JPH048275Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関の圧縮比を可変とするため
にピストンピンとコネクテイングロツドとの間に
介装される偏心ベアリングのロツク機構に関す
る。

〔従来の技術〕

内燃機関においては、圧縮比を上げるとそれだ
け燃焼効率が向上し燃費が改善されるとともに軸
トルクが向上するので、圧縮比を上げることが望
まれる。しかし、圧縮比を上げると燃焼室内で断
熱圧縮されて温度が上つたとき着火し易くなつて
ノツキングも生じやすくなり、圧縮比の増大が制
限される。ノツキングは、燃焼室内に多量の空気
が吸引される中、高負荷時に生じやすく、吸引空
気量が小で燃焼室における実質的圧縮度合の小な
軽負荷時には生じにくいので、圧縮比を負荷に応
じて可変とし、中、高負荷に適切となるように設
定しておいて圧縮比を軽負荷時に増大させるよう
にすることが望まれる。この意味で従来から内燃
機関の可変圧縮比機構は多々提案されている。

圧縮比を可変とさせる機構の一つに、ピストン
ピンとコネクテイングロツドとの間に偏心ベアリ
ングを介在させ、偏心ベアリングを角変位させて
ピストンのコネクテイングロツドに対する相対位
置を上下に設定可変とさせる圧縮比可変機構があ
る（たとえば、実開昭58−137832号公報、実開昭
59−40537号公報）。

偏心ベアリングによる圧縮比可変装置は、第７
図および第８図に示すように、偏心ベアリング１
に半径方向に延びるロツクピン係合孔２を設け、
コネクテイングロツド３にはロツクピン収納穴４
を設けて該ロツクピン収納穴４にロツクピン５を
収納し、ロツクピン５に油圧をかけることにより
ロツクピン５をロツクピン係合孔２の方向に進退
するように駆動して、ロツクピン５をロツクピン
係合孔２に係合させたり、係合を外したりするよ
うになつていた。そして、軽負荷時にピストン６
をコネクテイングロツド３に対して高位置にさせ
る位置に偏心ベアリング１が回転したときにロツ
クピン５をロツクピン係合孔２に係合させて偏心
ベアリング１の回転をロツクさせて高圧縮比状態
を保持し、中、高負荷時にはロツクピン５をロツ
クピン係合孔２から外して偏心ベアリング１を回
転自在とさせ、圧縮上死点位置で、圧縮ガス圧
力、爆発力を受けて、ピストン６をコネクテイン
グロツド３に対して低位置にさせる位置に偏心ベ
アリング１が自動的に回転するようにして、低圧
縮比状態を保持していた。

〔考案が解決しようとする問題点〕 しかしながら、従来の偏心ベアリングのロツク
機構においては、ロツクピン係合孔が偏心ベアリ
ングの回転中心に向けて形成され、かつロツクピ
ン収納穴もロツクピン係合孔に合わせて偏心ベア
リングの回転中心に向けて形成されているため、
ロツクピンがロツクピン係合孔に係合されるとき
ロツクピンの外周面とロツクピン係合孔の内壁が
勢いよく衝突し、この衝突部の耐久性が問題とな
つていた。すなわち、ロツクピンは偏心ベアリン
グ回転中心方向に対しては自由に動くことが可能
であるが、偏心ベアリングの回転方向に対しては
ロツクピン収納穴によつて不動に固定されるの
で、偏心ベアリングとロツクピンとの衝突時の衝
撃が大きくなつてしまうという問題があつた。

