JP4985207B2 - 可変圧縮比内燃機関 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダブロック及びシリンダヘッドと、クランクケースとが、シリンダの中心軸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。

この種の内燃機関として、例えば、特開２００３−２０６７７１号公報、特開２００５−１４６８９１号公報、特開２００６−３１６７７０号公報、等に開示されたものが知られている。

これらの内燃機関においては、前記クランクケース（ロアケースとも称される）と前記シリンダブロックとが相対移動可能に連結されている。この連結部分には、スライド機構が設けられている。このスライド機構は、前記クランクケースに対して前記シリンダブロックをスライドさせることで圧縮比を変更し得るように構成されていて、具体的には、カム軸と、カム収納孔と、軸受収納孔と、を備えている。

前記カム収納孔は、前記シリンダブロックの両側下部に形成された隆起部に設けられている。前記軸受収納孔は、前記クランクケースの上部から上側に突出するように設けられた立壁部に設けられている。前記カム軸は、軸部と、この軸部に対して固定されたカム部と、前記軸部に対して回転可能に取り付けられた可動軸受部と、から構成されている。前記カム部は、前記シリンダブロック側に形成された前記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側に形成された前記軸受収納孔に収納されている。

かかる構成を有する内燃機関においては、運転状態に応じて前記カム軸が回転駆動される。すると、前記シリンダブロックが前記クランクケースに対して、前記シリンダの中心軸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。例えば、ノッキングの抑制等のために圧縮比が低く設定されたり、燃費向上のために圧縮比が高く設定されたりする。
特開２００３−２０６７７１号公報 特開２００５−１４６８９１号公報 特開２００６−３１６７７０号公報

この種の内燃機関において、燃焼圧（燃焼室内での燃料混合気の燃焼による圧力）によって生じる内部応力により、前記シリンダブロックに歪みが生じることがあり得る。このような歪みが大きくなると、前記シリンダが変形し、当該シリンダと前記ピストンとの間に大きな摩擦抵抗が生じる。

本発明は、このような課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、この種の内燃機関の剛性を向上することで、前記シリンダと前記ピストンとの間の大きな摩擦抵抗の発生を抑制することにある。

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、シリンダブロックと、シリンダヘッドと、クランクケースと、可変圧縮比機構と、を備えている。

前記シリンダブロックには、シリンダが形成されている。複数の前記シリンダが、前記クランクケースの回転軸と平行なシリンダ配列方向に沿って配列され得る。このシリンダには、ピストンが往復移動可能に収容されている。前記シリンダヘッドは、前記ピストンの上死点側の、前記シリンダブロックの端部にて、当該シリンダブロックと接合されている。前記クランクケースは、クランクシャフトを回転可能に支持する部材である。このクランクシャフトは、前記ピストンの往復移動に基づいて回転駆動され得るように構成されている。

前記可変圧縮比機構は、前記シリンダブロック及び前記シリンダヘッドと、前記クランクケースとを、相対的に移動（スライド）させ得るように構成されている。この可変圧縮比機構は、カムシャフトと、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。

前記カムシャフトは、円柱状のジャーナル部と、前記ジャーナル部から突出するように設けられたカム部と、を備えている。

前記ブロック側支持部は、前記シリンダブロックに設けられている。このブロック側支持部は、前記カム部及び前記ジャーナル部のうちの一方を収容し得るように構成されている。なお、このブロック側支持部は、前記シリンダブロックに対して装着され得るように、当該シリンダブロックとは別体の部材として構成され得る。

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。このクランクケース側支持部は、他方（前記カム部及び前記ジャーナル部のうちの前記一方とは異なる方）を収容し得るように構成されている。

この可変圧縮比機構は、前記カムシャフトの回転駆動に応じて、前記シリンダヘッド及び前記シリンダブロックと、前記クランクケースとを、前記シリンダの中心軸（以下、「シリンダ中心軸」と称する。）に沿って相対移動させることで、圧縮比を変更可能に構成されている。

