JP2016118180A - 可変長コンロッド及び可変圧縮比内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】コンロッドの総重量を小さくすることができる可変長コンロッドを提供する。【解決手段】有効長さを変更することができる可変長コンロッド６は、コンロッド本体３１と、小径端部においてコンロッド本体に対して回動可能に取り付けられると共に回動すると可変長コンロッドの有効長さが変化する偏心部材３２と、コンロッド本体に設けられた一つの油圧シリンダ及び該油圧シリンダ内で摺動する一つの油圧ピストンを有する一つのピストン機構３３と、油圧シリンダへの作動油の供給及び排出の切換を行う方向切換機構３５と、油圧シリンダに作動油を供給する作動油供給源７５とを具備する。ピストン機構３３は、油圧シリンダ内に作動油が供給されると前記偏心部材が一方の方向へ回動し且つ該油圧シリンダ内から作動油が排出されると前記偏心部材が他方の方向に回動するように構成される。【選択図】図３

Description

本発明は、有効長さを変更可能な可変長コンロッド及び可変長コンロッドを具備する可変圧縮比内燃機関に関する。

従来から、内燃機関の機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関が知られている。このような可変圧縮比機構としては様々なものが提案されているが、そのうちの一つとして内燃機関で用いられるコンロッドの有効長さを変化させるものが挙げられる（例えば、特許文献１、２）。ここで、コンロッドの有効長さとは、クランクピンを受容するクランク受容開口の中心とピストンピンを受容するピストンピン受容開口の中心との間の距離を意味する。したがって、コンロッドの有効長さが長くなるとピストンが圧縮上死点にあるときの燃焼室容積が小さくなり、よって機械圧縮比が増大する。一方、コンロッドの有効長さが短くなるとピストンが圧縮上死点にあるときの燃焼室容積が大きくなり、よって機械圧縮比が低下する。

有効長さを変更可能な可変長コンロッドとしては、コンロッド本体の小径端部に、コンロッド本体に対して回動可能な偏心部材（偏心アームや偏心スリーブ）を設けたものが知られている（例えば、特許文献１、２）。偏心部材はピストンピンを受容するピストンピン受容開口を有し、このピストンピン受容開口は偏心部材の回動軸線に対して偏心して設けられる。このような可変長コンロッドでは、偏心部材の回動位置を変更すると、これに伴ってコンロッドの有効長さを変化させることができる。

特開２０１１−１９６５４９号公報 国際公開第２０１４／０１９６８３号

ところで、特許文献１、２に記載の可変長コンロッドでは、偏心部材には二つのピストン機構が連結されている。各ピストン機構は、可変長コンロッドのコンロッド本体内に形成されたシリンダと、シリンダ内を摺動可能なピストンとを具備する。したがって、特許文献１、２に記載の可変長コンロッドでは、二つのピストン機構が設けられている。しかしながら、このようなピストン機構を設けると、コンロッド本体内にピストンが設けられるため、コンロッドの総重量が大きくなってしまう。また、コンロッド本体にシリンダが形成されるため、コンロッド本体の強度が低下する。このため、コンロッド本体の強度低下を補償すべくコンロッド本体の厚さ等を増大させると、このことによってもコンロッドの総重量が大きくなってしまう。

一方、偏心部材を一方の方向に回動させた第一位置に維持するためには偏心部材の一方の端部に連結された第１ピストン機構に油圧を供給することが必要である。同様に、偏心部材を他方の方向に回動させた第二位置に維持するためには偏心部材の他方の端部に連結された第２ピストン機構に油圧を供給することが必要である。このため、偏心部材を第一位置及び第二位置のそれぞれで維持することができるようにするためには、二つのピストン機構が必要であると考えられている。このため、ピストン機構を一つに減らすことは困難であった。

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、コンロッドの総重量を小さくすることができる可変長コンロッドを提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の発明では、有効長さを変更することができる可変長コンロッドであって、クランクピンを受容するクランク受容開口を大径端部に有するコンロッド本体と、前記大径端部とは反対側の小径端部において前記コンロッド本体に対して前記小径端部の周方向に回動可能に取り付けられると共に回動すると当該可変長コンロッドの有効長さが変化する偏心部材と、前記コンロッド本体に設けられた一つの油圧シリンダ及び該油圧シリンダ内で摺動する一つの油圧ピストンを有し、前記油圧シリンダ内に作動油が供給されると前記偏心部材が一方の方向へ回動し且つ該油圧シリンダ内から作動油が排出されると前記偏心部材が他方の方向に回動するように構成されたピストン機構と、前記油圧シリンダに作動油を供給する作動油供給源と、前記作動油供給源から前記油圧シリンダへの作動油の供給を許可するが前記油圧シリンダからの作動油の排出を禁止する第一状態と、前記油圧シリンダへの作動油の供給を禁止するが前記油圧シリンダからの作動油の排出を許可する第二状態との間で作動油の流れを切換可能な流れ方向切換機構とを具備し、当該可変長コンロッドは、前記偏心部材を回動させるための前記ピストン機構を一つだけ具備する、可変長コンロッドが提供される。

第２の発明では、第１の発明において、前記流れ方向切換機構は、油圧によって前記第一状態と前記第二状態との間で切り替えられると共に、油圧が供給されていないときに前記第二状態となって当該可変長コンロッドの有効長さが短くなり、且つ油圧が供給されているときに前記第一状態となって当該可変長コンロッドの有効長さが長くなるように構成される。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記偏心部材は、ピストンピンを受容するピストンピン受容開口を具備すると共に該ピストンピン受容開口の軸線が当該偏心部材の回動軸線から偏心するように構成され、前記油圧シリンダの開口端は、当該可変長コンロッドの軸線よりも、前記ピストンピン受容開口が偏心した側に配置される。

第４の発明では、第１〜第３のいずれか一つの発明において、前記流れ方向切換機構は、前記コンロッド本体の軸線方向において、前記油圧シリンダと前記クランク受容開口との間に配置される。

第５の発明では、第１〜第４のいずれか一つの発明において、前記流れ方向切換機構は、前記コンロッド本体の内部に設けられていると共に外部から供給される油圧により動作する切換ピンを具備し、該切換ピンは、該切換ピンが作動することによって前記流れ方向切換機構が前記第一状態と前記第二状態とで切り替えられるように構成され、且つその作動方向が前記クランク受容開口の軸線と平行になるように前記コンロッド本体内に配置される。

第６の発明では、第１〜第５のいずれか一つの発明において、前記コンロッド本体の外部に作動油を排出するための排出油路を更に具備し、前記流れ方向切換機構は、一次側からの二次側への流れを許可すると共に二次側から一次側への流れを禁止する一つの逆止弁と、二つの切換ピンとを具備し、前記二つの切換ピンは、当該流れ方向切換機構が第一状態にあるときには前記逆止弁の一次側に前記作動油供給源が連通せしめられると共に該逆止弁の二次側に前記油圧シリンダが連通せしめられ、当該流れ方向切換機構が第二状態にあるときには前記逆止弁の一次側に前記油圧シリンダが連通せしめられると共に該逆止弁の二次側に排出油路が連通せしめられるように構成される。

