JPH0333440A - レシプロエンジンの可変圧縮比機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの運転中にエンジンの圧縮比を高圧
縮比状態と低圧縮比状態とに切り替えることができる、
レシプロエンジンの可変圧縮比機構に関するものである
。

（従来技術） レシプロエンジンの可変圧縮比機構としては、例えば実
開昭５８−１７３７３８号に、偏心ベアリングの回転制
御装置が開示されている。この装置は、ピストンとコネ
クティングロッドの間に偏心ベアリングを介装し、コネ
クティングロッドに偏心ベアリングを固定するためのロ
ックピンを設けて構成されている。そして、油圧により
このロックピンを偏心ベアリング方向へ突出させて偏心
ベアリングに係合させ、これによりエンジンを高圧縮比
状態に固定し、また、エンジンを低圧縮比状態にするに
は油圧を解除してロックピンと偏心ベアリングとの係合
を解くのである。

また、特開昭６３−１５９６３１号の可変圧縮比エンジ
ンでは、ピストンピンに、ピストンに回転自在に連結さ
れる連結軸部と、この連結軸部に対して偏心した偏心部
とを設け、偏心部にコネクティングロッドの小端部を連
結すると共に、コネクティングロッドの小端部には油圧
により横方向へ出没するロックピン、すなわちピストン
ピンの偏心部に平行な方向へ出没するロックピンを設け
て構成される。更に、ピストンピンの偏心部には、ロッ
クピンが係合することによりエンジンを高圧縮比状態又
は低圧縮比状態にする２つの孔を設け、コネクティング
ロッドの小端部に設けたロックピンをこの２つの孔の一
方に選択的に係合させることにより、エンジンを高圧縮
比状態又は低圧縮比状態に設定するのである。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述の実開昭５８−１７３７３８号に係る偏心
ベアリングの回転制御装置では、ロックピンが偏心ベア
リングに係合してこれを固定するのはエンジンを高圧縮
比状態にする場合のみであり、エンジンが低圧縮比状態
にあるときには偏心ベアリングは固定されずに自由に回
転できる。このため、低圧縮比状態でエンジンを運転す
ると、偏心ベアリングが回転してピストンスラップ音が
発生し、エンジン騒音が高まると共に、エンジンの耐久
性も低下する。

これに対し、上述の特開昭６３−１５９６３１号の可変
圧縮比エンジンでは、エンジンの高圧縮比状態にも低圧
縮比状態にもロックピンが偏心ベアリングを固定するか
ら、前述の従来装置のようにピストンスラップ音は発生
しないものの、圧縮比の切り替えはクランクアングルに
対してタイミングを取って行う必要があり、湯温、油圧
に対しマツプ制御の必要が生じる。従って、圧縮比の切
り替え制御が複雑になる。

そこで、本発明の目的は、高圧縮比状態と低圧縮比状態
との切り替えを油圧を切り替えるだけの制御で行うこと
ができ、かつ高圧縮比状態、低圧縮比状態とも確実に固
定することができる、応答性の高いレシプロエンジンの
可変圧縮比エンジンを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本発明にあっては次のよう
な構成としである。すなわち、前記ビーストンに回転自
在に連結される連結軸部と、該連結軸部に対して偏心し
た偏心部とを有するピストンピンと、 前記ピストンピンの前記偏心部に半径方向へ延在するよ
うに形成され、かつ前記偏心部の周面に開口する第一の
ロックピン出入穴と、 前記ピストンピンの前記偏心部に半径方向へ延在するよ
うに形成され、かつ前記第一のロックピン出入穴の反対
側で前期偏心部の周面に開口する第二のロックピン出入
穴と、 小端部が前記ピストンピンの前記偏心部に回転自在に連
結されたコネクティングロッドの前記小端部に形成され
、かつ前記第一及び第二のロックピン出入穴の開口の回
転軌跡上に開口するロックピン摺動穴と、 前記コネクティングロッドに形成され、かつ前記ロック
ピン摺動穴に開口する油圧経路と、前記ロックピン摺動
穴内に摺動自在に配置され、かつ油圧により前記第一の
ロックピン出入穴の開口に係合して前記ピストンピンを
位置決めする、第一のロックピンと、 前記第一及び第二のロックピン出入穴内に配置された弾
発手段と、 前記第二のロックピン出入穴内に摺動自在に配置され、
かつ前記弾発手段の弾発力により前記ロックピン摺動穴
に係合して前記ピストンピンを位置決めする第二のロッ
クピンと。

