(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変長コンロッドであって、
クラ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、
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コンロッド本体に回動可能に取り付けられた偏心部材と、
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し且つ前記偏心部材と連動する油圧ピストンと、
前記コンロッド本体に設けられた流れ方向切換機構と、
前記油圧シリンダ、前記油圧ピストン及び前記流れ方向切換機構とは別の、前記作動油を扱う油圧機構と
を備え、
前記流れ方向切換機構は一つの逆止弁及び一つの切換機構を備え、
前記逆止弁は該逆止弁の一次側から該逆止弁の二次側への作動油の流れを許可し且つ前記二次側から前記一次側への作動油の流れを禁止するように構成され、
前記切換機構は一つの切換ピンを備え、該切換ピンは、前記コンロッド本体に形成されたピン収容空間に収容され、
前記コンロッド本体に、前記油圧シリンダと前記ピン収容空間とを連通させる第一油路と、前記油圧機構又は前記油圧機構及び当該可変長コンロッドの外部空間と前記ピン収容空間とを連通させる第二油路と、前記逆止弁の一次側と前記ピン収容空間とを連通させる第三油路と、前記逆止弁の二次側と前記ピン収容空間とを連通させる第四油路とが形成され、
前記切換ピンは、前記第一油路を前記第四油路に連通させ且つ前記第二油路を前記第三油路に連通させる第一位置と、前記第一油路を前記第三油路に連通させ且つ前記第二油路を前記第四油路に連通させる第二位置との間で切り換えられるように構成される、可変長コンロッド。
【請求項２】
前記切換ピンは、前記第一位置と前記第二位置との間で切り換えられるときに直線的に移動する、請求項１に記載の可変長コンロッド。
【請求項３】
前記切換ピンは、前記第一位置と前記第二位置との間で切り換えられ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２に記載の可変長コンロッド。
【請求項４】
前記切換ピンは円柱形状を有し、前記切換機構は、前記切換ピンの周方向の回動を防止する回動防止部材を更に備える、請求項２又は３に記載の可変長コンロッド。
【請求項５】
前記切換ピンは、前記コンロッド本体の外部から供給される油圧によって前記第一位置と前記第二位置との間で切り換えられる、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。
【請求項６】
前記油圧機構は、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別の油圧シリンダであり、
当該可変長コンロッドは、前記別の油圧シリンダ内で摺動し且つ前記偏心部材と連動する別の油圧ピストンを更に備え、
前記第二油路は前記別の油圧シリンダと前記ピン収容空間とを連通させるように形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項７】
前記油圧機構は、作動油を貯留可能な貯留室であり、
前記第二油路は前記貯留室と前記ピン収容空間とを連通させるように形成されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項８】
前記油圧機構は、前記コンロッド本体の外部に配置されると共に前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧供給源であり、
前記第二油路は、前記油圧供給源と前記ピン収容空間とを連通させる供給油路と、当該可変長コンロッドの外部空間と前記ピン収容空間とを連通させる排出油路とであり、
前記切換ピンは、前記第一油路を前記第四油路に連通させ且つ前記供給油路を前記第三油路に連通させる第一位置と、前記第一油路を前記第三油路に連通させ且つ前記排出油路を前記第四油路に連通させる第二位置との間で切り換えられるように構成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項９】
前記排出油路に配置された逆流防止機構を更に備え、該逆流防止機構は、前記切換ピンが前記第二位置にあるときに前記流れ方向切換機構から前記外部空間への作動油の移動を許可し且つ該外部空間から該流れ方向切換機構への流体の移動を禁止するように構成される、請求項８に記載の可変長コンロッド。
【請求項１０】
前記第一油路の数が一本である、請求項１から９のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項１１】
前記第一油路及び前記第二油路の数がそれぞれ一本である、請求項１から７のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項１２】
前記第一油路は前記第三油路又は前記第四油路と同一直線上に形成されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項１３】
前記第一油路は前記第三油路又は前記第四油路と同一直線上に形成され、前記第二油路は前記第三油路又は前記第四油路と同一直線上に形成されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項１４】
前記コンロッド本体の外部から供給される油圧によって前記偏心部材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を更に備える、請求項７から９のいずれか１項に記載の可変長コンロッド。
【請求項１５】
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１４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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変長コンロッド及び可変長コンロッドを備えた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、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、油圧ピストン機構への作動油の流れを切り換えることで偏心部材の回動が制御される。例えば、特許文献１に記載の可変長コンロッドでは、一つの切換ピン及び二つの逆止弁を用いて油圧ピストン機構への作動油の流れが切り換えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０１９６８３号
【特許文献２】特開２０１１−１９６５４９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、可変長コンロッドの製造コストを低減すると共に可変長コンロッドの信頼性を向上させるためには、油圧ピストン機構への作動油の流れを切り換えるための機構をできるだけシンプルにすることが望まれている。
【０００７】
そこで、上記課題に鑑みて、本発明の目的は、油圧ピストン機構を備えた可変長コンロッドにおいて、油圧ピストン機構への作動油の流れを切り換えるための機構をシンプルにすることにある。
【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、可変長コンロッドであって、クラ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、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コンロッド本体に回動可能に取り付けられた偏心部材と、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し且つ前記偏心部材と連動する油圧ピストンと、前記コンロッド本体に設けられた流れ方向切換機構と、前記油圧シリンダ、前記油圧ピストン及び前記流れ方向切換機構とは別の、前記作動油を扱う油圧機構とを備え、前記流れ方向切換機構は一つの逆止弁及び一つの切換機構を備え、前記逆止弁は該逆止弁の一次側から該逆止弁の二次側への作動油の流れを許可し且つ前記二次側から前記一次側への作動油の流れを禁止するように構成され、前記切換機構は一つの切換ピンを備え、該切換ピンは、前記コンロッド本体に形成されたピン収容空間に収容され、前記コンロッド本体に、前記油圧シリンダと前記ピン収容空間とを連通させる第一油路と、前記油圧機構又は前記油圧機構及び当該可変長コンロッドの外部空間と前記ピン収容空間とを連通させる第二油路と、前記逆止弁の一次側と前記ピン収容空間とを連通させる第三油路と、前記逆止弁の二次側と前記ピン収容空間とを連通させる第四油路とが形成され、前記切換ピンは、前記第一油路を前記第四油路に連通させ且つ前記第二油路を前記第三油路に連通させる第一位置と、前記第一油路を前記第三油路に連通させ且つ前記第二油路を前記第四油路に連通させる第二位置との間で切り換えられるように構成される、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、前記切換ピンは、前記第一位置と前記第二位置との間で切り換えられるときに直線的に移動する。
【００１０】
第３の発明では、第２の発明において、前記切換ピンは、前記第一位置と前記第二位置との間で切り換えられ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。
【００１１】
第４の発明では、第２又は第３の発明において、前記切換ピンは円柱形状を有し、前記切換機構は、前記切換ピンの周方向の回動を防止する回動防止部材を更に備える。
【００１２】
第５の発明では、第１から第４のいずれか一つの発明において、前記切換ピンは、前記コンロッド本体の外部から供給される油圧によって前記第一位置と前記第二位置との間で切り換えられる。
【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、前記油圧機構は、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別の油圧シリンダであり、当該可変長コンロッドは、前記別の油圧シリンダ内で摺動し且つ前記偏心部材と連動する別の油圧ピストンを更に備え、前記第二油路は前記別の油圧シリンダと前記ピン収容空間とを連通させるように形成されている。
【００１４】
第７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、前記油圧機構は、作動油を貯留可能な貯留室であり、前記第二油路は前記貯留室と前記ピン収容空間とを連通させるように形成されている。
【００１５】
第８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、前記油圧機構は、前記コンロッド本体の外部に配置されると共に前記油圧シリンダに作動油を供給する油圧供給源であり、前記第二油路は、前記油圧供給源と前記ピン収容空間とを連通させる供給油路と、当該可変長コンロッドの外部空間と前記ピン収容空間とを連通させる排出油路とであり、前記切換ピンは、前記第一油路を前記第四油路に連通させ且つ前記供給油路を前記第三油路に連通させる第一位置と、前記第一油路を前記第三油路に連通させ且つ前記排出油路を前記第四油路に連通させる第二位置との間で切り換えられるように構成される。
【００１６】
第９の発明では、第８の発明において、前記排出油路に配置された逆流防止機構を更に備え、該逆流防止機構は、前記切換ピンが前記第二位置にあるときに前記流れ方向切換機構から前記外部空間への作動油の移動を許可し且つ該外部空間から該流れ方向切換機構への流体の移動を禁止するように構成される。
【００１７】
第１０の発明では、第１から第９のいずれか一つの発明において、前記第一油路の数が一本である。
【００１８】
第１１の発明では、第１から第７のいずれか一つの発明において、前記第一油路及び前記第二油路の数がそれぞれ一本である。
【００１９】
第１２の発明では、第１から第１１のいずれか一つの発明において、前記第一油路は前記第三油路又は前記第四油路と同一直線上に形成されている。
【００２０】
第１３の発明では、第１から第７のいずれか一つの発明において、前記第一油路は前記第三油路又は前記第四油路と同一直線上に形成され、前記第二油路は前記第三油路又は前記第四油路と同一直線上に形成されている。
【００２１】
第１４の発明では、第７から第９のいずれか一つの発明において、前記コンロッド本体の外部から供給される油圧によって前記偏心部材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を更に備える。
【００２２】
第１５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から第１４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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、油圧ピストン機構を備えた可変長コンロッドにおいて、油圧ピストン機構への作動油の流れを切り換えるための機構をシンプルにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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、流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大した可変長コンロッドの側面断面図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図７】図７は、図５のＢ−Ｂ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図８】図８は、図５のＣ−Ｃ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図９】図９は、図７及び図８のＤ−Ｄ線に沿った可変長コンロッドの部分断面図である。
【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作動油の流れ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作動油の流れを説明する概略図である。
【図１３】図１３は、流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大した、第二実施形態に係る可変長コンロッドの側面断面図である。
【図１４】図１４は、図１３のＥ−Ｅ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図１５】図１５は、図１３のＦ−Ｆ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図１６】図１６は、図１５のＧ−Ｇ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図１７】図１７は、図１５のＨ−Ｈ線に沿った可変長コンロッドの部分断面図である。
