JPH0413393Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、偏心ベアリングを用いた内燃機関の
可変圧縮比機構に関し、とくに圧縮比の切換えを
行なうための油圧制御装置に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関におけ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（たとえば特開昭58−172431
号公報）。

偏心ベアリングによる圧縮比可変機構は、偏心
ベアリングにロツクピン係合孔を設け、コネクテ
イングロツドにはロツクピン収納穴を設けて該ロ
ツクピン収納穴にロツクピンを収納し、ロツクピ
ンに油圧をかけることによりロツクピンを係合孔
の方向に進退するように駆動して、ロツクピンを
ロツクピン係合孔に係合させたり、係合を外した
りするようになつていた。

ロツクピン収納穴には、ロツクピンロツク用油
圧通路とロツクピンアンロツク用油圧通路とが接
続されており、軽負荷時には油圧方向切換弁が一
側に切換えられ、ロツクピンロツク用油圧通路に
オイルが圧送されるようになつている。これによ
り、ロツクピンが移動し偏心ベアリングの回転が
ロツクされ、高圧縮比状態が現出される。また、
中、高負荷時には、油圧方向切換弁が他方に切換
えられ、ロツクピンアンロツク用油圧通路にオイ
ルが圧送される。したがつて、偏心ベアリングの
ロツクが解除され、低圧縮比状態が現出されるよ
うになつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

偏心ベアリングを確実にロツクしまたはロツク
を解除させるためには、ロツクピンに供給される
オイルの圧力を高めることが望ましい。しかしな
がら、ロツクピンが確実にロツクされた状態、ま
たはアンロツクされた状態においては高い油圧を
必要とせず、油圧が高く設定された分だけオイル
ポンプのエネルギ損失も大きくなる。つまり、圧
縮比切換時のみロツクピン駆動油圧を一時的に高
めるようにすれば、圧縮比の切換が確実となり、
しかもエネルギ損失の少ない油圧制御装置とする
ことが可能となる。

本考案は、上記の点に着目し、圧縮比切換時の
みロツクピン駆動油圧を一時的に高めて圧縮比の
切換を確実にし、かつ圧縮比切換後はオイルポン
プのエネルギ損失を小にすることのできる可変圧
縮比機構の油圧制御装置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可変圧縮比機構の油圧
制御装置は、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回転可能に介装し、
前記コネクテイングロツド側に設けられたロツク
ピンを油圧方向切換弁の作動により油圧駆動させ
て前記偏心ベアリングの回転をロツクしまたはロ
ツクを解除し、圧縮比を切換えるようにした内燃
機関の可変圧縮比機構において、前記油圧方向切
換弁から前記ロツクピンにオイルを圧送する油圧
通路に、前記油圧方向切換弁より遅れて作動し該
油圧通路を第２のリリーフ弁と連通可能にする遅
延切換弁を介在させ、前記油圧方向切換弁にオイ
ルを圧送する油圧通路に、前記第２のリリーフ弁
よりもリリーフ圧が高く設定された第１のリリー
フ弁を設けたものから成る。

〔作用〕

このように構成された可変圧縮比機構の油圧制
御装置においては、ロツクピンの駆動油圧は第１
のリリーフ弁と第２のリリーフ弁により２段階に
切換えられる。つまり、圧縮比切換時には、ロツ
クピン駆動油圧は、リリーフ圧が高く設定された
第１のリリーフ弁によつて制御され、その後、遅
延切換弁が作動してロツクピン駆動油圧はリリー
フ圧が低く設定された第２のリリーフ弁によつて
制御される。したがつて、圧縮比切換時には、ロ
ツクピンは高油圧によつて駆動され、圧縮比の切
換えは確実に行なわれる。

また、ロツクピン駆動油圧は、一時的に高めら
れた後に、遅延切換弁の切換によつて低くなるの
で、オイルポンプの負荷が小となり、オイルポン
プのエネルギ損失が小に抑えられる。