第７の発明では、第６の発明において、前記二つの切換ピンは、前記コンロッド本体の中央軸線に対して両側に設けられると共に、前記逆止弁は前記コンロッド本体の中央軸線上に設けられる。

第８の発明では、第１〜第７のいずれか一つの発明において、油圧により、前記偏心部材を、一方側に最も回動された第一位置と、該一方側とは反対側に最も回動された第二位置との間の中間位置で停止させることができる停止装置を更に具備する。

第９の発明では、第８の発明において、前記偏心部材は、第１アームと該第１アームとは反対方向に延びる第２アームとを具備し、前記ピストン機構の油圧ピストンは前記第１アームに連結され、前記停止装置は、前記コンロッド本体から前記第２アームが延びる方向に突出可能な停止部材を具備し、該停止部材を前記コンロッド本体から突出させたときに該停止部材が前記偏心部材と当接することで前記偏心部材を前記中間位置で停止させることができように構成される。

第１０の発明では、第９の発明において、前記流れ方向切換機構は、油圧供給源から供給される油圧によって前記第一状態と前記第二状態との間で切り替えられると共に、前記停止装置は、前記油圧供給源から供給される油圧によって前記停止部材を突出した状態と突出していない状態との間で切り替えられ、前記流れ方向切換機構における切換油圧と前記停止装置における切換油圧とは異なる値とされる。

第１１の発明では、第１〜第１０のいずれか一つの発明において、前記偏心部材は、第１アームと該第１アームとは反対方向に延びる第２アームとを具備し、前記ピストン機構の油圧ピストンは前記第１アームに連結され、前記第２アームは、前記第１アーム側とは反対側の端部において前記コンロッド本体の大径端部に向かうように屈曲している。

第１２の発明では、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であって、第１〜第１１のいずれか一つに記載の可変長コンロッドを有し、前記可変長コンロッドの有効長さを変更することにより機械圧縮比が変更される、可変圧縮比内燃機関。

本発明によれば、可変長コンロッドにおいてコンロッドの総重量を小さくすることができる。

図１は、可変圧縮比内燃機関の概略的な側面断面図である。 図２は、本発明に係る可変長コンロッドを概略的に示す斜視図である。 図３は、本発明に係る可変長コンロッドを概略的に示す断面側面図である。 図４は、コンロッド本体の小径端部近傍の概略的な分解斜視図である。 図５は、コンロッド本体の小径端部近傍の概略的な分解斜視図である。 図６は、本発明に係る可変長コンロッドを概略的に示す断面側面図である。 図７は、流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大したコンロッドの断面側面図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ及びＩＸ−ＩＸに沿ったコンロッドの断面図である。 図９は、油圧供給源から切換ピンに油圧が供給されているときの流れ方向切換機構の動作を説明する概略図である。 図１０は、油圧供給源から切換ピンに油圧が供給されていないときの流れ方向切換機構の動作を説明する概略図である。 図１１は、第二実施形態に係る可変長コンロッドを概略的に示す、図２と同様な斜視図である。 図１２は、第二実施形態に係る可変長コンロッドを概略的に示す、図３と同様な断面側面図である。 図１３は、流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大した、図７と同様なコンロッドの断面側面図である。 図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶに沿った、図８（Ａ）と同様なコンロッドの断面図である。 図１５は、本発明に係る可変長コンロッドを概略的に示す断面側面図である。 図１６は、流れ方向切換機構及び停止装置の動作について説明するための図である。 図１７は、流れ方向切換機構及び停止装置の動作について説明するための図である。 図１８は、流れ方向切換機構及び停止装置の動作について説明するための図である。

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。

＜可変圧縮比内燃機関＞
図１は、本発明に係る可変圧縮比内燃機関の概略的な側面断面図を示す。
図１を参照すると、１は内燃機関を示している。内燃機関１は、クランクケース２、シリンダブロック３、シリンダヘッド４、ピストン５、可変長コンロッド６、燃焼室７、燃焼室７の頂面中央部に配置された点火プラグ８、吸気弁９、吸気カムシャフト１０、吸気ポート１１、排気弁１２、排気カムシャフト１３、排気ポート１４を具備する。

可変長コンロッド６は、その小径端部においてピストンピン２１によりピストン５に連結されると共に、その大径端部においてクランクシャフトのクランクピン２２に連結される。可変長コンロッド６は、後述するように、ピストンピン２１の軸線からクランクピン２２の軸線までの距離、すなわち有効長さを変更することができる。

可変長コンロッド６の有効長さが長くなると、クランクピン２２からピストンピン２１までの長さが長くなるため、図中に実線で示したようにピストン５が上死点にあるときの燃焼室７の容積が小さくなる。一方、可変長コンロッド６の有効長さが変化しても、ピストン５がシリンダ内を往復動するストローク長さは変化しない。したがって、このとき、内燃機関１における機械圧縮比が大きくなる。

一方、可変長コンロッド６の有効長さが短くなると、クランクピン２２からピストンピン２１までの長さが短くなるため、図中に破線で示したようにピストン５が上死点にあるときの燃焼室７内の容積が大きくなる。しかしながら、上述したように、ピストン５のストローク長さは一定である。したがって、このとき、内燃機関１における機械圧縮比が小さくなる。

＜可変長コンロッドの構成＞
図２は、第一実施形態に係る可変長コンロッド６を概略的に示す斜視図であり、図３は、第一実施形態に係る可変長コンロッド６を概略的に示す断面側面図である。図２及び図３に示したように、可変長コンロッド６は、コンロッド本体３１と、コンロッド本体３１に回動可能に取り付けられた偏心部材３２と、コンロッド本体３１に設けられたピストン機構３３と、ピストン機構３３への作動油の流れの切換を行う流れ方向切換機構３５とを具備する。

まず、コンロッド本体３１について説明する。コンロッド本体３１は、その一方の端部にクランクシャフトのクランクピン２２を受容するクランク受容開口４１を有し、他方の端部に後述する偏心部材３２のスリーブを受容するスリーブ受容開口４２を有する。クランク受容開口４１はスリーブ受容開口４２よりも大きいことから、クランク受容開口４１が設けられている側のコンロッド本体３１の端部を大径端部３１ａと称し、スリーブ受容開口４２が設けられている側のコンロッド本体３１の端部を小径端部３１ｂと称する。

なお、本明細書では、クランク受容開口４１の中心軸線（すなわち、クランク受容開口４１に受容されるクランクピン２２の軸線）と、スリーブ受容開口４２の中心軸線（すなわち、スリーブ受容開口４２に受容されるスリーブの軸線）との間で延びる線Ｘ（図３）、すなわちコンロッド本体３１の中央を通る線をコンロッド６の軸線と称す。また、コンロッド６の軸線Ｘに対して垂直であってクランク受容開口４１の中心軸線に垂直な方向におけるコンロッドの長さをコンロッドの幅と称する。加えて、クランク受容開口４１の中心軸線に平行な方向におけるコンロッドの長さをコンロッドの厚さと称する。