【図１８】図１８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作動油の流れを説明する概略図である。
【図１９】図１９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作動油の流れを説明する概略図である。
【図２０】図２０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２１】図２１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２２】図２２は、流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大した可変長コンロッドの側面断面図である。
【図２３】図２３は、図２２のＩ−Ｉ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図２４】図２４は、図２２のＪ−Ｊ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図２５】図２５は、図２２のＫ−Ｋ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図２６】図２６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作動油の流れを説明する概略図である。
【図２７】図２７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作動油の流れを説明する概略図である。
【図２８】図２８は、逆流防止機構及び流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大した可変長コンロッドの側面断面図である。
【図２９】図２９は、図２８のＬ−Ｌ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図３０】図３０は、図２８のＭ−Ｍ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図３１】図３１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作動油の流れを説明する概略図である。
【図３２】図３２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作動油の流れを説明する概略図である。
【図３３】図３３は、第五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３４】図３４は、第五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３５】図３５は、流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大した可変長コンロッドの側面断面図である。
【図３６】図３６は、図３５のＮ−Ｎ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図３７】図３７は、図３５のＯ−Ｏ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図３８】図３８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作動油の流れを説明する概略図である。
【図３９】図３９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作動油の流れを説明する概略図である。
【図４０】図４０は、第六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４１】図４１は、第六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４２】図４２は、流れ方向切換機構が設けられた領域を拡大した可変長コンロッドの側面断面図である。
【図４３】図４３は、図４２のＰ−Ｐ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図４４】図４４は、図４２のＱ−Ｑ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図４５】図４５は、図４２のＲ−Ｒ線に沿った可変長コンロッドの断面図である。
【図４６】図４６は、第六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４７】図４７は、切換ピン及び停止部材に中程度の油圧が供給されているときの作動油の流れを説明するための概略図である。
【図４８】図４８は、切換ピン及び停止部材に高い油圧が供給されているときの作動油の流れを説明するための概略図である。
【図４９】図４９は、切換ピンに低い油圧が供給されているときの作動油の流れを説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
＜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。
【００２７】
＜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。
【００２８】
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。
【００２９】
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高くなる。
【００３０】
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低くなる。
【００３１】
＜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への作動油の流れを切り換える流れ方向切換機構３５とを備える。
【００３２】
＜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。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。
【００３３】
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２２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。
【００３４】
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との間の中間部分で最も細い。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。
【００３５】
＜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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
＜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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
＜流れ方向切換機構＞
次に、図５〜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５は、流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大した可変長コンロッド６の側面断面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線に沿った可変長コンロッド６の断面図である。図７は、図５のＢ−Ｂ線に沿った可変長コンロッド６の断面図である。図８は、図５のＣ−Ｃ線に沿った可変長コンロッド６の断面図である。図９は、図７及び図８のＤ−Ｄ線に沿った可変長コンロッド６の部分断面図である。なお、図５では、第１油圧ピストン３３ｂ及び第２油圧ピストン３４ｂは省略されている。
【００４３】
流れ方向切換機構３５はコンロッド本体３１に設けられる。より具体的には、流れ方向切換機構３５は、コンロッド本体３１の軸線方向において第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。第１油圧シリンダ３３ａ及び第２油圧シリンダ３４ａは流れ方向切換機構３５を介して互いに連通する。
【００４４】
流れ方向切換機構３５は逆止弁７０及び切換機構８０を備える。本実施形態では、逆止弁７０はコンロッド本体３１の軸線方向において切換機構８０よりもクランク受容開口４１側に配置される。また、逆止弁７０及び切換機構８０はコンロッド本体３１の幅方向において同一の位置に配置される。
【００４５】
切換機構８０は、一つの切換ピン８１と、切換ピン８１を付勢する第１付勢バネ８２と、第１付勢バネ８２を支持する第１支持部材８３とを備える。切換ピン８１、第１付勢バネ８２及び第１支持部材８３は、コンロッド本体３１に形成されたピン収容空間４７に収容される。本実施形態では、ピン収容空間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る。ピン収容空間４７は、図７に示したように、コンロッド本体３１の厚さ方向において、一方の端部において閉じており、他方の端部において開いている。切換機構８０は可変長コンロッド６の組立時にピン収容空間４７の開いた端部からピン収容空間４７に挿入される。
【００４６】
第１付勢バネ８２は、例えばコイルバネであり、切換ピン８１に形成されたバネ収容穴８１ａに収容される。第１支持部材８３は、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、ピン収容空間４７に形成された円周溝に配置される。第１付勢バネ８２は、ピン収容空間４７の閉じた端部に向かって、クランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に切換ピン８１を付勢する。
【００４７】
後述するように、切換ピン８１には、コンロッド本体３１の外部の油圧供給源から油圧が供給される。切換ピン８１は、外部の油圧供給源から供給される油圧によって、ピン収容空間４７の閉じた端部から離間された第一位置と、ピン収容空間４７の閉じた端部に当接する第二位置との間で切り換えられる。具体的には、切換ピン８１は、切換ピン８１に所定圧以上の油圧が供給された場合には第１付勢バネ８２の付勢力に抗して第一位置に移動し、切換ピン８１に所定圧未満の油圧が供給され又は切換ピン８１に油圧が供給されない場合には第１付勢バネ８２の付勢力によって第二位置に移動する。切換ピン８１は、第一位置と第二位置との間で切り換えられるとき、図７の矢印の方向に直線的に移動する。切換ピン８１の移動方向は、クランク受容開口４１の中心軸線と平行である。なお、図７では、切換ピン８１は第一位置に位置している。
【００４８】
切換ピン８１は、円柱形状を有し、その軸線がピン収容空間４７の軸線と一致するようにピン収容空間４７に収容される。したがって、切換ピン８１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ている。切換ピン８１には、第１貫通孔８１ｂ、第２貫通孔８１ｃ、第３貫通孔８１ｄ及び第４貫通孔８１ｅが切換ピン８１の軸線に垂直に延びるように形成されている。切換ピン８１は、後述する回動防止部材８４によって、第１貫通孔８１ｂ〜第４貫通孔８１ｅがコンロッド本体３１の軸線方向に延びるようにピン収容空間４７に配置される。
【００４９】
第１貫通孔８１ｂ及び第２貫通孔８１ｃは、切換ピン８１の軸線方向において互いに離間され、切換ピン８１の周方向において同一の位置に形成される。第３貫通孔８１ｄ及び第４貫通孔８１ｅは、切換ピン８１の軸線方向において互いに離間され、切換ピン８１の周方向において同一の位置に形成される。第１貫通孔８１ｂ及び第２貫通孔８１ｃは切換ピン８１の軸線方向及び周方向において第３貫通孔８１ｄ及び第４貫通孔８１ｅから離間されている。
【００５０】
切換機構８０は、図９に示したように、切換ピン８１の周方向の回動を防止する回動防止部材８４を更に備える。本実施形態では、回動防止部材８４は球状のボールである。回動防止部材８４は、切換ピン８１に形成された凹部に切換ピン８１の周方向に移動不能に配置される。図５及び図９に示したように、ピン収容空間４７には、半円形状の断面を有する摺動溝４７ａが形成されている。摺動溝４７ａはクランク受容開口４１の中心軸線と平行に延在する。
【００５１】
切換ピン８１が周方向に回動しようとすると回動防止部材８４が摺動溝４７ａの周囲に当接するため、切換ピン８１の周方向の回動が防止される。一方、回動防止部材８４は、摺動溝４７ａに沿って、切換ピン８１と共に切換ピン８１の軸線方向に移動することができる。したがって、回動防止部材８４によって切換ピン８１の軸線方向の移動を可能としつつ切換ピン８１の回動を防止することができる。この結果、切換ピン８１が第一位置と第二位置との間で移動するときに第１貫通孔８１ｂ〜第４貫通孔８１ｅの延在方向がコンロッド本体３１の軸線方向からずれることを抑制することができる。
【００５２】
なお、切換ピン８１の周方向の回動を防止するための構成は、上述した構成に限定されない。例えば、回動防止部材８４が直方体形状を有し、摺動溝４７ａが四角形の断面を有してもよい。また、ピン収容空間４７を画定する壁面に形成された凹部に回動防止部材８４が配置され、切換ピン８１に、半円形状の断面を有し且つ切換ピン８１の軸線方向に延びる摺動溝が形成されてもよい。また、ピン収容空間４７を画定する壁面に、コンロッド本体３１の軸線方向に突出する突起が形成され、切換ピン８１に、ピン収容空間４７の突起を受容し且つ切換ピン８１の軸線方向に延びる摺動溝が形成されてもよい。この場合、ピン収容空間４７の突起が回動防止部材として機能する。また、切換ピン８１及びピン収容空間４７は直方体形状を有してもよい。この場合、切換ピン８１がピン収容空間４７内で周方向に回動できないため、回動防止部材は不要である。
【００５３】
逆止弁７０は、コンロッド本体３１に形成された逆止弁収容空間４８に収容される。本実施形態では、逆止弁収容空間４８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る。また、逆止弁収容空間４８はコンロッド本体３１の軸線方向においてピン収容空間４７よりもクランク受容開口４１側に形成される。逆止弁収容空間４８は、図８に示したように、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。逆止弁収容空間４８の一方の端部（図８において上側）に形成された開口は、逆止弁収容空間４８の他方の端部（図８において下側）に形成された開口よりも小さい。逆止弁７０は可変長コンロッド６の組立時に逆止弁収容空間４８の上記他方の端部から逆止弁収容空間４８に挿入される。上記一方の端部に形成された開口は、逆止弁７０の挿入時に逆止弁収容空間４８から空気を排出する排気口として機能する。
【００５４】
逆止弁７０は、弁体７１と、弁体７１を収容する弁体収容部材７２と、弁体７１の可動範囲を規制する弁体規制部材７３とを備える。弁体７１は、球状のボールであり、弁体収容部材７２に形成された弁体収容穴７２ａに収容される。弁体規制部材７３は、弁体収容穴７２ａ内で弁体７１に向かって突出する突出部７３ａを有する。
