(57)【要約】【課題】、ミラーサイクルを行う内燃機関であって、早閉じタイプの場合の様に吸気弁に負担を与えること無く、遅閉じタイプの場合の様に燃焼室内に侵入した吸気が吸気系に吹き戻されることが無い様な内燃機関の提供。【解決手段】ピストン（２）が、吸気弁に近い側の第１のピストン（上側ピストン３）とクランクに近い側の第２のピストン（下側ピストン４）とに分離し或いは第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とが一体となってシリンダ（１）内を移動する様に構成されており、第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とは吸気行程では分離し、圧縮行程では分離した第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とが近接し、膨張行程及び排気行程では第１のピストン（３）と第２のピストン（４）と、が一体的にシリンダ（１）内を移動する。【選択図】図１
2006132331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラーサイクルを行う４サイクルの内燃機関において、ピストンが、吸気弁に近い側の第１のピストンとクランクに近い側の第２のピストンとに分離し或いは第１のピストンと第２のピストンとが一体となってシリンダ内を移動する様に構成されており、第１のピストンと第２のピストンとは吸気行程では分離し、圧縮行程では分離した第１のピストンと第２のピストンとが近接し、膨張行程及び排気行程では第１のピストンと第２のピストンとが一体的にシリンダ内を移動する様に構成されていることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
第１のピストンと第２のピストンとが分離し或いは近接する場合に、第１のピストンを案内するロッドは第２のピストンに設けられた液圧ダンパ機構に接続されており、該液圧ダンパ機構は当該ロッドに設けられた遮断部材により第１の室と第２の室とに分離されており、第２のピストン内には第１の室と第２の室とに貯留される圧液が流過する流路が形成されており、連接棒がピストン移動方向と平行であれば第１の室と第２の室とは連通されないが、連接棒がピストン移動方向に対して傾斜すれば第１の室と第２の室とが連通される様に構成されている請求項１の内燃機関。
【請求項３】
ピストンに接続された連接棒のピストン側端部の周縁部にも前記圧液が流過する流路が形成されており、連接棒のピストン側端部の周縁部に形成された流路は、連接棒がピストン移動方向と平行であれば第２のピストン内に形成された流路には連通しないが、連接棒がピストン移動方向に対して傾斜すれば第２のピストン内に形成された流路と連通し、以って、第１の室と第２の室とを連通する様に構成されている請求項２の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関に関し、より詳細には、ミラーサイクルを行う内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミラーサイクルを行う内燃機関は、圧縮比を低くしてノッキングの発生を防止することが出来ると共に、膨張比を高くして熱効率を向上することが出来るので、近年、注目されている。
【０００３】
ミラーサイクルを行う内燃機関には、吸気行程でピストンが下死点に到達するよりも以前の段階で吸気弁を閉鎖してしまうタイプ（いわゆる「早閉じ」：例えば、特許文献１参照）と、ピストンが下死点に到達するよりも以後の段階で吸気弁を閉鎖するタイプ（いわゆる「遅閉じ」：例えば、特許文献２参照）とが存在する。
【０００４】
ここで、後述する様に、早閉じタイプの場合は、吸気弁開閉タイミングを調節するためのカムの形状がいわゆる「尖った」ものとなるので、カム及びカムに当接してバルブを開閉する動弁部材の磨耗が問題となる。そのため、コージェネレーションシステムで用いられる内燃機関にミラーサイクルを適用する場合には、遅閉じタイプのものが使用される場合が多い。
【０００５】
図１３及び図１４を参照して、遅閉じタイプのミラーサイクルについて、オットーサイクルと比較して説明する。
ここで、オットーサイクルは図１３で「吸気（１３−１）」、「圧縮（１３−２）」、「燃焼・膨張（１３−３）」、「排気（１３−４）」の４工程で示す。
一方、ミラーサイクルの遅閉じは図１４で「吸気（１４−１ａ，１４−１ｂ）」、「圧縮（１４−２）」、「燃焼・膨張（１４−３）」、「排気（１４−４）」の５工程で示す。
