JPH051365B2 - - Google Patents

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JPH051365B2
JPH051365B2 JP60132989A JP13298985A JPH051365B2 JP H051365 B2 JPH051365 B2 JP H051365B2 JP 60132989 A JP60132989 A JP 60132989A JP 13298985 A JP13298985 A JP 13298985A JP H051365 B2 JPH051365 B2 JP H051365B2
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lock pin
eccentric bearing
engagement hole
guide groove
pin engagement
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Takao Naruoka
Yoshito Morya
Tooru Ichinomya
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication of JPH051365B2 publication Critical patent/JPH051365B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/044Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of an adjustable piston length
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00Varying compression ratio
    • F02D15/02Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/10Bearings, parts of which are eccentrically adjustable with respect to each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、内燃機関の圧縮比可変機構に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、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
介装した圧縮比可変機構における、偏心ベアリン
グ回転運動のロツク機構に関する。
[従来の技術] オツト−サイクル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でき燃費が改善
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
ると燃焼室内で気体が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
負荷時には低圧縮比とし、軽負荷時に高圧縮比と
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、内、外周
を互に偏心させた筒状体から成る偏心ベアリング
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)。
従来の圧縮比可変機構の偏心ベアリングは、第
26図ないし第33図のような構造から成る。す
なわち、偏心ベアリング1は内周2と外周3とが
互に偏心された筒状体から成り、軸方向の中央部
に内、外周間に貫通して偏心ベアリング半径方向
に延びるロツクピン係合孔4が穿設されている。
内周2はピストンピンに回転自在に嵌合し、外周
3はコネクテイングロツド5の孔に回転自在に嵌
合する。コネクテイングロツド5に設けられたロ
ツクピン収納穴6には、ロツクピン7が摺動自在
に嵌挿されており、油圧による駆動によつて、ロ
ツクピン7はロツクピン係合孔4に出入りする。
ロツクピン7がロツクピン係合孔4に係合してい
るときは、偏心ベアリング1とコネクテイングロ
ツド5の相対回転はロツクされ、ロツクピン7が
ロツクピン係合孔4から出ているときは、偏心ベ
アリング1とコネクテイングロツド5の相対回転
のロツクは解除されている。
偏心ベアリング1のロツクが解除されていると
き、偏心ベアリング1は、ピストンからピストン
ピンを介して、往復動のピストン慣性力および爆
発力を受けて自在に回転し、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化させて、圧
縮比を変化させる。偏心ベアリング1の回転がフ
リーのときは、ピストンの圧縮上死点で下方への
力を受けて自動的に偏心ベアリングの最肉薄部が
