JP2008064010A

JP2008064010A - 可変圧縮比内燃機関

Info

Publication number: JP2008064010A
Application number: JP2006242150A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Kamiyama; 栄一神山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2006-09-06
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: US20080053420A1; US7721688B2; JP4281772B2

Abstract

【課題】シリンダボアを形成する壁面が変形することを防止することが可能な可変圧縮比内燃機関を提供すること。
【解決手段】この内燃機関１０はケース側軸受形成部５１とブロック側軸受形成部５２と軸状駆動部５３とからなる可変圧縮比機構５０を備える。ケース側軸受形成部はクランクケース３０の上部に形成されている。ブロック側軸受形成部はシリンダブロック２０の外壁面２０ｃの下端部にて外方に延出している。ブロック側軸受形成部は軸状駆動部によりケース側軸受形成部と連結される。シリンダブロックの下面２０ｂにはブロック側軸受形成部とシリンダボア２１との間の領域にて開口するスリット状の応力低減用溝部２４が形成されている。これによりブロック側軸受形成部が外壁面を押しても（力Ｆ３）応力低減用溝部により応力が低減されるので、シリンダボアを形成する壁面の変形を抑制できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、ピストンの移動に伴って変化する燃焼室の容積の最小値に対する最大値の比である圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関に関する。

従来から、クランクケースに対してシリンダブロックをシリンダボアの軸線（中心軸）方向（以下、単に「上下方向」ともいう。）に移動させることにより、圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関が提案されている。例えば、そのような可変圧縮比内燃機関の一つは、図１５及び図１６に示したように、シリンダブロック９１０と、シリンダブロック９１０の下方にてシリンダブロック９１０に対して上下方向に相対移動可能に配置されたクランクケース９２０と、可変圧縮比機構９３０と、を備えている。

シリンダブロック９１０には、直線状に配置された４つのシリンダボア９１１が形成されている。各シリンダボア９１１には、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、ピストン９１２が収容されている。ピストン９１２は、図１５に示したクランク軸９２１に連結されている。クランク軸９２１は、クランクケース９２０により回転可能に支持されている。更に、この可変圧縮比内燃機関は、図１７に示したように、シリンダヘッド９４０を備えている。シリンダヘッド９４０は、シリンダブロック９１０の上に固定されている。

可変圧縮比機構９３０は、ブロック側軸受形成部９３１と、ケース側軸受形成部９３２（９３２ａ，９３２ｂ）と、軸状駆動部９３３と、を含んでいる。ブロック側軸受形成部９３１は、ブロック側受力部とも称呼される。ケース側軸受形成部９３２は、ケース側受力部とも称呼される。

ブロック側軸受形成部９３１は、シリンダブロック９１０の外壁面（側壁面）９１３のクランクケース９２０側の端部（シリンダブロック９１０の下端部）を含む領域にて外壁面９１３から外方に延出するように、外壁面９１３に固定されるようになっている。

ケース側軸受形成部９３２ａは、クランクケース９２０の上部に形成されている。ケース側軸受形成部９３２ｂは、ケース側軸受形成部９３２ａに固定されるようになっている。ケース側軸受形成部９３２ａ及びケース側軸受形成部９３２ｂは、図１７の（Ｂ）に示したように、ケース側軸受形成部９３２を構成するようになっている。

軸状駆動部９３３は、複数の偏心カム部を備えていて、ブロック側軸受形成部９３１に形成された円柱状の軸受孔と、ケース側軸受形成部９３２ａ及びケース側軸受形成部９３２ｂからなるケース側軸受形成部９３２に形成された円柱状の軸受孔と、を通るように配設されている。そして、軸状駆動部９３３は、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に示したように、図示しない駆動装置により所定の軸回りに回転させられる。このとき、軸状駆動部９３３は、ブロック側軸受形成部９３１及びケース側軸受形成部９３２に形成された円柱状の軸受孔を形成する面に当接（係合）しながら回転し、ブロック側軸受形成部９３１の位置とケース側軸受形成部９３２の位置と、の間のシリンダボア９１１の中心軸（軸線）方向（上下方向）ＢＣにおける距離Ｄを変更するようになっている。この距離Ｄが長くなるほど、シリンダブロック９１０とクランクケース９２０との間の距離が長くなるので、ピストン９１２が上死点にあるときの燃焼室の容積（燃焼室の容積の最小値）が大きくなる。従って、圧縮比は低くなる。このように、上記内燃機関によれば、圧縮比を変更することができる（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００３−２０６７７１号公報

ところで、図１８に示したように、シリンダボア９１１を形成する壁面とシリンダヘッド９４０の下面９４１とピストン９１２の頂面とにより形成される燃焼室にて混合ガスが燃焼すると、燃焼室内のガスの圧力は極めて高くなる。この圧力により、シリンダヘッド９４０の下面９４１は力Ｆ０ａにて上方向に押され、ピストンの頂面は力Ｆ０ｂにて下方向に押される。これにより、シリンダヘッド９４０が固定されたシリンダブロック９１０には上方向に向かう力Ｆ１ａが加えられ、一方、ピストン９１２に連結されたクランク軸９２１を支持するクランクケース９２０には下方向に向かう力Ｆ１ｂが加えられる。その結果、ブロック側軸受形成部９３１の軸受孔を形成する面のうちのクランクケース９２０側の部分は、軸状駆動部９３３による力Ｆ２を受けて下方向に押される。

上述したように、シリンダブロック９１０のシリンダヘッド９４０側の端部は、シリンダヘッド９４０に固定されているので剛性が高くなっている。一方、シリンダブロック９１０のクランクケース９２０側の端部は、クランクケース９２０に固定されていないので剛性が相対的に低くなっている。更に、上記力Ｆ２は、ブロック側軸受形成部９３１が固定されている外壁面９１３から外方に離れた位置にて作用しているので、シリンダブロック９１０の下端部を内方に曲げようとする力（曲げモーメント）としてシリンダブロック９１０に作用する。

換言すると、シリンダブロック９１０の外壁面９１３のうちのブロック側軸受形成部９３１が固定されている領域のクランクケース９２０側の端（ブロック外壁面下端）には、シリンダブロック９１０の内方へ向かう向き（押圧方向）の押圧力Ｆ３が加えられる。この押圧力Ｆ３により、シリンダボア９１１を形成する壁面が点線ＤＦに示したようにシリンダボア９１１の内方に変形する。その結果、シリンダボア９１１を形成する壁面とピストン９１２との間の摩擦力が増大して燃費が悪化し、或いは、燃焼室内に流入する潤滑油の量が増大して潤滑油が無駄に消費されてしまうという恐れがあった。

本発明は上述した課題に対処するためになされたものであって、その目的は、シリンダボアを形成する壁面が変形することを防止することが可能な可変圧縮比内燃機関を提供することにある。

