JPS636432Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は内燃機関におけるピストン装置に関する
ものである。

従来、燃焼室の気密を保持し燃焼ガス漏れを防
止するため、ピストンの外周にピストンリングを
嵌着し、このピストンリングの外周をシリンダ内
面に圧接させつつピストンを上下往復動させる。
ところでピストンリングによる摩擦抵抗はエンジ
ンフリクシヨンの中でも比較的大きな比重を占
め、熱効率を向上させるためにもピストンリング
による摩擦抵抗を低減させる必要がある。このよ
うな事情からピストンリングによる摩擦抵抗を低
減させる手段としてピストンリングの幅、ピスト
ンリングの張力等を減ずることが考えられるが、
しかしこれらの手段は摩擦抵抗を低減するもの
の、燃焼室からのガス漏れを防止し難く、ブロー
バイガスを増加させ、潤滑油の劣化、ピストンの
熱負荷増大を招き、エンジン耐久信頼性を低下さ
せるものとなる。

本案は、前記のような事情に鑑み、エンジン耐
久信頼性を低下させることなくエンジンフリクシ
ヨンの低減を図らんとするものであつて、シリン
ダライナに形成した下向き環状段部の上方の内周
面を上部小径内周部に形成するとともに下方の内
周面を下部大径内周部に形成し、ピストンの外周
に形成した上向き環状段部の上方を上部小径部に
形成するとともに下方を下部大径部に形成し、前
記シリンダライナの上部小径内周部に前記ピスト
ンの上部小径部を、下部大径内周部に下部大径部
をそれぞれ摺動自在に嵌装し、前記シリンダライ
ナの下向き環状段部および下部大径内周部と、前
記ピストンの上部小径部および上向き環状段部と
で圧縮比が燃焼室よりも大となる環状圧力室を形
成自在とし、さらに前記ピストンの下死点付近に
おいて前記環状圧力室に臨みかつ外気と連通する
通口を前記シリンダライナの下部大径内周部に設
けてなるピストン装置である。

本案の実施例を図面について説明すると、シリ
ンダブロツク１のシリンダボア２に嵌装したシリ
ンダライナ３は、軸線方向長さの略中間部に形成
した下向き環状段部４の上方内周面を上部小径内
周部５に形成し、前記下向き環状段部４の下方の
内周面を下部大径内周部６に形成してある。

前記シリンダライナ３を案内として上下往復動
するピストン７は外周に形成した上向き環状段部
８の上方を上部小径部９とし、下方を下部大径部
１０としてあり、上部小径部９の外周に形成した
環状溝１１にラビリンスシールリング１２を嵌装
し、頂部にピストン燃焼室部１３を陥設してあ
る。

前記ピストン７の上部小径部９はラビリンスシ
ールリング１２を介してシリンダライナ３の上部
小径内周部５を上下摺動自在とし、下部大径部１
０はシリンダライナ３の下部大径内周部６を上下
摺動自在としてあり、さらにピストン７が上死点
に達したときにおいてもピストン７の上向き環状
段部８がシリンダライナ３の下向き環状段部４に
密接することのないようにし、前記シリンダライ
ナ３の下向き環状段部４および下部大径内周部６
と、前記ピストン７の上部小径部９および上向き
環状段部８とで環状圧力室１４を形成自在として
ある。

また前記シリンダライナ３の下部大径内周部６
の下部寄りには、ピストン７が下死点付近に達し
たとき前記環状圧力室１４に臨む環状溝１５を形
成してあり、この環状溝１５はシリンダヘツド１
６の外気に通じる吸気路１７と通路１８を介して
連通させてある。さらに、ピストン７が下死点付
近に位置したとき前記環状圧力室１４は環状溝１
５、通路１８を介し吸気路１７と連通自在とする
とともに、ピストン７の上昇動により環状圧力室
１４と吸気路１７との連通を遮断しピストン７が
上死点に達したときの環状圧力室１４の圧縮比を
ピストン７、シリンダライナ３およびシリンダヘ
ツド１６とで形成される燃焼室１９の圧縮比より
高くなるよう設定してある。なおシリンダライナ
３の下部大径内周部６とピストン７の下部大径部
１０は燃焼ガス熱による熱膨張が比較的小である
ので、シリンダライナ３の下部大径内周部６とピ
ストン７の下部大径部１０とで形成される環状間
隙２０を可及的に小とし、環状圧力室１４の気密
を保持できるよう形成してある。

