JP2017223167A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の重量の増加を抑制し、アクチュエータの負荷を抑制する。【解決手段】クランクケース１に対して相対移動可能なシリンダブロック２を備える内燃機関１００が、内燃機関１００の左右の片側にだけ配置されるブロック移動機構と、クランクケース１の左右に設けられたガイド壁４０と、ガイド壁４０に取り付けられたスライダ４１と、を備える。ブロック移動機構は、主軸部と偏心部とを有する１本の制御軸３０と、制御軸３０とシリンダブロック２とを連結するための連結部材と、制御軸３０を回転させるためのアクチュエータと、を備える。スライダ４１は、第１スライダ４１ａと第２スライダ４１ｂとを備えており、制御軸３０は、相対移動方向において主軸部の軸心Ｐ３が第１スライダ４１ａと第２スライダ４１ｂとの間の中央位置に配置される。【選択図】図１２

Description

本発明は内燃機関に関する。

特許文献１には、クランクケースに対して相対移動可能なシリンダブロックを備える従来の内燃機関として、当該内燃機関の左右両側にそれぞれ配置された２本の偏心軸（カム軸）と、偏心軸を互いに逆方向に回転させてシリンダブロックを相対移動させるための１本の駆動軸と、駆動軸を回転させるためのアクチュエータと、を備えたものが開示されている。この従来の内燃機関はさらに、シリンダブロックの左右両側の側面にガイド部材の当接面を当接させて、シリンダブロックが相対移動方向とは異なる方向に傾くのを抑制するように構成されていた。

特開２０１２−２１９７４５号公報

このように従来の内燃機関は、偏心軸を内燃機関の両側にそれぞれ配置し、さらにこの偏心軸を互いに逆方向に回転させることができるように駆動軸を配置する必要がある。そのため、内燃機関が全体的に大型化し、内燃機関の重量が増加するという問題点がある。

また、シリンダブロックの左右両側の側面にガイド部材の当接面を当接させて、シリンダブロックの傾きを抑制する場合には、シリンダブロックを動かす際に、シリンダブロックの側面と、ガイド部材の当接面と、の間に抵抗（摺動抵抗）が生じる。このとき、内燃機関の運転中にシリンダブロック側からガイド部材に対して荷重が入力されると、その入力荷重の反力がシリンダブロックに作用することになる。そのため、ガイド部材からシリンダブロックに作用する反力が大きくなると、シリンダブロックを動かす際の摺動抵抗が大きくなって、シリンダブロックを動かす際の負荷、すなわちアクチュエータにかかる負荷が増大するという問題点がある。

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、クランクケースに対して相対移動可能なシリンダブロックを備える内燃機関の大型化を抑制して重量の増加を抑制すると共に、シリンダブロックが相対移動方向とは異なる方向に傾くのを抑制しつつシリンダブロックを動かす際の負荷を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、クランクケースに対して相対移動可能なシリンダブロックを備える内燃機関が、クランクケースに回転自在に支持されたクランクシャフトの軸線方向から内燃機関を見た場合に、当該内燃機関の左右の片側にだけ配置されて、クランクケースに対してシリンダブロックを相対移動させるためのブロック移動機構と、シリンダブロックの左右の側面と対向するように、クランクケースの左右に設けられたガイド壁と、ガイド壁に取り付けられると共に、当該ガイド壁と対向するシリンダブロックの側面と当接してシリンダブロックが相対移動方向とは異なる方向に傾くのを抑制するためのスライダと、を備える。ブロック移動機構は、クランクケースによって支持されると共に、主軸部と、当該主軸部の軸心から所定量偏心した位置に軸心がある偏心部と、を有する１本の制御軸と、一端部が偏心部に取り付けられると共に、他端部が前記シリンダブロックに取り付けられて、制御軸とシリンダブロックとを連結するための連結部材と、制御軸を所定の回転範囲内で両方向に回転させて、偏心部の軸心を、主軸部の軸心を中心としてシリンダブロックの相対移動方向に揺動させるためのアクチュエータと、を備える。そしてスライダは、第１スライダと、第１スライダからシリンダブロックの相対移動方向に所定の間隔を空けて取り付けられた第２スライダとを備えており、制御軸は、相対移動方向において主軸部の軸心が第１スライダと第２スライダとの間の中央位置に配置される。

