KR101108277B1

KR101108277B1 - 왕복동 엔진

Info

Publication number: KR101108277B1
Application number: KR1020057012983A
Authority: KR
Inventors: 시게루 반도
Original assignee: 반도키코 가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2012-01-31
Also published as: EP2628932A2; US7464683B2; EP1600620A4; JP4548336B2; RU2005121918A; WO2004079177A1; JP2010144736A; KR20050106397A; JPWO2004079177A1; EP1600620A1; JP2013036470A; US20060070597A1

Abstract

왕복동 엔진(1)은 피스톤 링(5)과, 피스톤 링(5)과의 사이에서 환상 가스실(6)을 규정하고 있음과 아울러 환상 가스실(6)에서의 피스톤(3) 측면(8)의 수압 면적이 피스톤(3)의 반스러스트쪽(9)보다도 스러스트쪽(10)에서 커지도록 피스톤 링(5)에 인접해 있는 피스톤 링(7)과, 환상 가스실(6)을 연소실(2)에 연통시키는 가스 통로(15)를 구비하고 있다.

Description

왕복동 엔진{Reciprocating engine}

본 발명은 자동차 등에 사용하는 왕복동 엔진에 관한 것이다.

이런 종류의 왕복동 엔진으로는 폭발 행정(行程)(연소 행정)에서 커넥팅로드(connecting rod: 연결 로드)가 경사짐에 따라 증대하는 피스톤 측면과 실린더의 내면 사이의 슬라이딩 마찰 저항을 저감하기 위해 제1 피스톤 링(상측링)에 인접하는 제2 피스톤 링(세컨드 링)을 제1 피스톤 링에 대해 경사지게 함과 아울러 연소실과 제1 및 제2 피스톤 링 사이의 환상(環狀) 가스실을 하나의 가스 통로를 통해 연통하도록 되어 있는 왕복동 엔진이 일본 공개특허 평 5-180069호 공보에서 제안되고 있고, 이러한 왕복동 엔진은 환상 가스실의 가스압에 기초하여 생기는 스러스트(thrust) 쪽에서의 피스톤 지지(가스압 지지)를 제2 피스톤 링을 경사지게 함으로써 증대시키고, 피스톤 측압에 의한 실린더 내면과 피스톤 링의 측면 및 피스톤 측면과의 슬라이딩 마찰 저항을 저감시키도록 되어 있다.

또한, 이 이외의 왕복동 엔진에서는 피스톤의 왕복동에 있어서의 실린더의 내면과 피스톤의 측면 사이의 슬라이딩 마찰 저항을 저감하기 위해, 제1 피스톤 링(상측링)에 인접하는 제2 피스톤 링(세컨드 링)을 제1 피스톤 링에 대해 경사지게 한 왕복동 엔진이 일본 공개특허 평 5-5459호 공보에서 제안되고 있고, 이러한 왕 복동 엔진은 연소 가스에 기초하여 생기는 스러스트 쪽에서의 측압을 제2 피스톤 링을 경사지게 함으로써 증대시키고, 연소실 내의 연소 가스의 피스톤에 대한 가스압 등에 기초하여 증대될 수 있는 스러스트 쪽에서의 실린더의 내면과 피스톤 링의 측면 및 피스톤 측면과의 슬라이딩 마찰 저항을 저감시키도록 되어 있다.

그런데, 이러한 왕복동 엔진에서는 피스톤 측압에 대항하는 가스압을 발생하게 하여 피스톤을 가스압 지지하도록 제2 피스톤 링을 경사지게 하면, 제1 및 제2 피스톤 링에 의해 규정되는 환상 가스실의 스러스트 쪽에서의 용적이 반(反)스러스트쪽 용적에 비해 커지기 때문에, 연소실 내의 연소 가스를 하나의 가스 통로를 통해 환상 가스실에 필요량을 신속히 도입할 수 없고, 따라서, 원하는 지지력을 발생시켜 피스톤 링 및 피스톤 측면과 실린더 사이의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시키는 것이 어렵다. 제2 피스톤 링이 크게 경사져 있는 경우나 왕복동 엔진의 고속 회전에 의해 1왕복동당 연소실과 환상 가스실의 연통 시간이 단축되는 경우에는, 연소실 내의 연소 가스를 환상 가스실에 필요량을 신속히 도입하는 것은 더욱 어려워질 수 있다.

또한, 이러한 다른 왕복동 엔진에서는 스러스트 쪽에서 큰 측압을 발생시키기 위해 제2 피스톤 링을 크게 경사지게 하면, 경사지게 한 제2 피스톤 링이 오일 링에 간섭될 우려가 있고, 따라서, 원하는 측압을 발생시켜 피스톤 링 및 피스톤 측면과 실린더 사이의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시키기 어렵다.

