JPS6075728A - 内燃機関における圧縮比の可変装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

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

内燃機関において出力を向」ニし、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
負荷域等においてノンキングが発生ずる。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じて変更することを、また
、実開昭５６−７９６３６号公報は、圧縮比をノッキン
グに応じて変更することを各々提案している。

そし°ζ、前記両先行技術におりる可変装置は、いずれ
も燃焼室に連通ずる副シリンダ内に嵌挿した副ピストン
を燃焼室に対し゛ζ前後動することにより圧縮比を変更
するにおいて、前記副ピストンを、当該副ピストンから
副シリンダ外に突出したロンドを介してこれと同一軸線
」二に設けた油圧シリングに関連することにより、該油
圧シリンダにて副ピストンを機関の負荷又はノッキング
に応じて前後動するものであるが、ここにおける副ピス
トンには燃焼室内の著しい高い爆発圧力が作用するから
、この高い爆発圧力をロンドを介して油圧シリンダにて
支持するためにはロンド及び油圧シリンダは相当頑丈な
ものに構成しなけばならないことに加えて、この油圧シ
リンダを副シリンダ外に設けることは、その取りイ」リ
スペースの増大により機関が大型になる等の問題があっ
た。

これに対して本発明考達は、先願の特許出願（特願昭５
７−４８２９４号）において、燃焼室に連通ずる副シリ
ンダ内に嵌挿した副ピストンを、機関の運転中において
前後動するにあたり、前記副ピストンの背面室を油圧室
としてごれに作動油を供給する一方、前記副ビスｉ・ン
から副シリンダ外に突１１０“るようにステムを副ピス
トンの軸方向に設り、該ステムの突出端には、前記油圧
室内の作動油が流出するようにしたスピルボートを穿設
すると共に、当該ステムの後退勤によってスピルボート
が閉じステムの前進動によっ°ζスピルボートが開（よ
うにしたスピル体をステムに対して相対動自在に設け、
このスピル体の作動にて前記スピルボートの開閉位置を
、ステムの軸方向に変位することにより、副ピストンを
前後動するように構成し、以て前記先行技術において副
シリンダ外に設けている油圧シリンダを省略した可変装
置を提案した。

本発明は、前記先願発明において、その副ピストンの前
後動によって、スピルボートから空気を油圧室に吸入す
るのを阻止して、作動の確実性及び耐久性をより向上し
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はシリンダブロック、２はシリンダへ、［°、３
はシリンダボア４内を往復摺動するピストン、５は前記
シリンダヘノＩ”　２の下面を凹ま・Ｕて形成した燃焼
室を各々示し、前記燃焼室５にはその略中心位置にシリ
ンダヘン１−２に螺着した点火栓６がのぞむと共に、図
示しない吸気ボート及び排気ボートが開口している。

７は前記シリンダヘッド２に穿設した副シリンダで、該
副シリンダ７は、下側が燃焼室５に上側がシリンダヘッ
ド２の上面におけるシリンダヘッド上室に各々開口し、
この副シリンダ７のシリンダへノド」１室への開口部に
は、これを塞ぐ蓋板８が設りられている。９は前記副シ
リンダ７内に摺動自在に嵌挿した副ビスＩ・ンで、該副
ピストン９の外周にはピストンリング９ａを備え、この
副ピストン９が燃焼室５の方向に前進すると燃焼室の容
積が減少して圧縮比が高くなり、副ピストン９が燃焼室
５から離れる方向に後退すると燃焼室の容積が増大して
圧縮比が低くなるようになっている。

前記副ピストン９の背面と蓋板８との間に油圧室１０を
形成し、該油圧室ｌＯに、図示しない油圧源からの作動
油を作動油供給通路１１を介して供給するよ・）になっ
ており、この作動油供給通路１１中には、燃焼室５の圧
力が高くなるとき、換君ずれば圧縮行程及び爆発行程に
おいて作動油供給通路１１を閉しるようにした制御弁の
一つの実施例である所の逆止弁１２が設けられている（
この制御弁としては、機関の回転に連動して機関の圧縮
行程及び爆発行程において作動油供給通路１１を閉じる
ようにしたロータリ一式のものにしても良い）。

また、前記副ピストン９の背面には、副シリンダ７の軸
線と平行に延びるステム１３を連結し、該ステム１３を
、前記蓋板８を摺動自在に貫通して副シリンダ７外に突
出する、このステム１３にはその軸方向に延びる通孔１
４を備え、該通孔１４の一端は前記副ピストン９内の部
屋１５及び孔１６を介して前記油圧室１０に連通し、前
記ステム１３の副シリンダ７外への突出端には、前記油
圧室１０内の作動油をシリンダヘッド」１室に放出する
ためのスピルボート１７を穿設する。