本発明のこの態様による内燃機関によれば、クランクケースに対して相対移動可能なシリンダブロックを備える内燃機関の大型化を抑制して重量の増加を抑制すると共に、シリンダブロックが相対移動方向とは異なる方向に傾くのを抑制しつつシリンダブロックを動かす際の負荷を抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態による内燃機関の概略斜視図である。 図２は、図１に示した内燃機関の概略分解斜視図である。 図３は、図１に示した内燃機関の概略分解斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態による内燃機関の概略断面図である。 図５は、ブロック移動機構の動作について説明する図である。 図６は、ブロック移動機構の動作について説明する図であり、ブロック移動機構を模式的に示した図である。 図７は、ブロック移動機構を内燃機関の片側にだけ設けた場合の問題点について説明する図である。 図８は、ブロック回転力によってスライダに作用する力を矢印で示した図である。 図９は、スライダからシリンダブロックに作用する反力を矢印で示した図である。 図１０は、上側スライダと下側スライダとの間に制御軸を配置した場合における、スライダ反力Ｆ１’、スライダ反力Ｆ２’、及び合力Ｆ３の大きさを、制御軸を配置するシリンダ軸方向の高さ位置に応じて示した図である。 図１１は、上側スライダと下側スライダとの間に制御軸を配置した場合の駆動トルクの大きさを、制御軸を配置するシリンダ軸方向の高さ位置に応じて示した図である。 図１２は、制御軸の回転中心となる主軸部の軸心の高さ位置が、上側スライダと下側スライダの中間位置にとなるように制御軸を配置したことを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

図１は、本発明の一実施形態による内燃機関１００の概略斜視図である。図２及び図３は、それぞれ図１に示した内燃機関１００の概略分解斜視図である。

図１から図３に示すように、内燃機関１００は、クランクケース１と、シリンダブロック２と、ブロック移動機構３と、ガイド機構４と、を備える。

クランクケース１は、クランクシャフト１０を回転自在に支持すると共に、その内部にシリンダブロック２を収容するためのブロック収容部１１を備える。

シリンダブロック２は、クランクケース１に対して相対移動可能なようにクランクケース１と別体とされ、クランクケース１のブロック収容部１１内にその一部が収容される。シリンダブロック２には、シリンダ２０が形成される。本実施形態では、４つのシリンダ２０がシリンダブロック２の長手方向（以下「ブロック長手方向」という。）に沿って直列に形成されている。

以下、図１から図３に加えて図４を参照し、内燃機関１００の内部構成や、ブロック移動機構３及びガイド機構４の詳細について説明する。

図４は、内燃機関１００の概略断面図である。なお図１から図３では、図面の煩雑を防止するために、図４に示した内燃機関１００に対して一部の構成部品を省略している。

図４に示すように、シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド５が取り付けられ、クランクケース１の下部にはオイルパン６が取り付けられる。

シリンダ２０の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ２０の内部を往復運動するピストン２１が収められる。ピストン２１は、コンロッド２２を介してクランクシャフト１０と連結されており、クランクシャフト１０によってピストン２１の往復運動が回転運動に変換される。シリンダヘッド５、シリンダ２０及びピストン２１によって区画された空間が燃焼室７となる。

クランクシャフト１０は、クランクジャーナル１０ａと、クランクピン１０ｂと、クランクアーム１０ｃと、を備える。

クランクジャーナル１０ａは、クランクケース１によって回転自在に支持される部分である。クランクジャーナル１０ａの軸心Ｐ１がクランクシャフト１０の回転中心となる。

クランクピン１０ｂは、コンロッド２２の大端部が取り付けられる部分である。クランクピン１０ｂの軸心Ｐ２は、クランクジャーナル１０ａの軸心Ｐ１から所定量だけ偏心している。したがって、クランクシャフト１０が回転すると、クランクピン１０ｂの軸心Ｐ２が軸心Ｐ１の周りを回転することになる。

