JP7114552B2 - プランジャポンプ - Google Patents

Description

本開示は、プランジャポンプに関する。

油圧で駆動される油圧機器に作動油を供給する装置として、プランジャポンプがある。プランジャポンプは、例えば、特許文献１に開示されているように、ハウジング内でプランジャを摺動させることによって、油圧機器に作動油を供給することができる。それにより、油圧機器を駆動させることができる。

特開２０００－２２０５７０号公報

ところで、油圧機器の動作を制御するために、油圧機器内の油圧を調整する必要が生じ得る。作動油の供給にプランジャポンプを用いる場合には、油圧機器に供給された作動油を排出するために、リリーフ弁が利用される。このように、油圧機器への作動油の供給と排出とが別々の装置により実現されることは、部品点数が増大し、製造コストが増大する要因となる。

本開示は、上記の課題に鑑み、油圧機器の製造コストを低減することが可能なプランジャポンプを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るプランジャポンプは、ハウジングと、ハウジング内を摺動可能なプランジャ本体部を含むプランジャと、ハウジング内に形成され、プランジャ側からプランジャの摺動方向に沿って順に並ぶ第１ポンプ油圧室および第２ポンプ油圧室と、第１ポンプ油圧室と第２ポンプ油圧室とを連通する連通孔と、第２ポンプ油圧室から第１ポンプ油圧室に向かう方向に付勢され、連通孔を第２ポンプ油圧室側から塞ぐ第１ポンプ弁体を含む第１ポンプ逆止弁と、ハウジングにおける第２ポンプ油圧室を画成する部分に成形され、油圧機器の油圧室と接続される第１ポートと、ハウジングにおける第１ポンプ油圧室を画成する部分に成形され、供給油路と接続される第２ポートと、第１ポンプ油圧室から供給油路に向かう作動油の流れを制限する第２ポンプ逆止弁と、プランジャ本体部の第１ポンプ油圧室側に形成され、連通孔に挿通可能なプランジャ突起部と、ハウジングにおけるプランジャ本体部の側面と対向する部分に形成され、排出油路と接続される第３ポートと、プランジャ本体部の第１ポンプ油圧室側からプランジャ本体部の側面に亘って貫通して形成される貫通路と、を備え、プランジャ本体部の側面における貫通路の開口と、プランジャ突起部の先端との間のプランジャの摺動方向の長さは、第３ポートと、連通孔との間のプランジャの摺動方向の長さよりも長く、プランジャ本体部の側面における貫通路の開口と、プランジャ本体部の側面における第１ポンプ油圧室側の端部との間のプランジャの摺動方向の長さは、第３ポートと第２ポートとの間のプランジャの摺動方向の長さよりも短い。

本開示のプランジャポンプによれば、油圧機器の製造コストを低減することが可能となる。

本開示の第１の実施形態に係るエンジンの概略構成を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係るピストンを示す斜視図である。 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を示す断面図である。 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を示す断面図である。 本開示の第１の実施形態に係るプランジャポンプの各状態を示す断面図である。 本開示の第１の実施形態に係るプランジャポンプの非作動時の作動機構を示す模式図である。 本開示の第１の実施形態に係るプランジャポンプの作動時の作動機構を示す模式図である。 変形例に係るプランジャポンプの非作動時の作動機構を示す模式図である。 変形例に係るプランジャポンプの作動時の作動機構を示す模式図である。 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を示す断面図である。 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を示す断面図である。 本開示の第２の実施形態に係るピストン冠を示す断面図である。 本開示の第２の実施形態に係るピストン冠を示す底面図である。 本開示の第２の実施形態に係るピストンスカートを示す上面図である。 本開示の第２の実施形態に係るピストンスカートを示す断面図である。

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。

<第１の実施形態>
図１～図９を参照して、本開示の第１の実施形態について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

ピストン油圧室１０６と接続される給排油機構として、プランジャポンプ３３がピストン１５に設けられる。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。プランジャポンプ３３は、給油機能（つまり、作動油を供給する機能）と排油機能（つまり、作動油を排出する機能）とを併せ持つ。プランジャポンプ３３が後述する図５の第１作動状態になると、プランジャポンプ３３による排油が行われる。プランジャポンプ３３が後述する図５の第２作動状態になると、プランジャポンプ３３による給油が行われる。

プランジャポンプ３３は、ピストンスカート１５ｂの下部に設けられる。ピストン油圧室１０６およびピストンスカート油圧室１１１は、共通の給排油機構としてのプランジャポンプ３３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（つまり、給油および排油）も、ピストン油圧室１０６と同様に、プランジャポンプ３３により行われる。なお、プランジャポンプ３３の詳細については、後述する。