最も低い位置にきているので、ピストンのコネク
テイングロツドに対する相対位置は最も低くな
り、低圧縮比状態が創出される。一方、偏心ベア
リング1が回転して偏心ベアリング1の最肉厚部
に形成されたロツクピン係合孔4が下方に向かう
位置にきたとき、コネクテイングロツド5に設け
たロツクピン7が駆動されてロツクピン係合孔4
に係合すると、偏心ベアリング1はその最肉厚部
が最下位にきた位置で回転を固定されるので、ピ
ストンのコネクテイングロツドに対する相対位置
は最も高くなり、高圧縮比状態が創出される。こ
のように、ロツクピン7による偏心ベアリング1
の回転のロツクまたはロツク解除によつて、高、
低両圧縮比の切換が行なわれる。
ロツクピン7とロツクピン係合孔4との係合を
容易にするために、偏心ベアリング1の外周には
偏心ベアリング軸線と直交しロツクピン係合孔4
を含む平面内において、偏心ベアリング1の円周
方向に延びる案内溝8が形成されるとともに、ロ
ツクピン係合孔4のうち案内溝8と反対側の面に
は案内溝8より偏心ベアリング半径方向外方に突
出された衝突面9が形成されていた。該案内溝8
の深さはロツクピン係合孔4に近づくにつれ深く
されている。このような案内溝8を設けることに
よつて、偏心ベアリング1が、第28図ないし第
30図において矢印N方向に回転すると、ロツク
ピン7はロツクピン係合孔4の、案内溝8と反対
側の面から成る衝突面9に衝突し、半径方向内方
に油圧駆動されたロツクピン7は確実にロツクピ
ン係合孔4に入ることができる。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、偏心ベアリングの回転方向は、常に同
じ方向とは限らない。偏心ベアリングの回転のと
まる位置、偏心ベアリングに働く摩擦力、等が厳
しい条件になるとは、同一の機関であつても偏心
ベアリングは正方向にも逆方向にも回転する。
いま、偏心ベアリング1が第31図ないし第3
3図において、矢印R方向に回転したとすると、
すなわち第28図ないし第30図の回転方向Nと
逆方向に回転したとすると、ロツクピン7はロツ
クピン係合孔4に入らないでロツクピン係合孔4
をとびこえて案内溝8の位置に移るおそれがあ
る。このような現象が生じると、偏心ベアリング
1が第31図ないし第33図の方向に回転したと
きは偏心ベアリング1の回転をロツクできず、高
圧縮比を実現できないという問題が生じる。
本発明は、上記の飛び越し現象をなくし、厳し
い運動条件で起こる偏心ベアリングの逆回転運動
においても、ロツクピンが衝突面にあたつて一た
ん止まりすみやかにロツクピン係合孔にロツクピ
ンが入り、高圧縮比への切換を巾広い運転域にお
いて実現可能にすることを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成する本発明の圧縮比可変機構の
偏心ベアリングロツク機構は、 ピストンおよびピストンピンと; 前記ピストンの往復動をクランクシヤフトの回
転運動に変換するコネクテイングロツドと; 前記ピストンピンと前記コネクテイングロツド
との間に回転可能に介装された、内周と外周とが
互に偏心された偏心ベアリングと; 前記偏心ベアリングに設けられた、該偏心ベア
リングの半径方向に延びる第1のロツクピン係合
孔および第2のロツクピン係合孔と; 前記偏心ベアリングの外周で前記第1のロツク
ピン係合孔および前記第2のロツクピン係合孔か
らそれぞれ互に逆方向に偏心ベアリングの円周方
向に延びる第1の案内溝および第2の案内溝と; 前記第1のロツクピン係合孔および前記第2の
ロツクピン係合孔の孔周面のうち、前記第1の案
内溝および前記第2の案内溝と反対側に位置する
面から成り、かつ前記第1の案内溝および前記第
2の案内溝の底面より偏心偏心ベアリングの半径
方向外方位置迄延びる第1の衝突面および第2の
衝突面と; 前記コネクテイングロツドの、前記第1のロツ
クピン係合孔および前記第2のロツクピン係合孔
の回転軌跡に対向する位置に、前記偏心ベアリン
グの半径方向延長線上に形成された少なくとも1
個のロツクピン収納穴と; 前記ロツクピン収納穴に出没自在に嵌挿された
ロツクピンと; 前記ロツクピン収納穴に連通されたロツクピン
駆動油圧通路と; から成る。
[作用] 上記構成の偏心ベアリングロツク機構では、偏
心ベアリングのロツクおよび圧縮比切換は次のよ
うに行なわれる。
まず、通常時の圧縮比切換では、クランクシヤ
フトが正回転すれば、偏心ベアリングも正回転の
モーメントを受け、同方向に回転して、ロツクピ
ンは第1の案内溝に誘導され第1の衝突面にあた
つて止まりスムーズに第1のロツクピン係合孔に
入り、偏心ベアリングを固定してピストンのコネ
クテイングロツドに対する相対位置を上限に設定
(高圧縮比)する。
つぎに、偏心ベアリング逆転時の圧縮比切換に
ついては、すべり面での摩擦状態、エンジン負
荷、回転数等の変動により、偏心ベアリングが逆
回転のトルクを受けクランクシヤフトと反対方向
