JP2021071065A - Oil supply and drainage mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、給排油機構に関する。 The present disclosure relates to an oil supply / drainage mechanism.
各種装置では、摺動体が用いられることがある。例えば、特許文献1に開示されているように、船舶等に用いられるトランクピストン型のエンジンでは、ピストンがシリンダ内を摺動する。ピストンの往復運動のエネルギが、回転エネルギに変換されて、コンロッドを介してクランクシャフトに伝達される。
Sliding bodies may be used in various devices. For example, as disclosed in
ところで、エンジンのピストン等の摺動体に油圧により動作する機構を設けた場合、摺動体への作動油の供給および摺動体からの作動油の排出を行う必要が生じる。しかしながら、摺動体の給排油(つまり、給油および排油)は、移動しない機器の給排油と比較して、一般に困難である。例えば、摺動体の摺動に伴い伸縮する機構を利用することによって、摺動体の給排油を行うことが考えられる。しかしながら、この場合、装置が大型化するおそれがある。 By the way, when a sliding body such as an engine piston is provided with a mechanism that operates by flood control, it is necessary to supply hydraulic oil to the sliding body and discharge hydraulic oil from the sliding body. However, refueling (ie, refueling and draining) of sliding bodies is generally more difficult than refueling and draining of non-moving equipment. For example, it is conceivable to supply and drain oil from the sliding body by using a mechanism that expands and contracts as the sliding body slides. However, in this case, the device may become large.
本開示は、上記の課題に鑑み、摺動体の給排油を適切に行うことが可能な給排油機構を提供することを目的としている。 In view of the above problems, an object of the present disclosure is to provide an oil supply / drainage mechanism capable of appropriately supplying / draining oil to a sliding body.
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る給排油機構は、所定の摺動方向に摺動する摺動体内の油使用部と連通し摺動体における摺動方向の一側(具体的には、後述する各実施形態では、ピストンの下死点側)に形成される摺動体ポートと、摺動体ポートを塞ぐ摺動体弁体を含む摺動体逆止弁と、を有する逆止弁部と、摺動体に対して摺動方向の一側に設けられる給排油部と、を備え、給排油部は、ハウジングと、ハウジング内に形成され、供給油路または排出油路と連通する給排油部油圧室と、給排油部油圧室における摺動方向の他側(具体的には、後述する各実施形態では、ピストンの上死点側)に形成される油圧室開口と、給排油部油圧室から油圧室開口に向かう方向に付勢され、油圧室開口を給排油部油圧室側から塞ぐ給排油部弁体を含み、摺動体ポートに挿通可能な延在部材と、を有する。 In order to solve the above problems, the oil supply / drainage mechanism according to one aspect of the present disclosure communicates with the oil-using portion in the sliding body that slides in the predetermined sliding direction, and one side of the sliding direction in the sliding body ( Specifically, in each embodiment described later, a check valve having a sliding body port formed on the bottom dead point side of the piston and a sliding body check valve including a sliding body valve body that closes the sliding body port. A valve portion and an oil supply / drainage portion provided on one side in the sliding direction with respect to the sliding body are provided, and the oil supply / drainage portion is formed in a housing and a supply oil passage or a discharge oil passage. A hydraulic chamber opening formed on the other side of the sliding direction in the oil supply / drainage section hydraulic chamber and the oil supply / drainage section hydraulic chamber (specifically, the top dead point side of the piston in each embodiment described later). The oil supply / drainage section valve body is urged in the direction from the oil supply / drainage section hydraulic chamber to the hydraulic chamber opening and closes the hydraulic chamber opening from the oil supply / drainage section hydraulic chamber side. It has an existing member.
ハウジングは、外側筒状部と、当該外側筒状部内を摺動方向に摺動する内側筒状部とを含み、内側筒状部は、摺動方向の一側から他側に向かう方向に付勢され、内側筒状部における摺動方向の他側の端部は、外側筒状部における摺動方向の他側の端部よりも摺動方向の他側に位置し、給排油部油圧室は、内側筒状部における摺動方向の一側と、外側筒状部の内周部により画成され、油圧室開口は、内側筒状部における摺動方向の一側に形成され、延在部材は、内側筒状部における摺動方向の他側の開口を通過してハウジングの外部まで延びてもよい。 The housing includes an outer tubular portion and an inner tubular portion that slides in the outer tubular portion in a sliding direction, and the inner tubular portion is attached in a direction from one side to the other in the sliding direction. The end of the inner tubular portion on the other side of the sliding direction is located on the other side of the sliding direction of the outer tubular portion on the other side of the sliding direction. The chamber is defined by one side of the inner tubular portion in the sliding direction and the inner peripheral portion of the outer tubular portion, and the hydraulic chamber opening is formed on one side of the inner tubular portion in the sliding direction and extends. The existing member may extend to the outside of the housing through an opening on the other side in the sliding direction in the inner tubular portion.
内側筒状部における摺動方向の他側には、シーリング部材が設けられていてもよい。 A sealing member may be provided on the other side of the inner tubular portion in the sliding direction.
給排油部油圧室と連通する油路を、供給油路と排出油路との間で切り替える切替弁を有してもよい。 It may have a switching valve for switching the oil passage communicating with the oil supply / drainage unit hydraulic chamber between the supply oil passage and the discharge oil passage.
