JP2003065090A - 内燃機関の圧縮比可変装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の圧縮比可変装置において，ピスト
ンアウタを回転させることなく，簡単，的確に低圧縮比
位置及び高圧縮比位置に作動させる。 【解決手段】 ピストンインナ５ａと，その外周に軸方
向にのみ摺動可能に嵌合して低圧縮比位置Ｌ及び高圧縮
比位置Ｈ間を移動し得るピストンアウタ５ｂと，ピスト
ンインナ及びアウタ５ａ，５ｂの軸線周りで非嵩上げ位
置Ａ及び嵩上げ位置Ｂ間を回動し得る嵩上げ部材１４
と，この嵩上げ部材１４に連結されて，これを非嵩上げ
位置Ａ及び嵩上げ位置ＢＡ，Ｂに回動するアクチュエー
タ２０とを備え，嵩上げ部材１４は，非嵩上げ位置Ａに
あるときはピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌへの移
動を許容し，嵩上げ位置Ｂへ回動するとピストンアウタ
５ｂを高圧縮比位置Ｈへ保持するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の圧縮比可
変装置に関し，特に，ピストンを，コンロッドにピスト
ンピンを介して連結されるピストンインナと，このピス
トンインナに連結されて外端面を燃焼室に臨ませなが
ら，ピストンインナ寄りの低圧縮比位置及び燃焼室寄り
の高圧縮比位置間を移動し得るピストンアウタとで構成
し，ピストンアウタを低圧縮比位置に作動して機関の圧
縮比を下げ，高圧縮比位置に作動して同圧縮比を高める
ようにしたものゝ改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，かゝる内燃機関の圧縮比可変装置
として，（１）ピストンアウタをピストンインナの外周
に螺合して，ピストンアウタを正，逆転させることによ
りピストンインナに対して進退させ，低圧縮比位置及び
高圧縮比位置に作動するようにしたもの（例えば特開平
１１−１１７７７９号公報参照）と，（２）ピストンア
ウタをピストンインナの外周に軸方向摺動可能に嵌合
し，これらピストンインナ及びアウタ間に，上部油圧室
及び下部油圧室を形成し，これら油圧室に交互に油圧を
供給することにより，ピストンアウタを低圧縮比位置及
び高圧縮比位置に作動するようにしたもの（例えば特公
平７−１１３３３０号公報参照）とが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上記（１）
の装置では，ピストンアウタを低圧縮比位置及び高圧縮
比位置に作動するために，ピストンアウタを回転させる
必要があるので，ピストンアウタの頂面の形状を，燃焼
室の天井面形状や吸気及び排気弁の配置に対応して自由
に設定することができず，高圧縮比位置で機関の圧縮比
を充分に高めることが困難である。また上記（２）の装
置では，特にピストンアウタが高圧縮比位置にあると
き，機関の膨張行程でピストンアウタが受ける大なるス
ラスト荷重を上部油圧室の油圧で支えるので，上部油圧
室には高圧に耐えるシールが必要となり，その上，上部
油圧室に気泡が発生するとピストンアウタの高圧縮比位
置が不安定になるから，そのような気泡の除去手段を施
す必要もあり，全体としてコスト高となるを免れない。

【０００４】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたも
ので，ピストンアウタを回転させることなく簡単，的確
に低圧縮比位置及び高圧縮比位置に作動し得る，内燃機
関の圧縮比可変装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明の内燃機関の圧縮比可変装置は，コンロッド
にピストンピンを介して連結されるピストンインナと，
このピストンインナの外周に軸方向にのみ摺動可能に嵌
合して外端面を燃焼室に臨ませながら，ピストンインナ
寄りの低圧縮比位置及び燃焼室寄りの高圧縮比位置間を
移動し得るピストンアウタと，前記ピストンインナ及び
アウタ間に介裝されてピストンアウタの低圧縮比位置へ
の移動を許容する非嵩上げ位置及び，ピストンアウタを
高圧縮比位置に保持する嵩上げ位置間を移動する嵩上げ
部材と，この嵩上げ部材を非嵩上げ位置及び嵩上げ位置
に交互に保持するアクチュエータとを備えることを第１
の特徴とする。

【０００６】この第１の特徴によれば，アクチュエータ
により嵩上げ部材を非嵩上げ位置に移動すると，嵩上げ
部材が，ピストンアウタの低圧縮比位置への移動を許容
するので，ピストンアウタが燃焼室側からの高圧により
低圧縮比位置に移動することができる。またアクチュエ
ータにより嵩上げ部材を非嵩上げ位置から嵩上げ位置へ
と移動すると，ピストンアウタを高圧縮比位置に保持す
ることができる。

【０００７】この間，ピストンアウタは，ピストンイン
ナに対して回転することがないから，燃焼室に臨むピス
トンアウタの頂面形状を燃焼室の形状に対応させて，ピ
ストンアウタの高圧縮比位置での圧縮比を効果的に高め
ることができる。しかもピストンアウタの高圧縮比位置
では，機関の膨張行程時，ピストンアウタが燃焼室から
受ける大なる推力は嵩上げ部材で受け止められる。した
がって，上記推力のアクチュエータへの作用も回避され
ることになるから，アクチュエータの小出力化，延いて
はコンパクト化が可能となる。またアクチュエータを油
圧式に構成する場合でも，これに前記推力が作用しない
ことから高圧シールは不要であり，また油圧室に多少の
気泡が発生してもピストンアウタの高圧縮比位置を不安
定にさせることもない。

【０００８】また本発明は，第１の特徴に加えて，前記
嵩上げ部材及びアクチュエータを，前記ピストンインナ
及びアウタの往復動中，これらを互いに軸方向に離間さ
せたり近接させるようと作用する自然外力によりピスト
ンアウタが低圧縮比位置及び高圧縮比位置間を移動する
ことを許容するように構成したことを第２の特徴とす
る。前記自然外力には，ピストンアウタがシリンダボア
の内面から受ける摩擦抵抗やピストンアウタの慣性力，
ピストンアウタに作用する吸気負圧等がある。

【０００９】この第２の特徴によれば，ピストンアウタ
を低圧縮比位置から高圧縮比位置へ，或いは高圧縮比位
置から低圧縮比位置へ移動させるのに自然外力を利用す
ることができ，したがってアクチュエータは嵩上げ部材
を単に非嵩上げ位置及び嵩上げ位置間で移動させるだけ
の出力を発揮すれば足りることになり，アクチュエータ
の小容量化及び小型化を図ることができる。

【００１０】さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加
えて，前記嵩上げ部材を，前記ピストンインナ及びアウ
タ間にそれらの軸線周りに非嵩上げ位置及び嵩上げ位置
間を回動し得るように介裝し，この嵩上げ部材と，前記
ピストンインナ及びアウタの一方との軸方向対向面にそ
れぞれ凸状に形成した第１カム及び第２カムを形成し，
これら第１及び第２カムは，前記嵩上げ部材が非嵩上げ
位置から嵩上げ位置へ回動するとき互いに軸方向に離反
するように滑る斜面と，前記嵩上げ部材が嵩上げ位置に
到達したとき互いに当接する平坦な頂面とを有すること
を第３の特徴とする。

