(57)【要約】【課題】内燃機関の可変圧縮比機構において、圧縮比の切替えの確実性及び耐久性を高めることを可能にする。【解決手段】外径部と内径部とが互いに偏心させられたブッシュ部、このブッシュ部のフランジ部として回転可能である制御プレート、この制御プレートに設けられており、内燃機関の第１圧縮比用の第１周方向位置に固定するための第１ロック部、並びに制御プレートに設けられており、第１圧縮比用とは異なる第２圧縮比用の第２周方向位置に固定するための第２ロック部とを有する偏心ベアリングと、クランクシャフトにおける制御プレートと対向する表面に設けられており、制御プレートを介して偏心ベアリングをクランクシャフトと共に強制回転させるように第１ロック部に引っ掛かる第１突起部と、コンロッド大端部における制御プレートと対向する表面に設けられており、制御プレートを介して偏心ベアリングをコンロッド大端部に対して固定するように第２ロック部に引っ掛かる第２突起部とを備える。【選択図】  図１
2004346848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）コンロッド大端部に内嵌される外径部とクランクピンに外嵌される内径部とが互いに偏心させられたブッシュ部、（ｉｉ）該ブッシュ部の回転中心線方向に沿って往復運動可能であると共に前記ブッシュ部と一体となって前記ブッシュ部のフランジ部として回転可能である制御プレート、（ｉｉｉ）該制御プレートに設けられており、前記制御プレートを前記ブッシュ部と共に、前記コンロッド大端部及び前記クランクシャフトに対して、内燃機関の第１圧縮比用の第１周方向位置に固定するための第１ロック部、並びに（ｉｖ）該制御プレートに設けられており、前記制御プレートを前記ブッシュ部と共に、前記第１圧縮比用とは異なる第２圧縮比用の第２周方向位置に固定するための第２ロック部とを有する偏心ベアリングと、
前記クランクシャフトにおける前記制御プレートと対向する表面に設けられており、前記制御プレートが前記ブッシュ部から離れる側に動いた際に、前記制御プレートを介して前記偏心ベアリングを前記クランクシャフトと共に強制回転させるように前記第１ロック部に引っ掛かる第１突起部と、
前記コンロッド大端部における前記制御プレートと対向する表面に設けられており、前記制御プレートが前記ブッシュ部に近付く側に動いた際に、前記制御プレートを介して前記偏心ベアリングを前記コンロッド大端部に対して固定するように前記第２ロック部に引っ掛かる第２突起部と
を備えたことを特徴とする内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項２】
前記第１ロック部は、前記制御プレートが前記ブッシュ部に近付く側に動いた際に、前記第２突起部が引っ掛からない位置又は形状に設けられており、
前記第２ロック部は、前記制御プレートが前記ブッシュ部から離れる側に動いた際に、前記第１突起部が引っ掛からない位置又は形状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項３】
前記コンロッド大端部及び前記クランクシャフトのうち少なくとも一方に設けられており、潤滑オイルの油圧が設定値より高い場合に、前記油圧により前記制御プレートを前記ブッシュ部から離れる側に移動させ、前記油圧が設定値より低い場合に、前記制御プレートを前記ブッシュ部に近付く側に移動させる駆動手段を更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項４】
前記第１ロック部は、前記外径部の回転中心線を挟んで前記内径部の回転中心線の反対側に設けられており、前記第２ロック部は、前記第１ロック部に前記回転中心線を挟んで対向する位置に設けられており、前記第１周方向位置は高圧縮比用であり、前記第２周方向位置は低圧縮比用であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮機構。
【請求項５】
前記外径部に外嵌される前記コンロッド大端部の内周面に前記外径部の径方向に突出可能な突出部を更に備えており、
前記外径部は、前記突出部が係合可能な係合穴を規定する壁部分を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【請求項６】
前記突出部は、
前記コンロッド大端部の内周面に開けられた他の穴の内部に配置されており、前記径方向に伸縮可能なスプリングと、
該スプリングの先端側に配置されており前記スプリングにより前記他の穴の外側へ付勢されたボールと
を含むことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変圧縮比機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される内燃機関の可変圧縮比機構の技術分野に属し、より詳細には、ピストンストロークを変えて圧縮比を可変し得る可変圧縮比機構の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の可変圧縮機構では、ピストンストロークを長くすることで、圧縮上死点における燃焼室容積を小さくして、圧縮比を高める状態（以下適宜、「高圧縮比状態」という）とし、逆にピストンストロークを短くすることで、圧縮上死点における燃焼室容積を大きくして、圧縮比を低める状態（以下適宜、「低圧縮比状態」という）とするように構成されている。高圧縮比状態にすれば、中負荷域以下や低中回転域において熱効率を上げて内燃機関の出力を高めることができ、低圧縮比状態にすれば、高負荷域や高回転域においてノッキングを抑制できる。このように圧縮比を切替えるために可変圧縮比機構として、コンロッド大端部に偏心ベアリングと、偏心ベアリングの回転を固定するロック手段とを備えたものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、偏心ベアリングは、コンロッド（コネクティングロッド或いは連結棒）の大端部とクランクシャフトのクランクピンとの間に挿入されていて、圧縮比を切替える以前において、クランクシャフトの回転に引きずられて相対回転する。ここに、「相対回転」とは、偏心ベアリングの回転が、ロック手段により固定されていない場合に、基本的には、クランクシャフトの回転慣性モーメントに引きずられてクランクシャフトの回転と同じ方向へ回転することである。但し、偏心ベアリングは、クランクシャフトに引きずられて回転するが、クランクシャフトと共には回転しない。ここで、高圧縮比状態へ切り替えられると、ロック手段の一例である係合穴を開けたフランジ部を有した偏心ベアリングの回転は、クランクシャフトのクランクジャーナルに設けられたロック手段の他の一例であるロックピンが前述の係合穴に係合され、周方向における所定位置で固定される。このことによってピストンストロークを最長にさせて高圧縮比へ切替えている。