かかる目的を達成するため本発明による可変圧縮比内燃機関は、
所定のボア中心軸方向に貫通する円柱状の穴であるシリンダボアが形成されるとともに同シリンダボア内にピストンを収容するシリンダブロックと、前記シリンダボアの開口部分の一方を覆うように同シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロックに対して前記シリンダヘッドと反対側に配置され且つ同シリンダブロックに対して前記ボア中心軸方向に相対移動可能であるとともに前記ピストンに連結されたクランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、を備えるとともに、前記シリンダボアを形成するボア壁面と前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面であるヘッド下面と前記ピストンの同ヘッド下面側の面であるピストン頂面とにより形成される燃焼室の容積を変更する可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関である。

前記可変圧縮比機構は、前記シリンダブロックの外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接しながら同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含む。

更に、本発明に係る可変圧縮比内燃機関は、
前記ブロック側受力部が前記連結部により前記シリンダブロックから前記クランクケースへ向かう方向の力を受けることによって同ブロック側受力部が所定の押圧位置にて所定の押圧方向に前記外壁面を押圧することにより、同押圧位置を通る直線であって同押圧方向に平行な直線である押圧直線が前記ボア壁面と交わる位置にて同ボア壁面に発生する応力であるボア壁面応力を、同押圧位置にて同外壁面に発生する応力である外壁面応力よりも小さくする応力低減手段を備える。

即ち、本内燃機関においては、燃焼室にて混合ガスが燃焼することによりシリンダヘッドに対してシリンダブロックからシリンダヘッドへ向かう方向（上方向）の力が加えられるとともにピストンに対してピストンからクランク軸へ向かう方向（下方向）の力が加えられ、その結果、ブロック側受力部はクランクケースにより連結部を介して下方向に引っ張られる。その結果、ブロック側受力部がシリンダブロックの外壁面内の所定の押圧位置にて所定の押圧方向に外壁面を押圧する（上述した力Ｆ３を参照。）。これにより、シリンダブロック内に応力が発生する。この応力のうちの押圧位置を通る直線であって押圧方向に平行な直線がボア壁面と交わる位置にてボア壁面に発生する応力（ボア壁面応力）は、応力低減手段によって、押圧位置にて外壁面に発生する応力（外壁面応力）よりも小さくされる。

従って、応力低減手段を備えない場合と比較して、上記応力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。この結果、ボア壁面とピストンとの間の摩擦力が過大にならないので燃費が悪化することを防止することができるとともに、燃焼室内に流入する潤滑油の量が過大とならないので潤滑油が無駄に消費されることを防止することができる。

この場合、前記応力低減手段は、前記シリンダブロックの前記クランクケース側の面内の位置であって同面を前記ボア中心軸方向から見た場合における前記ブロック側受力部と前記ボア壁面との間の位置に開口するように同シリンダブロックに形成されたスリット状の溝部からなることが好適である。

これによれば、上述したようにブロック側受力部がシリンダブロックの外壁面を押圧すると、シリンダブロックのうちの溝部よりも外壁面側の部分（外壁面側部分）にて外壁面応力と略同じ大きさの応力が発生し、この外壁面側部分が変形する。これにより、外壁面側部分は、ブロック側受力部が外壁面を押圧する力（押圧力）に抗する力を発生する。その結果、溝部よりもボア壁面側の部分（ボア壁面側部分）に伝わる応力は外壁面応力よりも小さくなる。これにより、上記ボア壁面応力は、上記溝部が形成されていない場合と比較して小さくなる。この結果、ボア壁面応力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。

一方、前記シリンダブロックが、前記ボア壁面を構成する内壁面を有する中空円筒状のシリンダライナを含む場合、
前記応力低減手段は、前記シリンダブロックのうちの前記シリンダライナを除く部分よりも高い剛性を有するとともに、前記押圧直線上の位置であって前記ブロック側受力部と前記シリンダライナとの間の位置を通るように且つ同シリンダライナの周囲を前記ボア中心軸回りに取り囲むように同シリンダブロックに配設された補強部材により構成されていてもよい。

これによれば、上述したようにブロック側受力部がシリンダブロックの外壁面を押圧すると、シリンダブロックのうちの補強部材よりも外壁面側の部分（外壁面側部分）にて外壁面応力と略同じ大きさの応力が発生する。このとき、補強部材の剛性がシリンダブロックの剛性よりも高いので、この補強部材の剛性により、補強部材よりもボア壁面側の部分（ボア壁面側部分）に伝わる応力は外壁面応力よりも小さくなる。これにより、上記ボア壁面応力は、上記補強部材が配設されていない場合と比較して小さくなる。この結果、ボア壁面応力によりボア壁面（シリンダライナ）が変形する程度を小さくすることができる。

また、本発明による他の可変圧縮比内燃機関は、上述した可変圧縮比機構を有する可変圧縮比内燃機関であって、
前記シリンダブロックは、前記ボア壁面の前記クランクケース側の端であるボア壁面下端の位置が、前記ブロック側受力部が延出する前記シリンダブロックの外壁面の同クランクケース側の端であるブロック外壁面下端の位置と同じ位置、又は、同ブロック外壁面下端の位置よりも前記シリンダヘッド側の位置、となるように構成される。

これによれば、ボア壁面のクランクケース側の端（ボア壁面下端）の位置は、ブロック側受力部が延出するシリンダブロックの外壁面のクランクケース側の端（ブロック外壁面下端）の位置と同じ位置、又は、ブロック外壁面下端の位置よりもシリンダヘッド側の位置、となる。従って、上記押圧力により、シリンダブロックのクランクケース側の端部（ブロック下端部）のうちのボア壁面を含む部分がシリンダブロックの内方に曲げられたとき、ボア壁面下端がシリンダボアの内方に移動させられる距離を、ボア壁面下端がブロック外壁面下端よりもクランクケース側に位置している場合よりも短くすることができる。この結果、上記押圧力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。

一方、本発明による他の可変圧縮比内燃機関は、
所定のボア中心軸方向に貫通する円柱状の穴であるシリンダボアが同ボア中心軸方向と直交するシリンダ配列方向にて直線状に配置されるように複数形成されるとともに同各シリンダボア内にピストンを収容するシリンダブロックと、前記シリンダボアの開口部分の一方を覆うように同シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロックに対して前記シリンダヘッドと反対側に配置され且つ同シリンダブロックに対して前記ボア中心軸方向に相対移動可能であるとともに前記ピストンに連結されたクランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、を備えるとともに、前記シリンダボアを形成するボア壁面と前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面であるヘッド下面と前記ピストンの同ヘッド下面側の面であるピストン頂面とにより形成される燃焼室の容積を変更する可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関である。

前記可変圧縮比機構は、前記シリンダ配列方向と直交する平面であって前記シリンダボアの中心軸を通る平面と前記シリンダブロックの外壁面との交線の一部を含む領域にて同外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接するとともに同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含む。

