WO2011061861A1

WO2011061861A1 - 圧縮比可変ｖ型内燃機関

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Publication number: WO2011061861A1
Application number: PCT/JP2009/069753
Authority: WO
Inventors: 立野学; 神山栄一; 久湊直人
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2011-05-26
Also published as: US20120260890A1; JPWO2011061861A1; JP5234190B2; US8985070B2

Abstract

　本圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、二つの気筒群のシリンダブロック１０を一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、シリンダブロックの第一気筒群側１０ａへ複数のサポート３１を介して固定される第一相対移動機構と、シリンダブロックの第二気筒群側１０ｂへ複数のサポート４１を介して固定される第二相対移動機構とを具備し、第一相対移動機構のサポートの数は、第一気筒群側の側面視において、第一気筒群における各気筒の中心軸線Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５の両側に第一相対移動機構のサポートの一つが位置するように少なくとも第一気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、第二相対移動機構のサポートの数は、第二気筒群側の側面視において、第二気筒群における各気筒の中心軸線Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６の両側に第二相対移動機構のサポートの一つが位置するように少なくとも第二気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、第一気筒群の各気筒と第二気筒群の各気筒との間のクランク軸方向のオフセットによって、第一気筒群側の側面視において、第二気筒群の各気筒における中心軸線上には、第一相対移動機構のサポートの一つが位置し、第二気筒群側の側面視において、第一気筒群の各気筒における中心軸線上には、第二相対移動機構のサポートの一つが位置するようになっている。

Description

圧縮比可変Ｖ型内燃機関

　本発明は、圧縮比可変Ｖ型内燃機関に関する。

　一般的に、機関負荷が低いほど熱効率が悪化するために、機関低負荷時の機械圧縮比（（上死点シリンダ容積＋行程容積）／上死点シリンダ容積）を高くして膨張比を高くすることにより熱効率を改善することが望ましい。そのために、シリンダブロックとクランクケースとを相対移動させてシリンダブロックとクランク軸との間の距離を変化させることにより機械圧縮比を可変とすることが公知である。
　Ｖ型内燃機関においては、二つの気筒群のそれぞれのシリンダブロック部分を別々に、各気筒群の気筒中心線に沿ってクランクケースに対して相対移動させることが提案されているが、各シリンダブロック部分を一つのリンク機構（又はカム機構）により相対移動させることは困難であり、シリンダブロック部分毎に一対のリンク機構（又はカム機構）が必要となるために全体として二対のリンク機構が必要となってしまう。
　リンク機構の数を低減するために、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化し、こうして一体化させたシリンダブロックを一対の相対移動機構（例えば、一対のリンク機構）によりクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関が提案されている（特許文献１参照）。
　一方の気筒群側の相対移動機構及び他方の気筒群側の相対移動機構は、それぞれに、シリンダブロックへの固定のための複数のサポートと、クランクケースへの固定のための複数のサポートとを有している。
　一般的に、一方の気筒群側の相対移動機構におけるシリンダブロック側の複数のサポートと、他方の気筒群側の相対移動機構におけるシリンダブロック側の複数のサポートとは、二つの気筒群の間の中間平面に対して対称配置されている。

特開２００５−１１３７４３特開２００２−２５０２４１特開２００８−１７５１３５特開２００９−０９７４４９

　ところで、前述の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、シリンダブロックとクランクケースとは、一対の相対移動機構だけによって連結され、各気筒の爆発時に気筒軸線方向にシリンダブロックを押し上げようとする力は、一対の相対移動機構に作用することとなる。
　一対の相対移動機構のシリンダブロック側のサポートが前述のように対称配置されていると、各気筒の爆発時に発生する力は、主に一つ又は二つのサポートに作用することとなり、各サポートを厚くする等して各サポートの強度を高めることが必要となる。
　従って、本発明の目的は、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、一対の相対移動機構のそれぞれのシリンダブロック側の複数のサポートの強度をそれほど高めなくても良いようにすることである。