【０００４】
【特許文献１】
実開平３−１３４４０号公報
【特許文献２】
特開平６−２４１０５８号公報
【特許文献３】
特開平６−２４１０５７号公報
【特許文献４】
特開平５−３０２５３０号公報
【特許文献５】
特開平１１−６２６４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１等に開示された従来の例えばロックピン及び係合穴等から構成されるロック手段では、圧縮比の切替えの確実性及び耐久性が低いという技術的な問題点が有る。
【０００６】
具体的には、内燃機関が高速回転の場合、クランクシャフトの回転速度が増加すると共に、偏心ベアリングの相対回転の回転速度も増加するので、この相対回転の慣性にまかせてロックピンを係合穴に係合させる従来の構成では、一瞬の短時間にロックピンが係合穴を通過し係合することができず、圧縮比の切替えが失敗する可能性が高い。よって、圧縮比の切替えの確実性が低いという技術的な問題点が有る。また、仮に、このことをロックピンに掛かる油圧力を増加させることで解決しようとすると、ロックピンと、係合穴以外の部分との接触面及び偏心ベアリングとクランクピンとの接触面等において磨耗が激しくなるので、実践上殆ど又は完全に不可能であるという技術的な問題点も有る。
【０００７】
或いは、従来の構成では、ロックピンが係合穴に係合される瞬間に、ロックピンと係合穴の位置を完全に一致させる機構がなく、ロックピンが係合穴に対して斜めにずれて嵌挿される可能性が高い。そのため、ロックピンが係合穴の入口付近を磨耗させる。また、仮に、ロックピンが係合穴に係合しても、このロックピンは、偏心ベアリングの相対回転の接線方向に生じるせん断力に対する面積が小さいため、常時、このせん断力を受けるため、破損しやすく耐久性が低いという技術的な問題点が有る。
【０００８】
そこで本発明は、例えば上記問題点に鑑みなされたものであり、例えば、内燃機関の可変圧縮比機構において、圧縮比の切替えの確実性及び耐久性を高めることが可能な内燃機関の可変圧縮比機構を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の主旨は、内燃機関の可変圧縮比機構において、偏心ベアリングを構成するブッシュ部のフランジ部として設けられた制御プレートの第１又は第２ロック部とクランクシャフトの第１突起部又はコンロッド大端部の第２突起部とを突き当てさせ、第１又は第２突起部が第１又は第２ロック部に引っ掛かることによって圧縮比の切替えを行う点にある。
【００１０】
本発明の内燃機関の可変圧縮比機構は上記課題を解決するために、（ｉ）コンロッド大端部に内嵌される外径部とクランクピンに外嵌される内径部とが互いに偏心させられたブッシュ部、（ｉｉ）該ブッシュ部の回転中心線方向に沿って往復運動可能であると共に前記ブッシュ部と一体となって前記ブッシュ部のフランジ部として回転可能である制御プレート、（ｉｉｉ）該制御プレートに設けられており、前記制御プレートを前記ブッシュ部と共に、前記コンロッド大端部及び前記クランクシャフトに対して、内燃機関の第１圧縮比用の第１周方向位置に固定するための第１ロック部、並びに（ｉｖ）該制御プレートに設けられており、前記制御プレートを前記ブッシュ部と共に、前記第１圧縮比用とは異なる第２圧縮比用の第２周方向位置に固定するための第２ロック部とを有する偏心ベアリングと、前記クランクシャフトにおける前記制御プレートと対向する表面に設けられており、前記制御プレートが前記ブッシュ部から離れる側に動いた際に、前記制御プレートを介して前記偏心ベアリングを前記クランクシャフトと共に強制回転させるように前記第１ロック部に引っ掛かる第１突起部と、前記コンロッド大端部における前記制御プレートと対向する表面に設けられており、前記制御プレートが前記ブッシュ部に近付く側に動いた際に、前記制御プレートを介して前記偏心ベアリングを前記コンロッド大端部に対して固定するように前記第２ロック部に引っ掛かる第２突起部とを備える。
【００１１】
本発明の内燃機関の可変圧縮比機構によれば、その通常動作時には、周知のように、コンロッドのシリンダ内を往復する直線運動が、リンク機構によってクランクシャフトの回転運動に変換される。偏心ベアリングは、コンロッド大端部とクランクシャフトのクランクピンとの間に挿入され、基本的には、クランクシャフトの回転に引きずられて相対回転する。
【００１２】
ここで、第１圧縮比への切替えが行われると、第１周方向位置、例えば偏心ベアリングのブッシュ部の最も厚肉の部分（以下適宜、「偏心ベアリング最厚肉部」と称す。）、に位置する制御プレートの第１ロック部が、クランクシャフトの第１突起部に突き当てられることにより、第１ロック部が第１突起部に引っ掛けられた形で、偏心ベアリング及び制御プレートは、クランクシャフトと共に強制回転される。ここに本願発明に係る、「強制回転」とは、「相対回転」とは異なり、偏心ベアリングが、該偏心ベアリングにおける制御プレートの第１ロック部が、クランクシャフトの第１突起部に突き当てられることにより、第１ロック部が第１突起部に引っ掛けられた形で、クランクシャフトから力を受け、クランクシャフトと共に強制的に回転することである。よって、クランクシャフトの第１突起部がクランクシャフトと共に上死点の位置にくると、クランクシャフトの第１突起部に突き当てられ、引っ掛けられている制御プレートの第１ロック部及び第１周方向位置、例えば偏心ベアリング最厚肉部が、シリンダ側、即ち、クランクシャフトの上方向に位置した状態（以下適宜、この状態を「長ストローク設定状態」と称す。）のままコンロッドが圧縮行程に入ることにより、ピストンストロークが最長となり、第１圧縮比状態、例えば、高圧縮比状態が実現される。
【００１３】
他方、第２圧縮比への切替えが行われると、第２周方向位置、例えば偏心ベアリングのブッシュ部の最も薄肉の部分（以下適宜、「偏心ベアリング最薄肉部」と称す。）、に位置する制御プレートの第２ロック部が、コンロッド大端部の第２突起部に突き当てられ、引っ掛けられていることにより、偏心ベアリングの相対回転は停止される。よって、コンロッド大端部の第２突起部がクランクシャフトと共に上死点の位置にくると、コンロッド大端部の第２突起部に突き当てられ、引っ掛けられている制御プレートの第２ロック部及び第２周方向位置、例えば偏心ベアリング最薄肉部がシリンダ側、即ち、クランクシャフトの上方向に位置した状態（以下適宜、この状態を「短ストローク設定状態」と称す。）のままコンロッドが圧縮行程に入ることにより、ピストンストロークが最短となり、第２圧縮比状態、例えば、低圧縮比状態が実現される。
【００１４】
以上のようにして、第１圧縮比又は第２圧縮比へ、例えば、高圧縮比又は低圧縮比への切替えが行われる。
【００１５】