ここで、図１３及び図１４において、符号１はシリンダ、符号２はピストン、符号１１は吸気ポート、符号１２は排気ポート、符号１３は吸気弁、符号１４は排気弁、符号９は燃焼室を、それぞれ示している。
【０００６】
ミラーサイクルの場合には、以下の項目（１）、（２）で説明するような問題が存在する。
【０００７】
（１）早閉じの場合
吸気弁を早めに閉じるため、吸気時間が短くなり十分な吸気を行うことが困難である。また、吸気行程の時間が（オットーサイクルや遅閉じの場合に比較して）短縮されてしまうため、吸気弁の移動速度（開閉速度）を早くして、吸気弁の開閉動作を急激に行う必要性が生じる。一方、吸気弁の開閉動作を急激に行うと、弁や弁座に負担を与える。
更に、吸気弁を早期に閉鎖するため、弁を駆動するカムの形状がいわゆる「尖った」ものとなるので、カム及びカムに当接してバルブを開閉する動弁部材の摩耗が問題となる。
加えて、弁とピストン上面とが上死点近傍で干渉しないようにするため、ピストンに弁逃がしの窪みを設ける必要があり、膨張非（下死点体積／上死点体積）を大きく取れずにミラーサイクルの長所を相殺してしまう。
【０００８】
（２）遅閉じ（図１４で１サイクルを示す）の場合
オットーサイクル（図１３で全サイクルを示す）に比較して吸気弁１３閉鎖のタイミングが遅くなる（図１４の（１４−１ｂ）〜（１４−２）を参照）ため、燃焼室９から吸気系（吸気ポート）１１に空気が逆流してしまう（吹き戻し）。ここで、逆流する空気は燃焼室９から熱を貰っており、吹き戻しの温度が百数十℃に達するため、燃焼室９から吸気系に逆流した空気が保有する熱量が、吸気系統から燃焼室９に入ろうとする空気を加熱して熱膨張させてしまう。
その結果、吸気バルブを遅く閉じた後に有効圧縮が開始することによりミラーサイクルの長所である低圧縮化を実現して、エンジン自身の消費馬力の削減することを意図しても、圧縮工程終了時の空気温度が低下しないために、ノッキングを回避することが困難となる。
換言すれば、吸気の熱膨張を防止するために吸気系には種々の技術が施されているが、燃焼室９から吸気系に逆流した空気が保有する熱量が吸気に投入されてしまうので、熱膨張防止のための各種技術が存在したとしても、吸気の熱膨張を防止することが出来なくなってしまうのである。
【０００９】
この様な問題は、従来の「早閉じ」タイプのミラーサイクルエンジンでも、「遅閉じ」タイプのミラーサイクルエンジンでも、依然として解消されていない。
【特許文献１】特開平８−１７７５３６号公報
【特許文献２】特開平８−２９１７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ミラーサイクルを行う内燃機関であって、早閉じタイプの場合の様に吸気弁に負担を与えること無く、遅閉じタイプの場合の様に燃焼室内に侵入した吸気が吸気系に吹き戻されることが無い様な内燃機関の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の内燃機関は、ミラーサイクルを行う４サイクルの内燃機関において、ピストン（２）が、吸気弁に近い側の第１のピストン（上側ピストン３）とクランクに近い側の第２のピストン（下側ピストン４）とに分離し或いは第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とが一体となってシリンダ（１）内を移動する様に構成されており、第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とは吸気行程では分離し、圧縮行程では分離した第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とが近接し、膨張行程及び排気行程では第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とが一体的にシリンダ（１）内を移動する様に構成されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１２】
