特許 6805783 可変圧縮比機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6805783

(24)【登録日】2020年12月8日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】可変圧縮比機構

(51)【国際特許分類】

   F02B 75/04 20060101AFI20201214BHJP

   F16J 1/14 20060101ALI20201214BHJP

   F16C 7/02 20060101ALI20201214BHJP

   F02B 75/32 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   F02B75/04

   F16J1/14

   F16C7/02

   F02B75/32 A

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-240509(P2016-240509)

(22)【出願日】2016年12月12日

(65)【公開番号】特開2018-96259(P2018-96259A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年11月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】増田 裕

(72)【発明者】

【氏名】百々 泰

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１０６２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２０３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５２−９３９９６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ７５／０４

Ｆ０２Ｂ ７５／３２

Ｆ１６Ｃ ７／０２

Ｆ１６Ｊ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストンとクロスヘッドとを接続する接続部材と、
前記接続部材に相対的に回転可能に螺合され、前記ピストンのストローク方向の移動が規制された回転部材と、
前記接続部材に設けられた被規制部に対し、前記回転部材の回転方向に対向し、前記接続部材の回転を規制する規制部と、
を備える可変圧縮比機構。

【請求項2】

前記接続部材は、前記ピストンが設けられるピストンロッドに接続される請求項１に記載の可変圧縮比機構。

【請求項3】

前記接続部材は、前記ピストンが設けられるピストンロッドである請求項１に記載の可変圧縮比機構。

【請求項4】

前記接続部材は前記回転部材に挿通されている請求項１から３のいずれか１項に記載の可変圧縮比機構。

【請求項5】

前記回転部材に形成されたネジ溝に螺合する回転駆動部材を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の可変圧縮比機構。

【請求項6】

前記回転駆動部材の回転軸中心に対して偏心した位置に設けられる当接部と、
前記ピストンが下死点に位置するとき、前記当接部に当接する被当接部と、
を備える請求項５に記載の可変圧縮比機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ピストンとクロスヘッドを備えるエンジンの可変圧縮比機構に関する。

【背景技術】

【0002】

ユニフロー掃気式２サイクルエンジンは、例えば、船舶の機関として用いられる。ユニフロー掃気式２サイクルエンジンでは、ピストンロッドの一端にピストンが設けられる。ピストンロッドの他端にはクロスヘッドが設けられる。連接棒（コネクティングロッド）は、クロスヘッドとクランクシャフトを連結する。クロスヘッドの往復移動がクランクシャフトの回転移動に変換される。

【0003】

特許文献１のエンジンは、クロスヘッド型エンジンであって、ピストンロッドの下端には、油圧ピストンが当接している。クロスヘッド内にはネジ孔が形成される。ネジ孔内には、ネジ孔に螺合するネジ部材が配される。ネジ部材の上端は、油圧室の下壁をなしている。ネジ部材の下端には、ピニオンが設けられる。歯型ラックが移動してピニオンが回転すると、ネジ部材がネジ孔内を昇降する。ネジ部材の昇降によって油圧ピストンとともにピストンロッドが昇降する。こうして、ピストンの上死点の位置が変化して圧縮比が可変となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−０２０３７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の特許文献１に記載の構成では、ネジ部材が回転しながらストローク方向に昇降する。ネジ部材の回転がピストンロッドに伝達されると、ピストンが回転してしまう。ピストンが回転した場合にどのような現象が生じるのか確認されておらず、不確定要因となってしまう。そのため、ネジ部材とピストンロッドとの間に油圧室を設けるなどして、ネジ部材の回転をピストンロッドに伝達させない工夫が必要となる。しかし、ネジ部材とピストンロッドとの間に油圧室を設けると、油圧室の油圧を確保するための機構を要し、構造が複雑となってしまう。