【００５５】
弁体収容部材７２は円柱形状を有し、その軸線が逆止弁収容空間４８の軸線と一致するように逆止弁収容空間４８に収容される。したがって、弁体収容部材７２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ている。弁体収容部材７２には、第５貫通孔７２ｂ、第６貫通孔７２ｃ、第７貫通孔７２ｄ及び第８貫通孔７２ｅが弁体収容部材７２の軸線と垂直に延びるように形成されている。弁体収容部材７２は、後述する固定ピン３０によって、第５貫通孔７２ｂ〜第８貫通孔７２ｅがコンロッド本体３１の軸線方向に延びるように逆止弁収容空間４８に配置される。
【００５６】
第５貫通孔７２ｂ及び第６貫通孔７２ｃは、弁体収容部材７２の軸線方向において互いに離間され、弁体収容部材７２の周方向において同一の位置に形成される。第７貫通孔７２ｄ及び第８貫通孔７２ｅは、弁体収容部材７２の軸線方向において互いに離間され、弁体収容部材７２の周方向において同一の位置に形成される。第５貫通孔７２ｂ及び第７貫通孔７２ｄは、弁体収容部材７２の周方向において互いに離間され、弁体収容部材７２の軸線方向において同一の位置に形成される。第６貫通孔７２ｃ及び第８貫通孔７２ｅは、弁体収容部材７２の周方向において互いに離間され、弁体収容部材７２の軸線方向において同一の位置に形成される。
【００５７】
また、弁体収容部材７２には、第５貫通孔７２ｂと第７貫通孔７２ｄと弁体収容穴７２ａとを連通させる第１連通路７２ｆと、第６貫通孔７２ｃと第８貫通孔７２ｅとを連通させる第２連通路７２ｇとが形成されている。第１連通路７２ｆ及び第２連通路７２ｇは、弁体収容部材７２の軸線及び第５貫通孔７２ｂ〜第８貫通孔７２ｅの延在方向に垂直に延びるように形成されている。また、弁体収容穴７２ａと第２連通路７２ｇとの間には、弁体収容部材７２の軸線方向に延びる貫通孔７２ｉが形成されている。
【００５８】
第２連通路７２ｇから弁体７１に作動油が供給される場合、弁体７１は貫通孔７２ｉから離れる方向に移動して貫通孔７２ｉを開放する。この結果、弁体７１は第２連通路７２ｇと弁体収容穴７２ａとを連通させる。このとき、弁体７１が弁体規制部材７３の突出部７３ａに当接すると、弁体７１の移動が規制される。一方、第１連通路７２ｆ及び弁体収容穴７２ａから弁体７１に作動油が供給される場合、弁体７１は、貫通孔７２ｉに向かって移動して貫通孔を７２ｉ閉塞し、弁体収容穴７２ａと第２連通路７２ｇとの連通を遮断する。したがって、逆止弁７０は逆止弁７０の一次側（（図８において弁体７１よりも下側の空間）から逆止弁７０の二次側（（図８において弁体７１よりも上側の空間）への作動油の流れを許可し且つ逆止弁７０の二次側から逆止弁７０の一次側への作動油の流れを禁止するように構成されている。本実施形態では、逆止弁７０の一次側は第２連通路７２ｇであり、逆止弁７０の二次側は弁体収容穴７２ａ及び第１連通路７２ｆである。
【００５９】
逆止弁７０はシール材７４を更に備える。シール材７４は、例えばＯリングであり、弁体収容部材７２に形成された円周溝に配置される。シール材７４は、逆止弁７０の一次側と二次側との間で作動油が貫通孔７２ｉを介さずに移動することを防止する。
【００６０】
可変長コンロッド６は、逆止弁収容空間４８において弁体収容部材７２の位置を固定する固定ピン３０を更に備える。弁体収容部材７２には、固定ピン３０が挿入されるピン挿入穴７２ｈが形成されている。ピン挿入穴７２ｈは第５貫通孔７２ｂ〜第８貫通孔７２ｅの延在方向及びこれと垂直な方向に延びている。固定ピン３０は、逆止弁収容空間４８からクランク受容開口４１までコンロッド本体３１の軸線方向に延びる貫通孔に配置されている。固定ピン３０によって、逆止弁収容空間４８内での弁体収容部材７２の移動が抑制される。この結果、第５貫通孔７２ｂ〜第８貫通孔７２ｅの延在方向がコンロッド本体３１の軸線方向からずれることを抑制することができる。なお、参考のために、固定ピン３０は図５において破線で示されている。
【００６１】
図５及び図６からわかるように、コンロッド本体３１内には、第１油圧シリンダ３３ａとピン収容空間４７とを連通させる第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２と、第２油圧シリンダ３４ａとピン収容空間４７とを連通させる第３ピストン連通油路５３及び第４ピストン連通油路５４とが形成されている。第１ピストン連通油路５１〜第４ピストン連通油路５４はコンロッド本体３１の軸線方向に延びている。
【００６２】
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、コンロッド本体３１の厚さ方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の軸線方向及び幅方向において同一の位置に形成される。第３ピストン連通油路５３及び第４ピストン連通油路５４は、コンロッド本体３１の厚さ方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の軸線方向及び幅方向において同一の位置に形成される。第１ピストン連通油路５１及び第３ピストン連通油路５３は、コンロッド本体３１の幅方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の厚さ方向において同一の位置に形成される。第２ピストン連通油路５２及び第４ピストン連通油路５４は、コンロッド本体３１の幅方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の厚さ方向において同一の位置に形成される。
【００６３】
また、図５及び図７からわかるように、コンロッド本体３１内には、ピン収容空間４７と逆止弁収容空間４８とを連通させる第１空間連通油路５５、第２空間連通油路５６、第３空間連通油路５７及び第４空間連通油路５８が形成されている。第１空間連通油路５５〜第４空間連通油路５８はコンロッド本体３１の軸線方向に延びている。第１空間連通油路５５は弁体収容部材７２の第５貫通孔７２ｂと連通するように形成され、第３空間連通油路５７は弁体収容部材７２の第７貫通孔７２ｄと連通するように形成されている。したがって、第１空間連通油路５５及び第３空間連通油路５７は、逆止弁７０の二次側とピン収容空間４７とを連通させる。一方、第２空間連通油路５６は弁体収容部材７２の第６貫通孔７２ｃと連通するように形成され、第４空間連通油路５８は弁体収容部材７２の第８貫通孔７２ｅと連通するように形成されている。したがって、第２空間連通油路５６及び第４空間連通油路５８は、逆止弁７０の一次側とピン収容空間４７とを連通させる。
【００６４】
第１空間連通油路５５及び第２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互いに離間され、コンロッド本体３１の軸線方向及び幅方向において同一の位置に形成される。第３空間連通油路５７及び第４空間連通油路５８は、コンロッド本体３１の厚さ方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の軸線方向及び幅方向において同一の位置に形成される。第１空間連通油路５５及び第３空間連通油路５７は、コンロッド本体３１の幅方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の軸線方向及び厚さ方向において同一の位置に形成される。第２空間連通油路５６及び第４空間連通油路５８は、コンロッド本体３１の幅方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の軸線方向及び厚さ方向において同一の位置に形成される。
【００６５】
上述したように、油路５１〜５８はコンロッド本体３１の軸線方向に延在している。また、第１ピストン連通油路５１及び第１空間連通油路５５は同一直線上に形成され、第２ピストン連通油路５２及び第２空間連通油路５６は同一直線上に形成され、第３ピストン連通油路５３及び第３空間連通油路５７は同一直線上に形成され、第４ピストン連通油路５４及び第４空間連通油路５８は同一直線上に形成されている。このため、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油路５１〜５８を容易に形成することができる。
【００６６】
この結果、図５及び図８に示したように、空間連通油路５５〜５８のクランク受容開口４１側には、空間連通油路５５〜５８と同軸の延長油路５５ａ〜５８ａが形成される。延長油路５５ａ〜５８ａは例えばベアリングメタル２０によって閉じられる。このことによって、ベアリングメタル２０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延長油路５５ａ〜５８ａを容易に閉じることができる。
【００６７】
また、コンロッド本体３１内には、コンロッド本体３１の外部の油圧供給源から切換ピン８１に油圧を供給するための油圧供給油路５９が形成されている。なお、参考のために、油圧供給油路５９は図３及び図５において破線で示されている。図７に示したように、油圧供給油路５９は、コンロッド本体３１の厚さ方向において、ピン収容空間４７の閉じた端部側でピン収容空間４７と連通している。油圧供給油路５９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（図示せず）を介してコンロッド本体３１の外部の油圧供給源に連通される。
【００６８】
さらに、コンロッド本体３１内には、逆止弁７０の一次側に作動油を補充するための補充用油路６７が形成されている。なお、参考のために、補充用油路６７は図５において破線で示されている。図８に示したように、補充用油路６７の一方の端部は、逆止弁７０の一次側において逆止弁収容空間４８に連通される。補充用油路６７の他方の端部は、クランク受容開口４１に連通される。また、ベアリングメタル２０には、補充用油路６７に合わせて貫通穴２０ａが形成されている。補充用油路６７は、貫通穴２０ａ及びクランクピン２２内に形成された油路（図示せず）を介してコンロッド本体３１の外部の油圧供給源に連通される。したがって、補充用油路６７により、逆止弁７０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圧供給源に連通している。なお、補充用油路６７が逆止弁７０の一次側に連通する位置は、図８に示した位置とは異なっていてもよい。
【００６９】
＜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１０（Ｂ）は、第１油圧シリンダ３３ａには作動油が供給されておらず且つ第２油圧シリンダ３４ａには作動油が供給されている状態を示している。図１１は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されているときの作動油の流れを説明する概略図である。また、図１２は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されていないときの作動油の流れを説明する概略図である。
【００７０】
可変長コンロッド６は油圧供給源５０及び電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０を更に備える。油圧供給源５０は油圧供給油路５９を介して切換ピン８１に油圧を供給する。油圧供給源５０は、コンロッド本体３１の外部に配置され、ＥＣＵ４０によって制御される。したがって、ＥＣＵ４０は、油圧供給源５０によって切換ピン８１に供給される油圧を制御することができる。
【００７１】
図１１に示したように、油圧供給源５０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８１は第１付勢バネ８２の付勢力に抗して第一位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第１貫通孔８１ｂを介して、第１油圧シリンダ３３ａと連通する第１ピストン連通油路５１と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５とが連通する。また、切換ピン８１の第４貫通孔８１ｅを介して、第２油圧シリンダ３４ａと連通する第４ピストン連通油路５４と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８とが連通する。一方、第１油圧シリンダ３３ａと連通する第２ピストン連通油路５２と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、第２油圧シリンダ３４ａと連通する第３ピストン連通油路５３と、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【００７２】
したがって、切換ピン８１は、第一位置において、第１ピストン連通油路５１を第１空間連通油路５５に連通させ、第４ピストン連通油路５４を第４空間連通油路５８に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、第１油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の二次側に連通させ且つ第２油圧シリンダ３４ａを逆止弁７０の一次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第一位置において、第２ピストン連通油路５２と第２空間連通油路５６との連通を遮断し、第３ピストン連通油路５３と第３空間連通油路５７との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、第１油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の一次側との連通を遮断し、第２油圧シリンダ３４ａと逆止弁７０の二次側との連通を遮断する。
【００７３】
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、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第一位置に位置するとき、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への作動油の流れを許可する第一状態にある。
【００７４】
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。流れ方向切換機構３５が第一状態に切り替えられた後、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４ピストン連通油路５４、第４空間連通油路５８、第１空間連通油路５５及び第１ピストン連通油路５１を通って第１油圧シリンダ３３ａに供給される。したがって、第２油圧シリンダ３４ａは第１油圧シリンダ３３ａに作動油を供給する。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、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。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、切換ピン８１が第一位置に移動して流れ方向切換機構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。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が高くなる。
