JP2018155150A - 可変圧縮比機構 - Google Patents

Abstract

【課題】有効長さを変更可能な可変長コンロッドを有する可変圧縮比機構であって、新しい構造を有するものを提供する。【解決手段】可変圧縮比機構は、有効長さを変更可能な可変長コンロッド６を備える。可変長コンロッドは、コンロッド本体３０と、ピストンピン受容開口４４を備えると共にコンロッド本体に対して回動可能にコンロッド本体に設けられ、回動すると有効長さが変化するように構成された偏心部材４０と、コンロッド本体から突出する突出ピン６６を備えると共にコンロッド本体に対する突出ピンの相対位置が変わると偏心部材を回動させるように構成された偏心部材駆動機構５０と、を備える。可変圧縮比機構は、内燃機関の運転中に突出ピンを案内するガイド部材を更に備え、ガイド部材は、そのガイド位置が変更されると、突出ピンの相対位置が変わるように突出ピンを案内する。【選択図】図１

Description

本発明は、可変圧縮比機構に関する。

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。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軸線とピストンピンを受容するピストンピン受容開口の軸線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高くなる。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くなる。

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。

偏心部材を備えた可変長コンロッドのうち、偏心部材の外周面に形成された歯車部と噛合する駆動ギアと、この駆動ギアと連結されたリンク機構とを備えたものが検討されている（例えば、特許文献１）。特に、特許文献１に記載された可変長コンロッドは、クランクシャフトの回転に伴って可変長コンロッドが運動する平面（以下、「運動平面」という）上においてにコンロッド本体から側方に突出する二つのレバーを備える。これら二つのレバーのうちの一方（第一レバー）がリンク機構を介して駆動ギアに連結されており、他方（第二レバー）が偏心部材の回動を防止するロック機構に連結されている。

機械圧縮比を高くするときには第一レバー及び第二レバーが共に一時的に押し下げられる。これにより、ロック機構が解除されると共にリンク機構及び駆動ギアを介して偏心部材が一方の方向へ回動し、機械圧縮比が高くなる。逆に、機械圧縮比を低くするときには第二レバーのみが一時的に押し下げられる。第一レバーは可変長コンロッド内に設けられたバネによって押し上げられる方向に付勢されているため、第二レバーが押し下げられることによってロック機構が解除されると、バネの力によって第一レバーは押し上げられ、これに伴ってリンク機構及び駆動ギアを介して偏心部材が他方の方向へ回動し、機械圧縮比が低くなる。

国際公開第２０１６／０３７６９６号 国際公開第２０１４／０１９６８３号

上述したように、特許文献１に記載された可変長コンロッドでは、二つのレバーや、各レバーに連結されたロッドが必要となる。また、二つのレバーはコンロッド本体から側方に突出するように構成されると共に、コンロッド本体の一部に溝が設けられてこの溝内にバネが設けられる。このように、特許文献１に記載された可変長コンロッドはその構造が複雑であると共に、機械圧縮比に応じて可変長コンロッド自体の重量バランスが大きく変化してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、有効長さを変更可能な可変長コンロッドを有する可変圧縮比機構であって、新しい構造を有するものを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨は以下のとおりである。

（１）ピストンピンを受容するピストンピン受容開口の軸線とクランクピンを受容するクランク受容開口の軸線との間の有効長さを変更することができる可変長コンロッドを備える、可変圧縮比機構であって、前記可変長コンロッドは、前記クランク受容開口を備えるコンロッド本体と、前記ピストンピン受容開口を備えると共に前記コンロッド本体に対して回動可能に前記コンロッド本体に設けられ、回動すると前記有効長さが変化するように構成された偏心部材と、当該可変長コンロッドの運動平面に対して角度を持って前記コンロッド本体から突出する突出ピンを備えると共に、前記コンロッド本体に対する前記突出ピンの相対位置が変わると前記偏心部材を回動させるように構成された、偏心部材駆動機構と、を備え、前記可変長コンロッドと共に運動しないように機関本体に取り付けられると共に内燃機関の運転中に前記突出ピンを案内するガイド部材を更に備え、前記ガイド部材は、そのガイド位置が変更されると、前記突出ピンの相対位置が変わるように前記突出ピンを案内する、可変圧縮比機構。

（２）前記偏心部材は、前記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、前記偏心部材駆動機構は、前記突出ピンが前記コンロッド本体に対して第一相対位置にあるときには前記偏心部材の回動位置が第一回動位置になり、前記突出ピンが前記コンロッド本体に対して第二相対位置にあるときには前記偏心部材の回動位置が、前記第一回動位置よりも前記有効長さが短くなる第二回動位置になるように構成され、前記ガイド部材は、少なくとも第一ガイド位置と第二ガイド位置との間で切換可能であり、当該ガイド部材が前記第一ガイド位置にあるときには前記突出ピンを前記第一相対位置に案内し、当該ガイド部材が前記第二ガイド位置にあるときには前記突出ピンを第二相対位置に案内するように構成される、上記（１）に記載の可変圧縮比機構。

（３）前記第一回動位置は、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記コンロッド本体の軸線上であって前記偏心部材の回動軸線よりも前記クランク受容開口の軸線から離れて位置する回動位置であり、前記第二回動位置は、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記コンロッド本体の軸線上であって前記偏心部材の回動軸線よりも前記クランク受容開口の軸線に近づいて位置する回動位置である、上記（２）に記載の可変圧縮比機構。

（４）前記可変長コンロッドは、前記偏心部材が前記第一回動位置及び前記第二回動位置にあるときに前記偏心部材が回動しないようにロックするロック機構を更に備える、上記（２）又は（３）に記載の可変圧縮比機構。

（５）前記ガイド部材は、互いに対面して配置される第一ガイドレールと第二ガイドレールとを備え、当該ガイド部材が前記第一ガイド位置にあるときに前記第一ガイドレールによって前記突出ピンが第一相対位置に案内せしめられ、当該ガイド部材が前記第二ガイド位置にあるときには前記第二ガイドレールによって前記突出ピンが第二相対位置に案内せしめられるように構成される、上記（２）〜（４）のいずれか１つに記載の可変圧縮比機構。

（６）前記ガイド部材は、前記内燃機関の運転中に前記突出ピンが前記第一ガイドレールと前記第二ガイドレールとの間のガイド通路を通って移動するように構成され、前記第一ガイドレール及び前記第二ガイドレールは前記突出ピンの進行方向においてガイド通路入口側よりもガイド通路出口側の方が両者の間隔が狭くなるように形成される、上記（５）に記載の可変圧縮比機構。

（７）前記ガイド部材は、前記機関本体に対して回動可能に取り付けられると共に、前記機関本体に対して回動することで前記第一ガイド位置と前記第二ガイド位置との間で移動することができるように構成される、上記（２）〜（６）のいずれか１つに記載の可変圧縮比機構。

（８）前記偏心部材は、その外面から径方向外側に突出した突出部を更に備え、前記コンロッド本体は前記偏心部材の周りに配置された停止部材を更に備え、前記停止部材は、前記偏心部材が第一回動位置及び第二回動位置にあるときに前記突出部が前記停止部材に当接するように配置される、上記（２）〜（７）のいずれか１つに記載の可変圧縮比機構。

（９）前記偏心部材は、前記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、前記第一回動位置は、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記コンロッド本体の軸線よりも一方の回動方向に回動した位置であって前記偏心部材の回動軸線よりも前記クランク受容開口の軸線から離れて位置する回動位置であり、前記停止部材は、前記偏心部材が第一回動位置にあるときに前記偏心部材が前記一方の回動方向にそれ以上回動しないように前記突出部が前記停止部材に当接するように配置される、上記（８）に記載の可変圧縮比機構。

（１０）前記第二回動位置は、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記コンロッド本体の軸線上よりも一方の回動方向とは反対方向に回動した位置であって前記偏心部材の回動軸線よりも前記クランク受容開口の軸線に近づいて位置する回動位置であり、前記停止部材は、前記偏心部材が第二回動位置にあるときに前記偏心部材が前記一方の回動方向とは反対方向にそれ以上回動しないように前記突出部が前記停止部材に当接するように配置される、上記（９）に記載の可変圧縮比機構。

（１１）前記偏心部材は、その外周に歯車が形成された歯車部を有し、前記偏心部材駆動機構は、前記コンロッド本体に回動可能に取り付けられると共に前記偏心部材の歯車部と噛合する駆動ギアと、前記突出ピンを備えると共に前記駆動ギアに連結されるリンク機構とを備え、前記リンク機構は、前記突出ピンの相対位置が変わると前記リンク機構を介して前記駆動ギアの回動位置を変化させるように構成される、上記（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の可変圧縮比機構。

