JP2016044629A

JP2016044629A - 可変圧縮比内燃機関

Info

Publication number: JP2016044629A
Application number: JP2014170727A
Authority: JP
Inventors: 誠大河; Makoto Okawa; 和人酒井; Kazuto Sakai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-04-04
Anticipated expiration: 2034-08-25
Also published as: JP6318978B2

Abstract

【課題】可変圧縮比機構の駆動軸およびシリンダブロックの振動を抑制しつつ軸受の摩擦損失の発生を抑制する。
【解決手段】可変圧縮比機構（Ａ）がクランクケース（１）に対しシリンダブロック（２）の相対位置を変化させるための駆動軸（２４，２５）を具備している。駆動軸（２４，２５）は駆動軸支承用軸受（２８）により支承され、シリンダブロック（２）は駆動軸（２４，２５）によりシリンダブロック支承用軸受（３０）を介して支承されている。駆動軸（２４，２５）の両端部において最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受（３０）が小クリアランス軸受とされ、駆動軸（２４，２５）の両端部において外側に位置する軸受が大クリアランス軸受とされると共に内側に位置する軸受が小クリアランス軸受とされる。
【選択図】図８

Description

本発明は可変圧縮比内燃機関に関する。

クランクケースとシリンダブロックとの連結部にクランクケースとシリンダブロックのシリンダ軸線方向の相対位置を変化させるための可変圧縮比機構が配置されており、可変圧縮比機構が、クランクケースにより回転可能に支承されかつ機関本体の長手方向に延びる駆動軸を具備しており、駆動軸が駆動軸の軸線に対し偏心している偏心軸部を有すると共に各偏心軸部には夫々自由回転軸が回転可能に取り付けられており、シリンダブロックがシリンダブロック支承用軸受を介して各自由回転軸により支承されている可変圧縮比内燃機関が公知である（例えば特許文献１を参照）。

特開２００９−２９９７７８号公報

この可変圧縮比内燃機関では、自由回転軸と偏心軸部間のクリアランスおよび自由回転軸とシリンダブロック支承用軸受間のクリアランスを中心部から外向に向けて徐々に増大させ、それによって自由回転軸と偏心軸部間および自由回転軸とシリンダブロック側軸受間に侵入した微粒子が外部に排出されやすくしている。ところで、このような可変圧縮比機構では、機関運転時に可変圧縮比機構の駆動軸が振動して振動騒音を発生し、自由回転軸により支持されているシリンダブロックが振動して振動騒音を発生するという問題がある。この場合、駆動軸を支承している軸受の軸受クリアランスを小さくすれば駆動軸の振動騒音の発生を抑制することができ、シリンダブロック支承用軸受の軸受クリアランスを小さくすればシリンダブロックの振動騒音の発生を抑制することができる。しかしながら、単に軸受クリアランスを小さくすると軸受における摩擦損失が増大して駆動軸を駆動するのに多量のエネルギを必要とするという問題を生ずる。

このように、可変圧縮比機構を用いている場合には、駆動軸およびシリンダブロックの振動騒音を発生と駆動軸の駆動エネルギの増大とを如何にして抑制するかが大きな問題であるが、上述の公知の可変圧縮比内燃機関では、このことについて何ら考慮が払われていない。
本発明は、駆動軸およびシリンダブロックの振動騒音の発生と駆動軸の駆動エネルギの増大とを抑制することのできる可変圧縮比内燃機関を提供することにある。

即ち、本発明によれば、クランクケースとシリンダブロックとの連結部にクランクケースとシリンダブロックのシリンダ軸線方向の相対位置を変化させるための可変圧縮比機構が配置されており、可変圧縮比機構は、駆動軸支承用軸受を介してクランクケースにより回転可能に支承されかつ機関本体の長手方向に延びる駆動軸を具備しており、駆動軸は、駆動軸の少なくとも両端部に駆動軸の軸線に対し偏心している偏心軸部を有すると共に各偏心軸部には夫々自由回転軸が回転可能に取り付けられており、シリンダブロックは、シリンダブロック支承用軸受を介して自由回転軸により支承されている可変圧縮比内燃機関において、各自由回転軸に配置されたシリンダブロック支承用軸受が一対の軸受からなると共に、シリンダブロック支承用軸受が、全シリンダブロック支承用軸受のうちで最も軸受クリアランスの小さい小クリアランス軸受と小クリアランス軸受よりもクリアランスの大きい大クリアランス軸受からなり、駆動軸支承用軸受は各偏心軸部に対して偏心軸部の両側に夫々配置されると共に、駆動軸支承用軸受が、全駆動軸支承用軸受のうちで最も軸受クリアランスの小さい小クリアランス軸受と小クリアランス軸受よりもクリアランスの大きい大クリアランス軸受からなり、駆動軸の両端部において少なくとも最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受を小クリアランス軸受とし、駆動軸の両端部において偏心軸部の両側に配置された駆動軸支承用軸受のうちで外側に位置する軸受を大クリアランス軸受とすると共に内側に位置する軸受を小クリアランス軸受とした可変圧縮比内燃機関が提供される。