前記シリンダブロックは、前記シリンダ配列方向と直交する平面にて前記シリンダブロックを切断した断面における同シリンダ配列方向及び前記ボア中心軸方向を含むボア中心軸配列平面と前記シリンダブロックの外壁面との間の距離が、同シリンダ配列方向と直交する平面であって前記ブロック側受力部を通る平面にて同シリンダブロックを切断した断面における同ボア中心軸配列平面と同ブロック側受力部が延出している位置における同外壁面との間の距離よりも短くなっている部分を含むように構成される。

即ち、このシリンダブロックは、ブロック側受力部が延出している部分を含む肉厚部とその他の部分からなる肉薄部とを有している。その結果、ブロック側受力部が延出している位置の剛性が他の位置の剛性よりも高くなっている。従って、上記押圧力が加えられても、シリンダブロックは変形しにくい。即ち、シリンダブロックの重量が増加することを抑制しつつ上記押圧力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。

＜第１実施形態＞
以下、本発明による可変圧縮比内燃機関の各実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示したように、この可変圧縮比内燃機関１０は、シリンダブロック２０と、クランクケース３０と、を備えている。

＜＜シリンダブロック＞＞
シリンダブロック２０は、アルミニウムからなる。シリンダブロック２０は、図１乃至図３に示したように、短辺及び長辺を有する略長方形状の上面２０ａ及び下面２０ｂと長辺方向に平行な側面（本明細書においては、「外壁面」とも称呼される。）２０ｃとを有する略直方体状である。以下、本明細書においては、シリンダブロック２０の上面２０ａから下面２０ｂへ向かう方向を下方向と称呼し、シリンダブロック２０の下面２０ｂから上面２０ａへ向かう方向を上方向と称呼する。

シリンダブロック２０には、上面２０ａ及び下面２０ｂと直交する方向（即ち、上下方向、なお、ボア中心軸方向とも呼ぶ。）に貫通した円柱状の貫通穴が４つ形成されている。これらの貫通穴は、シリンダブロック２０の長辺方向（シリンダ配列方向）にて直線状に配置されている。各貫通穴には、貫通穴と同径の外径を有する中空円筒状のシリンダライナ２０ｄが同軸に配設されている（圧入されている又は鋳込まれている）。

シリンダライナ２０ｄは、鋳鉄からなる。シリンダライナ２０ｄの内壁面が形成する円柱状の空間は、シリンダボア２１と称呼される。シリンダライナ２０ｄの下端（クランクケース３０側の端）は、シリンダブロック２０の下面２０ｂを含む平面に含まれている。即ち、シリンダライナ２０ｄの内壁面（シリンダボア２１を形成する壁面、即ち、ボア壁面）の下端（ボア壁面下端）の上下方向における位置は、シリンダブロック２０の外壁面２０ｃの下端（ブロック外壁面下端）の上下方向における位置と同じ位置となっている。

ボア壁面には、クランクケース３０の下部に取り付けられた図示しないオイルパン内の潤滑油が供給されるようになっている。
図１に示したシリンダボア２１の中心軸（ボア中心軸）ＢＣを通る４−４線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にて可変圧縮比内燃機関１０を切断した断面図である図４に示したように、各シリンダボア２１内には、円柱状のピストン２２が１つずつ収容されている。各ピストン２２の側面には、ボア壁面の余分な潤滑油を掻き落とすためのピストンリングが配設されている。

シリンダブロック２０には、冷却水を流すための冷却水用通路２３が形成されている。冷却水用通路２３は、シリンダライナ２０ｄの周囲に配置された溝であって、シリンダブロック２０の上面２０ａに開口している。

＜＜クランクケース＞＞
図１に示したように、クランクケース３０は、クランク軸３１を回転可能に支持するとともにクランク軸３１を収容している。クランクケース３０は、クランク軸３１の軸線方向がシリンダ配列方向と一致するようにシリンダブロック２０の下方に配置されている。クランク軸３１には、図４に示したコンロッド３２を介して各ピストン２２が連結されている。このような構成により、各ピストン２２の往復動がクランク軸３１の回転運動に変換される。

＜＜シリンダヘッド＞＞
更に、可変圧縮比内燃機関１０は、図４及び図１に示したシリンダボア２１とシリンダボア２１との間を通る５−５線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にて可変圧縮比内燃機関１０を切断した断面図である図５に示したように、シリンダヘッド４０を備えている。シリンダヘッド４０は、シリンダブロック２０に対して移動しないようにシリンダブロック２０の上面２０ａ（即ち、シリンダブロック２０に対してクランクケース３０と反対側）に固定されている。

図４に示したように、シリンダヘッド４０には、シリンダヘッド４０のシリンダブロック２０側の面（ヘッド下面）４０ａに開口するとともにシリンダボア２１のそれぞれに１つずつ対応する複数の凹部４０ａ１が形成されている。各凹部４０ａ１は、シリンダヘッド４０がシリンダブロック２０に固定された状態において、同各凹部４０ａ１に対応する１つのシリンダボア２１を形成する壁面（ボア壁面）に連接するようになっている。即ち、シリンダヘッド４０は、シリンダボア２１の開口部分の一方（上側）を覆うようにシリンダブロック２０に固定される。ヘッド下面４０ａの凹部４０ａ１と、ボア壁面と、ピストン２２のシリンダヘッド４０側の面（ピストン頂面）と、はシリンダボア２１毎（気筒毎）に燃焼室４１を形成している。

シリンダヘッド４０には、図４に示したように、燃焼室４１に連通する吸気ポート４２と、燃焼室４１に連通する排気ポート４３と、が気筒毎に形成されている。シリンダヘッド４０には、吸気ポート４２を開閉する吸気弁４２ａと、排気ポート４３を開閉する排気弁４３ａと、燃焼室４１にて火花を発生する点火プラグ４４と、が気筒毎に配設されている。

加えて、可変圧縮比内燃機関１０は、図示しない燃料噴射手段を備えていて、燃料噴射手段により燃料を噴射させることにより、燃料と空気とが含まれる混合ガスを吸気ポート４２を経由して燃焼室４１に供給するようになっている。

＜＜可変圧縮比機構＞＞
更に、可変圧縮比内燃機関１０は、図１乃至図５に示したように、可変圧縮比機構５０を備える。可変圧縮比機構５０は、シリンダブロック２０の両側面（外壁面）２０ｃのそれぞれの近傍に１つずつ設けられた機構である。一方の側面（外壁面）２０ｃの可変圧縮比機構５０と、他方の側面２０ｃの可変圧縮比機構５０と、はすべての気筒のボア中心軸ＢＣを含むボア中心軸配列平面に関して対称となっている。従って、一方の側面２０ｃの可変圧縮比機構５０についてのみ説明する。

