JPH0210274Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、ピストンスラツプによる振動騒音
を低減するようにしたエンジンのシリンダ構造に
関するものである。

（従来技術） ピストンが嵌入されたシリンダの内面は作動中
の熱によつて、上死点側ほど熱膨脹により拡大変
形が大きくなり、このためシリンダ内が円筒形の
場合にはピストン作動中の上死点側のピストンと
シリンダ内面との間のクリアランスが大きくな
る。このクリアランスに起因してスラツプ現象が
生じるのを防止するために、実開昭54−156006号
公報ではバネ部材によりピストンに一方向の回動
力を付与するようにした構造が提案されている。
また、上記クリアランスをできるだけ小さくする
ために、実公昭53−37124号公報では、シリンダ
の内周径を、上死点側ほど小径となるように、ピ
ストンの往復動方向に円錐面に形成した構造を提
案している。

一方、ピストンの往復動によりピストンが上死
点に達する前と後とでコネクテイングロツドの傾
斜方向が変るが、これに起因してピストンを傾斜
させる力が作用し、上死点後（ATDC）クラン
ク角30゜付近においてピストンスカート部がシリ
ンダ内壁と衝突してスラツプ音を発生させること
になる。このスラツプ現象およびスラツプ音はで
きるだけ減少させることが好ましく、そのために
はこの部分でのクリアランスをできるだけ小さく
する必要がある。

（考案の目的） この考案は、このような従来の課題の解決のた
めになされたものであり、簡単な構成でスラツプ
現象およびスラツプ音を確実に減少させることが
できる構造を提供するものである。

（考案の構成） この考案は、ピストンが往復動するシリンダの
内周径を、ピストン上死点側をピストン下死点側
より小径に形成してなるエンジンのシリンダ構造
において、少なくともピストンの往復動範囲内で
ピストンの往復動方向に対するシリンダ内周面の
傾斜角を、ピストン上死点側の上部内周面よりピ
ストン下死点側の下部内周面が大となるように形
成し、かつ上記上部内周面と下部内周面との接合
部を、上死点後の所定クランク角度付近における
ピストンスカート部に対向する位置に設定したも
のである。すなわち、ピストン上死点側が最小限
のクリアランスになるようにするとともに、中間
部においてもクリアランスが小さくなるようにし
てスラツプ現象が生じないようにしたものであ
る。

（実施例） 第１図において、シリンダ１内にはピストン２
が往復動可能に嵌入され、シリンダ１の内周面は
上部内周面３と下部内周面４とにより構成されて
いる。上部内周面３はその内周径Ｄがピストン２
の外径とほぼ等しく形成され、かつ上死点でのピ
ストン２の上面位置Ａから中間位置Ｂまでの上部
内周面３は傾斜角０、すなわち円筒形に形成され
ている。この位置Ｂは、上死点後（ATDC）ク
ランク角30゜付近においてピストンスカート部の
下端部が対向する位置であり、スラツプ現象が最
も発生しやすい位置である。スラツプが発生する
場合は、スカート部下端部がＢ位置でのシリンダ
の内周面に衝突することになる。またＢ位置から
Ｃ位置までの下部内周面４は下広がりに傾斜し、
その下端部では内周径は（Ｄ＋α）に形成されて
いる。

第２図はシリンダ内周面の形状を理解しやすい
ように誇張して図示しており、上部内周面３は傾
斜角Ｏで、下部内周面４は角度θだけ傾斜してい
る。そして上部内周面３と下部内周面４との接合
部は、そこをピストン２の外周面５が滑らかに摺
動することができるように適宜の大きさの曲率半
径Ｒの曲面に形成している。上部内周面３の内周
径Ｄは、冷間時にピストンを嵌入させることがで
きるだけの寸法、すなわちピストン２の外径とほ
ぼ同じでよく、またＣ位置での内周径は熱間時の
ピストン２の膨脹量を見込んだ寸法、例えばαを
40μ程度に設定すればよい。

上記構成において、ピストン２の作動によりピ
ストン２の上方の燃焼室での燃焼により加熱され
ると、その温度に比例してピストン２が熱膨脹す
るとともに、シリンダ１も上死点側ほど温度が高
くなるため、熱膨脹量も大きくなる。そして冷間
時はＡ位置およびＢ位置でのクリアランスはほぼ
０であり、また高温時にはＡ位置ではシリンダの
膨脹量はピストン２の膨脹量より大きく、Ｂ位置
ではほぼ同じ量だけ膨脹し、Ｃ位置ではピストン
２の膨脹量よりシリンダ１の膨脹量は小さい。こ
のため高温状態では上部内周面３、下部内周面４
およびピストン外周面５はそれぞれ仮想線３０，
４０および５０で示すようになり、Ａ位置では冷
間時よりややクリアランスは増大するが、Ｂ位置
ではクリアランスは冷間時と変らず、最小限のク
リアランスが維持されている。なお、Ａ位置での
クリアランスは冷間時にピストン２が嵌入される
寸法にする必要性から、高温時にある程度の大き
さのクリアランスが生じるのは避けられない。ま
た、上死点側ほど内周径が小さくなるような円錐
形に形成した場合には、その内周面は高温状態で
は線６に示すようになり、この場合にはＢ位置に
おいてピストンの外周面５０との間には大きなク
リアランスが生じることになる。このクリアラン
スは冷間時にも同様に生じることになる。

一方、スラツプが生じるのはＢ位置であり、こ
の部分でクリアランスが最小限になるようにした
上記構成では、スラツプが大幅に減少することに
なる。なお、上記実施例では上部内周面３を傾斜
角０に設定した場合についてのみ示したが、線６
におけるよりもＢ位置でのクリアランスが小さく
なるように設定すればスラツプの減少効果があ
り、従つて上部内周面３の傾斜角が下部内周面４
の傾斜角より小さく設定されていればよい。ま
た、Ｂ位置はクランク角30゜におけるピストンス
カート部下端側が対向する位置の付近であればよ
い。

（考案の効果） 以上説明したように、この考案はシリンダ内周
面の傾斜角を、ピストン上死点側よりピストン下
死点側が大となるように形成し、ピストン上死点
側が最小限のクリアランスになるようにするとと
もに、中間部においてもクリアランスが小さくな
るようにしたものであり、ピストンとシリンダと
の熱膨脹差によるクリアランスの増加を最小限に
し、ピストンスラツプによる振動騒音を大幅に低
減させたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す概略断面図、
第２図はそのシリンダ内周面の形状線の拡大説明
図である。 １……シリンダ、２……ピストン、３，３０…
…上部内周面、４，４０……下部内周面、Ｂ……
クランク角30゜におけるピストンスカート部下端
部が対向する位置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストンが往復動するシリンダの内周径をピス
   トン上死点側をピストン下死点側より小径に形成
   してなるエンジンのシリンダ構造において、少な
   くともピストンの往復動範囲内でピストンの往復
   動方向に対するシリンダ内周面の傾斜角を、ピス
   トン上死点側の上部内周面よりピストン下死点側
   の下部内周面が大となるように形成し、かつ上記
   上部内周面と下部内周面との接合部を、上死点後
   の所定クランク角度付近におけるピストンスカー
   ト部に対向する位置に設定したことを特徴とする
   エンジンのシリンダ構造。