(57)【要約】【課題】  連結ロッドおよび内燃機関を提供する。【解決手段】  連結ロッド（１０）は、連結ロッド（１０）をクランクシャフトに取り付けるための大端部ベアリングアイ（１１）と、連結ロッド（１０）をシリンダのピストンに取り付けるための小端部ベアリングアイ（１２）と、連結ロッド有効長を調整するための偏心調整装置（１３）とを有し、偏心調整装置（１３）は、偏心ロッド（１５、１６）を有し、偏心ロッド（１５、１６）は、各偏心ロッド（１５、１６）の領域において、連結ピン（３６）が、偏心レバー（１４）およびそれぞれの偏心ロッド（１５、１６）の開孔を貫通するように、偏心調整装置（１３）の偏心レバー（１４）と係合し、それぞれの連結ピン（３６）が貫通するそれぞれの偏心ロッド（１５、１６）の開孔（３７）、および／またはそれぞれの連結ピン（３６）のうちのそれぞれの偏心ロッド（１５、１６）の開孔（３７）を貫通する部分は、少なくとも部分的にアーチ形の輪郭を有する。【選択図】  図３ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに取り付けるための大端部ベアリングアイ（１１）と、シリンダのピストンに取り付けるための小端部ベアリングアイ（１２）と、連結ロッド有効長を調整するための偏心調整装置（１３）とを有する連結ロッド（１０）であって、前記偏心調整装置（１３）は、偏心ロッド（１５、１６）を有し、前記偏心ロッド（１５、１６）は、各偏心ロッド（１５、１６）の領域において、連結ピン（３６）が、偏心レバー（１４）の開孔および前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の開孔を貫通するように、前記偏心調整装置（１３）の前記偏心レバー（１４）と係合する、連結ロッド（１０）において、前記それぞれの連結ピン（３６）が貫通する前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）、および／または前記それぞれの連結ピン（３６）のうちの前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）を貫通する部分が、少なくとも部分的にアーチ形の輪郭を有することを特徴とする連結ロッド（１０）。
【請求項２】
前記それぞれの連結ピン（３６）が貫通する前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）、および／または前記それぞれの連結ピン（３６）のうちの前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）を貫通する部分は、少なくともある部分または複数の部分において、球状で、または樽形状で、または凸状でアーチ形になるように輪郭を形成されることを特徴とする、請求項１に記載の連結ロッド。
【請求項３】
前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）は、円筒形の輪郭を有し、前記それぞれの連結ピン（３６）のうちの前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）を貫通する部分は、少なくともある部分または複数の部分において、アーチ形の輪郭を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の連結ロッド。
【請求項４】
前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）は、少なくともある部分または複数の部分において、アーチ形の輪郭を有し、前記それぞれの連結ピン（３６）のうちの前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）を貫通する部分は、円筒形の輪郭を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の連結ロッド。
【請求項５】
前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）と、前記それぞれの連結ピン（３６）のうちの前記それぞれの偏心ロッド（１５、１６）の前記開孔（３７）を貫通する部分とが、ともに、少なくともある部分または複数の部分において、アーチ形の輪郭を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の連結ロッド。
【請求項６】
