JPH063166Y2 - 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３図に示すよう
に、ピストン本体１に摺動自在なインナーピストン２が
設けられ、このインナーピストン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
ンナーピストン２の間にはシールリング２１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２２から
の加圧オイルが入口側通路２３を介して導かれると、そ
の油圧に応じてピストン本体１がインナーピストン２に
対して押し上げられ、燃焼室１９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２４は油室５内
のオイルを排出する出口側通路であり、２５，２６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、入
口側通路２３を介して導かれるオイル中に気泡が混入す
ることがあり、油室５に対するオイルの給排が入口、出
口側通路２３，２４を通して行われることから、一旦油
室５内に流入した気泡は排出されにくく、加圧オイルが
供給される高圧縮比状態でも油室５が圧縮性となってピ
ストン本体１が変位し、適正な圧縮比を維持するのが困
難になる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、ピストン本体に摺動自在に嵌合するインナー
ピストンを設け、このインナー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ーピストンの頂面の間に油室
を形成し、この油室に加圧オイルを供給する油通路を接
続する内燃機関の圧縮比可変装置において、前記インナ
ーピストンにはその頂面と外周面を結ぶドレン通路を形
成する一方、前記ピストン本体にはその内周面とオイル
リング溝を結ぶドレン孔を形成するとともに、インナー
ピストンの外周面とピストン本体の内周面の間に２つの
シールリングを介装し、低圧縮比状態で上記各シールリ
ングの間に上記ドレン通路とドレン孔を共に開口させる
とともに、高圧縮比状態で上記一方のシールリングで上
記ドレン通路またはドレン孔を閉塞するように配置す
る。

（作用） 上記構成に基づき、仮に油室内に気泡が入り込んだ場
合、低圧縮比状態から高圧縮比状態で切り換えられると
きに、ドレン通路がドレン孔を介してオイルリング溝に
連通している間に、油室内に滞留した気泡をオイルと共
にオイルリング溝に排出し、気泡の排出を促進すること
により常に適正な圧縮比を維持できる。

（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図に示すように、ピストン本体１の内側にインナー
ピストン２を摺動自在に嵌挿して、インナーピストン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
在に連結する。

ピストン本体１の底面1aとインナーピストン２の頂面2a
の間に油室５を形成し、インナーピストン２とコンロッ
ド４には制御弁（図示せず）を介して運転条件に応じて
油室５に高圧オイルを供給する入口側通路１４と、油室
５内のオイルを排出する出口側通路１５をそれぞれ形成
する。これにより、油室５内の油圧力を調節してピスト
ン本体１をインナーピストン２に対して押し上げて圧縮
比を高めるようになっている。

インナーピストン２の頂面2aは球状（ドーム状）に隆起
させる一方、ピストン本体１の底面1aはこの頂面2aとの
間隙が中央部に向けて徐々に小さくなるように球状に窪
ませる。

インナーピストン２には、上記頂面2aの最上部と外周部
2bを結ぶドレン通路９を形成する。このドレン通路９は
頂面2aの中央部に開口する通孔9aと、この通孔９ａの他
端から放射状に分岐して外周面2bに開口する複数の通孔
9bによって形成する。

上記通孔9aの通路径は入口側通路１４に対して所定の比
率で小さく形成する。

ピストン本体１の内周面1bとインナーピストン２の外周
面2bの間には所定の間隙を形成し、インナーピストン２
の外周面2bに形成したリング溝7a,8aにシールリング
７，８を通孔9bの開口端を挟むようにして嵌装する。

ピストン本体１には上記内周面1bとオイルリング溝１３
の底面１３ａを結ぶ複数のドレン孔６を所定の間隔で形
成する。このドレン孔６は第１図に示すような低圧縮比
状態でシールリング７，８の間に開口する一方、ピスト
ン本体１の上昇する高圧縮比状態で第２図に示すように
燃焼室側のシールリング７によって閉塞されるように配
置する。