に回転しても、ロツクピンは第1の案内溝と対称
の第2の案内溝に誘導されて第2の衝突面にあた
つて止まり、第1のロツクピン係合孔に対し対称
位置にある第2のロツクピン係合孔に入り、偏心
ベアリングを固定してピストンを上限に設定(高
圧縮比)する。
したがつて、逆転時のロツクピン係合孔の飛び
越しがなくなるため、エンジン負荷、回転数等の
影響を受けることがなく、広範囲なエンジン運動
状態で圧縮比の切換を確実に行なわせることが可
能となる。
[実施例] 以下に、本発明に係る圧縮比可変機構の偏心ベ
アリング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10図は本発明の第1実施例に
係り、とくに偏心ベアリング近傍の構造を示して
いる。図中、10は偏心ベアリングであり、内周
面11と外周面12とが互に偏心された筒状体か
ら成る。偏心ベアリング10の内周面11はピス
トンピン13の外周に回転自在に嵌合し、外周面
12はコネクテイングロツド14の孔15に回転
可能に嵌合する。したがつて、偏心ベアリング1
0はピストンピン13とコネクテイングロツド1
4の間に回転可能に介装される。
偏心ベアリング10には、第1のロツクピン係
合孔16と第2のロツクピン係合孔17とが穿設
される。両ロツクピン係合孔16,17は、偏心
ベアリング10の外周面12の中心を中心として
半径方向に、内周面11から外周面12にまでわ
たつて延びている。両ロツクピン係合孔16,1
7は偏心ベアリング10の最肉厚部18近傍に形
成されている。
偏心ベアリング10の外周には、第1のロツク
ピン係合孔16から最肉薄部19の方向に向つて
第1の案内溝21が偏心ベアリング円周方向に延
びており、第2のロツクピン係合孔17から最肉
薄部19の方向に向つて第2の案内溝22が偏心
ベアリング円周方向に延びている。第1の案内溝
21と第2の案内溝22は互に逆方向に延びてい
る。
第1のロツクピン係合孔16の孔周面のうち、
第1の案内溝21と反対側に位置する面に第1の
衝突面23が形成されており、第1の衝突面23
は第1の案内溝21の底面より偏心ベアリング1
0の半径方向外方位置迄延びている。また、第2
のロツクピン係合孔17の孔周面のうち、第2の
案内溝22と反対側に位置する面に第2の衝突面
24が形成されており、第2の衝突面24は第2
の案内溝22の底面より偏心ベアリング10の半
径方向外方位置迄延びている。
コネクテイングロツド14には、孔15に開口
させて、1個のロツクピン収納穴25が形成され
ている。ロツクピン収納穴25は第1のロツクピ
ン係合孔16、第2のロツクピン係合孔の回転軌
跡に対向する位置に1個設けられている。ロツク
ピン収納穴25は偏心ベアリング10の外周面1
2の半径方向延長線上に延びている。
ロツクピン収納穴25には1個のロツクピン2
6が摺動自在に嵌挿されている。ロツクピン収納
穴25には、ロツクピンロツク用油圧通路27
が、該通路に油圧がかかつたときロツクピン26
を偏心ベアリング10方向に駆動することのでき
る位置に連通されている。また、ロツクピン収納
穴25には、ロツクピンアンロツク用油圧通路2
8が該通路に油圧がかかつたときロツクピン26
をロツクピン収納穴25内におさめることができ
るように連通されている。ロツクピンロツク用油
圧通路7、ロツクピンアンロツク用油圧通路28
はロツクピン駆動油圧通路を構成する。
第1のロツクピン係合孔16の中心線、第2の
ロツクピン係合孔17の中心線、第1の案内溝2
1の中心線、第2の案内溝22の中心線、第1の
衝突面23の中心線、第2の衝突面24の中心線
は、偏心ベアリング10の軸線と直交する単一の
平面内に設けられている。
そして、第1の案内溝21および第2の案内溝
22は、偏心ベアリング10の最肉薄部19と最
肉厚部18とを通る中心線に対し、実質的に対称
の位置に形成されている。また、第1のロツクピ
ン係合孔16と第2のロツクピン係合孔17は、
偏心ベアリング10の最肉薄部19と最肉厚部1
8とを通る中心線に対し実質的に対称の位置に穿
設されており、かつ同じ大きさを有している。
第1の案内溝21は第1のロツクピン係合孔1
6に近づくにつれ、深さが深くなつている。ま
た、第2の案内溝22は第2のロツクピン係合孔
17に近づくにつれ、深さが深くなつている。そ
して第1の案内溝21から第1のロツクピン係合
孔16への移行部には丸味29が形成されてい
る。また、第2の案内溝22から第2のロツクピ
ン係合孔17への移行部にも丸味30が形成され
ている。これらの丸味29,30はロツクピン2
6のロツクピン係合孔16,17への突入を円滑
にしている。
第1の衝突面23、第2の衝突面24は、第1
図ないし第9図の例では偏心ベアリング10に個
別に第1のロツクピン係合孔16、第2のロツク
ピン係合孔17を穿設し、両孔16,17の間の
孔があけられなかつた部分31の偏心ベアリング
円周方向両端面に形成されている。
