JPS6238835A - 内燃機関における圧縮比可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の運転中においてその圧縮比を変更
できるようにした圧縮比の可変装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

本発明者等は、先の特許出願（特願昭５８−１８４２６
０号）に基づく特開昭６０−７５７２８号公報において
、燃焼室に連通ずる副シリンダ内に副ピストンを摺動自
在に嵌挿し、該副ピストンの背面に油圧室を形成し、該
油圧室への作動油供給通路中に、油圧室に圧力上昇を生
じるとき閉じるようにした制御弁を設け、前記副ピスト
ン内に前記油圧室に連通ずる中空室を設ける一方、前記
副ピストンから副シリンダ外に突出するように中空状の
ステムを副ピストンの軸方向に設け、該ステムの突出端
には前記副ピストンの中空室内の作動油が当該ステムの
中空部を通って流出するようにしたスピルポートを穿設
し、このステムの突出端には、当該ステムの後退動によ
ってスピルポートが閉じ、ステムの前進動によってスピ
ルポートが開くようにしたスピル体を、ステムに対して
相対動自在に設け、該スピル体に、当該スピル体による
スピルポートの開閉位置をステムの軸方向に変位するよ
うにした手段を設けて成る圧縮比可変装置を提案すると
共に、この圧縮比可変装置において、前記中空状ステム
の副ピストンにおける中空室内への開口部にスピルポー
トへの方向にのみ開くようにした逆止弁を設けることに
より、燃焼室の圧力の変化に伴って、副ピストンの中空
室及び油圧室への空気の吸い込みを防止することを提案
した。

すなわち、前記先行技術に開示した形式の圧縮比可変装
置における副ピストンは、燃焼室の圧力が吸気行程時に
おいて大気圧以下の負圧になったときこの負圧によって
燃焼室に向って前進動することにより、副ピストンの中
空室及び油圧室の圧力が大気圧以下に下がることがあり
、このとき副ピストンの中空室及び油圧室内に前記スピ
ルポートから空気を吸い込んで作動不良を生しるが、前
記のように中空状ステムの副ピストンにおける中空室内
への開口部にスピルポートへの方向にのみ開くようにし
た逆止弁を設けることにより、副ピストンの中空室及び
油圧室の圧力が大気圧以下に下がった場合においてスピ
ルポートから副ピストンの中空室及び油圧室内への空気
の吸い込みを防止できるのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記先行技術の圧縮比可変装置は、副ピストン
を中空状に形成し、油圧室に供給した作動油を、油圧室
から前記副ピストンの中空室内に導入したのち、この中
空室から、ステムにおける中空部を通してスピルポート
に導くようにしたものにおいて、前記空気吸い込み防止
用の逆止弁を、前記ステムにおける中空部が副ピストン
における中空室内に開口する部分に設けた形態している
ので、スピルポートから副ピストンの中空室への空気の
吸い込みを匝止することはできるものの、この逆止弁よ
り油圧室内の空気を抜くことができないから、機関の組
立後において副ピストンの中空室及び油圧室内に作動油
を一杯に充填することが困難で、これに多大の手数を要
するのであり、しかも、機関の運転中において作動油と
一緒に油圧室に入った空気は油圧室に蓄積されたままの
状態になり、油圧室内に蓄積された空気は、油圧室内の
圧力の変動に応じて膨張・収縮するため、副ピストンが
異常に上下動する不具合を生じるのであった。

本発明は、この問題を解消することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明は、前記先行技術に記載された圧縮比可
変装置において、その中空状ステムには、油圧室を当該
ステムの中空部に連通ずる空気抜き孔を穿設する一方、
中空状ステム内には、スピルポートへの方向にのみ開く
ようにした逆止弁を、前記空気抜き孔よりスピルポート
側に寄った部位に設けたことを特徴とするものである。

〔発明の作用・効果〕

このように構成すると、機関の組立後において油圧室に
作動油を注入すると、副ピストンにおける中空室内の空
気は逆止弁からスピルポートを経て大気中に抜ける一方
、油圧室内の空気は、ステムに穿設した空気抜き孔から
逆止弁を経てスピルポートから大気中に抜けることにな
るから、副ピストンの中空室内及び油圧室に対して作動
油を一杯に充填することが容易にできる一方、機関の運
転中において油圧室内に、作動油と共に入って来る空気
は、油圧室内の作動油が逆止弁を経てスピルポートより
流出するときにおいて、前記空気抜き孔から同時に抜け
ることになって、油圧室内に蓄積することを防止できる
のである。

従って、本発明によると副ピストンの中空室及び油圧室
内に対する作動油の充填に要する手数を軽減できると共
に、機関の運転中において作動油に一緒に流入する空気
によって副ピストンの前後作動が不良になることを確実
に防止できる効果を有する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明すると、図にお
いて１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、３は
シリンダポア４内を往復摺動するピストン、５は前記シ
リンダヘッド２の下面を凹ませて形成した燃焼室を各々
示し、前記燃焼室５にはその略中心位置にシリンダヘッ
ド２に蝮着した点火栓６がのぞむと共に、図示しない吸
気ポート及び排気ポートが開口している。

