JP2017150389A - 可変圧縮比内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダブロックをクランクケースに対して相対的に移動させることによって機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関において、シリンダブロックがボア軸線平面に関して左右に揺動することに起因する衝突音の発生を抑制する。
【解決手段】シリンダブロック２０がクランクケース４０から離れるようにシリンダブロック２０を付勢する付勢手段６０、付勢手段６０からシリンダブロック２０が受ける付勢力を付勢手段６０とは反対側において受けてシリンダブロック２０をクランクケース４０に支持する支持部材７０、及び、シリンダブロック２０との間に隙間が形成された場合、その隙間を埋めるように伸長してシリンダブロック２０に当接するように付勢手段６０とは反対側に配設されるラッシュアジャスタ８１を含むラッシュアジャスタ機構８０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関に関する。

シリンダブロックをクランクケースに対して相対的に移動させることによって機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関が知られている。この内燃機関の１つとして、シリンダブロックに形成されたシリンダボアの軸線を含む平面（以下、「ボア軸線平面」と称呼する。）に関して一方の側においてクランクケースとシリンダブロックとの間に２つのバネを備えた可変圧縮比内燃機関が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この内燃機関（以下、「従来機関」と称呼する。）の上記バネは、シリンダボアの軸線に沿った方向（以下、「ボア軸線方向」と称呼する。）に互いに離間してそれぞれ配設されており、シリンダブロックがクランクケースから離れるようにシリンダブロックを付勢する。

加えて、従来機関においては、ボア軸線平面に関して上記バネとは反対の側にボア軸線方向に互いに離れて配設された２つの支持部材を備えている。各支持部材は、その一端がクランクケースに固定され且つその他端がシリンダブロックに当接するように配設されている。これら支持部材は、シリンダブロックが上記バネから受ける付勢力をシリンダブロックから受けてシリンダブロックをクランクケースに支持する。

特開２０１２−２１９７４５号公報 特開２０１１−１７９４００号公報 特開２０１４−９２０８０号公報

従来機関の運転中、シリンダブロックはピストンからスラスト力を受ける。このため、シリンダブロックが上記バネによって付勢されているとしても、シリンダブロックがボア軸線平面に関して左右に揺動してしまうことがある。このようにシリンダブロックが揺動すると、シリンダブロックが一方の方向に揺動したとき、シリンダブロックが一方の支持部材から離れ、その後、シリンダブロックが他方の方向に揺動したとき、シリンダブロックが上記一方の支持部材に衝突する。従って、一方の支持部材へのシリンダブロックの衝突が断続的に生じ、その結果、衝突音が断続的に発生することになる。

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る。即ち、本発明の目的の１つは、シリンダブロックをクランクケースに対してボア軸線方向に相対的に移動させることによって機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であって、上記衝突音の発生が防止された可変圧縮比内燃機関（以下、「本発明機関」と称呼する。）を提供することにある。

本発明機関（１０）は、シリンダボア（２１）が形成されたシリンダブロック（２０）、及び、クランクシャフト（４１）が配置されたクランクケース（４０）、を備える。本発明機関は、前記シリンダボアの軸線（２１Ａ）に沿った方向であるボア軸線方向に前記シリンダブロックを前記クランクケースに対して相対的に移動させることによって機関圧縮比を変更可能である。

本発明機関（１０）は、
前記クランクケースに一端が固定され且つ他端が前記シリンダブロックに当接するように前記シリンダボアの軸線を含む平面であるボア軸線平面に関して一方の側に配設され、前記シリンダブロックが前記クランクケースから前記ボア軸線方向に対して垂直な方向であるボア軸線垂直方向に離れるように前記シリンダブロックを前記ボア軸線垂直方向に付勢する付勢手段（６０）、
前記クランクケースに一端が固定され且つ他端が前記シリンダブロックに当接するように前記ボア軸線平面に関して前記付勢手段とは反対側に配設され、前記付勢手段から前記シリンダブロックが受ける付勢力を受けて前記シリンダブロックを前記クランクケースに支持する支持部材（７０）、及び、
前記クランクケースに一端が固定され且つ前記支持部材から前記ボア軸線方向に離れた位置において他端が前記シリンダブロックに当接するように前記ボア軸線平面に関して前記付勢手段とは反対側に配設され、前記シリンダブロックとの間に隙間が形成された場合、その隙間を埋めるように前記ボア軸線垂直方向に伸長して前記シリンダブロックに当接するラッシュアジャスタ（８１）を含むラッシュアジャスタ機構（８０）、
を備えている。