圧縮比が調整可能な内燃機関であって、少なくとも１つのシリンダと、少なくとも１つの連結ロッド（１０）が係合したクランクシャフトとを有し、前記または各連結ロッド（１０）は、前記連結ロッド（１０）を前記クランクシャフトに取り付けるための大端部ベアリングアイ（１１）と、前記連結ロッド（１０）をシリンダのピストンに取り付けるための小端部ベアリングアイ（１２）と、連結ロッド有効長を調整するための偏心調整装置（１３）とを有し、前記偏心調整装置（１３）は、偏心レバー（１４）と相互作用する偏心器と、偏心ロッド（１５、１６）とを有し、前記偏心ロッド（１５、１６）は、前記偏心レバー（１４）と係合し、かつ前記偏心ロッド（１５、１６）と相互作用する油圧チャンバ（２２、２３）内に広がる油圧から作用を受ける、内燃機関において、前記または各連結ロッド（１０）は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の通りに設計されることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の連結ロッドおよび内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、（特許文献１）から公知の、圧縮比を調整可能な内燃機関の連結ロッド（コネクティングロッド）を示している。このように、連結ロッド１０は、大端部ベアリングアイ１１および小端部ベアリングアイ１２を有し、大端部ベアリングアイ１１は、連結ロッド１０をクランクシャフト（図１には示していない）に取り付けるために使用され、小端部ベアリングアイ１２は、連結ロッド１０を内燃機関のシリンダピストン（図１には示していない）に取り付けるために使用される。連結ロッド１０は、偏心器（図示せず）、偏心レバー１４、および偏心ロッド１５、１６を有する偏心調整装置１３をあてがわれている。偏心レバー１４は、小端部ベアリングアイ１２の中心１７に対して偏心して配置された、中心１８を有する穴を有し、偏心レバー１４の穴は偏心器を収容し、偏心器の穴はピストンピンを収容している。偏心調整装置１３は、連結ロッド有孔長ｌeffを調整するために使用され、連結ロッド長は、大端部ベアリングアイ１１の中心１９から偏心レバー１４の穴の中心１８までの距離を意味すると解釈すべきである。偏心本体１４を回転させるために、ひいては、連結ロッド有効長ｌeffを変えるために、偏心ロッド１５、１６を移動させることができる。各偏心ロッド１５、１６は、案内されて油圧チャンバ２２、２３内を移動できるピストン２０、２１をあてがわれている。偏心ロッド１５、１６にあてがわれたピストン２０、２１に作用する油圧は、油圧チャンバ２２、２３内に広がり、偏心ロッド１５、１６は、油圧チャンバ内の油量に応じて、移動できたり、または移動できなかったりする。
【０００３】
偏心調整装置１３の調整は、内燃機関の動作サイクル時に、偏心調整装置１３に作用する内燃機関の慣性力および負荷力の働きによって開始される。動作サイクル時に、偏心調整装置１３に作用する力の作用方向は連続的に変わる。調整動作は、油圧油から作用を受けて、偏心ロッド１５、１６に作用するピストン２０、２１によって補助され、ピストン２０、２１は、偏心調整装置１３に作用する力の、力の作用方向が変わることに起因する偏心調整装置１３の戻りを妨げる。ピストン２０、２１と相互作用する偏心ロッド１５、１６は、両側で偏心本体１４に取り付けられている。ピストン２０、２１が中で案内される油圧チャンバ２２、２３には、大端部ベアリングアイ１１から油圧管２４、２５を介して油圧油を供給することができる。逆止弁２６、２７は、油圧油が油圧チャンバ２２、２３から油圧管２４、２５に逆流するのを防止する。切換弁２９は、連結ロッド１０の穴２８に収容されており、切換弁２９の切換位置により、油圧チャンバ２２、２３のどちらに油圧油を充填し、油圧チャンバ２２、２３のどちらを空にするかが決まり、偏心調整装置１３の調整方向または回転方向はそれによって決まる。この場合に、油圧チャンバ２２、２３は、それぞれ流体管３０、３１を介して、切換弁２９を収容した穴２８と通じている。切換弁２９の駆動手段３２、ばね装置３３、および制御ピストン３４が、図１に概略的に示されており、切換弁２９のこれらの構成要素の動作は、（特許文献１）からすでに公知である。
【０００４】
上記のように、油圧チャンバ２２、２３内で案内されるピストン２０、２１に作用する油圧油は、大端部ベアリングアイ１１から油圧管２４、２５を介して、油圧チャンバ２２、２３に供給され、連結ロッド１０は、連結ロッドベアリングシェル３５が、クランクシャフト（図１には示していない）、すなわち、クランクシャフトのクランクシャフトベアリングジャーナルと大端部ベアリングアイとの間に配置されるように、大端部ベアリングアイ１１を用いてクランクシャフトと係合する。
【０００５】
