JP6467412B2 - 長さ調節可能なコネクティングロッド - Google Patents

Description

本発明は、往復ピストン機械、特に内燃機関のための長さ調節可能なコネクティングロッドであって、小径のコネクティングロッド穴を備えた少なくとも一つの第一ロッド部と、大径のコネクティングロッド穴を備えた第二ロッド部とを有し、二つのロッド部が互いに向かって、及び／又は互いの中へ、入れ子状に移動可能であり、第二ロッド部は案内シリンダを形成するとともに、第一ロッド部は案内シリンダ内において長手方向に変位可能であるピストン部材を形成し、ピストン部材の大径のコネクティングロッド穴に対向する側において、第二ロッド部とピストン部材との間に第一高圧室が設けられ、この第一高圧室に少なくとも一つの第一油路が通じており、この第一油路に、特に、第一高圧室の方向に開く第一逆止弁が設けられ、第一高圧室から少なくとも一つの第一戻り油路が延出しており、その第一戻り油路の流出断面が、制御弁によって第一位置において閉塞可能であるとともに、第二位置において開放可能であり、好ましくは、制御弁は、コネクティングロッドの第二ロッド部の収容ボア内において軸方向に変位可能な制御ピストンを備えており、この制御ピストンは、特に、戻しバネによって第一位置に移動可能であるとともに、作動力によって戻しバネの力に抗して第二位置に移動可能である、コネクティングロッドに関する。

内燃機関の圧縮を変更することにより、低い圧縮比では全負荷が作用することが可能にあり、高い圧縮比では部分負荷の作用や始動が可能になる。この場合、部分負荷領域において消費量が改善され、高い圧縮比を用いた始動時には圧縮圧力が増加し、ピーク圧力は低い圧縮比での高出力時に減少し、ノッキングも抑制される。

圧縮比を調節するために、偏心ピストンピン又はクランクシャフトの偏心クランクピンを使用することが公知である。さらに、圧縮比を変更するために、シリンダブロック全体を上昇させること、又はクランクケース内において同じ偏心軸受を用いてクランクシャフトベアリング全体を下降させることも公知である。

ＵＳ２２１７７２１Ａは、互いに向かって、及び／又は互いの中へ、入れ子状に移動可能な第一及び第二ロッド部を有する長さ調節可能なコネクティングロッドを備えた内燃機関を開示している。二つのロッド部の間に高圧室が設けられており、この高圧室内に油路が通じている。高圧室を油で充満したり空にしたりするために、及びそれによってコネクティングロッドの長さ調節をするために、制御弁は、軸方向に変位可能であるとともに、戻しバネによって第一閉塞位置に移動可能、かつ油圧によって戻しバネの力に抗して第二開放位置に移動可能な閉塞部を備えている。

ざらに、コネクティングロッド長さを調節するために、それぞれ、液圧式の入れ子状の機構を備えたコネクティングロッドが、ＦＲ２８５７４０８Ａ１、ＷＯ０２／１０５６８Ａ１、ＤＥ１９８３５１４６Ａ１、ＵＳ４１９５６０１Ａ、ＵＳ４１２４００２Ａ、ＵＳ２１３４９９５Ａから公知である。

ＷＯ２０１３／０９２３６４Ａ１は、第一ロッド部及び第二ロッド部を有する、内燃機関のための長さ調節可能なコネクティングロッドを開示している。二つのロッド部は、互いに向かって、及び／又は互いの中へ、入れ子状に移動可能であり、第二ロッド部は案内シリンダを形成するとともに、第一ロッド部は案内シリンダ内において長手方向に変位可能であるピストン部材を形成している。第一ロッド部と第二ロッド部との間に第一高圧室が設けられ、この第一高圧室に少なくとも一つの第一油路が通じている。油路への流入は、収容ボアにおいて軸方向に変位可能な制御ピストンを介して、制御できる。制御ピストンは、戻しバネによって第一位置に移動可能であるとともに、油圧によって戻しバネの力に抗して第二位置に移動可能である。