本開示の給排油機構によれば、摺動体の給排油を適切に行うことが可能となる。 According to the oil supply / drainage mechanism of the present disclosure, oil supply / drainage of the sliding body can be appropriately performed.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 The embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding, and the present disclosure is not limited unless otherwise specified. In the present specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted. In addition, elements not directly related to the present disclosure are not shown.
<第1の実施形態>
図1〜図6を参照して、本開示の第1の実施形態について説明する。
<First embodiment>
The first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
図1は、本開示の第1の実施形態に係るエンジン1の概略構成を示す模式図である。エンジン1は、トランクピストン型のエンジンであり、具体的には、船舶に搭載されるエンジンや発電機を駆動するエンジンである。図1に示されるように、エンジン1では、クランクケース11の上部にシリンダ12が設けられる。シリンダ12の上部の外周は、ジャケット13により覆われる。シリンダ12の上端には、シリンダカバー14が設けられる。シリンダカバー14には、吸気流路(図示省略)および排気流路(図示省略)が接続されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an
シリンダ12内には、ピストン15が設けられている。ピストン15は、シリンダ12内を摺動可能である。ピストン15は、ピストン冠15aと、ピストンスカート15bとを有する。ピストンスカート15bは、ピストンピン16を介してコンロッド17の小端部17aの一端と接続される。コンロッド17の小端部17aは、ピストンスカート15bに対してピストンピン16の中心軸まわりに相対的に回動可能である。
A
コンロッド17の他端には、大端部17bが設けられる。大端部17bは、クランクシャフト18のクランクピン18aと接続される。大端部17bは、クランクシャフト18に対してクランクピン18aの中心軸まわりに相対的に回動可能である。クランクシャフト18のクランクジャーナル18bは、クランクケース11に設けられる軸受部材に軸支されている。クランクシャフト18におけるクランクジャーナル18bに対してクランクピン18a側と逆側には、バランスウェイト19が設けられている。ピストン15が往復移動すると、クランクシャフト18が回転する。ピストン15の往復運動のエネルギが、回転エネルギに変換されて、コンロッド17を介してクランクシャフト18に伝達される。
A
クランクケース11は、クランクシャフト18の軸方向に延在する。図1では、シリンダ12が1つのみ示されているが、クランクケース11の上部には、複数のシリンダ12が、クランクシャフト18の軸方向に並んで設けられている。クランクケース11の下部には、オイルパン20が接続されている。クランクケース11内で使われる油(作動油または潤滑油等)は、オイルパン20に貯留される。
The
エンジン1では、シリンダ12とシリンダカバー14とピストン15によって燃焼室21が画成される。燃焼室21には、シリンダカバー14を介して吸気が供給される。燃焼室21からシリンダカバー14を介して排気が排出される。図1では、ピストン15が上死点に位置している状態が実線で示されており、ピストン15が下死点に位置している状態が二点鎖線で示されている。エンジン1の圧縮比εは、以下の式(1)により表される。
In the
ε=(Vh+Vc)/Vc ・・・(1) ε = (Vh + Vc) / Vc ・ ・ ・ (1)
図1に示されるように、式(1)中のVhは、ピストン15が上死点に位置している時と下死点に位置している時の燃焼室21の容積の差に相当する行程容積を示し、式(1)中のVcは、ピストン15が上死点に位置している時の燃焼室21の容積である間隙容積を示す。
As shown in FIG. 1, Vh in the equation (1) corresponds to the difference in volume of the
ピストン15の摺動方向は、シリンダ12の軸方向と一致する。以下では、上死点側を上側とし、下死点側を下側とし、ピストン15の摺動方向を上下方向とも呼ぶ。
The sliding direction of the
図2は、本開示の第1の実施形態に係るピストン15を示す斜視図である。ピストン冠15aは、ピストンスカート15bの上部と接続される。具体的には、ピストン冠15aは、ピストンスカート15bの上部の外周部と篏合される。図2に示されるように、ピストン冠15aの上部には、触火面101が形成される。触火面101は、燃焼室21の下面を画成する。ピストン冠15aの側部には、ピストンリングが嵌められるリング溝102が形成される。ピストンスカート15bの側部には、ピストンピン16が貫通するピン孔103が形成される。ピン孔103の軸方向は、ピストン15の軸方向に直交する。
FIG. 2 is a perspective view showing a
図3は、本開示の第1の実施形態に係る低圧縮比の場合のピストン15を示す断面図である。図4は、本開示の第1の実施形態に係る高圧縮比の場合のピストン15を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a
図3に示されるように、ピストンスカート15bの上部には、下方に窪む窪み部104が形成される。例えば、窪み部104は、ピストン15の中心軸と同軸の円環状である。ピストン冠15aの下部には、窪み部104と嵌合する突起部105が形成される。例えば、突起部105は、ピストン15の中心軸と同軸の円環状である。突起部105は、窪み部104に対して上下方向に相対的に移動可能となっている。ゆえに、ピストン冠15aは、ピストンスカート15bに対して上下方向に相対的に移動可能である。
As shown in FIG. 3, a recessed
窪み部104および突起部105によって、ピストン油圧室106が画成される。具体的には、窪み部104の内側面および底面と、突起部105の下面によって、ピストン油圧室106が画成される。例えば、ピストン油圧室106は、ピストン15の中心軸と同軸の円環状である。後述するように、ピストン油圧室106内の油圧が調整されることによって、ピストン冠15aのピストンスカート15bに対する上下方向の位置が調整される。それにより、エンジン1の圧縮比が変化する。
The piston
ピストンスカート15bには、上下方向に延びる穴部107が形成される。穴部107は、窪み部104の下方に設けられ、下端に開口を有する。例えば、穴部107は円柱形であり、複数の穴部107がピストン15の周方向に間隔を空けて設けられる。ピストン冠15aには、ピストンスカート15bを貫通して穴部107まで延びる貫通部材としてボルト108が接続される。ボルト108の上端部は、ピストン冠15aの突起部105に螺合される。ボルト108は、上側からピストン油圧室106および窪み部104を通って穴部107まで延びる。ボルト108には、穴部107内を摺動可能な摺動部材109が設けられる。例えば、摺動部材109は、円柱形である。ボルト108における摺動部材109より下側には、ナット110が螺合される。ナット110の上面は、摺動部材109の下面と当接する。それにより、摺動部材109がボルト108に対して相対的に回動することが制限される。
A
穴部107の内周部および摺動部材109によって、ピストンスカート油圧室111が画成される。具体的には、穴部107の内側面および底面と、摺動部材109の上面によって、ピストンスカート油圧室111が画成される。例えば、ピストンスカート油圧室111は、円柱形である。後述するように、ピストンスカート油圧室111が加圧されることによって、摺動部材109およびボルト108を介してピストン冠15aに下向きの力が作用する。
The piston skirt
ピストンスカート油圧室111には、圧縮バネ112が設けられている。圧縮バネ112は、ピストン冠15aを下死点方向に付勢する付勢部材の一例に相当する。圧縮バネ112は、当該圧縮バネ112の伸縮方向が上下方向となる姿勢で、穴部107の底面と摺動部材109の上面との間に設けられている。圧縮バネ112の復元力によって、摺動部材109およびボルト108を介してピストン冠15aに下向きの力が作用する。
A
ピストン油圧室106と接続される給排油機構として、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rが設けられる。給排油機構は、対象となる油圧室への作動油の供給または当該油圧室からの作動油の排出を行う機構である。給排油機構34Lおよび給排油機構34Rは互いに同様の構成要素を有する。なお、以下では、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rを特に区別しない場合、給排油機構34とも呼ぶ。給排油機構34Lは、ピストン15の下部に設けられる逆止弁部34Laと、ピストン15の外部における逆止弁部34Laの下方に設けられる給排油部34Lbとを備える。給排油機構34Rは、ピストン15の下部に設けられる逆止弁部34Raと、ピストン15の外部における逆止弁部34Raの下方に設けられる給排油部34Rbとを備える。
The oil supply /
給排油機構34Lが給油機能(つまり、作動油を供給する機能)を有し、給排油機構34Rが排油機能(つまり、作動油を排出する機能)を有する。給排油機構34Lが後述する図5のように作動すると、ピストン油圧室106への給油が行われる。給排油機構34Rが後述する図6のように作動すると、ピストン油圧室106からの排油が行われる。
