JP2016056719A - Variable compression ratio device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の可変圧縮比装置に関する。 The present invention relates to a variable compression ratio device for an internal combustion engine.
内燃機関では、高効率、低燃費を図るため、圧縮比を変更することができる可変圧縮比装置が知られている。可変圧縮比装置は、例えば、コネクティングロッドの大端部とクランクシャフトのクランクピンとの間に偏心スリーブが回転自在に挿入され、クランクシャフトの回転により偏心スリーブを回転させている。偏心スリーブが回転することにより、コネクティングロッドの支持穴に対するクランクピンの位置が切り替わり、高圧縮比の状態と低圧縮比の状態とが切換えられる（例えば、特許文献１、２参照）。
In an internal combustion engine, a variable compression ratio device capable of changing the compression ratio is known in order to achieve high efficiency and low fuel consumption. In the variable compression ratio device, for example, an eccentric sleeve is rotatably inserted between a large end portion of a connecting rod and a crankpin of a crankshaft, and the eccentric sleeve is rotated by rotation of the crankshaft. By rotating the eccentric sleeve, the position of the crankpin with respect to the support hole of the connecting rod is switched, and the state of the high compression ratio and the state of the low compression ratio are switched (for example, see
偏心スリーブの回転は、クランクシャフトの回転（内燃機関の運転状態）に依存しているため、偏心スリーブを的確に回転させる場合、油圧の動力で偏心スリーブを回転させることが考えられる。この場合、狭隘なスペースの中で、油圧の動力を供給・停止する経路を、切換え機構を含めて簡素な機構で構築する必要があり、しかも、簡素な機構であっても、油圧の供給、排出の状況を的確に制御して、意図した動作を確実に行わせる必要がある。 Since the rotation of the eccentric sleeve depends on the rotation of the crankshaft (the operating state of the internal combustion engine), it is conceivable that when the eccentric sleeve is rotated accurately, the eccentric sleeve is rotated by hydraulic power. In this case, it is necessary to construct a path for supplying / stopping hydraulic power in a narrow space with a simple mechanism including a switching mechanism, and even with a simple mechanism, It is necessary to precisely control the discharge situation to ensure the intended operation.
つまり、油圧の切換え等のタイミングを的確に制御できるようにして、意図しない動作が生じないようにする必要がある。しかし、クランクシャフトの内部の狭隘なスペースで、複雑な切換え機構を有し、油圧の動力を供給・停止できる経路を構築することは困難な状況であるのが現状であった。 In other words, it is necessary to be able to accurately control the timing of switching the hydraulic pressure, etc., so that an unintended operation does not occur. However, in the current situation, it is difficult to construct a path that has a complicated switching mechanism and that can supply and stop hydraulic power in a narrow space inside the crankshaft.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、アクチュエータを適用して偏心スリーブの回転を行うための油圧の経路を、狭隘なスペースで、構築することができる内燃機関の可変圧縮比装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and provides a variable compression ratio device for an internal combustion engine capable of constructing a hydraulic path for rotating an eccentric sleeve by applying an actuator in a narrow space. The purpose is to do.
特に、狭隘なスペースで、意図しない動作が生じないようにして油圧の経路を構築することができる内燃機関の可変圧縮比装置を提供することを目的とする。 In particular, an object of the present invention is to provide a variable compression ratio device for an internal combustion engine capable of constructing a hydraulic pressure path in a narrow space so that an unintended operation does not occur.
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の内燃機関の可変圧縮比装置は、気筒内を往復移動するピストンの支持軸に小端部の支持穴が枢支されると共に、クランクシャフトの支持軸に大端部の支持穴が枢支されるコネクティングロッドと、前記大端部の前記支持穴と前記支持軸との間に回転自在に介装され、前記大端部の前記支持穴の中心軸を前記支持軸の中心軸に対して変位させ、前記ピストンの移動状態を高圧縮比の状態もしくは低圧縮比の状態に切り替える偏心スリーブと、前記偏心スリーブを回転駆動させる油圧アクチュエータとを備え、前記油圧アクチュエータは、前記コネクティングロッドの前記大端部及び前記偏心スリーブの間に形成される油圧室と、前記油圧室を、一方の油圧室、他方の油圧室に仕切るベーンと、前記一方の油圧室、前記他方の油圧室に、油圧を供給する油圧供給手段とを備え、前記油圧供給手段は、前記コネクティングロッドの前記大端部の内部に配置されて、油圧を分配する油圧分岐部と、前記油圧分岐部を介して前記一方の油圧室及び前記他方の油圧室に油圧を供給する分岐油路とを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a variable compression ratio device for an internal combustion engine according to
請求項１に係る本発明では、油圧供給手段から、一方の油圧室、もしくは、他方の油圧室に油圧を供給して油圧アクチュエータを駆動させることにより、偏心スリーブが高圧縮比の状態の位置、もしくは、低圧縮比の状態の位置に回転されて圧縮比が変更される。油圧供給手段の分岐部により、コネクティングロッドの内部で、一方の油圧室、他方の油圧室に油圧が分配されるため、コネクティングロッドまでの油圧の供給系統が１系統とされる。
In the present invention according to
このため、アクチュエータを適用して偏心スリーブの回転を行うための油圧の経路を、狭隘なスペースの中で構築することが可能になる。 Therefore, it is possible to construct a hydraulic path for rotating the eccentric sleeve by applying the actuator in a narrow space.
そして、請求項２に係る本発明の内燃機関の可変圧縮比装置は、請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比装置において、前記偏心スリーブが高圧縮比の状態の位置もしくは低圧縮比の状態の位置になった時に、前記偏心スリーブに嵌合して前記偏心スリーブの回転を固定する回転固定手段と、前記油圧供給手段により、一方の油圧室もしくは他方の油圧室へ前記油圧を供給して前記偏心スリーブを回転させる際に、供給される油圧により、前記回転固定手段による固定を解除する解除流路とを更に備え、前記回転固定手段は、前記偏心スリーブに形成された嵌合穴と、前記コネクティングロッドの前記大端部に設けられ、付勢力により前記嵌合穴に嵌合する固定ピンとを有し、前記解除流路は、前記偏心スリーブの外周面に形成され、前記嵌合穴に供給されて前記固定ピンの嵌合を解除した後の油圧を前記油圧室に供給する油圧路を有し、前記固定ピンは、第１ピン、及び、第２ピンがそれぞれ付勢支持され、前記第１ピンが前記嵌合穴に嵌合して前記偏心スリーブの回転を固定し、前記第２ピンは付勢力に抗して保持された状態で前記油圧路からの油圧を解放するドレン路を形成することを特徴とする。 A variable compression ratio device for an internal combustion engine according to a second aspect of the present invention is the variable compression ratio device for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the eccentric sleeve has a high compression ratio or a low compression ratio. The hydraulic pressure is supplied to one hydraulic chamber or the other hydraulic chamber by the rotation fixing means that is fitted to the eccentric sleeve and fixes the rotation of the eccentric sleeve when the position is reached, and the hydraulic pressure supply means. When the eccentric sleeve is rotated, a release flow path for releasing the fixation by the rotation fixing means by hydraulic pressure supplied is further provided, and the rotation fixing means includes a fitting hole formed in the eccentric sleeve, A fixing pin that is provided at the large end portion of the connecting rod and is fitted into the fitting hole by an urging force, and the release channel is formed on an outer peripheral surface of the eccentric sleeve, and the fitting A hydraulic passage that supplies hydraulic pressure to the hydraulic chamber after the fitting of the fixing pin is released by being supplied to the hole, and the first pin and the second pin are biased and supported by the fixing pin, respectively. The first pin is fitted in the fitting hole to fix the rotation of the eccentric sleeve, and the second pin is drained to release the hydraulic pressure from the hydraulic path while being held against the urging force. It is characterized by forming a path.
請求項２に係る本発明では、回転固定手段により偏心スリーブの回転位置が固定され、油圧室に油圧を供給してベーンを介して偏心スリーブを回転駆動させる際に、解除流路を介して回転固定手段による偏心スリーブの回転位置の固定が解除される。これにより、偏心スリーブの回転の固定を解除する油圧の系統により偏心スリーブの回転駆動の油圧の供給を行うことができる。そして、クランクシャフトの支持軸から偏心スリーブの支持穴を通して嵌合穴に油圧が供給されて固定ピンの嵌合が解除され、解除後の油圧が偏心スリーブの外周面の油圧路から油圧室に供給されて偏心スリーブが回転駆動する。
In the present invention according to
固定ピンは、第１ピン、及び、第２ピンがそれぞれ付勢支持され、第１ピンが嵌合穴に嵌合して偏心スリーブの回転を固定し、第２ピンは付勢力に抗して保持された状態で油圧路からの油圧を解放するドレン路を形成しているので、コネクティングロッドまでの油圧の供給系統が１系統とされている場合でも、油圧供給の切換えと、油圧の排出の開閉手段の動作のタイミングが完全に一致していなくても、油圧を必要としない油圧室からの油圧を的確に解放し、所望の油圧室に油圧を確実に供給することができる。 As for the fixing pin, the first pin and the second pin are urged and supported respectively, the first pin is fitted into the fitting hole to fix the rotation of the eccentric sleeve, and the second pin resists the urging force. Since the drain path that releases the hydraulic pressure from the hydraulic path is formed in the retained state, even if the hydraulic pressure supply system to the connecting rod is one system, the hydraulic pressure is switched and the hydraulic pressure is discharged. Even if the timing of the operation of the opening / closing means does not completely coincide, it is possible to accurately release the hydraulic pressure from the hydraulic chamber that does not require the hydraulic pressure and reliably supply the hydraulic pressure to the desired hydraulic chamber.
これにより、コネクティングロッドまでの油圧の供給系統を１系統で構成した場合であっても、偏心スリーブの意図しない動きを抑制することができる。 Thereby, even if it is a case where the supply system of the oil_pressure | hydraulic to a connecting rod is comprised by 1 system | strain, the motion which the eccentric sleeve does not intend can be suppressed.
また、請求項３に係る本発明の内燃機関の可変圧縮比装置は、請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮比装置において、前記油圧供給手段には、前記一方の油圧室もしくは前記他方の油圧室へ前記油圧を供給した際に、前記他方の油圧室もしくは前記一方の油圧室から油圧を排出する油圧排出経路が含まれ、前記油圧排出経路は、前記コネクティングロッドの内部に形成され、前記他方の油圧室からの前記油圧の排出路、前記一方の油圧室からの前記油圧の排出路を開閉する開閉機構が、それぞれの油圧室に対応して備えられていることを特徴とする。 A variable compression ratio device for an internal combustion engine according to a third aspect of the present invention is the variable compression ratio device for an internal combustion engine according to the second aspect, wherein the hydraulic pressure supply means includes the one hydraulic chamber or the other hydraulic pressure chamber. A hydraulic discharge path for discharging hydraulic pressure from the other hydraulic chamber or the one hydraulic chamber when the hydraulic pressure is supplied to a hydraulic chamber, the hydraulic pressure discharge path is formed inside the connecting rod; An opening / closing mechanism for opening and closing the hydraulic pressure discharge path from the other hydraulic chamber and the hydraulic pressure discharge path from the one hydraulic chamber is provided corresponding to each hydraulic chamber.
