(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと、該クランクシャフトに連結されたコンロッドとを備え、
前記コンロッドは、
前記クランクシャフトの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コンロッド本体と、
前記コンロッド本体に形成されると共に作動油が供給される第１油圧シリンダと、
前記第１油圧シリンダ内で摺動する第１油圧ピストンと、
前記コンロッド本体に形成されると共に作動油が供給される第２油圧シリンダと、
前記第２油圧シリンダ内で摺動する第２油圧ピストンと、
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ると共に、該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化させるように前記第１油圧ピストン及び前記第２油圧ピストンと連動する連動部材と、
前記コンロッド本体内に形成されると共に前記第１油圧シリンダ及び前記第２油圧シリンダと連通する作動油路と、
前記作動油路に配置されると共に、該作動油路を介して前記第１油圧シリンダから前記第２油圧シリンダに作動油を供給することを禁止し且つ前記作動油路を介して前記第２油圧シリンダから前記第１油圧シリンダに作動油を供給することを許可する第一位置と、前記作動油路を介して前記第１油圧シリンダから前記第２油圧シリンダに作動油を供給することを許可し且つ前記作動油路を介して前記第２油圧シリンダから前記第１油圧シリンダに作動油を供給することを禁止する第二位置との間で移動するスプールと
を備えた、可変圧縮比内燃機関において、
前記クランクシャフトのクランクアーム又はカウンターウエイトに配置されると共に、前記スプールの位置を前記第一位置と前記第二位置との間で選択的に切り換えるように前記スプールを付勢する付勢部材を更に備えることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【請求項２】
クランクシャフトと、該クランクシャフトに連結されたコンロッドとを備え、
前記コンロッドは、
前記クランクシャフトの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コンロッド本体と、
前記コンロッド本体に形成されると共に作動油が供給される油圧シリンダと、
前記油圧シリンダ内で摺動する油圧ピストンと、
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ると共に、該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化させるように前記油圧ピストンと連動する連動部材と、
前記コンロッド本体内に形成されると共に前記油圧シリンダと連通する作動油路と、
前記作動油路に配置されると共に、該作動油路を介して前記油圧シリンダに作動油を供給することを許可し且つ前記作動油路を介して前記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位置と、前記作動油路を介して前記油圧シリンダに作動油を供給することを禁止し且つ前記作動油路を介して前記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位置との間で移動するスプールと
を備えた、可変圧縮比内燃機関において、
前記クランクシャフトのクランクアーム又はカウンターウエイトに配置されると共に、前記スプールの位置を前記第一位置と前記第二位置との間で選択的に切り換えるように前記スプールを付勢する付勢部材を更に備えることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関。
【請求項３】
前記スプールは前記コンロッド本体のキャップ部に配置され、前記付勢部材は前記クランクアームに配置されている、請求項１又は２に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項４】
前記スプールは前記コンロッドの軸線方向において前記クランク受容開口と前記第１油圧シリンダ及び前記第２油圧シリンダとの間に配置され、前記付勢部材は前記カウンターウエイトに配置されている、請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項５】
前記スプールは前記コンロッドの軸線方向において前記クランク受容開口と前記油圧シリンダとの間に配置され、前記付勢部材は前記カウンターウエイトに配置されている、請求項２に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項６】
前記スプールは、前記第一位置と前記第二位置との間で移動するときに前記クランク受容開口の中心軸線と平行に移動する、請求項１から５のいずれか１項に記載の可変圧縮比内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比内燃機関に関する。
【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１〜３）。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】
特許文献１〜３に記載されるように、有効長さを変更可能な可変長コンロッドとして、コンロッド内に設けられたピストン機構を作動油によって移動させることでコンロッドの有効長さを変更させるものが知られている。斯かる可変長コンロッドでは、ピストン機構の位置、ひいてはコンロッドの有効長さを制御するために、ピストン機構に供給する作動油の流れを制御する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、コンロッド本体内に形成された作動油路に配置されたスプールの位置を移動させることで作動油の流れ方向を切り換えることが記載されている。スプールは、クランクシャフトの回転時に、オイルパン内に配置されたカムディスクに衝突することによってその位置が切り換えられる。カムディスクの位置は、オイルパン内に配置された電動モータによって制御される。カムディスクの位置を制御することによって、スプールの位置が切り換えられ、コンロッドの有効長さが変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０１９６８４号
【特許文献２】国際公開第２０１５／０８２７２２号
【特許文献３】特表２０１５−５２７５１８号公報
【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、カムディスク及び電動モータのような追加の部品をオイルパン内に配置する場合、機関本体が大きくなり、斯かる可変長コンロッドを既存の内燃機関に搭載することが困難になる。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、機関本体が大きくなることを抑制しつつ、コンロッドの有効長さを変更することができる可変圧縮比内燃機関を提供することにある。
