JPH0346187Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、コネクテイングロツドとピストンの
間に偏心ベアリングを介在させた内燃機関の可変
圧縮比機構に関するものである。

〔従来の技術〕

機関の燃費をはじめ、エミツシヨン、出力性能
および低温始動性を改善するためには、例えば全
負荷時には圧縮比を下げ、部分負荷時には圧縮比
を上げるなどして、運転条件に合せて圧縮比を変
化させることが有効である。

このために、コネクテイングロツドとピストン
ピンとの間に偏心ベアリングを介在させ、偏心ベ
アリングの回転又は揺動運転により、ピストンの
コネクテイングロツドに対する相対位置を変え、
圧縮比を可変とする可変圧縮比機構が知られてい
る（たとえば特開昭58−38344号、特開昭58−
57040号、実開昭58−82440号、特開昭58−67937
号）。

この可変圧縮比機構は、たとえば第５図ないし
第７図に示すような構造から成つており、ピスト
ン１のピストンピン２とコネクテイングロツド３
との間に、内径中心と外径中心が偏心された円筒
状の偏心ベアリング５が介在されている。コネク
テイングロツド３のロツクピン固定室６′に設け
られたロツクピン６が、クランクシヤフト４の油
通路に連通され油圧を上向きに作用させる高圧縮
側通路７、ロツクピン６に下向きの力を作用させ
る低圧縮側通路８からの油圧により、上下動され
る。そして、高圧縮比時には、ロツクピン６が偏
心ベアリング５のロツクピン穴５′に入れられ、
偏心ベアリング５の回転が止められる。低圧縮比
時には、ロツクピン穴５′からロツクピン６が外
され、偏心ベアリング５が回転自在とされて、コ
ネクテイングロツド３に対するピストン１の相対
位置が変えられる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような従来構造において
は、第６図および第７図に示したように、偏心ベ
アリング５は、内径中心と外径中心が偏心した円
筒形状に形成されているため、偏心ベアリング５
の摺動面、すなわち、コネクテイングロツド小端
穴に対し摺動する面１０およびピストンピン２に
対し摺動する面９は、円周方向に一様な投影面積
をもつ面に形成されている。ところが、偏心ベア
リング５の摺動面９，１０においては、自由回転
時（低圧縮比時）および固定時（高圧縮比時）に
おいて、大きな負荷を受ける面と比較的軽負荷を
受ける面とがエンジン回転数に関係なくほぼ固定
されており、大きな負荷を受ける面と軽負荷を受
ける面が円周方向に位置が異なつている。このよ
うに摺動面９，１０にかかる負荷が円周方向に異
なるにもかかわらず、その力の作用方向の偏心ベ
アリング摺動面９，１０の投影面積が常に一定で
あるため、作用する負荷と負荷方向の投影面積の
比である面圧も、摺動面円周方向に異なることに
なる。面圧が円周方向にばらつくと、それだけ偏
心ベアリング５のスムーズな回転が得にくくなる
という問題がある。

また、零近辺の軽負荷を受ける摺動面では、相
手部材との接触（摺動）面積の小さい方が、回転
に対する摩擦抵抗は小さくなる。すなわち、一般
に、摩擦抵抗は、摺動面に作用する力とその摺動
面における固有の摩擦係数との積で表わせるが、
負荷が小さいと、摺動面の面積すなわち相手部材
との接触面積が大きく影響し、接触面積が大きく
なる程摩擦抵抗が大きくなる。したがつて、上述
のような円筒形状の偏心ベアリング５であると、
摺動面９，１０の投影面積が回転位置にかかわら
ず常に一定であるため、軽負荷が作用する摺動面
では面積が大きすぎて必要外の自由回転に対する
摩擦抵抗を受けるおそれがあり、その摩擦抵抗に
よつて偏心ベアリング５のスムーズな回転が妨げ
られるおそれがある。

そこで本考案は、上記のような問題を解消する
ために、摺動面面圧の偏心ベアリング円周方向の
ばらつきを抑え、かつ回転に対する摩擦抵抗を小
に抑えて、偏心ベアリングのスムーズな回転を得
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内燃機関の可変圧縮比
機構は、コネクテイングロツドとピストンとの間
に偏心ベアリングを介在させ、該偏心ベアリング
の回転に合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可変とさせたものにおいて、
偏心ベアリングの外径中心と内径中心とを結ぶ線
の延長線方向にある偏心ベアリングの摺動面の投
影面積よりも、前記線に対し直角方向にある摺動
面の投影面積の方が小となるように、偏心ベアリ
ングの摺動面の形状を偏心ベアリング円周方向に
変化させたものから成つている。

〔作用〕

このような可変圧縮比機構においては、偏心ベ
アリングが回転される場合、後に詳しく述べるよ
うに、摺動面の受ける負荷は、機関の各行程に応
じて、偏心ベアリング円周方向摺動面位置によつ
て異なる。すなわち、偏心ベアリングの内径中心
と外径中心とを結ぶ線の延長線方向にある摺動面
は高負荷を受け、その線と直角方向にある摺動面
は軽負荷を受ける。この軽負荷をを受ける摺動面
の投影面積が小とされているので、この方向にお
ける摺動面の面圧は従来の単なる円筒形状の場合
に比べ高くなることになるが、高負荷を受ける摺
動面部の面圧との差が小にあるいはなくなり、面
圧の偏心ベアリング円周方向のばらつきが解消さ
れて回転がスムーズになる。

また、軽負荷を受ける摺動面の投影面積が小と
されることにより、相手部材との接触面積が小に
なり、偏心ベアリング回転時の摩擦抵抗が小に抑
えられる。

〔実施例〕

以下に本考案の内燃機関の可変圧縮比機構の望
ましい実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本考案の一実施例に係る内燃機関の
可変圧縮比機構を示しており、第２図および第３
図はその偏心ベアリングを拡大して示している。