請求項３に係る本発明では、コネクティングロッドの内部に、それぞれの油圧室に対応して備えられて形成された開閉機構により排出路を開閉するので、分岐油路とは別の位置で独立して油圧排出経路を形成することができ、油圧排出経路の機構の自由度を高くすることができると共に、簡素な機構とすることができる。
In the present invention according to
また、請求項４に係る本発明の内燃機関の可変圧縮比装置は、請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮比装置において、前記油圧供給手段には、前記一方の油圧室もしくは前記他方の油圧室へ前記油圧を供給した際に、前記他方の油圧室もしくは前記一方の油圧室から油圧を排出する油圧排出経路が含まれ、前記油圧排出経路は、前記分岐油路と一体に形成され、前記他方の油圧室もしくは前記一方の油圧室からの前記油圧の排出を切換える切換え機構が備えられていることを特徴とする。 A variable compression ratio device for an internal combustion engine according to a fourth aspect of the present invention is the variable compression ratio device for an internal combustion engine according to the second aspect, wherein the hydraulic pressure supply means includes the one hydraulic chamber or the other hydraulic pressure chamber. When the hydraulic pressure is supplied to the hydraulic chamber, a hydraulic pressure discharge path for discharging the hydraulic pressure from the other hydraulic chamber or the one hydraulic pressure chamber is included, and the hydraulic pressure discharge path is formed integrally with the branch oil path, A switching mechanism for switching discharge of the hydraulic pressure from the other hydraulic chamber or the one hydraulic chamber is provided.
請求項４に係る本発明では、分岐油路と一体に形成された切換え機構により油圧の排出を切換える油圧排出経路となっているので、油圧の供給・排出系統のスペースを減らすことができる。
In the present invention according to
本発明の内燃機関の可変圧縮比装置は、アクチュエータを適用して偏心スリーブの回転を行うための油圧の経路を、狭隘なスペースの中で構築することが可能になる。 The variable compression ratio device for an internal combustion engine of the present invention can construct a hydraulic path for rotating an eccentric sleeve by applying an actuator in a narrow space.
図１から図３に基づいて本発明の一実施例に係る内燃機関の可変圧縮比装置を説明する。 A variable compression ratio device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図１には本発明の一実施例に係る内燃機関の可変圧縮比装置の要部を説明する外観状況、図２にはコネクティングロッドを分解して表す外観状況、図３（ａ）には高圧縮比の状態のコネクティングロッドの断面、図３（ｂ）には低圧縮比の状態のコネクティングロッドの断面を示してある。 FIG. 1 is an external view illustrating a main part of a variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external view illustrating a disassembled connecting rod, and FIG. The cross section of the connecting rod in the compression ratio state is shown in FIG. 3B, and the cross section of the connecting rod in the low compression ratio state is shown.
図１に示すように、内燃機関のシリンダブロック２（下部ブロックだけを示してある）にはクランクシャフト３のクランクジャーナル４が回転自在に支持される。
As shown in FIG. 1, a
図１、図２に示すように、クランクシャフト３のクランクピン５（支持軸）には、コネクティングロッド１０の大端部６が回転自在に支持される。即ち、コネクティングロッド１０の大端部６の支持穴が支持軸に枢支される。コネクティングロッド１０の小端部７には、気筒内を往復移動するピストン８の支持軸が回転自在に支持される。即ち、ピストン８の支持軸にコネクティングロッド１０の小端部７の支持穴が枢支される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ピストン８が気筒内を往復移動することにより、コネクティングロッド１０を介してクランクシャフト３がクランクジャーナル４を中心に回転する。つまり、コネクティングロッド１０により、ピストン８の往復移動がクランクシャフト３の回転力として伝えられる。
When the
コネクティングロッド１０の大端部６の支持穴には、偏心スリーブ１１の外周面が回転自在に支持され、偏心スリーブ１１の内周面は、クランクシャフト３のクランクピン５の外周面に回転自在に支持されている。偏心スリーブ１１は、厚肉部１１ａと薄肉部１１ｂが周方向に対向して設けられ、肉厚が徐々に変化している。
The outer peripheral surface of the
コネクティングロッド１０の大端部６には、偏心スリーブ１１を回転駆動させるアクチュエータ１２が内蔵されている。具体的には後述するが、アクチュエータ１２により偏心スリーブ１１を回転させることにより、クランクシャフト３のクランクピン５の中心と、コネクティングロッド１０の大端部６の中心が偏心し、ピストン８（図１参照）の移動状態が高圧縮比の状態、もしくは、低圧縮比の状態に切換えられる。
The
即ち、熱効率向上、燃費向上のため、高圧縮比での運転が有利となる一方、高負荷運転時に高圧縮比で運転を行うとノッキングの発生が生じる虞があるため、主に、低負荷運転時の際に高圧縮比で運転できるようになっている。このため、運転状態に応じて、アクチュエータ１２を駆動して偏心スリーブ１１を回転させることで、図３に示すように、高圧縮比の状態、もしくは、低圧縮比の状態に切換えられる。
In other words, driving at a high compression ratio is advantageous to improve thermal efficiency and fuel efficiency, while knocking may occur when driving at a high compression ratio during high load operation. It can be operated at a high compression ratio at times. For this reason, by driving the
図３（ａ）に示すように、厚肉部１１ａが上方にある状態の偏心スリーブ１１の回転位置が高圧縮比の状態となっている。図３（ｂ）に示すように、薄肉部１１ｂが上方にある状態の偏心スリーブ１１の回転位置が低圧縮比の状態となっている。
As shown in FIG. 3A, the rotational position of the
つまり、図３に示すように、偏心スリーブ１１の厚肉部１１ａが上方にある高圧縮比の状態（ａ）は、偏心スリーブ１１の薄肉部１１ｂが上方にある低圧縮比の状態（ｂ）に比べ、ピストン８の上死点の位置（移動状態）が高さｈだけ高い位置になる。
That is, as shown in FIG. 3, the high compression ratio state (a) in which the
例えば、低圧縮比の状態は高負荷運転の時とされているため、高圧縮比の状態から低圧縮比の状態への切換えの場合、低負荷運転から高負荷運転への変化であり、高い応答性が要求されている。 For example, since the low compression ratio state is at the time of high load operation, switching from the high compression ratio state to the low compression ratio state is a change from low load operation to high load operation, which is high Responsiveness is required.
このため、高圧縮比の状態から低圧縮比の状態への切換える場合、クランクシャフト３の回転により連れ回りする力が働く方向に偏心スリーブ１１を回転させ、応答性が高い状態で偏心スリーブ１１を回転させるようにしている。そして、低圧縮比の状態から高圧縮比の状態に切換える際には、高い応答性は要求されないので、アクチュエータ１２の駆動範囲を必要以上に拡大することなく、クランクシャフト３の回転方向に対し逆方向に偏心スリーブ１１を回転させるようにしている。
For this reason, when switching from the high compression ratio state to the low compression ratio state, the
アクチュエータ１２を駆動して偏心スリーブ１１を回転させるため、偏心スリーブ１１の回転位置を確実に所望の回転位置に制御することが可能になる。
Since the
図２、図３に基づいてアクチュエータ１２、偏心スリーブ１１の回転を制御する機構を具体的に説明する。
A mechanism for controlling the rotation of the
コネクティングロッド１０の大端部６には、偏心スリーブ１１を回転駆動させるアクチュエータ１２の油圧室１３が設けられている。コネクティングロッドの大端部６は、ロッド側の端部に形成され、支持穴の上側の半分を形成する（半円状体に形成される）ロッド側端部１５と、支持穴の下側の半分を形成しロッド側端部１５に固定される半円状体のキャップ１６とで構成されている。
A
そして、キャップ１６の内側（支持穴）に断面がコ字型（図２参照）の油圧室１３が設けられている。油圧室１３はキャップ１６の内側の周方向の両端部に亘って設けられている。つまり、油圧室１３は、コネクティングロッド１０の大端部６のロッド側端部１５とキャップ１６との分割部位を除く部位に形成されている。
A
コネクティングロッド１０の大端部６のロッド側端部１５とキャップ１６との分割部位を除く部位に油圧室１３が形成されているので、加工が容易な分割部位に、油圧室１３への圧油の供給路、排出路を形成することができる。また、キャップ１６に油圧室１３が形成されているので、ロッド側端部１５に油圧室を形成する必要がなく、大端部６に油圧室１３を設けた場合であっても、ロッド側端部１５のロッド部との境界部の補強等を行うことなく剛性を維持することができる。
Since the
そして、油圧室１３はキャップ１６の内側の周方向の両端部に亘って設けられているので、アクチュエータ１２により偏心スリーブ１１を略１８０度の角度で回転駆動させることができる。このため、偏心スリーブ１１の偏心量を広い回転範囲で設定することができる。
And since the
偏心スリーブ１１の外周部の厚肉部１１ａと薄肉部１１ｂの境目に該当する部位には、伝達手段としてのベーン１７が設けられている。ベーン１７は油圧室１３の断面形状に応じたコ字型に形成されて油圧室１３に配され、ベーン１７により油圧室１３が二室に仕切られている。
A
一方の油圧室に油圧を供給すると共に他方の油圧室から油圧を排出することにより偏心スリーブ１１が一方向に回転し、他方の室に油圧を供給すると共に他方の室から油圧を排出することにより偏心スリーブ１１が他方向に回転する。
By supplying hydraulic pressure to one hydraulic chamber and discharging hydraulic pressure from the other hydraulic chamber, the
つまり、伝達手段であるベーン１７がシリンダーのピストンの役割を果たし、ベーン１７を挟んだ一方の油圧室１３に油圧を供給すると同時に他方の油圧室１３から油圧を排出し、排出状況を制御することにより、偏心スリーブ１１の回転位置の制御が実施される。言い換えれば、油圧室１３およびベーン１７がキャップ１６に内蔵されてアクチュエータ１２を構成し、偏心スリーブ１１の回転位置の制御が実施される。
That is, the
クランクシャフト３（図１参照）の回転方向が、図３中時計回り方向である場合、偏心スリーブ１１の厚肉部１１ａが図中右半分を回転して上下に配されると共に薄肉部１１ｂが図中左半分を回転して上下に配される状態で、ベーン１７が油圧室１３に配される。
When the rotation direction of the crankshaft 3 (see FIG. 1) is the clockwise direction in FIG. 3, the
ベーン１７から厚肉部１１ａ側の油圧室１３（一方の油圧室１３ａ）の端部（図３中右側）には油圧排出路としての第１排出路２１が連通し、ベーン１７から薄肉部１１ｂ側の油圧室１３（他方の油圧室１３ｂ）の端部（図３中左側）には油圧排出経路としての第２排出路２２が連通している。第１排出路２１及び第２排出路２２は、具体的な構成は後述するが、開閉手段により流路が開閉制御される。
A
そして、一方の油圧室１３ａ及び他方の油圧室１３ｂには、油圧供給手段から油圧が供給される。油圧の供給の機構は、具体的な構成は後述するが、偏心スリーブ１１の回転位置を固定する固定ピンの解除の油圧が一方の油圧室１３ａもしくは他方の油圧室１３ｂに送られる油圧となる機構とされている。
The hydraulic pressure is supplied from the hydraulic pressure supply means to the one
ベーン１７から厚肉部１１ａ側の一方の油圧室１３ａに油圧を供給すると同時に、ベーン１７から薄肉部１１ｂ側の他方の油圧室１３ｂから第２排出路２２を通して油圧が排出されることで、偏心スリーブ１１が図３中時計回り方向に回転して薄肉部１１ｂが上方になる低圧縮比の状態にされる。
The hydraulic pressure is supplied from the
つまり、高圧縮比の状態から低圧縮比の状態への切換える場合に、クランクシャフト３（図１参照）の回転により連れ回りする力が働く方向に偏心スリーブ１１を回転させ、応答性が高い状態で偏心スリーブ１１を回転させている。
That is, when switching from a high compression ratio state to a low compression ratio state, the
逆に、他方の油圧室１３ｂに油圧を供給すると同時に、一方の油圧室１３ａから第１排出路２１を通して油圧が排出されることで、偏心スリーブ１１が図３中反時計回り方向、即ち、クランクシャフト３（図１参照）の回転方向に対し逆方向に回転して厚肉部１１ａが上方になる高圧縮比の状態にされる。
On the contrary, when the hydraulic pressure is supplied to the other
つまり、低圧縮比の状態から高圧縮比の状態に切換える際には、高い応答性は要求されないので、クランクシャフト３（図１参照）の回転方向に対し逆方向に偏心スリーブ１１を回転させている。
That is, when switching from the low compression ratio state to the high compression ratio state, high responsiveness is not required, so the
図４、図５に基づいて高圧縮比と低圧縮比の切換えの動作の状況を概略的に説明する。 The state of the operation of switching between the high compression ratio and the low compression ratio will be schematically described based on FIGS.