본 발명은 상기 여러 가지 사항을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 폭발 행정에 있어서, 피스톤 강하 초기에 연소실 내의 가스를 환상 가스실에 필요량을 필요한 힘으로 신속히 도입?작용시킬 수 있어, 원하는 가스압 지지력을 발생시켜 피스톤 링 및 피스톤 측면과 실린더 사이의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있는 왕복동 엔진을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 피스톤 링의 오일 링에의 간섭을 없앨 수 있고, 원하는 측압을 발생시켜 피스톤 링 및 피스톤 측면과 실린더 사이의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있는 왕복동 엔진을 제공하는데 있다.

본 발명의 제1 태양의 왕복동 엔진은, 연소실을 규정하고 있는 피스톤의 상면에 인접하는 제1 피스톤 링과, 제1 피스톤 링과의 사이에 환상 가스실을 규정함과 아울러 이 환상 가스실에서의 피스톤의 측면의 수압(受壓)면적이 반스러스트 쪽보다도 스러스트쪽에서 커지도록, 제1 피스톤 링에 인접하는 제2 피스톤 링과, 실린더 내면의 원주 방향에 관하여 나란하게 실린더 내면에 배치되어 있음과 아울러 스러스트 쪽에서 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 복수의 가스 통로를 구비하고 있다.

제1 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 예를 들어, 폭발 행정에 있어서, 피스톤 강하 초기에 연소실 내의 연소 가스를 실린더의 내면의 원주 방향에 관하여 나란하게 실린더 내면에 배치되어 있는 복수의 가스 통로를 통해 환상 가스실에 필요량을 신속히 도입, 작용시킬 수 있고, 이렇게 하여 얻어진 환상 가스실 내의 가스압에 기초하여 원하는 지지력을 발생시켜 피스톤을 실린더 내면에서부터 가스압 지지시켜, 피스톤 링 및 피스톤 측면과 실린더 사이의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있다.

본 발명의 제2 태양의 왕복동 엔진에서는, 제1 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 복수의 가스 통로는 실린더 내면이며 피스톤이 상사점(上死点) 또는 상사점으로부터의 강하 초기에 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 위치에 배치되어 있는 오목부을 각각 구비하고 있다.

제2 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 예를 들어, 폭발 행정에 있어서 상사점으로부터의 피스톤 강하 초기에, 연소 가스를 복수의 오목부를 통해 환상 가스실에 힘있고 광범위하게 평균하여 도입 작용시킬 수 있고, 따라서, 환상 가스실 내의 가스압을 높일 수 있으며, 이 가스압을 유지한 채 피스톤을 강하(왕동; 하사점측으로의 이동)시킬 수 있고, 특히 폭발 행정에 있어서, 피스톤을 피스톤 측압에 대항하여 적절히 가스압 지지할 수 있다.

본 발명의 제3 태양의 왕복동 엔진에서는, 제2 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 복수의 오목부는 환상 가스실만 연소실에 각각 연통시키도록 되어 있다.

본 발명의 제4 태양의 왕복동 엔진에서는, 제2 또는 제3 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 복수의 가스 통로는 실린더의 내면이며 피스톤의 상사점으로부터의 강하 초기에 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 위치에 배치되어 있다.

본 발명의 제5 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 4 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부는 실린더의 내면이며 피스톤이 상사점에 위치할 때 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 위치에 배치되어 있다.

본 발명의 제6 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 5 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부는 왕복동 방향에 관하여 다른 오목부보다도 실린더 헤드로부터 이격되어 배치되어 있다.

제 4 내지 제6 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 연소실로부터 환상 가스실로 연소 가스를 장시간에 걸쳐 충분히 도입할 수 있다.

본 발명의 제7 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제6 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 피스톤의 반스러스트쪽 부위에서부터 가장 이격되어 있는 적어도 하나의 오목부는, 왕복동 방향에 관하여 다른 오목부보다도 실린더 헤드로부터 이격되어 배치되어 있다.

본 발명의 제8 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제7 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 중심부는, 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향 및 왕복동 방향에 직교하는 방향에 대해 피스톤의 중심부에 대향하여 배치되어 있다.

제7 또는 제8 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 환상 가스실의 반스러스트쪽 부위보다도 용적이 큰 환상 가스실의 스러스트쪽 부위에 연소 가스를 광범위하게 도입, 작용시킬 수 있고, 따라서, 환상 가스실 내의 가스압을 더 빠르게 높일 수 있다.

