(57)【要約】  本発明は、往復ピストンエンジン、特に内燃機関用のための長さ調節可能なコネクティングロッド（１）であって、互いに対して入れ子状態で挿入または変位可能な少なくとも１つの第１ロッド部及び少なくとも１つの第２ロッド部（２、４）を有し、第２ロッド部（４）が案内シリンダ（４ａ）を形成するとともに、第１ロッド部（２）が案内シリンダ（４ａ）内で長手方向に変位可能なピストン部材（３）を形成し、第１及び第２ロッド部（２、４）の間に、少なくとも１つの第１オイルダクト（１０）が開く高圧室（４ｂ）を形成し、そこで少なくとも１つの弁が制御弁（６）として形成され、その調節部材が、復帰バネ（９）によって第１位置へ、復帰バネ（９）のバネ力に抗する油圧によって第２位置へ変位するよう設けられたコネクティングロッド（１）に関する。できるだけ簡単な方法で圧縮比の調節を可能にするために、供給ダクトとして形成された第２オイルダクト（１５）が高圧室（４ｂ）に開口しており、第２オイルダクトにおいて、高圧室（４ｂ）の方向へ開く逆止弁（１６）が設けられるとともに、制御弁（６）が、受け孔（７）において軸方向に変位可能であるとともに第１及び第２オイルダクト（１０、１５）を開閉する調節ピストン（６ａ）を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復ピストンエンジン、特に内燃機関用のための長さ調節可能なコネクティングロッド（１）であって、互いに対して入れ子状態で挿入または変位可能な少なくとも１つの第１ロッド部及び少なくとも１つの第２ロッド部（２、４）を有し、前記第２ロッド部（４）が案内シリンダ（４ａ）を形成するとともに、前記第１ロッド部（２）が前記案内シリンダ（４ａ）内で長手方向に変位可能なピストン部材（３）を形成し、前記第１及び第２ロッド部（２、４）の間に、少なくとも１つの第１オイルダクト（１０）が開く高圧室（４ｂ）を形成し、少なくとも１つの弁が、復帰バネ（９）によって第１位置へ、復帰バネ（９）のバネ力に抗する油圧によって第２位置へ変位するよう設けられたコネクティングロッド（１）において、供給ダクトとして形成された第２オイルダクト（１５）が前記高圧室（４ｂ）に開口しており、前記第２オイルダクトにおいて、前記高圧室（４ｂ）の方向へ開く逆止弁（１６）が設けられるとともに、制御弁（６）が、受け孔（７）において軸方向に変位可能であるとともに前記第１及び第２オイルダクト（１０、１５）を制御によって開閉する調節ピストン（６ａ）を備えていることを特徴とするコネクティングロッド（１）。
【請求項２】
前記第１オイルダクト（１０）が前記第１位置において閉じられ、前記第２位置において開くことを特徴とする請求項１に記載のコネクティングロッド（１）。
【請求項３】
前記第１オイルダクト（１０）が供給及び排出ダクトとして設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のコネクティングロッド（１）。
【請求項４】
好ましくはコネクティングロッドベアリング（３０）に流動連結しているオイル供給ダクト（１７）が前記受け孔（７）に開口しており、特に好ましくは絞り部（２８）が前記オイル供給ダクト（１７）に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコネクティングロッド（１）。
【請求項５】
前記第２オイル供給ダクト（１５）が、前記制御弁（６）の前記受け孔（７）、または前記オイル供給ダクト（１７）を始端としていることを特徴とする請求項３または４に記載のコネクティングロッド（１）。
【請求項６】
前記受け孔（７）が、前記コネクティングロッド（１）の長手軸心（１ａ）に対して横断方向に設けられた穿孔によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５にいずれか１項に記載のコネクティングロッド（１）。
【請求項７】
前記弁が、前記コネクティングロッド（１）の前記コネクティングロッドベアリング（３０）の領域に設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコネクティングロッド（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復ピストンエンジン、特に内燃機関用の長さ調節可能なコネクティングロッドであって、互いに対して入れ子式で挿入または変位可能な少なくとも１つの第１ロッド部及び少なくとも１つの第２ロッド部を有し、第２ロッド部が案内シリンダを形成するとともに、第１ロッド部が案内シリンダ内で長手方向に変位可能なピストン部材を形成し、第１及び第２ロッド部の間に、少なくとも１つの第１オイルダクトが開口する高圧室を形成し、少なくとも１つの弁が制御弁として設けられており、そのアクチュエータが、復帰バネによって第１位置へ、復帰バネのバネ力に抗する油圧によって第２位置へ変位するよう設けられたコネクティングロッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１０１５１５１７号明細書（特許文献１）は、内燃機関において可変圧縮比を生成する可変長のピストン及びコネクティングロッドアセンブリを開示しており、これは、第１部分と第２部分とを備え、第１部分と第２部分とは、これら２つの部分の間に収容される長さ変更機構に連結されている。長さ変更機構は円錐台形状のバネワッシャーを含み、このバネワッシャーの凹面にエラストマー塊が設けられている。
