JPS59203844A - 圧縮比可変式内燃機関における圧縮比可変用副ピストン - 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】 本発明は、燃焼室に連通ずる副シリンダ内に副ピストン
を嵌挿し、該副ピストンの前後によって圧縮比を変更す
るようにした内燃機関において、前記圧縮比を変更の行
なうための圧縮ｉｉＪ変月１副ピストンの改良に関する
ものである。

内燃機関において出力を向上し、燃費を低減するには圧
縮比を高めることが好ましいが、圧縮比を高めると高負
荷、低回転域でノッキングが発生する。　このため先行
技術としての特開昭５６−８８９２６号公報は、圧縮比
を機関の回転数及び負荷に応して変更することを、また
、実開昭５６−７９６３９号公報は圧消、１比をノッキ
ングに応じて変更することを各々提案している。

そして、これら両先行便術はいずれもシリンダヘッドに
燃焼室に開口する副シリンダを穿設し、該副シリンダ内
に圧縮比可変用の副ピストンを摺動自在に嵌挿し一該副
ピストンを燃焼室に対して前後動することにより圧縮比
を変更するものであって、この場合、前記圧縮比可変用
の副ピストンは、燃焼室の燃焼熱にて高温になる一方、
負荷、回転数又はノッキングに応じて絶えず前後動する
ものであるから、該副ピストン外周と副シリンダ内周と
の間の摺動部は潤滑を行なう必要がある。

しかし、この圧縮比可変用ピストンに対する潤滑には、
主ピストンに対して用いられている一般の潤滑油方式を
採用することができないので、微小量の潤滑油による潤
滑が著しく困難で、潤滑油量が多くなって潤滑油の消費
量が増大したり、潤滑油量が過少になって焼付きを生じ
圧縮比の可変が不能になったりする事態を招来するので
あった。

本発明シ、前記のように燃焼室に開口する副シリンダ内
に圧縮比可変用の副ピストンを嵌挿し、該副ピストンを
前後動することによって圧縮比を変更するにおいて、前
記副ピストンの背面室に潤滑用の油を導入する一方、副
ピストンを、焼結合金又はセラミック等の耐熱性をイア
するポーラス組織の材料製にし一昔面室の油が副ピスト
ンの組織を、浸透したのち副ピストンの外周の摺動面に
滲み出るようにすることにより、圧縮比ｉ＋Ｊ変川両川
副ピストンする潤滑が微小量の油にて的確にできるよう
にしたものである。

以下本発明を実施例の図面について説明すると、図にお
いて（１）はシリンタブロック、（２）はシリンタブロ
ック（３）は前記シリンタブロック（１）のシリンダボ
ア（４）内を往復摺動するピストン、（５）は１）ｉｌ
記シリダヘッド（２）の下面を凹ませて形成した燃焼室
を各々示し一該燃焼室（５）にはシリングボアＩｓ’　
（２）に螺着した点火栓（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
上室ニ各々に各々開口し、該副シリンダのシリンダヘッ
ド上室への開１コ部にはこれをνにぐ蓋板（８）が設け
られている。　（９）は前記副シリンダ（７）内に摺動
自在に嵌挿した圧縮比可変用の副ピストンで、該副ピス
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（なるようになっており、こ
の副ピストン（９）の外周には燃焼室（５）にのぞム頂
面（９ａ）に近い部分に複数本のピストンＩＪ　ン’ｊ
　（９ｂ）が設けられ、且つこの副ピストン（９）はば
ね００にて後退方向に付勢され、また、副ピストン（９
）の背面（燃焼室（５）に対して裏側の面）には、当該
副ピストン（９）の中心から軸方向に延びるステム（１
υがで体的に設けられ、該ステムαのを前記蓋板（８）
を摺動自在に貫通して外方に突出する一方、副ピストン
（９）の背面と蓋板（８）との間に背面室α功を形成し
、該背面室αのに、機関に対する潤滑油等の作動油を逆
止弁０東付きポートα→を介して連続的に供給する。　
更に前記ステム０］）には背面室αのに連通ずる通路０
υを備え、且つステム（１１）が蓋板（８）より外方に
突出する部分には、前記背圧室α２内の作動油を流出す
るためのスピルポートＱｆ１９を穿設する。

