JP2017120062A - 可変圧縮比内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】一つのピストン機構が設けられた可変長コンロッドを備えた可変圧縮比内燃機関において、油圧供給源の負荷を軽減する。【解決手段】可変圧縮比内燃機関１は、コンロッド本体３１と、コンロッド本体に回動可能に取り付けられた偏心部材３２と、油圧シリンダ３３ａ及び油圧ピストン３３ｂを有する一つのピストン機構３３と、作動油を貯留可能な貯留室３４と、貯留室から油圧シリンダに作動油を供給することを許可し且つ油圧シリンダから貯留室に作動油を排出することを禁止する第一状態と、貯留室から油圧シリンダに作動油を供給することを禁止し且つ油圧シリンダから貯留室に作動油を排出することを許可する第二状態との間で切り換えられるように構成された流れ方向切換機構３５と、貯留室に貯留される作動油を流れ方向切換機構に向かって押圧する押圧機構３７とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、機械圧縮比を変更可能な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長さを意味する。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。

特許文献１に記載の可変長コンロッドは、偏心部材を回動させるように構成された二つのピストン機構を備える。この場合、偏心部材を回動させるときに作動油は二つの油圧シリンダ間で移動するため、コンロッド本体の外部の油圧供給源の負荷は比較的低い。しかしながら、二つのピストン機構を備えた可変長コンロッドでは、コンロッドの部品点数が多くなり、製造コストが増大する。また、二つのピストン機構によってコンロッドの総重量が大きくなる。一方、特許文献２に記載の可変長コンロッドは、偏心部材を回動させるように構成された一つのピストン機構を備える。

国際公開第２０１４／０１９６８３号 国際公開第２０１５／０８２７２２号

しかしながら、この場合、油圧シリンダの数が一つであるため、一方の油圧シリンダから排出される作動油を他方の油圧シリンダに移動させることができない。したがって、油圧シリンダ間で作動油を移動させることができないため、油圧シリンダに作動油を供給するために常にコンロッド本体の外部の油圧供給源から作動油を供給する必要がある。この結果、油圧供給源の負荷が増大する。

そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、一つのピストン機構が設けられた可変長コンロッドを備えた可変圧縮比内燃機関において、油圧供給源の負荷を軽減することにある。

上記課題を解決するために、第１の発明では、クランクピンを受容するクランク受容開口が設けられたコンロッド本体と、ピストンピンを受容するピストンピン受容開口が設けられると共に、該ピストンピン受容開口の中心と前記クランク受容開口の中心との間の長さを変化させるように前記コンロッド本体に回動可能に取り付けられた偏心部材と、前記コンロッド本体に形成されると共に作動油が供給される油圧シリンダと、該油圧シリンダ内で摺動し且つ前記偏心部材と連動する油圧ピストンとを有する一つのピストン機構と、作動油を貯留可能な貯留室と、前記コンロッド本体内に配置される流れ方向切換機構であって、前記貯留室から該流れ方向切換機構を介して前記油圧シリンダに作動油を供給することを許可し且つ前記油圧シリンダから該流れ方向切換機構を介して前記貯留室に作動油を排出することを禁止する第一状態と、前記貯留室から該流れ方向切換機構を介して前記油圧シリンダに作動油を供給することを禁止し且つ前記油圧シリンダから該流れ方向切換機構を介して前記貯留室に作動油を排出することを許可する第二状態との間で切り換えられるように構成された流れ方向切換機構と、前記貯留室に貯留される作動油を前記流れ方向切換機構に向かって押圧する押圧機構とを備える、可変圧縮比内燃機関が提供される。

第２の発明では、第１の発明において、前記可変圧縮比内燃機関は、前記偏心部材と前記油圧ピストンとを連結する連結部材を更に備え、前記偏心部材は、前記ピストンピン受容開口の軸線が該偏心部材の回動軸線から第１の方向に偏心するように構成され、前記連結部材は前記コンロッド本体の軸線に対して前記第１の方向側において前記偏心部材に連結されている。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記貯留室は前記コンロッド本体に形成されている。

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、前記押圧機構は押圧バネ及び押圧ピンを有し、該押圧バネは該押圧ピンを介して作動油を押圧する。

