(57)【要約】【課題】  ピストンアウタを回転させることなく，圧縮比を確実に切り換え得る内燃機関の圧縮比可変装置を提供する。【解決手段】  コンロッド７に連結されるピストンインナ５ａと，このピストンインナ５ａの外周に軸方向にのみ摺動可能に嵌合されるピストンアウタ５ｂと，このピストンアウタ５ｂに，ピストンインナ５ａを挟んでヘッド部５ｂｈと軸方向に対向するように固設される規制手段１８と，ピストンインナ５ａ及びヘッド部５ｂｈ間に介裝されて，それらの間の第１軸方向間隔Ｓ1 を制御する第１カム機構１５1 と，ピストンインナ５ａ及び規制手段１８間に介裝されて，それらの間の第２軸方向間隔Ｓ2 を制御する第２カム機構１５2 とを備える。【選択図】      図３
2005054619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンロッド（７）にピストンピン（６）を介して連結されるピストンインナ（５ａ）と，このピストンインナ（５ａ）の外周に軸方向にのみ摺動可能に嵌合され，ヘッド部（５ｂｈ）を燃焼室（４ａ）に臨ませるピストンアウタ（５ｂ）と，このピストンアウタ（５ｂ）に，前記ピストンインナ（５ａ）を挟んで前記ヘッド部（５ｂｈ）と軸方向に対向するように固設される規制手段（１８）と，前記ピストンインナ（５ａ）及びヘッド部（５ｂｈ）間に介裝されて，それらの間の第１軸方向間隔（Ｓ1 ）を制御する第１カム機構（１５1 ）と，前記ピストンインナ（５ａ）及び規制手段（１８）間に介裝されて，それらの間の第２軸方向間隔（Ｓ2 ）を制御する第２カム機構（１５2 ）とを備え，
前記第１カム機構（１５1 ）は，前記ピストンインナ（５ａ）の軸線周りの第１及び第２回転位置（Ａ，Ｂ）間を回転可能の第１回転カム板（１７1 ）を有しており，該第１回転カム板（１７1 ）の第１回転位置（Ａ）では前記第１軸方向間隔（Ｓ1 ）の減少を許容すべく軸方向に収縮し，第２回転位置（Ｂ）では同軸方向間隔（Ｓ1 ）を増加すべく軸方向に拡張するように構成され，
前記第２カム機構（１５2 ）は，前記ピストンインナ（５ａ）の軸線周りの第３及び第４回転位置（Ｃ，Ｄ）間を回転可能の第２回転カム板（１７2 ）を有しており，該第２回転カム板（１７2 ）の第３回転位置（Ｃ）では前記第２軸方向間隔（Ｓ2 ）を増加すべく軸方向に拡張し，第４回転位置（Ｄ）では同軸方向間隔（Ｓ2 ）の減少を許容すべく軸方向に収縮するように構成され，
前記第１及び第２回転カム板（１７1 ，１７2 ）には，第１回転カム板（１７1 ）を前記第１回転位置（Ａ）に作動すると共に第２回転カム板（１７2 ）を前記第３回転位置（Ｃ）に作動して前記ピストンアウタ（５ｂ）を低圧縮比位置（Ｌ）に保持し，第１回転カム板（１７1 ）を前記第２回転位置（Ｂ）に作動すると共に第２回転カム板（１７2 ）を前記第４回転位置（Ｄ）に作動してピストンアウタ（５ｂ）を高圧縮比位置（Ｈ）に保持する駆動手段（２０1 ，２０2 ）を連結したことを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
【請求項２】
前記駆動手段を，前記第１回転カム板（１７1 ）を前記第１及び第２回転位置（Ａ，Ｂ）の一方に向かって作動し得る第１油圧作動手段（２３1 ，２５1 ）と，第１回転カム板（１７1 ）を第１及び第２回転位置（Ａ，Ｂ）の他方に向かって付勢する第１戻しばね（２７1 ）とからなる第１アクチュエータ（２０1 ），並びに前記第２回転カム板（１７2 ）を前記第３及び第４回転位置（Ｃ，Ｄ）の一方に向かって作動し得る第２油圧作動手段（２３2 ，２５2 ）と，第２回転カム板（１７2 ）を第３及び第４回転位置（Ｃ，Ｄ）の他方に向かって付勢する第２戻しばね（２７2 ）とからなる第２アクチュエータ（２０2 ）で構成したことを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の圧縮比可変装置において，
前記第１油圧作動手段（２３1 ，２５1 ）が，その油圧作動時に前記第１回転カム板（１７1 ）を前記第２回転位置（Ｂ）に作動するように構成され，前記第２油圧作動手段（２３2 ，２５2 ）が，その油圧作動時に前記第２回転カム板（１７2 ）を第４回転位置（Ｄ）に作動するように構成されることを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関の圧縮比可変装置において，
前記第１及び第２油圧作動手段（２３1 ，２５1 ；２３2 ，２５2 ）に対して共通の制御弁（４５）により作動油圧の供給及び解放を行うことを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の内燃機関の圧縮比可変装置において，
前記第１及び第２油圧作動手段（２３1 ，２５1 ；２３2 ，２５2 ）の油圧解放を内燃機関の吸気行程で開始し，該第１及び第２油圧作動手段（２３1 ，２５1 ；２３2 ，２５2 ）への油圧供給を内燃機関の排気行程で開始することを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
【請求項６】
請求項１記載の内燃機関の圧縮比可変装置において，
前記第１カム機構（１５1 ）及び第２カム機構（１５2 ）をそれぞれ同数の複数組設けることを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の内燃機関の圧縮比可変装置において，
前記第１回転カム板（１５1 ）を前記ピストンインナ（５ａ）及びピストンアウタ（５ｂ）の一方に軸方向移動不能且つ回動可能に支承し，この第１回転カム板（１５1 ）と協働して前記第１カム機構（１５1 ）を構成する第１固定カム（１６1 ）を前記ピストンインナ（５ａ）及びピストンアウタ（５ｂ）の他方に固設し，また前記第２回転カム板（１５2 ）を前記ピストンインナ（５ａ）及びピストンアウタ（５ｂ）の一方に軸方向移動不能且つ回動可能に支承し，この第２回転カム板（１５2 ）と協働して前記第２カム機構（１５2 ）を構成する第２固定カム（１６2 ）を前記ピストンインナ（５ａ）及びピストンアウタ（５ｂ）の他方に固設したことを特徴とする，内燃機関の圧縮比可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の圧縮比可変装置に関し，特に，ピストンを，コンロッドにピストンピンを介して連結されるピストンインナと，このピストンインナの外周に摺動可能に嵌合され，ヘッド部を燃焼室に臨ませるピストンアウタとで構成し，これらピストンインナ及びピストンアウタ間に介裝された作動装置により，ピストンインナに対してピストンアウタをピストンピン寄りの低圧縮比位置と，燃焼室寄りの構成圧縮比位置とに交互に作動，保持するようにして，機関の圧縮比を可変にしたものゝ改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来，かゝる内燃機関の圧縮比可変装置として，（１）ピストンアウタをピストンインナの外周に螺合して，ピストンアウタを正，逆転させることによりピストンインナに対して進退させ，低圧縮比位置及び高圧縮比位置に作動するようにしたもの（例えば特許文献１参照）と，（２）ピストンアウタをピストンインナの外周に軸方向摺動可能に嵌合し，これらピストンインナ及びアウタ間に，上部油圧室及び下部油圧室を形成し，これら油圧室に交互に油圧を供給することにより，ピストンアウタを低圧縮比位置及び高圧縮比位置に作動するようにしたもの（例えば特許文献２参照）とが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１１７７７９号公報
