JP2009209752A - 可視化エンジン及び可視化エンジン用ピストン - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼室内の可視化を行うための可視化エンジンまたは可視化エンジン用ピストンにおいて、燃焼室内の高い燃焼圧力に対するピストンの強度を十分に確保する。
【解決手段】ピストン２２は、燃焼室内に面するピストントップ部３１と、ピストントップ部３１よりシリンダ軸線方向下側に設けられたピンボス部３２と、上部がピストントップ部３１と連結され、下部がピンボス部３２と連結され、内部が中空の柱部３３とを含む。ピストントップ部３１には、燃焼室内の光を反射ミラー２１へ透過させるための透過窓４１が燃焼室内に面して設けられている。柱部３３には、燃焼室内から透過窓４１を通過し反射ミラー２１で反射された光をシリンダ側壁開口部へ通過させるためのピストン開口部４３が上部から下部にかけて形成されている。ピストン開口部４３においては、上部の幅ｗ１が下部の幅ｗ２よりも狭く、下部から上部に向かうにつれて幅が徐々に狭くなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃焼室内の可視化を行うための可視化エンジン及び可視化エンジン用ピストンに関する。

内燃機関の燃焼室内での燃焼挙動を計測するために、可視化エンジンが用いられている（例えば下記特許文献１）。この可視化エンジンにおいては、燃焼室内からの光をシリンダ側壁へ向けて反射させるための反射ミラーがシリンダ内に固定されており、ピストンの内部には光を通過させ反射ミラーを収容するための空間が形成されている。ピストンには燃焼室内から透過窓を通過し反射ミラーで反射された光をシリンダ側壁へ通過させるためのピストン開口部が形成されており、シリンダ側壁には反射ミラーで反射された光をシリンダ外部へ通過させるためのシリンダ側壁開口部が設けられている。シリンダ側壁開口部を通過した燃焼室内からの光は、高速度カメラで撮像されることで、燃焼室内の可視化が行われる。

特開２００６−２３３７８９号公報

近年のエンジン開発において高負荷、高出力化が進んでおり、可視化エンジンにおいても、高負荷、高出力状態での燃焼挙動を計測できることが要求され、高負荷、高出力状態で運転できることが要求される。高負荷、高出力状態でエンジンの運転を行うと、エンジンの各部品にかかる負荷が増大するため、各部品の強度を十分に確保することが要求される。ただし、可視化エンジンにおいては、通常の（燃焼室内の可視化を行わない）エンジンと比較して、ピストンの内部に光を通過させ反射ミラーを収容するための空間を設ける必要があるので、ピストンの全高（シリンダ軸線方向長さ）が増大する。さらに、ピストンには、燃焼室内から透過窓を通過し反射ミラーで反射された光をシリンダ側壁へ通過させるためのピストン開口部を形成する必要がある。その結果、燃焼室内の高い燃焼圧力に対するピストンの強度が不足しやすくなる。特に、燃焼室内に面するピストントップ部に高い燃焼圧力が作用することで、ピストン開口部の幅が広がるようにピストンが変形して、ピストン開口部の上部付近に応力が集中しやすくなる。その結果、ピストンの座屈が生じやすくなる。

本発明は、燃焼室内の可視化を行うための可視化エンジンまたは可視化エンジン用ピストンにおいて、燃焼室内の高い燃焼圧力に対するピストンの強度を十分に確保することを目的とする。

本発明に係る可視化エンジン及び可視化エンジン用ピストンは、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係る可視化エンジンは、燃焼室内の可視化を行うための可視化エンジンであって、側壁に光を通過させる開口部が設けられたシリンダと、シリンダ内に固定され、燃焼室内からの光をシリンダ側壁開口部へ向けて反射させるための反射ミラーと、シリンダ内をその軸線方向に沿って往復運動するピストンであって、その内部に光を通過させ反射ミラーを収容するための空間が形成されたピストンと、を備え、ピストンは、燃焼室内に面し、燃焼室内の光を反射ミラーへ透過させるための透過窓が設けられたピストントップ部と、ピストントップ部よりシリンダ軸線方向下側に設けられ、ピストンピンが嵌入されるピストンピン孔が形成されたピンボス部と、上部がピストントップ部と連結され、下部がピンボス部と連結され、内部が中空の柱部であって、燃焼室内から透過窓を通過し反射ミラーで反射された光をシリンダ側壁開口部へ通過させるためのピストン開口部が上部から下部にかけて形成された柱部と、を含み、ピストン開口部においては、上部の幅が下部の幅よりも狭く、下部から上部に向かうにつれて幅が徐々に狭くなることを要旨とする。