【0006】

本開示は、このような課題に鑑み、ピストンを回転させずに圧縮比を可変とする機能を簡易な構成で実現することが可能な可変圧縮比機構を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る可変圧縮比機構は、ピストンとクロスヘッドとを接続する接続部材と、接続部材に相対的に回転可能に螺合され、ピストンのストローク方向の移動が規制された回転部材と、接続部材に設けられた被規制部に対し、回転部材の回転方向に対向し、接続部材の回転を規制する規制部と、を備える。

【0008】

接続部材は、ピストンが設けられるピストンロッドに接続されてもよい。

【0009】

接続部材は、ピストンが設けられるピストンロッドであってもよい。

【0010】

接続部材は回転部材に挿通されていてもよい。

【0011】

回転部材に形成されたネジ溝に螺合する回転駆動部材を備えてもよい。

【0012】

回転駆動部材の回転軸中心に対して偏心した位置に設けられる当接部と、ピストンが下死点に位置するとき、当接部に当接する被当接部と、を備えてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、ピストンを回転させずに圧縮比を可変とする機能を簡易な構成で実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ユニフロー掃気式２サイクルエンジンの全体構成を示す図である。

【図2】可変圧縮比機構を構成する部材の分解斜視図である。

【図3】可変圧縮比機構を構成する部材の組立後の斜視図である。

【図4】クロスヘッドピン全体の斜視図である。

【図5】クロスヘッドピンとクロスヘッドピンの内部の部材および可動装置の分解斜視図である。

【図6】クロスヘッド近傍の部材の断面図である。

【図7】可動装置の内部構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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、理解を容易とするための例示にすぎず、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。

【0016】

図１は、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の全体構成を示す図である。本実施形態のユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、例えば、船舶の機関として用いられる。ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、シリンダ１１０と、ピストン１１２と、ピストンロッド１１４と、クロスヘッド１１６と、連接棒１１８と、冷却器１２０と、環状配管１２２と、排気通路１２４と、を含んで構成される。

【0017】

ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００では、シリンダ１１０内をピストン１１２が摺動する。ピストン１１２の上昇行程および下降行程の２行程の間に、排気、吸気、圧縮、燃焼、膨張が行われる。ピストン１１２には、ピストンピン１２６を介してピストンロッド１１４の一端が取り付けられる。ピストンロッド１１４の他端側には、クロスヘッド１１６がクロスヘッドピン１２８を介して連結される。クロスヘッド１１６は、ピストン１１２とともに往復移動する。ピストン１１２の往復移動に伴いクロスヘッド１１６が往復移動する。

【0018】

シリンダ１１０の下方には、ガイド部が設けられる。クロスヘッド１１６はガイド部によって、ピストン１１２のストローク方向（以下、単にストローク方向という）に垂直な方向（図１中、左右方向）の移動が規制されている。

【0019】

連接棒１１８は、クロスヘッド１１６およびクランクシャフトを連結する。連接棒１１８の一端には、貫通孔が設けられる。クロスヘッドピン１２８は、連接棒１１８の貫通孔に挿通される。ピストンロッド１１４の他端、および、連接棒１１８の一端は、クロスヘッド１１６を介して接続されている。

【0020】

連接棒１１８の他端は、クランクシャフトが回転自在に連結される。ピストン１１２の往復移動に伴いクロスヘッド１１６が往復移動する。クロスヘッド１１６の往復移動に連動して、クランクシャフトが回転する。ピストン１１２の往復移動に応じて、シリンダ１１０内に冷却器１２０によって冷却された活性ガスが吸入される。活性ガスは、酸素、オゾン等の酸化剤、または、その混合気（例えば空気）を含む。

【0021】

環状配管１２２は、シリンダ１１０の径方向外側（以下、単に径方向外側という）に位置する。また、環状配管１２２は、シリンダ１１０の周方向に環状に延在する。環状配管１２２は、シリンダ１１０を囲繞する。不図示の燃料タンクに貯留された燃料ガスは、環状配管を通って、シリンダ１１０の径方向外側に流出する。シリンダ１１０の径方向外側に流出した燃料ガスは、活性ガスと共にシリンダ１１０内に吸入される。