【００１１】この第３の特徴によれば，嵩上げ部材の非
嵩上げ位置から嵩上げ位置への回動時には，第１及び第
２カムが互いに斜面を滑らせながら軸方向に離反するこ
とで，ピストンアウタを高圧縮比位置まで押し上げるこ
とができ，しかも嵩上げ部材の嵩上げ位置への到達時に
は，第１カム及び第２カムが互いに平坦な頂面を当接さ
せるので，機関の膨張行程時，ピストンアウタが燃焼室
から受ける大なる推力は上記平坦な頂面に垂直に作用
し，嵩上げ部材に回動トルクとして作用するのを確実に
防ぐことができる。

【００１２】さらにまた本発明は，第２の特徴に加え
て，前記嵩上げ部材を，前記ピストンインナ及びアウタ
間にそれらの軸線周りに非嵩上げ位置及び嵩上げ位置間
を回動し得るよう介裝し，この嵩上げ部材と，ピストン
インナ及びアウタの一方との軸方向対向面にそれぞれ凸
状に形成した第１カム及び第２カムを形成し，これら第
１及び第２カムは，嵩上げ部材が嵩上げ位置に到達した
とき互いに当接する平坦な頂面と，各頂面の周方向両側
縁から各カムの根元に略垂直に下りる絶壁面を有するこ
とを第４の特徴とする。

【００１３】この第４の特徴によれば，第１及び第２カ
ムの各両側面を絶壁面とすることで，嵩上げ部材の作動
ストローク角度を小さく設定すること，並びに各カムの
頂面を広く形成することが可能となり，嵩上げ部材の応
答性を高めると共に，該頂面に作用する面圧を下げ得
て，それらの耐久性の向上をも図ることができる。

【００１４】しかもピストンアウタを低圧縮比位置及び
高圧縮比位置間で移動するのに，ピストンインナ及びピ
ストンアウタを互いに軸方向に離間させたり近接させる
自然外力が利用されるので，嵩上げ部材の非嵩上げ位置
及び嵩上げ位置間での回動に支障を来すこともない。

【００１５】さらにまた本発明は，第１〜第４の特徴の
何れかに加えて，前記ピストンインナ及びピストンアウ
タ間には，ピストンアウタが低圧縮比位置に来たとき，
ピストンアウタをピストンインナに対して係止するピス
トンアウタ係止手段を設けたことを第５の特徴とする。

【００１６】この第５の特徴によれば，ピストンアウタ
が低圧縮比位置に来たとき，ピストンインナ及びピスト
ンアウタの一体作動を保証し得る。

【００１７】さらにまた本発明は，第１〜第５の特徴に
加えて，前記ピストンインナ及びピストンアウタ間に
は，ピストンアウタが高圧縮比位置に来たとき，該ピス
トンアウタのピストンインナに対する燃焼室側への移動
を規制するピストンアウタ規制手段を設けたことを第６
の特徴とする。

【００１８】この第６の特徴によれば，ピストンアウタ
が高圧縮比位置に達したときも，ピストンインナ及びピ
ストンアウタの一体作動を保証し得る。

【００１９】さらにまた本発明は，第１〜第６の特徴に
加えて，前記アクチュエータを，油圧源の油圧により作
動して嵩上げ部材を嵩上げ位置へ作動する油圧作動手段
と，嵩上げ部材を非嵩上げ位置側へ付勢する戻しばねと
で構成したことを第７特徴とする。

【００２０】この第７の特徴によれば，油圧作動手段で
は油圧室が１室で足り，その構成の簡素化を図ることが
できる。

【００２１】さらにまた本発明は，第１〜第７の特徴に
加えて，前記ピストンアウタ係止手段を，前記ピストン
インナに支持されて前記ピストンアウタ内周面の係止溝
に係合する作動位置及び該係止溝から離脱する後退位置
間を移動する係止部材と，この係止部材を作動位置へ付
勢する作動ばねと，前記油圧源の油圧により作動して係
止部材を後退位置へ作動する油圧戻し手段とで構成した
ことを第８の特徴とする。 この第８の特徴によれば，
ピストンアウタ係止手段でも油圧室が１室で足り，その
構成の簡素化を図ることができる。

【００２２】さらにまた本発明は，第１〜第８の特徴の
何れかに加えて，前記アクチュエータを，油圧源の油圧
により作動して嵩上げ部材を嵩上げ位置へ作動する油圧
作動手段と，嵩上げ部材を非嵩上げ位置側へ付勢する戻
しばねとで構成し，また前記ピストンアウタ係止手段
を，ピストンインナに支持されてピストンアウタ内周面
の係止溝に係合する作動位置及び該係止溝から離脱する
後退位置間を移動する係止部材と，この係止部材を作動
位置へ付勢する作動ばねと，油圧源の油圧により作動し
て係止部材を後退位置へ作動する油圧戻し手段とで構成
し，前記油圧作動手段及び油圧戻し手段に油圧源の油圧
を同時に供給するようにしたことを第９の特徴とする。

【００２３】この第９の特徴によれば，共通の油圧をも
ってアクチュエータ及びピストンアウタ係止手段を合理
的に作動することができ，油圧回路の簡素化をもたらす
ことができる。

【００２４】尚，前記ピストンアウタ規制手段は，後述
する本発明の実施例における止環１８，１１８に対応す
る。また前記油圧作動手段は後述の作動プランジャ２
３，１２３及び第１油圧室２５，１２５に対応し，前記
油圧油圧戻し手段は後述の第２油圧室３７，１３７及び
ピストン３８，１３８に対応する。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を，添付図面
に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。

【００２６】図１は本発明の第１実施例に係る圧縮比可
変装置を備えた内燃機関の要部縦断正面図，図２は図１
の２−２線拡大断面図で低圧縮比状態を示す，図３は図
２の３−３線断面図，図４は図２の４−４線断面図，図
５は図２の５−５線断面図，図６は図２の６−６線断面
図，図７は高圧縮比状態を示す，図２との対応図，図８
は図７の８−８線断面図，図９は図７の９−９線断面
図，図１０は嵩上げ部材の作用説明図である。また図１
１は本発明の第２実施例に係る圧縮比可変装置を備えた
内燃機関の要部縦断正面図，図１２は図１１の１２−１
２線拡大断面図で低圧縮比状態を示す，図１３は図２の
１３−１３線断面図，図１４は図１２の１４−１４線断
面図，図１５は図１２の１５−１５線断面図，図１６は
図１２の１６−１６線断面図，図１７は図１２の１７−
１７線断面図，図１８は高圧縮比状態を示す，図１２と
の対応図，図１８は図１７の１８−１８線断面図，図１
９は図１８の１９−１９線断面図，図２０は図１８の２
０−２０線断面図，図２１は嵩上げ部材の作用説明図で
ある。

【００２７】先ず，図１〜図１０に示す本発明の第１実
施例の説明より始める。図１及び図２において，内燃機
関Ｅの機関本体１は，シリンダボア２ａを有するシリン
ダブロック２と，このシリンダブロック２の下端に結合
されるクランクケース３と，シリンダボア２ａに連なる
燃焼室４ａを有してシリンダブロック２の上端に結合さ
れるシリンダヘッド４とからなり，シリンダボア２ａに
摺動可能に嵌装されるピストン５にはコンロッド７の小
端部７ａがピストンピン６を介して連結され，コンロッ
ド７の大端部７ｂは，左右一対のベアリング８，８′を
介してクランクケース３に回転自在に支承されるクラン
ク軸９のクランクピン９ａに連結される。