を備えた構成としである。

（作用） 本発明の可変圧縮比機構において、第二のロックピン出
入穴をピストンピンの最大偏心位置に開口させ、第一の
ロックピン出入穴をピストンピンの最小偏心位置に開口
させたとき、エンジンの高圧縮比状態と低圧縮比状態と
の切り替えは次のようにして行われる。

まず、この切り替え動作の前提として、エンジン運転中
、偏心部を有するピストンピンには、ピストンの慣性力
とコネクティングロッドの横方向の力とピストンにかか
る燃焼圧力との複合作用によって、常時、ピストンに対
して相対的に回転させようとする力が作用している。

ここで、エンジンを高圧縮比状態にするには、油圧経路
を介してロックピン摺動穴内に低油圧を作動させる。す
ると、第一のロックピン出入穴に係合していた第一のロ
ックピンはロックピン摺動穴内に没し、これによってピ
ストンピンは、ピストンが上死点から下死点に移動する
際、ピストンに対して相対的に回転する。この回転によ
り、ピストンピンの第二のロックピン出入穴の開口がコ
ネクティングロッドのロックピン摺動穴に合致すると、
第二のロックピンが弾発手段の弾発力によりロックピン
摺動穴内にその一部を侵入させ、ピストンピンをコネク
ティングロッドに対して回転できないように係止する。

このとき、ピストンピンの最大偏心部はピストンに対し
て下方に位置し、これによってピストンはその偏心量だ
け上方へ変位する。したがって、この状態においてエン
ジンは高圧縮比状態になる。

次に、エンジンを低圧縮比状態にするには、ロックピン
摺動穴内に高油圧を作用させる。すると、ロックピン摺
動穴の第一のロックピンがピストンピン方向に移動し、
これに伴ってロックピン摺動穴内にその一部を侵入させ
ていた第二のロックピンは第二のロックピン出入穴内に
没しようとする。そして、第二のロックピンがピストン
ピンとコネクティングロッドとの境界面を通過した時、
ピストンピンとコネクティングロッドとの境界面を通過
した時、ピストンピンはピストンに対して相対的に回転
する。この回転によりピストンピンの第一のロックピン
出入穴の開口がコネクティングロッドのロックピン摺動
穴に合致すると、第一のロックピンがその一部を第一の
ロックピン出入穴内に侵入させ、ピストンピンをコネク
ティングロッドに対して回転しないように係止する。こ
のとき、ピストンピンの最大偏心部はピストンに対して
上方に位置し、ピストンは上方へ偏心していない状態に
ある。したがって、エンジンは低圧縮比状態になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図から第４図までは本発明の第−実流例を示す。ピ
ストンｌはピストンピン２を介してコネクティングロッ
ド３の小端部に連結されている。

ピストンピン２の中央部には偏心部２ａが、また偏心部
２ａの両側には一対の連結軸部２ｂ、２ｂが一体的に形
成され、連結軸部２ｂ、２ｂはピストンｌのピストンピ
ン挿入孔１ａ、１ａにそれぞれ回転自在に挿入されてい
る。偏心部２ａには第一のロックピン出入穴４と第二の
ロックピン出入穴５とが半径方向へ延在するように形成
され、第一及び第二のロックピン出入穴４．５はピスト
ンピン２の内部で連通している。

