(57)【要約】【課題】潤滑オイルの燃焼室への流出を防止するとともに、ブローバイガスによるオイル劣化を抑制することができる複リンク式可変圧縮比エンジンを提供する。【解決手段】シリンダ内を往復動するピストン２１を有するエンジン１において、ピストン２１に形成されるピストンロッド２２と、ピストンロッド２２とクランクシャフト３６とを複数のリンクで連結し、車両の運転状態に応じてリンクの姿勢を変化させることで圧縮比を可変とする圧縮比可変機構３０と、ピストン２１の下側においてシリンダ内をクランク室２４から仕切るとともに、ピストンロッド２２が摺動自由に貫通する隔壁５０と、ピストン２１の下面とシリンダ壁と隔壁５０とにより形成され、ピストン２１の往復動に伴って拡縮する拡縮室６０と、拡縮室６０を吸気系と連通して、拡縮室６０に漏れ込んだブローバイガスを吸気系に還流する還流通路１３と、を備える。【選択図】図１
2009036128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内を往復動するピストンを有するエンジンにおいて、
前記ピストンに形成されるピストンロッドと、
前記ピストンロッドとクランクシャフトとを複数のリンクで連結し、車両の運転状態に応じてリンクの姿勢を変化させることで圧縮比を可変とする圧縮比可変機構と、
前記ピストンの下側においてシリンダ内をクランク室から仕切るとともに、前記ピストンロッドが摺動自由に貫通する隔壁と、
前記ピストンの下面とシリンダ壁と隔壁とにより形成され、前記ピストンの往復動に伴って拡縮する拡縮室と、
前記拡縮室を吸気系と連通して、前記拡縮室に漏れ込んだブローバイガスを吸気系に還流する還流通路と、
を備えることを特徴とするエンジン。
【請求項２】
前記エンジンの各気筒の拡縮室は、相互に連通する、ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記隔壁は、前記ピストンロッドが摺動する部分に潤滑性を有するシール部材を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記圧縮比可変機構は、
前記ピストンロッドに揺動自由に連結する第１リンクと、
前記第１リンクに回動自由に連結するとともに、クランクシャフトに回転自由に装着される第２リンクと、
前記クランクシャフトと平行にシリンダブロックに回転自由に支持され、その回転軸心に対して偏心する偏心軸部を有するコントロールシャフトと、
前記第２リンクに連結ピンを介して回転自由に連結されるとともに、前記コントロールシャフトの偏心軸部を揺動軸心として揺動可能な第３リンクとを備え、
車両の運転状態に応じて前記コントロールシャフトを回転し、偏心軸部の位置を変更して、エンジンの機械圧縮比を変更するようにした、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のエンジン。
【請求項５】
前記圧縮比可変機構は、
前記燃焼室内の圧力が最大値となる付近において、前記ピストンロッドの軸心と、そのピストンロッドに連結する前記第１リンクとの傾きが略０°になるようにした、
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記圧縮比可変機構は、
前記ピストンがストローク中央から上昇して上死点を経て再びストローク中央まで下降したときのクランク角度と、ストローク中央から下降して下死点を経て再びストローク中央まで上昇したときのクランク角度とが略同一となり、前記ピストンのクランク角度に対するストローク特性が略単振動に近い特性となるようにしたことを特徴とする請求項４又は５に記載のエンジン。
【請求項７】
前記ピストンに嵌合するピストンリングは、前記ピストンリングの一方の合口部端面に、ピストンリング外周側かつ燃焼室側の端部を含むようにピストンリング周方向に形成される凸部と、前記ピストンリングの他方の合口部端面に、その凸部と組み合わさる凹部とを有するダブルアングル構造とした請求項１から６のいずれか一つに記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複リンク式可変圧縮比エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から車両のエンジンでは、ピストンの往復動によってピストンとシリンダとの隙間から潤滑オイルが燃焼室に流出して、潤滑オイルの消費量が増大する等の問題があった。