駆動軸の両端部において少なくとも最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受を小クリアランス軸受とし、駆動軸の両端部において偏心軸部の両側に配置された駆動軸支承用軸受のうちで外側に位置する軸受を大クリアランス軸受とすると共に内側に位置する軸受を小クリアランス軸受とすることによってシリンダブロックおよび駆動軸の振動騒音の発生を抑制しつつ駆動軸の駆動エネルギを低減することができる。

図１は可変圧縮比内燃機関の全体図である。図２は可変圧縮比機構の分解斜視図である。図３は駆動軸の側面断面図である。図４Ａおよび４Ｂは図解的に表した内燃機関の側面断面図である。図５はシリンダブロックの振動を説明するための図である。図６Ａおよび６Ｂは駆動軸の振動を説明するための図である。図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃはシリンダブロック支承用軸受の小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列の好ましい例を図解的に示す図である。図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃは駆動軸支承用軸受の小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列の好ましい例を図解的に示す図である。図９は駆動軸支承用軸受の小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列の好ましい例を図解的に示す図である。図１０は駆動軸支承用軸受の小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列の好ましくない例を図解的に示す図である。図１１は駆動軸支承用軸受の小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列の好ましい例を図解的に示す図である。図１２は駆動軸支承用軸受の小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列の好ましくない例を図解的に示す図である。

図１に可変圧縮比内燃機関の側面図を示す。
図１を参照すると、１はクランクケース、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は燃焼室５の頂面中央部に配置された点火栓、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、各吸気枝管１１には夫々対応する吸気ポート８内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁１３が配置される。サージタンク１２は吸気ダクト１４を介してエアクリーナ１５に連結され、吸気ダクト１４内にはスロットル弁１６が配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１７を介して触媒コンバータ１８に連結される。

一方、図１に示される実施例ではクランクケース１とシリンダブロック２との連結部にクランクケース１とシリンダブロック２のシリンダ軸線方向の相対位置を変化させることによりピストン４が圧縮上死点に位置するときの燃焼室５の容積を変更可能な可変圧縮比機構Ａが設けられており、更に燃焼室５内に実際に供給される吸入空気量を制御するために吸気弁７の閉弁時期を制御可能な可変バルブタイミング機構Ｂが設けられている。図２にこの可変圧縮比機構Ａの分解斜視図を示す。図２を参照すると、クランクケース１の上壁面上には互いに間隔を隔てて二列に整列配置された軸受ハウジング２０が形成されており、各軸受ハウジング２０内には軸受挿入孔２１が形成されている。一方、シリンダブロック２の両側壁の下方にも互いに間隔を隔てて整列配置された軸受ハウジング２２が形成されており、各軸受ハウジング２２内には軸受挿入孔２３が形成されている。

図２に示されるように、可変圧縮比機構Ａは一対の駆動軸２４，２５を具備している。これら駆動軸２４，２５は同じ形状を有しており、これら駆動軸２４，２５の側面断面図が図３に示されている。駆動軸２４，２５は、駆動軸２４，２５の両端部に駆動軸２４，２５の軸線に対し偏心している偏心軸部２６を有しており、各偏心軸部２６には夫々自由回転軸２７が回転可能に取り付けられている。各軸受ハウジング２０の軸受挿入孔２１内には夫々駆動軸支承用軸受２８が挿着されており、偏心軸部２６の両側において駆動軸２４，２５の軸受部２９が対応する駆動軸支承用軸受２８によって支承されている。一方、各軸受ハウジング２２の軸受挿入孔２３内には夫々並置された一対のシリンダブロック支承用軸受３０が挿着されており、シリンダブロック２はこれらのシリンダブロック支承用軸受３０を介して各自由回転軸２７により支承されている。