７は前記シリンダヘッド２に穿設した副シリンダで、該
副シリンダ７は、下側が燃焼室５に上側がシリンダヘッ
ド２の上面におけるシリンダヘッド上室に各々開口し、
この副シリンダ７のシリンダヘッド上室への開口部には
、これを塞ぐ蓋板８が設けられている。９は前記副シリ
ンダ７内に摺動自在に嵌挿した副ピストンで、該副ピス
トン９の外周にはピストンリング９ａを備え、この副ピ
ストン９が燃焼室５の方向に前進すると燃焼室の容積が
減少して圧縮比が高くなり、副ピストン９が燃焼室５か
ら離れる方向に後退すると燃焼室の容積が増大して圧縮
比が低くなるようになっており、且つ、前記副ピストン
９には、これを後退方向に付勢するばね２１が設けられ
、また、この副ピストン９の背面には、中空室１５が凹
み形成されている。

前記副ピストン９の背面と蓋板８との間に油圧室】０を
形成し、該油圧室１０に、図示しない油圧源からの作動
油を作動油供給通路１１を介して供給するようになって
おり、この作動油供給通路１１中には、燃焼室５の圧力
が高くなるとき、換言すれば圧縮行程及び爆発行程にお
いて作動油供給通路１１を閉じるようにした制御弁の一
つの実施例である所の逆止弁１２が設けられている（こ
の制御弁としては、機関の回転に連動して機関の圧縮行
程及び爆発行程において作動油供給通路１１を閉じるよ
うにしたロータリ一式のものにしても良い）。

また、前記副ピストン９の背面にその中空室１５を塞ぐ
ように固着した通孔１６付きディスク１３ａには、副シ
リンダ７の軸線と平行に延びるステム１３を一体的に連
結し、該ステム１３を、前記蓋板８を摺動自在に貫通し
て副シリンダ７外に突出する。このステム１３は、その
内部に軸方向に延びる通孔１４を備えた中空状で、該通
孔１４の一端は前記副ピストン９における中空室１５内
に開口し、前記ステム１３の副シリンダ７外への突出端
には、前記油圧室ＩＯ内の作動油をシリンダヘッド上室
に放出するためのスピルポート１７を穿設する。

前記ステム１３の副シリンダ７外への突出端には、リン
グ状スピル体１８を摺動自在に被嵌して、ステム１３が
後退動するときそのスピルポート１７がスピル体１８の
下面における開閉用端面１９によって閉じ、ステム１３
が前進動するときスピルポート１７がスピル体１８の開
閉用端面１９から開くように構成する一方、前記スピル
体１８をこれに係合したレバー２０の回動にてステム１
３の軸方向に移動調節するように構成する。

そして、前記ステム１３には、その通孔１４に油圧室１
０を連通ずるための空気抜き孔２２を穿設する一方、該
ステム１３における通孔１４内には、前記空気抜き孔２
２より下流側つまりスピルポート寄りの部位に、スピル
ポート１７への方向にのみ開くようにした逆止弁２３を
設けてなるものである。

この構成において、作動油供給通路１１中の逆止弁１２
は油圧室１０の圧力ひいては燃焼室５の圧力が低いとき
において油圧源側の圧力によって開いて、油圧室１０に
作動油が供給され、油圧室１０に入った作動油はステム
１３の通孔１４内の逆止弁２３を開いてスピルポート１
７から流出する。

このときスピル体１８を第１図に実線で示す位置から二
点鎖線で示す位置へと前進方向に移動すると、スピルポ
ート１７の閉によって当該スピル−１〇− ボート１７からの作動油の流出が止まり、吸気行程や排
気行程のように燃焼室５の圧力が低いときにおいて作動
油が供給されている油圧室１０の圧力によって、副ピス
トン９を燃焼室５側に押す力が、燃焼室５の圧力及びば
ね２１によって副ピストンを燃焼室から後退させる方向
に押す力より強くなるから、副ピストン９は燃焼室５に
向って前進し、この前進がスピルポート１７における開
閉用端面１９から開の所まで進行すると、スピルボー）
１７から作動油が流出を始め、この流出量と油圧室１０
への供給量とがバランスした時点、即ちこのとき油圧室
内の油圧によって副ピストン９を燃焼室５に押す力と、
燃焼室５内の圧力とばね２１とにより副ピストン９を燃
焼室５から後退する方向に押す力がバランスした時点で
、副ピストン９の前進が停止する。