前記カムシャフト、前記ブロック側支持部、及び前記クランクケース側支持部は、前記シリンダ中心軸を挟んでそれぞれ一対設けられ得る。この場合、前記回転軸を挟んで設けられている一対の前記ブロック側支持部における一方の位置が、前記回転軸と平行な方向について、他方と一致するように、前記ブロック側支持部が配置され得る。

本発明の特徴は、前記ブロック側支持部が、前記回転軸と平行な方向（すなわち前記シリンダ配列方向）について、前記中心軸からオフセットした位置に設けられていることにある。換言すれば、本発明においては、前記ブロック側支持部の前記方向における中心が、前記中心軸からオフセットするように、当該ブロック側支持部が設けられている。

例えば、複数の前記シリンダが設けられている場合に、前記シリンダ配列方向における最も端の前記シリンダに対応する、前記ブロック側支持部が、当該シリンダにおける前記中心軸よりも外側（すべての前記シリンダの前記中心軸から遠ざかる側）にオフセットした位置に設けられ得る。

かかる構成を備えた本発明の内燃機関においては、前記シリンダにおける燃焼圧の発生により、前記シリンダブロックが、前記クランクシャフトから遠ざかる方向に押圧される。これに伴い、当該燃焼圧の発生に係る前記シリンダに対応する、前記ブロック側支持部によって、前記カムシャフトが上述の方向に押圧される。一方、当該カムシャフトにおける、前記クランクケース側支持部に対応する部分には、上述の方向とは逆方向の反力が作用する。

このとき、本発明の構成によれば、前記ブロック側支持部が前記シリンダ中心軸に対応する位置に設けられている場合とは異なり、前記カムシャフトの曲げ変形や、前記シリンダブロックの前記回転軸（前記シリンダ配列方向）に沿った反りの発生が、良好に抑制され得る。すなわち、本発明の構成によれば、当該内燃機関の剛性が向上し、前記シリンダブロックの歪みの発生が良好に抑制される。したがって、本発明によれば、前記シリンダと前記ピストンとの間の大きな摩擦抵抗の発生が、可及的に抑制され得る。

・前記内燃機関においては、前記シリンダ配列方向における最も端の前記シリンダに対応する、前記ブロック側支持部が、他の前記ブロック側支持部よりも幅広に形成され得る。

かかる構成によれば、前記カムシャフトの、前記シリンダ配列方向における端部の曲げ変形量が、より良好に抑制され得る。これにより、前記シリンダブロックにおける上述のような反りの発生が、より効果的に抑制され得る。したがって、前記シリンダと前記ピストンとの間の大きな摩擦抵抗の発生が、より効果的に抑制され得る。

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。

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。本実施形態に対して施され得る各種の変更（modification）は、当該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。

＜実施形態の可変圧縮比内燃機関の概略構成＞
図１及び図２は、本発明の一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は、図３におけるＩ−Ｉ断面図に相当する。また、図２は、図３におけるII−II断面図に相当する。以下、図１ないし図３を参照しつつ、エンジン１の概略構成について説明する。

図１を参照すると、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、可変圧縮比機構５と、を備えている。このエンジン１は、可変圧縮比機構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に対して相対的にシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って移動（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。

シリンダブロック２は、略直方体状に形成されている。このシリンダブロック２の内部には、シリンダ２１が形成されている。シリンダ２１は、略円柱形状の貫通孔である。このシリンダ２１の内部には、ピストン２２が、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。

図３を参照すると、本実施形態においては、４つのシリンダ２１が、配列方向ＡＤに沿って一列に設けられている。すなわち、シリンダブロック２は、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。この配列方向ＡＤは、シリンダ中心軸ＣＣＡと直交する方向である。

図１を参照すると、シリンダブロック２の上端部（ピストン２２の上死点側の端部）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、ピストン２２の上死点側のシリンダブロック２の端面（図中上端面）と接合されている。このシリンダヘッド３と、シリンダブロック２とは、互いに相対移動しないように、互いにボルト等によって固定されている。

クランクケース４は、筒状のフレーム４１を備えている。フレーム４１は、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。このフレーム４１は、シリンダブロック２の外表面を所定のクリアランスを隔てて囲むような形状に形成されている。このクリアランスは、シリンダブロック２とクランクケース４との相対移動がスムーズに行われつつ、両者の間にガタつきが生じない程度（触れるか触れないか程度：例えば０．数ミリ程度）に設定されている。