尚、図４、図５には、切り換え動作の概略的な動作を示してあり、偏心スリーブ１１を回転制御するための油圧の供給、排出の具体的な説明は後述する。
4 and 5 show a schematic operation of the switching operation, and a specific description of the supply and discharge of hydraulic pressure for controlling the rotation of the
図４には高圧縮比の状態から低圧縮比の状態への切換えの動作説明、図５には低圧縮比の状態から高圧縮比の状態への切換えの動作説明を示してあり、各図の（ａ）は切換え前の状態、各図の（ｂ）は切換え途中での状態、各図の（ｃ）は切換えが終了した状態である。 FIG. 4 shows an operation explanation for switching from a high compression ratio state to a low compression ratio state, and FIG. 5 shows an operation explanation for switching from a low compression ratio state to a high compression ratio state. (A) is the state before switching, (b) in each figure is in the middle of switching, and (c) in each figure is in the state where switching has been completed.
図４（ａ）に示すように、高圧縮比の状態では、偏心スリーブ１１は、厚肉部１１ａが上部に位置し、ベーン１７が図中右側の端部に位置する状態に回転位置が固定されて、他方の油圧室１３ｂに油圧が満たされている。低圧縮比に切換えが行われる場合、第１排出路２１が閉じられると共に第２排出路２２が開かれる。この状態で一方の油圧室１３ａに油圧が供給される。
As shown in FIG. 4A, in the high compression ratio state, the
図４（ｂ）に示すように、他方の油圧室１３ｂの油圧が第２排出路２２から排出され、一方の油圧室１３ａの容積の増加によりベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中時計回り方向に回転する。
As shown in FIG. 4B, the hydraulic pressure in the other
図４（ｃ）に示すように、一方の油圧室１３ａに油圧が供給され続けることにより、他方の油圧室１３ｂの油圧が第２排出路２２から全て排出され、ベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中時計回り方向に回転し、薄肉部１１ｂが上部に位置して低圧縮比の状態に切換えられる。
As shown in FIG. 4C, by continuously supplying the hydraulic pressure to one
従って、高圧縮比の状態から低圧縮比の状態に切換える場合には、アクチュエータ１２を駆動して、クランクシャフト３（図１参照）の回転により（クランクピン５の移動により）連れ回りする力が働く方向に偏心スリーブ１１を回転させている。
Therefore, when switching from the high compression ratio state to the low compression ratio state, the
この結果、応答性が必要とされる低圧縮比の状態への切換えの際に、応答性が高い状態で偏心スリーブ１１を回転させることができる。
As a result, the
図５（ａ）に示すように、低圧縮比の状態では、偏心スリーブ１１は、薄肉部１１ｂが上部に位置し、ベーン１７が図中左側の端部に位置する状態に回転位置が固定されて、一方の油圧室１３ａに油圧が満たされている。高圧縮比に切換えが行われる場合、第２排出路２２が閉じられると共に第１排出路２１が開かれる。この状態で他方の油圧室１３ｂに油圧が供給される。
As shown in FIG. 5A, in the state of the low compression ratio, the
図５（ｂ）に示すように、一方の油圧室１３ａの油圧が第１排出路２１から排出され、他方の油圧室１３ｂの容積の増加によりベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中反時計回り方向に回転する。
As shown in FIG. 5B, the hydraulic pressure in one
図５（ｃ）に示すように、他方の油圧室１３ｂに油圧が供給され続けることにより、一方の油圧室１３ａの油圧が第１排出路２１から全て排出され、ベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中反時計回り方向に回転し、厚肉部１１ａが上部に位置して高圧縮比の状態に切換えられる。
As shown in FIG. 5C, by continuously supplying the hydraulic pressure to the other
従って、低圧縮比の状態から高圧縮比の状態に切換える場合には、高い応答性は要求されないので、アクチュエータ１２を駆動して、クランクシャフト３（図１参照）の回転（クランクピン５の白抜き矢印方向への移動）に対し逆方向に偏心スリーブ１１を回転させている。
Therefore, when switching from the low compression ratio state to the high compression ratio state, high responsiveness is not required, so the
上述した内燃機関の可変圧縮比装置は、油圧室１３に対して油圧が供給・排出されるアクチュエータ１２によりベーン１７を介して偏心スリーブ１１を回転させるので、大端部６の支持穴とクランクピン５との位置を偏心させ、ピストン８の移動状態を高圧縮比の状態もしくは低圧縮比の状態に切換えることができる。このため、偏心スリーブ１１の回転位置を確実に高圧縮比の状態もしくは低圧縮比の状態の位置（所望の回転位置）に制御することが可能になる。
In the above-described variable compression ratio device for an internal combustion engine, the
上述した可変圧縮比装置は、偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態、低圧縮比の状態にある時に、固定ピンが偏心スリーブ１１に機械的に嵌合する構成となっている。そして、油圧室１３に供給される油圧により固定ピンの嵌合を解除した後、解除後の油圧が油圧室１３に供給されて偏心スリーブ１１が回転する。
The variable compression ratio device described above is configured such that the fixed pin is mechanically fitted to the
偏心スリーブ１１の回転のための第１排出路２１、第２排出路２２の開閉は、偏心スリーブ１１の回転に連動して操作手段により機械的に操作される開閉手段により行われる。
The
図６から図１０に基づいて偏心スリーブ１１を回転制御するための油圧の供給系統（油圧供給手段）の構成を具体的に説明する。
A configuration of a hydraulic pressure supply system (hydraulic supply means) for controlling the rotation of the
図６にはアクチュエータ１２への油圧の供給系統を説明する大端部６の分解斜視状態、図７には油圧回路の概略系統を示してある。また、図８には高圧縮比から低圧縮比への切換えの動作の状況、図９には低圧縮比から高圧縮比への切換えの動作の状況、図１０には油路を説明する展開状況の概念を示してある。
FIG. 6 shows an exploded perspective view of the
図６に基づいてアクチュエータ１２への油圧の供給系統を説明する。
A system for supplying hydraulic pressure to the
ロッド側端部１５の内側には固定ピン２８が支持穴側に付勢ばね２７により突出付勢された状態で設けられている。つまり、固定ピン２８の先端が偏心スリーブ１１の周面に摺接した状態でロッド側端部１５に固定ピン２８が設けられている。偏心スリーブ１１の厚肉部１１ａの外周面には、固定ピン２８の先端が嵌合する第１嵌合穴２９ａが形成され、偏心スリーブ１１の薄肉部１１ｂの外周面には、固定ピン２８の先端が嵌合する第２嵌合穴２９ｂが形成されている。
A fixing
偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態に回転した際に、付勢ばね２７の付勢力により第１嵌合穴２９ａに固定ピン２８の先端が嵌合して回転状態が機械的に固定され、偏心スリーブ１１が低圧縮比の状態に回転した際に、付勢ばね２７の付勢力により第２嵌合穴２９ｂに固定ピン２８の先端が嵌合して回転状態が機械的に固定される。
When the
クランクシャフト３（図１参照）のクランクピン５には、油圧室１３に油圧を供給するための供給路２５が１本設けられ、クランクピン５の外周には供給路２５に連通する円環溝２６が形成されている。一方、偏心スリーブ１１には、円環溝２６と第１嵌合穴２９ａを連通する第１路３３が設けられると共に、円環溝２６と第２嵌合穴２９ｂを連通する第２路３４が設けられている。
The
偏心スリーブ１１の外周には、第１嵌合穴２９ａからベーン１７にかけて、約９０度の範囲で第１供給溝３１（油圧路：分岐油路）が形成され、第２嵌合穴２９ｂからベーン１７にかけて、約９０度の範囲で第２供給溝３２（油圧路：分岐油路）が形成されている。
On the outer periphery of the
第１嵌合穴２９ａに付勢ばね２７の付勢力により固定ピン２８の先端が嵌合している状態で、供給路２５から油圧が供給されると、円環溝２６、第１路３３に油圧が送られ、付勢ばね２７の付勢力に抗して第１嵌合穴２９ａから固定ピン２８が押し戻され、偏心スリーブ１１の高圧縮比状態の回転位置の固定が解除される（解除流路）。
When hydraulic pressure is supplied from the
第１嵌合穴２９ａからの固定ピン２８の嵌合が解除されると、第１嵌合穴２９ａから第１供給溝３１に油圧が供給され、油圧室１３に油圧が満たされる。
When the fitting of the fixing
第２嵌合穴２９ｂに付勢ばね２７の付勢力により固定ピン２８の先端が嵌合している状態で、供給路２５から油圧が供給されると、円環溝２６、第２路３４に油圧が送られ、付勢ばね２７の付勢力に抗して第２嵌合穴２９ｂから固定ピン２８が押し戻され、偏心スリーブ１１の低圧縮比状態の回転位置の固定が解除される（解除流路）。
When hydraulic pressure is supplied from the
第２嵌合穴２９ｂからの固定ピン２８の嵌合が解除されると、第２嵌合穴２９ｂから第２供給溝３２に油圧が供給され、油圧室１３に油圧が満たされる。
When the fitting of the fixing
つまり、偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態、低圧縮比の状態にある時に、固定ピン２８が偏心スリーブ１１の第１嵌合穴２９ａ、第２嵌合穴２９ｂに嵌合する構成とされ、油圧室１３に供給される油圧により固定ピン２８の嵌合を解除した後、解除後の油圧が第１供給溝３１、第２供給溝３２から一方の油圧室１３ａ、他方の油圧室１３ｂに供給されて偏心スリーブ１１が回転する。
That is, when the
コネクティングロッド１０のキャップ１６の油圧室１３の端部には、偏心スリーブ１１の回転のための第１排出路２１、第２排出路２２の開閉を制御するための開閉手段（開閉弁部材）３７がそれぞれ設けられている。偏心スリーブ１１の厚肉部１１ａと薄肉部１１ｂの間の端面部位には、外周方向に延びる凸部材３８が１８０度の対向位置に設けられている。
At the end of the
偏心スリーブ１１が１８０度回転する毎に、即ち、高圧縮比と低圧縮比が切り換えられる毎に、凸部材３８により開閉手段（開閉弁部材）３７が操作され、開閉手段３７の開き状態、閉じ状態が交互に切り換えられて切り換えられた状態が維持される。
Each time the
図７に基づいて油圧供給の系統（油圧供給手段）を説明する。 A hydraulic supply system (hydraulic supply means) will be described with reference to FIG.