本発明において、第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とが分離し或いは近接する場合に、第１のピストン（３）を案内するロッド（３３Ｒ、３３Ｌ）は第２のピストンに設けられた液圧ダンパ機構（ＤＬ、ＤＲ）に接続されており、該液圧ダンパ機構（ＤＬ、ＤＲ）は当該ロッド（３３Ｒ、３３Ｌ）に設けられた遮断部材（仕切り：３４Ｌ、３４Ｒ）により第１の室（上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕ）と第２の室（下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂ）とに分離されており、第２のピストン（４）内には第１の室と第２の室とに貯留される圧液（圧油）が流過する流路（圧油用流路４４〜４６、４７Ｌ、４７Ｒ）が形成されており、連接棒（５）がピストン移動方向（鉛直方向）と平行であれば第１の室（上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕ）と第２の室（下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂ）とは連通されないが、連接棒（５）がピストン移動方向（鉛直方向）に対して（所定の角度以上：ケース・バイ・ケース）傾斜すれば第１の室（上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕ）と第２の室（下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂ）とが連通される様に構成されているのが好ましい（請求項２）。
【００１３】
そして、ピストンに接続された連接棒（５）のピストン側端部（小端部６）の周縁部にも前記圧液（圧油）が流過する流路（圧油用流路６１Ｌ、６１Ｒ）が形成されており、連接棒（５）のピストン側端部（小端部６）の周縁部に形成された流路（６１Ｌ、６１Ｒ）は、連接棒（５）がピストン移動方向（鉛直方向）と平行であれば第２のピストン（下側ピストン４）内に形成された流路（圧油用流路４７Ｌ、４７Ｒ、４５）には連通しないが、連接棒（５）がピストン移動方向（鉛直方向）に対して（所定の角度以上：ケース・バイ・ケース）傾斜すれば第２のピストン（下側ピストン４）内に形成された流路（圧油用流路４４〜４６、４７Ｌ、４７Ｒ）と連通し、以って、第１の室（上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕ）と第２の室（下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂ）とを連通する様に構成されているのが好ましい（請求項３）。
【００１４】
本発明は、早閉じタイプのミラーサイクルに適用することが可能である。
すなわち、吸気弁（１３）が通常のオットーサイクルに比較して早い時期に閉鎖するタイプの内燃機関に、上述したピストン（２；３，４）を適用することが可能である。
但し、吸気弁（１３）が開いている時間が短いので、給気量が少なくなる恐れある。そのため、新規の吸入を、過給機構等を用いて行う必要がある。
【発明の効果】
【００１５】
上述した構成を具備する本発明によれば、吸気行程では第１のピストン（上側ピストン３）と第２のピストン（下側ピストン４）とは分離し、第２のピストン（下側ピストン４）がシリンダ（１）におけるクランク（８）に最近接する位置に到達すれば、両者（第１のピストン３と第２のピストン４）との間隔が最大になり、下死点に到達する以前の段階であってもそれ以上は、上側ピストン（３）は下降しなくなる。その結果、吸気弁（１３）を「早閉じ」しなくても、圧縮行程の時間が短縮される。すなわち、圧縮比が低減される。
【００１６】
次の圧縮行程では分離した第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とが近接し、圧縮行程終了時には第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とは一体化する。そして、第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とは一体化した状態で膨張行程及び排気行程が行われるので、第１のピストン（３）がシリンダ（１）内を移動する距離は、吸気行程及び圧縮行程の場合よりも、第１のピストン（３）と第２のピストン（４）とが離隔していた距離だけ長くなる。換言すれば、その分だけ、膨張行程で膨張した気体の体積が増加し、膨張比が高くなる。
【００１７】
すなわち、本発明によれば、吸気弁（１３）の閉鎖タイミングを変更すること無く、ミラーサイクルを実行して、圧縮比を低くし、且つ、膨張比を高くすることが可能となる。
【００１８】
ここで、従来技術と、本発明の相違点としては、従来技術によるミラーサイクルが吸気弁閉鎖時期の調整によって実行され、いわゆる「見做し低圧縮化」或いは「見かけの低圧縮化」であったのに対して、本発明によって行われるミラーサイクルでは、ピストンの変位制御によって、本来的な意味での「低圧縮化」を実現している。