図２及び図３からわかるように、コンロッド本体３１の幅は、大径端部３１ａと小径端部３１ｂとの間の中間部分で最も細い。また、大径端部３１ａの幅は小径端部３１ｂの幅よりも広い。一方、コンロッド本体３１の厚さは、ピストン機構３３、３４が設けられている領域を除いてほぼ一定の厚さとされる。

次に、偏心部材３２について説明する。図４及び図５は、コンロッド本体３１の小径端部３１ｂ近傍の概略斜視図である。図４及び図５では、偏心部材３２は、分解された状態で示されている。図２〜図５を参照すると、偏心部材３２は、コンロッド本体３１に形成されたスリーブ受容開口４２内に受容される円筒状のスリーブ３２ａと、スリーブ３２ａからコンロッド本体３１の幅方向において一方の方向に延びる一対の第１アーム３２ｂと、スリーブ３２ａからコンロッド本体３１の幅方向において他方の方向（上記一方の方向とは概して反対方向）に延びる一対の第２アーム３２ｃとを具備する。スリーブ３２ａはスリーブ受容開口４２内で回動可能であるため、偏心部材３２はコンロッド本体３１の小径端部３１ｂにおいてコンロッド本体３１に対して回動可能に取り付けられることになる。

第２アーム３２ｃのスリーブ３２ａ側（すなわち、第１アーム側）とは反対側の端部は、コンロッド本体３１の大径端部３１ａに向かうように屈曲している。特に、本実施形態では、第２アーム３２ｃのスリーブ３２ａ側とは反対側の端部はスリーブ３２ａの接線方向に延びるように形成される。

また、偏心部材３２のスリーブ３２ａは、ピストンピン２１を受容するためのピストンピン受容開口３２ｄを有する。このピストンピン受容開口３２ｄは円筒状に形成されている。円筒状のピストンピン受容開口３２ｄは、その軸線がスリーブ３２ａの円筒状外形の中央軸線と平行ではあるが、同軸にはならないように形成される。したがって、ピストンピン受容開口３２ｄの中心は、スリーブ３２ａの円筒状外形の中心から偏心している。

特に、本実施形態では、スリーブ３２ａのピストンピン受容開口３２ｄの中心がスリーブ３２ａの円筒状外形の中心から第１アーム３２ｂ側へ偏心している。このため、偏心部材３２が回転すると、スリーブ受容開口４２内でのピストンピン受容開口３２ｄの位置が変化する。スリーブ受容開口４２内においてピストンピン受容開口３２ｄの位置が大径端部３１ａ側にあるときには、コンロッドの有効長さが短くなる。逆に、スリーブ受容開口４２内においてピストンピン受容開口３２ｄの位置が大径端部３１ａ側とは反対側にあるときには、コンロッドの有効長さが長くなる。したがって本実施形態によれば、偏心部材を回動させることによって、コンロッド６の有効長さが変化する。

次に、図３を参照して、ピストン機構３３について説明する。ピストン機構３３は、コンロッド本体３１に形成された油圧シリンダ３３ａと、油圧シリンダ３３ａ内で摺動する油圧ピストン３３ｂとを有する。油圧シリンダ３３ａは、そのほとんど又はその全てがコンロッド６の軸線Ｘに対して第１アーム３２ｂ側に配置される。また、油圧シリンダ３３ａは、小径端部３１ｂに近づくほどコンロッド本体３１の幅方向に突出するように軸線Ｘに対して或る程度の角度だけ傾斜して配置される。また、油圧シリンダ３３ａは、ピストン連通油路５５を介して流れ方向切換機構３５と連通する。

油圧ピストン３３ｂは、第１連結部材４５により偏心部材３２の第１アーム３２ｂに連結される。油圧ピストン３３ｂは、ピンによって第１連結部材４５に回転可能に連結される。第１アーム３２ｂは、スリーブ３２ａに結合されている側とは反対側の端部において、ピンによって第１連結部材４５に回転可能に連結される。

＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図６を参照して、このように構成された偏心部材３２及びピストン機構３３の動作について説明する。図６（Ａ）は、ピストン機構３３の油圧シリンダ３３ａ内に作動油が供給されている状態を示している。一方、図６（Ｂ）は、ピストン機構３３の油圧シリンダ３３ａ内には作動油が供給されていない状態を示している。

ここで、後述するように、流れ方向切換機構３５は、外部（例えば、後述する作動油供給源）から油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を許可するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を禁止する第一状態と、油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を禁止するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を許可する第二状態との間で作動油の流れを切換可能である。

流れ方向切換機構３５が外部から油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を許可するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を禁止する第一状態第にあると、図６（Ａ）に示したように、油圧シリンダ３３ａ内には作動油が供給されることになる。このため、油圧ピストン３３ｂは上昇し、油圧ピストン３３ｂに連結された偏心部材３２の第１アーム３２ｂも上昇する。この結果、図６（Ａ）に示した例では、偏心部材３２が図中の矢印の方向に回動され、これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置が上昇する。したがって、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２ｄの中心との間の長さ、すなわちコンロッド６の有効長さが長くなり、図中のＬ１となる。すなわち、油圧シリンダ３３ａ内に作動油が供給されると、コンロッド６の有効長さが長くなる。なお、このとき偏心部材３２の図６（Ａ）中の矢印方向の回動は、偏心部材３２の第２アーム３２ｃの屈曲した端部が、コンロッド本体３１の側面に当接することによって停止せしめられる。

一方、流れ方向切換機構３５が油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を禁止するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を許可する第二状態にあると、図６（Ｂ）に示したように、油圧シリンダ３３ａから作動油が排出されることになる。このため、油圧ピストン３３ｂは下降し、油圧ピストン３３ｂに連結された第１アーム３２ｂも下降する。この結果、図６（Ｂ）に示した例では、偏心部材３２が図中の矢印の方向（図６（Ａ）の矢印とは反対方向）に回動され、これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置が下降する。したがって、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２ｄの中心との間の長さ、すなわちコンロッド６の有効長さは図中のＬ１よりも短いＬ２となる。すなわち、油圧シリンダ３３ａから作動油が排出されると、コンロッド６の有効長さが短くなる。なお、このとき偏心部材３２の図６（Ｂ）中の矢印方向の回動は、油圧ピストン３３ｂが油圧シリンダ３３ａの底部に当接することによって停止せしめられる。

本実施形態に係るコンロッド６では、上述したように、流れ方向切換機構３５を第一状態と第二状態との間で切り替えることによって、コンロッド６の有効長さをＬ１とＬ２との間で切り替えることができる。この結果、コンロッド６を用いた内燃機関１では、機械圧縮比を変更することができる。

ここで、流れ方向切換機構３５が第一状態にあるときには、仮に外部から作動油を供給しなくても、油圧ピストン３３ｂが図６（Ａ）に示した位置まで移動する。これは、内燃機関１のシリンダ内でピストン５が往復動してピストン５に上向きの慣性力が作用したときに油圧ピストン３３ｂが伸張方向に移動するためである。一方、内燃機関１のシリンダ内でピストン５が往復動してピストン５に下向きの慣性力が作用したときや、燃焼室７内で混合気の燃焼が起きてピストン５に下向きの力が作用したときには、油圧ピストン３３ｂが押し込まれようとする。しかしながら、流れ方向切換機構３５により油圧シリンダ３３ａから作動油が排出されるのが禁止されているため、油圧シリンダ３３ａ内の作動油は流出せず、よって油圧ピストン３３ｂは押し込まれない。

