(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作動位置と、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作動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、
前記クランクピン内に配置されると共に、前記スプールの位置を前記第一作動位置と前記第二作動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作動位置と、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作動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、
前記クランクピン内に配置されると共に、前記スプールの位置を前記第一作動位置と前記第二作動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】
前記付勢部材を付勢する付勢バネを更に備え、
前記付勢部材は、前記付勢バネを収縮させるように該付勢部材に供給される油圧と、前記付勢バネの付勢力とによって、前記スプールを前記第一作動位置に切り換える第一付勢位置と、前記スプールを前記第二作動位置に切り換える第二付勢位置との間で切り換えられる、請求項１又は２に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項４】
前記付勢部材は、該付勢部材の一方の端部に供給される油圧と、該付勢部材の他方の端部に供給される油圧とによって、前記スプールを前記第一作動位置に切り換える第一付勢位置と、前記スプールを前記第二作動位置に切り換える第二付勢位置との間で切り換えられる、請求項１又は２に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項５】
前記スプールは、前記第一作動位置と前記第二作動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４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作動位置と、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作動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、前記クランクピン内に配置されると共に、前記スプールの位置を前記第一作動位置と前記第二作動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作動位置と、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作動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、前記クランクピン内に配置されると共に、前記スプールの位置を前記第一作動位置と前記第二作動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、前記付勢部材を付勢する付勢バネを更に備え、前記付勢部材は、前記付勢バネを収縮させるように該付勢部材に供給される油圧と、前記付勢バネの付勢力とによって、前記スプールを前記第一作動位置に切り換える第一付勢位置と、前記スプールを前記第二作動位置に切り換える第二付勢位置との間で切り換えられる。
【００１１】
第４の発明では、第１又は第２の発明において、前記付勢部材は、該付勢部材の一方の端部に供給される油圧と、該付勢部材の他方の端部に供給される油圧とによって、前記スプールを前記第一作動位置に切り換える第一付勢位置と、前記スプールを前記第二作動位置に切り換える第二付勢位置との間で切り換えられる。
【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、前記スプールは、前記第一作動位置と前記第二作動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】
【００１３】
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】
【００１４】
【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は、図５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断面図である。
【図７】図７は、図５のＣ−Ｃ方向から見たクランクピンの概略的な断面図である。
【図８】図８は、付勢部材が第二付勢位置に位置し且つスプールが第二作動位置に位置しているときの図５と同様の図である。
【図９】図９は、図８のＤ−Ｄ方向から見たクランクピンの概略的な断面図である。
【図１０】図１０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１１】図１１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１２】図１２（Ａ）及び図１２（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１３】図１３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１４】図１４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１５】図１５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１６】図１６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１７】図１７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１８】図１８（Ａ）及び図１８（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】
【００１５】
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。
【００１６】
＜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圧縮比内燃機関について説明する。
【００１７】
＜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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
＜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。
【００２２】
＜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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
＜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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
＜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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
＜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。
【００３３】
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。具体的には、二つの逆止弁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。また、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。
【００３４】
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。図６は、図５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の概略的な断面図である。図７は、図５のＣ−Ｃ方向から見たクランクピン１７ａの概略的な断面図である。なお、図３では、クランクシャフト１７は省略されている。また、図６では、キャップ部３１ｄを含むコンロッド本体３１の下端部が省略されている。クランクシャフト１７は、クランクピン１７ａ、クランクジャーナル１７ｂ、クランクアーム１７ｃ及びカウンターウエイト１７ｄを含む。
【００３５】
図５に示すように、スプール８０は、コンロッド本体３１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、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８０は、スプール収容空間４７の一方の端部から挿入され、この端部は、スプール８０の挿入後、第１シール材８１によって閉じられる。
【００３６】
スプール８０は、円柱形状の円柱部８０ａと、円柱部８０ａから突出する突出部８０ｂとを有する。突出部８０ｂは、円柱部８０ａの軸線方向と垂直な方向に突出している。突出部８０ｂは、スプール収容空間４７の摺動溝４８に配置され、クランク受容開口４１の中心軸線と平行に摺動溝４８内を摺動する。スプール８０は、クランクシャフト１７の回転時に、突出部８０ｂが付勢部材６１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。図５〜図７に示されるように、クランクシャフト１７のクランクピン１７ａには、クランクシャフト１７の回転時に突出部８０ｂがクランクピン１７ａと衝突しないように、周方向に延在する周方向溝１７１が形成されている。