（１２）前記駆動ギアは当該駆動ギアの回動軸線に対して偏心した軸線を有する第一円形部を備え、前記リンク機構は一方の端部に前記第一円形部に嵌合する第一リング部を備えたリンク部材を備える、上記（１１）に記載の可変圧縮比機構。

（１３）前記リンク機構は、前記コンロッド本体に回動可能に取り付けられると共に前記突出ピンが固定された偏心回動部材を更に備え、前記偏心回動部材は、当該偏心回動部材の回動軸線に対して偏心した軸線を有する第二円形部を備えると共に、前記突出ピンはその軸線が前記偏心回動部材の回動軸線に対して偏心するように前記偏心回動部材に固定され、前記リンク部材は前記第一リング部が設けられた端部とは反対側の端部に前記第二円形部に嵌合する第二リング部を備える、上記（１２）に記載の可変圧縮比機構。

（１４）前記可変長コンロッドは、前記偏心部材が所定の回動位置にあるときに前記偏心部材が回動しないようにロックするロック機構を更に備え、前記駆動ギアは前記コンロッド本体との対面する側面上に凹部を備え、前記ロック機構は、ロックボールと該ロックボールを付勢するバネとを備え、前記ロックボールを前記駆動ギアに形成された凹部に部分的に嵌合させることで前記偏心部材が回動しないようにロックする、上記（１１）〜（１３）のいずれか１つに記載の可変圧縮比機構。

本発明によれば、有効長さを変更可能な可変長コンロッドを有する可変圧縮比機構であって、新しい構造を有するものが提供される。

図１は、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の概略的な側面断面図である。 図２は、可変圧縮比機構を備える内燃機関の概略的な断面斜視図を示す。 図３は、可変長コンロッドを概略的に示す分解斜視図である。 図４は、可変長コンロッドを概略的に示す側面図である。 図５は、偏心部材の平面図及び側面図である。 図６は、駆動ギアの平面図及び側面図である。 図７は、偏心回動部材の平面図及び側面図である。 図８は、可変長コンロッドを概略的に示す側面図である。 図９は、ガイド部材を概略的に示す斜視図である。 図１０は、ガイド部材を第一ガイド位置へ切り換えたときの可変長コンロッドの変化の様子を表す概略的な側面図である。 図１１は、ガイド部材を第一ガイド位置へ切り換えたときの可変長コンロッドの変化の様子を表す概略的な側面図である。 図１２は、ガイド部材を第二ガイド位置へ切り換えたときの可変長コンロッドの変化の様子を表す概略的な側面図である。 図１３は、ガイド部材を第二ガイド位置へ切り換えたときの可変長コンロッドの変化の様子を表す概略的な側面図である。 図１４は、可変長コンロッドを概略的に示す、図８と同様な側面図である。

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。

＜可変圧縮比内燃機関＞
図１は、本実施形態における可変圧縮比機構を備える内燃機関の概略的な側面断面図を示す。図２は、本実施形態における圧縮比機構を備える内燃機関の概略的な断面斜視図を示す。図１及び図２を参照すると、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１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１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＞
本実施形態に係る可変圧縮比機構は、可変長コンロッド６を備える。以下では、図３〜図７を参照して、可変長コンロッド６について説明する。図３は、本実施形態に係る可変長コンロッド６を概略的に示す分解斜視図であり、図４は、本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図である。図３及び図４に示したように、可変長コンロッド６は、コンロッド本体３０と、コンロッド本体３０に回動可能に取り付けられた偏心部材４０と、コンロッド本体３０に取り付けられた偏心部材駆動機構５０と、ロック機構７０とを備える。

まず、コンロッド本体３０について説明する。コンロッド本体３０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３１を有し、他方の端部に後述する偏心部材４０のスリーブを受容するスリーブ受容開口３２を有する。クランク受容開口３１はスリーブ受容開口３２よりも大きい。このため、クランク受容開口３１が設けられている側（クランクシャフト側）に位置するコンロッド本体３０の端部を大径端部３３と称し、スリーブ受容開口３２が設けられている側（ピストン側）に位置するコンロッド本体３０の端部を小径端部３４と称する。また、クランク受容開口３１の軸線とスリーブ受容開口３２の軸線とを結ぶ直線をコンロッド本体３０の中央軸線Ｃと称する。

また、コンロッド本体３０は、その一方の側面において、中央軸線Ｃ近傍に、第一繋止孔３５、第二繋止孔３６及び収容穴３７を備える。これら第一繋止孔３５、第二繋止孔３６及び収容穴３７は、偏心部材駆動機構５０が設けられたコンロッド本体３０の側面に対して垂直に延びるように形成され、本実施形態では、小径端部３４から大径端部３３に向かって収容穴３７、第一繋止孔３５、第二繋止孔３６の順に配置される。また、本実施形態では、第一繋止孔３５及び第二繋止孔３６は、コンロッド本体３０を貫通する孔として形成され、収容穴３７はコンロッド本体３０を貫通しない穴として形成される。

加えて、コンロッド本体３０は、小径端部３４において、スリーブ受容開口３２周りに二つの停止部材３８、３９を備える。停止部材３８、３９は、小径端部３４において、偏心部材駆動機構５０が設けられたコンロッド本体３０の側面から突出する。本実施形態では、停止部材３８、３９は、コンロッド本体３０の中央軸線Ｃに対して対称的にこの中央軸線Ｃの両側に設けられる。また、本実施形態では、停止部材３８、３９は、スリーブ受容開口３２の周方向に一定長さだけ延びる円弧状に形成される。

次に、図３〜図５を参照して、偏心部材４０について説明する。図５は、偏心部材４０の平面図及び側面図である。偏心部材４０は、コンロッド本体３０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６の有効長さが変化するように構成される。

偏心部材４０は、コンロッド本体３０に形成されたスリーブ受容開口３２内に受容される円筒状のスリーブ４１と、スリーブ４１の側面上に設けられた歯車部４２とを備える。スリーブ４１は、円筒状の外周面を有し、スリーブ受容開口３２内で回動可能である。スリーブ４１がスリーブ受容開口３２内で回動することによって偏心部材４０がコンロッド本体３０に対して回動することになる。

歯車部４２は、その外周に歯車が形成されたプレートであり、スリーブ４１の側面上に結合される。歯車部４２は、歯車４３がスリーブ４１の外周面よりも外側に配置されるように形成される。加えて、歯車部４２は、その外周の一部に、歯車４３よりも径方向外側に突出した突出部４５を備える。

歯車部４２は、スリーブ４１と同心状に形成される。したがって、歯車部４２の歯車の軸線とスリーブ４１の軸線とは同軸となり、これら軸線は図５においてＡ１で表されている。スリーブ４１がスリーブ受容開口３２内で回動するときには、すなわち偏心部材４０がコンロッド本体に対して回動するときには、この軸線Ａ１回りで回動することになる。加えて、この回動軸線Ａ１は、基本的にスリーブ受容開口３２の軸線に一致する。

偏心部材４０のスリーブ４１及び歯車部４２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４４が形成される。このピストンピン受容開口４４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４４は、その軸線Ａ２がスリーブ４１及び歯車部４２の軸線Ａ１と平行であるが、同軸にはならないように、すなわち偏心するように形成される。したがって、ピストンピン２１の軸線は、偏心部材４０の回動軸線から偏心している。

このように、本実施形態では、スリーブ４１のピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２が偏心部材４０の回動軸線Ａ１から偏心している。このため、偏心部材４０が回動すると、スリーブ受容開口３２内でのピストンピン受容開口４４の位置が変化する。スリーブ受容開口３２内においてピストンピン受容開口４４の位置が大径端部３３側にあるときには、可変長コンロッド６の有効長さが短くなる。逆に、スリーブ受容開口３２内においてピストンピン受容開口４４の位置が大径端部３３側とは反対側にあるときには、可変長コンロッド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４０を回動させることによって、可変長コンロッド６の有効長さを変化させることができる。

次に、図３、４、６及び７を参照して、偏心部材駆動機構５０について説明する。偏心部材駆動機構５０は、偏心部材４０を回動駆動するように構成され、駆動ギア５１と、リンク部材５８と、偏心回動部材６４とを備える。