一方、流れ方向切換機構３５が第二状態にあるときにも、油圧ピストン３３ｂが図６（Ｂ）に示した位置まで移動する。これは、内燃機関１のシリンダ内でピストン５が往復動してピストン５に下向きの慣性力が作用したときや、燃焼室７内で混合気の燃焼が起きてピストン５に下向きの力が作用したときに、油圧ピストン３３ｂが押し込まれ、これによって油圧シリンダ３３ａ内の作動油が排出されるためである。一方、内燃機関１のシリンダ内でピストン５が往復動してピストン５に上向きの慣性力が作用したときには、油圧ピストン３３ｂは伸張方向い移動しようとする。しかしながら、流れ方向切換機構３５により油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが禁止されているため、油圧シリンダ３３ａ内には作動油が供給されず、よって油圧ピストン３３ｂは伸張せしめられない。

＜流れ方向切換機構の構成＞
次に、図７、図８を参照して、流れ方向切換機構３５の構成について説明する。図７は、流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大したコンロッドの断面側面図である。図８（Ａ）は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿ったコンロッドの断面図であり、図８（Ｂ）は、図７のＩＸ−ＩＸに沿ったコンロッドの断面図である。上述したように、流れ方向切換機構３５は、外部から油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を許可するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を禁止する第一状態と、油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を禁止するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を許可する第二状態との間で作動油の流れを切換可能である。

流れ方向切換機構３５は、図７に示したように、二つの切換ピン６１、６２と一つの逆止弁６３とを具備する。これら二つの切換ピン６１、６２及び逆止弁６３は、コンロッド本体３１の軸線Ｘ方向において、油圧シリンダ３３ａとクランク受容開口４１との間に配置される。また、逆止弁６３は、コンロッド本体３１の軸線Ｘ方向において、二つの切換ピン６１、６２よりもクランク受容開口４１側に配置される。

さらに、二つの切換ピン６１、６２は、コンロッド本体３１の軸線Ｘに対して両側に設けられると共に逆止弁６３は、軸線Ｘ上に設けられる。これにより、コンロッド本体３１内に切換ピン６１、６２や逆止弁６３を設けることによってコンロッド本体３１の左右の重量バランスが低下することを抑制することができる。

二つの切換ピン６１、６２は、それぞれ円筒状のピン収容空間６４、６５内に収容される。本実施形態では、ピン収容空間６４、６５は、その軸線がクランク受容開口４１の中心軸線と平行に延びるように形成される。切換ピン６１、６２は、ピン収容空間６４、６５内でピン収容空間６４が延びる方向に摺動可能である。すなわち、切換ピン６１、６２は、その作動方向がクランク受容開口４１の中心軸線に平行になるようにコンロッド本体３１内に配置されている。

また、二つのピン収容空間６４、６５のうち第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４は、図８（Ａ）に示したように、コンロッド本体３１の一方の側面に対して開いていると共にコンロッド本体３１の他方の側面に対して閉じているピン収容穴として形成される。加えて、二つのピン収容空間６４、６５のうち第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５は、図８（Ａ）に示したように、コンロッド本体３１の上記他方の側面に対して開いていると共に上記一方の側面に対して閉じているピン収容穴として形成される。

第１切換ピン６１は、その周方向に延びる二つの円周溝６１ａ、６１ｂを有する。これら円周溝６１ａ、６１ｂは、第１切換ピン６１内に形成された連通路６１ｃによって互いに連通せしめられる。また、第１ピン収容空間６４内には第１付勢バネ６７が収容されており、この第１付勢バネ６７によって第１切換ピン６１はクランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に付勢されている。特に、図８（Ａ）に示した例では、第１切換ピン６１は、第１ピン収容空間６４の閉じた端部に向かって付勢されている。

同様に、第２切換ピン６２も、その周方向に延びる二つの円周溝６２ａ、６２ｂを有する。このうち一方の円周溝６２ａは、第２切換ピン６２内に形成された連通路６２ｃによって第２切換ピン６２の一方の端部（第２付勢バネ６８が設けられていない側の端部）と連通せしめられる。また、第２ピン収容空間６５内には第２付勢バネ６８が収容されており、この第２付勢バネ６８によって第２切換ピン６２はクランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に付勢されている。特に、図８（Ａ）に示した例では、第２切換ピン６２は、第２ピン収容空間６５の閉じた端部に向かって付勢されている。

この結果、第２切換ピン６２は、第１切換ピン６１とは逆向きに付勢されている。このため、本実施形態では、これら第１切換ピン及び第２切換ピン６２に油圧が供給されたときのこれら第１切換ピン６１と第２切換ピン６２との作動方向は互いに逆向きとなる。

逆止弁６３は、円筒状の逆止弁収容空間６６内に収容される。本実施形態では、逆止弁収容空間６６も、クランク受容開口４１の中心軸線と平行に延びるように形成される。逆止弁６３は、逆止弁収容空間６６内で逆止弁収容空間６６が延びる方向に運動可能である。したがって、逆止弁６３は、その作動方向がクランク受容開口４１の中心軸線に平行になるようにコンロッド本体３１内に配置されている。また、逆止弁収容空間６６は、コンロッド本体３１の一方の側面に対して開いていると共にコンロッド本体３１の他方の側面に対して閉じている逆止弁収容穴として形成される。

逆止弁６３は一次側（図８（Ｂ）において上側）から二次側（図８（Ｂ）において下側）への流れを許可すると共に、二次側から一次側への流れを禁止するように構成される。

第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４は、二つの空間連通油路５１、５２を介して逆止弁収容空間６６に連通せしめられる。このうち一方の第１空間連通油路５１は、図８（Ａ）に示したように、コンロッド本体３１の厚さ方向において中央よりも一方の側面側（図８（Ｂ）において下側）において、第１ピン収容空間６４及び逆止弁収容空間６６の二次側に連通せしめられる。他方の第２空間連通油路５２は、コンロッド本体３１の厚さ方向において中央よりも他方の側面側（図８（Ｂ）において上側）において、第１ピン収容空間６４及び逆止弁収容空間６６の一次側に連通せしめられる。

また、第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５は、二つの空間連通油路５３、５４を介して逆止弁収容空間６６に連通せしめられる。このうち一方の第３空間連通油路５３は、図８（Ａ）に示したように、コンロッド本体３１の厚さ方向において中央よりも一方の側面側（図８（Ｂ）において下側）において、第２ピン収容空間６５及び逆止弁収容空間６６の二次側に連通せしめられる。他方の第４空間連通油路５４は、コンロッド本体３１の厚さ方向において中央よりも他方の側面側（図８（Ｂ）において上側）において、第１ピン収容空間６４及び逆止弁収容空間６６の一次側に連通せしめられる。

