JPH0521144U - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レシプロ型の内燃機関や圧縮機のピストン上
端部にできる無駄容積をなくし、しかも、ピストンの上
下動に支障なく、且つ、組付け作業が容易なシリンダ装
置を提供すること。 【構成】 ピストンのトップランドの周面を、ピストン
頂部に向かって細くした円錐状に形成し、シリンダ上端
部に、前記円錐状のトップランド周面に整合する円錐状
内周面を有するシリンダリングを嵌装した。 【効果】 ピストンが振れながら上昇しても、トップラ
ンドを先細り状にした形状にしたので、これに整合する
シリンダリング内に互いに干渉することなく侵入するこ
とができ、ピストンの上下動に支障を来すことなく、無
駄容積をなくすことができ、しかも、シリンダ上部から
ピストンを組付けることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、シリンダ装置に関し、更に詳細には、レシプロ型の内燃機関やコン プレッサに有利に適用できるシリンダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

レシプロ型の圧縮機や内燃機関のピストン１は、図７に示すように、シリンダ ２との間に形成される隙間を密封するために、圧縮リングとして、少なくとも、 トップリング４を嵌装している。このトップリング４は、吸気を圧縮した高圧空 気や、燃焼した高圧ガスが、クランクケース（図示せず）側に洩れることを防ぐ ことにより、圧縮効率を向上させ、また、燃焼エネルギーをピストンに効率よく 与えるなどの役目を持っている。

【０００３】 ところで、従来のトップリング４を嵌装するリング溝６は、図７に示すように 、ピストン頂部との間にトップランド８を形成し、ピストン１、シリンダ２、及 び、トップリング４とで形成される隙間ａが，圧縮室10側に開放された構造をし ている。この隙間ａは、ピストン１の上方に形成される圧縮室（又は、燃焼室） ９と異なり、ピストン１の上下動によって容積が変化せず、圧縮・膨張に対して 無駄容積となり、圧縮ガスや、燃焼ガスの到達圧力を低下させるという問題があ る。なお、図７の符号10はシリンダヘッドであり、また、11はピストンリングで ある。

【０００４】 そこで、前記無駄容積をなくすために、実開昭６０−５８８３８号公報に記載 の先行技術は、内燃機関のシリンダの上端内周面全周にリング状の突堤を形成し 、ピストンが上死点に達したときに、トップランドが、前記突堤内に可及的に密 に嵌入するようにして、前記無駄容積を低減させるようにした内燃機関を開示し ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

ところで、前記公報に記載のピストンは、シリンダ内に上面から入れることは できない。もし、上面から入れるようにすると、リングを押し縮めて、前記突堤 で囲まれた穴を通過させる必要があり、リング溝を深く形成し、またリング合口 部の隙間を相当大きく開ける必要がある。したがって、ピストンをシリンダに装 着後は、合口部が大きく開くので、圧縮ガスや燃焼ガスがククランクケース内に 多量に洩れるという問題がある。また、合口部をトップリングに対して斜めに設 けるようにすると、リング幅を大きくしないと、トップリングを押し縮めること ができない。したがって、この場合も、ブローバイガスが多量となるという問題 がある。更に、ピストンは、上下運動をする際に、ピストンピンを中心に左右に 振れるので、ピストン頂部は、前記突堤内に嵌入する際にぶつかる危険がある。 この干渉を避けるためには、ピストンのトップランドと突堤内周との間に十分大 きな隙間を設ける必要が生じ、結局、無駄容積を低減できないという問題がある 。

【０００６】 本考案は、以上の問題に着目して成されたものであり、レシプロ型の内燃機関 や圧縮機のピストンの上端部にできる無駄容積を可及的に低減することができ、 ピストンの上下動に支障がなく、しかも、ピストンをシリンダに組付ける際の作 業性に優れたシリンダ装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するための本考案のシリンダ装置は、ピストンのトップラン ドの周面を、ピストン頂部に向かって細くした円錐状に形成し、シリンダ上端部 に、前記円錐状のトップランド周面に整合する円錐状内周面を有するシリンダリ ングを嵌装したものである。

【０００８】 本考案は、レシプロ型の内燃機関、及び、圧縮機のいずれにも適用することが できる。

【０００９】

【実施例】

以下、添付の図を対照して、一実施例により、本考案を具体的に説明する。 図１に示す実施例１のシリンダ装置は、内燃機関によって実施したものであり 、ピストン１のトップランド８の周縁をシリンダ頂部に向かって細くした円錐状 に切欠いており、シリンダ２の上部にシリンダリング12を嵌合している。なお、 図１は、シリンダボディに直接シリンダを形成しているが、当然に、シリンダラ イナを設けるようにしたものでもよい。