クランクアーム１０ｃは、クランクジャーナル１０ａとクランクピン１０ｂとを連結する部分である。本実施形態では、クランクシャフト１０を円滑に回転させるために、クランクアーム１０ｃにバランスウェイト１０ｄを設けている。

ブロック移動機構３は、クランクケース１に対してシリンダブロック２を相対的に移動させるための機構であって、図２から図４に示すように、１本の制御軸３０と、連結部材３１と、アクチュエータ３２と、を備える。

本実施形態によるブロック移動機構３は、シリンダブロック２をシリンダ軸方向に動かして、クランクケース１に対するシリンダブロック２のシリンダ軸方向の相対位置を変化させることができるように構成される。クランクケース１に対してシリンダブロック２をシリンダ軸方向に相対移動させることで、ピストン２１の上死点位置を変更せずに、燃焼室７の容積のみを変更することができる。このように、ピストン２１の上死点位置を変更せずに、燃焼室７の容積のみを変更することで、内燃機関１００の機械圧縮比を変更することができる。したがって本実施形態によるブロック移動機構３は、内燃機関１００の可変圧縮比機構として機能する。なお機械圧縮比とは、圧縮行程時のピストン２１の行程容積と燃焼室７の容積とから機械的に定まる圧縮比であって、（燃焼室容積＋行程容積）／燃焼室容積で表される。

制御軸３０は、クランクシャフト１０と平行に延びて、クランクケース１に設けられた２組の制御軸受け１２（図２参照）によって回転自在に支持される主軸部３０ａと、主軸部３０ａの軸心Ｐ３（図４参照）から所定量だけ偏心した位置に軸心Ｐ４（図４参照）がある偏心部３０ｂ（図４参照）と、を備える。したがって、仮に制御軸３０を１回転させると、偏心部３０ｂの軸心Ｐ４が主軸部３０ａの軸心Ｐ３の周りを１回転することになる。本実施形態では偏心部３０ｂは、ブロック長手方向の一端側と他端側とにそれぞれ１つずつ設けられている。

連結部材３１は、制御軸３０の偏心部３０ｂとシリンダブロック２とを連結するための部材である。連結部材３１は、シリンダ軸方向の下側（オイルパン６側）の一端部が制御軸３０の偏心部３０ｂに取り付けられ、シリンダ軸方向の上側（シリンダヘッド５側）の他端部がシリンダブロック２に支持された連結ピン３３に取り付けられる。図２及び図３に示すように、本実施形態では、２本の連結部材３１によって、ブロック長手方向の一端側の偏心部３０ｂとシリンダブロック２、及びブロック長手方向の他端側の偏心部３０ｂとシリンダブロック２を連結している。

なお本実施形態では、制御軸３０をいわゆるクランク形状としているが、主軸部３０ａの外周に、軸心が主軸部３０ａの軸心Ｐ３から偏心した偏心カムを固定し、この偏心カムの外周に連結部材３１の一端部を取り付けるようにしても良い。

連結ピン３３は、シリンダブロック２の短手方向（ブロック長手方向及びシリンダ軸方向のそれぞれと直角に交わる方向。以下「ブロック短手方向」という。）の一端側の側面に設けられた支持部２３によって支持される。図２に示すように、本実施形態では支持部２３は、偏心部３０ｂと対応するように、ブロック長手方向の一端側と他端側とにそれぞれ１つずつ設けられている。

アクチュエータ３２は、制御軸３０に駆動トルクを与えて、制御軸３０を所定の回転角度範囲内で両方向に回転させるための駆動機器である。本実施形態では、アクチュエータ３２として電動機を用いている。

このようにブロック移動機構３は、ブロック長手方向と略一致するクランクシャフト１０の軸線方向から内燃機関１００を見た場合に、当該内燃機関１００の左右の片側（本実施形態ではブロック短手方向の一端側）にだけ配置されて、クランクケース１に対してシリンダブロック２を相対的に移動させるように構成されている。

