JPH04347353A - エンジン - Google Patents

エンジン

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JPH04347353A
JPH04347353A JP14667691A JP14667691A JPH04347353A JP H04347353 A JPH04347353 A JP H04347353A JP 14667691 A JP14667691 A JP 14667691A JP 14667691 A JP14667691 A JP 14667691A JP H04347353 A JPH04347353 A JP H04347353A
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piston
engine
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combustion chamber
piston ring
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Shigeru Bando
茂 坂東
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は往復動エンジンに関する
【0002】
【従来の技術】往復動エンジンにおいて、ピストンの往
復動でのシリンダ側壁内面とピストン側面との間の摺動
摩擦抵抗を低減するため、ピストン側面にローラを設け
る技術が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなロ
ーラを設ける技術では、ピストンの重量が増大してピス
トンの往復動での慣性が大きくなり、これがためエンジ
ンの応答性が悪くなり、例えば加速性能等の運転性能が
劣化する。そこで、シリンダの側壁内面とこの側壁内面
に対面するピストンの側面との間に、燃焼室からのガス
圧が導かれるガス室を形成し、このガス室のガス圧によ
りピストンをシリンダの側壁内面から浮かせて、ピスト
ンの往復動でのシリンダ側壁内面とピストン側面との間
の摺動摩擦抵抗を低減する技術が提案されている。
【0004】しかしながら提案されている技術において
は、燃焼室からのガス圧をガス室に導びくための通路を
ピストンに設けこの通路に逆止弁を設けて構成している
が、このような技術はピストンをエアフロートさせる点
では満足し得るものであるが、構造が若干複雑となる。
【0005】本発明は前記諸点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、シリンダの側壁内面と
この側壁内面に対面するピストンの側面との間に、燃焼
室からのガス圧が導かれるガス室を形成し、このガス室
のガス圧によりピストンをシリンダの側壁内面から浮か
せ(フローティング)てなるエンジンにおいて、構造が
簡単であって耐久性に優れ、加えてピストンフローティ
ングに対して効果的にガス圧を利用し得るようにしたエ
ンジンを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、エンジン燃焼室を規定するピストン上面に隣接して
配置された第一のピストンリングとこの第一のピストン
リングに隣接して配置された第二のピストンリングとの
相互間の距離が、ピストンの反スラスト側の側面からこ
の反スラスト側の側面に対向するスラスト側の側面に向
うに従って漸次長くなるように、第一及び第二のピスト
ンリングをピストンに設け、ピストンがクランク角でほ
ぼ0度から20度までの位置に存在する際に、ピストン
側面とこのピストン側面に対面するシリンダ側壁内面と
の間であってかつ第一のピストンリングと第二のピスト
ンリングとの間で規定された環状の偏倚ガス室をエンジ
ン燃焼室に連通させるガス通路を、シリンダ側壁内面に
形成してなるエンジンによって達成される。
【0007】また本発明によれば前記目的は、ガス圧を
受容するピストン側面の受圧面積が、ピストンの反スラ
スト側の側面よりこの反スラスト側の側面側に対向する
スラスト側の側面の方で大きくなるように、ピストン側
面とこのピストン側面に対面するシリンダ側壁内面との
間であってかつエンジン燃焼室を規定するピストン上面
に隣接して配置された第一のピストンリングとこの第一
のピストンリングに隣接して配置された第二のピストン
リングとの間で規定された環状空間を偏倚ガス室として
形成し、ピストンがクランク角でほぼ0度から20度ま
での位置に存在する際に、偏倚ガス室をエンジン燃焼室
に連通させるガス通路を、シリンダ側壁内面に形成して
なるエンジンによっても達成される。
【0008】本発明の一つでは、上述のエンジンにおい
て第一のピストンリングは、エンジン燃焼室を規定する
ピストン上面と実質的に平行にピストンの外周面に配置
されており、第二のピストンリングは、第一のピストン
リングに対して傾斜してピストンの外周面に配置されて
いる。
【0009】本発明におけるガス通路は、一つの好まし
い例では、ピストンがクランク角度でほぼ10度に相当
する位置に存在する場合に、偏倚ガス室をエンジン燃焼
室に最大の開度をもって連通させるように、シリンダ側
壁内面に形成されている。また本ガス通路は、ピストン
がクランク角度でほぼ0度に相当する位置に存在する場
合に、偏倚ガス室とエンジン燃焼室との連通を遮断する