クランクシャフト３のクランクジャーナル４からクランクピン５にわたり、１本の供給路２５が形成されている。供給路２５は油圧コントロールバルブ２３を介して油圧ポンプ２４からの油圧が供給される。供給路２５は円環溝２６に連通して第１路３３、第２路３４につなげられ、嵌合穴２９を介して第１供給溝３１（分岐油路）、第２供給溝３２（分岐油路）につなげられている。これにより、一方の油圧室１３ａ、他方の油圧室１３ｂに油圧が供給される。
One
一方の油圧室１３ａに油圧が供給されている場合には、他方の油圧室１３ｂの第２排出路２２から油圧が排出され、他方の油圧室１３ｂから油圧が供給されている場合には、一方の油圧室１３ａの第１排出路２１から油圧が排出されるように、それぞれの開閉手段３７（図６参照）が凸部材３８（図６参照）により操作される。
When the hydraulic pressure is supplied to one
このため、油圧コントロールバルブ２３は、油圧のオン、オフの切換えを制御するだけで、第１排出路２１及び第２排出路２２からの排出の切換えの制御を開閉手段３７で行うことで、油圧の供給・排出制御が可能になる。従って、複雑な切換え手段を用いることなく簡単な制御によりアクチュエータ１２を駆動して偏心スリーブ１１を回転させることができる。
For this reason, the
図８から図１０に基づいて偏心スリーブ１１の切換えの動作の状況の説明を油圧の経路を中心に具体的に説明する。
Based on FIGS. 8 to 10, the state of the switching operation of the
図８には高圧縮比の状態から低圧縮比の状態への切換えの動作説明、図９には低圧縮比の状態から高圧縮比の状態への切換えの動作説明を示してあり、各図の（ａ）は切換え前の状態、各図の（ｂ）は切換え途中での状態、各図の（ｃ）は切換えが終了した状態である。図８、図９の動作の状況は、前述した図４、図５の動作の状況に相当する。 FIG. 8 shows an operation explanation for switching from a high compression ratio state to a low compression ratio state, and FIG. 9 shows an operation explanation for switching from a low compression ratio state to a high compression ratio state. (A) is the state before switching, (b) in each figure is in the middle of switching, and (c) in each figure is in the state where switching has been completed. 8 and FIG. 9 corresponds to the operation states of FIG. 4 and FIG. 5 described above.
また、図１０（ａ）には第１供給溝３１、第２供給溝３２とベーン１７の状況を説明する偏心スリーブ１１の外周面側の展開状況（図８（ａ）中のＰ矢視）、図１０（ｂ）には円環溝２６の状況を説明する偏心スリーブ１１の内周面側の展開状況（図９（ａ）中のＱ矢視）を示してある。
Further, FIG. 10A shows a development state on the outer peripheral surface side of the
図８（ａ）の状態（図４（ａ）の状態）から低圧縮比に切換えが行われる場合、第１排出路２１が閉じられると共に第２排出路２２が開かれる状態に、開閉手段３７がそれぞれ凸部材３８により操作されている。凸部材３８による開閉手段３７の操作が終了し、再度、凸部材３８により開閉手段３７が操作されるまで、開閉手段３７の開閉状態はそのままの状態が維持される。
When switching from the state of FIG. 8A (the state of FIG. 4A) to the low compression ratio is performed, the opening / closing means 37 is brought into a state where the
開閉手段３７の操作のタイミングに合わせて油圧コントロールバルブ２３（図７参照）が作動し、円環溝２６、第１路３３を通して第１嵌合穴２９ａに油圧が供給され（図１０（ｂ）を参照）、付勢ばね２７の付勢力に抗して第１嵌合穴２９ａから固定ピン２８が押し戻されて偏心スリーブ１１の固定が解除される。
The hydraulic control valve 23 (see FIG. 7) operates in accordance with the operation timing of the opening / closing means 37, and hydraulic pressure is supplied to the first
第１嵌合穴２９ａから固定ピン２８が押し戻され、第１嵌合穴２９ａを通して第１供給溝３１に油圧が供給されると、一方の油圧室１３ａへの油圧の供給が開始される（図１０（ａ）を参照）。図８（ｂ）に示すように、他方の油圧室１３ｂの油圧が第２排出路２２から排出され、一方の油圧室１３ａの容積の増加によりベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中時計回り方向に回転する。
When the fixing
図８（ｃ）に示すように、第１嵌合穴２９ａを通して第１供給溝３１から一方の油圧室１３ａに油圧が供給され続けることにより、他方の油圧室１３ｂの油圧が第２排出路２２から全て排出され、ベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中時計回り方向に回転し、付勢ばね２７の付勢力により第２嵌合穴２９ｂに固定ピン２８の先端が嵌合する。これにより、偏心スリーブ１１の回転位置が低圧縮比の状態に機械的に固定される。
As shown in FIG. 8C, the hydraulic pressure in the other
この時、開閉手段３７がそれぞれ凸部材３８により操作され、第１排出路２１が開かれると共に第２排出路２２が閉じられる状態に切換え操作される。つまり、図８（ａ）の状態から凸部材３８による開閉手段３７の操作が終了し、再度、凸部材３８により開閉手段３７が操作された状態になっている（図９（ａ））。
At this time, the opening / closing means 37 is operated by the
開閉手段３７の操作に応じて排出路が切換えられるタイミングに合わせて油圧コントロールバルブ２３（図７参照）が作動し、円環溝２６、第２路３４を通して第２嵌合穴２９ｂに油圧が供給され（図１０（ａ）を参照）、付勢ばね２７の付勢力に抗して第２嵌合穴２９ｂから固定ピン２８が押し戻されて偏心スリーブ１１の固定が解除される。
The hydraulic pressure control valve 23 (see FIG. 7) is operated at the timing when the discharge path is switched according to the operation of the opening / closing means 37, and the hydraulic pressure is supplied to the second
第２嵌合穴２９ｂから固定ピン２８が押し戻され、第２嵌合穴２９ｂを通して第２供給溝３２に油圧が供給されると、他方の油圧室１３ｂへの油圧の供給が開始される（図１０（ａ）を参照）。図９（ｂ）に示すように、一方の油圧室１３ａの油圧が第１排出路２１から排出され、他方の油圧室１３ｂの容積の増加によりベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中反時計回り方向に回転する。
When the fixing
図９（ｃ）に示すように、第２嵌合穴２９ｂを通して第２供給溝３２から他方の油圧室１３ｂに油圧が供給され続けることにより、一方の油圧室１３ａの油圧が第１排出路２１から全て排出され、ベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中反時計回り方向に回転し、付勢ばね２７の付勢力により第１嵌合穴２９ａに固定ピン２８の先端が嵌合する。これにより、偏心スリーブ１１の回転位置が高圧縮比の状態に機械的に固定される。
As shown in FIG. 9C, the hydraulic pressure in one
この時、開閉手段３７がそれぞれ凸部材３８により操作され、再び、第１排出路２１が閉じられると共に第２排出路２２が開かれる状態に切換え操作され、開閉手段３７の開閉状態はそのままの状態が維持される。
At this time, the opening / closing means 37 is operated by the
上述した可変圧縮比装置は、油圧コントロールバルブ２３を介して１本の供給路２５から、一方の油圧室１３ａ、もしくは、他方の油圧室１３ｂに油圧を供給してアクチュエータ１２を駆動させることにより、偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態の位置、もしくは、低圧縮比の状態の位置に回転されて圧縮比が変更される。
The above-described variable compression ratio device supplies hydraulic pressure from one
ベーン１７を挟んだ第１供給溝３１、第２供給溝３２（分岐油路）により、コネクティングロッド１０の内部で、一方の油圧室１３ａ、他方の油圧室１３ｂに油圧が分配されるため、コネクティングロッド１０までの油圧の供給系統を１系統とすることができ、アクチュエータ１２を適用して偏心スリーブ１１の回転を行うための油圧の経路を、狭隘なスペースの中で構築することが可能になる。
The hydraulic pressure is distributed to the one
コネクティングロッド１０の内部に、それぞれの油圧室１３に対応して備えられて形成された開閉手段３７により第１排出路２１、第２排出路２２を開閉するので、分岐油路（第１供給溝３１、第２供給溝３２）とは別の位置で独立して油圧排出経路を形成することができ、油圧排出経路の機構の自由度を高くすることができると共に、簡素な機構とすることができる。
Since the
そして、偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態、低圧縮比の状態にある時に、固定ピン２８が偏心スリーブ１１に機械的に嵌合し、油圧室１３に供給される油圧により固定ピン２８の嵌合を解除した後、解除後の油圧が油圧室１３に供給されて偏心スリーブ１１が回転するようになっている。
When the
このため、一つの系統の油圧回路により、固定ピン２８による偏心スリーブ１１の回転位置の固定の解除と、油圧室１３への油圧の供給によるアクチュエータ１２の駆動を実施することができる。従って、油圧の系統を複雑にすることなく偏心スリーブ１１を、的確にしかも確実に回転させることができる。
For this reason, it is possible to release the fixation of the rotational position of the
上述した可変圧縮比装置は、油圧コントロールバルブ２３の作動と開閉手段３７の開閉状態のタイミングを合わせて、１本の供給路２５から、一方の油圧室１３ａ、もしくは、他方の油圧室１３ｂに油圧を供給してアクチュエータ１２を駆動させている。
In the variable compression ratio device described above, the
