジャーナル部と結合されている。具体的には、例えば、前記カム部は、前記ジャーナル部と一体に形成され得る。あるいは、例えば、前記カム部は、前記ジャーナル部に固定され得る。なお、前記カム部は、前記ジャーナル部から突出するように設けられ得る。
【００１４】
ここで、本内燃機関においては、一対の前記制御シャフトが、前記シリンダブロックの両側にて互いに平行に設けられている。これらの制御シャフトは、同一方向に回転駆動されることで、すべての前記カム部が同一方向に指向するように、構成及び配置されている。
【００１５】
前記制御シャフトは、さらに、ウォームホイールを備え得る。このウォームホイールは、円板状のギヤであって、前記中心軸と同軸に設けられている。また、このウォームホイールは、前記ジャーナル部と一体的に回転するように、当該ジャーナル部と結合されている。この場合、本内燃機関は、駆動シャフトと、一対のウォームと、を備えている。前記駆動シャフトは、一対の前記制御シャフトの各々と直交するように配置されている。前記ウォームは、前記ウォームホイールと噛み合う螺旋状の歯形を有する円筒状のギヤであって、前記駆動シャフトと一体的に回転するように当該駆動シャフトに固定されている。一対の前記ウォームは、一対の前記制御シャフトにおける前記ウォームホイールのそれぞれに対応する位置に設けられている。また、一対の前記ウォームは、その歯形が、同一方向の螺旋形状に形成されている。すなわち、一対の前記ウォームは、その歯形が同一であって、一対の前記ウォームホイールを同一方向に回転させ得るように形成されている。
【００１６】
前記ブロック側支持部は、前記シリンダブロック側に設けられている。前記クランクケース側支持部は、前記クランクケース側に設けられている。前記カム部及び前記ジャーナル部のうちの、一方は前記ブロック側支持部によって、他方は前記クランクケース側支持部によって、それぞれ回転可能に支持されつつ収容されている。
【００１７】
本発明の特徴は、以下の構成にある：前記制御シャフトは、前記ジャーナル部と前記カム部との偏心量をＲとし、最高圧縮比状態と最低圧縮比状態との間の、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの前記軸線方向における相対移動量（以下、最大リフト量と称する。）をＬとした場合に、
０．５＜Ｒ／Ｌとなるように構成されている。ここで、前記制御シャフトは、
好ましくは、０．７≦Ｒ／Ｌ≦１．３となるように構成され、
より好ましくは、０．８≦Ｒ／Ｌ≦１．２となるように構成され、
さらに好ましくは、０．９≦Ｒ／Ｌ≦１．１となるように構成され得る。
【００１８】
かかる構成を備えた本発明の内燃機関においては、圧縮比が変更される場合、一対の前記制御シャフトは、すべての前記カム部が同一方向に指向するように互いに同期しつつ、同一方向に回転される。例えば、前記駆動シャフトがモータ等によって回転駆動されることで、同一方向の螺旋形状の歯形を有する一対の前記ウォームが、同一方向に回転する。すると、これらのウォームと対向する前記ウォームホイールの各々が、互いに同期しつつ、同一方向に回転する。これにより、一対の前記制御シャフトが、互いに同期しつつ、同一方向に回転する。
【００１９】
このようにして、一対の前記制御シャフトが同一方向に同期して回転すると、前記カム部の各々が、前記制御シャフトの中心軸を中心とした円弧状の軌道上を移動するように回転する。これにより、前記シリンダブロックは、円弧状の軌跡を描きながら、前記クランクケースに対して、前記軸線方向及び幅方向（前記軸線方向と直交し且つ前記制御シャフトの前記中心軸とも直交する方向）に沿って相対移動する。そして、前記カム部の姿勢によって、前記軸線方向及び前記幅方向における前記シリンダブロックの位置が決定される。
【００２０】
ここで、前記カム部の指向方向が前記幅方向となった状態、すなわち、前記カム部の偏心方向が前記幅方向となった状態を、中間圧縮比状態とする。このときの前記制御シャフトの回転角を０°とする。また、前記制御シャフトが中間圧縮比状態（回転角θ＝０°）から所定方向に角度θ１（＜９０°）回転された場合に最高圧縮比状態となり、前記制御シャフトが前記所定方向とは逆の方向に角度θ２＝θ１回転された場合に最低圧縮比状態となるものとする（なお、本発明の構成においては、θ２≠θ１の場合もあり得る。この場合、θ＝０の状態は、厳密には最高圧縮比と最低圧縮比との中間値とはならない。もっとも、θ２≠θ１の場合であっても、便宜上、θ＝０のときの圧縮比は最高圧縮比と最低圧縮比との「中間的」な値となる。よって、θ＝０の状態を「中間圧縮比状態」と称しても差し支えない。）。
【００２１】
このとき、中間圧縮比状態から、最高圧縮比状態又は最低圧縮比状態までに、前記シリンダブロックは、前記軸線方向にＬ／２移動する。このときの、前記シリンダブロックの前記幅方向の移動量δは、以下のようになる。
δ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）＝Ｒ−（４Ｒ2−Ｌ2）1/2／２
【００２２】
従来の構成（特開２００５−１１３８３９号公報：Ｒ＝Ｌ／２）においては、δ＝Ｌ／２であった。これに対し、本発明においては、例えば、Ｒ＝０．７Ｌでδはほぼ０．２１Ｌとなり、Ｒ＝０．８Ｌでδはほぼ０．１８Ｌとなり、Ｒ＝０．９Ｌでδはほぼ０．１５Ｌとなり、Ｒ＝Ｌでδはほぼ０．１３Ｌとなり、Ｒ＝１．１Ｌでδはほぼ０．１２Ｌとなり、Ｒ＝１．２Ｌでδはほぼ０．１１Ｌとなり、Ｒ＝１．３Ｌでδ＝０．１Ｌとなる。このように、本発明の構成によれば、前記シリンダブロックの、前記クランクケースに対する、前記幅方向における相対移動量は、前記軸線方向における相対移動量よりもかなり小さくなる。すなわち、前記シリンダブロックの前記クランクケースに対する相対移動は、実質的に前記軸線方向に沿って行われるようになる。
【００２３】
ここで、最大リフト量Ｌは、通常、数ｍｍあるいは５〜６ｍｍ程度である。よって、従来の構成では、前記幅方向の相対移動量が１〜３ｍｍにも達していたのに対し、本発明においては、最大リフト量を５〜６ｍｍ程度に大きくしたとしても、前記幅方向の相対移動量が従来よりもかなり小さく（１ｍｍ未満、例えば０．５ｍｍ程度と）され得る。
【００２４】
したがって、本発明によれば、簡略な装置構成により、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの相対移動が良好に行われつつ、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの摺動面のシールが良好に行われ得る。
【００２５】
前記内燃機関は、移動量規制部をさらに備え得る。この移動量規制部は、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの相対移動量を規制し得るように構成されている。この移動量規制部は、前記シリンダブロックの移動範囲、あるいは、前記制御シャフトの回転範囲（前記ウォームホイールの回転範囲等）を規制し得るように構成され得る。
【００２６】
具体的には、前記移動量規制部は、ストッパ部材を備え得る。このストッパ部材は、前記シリンダブロックの側面と対向するように、前記クランクケース側に設けられ得る。この場合、前記ストッパ部材は、前記シリンダブロックの前記側面と当接することで、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの相対移動量を規制し得るように構成されている。
【００２７】