すなわち、本発明によれば、機構的な特徴により、更なる低圧縮化が可能となる。
【００１９】
また、下側のピストン（４）の速度は変わらないが、上側のピストン（３）の速度は遅くなる。吸気速度が遅くなるため、吸気抵抗が減少する。即ち、ポンピングロスの更なる低減が可能となる。
【００２０】
吸気弁（１３）の開閉動作を急激に行う必要が無いため、吸気時に吸気弁（１３）が燃焼室（９）側に突出した際に、ピストン（３）と吸気弁（１３）が干渉してしまう恐れも無くなる。
【００２１】
吸気弁（１３）の開閉タイミングを通常のオットーサイクルの場合と変化させる必要が無いため、従来の早閉じタイプのミラーサイクルと比較して、十分な吸気が可能となる。
【００２２】
吸気弁（１３）を開放している時間を短くする必要が無いため、吸気弁（１３）の開閉動作における速度を高速化する（開閉動作を急激に行う）必要が無く、弁（１３）や弁座に負担を与える事も無い。
また、カムをいわゆる「尖った」形状にする必要が無いため、カム及びカムに当接する動弁部材の摩耗や破損が防止出来る。
【００２３】
従来技術の遅閉じの様な吹き戻しの現象が生じないので、吸気温度が上昇しない。したがって、ノッキング回避能力が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、説明する。
図１において、図示の実施形態の内燃機関は、シリンダ１と、シリンダ１内を上下に摺動して移動するピストン２と、シリンダ１の上端に配置されたシリンダヘッド１０と、クランク８と、ピストン２（の後述する第２のピストン４）とクランクとを連結する連接棒５とを有している。
【００２５】
シリンダヘッド１０には、シリンダ１の上端側に開口部を持つ吸気ポート１１及び排気ポート１２が形成され、吸気ポート１１には吸気バルブ１３が、排気ポート１２には排気バルブ１４が夫々配置されている。
吸気ポート１１の上流側にはスロットル弁１６が設けられている。また、シリンダヘッド１０の下端中央には点火プラグ１５が配置されている。
【００２６】
前記ピストン２は、シリンダヘッド１０側、即ち、給排気弁に近い側の第１のピストン（上側ピストン、以降、第1のピストンを上側ピストンと言う）３と、クランク８に近い側の第２のピストン（下側ピストン、以降、第２のピストンを下側ピストンと言う）４とで構成されている。そして、上側のピストン３の頂部とシリンダヘッドの下面によって、容量可変の燃焼室９が形成される。
【００２７】
上側ピストン３は、図２に詳細を示すように、ピストン本体３１と、ピストン本体の下面３Ｂから鉛直下方に延在する１対のガイドロッド３３Ｌ、３３Ｒとで構成されている。
ピストン本体３１には、図示では明確ではないがピストンリング溝が形成されており、その溝にピストンリング３２が嵌め込まれている。
【００２８】
前記１対のガイドロッド３３Ｌ、３３Ｒの先端には、円盤状部材（後述するダンパ機構を構成する下側ピストン4に形成した油圧室４１Ｌ、４１Ｒを上下に分離する仕切り板、以降、円盤状部材を仕切り板と言う）３４Ｌ、３４Ｒが形成されている。
換言すれば、油圧室４１Ｌ、４１Ｒをシリンダと見立てれば、仕切り板３４Ｌ、３４Ｒはピストンであり、ピストン３４Ｌ、３４Ｒがシリンダ４１Ｌ、４１Ｒ内を摺動するように構成されている。
【００２９】
一方、下側ピストン４は、図３に詳細を示すように、ピストン４の図示しない中心軸に対称な位置に１対の円柱状空間である油圧室４１Ｌ、４１Ｒが中心軸と平行して形成されている。
【００３０】
下側ピストン４の中央近傍には、後述する連接棒５の小端部（上端部）６の側端部を回動自在に収容する小端部収容孔４３が形成されている。
【００３１】
前記油圧室４１Ｌ、４１Ｒは、ガイド孔４２Ｌ、４２Ｒによって、ピストン上面４Ｕと連通しており、前記上側ピストンのガイドロッド３３Ｌ、３３Ｒをそのガイド孔４２Ｌ、４２Ｒに摺動自在に挿通させるように形成されている。
また、この油圧室（シリンダ）４１Ｌ、４１Ｒは、内部に上側ピストンのガイドロッド３３Ｌ、３３Ｒ及びガイドロッド先端の仕切り板（ピストン）３４Ｌ、３４Ｒを収容した（２点鎖線で上側ピストンのガイドロッド３３Ｌ、３３Ｒ及びガイドロッド先端の仕切り板３４Ｌ、３４Ｒを収容した状態を示す）際には、仕切り板（ピストン）３４Ｌ、３４Ｒによって、油圧室（シリンダ）４１Ｌ、４１Ｒを上下の部屋４１Ｌｕ、４１Ｌｂ；４１Ｒｕ、４１Ｒｂに液密に分離される。
【００３２】
油圧室４１Ｌ、４１Ｒの上方には双方の油室を連通する油圧用流路４４が形成され、油圧室４１Ｌ、４１Ｒの下方には双方の油室を連通する油圧用流路４５が形成されている。
【００３３】