α力はスピル体の一つの実施例であるスピルリングを示
し一該スピルリング０７）を前記ステム０１）に摺動自
在に被嵌して、ステム（］υの後退勤のときそのスピル
ポートαＱがスピルリング０７）によって閉し一ステム
０１）の前進動のときそのスピルポートＱ（９が開くよ
うに構成する。

そして−前記圧縮比可変用の副ピストン（９）の全体を
焼結合金又はセラミック等の耐熱性を有するポーラス組
織の材料製に構成して成るものである。

この構成において、スピルリング０７）を第１図に二点
鎖線で示すように燃焼室（５）の方向、つまりスピルポ
ートαＱを閉じる方向に移動操作すｉｔば、スピルポー
ト０Ｑの閉によって当該スピルポート０６）からの作動
油の流出が止まり、逆止弁（］、１伺きポート（１４）
から作動油が供給されている背圧室θ２の圧力が上昇す
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θ６）の開の所まで進行す
ると、スピルポートＱＱから作動油が流出を始め、この
流出量と背圧室０４への供給量とが゛ハラシスした時点
で副ピストン（９）の前進が停止する。

また、スピルリング（１７）を二点鎖線の位置から実線
の位置へと後退方向に移動操作すると−スピルポート０
６）が全開になり流出量が増加して背圧室０のの圧力が
低下するから１副ピストン（９）は燃焼室（５）の圧力
及び／又はばね００によって燃焼室（５）から離れるよ
うに後退し覧この後退がスピルポートα６）がスピルリ
ングαηにて閉じる所まで進行すると、スピルポート（
ＩＱからの流出量が減少し、その流出量が供給量とバラ
ンスした時点で１副ピストン（９）の後退勤が停止する
ことになり、スピルリングα力の移動操作によって副ピ
ストン（９）を前後動でき、これによって圧縮比を任意
に変更できるのである。

従って、前記スピルリングＱ７１に係合するレバー（］
８）の他端を、機関の負荷に関連するアクチェータＯＪ
に連結し、該アクチェータ０Ｑにより、機関の負荷の増
加に比例してスピルリングα力を後退移動するようにす
れば、圧ｆｒｊ６比を負荷の増加につれて次第に低く、
換言すれば負荷の減少につれて次第に高くなるように自
動制御することができ、また、前記アクチェータ（１９
）を機関の回転数にも関連して、回転数の増加につれて
圧縮比が次第に高くなるように自動制御することもでき
るのであり、更に前記アクチェータθ９）を、機関に設
けたノツキンクセンサーに関連し、圧縮比をノッキング
がないときには高く、ノッキングが発生するとこれに応
じて低くするように制御することもできるのである。

そして、前記圧縮比可変用副ピストン（９）の背面に、
機関に対する潤滑油等の作動油が流入する背面室αのを
形成する一方、前記副ピストン（９）を焼結合金又はセ
ラミック等の耐熱性を有するポーラス組織の材料製にし
たことにより、背面室０の内の油は副ピストン（９）の
組織内に浸透したのち、その外表面から滲み出ることに
なる。

この場合、副ピストン（９）の外表面のうち燃焼室１賃 （５）にのぞむ頂面（９ａ）には、燃焼（５）の高い圧
力が作△ 用していて、油は頂面（９ａ）からは滲み出う東い状態
になり、副ピストン（９）の外周面、つまり副シリング
（７）との摺動部に主として滲み出ることになるから、
摺動部を滲み出た微量の油によって確実に潤滑できるの
であり、この場合摺動部に滲み出る油の量は、ポーラス
材料のポーラス密度の増減によ−）　て任ｉに且つ微細
に設定できることはいうまでもない。