図１に示す各偏心ロッド１５、１６の領域では、それぞれの偏心ロッド１５、１６を偏心レバー１４に関節式に連結するために、連結ピン３６が、偏心レバー１４の開孔と、それぞれの偏心ロッド１５、１６の開孔とを貫通している。図２は、図１の連結ロッド１０の細部ＩＩの断面を示し、それにより、先行技術による、連結ピン３６を用いた偏心ロッド１６の一端の偏心レバー１４への関節式取り付けを示しており、連結ピン３６は、すでに説明したように、偏心レバー１４の開孔（図示せず）および偏心ロッド１６の開孔３７を貫通している。
【０００６】
図２から分かるように、偏心ロッド１６の開孔３７と、連結ピン３６のうちの前記開孔３７を貫通した部分とは、それぞれ先行技術に従って円筒形の輪郭を有する。連結ロッドが適切に機能するのを確実にするために、それぞれの偏心ロッド１５、１６とそれぞれの連結ピン３６との軸が直角をなすこと、またはそれぞれの連結ピン３６の軸と、偏心調整装置１３の偏心器の軸とが平行であることを保証することが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０１６  ０３７Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これは、図２に示す、それぞれの偏心ロッド１５、１６の偏心レバー１４への連結構成を用いて達成することができない。つまり、それぞれの偏心ロッド１５、１６の軸と、それぞれの連結ピン３６の軸との間の理想的な幾何学的関係からのずれが生じることがある。その結果、それぞれの偏心ロッド１５、１６と偏心レバー１４との間の支持位置または連結点が大きな摩耗を受ける。上記の欠点をなくした連結ロッド、およびそのような連結ロッドを有する内燃機関が必要である。
【０００９】
本発明の目的は、新規の内燃機関および新規の連結ロッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１に記載の連結ロッドによって達成される。本発明によれば、連結ピンが貫通するそれぞれの偏心ロッドの開孔、および／またはそれぞれの連結ピンのうちのそれぞれの偏心ロッドの開孔を貫通する部分が、少なくとも部分的にアーチ形の輪郭を有する。
【００１１】
本発明は、本発明に従った、連結ロッドの偏心調整装置の偏心レバーへのそれぞれの偏心ロッドの関節式取り付けを、摩耗を受けにくく、許容誤差の影響を受けにくい態様で可能にする。本発明によれば、それぞれの偏心ロッドの開孔が、および／またはそれぞれの連結ピンのうちのそれぞれの偏心ロッドの開孔を貫通する部分が、少なくともある部分もしくは複数の部分において、少なくとも部分的にアーチ形の輪郭であることによって、個々の部品の製造の際の、および連結ロッドの組立時の許容誤差を保証することが可能である。
【００１２】
発展形態によれば、それぞれの連結ピンが貫通するそれぞれの偏心ロッドの開孔、および／またはそれぞれの連結ピンのうちのそれぞれの偏心ロッドの開孔を貫通する部分は、少なくともある部分または複数の部分において球状で、あるいは少なくともある部分または複数の部分において樽形状で、あるいは少なくともある部分または複数の部分において凸状で、アーチ形になるように輪郭を形成される。それぞれの偏心ロッドの開孔の、および／またはそれぞれの連結ピンのうちのそれぞれの偏心ロッドの開孔を貫通する部分のこのアーチ形の輪郭は、連結ロッドの偏心レバーへのそれぞれの偏心ロッドの関節式取り付けを、摩耗を受けにくく、許容誤差の影響を受けにくい態様で保証するために特に好ましい。
【００１３】
内燃機関は請求項６で規定される。
【００１４】
本発明の好ましい発展形態が、従属請求項および以下の説明から明らかになるであろう。本発明の例示的な実施形態が、その実施形態に制限されることなく、図面を用いてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】圧縮比を調整可能な先行技術の内燃機関の連結ロッドを示している図である。
【図２】図１の細部ＩＩの断面図を示している図である。
【図３ａ】本発明による第１の連結ロッドの細部の断面を示している図である。
【図３ｂ】製造誤差を有する図３ａの断面を示している図である。
【図４】本発明による第２の連結ロッドの細部の断面を示している図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
圧縮比が調整可能な内燃機関は、少なくとも１つのシリンダ、好ましくは複数のシリンダを有する。各シリンダは、連結ロッド１０によって内燃機関のクランクシャフトに連結されるピストンを有する。各連結ロッド１０は、一端に小端部ベアリングアイ１２、および反対側の端部に大端部ベアリングアイ１１を有する。それぞれの連結ロッド１０は、連結ロッドベアリングシェルが、クランクシャフトベアリングジャーナルと大端部ベアリングアイとの間に配置されるように、大端部ベアリングアイ１１を用いて、クランクシャフトのクランクシャフトベアリングジャーナルと係合し、潤滑油膜は、連結ロッドベアリングシェルとクランクシャフトベアリングジャーナルとの間に形成することができる。