本発明機関によれば、本発明機関の運転中、シリンダブロックがピストンからスラスト力を受け、その結果、シリンダブロックが支持部材を支点として揺動してシリンダブロックとラッシュアジャスタ機構との間の隙間が形成されたとしても、その隙間を埋めるようにラッシュアジャスタ機構が伸長してシリンダブロックに当接する。従って、シリンダブロックが支持部材を支点として継続的に揺動することが防止される。このため、シリンダブロックがラッシュアジャスタ機構に断続的に衝突することが防止されるので、衝突音の発生が防止される。

上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る可変圧縮比内燃機関を示した縦断面図であって、機関圧縮比が最も高いときの可変圧縮比内燃機関を示した図である。 図２は、図１と同様の図であって、機関圧縮比が最も低いときの可変圧縮比内燃機関を示した図である。 図３は、図１と同様の図であるが、本発明の実施形態に係る可変圧縮比内燃機関とは異なる可変圧縮比内燃機関を示した縦断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る可変圧縮比内燃機関（以下、「本実施機関」と称呼する。）について説明する。図１に本実施機関１０が示されている。本実施機関１０は、シリンダブロック２０、シリンダヘッド３０、及び、クランクケース４０を含んでいる。シリンダヘッド３０は、その下部においてシリンダブロック２０の上部に取り付けられている。クランクケース４０は、その上部において後述する相対移動機構５０を介してシリンダブロック２０の下部に取り付けられている。

シリンダブロック２０には、複数（本例においては、４つ）のシリンダボア２１が形成されている。各シリンダボア２１には、それぞれ、ピストン２２が配置されている。クランクケース４０には、クランクシャフト４１が配置されている。各ピストン２２は、コンロッド４２を介してクランクシャフト４１に接続されている。

シリンダヘッド３０には、吸気ポート３１及び排気ポート３２が形成されている。吸気ポート３１には、吸気弁３３が配置されている。排気ポート３２には、排気弁３４が配置されている。シリンダヘッド３０、シリンダボア２１及びピストン２２によって燃焼室ＣＣが形成されている。

相対移動機構５０は、公知の機構であり（例えば、特許文献２を参照。）、２本のカムシャフト５１Ａ及び５１Ｂを含んでいる。カムシャフト５１Ａ及び５２Ｂがそれぞれ図１に示した状態にあるときにこれらカムシャフト５１Ａ及び５１Ｂがそれぞれ図１に矢印Ｒ１で示した所定の方向に回転せしめられると、図２に示したように、カムシャフト５１Ａ及び５１Ｂの回転によってシリンダブロック２０がクランクケース４０に対してシリンダボア２１の軸線２１Ａの方向（以下、「ボア軸線方向」と称呼する。）に沿って一方の方向に相対的に移動せしめられる。本例において、シリンダブロック２０及びクランクケース４０が図２に示した相対関係にあるとき、機関圧縮比が最も低くなる。

一方、カムシャフト５１Ａ及び５１Ｂがそれぞれ図２に示した状態にあるときにこれらカムシャフト５１Ａ及び５１Ｂがそれぞれ上記所定の方向Ｒ１とは逆の方向（図２に矢印Ｒ２で示した方向）に回転せしめられると、図１に示したように、カムシャフト５１Ａ及び５１Ｂの回転によってシリンダブロック２０がクランクケース４０に対してボア軸線方向に沿って上記一方の方向とは逆の方向に相対的に移動せしめられる。本例において、シリンダブロック２０及びクランクケース４０が図１に示した相対関係にあるとき、機関圧縮比が最も高くなる。