ガイド機構４は、シリンダブロック２が移動方向とは異なる方向に傾くのを抑制するための機構であって、ガイド壁４０と、スライダ４１と、を備える。

ガイド壁４０は、シリンダブロック２の側面と対向するようにクランクケース１に設けられた壁であり、シリンダブロック２の側面に対して所定の間隙を空けてシリンダブロック２の周りに配置される。なお、以下の説明では、特に区別する必要があるときは、内燃機関１００のブロック短手方向の一端側のガイド壁４０のことを「ガイド壁４０ａ」といい、ブロック短手方向の他端側のガイド壁４０のことを「ガイド壁４０ｂ」という。

スライダ４１は、ブロック短手方向の一端側及び他端側のシリンダブロック２の側面と当接し、シリンダブロック２をシリンダ軸方向に動かすときに、シリンダブロック２がシリンダ軸方向とは異なる方向に傾くのを抑制するための部材である。図４に示すように、本実施形態によるスライダ４１は、その一端に形成された当接面４１１が、シリンダブロック２の側面と接するようにガイド壁４０に固定されており、ブロック短手方向の一端側及び他端側のシリンダブロック２の側面を支持する支持部材として機能する。

また図２及び図３に示すように、本実施形態によるスライダ４１は、各ガイド壁４０ａ，４０ｂにそれぞれ４つずつ取り付けられている。より詳細にはスライダ４１は、各ガイド壁４０ａ，４０ｂのブロック長手方向の一端側と他端側にそれぞれ２つずつ、シリンダ軸方向の上側（シリンダヘッド５側）と下側（オイルパン６側）とに取り付けられている。なお、以下の説明では、特に区別する必要があるときは、各ガイド壁４０ａ，４０ｂのシリンダ軸方向の上側に取り付けられたスライダ４１のことを「上側スライダ４１ａ」といい、シリンダ軸方向の下側に取り付けられたスライダ４１のことを「下側スライダ４１ｂ」という。各ガイド壁４０ａ，４０ｂにおいて、下側スライダ４１ｂは、上側スライダ４１ａからシリンダブロック２の移動方向に所定の間隔を空けて取り付けられている。

このように本実施形態では、各ガイド壁４０ａ，４０ｂに取り付けられたスライダ４１によってシリンダブロック２を両側面から支持することで、シリンダブロック２をシリンダ軸方向に動かすときに、シリンダブロック２がシリンダ軸方向とは異なる方向に傾くのを抑制している。また、内燃機関１００の運転中に生じる振動によってシリンダブロック２がシリンダ軸方向とは異なる方向に傾くのを抑制している。

次に、図５及び図６を参照して、ブロック移動機構３の動作について説明する。

図５は、ブロック移動機構３によって、ピストン２１が圧縮上死点に位置するときの燃焼室７の容積を最小にした状態、すなわち機械圧縮比を最大にした状態の内燃機関１００と、その状態から制御軸３０を時計周りに所定の回転角度だけ回転させて、ピストン２１が圧縮上死点に位置するときの燃焼室７の容積を最大にした状態、すなわち機械圧縮比を最小にした状態の内燃機関１００と、を比較して示した図である。

図６は、図５と同様に、機械圧縮比を最大にした状態の内燃機関１００と、機械圧縮比を最小にした状態の内燃機関１００と、を比較して示した図であるが、発明の理解を容易にするために、ブロック移動機構３を模式的に示した図である。なお図６の破線Ａは、制御軸３０を１回転させたときの偏心部３０ｂの軸心Ｐ４の軌跡である。またＰ５は、連結ピン３３の軸心である。

図６に示すように本実施形態では、偏心部３０ｂの軸心Ｐ４の軌跡Ａを、主軸部３０ａの軸心Ｐ３を通ると共にシリンダ軸方向と平行な平行線Ｑによって２つの半円領域に区画したときに、いずれか一方の半円領域（本実施形態では図中左側の半円領域）の範囲内で軸心Ｐ４が両回転方向に移動するように、アクチュエータ３２によって制御軸３０を両回転方向に回転させている。