【特許文献２】特公平７−１１３３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで，上記（１）の装置では，ピストンアウタを低圧縮比位置及び高圧縮比位置に作動するために，ピストンアウタを回転させる必要があるので，ピストンアウタの頂面の形状を，燃焼室の天井面形状や吸気及び排気弁の配置に対応して自由に設定することができず，高圧縮比位置で機関の圧縮比を充分に高めることが困難である。また上記（２）の装置では，特にピストンアウタが高圧縮比位置にあるとき，機関の膨張行程でピストンアウタが受ける大なるスラスト荷重を上部油圧室の油圧で支えるので，上部油圧室には高圧に耐えるシールが必要となり，その上，上部油圧室に気泡が発生するとピストンアウタの高圧縮比位置が不安定になるから，そのような気泡の除去手段を施す必要もあり，全体としてコスト高となるを免れない。
【０００４】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，ピストンアウタを回転させることなく簡単，的確に低圧縮比位置及び高圧縮比位置に作動，保持し得る，内燃機関の圧縮比可変装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために，本発明の内燃機関の圧縮比可変装置は，コンロッドにピストンピンを介して連結されるピストンインナと，このピストンインナの外周に軸方向にのみ摺動可能に嵌合され，ヘッド部を燃焼室に臨ませるピストンアウタと，このピストンアウタに，前記ピストンインナを挟んで前記ヘッド部と軸方向に対向するように固設される規制手段と，前記ピストンインナ及びヘッド部間に介裝されて，それらの間の第１軸方向間隔を制御する第１カム機構と，前記ピストンインナ及び規制手段間に介裝されて，それらの間の第２軸方向間隔を制御する第２カム機構とを備え，前記第１カム機構は，前記ピストンインナの軸線周りの第１及び第２回転位置間を回転可能の第１回転カム板を有しており，該第１回転カム板の第１回転位置では前記第１軸方向間隔の減少を許容すべく軸方向に収縮し，第２回転位置では同軸方向間隔を増加すべく軸方向に拡張するように構成され，前記第２カム機構は，前記ピストンインナの軸線周りの第３及び第４回転位置間を回転可能の第２回転カム板を有しており，該第２回転カム板の第３回転位置では前記第２軸方向間隔を増加すべく軸方向に拡張し，第４回転位置では同軸方向間隔の減少を許容すべく軸方向に収縮するように構成され，前記第１及び第２回転カム板には，第１回転カム板を前記第１回転位置に作動すると共に第２回転カム板を前記第３回転位置に作動して前記ピストンアウタを低圧縮比位置に保持し，第１回転カム板を前記第２回転位置に作動すると共に第２回転カム板を前記第４回転位置に作動してピストンアウタを高圧縮比位置に保持する駆動手段を連結したことを第１の特徴とする。
【０００６】
尚，前記駆動手段は，本発明の後述する実施例中の第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 に，前記規制手段は止環１８にそれぞれ対応する。
【０００７】
また本発明は，第１の特徴に加えて，前記駆動手段を，前記第１回転カム板を前記第１及び第２回転位置の一方に向かって作動し得る第１油圧作動手段と，第１回転カム板を第１及び第２回転位置の他方に向かって付勢する第１戻しばねとからなる第１アクチュエータ，並びに前記第２回転カム板を前記第３及び第４回転位置の一方に向かって作動し得る第２油圧作動手段と，第２回転カム板を第３及び第４回転位置の他方に向かって付勢する第２戻しばねとからなる第２アクチュエータで構成したことを第２の特徴とする。
【０００８】
尚，前記第１油圧作動手段は，本発明の後述する実施例中の作動プランジャ２３1 及び油圧室２５1 に，前記第２油圧作動手段は作動プランジャ２３2 及び油圧室２５2 に，前記第１戻しばねは戻しばね２７1 に，前記第２戻しばねは戻しばね２７2 にそれぞれ対応する。
【０００９】
さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記第１油圧作動手段が，その油圧作動時に前記第１回転カム板を前記第２回転位置に作動するように構成され，前記第２油圧作動手段が，その油圧作動時に前記第２回転カム板を第４回転位置に作動するように構成されることを第３の特徴とする。
【００１０】
さらにまた本発明は，第３の特徴に加えて，前記第１及び第２油圧作動手段に対して共通の制御弁により作動油圧の供給及び解放を行うことを第４の特徴とする。
【００１１】
さらにまた本発明は，第３又は第４の特徴に加えて，前記第１及び第２油圧作動手段の油圧解放を内燃機関の吸気行程で開始し，該第１及び第２油圧作動手段への油圧供給を内燃機関の排気行程で開始することを第５の特徴とする。
【００１２】
さらにまた本発明は，第１の特徴に加えて，前記第１カム機構及び第２カム機構をそれぞれ同数の複数組設けることを第６の特徴とする。
【００１３】
さらにまた本発明は，第１〜第６の特徴の何れかに加えて，前記第１回転カム板を前記ピストンインナ及びピストンアウタの一方に軸方向移動不能且つ回動可能に支承し，この第１回転カム板と協働して前記第１カム機構を構成する第１固定カムを前記ピストンインナ及びピストンアウタの他方に固設し，また前記第２回転カム板を前記ピストンインナ及びピストンアウタの一方に軸方向移動不能且つ回動可能に支承し，この第２回転カム板と協働して前記第２カム機構を構成する第２固定カムを前記ピストンインナ及びピストンアウタの他方に固設したことを第７の特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の特徴によれば，駆動手段により，第１回転カム板を第１回転位置に作動すると共に第２回転カム板を第３回転位置に作動すれば，ピストンアウタを，ピストンインナに対してピストンピン寄りの低圧縮位置に作動，保持することができ，また第１回転カム板を第２回転位置に作動すると共に第２回転カム板を第４回転位置に作動すれば，第１カム機構の軸方向拡張作用と第２カム機構の軸方向収縮作用により，ピストンアウタを，ピストンインナに対して燃焼室寄りの高圧縮位置に作動，保持することができる。