具体的には、フレーム４１の内部には、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を収容し得る空間であって、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って設けられている。このシリンダブロック収容部４１ａは、シリンダブロック２を図中上方から挿入し得るように、図中上方に向けて開口するように設けられている。

本実施形態においては、シリンダブロック収容部４１ａの内壁面は、シリンダブロック２を収容した状態で、当該シリンダブロック２の外壁面と上述の所定のクリアランスが設けられるように形成されている。また、フレーム４１（シリンダブロック収容部４１ａ）は、シリンダブロック２の下端部から上部までを覆うように形成されている。なお、シリンダブロック２の上端部は、シリンダヘッド３との接合のため、フレーム４１よりも図中上方及び側方に突出するように設けられている。

クランクケース４の下端部には、クランクシャフト４２が、配列方向ＡＤと平行な回転中心軸ＲＡ１を中心として回転可能に支持されている。このクランクシャフト４２は、ピストン２２（図１参照）のシリンダ中心軸ＣＣＡに沿った往復移動に基づいて回転駆動されるように、当該ピストン２２と機械的に連結されている。

＜実施形態の可変圧縮比機構の詳細な構成＞
以下、本実施形態の可変圧縮比機構５の詳細な構成について説明する。

図１ないし図３を参照すると、本実施形態においては、一対の可変圧縮比機構５が、フレーム４１の配列方向ＡＤに沿った両側壁及びその近傍に設けられている。すなわち、一対の可変圧縮比機構５が、回転中心軸ＲＡ１を挟んで設けられている。一方の可変圧縮比機構５と、他方の可変圧縮比機構５とは、すべてのシリンダ２１におけるシリンダ中心軸ＣＣＡを通る平面（以下、対称平面と称する。）に関してほぼ対称に配置及び構成されている。

＜＜カムシャフト＞＞
可変圧縮比機構５は、カムシャフト５１の回転駆動によって、シリンダブロック２とクランクケース４とをシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って相対的に移動（スライド）させ得るように構成されている。カムシャフト５１は、ジャーナル部５１ａと、円形カム部５１ｂと、偏心軸部５１ｃと、ウォームホイール５１ｄと、から構成されている。

図４は、図１ないし図３に示されているカムシャフト５１を、その一部を分解して示す斜視図である。以下、図１ないし図４を参照すると、ジャーナル部５１ａは、円柱状の部材であって、カムシャフト５１の回転中心軸ＲＡ２（これはクランクシャフト４２の回転中心軸ＲＡ１と平行である）と同軸に設けられている。

円形カム部５１ｂは、回転中心軸ＲＡ２から偏心して設けられている。この円形カム部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、シリンダ２１に対応するように設けられている。すなわち、１つのカムシャフト５１に対して、気筒数と同数（本実施形態では４つ）の円形カム部５１ｂが設けられている。そして、隣り合う円形カム部５１ｂの間、及びカムシャフト５１の両端部に、ジャーナル部５１ａが設けられている。

偏心軸部５１ｃは、配列方向ＡＤに沿った長手方向を有する丸棒状の部材である。偏心軸部５１ｃは、ジャーナル部５１ａの中心軸及び円形カム部５１ｂの中心軸から偏心した位置にて、これらを挿通するように設けられている。すなわち、偏心軸部５１ｃは、図１及び図４に示されているように、ジャーナル部５１ａの一端（図中下端）と円形カム部５１ｂの一端（図中下端）とが一致した状態で、当該一端寄りの位置（下部）にてジャーナル部５１ａ及び円形カム部５１ｂを挿通するように設けられている。

偏心軸部５１ｃの前記長手方向における略中央部には、ウォームホイール５１ｄが設けられている。ウォームホイール５１ｄは、偏心軸部５１ｃと一体に形成されている。このウォームホイール５１ｄは、その中心軸が回転中心軸ＲＡ２と同軸となるように設けられている。