そしてブロック移動機構３は、図中右側の機械圧縮比を最小にした状態と比較して、図中左側の機械圧縮比を最大にした状態のときには、偏心部３０ｂの軸心Ｐ４がシリンダ軸方向の下側（オイルパン６側）に位置するように構成されている。

そのため、例えば図中左側の機械圧縮比を最大にした状態から、アクチュエータ３２によって制御軸３０を時計周りに回転させると、偏心部３０ｂの軸心Ｐ４が、軌跡Ａ上をシリンダ軸方向の上側（シリンダヘッド５側）に向かって移動する。これにより、偏心部３０ｂに連結されている連結部材３１を介して、連結ピン３３がシリンダ軸方向の上側に向かって直線的に押し上げられるので、シリンダブロック２がクランクケース１に対して相対的にシリンダ軸方向の上側に押し上げられる。その結果、ピストン２１が圧縮上死点に位置するときの燃焼室７の容積が徐々に増大し、機械圧縮比が徐々に小さくなる。

一方で、例えば図中右側の機械圧縮比を最小にした状態から、アクチュエータ３２によって制御軸３０を反時計周りに回転させると、偏心部３０ｂの軸心Ｐ４が、軌跡Ａ上をシリンダ軸方向の下側に向かって移動する。これにより、偏心部３０ｂに連結されている連結部材３１を介して、連結ピン３３がシリンダ軸方向の下側に向かって直線的に引き下げられるので、シリンダブロック２がクランクケース１に対して相対的にシリンダ軸方向の下側に引き下げられる。その結果、ピストン２１が圧縮上死点に位置するときの燃焼室７の容積が徐々に減少し、機械圧縮比が徐々に大きくなる。

このように本実施形態によるブロック移動機構３は、主軸部３０ａと偏心部３０ｂとを備える制御軸３０を回転させて、主軸部３０ａの軸心Ｐ３を中心として偏心部３０ｂの軸心Ｐ４をシリンダ軸方向に上下に揺動させることで、偏心部３０ｂに連結された連結部材３１によってシリンダブロック２をシリンダ軸方向に上下動させている。

ところで本実施形態では、このようなブロック移動機構３を内燃機関１００の片側にだけ設けることで、内燃機関１００の大型化を抑制すると共に、重量の増加を抑制している。しかしながら、ブロック移動機構３を内燃機関１００の片側にだけ設けた場合は、当該ブロック移動機構３を仮に内燃機関１００の両側に設けた場合と比較して、内燃機関１００の運転中にシリンダブロック２を一定回転方向に回転させようとするブロック回転力が加わるという問題点がある。以下、この問題点について、図７を参照して説明する。

図７は、ブロック移動機構３を内燃機関１００の片側（この例ではブロック短手方向の一端側）にだけ設けた場合の問題点について説明する図である。なお図７では、発明の理解を容易にするために、ブロック移動機構３を模式的に示している。

内燃機関１００の運転中は、各シリンダ２０の燃焼室７内で燃焼が生じるため、図７に示すように、シリンダヘッド５には図中上向きの燃焼荷重Ｆが加わる。このとき本実施形態のように、内燃機関１００の片側にだけ制御軸３０を配置し、かつ制御軸３０とシリンダブロック２とを連結部材３１によって連結している場合には、シリンダヘッド５に加わる燃焼荷重Ｆによって、制御軸３０を支点としてシリンダブロック２を図中時計周りに回転させようとするブロック回転力が生じる。すなわち、制御軸３０周りに図中時計周りのモーメントＭが生じる。

