(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）ピストンに連結される第１コンロッドとクランクシャフトに連結される第２コンロッドとを互いに回動可能に連結してなるコンロッドと、
（ロ）前記第１コンロッドと第２コンロッドの連結部近傍に一端部が回動可能に連結されたコントロールロッドと、
（ハ）前記コントロールロッドの他端部に設けた孔に挿通してこの他端部を回動可能に軸支する制御軸を有し、且つ、この制御軸を自身の中心軸周りに回動可能に配置した制御部材と、
を備え、前記制御部材には、自身の所定回転位置で前記コントロールロッドの前記他端部を載置可能な載置部を設けたことを特徴とする可変圧縮比機構を有する内燃機関。
【請求項２】
前記コントロールロッドの他端部に設けた孔に前記制御軸を挿通可能な位置にて、前記コントロールロッドの他端部と前記制御部材の前記載置部とを互いに係合し得る係合部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比機構を有する内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転状態に応じて圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を有する内燃機関に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関には、機関の運転状態に応じた最適な圧縮比に変更することができるように、可変圧縮比機構を備えたものがある。
【０００３】
例えば、直接噴射式ディーゼルエンジンでは、始動時及び低負荷時には高圧縮比が要求され、高負荷時には低圧縮比が要求されるため、可変圧縮比機構を備える場合がある。
【０００４】
この可変圧縮比機構には種々の構造のものが開発されているが、その一つである中折れコンロッド式の可変圧縮比機構が特開昭６２−３５０３３号公報に開示されている。
【０００５】
この中折れコンロッド式の可変圧縮比機構は、ピストンに連結される第１コンロッドとクランクシャフトに連結される第２コンロッドを回動可能に連結して屈曲可能（中折れ可能）なコンロッドとし、さらに第１コンロッドと第２コンロッドの連結部位にコントロールロッドの一端を回動可能に取り付け、このコントロールロッドの他端側を該コントロールロッドの回転支点とし、この回転支点をシリンダブロックに対して偏位可能に支持する偏位装置を備えて構成されている。この中折れコンロッド式の可変圧縮比機構の原理は、前記偏位装置で前記コントロールロッドの回転支点を偏位させることによって行程容積を変え、これにより圧縮比を変更するのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記構造の中折れコンロッド式の可変圧縮比機構は、組付けが面倒で、生産性が悪いという問題があり、組み付け容易な構造が切望されている。尚、前記特開昭６２−３５０３３号公報には、組付け方法や組付け構造について何ら開示されていない。
【０００７】
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、構造が簡単で且つ組付けが容易な可変圧縮比機構付き内燃機関を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。本発明に係る可変圧縮比機構を有する内燃機関は、（イ）ピストンに連結される第１コンロッドとクランクシャフトに連結される第２コンロッドとを互いに回動可能に連結してなるコンロッドと、（ロ）前記第１コンロッドと第２コンロッドの連結部近傍に一端部が回動可能に連結されたコントロールロッドと、（ハ）前記コントロールロッドの他端部に設けた孔に挿通してこの他端部を回動可能に軸支する制御軸を有し、且つ、この制御軸を自身の中心軸周りに回動可能に配置した制御部材と、を備え、前記制御部材には、自身の所定回転位置で前記コントロールロッドの前記他端部を載置可能な載置部を設けたことを特徴とする。
【０００９】
コントロールロッドと制御部材とを組み付ける際に、制御部材の載置部にコントロールロッドの他端部を載置してから制御軸を前記孔に挿通するようにすると、組み付けが容易にできる。
【００１０】
尚、コントロールロッドの一端部が連結される第１コンロッドと第２コンロッドの連結部近傍とは、第１コンロッドと第２コンロッドの連結部そのものをも含む概念であり、コントロールロッドは第１コンロッドに連結してもよいし、第２コンロッドに連結してもよいし、第１コンロッドと第２コンロッドの連結部に連結してもよい。