【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、クランクシャフトと、該クランクシャフトに連結されたコンロッドとを備え、前記コンロッドは、前記クランクシャフトの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コンロッド本体と、前記コンロッド本体に形成されると共に作動油が供給される第１油圧シリンダと、前記第１油圧シリンダ内で摺動する第１油圧ピストンと、前記コンロッド本体に形成されると共に作動油が供給される第２油圧シリンダと、前記第２油圧シリンダ内で摺動する第２油圧ピストンと、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ると共に、該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化させるように前記第１油圧ピストン及び前記第２油圧ピストンと連動する連動部材と、前記コンロッド本体内に形成されると共に前記第１油圧シリンダ及び前記第２油圧シリンダと連通する作動油路と、前記作動油路に配置されると共に、該作動油路を介して前記第１油圧シリンダから前記第２油圧シリンダに作動油を供給することを禁止し且つ前記作動油路を介して前記第２油圧シリンダから前記第１油圧シリンダに作動油を供給することを許可する第一位置と、前記作動油路を介して前記第１油圧シリンダから前記第２油圧シリンダに作動油を供給することを許可し且つ前記作動油路を介して前記第２油圧シリンダから前記第１油圧シリンダに作動油を供給することを禁止する第二位置との間で移動するスプールとを備えた、可変圧縮比内燃機関において、前記クランクシャフトのクランクアーム又はカウンターウエイトに配置されると共に、前記スプールの位置を前記第一位置と前記第二位置との間で選択的に切り換えるように前記スプールを付勢する付勢部材を更に備えることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関が提供される。
【０００９】
上記課題を解決するために、第２の発明では、クランクシャフトと、該クランクシャフトに連結されたコンロッドとを備え、前記コンロッドは、前記クランクシャフトの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コンロッド本体と、前記コンロッド本体に形成されると共に作動油が供給される油圧シリンダと、前記油圧シリンダ内で摺動する油圧ピストンと、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ると共に、該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化させるように前記油圧ピストンと連動する連動部材と、前記コンロッド本体内に形成されると共に前記油圧シリンダと連通する作動油路と、前記作動油路に配置されると共に、該作動油路を介して前記油圧シリンダに作動油を供給することを許可し且つ前記作動油路を介して前記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位置と、前記作動油路を介して前記油圧シリンダに作動油を供給することを禁止し且つ前記作動油路を介して前記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位置との間で移動するスプールとを備えた、可変圧縮比内燃機関において、前記クランクシャフトのクランクアーム又はカウンターウエイトに配置されると共に、前記スプールの位置を前記第一位置と前記第二位置との間で選択的に切り換えるように前記スプールを付勢する付勢部材を更に備えることを特徴とする、可変圧縮比内燃機関が提供される。
【００１０】
第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記スプールは前記コンロッド本体のキャップ部に配置され、前記付勢部材は前記クランクアームに配置されている。
【００１１】
第４の発明では、第１の発明において、前記スプールは前記コンロッドの軸線方向において前記クランク受容開口と前記第１油圧シリンダ及び前記第２油圧シリンダとの間に配置され、前記付勢部材は前記カウンターウエイトに配置されている。
【００１２】
第５の発明では、第２の発明において、前記スプールは前記コンロッドの軸線方向において前記クランク受容開口と前記油圧シリンダとの間に配置され、前記付勢部材は前記カウンターウエイトに配置されている。
【００１３】
第６の発明では、第１から第５のいずれか一つの発明において、前記スプールは、前記第一位置と前記第二位置との間で移動するときに前記クランク受容開口の中心軸線と平行に移動する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、機関本体が大きくなることを抑制しつつ、コンロッドの有効長さを変更することができる可変圧縮比内燃機関が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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、図３のＡ−Ａ方向から見たコンロッド及びクランクシャフトの概略的な部分断面図である。
【図６】図６（Ａ）は第１付勢部材の格納状態を示す図であり、図６（Ｂ）は第１付勢部材の突出状態を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態における作動油路を概略的に示す図である。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態における作動油路を概略的に示す図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）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１０】図１０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側面断面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＢ−Ｂ方向から見たコンロッド及びクランクシャフトの概略的な部分断面図である。
【図１２】図１２は、第三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１３】図１３は、第三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１４】図１４は、本発明の第三実施形態における作動油路を概略的に示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第三実施形態における作動油路を概略的に示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、第三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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