図６は、駆動ギア５１の平面図及び側面図である。駆動ギア５１は、コンロッド本体３０に回動可能に取り付けられる。駆動ギア５１は、偏心部材４０の歯車と噛合して、駆動ギア５１が回動すると偏心部材４０が回動するように構成される。駆動ギア５１は、図６に示したように、その外周に歯車５２が形成された扇形歯車部５３と、円形の外形を有する第一円形平板部５４とを備える。本実施形態では、扇形歯車部５３と第一円形平板部５４とは一つの材料から一体的に形成されるが、これらは別々の部材から形成されてその後に結合されたものであってもよい。扇形歯車部５３は、外周に歯車５２が形成された扇形部分５３ａと、扇形部分５３ａに結合されて扇形部分５３ａよりも半径の小さい半円状部分５３ｂとを備える。扇形歯車部５３は、半円状部分５３ｂの外周に形成された歯車５２の軸線Ａ３と、半円状部分５３ｂの軸線Ａ４とが平行ではあるが同軸にはならないように、すなわち偏心するように形成される。また、第一円形平板部５４は、その軸線が半円状部分５３ｂの軸線Ａ４と同軸となるように扇形歯車部５３に結合される。

駆動ギア５１には、扇形歯車部５３及び第一円形平板部５４を貫通して延びる円筒状の第一貫通孔５５が設けられる。この第一貫通孔５５は、その軸線が扇形歯車部５３の歯車５２の軸線Ａ３と同軸となるように形成される。図３に示したように、この第一貫通孔５５には、第一繋止ピン５６が挿入され、この第一繋止ピン５６はコンロッド本体３０に形成された第一繋止孔３５に受容される。したがって、第一繋止ピン５６は、コンロッド本体３０に繋止される。このため、この第一繋止ピン５６によって、駆動ギア５１は、第一繋止ピン５６の軸線回りで、すなわち第一貫通孔５５の軸線Ａ３回りで回動可能なようにコンロッド本体３０に取り付けられる。したがって、軸線Ａ３は、駆動ギア５１の回動軸線であるということができる。

第一貫通孔５５の軸線Ａ３と第一円形平板部５４の軸線Ａ４とは偏心していることから、回動軸線Ａ３回りで駆動ギア５１が回動すると、第一円形平板部５４はその軸線Ａ４が回動軸線Ａ３回りを回るように移動することになる。逆に言うと、第一円形平板部５４が回動軸線Ａ３回りを上下方向（大径端部３３から離れる方向及び近づく方向）に移動すると、軸線Ａ３回りで駆動ギア５１が回動することになる。

図７は、偏心回動部材６４の平面図及び側面図である。偏心回動部材６４は、コンロッド本体３０に対して回動可能に配置された部材である。偏心回動部材６４は、円形の外形を有するベース平板部６５と、ベース平板部６５から突出する突出ピン６６と、ベース平板部６５よりも半径の小さい円形の外形を有する第二円形平板部６７とを備える。第二円形平板部６７は、ベース平板部６５の突出ピン６６が設けられた面とは反対側の面上に結合される。本実施形態では、ベース平板部６５と突出ピン６６と第二円形平板部６７とは一つの材料から一体的に形成されるが、これらは別々の部材から形成されてその後に結合されたものであってもよい。

第二円形平板部６７は、その軸線がベース平板部６５の軸線と同軸（軸線Ａ５）となるように、ベース平板部６５に結合される。偏心回動部材６４の第二円形平板部６７はその円形外形の半径が、駆動ギア５１の第一円形平板部５４の円形外形の半径と同一であることが好ましい。

一方、突出ピン６６は、第二円形平板部６７よりも半径の小さい円筒状に形成される。突出ピン６６は、その軸線Ａ６がベース平板部６５の軸線Ａ５と平行ではあるが同軸にはならないように、すなわち偏心するようにベース平板部６５に結合される。このため、本実施形態では、突出ピン６６は、ベース平板部６５から垂直に突出する。換言すると、本実施形態では、突出ピン６６は、可変長コンロッド６の運動平面に対して垂直に突出しているといえる。なお、突出ピン６６は、必ずしもベース平板部６５から垂直に突出している必要はなく、ベース平板部６５に角度を持って取り付けられていればよい。したがって、突出ピン６６は、可変長コンロッド６の運動平面に対して角度を持ってコンロッド本体３０から突出していればよい。

偏心回動部材６４には、ベース平板部６５、突出ピン６６および第二円形平板部６７を貫通して延びる円筒状の第二貫通孔６８が設けられる。この第二貫通孔６８は、その軸線Ａ７がベース平板部６５の軸線Ａ５及び突出ピン６６の軸線Ａ６と平行ではあるが同軸にはならないように、すなわちこれら軸線Ａ５、Ａ６に対して偏心するように形成される。図３に示したように、この第二貫通孔６８には、第二繋止ピン６９が挿入され、この第二繋止ピン６９はコンロッド本体３０の第二繋止孔３６に受容される。したがって、第二繋止ピン６９はコンロッド本体３０に繋止される。このため、第二繋止ピン６９によって、偏心回動部材６４は、第二繋止ピン６９の軸線回りで、すなわち第二貫通孔６８の軸線Ａ７回りで回動可能なようにコンロッド本体３０に取り付けられる。したがって、軸線Ａ７は、偏心回動部材６４の回動軸線であるということができる。

突出ピン６６、第二円形平板部６７及び第二貫通孔６８は、第二円形平板部６７の軸線Ａ５と突出ピン６６の軸線Ａ６とを結ぶ第一直線Ｌ１と、第二貫通孔６８の軸線Ａ７と突出ピン６６の軸線Ａ６とを結ぶ第二直線Ｌ２とが所定の角度θとなるように形成される。なお、本実施形態では、軸線Ａ５、軸線Ａ６、軸線Ａ７がこの順番に一直線上に位置するときを角度θが０°になり、軸線Ａ７が軸線Ａ５と軸線Ａ６との間に位置してこれら軸線が一直線上に位置するときを角度θが１８０°になるものとして表す。いずれにせよ、第一直線Ｌ１と第二直線Ｌ２とは角度θが０°又は１８０°にならないように形成される。図７に示した例では、角度θは９０°未満の角度となっているが、９０°であってもよいし、９０°よりも大きい角度であってもよい。

第二貫通孔６８の軸線Ａ７と第二円形平板部６７の軸線Ａ５とは偏心していることから、回動軸線Ａ７回りで偏心回動部材６４が回動すると、第二円形平板部６７はその軸線Ａ５が回動軸線Ａ７回りを回るように移動することになる。逆に言うと、第二円形平板部６７が回動軸線Ａ７回りを上下方向（小径端部３４から離れる方向及び近づく方向）に移動すると、回動軸線Ａ７回りで偏心回動部材６４が回動することになる。

また、第二貫通孔６８の軸線Ａ７と突出ピン６６の軸線Ａ６とは偏心していることから、回動軸線Ａ７回りで偏心回動部材６４が回動すると、突出ピン６６はその軸線Ａ６が回動軸線Ａ７回りを回るように移動することになる。逆に言うと、突出ピン６６が回動軸線Ａ７回りを上下方向（小径端部３４から離れる方向及び近づく方向）に移動すると、回動軸線Ａ７回りで偏心回動部材６４が回動することになる。

リンク部材５８は、駆動ギア５１と偏心回動部材６４とに連結されて、これらを連動させるように構成される部材である。リンク部材５８は、リンク部材本体５９と、リンク部材本体５９の一方の端部に形成された第一リング部６０と、リンク部材本体５９の他方の端部に形成された第二リング部６１とを備える。

第一リング部６０は、その内径が駆動ギア５１の第一円形平板部５４の外径とほぼ同一となるように形成される。この結果、駆動ギア５１の第一円形平板部５４は第一リング部６０内で回動するように第一リング部６０に嵌合する。同様に、第二リング部６１は、その内径が偏心回動部材６４の第二円形平板部６７の外径とほぼ同一となるように形成される。この結果、偏心回動部材６４の第二円形平板部６７は第二リング部６１内で回動するように第二リング部６１に嵌合する。

このように、リンク部材５８は、駆動ギア５１の第一円形平板部５４と嵌合する第一リング部６０と、偏心回動部材６４の第二円形平板部６７と嵌合する第二リング部６１とを備える。このため、駆動ギア５１と偏心回動部材６４とを連動して回動させることができる。例えば、第二円形平板部６７が上方（小径端部３４に近づく方向）に移動するように回動軸線Ａ７回りで偏心回動部材６４が回動すると、リンク部材５８を介して、第一円形平板部５４が上方（大径端部３３から離れる方向）に移動するように回動軸線Ａ３回りで駆動ギア５１が回動する。逆に、第二円形平板部６７が下方（小径端部３４から離れる方向）に移動するように回動軸線Ａ７回りで偏心回動部材６４が回動すると、リンク部材５８を介して、第一円形平板部５４が下方（大径端部３３に近づく方向）に移動するように回動軸線Ａ３回りで駆動ギア５１が回動する。