図中２１は吸気弁、２２は排気弁、２３はピス
トンピン、２４はコンロツド、２５はクランク
軸、２６はクランクケースである。

本案装置は前記のように構成するから、圧縮行
程において、ピストン７が上昇すると、燃焼室１
９内の圧縮された空気がシリンダライナ３とピス
トン７との間隙を通つてクランクケース２６に流
出せんとするが、環状圧力室１４の圧縮比を燃焼
室１９の圧縮比よりも高く設定してあるので燃焼
室１９よりの空気は逆に押しもどされるようにな
り、クランクケース２６への流出が阻止される。

また、通路１８から導入され環状圧力室１４で
圧縮された空気もクランクケース２６に流出せん
とするが、ピストン７の下部大径部１０の部分は
燃焼ガスによる熱の影響をほとんど受けないの
で、シリンダライナ３の下部大径内周部６とピス
トン７の下部大径部１０との間の環状間隙２０が
極力小さく形成されており、かつ下部大径内周部
６の下部には吸気路１７に通ずる環状溝１５が形
成されているから環状溝１５から吸気路１７に流
出することになりほとんど洩れることがない。た
とえ、洩れ量が僅かに多くなつたとしても空気の
みが洩れることになるからクランクケース２６内
の潤滑油を劣化させることもない。

次に爆発行程においては燃焼によつて燃焼室１
９内の圧力が環状圧力室１４よりも高くなるが、
かかる期間は僅かであり、たとえ環状圧力室１４
から環状間隙２０を経てクランクケース２６へ流
出せんとしても環状溝１５から前記と同様に吸気
路１７に流出することになり、クランクケース２
６には洩れることはない。

さらに、吸気行程および排気行程においては吸
気弁２１および排気弁２２が開いているので、燃
焼室１９内の圧力は大気圧力と略同等となるから
問題はない。

従つて従来のようにかなりの張力を有し、この
張力によつてシリンダライナの内周面へ押し付け
密接して上下摺動し燃焼ガスの洩れをシールする
ピストンリングを必要とせず、摩擦抵抗の小さい
外周面に形成した迷路状溝によつてシールを行う
ラビリンスシールリング１２であつても充分にシ
ールが可能となる。

本案装置によれば、ピストンとシリンダライナ
で形成する環状圧力室およびピストン上部外周に
嵌装したラビリンスシールリングで燃焼室の気密
を保持することができるので、エンジン耐久信頼
性を低下させることなくエンジンフリクシヨンを
可及的に低減せしめる等、幾多の実用的効果を発
揮する。

【図面の簡単な説明】

図面は本案実施例の要部断面図である。 １……シリンダブロツク、２……シリンダボ
ア、３……シリンダライナ、４……下向き環状段
部、５……上部小径内周部、６……下部大径内周
部、７……ピストン、８……上向き環状段部、９
……上部小径部、１０……下部大径部、１１……
環状溝、１２……ラビリンスシールリング、１３
……ピストン燃焼室部、１４……環状圧力室、１
５……環状溝、１６……シリンダヘツド、１７…
…吸気路、１８……通路、１９……燃焼室、２０
……環状間隙、２１……吸気弁、２２……排気
弁、２３……ピストンピン、２４……コンロツ
ド、２５……クランク軸、２６……クランクケー
ス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダライナに形成した下向き環状段部の上
   方の内周面を上部小径内周部に形成するとともに
   下方の内周面を下部大径内周部に形成し、ピスト
   ンの外周に形成した上向き環状段部の上方を上部
   小径部に形成するとともに下方を下部大径部に形
   成し、前記シリンダライナの上部小径内周部に前
   記ピストンの上部小径部を、下部大径内周部に下
   部大径部をそれぞれ摺動自在に嵌装し、前記シリ
   ンダライナの下向き環状段部および下部大径内周
   部と、前記ピストンの上部小径部および上向き環
   状段部とで圧縮比が燃焼室よりも大となる環状圧
   力室を形成自在とし、さらに前記ピストンの下死
   点付近において前記環状圧力室に臨みかつ外気と
   連通する通口を前記シリンダライナの下部大径内
   周部に設けてなるピストン装置。