【００７５】
一方、図１２に示したように、油圧供給源５０から油圧が供給されていないときには、切換ピン８１は第１付勢バネ８２の付勢力によって第二位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第２貫通孔８１ｃを介して、第１油圧シリンダ３３ａと連通する第２ピストン連通油路５２と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６とが連通する。また、切換ピン８１の第３貫通孔８１ｄを介して、第２油圧シリンダ３４ａと連通する第３ピストン連通油路５３と、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７とが連通する。一方、第１油圧シリンダ３３ａと連通する第１ピストン連通油路５１と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、第２油圧シリンダ３４ａと連通する第４ピストン連通油路５４と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【００７６】
したがって、切換ピン８１は、第二位置において、第２ピストン連通油路５２を第２空間連通油路５６に連通させ、第３ピストン連通油路５３を第３空間連通油路５７に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、第１油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の一次側に連通させ且つ第２油圧シリンダ３４ａを逆止弁７０の二次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第二位置において、第１ピストン連通油路５１と第１空間連通油路５５との連通を遮断し、第４ピストン連通油路５４と第４空間連通油路５８との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、第１油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の二次側との連通を遮断し、第２油圧シリンダ３４ａと逆止弁７０の一次側との連通を遮断する。
【００７７】
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、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第二位置に位置するとき、第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを禁止し且つ第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａへの作動油の流れを許可する第二状態にある。
【００７８】
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。流れ方向切換機構３５が第二状態に切り替えられた後、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内の作動油が、第２ピストン連通油路５２、第２空間連通油路５６、第３空間連通油路５７及び第３ピストン連通油路５３を通って第２油圧シリンダ３４ａに供給される。したがって、第２油圧シリンダ３４ａは第１油圧シリンダ３３ａから作動油を受け取る。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は図中の矢印の方向（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３２ｄ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、切換ピン８１が第二位置に移動して流れ方向切換機構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。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が低くなる。
【００７９】
本実施形態では、上述したように、切換ピン８１を第一位置と第二位置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。
【００８０】
なお、本実施形態では、第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２が、油圧シリンダ（第１油圧シリンダ３３ａ）とピン収容空間４７とを連通させる第一油路に相当する。第３ピストン連通油路５３及び第４ピストン連通油路５４が、作動油を扱う油圧機構（第２油圧シリンダ３４ａ）とピン収容空間４７とを連通させる第二油路に相当する。第２空間連通油路５６及び第４空間連通油路５８が、逆止弁７０の一次側とピン収容空間４７とを連通させる第三油路に相当する。第１空間連通油路５５及び第３空間連通油路５７が、逆止弁７０の二次側とピン収容空間４７とを連通させる第四油路に相当する。
【００８１】
＜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、油圧ピストン機構３３、３４への作動油の流れを切り換える流れ方向切換機構３５は、一つの逆止弁７０と、一つの切換ピン８１を備えた一つの切換機構８０とを備えている。このため、複数の切換ピン又は逆止弁を備えた構成等と比較して、油圧ピストン機構への作動油の流れを切り換えるための機構をシンプルにすることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、切換ピン８１は、第一位置と第二位置との間で切り換えられるときに直線的に移動する。このため、切換ピン８１を回動させる場合等と比較して、切換ピン８１の位置を切り換えるための機構をシンプルにすることができる。
【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、切換ピン８１は、第一位置と第二位置との間で切り換えられ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切換ピン８１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切換ピン８１の誤作動を抑制することができる。
【００８４】
＜第二実施形態＞
次に、図１３〜図１９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６ａ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６ａ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長コンロッド６の構成及び動作と同様である。
【００８５】
図１３は、流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大した可変長コンロッド６ａの側面断面図である。図１４は、図１３のＥ−Ｅ線に沿った可変長コンロッド６ａの断面図である。図１５は、図１３のＦ−Ｆ線に沿った可変長コンロッド６ａの断面図である。図１６は、図１５のＧ−Ｇ線に沿った可変長コンロッド６ａの断面図である。図１７は、図１５のＨ−Ｈ線に沿った可変長コンロッド６ａの部分断面図である。なお、図１３では、第１油圧ピストン３３ｂ及び第２油圧ピストン３４ｂは省略されている。
【００８６】
図１３及び図１４からわかるように、コンロッド本体３１内には、第１油圧シリンダ３３ａとピン収容空間４７とを連通させる第５ピストン連通油路６０と、第２油圧シリンダ３４ａとピン収容空間４７とを連通させる第６ピストン連通油路６１とが形成されている。第５ピストン連通油路６０及び第６ピストン連通油路６１はコンロッド本体３１の軸線方向に延びている。第５ピストン連通油路６０及び第６ピストン連通油路６１は、コンロッド本体３１の幅方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の厚さ方向において同一の位置に形成される。また、第５ピストン連通油路６０及び第２空間連通油路５６は同一直線上に形成され、第６ピストン連通油路６１及び第４空間連通油路５８は同一直線上に形成されている。
【００８７】
第二実施形態では、切換ピン８１に第１連通溝８１ｆ及び第２連通溝８１ｇが更に形成されている。第１連通溝８１ｆ及び第２連通溝８１ｇは切換ピン８１の軸線方向に延びている。図１６に示したように、第１連通溝８１ｆは第１貫通孔８１ｂ及び第２貫通孔８１ｃと連通している。また、第１連通溝８１ｆは、切換ピン８１の摺動位置に関わらず第５ピストン連通油路６０と連通するように形成されている。したがって、第１連通溝８１ｆは、切換ピン８１の第一位置及び第二位置において第５ピストン連通油路６０と連通している。
【００８８】
図１７に示したように、第２連通溝８１ｇは第３貫通孔８１ｄ及び第４貫通孔８１ｅと連通している。また、第２連通溝８１ｇは、切換ピン８１の摺動位置に関わらず第６ピストン連通油路６１と連通するように形成されている。したがって、第２連通溝８１ｇは、切換ピン８１の第一位置及び第二位置において第６ピストン連通油路６１と連通している。
【００８９】
＜可変長コンロッドの動作＞
以下、図１８及び図１９を参照して、可変長コンロッド６ａの動作について説明する。図１８は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されているときの作動油の流れを説明する概略図である。また、図１９は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されていないときの作動油の流れを説明する概略図である。
【００９０】
図１８に示したように、油圧供給源５０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８１は第１付勢バネ８２の付勢力に抗して第一位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第１貫通孔８１ｂ及び第１連通溝８１ｆを介して、第１油圧シリンダ３３ａと連通する第５ピストン連通油路６０と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５とが連通する。また、切換ピン８１の第４貫通孔８１ｅを介して、第２油圧シリンダ３４ａと連通する第６ピストン連通油路６１と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８とが連通する。一方、第５ピストン連通油路６０と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、第６ピストン連通油路６１と、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【００９１】
したがって、切換ピン８１は、第一位置において、第５ピストン連通油路６０を第１空間連通油路５５に連通させ、第６ピストン連通油路６１を第４空間連通油路５８に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、第１油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の二次側に連通させ且つ第２油圧シリンダ３４ａを逆止弁７０の一次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第一位置において、第５ピストン連通油路６０と第２空間連通油路５６との連通を遮断し、第６ピストン連通油路６１と第３空間連通油路５７との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、第１油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の一次側との連通を遮断し、第２油圧シリンダ３４ａと逆止弁７０の二次側との連通を遮断する。
【００９２】
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、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第一位置に位置するとき、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への作動油の流れを許可する第一状態にある。流れ方向切換機構３５が第一状態にされると、第一実施形態と同様に、偏心部材３２が一方の方向に回動してコンロッド６ａの有効長さが長くなる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が高くなる。
【００９３】
一方、図１９に示したように、油圧供給源５０から油圧が供給されていないときには、切換ピン８１は第１付勢バネ８２の付勢力によって第二位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第２貫通孔８１ｃを介して、第１油圧シリンダ３３ａと連通する第５ピストン連通油路６０と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６とが連通する。また、切換ピン８１の第３貫通孔８１ｄ及び第２連通溝８１ｇを介して、第２油圧シリンダ３４ａと連通する第６ピストン連通油路６１と、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７とが連通する。一方、第５ピストン連通油路６０と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、第６ピストン連通油路６１と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【００９４】
したがって、切換ピン８１は、第二位置において、第５ピストン連通油路６０を第２空間連通油路５６に連通させ、第６ピストン連通油路６１を第３空間連通油路５７に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、第１油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の一次側に連通させ且つ第２油圧シリンダ３４ａを逆止弁７０の二次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第二位置において、第５ピストン連通油路６０と第１空間連通油路５５との連通を遮断し、第６ピストン連通油路６１と第４空間連通油路５８との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、第１油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の二次側との連通を遮断し、第２油圧シリンダ３４ａと逆止弁７０の一次側との連通を遮断する。