The oil supply /
ピストン油圧室106およびピストンスカート油圧室111は、共通の給排油機構としての給排油機構34Lおよび給排油機構34Rと接続される。ゆえに、ピストンスカート油圧室111の給排油も、ピストン油圧室106と同様に、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rにより行われる。なお、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rの詳細については、後述する。
The piston
給排油部34Lbおよび給排油部34Rbは、ピストン15の下方に位置する支持台41に設けられる。支持台41における逆止弁部34Laの下方には、上方向に延びるシリンダ部42が設けられている。給排油部34Lbは、シリンダ部42と嵌合する。シリンダ部42の側部には、シリンダ部42の内部と外部とを連通するポート42aが設けられている。支持台41における逆止弁部34Raの下方には、上方向に延びるシリンダ部43が設けられている。給排油部34Rbは、シリンダ部43と嵌合する。シリンダ部43の側部には、シリンダ部43の内部と外部とを連通するポート43aが設けられている。
The oil supply / drainage unit 34Lb and the oil supply / discharge unit 34Rb are provided on a
支持台41には、シリンダ部42の内部空間と切替弁44とを連通する油路41aが形成されている。油路41aは、シリンダ部42の底部で当該シリンダ部42の内部空間と接続される。支持台41には、シリンダ部43の内部空間と切替弁45とを連通する油路41bが形成されている。油路41bは、シリンダ部43の底部で当該シリンダ部43の内部空間と接続される。
The
切替弁44および切替弁45は、油圧ポンプ46と接続されている。切替弁44の動作を制御することによって、油圧ポンプ46からシリンダ部42の内部空間(具体的には、シリンダ部42の底部と給排油部34Lbの底部との間の空間)へ油路41aを介して作動油が供給される状態と、シリンダ部42の内部空間から油路41aを介して作動油が排出される状態とを切り替えることができる。切替弁45の動作を制御することによって、油圧ポンプ46からシリンダ部43の内部空間(具体的には、シリンダ部43の底部と給排油部34Rbの底部との間の空間)へ油路41bを介して作動油が供給される状態と、シリンダ部43の内部空間から油路41bを介して作動油が排出される状態とを切り替えることができる。
The switching
シリンダ部42の内部空間へ作動油が供給されると、給排油部34Lbが上昇する。シリンダ部42の内部空間から作動油が排出されると、給排油部34Lbが下降する。シリンダ部43の内部空間へ作動油が供給されると、給排油部34Rbが上昇する。シリンダ部43の内部空間から作動油が排出されると、給排油部34Rbが下降する。給排油部34Lbおよび給排油部34Rbの上下位置を調整することによって、各給排油機構34を、作動可能である状態と非作動である状態との間で切り替えることができる。
When hydraulic oil is supplied to the internal space of the
具体的には、給排油部34Lbの内部空間がシリンダ部42のポート42aと連通する場合、給排油機構34Lが作動可能となり、給排油部34Lbの内部空間がシリンダ部42のポート42aと連通しない場合、給排油機構34Lが非作動となる。給排油部34Rbの内部空間がシリンダ部43のポート43aと連通する場合、給排油機構34Rが作動可能となり、給排油部34Rbの内部空間がシリンダ部43のポート43aと連通しない場合、給排油機構34Rが非作動となる。
Specifically, when the internal space of the oil supply / drainage section 34Lb communicates with the
図3および図4では、給排油機構34Lが作動可能であり給排油機構34Rが非作動である状態が示されている。この状態では、給排油機構34Lを作動させ、ピストン油圧室106への給油を行うことができる。一方、給排油機構34Lが非作動であり給排油機構34Rが作動可能である状態では、給排油機構34Rを作動させ、ピストン油圧室106からの排油を行うことができる。
3 and 4 show a state in which the oil supply /
油圧ポンプ46は、切替弁47を介してシリンダ部42の側部のポート42aと接続されている。ゆえに、図3に示されるように、給排油機構34Lが作動可能な状態では、油圧ポンプ46から給排油部34Lbへ、供給油路としてのポート42aを介して作動油が供給される。給排油機構34Lの作動時には、後述するように、給排油部34Lbの内部空間と逆止弁部34Laの内部空間とが連通する。逆止弁部34Laは、油路113を介して、油路114の一端と接続される。油路114は、油路115を介して、ピストン油圧室106およびピストンスカート油圧室111と接続される。例えば、複数の油路115がピストン15の周方向に間隔を空けて設けられ、各油路115は、1つのピストンスカート油圧室111と、ピストン油圧室106における当該ピストンスカート油圧室111の上方の部分と、に接続される。ピストン油圧室106およびピストンスカート油圧室111には、加圧された作動油が、給排油機構34Lから油路113、油路114および油路115を介して送られる。
The
加圧された作動油が給排油機構34Lからピストン油圧室106に送られることによって、ピストン油圧室106が加圧される。それにより、ピストン冠15aに上向きの力が作用する。加圧された作動油が給排油機構34Lからピストンスカート油圧室111に送られることによって、ピストンスカート油圧室111が加圧される。それにより、ピストン冠15aに下向きの力が作用する。
The pressurized hydraulic oil is sent from the oil supply /
ここで、ピストン油圧室106の油圧作用面の面積(具体的には、ピストン冠15aの突起部105の下面の面積)は、各ピストンスカート油圧室111の油圧作用面の面積(具体的には、摺動部材109の上面の面積)の合計よりも大きい。ゆえに、ピストン油圧室106の油圧により作用する上向きの力は、ピストンスカート油圧室111の油圧により作用する下向きの力よりも大きい。よって、ピストン冠15aが上側に移動する。このようなピストン油圧室106の加圧を繰り返し行うことにより、図4に示されるように、図3の上下位置に対してピストン冠15aを上側に移動させ、圧縮比を高くすることができる。
Here, the area of the hydraulic action surface of the piston hydraulic chamber 106 (specifically, the area of the lower surface of the
上記のように、ピストンスカート油圧室111の油圧により、ピストン冠15aに下向きの力が作用する。また、圧縮バネ112の復元力によっても、ピストン冠15aに下向きの力が作用する。これらの力によって、ピストン15の往復運動による慣性でピストン冠15aに作用する上向きの力が打ち消される。それにより、ピストン冠15aがピストンスカート15bに対して相対的に安定して移動する。
As described above, the hydraulic pressure of the piston skirt
なお、図3では、油路114から複数の油路115が分岐し、さらに、各油路115がピストン油圧室106およびピストンスカート油圧室111の各々に向けて分岐している例が示されているが、油路114および油路115の経路(具体的には、油路の分岐の仕方)は、特に限定されない。
Note that FIG. 3 shows an example in which a plurality of
逆止弁部34Raは、油路116を介して、油路114の他端と接続される。給排油機構34Rの作動時には、後述するように、給排油部34Rbの内部空間と逆止弁部34Raの内部空間とが連通する。ゆえに、給排油機構34Rが作動可能な状態では、給排油部34Rbに、ピストン油圧室106およびピストンスカート油圧室111から、油路115、油路114および油路116を介して作動油が送られる。給排油機構34Rが作動可能な状態では、給排油部34Rbの内部空間はシリンダ部43のポート43aと接続されている。ゆえに、給排油部34Rbに送られた作動油は、排出油路としてのポート43aを介して図1中のクランクケース11内に排出される。
The check valve portion 34Ra is connected to the other end of the
給排油機構34Rによる作動油の排出によって、ピストン油圧室106およびピストンスカート油圧室111が減圧される。それにより、シリンダ12内の圧力と、ピストン15の往復運動による慣性と、圧縮バネ112の復元力とによって、ピストン冠15aに下向きの力が作用する。ゆえに、ピストン冠15aが下側に移動する。このようなピストン油圧室106の減圧を繰り返し行うことにより、図3に示されるように、ピストン冠15aを下側に移動させ、圧縮比を低くする(つまり、図3の圧縮比に戻す)ことができる。
The piston
図5は、本開示の第1の実施形態に係る給排油機構34Lが給油機構として作動する様子を示す断面図である。図5における上側が上死点側であり、図5における下側が下死点側である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing how the oil supply /
図5に示されるように、逆止弁部34Laは、ピストン15の下部に形成されるピストンポート501aを含むポート部材501と、ピストンポート501aを塞ぐピストン弁体502aを含むピストン逆止弁502とを有する。
As shown in FIG. 5, the check valve portion 34La includes a
ポート部材501は、ピストン15の下部に設けられる。例えば、ポート部材501は、上端に開口を有し、下端に底部を有する円筒形である。ポート部材501の下部は、ピストン15の下端より下方に延びる。ポート部材501の上側の開口は、カバー503により覆われる。ポート部材501の底部に、ポート部材501の内部と外部とを連通するピストンポート501aが形成される。ピストンポート501aは上下方向に延びている。ポート部材501の下端には、給排油部34Lbとの接触面501bが形成されている。例えば、接触面501bは、球面状である。