ピン孔１０３の内周部には、潤滑油供給溝１１３が形成される。潤滑油供給溝１１３には、ピストンピン１６の潤滑油が供給される。プランジャポンプ３３は、供給油路１１４を介して、潤滑油供給溝１１３と接続される。油供給源と接続され、油供給源から供給される作動油が流通する油路を供給油路と呼ぶ。供給油路１１４は、油供給源から供給される作動油が流通する油路である。プランジャポンプ３３には、潤滑油供給溝１１３から供給油路１１４を介して作動油が送られる。

プランジャポンプ３３は、油路１１５を介して、油路１１６の一端と接続される。油路１１６は、油路１１７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１１７がピストン１５の周方向に間隔を空けて設けられ、各油路１１７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、プランジャポンプ３３により加圧された作動油が、プランジャポンプ３３から油路１１５、油路１１６および油路１１７を介して送られる。

プランジャポンプ３３により加圧された作動油がピストン油圧室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。プランジャポンプ３３により加圧された作動油が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。

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。

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。

なお、図３では、油路１１６から複数の油路１１７が分岐し、さらに、各油路１１７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１１６および油路１１７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。

プランジャポンプ３３は、排出油路１１８と接続される。排出口と接続され、排出される作動油が流通する油路を排出油路と呼ぶ。ピストン冠１５ａを下側に移動させる場合（つまり、圧縮比を低下させる場合）、プランジャポンプ３３には、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１１７、油路１１６および油路１１５を介して作動油が送られる。プランジャポンプ３３に送られた作動油は、排出油路１１８を介して図１中のクランクケース１１内に排出される。

プランジャポンプ３３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。

図５は、本開示の第１の実施形態に係るプランジャポンプ３３の各状態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。図５では、左から順に、プランジャポンプ３３の停止状態、プランジャポンプ３３の第１作動状態、プランジャポンプ３３の第２作動状態、プランジャポンプ３３の作動状態から停止状態への遷移状態が示されている。第１作動状態では、プランジャポンプ３３は排油機構として機能する。第２操作状態では、プランジャポンプ３３は給油機構として機能する。

図５に示されるように、プランジャポンプ３３は、ハウジング４０１と、ハウジング４０１内を摺動可能なプランジャ本体部４０２ａを含むプランジャ４０２とを備える。プランジャ４０２の摺動方向は、ピストン１５の摺動方向と一致する。

ハウジング４０１は、第１筒状部４０１ａと、第２筒状部４０１ｂとを含む。第１筒状部４０１ａの下部に、プランジャ本体部４０２ａが嵌合される。例えば、第１筒状部４０１ａは円筒形であり、プランジャ本体部４０２ａは円柱形である。第２筒状部４０１ｂは、第１筒状部４０１ａの上部と接続される。例えば、第２筒状部４０１ｂは、上側に底部を有し、下側に開口を有する円筒形である。

第１筒状部４０１ａの内部には、圧縮バネ４０３が設けられている。圧縮バネ４０３は、当該圧縮バネ４０３の圧縮方向が上下方向となる姿勢で、プランジャ本体部４０２ａの上部と当接する。プランジャ本体部４０２ａは、圧縮バネ４０３の復元力によって、下方向に付勢される。プランジャ本体部４０２ａの下部は、第１筒状部４０１ａより下方に延びる。プランジャ本体部４０２ａの下部には、ローラ４０４がピン４０５を介して設けられている。ピン４０５は、上下方向に直交する方向に延びている。ローラ４０４は、ピン４０５の中心軸まわりに回転可能である。プランジャ本体部４０２ａの上部には、上方向に延びるプランジャ突起部４０２ｂが形成される。

ハウジング４０１内には、第１ポンプ油圧室４０６および第２ポンプ油圧室４０７が形成される。第１ポンプ油圧室４０６および第２ポンプ油圧室４０７は、プランジャ４０２側からプランジャ４０２の摺動方向（つまり、上下方向）に沿って順に並ぶ。具体的には、第１ポンプ油圧室４０６は第１筒状部４０１ａの内部に形成され、第２ポンプ油圧室４０７は第２筒状部４０１ｂの内部に形成される。