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、前記貯留室及び押圧機構は、該貯留室の最大貯留容積が前記油圧ピストンの行程容積と等しくなるように構成されている。

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、前記可変圧縮比内燃機関は、前記コンロッド本体の外部から供給される油圧によって前記偏心部材の一方への回動の停止位置を二段階に切り換えるように構成された停止装置を更に備える。

本発明によれば、一つのピストン機構が設けられた可変長コンロッドを備えた可変圧縮比内燃機関において、油圧供給源の負荷を軽減することができる。

図１は、第一実施形態に係る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、第一実施形態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、第一実施形態に係る可変長コンロッドを概略的に示す側面断面図である。 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、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側面断面図である。 図７は、図６のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿ったコンロッドの断面図である。 図８は、切換ピン等に中程度の油圧が供給されているときの可変長コンロッドの動作を説明するための概略図である。 図９は、切換ピン等に高い油圧が供給されているときの可変長コンロッドの動作を説明するための概略図である。 図１０は、切換ピンに低い油圧が供給されているときの可変長コンロッドの動作を説明するための概略図である。 図１１は、第一実施形態に係る可変長コンロッドを概略的に示す側面断面図である。 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斜視図である。 図１３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側面断面図である。 図１４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側面断面図である。 図１５は、図１４のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ線に沿ったコンロッドの断面図である。 図１６は、図１３のＥ−Ｅ線に沿ったコンロッド及びクランクシャフトの断面図である。 図１７は、図１３のＦ−Ｆ線に沿ったコンロッド及びクランクシャフトの断面図である。

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。

＜第一実施形態＞
最初に、図１〜図１１を参照して、本発明の第一実施形態に係る可変長コンロッドについて説明する。

＜可変圧縮比内燃機関＞
図１は、本発明の第一実施形態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及び排気ポート１４を備える。

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を概略的に示す側面断面図である。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、貯留室３４及び押圧機構３７と、ピストン機構３３と貯留室３４との間の作動油の流れ方向の切換を行う流れ方向切換機構３５と、偏心部材３２の一方への回動の停止位置を二段階に切り換える停止装置３６とを備える。なお、可変長コンロッド６は一つのピストン機構３３を備える。

＜コンロッド本体＞
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には、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と、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とが設けられている。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及びコンロッド本体３１の軸線Ｘと称す。コンロッド本体３１の大径端部３１ａと小径端部３１ｂとはコンロッド６の軸線Ｘ方向において反対側に位置する。

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６の長さをコンロッド６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６の長さをコンロッド６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、ピストン機構３３及び貯留室３４が設けられている領域を除いて、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及び貯留室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。

＜偏心部材＞
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。偏心部材３２の回動軸線はスリーブ受容開口４２の中心軸線と一致する。

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には、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が設けられている。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、すなわち偏心部材３２の回動軸線から偏心している。

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が回動すると、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６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６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３２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。すなわち、偏心部材３２は、コンロッド６の有効長さを変化させるように、コンロッド本体３１の小径端部３１ｂに回動可能に取り付けられている。

＜ピストン機構＞
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、油圧シリンダ３３ａ内に供給される作動油をシールするオイルシール３３ｃ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の幅方向外側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。なお、図３では、図３に示した断面以外の断面に形成された油路も参考のために破線で示されている。

油圧ピストン３３ｂは、ピンによって連結部材４５に回転可能に連結される。偏心部材３２の第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、ピンによって連結部材４５に回転可能に連結される。したがって、油圧ピストン３３ｂは、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、偏心部材３２と連動する。オイルシール３３ｃは、リング形状を有し、油圧ピストン３３ｂの下端部の周囲に取り付けられる。

＜貯留室及び押圧機構＞
次に、図３を参照して、貯留室３４及び押圧機構３７について説明する。貯留室３４は、コンロッド本体３１に形成され、作動油を貯留可能である。貯留室３４は、その全てがコンロッド６の軸線Ｘに対して第２アーム３２ｃ側に配置される。貯留室３４はコンロッド本体３１の小径端部３１ｂ側において開いており且つコンロッド本体３１の大径端部３１ａ側において閉じている。また、貯留室３４は、小径端部３１ｂに近づくほどコンロッド本体３１の幅方向外側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。貯留室３４は油圧シリンダ３３ａの突出方向とは反対の方向に突出する。また、貯留室３４は、貯留室連通油路５６を介して流れ方向切換機構３５と連通する。