【００３７】
付勢部材６１は、クランクシャフト１７のクランクピン１７ａ内に配置されている。具体的には、付勢部材６１は、クランクピン１７ａ内に形成された付勢部材収容空間６２に収容される。また、付勢部材収容空間６２には、付勢部材６１を付勢する付勢バネ６３も収容される。付勢バネ６３は、例えばコイルバネであり、クランク受容開口４１の中心軸線と平行な方向に付勢部材６１を付勢する。
【００３８】
付勢部材収容空間６２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。付勢部材６１及び付勢バネ６３は、付勢部材収容空間６２の一方の端部から挿入され、この端部は、付勢部材６１及び付勢バネ６３の挿入後、第２シール材６４によって閉じられる。
【００３９】
付勢部材６１は円柱形状を有する。付勢部材６１には、切換溝６１ａが形成されている。切換溝６１ａは、付勢部材６１の軸線方向と垂直な方向に延びている。図７に示すように、切換溝６１ａはテーパー状の第１テーパー壁６１ｂ及び第２テーパー壁６１ｃを有する。切換溝６１ａの幅は、クランクシャフト１７の回転時にスプール８０の突出部８０ｂが切換溝６１ａを通過する方向（図７における矢印の方向）において、先細にされている。
【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１７ｂ及びクランクアーム１７ｃ内には、付勢部材６１に油圧を供給するための油圧供給油路１８が形成されている。油圧供給油路１８は、付勢バネ６３が配置された端部とは反対側の端部において、付勢部材収容空間６２に連通している。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。油圧供給油路１８を介して付勢部材６１に供給された油圧は、付勢バネ６３を収縮させるように作用する。
【００４１】
油圧供給油路１８を介して付勢部材６１に供給される油圧の大きさは、油圧供給源と油圧供給油路１８との間に配置された油圧制御弁（図示せず）によって制御される。付勢部材６１は、付勢バネ６３を収縮させるように付勢部材６１に供給される油圧と、付勢バネ６３の付勢力とによって、第一付勢位置と第二付勢位置との間で切り換えられる。付勢部材６１は、第一付勢位置においてスプール８０を第一作動位置に切り換え、第二付勢位置においてスプール８０を第二作動位置に切り換える。付勢部材６１は、第一付勢位置と第二付勢位置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５において、付勢部材６１は第一付勢位置に位置し、スプール８０は第一作動位置に位置している。付勢部材６１に閾値以上の油圧が供給される場合には、付勢部材６１は、油圧による付勢バネ６３の収縮によって第一付勢位置に移動する。このとき、付勢部材６１は、付勢バネ６３の付勢力に抗して、クランク受容開口４１の中心軸線と平行に移動する。油圧の閾値は、付勢部材６１の断面積（又は付勢部材収容空間６２の断面積）、付勢バネ６３の弾性係数等に応じて定められる。
【００４３】
図７から分かるように、付勢部材６１が第二付勢位置から第一付勢位置に切り換えられると、スプール８０の突出部８０ｂは、クランクシャフト１７の回転時に、付勢部材６１の第１テーパー壁６１ｂによって付勢される。この結果、スプール８０は第二作動位置から第一作動位置に切り換えられる。本実施形態では、ピストン５が上死点を通過する際にスプール８０の位置が切り換えられる。なお、スプール８０の位置は、ピストン５が上死点と下死点との間の他の位置を通過する際に切り換えられてもよい。例えば、スプール８０がコンロッド本体３１のキャップ部３１ｄに配置され、ピストン５が下死点を通過する際にスプール８０の位置が切り換えられてもよい。
【００４４】
図８は、付勢部材６１が第二付勢位置に位置し且つスプール８０が第二作動位置に位置しているときの図５と同様の図である。図９は、図８のＤ−Ｄ方向から見たクランクピン１７ａの概略的な断面図である。付勢部材６１に油圧が供給されない場合又は付勢部材６１に閾値未満の油圧が供給される場合には、付勢部材６１は付勢バネ６３の付勢力によって第二付勢位置に移動する。このとき、付勢部材６１は、付勢バネ６３の付勢力によって、クランク受容開口４１の中心軸線と平行に移動する。
【００４５】
図９から分かるように、付勢部材６１が第一付勢位置から第二付勢位置に切り換えられると、スプール８０の突出部８０ｂは、クランクシャフト１７の回転時に、付勢部材６１の第２テーパー壁６１ｃによって付勢される。この結果、スプール８０は第一作動位置から第二作動位置に切り換えられる。したがって、付勢部材６１は、スプール８０の位置を第一作動位置と第二作動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。
【００４６】
図１０及び図１１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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図１０〜図１２を参照して、コンロッド６の動作について説明する。図１２（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に作動油が供給されていない状態を示している。一方、図１２（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に作動油が供給されていない状態を示している。
【００５０】
上述したように、付勢部材６１が第一付勢位置に位置している場合、スプール８０は第一作動位置に位置する。言い換えれば、付勢部材６１に閾値以上の油圧が供給されているとき、スプール８０は第一作動位置に位置する。図１０には、スプール８０が第一作動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、第一作動位置において、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、第一作動位置において、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。
【００５１】
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が第一作動位置に移動した後、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。
【００５２】
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１２（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、付勢部材６１によってスプール８０を第一作動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。
【００５３】
一方、付勢部材６１が第二付勢位置に位置する場合、スプール８０は第二作動位置に位置する。言い換えれば、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は第二作動位置に位置する。図１１には、スプール８０が第二作動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、第二作動位置において、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、第二作動位置において、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。
【００５４】
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が第二作動位置に移動した後、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連絡油路５３、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。
【００５５】
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１２（Ｂ）に示したように、偏心部材３２は図中の矢印の方向（図１２（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、付勢部材６１によってスプール８０を第二作動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。
【００５６】
本実施形態では、上述したように、付勢部材６１でスプール８０を第一作動位置と第二作動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。
【００５７】
＜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は、クランクシャフト１７のクランクピン１７ａ内に配置されている。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。
【００５８】
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、第一作動位置と第二作動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。
【００５９】
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。
【００６０】
＜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。