【００１５】
ピストンアウタが低圧縮比位置及び高圧縮比位置の何れにあっても，ピストンインナ及びピストンアウタは，常に第１及び第２カム機構を介して軸方向に強固に連結されることになり，ピストンインナ及びピストンアウタ間に働くスラスト荷重を第１及び第２カム機構に機械的に負担させることで，ピストン強度を効果的に高めることができ，のみならず，駆動手段の小容量化，延いてはコンパクト化が可能となる。
【００１６】
特に，第１カム機構は，第１回転カム板の第１回転位置ではピストンアウタの低圧縮比位置及び高圧縮比位置間での移動を許容し，また第２カム機構は，第２回転カム板の第４回転位置では同じく低圧縮比位置及び高圧縮比位置間での移動を許容許容するので，ピストンアウタの低圧縮比位置又は高圧縮比位置への移動には，ピストンインナ及びアウタの慣性力の差，ピストンアウタのシリンダボア内面との摺動抵抗，燃焼室側の負圧及び正圧等の外力を利用することができる。その上，第１及び第２カム板を回転させる駆動手段は，ピストンインナ及びピストンアウタから受けるスラスト荷重がゼロ若しくは極めて小さいから，駆動手段の小容量化，延いてはコンパクト化を図ることができる。
【００１７】
またピストンアウタは，ピストンインナに対して回転することがないから，燃焼室に臨むピストンアウタのヘッド部を燃焼室の形状に対応させて，ピストンアウタの高圧縮比位置での圧縮比を効果的に高めることができる。
【００１８】
また本発明の第２の特徴によれば，第１及び第２アクチュエータでは，油圧作動手段を構造簡単な単動式に構成することができ，駆動手段を安価に得ることができる。しかも第１及び第２アクチュエータの油圧作動手段は，ピストンインナ及びピストンアウタから受けるスラスト荷重がゼロ若しくは極めて小さいから，これらの小容量化及びコンパクト化が可能であると共に，油圧室に多少の気泡が発生しても，それに影響されることなくピストンアウタの低圧縮比位置及び高圧縮比位置での保持を安定させることができる。
【００１９】
さらに本発明の第３の特徴によれば，油圧系の万一の失陥時には，第１及び第２アクチュエータの戻しばねの作用により，自動的にピストンアウタを低圧縮位置に作動，保持することができる。
【００２０】
さらにまた本発明の第４の特徴によれば，第１及び第２油圧作動手段に対する油圧制御系の簡素化をもたらし，コストの低減を図ることができる。
【００２１】
さらにまた本発明の第５の特徴によれば，ピストンインナ及びアウタの慣性力差を有効に利用して，ピストンアウタを高圧縮比位置から低圧縮比位置へ，或いは低圧縮比位置から高圧縮比位置へ迅速に移動することができる。
【００２２】
さらにまた本発明の第６の特徴によれば，各第１カム機構の軸方向収縮状態及び拡張状態と，各第２カム機構の軸方向収縮状態及び拡張状態とを組み合わせることにより，ピストンアウタの圧縮比位置を，低，中，高など，三段階以上に切り換え制御することができる。
【００２３】
さらにまた本発明の第７発明によれば，第１回転カム板及び第１固定カムは，ピストンインナ及びピストンアウタの一方と他方とにそれぞれ軸方向に支持され，また第２回転カム板及び第２固定カムも，ピストンインナ及びピストンアウタの一方と他方とにそれぞれ軸方向に支持されることになるから，各固定カムは勿論，各回動カム板がピストンインナ及びピストンアウタの軸方向相対移動中に軸方向に遊ぶことはなく，したがって第１カム機構及び第２カム機構が，ピストンインナ及びアウタの慣性力の差等の外力を利用して交互に拡張・収縮する際には，各対応する固定カムと回転カム板との相互干渉を確実に回避して，駆動手段の駆動力による各回転カム板の所望回転位置への回転を確実にさせ，ピストンアウタを所望の低圧縮比位置及び高圧縮比位置に確実に保持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【００２５】
図１は本発明の第１実施例に係る圧縮比可変装置を備えた内燃機関の要部縦断正面図，図２は図１の要部拡大図，図３は図２の２−２線拡大断面図で低圧縮比状態を示す。図４は高圧縮比状態を示す，図３との対応図，図５は図３の５−５線拡大断面図，図６は図３の６−６線拡大断面図，図７は図３の７−７線拡大断面図，図８は図３の８−８線拡大断面図，図９は図４の９−９線拡大断面図，図１０は図３の１０−１０線拡大断面図，図１１は図３の１１−１１線拡大断面図，図１２は図４の１２−１２線拡大断面図，図１３は圧縮比切り換えタイミングとピストンインナの慣性力との関係を示す線図，図１４は高圧縮比状態から低圧縮比状態への切り換え作用説明図，図１５は低圧縮比状態から高圧縮比状態への切り換え作用図，図１６は本発明の第２実施例を示す，圧縮比可変装置の要部縦断側面図，図１７は本発明の第３実施例を示す，圧縮比可変装置の要部縦断側面図である。
【００２６】
先ず，図１〜図１５に示す本発明の第１実施例の説明より始める。
【００２７】
図１において，内燃機関Ｅの機関本体１は，シリンダボア２ａを有するシリンダブロック２と，このシリンダブロック２の下端に結合されるクランクケース３と，シリンダボア２ａの上端に連なるペントルーフ型燃焼室４ａを有してシリンダブロック２の上端に結合されるシリンダヘッド４とからなっており，そのシリンダヘッド４には，燃焼室４ａの天井面に開口する吸気ポート３０ｉ及び排気ポート３０ｅをそれぞれ開閉する吸気弁３１ｉ及び排気弁３１ｅと，燃焼室４ａの中心部に電極を臨ませる点火プラグ３２が螺着される。
【００２８】
シリンダボア２ａに摺動可能に嵌装されるピストン５にはコンロッド７の小端部７ａがピストンピン６を介して連結され，コンロッド７の大端部７ｂは，左右一対のベアリング８，８′を介してクランクケース３に回転自在に支承されるクランク軸９のクランクピン９ａに連結される。
【００２９】
図２〜図４において，前記ピストン５は，ピストンピン６を介してコンロッド７の小端部７ａに連結されるピストンインナ５ａと，このピストンインナ５ａの外周面に摺動可能に嵌合していて，ピストンインナ５ａ上で所定の低圧縮比位置Ｌ（図３参照）と高圧縮比位置Ｈ（図４参照）との間を移動し得るピストンアウタ５ｂとからなっており，そのピストンアウタ５ｂが，その外周に装着された複数のピストンリング１０ａ〜１０ｃを介してシリンダボア２ａの内周面に摺動自在に嵌合すると共に，ヘッド部５ｂｈを燃焼室４ａに臨ませている。そのヘッド部５ｂｈは，ペントルーフ型燃焼室４ａの形状に対応して山型をなしている。
【００３０】
図３及び図５に示すように，ピストンインナ及びアウタ５ａ，５ｂの摺動嵌合面には，ピストン５の軸方向に延びて互いに係合する複数のスプライン歯１１ａ及びスプライン溝１１ｂがそれぞれ形成され，ピストンインナ及びアウタ５ａ，５ｂは，それらの軸線周りに相対回転できないようになっている。またピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂの軸方向相対移動を規制する止環１８が，ピストンインナ５ａを挟んでヘッド部５ｂｈと反対でピストンアウタ５ｂの内周面に係止される。