　本発明による請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、前記シリンダブロックの第一気筒群側へ複数のサポートを介して固定される第一相対移動機構と、前記シリンダブロックの第二気筒群側へ複数のサポートを介して固定される第二相対移動機構とを具備し、前記第一相対移動機構の前記サポートの数は、前記第一気筒群側の側面視において、前記第一気筒群における各気筒の中心軸線の両側に前記第一相対移動機構の前記サポートの一つが位置するように少なくとも前記第一気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、前記第二相対移動機構の前記サポートの数は、前記第二気筒群側の側面視において、前記第二気筒群における各気筒の中心軸線の両側に前記第二相対移動機構の前記サポートの一つが位置するように少なくとも前記第二気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、前記第一気筒群の各気筒と前記第二気筒群の各気筒との間のクランク軸方向のオフセットによって、前記第一気筒群側の側面視において、前記第二気筒群の各気筒における中心軸線上には、前記第一相対移動機構の前記サポートの一つが位置し、前記第二気筒群側の側面視において、前記第一気筒群の各気筒における中心軸線上には、前記第二相対移動機構の前記サポートの一つが位置するようになっていることを特徴とする。
　本発明による請求項２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、前記第一相対移動機構の前記サポートは、前記第一気筒群側の側面視において前記第一気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置する第一サポートと、前記第一気筒群側の側面視において前記第一気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置していない第二サポートとからなり、前記第一サポートの厚さは、前記第二サポートの厚さの二倍であり、前記第二相対移動機構の前記サポートは、前記第二気筒群側の側面視において前記第二気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置する第三サポートと、前記第二気筒群側の側面視において前記第二気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置していない第四サポートとからなり、前記第三サポートの厚さは、前記第四サポートの厚さの二倍であることを特徴とする。
　本発明による請求項３に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、請求項１又は２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、前記第一相対移動機構と前記第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、前記第一相対移動機構により前記シリンダブロックの前記第一気筒群側にもたらされるクランク軸中心を通る正面視の機関中心線方向における第一相対移動距離と、前記第二相対移動機構により前記シリンダブロックの前記第二気筒群側にもたらされる前記機関中心線方向における第二相対移動距離とを異ならせることができるようになっており、前記第一気筒群のいずれの気筒も膨張行程となっていない時に前記第一相対移動機構により前記第一相対移動距離を変化させ、前記第二気筒群のいずれの気筒も膨張行程となっていない時に前記第二相対移動機構により前記第二相対移動距離を変化させることを特徴とする。

　本発明による請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関によれば、第一相対移動機構をシリンダブロックの第一気筒群側へ固定するためのサポートの数は、第一気筒群側の側面視において、第一気筒群における各気筒の中心軸線の両側に第一相対移動機構のサポートの一つが位置するように少なくとも第一気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、第二相対移動機構をシリンダブロックの第二気筒群側へ固定するためのサポートの数は、第二気筒群側の側面視において、第二気筒群における各気筒の中心軸線の両側に第二相対移動機構のサポートの一つが位置するように少なくとも第二気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、第一気筒群の各気筒と第二気筒群の各気筒との間のクランク軸方向のオフセットによって、第一気筒群側の側面視において、第二気筒群の各気筒における中心軸線上には、第一相対移動機構のサポートの一つが位置し、第二気筒群側の側面視において、第一気筒群の各気筒における中心軸線上には、第二相対移動機構の前記サポートの一つが位置するようになっている。それにより、各気筒の爆発時に気筒軸線方向にシリンダブロックを押し上げようとする力は、爆発気筒に対応する気筒群側の側面視において爆発気筒に近接する二つのサポートと、もう一つの気筒群側の側面視において爆発気筒の中心軸線上に位置する一つのサポートとに作用するようになり、この力が主に一つ又は二つのサポートに作用する場合に比較して、第一相対移動機構及び第二相対移動機構の各サポートの強度をそれほど高める必要はない。
　本発明による請求項２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関によれば、請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、第一相対移動機構のサポートは、第一気筒群側の側面視において第一気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置する第一サポートと、第一気筒群側の側面視において第一気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置していない第二サポートとからなり、第一サポートは、隣接する二つの気筒に共通に近接するために、二つの気筒の爆発時の力が作用し、一つの気筒にだけ近接する第二サポートより二倍の回数だけ爆発時の力が作用することとなるために、第一サポートの厚さを第二サポートの厚さの二倍として強度も二倍としており、また、第二相対移動機構のサポートは、第二気筒群側の側面視において第二気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置する第三サポートと、第二気筒群側の側面視において第二気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置していない第四サポートとからなり、第三サポートは、隣接する二つの気筒に共通に近接するために、二つの気筒の爆発時の力が作用し、一つの気筒にだけ近接する第四サポートより二倍の回数だけ爆発時の力が作用することとなるために、第三サポートの厚さを第四サポートの厚さの二倍として強度も二倍としている。
　本発明による請求項３に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、請求項１又は２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、第一相対移動機構と第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、第一相対移動機構によりシリンダブロックの第一気筒群側にもたらされるクランク軸中心を通る正面視の機関中心線方向における第一相対移動距離と、第二相対移動機構によりシリンダブロックの第二気筒群側にもたらされる機関中心線方向における第二相対移動距離とを異ならせることができるようになっており、第一気筒群のいずれの気筒も膨張行程となっていない時には、第二気筒群のいずれかの気筒が膨張行程となるが、この爆発気筒の力は第二相対移動機構に比較してモーメント長さが長くなる第一相対移動機構にはそれほど作用せず、第一相対移動機構により容易に第一相対移動距離を変化させることができ、また、第二気筒群のいずれの気筒も膨張行程となっていない時には、第一気筒群のいずれかの気筒が膨張行程となるが、この爆発気筒の力は第一相対移動機構に比較してモーメント長さが長くなる第二相対移動機構にはそれほど作用せず、第二相対移動機構により容易に第二相対移動距離を変化させることができる。