ロック機構７０は、偏心部材４０を所定の回動位置でロックする機構である。ロック機構７０は、コンロッド本体３０に形成された収容穴３７に収容されるロックボール７１及びバネ７２を備える。収容穴３７は、駆動ギア５１の側面に対面する位置に配置される。収容穴３７内に収容されたロックボール７１は、収容穴３７から突出するように、すなわち駆動ギア５１の側面に当接するように、バネ７２によって付勢される。

コンロッド本体３０に対面する駆動ギア５１の側面には、二つの円錐状の凹部７３、７４が設けられる。凹部７３、７４は、駆動ギア５１が所定の回動位置にあるときに、したがって駆動ギア５１と噛合する偏心部材４０が所定の回動位置にあるときに、コンロッド本体３０の収容穴３７と対面してロックボール７１を部分的に受容するように構成される。このように凹部７３、７４内にロックボール７１が部分的に受容されることにより、ロックボール７１によって駆動ギア５１の回動が阻害され、駆動ギア５１がロックされ、よって偏心部材４０がロックされる。ただし、ロック機構７０は、後述するように突出ピン６６を操作することによって偏心部材４０を回動させようとするときには、ロックボール７１が凹部７３、７４から抜け出すように形成される。

本実施形態では、第一凹部７３は、駆動ギア５１が後述する駆動ギア第一回動位置にあるとき、すなわち偏心部材４０が偏心部材第一回動位置にあるときに、コンロッド本体３０の収容穴３７と対面するように配置される。加えて、第二凹部７４は、駆動ギア５１が後述する駆動ギア第二回動位置にあるとき、すなわち偏心部材４０が偏心部材第二回動位置にあるときに、コンロッド本体３０の収容穴３７と対面するように配置される。

＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図８を参照して、上述したように構成された、可変長コンロッドの動作について説明する。図８は、可変長コンロッド６を概略的に示す側面図である。図８（Ａ）は、可変長コンロッド６の有効長さが長くなっていて機械圧縮比が高い状態を、図８（Ｂ）は、可変長コンロッド６の有効長さが短くなっていて機械圧縮比が低い状態をそれぞれ示している。

図８（Ａ）に示した例では、偏心回動部材６４が、回動可能な範囲内で最も反時計回り（図中の矢印Ｄ１の方向）に回動した位置である回動部材第一回動位置にある。このとき、図８（Ａ）からわかるように、突出ピン６６は回動軸線Ａ７回りにおいて、比較的下方（より正確には、内燃機関の運転中に後述するガイド部材が設けられた領域において突出ピン６６が進行する方向に対して垂直な方向において下側）に位置する。以下では、コンロッド本体３０に対する突出ピン６６のこのような位置を第一相対位置と称する。また、偏心回動部材６４の第二円形平板部６７は、回動軸線Ａ７回りにおいて、比較的下方（大径端部３３側）に位置する。

このように、偏心回動部材６４が回動部材第一回動位置にあると、第二円形平板部６７が比較的下方に位置することから、リンク部材５８を介して第二円形平板部６７に連結された駆動ギア５１の第一円形平板部５４も、回動軸線Ａ３回りにおいて、比較的下方（大径端部３３側）に位置する。この結果、駆動ギア５１は回動軸線Ａ３回りにおいて、回動可能な範囲内で最も反時計回り（図中の矢印Ｄ２の方向）に回動した位置である駆動ギア第一回動位置に位置する。

駆動ギア５１が駆動ギア第一回動位置に位置するときには、駆動ギア５１と噛合した偏心部材４０は回動軸線Ａ１回りで回動可能な範囲内で最も時計回り（図中の矢印Ｄ３の方向）に回動した位置である偏心部材第一回動位置に位置する。このように偏心部材４０が偏心部材第一回動位置にあるときには、図８（Ａ）に示したように、ピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２がコンロッド本体３０の中央軸線Ｃ上に位置する。本実施形態では、このとき、ピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２は、スリーブ受容開口３２の軸線Ａ１よりもクランク受容開口３１から離れて位置する。したがって、このとき、ピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２はクランク受容開口３１の軸線から最も離れた位置にあり、よって可変長コンロッド６はその有効長さが最も長い状態にあるといえる。

したがって、本実施形態では、突出ピン６６がコンロッド本体３０に対して第一相対位置にあると、偏心回動部材６４が回動部材第一回動位置に位置し、駆動ギア５１が駆動ギア第一回動位置に位置し、偏心部材４０が偏心部材第一回動位置に位置し、その結果、可変長コンロッド６の有効長さが最も長くなる。したがって、突出ピン６６がコンロッド本体３０に対して第一相対位置にあると、機械圧縮比が高くなる。

また、駆動ギア５１が駆動ギア第一回動位置に位置するときには、駆動ギア５１の第一凹部７３がコンロッド本体３０の収容穴３７と整列し、よってロック機構７０のロックボール７１が第一凹部７３に部分的に受容される。したがって、ロック機構７０は、駆動ギア５１が駆動ギア第一回動位置に位置するとき、すなわち偏心部材４０が偏心部材第一回動位置にあるときには、偏心回動部材６４、駆動ギア５１及び偏心部材４０が回動しないようにロックしている。

図８（Ｂ）に示した例では、偏心回動部材６４が回動可能な範囲内で最も時計回り（図中の矢印Ｄ４の方向）に回動した位置である回動部材第二回動位置にある。このとき、図８（Ｂ）からわかるように、突出ピン６６は回動軸線Ａ７回りにおいて、比較的上方（より正確には、内燃機関の運転中に後述するガイド部材が設けられた領域において突出ピン６６が進行する方向に対して垂直な方向において上側）に位置する。以下では、コンロッド本体３０に対する突出ピン６６のこのような位置を第二相対位置と称する。また、偏心回動部材６４の第二円形平板部６７は、回動軸線Ａ７回りにおいて、比較的上方（小径端部３４側）に位置する。

このように、偏心回動部材６４が回動部材第二回動位置にあると、第二円形平板部６７が比較的上方に位置することから、リンク部材５８を介して第二円形平板部６７に連結された駆動ギア５１の第一円形平板部５４も、回動軸線Ａ３回りにおいて、比較的上方（小径端部３４側）に位置する。この結果、駆動ギア５１は回動軸線Ａ３回りにおいて、回動可能な範囲内で最も時計回り（図中の矢印Ｄ５の方向）に回動した位置である駆動ギア第二回動位置に位置する。

駆動ギア５１が駆動ギア第二回動位置に位置するときには、駆動ギア５１と噛合した偏心部材４０は回動軸線Ａ１回りで回動可能な範囲内で最も反時計回り（図中の矢印Ｄ６の方向）に回動した位置である偏心部材第二回動位置に位置する。このように偏心部材４０が偏心部材第二回動位置にあるときには、図８（Ｂ）に示したように、ピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２がコンロッド本体３０の中央軸線Ｃ上に位置する。本実施形態では、このとき、ピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２は、スリーブ受容開口３２の軸線Ａ１よりもクランク受容開口３１に近づいて位置する。したがって、このとき、ピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２はクランク受容開口３１の軸線に最も近づいた位置にあり、よって可変長コンロッド６はその有効長さが最も短い状態にあるといえる。

したがって、本実施形態では、突出ピン６６がコンロッド本体３０に対して第二相対位置にあると、偏心回動部材６４が回動部材第二回動位置に位置し、駆動ギア５１が駆動ギア第二回動位置に位置し、偏心部材４０が偏心部材第二回動位置に位置し、その結果、可変長コンロッド６の有効長さが最も短くなる。したがって、突出ピン６６がコンロッド本体３０に対して第二相対位置にあると、機械圧縮比が低くなる。

また、駆動ギア５１が駆動ギア第二回動位置に位置するときには、駆動ギア５１の第二凹部７４がコンロッド本体３０の収容穴３７と整列し、よってロック機構７０のロックボール７１が第二凹部７４に部分的に受容される。したがって、ロック機構７０は、駆動ギア５１が駆動ギア第二回動位置に位置するとき、すなわち偏心部材４０が偏心部材第二回動位置にあるときには、偏心回動部材６４、駆動ギア５１及び偏心部材４０が回動しないようにロックしている。

以上より、本実施形態に係る可変長コンロッド６では、駆動ギア５１、リンク部材５８及び偏心回動部材６４を備える偏心部材駆動機構５０は、コンロッド本体３０に対する突出ピン６６の相対位置が変化すると、偏心部材４０が回動するように構成されているといえる。

