JPH048271Y2 - - 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
確実に行なうためのロツクピン駆動用油圧制御機
構に関する。

〔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58−91340
号公報）。

偏心ベアリングによる圧縮比可変機構において
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る。

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、軽負荷時にはロツクピンロツク用
油圧通路にオイルが圧送されて偏心ベアリングが
ロツクされ、高圧縮比状態が現出されるようにな
つている。また、ノツキングが発生するような高
負荷時には、ロツクピンアンロツク用油圧通路に
オイルが圧送されて偏心ベアリングのロツクが解
除され、偏心ベアリングが回転して低圧縮比状態
が現出されるようになつている。

ロツクピンロツク用油圧通路とロツクピンアン
ロツク用油圧通路は、コネクテイングロツドのク
ランクピン軸受の周上に形成された２つの独立の
油溝に接続されている。この２つの油溝は、クラ
ンクシヤフト内の油通路を介して、クランクジヤ
ーナルの軸受の周上に形成された２つの独立した
油溝に接続されている。そして、軸受の２つの油
溝は、シリンダブロツクに形成された低圧縮比制
御用油圧通路と高圧縮比制御用油圧通路に、それ
ぞれ接続されている。

このような可変圧縮比機構においては、圧縮比
を低圧縮比から高圧縮比に切換える場合には、偏
心ベアリングの最厚肉部が最下方にくる位置で偏
心ベアリングをロツクすればよい。すなわち、偏
心ベアリングの慣性を無視し、偏心ベアリングの
回転面における摩擦がないと考えれば、ピストン
の慣性力は上死点で最大であるから、上死点で偏
心ベアリングのロツクピン係合孔とロツクピン収
納穴とが一致し、ここで偏心ベアリングがロツク
されることになる。したがつて、従来の可変圧縮
比機構では、ロツクピンをロツクピン係合孔に係
合させる時のロツクピンの油圧駆動時期Hi₄は、
第８図に示すように、上死点の前後、すなわちク
ランクシヤフトの回転角度で上死点前90°付近か
ら上死点後90°付近の間に設定されていた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、実際には偏心ベアリングには慣
性があり回転面には摩擦が生じるので、運転条件
によつてはロツク位置は上死点よりも大幅に遅れ
ることもある。そして、偏心ベアリングをロツク
することは回転している偏心ベアリングのロツク
ピン係合孔にロツクピンを係合させる訳であるか
ら、そのロツク操作はアンロツク時のようにロツ
クピンを単にロツクピン係合孔から離脱させるよ
りも大変難しく、高い確実性が要求される。した
がつて、上述のようにロツク時とアンロツク時の
油圧作動時期を単に同じく配分していたのでは、
ロツクピンのロツクピン係合孔への係合が不確実
となり、低圧縮比から高圧縮比への切換えができ
なくなるという問題がある。

本考案は、ロツクピンのロツクピン係合孔への
係合が確実となるようにロツクピンの油圧駆動期
間を設定し、低圧縮比から高圧縮比への切換を確
実に行なうことのできる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内燃機関の可変圧縮比
機構は、ピストンピンとコネクテイングロツドと
の間に回転可能に偏心ベアリングを介装し、該偏
心ベアリングにロツクピン係合孔を設けるととも
に、コネクテイングロツド側にロツクピン係合孔
に出入りするロツクピンを設け、油圧によるロツ
クピンをロツクピン係合孔に係合または離脱させ
偏心ベアリングの回転をロツクまたはアンロツク
させるようにした内燃機関の可変圧縮比機構であ
つて、前記ロツクピンを偏心ベアリングの係合孔
に係合させる時の油圧駆動期間を、前記ロツクピ
ンを前記ロツクピン係合孔から離脱させる時の油
圧駆動期間よりも長く設定したものから成る。

〔作用〕

このように構成された内燃機関の可変圧縮比機
構においては、ロツクピンを偏心ベアリングの係
合孔に係合させる場合の油圧駆動期間は、アンロ
ツク時の油圧駆動期間よりも長く設定されるの
で、従来よりもロツクピンのロツクピン係合孔側
への付勢時間が長くなり、ロツクピンがロツクピ
ン係合孔に確実に係合される。したがつて、運転
条件によりロツクピンの係合位置が変化しても低
圧縮比から高圧縮比への切換えは確実に行なわれ
る。

〔実施例〕

以下に、本考案に係る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実施例 第１図ないし第４図は、本考案の第１実施例に
係る内燃機関の可変圧縮比機構を示している。第
１図ないし第３図において、ピストン１はシリン
ダ２内に摺動自在に嵌挿されており、ピストン１
の往復動はピストンピン３、コネクテイングロツ
ド４を介してクランクシヤフト５の回転運動に転
換される。