また、第10図の例では、第1の衝突面23、
第2の衝突面24は、偏心ベアリング10に1個
の偏心ベアリング円周方向に長く延びる孔を設
け、該孔の偏心ベアリング円周方向中央部に、偏
心ベアリング軸線に沿う方向に延びて孔を2分す
る区画片32をさしわたし、該区画片32の偏心
ベアリング円周方向両端面に形成されている。こ
の場合は第1のロツクピン係合孔16、第2のロ
ツクピン係合孔17は区画片32によつて区画さ
れた2個の孔から成る。偏心ベアリング10と別
部材の区画片32を偏心ベアリング10に溶接等
によつて固定することにより、該衝突面23,2
4の形成を容易にしている。
第1図の例では第1の案内溝21および第2の
案内溝22は円周方向に徐々に深さが変えられて
いるが、第11図に示すように、第1の案内溝2
1Aおよび第2の案内溝22Aの深さを円周方向
に一定としてもよい。この場合は、第1の案内溝
21Aと第2案内溝22Aは、同一平面内にある
単一の溝から構成され、かつ第1の案内溝21A
と第2の案内溝22Aの溝底円の中心が偏心ベア
リング10の外周円の中心と一致している。また
第1のロツクピン係合孔16Aおよび第2のロツ
クピン係合孔17Aは、第11図に示すように、
偏心ベアリング10の内周迄貫通している必要は
ない。
また、第1のロツクピン係合孔16Aおよび第
2のロツクピン係合孔17Aは、第12図に示す
ように、偏心ベアリング10の最肉厚部と最肉薄
部を結ぶ中心線に対して非対称の位置に設けられ
ていてもよい。
ロツクピンの駆動油圧回路は、たとえば第22
図ないし第24図示すように、次のように構成さ
れる。
コネクテイングロツド14内に設けられた前記
油圧通路27,28は、コネクテイングロツド大
端部の軸受円周上に互に独立して設けられた油溝
33,34にそれぞれ連通されている。油溝3
3,34は、クランクシヤフト35内の油通路3
6を介して、クランクシヤフト35のジヤーナル
軸受の円周上に互に独立して設けられた油溝3
7,38に、クランクシヤフト35の回転時に間
欠的に連通可能に、接続されている。油溝37は
油溝33を介してロツクピンロツク用油圧通路2
7に連通可能であり、油溝38は油溝34を介し
てロツクピンアンロツク用油圧通路28に連通可
能である。
シリンダブロツク内には、高圧縮比用メインオ
イル通路39と低圧縮比用メインオイル通路40
とが設けられており、高圧縮比用メインオイル通
路39は油溝37に連通され、低圧縮比用メイン
オイル通路40は油溝38に連通されている。オ
イルパン41の潤滑油42は、オイルストレーナ
43、リターンパイプ44を経てオイルポンプ4
5によつて汲み上げられ、切換弁46を介して高
圧縮比用メインオイル通路39か低圧縮比用メイ
ンオイル通路40の何れかに送られる。バツテリ
47、イグニツシヨンスイツチ48、スタート信
号を感知するリレー49、ガソリン機関ではイン
テークマニホルド50に取付けられた吸気負圧ス
イツチ51、またはデイーゼル機関では燃料噴射
ポンプのポンプ室52に取付けられた圧力スイツ
チ53が図示のような回路に組み込まれており、
切換弁46を負荷に応じて作動させ、高負荷の場
合には低圧縮比用メインオイル通路40に圧油が
送られ、中、軽負荷の場合には高圧縮比用メイン
オイル通路39に圧油が送られるように制御され
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。
機関が高負荷の状態にあつて低圧縮比状態に偏
心ベアリング10の回転位置を保ちたいときは、
切換弁46によつて、低圧縮比用メインオイル通
路40に圧油が送られ、該圧油は油溝38、クラ
ンクシヤフト35内の油通路36、油溝34を介
して、ロツクピンアンロツク用油圧通路28に送
られ、ロツクピン26をロツクピン収納穴25に
収納させて、第1のロツクピン係合孔16または
第2のロツクピン係合孔17から外し、偏心ベア
リング10のロツクを解除する。この状態では偏
心ベアリング10は回転可能であるから、ピスト
ン54からの慣性力、ガス圧縮力、爆発力を、ピ
ストンピン13を介して受けて回転するので、ピ
ストン54は、第25図のフリーの状態の軌跡A
でもつて動く。したがつて、圧縮上死点位置では
ピストン54は下に押された状態となり、低圧縮
比の状態を現出できる。このため、高負荷時にか
かわらず、ノツキングが生じにくく、圧縮比を高
く維持でき、熱効率の改善、燃費の改善、軸トル
クの向上をはかることができる。
一方、機関が中、軽負荷の状態にあつて偏心ベ
アリング10を高圧縮比状態を創出きる位置に保
ちたいときには、偏心ベアリング10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
れる。すなわち、切換弁46によつて高圧縮比用
メインオイル通路39に圧油が送られ、該圧油は
油溝37、クランクシヤフト35内の油通路3
6、油溝33を介して、ロツクピンロツク用油圧
通路27に送られ、ロツクピン26をロツクピン