押圧機構３７は、貯留室３４内に配置され、貯留室３４に貯留される作動油を流れ方向切換機構３５に向かって押圧する。押圧機構３７は、押圧ピン３７ａと、押圧ピン３７ａを介して作動油を押圧する押圧バネ３７ｂと、押圧バネ３７ｂを支持するバネ支持部材３７ｃとを有する。押圧ピン３７ａは、円筒形状を有し、貯留室３４内で摺動する。押圧ピン３７ａは、偏心部材３２に連結されていないため、偏心部材３２から独立して移動可能である。

押圧バネ３７ｂは、例えばコイルバネであり、押圧ピン３７ａの摺動位置に関わらず押圧ピン３７ａを流れ方向切換機構３５に向かって押圧するように構成される。バネ支持部材３７ｃは、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、貯留室３４に形成された円周溝に配置される。

なお、油圧シリンダ３３ａがコンロッド６の軸線Ｘに対して第２アーム３２ｃ側に配置され、貯留室３４がコンロッド６の軸線Ｘに対して第１アーム３２ｂ側に配置されてもよい。この場合、油圧ピストン３３ｂは、連結部材４５により偏心部材３２の第２アーム３２ｃに連結され、偏心部材３２と連動する。

＜流れ方向切換機構＞
次に、図６及び図７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６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６の側面断面図である。なお、図６では、図６に示した断面以外の断面に形成された油路も参考のために破線で示されている。流れ方向切換機構３５はコンロッド本体３１内に配置される。また、流れ方向切換機構３５は、貯留室３４から流れ方向切換機構３５を介して油圧シリンダ３３ａに作動油を供給することを許可し且つ油圧シリンダ３３ａから流れ方向切換機構３５を介して貯留室３４に作動油を排出することを禁止する第一状態と、貯留室３４から流れ方向切換機構３５を介して油圧シリンダ３３ａに作動油を供給することを禁止し且つ油圧シリンダ３３ａから流れ方向切換機構３５を介して貯留室３４に作動油を排出することを許可する第二状態との間で切り換えられるように構成される。

流れ方向切換機構３５は、図６に示したように、二つのスプール弁７１、７２と、一つの逆止弁６３とを備える。スプール弁７１、７２及び逆止弁６３はコンロッド本体３１内に配置される。より具体的には、スプール弁７１、７２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、スプール弁７１、７２よりもクランク受容開口４１側に配置される。

さらに、二つのスプール弁７１、７２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内にスプール弁７１、７２及び逆止弁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。

図７（Ａ）は、図６のＡ−Ａ線に沿ったコンロッド６の断面図であり、図７（Ｂ）は、図６のＢ−Ｂ線に沿ったコンロッド６の断面図である。図７（Ａ）に示すように、スプール弁７１、７２はそれぞれ切換ピン６１、６２を有する。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、６５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７（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７（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。

第１スプール弁７１は、第１付勢バネ６７と、第１付勢バネ６７を支持する第１支持部材７６とを更に有する。第１付勢バネ６７は第１ピン収容空間６４内に収容される。第１支持部材７６は、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、第１ピン収容空間６４に形成された円周溝に配置される。第１切換ピン６１は第１付勢バネ６７によってクランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に付勢される。図７（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。

第２切換ピン６２は、その周方向に延びる二つの円周溝６２ａ、６２ｂを有する。円周溝６２ａ、６２ｂは、第２切換ピン６２内に形成された連通路６２ｃによって互いに連通せしめられる。

第２スプール弁７２は、第２付勢バネ６８と、第２付勢バネ６８を支持する第２支持部材７７とを更に有する。第２付勢バネ６８は第２ピン収容空間６５内に収容される。第２支持部材７７は、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、第２ピン収容空間６５に形成された円周溝に配置される。第２切換ピン６２は第２付勢バネ６８によってクランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に付勢される。図７（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、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が延びる方向に摺動可能である。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。逆止弁収容空間６６の開いた端部はシール材７４によって閉じられる。逆止弁６３は、一次側（図７（Ｂ）において上側）から二次側（図７（Ｂ）において下側）への流れを許可するが、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。一方の第１空間連通油路５１は、図７（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７（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７（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ピン収容空間６４が連通する油路は、第１ピン収容空間６４内での第１切換ピン６１の摺動によって第１空間連通油路５１と第２空間連通油路５２との間で切り換えられる。