第１ポンプ油圧室４０６と第２ポンプ油圧室４０７とを連通する連通孔４０８が、第１筒状部４０１ａの上部に形成される。第２ポンプ油圧室４０７には、第２ポンプ油圧室４０７から第１ポンプ油圧室４０６への作動油の流れを制限する第１ポンプ逆止弁４０９が設けられる。第１ポンプ逆止弁４０９は、第１ポンプ弁体４０９ａと、圧縮バネ４０９ｂとを含む。圧縮バネ４０９ｂは、当該圧縮バネ４０９ｂの圧縮方向が上下方向となる姿勢で、第１ポンプ弁体４０９ａと当接する。第１ポンプ弁体４０９ａは、第２ポンプ油圧室４０７から第１ポンプ油圧室４０６に向かう方向に圧縮バネ４０９ｂによって付勢され、連通孔４０８を第２ポンプ油圧室４０７側から塞ぐ。連通孔４０８は、プランジャ４０２のプランジャ突起部４０２ｂと対向している。プランジャ突起部４０２ｂは、連通孔４０８に挿通可能である。

第２筒状部４０１ｂには、図３中の油路１１５と接続される（つまり、ピストン油圧室１０６と接続される）第１ポート４１０が形成される。第１筒状部４０１ａにおける第１ポンプ油圧室４０６を画成する部分には、図３中の供給油路１１４と接続される第２ポート４１１が形成される。第１筒状部４０１ａにおけるプランジャ本体部４０２ａの側面と対向する部分には、図３中の排出油路１１８と接続される第３ポート４１２が形成される。

第２ポート４１１と供給油路１１４との間には、筒状部４１３が介在している。例えば、筒状部４１３は円筒形である。筒状部４１３の内部は、第２ポート４１１および供給油路１１４とそれぞれ連通している。筒状部４１３内には、第１ポンプ油圧室４０６から供給油路１１４に向かう作動油の流れを制限する第２ポンプ逆止弁４１４が設けられる。第２ポンプ逆止弁４１４は、第２ポンプ弁体４１４ａと、圧縮バネ４１４ｂとを含む。圧縮バネ４１４ｂは、当該圧縮バネ４１４ｂの圧縮方向が筒状部４１３の軸方向となる姿勢で、第２ポンプ弁体４１４ａと当接する。第２ポンプ弁体４１４ａは、筒状部４１３内側から供給油路１１４に向かう方向に圧縮バネ４１４ｂによって付勢され、筒状部４１３の供給油路１１４側の開口を筒状部４１３内側から塞ぐ。

プランジャ本体部４０２ａには、貫通路４０２ｃが、プランジャ本体部４０２ａの上部からプランジャ本体部４０２ａの側面に亘って貫通して形成される。プランジャ本体部４０２ａの側面における貫通路４０２ｃの開口４０２ｄの周方向位置（具体的には、プランジャ４０２の周方向の位置）は、第３ポート４１２の周方向位置と対応する（具体的には、略一致する）。

プランジャポンプ３３は、プランジャ４０２が上方向に押圧されることによって作動する。つまり、プランジャ４０２は、押圧されることによってプランジャポンプ３３を作動させる被押圧部に相当する。プランジャ４０２が上方向に押圧されていない場合、プランジャポンプ３３は、図５に示される停止状態となる。停止状態では、第１ポンプ逆止弁４０９および第２ポンプ逆止弁４１４が閉状態（つまり、作動油の流通が遮断される状態）となる。

プランジャ４０２が上方向に押圧され、プランジャ４０２が停止状態から距離ｈ１だけ上昇すると、プランジャポンプ３３は、図５に示される第１作動状態となる。第１作動状態では、プランジャ本体部４０２ａと一体にプランジャ突起部４０２ｂが上方向に移動することにより、第１ポンプ弁体４０９ａがプランジャ突起部４０２ｂによって押し上げられる。それにより、第１ポンプ逆止弁４０９が開状態（つまり、作動油が流通する状態）となる。第１作動状態では、貫通路４０２ｃの開口４０２ｄと第３ポート４１２との間で上下位置が略一致する。ゆえに、貫通路４０２ｃの開口４０２ｄと、第３ポート４１２とが連通される。よって、油路１１５と排出油路１１８とが、第２ポンプ油圧室４０７、第１ポンプ油圧室４０６および貫通路４０２ｃを介して、連通される。ゆえに、作動油が、油路１１５から排出油路１１８へ、第２ポンプ油圧室４０７、第１ポンプ油圧室４０６および貫通路４０２ｃを介して送られ、排出油路１１８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。