上記構成に基づき、低圧縮比状態では入口側通路１４か
ら油室５へのオイルの供給は停止され、第２図に示すよ
うにピストン本体１をインナーピストン２の頂面2aの外
周部に着座させる。

高圧縮比状態にするときは図示しない制御弁を介して出
口側通路１５を閉じる一方、入口側通路１４から高圧オ
イルを供給し、第１図に示すようにピストン本体１をイ
ンナーピストン２に対して押し上げる。

このようにしてピストン本体１が押し上げられる過程
で、ピストン本体１のリフト量がある程度小さい場合
は、ドレン通路９はドレン孔６を介してオイルリング溝
１３に連通しており、油室５内のオイルはオイルリング
溝１３へと排出されるが、この排出量より入口側通路１
４から供給される流量の方が大きいため、ピストン本体
１は押し上げられ、リフト量がある程度まで達するとシ
ールリング７によってドレン孔６が閉塞される。

仮に入口側通路１４から油室５に気泡が流入した場合、
上記ピストン本体１が押し上げられる過程でドレン通路
９がドレン孔６を介してオイルリング溝１３に連通して
いるときに、油室５内の気泡はオイルと共にオイルリン
グ溝１３へと排出される。ドレン通路９は球状に隆起し
た頂面1aに開口しているため、油室５の上部に集まる気
泡を効果的に排出できる。その結果、シールリング７に
よってドレン孔６が閉塞される高圧縮比状態に、気泡の
収縮によってピストン本体１にガタツキが生じることを
防止する。

低圧縮比状態にも、ドレン通路９はドレン孔６を介して
オイルリング溝１３と連通しているため、油室５内にオ
イルの循環があり、その結果、高負荷運転条件でピスト
ン本体１からの伝熱により油室５内のオイルが炭化する
ことを防ぎ、良好な作動性を維持できる。

この実施例では、シールリング7,8をインナーピストン
２の外周面2bに固定したが、ドレン孔６を挟んでピスト
ン本体１の内周面1bに固定し、高圧縮比状態でドレン通
路９を一方のシールリング７により閉塞するようにして
も良い。

（考案の効果） 以上のように本考案は、インナーピストンの頂面に開口
するドレン通路を２つのシールリングを介してピストン
本体のオイルリング溝に連通させ、低圧縮比状態でこの
ドレン通路とオイルリング溝を連通するとともに、高圧
縮比状態で一方のシールリングでドレン通路とオイルリ
ング溝の連通を遮断するようにしたため、油室に入り込
んだ気泡を高圧縮比に切り換えられるときにオイルリン
グ溝へ排出し、圧縮比の変動を防いで精密な圧縮比制御
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例で低圧縮比状態を示す断面図、
第２図は同じく高圧縮比状態を示す断面図である。第３
図は従来例を示す断面図である。 １…ピストン本体、２…インナーピストン、３…ピスト
ンピン、４…コンロッド、５…油室、６…ドレン孔、7,
8…シールリング、９…ドレン通路、１３…オイルリン
グ溝、１４…入口側通路、１５…出口側通路

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
   ーピストンを設け、このインナー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ーピストンの頂面の間に油
   室を形成し、この油室に加圧オイルを供給する油通路を
   接続する内燃機関の圧縮比可変装置において、前記イン
   ナーピストンにはその頂面と外周面を結ぶドレン通路を
   形成する一方、前記ピストン本体にはその内周面とオイ
   ルリング溝を結ぶドレン孔を形成するとともに、インナ
   ーピストンの外周面とピストン本体の内周面の間に２つ
   のシールリングを介装し、低圧縮比状態で上記各シール
   リングの間に上記ドレン通路とドレン孔を共に開口させ
   るとともに、高圧縮比状態で上記一方のシールリングで
   上記ドレン通路またはドレン孔を閉塞するように配置し
   たことを特徴とする内燃機関の圧縮比可変装置。