コネクテイングロツド４とピストンピン３との
間には、内、外周が互に偏心された偏心ベアリン
グ６が介装されており、偏心ベアリング６の回転
量に合せて圧縮比が変化されるようになつてい
る。偏心ベアリング６には、径方向に延びるロツ
クピン係合孔７が穿設されており、コネクテイン
グロツド４側にはロツクピン８が配設されてい
る。ロツクピン８は、ロツクピン収納穴９に摺動
自在に収納されており、コネクテイングロツド４
内に形成されたロツクピン駆動用の２本の油圧通
路１０，１１の差圧によつて移動される。一方の
油圧通路１０は、ロツクピン８を偏心ベアリング
６方向に駆動するロツクピンロツク用油圧通路で
あり、他方の通路１１は、ロツクピン８を偏心ベ
アリング６から離れる方向に駆動するロツクピン
アンロツク用油圧通路である。

ロツクピンロツク用油圧通路１０、ロツクピン
アンロツク用油圧通路１１は、第４図に示すよう
に、コネクテイングロツド大端部に形成された互
に独立の油溝１２，１３にそれぞれ連通されてい
る。油溝１２，１３はクランクシヤフト５内に形
成された油孔１４を介してクランクジヤーナル１
５の軸受１６の周上に形成された互に独立の油溝
１８，１９に連通されている。

油孔１４は、油溝１２と油溝１８とをクランク
シヤフト５の半分の回転域において連通し、クラ
ンクシヤフト５の残りの半分の回転域においては
油溝１３と油溝１９とを連通するようになつてい
る。つまり、ロツクピン８の油圧作動期間は、ク
ランクシヤフト５の油孔１４とこの油孔１４に対
向する各油溝との接続期間で決定される。

油溝１８は、シリンダブロツク２０に形成され
た高圧縮比制御用油圧通路２１に接続されてお
り、油溝１９は同様にシリンダブロツク２０に形
成された低圧縮比制御用油圧通路２２に接続され
ている。高圧縮比制御用油圧通路２１、低圧縮比
制御用油圧通路２２には、第４図に示すように、
オイルパン（図示略）からオイルポンプ（図示
略）によつて汲み上げられ所定の圧力に設定され
たオイルが切換弁２３を介して圧送されるように
なつている。

油溝１２と油溝１８は、第５図のHi₁に示すよ
うに、クランクシヤフト５の回転角度で上死点
（TDC）前約90°から上死点後約135°の範囲内で連
通可能となつている。油溝１３と油溝１９はLo₁
に示すように、クランクシヤフト５の回転角度で
下死点（TDC）前約30°から下死点後約90°の範囲
で連通可能となつている。すなわち、ロツクピン
８をロツクピン係合孔７に係合させる場合のロツ
クピンの油圧駆動期間Hi₁は、ロツクピン８をロ
ツクピン係合孔７から離脱させる時の油圧駆動期
間Lo₁よりも長く設定されている。また、油圧駆
動期間Hi₁は、油溝１２および油溝１８の長さと
位置を変更することにより可変設定可能となる。

つぎに上記の内燃機関の可変圧縮比機構におけ
る作用について説明する。

機関が軽負荷状態にあるときには、図示されな
いECU（電子制御装置）から切換弁２３に作動信
号が出力され、切換弁２３が一側に切換えられ
る。これにより、圧油は、切換弁２３、高圧縮比
制御用油圧通路２１を介して油溝１８に圧送さ
れ、さらに圧油は、油溝１８から、クランクシヤ
フトの油孔１４、油溝１２を介してロツクピンロ
ツク用油圧通路１２に間欠的に送られる。この場
合、ロツクピン係合孔７とロツクピン収納孔９と
が一致する時期は、偏心ベアリング６の回転面の
摩擦や偏心ベアリング自身の慣性により上死点よ
りも遅れ、その遅れ度合いはエンジンの運転条件
によつて異なる。

本実施例の場合ロツクピン８は、第５図のHi₁
に示すようにクランクシヤフト５の角度にして上
死点後約135°まで油圧により駆動される。すなわ
ち、油溝１８と油溝１２とがクランクシヤフト５
の角度にして上死点前約90°から上死点後約135°
の範囲内で連通されるので、この連通されている
時間だけ、ロツクピン８がロツクピン係合孔７側
に付勢される。そのため、ロツクピン係合孔７と
ロツクピン収納孔９とが一致する時期が、たとえ
クランクシヤフト５の角度にして上死点後90°よ
りも大幅に遅れても、ロツクピン８は、それ以後
も圧油によつて付勢され続け、確実にロツクピン
係合孔７に係合される。

したがつて、偏心ベアリング６は確実にロツク
され、圧縮比は低圧縮比から高圧縮比へ切換えら
れる。

第２実施例 第６図は、本考案の第２実施例に係る内燃機関
の可変圧縮比機構におけるロツクピンの油圧駆動
時期を示している。本実施例では、油溝１２と油
溝１８は、図のHi₂に示すように、上死点前約
110°から上死点後約160°の範囲内で連通可能とな
つている。油溝１３と油溝１９はLo₂に示すよう
に、クランクシヤフトの回転角度で下死点前10か
ら下死点後約60°の範囲で連通可能となつている。
すなわち、本実施例においても、ロツク時の油圧
駆動期間Hi₂はアンロツク時の油圧駆動期間Lo₂
よりも長く設定されている。