プランジャ４０２が上方向に押圧され、プランジャ４０２が停止状態から距離ｈ１よりも長い距離ｈ２だけ上昇すると、プランジャポンプ３３は、図５に示される第２作動状態となる。第２作動状態では、プランジャ本体部４０２ａと一体にプランジャ突起部４０２ｂが上方向に移動することにより、第１ポンプ弁体４０９ａがプランジャ突起部４０２ｂによって押し上げられる。それにより、第１ポンプ逆止弁４０９が開状態となる。第２作動状態では、第１作動状態と異なり、貫通路４０２ｃの開口４０２ｄの上下位置は、第３ポート４１２の上下位置よりも高くなる。ゆえに、貫通路４０２ｃの開口４０２ｄと、第３ポート４１２とは連通しない。よって、第１ポンプ油圧室４０６で加圧された作動油が、第２ポンプ油圧室４０７および第１ポート４１０を介して油路１１５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。

第１作動状態または第２作動状態の後、プランジャ４０２の押圧が解除されると、プランジャポンプ３３は、図５に示される遷移状態となる。遷移状態では、圧縮バネ４０３の復元力によって、プランジャ４０２が下方向に移動することにより、第１ポンプ油圧室４０６が減圧される。それにより、第１ポンプ逆止弁４０９が閉状態となり、第２ポンプ逆止弁４１４が開状態となる。ゆえに、供給油路１１４から第１ポンプ油圧室４０６に、第２ポート４１１を介して作動油が送られる。プランジャポンプ３３は、作動状態（具体的には、第１作動状態または第２作動状態）から遷移状態を経て停止状態に戻る。

図６は、本開示の第１の実施形態に係るプランジャポンプ３３の非作動時の作動機構２２を示す模式図である。図７は、本開示の第１の実施形態に係るプランジャポンプ３３の作動時の作動機構２２を示す模式図である。図６および図７では、ピストン１５が下死点に位置している状態が示されている。図６および図７に示される作動機構２２は、プランジャポンプ３３を作動させる機構である。

作動機構２２は、プランジャポンプ３３のプランジャ４０２を押圧する押圧部としてのアーム２２ａを有する。アーム２２ａの一端は、ピン２２ｂを介してクランクケース１１と接続される。アーム２２ａは、クランクケース１１に対してピン２２ｂの中心軸まわりに回動可能である。アーム２２ａの他端（つまり、先端）は、ピストン１５の下方に位置している。アーム２２ａは、ピン２２ｃを介して油圧シリンダ２２ｄと接続されている。アーム２２ａおよび油圧シリンダ２２ｄは、ピン２２ｃを介して相対的に回動可能である。油圧シリンダ２２ｄを駆動させることにより、アーム２２ａをピン２２ｂの中心軸まわりに回動させることができる。それにより、アーム２２ａの先端を上下方向に移動させることができる。

プランジャポンプ３３の非作動時には、図６に示されるように、ピストン１５が下死点まで降下した際に、アーム２２ａの先端がプランジャポンプ３３のローラ４０４と接触しない位置に保持されるように、アーム２２ａの姿勢が制御される。ゆえに、ピストン１５が下死点まで降下した際に、プランジャポンプ３３のプランジャ４０２は、アーム２２ａにより押圧されない。よって、プランジャポンプ３３が作動されず、停止状態となる。

プランジャポンプ３３の作動時には、図７に示されるように、ピストン１５が下死点まで降下した際に、アーム２２ａの先端がプランジャポンプ３３のローラ４０４と接触する位置に保持されるように、アーム２２ａの姿勢が制御される。ゆえに、ピストン１５が下死点まで降下した際に、プランジャポンプ３３のプランジャ４０２は、アーム２２ａにより上方向に押圧される。よって、プランジャポンプ３３が作動され、作動状態となる。

なお、図７では、プランジャポンプ３３の作動状態として、プランジャポンプ３３が給油機構として機能する第２作動状態が例示されているが、作動機構２２によるプランジャ４０２の押し込み量（つまり、停止状態からのプランジャ４０２の移動距離）を変えることによって、プランジャポンプ３３の作動状態を、第１作動状態と第２作動状態との間で切り替えることができる。プランジャ４０２の押し込み量は、例えば、プランジャポンプ３３の作動時における作動機構２２のアーム２２ａの先端の位置を調整することによって、調整され得る。

上記のように、プランジャポンプ３３の被押圧部としてのプランジャ４０２は、ピストン１５の摺動に伴いエンジン１内の押圧部としてのアーム２２ａによって押圧される。それにより、ピストン１５の運動エネルギを有効に利用して、プランジャポンプ３３を作動させることができる。つまり、プランジャポンプ３３の駆動源を別途用意することなく、プランジャポンプ３３を作動させることができる。