前記油圧用流路４４の中央には、下方に向って流路４６が形成され、その流路４６は、前記小端部収容孔４３に連通するように構成されている。また、前記油圧用流路４５の、左右の油圧室４１Ｌ、４１Ｒ近傍からは垂直上方に向って夫々流路４７Ｌ、４７Ｒが立上り、その流路４７Ｌ、４７Ｒは小端部収容孔４３の中心よりやや上方部で直角に折れ曲がり、小端部収容孔４３に連通するように形成されている。
【００３４】
連接棒５は、連接部５０と前記小端部（上端部）６と大端部（下端部）７とを有しており、図４の部分詳細図に示すように、その小端部６の周縁部にも圧油の流路６１Ｌ、６１Ｒが形成されている。流路６１Ｌ、６１Ｒは、連接部５０の延長部分６２で分離されている。
【００３５】
図示の実施形態では、上側ピストンのガイドロッド３３Ｌ、３３Ｒ、仕切り板３４Ｌ、３４Ｒ；下側ピストンに形成された油圧室４１Ｌ、４１Ｒ、油圧流路４４〜４６,４７Ｌ、４７Ｒ；連接棒５の小端部６に形成された流路６１Ｌ、６１Ｒ及び、下側ピストン４の油圧室４１Ｌ、４１Ｒにおける仕切り板３４Ｌ、３４Ｒの図示の上方の部屋（上室）４１Ｌｕ、４１Ｒｕに格納される緩衝用スプリングＳによって油圧ダンパＤＬ、ＤＲが構成される。
【００３６】
連接棒５の小端部６の周縁部に形成された圧油流路６１Ｌ、６１Ｒは、流路４７Ｌ或いは４７Ｒ及び流路４５を介して、左右のダンパＤＬ、ＤＲの下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂと連通している。
図１（図５と同じ）で示す状態、すなわち連接棒５が鉛直軸と平行に延在している状態では、圧油流路６１Ｌ、６１Ｒは、ダンパＤＬ、ＤＲの上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕとは連通していない。
【００３７】
ダンパＤＬ、ＤＲの上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕと連通する流路４４、４６とは、連接部５０の延長部分６２によって遮断されているからである。従って、図１で示す状態では、左右のダンパＤＬ、ＤＲの下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂと、上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕとを連通する圧油回路は形成されておらず、ダンパＤＬ、ＤＲの下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂと、上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕとの間では油は移動しない。
【００３８】
これに対して、図６（吸気工程）、図８（圧縮工程）、図１０（膨張行程）、図１２（排気工程）で示す様に、連接棒５が鉛直軸に対してある程度の角度だけ傾くと、連接部５０の延長部分６２が図１（図５と同じ）で示す位置から左右何れかに変位するので、流路４４が流路６１Ｌ、６１Ｒの何れか一方と連通する。その結果、ダンパＤＬ、ＤＲの上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕと下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂとは、流路４４、流路４６、流路６１Ｌ、６１Ｒの何れか一方、流路４７Ｌ、４７Ｒの何れか一方、流路４５という流路を経て、相互に圧油が移動可能となる。
【００３９】
次に、図５〜図１２を参照して、当該内燃機関の１サイクル全工程における、上側ピストン３と下側ピストン４の相対位置関係、及びダンパ機構ＤＬ、ＤＲにおける圧油の流れを説明する。
尚、クランクの回転方向は、時計回り（円弧の矢印で示す）である。
【００４０】
先ず、図５の吸気工程の始まりである上死点では、上側ピストン３と下側ピストン４とは接触している。上述したように、連接部５０の延長部分６２が流路４６を遮るため、ダンパＤＬ、ＤＲの圧油の流れはない。
【００４１】
図６では吸気が進み、連接棒５の傾斜角が所定値を超えると、ダンパＤＬ、ＤＲの油圧回路、即ち、流路は上述したように全て連通する。吸気中であるので、燃焼室９は負圧となり、上側ピストン３には上方に留まろうとする力、慣性力が作用する。一方、下側ピストン４は連接棒５でクランク８に接続されているので、クランク８の回転に従って、下降する。慣性力と、吸気側の負圧の作用により、上側ピストン３は、下側ピストン４に少し遅れて下降する。