前記ステム１３の副シリンダ７外への突出端には、スピ
ル体の一つの実施例であるスピルリング１８を摺動自在
に被嵌して、ステムＩ３が後退勤するときそのスピルボ
ート１７がスピルリング１８の下面における開閉用端面
１９によって閉し、ステム１３が前進動するときスピル
ボー１−　］　７　、’ｌ＜スピルリング」８の開閉用
端面１９から開くように構成する一方、前記スピルリン
グエ８をこれに係合したレバー２０の回動にてステム１
３の軸方向に移動調節するように構成する。

そして、前記ステム１３における通孔１４には、油圧室
ＩＯからスピルボート１７への方向にのみ開くようにし
た逆止弁２１を設けてなるものである（なお、この逆止
弁２１は、前記孔１６に設けてもよい）。

この構成において、作動油供給通路１１中の逆止弁１２
は油圧室１０の圧力ひいては燃焼室５の圧力が低いとき
において油圧源側の圧力によって開い°乙油圧室１０に
作動油が供給され、油圧室１０に入った作動油は逆止弁
２１を開いてスピルホード１７から流出する。このとき
スピルリング１８を第１図に実線で示す位置から二点鎖
線で示す位置へと前進方向に移動すると、スピルボー１
゛Ｉ７の閉によって当８亥スピルボー１・１７からの作
動油の流出が止まり、吸気行程や排気行程のように燃焼
室５の圧力が低いときにおいて作動油が供給されている
油圧室１０の圧力によって、副ピストン９を燃焼室側に
押す力が、燃焼室の圧力によって副ピストンを燃焼室か
ら後退させる方向に押す力より強くなるから、副ピスト
ン９は燃焼室５に向って前進し、この前進がスピルボー
１−１７におりる開閉用端面１９から開の所まで進行す
ると、スピルボート１７から作動油が流出を始め、この
流出量と油圧室１０への供給量とがバランスした時点、
即ちこのとき油圧室内の油圧によって副ピストンを燃焼
室に押す力と、燃焼室内の圧力により副ピストンを燃焼
室から後退する方向に押す力がバランスした時点で、副
ピストン９の前進が停止する。また、スピルリング１８
を二点鎖線の位置から実線の位置への後退方向に移動す
ると、スピルボ−１−１７が全開になり、スピルボート
１７からの流出量が増加して、油圧室１ｏの圧力が低下
するから、副ピストン９は、燃焼室５の圧力によって燃
焼室から離れるように後退し、この後退がスピルボー１
−１７がスピルリングＩ８の開閉用端面１９にζ閉じる
所まで進行すると、その流出■が供給量とバランスした
時点で、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１８の移動調節によって、副ピストン９の
位置を任意に変更でき、ひいては圧縮比を機関の運転中
において任意に変更できるのである。

一方、スピルリング１８を一定の位置にした状態におい
て、機関が排気行程等になって燃焼室５の圧力が低下す
ると、油圧室１０の油圧によって副ピストン９を前進方
向に押す力が、燃焼室５内の圧力によって副ピストン９
を後退方向に押す力より大きくなって、副ピストン９が
燃焼室に向って前進するが、この前進は、当該前進に伴
ってスピルボー１・１７がスピルリング１８における開
閉用端面１９から開き油圧室の圧力が低下した時点で停
止する。また、機関が爆発行程になって、副ピストン９
に大きな爆発圧力を受けると、この爆発圧力に゛ζ当該
副ピストン９が後退してスピルボート１７がスピルリン
グ１８の下端面１９にて閉じる一力、油圧室１０への作
動油供給通路１１中の逆止弁１２が閉じ、油圧室ＩＯの
作動油しよ、当該油圧室１０内に閉じ込められた状態に
なる力・ら、これにより副ピストンはこれ以降後退する
ことなく当該副ピストンに対する大きな爆発圧力を支受
するのであり、この場合においてスピルボートト１７が
閉じるまでの間におＬＪる作動／１１１の流出及びその
後の圧力上昇が、燃焼室内での混合気の爆発燃焼による
副ピストン９に対する衝撃を吸収・緩和するのである。