また、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７（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。

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。一方の第３空間連通油路５３は、図７（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７（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７（Ｂ）において上側）において、第２ピン収容空間６５及び逆止弁収容空間６６の一次側に連通せしめられる。第２ピン収容空間６５が連通する油路は、第２ピン収容空間６５内での第２切換ピン６２の摺動によって第３空間連通油路５３と第４空間連通油路５４との間で切り換えられる。

また、第２ピン収容空間６５は貯留室連通油路５６を介して貯留室３４に連通せしめられる。図７（Ａ）に示したように、貯留室連通油路５６は、コンロッド本体３１の厚さ方向中央付近において、第２ピン収容空間６５に連通せしめられる。また、貯留室連通油路５６は、第３空間連通油路５３と貯留室連通油路５６との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔及び第４空間連通油路５４と貯留室連通油路５６との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔が、円周溝６２ａ、６２ｂ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。

連通油路５１〜５６は、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によって形成される。したがって、連通油路５１〜５６のクランク受容開口４１側には、これら連通油路５１〜５６と同軸の延長油路５１ａ〜５６ａが形成される。換言すると、連通油路５１〜５６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。これら延長油路５１ａ〜５６ａは、例えば、ベアリングメタル８０によって閉じられる。このため、ベアリングメタル８０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、これら延長油路５１ａ〜５６ａを閉じるための加工を別途することなくこれら延長油路５１ａ〜５６ａを閉じることができる。

また、図６及び図７に示したように、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。

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７（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。

さらに、コンロッド本体３１内には、逆止弁６３が収容された逆止弁収容空間６６のうち逆止弁６３の一次側に作動油を補充するための補充用油路６０が形成される。補充用油路６０の一方の端部は、逆止弁６３の一次側において逆止弁収容空間６６に連通せしめられる。補充用油路６０の他方の端部は、クランク受容開口４１に連通せしめられる。また、ベアリングメタル８０には、補充用油路６０に合わせて貫通穴８０ａが形成されている。補充用油路６０は、貫通穴８０ａ及びクランクピン２２内に形成された油路（図示せず）を介して油圧供給源に連通される。したがって、補充用油路６０により、逆止弁６３の一次側は、常時又はクランクシャフトの回転に合わせて定期的に油圧供給源に連通している。

＜停止装置＞
次に、図３及び図７を参照して、停止装置３６について説明する。停止装置３６は、コンロッド本体３１の外部から供給される油圧によって偏心部材３２の一方への回動（図３における時計回りの回動）の停止位置を二段階に切り換えるように構成されている。

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３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３２ｃ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、突出位置及び引込み位置の両方の位置において偏心部材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第４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７（Ａ）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。油圧供給油路５９は、外部の油圧供給源から供給された油圧によって第２切換ピン６２が移動すると、第２ピン収容空間６５と連通する。このことによって、外部の油圧供給源から第２ピン収容空間６５及び油圧供給油路５９を介して停止シリンダ８１に作動油が供給される。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、油圧供給油路５９のクランク受容開口４１側には、油圧供給油路５９と同軸の延長油路５９ａが形成される。図６に示したように、延長油路５９ａはベアリングメタル８０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に所定以上の高い油圧が供給されていないときには、第４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に所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。

＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図８〜図１１を参照して、可変長コンロッド６の動作について説明する。図８は、切換ピン６１、６２及び停止部材８２に中程度の油圧が供給されているときの可変長コンロッド６の動作を説明するための概略図である。図９は、切換ピン６１、６２及び停止部材８２に高い油圧が供給されているときの可変長コンロッド６の動作を説明するための概略図である。図１０は、切換ピン６１、６２に低い油圧が供給されているときの可変長コンロッド６の動作を説明するための概略図である。図１１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１１（Ａ）は、流れ方向切換機構３５が第一状態にあり且つ停止部材８２が引込み位置にある状態を示している。図１１（Ｂ）は、流れ方向切換機構３５が第一状態にあり且つ停止部材８２が突出位置にある状態を示している。図１１（Ｃ）は、流れ方向切換機構３５が第二状態にあり且つ停止部材８２が引込み位置にある状態を示している。