【００１１】
また、本発明に係る可変圧縮比機構を有する内燃機関においては、前記コントロールロッドの他端部に設けた孔に前記制御軸を挿通可能な位置にて、前記コントロールロッドの他端部と前記制御部材の前記載置部とを互いに係合し得る係合部を設けることができる。このようにすると、組み付け時におけるコントロールロッドと制御部材との位置決めが容易にでき、組み付け作業がさらに容易になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る可変圧縮比機構を有する内燃機関の実施の形態を図１から図６の図面に基いて説明する。
【００１３】
〔第１の実施の形態〕
図１に示すように、この内燃機関は、第１コンロッド１と第２コンロッド２を連結してなるコンロッド３を備えている。第１コンロッド１の上部に形成された小端部４には、ピストン５に取り付けられたピストンピン６が回動可能に挿通している。第２コンロッド２の下部に形成された大端部７には図示しないクランクシャフトのクランクピンが回転可能に挿通している。第１コンロッド１の下部と第２コンロッド２の上部はコンロッドピン８を介して互いに回動可能に連結されている。
【００１４】
さらに、第１コンロッド１の下部には、コントロールロッド９の一端部９ａが回動可能に連結されており、このコントロールロッド９の他端部９ｂに設けた貫通孔９ｃには、コントロールシャフトガイド（制御部材）１０に取り付けられたコントロールシャフト（制御軸）１１が回動可能に挿通している。コントロールシャフトガイド１０は、図２の分解図に示すように、シリンダブロック１２に設けられた貫通孔１２ａを挿通して、シリンダブロック１２に回動可能に支持されており、内燃機関の運転状態に応じて圧縮比を変更するために、制御部１３によって所定回転角度位置に回転せしめることができるようになっている。
【００１５】
コントロールシャフトガイド１０は、その両端部と途中複数箇所に断面円形の軸受部１４が設けられており、隣り合う軸受部１４が断面三日月形をなす連結部１５で連結された構造になっている。そして、隣り合う軸受部１４間に形成される空間部１６は、内燃機関の気筒数と同じ数だけ形成されている。
【００１６】
コントロールシャフトガイド１０の各軸受部１４には、コントロールシャフトガイド１０の回動中心軸（中心軸）Ｘから偏心した同一位置に、コントロールシャフト挿通孔１７が形成されている。このコントロールシャフト挿通孔１７にコントロールシャフト１１が挿通し、空間部１６を挿通するコントロールシャフト１１は、コントロールロッド９の他端部９ｂに設けた貫通孔９ｃを回動可能に挿通している。
【００１７】
ところで、この内燃機関の作動状態では、図４に示すように、コントロールロッド９はコントロールシャフト１１を回動中心として揺動することとなるが、この時にコントロールシャフトガイド１０の連結部１５がコントロールロッド９の揺動に干渉しないように、連結部１５の形状及び寸法が設定されている。
【００１８】
次に、制御部１３について、図５に基づいて説明する。コントロールシャフトガイド１０の一端部には小径部１８が設けられ、小径部１８よりもさらに先端側にはギヤ部１９が設けられている。コントロールシャフトガイド１０の一端側の軸受部１４は、シリンダブロック１２に固定されたストッパプレート２０によって、回動中心軸Ｘ方向への移動を規制されており、小径部１８及びギヤ部１９は、ストッパプレート２０を貫通して外方に突出している。
【００１９】
コントロールシャフトガイド１０の小径部１８には、プランジャ２１が回動中心軸Ｘ方向へ移動可能に外嵌しており、このプランジャ２１の小径部２１ａをコントロールシャフトガイド１０のギヤ部１９が貫通している。ギヤ部１９の外周面とプランジャ２１の小径部２１ａの内周面には、互いに係合するヘリカルスプライン２２が形成されている。
【００２０】
コントロールシャフトガイド１０の小径部１８及びギヤ部１９とプランジャ２１は、ストッパプレート２０とともにシリンダブロック１２に固定されたカバー２３によって包囲されている。カバー２３は小径部２３ａと大径部２３ｂを備え、小径部２３ａにプランジャ２１の小径部２１ａが挿入され、大径部２３ｂにプランジャ２１の大径部２１ｂが挿入されている。プランジャ２１の小径部２１ａの外周面とカバー２３の小径部２３ａ内周面には、互いに係合するヘリカルスプライン２４が形成されている。尚、ヘリカルスプライン２２とヘリカルスプライン２４のヘリカルの向きは逆向きになっている。