本発明の一態様では、反射ミラーは、シリンダ軸線方向に対して、下部よりも上部の方がシリンダ側壁開口部との距離が大きくなる（ピストントップ部の透過窓との距離が短くなる）よう傾斜した状態で、シリンダ内に固定されており、反射ミラーの上部の外周が凸に湾曲した形状を呈しており、反射ミラーは、凸に湾曲した上部の外周が柱部の内周壁より内側に位置する状態でピストンの内部に収容されていることが好適である。この態様では、反射ミラーの上部の外周は、シリンダ軸線方向と直交する平面に投影させた形状が円弧となる楕円弧形状を呈することが好適である。

また、本発明に係る可視化エンジン用ピストンは、側壁に光を通過させる開口部が設けられたシリンダと、シリンダ内に固定され、燃焼室内からの光をシリンダ側壁開口部へ向けて反射させるための反射ミラーと、を備える可視化エンジンにて用いられるピストンであって、燃焼室内に面し、燃焼室内の光を反射ミラーへ透過させるための透過窓が設けられたピストントップ部と、ピストントップ部よりシリンダ軸線方向下側に設けられ、ピストンピンが嵌入されるピストンピン孔が形成されたピンボス部と、上部がピストントップ部と連結され、下部がピンボス部と連結され、内部が中空の柱部であって、ピストンと反射ミラーとの干渉を防止し、燃焼室内から透過窓を通過し反射ミラーで反射された光をシリンダ側壁開口部へ通過させるためのピストン開口部が上部から下部にかけて形成された柱部と、を含み、ピストン開口部においては、上部の幅が下部の幅よりも狭く、下部から上部に向かうにつれて幅が徐々に狭くなることを要旨とする。

本発明によれば、燃焼室内の可視化を行うための可視化エンジンまたは可視化エンジン用ピストンにおいて、燃焼室内の高い燃焼圧力に対するピストンの強度を十分に確保することができる。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

「可視化エンジンの基本構成」
図１は、可視化エンジン１の基本構成の概略を示す図であり、シリンダ１１の軸線方向及びクランクシャフトの軸線方向と直交する方向から見た内部構成の概略を示す。可視化エンジン１は、シリンダブロック９及びシリンダヘッド１０を備え、シリンダブロック９及びシリンダヘッド１０によりシリンダ１１を形成する。シリンダ１１内には、その軸線方向に沿って往復運動するピストン１２が収容されている。ピストン１２の頂面、シリンダブロック９の内壁面、及びシリンダヘッド１０の下面に囲まれた空間は、燃焼室１３を形成する。ピストン１２には、ピストンピン１９が嵌入されるピストンピン孔が形成されている。ピストン１２は、ピストンピン１９を介してコネクティングロッド１５に連接され、コネクティングロッド１５は、図示しないクランクシャフトに連接されている。

図１では、シリンダ１１内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１８がシリンダヘッド１０に配設された例を示しているが、ここでの可視化エンジン１は、ディーゼルエンジン等の圧縮自着火式内燃機関であってもよいし、ガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関であってもよい。圧縮自着火式内燃機関の場合は、例えばピストン１２が圧縮上死点付近に位置するときに燃料噴射弁１８から燃焼室１３内に燃料を噴射することで、燃焼室１３内の燃料が自着火して燃焼する。火花点火式内燃機関の場合は、点火時期にて点火栓の火花放電により燃焼室１３内の混合気に点火することで、燃焼室１３内の混合気を火炎伝播燃焼させる。

燃焼室１３内の可視化を行うために、シリンダブロック９の側壁（シリンダ側壁）には、燃焼室１３内からの光を通過させるための開口部（シリンダ側壁開口部）２９が形成されている。そして、シリンダ１１内には、燃焼室１３内からの光をシリンダ側壁開口部２９へ向けて反射させるための反射ミラー２１が固定されており、ピストン１２の内部には、光を通過させ反射ミラー２１を収容するための空間が形成されている。ピストン１２には、燃焼室１３内の光を反射ミラー２１へ透過させるための透過窓４１（例えば石英ガラス等）が燃焼室１３内に面して設けられているとともに、燃焼室１３内から透過窓４１を通過（透過）し反射ミラー２１で反射された光をシリンダ側壁開口部２９へ通過させるためのピストン開口部４３がシリンダ側壁開口部２９と対向して形成されている。