従って本発明の内燃機関の可変圧縮比機構によれば、従来のロックピンと係合穴等から構成されるロック手段と比較して、圧縮比の切替えの確実性及び耐久性を高めることが可能である。
【００１６】
具体的には、内燃機関が高速運転している場合、クランクシャフトの回転速度が増加すると共に、偏心ベアリングの相対回転の回転速度も増加するので、この相対回転の慣性にまかせてロックピンを係合穴に係合させる従来の構成では、一瞬の短時間にロックピンが係合穴を通過し係合することができず、圧縮比の切替えが失敗する可能性が高い。また、仮に、例えば、このことをロックピンに掛かる油圧力を増加させることで解決しようとすると、ロックピンと、係合穴以外の部分との接触面及び偏心ベアリングとクランクピンとの接触面等において磨耗が激しくなるので、実践上殆ど又は完全に不可能である。他方、本発明の内燃機関の可変圧縮比機構によれば、偏心ベアリングの相対回転の回転速度に関係なく、例えば、電子制御ユニットの制御下で、潤滑オイルの油圧が調整されることにより、制御プレートの第２ロック部を、コンロッド大端部の第２突起部に突き当てさせ、引っ掛けさせるので、噛み合わせの不具合及び従来のロックピンが係合穴に斜めにずれて嵌挿される不具合等が発生する可能性は殆ど又は完全にないので、圧縮比の切替えの失敗を殆ど又は完全になくすことができる。よって、圧縮比の切替えの確実性を高めることができる。
【００１７】
また、例えば、偏心ベアリングの相対回転が殆ど又は完全に停止してしまう内燃機関の運転状態の場合、従来のロックピンと係合穴等から構成されるロック手段によれば、相対回転の慣性にまかせて係合させるので、仮に相対回転が停止した場合、圧縮比の切替えが殆ど又は完全に不可能となる。他方、本発明の内燃機関の可変圧縮比機構によれば、仮に偏心ベアリングの相対回転が停止した場合でも例えば、電子制御ユニットの制御下で、潤滑オイルの油圧が調整されることにより、クランクシャフトが少なくとも一回転する間に、制御プレートの第１ロック部を、クランクシャフトの第２突起部に突き当てさせ、引っ掛けさせた形で、偏心ベアリングをクランクシャフトと共に強制回転させるので、圧縮比の切替えの失敗を殆ど又は完全になくすことができる。よって、圧縮比の切替えの確実性を高めることができる。
【００１８】
或いは、従来の構成では、ロックピンが係合穴に係合される瞬間に、ロックピンと係合穴の位置を完全に一致させる機構がなく、ロックピンが係合穴に対して斜めにずれて嵌挿される可能性が高い。そのため、ロックピンが係合穴の入口付近を磨耗させる。また、仮に、ロックピンが係合穴に係合しても、このロックピンは、偏心ベアリングの相対回転の接線方向に生じるせん断力に対する面積が小さいため、常時、このせん断力を受けるため、破損しやすく耐久性が低い。他方、本発明の内燃機関の可変圧縮比機構によれば、制御プレートの第１又は第２ロック部とクランクシャフトの第１突起部又はコンロッド大端部の第２突起部とは突き当てによる引っ掛けなので、噛み合わせの不具合及び従来のロックピンが係合穴に斜めにずれて嵌挿される不具合等から発生する磨耗は殆ど又は完全にない。よって、圧縮比の切替えの耐久性を高めることができる。
【００１９】
特に、前述の偏心ベアリングの相対回転が殆ど又は完全に停止してしまう内燃機関の運転状態について、より詳細に説明する。前述のように、偏心ベアリングは、基本的には、クランクシャフトの回転に引きずられて相対回転する。また、周知のように、クランクシャフトが回転運動をするのに対してコンロッドは図示しないシリンダ内を往復する直線運動をする。このため、偏心ベアリングがコンロッドから受ける外力の向きによっては、偏心ベアリングを正回転又は逆回転させるモーメントが偏心ベアリングに瞬間的に又は継続的に掛かる場合が想定される。ここに「正回転」とは、偏心ベアリングの相対回転をクランクシャフトの回転方向と同じ方向に更に回転させることを言う。このようなモーメントはレシプロエンジンである以上避けられないものである。ここで、偏心ベアリングの長ストローク設定状態から短ストローク設定状態への切替えをする場合、またはその反対の切替えをする場合、この切替えのタイミングによっては、偏心ベアリングは、これが相対回転している最中に一瞬といえども逆回転する虞がある。したがって、コンロッドから偏心ベアリングを逆回転させようとするモーメントが作用すると、クランクシャフトの回転慣性モーメントにより相対回転させようとするモーメントと打ち消し合い、偏心ベアリング及び制御プレートの相対回転が殆ど又は完全に停止してしまう内燃機関の運転状態が発生する。ここで、また、前述した切替えのタイミングによっては、偏心ベアリングは、これが正回転している最中に更に正回転する虞がある。したがって、クランクシャフトの回転慣性モーメントに加えて、コンロッドから偏心ベアリングを正回転させようとするモーメントにより偏心ベアリング及び制御プレートがクランクシャフトの回転よりも高速に回転してしまう内燃機関の運転状態が発生する。
【００２０】
以上のように本発明の内燃機関の可変圧縮比機構によれば、例えば、偏心ベアリングの相対回転が殆ど又は完全に停止してしまう若しくは偏心ベアリングの相対回転がエンジン回転よりも高速である等の特定の内燃機関の運転状態においても、圧縮比の切替えの確実性及び耐久性を高めることが可能となる。
【００２１】
本発明の内燃機関の可変圧縮比機構の一態様では、前記第１ロック部は、前記制御プレートが前記ブッシュ部に近付く側に動いた際に、前記第２突起部が引っ掛からない位置又は形状に設けられており、前記第２ロック部は、前記制御プレートが前記ブッシュ部から離れる側に動いた際に、前記第１突起部が引っ掛からない位置又は形状に設けられている。
【００２２】
この態様によれば、例えば、第１ロック部には、この第１ロック部に対応するクランクシャフトの第１突起部だけが突き当たることができ、対応しないコンロッド大端部の第２突起部には当たらないように、凹み等が設けられている。同様にして、第２ロック部には、この第２ロック部に対応するコンロッド大端部の第２突起部だけが突き当たることができ、対応しないクランクシャフトの第１突起部には当たらないように、凹み等が設けてられている。
【００２３】
この結果、物理的に構造上、圧縮比の切替えの確実性をより高めることが可能となる。
【００２４】
本発明の内燃機関の可変圧縮比機構の他の態様では、前記コンロッド大端部及び前記クランクシャフトのうち少なくとも一方に設けられており、潤滑オイルの油圧が設定値より高い場合に、前記油圧により前記制御プレートを前記ブッシュ部から離れる側に移動させ、前記油圧が設定値より低い場合に、前記制御プレートを前記ブッシュ部に近付く側に移動させる駆動手段を更に備える。
【００２５】