第一のロックピン出入穴４はピストンピン２の最小偏心
位置に開口し、第二のロックピン出入穴５はピストンピ
ン２の最大偏心位置に開口する。

ロツクビン出入穴４．５の中間部にはバネ受け６が穴４
．５内に突出するように形成され、穴４．５内には、ま
た、圧縮コイルバネ８．９及び摺動バネ座１０，１１が
配設されている。そして、第二のロックピン出入穴５内
には第二のロックピン１２が摺動自在に配設されている
。なお、図中、４ａ、５ａはピストンピン２の偏心部の
周面に形と共に、ブースト、アクセル開度の微分値が設
定値以上の場合には、直ちに油圧を高圧側に切り替える
ようにすることもできる。

なお、上述の実施例では、ピストンピンのロックピン出
入穴を連通させて一本の貫通口としたが、貫通孔の代わ
りに一対のロックピン出入穴を形成してもよい。更に、
上述の実施例では、ピストンピンを一体物で形成したが
、偏心部を有さない通常のピストンピンを偏心メタルを
介してピストンに取り付けるものでもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、エンジンの高圧
縮比状態と低圧縮比状態との切り替えを高油圧と低油圧
の切り替えのみで行うことができるから、小形で、応答
性の高い可変圧縮比機構を提供することができる。

また、本発明の可変圧縮比４５！横では、高圧縮比状態
にも低圧縮比状態にもロックピンが確実にピストンピン
を固定するから、ピストンスラップ音の発生を抑えるこ
とができ、耐久性が向上する。

そして、本発明の可変圧縮比機構では、エンジンの燃費
が重視される高圧縮比状態は低油圧で達成されるから、
燃費重視領域におけるオイルポンプ仕事を必要最小限に
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変圧縮比機構の一実施例を示し、エ
ンジンが高圧縮比状態にある場合の要部断面図を示す。 第２図は第１図の可変圧縮比機構を有するエンジンが低
圧縮比状態にある場合の要部断面図を示す。 第３図は第１図の■−■線に沿う断面図である。 第４図は本発明に使用するピストンピンの一実施例の斜
視図である。 第５図は本発明に使用するピストンピンのガイド溝の他
の実施例を示すピストンピンの断面図である。 第６図は本発明に使用するピストンピンのガイド溝の更
に他の実施例を示すピストンピンの断面図である。 ｌ：ピストン ２：ピストンピン ２ａ：偏心部 ２ｂ＝連結軸部 ３：コネクティングロッド ４：第一のロックピン出入穴 ５：第二のロックピン出入穴 ８．９：圧縮コイルバネ １０．１１：摺動バネ座 １２：第二のロックピン １３：ロックピン摺動穴 １４：第一のロックピン −■ 第３ 図 ） 第４ 図 ０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前記ピストンに回転自在に連結される連結軸部と
   、該連結軸部に対して偏心した偏心部とを有するピスト
   ンピンと、 前記ピストンピンの前記偏心部に半径方向へ延在するよ
   うに形成され、かつ前記偏心部の周面に開口する第一の
   ロックピン出入穴と、 前記ピストンピンの前記偏心部に半径方向へ延在するよ
   うに形成され、かつ前記第一のロックピン出入穴の反対
   側で前期偏心部の周面に開口する第二のロックピン出入
   穴と、 小端部が前記ピストンピンの前記偏心部に回転自在に連
   結されたコネクティングロッドの前記小端部に形成され
   、かつ前記第一及び第二のロックピン出入穴の開口の回
   転軌跡上に開口するロックピン摺動穴と、 前記コネクティングロッドに形成され、かつ前記ロック
   ピン摺動穴に開口する油圧経路と、前記ロックピン摺動
   穴内に摺動自在に配置され、かつ油圧により前記第一の
   ロックピン出入穴の開口に係合して前記ピストンピンを
   位置決めする、第一のロックピンと、 前記第一及び第二のロックピン出入穴内に配置された弾
   発手段と、 前記第二のロックピン出入穴内に摺動自在に配置され、
   かつ前記弾発手段の弾発力により前記ロックピン摺動穴
   に係合して前記ピストンピンを位置決めする第二のロッ
   クピンと、 を備えていることを特徴とするレシプロエンジンの可変
   圧縮比機構。