収納穴25から出る方向に駆動して、正方向のN
に回転する偏心ベアリングの第1のロツクピン係
合孔16に係合させ、偏心ベアリング10をロツ
クする。偏心ベアリング10が逆方向Rに回転す
るときは、ロツクピン26は第2のロツクピン係
合孔17に係合する。ロツク状態ではピストン5
4のコネクテイングロツド14に対する相対位置
が高位置にロツクされるので、高圧縮比を現出す
ることが可能である。このとき、ピストン54は
第25図の高圧縮比の軌跡Bに沿つて動く。なお
軌跡Cは低圧縮比の状態でピストン54をロツク
したら得られるであろう軌跡である。このように
して、中、高負荷状態で高圧縮比が得られるよう
に設定されたエンジン、したがつて中、軽負荷状
態では実質的に低圧縮比になつてしまうエンジン
においても、本考案の適用になつて中、低負荷時
に高圧縮比が得られ、熱効率の改善、燃費の改
善、軸トルクの増大がはかられる。
上記のロツクにおいて、偏心ベアリング10の
ロツクが解除されて偏心ベアリング10が回転す
るとき、偏心ベアリング10は常に正方向Nに回
転するとは限らない。厳しい条件下においては、
偏心ベアリング10は、逆方向R回転することも
ある。
偏心ベアリング10が正方向Nに回転するとき
は、第4図ないし第6図に示すように、まず第1
の案内溝21がロツクピン26と摺動し、第1の
衝突面23がロツクピン26にあたつて偏心ベア
リング10の回転が止まり、偏心ベアリング半径
方向内方に駆動されるロツクピン26が第1のロ
ツクピン係合孔16に入る。ロツクピン26は第
1の衝突面23と衝突するので、確実に第1のロ
ツクピン係合孔16に入る。
偏心ベアリング10が逆方向Rに回転するとき
は、第7図ないし第9図に示すように、まず第2
の案内溝22がロツクピン26と摺動し、第2の
衝突面24がロツクピン26にあたつて偏心ベア
リング10の回転が止まり偏心ベアリング半径方
向内方に駆動されるロツクピン26が第2のロツ
クピン係合孔17に入る。ロツクピン26は第2
の衝突面24と衝突するので、確実に第2のロツ
クピン係合孔17に入る。
このように、偏心ベアリング10が正方向Nに
回転しても逆方向Rに回転してもロツクピン26
はロツクピン係合孔16,17を飛び越えること
はなく、確実にロツクピン係合孔16,17に入
り、高圧縮比状態を創出する。
第2実施例 第13図ないし第21図は本発明の第2実施例
における偏心ベアリング近傍の構造を示してい
る。第2実施例の第1実施例と異なる点は、2個
のロツクピン係合孔が偏心ベアリングの軸線に沿
う方向に位置をずらせて設けてあることであり、
したがつて、ロツクピン収納穴、ロツクピンもそ
れぞれ2個づつ設けられる。
第13図ないし第21図において、60は偏心
ベアリングであり、内周面61と外周面62とが
互に偏心された筒状体から成る。偏心ベアリング
60の内周面61はピストンピン63の外周に回
転自在に嵌合し、外周面62はコネクテイングロ
ツド64の孔65に回転可能に嵌合する。したが
つて、偏心ベアリング60はピストンピン63と
コネクテイングロツド64の間に回転可能に介装
される。
偏心ベアリング60には、第1のロツクピン係
合孔66と第2のロツクピン係合孔67とが穿設
される。両ロツクピン係合孔66,67は、偏心
ベアリング60の外周面62の中心を中心として
半径方向に、内周面61から外周面62にまでわ
たつて延びている。第1のロツクピン係合孔66
と第2のロツクピン係合孔67は、偏心ベアリン
グ60の軸線に沿う方向に互に位置をずらして穿
設されており、かつ偏心ベアリング60の最肉厚
部68と最肉薄部69とを結ぶ中心線70および
偏心ベアリング軸線を含む同一平面内に設けら
れ、互に同じ大きさを有する。両ロツクピン係合
孔66,67は偏心ベアリング60の最肉厚部6
8に形成されている。
偏心ベアリング60の外周には、第1のロツク
ピン係合孔66からは最肉薄部69の方向に向つ
て第1の案内溝71が偏心ベアリング円周方向に
延びている。第2のロツクピン係合孔67からは
最肉薄部69の方向に向つて第2の案内溝72が
偏心ベアリング円周方向に延びている。第1の案
内溝71と第2の案内溝72は互に逆方向に延び
ている。
第1のロツクピン係合孔66の孔周面のうち、
第1の案内溝71と反対側に位置する面に第1の
衝突面73が形成されており、第1の衝突面73
は第1の案内溝71の底面より偏心ベアリング6
0の半径方向外方位置迄延びている。また、第2
のロツクピン係合孔67の孔周面のうち、第2の
案内溝72と反対側に位置する面に第2の衝突面
74が形成されており、第2の衝突面74は第2
の案内溝72の底面より偏心ベアリング60の半
径方向外方位置迄延びている。
コネクテイングロツド64には、孔65に開口
させて、2個のロツクピン収納穴75A,75B
が形成されている。ロツクピン収納穴75A,7
5Bは、第1のロツクピン係合孔66、第2のロ
ツクピン係合孔67の回転軌跡に対向する位置に
設けられている。ロツクピン収納穴75A,75
