JPH082442Y2 - 可変圧縮比機構におけるロックピン収納穴構造 - 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、とくに偏心ベアリングに係合されるロ
ックピンを収納するロックピン収納穴の構造に関する。

〔従来の技術〕

内燃機関の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ィングロッ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
のコネクティングロッ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、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においては、第
４図および第５図に示すように、偏心ベアリング１にロ
ックピン係合孔２を設け、コネクティングロッド３には
ロックピン収納穴４を穿設して該ロックピン収納穴４に
ロックピン５を摺動自在に収納し、ロックピン５に油圧
をかけることによりロックピン５をロックピン係合孔２
の方向に進退するように駆動して、ロックピン５をロッ
クピン係合孔２に係合させたり、係合を外したりするよ
うになっている。

そして、軽負荷時にピストン６をコネクティングロッ
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
回転したときにロックピン５をロックピン係合孔２に係
合させ、偏心ベアリング１の回転をロックさせて高圧縮
比状態を保持し、中、高負荷時にはロックピン５をロッ
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をコネクティングロッド３に対して低
位置と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、低圧縮比状態を維持するようになってい
る。

偏心ベアリングのロック機構においては、ロックピン
を油圧駆動させることが不可欠であり、上記以外にもオ
イルをロックピン収納穴に導く油圧通路およびロックピ
ン収納穴の構成は種々考えられている。

第２図は、従来の油圧通路およびロックピン収納穴の
一例を示している。第２図において、図中、11はコネク
ティングロッドを示しており、12は小端穴を示してい
る。小端穴12の下側には、ロックピン（図示略）を駆動
させるためのロックピンロック用油圧通路13とロックピ
ンアンロック用油圧通路14が形成されている。コネクテ
ィングロッド11の小端部15には、コネクティングロッド
11の中心線Ｄに対して垂直方向に片側突出する突出部16
が形成されており、突出部16には、小端部15の外周に開
口しかつ前述の中心線Ｄに対してほぼ垂直方向に穴17が
形成されている。穴17には、ロックピン収納穴20を有す
るロックピン収納筒18が穴17の開口側から圧入されてお
り、このロックピン収納筒18の筒内とロックピンロック
用油圧通路13とは、斜め油圧通路19を介して連通されて
いる。

第３図は従来の油圧通路の他の例を示している。第３
図において、図中、21はコネクティングロッドを示して
おり、22は小端穴を示している。小端穴22の下側には、
ロックピン（図示略）を駆動させるためのロックピンロ
ック用油圧通路23とロックピンアンロック用油圧通路24
が形成されている。コネクティングロッド11の小端部25
には、第２図と同様に片方に突出する突出部26が形成さ
れており、突出部26には、小端部25の外周部に開口しか
つコネクティングロッド21の中心線Ｅに対してほぼ垂直
方向にロックピン収納穴27が形成されている。ロックピ
ン収納穴27の開口部の直下に位置する小端部25の外周面
からは、ロックピンロック用油圧通路23に接続される斜
め油圧通路28が形成されている。そして、斜め油圧通路
28とロックピン収納穴27とは、突出部26の下端から上方
に延び前述の中心線Ｅと平行な連通油圧通路29によって
接続されている。ロックピン収納穴27、斜め油圧通路2
8、連通油圧通路29は、いずれも突出部26の外周面に開
口されており、これらの開口部は、蓋30a、30b、30cに
よって塞がれている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第３図および第４図に示した油圧通路
では、下記の問題が存在する。

つまり、偏心ベアリングのロック時には、ロックピン
に偏心ベアリングとロックピンとの衝突による衝撃荷重
が作用するので、ロックピン収納穴は、その衝突力を受
け止めるのに十分な強度、硬度が必要となるが、第３図
および第４図のようにコネクティングロッドを単に穿設
して形成したロックピン収納穴では、強度および硬度の
点で不十分であるという問題がある。したがって、ロッ
クピン収納穴が部分的に変形し、ロックピンの動きを妨
げるおそれがあった。

また、第２図ではロックピン収納筒にロックピンを収
納するようになっているが、これも上述と同様にロック
ピン収納筒の材質が、強度および硬度の面で不十分であ
ると、筒体の内周面が偏心ベアリングの衝突力によって
変形し、ロックピンの動きを妨げるという問題を生じ
る。

本考案は、偏心ベアリングの衝突力によるロックピン
収納穴の変形を防止し、ロックピンの動きを円滑に維持
することのできるロックピン収納穴構造を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

