JP2006316764A - 可変圧縮比エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、クランクケースに対してシリンダブロックをシリンダ軸方向へ変位させる変位機構を備えたエンジンにおいて、圧縮比変更時におけるフリクションの増加を抑制しつつクランクケースとシリンダブロックの相対振動を抑制することを課題とする。
【解決手段】 本発明は、クランクケース３及びシリンダブロック２が相互に重なり合う部分のクランクケース壁面とシリンダブロック壁面の一方にシリンダ軸方向に延在する凹部６を設けるとともに他方に前記凹部６の内方へ突出する凸部７を設け、シリンダブロック２が高圧縮比側の変位端又は低圧縮比側の変位端へ変位した時に凹部６と凸部７とを密着させてクランクケース３とシリンダブロック２の相対振動を抑制し、シリンダブロック２が一方の変位端から他方の変位端へ変位する過程では凹部６と凸部７とを離間させてフリクションを抵抗を低減する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、圧縮比を変更可能なエンジンに関し、特にクランクケースとシリンダブロックを相対変位させることにより圧縮比を変更するエンジンに関する。

近年、圧縮比を変更可能とするエンジンが提案されている。圧縮比を変更する機構としては、クランクケースとシリンダブロックがシリンダ軸方向へ相互に摺動自在に取り付けられ、クランクケースとシリンダブロックの相対位置を変更することにより燃焼室容積を変化させる機構が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３−２０６７７１号公報 特開平７−２６９８１号公報 特開平７−３５２７５号公報

ところで、上記したような従来の機構では、圧縮比を変更する際のフリクションを低減するためにクランクケースとシリンダブロックとの間にクリアランスを設けて潤滑油を供給する必要がある。

しかしながら、クランクケースとシリンダブロックとの間のクリアランスが大きくなると、圧縮比変更時のフリクションを低減する上では有利になるが、シリンダ内圧力の変動等によってクランクケースとシリンダブロックがクリアランス分の相対振動を起こす可能性がある。

一方、クランクケースとシリンダブロックとの間のクリアランスが狭められると、振動抑制の上で有利となるが、圧縮比変更時のフリクションが増加してしまい、圧縮比変更に伴う駆動力の増加や燃費の悪化を招く可能性がある。

本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的はクランクケースとシリンダブロックを相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比エンジンにおいて、圧縮比変更時におけるフリクションの増加を抑制しつつ制振性の向上を図ることにある。

本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、クランクケースに対してシリンダブロックを相対変位させる変位機構を備えた可変圧縮比エンジンにおいて、クランクケース及びシリンダブロックが相互に重なり合う部分のクランクケース壁面及びシリンダブロック壁面の一方に相対変位方向に延在する凹部を設けるとともに他方に前記凹部の内方へ突出する凸部を設け、変位機構によってシリンダブロックがクランクケースに対して高圧縮比側の変位端へ変位させられた時に前記凸部が前記凹部の高圧縮比側の端面に当接し、変位機構によりシリンダブロックがクランクケースに対して低圧縮比側の変位端へ変位させられた時に前記凸部が前記凹部の低圧縮比側の端面に当接するようにした。

可変圧縮比エンジンの圧縮比は主に最低圧縮比と最高圧縮比に設定されるため、最低圧縮比時及び最高圧縮比時の振動を抑制することができれば、可変圧縮比エンジンが使用される過程の大部分において振動が抑制されることになる。

本発明の可変圧縮比エンジンでは、圧縮比が最高圧縮比に設定される時（変位機構によってシリンダブロックがクランクケースに対して高圧縮比側の変位端へ変位させられた時）及び最低圧縮比に設定される時（変位機構によってシリンダブロックがクランクケースに対して低圧縮比側の変位端へ変位させられた時）に凸部が凹部の端面に密着する。

これは、最高圧縮比時及び最低圧縮比時にクランクケースとシリンダブロックのクリアランスが零になることを意味する。クランクケース及びシリンダブロックのクリアランスが零になると、両者間の摺動抵抗が増大するため、クランクケース及びシリンダブロックが相対振動し難くなる。