【００６１】
第一実施形態における可変長コンロッドは第二実施形態における可変長コンロッドと同一である。図１３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。第二実施形態では、付勢部材６１は、付勢部材６１の一方の端部に供給される油圧と、付勢部材６１の他方の端部に供給される油圧とによって、スプール８０を第一作動位置に切り換える第一付勢位置と、スプール８０を第二作動位置に切り換える第二付勢位置との間で切り換えられる。このことによって、油の粘度が高い低温時において、スプール８０の位置を切り換えるときの応答性、ひいては内燃機関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。
【００６２】
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１７ｂ及びクランクアーム１７ｃ内には、付勢部材６１の一方の端部に油圧を供給するための第１油圧供給油路１８ａと、付勢部材６１の他方の端部に油圧を供給するための第２油圧供給油路１８ｂとが形成されている。第１油圧供給油路１８ａは、付勢部材収容空間６２の一方の端部において、付勢部材収容空間６２に連通している。第２油圧供給油路１８ｂは、付勢部材収容空間６２の他方の端部において、付勢部材収容空間６２に連通している。第１油圧供給油路１８ａ及び第２油圧供給油路１８ｂ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。
【００６３】
第１油圧供給油路１８ａを介して付勢部材６１の一方の端部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１８ａ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２油圧供給油路１８ｂを介して付勢部材６１の他方の端部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１８ｂ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。
【００６４】
第１油圧供給油路１８ａを介して付勢部材６１の一方の端部に供給される油圧を、第２油圧供給油路１８ｂを介して付勢部材６１の他方の端部に供給される油圧よりも大きくすると、付勢部材６１は第一付勢位置に切り換えられる。この結果、スプール８０は第一作動位置に切り換えられる。一方、第１油圧供給油路１８ａを介して付勢部材６１の一方の端部に供給される油圧を、第２油圧供給油路１８ｂを介して付勢部材６１の他方の端部に供給される油圧よりも小さくすると、付勢部材６１は第二付勢位置に切り換えられる。この結果、スプール８０は第二作動位置に切り換えられる。
【００６５】
＜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。
【００６６】
図１４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１５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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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及びスプール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１５に示した配置と異なっていてもよい。スプール８０は、第一実施形態と同様に、クランクシャフト１７のクランクピン１７ａ内に配置された付勢部材６１によって第一作動位置と第二作動位置との間で選択的に切り換えられる。
【００７０】
図１６及び図１７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。
【００７１】
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。
【００７２】
＜可変長コンロッドの動作＞
次に、図１６〜図１８を参照して、コンロッド６’の動作について説明する。図１８（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１８（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。
【００７３】
第一実施形態と同様に、付勢部材６１が第一付勢位置に位置する場合、スプール８０は第一作動位置に位置する。言い換えれば、付勢部材６１に閾値以上の油圧が供給されているとき、スプール８０は第一作動位置に位置する。図１６には、スプール８０が第一作動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、第一作動位置において、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、第一作動位置において、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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１８（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、付勢部材６１によってスプール８０を第一作動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。
【００７６】
一方、第一実施形態と同様に、付勢部材６１が第二付勢位置に位置する場合、スプール８０は第二作動位置に位置する。言い換えれば、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は第二作動位置に位置する。図１７には、スプール８０が第二作動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、第二作動位置において、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、第二作動位置において、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。
【００７７】
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が第二作動位置に移動した後、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。
【００７８】
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１８（Ｂ）に示したように、偏心部材３２は図中の矢印の方向（図１８（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、付勢部材６１によってスプール８０を第二作動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。
【００７９】
第三実施形態では、上述したように、付勢部材６１でスプール８０を第一作動位置と第二作動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。
【００８０】
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は、クランクシャフト１７のクランクピン１７ａ内に配置されている。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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
＜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、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１０、図１１、図１６及び図１７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。
【００８４】
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、付勢部材６１が、付勢部材６１の一方の端部に供給される油圧と、付勢部材６１の他方の端部に供給される油圧とによって、スプール８０を第一作動位置に切り換える第一付勢位置と、スプール８０を第二作動位置に切り換える第二付勢位置との間で切り換えられてもよい。
【００８５】
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】
【００８６】
１    内燃機関
６、６’    コンロッド
１７    クランクシャフト
１７ａ    クランクピン
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    付勢部材
８０    スプール
【図１】
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【図２】
0006424863.tif 000003
【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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【図１７】
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【図１８】
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