したがつて、従来からロツク機構の信頼性を高
めるため、衝突部の耐久性を大幅に向上させるこ
とが強く望まれていた。

本考案は、上記の問題に着目し、ロツクピンと
偏心ベアリングとの衝突時の衝撃を緩和すること
により、衝突部の耐久性を大幅に向上させ、信頼
性の高い可変圧縮比機構を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的に沿う本考案の偏心ベアリングのロツ
ク機構は、コネクテイングロツドの小端孔の内周
とピストンピンの外周との間に回転可能に偏心ベ
アリングを介装し、前記コネクテイングロツド側
に設けられたロツクピン収納穴にロツクピンを摺
動自在に収納し、該ロツクピンを油圧駆動させる
ことにより前記偏心ベアリングをロツクしまたは
ロツクを解除させるようにした可変圧縮比機構に
おける偏心ベアリングのロツク機構において、前
記ロツクピン収納穴を、前記コネクテイングロツ
ドの小端孔の内周の接線方向に配置するととも
に、前記偏心ベアリングをロツクする時のロツク
ピンの駆動方向を偏心ベアリングの回転方向に対
して逆向きに設定し、前記偏心ベアリングの外周
面に、前記ロツクピンの先端部が当接可能な衝突
壁を有するロツク溝を設けたものから成る。

〔作用〕

このように構成された偏心ベアリングのロツク
機構においては、偏心ベアリングのロツク時に
は、偏心ベアリングの衝突壁とロツクピンの先端
部とが衝突される。つまり、ロツクピン収納穴を
コネクテイングロツド小端孔の内周の接線方向に
配置し、ロツク時にはロツクピンを偏心ベアリン
グの回転方向と逆方向に油圧駆動させるので、回
転している偏心ベアリングの衝突壁にロツクピン
の先端部を当接させることが可能となる。そのた
め、偏心ベアリングの回転エネルギの大部分を、
ロツクピンを介してロツクピンを付勢する油に伝
達させることが可能となり、この油のダンピング
作用によつて偏心ベアリングとロツクピンの衝突
時の衝撃力が吸収され、衝撃力は大幅に緩和され
る。

したがつて、偏心ベアリングとロツクピンの衝
突部の耐久性が著しく高められ、可変圧縮比機構
の信頼性が大幅に向上される。

〔実施例〕

以下に、本考案の偏心ベアリングのロツク機構
の望ましい実施例を、図面を参照して説明する。

第１実施例 第１図ないし第５図は、本考案の第１実施例に
係る偏心ベアリングのロツク機構を示している。

まず、第１図ないし第３図において、内燃機関
のシリンダ１１にはピストン１２が摺動自在に嵌
挿され、ピストン１２はコネクテイングロツド１
３にピストンピン１４を介して連結されている。
ピストンピン１４はピストン１２のピストンピン
穴に挿通されている。

コネクテイングロツド１３の小端部の小端孔１
５とピストンピン１４の外周との間には、円周方
向に肉厚が変化し、内周円と外周円との偏心量が
Ｅとなる偏心ベアリング１６が回転可能に介装さ
れている。

コネクテイングロツド１３の小端孔１５の内周
には、コネクテイングロツド中心線Ａに対して垂
直方向にかつ小端孔１５の内周の接線方向に延び
るロツクピン収納穴１７が形成されており、この
ロツクピン収納穴１７は偏心ベアリング１６の回
転方向Ｄと相対する位置に配置されている。ロツ
クピン収納穴１７には、両端が球状に形成された
棒状のロツクピン１８が摺動自在にかつロツクピ
ン収納穴１７から偏心ベアリング１６に対して出
没自在に収納されている。このロツクピン収納穴
１７を形成するために、コネクテイングロツド１
３の小端部はロツクピン１８の軸線方向に膨出さ
れている。

偏心ベアリング１６の外周面６ａには、第４図
および第５図に示すように、その半径方向厚みの
厚い部分が下方にきたときにロツクピン１８に対
応する位置に、ロツクピン１８が出入りできる径
をもつロツク溝１９が設けられている。ロツク溝
１９は、ロツクピン１８の先端部が当接される衝
突壁１９ａとロツクピン１８の外周面と摺接され
る溝底１９ｂを有している。衝突壁１９ａは、偏
心ベアリング１６の回転中心を通る軸線Ｂ上に位
置しており、その壁面形状はロツクピン１８の先
端部と同じ曲率をもつ曲面に形状されている。ロ
ツク溝１９の深さＣは、ロツクピン１８の径より
も僅かに大きくなつており、その溝底２１は軸線
Ｂに対して垂直に形成されている。溝底１９ｂの
形状はロツクピン１８の外周面の形状と同一形状
に形成されており、溝底１９ｂの一端は衝突壁１
９ａまで延び、他端は滑らかな曲率をもつて偏心
ベアリング１６の外周面６ａに接続されている。

