JPS636431Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本案は内燃機関におけるピストン装置に関する
ものである。

従来、燃焼室の気密を保持し燃焼ガス漏れを防
止するため、ピストンの外周にピストンリングを
嵌着し、このピストンリングの外周をシリンダ内
面に圧接させつつピストンを上下往復動させる。
ところで、ピストンリングによる摩擦抵抗はエン
ジンフリクシヨンの中でも比較的大きな比重を占
め、熱効率を向上させるためにもピストンリング
による摩擦抵抗を低減させる必要がある。このよ
うな事情から、ピストンリングによる摩擦抵抗を
低減させる手段としてピストンリングの幅、ピス
トンリングの張力等を減ずることが考えられる
が、しかしこれらの手段は摩擦抵抗を低減するも
のの燃焼室からのガス漏れを防止し難く、ブロー
パイガスを増加させ、潤滑油の劣化、ピストンの
熱負荷増大を招き、エンジン耐久信頼性を低下さ
せる。

本案は、前記のような事情に鑑み、エンジン耐
久信頼性を低下させることなくエンジンフリクシ
ヨンの低減を図らんとするものであつて、シリン
ダライナに形成した下向き環状段部の上方の内周
面を上部小径内周部に形成するとともに下方の内
周面を下部大径内周部に形成し、ピストンの外周
に形成した上向き環状段部の上方を上部小径部に
形成するとともに下方を下部大径部に形成し、前
記シリンダライナの上部小径内周部に前記ピスト
ンの上部小径部を、下部大径内周部に下部大径部
をそれぞれ摺動自在に嵌装し、前記シリンダライ
ナの下向き環状段部および下部大径内周部と、前
記ピストンの上部小径部および上向き環状段部と
で圧縮比が燃焼室よりも大となる環状圧力室を形
成自在とし、さらに、前記ピストンの下死点付近
において前記環状圧力室に臨み、かつ外気と連通
する通路を前記シリンダライナの下部大径内周部
に設けるとともに前記ピストンの上部小径部に環
状凹部を形成してなるピストン装置である。

本案の実施例を図面について説明すると、シリ
ンダブロツク１のシリンダボア２に嵌装したシリ
ンダライナ３は、軸線方向長さの略中間部に形成
した下向き環状段部４の上方の内周面を上部小径
内周部５に形成し、前記下向き環状段部４の下方
の内周面を下部大径内周部６に形成してある。

前記シリンダライナ３を案内として上下往復動
するピストン７は外周に形成した上向き環状段部
８の上方を上部小径部９とし、下方を下部大径部
１０としてあり、前記上部小径部９の上部外周に
形成した環状溝１１にラビリンスシールリング１
２を嵌装するとともに前記上部小径部９の中間部
外周に形成した環状溝１３にテフロン製環状シー
ル部材１４を嵌装してあり、前記下部大径部１０
の上部外周に形成した環状溝１５にテフロン製環
状シール部材１６を嵌装して、前記ピストン７の
上部小径部９はラビリンスシールリング１２およ
び環状シール部材１４を介しシリンダライナ３の
上部小径内周部５を上下摺動自在とし、下部大径
部１０は環状シール部材１６を介してシリンダラ
イナ３の下部大径内周部６を上下摺動自在として
ある。さらにピストン７が上死点に達したときに
おいてもピストン７の上向き環状段部８がシリン
ダライナ３の下向き環状段部４に密接することの
ないように形成してあり、前記シリンダライナ３
の下向き環状段部４および下部大径内周部６と、
前記ピストン７の上部小径部９および上向き環状
段部８とで環状圧力室１７を形成自在としてあ
る。

前記シリンダライナ３の下部大径内周部６の下
部寄りにはピストン７が下死点付近に達したとき
前記環状圧力室１７に臨む環状凹溝１８を形成し
てあり、この環状凹溝１８はシリンダヘツド１９
の外気に通じる吸気路２０と通路２１を介して連
通させてある。

前記ピストン７が下死点付近に位置したとき前
記環状圧力室１７は環状凹溝１８、通路２１を介
し吸気路２０と連通自在とするとともに、ピスト
ン７の上昇動により前記環状圧力室１７と吸気路
２０との連通を遮断し、ピストン７が上死点に達
したときの環状圧力室１７内の圧縮比をピストン
７、シリンダライナ３およびシリンダヘツド１９
とで形成される燃焼室２２の圧縮比より高くなる
よう設定してある。

さらに前記ピストン７の上部小径部９における
前記環状溝１１と環状溝１３との間に環状凹部２
３形成してある。

なお、シリンダライナ３の下部大径内周部６
と、ピストン７の下部大径部１０は燃焼ガス熱に
よる熱膨張が比較的小であるので、シリンダライ
ナ３の下部大径内周部６とピストン７の下部大径
部１０とで形成される環状間隙２４を可及的に小
とし環状圧力室１７の気密保持を一層高めるよう
形成してある。

