JP2553106Y2 - 内燃機関のシリンダ構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ピストンの下死点の位
置において、このピストンのスカート部がシリンダの下
端にエッジ当たりしないように改良した内燃機関のシリ
ンダ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常のエンジンのシリンダは、ピストン
の上死点から下死点までピストンが摺動する区間を均一
な内径に形成しており、このようなシリンダにシリンダ
ライナを使用している場合には、図５に示すように矢印
Ａで示す上部から、矢印Ｂで示す下部までシリンダライ
ナ１の内壁面が直線的に形成されている。このシリンダ
ライナ１は内径が一定である円筒形をしており、一般に
図３に示す内燃機関の吸気行程及び、図４に示すその圧
縮行程におけるそれぞれシリンダライナ１に対するピス
トン２の軌跡のように、ピストン２は上死点と下死点の
間を揺動しながら往復している。

【０００３】また、上記した形状のシリンダ構造の他
に、実開昭61− 17154号公報に提案されているように、
エンジンの冷間時においてシリンダの中間部より下方を
拡開して、下方に向かって内径が連続的に大きくなるよ
うに形成しておき、エンジン運転時には、シリンダの軸
線方向の熱膨脹の偏りによって、このシリンダの中間部
より下方の内径がほぼ等しくなるようにしたシリンダ構
造がある。これは、シリンダの熱膨脹時に、シリンダの
中間部より下方におけるピストンとの間のクリアランス
を均一にして、ピストンの揺動を最小限に抑えることに
よって振動騒音を低減させようとするものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】一方、最近のエンジン
は小型化及び軽量化のため、エンジンの高さ、ひいては
図２に示すようなシリンダボディ３の高さを低く抑えて
いる。このように小型化されたエンジンの場合、クラン
ク室４内にクランク５やコンロッド６が動けるだけの空
間を確保しなければならず、図中に示すＬ₂ の寸法はお
のずと決まってしまうため、シリンダ７の軸線方向の長
さＬ₁ を極力抑える必要がある。

【０００５】このようにシリンダ７の軸線方向の長さＬ
₁ が短く、且つ通常の、シリンダライナ１の内径がピス
トン２の摺動面全体で均一なエンジンの場合、ピストン
２の下死点付近において、図６に示すようにピストン２
のスカート部2aがシリンダライナ１の下端からはみ出て
しまい、矢印Ｄに示すように、ピストン２とシリンダラ
イナ１とがエッジ当りすることになる。また、下死点に
おいてはピストン２のスピードが零であり、なお且つピ
ストン２がシリンダ７の軸線方向に対して傾いているた
め、シリンダライナ１とピストン２との間の潤滑状態が
悪化して、ピストン２とシリンダライナ１はエッジ当り
するようになる。その結果、下死点付近においてピスト
ン２とシリンダライナ１は金属接触することとなり、最
悪の場合には焼付きに至る恐れがあり、更に、このよう
な状態ではピストン２のスラップ音が大きくなるという
問題がある。

【０００６】また、前記した実開昭61− 17154号公報に
提案されているシリンダ構造を有するエンジンの場合
も、エンジン運転時には、シリンダの軸線方向の熱膨脹
の偏りによってシリンダの中間部より下方の内径がほぼ
等しくなるため、通常のシリンダの内径がピストンの摺
動面全体で均一なエンジンと同様に、シリンダの下端に
ピストンのスカート部がエッジ当りしてしまい、この部
位においてエンジンの焼付が発生したり、大きなスラッ
プ音を発生するという問題があった。

【０００７】本考案は、以上の問題点に鑑みて、小型化
・軽量化のためにシリンダの軸線方向の長さが短く制限
されたエンジンにおいて、シリンダの下端にピストンが
エッジ当りすることを防止することによって、ピストン
の下死点付近におけるシリンダとピストンの焼付きを防
止すると共に、ピストンとシリンダとのフリクションを
低減させてスラップ音を低減することができる内燃機関
のシリンダ構造を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本考案に係る内燃機関のシリンダ構造は、複数のピス
トンリングをリング溝に嵌合したピストンが摺動するシ
リンダの下部であって、このピストンの下死点の位置に
おけるオイルリング溝より下方のピストンのスカート部
に対峙する部位に、このスカート部が当接する下向きに
拡開するテーパ面を形成した構成である。

【０００９】尚、このテーパ面はシリンダライナに形成
しても良いし、ライナを設けていないエンジンの場合に
はシリンダボディに直接形成しても良い。

【００１０】

【作 用】本考案の内燃機関のシリンダは、上記の構成
を有しており、ピストンの下死点付近でピストンのスカ
ート部がシリンダの下端からはみ出しても、オイルリン
グ溝より下方のピストンのスカート部が、シリンダの下
部に形成されたテーパ面の全面に接することとなるた
め、この部位にかかる面圧を大幅に減少させることがで
きる。