また、圧縮比が最高圧縮比から最低圧縮比へ変更される時及び最低圧縮比から最高圧縮比へ変更される時には、凸部が凹部の端面から離間するため、クランクケースとシリンダブロックの間にクリアランスが生まれる。クランクケースとシリンダブロックの間にクリアランスが生まれると、クランクケースとシリンダブロックが相対変位し易くなる。

依って、本発明に係る可変圧縮比エンジンによれば、圧縮比変更時におけるフリクションの増加を抑えつつ圧縮比一定時（圧縮比が最高圧縮比又は最低圧縮比に固定される時）のクランクケースとシリンダブロックの相対振動を抑制することができる。

本発明において、凹部の高圧縮比側端面及び低圧縮比側端面が傾斜面で形成され、凸部の高圧縮比側の端面及び低圧縮比側の端面が前記凹部の高圧縮比側端面及び低圧縮比側端面と同等の傾斜角度を有する傾斜面で形成されるようにしてもよい。

圧縮比が最高圧縮比に設定される時及び最低圧縮比に設定される時に、凹部と凸部の傾斜面が相互に密着するようになると、クランクケースに対するシリンダブロックの位置決めが確実になされるようになる。

凹部と凸部の傾斜面が相互に密着した状態でシリンダブロック及びクランクケースが相対振動するためには、シリンダブロックとクランクケースが相対変位方向に変位しなければならないが、この手の可変圧縮比エンジンでは変位機構によってシリンダブロックとクランクケースの相対変位方向の動きが規制されるため、シリンダブロック及びクランクケースの相対振動が確実に抑制されるようになる。

尚、このようにクランクケースに対するシリンダブロックの位置決めは、凹部及び凸部の端面を互いに同等な曲率の曲面で形成することによっても実現することができる。

本発明において、凹部の高圧縮比側端面及び低圧縮比側端面には、弾性のシール材が取り付けられるようにしてもよい。このような構成によれば、圧縮比が最高圧縮比に設定される時及び最低圧縮比設定される時に、凹部の端面と凸部の端面の間でシール材が圧迫されるようになる。この場合、シール材のシール性が向上するとともに、シール材の反発力によってクランクケースとシリンダブロックの相対振動が抑制されるようになる。

尚、上記した効果は、シール材が凸部の高圧縮比側の端面及び低圧縮比側の端面に取り付けられた場合であっても同様に得ることができる。

本発明によれば、クランクケースとシリンダブロックを相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比エンジンにおいて、圧縮比変更時のフリクション増加を抑制しつつシリンダブロックとクランクケースの相対振動を抑制することが可能となる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図８に基づいて説明する。図１及び図２において、エンジン１は、シリンダブロック２とクランクケース３を備えている。

シリンダブロック２は、クランクケース３に対してシリンダ２０の軸方向へ摺動自在に取り付けられている。シリンダブロック２とクランクケース３が相互に重なり合う部分には、シリンダブロック２を変位させる変位機構４が設けられている。

変位機構４は、偏心カムの回転位置を変更することによりクランクケース３に対するシリンダブロック２の位置を変位させる機構であり、本発明に係る可変圧縮比機構に相当する。

図３は、変位機構４の構成を示す図である。シリンダブロック２の両側下部には、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４１が形成されている。これらのカム収納孔４１は、シリンダ配列方向に平行に且つ同一軸線上に形成されている。

クランクケース３には、上述したカム収納孔４１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４２ａが形成されている。各立壁部４２ａのクランクケース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。各立壁部４２ａには、半円形の凹部を有するキャップ４２ｂがボルト４３によって固定される。立壁部４２ａとキャップ４２ｂが固定されると、双方の凹部によって円形の軸受収納孔４４が形成される。軸受収納孔４４の内径はカム収納孔４１と同径である。

このように構成されたシリンダブロック２とクランクケース３が連結されると、シリンダブロック２及びクランクケース３の両側面にはカム収納孔４１と軸受収納孔４４が交互に配置された連通孔が形成される。これらの連通孔には、偏心カム軸４０が各々挿通される。