この状況で、万一、油圧コントロールバルブ２３の動作のタイミングと、開閉手段３７の閉じ動作のタイミングがずれた場合、第１供給溝３１、もしくは、第２供給溝３２内の油圧が排出されずに内部の圧力が高くなり、また、供給路２５の油圧が維持され続けた状態になる虞がある。
In this situation, if the timing of the operation of the
従って、固定ピン２８の嵌合が解除されたり、偏心スリーブ１１が逆方向に回転したりする、意図しない動作が起きる虞があった。
Therefore, there is a possibility that an unintended operation such as the fitting of the fixing
このため、固定ピン２８には、第１供給溝３１、もしくは、第２供給溝３２の油圧を解放するドレン路が形成され、第１供給溝３１、もしくは、第２供給溝３２内の油圧が高くなっても油圧を外部に排出することができるようになっている。
Therefore, a drain path for releasing the hydraulic pressure of the
図１１に基づいて固定ピン２８の部位の構成を説明する。図１１には固定ピン２８が設けられた部位の要部の断面（低圧縮比の状態に切換えられる時）を示してある。
The configuration of the fixing
固定ピン２８は、第１ピン２８ａ、第２ピン２８ｂを備え、第１ピン２８ａが付勢ばね２７ａにより付勢支持され、第２ピン２８ｂが付勢ばね２７ｂにより付勢支持されている。第２ピン２８ｂは上部が所定の摺動抵抗を持った状態でロッド側端部１５に嵌合されると共に、下部が第１ピン２８ａに摺動自在に支持されている。
The fixed
第１ピン２８ａには、嵌合穴２９に嵌合した際に、第１供給溝３１（第２供給溝３２）につながる第１ドレン路４１が設けられている。第２ピン２８ｂには、開口４２を介して第１ドレン路４１に連通する第２ドレン路４３が備えられ、第２ピン２８ｂに対し第１ピン２８ａだけが付勢された際に、開口４２が開いて第１ドレン路４１と第２ドレン路４３が連通する（ドレン路）。
The
ロッド側端部１５には外部ドレン路４４が設けられ、外部ドレン路４４には第２ドレン路４３が連通している。つまり、第１ピン２８ａだけが付勢ばね２７ａにより付勢されて嵌合穴２９に嵌合した際に、第１ドレン路４１、開口４２、第２ドレン路４３を介して第１供給溝３１（第２供給溝３２）の内部の油圧が外部ドレン路４４に導かれる。所定時間が経過すると、付勢ばね２７ｂにより第２ピン２８ｂが第１ピン２８ａの内部を摺動し、開口４２が閉じられる。
An
油圧コントロールバルブ２３がオフになる前に開閉手段３７が閉じ動作し、第１供給溝３１（第２供給溝３２）内の油圧が排出されずに内部の圧力が高くなった場合、第１ドレン路４１、開口４２、第２ドレン路４３から外部ドレン路４４に第１供給溝３１（第２供給溝３２）の内部の油圧が導かれて外部に排出される。
When the opening / closing means 37 is closed before the
従って、油圧コントロールバルブ２３の動作のタイミングと、開閉手段３７の開閉のタイミングがずれて、第１供給溝３１（第２供給溝３２）内の油圧が高くなっても、第１供給溝３１（第２供給溝３２）内の油圧が排出され、固定ピン２８の嵌合が解除されたり、偏心スリーブ１１が逆方向に回転したりする、といった意図しない動作が起きることがなくなる。
Therefore, even if the operation timing of the
図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に基づいて、上記の状況を、偏心スリーブ１１が時計回り方向に回転して低圧縮比の状態に切換えられる時（図８（ｃ）、図９（ａ）の状態）を例に挙げて説明する。
Based on FIGS. 11 (a), 11 (b), 11 (c), and 11 (d), when the
図１１（ａ）には第１ピン２８ａが第２嵌合穴２９ｂに嵌合する直前の状況、図１１（ｂ）には第１ピン２８ａが第２嵌合穴２９ｂに嵌合した直後の状況で、第２排出路２２（図６参照）の開閉手段３７（図６参照）が開いている状態、図１１（ｃ）には第１ピン２８ａが第２嵌合穴２９ｂに嵌合している状況で、供給路２５、円環溝２６の内部の油圧が高くなり、第２排出路２２（図６参照）の開閉手段３７（図６参照）が閉じた状態、図１１（ｄ）には第２排出路２２（図６参照）から油圧が抜けた状態を示してある。
FIG. 11A shows the situation immediately before the
図１１（ａ）に示すように、偏心スリーブ１１が時計回り方向に回転し、固定ピン２８が第２嵌合穴２９ｂに嵌合する直前では、第１ピン２８ａ、第２ピン２８ｂが付勢ばね２７の付勢力に抗して上側に移動している状態になっている。この場合、第２排出路２２（図８参照）の開閉手段３７（図８参照）は開いて第２供給溝３２の内部（圧力室）の圧力はオフの状態（解放状態）になっている。また、供給路２５、円環溝２６の内部には、例えば、油圧は供給されていない状態になっている。
As shown in FIG. 11A, the
図１１（ｂ）に示すように、偏心スリーブ１１が時計回り方向に更に回転し、固定ピン２８の第１ピン２８ａが付勢ばね２７ａにより第２嵌合穴２９ｂに嵌合する。第２ピン２８ｂは上部が所定の摺動抵抗を持った状態でロッド側端部１５に嵌合されているため、第１ピン２８ａだけが下側に移動し、第２ピン２８ｂは移動位置が維持される。この状態で、開口４２が開いた状態になり、第１ドレン路４１、第２ドレン路４３、外部ドレン路４４が連通する。
As shown in FIG. 11B, the
図１１（ｃ）に示すように、第１ピン２８ａが第２嵌合穴２９ｂに嵌合している状況で、油圧コントロールバルブ２３（図７参照）の動作により供給路２５、円環溝２６の内部に油圧が供給され、第２排出路２２（図６参照）の開閉手段３７（図６参照）が閉じた状態になると、第２供給溝３２内の油圧が高くなる。第１ピン２８ａだけが下側に移動しているので、第２供給溝３２内の油圧は、第１ドレン路４１、開口４２、第２ドレン路４３を通り外部ドレン路４４に送られ、外部に排出される。
As shown in FIG. 11 (c), in the situation where the
油圧コントロールバルブ２３の動作のタイミングと、開閉手段３７の開閉のタイミングがずれて、第２供給溝３２内の油圧が高くなっても、第２供給溝３２内の油圧が外部に排出され、固定ピン２８の嵌合が解除されたり、偏心スリーブ１１が逆方向に回転したりする、といった意図しない動作が起きることがなくなる。
Even if the operation timing of the
図１１（ｄ）に示すように、第２供給溝３２内の油圧が外部に排出されると（所定の時間が経過すると）、固定ピン２８の第２ピン２８ｂが付勢ばね２７ｂの付勢力により遅れて付勢され、第１ピン２８ａに対して第２ピン２８ｂが下側に移動する。これにより、第１ドレン路４１と第２ドレン路４３の間の開口４２が閉じられて第２ピン２８ｂと第１ピン２８ａが一体化され、固定ピン２８が第２嵌合穴２９ｂに完全に嵌合し、偏心スリーブ１１の回転が固定される。
As shown in FIG. 11D, when the hydraulic pressure in the
尚、図１１の状況は、低圧縮比の状態に切換えられる状況を例に挙げて説明したが、高圧縮比の状態に切換えられる場合も、第１供給溝３１の油圧を解放の動作になる点が異なり、その他は同様の動作となる。
The situation in FIG. 11 has been described by taking as an example a situation in which the state can be switched to the low compression ratio state. However, even when the state is switched to the high compression ratio state, the hydraulic pressure in the
上述した可変圧縮比装置は、固定ピン２８は、第１ピン２８ａ、及び、第２ピン２８ｂがそれぞれ付勢支持され、第１ピン２８ａが嵌合穴２９に嵌合して偏心スリーブ１１の回転を固定し、第２ピン２８ｂは付勢力に抗して保持された状態で油圧路（第１供給溝３１、第２供給溝３２）からの油圧を解放するドレン路を形成している。
In the above-described variable compression ratio device, the fixed
これにより、コネクティングロッド１０までの油圧の供給系統が１系統とされている場合でも、油圧供給の切換えと、油圧排出の開閉手段の動作のタイミングが完全に一致していなくても、油圧を必要としない油圧室（第１供給溝３１、第２供給溝３２）からの油圧を的確に解放し、所望の油圧室に油圧を確実に供給することができる。
As a result, even when the hydraulic pressure supply system up to the connecting
これにより、コネクティングロッド１０までの油圧の供給系統を１系統で構成した場合であっても、偏心スリーブ１１の意図しない動きを抑制することができる。
Thereby, even if it is a case where the supply system of the hydraulic pressure to the connecting
図１２に基づいて固定ピン及びドレン路の他の実施例を説明する。図１２には固定ピン２８が設けられた部位の要部の断面（低圧縮比の状態に切換えられる時）を示してある。
Another embodiment of the fixing pin and the drain path will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows a cross section (when switched to a low compression ratio state) of the main part of the portion where the fixing
固定ピン２８は、第１ピン２８ｃ、第２ピン２８ｄを備え、第１ピン２８ａが付勢ばね２７ｃにより付勢支持され、第２ピン２８ｄが付勢ばね２７ｄにより付勢支持されている。ロッド側端部１５にはドレン通路４７が形成され、ドレン通路４７に油圧が存在する状態で、第２ピン２８ｄが付勢ばね２７ｄの付勢力に抗して上側に移動し、ドレン通路４７が開いた状態になる。
The fixed
偏心スリーブ１１には連通溝４８が形成され、連通溝４８は円環溝２６に練通し、第１ピン２８ａが嵌合穴２９に嵌合した際に、連通溝４８はドレン通路４７に連通する（ドレン路）。
A
油圧コントロールバルブ２３がオフになる前に開閉手段３７が閉じ動作し、円環溝２６内の油圧が高くなった場合、及び、第１供給溝３１（第２供給溝３２）内の油圧が排出されずに内部の圧力が高くなった場合、円環溝２６内の油圧、第１供給溝３１（第２供給溝３２）内の油圧が、連通溝４８、ドレン通路４７に導かれ、第２ピン２８ｄが付勢ばね２７ｄの付勢力に抗して上側に移動してドレン通路４７が開き、円環溝２６内の油圧、第１供給溝３１（第２供給溝３２）内の油圧が外部に排出される。
The opening / closing means 37 is closed before the
従って、油圧コントロールバルブ２３の動作のタイミングと、開閉手段３７の開閉のタイミングがずれて、第１供給溝３１（第２供給溝３２）内の油圧が高くなっても、第１供給溝３１（第２供給溝３２）内の油圧が排出され、固定ピン２８の嵌合が解除されたり、偏心スリーブ１１が逆方向に回転したりする、といった意図しない動作が起きることがなくなる。
