(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンピンを受容するピストンピン受容開口が設けられたスリーブと、該スリーブの一方の端部に配置されると共に第１連結ピン受容開口が設けられた第１プレートと、前記スリーブの他方の端部に配置されると共に第２連結ピン受容開口が設けられた第２プレートと、前記第１連結ピン受容開口及び前記第２連結ピン受容開口に受容された状態で前記第１プレートと前記第２プレートとを連結する連結ピンとを備えた偏心部材と、
クランクピンを受容するクランク受容開口が設けられた大径端部と、前記スリーブを回動可能に受容する第１スリーブ受容開口が設けられた小径端部と、前記大径端部と前記小径端部との間に延在するロッド部とを有するコンロッド本体と、
前記ロッド部に形成された油圧シリンダと、
前記油圧シリンダ内で摺動する油圧ピストンと、
前記連結ピンと前記油圧ピストンとを連結する連結部材とを備え、
前記ピストンピン受容開口の軸線が前記スリーブの回動軸線から偏心している、可変長コンロッドにおいて、
前記スリーブと前記第１プレートとが一体成形品であることを特徴とする、可変長コンロッド。
【請求項２】
前記第１プレートは前記第２プレートよりも高い剛性を有する、請求項１に記載の可変長コンロッド。
【請求項３】
前記連結ピンは、前記第１連結ピン受容開口に受容された状態で前記第１プレートにかしめられ又は前記第１連結ピン受容開口に圧入されており、且つ、前記第２連結ピン受容開口に受容された状態で前記第２プレートにかしめられ又は前記第２連結ピン受容開口に圧入されている、請求項１又は２に記載の可変長コンロッド。
【請求項４】
第２スリーブ受容開口が前記第２プレートに設けられ、前記スリーブは、前記一方の端部に位置する大径部と、前記他方の端部に位置し且つ前記大径部よりも外径が小さい小径部とを有し、前記大径部は前記第１スリーブ受容開口に受容され、前記小径部は前記第２スリーブ受容開口に受容されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項５】
機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であって、
請求項１から４のいずれか１項に記載の可変長コンロッドを備え、該可変長コンロッドによって前記ピストンピン受容開口の中心と前記クランク受容開口の中心との間の長さを変更することにより機械圧縮比が変更される、可変圧縮比内燃機関。
【請求項６】
ピストンピンを受容するピストンピン受容開口が設けられたスリーブと、該スリーブの一方の端部に配置されると共に第１連結ピン受容開口が設けられた第１プレートと、前記スリーブの他方の端部に配置されると共に第２連結ピン受容開口が設けられた第２プレートと、前記第１連結ピン受容開口及び前記第２連結ピン受容開口に受容された状態で前記第１プレートと前記第２プレートとを連結する連結ピンとを備えた偏心部材と、
クランクピンを受容するクランク受容開口が設けられた大径端部と、前記スリーブを回動可能に受容するスリーブ受容開口が設けられた小径端部と、前記大径端部と前記小径端部との間に延在するロッド部とを有するコンロッド本体と、
前記ロッド部に形成された油圧シリンダと、
前記油圧シリンダ内で摺動する油圧ピストンと、
前記連結ピンと前記油圧ピストンとを連結する連結部材とを備え、
前記ピストンピン受容開口の軸線が前記スリーブの回動軸線から偏心している、可変長コンロッドの製造方法において、
前記スリーブと前記第１プレートとを一体的に成形する工程と、
前記スリーブを前記スリーブ受容開口に挿入する工程と、
前記第２プレートを前記スリーブの前記他方の端部に配置する工程と、
前記第１プレート、前記第２プレート及び前記連結部材を前記連結ピンを介して互いに連結する工程と
を含むことを特徴とする、可変長コンロッドの製造方法。
【請求項７】
前記第１プレート、前記第２プレート及び前記連結部材を前記連結ピンを介して互いに連結する工程は、前記連結ピンを前記第１連結ピン受容開口に挿入して前記第１プレートにかしめる工程又は前記連結ピンを前記第１連結ピン受容開口に圧入する工程と、前記連結ピンを前記第２連結ピン受容開口に挿入して前記第２プレートにかしめる工程又は前記第２連結ピン受容開口に圧入する工程とを含む、請求項６に記載の可変長コンロッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変長コンロッドと、可変長コンロッドを備えた可変圧縮比内燃機関と、可変長コンロッドの製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関の機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関が知られている。このような可変圧縮比機構としては様々なものが提案されているが、そのうちの一つとして内燃機関で用いられるコンロッドの有効長さを変化させるものが挙げられる（例えば、特許文献１、２）。ここで、コンロッドの有効長さとは、クランクピンを受容するクランク受容開口の中心とピストンピンを受容するピストンピン受容開口の中心との間の長さを意味する。したがって、コンロッドの有効長さが長くなるとピストンが圧縮上死点にあるときの燃焼室容積が小さくなり、よって機械圧縮比が増大する。一方、コンロッドの有効長さが短くなるとピストンが圧縮上死点にあるときの燃焼室容積が大きくなり、よって機械圧縮比が低下する。
【０００３】
有効長さを変更可能な可変長コンロッドとしては、コンロッド本体の小径端部に、コンロッド本体に対して回動可能な偏心部材（偏心アームや偏心スリーブ）を設けたものが知られている（例えば、特許文献１、２）。偏心部材はピストンピンを受容するピストンピン受容開口を有し、このピストンピン受容開口は偏心部材の回動軸線に対して偏心して設けられる。このような可変長コンロッドでは、偏心部材の回動位置を変更すると、これに伴ってコンロッドの有効長さを変化させることができる。
【０００４】
特許文献１、２に記載の可変長コンロッドでは、コンロッド本体に設けられた油圧ピストン機構で偏心部材を回動させることによってコンロッドの有効長さが変更される。斯かる可変長コンロッドでは、偏心部材は、コンロッド本体の小径端部に設けられたスリーブ開口に回動可能に受容されたスリーブと、スリーブの両端に取り付けられた一対のプレートとを備えている。また、油圧ピストン機構は、偏心部材の一対のプレートに設けられたピン受容開口に受容された連結ピンを介して偏心部材に連結されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０４５４０９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０１９６８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の可変長コンロッドでは、偏心部材のスリーブと一対のプレートとが別部品であるため、溶接等によってプレートをスリーブに取り付けたときに偏心部材の回動軸線とピン受容開口の軸線との相対的な位置関係にずれが生じやすい。この相対的な位置関係にずれが生じると、油圧ピストンが移動したときの偏心部材の回動位置、ひいてはピストンピン受容開口の軸線の位置が変化する。この結果、コンロッドの有効長さ、ひいては内燃機関の機械圧縮比が設計値からずれてしまう。