この態様によれば、圧縮比の切替えは、具体的には、駆動手段の一例を構成する例えば、電子制御ユニット（ＥＣＵ）の制御下で、電磁弁の開度が調節されることでオイルポンプの圧送圧力が調整され、潤滑オイルの油圧が調整される。このＥＣＵの制御下で、潤滑オイルの油圧が高められることにより、制御プレートをブッシュ部から離れる側に移動させ、他方、ＥＣＵの制御下で、潤滑オイルの油圧が低下することにより、制御プレートを前記ブッシュ部に近付く側に移動させる。尚、潤滑オイルの油圧を高めたり又は低下させたりするタイミング並びに油圧の調節量は、予め作成されたマップテーブルからの取得又は、所定関数による計算から一義的に決定される
この結果、例えば、ＥＣＵの制御により、適度な時期に、圧縮比の切替えをすることが可能となると共に油圧制御のため、円滑に、圧縮比の切替えをすることが可能となる。
【００２６】
本発明の内燃機関の可変圧縮比機構の他の態様では、前記第１ロック部は、前記外径部の回転中心線を挟んで前記内径部の回転中心線の反対側に設けられており、前記第２ロック部は、前記第１ロック部に前記回転中心線を挟んで対向する位置に設けられており、前記第１周方向位置は高圧縮比用であり、前記第２周方向位置は低圧縮比用である。
【００２７】
この態様によれば、高圧縮比を実現するために、クランクシャフトの第１突起部に引っ掛けられる第１ロック部を、偏心ベアリングのブッシュ部の最も厚肉の部分、即ち、偏心ベアリング最厚肉部に位置付けるように、制御プレートは組付けられる。他方、低圧縮比を実現するために、コンロッド大端部の第２突起部に引っ掛けられる第２ロック部は、第１ロック部に外径部の回転中心線を挟んで対向する位置、即ち、偏心ベアリングのブッシュ部の最も薄肉の部分、即ち、偏心ベアリング最薄肉部に設けられる。
【００２８】
この結果、圧縮比を高低２段階に確実に切替えることができる。
【００２９】
尚、内燃機関に求められる特性に合わせて、この態様とは逆の構成を採用してもよい。また、この態様では、偏心ベアリングのブッシュ部の肉厚を利用して高低二段階の圧縮比へ切替え可能であるが、ブッシュ部の肉厚を利用して三段階以上の圧縮比へ切替えるように構成してもよい。
【００３０】
本発明の内燃機関の可変圧縮比機構の他の態様では、前記外径部に外嵌される前記コンロッド大端部の内周面に前記外径部の径方向に突出可能な突出部を更に備えており、前記外径部は、前記突出部が係合可能な係合穴を規定する壁部分を含む。
【００３１】
この態様によれば、更に圧縮比の切替えをより確実に行うために、コンロッド大端部に内嵌されている偏心ベアリングの外径部の外周面に係合穴及び偏心ベアリングの外径部に外嵌されるコンロッド大端部の内周面において突出部を構成要素として新たに追加している。
【００３２】
これらの構成要素は、具体的には、突出部が係合穴に係合しその係合状態を維持するようになる。よって、偏心ベアリングの回転の回転方向及び回転範囲は、この係合状態を維持した規定範囲内に拘束されやすい。ここに、「規定範囲」とは、詳細に後述するように、係合穴の形状によって決定される偏心ベアリングの相対回転の回転範囲である。
【００３３】
尚、このような突出部を外径部側に設けると共に係合穴をコンロッド大端部の内周面側に設けることも可能である。更に、このような一対の突出部及び係合穴は、一つの偏心ベアリングに対して、一つだけ設けてもよいし、複数設けてもよい。
【００３４】
この態様によれば、例えば、偏心ベアリング及び制御プレートがクランクシャフトの回転よりも高速に回転し続ける場合でも、偏心ベアリングの回転方向及び回転範囲が規定範囲内に拘束されやすいためクランクシャフトが少なくとも一回転する間に、制御プレートの第１ロック部を、クランクシャフトの第１突起部に突き当てさせ、引っ掛けさせることが可能である。
【００３５】
また例えば、偏心ベアリング及び制御プレートの回転が殆ど又は完全に停止された場合でも、偏心ベアリングの回転方向及び回転範囲が規定範囲内に拘束されやすいため、偏心ベアリングがこの規定範囲内の一方の端側又は他方の端側に位置で拘束されることにより、制御プレートの第２ロック部を、コンロッド大端部の第２突起部に突き当てさせ、引っ掛けさせることが容易である。
【００３６】
以上より、この態様によれば、例えば、偏心ベアリングの相対回転が殆ど又は完全に停止してしまう若しくは偏心ベアリングの相対回転がエンジン回転よりも高速である等の特定の内燃機関の運転状態においても、圧縮比の切替えをより確実に行うことが可能である。
【００３７】
この突出部に係る態様では、前記突出部は、前記コンロッド大端部の内周面に開けられた他の穴の内部に配置されており、前記径方向に伸縮可能なスプリングと、該スプリングの先端側に配置されており前記スプリングにより前記他の穴の外側へ付勢されたボールとを含むように構成してもよい。
【００３８】
このように構成すれば、偏心ベアリングの回転の回転方向及び回転範囲は、規定範囲内に拘束されやすい。但し、突出部は、これ以外の弾性体並びに油圧式又は電気式弁等で構成されていてもよい。
【００３９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の可変圧縮比機構の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【００４１】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構の構成及び動作について、図１から図４を参照しながら詳細に説明する。
【００４２】
先ず、図１から図３を参照しながら、第１実施形態の構成について詳細に説明する。ここに、図１は、本実施形態に係る偏心ベアリング、コンロッド大端部及びクランクシャフトの動作を示した図式的正面図である。図２は、第１実施形態に係るクランクシャフト、クランクピン、コンロッド大端部、偏心ベアリング及び油圧ピストンの構成を拡大した図式的断面図である。図３（ａ）は、本実施形態に係る偏心ベアリングの図式的分解斜視図である。図３（ｂ）及び（ｃ）は、偏心ベアリングの制御プレートロック部を拡大した図式的斜視図である。
【００４３】
図１から図３に示された第１実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構は、大別すると、偏心ベアリング１、クランクシャフト２及びコンロッド（コネクティングロッド）４を備えて構成されている。
【００４４】
偏心ベアリング１は、偏心ベアリング溝１ａ、偏心ベアリング油圧室１ｂ、ブッシュ部１ｄ、偏心ベアリング最厚肉部１ｅ、偏心ベアリング最薄肉部１ｆ、制御プレート６、制御プレート突起部６ａ、本発明に係る「第２ロック部」の一例を構成する制御プレートロック部６ｂ、本発明に係る「第１ロック部」の一例を構成する制御プレートロック部６ｃ、制御プレート凹部６ｄ及び制御プレート凹部６ｅを備えて構成されている。
【００４５】