また、本実施形態に係る可変長コンロッド６は、リンク部材５８及び偏心回動部材６４から構成されるリンク機構を有しているといえる。リンク機構は、突出ピン６６を備えると共に駆動ギア５１に連結される。そして、リンク機構は、コンロッド本体３０に対する突出ピン６６の相対位置が変化すると、このリンク機構を介して、駆動ギア５１の回動位置が変化するように構成されているといえる。

＜ガイド部材の構成＞
本実施形態に係る可変圧縮比機構は、可変長コンロッド６と共に運動しないように（特に、機関本体に対して運動しないように）機関本体に取り付けられガイド部材８０を備える。ガイド部材８０は、内燃機関の運転中に突出ピン６６を案内する。以下では、図１、図２及び図９を参照して、ガイド部材８０について説明する。

ガイド部材８０は、具体的には、クランクケース２又はシリンダブロック３に取り付けられる。本実施形態では、ガイド部材８０は、回動軸線Ａ８回りで回動可能にシリンダブロック３に取り付けられる。また、ガイド部材８０の数は、可変長コンロッド６の数、すなわち気筒数と同数とされる。各ガイド部材８０は、各可変長コンロッド６の突出ピン６６が設けられた側の側面と対面するように配置される。

図９は、ガイド部材８０を概略的に示す斜視図である。図９に示したように、ガイド部材８０は、ガイド部材本体８１と、ガイド部材本体８１の一方の端部に設けられたレール保持部８２と、レール保持部８２に設けられた第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４と、ガイド部材本体８１の他方の端部に設けられた貫通孔８５とを備える。

レール保持部８２は、第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４を保持するように構成される。ガイド部材本体８１に対して垂直に延びるように形成される。また、可変長コンロッド６と対面するレール保持部８２の側面は、可変長コンロッド６と対面するガイド部材本体８１の側面と面一となるように形成される。

第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４は、ガイド部材８０のガイド位置に応じて突出ピン６６を案内する。第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４は、可変長コンロッド６と対面するレール保持部８２の側面から突出するようにレール保持部８２に結合される。第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４は、上記レール保持部８２の側面と平行な平面において共に円弧状に形成される。これらガイドレール８３及び８４は、互いに対面するようにレール保持部８２に配置される。

貫通孔８５は、可変長コンロッド６と対面するレール保持部８２の側面に対して垂直に延びる。貫通孔８５にはシャフト（図示せず）が挿入される。特に、ガイド部材８０は、シャフトがその軸線回りで回動すると、ガイド部材８０がシャフトの軸線回りで、すなわち貫通孔８５の軸線回りで回動するようにシャフトに固定される。シャフトは、ガイド部材８０用の駆動アクチュエータ（図示せず）に連結され、この駆動アクチュエータによってガイド部材８０が回動駆動されることになる。

このように構成された各ガイド部材８０は、上述したように、各可変長コンロッド６の突出ピン６６が設けられた側の側面と対面するように配置される。このとき、各ガイド部材８０は、内燃機関の運転に伴って可変長コンロッド６が往復運動及び揺動運動を行っている際に、突出ピン６６の回動軸線Ａ７が通る経路の両側に、第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４が位置するように配置される。より詳細には、ガイド部材８０は、突出ピン６６の回動軸線Ａ７が通る経路よりもシリンダヘッド４側には第一ガイドレール８３が位置し、突出ピン６６の回動軸線Ａ７が通る経路よりもクランクケース側には第二ガイドレール８４が位置するように配置される。したがって、ガイド部材８０は、運動平面と平行な平面において、第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４は突出ピン６６と同一平面上に位置するように配置される。このため、突出ピン６６は、クランクシャフトが１回転する毎に、第一ガイドレール８３と第二ガイドレール８４との間を通過することになる。

また、これら第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４は、これらの間隔が一方の端部同士から他方の端部同士に向かうにつれて徐々に小さくなるように形成される。より詳細には、突出ピン６６がこれらガイドレール８３、８４を通過するときの出口側に位置する端部同士の間隔が、入口側に位置する端部同士の間隔よりも小さくなるように形成される。本実施形態では、ガイドレール８３、８４の間隔は、出口側において、突出ピン６６の直径とほぼ等しくなるように形成される。

本実施形態では、ガイド部材８０は第一ガイド位置と第二ガイド位置との間で回動駆動される。第一ガイド位置は、ガイド部材８０が、回動可能な範囲内において、第一ガイドレール８３から第二ガイドレール８４に向かう方向に最も回動したときのガイド部材８０の位置である。すなわち、第一ガイド位置は、ガイド部材８０が、回動可能な範囲内において、クランクケースに向かう方向に最も回動したときのガイド部材８０の位置である。

第二ガイド位置は、ガイド部材８０が、回動可能な範囲内において、第二ガイドレール８４から第一ガイドレール８３に向かう方向に最も回動したときのガイド部材８０の位置である。すなわち、第二ガイド位置は、ガイド部材８０が、回動可能な範囲内において、シリンダヘッド４に向かう方向に最も回動したときのガイド部材８０の位置である。

なお、上記実施形態では、ガイド部材８０は、回動軸線Ａ８回りで回動可能である。しかしながら、ガイド部材８０は、そのガイド位置を変更可能であれば、必ずしも回動可能に機関本体に取り付けられなくても良く、例えば、機関本体に並進可能に取り付けられても良い。

＜ガイド部材の動作に伴う圧縮比の変更＞
次に、図１０〜図１３を参照して、ガイド部材８０の動作に伴う可変長コンロッド６の有効長さの変化、すなわち圧縮比の変化について説明する。図１０及び図１１は、ガイド部材８０を第一ガイド位置へ切り換えたときの可変長コンロッド６の変化の様子を表す概略的な側面図である。図１２及び図１３は、ガイド部材８０を第二ガイド位置へ切り換えたときの可変長コンロッド６の変化の様子を表す概略的な側面図である。

図１０（Ａ）に示した状態では、偏心部材４０は図８（Ｂ）に示した状態と同様に偏心部材第二回動位置に位置する。したがって、駆動ギア５１は駆動ギア第二回動位置に位置し、偏心回動部材６４は回動部材第二回動位置に位置する。加えて、突出ピン６６はコンロッド本体３０に対して第二相対位置に位置し、よって突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路に対して垂直な方向において上側（小径端部３４側）に位置する。また、この状態では、駆動ギア５１に形成された第二凹部７４がロック機構７０のロックボール７１と整列し、よって駆動ギア５１及び偏心部材４０はロック機構によりロックされている。

また、図１０（Ａ）に示した状態では、ガイド部材８０が第一ガイド位置に切り換えられている。したがって、ガイド部材８０は、クランクケースに向かう側に最も回動した状態となっている。

この状態で、クランクシャフトが回転すると、可変長コンロッド６の大径端部３３はクランクピン２２の回動に合わせて図１０（Ａ）において右上に向かって移動する。また、これに伴って可変長コンロッド６の小径端部３４は上方に移動し、小径端部３４に取り付けられたピストン５が上昇する。このような可変長コンロッド６の運動に伴って可変長コンロッド６の突出ピン６６も図１０（Ａ）において右上に向かって移動する。

可変長コンロッド６の運動に伴って突出ピン６６が移動すると、図１０（Ｂ）に示したように、突出ピン６６はガイド部材８０の第一ガイドレール８３と第二ガイドレール８４との間のガイド通路に侵入する。このとき、上述したようにガイド部材８０は第一ガイド位置に位置し、ガイド部材８０はクランクケースに向かう側に最も回動した状態となっている。このため、第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４は共に下方に位置する。このため、第二相対位置（上側の位置）に位置する突出ピン６６は、上方に位置する第一ガイドレール８３のガイド面（下面）と接触する。

第一ガイドレール８３のガイド面は、ガイド部材８０が第一ガイド位置にあるときに、突出ピン６６の進行方向において、突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに徐々に近づくように形成される。このため、図１０（Ｂ）に示した状態から更に可変長コンロッド６が移動すると、突出ピン６６は第一ガイドレール８３によって、コンロッド本体３０に対して相対的に下方に押されることになる。これにより、突出ピン６６は、図１０（Ｃ）に示したように、回動軸線Ａ７を中心に反時計回りに（図１０（Ｃ）の矢印Ｄ７の方向）に回動せしめられる。これに伴って、駆動ギア５１が反時計回り（図１０（Ｃ）の矢印Ｄ８の方向）に回動し、偏心部材４０が時計回り（図１０（Ｃ）の矢印Ｄ９の方向）に回動することになる。