内燃機関１は油圧供給源７５及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０を更に備える。油圧供給源７５は第１制御用油路５７を介して第１切換ピン６１に油圧を供給し且つ第２制御用油路５８を介して第２切換ピン６２及び停止部材８２に油圧を供給する。油圧供給源７５は、コンロッド本体３１の外部に配置され、ＥＣＵ４０によって制御される。したがって、ＥＣＵ４０は、油圧供給源７５によって第１切換ピン６１、第２切換ピン６２及び停止部材８２に供給される油圧を制御することができる。なお、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。

ここで、第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２の作動位置が切り換わる作動油の圧力、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換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わる。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換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）及び第４付勢バネ８３の弾性係数等に応じて変わる。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の作動位置が切り換わり、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移動する。

また、本実施形態では、内燃機関１は油圧切換機構９０を更に備える。油圧切換機構９０は油圧供給源７５と制御用油路５７、５８との間に配置される。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とを備える。三方弁９１はＥＣＵ４０によって制御される。

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８〜図１０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８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、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、第２切換ピン６２の連通路６２ｃにより貯留室連通油路５６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、貯留室３４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８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８示した状態では、貯留室３４内の作動油は、貯留室連通油路５６、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。しかしながら、油圧シリンダ３３ａ内の作動油は、貯留室３４に排出されることができない。したがって、油圧供給源７５から第一閾値以上の油圧が供給されているときには、流れ方向切換機構３５は、貯留室３４から流れ方向切換機構３５を介して油圧シリンダ３３ａに作動油を供給することを許可し且つ油圧シリンダ３３ａから流れ方向切換機構３５を介して貯留室３４に作動油を排出することを禁止する第一状態にあるといえる。

このとき、コンロッド６の移動に伴って押圧ピン３７ａに作用する慣性力及び押圧バネ３７ｂの付勢力によって貯留室３４から油圧シリンダ３３ａに作動油が供給され、油圧ピストン３３ｂが上昇する。また、このときの油圧が第二閾値よりも低いため、図８に示したように停止部材８２は引込み位置に配置される。この結果、図１１（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、ピストンピン受容開口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の有効長さが最も長くなり、図中のＬ１となる。なお、偏心部材３２の図１１（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、引込み位置に配置された停止部材８２に当接することによって停止せしめられる。

また、図１１（Ａ）に示した状態において、押圧ピン３７ａは押圧バネ３７ｂの付勢力によって貯留室連通油路５６側の貯留室３４の端部に当接して貯留室連通油路５６を閉塞する。このため、図１１（Ａ）に示すように貯留室３４に作動油が貯留されていない場合であっても、コンロッド本体３１の外部の空気が貯留室３４を通って流れ方向切換機構３５に流入することを抑制することができる。

一方、図９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８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。

この結果、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。また、このときの油圧が第二閾値よりも高いため、図９に示したように停止部材８２は突出位置に配置される。この結果、図１１（Ｂ）に矢印で示した方向への偏心部材３２の回動角度は、図１１（Ａ）に示した状態よりも僅かに小さくなる。これにより、ピストンピン受容開口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１１（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。なお、偏心部材３２の図１１（Ｂ）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、突出位置に配置された停止部材８２に当接することによって停止せしめられる。

図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示した状態において、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ピン２１に下向きの慣性力が作用すると、油圧ピストン３３ｂが下降しようとする。また、燃焼室７内で混合気の燃焼が起きてピストン５に下向きの爆発力が作用したときにも、油圧ピストン３３ｂが下降しようとする。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から作動油が排出されることが禁止されているため、作動油は油圧シリンダ３３ａ内に保持される。この結果、油圧ピストン３３ｂの位置、ひいては偏心部材３２の回動位置が保持される。