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、油圧ピストン機構で偏心部材を回動させることによって有効長さを変更可能な可変長コンロッドにおいて、コンロッドの有効長さの設計値からのずれを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、第１の発明では、ピストンピンを受容するピストンピン受容開口が設けられたスリーブと、該スリーブの一方の端部に配置されると共に第１連結ピン受容開口が設けられた第１プレートと、前記スリーブの他方の端部に配置されると共に第２連結ピン受容開口が設けられた第２プレートと、前記第１連結ピン受容開口及び前記第２連結ピン受容開口に受容された状態で前記第１プレートと前記第２プレートとを連結する連結ピンとを備えた偏心部材と、クランクピンを受容するクランク受容開口が設けられた大径端部と、前記スリーブを回動可能に受容する第１スリーブ受容開口が設けられた小径端部と、前記大径端部と前記小径端部との間に延在するロッド部とを有するコンロッド本体と、前記ロッド部に形成された油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内で摺動する油圧ピストンと、前記連結ピンと前記油圧ピストンとを連結する連結部材とを備え、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記スリーブの回動軸線から偏心している、可変長コンロッドにおいて、前記スリーブと前記第１プレートとが一体成形品であることを特徴とする、可変長コンロッドが提供される。
【０００９】
第２の発明では、第１の発明において、前記第１プレートは前記第２プレートよりも高い剛性を有する。
【００１０】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記連結ピンは、前記第１連結ピン受容開口に受容された状態で前記第１プレートにかしめられ又は前記第１連結ピン受容開口に圧入されており、且つ、前記第２連結ピン受容開口に受容された状態で前記第２プレートにかしめられ又は前記第２連結ピン受容開口に圧入されている。
【００１１】
第４の発明では、第１〜第３のいずれか一つの発明において、第２スリーブ受容開口が前記第２プレートに設けられ、前記スリーブは、前記一方の端部に位置する大径部と、前記他方の端部に位置し且つ前記大径部よりも外径が小さい小径部とを有し、前記大径部は前記第１スリーブ受容開口に受容され、前記小径部は前記第２スリーブ受容開口に受容されている。
【００１２】
第５の発明では、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関であって、第１〜第４のいずれか一つの発明の可変長コンロッドを備え、該可変長コンロッドによって前記ピストンピン受容開口の中心と前記クランク受容開口の中心との間の長さを変更することにより機械圧縮比が変更される、可変圧縮比内燃機関が提供される。
【００１３】
第６の発明では、ピストンピンを受容するピストンピン受容開口が設けられたスリーブと、該スリーブの一方の端部に配置されると共に第１連結ピン受容開口が設けられた第１プレートと、前記スリーブの他方の端部に配置されると共に第２連結ピン受容開口が設けられた第２プレートと、前記第１連結ピン受容開口及び前記第２連結ピン受容開口に受容された状態で前記第１プレートと前記第２プレートとを連結する連結ピンとを備えた偏心部材と、クランクピンを受容するクランク受容開口が設けられた大径端部と、前記スリーブを回動可能に受容するスリーブ受容開口が設けられた小径端部と、前記大径端部と前記小径端部との間に延在するロッド部とを有するコンロッド本体と、前記ロッド部に形成された油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内で摺動する油圧ピストンと、前記連結ピンと前記油圧ピストンとを連結する連結部材とを備え、前記ピストンピン受容開口の軸線が前記スリーブの回動軸線から偏心している、可変長コンロッドの製造方法において、前記スリーブと前記第１プレートとを一体的に成形する工程と、前記スリーブを前記スリーブ受容開口に挿入する工程と、前記第２プレートを前記スリーブの前記他方の端部に配置する工程と、前記第１プレート、前記第２プレート及び前記連結部材を前記連結ピンを介して互いに連結する工程とを含むことを特徴とする、可変長コンロッドの製造方法が提供される。
【００１４】
第７の発明では、第６の発明において、前記第１プレート、前記第２プレート及び前記連結部材を前記連結ピンを介して互いに連結する工程は、前記連結ピンを前記第１連結ピン受容開口に挿入して前記第１プレートにかしめる工程又は前記連結ピンを前記第１連結ピン受容開口に圧入する工程と、前記連結ピンを前記第２連結ピン受容開口に挿入して前記第２プレートにかしめる工程又は前記第２連結ピン受容開口に圧入する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、油圧ピストン機構で偏心部材を回動させることによって有効長さを変更可能な可変長コンロッドにおいて、コンロッドの有効長さの設計値からのずれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第一実施形態に係る可変圧縮比内燃機関の概略的な側面断面図である。
【図２】図２は、第一実施形態に係る可変長コンロッドを概略的に示す斜視図である。
【図３】図３は、第一実施形態に係る可変長コンロッドを概略的に示す側面断面図である。
【図４】図４は、コンロッド本体の小径端部近傍の概略的な分解斜視図である。
【図５】図５は、コンロッド本体の小径端部近傍の概略的な分解斜視図である。
【図６】図６は、図３のＡ−Ａ線に沿ったコンロッドの断面図である。
【図７】図７は、図３のＢ−Ｂ線に沿ったコンロッドの断面図である。
【図８】図８は、流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大したコンロッドの側面断面図である。
【図９】図９（Ａ）は図８のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ったコンロッドの断面図であり、図９（Ｂ）は図８のＩＸ−ＩＸ線に沿ったコンロッドの断面図である。
【図１０】図１０は、第一実施形態に係る可変長コンロッドを概略的に示す側面断面図である。
【図１１】図１１は、油圧供給源から切換ピンに油圧が供給されているときの流れ方向切換機構の動作を説明する概略図である。
【図１２】図１２は、油圧供給源から切換ピンに油圧が供給されていないときの流れ方向切換機構の動作を説明する概略図である。
【図１３】図１３は、第二実施形態に係る可変長コンロッドを概略的に示す斜視図である。
【図１４】図１４は、コンロッド本体の小径端部近傍の概略的な分解斜視図である。
【図１５】図１５は、コンロッド本体の小径端部近傍の概略的な分解斜視図である。
【図１６】図１６は、第二実施形態に係る可変長コンロッドの別の例を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１８】
＜第一実施形態＞
最初に、図１〜図１２を参照して、本発明の第一実施形態に係る可変長コンロッドについて説明する。
【００１９】
＜可変圧縮比内燃機関＞
図１は、本発明の第一実施形態に係る可変圧縮比内燃機関の概略的な側面断面図を示す。図１を参照すると、１は内燃機関を示している。内燃機関１は、クランクケース２、シリンダブロック３、シリンダヘッド４、ピストン５、可変長コンロッド６、燃焼室７、燃焼室７の頂面中央部に配置された点火プラグ８、吸気弁９、吸気カムシャフト１０、吸気ポート１１、排気弁１２、排気カムシャフト１３及び排気ポート１４を備える。シリンダブロック３はシリンダ１５を画定する。ピストン５はシリンダ１５内で摺動する。