燃焼室１３内の光は、ピストン１２の透過窓４１を通過（透過）してから反射ミラー２１で反射される。反射ミラー２１で反射された燃焼室１３内からの光は、ピストン開口部４３及びシリンダ側壁開口部２９を通ってシリンダ１１の外部へ通過する。シリンダ１１の外部には、高速度カメラ（撮像装置）３０がシリンダ側壁開口部２９と対向した状態で設置されており、シリンダ１１の外部に通過した燃焼室１３内からの光は、高速度カメラ３０で撮像されることにより、燃焼室１３内の可視化が行われる。

「実施形態」
図２〜７は、本発明の実施形態に係る可視化エンジン用ピストン２２の概略構成を反射ミラー２１とともに示す図である。図２，３は、クランクシャフトの軸線方向から見たピストン２２の概略構成を示す外観図であり、図４，５は、クランクシャフトの軸線方向から見たピストン２２の概略構成を示す断面図であり、図６，７は、シリンダ１１の軸線方向及びクランクシャフトの軸線方向と直交する方向から見たピストン２２の概略構成を示す断面図である。そして、図２，４，６は、ピストン２２が上死点に位置するときの状態を示し、図３，５，７は、ピストン２２が下死点に位置するときの状態を示す。図１に示す基本構成のピストン１２を以下に説明する構成のピストン２２に置き換えることで、本実施形態に係るピストン２２を備える可視化エンジンが得られる。以下の実施形態の説明では、図１に示した基本構成と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態に係るピストン２２は、燃焼室１３内に面するピストントップ部３１と、ピストントップ部３１よりシリンダ軸線方向下側に設けられたピンボス部３２と、シリンダ軸線方向に関する上部がピストントップ部３１と連結され、シリンダ軸線方向に関する下部がピンボス部３２と連結され、内部が中空の柱部３３と、を含む。ピンボス部３２には、ピストンピン１９が嵌入されるピストンピン孔３２ａが形成されており、ピンボス部３２は、ピストンピン１９を介してコネクティングロッド１５に連接される。

ピストントップ部３１には、燃焼室１３内の光を反射ミラー２１へ透過させるための透過窓４１（例えば石英ガラス等）が燃焼室１３内に面して設けられている。反射ミラー２１は柱部３３の内部に収容され、柱部３３には、ピストン２２と反射ミラー２１との干渉を防止し、燃焼室１３内から透過窓４１を通過（透過）し反射ミラー２１で反射された光をシリンダ側壁開口部２９へ通過させるためのピストン開口部４３がシリンダ側壁開口部２９と対向して形成されている。ピストン開口部４３は、柱部３３の上部から下部にかけて形成されており、ピストン２２の中心軸２２ａを通り且つクランクシャフトの軸線方向に平行な平面に対して対称な形状になるように形成されている。ピストン開口部４３の内周面は、図３に示すように、ピストントップ部３１側（シリンダ軸線方向上側）の上面４３ａと、ピンボス部３２側（シリンダ軸線方向下側）の下面４３ｂと、上面４３ａと下面４３ｂとを結ぶ一対の側面４３ｃと、により構成される。

本実施形態では、ピストン開口部４３は、一対の側面４３ｃの上端部間の距離ｗ１が一対の側面４３ｃの下端部間の距離ｗ２よりも小さく、上部の幅ｗ１が下部の幅ｗ２よりも狭く設定されている。さらに、一対の側面４３ｃ間の距離を下端部から上端部に向かうにつれて徐々に小さくし、ピストン開口部４３の下部から上部に向かうにつれてピストン開口部４３の幅（シリンダ軸線方向に垂直な方向の幅）を徐々に狭くしている。図２〜７に示す例では、ピストン開口部４３の側面４３ｃの形状が凹曲面形状である。そして、ピストン開口部４３の上面４３ａ及び下面４３ｂの形状は略円弧形状であり、上面４３ａの曲率半径はピストン開口部４３の上部の幅ｗ１のほぼ１／２であり、下面４３ｂの曲率半径はピストン開口部４３の下部の幅ｗ２のほぼ１／２である。