〔実施例〕

以下に、本考案の可変圧縮比機構の油圧制御装
置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６図は、本考案の第１実施例を
示している。まず、第３図および第４図におい
て、内燃機関のシリンダ１にはピストン２が摺動
自在に嵌挿され、ピストン２はコネクテイングロ
ツド３にピストンピン４を介して連結されてい
る。ピストンピン４はピストン２のピストンピン
穴に、固定的または回転可能に支持されている。

コネクテイングロツド３の小端部のピストンピ
ン挿通孔５とピストンピン４の外周との間には円
周方向に肉厚が変化し、内周円と外周円とが互に
偏心している偏心ベアリング６が回転可能に介装
される。

コネクテイングロツド３の、前記偏心ベアリン
グ６に対応する位置には偏心ベアリング６の半径
方向に延びるロツクピン収納穴７が形成され、該
穴７には、ロツクピン８が摺動自在にかつ穴７か
ら偏心ベアリング６に対して出没自在に収納され
ている。一方、偏心ベアリング６には、その半径
方向の厚みが厚い部分に、ロツクピン８が出没で
きる径をもつロツクピン係合孔９が形成されてい
る。該ロツクピン係合孔９にロツクピン８が係合
するとピストン２を高い位置に保ち高圧縮比と
し、ロツクピン８による係合が解除されていると
きには、偏心ベアリング６が自在に回転し、圧縮
上死点でピストンは低位置となり、低圧縮比状態
を現出できるようになつている。すなわち、この
可変圧縮比機構では、圧縮比が高低２段階に切換
え可能になつている。

つぎに、ロツクピン８の駆動構造について述べ
る。ロツクピン収納穴７には、ロツクピン８を挟
んでロツクピンロツク用油圧通路１０とロツクピ
ンアンロツク用油圧通路１１とが接続され、ロツ
クピンロツク用油圧通路１０はロツクピン８を偏
心ベアリング６方向に付勢する位置に開口されて
いる。また、偏心ベアリング６の外周にはロツク
ピン８に対応する位置に、円周方向に全周にわた
つて延びるロツクピンガイド溝１２が形成され、
この溝１２には、前記ロツクピン係合孔９が設け
られている。

コネクテイングロツド３内に設けられた前記油
圧通路１０，１１は、コネクテイングロツドのク
ランクピン軸受部の円周上に互に独立して設けら
れた油溝１４，１５にそれぞれ連通されている。
油溝１４，１５は、クランクシヤフト１６内の油
孔１７を介して、クランク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１８，１９
に、クランクシヤフト１６の回転時に間欠的に連
通可能に接続されている。

シリンダブロツク内には、高圧縮比制御用油圧
通路２１と低圧縮比制御用油圧通路２０とが設け
られている。高圧縮比制御用油圧通路２１は油溝
１８に連通され、低圧縮比制御用油圧通路２０は
油溝１９に連通されている。

第１図、ロツクピンにオイルを供給する油圧通
路を示している。第１図において、３０はオイル
パンを示し、オイルパン内にはオイル３１が貯留
されている。オイル３１は、オイルポンプ３２に
よつて汲み上げられ、オイルフイルタ３３を介し
て可変圧縮比用の油通路が形成されないクランク
ジヤーナル軸受部へ通じる油圧通路３４、オイル
ジエツト部へ通じる油圧通路３５、動弁系潤滑通
路３６、可変圧縮比用油圧通路３７にそれぞれ供
給されるようになつている。オイルフイルタ３３
の上流には、上述の各油圧通路と並列に第１のリ
リーフ弁３８が設けられており、上述の各油圧通
路に供給されるオイルの圧力はこの第１のリリー
フ弁３８によつて調整されている。第１のリリー
フ弁３８のリリーフ圧は、たとえば15Kg／cm²に設
定されており、後述する第２のリリーフ弁のリリ
ーフ圧よりも高くなつている。

可変圧縮比用油圧通路３７の下流には、油圧方
向切換弁３９が設けられている。油圧方向切換弁
３９には、ロツクピン８にオイルを圧送する油圧
通路４０，４１、ドレン通路４８がそれぞれ接続
されている。この油圧通路４０，４１の下流側に
は、油圧方向切換弁３９よりも遅れて作動する遅
延切換弁４２が設けられている。