【００２０】
可変長コンロッド６は、その小径端部においてピストンピン２１を介してピストン５に連結されると共に、その大径端部においてクランクシャフトのクランクピン２２に連結される。可変長コンロッド６は、後述するように、ピストンピン２１の軸線とクランクピン２２の軸線までの距離、すなわち有効長さを変更することができる。
【００２１】
可変長コンロッド６の有効長さが長くなると、クランクピン２２からピストンピン２１までの長さが長くなるため、図中に実線で示したようにピストン５が上死点にあるときの燃焼室７の容積が小さくなる。一方、可変長コンロッド６の有効長さが変化しても、ピストン５がシリンダ内を往復動するストローク長さは変化しない。したがって、このとき、内燃機関１における機械圧縮比が大きくなる。
【００２２】
一方、可変長コンロッド６の有効長さが短くなると、クランクピン２２からピストンピン２１までの長さが短くなるため、図中に破線で示したようにピストン５が上死点にあるときの燃焼室７内の容積が大きくなる。しかしながら、上述したように、ピストン５のストローク長さは一定である。したがって、このとき、内燃機関１における機械圧縮比が小さくなる。
【００２３】
＜可変長コンロッドの構成＞
図２は、第一実施形態に係る可変長コンロッド６を概略的に示す斜視図であり、図３は、第一実施形態に係る可変長コンロッド６を概略的に示す側面断面図である。図２及び図３に示したように、可変長コンロッド６は、コンロッド本体３１と、コンロッド本体３１に回動可能に取り付けられた偏心部材３２と、コンロッド本体３１に設けられた第１油圧ピストン機構３３及び第２油圧ピストン機構３４と、偏心部材３２と第１油圧ピストン機構３３とを連結する第１連結部材４５と、偏心部材３２と第２油圧ピストン機構３４とを連結する第２連結部材４６と、第１油圧ピストン機構３３及び第２油圧ピストン機構３４への油の流れの切換を行う流れ方向切換機構３５とを備える。
【００２４】
＜コンロッド本体＞
まず、コンロッド本体３１について説明する。コンロッド本体３１は、クランクシャフトのクランクピン２２を受容するクランク受容開口４１が設けられた大径端部３１ａと、後述する偏心部材３２のスリーブ３２１を回動可能に受容する第１スリーブ受容開口４２が設けられた小径端部３１ｂと、大径端部３１ａと小径端部３１ｂとの間に延在するロッド部３１ｃとを有する。小径端部３１ｂは、ピストン５側に配置され、大径端部３１ａの反対側に位置する。
【００２５】
なお、本明細書では、クランク受容開口４１の中心軸線（すなわち、クランク受容開口４１に受容されるクランクピン２２の軸線）と、第１スリーブ受容開口４２の中心軸線（すなわち、第１スリーブ受容開口４２に受容されるスリーブ３２１の軸線）との間で延びる線Ｘ（図３）、すなわちコンロッド本体３１の中央を通る線をコンロッド６の軸線と称す。また、コンロッド６の軸線Ｘに対して垂直であってクランク受容開口４１の中心軸線に垂直な方向におけるコンロッド６の長さをコンロッド６の幅と称する。加えて、クランク受容開口４１の中心軸線に平行な方向におけるコンロッド６の長さをコンロッド６の厚さと称する。
【００２６】
図２及び図３からわかるように、コンロッド本体３１の幅は、油圧ピストン機構３３、３４が設けられている領域を除いて、大径端部３１ａと小径端部３１ｂとの間のロッド部３１ｃで最も細い。また、大径端部３１ａの幅は小径端部３１ｂの幅よりも広い。一方、コンロッド本体３１の厚さは、油圧ピストン機構３３、３４が設けられている領域を除いてほぼ一定の厚さとされる。
【００２７】
＜偏心部材＞
次に、図２〜図７を参照して偏心部材３２について説明する。図４及び図５は、コンロッド本体３１の小径端部３１ｂ近傍の概略斜視図である。図４及び図５では、偏心部材３２は、分解された状態で示されている。図６は、図３のＡ−Ａ線に沿ったコンロッド６の断面図である。図７は、図３のＢ−Ｂ線に沿ったコンロッド６の断面図である。偏心部材３２は、コンロッド６の有効長さを変化させるようにコンロッド本体３１の小径端部３１ｂに回動可能に取り付けられる。
【００２８】
図４及び図５に示すように、偏心部材３２は、スリーブ３２１と、スリーブ３２１の両端にそれぞれ配置された第１プレート３２２及び第２プレート３２３と、第１プレート３２２と第２プレート３２３とを連結する第１連結ピン３２４とを備える。スリーブ３２１は、円筒形状を有し、コンロッド本体３１の第１スリーブ受容開口４２に回動可能に受容される。この結果、偏心部材３２はコンロッド本体３１の小径端部３１ｂにおいてコンロッド本体３１に対して小径端部３１ｂの周方向に回動可能に取り付けられることになる。偏心部材３２の回動軸線は第１スリーブ受容開口４２の中心軸線と一致する。
【００２９】
また、図４〜図６からわかるように、スリーブ３２１は、スリーブ３２１の一方の端部側に位置する大径部３２１ａと、スリーブ３２１の他方の端部側に位置し且つ大径部３２１ａよりも外径が小さい小径部３２１ｂとを有する。大径部３２１ａと小径部３２１ｂとはスリーブ３２１の軸線方向において隣接している。大径部３２１ａの軸線方向の長さは小径部３２１ｂの軸線方向の長さよりも長い。また、大径部３２１ａの軸線方向の長さはコンロッド本体３１の小径端部３１ｂの厚さよりも長い。この結果、大径部３２１ａは小径端部３１ｂの第１スリーブ受容開口４２に受容され、小径部３２１ｂは小径端部３１ｂの外側に突出する。
【００３０】
第１プレート３２２及び第２プレート３２３は、平板形状を有し、同一の外形及び厚さを有する。スリーブ３２１の軸線方向において、第１プレート３２２はスリーブ３２１の一方の端部に配置され、第２プレート３２３はスリーブ３２１の他方の端部に配置される。第１プレート３２２及び第２プレート３２３はコンロッド６の厚さ方向（スリーブ３２１の軸線方向）においてコンロッド本体３１の小径端部３１ｂを挟むように配置される。
【００３１】
第１プレート３２２には、二本の第１連結ピン３２４を受容する二つの第１連結ピン受容開口３２２ａが設けられる。同様に、第２プレート３２３には、二本の第１連結ピン３２４を受容する二つの第２連結ピン受容開口３２３ａが設けられる。第１連結ピン受容開口３２２ａは第１プレート３２２の幅方向の両端部に配置される。第２連結ピン受容開口３２３ａは第２プレート３２３の幅方向の両端部に配置される。
【００３２】
第１プレート３２２はスリーブ３２１と一体である。すなわち、スリーブ３２１と第１プレート３２２とは、鋳造等によって一体的に成形された一体成形品である。したがって、本実施形態では、溶接等によって第１プレート３２２をスリーブ３２１に取り付ける必要がない。
【００３３】
一方、第２プレート３２３は、スリーブ３２１とは別体であり、スリーブ３２１とは別々に成形される。第２プレート３２３には、第２スリーブ受容開口３２３ｂが設けられ、スリーブ３２１の小径部３２１ｂが第２スリーブ受容開口３２３ｂに受容される。スリーブ３２１の軸線方向における第２プレート３２３の位置は、第２プレート３２３がスリーブ３２１の大径部３２１ａに当接することによって定められる。この結果、スリーブ３２１の軸線方向における第１プレート３２２及びスリーブ３２１に対する第２プレート３２３の位置ずれを低減することができる。
【００３４】