【００９５】
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、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第二位置に位置するとき、第２油圧シリンダ３４ａから第１油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを禁止し且つ第１油圧シリンダ３３ａから第２油圧シリンダ３４ａへの作動油の流れを許可する第二状態にある。流れ方向切換機構３５が第二状態にされると、第一実施形態と同様に、偏心部材３２が他方の方向に回動してコンロッド６ａの有効長さが短くなる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が低くなる。
【００９６】
なお、本実施形態では、第５ピストン連通油路６０が、油圧シリンダ（第１油圧シリンダ３３ａ）とピン収容空間４７とを連通させる第一油路に相当する。また、第６ピストン連通油路６１が、作動油を扱う油圧機構（第２油圧シリンダ３４ａ）とピン収容空間４７とを連通させる第二油路に相当する。本実施形態では、第一実施形態と異なり、第一油路及び第二油路の数が一本ずつである。このため、本実施形態では、油圧ピストン機構への作動油の流れを切り換えるための機構をより一層シンプルにすることができる。
【００９７】
＜第三実施形態＞
次に、図２０〜図２７を参照して、本発明の第三実施形態に係る可変長コンロッド６ｂについて説明する。第三実施形態に係る可変長コンロッド６ｂ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長コンロッド６の構成及び動作と同様である。
【００９８】
＜可変長コンロッドの構成＞
図２０は、第三実施形態に係る可変長コンロッド６ｂを概略的に示す斜視図である。図２１は、第三実施形態に係る可変長コンロッド６ｂを概略的に示す側面断面図である。図２０及び図２１に示したように、可変長コンロッド６ｂ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、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３５とを備える。
【００９９】
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３３及び連結部材４５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、油圧ピストン機構を備えた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。
【０１００】
＜流れ方向切換機構＞
以下、図２２〜図２７を参照して、流れ方向切換機構３５の構成について、第一実施形態と異なる部分を中心に説明する。図２２は、流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大した可変長コンロッド６ｂの側面断面図である。図２３は、図２２のＩ−Ｉ線に沿った可変長コンロッド６ｂの断面図である。図２４は、図２２のＪ−Ｊ線に沿った可変長コンロッド６ｂの断面図である。図２５は、図２２のＫ−Ｋ線に沿った可変長コンロッド６ｂの断面図である。
【０１０１】
第三実施形態では、コンロッド本体３１の外部に配置された油圧供給源５０が油圧シリンダ３３ａに作動油を供給する。このため、図２４に示したように、切換ピン８１には、作動油供給路８１ｈが更に形成されている。作動油供給路８１ｈは、第４貫通孔８１ｅから切換ピン８１の軸線方向と垂直な方向及び切換ピン８１の軸線方向に延び、切換ピン８１の軸線方向の一方の端部において開いている。このため、作動油供給路８１ｈは、切換ピン８１が第一位置にあるとき、ピン収容空間４７を介して油圧供給油路５９と第４貫通孔８１ｅとを連通させる。
【０１０２】
また、図２２及び図２３からわかるように、コンロッド本体３１内には、油圧シリンダ３３ａとピン収容空間４７とを連通させる第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２が形成されている。第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２はコンロッド本体３１の軸線方向に延びている。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、コンロッド本体３１の厚さ方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の軸線方向及び幅方向において同一の位置に形成される。また、第１ピストン連通油路５１及び第１空間連通油路５５は同一直線上に形成され、第２ピストン連通油路５２及び第２空間連通油路５６は同一直線上に形成されている。
【０１０３】
また、第三実施形態では、油圧シリンダ３３ａ内の作動油はコンロッド６ｂの外部空間に排出される。外部空間に排出された作動油は、内燃機関１に設けられたオイルパン２ａに回収される。回収された作動油は油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａに再び供給される。
【０１０４】
作動油をコンロッド本体３１の外部に排出するために、コンロッド本体３１に排出油路６２が更に形成されている。なお、参考のために、排出油路６２は図２１及び図２２において破線で示されている。排出油路６２は、コンロッド本体３１の幅方向に延び、ピン収容空間４７とコンロッド６ｂの外部空間とを連通させる。図２４に示したように、排出油路６２は、コンロッド本体３１の厚さ方向において、第３空間連通油路５７と同一の位置に形成される。また、排出油路６２は、コンロッド本体３１の幅方向において、第３空間連通油路５７と隣接している。排出油路６２は、コンロッド本体３１の外部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。なお、排出油路６２は、コンロッド本体３１の幅方向に対して斜めに延びていてもよい。
【０１０５】
＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図２６及び図２７を参照して、可変長コンロッド６ｂの動作について説明する。図２６は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されているときの作動油の流れを説明する概略図である。また、図２７は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されていないときの作動油の流れを説明する概略図である。
【０１０６】
図２６に示したように、油圧供給源５０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８１は第１付勢バネ８２の付勢力に抗して第一位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第１貫通孔８１ｂを介して、油圧シリンダ３３ａと連通する第１ピストン連通油路５１と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５とが連通する。また、ピン収容空間４７、作動油供給路８１ｈ及び第４貫通孔８１ｅを介して、油圧供給源５０と連通する油圧供給油路５９と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８とが連通する。一方、油圧シリンダ３３ａと連通する第２ピストン連通油路５２と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、コンロッド６ｂの外部空間と連通する排出油路６２と、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【０１０７】
したがって、切換ピン８１は、第一位置において、第１ピストン連通油路５１を第１空間連通油路５５に連通させ、油圧供給油路５９を第４空間連通油路５８に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の二次側に連通させ且つ油圧供給源５０を逆止弁７０の一次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第一位置において、第２ピストン連通油路５２と第２空間連通油路５６との連通を遮断し、排出油路６２と第３空間連通油路５７との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の一次側との連通を遮断し、コンロッド６ｂの外部空間と逆止弁７０の二次側との連通を遮断する。
【０１０８】
この結果、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが許可され、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｂの外部空間への作動油の流れが禁止される。したがって、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第一位置に位置するとき、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｂの外部空間への作動油の流れを禁止し且つ油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを許可する第一状態にある。流れ方向切換機構３５が第一状態にされると、図２１に示したように、偏心部材３２が一方の方向に回動してコンロッド６ｂの有効長さが長くなる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が高くなる。
【０１０９】
一方、図２７に示したように、油圧供給源５０から油圧が供給されていないときには、切換ピン８１は第１付勢バネ８２の付勢力によって第二位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第２貫通孔８１ｃを介して、油圧シリンダ３３ａと連通する第２ピストン連通油路５２と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６とが連通する。また、切換ピン８１の第３貫通孔８１ｄを介して、コンロッド６ｂの外部空間と連通する排出油路６２と、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７とが連通する。一方、油圧シリンダ３３ａと連通する第１ピストン連通油路５１と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、油圧供給源５０と連通する油圧供給油路５９と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【０１１０】
したがって、切換ピン８１は、第二位置において、第２ピストン連通油路５２を第２空間連通油路５６に連通させ、排出油路６２を第３空間連通油路５７に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の一次側に連通させ且つコンロッド６ｂの外部空間を逆止弁７０の二次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第二位置において、第１ピストン連通油路５１と第１空間連通油路５５との連通を遮断し、油圧供給油路５９と第４空間連通油路５８との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の二次側との連通を遮断し、油圧供給源５０と逆止弁７０の一次側との連通を遮断する。
【０１１１】
この結果、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｂの外部空間への作動油の流れが許可され、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが禁止される。したがって、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第二位置に位置するとき、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを禁止し且つ油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｂの外部空間への作動油の流れを許可する第二状態にある。流れ方向切換機構３５が第二状態にされると、偏心部材３２が他方の方向に回動してコンロッド６ｂの有効長さが短くなる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が低くなる。
【０１１２】
なお、本実施形態では、第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２が、油圧シリンダ３３ａとピン収容空間４７とを連通させる第一油路に相当する。また、油圧供給油路５９及び排出油路６２が、作動油を扱う油圧機構（油圧供給源５０）及びコンロッド６ｂの外部空間とピン収容空間４７とを連通させる第二油路に相当する。
【０１１３】
＜第四実施形態＞
次に、図２８〜図３２を参照して、本発明の第四実施形態に係る可変長コンロッド６ｃについて説明する。第四実施形態に係る可変長コンロッド６ｃの構成及び動作は、以下に説明する点を除いて、基本的に第三実施形態に係る可変長コンロッド６ｂの構成及び動作と同様である。
【０１１４】
＜作動油の供給及び排出による問題点＞
第三実施形態の説明において上述したように、本実施形態では、流れ方向切換機構３５が第一状態にあるときに、コンロッド本体３１の外部の油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａに作動油が供給される。一方、流れ方向切換機構３５が第二状態にあるときに、油圧シリンダ３３ａからコンロッド本体３１の外部に作動油が排出される。このとき、油圧シリンダ３３ａ内の作動油は、大気開放された排出油路６２からコンロッド６ｃの外部空間に排出される。
【０１１５】
油圧シリンダ３３ａ内の作動油が排出された直後には、コンロッド本体３１内の油路には、作動油がまだ残っている。この状態では、コンロッド６ｃの外部空間の空気は排出油路６２からコンロッド本体３１内の油路に流入することができない。しかしながら、作動油の排出後、クランクシャフトの回転に伴うコンロッド６の動作によって、コンロッド本体３１内の作動油に慣性力が作用する。この結果、コンロッド本体３１内の作動油が排出油路６２から排出され、このことによって排出油路６２からコンロッド本体３１内の油路に空気が流入する場合がある。
【０１１６】
コンロッド本体３１内の油路を介して油圧シリンダ３３ａに空気が流入すると、油圧ピストン３３ｂに下向きの力が加わったときに、流入した空気が圧縮することによって油圧ピストン３３ｂの位置が変化するおそれがある。この場合、偏心部材３２の回動位置、ひいては内燃機関１の機械圧縮比を適切に制御できない。このため、油圧シリンダ３３ａへの空気の流入を抑制すべく、油圧シリンダ３３ａ内の作動油の排出後に排出油路６２から流れ方向切換機構３５に空気が流入することを抑制する必要がある。