ここで、仮にブロック移動機構３を内燃機関１００の両側、例えばブロック短手方向の一端側と他端側とに設けた場合は、内燃機関１００のブロック短手方向の一端側のシリンダブロック２の側面に沿って配置された制御軸３０を支点として、シリンダブロック２を時計周りに回転させようとするブロック回転力が生じる。また、これとは反対に、内燃機関１００のブロック短手方向の他端側のシリンダブロック２の側面に沿って配置された制御軸３０を支点として、シリンダブロック２を反時計周りに回転させようとするブロック回転力が生じる。そのため、シリンダブロック２を時計周りに回転させようとするブロック回転力と、反時計周りに回転させようとするブロック回転力とが釣り合って相殺され、見かけ上はシリンダブロック２にはブロック回転力が生じないことになる。

しかしながら、ブロック移動機構３を内燃機関１００の片側にだけ設けた場合は、両側に設けた場合のようにブロック回転力が相殺されることがない。そのため、ブロック移動機構３を内燃機関１００の片側にだけ設けた場合は、内燃機関１００の運転中にシリンダブロック２に対して、シリンダブロック２を一定回転方向に回転させようとするブロック回転力が加わることになり、このブロック回転力がスライダ４１に作用することになる。

図８は、ブロック回転力によってスライダ４１に作用する力を矢印で示した図である。

図８に示す例では、シリンダブロック２に対して、シリンダブロック２を時計周りに回転させようとするブロック回転力が加わる。すなわち、シリンダブロック２に対して、シリンダブロック２を図中右側に傾けようとする力が作用する。そのため図８に示すように、ブロック移動機構３が設けられたブロック短手方向の一端側のスライダ４１、すなわちガイド壁４０ａに固定されたスライダ４１に関しては、主に上側スライダ４１ａに対して、燃焼荷重Ｆに起因するブロック回転力Ｆ１が作用する。また、ブロック短手方向の他端側のスライダ４１、すなわちガイド壁４０ｂに固定されたスライダ４１に関しては、主に下側スライダ４１ｂに対して、燃焼荷重Ｆに起因するブロック回転力Ｆ２が作用する。

その結果、図９に示すように、ブロック短手方向の一端側のシリンダブロック２の側面には、ブロック回転力Ｆ１に相当する上側スライダ４１ａからの反力Ｆ１’が作用する。また、ブロック短手方向の他端側のシリンダブロック２の側面には、ブロック回転力Ｆ２に相当する下側スライダ４１ｂからの反力Ｆ２’が作用する。以下の説明では、このシリンダブロック２の側面に作用するスライダ４１からの反力のことを、便宜上「スライダ反力」という。そして、このスライダ反力Ｆ１’とスライダ反力Ｆ２’との合力Ｆ３が大きくなるほど、シリンダブロック２を動かす際に、シリンダブロック２との側面と、スライダ４１の当接面４１１と、の間に生じる抵抗（以下「摺動抵抗」という。）が増加する。

摺動抵抗が増加すると、シリンダブロック２をシリンダ軸方向に移動させる際の負荷、すなわち制御軸３０を回転させるための駆動トルクが増加する。そのため、例えばアクチュエータ３２を電動機とした場合は、電力消費量が増加し、結果として燃費が悪化するという問題が生じる。また、アクチュエータ３２の最大駆動トルクを高くする必要もあるので、アクチュエータ３２の大型化、大容量化を招き、結果として内燃機関１００が大型化すると共に、内燃機関１００の重量が増加するという問題が生じる。

したがって、ブロック移動機構３を内燃機関１００の片側にだけ設ける場合には、スライダ反力Ｆ１’とスライダ反力Ｆ２’との合力Ｆ３をできるだけ小さくして、摺動抵抗を低減することが重要である。

そして発明者らの鋭意研究の結果、上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間の高さ位置に制御軸３０を配置する場合には、制御軸３０を配置する高さ位置に応じて合力Ｆ３が変化することが分かった。

図１０は、上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間に制御軸３０を配置した場合における、スライダ反力Ｆ１’、スライダ反力Ｆ２’、及び合力Ｆ３の大きさを、制御軸３０を配置するシリンダ軸方向の高さ位置に応じて示した図である。