第１連結ピン３２４は円筒形状を有する。第１連結ピン３２４は、第１プレート３２２と第２プレート３２３との間でスリーブ３２１の軸線方向に延在し、第１連結ピン受容開口３２２ａ及び第２連結ピン受容開口３２３ａに受容される。第１連結ピン３２４は、第１連結ピン受容開口３２２ａ及び第２連結ピン受容開口３２３ａに受容された状態で第１プレート３２２及び第２プレート３２３にかしめられる。この場合、第１連結ピン受容開口３２２ａ及び第２連結ピン受容開口３２３ａの孔径は第１連結ピン３２４の外径よりも大きくされる。なお、第１連結ピン受容開口３２２ａ及び第２連結ピン受容開口３２３ａの孔径が第１連結ピン３２４の外径よりも小さくされ、第１連結ピン３２４が第１連結ピン受容開口３２２ａ及び第２連結ピン受容開口３２３ａに圧入されてもよい。また、第１連結ピン３２４の一方の端部がかしめられ、第１連結ピン３２４の他方の端部が圧入されてもよい。なお、本明細書において、ピンをプレートにかしめるとは、ピンがプレートのピン受容開口から抜けないようにピンの端部を塑性変形させることを意味する。
【００３５】
したがって、スリーブ３２１と一体である第１プレート３２２と、第２プレート３２３とは第１連結ピン３２４によって互いに連結される。なお、このとき、第２プレート３２３は、スリーブ３２１の小径部３２１ｂに圧入され又はすきま嵌めで嵌合される。
【００３６】
また、スリーブ３２１及び第１プレート３２２には、ピストンピン２１を受容するピストンピン受容開口３２１ｃが設けられる。ピストンピン受容開口３２１ｃは、第１スリーブ受容開口４２及び第２スリーブ受容開口３２３ｂよりも小さい孔径を有する。ピストンピン受容開口３２１ｃは、その軸線がスリーブ３２１の軸線と平行ではあるが、同軸にはならないように形成される。したがって、ピストンピン受容開口３２１ｃの軸線は、スリーブ３２１の回動軸線、すなわち偏心部材３２の回動軸線から偏心している。
【００３７】
このため、偏心部材３２が回転すると、第１スリーブ受容開口４２内でのピストンピン受容開口３２１ｃの位置が変化する。第１スリーブ受容開口４２内においてピストンピン受容開口３２１ｃの位置が大径端部３１ａ側にあるときには、コンロッドの有効長さが短くなる。逆に、第１スリーブ受容開口４２内においてピストンピン受容開口３２１ｃの位置が大径端部３１ａ側とは反対側、すなわち小径端部３１ｂ側にあるときには、コンロッドの有効長さが長くなる。したがって、本実施形態によれば、偏心部材３２を回動させることによって、コンロッド６の有効長さを変化させることができる。
【００３８】
＜ピストン機構＞
次に、図３を参照して、第１油圧ピストン機構３３について説明する。第１油圧ピストン機構３３は、コンロッド本体３１のロッド部３１ｃに形成された第１油圧シリンダ３３ａと、第１油圧シリンダ３３ａ内で摺動する第１油圧ピストン３３ｂと、第１油圧シリンダ３３ａ内に供給される油をシールする第１オイルシール３３ｃとを有する。第１オイルシール３３ｃは、リング形状を有し、第１油圧ピストン３３ｂの下端部の周囲に取り付けられる。
【００３９】
第１油圧シリンダ３３ａは、そのほとんど又はその全てがコンロッド６の軸線Ｘに対してピストンピン受容開口３２１ｃの軸線側に配置される。また、第１油圧シリンダ３３ａはコンロッド６の軸線Ｘ方向において大径端部３１ａ側に配置される。また、第１油圧シリンダ３３ａは、小径端部３１ｂに近づくほどコンロッド本体３１の幅方向外側に突出するように軸線Ｘに対して或る程度の角度だけ傾斜して延在する。また、第１油圧シリンダ３３ａは、第１ピストン連通油路５１を介して流れ方向切換機構３５と連通する。
【００４０】
第１油圧ピストン機構３３は第２連結ピン３３ｄを更に備える。第１油圧ピストン３３ｂは、第２連結ピン３３ｄを介して第１連結部材４５に回転可能に連結される。一方、偏心部材３２の第１プレート３２２及び第２プレート３２３は、第１連結ピン３２４を介して第１連結部材４５に回転可能に連結される。したがって、第１連結部材４５は偏心部材３２と第１油圧ピストン３３ｂとを連結する。この結果、第１油圧ピストン３３ｂの直線運動が偏心部材３２の回転運動に変換され、偏心部材３２は第１油圧ピストン３３ｂと連動する。
【００４１】
次に、第２油圧ピストン機構３４について説明する。第２油圧ピストン機構３４は、コンロッド本体３１のロッド部３１ｃに形成された第２油圧シリンダ３４ａと、第２油圧シリンダ３４ａ内で摺動する第２油圧ピストン３４ｂと、第２油圧シリンダ３４ａ内に供給される油をシールする第２オイルシール３４ｃとを有する。第２オイルシール３４ｃは、リング形状を有し、第２油圧ピストン３４ｂの下端部の周囲に取り付けられる。
【００４２】
第２油圧シリンダ３４ａは、そのほとんど又はその全てがコンロッド６の軸線Ｘに対してピストンピン受容開口３２１ｃの軸線の反対側に配置される。また、第２油圧シリンダ３４ａはコンロッド６の軸線Ｘ方向において小径端部３１ｂ側に配置される。したがって、第２油圧シリンダ３４ａは、コンロッド６の軸線Ｘ方向において第１油圧シリンダ３３ａよりも小径端部３１ｂ側に配置される。また、第２油圧シリンダ３４ａは、小径端部３１ｂに近づくほどコンロッド本体３１の幅方向外側に突出するように軸線Ｘに対して或る程度の角度だけ傾斜して延在する。また、第２油圧シリンダ３４ａは、第２ピストン連通油路５２を介して流れ方向切換機構３５と連通する。
【００４３】
第２油圧ピストン機構３４は第３連結ピン３４ｄを更に備える。第２油圧ピストン３４ｂは、第３連結ピン３４ｄを介して第２連結部材４６に回転可能に連結される。一方、偏心部材３２の第１プレート３２２及び第２プレート３２３は第１連結ピン３２４を介して第２連結部材４６に回転可能に連結される。したがって、第２連結部材４６は偏心部材３２と第２油圧ピストン３４ｂとを連結する。この結果、第２油圧ピストン３４ｂの直線運動が偏心部材３２の回転運動に変換され、偏心部材３２は第２油圧ピストン３４ｂと連動する。
【００４４】
＜流れ方向切換機構＞
次に、図８及び図９を参照して、流れ方向切換機構３５の構成について説明する。図８は、流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大したコンロッドの側面断面図である。図９（Ａ）は、図８のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ったコンロッドの断面図であり、図９（Ｂ）は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿ったコンロッドの断面図である。上述したように、流れ方向切換機構３５は、第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａへの油の流れを禁止し且つ第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａへの油の流れを許可する第一状態と、第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａへの油の流れを許可し且つ第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａへの油の流れを禁止する第二状態との間で切り換えられる。
【００４５】
流れ方向切換機構３５は、図８に示したように、二つの切換ピン６１、６２と一つの逆止弁６３とを具備する。これら二つの切換ピン６１、６２及び逆止弁６３は、コンロッド本体３１の軸線Ｘ方向において、第１油圧シリンダ３３ａ及び第２油圧シリンダ３４ａとクランク受容開口４１との間に配置される。また、逆止弁６３は、コンロッド本体３１の軸線Ｘ方向において、二つの切換ピン６１、６２よりもクランク受容開口４１側に配置される。