【００１１】そしてこのように、シリンダの下端にピス
トンがエッジ当りすることを防止することによって、ピ
ストンの下死点付近におけるシリンダとピストンの焼付
きを防止すると共に、ピストンとシリンダとのフリクシ
ョンを低減させてスラップ音を低減することができる。

【００１２】

【実 施 例】次に図面を参照して本考案の実施例を説
明する。図１に示すように、シリンダ７には、ピストン
リング８をリング溝９に嵌合したピストン２が、このシ
リンダ７の軸線方向に摺動しており、このピストン２の
下死点の位置におけるオイルリング溝9aより下方のピス
トン２のスカート部2aに対峙するシリンダライナ１の下
部には、ピストン２のスカート部2aが当接する下向きに
拡開するテーパ面10を形成している。

【００１３】また、ピストン２の下死点におけるオイル
リング溝9a下端からテーパ面10上端までの長さＬ₃ と、
テーパ面10の長さＬ₄ との関係は、通常Ｌ₃ ＋Ｌ₄ ＝60
mm程度とするのが好ましく、この実施例の場合、Ｌ₃ ＝
０〜55mm、Ｌ₄ ＝５〜60mmに選定している。更に、この
テーパ面10上端のシリンダライナ１内径と、テーパ面10
下端のシリンダライナ１内径の差Ｅは、小型エンジンの
場合には通常30〜 100μｍ程度とし、大型エンジンの場
合には 120〜 200μｍ程度とするのが好ましく、エンジ
ンの種類に応じて適宜選定するものとする。

【００１４】このようなテーパ面10を形成したシリンダ
ライナ１を使用すると、ピストン２の下死点において、
ピストン２のスカート部2aがシリンダライナ１の下端か
らはみ出した場合であっても、このスカート部2aがシリ
ンダライナ１のテーパ面10全面に面当りとなって、この
接触面の面圧を低下させることができるので、この接触
部分が金属接触とはならず、エンジンの焼付を防止する
ことができる。

【００１５】また、圧縮行程や排気行程の際に、ピスト
ン２が下死点から上死点に向かって動く場合に、図６の
従来例において矢印Ｄの点で、シリンダライナ１とピス
トン２とが擦り合いながら上って行くのに対し、本考案
のシリンダ構造によると、このテーパ面10がピストン２
を滑らかに摺動させるガイド面として機能するので、ピ
ストン２の往復運動をスムーズにさせる効果がある。

【００１６】尚、上記したテーパ面10を形成する部位
は、ピストン２の上昇時にスカート部2aが当接するシリ
ンダライナ１の下部だけでも良いが、加工性等の面から
もシリンダライナ１の全周をテーパ面10とすると良い。
また、上記の実施例では、シリンダライナ１にテーパ面
10を形成する例を説明したが、ライナレスのエンジンの
場合には、シリンダボディ３に直接テーパ面10を形成し
ても、上記実施例と同様な効果を得ることができる。

【００１７】

【考案の効果】本考案の内燃機関のシリンダ構造は、複
数のピストンリングをリング溝に嵌合したピストンが摺
動するシリンダの下部であって、このピストンの下死点
の位置におけるオイルリング溝より下方のピストンのス
カート部に対峙する部位に、このスカート部が当接する
下向きに拡開するテーパ面を形成したので、以下の効果
を奏することができる。

【００１８】ピストンの下死点付近でピストンのスカー
ト部がシリンダの下端からはみ出しても、オイルリング
溝より下方のピストンのスカート部が、シリンダの下部
に形成されたテーパ面の全面に接することとなるため、
この部位にかかる面圧を大幅に減少させることができ
る。そしてこのように、シリンダの下端にピストンがエ
ッジ当りすることを防止することによって、ピストンの
下死点付近におけるシリンダとピストンの焼付きを防止
すると共に、ピストンとシリンダとのフリクションを低
減させてスラップ音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の内燃機関のシリンダ構造の実施例にお
ける要部を破断した縦断面図である。

【図２】ドライライナを使用した内燃機関のシリンダボ
ディの縦断面図である。

【図３】吸気行程時におけるピストンの挙動を示す概略
図である。

【図４】圧縮行程時におけるピストンの挙動を示す概略
図である。

【図５】従来のシリンダライナの縦断面図である。

【図６】従来のシリンダ構造におけるピストン下死点で
のピストンの状態を示す要部を破断した縦断面図であ
る。

【符号の説明】

２ ピストン 2a スカート部 ７ シリンダ
８ ピストンリング ９ リング溝 9a オイルリング溝 10 テーパ
面。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のピストンリングをリング溝に嵌合
   したピストンが摺動するシリンダの下部であって、この
   ピストンの下死点の位置におけるオイルリング溝より下
   方のピストンのスカート部に対峙する部位に、このスカ
   ート部が当接する下向きに拡開するテーパ面を形成した
   内燃機関のシリンダ構造。