各偏心カム軸４０は、一本の軸部４０ａと、複数のカム部４０ｂ及び可動軸受部４０ｃを備えている。カム部４０ｂは、正円形のカムプロフィールを有し、軸部４０ａに偏心固定される。可動軸受部４０ｃは、カム部４０ｂと同一形状を有し、軸部４０ａに対して回転自在に取り付けられる。

尚、カム部４０ｂと可動軸受部４０ｃは、カム部４０ｂが前記カム収納孔４１に収容され且つ可動軸受部４０ｃが前記軸受収納孔４４に収容されるように交互に配置されるものとする。

このように構成された偏心カム軸４０の一端にはアクチュエータ４５が設けられている。アクチュエータ４５は、各偏心カム軸４０の軸部４０ａの一端に固定されるウォームホイール４６ａ、４６ｂと、各ウォームホイール４６ａ、４６ｂに噛み合うウォーム４７ａ、４７ｂと、ウォーム４７ａ、４７ｂを回転駆動するモータ４８を備えている。モータ４８は、シリンダブロック２に固定されている。

前記したウォームホイール４６ａ、４６ｂの中心は、軸部４０ａの中心軸からオフセットされ、且つカム部４０ｂの中心と一致している。また、ウォーム４７ａ、４７ｂの螺旋溝は互いに逆方向に形成され、モータ４８の回転により２本の偏心カム軸４０が互いに逆
回転するようになっている。

ここで、変位機構４の基本的な動作について図４に基づいて説明する。図４中のａ、ｂ、及びｃは、軸部４０ａの中心、カム部４０ｂの中心、及び可動軸受部４０ｃの中心を各々表している。

図４の（ａ）は、圧縮比が最も高くなる状態、言い換えればシリンダブロック２が下死点側へ最も変位した状態を示している。この場合、全てのカム部４０ｂ及び可動軸受部４０ｃの中心ｂ、ｃが同一軸線上に位置するとともに、それらカム部４０ｂ及び可動軸受部４０ｃの外周面が軸方向において一致する。これに対応して、カム収納孔４１及び軸受収納孔４４の中心も互いに一致している。

図４（ａ）の状態から圧縮比を低下させる場合には、２本の偏心カム軸４０が図中の矢印方向へ回転するようにモータ４８が制御される。図４の（ｂ）は偏心カム軸４０が図４の（ａ）の状態から凡そ４５°回転した状態を示している。この場合、カム部４０ｂの中心ｂが可動軸受部４０ｃの中心ｃに対して上死点側へオフセットされ、それに応じてカム部４０ｂの外周面も可動軸受部４０ｃの外周面に対して上死点側へオフセットされる。

カム部４０ｂが可動軸受部４０ｃに対して上死点側へオフセットされると、カム収納孔４１も軸受収納孔４４に対して上死点側へオフセットされるため、シリンダブロック２がクランクケース３に対して上死点側へ変位する。シリンダブロック２がクランクケース３に対して上死点側へ変位すると、燃焼室容積が拡大するため、内燃機関１の圧縮比が低下する。

モータ４８が２本の偏心カム軸４０を図中の矢印方向へ更に回転させると、カム部４０ｂと可動軸受部４０ｃのオフセット量が更に増加し、それに応じて圧縮比が一層低くなる。図４の（ｃ）は、偏心カム軸４０が図４の（ａ）の状態から９０°回転した状態を示している。

このとき、軸部４０ａの中心ａとカム部４０ｂの中心ｂと可動軸受部４０ｃの中心ｃとがシリンダ軸方向に一列に並び、カム部４０ｂと可動軸受部４０ｃのオフセット量が最大となる。すなわち、偏心カム軸４０が図４の（ａ）の状態から９０°回転した時に、シリンダブロック２の上死点側への変位量が最大となる。その結果、内燃機関１の圧縮比が最も低くなる。