可変圧縮比機構５０は、図１に示したように、ケース側軸受形成部５１と、ブロック側軸受形成部５２と、軸状駆動部５３と、を含む。なお、ケース側軸受形成部５１は、ケース側受力部とも称呼される。また、ブロック側軸受形成部５２は、ブロック側受力部とも称呼される。更に、軸状駆動部５３は、連結部を構成している。

＜ケース側軸受形成部＞
ケース側軸受形成部５１は、平板状の縦壁部５１ａと、複数のキャップ部５１ｂと、からなる。
縦壁部５１ａは、クランクケース３０の上部側壁を構成している。縦壁部５１ａは、シリンダブロック２０がクランクケース３０の上に配設された状態において、シリンダブロック２０の側面（外壁面）２０ｃと対向して外壁面２０ｃの一部を覆うようになっている。

縦壁部５１ａには、厚さ方向に貫通するとともに、シリンダブロック２０がクランクケース３０の上に配設された状態においてシリンダボア２１のそれぞれに１つずつ対応する複数（本例では、４つ）の貫通孔５１ａ１が形成されている。各貫通孔５１ａ１は、対応する１つのシリンダボア２１の中心軸（ボア中心軸）ＢＣを含む平面であってシリンダ配列方向と直交する平面と、縦壁部５１ａと、が交わる位置を含む領域に配置されている。縦壁部５１ａに形成された貫通孔５１ａ１と貫通孔５１ａ１との間の位置には、外方に向けて開口した凹部であってシリンダ配列方向に直交する平面により縦壁部５１ａを切断した断面において半円形状を有する凹部５１ａ２が形成されている。各凹部５１ａ２の半円形の中心は、同軸に配置されている。

キャップ部５１ｂは、縦壁部５１ａの凹部５１ａ２のそれぞれに１つずつ対応している。各キャップ部５１ｂは、縦壁部５１ａの対応する１つの凹部５１ａ２を覆うように縦壁部５１ａに固定されるようになっている。各キャップ部５１ｂには、同キャップ部５１ｂが縦壁部５１ａに固定された状態において、縦壁部５１ａに向けて開口した凹部であってシリンダ配列方向に直交する平面により同キャップ部５１ｂを切断した断面において半円形状を有する凹部５１ｂ１が形成されている。凹部５１ｂ１の半円形の径は、凹部５１ａ２の半円形の径と同径である。

このような構成により、ケース側軸受形成部５１は、キャップ部５１ｂが縦壁部５１ａに固定された状態において、縦壁部５１ａの凹部５１ａ２とキャップ部５１ｂの凹部５１ｂ１とにより、シリンダ配列方向に貫通するとともに同軸に配列された複数の円柱状の軸受孔５１ｃを形成している。

＜ブロック側軸受形成部＞
ブロック側軸受形成部５２は、縦壁部５１ａの貫通孔５１ａ１のそれぞれに１つずつ対応する複数（本例では、４つ）の部材からなる。各ブロック側軸受形成部５２は、縦壁部５１ａの貫通孔５１ａ１に挿入された状態にてシリンダブロック２０の外壁面２０ｃの下端部に固定されている。即ち、各ブロック側軸受形成部５２は、シリンダブロック２０の外壁面２０ｃから外方に延出するとともに、対応する１つのシリンダボア２１の中心軸を含む平面であってシリンダ配列方向に直交する平面とシリンダブロック２０の外壁面２０ｃとの交線の一部を含む領域に配置されている。

ブロック側軸受形成部５２の上下方向の長さは、縦壁部５１ａの貫通孔５１ａ１の上下方向の長さよりも短い。このような構成により、ブロック側軸受形成部５２は、縦壁部５１ａの貫通孔５１ａ１内を上下方向に移動可能になっている。即ち、クランクケース３０は、シリンダブロック２０に対して上下方向（ボア中心軸方向）に相対移動可能になっている。

各ブロック側軸受形成部５２には、シリンダ配列方向に貫通した円柱状の軸受孔５２ａが形成されている。各軸受孔５２ａは、同軸に配置されている。各軸受孔５２ａの径は、軸受孔５１ｃの径よりも大きい径である。

＜軸状駆動部＞
軸状駆動部５３は、図１、図４及び図５に示したように、棒状の偏心軸部５３ａと、ケース側軸受形成部５１の軸受孔５１ｃのそれぞれに１つずつ対応する複数の固定カム部５３ｂと、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａのそれぞれに１つずつ対応する複数の可動カム部５３ｃと、ウォームギヤ５３ｄと、を備える。

各固定カム部５３ｂは、ケース側軸受形成部５１の軸受孔５１ｃと略同径の円柱状の部材である。各固定カム部５３ｂの軸線方向の長さは、ケース側軸受形成部５１の対応する１つの軸受孔５１ｃの軸線方向の長さと略同じ長さである。各固定カム部５３ｂには、その中心軸から偏った（偏心した）位置にて軸線方向に貫通した貫通孔であって偏心軸部５３ａと略同径の円柱状の貫通孔が形成されている。

各可動カム部５３ｃは、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａと略同径の円柱状の部材である。各可動カム部５３ｃの軸線方向の長さは、ブロック側軸受形成部５２の対応する１つの軸受孔５２ａの軸線方向の長さと略同じ長さである。各可動カム部５３ｃには、偏心した位置にて軸線方向に貫通した貫通孔であって偏心軸部５３ａと略同径の円柱状の貫通孔が形成されている。

固定カム部５３ｂ及び可動カム部５３ｃは、固定カム部５３ｂと可動カム部５３ｃとを一つずつ交互に配置するとともに固定カム部５３ｂの貫通孔と可動カム部５３ｃの貫通孔とを同軸に配置し、且つ、それぞれの貫通孔に偏心軸部５３ａを通した状態にて、偏心軸部５３ａに取り付けられている。固定カム部５３ｂ及び偏心軸部５３ａには、図示しないネジ孔が形成されている。固定カム部５３ｂ及び偏心軸部５３ａは、各固定カム部５３ｂが偏心軸部５３ａに対して回転しないように、且つ、すべての固定カム部５３ｂが同軸に配置されるように、前述のネジ孔を挿通する図示しないネジにより固定されている。一方、可動カム部５３ｃは、偏心軸部５３ａに対して回転可能になっている。

ウォームギヤ５３ｄは、偏心軸部５３ａに対して回転しないように、且つ、固定カム部５３ｂと同軸となるように、固定カム部５３ｂに固定されている。ウォームギヤ５３ｄは、図示しないモータの出力部と噛み合うことにより、回転駆動されるようになっている。

軸状駆動部５３は、各固定カム部５３ｂがケース側軸受形成部５１の対応する１つの軸受孔５１ｃに収容されるとともに同軸受孔５１ｃを形成する壁面と当接しながら同軸受孔５１ｃ内にて回転可能となるように、且つ、各可動カム部５３ｃがブロック側軸受形成部５２の対応する１つの軸受孔５２ａに収容されるとともに同軸受孔５２ａを形成する壁面と当接しながら同軸受孔５２ａ内にて回転可能となるように、ケース側軸受形成部５１及びブロック側軸受形成部５２により支持されている。