図４Ａに示すような状態から各駆動軸２４，２５を矢印で示される如く互いに反対方向に回転させると偏心軸部２６が上方中央に向けて移動するために自由回転軸２７が軸受挿入孔２３内において最初は駆動軸２４，２５と同一方向に回転すると共に途中から駆動軸２４，２５とは反対方向に回転し、図４Ｂに示されるように偏心軸部２６が上方中央まで移動すると自由回転軸２７の中心が上方へ移動する。

図４Ａと図４Ｂとを比較するとわかるように、クランクケース１とシリンダブロック２の相対位置は駆動軸２４，２５の中心と自由回転軸２７の中心との距離によって定まり、駆動軸２４，２５の中心と自由回転軸２７の中心との距離が大きくなるほどシリンダブロック２はクランクケース１から離れる。シリンダブロック２がクランクケース１から離れるとピストン４が圧縮上死点に位置するときの燃焼室５の容積は増大し、従って各駆動軸２４，２５を回転させることによってピストン４が圧縮上死点に位置するときの燃焼室５の容積を変更することができる。

図２に示されるように各駆動軸２４，２５を夫々反対方向に回転させるために駆動モータ４０の回転軸４１には夫々螺施方向が逆向きの一対のウォームギア４２，４３が取付けられており、これらウォームギア４２，４３と噛合する歯車４４、４５が夫々各駆動軸２４，２５の端部に固定されている。この実施例では駆動モータ４０を駆動することによってピストン４が圧縮上死点に位置するときの燃焼室５の容積が変更される。

このように、本発明による実施例においては、クランクケース１とシリンダブロック２との連結部にクランクケース１とシリンダブロック２のシリンダ軸線方向の相対位置を変化させるための可変圧縮比機構Ａが配置されており、可変圧縮比機構Ａは、駆動軸支承用軸受２８を介してクランクケース１により回転可能に支承されかつ機関本体の長手方向に延びる駆動軸２４，２５を具備しており、駆動軸２４，２５は、駆動軸２４，２５の少なくとも両端部に駆動軸２４，２５の軸線に対し偏心している偏心軸部２６を有すると共に各偏心軸部２６には夫々自由回転軸２７が回転可能に取り付けられており、シリンダブロック２は、シリンダブロック支承用軸受３０を介して自由回転軸２７により支承されている。

さて、このような可変圧縮比機構Ａを用いている場合には、シリンダブロック支承用軸受３０により支承されているシリンダブロック２が振動して振動騒音を発生し、駆動軸支承用軸受２８により支承されている駆動軸２４，２５が振動して振動騒音を発生するという問題がある。この場合、シリンダブロック２を支承しているシリンダブロック支承用軸受３０の軸受クリアランスを小さくすればシリンダブロック２の振動騒音の発生を抑制することができ、駆動軸２４，２５を支承している駆動軸支承用軸受２８の軸受クリアランスを小さくすれば駆動軸２４，２５の振動騒音の発生を抑制することができる。しかしながら、単に軸受クリアランスを小さくするとシリンダブロック支承用軸受３０および駆動軸支承用軸受２８における摩擦損失が増大し、駆動軸２４，２５を駆動するのに多量のエネルギが必要になるという問題を生ずる。従って、振動騒音の発生を抑制するために、軸受クリアランスを単に小さくすることはできない。

そこで本発明者は、シリンダブロック２および駆動軸２４，２５の振動騒音の発生と、シリンダブロック支承用軸受３０および駆動軸支承用軸受２８における摩擦損失と、軸受クリアランスとの関係を追求し、シリンダブロック支承用軸受３０および駆動軸支承用軸受２８の各軸受として軸受クリアランスの小さい小クリアランス軸受および小クリアランス軸受よりもクリアランスの大きい大クリアランス軸受のいずれかを用いると共に、これら小クリアランス軸受と大クリアランス軸受との配列を適切に設定すると、シリンダブロック２および駆動軸２４，２５の振動騒音の発生を抑制しつつ駆動軸２４，２５の駆動エネルギの増大を抑制することができることを見出したのである。