尚、図４の（ｂ）、（ｃ）の状態から圧縮比を上昇させる場合には、モータ４８が逆回転して２本の偏心カム軸４０を図４中の矢印方向と逆方向へ回転させればよい。

このような変位機構４によれば、モータ４８が偏心カム軸４０を０°〜９０°の範囲で回転させることによりシリンダブロック２をシリンダ軸方向へ変位自在となり、それに応じて内燃機関１の圧縮比が自在に変更されることとなる。

ここで図１及び図２の説明に戻り、シリンダブロック２とクランクケース３が相互に重なり合う領域（図１中のＡ）において、シリンダブロック２の外壁面とクランクケース３の内壁面との間には、間隙（クリアランス）５が設けられている。

前記領域Ａにおいて、クランクケース３の内壁面において相互に対向する２つの面（図１及び図２の例では、長手方向（シリンダ配列方向）の２面）には、シリンダ軸方向へ延在する凹部６が形成されている。これに対し、シリンダブロック２の外周面において前記凹部６と対向する２箇所の部位には、前記凹部６の内方へ突出する凸部７が設けられてい
る。

尚、凹部６のシリンダ軸方向の寸法及び凸部７のシリンダ軸方向の寸法は、シリンダブロック２が上死点側変位端（低圧縮比側の変位端）に変位した時に凸部７の上死点側端面（低圧縮比側端面）７ａが凹部６の上死点側端面（低圧縮比側端面）６ａに当接し、且つシリンダブロック２が下死点側変位端（高圧縮比側の変位端）に変位した時に凸部７の下死点側端面（高圧縮比側端面）７ｂが凹部６の下死点側の端面（高圧縮比側端面）６ｂに当接するように設定されるものとする。すなわち、凹部６のシリンダ軸方向における寸法ｄ１と凸部のシリンダ軸方向における寸法ｄ２は、シリンダブロック２の変位量（ストローク量）をＳとした時に、Ｓ＝ｄ１−ｄ２が成立するように設定されるものとする。

凹部６の低圧縮比側端面６ａ及び高圧縮比側端面６ｂ、凸部７の低圧縮比側端面７ａ及び高圧縮比側端面７ｂは、それぞれ傾斜面に形成されている。詳細には、図５に示すように、凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａがクランクケース３寄りの部位からシリンダブロック２寄りの部位へ向かって徐々に上方（上死点方向）へ傾斜し、凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂがクランクケース３寄りの部位からシリンダブロック２寄りの部位へ向かって徐々に下方（下死点方向）へ傾斜している。

その際、凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａの傾斜角度が同等であり、且つ、凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂの傾斜角度も同等であるものとする。

また、凹部６の低圧縮比側端面６ａ及び高圧縮比側端面６ｂには、弾性を有するシール材８が固定されている。尚、シール材８は、凸部７の低圧縮比側端面７ａ及び高圧縮比側端面７ｂに取り付けられるようにしてもよい。

このように構成された可変圧縮比エンジンでは、変位機構４によって圧縮比が最低圧縮比に設定された時（偏心カム軸４０が図４（ａ）の状態から９０°回転させられた時）に、シリンダブロック２が低圧縮比側の変位端へ変位する。このとき、図６に示すように、凸部７の低圧縮比側端面７ａがシール材８を介して凹部６の低圧縮比側端面６ａへ押し付けられる。その結果、シール材８が押し潰されて凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａとのクリアランスが略零となり、シリンダブロック２が凹部６の低圧縮比側端面６ａの傾斜方向へ変位するようになる。すなわち、シリンダブロック２は、凹部６が設けられたクランクケース内壁面から離間（図６中の矢印Ｘ１，Ｘ２方向へ移動）しつつ上方（図６中の矢印Ｙ方向）へ移動する。

本実施例ではクランクケース内壁面及びシリンダブロック外壁面の互いに対向する面に凹部６及び凸部７が設けられているため、シリンダブロック２が一方の凹部６の低圧縮比側端面６ａに沿ってクランクケース内壁面から離間しようとする力（図６中の矢印Ｘ１方向へ移動しようとする力）と、シリンダブロック２が他方の凹部６の低圧縮比側端面６ａに沿ってクランクケース内壁面から離間しようとする力（図６中の矢印Ｘ２方向へ移動しようとする力）とが釣り合う位置でシリンダブロック２の変位が停止する。