＜可変圧縮比機構の作動原理＞
ここで、ウォームギヤ５３ｄの回転に伴う圧縮比の変化について図６を参照しながら説明を加える。

図６の（Ａ）に示したように、偏心軸部５３ａの中心軸が固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣの真下の位置にある場合、即ち、偏心軸部５３ａの中心軸が固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣに対して最も下方に位置している場合、偏心軸部５３ａの中心軸、固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣ及び可動カム部５３ｃの中心軸ＭＣがこの順に同一直線上に並び、固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣと可動カム部５３ｃの中心軸ＭＣとの間の上下方向における距離は最短となっている。従って、クランクケース３０とシリンダブロック２０との間の上下方向における距離も最短となるので、圧縮比は最高となる。

この状態において、図６の（Ａ）における右側のウォームギヤ５３ｄが反時計方向（矢印Ａの方向）に、且つ、左側のウォームギヤ５３ｄが時計方向（矢印Ｂの方向）に回転駆動されると、右側の偏心軸部５３ａの中心軸が固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣ回りに反時計方向に移動するとともに、左側の偏心軸部５３ａの中心軸が固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣ回りに時計方向に移動する。このとき、シリンダブロック２０の剛性によりすべての可動カム部５３ｃは、左右方向に移動できない。

従って、右側の可動カム部５３ｃは、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａを形成する壁面に当接しながら軸受孔５２ａ内を反時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部５２を押し上げる。更に、左側の可動カム部５３ｃは、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａを形成する壁面に当接しながら軸受孔５２ａ内を時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部５２を押し上げる。そして、ウォームギヤ５３ｄの回転駆動が継続されることにより、可変圧縮比機構５０の状態は、図６の（Ｂ）に示したように、偏心軸部５３ａの中心軸と固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣとが左右方向に並んだ状態に至る。

図６の（Ｂ）に示した状態においては、固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣと可動カム部５３ｃの中心軸ＭＣとの間の上下方向における距離は、（Ａ）に示した場合よりも長くなる。従って、圧縮比は（Ａ）に示した場合よりも低くなる。

更に、ウォームギヤ５３ｄの回転駆動を継続することにより、右側の偏心軸部５３ａの中心軸が固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣ回りに反時計方向に移動するとともに、左側の偏心軸部５３ａの中心軸が固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣ回りに時計方向に移動する。これにより、右側の可動カム部５３ｃは、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａを形成する壁面に当接しながら軸受孔５２ａ内を時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部５２を押し上げる。更に、左側の可動カム部５３ｃは、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａを形成する壁面に当接しながら軸受孔５２ａ内を反時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部５２を押し上げる。そして、可変圧縮比機構５０の状態は、図６の（Ｃ）に示した状態に至る。

図６の（Ｃ）に示した状態においては、固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣ、偏心軸部５３ａの中心軸及び可動カム部５３ｃの中心軸ＭＣがこの順に同一直線上に並び、固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣと可動カム部５３ｃの中心軸ＭＣとの間の上下方向における距離は、最長となる（即ち、図６の（Ａ）に示した状態及び図６の（Ｂ）に示した状態よりも長くなる。）。従って、クランクケース３０とシリンダブロック２０との間の上下方向における距離も最長となるので、圧縮比は最低となる。

このように、右側のウォームギヤ５３ｄが反時計方向に回転するとともに左側のウォームギヤ５３ｄが時計方向に回転するにつれて（可変圧縮比機構５０の状態が（Ａ）に示した状態から（Ｃ）に示した状態へ向かうにつれて）、圧縮比は低くなる。

一方、ウォームギヤ５３ｄの回転方向を上述した場合と逆方向にすると、上述した場合と逆に、ウォームギヤ５３ｄの回転に伴って圧縮比は増大する。即ち、（Ｃ）に示した状態において、右側のウォームギヤ５３ｄが時計方向に、且つ、左側のウォームギヤ５３ｄが反時計方向に回転駆動されると、右側の偏心軸部５３ａの中心軸が固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣ回りに時計方向に移動するとともに、左側の偏心軸部５３ａの中心軸が固定カム部５３ｂの中心軸ＦＣ回りに反時計方向に移動する。

従って、右側の可動カム部５３ｃは、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａを形成する壁面に当接しながら軸受孔５２ａ内を反時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部５２を押し下げる。更に、左側の可動カム部５３ｃは、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａを形成する壁面に当接しながら軸受孔５２ａ内を時計方向に回転して、ブロック側軸受形成部５２を押し下げる。

従って、ウォームギヤ５３ｄの回転駆動を継続することにより、可変圧縮比機構５０の状態は、（Ｂ）に示した状態に至り、更に継続すると、（Ａ）に示した状態に至る。
このように、右側のウォームギヤ５３ｄが時計方向に回転するとともに左側のウォームギヤ５３ｄが反時計方向に回転するにつれて（可変圧縮比機構５０の状態が（Ｃ）に示した状態から（Ａ）に示した状態へ向かうにつれて）、クランクケース３０とシリンダブロック２０との間の上下方向における距離が短くなるので、圧縮比は高くなる。

このようにして、ウォームギヤ５３ｄを回転駆動することにより上下方向（ボア中心軸方向）におけるクランクケース３０とシリンダブロック２０との間の距離が変更されることによって、可変圧縮比内燃機関１０の圧縮比が変更される。

＜スリット状溝部＞
更に、図３及び図４に示したように、シリンダブロック２０には、応力低減手段としてのスリット状の応力低減用溝部２４がブロック側軸受形成部５２のそれぞれに１つずつ対応するように複数形成されている。各応力低減用溝部２４は、シリンダブロック２０の下面２０ｂ内の位置であって、下面２０ｂをボア中心軸方向から見た場合における、同各応力低減用溝部２４に対応する１つのブロック側軸受形成部５２と、そのブロック側軸受形成部５２と最も近い位置に配置されたシリンダボア２１を形成するボア壁面と、の間の位置（領域）にて開口している。各応力低減用溝部２４の開口部の形状は、ブロック側軸受形成部５２のシリンダ配列方向における長さよりも僅かに長い長辺とその長辺に直交する極めて短い短辺とを有する細長い長方形状である。