【0022】

ガス運転モードにおいては、エンジンサイクルにおける所望の時点で適量の燃料油が噴射される。かかる燃料油は、燃焼室の熱で気化するとともに自然着火する。自然着火した燃料油は、僅かな時間で燃焼して、燃焼室の温度を極めて高くする。燃料ガスは、燃焼室で燃料油の燃焼熱によって昇温されて燃焼する。ピストン１１２は、主に燃料ガスの燃焼による膨張圧によって往復移動する。

【0023】

ディーゼル運転モードにおいては、環状配管１２２への燃料ガスの供給が停止される。ガス運転モードにおける燃料油の噴射量よりも多量の燃料油が燃焼室に噴射される。ピストン１１２は、燃料ガスではなく、燃料油の燃焼による膨張圧によって往復移動する。

【0024】

このように、ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００は、ガス運転モードとディーゼル運転モードの一方の運転モードを選択的に実行する。ユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００には、可変圧縮比機構２００が設けられている。可変圧縮比機構２００は、運転モードに応じてユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の圧縮比を可変とする。以下、可変圧縮比機構２００について詳述する。

【0025】

図２は、可変圧縮比機構２００を構成する部材の分解斜視図である。図２に示すように、可変圧縮比機構２００は、クロスヘッド１１６を含んで構成される。クロスヘッド１１６は、２つのリング部１１６ａを有する。２つのリング部１１６ａは、ストローク方向に垂直な方向に対向する。

【0026】

２つのリング部１１６ａには、クロスヘッドピン１２８が挿通される。クロスヘッドピン１２８は、外形が大凡円柱形状である。クロスヘッドピン１２８の内部に空間が形成される。クロスヘッドピン１２８の内部の空間は、上方に開口している。クロスヘッドピン１２８の内部には、ネジ部材２０２（接続部材）などが収容される。ネジ部材２０２の上方には、球面スイベル２０４が配され、球面スイベル２０４の上方にピストンロッド１１４が配される。ピストンロッド１１４とネジ部材２０２との間に球面スイベル２０４が挟まれる。

【0027】

カップリング部材２０６は、ストローク方向に見たとき、互いに大凡対称な半円弧形状の２つの部材からなる。２つの部材を合わせると環状となる。２つの部材は、不図示の締結部材によって締結される。カップリング部材２０６の間に、ネジ部材２０２の一端、球面スイベル２０４、ピストンロッド１１４の他端が挟まれる。ネジ部材２０２、球面スイベル２０４、ピストンロッド１１４は、カップリング部材２０６によって締結される。ネジ部材２０２は、ピストンロッド１１４を介してピストン１１２とクロスヘッド１１６を接続する。連接棒１１８の一端には、円筒部１１８ａが設けられる。円筒部１１８ａには、クロスヘッドピン１２８が挿通される。

【0028】

図３は、可変圧縮比機構２００を構成する部材の組立後の斜視図である。図３に示すように、円筒部１１８ａは、クロスヘッド１１６の２つのクロスヘッドピン１２８の間に挟まれる。クロスヘッドピン１２８は、クロスヘッド１１６と連接棒１１８に挿通されて双方を連結する。連接棒１１８の円筒部１１８ａは、クロスヘッドピン１２８に対して回転可能となっている。

【0029】

円筒部１１８ａを形成する上方の壁部には、ストローク方向に貫通する貫通孔が形成される。カップリング部材２０６は、この貫通孔に挿通される。この貫通孔には、ピストンロッド１１４の他端および球面スイベル２０４が位置する。このように、クロスヘッド１１６（クロスヘッドピン１２８）を介して、ピストンロッド１１４と連接棒１１８が連結されている。

【0030】

クロスヘッドピン１２８のうち、中心軸方向の一方の端面には、可動装置２２０が設けられる。可動装置２２０の下方には、油圧シリンダ２２２、２２４（被当接部）が配される。油圧シリンダ２２２、２２４は、ピストン１１２が下死点にあるときにクロスヘッド１１６が位置する部位近傍に設けられる。可動装置２２０および油圧シリンダ２２２、２２４については、後に詳述する。