このように構成された第２実施例では、ロツク
時の油圧駆動期間Hi₂がアンロツク時の油圧駆動
期間Lo₂に比べて著しく長く設定されているの
で、ロツクピンの係合時期が大幅に変化しても、
低圧縮比から高圧縮比への切換えは確実に行なわ
れる。

第３実施例 第７図は、本考案の第３実施例に係る内燃機関
の可変圧縮比機構におけるロツクピンの油圧駆動
時期を示している。本実施例は、第２実施例の場
合とは反対にロツク時の油圧駆動期間Hi₃とアン
ロツク時の油圧駆動期間Lo₃との差が小となつて
いる。すなわち本実施例では、油溝１２と油溝１
８は、図のHi₃に示すように、上死点前約25°から
上死点後約160°の範囲で連通可能になつている。
油溝１３と油溝１９はLo₃に示すように、クラン
クシヤフトの回転角度で下死点前10°から下死点
後約140°の範囲で連通可能となつている。本実施
例も、第２実施例と同様に、ロツクピンの係合位
置が上死点よりも大幅に遅れる場合に適用され
る。その他の作用は第１実施例に準じる。

なお、アンロツク時はロツクピン８をロツクピ
ン収納穴９に押し戻すのみであるので、運転条件
によつて油圧駆動時期を選ぶ必要がなく、たとえ
ば第２実施例に示したアンロツク時の油圧駆動期
間Lo₂のような僅かな期間でもロツクピン８を容
易に押し戻すことができ、高圧縮比から低圧縮比
への切換えは円滑に行なわれる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の内燃機関の可変
圧縮比機構によるときは、ロツクピンを偏心ベア
リングのロツクピン係合孔に係合させる時の油圧
駆動期間を、ロツクピンをロツクピン係合孔から
離脱させる時の油圧駆動期間よりも長く設定した
ので、ロツクピンのロツクピン係合孔側への付勢
時間を長くすることが可能となり、ロツクピンを
確実にロツクピン係合孔に係合させることができ
る。したがつて、あらゆる運転条件においても、
低圧縮比から高圧縮比への切換えを円滑に行なう
ことができる。

また、ロツクピンが確実にロツクピン係合孔に
係合されることにより、ロツクピン係合孔の飛び
越しによるロツクピンに作用する衝撃力が緩和さ
れ、ロツクピンの耐久性を著しく向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図のイないしニは本考案の第１実施例に係
る内燃機関の可変圧縮比機構のクランクピン部と
クランクジヤーナル部の油溝の連通状態を示す断
面図、第２図は第１図の可変圧縮比機構の全体断
面図、第３図は第２図の−線に沿う断面図、
第４図は第２図のクランクシヤフト近傍のオイル
通路の斜視図、第５図は第１図の可変圧縮比機構
におけるクランクシヤフトの回転角度とロツクピ
ンの油圧駆動時期との関係を示した関係図、第６
図は本考案の第２実施例に係る内燃機関の可変圧
縮比機構におけるクランクシヤフトの回転角度と
ロツクピンの油圧駆動時期との関係を示した関係
図、第７図は本考案の第３実施例に係る内燃機関
の可変圧縮比機構におけるクランクシヤフトの回
転角度とロツクピンの油圧駆動時期との関係を示
した関係図、第８図は従来の可変圧縮比機構にお
けるクランクシヤフトの回転角度とロツクピンと
の油圧駆動時期との関係を示した関係図、であ
る。 ３……ピストン、４……コネクテイングロツ
ド、５……クランクシヤフト、６……偏心ベアリ
ング、７……ロツクピン係合孔、８……ロツクピ
ン、９……ロツクピン収納穴、１２，１３……コ
ネクテイングロツド側の油溝、１４……油孔、１
８，１９……クランクジヤーナル軸受側の油溝、
Hi₁，Hi₂，Hi₃……ロツク時の油圧駆動期間、
Lo₁，Lo₂，Lo₃……アンロツク時の油圧駆動期
間。

Claims (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
   回転可能に偏心ベアリングを介装し、該偏心ベア
   リングにロツクピン係合孔を設けるとともに、コ
   ネクテイングロツド側にロツクピン係合孔に出入
   りするロツクピンを設け、油圧によりロツクピン
   をロツクピン係合孔に係合または離脱させ偏心ベ
   アリングの回転をロツクまたはアンロツクさせる
   ようにした内燃機関の可変圧縮比機構において、
   前記ロツクピンを前記偏心ベアリングのロツクピ
   ン係合孔に係合させる時の油圧駆動期間を、前記
   ロツクピンを前記ロツクピン係合孔から離脱させ
   る時の油圧駆動期間よりも長く設定したことを特
   徴とする内燃機関の可変圧縮比機構。