か又は偏倚ガス室とエンジン燃焼室とを僅かに連通させ
るように、更にはピストンがクランク角度でほぼ20度
以上に相当して位置すると、偏倚ガス室とエンジン燃焼
室との連通を遮断するように、シリンダ側壁内面に形成
されているのが良い。本発明におけるガス通路は、シリ
ンダ側壁内面の円周方向に関していずれの場所に形成し
ても良いが、好ましい例ではピストンのスラスト側の側
面に対面するシリンダ側壁内面に形成される。本ガス通
路としては、一つの例ではシリンダ側壁内面に凹所を形
成して具体化するが、本発明はこれに限定されず、リン
ダ側壁内面に貫通孔を穿設して具体化しても良い。本ガ
ス通路としての凹所又は貫通孔は一つでも良いが、これ
に代えてシリンダ側壁内面の円周方向に関して複数個設
けても良いのである。
【0010】本発明における第二のピストンリングの両
端突合せ部は、偏倚ガス室のガスがこの両端突合せ部を
介して漏出しないように、密に当接又は嵌合されている
のが好ましい。
【0011】
【作用】このように構成される本発明のエンジンでは、
第一及び第二のピストンリング相互間の距離が、ピスト
ンの反スラスト側の側面からこの反スラスト側の側面に
対向するスラスト側の側面に向うに従って漸次長くなる
ように、第一及び第二のピストンリングをピストンに設
けて偏倚ガス室を形成しているため、又はガス圧を受容
するピストン側面の受圧面積が、ピストンの反スラスト
側の側面よりこの反スラスト側の側面に対向するスラス
ト側の側面の方で大きくなるように、偏倚ガス室として
環状空間を形成しているため、ピストンはシリンダ側壁
内面に形成されたガス通路を介して導入される偏倚ガス
室のガス圧に作用されてシリンダ内で受圧面積の相違に
従いエアフロートされる結果、シリンダ側壁内面との摺
動摩擦抵抗が減少されてピストンは往復動することとな
る。そしてピストンがクランク角でほぼ0度から20度
までの位置以外の位置に移動されると偏倚ガス室とエン
ジン燃焼室とは連通されなくなるので、ピストンがクラ
ンク角でほぼ0度から20度までの位置に移動された際
にエンジン燃焼室での爆発でガス通路を介して環状偏倚
ガス室に導入されたガス圧は、ピストンがクランク角で
ほぼ20度を越える位置に移動されてもそのまま維持さ
れる結果、クランク角でほぼ20度を越えての移動中に
おいてもシリンダ側壁内面との摺動摩擦抵抗が十分に減
少されてピストンは往復動されることとなる。
【0012】以下本発明を、図面に示す好ましい具体例
に基づいて説明する。これにより前記発明及び更に他の
発明が明瞭となるであろう。
【0013】尚、本発明はこれら具体例に何等限定され
ないのである。
【0014】
【具体例】図1及び図2において、シリンダ1内に配置
されたピストン2の上方にはピストンリング3及び4及
び油かきリング5が嵌着されている。燃焼ガスが漏出し
ないように密に嵌合された突合わせ部6を有したピスト
ンリング3は、エンジン燃焼室8を規定するピストン2
の上面7と実質的に平行に配置されている。
【0015】ピストンリング4は、ピストンリング3及
び4相互間の距離が、ピストン2の反スラスト側の側面
15から反スラスト側の側面15に対向するスラスト側
の側面16に向うに従って漸次長くなるように、換言す
れば距離D1よりも距離D2の方が長くなるように、ピ
ストンリング3に対して傾斜してピストン2の外周面に
配置されている。これによりピストン2の側面9とピス
トン2の側面9に対面するシリンダ1の側壁内面10と
の間であってかつピストンリング3とピストンリング4
との間で規定された環状空間は、当該環状空間において
ガス圧を受容するピストン2の側面9の受圧面積が、反
スラスト側の側面15側よりスラスト側の側面16側の
方で大きくなるように、偏倚ガス室11として形成され
ている。
【0016】ピストンリング4の両端突合せ部12は、
偏倚ガス室11のガスが両端突合せ部12を介してピス
トンリング4と油かきリング5との間で規定される環状
空間に漏出しないように密に当接又は嵌合されている。 油かきリング5は、ピストンリング4の両端突合せ部1
2を介してピストンリング4と油かきリング5との間で
規定される環状空間に漏出したガスを更に外部に逃がさ
ないようなっている。
【0017】ピストン2のスラスト側の側面16に対面
するシリンダ側壁内面10には、ピストン2がクランク
角でほぼ0度から20度までの位置に存在する際に、偏
倚ガス室11をエンジン燃焼室8に連通させるガス通路
としての凹所17が形成されている。
【0018】尚、ピストン2には軸13を介してコンロ
ッド14が連結されている。
【0019】このように構成されたエンジンでは、爆発
行程でエンジン燃焼室8で爆発して発生したガス圧は、
凹所17を介して偏倚ガス室11に導入される。この導
入されたガス圧に基づき偏倚ガス室11の偏倚した側圧
を受けてピストン2は、その往復動では側壁内面10、
特にスラスト側の側面16に対面する側壁内面10に対
して浮上する。ガス圧で側壁内面10に対して浮上され
たピストン2は、極めて低い摺動摩擦抵抗をもって往復
動し、エンジンの燃費の改善等を計り得る。
【0020】そしてピストン2がクランク角でほぼ20
度を越える位置に移動されると、偏倚ガス室11とエン
ジン燃焼室8とは連通されなくなるので、ピストン2が
クランク角でほぼ0度から20度までの位置に移動され
ている際にエンジン燃焼室8での爆発で凹所17を介し