【0031】

図４は、クロスヘッドピン１２８全体の斜視図である。図４に示すように、クロスヘッドピン１２８には、ピン穴１２８ａが形成される。ピン穴１２８ａによってクロスヘッドピン１２８の内部の空間が形成される。また、クロスヘッドピン１２８は、収容穴１２８ｂを有する。

【0032】

収容穴１２８ｂは、クロスヘッドピン１２８のうち、ピン穴１２８ａに対して中心軸方向に直交（交差）する方向に位置する。収容穴１２８ｂは、クロスヘッドピン１２８の外周面から窪んでいる。収容穴１２８ｂは、中心軸方向にストローク方向よりも長く延在する。収容穴１２８ｂの底面には、ピン穴１２８ａが開口する。

【0033】

図５は、クロスヘッドピン１２８とクロスヘッドピン１２８の内部の部材および可動装置２２０の分解斜視図である。図５に示すように、クロスヘッドピン１２８には、下方ブッシュ２２６、ライナー２２８、ナット２３０（回転部材）、ネジ部材２０２、上方ブッシュ２３２、リテーナ２３４、キー２３６（規制部）が設けられる。クロスヘッドピン１２８の収容穴１２８ｂには、ウォーム２３８（回転駆動部材）、ベアリング２４０、ベアリングキャップ２４２が設けられる。

【0034】

下方ブッシュ２２６、ライナー２２８、ナット２３０、上方ブッシュ２３２、リテーナ２３４には、ネジ部材２０２が挿通される。下方ブッシュ２２６、ライナー２２８、ナット２３０、上方ブッシュ２３２は大凡環状である。ナット２３０の外周面には、周方向に亘ってネジ溝２３０ａが形成される。ネジ溝２３０ａは、ナット２３０の上端面２３０ｂから離隔している。ネジ溝２３０ａの中心は、ナット２３０の中心軸方向の中心に対して下方にずれている。ただし、ネジ溝２３０ａの中心は、ナット２３０の中心軸方向の中心に対して上方にずれてもよいし、ナット２３０の中心軸方向の中心に位置してもよい。ネジ溝２３０ａの中心軸方向の位置は限定されない。

【0035】

ネジ部材２０２の外周面には、ネジ部２０２ａが設けられる。ネジ部２０２ａには、ネジ溝が形成されている。ネジ部２０２ａは、ネジ部材２０２の下端から上端側に向って延在する。ネジ部２０２ａは、ネジ部材２０２の上端面から僅かに下方に離隔している。ネジ部材２０２の上端面２０２ｂは、中心ほど上方に突出する向きに湾曲している。上端面２０２ｂは、球面スイベル２０４の下端面に当接する。球面スイベル２０４の下端面は、ネジ部材２０２の上端面２０２ｂに沿った湾曲形状となっている。

【0036】

ネジ部材２０２の外周面には、キー溝２０２ｃ（被規制部）が形成される。キー溝２０２ｃは、ネジ部材２０２の上端面２０２ｂからストローク方向に延在している。上方ブッシュ２３２には、キー溝２０２ｃと同じ周方向の位置に切欠部２３２ａが形成される。

【0037】

キー２３６は、大凡直方体形状である。キー２３６は、ネジ部材２０２のキー溝２０２ｃおよび上方ブッシュ２３２の切欠部２３２ａに嵌合する。キー２３６は、キー溝２０２ｃの側壁２０２ｄに対して、ナット２３０の回転方向に対向する。

【0038】

ウォーム２３８は、収容穴１２８ｂに収容される。ウォーム２３８の一端は、クロスヘッドピン１２８のうち、中心軸方向の一方の端面から突出し、可動装置２２０に連結される。ウォーム２３８は、可動装置２２０によって回転する。ウォーム２３８は、ネジ部２３８ａを有する。ネジ部２３８ａの外周面には、周方向に亘ってネジ溝が形成される。ベアリング２４０は、環状部材である。ベアリング２４０は、ウォーム２３８の回転軸方向に離隔して２つ設けられる。ベアリング２４０は、ウォーム２３８を軸支する。