クランクシャフト２は、クランクシャフト油圧通路２ａ、クランクシャフト油圧通路２ｂ、本発明に係る「第１突起部」の一例を構成するクランクシャフト突起部２ｃ、クランクシャフト油圧室２ｄ、クランクピン部３、クランクピン部油圧通路３ａ、油圧ピストン７及びスプリング８を備えて構成されている。
【００４６】
コンロッド４は、コンロッド大端部５、コンロッド大端部基穴５ａ及び本発明に係る「第２突起部」の一例を構成するコンロッド大端部突起部５ｂを備えて構成されている。
【００４７】
次に、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構の圧縮比の切替えの概要動作について説明する。
【００４８】
周知のように、コンロッド４の図示しないシリンダ内を往復する直線運動が、リンク機構によってクランクシャフト２の回転運動に変換される。偏心ベアリング１は、コンロッド大端部５とクランクピン部３との間に挿入されている。偏心ベアリング１は、基本的には、クランクシャフト２の回転に引きずられて相対回転する。尚、半時計周りの矢印は、クランクシャフトの回転方向を示し、“ФＤ”は、クランクシャフト２の回転直径を示し、“Ｓｎ”は、偏心ベアリング１の外径部の円周の中心と内径部の円周の中心との距離を示す。また、図１は、図示しないピストン及びコンロッド４が下死点にある状態を示している。
【００４９】
ここで、本実施形態において、高圧縮比への切替えが行われると、即ち主に制御プレート突起部６ａが偏心ベアリング油圧室１ｂの油圧で押されることで、制御プレート６がブッシュ部１ｄから離れてクランクシャフト２側へ移動すると、偏心ベアリング最厚肉部１ｅに位置する制御プレートロック部６ｃが、クランクシャフト突起部２ｃに突き当てられる。これにより、クランクシャフト２の一部として回転するクランクシャフト突起部２ｃに、制御プレートロック部６ｃが引っ掛けられた形で、偏心ベアリング１及び制御プレート６は、クランクシャフト２と共に強制回転される。よって、クランクシャフト突起部２ｃがクランクシャフト２と共に上死点の位置にくると、クランクシャフト突起部２ｃに突き当てられ、引っ掛けられている制御プレートロック部６ｃ及び偏心ベアリング最厚肉部１ｅが図示しないシリンダ側、即ち、図１の上方向に位置した状態、即ち、長ストローク設定状態のままコンロッド４が圧縮行程に入ることにより、ピストンストロークが最長、即ち、“ФＤ＋Ｓｎ＋Ｓｎ”となり、高圧縮比状態が実現される。
【００５０】
他方、低圧縮比への切替えが行われると、即ち主に制御プレート６がスプリング８で押されることで、ブッシュ部１ｄ側へ移動すると、先ずクランクシャフト突起部２ｃが制御プレートロック部６ｃから外れ、更に偏心ベアリング最薄肉部１ｆに位置する制御プレートロック部６ｂが、コンロッド大端部突起部５ｂに突き当てられる。これにより、コンロッド大端部突起部５ｂに、制御プレートロック部６ｂが引っ掛けられた形で、偏心ベアリング１の相対回転は停止される。よって、コンロッド大端部突起部５ｂがクランクシャフト２と共に上死点の位置にくると、コンロッド大端部突起部５ｂに突き当てられ、引っ掛けられている制御プレートロック部６ｂ及び偏心ベアリング最薄肉部１ｆが図示しないシリンダ側、即ち、図１の上方向に位置した状態、即ち、短ストローク設定状態のままコンロッド４が圧縮行程に入ることにより、ピストンストロークが最短、即ち、“ФＤ”となり、低圧縮比状態が実現される。
【００５１】
以上のようにして、高圧縮比又は低圧縮比への切替えが行われる。
【００５２】
次に、図４に加えて、前述した図２及び図３を適宜参照して、第１実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構の圧縮比の切替えの詳細構成及び動作について説明する。ここに、図４（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係るクランクシャフト、クランクピン、コンロッド大端部、偏心ベアリング及び油圧ピストンの構成を更に拡大した図式的断面図である。
【００５３】
偏心ベアリング１の内径部は、クランクシャフト２のクランクピン３に外嵌されている。他方、偏心ベアリング１の外径部は、コンロッド大端部基穴５ａに内嵌されている。また、偏心ベアリング１を構成するブッシュ部１ｄの側面には、偏心ベアリング溝１ａが数箇所、設けられている。この偏心ベアリング溝１ａの中には、ブッシュ部１ｄの側面側ではない中心側において、偏心ベアリング油圧室１ｂが設けられている。
【００５４】
制御プレート６は、ブッシュ部１ｄのフランジ部として設けられ、偏心ベアリング１の構成要素として、圧縮比の切替えを行う。具体的には、制御プレート６に設けられている制御プレート突起部６ａが偏心ベアリング溝１ａに嵌挿されるので、制御プレート６は、偏心ベアリング１と一体となって回転することができる。加えて、制御プレート６は、コンロッド大端部５側の対向面とクランクシャフト２側の対向面の間に挟入されていて、両対向面の間を偏心ベアリング１の回転中心線方向（図２及び図４の左右方向）に可動である。制御プレート６には、偏心ベアリング１の位置を固定することができる制御プレートロック部６ｂ及び６ｃが設けられている。この制御プレートロック部６ｃには、後述するように、該制御プレートロック部６ｃに対応するクランクシャフト突起部２ｃだけが突き当たることができ、対応しないコンロッド大端部突起部５ｂには当たらないように、凹み６ｅが設けられている（図３（ｂ）参照）。同様にして、制御プレートロック部６ｂには、該制御プレートロック部６ｂに対応するコンロッド大端部突起部５ｂだけが突き当たることができ、対応しないクランクシャフト突起部２ｃには当たらないように、凹み６ｄが設けてられている（図３（ｃ）参照）。
【００５５】
特に、図３（ａ）に示されるように偏心ベアリング１及び制御プレート６は、構造において、上下に２分割されている。これにより、クランクピン部３に、偏心ベアリング１及び制御プレート６を外嵌可能となる。但し、クランクピン部３の先端から挿入可能であれば、これらは、分割されていなくてもよい。制御プレート６は、クランクシャフト突起部２ｃに突き当てされ、引っ掛けられる制御プレートロック部６ｃを、偏心ベアリング１のブッシュ部１ｄの最も厚肉の部分、即ち、前述した偏心ベアリング最厚肉部１ｅに位置付けるように、組付けられる。
【００５６】
このように、偏心ベアリング１のブッシュ部１ｄは、その肉厚が均一でなく、ブッシュ部１ｄのうち最も薄肉の部分、即ち、前述した偏心ベアリング最薄肉部１ｆは、前述した偏心ベアリング最厚肉部１ｅから周方向において１８０度回転させた位置にある。したがって、偏心ベアリング最薄肉部１ｆから偏心ベアリング最厚肉部１ｅにかけては、周方向に進むに連れて徐々に厚肉になっているが、偏心ベアリング最厚肉部１ｅから偏心ベアリング最薄肉部１ｆにかけては、周方向に進むに連れて次第に薄肉になっている。