このように構成された可変圧縮比機構におけるロック
ピン収納穴構造は、ピストンピンとコネクティングロッ
ドとの間に偏心ベアリングを回転可能に介装し、前記コ
ネクティングロッド側に設けられたロックピン収納穴に
ロックピンを摺動自在に収納するとともに、該ロックピ
ン収納穴に接続される油圧通路にオイルを圧送して前記
ロックピンを駆動させることにより前記偏心ベアリング
を固定、解除するようにした可変圧縮比機構において、
前記油圧通路と連通するロックピン収納穴が形成された
ユニオンボルトをコネクティングロッドの雌ねじ部に螺
合し、該雌ねじ部とユニオンボルトとの螺合部分を前記
油圧通路に臨ませ、該ユニオンボルトの材質を、コネク
ティングロッドの材質よりも高強度かつ高硬度としたも
のから成る。

〔作用〕

このように構成された可変圧縮比機構におけるロック
ピン収納穴構造においては、油圧通路と連通するロック
ピン収納穴が形成されたユニオンボルトをコネクティン
グロッドの雌ねじ部に螺合し、この雌ねじ部とユニオン
ボルトとの螺合部分を油圧通路に臨ませているので、油
圧通路のオイルを螺合部分に進入させることが可能とな
る。すなわち、螺合部分には僅かな隙間が生じるので、
この隙間にオイルが進入し、螺合部分にはオイルの進入
によって油膜が形成される。これにより、オイルが進入
した螺合部分は、衝撃による油膜の変形によりオイルダ
ンパの役割を果すことになる。

したがって、ロックピンと偏心ベアリングとの衝突の
際には螺合部分によって衝撃が緩和され、しかもユニオ
ンボルトの材質がコネクティングロッドの材質よりも高
強度かつ高硬度であることから、衝突力によるロックピ
ン収納穴の変形が防止される。これにより、ロックピン
収納穴の内径精度が高精度に維持され、ロックピンの動
きは円滑に保たれる。

〔実施例〕

以下に、本考案に係る可変圧縮比機構におけるロック
ピン収納穴構造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可変圧縮比機構に
おけるロックピン収納穴構造と油圧通路の一部を示して
いる。図中、31はコネクティングロッドを示しており、
32はコネクティングロッド31の小端部を示している。小
端部32には、小端穴33が形成され、小端穴33の下方に
は、コネクティングロッド31の大端部（図示略）からコ
ネクティングロッド31の小端部32に向かって延びるロッ
クピンロック用油圧通路34とロックピンアンロック用油
圧通路35が形成されている。

小端部32の片側には、コネクティングロッド31の中心
線Ａに対して垂直方向に突出する突出部36が形成されて
いる。突出部36には、小端部32の外周面より小端穴33に
貫通する穴が中心線Ａに対してほぼ垂直方向に形成され
ている。穴の内周面には、雌ねじ部39が形成されてお
り、雌ねじ部39にユニオンボルト40が螺合されている。

ユニオンボルト40は、一端がボルト頭41で閉塞された
筒状体から構成されており、外周面に前記雌ねじ部39に
螺合される雄ねじ部42が形成され、内周面側がロックピ
ン43を摺動自在に収納するロックピン収納穴44を形成し
ている。ユニオンボルト40は、コネクティングロッド31
の材質よりも、高強度かつ高硬度を有する材料、たとえ
ばクロム鋼等から構成されている。ユニオンボルト40の
筒部45には、内周側と外周側を連通する複数個の油孔46
が設けられている。

小端部32の開口部には、雌ねじ部39の内径よりも大き
な穴径を有する端部穴38が形成されている。この端部穴
38の内側には上述の油孔46が位置している。端部穴38
は、先端が斜めに延びるロックピンロック用油圧通路34
に接続されている。

ユニオンボルト40のロックピン収納穴44は、小端穴33
の内周面に開口している。ロックピンアンロック用油圧
通路35は、偏心ベアリング49の外周面に形成されたガイ
ド溝49bを介してロックピン収納穴44と連通可能となっ
ている。ユニオンボルト40の雄ねじ部42が螺合されるコ
ネクティングロッド31の雌ねじ部39は、ロックピンロッ
ク用油圧通路34からのオイルが導かれる端部穴38と隣接
している。これにより、雌ねじ39とユニオンボルト40と
の螺合部分Ｍはロックピンロック用油圧通路34の終端に
臨まされている。

なお、図中、48は偏心ベアリング49と小端穴33との間
に設けられる軸受メタルを示している。

つぎに上記の可変圧縮比機構における作用について説
明する。

可変圧縮比機構を備えたエンジンでは、負荷状態によ
って圧縮比が切換えられる。すなわち、軽負荷時にはロ
ックピンロック用油圧通路34にオイルが圧送され、ロッ
クピン43が偏心ベアリング49のロックピン係合孔49aに
係合して偏心ベアリング49がロックされ、高圧縮比が得
られる。中、高負荷時には、ロックピンアンロック用油
圧通路35から偏心ベアリング49のガイド溝49bを介して
ロックピン43側へオイルが圧送される。これにより、ロ
ックピン43はロック係合孔49aから外されて偏心ベアリ
ング43のロックが解除され、低圧縮比に切替えられる。