【０１１７】
＜逆流防止機構の構成＞
そこで、第四実施形態では、可変長コンロッド６ｃは逆流防止機構１００を更に備える。以下、図２８〜図３０を参照して、逆流防止機構１００の構成について説明する。図２８は、逆流防止機構及び流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大した可変長コンロッド６ｃの側面断面図である。図２９は、図２８のＬ−Ｌ線に沿った可変長コンロッド６ｃの断面図である。図３０は、図２８のＭ−Ｍ線に沿った可変長コンロッド６ｃの断面図である。逆流防止機構１００はピン収容空間４７とコンロッド６ｃの外部空間との間の排出油路に配置される。以下に説明するように、逆流防止機構１００は、切換ピン８１が第二位置にあるときに、流れ方向切換機構３５からコンロッド６ｃの外部空間への作動油の移動を許可し且つコンロッド６ｃの外部空間から流れ方向切換機構３５への流体の移動を禁止するように構成される。
【０１１８】
逆流防止機構１００は、コンロッド本体３１に形成された逆流防止機構収容空間１０１に収容される。逆流防止機構収容空間１０１は、コンロッド本体３１の軸線方向において、油圧シリンダ３３ａと流れ方向切換機構３５との間に形成される。本実施形態では、逆流防止機構収容空間１０１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る。逆流防止機構収容空間１０１は、図２９に示したように、コンロッド本体３１の厚さ方向において、一方の端部において閉じており、他方の端部において開いている。逆流防止機構１００は可変長コンロッド６ｃの組立時に逆流防止機構収容空間１０１の開いた端部から逆流防止機構収容空間１０１に挿入される。
【０１１９】
逆流防止機構１００は、逆流防止ピン１０２と、逆流防止ピン１０２を付勢する第２付勢バネ１０３と、第２付勢バネ１０３を支持する第２支持部材１０４とを備える。逆流防止ピン１０２は、円柱形状を有し、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逆流防止機構収容空間１０１に収容される。第２付勢バネ１０３は、例えばコイルバネであり、逆流防止ピン１０２と第２支持部材１０４との間に配置される。第２支持部材１０４は、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、逆流防止機構収容空間１０１に形成された円周溝に配置される。第２付勢バネ１０３は、逆流防止機構収容空間１０１の閉じた端部に向かって、クランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に逆流防止ピン１０２を付勢する。
【０１２０】
後述するように、逆流防止ピン１０２には、油圧シリンダ３３ａから排出される作動油によって油圧が供給される。逆流防止ピン１０２は、油圧によって、逆流防止機構収容空間１０１の閉じた端部から離間された第一位置と、逆流防止機構収容空間１０１の閉じた端部に当接する第二位置との間で切り換えられる。具体的には、逆流防止ピン１０２は、逆流防止ピン１０２に所定圧以上の油圧が供給された場合には第２付勢バネ１０３の付勢力に抗して第一位置に移動し、逆流防止ピン１０２に所定圧未満の油圧が供給され又は逆流防止ピン１０２に油圧が供給されない場合には第２付勢バネ１０３の付勢力によって第二位置に移動する。逆流防止ピン１０２は、第一位置と第二位置との間で切り換えられるとき、図２９の矢印の方向に直線的に移動する。逆流防止ピン１０２の移動方向は、クランク受容開口４１の中心軸線と平行である。なお、図２９では、切換ピン８１は第二位置に位置している。
【０１２１】
また、本実施形態では、逆流防止機構１００を介して作動油をコンロッド６ｃの外部空間に排出するために、コンロッド本体３１に第１排出油路６２ａ及び第２排出油路６２ｂが形成されている。なお、参考のために、第１排出油路６２ａ及び第２排出油路６２ｂは図２８において破線で示されている。第１排出油路６２ａは、コンロッド本体３１の軸線方向に延び、ピン収容空間４７と逆流防止機構収容空間１０１とを連通させる。第２排出油路６２ｂは、コンロッド本体３１の幅方向に延び、逆流防止機構収容空間１０１とコンロッド６ｃの外部空間とを連通させる。
【０１２２】
第１排出油路６２ａは第３空間連通油路５７と同一直線上に形成されている。このため、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第１排出油路６２ａを容易に形成することができる。一方、第２排出油路６２ｂは、コンロッド本体３１の厚さ方向において、逆流防止機構収容空間１０１の閉じた端部側に形成されている。第２排出油路６２ｂは、コンロッド本体３１の外部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。なお、第２排出油路６２ｂは、コンロッド本体３１の幅方向に対して斜めに延びていてもよい。
【０１２３】
＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図３１及び図３２を参照して、可変長コンロッド６ｃの動作について説明する。  図３１は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されているときの作動油の流れを説明する概略図である。また、図３２は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されていないときの作動油の流れを説明する概略図である。
【０１２４】
図３１に示したように、油圧供給源５０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８１は第１付勢バネ８２の付勢力に抗して第一位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第１貫通孔８１ｂを介して、油圧シリンダ３３ａと連通する第１ピストン連通油路５１と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５とが連通する。また、ピン収容空間４７、作動油供給路８１ｈ及び第４貫通孔８１ｅを介して、油圧供給源５０と連通する油圧供給油路５９と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８とが連通する。一方、油圧シリンダ３３ａと連通する第２ピストン連通油路５２と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、逆流防止機構収容空間１０１と連通する第１排出油路６２ａと、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【０１２５】
したがって、切換ピン８１は、第一位置において、第１ピストン連通油路５１を第１空間連通油路５５に連通させ、油圧供給油路５９を第４空間連通油路５８に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の二次側に連通させ且つ油圧供給源５０を逆止弁７０の一次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第一位置において、第２ピストン連通油路５２と第２空間連通油路５６との連通を遮断し、第１排出油路６２ａと第３空間連通油路５７との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の一次側との連通を遮断し、逆流防止機構収容空間１０１と逆止弁７０の二次側との連通を遮断する。
【０１２６】
この場合、逆流防止ピン１０２には油圧が供給されないため、逆流防止ピン１０２は第２付勢バネ１０３の付勢力によって第二位置に位置する。このため、ピン収容空間４７と連通する第１排出油路６２ａと、コンロッド６ｃの外部空間と連通する第２排出油路６２ｂとの連通が逆流防止ピン１０２によって遮断される。
【０１２７】
この結果、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが許可され、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｃの外部空間への作動油の流れが禁止される。したがって、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第一位置に位置するとき、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｃの外部空間への作動油の流れを禁止し且つ油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを許可する第一状態にある。流れ方向切換機構３５が第一状態にされると、第三実施形態と同様に、偏心部材３２が一方の方向に回動してコンロッド６ｂの有効長さが長くなる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が高くなる。
【０１２８】
一方、図３２に示したように、油圧供給源５０から油圧が供給されていないときには、切換ピン８１は第１付勢バネ８２の付勢力によって第二位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第２貫通孔８１ｃを介して、油圧シリンダ３３ａと連通する第２ピストン連通油路５２と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６とが連通する。また、切換ピン８１の第３貫通孔８１ｄを介して、逆流防止機構収容空間１０１と連通する第１排出油路６２ａと、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７とが連通する。一方、油圧シリンダ３３ａと連通する第１ピストン連通油路５１と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、油圧供給源５０と連通する油圧供給油路５９と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【０１２９】
したがって、切換ピン８１は、第二位置において、第２ピストン連通油路５２を第２空間連通油路５６に連通させ、第１排出油路６２ａを第３空間連通油路５７に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の一次側に連通させ且つ逆流防止機構収容空間１０１を逆止弁７０の二次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第二位置において、第１ピストン連通油路５１と第１空間連通油路５５との連通を遮断し、油圧供給油路５９と第４空間連通油路５８との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の二次側との連通を遮断し、油圧供給源５０と逆止弁７０の一次側との連通を遮断する。
【０１３０】
この場合、逆流防止ピン１０２には所定圧以上の油圧が供給されるため、逆流防止ピン１０２は第２付勢バネ１０３に抗して第一位置に位置する。このため、逆流防止機構収容空間１０１を介して、ピン収容空間４７と連通する第１排出油路６２ａと、コンロッド本体３１の外部と連通する第２排出油路６２ｂとが連通される。
【０１３１】
この結果、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｃの外部空間への作動油の流れが許可され、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが禁止される。したがって、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第二位置に位置するとき、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを禁止し且つ油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｃの外部空間への作動油の流れを許可する第二状態にある。流れ方向切換機構３５が第二状態にされると、第三実施形態と同様に、偏心部材３２が他方の方向に回動してコンロッド６ｂの有効長さが短くなる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が低くなる。
【０１３２】
流れ方向切換機構３５が第二状態にあるとき、油圧ピストン３３ｂが油圧シリンダ３３ａの底部に当接すると、油圧シリンダ３３ａ内の作動油の排出が終了する。作動油の排出が終了すると、逆流防止ピン１０２に作用する油圧は第２付勢バネ１０３の付勢力よりも小さくなる。この結果、逆流防止ピン１０２は、第２付勢バネ１０３の付勢力によって第二位置に移動し、第１排出油路６２ａと第２排出油路６２ｂとの連通を遮断する。このため、第２排出油路６２ｂから流れ方向切換機構３５への流体の移動が禁止される。したがって、逆流防止機構１００は切換ピン８１が第二位置にあるときに流れ方向切換機構３５からコンロッド６ｃの外部空間への作動油の移動を許可し且つコンロッド６ｃの外部空間から流れ方向切換機構３５への流体の移動を禁止する。したがって、本実施形態では、逆流防止機構１００によって第２排出油路６２ｂから流れ方向切換機構３５に空気が流入することを抑制することができ、ひいては油圧シリンダ３３ａへの空気の流入を抑制することができる。
【０１３３】
なお、本実施形態では、第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２が、油圧シリンダ３３ａとピン収容空間４７とを連通させる第一油路に相当する。また、油圧供給油路５９及び排出油路（第１排出油路６２ａ及び第２排出油路６２ｂ）が、作動油を扱う油圧機構（油圧供給源５０）及びコンロッド６ｃの外部空間とピン収容空間４７とを連通させる第二油路に相当する。
【０１３４】
＜第五実施形態＞
次に、図３３〜図３９を参照して、本発明の第五実施形態に係る可変長コンロッド６ｄについて説明する。第五実施形態に係る可変長コンロッド６ｄの構成及び動作は、以下に説明する点を除いて、基本的に第三実施形態に係る可変長コンロッド６ｂの構成及び動作と同様である。
【０１３５】
図３３は、第五実施形態に係る可変長コンロッド６ｄを概略的に示す斜視図である。図３４は、第五実施形態に係る可変長コンロッド６ｄを概略的に示す側面断面図である。可変長コンロッド６ｄは押圧機構３７及び貯留室３８を更に備える。また、図３５に示したように、第五実施形態では、第一実施形態と同様に、コンロッド本体３１内に、逆止弁７０の一次側に作動油を補充するための補充用油路６７が形成されている。
【０１３６】
＜貯留室及び押圧機構＞
以下、図３４を参照して、貯留室３８及び押圧機構３７の構成について説明する。貯留室３８は、コンロッド本体３１に形成され、作動油を貯留することができる。貯留室３８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。すなわち、貯留室３８は、コンロッド６の軸線Ｘに対して油圧シリンダ３３ａとは反対側に配置される。また、貯留室３８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配置される。貯留室３８は油圧シリンダ３３ａの突出方向とは反対の方向に突出する。