【００３１】
ピストンインナ５ａとヘッド部５ｂｈとの間には，それらの間の第１軸方向間隔Ｓ1 を制御する第１カム機構１５1 が介裝され，またピストンインナ５ａ及び止環１８間には，それらの間の第２軸方向間隔Ｓ2 を制御する第２カム機構１５2 が介裝される。これら第１及び第２カム機構１５1 ，１５2 により前記第１及び第２軸方向間隔Ｓ1 ，Ｓ2 を互いに反対に増減させることによって，ピストンアウタ５ｂは，ピストンインナ５ａに対してピストンピン寄りの低圧縮比位置Ｌと，燃焼室４ａ寄りの高圧縮比位置Ｈとに交互に保持される。
【００３２】
図３，図６及び図１３において，第１カム機構１５1 は，ピストンアウタ５ｂのヘッド部５ｂｈ内壁に形成される上部の第１固定カム１６1 と，ピストンインナ５ａの上面に一体に突設された枢軸部１２に回動可能に嵌合しつゝピストンインナ５ａの上面に支承される下部の第１回転カム板１７1 とからなっている。枢軸部１２は，コンロッド７の小端部７ａを受容すべく，複数のブロック１２ａ，１２ａ…（図７参照）に分割される。これらブロック１２ａ，１２ａ…の端面には，第１回転カム板１７1 の枢軸１２上での軸方向移動を阻止する押さえ板１３が複数のボルト１４，１４…により固定される。
【００３３】
第１回転カム板１７1 は，その軸線周りに設定される第１及び第２回転位置Ａ，Ｂ間を回転し得るもので，その往復回転により第１固定カム１６1 と協働して，前記第１軸方向間隔Ｓ1 を増減させ得る。具体的には，第１固定カム１６1 は，周方向に並ぶ複数のカム山１６1 ，１６1 …で構成され，第１回転カム板１７1 には，同じく周方向に並ぶ複数のカム山１７1 ，１７1 …が一体に形成される。第１固定カム１６1 及び第１回転カム板１７1 の各カム山１６1 ａ，１７1 ａは，図１３に示すように，周方向に並ぶ両側面を絶壁面とすると共に，その両絶壁面の上縁間を接続する頂面を平坦とする矩形をなしている。
【００３４】
而して，第１回転カム板１７1 が第１回転位置Ａにあるときは，この第１回転カム板１７1 の隣接するカム山１７1 ，１７1 間の谷に上部の第１固定カム１６1 のカム山１６1 が出入り可能であり（図１４の（ａ），（ｂ）参照），その結果，ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌ又は高圧縮比位置Ｈへの移行が許容される。そして上下のカム山１６1 ａ，１７1 ａが噛み合えば，第１カム機構１５1 は軸方向収縮状態となって前記第１軸方向間隔Ｓ1 を減少させることになる。
【００３５】
また第１回転カム板１７1 が第２回転位置Ｂにあるときは，第１回転カム板１７1 及び第１固定カム１６1 のカム山１６1 ａ，１７1 ａ同士が平坦な頂面を衝合させる（図１４の（ａ）参照）ことで，第１カム機構１５1 は軸方向拡張状態となって，前記第１軸方向間隔Ｓ1 を増加させ，ピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈに保持することになる。
【００３６】
ピストンインナ５ａ及び第１回転カム板１７1 間には，第１回転カム板１７1 を第１回転位置Ａ及び第２回転位置Ｂへ交互に回転させる第１アクチュエータ２０1 が設けられる。この第１アクチュエータ２０1 について図３，図４，図８及び図９により説明する。
【００３７】
ピストンインナ５ａには，ピストンピン６を挟んでそれと平行に延びる一対の有底のシリンダ孔２１1 ，２１1 と，各シリンダ孔２１1 の中間部の上壁を貫通する長孔２９1 ，２９1 とが設けられ，第１回転カム板１７1 の下面に一体的に突設されて，その直径線上に並ぶ一対の受圧ピン２８1 ，２８1 が上記長孔２９1 ，２９1 を通してシリンダ孔２１1 ，２１1 に臨ませてある。長孔２９1 ，２９1 は，受圧ピン２８1 ，２８1 が第１回転カム板１７1 と共に第１回転位置Ａ及び第２回転位置Ｂ間を移動することを妨げないようになっている。
【００３８】
各シリンダ孔２１1 には，対応する受圧ピン２８1 を挟んで作動プランジャ２３1 及び有底円筒状の戻しプランジャ２４1 が摺動可能に嵌装される。その際，作動プランジャ２３1 ，２３1 同士及び戻しプランジャ２４1 ，２４1 同士は，それぞれピストン５の軸線に関して点対称に配置される。
【００３９】
各シリンダ孔２１1 内には，作動プランジャ２３1 の内端が臨む第１油圧室２５1 が画成され，該室２５1 に油圧を供給すると，その油圧を受けて作動プランジャ２３1 が受圧ピン２８1 を介して第１回転カム板１７1 を第２回転位置Ｂへ回転するようになっている。
【００４０】
また各シリンダ孔２１1 の開放側端部には，円筒状のばね保持筒３５1 が止環３６1 を介して係止され，このばね保持筒３５1 と前記戻しプランジャ２４1 との間に，その戻しプランジャ２４1 を受圧ピン２８1 側に付勢する戻しばね２７1 が縮設される。
【００４１】
而して，第１回転カム板１７1 の第１回転位置Ａは，各シリンダ孔２１1 の底面に当接する作動プランジャ２３1 の先端に受圧ピン２８1 が当接することにより規定され（図８参照），第１回転カム板１７1 の第２回転位置Ｂは，受圧ピン２８1 に押された戻しプランジャ２４1 がばね保持筒３５1 の先端に当接することにより規定される（図９参照）。
【００４２】
図３，図１０及び図１３において，第２カム機構１５2 は，ピストンインナ５ａの下端壁に形成される上部の第２固定カム１６2 と，前記止環１８上でピストンアウタ５ｂの内周面に回転可能に嵌合する下部の第２回転カム板１７2 とからなっている，ピストンアウタ５ｂの内周には，第２回転カム板１７2 の上面に当接する環状の肩部１９が形成されており，この肩部１９と前記止環１８とで第２回転カム板１７2 は回転可能に挟持され，ピストンアウタ５ｂに対して軸方向の移動が阻止される。
【００４３】
第２回転カム板１７2 は，その軸線周りに設定される第３回転位置Ｃ及び第４回転位置Ｄ間を回転し得るもので，その往復回転により第２固定カム１６2 と協働して，前記第２軸方向間隔Ｓ2 を増減させるようになっている。具体的には，第２固定カム１６2 は，周方向に並ぶ複数のカム山１６2 ａ，１６2 ａ…で構成され，第２回転カム板１７2 には，同じく周方向に並ぶ複数のカム山１７2 ａ，１７2 ａ…が一体に形成される。第１固定カム１６1 及び第１回転カム板１７1 の各カム山１６1 ａ，１７1 ａは，周方向に並ぶ両側面を絶壁面とすると共に，その両絶壁面上縁間を接続する頂面を平坦頂面とする矩形をなしている。第２回転カム板１７2 の第３及び第４回転位置Ｃ，Ｄ間の回転角度は，前記第１回転カム板１７1 の第１及び第２回転位置Ａ，Ｂ間の回転角度と同一に設定される。また第２固定カム１６2 及び第２回転カム板１７2 のカム山１６2 ａ，１７2 ａの少なくとも有効高さは，前記第１固定カム１６1 及び第１回転カム板１７1 のカム山１６1 ａ，１７2 ａのそれと同一に設定され，図示例の場合，カム山１６2 ａ，１７2 ａはカム山１６1 ａ，１７2 ａと同一形状に形成される。第２固定カム１６2 及び第２回転カム板１７2 には，ピストンインナ５ａのピストンピン６を支持するピンボス部との干渉を回避すべく，カム山の無い部分が存在する（図１０参照）。