かかる構成においては、前記ストッパ部材が前記シリンダブロックの前記側面と当接することで、前記シリンダブロックと前記クランクケースとの相対移動量が規制されるとともに、最高圧縮比状態や最低圧縮比状態が規定される。したがって、最高圧縮比状態や最低圧縮比状態が、簡略な装置構成によって規定され得る。
【００２８】
前記移動量規制部は、ストッパ支持部をさらに備え得る。前記ストッパ支持部は、前記クランクケースに装着されている。このストッパ支持部は、前記ストッパ部材を支持するとともに、前記ストッパ部材を前記側面に接近する方向又は前記側面から離隔する方向に移動させ得るように構成されている。すなわち、前記ストッパ支持部は、前記ストッパ部材の位置を前記幅方向に沿って調整し得るように構成されている。
【００２９】
かかる構成においては、前記ストッパ支持部によって、前記ストッパ部材の位置が、前記幅方向に沿って調整され得る。これにより、最高又は最低圧縮比状態となるような前記シリンダブロックの位置が、簡略な装置構成によって簡易に調整され得る。
【００３０】
前記内燃機関は、駆動力出力部と、中継部と、係合状態調整部と、を備え得る。前記駆動力出力部は、前記クランクケースに回転可能に支持されたクランクシャフトと一体的に回転するように、当該クランクシャフトと結合されている。前記中継部は、前記駆動力出力部と係合することで回転駆動力が伝達され得るように構成されている。また、前記中継部は、前記駆動力出力部から伝達された回転駆動力を、前記シリンダヘッドに設けられた動弁機構に伝達し得るように構成されている。前記係合状態調整部は、前記駆動力出力部と前記中継部との係合状態を調整し得るように構成されている。
【００３１】
ここで、（１）前記中継部は、前記駆動力出力部と直接的に係合するように構成され得る。すなわち、例えば、前記駆動力出力部及び前記中継部は、円板状のギヤを備え得る。この場合、前記駆動力出力部の前記ギヤと、前記中継部の前記ギヤとは、互いに噛み合うように配置されている。また、前記係合状態調整部は、支持板と、付勢バネと、を備えていて、前記駆動力出力部の前記ギヤと前記中継部の前記ギヤとの当接状態（噛み合い状態）を調整するように構成され得る。前記支持板は、前記中継部の前記ギヤを回転可能に支持するように構成されている。この支持板は、前記シリンダブロックによって揺動可能に支持されている。すなわち、前記中継部は、前記シリンダブロックによって揺動可能且つ回転自在に支持されている。また、前記中継部の前記ギヤが、前記駆動力出力部の前記ギヤと当接するように（噛み合うように）、前記支持板は、前記付勢バネによって付勢されている。あるいは、（２）前記中継部は、ベルトやチェーン等の中間媒体を介して前記駆動力出力部と連結（間接的に前記駆動力出力部と係合）するように構成され得る。
【００３２】
かかる構成においては、圧縮比を変更するために、前記シリンダブロックが円弧状の軌跡を描くように前記クランクケースに対して相対移動した場合であっても、前記駆動力出力部と前記中継部との係合状態が、適切に調整され得る。よって、前記駆動力出力部から前記動弁機構への動力伝達が、前記中継部を介して良好に行われ得る。
【００３３】
ここで、前記係合状態調整部は、第一ガイド部と、第二ガイド部と、を備え得る。前記第一ガイド部は、前記クランクケース側に設けられていて、円筒面状の表面を有するように構成されている。前記第二ガイド部は、前記第一ガイド部の前記表面と当接するように、前記支持板側に設けられている。この第二ガイド部は、前記表面と当接することで、以下の機能を奏するように構成されている：前記表面の形状に倣った略円弧状の軌道上を前記中継部が移動するように、前記第二ガイド部は、前記中継部の前記駆動力出力部に対する相対移動をガイドする。また、前記第二ガイド部は、前記駆動力出力部と前記中継部との当接状態を調整する。
【００３４】
かかる構成においては、圧縮比の変更の際に、前記シリンダブロックが、円弧状の軌跡を描くように、前記クランクケースに対して相対移動する。すると、前記中継部も、前記第二ガイド部の前記表面の形状に倣った略円弧状の軌跡を描くように、前記駆動力出力部の周りを移動する。これにより、前記駆動力出力部と前記中継部との当接状態が調整される。よって、かかる構成によれば、前記駆動力出力部と前記中継部との過度の押圧が良好に回避される。また、圧縮比の変更の前後での、両者の係合状態（ギヤ同士のかみ合い状態）が、ほぼ一定に保たれ得る。したがって、前記中継部を介しての、前記駆動力出力部から前記動弁機構への動力伝達が、より良好に行われ得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件・実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。実施形態に対する変形例（modification）は、実施形態の説明中に挿入されると、首尾一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。
【００３７】
＜第一の実施形態の内燃機関の構成＞
図１は、本発明の可変圧縮比内燃機関の第一の実施形態であるエンジン１の概略構成を示す側断面図である。図２は、図１に示されているエンジン１の概略構成を示す側面図である。図３は、図１及び図２に示されているエンジン１の分解斜視図である。なお、図１及び図２においては、中間圧縮比状態が示されているものとする。
【００３８】
図１ないし図３を参照すると、本実施形態のエンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、クランクケース４と、移動機構５と、駆動力伝達機構６と、を備えている。このエンジン１は、移動機構５によって、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３をクランクケース４に対してエンジン高さ方向（シリンダ中心軸ＣＣＡと平行な方向：本発明の軸線方向に対応する）に沿って相対的に移動（スライド）させることで、圧縮比を変更可能に構成されている。
【００３９】
＜＜シリンダブロック＞＞
シリンダブロック２は、平面視にて略矩形状の、略直方体状の部材であって、アルミニウム合金によって一体に形成されている。シリンダブロック２の外側面２０ａは、シリンダ２１の内側表面と同程度に平滑な表面として形成されている。シリンダ２１は、略円柱形状の貫通孔である。本実施形態においては、複数（本実施形態においては４つ）のシリンダ２１が、気筒配列方向ＡＤに沿って一列に設けられている。このシリンダブロック２は、気筒配列方向ＡＤ（図３参照）と平行な長手方向を有するように形成されている。シリンダ２１の内部には、ピストン２２が、気筒配列方向ＡＤと直交するシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って往復移動可能に収容されている。
【００４０】
＜＜シリンダヘッド＞＞
シリンダブロック２の上端面には、シリンダヘッド３が接合されている。シリンダヘッド３は、アルミニウム合金によって一体に形成されている。シリンダヘッド３は、シリンダ２１における、ピストン２２の上死点側の端（図中上側の端）を覆うように、シリンダブロック２に固定されている。すなわち、シリンダヘッド３は、シリンダブロック２に対して相対移動しないように（シリンダブロック２とともに上下動するように）、シリンダブロック２の上端部に、ボルト（図示せず）等によって固定されている。
【００４１】
シリンダヘッド３には、複数の凹部が形成されている。各凹部は、各シリンダ２１に対応する位置に設けられている。この凹部と、ピストン２２の頂面より上側のシリンダ２１の内部の空間と、によって、燃焼室ＣＣが形成されている。また、シリンダヘッド３には、吸気ポート３ａ及び排気ポート３ｂが、燃焼室ＣＣと連通するように設けられている。