The
ポート部材501およびカバー503によって、ポート部油圧室504が画成される。ポート部材501の側部には、ポート部油圧室504と図3中の油路113とを連通するポート501cが形成される。ゆえに、ピストンポート501aは、ポート部油圧室504、ポート501cおよび油路113を介して、ピストン油圧室106と連通する。
The port part
ピストン逆止弁502は、ポート部油圧室504内に設けられる。ピストン逆止弁502は、ピストン15内からピストン15外へのピストンポート501aを介した作動油の流れを制限する。ピストン逆止弁502は、ピストン弁体502aと、圧縮バネ502bとを含む。圧縮バネ502bは、当該圧縮バネ502bの圧縮方向が上下方向となる姿勢で、ピストン弁体502aと当接する。ピストン弁体502aは、ピストン15内側から(具体的には、ポート部油圧室504から)ピストンポート501aに向かう方向に圧縮バネ502bによって付勢され、ピストンポート501aをピストン15内側から塞ぐ。ピストン弁体502aのリフト量は、カバー503の下部から下方に延びる突起部503aによって制限される。
The
給排油部34Lbは、ハウジング511と、ハウジング511内を移動可能であり上下方向に延びる延在部材512とを有する。ハウジング511は、底部511aと、外側筒状部511bと、内側筒状部511cとを含む。例えば、外側筒状部511bおよび内側筒状部511cは円筒形である。外側筒状部511bは、上下方向に延びる。外側筒状部511bの下側の開口は底部511aにより塞がれる。内側筒状部511cは、外側筒状部511bの内周部に嵌合する。内側筒状部511cは、外側筒状部511b内を上下方向(つまり、ピストン15の摺動方向)に摺動する。
The oil supply / drainage unit 34Lb has a
外側筒状部511bの内部には、圧縮バネ513が設けられている。圧縮バネ513は、当該圧縮バネ513の圧縮方向が上下方向となる姿勢で、内側筒状部511cの下部と当接する。内側筒状部511cは、圧縮バネ513の復元力によって、上方向に付勢される。内側筒状部511cの上端部は、外側筒状部511bの上端部よりも上側に位置する。内側筒状部511cは、外側筒状部511bの上端部により係止され、外側筒状部511bに対して上方向に抜け出ないようになっている。
A
ハウジング511内には、図3中の供給油路としてのポート42aと連通する給排油部油圧室514が形成される。具体的には、給排油部油圧室514は、内側筒状部511cの下部、外側筒状部511bの内周部および底部511aの上部により画成される。底部511aには、給排油部油圧室514とポート42aとを接続する油路515が形成される。底部511aの上部には、上方向に延びる筒部516が形成されている。油路515は、筒部516内を通って給排油部油圧室514と接続される。
In the
給排油部油圧室514の上部には、油圧室開口517が形成される。具体的には、内側筒状部511cの下部には、弁座518が設けられる。油圧室開口517は、弁座518によって画成される。つまり、油圧室開口517は、内側筒状部511cの下部に形成される。
A hydraulic chamber opening 517 is formed above the oil supply / drainage unit
内側筒状部511cの内部には、圧縮バネ519が設けられている。圧縮バネ519は、当該圧縮バネ519の圧縮方向が上下方向となる姿勢で、延在部材512の拡径部512aの下部と当接する。延在部材512は、圧縮バネ519の復元力によって、上方向に付勢される。延在部材512は、内側筒状部511cの上側の開口を通過してハウジング511の外部まで延びる。延在部材512は、内側筒状部511cの上端部により係止され、内側筒状部511cに対して上方向に抜け出ないようになっている。内側筒状部511cの上端部には、シーリング部材520が設けられている。
A
延在部材512の下端には、給排油部弁体512bが設けられる。給排油部弁体512bは、弁座518より下方に位置しており、油圧室開口517を給排油部油圧室514側から塞ぐ。給排油部弁体512bは、圧縮バネ519の復元力によって、上方向に付勢される。ゆえに、給排油部弁体512bは、給排油部油圧室514内から給排油部油圧室514外への油圧室開口517を介した作動油の流れを制限する。
An oil supply / drainage
給排油機構34Lは、給排油部34Lbが逆止弁部34Laにより下方向に押圧されることによって作動する。図5に示される例では、時刻T11において、ピストン15が下降しているものの、逆止弁部34Laは給排油部34Lbと接触していない。この時、ピストン逆止弁502は閉状態(つまり、作動油の流通が遮断される状態)であるので、ポート部油圧室504の油圧は保持されている。また、油圧室開口517は、給排油部弁体512bにより閉じられている。
The oil supply /
時刻T11の後の時刻T12において、逆止弁部34Laが給排油部34Lbと接触する。この時、ポート部材501の接触面501bが内側筒状部511cのシーリング部材520と接触するとともに、延在部材512の上端とピストン逆止弁502のピストン弁体502aとが、接触して互いに押し合う。それにより、ピストン逆止弁502がピストンポート501aに対して相対的に上昇するので、ピストン逆止弁502が開状態(つまり、作動油が流通する状態)となる。さらに、延在部材512が油圧室開口517に対して相対的に下降するので、油圧室開口517が給排油部弁体512bにより開放される。ゆえに、油路113とポート42aとが連通する。
At time T12 after time T11, the check valve portion 34La comes into contact with the oil supply / drainage portion 34Lb. At this time, the
このように油路113とポート42aとが連通した状態は、時刻T12の後、ピストン15が下死点まで到達する時刻T13を経て、逆止弁部34Laが給排油部34Lbから離れる(つまり、給排油部34Lbと接触しない状態となる)位置までピストン15が上昇する時刻T14までの間、維持される。ゆえに、時刻T12から時刻T14までの間、ポート42aと油圧ポンプ46とが接続されるように切替弁47を制御することによって、加圧された作動油が、給排油機構34Lから油路113に送られる。それにより、図3中のピストン油圧室106が加圧されるので、ピストン冠15aが上側に移動する。
In the state where the
図6は、本開示の第1の実施形態に係る給排油機構34Rが排油機構として作動する様子を示す断面図である。図6における上側が上死点側であり、図6における下側が下死点側である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing how the oil supply /
上述したように、給排油機構34Rの構成は、給排油機構34Lの構成と同様である。ただし、給排油機構34Rでは、逆止弁部34Raのポート501cは、図3中の油路116と連通する。ゆえに、ピストンポート501aは、ポート部油圧室504、ポート501cおよび油路116を介して、ピストン油圧室106と連通する。また、給排油部34Rbのハウジング511内に形成される給排油部油圧室514は、図3中の排出油路としてのポート43aと連通する。具体的には、ハウジング511の底部511aに形成される油路515は、給排油部油圧室514とポート43aとを接続する。
As described above, the configuration of the oil supply /
給排油機構34Rは、給排油部34Rbが逆止弁部34Raにより下方向に押圧されることによって作動する。図6に示される例では、時刻T21において、ピストン15が下降しているものの、逆止弁部34Raは給排油部34Rbと接触していない。この時、ピストン逆止弁502は閉状態であるので、ポート部油圧室504の油圧は保持されている。また、油圧室開口517は、給排油部弁体512bにより閉じられている。
The oil supply /
時刻T21の後の時刻T22において、逆止弁部34Raが給排油部34Rbと接触する。この時、ポート部材501の接触面501bが内側筒状部511cのシーリング部材520と接触するとともに、延在部材512の上端とピストン逆止弁502のピストン弁体502aとが、接触して互いに押し合う。それにより、ピストン逆止弁502がピストンポート501aに対して相対的に上昇するので、ピストン逆止弁502が開状態となる。さらに、延在部材512が油圧室開口517に対して相対的に下降するので、油圧室開口517が給排油部弁体512bにより開放される。ゆえに、油路116とポート43aとが連通する。
At time T22 after time T21, the check valve portion 34Ra comes into contact with the oil supply / drainage portion 34Rb. At this time, the
このように油路116とポート43aとが連通した状態は、時刻T22の後、ピストン15が下死点まで到達する時刻T23を経て、逆止弁部34Raが給排油部34Rbから離れる(つまり、給排油部34Rbと接触しない状態となる)位置までピストン15が上昇する時刻T24までの間、維持される。ゆえに、時刻T22から時刻T24までの間、作動油が、油路116からポート43aへ給排油機構34Rを介して送られ、ポート43aを通って排出される。それにより、図3中のピストン油圧室106が減圧されるので、ピストン冠15aが下側に移動する。
In the state where the
上記のように、ピストン15では、ピストンスカート15bの上死点側には、ピストン15の摺動方向に窪む窪み部104が形成される。ピストン冠15aの下死点側には、窪み部104と篏合する突起部105が形成される。ピストン油圧室106は、窪み部104および突起部105によって画成される。それにより、ピストン油圧室106内の油圧を調整することによって、ピストン冠15aのピストンスカート15bに対する摺動方向の位置を調整することができる。それにより、エンジン1の圧縮比を変化させることができる。