ウォームホイール５１ｄは、ウォームＷ（図３参照）と噛み合うことにより、回転駆動されるように構成されている。このウォームＷは、図３におけるモータＭの、図示しない回転駆動シャフト（これは回転中心軸ＲＡ２及びシリンダ中心軸ＣＣＡと直交する）に連結された、円柱形状のギヤである

本実施形態においては、ジャーナル部５１ａは、偏心軸部５１ｃの回りを回転しないように、偏心軸部５１ｃに固定されている。すなわち、ジャーナル部５１ａは、ウォームホイール５１ｄの回転に伴って、回転中心軸ＲＡ２を中心として、ウォームホイール５１ｄと一体的に回転駆動され得るようになっている。一方、円形カム部５１ｂは、偏心軸部５１ｃの回りを自由に回転し得るようになっている。すなわち、円形カム部５１ｂは、ジャーナル部５１ａに対して相対的に回転し得るようになっている。

＜＜ブロック側支持部＞＞
再び図１ないし図３を参照すると、円形カム部５１ｂは、ブロック側支持部５２に収容されている。ブロック側支持部５２には、軸受孔５２ａが形成されている。この軸受孔５２ａは、円形カム部５１ｂの外径に対応する（円形カム部５１ｂの周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、ブロック側支持部５２は、円形カム部５１ｂの周面と摺動しつつ、当該円形カム部５１ｂを回動可能に支持するように構成されている。

図５は、図３に示されているシリンダブロック２及びブロック側支持部５２の斜視図である。図６は、図５に示されているシリンダブロック２とブロック側支持部５２との分解斜視図である。図３ないし図６を参照すると、ブロック側支持部５２は、シリンダブロック２とは別体に形成されていて、ボルトを用いてシリンダブロック２に装着され得るように構成されている。

本実施形態においては、配列方向ＡＤ（これは図４における回転中心軸ＲＡ１と平行である）における内側のシリンダ２１に対応するブロック側支持部５２は、シリンダ中心軸ＣＣＡに対応する位置に設けられている。すなわち、これらのブロック側支持部５２の、配列方向ＡＤにおける中心が、シリンダ中心軸ＣＣＡと略一致するように、これらのブロック側支持部５２が配置されている。

一方、配列方向ＡＤにおける両端のシリンダ２１に対応するブロック側支持部５２’は、当該シリンダ２１におけるシリンダ中心軸ＣＣＡよりも、配列方向ＡＤにおける外側（すべてのシリンダ中心軸ＣＣＡから遠ざかる側）にオフセットした位置に設けられている。すなわち、これらのブロック側支持部５２’の、配列方向ＡＤにおける中心が、シリンダ中心軸ＣＣＡよりも、配列方向ＡＤにおける外側にオフセットするように、これらのブロック側支持部５２’が配置されている。

また、エンジン幅方向（配列方向ＡＤ及びシリンダ中心軸ＣＣＡと直交する方向：図１及び図２における左右方向）に沿って一対設けられた可変圧縮比機構５における各ブロック側支持部５２及び５２’は、上述の対称平面に関して対称に配置されている。すなわち、この対称平面を挟んで設けられている一対のブロック側支持部５２（５２’）における一方の位置が、配列方向ＡＤと平行な方向について、他方と一致するように、各ブロック側支持部５２（５２’）が配置されている。

再び図１ないし図３を参照すると、フレーム４１には、開口部５３が設けられている。開口部５３は、貫通孔であって、ブロック側支持部５２（５２’）が貫通し得るように設けられている。この開口部５３は、ブロック側支持部５２（５２’）がシリンダ中心軸ＣＣＡに沿って往復移動し得るように、ブロック側支持部５２（５２’）の高さ寸法（シリンダ中心軸ＣＣＡに沿った方向の寸法）よりも大きい高さ寸法に形成されている。本実施形態においては、ブロック側支持部５２及び５２’と同数の複数の開口部５３が、配列方向ＡＤに沿って配列されている。

＜＜クランクケース側支持部＞＞
図２及び図３を参照すると、フレーム４１には、複数のフレーム側支持部５４が形成されている。各フレーム側支持部５４は、開口部５３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５４が、各開口部５３の両側に設けられ、且つ配列方向ＡＤに沿って配列されている。