Therefore, even if the operation timing of the
図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に基づいて、上記の状況を、偏心スリーブ１１が時計回り方向に回転して低圧縮比の状態に切換えられる時（図８（ｃ）、図９（ａ）の状態）を例に挙げて説明する。
Based on FIGS. 12 (a), (b), (c), and (d), when the
図１１（ａ）には第１ピン２８ｃが第２嵌合穴２９ｂに嵌合する直前の状況、図１２（ｂ）には第１ピン２８ｃが第２嵌合穴２９ｂに嵌合した直後の状況で、第２排出路２２（図６参照）の開閉手段３７（図６参照）が開いている状態で、供給路２５、円環溝２６の内部の油圧が高くなった状態、図１２（ｃ）には第１ピン２８ｃが第２嵌合穴２９ｂに嵌合している状況で、第２排出路２２（図６参照）の開閉手段３７（図６参照）が閉じた状態、図１２（ｄ）にはドレン通路４７から油圧が抜けた状態を示してある。
FIG. 11A shows a situation immediately before the
図１２（ａ）に示すように、偏心スリーブ１１が時計回り方向に回転し、固定ピン２８が第２嵌合穴２９ｂに嵌合する直前では、第１ピン２８ｃ、第２ピン２８ｄが付勢ばね２７の付勢力に抗して上側に移動している状態になっている。この場合、第２排出路２２（図８参照）の開閉手段３７（図８参照）は開いて第２供給溝３２の内部（圧力室）の圧力はオフの状態（解放状態）になっている。また、供給路２５、円環溝２６の内部には、例えば、油圧は供給されていない状態になっている。
As shown in FIG. 12A, the
図１２（ｂ）に示すように、偏心スリーブ１１が時計回り方向に更に回転し、固定ピン２８の第１ピン２８ｃが付勢ばね２７ｃにより第２嵌合穴２９ｂに嵌合する。供給路２５、円環溝２６の内部の油圧が連通溝４８、ドレン通路４７に送られ、第２ピン２８ｄが上側に移動している状態になっている。この状態で、ドレン通路４７が開いた状態になっている。
As shown in FIG. 12B, the
図１２（ｃ）に示すように、第１ピン２８ｃが第２嵌合穴２９ｂに嵌合している状況で、油圧コントロールバルブ２３（図７参照）の動作により供給路２５、円環溝２６の内部に油圧が供給され、第２排出路２２（図６参照）の開閉手段３７（図６参照）が閉じた状態になると、第２供給溝３２内の油圧が高くなる。第２供給溝３２内の油圧は、ドレン通路４７から外部に排出される。
As shown in FIG. 12C, in the situation where the
油圧コントロールバルブ２３の動作のタイミングと、開閉手段３７の開閉のタイミングがずれて、供給路２５、円環溝２６の内部の油圧、第２供給溝３２内の油圧が高くなっても、油圧が外部に排出され、固定ピン２８の嵌合が解除されたり、偏心スリーブ１１が逆方向に回転したりする、といった意図しない動作が起きることがなくなる。
Even if the operation timing of the
図１２（ｄ）に示すように、油圧コントロールバルブ２３（図７参照）の動作により供給路２５、円環溝２６の内部の油圧がオフの状態になり、第２供給溝３２内の油圧が外部に排出されると、固定ピン２８の第２ピン２８ｄが付勢ばね２７ｄの付勢力により付勢され、ドレン通路４７が閉じられ、第１ピン２８ｃが第２ピン２８ｄの付勢力と一緒になって第２嵌合穴２９ｂに完全に嵌合し、偏心スリーブ１１の回転が固定される。
As shown in FIG. 12D, the hydraulic pressure in the
尚、図１１の状況は、低圧縮比の状態に切換えられる状況を例に挙げて説明したが、高圧縮比の状態に切換えられる場合も、第１供給溝３１の油圧を解放の動作になる点が異なり、その他は同様の動作となる。
The situation in FIG. 11 has been described by taking as an example a situation in which the state can be switched to the low compression ratio state. However, even when the state is switched to the high compression ratio state, the hydraulic pressure in the
図１３から図１７に基づいて偏心スリーブ１１を回転制御するための油圧の供給系統（油圧供給手段）の構成の他の実施例を具体的に説明する。
Another embodiment of the configuration of a hydraulic pressure supply system (hydraulic pressure supply means) for controlling the rotation of the
図１３にはアクチュエータ１２への油圧の供給系統を説明する大端部６の分解斜視状態、図１４には油圧回路の概略系統を示してある。また、図１５には高圧縮比から低圧縮比への切換えの動作の状況、図１６には低圧縮比から高圧縮比への切換えの動作の状況、図１７には油路を説明する展開状況の概念を示してある。
FIG. 13 shows an exploded perspective view of the
尚、図６から図１０に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。 The same members as those shown in FIGS. 6 to 10 are denoted by the same reference numerals.
図１３に基づいてアクチュエータ１２への油圧の供給系統を説明する。
A system for supplying hydraulic pressure to the
ロッド側端部１５の内側には固定ピン２８が支持穴側に付勢ばね２７により突出付勢された状態で設けられている。つまり、固定ピン２８の先端が偏心スリーブ１１の周面に摺接した状態でロッド側端部１５に固定ピン２８が設けられている。偏心スリーブ１１の厚肉部１１ａの外周面には、固定ピン２８の先端が嵌合する第１嵌合穴２９ａが形成され、偏心スリーブ１１の薄肉部１１ｂの外周面には、固定ピン２８の先端が嵌合する第２嵌合穴２９ｂが形成されている。
A fixing
偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態に回転した際に、付勢ばね２７の付勢力により第１嵌合穴２９ａに固定ピン２８の先端が嵌合して回転状態が機械的に固定され、偏心スリーブ１１が低圧縮比の状態に回転した際に、付勢ばね２７の付勢力により第２嵌合穴２９ｂに固定ピン２８の先端が嵌合して回転状態が機械的に固定される。
When the
クランクシャフト３（図１参照）のクランクピン５には、油圧室１３に油圧を供給するための供給路２５が１本設けられ、クランクピン５の外周には供給路２５に連通する円環溝２６が形成されている。一方、偏心スリーブ１１には、円環溝２６と第１嵌合穴２９ａを連通する第１路３３が設けられると共に、円環溝２６と第２嵌合穴２９ｂを連通する第２路３４が設けられている。つまり、１本の供給路２５から供給された油圧は円環溝２６を介して、第１路３３及び第２路３４へ分岐する（油路分岐部）。
The
偏心スリーブ１１の外周には、ベーン１７から第１嵌合穴２９ａまでの約９０度の範囲、第１嵌合穴２９ａからベーン１７の反対側の約９０度の範囲に連続する第１供給溝５１（油圧路：分岐油路）が、約１８０度にわたり形成されている。また、ベーン１７から第２嵌合穴２９ｂまでの約９０度の範囲、第２嵌合穴２９ｂからベーン１７の反対側の約９０度の範囲に連続する第２供給溝５２（油圧路：分岐油路）が、約１８０度にわたり形成されている。
On the outer periphery of the
第１嵌合穴２９ａに付勢ばね２７の付勢力により固定ピン２８の先端が嵌合している状態で、供給路２５から油圧が供給されると、円環溝２６、第１路３３に油圧が送られ、付勢ばね２７の付勢力に抗して第１嵌合穴２９ａから固定ピン２８が押し戻され、偏心スリーブ１１の高圧縮比状態の回転位置の固定が解除される（解除流路）。
When hydraulic pressure is supplied from the
第１嵌合穴２９ａからの固定ピン２８の嵌合が解除されると、第１嵌合穴２９ａから第１供給溝５１に油圧が供給され、油圧室１３に油圧が満たされる。
When the fitting of the fixing
第２嵌合穴２９ｂに付勢ばね２７の付勢力により固定ピン２８の先端が嵌合している状態で、供給路２５から油圧が供給されると、円環溝２６、第２路３４に油圧が送られ、付勢ばね２７の付勢力に抗して第２嵌合穴２９ｂから固定ピン２８が押し戻され、偏心スリーブ１１の低圧縮比状態の回転位置の固定が解除される（解除流路）。
When hydraulic pressure is supplied from the
第２嵌合穴２９ｂからの固定ピン２８の嵌合が解除されると、第２嵌合穴２９ｂから第２供給溝５２に油圧が供給され、油圧室１３に油圧が満たされる。
When the fitting of the fixing
つまり、偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態、低圧縮比の状態にある時に、固定ピン２８が偏心スリーブ１１の第１嵌合穴２９ａ、第２嵌合穴２９ｂに嵌合する構成とされ、油圧室１３に供給される油圧により固定ピン２８の嵌合を解除した後、解除後の油圧が第１供給溝５１、第２供給溝５２から一方の油圧室１３ａ、他方の油圧室１３ｂに供給されて偏心スリーブ１１が回転する。
That is, when the
偏心スリーブ１１の回転のため、第１供給溝５１に連通するロッド側第１排出路５３（油圧排出経路）がロッド側端部１５に形成され、第２供給溝５２に連通するロッド側第２排出路５４（油圧排出経路）がロッド側端部１５に形成されている。ロッド側第１排出路５３、ロッド側第２排出路５４は切換えバルブ５５に接続され、切換えバルブ５５はロッド側ドレン通路５６につながっている（切換え機構）。
Due to the rotation of the
上述した構成では、切換え機構であるロッド側第１排出路５３、ロッド側第２排出路５４、切換えバルブ５５が、ロッド側端部１５に、分岐油路である第１供給溝５１と第２供給溝５２と一体に形成された状態になっている。
In the configuration described above, the rod-side
偏心スリーブ１１には外周方向に延びる凸部材５７が１８０度の対向位置に設けられ、第１嵌合穴２９ａ、第２嵌合穴２９ｂに固定ピン２８が嵌合した状態で、凸部材５７が切換えバルブ５５を操作し、切換えバルブ５５を切換え動作させる。
The
つまり、円環溝２６からの油圧が第２供給溝５２から油圧室１３に送られている際に、ロッド側第１排出路５３（第１供給溝５１）とロッド側ドレン通路５６を連通する状態に切換えバルブ５５が切換えられ、円環溝２６からの油圧が第１供給溝５１から油圧室１３に送られている際に、ロッド側第２排出路５４（第２供給溝５２）とロッド側ドレン通路５６を連通する状態に切換えバルブ５５が切換えられる。
That is, when the hydraulic pressure from the
これにより、偏心スリーブ１１が１８０度回転する毎に、即ち、高圧縮比と低圧縮比が切り換えられる毎に、凸部材５７により切換えバルブ５５が操作され、ロッド側ドレン通路５６への連通状態が交互に切り換えられて切り換えられた状態が維持される。
Thus, every time the
図１４に基づいて油圧供給の系統（油圧供給手段）を説明する。 A hydraulic supply system (hydraulic supply means) will be described with reference to FIG.