ＡＴ５１２３３４Ａ１は、入れ子状に変位可能なロッド部を有する、同様の長さ調節可能なコネクティングロッドを開示しており、ロッド部は、少なくとも一つの移動位置に、ロックユニットによって機械的にロック可能である。ロックユニットはこの場合、スライド部を備えており、これは、ロッド部の収容ボア内において、ロック位置と解除位置との間で、コネクティングロッドの長手方向軸心に対して横断方向で、移動可能である。スライド部はこの場合、楔形領域を備えており、他方のロッド部の対応する楔形領域と相互作用する。スライド部の曲がりは、液圧的に、戻しバネの力に抗してスライダ部の端面を加圧することにより生じる。

ＵＳ２２１７７２１Ａ ＦＲ２８５７４０８Ａ１ ＷＯ０２／１０５６８Ａ１ ＤＥ１９８３５１４６Ａ１ ＵＳ４１９５６０１Ａ ＵＳ４１２４００２Ａ ＵＳ２１３４９９５Ａ ＷＯ２０１３／０９２３６４Ａ１ ＡＴ５１２３３４Ａ１ ＤＥ１９６１２７２１Ａ１

不都合な点は、ロックユニットが比較的多くの構造空間を必要とすることである。さらに、比較的多くの高価な加工部品が組み込まれていることも不都合である。応用例毎に最適な楔形の角度の算出は、余分な開発作業を必要とする。

したがって、公知の提案はすべて、設計上及び／又は制御上の多大な消費労力を要するものである。

本発明の目的は、これらの不都合を回避し、圧縮比を変更するための簡単な解決法を提供することにある。

これは、ピストン部材が、複動型のピストン、好ましくは段付ピストンとして構成された本発明によって達成される。

本件で用いられる複動型のピストンは、両端において油が作用可能、ないし、油圧作動可能であり、双方向に力を作用させることができるピストンである。

段付ピストンは、異なる大きさの作用面を有するピストンであり、たとえば、一方の作用面は環状面として形成され、他方の作用面は円形面として形成されている。

第一ロッド部は、制御弁の第一位置と関連付けられた延長位置と、前記制御弁の前記第二位置と関連付けられた短縮位置との両方において、第二ロッド部に対して液圧ロックされ得る。

好ましくは、前記ピストン部材の小径のコネクティングロッド穴に対向する側において、第二ロッド部に固定連結される保持部と前記ピストン部材との間に第二高圧室が設けられ、この第二高圧室に少なくとも一つの第二油路が通じており、この第二油路に、好ましくは、第一高圧室の方向に開く第二逆止弁が設けられている。圧力開放を可能にするために、前記第二高圧室から少なくとも一つの第二戻り油路が延出しており、その第二戻り流路の流出断面が、前記制御弁によって前記第二位置において閉塞可能であるとともに、前記第一位置において開放可能である。第一及び第二高圧室は、ピストンを、大径のコネクティングロッド穴の方向に、又は小径のコネクティングロッド穴の方向に固定している。

制御弁の方向に開く逆流絞りが、好ましくは大径のコネクティングロッド穴から延出し、前記制御弁に通じる供給ラインに配置されていると、特に有利である。

前記逆流絞りは、制御弁の方向に開く逆止弁と、それと平行に配置されているスロットルボアとから構成され、前記逆流絞りは、たとえば、スロットルボアを備えたバネ付勢弁頭を有していてもよく、このバネ付勢弁頭は、弁バネによって、開放方向と反対に弁座に押し付けられる。この種の逆流絞りは、たとえばＤＥ１９６１２７２１Ａ１に開示されている。

一方では、高圧室の急速充満は、逆流絞りの開放逆止弁を介して、逆流絞りによって行われる。他方では、コネクティングロッドの調節の結果生じる逆流圧力波は減衰するとともに、大径のコネクティングロッド穴の方向における逆流は少なく維持される。

前記高圧室の圧油供給は、大径のコネクティングロッド穴又はコネクティングロッドの大径のコネクティングロッドベアリングから流入ラインを介して行われる。

制御弁の制御ピストンの収容ボアの軸心は、コネクティングロッドの長手方向中心面においてコネクティングロッド長手方向軸心に直交していることが好ましい。第二油路及び第二戻り油路の製造を簡単にするために、第二油路及び／又は第二戻り油路は、コネクティングロッドの長手方向軸心を含む、コネクティングロッドの長手方向中心面の外側、つまり収容ボアに横に隣接して、に配置されていると有利である。横にある第二油路及び戻り油路と収容ボアとの間の接続は、短い横孔を介して生じる。第一油路及び第一戻り油路は長手方向中心面に配置されてもよい。