【００４２】
さらに、シリンダヘッド３には、動弁機構３０が備えられている。図１及び図２を参照すると、動弁機構３０は、吸気バルブ３１と、排気バルブ３２と、吸気カムシャフト３３と、排気カムシャフト３４と、を備えている。吸気バルブ３１は、吸気カムシャフト３３の回転角度に応じて、吸気ポート３ａを開閉し得るように構成及び配置されている。排気バルブ３２は、排気カムシャフト３４の回転角度に応じて、排気ポート３ｂを開閉し得るように構成及び配置されている。
【００４３】
＜＜クランクケース＞＞
再び図１ないし図３を参照すると、クランクケース４は、アルミニウム合金によって一体に形成されている。本実施形態におけるクランクケース４は、その内側にシリンダブロック２を収容し得るように構成されている。具体的には、クランクケース４の上部には、フレーム４１が設けられている。フレーム４１は、エンジン高さ方向に沿った軸線方向を有する筒状部材であって、気筒配列方向ＡＤと平行な長手方向を有するように形成されている。フレーム４１の内側には、シリンダブロック収容部４１ａが形成されている。シリンダブロック収容部４１ａは、シリンダブロック２を収容し得るように設けられた、平面視にて略矩形状の空間であって、エンジン高さ方向に沿って設けられている。
【００４４】
シリンダブロック収容部４１ａの内壁面４１ａ１（以下、「フレーム４１の内壁面４１ａ１」と称されることもある。）は、シリンダブロック２の外側面２０ａと対向するように設けられている。この内壁面４１ａ１も、シリンダブロック２の外側面２０ａと同様に、平滑な表面として形成されている。シリンダブロック２の外側面２０ａと、フレーム４１の内壁面４１ａ１との間には、移動機構５の作動によってシリンダブロック収容部４１ａ内にてシリンダブロック２が気筒配列方向ＡＤと直交する平面内の円弧状の軌道上を移動し得るように、数ｍｍ程度のクリアランスが設けられている。
【００４５】
フレーム４１の上端部には、上述のクリアランスからのオイルミストの漏出を抑制するように、オイルシール４２が装着されている。オイルシール４２は、弾性変形が可能で、平滑な平面を有する、硬質ゴム製の板材からなり、シリンダブロック２の外側面２０ａに向けて凸状に形成されている。このオイルシール４２は、上述の凸状の部分の表面がシリンダブロック２の外側面２０ａに弾性的に押圧されつつ密着することで、オイルミストの漏出を抑制し得るように構成されている。また、このオイルシール４２は、圧縮比の変更に伴うシリンダブロック２のエンジン幅方向（気筒配列方向ＡＤ及びエンジン高さ方向と直交する方向：図１における左右方向）の移動に伴って弾性変形することで、上述の凸状の部分の表面がシリンダブロック２の外側面２０ａと常時密着するように構成されている。
【００４６】
クランクケース４の下端部には、クランクシャフト４３が回転可能に支持されている。クランクシャフト４３は、気筒配列方向ＡＤと平行に配置されている。このクランクシャフト４３は、ピストン２２のシリンダ中心軸ＣＣＡに沿った往復運動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド４４を介して、ピストン２２と連結されている。
【００４７】
＜＜移動機構＞＞
フレーム４１の気筒配列方向ＡＤに沿った両側壁及びその近傍には、移動機構５が設けられている。移動機構５は、一対の制御シャフト５１を備えている。一対の制御シャフト５１は、シリンダブロック２の両側にて互いに平行に設けられている。この移動機構５は、一対の制御シャフト５１の回転によって、シリンダブロック２を、気筒配列方向ＡＤと直交する平面内の円弧状の軌道上に沿って移動させ得るように、以下の構成を備えている。
【００４８】
＜＜＜制御シャフト＞＞＞
図４は、図１及び図３に示されている制御シャフト５１の斜視図である。図１、図３、及び図４を参照すると、制御シャフト５１は、ジャーナル部５１ａと、円形カム部５１ｂと、ウォームホイール５１ｃと、から構成されている。ジャーナル部５１ａ、円形カム部５１ｂ、及びウォームホイール５１ｃは、制御シャフト５１の長手方向（図４にて一点鎖線で示されている方向）に沿って並ぶように配列されている。この制御シャフト５１は、ジャーナル部５１ａ、円形カム部５１ｂ、及びウォームホイール５１ｃが一体的に回転するように構成されている。すなわち、ジャーナル部５１ａ、円形カム部５１ｂ、及びウォームホイール５１ｃは、互いに一体的に結合されている。
【００４９】
ジャーナル部５１ａは、円柱状の部材であって、制御シャフト５１の回転中心軸（本発明の「中心軸」に相当する）と同軸に設けられている。ジャーナル部５１ａは、隣り合う円形カム部５１ｂの間、及び制御シャフト５１の長手方向における両端部に設けられている。この回転中心軸は、気筒配列方向ＡＤと平行且つシリンダ中心軸ＣＣＡと直交するように設けられていて、図４にて一点鎖線で示されている。
【００５０】
円形カム部５１ｂは、シリンダ２１に対応した位置にて、ジャーナル部５１ａから突出するように設けられている。具体的には、円形カム部５１ｂは、ジャーナル部５１ａよりも径が太い円柱状の部材であって、制御シャフト５１の回転中心軸から偏心して設けられている。そして、一対の制御シャフト５１は、同一方向に回転駆動されることで、すべての円形カム部５１ｂが同一方向に指向（突出）するように構成及び配置されている。
【００５１】
本実施形態においては、本実施形態における制御シャフト５１は、ジャーナル部５１ａと円形カム部５１ｂとの偏心量をＲとし、シリンダブロック２の最大リフト量（エンジン高さ方向におけるシリンダブロック２の最大移動量）をＬとした場合に、
０．９≦Ｒ／Ｌ≦１．１となるように構成されている。具体的には、制御シャフト５１は、偏心量が最大リフト量とほぼ等しくなるように構成されている。また、本実施形態においては、図１に示されている通り、中間圧縮比状態において、円形カム部５１ｂの突出方向がエンジン幅方向と平行となるように、一対の制御シャフト５１が構成及び配置されている。
【００５２】
制御シャフト５１の長手方向における略中央部には、ウォームホイール５１ｃが設けられている。ウォームホイール５１ｃは、円板状の歯車であって、制御シャフト５１の回転中心軸と同軸に設けられている。
【００５３】
＜＜＜制御シャフト駆動部＞＞＞
図１及び図３を参照すると、移動機構５は、また、駆動シャフト５２と、モータ５３と、一対のウォーム５４と、を備えている。
【００５４】
駆動シャフト５２は、一対の制御シャフト５１のそれぞれと直交するように、エンジン幅方向と平行に設けられている。駆動シャフト５２の一端（図中左側の端）は、モータ５３と連結されている。すなわち、駆動シャフト５２は、モータ５３によって回転駆動されるように構成及び配置されている。なお、本実施形態においては、モータ５３は、電子制御装置（ＥＣＵ）と電気回路的に接続されている。すなわち、モータ５３は、ＥＣＵ及びエンコーダ等によって回転角度及びその原点が検知され得るように構成されている。そして、モータ５３は、シリンダブロック２の外側面２０ａとフレーム４１の内壁面４１ａ１とが直接的に衝突しない範囲内で所定の圧縮比の範囲が実現されるように、ＥＣＵによってその回転角度が制御されている。
【００５５】
駆動シャフト５２の両端部には、一対のウォーム５４が設けられている。ウォーム５４は、ウォームホイール５１ｃと噛み合う螺旋状の歯形を有する円筒状のギヤであって、駆動シャフト５２と一体的に回転するように、駆動シャフト５２に固定されている。一対のウォーム５４は、一対のウォームホイール５１ｃに対応する位置に設けられている。また、一対のウォーム５４は、その歯形が、同一方向の螺旋形状に形成されている。すなわち、駆動シャフト５２の回転によって一対のウォームホイール５１ｃが同一方向に回転するように、一対のウォーム５４の歯形が同一に形成されている。