【０００３】
特許文献１に記載の発明はオイルリング溝内にエキスパンダスプリングを備え、オイルリングの張力を負荷に応じて調整することで、ピストンリングとシリンダライナとの焼き付きを防止するとともに潤滑オイルの消費量を低減する。
【特許文献１】特開平６−１２３３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、エキスパンダスプリングの制御に応答遅れなどが生じると、潤滑オイルの燃焼室内への流出を確実に低減することはできない。また、未燃焼の燃料などを含むブローバイガスが、ピストンとシリンダとの隙間を通って燃焼室からクランク室に流れ込み、潤滑オイルのオイル劣化が生じるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、潤滑オイルの燃焼室への流出を防止するとともに、ブローバイガスによるオイル劣化を抑制することができる複リンク式可変圧縮比エンジン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】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明は、シリンダ内を往復動するピストン（２１）を有するエンジン（１）において、前記ピストン（２１）に形成されるピストンロッド（２２）と、前記ピストンロッド（２２）とクランクシャフト（３６）とを複数のリンクで連結し、車両の運転状態に応じてリンクの姿勢を変化させることで圧縮比を可変とする圧縮比可変機構（３０）と、前記ピストン（２１）の下側においてシリンダ内をクランク室（２４）から仕切るとともに、前記ピストンロッド（２２）が摺動自由に貫通する隔壁（５０）と、前記ピストン（２１）の下面とシリンダ壁と前記隔壁（５０）とにより形成され、前記ピストン（２１）の往復動に伴って拡縮する拡縮室（６０）と、前記拡縮室（６０）を吸気系と連通して、前記拡縮室（６０）に漏れ込んだブローバイガスを吸気系に還流する還流通路（１３）と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ピストンの下方に隔壁を配置し、ピストンロッドが隔壁を介して摺動するため、ピストンに生じるサイドスラスト荷重が低減する。したがって、ピストンスカートを短縮化でき、潤滑オイルがなくてもピストンはシリンダ内を往復動することができる。そのため、潤滑オイルの消費量が確実に低減でき、排気性能を改善することができる。
【０００９】
また、ピストンの下方に吸気系と連通する拡縮室を備えるので、ピストンの往復動によって拡縮室に生じる圧力を利用してブローバイガスを吸気系に還流させることができ、ブローバイガスによる潤滑オイルのオイル劣化を抑制できる。
【００１０】
さらに、車両の運転状態に応じて圧縮比を最適に制御するので、熱効率を向上させることができ、燃費性能を改善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】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態の複リンク式可変圧縮比エンジンを示す概略図である。
【００１３】
複リンク式可変圧縮比エンジン１は、ピストン２１のサイドスラスト荷重を低減するクロスヘッド機構２０と、圧縮比を可変とする複リンク機構３０とをシリンダブロック１０の内部に備える。なお、シリンダブロック１０の上部に取付けられるシリンダヘッドの図示は省略している。
【００１４】
クロスヘッド機構２０は、ピストン２１と、ピストンロッド２２と、アッパリンク３１とから構成される。
【００１５】
ピストン２１はピストンスカートが無く、あるいはごく僅かであって、シリンダブロック１０のシリンダ１１の内部に収装される。このピストン２１の冠面と、シリンダ１１の壁面と、図示しないシリンダヘッドの内壁とによって燃焼室２を仕切る。
【００１６】
ピストン２１の下部には、ピストンロッド２２がピストン２１と同軸に一体形成される。このピストンロッド２２は、ピストン２１と分割可能に設けるようにしてもよい。また、ピストン２１の下側には、シリンダ１１の内部をピストン２１の下方とクランク室２４との間で仕切る隔壁としてのスラストサポート５０が設けられる。そのため、ピストンロッド２２はスラストサポート５０を貫通し、スラストサポート５０の孔５１によって摺動自由に支持される。ここで、ピストンロッド２２とスラストサポート５０の孔５１とは、潤滑性の高いオイルシール５２によってシールされている。