＜第一実施形態＞
最初に、図１〜図９を参照して、本発明の第一実施形態に係る可変圧縮比内燃機関について説明する。
【００１８】
＜可変圧縮比内燃機関＞
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、排気ポート１４、オイルパン１６及びクランクシャフト１７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。
【００１９】
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１７のクランクピン１７ａ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１７ａの軸線までの長さ、すなわち有効長さを変更することができる。
【００２０】
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１７ａ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高くなる。
【００２１】
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１７ａ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低くなる。
【００２２】
＜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とを備える。
【００２３】
＜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１７ａ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３２ａを受容するスリーブ受容開口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。大径端部３１ａは、コンロッド本体３１のキャップ部３１ｄがロッド部３１ｃにボルト固定されることによって形成される。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。なお、クランク受容開口４１はスリーブ受容開口４２よりも大きいことから、クランク受容開口４１が設けられている側のコンロッド本体３１の端部を大径端部３１ａと称し、スリーブ受容開口４２が設けられている側のコンロッド本体３１の端部を小径端部３１ｂと称する。
【００２４】
また、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１７ａの軸線）と、スリーブ受容開口４２の中心軸線（すなわち、スリーブ受容開口４２に受容されるスリーブ３２ａ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及びコンロッド本体３１の軸線Ｘと称す。
【００２５】
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。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。
【００２６】
＜偏心部材＞
次に、偏心部材３２について説明する。図４は、コンロッド本体３１の小径端部３１ｂ近傍の概略的な分解斜視図である。図４では、偏心部材３２は、分解された状態で示されている。図２〜図４を参照すると、偏心部材３２は、コンロッド本体３１に形成されたスリーブ受容開口４２内に受容される円筒状のスリーブ３２ａと、スリーブ３２ａからコンロッド本体３１の幅方向において一方の方向に延びる一対の第１アーム３２ｂと、スリーブ３２ａからコンロッド本体３１の幅方向において他方の方向（上記一方の方向とは概して反対方向）に延びる一対の第２アーム３２ｃとを備える。スリーブ３２ａはスリーブ受容開口４２内で回動可能である。このため、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の回動軸線はスリーブ受容開口４２の中心軸線と一致する。
【００２７】
また、偏心部材３２のスリーブ３２ａには、ピストンピン２１を受容するピストンピン受容開口３２ｄが設けられている。このピストンピン受容開口３２ｄは円筒状に形成されている。円筒状のピストンピン受容開口３２ｄは、その軸線がスリーブ３２ａの円筒状外形の中心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３２ｄの軸線は、スリーブ３２ａの円筒状外形の中心軸線、すなわち偏心部材３２の回動軸線から偏心している。
【００２８】
このように、本実施形態では、ピストンピン受容開口３２ｄの中心軸線が偏心部材３２の回動軸線から偏心している。このため、偏心部材３２が回転すると、スリーブ受容開口４２内でのピストンピン受容開口３２ｄの位置が変化する。スリーブ受容開口４２内においてピストンピン受容開口３２ｄ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、スリーブ受容開口４２内においてピストンピン受容開口３２ｄ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の有効長さが変化する。すなわち、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ている。
【００２９】
＜油圧ピストン機構＞
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内に供給される作動油をシールする第１オイルシール３３ｃとを有する。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に対して第１アーム３２ｂ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。
【００３０】
第１油圧ピストン３３ｂは、第１連結部材４５により偏心部材３２の第１アーム３２ｂに連結される。第１油圧ピストン３３ｂは、ピンによって第１連結部材４５に回転可能に連結される。図４に示されるように、偏心部材３２の第１アーム３２ｂは、スリーブ３２ａに結合されている側とは反対側の端部において、ピンによって第１連結部材４５に回転可能に連結される。したがって、第１油圧ピストン３３ｂは偏心部材３２と連動する。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。
【００３１】
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内に供給される作動油をシールする第２オイルシール３４ｃとを有する。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に対して第２アーム３２ｃ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。