【００４４】
而して，第２回転カム板１７2 が第３回転位置Ｃにあるときは，第２回転カム板１７2 及び第２固定カム１６2 のカム山１６2 ａ，１７2 ａ同士が平坦な頂面を衝合させる（図１４の（ｄ）参照）ことで，第２カム機構１５2 は軸方向拡張状態となって，前記第２軸方向間隔Ｓ2 を増加させ，ピストンアウタ５ｂを低圧縮比位置Ｌに保持する。
【００４５】
また第２回転カム板１７2 が第４回転位置Ｄにあるときは，この第２回転カム板１７2 の隣接するカム山１７2 ａ，１７2 ａ間の谷に第２固定カム１６2 のカム山１６2 ａが出入り可能であり（図１４の（ａ），（ｃ）参照），その結果，ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌ又は高圧縮比位置Ｈへの移行が許容される。そして上下のカム山１６2 ａ，１７2 ａが噛み合えば，第２カム機構１５2 は軸方向収縮状態となって前記第２軸方向間隔Ｓ2 の減少をすることになる。
【００４６】
ピストンインナ５ａ及び第２回転カム板１７2 間には，第２回転カム板１７2 を第３回転位置Ｃ及び第４回転位置Ｄへ交互に回転させる第２アクチュエータ２０2 が設けられる。この第２アクチュエータ２０2 について図３，図４，図１１及び図１２により説明する。
【００４７】
第２アクチュエータ２０2 は，前記第１アクチュエータ２０1 と対称的に構成される。即ちピストンインナ５ａには，ピストンピン６を挟んでそれと平行に延びる一対の有底のシリンダ孔２１2 ，２１2 と，各シリンダ孔２１2 の中間部の上壁を貫通する長孔２９2 ，２９2 とが設けられ，第２回転カム板１７2 の下面に一体的に突設されて，その直径線上に並ぶ一対の受圧ピン２８2 ，２８2 が上記長孔２９2 ，２９2 を通してシリンダ孔２１2 ，２１2 に臨ませてある。各長孔２９2 は，受圧ピン２８2 が第２回転カム板１７2 と共に第３回転位置Ｃ及び第４回転位置Ｄ間を移動することを妨げないようになっている。
【００４８】
各シリンダ孔２１2 には，対応する受圧ピン２８2 を挟んで作動プランジャ２３2 及び有底円筒状の戻しプランジャ２４2 が摺動可能に嵌装される。その際，作動プランジャ２３2 ，２３2 同士及び戻しプランジャ２４2 ，２４2 同士は，それぞれピストン５の軸線に関して点対称に配置される。
【００４９】
各シリンダ孔２１2 内には，作動プランジャ２３2 の内端が臨む第２油圧室２５2 が画成され，該室２５2 に油圧を供給すると，その油圧を受けて作動プランジャ２３2 が受圧ピン２８2 を介して第２回転カム板１７2 を第４回転位置Ｄへ回動するようになっている。
【００５０】
また各シリンダ孔２１2 の開放側端部には，円筒状のばね保持筒３５2 が止環３６2 を介して係止され，このばね保持筒３５2 と前記戻しプランジャ２４2 との間に，その戻しプランジャ２４2 を受圧ピン２８2 側に付勢する戻しばね２７2 が縮設される。
【００５１】
而して，第２回転カム板１７2 の第３回転位置Ｃは，各シリンダ孔２１2 ，２１2 の底面に当接する作動プランジャ２３2 ，２３2 の先端に受圧ピン２８2 ，２８2 が当接することにより規定され（図１１参照），第２回転カム板１７2 の第４回転位置Ｄは，受圧ピン２８2 に押された戻しプランジャ２４2 がばね保持筒３５2 の先端に当接することにより規定される（図１２参照）。
【００５２】
以上において，第１回転カム板１７1 及び第１アクチュエータ２０1 ，並びに第２回転カム板１７2 及び第１アクチュエータ２０2 は，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂの慣性力の差や，ピストンアウタ５ｂがシリンダボア２ａの内面から受ける摩擦抵抗，ピストンアウタ５ｂが燃焼室４ａ側から受ける負圧，正圧等，ピストンインナ及びアウタ５ａ，５ｂを互いに軸方向に離間させたり近接させようと作用する外力により，ピストンアウタ５ｂが低圧縮比位置Ｌ及び高圧縮比位置Ｈ間を移動することを許容する。また各上下のカム山１６1 ａ，１７1 ａ；１６2 ａ，１７2 ａの両側面を絶壁面としたことで，各カム山１６1 ａ，１７1 ａ；１６2 ａ，１７2 ａの周方向隣接間隔を狭くすることが可能となり，また各カム山１６1 ａ，１７1 ａ；１６2 ａ，１７2 ａの頂面の総合面積を大きく設定することができる。
【００５３】
再び図１及び図２において，前記ピストンピン６と，その中空部に圧入されたスリーブ４０との間に筒状の油室４１が画成され，この油室４１を第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の両油圧室２５1 ，２５2 に接続する第１及び第２分配油路４２1 ，４２2 がピストンピン６及びピストンインナ５ａに渡り設けられる。また油室４１は，図１に示すように，ピストンピン６，コンロッド７及びクランク軸９に渡り設けられる油路４４に接続され，この油路４４は，電磁制御弁４５を介して油圧源たるオイルポンプ４６と，油溜め４７とに切換可能に接続される。電磁制御弁４５には駆動回路５０が接続され，この駆動回路５０には，運転状態判別手段４８が接続される。この運転状態判別手段４８は，機関の回転数や負荷等から機関が低圧縮比状態にすべきか，高圧縮比状態にすべきかを判別するもので，低圧縮比状態にすべきとしたときは，駆動回路５０が電磁制御弁４５を非通電の状態にし，高圧縮比状態にすべきとしたときは，駆動回路５０が電磁制御弁４５を通電状態にするようになっている。一方，電磁制御弁４５は，非通電状態では油路４４を油溜め４７に開放し，通電状態ではオイルポンプ４６を油路４４に接続するようになっている。
【００５４】
また駆動回路５０にはピストン位置センサ４９が接続され，低圧縮比状態から高圧縮比状態に切り換えるべく電磁制御弁４５に通電するときは，ピストン位置センサ４９の出力信号に基づいてピストン５の排気行程中間点でその通電を開始し，高圧縮比状態から低圧縮比状態に切り換えるべく電磁制御弁４５への通電を遮断するときは，ピストン位置センサ４９の出力信号に基づいてピストン５の吸気行程中間点でその遮断を開始するようになっている。
【００５５】
次に，この第１実施例の作用について説明する。
［高圧縮比位置から低圧縮比位置への切り換え（図１３及び図１４参照）］
いま，図１４の（ａ）に示すように，ピストンアウタ５ｂが高圧縮比位置Ｈに保持されているとする。即ち，第１カム機構１５1 では，上下のカム山１６1 ａ，１７1 ａが互いに頂面を対向させた軸方向拡張状態にあると共に，第２カム機構１５2 では上下のカム山１６2 ａ，１７2 ａを互いに噛み合わせた軸方向収縮状態にある。
【００５６】