【００２８】前記ピストン５は，ピストンピン６を介し
てコンロッド７の小端部７ａに連結されるピストンイン
ナ５ａと，このピストンインナ５ａの外周面及びシリン
ダボア２ａの内周面に摺動自在に嵌合し，頂面を燃焼室
４ａに臨ませるピストンアウタ５ｂとからなっており，
ピストンアウタ５ｂの外周に，シリンダボア２ａの内周
面に摺動自在に密接する複数のピストンリング１０ａ〜
１０ｃが装着される。

【００２９】また図２及び図３に示すように，ピストン
インナ及びアウタ５ａ，５ｂの摺動嵌合面には，ピスト
ン５の軸方向に延びて互いに係合する複数のスプライン
歯１１ａ及びスプライン溝１１ｂがそれぞれ形成され，
ピストンインナ及びアウタ５ａ，５ｂは，それらの軸線
周りに相対回転できないようになっている。

【００３０】図２及び図６において，ピストンインナ５
ａの上面には，その上面に一体に突設された枢軸部１２
に回動可能に嵌合する円環状の嵩上げ部材１４が載置さ
れる。枢軸部１２は，コンロッド７の小端部７ａを受容
すべく，複数（図では２個）のブロック１２ａ，１２ａ
に分割される。

【００３１】嵩上げ部材１４は，その軸線周りに設定さ
れる第１及び嵩上げ位置Ａ，Ｂ間を回動し得るもので，
その往復回動に伴いピストンアウタ５ｂをピストンイン
ナ５ａ寄りの低圧縮比位置Ｌ（図２及び図１０（ａ）参
照）と，燃焼室４ａ寄りの高圧縮比位置Ｈ（図７及び図
１０（ｃ）参照）とに交互に移動させるカム機構１５が
嵩上げ部材１４及びピストンアウタ５ｂ間に設けられ
る。

【００３２】図１０に明示するように，カム機構１５
は，嵩上げ部材１４の上面に形成される複数の凸状第１
カム１６と，ピストンアウタ５ｂの頂壁下面に形成され
る複数の凸状第２カム１７とからなっており，これら第
１カム１６及び第２カム１７は，嵩上げ部材１４が非嵩
上げ位置Ａにあるときは，互いに周方向に交互に並んで
ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌへの移行を許容す
るようになっている。これら第１カム１６及び第２カム
１７には，嵩上げ部材１４が非嵩上げ位置Ａから嵩上げ
位置Ｂへ回動するとき互いに軸方向に離反するように滑
る斜面１６ａ，１７ａと，嵩上げ部材１４が嵩上げ位置
Ｂに到達したとき互いに当接してピストンアウタ５ｂを
高圧縮比位置Ｈに保持する平坦な頂面１６ｂ，１７ｂと
が設けられる。そして，ピストンアウタ５ｂが高圧縮比
位置Ｈに達したときは，ピストンアウタ５ｂが高圧縮比
位置Ｈを越えて燃焼室４ａ側へ移動することを阻止する
ための規制手段として，ピストンインナ５ａの下端面に
当接する止環１８がピストンアウタ５ｂの下端部内周面
に係止される。

【００３３】ピストンインナ５ａ及び嵩上げ部材１４間
には，嵩上げ部材１４を第１及び嵩上げ位置Ａ，Ｂへ回
動させるアクチュエータ２０が設けられる。このアクチ
ュエータ２０について図２，図５及び図６を参照しなが
ら説明する。

【００３４】ピストンインナ５ａには，ピストンピン６
を挟んでそれと平行に延びる有底の第１及び第２シリン
ダ孔２２が設けられ，これらシリンダ孔２１，２２に第
１及び第２プランジャ２３，２４が摺動自在に嵌装され
る。作動及び戻しプランジャ２３，２４の先端は，第１
及び第２シリンダ孔２１，２２から同一方向に突出して
おり，これらの先端に当接配置される第１及び第２受圧
片１４ａ，１４ｂが嵩上げ部材１４の下面に突設されて
いる。

【００３５】第１シリンダ孔２１内には，作動プランジ
ャ２３の内端が臨む第１油圧室２５が画成され，該室２
５に油圧を供給すると，その油圧を受けて作動プランジ
ャ２３が第１受圧片１４ａを介して嵩上げ部材１４を嵩
上げ位置Ｂへ回動すうようになっている。また第２シリ
ンダ孔２２には，戻しプランジャ２４の内端が臨むばね
室２５が画成され，該室２５に収容される戻しばね２７
の力をもって戻しプランジャ２４が第２受圧片１４ｂを
介して嵩上げ部材１４を非嵩上げ位置Ａ方向へ付勢する
ようになっている。嵩上げ部材１４の非嵩上げ位置Ａ
は，第１シリンダ孔２１の底面に当接する作動プランジ
ャ２３の先端に第１受圧片１４ａが当接することにより
規定され（図５参照），嵩上げ部材１４の嵩上げ位置Ｂ
は，第２シリンダ孔２２の底面に当接する戻しプランジ
ャ２４の先端に第２受圧片１４ｂが当接することにより
規定される（図９参照）。

【００３６】而して，嵩上げ部材１４及びアクチュエー
タ２０は，ピストンアウタ５ｂの慣性力や，ピストンア
ウタ５ｂがシリンダボア２ａの内面から受ける摩擦抵
抗，ピストンアウタ５ｂに作用する吸気負圧等，ピスト
ンインナ及びアウタ５ａ，５ｂにそれらを互いに軸方向
に離間させたり近接させようと作用する自然外力によ
り，ピストンアウタ５ｂが低圧縮比位置Ｌ及び高圧縮比
位置Ｈ間で移動することを許容する。

【００３７】またピストンインナ５ａ及びピストンアウ
タ５ｂ間には，ピストンアウタ５ｂが低圧縮比位置Ｌに
来たとき，このピストンアウタ５ｂをピストンインナ５
ａに対して係止するピストンアウタ係止手段３０が設け
られる。このピストンアウタ係止手段３０について，図
２及び図４を参照しながら説明する。

【００３８】ピストンインナ５ａの内周面には，周方向
に延びる複数の係止溝３１が等間隔置きに形成され，ピ
ストンアウタ５ｂが低圧縮比位置Ｌに来たとき，これら
係止溝３１に係合，離脱し得るように複数の係止レバー
３２がピストンインナ５ａにピボット軸３３を介して揺
動自在に取り付けられる。即ち，係止レバー３２は，係
止溝３１に係合する作動位置Ｃ（図４参照）と，係止溝
３１から離脱する後退位置Ｄ（図８参照）との間を揺動
することができる。

【００３９】各係止レバー３２は，係止溝３１に係合，
離脱する長腕部３２ａと，ピボット軸３３を挟んで長腕
部３２ａと反対側に延びる短腕部３２ｂとからなってお
り，長腕部３２ａを係止溝３１との係合方向へ付勢する
作動ばね３４が長腕部３２ａ及びピストンインナ５ａ間
に縮設される。その際，長腕部３２ａには，作動ばね３
４の内周に嵌合してそれを定位置に保持する位置決め突
起３５が形成される。一方，ピストンインナ５ａには，
各短腕部３２ｂに対応して複数のシリンダ孔３６が形成
され，これらシリンダ孔３６の摺動自在に嵌装される複
数のピストン３８の先端が短腕部３２ｂの先端に当接配
置される。各シリンダ孔３６には，対応するピストン３
８の内端が臨む第２油圧室３７が画成され，この第２油
圧室３７に油圧を供給すると，その油圧を受けてピスト
ン３８が係止レバー３２を作動ばね３４の力に抗して係
止溝３１から離脱させるようになっている。