【００５７】
クランクシャフト２の内部には、クランクシャフト油圧通路２ａ及び該クランクシャフト油圧通路２ａに連通するクランクシャフト油圧通路２ｂが設けられている。クランクシャフト油圧通路２ｂの先にはクランクシャフト油圧室２ｄが設けられ、該クランクシャフト油圧室２ｄの内部には、油圧ピストン７とスプリング８とが設けられている。スプリング８は、油圧ピストン７を図２及び図４の右側へ押しやるのに十分なスプリング力を持っている。
【００５８】
クランクシャフト２の外部には、制御プレート６に対面するクランクシャフト２側の対向面において、クランクピン部３の外側の位置に、制御プレートロック部６ｃに突き当たる位置にクランクシャフト突起部２ｃが設けられている。
【００５９】
コンロッド大端部５の外部には、制御プレート６に対面するコンロッド大端部５側の対向面において、制御プレートロック部６ｂに突き当たる位置にコンロッド大端部突起部５ｂが設けられている。
【００６０】
特に、圧縮比の切替えは、具体的には、図示していない電子制御ユニット（ＥＣＵ）の制御下で、図示していない電磁弁の開度が調節されることで図示していないオイルポンプの圧送圧力が調整され、潤滑オイルの油圧が調整される。ＥＣＵの制御下で、潤滑オイルの油圧が高められることにより、高圧縮比状態が実現される。他方、ＥＣＵの制御下で、潤滑オイルの油圧が低下することにより、低圧縮比状態が実現される。尚、潤滑オイルの油圧を高めたり又は低下させたりするタイミング並びに油圧の調節量は、予め作成されたマップテーブルからの取得又は、所定関数による計算から一義的に決定される。
【００６１】
より詳細には、ＥＣＵの制御下で、下死点付近の適度な時期に潤滑オイルの油圧が高められると、クランクシャフト２内に設けられたクランクシャフト油圧通路２ａ、クランクピン部３内に設けられたクランクピン部油圧通路３ａ及び偏心ベアリング油圧室１ｂに連通された偏心ベアリング溝１ａの内部の油圧が高められる。この偏心ベアリング溝１ａの内部の油圧が高められると、この偏心ベアリング溝１ａの内に嵌挿された制御プレート突起部６ａを図２及び図４の左方向へ押す油圧力が高められ、制御プレート６は左方向へ移動することができる。
【００６２】
それと同時に、クランクシャフト油圧通路２ａ及び２ｂに連通されたクランクシャフト油圧室２ｄの内部の油圧が高められる。このクランクシャフト油圧室２ｄの内部の油圧が高められると、このクランクシャフト油圧室２ｄの内に嵌挿された油圧ピストン７を図２の左方向へ押す油圧力が高められ、この油圧力がスプリング８のスプリング力より大きくなると、油圧ピストン７は左方向へ円滑に移動することができる。よって、制御プレート６が、油圧ピストン７から受ける付勢力が小さくなり、制御プレート６は、図２及び図４の左方向へ円滑に移動することができる。
【００６３】
このように、制御プレート６は、図２及び図４の右側から偏心ベアリング溝１ａの内から生じる油圧力を受けると共に、左側からクランクシャフト油圧室２ｄの内に嵌挿された油圧ピストン７の付勢力を受ける。この油圧力と付勢力が均衡を保ちながら制御プレート６に作用するので、制御プレート６は、左方向へ円滑に移動することができる。
【００６４】
最終的には、制御プレート６は、図２及び図４（ａ）のようにクランクシャフト２側の対向面に押し付けられた状態となる。よって、偏心ベアリング最厚肉部１ｅに位置する制御プレートロック部６ｃだけを、クランクシャフト突起部２ｃに突き当てさせ、引っ掛けさせることができ、偏心ベアリング１及び制御プレート６は、クランクシャフト２と共に強制回転される。よって、クランクシャフト突起部２ｃがクランクシャフト２と共に上死点の位置にくると、クランクシャフト突起部２ｃに突き当てられ、引っ掛けられている制御プレートロック部６ｃ及び偏心ベアリング最厚肉部１ｅが長ストローク設定状態のままコンロッド４が圧縮行程に入ることにより、ピストンストロークが最長となり、高圧縮比状態が実現される。
【００６５】
他方、ＥＣＵの制御下で、下死点付近の適度な時期に潤滑オイルの油圧を低下させると、クランクシャフト２内に設けられたクランクシャフト油圧通路２ａ、クランクピン部３内に設けられたクランクピン部油圧通路３ａ及び偏心ベアリング油圧室１ｂに連通された偏心ベアリング溝１ａの内部の油圧が低下する。この偏心ベアリング溝１ａの内部の油圧が低下すると、この偏心ベアリング溝１ａの内に嵌挿された制御プレート突起部６ａを図２及び図４の左方向へ押す油圧力が低下し、制御プレート６は右方向へ移動することができる。
【００６６】
それと同時に、クランクシャフト油圧通路２ａ及び２ｂに連通されたクランクシャフト油圧室２ｄの内部の油圧が低下する。このクランクシャフト油圧室２ｄの内部の油圧が低下すると、このクランクシャフト油圧室２ｄの内に嵌挿された油圧ピストン７を図２及び図４の左方向へ押す油圧力が低下し、スプリング８のスプリング力がこの油圧力より大きくなると、油圧ピストン７は右方向へ円滑に移動することができる。よって、制御プレート６が、油圧ピストン７から受ける右方向への付勢力が大きくなり、制御プレート６は、図２及び図４の右方向へ円滑に移動することができる。
【００６７】
前述のように油圧力と付勢力が均衡を保ちながら制御プレート６に作用するので、制御プレート６は、図２及び図４の右方向へ円滑に移動することができる。
【００６８】
最終的には、制御プレート６は、図４（ｂ）のようにコンロッド大端部５側の対向面に押し付けられた状態となる。よって、偏心ベアリング最薄肉部１ｆに位置する制御プレートロック部６ｂだけを、コンロッド大端部突起部５ｂに突き当てさせ、引っ掛けさせることができ、偏心ベアリング１の相対回転は停止される。よって、コンロッド大端部突起部５ｂがクランクシャフト２と共に上死点の位置にくると、コンロッド大端部突起部５ｂに突き当てられ、引っ掛けられている制御プレートロック部６ｂ及び偏心ベアリング最薄肉部１ｆが短ストローク設定状態のままコンロッド４が圧縮行程に入ることにより、ピストンストロークが最短となり、低圧縮比状態が実現される。
【００６９】
以上より第１実施形態によれば、偏心ベアリングの相対回転の回転速度に関係なく、例えば、電子制御ユニットの制御下で、潤滑オイルの油圧が調整されることにより、制御プレートロック部６ｂを、コンロッド大端部突起部５ｂに突き当てさせ、引っ掛けさせるので、噛み合わせの不具合及び従来のロックピンが係合穴に斜めにずれて嵌挿される不具合等が発生する可能性は殆ど又は完全にないので、圧縮比の切替えの失敗を殆ど又は完全になくすことができる。よって、圧縮比の切替えの確実性を高めることができる。
【００７０】