図８は、変形例に係るプランジャポンプ３３の非作動時の作動機構２３を示す模式図である。図９は、変形例に係るプランジャポンプ３３の作動時の作動機構２３を示す模式図である。図８および図９では、ピストン１５が下死点に位置している状態が示されている。図８および図９に示される作動機構２３は、プランジャポンプ３３を作動させる機構のうち上記の作動機構２２とは異なる機構である。

変形例では、上述した第１の実施形態と異なり、プランジャポンプ３３がピストン１５の下部の外周部に設けられている。プランジャポンプ３３は、プランジャ４０２の摺動方向が上下方向と交差する方向となる姿勢で、ピストン１５に設けられている。プランジャポンプ３３のローラ４０４は、ピストンスカート１５ｂの外周面と面一に、かつ、シリンダ１２内に位置している。

作動機構２３は、プランジャポンプ３３のプランジャ４０２を押圧する押圧部としてのアーム２３ａを有する。アーム２３ａの上端は、シリンダ１２の外側において、ピン２３ｂを介してシリンダ１２と接続される。アーム２３ａは、シリンダ１２に対してピン２３ｂの中心軸まわりに回動可能である。シリンダ１２には、シリンダ１２の内部と外部とを連通する切り欠き部１２ａが形成されている。アーム２３ａの下部におけるシリンダ１２の内部側には、カム部２３ｃが形成されている。カム部２３ｃは、プランジャポンプ３３の非作動時に、シリンダ１２の切り欠き部１２ａ内に位置している。アーム２３ａは、ピン２３ｄを介して油圧シリンダ２３ｅと接続されている。アーム２３ａおよび油圧シリンダ２３ｅは、ピン２３ｄを介して相対的に回動可能である。油圧シリンダ２３ｅを駆動させることにより、アーム２３ａをピン２３ｂの中心軸まわりに回動させることができる。それにより、カム部２３ｃをシリンダ１２の径方向に移動させることができる。

プランジャポンプ３３の非作動時には、図８に示されるように、ピストン１５が下死点まで下降した際に、カム部２３ｃがシリンダ１２の切り欠き部１２ａ内に位置するように、アーム２３ａの姿勢が制御される。ゆえに、ピストン１５が下死点まで下降した際に、カム部２３ｃがプランジャポンプ３３のローラ４０４と接触しないので、プランジャポンプ３３のプランジャ４０２は、アーム２３ａにより押圧されない。よって、プランジャポンプ３３が作動されず、停止状態となる。

プランジャポンプ３３の作動時には、図９に示されるように、ピストン１５が下死点まで下降した際に、カム部２３ｃがシリンダ１２内に位置するように、アーム２３ａの姿勢が制御される。ゆえに、ピストン１５が下死点まで下降した際に、カム部２３ｃがプランジャポンプ３３のローラ４０４と接触するので、プランジャポンプ３３のプランジャ４０２は、アーム２３ａにより上下方向と交差する方向に押圧される。よって、プランジャポンプ３３が作動され、作動状態となる。

なお、図９では、プランジャポンプ３３の作動状態として、プランジャポンプ３３が給油機構として機能する第２作動状態が例示されているが、作動機構２３によるプランジャ４０２の押し込み量（つまり、停止状態からのプランジャ４０２の移動距離）を変えることによって、プランジャポンプ３３の作動状態を、第１作動状態と第２作動状態との間で切り替えることができる。プランジャ４０２の押し込み量は、例えば、プランジャポンプ３３の作動時における作動機構２３のカム部２３ｃの位置を調整することによって、調整され得る。

ここで、図９に示されるように、プランジャポンプ３３の作動時において、カム部２３ｃは、下死点側に進むにつれて、ピストン１５の中心軸に近づく。それにより、ピストン１５が下降する際に、プランジャポンプ３３のプランジャ４０２の押し込み量が緩やかに増加する。ゆえに、プランジャ４０２の押し込み量が急激に変化することが抑制される。よって、ピストン油圧室１０６の油圧が急激に変化することを抑制することができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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、プランジャポンプ３３）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。