【００５６】
＜＜＜ブロック側支持部＞＞＞
図１及び図３を参照すると、シリンダブロック２には、ブロック側支持部５５が装着されている。ブロック側支持部５５は、円形カム部５１ｂと対応する位置に配置されている。すなわち、複数のブロック側支持部５５が、シリンダ２１に対応するように設けられている。
【００５７】
ブロック側支持部５５には、軸受孔５５ａが形成されている。この軸受孔５５ａは、円形カム部５１ｂの外径に対応する（円形カム部５１ｂの表面と摺動し得るような）内径を有する貫通孔である。すなわち、円形カム部５１ｂは、ブロック側支持部５５によって回転可能に支持されつつ収容されている。
【００５８】
＜＜＜クランクケース側支持部＞＞＞
フレーム４１には、ブロック側支持部５５と同数の複数の開口部５６が設けられている。開口部５６は、フレーム４１の気筒配列方向ＡＤに沿った前記側壁を貫通するように設けられた孔であって、シリンダブロック２とともに上述のような円弧状の軌跡を描きながら移動するブロック側支持部５５を収容し得るように形成されている。
【００５９】
フレーム４１には、複数のフレーム側支持部５７が形成されている。各フレーム側支持部５７は、開口部５６に隣接するように設けられている。すなわち、複数のフレーム側支持部５７が、各開口部５６の両側に設けられ、且つ気筒配列方向ＡＤに沿って配列されている。これらのフレーム側支持部５７は、フレーム４１の外側（内壁面４１ａ１とは反対側）に設けられている。フレーム側支持部５７には、ジャーナル支持凹部５７ａが設けられている。ジャーナル支持凹部５７ａは、半円柱形状に対応する形状を有する凹部であって、ジャーナル部５１ａの外径に対応する内径を有するように形成されている。
【００６０】
フレーム４１には、カバー部５８が装着されている。カバー部５８は、制御シャフト５１のジャーナル部５１ａを挟んでフレーム側支持部５７と対向するように設けられている。カバー部５８は、フレーム４１に設けられた開口部５６からエンジン１の外部へのオイルミストの漏出を抑制し得るように、フレーム４１に対して外側から気密的に接合されている。このカバー部５８は、フレーム側支持部５７に装着されることで、フレーム側支持部５７とともに制御シャフト５１（ジャーナル部５１ａ）を回転可能に支持するように構成されている（図１においては図示の明瞭化のためにカバー部５８の図示が省略されている。）。
【００６１】
カバー部５８は、気筒配列方向ＡＤに沿って配列された複数のフレーム側支持部５７に対応するように、一体（シームレス）に形成されている。このカバー部５８には、ジャーナル支持凹部５８ａと、軸受収容部５８ｂと、ウォームホイール収容部５８ｃと、が形成されている。
【００６２】
ジャーナル支持凹部５８ａは、フレーム側支持部５７のジャーナル支持凹部５７ａと対称な形状の、半円柱形状の凹部であって、ジャーナル支持凹部５７ａと対向するように設けられている。すなわち、ジャーナル支持凹部５８ａとジャーナル支持凹部５７ａとによって形成された軸受孔によって、ジャーナル部５１ａが回転可能に支持されつつ収容されている。このように、本実施形態の構成においては、ジャーナル部５１ａがフレーム４１及びカバー部５８によって回転可能に支持されることで、シリンダブロック２が、制御シャフト５１を介してクランクケース４（フレーム４１）に支持されている。
【００６３】
軸受収容部５８ｂは、ブロック側支持部５５と対向する位置に設けられた凹部である。この軸受収容部５８ｂは、開口部５６を貫通してフレーム４１の外側に突出していて上述のような円弧状の軌道上を移動するブロック側支持部５５を収容し得るように形成されている。ウォームホイール収容部５８ｃは、ウォームホイール５１ｃと対向する位置に設けられた凹部である。このウォームホイール収容部５８ｃは、フレーム４１の外側に突出したウォームホイール５１ｃを収容し得るように形成されている。
【００６４】
＜＜駆動力伝達機構＞＞
図２を参照すると、駆動力伝達機構６は、クランクシャフト４３にて発生している回転駆動力を、シリンダヘッド３に設けられた動弁機構３０に伝達し得るように、以下のように構成されている。
【００６５】
本発明の駆動力出力部としての出力ギヤ６１は、円板状の歯車であって、クランクシャフト４３と一体的に回転するように、クランクシャフト４３の端部と結合されている。吸気タイミングホイール６２及び排気タイミングホイール６３は、円板状のプーリーであって、タイミングベルト６４によって回転駆動されるように構成されている。吸気タイミングホイール６２は、吸気カムシャフト３３と一体的に回転するように、吸気カムシャフト３３の端部と結合されている。同様に、排気タイミングホイール６３は、排気カムシャフト３４と一体的に回転するように、排気カムシャフト３４の端部と結合されている。
【００６６】
中継部６５は、出力ギヤ６１と直接的に係合することで、クランクシャフト４３から回転駆動力が伝達され得るように構成されている。また、中継部６５は、出力ギヤ６１から伝達された回転駆動力を、タイミングベルト６４を介して、シリンダヘッド３に設けられた動弁機構３０に伝達し得るように構成されている。具体的には、中継部６５は、中継ギヤ６５ａと、中継ホイール６５ｂと、を備えている。中継ギヤ６５ａは、円板状の歯車であって、出力ギヤ６１と噛み合うように構成されている。中継ホイール６５ｂは、円板状のプーリーであって、タイミングベルト６４を介して吸気タイミングホイール６２及び排気タイミングホイール６３を回転駆動し得るように構成されている。中継ギヤ６５ａと中継ホイール６５ｂとは、同軸に配置されていて、一体的に回転するように互いに結合されている。
【００６７】
＜＜＜係合状態調整部＞＞＞
本実施形態における駆動力伝達機構６は、また、出力ギヤ６１の中継部６５との係合状態（中継ギヤ６５ａとの噛み合い状態）を調整し得るような、本発明の係合状態調整部に対応する以下の構成を備えている。
【００６８】
中継部６５は、支持板６６の一端部にて回転自在に支持されている。すなわち、中継部６５の回転中心軸に沿って設けられた貫通孔には、支持板６６の一端部に設けられた支持シャフト６６ａが挿通されている。一方、支持板６６の他端部には、クランクシャフト４３と平行な方向に沿った貫通孔が形成されている。この貫通孔には、シリンダブロック２から立設された揺動シャフト６６ｂが挿通されている。すなわち、支持板６６は、揺動シャフト６６ｂを中心として揺動し得るように、シリンダブロック２によって支持されている。
【００６９】
支持板６６の固定端部（揺動シャフト６６ｂ側）には、付勢バネ６７が設けられている。付勢バネ６７は、ねじりバネであって、支持板６６の自由端部（中継部６５が支持された一端部）を出力ギヤ６１の方向に付勢し得るように構成及び配置されている。すなわち、付勢バネ６７は、支持板６６を上述の方向に付勢することで、中継部６５を出力ギヤ６１に当接させるように（中継ギヤ６５ａを出力ギヤ６１に噛み合わせるように）構成されている。具体的には、付勢バネ６７は、その本体部であるコイル状の部分が揺動シャフト６６ｂによって挿通されることで、揺動シャフト６６ｂによって支持されている。付勢バネ６７の一方のアーム部である固定アーム６７ａは、シリンダブロック２に固定されている。一方、付勢バネ６７の他方のアーム部である揺動アーム６７ｂは、支持板６６を上述の方向に付勢し得るように、支持板６６に固定されている。
【００７０】