【００４６】
さらに、二つの切換ピン６１、６２は、コンロッド本体３１の軸線Ｘに対して両側に設けられると共に逆止弁６３は、軸線Ｘ上に設けられる。これにより、コンロッド本体３１内に切換ピン６１、６２や逆止弁６３を設けることによってコンロッド本体３１の左右の重量バランスが低下することを抑制することができる。
【００４７】
二つの切換ピン６１、６２は、それぞれ円筒状のピン収容空間６４、６５内に収容される。本実施形態では、ピン収容空間６４、６５は、その軸線がクランク受容開口４１の中心軸線と平行に延びるように形成される。切換ピン６１、６２は、ピン収容空間６４、６５内でピン収容空間６４、６５が延びる方向に摺動可能である。すなわち、切換ピン６１、６２は、その作動方向がクランク受容開口４１の中心軸線に平行になるようにコンロッド本体３１内に配置されている。
【００４８】
また、二つのピン収容空間６４、６５のうち第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４は、図９（Ａ）に示したように、コンロッド本体３１の一方の側面に対して開いていると共にコンロッド本体３１の他方の側面に対して閉じているピン収容穴として形成される。加えて、二つのピン収容空間６４、６５のうち第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５は、図９（Ａ）に示したように、コンロッド本体３１の上記他方の側面に対して開いていると共に上記一方の側面に対して閉じているピン収容穴として形成される。
【００４９】
第１切換ピン６１は、その周方向に延びる二つの円周溝６１ａ、６１ｂを有する。円周溝６１ａ、６１ｂは、第１切換ピン６１内に形成された連通路６１ｃによって互いに連通せしめられる。また、第１ピン収容空間６４内には、第１付勢バネ６７と、第１付勢バネ６７を支持する第１支持部材７６とが収容されている。第１支持部材７６は、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、第１ピン収容空間６４に形成された円周溝に配置される。第１切換ピン６１は第１付勢バネ６７によってクランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に付勢されている。特に、図９（Ａ）に示した例では、第１切換ピン６１は、第１ピン収容空間６４の閉じた端部に向かって付勢されている。
【００５０】
同様に、第２切換ピン６２も、その周方向に延びる二つの円周溝６２ａ、６２ｂを有する。円周溝６２ａ、６２ｂは、第２切換ピン６２内に形成された連通路６２ｃによって互いに連通せしめられる。また、第２ピン収容空間６５内には、第２付勢バネ６８と、第２付勢バネ６８を支持する第２支持部材７７とが収容されている。第２支持部材７７は、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、第２ピン収容空間６５に形成された円周溝に配置される。第２切換ピン６２は第２付勢バネ６８によってクランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に付勢されている。特に、図９（Ａ）に示した例では、第２切換ピン６２は、第２ピン収容空間６５の閉じた端部に向かって付勢されている。この結果、第２切換ピン６２は、第１切換ピン６１とは逆向きに付勢されている。
【００５１】
加えて、第１切換ピン６１と第２切換ピン６２とは、クランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向において互いに逆向きに配置されている。加えて、第２切換ピン６２は、第１切換ピン６１とは逆向きに付勢されている。このため、本実施形態では、これら第１切換ピン及び第２切換ピン６２に油圧が供給されたときのこれら第１切換ピン６１と第２切換ピン６２との作動方向は互いに逆向きとなる。
【００５２】
逆止弁６３は、円筒状の逆止弁収容空間６６内に収容される。本実施形態では、逆止弁収容空間６６も、クランク受容開口４１の中心軸線と平行に延びるように形成される。逆止弁６３は、逆止弁収容空間６６内で逆止弁収容空間６６が延びる方向に摺動可能である。したがって、逆止弁６３は、その作動方向がクランク受容開口４１の中心軸線に平行になるようにコンロッド本体３１内に配置されている。また、逆止弁収容空間６６は、コンロッド本体３１の一方の側面に対して開いていると共にコンロッド本体３１の他方の側面に対して閉じている逆止弁収容穴として形成される。逆止弁６３は一次側（図９（Ｂ）において上側）から二次側（図９（Ｂ）において下側）への流れを許可すると共に、二次側から一次側への流れを禁止するように構成される。
【００５３】
第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４は、第１ピストン連通油路５１を介して第１油圧シリンダ３３ａに連通せしめられる。図９（Ａ）に示したように、第１ピストン連通油路５１は、コンロッド本体３１の厚さ方向中央付近において、第１ピン収容空間６４に連通せしめられる。また、第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５は第２ピストン連通油路５２を介して第２油圧シリンダ３４ａと連通せしめられる。図９（Ａ）に示したように、第２ピストン連通油路５２も、コンロッド本体３１の厚さ方向中央付近において、第２ピン収容空間６５に連通せしめられる。
【００５４】
なお、第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２は、クランク受容開口４１からドリル等によって切削加工を行うことによって形成される。したがって、第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２のクランク受容開口４１側には、これらピストン連通油路５１、５２と同軸の第１延長油路５１ａ及び第２延長油路５２ａが形成される。換言すると、第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２は、その延長線上にクランク受容開口４１が位置するように形成される。これら第１延長油路５１ａ及び第２延長油路５２ａは、例えば、クランク受容開口４１内に設けられるベアリングメタル７１によって閉じられる。
【００５５】
第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４は、二つの空間連通油路５３、５４を介して逆止弁収容空間６６に連通せしめられる。このうち一方の第１空間連通油路５３は、図９（Ａ）に示したように、コンロッド本体３１の厚さ方向において中央よりも一方の側面側（図９（Ｂ）において下側）において、第１ピン収容空間６４及び逆止弁収容空間６６の二次側に連通せしめられる。他方の第２空間連通油路５４は、コンロッド本体３１の厚さ方向において中央よりも他方の側面側（図９（Ｂ）において上側）において、第１ピン収容空間６４及び逆止弁収容空間６６の一次側に連通せしめられる。また、第１空間連通油路５３及び第２空間連通油路５４は、第１空間連通油路５３と第１ピストン連通油路５１との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔及び第２空間連通油路５４と第１ピストン連通油路５１との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔が、円周溝６１ａ、６１ｂ間のコンロッド本体厚さ方向の間隔と等しくなるように配置される。この結果、第１ピストン連通油路５１が連通する油路は、第１ピン収容空間６４内での第１切換ピン６１の摺動によって第１空間連通油路５３と第２空間連通油路５４との間で切り換えられる。