さらに、柱部３３におけるピストン開口部４３と対向する位置には、ピストン開口部４４が形成されている。ピストン開口部４４の形状は、ピストン開口部４３の形状と同様であり、ピストン２２の中心軸２２ａに対してピストン開口部４３，４４が互いに対称になるように形成されている。ピストン開口部４４をピストン開口部４３と対称に形成することで、ピストン２２の剛性に偏りが生じるのを防ぐとともに、ピストン２２の軽量化を図ることができる。

反射ミラー２１は、平面形状であり、シリンダ軸線方向における下部よりも上部の方がシリンダ側壁開口部２９（ピストン開口部４３）との距離が大きくなる（ピストントップ部３１の透過窓４１との距離が短くなる）ように、シリンダ軸線方向に対して傾斜した状態で、シリンダ１１内に固定されている。図２〜７に示す例では、シリンダ軸線方向（ピストン２２の中心軸２２ａ）に対する反射ミラー２１の傾斜角度は４５°であり、燃焼室１３内からシリンダ軸線方向に沿って反射ミラー２１に入射する光の光路は、反射ミラー２１でシリンダ半径方向へ折り曲げられる。

本実施形態では、図２，４，８に示すように、反射ミラー２１の上部の外周２１ａは、柱部３３の内周壁３３ａに沿って外側へ凸に湾曲した形状を呈している。反射ミラー２１は、凸に湾曲した上部の外周２１ａが柱部３３の内周壁３３ａよりシリンダ半径方向内側に位置する状態でピストン２２の内部に収容されている。ここでは、反射ミラー２１の上部の外周２１ａは、図９に示すように、シリンダ軸線方向と直交する平面５０に投影させたときの形状が円弧となる楕円弧形状である。そして、反射ミラー２１の下部の外周２１ｂも、外側へ凸に湾曲した形状を呈しており、シリンダ軸線方向と直交する平面５０に投影させたときの形状が円弧となる楕円弧形状である。つまり、図２，４，８に示す例では、反射ミラー２１の外周は、シリンダ軸線方向と直交する平面５０に投影させたときの形状が真円となる楕円形状である。反射ミラー２１の外周（楕円）の長径ａは、柱部３３の内周壁３３ａの内径ｄ１を２^0.5倍した値２^0.5×ｄ１よりも若干小さい値に設定されており、反射ミラー２１の外周（楕円）の短径ｂは、柱部３３の内周壁３３ａの内径ｄ１よりも若干小さい値に設定されている。そして、ピストン開口部４３の下部の幅ｗ２は、反射ミラー２１の短径ｂ以上の値に設定されている。ただし、反射ミラー２１の下部の外周２１ｂについては、必ずしも凸に湾曲させる（楕円弧形状にする）必要はなく、他の形状であってもよい。

前述のように、可視化エンジンにおいては、通常の（燃焼室内の可視化を行わない）エンジンと比較して、ピストン２２（柱部３３）の内部に光を通過させ反射ミラー２１を収容するための空間を設ける必要があるので、ピストン２２の全高（シリンダ軸線方向長さ）が増大する。その結果、ピストン２２の質量が増大して、エンジン運転時におけるピストン２２の慣性力が増大する。さらに、ピストン２２（柱部３３）には、燃焼室１３内から透過窓４１を通過し反射ミラー２１で反射された光をシリンダ側壁開口部２９へ通過させるためのピストン開口部４３を形成する必要がある。ただし、柱部３３にピストン開口部４３を形成した場合は、図１０に示すように、燃焼室１３内に面するピストン２２のヘッド部３１に高い燃焼圧力が作用するのに応じて、ピストン開口部４３の幅が広がるようにピストン２２（柱部３３）が変形しようとする。ピストン開口部４３の幅が広がるようにピストン２２が変形すると、ピストン２２（柱部３３）のピストン開口部４３の上部付近に応力が集中しやすくなり、その結果、ピストン２２の座屈が生じやすくなる。