본 발명의 제9 태양의 왕복동 엔진에서는, 제6 또는 제7 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 실린더 헤드로부터 이격되어 배치되어 있는 오목부의 실린더 내면에 연접해 있는 연접부이며 실린더 헤드 쪽에 위치하는 부위는, 다른 오목부의 실린더 내면에 연접해 있는 연접부이며 실린더 헤드 쪽에 위치하는 부위에 왕복동 방향에서 대향하는 부위보다도 실린더 헤드 쪽에 배치되어 있다.

본 발명의 제10 태양의 왕복동 엔진에서는, 제2 내지 제 9 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 복수의 오목부 각각에 규정되는 공간의 개구면의 일부는 각각 서로 원주 방향으로 연장되는 선상에 위치해 있다.

제9 또는 제10 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 복수의 오목부에 의해 연소실로부터 환상 가스실로 연소 가스를 장시간 평균하여 도입, 작용시킬 수 있다.

본 발명의 제11 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제10 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향에 대해 서로 대향하는 한 쌍의 오목부를 구비하고 있고, 실린더 헤드로부터 한 쪽 오목부까지의 왕복동 방향에 있어서의 거리와 실린더 헤드로부터 다른 쪽 오목부까지의 왕복동 방향에 있어서의 거리는 서로 같다.

제11 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 한 쌍의 오목부에 의한 연소실과 환상 가스실의 연통을 동시적으로 개시 또는 종료시킬 수 있어서, 환상 가스실에 압축 가스나 연소 가스를 더 빨리 도입할 수 있다.

본 발명의 제12 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 11 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 복수의 오목부는 부분 오목 구면형상면(球面形狀面)을 각각 구비하고 있다.

제12 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 연소 가스의 유입에 저항 없이 평균된 양호한 도입 작용을 얻을 수 있다.

본 발명의 제13 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 12 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부의 실린더 내면에 연접하는 연접부에 대한 접선과 왕복동 방향으로 연장되는 선의 교차각은 둔각이다.

본 발명의 제14 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 13 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부의 실린더 내면에 연접하는 연접부이며 왕복동 방향으로 서로 대향하는 양(兩)부위에 대한 접선은 그 양 부위보다도 피스톤으로부터 이격된 위치에서 서로 교차된다.

제13 또는 제14 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 넓은 범위로부터 평균하여 연소 가스의 도입, 작용이 수행된다.

본 발명의 제15 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 12 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부의 실린더 내면에 연접하는 연접부에 대한 접선과 왕복동 방향으로 연장되는 선은 서로 직교한다.

본 발명의 제16 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 15 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부는 원주 방향으로 그 오목부에 인접하는 오목부과 다른 깊이를 갖고 있다.

본 발명의 제17 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 16 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부는 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향 및 왕복동 방향에 직교하는 방향에 관하여 그 오목부에 대해 반스러스트 쪽에 위치하는 다른 오목부보다도 깊다.

본 발명의 제18 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 17 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부는 원주 방향으로 그 오목부에 인접하는 오목부과 같은 깊이를 갖고 있다.

제 16 내지 제 18 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 각 오목부에 의한 연소실과 환상 가스실의 연통 상태를 적절히 조정할 수 있다. 여기서, 복수의 오목부는 그 곡률과 깊이의 관련에 있어서, 각각 설계되어 실린더의 내면에 배치됨으로써, 각 오목부에 의한 연소실과 환상 가스실의 연통 상태를 더욱 바람직하게 조정할 수 있다.

본 발명의 제19 태양의 왕복동 엔진은, 제 2 내지 제 18 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향으로 서로 대향하는 한 쌍의 오목부을 구비하고 있고, 한 쪽 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 중심부 및 피스톤의 중심부를 잇는 선 및 축 방향으로 연장되는 선의 교차각과 다른 쪽 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 중심부 및 피스톤의 중심부를 잇는 선 및 축 방향으로 연장되는 선의 교차각은 서로 같다.

본 발명의 제20 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 19 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 한 쌍의 오목부는 각각 서로 동일한 형상이다.

제19 또는 제20 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 연결축의 축 방향에 관한 환상 가스실의 일측 및 타측으로 균등하게 연소 가스를 도입 작용시킬 수 있다.

본 발명의 제21 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 20 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 실린더의 내면에 연접하는 복수의 오목부 각각의 연접부이며 왕복동 방향으로 서로 대향하는 양 부위의 간격은 제1 피스톤 링의 두께보다도 크다.

본 발명의 제22 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 21 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 실린더의 내면에 연접하는 복수의 오목부 각각의 연접부이며 왕복동 방향으로 서로 대향하는 양 부위간의 거리는 환상 가스실을 규정하는 제1 피스톤 링의 규정면의 스러스트쪽 부위에서부터 환상 가스실을 규정하는 제2 피스톤 링의 규정면의 스러스트쪽 부위까지의 왕복동 방향에 있어서의 거리보다도 짧다.