【００５６】
また、第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５は、二つの空間連通油路５５、５６を介して逆止弁収容空間６６に連通せしめられる。このうち一方の第３空間連通油路５５は、図９（Ａ）に示したように、コンロッド本体３１の厚さ方向において中央よりも一方の側面側（図９（Ｂ）において下側）において、第１ピン収容空間６４及び逆止弁収容空間６６の二次側に連通せしめられる。他方の第４空間連通油路５６は、コンロッド本体３１の厚さ方向において中央よりも他方の側面側（図９（Ｂ）において上側）において、第１ピン収容空間６４及び逆止弁収容空間６６の一次側に連通せしめられる。また、第３空間連通油路５５及び第４空間連通油路５６は、第３空間連通油路５５と第２ピストン連通油路５２との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔及び第４空間連通油路５６と第２ピストン連通油路５２との間のコンロッド本体厚さ方向の間隔が、円周溝６２ａ、６２ｂ間のコンロッド本体厚さ方向の間隔と等しくなるように配置される。この結果、第２ピストン連通油路５２が連通する油路は、第２ピン収容空間６５内での第２切換ピン６２の摺動によって第３空間連通油路５５と第４空間連通油路５６との間で切り換えられる。
【００５７】
これら空間連通油路５３〜５６は、クランク受容開口４１からドリル等によって切削加工を行うことによって形成される。したがって、これら空間連通油路５３〜５６のクランク受容開口４１側には、これら空間連通油路５３〜５６と同軸の延長油路５３ａ〜５６ａが形成される。換言すると、空間連通油路５３〜５６は、それぞれ、その延長線上にクランク受容開口４１が位置するように形成される。これら延長油路５３ａ〜５６ａは、例えば、ベアリングメタル７１によって閉じられる。
【００５８】
上述したように、延長油路５１ａ〜５６ａは、いずれもベアリングメタル７１によって閉じられる。このため、ベアリングメタル７１を用いてコンロッド６をクランクピン２２に組み付けるだけで、これら延長油路５１ａ〜５６ａを閉じるための加工を別途することなくこれら延長油路５１ａ〜５６ａを閉じることができる。
【００５９】
また、コンロッド本体３１内には、第１切換ピン６１に油圧を供給するための第１制御用油路５７と、第２切換ピン６２に油圧を供給するための第２制御用油路５８とが形成される。第１制御用油路５７は、第１付勢バネ６７が設けられた端部とは反対側の端部において第１ピン収容空間６４に連通せしめられる。第２制御用油路５８は、第２付勢バネ６８が設けられた端部とは反対側の端部において第２ピン収容空間６５に連通せしめられる。これら制御用油路５７、５８は、クランク受容開口４１に連通するように形成されると共に、クランクピン２２内に形成された油路を介してコンロッド６の外部の油供給装置に連通される。
【００６０】
したがって、油供給装置から油圧が供給されていないときには、第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２はそれぞれ第１付勢バネ６７及び第２付勢バネ６８に付勢されて、図９（Ａ）に示したように、ピン収容空間６４、６５内の閉じられた端部側に位置することになる。一方、油供給装置から所定圧以上の油圧が供給されているときには、第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２はそれぞれ第１付勢バネ６７及び第２付勢バネ６８による付勢に抗して移動せしめられ、それぞれピン収容空間６４、６５内の開かれた端部側に位置することになる。
【００６１】
さらに、コンロッド本体３１内には、逆止弁６３が収容された逆止弁収容空間６６のうち逆止弁６３の一次側に油を補充するための補充用油路５９が形成される。補充用油路５９の一方の端部は、逆止弁６３の一次側において逆止弁収容空間６６に連通せしめられる。補充用油路５９の他方の端部は、クランク受容開口４１に連通せしめられる。また、ベアリングメタル７１には、補充用油路５９に合わせて貫通穴７１ａが形成されている。補充用油路５９は、この貫通穴７１ａを介して油供給装置に連通される。したがって、補充用油路５９により、逆止弁６３の一次側は、常時又はクランクシャフトの回転に合わせて定期的に油供給装置に連通している。
【００６２】
＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図１０〜図１２を参照して、可変長コンロッド６の動作について説明する。図１０（Ａ）は、第１油圧ピストン機構３３の第１油圧シリンダ３３ａ内に油が供給され且つ第２油圧ピストン機構３４の第２油圧シリンダ３４ａ内には油が供給されていない状態を示している。一方、図１０（Ｂ）は、第１油圧ピストン機構３３の第１油圧シリンダ３３ａ内には油が供給されておらず且つ第２油圧ピストン機構３４の第２油圧シリンダ３４ａ内には油が供給されている状態を示している。図１１は、油供給装置７５から切換ピン６１、６２に所定圧以上の油圧が供給されているときの流れ方向切換機構３５の動作を説明する概略図である。また、図１２は、油供給装置７５から切換ピン６１、６２に油圧が供給されていないときの流れ方向切換機構３５の動作を説明する概略図である。なお、図１１及び図１２では、第１切換ピン６１及び第２切換ピン６２に油圧を供給する油供給装置７５、並びに補充用油路５９に油を供給する油供給装置７５は別々に描かれているが、本実施形態では同一の油供給装置から油圧が供給される。
【００６３】
図１１に示したように、油供給装置７５から所定圧以上の油圧が供給されているときには、切換ピン６１、６２は、それぞれ、付勢バネ６７、６８による付勢に抗して移動した第一位置に位置する。この結果、第１切換ピン６１の連通路６１ｃにより第１ピストン連通油路５１と第１空間連通油路５３とが連通せしめられ、第２切換ピン６２の連通路６２ｃにより第２ピストン連通油路５２と第４空間連通油路５６とが連通せしめられる。したがって、第１油圧シリンダ３３ａが逆止弁６３の二次側に接続され、第２油圧シリンダ３４ａが逆止弁６３の一次側に接続される。
【００６４】
ここで、逆止弁６３は、第２空間連通油路５４及び第４空間連通油路５６が連通する一次側から第１空間連通油路５３及び第３空間連通油路５５が連通する二次側への油の流れは許可するが、その逆の流れは禁止するように構成される。したがって、図１１に示した状態では、第４空間連通油路５６から第１空間連通油路５３へは油が流れるが、その逆には油が流れない。
【００６５】
この結果、図１１に示した状態では、第２油圧シリンダ３４ａ内の油は、第２ピストン連通油路５２、第４空間連通油路５６、第１空間連通油路５３、第１ピストン連通油路５１の順に油路を通って第１油圧シリンダ３３ａに供給されることができる。しかしながら、第１油圧シリンダ３３ａ内の油は、第２油圧シリンダ３４ａに供給されることができない。したがって、油供給装置７５から所定圧以上の油圧が供給されているときには、流れ方向切換機構３５は、第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａへの油の流れを禁止し且つ第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａへの油の流れを許可する第一状態にあるといえる。