【００３２】
第２油圧ピストン３４ｂは、第２連結部材４６により偏心部材３２の第２アーム３２ｃに連結される。第２油圧ピストン３４ｂは、ピンによって第２連結部材４６に回転可能に連結される。図４に示されるように、第２アーム３２ｃは、スリーブ３２ａに連結されている側とは反対側の端部において、ピンによって第２連結部材４６に回転可能に連結される。したがって、第２油圧ピストン３４ｂは偏心部材３２と連動する。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。
【００３３】
＜流れ方向切換機構＞
可変長コンロッド６は、第１油圧ピストン機構３３及び第２油圧ピストン機構３４への作動油の流れを切り換える流れ方向切換機構を更に備える。流れ方向切換機構は、作動油が流れる作動油路５０と、作動油の流れを制御する逆止弁７１、７２及びスプール８０と、スプール８０の位置を切り換える付勢部材６１、６２を備える。図３に示すように、作動油路５０は、コンロッド本体３１内に形成され、第１油圧シリンダ３３ａ及び第２油圧シリンダ３４ａと連通している。二つの逆止弁７１、７２と、一つのスプール８０とは、コンロッド本体３１のキャップ部３１ｄ内に形成された作動油路５０に配置されている。
【００３４】
逆止弁７１、７２は、コンロッド６の軸線方向Ｘにおいて、スプール８０よりもピストンピン受容開口３２ｄ側に配置されている。また、逆止弁７１、７２はコンロッド６の軸線Ｘに対して両側に配置され、スプール８０はコンロッド６の軸線Ｘ上に配置されている。なお、スプール８０が二つの逆止弁７１、７２の間の作動油路５０に配置されていれば、スプール８０及び逆止弁７１、７２の配置は、図３に示した配置と異なっていてもよい。
【００３５】
図５は、図３のＡ−Ａ方向から見たコンロッド６及びクランクシャフト１７の概略的な部分断面図である。なお、図３では、クランクシャフト１７は省略されている。図５に示すように、スプール８０は、コンロッド本体３１のキャップ部３１ｄ内に形成されたスプール収容空間４７に収容される。スプール収容空間４７は、円筒形状を有し、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ている。スプール収容空間４７は、コンロッド本体３１の厚さ方向において、両方の端部において開いている。
【００３６】
スプール８０は、円柱形状を有し、その両端部には面取り部が形成されている。スプール８０は、クランクシャフト１７の回転時に、付勢部材６１、６２に付勢されることによってクランク受容開口４１の中心軸線と平行に移動する。このことによって、スプール８０は第一位置と第二位置との間で移動する。
【００３７】
二つの付勢部材６１、６２は、それぞれ、クランクシャフト１７のクランクアーム１７ｂに配置されている。具体的には、付勢部材６１、６２は、クランクアーム１７ｂ内に形成された付勢部材収容空間６４、６５に収容される。付勢部材収容空間６４、６５は、円筒形状を有し、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ている。
【００３８】
付勢部材６１、６２は、それぞれ、付勢部材収容空間６４、６５のコンロッド本体３１とは反対側の端部から付勢部材収容空間６４、６５に挿入される。付勢部材６１、６２の挿入後、付勢部材収容空間６４、６５のコンロッド本体３１とは反対側の端部は、それぞれ、シール材６６、６７によって閉じられる。一方、付勢部材収容空間６４、６５のコンロッド本体３１側の端部は、それぞれ、付勢部材６１、６２の通過を可能とすべく開いている。
【００３９】
第１付勢部材６１が収容される第１付勢部材収容空間６４には、第１付勢部材６１を付勢する第１付勢バネ６８が第１付勢部材６１と共に収容される。第１付勢バネ６８は、例えばコイルバネであり、第１付勢部材収容空間６４のコンロッド本体３１とは反対側の端部に向かって第１付勢部材６１を付勢する。第１付勢バネ６８の付勢方向はクランク受容開口４１の中心軸線と平行である。
【００４０】
クランクシャフト１７内、より具体的にはクランクシャフト１７のクランクジャーナル１７ｃ及びクランクアーム１７ｂ内には、第１付勢部材６１に油圧を供給するための第１油圧供給油路１８が形成されている。第１油圧供給油路１８は、第１付勢部材収容空間６４のコンロッド本体３１とは反対側の端部において、第１付勢部材収容空間６４に連通している。第１油圧供給油路１８には、クランクシャフト１７の外部の油圧供給源（図示せず）から油が供給される。
【００４１】
第１油圧供給油路１８を介して第１付勢部材６１に供給される油圧の大きさは、油圧供給源と第１油圧供給油路１８との間に配置された第１油圧制御弁（図示せず）によって制御される。第１付勢部材６１は、クランクシャフト１７を通って第１付勢部材６１に供給される油圧によって、コンロッド本体３１に向かってクランクアーム１７ｂから突出する突出状態と、クランクアーム１７ｂ内に格納される格納状態との間で切り換えられる。第１付勢部材６１は、突出状態と格納状態との間で切り換えられるとき、クランク受容開口４１の中心軸線と平行に移動する。
【００４２】
図６（Ａ）は第１付勢部材６１の格納状態を示す図であり、図６（Ｂ）は第１付勢部材６１の突出状態を示す図である。なお、図５では、第１付勢部材６１は格納状態にある。第１付勢部材６１に油圧が供給されない場合又は第１付勢部材６１に閾値未満の油圧が供給される場合には、図６（Ａ）に示すように、第１付勢部材６１は第１付勢バネ６８の付勢力によって格納状態となる。閾値は、第１付勢部材６１の断面積（又は第１付勢部材収容空間６４の断面積）、第１付勢バネ６８の弾性係数等に応じて定められる。一方、第１付勢部材６１に閾値以上の油圧が供給される場合には、図６（Ｂ）に示すように、第１付勢部材６１は、油圧による第１付勢バネ６８の収縮によって突出状態となる。このとき、第１付勢部材６１は、第１付勢バネ６８の付勢力に抗して、コンロッド本体３１に向かってクランク受容開口４１の中心軸線と平行に移動する。クランクアーム１７ｂから突出する第１付勢部材６１の先端部には面取り部が形成されている。
【００４３】
第２付勢部材６２が収容される第２付勢部材収容空間６５には、第２付勢部材６２を付勢する第２付勢バネ６９が第２付勢部材６２と共に収容される。第２付勢バネ６９は、例えばコイルバネであり、第２付勢部材収容空間６５のコンロッド本体３１とは反対側の端部に向かって第２付勢部材６２を付勢する。第２付勢バネ６９の付勢方向はクランク受容開口４１の中心軸線と平行である。
【００４４】
クランクシャフト１７内、より具体的にはクランクシャフト１７のクランクジャーナル１７ｃ及びクランクアーム１７ｂ内には、第２付勢部材６２に油圧を供給するための第２油圧供給油路１９が形成されている。第２油圧供給油路１９は、第２付勢部材収容空間６５のコンロッド本体３１とは反対側の端部において、第２付勢部材収容空間６５に連通している。第２油圧供給油路１９には、クランクシャフト１７の外部の油圧供給源（図示せず）から油が供給される。なお、第１油圧供給油路１８及び第２油圧供給油路１９には、同一の油圧供給源から油が供給される。