本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の一部を示す斜視図である。図１の圧縮比可変Ｖ型内燃機関に設けられた第一相対移動機構の分解斜視図である。図１の圧縮比可変Ｖ型内燃機関に設けられた第二相対移動機構の分解斜視図である。本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の一部を示す正面図である。第一相対移動機構及び第二相対移動機構の動作を説明する図である。本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関のシリンダブロックの平面図である。本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関のもう一つの実施形態を示すシリンダブロックの正面図である。各気筒の行程の関係を示すタイムチャートである。

　図１は本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の一部を示す斜視図であり、同図において、１０はシリンダブロック、２０はクランクケース、３０は第一気筒群側の第一相対移動機構、４０は第二気筒群側の第二相対移動機構である。シリンダブロック１０は、第一気筒群側部分１０ａと第二気筒群側部分１０ｂとが一体的に形成されており、第一気筒群側のシリンダボア１１内及び第二気筒群側のシリンダボア１２内にはそれぞれピストン１３が配置されている。各ピストン１３はコンロッド１４によりクランクシャフト１５に連結されている。
　本Ｖ型内燃機関は、火花点火式であり、シリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａ及び第二気筒群側部分１０ｂにはそれぞれシリンダヘッド（図示せず）が取り付けられ、各シリンダヘッドには、シリンダボア毎に点火プラグが取り付けられる。各シリンダヘッドには、吸気ポート及び排気ポートが形成され、各吸気ポートは吸気弁を介して各シリンダボアに連通し、各排気ポートは排気弁を介して各シリンダボア１１に連通している。シリンダヘッド毎に、吸気マニホルド及び排気マニホルドが接続され、各吸気マニホルドは互いに独立して又は合流してエアクリーナを介して大気へ開放し、各排気マニホルドも互いに独立して又は合流して触媒装置を介して大気へ開放している。また、本Ｖ型内燃機関はディーゼルエンジンでも良い。
　一般的に、機関負荷が低いほど熱効率が悪化するために、機関低負荷時の機械圧縮比を高くして膨張比を高くすれば、膨張行程においてピストンの仕事期間が長くなるために熱効率を改善することができる。機械圧縮比は、上死点クランク角度におけるシリンダ容積Ｖ１に対する上死点クランク角度におけるシリンダ容積Ｖ１と行程容積Ｖ２との和（Ｖ１＋Ｖ２）／Ｖ１であり、膨張行程の膨張比と等しい。それにより、本Ｖ型内燃機関は、第一相対移動機構３０と第二相対移動機構４０とによって、シリンダブロック１０をクランクケース２０に対して相対移動させ、シリンダブロック１０とクランク軸１５との間の距離を変化させることにより、第一気筒群及び第二気筒群の機械圧縮比を可変とし、例えば、機関負荷が低いほど機械圧縮比を高めるように機械圧縮比が制御される。
　第一相対移動機構３０は、図２に示すように、シリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａの側面下部に固定された複数のシリンダブロック側サポート３１と、クランクケース２０の第一気筒群側の側面上部に固定された複数のクランクケース側サポート３２とを有し、シリンダブロック側サポート３１及びクランクケース側サポート３２は交互に位置して一つの第一軸３３を支持する。こうして、第一相対移動機構３０を介してシリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａとクランクケース２０の第一気筒群側とが連結される。
　シリンダブロック側サポート及びクランクケース側サポート３２は、第一軸３３の支持を可能とするために、それぞれ、３１ａ及び３１ｂと、３２ａ及び３２ｂとに二分割されている。第一軸３３は、シリンダブロック側サポート３１に支持される複数のシリンダブロック側支持部分３３ａと、クランクケース側サポート３２に支持される複数のクランクケース側支持部分３３ｂとを有し、各シリンダブロック側支持部分３３ａは互いに同心であり、各クランクケース側支持部分３３ｂは互いに同心である。しかしながら、シリンダブロック側支持部分３３ａとクランクケース側支持部分３３ｂとは偏心している。３４は各シリンダブロック側支持部分３３ａに嵌装されるベアリングであり、３５は各クランクケース側支持部分３３ｂに嵌装されるベアリングである。それぞれ、各シリンダブロック側支持部分３３ａ及び各クランクケース側支持部分３３ｂへの嵌装が可能なように二分割されている。３３ｃは第一軸３３のクランクケース側支持部分３３ｂと同心の扇形状ギヤである。
