JPH0612214Y2 - 内燃機関の圧縮比可変装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、内燃機関の圧縮比可変装置の改良に関する。

（従来の技術） 自動車用内燃機関等にあっては、吸入空気の高過給に伴
って発生するノッキングを防止するために、機関の圧縮
比を可変にする装置がある。

このような装置として、従来例えば第７図に示すよう
に、ピストン本体１に摺動自在なインナピストン２が設
けられ、このインナピストン２がコンロッド４に首振り
自在に連結されるものがある。ピストン本体１とインナ
ピストン２の間にはシールリング３３が介装されて油室
５を密封し、この油室５にオイルポンプ３４からの加圧
オイルが入口側通路３５を介して導かれると、その油圧
に応じてピストン本体１がインナピストン２に対して押
し上げられ、燃焼室３９の容積を変えて圧縮比を高める
ようになっている。なお、図中３６は油室５内のオイル
を排出する出口側通路あり、３７，３８は作動油圧を制
御する制御弁である（実開昭57−57237号公報参照）。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の圧縮比可変装置は、イ
ンナピストン２に突起２Ｇを形成する一方、ピストン本
体１にこの突起２Ｇに係合する凹部１Ｇを形成して、ピ
ストン本体１のリフト量を規制するようになっていたた
め、排気行程から吸入行程にかけてピストン本体１に上
向きの慣性力が作用する場合、突起２Ｇが凹部１Ｇの段
差に衝突し、衝撃音が発生して騒音を増大させたり、ピ
ストンの破壊を招くという問題点があった。

本考案は、上記問題点を解決することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、内燃機関の圧縮比可変装置において、ピスト
ン本体に摺動自在に嵌合するインナピストンを設け、こ
のインナピストンをピストンピンを介してコンロッドに
揺動自在に連結するとともに、ピストン本体の底面とイ
ンナピストンの頂面の間に第一の油室を形成し、第一の
油室に運転条件に応じて加圧オイルを供給する油通路を
接続する一方、ピストン本体のスカート部内側にはイン
ナピストンとの間に前記ピストンピンを包むように軸方
向に所定の長さを有する筒状のインナスリーブを取付
け、このインナスリーブの上面とインナピストンのスカ
ート部との間に上記第一の油室に連通する第二の油室を
形成し、この第二の油室をピストンピンより上方に配置
するとともに、ピストンピンより下方に位置してピスト
ン本体のスカート部に螺合するストッパリングを設け、
このストッパリングを介して上記インナスリーブを締結
する。

（作用） 上記構成に基づき、第一の油室に導かれる油圧力は運転
状態に応じて調節され、この油圧力によりピストン本体
をインナピストンに対して押し上げて圧縮比を高める。

第一の油室からリークしたオイルを第二の油室に流入さ
せることにより、ピストン本体に働く慣性力による衝撃
を緩和し、衝撃音の発生を抑制する。

一方、スカート部内側にはインナピストンとの間にピス
トンピンを包むように軸方向に所定の長さを有する筒状
のインナスリーブを取付け、かつピストンピンより下方
に位置してスカート部に螺合するストッパリングを設
け、このストッパリングを介してインナスリーブを締結
することにより、スカート部でインナスリーブを保持
し、このインナスリーブによってピストン本体（のスカ
ート部）の剛性を高めるとともに、インナピストンに対
してピストン本体のガタツキを防止して、円滑な作動性
が得られる。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図，第２図，第３図に示すように、ピストン本体１
はそのスカート部１Ｓの内周面１ｂにインナピストン２
の外周面２ｂを摺動自在に嵌挿して、ピストン本体１の
底面１ａとインナピストン２の頂面２ａの間に第一の油
室５を形成する。

ピストンピン３がインナピストン２のボス部２Ｂとコン
ロッド４の小端部４Ｓのそれぞれに嵌挿され、インナピ
ストン２はピストンピン３を介してコンロッド４に対し
て揺動自在に連結される。

ピストン本体１のスカート部１Ｓの内側には筒状インナ
スリーブ７を取付け、このインナスリーブ７の内周面７
ｂにインナピストン２の外周面２ｃを摺動自在に嵌挿
し、インナピストン２に形成された環状段部２ｄとイン
ナスリーブ７の上面７ａの間に第二の油室８を環状に画
成し、この上面７ａと環状段部２ｄが互いに当接するこ
とにより、ピストン本体１のインナピストン２に対する
リフト量が規制される。

インナピストン２の外周面２ｂにはシールリング溝９Ａ
を形成し、このシールリング溝９Ａにピストン本体１の
内周面１ｂに摺接するシールリング９を介装する一方、
インナピストン２にはその頂面２ａと外周面２ｃを結ぶ
通孔１１を形成して、第一の油室５と第二の油室８を互
いに連通し、この通孔１１の途中にオリフィス１１０を
形成する。