そこで，例えば内燃機関Ｅの急加速運転に際して，ノッキングが発生し易い状態になると，運転状態判別手段４８が機関を低圧縮比状態にすべきとして，電磁制御弁４５を図１に示すように非通電状態にして，油路４４を油溜め４７に開放する。これにより，第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の油圧室２５1 ，２５2 は，何れも油室４１及び油路４４を通して油溜め４７に開放されるので，第１アクチュエータ２０1 では，戻しプランジャ２４1 が戻しばね２７1 の付勢力で受圧ピン２８1 を押圧して，第１回転カム板１７1 を第１回転位置Ａへ回転しようとし，第２アクチュエータ２０1 では，戻しプランジャ２４2 が戻しばね２７2 の付勢力で受圧ピン２８2 を押圧して，第２回転カム板１７2 を第３回転位置Ｃへ回転しようとする。
【００５７】
ところで，電磁制御弁４５の通電遮断は，ピストン５の吸気行程中間点で開始されるので，その吸気行程の後半では，ピストンインナ５ａには，ピストンアウタ５ｂに先行して下向きの慣性力が作用するため，第１カム機構１５1 は，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂ間のスラスト荷重から解放される。したがって，先ず第１回転カム板１７1 が第１アクチュエータ２０1 の戻しばね２７1 の付勢力により受圧ピン２８1 を介して第１回転位置Ａへ素早く回転する（図８参照）。
【００５８】
その結果，図１４の（ｂ）に示すように，第１カム機構１５1 の上下のカム山１６1 ａ，１７1 ａは互いに半ピッチずらした噛み合い可能の配置となる。
【００５９】
次にピストン５が圧縮行程の後半に来ると，ピストンインナ５ａには，ピストンアウタ５ｂに先行して上向きの慣性力が作用するため，ピストンアウタ５ｂは，図１４の（ｃ）のように，第１カム機構１５1 の上下のカム山１６1 ａ，１７1 ａを互いに噛み合せながら，即ち第１カム機構１５1 を軸方向に収縮させながら，ピストンインナ５ａに対して相対的に下降し，低圧縮比位置Ｌを占めることになる。
【００６０】
このようにピストンアウタ５ｂがピストンインナ５ａに対して相対的に下降すると，第２カム機構１５2 では，第２固定カム１６2 に対して第２回転カム板１７2 が下降することになり，それに伴ない上下のカム山１６2 ａ，１７2 ａが噛み合い状態から解放されるので，第２回転カム板１７2 は第２アクチュエータ２０2 の戻しばね２７2 の付勢力により受圧ピン２８2 を介して第３回転位置Ｃへ素早く回転する（図１１参照）。
【００６１】
その結果，図１４の（ｄ）に示すように，第２カム機構１５2 の上下のカム山１６2 ａ，１７2 ａは互いに平坦な頂面を当接対向させる。このような第２カム機構１５2 の軸方向拡張作用により，第２軸方向間隔Ｓ2 は増加して，ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌを保持することになる。
【００６２】
かくして，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂは，軸方向収縮状態の第１カム機構１５1 と，軸方向拡張状態の第２カム機構１５2 とにより，ピストンアウタ５ｂを低圧縮比位置Ｌに保持しつゝ強固に連結され，内燃機関Ｅを低圧縮比状態にすることができる。
［低圧縮比位置から高圧縮比位置への切り換え（図１３及び図１５参照）］
次に，例えば内燃機関Ｅの高速運転時，運転状態判別手段４８が機関を高圧縮比状態にすべきとして，電磁制御弁４５を通電状態にして，油路４４をオイルポンプ４６に接続すると，オイルポンプ４６の吐出油圧が油路４４及び油室４１を通して全油圧室２５1 ，２５2 に供給されるので，第１アクチュエータ２０1 では，作動プランジャ２３1 が第１油圧室２５1 の油圧を受けて受圧ピン２８1 を介して第１回転カム板１７1 を第２回転Ｂに向かって回転しようとし，第２アクチュエータ２０2 では，作動プランジャ２３2 が第２油圧室２５2 の油圧を受けて受圧ピン２８2 を介して第２回転カム板１７2 を第４回転位置Ｄに向かって回転しようとする。
【００６３】
ところで，電磁制御弁４５の通電は，ピストン５の排気行程中間点で開始されるので，その排気行程の後半では，ピストンインナ５ａがピストンアウタ５ｂに先行して上向きの慣性力を受けるため，ピストンインナ５ａ及び止環１８間に介装された第２カム機構１５2 がスラスト荷重から解放される。したがって，先ず第２回転カム板１７2 が第２アクチュエータ２０2 の作動プランジャ２３2 の油圧による押圧力により受圧ピン２８2 を介して第４回転位置Ｄへ素早く回転する（図１２参照）。
【００６４】
その結果，図１５の（ｂ）に示すように，第２カム機構１５2 の上下のカム山１６2 ａ，１７2 ａは互いに半ピッチずらした噛み合い可能の配置となる。
【００６５】
次にピストン５が吸気行程の後半に来ると，ピストンインナ５ａがピストンアウタ５ｂに先行して下向きの慣性力を受けるため，第１カム機構１５1 がスラスト荷重から解放される。
【００６６】
次にピストン５が吸気行程の後半に来ると，ピストンインナ５ａには，ピストンアウタ５ｂに先行して下向きの慣性力が作用するため，ピストンアウタ５ｂは，図１５の（ｃ）のように，第２カム機構１５2 の上下のカム山１６2 ａ，１７2 ａを互いに噛み合せながら，即ち第２カム機構１５1 を軸方向に収縮させながら，ピストンインナ５ａに対して相対的に上昇し，高圧縮比位置Ｈを占めることになる。
【００６７】
このようにピストンアウタ５ｂがピストンインナ５ａに対して相対的に上昇すると，第１カム機構１５1 では，第１回転カム板１７1 に対して第２固定カム１６1 が上昇することになり，それに伴ない上下のカム山１６1 ａ，１７1 ａが噛み合い状態から解放されるので，第１回転カム板１７1 は第１アクチュエータ２０1 の作動プランジャ２３1 の油圧による押圧力により受圧ピン２８2 を介して第２回転位置Ｂへ素早く回転する（図９参照）。
【００６８】
その結果，図１４の（ｄ）に示すように，第１カム機構１５1 の上下のカム山１６1 ａ，１７2 ａは互いに平坦な頂面を当接対向させる。このような第１カム機構１５1 の軸方向拡張作用により，第１軸方向間隔Ｓ1 は増加して，ピストンアウタ５ｂの高圧縮比位置Ｈを保持することになる。
【００６９】
かくして，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂは，軸方向拡張状態の第１カム機構１５1 と，軸方向収縮状態の第２カム機構１５2 とにより，ピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈに保持しつゝ強固に連結され，内燃機関Ｅを高圧縮比状態にすることができる。
【００７０】