【０００３】
さらに、コネクティングロッド長さを調節する油圧式入れ子機構を備えたコネクティングロッドが、仏国特許出願公開第２８５７４０８号明細書（特許文献２）、欧州特許出願公開第１２４３７７３号明細書（特許文献３）、国際公開第０２／１０５６８号（特許文献４）、独国特許出願公開第１９８３５１４６号明細書（特許文献５）、米国特許出願公開第４３７０９０１号明細書（特許文献６）、米国特許出願公開第４１９５６０１号明細書（特許文献７）、米国特許出願公開第４１２４００２号明細書（特許文献８）、及び米国特許出願公開第２１３４９９５号明細書（特許文献９）のそれぞれから公知である。
【０００４】
米国特許出願公開第２２１７７２１号明細書（特許文献１０）は、互いに対して入れ子式で変位可能な第１及び第２ロッド部を備えた長さ調節可能なコネクティングロッドを有する内燃機関を開示している。高圧室が２つのロッド部の間で開口しており、そこにオイルダクトが開口している。高圧室にオイルを補充及び排出することによりコネクティングロッドを長さ調節すべく、軸方向に変位可能な閉塞部材を備えた制御弁が設けられている。閉塞部材は、復帰バネによって第１閉塞位置に、復帰バネのバネ力に抗する油圧によって第２開放位置に変位可能である。
【０００５】
圧縮を変えることにより、より低い圧縮比で全負荷を動作させることができ、より高い圧縮比で部分負荷及び始動を動作させることができる。消費は部分負荷範囲において改善され、始動時では向上した圧縮比に伴い圧力が上昇し、高パワー時では低下した圧縮比に伴いピーク圧が減少し、ノッキングが抑制される。
【０００６】
圧縮比を調節するためにクランクシャフトの偏心ピストンピンまたは偏心クランクピンを用いることが知られている。さらに、圧縮比を変えるために、クランクケースにおいて、シリンダブロック全体、または偏心ベアリングを備えたクランクシャフトベアリング全体を持ち上げることが知られている。
【０００７】
これらの提案はすべて、構造と制御技術に関し、高いレベルの努力を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０１５１５１７号明細書
【特許文献２】仏国特許出願公開第２８５７４０８号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第１２４３７７３号明細書
【特許文献４】国際公開第０２／１０５６８号
【特許文献５】独国特許出願公開第１９８３５１４６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第４３７０９０１号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第４１９５６０１号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第４１２４００２号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２１３４９９５号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２２１７７２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上述した不都合を回避して、圧縮比変更のための簡単な解決法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これは、本発明によると、供給ダクトとして形成された第２オイルダクトが高圧室に開口しており、その第２オイルダクトにおいて、高圧室の方向へ開く逆止弁が設けられるとともに、制御弁が、受け孔において軸方向に変位可能であるとともに第１及び第２オイルダクトを制御によって開閉する調節ピストンを備えており、好ましくは、第１オイルダクトが第１位置において閉じられ、第２位置において開くように構成することで実現する。
【００１１】
第１オイルダクトが供給及び排出ダクトとして設けられると、簡単な制御が実現する。
【００１２】
好ましくはコネクティングロッドベアリングに流動連結しているオイル供給ダクトが受け孔に開口しており、特に好ましくは、絞り部がオイル供給ダクトに設けられている。これにより、吸引中に第１ロッド部の慣性力によって発生する、コネクティングロッドベアリングのオイルに対する負圧波を弱めることができる。第２オイル供給ダクトは、制御弁の受け孔、またはオイル供給ダクトを始端としていてもよい。
【００１３】
容易に実施することのできる本発明の一形態において、受け孔は、コネクティングロッドの長手軸心に対して横断方向に設けられた穿孔によって形成されている。弁がコネクティングロッドの大きいロッドエンド領域に設けられていると、特にコンパクトな実施例が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１切換位置における図２のＩ−Ｉ線に沿った本発明によるコネクティングロッドの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったコネクティングロッドの断面図である。