これに対して本実施形態では、ピストン開口部４３の上部の幅ｗ１をピストン開口部４３の下部の幅ｗ２よりも狭くするとともに、ピストン開口部４３の下部から上部に向かうにつれてピストン開口部４３の幅を徐々に狭くしている。このピストン開口部４３の形状により、ピストン２２（柱部３３）のピストン開口部４３の上部付近の剛性を高めることができるので、ピストン２２のピストントップ部３１に高い燃焼圧力が作用しても、ピストン開口部４３の幅が広がるようにピストン２２（柱部３３）が変形するのを抑制することができ、柱部３３のピストン開口部４３の上部付近に応力が集中するのを防ぐことができる。さらに、ピストン開口部４３の幅を段階的ではなく徐々に狭くすることで、柱部３３のピストン開口部４３付近に応力の集中する箇所が生じるのを防ぐことができる。したがって、燃焼室１３内の高い燃焼圧力に対するピストン２２の強度を十分に確保することができる。その結果、高負荷、高出力状態での燃焼挙動を計測することができる。さらに、ピストン開口部４３のシリンダ軸線方向長さも短縮することができ、ピストン２２の全高も短縮することができる。その結果、ピストン２２の軽量化を図ることができる。

ただし、ピストン開口部４３の上部の幅ｗ１を狭くすると、特にピストン２２が下死点付近に位置するときに、反射ミラー２１の上部の外周２１ａがピストン２２（柱部３３）の内周壁３３ａと干渉しやすくなる。これに対して本実施形態では、反射ミラー２１の上部の外周２１ａを柱部３３の内周壁３３ａに沿って凸に湾曲させた楕円弧形状とし、楕円弧形状の外周２１ａが柱部３３の内周壁３３ａより内側に位置する状態で反射ミラー２１をピストン２２の内部に収容することで、ピストン２２が下死点付近に移動しても、反射ミラー２１の上部の外周２１ａがピストン２２（柱部３３）の内周壁３３ａと干渉するのを防止することができる。なお、図３，７に示すように、反射ミラー２１の上部の外周２１ａが柱部３３の内周壁３３ａより内側に位置している状態では、反射ミラー２１の上部で反射された光が内周壁３３ａにより遮られるため、燃焼室１３内の全視野で可視化を行えなくなる。ただし、ピストン２２が下死点付近に位置するときには、燃焼室１３内での燃焼は既に完了しているため、燃焼室１３内の全視野で可視化を行えなくても問題とはならない。

本願発明者は、ピストン開口部４３，４４の形状がピストン２２の最大応力及び燃焼室１３内の可視化可能範囲に与える影響を調べるために、ピストン開口部４３，４４の下部の幅ｗ２を一定にしてピストン開口部４３，４４の上部の幅ｗ１を変化させながらピストン２２の最大応力及び燃焼室１３内の全視野可視化可能範囲を計算した。その計算結果を下表に示す。計算の際には、ピストン２２の材質をアルミニウム合金、ピストン開口部４３，４４の下部の幅ｗ２を６０ｍｍ、ピストン開口部４３，４４の上部と下部の高さ差ｈを１３０ｍｍ、ピストン２２のストロークｓを９６ｍｍ、ピストン２２の外径ｄ２を８６ｍｍ、柱部３３の内周壁３３ａの内径ｄ１を６０ｍｍ、楕円形状の反射ミラー２１の長径ａを８２ｍｍ、反射ミラー２１の短径ｂを５８ｍｍとした。

上表に示すように、ピストン開口部４３，４４の上部と下部との幅比率ｗ１／ｗ２が減少するにつれて、ピストン２２の最大応力は減少する傾向にある。例えば、２０ＭＰａ程度の燃焼圧力に対するピストン２２の強度を十分に確保するためには、ピストン２２の最大応力が１３０ＭＰａ以下であることが好ましく、ピストン開口部４３，４４の幅比率ｗ１／ｗ２が０．８以下であることが好ましい。ただし、ピストン開口部４３，４４の幅比率ｗ１／ｗ２が減少するにつれて、燃焼室１３内の全視野可視化可能範囲（上死点前後でのクランク角度範囲）も減少する。燃焼室１３内の全視野で燃焼挙動を計測できるためには、燃焼室１３内の全視野可視化可能範囲が上死点前後でのクランク角度で３５°以上であることが好ましく、ピストン開口部４３，４４の幅比率ｗ１／ｗ２が０．６以上であることが好ましい。したがって、ピストン開口部４３，４４の幅比率ｗ１／ｗ２を０．６以上且つ０．８以下とすることで、２０ＭＰａ程度の燃焼圧力に対するピストン２２の強度を十分に確保することができるとともに、燃焼室１３内の全視野で燃焼挙動を計測することができる。さらに、燃焼室１３内の全視野で燃焼挙動を計測できるだけの全視野可視化可能範囲を確保しつつ、ピストン２２の最大応力を低減するためには、ピストン開口部４３，４４の幅比率ｗ１／ｗ２を０．７に設定することが好ましい。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