そこで、本発明を説明するに当り、まず初めにこれら小クリアランス軸受と大クリアランス軸受について説明する。本発明による実施例では、小クリアランス軸受として軸受クリアランスが１０ｍμから２０ｍμの軸受が用いられており、大クリアランス軸受として軸受クリアランスが３０ｍμから４０ｍμの軸受が用いられている。即ち、本発明による実施例において用いられている大クリアランス軸受の軸受クリアランスは小クリアランス軸受の軸受クリアランスのほぼ２倍とされている。

さて、図２および図３に示される実施例では、シリンダブロック２の荷重を支えるために、シリンダブロック２は駆動軸２４，２５の一方の端部において一対の並置されたシリンダブロック支承用軸受３０により支承されていると共に、駆動軸２４，２５の他方の端部においても一対の並置されたシリンダブロック支承用軸受３０により支承されている。また、シリンダブロック２や駆動軸２４，２５の荷重を支えるために、駆動軸２４，２５は、駆動軸２４，２５の一方の端部において偏心軸部２６の両側に配置された一対の駆動軸支承用軸受２８により支承されていると共に、駆動軸２４，２５の他方の端部においても偏心軸部２６の両側に配置された一対の駆動軸支承用軸受２８により支承されている。

このように荷重を一対の隣接配置された軸受によって支えるようにした場合において、一方の軸受として小クリアランス軸受を用い、他方の軸受として大クリアランス軸受を用いると、荷重は小クリアランス軸受および大クリアランス軸受の両方の軸受によって支えられる。これに対し、シリンダブロック２や駆動軸２４，２５が振動するとこの振動運動は軸受クリアランスの小さい方の小クリアランス軸受によって拘束されるので、シリンダブロック２や駆動軸２４，２５の振動に対しては軸受クリアランスの小さい小クリアランス軸受が支点として作用する。本発明では、このことを利用してシリンダブロック２や駆動軸２４，２５の振動を抑制するようにしており、以下このシリンダブロック２や駆動軸２４，２５の振動を抑制する方法について説明する。

まず初めに、図５を参照しつつシリンダブロック２の振動、即ちシリンダブロック２のピッチング揺動について説明する。上述したように、シリンダブロック２は、駆動軸２４，２５の両端部においてシリンダブロック支承用軸受３０により支承されている。図５はこのことを模式的に示している。なお、上述したようにシリンダブロック２の振動に対しては小クリアランス軸受が支点として作用し、この支点が図５において４０で示されている。

さて、シリンダブロック２は剛体であるので、シリンダブロック２がピッチング揺動を生ずるとシリンダブロック２全体が揺動する。図５における破線は、ピッチング揺動によりシリンダブロック２が一方の支点４０に対してＤだけ上方に振れたときを示しており、このときのシリンダブロック２の揺動角がθで示されている。ここで、ピッチング揺動を小さくさせるということは揺動角θを小さくさせることを意味しており、図５に示されるように、シリンダブロック２が一方の支点４０に対してＤだけ上方に振れたときに揺動角θを小さくさせるには、支点４０間の間隔Ｓ、即ち、小クリアランス軸受間の間隔を大きくすればよいことになる。即ち、支点４０間の間隔Ｓ、即ち、小クリアランス軸受間の間隔を大きくすれば、シリンダブロック２の振動、即ちシリンダブロック２のピッチング揺動を小さくできることになる。

次に、図６Ａおよび６Ｂを参照しつつ駆動軸２４，２５の振動について説明する。上述したように、駆動軸２４，２５は駆動軸支承用軸受２８により支承されており、図６Ａはこのことを模式的に示している。なお、上述したように、駆動軸２４，２５の振動に対しては小クリアランス軸受が支点として作用し、この支点が図６Ａにおいて４１で示されている。ところで、駆動軸２４，２５は弾性体であるので、駆動軸２４，２５は振動すると図６Ａにおいて破線で示されるように各支点４１を節とする振動を発生する。なお、図６Ａにおける破線は、振動強度の最も高い一次振動を表している。