しかし−前記副ピストン（９）の頂面（９ａ）には燃焼
室（５）内の圧力が作用して、油が滲み出難い状態にな
ってはいるが、吸気行程等のように燃焼室（５）内の圧
力が低くなる時期に若干の油が滲み出ることになるから
、これを防止するには、副ピストン（９）における頂面
部のみを非ポーラスの組織又はポーラスの密度を高める
等して１副ピストン（９）の頂面部を除く部分のみをポ
ーラス材料にすれば良い。

すなわち、適宜密度のポーラス材料製の副ピストン（９
）の頂面（９ａ）に−非ボーラス組織の耐熱性材料をメ
タリコン等によって一体的に接合したり、副ピストン（
９）の全体をポーラス材料で成型したのちその頂面部分
のみにポーラス組織を詰めるような物質を含浸させたり
、或いは副ピストン（９）の全体をポーラス材料で成型
するに際して、頂面部におけるポーラス組織の密度を１
他の部分より高めるように成Ｊ〜ＩＪするのである。

このようにすると、副ピストン（９）の組織内に浸透し
た油の頂面（９ａ）からの滲み出はなくなるか或はきわ
めて小量になって、摺動部へのδみ出が確実になるから
、摺動面の潤滑がより確実になると共に油の消費量がよ
り少なくなるのである。

以上実施例について説明したが本発明は、シリンダヘッ
ドに層撚焼室に開口する副シリンダを穿設し、該副シリ
ンダ内に摺動自在に嵌挿した副ピストンの前後動によっ
て圧縮比を変更するようにした内燃機関においてｂ　１
ｉｉＪ記圧セ１１比ｉ＋Ｊ変川副ピストンの背面に油を
導入するようにした背面室を設ける一方、前記圧縮比可
変用副ピストンを、耐熱性を有するポーラス組織の材料
にて構成して成るもので、副ピストンと副シリンダとの
摺動部を。

副ピストンの組織を浸透する微量の油によって潤滑でき
るから１潤滑油の消費量の増大を招来することなく副ピ
ストンの焼１」きを確実に防止できるのである。

また、本願の第２の発明は、圧縮比ｉｉＪ変用制用副ピ
ストンその頂面部を除（？’；’＋ｉ分のみをポーラス
組織の材料にて構成したことにより、前記第１の発明の
効果をより的確に助長できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す機関要部の縦断正面図であ
る。 （１）・・・シリンダブロック、（２）・・・シリンタ
ヘッド。 （５）・・・燃焼室％（７）・・・副シリンダ、（９）
・・・副ピストン、Ｏｚ・・・背面室。 特許出願人　タイハツ工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）。シリンダヘッドに、燃焼室に開口する副シリン
   ダを穿設し、該副シリンダ内に摺動自在に嵌挿した副ピ
   ストンの前後動によって圧縮比を変更するようにした内
   燃機関において、前記圧縮比可変用副ピストンの背面に
   油を導入するようにした背面室を設ける一方、前記圧縮
   比可変用副ピストンを、耐熱性を有するポーラス組織の
   材料にて構成したことを特徴とする圧縮比可変内燃機関
   における圧縮比可変用副ピストン。
2. （２）。シリンダヘッドに、燃焼室に開口する副シリン
   ダを穿設し一該副シリンダ内に摺動自在に嵌挿した副ピ
   ストンの前後動によって圧縮比を変更するようにした内
   燃機関において一前記圧縮比可変副ピストンの背面に油
   を導入するようにした背面室を設ける一方、前記圧縮比
   可変用副ピストンを、その燃焼室にのぞむ頂面部を除く
   部分のみをポーラス組織の材料にて構成したことを特徴
   とする圧縮比可変式内燃機関における圧縮比弓変用副ピ
   ストン。