可視化エンジンの基本構成の概略を示す図である。 本発明の実施形態に係る可視化エンジン用ピストンの概略構成を反射ミラーとともに示す図である。 本発明の実施形態に係る可視化エンジン用ピストンの概略構成を反射ミラーとともに示す図である。 本発明の実施形態に係る可視化エンジン用ピストンの概略構成を反射ミラーとともに示す図である。 本発明の実施形態に係る可視化エンジン用ピストンの概略構成を反射ミラーとともに示す図である。 本発明の実施形態に係る可視化エンジン用ピストンの概略構成を反射ミラーとともに示す図である。 本発明の実施形態に係る可視化エンジン用ピストンの概略構成を反射ミラーとともに示す図である。 反射ミラーの構成例を示す図である。 反射ミラーの構成例を示す図である。 燃焼室内の燃焼圧力により可視化エンジン用ピストンに生じる変形を説明する図である。

符号の説明

１ 可視化エンジン、９ シリンダブロック、１０ シリンダヘッド、１１ シリンダ、１２，２２ ピストン、１３ 燃焼室、１５ コネクティングロッド、１８ 燃料噴射弁、１９ ピストンピン、２１ 反射ミラー、２９ シリンダ側壁開口部、３０ 高速度カメラ、３１ ピストントップ部、３２ ピンボス部、３３ 柱部、４１ 透過窓、４３，４４ ピストン開口部。

Claims (4)

1. 燃焼室内の可視化を行うための可視化エンジンであって、
   側壁に光を通過させる開口部が設けられたシリンダと、
   シリンダ内に固定され、燃焼室内からの光をシリンダ側壁開口部へ向けて反射させるための反射ミラーと、
   シリンダ内をその軸線方向に沿って往復運動するピストンであって、その内部に光を通過させ反射ミラーを収容するための空間が形成されたピストンと、
   を備え、
   ピストンは、
   燃焼室内に面し、燃焼室内の光を反射ミラーへ透過させるための透過窓が設けられたピストントップ部と、
   ピストントップ部よりシリンダ軸線方向下側に設けられ、ピストンピンが嵌入されるピストンピン孔が形成されたピンボス部と、
   上部がピストントップ部と連結され、下部がピンボス部と連結され、内部が中空の柱部であって、燃焼室内から透過窓を通過し反射ミラーで反射された光をシリンダ側壁開口部へ通過させるためのピストン開口部が上部から下部にかけて形成された柱部と、
   を含み、
   ピストン開口部においては、上部の幅が下部の幅よりも狭く、下部から上部に向かうにつれて幅が徐々に狭くなる、可視化エンジン。
2. 請求項１に記載の可視化エンジンであって、
   反射ミラーは、シリンダ軸線方向に対して、下部よりも上部の方がシリンダ側壁開口部との距離が大きくなるよう傾斜した状態で、シリンダ内に固定されており、
   反射ミラーの上部の外周が凸に湾曲した形状を呈しており、
   反射ミラーは、凸に湾曲した上部の外周が柱部の内周壁より内側に位置する状態でピストンの内部に収容されている、可視化エンジン。
3. 請求項２に記載の可視化エンジンであって、
   反射ミラーの上部の外周は、シリンダ軸線方向と直交する平面に投影させた形状が円弧となる楕円弧形状を呈する、可視化エンジン。
4. 側壁に光を通過させる開口部が設けられたシリンダと、シリンダ内に固定され、燃焼室内からの光をシリンダ側壁開口部へ向けて反射させるための反射ミラーと、を備える可視化エンジンにて用いられるピストンであって、
   燃焼室内に面し、燃焼室内の光を反射ミラーへ透過させるための透過窓が設けられたピストントップ部と、
   ピストントップ部よりシリンダ軸線方向下側に設けられ、ピストンピンが嵌入されるピストンピン孔が形成されたピンボス部と、
   上部がピストントップ部と連結され、下部がピンボス部と連結され、内部が中空の柱部であって、燃焼室内から透過窓を通過し反射ミラーで反射された光をシリンダ側壁開口部へ通過させるためのピストン開口部が上部から下部にかけて形成された柱部と、
   を含み、
   ピストン開口部においては、上部の幅が下部の幅よりも狭く、下部から上部に向かうにつれて幅が徐々に狭くなる、可視化エンジン用ピストン。

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