フレーム側支持部５４には、ジャーナル支持凹部５４ａが設けられている。このジャーナル支持凹部５４ａは、ジャーナル部５１ａの外径に対応する内径を有する半円柱形状の凹部であって、前記エンジン幅方向に沿って外部に向けて開口するように形成されている。

フレーム４１には、カバー部５５が装着されている。カバー部５５は、カムシャフト５１（ジャーナル部５１ａ）を挟んでフレーム側支持部５４と対向するように設けられている。

複数のフレーム側支持部５４（１つの可変圧縮比機構５におけるすべてのフレーム側支持部５４）に対応するカバー部５５が、配列方向ＡＤに沿った長手方向を有するように、一体（シームレス）に形成されている。このカバー部５５には、ジャーナル支持凹部５５ａと、軸受収容部５５ｂと、ギヤ収容部５５ｃと、が形成されている。

ジャーナル支持凹部５５ａは、フレーム側支持部５４のジャーナル支持凹部５４ａと対向する位置に設けられている。このジャーナル支持凹部５５ａは、ジャーナル支持凹部５４ａと対称な形状の、半円柱形状の凹部であって、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。

すなわち、カバー部５５が図示しないボルトによってフレーム側支持部５４に接合されることで、これらの接合体の内側に、ジャーナル部５１ａを回転可能に支持する軸受孔が形成されるようになっている。換言すれば、フレーム側支持部５４とカバー部５５とによって、ジャーナル部５１ａを収容する本発明のクランクケース側支持部が構成されている。

軸受収容部５５ｂは、ブロック側支持部５２（５２’）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５５ｂは、開口部５３から突出したブロック側支持部５２（５２’）を、シリンダ中心軸ＣＣＡに沿って往復移動可能に収容し得るように形成されている。

ギヤ収容部５５ｃは、ウォームホイール５１ｄと対向する位置に設けられた凹部である。このギヤ収容部５５ｃは、フレーム４１から外部に向けて突出したウォームホイール５１ｄを収容し得るように形成されている。

＜実施形態の可変圧縮比機構の動作説明＞
図７ないし図９は、図１に示されているエンジン１における圧縮比変化の様子を示す図である。以下、これらの図を参照しつつ、可変圧縮比機構５による圧縮比変更動作について、簡単に説明する。

カムシャフト５１の回転駆動の際に、ジャーナル部５１ａは、回転中心軸ＲＡ２を中心として回転する。このとき、偏心軸部５１ｃも、回転中心軸ＲＡ２の周りを回転する。すなわち、偏心軸部５１ｃは、ジャーナル部５１ａと一体的に回転する。

一方、円形カム部５１ｂは、軸受孔５２ａの内面と摺動しながら、回転中心軸ＲＡ２とは異なる軸を中心として回転する。また、円形カム部５１ｂは、偏心軸部５１ｃに対して相対的に回転する。すなわち、円形カム部５１ｂは、偏心軸部５１ｃの中心軸を中心として、ジャーナル部５１ａに対して相対的に回転する。これにより、円形カム部５１ｂのジャーナル部５１ａに対する相対的な位置が変化する。

このとき、円形カム部５１ｂは、ブロック側支持部５２によって、前記エンジン幅方向（図７ないし図９における左右方向）についての移動が拘束されている。また、ジャーナル部５１ａの位置は不変である。よって、カムシャフト５１が回転駆動されると、図７ないし図９に示されているように、偏心軸部５１ｃの回転中心軸ＲＡ２周りの回転による上下動に伴って、円形カム部５１ｂが上下動する。

エンジン１の圧縮比が最高である状態においては、図７に示されているように、偏心軸部５１ｃが最も下方に位置している。この場合、円形カム部５１ｂも、最も下方に位置することとなる。

図７に示されている状態から、図中矢印で示されているようにカムシャフト５１が回転駆動される（図中右側のカムシャフト５１が時計回りに回転駆動され且つ図中左側のカムシャフト５１が反時計回りに回転駆動される）。これにより、偏心軸部５１ｃが、図７に示されている位置から上昇するとともに、円形カム部５１ｂが上昇する。