Bは偏心ベアリング60の外周面62の半径方向
延長線上に延びている。
ロツクピン収納穴75A,75Bにはロツクピ
ン76A,76Bがそれぞれ摺動自在に嵌挿され
ている。ロツクピン収納穴75A,75Bには、
ロツクピンロツク用油圧通路77が、該通路に油
圧がかかつたときロツクピン76A,76Bを偏
心ベアリング60方向に駆動することのできる位
置に連通されている。また、ロツクピン収納穴7
5A,75Bには、ロツクピンアンロツク用油圧
通路78が該通路に油圧がかかつたときロツクピ
ン76A,76Bをロツクピン収納穴75A,7
5B内におさめることができるように連通されて
いる。ロツクピンロツク用油圧通路77、ロツク
ピンアンロツク用油圧通路78はロツクピン駆動
油圧通路を構成する。
第1のロツクピン係合孔66、第1の案内溝7
1、第1の衝突面73は、第2のロツクピン係合
孔67、第2の案内溝72、第2の衝突面74に
対し、偏心ベアリング10の軸線方向に位置をず
らして設けられている。
第1の案内溝71は第1のロツクピン係合孔6
6に近づくにつれ、深さが深くなつている。ま
た、第2の案内溝72は第2のロツクピン係合孔
67に近づくにつれ、深さが深くなつている。そ
して第1の案内溝71から第1のロツクピン係合
孔66への移行部には丸味79が形成されてい
る。また、第2の案内溝72から第2のロツクピ
ン係合孔67への移行部にも丸味80が形成され
ている。これらの丸味79,80はロツクピン7
6A,76Bのロツクピン係合孔66,67への
突入を円滑にしている。
ロツクピン76A,76Bの駆動構造に関して
は、第1実施例の第22図ないし第25図の構造
に準じるので、説明を省略する。
第2実施例における作動について説明する。第
2実施例の作動は基本的には第1実施例に準じ
る。
すなわち、高負荷の場合は低圧縮比用メインオ
イル通路39からロツクピンアンロツク用油圧通
路78に圧油が送られ、ロツクピン76A,76
Bをロツクピン収納穴75A,75Bに収納させ
て、偏心ベアリング10の回転をフリーにし、低
圧縮比状態を創出する。
また、中、軽負荷の場合は高圧縮比用メインオ
イル通路40からロツクピンロツク用油圧通路7
7に圧油が送られ、ロツクピン76A,76Bを
ロツクピン収納穴75A,75Bから出してロツ
クピン係合孔66,67に係合させて偏心ベアリ
ング10の回転をロツクし、高圧縮比状態を創出
する。
上記のロツクにおいて、偏心ベアリング60の
ロツクが解除されて偏心ベアリング60が回転す
るとき、偏心ベアリング60は正方向N、逆方向
Rの何れに回転するかは分らない。
偏心ベアリング60が正方向Nに回転するとき
は、第16図ないし第18図に示すように、まず
第1の案内溝71がロツクピン76Aと摺接し、
第1の衝突面73がロツクピン76Aにあたつて
偏心ベアリング60の回転が止まり偏心ベアリン
グ半径方向内方に駆動されるロツクピン76Aが
第1のロツクピン係合孔71に入る。ロツクピン
76Aは第1の衝突面73と衝突するので、確実
に第1のロツクピン係合孔66に入る。
偏心ベアリング60が逆方向Rに回転するとき
は、第19図ないし第21図に示すように、まず
第2の案内溝72がロツクピン76Bと摺接し、
第2の衝突面64がロツクピン76Bにあたつて
偏心ベアリング60の回転が止まり、偏心ベアリ
ング半径方向内方に駆動されるロツクピン76B
が第2のロツクピン係合孔67に入る。ロツクピ
ン76Bは第2の衝突面74と衝突するので、確
実に第2のロツクピン係合孔67に入る。
このように、偏心ベアリング60が正方向Nに
回転しても逆方向Rに回転してもロツクピン76
A,76Bはロツクピン係合孔66,67を飛び
越えることはなく、確実にロツクピン係合孔6
6,67に入り、高圧縮比状態を創出する。
[発明の効果] したがつて、本発明によるときは、偏心ベアリ
ングの正、逆両方向の回転において、ロツクピン
のロツクピン係合孔に対する飛び越しがなくなる
ため、エンジン負荷、回転数等の影響を受けるこ
とがなく、広範囲なエンジン運転状態で、圧縮比
の切換を確実に行なわせることが可能となる。
また、偏心ベアリングがその中心線に対し左右
対称に構成されることにより、組付時の方向確認
が不要となり、作業性が向上される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例における偏心ベア
リングの断面図、第2図は第1図の偏心ベアリン
グの一部を断面にした正面図、第3図は第1図の
X方向からみたロツクピン係合孔近傍の正面図、
第4図は第1実施例の偏心ベアリングの正方向回
転の途中の状態におけるロツクピンと第1のロツ
クピン係合孔の近傍の部分断面図、第5図は第4
図より偏心ベアリングの正方向回転が進んだ状態
におけるロツクピンと第1のロツクピン係合孔の
近傍の部分断面図、第6図は第5図においてロツ
クピンが第1のロツクピン係合孔に入つた状態に
おけるロツクピン近傍の部分断面図、第7図は第