【００１７】
ピストン２１のピストンロッド２２の下端は、ピストンピン２３を介して複リンク機構３０のアッパリンク３１の上端と連結する。このアッパリンク３１の下端は、連結ピン３４を介してロアリンク３２の一端と連結する。そして、ロアリンク３２の他端は、連結ピン３５を介してコントロールリンク３３と連結する。このロアリンク３２は、図中左右の２部材から分割可能に構成され、ほぼ中央に連結孔３２ａを有する。連結孔３２ａには、クランクシャフト３６のクランクピン３６ａが挿入される。
【００１８】
クランクシャフト３６は、クランクピン３６ａ、ジャーナル３６ｂ及びカウンターウェイト３６ｃを備える。クランクピン３６ａの中心はジャーナル３６ｂの中心から所定量偏心しており、このクランクピン３６ａにロアリンク３２が回転自在に連結する。ジャーナル３６ｂは、シリンダブロック１０とラダーフレーム３７とによって回転自在に支持される。ジャーナル３６ｂの軸心は、クランクシャフト３６の軸心と一致している。カウンターウェイト３６ｃは、クランクアームに一体形成されて、ピストン運動の回転１次振動成分を低減する。
【００１９】
コントロールリンク３３の上端は、連結ピン３５を介してロアリンク３２に対して回動自在に連結する。また、コントロールリンク３３の下端は、連結ピン３８を介して、クランクシャフト３６と平行に配置されるコントロールシャフト４１に連結する。連結ピン３８は、コントロールシャフト４１の軸心から所定量偏心しており、コントロールリンク３３がその偏心した連結ピン３８を軸心として揺動する。このコントロールシャフト４１は、その外周にギア４２を形成する。このギア４２がピニオン４３と噛合する。ピニオン４３は、シリンダブロック１０の側部に取付けられたアクチュエータ４４の回転軸４５に設けられている。
【００２０】
このように構成される複リンク式可変圧縮比エンジン１では、ピストン２１の往復運動はピストンロッド２２によってアッパリンク３１に伝達され、さらにロアリンク３２を介してクランクシャフト３６の回転運動に変化される。この場合には、ロアリンク３２はクランクピン３６ａを中心軸として揺動しながら、クランクシャフト３６の中心に対して図中反時計回りに回転する。ロアリンク３２に連結するコントロールリンク３３は、その下端に連結するコントロールシャフト４１の連結ピン３８を支点として揺動する。コントロールシャフト４１と連結ピン３８とは偏心しているため、アクチュエータ４４によってコントロールシャフト４１が回転すると、連結ピン３８が移動する。この連結ピン３８の移動によってコントロールリンク３３の揺動中心が変化するため、これによりアッパリンク３１及びロアリンク３２の傾斜を変えることができ、ピストン２１の上死点位置を所定の範囲内で任意に調整できる。このように、複リンク式可変圧縮比エンジン１では、ピストン２１の上死点位置を調整することによって機械圧縮比が可変となる。
【００２１】
一方、この複リンク式可変圧縮比エンジン１は、ピストン２１とシリンダ１１との摺動隙間を通って燃焼室からクランク室側へ流出したブローバイガスを、ピストン２１の往復動によって図示しない吸気通路に還流する拡縮室６０を有する。
【００２２】
拡縮室６０は、シリンダ１１の壁面と、ピストン２１の下面と、スラストサポート５０の上面とによって形成される。スラストサポート５０はピストン２１の下死点位置よりも下側に固定され、スラストサポート５０の上面には凹部５３が形成される。また、シリンダブロック１０の一方の側部には貫通孔１２が設けられ、この貫通孔１２に連通管１３が接続する。連通管１３は、スラストサポート５０の凹部５３と貫通孔１２とを介して、拡縮室６０と図示しない吸気通路とを連通する。そして、複リンク式可変圧縮比エンジン１の拡縮室６０は、ピストン２１の往復動に伴って容積が拡大と縮小を繰り返し、燃焼室２から拡縮室６０へ流れ込んだブローバイガスを吸気系に還流する。
【００２３】
上記のような複リンク式可変圧縮比エンジン１は、車両の運転状態に応じて燃料噴射量、点火時期、スロットルバルブ開度や機械圧縮比を制御するため、コントローラ７０を備える。コントローラ７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインタフェースから構成されている。