【図３】第２切換位置における図１に類似のコネクティングロッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。
【００１６】
図１〜３は、内燃機関の二分割式コネクティングロッド１を示している。筒状のピストン部材３が、上部第１ロッド部２に押圧される。このピストン部材３の底部は、コネクティングロッド１の下部ロッド部４の案内シリンダ４ａに遊びを有した状態で位置しており、高圧室４ｂが、２つのロッド部２、４の少なくとも１つの位置において、ピストン部材３と第２ロッド部４との間に開口している。高圧室４ｂに隣接するピストン部材３の圧力側底面端部５にはモーターオイルが供給される。オイルの供給、オイルの遮断及び排出は制御弁６によって制御され、この制御弁６は第１オイルダクト１０に配設されるとともに、圧力制御弁（図示せず）によってオイルポンプ（詳細図示せず）に作用する油圧によって、受け孔７において軸方向に変位可能な調節ピストン６ａを備えている。アクチュエータ（図示せず）が、オイルポンプの制御弁のバネに、より高いまたはより低いプレテンションを付与する。
【００１７】
図１は、高圧縮比状態の第１位置におけるコネクティングロッド１を示し、図３は、低圧縮比状態の第２位置におけるコネクティングロッドを示している。
【００１８】
調節ピストン６ａは、低油圧レベル時、コネクティングロッド１の長手軸心１ａに対して横断方向に設けられた穿孔によって形成された受け孔７において、復帰バネ９のバネ力によって、第１ストッパー８に押圧される。モーターオイルは、第２オイルダクト１５に設けられた逆止弁１６を介して、慣性力により、ピストン３の面端部５の下方へ吸引される。制御ピストン６ａは、そのシリンダージャケット１１とともに、供給及び排出開口部を形成する第１オイルダクト１０を遮断する。吸引されたオイルは逃げることができず、圧縮できない。よって、ピストン部材３が上昇し、コネクティングロッド１は伸長する。その結果、標準油圧及び低油圧時に、より高い圧縮比を設定することができる。オイルポンプの制御圧力が上昇すると、制御ピストン６ａがその受け孔７において、モーターオイルによりバネ案内部２５によって形成される第２ストッパー２４（図３）に対して押圧される。復帰バネ９はこの過程で圧縮される。モーターオイルがコネクティングロッドベアリング３０から面端部５に流れるための第１オイルダクト１０の連結開口部１０ａは、制御ピストン６ａによって開く。この位置において、燃焼室（詳細には図示せず）からのガス圧がピストン部材３を完全に下方に押し下げ、より低い圧縮比を設定する。
【００１９】
また、特に有利であるのが、モーターオイル圧が制御圧より低いときは、内燃機関のアイドリング範囲が低い場合でも高い圧縮比を設定できることにより、低負荷範囲における消費が改善され、常温始動が容易になることである。長時間高い圧縮比を維持するためには、案内シリンダ４ａの遊びによる、ピストン部材３の面端部５下方の高圧室４ｂからの漏れ損失分を再びそこに補充しなければならない。これは、慣性力によって、逆止弁１６（補充弁）を介して、制御ピストン６ａの内部孔２７から、面端部５下方の高圧室４ｂ内へ、モーターオイルが吸引されるように行われる。後続の圧縮サイクルで再び高圧状態となり、逆止弁１６内における小球１６ａが、オイルが高圧室４ｂから逃げないよう抑制する。このプロセスは作動サイクルごとに毎回行われる。圧縮比を再び小さくすると、オイルポンプの制御圧が上昇し、制御ピストン６が油圧により第２ストッパー２４に押圧されるため、コネクティングロッドベアリング３０への連結開口部１０ａが開く。ガス圧がピストン部材３を下方向へ押し下げ、再び低い圧縮比が設定される。制御ピストン６は、その受け孔７において、油圧及び復帰バネ９によって、低油圧時の停止部８と高油圧時の停止部２４の間で前後に押し動かされる。
【００２０】
ピストン部材３に押圧された筒ピン１２が、コネクティングロッド１の第１部分２が慣性力によって飛び出すのを抑制している。ピン１２は、予定されるコネクティングロッド１の伸長によって、下部第２ロッド部４の楕円孔１３において上方及び下方に移動することができる。
【００２１】
制御ピストン６の受け孔７とその内部孔２７のオイル供給は、オイル供給ダクト１７を介して行われる。これは、コネクティングロッドベアリング３０のコネクティングロッドベアリングシェル２０のベース孔１８の溝１９内に開口している。このコネクティングロッド１に形成された溝１９は、孔２３を介して、底部シェル２１に形成された溝２２と流動連結している。底部シェル２１はコネクティングロッドカバー２６に位置している。
【００２２】
絞り部２８が供給孔１７に設けられており、溝１９内のオイルに対する負圧波を弱める。この負圧波は、慣性力による吸引の際に発生するものである。
【００２３】
軸ピン１４は、上部第１部分３が捻じれないよう固定している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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