遅延切換弁４２は、シリンダ４４と、このシリ
ンダ４４に摺動自在に嵌挿されロツクピン８に供
給されるオイルの圧力によりシリンダ内を移動す
る切換ピストン４３とから構成されている。シリ
ンダ４４で包囲された室は、切換ピストン４３に
より第１の油室４５と第２の油室４６とに区画さ
れている。上述の油圧通路４０は、第１の油室４
５を介して低圧縮比制御用油圧通路２０に連通さ
れており、この低圧縮比制御用油圧通路２０はク
ランクジヤーナル軸受部の周上に形成された油溝
１８に連通されている。また、油圧通路４１は、
第２の油室４６を介して高圧縮比制御用油圧通路
２１に連通されており、この高圧縮比制御用油圧
通路２１はクランクジヤーナル軸受部の周上に形
成された油溝１９に連通されている。

遅延切換弁４２には、ドレン通路４９が接続さ
れており、このドレン通路４９には、第１のリリ
ーフ弁３８よりもリリーフ圧が低く設定された第
２のリリーフ弁４７が設けられている。第２のリ
リーフ弁４７のリリーフ圧は、上述の第１のリリ
ーフ弁３８よりも低くなつており、たとえば５
Kg／cm²程度に設定されている。第２のリリーフ弁
４７は、油圧方向切換弁３９から油圧通路４０を
介して圧送されるオイルの圧力によつて切換ピス
トン４３が第１の油室４５から第２の油室４６側
に移動しこの移動が完了した時点で第１の油室４
５と連通されるようになつている。つまり、この
状態では油圧方向切換弁３９から油圧通路４０を
通り第１の油室４５を経てロツクピン８側に圧送
されるオイルの圧力は、第２のリリーフ弁４７に
よつて制御される。

また、第２のリリーフ弁４７は、油圧方向切換
弁３９から油圧通路４１を介して圧送されるオイ
ルの圧力によつて切換ピストン４３が第２の油室
４６から第１の油室４５側に移動しこの移動が完
了した時点で第２の油室４６と連通されるように
なつている。すなわち、この状態では油圧方向切
換弁３９から油圧通路４１を通り第２の油室を経
てロツクピン８側に圧送されるオイルの圧力は、
第２のリリーフ弁４７によつて制御される。

これにより、低圧縮比制御用油圧通路２０また
は高圧縮比制御用油圧通路２１に供給されるオイ
ルの圧力は、切換ピストン４３の移動が完了する
まではリリーフ圧の高い第１のリリーフ弁３８で
制御され、切換ピストン４３の移動が完了した時
点では第１のリリーフ弁３８よりもリリーフ圧の
低く設定された第２のリリーフ弁４７にて制御さ
れるようになつている。

なお、切換ピストン４３の移動時間は、切換ピ
ストンの形状、重量、移動距離等を変えたり、第
２図に示すように、たとえば第１の油室４５にオ
イルの流量を調整するオリフイス４８を設けるこ
とにより可変可能となる。

つぎに、第１実施例における作用について説明
する。

機関が軽負荷状態にあるときは、図示されない
ECU（電子制御装置）から油圧方向切換弁３９に
第６図に示す作動信号E₁が出力され、油圧方向
切換弁３９が第５図のイに示すように一側に切換
えられる。これにより、オイルポンプ３２から汲
み上げられたオイルは、油圧方向切換弁３９、遅
延切換弁４２、高圧縮比制御用油圧通路２１に送
られ、さらにオイルは、クランクジヤーナル軸受
部の油溝１８、クランクシヤフトの油孔１７、油
溝１４を介してロツクピンロツク用油圧通路１０
に間欠的に送られる。したがつて、ロツクピン８
が偏心ベアリング６に係合され、高圧縮比状態が
現出される。