クランクケース４には、本発明の第一ガイド部としてのガイドプレート６８ａが設けられている。ガイドプレート６８ａは、支持板６６の長手方向における中央部且つ幅方向における端部と対向するように配置されている。また、ガイドプレート６８ａは、付勢バネ６７によって支持板６６が付勢される方向に配置されている。ガイド面６８ａ１は、ガイドプレート６８ａの、支持板６６と対向する側の表面である。このガイド面６８ａ１は、シリンダブロック２がクランクケース４に対して相対移動しても出力ギヤ６１と中継ギヤ６５ａとの中心間距離が一定となるように、円筒面状に形成されている。
【００７１】
支持板６６には、本発明の第二ガイド部としてのガイドローラ６８ｂが、クランクシャフト４３と平行な軸を中心として回転自在に支持されている。ガイドローラ６８ｂは、ガイドプレート６８ａと対向するように設けられている。具体的には、ガイドローラ６８ｂは、支持板６６の長手方向における中央部、すなわち、支持シャフト６６ａと揺動シャフト６６ｂとの中間の位置に設けられている。また、ガイドローラ６８ｂは、支持板６６の幅方向における、ガイドプレート６８ａ側の端部（クランクシャフト４３側の端部）に設けられている。さらに、ガイドローラ６８ｂは、ガイド面６８ａ１と当接するように、支持板６６から突出して設けられている。
【００７２】
ガイドプレート６８ａ及びガイドローラ６８ｂは、中継部６５が出力ギヤ６１の中心軸（クランクシャフト４３の回転中心軸）を中心とした側面視にて円弧状の軌道上を移動するように中継部６５の移動をガイドすることで、出力ギヤ６１と中継部６５との当接状態を調整するように構成されている。また、本実施形態においては、中間圧縮比状態にて、ガイドローラ６８ｂがガイドプレート６８ａのエンジン高さ方向における略中央部に位置するように、ガイドプレート６８ａ及びガイドローラ６８ｂが配置されている。
【００７３】
＜可変圧縮比動作＞
以下、本実施形態のエンジン１における圧縮比変更動作の概要について、図１ないし図４、及び必要に応じて他の図を参照しつつ説明する。
【００７４】
中間圧縮比状態においては、図１に示されているように、円形カム部５１ｂの突出方向が、エンジン幅方向と平行となる。このとき、シリンダブロック２の、クランクケース４（フレーム４１）に対する相対位置は、エンジン幅方向について最も偏った位置となる。また、図２に示されているように、ガイドローラ６８ｂは、ガイドプレート６８ａのエンジン高さ方向における略中央部に位置する。
【００７５】
図１及び図２に示されている中間圧縮比状態から、圧縮比が変更される場合、モータ５３が起動され、ウォーム５４が回転駆動される。すると、一対のウォームホイール５１ｃが、同一方向に同期して回転する。この一対のウォームホイール５１ｃの回転により、一対の制御シャフト５１が、同一方向に同期して回転する。
【００７６】
一対の制御シャフト５１の回転により、ジャーナル部５１ａは、クランクケース４側の軸受孔（これはフレーム側支持部５７のジャーナル支持凹部５７ａとカバー部５８のジャーナル支持凹部５８ａとによって形成されている）の内側で、制御シャフト５１の回転中心軸を中心として回転する。このとき、ジャーナル部５１ａは、エンジン幅方向及びエンジン高さ方向について、クランクケース４に対して相対移動しない。
【００７７】
一方、円形カム部５１ｂは、制御シャフト５１の回転により、制御シャフト５１の回転中心軸を中心とした側面視にて円弧状の軌道上を移動する。また、円形カム部５１ｂは、ブロック側支持部５５における軸受孔５５ａの内面と摺動しながら、ブロック側支持部５５の内側で回転する。よって、シリンダブロック２は、上述のような側面視にて円弧状の軌道上を移動する。これにより、シリンダヘッド３とクランクシャフト４３との距離が変動し、圧縮比が変更される。
【００７８】
このとき、シリンダブロック２のエンジン幅方向及びエンジン高さ方向における位置は、制御シャフト５１の回転角、すなわち、円形カム部５１ｂの突出状態によって決定される。また、フレーム４１内でのシリンダブロック２の移動によって、シリンダブロック２の外側面２０ａと、フレーム４１の内壁面４１ａ１と、の間のクリアランスの幅が変動する。
【００７９】
もっとも、本実施形態の構成においては、後述するように、シリンダブロック２のエンジン幅方向における移動量がきわめて小さい。よって、フレーム４１内でシリンダブロック２が移動しても、オイルシール４２の弾性変形、及びオイルシール４２の上述の凸状の部分の表面とシリンダブロック２の外側面２０ａとのすべりにより、オイルシール４２がシリンダブロック２の外側面２０ａに常時密着する。よって、このクリアランスにおけるオイルミストの外部への漏出が良好に抑制される。
【００８０】
＜実施形態の構成による作用・効果＞
図１及び図２に示されている中間圧縮比状態から、圧縮比が低く変更される場合、制御シャフト５１が図中反時計回りに回転する。これにより、シリンダブロック２は、図５及び図６に示されているように、図１に示されている状態から図中上方かつ左方に移動する。一方、上述の中間圧縮比状態から、圧縮比が高く変更される場合、制御シャフト５１が図中時計回りに回転する。これにより、シリンダブロック２は、図７及び図８に示されているように、図１に示されている状態から図中下方かつ左方に移動する。
【００８１】
ここで、図５及び図６には、最低圧縮比状態が示されているものとする。また、図７及び図８には、最高圧縮比状態が示されているものとする。さらに、中間圧縮比状態から最低圧縮比状態への制御シャフト５１の回転角度と、中間圧縮比状態から最高圧縮比状態への制御シャフト５１の回転角度とは、等しいものとする。この場合、最低あるいは最高圧縮比状態においては、円形カム部５１ｂすなわちシリンダブロック２の位置は、図５及び図７に示されているように、中間圧縮比状態から上方あるいは下方にＬ／２移動するとともに、左方にδだけ移動する。このときの、図１及び図２に示されている中間圧縮比状態からの制御シャフト５１の回転角をθとすると、
δ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）、Ｒｓｉｎθ＝Ｌ／２
であることから、以下の式が成立する。
δ＝Ｒ−（４Ｒ2−Ｌ2）1/2／２
【００８２】
図９は、上式に基づいて、偏心量Ｒと、シリンダブロック２のエンジン幅方向における最大移動量δとの関係を表したグラフである。図９において、横軸はＲ／Ｌ、縦軸はδ／Ｌを示している。本実施形態においては、ＲはほぼＬと等しいので、δはほぼ０．１３Ｌとなる。ここで、最大リフト量が６ｍｍである場合、δは約０．７８ｍｍとなる。これに対し、特開２００５−１１３８３９号公報に開示されている従来の構成においては、δ＝Ｌ／２であったので、最大リフト量が６ｍｍである場合、δは３ｍｍにも達していた。このように、本実施形態の構成によれば、従来よりもはるかに小さなエンジン幅方向におけるシリンダブロック２の移動量で、圧縮比が変更され得る。すなわち、シリンダブロック２の外側面２０ａとフレーム４１の内壁面４１ａ１とのクリアランスの変動量が、従来よりも非常に小さくなる。したがって、オイルシール４２による、シリンダブロック２の外側面２０ａとフレーム４１の内壁面４１ａ１との間のシールが、良好に行われ得る。例えば、オイルシール４２の材質や特性（剛性等）の選択の幅が広がる。
【００８３】
また、上述のような圧縮比変更動作の際、ガイドローラ６８ｂは、ガイドプレート６８ａのガイド面６８ａ１と当接しながら、側面視にて円弧状の軌道上を移動する。すると、中継部６５も、出力ギヤ６１の中心軸（クランクシャフト４３の回転中心軸）を中心とした、側面視にて円弧状の軌道上を移動する。よって、出力ギヤ６１と中継部６５（中継ギヤ６５ａ）との中心間距離が、ほぼ一定に保持される。すなわち、圧縮比変更の前後で、出力ギヤ６１と中継部６５（中継ギヤ６５ａ）との係合状態が、ほぼ一定に保持される。これにより、出力ギヤ６１と中継ギヤ６５ａとの噛み合い部分における騒音発生が可及的に抑制され得る。また、出力ギヤ６１と中継ギヤ６５ａとの過度の当接による急速な摩耗の発生が、効果的に防止され得る。