エンジン運転中に、圧縮比が低圧縮比から高圧縮比に
切替られた場合は、ロックピンロック用油圧通路34にオ
イルが圧送され、オイルは端部穴38からロックピン収納
穴44に導かれる。これにより、ロックピン43は偏心ベア
リング49側に押し出され、ロックピン係合孔49aにロッ
クピン43が係合され、偏心ベアリング49がロックされ
る。

この場合、ロックピン収納穴44が形成されるユニオン
ボルト40は、コネクティングロッド31の雌ねじ部39に螺
合され固定されているので、ロックピン43が収納される
ロックピン収納穴44は、圧入によって固定される場合よ
りも内径精度が低下せず機械加工された時の精度がほぼ
そのまま維持される。

コネクティングロッド31の雌ねじ部39とユニオンボル
ト40の雄ねじ部42との螺合部分Ｍは、ロックピンロック
用油圧通路34の終端部に臨まされているので、ロックピ
ンロック用油圧通路34のオイルが螺合部分Ｍに進入し、
螺合部分Ｍにはオイルの進入によって油膜が形成され
る。これにより、螺合部分Ｍはオイルダンパの役割を果
すことになり、ロックピン43と偏心ベアリング49との衝
突の際には螺合部分Ｍによって衝撃が緩和される。

しかも、ユニオンボルト40は、コネクティングロッド
よりも高強度、高硬度の材質から構成されているので、
偏心ベアリング49のロック時の衝突力によるロックピン
収納穴44の変形は確実に防止される。したがって、ロッ
クピン43は、ロックピン収納穴44内を円滑に移動し、偏
心ベアリング49のロック孔49aに確実に嵌合される。

ユニオンボルト40は、ロックピン収納穴44と、油圧通
路を形成する蓋の２つの機能を兼ね備えることになるの
で、コネクティングロッド31の小端部36が小型化され
る。また、ユニオンボルト40の使用により、組付後の取
り外しも可能となり、油圧通路のメンテナンスも容易と
なる。

〔考案の効果〕

本考案の可変圧縮比機構におけるロックピン収納穴構
造によれば、油圧通路と連通するロックピン収納穴が形
成されたユニオンボルトをコネクティングロッドの雌ね
じ部に螺合し、この雌ねじ部とユニオンボルトとの螺合
部分を油圧通路に臨ませるようにしたので、螺合部分に
進入したオイルによって螺合部分に油膜を形成すること
ができ、螺合部分にオイルダンパの機能をもたせること
ができる。そのため、ロックピンと偏心ベアリングとの
衝突の際には螺合部分によって衝撃を緩和することがで
きる。

また、ユニオンボルトの材質がコネクティングロッド
の材質よりも高強度かつ高硬度であるので、ロックピン
収納穴の外力に対する強度が高められる。

したがって、偏心ベアリングのロック時の衝突力によ
るロックピン収納穴の変形を防止することが可能とな
り、ロックピン収納穴の内径精度が高精度に維持され、
ロックピンの作動を円滑にすることができる。

また、ロックピン収納穴の精度が高く維持されること
により、ロックピンとロックピン収納穴との間のクリア
ランスを小さくすることが可能となり、オイルのリーク
等も小に抑えられ、ロックピン駆動力の損失を小さくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る可変圧縮比機構におけ
るロックピン収納穴構造の断面図、 第２図は従来の可変圧縮比機構におけるロックピン収納
穴近傍の一例を示した断面図、 第３図は従来の可変圧縮比機構におけるロックピン収納
穴近傍の別の例を示した断面図、 第４図は従来の可変圧縮比機構の断面図、 第５図は第４図のIX−IX線に沿う断面図、 である。 31……コネクティングロッド 34……ロックピンロック用油圧通路 35……ロックピンアンロック用油圧通路 39……雌ねじ部 40……ユニオンボルト 43……ロックピン 44……ロックピン収納穴 49……偏心ベアリング Ｍ……螺合部分

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンピンとコネクティングロッドとの
   間に偏心ベアリングを回転可能に介装し、前記コネクテ
   ィングロッド側に設けられたロックピン収納穴にロック
   ピンを摺動自在に収納するとともに、該ロックピン収納
   穴に接続される油圧通路にオイルを圧送して前記ロック
   ピンを駆動させることにより前記偏心ベアリングを固
   定、解除するようにした可変圧縮比機構において、前記
   油圧通路と連通するロックピン収納穴が形成されたユニ
   オンボルトをコネクティングロッドの雌ねじ部に螺合
   し、該雌ねじ部とユニオンボルトとの螺合部分を前記油
   圧通路に臨ませ、該ユニオンボルトの材質を、コネクテ
   ィングロッドの材質よりも高強度かつ高硬度としたこと
   を特徴とする可変圧縮比機構におけるロックピン収納穴
   構造。