このようにシリンダブロック２の位置決めがなされると、シリンダブロック２が図６中の矢印Ｘ１，Ｘ２の方向へ変位し難くなる。すなわち、凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａが密着（厳密には、変形したシール材８を介して密着）した状態でシリンダブロック２を矢印Ｘ１，Ｘ２方向へ変位させるためには、シリンダブロック２をシリンダ軸方向（図６中の矢印Ｙ方向、及び矢印Ｙと反対の方向）へ変位させることも必要となるが、変位機構４によってシリンダブロック２のシリンダ軸方向の変位が規制
されているため、シリンダブロック２の矢印Ｘ１，Ｘ２方向への変位も規制されることになる。

依って、シリンダブロック２が低圧縮比側の変位端に位置している時（すなわち、圧縮比が最低圧縮比に設定されている時）には、シリンダ内圧力の変動等が発生してもクランクケース３とシリンダブロック２が相対振動を起こし難くなる。また、凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａとの間で圧迫されたシール材８によりオイルのシール性が高められるとともに、シール材８の反発力によってもクランクケース３とシリンダブロック２の相対振動が抑制されるようになる。

次に、変位機構４によって圧縮比が最高圧縮比に設定された時（偏心カム軸４０が図４（ａ）の状態から０°回転させられた時）に、シリンダブロック２が高圧縮比側の変位端へ変位する。このとき、図７に示すように、凸部７の高圧縮比側端面７ｂがシール材８を介して凹部６の高圧縮比側端面６ｂへ押し付けられる。その結果、シール材８が押し潰されて凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂとのクリアランスが略零となり、シリンダブロック２が凹部６の高圧縮比側端面６ｂの傾斜方向へ変位するようになる。すなわち、シリンダブロック２は、凹部６が設けられたクランクケース内壁面から離間（図７中の矢印Ｘ１，Ｘ２方向へ移動）しつつ上方（図７中の矢印Ｚ方向）へ移動する。

シリンダブロック２が一方の凹部６の高圧縮比側端面６ｂに沿ってクランクケース内壁面から離間しようとする力（図７中の矢印Ｘ１方向へ移動しようとする力）と、他方の凹部６の高圧縮比側端面６ｂに沿ってクランクケース内壁面から離間しようとする力（図７中の矢印Ｘ２方向へ移動しようとする力）が釣り合う位置でシリンダブロック２の変位が停止する。

このようにシリンダブロック２の位置決めがなされると、シリンダブロック２が図７中の矢印Ｘ１，Ｘ２の方向へ変位し難くなる。すなわち、凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂが密着（厳密には、変形したシール材８を介して密着）した状態でシリンダブロック２を矢印Ｘ１，Ｘ２方向へ変位させるためには、シリンダブロック２をシリンダ軸方向（図７中の矢印Ｚ方向、及び矢印Ｚと反対の方向）へ変位させることも必要となるが、変位機構４によってシリンダブロック２のシリンダ軸方向の変位が規制されているため、シリンダブロック２の矢印Ｘ１，Ｘ２方向への変位も規制されることになる。

依って、シリンダブロック２が高圧縮比側の変位端に位置している時（すなわち、圧縮比が最高圧縮比に設定されている時）には、シリンダ内圧力の変動等が発生してもクランクケース３とシリンダブロック２が相対振動を起こし難くなる。また、凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂとの間で圧迫されたシール材８によりオイルのシール性が高められるとともに、シール材８の反発力によってもクランクケース３とシリンダブロック２の相対振動が抑制されるようになる。

また、シリンダブロック２が高圧縮比側変位端から低圧縮比側変位端へ変位する時、及び低圧縮比側変位端から高圧縮比側変位端へ変位する時には、前述した図１及び図５に示したように、シリンダブロック２とクランクケース３との間にクリアランス５が生まれるため、シリンダブロック２とクランクケース３との間の摺動抵抗が増加することはない。