【００８４】
また、本実施形態の構成においては、上述のように、シリンダブロック２のエンジン幅方向における位置が、制御シャフト５１の回転角によって決定される。また、制御シャフト５１は、これと直交する駆動シャフト５２との間に設けられた、ウォームホイール５１ｃとウォーム５４とからなるウォームギヤ機構によって回転駆動される。よって、制御シャフト５１が駆動シャフト５２及び上述のウォームギヤ機構によって回転駆動されなければ、シリンダブロック２が自発的にはエンジン幅方向に移動し難い。さらに、シリンダブロック２が、制御シャフト５１を介してクランクケース４に支持されているので、シリンダブロック２からクランクケース４への直接的な荷重の伝達や、シリンダブロック２とクランクケース４（フレーム４１）との衝突が生じ難い。したがって、本実施形態によれば、燃焼圧の発生に伴ってシリンダブロック２とクランクケース４とが衝突することによる打撃音の発生が、効果的に抑制され得る。
【００８５】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。以下の実施形態の説明においては、上述の第一の実施形態における各構成要素と同様の構成・機能を有する構成要素については、本実施形態においても同一の名称及び同一の符号が付されるとともに、技術的に矛盾しない範囲で、上述の第一の実施形態の説明が適宜援用されるものとする（後述する第三以降の実施形態や変形例においても同様である）。
【００８６】
図１０は、本実施形態のエンジン１の概略構成を示す側面図（第一の実施形態における図２に相当する図）である。図１０を参照すると、本実施形態における駆動力伝達機構６は、クランクシャフト４３と中継部６５とが、間接的に係合するように構成されている。具体的には、本実施形態においては、クランクシャフト４３の端部には、出力ギヤ６１（図２参照）に代えて、出力スプロケット６１’が結合されている。また、中継ギヤ６５ａ（図２参照）に代えて、中継スプロケット６５ａ’が、中継ホイール６５ｂと同軸に設けられていて、中継ホイール６５ｂと一体的に回転するように結合されている。出力スプロケット６１’と中継スプロケット６５ａ’との間には、無端状のチェーン６５ｃが掛け渡されている。すなわち、チェーン６５ｃを介して、クランクシャフト４３と中継部６５とが連結されている。
【００８７】
本実施形態においては、また、支持板６６は、シリンダブロック２に固定されている。さらに、チェーン６５ｃが略直線状に掛け渡されている部分の近傍には、チェーンテンショナ６９が配置されている。チェーンテンショナ６９は、チェーン６５ｃが出力スプロケット６１’及び中継スプロケット６５ａ’に巻き付く方向にチェーン６５ｃの上述の部分を付勢するように、構成及び配置されている。
【００８８】
かかる構成によれば、上述の第一の実施形態と同様の作用・効果が奏される。特に、本実施形態によれば、シリンダブロック２が、側面視にて円弧状の軌跡を描きながら、クランクケース４に対して相対移動した場合に、チェーン６５ｃの張り具合をチェーンテンショナ６９で調整することで、クランクシャフト４３と中継部６５との係合状態が良好に維持される。したがって、非常に簡略な装置構成で、クランクシャフト４３の回転駆動力が動弁機構３０に対して良好に伝達される。
【００８９】
＜第三の実施形態＞
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。図１１は、本実施形態のエンジン１の概略構成を示す側断面図（第一の実施形態における図１に相当する図）である。ここで、図１１には、燃焼室ＣＣで燃料混合気が燃焼・膨張する行程において、ピストン２２、シリンダヘッド３、制御シャフト５１、及び駆動シャフト５２が受ける力が、矢印で示されているものとする。
【００９０】
＜＜構成＞＞
本実施形態においては、フレーム４１に、シリンダブロック２とクランクケース４との相対移動量を規制するための移動量規制部４５が設けられている。移動量規制部４５は、圧縮比が図１１に示されているような中間圧縮比状態から変更される際にシリンダブロック２が移動する側に配置されていて、シリンダブロック２のフレーム４１内での移動範囲を規制し得るように構成されている。
【００９１】
図１２は、図１１に示されている移動量規制部４５の周辺を拡大した側断面図である。図１１を参照すると、移動量規制部４５は、ストッパ部材４５ａと、ストッパ支持ボルト４５ｂと、ロックナット４５ｃと、を備えている。
【００９２】
ストッパ部材４５ａは、シリンダブロック２の外側面２０ａとフレーム４１の内壁面４１ａ１との間に配置されていて、外側面２０ａと対向するように設けられている。このストッパ部材４５ａは、外側面２０ａと当接することで、シリンダブロック２とフレーム４１との相対移動量を規制し得るように構成されている。ストッパ部材４５ａは、ストッパ支持ボルト４５ｂの先端部に固定されている。すなわち、ストッパ部材４５ａは、ストッパ支持ボルト４５ｂによって支持されている。
【００９３】
本発明のストッパ支持部としてのストッパ支持ボルト４５ｂは、フレーム４１に形成されたネジ孔に螺着されている。ストッパ支持ボルト４５ｂは、フレーム４１に対する螺着状態を変更することで、ストッパ部材４５ａを外側面２０ａに接近する方向又は外側面２０ａから離隔する方向に移動させ得るように構成されている。すなわち、ストッパ支持ボルト４５ｂは、ストッパ部材４５ａの位置をエンジン幅方向に沿って調整することで、最高及び最低圧縮比を調整し得るように構成されている。
【００９４】
フレーム４１の外壁面と、ストッパ支持ボルト４５ｂの頭部との間には、ロックナット４５ｃが設けられている。ロックナット４５ｃは、ストッパ支持ボルト４５ｂのネジ山に適合するように形成されたナットであって、フレーム４１の外壁面に対して密着するように締め込まれることでストッパ支持ボルト４５ｂのフレーム４１に対する螺着状態を固定し得るように構成されている。また、ロックナット４５ｃは、ストッパ支持ボルト４５ｂをフレーム４１に螺着するための上述のネジ孔からのオイルミストの漏出を抑制し得るように構成されている。
【００９５】
再び図１１を参照すると、駆動シャフト５２の一端（図中左側の端）は、モータ５３の出力シャフトと連結されている。駆動シャフト５２の他端（図中右側の端）は、燃焼・膨張する行程において駆動シャフト５２が受ける力（図中黒塗り矢印参照）に抗する方向に、抗力バネ５９によって付勢されている（図中白抜き矢印参照）。
【００９６】
＜＜動作及び作用・効果＞＞
以下、図１１及び図１２を参照しつつ、本実施形態の構成の動作及び作用・効果について説明する。ここで、図１１における（Ｉ−１）及び（II−１）には、中間圧縮比状態が示されているものとする。また、（Ｉ−２）及び（II−２）には、最低及び最高圧縮比状態が示されているものとする。
【００９７】
エンジン１の停止中は、中間圧縮比状態となるように、シリンダブロック２の位置が設定される。この状態においては、シリンダブロック２の外側面２０ａは、ストッパ部材４５ａから離隔している。この状態にて、ロックナット４５ｃを緩めた後に、ストッパ支持ボルト４５ｂのフレーム４１に対する螺着状態を変更することで、図１１における（Ｉ−１）及び（II−１）に示されているように、ストッパ部材４５ａの位置が調整される。例えば、最大リフト量を大きくして、最高圧縮比を高めるとともに最低圧縮比を低めるためには、ストッパ支持ボルト４５ｂを引き抜く方向に調整することで、ストッパ部材４５ａの位置が、シリンダブロック２の外側面２０ａから離隔する方向に変更される。その後、再びロックナット４５ｃがフレーム４１の外壁面に対して密着するように締め込まれることで、ストッパ部材４５ａの位置が固定される。