【０１３７】
押圧機構３７は、貯留室３８内に配置され、貯留室３８に貯留される作動油を流れ方向切換機構３５に向かって押圧する。押圧機構３７は、押圧ピン３７ａと、押圧ピン３７ａを介して作動油を押圧する押圧バネ３７ｂと、押圧バネ３７ｂを支持するバネ支持部材３７ｃとを有する。押圧ピン３７ａは、円柱形状を有し、貯留室３８内で摺動する。押圧ピン３７ａは、偏心部材３２に連結されていないため、偏心部材３２から独立して動作可能である。
【０１３８】
押圧バネ３７ｂは、例えばコイルバネであり、押圧ピン３７ａの摺動位置に関わらず押圧ピン３７ａを流れ方向切換機構３５に向かって押圧するように構成される。バネ支持部材３７ｃは、例えばＣリング、Ｅリング等のスナップリングであり、貯留室３８に形成された円周溝に配置される。
【０１３９】
図３５は、流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大した可変長コンロッド６ｄの側面断面図である。図３６は、図３５のＮ−Ｎ線に沿った可変長コンロッド６ｄの断面図である。図３７は、図３５のＯ−Ｏ線に沿った可変長コンロッド６ｄの断面図である。図３５及び図３６からわかるように、コンロッド本体３１内には、貯留室３８とピン収容空間４７とを連通させる第１貯留室連通油路６４及び第２貯留室連通油路６５が形成されている。第１貯留室連通油路６４及び第２貯留室連通油路６５はコンロッド本体３１の軸線方向に延びている。
【０１４０】
第１貯留室連通油路６４及び第２貯留室連通油路６５は、コンロッド本体３１の厚さ方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の軸線方向及び幅方向において同一の位置に形成される。第１ピストン連通油路５１及び第１貯留室連通油路６４は、コンロッド本体３１の幅方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の厚さ方向において同一の位置に形成される。第２ピストン連通油路５２及び第２貯留室連通油路６５は、コンロッド本体３１の幅方向において互いに離間され、コンロッド本体３１の厚さ方向において同一の位置に形成される。
【０１４１】
第１貯留室連通油路６４及び第３空間連通油路５７は同一直線上に形成され、第２貯留室連通油路６５及び第４空間連通油路５８は同一直線上に形成されている。このため、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第１貯留室連通油路６４及び第２貯留室連通油路６５を容易に形成することができる。
【０１４２】
＜可変長コンロッドの動作＞
以下、図３８及び図３９を参照して、可変長コンロッド６ｄの動作について説明する。図３８は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されているときの作動油の流れを説明する概略図である。また、図３９は、油圧供給源５０から切換ピン８１に油圧が供給されていないときの作動油の流れを説明する概略図である。
【０１４３】
図３８に示したように、油圧供給源５０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８１は第１付勢バネ８２の付勢力に抗して第一位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第１貫通孔８１ｂを介して、油圧シリンダ３３ａと連通する第１ピストン連通油路５１と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５とが連通する。また、切換ピン８１の第４貫通孔８１ｅを介して、貯留室３８と連通する第２貯留室連通油路６５と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８とが連通する。一方、油圧シリンダ３３ａと連通する第２ピストン連通油路５２と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、貯留室３８と連通する第１貯留室連通油路６４と、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【０１４４】
したがって、切換ピン８１は、第一位置において、第１ピストン連通油路５１を第１空間連通油路５５に連通させ、第２貯留室連通油路６５を第４空間連通油路５８に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の二次側に連通させ且つ貯留室３８を逆止弁７０の一次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第一位置において、第２ピストン連通油路５２と第２空間連通油路５６との連通を遮断し、第１貯留室連通油路６４と第３空間連通油路５７との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第一位置において、油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の一次側との連通を遮断し、貯留室３８と逆止弁７０の二次側との連通を遮断する。
【０１４５】
この結果、貯留室３８から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが許可され、油圧シリンダ３３ａから貯留室３８への作動油の流れが禁止される。したがって、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第一位置に位置するとき、油圧シリンダ３３ａから貯留室３８への作動油の流れを禁止し且つ貯留室３８から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを許可する第一状態にある。流れ方向切換機構３５が第一状態にされると、貯留室３８は油圧シリンダ３３ａに作動油を供給する。この結果、第三実施形態と同様に、偏心部材３２が一方の方向に回動してコンロッド６ｄの有効長さが長くなる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が高くなる。
【０１４６】
一方、図３９に示したように、油圧供給源５０から油圧が供給されていないときには、切換ピン８１は第１付勢バネ８２の付勢力によって第二位置に位置する。このとき、切換ピン８１の第２貫通孔８１ｃを介して、油圧シリンダ３３ａと連通する第２ピストン連通油路５２と、逆止弁７０の一次側と連通する第２空間連通油路５６とが連通する。また、切換ピン８１の第３貫通孔８１ｄを介して、貯留室３８と連通する第１貯留室連通油路６４と、逆止弁７０の二次側と連通する第３空間連通油路５７とが連通する。一方、油圧シリンダ３３ａと連通する第１ピストン連通油路５１と、逆止弁７０の二次側と連通する第１空間連通油路５５との連通が切換ピン８１によって遮断される。また、貯留室３８と連通する第２貯留室連通油路６５と、逆止弁７０の一次側と連通する第４空間連通油路５８との連通が切換ピン８１によって遮断される。
【０１４７】
したがって、切換ピン８１は、第二位置において、第２ピストン連通油路５２を第２空間連通油路５６に連通させ、第１貯留室連通油路６４を第３空間連通油路５７に連通させる。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、油圧シリンダ３３ａを逆止弁７０の一次側に連通させ且つ貯留室３８を逆止弁７０の二次側に連通させる。また、切換ピン８１は、第二位置において、第１ピストン連通油路５１と第１空間連通油路５５との連通を遮断し、第２貯留室連通油路６５と第４空間連通油路５８との連通を遮断する。言い換えれば、切換ピン８１は、第二位置において、油圧シリンダ３３ａと逆止弁７０の二次側との連通を遮断し、貯留室３８と逆止弁７０の一次側との連通を遮断する。
【０１４８】
この結果、油圧シリンダ３３ａから貯留室３８への作動油の流れが許可され、貯留室３８から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが禁止される。したがって、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第二位置に位置するとき、貯留室３８から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを禁止し且つ油圧シリンダ３３ａから貯留室３８への作動油の流れを許可する第二状態にある。流れ方向切換機構３５が第二状態にされると、貯留室３８は油圧シリンダ３３ａから作動油を受け取る。この結果、第三実施形態と同様に、偏心部材３２が他方の方向に回動してコンロッド６ｄの有効長さが短くなる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が低くなる。
【０１４９】
本実施形態では、油圧シリンダ３３ａから排出された作動油は貯留室３８に貯留され、貯留された作動油は貯留室３８から油圧シリンダ３３ａに供給される。言い換えれば、作動油は油圧シリンダ３３ａと貯留室３８との間を行き来する。このため、オイルシール３３ｃ等から作動油が漏れた場合に補充用油路６７から供給される補充油を除いて、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａに作動油を供給する必要がない。したがって、本実施形態では、油圧供給源５０の負荷を軽減することができる。
【０１５０】
なお、本実施形態では、第１ピストン連通油路５１及び第２ピストン連通油路５２が、油圧シリンダ３３ａとピン収容空間４７とを連通させる第一油路に相当する。また、第１貯留室連通油路６４及び第２貯留室連通油路６５が、作動油を扱う油圧機構（貯留室３８）とピン収容空間４７とを連通させる第二油路に相当する。
【０１５１】
＜第六実施形態＞
次に、図４０〜図４９を参照して、本発明の第六実施形態に係る可変長コンロッド６ｅについて説明する。第六実施形態に係る可変長コンロッド６ｅの構成及び動作は、以下に説明する点を除いて、基本的に第三実施形態に係る可変長コンロッド６ｂの構成及び動作と同様である。
【０１５２】
図４０は、第六実施形態に係る可変長コンロッド６ｅを概略的に示す斜視図である。図４１は、第六実施形態に係る可変長コンロッド６ｅを概略的に示す側面断面図である。可変長コンロッド６ｅは停止装置３９を更に備える。
【０１５３】
＜停止装置＞
次に、停止装置３９について説明する。停止装置３９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（図４１における時計回りの回動）の停止位置を二段階に切り換えるように構成されている。
【０１５４】
停止装置３９は、コンロッド本体３１に形成された停止シリンダ３９ａと、停止シリンダ３９ａ内で摺動可能である停止部材３９ｂと、停止部材３９ｂを引込み位置へと付勢する第３付勢バネ３９ｃとを備える。図４１に示した例では、停止シリンダ３９ａ及び停止部材３９ｂは、その軸線がコンロッド本体３１の幅方向に延びるように配置される。しかしながら、これら停止シリンダ３９ａ及び停止部材３９ｂは、コンロッド本体３１の幅方向に対して斜めに延びていてもよい。
【０１５５】
停止部材３９ｂは、偏心部材３２の第２アーム３２ｃ側においてコンロッド本体３１から少なくとも部分的に突出した突出位置と、コンロッド本体３１内に（すなわち、停止シリンダ３９ａ内に）少なくともそのほとんどが収容された引込み位置との間で摺動可能である。停止部材３９ｂは、突出位置及び引込み位置の両方の位置において、一方の方向に回動した偏心部材３２の第２アーム３２ｃに当接するように配置される。
【０１５６】
図４２は、流れ方向切換機構３５が設けられた領域を拡大した可変長コンロッド６ｅの側面断面図である。図４３は、図４２のＰ−Ｐ線に沿った可変長コンロッド６ｅの断面図である。図４４は、図４２のＱ−Ｑ線に沿った可変長コンロッド６ｅの断面図である。図４５は、図４２のＲ−Ｒ線に沿った可変長コンロッド６ｅの断面図である。
【０１５７】
図４１〜図４４からわかるように、コンロッド本体３１内には、コンロッド本体３１の外部の油圧供給源から停止部材３９ｂに油圧を供給するための作動油路６６が形成されている。なお、参考のために、作動油路６６は図４１及び図４２において破線で示されている。作動油路６６は停止シリンダ３９ａからクランク受容開口４１までコンロッド本体３１の軸線方向に延びている。このため、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作動油路６６を容易に形成することができる。また、作動油路６６は例えばベアリングメタル２０によって閉じられる。このことによって、ベアリングメタル２０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作動油路６６を容易に閉じることができる。
【０１５８】
作動油路６６は停止シリンダ３９ａとピン収容空間４７とを連通させる。図４４に示したように、作動油路６６は、コンロッド本体３１の厚さ方向において、ピン収容空間４７の閉じた端部側でピン収容空間４７と連通している。作動油路６６はコンロッド本体３１の厚さ方向において油圧供給油路５９とほぼ同一の位置に配置される。
【０１５９】
図４４からわかるように、作動油路６６は、切換ピン８１が第一位置に位置するとき、ピン収容空間４７を介して油圧供給油路５９と連通する。このことによって、油圧供給油路５９、ピン収容空間４７及び作動油路６６を介して外部の油圧供給源から停止部材３９ｂに油圧が供給される。
【０１６０】
停止装置３９では、停止部材３９ｂに所定圧以上の高い油圧が供給されていないときには、第３付勢バネ３９ｃの付勢力によって停止部材３９ｂが引込み位置に引き込まれる。一方、停止部材３９ｂに所定圧以上の高い油圧が供給されているときには、油圧によって停止部材３９ｂが突出位置に移動する。
【０１６１】
＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図４６〜図４９を参照して、可変長コンロッド６ｅの動作について説明する。図４６は、第六実施形態に係る可変長コンロッド６ｅを概略的に示す側面断面図である。図４６（Ａ）は、流れ方向切換機構３５が第一状態にあり且つ停止部材３９ｂが引込み位置にある状態を示している。図４６（Ｂ）は、流れ方向切換機構３５が第一状態にあり且つ停止部材３９ｂが突出位置にある状態を示している。図４６（Ｃ）は、流れ方向切換機構３５が第二状態にあり且つ停止部材３９ｂが引込み位置にある状態を示している。図４７は、切換ピン８１及び停止部材３９ｂに中程度の油圧が供給されているときの作動油の流れを説明するための概略図である。図４８は、切換ピン８１及び停止部材３９ｂに高い油圧が供給されているときの作動油の流れを説明するための概略図である。図４９は、切換ピン８１に低い油圧が供給されているときの作動油の流れを説明するための概略図である。
【０１６２】