上記のように、ピストン１５は、油圧で駆動される油圧機器の一例に相当し、ピストン油圧室１０６は、油圧機器の油圧室の一例に相当する。ピストン１５では、油圧機器の油圧室の一例に相当する。ピストン油圧室１０６と接続される給排油機構は、プランジャポンプ３３である。プランジャポンプ３３は、連通孔４０８に挿通可能なプランジャ突起部４０２ｂと、ハウジング４０１におけるプランジャ本体部４０２ａの側面と対向する部分に形成される第３ポート４１２と、プランジャ本体部４０２ａの第１ポンプ油圧室４０６側からプランジャ本体部４０２ａの側面に亘って貫通して形成される貫通路４０２ｃとを備える。ゆえに、プランジャポンプ３３は、上述したように、給油機能と排油機能とを併せ持つ。それにより、油圧機器（例えば、ピストン１５）への作動油の供給と排出とを１つのプランジャポンプ３３により実現することができる。ゆえに、油圧機器（例えば、ピストン１５）の部品点数が増大することが抑制される。よって、油圧機器（例えば、ピストン１５）の製造コストを低減することができる。

ここで、図５に示されるように、ピストン１５では、プランジャ本体部４０２ａの側面における貫通路４０２ｃの開口４０２ｄと、プランジャ突起部４０２ｂの先端との間の上下方向（つまり、プランジャ４０２の摺動方向）の長さＬ１は、第３ポート４１２と、連通孔４０８との間の上下方向の長さＬ２よりも長い。それにより、貫通路４０２ｃの開口４０２ｄと第３ポート４１２との間で上下位置が略一致する第１作動状態において、プランジャ突起部４０２ｂの先端の上下位置を連通孔４０８の上下位置よりも上にすることができる。ゆえに、第１作動状態において、連通孔４０８を塞ぐ第１ポンプ弁体４０９ａまでプランジャ突起部４０２ｂの先端が届かない状況を抑制することができる。よって、第１作動状態において、第１ポンプ弁体４０９ａをプランジャ突起部４０２ｂによって押し上げ、第１ポンプ逆止弁４０９を開状態にすることが適切に実現される。それにより、第１作動状態において、油路１１５と排出油路１１８を連通させることが適切に実現される。また、プランジャ４０２が第１作動状態に対してさらに上昇する第２作動状態においても、第１ポンプ弁体４０９ａをプランジャ突起部４０２ｂによって押し上げ、第１ポンプ逆止弁４０９を開状態にすることが適切に実現される。

また、図５に示されるように、プランジャ本体部４０２ａの側面における貫通路４０２ｃの開口４０２ｄと、プランジャ本体部４０２ａの側面における上端部（つまり、第１ポンプ油圧室４０６側の端部）との間の上下方向（つまり、プランジャ４０２の摺動方向）の長さＬ３は、第３ポート４１２と第２ポート４１１との間の上下方向の長さＬ４よりも短い。それにより、貫通路４０２ｃの開口４０２ｄと第３ポート４１２との間で上下位置が略一致する第１作動状態において、プランジャ本体部４０２ａの側面における上端部の上下位置を第２ポート４１１の上下位置よりも下にすることができる。ゆえに、第１作動状態において、第２ポート４１１がプランジャ本体部４０２ａの側面により塞がれる状況を抑制することができる。

ここで、第１作動状態から停止状態への遷移状態において、第２ポンプ逆止弁４１４が閉状態となったままプランジャ４０２が下方向に移動すると、第１ポンプ油圧室４０６が過剰に低圧となってしまい、プランジャ４０２を下方向に移動させる力として圧縮バネ４０３の復元力が不足する場合がある。ゆえに、第１作動状態において、第２ポート４１１がプランジャ本体部４０２ａの側面により塞がれないようにすることによって、遷移状態において、第１ポンプ油圧室４０６が過剰に低圧となることを抑制し、プランジャ４０２を下方向に適切に移動させることができる。また、プランジャ４０２が第１作動状態に対してさらに上昇する第２作動状態においても、第２ポート４１１がプランジャ本体部４０２ａの側面により塞がれる状況を抑制することができるので、第２作動状態から停止状態への遷移状態において、プランジャ４０２を下方向に適切に移動させることができる。

<第２の実施形態>
図１０～図１５を参照して、本開示の第２の実施形態について説明する。

図１０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１１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。

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、プランジャポンプ３３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。

図１０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１０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。

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。

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。

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。

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。

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２１７（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。

下ピストン油圧室２０７および上ピストン油圧室２０６の各々には、上述したプランジャポンプ３３がそれぞれ接続される。２つのプランジャポンプ３３を区別する場合、下ピストン油圧室２０７と接続されるプランジャポンプ３３をプランジャポンプ３３Ｌと呼び、上ピストン油圧室２０６と接続されるプランジャポンプ３３をプランジャポンプ３３Ｒと呼ぶ。プランジャポンプ３３Ｌおよびプランジャポンプ３３Ｒは、ピストンスカート２５ｂの下部に設けられる。