　図４に示すように、扇形状ギヤ３３ｃは小径ギヤ３６と噛合し、小径ギヤ３６と同心の大径ギヤ３７は、第一モータ３９のウォームギヤ３８と噛合している。こうして、第一モータ３９を作動させてウォームギヤ３８を回転させることにより、大径ギヤ３７、小径ギヤ３６及び扇形状ギヤ３３ｃを介して、第一軸３３をクランクケース側支持部分３３ｂ回りに回動させることができる。
　一方、第二相対移動機構４０は、図３に示すように、シリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂの側面下部に固定された複数のシリンダブロック側サポート４１と、クランクケース２０の第二気筒群側の側面上部に固定される複数のクランクケース側サポート４２とを有している。クランクケース側サポート４２は、それぞれに二つの軸受４２ａを有し、二つの軸受４２ａの間にはアーム４３が挿入される。アーム４３は、端部に第一貫通穴４３ａ及び第二貫通穴４３ｂを有し、第一貫通穴４３ａには偏心ボス４３ｃが挿入される。第二軸４４は、各クランクケース側サポート４２の二つの軸受４２ａを貫通すると共に、各アーム４３の第一貫通穴４３ａ内に挿入された偏心ボス４３ｃの偏心穴を貫通する。また、第三軸４５は、各シリンダブロック側サポート４１と、二つのシリンダブロック側サポート４１の間に位置する各アーム４３の第二貫通穴４３ｂを貫通する。こうして、第二相対移動機構４０を介してシリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂとクランクケース２０の第二気筒群側とが連結される。
　シリンダブロック側サポート４１及びクランクケース側サポート４２の軸受４２ａには、ベアリングが配置されている。４４ａは第二軸４４と同心の扇形状ギヤである。図４に示すように、扇形状ギヤ４４ａは小径ギヤ４６と噛合し、小径ギヤ４６と同心の大径ギヤ４７は、第二モータ４９のウォームギヤ４８と噛合している。こうして、第二モータ４９を作動させてウォームギヤ４８を回転させることにより、大径ギヤ４７、小径ギヤ４６及び扇形状ギヤ４４ａを介して、第二軸４４を回動させ、偏心穴への挿入により第二軸４４と一体化された偏心ボス４３ｃをアーム４３の第一貫通穴４３ａにおいて第二軸４４回りに回動させることができる。
　図４において、ＣＥは、正面視において、クランク軸１５の中心を通る機関中心線であり、一般的にはクランク軸中心を通る垂直線である。本実施形態では、シリンダブロック１０とクランクケース２０とが当接する図４に示すシリンダブロック１０の最下位置において、正面視において第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との間のシリンダブロック中心線ＣＢと、機関中心線ＣＥとは一致し、また、正面視において第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との交点である正面視交点と、クランク軸中心とが一致している。
　図５に示すように、本実施形態の圧縮比可変Ｖ型内燃機関では、機械圧縮比を変更するために、第一相対移動機構３０の第一モータ３９を作動させて、第一軸３３をクランクケース側支持部分３３ｂ回りに回動させ、それにより、第一相対移動機構３０は、一自由度のリンク機構として、クランクケース側支持部分３３ｂに対して偏心するシリンダブロック側支持部分３３ａを介してシリンダブロック１０の第一気筒群側をクランクケース２０に対して機関中心線ＣＥ方向に第一設定距離Ｄ１だけ移動させる。それと同時に、第二相対移動機構４０の第二モータ４９を作動させて、第二軸４４を回動させ、それにより、第二相対移動機構４０は、二自由度のリンク機構として、第二軸４４に対して偏心する偏心ボス４３ｃを介してアーム４３によりシリンダブロック１０の第二気筒群側をクランクケース２０に対して機関中心線ＣＥ方向に第一設定距離Ｄ１より小さな第二設定距離Ｄ２だけ移動させる。