【００６６】
このとき、図１０（Ａ）に示したように、第１油圧シリンダ３３ａ内に油が供給され、第２油圧シリンダ３４ａから油が排出される。このため、第１油圧ピストン３３ｂは上昇し、第２油圧ピストン３４ｂは下降する。この結果、図１０（Ａ）に示した例では、第１油圧ピストン３３ｂ及び第２油圧ピストン３４ｂに連結された偏心部材３２が図中の矢印の方向に回動され、ピストンピン受容開口３２１ｃの位置が上昇する。したがって、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２１ｃの中心との間の長さ、すなわちコンロッド６の有効長さが長くなり、図中のＬ１となる。すなわち、流れ方向切換機構３５が第一状態にされると、コンロッド６の有効長さが長くなる。
【００６７】
一方、図１２に示したように、油供給装置７５から油圧が供給されていないときには、切換ピン６１、６２は、それぞれ、付勢バネ６７、６８によって付勢された第二位置に位置する。この結果、第１切換ピン６１の連通路６１ｃにより、第１油圧ピストン機構３３に連通する第１ピストン連通油路５１と第２空間連通油路５４とが連通せしめられる。加えて、第２切換ピン６２の連通路６２ｃにより、第２油圧ピストン機構３４に連通する第２ピストン連通油路５２と第３空間連通油路５５とが連通せしめられる。したがって、第１油圧シリンダ３３ａが逆止弁６３の一次側に接続され、第２油圧シリンダ３４ａが逆止弁６３の二次側に接続される。
【００６８】
上述した逆止弁６３の作用により、図１２に示した状態では、第１油圧シリンダ３３ａ内の油は、第１ピストン連通油路５１、第２空間連通油路５４、第３空間連通油路５５、第２ピストン連通油路５２の順に油路を通って第２油圧シリンダ３４ａに供給されることができる。しかしながら、第２油圧シリンダ３４ａ内の油は、第１油圧シリンダ３３ａに供給されることができない。したがって、油供給装置７５から油圧が供給されていないときには、流れ方向切換機構３５は、第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａへの油の流れを許可し且つ第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａへの油の流れを禁止する第二状態にあるといえる。
【００６９】
このとき、図１０（Ｂ）に示したように、第２油圧シリンダ３４ａ内に油が供給され、第１油圧シリンダ３３ａから油が排出される。このため、第２油圧ピストン３４ｂは上昇し、第１油圧ピストン３３ｂは下降する。この結果、図１０（Ｂ）に示した例では、偏心部材３２が図中の矢印の方向（図１０（Ａ）の矢印とは反対方向）に回動され、ピストンピン受容開口３２１ｃの位置が下降する。したがって、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２１ｃの中心との間の長さ、すなわちコンロッド６の有効長さは図中のＬ１よりも短いＬ２となる。すなわち、流れ方向切換機構３５が第二状態にされると、コンロッド６の有効長さが短くなる。
【００７０】
したがって、本実施形態に係るコンロッド６では、上述したように、流れ方向切換機構３５を第一状態と第二状態との間で切り替えることによって、コンロッド６の有効長さをＬ１とＬ２との間で切り替えることができる。この結果、コンロッド６を用いた内燃機関１では、機械圧縮比を変更することができる。
【００７１】
＜可変長コンロッドの製造方法＞
以下、上述した可変長コンロッド６の製造方法について説明する。可変長コンロッド６は、コンロッド本体３１、偏心部材３２、第１油圧ピストン機構３３、第２油圧ピストン機構３４、第１連結部材４５、第２連結部材４６及び流れ方向切換機構３５を製造し、これらを組み立てることによって製造される。
【００７２】
偏心部材３２の製造では、スリーブ３２１及び第１プレート３２２は一体的に成形される。スリーブ３２１及び第１プレート３２２は例えば鋳造又は焼結によって成形される。この場合、スリーブ３２１及び第１プレート３２２は例えば鉄系の鋳造材料又は焼結材料から構成される。一方、第２プレート３２３はスリーブ３２１及び第１プレート３２２とは別個に成形される。第２プレート３２３は例えばプレス加工によって成形される。この場合、第２プレート３２３は例えばＳＣＭ４１５（クロムモリブデン鋼）のような炭素鋼から構成される。
【００７３】
偏心部材３２をコンロッド本体３１に取り付けるとき、最初に、第１プレート３２２と一体であるスリーブ３２１がコンロッド本体３１の第１スリーブ受容開口４２に挿入される。次いで、第２プレート３２３が、スリーブ３２１の第１プレート３２２とは反対側の端部に配置される。より具体的には、第２プレート３２３は、スリーブ３２１の小径部３２１ｂ上に配置される。次いで、第１プレート３２２、第２プレート３２３及び第１連結部材４５が第１連結ピン３２４を介して互いに連結され、第１プレート３２２、第２プレート３２３及び第２連結部材４６が第１連結ピン３２４を介して互いに連結される。このとき、第１連結ピン３２４は第１プレート３２２の第１連結ピン受容開口３２２ａ及び第２プレート３２３の第２連結ピン受容開口３２３ａに挿入されて第１プレート３２２及び第２プレート３２３にかしめられる。なお、第１連結ピン３２４は第１プレート３２２の第１連結ピン受容開口３２２ａ及び第２プレート３２３の第２連結ピン受容開口３２３ａに圧入されてもよい。また、第１連結ピン３２４の一方の端部がかしめられ、第１連結ピン３２４の他方の端部が圧入されてもよい。
【００７４】
＜第一実施形態における効果＞
ところで、可変長コンロッド６の偏心部材３２においてスリーブ３２１の軸線と連結ピン受容開口３２２ａ、３２３ａの軸線との相対的な位置関係が設計値からずれると、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示した状態における偏心部材３２の回動位置、ひいてはコンロッド６の有効長さＬ１、Ｌ２も設計値からずれてしまう。また、スリーブ３２１の軸線に対するピストンピン受容開口３２１ｃの軸線の位置が設計値からずれた場合にも、コンロッド６の有効長さＬ１、Ｌ２が設計値からずれてしまう。コンロッド６の有効長さＬ１、Ｌ２が設計値からずれた場合、内燃機関１の機械圧縮比を所望の値に制御することができない。また、複数の気筒を有する内燃機関では、各可変長コンロッドによって実現される機械圧縮比の値が気筒間でバラツクおそれがある。
【００７５】
これに対して、本実施形態では、上述したように、スリーブ３２１及び第１プレート３２２は一体成形品である。すなわち、スリーブ３２１は第１プレート３２２と一体的に成形される。この場合、スリーブ３２１及び第１プレート３２２の外形、ピストンピン受容開口３２１ｃ並びに第１連結ピン受容開口３２２ａを同時に成形することができるため、スリーブ３２１の軸線、すなわち偏心部材３２の回動軸線に対するピストンピン受容開口３２１ｃ及び第１連結ピン受容開口３２２ａの軸線の位置ずれを低減することができる。したがって、本実施形態によれば、偏心部材３２の回動によって変更されるコンロッド６の有効長さの設計値からのずれを低減することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、第１プレート３２２と一体であるスリーブ３２１は、コンロッド本体３１の第１スリーブ受容開口４２に挿入され、第１連結ピン３２４は、かしめ又は圧入によって第１プレート３２２及び第２プレート３２３に固定されることによって第１プレート３２２と第２プレート３２３とを連結する。したがって、偏心部材３２を組み立てるため及びコンロッド本体３１に取り付けるために溶接が用いられない。この結果、可変長コンロッド６の組立時に偏心部材３２に熱が加えられないため、熱収縮による偏心部材３２の変形を抑制することができる。したがって、偏心部材３２の回動軸線に対するピストンピン受容開口３２１ｃ及び第１連結ピン受容開口３２２ａの軸線の位置ずれを更に低減することができる。また、第１連結部材４５及び第２連結部材４６に対する第１連結ピン３２４の摺動摩擦、コンロッド本体３１の小径端部３１ｂに対するスリーブ３２１の摺動摩擦等も低減することができる。