第二油路及び戻り油路は、コネクティングロッドの大径のコネクティングロッド穴から出て穿孔することができる。第一油路及び戻り油路の形成は、案内シリンダの側から行うことができる。

圧縮比変更の確実かつ簡単な解決法は、第一油路への供給断面が、制御弁によって第二位置で閉塞可能であるとともに、第一位置において開放可能であり、好ましくは、第二油路への供給断面が、制御弁によって第一位置において閉塞可能であるとともに、第二位置において開放可能であることによって実現可能である。

特に簡単で極めてコンパクトな構造を有する本発明の実施形態においては、第一及び第二戻り油路のみが制御弁によって制御可能である。よって、制御ピストンを非常に短く維持することができる。

制御ピストンの作動は、戻しバネの力に抗して、好ましくは、油圧による液圧的に行われる。

あるいは、又はさらに、好ましくは、制御ピストンは、強磁性材料から構成されている、又は、クランクケースに設けられた誘導コイルと相互作用する永久磁石を有し、制御ピストンの作動は電磁的に行われる。制御ピストンは、好ましくはバネ付勢押圧部によって形成された、少なくとも一つのロック部材によって、少なくとも一つの位置にロック可能であり、好ましくはロック部材は、制御ピストンの移動方向に対して横断方向で、これに作用するバネ付勢押圧体を有してもよい。

図面に基づき、以下に本発明をより詳細に説明する。

図１は、第一実施形態における本発明によるコネクティングロッドの、切換弁の第一切換位置における、図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 図２は、コネクティングロッドの側面図である。 図３は、切換弁の第二切換位置における、図１に類似の断面図である。 図４は、コネクティングロッドの、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図５は、コネクティングロッドの、図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、図１に示す制御弁の第一切換位置の切換構造を示す概略図である。 図７は、図３に示す制御弁の第二切換位置の切換構造を示す概略図である。 図８は、図１のＶＩＩＩ部分の詳細図である。 図９は、図３のＩＸ部分の詳細図である。 図１０は、第二実施形態における本発明によるコネクティングロッドの、断面で回転させた第二油路及び戻り油路を有する切換弁の第一切換位置における、図１に類似の断面図である。 図１１は、切換弁の第二切換位置におけるコネクティングロッドを示す図である。 図１２は、図１０に示す制御弁の第一切換位置の切換構造を示す概略図である。 図１３は、図１１に示す制御弁の第二切換位置の切換構造を示す概略図である。 図１４は、第三実施形態における本発明によるコネクティングロッドを示す図である。

実施形態において、機能的に同等の部材には同一の符号を付している。

各図において、図８に明らかなピストンピンベアリング３用の小径のコネクティングロッド穴２と、クランクピンベアリング５（図１０及び図１１参照）用の大径のコネクティングロッド穴４とを有する、内燃機関の二部材式のコネクティングロッド１が示されている。小径及び大径のコネクティングロッド穴２、４の回転対称軸心は、２ａないし４ａで示されている。コネクティングロッド１の長手方向軸心は１ａであり、これは小径及び大径のコネクティングロッド穴２、４の回転対称軸心２ａ及び４ａに直交するとともに、コネクティングロッド１の長手方向軸心１ａを含むコネクティングロッド１の長手方向中心面はεで示されている（図２）。

コネクティングロッド１は、小径のコネクティングロッド穴２を備えた上側の第一ロッド部６と、大径のコネクティングロッド穴４を備えた下側の第二ロッド部９とを有している。第一ロッド部６は、第二ロッド部９に対して、コネクティングロッド１の長手方向軸心１ａの方向において、延長位置Ａ（図１、図６、図８、図１０及び図１２）と短縮位置Ｂ（図３、図７、図９、図１１及び図１３）との間で、図１、図８、図１０において確認できる調節範囲ΔＬで調節可能となっている。実施形態においては六角穴付きボルトとして形成された固定ネジ１７を備えた、ほぼ円筒形のピストン部材７が、上側の第一ロッド部６に締付固定されている。図１及び図３に示す第一実施形態においては、固定ネジ１７のネジ頭は、ピストン部７から突出しており、図１０及び図１１に示す第二実施形態においては、前記ネジ頭はピストン部７に埋められている。