【0039】

ベアリングキャップ２４２は、２つ設けられる。ベアリングキャップ２４２は、大凡直方体形状である。ベアリングキャップ２４２は、ベアリング２４０を収容穴１２８ｂの底面側に向って支持する。

【0040】

図６は、クロスヘッド１１６近傍の部材の断面図である。図６には、ネジ部材２０２の中心軸を通りクロスヘッドピン１２８の中心軸に垂直な平面による断面を示す。図６に示すように、下方ブッシュ２２６は、クロスヘッドピン１２８のピン穴１２８ａのうち、下方に配される。ライナー２２８は、ピン穴１２８ａに配される。ライナー２２８は、下方ブッシュ２２６に上方から当接する。

【0041】

ナット２３０は、ピン穴１２８ａに配される。ナット２３０はライナー２２８に上方から当接する。ライナー２２８は、ナット２３０から作用する荷重を受ける。ナット２３０は、ネジ部２３０ｃを有する。ネジ部２３８ａの内周面にはネジ溝が形成される。ネジ部２３０ｃは、ネジ部材２０２のネジ部２０２ａに螺合する。

【0042】

リテーナ２３４は、ピン穴１２８ａの上方に位置する。リテーナ２３４は、クロスヘッドピン１２８のうち、ピン穴１２８ａが開口する上面１２８ｃに当接する。リテーナ２３４の下端部は、ピン穴１２８ａに挿通される。ナット２３０の上端面２３０ｂは、リテーナ２３４の下端部に当接する。ナット２３０は、リテーナ２３４によって上方から押さえられる。ナット２３０は、リテーナ２３４によってストローク方向の移動が規制される。

【0043】

上方ブッシュ２３２は、リテーナ２３４の内部に配される。上方ブッシュ２３２にネジ部材２０２が挿通され、その径方向外側にリテーナ２３４が位置する。上記のように、キー２３６は、ネジ部材２０２のキー溝２０２ｃおよび上方ブッシュ２３２の切欠部２３２ａ（図５参照）に嵌合する。キー２３６は、リテーナ２３４の内部に配される。

【0044】

ウォーム２３８の中心軸方向は、クロスヘッドピン１２８の中心軸方向に平行に配される。ウォーム２３８のうち、ネジ部２３８ａが形成された部位は、収容穴１２８ｂからピン穴１２８ａに突出する。ウォーム２３８のネジ部２３８ａは、ナット２３０のネジ溝２３０ａに螺合する。ここでは、ウォーム２３８の中心軸方向がクロスヘッドピン１２８の中心軸方向と平行である場合について説明した。しかし、ウォーム２３８のネジ部２３８ａがナット２３０のネジ溝２３０ａに螺合すれば、ウォーム２３８は、他の向きに配されてもよい。例えば、ウォーム２３８の中心軸方向が、クロスヘッドピン１２８の中心軸方向に対して垂直、または、斜めに交差する向きに、ウォーム２３８が配されてもよい。

【0045】

可動装置２２０によってウォーム２３８が回転すると、ネジ部２３８ａおよびネジ溝２３０ａを介してナット２３０が回転する。ナット２３０の内側のネジ部２３０ｃに螺合するネジ部材２０２は、キー２３６によって回転が規制される。そのため、ナット２３０は、ネジ部材２０２に対して相対回転する。こうして、ネジ部材２０２は、ストローク方向に昇降する。ここでは、キー２３６が、ネジ部材２０２のうちの上方側であってリテーナ２３４の内部に配される場合について説明した。しかし、キー２３６は、ネジ部材２０２のうちの下方側に配されてもよい。この場合、クロスヘッドピン１２８のピン穴１２８ａに、キー２３６が嵌合するキー溝が形成される。