他方、図１０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。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１０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、第１切換ピン６１の連通路６１ｃにより、ピストン機構３３に連通するピストン連通油路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の連通路６２ｃにより、貯留室３４に連通する貯留室連通油路５６と第３空間連通油路５３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、貯留室３４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、貯留室連通油路５６の順に油路を通って貯留室３４に排出される。しかしながら、貯留室３４内の作動油は、油圧シリンダ３３ａに供給されることができない。したがって、油圧供給源７５から第一閾値未満の油圧が供給されているときには、流れ方向切換機構３５は、貯留室３４から流れ方向切換機構３５を介して油圧シリンダ３３ａに作動油を供給することを禁止し且つ油圧シリンダ３３ａから流れ方向切換機構３５を介して貯留室３４に作動油を排出することを許可する第二状態にあるといえる。

このとき、コンロッド６の移動に伴って油圧ピストン３３ｂに作用する慣性力及び燃焼室７における混合気の燃焼によって油圧ピストン３３ｂに作用する爆発力によって油圧シリンダ３３ａから貯留室３４へ作動油が排出され、油圧ピストン３３ｂが下降する。また、このとき、停止部材８２に油圧が供給されないため、図１０に示したように停止部材８２は引込み位置に配置される。この結果、図１１（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、ピストンピン受容開口３２ｄの位置は最も下降する。したがって、コンロッド６の有効長さが最も短くなり、図中のＬ３となる。なお、このとき、偏心部材３２の図１１（Ｃ）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。

図１１（Ｃ）に示した状態において、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ピン２１に上向きの慣性力が作用すると、油圧ピストン３３ｂは上昇しようとする。しかしながら、流れ方向切換機構３５により貯留室３４から油圧シリンダ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には作動油が供給されない。このため、油圧シリンダ３３ａ内には負圧が発生し、この負圧によって油圧ピストン３３ｂの位置、ひいては偏心部材３２の回動位置が保持される。

また、本実施形態では、偏心部材３２は、ピストンピン受容開口３２ｄの軸線が偏心部材３２の回動軸線から第１の方向（第１アーム３２ｂ側）に偏心するように構成されている。さらに、連結部材４５はコンロッド本体３１の軸線に対して上記第１の方向側において偏心部材３２に連結されている。このため、混合気の燃焼による爆発力は、連結部材４５及び油圧ピストン３３ｂを圧縮する方向に作用する。この場合、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示した状態において爆発力に抗して偏心部材３２の回動位置を保持するために、油圧シリンダ３３ａに供給された油圧を用いることができる。一方、図１１（Ｃ）に示した状態において、爆発力よりもはるかに小さい慣性力に抗して偏心部材３２の回動位置を保持するために、油圧よりも小さい負圧が用いられる。この結果、一つのピストン機構３３を備えた可変長コンロッド６において、爆発力及び慣性力による偏心部材３２の誤作動を抑制することができる。また、典型的には、連結部材４５及び油圧ピストン３３ｂのような部品を構成する材料では、引張強度よりも圧縮強度の方が大きい。このため、本実施形態によれば、爆発力の作用による連結部材４５及び油圧ピストン３３ｂの変形を抑制することができる。

また、本実施形態では、油圧シリンダ３３ａから排出された作動油は貯留室３４に貯留され、貯留された作動油は貯留室３４から油圧シリンダ３３ａに供給される。換言すれば、作動油は油圧シリンダ３３ａと貯留室３４との間を行き来する。このため、オイルシール３３ｃ等から作動油が漏れた場合に補充用油路６０から供給される補充油を除いて、油圧供給源７５から油圧シリンダ３３ａに作動油を供給する必要がない。したがって、油圧供給源７５の負荷を軽減することができる。

また、本実施形態では、貯留室３４はコンロッド本体３１に形成されている。この結果、油圧シリンダ３３ａと貯留室３４との間の油路を短くすることができるため、偏心部材３２の回動速度、ひいては内燃機関１の機械圧縮比の切替速度を速くすることができる。さらに、本実施形態では、貯留室３４及び押圧機構３７は、貯留室３４の最大貯留容積が油圧ピストン３３ｂの行程容積以上となるように構成されている。このことによって、油圧シリンダ３３ａから排出される作動油の全てを貯留室３４に貯留することができる。したがって、油圧シリンダ３３ａ内の作動油をコンロッド本体３１の外部に排出する必要がない。また、好ましくは、貯留室３４及び押圧機構３７は、貯留室３４の最大貯留容積が油圧ピストン３３ｂの行程容積と等しくなるように構成される。このことによって、貯留室３４の容積の増加、ひいてはコンロッド６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、押圧バネ３７ｂは、その付勢力が、押圧ピン３７ａの摺動位置に関わらず、補充用油路６０から供給される補充油によって押圧ピン３７ａに作用する油圧以上となるように構成されている。また、押圧バネ３７ｂは、その付勢力が、押圧ピン３７ａの摺動位置に関わらず、コンロッド本体３１の移動に伴って押圧ピン３７ａに作用する慣性力以上となるように構成されている。したがって、本実施形態では、補充油の油圧又は慣性力による押圧ピン３７ａの誤作動を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、油圧によって停止装置３６を制御することによってコンロッド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。