ピストン部材７は，コネクティングロッド１の下側の第二ロッド部９の案内シリンダ８内において軸方向に移動可動に案内され、第一高圧室１０が、二つのロッド部６，９の少なくとも一つの位置において、ピストン部材７の大径のコネクティングロッド穴４に対向する第一端面７ａと第二ロッド部９との間に設けられている。図１及び図３から明らかなように、第一実施形態においては、固定ネジ１７のネジ頭はピストン部材７の第一端面７ａから第一高圧室１０へ突出しているが、軸方向における作用面の投影のみが重要であるため機能上の影響はない。ピストン部材７の高圧室１０に対向した作用面は、一部は第一端面７ａによって、また一部は固定ネジ１７のネジ頭の端面によって形成されている。段付ピストンとして構成されたピストン部材７は、小径のコネクティングロッド穴２に対向するとともに、第二高圧室１１との境界となる第二端面７ｂを有しており、その円筒形の外側面は、第二ロッド部９の案内シリンダ８によって形成されている。段付ピストンは、一般的に、異なる大きさの作用面を有するピストン、本明細書の場合「複動型のピストン」として理解されるものであり、一方の作用面（ここでは第二高圧室１１に対向する作用面）は、環状面として、他方の作用面は、円形面として形成されている。本明細書に記載される圧力比は、異なる作用面で実現することができる。

環状の第一及び第二端面７ａ，７ｂは、高圧室１０，１１内に案内され、加圧された、たとえばエンジンオイルなどの作動媒体のための圧力作用面を形成している。

エンジンオイルは、ピストン部材７の第一高圧室１０との境界である第一端面７ａに、第一油路２０を介して供給され、ここに、第一高圧室１０の方向に開く第一逆止弁２１が配置されている。第一戻り油路２２は第一高圧室１０から延出しており、これを介して第一高圧室１０が減圧可能である。

第二高圧室１１の方向に開く第二逆止弁３１が配置されている第二油路３０は、ピストン部材７の第二端面７ｂとの境界となる第二高圧室１１に通じている。この第二油路を介して第二高圧室１１に油圧が供給される。第二高圧室１１から延出する第二戻り油路３２を介して第二高圧室１１の減圧が生じる。

油の給油、遮断、排出は、制御ピストンは、収容ボア１４において第一位置と第二位置との間で軸方向に可動な制御ピストン１５を有する制御弁１３によって、図示しない圧力制御弁を用いて、同じく図示しない油ポンプを使用して、油圧を介して公知の方法で、制御され、たとえば、図示しないアクチュエータは、オイルポンプの調節バルブのバネに多少の張力を予め付与する。

制御ピストン１５を動かすことにより、第一又は第二戻り油路２２，３２のいずれか一方が開放ないし閉鎖され、第一又は第二戻り油路２２，３２のいずれか他方が閉鎖ないし開放される。

図１から図９に示す第一実施形態において、制御ピストン１５は、第一及び第二戻り油路２２，３２のみを開放ないし閉鎖制御する。第一及び第二油路２０，３０は制御ピストン１５によって制御はされない。

一方、図１０から図１２に示された実施形態においては、制御ピストン１５は、第一及び第二油路２０，３０を作動させる第一ピストン部１５ａと、第一及び第二戻り油路２２，３２を作動させる第二ピストン部１５ｂとを備えており、二つのピストン部１５ａ，１５ｂの間で、好ましくは環状溝１５ｃに配置されている径方向孔１５ｄが、制御ピストン１５内に形成されており、制御ピストン１５の軸方向穴１５ｅに通じている。軸方向穴１５ｅは、大径のコネクティングロッド穴４ないしクランクピンベアリング５から延出するとともに収容ボア１４に開く油供給路２８の方向に開口するよう形成されている。