As described above, in the
なお、ピストン15の摺動方向に窪む窪み部は、ピストン冠15aの下死点側に形成されてもよい。その場合、窪み部と篏合する突起部は、ピストンスカート15bの上死点側に形成される。
The recessed portion recessed in the sliding direction of the
なお、上記で説明したように、ピストン15では、ピストン油圧室106がピストンスカート15bとピストン冠15aとの間に設けられる。しかしながら、ピストン油圧室は、ピストン冠15aに上死点向きの力を作用させる油圧が生じる油圧室であればよいので、ピストンスカート15bに設けられてもよく、ピストン冠15aに設けられてもよい。例えば、ピストン油圧室がピストンスカート15bに設けられる場合、ピストン冠15aと接続される部材の下死点側の面とピストンスカート15bによって当該ピストン油圧室が画成され得る。また、例えば、ピストン油圧室がピストン冠15aに設けられる場合、ピストンスカート15bと接続される部材の上死点側の面とピストン冠15aによって当該ピストン油圧室が画成され得る。
As described above, in the
また、上記のように、ピストン15には、ピストン冠15aを下死点方向に付勢する付勢部材としての圧縮バネ112が設けられる。ゆえに、圧縮バネ112の復元力によって、ピストン冠15aに下向きの力が作用する。この力によって、ピストン15の往復運動による慣性でピストン冠15aに作用する上向きの力が打ち消される。それにより、エンジン1の圧縮比を変化させる際に、ピストン冠15aをピストンスカート15bに対して相対的に安定して移動させることができる。
Further, as described above, the
また、上記のように、ピストン15は、ピストンスカート15bに形成され、ピストン15の摺動方向に延びる穴部107を有する。ピストン15は、ピストン冠15aと接続され、ピストンスカート15bを貫通して穴部107まで延びる貫通部材としてのボルト108を有する。ピストン15は、ボルト108に設けられ、穴部107内を摺動可能な摺動部材109を有する。ピストン15は、穴部107の内周部および摺動部材109により画成されるピストンスカート油圧室111を有する。ゆえに、ピストンスカート油圧室111の油圧により、ピストン冠15aに下向きの力が作用する。この力によって、ピストン15の往復運動による慣性でピストン冠15aに作用する上向きの力が打ち消される。それにより、エンジン1の圧縮比を変化させる際に、ピストン冠15aをピストンスカート15bに対して相対的に安定して移動させることができる。
Further, as described above, the
また、上記のように、ピストン15では、ピストン油圧室106およびピストンスカート油圧室111は、共通の給排油機構(具体的には、給排油機構34Lおよび給排油機構34R)と接続される。それにより、ピストン油圧室106の油圧と、ピストンスカート油圧室111の油圧とが乖離することを抑制することができる。ゆえに、例えばピストン油圧室106の油圧に対してピストンスカート油圧室111の油圧が過剰に高くなる状況を抑制することができるので、エンジン1の圧縮比をより安定的に変化させることができる。
Further, as described above, in the
上記のように、ピストン15は、所定の摺動方向に摺動する摺動体の一例に相当し、ピストン油圧室106は、摺動体内の油使用部(つまり、油が使用される部分)の一例に相当する。また、ピストンポート501aは、摺動体内の油圧室と連通する摺動体ポートの一例に相当し、ピストン弁体502aは、摺動体ポートを摺動体内側から塞ぐ摺動体弁体の一例に相当し、ピストン逆止弁502は、摺動体弁体を含む摺動体逆止弁の一例に相当する。ピストン油圧室106と接続される給排油機構は、給排油機構34である。給排油機構34は、ピストン油圧室106と連通するピストンポート501aと、ピストンポート501aを塞ぐピストン弁体502aを含むピストン逆止弁502とを有する逆止弁部(具体的には、逆止弁部34La,34Ra)を備える。また、給排油機構34は、ハウジング511と、ハウジング511内に形成される給排油部油圧室514と、給排油部油圧室514に形成される油圧室開口517と、油圧室開口517を給排油部油圧室514側から塞ぐ給排油部弁体512bを含み、ピストンポート501aに挿通可能な延在部材512とを有する給排油部(具体的には、給排油部34Lb,34Rb)を備える。ゆえに、摺動体(例えば、ピストン15)への外部の油供給源(例えば、油圧ポンプ46)からの給油、および、摺動体(例えば、ピストン15)から外部への排油を、給排油機構34を介して行うことができる。よって、摺動体(例えば、ピストン15)の給排油(つまり、給油および排油)を適切に行うことができる。
As described above, the
ここで、例えば、摺動体の摺動に伴い伸縮する給排油機構(例えば、テレスコ管を含む機構)を利用することによって、摺動体への外部の油供給源からの給油、および、摺動体から外部への排油を行うことが考えられる。しかしながら、この場合、装置全体が大型化するおそれがある。摺動体の給排油機構として給排油機構34を用いることによって、装置全体の大型化が抑制される。さらに、摺動体の給排油機構として給排油機構34を用いることによって、給排油機構における部品間の摺動部分を低減することができる。 Here, for example, by using an oil supply / drainage mechanism (for example, a mechanism including a telescopic pipe) that expands and contracts as the sliding body slides, oil can be supplied to the sliding body from an external oil supply source, and the sliding body can be supplied. It is conceivable to drain the oil from the outside. However, in this case, the entire device may become large. By using the oil supply / drainage mechanism 34 as the oil supply / drainage mechanism of the sliding body, the increase in size of the entire device is suppressed. Further, by using the oil supply / drainage mechanism 34 as the oil supply / drainage mechanism of the sliding body, it is possible to reduce the sliding portion between the parts in the oil supply / drainage mechanism.
また、給排油機構34では、ハウジングは、外側筒状部511bと、当該外側筒状部511b内をピストン15の摺動方向(具体的には、上下方向)に摺動する内側筒状部511cとを含む。内側筒状部511cは、上記摺動方向の一側(具体的には、下側)から他側(具体的には、上側)に向かう方向に付勢される。内側筒状部511cにおける上記摺動方向の他側の端部は、外側筒状部511bにおける上記摺動方向の他側の端部よりも上記摺動方向の他側に位置する。給排油部油圧室514は、内側筒状部511cにおける上記摺動方向の一側と、外側筒状部511bの内周部により画成される。油圧室開口517は、内側筒状部511cにおける上記摺動方向の一側に形成される。延在部材512は、内側筒状部511cにおける上記摺動方向の他側の開口を通過してハウジング511の外部まで延びる。それにより、延在部材512の上端とピストン弁体502aとが接触して互いに押し合うことによってピストン逆止弁502および油圧室開口517が開放された状態を、内側筒状部511cが外側筒状部511b内を摺動する間(例えば、図3中の時刻T12から時刻T14までの間または図4中の時刻T22から時刻T24までの間)継続させることができる。ゆえに、摺動体への外部の油供給源からの給油、および、摺動体から外部への排油をより適切に行うことができる。
Further, in the oil supply / drainage mechanism 34, the housing has an outer
また、給排油機構34では、内側筒状部511cにおける上記摺動方向の他側には、シーリング部材520が設けられている。それにより、逆止弁部と給排油部との接触(例えば、逆止弁部34Laと給排油部34Lbとの接触または逆止弁部34Raと給排油部34Rbとの接触)において、逆止弁部または給排油部が損傷することを抑制することができる。
Further, in the oil supply / drainage mechanism 34, a sealing
なお、給排油機構34は、給排油部油圧室514と連通する油路を、供給油路と排出油路との間で切り替える切替弁を有することが好ましい。例えば、図3中の切替弁47の動作を制御することによって、給排油部34Lbの給排油部油圧室514と連通する油路を、供給油路と排出油路との間で切り替え可能となっていてもよい。それにより、1つの給排油機構34で給油機能と排油機能とを賄うことができるので、部品点数を低減することができる。
The oil supply / drainage mechanism 34 preferably has a switching valve for switching the oil passage communicating with the oil supply / discharge unit
<第2の実施形態>
図7〜図12を参照して、本開示の第2の実施形態について説明する。
<Second embodiment>
A second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 7-12.
