特許 7161265 給排油機構

(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】

(24)【登録日】2022-10-18

(45)【発行日】2022-10-26

(54)【発明の名称】給排油機構

(51)【国際特許分類】

   F02F 3/00 20060101AFI20221019BHJP

   F01M 1/06 20060101ALI20221019BHJP

【ＦＩ】

F02F3/00 F

F01M1/06 C

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019196547

(22)【出願日】2019-10-29

(65)【公開番号】P2021071065

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2021-07-09

(73)【特許権者】

【識別番号】503116899

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ原動機

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梅本 義幸

【審査官】菅野 京一

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５８－１６５５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－０２７７６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１３９４７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０１４４３４４０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】韓国公開特許第２０１１－００３７３９２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ ３／００

Ｆ０１Ｍ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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前記摺動体における前記摺動方向の一側に形成され、前記摺動体の内部と外部とを連通する摺動体ポートと、前記摺動体ポートを塞ぐ摺動体弁体を含み、前記摺動体に設けられる摺動体逆止弁と、を有する逆止弁部と、
前記摺動体の外部において、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、
を有し、
前記摺動体は、前記逆止弁部が前記給排油部と接触する位置と、前記逆止弁部が前記給排油部から離れる位置との間で移動可能である、
給排油機構。

【請求項2】

前記ハウジングは、外側筒状部と、当該外側筒状部内を前記摺動方向に摺動する内側筒状部とを含み、
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。

【請求項3】

前記内側筒状部における前記摺動方向の他側には、シーリング部材が設けられている、
請求項２に記載の給排油機構。

【請求項4】

前記給排油部油圧室と連通する油路を、前記供給油路と前記排出油路との間で切り替える切替弁を有する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の給排油機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、給排油機構に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－０７４８２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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、摺動体の内部と外部とを連通する摺動体ポートと、摺動体ポートを塞ぐ摺動体弁体を含み、摺動体に設けられる摺動体逆止弁と、を有する逆止弁部と、摺動体の外部において、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、を有し、摺動体は、逆止弁部が給排油部と接触する位置と、逆止弁部が給排油部から離れる位置との間で移動可能である。

【0007】

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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【発明の効果】

【0010】

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。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】本開示の第１の実施形態に係る給排油機構が給油機構として作動する様子を示す断面図である。

【図6】本開示の第１の実施形態に係る給排油機構が排油機構として作動する様子を示す断面図である。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

<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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

ε＝（Ｖｈ＋Ｖｃ）／Ｖｃ ・・・（１）

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

<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。

【0076】

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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

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。

【0090】

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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

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。

【0096】

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。

【0097】

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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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。

【0102】

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。

【0103】

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。

【0104】

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。

【0105】

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。

【0106】

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。

【0107】

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。

【産業上の利用可能性】

【0108】

本開示は、給排油機構に利用することができる。

【符号の説明】

【0109】

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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】