一方、図６Ｂは，駆動軸２４，２５が振動したときの振動強度と振動数との関係を示している。駆動軸２４，２５が振動したときの振動数は支点４１間の間隔Ｓに応じて変化し、支点４１間の間隔Ｓが小さくなるほど駆動軸２４，２５の振動数は大きくなる。図６Ｂにおいて、実線は支点４１間の間隔Ｓが大きいときを示しており、破線は支点４１間の間隔Ｓが小さいときを示している。実線で示されるように、支点４１間の間隔Ｓが大きいときには、比較的低い振動数において共振点が現れ、支点４１間の間隔Ｓを小さくすると、破線で示されるように、共振周波数が高くなる。この場合、駆動軸２４，２５に発生する振動の振動数は矢印で示すような比較的低い振動数の領域となる。従って、支点４１間の間隔Ｓを小さくすれば駆動軸２４，２５は共振することがなくなり、従って駆動軸２４，２５の発生する振動を小さくすることができる。即ち、支点４１間の間隔Ｓ、即ち、小クリアランス軸受間の間隔を小さくすれば駆動軸２４，２５の発生する振動を小さくすることができることになる。

このように、支点４０間の間隔Ｓ、即ち、小クリアランス軸受間の間隔を大きくすれば、シリンダブロック２の振動、即ちピッチング揺動を小さくすることができ、支点４１間の間隔Ｓ、即ち、小クリアランス軸受間の間隔を小さくすれば駆動軸２４，２５の発生する振動を小さくすることができる。従って、振動を小さくするための小クリアランス軸受間の間隔Ｓの大きさは、シリンダブロック２の振動を小さくさせる場合と駆動軸２４，２５の振動を小さくさせる場合とでは逆になることがわかる。

次に、図７Ａから図１２に模式的に示した小クリアランス軸受および大クリアランス軸受の配列を参照しつつ、本発明による実施例を具体的に説明する。図７Ａは、図３に示されるシリンダブロック支承用軸受３０を模式的に示しており、シリンダブロック支承用軸受３０の各軸受に対して左から順に符号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が付されている。また、図７Ａにおいて、小クリアランス軸受については軸受クリアランスが小さく描かれており、大クリアランス軸受については軸受クリアランスが大きく描かれている。なお、各軸受についての符号の付け方、および小クリアランス軸受と大クリアランス軸受との描き方は図７Ｂ以降に示す実施例においても同様である。

さて、まず初めに、図７Ａに示されるシリンダブロック支承用軸受３０の第１の実施例について説明すると、この実施例では、最も外側に位置する軸受Ｃ１および軸受Ｃ４が小クリアランス軸受からなり、内側に位置する二つの軸受Ｃ２および軸受Ｃ３が大クリアランス軸受からなる。即ち、上述したように、シリンダブロック支承用軸受３０については、支点４０間の間隔Ｓ、即ち、小クリアランス軸受間の間隔を大きくすれば、シリンダブロック２がピッチング揺動を小さくすることができる。従って、この第１の実施例では、シリンダブロック２のピッチング揺動を小さくするために、最も外側に位置する軸受Ｃ１および軸受Ｃ４が小クリアランス軸受から構成されている。

また、この第１の実施例では、各シリンダブロック支承用軸受３０の内側に位置する二つの軸受Ｃ２および軸受Ｃ３は摩擦損失の小さい大クリアランス軸受から構成されており、従って各シリンダブロック支承用軸受３０における摩擦損失は、全ての軸受Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を小クリアランス軸受から構成した場合に比べて小さくなる。従って、この第１の実施例では、軸受全体の摩擦損失を低下させつつ、シリンダブロック２のピッチング揺動を小さくすることができることになる。

図７Ｂにシリンダブロック支承用軸受３０の第２の実施例を示す。この第２の実施例では、駆動軸２４，２５に気筒と同数の自由回転軸２７、即ち四つの自由回転軸２７が取り付けられており、自由回転軸２７の２倍の数のシリンダブロック支承用軸受３０、即ち八つのシリンダブロック支承用軸受３０が設けられている。この第２の実施例では、最も外側に位置する軸受Ｃ１および軸受Ｃ８が小クリアランス軸受からなり、内側に位置する残りの六つの全ての軸受Ｃ２から軸受Ｃ７が大クリアランス軸受から構成されている。この第２の実施例においても、第１の実施例と同様に、軸受全体の摩擦損失を低下させつつ、シリンダブロック２のピッチング揺動を小さくすることができる。