図7は、本開示の第2の実施形態に係る低圧縮比の場合のピストン25を示す断面図である。図8は、本開示の第2の実施形態に係る高圧縮比の場合のピストン25を示す断面図である。ピストン25は、上述したピストン15と同様に、エンジン1のシリンダ12内を摺動可能である。ピストン25は、ピストン冠25aと、ピストンスカート25bとを備える。ピストン冠25aは、ピストンスカート25bの上部の外周部と篏合される。ピストン冠25aの上部には、触火面201が形成される。触火面201は、燃焼室21の下面を画成する。ピストン冠25aの側部には、ピストンリングが嵌められるリング溝202が形成される。ピストンスカート25bの側部には、ピストンピン16が貫通するピン孔203が形成される。ピン孔203の軸方向は、ピストン25の軸方向に直交する。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a
ピストン25では、述したピストン15と同様に、ピストン冠25aのピストンスカート25bに対する上下方向の位置が油圧を用いて調整される。また、上述したピストン15と同様に、給排油機構として、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rが用いられる。ただし、ピストン25では、述したピストン15と比較して、ピストン冠25aのピストンスカート25bに対する上下方向の位置を変化させるためのピストン冠25aおよびピストンスカート25bの構造が異なる。
In the
図7に示されるように、ピストンスカート25bの上部の外周部には、ピストン25の周方向に対して傾斜する溝部204が形成される。溝部204は、ピストン25の周方向に間隔を空けて複数設けられる。溝部204は、上から見て反時計回りに進むにつれて上方に傾斜する。例えば、溝部204の内部空間の横断面形状は、矩形である。図7には、溝部204の幅hと、ピストン25の周方向に対する溝部204の傾斜角θが示されている。ピストン冠25aの下部の内周部には、溝部204と嵌合する突起部205が形成される。突起部205は、ピストン25の周方向に間隔を空けて複数設けられる。突起部205は、溝部204と平行に延びる。例えば、突起部205の横断面形状は、矩形である。
As shown in FIG. 7, a
突起部205は、溝部204内を当該溝部204の延在方向に摺動可能となっている。突起部205は、上から見て反時計回りに溝部204内を進むにつれて上昇し、上から見て時計回りに溝部204内を進むにつれて下降する。ゆえに、ピストン冠25aがピストンスカート25bに対してピストン25の中心軸まわりに回動することによって、ピストン冠25aのピストンスカート25bに対する上下方向の位置が変化する。
The
溝部204における突起部205よりも上死点側(つまり、上から見て反時計回り方向側)および突起部205によって、上ピストン油圧室206が画成される。溝部204における突起部205よりも下死点側(つまり、上から見て時計回り方向側)および突起部205によって、下ピストン油圧室207が画成される。
The upper piston
具体的には、溝部204の内側部の下死点側の端部は閉じており、溝部204の内周部の上死点側の端部は開口している。下ピストン油圧室207は、溝部204の内側面と、突起部205と、ピストン冠25aの内側面とによって画成される。溝部204における突起部205よりも上死点側を貫通部材208が横断して貫通する。例えば、貫通部材208は、上下方向に延びる棒状の部材である。上ピストン油圧室206は、溝部204の内側面と、突起部205と、ピストン冠25aの内側面と、貫通部材208とによって画成される。
Specifically, the end of the inner portion of the
後述するように、上ピストン油圧室206内の油圧および下ピストン油圧室207内の油圧が調整されることによって、ピストン冠25aのピストンスカート25bに対する上下方向の位置が調整される。それにより、エンジン1の圧縮比が変化する。
As will be described later, the vertical position of the
ピストンスカート25bの上部には、溝部204と平行な上傾斜面209が形成される。ピストン25の周方向に対する上傾斜面209の傾斜角は、ピストン25の周方向に対する溝部204の傾斜角θと一致する。上傾斜面209は、ピストン冠25aの後述する下傾斜面214(具体的には、上傾斜面209と平行な面)と接触する。それにより、ピストン冠25aに入力される燃焼室21内の圧力をピストンスカート25bで受けることができる。
An upward
下ピストン油圧室207には、給排油機構34Lが接続される。上ピストン油圧室206には、給排油機構34Rが接続される。各給排油機構34は、給油機能と排油機能とを併せ持つ。図7および図8では、給排油機構34Lが給油機構として作動し、給排油機構34Rが排油機構として作動する状態が例示されている。この状態では、給排油機構34Lが作動すると、下ピストン油圧室207への給油が行われる。給排油機構34Rが作動すると、上ピストン油圧室206からの排油が行われる。第2の実施形態では、上ピストン油圧室206および下ピストン油圧室207が、摺動体内の油使用部(つまり、油が使用される部分)の一例に相当する。
An oil supply /
給排油部34Lbおよび給排油部34Rbは、ピストン25の下方に位置する支持台51に設けられる。支持台51における逆止弁部34Laの下方には、上方向に延びるシリンダ部52が設けられている。給排油部34Lbは、シリンダ部52と嵌合する。シリンダ部52の側部には、シリンダ部52の内部と外部とを連通するポート52aが設けられている。支持台51における逆止弁部34Raの下方には、上方向に延びるシリンダ部53が設けられている。給排油部34Rbは、シリンダ部53と嵌合する。シリンダ部53の側部には、シリンダ部53の内部と外部とを連通するポート53aが設けられている。
The oil supply / drainage section 34Lb and the oil supply / drainage section 34Rb are provided on a
支持台51には、シリンダ部52の内部空間およびシリンダ部53の内部空間と切替弁54とを連通する油路51aが形成されている。油路51aは、シリンダ部52の底部で当該シリンダ部52の内部空間と接続され、シリンダ部53の底部で当該シリンダ部53の内部空間と接続される。
The
切替弁54は、油圧ポンプ55と接続されている。切替弁54の動作を制御することによって、油圧ポンプ55からシリンダ部52の内部空間(具体的には、シリンダ部52の底部と給排油部34Lbの底部との間の空間)およびシリンダ部53の内部空間(具体的には、シリンダ部53の底部と給排油部34Rbの底部との間の空間)へ油路51aを介して作動油が供給される状態と、シリンダ部52の内部空間およびシリンダ部53の内部空間から油路51aを介して作動油が排出される状態とを切り替えることができる。
The switching
シリンダ部52の内部空間およびシリンダ部53の内部空間へ作動油が供給されると、給排油部34Lbおよび給排油部34Rbが上昇する。シリンダ部52の内部空間およびシリンダ部53の内部空間から作動油が排出されると、給排油部34Lbおよび給排油部34Rbが下降する。給排油部34Lbおよび給排油部34Rbの上下位置を調整することによって、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rを、作動可能である状態と非作動である状態との間で切り替えることができる。
When hydraulic oil is supplied to the internal space of the
具体的には、給排油部34Lbおよび給排油部34Rbの内部空間がそれぞれシリンダ部52のポート52aおよびシリンダ部53のポート53aと連通する場合、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rが作動可能となる。給排油部34Lbおよび給排油部34Rbの内部空間がそれぞれシリンダ部52のポート52aおよびシリンダ部53のポート53aと連通しない場合、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rが非作動となる。図7および図8では、給排油機構34Lおよび給排油機構34Rが作動可能である状態が示されている。
Specifically, when the internal spaces of the oil supply / drainage section 34Lb and the oil supply / drainage section 34Rb communicate with the
シリンダ部52のポート52aおよびシリンダ部53のポート53aは、切替弁56を介して油圧ポンプ55と接続されている。切替弁56の動作を制御することによって、ポート52aが油圧ポンプ55と接続されポート53aが排出口と接続される状態と、ポート53aが油圧ポンプ55と接続されポート52aが排出口と接続される状態とを切り替えることができる。図7および図8では、ポート52aが油圧ポンプ55と接続されポート53aが排出口と接続される状態が示されている。この状態では、給排油機構34Lが給油機構として作動し、給排油機構34Rが排油機構として作動する。
The
図7に示される状態では、給排油部34Lbの内部と外部とを連通する油路515がシリンダ部52のポート52aと接続される。ゆえに、油圧ポンプ55から給排油部34Lbへ、供給油路としてのポート52aを介して作動油が供給される。給排油機構34Lの作動時には、上述したように、給排油部34Lbの内部空間と逆止弁部34Laの内部空間とが連通する。逆止弁部34Laのポート501cは、油路210を介して、下ピストン油圧室207と接続される。下ピストン油圧室207には、加圧された作動油が、給排油機構34Lから油路210を介して送られる。加圧された作動油が給排油機構34Lから下ピストン油圧室207に送られることによって、下ピストン油圧室207が加圧される。給排油機構34Lが給油機構として作動する様子は、図5中の油路113を油路210に置き換えたものである。