【００４５】
第２油圧供給油路１９を介して第２付勢部材６２に供給される油圧の大きさは、油圧供給源と第２油圧供給油路１９との間に配置された第２油圧制御弁（図示せず）によって制御される。第２付勢部材６２は、クランクシャフト１７を通って第２付勢部材６２に供給される油圧によって、コンロッド本体３１に向かってクランクアーム１７ｂから突出する突出状態と、クランクアーム１７ｂ内に格納される格納状態との間で切り換えられる。第２付勢部材６２は、突出状態と格納状態との間で切り換えられるとき、クランク受容開口４１の中心軸線と平行に移動する。
【００４６】
第２付勢部材６２に油圧が供給されない場合又は第２付勢部材６２に閾値未満の油圧が供給される場合には、第２付勢部材６２は第２付勢バネ６９の付勢力によって格納状態となる。閾値は、第２付勢部材６２の断面積（又は第２付勢部材収容空間６５の断面積）、第２付勢バネ６９の弾性係数等に応じて定められる。一方、第２付勢部材６２に閾値以上の油圧が供給される場合には、第２付勢部材６２は、油圧による第２付勢バネ６９の収縮によって突出状態となる。このとき、第２付勢部材６２は、第２付勢バネ６９の付勢力に抗して、コンロッド本体３１に向かってクランク受容開口４１の中心軸線と平行に移動する。クランクアーム１７ｂから突出する第２付勢部材６２の先端部には面取り部が形成されている。
【００４７】
図５に示した状態では、第１付勢部材６１は格納状態にあり、第２付勢部材６２は突出状態にある。この場合、スプール８０は、クランクシャフト１７の回転時に第２付勢部材６２によって付勢されて第一位置に移動する。一方、第１付勢部材６１が突出状態にあり、第２付勢部材６２が格納状態にある場合、スプール８０は、クランクシャフト１７の回転時に第１付勢部材６１によって付勢されて第二位置に移動する。したがって、付勢部材６１、６２は、スプール８０の位置を第一位置と第二位置との間で選択的に切り換えるようにスプール８０を付勢する。
【００４８】
図７及び図８は、本発明の第一実施形態における作動油路５０を概略的に示す図である。作動油路５０は、第１油圧シリンダ３３ａに連通している第１シリンダ連通油路５１と、第２油圧シリンダ３４ａに連通している第２シリンダ連通油路５２とを有する。第１シリンダ連通油路５１は第１連絡油路５３と第１空間連通油路５４とに分岐している。第２シリンダ連通油路５２は第２連絡油路５５と第２空間連通油路５６とに分岐している。
【００４９】
第１空間連通油路５４は第１シリンダ連通油路５１とスプール収容空間４７とに連通している。第１連絡油路５３は、スプール収容空間４７に連通している第３空間連通油路５７と、第１シリンダ連通油路５１とに連通している。第２空間連通油路５６は第２シリンダ連通油路５２とスプール収容空間４７とに連通している。第２連絡油路５５は第３空間連通油路５７と第２シリンダ連通油路５２とに連通している。
【００５０】
第１連絡油路５３には第１逆止弁７１が配置され、第２連絡油路５５には第２逆止弁７２が配置されている。第１逆止弁７１は第１連絡油路５３においてスプール収容空間４７から第１油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを許可し且つ第１油圧シリンダ３３ａからスプール収容空間４７への作動油の流れを禁止する。第２逆止弁７２は第２連絡油路５５においてスプール収容空間４７から第２油圧シリンダ３４ａへの作動油の流れを許可し且つ第２油圧シリンダ３４ａからスプール収容空間４７への作動油の流れを禁止する。
【００５１】
＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図７〜図９を参照して、コンロッド６の動作について説明する。図９（Ａ）は、第１油圧シリンダ３３ａに作動油が供給され且つ第２油圧シリンダ３４ａには作動油が供給されていない状態を示している。一方、図９（Ｂ）は、第２油圧シリンダ３４ａに作動油が供給され且つ第１油圧シリンダ３３ａには作動油が供給されていない状態を示している。
【００５２】
上述したように、第１付勢部材６１が格納状態にあり且つ第２付勢部材６２が突出状態にある場合、スプール８０は第一位置に位置する。言い換えれば、第２付勢部材６２に閾値以上の油圧が供給され且つ第１付勢部材６１に閾値未満の油圧が供給され又は油圧が供給されないとき、スプール８０は第一位置に位置する。図７には、スプール８０が第一位置に位置するときの作動油の流れが示されている。スプール８０は、第一位置において、第１空間連通油路５４と第３空間連通油路５７との連通を遮断し且つスプール収容空間４７を介して第２空間連通油路５６と第３空間連通油路５７とを連通させる。この結果、第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが許可され、第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａへの作動油の流れが禁止される。したがって、スプール８０は、第一位置において、作動油路５０を介して第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａに作動油を供給することを禁止し、作動油路５０を介して第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａに作動油を供給することを許可する。
【００５３】
ところで、内燃機関１のシリンダ１５内でのピストン５の往復動による上向きの慣性力がピストンピン２１に作用すると、第２油圧ピストン３４ｂに下向きの慣性力が作用する。スプール８０が第一位置に移動した後、斯かる慣性力が発生すると、第２油圧シリンダ３４ａ内の作動油が第２油圧シリンダ３４ａから排出される。この結果、第２油圧シリンダ３４ａ内の作動油は、第２シリンダ連通油路５２、第２空間連通油路５６、第３空間連通油路５７、第１連絡油路５３及び第１シリンダ連通油路５１を通って第１油圧シリンダ３３ａに供給される。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。
【００５４】
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第１油圧ピストン３３ｂ及び第２油圧ピストン３４ｂと連動する。このため、図９（Ａ）に示したように、偏心部材３２は図中の矢印の方向に回動され、ピストンピン受容開口３２ｄの位置が上昇する。この結果、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２ｄ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。したがって、第２付勢部材６２によってスプール８０を第一位置に移動させると、コンロッド６の有効長さが長くなり、ひいては、内燃機関１における機械圧縮比が高くなる。
【００５５】