図７Ｃにシリンダブロック支承用軸受３０の第３の実施例を示す。この第３の実施例でも、自由回転軸２７の２倍の数のシリンダブロック支承用軸受３０、即ち八つのシリンダブロック支承用軸受３０が設けられているが、この第３の実施例では、駆動軸２４，２５の一側において最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受３０の一対の軸受Ｃ１およびＣ２および駆動軸２４，２５の他側において最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受３０の一対の軸受Ｃ７およびＣ８が小クリアランス軸受からなり、内側に位置する残りの四つの軸受Ｃ３から軸受Ｃ６が大クリアランス軸受から構成されている。この第３の実施例では、小クリアランス軸受間の間隔が第２の実施例に比べて若干短くされているが、それでも小クリアランス軸受間の間隔は大きく、従って、軸受全体の摩擦損失を低下させつつ、シリンダブロック２のピッチング揺動を小さくすることができる。

図７Ａから図７Ｃに示される各実施例からわかるように、本発明では、各自由回転軸２７に配置されたシリンダブロック支承用軸受３０が一対の軸受からなると共に、シリンダブロック支承用軸受３０が、全シリンダブロック支承用軸受のうちで最も軸受クリアランスの小さい小クリアランス軸受と小クリアランス軸受よりもクリアランスの大きい大クリアランス軸受からなり、駆動軸２４，２５の両端部において少なくとも最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受Ｃ１，Ｃ４，Ｃ８が小クリアランス軸受から構成されている。

この場合、図７Ａに示される第１の実施例および図７Ｂに示される第２の実施例では、駆動軸２４，２５の両端部において最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受Ｃ１，Ｃ４，Ｃ８が小クリアランス軸受から構成され、残りの全てのシリンダブロック支承用軸受が大クリアランス軸受から構成されている。これに対し、図７Ｃに示される第３の実施例では、駆動軸２４，２５の両端部に配置された一対のシリンダブロック支承用軸受Ｃ１，Ｃ２，Ｃ７，Ｃ８が小クリアランス軸受から構成され、残りの全てのシリンダブロック支承用軸受が大クリアランス軸受から構成されている。

次に、図８Ａから図１２を参照しつつ、駆動軸支承用軸受２８について説明する。図８Ａは、図３に示される駆動軸支承用軸受２８を模式的に示しており、駆動軸支承用軸受２８の各軸受に対して左から順に符号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４が付されている。まず初めに、図８Ａに示される駆動軸支承用軸受２８の第１の実施例について説明すると、この実施例では、最も外側に位置する軸受Ｄ１および軸受Ｄ４が大クリアランス軸受からなり、内側に位置する二つの軸受Ｄ２および軸受Ｄ３が小クリアランス軸受からなる。即ち、上述したように、駆動軸支承用軸受２８については、支点４１間の間隔Ｓ、即ち、小クリアランス軸受間の間隔を小さくすれば、駆動軸２４，２５の振動を小さくすることができる。従って、この第１の実施例では、駆動軸支承用軸受２８の振動を小さくするために、内側に位置する軸受Ｄ２および軸受Ｄ３が小クリアランス軸受から構成されている。

図８Ｂに駆動軸支承用軸受２８の第２の実施例を示す。この第２の実施例では、駆動軸２４，２５に気筒と同数の偏心軸部２６、即ち四つの偏心軸部２６が形成されており、これら偏心軸部２６の両側に夫々駆動軸支承用軸受２８が設けられている。この第２の実施例では、最も外側に位置する軸受Ｄ１および軸受Ｄ８が大クリアランス軸受からなり、この大クリアランス軸受のすぐ内側に位置する軸受Ｄ２および軸受Ｄ７が小クリアランス軸受から構成されている。これら大クリアランス軸受Ｄ１，Ｄ８と小クリアランス軸受Ｄ２，Ｄ７の配列については図８Ｃ以降全て同じである。

一方、駆動軸２４，２５の中央部に位置する二つの偏心軸部２６の両側に配置された駆動軸支承用軸受２８は一方が小クリアランス軸受であれば他方は大クリアランス軸受からなる。例えば、左から二番目の偏心軸部２６両側の駆動軸支承用軸受２８に注目すると、
図８Ｂに示される第２の実施例では、軸受Ｄ３が大クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ４が小クリアランス軸受からなり、図８Ｃに示される第３の実施例では、軸受Ｄ３が大クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ４が小クリアランス軸受からなる。また、図９に示される第４の実施例では、軸受Ｄ３が小クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ４が大クリアランス軸受からなり、図１０に示される例では、軸受Ｄ３が小クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ４が大クリアランス軸受からなる。