この場合、油圧方向切換弁３９が切換えられた
直後から遅延切換弁４２の切換ピストン４３は油
圧通路４１から圧送されるオイルの圧力により第
５図のロに示すように第１の油室４５側に移動
し、第１図のハの位置で停止する。したがつて、
高圧縮比制御用油圧通路２１に圧送されるオイル
の圧力は、油圧方向切換弁３９の切換え直後から
切換ピストン４３の移動が完了するまでの時間
T₁内では、リリーフ圧が高く設定された第１の
リリーフ弁３８によつて制御され、ピストン４３
の移動が完了した時点からは第２のリリーフ弁４
７によつて制御される。

機関が高負荷状態になると、油圧方向切換弁３
９が第１図の状態に切換えられ、オイルは油圧通
路４１、遅延切換弁４２、低圧縮比制御用油圧通
路２０に送られる。そして、さらにオイルは、油
溝１９、クランクシヤフトの油孔１７、油溝１５
を介してロツクピンアンロツク用油圧通路１１に
間欠的に送られる。したがつて、ロツクピン８が
駆動され、偏心ベアリング６との係合が解除され
て、低圧縮比状態が現出される。

この場合、低圧縮比制御用油圧通路２０にオイ
ルが圧送されるにつれて、遅延切換弁４２の切換
ピストン４３が第２の油室４６側に移動し、切換
ピストン４３の移動が完了した時点では、第１図
に示すように、第１の油室４５と第２のリリーフ
弁４７が連通される。したがつて、低圧縮比制御
用油圧通路２０に圧送されるオイルの圧力は、切
換ピストン４３の移動が完了する直前までは、高
いリリーフ圧に設定された第１のリリーフ弁３８
によつて制御され、切換ピストン４３の移動完了
時からは第２のリリーフ弁４７により制御され
る。

このように、圧縮比の切換時にはロツクピン８
にかかるオイルの圧力が高められるので、ロツク
ピン８の付勢力が大きくなり、圧縮比は確実に切
換えられる。また、ロツクピン８にかかる圧力は
一時的に高められた後は、自動的に低下されるの
で、オイルポンプ３２の負荷が小さくなり、エネ
ルギ損失が低減される。

第２実施例 第７図および第８図は、本考案の第２実施例を
示している。第２実施例が第１実施例と異なると
ころは遅延切換弁の構成のみであり、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７図において、５０は油圧方向切換弁３９よ
りも遅れて作動する遅延切換弁を示している。第
１実施例においては、遅延切換弁は油圧により機
械的に動く構造であつたのに対し、本実施例の遅
延切換弁５０は、ECU（図示略）からの電気信号
によつて作動するようになつている。つまり、油
圧方向切換弁３９が切換えられてから所定時間経
過して出力される電気信号により作動するように
なつている。この遅延切換弁５０には、弁体５１
によつて区画される第１の油室５２と第２の油室
５３とが形成されている。

このように構成された第２実施例においては、
機関が高負荷状態にあるときには、遅延切換弁５
０は第７図のイに示すように一側に切換えられ、
低圧縮比制御用油圧通路２０は第１の油室５２を
介して油圧通路４０と連通される。そして、この
状態では第１の油室５２と第２のリリーフ弁４７
とが連通するので、低圧縮比制御用油圧通路２０
に圧送されるオイルの圧力はリリーフ圧の低い第
２のリリーフ弁４７によつて制御され、オイルポ
ンプ３２の負荷も小となつている。

機関が低負荷状態になつた場合は、まずECU
から油圧方向切換弁３９に作動信号E₂が出力さ
れ、油圧方向切換弁３９は第７図のロに示すよう
に他方に切換えられる。この状態では、遅延切換
弁５０はまだ切換えられず、高圧縮比制御用油圧
通路２１に圧送されるオイルの圧力は、リリーフ
圧の高く設定された第１のリリーフ弁３８によつ
て制御され、高油圧に保たれる。