ピストン本体１のスカート部１Ｓの内側には環状段部１
ｄを一体的に形成する一方、ピストン本体１のスカート
部１Ｓの内側に螺合するストッパリング６を設け、この
ストッパリング６と上記ピストン本体１の環状段部１ｄ
の間にインナスリーブ７を挟持する。ストッパリング６
の内側には突出する段部６ｄを形成する一方、インナス
リーブ７にはこの段部６ｄに接合する環状段部７ｄを形
成する。

第二の油室８を可能な限り第一の油室５に近づけるよう
にして、上記インナスリーブ７の上面７ａを当接させる
環状段部１ｄをピストンピン３より．上方（燃焼室側）
に配置する一方、ストッパリング６をピストンピン３よ
り下方（クランクシャフト１０側）に配置する。これに
より、インナスリーブ７はピストンピン３を包むように
軸方向に所定の長さに設定する。

上記ストッパリング６およびピストン本体１に形成され
るネジは梯形ネジあるいは角ネジとする。

ピストン本体１のスカート部１Ｓにはピストンピン３の
両端に対峙して２つの開口部１Ｃを対称的に形成する。

インナスリーブ７にはピストンピン３の両端に対峙して
２つの開口部７Ｃを対称的に形成する。

インナピストン２の下端には側方に突出するピン１２を
嵌挿する一方、インナスリーブ７の内側にはこのピン１
２に係合するガイド溝７Ｅを軸方向に形成して、ピスト
ン本体１の回り止めを行う。

第一の油室５にチェック弁１４を介して加圧オイルを供
給する油通路を設ける。チェック弁１４はインナピスト
ン２に形成される通孔１５の途中に介装され、この通孔
１５はボス部２Ｂとピストンピン３の間に形成される環
状間隙１６と、ピストンピン３に形成される通孔１７
と、ピストンピン３と小端部４Ｓの間に形成される環状
間隙１８と、コンロッド４の桿部４Ｌを貫通する通孔１
９と、コンロッド４の大端部４Ｂとクランクシャフト１
０の間に形成される環状間隙２０およびクランクシャフ
ト１０に形成される通孔２１と、クランクシャフト１０
とシリンダブロックの主軸受け部２２に形成される環状
間隙２１等を介して油圧源に連通する。

油圧源として、機関に機械的に常時駆動される主オイル
ポンプ２３と、図示しない制御回路により機関低負荷時
に自動的に作動する電動式補助オイルポンプ２４が並列
に配設され、主オイルポンプ２３の吐出油はチェック弁
２５を介して補助オイルポンプ２４の吐出油と合流する
ようになっている。また、オイルポンプ２３と２４はそ
れぞれの吐出圧を所定値以下に保つリリーフ弁２６と２
７が配設される。

制御回路は、吸入空気量、スロットル開度、吸入負圧、
燃料噴射量等の検出信号を入力して、機関負荷が所定値
以下の低負荷時のみに補助オイルポンプ２４を駆動す
る。また、制御回路は各気筒毎に取付けられたノックセ
ンサの信号に応じて、ノッキング発生時のみに補助オイ
ルポンプ２３を駆動するように構成しても良い。

上記構成に基づき、機関低負荷時には電動式補助オイル
ポンプ２４が作動し、第一の油室５にはチェック弁１４
を介して高圧のオイルが流入し、これにより、ピストン
本体１はその頂面１ｅに作用する燃焼圧力に対抗して押
し上げられて機関圧縮比を高める。

このとき、第一の油室５に流入したオイルの一部はオリ
フィス１１０を介して第二の油室８へとリークし、排気
行程から吸入行程にかけてピストン本体１に上向きの慣
性力が作用するとき、インナピストン２の段部２ｄとイ
ンナスリーブ７の上面７ａの間に介在するオイルが圧縮
され、オイルの一部はインナピストン２の外周面２ｃと
インナスリーブ７の内周面７ｂの隙間からリークしてオ
イルパン２８へと排出される。これにより、ピストン本
体１に働く慣性力による衝撃を緩和して、ピストン本体
１とインナピストン２との間で衝撃音を発生することを
抑制するとともに、耐久性を高められる。

このように、第一の油室５のオイルをオリフィス１１０
を介してリークすることにより、そのリーク流量に任意
に設定して、適正な圧縮比に維持できる。

高負荷運転時は、電動式補助オイルポンプ２４の作動が
停止されることにより、チェック弁１４を介して第一の
油室５に導かれる油圧力が低下し、ピストン本体１はイ
ンナピストン２に対して押し上げられることなく、機関
圧縮比を低下させ、ノッキング等を防止する。

このとき、主オイルポンプ２３が引き続き作動している
ため、第一の油室５にはチェック弁１４を介して低圧オ
イルが供給され、第一の油室５に流入したオイルはピス
トン本体１の内周面１ｂとインナピストン２の外周面２
ｂの隙間からリークして第二の油室８へと流入する。こ
のため、第二の油室８には常にオイルが介在し、ピスト
ン本体１とインナピストン２の間に働く衝撃を緩和す
る。また、第一の油室５に低油圧のオイルの供給を続け
ることにより、オイルを過熱して劣化を来すことを防止
できる。