一方、左から三番目の偏心軸部２６両側の駆動軸支承用軸受２８に注目すると、図８Ｂに示される第２の実施例では、軸受Ｄ５が小クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ６が大クリアランス軸受からなり、図８Ｃに示される第３の実施例では、軸受Ｄ５が大クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ６が小クリアランス軸受からなる。また、図９に示される第４の実施例では、軸受Ｄ５が小クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ６が大クリアランス軸受からなり、図１０に示される例では、軸受Ｄ５が大クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ６が小クリアランス軸受からなる。

図８Ｂから図１０には、左から二番目の偏心軸部２６両側の駆動軸支承用軸受２８および左から三番目の偏心軸部２６両側の駆動軸支承用軸受２８について取りうる全ての小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の組み合わせ、即ち小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の組み合わせ可能な全ての配列が示されている。ところで、前述したように、駆動軸支承用軸受２８については、支点４１間の間隔Ｓ、即ち、小クリアランス軸受間の間隔を小さくすれば、駆動軸２４，２５の振動を小さくすることができる。この場合、駆動軸２４，２５の振動の大きさは小クリアランス軸受間の間隔のうちで最も大きい小クリアランス軸受間の間隔によって定まり、小クリアランス軸受間の間隔のうちで最も大きい小クリアランス軸受間の間隔が大きくなるほど駆動軸２４，２５の振動が大きくなる。従って、駆動軸２４，２５の振動を小さくするには、小クリアランス軸受間の間隔のうちで最も大きい小クリアランス軸受間の間隔を小さくする必要がある。

さて、小クリアランス軸受と大クリアランス軸受について取りうるすべての組み合わせを行ったときには、隣接する小クリアランス軸受間の間隔は図８Ｂから図１０に示されるようにＳ１，Ｓ２、Ｓ３（Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３）の３種類となる。この場合、図８Ｂ，図８Ｃ，図９に示される例では、小クリアランス軸受間の間隔のうちで最も大きい小クリアランス軸受間の間隔はＳ２となり、図１０に示される例では、小クリアランス軸受間の間隔のうちで最も大きい小クリアランス軸受間の間隔はＳ３となる。従って、図１０に示される例は、図８Ｂ，図８Ｃ，図９に示される例に比べて駆動軸２４，２５の振動が大きくなる。従って、図８Ｂ，図８Ｃ，図９に示される小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列は好ましいが、図１０に示される小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列は好ましくないことになる。従って、小クリアランス軸受と大クリアランス軸受は、図８Ｂ，図８Ｃ，図９に示されるように配列する必要がある。

図１１に駆動軸支承用軸受２８の第５の実施例を示す。この第５の実施例では、駆動軸２４，２５の中央部に第三の偏心軸部２６が形成されており、この偏心軸部２６の両側に夫々駆動軸支承用軸受２８が設けられている。この第５の実施例でも、最も外側に位置する軸受Ｄ１および軸受Ｄ６が大クリアランス軸受からなり、この大クリアランス軸受のすぐ内側に位置する軸受Ｄ２および軸受Ｄ５が小クリアランス軸受から構成されている。一方、駆動軸２４，２５の中央部に形成された偏心軸部２６の両側に配置された駆動軸支承用軸受２８は一方が小クリアランス軸受であれば他方は大クリアランス軸受からなる。図１１に示される第５の実施例では、軸受Ｄ３が大クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ４が小クリアランス軸受からなり、図１２に示される例では、軸受Ｄ３が小クリアランス軸受からなると共に軸受Ｄ４が大クリアランス軸受からなる。

図１１および図１２に示される例では、隣接する小クリアランス軸受間の間隔はＳ１，Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４（Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３＜Ｓ４）の４種類となる。この場合、小クリアランス軸受間の間隔が小クリアランス軸受間の間隔のうちで最も大きい小クリアランス軸受間の間隔Ｓ４となるのは、図１２に示される配列のときであり、従って、図１２に示される例は、図１１に示される例に比べて駆動軸２４，２５の振動が大きくなる。従って図１１に示される小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列は好ましいが、図１２に示される小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列は好ましくないことになる。従って、小クリアランス軸受と大クリアランス軸受は、図１１に示されるように配列する必要がある。

図８Ａから図９および図１１に示される各実施例からわかるように、本発明では、駆動軸支承用軸受２８は各偏心軸部２６に対して偏心軸部２６の両側に夫々配置されると共に、駆動軸支承用軸受２８が、全駆動軸支承用軸受２８のうちで最も軸受クリアランスの小さい小クリアランス軸受と小クリアランス軸受よりもクリアランスの大きい大クリアランス軸受からなり、駆動軸２４，２５の両端部において偏心軸部２６の両側に配置された駆動軸支承用軸受２８のうちで外側に位置する軸受が大クリアランス軸受から構成されると共に内側に位置する軸受が小クリアランス軸受から構成されている。