ここで、切換ピン８１が第一位置と第二位置との間で切り換わる油圧、すなわち流れ方向切換機構３５が第一状態と第二状態との間で切り換わる油圧を第一閾値とする。また、停止部材３９ｂの作動位置が突出位置と引込み位置との間で切り換わる油圧を第二閾値とする。切換機構８０及び停止装置３９は、第一閾値が第二閾値よりも小さくなるように構成される。したがって、油圧供給源５０から供給される油圧を上昇させていくと、最初に切換ピン８１が第二位置から第一位置に移動し、流れ方向切換機構３５が第二状態から第一状態に変化する。その後、油圧供給源５０から供給される油圧を更に上昇させていくと、停止部材３９ｂが引込み位置から突出位置へと移動する。
【０１６３】
また、本実施形態では、可変長コンロッド６ｅは油圧切換機構９０を更に備える。油圧切換機構９０は油圧供給源５０と油圧供給油路５９との間に配置される。油圧切換機構９０は、油圧供給源５０に連通する三方弁９１と、三方弁９１に連通する三つの油路９２〜９４とを備える。三方弁９１はＥＣＵ４０によって制御される。
【０１６４】
三つの油路９２〜９４には、それぞれリリーフ弁が設けられており、これらリリーフ弁の解放圧は互いに異なるものとなっている。図４７〜図４９に示した例では、油路９２に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ１、油路９３に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ２、油路９４に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ３の順に解放圧が低くなる（Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３）。加えて、油路９２と油路９３との間には油路９３内の圧力が高くなると解放されるリリーフ弁が設けられ、油路９３と油路９４との間には油路９４内の圧力が高くなると解放されるリリーフ弁が設けられる。これら油路間に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ４は油路９４に設けられたリリーフ弁の解放圧Ｐ３よりも低く設定される。加えて、油路９２が油圧供給油路５９に連通する。
【０１６５】
このように構成された油圧切換機構９０では、三方弁９１により油圧供給源５０が油路９３に連通しているときに油圧供給油路５９に供給される油圧は中程度となる。本実施形態では、このときの油圧は第一閾値よりも高く第二閾値よりも低い圧力とされる。このときの油圧が第一閾値よりも高いため、図４７に示したように、切換ピン８１は第１付勢バネ８２に抗して第一位置に位置する。この結果、第三実施形態と同様に、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが許可され、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｅの外部空間への作動油の流れが禁止される。したがって、流れ方向切換機構３５は、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｅの外部空間への作動油の流れを禁止し且つ油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを許可する第一状態にある。
【０１６６】
このとき、油圧シリンダ３３ａに作動油が供給され、油圧ピストン３３ｂが上昇する。また、このときの油圧が第二閾値よりも低いため、図４７に示したように停止部材３９ｂは引込み位置に配置される。この結果、図４６（Ａ）に示したように、偏心部材３２は図中の矢印の方向に最も回動された位置まで回動される。これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置は最も上昇する。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３２ｄの中心との間の長さ、すなわちコンロッド６ｅの有効長さが最も長くなり、図中のＬ１となる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が最も高くなる。
【０１６７】
一方、図４８に示したように、油圧切換機構９０において三方弁９１により油圧供給源５０が油路９２に連通しているときに油圧供給油路５９に供給される油圧は高くなる。本実施形態では、このときの油圧は第二閾値よりも高い圧力とされる。したがって、このときの油圧が第一閾値よりも高いため、図４７に示した状態と同様に、切換ピン８１は第１付勢バネ８２に抗して第一位置に位置する。
【０１６８】
この結果、流れ方向切換機構３５は第一状態にあり、油圧ピストン３３ｂが上昇する。また、このときの油圧が第二閾値よりも高いため、図４８に示したように停止部材３９ｂは突出位置に配置される。この結果、図４６（Ｂ）に矢印で示した方向への偏心部材３２の回動角度は、図４６（Ａ）に示した状態よりも僅かに小さくなる。これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置は最も上昇した位置よりも下降する。したがって、図４６（Ａ）に示した状態よりも、コンロッド６ｅの有効長さが短くなり、図中のＬ２となる。この結果、図４６（Ａ）に示した状態よりも、内燃機関１における機械圧縮比が低くなる。
【０１６９】
他方、図４９に示したように、油圧切換機構９０において三方弁９１により油圧供給源５０が油路９４に連通しているときに油圧供給油路５９に供給される油圧は低くなる。本実施形態では、このときの油圧は第一閾値よりも低い圧力とされる。したがって、このときの油圧が第一閾値よりも低いため、図４９に示したように、切換ピン８１は第１付勢バネ８２の付勢力によって第二位置に位置する。この結果、第三実施形態と同様に、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｅの外部空間への作動油の流れが許可され、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れが禁止される。したがって、流れ方向切換機構３５は、切換ピン８１が第二位置に位置するとき、油圧供給源５０から油圧シリンダ３３ａへの作動油の流れを禁止し且つ油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｅの外部空間への作動油の流れを許可する第二状態にある。
【０１７０】
このとき、油圧シリンダ３３ａからコンロッド６ｅの外部空間へ作動油が排出され、油圧ピストン３３ｂが下降する。また、このとき、停止部材３９ｂに油圧が供給されないため、図４９に示したように停止部材３９ｂは引込み位置に配置される。この結果、図４６（Ｃ）に示したように、偏心部材３２は、図中の矢印の方向に最も回動された位置まで回動される。これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置は最も下降する。したがって、コンロッド６ｅの有効長さが最も短くなり、図中のＬ３となる。この結果、内燃機関１における機械圧縮比が最も低くなる。
【０１７１】
本実施形態では、上述したように、流れ方向切換機構３５及び停止装置３９によって偏心部材３２の回動位置を三段階に切り換えることができる。この結果、本実施形態では、可変長コンロッドの有効長さを三段階に切り換えることができる。
【０１７２】
なお、本明細書において、ピストン５の上昇とは、ピストン５がシリンダヘッド４に近づくように移動することを意味し、ピストン５の下降とは、ピストン５がシリンダヘッド４から離れるように移動することを意味する。また、油圧ピストン３３ｂ、３４ｂの上昇とは、油圧ピストン３３ｂ、３４ｂがコンロッド本体３１の小径端部３１ｂに近づくように移動することを意味し、油圧ピストン３３ｂ、３４ｂの下降とは、油圧ピストン３３ｂ、３４ｂが小径端部３１ｂから離れるように移動することを意味する。
【０１７３】
＜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。
【０１７４】
上述した実施形態では、切換ピンに所定圧以上の油圧が供給されたときに、コンロッドの有効長さが長くされて内燃機関における機械圧縮比が高圧縮比にされ、一方、切換ピンに所定圧未満の油圧が供給されるとき又は切換ピンに油圧が供給されないときに、コンロッドの有効長さが短くされて内燃機関における機械圧縮比が低圧縮比にされる。しかしながら、切換ピンに所定圧未満の油圧が供給されるとき又は切換ピンに油圧が供給されないときに、コンロッドの有効長さが長くされて内燃機関における機械圧縮比が高圧縮比にされ、一方、切換ピンに所定圧以上の油圧が供給されたときに、コンロッドの有効長さが短くされて内燃機関における機械圧縮比が低圧縮比にされてもよい。
【０１７５】
また、一つの切換ピンの移動によって油圧シリンダへの作動油の流れを切り換えることができれば、第一油路〜第四油路、逆止弁及び切換機構の詳細な構成は、上述した構成に限定されない。
【０１７６】
例えば、切換ピン８１は、第一位置と第二位置との間で切り換えられるときに、軸線方向に移動する代わりに切換ピン８１の周方向に回動してもよい。この場合、例えば、切換ピン８１には、第一回動位置において第１ピストン連通油路５１と第１空間連通油路５５とを連通させる第１貫通孔と、第一回動位置において第４ピストン連通油路５４と第４空間連通油路５８とを連通させる第２貫通孔と、第二回動位置において第２ピストン連通油路５２と第２空間連通油路５６とを連通させる第３貫通孔と、第二回動位置において第３ピストン連通油路５３と第３空間連通油路５７とを連通させる第４貫通孔とが形成される。
【０１７７】
また、切換ピン８１は、第一位置と第二位置との間で切り換えられるときにクランク受容開口４１の中心軸線とは異なる方向に移動してもよい。例えば、切換ピン８１は、第一位置と第二位置との間で切り換えられるときにコンロッド本体３１の幅方向又は軸線方向に移動してもよい。また、切換ピン８１は、油圧の代わりに機械的な機構（例えばカム機構）によって第一位置と第二位置との間で切り換えられてもよい。
【０１７８】
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〜第五実施形態において、第六実施形態のように、可変長コンロッドが停止装置３９を備え、コンロッド本体３１内に作動油路６６が形成されていてもよい。
【０１７９】
また、第三実施形態〜第六実施形態における可変長コンロッドが第二実施形態のように変更されてもよい。具体的には、第三実施形態、第四実施形態及び第六実施形態において、油圧シリンダ３３ａとピン収容空間４７とを連通させる第一油路の数が一本であり、切換ピン８１に第１連通溝８１ｆが形成されていてもよい。また、第五実施形態において、油圧シリンダ３３ａとピン収容空間４７とを連通させる第一油路の数と、油圧機構（貯留室３８）とピン収容空間４７とを連通させる第二油路の数とがそれぞれ一本であり、切換ピン８１に第１連通溝８１ｆ及び第２連通溝８１ｇが形成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１８０】
１    内燃機関
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ    可変長コンロッド
２１    ピストンピン
２２    クランクピン
３１    コンロッド本体
３１ａ    大径端部
３１ｂ    小径端部
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、油圧シリンダ
３３ｂ    第１油圧ピストン、油圧ピストン
３４ａ    第２油圧シリンダ
３４ｂ    第２油圧ピストン
３８    貯留室
３５    流れ方向切換機構
４１    クランク受容開口
４２    スリーブ受容開口
４７    ピン収容空間
５０    油圧供給源
５１    第１ピストン連通油路
５２    第２ピストン連通油路
５３    第３ピストン連通油路
５４    第４ピストン連通油路
５５    第１空間連通油路
５６    第２空間連通油路
５７    第３空間連通油路
５８    第４空間連通油路
５９    油圧供給油路
６０    第５ピストン連通油路
６１    第６ピストン連通油路
６２    排出油路
６２ａ    第１排出油路
６２ｂ    第２排出油路
７０    逆止弁
８０    切換機構
８１    切換ピン
【図１】
0006365570.tif 000002
【図２】
0006365570.tif 000003
【図３】
0006365570.tif 000004
【図４】
0006365570.tif 000005
【図５】
0006365570.tif 000006
【図６】
0006365570.tif 000007
【図７】
0006365570.tif 000008
【図８】
0006365570.tif 000009
【図９】
0006365570.tif 000010
【図１０】
0006365570.tif 000011
【図１１】
0006365570.tif 000012
【図１２】
0006365570.tif 000013
【図１３】
0006365570.tif 000014
【図１４】
0006365570.tif 000015
【図１５】
0006365570.tif 000016
【図１６】
0006365570.tif 000017
【図１７】
0006365570.tif 000018
【図１８】
0006365570.tif 000019
【図１９】
0006365570.tif 000020
【図２０】
0006365570.tif 000021
【図２１】
0006365570.tif 000022
【図２２】
0006365570.tif 000023
【図２３】
0006365570.tif 000024
【図２４】
0006365570.tif 000025
【図２５】
0006365570.tif 000026
【図２６】
0006365570.tif 000027
【図２７】
0006365570.tif 000028
【図２８】
0006365570.tif 000029
【図２９】
0006365570.tif 000030
【図３０】
0006365570.tif 000031
【図３１】
0006365570.tif 000032
【図３２】
0006365570.tif 000033
【図３３】
0006365570.tif 000034
【図３４】
0006365570.tif 000035
【図３５】
0006365570.tif 000036
【図３６】
0006365570.tif 000037
【図３７】
0006365570.tif 000038
【図３８】
0006365570.tif 000039
【図３９】
0006365570.tif 000040
【図４０】
0006365570.tif 000041
【図４１】
0006365570.tif 000042
【図４２】
0006365570.tif 000043
【図４３】
0006365570.tif 000044
【図４４】
0006365570.tif 000045
【図４５】
0006365570.tif 000046
【図４６】
0006365570.tif 000047
【図４７】
0006365570.tif 000048
【図４８】
0006365570.tif 000049
【図４９】
0006365570.tif 000050