クランクシャフト３のクランクジャーナル４からクランクピン５にわたり、１本の供給路２５が形成されている。供給路２５は油圧コントロールバルブ２３を介して油圧ポンプ２４からの油圧が供給される。供給路２５は円環溝２６に連通して第１路３３、第２路３４につなげられ、嵌合穴２９を介して第１供給溝５１（分岐油路）、第２供給溝５２（分岐油路）につなげられている。これにより、一方の油圧室１３ａ、他方の油圧室１３ｂに油圧が供給される。
One
一方の油圧室１３ａに油圧が供給されている場合には（円環溝２６からの油圧が第１供給溝５１から油圧室１３に送られている場合には）、切換えバルブ５５が、ロッド側第２排出路５４（第２供給溝５２）とロッド側ドレン通路５６を連通する状態に切換切換えられる。これにより、他方の油圧室１３ｂの油圧がロッド側第２排出路５４からロッド側ドレン通路５６に送られて排出される。
When the hydraulic pressure is supplied to one
他方の油圧室１３ｂから油圧が供給されている場合には（円環溝２６からの油圧が第２供給溝５２から油圧室１３に送られている場合には）、切換えバルブ５５が、ロッド側第１排出路５３（第１供給溝５１）とロッド側ドレン通路５６を連通する状態に切換えられる。これにより、一方の油圧室１３ａの油圧がロッド側第１排出路５３からロッド側ドレン通路５６に送られて排出される。
When the hydraulic pressure is supplied from the other
このため、油圧コントロールバルブ２３は、油圧のオン、オフの切換えを制御するだけで、ロッド側第１排出路５３、ロッド側第２排出路５４への油圧の切換えの制御を切換えバルブ５５で行うことで、油圧の供給・排出制御が可能になる。従って、複雑な切換え手段を用いることなく簡単な制御によりアクチュエータ１２を駆動して偏心スリーブ１１を回転させることができる。
For this reason, the
そして、切換え機構であるロッド側第１排出路５３、ロッド側第２排出路５４、切換えバルブ５５が、ロッド側端部１５に、分岐油路である第１供給溝５１と第２供給溝５２と一体に形成された状態になっているので、油圧の供給・排出系統のスペースを減らすことができる。
A rod-side
図１５から図１７に基づいて偏心スリーブ１１の切換えの動作の状況の説明を油圧の経路を中心に具体的に説明する。
The state of the switching operation of the
図１５には高圧縮比の状態から低圧縮比の状態への切換えの動作説明、図１６には低圧縮比の状態から高圧縮比の状態への切換えの動作説明を示してあり、各図の（ａ）は切換え前の状態、各図の（ｂ）は切換え途中での状態、各図の（ｃ）は切換えが終了した状態である。図１５、図１６の動作の状況は、前述した図４、図５の動作の状況に相当する。 FIG. 15 shows an operation explanation for switching from a high compression ratio state to a low compression ratio state, and FIG. 16 shows an operation explanation for switching from a low compression ratio state to a high compression ratio state. (A) is the state before switching, (b) in each figure is in the middle of switching, and (c) in each figure is in the state where switching has been completed. 15 and 16 correspond to the operation states of FIGS. 4 and 5 described above.
また、図１７（ａ）には第１供給溝５１、第２供給溝５２とベーン１７の状況を説明する偏心スリーブ１１の外周面側の展開状況（図１５（ｂ）中のＳ矢視）、図１７（ｂ）には円環溝２６の状況を説明する偏心スリーブ１１の内周面側の展開状況（図１６（ａ）中のＴ矢視）を示してある。
Also, FIG. 17A shows a developed state on the outer peripheral surface side of the
図１５（ａ）の状態（図４（ａ）の状態）から低圧縮比に切換えが行われる場合、ロッド側第２排出路５４がロッド側ドレン通路５６につながる状態になるように、凸部材５７により切換えバルブ５５が動作されている。凸部材５７による切換えバルブ５５の操作が終了し、偏心スリーブ１１が回転して、１８０度位相が異なる凸部材５７により切換えバルブ５５が操作されるまで、切換えバルブ５５の切換え状態はそのままの状態が維持される。
When switching from the state shown in FIG. 15A (the state shown in FIG. 4A) to the low compression ratio, the convex member is arranged so that the rod-side
切換えバルブ５５の操作のタイミングに合わせて油圧コントロールバルブ２３（図１４参照）が作動し、円環溝２６、第１路３３を通して第１嵌合穴２９ａに油圧が供給され（図１７（ｂ）を参照）、付勢ばね２７の付勢力に抗して第１嵌合穴２９ａから固定ピン２８が押し戻されて偏心スリーブ１１の固定が解除される。
The hydraulic control valve 23 (see FIG. 14) is operated in accordance with the operation timing of the switching
第１嵌合穴２９ａから固定ピン２８が押し戻され、第１嵌合穴２９ａを通して第１供給溝５１に油圧が供給されると、一方の油圧室１３ａへの油圧の供給が開始される（図１７（ａ）を参照）。図１５（ｂ）に示すように、他方の油圧室１３ｂの油圧が第２供給溝５２を通してロッド側第２排出路５４からロッド側ドレン通路５６に送られて排出され（図１７（ａ）を参照）、一方の油圧室１３ａの容積の増加によりベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中時計回り方向に回転する。
When the fixing
図１５（ｃ）に示すように、第１嵌合穴２９ａを通して第１供給溝５１から一方の油圧室１３ａに油圧が供給され続けることにより、他方の油圧室１３ｂの油圧がロッド側第２排出路５４からロッド側ドレン通路５６に全て排出され、ベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中時計回り方向に回転し、付勢ばね２７の付勢力により第２嵌合穴２９ｂに固定ピン２８の先端が嵌合する。これにより、偏心スリーブ１１の回転位置が低圧縮比の状態に機械的に固定される。
As shown in FIG. 15C, the hydraulic pressure in the other
図１６（ａ）に示すように、凸部材５７の操作により切換えバルブ５５が切換えられ、ロッド側第１排出路５３がロッド側ドレン通路５６につながる状態になるように切換えバルブ５５が動作される。
As shown in FIG. 16A, the switching
切換えバルブ５５の操作による排出路の切換えのタイミングに合わせて油圧コントロールバルブ２３（図７参照）が作動し、円環溝２６、第２路３４を通して第２嵌合穴２９ｂに油圧が供給され（図１７（ｂ）を参照）、付勢ばね２７の付勢力に抗して第２嵌合穴２９ｂから固定ピン２８が押し戻されて偏心スリーブ１１の固定が解除される。
The hydraulic control valve 23 (see FIG. 7) is operated in accordance with the switching timing of the discharge path by the operation of the switching
第２嵌合穴２９ｂから固定ピン２８が押し戻され、第２嵌合穴２９ｂを通して第２供給溝５２に油圧が供給されると、他方の油圧室１３ｂへの油圧の供給が開始される（図１７（ａ）を参照）。図１６（ｂ）に示すように、一方の油圧室１３ａの油圧がロッド側第１排出路５３からロッド側ドレン通路５６に排出され、他方の油圧室１３ｂの容積の増加によりベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中反時計回り方向に回転する。
When the fixing
図１６（ｃ）に示すように、第２嵌合穴２９ｂを通して第２供給溝５２から他方の油圧室１３ｂに油圧が供給され続けることにより、一方の油圧室１３ａの油圧がロッド側第１排出路５３からロッド側ドレン通路５６に全て排出され、ベーン１７が押されて偏心スリーブ１１が図中反時計回り方向に回転し、付勢ばね２７の付勢力により第１嵌合穴２９ａに固定ピン２８の先端が嵌合する。これにより、偏心スリーブ１１の回転位置が高圧縮比の状態に機械的に固定される。
As shown in FIG. 16C, the hydraulic pressure in the one
上述した可変圧縮比装置は、油圧コントロールバルブ２３を介して１本の供給路２５から、一方の油圧室１３ａ、もしくは、他方の油圧室１３ｂに油圧を供給してアクチュエータ１２を駆動させることにより、偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態の位置、もしくは、低圧縮比の状態の位置に回転されて圧縮比が変更される。
The above-described variable compression ratio device supplies hydraulic pressure from one
第１供給溝５１、第２供給溝５２（分岐油路）により、コネクティングロッド１０の内部で、一方の油圧室１３ａ、他方の油圧室１３ｂに油圧が分配されるため、コネクティングロッド１０までの油圧の供給系統を１系統とすることができ、アクチュエータ１２を適用して偏心スリーブ１１の回転を行うための油圧の経路を、狭隘なスペースの中で構築することが可能になる。
The hydraulic pressure is distributed to the one
コネクティングロッド１０の内部に備えられたロッド側第１排出路５３、ロッド側第２排出路５４とロッド側ドレン通路５６とを交互に切換えて偏心スリーブ１１を回転させるようになっている。このため、切換え機構であるロッド側第１排出路５３、ロッド側第２排出路５４、切換えバルブ５５を、分岐油路である第１供給溝５１と第２供給溝５２と一体に形成することができ、油圧の供給・排出系統のスペースを減らすことができる。
The
そして、偏心スリーブ１１が高圧縮比の状態、低圧縮比の状態にある時に、固定ピン２８が偏心スリーブ１１に機械的に嵌合し、油圧室１３に供給される油圧により固定ピン２８の嵌合を解除した後、解除後の油圧が油圧室１３に供給されて偏心スリーブ１１が回転するようになっている。
When the
このため、一つの系統の油圧回路により、固定ピン２８による偏心スリーブ１１の回転位置の固定の解除と、油圧室１３への油圧の供給によるアクチュエータ１２の駆動を実施することができる。従って、油圧の系統を複雑にすることなく偏心スリーブ１１を、的確にしかも確実に回転させることができる。
For this reason, it is possible to release the fixation of the rotational position of the
上述した可変圧縮比装置は、油圧コントロールバルブ２３の作動と切換えバルブ５５の切換え動作のタイミングを合わせて、１本の供給路２５から、一方の油圧室１３ａ、もしくは、他方の油圧室１３ｂに油圧を供給してアクチュエータ１２を駆動させている。
In the variable compression ratio device described above, the hydraulic
これにより、前述と同様に、万一、油圧コントロールバルブ２３の動作のタイミングと、切換えバルブ５５の動作のタイミングがずれた場合、第１供給溝５１、もしくは、第２供給溝５２内の油圧が排出されずに内部の圧力が高くなり、また、供給路２５の油圧が維持され続けた状態になる虞があり、固定ピン２８の嵌合が解除されたり、偏心スリーブ１１が逆方向に回転したりする、意図しない動作が起きる虞があった。
As a result, as described above, if the timing of the operation of the
このため、詳細な説明は省略するが、図１１、図１２に示した機構と同一の機構のドレン路が備えられている。従って、油圧コントロールバルブ２３の動作のタイミングと、切換えバルブ５５の動作タイミングがずれて、供給路２５、円環溝２６の内部の油圧、第１供給溝５１、第２供給溝５２内の油圧が高くなっても、油圧が外部に排出され、固定ピン２８の嵌合が解除されたり、偏心スリーブ１１が逆方向に回転したりする、といった意図しない動作が起きることがなくなる。
For this reason, although detailed description is omitted, a drain path of the same mechanism as that shown in FIGS. 11 and 12 is provided. Accordingly, the operation timing of the
上述した内燃機関の可変圧縮比装置は、コネクティングロッド１０までの油圧の供給系統を１系統で構成した場合であっても、偏心スリーブ１１の意図しない動きを抑制することができ、アクチュエータ１２を適用して偏心スリーブ１１の回転を行うための油圧の経路を、狭隘なスペースの中で構築することが可能になる。この結果、油圧の系統を複雑にすることなく、油圧を用いたアクチュエータ１２を適用して偏心スリーブ１１の回転を容易に、しかも確実に行い、回転位置を的確に固定することが可能になる。
The above-described variable compression ratio device for an internal combustion engine can suppress unintentional movement of the
本発明は、内燃機関の可変圧縮比装置の産業分野で利用することができる。 The present invention can be used in the industrial field of variable compression ratio devices for internal combustion engines.