　このように、一点鎖線で示す最下位置のシリンダブロック１０’は、実線で示すシリンダブロック１０のように移動し、一点鎖線で示す最下位置の第一軸３３のシリンダブロック側支持部分３３ａ’、アーム４３の第一貫通穴４３ａ’及び第二貫通穴４３ｂ’もそれぞれ実線で示すシリンダブロック側支持部分３３ａ、第一貫通穴４３ａ及び第二貫通穴４３ｂのように移動する。
　第一相対移動機構３０が簡単な一自由度のリンク機構とされているために、シリンダブロック１０はクランクケース２０に対して上方（機関中心線ＣＥ方向）へ移動させられると同時に第二気筒群側へ移動させられるために、そのままでは、第一気筒群の機械圧縮比及び第二気筒群の機械圧縮比を両方とも小さくすることはできるが、第二気筒群の機械圧縮比は第二気筒群の機械圧縮比より小さくなってしまう。それにより、第二相対移動機構４０によって、シリンダブロック１０は第一気筒群側に比較して第二気筒群側が上方へ小さく移動されるようにし、正面視においてシリンダブロック中心線ＣＢは機関中心線ＣＥに対して傾けられる。それにより、シリンダブロック１０が第二気筒群側へＤだけ移動しても、第一気筒群の機械圧縮比と第二気筒群側の機械圧縮比とを等しく所望機械圧縮比とすることができる。
　図６は本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関のシリンダブロック１０の平面図である。本実施形態において、第一相対移動機構３０をシリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａへ固定するためのシリンダブロック側サポート３１の数は、第一気筒群側部分１０ａの側面視において、第一気筒群の各気筒における中心軸線Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５の両側にシリンダブロック側サポート３１の一つが位置するように少なくとも第一気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、すなわち、本実施形態において、第一気筒群の気筒数が三つであるためにシリンダブロック側サポート３１の数は四つとされている。
　また、第二相対移動機構４０をシリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂへ固定するためのシリンダブロック側サポート４１の数は、第二気筒群側部分１０ｂの側面視において、第二気筒群の各気筒における中心軸線Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６の両側にシリンダブロック側サポート４１の一つが位置するように少なくとも第二気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、すなわち、本実施形態において、第二気筒群の気筒数が三つであるためにシリンダブロック側サポート４１の数は四つとされている。
　また、第一気筒群の各気筒と第二気筒群の各気筒との間のクランク軸方向のオフセットによって、第一気筒群側部分１０ａの側面視において、第二気筒群の各気筒における中心軸線Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６上には、第一相対移動機構のサポート３１の一つが位置し（サポート３１の中心線と各気筒の中心軸線Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６の中心軸線とを一致させることが好ましい。）、第二気筒群側部分１０ｂの側面視において、第一気筒群の各気筒における中心軸線上Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５には、第二相対移動機構の前記サポート４１の一つが位置するようになっている（サポート４１の中心線と各気筒の中心軸線Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５の中心軸線とを一致させることが好ましい。）。
　図７は本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関のもう一つの実施形態を示すシリンダブロック１０’の正面図である。図４及び６に示す実施形態との違いは、第一相対移動機構のシリンダブロック側サポート３１’がシリンダブロック１０’の第一気筒群側部分１０ａ’の側面の最上部に配置され、第二相対移動機構のシリンダブロック側サポート４１’がシリンダブロック１０’の第二気筒群側部分１０ｂ’の側面の最上部に配置されていることである。