図１０に示すように、発明者らの鋭意研究の結果、合力Ｆ３は、制御軸３０を配置するシリンダ軸方向の高さ位置（より詳しくは、制御軸３０の回転中心となる主軸部３０ａの軸心Ｐ３の高さ位置）を、下側スライダ４１ｂの高さ位置から高くしていくにつれて低下していき、上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間の中央位置近傍で最も小さくなることが分かった。すなわち、上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間に制御軸３０を配置する場合には、制御軸３０を上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間の中央位置近傍に配置したときに、摺動抵抗を最も小さくできることが分かった。

そのため、図１１に示すように、シリンダブロック２をシリンダ軸方向に所定量だけ移動させるために必要な負荷、すなわち制御軸３０を所定の回転角度だけ回転させるために必要な駆動トルクも、制御軸３０を上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間の中央位置近傍に配置したときに、最も小さくなることが分かった。

そこで本実施形態では、図１２に示すように、制御軸３０の回転中心となる主軸部３０ａの軸心Ｐ３の高さ位置が、上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間の中央位置となるように、制御軸３０を配置するようにしたのである。すなわち、制御軸３０の主軸部３０ａの軸心Ｐ３から上側スライダ４１ａまでのシリンダ軸方向に沿った距離Ｌ１と、制御軸３０の主軸部３０ａの軸心Ｐ３から下側スライダ４１ｂまでのシリンダ軸方向に沿った距離Ｌ２と、が同じ距離となるように、制御軸３０を配置するようにしたのである。これにより、上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間に制御軸３０を配置する場合において、スライダ反力Ｆ１’とスライダ反力Ｆ２’との合力Ｆ３を最も小さくすることができるので、シリンダブロック２をシリンダ軸方向に動かす際の摺動抵抗を最も小さくすることができる。したがって、燃費の悪化やアクチュエータ３２の大型化、大容量化を抑制することができ、内燃機関１００の大型化、重量増加をさらに抑制することができる。

以上説明した本実施形態によれば、クランクケース１に対して相対移動可能なシリンダブロック２を備える内燃機関１００が、クランクケース１に回転自在に支持されたクランクシャフト１０の軸線方向から内燃機関１００を見た場合に、内燃機関１００の左右の片側にだけ配置されて、クランクケース１に対してシリンダブロック２を相対移動させるためのブロック移動機構３と、シリンダブロック２の左右の側面と対向するように、クランクケース１の左右に設けられたガイド壁４０と、ガイド壁４０に取り付けられると共に、ガイド壁４０と対向するシリンダブロック２の側面と当接してシリンダブロック２が相対移動方向とは異なる方向に傾くのを抑制するためのスライダ４１と、を備える。

ブロック移動機構３は、クランクケース１によって支持されると共に、主軸部３０ａと、主軸部３０ａの軸心Ｐ３から所定量偏心した位置に軸心Ｐ４がある偏心部３０ｂと、を有する１本の制御軸３０と、一端部が偏心部３０ｂに取り付けられると共に、他端部がシリンダブロック２に取り付けられて、制御軸３０とシリンダブロック２とを連結するための連結部材３１と、制御軸３０を所定の回転範囲内で両方向に回転させて、偏心部３０ｂの軸心Ｐ４を、主軸部３０ａの軸心Ｐ３を中心としてシリンダブロック２の相対移動方向に揺動させるためのアクチュエータ３２と、をさらに備える。

そしてスライダ４１は、上側スライダ４１ａ（第１スライダ）と、上側スライダ４１ａからシリンダブロック２の相対移動方向に所定の間隔を空けて取り付けられた下側スライダ４１ｂ（第２スライダ）とを備えており、制御軸３０は、シリンダブロック２の相対移動方向において主軸部３０ａの軸心Ｐ３が上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間の中央位置に配置されている。