【0046】

ネジ部材２０２の昇降に伴い、ピストンロッド１１４およびピストン１１２が昇降する。すなわち、ピストン１１２の上死点の位置が可変となる。こうして、運転モードに応じてユニフロー掃気式２サイクルエンジン１００の圧縮比を可変とすることが可能となる。

【0047】

また、ネジ部材２０２の回転はキー２３６によって規制されている。そのため、ピストン１１２にナット２３０の回転が伝達されない。このように、キー２３６によってネジ部材２０２の回転を規制することで、ピストン１１２を回転させずに圧縮比を可変とする機能を、簡易な構成で実現することが可能である。

【0048】

図７は、可動装置２２０の内部構造を示す図である。図７に示すように、可動装置２２０のケーシングの内部には、ウォーム２３８の一端が進入している。歯車２４４は、ウォーム２３８の一端に取り付けられる。歯車２４４は、ウォーム２３８と一体回転する。歯車２４４は、可動装置２２０のケーシングに対して相対回転可能である。

【0049】

可動装置２２０のケーシングの内部には、２つの係止部材２４６、２４８が配される。係止部材２４６、２４８は、一端側が軸支されており、一端側を中心に回転可能である。

【0050】

２つの係止部材２４６、２４８の間には、カム２５０が配される。カム２５０は、不図示のモータによって回転する。係止部材２４６、２４８は、カム２５０から作用する力によって、一端側を中心に回転する。具体的に、カム２５０によって押圧されると、係止部材２４６、２４８は、他端が歯車２４４から離隔する。係止部材２４６、２４８は、カム２５０から離隔すると、他端が歯車２４４に当接する。

【0051】

図７に示すように、係止部材２４６が嵌合位置にあるとき、可動装置２２０が反時計回りに回転すると、歯車２４４は、係止部材２４６に押圧されて可動装置２２０と一体に反時計回りに回転する。一方、係止部材２４８が嵌合位置にあるとき、可動装置２２０が時計回りに回転すると、歯車２４４は、係止部材２４８に押圧されて可動装置２２０と一体に時計回りに回転する。カム２５０によって、歯車２４４が可動装置２２０と一体回転する方向が切り換え可能となっている。

【0052】

図５に示すように、可動装置２２０のケーシングのうち、クロスヘッドピン１２８と反対側の端面２２０ａには、２つの突出部２５２、２５４（当接部）が設けられる。突出部２５２、２５４は、歯車２４４の回転軸中心に対して偏心した位置に設けられる。突出部２５２、２５４は、回転軸中心を挟んで配される。突出部２５２、２５４の下方には、上記の油圧シリンダ２２２、２２４が配される。油圧シリンダ２２２、２２４は、油圧により伸縮可能である。油圧シリンダ２２２、２２４の先端部は、伸縮に伴って昇降する。

【0053】

油圧シリンダ２２２、２２４の先端部を上死点側に伸ばした状態で、ピストン１１２が下死点に位置するとする。このとき、油圧シリンダ２２２、２２４の先端部は、突出部２５２、２５４に当接する。そして、突出部２５２、２５４が油圧シリンダ２２２、２２４の先端部に押圧される。突出部２５２、２５４が押圧されることで、可動装置２２０が回転する。

【0054】

例えば、油圧シリンダ２２４を伸ばし、油圧シリンダ２２２を収縮させる。この状態で、ピストン１１２が下死点に到達すると、油圧シリンダ２２４によって突出部２５４が押圧される。可動装置２２０が反時計回りに回転する。このとき、図７に示すように、係止部材２４６を歯車２４４に当接させておく。そのため、歯車２４４は、可動装置２２０と一体に反時計回りに回転する。回転量は、例えば、歯車２４４の１ノッチ分である。歯車２４４を介して、ウォーム２３８に回転動力が伝達される。こうして、上記のように、ピストン１１２が上昇または下降する。