In the state shown in FIG. 7, the
給排油機構34Rの作動時には、上述したように、給排油部34Rbの内部空間と逆止弁部34Raの内部空間とが連通する。逆止弁部34Raのポート501cは、油路211を介して、上ピストン油圧室206と接続される。給排油部34Rbには、上ピストン油圧室206から、油路211を介して作動油が送られる。給排油部34Rbの内部と外部とを連通する油路515はシリンダ部53のポート53aと接続されている。ゆえに、給排油部34Rbに送られた作動油は、排出油路としてのポート53aを介して排出される。それにより、上ピストン油圧室206が減圧される。給排油機構34Rが排油機構として作動する様子は、図6中の油路116を油路211に置き換えたものである。
When the oil supply /
上記のように、下ピストン油圧室207が加圧されて上ピストン油圧室206が減圧されることによって、下ピストン油圧室207から上ピストン油圧室206に向かう方向(つまり、上から見て反時計回り方向)の力が、ピストン冠25aの突起部205に作用する。よって、ピストン冠25aが上から見て反時計回り方向に回動し、ピストン冠25aが上側に移動する。このような下ピストン油圧室207の加圧および上ピストン油圧室206の減圧を繰り返し行うことにより、図8に示されるように、図7の上下位置に対してピストン冠25aを上側に移動させ、圧縮比を高くすることができる。
As described above, the lower piston
図7および図8に示される状態と異なり、ポート53aが油圧ポンプ55と接続されポート52aが排出口と接続される状態になるように切替弁56の動作を制御した場合、給排油機構34Lが排油機構として作動し、給排油機構34Rが給油機構として作動する。つまり、この場合には、給排油機構34Lにより下ピストン油圧室207からの排油が行われ、給排油機構34Rにより上ピストン油圧室206への給油が行われる。それにより、上ピストン油圧室206から下ピストン油圧室207に向かう方向(つまり、上から見て時計回り方向)の力が、ピストン冠25aの突起部205に作用する。よって、ピストン冠25aが上から見て時計回り方向に回動し、ピストン冠25aが下側に移動する。このような上ピストン油圧室206の加圧および下ピストン油圧室207の減圧を繰り返し行うことにより、図7に示されるように、ピストン冠25aを下側に移動させ、圧縮比を低くする(つまり、図7の圧縮比に戻す)ことができる。
Unlike the state shown in FIGS. 7 and 8, when the operation of the switching
図9は、本開示の第2の実施形態に係るピストン冠25aを示す断面図である。図10は、本開示の第2の実施形態に係るピストン冠25aを示す底面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a
図9および図10に示されるように、ピストン冠25aの下部には、下から順に第1内周部212と第2内周部213とが形成される。第1内周部212および第2内周部213の中心軸は、ピストン25の中心軸と同軸である。第1内周部212の内径は、第2内周部213の内径よりも大きい。突起部205は、第1内周部212に設けられる。突起部205の幅は、溝部204の幅hと一致する。ピストン25の周方向に対する突起部205の傾斜角は、ピストン25の周方向に対する溝部204の傾斜角θと一致する。図10の例では、4つの突起部205がピストン25の周方向に等間隔で設けられる。
As shown in FIGS. 9 and 10, a first inner
ピストン冠25aの下部には、溝部204と平行な下傾斜面214が形成される。下傾斜面214は、第1内周部212と第2内周部213との段差部に形成される。下傾斜面214は、底面視でピストン25の中心軸と同軸の扇形から第2内周部213より内側の領域を除いた形状を有する。下傾斜面214は、突起部205の上方に位置する。ピストン25の周方向に対する下傾斜面214の傾斜角は、ピストン25の周方向に対する溝部204の傾斜角θと一致する。下傾斜面214は、ピストン25の周方向に間隔を空けて複数設けられる。図10の例では、4つの下傾斜面214がピストン25の周方向に等間隔で設けられる。
A downward
図11は、本開示の第2の実施形態に係るピストンスカート25bを示す上面図である。図12は、本開示の第2の実施形態に係るピストンスカート25bを示す断面図である。
FIG. 11 is a top view showing the
図11および図12に示されるように、ピストンスカート25bの上部には、ピストン25の中心軸と同軸の円筒部215が上方向に延びて形成される。ピストンスカート25bの上部における円筒部215の外側には、円筒部215の外側における他の部分よりも上方に突出する突出部216が形成される。突出部216は、ピストン25の周方向に間隔を空けて複数設けられる。図11の例では、4つの突出部216がピストン25の周方向に等間隔で設けられる。突出部216は、上面視でピストン25の中心軸と同軸の扇形から円筒部215の外周面より内側の領域を除いた形状を有する。溝部204は、突出部216の外周面(つまり、ピストン25の周方向に沿った側面)に形成される。上傾斜面209は、突出部216の上部に形成される。
As shown in FIGS. 11 and 12, a
ピストン冠25aの第2内周部213にピストンスカート25bの円筒部215が篏合する。ゆえに、第2内周部213の内径φdは、円筒部215の外径φd1よりも大きい。ピストン冠25aの第1内周部212にピストンスカート25bの突出部216の外周面が篏合する。ゆえに、第1内周部212の内径φDは、突出部216の外径φD1(つまり、突出部216の外周面の直径)よりも大きい。ピストンスカート25bの上傾斜面209とピストン冠25aの下傾斜面214とは、互いに接触する。
The
ピストンスカート25bの隣り合う突出部216のなす角βは、ピストン冠25aの下傾斜面214の中心角αよりも大きい。それにより、ピストンスカート25bの上傾斜面209とピストン冠25aの下傾斜面214とが互いに接触する状態で、ピストン冠25aの突起部205をピストンスカート25bの溝部204に嵌め合わせることができる。ピストン冠25aの突起部205をピストンスカート25bの溝部204に嵌め合わせた状態で、貫通部材208が溝部204における突起部205よりも上死点側に取り付けられる。それにより、上ピストン油圧室206および下ピストン油圧室207が形成される。上記のように、溝部204における突起部205よりも上死点側を横断して貫通する貫通部材208が設けられることによって、上ピストン油圧室206および下ピストン油圧室207が形成されるようにピストン冠25aをピストンスカート25bに組み付けることが適切に実現される。
The angle β formed by the
ピストンスカート25bの下部には、逆止弁部34Laが篏合する穴部217および逆止弁部34Raが篏合する穴部218が形成されている。穴部217および穴部218は、ピストンスカート25bの下端から上方向に延びて形成される。
At the lower part of the
上記のように、ピストン25では、ピストンスカート25bの上死点側の外周部には、ピストン25の周方向に対して傾斜する溝部204が形成される。ピストン冠25aの下死点側の内周部には、溝部204と嵌合する突起部205が形成される。上ピストン油圧室206は、溝部204における突起部205よりも上死点側および突起部205によって画成される。下ピストン油圧室207は、溝部204における突起部205よりも下死点側および突起部205によって画成される。それにより、上ピストン油圧室206内の油圧および下ピストン油圧室207内の油圧を調整することによって、ピストン冠25aのピストンスカート25bに対する摺動方向の位置を調整することができる。ゆえに、エンジン1の圧縮比を変化させることができる。
As described above, in the
なお、ピストン25の周方向に対して傾斜する溝部は、ピストン冠25aの下死点側の内周部に形成されてもよい。その場合、溝部と篏合する突起部は、ピストンスカート25bの上死点側の外周部に形成される。また、その場合、溝部を横断して貫通する貫通部材は、溝部における突起部よりも下死点側を横断して貫通し得る。それにより、ピストン冠25aの溝部をピストンスカート25bの突起部に嵌め合わせた状態で、貫通部材を溝部に取り付けることにより、上ピストン油圧室および下ピストン油圧室が形成されるようにピストン冠25aをピストンスカート25bに組み付けることが適切に実現される。
The groove portion that is inclined with respect to the circumferential direction of the
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above embodiments. It is clear to those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the claims, and it is understood that they also naturally belong to the technical scope of the present disclosure. Will be done.