つぎに、ロツクピン１８の駆動構造について述
べる。ロツクピン収納穴１７には、ロツクピン１
８を偏心ベアリング１６方向に付勢する位置に、
ロツクピンロツク用油圧通路２１が接続されてい
るとともに、ロツク溝１９を介してロツクピン１
８を偏心ベアリング１６から離れる方向に付勢す
る位置に、ロツクピンアンロツク用油圧通路２２
が連通されている。

コネクテイングロツド１３内に設けられた前記
油圧通路２１，２２は、コネクテイングロツドの
大端部３３の軸受円周上に互に独立して設けられ
た油溝２３，２４にそれぞれ連通されている。油
溝２３，２４は、クランクシヤフト２５内の油孔
２６を介して、クランクシヤフト２５のジヤーナ
ル軸受部の円周上に互に独立して設けられた油溝
２７，２８に、クランクシヤフト２５の回転時に
間欠的に連通可能に接続されている。油溝２７は
油通路２６、油溝２３を介してロツクピンロツク
用油圧通路２１に連通可能であり、油溝２８は油
通路２６、油溝２４を介してロツクピンアンロツ
ク用油圧通路２２に連通可能である。

シリンダブロツク内には、高圧縮比制御用油圧
通路２９と低圧縮比制御用油圧通路３０とが設け
られており、高圧縮比制御用油圧通路２９は油溝
２７に連通され、低圧縮比制御用油圧通路３０は
油溝２８に連通されている。オイルパン３１の潤
滑油３２は、オイルポンプ３５によつて汲み上げ
られ、切換弁３６を介して高圧縮比制御用油圧通
路２９か低圧縮比制御用油圧通路３０の何れかに
送られる。つまり、切換弁３６は負荷に応じて作
動され、高負荷の場合には低圧縮比制御用油圧通
路３０に油が送られ、中、軽負荷の場合には高圧
縮比制御油圧通路２９に圧油が送られるようにな
つている。

つぎに、上記のように構成された第１実施例に
おける作用について説明する。

中、高負荷時には偏心ベアリング１６は次のよ
うにして低圧縮比状態を現出できる位置に保たれ
る。すなわち、切換弁３６によつて、低圧縮比制
御用油圧通路３０に圧油が送られ、該圧油は油溝
２８、クランクシヤフト２５内の油通路２６、油
溝２４を介して、ロツクピンアンロツク用油圧通
路２２に送られ、ロツクピン１８をロツクピン収
納穴１７に収納させて、ロツク溝１９から外し、
偏心ベアリング１６のロツクを解除する。この状
態では偏心ベアリング１６は、ピストン１２から
の慣性力、爆発力を、ピストンピン１４を介して
受けて回転するので、ピストン１２は、圧縮上死
点位置では下に押された状態となり、低圧縮比の
状態が現出される。

一方、低負荷時には、偏心ベアリング１６は次
のようにして高圧縮比状態を現出できる位置にロ
ツクさる。すなわち、切換弁３６によつて高圧縮
比制御用油圧通路２９に圧油が送られ、該圧油は
油溝２７、クランクシヤフト２５内の油孔２６、
油溝２３を介して、ロツクピンロツク用油圧通路
２１に送られ、ロツクピン１８はロツクピン収納
穴１７から出る方向に駆動される。そして、ロツ
クピン１８は、回転する偏心ベアリング１６のロ
ツク溝１９の衝突壁１９ａと衝突し、偏心ベアリ
ング１６をロツクする。つまり、偏心ベアリング
１６は、油圧によつて付勢されたロツクピン１８
により回転不可能となり、ピストン１２のコネク
テイングロツド１３に対する相対位置が変化さ
れ、高圧縮比が現出される。