【００２１】
カバー２３の大径部２３ｂはプランジャ２１の大径部２１ｂに摺動可能に外嵌しており、これらの間はプランジャ２１の大径部２１ｂに取り付けられたシールリング２５によってシールされている。このプランジャ２１によって、ストッパプレート２０とカバー２１との間は２つの油圧室２６，２７に離隔されている。
【００２２】
この２つの油圧室２６，２７の油圧を調整して、プランジャ２１に対しコントロールシャフトガイド１０の回動中心軸Ｘ方向に力を作用させると、ヘリカルスプライン２４の作用により、プランジャ２１は回動中心軸Ｘ方向に沿って移動すると共にコントロールシャフトガイド１０の周りを回転する。そして、プランジャ２１が回転すると、ヘリカルスプライン２２の作用により、コントロールシャフトガイド１０が回転せしめられる。また、油圧室２６，２７の油圧をバランスさせてプランジャ２１を停止させると、コントロールシャフトガイド１０の回転を停止させその状態に保持することができる。つまり、油圧室２６，２７内の油圧を制御することにより、コントロールシャフトガイド１０をその回転中心軸Ｘ周りに所定角度だけ回転させ、また、その角度に保持することができるのである。
【００２３】
そして、コントロールシャフトガイド１０の回転角度位置を変えることにより、シリンダブロック１２に対するコントロールシャフト１１の位置を変位させ、これによりコントロールロッド９の揺動支点を変位させて、行程容積を変化させ、圧縮比を変更することができるのである。
【００２４】
油圧室２６，２７の油圧を制御するために、油圧室２６はストッパプレート２０及びシリンダブロック１２に設けられたオイル通路２８を介して、また、油圧室２７はコントロールシャフトガイド１０及びシリンダブロック１２に設けられたオイル通路２９を介して、それぞれオイルコントロールバルブ３０に接続されている。このオイルコントロールバルブ３０は、内燃機関の運転状態に応じてエンジンコントロール用電子制御ユニット４０により作動制御される。
【００２５】
次に、この内燃機関の組み立て手順を説明する。まず、ピストン５に第１コンロッド１を連結し、第１コンロッド１に第２コンロッド２とコントロールロッド９を連結した組み付け状態のユニットを、この内燃機関の気筒数だけ用意し、各ユニットのピストン５を、シリンダブロック１２に設けられた図示しないシリンダボアに挿入する。尚、以下の作業において、コントロールロッド９とコントロールシャフト１１とを連結するまでは、第２コンロッド２をクランクシャフト（図示せず）に連結させないでおく。
【００２６】
次に、コントロールシャフトガイド１０を、図２に示すように、そのギヤ部１９側からシリンダブロック１２の貫通孔１２ａに挿入していき、シリンダブロック１２に回動可能に取り付ける。
【００２７】
次に、前記各ユニットのコントロールロッド９の他端部９ｂをコントロールシャフトガイド１０よりも上側に位置させた後、コントロールシャフトガイド１０を、図３に示すように連結部１５の凸面が下方に向くように位置させる。換言すれば、連結部１５の凹面１５ａが上を向くようにコントロールシャフトガイド１０を位置させる。
【００２８】
次に、各連結部１５の凹面１５ａの上に、前記各ユニットのコントロールロッド９の他端部９ｂを載せる。これにより、各コントロールロッド９の他端部９ｂを安定させることができるとともに、コントロールシャフトガイド１０の各軸受部１４に設けたコントロールシャフト挿通孔１７と、各コントロールロッド９の他端部９ｂに設けた貫通孔９ｃとを、ほぼ同心上に位置させることができることとなる。この実施の形態では、連結部１５の凹面１５ａが、コントロールロッド９の他端部９ｂを載置するための載置部として機能する。
【００２９】
次に、図２に示すように、コントロールシャフト１１を、コントロールシャフトガイド１０の一端側の軸受部１４のコントロールシャフト挿通孔１７に挿通し、さらに連結部１５に載置されているコントロールロッド９の貫通孔９ｃに挿通し、さらに次の軸受部１４のコントロールシャフト挿通孔１７に挿通し、という具合に、軸受部１４のコントロールシャフト挿通孔１７とコントロールロッド９の貫通孔９ｃに順々に挿通していく。この作業は、前述したように、各連結部１５の凹面１５ａの上に各コントロールロッド９の他端部９ｂを載せることによって、他端部９ｂを安定させ、且つ、コントロールシャフト挿通孔１７と貫通孔９ｃとをほぼ同心上に位置させて行うことができるので、作業が非常に容易になり、組み付け性及び生産性が向上する。