【００４０】図４及び図５に示すように，前記ピストン
ピン６と，その中空部に圧入されたスリーブ４０との間
に筒状の油室４１が画成され，この油室４１を前記第１
及び第２油圧室２５，３７に接続する第１及び第２分配
油路４２，４３がピストンピン６及びピストンインナ５
ａに渡り設けられる。また油室４１は，図１に示すよう
に，ピストンピン６，コンロッド７及びクランク軸９に
渡り設けられる油路４４に接続され，この油路４４は，
電磁切換弁４５を介して油圧源たるオイルポンプ４６
と，油溜め４７とに切換可能に接続される。

【００４１】次に，この実施例の作用について説明す
る。

【００４２】例えば内燃機関Ｅの急加速運転に際して，
ノッキングを回避すべく低圧縮比状態を得るには，電磁
切換弁４５を図１に示すように非通電状態にして，油路
４４を油溜め４７に連通する。こうすれば，第１油圧室
２５及び第２油圧室３７は，何れも油室４１及び油路４
４を通して油溜め４７に開放されるので，アクチュエー
タ２０では，図５に示すように，戻しプランジャ２４が
戻しばね２７の付勢力で第２受圧片１４ｂを押圧して，
嵩上げ部材１４を非嵩上げ位置Ａまで回動する。その結
果，図１０（ａ）に示すように，カム機構１５の第１カ
ム１６及び第２カム１７は互いに頂部をずらした配置と
なるから，機関の膨張行程又は圧縮行程で燃焼室４ａ側
の圧力でピストンアウタ５ｂがピストンインナ５ａに対
して押圧されたときや，ピストン５の上昇行程でピスト
ンリング１０ａ〜１０ｃ及びシリンダボア２ａ内面間に
生ずる摩擦抵抗によりピストンアウタ５ｂがピストンイ
ンナ５ａに対して押圧されたときや，ピストン５の下降
行程の後半でピストンインナ５ａの減速に伴いピストン
アウタ５ｂがその慣性力によりピストンインナ５ａに対
して押圧されたときに，ピストンアウタ５ｂは第１カム
１６及び第２カム１７を相互に噛み合せながら，ピスト
ンインナ５ａに対して下降し，低圧縮比位置Ｌに達する
ことができる。このとき，ピストンアウタ係止手段３０
では，ピストンインナ５ａに軸支される係止レバー３２
と，ピストンアウタ５ｂの係止溝３１とが互いに対向す
るため，係止レバー３２は作動ばね３４の付勢力をもっ
て長腕部３２ａを係止溝３１に係合させるように揺動
し，それら長腕部３２ａ及び係止溝３１の係合により，
ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌは保持される。か
くして，カム機構１５での遊びは無くなり，ピストンイ
ンナ及びアウタ５ａ，５ｂは，圧縮比を下げながら一体
となってシリンダボア２ａ内を昇降することができる。

【００４３】また例えば内燃機関Ｅの高速運転時，出力
向上を図るべく高圧縮比状態を得るには，電磁切換弁４
５に通電して，油路４４をオイルポンプ４６に接続す
る。こうすると，オイルポンプ４６の吐出油圧が油路４
４及び油室４１を通して第１油圧室２５及び第２油圧室
３７に供給されるので，先ず，ピストンアウタ係止手段
３０において，図８に示すように，ピストン３８が第２
油圧室３７の油圧を受けて係止レバー３２を作動ばね３
４の付勢力に抗して後退位置Ｄへと揺動させ，長腕部３
２ａをピストンアウタ５ｂの係止溝３１から離脱させ
る。係止レバー３２が係止溝３１から離脱すると，ピス
トンアウタ５ｂの高圧縮比位置Ｈへの移動が許容される
ので，アクチュエータ２０では，図９に示すように，作
動プランジャ２３が第１油圧室２５の油圧を受けて第１
受圧片１４ａを押圧して，嵩上げ部材１４を非嵩上げ位
置Ａから嵩上げ位置Ｂへと回動する。その回動に伴いカ
ム機構１５では，第１カム１６及び第２カム１７は，互
いに斜面１６ａ，１７ａを滑らせながら軸方向に離間し
ていき（図１０（ｂ）参照），嵩上げ部材１４が嵩上げ
位置に到達すると，図７に示すように，両カム１６，１
７は互いに平坦の頂面１６ｂ，１７ｂを当接させるに至
り（図１０（ｃ）参照），ピストンアウタ５ｂを高圧縮
比位置Ｈまで押し上げることになる。このとき，ピスト
ンアウタ５ｂの止環１８がピストンインナ５ａの下端面
に当接して，ピストンアウタ５ｂの燃焼室４ａ側へのそ
れ以上の移動を阻止するので，ピストンアウタ５ｂの高
圧縮比位置Ｈは，両カム１６，１７の頂面１６ｂ，１７
ｂの当接と，止環１８のピストンインナ５ａ下端面への
当接とにより保持される。かくして，カム機構１５での
遊びは無くなり，ピストンインナ及びアウタ５ａ，５ｂ
は，圧縮比を高めながら一体となってシリンダボア２ａ
内を昇降することができる。

【００４４】而して，ピストンアウタ５ｂは，低圧縮比
位置Ｌ及び高圧縮比位置Ｈ間を移動する際，ピストンイ
ンナ５ａ及びピストンアウタ５ｂの嵌合面に形成されて
互いに摺動自在に係合するスプライン歯１１ａ及びスプ
ライン溝１１ｂにより，ピストンインナ５ａに対する回
転が拘束されているから，燃焼室４ａに臨むピストンア
ウタ５ｂの頂面形状を燃焼室４ａの形状に対応させて，
ピストンアウタ５ｂの高圧縮比位置Ｈでの圧縮比を効果
的に高めることができる。しかもピストンアウタ５ｂの
高圧縮比位置Ｈでは，機関の膨張行程時，ピストンアウ
タ５ｂが燃焼室４ａから受ける大なる推力は，第１カム
１６及び第２カム１７の互いに当接する平坦な頂面１６
ｂ，１７ｂに垂直に作用するので，該推力により嵩上げ
部材１４が回動されることはなく，したがって第１油圧
室２５に供給する油圧は，前記推力に抗する程の高圧を
必要とせず，また第１油圧室２５に多少の気泡が存在し
ても，ピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈに安定的に
保持し得るから，支障はない。

【００４５】ところで，係止レバー３２が係止溝３１か
ら離脱すると，次のような自然外力がピストンアウタ５
ｂの高圧縮比位置Ｈへの移動をアシストする。即ち，機
関の吸気行程で吸気負圧によりピストンアウタ５ｂが燃
焼室４ａ側に引き寄せられたときや，ピストン５の下降
行程でピストンリング１０ａ〜１０ｃ及びシリンダボア
２ａ内面間に生ずる摩擦抵抗によりピストンアウタ５ｂ
がピストンインナ５ａから置き去りにされようとしたと
きや，ピストン５の上昇行程の後半でピストンインナ５
ａの減速に伴いピストンアウタ５ｂがその慣性力により
ピストンインナ５ａから浮き上がろうとしたときに，ピ
ストンアウタ５ｂはピストンインナ５ａから上昇し，高
圧縮比位置Ｈに容易に到達することができる。その結
果，アクチュエータ２０の作動と相俟ってピストンアウ
タ５ｂの高圧縮比位置Ｈへの移動を迅速に行うことがで
き，応答性の向上に寄与し得る。