＜第二実施形態＞
次に、図１２〜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。

＜可変長コンロッドの構成＞
図１２は、第二実施形態に係る可変長コンロッド６’を概略的に示す斜視図である。図１３は、第二実施形態に係る可変長コンロッド６’を概略的に示す側面断面図である。図１４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６’の側面断面図である。図１５（Ａ）は、図１４のＣ−Ｃ線に沿ったコンロッド６’の断面図である。図１５（Ｂ）は、図１４のＤ−Ｄ線に沿ったコンロッド６’の断面図である。図１６は、図１３のＥ−Ｅ線に沿ったコンロッド６’及びクランクシャフトの断面図である。図１７は、図１３のＦ−Ｆ線に沿ったコンロッド６’ 及びクランクシャフトの断面図である。

第二実施形態では、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、クランクシャフトのクランクピン２２に設けられた貯留室３４及び押圧機構３７と、ピストン機構３３と貯留室３４との間の作動油の流れ方向の切換を行う流れ方向切換機構３５と、偏心部材３２の一方への回動の停止位置を二段階に切り換える停止装置３６とを備える。なお、可変長コンロッド６’は一つのピストン機構３３を備える。第二実施形態では、コンロッド本体３１の外部、具体的にはクランクピン２２に貯留室３４及び押圧機構３７を設けることによって、油圧供給源７５の負荷を低減しつつ、コンロッド６’の総重量の増加を抑制することができる。

＜貯留室及び押圧機構＞
以下、図１３〜図１７を参照して、貯留室３４及び押圧機構３７について説明する。貯留室３４は、クランクピン２２に形成され、作動油を貯留可能である。貯留室３４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。また、貯留室３４は一方の端部において開いており且つ他方の端部において閉じている。

押圧機構３７は、貯留室３４内に配置され、貯留室３４に貯留される作動油を流れ方向切換機構３５に向かって押圧する。押圧機構３７は、押圧ピン３７ａと、押圧ピン３７ａを介して作動油を押圧する押圧バネ３７ｂと、押圧バネ３７ｂを支持するバネ支持部材３７ｃとを有する。押圧ピン３７ａは、円筒形状を有し、貯留室３４内で摺動する。摺動方向はクランク受容開口４１の中心軸線と平行である。押圧バネ３７ｂは、例えばコイルバネであり、押圧ピン３７ａの摺動位置に関わらず押圧ピン３７ａを流れ方向切換機構３５に向かって押圧するように構成される。バネ支持部材３７ｃは、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、貯留室３４に形成された円周溝に配置される。

以下に説明するように、貯留室３４は、コンロッド本体３１に形成された第１貯留室連通油路５６’と、クランクピン２２に形成された第２貯留室連通油路２３とを介して流れ方向切換機構３５と連通する。図１５（Ａ）に示したように、第１貯留室連通油路５６’は、コンロッド本体３１の厚さ方向中央付近において、第２ピン収容空間６５に連通せしめられる。また、第１貯留室連通油路５６’は、第３空間連通油路５３と第１貯留室連通油路５６’との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔及び第４空間連通油路５４と第１貯留室連通油路５６’との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔が、第２切換ピン６２の円周溝６２ａ、６２ｂ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。この結果、第２ピン収容空間６５内での第２切換ピン６２の摺動によって第１貯留室連通油路５６’が連通する油路が第３空間連通油路５３と第４空間連通油路５４との間で切り換えられる。なお、第１貯留室連通油路５６’は、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によって形成される。