また、第１実施形態によれば、仮に偏心ベアリングの相対回転が停止した場合でも前述のように潤滑オイルの油圧が調整されることにより、クランクシャフトが少なくとも一回転する間に、制御プレートロック部６ｃを、クランクシャフト突起部２ｃに突き当てさせ、引っ掛けさせ、偏心ベアリング１をクランクシャフト２と共に強制回転させるので、圧縮比の切替えの失敗を殆ど又は完全になくすことができる。よって、圧縮比の切替えの確実性を高めることができる。
【００７１】
更に、第１実施形態によれば、制御プレートロック部６ｃ又は６ｂとクランクシャフト突起部２ｃ又はコンロッド大端部突起部５ｂとは突き当てによる引っ掛けなので、噛み合わせの不具合及び従来のロックピンが係合穴に斜めにずれて嵌挿される不具合等から発生する磨耗は殆ど又は完全にない。よって、圧縮比の切替えの耐久性を高めることができる。
【００７２】
以上のように第１実施形態によれば、例えば、偏心ベアリングの相対回転が殆ど又は完全に停止してしまう若しくは偏心ベアリングの相対回転がエンジン回転よりも高速である等の特定の内燃機関の運転状態においても、圧縮比の切替えの確実性及び耐久性を高めることが可能となる。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、図５及び図６を参照して、第２実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構の圧縮比の切替えの詳細構成及び動作について説明する。ここに、図５は、第２実施形態に係るクランクシャフト、クランクピン、コンロッド大端部、偏心ベアリング及び油圧ピストンの構成を拡大した図式的断面図である。尚、図５を参照して第２実施形態を説明するにあたって、第１実施形態と同様の構成要素については同様の参照符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００７４】
図５において、第２実施形態は、第１実施形態を基本として、更に圧縮比の切替えをより確実に行うために、偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲が規定範囲内に拘束されやすくするために、コンロッド大端部５に内嵌されている偏心ベアリング１の外径部の外周面及び偏心ベアリング１の外径部を内嵌するコンロッド大端部５のコンロッド大端部基穴５ａの内周面において、構成要素を新たに追加するように構成されている。尚、「規定範囲」の定義については、後に詳述される。第２実施形態に係るその他の構成及び動作については第１実施形態と同様である。
【００７５】
図５に示された第２実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構は、第１実施形態の構成要素に加えて、偏心ベアリング１に設けられた、偏心ベアリング半月穴１ｃ、コンロッド大端部基穴５ａの内周面に設けられたコンロッド大端部穴５ｃ並びに該コンロッド大端部穴５ｃの内に設けられたボール９及びスプリング１０を備えて構成されている。
【００７６】
次に、図５及び図６に加えて、前述した図３及び図４を適宜参照して、第２実施形態に係る内燃機関の可変圧縮比機構の圧縮比の切替えの詳細構成及び動作について説明する。ここに、図６は、第２実施形態に係る偏心ベアリング半月穴、コンロッド大端部穴、ボール及びスプリングの構成を拡大した図式的断面図である。尚、この断面図は、偏心ベアリング１の回転中心線と垂直方向の断面図である。
【００７７】
図５及び図６において、偏心ベアリング半月穴１ｃが、コンロッド大端部５のコンロッド大端部基穴５ａに内嵌されている偏心ベアリング１の外径部の外周面に設けられている。尚、偏心ベアリング半月穴１ｃの内径の長さは後述するボール９の外径の長さよりも大きい。また、偏心ベアリング半月穴１ｃの形状は、偏心ベアリング１の相対回転方向に長径を持つ楕円に近い形状の穴でもよく、好ましくは、偏心ベアリング半月穴１ｃから作用される周方向の力でボール９が沈み込むように、所定角度のテーパが設けられている。
【００７８】
コンロッド大端部穴５ｃが、偏心ベアリング１の外径部を内嵌するコンロッド大端部５のコンロッド大端部基穴５ａの内周面に設けられている。スプリング１０及びボール９が、コンロッド大端部穴５ｃの内部に設けられている。
【００７９】
このように本実施形態では、本発明に係る「係合穴」の一例が、偏心ベアリング半月穴１ｃから構成され、本発明に係る「突出部」の一例が、コンロッド大端部穴５ｃ、スプリング１０及びボール９から構成されている。但し、「突出部」は、これ以外の弾性体並びに油圧式又は電気式弁等で構成されていてもよい。
【００８０】
これらの構成要素は、具体的には、コンロッド大端部穴５ｃの内部に設けられたスプリング１０のスプリング力によってボール９は偏心ベアリング半月穴１ｃに向けて付勢され、その結果、ボール９が偏心ベアリング半月穴１ｃに嵌ってその状態を維持するようになる。よって、偏心ベアリング１の回転の回転方向及び回転範囲は、規定範囲内に拘束されやすい。ここに、「規定範囲」とは、偏心ベアリング半月穴１ｃの形状によって決定される偏心ベアリング１の相対回転の回転範囲であり、より詳細には、偏心ベアリング１において、相対回転方向に長径を持つ形状をした偏心ベアリング半月穴１ｃの内部の一方の端側から他方の端側にかけて、ボール９が嵌った状態が維持されるので、偏心ベアリング１の回転が拘束されやすい範囲のことである。尚、この偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲を規定範囲内へ拘束する拘束力は、スプリング１０のスプリング力、ボール９の直径及び偏心ベアリング半月穴１ｃの深さをパラメータとして決定される。この拘束力を発生させる偏心ベアリング半月穴１ｃ、コンロッド大端部穴５ｃ、ボール９及びスプリング１０の基本的な動作は、図６に示された偏心ベアリング１の回転する動作“ＡＲ１”に連動して、ボール９はスプリング１０を付勢しながら沈み込む動作“ＡＲ２”を行う。但しこの拘束力は、偏心ベアリング１に掛かるクランクシャフト２の回転慣性モーメントによる相対回転から生じる回転力によっては解除されないレベルに設定されている。しかも、この拘束力は、クランクシャフト突起部２ｃが制御プレートロック部６ｃに引っ掛けられた際のクランクシャフト２の強制回転による回転力によって解除されるレベルに設定されている。このような拘束力は、実際の装置仕様に応じて実験的、経験的又は理論的若しくはシミュレーション等により個別具体的に設定可能である。したがって、偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲の規定範囲内への拘束は、高圧縮比への切替え、即ち、クランクシャフト２のクランクシャフト突起部２ｃと共に強制回転されることによってのみ解除可能である。
【００８１】
尚、コンロッド大端部突起部５ｂは、コンロッド大端部５において、偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲を拘束する規定範囲内の一方の端側又は他方の端側で制御プレートロック部６ｂに突き当てられ、引っ掛かる位置に設けられる。