【００４６】上記のようにピストンアウタ５ｂの低圧縮
比位置Ｌ及び高圧縮比位置Ｈへの位置切り換えに寄与す
る自然外力のうち，ピストンリング１０ａ〜１０ｃ及び
シリンダボア２ａ内面間の摩擦抵抗と，ピストンアウタ
５ｂの慣性力が特に効果的である。また上記摩擦抵抗は
機関回転数の変化に対して変化が比較的少ないのに対し
て，ピストンアウタ５ｂの慣性力は機関回転数の上昇に
応じて２次曲線的に増大するものであるから，ピストン
アウタ５ｂの位置切り換えに対して，機関の低回転域で
は上記摩擦抵抗が支配的であり，機関の高回転域ではピ
ストンアウタ５ｂの慣性力が支配的である。

【００４７】またアクチュエータ２０は，第１油圧室２
５の油圧で作動して嵩上げ部材１４を非嵩上げ位置Ａか
ら嵩上げ位置Ｂへ回動し得る作動プランジャ２３と，第
１油圧室２５の油圧解放時，戻しばね２７の付勢力で作
動して嵩上げ部材１４を嵩上げ位置Ｂから非嵩上げ位置
Ａへ戻し得る戻しプランジャ２４とで構成されるので，
油圧室２５が１室で足り，その構成の簡素化を図ること
ができる。

【００４８】またピストンアウタ係止手段３０は，ピス
トンインナ５ａに軸支されてピストンアウタ５ｂの係止
溝３１に係合する作動位置Ｃ及び係止溝３１から離脱す
る後退位置Ｄ間を移動する係止レバー３２と，この係止
レバー３２を作動位置Ｃへ付勢する作動ばね３４と，第
２油圧室３７の油圧で作動して係止レバー３２を後退位
置Ｄへ作動するピストン３８とで構成されるので，この
係止手段３０においても油圧室３７が１室で足り，その
構成の簡素化を図ることができる。

【００４９】さらに第１及び第２油圧室２５，３７に
は，共通の電磁切換弁４５を介してオイルポンプ４６及
び油溜め４７に切換可能に接続されるので，共通の油圧
をもってアクチュエータ２０及びピストンアウタ係止手
段３０を合理的に作動することができ，油圧回路の簡素
化をも図ることができ，圧縮比可変装置を安価に提供し
得る。

【００５０】次に，図１１〜図２１に示す本発明の第２
実施例について説明する。

【００５１】図１１及び図１２において，ピストン１０
５は，ピストンピン１０６を介してコンロッドン１０７
の小端部１０７ａに連結されるピストンインナ１０５ａ
と，このピストンインナ１０５ａの外周面及びシリンダ
ボア１０２ａの内周面に摺動自在に嵌合し，頂面を燃焼
室１０４ａに臨ませるピストンアウタ１０５ｂとからな
っており，ピストンアウタ１０５ｂの外周に，シリンダ
ボア１０２ａの内周面に摺動自在に密接する複数のピス
トンリング１１０ａ〜１１０ｃが装着される。

【００５２】また図１２及び図１３に示すように，ピス
トンインナ及びアウタ５ａ，５ｂの摺動嵌合面には，ピ
ストン１０５の軸方向に延びて互いに係合する複数のス
プライン歯１１１ａ及びスプライン溝１１１ｂがそれぞ
れ形成され，ピストンインナ及びアウタ１０５ａ，１０
５ｂは，それらの軸線周りに相対回転できないようにな
っている。

【００５３】図１２及び図１７において，ピストンイン
ナ１０５ａの上面には，その上面に一体に突設された枢
軸部１２に回動可能に嵌合する円環状の嵩上げ部材１１
４が載置され，この嵩上げ部材１１４の上面を押さえ
て，これの枢軸１１２からの離脱を阻止する押さえリン
グ１５０が枢軸１１２の上面にビス１５１で固着され
る。枢軸部１２は，コンロッドン１０７の小端部１０７
ａを受容すべく複数（図では４個）のブロック１１２
ａ，１１２ａに分割されている。

【００５４】嵩上げ部材１１４は，その軸線周りに設定
される第１及び嵩上げ位置Ａ，Ｂ間を回動し得るもの
で，その往復回動に伴いピストンアウタ１０５ｂをピス
トンインナ１０５ａ寄りの低圧縮比位置Ｌ（図１２及び
図２１（ａ）参照）と，燃焼室１０４ａ寄りの高圧縮比
位置Ｈ（図１８及び図２１（ｃ）参照）とに交互に移動
させるカム機構１１５が嵩上げ部材１１４及びピストン
アウタ１０５ｂ間に設けられる。

【００５５】図２１に明示するように，カム機構１１５
は，嵩上げ部材１１４の上面に形成される複数の凸状第
１カム１１６と，ピストンアウタ１０５ｂの頂壁下面に
形成される複数の凸状第２カム１１７とからなってお
り，これら第１カム１１６及び第２カム１１７は，嵩上
げ部材１１４が非嵩上げ位置Ａにあるときは，互いに周
方向に交互に並んでピストンアウタ１０５ｂの低圧縮比
位置Ｌへの移行を許容するようになっている。これら第
１カム１１６及び第２カム１１７の，嵩上げ部材１１４
の周方向に並ぶ両側面は，各カム１１６，１１７の根元
から略垂直に起立する絶壁面１１６ａ，１１７ａとなっ
ており，両絶壁面１１６ａ，１１７ａの上縁間を接続す
る平坦な頂面１１６ｂ，１１７ｂは，嵩上げ部材１１４
が嵩上げ位置Ｂに到達したとき互いに当接してピストン
アウタ１０５ｂを高圧縮比位置Ｈに保持するようになっ
ている。このように，第１及び第２カム１１６，１１７
の両側面を絶壁面１１６ａ，１１７ａとしたことで，周
方向に並ぶ各カム１１６，１１７の隣接間隔を狭くする
ことが可能となり，また各カム１１６，１１７の頂面１
１６ｂ，１１７ｂの総合面積を前記第１実施例の場合よ
りも，大幅に大きく設定することができる。

【００５６】ピストンアウタ１０５ｂが高圧縮比位置Ｈ
に達したときは，ピストンアウタ１０５ｂが高圧縮比位
置Ｈを越えて燃焼室１０４ａ側へ移動することを阻止す
るための規制手段として，ピストンインナ１０５ａの下
端面に当接する止環１１８がピストンアウタ１０５ｂの
下端部内周面に係止される。

【００５７】図１２，図１５及び図１６に示すように，
ピストンインナ１０５ａ及び嵩上げ部材１１４間には，
嵩上げ部材１１４を第１及び嵩上げ位置Ａ，Ｂへ回動さ
せるアクチュエータ１２０が複数組，図示例では２組設
けられる。アクチュエータ１２０を２組配設した場合の
構造について以下に説明する。

【００５８】ピストンインナ１０５ａには，ピストンピ
ン１０６を挟んでそれと平行に延びる一対の有底のシリ
ンダ孔１２１，１２１と，各シリンダ孔１２１，１２１
の中間部の上壁を貫通する長孔１５４，１５４とが設け
られ，嵩上げ部材１１４の下面に一体的に突設されて，
その直径線上に並ぶ一対の受圧ピン１１４ａ，１１４ａ
がこれら長孔１５４，１５４を通してシリンダ孔１２
１，１２１に臨ませてある。長孔１５４，１５４は，受
圧ピン１１４ａ，１１４ａが嵩上げ部材１１４と共に非
嵩上げ位置Ａ及び嵩上げ位置Ｂ間を移動することを妨げ
ないようになっている。