この場合、図８Ｂから図９および図１１に示されるように、駆動軸２４，２５は、駆動軸２４，２５の両端部に設けられた偏心軸部２６の間に更に一つ又は複数の別の偏心軸部２６を有し、この別の偏心軸部２６についても偏心軸部２６の両側に配置されている駆動軸支承用軸受２８のうちの一方の軸受が小クリアランス軸受からなると共に他方の軸受が大クリアランス軸受からなり、この別の偏心軸部２６ついての小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列を可能な全ての配列に置き換えると配列を置き換える毎に各隣接する小クリアランス軸受の間隔が夫々変化し、配列のうちで、このとき最大となる隣接する小クリアランス軸受の間隔が最も小さくなる配列が、別の偏心軸部２６についての小クリアランス軸受と大クリアランス軸受との配列とされる。

このように、小クリアランス軸受と大クリアランス軸受とを配列することによって、軸受全体の摩擦損失を低下させつつ、駆動軸２４，２５の振動を小さくすることができる。

１クランクケース
２シリンダブロック
２４，２５駆動軸
２６偏心軸部
２７自由回転軸
２８駆動軸支承用軸受
３０シリンダブロック支承用軸受
Ａ可変圧縮比機構

Claims

クランクケースとシリンダブロックとの連結部にクランクケースとシリンダブロックのシリンダ軸線方向の相対位置を変化させるための可変圧縮比機構が配置されており、該可変圧縮比機構は、駆動軸支承用軸受を介してクランクケースにより回転可能に支承されかつ機関本体の長手方向に延びる駆動軸を具備しており、該駆動軸は、駆動軸の少なくとも両端部に駆動軸の軸線に対し偏心している偏心軸部を有すると共に各偏心軸部には夫々自由回転軸が回転可能に取り付けられており、シリンダブロックは、シリンダブロック支承用軸受を介して該自由回転軸により支承されている可変圧縮比内燃機関において、各自由回転軸に配置されたシリンダブロック支承用軸受が一対の軸受からなると共に、シリンダブロック支承用軸受が、全シリンダブロック支承用軸受のうちで最も軸受クリアランスの小さい小クリアランス軸受と小クリアランス軸受よりもクリアランスの大きい大クリアランス軸受からなり、駆動軸支承用軸受は各偏心軸部に対して偏心軸部の両側に夫々配置されると共に、駆動軸支承用軸受が、全駆動軸支承用軸受のうちで最も軸受クリアランスの小さい小クリアランス軸受と小クリアランス軸受よりもクリアランスの大きい大クリアランス軸受からなり、駆動軸の両端部において少なくとも最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受を小クリアランス軸受とし、駆動軸の両端部において偏心軸部の両側に配置された駆動軸支承用軸受のうちで外側に位置する軸受を大クリアランス軸受とすると共に内側に位置する軸受を小クリアランス軸受とした可変圧縮比内燃機関。
駆動軸の両端部において最も外側に位置するシリンダブロック支承用軸受を小クリアランス軸受とすると共に、残りの全てのシリンダブロック支承用軸受を大クリアランス軸受とした請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。
駆動軸の両端部に配置された一対のシリンダブロック支承用軸受を小クリアランス軸受とすると共に、残りの全てのシリンダブロック支承用軸受を大クリアランス軸受とした
請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。
駆動軸は、駆動軸の両端部に設けられた偏心軸部の間に更に一つ又は複数の別の偏心軸部を有し、該別の偏心軸部についても偏心軸部の両側に配置されている駆動軸支承用軸受のうちの一方の軸受が小クリアランス軸受からなると共に他方の軸受が大クリアランス軸受からなり、該別の偏心軸部についての小クリアランス軸受と大クリアランス軸受の配列を可能な全ての配列に置き換えると配列を置き換える毎に各隣接する小クリアランス軸受の間隔が夫々変化し、配列のうちで、このとき最大となる隣接する小クリアランス軸受の間隔が最も小さくなる配列が、該別の偏心軸部についての小クリアランス軸受と大クリアランス軸受との配列とされている請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。