第１図において、ピストン１、ピストンピン
２、コネクテイングロツド３、クランクシヤフト
４、ロツクピン６、ロツクピン固定室６′、高圧
縮側通路７、低圧縮側通路８については、第５図
に示した従来構造と同一か又はそれに準じた構造
であるので、第５図と同一の符号を付して説明を
省略する。

本考案においては、ピストンピン２とコネクテ
イングロツド３の間に介在される偏心ベアリング
１１は、第２図および第３図に示すように構成れ
ている。

すなわち、偏心ベアリング１１は、断面円形の
内周側摺動面１２の中心、つまり内径中心１４
と、断面円形の外周側摺動面１３の中心、つまり
外径中心１５とがｅだけ偏心さされており、この
内径中心１４と外径中心１５を結ぶ線１６の延長
線上にロツクピン穴１７が位置するように形成さ
れている。そして、線１６の延長線方向にある摺
動面１２，１３の投影面積よりも、線１６に対し
直角方向にある摺動面１２，１３の部分の幅が狭
められており、摺動面１２，１３の形状が偏心ベ
アリング１１円周方向に変化されている。この幅
の狭められた部分の摺動面１２，１３部の面積
は、従来の単なる円筒形状の場合の面積よりも小
に形成されている。

なお、線１６の延長線方向にある摺動面１２，
１３部の面積は、面圧（材料の許容面圧）の許す
限り狭くする方が望ましい。

上記のように構成された可変圧縮比機構の作用
にいて以下に説明する。

偏心ベアリング１１を固定することおよび回転
自在にする作用は従来構造と同じである。すなわ
ち、高圧縮比時には、ロツクピン６がロツクピン
穴１７まで押し上げられ、偏心ベアリング１１が
固定され低圧縮比時には、ロツクピン６が下げら
れて偏心ベアリング１１が回転自在とされる。

この低圧縮比時における偏心ベアリング１１の
自由運動は、第４図に示すように、エンジン回転
数にかかわらず、各行程においてイ、ロ、ハ、ニ
のようなほぼ決まつた動きとなる。これは、第４
図に示す偏心ベアリング１１に作用する力による
ものである。

第４図において、イ、ハでは、主としてピスト
ン１の慣性力、又はピストン１の慣性力とガス圧
力とによつて、偏心ベアリング１１の摺動面１
２，１３は大きな負荷を受ける。また、ロ、ニで
は、摺動面１２，１３は小さな負荷を受ける。

本考案においては、摺動面１２，１３の投影面
積が、円周方向位置によつて変えられており、
イ、ハでは投影面積が大なる摺動面１２，１３で
負荷が受けられるので、作用する負荷と負荷方向
の投影面積の比である面圧は、適当に保たれる。
一方、それと直角方向の摺動面１２，１３部分
は、投影面積が小とされているので、従来の単な
る円筒形状の場合に比べ面圧は上がるものの、投
影面積が大なる部分の面圧との差がなくなる方向
とされている。したがつて、偏心ベアリング摺動
面１２，１３に、偏心ベアリング円周方向の面圧
のばらつきがなくなり、面圧が均一化されて偏心
ベアリング１１の回転動作が安定する。すなち、
スムーズな偏心ベアリング１１の回転運動が可能
になる。

また、軽負荷を受ける線１６と直角方向の摺動
面１２，１３の投影面積が小とされる結果、この
部分の相手部材（ピストンピン２、コネクテイン
グロツド小端部内周面）との接触面積が小にな
り、前述の如くこの部分の偏心ベアリング１１回
転に対する摩擦抵抗が低減される。この摩擦抵抗
の低減により、小さな回転力の作用で偏心ベアリ
ング１１が所定の回転運動を行うことができ、偏
心ベアリング１１の回転がスムーズになる。

〔考案の効果〕

したがつて、本考案によるときは、単に偏心ベ
アリングの摺動面の形状を変更するだけの簡単な
構造により、偏心ベアリングの回転をスムーズに
することができ、より信頼性の高い可変圧縮比機
構を得ることができるという効果が得られる。

また、偏心ベアリング摺動面の面圧を機関の行
程にかかわらず円周方向に一定にすることが可能
となるので、偏摩耗等を防止して偏心ベアリング
の耐久性を向上することができるという効果も得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る内燃機関の可
変圧縮比機構の縦断面図、第２図は第１図の装置
の偏心ベアリングの拡大側面図、第３図は第２図
の装置の正面図、第４図は偏心ベアリングの動き
を示す機関の各行程と偏心ベアリングに作用する
力との関係図、第５図は従来の可変圧縮比機構の
縦断面図、第６図は第５図の装置の偏心ベアリン
グの拡大縦断面図、第７図は第６図の装置の側面
図、である。 １……ピストン、２……ピストンピン、３……
コネクテイングロツド、６……ロツクピン、１１
……偏心ベアリング、１２，１３……摺動面、１
４……内径中心、１５……外径中心、１６……内
径中心と外径中心を結ぶ線、１７……ロツクピン
穴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. コネクテイングロツドとピストンとの間に偏心
   ベアリングを介在させ、該偏心ベアリングの回転
   に合せてピストンのコネクテイングロツドに対す
   る相対位置を可変とさせた内燃機関の可変圧縮比
   機構において、前記偏心ベアリングの外径中心と
   内径中心とを結ぶ線の延長線方向にある偏心ベア
   リングの摺動面の投影面積よりも、前記線に対し
   直角方向にある摺動面の投影面積の方が小となる
   べく、偏心ベアリングの摺動面の形状を偏心ベア
   リング円周方向に変化させたことを特徴とする内
   燃機関の可変圧縮比機構。