また、スピル体１８を二点鎖線の位置から実線の位置へ
の後退方向に移動すると、スピルポート１７が全開にな
り、スピルポート１７からの流出量が増加して、油圧室
１０の圧力が低下するから、副ピストン９は、燃焼室５
の圧力及びばね２１によって燃焼室５から離れるように
後退し、この後退がスピルポート１７がスピル体１８の
開閉用端面１９にて閉じる所まで進行すると、その流出
量が供給量とバランスした時点で、副ピストン９の後退
動が停止することになり、スピル体１８の移動調節によ
って、副ピストン９の位置を任意に変更でき、ひいては
圧縮比を機関の運転中において任意に変更できるのであ
る。

一方、スピル体１８を一定の位置にした状態において、
機関が排気行程等になって燃焼室５の圧力が低下すると
、油圧室１０の油圧によって副ピストン９を前進方向に
押す力が、燃焼室５内の圧力及びばね２１によって副ピ
ストン９を後退方向に押す力より大きくなって、副ピス
トン９が燃焼室５に向って前進するが、この前進は、当
該前進に伴ってスピルポート１７がスピル体１８におけ
る開閉用端面１９から開き油圧室の圧力が低下した時点
で停止する。また、機関が爆発行程になって、副ピスト
ン９に大きな爆発圧力を受けると、この爆発圧力にて当
該副ピストン９が後退してスピルポート１７がスピル体
１８の開閉用端面１９にて閉じる一方、油圧室１０への
作動油供給通路１１中の逆止弁１２が閉じ、油圧室１０
の作動油は、当該油圧室１０内に閉じ込められた状態に
なるから、これにより副ピストン９はこれ以降後退する
ことなく当該副ピストン９に対する大きな爆発圧力を支
受するのであり、この場合においてスピルポート１７が
閉じるまでの間における作動油の流出及びその後の圧力
上昇が、燃焼室内での混合気の爆発燃焼による副ピスト
ン９及び蓋板８に対する衝撃を吸収・緩和するのである
。

そして、燃焼室５の圧力は、機関の吸気行程時において
大気圧以下の真空圧になり、この時副ピストン９は前記
真空圧によって、燃焼室５に向って前進することにより
、副ピストン９の中空室１５及び油圧室１０の圧力は大
気圧以下になることがある。

このように副ピストン９の中空室１５及び油圧室１０の
圧力が大気圧以下になると、ステム１３における通孔１
４内に設けた逆止弁２３が自動的に閉じるから、スピル
ポート１７から中空室１５及び油圧室１０内への空気の
吸い込み阻止するのであり、また、油圧室１０内に溜っ
た空気は、中空室１５及び油圧室１０内の作動油が通孔
１４を通ってスピルポート１７より流出するときにおい
て、空気抜き孔２２より逆止弁２３を経て同時に排出さ
れるのである。

なお、前記実施例は、ステム１３における空気抜き孔２
２を油圧室１０に直接的に連通した場合を示したが、第
２図に示すようにこのステム１３における空気抜き孔２
２を、副ピストン９が最後退位置にあるとき蓋板８に油
圧室１０の最上部に向うように穿設した空気抜き通路２
２ａに対して連通ずるようにすれば、油圧室１０内の空
気を総て抜くことができるからより効果的である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は第１実施例にお
ける機関要部の縦断正面図、第２図は第２実施例の要部
縦断正面図である。 １・・・・シリンダブロック、２・・・・シリンダヘッ
ド、５・・・・燃焼室、７・・・・副シリンダ、９・・
・・副ピストン、１０・・・・油圧室、１１・・・・作
動油供給通路、１２・・・・逆止弁、１３・・・・ステ
ム、１４・・・・通孔、１５・・・・中空室、１７・・
・・スピルポート、１８・・・・スピル体、２２・・・
・空気抜き孔、２３・・・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、燃焼室に連通する副シリンダ内に副ピストンを
   摺動自在に嵌挿し、該副ピストンの背面に油圧室を形成
   し、該油圧室への作動油供給通路中に、油圧室に圧力上
   昇を生じるとき閉じるようにした制御弁を設け、前記副
   ピストン内に前記油圧室に連通する中空室を設ける一方
   、前記副ピストンから副シリンダ外に突出するように中
   空状のステムを副ピストンの軸方向に設け、該ステムの
   突出端には前記副ピストンの中空室内の作動油が当該ス
   テムの中空部を通って流出するようにしたスピルポート
   を穿設し、このステムの突出端には、当該ステムの後退
   動によってスピルポートが閉じ、ステムの前進動によっ
   てスピルポートが開くようにしたスピル体を、ステムに
   対して相対動自在に設け、該スピル体に、当該スピル体
   によるスピルポートの開閉位置をステムの軸方向に変位
   するようにした手段を設けて成る圧縮比可変装置におい
   て、前記中空状ステムには、油圧室を当該ステムの中空
   部に連通する空気抜き孔を穿設する一方、中空状ステム
   内には、スピルポートへの方向にのみ開くようにした逆
   止弁を、前記空気抜き孔よりスピルポート側に寄った部
   位に設けたことを特徴とする内燃機関における圧縮比可
   変装置。