1実施例の偏心ベアリングの逆方向回転の途中に
おけるロツクピンと第2のロツクピン係合孔の近
傍の部分断面図、第8図は第7図より偏心ベアリ
ングの逆方向回転が進んだ状態におけるロツクピ
ンと第2のロツクピン係合孔の近傍の部分断面
図、第9図は第8図においてロツクピンが第2の
ロツクピン係合孔に入つた状態におけるロツクピ
ン近傍の部分断面図、第10図はロツクピン係合
孔を画成する区画片近傍の部分正面図、第11図
は第1実施例で第1の案内溝と第2の案内溝の深
さが円周方向に同一の場合の偏心ベアリングの断
面図、第12図は第1実施例で第1のロツクピン
係合孔と第2のロツクピン係合孔が偏心ベアリン
グ最肉厚部以外の部位に形成されている場合の偏
心ベアリングの断面図、第13図は本発明の第2
実施例における偏心ベアリングの正面図、第14
図は第13図の−線に沿う断面図、第1
5図は第13図の−線に沿う断面図、第
16図は第2実施例の偏心ベアリングの正方向回
転の途中の状態におけるロツクピンと第1のロツ
クピン係合孔の近傍の部分断面図、第17図は第
16図より偏心ベアリングの正方向回転が進んだ
状態におけるロツクピンと第1のロツクピン係合
孔の近傍の部分断面図、第18図は第17図にお
いてロツクピンが第1のロツクピン係合孔に入つ
た状態におけるロツクピン近傍の部分断面図、第
19図は第2実施例の偏心ベアリングの逆方向回
転途中におけるロツクピンと第2のロツクピン係
合孔の近傍の部分断面図、第20図は第19図よ
り偏心ベアリングの逆方向回転が進んだ状態にお
けるロツクピンと第2のロツクピン係合孔の近傍
の部分断面図、第21図は第20図においてロツ
クピンが第2のロツクピン係合孔に入つた状態に
おけるロツクピン近傍の部分断面図、第22図
は、第1実施例または第2実施例における、ロツ
クピン駆動通路構造の断面図、第23図は第22
図の構造の第22図とは直角方向の断面図、第2
4図は第22図,第23図の油圧通路の油圧切換
系の系統図、第25図はピストンの軌跡図、第2
6図は従来の偏心ベアリングの断面図、第27図
は第26図の偏心ベアリングの正面図、第28図
は従来の偏心ベアリングの正方向回転におけるロ
ツクピン近傍の部分断面図、第29図は第28図
の偏心ベアリングの正方向回転が第28図の状態
より進んだときのロツクピン近傍の部分断面図、
第30図は第29図においてロツクピンがロツク
ピン係合孔に入つた状態の部分断面図、第31図
は第26図の偏心ベアリングの逆方向回転におけ
るロツクピン近傍の部分断面図、第32図は第3
1図の偏心ベアリングの逆方向回転が第31図の
状態より進んだときのロツクピン近傍の部分断面
図、第33図は第32図の偏心ベアリングの逆方
向回転が第32図の状態より進んで、ロツクピン
がロツクピン係合孔を飛び越したときのロツクピ
ン近傍の部分断面図、である。 10,60…偏心ベアリング、11,61…内
周面、12,62…外周面、13,63…ピスト
ンピン、14,64…コネクテイングロツド、1
5,65…孔、16,16A,66…第1のロツ
クピン係合孔、17,17A,67…第2のロツ
クピン係合孔、18,68…最肉厚部、19,6
9…最肉薄部、20,70…中心線、21,21
A,71…第1の案内溝、22,22A,72…
第2の案内溝、23,73…第1の衝突面、2
4,74…第2の衝突面、25,75A,75B
…ロツクピン収納穴、26,76A,76B…ロ
ツクピン、27,77…ロツクピンロツク用油圧
通路、28,78…ロツクピンアンロツク用油圧
通路、29,30,79,80…丸味、31…部
分、32…区画片、33,34…油溝、35…ク
ランクシヤフト、36…油通路、37,38…油
溝、39…低圧縮比用メインオイル通路、40…
高圧縮比用メインオイル通路、41…オイルパ
ン、42…潤滑油、43…オイルストレーナ、4
4…リターンパイプ、45…オイルポンプ、46
…切換弁、47…バツテリ、48…イグニツシヨ
ンスイツチ、49…リレー、50…インテークマ
ニホルド、51…吸気負圧スイツチ、52…ポン
プ室、53…圧力スイツチ、54…ピストン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ピストンおよびピストンピンと; 前記ピストンの往復動をクランクシヤフトの回
    転動に変換するコネクテイングロツドと; 前記ピストンピンと前記コネクテイングロツド
    との間に回転可能に介装された、内周と外周とが
    互に偏心された偏心ベアリングと; 前記偏心ベアリングに設けられた、該偏心ベア
    リングの半径方向に延びる第1のロツクピン係合
    孔および第2のロツクピン係合孔と; 前記偏心ベアリングの外周で前記第1のロツク
    ピン係合孔および前記第2のロツクピン係合孔か
    らそれぞれ互に逆方向に偏心ベアリングの円周方
    向に延びる第1の案内溝および第2の案内溝と; 前記第1のロツクピン係合孔および前記第2の