【００５９】シリンダ孔１２１，１２１には，対応する
受圧ピン１１４ａ，１１４ａを挟んで作動プランジャ１
２３，１２３及び有底円筒状の戻しプランジャ１２４，
１２４が摺動可能に嵌装される。その際，作動プランジ
ャ１２３，１２３及び戻しプランジャ１２４，１２４
は，それぞれピストン１０５の軸線に関して点対称に配
置される。

【００６０】シリンダ孔１２１の底部には，作動プラン
ジャ２３の，受圧ピン１１４ａと反対側の端部が臨む第
１油圧室１２５が画成され，該室１２５に油圧を供給す
ると，その油圧を受けて作動プランジャ２３が対応する
受圧ピン１１４ａを介して嵩上げ部材１１４を嵩上げ位
置Ｂへ回動するようになっている。第１油圧室１２５
は，第１分配油路１４２，油室１４１を介して油路１４
４（図１１）に接続され，この油路１４４は，電磁切換
弁１４５を介して油圧源たるオイルポンプ１４６と，油
溜め１４７とに切換可能に接続される。

【００６１】またシリンダ孔１２１，１２１の開放端に
は，ばね保持環１５２，１５２が止環１５３，１５３に
より係止され，これらばね保持環１５２，１５２と戻し
プランジャ１２４，１２４との各間に，戻しプランジャ
１２４，１２４をそれぞれ受圧ピン１１４ａ，１１４ａ
側に付勢する，コイルばねからなる戻しばね１２７，１
２７が縮設され，これら戻しばね１２７，１２７の付勢
力により戻しプランジャ１２４，１２４は受圧ピン１１
４ａ，１１４ａを介して嵩上げ部材１１４を非嵩上げ位
置Ａへ回動することができる。

【００６２】各作動プランジャ１２３は，その軽量化の
ために，カップ状のプランジャ本体１２３ａと，このプ
ランジャ本体１２３ａの開放端に圧入，固着される硬質
材のキャップ１２３ｂとで中空に構成されており，その
キャップ１２３ｂを受圧ピン１１４ａに当接させるよう
に配置される。また各戻しプランジャ１２４も，その軽
量化のためにカップ状をなしており，その底壁を受圧ピ
ン１１４ａに当接させるように配置される。

【００６３】各ばね保持環１５２は，戻しばね１２７の
内側にあって戻しプランジャ１２４内に入り込む円筒状
のスカート部１５２ａを備えており，これにより戻しば
ね１２７の座屈を防ぐことができる。

【００６４】嵩上げ部材１１４の非嵩上げ位置Ａは，各
シリンダ孔１２１，１２１の底面に当接する作動プラン
ジャ１２３，１２３の先端に受圧ピン片１１４ａ，１１
４ａが当接することにより規定され（図１５参照），嵩
上げ部材１１４の嵩上げ位置Ｂは，ばね保持環１５２の
スカート部１５２ａに当接する戻しプランジャ２４の先
端に受圧ピン１１４ａが当接することにより規定される
（図２０参照）。こうすることにより，嵩上げ部材１１
４の非嵩上げ位置Ａでは，隣接する第１及び第２カム１
１６，１１７の側面接触を回避して，ピストンアウタ１
０５ｂの高圧縮比位置Ｈへのスムーズな移動が可能とな
る。

【００６５】ピストンアウタ係止手段１３０等，その他
の構成は，前記第１実施例と同様であるので，図１１〜
図２１中，第１実施例との対応部分には，第１実施例の
参照符号の数字に１００を加算した参照符号を付して，
その説明を省略する。

【００６６】この第２実施例では，ピストンアウタ１０
５ｂの低圧縮比位置Ｌから高圧縮比位置Ｈへの移動，並
びに高圧縮比位置Ｈから低圧縮比位置Ｌへの移動は，ピ
ストン１０５の往復動中，ピストンインナ及びアウタ１
０５ａ，１０５ｂに，それらを軸方向に離間，又は近接
させようと作用する前記自然外力のみを利用するもので
ある（図２１（ｂ）参照）。したがって，アクチュエー
タ１２０は嵩上げ部材１１４を，図２１（ｃ）に示すよ
うに，単に非嵩上げ位置Ａ及び嵩上げ位置Ｂ間で移動さ
せるだけの出力を発揮すれば足りることになり，アクチ
ュエータ１２０の小容量化及び小型化を図ることができ
る。

【００６７】また第１及び第２カム１１６，１１７にお
いては，摺動方向に並ぶ両側面を絶壁面１１６ａ，１１
７ａとすることが可能となり，前記第１実施例のような
斜面１６ａ，１７ａを持たない分，嵩上げ部材１１４の
作動ストローク角度を小さく設定すること，並びに各カ
ム１１６，１１７の頂面１１６ｂ，１１７ｂを広く形成
することが可能となり，嵩上げ部材１１４の応答性を高
めると共に，該頂面１１６ｂ，１１７ｂに作用する面圧
を下げ得て，それらの耐久性の向上をも図ることができ
る。

【００６８】また図１５及び図１６に示すように，嵩上
げ部材１１４を作動するアクチュエータ１２０は，複数
組等間隔に配設されるので，嵩上げ部材１１４に偏荷重
を与えることなく，これを枢軸１１２周りにスムーズに
回動することができ，しかも複数組のアクチュエータ１
２０の総合出力は大きいことから，各組のアクチュエー
タ１２０の小容量化，延いては小型化を図ることができ
る。

【００６９】また各組のアクチュエータ１２０の構成要
素である作動プランジャ１２３及び戻しプランジャ１２
４は，ピストンインナ１０５ａに形成される共通のシリ
ンダ孔１２１に嵌装されるので，構造が簡単であると共
に，孔加工が単純でコストの低減に寄与し得る。

【００７０】またアクチュエータ１２０を２組，配設す
る場合には，それぞれのシリンダ孔１２１，１２１がピ
ストンインナ１０５ａにピストンピン１０６と平行に形
成されるので，ピストンピン１０６に干渉されることな
く，２組のアクチュエータ１２０，１２０をピストン１
０５の周方向等間隔に配設することができる。

【００７１】また作動及び戻しプランジャ１２３，１２
４の軸線は，各受圧ピン１１４ａの軸線を横切る，枢軸
１１２の半径線に対して略直角に交差するように配置さ
れるので，作動及び戻しプランジャ１２３，１２４の押
圧力を受圧ピン１１４を介して嵩上げ部材１１４に効率
良く伝達することができ，アクチュエータ１２０のコン
パクト化に寄与し得る。

【００７２】また作動及び戻しプランジャ１２３，１２
４の各端面と，受圧ピン１１４ａの円筒状外周面とは線
接触で接触するので，その接触面積は前記第１実施例の
場合に比して広く，面圧の低減を図り，耐久性の向上に
寄与し得る。

【００７３】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可
能である。例えば，電磁切換弁４５，１４５の作動態様
は，上記実施例の場合と逆であっても差し支えはない。
即ち，該切換弁４５，１４５の非通電状態で油路４４，
１４４をオイルポンプ４６，１４６に接続し，通電状態
で油路４４，１４４を油溜め４７，１４７に接続するこ
ともできる。