本実施機関１０においては、このようにシリンダブロック２０がクランクケース４０に対して相対的に移動せしめられることによって機関圧縮比（燃焼室ＣＣに形成される混合気の圧縮比）が変更せしめられる。

更に、本実施機関１０は、シリンダブロック２０を付勢する２つの付勢手段６０、シリンダブロック２０をクランクケース４０に対して支持する１つの支持部材７０、及び、１つのラッシュアジャスタ機構８０、を含んでいる。

各付勢手段６０は、シリンダボア２１の軸線２１Ａを含む平面（以下、「ボア軸線平面」と称呼する。）に関して一方の側に配設されている。加えて、一方の付勢手段６０は、他方の付勢手段６０からボア軸線方向に離れた位置に配設されている。

各付勢手段６０は、１つのバネ６１及び１つのスライダ部材６２を含んでいる。バネ６１は、その一端でクランクケース４０に固定されており、その他端でスライダ部材６２の一端に当接している。スライダ部材６２は、その他端でシリンダブロック２０に当接されている。各バネ６１は、シリンダブロック２０がシリンダケース４０からシリンダボア２１の軸線２１Ａに対して垂直な方向（以下、「ボア軸線垂直方向」と称呼する。）に離れるようにスライダ部材６２を介してシリンダブロック２０をボア軸線垂直方向に付勢する。即ち、各付勢手段６０は、シリンダブロック２０がシリンダケース４０からボア軸線垂直方向に離れるようにシリンダブロック２０をボア軸線垂直方向に付勢する。

シリンダブロック２０が相対移動機構５０によってクランクケース４０に対して相対的に移動せしめられるとき、シリンダブロック２０はスライダ部材６２の他端の壁面上を摺動する。

支持部材７０は、ボア軸線平面に関して付勢手段６０とは反対側に配設されている。支持部材７０は、上記スライダ部材６２と同様のスライダ部材からなる。支持部材７０は、その一端でクランクケース４０に固定されており、その他端でシリンダブロック２０に当接している。支持部材７０は、付勢手段６０からシリンダブロック２０が受ける付勢力を受けてシリンダブロック２０をクランクケース４０に支持する。

シリンダブロック２０が相対移動機構５０によってクランクケース４０に対して相対的に移動せしめられるとき、シリンダブロック２０は支持部材７０の他端の壁面上を摺動する。

ラッシュアジャスタ機構８０は、ボア軸線平面に関して付勢手段６０とは反対側に配設されている。加えて、ラッシュアジャスタ機構８０は、支持部材７０からボア軸線方向に離れた位置（本例においては、クランクケース４０の下部の側の位置）に配設されている。

ラッシュアジャスタ機構８０は、ラッシュアジャスタ８１及びスライダ部材８２を含んでいる。ラッシュアジャスタ８１は、公知のラッシュアジャスタである（例えば、特許文献３を参照。）。ラッシュアジャスタ８１には、油圧油管８３が接続されている。本実施機関１０の運転中、ラッシュアジャスタ８１には、油圧油管８３を介して油圧油が供給される。

ラッシュアジャスタ８１は、その一端がクランクケース４０に固定されており、その他端がスライダ部材８２の一端に当接している。スライダ部材８２は、その他端がシリンダブロック２０に当接している。

スライダ部材８２の他端とシリンダブロック２０との間に隙間が形成されると、ラッシュアジャスタ８１は、油圧油管８３からラッシュアジャスタ８１に供給される油圧油によって上記隙間を埋めるようにボア軸線垂直方向に伸長してスライダ部材８２をシリンダブロック２０に当接させる。即ち、ラッシュアジャスタ機構８０とシリンダブロック２０との間に隙間が形成されると、ラッシュアジャスタ機構８０は、隙間を埋めるようにボア軸線垂直方向に伸長してシリンダブロック２０に当接する。

次に、本実施機関１０の作動について説明する。上述したように、各付勢手段６０は、シリンダブロック２０がクランクケース４０からボア軸線垂直方向に離れるようにシリンダブロック２０を付勢している。従って、少なくとも本実施機関１０の運転が停止しているときには、シリンダブロック２０は、支持部材７０及びラッシュアジャスタ機構８０の両方に当接しており、これら支持部材７０及びラッシュアジャスタ機構８０によってクランクケース４０に支持されている。