ピン孔２０３の内周部には、潤滑油供給溝２１０が形成される。潤滑油供給溝２１０には、ピストンピン１６の潤滑油が供給される。潤滑油供給溝２１０と接続される供給油路２１１は、分岐してプランジャポンプ３３Ｌの第２ポート４１１およびプランジャポンプ３３Ｒの第２ポート４１１とそれぞれ接続される。プランジャポンプ３３Ｌおよびプランジャポンプ３３Ｒには、潤滑油供給溝２１０から供給油路２１１を介して作動油が送られる。プランジャポンプ３３Ｌの第１ポート４１０は、油路２１２を介して、下ピストン油圧室２０７と接続される。プランジャポンプ３３Ｌの第３ポート４１２は、排出油路２１４Ｌと接続される。プランジャポンプ３３Ｒの第１ポート４１０は、油路２１３を介して、上ピストン油圧室２０６と接続される。プランジャポンプ３３Ｒの第３ポート４１２は、排出油路２１４Ｒと接続される。

ピストン冠２５ａを上側に移動させる場合（つまり、圧縮比を増大させる場合）、プランジャポンプ３３Ｌに給油を行わせ、プランジャポンプ３３Ｒに排油を行わせる（具体的には、プランジャポンプ３３Ｌを上述した第２作動状態で作動させ、プランジャポンプ３３Ｒを上述した第１作動状態で作動させる）。それにより、プランジャポンプ３３Ｌにより加圧された作動油は、プランジャポンプ３３Ｌから油路２１２を介して下ピストン油圧室２０７に送られる。また、プランジャポンプ３３Ｒには、上ピストン油圧室２０６から、油路２１３を介して作動油が送られる。上ピストン油圧室２０６からプランジャポンプ３３Ｒに送られた作動油は、排出油路２１４Ｒを介して図１中のクランクケース１１内に排出される。

プランジャポンプ３３Ｌにより加圧された作動油が下ピストン油圧室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。また、上ピストン油圧室２０６内の作動油がプランジャポンプ３３Ｒにより排出されることによって、上ピストン油圧室２０６が減圧される。それにより、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１１に示されるように、図１０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。

ピストン冠２５ａを下側に移動させる場合（つまり、圧縮比を低下させる場合）、プランジャポンプ３３Ｌに排油を行わせ、プランジャポンプ３３Ｒに給油を行わせる（具体的には、プランジャポンプ３３Ｌを上述した第１作動状態で作動させ、プランジャポンプ３３Ｒを上述した第２作動状態で作動させる）。それにより、プランジャポンプ３３Ｒにより加圧された作動油は、プランジャポンプ３３Ｒから油路２１３を介して上ピストン油圧室２０６に送られる。また、プランジャポンプ３３Ｌには、下ピストン油圧室２０７から、油路２１２を介して作動油が送られる。下ピストン油圧室２０７からプランジャポンプ３３Ｌに送られた作動油は、排出油路２１４Ｌを介して図１中のクランクケース１１内に排出される。

プランジャポンプ３３Ｒにより加圧された作動油が上ピストン油圧室２０６に送られることによって、上ピストン油圧室２０６が加圧される。また、下ピストン油圧室２０７内の作動油がプランジャポンプ３３Ｌにより排出されることによって、下ピストン油圧室２０７が減圧される。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１０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１０の圧縮比に戻す）ことができる。

なお、プランジャポンプ３３Ｌおよびプランジャポンプ３３Ｒを作動させる作動機構としては、上述した図６、図７中の作動機構２２または図８、図９中の作動機構２３が用いられ得る。

図１２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１３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。

図１２および図１３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２１５と第２内周部２１６とが形成される。第１内周部２１５および第２内周部２１６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２１５の内径は、第２内周部２１６の内径よりも大きい。突起部２０５は、第１内周部２１５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１３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。

ピストン冠２５ａの下部には、溝部２０４と平行な下傾斜面２１７が形成される。下傾斜面２１７は、第１内周部２１５と第２内周部２１６との段差部に形成される。下傾斜面２１７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２１６より内側の領域を除いた形状を有する。下傾斜面２１７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２１７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２１７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１３の例では、４つの下傾斜面２１７がピストン２５の周方向に等間隔で設けられる。

図１４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１５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。

図１４および図１５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２１８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２１８の外側には、円筒部２１８の外側における他の部分よりも上方に突出する突出部２１９が形成される。突出部２１９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１４の例では、４つの突出部２１９がピストン２５の周方向に等間隔で設けられる。突出部２１９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２１８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２１９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２１９の上部に形成される。