図中２４はピストン燃焼室部、２６は吸気弁、
２７は排気弁、２８はピストンピン、２９はコン
ロツド、３０はクランク軸、３１はクランクケー
スである。

本案装置は前記のように構成するから、圧縮行
程において、ピストン７が上昇すると、燃焼室２
２からの圧縮された空気がシリンダライナ３とピ
ストン７との間隙を通つてクランクケース３１に
流出せんとするが環状圧力室１７の圧縮比を燃焼
室２２の圧縮比も高く設定してあるので燃焼室２
２よりの空気は逆に押しもどされるようになり、
クランクケース３１への流出が阻止される。

また、通路２１から導入され環状圧力室１７で
圧縮された空気もクランクケース３１に流出せん
とするが、ピストン７の下部大径部１０の部分は
燃焼ガスによる熱の影響をほとんど受けないの
で、シリンダライナ３の下部大径内周部６とピス
トン７の下部大径部１０との間の環状間隙２４が
僅か小さく形成され、かつ環状シール部材１６が
嵌装してあり、さらに下部大径内周部６の下部に
は吸気路２０に通ずる環状凹溝１８が形成されて
いるから環状凹溝１８から吸気路２０に流出する
ことになりほとんど洩れることがない。たとえ、
洩れ量が僅かに多くなつたとしても空気のみが洩
れることになるからクランクケース３１内の潤滑
油を劣化させることもない。

次に爆発行程においては燃焼によつて燃焼室２
２内の圧力が環状圧力室１７よりも高くなるが、
かかる期間は僅かであり、たとえ、燃焼ガスがラ
ビリンスシールリング１２を越えても環状凹部２
３に貯溜され、次の排気行程におけるピストン７
の上昇動により、環状圧力室１７内の圧力が高ま
り、かつ燃焼室２２においては排気弁２７が開い
て大気圧と同様な圧力状態となつているので環状
圧力室１７からの高い圧力で環状凹部２３内の燃
焼ガスを押し上げクランクケース３１への流出は
一層防止される。たとえ環状圧力室１７から環状
間隙２４を経てクランクケース３１へ流出せんと
しても環状凹溝１８から前記と同様に吸気路２０
に流出することになり、クランクケース３１には
洩れることはない。

さらに、吸気行程および排気行程においては吸
気弁２６および排気弁２７が開いているので、燃
焼室２２内の圧力は大気圧力と略同等となるから
問題はない。

従つて従来のようにかなりの張力を有し、この
張力によつてシリンダライナの内周面へ押し付け
密接して上下摺動し燃焼ガスの洩れをシールする
ピストンリングを必要とせず摩擦抵抗の小さい外
周に形成した迷路状溝によつてシールを行うラビ
リンスシールリング１２と、さらにピストン７の
上部小径部９外周に形成した環状凹部２３とによ
つてクランクケース３１へ燃焼ガス洩れをさらに
防止することができる。

本案装置によれば、ピストンとシリンダライナ
で形成する環状圧力室およびピストン上部外周に
嵌装するラビリンスシールリングならびにピスト
ンに形成した環状凹部とで燃焼室の気密保持と、
クランクケース内への燃焼ガスの侵入を防止する
ことができるので、（エンジン耐久信頼性を低下
させることなく）エンジンフリクシヨンを可及的
に低減せしめる等、幾多の実用的効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本案装置の要部断面図である。 １……シリンダブロツク、３……シリンダライ
ナ、４……下向き環状段部、５……上部小径内周
部、６……下部大径内周部、７……ピストン、８
……上向き環状段部、９……上部小径部、１０…
…下部大径部、１１，１３，１５……環状溝、１
２……ラビリンスシールリング、１４，１６……
環状シール部材、１７……環状圧力室、１８……
環状凹溝、１９……シリンダヘツド、２０……吸
気路、２１……通路、２２……燃焼室、２３……
環状凹部、２４……環状間隙、２５……ピストン
燃焼室部、２６……吸気弁、２７……排気弁、２
８……ピストンピン、２９……コンロツド、３０
……クランク軸、３１……クランクケース。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダライナに形成した下向き環状段部の上
   方の内周面を上部小径内周部に形成するとともに
   下方の内周面を下部大径内周部に形成し、ピスト
   ンの外周に形成した上向き環状段部の上方を上部
   小径部に形成するとともに下方を下部大径部に形
   成し、前記シリンダライナの上部小径内周部に前
   記ピストンの上部小径部を、下部大径内周部に下
   部大径部をそれぞれ摺動自在に嵌装し、前記シリ
   ンダライナの下向き環状段部および下部大径内周
   部と、前記ピストンの上部小径部および上向き環
   状段部とで圧縮比が燃焼室よりも大となる環状圧
   力室を形成自在とし、さらに、前記ピストンの下
   死点付近において前記環状圧力室に臨み、かつ外
   気と連通する通路を前記シリンダライナの下部大
   径内周部に設けるとともに前記ピストンの上部小
   径部に環状凹部を形成してなるピストン装置。