以上述べた実施例によれば、圧縮比を変更する時のクランクケース３とシリンダブロック２との間の摺動抵抗を増加させることなく、圧縮比が最高圧縮比及び最低圧縮比に設定される時のクランクケース３とシリンダブロック２の相対振動を抑制することが可能にな
る。

また、圧縮比が最高圧縮比と最低圧縮比の間の圧縮比に設定される場合には、クランクケースとシリンダブロック２との間にクリアランスが生まれるため、圧縮比が最高圧縮比及び最低圧縮比に設定される場合に比してクランクケース３及びシリンダブロック２の相対振動が発生しやすいが、この手の可変圧縮比エンジンの圧縮比は多くの運転領域において最低圧縮比と最高圧縮比の何れかに設定されるため、最低圧縮比時及び最高圧縮比時の振動を抑制することができれば、可変圧縮比エンジンが使用される過程の大部分において振動が抑制されることになる。

尚、本実施例では、凹部６及び凸部７がクランクケース内壁面及びシリンダブロック外壁面の互いに対向する２面に設けられる例について述べたが、クランクケース内壁面及びシリンダブロック外壁面の４面の全てに設けられるようにしてもよい。この場合、クランクケース３に対するシリンダブロック２の位置決め精度が一層高まるようになる。

本実施例において、シール材８は、図８に示すように、凹部６の内壁面の全面にわたって１つ取り付けられるようにしてもよい。このような構成によれば、凹部６の加工やシール材８の取り付けを簡易化することができる。

本実施例において、シール材８は、図９に示すように、凸部７の先端に１つ取り付けられるようにしてもよい。このような構成によれば、圧縮比が最低圧縮比に設定される時に凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａが直に当接し、圧縮比が最高圧縮比に設定される時に凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮側端面７ｂが直に密着するため、シリンダブロック２の位置決め精度が一層高められる。

本実施例において、低圧縮比側端面６ａ、高圧縮比側端面６ｂ、低圧縮比側端面７ａ、及び高圧縮比側端面７ｂは、図１０に示すように、曲面で形成されるようにしてもよい。但し、凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａは同一の曲率を有する曲面で形成され、且つ、凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂも同一の曲率を有する曲面で形成されるものとする。このような構成によれば、各端面６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂが傾斜面で形成された場合と同様の作用及び効果を得ることができる。

次に、本発明に係る可変圧縮比エンジンの第２の実施例について図１１〜図１４に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

図１１は、本実施例における凹部及び凸部の形状を示す断面図である。図１１に示すように、凹部６の低圧縮比側端面６ａ及び高圧縮比側端面６ｂは、シリンダ軸に垂直な面（水平面）で形成されている。これに対応して、凸部７の低圧縮比側端面７ａ及び高圧縮比側端面７ｂも、シリンダ軸に垂直な面で形成される。

凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａとの間の空間、及び凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂとの間の空間の各々には、弾性を有したシール材８が装填されている。

このように構成された可変圧縮比エンジンでは、シリンダブロック２が低圧縮比側の変位端へ変位すると、図１２に示すように、凸部７の低圧縮比側端面７ａがシール材８を介して凹部６の低圧縮比側端面６ａへ押し付けられる。その状態で変位機構４が更にシリンダブロック２を押し上げると、シール材８が押し潰されて凹部６の低圧縮比側端面６ａと
凸部７の低圧縮比側端面７ａとのクリアランスが略零となる。

この場合、シリンダブロック２のシリンダ軸方向への変位（振動）は、変位機構４がシリンダブロック２を押し上げる力（言い換えれば、凸部７の低圧縮比側端面７ａを凹部６の低圧縮比側端面６ａに押し付ける力）によって規制される。シリンダブロック２のシリンダ軸方向と垂直な方向（図１２中の矢印Ｅｖ方向）への変位（振動）は、変位機構４がシリンダブロック２を押し上げる力、凹部６の低圧縮比側端面６ａとシール材８との摩擦抵抗、及び、凸部７の低圧縮比側端面７ａとシール材８との摩擦抵抗により低減される。