この場合、ロツクピン１８は油圧によつて偏心
ベアリング１６側に押し出されるので、ロツクピ
ン１８が偏心ベアリング１６の衝突壁２０と衝突
する際の衝撃力は、ロツクピン１８を介してロツ
クピンロツク用油圧通路２１内の油に伝達され、
油のダンピング作用によつてその衝撃力は吸収さ
れる。つまり、ロツクピン１８は偏心ベアリング
１６の衝突壁２０に衝突した瞬間に若干ロツクピ
ン収納穴１７側に押し戻されるようになるので、
ロツクピン１８が完全に固定された場合に比べ、
その衝撃力は大幅に緩和される。

したがつて、ロツクピン１８の先端部と偏心ベ
アリング１６の衝突壁１９ａにかかる衝撃荷重は
小となり、この部分の耐久性が著しく高められ
る。

また、ロツクピン１８には、ピストン往復運動
時に慣性力がかかるが、この慣性力はコネクテイ
ングロツド中心線Ａに対して垂直方向となるロツ
クピン収納穴１７の壁面によつて支えられ、ロツ
クピン１８の駆動方向には作用しない。すなわ
ち、慣性力が大きくなつても、ロツクピン１８の
駆動は油圧のみによつて行なわれ、慣性力の影響
を受けない。このため、油圧によるロツクピン駆
動は確実に行なわれ、偏心ベアリング１６のロツ
ク、アンロツク、したがつて圧縮比の切換は円滑
にかつ確実に行なわれる。

第２実施例 第６図は、本考案の第２実施例に係る偏心ベア
リングのロツク機構を示している。第２実施例が
第１実施例と異なるところはロツクピン収納穴の
位置であり、その他の部分は第１実施例に準じる
ので、準じる部分に第１実施例と同一の符号を付
すことにより準じる部分の説明を省略し、異なる
部分についてのみ説明する。

第６図において、４１は先端が球面状に形成さ
れたロツクピン４２を摺動自在に収容するロツク
ピン収納穴を示している。ロツクピン収納穴４１
は、コネクテイングロツド１３の小端孔１５の内
周から大端部３３方向にかつ小端孔１５の内周の
接線方向に配置されている。ロツクピン収納穴４
１には、ロツクピン４２を偏心ベアリング１６方
向に付勢する位置に、ロツクピンロツク用油圧通
路２１が接続されている。また、ロツク溝１９を
介してロツクピン１８を偏心ベアリングから離れ
る方向に付勢する位置に、ロツクピンアンロツク
用油圧通路２２が接続されている。つまり、ロツ
クピン４２は、偏心ベアリング１６の回転方向Ｄ
に対して逆方向に駆動されるようになつている。

このように構成された第２実施例においては、
中、低負荷時には、切換弁３６によつて高圧縮比
制御用油圧通路２９に圧油が送られ、この圧油は
油溝２７、クランクシヤフト２５内の油孔２６、
油溝２３を介して、ロツクピンロツク用油圧通路
２１に送られ、ロツクピン４２はロツクピン収納
穴４１から出る方向に駆動される。この場合も、
偏心ベアリング１６とロツクピン４２との衝突時
の衝撃力は、ロツクピン４２を介してロツクピン
ロツク用油圧通路２１内の油に伝達され、油のダ
ンピング効果により衝撃力は著しく緩和される。

また、ロツクピン収納穴４１をこのように配置
することにより、第１実施例に示したように小端
部の膨出個所がなくなり、小端部がコンパクト化
される。その他の作用は第１実施例に準じる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の偏心ベアリング
のロツク機構によるときは、ロツクピン収納穴
を、コネクテイングロツドの小端孔の内周の接線
方向に配置するとともに、偏心ベアリングをロツ
クする時のロツクピンの駆動方向を偏心ベアリン
グの回転方向に対して逆向きに設定し、偏心ベア
リングの外周面に、ロツクピンの先端部が当接可
能な衝突壁を有するロツク溝を設けるようにした
ので、ロツクピンと偏心ベアリングの衝突時の衝
撃力の大部分をロツクピンを介してロツクピン駆
動用の油に伝達することが可能となり、油のダン
ピング作用によつて衝突時の衝撃力を大幅に緩和
することができる。その結果、衝突部分の耐久性
が著しく高められ、可変圧縮比機構におけるロツ
ク機構の信頼性を大幅に向上させることができ
る。