【００１０】 前記シリンダリング12は、図２に示すように、フランジ14と、トップランド８ の前記円錐状の周面に整合する内周面16を有する筒部18とからなっている。そし て、該シリンダリング12をシリンダ２に取付けた際に、シリンダボディ頂部20と 前記フランジ14との間と、シリンダ２内周面とシリンダリング12の前記内周面16 との間に段差部が形成されないように、シリンダ２を加工して、取付け部22を形 成している。なお、図１の符号24はウオータージャケットである。

【００１１】 上記実施例１のシリンダ装置の組付けは、まず、シリンダ２に、トップリング 12及びその他のピストンリング11を嵌装したピストン１を装着し、次いで、シリ ンダリング12を、前記取付け部22に装着し、その上にヘッドガスケット26を配置 し、シリンダヘッド10を取付ければよい。したがって、組付け作業性に優れ、し かも、構造が比較的に簡単であるという特徴がある。

【００１２】 図１の状態のピストン１が上昇し、上死点に達すると図３に示す状態となる。 この場合、ピストン１は、ピストンピン28（図１）を中心に図の左右に振れるが 、シリンダリング12は、下方に拡開する円錐状に形成されているので、円錐状に 形成したピストン１は、容易にシリンダリング12内に侵入することができる。し かも、この侵入は、ピストン１が、上死点に近付くほど速度が遅くなり、最終的 に停止するので、内周面16と、トップランド８との間の無駄容積を可及的に小さ くすることができる。したがって、圧縮ガス（空気) 及び燃焼ガスの到達圧力を より高くすることができ、しかも、ピストンの焼き付きの危険がなく、耐久性を 向上させることができる。

【００１３】 なお、実施例のシリンダリング12は、図３に示すように、シリンダ２壁面とピ ストン１の周面との間には、僅かであっても隙間ｂが形成される。該隙間ｂを無 くした実施例１の変形例を、図４，図５によって説明する。即ち、前記隙間ｂを 埋めるために、本変形例では、ピストンリングの上面外周側に、内周側にピスト ン１が前記振れる余地を残して、リング状の突起30を形成することにより、無駄 容積をほぼ100 ％無くすことができる。なお、図５の符号32は、トップリング12 の合口部である。

【００１４】 図６に示す実施例２のシリンダ装置は、シリンダリング12の外周側をシリンダ ヘッド27側に延長したリング状突起部32を形成したものである。該突起部32は、 ヘッドガスケット26を燃焼ガスから保護し、ヘッドガスケット26からのガス抜け を防止することができる。 以上説明したように、シリンダリング12は、フランジ14を設けてヘッドガスケ ット26とのなじみをよくし、シール性を高めるようにしたが、シリンダリング12 にとって本質的な部材ではなく、取付け安定性、シール性など、他に問題がなけ れば省くことができる。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案のシリンダ装置を構成したので、従来のピストンの トップランドにできる無駄容積を可及的に低減させることが可能となり、しかも 、組付け作業性に優れ、ピストンの上下動に支障なく、構造が簡単であるので製 造も容易である。したがって、内燃機関に適用した場合には、高出力が得られ、 排気ガス成分内容、及び、燃料消費が改善され、オイル消費量を低減させること ができる。また、レシプロ型圧縮機に適用した場合にも、同様に、高い圧縮比が 得られ、オイル消費量を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１による本考案のシリンダ装置の要部断
面図である。

【図２】図１のシリンダリングを一部を破断して示した
斜視図である。

【図３】図１のピストンが上死点にある場合の様子を示
す要部断面図である。

【図４】実施例１の変形例の要部断面図である。

【図５】図４のシリンダ装置を一部破断して示した斜視
図である。

【図６】実施例２による本考案のシリンダ装置の要部断
面図である。

【図７】従来のレシプロ型内燃機関又は圧縮機の問題点
を説明するための要部断面図である。

【符号の説明】

１ ピストン ２ シリンダ ４ トップリング ６ リング溝 ８ トップランド 12 シリンダリン
グ 14 フランジ 16 内周面 18 筒部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンのトップランドの周面を、ピス
   トン頂部に向かって細くした円錐状に形成し、シリンダ
   上端部に、前記円錐状のトップランド周面に整合する円
   錐状内周面を有するシリンダリングを嵌装したシリンダ
   装置。