    ロツクピン係合孔の孔周面のうち、前記第1の案
    内溝および前記第2の案内溝と反対側に位置する
    面から成り、かつ前記第1の案内溝および前記第
    2の案内溝の底面より偏心ベアリングの半径方向
    外方位置迄延びる第1の衝突面および第2の衝突
    面と; 前記コネクテイングロツドの、前記第1のロツ
    クピン係合孔および前記第2のロツクピン係合孔
    の回転軌跡に対向する位置に、前記偏心ベアリン
    グの半径方向延長線上に形成された少なくとも1
    個のロツクピン収納穴と; 前記ロツクピン収納穴に出没自在に嵌挿された
    ロツクピンと; 前記ロツクピン収納穴に連通されたロツクピン
    駆動油圧通路と; から成る圧縮比可変機構の偏心ベアリングロツク
    機構。 2 前記第1のロツクピン係合孔、前記第2のロ
    ツクピン係合孔、前記第1の案内溝、前記第2の
    案内溝、前記第1の衝突面および前記第2の衝突
    面が、前記偏心ベアリングの軸線と直交する単一
    の平面内に設けられている特許請求の範囲第1項
    記載の圧縮比可変機構の偏心ベアリングロツク機
    構。 3 前記第1の案内溝および前記第2の案内溝
    が、前記偏心ベアリングの最肉薄部と最肉厚部と
    を通る中心線に対し実質的に対称の位置に形成さ
    れ、かつ前記第1のロツクピン係合孔と前記第2
    のロツクピン係合孔が、前記偏心ベアリングの最
    肉薄部と最肉厚部とを通る前記中心線に対し実質
    的に対称の位置に穿設される特許請求の範囲第2
    項記載の圧縮比可変機構の偏心ベアリングロツク
    機構。 4 前記第1の案内溝および前記第2の案内溝
    は、それぞれ前記第1のロツクピン係合孔および
    前記第2のロツクピン係合孔に近づくにつれ、深
    さが深くなつている特許請求の範囲第2項記載の
    圧縮比可変機構の偏心ベアリングロツク機構。 5 前記第1の衝突面および前記第2の衝突面
    が、前記第1のロツクピン係合孔および前記第2
    のロツクピン係合孔の間の偏心ベアリング部分の
    両端面に形成されている特許請求の範囲第2項記
    載の圧縮比可変機構の偏心ベアリングロツク機
    構。 6 前記偏心ベアリングに孔を設け、該孔の中央
    部に区画片をさしわたして固定することにより該
    区画片の両側に前記第1のロツクピン係合孔およ
    び前記第2のロツクピン係合孔を形成し、該区画
    片の両端面に前記第1の衝突面および前記第2の
    衝突面を形成した特許請求の範囲第2項記載の圧
    縮比可変機構の偏心ベアリングロツク機構。 7 前記第1のロツクピン係合孔および前記第2
    のロツクピン係合孔が前記偏心ベアリングの最肉
    厚部近傍に設けられている特許請求の範囲第2項
    記載の圧縮比可変機構の偏心ベアリングロツク機
    構。 8 前記第1の案内溝と前記第2の案内溝が同一
    平面内にある単一の溝から構成され、かつ前記第
    1の案内溝および前記第2の案内溝の溝底面の中
    心が前記偏心ベアリングの外周円の中心と一致し
    ており、かつ第1のロツクピン係合孔および第2
    のロツクピン係合孔が偏心ベアリングの内周迄貫
    通していない穴から成る特許請求の範囲第2項記
    載の圧縮比可変機構の偏心ベアリングロツク機
    構。 9 前記第1のロツクピン係合孔と前記第2のロ
    ツクピン係合孔とが、前記偏心ベアリングの最肉
    厚部と最肉薄部とを通る中心線に対し非対称の位
    置に形成されている特許請求の範囲第2項記載の
    圧縮比可変機構の偏心ベアリングロツク機構。 10 前記第1のロツクピン係合孔および前記第
    2のロツクピン係合孔が、前記偏心ベアリングの
    軸線に沿う方向に互に位置をずらして設けられて
    おり、 前記第1のロツクピン係合孔から延びる前記第
    1の案内溝と前記第2のロツクピン係合孔から延
    びる前記第2の案内溝とは、前記偏心ベアリング
    の軸線に沿う方向に互に位置をずらして設けられ
    ている特許請求の範囲第1項記載の圧縮比可変機
    構の偏心ベアリングロツク機構。 11 前記第1のロツクピン係合孔と前記第2の
    ロツクピン係合孔が、前記偏心ベアリングの軸線
    を含む単一の平面内に位置している特許請求の範
    囲第10項記載の圧縮比可変機構の偏心ベアリン
    グロツク機構。 12 前記第1の案内溝および第2の案内溝は、
    それぞれ前記第1のロツクピン係合孔および前記
    第2のロツクピン係合孔に近づくにつれ、深さが
    深くなつている特許請求の範囲第10項記載の圧
    縮比可変機構の偏心ベアリングロツク機構。
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