【００２４】
このコントローラ７０には、図示しないノックセンサやクランク角センサ等の車両運転状態を検出する各種センサの出力が入力する。そして、コントローラ７０は、これら出力に基づいて図示しないスロットルバルブ、燃料噴射弁及び点火プラグを制御する。また、コントローラ７０は、予め設定された機械圧縮比マップを参照し、車両の運転状態に応じて機械圧縮比を最適に制御して、熱効率を向上させて燃費性能を改善する。例えば、低回転速度・小トルクでは機械圧縮比を高くして熱効率の向上を図り、高回転速度・大トルク側では機械圧縮比を低くしてノッキングの防止を図る。
【００２５】
ところで、従来から車両のエンジンでは、潤滑オイルがピストン２１の往復動によってピストン２１とシリンダ１１との隙間を通って燃焼室２に流出して潤滑オイルの消費量が増大したり、ブローバイガスがクランク室２４に流れ込んで、潤滑オイルのオイル劣化が生じたりするという問題がある。
【００２６】
しかしながら、複リンク式可変圧縮比エンジン１では、図１に示したように、複リンク機構３０とスラストサポート５０とを組み合わせることで、上記問題を解消している。
【００２７】
図２は、複リンク式可変圧縮比エンジン１における潤滑オイルの消費量の低減を説明する図である。
【００２８】
複リンク式可変圧縮比エンジン１では、複リンク機構３０のアライメントを選択することによって、図２に示すように燃焼室２の内部の圧力が最大値Ｐｍａｘとなる膨張行程前半において、ピストンロッド２２と連結するアッパリンク３１を直立姿勢（ピストンロッド２２の軸心Ｌ１に対するアッパリンク３１の軸心Ｌ２の傾き角度θが０°に近い状態）に維持することができる。そのため、アッパリンク３１の傾き角度θに応じてピストン２１に生じるサイドスラスト荷重を大幅に低減することができる。さらに、複リンク式可変圧縮比エンジン１のピストンロッド２２は、スラストサポート５０の孔５１に対して摺動するため、ピストン２１に生じるサイドスラスト荷重のほとんどをスラストサポート５０が受ける。
【００２９】
このように、複リンク式可変圧縮比エンジン１では、ピストン２１に生じるサイドスラスト荷重は大幅に低減されるので、ピストン２１のピストンスカート長さを短縮することができる。そのため、ピストン２１は潤滑オイルがなくてもシリンダ１１の内部を往復動することができる。したがって、ピストン２１の往復動によって潤滑オイルが燃焼室に流出することを防止でき、潤滑オイルの消費量を確実に低減させて、排気性能を改善することが可能となる。
【００３０】
なお、複リンク式可変圧縮比エンジン１において、ピストン２１のピストンリング２５がシリンダ壁に対して潤滑しやすいようにピストンリングの表面処理を行うようにしてもよい。
【００３１】
次に、複リンク式可変圧縮比エンジン１における潤滑オイルのオイル劣化の抑制について図３を参照して説明する。
【００３２】
図３は、複リンク式可変圧縮比エンジン１の拡縮室６０の動作を示す図である。図３（Ａ）は、圧縮行程において、ピストン２１が下死点から上死点へ移動するときのブローバイガスの流れを示す。また、図３（Ｂ）は、膨張行程において、ピストン２１が上死点から下死点へ移動するときのブローバイガスの流れを示す。
【００３３】
図３（Ａ）に示すように、ピストン２１が下死点から上死点に上昇すると、拡縮室６０は拡大して燃焼室２が収縮するので、燃焼室内の混合気が圧縮される。この圧縮された混合気がピストン上死点付近で点火プラグによって爆発燃焼すると、ピストン２１が上死点から下死点に向けて押し下げられるとともに、未燃焼の燃料などを含むブローバイガスがピストン２１とシリンダ１１との隙間を通って燃焼室２から拡縮室６０に流入する。そして、図３（Ｂ）に示すように、ピストン２１が上死点から下死点に下降すると、燃焼室２が拡大して拡縮室６０が収縮する。このように、拡縮室６０が収縮すると、拡縮室内のブローバイガスが加圧され、そのブローバイガスは連通管１３に流れ込み、連通管１３を通って図示しない吸気通路に戻る。
【００３４】
このように、複リンク式可変圧縮比エンジン１は、燃焼室２からのブローバイガスを、拡縮室６０の拡縮動作によって吸気系に還流（以下「ブローバイガスの内部還流」という。）させる（内部還流手段）。また、ピストン２１のピストンロッド２２は、スラストサポート５０のオイルシール５２によって摺動自在にシールされているので、上記したブローバイガスが拡縮室６０からクランク室２４へ流れ込むことも抑制される。そのため、複リンク式可変圧縮比エンジン１では、ブローバイガスによるクランク室内の潤滑オイルのオイル劣化が抑制される。