第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４は、ピストン連通油路５５を介して油圧シリンダ３３ａに連通せしめられる。図８（Ａ）に示したように、ピストン連通油路５５は、コンロッド本体３１の厚さ方向中央付近において、第１ピン収容空間６４に連通せしめられる。また、ピストン連通油路５５は、第１空間連通油路５１とピストン連通油路５５との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔及び第２空間連通油路５２とピストン連通油路５５との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔が、円周溝６１ａ、６１ｂ間のコンロッド本体厚さ方向の間隔と等しくなるように配置される。

また、第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５には、コンロッド本体３１の外部と連通する排出油路５６が連通せしめられる。排出油路５６は、図８（Ａ）に示したように、第２ピン収容空間６５の軸線方向において第３空間連通油路５３と同一の位置に配置される。すなわち、排出油路５６は、第２切換ピン６２の円周溝６２ａが第３空間連通油路５３と連通するときに、同時に円周溝６２ａに連通するように構成される。

これら油路５１〜５５は、クランク受容開口４１からドリル等により切削加工を行うことによって形成される。したがって、これら油路５１〜５５はクランク受容開口４１まで延びる。換言すると、油路５１〜５５は、それぞれ、その延長線上にクランク受容開口４１が位置するように形成される。これら油路５１〜５５は、例えば、ベアリングメタル７１によって閉じられる。

上述したように、油路５１〜５５は、いずれもベアリングメタル７１によって閉じられる。このため、ベアリングメタル７１を用いてコンロッド６をクランクピン２２に組み付けるだけで、これら油路５１〜５５を閉じるための加工を別途することなく、これら油路５１〜５５を閉じることができる。

また、コンロッド本体３１内には、第１切換ピン６１に油圧を供給するための第１制御用油路５７と、第２切換ピン６２に油圧を供給するための第２制御用油路５８とが形成される。第１制御用油路５７は、第１付勢バネ６７が設けられた端部とは反対側の端部において第１ピン収容空間６４に連通せしめられる。第２制御用油路５８は、第２付勢バネ６８が設けられた端部とは反対側の端部において第２ピン収容空間６５に連通せしめられる。これら制御用油路５７、５８は、クランク受容開口４１に連通するように形成されると共に、クランクピン２２内に形成された油路（図示せず）を介して外部の油圧供給源に連通される。

したがって、外部の油圧供給源から油圧が供給されていないときには、第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２はそれぞれ第１付勢バネ６７及び第２付勢バネ６８に付勢されて、図８（Ａ）に示したように、ピン収容空間６４、６５内の閉じられた端部側に位置することになる。一方、外部の油圧供給源から油圧が供給されているときには、第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２はそれぞれ第１付勢バネ６７及び第２付勢バネ６８による付勢に抗して移動せしめられ、それぞれピン収容空間６４、６５内の開かれた端部側に位置することになる。

＜流れ方向切換機構の動作＞
次に、図９及び図１０を参照して、流れ方向切換機構３５の動作について説明する。図９は、油圧供給源７５から切換ピン６１、６２に油圧が供給されているときの流れ方向切換機構３５の動作を説明する概略図である。また、図１０は、油圧供給源７５から切換ピン６１、６２に油圧が供給されていないときの流れ方向切換機構３５の動作を説明する概略図である。なお、図９及び図１０では、第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２に油圧を供給する油圧供給源７５は別々に描かれているが、本実施形態では同一の油圧供給源から油圧が供給される。

図９に示したように、油圧供給源７５から油圧が供給されているときには、切換ピン６１、６２は、それぞれ、付勢バネ６７、６８による付勢に抗して移動した第一位置に位置する。この結果、第１切換ピン６１の連通路６１ｃによりピストン連通油路５５と第１空間連通油路５１とが連通せしめられる。第２切換ピン６２の連通路６２ｃにより油圧供給源７５と第４空間連通油路５４とが連通せしめられる。したがって、油圧シリンダ３３ａが逆止弁６３の二次側に接続され、油圧供給源７５が逆止弁６３の一次側に接続される。

ここで、逆止弁６３は、第２空間連通油路５２及び第４空間連通油路５４が連通する一次側から第１空間連通油路５１及び第３空間連通油路５３が連通する二次側への作動油の流れは許可するが、その逆の流れは禁止するように構成される。したがって、図９に示した状態では、第４空間連通油路５４から第１空間連通油路５１へは作動油が流れるが、その逆には作動油が流れない。

この結果、図９に示した状態では、油圧供給源７５の作動油は、第４空間連通油路５４、第１空間連通油路５１、ピストン連通油路５５の順に油路を通って油圧シリンダ３３ａに供給されることができる。しかしながら、油圧シリンダ３３ａ内の作動油は、油圧シリンダ３３ａから排出されることができない。したがって、油圧供給源７５から油圧が供給されているときには、流れ方向切換機構３５は、外部の油圧供給源７５から油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を許可するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を禁止する第一状態にあるといえる。この結果、上述したように、油圧ピストン３３ｂが上昇するため、コンロッド６の有効長さが図６（Ａ）にＬ１で示したように長くなる。なお、このときの油圧ピストン３３ｂの上昇は、油圧供給源７５から供給される作動油の油圧によるだけでなく、上述したように内燃機関１のシリンダ内でピストン５が往復動してピストン５に上向きの慣性力が作用することによって行われる。

一方、図１０に示したように、油圧供給源７５から油圧が供給されていないときには、切換ピン６１、６２は、それぞれ、付勢バネ６７、６８によって付勢された第二位置に位置する。この結果、第１切換ピン６１の連通路６１ｃにより、ピストン連通油路５５と第２空間連通油路５２とが連通せしめられる。加えて、第２切換ピン６２の円周溝６２ａにより、第３空間連通油路５３と排出油路５６とが連通せしめられる。したがって、油圧シリンダ３３ａが逆止弁６３の一次側に接続され、排出油路５６が逆止弁６３の二次側に接続される。

上述した逆止弁６３の作用により、図１０に示した状態では、油圧シリンダ３３ａ内の作動油は、ピストン連通油路５５、第２空間連通油路５２、第３空間連通油路５３、排出油路５６の順に油路を通って外部に排出されることができる。しかしながら、逆止弁６３の作用により、排出油路５６側から油圧シリンダ３３ａに作動油が供給されることができない。したがって、油圧供給源７５から油圧が供給されていないときには、流れ方向切換機構３５は、油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を禁止するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を許可する第二状態にあるといえる。この結果、上述したように、油圧ピストン３３ｂが下降するため、コンロッド６の有効長さが図６（Ａ）にＬ２で示したように短くなる。

なお、このときの油圧ピストン３３ｂの下降は、上述したように、混合気の燃焼によりピストン５に下向きの力が作用することや、内燃機関１のシリンダ内でピストン５が往復動してピストン５に下向きの慣性力が作用することによって行われる。また、内燃機関１のシリンダ内でのピストン５の往復動によりピストン５に上向きの慣性力が作用することがあり、このとき油圧ピストン３３ｂは上昇しようとする。しかしながら、逆止弁６３の作用により油圧シリンダ３３ａ内には作動油が供給されないため、油圧ピストン３３ｂが上昇しようとすると油圧シリンダ３３ａ内には大きな負圧ができる。このため、ピストン５に下向きの慣性力が作用しても、油圧ピストン３３ｂは上昇せず、よってコンロッド６の有効長さが短いまま維持される。