　いずれの実施形態においても、各気筒の爆発時には、図７に示すように、爆発気筒の中心軸線方向にシリンダブロックを押し上げようとする力Ｆが発生する。この力Ｆは、主に、爆発気筒の近傍の第一相対移動機構及び第二相対移動機構のシリンダブロック側サポートに作用することとなり、図６に示すシリンダブロック側サポートの配置では、爆発気筒に対応する気筒群側の側面視において爆発気筒に近接する二つのシリンダブロック側サポートと、他方の気筒群側の側面視において爆発気筒の中心軸線上に位置する一つのシリンダブロック側サポートとに作用するようになり、このように、各気筒の爆発時に発生する力を、三つのシリンダブロック側サポートに分散して作用させることができるために、第一相対移動機構及び第二相対移動機構の各シリンダブロック側サポート３１及び４１の強度をそれほど高める必要はない。これに対して、一般的には、第一相対移動機構及び第二相対移動機構の各シリンダブロック側サポートは、二つの気筒群の間の中間平面に対して対称配置されているために、前述の力Ｆは主に一つ又は二つのサポートだけに作用することとなり、各シリンダブロック側サポートの強度を非常に高めなければならない。
　例えば、図６において、中心軸線Ｃ４を有する第二気筒群の＃４気筒が爆発する時には、前述の力Ｆは、第二気筒群側部分１０ｂの側面視において＃４気筒の中心軸線Ｃ４の両側に位置する二つの第二相対移動機構のシリンダブロック側サポート４１_（２４）及び４１_（４６）と、第一気筒群側部分１０ａの側面視において＃４気筒の中心軸線Ｃ４上に位置する一つの第一相対移動機構のシリンダブロック側サポート３１_（３５）とに作用することとなる。また、中心軸線Ｃ５を有する第一気筒群の＃５気筒が爆発する時には、前述の力Ｆは、第一気筒群側部分１０ａの側面視において＃５気筒の中心軸線Ｃ５の両側に位置する二つの第一相対移動機構のシリンダブロック側サポート３１_（３５）及び３１_（５５）と、第二気筒群側部分１０ｂの側面視において＃５気筒の中心軸線Ｃ５上に位置する一つの第二相対移動機構のシリンダブロック側サポート４１_（４６）とに作用することとなる。
　また、第一相対移動機構３０のシリンダブロック側サポート３１は、第一気筒群側部分１０ａの側面視において第一気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置する第一サポート３１_（１３）及び３１_（３５）と、第一気筒群側部分１０ａの側面視において第一気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置していない第二サポート３１_（１１）及び３１_（５５）とからなり、第一サポート３１_（１３）及び３１_（３５）は、二つの気筒に共通に近接するために、二つの気筒の爆発時の力が作用し、一つの気筒にだけ近接する第二サポート３１_（１１）及び３１_（５５）より二倍の回数だけ爆発時の力が作用することとなるために、第一サポート３１_（１３）及び３１_（３５）の厚ｅ２を第二サポート３１_（１１）及び３１_（５５）の厚さｅ１の二倍として強度も二倍としている。
　また、第二相対移動機構４０のシリンダブロック側サポート４１は、第二気筒群側部分１０ｂの側面視において第二気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置する第三サポート４１_（２４）及び３１_（４６）と、第二気筒群側部分１０ｂの側面視において第二気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置していない第四サポート４１_（２２）及び３１_（６６）とからなり、第三サポート４１_（２４）及び４１_（４６）は、二つの気筒に共通に近接するために、二つの気筒の爆発時の力が作用し、一つの気筒にだけ近接する第四サポート４１_（２２）及び４１_（６６）より二倍の回数だけ爆発時の力が作用することとなるために、第三サポート４１_（２４）及び４１_（４６）の厚さｅ２を第四サポート４１_（２２）及び４１_（６６）の厚さｅ１の二倍として強度も二倍としている。
　また、第一サポート３１_（１３）及び３１_（３５）、第二サポート３１_（１１）及び３１_（５５）、第三サポート４１_（２４）及び３１_（４６）、及び、第四サポート４１_（２２）及び３１_（６６）は、いずれも、側面視において、隣接する各気筒の中心軸線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、及びＣ６から等距離ｄだけ離間するようにしている。