２ シリンダブロック
３ クランクシャフト
４ クランクジャーナル
５ クランクピン
６ 大端部
７ 小端部
８ ピストン
１０ コネクティングロッド
１１ 偏心スリーブ
１２ アクチュエータ
１３ 油圧室
１５ ロッド側端部
１６ キャップ
１７ ベーン
２１ 第１排出路
２２ 第２排出路
２３ 油圧コントロールバルブ
２４ 油圧ポンプ
２５ 供給路
２６ 円環溝
２７ 付勢ばね
２８ 固定ピン
２９ 嵌合穴
３１、５１ 第１供給溝
３２、５２ 第２供給溝
３３ 第１路
３４ 第２路
３７ 開閉手段
３８、５７ 凸部材
４１ 第１ドレン路
４２ 開口
４３ 第２ドレン路
４４ 外部ドレン路
４７ ドレン通路
４８ 連通溝
５３ ロッド側第１排出路
５４ ロッド側第２排出路
５５ 切換えバルブ
５６ ロッド側ドレン通路
2
Claims (4)
前記大端部の前記支持穴と前記支持軸との間に回転自在に介装され、前記大端部の前記支持穴の中心軸を前記支持軸の中心軸に対して変位させ、前記ピストンの移動状態を高圧縮比の状態もしくは低圧縮比の状態に切り替える偏心スリーブと、
前記偏心スリーブを回転駆動させる油圧アクチュエータとを備え、
前記油圧アクチュエータは、
前記コネクティングロッドの前記大端部及び前記偏心スリーブの間に形成される油圧室と、
前記油圧室を、一方の油圧室、他方の油圧室に仕切るベーンと、
前記一方の油圧室、前記他方の油圧室に、油圧を供給する油圧供給手段とを備え、
前記油圧供給手段は、
前記コネクティングロッドの前記大端部の内部に配置されて、油圧を分配する油圧分岐部と、前記油圧分岐部を介して前記一方の油圧室及び前記他方の油圧室に油圧を供給する分岐油路とを含む
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮比装置。 A connecting rod in which a support hole at a small end is pivotally supported by a support shaft of a piston that reciprocates in a cylinder, and a support hole at a large end is pivotally supported by a support shaft of a crankshaft;
The support hole is rotatably interposed between the support hole and the support shaft at the large end, and the center axis of the support hole at the large end is displaced with respect to the center axis of the support shaft. An eccentric sleeve that switches the moving state to a high compression ratio state or a low compression ratio state;
A hydraulic actuator that rotationally drives the eccentric sleeve;
The hydraulic actuator is
A hydraulic chamber formed between the large end of the connecting rod and the eccentric sleeve;
A vane that divides the hydraulic chamber into one hydraulic chamber and the other hydraulic chamber;
A hydraulic pressure supply means for supplying hydraulic pressure to the one hydraulic chamber and the other hydraulic chamber;
The hydraulic pressure supply means
A hydraulic branch portion that is disposed inside the large end portion of the connecting rod and distributes hydraulic pressure, and a branch oil passage that supplies hydraulic pressure to the one hydraulic chamber and the other hydraulic chamber via the hydraulic branch portion A variable compression ratio device for an internal combustion engine, comprising:
前記偏心スリーブが高圧縮比の状態の位置もしくは低圧縮比の状態の位置になった時に、前記偏心スリーブに嵌合して前記偏心スリーブの回転を固定する回転固定手段と、
前記油圧供給手段により、一方の油圧室もしくは他方の油圧室へ前記油圧を供給して前記偏心スリーブを回転させる際に、供給される油圧により、前記回転固定手段による固定を解除する解除流路とを更に備え、
前記回転固定手段は、
前記偏心スリーブに形成された嵌合穴と、
前記コネクティングロッドの前記大端部に設けられ、付勢力により前記嵌合穴に嵌合する固定ピンとを有し、
前記解除流路は、
前記偏心スリーブの外周面に形成され、前記嵌合穴に供給されて前記固定ピンの嵌合を解除した後の油圧を前記油圧室に供給する油圧路を有し、
前記固定ピンは、
第１ピン、及び、第２ピンがそれぞれ付勢支持され、前記第１ピンが前記嵌合穴に嵌合して前記偏心スリーブの回転を固定し、前記第２ピンは付勢力に抗して保持された状態で前記油圧路からの油圧を解放するドレン路を形成する
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮比装置。 The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 1,
A rotation fixing means for fitting the eccentric sleeve to fix the rotation of the eccentric sleeve when the eccentric sleeve is in a position of a high compression ratio or a position of a low compression ratio;
A release flow path for releasing the fixing by the rotation fixing means by the supplied hydraulic pressure when the hydraulic pressure supply means supplies the hydraulic pressure to one hydraulic chamber or the other hydraulic chamber to rotate the eccentric sleeve; Further comprising
The rotation fixing means is
A fitting hole formed in the eccentric sleeve;
A fixing pin that is provided at the large end of the connecting rod and is fitted into the fitting hole by an urging force;
The release channel is
A hydraulic path that is formed on the outer peripheral surface of the eccentric sleeve and that supplies the hydraulic pressure to the hydraulic chamber after being supplied to the fitting hole and releasing the fitting of the fixing pin;
The fixing pin is
The first pin and the second pin are respectively biased and supported, and the first pin is fitted into the fitting hole to fix the rotation of the eccentric sleeve, and the second pin resists the biasing force. A variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine, wherein a drain path for releasing hydraulic pressure from the hydraulic path in a held state is formed.
前記油圧供給手段には、
前記一方の油圧室もしくは前記他方の油圧室へ前記油圧を供給した際に、前記他方の油圧室もしくは前記一方の油圧室から油圧を排出する油圧排出経路が含まれ、
前記油圧排出経路は、前記コネクティングロッドの内部に形成され、前記他方の油圧室からの前記油圧の排出路、前記一方の油圧室からの前記油圧の排出路を開閉する開閉機構が、それぞれの油圧室に対応して備えられている
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮比装置。 The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 2,
In the hydraulic pressure supply means,
A hydraulic pressure discharge path for discharging the hydraulic pressure from the other hydraulic chamber or the one hydraulic chamber when the hydraulic pressure is supplied to the one hydraulic chamber or the other hydraulic chamber;
The hydraulic pressure discharge path is formed inside the connecting rod, and an open / close mechanism that opens and closes the hydraulic pressure discharge path from the other hydraulic chamber and the hydraulic pressure discharge path from the one hydraulic chamber has respective hydraulic pressures. A variable compression ratio device for an internal combustion engine, characterized by being provided corresponding to a chamber.
前記油圧供給手段には、
前記一方の油圧室もしくは前記他方の油圧室へ前記油圧を供給した際に、前記他方の油圧室もしくは前記一方の油圧室から油圧を排出する油圧排出経路が含まれ、
前記油圧排出経路は、前記分岐油路と一体に形成され、前記他方の油圧室もしくは前記一方の油圧室からの前記油圧の排出を切換える切換え機構が備えられている
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮比装置。
The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 2,
In the hydraulic pressure supply means,
A hydraulic pressure discharge path for discharging the hydraulic pressure from the other hydraulic chamber or the one hydraulic chamber when the hydraulic pressure is supplied to the one hydraulic chamber or the other hydraulic chamber;
The internal pressure engine is characterized in that the hydraulic discharge path is formed integrally with the branch oil path, and is provided with a switching mechanism for switching discharge of the hydraulic pressure from the other hydraulic chamber or the one hydraulic chamber. Variable compression ratio device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014182733A JP2016056719A (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Variable compression ratio device for internal combustion engine |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2014182733A JP2016056719A (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Variable compression ratio device for internal combustion engine |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106224093A (en) * | 2016-07-28 | 2016-12-14 | 中北大学 | A kind of hydraulic speed control formula variable compression ratio engine |
| US20210332747A1 (en) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | FEV Group GmbH | Connecting rod for changing a compression ratio of an internal combustion engine |
-
2014
- 2014-09-08 JP JP2014182733A patent/JP2016056719A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106224093A (en) * | 2016-07-28 | 2016-12-14 | 中北大学 | A kind of hydraulic speed control formula variable compression ratio engine |
| CN106224093B (en) * | 2016-07-28 | 2018-08-31 | 中北大学 | A kind of hydraulic speed control formula variable compression ratio engine |
| US20210332747A1 (en) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | FEV Group GmbH | Connecting rod for changing a compression ratio of an internal combustion engine |
| US11635019B2 (en) * | 2020-04-23 | 2023-04-25 | FEV Group GmbH | Connecting rod for changing a compression ratio of an internal combustion engine |
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