【００７４】

【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば，アクチュエータにより嵩上げ部材を非嵩上げ位置と
に移動すると，嵩上げ部材が，ピストンアウタの低圧縮
比位置への移動を許容するので，ピストンアウタが燃焼
室側からの高圧により低圧縮比位置に移動達することが
でき，またアクチュエータにより嵩上げ部材を非嵩上げ
位置から嵩上げ位置へと移動すると，ピストンアウタを
高圧縮比位置に保持することができる。この間，ピスト
ンアウタは，ピストンインナに対して回転することがな
いから，燃焼室に臨むピストンアウタの頂面形状を燃焼
室の形状に対応させて，ピストンアウタの高圧縮比位置
での圧縮比を効果的に高めることができる。しかもピス
トンアウタの高圧縮比位置では，機関の膨張行程時，ピ
ストンアウタが燃焼室から受ける大なる推力は嵩上げ部
材で受け止められる。したがって，上記推力のアクチュ
エータへの作用も回避されることになるから，アクチュ
エータの小出力化，延いてはコンパクト化が可能とな
る。またアクチュエータを油圧式に構成する場合でも，
これに前記推力が作用しないことから高圧シールは不要
であり，また油圧室に多少の気泡が発生してもピストン
アウタの高圧縮比位置を不安定にさせることもない。

【００７５】また本発明の第２の特徴によれば，ピスト
ンアウタを低圧縮比位置から高圧縮比位置へ，或いは高
圧縮比位置から低圧縮比位置へ移動させるのに自然外力
を利用することができるから，アクチュエータは嵩上げ
部材を単に非嵩上げ位置及び嵩上げ位置間で移動させる
だけの出力を発揮すれば足りることになり，アクチュエ
ータの小容量化及び小型化を図ることができる。

【００７６】さらに本発明の第３の特徴によれば，嵩上
げ部材の非嵩上げ位置から嵩上げ位置への回動時には，
第１及び第２カムが互いに斜面を滑らせながら軸方向に
離反することで，ピストンアウタを高圧縮比位置まで押
し上げることができ，しかも嵩上げ部材の嵩上げ位置へ
の到達時には，第１カム及び第２カムが互いに平坦な頂
面を当接させるので，機関の膨張行程時，ピストンアウ
タが燃焼室から受ける大なる推力は上記平坦な頂面に垂
直に作用し，嵩上げ部材に回動トルクとして作用するの
を確実に防ぐことができる。

【００７７】さらにまた本発明の第４の特徴によれば，
第１及び第２カムの各両側面を絶壁面とすることで，嵩
上げ部材の作動ストローク角度を小さく設定すること，
並びに各カムの頂面を広く形成することが可能となり，
嵩上げ部材の応答性を高めると共に，該頂面に作用する
面圧を下げ得て，それらの耐久性の向上をも図ることが
できる。しかもピストンアウタを低圧縮比位置及び高圧
縮比位置間で移動するのに，ピストンインナ及びピスト
ンアウタを互いに軸方向に離間させたり近接させようと
する自然外力が利用されるので，嵩上げ部材の非嵩上げ
位置から嵩上げ位置への回動に支障を来すこともない。

【００７８】さらにまた本発明の第５の特徴によれば，
ピストンアウタが低圧縮比位置に来たとき，ピストンイ
ンナ及びピストンアウタの一体作動を保証し得る。

【００７９】さらにまた本発明の第６の特徴によれば，
ピストンアウタが高圧縮比位置に達したときも，ピスト
ンインナ及びピストンアウタの一体作動を保証し得る。

【００８０】さらにまた本発明の第７の特徴によれば，
油圧作動手段では油圧室が１室で足り，その構成の簡素
化を図ることができる。

【００８１】さらにまた本発明の第９の特徴によれば，
共通の油圧をもってアクチュエータ及びピストンアウタ
係止手段を合理的に作動することができ，油圧回路の簡
素化をもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る圧縮比可変装置を備
えた内燃機関の要部縦断正面図。

【図２】図１の２−２線拡大断面図で低圧縮比状態を示
す。

【図３】図２の３−３線断面図。

【図４】図２の４−４線断面図。

【図５】図２の５−５線断面図。

【図６】図２の６−６線断面図。

【図７】高圧縮比状態を示す，図２との対応図。

【図８】図７の８−８線断面図。

【図９】図７の９−９線断面図。

【図１０】図１０は嵩上げ部材の作用説明図。

【図１１】本発明の第２実施例に係る圧縮比可変装置を
備えた内燃機関の要部縦断正面図。

【図１２】図１１の１２−１２線拡大断面図で低圧縮比
状態を示す。

【図１３】図１２の１３−１３線断面図。

【図１４】図１２の１４−１４線断面図。

【図１５】図１２の１５−１５線断面図。

【図１６】図１２の１６−１６線断面図。

【図１７】図１２の１７−１７線断面図。

【図１８】高圧縮比状態を示す，図１２との対応図。

【図１９】図１８の１９−１９線断面図。

【図２０】図１８の２０−２０線断面図。

【図２１】図２１は嵩上げ部材の作用説明図。

【符号の説明】

Ａ・・・・・・・嵩上げ部材の非嵩上げ位置 Ｂ・・・・・・・嵩上げ部材の嵩上げ位置 Ｃ・・・・・・・係止部材の作動位置 Ｄ・・・・・・・係止部材の後退位置 Ｈ・・・・・・・ピストンアウタの高圧縮比位置 Ｌ・・・・・・・ピストンアウタの低圧縮比位置 ５・・・・・・・ピストン ５ａ・・・・・・ピストンインナ ５ｂ・・・・・・ピストンアウタ ６・・・・・・・ピストンピン ７・・・・・・・コンロッド １４・・・・・・嵩上げ部材 １６・・・・・・第１カム １７・・・・・・第２カム １８・・・・・・ピストンアウタ規制手段（止環） ２０・・・・・・アクチュエータ １３，２５・・・油圧作動手段（作動プランジャ，第１
油圧室） ３０・・・・・・ピストンアウタ係止手段 ３１・・・・・・係止溝 ３２・・・・・・係止部材（係止レバー） ３４・・・・・・作動ばね ３７，３８・・・油圧戻し手段（第２油圧室，ピスト
ン） ４６・・・・・・油圧源（オイルポンプ） １０５・・・・・ピストン １０５ａ・・・・ピストンインナ １０５ｂ・・・・ピストンアウタ １０６・・・・・ピストンピン １０７・・・・・コンロッド １１４・・・・・嵩上げ部材 １１６・・・・・第１カム １１７・・・・・第２カム １１８・・・・・ピストンアウタ規制手段（止環） １２０・・・・・アクチュエータ １１３，１２５・・・油圧作動手段（作動プランジャ，
第１油圧室） １３０・・・・・ピストンアウタ係止手段 １３１・・・・・係止溝 １３２・・・・・係止部材（係止レバー） １３４・・・・・作動ばね １３７，１３８・・・油圧戻し手段（第２油圧室，ピス
トン） １４６・・・・・油圧源（オイルポンプ）