図１４、図１５（Ａ）及び図１６からわかるように、第２ピン収容空間６５は第１貯留室連通油路５６’を介してベアリングメタル８０の内面側に設けられた周方向溝８０ｂに連通せしめられる。周方向溝８０ｂはベアリングメタル８０の全周に亘って形成されている。図１７に示したように、周方向溝８０ｂは、クランクピン２２に形成された第２貯留室連通油路２３に連通せしめられ、第２貯留室連通油路２３は貯留室３４に連通せしめられる。したがって、貯留室３４は第１貯留室連通油路５６’及び第２貯留室連通油路２３を介して流れ方向切換機構３５と連通する。

第二実施形態における可変長コンロッド６’の動作は、貯留室連通油路５６の代わりに第１貯留室連通油路５６’及び第２貯留室連通油路２３が用いられる点を除いて、図８〜図１０に示した第１実施形態における可変長コンロッド６の動作と同様である。

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、可変長コンロッド６、６’は停止装置３６を備えていなくてもよい。この場合、可変長コンロッド６、６’の有効長さ、ひいては内燃機関１の機械圧縮比は二段階に変更される。

なお、本明細書において、油圧ピストン３３ｂの上昇とは、油圧ピストン３３ｂがコンロッド本体３１の小径端部３１ｂに近づくように移動することを意味し、油圧ピストン３３ｂの下降とは、油圧ピストン３３ｂが小径端部３１ｂから離れるように移動することを意味する。

１ 内燃機関
６、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
３３ａ 油圧シリンダ
３３ｂ 油圧ピストン
３４ 貯留室
３５ 流れ方向切換機構
３７ 押圧機構
３７ａ 押圧ピン
３７ｂ 押圧バネ
６１ 第１切換ピン
６２ 第２切換ピン
６３ 逆止弁

Claims (6)

1. クランクピンを受容するクランク受容開口が設けられたコンロッド本体と、
   ピストンピンを受容するピストンピン受容開口が設けられると共に、該ピストンピン受容開口の中心と前記クランク受容開口の中心との間の長さを変化させるように前記コンロッド本体に回動可能に取り付けられた偏心部材と、
   前記コンロッド本体に形成されると共に作動油が供給される油圧シリンダと、該油圧シリンダ内で摺動し且つ前記偏心部材と連動する油圧ピストンとを有する一つのピストン機構と、
   作動油を貯留可能な貯留室と、
   前記コンロッド本体内に配置される流れ方向切換機構であって、前記貯留室から該流れ方向切換機構を介して前記油圧シリンダに作動油を供給することを許可し且つ前記油圧シリンダから該流れ方向切換機構を介して前記貯留室に作動油を排出することを禁止する第一状態と、前記貯留室から該流れ方向切換機構を介して前記油圧シリンダに作動油を供給することを禁止し且つ前記油圧シリンダから該流れ方向切換機構を介して前記貯留室に作動油を排出することを許可する第二状態との間で切り換えられるように構成された流れ方向切換機構と、
   前記貯留室に貯留される作動油を前記流れ方向切換機構に向かって押圧する押圧機構と
   を備える、可変圧縮比内燃機関。
2. 前記偏心部材と前記油圧ピストンとを連結する連結部材を更に備え、
   前記偏心部材は、前記ピストンピン受容開口の軸線が該偏心部材の回動軸線から第１の方向に偏心するように構成され、前記連結部材は前記コンロッド本体の軸線に対して前記第１の方向側において前記偏心部材に連結されている、請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。
3. 前記貯留室は前記コンロッド本体に形成されている、請求項１又は２に記載の可変圧縮比内燃機関。
4. 前記押圧機構は押圧バネ及び押圧ピンを有し、該押圧バネは該押圧ピンを介して作動油を押圧する、請求項１から３のいずれか１項に記載の可変圧縮比内燃機関。
5. 前記貯留室及び押圧機構は、該貯留室の最大貯留容積が前記油圧ピストンの行程容積と等しくなるように構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の可変圧縮比内燃機関。
6. 前記コンロッド本体の外部から供給される油圧によって前記偏心部材の一方への回動の停止位置を二段階に切り換えるように構成された停止装置を更に備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の可変圧縮比内燃機関。

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