【００１７】
圧縮比が調整可能な内燃機関は、それぞれの連結ロッド１０の連結ロッド有効長を調整するために、各連結ロッド１０の領域に偏心調整装置１３を有する。
【００１８】
偏心調整装置１３は、偏心器、偏心レバー１４、および偏心ロッド１５、１６を有し、偏心ロッド１５、１６は、圧縮比を調整するために、偏心ロッドと相互作用する油圧チャンバ内に広がる油圧に従って移動することができる。偏心ロッド１５、１６と相互作用する油圧チャンバには、それぞれの連結ロッドの大端部ベアリングアイ１１から油圧油を供給することができる。
【００１９】
偏心調整装置１３の調整は、内燃機関の慣性力および負荷力の働きによって開始される。
【００２０】
ここに提示される本発明は、偏心調整装置１３の偏心ロッド１５、１６の偏心レバー１４への取り付けの最適化に関する。
【００２１】
本発明の第１の改良型が、図３ａおよび図３ｂに示されている。図３ａおよび図３ｂによれば、連結ピン３６が貫通した、示した偏心ロッド１６の開孔３７は、少なくともある部分または複数の部分に、あるいは連続的にアーチ形の輪郭を有する、すなわち、球状でアーチ形になっているか、または樽形状でアーチ形になっているか、または凸状でアーチ形になっている。連結ピン３６のうちの開孔３７を貫通した部分は、図３ａおよび図３ｂでは円筒形の輪郭を有する。相応して、前記開孔３７の内径は、それぞれの偏心ロッドの開孔３７の端部または開口から、開孔３７の中央の方向に内側に向かって小さくなっている。図３ａは、連結ピン３６と、示した偏心ロッド１６との間の理想的な幾何学的関係を示しており、示した偏心ロッド１６の軸３８は、理想的な形で、連結ピン３６の軸３９に対して垂直に延びている。図３ｂは、図３ａと同様な構成を示すが、あり得る許容誤差を誇張して示しており、示した偏心ロッド１６の軸３８は、示した連結ピン３６の軸３９に対してもはや垂直に延びていない。少なくともある部分または複数の部分にアーチ形の輪郭を有する開孔３７の構成を用いて、連結ピン３６と偏心ロッド１６との間で相対運動が可能である、すなわち、少なくとも部分的にアーチ形になった開孔３７の輪郭のまわりの連結ピン３６の傾斜運動が可能である。その結果、この場合に、連結ピン３６の軸３９は、偏心レバー１４へのそれぞれの偏心ロッド１６の取り付けを、摩耗を受けにくく、許容誤差の影響を受けにくい態様で保証するために、軸３９自体を偏心ロッド１６の軸３８に対して位置調整することができる。
【００２２】
本発明の第２の改良型が図４によって示されており、図４の改良型でアーチ形の輪郭を有するのは、偏心ロッド１６の開孔３７ではなくて、反対に、連結ピン３６のうちの開孔３７を貫通する部分である。この部分は、好ましくは、少なくともある部分または複数の部分において、球状でアーチ形の態様で輪郭を形成されるか、あるいは少なくともある部分または複数の部分において、樽形状でアーチ形になるように輪郭を形成されるか、あるいは少なくともある部分または複数の部分において、凸状でアーチ形になるように輪郭を形成される、すなわち、連結ピン３６のその部分の外径が、外側から見た場合に、内側方向に大きくなるように輪郭を形成される。図４では、開孔３７は円筒形の輪郭を有する。
【００２３】
本発明の別の実施形態（図示せず）によれば、それぞれの偏心ロッド１５、１６の開孔３７と、それぞれの連結ピン３６のうちの開孔３７を貫通する部分との両方が、少なくとも部分的にアーチ形になるように、あるいは連続的にアーチ形になるように、好ましくは、球状でアーチ形になるか、または樽形状でアーチ形になるか、または凸状でアーチ形になるように輪郭を形成される。
【００２４】
本発明は、連結ロッド１０の偏心調整装置１３の偏心ロッド１５、１６の偏心レバー１４への最適な関節式取り付けを保証する。偏心ロッド１５、１６の偏心レバー１４への取り付けは、摩耗を受けにくく、許容誤差の影響を受けにくい。製造誤差および組立誤差を補償することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０  連結ロッド
１１  大端部ベアリングアイ
１２  小端部ベアリングアイ
１３  偏心調整装置
１４  偏心レバー
１５  偏心ロッド
１６  偏心ロッド
３６  連結ピン
３７  開孔
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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