＜本実施形態における効果＞
次に、本実施形態の可変長コンロッドによる作用・効果について説明する。本実施形態の可変長コンロッドでは、ピストン機構３３が一つしか設けられていない。ここで、ピストン機構を設けると、コンロッド本体内にピストンが設けられることからコンロッドの総重量が大きくなってしまう。また、コンロッド本体にシリンダが形成されることによるコンロッド本体の強度低下を補うため、コンロッド本体を補強することが必要であり、このことによってもコンロッドの総重量が大きくなる。これに対して、本実施形態では、ピストン機構３３が一つしか設けられていないため、コンロッドの有効長さを変更可能にすることに伴うコンロッドの総重量の増加を抑制することができる。

また、本実施形態では、外部から油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を許可するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を禁止する第一状態と、油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を禁止するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を許可する第二状態との間で作動油の流れを切換可能な流れ方向切換機構３５が設けられる。斯かる流れ方向切換機構３５を用いることにより、ピストン機構３３が一つしか設けられていなくても、コンロッド６の有効長さをＬ１とＬ２の二段階で切り替えることができる。

ところで、コンロッド６は、クランクシャフトの回転に伴って、クランク受容開口４１の中心軸線に対して垂直な方向に運動する。このため、切換ピン６１、６２及び逆止弁６３には、クランク受容開口４１の中心軸線に対して垂直な方向に慣性力が作用する。一方、コンロッド６は、クランクシャフトが回転しても、クランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向には運動しない。このため、切換ピン６１、６２及び逆止弁６３には、クランク受容開口４１の中心軸線に平行な方向には慣性力は作用しない。

これに対して、上記実施形態では、切換ピン６１、６２及び逆止弁６３の作動方向は、クランク受容開口４１の中心軸線と平行とされている。このため、切換ピン６１、６２及び逆止弁６３はその作動方向において慣性力を受けることがなく、よって慣性力に伴う切換ピン６１、６２や逆止弁６３の誤作動を抑制することができる。

また、本実施形態では、作動油の流れの切換は、流れ方向切換機構３５の切換ピン６１、６２によって行われる。切換ピン６１、６２は、コンロッド本体３１内に形成されたピン収容空間６４、６５内に収容されると共に、油圧によって駆動される。このため、切換ピン６１、６２をコンロッド本体３１の側面から外側に突出させる必要がなくなると共に、切換ピン６１、６２を作動させるためにコンロッド６の外部に他の切換機構を設ける必要がなくなる。このため、流れ方向切換機構３５を簡単でコンパクトな機構にすることができる。

また、本実施形態では、流れ方向切換機構３５は、二つの切換ピン６１、６２及び一つの逆止弁６３が設けられている。流れ方向切換機構３５をこのような構成とした結果、切換ピン６１、６２を収容するピン収容空間６４、６５と、逆止弁６３を収容する逆止弁収容空間６６と、油圧シリンダ３３ａ及び第２シリンダ３４ａとを連通させる油路を容易に製造することができるようになる。

さらに、本実施形態によれば、流れ方向切換機構３５は、油圧供給源７５から切換ピン６１、６２に油圧が供給されているときに第一状態となってコンロッド６の有効長さが長くなり、油圧供給源７５から切換ピン６１、６２に油圧が供給されていないときに第二状態となってコンロッド６の有効長さが短くなるように構成される。これにより、例えば、油圧供給源７５における故障等によって油圧の供給を行うことができなくなったときに、コンロッド６の有効長さを短くしたままにすることができ、よって機械圧縮比を低く維持することができるようになる。機械圧縮比を高く維持すると、内燃機関による出力が制限されてしまうことから、本実施形態によれば、油圧供給源７５の故障時等に内燃機関による出力が制限されてしまうのを抑制することができる。

また、二つの切換ピン６１、６２及び逆止弁６３は、コンロッド本体３１の軸線Ｘ方向において、油圧シリンダ３３ａとクランク受容開口４１との間に配置される。これにより、クランク受容開口４１と切換ピン６１、６２及び逆止弁６３との間の距離を短くすることができ、これらの間で延びる油路等の長さを短くすることができる。

＜第二実施形態＞
次に、図１１〜図１７を参照して、本発明の第二実施形態に係る可変長コンロッド６’について説明する。第二実施形態に係る可変長コンロッド６’の構成及び動作は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る可変長コンロッド６の構成及び動作と同様である。

＜第二実施形態に係る可変長コンロッドの構成＞
図１１は、第二実施形態に係る可変長コンロッド６’を概略的に示す、図２と同様な斜視図である。また、図１２は、第二実施形態に係る可変長コンロッド６’を概略的に示す、図３と同様な断面側面図である。加えて、図１３は、流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大した、図７と同様なコンロッドの断面側面図である。図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶに沿った、図８（Ａ）と同様なコンロッドの断面図である。

図１１及び図１２に示したように、本実施形態の可変長コンロッド６’は、偏心部材３２を一方側に最も回動された第一位置と一方側とは反対側に最も回動された第二位置との間の一つの中間位置で停止させることができる停止装置３６を具備する。

停止装置３６は、コンロッド本体３１内に形成された停止シリンダ８１と、この停止シリンダ８１内で摺動可能である停止部材８２とを具備する。図１２に示した例では、停止シリンダ８１及び停止部材８２は、その軸線がコンロッド本体３１の幅方向に延びるように配置される。しかしながら、これら停止シリンダ８１及び停止部材８２は、コンロッド本体３１の幅方向に対して多少の角度を持って配置されてもよい。

停止部材８２は、偏心部材３２の第２アーム側においてコンロッド本体３１から少なくとも部分的に突出した突出位置と、コンロッド本体３１内に（すなわち、停止シリンダ８１内に）少なくともそのほとんどが収容された引込み位置との間で摺動可能である。停止部材８２は、突出位置にあるときにも引込み位置にあるときにも偏心部材３２の第２アーム３２ｃに当接するように配置される。

停止装置３６は、停止部材８２を引込み位置へと付勢する付勢バネ８３を具備する。また、停止装置３６の停止シリンダ８１は、油圧供給油路５９を介して、第２ピン収容空間６５に連通せしめられる。油圧供給油路５９は、図１４に示したように、第２ピン収容空間６５に第２制御用油路５８が連結されている側の端部において、第２ピン収容空間６５に連通せしめられる。なお、油圧供給油路５９も、クランク受容開口４１からドリル等によって切削加工を行うことで形成される。したがって、図１３に示したように、油圧供給油路５９もクランク受容開口４１まで延び、ベアリングメタル７１によって閉じられる。

このように構成された停止装置３６では、油圧供給油路５９を介して停止シリンダ８１に一定以上の高い油圧が供給されていないときには、付勢バネ８３の作用により停止部材８２が引込み位置に引き込まれる。一方、油圧供給油路５９を介して停止シリンダ８１に一定以上の高い油圧が供給されているときには、停止シリンダ８１内に供給された作動油の作用により、停止部材８２が突出位置に移動せしめられる。