て偏倚ガス室11に導入されたガス圧は、ピストン2が
クランク角でほぼ20度を越える位置に移動されされて
もそのまま維持される結果、クランク角でほぼ20度を
越える位置での移動中においてもシリンダ1の側壁内面
10との摺動摩擦抵抗が十分に減少されてピストン2は
往復動されることとなる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明のエンジンによれば
、エンジン燃焼室を規定するピストン上面に隣接して配
置された第一のピストンリングとこの第一のピストンリ
ングに隣接して配置された第二のピストンリングとの相
互間の距離が、ピストンの反スラスト側の側面からこの
反スラスト側の側面に対向するスラスト側の側面に向う
に従って漸次長くなるように、第一及び第二のピストン
リングをピストンに設けて偏倚ガス室を形成し、又はガ
ス圧を受容するピストン側面の受圧面積が、ピストンの
反スラスト側の側面よりこの反スラスト側の側面に対向
するスラスト側の側面の方で大きくなるように、ピスト
ン側面とこのピストン側面に対面するシリンダ側壁内面
との間であってかつ第一のピストンリングと第二のピス
トンリングとの間で規定された環状空間を偏倚ガス室と
して形成し、更にピストンがクランク角でほぼ0度から
20度までの位置に存在する際に、偏倚ガス室をエンジ
ン燃焼室に連通させるガス通路をシリンダ側壁内面に形
成しているため、極めて簡単な構成となり耐久性に優れ
たものとし得てその上、ピストンの往復動中、偏倚ガス
室に導入されたガス圧を維持し得る結果、摺動摩擦抵抗
を好ましく低減し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい一具体例の一部断面側面図で
ある。
【図2】図1に示す一部断面平面図である。
【符号の説明】
1  シリンダ 2  ピストン 3  ピストンリング 4  ピストンリング 11  偏倚ガス室 D1  距離 D2  距離 17  凹所

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  エンジン燃焼室を規定するピストン上
    面に隣接して配置された第一のピストンリングとこの第
    一のピストンリングに隣接して配置された第二のピスト
    ンリングとの相互間の距離が、ピストンの反スラスト側
    の側面からこの反スラスト側の側面に対向するスラスト
    側の側面に向うに従って漸次長くなるように、第一及び
    第二のピストンリングをピストンに設け、ピストンがク
    ランク角でほぼ0度から20度までの位置に存在する際
    に、ピストン側面とこのピストン側面に対面するシリン
    ダ側壁内面との間であってかつ第一のピストンリングと
    第二のピストンリングとの間で規定された環状の偏倚ガ
    ス室をエンジン燃焼室に連通させるガス通路を、シリン
    ダ側壁内面に形成してなるエンジン。
  2. 【請求項2】  ガス圧を受容するピストン側面の受圧
    面積が、ピストンの反スラスト側の側面よりこの反スラ
    スト側の側面に対向するスラスト側の側面の方で大きく
    なるように、ピストン側面とこのピストン側面に対面す
    るシリンダ側壁内面との間であってかつエンジン燃焼室
    を規定するピストン上面に隣接して配置された第一のピ
    ストンリングとこの第一のピストンリングに隣接して配
    置された第二のピストンリングとの間で規定された環状
    空間を偏倚ガス室として形成し、ピストンがクランク角
    でほぼ0度から20度までの位置に存在する際に、偏倚
    ガス室をエンジン燃焼室に連通させるガス通路を、シリ
    ンダ側壁内面に形成してなるエンジン。
  3. 【請求項3】  第一のピストンリングは、エンジン燃
    焼室を規定するピストン上面と実質的に平行にピストン
    の外周面に配置されており、第二のピストンリングは、
    第一のピストンリングに対して傾斜してピストンの外周
    面に配置されている請求項1又は2に記載のエンジン。
  4. 【請求項4】  ガス通路は、ピストンがクランク角度
    でほぼ10度に相当する位置に存在する場合に、偏倚ガ
    ス室をエンジン燃焼室に最大の開度をもって連通させる
    ように、シリンダ側壁内面に形成されている請求項1か
    ら3のいずれか一項に記載のエンジン。
  5. 【請求項5】  ガス通路は、ピストンがクランク角度
    でほぼ0度に相当する位置に存在する場合に、偏倚ガス
    室とエンジン燃焼室との連通を遮断するか又は偏倚ガス
    室とエンジン燃焼室とを僅かに連通させるように、シリ
    ンダ側壁内面に形成されている請求項1から4のいずれ
    か一項に記載のエンジン。
  6. 【請求項6】  ガス通路は、ピストンのスラスト側の
    側面に対面するシリンダ側壁内面に形成されている請求
    項1から5のいずれか一項に記載のエンジン。
  7. 【請求項7】  ガス通路は、ピストンがクランク角度
    でほぼ20度以上に相当して位置すると、偏倚ガス室と
    エンジン燃焼室との連通を遮断するように、シリンダ側
    壁内面に形成されている請求項1から6のいずれか一項
    に記載のエンジン。
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