【００９８】
エンジン１の運転中に、最低あるいは最高圧縮比状態に設定される場合、シリンダブロック２がフレーム４１に対して図中左方に相対移動する。そして、シリンダブロック２の外側面２０ａがストッパ部材４５ａと当接することで、シリンダブロック２の図中左方向への最大移動量が規定される。これにより、図１１における（Ｉ−２）及び（II−２）に示されているように、ストッパ支持ボルト４５ｂによって調整されたストッパ部材４５ａの位置に応じて、シリンダブロック２の最大上昇量あるいは最大下降量が規定される。このようにして、最低あるいは最高圧縮比状態が設定される。
【００９９】
このように、本実施形態の構成においては、ストッパ部材４５ａによって、最低及び最高圧縮比が規定される。よって、本実施形態によれば、簡略な装置構成により、最低及び最高圧縮比を規定することができる。
【０１００】
また、本実施形態の構成においては、ストッパ支持ボルト４５ｂによってストッパ部材４５ａの位置を調整することで、最低及び最高圧縮比が調整される。例えば、バルブスタンプが生じないように、ストッパ支持ボルト４５ｂによってストッパ部材４５ａの位置が調整されることで、最高圧縮比が調整される。これに合わせて、最低圧縮比も設定される。よって、本実施形態によれば、簡略な装置構成により、最低及び最高圧縮比の調整が、精密且つ確実に行われ得る。この場合、例えば、エンジン１の始動後の、ＥＣＵによる圧縮比学習制御において、外側面２０ａがストッパ部材４５ａと当接する位置までシリンダブロック２を移動させることで、最低及び最高圧縮比の認識動作を行うことができる。
【０１０１】
図１１を参照すると、燃焼室ＣＣで燃料混合気が燃焼・膨張する行程において、シリンダヘッド３及びこれと結合されたシリンダブロック２は、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿った上向きの力を受ける（図中上向き矢印参照）。この力は、燃焼圧によるピストン２２の押し下げや、シリンダブロック２やシリンダヘッド３の自重によって、シリンダブロック２やシリンダヘッド３を下降させようとする力よりも、はるかに大きい。よって、制御シャフト５１には、シリンダブロック２を上昇させて圧縮比を低くする方向（図中反時計回り）に回転するような力（モーメント）が生じる。
【０１０２】
すると、ウォームホイール５１ｃ及びこれと噛み合うウォーム５４を介して、駆動シャフト５２は、図中右向きの力を受ける（図中黒塗り矢印参照）。もっとも、駆動シャフト５２は、これに抗する方向に、抗力バネ５９によって常時付勢されている（図中白抜き矢印参照）。これにより、駆動シャフト５２の軸方向における荷重が効果的に軽減される。
【０１０３】
＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の各実施形態は、上述した通り、出願人が本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体的構成例を単に例示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の各実施形態によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の各実施形態に示された具体的構成に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。
【０１０４】
以下、変形例について幾つか例示する。もっとも、変形例とて、下記のものに限定されるものではないことは、いうまでもない。本発明を、上述の実施形態や下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、（特に先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。
【０１０５】
また、上述の各実施形態の構成、及び下記の各変形例に記載された構成は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜複合して適用され得ることも、いうまでもない。
【０１０６】
（１）上述の実施形態においては、制御シャフト５１は、偏心量をＲとし、最大リフト量をＬとした場合に、
０．９≦Ｒ／Ｌ≦１．１となるように構成されている。具体的には、制御シャフト５１は、偏心量が最大リフト量とほぼ等しくなるように構成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されない。
【０１０７】
図９を参照すると、０．５＜Ｒ／Ｌ≦０．７の範囲においては、偏心量Ｒの増加にしたがって、シリンダブロック２のエンジン幅方向における最大移動量δが大きく減少している。よって、少なくとも０．５＜Ｒ／Ｌであれば、本発明の所定の作用効果は奏され得る。もっとも、Ｒは大きい方が好ましい反面、Ｒを大きくしすぎると、駆動シャフト５２が大型化し、ひいてはエンジン１が大型化する。そこで、δをより小さくしつつ、エンジン１（駆動シャフト５２）の大型化を抑制するためには、制御シャフト５１は、０．７≦Ｒ／Ｌ≦１．３となるように構成されるのが好ましく、０．８≦Ｒ／Ｌ≦１．２となるように構成されるのがより好ましく、０．９≦Ｒ／Ｌ≦１．１となるように構成されるのがさらに好ましい。
【０１０８】
（２）オイルシール４２は、シリンダブロック２とフレーム４１との双方に固定されていてもよい。すなわち、オイルシール４２は、シリンダブロック２とフレーム４１との間に掛け渡されていて、シリンダブロック２のクランクケース４（フレーム４１）に対する相対移動に伴って伸縮するように構成されていてもよい。
【０１０９】
（３）第二の実施形態においては、支持板６６を省略することが可能である。すなわち、中継部６５が、シリンダブロック２によって直接的に支持され得る。
【０１１０】
（４）第三の実施形態において、移動量規制部４５又は抗力バネ５９は、省略可能である。
【０１１１】
（５）移動量規制部４５は、シリンダブロック２のエンジン高さ方向における移動範囲を規定するように設けられていてもよい。すなわち、移動量規制部４５は、シリンダブロック２あるいはブロック側支持部５５に対して、上方及び／又は下方から当接するように設けられていてもよい。
【０１１２】
（６）ストッパ部材４５ａは、フレーム４１に固定されていてもよい。すなわち、シリンダブロック２の移動範囲を規定するためのストッパ部材４５ａの位置が、固定されていてもよい。
【０１１３】
（７）移動量規制部４５は、最低圧縮比と最高圧縮比とがそれぞれ個別に調整され得るように構成されていてもよい。図１３は、図１２に示されている移動量規制部４５の一つの変形例の構成を示す側断面図である。図１３を参照すると、本変形例においては、シリンダブロック２には、ストッパ当接部２３が、外側面２０ａから突出するように設けられている。また、移動量規制部４５は、最高圧縮比を規定するためのストッパ部材４５ａＨ、ストッパ支持ボルト４５ｂＨ、及びロックナット４５ｃＨと、最低圧縮比を規定するためのストッパ部材４５ａＬ、ストッパ支持ボルト４５ｂＬ、及びロックナット４５ｃＬと、を備えている。
【０１１４】