【００３５】
なお、上記のように拡縮室６０の拡縮によってブローバイガスの内部還流を行う場合、拡縮室６０に圧力変動が生じてピストン２１のポンピングが増大するため、気筒ごとに形成される貫通孔１２をシリンダブロック内に形成した通路によって互いに連通し、圧力変動を抑制してポンピングロス低減を図るようにしてもよい。
【００３６】
ところで、潤滑オイルの消費量を低減したり、オイル劣化を抑制したりするためにクロスヘッド機構２０を備えると、複リンク式可変圧縮比エンジン１が大形化してしまう。
【００３７】
そこで、クロスヘッド機構を備えたことによるエンジン高さの増大について、ピストンとクランクシャフトとを一本のコンロッドで連結するエンジン（以下「従来エンジン」と称する）を参考にして説明する。
【００３８】
図４は、従来エンジンの構成を示す図である。
【００３９】
従来エンジン１００は、図４（Ａ）に示すように、ピストン１２１とコンロッド１３１とを備える。ピストン１２１は、ピストンピン１２３を介してコンロッド１３１の上端と連結する。コンロッド１３１の下端は、クランクシャフト１３６のジャーナル１３６ｂから所定量偏心しているクランクピン１３６ａと接続する。
【００４０】
このような従来エンジン１００において、クロスヘッド機構１２０によるブローバイガスの内部還流を行う場合には、図４（Ｂ）に示すように、ピストン１２１にピストンロッド１２２を形成し、ピストンロッド１２２とコンロッド１３１とをピストンピン１２３を介して連結する。クロスヘッド機構１２０を備えた従来エンジン１００は、ピストンピン１２３が図４（Ａ）と同位置に設定されるため、ピストン１２１にピストンロッド１２２を形成した分だけエンジン高さが高くなる。
【００４１】
このエンジン高さを抑制するために、コンロッド１３１を短くして連桿比を小さくすることが考えられる。ここで、連桿比は以下の数式によって表される。
【００４２】
【数１】
2009036128.tif 000003
【００４３】
しかしながら、従来エンジン１００において、コンロッド１３１の長さを短くして連桿比を小さくすると、ピストンストローク特性が単振動から大きくはずれて、ピストン１２１の往復動やクランクピン１３６ａの回転運動によって生じる振動（以下「慣性２次振動」と称する）が増大してしまう。このように従来エンジン１００では、慣性２次振動が悪化するために連桿比を小さくすることができず、クロスヘッド機構１２０を備える場合にはエンジン高さの増大が避けられない。
【００４４】
これに対して、複リンク式可変圧縮比エンジン１では、複リンク機構３０のアライメントを選択して、図５に示すようにピストンストローク特性（実線Ａ）を従来エンジン１００のピストンストローク特性（破線Ｂ）よりも略単振動に近い特性とすることで、ピストンストローク特性に基づく慣性２次振動を低減する。このように、ピストンがストローク中央から上昇して上死点を経て再びストローク中央まで下降したときのクランク角度と、ストローク中央から下降して下死点を経て再びストローク中央まで上昇したときのクランク角度とを略同一とし、ピストンストローク特性を略単振動とする構成の詳細については、特開２００５−１８０３０２号公報を参照されたい。
【００４５】
複リンク式可変圧縮比エンジン１における慣性２次振動のＹ方向成分の低減について図６を参照して説明する。
【００４６】
図６（Ａ）は、慣性２次振動のＹ方向成分を低減する複リンク機構３０を模式的に示す図である。ここで、ピストン２１の往復運動する方向をＹ方向、それに直行する方向をＸ方向とする。図６（Ｂ）はピストンピン２３に生じる慣性２次振動のＹ方向成分を示す。また、図６（Ｃ）は連結ピン３４に生じる慣性２次振動のＹ方向成分を示す。図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）では、横軸はピストン２１のシリンダ内での位置を示し、縦軸は慣性２次振動のＹ方向成分を示す。
【００４７】