なお、図１０（Ａ）に示した状態では、上述したように、駆動ギア５１及び偏心部材４０はロック機構７０によってロックされている。しかしながら、突出ピン６６が下方に押されて駆動ギア５１が反時計回りに回動しようとすると、これによってロック機構７０のロックボール７１が第二凹部７４から抜け出して、ロックが解除される。

図１０（Ｃ）に示した状態から更に可変長コンロッド６が移動すると、第一ガイドレール８３のガイド面が徐々に突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに徐々に近づくことから、突出ピン６６は第一ガイドレール８３によって、コンロッド本体３０に対して相対的に下方に更に押されることになる。これにより、突出ピン６６は、図１１（Ａ）に示したように、可変長コンロッド６の運動に伴って突出ピン６６が進行するにつれて、突出ピン６６が徐々に回動軸線Ａ７を中心に反時計回り（図１１（Ａ）の矢印Ｄ７の方向）に回動せしめられる。したがって、突出ピン６６が進行するにつれて、駆動ギア５１が反時計回りに回動し、偏心部材４０が時計回りに回動することになる。

そして、ついには、図１１（Ｂ）に示したように、第一ガイドレール８３と第二ガイドレール８４との間のガイド通路の出口近傍において、突出ピン６６は第一相対位置に到達する。このとき、偏心回動部材６４は回動部材第一回動位置に到達し、駆動ギア５１は駆動ギア第一回動位置に到達し、よって偏心部材４０は偏心部材第一回動位置に到達することになる。したがって、可変長コンロッド６は図８（Ａ）に示した状態となり、この結果、可変長コンロッド６の有効長さが長くなって、機械圧縮比が高くなる。また、このとき、ロック機構７０のロックボール７１が駆動ギア５１に設けられた第一凹部７３内に部分的に受容され、よって駆動ギア５１及び偏心部材４０がロックされる。

その後、図１１（Ｂ）に示した状態から更に可変長コンロッド６が移動すると、図１１（Ｃ）に示したように、第一ガイドレール８３に当接していた突出ピン６６は第一ガイドレール８３から離れ、第一ガイドレール８３と第二ガイドレール８４との間のガイド通路から抜け出る。

このように、ガイド部材８０を第一ガイド位置に移動させると、可変長コンロッド６の有効長さを長くすることができ、よって内燃機関の機械圧縮比を高くすることができる。

一方、図１２（Ａ）に示した状態では、偏心部材４０は図８（Ａ）に示した状態と同様に偏心部材第一回動位置に位置する。したがって、駆動ギア５１は駆動ギア第一回動位置に位置し、偏心回動部材６４は回動部材第一回動位置に位置する。加えて、突出ピン６６はコンロッド本体３０に対して第一相対位置に位置し、よって突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路に対して垂直な方向において下側（大径端部３３側）に位置する。また、この状態では、駆動ギア５１に形成された第一凹部７３がロック機構７０のロックボール７１と整列し、よって駆動ギア５１及び偏心部材４０はロック機構によりロックされている。

また、図１２（Ａ）に示した状態では、ガイド部材８０が第二ガイド位置に切り換えられている。したがって、ガイド部材８０は、シリンダヘッド４に向かう側に最も回動した状態となっている。

この状態で、クランクシャフトが回転すると、可変長コンロッド６の大径端部３３はクランクピン２２の回動に合わせて図１２（Ａ）において右上に向かって移動する。また、これに伴って可変長コンロッド６の小径端部３４は上方に移動し、小径端部３４に取り付けられたピストン５が上昇する。このような可変長コンロッド６の運動に伴って可変長コンロッド６の突出ピン６６も図１２（Ａ）において右上に向かって移動する。

可変長コンロッド６の運動に伴って突出ピン６６が移動すると、図１２（Ｂ）に示したように、突出ピン６６はガイド部材８０の第一ガイドレール８３と第二ガイドレール８４との間のガイド通路に侵入する。このとき、上述したようにガイド部材８０は第二ガイド位置に位置し、ガイド部材８０はシリンダヘッド４に向かう側に最も回動した状態となっている。このため、第一ガイドレール８３及び第二ガイドレール８４は共に上方に位置する。このため、第一相対位置（下側の位置）に位置する突出ピン６６は、下方に位置する第二ガイドレール８４のガイド面（上面）と接触する。

第二ガイドレール８４のガイド面は、ガイド部材８０が第二ガイド位置にあるときに、突出ピン６６の進行方向において、突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに徐々に近づくように形成される。このため、図１２（Ｂ）に示した状態から更に可変長コンロッド６が移動すると、突出ピン６６は第二ガイドレール８４によって、コンロッド本体３０に対して相対的に上方に押されることになる。これにより、突出ピン６６は、図１２（Ｃ）に示したように、回動軸線Ａ７を中心に時計回りに（図１２（Ｃ）の矢印Ｄ１０の方向）に回動せしめられる。これに伴って、駆動ギア５１が時計回り（図１２（Ｃ）の矢印Ｄ１１の方向）に回動し、偏心部材４０が反時計回り（図１２（Ｃ）の矢印Ｄ１２の方向）に回動することになる。

なお、図１２（Ａ）に示した状態では、上述したように、駆動ギア５１及び偏心部材４０はロック機構７０によってロックされている。しかしながら、突出ピン６６が上方に押されて駆動ギア５１が時計回りに回動しようとすると、これによってロック機構７０のロックボール７１が第一凹部７３から抜け出して、ロックが解除される。

図１２（Ｃ）に示した状態から更に可変長コンロッド６が移動すると、第二ガイドレール８４のガイド面が徐々に突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに徐々に近づくことから、突出ピン６６は第二ガイドレール８４によって、コンロッド本体３０に対して相対的に上方に更に押されることになる。これにより、突出ピン６６は、図１３（Ａ）に示したように、可変長コンロッド６の運動に伴って突出ピン６６が進行するにつれて、突出ピン６６が徐々に回動軸線Ａ７を中心に時計回り（図１３（Ａ）の矢印Ｄ１０の方向）に回動せしめられる。したがって、突出ピン６６が進行するにつれて、駆動ギア５１が時計回りに回動し、偏心部材４０が反時計回りに回動することになる。

そして、ついには、図１３（Ｂ）に示したように、第一ガイドレール８３と第二ガイドレール８４との間のガイド通路の出口近傍において、突出ピン６６は第二相対位置に到達する。このとき、偏心回動部材６４は回動部材第二回動位置に到達し、駆動ギア５１は駆動ギア第二回動位置に到達し、よって偏心部材４０は偏心部材第二回動位置に到達することになる。したがって、可変長コンロッド６は図８（Ｂ）に示した状態となり、この結果、可変長コンロッド６の有効長さが短くなって、機械圧縮比が低くなる。また、このとき、ロック機構７０のロックボール７１が駆動ギア５１に設けられた第二凹部７４内に部分的に受容され、よって駆動ギア５１及び偏心部材４０がロックされる。

その後、図１３（Ｂ）に示した状態から更に可変長コンロッド６が移動すると、図１３（Ｃ）に示したように、第二ガイドレール８４に当接していた突出ピン６６は第二ガイドレール８４から離れ、第一ガイドレール８３と第二ガイドレール８４との間のガイド通路から抜け出る。

このように、ガイド部材８０を第二ガイド位置に移動させると、可変長コンロッド６の有効長さを短くすることができ、よって内燃機関の機械圧縮比を低くすることができる。

以上より、本実施形態によれば、ガイド部材８０は、少なくとも第一ガイド位置と第二ガイド位置との間で切換可能であり、ガイド部材８０が第一ガイド位置にあるときには偏心部材４０が偏心部材第一回動位置となるように突出ピン６６が案内せしめられ、ガイド部材８０が第二ガイド位置にあるときには偏心部材４０が偏心部材第二回動位置となるように突出ピン６６が案内せしめられるように構成されているといえる。

＜本実施形態の可変圧縮比機構における効果＞
本実施形態の可変圧縮比機構によれば、偏心部材４０を回動させるために可変長コンロッド６に設けられるのは、主に駆動ギア５１、リンク部材５８及び偏心回動部材６４のみである。したがって、可変長コンロッド６の構造を比較的簡単なものにすることができる。また、駆動ギア５１、リンク部材５８及び偏心回動部材６４の重心は、偏心部材４０を回動させても、コンロッド本体３０の中央軸線Ｃに比較的近接して位置したまま維持される。このため、本実施形態の可変圧縮比機構によれば、機械圧縮比の変化に伴って、可変長コンロッド６の重量バランスが大きく変化してしまうことが抑制される。