図１は、高い圧縮比と関連付けられるとともに、図６に概略を示す制御弁１３の第一位置と相互関連する延長位置Ａにおける、第一実施形態のコネクティングロッド１を示し、図３は、低い圧縮比と関係づけられるとともに、図７で確認できる制御弁１３の第二位置と相互関連する短縮位置Ｂにおけるコネクティングロッド１を示している。

図１０は、第二実施形態における高い圧縮比のコネクティングロッド１を示し、これは、高い圧縮比に関連付けられるとともに、図１２に示す制御弁１３の第一位置と相互関連する延長位置Ａにおいて、切断平面において方向を変える第二油路及び戻り油路３０，３２を有する。図１１もまた、切断平面において方向を変える第二油路及び戻り油路３０，３２を備えており、図１０から、低い圧縮比と関連付けられるとともに、図１３に示す制御弁１３の第二位置と相互関連する短縮位置Ｂに移動したコネクティングロッドを示す。

低い負荷では、油圧は、回転数及び負荷に応じて、油ポンプにより、たとえば１．８バールの低い圧力に調節される。制御ピストン１５は、図１及び図６に示すように、コネクティングロッド１の長手方向軸心１ａの横断方向に配置された収容ボア１４において、低い油圧レベルの際に、戻しバネ１６の力によって第一ストッパ１８に対して押し付けられる。これは、戻しバネ１６のバネ力が、油圧によって生じる制御ピストン１５のピストン力よりも大きいからである。この位置において、流体連通が、クランクピンベアリング５からの油供給と第一逆止弁２１との間に生じ、ピストン部材７の第一端面７ａの下方に位置する第一高圧室１０に至る。内燃機関のピストンがその力で二つのコネクティングロッド部６，９を引き離している間は、油は第一逆止弁２１から第一高圧室１０へ流れて、これを満たす。高圧室１０の容量は、ストッパスリーブによって形成される保持部３３によって設定され、これは第二ロッド部９のシャフト部９ａに螺合されるとともに、ピストン部材７の最大可能ストロークを規定する。ストッパスリーブの長さを長くすることにより、長さ調節可能なコネクティングロッド１のコネクティングロッド長さの調節範囲ΔＬは任意に調節することができる。

エンジンオイルは、ピストン部材７の第一端面７ａの下方の、第一油路２０に配置された第一逆止弁２１を介して力によって吸い込まれる。制御ピストン１５は、そのシリンダジャケット１９で、第一高圧室１０から延出している第一戻り油路２２を閉鎖する。吸い込まれた油は、漏出できず、圧縮できない。その結果、ピストン部材７は第一ロッド部６と一緒に上昇し、したがってコネクティングロッド１は長くなる。このように、低い油圧で高い圧縮比を設定することができる。

コネクティングロッド１が引き離されると、ピストン部材７は、第一位置において制御弁１３の制御ピストン１５が開放する第二戻り油路３２を介して、環状の第二高圧室１１から油を排除する。油は、図１、図６、図１０及び図１２において示された矢印Ｒに従って、内燃機関のクランクケースの方向へ流れる。

油ポンプの規定圧がより高い負荷で、同様に負荷及び回転数に応じて、たとえば３．５バールの高いレベルに調節されると、図３及び図１１に示される制御ピストン１５は、その収容ボア１４において、エンジンオイルによって第二ストッパ２３に対して押し付けられる。これは、油圧によって生じる制御ピストン１５のピストン力が、戻しバネ１６のバネ力よりも強いからである。この場合、戻しバネ１６は圧縮される。第二ストッパ２３は、たとえば、戻しバネ１６、及び／又は、収容ボア１４の溝内にはめ込まれたロックリング２４のための案内部によって形成してもよい。

この位置において、第一高圧室１０と、第二高圧室１１に案内される第二油路３２に配置された第二逆止弁３１との間に流体連通が生じる。気体の力で、第一ロッド部６をピストン部材７と一緒に、大径のコネクティングロッド穴４の方向に図中下方に押し付けられる。これは、第一戻り油路２２を介した第一高圧室１０からの流出が制御ピストン１５によって開放されるからである。この第一高圧室１０において気体の力によって生じる圧力は、燃焼室の気体の圧力の約２０倍に達し、環状の第二高圧室１１を満たす助けとなる。第二戻り油路３２を介した第二高圧室１１からの流出は、この第二位置において制御ピストン１５によって閉鎖される。この第二位置において、詳細な図示をしていない燃焼室からの気体の圧力は、ピストン部材７全体を下方へ押し下げ、これによって圧縮比は小さくなる。結果として生じる圧力により、コネクティングロッド１の第一ロッド部６は、第一ロッド部６の短縮位置においてピストン部材７のストッパを形成する案内シリンダ８のクランク側端面１２に対して、大径のコネクティングロッド穴４の方向に図中下方に押し付けられる。