図１３における（II）に示されている中間圧縮比状態において、ストッパ部材４５ａＨ、ストッパ支持ボルト４５ｂＨ、及びロックナット４５ｃＨは、ストッパ当接部２３よりも下方に設けられている。ストッパ部材４５ａＨは、圧縮比が中間圧縮比状態から高く変更された場合に、（III）に示されているようにストッパ当接部２３と当接することで、最高圧縮比を規定し得るように構成されている。
【０１１５】
一方、ストッパ部材４５ａＬ、ストッパ支持ボルト４５ｂＬ、及びロックナット４５ｃＬは、ストッパ当接部２３よりも上方に設けられている。ストッパ部材４５ａＬは、圧縮比が中間圧縮比状態から低く変更された場合に、（Ｉ）に示されているようにストッパ当接部２３と当接することで、最低圧縮比を規定し得るように構成されている。
【０１１６】
かかる構成においては、ストッパ支持ボルト４５ｂＨとストッパ支持ボルト４５ｂＬとを個別に調整することで、最低圧縮比と最高圧縮比とが、それぞれ個別に調整される。よって、最低圧縮比と最高圧縮比との個別調整が、簡略な装置構成によって実現され得る。
【０１１７】
なお、上述のように、ストッパ部材４５ａＨ及び／又はストッパ部材４５ａＬの位置は、固定されていてもよい。
【０１１８】
（８）シリンダブロック２の移動範囲は、制御シャフト５１の回転範囲、すなわち、ウォームホイール５１ｃの回転範囲によって規制（規定）され得る。ここで、この回転範囲の規制は、上述の第一の実施形態のように、ＥＣＵによってモータ５３の回転角度が制御されることで電気的に行われてもよいし、ウォームホイール５１ｃ等の構成によって機械的に行われてもよい。
【０１１９】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、図１に示されているウォームホイール５１ｃの変形例の構成を示す側面図である。例えば、図１４Ａに示されているように、ウォームホイール５１ｃの略円形の外周のうちの一部にのみ、ギヤの歯形が形成されていてもよい。あるいは、図１４Ｂに示されているように、ウォームホイール５１ｃが扇形に形成されていてもよい。これにより、制御シャフト５１の回転範囲が簡略な装置構成によって規制され得る。
【０１２０】
なお、この場合、高圧縮比側の回転角度を規定するためのウォームホイールストッパ２４Ｈや、低圧縮比側の回転角度を規定するためのウォームホイールストッパ２４Ｌが設けられていてもよい。ウォームホイールストッパ２４Ｈ及びウォームホイールストッパ２４Ｌは、ウォームホイール５１ｃのギヤの歯形の端部、あるいは扇形のウォームホイール５１ｃの端部に当接することで、ウォームホイール５１ｃの回転範囲を確実に規制し得るように構成されている。
【０１２１】
（９）その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。
【０１２２】
例えば、本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、バイオエタノールエンジン、その他の任意のタイプの内燃機関に適用可能である。気筒数や気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）も、特に限定はない。
【０１２３】
材料の変更は、適宜行われ得る。また、一体（ワンピース）であったものは別体（ツーピース）にされ得るし、その逆もあり得る。一体（ワンピース）のものは、継ぎ目なし（シームレス）に形成され得るし、溶接や接着等による接合層を用いて形成され得る。
【０１２４】
さらに、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の可変圧縮比内燃機関の第一の実施形態であるエンジンの概略構成を示す側断面図である。
【図２】図１に示されているエンジンの概略構成を示す側面図である。
【図３】図１及び図２に示されているエンジンの分解斜視図である。
【図４】図１及び図３に示されている制御シャフトの斜視図である。
【図５】図１に示されているエンジンの動作の様子を示す側断面図である。
【図６】図２に示されているエンジンの動作の様子を示す側断面図である。
【図７】図１に示されているエンジンの動作の様子を示す側断面図である。
【図８】図２に示されているエンジンの動作の様子を示す側断面図である。
【図９】図１に示されているエンジンにおける、偏心量Ｒと、シリンダブロック２のエンジン幅方向における最大移動量δとの関係を表したグラフである。
【図１０】第二の実施形態のエンジンの概略構成を示す側面図（第一の実施形態における図２に相当する図）である。
【図１１】第三の実施形態のエンジンの概略構成を示す側断面図（第一の実施形態における図１に相当する図）である。
【図１２】図１１に示されている移動量規制部の周辺を拡大した側断面図である。
【図１３】図１２に示されている移動量規制部の一つの変形例の構成を示す側断面図である。
【図１４Ａ】図１に示されているウォームホイールの変形例の構成を示す側面図である。
【図１４Ｂ】図１に示されているウォームホイールの変形例の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１…エンジン                ２…シリンダブロック        ２０ａ…外側面
２１…シリンダ              ２２…ピストン
３…シリンダヘッド          ３０…動弁機構
４…クランクケース          ４１…フレーム              ４１ａ１…内壁面
４２…オイルシール          ４３…クランクシャフト      ４５…移動量規制部
４５ａ…ストッパ部材        ４５ｂ…ストッパ支持ボルト  ４５ｃ…ロックナット
５…移動機構                ５１…制御シャフト          ５１ａ…ジャーナル部
５１ｂ…円形カム部          ５１ｃ…ウォームホイール    ５２…駆動シャフト
５３…モータ                ５４…ウォーム            ５５…ブロック側支持部
５５ａ…軸受孔              ５６…開口部              ５７…フレーム側支持部
５７ａ…ジャーナル支持凹部  ５８…カバー部            ５８ａ…ジャーナル支持凹部
６…駆動力伝達機構          ６１…出力ギヤ            ６５…中継部
６５ａ…中継ギヤ            ６５ｂ…中継ホイール      ６６…支持板
６７…付勢バネ              ６８ａ…ガイドプレート    ６８ａ１…ガイド面
６８ｂ…ガイドローラ        ＣＣ…燃焼室              ＣＣＡ…シリンダ中心軸
【図１】
0004985304.tif 000002
【図２】
0004985304.tif 000003
【図３】
0004985304.tif 000004
【図４】
0004985304.tif 000005
【図５】
0004985304.tif 000006
【図６】
0004985304.tif 000007
【図７】
0004985304.tif 000008
【図８】
0004985304.tif 000009
【図９】
0004985304.tif 000010
【図１０】
0004985304.tif 000011
【図１１】
0004985304.tif 000012
【図１２】
0004985304.tif 000013
【図１３】
0004985304.tif 000014
【図１４Ａ】
0004985304.tif 000015
【図１４Ｂ】
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