また、本実施形態の可変圧縮比機構によれば、機械圧縮比切り換え時の作動音を低減することができる。ここで、偏心部材４０が偏心部材第一回動位置から偏心部材第二回動位置に回動する際には、偏心部材４０の回動は偏心部材４０の突出部４５が停止部材３８に当接することによって停止せしめられる。したがって、偏心部材４０が高速で回動している状態で突出部４５が停止部材３８に当接すると、衝突音が生じてしまう。

これに対して、本実施形態では、第二ガイドレール８４のガイド面は、ガイド部材８０が第二ガイド位置にあるときに、突出ピン６６の進行方向において、突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに徐々に近づくように形成される。このため、偏心部材４０は低速で徐々に回動するため、偏心部材４０の突出部４５が停止部材３８に衝突することで大きな衝突音が生じることを抑制することができる。

特に、本実施形態では、突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに対する第二ガイドレール８４のガイド面の傾きが、ガイド通路の進行方向中央に比べて出口付近において小さくなるように、第二ガイドレール８４を構成してもよい。これにより、偏心部材４０の突出部４５が停止部材３８に当接するときの音を低減することができる。

加えて、本実施形態では、突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに対する第二ガイドレール８４のガイド面の傾きが、ガイド通路の進行方向中央に比べて入口付近において小さくなるように、第二ガイドレール８４を構成してもよい。これにより、突出ピン６６が第二ガイドレール８４に当接するときの音を低減することができる。

同様に、偏心部材４０が偏心部材第二回動位置から偏心部材第一回動位置に回動する際には、偏心部材４０の回動は偏心部材４０の突出部４５が停止部材３９に当接することによって停止せしめられる。したがって、偏心部材４０が高速で回動している状態で突出部４５が停止部材３９に当接すると、衝突音が生じてしまう。

これに対して、本実施形態では、第一ガイドレール８３のガイド面は、ガイド部材８０が第一ガイド位置にあるときに、突出ピン６６の進行方向において、突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに徐々に近づくように形成される。このため、偏心部材４０は低速で徐々に回動するため、偏心部材４０の突出部４５が停止部材３９に衝突することで大きな衝突音が生じることを抑制することができる。

特に、本実施形態では、突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに対する第一ガイドレール８３のガイド面の傾きが、ガイド通路の進行方向中央に比べて出口付近において小さくなるように、第一ガイドレール８３を構成してもよい。これにより、偏心部材４０の突出部４５が停止部材３９に当接するときの音を低減することができる。

加えて、本実施形態では、突出ピン６６の回動軸線Ａ７の経路Ｐに対する第一ガイドレール８３のガイド面の傾きが、ガイド通路の進行方向中央に比べて入口付近において小さくなるように、第一ガイドレール８３を構成してもよい。これにより、突出ピン６６が第一ガイドレール８３に当接するときの音を低減することができる。

＜第一実施形態の変形例＞
上記第一実施形態では、ガイド部材８０の位置は第一ガイド位置と第二ガイド位置との間で二段階で切り換えられ、これに伴って偏心部材４０の回動位置は偏心部材第一回動位置と偏心部材第二回動位置との間で二段階で切り替わる。しかしながら、ガイド部材８０は二段階に切り換えられるのではなく、三段階以上の多段階に切り換えられるように構成されてもよい。この場合、ガイド部材８０は、ガイド部材８０のガイド通路の出口において、第一ガイドレール８３と第二ガイドレール８４との間隔が突出ピン６６の直径とほぼ等しくなるように形成される。

このようにガイド部材８０を上述した第一ガイド位置と第二ガイド位置との間の中間地点に位置決めすることができるようになると、これに伴って偏心部材４０を偏心部材第一回動位置と偏心部材第二回動位置との間の回動位置に位置決めすることができるようになる。したがって、可変長コンロッド６の有効長さを最大長さと最小長さとの間で多段階に設定することができ、よって機械圧縮比を最大機械圧縮比と最小機械圧縮比との間で多段階に設定することができるようになる。

なお、このように偏心部材４０を偏心部材第一回動位置と偏心部材第二回動位置との間で多段階に位置決めすることができるようにする場合、駆動ギア５１には各段階の位置に対応してロック機構７０用の凹部が設けられる。したがって、偏心部材４０を４段階に切り換えられるようにする場合には、駆動ギア５１には４つの凹部が設けられることになる。
＜第二実施形態＞

次に、図１４を参照して、第二実施形態に係る可変圧縮比機構について説明する。本実施形態に係る可変圧縮比機構の構成及び動作は、基本的に第一実施形態に係る可変圧縮比機構の構成及び動作と同様である。したがって、以下では、第一実施形態に係る可変圧縮比機構と異なる点を中心に説明する。

図１４は、可変長コンロッド６を概略的に示す、図８と同様な側面図である。図１４（Ａ）は、可変長コンロッド６の有効長さが長くなっていて機械圧縮比が高い状態を、図１４（Ｂ）は、可変長コンロッド６の有効長さが短くなっていて機械圧縮比が低い状態をそれぞれ示している。

図１４（Ａ）に示した状態では、図８（Ａ）に示した状態と同様に、偏心回動部材６４が、回動可能な範囲内で最も反時計回り（図中の矢印Ｄ１の方向）に回動した位置である回動部材第一回動位置にある。このとき、図１４（Ａ）からわかるように、突出ピン６６は回動軸線Ａ７回りにおいて、比較的下方に位置する（第一相対位置）。また、駆動ギア５１は、回動軸線Ａ３回りにおいて、回動可能な範囲内で最も反時計回り（図中の矢印Ｄ２の方向）に回動した位置である駆動ギア第一回動位置に位置する。

このとき、偏心部材４０は、回動軸線Ａ１回りで回動可能な範囲内で最も時計回り（図中の矢印Ｄ３の方向）に回動した位置である偏心部材第一回動位置に位置する。ここで、本実施形態の可変圧縮比機構では、偏心部材４０が偏心部材第一回動位置にあるときには、ピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２は、偏心部材４０の回動軸線Ａ１よりもクランク受容開口３１の軸線から離れて位置すると共に、コンロッド本体３０の中央軸線Ｃ上よりもと時計回りに僅かに（図１４（Ａ）中の角度αだけ）回動して位置する。

加えて、本実施形態では、偏心部材４０が上述したような偏心部材第一回動位置にあるときに、偏心部材４０の突出部４５が停止部材３９に当接する。したがって、本実施形態では、停止部材３９は、偏心部材４０が偏心部材第一回動位置にあるときに、偏心部材４０が図１４（Ａ）において時計回り（一方の回動方向）にそれ以上回動しないように突出部４５と当接するように配置される。

本実施形態によれば、偏心部材第一回動位置をこのように設定することにより、偏心部材４０が第一回動位置にあるときに燃焼室７での燃料の燃焼に伴う燃焼荷重がピストン５を介して偏心部材４０に伝達されると、偏心部材４０は図１４（Ａ）において時計回り（図中の矢印Ｄ１の方向）に力を受けることになる。しかしながら、偏心部材４０が斯かる荷重を受けても突出部４５が停止部材３９と当接することにより偏心部材４０は回動しない。このため、偏心部材４０がピストン５から大きな力を受けても、偏心部材４０が回動してしまうことが抑制される。

図１４（Ｂ）に示した状態では、図８（Ｂ）に示した状態と同様に、偏心回動部材６４が、回動可能な範囲内で最も時計回り（図中の矢印Ｄ４の方向）に回動した位置である回動部材第二回動位置にある。このとき、図１４（Ｂ）からわかるように、突出ピン６６は回動軸線Ａ７回りにおいて、比較的上方に位置する（第二相対位置）。また、駆動ギア５１は、回動軸線Ａ３回りにおいて、回動可能な範囲内で最も時計回り（図中の矢印Ｄ５の方向）に回動した位置である駆動ギア第二回動位置に位置する。

このとき、偏心部材４０は、回動軸線Ａ１回りで回動可能な範囲内で最も反時計回り（図中の矢印Ｄ６の方向）に回動した位置である偏心部材第二回動位置に位置する。ここで、本実施形態の可変圧縮比機構では、偏心部材４０が偏心部材第二回動位置にあるときには、ピストンピン受容開口４４の軸線Ａ２は、偏心部材４０の回動軸線Ａ１よりもクランク受容開口３１の軸線に近づいて位置すると共に、コンロッド本体３０の中央軸線Ｃ上よりも反時計回りに僅かに（図１４（Ｂ）中の角度αだけ）回動して位置する。