各応力低減用溝部２４の深さは、図４に示したように、ブロック側軸受形成部５２の上下方向における長さの半分よりも僅かに長い深さである。

＜作用＞
上記のように構成された第１実施形態に係る可変圧縮比内燃機関１０においては、燃焼室４１内に形成された混合ガスが燃焼すると、燃焼室４１内のガスの圧力は極めて高くなる。この圧力により、図７に示したように、ヘッド下面４０ａは力Ｆ０ａにて上方向に押され、ピストン２２の頂面は力Ｆ０ｂにて下方向に押される。これにより、シリンダヘッド４０が固定されたシリンダブロック２０には上方向に向かう力Ｆ１ａが加えられ、一方、ピストン２２に連結されたクランク軸３１を支持するクランクケース３０には下方向に向かう力Ｆ１ｂが加えられる。その結果、ブロック側軸受形成部５２の軸受孔５２ａを形成する壁面のうちのクランクケース３０側の部分は、軸状駆動部５３による力Ｆ２を受けて下方向に押される。

この力Ｆ２は、ブロック側軸受形成部５２が固定されている外壁面２０ｃから外方に離れた位置にて作用しているので、シリンダブロック２０の下端部をシリンダブロック２０の内方に曲げようとする力（曲げモーメント）としてシリンダブロック２０に作用する。換言すると、シリンダブロック２０の外壁面２０ｃのうちのブロック側軸受形成部５２が固定されている領域のクランクケース３０側の端（ブロック外壁面下端、押圧位置）には、シリンダブロック２０の内方へ向かう向き（押圧方向）の押圧力Ｆ３が加えられる。即ち、ブロック側軸受形成部（ブロック側受力部）５２がシリンダブロック２０の外壁面２０ｃ内の下端部にて押圧方向に外壁面２０ｃを押圧する。

これにより、上記押圧位置にて外壁面２０ｃに発生する応力（外壁面応力）と略同じ大きさの応力がシリンダブロック２０のうちの応力低減用溝部２４よりも外壁面２０ｃ側の部分（外壁面側部分）にて発生し、この外壁面側部分は、点線ＤＦにて示したように、変形する。これにより、外壁面側部分は、ブロック側軸受形成部５２が外壁面２０ｃを押圧する力（押圧力）Ｆ３に抗する力を発生する。

その結果、応力低減用溝部２４よりもボア壁面側の部分（ボア壁面側部分）に伝わる応力は外壁面応力よりも小さくなる。これにより、上記押圧力Ｆ３によってシリンダブロック２０内に発生する応力のうちの押圧位置を通る直線であって押圧方向に平行な直線である押圧直線がボア壁面と交わる位置にてボア壁面に発生する応力（ボア壁面応力）は、応力低減用溝部２４が形成されていない場合と比較して小さくなる。この結果、ボア壁面応力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。

この結果、ボア壁面とピストン２２との間の摩擦力が過大にならないので燃費が悪化することを防止することができるとともに、ピストンリングにより余分な潤滑油を確実に掻き落とすことができるので燃焼室４１内に流入する潤滑油の量が過大となることを防止でき潤滑油が無駄に消費されることを防止することができる。

また、第１実施形態に係る可変圧縮比内燃機関１０によれば、ボア壁面のクランクケース３０側の端（ボア壁面下端）の上下方向における位置が、ブロック側軸受形成部５２が延出するシリンダブロック２０の外壁面２０ｃのクランクケース３０側の端（ブロック外壁面下端）の上下方向における位置と同じ位置となっている。従って、上記押圧力Ｆ３が極めて大きい場合において、シリンダブロック２０のクランクケース３０側の端部（ブロック下端部）のうちのボア壁面側部分がシリンダブロック２０の内方に曲げられたとしても、ボア壁面下端がシリンダブロック２０の内方に移動させられる距離を、ボア壁面下端がブロック外壁面下端よりもクランクケース３０側に位置している場合よりも短くすることができる。この結果、上記押圧力Ｆ３によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。

＜第１実施形態の変形例＞
上記第１実施形態においては、応力低減用溝部は、シリンダブロック２０のうちのシリンダライナ２０ｄから離れた位置に形成されていたが、シリンダライナ２０ｄに隣接するように形成されていてもよい。

この場合、例えば、シリンダブロック２０の下面２０ｂの正面視である図８及び図８の９−９線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にてシリンダブロック２０を切断した断面図である図９に示したように、シリンダブロック２０の貫通穴を形成する壁面の下端部には、すべての気筒のボア中心軸ＢＣを含むボア中心軸配列平面Ｐ１から同壁面までのボア中心軸配列平面Ｐ１と直交する方向における距離Ｌ１が同壁面の上端部における同距離Ｌ２よりも長くされた幅広部分６１が形成されている。

この幅広部分６１は、上記第１実施形態に係るシリンダブロック２０に形成された円柱状の貫通穴と同じ貫通穴がシリンダブロック２０に形成された状態において、ボア中心軸ＢＣからボア中心軸配列平面Ｐ１と直交する方向に所定の距離だけ離れた直線であってボア中心軸ＢＣに平行な直線ＢＣ１，ＢＣ１を中心軸とする円柱状の穴を形成するようにその貫通穴を形成する壁面を削ることによって、容易に形成することができる。
この幅広部分６１とシリンダライナ２０ｄの外壁面とにより、応力低減用溝部２４−１が形成される。即ち、このような構成によれば、応力低減用溝部２４−１を容易に形成することができる。

また、応力低減用溝部は、シリンダライナ２０ｄを取り囲むように設けられていてもよい。この場合、例えば、シリンダブロック２０の下面２０ｂの正面視である図１０に示したように、シリンダブロック２０の貫通穴を形成する壁面の下端部は、同壁面の上端部の径よりも大きい径を有する大径部分６２を構成している。

この大径部分６２は、上記第１実施形態に係るシリンダブロック２０に形成された円柱状の貫通穴と同じ貫通穴がシリンダブロック２０に形成された状態において、ボア中心軸ＢＣと同軸であり且つその貫通穴の径よりも大径の円柱状の穴を形成するようにその貫通穴を形成する壁面を削ることによって、容易に形成することができる。
この大径部分６２とシリンダライナ２０ｄの外壁面とにより、応力低減用溝部２４−２が形成される。即ち、このような構成によれば、応力低減用溝部２４−２を容易に形成することができる。

また、上記第１実施形態及びその変形例における応力低減用溝部には、ゴム等の弾性体を充填してもよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る可変圧縮比内燃機関について説明する。第２実施形態に係る可変圧縮比内燃機関は、応力低減用溝部２４に代わる応力低減手段としての補強部材を備える点のみにおいて上記第１実施形態に係る可変圧縮比内燃機関１０と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。

この可変圧縮比内燃機関１０のシリンダブロック２０は、シリンダブロック２０の下面２０ｂの正面視である図１１及び図１１の１２−１２線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にてシリンダブロック２０を切断した断面図である図１２に示したように、シリンダブロック２０に形成された複数の貫通穴のそれぞれを形成する壁面の下端部に、同壁面の上端部の径よりも大きい径を有する大径部分６３を有している。

大径部分６３の上下方向（ボア中心軸方向）における長さは、ブロック側軸受形成部５２の上下方向における長さの略１／３の長さである。なお、大径部分６３の上下方向における長さは、ブロック側軸受形成部５２の上下方向における長さの１／４程度の長さからブロック側軸受形成部５２の上下方向における長さの全長までの長さであってもよく、更に、同全長よりも長くてもよい。