ピストン部材７はもう上昇できない。なぜなら、油が、第二高圧室１１を充満するために開いている第二逆止弁３１を介して第二高圧室１１に達し、これによりピストン部材７は、さらに、嚢状凹部の底部に、押し付けられたままになるからである。第一逆止弁２１は、第一高圧室１０内において上昇する圧力によって、その閉位置に保持される。

第二実施形態においては、第一油路２０は、さらに、図１３の左側のピストン部１５ａによって閉鎖される。

第二高圧室１１の容量は、第一高圧室１０の容量より小さいため、第二高圧室１１に余地をもたない油は、逆流絞り２９を有するとともに、クランクピンベアリング５の方向に大径のコネクティングロッド穴に通じる油供給路２８を有する供給ライン２５を介して流出可能でなければならない。これは、制御ピストン１５の第二位置において、エンジンオイルのための第一戻り油路２２が、図７及び図１３で確認できる制御ピストン１５によって開放されることによって達成される。

特に有利な点は、内燃機関が低速アイドリング領域であっても、エンジン油圧力が規定圧よりも低い場合には、高い圧縮比を設定することが可能であり、このことが低負荷領域における消費量を改善し、冷間始動が容易になるという点である。長期にわたり高い圧縮比を維持するためには、案内シリンダ８のクリアランスによる第一高圧室１０からの漏洩損失が、ピストン部材７の第一端面７ａの下方で同じだけ再び充満されなければならない。これは、第一ロッド部６及びピストン（不図示）の力が、エンジン油を、供給ライン２５を通して、第一逆止弁２１（充満弁）を介して、第一端面７ａの下方の第一高圧室１０に吸引することによって行われる。続いて起こる圧縮工程の際に、再び高い圧力状態となり、第一逆止弁２１にある小径ボール２１ａが、第一高圧室１０からの油の流出を抑制する。この事象は、各作動サイクルの間繰り返される。もし、圧縮比を再び低減させたければ、油ポンプの規定圧を増高させ、油圧によって制御ピストン１５が第二ストッパ２３に対して押し付けられることにより、供給ライン２５を介しての第一戻り油路２２と、クランクピンベアリング５への油供給路２８との間の流体連通が開放される。気体の圧力がピストン部材７を下方へ押し付け、より低い圧縮比が再び設定される。制御ピストン１５は、油圧によって、及び、低い油圧におけるストッパ１８と高い油圧におけるストッパ２３との間の戻しバネ１６によってのみ、その収容ボア１４において押し引きされる。

ピストン部材７は回転防止部材３４を備えており、これは、第一実施形態（図１及び図２参照）において、その外側面に形成され、筒状ピン２７が係合する軸方向溝２６によって形成されている。ここで「軸方向」とは、コネクティングロッド１の長手方向軸心１ａに実質的に平行であり、他方、筒状ピン２７は径方向、つまり、長手方向軸心１ａに対して実質的に直交する方向において、軸方向溝２６に係合する。第二実施形態（図１０及び図１１参照）において、回転防止部材３４は、ピストン部材７の第一端面７ａにおいて軸方向穴２６ａを備えており、ここに、それに対応して第二ロッド部９に設けられている筒状ピン２７が係合し、それの穴２６ａに係合する長さは、調節長さΔＬよりも長くなっている。

ピン２７によって、ピストン部材７及び第一ロッド部６の第二ロッド部９に対するねじりが抑制される。

制御ピストン１５の収容ボア１４の油供給は、供給ライン２５及び油供給路２８を介して行われる。これは大径のコネクティングロッド穴４内に通じており、したがってクランクピンベアリング５と流体連通している。