本実施形態による内燃機関１００はこのように構成されているため、１本の制御軸３０を回転させるだけで、連結部材３１を介してシリンダブロック２をクランクケース１に対して相対移動させることができる。そのため１本の制御軸３０を、例えばクランクシャフト１０と平行に内燃機関１００の左右の片側にだけ配置すればよく、結果としてブロック移動機構３を内燃機関の左右の片側にだけ配置することができる。したがって、前述した従来の内燃機関のように偏心軸を内燃機関１００の両側にする必要もなく、また、２本の偏心軸を回転させるための駆動軸を配置する必要もないので、クランクケース１に対して相対移動可能なシリンダブロック２を備える内燃機関１００の大型化を抑制して重量の増加を抑制することができる。

また、主軸部３０ａの軸心Ｐ３が上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの中間位置となるように制御軸３０が配置されているため、上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとの間に制御軸３０を配置する場合において、中央位置から離れた位置に制御軸３０を配置した場合と比べて、スライダ４１からシリンダブロック２に入力されるスライダ反力の合力Ｆ３を小さくすることができる。そのため、シリンダブロック２をシリンダ軸方向に動かす際の摺動抵抗を小さくすることができるので、燃費の悪化やアクチュエータ３２の大型化、大容量化を抑制することができ、内燃機関１００の大型化、重量増加をさらに抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記の各実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば上記の実施形態では、スライダ４１の例として、シリンダブロック２の側面と当接してシリンダブロック２を支持する支持部材を挙げたが、シリンダブロック２の傾きを抑制できるものであれば特にこのようなものに限られるものではない。例えば、スライダ４１の一部又は全部を支持部材に替えて、シリンダブロック２の側面をスプリングのバネ力や油圧などによって押圧する押圧部材としても良い。

また上記の実施形態では、シリンダ軸方向に２つのスライダ４１、すなわち上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂとを設けていたが、上側スライダ４１ａと下側スライダ４１ｂと間に、別途にスライダを設けるようにしても良い。

また上記の実施形態では、２本の連結部材３１で制御軸３０の偏心部３０ｂとシリンダブロック２とを連結していたが、連結部材３１の本数は２本に限らず、必要に応じて増減させても良い。

１ クランクケース
２ シリンダブロック
３ ブロック移動機構
１０ クランクシャフト
３０ 制御軸
３０ａ 主軸部
３０ｂ 偏心部
３１ 連結部材
３２ アクチュエータ
４０ ガイド壁
４１ スライダ
４１ａ 上側スライダ（第１スライダ）
４１ｂ 下側スライダ（第２スライダ）
１００ 内燃機関

Claims (1)

1. クランクケースに対して相対移動可能なシリンダブロックを備える内燃機関であって、
   前記クランクケースに回転自在に支持されたクランクシャフトの軸線方向から内燃機関を見た場合に、当該内燃機関の左右の片側にだけ配置されて、前記クランクケースに対して前記シリンダブロックを相対移動させるためのブロック移動機構と、
   前記シリンダブロックの左右の側面と対向するように、前記クランクケースの左右に設けられたガイド壁と、
   前記ガイド壁に取り付けられると共に、当該ガイド壁と対向する前記シリンダブロックの側面と当接して前記シリンダブロックが相対移動方向とは異なる方向に傾くのを抑制するためのスライダと、
   を備え、
   前記ブロック移動機構は、
   前記クランクケースによって支持されると共に、主軸部と、当該主軸部の軸心から所定量偏心した位置に軸心がある偏心部と、を有する１本の制御軸と、
   一端部が前記偏心部に取り付けられると共に、他端部が前記シリンダブロックに取り付けられて、前記制御軸と、前記シリンダブロックと、を連結するための連結部材と、
   前記制御軸を所定の回転範囲内で両方向に回転させて、前記偏心部の軸心を、前記主軸部の軸心を中心として前記シリンダブロックの相対移動方向に揺動させるためのアクチュエータと、
   を備え、
   前記スライダは、第１スライダと、第１スライダから前記シリンダブロックの相対移動方向に所定の間隔を空けて取り付けられた第２スライダとを備えており、前記制御軸は、前記相対移動方向において前記主軸部の軸心が前記第１スライダと前記第２スライダとの間の中央位置に配置される、
   内燃機関。

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