上記では、ピストン15,25の給排油に用いられる給排油機構34について説明した。しかしながら、本開示に係る給排油機構による給排油の対象は、油圧により動作する機構を有する摺動体であればよく、ピストン15,25以外の種々の摺動体を広く含む。
In the above, the oil supply / drainage mechanism 34 used for oil supply / drainage of the
上記では、各図面を参照して、各構成要素の形状および配置について説明したが、各構成要素の形状および配置は、上記の例に特に限定されない。例えば、給排油機構34の各部材は、複数の部材によって形成されてもよい。また、例えば、給排油機構34において互いに接続する部材同士は、一体的に形成されてもよい。また、例えば、窪み部104、突起部105およびピストン油圧室106の形状は、円環以外の形状(例えば、円、楕円もしくは多角形またはこれらを組み合わせた形状)であってもよい。また、例えば、溝部204の内部空間の横断面形状および突起部205の横断面形状は、矩形以外の形状(例えば、円、楕円もしくは多角形またはこれらを組み合わせた形状)であってもよい。また、例えば、溝部204は、上から見て時計回りに進むにつれて上方に傾斜していてもよい。また、例えば、突起部205および下傾斜面214の数は、上記の例に特に限定されない。また、例えば、溝部204、上傾斜面209および突出部216の数は、上記の例に特に限定されない。
In the above, the shape and arrangement of each component have been described with reference to each drawing, but the shape and arrangement of each component is not particularly limited to the above example. For example, each member of the oil supply / drainage mechanism 34 may be formed of a plurality of members. Further, for example, the members connected to each other in the oil supply / drainage mechanism 34 may be integrally formed. Further, for example, the shapes of the recessed
本開示は、給排油機構に利用することができる。 The present disclosure can be used for the oil supply / drainage mechanism.
1:エンジン 12:シリンダ 15,25:ピストン(摺動体) 15a,25a:ピストン冠 15b,25b:ピストンスカート 16:ピストンピン 17:コンロッド 21:燃焼室 34,34L,34R:給排油機構 34La,34Ra:逆止弁部 34Lb,34Rb:給排油部 101:触火面 102:リング溝 103:ピン孔 104:窪み部 105:突起部 106:ピストン油圧室(油使用部) 107:穴部 108:ボルト 109:摺動部材 110:ナット 111:ピストンスカート油圧室 112:圧縮バネ 201:触火面 202:リング溝 203:ピン孔 204:溝部 205:突起部 206:上ピストン油圧室(油使用部) 207:下ピストン油圧室(油使用部) 208:貫通部材 209:上傾斜面 214:下傾斜面 501:ポート部材 501a:ピストンポート(摺動体ポート) 501b:接触面 501c:ポート 502:ピストン逆止弁(摺動体逆止弁) 502a:ピストン弁体 502b(摺動体弁体):圧縮バネ 503:カバー 503a:突起部 504:ポート部油圧室 511:ハウジング 511a:底部 511b:外側筒状部 511c:内側筒状部 512:延在部材 512a:拡径部 512b:給排油部弁体 513:圧縮バネ 514:給排油部油圧室 515:油路 516:筒部 517:油圧室開口 518:弁座 519:圧縮バネ 520:シーリング部材 1: Engine 12: Cylinder 15, 25: Piston (sliding body) 15a, 25a: Piston crown 15b, 25b: Piston skirt 16: Piston pin 17: Conrod 21: Combustion chamber 34, 34L, 34R: Oil supply / drainage mechanism 34La, 34Ra: Check valve part 34Lb, 34Rb: Oil supply / drainage part 101: Fire touch surface 102: Ring groove 103: Pin hole 104: Depression part 105: Protrusion part 106: Piston hydraulic chamber (oil use part) 107: Hole part 108 : Bolt 109: Sliding member 110: Nut 111: Piston skirt hydraulic chamber 112: Compression spring 201: Fire touch surface 202: Ring groove 203: Pin hole 204: Groove part 205: Protrusion part 206: Upper piston hydraulic chamber (oil use part) 207: Lower piston hydraulic chamber (oil-using part) 208: Penetration member 209: Upper inclined surface 214: Lower inclined surface 501: Port member 501a: Piston port (sliding body port) 501b: Contact surface 501c: Port 502: Piston reverse Stop valve (sliding body check valve) 502a: Piston valve body 502b (sliding body valve body): Compression spring 503: Cover 503a: Protrusion 504: Port hydraulic chamber 511: Housing 511a: Bottom 511b: Outer tubular part 511c : Inner tubular part 512: Extension member 512a: Enlarged part 512b: Oil supply / drainage part valve body 513: Compression spring 514: Oil supply / drainage part hydraulic chamber 515: Oil passage 516: Tube part 517: Hydraulic chamber opening 518: Valve seat 519: Compression spring 520: Sealing member
Claims (4)
前記摺動体に対して前記摺動方向の一側に設けられる給排油部と、
を備え、
前記給排油部は、
ハウジングと、
前記ハウジング内に形成され、供給油路または排出油路と連通する給排油部油圧室と、
前記給排油部油圧室における前記摺動方向の他側に形成される油圧室開口と、
前記給排油部油圧室から前記油圧室開口に向かう方向に付勢され、前記油圧室開口を前記給排油部油圧室側から塞ぐ給排油部弁体を含み、前記摺動体ポートに挿通可能な延在部材と、
を有する、
給排油機構。 A sliding body port that communicates with an oil-using portion in a sliding body that slides in a predetermined sliding direction and is formed on one side of the sliding body in the sliding direction, and a sliding body valve body that closes the sliding body port. A check valve portion having a sliding body check valve including
An oil supply / drainage unit provided on one side of the sliding body in the sliding direction,
With
The oil supply / drainage section is
With the housing
An oil supply / drainage unit hydraulic chamber formed in the housing and communicating with a supply oil passage or a discharge oil passage,
A hydraulic chamber opening formed on the other side of the sliding direction in the oil supply / drainage hydraulic chamber,
The oil supply / drainage section valve body is urged in the direction from the oil supply / drainage section hydraulic chamber toward the hydraulic chamber opening and closes the hydraulic chamber opening from the oil supply / drainage section hydraulic chamber side, and is inserted into the sliding body port. With possible extension members
Have,
Oil supply and drainage mechanism.
前記内側筒状部は、前記摺動方向の一側から他側に向かう方向に付勢され、
前記内側筒状部における前記摺動方向の他側の端部は、前記外側筒状部における前記摺動方向の他側の端部よりも前記摺動方向の他側に位置し、
前記給排油部油圧室は、前記内側筒状部における前記摺動方向の一側と、前記外側筒状部の内周部により画成され、
前記油圧室開口は、前記内側筒状部における前記摺動方向の一側に形成され、
前記延在部材は、前記内側筒状部における前記摺動方向の他側の開口を通過して前記ハウジングの外部まで延びる、
請求項1に記載の給排油機構。 The housing includes an outer tubular portion and an inner tubular portion that slides in the outer tubular portion in the sliding direction.
The inner tubular portion is urged in a direction from one side in the sliding direction toward the other side.
The other end of the inner tubular portion in the sliding direction is located on the other side of the sliding direction than the other end of the outer tubular portion in the sliding direction.
The oil supply / drainage section hydraulic chamber is defined by one side of the inner tubular portion in the sliding direction and the inner peripheral portion of the outer tubular portion.
The hydraulic chamber opening is formed on one side of the inner tubular portion in the sliding direction.
The extending member passes through an opening on the other side of the sliding direction in the inner tubular portion and extends to the outside of the housing.
The oil supply / drainage mechanism according to claim 1.
請求項2に記載の給排油機構。 A sealing member is provided on the other side of the inner tubular portion in the sliding direction.
The oil supply / drainage mechanism according to claim 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の給排油機構。 It has a switching valve for switching the oil passage communicating with the oil supply / drainage unit hydraulic chamber between the supply oil passage and the discharge oil passage.
The oil supply / drainage mechanism according to any one of claims 1 to 3.
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