加えて、本実施形態では、偏心部材４０が上述したような偏心部材第二回動位置にあるときに、偏心部材４０の突出部４５が停止部材３８に当接する。したがって、本実施形態では、停止部材３８は、偏心部材４０が偏心部材第二回動位置にあるときに、偏心部材４０が図１４（Ｂ）において反時計回り（上記一方の回動方向とは反対方向）にそれ以上回動しないように突出部４５と当接するように配置される。

本実施形態によれば、偏心部材第二回動位置をこのように設定することにより、偏心部材４０が第二回動位置にあるときにピストン５の往復動に伴う慣性荷重がピストン５を介して偏心部材４０に伝達されると、偏心部材４０は図１４（Ｂ）において反時計回り（図中の矢印Ｄ１の方向）に力を受けることになる。しかしながら、偏心部材４０が斯かる荷重を受けても突出部４５が停止部材３８と当接することにより偏心部材４０は回動しない。このため、偏心部材４０がピストン５から大きな力を受けても、偏心部材４０が回動してしまうことが抑制される。

なお、上記角度αは、加工公差や組付け公差によって生じる角度バラツキに対応する角度とされる。具体的には、角度αは、数度未満とされる。

１ 内燃機関
５ ピストン
６ 可変長コンロッド
３０ コンロッド本体
３８ 停止部材
３９ 停止部材
４０ 偏心部材
４４ ピストンピン受容開口
４５ 突出部
５０ 偏心部材駆動機構
５１ 駆動ギア
５８ リンク部材
６４ 偏心回動部材
６６ 突出ピン
７０ ロック機構
７１ ロックボール
８０ ガイド部材

Claims (14)

1. ピストンピンを受容するピストンピン受容開口の軸線とクランクピンを受容するクランク受容開口の軸線との間の有効長さを変更することができる可変長コンロッドを備える、可変圧縮比機構であって、
   前記可変長コンロッドは、前記クランク受容開口を備えるコンロッド本体と、
   前記ピストンピン受容開口を備えると共に前記コンロッド本体に対して回動可能に前記コンロッド本体に設けられ、回動すると前記有効長さが変化するように構成された偏心部材と、
   当該可変長コンロッドの運動平面に対して角度を持って前記コンロッド本体から突出する突出ピンを備えると共に、前記コンロッド本体に対する前記突出ピンの相対位置が変わると前記偏心部材を回動させるように構成された、偏心部材駆動機構と、を備え、
   前記可変長コンロッドと共に運動しないように機関本体に取り付けられると共に内燃機関の運転中に前記突出ピンを案内するガイド部材を更に備え、
   前記ガイド部材は、そのガイド位置が変更されると、前記突出ピンの相対位置が変わるように前記突出ピンを案内する、可変圧縮比機構。
2. 前記偏心部材は、前記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、
   前記偏心部材駆動機構は、前記突出ピンが前記コンロッド本体に対して第一相対位置にあるときには前記偏心部材の回動位置が第一回動位置になり、前記突出ピンが前記コンロッド本体に対して第二相対位置にあるときには前記偏心部材の回動位置が、前記第一回動位置よりも前記有効長さが短くなる第二回動位置になるように構成され、
   前記ガイド部材は、少なくとも第一ガイド位置と第二ガイド位置との間で切換可能であり、当該ガイド部材が前記第一ガイド位置にあるときには前記突出ピンを前記第一相対位置に案内し、当該ガイド部材が前記第二ガイド位置にあるときには前記突出ピンを第二相対位置に案内するように構成される、請求項１に記載の可変圧縮比機構。
3. 前記第一回動位置は、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記コンロッド本体の軸線上であって前記偏心部材の回動軸線よりも前記クランク受容開口の軸線から離れて位置する回動位置であり、前記第二回動位置は、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記コンロッド本体の軸線上であって前記偏心部材の回動軸線よりも前記クランク受容開口の軸線に近づいて位置する回動位置である、請求項２に記載の可変圧縮比機構。
4. 前記可変長コンロッドは、前記偏心部材が前記第一回動位置及び前記第二回動位置にあるときに前記偏心部材が回動しないようにロックするロック機構を更に備える、請求項２又は３に記載の可変圧縮比機構。
5. 前記ガイド部材は、互いに対面して配置される第一ガイドレールと第二ガイドレールとを備え、当該ガイド部材が前記第一ガイド位置にあるときに前記第一ガイドレールによって前記突出ピンが第一相対位置に案内せしめられ、当該ガイド部材が前記第二ガイド位置にあるときには前記第二ガイドレールによって前記突出ピンが第二相対位置に案内せしめられるように構成される、請求項２〜４のいずれか１項に記載の可変圧縮比機構。
6. 前記ガイド部材は、前記内燃機関の運転中に前記突出ピンが前記第一ガイドレールと前記第二ガイドレールとの間のガイド通路を通って移動するように構成され、前記第一ガイドレール及び前記第二ガイドレールは前記突出ピンの進行方向においてガイド通路入口側よりもガイド通路出口側の方が両者の間隔が狭くなるように形成される、請求項５に記載の可変圧縮比機構。
7. 前記ガイド部材は、前記機関本体に対して回動可能に取り付けられると共に、前記機関本体に対して回動することで前記第一ガイド位置と前記第二ガイド位置との間で移動することができるように構成される、請求項２〜６のいずれか１項に記載の可変圧縮比機構。
8. 前記偏心部材は、その外面から径方向外側に突出した突出部を更に備え、前記コンロッド本体は前記偏心部材の周りに配置された停止部材を更に備え、
   前記停止部材は、前記偏心部材が第一回動位置及び第二回動位置にあるときに前記突出部が前記停止部材に当接するように配置される、請求項２〜７のいずれか１項に記載の可変圧縮比機構。
9. 前記偏心部材は、前記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、
   前記第一回動位置は、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記コンロッド本体の軸線よりも一方の回動方向に回動した位置であって前記偏心部材の回動軸線よりも前記クランク受容開口の軸線から離れて位置する回動位置であり、
   前記停止部材は、前記偏心部材が第一回動位置にあるときに前記偏心部材が前記一方の回動方向にそれ以上回動しないように前記突出部が前記停止部材に当接するように配置される、請求項８に記載の可変圧縮比機構。
10. 前記第二回動位置は、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記コンロッド本体の軸線上よりも一方の回動方向とは反対方向に回動した位置であって前記偏心部材の回動軸線よりも前記クランク受容開口の軸線に近づいて位置する回動位置であり、
    前記停止部材は、前記偏心部材が第二回動位置にあるときに前記偏心部材が前記一方の回動方向とは反対方向にそれ以上回動しないように前記突出部が前記停止部材に当接するように配置される、請求項９に記載の可変圧縮比機構。
11. 前記偏心部材は、その外周に歯車が形成された歯車部を有し、
    前記偏心部材駆動機構は、前記コンロッド本体に回動可能に取り付けられると共に前記偏心部材の歯車部と噛合する駆動ギアと、前記突出ピンを備えると共に前記駆動ギアに連結されるリンク機構とを備え、
    前記リンク機構は、前記突出ピンの相対位置が変わると前記リンク機構を介して前記駆動ギアの回動位置を変化させるように構成される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の可変圧縮比機構。
12. 前記駆動ギアは当該駆動ギアの回動軸線に対して偏心した軸線を有する第一円形部を備え、前記リンク機構は一方の端部に前記第一円形部に嵌合する第一リング部を備えたリンク部材を備える、請求項１１に記載の可変圧縮比機構。
13. 前記リンク機構は、前記コンロッド本体に回動可能に取り付けられると共に前記突出ピンが固定された偏心回動部材を更に備え、
    前記偏心回動部材は、当該偏心回動部材の回動軸線に対して偏心した軸線を有する第二円形部を備えると共に、前記突出ピンはその軸線が前記偏心回動部材の回動軸線に対して偏心するように前記偏心回動部材に固定され、
    前記リンク部材は前記第一リング部が設けられた端部とは反対側の端部に前記第二円形部に嵌合する第二リング部を備える、請求項１２に記載の可変圧縮比機構。
14. 前記可変長コンロッドは、前記偏心部材が所定の回動位置にあるときに前記偏心部材が回動しないようにロックするロック機構を更に備え、
    前記駆動ギアは前記コンロッド本体との対面する側面上に凹部を備え、
    前記ロック機構は、ロックボールと該ロックボールを付勢するバネとを備え、前記ロックボールを前記駆動ギアに形成された凹部に部分的に嵌合させることで前記偏心部材が回動しないようにロックする、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の可変圧縮比機構。

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