【００７７】
＜その他の態様＞
また、内燃機関１のシリンダ内でピストン５が往復動すると、ピストンピン２１に上向き及び下向きの慣性力が作用する。さらに、内燃機関１の燃焼室７において混合気が燃焼すると、ピストン５を下降させるようにピストンピン２１に下向きの爆発力が作用する。このとき、本実施形態ではスリーブ３２１の大径部３２１ａがコンロッド本体３１の第１スリーブ受容開口４２に受容されているため、慣性力及び爆発力の大部分は大径部３２１ａを介してコンロッド本体３１に伝達される。
【００７８】
しかしながら、ピストンピン受容開口３２１ｃの軸線がスリーブ３２１の回動軸線から偏心しているため、慣性力及び爆発力の一部は偏心部材３２を介して第１連結部材４５及び第２連結部材４６に伝達される。伝達される慣性力及び爆発力の大部分は、スリーブ３２１と一体的に成形された第１プレート３２２と、第１連結ピン３２４とを介して第１連結部材４５及び第２連結部材４６に作用する。このため、本実施形態では、好ましくは、慣性力及び爆発力による偏心部材３２の変形を抑制すべく、第１プレート３２２は、第２プレート３２３よりも高い剛性を有するように構成される。例えば、スリーブ３２１及び第１プレート３２２を焼結によって成形し、第２プレート３２３をプレス加工によって成形することによって第１プレート３２２の剛性を第２プレート３２３よりも高くすることができる。なお、第２プレート３２３の厚さを第１プレート３２２よりも薄くしてもよい。この場合、偏心部材３２ひいては可変長コンロッド６の総重量を小さくすることができる。また、第１プレート３２２の材料よりも低剛性の材料を第２プレート３２３に用いてもよい。この場合、偏心部材３２ひいては可変長コンロッド６の製造コストを低減することができる。
【００７９】
＜第二実施形態＞
次に、図１３〜図１５を参照して、本発明の第二実施形態に係る可変長コンロッド６’について説明する。第二実施形態に係る可変長コンロッド６’の構成、動作及び製造方法は、以下に説明する点を除いて、基本的に第一実施形態に係る可変長コンロッド６と同様である。
【００８０】
＜可変長コンロッドの構成＞
図１３は、第二実施形態に係る可変長コンロッド６’を概略的に示す斜視図である。図１４及び図１５は、コンロッド本体３１の小径端部３１ｂ近傍の概略斜視図である。図１４及び図１５では、偏心部材３２は、分解された状態で示されている。
【００８１】
第二実施形態では、第一実施形態と異なり、可変長コンロッド６’は一つのピストン機構３３と一つの連結部材４５とを備える。第二実施形態では、ピストン機構３３の油圧シリンダへの作動油の供給及び油圧シリンダからの作動油の排出によって油圧ピストンが摺動し、油圧ピストンの摺動に伴って偏心部材３２が回動せしめられる。したがって、第二実施形態において、流れ方向切換機構３５は、油圧シリンダに作動油を供給することを許可し且つ油圧シリンダから作動油を排出することを禁止する第一状態と、油圧シリンダに作動油を供給することを禁止し且つ油圧シリンダから作動油を排出することを許可する第二状態との間で切り換えられるように構成される。なお、油圧シリンダに供給される作動油はコンロッド本体３１の外部の油圧供給源によって供給される。
【００８２】
可変長コンロッド６’の偏心部材３２は、第１実施形態と同様に、スリーブ３２１と、スリーブ３２１の両端にそれぞれ配置された第１プレート３２２及び第２プレート３２３と、第１プレート３２２と第２プレート３２３とを連結する第１連結ピン３２４とを備える。一方の第１連結ピン３２４は第１連結部材４５に連結される。また、可変長コンロッド６’の偏心部材３２は回動規制部材４７を更に備える。回動規制部材４７は、油圧シリンダに作動油が供給されて偏心部材３２が一方へ回動せしめられたとき、コンロッド本体３１に当接することによって偏心部材３２の回動を規制する。
【００８３】
本実施形態では、回動規制部材４７は第２プレート３２３と一体である。すなわち、回動規制部材４７と第２プレート３２３とは、焼結又は鋳造によって一体的に成形された一体成型品である。ここで、第１プレート３２２と回動規制部材４７とを一体的に成形すると、回動規制部材４７が干渉してスリーブ３２１の外径（特に大径部３２１ａ）を最終的に高精度に加工することが困難になる。これに対して、本実施形態では、回動規制部材４７を第２プレート３２３と一体的に成形することにより、スリーブ３２１の外径加工を容易に行うことができる。
【００８４】
なお、図１６に示すように、可変長コンロッド６’は、コンロッド本体３１の外部から供給される油圧によって偏心部材３２の一方への回動の停止位置を二段階に切り換えるように構成された停止装置３６を更に備えていてもよい。停止装置３６は、コンロッド本体３１から突出した突出状態と、コンロッド本体３１内に格納された格納状態との間で切換可能である。
【００８５】
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。例えば、スリーブ３２１は、大径部３２１ａ及び小径部３２１ｂを有することなく軸線方向において一定の外径を有してもよい。この場合、スリーブ３２１の軸線方向における第２プレート３２３の位置は、例えば第２プレート３２３がコンロッド本体３１の小径端部３１ｂに当接することによって定められる。また、ピストンピン受容開口３２１ｃの軸線はコンロッド６の幅方向において偏心部材３２の回動軸線から第２油圧シリンダ３４ａ側に偏心していてもよい。また、第１油圧シリンダ３３ａがコンロッド６の軸線Ｘ方向において小径端部３１ｂ側に配置され、第２油圧シリンダ３４ａがコンロッド６の軸線Ｘ方向において大径端部３１ａ側に配置されてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１    内燃機関
５    ピストン
６、６’    コンロッド
２１    ピストンピン
３１    コンロッド本体
３１ａ    大径端部
３１ｂ    小径端部
３１ｃ    ロッド部
３２    偏心部材
３２１    スリーブ
３２１ｃ    ピストンピン受容開口
３２２    第１プレート
３２２ａ    第１連結ピン受容開口
３２３    第２プレート
３２３ａ    第２連結ピン受容開口
３２４    第１連結ピン
３３    第１油圧ピストン機構
３３ａ    第１油圧シリンダ
３３ｂ    第１油圧ピストン
３４    第２油圧ピストン機構
３４ａ    第２油圧シリンダ
３４ｂ    第２油圧ピストン
４２    第１スリーブ受容開口
４５    第１連結部材
４６    第２連結部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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