【手続補正書】

【提出日】平成１４年６月１３日（２００２．６．１
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンロッド（７，１０７）にピストンピ
   ン（６，１０６）を介して連結されるピストンインナ
   （５ａ，１０５ａ）と，このピストンインナ（５ａ，１
   ０５ａ）の外周に軸方向にのみ摺動可能に嵌合して外端
   面を燃焼室（４ａ，１０４ａ）に臨ませながら，前記ピ
   ストンインナ（５ａ，１０５ａ）寄りの低圧縮比位置
   （Ｌ）及び燃焼室（４ａ）寄りの高圧縮比位置（Ｈ）間
   を移動し得るピストンアウタ（５ｂ，１０５ｂ）と，こ
   れらピストンインナ及びアウタ（５ａ，５ｂ；１０５
   ａ，１０５ｂ）間に介裝されてピストンアウタ（５ｂ，
   １０５ｂ）の低圧縮比位置（Ｌ）への移動を許容する非
   嵩上げ位置（Ａ）及び，ピストンアウタ（５ｂ，１０５
   ｂ）を高圧縮比位置（Ｈ）に保持する嵩上げ位置（Ｂ）
   間を移動する嵩上げ部材（１４，１１４）と，この嵩上
   げ部材（１４，１１４）を非嵩上げ位置（Ａ）及び嵩上
   げ位置（Ｂ）に交互に作動するアクチュエータ（２０，
   １２０）とを備えることを特徴とする，内燃機関の圧縮
   比可変装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関の圧縮比可変装
   置において，前記嵩上げ部材（１４，１１４）及びアク
   チュエータ（２０，１２０）を，前記ピストンインナ及
   びアウタ（５ａ，５ｂ；１０５ａ，１０５ｂ）の往復動
   中，これらを互いに軸方向に離間させたり近接させるよ
   うと作用する自然外力によりピストンアウタ（５ｂ，１
   ０５ｂ）が低圧縮比位置（Ｌ）及び高圧縮比位置（Ｈ）
   間を移動することを許容するように構成したことを特徴
   とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の内燃機関の圧縮比
   可変装置において，前記嵩上げ部材（１４）を，前記ピ
   ストンインナ及びアウタ（５ａ，５ｂ）間にそれらの軸
   線周りに非嵩上げ位置（Ａ）及び嵩上げ位置（Ｂ）間を
   回動し得るように介裝し，この嵩上げ部材（１４）と，
   前記ピストンインナ及びアウタ（５ａ，５ｂ）の一方と
   の軸方向対向面にそれぞれ凸状に形成した第１カム（１
   ６）及び第２カム（１７）を形成し，これら第１及び第
   ２カム（１６，１７）は，前記嵩上げ部材（１４）が非
   嵩上げ位置（Ａ）から嵩上げ位置（Ｂ）へ回動するとき
   互いに軸方向に離反するように滑る斜面（１６ａ，１７
   ａ）と，前記嵩上げ部材（１４）が嵩上げ位置（Ｂ）に
   到達したとき互いに当接する平坦な頂面（１６ｂ，１７
   ｂ）とを有することを特徴とする，内燃機関の圧縮比可
   変装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の内燃機関の圧縮比可変装
   置において，前記嵩上げ部材（１１４）を，前記ピスト
   ンインナ及びアウタ（１０５ａ，１０５ｂ）間にそれら
   の軸線周りに非嵩上げ位置（Ａ）及び嵩上げ位置（Ｂ）
   間を回動し得るよう介裝し，この嵩上げ部材（１１４）
   と，前記ピストンインナ及びアウタ（１０５ａ，１０５
   ｂ）の一方との軸方向対向面にそれぞれ凸状に形成した
   第１カム（１１６）及び第２カム（１１７）を形成し，
   これら第１及び第２カム（１１６，１１７）は，前記嵩
   上げ部材（１１４）が嵩上げ位置（Ｂ）に到達したとき
   互いに当接する平坦な頂面（１１６ｂ，１１７ｂ）と，
   各頂面（１１６ｂ，１１７ｂ）の周方向両側縁から各カ
   ム（１１６，１１７）の根元に略垂直に下りる絶壁面
   （１１６ａ，１１７ａ）を有することを特徴とする，内
   燃機関の圧縮比可変装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかに記載の内燃機関
   の圧縮比可変装置において，前記ピストンインナ（５
   ａ，１０５ａ）及びピストンアウタ（５ｂ，１０５ｂ）
   間には，ピストンアウタ（５ｂ，１０５ｂ）が低圧縮比
   位置（Ｌ）に来たとき，ピストンアウタ（５ｂ，１０５
   ｂ）をピストンインナ（５ａ，１０５ａ）に対して係止
   するピストンアウタ係止手段（３０，１３０）を設けた
   ことを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかに記載の内燃機関
   の圧縮比可変装置において，前記ピストンインナ（５
   ａ，１０５ａ）及びピストンアウタ（５ｂ，１０５ｂ）
   間には，ピストンアウタ（５ｂ，１０５ｂ）が高圧縮比
   位置（Ｈ）に来たとき，ピストンアウタ（５ｂ，１０５
   ｂ）のピストンインナ（５ａ，１０５ａ）に対する燃焼
   室（４ａ，１０４ａ）側への移動を規制するピストンア
   ウタ規制手段（１８，１１８）を設けたことを特徴とす
   る，内燃機関の圧縮比可変装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れかに記載の内燃機関
   の圧縮比可変装置において，前記アクチュエータ（２
   ０，１２０）を，油圧源（４６，１４６）の油圧により
   作動して前記嵩上げ部材（１４，１１４）を嵩上げ位置
   （Ｂ）へ作動する油圧作動手段（２３，２５；１２３，
   １２５）と，前記嵩上げ部材（１１４）を非嵩上げ位置
   （Ａ）側へ付勢する戻しばね（２７，１２７）とで構成
   したことを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７の何れかに記載の内燃機関
   の圧縮比可変装置において，前記ピストンアウタ係止手
   段（３０，１３０）を，前記ピストンインナ（５ａ，１
   ０５ａ）に支持されて前記ピストンアウタ（５ｂ，１０
   ５ｂ）内周面の係止溝（３１，１３１）に係合する作動
   位置（Ｃ）及び該係止溝（３１）から離脱する後退位置
   （Ｄ）間を移動する係止部材（３２，１３２）と，この
   係止部材（３２，１３２）を作動位置（Ｃ）へ付勢する
   作動ばね（３４，１３４）と，油圧源（４６，１４６）
   の油圧により作動して係止部材（３２，１３２）を後退
   位置（Ｄ）へ作動する油圧戻し手段（３７，３８）とで
   構成したことを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装
   置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れかに記載の内燃機関
   の圧縮比可変装置において，前記アクチュエータ（２
   ０，１２０）を，前記油圧源（４６，１４６）の油圧に
   より作動して前記嵩上げ部材（１４，１１４）を嵩上げ
   位置（Ｂ）へ作動する油圧作動手段（２３，２５；１２
   ３，１２５）と，前記嵩上げ部材（１４，１１４）を非
   嵩上げ位置（Ａ）側へ付勢する戻しばね（２７，１２
   ７）とで構成し，また前記ピストンアウタ係止手段（３
   ０，１３０）を，前記ピストンインナ（５ａ，１０５
   ａ）に支持されて前記ピストンアウタ（５ｂ，１０５
   ｂ）内周面の係止溝（３１，１３１）に係合する作動位
   置（Ｃ）及び該係止溝（３１，１３１）から離脱する後
   退位置（Ｄ）間を移動する係止部材（３２，１３２）
   と，この係止部材（３２，１３２）を作動位置（Ｃ）へ
   付勢する作動ばね（３４，１３４）と，前記油圧源（４
   ６，１４６）の油圧により作動して係止部材（３２，１
   ３２）を後退位置（Ｄ）へ作動する油圧戻し手段（３
   ７，３８；１３７，１３８）とで構成し，前記油圧作動
   手段（２３，２５，１２３，１２５）及び油圧戻し手段
   （３７，３８；１３７，１３８）に前記油圧源（４６，
   １４６）の油圧を同時に供給するようにしたことを特徴
   とする，内燃機関の圧縮比可変装置。