油圧方向切換弁３９が切換えられて所定の時間
T₂が経過すると、ECUから遅延切換弁５０に作
動信号E₃が出力され、遅延切換弁５０の弁体５
１が第７図のハに示す位置に切換えられる。した
がつて、油圧方向切換弁３９から圧送されるオイ
ルは遅延切換弁５０の第２の油室５３を介して高
圧縮比制御用油圧通路２１に圧送される。この場
合、第２の油室５３と第２のリリーフ弁４７とが
連通されるので、高圧縮比制御用油圧通路２１に
圧送されるオイルの圧力は、第２のリリーフ弁４
７によつて制御される。つまり、油圧方向切換弁
３９が作動しロツクピン８によつて偏心ベアリン
グ６が確実にロツクされたと判断される時間にな
ると、ロツクピン８の駆動油圧は高圧から低圧に
自動的に切換えられ、オイルポンプ３２の負荷が
小となる。

〔考案の効果〕 以上説明したように、本考案の可変圧縮比機構
の油圧制御装置によるときは、油圧方向切換弁か
ロツクピンにオイルを圧送する油圧通路に、油圧
方向切換弁より遅れて作動しこの油圧通路を第２
のリリーフ弁と連通可能にする遅延切換弁を介在
させ、油圧方向切換弁にオイルを圧送する油圧通
路に、第２のリリーフ弁よりもリリーフ圧が高く
設定された第１のリリーフ弁を設けるようにした
ので、圧縮比切換時にロツクピン駆動油圧を一時
的に高めることが可能となり、圧縮比の切換えを
確実に行なうことができる。

また、ロツクピン駆動油圧が一時的に高められ
た後は、ロツクピン駆動油圧はリリーフ圧の低い
第２のリリーフ弁によつて制御されるようになる
ので、オイルポンプの負荷が小さくなり、エネル
ギ損失を小に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係る可変圧縮比
機構の油圧制御装置の系統図、第２図は第１図に
おける遅延切換弁の一例を示した断面図、第３図
は第１図の装置が組込まれる可変圧縮比機構の断
面図、第４図は第３図の−線に沿う断面図、
第５図のイないしハは第１図の装置における遅延
切換弁の作動順序を示した系統図、第６図は第１
図の装置における圧縮比切換時の経過時間とロツ
クピン駆動油圧との関係を示した関係図、第７図
のイないしハは本考案の第２実施例に係る可変圧
縮比機構の油圧制御装置の作動順序を示した系統
図、第８図は第７図の装置における圧縮比切換時
の経過時間とロツクピン駆動油圧との関係を示し
た関係図、である。 ３……コネクテイングロツド、６……偏心ベア
リング、８……ロツクピン、１０……ロツクピン
ロツク用油圧通路、１１……ロツクピンアンロツ
ク用油圧通路、１４，１５，１８，１９……油
溝、３２……オイルポンプ、３８……第１のリリ
ーフ弁、３９……油圧方向切換弁、４２，５０…
…遅延切換弁、４７……第２のリリーフ弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 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回転可能に介装し、前記コ
   ネクテイングロツド側に設けられたロツクピン
   を油圧方向切換弁の作動により油圧駆動させて
   前記偏心ベアリングの回転をロツクしまたはロ
   ツクを解除し、圧縮比を切換えるようにした内
   燃機関の可変圧縮比機構において、前記油圧方
   向切換弁から前記ロツクピンにオイルを圧送す
   る油圧通路に、前記油圧方向切換弁より遅れて
   作動し該油圧通路を第２のリリーフ弁と連通可
   能にする遅延切換弁を介在させ、前記油圧方向
   切換弁にオイルを圧送する油圧通路に、前記第
   ２のリリーフ弁よりもリリーフ圧が高く設定さ
   れた第１のリリーフ弁を設けたことを特徴とす
   る可変圧縮比機構の油圧制御装置。 (2) 前記遅延切換弁が前記油圧方向切換弁側から
   供給されるオイルの圧力によつて作動するよう
   に構成された実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の可変圧縮比機構の油圧制御装置。 (3) 前記遅延切換弁が前記油圧方向切換弁の電気
   信号よりも遅れて出力される電気信号によつて
   作動するように構成された実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の可変圧縮比機構の油圧制御装
   置。