また、ロツクピン収納穴を、コネクテイングロ
ツド中心線に対して垂直方向に配置すれば、ロツ
クピンは慣性力の影響をほとんど受けなくなり、
偏心ベアリングのロツク、アンロツクを円滑に行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る偏心ベアリ
ングのロツク機構における偏心ベアリングのロツ
ク状態を示す断面図、第２図は第１図の装置にお
ける偏心ベアリングのアンロツク状態を示す断面
図、第３図は第１図の−線に沿う断面図、第
４図は第１図の偏心ベアリングの拡大断面図、第
５図は第４図の正面図、第６図は本考案の第２実
施例に係る偏心ベアリングのロツク機構における
偏心ベアリングのアンロツク状態を示す断面図、
第７図は従来の可変圧縮比機構の一例を示す断面
図、第８図は第７図の−線に沿う断面図、で
ある。 １１……シリンダ、１２……ピストン、１３…
…コネクテイングロツド、１４……ピストンピ
ン、１５……小端孔、１６……偏心ベアリング、
１７，４１……ロツクピン収納穴、１８，４２…
…ロツクピン、１９……ロツク溝、１９ａ……衝
突壁、１９ｂ……溝底、２１……ロツクピンロツ
ク用油圧通路、２２……ロツクピンアンロツク用
油圧通路、２３，２４，２７，２８……油溝、２
５……クランクシヤフト、２６……油孔、２９…
…高圧縮比制御用油圧通路、３０……低圧縮比制
御用油圧通路、３３……大端部、３６……切換
弁、Ａ……コネクテイングロツド中心線、Ｂ……
偏心ベアリングの回転中心を通る軸線、Ｄ……偏
心ベアリングの回転方向。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) コネクテイングロツドの小端孔の内周とピス
   トンピンの外周との間に回転可能に偏心ベアリ
   ングを介装し、前記コネクテイングロツド側に
   設けられたロツクピン収納穴にロツクピンを摺
   動自在に収納し、該ロツクピンを油圧駆動させ
   ることにより前記偏心ベアリングをロツクしま
   たはロツクを解除させるようにした可変圧縮比
   機構における偏心ベアリングのロツク機構にお
   いて、前記ロツクピン収納穴を、前記コネクテ
   イングロツドの小端孔の内周の接線方向に配置
   するとともに、前記偏心ベアリングをロツクす
   る時のロツクピンの駆動方向を偏心ベアリング
   の回転方向に対して逆向きに設定し、前記偏心
   ベアリングの外周面に、前記ロツクピンの先端
   部が当接可能な衝突壁を有するロツク溝を設け
   たことを特徴とする偏心ベアリングのロツク機
   構。 (2) 前記ロツクピン収納穴を、コネクテイングロ
   ツド中心線に対し垂直方向に配置した実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の偏心ベアリングの
   ロツク機構。 (3) 前記ロツクピン収納穴を、コネクテイングロ
   ツドの小端部から大端部に向う方向に配置した
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の偏心ベア
   リングのロツク機構。 (4) 前記ロツク溝が偏心ベアリングの半径方向の
   厚みの最も厚い部分に設けられた実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の偏心ベアリングのロツ
   ク機構。 (5) 前記ロツク溝の溝底がロツクピンの外周面と
   同一形状に形成された実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の偏心ベアリングのロツク機構。 (6) 前記衝突壁が偏心ベアリングの回転中心を通
   る軸線上に設けられた実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の偏心ベアリングのロツク機構。