依って、シリンダブロック２が低圧縮比側の変位端に位置している時（すなわち、圧縮比が最低圧縮比に設定されている時）には、シリンダ内圧力の変動等が発生してもクランクケース３とシリンダブロック２が相対振動を起こし難くなる。また、凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａとの間で圧迫されたシール材８によりオイルのシール性が高められるとともに、シール材８の反発力によってもクランクケース３とシリンダブロック２の相対振動が抑制されるようになる。

一方、シリンダブロック２が高圧縮比側の変位端へ変位すると、図１３に示すように、凸部７の高圧縮比側端面６ｂがシール材８を介して凹部６の高圧縮比側端面６ｂへ押し付けられる。その状態で変位機構４が更にシリンダブロック２を押し下げると、シール材８が押し潰されて凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂとのクリアランスが略零となる。

この場合、シリンダブロック２のシリンダ軸方向への変位（振動）は、変位機構４がシリンダブロック２を押し下げる力（言い換えれば、凸部７の高圧縮比側端面７ｂを凹部６の高圧縮比側端面６ｂに押し付ける力）によって規制される。シリンダブロック２のシリンダ軸方向と垂直な方向（図１３中の矢印Ｅｖ方向）への変位（振動）は、変位機構４がシリンダブロック２を押し下げる力、凹部６の高圧縮比側端面６ｂとシール材８との摩擦抵抗、及び、凸部７の高圧縮比側端面７ｂとシール材８との摩擦抵抗により低減される。

依って、シリンダブロック２が高圧縮比側の変位端に位置している時（すなわち、圧縮比が最高圧縮比に設定されている時）には、シリンダ内圧力の変動等が発生してもクランクケース３とシリンダブロック２が相対振動を起こし難くなる。また、凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮比側端面７ｂとの間で圧迫されたシール材８によりオイルのシール性が高められるとともに、シール材８の反発力によってもクランクケース３とシリンダブロック２の相対振動が抑制されるようになる。

また、シリンダブロック２が高圧縮比側変位端から低圧縮比側変位端へ変位する時、及び低圧縮比側変位端から高圧縮比側変位端へ変位する時には、前述した図１１に示されるように、シリンダブロック２とクランクケース３との間にクリアランス５が生まれるため、シリンダブロック２とクランクケース３との間の摺動抵抗が増加することはない。

以上述べた実施例によれば、圧縮比を変更する時のクランクケース３とシリンダブロック２との間の摺動抵抗を増加させることなく、圧縮比が最高圧縮比及び最低圧縮比に設定される時のクランクケース３とシリンダブロック２の相対振動を抑制することが可能になる。

尚、本実施例の可変圧縮比エンジンでは、凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａとの接触面積（厳密には、凹部６の低圧縮比側端面６ａとシール材８との接触面積、及び凸部７の低圧縮比側端面７ａとシール材８との接触面積）が広くなるほど、最低圧縮比時及び最高圧縮比時の振動を抑制し易いので、クランクケース内壁面とシリ
ンダブロック外壁面の全周にわたって凹部６と凸部７が各々設けられるようにしてもよい。

また、本実施例の可変圧縮比エンジンにおいて、シール材８は、図１４に示すように、凸部７の先端部に取り付けられるようにしてもよい。このような構成によれば、圧縮比が最低圧縮比に設定される時に凹部６の低圧縮比側端面６ａと凸部７の低圧縮比側端面７ａが直に当接し、圧縮比が最高圧縮比に設定される時に凹部６の高圧縮比側端面６ｂと凸部７の高圧縮側端面７ｂが直に密着するため、シリンダブロック２のシリンダ軸方向における位置が一意に定まり易くなる。

次に、本発明に係る可変圧縮比エンジンの第３の実施例について図１５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