この場合，特に，第１回転カム板１７1 は，押さえ板１３によりピストンインナ５ａに軸方向移動不能に支持され，また第２回転カム板１７2 は，止環１８と肩部１９とによりピストンアウタ５ｂに軸方向移動不能に支持されて，それぞれ軸方向に遊ぶことがなく，したがって第１カム機構１５1 及び第２カム機構１５2 が，ピストンインナ及びアウタ５ａ，５ｂの慣性力の差等の外力を利用して交互に拡張・収縮する際には，第１固定カム１６1 と第１回転カム板１７1 ，第２固定カム１６2 と第１回転カム板１７1 のそれぞれの相互干渉を確実に回避して，第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の駆動力による各回転カム板１７1 ，１７2 の所望回転位置への回転を確実にさせ，ピストンアウタ５ｂを所望の低圧縮比位置Ｌ及び高圧縮比位置Ｈに確実に保持することができる。
【００７１】
またピストンアウタ５ｂが低圧縮比位置Ｌ及び高圧縮比位置Ｈの何れにあっても，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂは，常に第１及び第２カム機構１５1 ，１５2 を介して軸方向に強固に連結されるので，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂ間に働くスラスト荷重を常に第１及び第２カム機構１５1 ，１５2 の何れ一方に機械的に負担させ，ピストン強度を効果的に高めることができ，のみならず，第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の小容量化，延いてはコンパクト化が可能となる。
【００７２】
特に，ピストンアウタ５ｂの低圧縮比位置Ｌ又は高圧縮比位置Ｈへの移動には，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂの慣性力の差，ピストンアウタ５ｂのシリンダボア内面との摺動抵抗，燃焼室４ａ側の負圧及び正圧等の外力を有効に利用可能であるから，また第１及び第２カム板１７1 ，１７2 を回転させる第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 は，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂから受けるスラスト荷重がゼロ若しくは極めて小さいから，第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の負荷を下げ得て，それらの小容量化，延いてはコンパクト化を一層図ることができる。
【００７３】
またピストンアウタ５ｂは，低圧縮比位置Ｌ及び高圧縮比位置Ｈ間を移動する際，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂの嵌合面に形成されて互いに摺動自在に係合するスプライン歯１１ａ及びスプライン溝１１ｂにより，ピストンインナ５ａに対する回転が拘束されているから，燃焼室４ａに臨むピストンアウタ５ｂのヘッド部５ｂｈの形状を燃焼室４ａの形状に対応させて，ピストンアウタ５ｂの高圧縮比位置Ｈでの圧縮比を効果的に高めることができ，したがって図示例のようなペントルーフ型燃焼室４ａの採用が可能となる。
【００７４】
また第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 がピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂから受けるスラスト荷重がゼロ若しくは極めて小さいことにより，それらの油圧室２５1 ，２５2 の油中に多少の気泡が発生しても，ピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈ又は低圧縮比位置Ｌに安定的に保持することができ，支障はない。
【００７５】
また第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 は，それぞれ油圧室２５1 ，２５2 ，作動プランジャ２３1 ，２３2 と，戻しばね２７1 ，２７2 と，戻しプランジャ２４1 ，２４2 とで構成されるので，各１組のアクチュエータ２０1 ，２０2 につき油圧室２５1 ，２５2 が１室で足り，その上，作動プランジャ２３1 ，２３2 及び戻しプランジャ２４1 ，２４2 はピストンインナ５ａに設けられる共通のシリンダ孔２１1 ，２１2 に嵌装されるので，これら第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の構成の簡素化を図ることができる。
【００７６】
また第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 は，第１及び第２回転カム板１７1 ，１７2 の回転軸線周りに複数組等間隔に配設されるので，第１及び第２回転カム板１７1 ，１７2 に偏荷重を与えることなく，これらを自己の軸線周りにスムーズに回動することができ，しかも複数組の第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の総合出力は大きいことから，第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の小容量化，延いてはコンパクト化を図ることができる。
【００７７】
また第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 において，各作動及び戻しプランジャ２３1 ，２４1 ；２３2 ，２４2 の軸線は，各受圧ピン２８1 ，２８2 の軸線を横切る，第１及び第２回転カム板１７1 ，１７2 の半径線に対して略直角に交差するように配置されるから，作動及び戻しプランジャ２３1 ，２４1 ；２３2 ，２４2 の押圧力を受圧ピン２８1 ，２８2 を介して第１及び第２回転カム板１７1 ，１７2 に効率良く伝達することができ，第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 のコンパクト化に寄与し得る。
【００７８】
また作動及び戻しプランジャ２３1 ，２４1 ；２３2 ，２４2 の各端面と，受圧ピン２８1 ，２８2 の円筒状外周面とは線接触で接触するので，その接触面積は比較的広く，面圧の低減を図り，耐久性の向上に寄与し得る。
【００７９】
また第１アクチュエータ２０1 は，その油圧作動時に第１回転カム板１７1 を第２回転位置Ｂに作動し，また第２アクチュエータ２０2 は，その油圧作動時に第２回転カム板１７2 を第４回転位置Ｄに作動するようになっているので，油圧系の万一の失陥時には，第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の戻しばね２７1 ，２７2 の作用により，自動的にピストンアウタ５ｂを低圧縮比位置Ｌに作動，保持することができる。
【００８０】