ピストン冠２５ａの第２内周部２１６にピストンスカート２５ｂの円筒部２１８が篏合する。ゆえに、第２内周部２１６の内径φｄは、円筒部２１８の外径φｄ１よりも大きい。ピストン冠２５ａの第１内周部２１５にピストンスカート２５ｂの突出部２１９の外周面が篏合する。ゆえに、第１内周部２１５の内径φＤは、突出部２１９の外径φＤ１（つまり、突出部２１９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２１７とは、互いに接触する。

ピストンスカート２５ｂの隣り合う突出部２１９のなす角βは、ピストン冠２５ａの下傾斜面２１７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２１７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。

ピストンスカート２５ｂの下部には、プランジャポンプ３３Ｌが篏合する穴部２２０およびプランジャポンプ３３Ｒが篏合する穴部２２１が形成されている。穴部２２０および穴部２２１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。

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。

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。

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。

上記では、ピストン１５，２５の給排油に用いられるプランジャポンプ３３について説明した。しかしながら、本開示に係るプランジャポンプによる給排油の対象は、油圧で駆動される油圧機器であればよく、ピストン１５，２５以外の種々の油圧機器を広く含む。

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、プランジャポンプ３３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、プランジャポンプ３３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２１７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２１９の数は、上記の例に特に限定されない。

本開示は、プランジャポンプに利用することができる。

１：エンジン １２：シリンダ １５，２５：ピストン（油圧機器） 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 ２２，２３：作動機構 ３３，３３Ｌ，３３Ｒ：プランジャポンプ 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 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 １１３：潤滑油供給溝 １１４：供給油路 １１８：排出油路 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 ２０７：下ピストン油圧室 ２０８：貫通部材 ２０９：上傾斜面 ２１０潤滑油供給溝 ２１１：供給油路 ２１４Ｌ，２１４Ｒ：排出油路 ２１７：下傾斜面 ４０１：ハウジング ４０２：プランジャ ４０２ａ：プランジャ本体部 ４０２ｂ：プランジャ突起部 ４０２ｃ：貫通路 ４０２ｄ：開口 ４０６：第１ポンプ油圧室 ４０７：第２ポンプ油圧室 ４０８：連通孔 ４０９：第１ポンプ逆止弁 ４０９ａ：第１ポンプ弁体 ４０９ｂ：圧縮バネ ４１０：第１ポート ４１１：第２ポート ４１２：第３ポート ４１３：筒状部 ４１４：第２ポンプ逆止弁 ４１４ａ：第２ポンプ弁体 ４１４ｂ：圧縮バネ

Claims (1)

1. ハウジングと、
   前記ハウジング内を摺動可能なプランジャ本体部を含むプランジャと、
   前記ハウジング内に形成され、前記プランジャ側から前記プランジャの摺動方向に沿って順に並ぶ第１ポンプ油圧室および第２ポンプ油圧室と、
   前記第１ポンプ油圧室と前記第２ポンプ油圧室とを連通する連通孔と、
   前記第２ポンプ油圧室から前記第１ポンプ油圧室に向かう方向に付勢され、前記連通孔を前記第２ポンプ油圧室側から塞ぐ第１ポンプ弁体を含む第１ポンプ逆止弁と、
   前記ハウジングにおける前記第２ポンプ油圧室を画成する部分に成形され、油圧機器の油圧室と接続される第１ポートと、
   前記ハウジングにおける前記第１ポンプ油圧室を画成する部分に成形され、供給油路と接続される第２ポートと、
   前記第１ポンプ油圧室から前記供給油路に向かう作動油の流れを制限する第２ポンプ逆止弁と、
   前記プランジャ本体部の前記第１ポンプ油圧室側に形成され、前記連通孔に挿通可能なプランジャ突起部と、
   前記ハウジングにおける前記プランジャ本体部の側面と対向する部分に形成され、排出油路と接続される第３ポートと、
   前記プランジャ本体部の前記第１ポンプ油圧室側から前記プランジャ本体部の側面に亘って貫通して形成される貫通路と、
   を備え、
   前記プランジャ本体部の側面における前記貫通路の開口と、前記プランジャ突起部の先端との間の前記プランジャの摺動方向の長さは、前記第３ポートと、前記連通孔との間の前記プランジャの摺動方向の長さよりも長く、
   前記プランジャ本体部の側面における前記貫通路の開口と、前記プランジャ本体部の側面における前記第１ポンプ油圧室側の端部との間の前記プランジャの摺動方向の長さは、前記第３ポートと前記第２ポートとの間の前記プランジャの摺動方向の長さよりも短い、
   プランジャポンプ。

Images