よって、図８に示されているように、カムシャフト５１の回転による円形カム部５１ｂの上昇に伴って、ブロック側支持部５２が上昇する。これにより、シリンダブロック２がクランクケース４に対して相対的に上昇する。このシリンダブロック２の上昇によってシリンダヘッド３がクランクケース４から離隔すると、ピストン２２の上死点位置とシリンダヘッド３の下端面との距離が伸びる。すなわち、エンジン１の圧縮比が低下する。

図８に示されているように、偏心軸部５１ｃの位置が最上方と最下方との中間であると、圧縮比も最高値と最低値との中間となる。図９に示されているように、偏心軸部５１ｃの位置が最も上方に達すると、圧縮比が最低となる。

エンジン１の圧縮比が最低である図９に示されている状態から、圧縮比が高くされる場合、カムシャフト５１がさらに上述と同方向に回転駆動されるか、あるいはカムシャフト５１が上述と逆方向に回転駆動される。

＜実施形態の構成による効果＞
図１０は、図３に示されているブロック側支持部５２’による効果を示す概略構成図である。以下、本実施形態の構成による効果について、図１０を参照しつつ説明する。

或るシリンダ２１にて燃焼圧が生じると、当該シリンダ２１に対応するシリンダブロック２の部分が、図中上方（図３におけるクランクシャフト４２から遠ざかる方向）に押圧される。これに伴い、ブロック側支持部５２（５２’）によって、カムシャフト５１が図中上方に押圧される。一方、当該カムシャフト５１における、クランクケース側支持部（カバー部５５）に対応する部分には、図中下向きの反力が作用する。これにより、カムシャフト５１に曲げが発生するとともに、図中二点鎖線で示されているように、シリンダブロック２がピッチング方向に変位する。

ここで、本実施形態においては、（ｉ）に示されているように、配列方向ＡＤにおける両端のシリンダ２１に対応するブロック側支持部５２’が、当該シリンダ２１におけるシリンダ中心軸ＣＣＡよりも、配列方向ＡＤに沿ってオフセットしている。

よって、配列方向ＡＤにおける一方（図中左側）の端側に位置するシリンダ２１にて燃焼圧が生じると、シリンダブロック２における当該シリンダ２１に対応する部分の図中上方の押圧が、当該シリンダ２１に対応するブロック側支持部５２’と、これに隣接するブロック側支持部５２と、に分散される。また、カムシャフト５１におけるクランクケース側支持部（カバー部５５）に対応する部分に作用する、図中下向きの反力も、配列方向ＡＤに沿って分散される。

これにより、カムシャフト５１における、当該ブロック側支持部５２’に対応する部分の、略逆Ｕ字状の曲げ変形の量も、比較的小さくなる。したがって、（ｉ）に示されているように、当該ブロック側支持部５２’が上昇する方向の荷重による、シリンダブロック２の配列方向ＡＤにおける前記一方の端（図中左端）の変位量は、比較的小さなものになる。

これに対し、（ii）に示されているような、ブロック側支持部５２’がオフセットされていない構成（以下、比較例と称する。）においては、配列方向ＡＤにおける前記一方の端側のシリンダ２１での燃焼圧による、シリンダブロック２への押圧が、当該シリンダ２１に対応したブロック側支持部５２’に集中する。すると、この押圧に対応する反力も、当該ブロック側支持部５２’の両側に集中する。

これにより、カムシャフト５１における、当該ブロック側支持部５２’に対応する部分の曲げ変形量も、比較的大きくなる。よって、比較例においては、（ii）に示されているように、当該ブロック側支持部５２’が上昇する方向の荷重による、シリンダブロック２の配列方向ＡＤにおける前記一方の端（図中左端）の変位量は、比較的大きなものになる。この場合、シリンダブロック２に比較的大きな歪みが生じ、これによりシリンダ２１が大きく変形し、シリンダ２１とピストン２２との間に大きな摩擦抵抗が生じてしまう。