複リンク式可変圧縮比エンジン１では、図６（Ｂ）に示すように、ピストン２１が上死点又は下死点にある場合に、アッパリンク３１の揺動によってピストンピン２３に生じるＹ方向の慣性２次振動が最大となる複リンク機構３０のアライメントを選択する。また、図６（Ｃ）に示すように、ピストン２１が上死点及び下死点にある場合に、コントロールリンク３３の揺動によって連結ピン３４に生じるＹ方向の慣性２次振動が最小となる複リンク機構３０のアライメントを選択する。このように複リンク機構３０のアライメントを選択することによって、ピストンピン２３に生じる慣性２次振動のＹ方向成分を連結ピン３４に生じる慣性２次振動のＹ方向成分で打ち消すことができ、慣性２次振動を低減することができる。
【００４８】
このように複リンク式可変圧縮比エンジン１では、慣性２次振動を低減できるので、クロスヘッド機構２０を備えても、ピストンピン２３と連結ピン３４との距離を短く設定（連桿比を小さく設定）することで、エンジン高さを抑制することができる。
【００４９】
図７は、複リンク式可変圧縮比エンジン１のピストン２１の往復動を模式的に示す図である。図７（Ａ）は、ピストン２１が上死点にある場合を示す。また、図７（Ｂ）は、ピストン２１が下死点にある場合を示す。座標の中心は、クランクシャフト３６の回転中心を示す。なお、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）では、ブローバイガスの内部還流の詳細な構成は、説明の便宜上省略している。
【００５０】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるシリンダ１１は、クロスヘッド機構２０を備えない複リンク式可変圧縮比エンジン１で使用されるシリンダ１１と略同一の高さである。複リンク式可変圧縮比エンジン１では、慣性２次振動が低減できるような複リンク機構３０のアライメント選択しているため、連桿比を小さく、具体的にはピストンピン２３と連結ピン３４との距離を短く設定することができる。そのため、図７（Ｂ）に示すように、ピストン２１の下死点位置において、ピストンピン２３をクランクシャフト３６の回転中心と略同程度の位置まで下げることができる。そのため、シリンダ１１がクロスヘッド機構２０を備えない複リンク式可変圧縮比エンジン１で使用されるシリンダ１１と略同一の高さのものであっても、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す通り、ピストン２１は従来のピストンストロークのまま往復運動することができる。
【００５１】
以上により、本実施形態の複リンク式可変圧縮比エンジン１は下記の効果を得ることができる。
【００５２】
本発明よれば、ピストン２１の下方にスラストサポート５０を配置し、ピストンロッド２２がスラストサポート５０を介して摺動するため、ピストン２１に生じるサイドスラスト荷重が低減する。したがって、ピストンスカートを短縮化でき、潤滑オイルがなくてもピストン２１はシリンダ内を往復動することができる。そのため、潤滑オイルの消費量が確実に低減でき、排気性能を改善することができる。
【００５３】
また、ピストン２１の下方に吸気通路と連通する拡縮室６０を備え、ピストン２１の往復動によって拡縮室６０に生じる圧力を利用してブローバイガスを吸気系に還流させる。そのため、ブローバイガスのクランク室２４への流入が抑えられ、ブローバイガスによる潤滑オイルのオイル劣化を抑制することができる。
【００５４】
さらに、複リンク式可変圧縮比エンジン１では、複リンク機構３０のアライメントを選択することによって慣性２次振動を低減でき、連桿比を小さく設定することができる。そのため、ピストン２１の下死点位置において、ピストンピン２３をクランクシャフト３６の回転中心と略同程度の位置まで下げることができ、クロスヘッド機構２０を備えてもエンジン高さの増大を抑制することができる。
【００５５】
本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。
【００５６】
例えば、ピストン２１のピストンリング２５の合口部２５ａをダブルアングル構造とすることで、ピストン２１のシリンダ１１に対するシール性能を向上させるようにしてもよい。
【００５７】
図８は、ピストン２１に装着されるピストンリング２５を示す図である。
【００５８】
図８（Ａ）に示すように、ピストンリング２５は周方向の一部に合口部２５ａを有する。このピストンリング２５の合口部２５ａの端面を平坦面とすると、ピストンリング２５を装着したピストン２１が、シリンダ１１の内部を下死点から上死点に向かって上昇すると、矢印に示すように燃焼室２内の混合気などが合口部２５ａを通って流出してしまうので、ピストン２１のシリンダ１１に対するシール性能は低い。