本実施機関１０の運転が開始されると、シリンダブロック２０は、ピストン２２からスラスト力を受ける。このスラスト力によってシリンダブロック２０が支持部材７０を支点としてラッシュアジャスタ機構８０から離れるように揺動した場合、即ち、ラッシュアジャスタ機構８０とシリンダブロック２０との間に隙間が形成された場合、ラッシュアジャスタ機構８０は、伸長してシリンダブロックに当接する。

その後、シリンダブロック２０が支持部材７０を支点としてラッシュアジャスタ機構８０を押圧するように揺動する方向にスラスト力がシリンダブロック２０にかかった場合、ラッシュアジャスタ機構８０がシリンダブロック２０に当接しているので、シリンダブロック２０の揺動が防止される。

仮に、その後、再び、スラスト力によってシリンダブロック２０が支持部材７０を支点としてラッシュアジャスタ機構８０から離れるように揺動した場合、ラッシュアジャスタ機構８０は、更に伸長してシリンダブロック２０に当接する。従って、その後、シリンダブロック２０が支持部材７０を支点としてラッシュアジャスタ機構８０を押圧するように揺動する方向にスラスト力がシリンダブロック２０にかかったとしても、ラッシュアジャスタ機構８０がシリンダブロック２０に当接しているので、シリンダブロック２０の揺動が防止される。

このように、本実施機関１０においては、シリンダブロック２０が支持部材７０を支点として揺動してラッシュアジャスタ機構８０とシリンダブロック２０との間に隙間が形成されたとしても、ラッシュアジャスタ機構８０が伸長してシリンダブロック２０に当接する。従って、その後、シリンダブロック２０がラッシュアジャスタ機構８０を押圧する方向に揺動しようとしても、その揺動がラッシュアジャスタ機構８０によって防止される。

本実施機関１０によれば、図３に示した可変圧縮比内燃機関１０’において発生する可能性のある衝突音が発生することが防止される。即ち、図３に示した可変圧縮比内燃機関１０’においては、本実施機関１０のラッシュアジャスタ機構８０の代わりにスライダ部材８０’が配設されている。この場合、シリンダブロック２０’が支持部材７０’を支点として揺動して支持部材７０’とシリンダブロック２０’との間に隙間が形成された後、シリンダブロック２０’が上記隙間が小さくなる方向に揺動すると、シリンダブロック２０’がスライダ部材８０’に衝突し、衝突音が発生する。

しかしながら、本実施機関１０においては、シリンダブロック２０が支持部材７０を支点として揺動して支持部材７０とシリンダブロック２０との間に隙間が形成されたとしても、その後、支持部材７０を支点としたシリンダブロック２０の揺動がラッシュアジャスタ機構８０によって防止される。従って、ラッシュアジャスタ機構８０へのシリンダブロック２０の衝突が防止される。このため、本実施機関１０においては、図３に示した可変圧縮比内燃機関１０’において発生する可能性のある衝突音が発生することが防止される。

加えて、本実施機関１０によれば、ラッシュアジャスタ機構８０が損傷する可能性が図３に示した可変圧縮比内燃機関１０’の支持部材８０’が損傷する可能性よりも低い。即ち、図３に示した可変圧縮比内燃機関１０’においては、シリンダブロック２０が支持部材７０’を支点として揺動すると、シリンダブロック２０が断続的に支持部材８０’に衝突する。このため、支持部材８０’が損傷する可能性がある。

しかしながら、本実施機関１０においては、ラッシュアジャスタ機構８０へのシリンダブロック２０の衝突が防止される。このため、本実施機関１０によれば、ラッシュアジャスタ機構８０が損傷する可能性が図３に示した可変圧縮比内燃機関１０の支持部材８０’が損傷する可能性よりも低い。