一方、第１付勢部材６１が突出状態にあり且つ第２付勢部材６２が格納状態にある場合、スプール８０は第二位置に位置する。言い換えれば、第１付勢部材６１に閾値以上の油圧が供給され且つ第２付勢部材６２に閾値未満の油圧が供給され又は油圧が供給されないとき、スプール８０は第二位置に位置する。図８には、スプール８０が第二位置に位置するときの作動油の流れが示されている。スプール８０は、第二位置において、スプール収容空間４７を介して第１空間連通油路５４と第３空間連通油路５７とを連通させ且つ第２空間連通油路５６と第３空間連通油路５７との連通を遮断する。この結果、第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａへの作動油の流れが許可され、第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが禁止される。したがって、スプール８０は、第二位置において、作動油路５０を介して第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａに作動油を供給することを禁止し、作動油路５０を介して第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａに作動油を供給することを許可する。
【００５６】
ところで、内燃機関１のシリンダ１５内でのピストン５の往復動による下向きの慣性力と、燃焼室７内での混合気の燃焼による下向きの爆発力とがピストンピン２１に作用すると、第１油圧ピストン３３ｂに下向きの慣性力が作用する。スプール８０が第二位置に移動した後、斯かる慣性力及び爆発力が発生すると、第１油圧シリンダ３３ａ内の作動油が第１油圧シリンダ３３ａから排出される。この結果、第１油圧シリンダ３３ａ内の作動油は、第１シリンダ連通油路５１、第１空間連通油路５４、第３空間連通油路５７、第２連絡油路５５及び第２シリンダ連通油路５２を通って第２油圧シリンダ３４ａに供給される。このため、第１油圧ピストン３３ｂは下降し、第２油圧ピストン３４ｂは上昇する。
【００５７】
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第１油圧ピストン３３ｂ及び第２油圧ピストン３４ｂと連動する。このため、図９（Ｂ）に示したように、偏心部材３２は図中の矢印の方向（図９（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３２ｄの位置が下降する。この結果、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２ｄ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。したがって、第１付勢部材６１によってスプール８０を第二位置に移動させると、コンロッド６の有効長さが短くなり、ひいては、内燃機関１における機械圧縮比が低くなる。
【００５８】
本実施形態では、上述したように、付勢部材６１、６２でスプール８０の位置を第一位置と第二位置との間で切り換えることによって、コンロッド６の有効長さをＬ１とＬ２との間で切り換えることができる。この結果、コンロッド６を備えた内燃機関１では、機械圧縮比を変更することができる。
【００５９】
＜第一実施形態における作用効果＞
本実施形態では、上述したように、スプール８０の位置を切り換える付勢部材６１、６２は、クランクシャフト１７のクランクアーム１７ｂに配置されている。このため、機関本体（シリンダヘッド４、シリンダブロック３、クランクケース２及びオイルパン１６から構成される部分）が大きくなることを抑制しつつ、コンロッド６の有効長さを変更することができる。また、付勢部材６１、６２を制御するための油圧をコンロッド本体３１に供給する必要がないため、油圧供給油路を短くすることができ、内燃機関１の機械圧縮比を切り換えるときの応答性を改善することができる。
【００６０】
ところで、内燃機関１のシリンダ１５内でのピストン５の往復動による慣性力と、燃焼室７内での混合気の燃焼による爆発力とは、基本的にクランク受容開口４１の中心軸線に対して垂直な方向に作用する。これに対して、本実施形態では、スプール８０は、第一位置と第二位置との間で移動するときにクランク受容開口４１の中心軸線と平行に移動する。このため、本実施形態では、慣性力及び爆発力がスプール８０の作動方向にほとんど作用しないため、慣性力又は爆発力によるスプール８０の誤作動を抑制することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、偏心部材３２が、コンロッド６の有効長さを変化させるように第１油圧ピストン３３ｂ及び第２油圧ピストン３４ｂと連動する連動部材に相当する。
【００６２】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態に係る可変圧縮比内燃機関について説明する。第二実施形態に係る可変圧縮比内燃機関の構成及び動作は、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圧縮比内燃機関の構成及び動作と同様である。
【００６３】
図１０は、第二実施形態に係る可変長コンロッド６’を概略的に示す側面断面図である。図１１は、図１０のＢ−Ｂ方向から見たコンロッド６’及びクランクシャフト１７の概略的な部分断面図である。なお、図１０では、クランクシャフト１７は省略されている。
【００６４】
二つの逆止弁７１、７２と、一つのスプール８０とは、コンロッド本体３１内に形成された作動油路５０に配置されている。二つの逆止弁７１、７２は、コンロッド６’の軸線方向Ｘにおいて、スプール８０よりもピストンピン受容開口３２ｄ側に配置されている。第二実施形態では、逆止弁７１、７２と、スプール８０とは、コンロッド６’の軸線方向Ｘにおいて、クランク受容開口４１と、第１油圧シリンダ３３ａ及び第２油圧シリンダ３４ａとの間に配置されている。
【００６５】
一方、図１１に示すように、付勢部材６１、６２は、それぞれ、クランクシャフト１７のカウンターウエイト１７ｄに配置されている。具体的には、付勢部材６１、６２は、カウンターウエイト１７ｄ内に形成された付勢部材収容空間６４、６５に収容される。
【００６６】
クランクシャフト１７内、より具体的にはクランクシャフト１７のクランクジャーナル１７ｃ及びカウンターウエイト１７ｄ内には、第１付勢部材６１に油圧を供給するための第１油圧供給油路１８’が形成されている。第１油圧供給油路１８’は、第１付勢部材収容空間６４のコンロッド本体３１とは反対側の端部において、第１付勢部材収容空間６４に連通している。第１油圧供給油路１８’には、クランクシャフト１７の外部の油圧供給源（図示せず）から油が供給される。
【００６７】
また、クランクシャフト１７内、より具体的にはクランクシャフト１７のクランクジャーナル１７ｃ及びカウンターウエイト１７ｄ内には、第２付勢部材６２に油圧を供給するための第２油圧供給油路１９’が形成されている。第２油圧供給油路１９’は、第２付勢部材収容空間６５のコンロッド本体３１とは反対側の端部において、第２付勢部材収容空間６５に連通している。第２油圧供給油路１９’には、クランクシャフト１７の外部の油圧供給源（図示せず）から油が供給される。なお、第１油圧供給油路１８’及び第２油圧供給油路１９’には、同一の油圧供給源から油が供給される。