また第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の両油圧室２５1 ，２５2 に対して共通の制御弁４５により作動油圧の供給及び解放が行われるので，油圧制御系の簡素化をもたらし，コストの低減を図ることができる。
【００８１】
また第１及び第２アクチュエータ２０1 ，２０2 の両油圧室２５1 ，２５2 の油圧解放は機関の吸気行程で開始され，また両油圧室２５1 ，２５2 への油圧供給は内燃機関の排気行程で開始されるので，ピストンインナ５ａ及びピストンアウタ５ｂの慣性力の差を有効に利用して，ピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈから低圧縮比位置Ｌへ，或いは低圧縮比位置Ｌから高圧縮比位置Ｈへ迅速に移動することができる。
【００８２】
次に，図１６に示す本発明の第２実施例について説明する。
【００８３】
この第２実施例は，第１回転カム板１７1 のカム山１７1 ａと，ピストンアウタ５ｂに形成される第１固定カム１６1 のカム山１６1 ａとに，第１回転カム板１７1 が第１回転位置Ａから第２回転位置Ｂへ回動するとき互いに軸方向に離反するように滑る斜面３３，３４を形成した点を除けば，前実施例と同様の構成であり，図１６中，前実施例と対応する部分には，同一の参照符号を付して，その説明を省略する。
【００８４】
この第２実施例では，各カム山１６1 ａ，１７1 ａの一側面を斜面３３，３４としたたことで，前実施例に比して，各カム１６1 ，１７1 の隣接間隔が広がり，第１回転カム板１７1 の作動ストローク角度が増加し，また各カム１６1 ，１７1 の頂面の面積が減少することになるが，ピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈに移動させる外力が弱い場合でも，第１アクチュエータ２０1 により第１回転カム板１７1 に第２回転位置Ｂへの回動力を付与すれば，斜面３３，３４相互のリフト作用によりピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈへ押し上げることができる。この場合，図示はしないが，第２カム機構１５2 においても同様の構造を採用することができる。
【００８５】
最後に，図１７に示す本発明の第３実施例について説明する。
【００８６】
この第３実施例は，前記第１実施例において，ピストンアウタ５ｂを，低圧縮比位置Ｌ，中圧縮比位置Ｍ及び高圧縮比位置Ｈの三位置に切り換え制御し得るようにしたもので，前記ピストンインナ５ａとピストンアウタ５ｂのヘッド部５ｂｈとの間に上下二組の第１カム機構１５1 ，１５1 を，ピストンインナ５ａとピストンアウタ５ｂの止環１８との間に上下二組の第２カム機構１５2 ，１５2 をそれぞれ介装し，上下の第１カム機構１５1 ，１５1 の作動状態を同位相及び逆位相に切り換えることを可能し，同時に，上下何れか一方の第１カム機構１５1 と，上下何れか一方の第２カム機構１５2 との作動状態を互いに逆位相にすると共に，上下何れか他方の第１カム機構１５1 と，上下何れか他方の第２カム機構１５2 との作動状態を互いに逆位相にすることを可能にしたものである。尚，図１７中，前記第１実施例と対応する部分には同一の参照符号を付す。
【００８７】
而して，同図（Ａ）に示すように，上下の第１カム機構１５1 ，１５1 を共に軸方向収縮状態にする一方，上下の第２カム機構１５2 ，１５2 を共に軸方向拡張状態に作動すれば，前記ピストンアウタ５ｂを低圧縮比位置Ｌに制御することができ，同図（Ｂ）に示すように，上部の第１カム機構１５1 を軸方向収縮状態，下部の第１カム機構１５1 を軸方向拡張状態に作動する一方，上部の第２カム機構１５2 を軸方向収縮状態，下部の第２カム機構１５2 を軸方向拡張状態に作動すれば，前記ピストンアウタ５ｂを中圧縮比位置Ｍに制御することができ，同図（Ｃ）に示すように，上下の第１カム機構１５1 ，１５1 を共に軸方向拡張状態にする一方，上下の第２カム機構１５2 ，１５2 を共に軸方向収縮状態に作動すれば，前記ピストンアウタ５ｂを高圧縮比位置Ｈに制御することができる。
【００８８】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，電磁切換弁４５の作動態様は，上記実施例の場合と逆であっても差し支えはない。即ち，該切換弁４５の非通電状態で油路４４をオイルポンプ４６に接続し，通電状態で油路４４を油溜め４７に接続することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１実施例に係る圧縮比可変装置を備えた内燃機関の要部縦断正面図。
【図２】図１の要部拡大図。
【図３】図２の２−２線拡大断面図で低圧縮比状態を示す。
【図４】高圧縮比状態を示す，図３との対応図。
【図５】図３の５−５線拡大断面図。
【図６】図３の６−６線拡大断面図。
【図７】図３の７−７線拡大断面図。
【図８】図３の８−８線拡大断面図。
【図９】図４の９−９線拡大断面図。
【図１０】図３の１０−１０線拡大断面図。
【図１１】図３の１１−１１線拡大断面図。
【図１２】図４の１２−１２線拡大断面図。
【図１３】圧縮比切り換えタイミングとピストンインナの慣性力との関係を示す線図。
【図１４】高圧縮比状態から低圧縮比状態への切り換え作用説明図。
【図１５】低圧縮比状態から高圧縮比状態への切り換え作用図。
【図１６】本発明の第２実施例を示す，圧縮比可変装置の要部縦断側面図。
【図１７】本発明の第３実施例を示す，圧縮比可変装置の要部縦断側面図。
【符号の説明】
【００９０】
Ａ・・・・・・・第１回転カム板の第１回転位置
Ｂ・・・・・・・第１回転カム板の第２回転位置
Ｃ・・・・・・・第２回転カム板の第３回転位置
Ｄ・・・・・・・第１回転カム板の第４回転位置
Ｅ・・・・・・・内燃機関
Ｈ・・・・・・・ピストンアウタの高圧縮比位置
Ｌ・・・・・・・ピストンアウタの低圧縮比位置
Ｓ1 ・・・・・・第１軸方向間隔
Ｓ2 ・・・・・・第２軸方向間隔
５・・・・・・・ピストン
５ａ・・・・・・ピストンインナ
５ｂ・・・・・・ピストンアウタ
６・・・・・・・ピストンピン
７・・・・・・・コンロッド
１５1 ・・・・・第１カム機構
１５2 ・・・・・第２カム機構
１６1 ・・・・・第１固定カム
１６2 ・・・・・第２固定カム
１７1 ・・・・・第１回転カム
１７2 ・・・・・第２回転カム
１８・・・・・・規制手段（止環）
２０1 ・・・・・第１アクチュエータ
２０2 ・・・・・第２アクチュエータ
２３1 ，２５1 ・・・第１油圧作動手段（作動プランジャ，油圧室）
２３2 ，２５2 ・・・第２油圧作動手段（作動プランジャ，油圧室）
２７1 ・・・・・戻しばね
２７2 ・・・・・戻しばね
４５・・・・・・制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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