即ち、上側ピストン３と下側ピストン４とは互いに離れ始める。上側ピストン３と下側ピストン４とが離れ始めれば油圧室４１Ｌ、４１Ｒ内の仕切り板３４Ｌ、３４Ｒは上方へ移動し、油圧室内の圧油は上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕから流路４４、４６、６１Ｒ、４７Ｒ、４５を経由して下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂへ圧油が流れる。
【００４２】
ここで、上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕ内には緩衝用スプリングＳがある（図６では符号を付してない）ので、急激に、ピストン３，４が離れていくわけではない。
下死点の少し手前では、上側ピストンの慣性力と油圧回路が通じて油圧が作用しない状態での緩衝用スプリングＳの反力とによって上側ピストン３と下側ピストン４との距離は縮まりつつある。
【００４３】
図７の吸気工程から圧縮工程に転ずる下死点では、前述した理由で、下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂのオイルは、上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕとの連通が遮断されている。そのため、上側ピストン３の下降しようとする慣性力に抗して、上側ピストン３と下側ピストン４とは、分離した状態を維持する。
【００４４】
図８の圧縮工程の中期では、上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕと下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂとが連通する。即ち、ダンパＤＬ、ＤＲには油圧が作用しない状態である。また、燃焼室の空気が圧縮されても弁１３，１４は閉じているので、下側ピストン４が上側ピストン３に近づき、やがて、図９の上死点の少し手前において上側ピストン３と下側ピストン４は密着する。
【００４５】
図９の上死点では、上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕと下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂは再び圧油の連通を遮断される。上側ピストン３が慣性で燃焼室８の上端にぶつかろうとしても、ダンパ機構の上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕの圧油が移動しないので、下側ピストン４から離隔することが出来ない。そのため、上側ピストン３は、燃焼室８上端に衝突しない。
【００４６】
図９の上死点を過ぎ、図１０の圧縮工程に入れば、下死点近傍までは、爆発・膨張によって燃焼室９の圧力上昇が大となり、上側ピストン３が下側ピストン４を下側へ押し付けること（圧着したまま）となるので、油圧室の上室４１Ｌｕ、４１Ｒｕから下室４１Ｌｂ、４１Ｒｂへのオイルの移動は無い。したがって、上側ピストン３と下側ピストン４とは、一体となって下降する。
【００４７】
そのまま、膨張行程の終わりである下死点（図１１）を過ぎ、図１２の排気工程に入る。
排気工程では、排気弁１４が開いている。下側ピストン４が上側ピストン３を押し上げるので、両者は離隔することはない。再び上死点（図５参照）に来た時、図９の上死点の場合と同様の理由により、ピストン２（の上側ピストン３）が燃焼室９の上端と衝突することはない。
【００４８】
図示の実施形態の内燃機関によれば、吸気行程では第１のピストン（上側ピストン）３と第２のピストン（下側ピストン）４とは分離し、第２のピストン（下側ピストン）４がシリンダ１におけるクランク８に最近接する位置に到達すれば、両者との間隔が最大になり、下死点に到達する以前の段階であってもそれ以上は、上側ピストン３は下降しなくなる。その結果、吸気弁１３を「早閉じ」しなくても、圧縮行程の時間が短縮される。すなわち、圧縮比が低減される。
【００４９】
次の圧縮行程では分離した上側ピストン３と下側ピスト４とが近接し、圧縮行程終了時には上側ピストン３と下側ピストン４とは一体化する。そして、上側ピストン３と下側ピストン４とは一体化した状態で膨張行程及び排気行程が行われるので、上側ピストン３がシリンダ１内を移動する距離は、吸気行程及び圧縮行程の場合よりも、上側ピストン３と下側ピストン４とが離隔していた距離だけ長くなる。
換言すれば、その分だけ、膨張行程で膨張した気体の体積が増加し、膨張比が高くなる。
【００５０】