【0055】

一方、油圧シリンダ２２２を伸ばし、油圧シリンダ２２４を収縮させる。この状態で、ピストン１１２が下死点に到達すると、油圧シリンダ２２２によって突出部２５２が押圧される。可動装置２２０が時計回りに回転する。このとき、図７とは逆に、係止部材２４８を歯車２４４に当接させておく。そのため、歯車２４４は、可動装置２２０と一体に時計回りに回転する。回転量は、例えば、歯車２４４の１ノッチ分である。歯車２４４を介して、ウォーム２３８に回転動力が伝達される。こうして、上記のように、ピストン１１２が下降または上昇する。

【0056】

ピストン１１２が上昇するとき、カム２５０は、係止部材２４６、２４８の双方を押圧する位置に回転する。係止部材２４６、２４８は、歯車２４４から離隔する。可動装置２２０は、自重によって、逆方向に回転して初期位置に戻る。すなわち、可動装置２２０は、油圧シリンダ２２２、２２４に押圧されて回転した分（１ノッチ分）、逆方向に回転する。ピストン１１２が、再び下死点に到達するまでに、係止部材２４６または係止部材２４８を歯車２４４に当接させておく。油圧シリンダ２２２が突出部２５２に当接し（または、油圧シリンダ２２４が突出部２５２に当接し）、可動装置２２０と一体に歯車２４４が回転する。こうして、１ストロークごとに１ノッチ分ずつ、ウォーム２３８が回転する。

【0057】

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、本開示はかかる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技術的範囲に属するものと了解される。

【0058】

例えば、上述した実施形態では、ピストンロッド１１４とネジ部材２０２を別部材として、カップリング部材２０６がピストンロッド１１４とネジ部材２０２を締結している場合について説明した。しかし、ピストンロッド１１４とネジ部材２０２を一体に形成してもよい。すなわち、ピストンロッド１１４の他端にナット２３０のネジ部２３０ｃに螺合するネジ溝を設けてもよい。

【0059】

また、上述した実施形態では、ネジ部材２０２がナット２３０に挿通される場合について説明した。しかし、ネジ部材２０２にネジ穴が形成され、ナット２３０に代えて、外周面にネジ溝が形成された部材をネジ部材２０２のネジ穴に挿通してもよい。

【0060】

また、上述した実施形態では、ナット２３０の外周面にネジ溝２３０ａが形成される場合について説明した。ネジ溝２３０ａにウォーム２３８のネジ部２３８ａが螺合して回転動力が伝達される場合を例に挙げて説明した。しかし、ナット２３０に回転動力を伝達する他の機構を設けてもよい。また、回転部材としてナット２３０を例に挙げて説明した。しかし、ネジ部材２０２に螺合して回転可能であれば、ナット２３０は必須の構成ではない。また、ナット２３０を設ける場合、ネジ溝２３０ａ、ネジ部２３０ｃの摩耗があっても、ナット２３０のみを換装すればよく、メンテナンスのコストが低減される。

【0061】

また、上述した実施形態では、突出部２５２、２５４および油圧シリンダ２２２、２２４を備える場合について説明した。しかし、突出部２５２、２５４および油圧シリンダ２２２、２２４は、必須の構成ではない。ただし、突出部２５２、２５４および油圧シリンダ２２２、２２４を設けることで、ピストン１１２の動力を利用して、圧縮比を可変とすることが可能となる。

【0062】

また、上述した実施形態では、燃料ガスが活性ガスとともにシリンダ１１０の内部に吸入される場合について説明した。しかし、シリンダ１１０に、活性ガスを吸入するポートとは別に燃料ガスを吸入するポートを設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本開示は、ピストンとクロスヘッドを備えるエンジンの可変圧縮比機構に利用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１１２ ピストン
１１４ ピストンロッド
１１６ クロスヘッド
２００ 可変圧縮比機構
２０２ ネジ部材（接続部材）
２０２ｃ キー溝（被規制部）
２２２ 油圧シリンダ（被当接部）
２２４ 油圧シリンダ（被当接部）
２３０ ナット（回転部材）
２３０ａ ネジ溝
２３６ キー（規制部）
２３８ ウォーム（回転駆動部材）
２５２ 突出部（当接部）
２５４ 突出部（当接部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】