【００８２】
このように第２実施形態は構成されているので、偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲が規定範囲内に拘束されやすいため、圧縮比の切替えをより確実に行うことが可能である。
【００８３】
具体的には、第１実施形態では、低圧縮比から高圧縮比へ切替えた場合、制御プレートロック部６ｂがコンロッド大端部突起部５ｂに突き当てされ、引っ掛けられた状態から離れて、制御プレートロック部６ｃがクランクシャフト突起部２ｃに突き当てされ、引っ掛けられるまでに、偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲が拘束されないので、例えば、偏心ベアリング１及び制御プレート６がクランクシャフト２の回転よりも先に回転し続ける可能性が多少ある。よって、制御プレートロック部６ｃがクランクシャフト突起部２ｃに突き当てられ、引っ掛けられるまでに時間が掛かる又は突き当てられず、引っ掛けられないため、高圧縮比への切替えに時間が掛かる又は切替えが行われない可能性が残されている。これに対して、第２実施形態では、偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲が規定範囲内に拘束されやすいためクランクシャフト２が少なくとも一回転する間に、制御プレートロック部６ｃを、クランクシャフト突起部２ｃに突き当てさせ、引っ掛けさせることが可能である。よって、偏心ベアリングをクランクシャフトと共に強制回転させ、長ストローク設定状態が実現されるので、高圧縮比の切替えの失敗は殆ど又は完全になくすことができる。
【００８４】
他方、第１実施形態では、高圧縮比から低圧縮比へ切替えた場合、制御プレートロック部６ｃがクランクシャフト突起部２ｃから突き当てされ、引っ掛けられた状態から離れて、制御プレートロック部６ｂがコンロッド大端部突起部５ｂに突き当てされ、引っ掛けられるまでに、偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲が拘束されないので、例えば、偏心ベアリング１及び制御プレート６の回転が殆ど又は完全に停止される可能性が多少ある。よって、制御プレートロック部６ｂがコンロッド大端部突起部５ｂに突き当てられ、引っ掛けられるまでに時間が掛かる又は突き当てられず、引っ掛けられないため、低圧縮比への切替えに時間が掛かる又は切替えが行われない可能性が残されている。これに対して、第２実施形態では、偏心ベアリング１の回転方向及び回転範囲が規定範囲内に拘束されやすいため、偏心ベアリング１がこの規定範囲内の一方の端側又は他方の端側に位置で拘束されることにより、制御プレートロック部６ｂを、コンロッド大端部突起部５ｂに突き当てさせ、引っ掛けさせることが容易である。よって、偏心ベアリング１の相対回転は停止され、短ストローク設定状態が実現されるので、低圧縮比の切替えの失敗は殆ど又は完全になくすことができる。
【００８５】
以上より、第２実施形態では、圧縮比の切替えをより確実に行うことが可能である。
【００８６】
本実施形態では、圧縮比の切替えを行うために制御プレート６の移動を潤滑オイルの油圧力を用いているが、その他の流体（液体や気体）の圧力を用いてもよい。また、本実施形態では、制御プレート６はクランクシャフト２側の対向面に押し付けられることにより高圧縮比への切替えを実現し、他方、制御プレート６はコンロッド大端部５側の対向面に押し付けられることにより低圧縮比への切替えを実現しているが、これは内燃機関に求められる特性に合わせて、これとは逆の構成及び動作を採用してもよい。また、本実施形態では、偏心ベアリング１のブッシュ部１ｄの肉厚を利用して高低二段階の圧縮比へ切替え可能であるが、ブッシュ部１ｄの肉厚を利用して三段階以上の圧縮比へ切替えるように構成してもよい。
【００８７】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の可変圧縮比機構もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、例えば、内燃機関の可変圧縮比機構において、圧縮比の切替えの確実性及び耐久性を高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る偏心ベアリング、コンロッド大端部及びクランクシャフトの動作を示した図式的正面図である。
【図２】第１実施形態に係るクランクシャフト、クランクピン、コンロッド大端部、偏心ベアリング及び油圧ピストンの構成を拡大した図式的断面図である。
【図３】本実施形態に係る偏心ベアリングの図式的分解斜視図（図３（ａ））及び偏心ベアリングの制御プレートロック部を拡大した図式的斜視図（図３（ｂ）及び（ｃ））である。
【図４】本実施形態に係るクランクシャフト、クランクピン、コンロッド大端部、偏心ベアリング及び油圧ピストンの構成を更に拡大した図式的断面図である。但し、図４（ａ）は油圧を高めた場合、他方、図４（ｂ）油圧を低めた場合である。
【図５】第２実施形態に係るクランクシャフト、クランクピン、コンロッド大端部、偏心ベアリング及び油圧ピストンの構成を拡大した図式的断面図である。
【図６】第２実施形態に係る偏心ベアリング半月穴、コンロッド大端部穴、ボール及びスプリングの構成を拡大した図式的断面図である。
【符号の説明】
１      偏心ベアリング
１ａ    偏心ベアリング溝
１ｂ    偏心ベアリング油圧室
１ｃ    偏心ベアリング半月穴
１ｄ    ブッシュ部
１ｅ    偏心ベアリング最厚肉部
１ｆ    偏心ベアリング最薄肉部
２      クランクシャフト
２ａ    クランクシャフト油圧通路
２ｂ    クランクシャフト油圧通路
２ｃ    クランクシャフト突起部
２ｄ    クランクシャフト油圧室
３      クランクピン部
３ａ    クランクピン部油圧通路
４      コンロッド（コネクティングロッド）
５      コンロッド大端部
５ａ    コンロッド大端部基穴
５ｂ    コンロッド大端部突起部
５ｃ    コンロッド大端部穴
６      制御プレート
６ａ    制御プレート突起部
６ｂ    制御プレートロック部
６ｃ    制御プレートロック部
６ｄ    制御プレート凹部
６ｅ    制御プレート凹部
７      油圧ピストン
８      スプリング
９      ボール
１０    スプリング
【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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