すなわち、図示の実施形態によれば、吸気弁１３の閉鎖タイミングを変更すること無く、ミラーサイクルを実行して、圧縮比を低くし、且つ、膨張比を高くすることが可能となる。
【００５１】
また、下側のピストン４の速度は変わらないが、上側のピストン３の速度は遅くなる。吸気速度が遅くなるため、吸気抵抗が減少する。即ち、ポンピングロスの更なる低減が可能となる。
【００５２】
吸気弁１３の開閉動作を急激に行う必要が無いため、吸気時に吸気弁１３が燃焼室９側に突出した際に、ピストン２（の上側ピストン３）と吸気弁１３が干渉してしまう恐れも無くなる。
【００５３】
吸気弁１３の開閉タイミングを通常のオットーサイクルの場合と変化させる必要が無いため、従来の早閉じタイプのミラーサイクルと比較して、十分な吸気が可能となる。
【００５４】
吸気弁１３を開放している時間を短くする必要が無いため、吸気弁１３の開閉動作における速度を高速化する（開閉動作を急激に行う）必要が無く、吸気弁１３や弁座に負担を与える事も無い。
また、カムを「尖った」形状にする必要が無いため、カム及びカムに当接する動弁部材の摩耗や破損が防止出来る。
【００５５】
従来技術の遅閉じの様な吹き戻しの現象が生じないので、吸気温度が上昇しない。したがって、ノッキング回避能力が向上する。
【００５６】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術範囲を限定する趣旨ではない。
例えば、図示の実施形態では、上下のピストンを近接し或いは離隔するのには圧油を用いているが、圧油以外の流体を使用することは可能である。また、流体機構を使用すること無く、その他の機械的な手段を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えば４サイクルエンジンを原動機として使用する分野であって、その使用において高効率であることが優先項目となる様な産業分野については、全て、有効に利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態の全体構成を示す立面図。
【図２】本発明の実施形態に係る第１（上側）のピストンの立面図。
【図３】本発明の実施形態に係る第２（下側）のピストンの立面図。
【図４】本発明の実施形態に係る連接棒の部分詳細図。
【図５】本発明の実施形態に係る排気工程から吸気工程に変わる上死点の状態を示した工程図。
【図６】本発明の実施形態に係る吸気工程図。
【図７】本発明の実施形態に係る吸気工程から圧縮工程に変わる下死点の状態を示した工程図。
【図８】本発明の実施形態に係る圧縮工程図。
【図９】本発明の実施形態に係る圧縮工程から膨張工程に変わる上死点の状態を示した工程図。
【図１０】本発明の実施形態に係る膨張工程図。
【図１１】本発明の実施形態に係る膨張工程から排気工程に変わる下死点の状態を示した工程図。
【図１２】本発明の実施形態に係る排気工程図。
【図１３】オットーサイクルの各工程を、順を追って示した工程図。
【図１４】従来技術による「遅閉じ」ミラーサイクルの各工程を、順を追って示した工程図。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・シリンダ
２・・・ピストン
３・・・第１のピストン／上側ピストン
４・・・第２のピストン／下側ピストン
５・・・連結棒
６・・・小端部
７・・・大端部
８・・・クランク
９・・・燃焼室
１０・・・シリンダヘッド
１１・・・吸気ポート
１２・・・排気ポート
１３・・・吸気弁
１４・・・排気弁
３３Ｌ、３３Ｒ・・・ガイドロッド
３４Ｌ、３４Ｒ・・・仕切り板
４１Ｌ、４１Ｒ・・・油室
４４〜４６、４７Ｌ、４７Ｒ・・・流路
６１Ｌ、６１Ｒ・・・流路
Ｓ・・・緩衝用スプリング
【図１】
2006132331.tif 000003
【図２】
2006132331.tif 000004
【図３】
2006132331.tif 000005
【図４】
2006132331.tif 000006
【図５】
2006132331.tif 000007
【図６】
2006132331.tif 000008
【図７】
2006132331.tif 000009
【図８】
2006132331.tif 000010
【図９】
2006132331.tif 000011
【図１０】
2006132331.tif 000012
【図１１】
2006132331.tif 000013
【図１２】
2006132331.tif 000014
【図１３】
2006132331.tif 000015
【図１４】
2006132331.tif 000016