　ところで、図７に示す実施形態においては、第一相対移動機構のシリンダブロック側サポート３１’がシリンダブロック１０’の第一気筒群側部分１０ａ’の側面の最上部に配置され、第二相対移動機構のシリンダブロック側サポート４１’がシリンダブロック１０’の第二気筒群側部分１０ｂ’の側面の最上部に配置されているために、爆発時に発生する力Ｆが、爆発気筒の気筒群側の二つのシリンダブロック側サポート（図７において４１’）に作用する力Ｆｃと爆発気筒とは反対の気筒群側の一つのシリンダブロック側サポート（図７において３１’）に作用する力Ｆｆとに分けられる際に、爆発気筒の気筒群側の二つのシリンダブロック側サポートの作用点（軸孔中心）までのモーメント長さＬｃに対して、爆発気筒とは反対の気筒群側の一つのシリンダブロック側サポートの作用点（軸孔中心）までのモーメント長さＬｆを比較的長くすることができる。
　こうして、Ｆ＝Ｆｃ＋Ｆｆ及びＦｃ＊Ｌｃ＝Ｆｆ＊Ｌｆの関係から爆発気筒とは反対の気筒群側の一つのシリンダブロック側サポートに作用する力Ｆｆを小さくすることができる。
　図８は各気筒の行程の関係を示すタイムチャートである。Ｉは吸気行程、Ｃは圧縮行程、Ｘは膨張行程、Ｅは排気行程を示している。図６に示すように、＃１気筒、＃３気筒、及び＃５気筒により第一気筒群が構成され、＃２気筒、＃４気筒、及び＃６気筒により第二気筒群が構成され、＃１気筒−＃２気筒−＃３気筒−＃４気筒−＃５気筒−＃６気筒が点火順序である。
　図８に示すように、第一気筒群の気筒及び第二気筒群の気筒は、交互に１２０クランク角度毎に膨張行程となる。それにより、ｔ１で示す６０クランク角度範囲においては、第一気筒群のいずれの気筒も膨張行程となっておらず、第二気筒群のいずれかの気筒が膨張行程となって、第二気筒群の爆発気筒の力が第一相対移動機構の対応する一つのシリンダブロック側サポートと第二相対移動機構の対応する二つのシリンダブロック側サポートとに分かれて作用する。この際に、第二相対移動機構のシリンダブロック側サポートに比較してモーメント長さが長くなる第一相対移動機構のシリンダブロック側サポートに作用する力はそれほど大きくならない。それにより、この時において、第一相対移動機構３０によりシリンダブロックの第一気筒群側をクランクケースに対して機関中心線ＣＥ方向に第一設定距離だけ移動させるようにすれば、小さな作動力によって第一相対移動機構の作動させることができる。
　また、ｔ２で示す６０クランク角度範囲においては、第二気筒群のいずれの気筒も膨張行程となっておらず、第一気筒群のいずれかの気筒が膨張行程となって、第一気筒群の爆発気筒の力が第二相対移動機構の対応する一つのシリンダブロック側サポートと第一相対移動機構の対応する二つのシリンダブロック側サポートとに分かれて作用する。この際に、第一相対移動機構のシリンダブロック側サポートに比較してモーメント長さが長くなる第二相対移動機構のシリンダブロック側サポートに作用する力はそれほど大きくならない。それにより、この時において、第二相対移動機構４０によりシリンダブロックの第二気筒群側をクランクケースに対して機関中心線ＣＥ方向に第二設定距離だけ移動させるようにすれば、小さな作動力によって第二相対移動機構の作動させることができる。
　もちろん、ｔ１で示すクランク角度範囲において第一相対移動機構を僅かに作動させ、ｔ２で示すクランク角度範囲において第二相対移動機構を僅かに作動させ、これを繰り返すことにより最終的に、シリンダブロックの第一気筒群側を第一設定距離だけ移動させ、シリンダブロックの第二気筒群側を第二設定距離だけ移動させて、第一気筒群及び第二気筒群の機械圧縮比を所望機械圧縮比とするようにしても良い。
　これまで説明した実施形態では、第一相対移動機構と第二相対移動機構は、別々に制御可能とされ、シリンダブロックの第一気筒群側の機関中心線方向における第一相対移動距離とシリンダブロックの第二気筒群側の機関中心線方向における第二相対移動距離とを異ならせることができるようにしたが、シリンダブロック中心軸ＣＢと機関中心線ＣＥとが常に一致してシリンダブロックがクランクケースに対して相対移動する場合には、第一相対移動機構と第二相対移動機構とは一つのアクチュエータにより同時に作動させるようにしても良く、この場合においても、図６に示した第一相対移動機構及び第二相対移動機構のシリンダブロック側サポートの配置は有効である。