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

この場合、油圧室１０からスピルボー１−１’Ｎこ至る
通孔１４及び孔１６等の作動油通路に逆１１二弁２１が
設けられていないときには、スピルボート１７がら空気
を油圧室に吸い込むことにより、副ピストンの前進スト
ロークが増大すると共に、作動油に気泡が混入して作動
油による副ピストンの１ｉｉＪ　ｉ＆作動が阻害するこ
とになる。これに対して本発明は、油圧室１０からスピ
ルボート１７に至る作動油通路に、油圧室１０からスピ
ルボート１７への方向にのみ開（ようにした逆止弁２１
を設けたものであるから、油圧室１０の圧力が、機関の
吸気行程時に大気圧以下になっても、スピルボート１７
からの空気の吸い込みは前記逆止弁２１の閉によって阻
止できる。従って、この時の副ピストンの前進ストロー
クを小さくできると共に、作動油に気泡が混入するのを
防止できるのである。

また、機関の停止時にスピルボート１７が大気に開口し
ている場合があり、この場合前記逆止弁２１がないとき
には油圧室１０はスピルボート１７を介して大気に連通
しているので、次の機関始動時にクランキングして燃焼
室に負圧が発生したとき、副ピストン９は油圧室１０へ
の作動油の油圧が」１昇するまでの間、油圧室１０に大
気空気を吸収しつつ大きく前進し、機関の始動後、元の
位置に戻る往復動を行なうが、油圧室１０がらスピルボ
ート１７に至る作動油通路に逆止弁２１を設けると、機
関の停止時にスピルボ＝１−１７が大気に開口していて
も、次の始動時にスピルボート１７から油圧室１０への
大気空気の吸入は逆止弁２１によ）て阻止できるから、
機関の始動に際して作動油が上昇するまでの間におり−
する副ピストン９の前進ストロークを低減できるのであ
る。

なお、前記油圧室１０に供給する作動油としては、機関
における潤滑油、又は自動車のパワーステアリング機構
における作動油、若しくは自動車のオートマチック変速
装置における作動油を用いることができる、また、前記
実施例はスピル体の一つの実施例としてスピルリング１
８にした場合を示したが、第３図Ｇ出示すようにステム
１３ａを中空軸に形成し、該ステム１３ａ内にスピル体
１８ａを摺動自在に嵌挿して、このスピル体１８ａによ
ってスピルボー）１７ａを開閉するようにしたものにし
ても良い。

以上の通り本発明は、前記した先願発明においてその副
ピストンが、機関の吸気行程の時に燃焼室に向って前進
し次いで元の位置に後退するときのストローク及び機関
の始動に際してのストロークを縮小できるから、副ピス
トン及び該副ピストンが嵌る副シリンダの摩耗を低減で
きて、その耐久性を向上できる一方、作動油への気泡の
混入によって、作動不良を生じることを確実に防止でき
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は機関要部の縦断
正面図、第２図は第１図の■−■視断面断面図３図はス
ピルボー１・とスピル体との別例図である。 １・・・・シリンダブロック、２・・・・シリンダヘッ
ド、５・・・・燃焼室、７・・・・副シリンダ、９・・
・・副ピストン、１０・・・・油圧室、１１・・・・作
動油供給通路、１２・・・・逆止弁、工３．１３ａ・・
・・ステム、１４・・・・通孔、１６・・・・孔、１７
．１７ａ・・・・スピルボート、１８．１８ａ・・・・
スピル体、２１・・・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、燃焼室に連通ずる副シリンダ内に副ピストンを
   摺動自在に嵌挿し、該副ピストンの背面に油圧室を形成
   し、該油圧室への作動油供給通路中に、油圧室に圧力」
   二昇を生じるとき閉じるようにした制御弁を設りる一方
   、前記副ピストンから副シリンダ外に突出するよ・うに
   ステムを副ピストンの軸方向に設り、該ステムの突出端
   には前記油圧室内の作動油が流出するようにしたスピル
   ボー１−を穿設し、このステムの突出端には、当該ステ
   ムの後退勤によってスピルボートが閉じ、ステムの前進
   動によってスピルボートが開くようにしたスピル体を、
   ステムに幻しＣ相対動自在に設け、該スピル体に、当該
   スピル体によるスピルボートの開閉位置をステムの軸方
   向に変位するようにした手段を設け、且つ、前記油圧室
   から、スピルボートに至る作動油通路には、油圧室から
   スピルボートへの方向にのみ開くようにした逆止弁を設
   けたことを特徴とする内燃機関における圧縮比の可変装
   置。