油供給路２８に配置されている逆流絞り２９は、制御弁１３の方向に開く逆止弁２９ａと、それと平行に配置されているスロットルボア２９ｂとから構成され、逆流絞り２９は、たとえば、たとえば、それ自体は公知の、スロットルボアを備えたバネ付勢弁頭を有していてもよく、このバネ付勢弁頭は、弁バネによって、開放方向と反対に弁座に押し付けられる（不図示）。切換弁１３の方向に開く、逆流絞りの逆止弁２９ａによって、第一高圧室１０の急速充満が確実に行われる。他方では、二つのロッド部６，９の互いの調節から生じる圧力波は、クランクピンベアリング３の領域に関して減衰するが、クランクピンベアリング３の方向における流量は少なく維持される。平行に接続されたスロットルボア２９ｂ及び逆止弁２９ａは、図示しない共通の円筒形の筐体に収容されていてもよい。

組み付けの都合上、第一ロッド部６及びピストン部材７は、異なる部材からなり、固定ネジ１７を介して互いに固定接続されている。

固定ネジ１７のネジ溝は、十分に大きい断面積を有する、第一ロッド部６の領域に位置していることが好都合であるので、したがって、ロッド部６の屈曲領域の外側に位置している。ネジ連結は、前記力を吸収するのに十分な寸法を取る必要がある。

戻しバネ１６の逆流力に抗した油圧による作動の代わりに、図１４に概略的に示すように、クランクケース４０に配置された誘導コイル４１によって制御ピストン１５を電磁的に作動することもできる。この場合、制御ピストン１５は、強磁性材料からなるものでもよいし、永久磁石４２を有するものであってもよく、電磁力によって、二つのロック部材４３，４４によってロック可能な位置の間を、往復運動可能である。あるいは、図１から図１３に示された第一及び第二実施形態のように、磁性制御ピストン１５は、戻しバネ１６により、第一ロッド部６の延長位置Ａに対応する第一位置と、戻しバネ１６の力に抗して、電磁石により、第一ロッド部６の短縮位置Ｂに対応する第二位置とに移動可能であってもよい。ロック部材４３，４４は、たとえば、制御ピストン１５の移動方向に対して横断方向にこれに作用するバネ負荷圧力体で形成することができ、この圧力体は、ロック位置において制御ピストン１５の溝又は凹部に係合する。コネクティングロッド１のコネクティングロッド移動空間は、図１４の符号４５で示されている。

Claims (25)