次に、図１５を参照して、このように構成された偏心部材３２、ピストン機構３３及び停止装置３６の動作について説明する。図１５（Ａ）は、ピストン機構３３の油圧シリンダ３３ａに作動油が供給されており、停止装置３６の停止シリンダ８１には作動油が供給されていない状態を示している。図１５（Ｂ）は、ピストン機構３３の油圧シリンダ３３ａに作動油が供給されており、停止装置３６の停止シリンダ８１にも作動油が供給されている状態を示している。図１５（Ｃ）は、ピストン機構３３の油圧シリンダ３３ａにも、停止装置３６の停止シリンダ８１にも作動油が供給されていない状態を示している。

まず、流れ方向切換機構３５が第一状態にあると、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示したように、油圧シリンダ３３ａには作動油が供給されることになる。このため、図６（Ａ）に示した場合と同様に、油圧ピストン３３ｂは上昇し、油圧ピストン３３ｂに連結された偏心部材３２の第１アーム３２ｂも上昇する。

このとき、停止装置３６に停止部材８２を移動させるだけの油圧が供給されていなければ、停止部材８２は引込み位置に配置される。この結果、図１５（Ａ）に示したように、偏心部材３２は図中の矢印の方向に最も回動された位置まで回動せしめられる。これにより、ピストン受容開口３２ｄの位置は最も上昇する。したがって、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２ｄの中心との間の長さ、すなわちコンロッド６の有効長さが長くなり、図中のＬ１となる。

一方、流れ方向切換機構３５が第一状態にあり、このとき停止装置３６に停止部材８２を移動させるだけの油圧が供給されていると、停止部材８２は突出位置に配置される。この結果、偏心部材３２は、図１５（Ａ）に示した状態よりも僅かに図１５（Ｂ）に矢印で示した方向に回動せしめられる。これにより、ピストン受容開口３２ｄの位置は最も上昇した位置よりも下降せしめられる。したがって、図１５（Ａ）に示した状態よりも、コンロッド６の有効長さが短くなり、図中のＬ２となる。

一方、流れ方向切換機構３５が第二状態にあると、図１５（Ｃ）に示したように、油圧シリンダ３３ａには作動油が供給されない。このため、図６（Ｂ）に示した場合と同様に、油圧ピストン３３ｂは下降し、油圧ピストン３３ｂに連結された偏心部材３２の第１アーム３２ｂも下降する。この結果、図１５（Ｃ）に示したように、偏心部材３２は、図中の矢印の方向に最も回動された位置まで回動せしめられる。これにより、ピストン受容開口３２ｄの位置は最も下降する。したがって、コンロッド６の有効長さが短くなり、図中のＬ３となる。

したがって、本実施形態によれば、流れ方向切換機構３５が第一状態にあるときに停止装置３６の停止部材８２を突出位置に配置させることにより、偏心部材３２を一方側に最も回動された第一位置（図１５（Ａ））とこれとは反対側に最も回動された第二位置（図１５（Ｃ））との間の中間位置（図１５（Ｂ））で停止させることができる。この結果、コンロッド６の有効長さをＬ１、Ｌ２及びＬ３の三段階で変更することができ、よって内燃機関１の機械圧縮比を三段階で変更することができるようになる。

＜流れ方向切換機構及び停止装置の動作＞
次に、図１６〜図１８を参照して、流れ方向切換機構３５及び停止装置３６の動作について説明する。ここで、本実施形態では、流れ方向切換機構３５の第１切換ピン６１、第２切換ピン６２及び停止部材８２には同一の油圧供給源７５から作動油が供給される。よってこれら第１切換ピン６１、第２切換ピン６２及び停止部材８２に供給される作動油の圧力は同一となる。

ここで、第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２の作動位置が切り替わる作動油の圧力、すなわち流れ方向切換機構３５が第一状態と第二状態との間で切り替わる作動油の圧力を第一閾値とする。この第一閾値は、切換ピン６１、６２の断面積（又はピン収容空間６４、６５の断面積）及び付勢バネ６７、６８の弾性係数等に応じて変化する。同様に、停止部材８２の作動位置が突出位置と引込み位置との間で切り替わる圧力を第二閾値とする。この第二閾値は、停止部材８２の断面積（又は停止シリンダ８１の断面積）及び付勢バネ８３の弾性係数等に応じて変化する。本実施形態では、第一閾値は、第二閾値よりも小さい値とされる。したがって、油圧供給源７５から供給される作動油の圧力を上昇させていくと、最初に第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２の作動位置が切り替わり、流れ方向切換機構３５が第二状態から第一状態に変化する。その後、油圧供給源７５から供給される作動油の圧力を更に上昇させていくと、停止部材８２が引込み位置から突出位置へと変化する。

また、本実施形態では、油圧供給源７５と制御用油路５７、５８との間に油圧切換機構９０が設けられる。油圧切換機構９０は、油圧供給源７５に連通する三方弁９１と、三方弁９１に連通する三つの油路９２〜９４とを具備する。三つの油路９２〜９４には、それぞれリリーフ弁が設けられており、これらリリーフ弁の解放圧は互いに異なるものとなっている。図１８に示した例では、油路９２に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ１、油路９３に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ２、油路９４に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ３の順に解放圧が低くなる（Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３）。加えて、油路９２と油路９３との間には油路９３内の圧力が高くなると解放されるリリーフ弁が設けられ、油路９３と油路９４との間には油路９４内の圧力が高くなると解放されるリリーフ弁が設けられる。これら油路間に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ４は油路９４に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ３よりも低く設定される。加えて、油路９２が制御用油路５７、５８に連通する。

このように構成された油圧切換機構９０では、三方弁９１により油圧供給源７５が油路９３に連通しているときに制御用油路５７、５８に供給される油圧は中程度となる。本実施形態では、このときの油圧は第一閾値よりも高く第二閾値よりも低い圧力とされる。このときの油圧が第一閾値よりも高いため、図１７に示したように、切換ピン６１、６２は、それぞれ、付勢バネ６７、６８による付勢に抗して移動した第一位置に位置する。この結果、図９に示した例と同様に、流れ方向切換機構３５は、外部の油圧供給源７５から油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を許可するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を禁止する第一状態にあり、油圧ピストン３３ｂが上昇する。一方、このときの油圧が第二閾値よりも低いため、図１７に示したように停止部材８２は引込み位置とされる。このため、油圧供給源７５から中程度の油圧が供給されているときにはコンロッド６の有効長さが図１５（Ａ）にＬ１で示したように長くなる。

一方、図１８に示したように、油圧切換機構９０において三方弁９１により油圧供給源７５が油路９２に連通しているときに制御用油路５７、５８に供給される油圧は高くなる。本実施形態では、このときの油圧は第二閾値よりも高い圧力とされる。したがって、このときの油圧が第一閾値よりも高いため、図１７に示した状態と同様に、切換ピン６１、６２は、それぞれ、付勢バネ６７、６８による付勢に抗して移動した第一位置に位置する。よって流れ方向切換機構３５は第一状態にあり、油圧ピストン３３ｂが上昇する。一方、このときの油圧が第二閾値よりも高いため、図１８に示したように停止部材８２は突出位置とされる。このため、油圧供給源７５から高い油圧が供給されているといきにはコンロッド６の有効長さが図１５（Ｂ）にＬ２で示した中程度の長さとなる。

