JP6319286B2 - 可変圧縮比内燃機関 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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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