大径部分６３とシリンダライナ２０ｄの外壁面とにより形成される空間には、この空間と同じ形状を有する補強部材６４が圧入されている。即ち、補強部材６４は、上記押圧直線上の位置であってブロック側軸受形成部５２とシリンダライナ２０ｄとの間の位置を通るように且つシリンダライナ２０ｄの周囲をボア中心軸ＢＣ回りに取り囲むようにシリンダブロック２０に配設されている。加えて、補強部材６４は、シリンダブロック２０のうちのシリンダライナ２０ｄを除く部分（本例では、アルミニウムからなる部分）の剛性よりも高い剛性を有する材料（本例では、鋼鉄であって、鋳鉄等であってもよい）からなる。

上記のように構成された第２実施形態に係る可変圧縮比内燃機関１０によれば、上述したようにブロック側軸受形成部５２がシリンダブロック２０の外壁面２０ｃを押圧すると、シリンダブロック２０のうちの補強部材６４よりも外壁面２０ｃ側の部分（外壁面側部分）にて上記外壁面応力と略同じ大きさの応力が発生する。このとき、補強部材６４の剛性がシリンダブロック２０の剛性よりも高いので、この補強部材６４の剛性により、補強部材６４よりもボア壁面側の部分（ボア壁面側部分、即ち、シリンダライナ２０ｄ）に伝わる応力は外壁面応力よりも小さくなる。これにより、上記ボア壁面応力は、補強部材６４が配設されていない場合と比較して小さくなる。この結果、ボア壁面応力によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。

なお、上記第２実施形態は、更に、上述した第１実施形態が備える応力低減用溝部２４を備えていてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る可変圧縮比内燃機関について説明する。第３実施形態に係る可変圧縮比内燃機関は、応力低減用溝部２４が形成されていない点及びシリンダブロックが肉厚部と肉薄部とを有している点のみにおいて上記第１実施形態に係る可変圧縮比内燃機関１０と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。

この可変圧縮比内燃機関１０のシリンダブロック２０の外壁面２０ｃには、シリンダブロック２０の下面２０ｂの正面視である図１３及び図１３の１４−１４線を含むとともにシリンダ配列方向に直交する平面にてシリンダブロック２０を切断した断面図である図１４に示したように、シリンダボア２１のそれぞれに対応する複数の凸部６５が形成されている。

各凸部６５の頂面は、外壁面２０ｃのうちの凸部６５が形成されていない部分と平行な平面である。各凸部６５は、同各凸部６５に対応する１つのシリンダボア２１の中心軸ＢＣを含む平面であってシリンダ配列方向に直交する平面の一部と同各凸部６５の頂面が交わるように且つ外壁面２０ｃの下端部に位置している。各凸部６５の頂面には、ブロック側軸受形成部５２が固定されるようになっている。

即ち、各ブロック側軸受形成部５２は、シリンダブロック２０の外壁面２０ｃ（の凸部６５の頂面）から外方に延出するとともに、同各ブロック側軸受形成部５２に対応する１つのシリンダボア２１の中心軸ＢＣを含む平面であってシリンダ配列方向に直交する平面とシリンダブロック２０の外壁面２０ｃとの交線ＣＬの一部を含む領域に配置されている。

このような構成により、図１３に示したように、シリンダ配列方向と直交する平面であって外壁面２０ｃのうちの凸部６５が形成されていない部分を通る平面にてシリンダブロック２０を切断した断面におけるシリンダ配列方向及びボア中心軸方向を含むボア中心軸配列平面Ｐ２とシリンダブロック２０の外壁面２０ｃとの間の距離Ｄ１は、シリンダ配列方向と直交する平面であって外壁面２０ｃのうちの凸部６５が形成されている部分を通る平面にてシリンダブロック２０を切断した断面におけるボア中心軸配列平面Ｐ２とシリンダブロック２０の外壁面２０ｃとの間の距離Ｄ２よりも短くなっている。

更に、図１４に示したように、シリンダ配列方向と直交する平面であって外壁面２０ｃのうちの凸部６５が形成されている部分を通る平面にてシリンダブロック２０を切断した断面におけるボア中心軸配列平面Ｐ２とシリンダブロック２０の外壁面２０ｃのうちの凸部６５が形成されていない部分との間の距離Ｄ１は、同断面におけるボア中心軸配列平面Ｐ２とシリンダブロック２０の外壁面２０ｃのうちの凸部６５が形成されている部分との間の距離Ｄ２よりも短くなっている。

即ち、上記構成によれば、シリンダブロック２０は、シリンダ配列方向と直交する平面にてシリンダブロック２０を切断した断面におけるボア中心軸配列平面Ｐ２とシリンダブロック２０の外壁面２０ｃとの間の距離が、シリンダ配列方向と直交する平面であってブロック側軸受形成部５２を通る平面にてシリンダブロック２０を切断した断面におけるボア中心軸配列平面Ｐ２とブロック側軸受形成部５２が延出している位置における外壁面２０ｃ（即ち、凸部６５の頂面）との間の距離Ｄ２よりも短くなっている部分を含んでいる。

上記のように構成された第３実施形態に係る可変圧縮比内燃機関１０によれば、シリンダブロック２０は、ブロック側軸受形成部５２が延出している位置にて他の位置よりも剛性が高くなっている。従って、上記押圧力Ｆ３が加えられても、シリンダブロック２０は変形しにくい。即ち、シリンダブロック２０の重量が増加することを抑制しつつ上記押圧力Ｆ３によりボア壁面が変形する程度を小さくすることができる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、ブロック側軸受形成部５２は、シリンダブロック２０と一体に形成されていてもよい。また、ブロック側軸受形成部５２は、外壁面２０ｃのクランクケース３０側の端（下端）よりも上方に配置されていてもよい。

本発明の第１実施形態に係る可変圧縮比内燃機関の概略斜視図である。図１に示したシリンダブロックの上方からの斜視図である。図１に示したシリンダブロックの下方からの斜視図である。図１の４−４線に沿った平面にて可変圧縮比内燃機関を切断した断面図である。図１の５−５線に沿った平面にて可変圧縮比内燃機関を切断した断面図である。図１に示した可変圧縮比機構が駆動されることによる圧縮比の変化を模式的に示した図である。図１に示した燃焼室にて燃焼が発生した際にシリンダブロックに加えられる力とその力によるシリンダブロックの変形を模式的に示した図である。本発明の第１実施形態の変形例に係る可変圧縮比内燃機関のシリンダブロックを下方から見た概略図である。図８の９−９線に沿った平面にてシリンダブロックを切断した断面図である。本発明の第１実施形態の変形例に係る可変圧縮比内燃機関のシリンダブロックを下方から見た概略図である。本発明の第２実施形態に係る可変圧縮比内燃機関のシリンダブロックを下方から見た概略図である。図１１の１２−１２線に沿った平面にてシリンダブロックを切断した断面図である。本発明の第３実施形態に係る可変圧縮比内燃機関のシリンダブロックを下方から見た概略図である。図１３の１４−１４線に沿った平面にてシリンダブロックを切断した断面図である。従来の可変圧縮比内燃機関の概略斜視図である。図１５に示したシリンダブロックの上方からの斜視図である。図１５に示した可変圧縮比機構が駆動されることによる圧縮比の変化を模式的に示した図である。図１５に示した燃焼室にて燃焼が発生した際にシリンダブロックに加えられる力とその力によるシリンダブロックの変形を模式的に示した図である。