図１５は、本実施例における凹部及び凸部の形状を示す断面図である。図１５に示すように、凸部６０は、シリンダブロック２の外壁に埋設されたシール材８によって構成されている。このような構成によれば、加工の簡易化や部品点数の低減を図ることが可能になる。更に、シール材８が凹部６の低圧縮比側端面６ａ又は高圧縮比側端面６ｂと密着した時に、低圧縮比側端面６ａ又は高圧縮比側端面６ｂとシール材８との摩擦抵抗によってシリンダブロック２とクランクケース３の相対振動を抑制することができる上、シリンダブロック２とクランクケース３の相対振動が発生してもシール材８の弾性により振動を減衰することができる。

実施例１における可変圧縮比エンジンの概略構成を示す縦断面図である。 実施例１における可変圧縮比エンジンの概略構成を示す横断面図である。 変位機構の構成を示す図である。 変位機構の動作を示す図である。 実施例１における凹部及び凸部の構成を示す拡大縦断面図である。 実施例１において圧縮比を最低圧縮比に設定した時の凹部と凸部の状態を示す図である。 実施例１において圧縮比を最高圧縮比に設定した時の凹部と凸部の状態を示す図である。 実施例１において凹部の内壁面の全体に１つにシール材を配置した例を示す図である。 実施例１において凸部の先端にシール材を配置した例を示す図である。 実施例１において凹部及び凸部の端面を曲面で形成した例を示す図である。 実施例２における凹部及び凸部の構成を示す拡大縦断面図である。 実施例２において圧縮比を最低圧縮比に設定した時の凹部と凸部の状態を示す図である。 実施例２において圧縮比を最高圧縮比に設定した時の凹部と凸部の状態を示す図である。 実施例２において凸部の先端にシール材を配置した例を示す図である。 実施例３における凹部及び凸部の構成を示す拡大縦断面図である。

符号の説明

１・・・・・エンジン
２・・・・・シリンダブロック
３・・・・・クランクケース
４・・・・・変位機構
５・・・・・間隙
６・・・・・凹部
６ａ・・・・低圧縮比側端面
６ｂ・・・・高圧縮比側端面
７・・・・・凸部
７ａ・・・・低圧縮比側端面
７ｂ・・・・高圧縮比側端面
８・・・・・シール材１

Claims (5)

1. クランクケースとシリンダブロックを相対変位させる変位機構を備えた可変圧縮比エンジンにおいて、
   前記クランクケース及び前記シリンダブロックが相互に重なり合う部分のクランクケース壁面及びシリンダブロック壁面の一方に相対変位方向に延在する凹部を設けるとともに他方に前記凹部の内方へ突出する凸部を設け、
   前記変位機構によりシリンダブロックがクランクケースに対して高圧縮比側の変位端へ変位させられた時に前記凸部が前記凹部の高圧縮比側の端面に当接し、前記変位機構によりシリンダブロックがクランクケースに対して低圧縮比側の変位端へ変位させられた時には前記凸部が前記凹部の低圧縮比側の端面に当接するようにしたことを特徴とする可変圧縮比エンジン。
2. 請求項１において、前記凹部の高圧縮比側端面及び低圧縮比側端面が各々傾斜面で形成され、前記凸部の高圧縮比側の端面及び低圧縮比側の端面が前記凹部の高圧縮比側端面及び低圧縮比側端面と同等の傾斜角度を有する傾斜面で形成されることを特徴とする可変圧縮比エンジン。
3. 請求項１において、前記凹部の高圧縮比側端面及び低圧縮比側端面が各々曲面で形成され、前記凸部の高圧縮比側の端面及び低圧縮比側の端面が前記凹部の高圧縮比側端面及び低圧縮比側端面と同等の曲率を有する曲面で形成されることを特徴とする可変圧縮比エンジン。
4. 請求項１〜３の何れか一において、前記凹部の高圧縮比側端面及び低圧縮比側端面には、弾性のシール材が取り付けられることを特徴とする可変圧縮比エンジン。
5. 請求項１〜３の何れか一において、前記凸部の高圧縮比側の端面及び低圧縮比側の端面には、弾性のシール材が取り付けられることを特徴とする可変圧縮比エンジン。

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