このように、（ｉ）に示されている本実施形態の構成によれば、（ii）に示されているような、ブロック側支持部５２及び５２’のすべてがシリンダ中心軸ＣＣＡに対応する位置に設けられている場合とは異なり、カムシャフト５１の曲げ変形や、シリンダブロック２の配列方向ＡＤに沿った反りあるいはピッチングの発生が、良好に抑制され得る。

すなわち、本実施形態の構成によれば、カムシャフト５１まわりのエンジン１の剛性が向上し、シリンダブロック２の歪みの発生が良好に抑制される。したがって、本実施形態の構成によれば、シリンダ２１とピストン２２との間の大きな摩擦抵抗の発生が、可及的に抑制され得る。

また、本実施形態の構成によれば、シリンダブロック２の側のみならず、クランクケース４の側でも、燃焼圧による荷重が可及的に分散される。よって、カムシャフト５１まわりのエンジン１の剛性が、重量増加を抑制しつつ良好に向上され得る。

特に、本実施形態の構成によれば、１つのシリンダブロック２に比較的多気筒が設けられている場合（直列４〜６気筒、Ｖ型（水平対向を含む）８〜１２気筒、等）、及び／又は、シリンダブロック２、クランクケース４、カムシャフト５１等の材質として軽量化のために軽金属（アルミニウムやマグネシウム等）が用いられた場合における、シリンダ２１とピストン２２との間の大きな摩擦抵抗の発生が、良好に抑制され得る。

＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態は、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。

以下、変形例について幾つか例示する。ここで、以下の変形例の説明において、上述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、当該変形例においても同一の名称及び同一の符号が付されているものとする。そして、当該構成要素の説明については、上述の実施形態における説明が、矛盾しない範囲で適宜援用され得るものとする。

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。

また、上述の実施形態の構成、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。

（１）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され得る。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。すなわち、本発明は、単気筒でも良好に成立し得る。

（２）カムシャフト５１の構成や、ブロック側支持部５２及びフレーム側支持部５４との対応関係は、上述の実施形態のものから適宜変更され得る。

例えば、上述の実施形態の場合とは逆に、ジャーナル部５１ａがブロック側支持部５２に収容され、円形カム部５１ｂがフレーム側支持部５４に収容されるように、可変圧縮比機構５が構成されていてもよい。あるいは、上述の実施形態の場合とは逆に、ジャーナル部５１ａが偏心軸部５１ｃに対して相対的に回転可能である一方、円形カム部５１ｂが偏心軸部５１ｃに固定されていてもよい。

また、ブロック側支持部５２は、シリンダブロック２と一体且つシームレスに形成され得る。

（３）ブロック側支持部５２や、クランクケース側支持部（上述の実施形態ではフレーム側支持部５４及びカバー部５５）の構成も、特に限定はない。

例えば、ブロック側支持部５２における、カムシャフト５１と対向する部分には、耐摩耗性を有する材料（例えば軸受鋼）からなる、コーティング、スリーブ、あるいはライナーが設けられていてもよい。フレーム側支持部５４及びカバー部５５における、カムシャフト５１と対向する部分も同様である。

また、カバー部５５は、複数のフレーム側支持部５４に対応した数に分割されていてもよい。このとき、カバー部５５に、軸受収容部５５ｂやギヤ収容部５５ｃが設けられないことがあり得る。

図１１は、図９に示されているブロック側支持部５２’の変形例を示す概略構成図である。図１１に示されているように、配列方向ＡＤにおける両端のシリンダ２１に対応するブロック側支持部５２’は、他のシリンダ２１に対応するブロック側支持部５２よりも幅広に構成されていてもよい。

かかる構成によれば、カムシャフト５１の、配列方向ＡＤにおける端部の曲げ変形量が、より良好に抑制され得る。これにより、シリンダブロック２における上述のような反りの発生が、より効果的に抑制され得る。したがって、シリンダ２１とピストン２２との間の大きな摩擦抵抗の発生が、より効果的に抑制され得る。