【００３０】
このようにしてコントロールロッド９とコントロールシャフトガイド１０とコントロールシャフト１１とを組み付けた後、コントロールシャフトガイド１０を回動して図４に示す作動状態に配置する。そして、コントロールシャフトガイド１０の小径部１８及びギヤ部１９を制御部１３と連繋させながら、シリンダブロック１２に制御部１３を取り付ける。その後、各第２コンロッド２の大端部７をクランクシャフト（図示せず）に連結する。
【００３１】
〔第２の実施の形態〕
図６は、本発明に係る可変圧縮比機構を有する内燃機関の第２の実施の形態におけるコントロールシャフトガイド１０及びコントロールロッド９の連結部を示している。
【００３２】
この実施の形態では、コントロールシャフトガイド１０の連結部１５の凹面１５ａに係合凹部（係合部）１５ｂが形成されており、コントロールロッド９の他端部９ｂの外周面に、係合凹部（係合部）１５ｂに係合する係合突起９ｄが設けられている。そして、係合凹部１５ｂと係合突起９ｄは、これらを図のように係合させたときにコントロールロッド９の貫通孔９ｃと軸受部１４のコントロールシャフト挿通孔１７とが同心上に位置するように、配置されている。
【００３３】
このようにすれば、コントロールシャフト挿通孔１７と貫通孔９ｃとを確実に同心上に位置させることができるので、コントロールロッド９とコントロールシャフトガイド１０とコントロールシャフト１１の組み付けがさらに容易になる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係る可変圧縮比機構を有する内燃機関によれば、（イ）ピストンに連結される第１コンロッドとクランクシャフトに連結される第２コンロッドとを互いに回動可能に連結してなるコンロッドと、（ロ）前記第１コンロッドと第２コンロッドの連結部近傍に一端部が回動可能に連結されたコントロールロッドと、（ハ）前記コントロールロッドの他端部に設けた孔に挿通してこの他端部を回動可能に軸支する制御軸を有し、且つ、この制御軸を自身の中心軸周りに回動可能に配置した制御部材と、を備え、前記制御部材には、自身の所定回転位置で前記コントロールロッドの前記他端部を載置可能な載置部を設けたことにより、コントロールロッドと制御部材の組み付けの際に、制御部材の載置部にコントロールロッドの他端部を載置した状態で制御軸を前記孔に挿通することができるので、可変圧縮比機構を有する内燃機関の組み付け性が向上し、生産性が向上するという優れた効果が奏される。
【００３５】
また、前記コントロールロッドの他端部に設けた孔に前記制御軸を挿通可能な位置にて、前記コントロールロッドの他端部と前記制御部材の前記載置部とを互いに係合し得る係合部を設けた場合には、組み付け時におけるコントロールロッドと制御部材との位置決めが容易にでき、組み付け性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変圧縮比機構を有する内燃機関の第１の実施の形態における組立図である。
【図２】前記第１の実施の形態における内燃機関の分解図である。
【図３】前記第１の実施の形態の内燃機関において、コントロールシャフトガイドとコントロールロッドの組付け時の要部断面図である。
【図４】前記第１の実施の形態の内燃機関において、コントロールシャフトガイドとコントロールロッドの作動時の要部断面図である。
【図５】前記第１の実施の形態の内燃機関における可変圧縮比機構の制御部の断面図である。
【図６】本発明に係る可変圧縮比機構を有する内燃機関の第２の実施の形態において、コントロールシャフトガイドとコントロールロッドの組付け時の要部断面図である。
【符号の説明】
１  第１コンロッド
２  第２コンロッド
３  コンロッド
５  ピストン
９  コントロールロッド
９ａ  一端部
９ｂ  他端部
９ｃ  貫通孔（孔）
９ｄ  係合突起（係合部）
１０  コントロールシャフトガイド（制御部材）
１１  コントロールシャフト（制御軸）
１５  連結部
１５ａ  凹面（載置部）
１５ｂ  係合凹部（係合部）
【図１】
0003627522.tif 000002
【図２】
0003627522.tif 000003
【図３】
0003627522.tif 000004
【図４】
0003627522.tif 000005
【図５】
0003627522.tif 000006
【図６】
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