【００６８】
第一実施形態と同様に、付勢部材６１、６２は、付勢部材６１、６２に供給される油圧によって突出状態と格納状態との間で切り換えられる。突出状態の第２付勢部材６２は、クランクシャフト１７の回転時に、スプール８０を付勢してスプール８０を第一位置に移動させる。また、突出状態の第１付勢部材６１は、クランクシャフト１７の回転時に、スプール８０を付勢してスプール８０を第二位置に移動させる。第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、付勢部材６１、６２でスプール８０の位置を第一位置と第二位置との間で切り換えることによって、コンロッド６’の有効長さがＬ１とＬ２との間で切り換えられる。
【００６９】
第二実施形態では、上述したように、スプール８０の位置を切り換える付勢部材６１、６２は、クランクシャフト１７のカウンターウエイト１７ｄに配置されている。このため、機関本体が大きくなることを抑制しつつ、コンロッド６’の有効長さを変更することができる。また、付勢部材６１、６２を制御するための油圧をコンロッド本体３１に供給する必要がないため、油圧供給油路を短くすることができ、内燃機関の機械圧縮比を切り換えるときの応答性を改善することができる。
【００７０】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態に係る可変圧縮比内燃機関について説明する。第三実施形態に係る可変圧縮比内燃機関の構成及び動作は、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圧縮比内燃機関の構成及び動作と同様である。
【００７１】
図１２は、第三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１３は、第三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。第三実施形態では、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に設けられた油圧ピストン機構３３’と、偏心部材３２と油圧ピストン機構３３’とを連結する連結部材４５’とを備える。第一実施形態と異なり、可変長コンロッド６”は一つの油圧ピストン機構３３’と一つの連結部材４５’とを備える。
【００７２】
油圧ピストン機構３３’は、コンロッド本体３１のロッド部３１ｃに形成された油圧シリンダ３３ａ’と、油圧シリンダ３３ａ’内で摺動する油圧ピストン３３ｂ’と、油圧シリンダ３３ａ’内に供給される作動油をシールするオイルシール３３ｃ’とを有する。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に対して第１アーム３２ｂ側に配置される。また、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。
【００７３】
また、可変長コンロッド６”は、油圧ピストン機構３３’への作動油の流れを切り換える流れ方向切換機構を更に備える。流れ方向切換機構は、作動油が流れる作動油路５０’と、作動油の流れを制御する逆止弁７３及びスプール８０と、スプール８０の位置を切り換える付勢部材６１、６２とを備える。作動油路５０’はコンロッド本体３１内に形成されている。第一実施形態と異なり、可変長コンロッド６”は一つの逆止弁７３と一つのスプール８０とを備える。
【００７４】
逆止弁７３は、コンロッド６の軸線方向Ｘにおいて、スプール８０よりもピストンピン受容開口３２ｄ側に配置されている。また、逆止弁７３はコンロッド６”の軸線Ｘに対して油圧シリンダ３３ａ’側に配置され、スプール８０はコンロッド６”の軸線Ｘ上に配置されている。なお、逆止弁７３が油圧シリンダ３３ａ’とスプール８０との間の作動油路５０’に配置されていれば、スプール８０及び逆止弁７３の配置は、図１３に示した配置と異なっていてもよい。
【００７５】
スプール８０の位置は、第一実施形態と同様に、クランクシャフト１７のクランクアーム１７ｂに配置された付勢部材６１、６２によって第一位置と第二位置との間で選択的に切り換えられる。
【００７６】
図１４及び図１５は、本発明の第三実施形態における作動油路５０’を概略的に示す図である。作動油路５０’は、油圧シリンダ３３ａ’に連通しているシリンダ連通油路９１と、油供給装置７０から作動油を供給する作動油供給油路９２と、コンロッド本体３１の外部と連通する排出油路９３とを有する。シリンダ連通油路９１は第４空間連通油路９４と第５空間連通油路９５とに分岐している。作動油はクランクシャフト１７内の油路を通して油供給装置７０から作動油供給油路９２に供給される。
【００７７】
第４空間連通油路９４及び第５空間連通油路９５は、それぞれ、シリンダ連通油路９１とスプール収容空間４７とに連通している。第４空間連通油路９４には逆止弁７３が配置されている。逆止弁７３は第４空間連通油路９４においてスプール収容空間４７から油圧シリンダ３３ａ’への作動油の流れを許可し且つ油圧シリンダ３３ａ’からスプール収容空間４７への作動油の流れを禁止する。
【００７８】
＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図１４〜図１６を参照して、コンロッド６”の動作について説明する。図１６（Ａ）は、油圧シリンダ３３ａ’に作動油が供給されている状態を示している。一方、図１６（Ｂ）は、油圧シリンダ３３ａ’に作動油が供給されていない状態を示している。
【００７９】
第一実施形態と同様に、第１付勢部材６１が格納状態にあり且つ第２付勢部材６２が突出状態にある場合、スプール８０は第一位置に位置する。言い換えれば、第２付勢部材６２に閾値以上の油圧が供給され且つ第１付勢部材６１に閾値未満の油圧が供給され又は油圧が供給されないとき、スプール８０は第一位置に位置する。図１４には、スプール８０が第一位置に位置するときの作動油の流れが示されている。スプール８０は、第一位置において、第５空間連通油路９５と排出油路９３との連通を遮断し且つスプール収容空間４７を介して作動油供給油路９２と第４空間連通油路９４とを連通させる。この結果、油圧シリンダ３３ａ’への作動油の供給が許可され、油圧シリンダ３３ａ’からの作動油の排出が禁止される。したがって、スプール８０は、第一位置において、作動油路５０’を介して油圧シリンダ３３ａ’に作動油を供給することを許可し且つ作動油路５０’を介して油圧シリンダ３３ａ’から作動油を排出することを禁止する。
【００８０】
油供給装置７０から供給された作動油は、作動油供給油路９２、第４空間連通油路９４及びシリンダ連通油路９１を通って油圧シリンダ３３ａ’に供給される。このため、油圧ピストン３３ｂ’は上昇する。
【００８１】