（４）図１０における（ｉ）や図１１に示されているように、クランクケース側支持部（カバー部５５）における、ブロック側支持部５２’とこれに隣接するブロック側支持部５２との間の部分は、他の部分よりも幅広に形成されていてもよい。あるいは、当該部分は、前記他の部分と同じ幅に形成されていてもよい。また、当該部分は、配列方向ＡＤに沿って複数に分割されていてもよい。

（５）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。例えば、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。さらに、一体であるものは、シームレスなものともされ得るし、シームレスでないもの（接合部あるいは接合媒体が介在するもの）ともされ得る。

また、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。

本発明の一実施形態であるエンジンの概略構成を示す側断面図（図３におけるＩ−Ｉ断面図）である。 本発明の一実施形態であるエンジンの概略構成を示す側断面図（図３におけるII−II断面図）である。 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１ないし図３に示されているカムシャフトを、その一部を分解して示す斜視図である。 図３に示されているシリンダブロック及びブロック側支持部の斜視図である。 図５に示されているシリンダブロックとブロック側支持部との分解斜視図である。 図１に示されているエンジンにおける圧縮比変化の様子を示す図である。 図１に示されているエンジンにおける圧縮比変化の様子を示す図である。 図１に示されているエンジンにおける圧縮比変化の様子を示す図である。 図３に示されているブロック側支持部による効果を示す概略構成図である。 図９に示されているブロック側支持部の変形例を示す概略構成図である。

符号の説明

１…エンジン
２…シリンダブロック ２１…シリンダ ２２…ピストン
３…シリンダヘッド ４…クランクケース ４２…クランクシャフト
５…可変圧縮比機構 ５１…カムシャフト ５１ａ…ジャーナル部
５１ｂ…円形カム部 ５２…ブロック側支持部 ５２’…ブロック側支持部
５４…フレーム側支持部 ５５…カバー部 ＡＤ…配列方向
ＣＣＡ…シリンダ中心軸 ＲＡ１…回転中心軸 ＲＡ２…回転中心軸
Ｍ…モータ Ｗ…ウォーム

Claims (4)

1. ピストンを往復移動可能に収容するシリンダが複数形成された、シリンダブロックと、
   前記ピストンの上死点側の端部にて、前記シリンダブロックと接合された、シリンダヘッドと、
   前記ピストンの往復移動に基づいて回転駆動されるクランクシャフトを、その回転軸が前記シリンダの配列方向と平行な状態にて回転可能に支持する、クランクケースと、
   円柱状のジャーナル部と、前記ジャーナル部から突出するように設けられたカム部と、を備えていて、前記シリンダの数と同数の複数の前記カム部が前記配列方向に沿って配列された、カムシャフトと、
   を備えていて、前記カムシャフトの回転駆動に応じて、前記シリンダブロック及び前記シリンダヘッドと、前記クランクケースとが、前記シリンダの中心軸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おいて、
   前記カム部及び前記ジャーナル部のうちの一方を収容するように、前記シリンダブロックに複数設けられ、前記配列方向に沿って配列された、ブロック側支持部と、
   他方を収容するように、前記クランクケース側に複数設けられ、前記配列方向に沿って配列された、クランクケース側支持部と、
   を備え、
   前記配列方向における両端に設けられた前記ブロック側支持部が、前記配列方向について前記中心軸からオフセットした位置に設けられ且つ他の前記ブロック側支持部よりも幅広に形成されているとともに、これらの前記配列方向における両側に前記クランクケース側支持部が設けられていることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
2. 請求項１に記載の、可変圧縮比内燃機関であって、
   前記ブロック側支持部が、前記カム部を収容し、
   前記クランクケース側支持部が、前記ジャーナル部を収容していることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
3. 請求項１又は請求項２に記載の、可変圧縮比内燃機関であって、
   前記カムシャフト、前記ブロック側支持部、及び前記クランクケース側支持部が、前記中心軸を挟んでそれぞれ一対設けられていることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
4. 請求項３に記載の、可変圧縮比内燃機関であって、
   前記回転軸を挟んで設けられている一対の前記ブロック側支持部における一方の位置が、前記配列方向について、他方と一致するように、前記ブロック側支持部が配置されていることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。

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