1. 往復ピストン機械のための長さ調節可能なコネクティングロッド（１）であって、
   小径のコネクティングロッド穴（２）を備えた少なくとも一つの第一ロッド部（６）と、大径のコネクティングロッド穴（４）を備えた第二ロッド部（９）とを有し、前記二つのロッド部（６、９）は互いに向かって、及び／又は互いの中へ、入れ子状に移動可能であり、
   前記第二ロッド部（９）は案内シリンダ（８）を形成するとともに、前記第一ロッド部（６）は前記案内シリンダ（８）内において長手方向に変位可能であるピストン部材（７）を形成し、前記ピストン部材（７）の前記大径のコネクティングロッド穴（４）に対向する側において、前記第二ロッド部（９）と前記ピストン部材（７）との間に第一高圧室（１０）が設けられ、この第一高圧室に少なくとも一つの第一油路（２０）が通じており、
   前記第一高圧室（１０）から少なくとも一つの第一戻り油路（２２）が延出しており、その第一戻り油路の流出断面が、制御弁（１３）によって第一位置において閉塞可能であるとともに、第二位置において開放可能であり、
   前記ピストン部材（７）は、複動型のピストンとして構成されていることを特徴とするコネクティングロッド（１）。
2. 前記制御弁（１３）の前記第一位置は、前記第一ロッド部（６）の延長位置（Ａ）と関連付けられるとともに、
   前記制御弁（１３）の前記第二位置は、前記第一ロッド部（６）の短縮位置（Ｂ）と関連付けられることを特徴とする請求項１に記載のコネクティングロッド（１）。
3. 前記第一ロッド部（６）は、前記延長位置（Ａ）と前記短縮位置（Ｂ）との両方において、前記第二ロッド部（９）に対して油圧ロック可能であることを特徴とする請求項２に記載のコネクティングロッド（１）。
4. 前記制御弁（１３）は、前記コネクティングロッド（１）の前記第二ロッド部（９）の収容ボア（１４）内において軸方向に変位可能な制御ピストン（１５）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
5. 前記制御ピストン（１５）は、戻しバネ（１６）によって前記第一位置に移動可能であるとともに、作動力によって前記戻しバネ（１６）の力に抗して前記第二位置に移動可能である、請求項４に記載のコネクティングロッド（１）。
6. 前記ピストン部材（７）の前記小径のコネクティングロッド穴（２）に対向する側において、前記第二ロッド部（９）に固定連結される保持部（３３）と前記ピストン部材（７）との間に第二高圧室（１１）が設けられ、この第二高圧室に少なくとも一つの第二油路（３０）が通じていることを特徴とする請求項４又は５に記載のコネクティングロッド（１）。
7. 前記第二油路（３０）に、前記第二高圧室（１１）の方向に開く第二逆止弁（３１）が設けられている、請求項６に記載のコネクティングロッド（１）。
8. 前記第二高圧室（１１）から少なくとも一つの第二戻り油路（３２）が延出しており、その第二戻り油路の流出断面が、前記制御弁（１３）によって前記第二位置において閉塞可能であるとともに、前記第一位置において開放可能であることを特徴とする請求項６又は７に記載のコネクティングロッド（１）。
9. 前記第一及び第二戻り油路（２２、３２）のみが前記制御弁（１３）によって制御可能であることを特徴とする請求項８に記載のコネクティングロッド（１）。
10. 前記第二油路（３０）は、前記コネクティングロッド（１）の長手方向軸心（１ａ）を含む、前記コネクティングロッド（１）の長手方向中心面（ε）の外側に配置されていることを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
11. 前記第二戻り油路（３２）は、前記コネクティングロッド（１）の長手方向軸心（１ａ）を含む、前記コネクティングロッド（１）の長手方向中心面（ε）の外側に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載のコネクティングロッド（１）。
12. 前記保持部（３３）は、前記案内シリンダ（８）内に突出する交換可能なストッパスリーブによって形成されることを特徴とする請求項６から１１のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
13. 前記ストッパスリーブは前記第二ロッド部（９）に螺合されている、請求項１２に記載のコネクティングロッド（１）。
14. 前記第二油路（３０）への供給断面は、前記制御弁（１３）によって前記第一位置において閉塞可能であるとともに、前記第二位置において開放可能であることを特徴とする請求項６から１３のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
15. 前記制御ピストン（１５）の作動は、油圧による液圧的に、又は電磁的に、行われることを特徴とする請求項４から１４のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
16. 前記制御ピストン（１５）の作動は、戻しバネ（１６）の力に抗して行われることを特徴とする請求項１５に記載のコネクティングロッド（１）。
17. 前記制御ピストン（１５）は、強磁性材料から構成されている、又は、クランクケースに設けられた誘導コイル（４１）と相互作用する永久磁石を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載のコネクティングロッド（１）。
18. 前記制御ピストン（１５）は、少なくとも一つのロック部材（４３、４４）によって、少なくとも一つの位置にロック可能である、請求項１５から１７のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
19. 前記ロック部材（４３、４４）は、バネ付勢押圧部である、請求項１８に記載のコネクティングロッド（１）。
20. 前記ロック部材（４３、４４）は、前記制御ピストン（１５）の移動方向に対して横断方向で、これに作用するバネ付勢押圧体を有することを特徴とする請求項１８又は１９に記載のコネクティングロッド（１）。
21. 前記制御弁（１３）に通じる供給ライン（２５）に、少なくとも一つの逆流絞り（２９）が配置されていることを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
22. 前記第一油路（２０）への供給断面は、前記制御弁（１３）によって前記第二位置において閉塞可能であるとともに、前記第一位置において開放可能であることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
23. 前記往復ピストン機械が内燃機関である、請求項１から２２のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
24. 前記第一油路（２０）に、前記第一高圧室（１０）の方向に開く第一逆止弁（２１）が設けられている、請求項１から２３のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。
25. 前記ピストン部材（７）は、段付きピストンとして構成されている、請求項１から２４のいずれか一項に記載のコネクティングロッド（１）。

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