他方、図１９に示したように、油圧切換機構９０において三方弁９１により油圧供給源７５が油路９４に連通しているときに制御用油路５７、５８に供給される油圧は低くなる。本実施形態では、このときの油圧は第一閾値よりも低い圧力とされる（上述した第一実施形態において油圧が供給されていないと表現されている状態に相当）。したがって、このときの油圧が第一閾値よりも低いため、図１９に示したように、切換ピン６１、６２は、それぞれ、付勢バネ６７、６８によって付勢された第二位置に位置する。この結果、図１０に示した例と同様に、流れ方向切換機構３５は、油圧シリンダ３３ａへの作動油の供給を禁止するが油圧シリンダ３３ａからの作動油の排出を許可する第二状態にあり、油圧ピストン３３ｂが下降する。なお、このときの油圧が第二閾値よりも低いため、図１９に示したように停止部材８２は引込み位置とされる。この結果、油圧供給源７５から供給される油圧が低いとき或いは油圧が供給されていないときにはコンロッド６の有効長さが図１５（Ａ）にＬ３で示したように長くなる。

１ 内燃機関
６ コンロッド
２１ ピストンピン
２２ クランクピン
３１ コンロッド本体
３２ 偏心部材
３３ ピストン機構
３５ 流れ方向切換機構
５１ 第１空間連通油路
５２ 第２空間連通油路
５３ 第３空間連通油路
５４ 第４空間連通油路
５５ ピストン連通油路
５６ 排出油路
５７ 第１制御用油路
５８ 第２制御用油路
５９ 油圧供給油路
６１ 第１切換ピン
６２ 第２切換ピン
６３ 逆止弁

Claims (12)

1. 有効長さを変更することができる可変長コンロッドであって、
   クランクピンを受容するクランク受容開口を大径端部に有するコンロッド本体と、
   前記大径端部とは反対側の小径端部において前記コンロッド本体に対して前記小径端部の周方向に回動可能に取り付けられると共に回動すると当該可変長コンロッドの有効長さが変化する偏心部材と、
   前記コンロッド本体に設けられた一つの油圧シリンダ及び該油圧シリンダ内で摺動する一つの油圧ピストンを有し、前記油圧シリンダ内に作動油が供給されると前記偏心部材が一方の方向へ回動し且つ該油圧シリンダ内から作動油が排出されると前記偏心部材が他方の方向に回動するように構成されたピストン機構と、
   前記油圧シリンダに作動油を供給する作動油供給源と、
   前記作動油供給源から前記油圧シリンダへの作動油の供給を許可するが前記油圧シリンダからの作動油の排出を禁止する第一状態と、前記油圧シリンダへの作動油の供給を禁止するが前記油圧シリンダからの作動油の排出を許可する第二状態との間で作動油の流れを切換可能な流れ方向切換機構とを具備し、
   当該可変長コンロッドは、前記偏心部材を回動させるための前記ピストン機構を一つだけ具備する、可変長コンロッド。
2. 前記流れ方向切換機構は、油圧によって前記第一状態と前記第二状態との間で切り替えられると共に、油圧が供給されていないときに前記第二状態となって当該可変長コンロッドの有効長さが短くなり、且つ油圧が供給されているときに前記第一状態となって当該可変長コンロッドの有効長さが長くなるように構成される、請求項１に記載の可変長コンロッド。
3. 前記偏心部材は、ピストンピンを受容するピストンピン受容開口を具備すると共に該ピストンピン受容開口の軸線が当該偏心部材の回動軸線から偏心するように構成され、
   前記油圧シリンダの開口端は、当該可変長コンロッドの軸線よりも、前記ピストンピン受容開口が偏心した側に配置される、請求項１又は２に記載の可変長コンロッド。
4. 前記流れ方向切換機構は、前記コンロッド本体の軸線方向において、前記油圧シリンダと前記クランク受容開口との間に配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
5. 前記流れ方向切換機構は、前記コンロッド本体の内部に設けられていると共に外部から供給される油圧により動作する切換ピンを具備し、該切換ピンは、該切換ピンが作動することによって前記流れ方向切換機構が前記第一状態と前記第二状態とで切り替えられるように構成され、且つその作動方向が前記クランク受容開口の軸線と平行になるように前記コンロッド本体内に配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
6. 前記コンロッド本体の外部に作動油を排出するための排出油路を更に具備し、
   前記流れ方向切換機構は、一次側からの二次側への流れを許可すると共に二次側から一次側への流れを禁止する一つの逆止弁と、二つの切換ピンとを具備し、前記二つの切換ピンは、当該流れ方向切換機構が第一状態にあるときには前記逆止弁の一次側に前記作動油供給源が連通せしめられると共に該逆止弁の二次側に前記油圧シリンダが連通せしめられ、当該流れ方向切換機構が第二状態にあるときには前記逆止弁の一次側に前記油圧シリンダが連通せしめられると共に該逆止弁の二次側に排出油路が連通せしめられるように構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
7. 前記二つの切換ピンは、前記コンロッド本体の中央軸線に対して両側に設けられると共に、前記逆止弁は前記コンロッド本体の中央軸線上に設けられる、請求項６に記載の可変長コンロッド。
8. 油圧により、前記偏心部材を、一方側に最も回動された第一位置と、該一方側とは反対側に最も回動された第二位置との間の中間位置で停止させることができる停止装置を更に具備する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
9. 前記偏心部材は、第１アームと該第１アームとは反対方向に延びる第２アームとを具備し、前記ピストン機構の油圧ピストンは前記第１アームに連結され、
   前記停止装置は、前記コンロッド本体から前記第２アームが延びる方向に突出可能な停止部材を具備し、該停止部材を前記コンロッド本体から突出させたときに該停止部材が前記偏心部材と当接することで前記偏心部材を前記中間位置で停止させることができように構成される、請求項８に記載の可変長コンロッド。
10. 前記流れ方向切換機構は、油圧供給源から供給される油圧によって前記第一状態と前記第二状態との間で切り替えられると共に、前記停止装置は、前記油圧供給源から供給される油圧によって前記停止部材を突出した状態と突出していない状態との間で切り替えられ、
    前記流れ方向切換機構における切換油圧と前記停止装置における切換油圧とは異なる値とされる、請求項９に記載の可変長コンロッド。
11. 前記偏心部材は、第１アームと該第１アームとは反対方向に延びる第２アームとを具備し、前記ピストン機構の油圧ピストンは前記第１アームに連結され、
    前記第２アームは、前記第１アーム側とは反対側の端部において前記コンロッド本体の大径端部に向かうように屈曲している、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
12. 機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であって、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の可変長コンロッドを有し、前記可変長コンロッドの有効長さを変更することにより機械圧縮比が変更される、可変圧縮比内燃機関。

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