更に、本実施機関１０によれば、支持部材７０が損傷する可能性が図３に示した可変圧縮比内燃機関１０’の支持部材７０’が損傷する可能性よりも低い。即ち、図３に示した可変圧縮比内燃機関１０’においてシリンダブロック２０’が支持部材７０’を支点にして揺動すると、シリンダブロック２０’からの荷重が断続的に支持部材７０’のみにかかる。このため、支持部材７０’が損傷する可能性がある。

しかしながら、本実施機関１０においては、支持部材７０を支点としたシリンダブロック２０の揺動が防止される。従って、シリンダブロック２０からの荷重が断続的に支持部材７０のみにかかることが防止される。このため、本実施機関１０によれば、支持部材７０が損傷する可能性が図３に示した可変圧縮比内燃機関１０’の支持部材７０’が損傷する可能性よりも低い。

更に、相対移動機構５０によってシリンダブロック２０がクランクケース５０に対して相対的に移動されたとき、相対移動機構５０の製造誤差等に起因してシリンダブロック２０がクランクケース５０に対して傾いてしまうことがある。この場合、ラッシュアジャスタ機構８０とシリンダブロック２０との間に隙間が形成されることがあるが、本実施機関１０によれば、この隙間を埋めるようにラッシュアジャスタ機構８０が伸長してシリンダブロック２０に当接する。

従って、このような場合においても、上述した理由と同じ理由から、衝突音の発生が防止され、ラッシュアジャスタ機構８０が損傷する可能性が低く、支持部材７０が損傷する可能性も低い。

尚、本発明は、上記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、ラッシュアジャスタ機構８０は、支持部材８２を含んでいなくてもよい。この場合、ラッシュアジャスタ機構８０は、ラッシュアジャスタ８１の一端がクランクケース４０に固定され且つラッシュアジャスタ８１の他端がシリンダブロック２０に当接するように配設される。

更には、上記実施形態においては、ラッシュアジャスタ機構８０は、支持部材７０からボア軸線方向にクランクケース４０の下部の側に離れた位置に配設されている。しかしながら、支持部材７０がラッシュアジャスタ機構８０のスライダ部材８２の位置に配設され、ラッシュアジャスタ機構８０がその支持部材７０からボア軸線方向にシリンダヘッド３０の側に離れた位置に配設されていてもよい。

１０…可変圧縮比内燃機関、２０…シリンダブロック、２１…シリンダボア、２１Ａ…ボア軸線、２２…ピストン、３０…シリンダヘッド、４０…クランクケース、４１…クランクシャフト、６０…付勢手段、６１…バネ、６２…スライダ部材、７０…支持部材、８０…ラッシュアジャスタ機構、８１…ラッシュアジャスタ

Claims (1)

1. シリンダボアが形成されたシリンダブロック、及び、クランクシャフトが配置されたクランクケース、を備え、
   前記シリンダボアの軸線に沿った方向であるボア軸線方向に前記シリンダブロックを前記クランクケースに対して相対的に移動させることによって機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関において、
   前記クランクケースに一端が固定され且つ他端が前記シリンダブロックに当接するように前記シリンダボアの軸線を含む平面であるボア軸線平面に関して一方の側に配設され、前記シリンダブロックが前記クランクケースから前記ボア軸線方向に対して垂直な方向であるボア軸線垂直方向に離れるように前記シリンダブロックを前記ボア軸線垂直方向に付勢する付勢手段、
   前記クランクケースに一端が固定され且つ他端が前記シリンダブロックに当接するように前記ボア軸線平面に関して前記付勢手段とは反対側に配設され、前記付勢手段から前記シリンダブロックが受ける付勢力を受けて前記シリンダブロックを前記クランクケースに支持する支持部材、及び、
   前記クランクケースに一端が固定され且つ前記支持部材から前記ボア軸線方向に離れた位置において他端が前記シリンダブロックに当接するように前記ボア軸線平面に関して前記付勢手段とは反対側に配設され、前記シリンダブロックとの間に隙間が形成された場合、その隙間を埋めるように前記ボア軸線垂直方向に伸長して前記シリンダブロックに当接するラッシュアジャスタを含むラッシュアジャスタ機構、
   を備えた可変圧縮比内燃機関。

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