　１０　　シリンダブロック
　２０　　クランクケース
　３０　　第一相対移動機構
　３１　　第一相対移動機構のシリンダブロック側サポート
　４０　　第二相対移動機構
　４１　　第二相対移動機構のシリンダブロック側サポート

Claims

　二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、前記シリンダブロックの第一気筒群側へ複数のサポートを介して固定される第一相対移動機構と、前記シリンダブロックの第二気筒群側へ複数のサポートを介して固定される第二相対移動機構とを具備し、前記第一相対移動機構の前記サポートの数は、前記第一気筒群側の側面視において、前記第一気筒群における各気筒の中心軸線の両側に前記第一相対移動機構の前記サポートの一つが位置するように少なくとも前記第一気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、前記第二相対移動機構の前記サポートの数は、前記第二気筒群側の側面視において、前記第二気筒群における各気筒の中心軸線の両側に前記第二相対移動機構の前記サポートの一つが位置するように少なくとも前記第二気筒群の気筒数より１だけ多い数とされ、前記第一気筒群の各気筒と前記第二気筒群の各気筒との間のクランク軸方向のオフセットによって、前記第一気筒群側の側面視において、前記第二気筒群の各気筒における中心軸線上には、前記第一相対移動機構の前記サポートの一つが位置し、前記第二気筒群側の側面視において、前記第一気筒群の各気筒における中心軸線上には、前記第二相対移動機構の前記サポートの一つが位置するようになっていることを特徴とする圧縮比可変Ｖ型内燃機関。
　前記第一相対移動機構の前記サポートは、前記第一気筒群側の側面視において前記第一気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置する第一サポートと、前記第一気筒群側の側面視において前記第一気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置していない第二サポートとからなり、前記第一サポートの厚さは、前記第二サポートの厚さの二倍であり、前記第二相対移動機構の前記サポートは、前記第二気筒群側の側面視において前記第二気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置する第三サポートと、前記第二気筒群側の側面視において前記第二気筒群の隣接する二つの気筒の中心軸線の間に位置していない第四サポートとからなり、前記第三サポートの厚さは、前記第四サポートの厚さの二倍であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関。
　前記第一相対移動機構と前記第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、前記第一相対移動機構により前記シリンダブロックの前記第一気筒群側にもたらされるクランク軸中心を通る正面視の機関中心線方向における第一相対移動距離と、前記第二相対移動機構により前記シリンダブロックの前記第二気筒群側にもたらされる前記機関中心線方向における第二相対移動距離とを異ならせることができるようになっており、前記第一気筒群のいずれの気筒も膨張行程となっていない時に前記第一相対移動機構により前記第一相対移動距離を変化させ、前記第二気筒群のいずれの気筒も膨張行程となっていない時に前記第二相対移動機構により前記第二相対移動距離を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関。