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油圧ピストン３３ｂ’と連動する。このため、図１６（Ａ）に示したように、偏心部材３２は図中の矢印の方向に回動され、ピストンピン受容開口３２ｄの位置が上昇する。この結果、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２ｄ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。したがって、第２付勢部材６２によってスプール８０を第一位置に移動させると、コンロッド６”の有効長さが長くなり、ひいては、内燃機関における機械圧縮比が高くなる。
【００８２】
一方、第一実施形態と同様に、第１付勢部材６１が突出状態にあり且つ第２付勢部材６２が格納状態にある場合、スプール８０は第二位置に位置する。言い換えれば、第１付勢部材６１に閾値以上の油圧が供給され且つ第２付勢部材６２に閾値未満の油圧が供給され又は油圧が供給されないとき、スプール８０は第二位置に位置する。図１５には、スプール８０が第二位置に位置するときの作動油の流れが示されている。スプール８０は、第二位置において、スプール収容空間４７を介して第５空間連通油路９５と排出油路９３とを連通させ且つ作動油供給油路９２と第４空間連通油路９４との連通を遮断する。この結果、油圧シリンダ３３ａ’への作動油の供給が禁止され、油圧シリンダ３３ａ’からの作動油の排出が許可される。したがって、スプール８０は、第二位置において、作動油路５０’を介して油圧シリンダ３３ａ’に作動油を供給することを禁止し且つ作動油路５０’を介して油圧シリンダ３３ａ’から作動油を排出することを許可する。
【００８３】
ところで、内燃機関１のシリンダ１５内でのピストン５の往復動による下向きの慣性力と、燃焼室７内での混合気の燃焼による下向きの爆発力とがピストンピン２１に作用すると、油圧ピストン３３ｂ’に下向きの慣性力が作用する。スプール８０が第二位置に移動した後、斯かる慣性力及び爆発力が発生すると、油圧シリンダ３３ａ’内の作動油が油圧シリンダ３３ａ’から排出される。この結果、油圧シリンダ３３ａ’内の作動油は、シリンダ連通油路９１、第５空間連通油路９５及び排出油路９３を通ってコンロッド本体３１の外部に排出される。このため、油圧ピストン３３ｂ’は下降する。
【００８４】
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油圧ピストン３３ｂ’と連動する。このため、図１６（Ｂ）に示したように、偏心部材３２は図中の矢印の方向（図１６（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３２ｄの位置が下降する。この結果、クランク受容開口４１の中心とピストンピン受容開口３２ｄ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。したがって、第１付勢部材６１によってスプール８０を第二位置に移動させると、コンロッド６”の有効長さが短くなり、ひいては、内燃機関における機械圧縮比が低くなる。
【００８５】
第三実施形態では、上述したように、付勢部材６１、６２でスプール８０の位置を第一位置と第二位置との間で切り換えることによって、コンロッド６”の有効長さをＬ１とＬ２との間で切り換えることができる。この結果、コンロッド６”を備えた内燃機関１では、機械圧縮比を変更することができる。
【００８６】
第三実施形態では、第一実施形態と同様に、スプール８０の位置を切り換える付勢部材６１、６２は、クランクシャフト１７のクランクアーム１７ｂに配置されている。このため、機関本体が大きくなることを抑制しつつ、コンロッド６”の有効長さを変更することができる。また、付勢部材６１、６２を制御するための油圧をコンロッド本体３１に供給する必要がないため、油圧供給油路を短くすることができ、内燃機関の機械圧縮比を切り換えるときの応答性を改善することができる。
【００８７】
また、第三実施形態では、第一実施形態と異なり、油圧ピストン機構及び連結部材の数は一つである。このため、可変長コンロッドの部品点数を少なくすることができる。この結果、第三実施形態では、可変長コンロッドの総重量及び製造コストを減少させることができる。
【００８８】
なお、第三実施形態では、偏心部材３２が、コンロッド６”の有効長さを変化させるように油圧ピストン３３ｂ’と連動する連動部材に相当する。しかしながら、連動部材は、特許文献３に記載されたような、油圧ピストンと共にコンロッドの軸線方向に直線的に移動する部材であってもよい。
【００８９】
＜その他の態様＞
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、付勢部材６１、６２によるスプール８０の移動方向はクランク受容開口４１の中心軸線に対して斜めであってもよい。また、各実施形態における作動油路５０、５０’は、それぞれ、スプール８０の移動によって作動油の流れを切り換えることができれば、図７、図８、図１４及び図１５に示した作動油路の構成と異なっていてもよい。例えば、第一実施形態及び第二実施形態において、作動油路５０は、油圧ピストン機構３３、３４等から作動油が漏れた場合に新たな作動油を補充する補充用油路を有していてもよい。この場合、補充用油路には、クランクシャフト１７内に形成された油路を介して、コンロッド本体３１の外部の油圧供給源から作動油が供給される。
【００９０】
また、上述した実施形態は、任意に組み合わせて実施可能である。例えば、第三実施形態において、第二実施形態のように、逆止弁７３及びスプール８０がコンロッド６”の軸線方向においてクランク受容開口４１と油圧シリンダ３３ａ’との間に配置され、付勢部材６１、６２がクランクシャフト１７のカウンターウエイト１７ｄに配置されていてもよい。
【００９１】
なお、本明細書において、油圧ピストンの上昇とは、油圧ピストンがコンロッドの軸線方向においてコンロッド本体の小径端部に近づくように移動することを意味し、油圧ピストンの下降とは、油圧ピストンがコンロッドの軸線方向において小径端部から離れるように移動することを意味する。
【符号の説明】
【００９２】
１    内燃機関
６、６’、６”    コンロッド
１７    クランクシャフト
１７ａ    クランクピン
１７ｂ    クランクアーム
１７ｃ    クランクジャーナル
１７ｄ    カウンターウエイト
２１    ピストンピン
３１    コンロッド本体
３２    偏心部材
３２ｄ    ピストンピン受容開口
３３ａ    第１油圧シリンダ
３３ｂ    第１油圧ピストン
３４ａ    第２油圧シリンダ
３４ｂ    第２油圧ピストン
３３ａ’    油圧シリンダ
３３ｂ’    油圧ピストン
４１    クランク受容開口
５０、５０’    作動油路
６１    第１付勢部材
６２    第２付勢部材
８０    スプール
【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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