ピストン本体１のスカート部１Ｓ内側にインナピストン
２との間にピストンピン３を包むように軸方向に所定の
長さを有するインナスリーブ７を取付け、かつインナス
リーブ７の下端を支持するストッパリング６をピストン
ピン３の下方に配置し、ピストン本体１のスカート部１
Ｓの下端に螺合するストッパリング６でインナスリーブ
７を締付け固定することにより、スカート部１Ｓの剛性
をインナスリーブ７によって高められ、またピストン本
体１がインナスリーブ７を介してインナピストン２に対
してガタツキを生じることを抑制し、円滑な作動性が得
られる。

インナスリーブ７によりスカート部１Ｓの剛性が上がる
と、ピストン本体１の十分な強度を確保しつつ、スカー
ト部１Ｓとインナスリーブ７のそれぞれにピストンピン
３の両端に対峙して開口部１Ｃ，７Ｃを形成することが
可能となり、ピストンの軽量化がはかれるとともに、ピ
ストンピン３の組み付けが容易となる。

次に第４図，第５図，第６図に示す他の実施例は、ピス
トン本体１のスカート部１Ｓにガイド穴（開口部）１Ｅ
を形成する一方、ピストンピン３にはこのガイド穴１Ｅ
に摺動自在に挿通するストッパフィン３Ｆを一体的に形
成することにより、ピストン本体１の回り止めを行う。

インナピストン２の外周面２ｃには軸方向に延びる凹部
２Ｅを形成し、この凹部２Ｅにストッパキー３１を嵌挿
する一方、インナスリーブ７の内周面７ｂにはこのスト
ッパキー３１を摺動自在に挿通させるガイド溝７Ｆを形
成して、ピストン本体１の回り止めを行う。

さらに、前記実施例と同じく、インナピストン２の下端
には側方に突出するピン１２を嵌挿する一方、インナス
リーブ７の内側にはこのピン１２に係合するガイド溝７
Ｅを軸方向に形成して、ピストン本体１の回り止めを行
う。

このように、ストッパフィン３Ｆとストッパキー３１お
よびピン１２のそれぞれによってピストン本体１の回り
止めを行うが、いずれか１つのみを用いることが可能で
ある。

（考案の効果） 以上のように本考案は、ピストン本体のスカート部内側
にはインナピストンとの間にピストンピンを包むように
軸方向に所定の長さを有する筒状のインナスリーブを取
付け、このインナスリーブの上面とインナピストンのス
カート部との間に第一の油室に連通する第二の油室を形
成し、この第二の油室をピストンピンより上方に配置す
るとともに、ピストンピンより下方に位置してピストン
本体のスカート部に螺合するストッパリングを設け、こ
のストッパリングを介してインナスリーブを締結したた
め、第一の油室からリークしたオイルを第二の油室に導
くことによりピストン本体に働く慣性力による衝撃を緩
和し、衝撃音の発生を抑制する一方、インナスリーブに
よってピストン本体の剛性を高めるとともに、インナピ
ストンに対してインナピストンを介してピストン本体に
ガタツキを生じることを防止し、耐久性の向上がはかれ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す全体構成図、第２図は同
図Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、第３図は同図Ｘ−Ｘ線に沿う
断面図である。第４図は他の実施例を示す全体構成図、
第５図は同図Ｙ−Ｙ線に沿う断面図、第６図は同図Ｘ−
Ｘ線に沿う断面図である。第７図は従来例を示す断面図
である。 １…ピストン本体、２…インナピストン、３…ピストン
ピン、４…コンロッド、５…第一の油室、６…ストッパ
リング、７…インナスリーブ、８…第二の油室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストン本体に摺動自在に嵌合するインナ
   ピストンを設け、このインナピストンをピストンピンを
   介してコンロッドに揺動自在に連結するとともに、ピス
   トン本体の底面とインナピストンの頂面の間に第一の油
   室を形成し、第一の油室に運転条件に応じて加圧オイル
   を供給する油通路を接続する一方、ピストン本体のスカ
   ート部内側にはインナピストンとの間に前記ピストンピ
   ンを包むように軸方向に所定の長さを有する筒状のイン
   ナスリーブを取付け、このインナスリーブの上面とイン
   ナピストンのスカート部との間に上記第一の油室に連通
   する第二の油室を形成し、この第二の油室をピストンピ
   ンより上方に配置するとともに、ピストンピンより下方
   に位置してピストン本体のスカート部に螺合するストッ
   パリングを設け、このストッパリングを介して上記イン
   ナスリーブを締結したことを特徴とする内燃機関の圧縮
   比可変装置。