符号の説明

１０…可変圧縮比内燃機関、２０…シリンダブロック、２０ｂ…下面、２０ｃ…外壁面、２０ｄ…シリンダライナ、２１…シリンダボア、２２…ピストン、２４…応力低減用溝部、３０…クランクケース、３１…クランク軸、４０…シリンダヘッド、４１…燃焼室、５０…可変圧縮比機構、５１…ケース側軸受形成部、５１ｃ…軸受孔、５２…ブロック側軸受形成部、５２ａ…軸受孔、５３…軸状駆動部、５３ａ…偏心軸部、５３ｂ…固定カム部、５３ｃ…可動カム部、５３ｄ…ウォームギヤ、６１…幅広部分、６２…大径部分、６３…大径部分、６４…補強部材、６５…凸部、ＢＣ…ボア中心軸、Ｆ３…押圧力、ＦＣ…固定カム部の中心軸、ＭＣ…可動カム部の中心軸。

Claims

所定のボア中心軸方向に貫通する円柱状の穴であるシリンダボアが形成されるとともに同シリンダボア内にピストンを収容するシリンダブロックと、前記シリンダボアの開口部分の一方を覆うように同シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロックに対して前記シリンダヘッドと反対側に配置され且つ同シリンダブロックに対して前記ボア中心軸方向に相対移動可能であるとともに前記ピストンに連結されたクランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、を備えるとともに、前記シリンダボアを形成するボア壁面と前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面であるヘッド下面と前記ピストンの同ヘッド下面側の面であるピストン頂面とにより形成される燃焼室の容積を変更する可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関であって、
前記可変圧縮比機構は、前記シリンダブロックの外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接しながら同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含み、
前記ブロック側受力部が前記連結部により前記シリンダブロックから前記クランクケースへ向かう方向の力を受けることによって同ブロック側受力部が所定の押圧位置にて所定の押圧方向に前記外壁面を押圧することにより、同押圧位置を通る直線であって同押圧方向に平行な直線である押圧直線が前記ボア壁面と交わる位置にて同ボア壁面に発生する応力であるボア壁面応力を、同押圧位置にて同外壁面に発生する応力である外壁面応力よりも小さくする応力低減手段を備える可変圧縮比内燃機関。
請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関において、
前記応力低減手段は、前記シリンダブロックの前記クランクケース側の面内の位置であって同面を前記ボア中心軸方向から見た場合における前記ブロック側受力部と前記ボア壁面との間の位置に開口するように同シリンダブロックに形成されたスリット状の溝部からなる可変圧縮比内燃機関。
請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関において、
前記シリンダブロックは、前記ボア壁面を構成する内壁面を有する中空円筒状のシリンダライナを含み、
前記応力低減手段は、前記シリンダブロックのうちの前記シリンダライナを除く部分よりも高い剛性を有するとともに、前記押圧直線上の位置であって前記ブロック側受力部と前記シリンダライナとの間の位置を通るように且つ同シリンダライナの周囲を前記ボア中心軸回りに取り囲むように同シリンダブロックに配設された補強部材からなる可変圧縮比内燃機関。
所定のボア中心軸方向に貫通する円柱状の穴であるシリンダボアが形成されるとともに同シリンダボア内にピストンを収容するシリンダブロックと、前記シリンダボアの開口部分の一方を覆うように同シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロックに対して前記シリンダヘッドと反対側に配置され且つ同シリンダブロックに対して前記ボア中心軸方向に相対移動可能であるとともに前記ピストンに連結されたクランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、を備えるとともに、前記シリンダボアを形成するボア壁面と前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面であるヘッド下面と前記ピストンの同ヘッド下面側の面であるピストン頂面とにより形成される燃焼室の容積を変更する可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関であって、
前記可変圧縮比機構は、前記シリンダブロックの外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接するとともに同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含み、
前記シリンダブロックは、前記ボア壁面の前記クランクケース側の端であるボア壁面下端の位置が、前記ブロック側受力部が延出する前記シリンダブロックの外壁面の同クランクケース側の端であるブロック外壁面下端の位置と同じ位置、又は、同ブロック外壁面下端の位置よりも前記シリンダヘッド側の位置、となるように構成された可変圧縮比内燃機関。
所定のボア中心軸方向に貫通する円柱状の穴であるシリンダボアが同ボア中心軸方向と直交するシリンダ配列方向にて直線状に配置されるように複数形成されるとともに同各シリンダボア内にピストンを収容するシリンダブロックと、前記シリンダボアの開口部分の一方を覆うように同シリンダブロックに固定されたシリンダヘッドと、前記シリンダブロックに対して前記シリンダヘッドと反対側に配置され且つ同シリンダブロックに対して前記ボア中心軸方向に相対移動可能であるとともに前記ピストンに連結されたクランク軸を回転可能に支持するクランクケースと、を備えるとともに、前記シリンダボアを形成するボア壁面と前記シリンダヘッドの前記シリンダブロック側の面であるヘッド下面と前記ピストンの同ヘッド下面側の面であるピストン頂面とにより形成される燃焼室の容積を変更する可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関であって、
前記可変圧縮比機構は、前記シリンダ配列方向と直交する平面であって前記シリンダボアの中心軸を通る平面と前記シリンダブロックの外壁面との交線の一部を含む領域にて同外壁面から外方に延出したブロック側受力部と、同ブロック側受力部及び前記クランクケースのそれぞれと当接するとともに同ブロック側受力部と同クランクケースとの間の前記ボア中心軸方向における距離を変更する連結部と、を含み、
前記シリンダブロックは、前記シリンダ配列方向と直交する平面にて前記シリンダブロックを切断した断面における同シリンダ配列方向及び前記ボア中心軸方向を含むボア中心軸配列平面と前記シリンダブロックの外壁面との間の距離が、同シリンダ配列方向と直交する平面であって前記ブロック側受力部を通る平面にて同シリンダブロックを切断した断面における同ボア中心軸配列平面と同ブロック側受力部が延出している位置における同外壁面との間の距離よりも短くなっている部分を含むように構成された可変圧縮比内燃機関。