【００５９】
そのため、図８（Ｂ）に示すように、ピストンリング２５の合口部２５ａの一方の端面の角部に三角形形状の断面を有する凸部２５ｂを形成し、その凸部２５ｂと対応する他方の端面の角部にも同断面形状の凹部２５ｃが形成して、ピストンリング２５をピストン２１に装着するときに、凸部２５ｂと凹部２５ｃとが組合うようにピストンリング２５を構成する（ダブルアングル構造）。なお、図８（Ｂ）において、凸部２５ｂ及び凹部２５ｃの断面は直角三角形形状となっているが、これに限られるものではなく長方形形状などにするようにしてもよい。
【００６０】
このダブルアングル構造のピストンリング２５を、図８（Ｃ）に示すように凸部２５ｂがピストン冠面側の反対側に位置するようにピストン２１に装着（順組み）することでシール性能が向上する。つまり、ピストン２１がシリンダ１１の内部を下死点から上死点に向かって上昇して、混合気などが合口部２５ａに流れ込んでも、図８（Ｃ）の矢印に示すように凸部２５ｂによって混合気の流れを遮断することができ、燃焼室内のシール性を向上させることができる。
【００６１】
しかしながら、ピストン２１がシリンダ１１を摺動するために潤滑オイルを必要とする従来のエンジンにおいては、上記のようにピストンリング２５をピストン２１に順組みして燃焼室内のシール性を向上させると、燃焼室内の混合気などの流出を抑制することはできるが、却って燃焼室２の内部に流出した潤滑オイルがクランク室側に戻りにくくなって、潤滑オイル消費量が増大してしまうという問題がある。そのため、そのような従来のエンジンにおいては、このダブルアングル構造のピストンリング２５を、図８（Ｄ）に示すように凸部２５ｂがピストン冠面側に位置するようにピストン２１に装着（逆組み）する。そうすると、ピストン２１が上昇したときに、燃焼室内に流入した潤滑オイルは、図８（Ｄ）の矢印のように合口部２５ａを通ってクランク室側に戻りやすくなる。そのため、ピストン２１がシリンダ１１を摺動するために潤滑オイルを必要とする従来エンジンでは、ピストンリング２５を順組みで使用せずに、逆組みで使用することによってシール性能を若干低下させて、潤滑オイル消費量が増大するのを抑制している。
【００６２】
これに対して、複リンク式可変圧縮比エンジン１のピストン２１では、複リンク機構３０とスラストサポート５０とによってスラスト荷重を低減させるので、ピストン２１は潤滑オイルがなくてもシリンダ１１内を往復動することができる。そのため、従来エンジンのようにピストンリング２５を逆組みして潤滑オイル消費量を低減する必要がない。したがって、複リンク式可変圧縮比エンジン１では、ピストンリング２５を順組みにしてシール性能を向上させ、熱効率をより改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態の複リンク式可変圧縮比エンジンを示す図である。
【図２】潤滑オイルの消費量の低減について示す図である。
【図３】拡縮室の動作を示す図である。
【図４】従来エンジンの構成を示す図である。
【図５】ピストンストローク特性を示す図である。
【図６】慣性２次振動の低減について示す図である。
【図７】複リンク式可変圧縮比エンジンのピストンの往復動を模式的に示す図である。
【図８】ピストンに装着されるピストンリングを示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  複リンク式可変圧縮比エンジン
２  燃焼室
１１  シリンダ
１２  貫通孔
１３  連通管（還流通路）
２０  クロスヘッド機構
２１  ピストン
２２  ピストンロッド
２４  クランク室
２５  ピストンリング
２５ａ  合口部
２５ｂ  凸部
２５ｃ  凹部
３０  複リンク機構（圧縮比可変機構）
３１  アッパリンク（第１リンク）
３２  ロアリンク（第２リンク）
３３  コントロールリンク（第３リンク）
３６  クランクシャフト
４１  コントロールシャフト
４４  アクチュエータ
５０  スラストサポート（隔壁）
５２  オイルシール
６０  拡縮室
７０  コントローラ
【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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