본 발명의 제23 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 22 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면은 다른 오목부에 규정되는 공간의 개구면과 다른 지름을 갖고 있다.

본 발명의 제24 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 23 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면은 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향 및 왕복동 방향에 관하여 그 오목부에 대해 반스러스트쪽에 위치하는 오목부에 규정되는 공간의 개구면보다도 큰 지름을 가지고 있다.

본 발명의 제25 태양의 왕복동 엔진은, 제 2 내지 제 24 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향으로 서로 대향하는 한 쌍의 오목부를 구비하고 있고, 한 쌍의 오목부 각각에 규정되는 공간의 개구면의 지름과 원주 방향으로 상기 한 쌍의 오목부에 인접하는 다른 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 지름은 각각 서로 다르다.

본 발명의 제26 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 25 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면은 다른 오목부에 규정되는 공간의 개구면과 같은 지름을 갖고 있다.

제 23 내지 제 26 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 각 오목부에 의한 연소실과 환상 가스실의 연통 상태 및 연통의 개시 또는 종료 순서를 적당히 조정할 수 있다.

본 발명의 제27 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 1 내지 제 26 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 연소실을 규정하는 제1 피스톤 링의 규정면은 왕복동 방향에 직교하는 면과 평행하도록 배치되어 있다.

본 발명의 제28 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 2 내지 제 27 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 지름은 그 오목부의 깊이보다도 크다.

본 발명의 제29 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 1 내지 제28 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 제2 피스톤 링은 왕복동 방향으로 경사지게 배치되어 있다.

본 발명의 제30 태양의 왕복동 엔진은, 제 1 내지 제 29 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 제2 피스톤 링을 사이에 두고 제1 피스톤 링에 대향하여 피스톤에 배치되어 있는 오일 링을 구비하고 있고, 오일 링의 스러스트쪽 부위는 왕복동 방향에 관하여 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀에 대향하는 오일 링의 부위보다도 제1 피스톤 링으로부터 이격되어 있다.

제30 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 오일 링을 피스톤 및 커넥팅로드를 연결하고 있는 연결축에 간섭시키지 않고 제1 피스톤 링으로부터 이격되게 배치할 수 있고, 제2 피스톤 링을 오일 링에 간섭시키지 않고, 특히 스러스트쪽에서 제1 피스톤 링으로부터 이격되게 배치할 수 있다. 여기서, 그 왕복동 엔진으로는, 오일 링과 함께 제2 피스톤 링을 왕복동 방향에 대해 크게 경사지게 한 경우에도, 피스톤을 가스 플로트시키는데 충분한 분량의 연소 가스를 연소실로부터 상술한 바와 같은 복수의 가스 통로를 통해 환상 가스실에 골고루 신속히 도입 작용시킬 수 있다.

본 발명의 제31 태양의 왕복동 엔진에서는, 제30 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 오일 링의 스러스트쪽 부위는 그 오일 링의 반스러스트쪽 부위보다도 제1 피스톤 링으로부터 이격되어 있다.

본 발명의 제32 태양의 왕복동 엔진에서는, 제29 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 제2 피스톤 링을 사이에 두고 제1 피스톤 링에 대향하여 피스톤에 배치되어 있는 오일 링을 구비하고 있고, 오일 링은 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있다.

본 발명의 제33 태양의 왕복동 엔진에서는, 제32 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 오일 링 및 제2 피스톤 링은 각각 서로 같은 각도로 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있다.

본 발명의 제34 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 1 내지 제 33 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀은 반스러스트 쪽으로 편심되어 있다.

본 발명의 제35 태양의 왕복동 엔진은, 연소실을 규정하고 있는 피스톤의 상면에 인접하는 제1 피스톤 링과, 제1 피스톤 링과의 사이에서 환상 가스실을 규정함과 아울러 이 환상 가스실에서의 피스톤의 측면의 수압면적이 피스톤의 한 쪽 요동 측면 부위보다도 이 요동 측면 부위에 대향하는 다른 쪽 요동 측면 부위에서 커지도록 제1 피스톤 링에 인접해 있는 제2 피스톤 링과, 한 쪽 및 다른 쪽 요동 측면 부위 사이의 대략 중간보다도 다른 쪽 요동 측면 부위에서 제1 피스톤 링으로부터 이격되어 있는 오일 링과, 피스톤 및 실린더의 내면 중 적어도 한 쪽에 형성되어 있고, 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 가스 통로를 구비하고 있다.

제35 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 오일 링을 피스톤 및 커넥팅로드를 연결하고 있는 연결축에 간섭시키지 않고, 제1 피스톤 링으로부터 이격되게 배치할 수 있고, 제2 피스톤 링을 오일 링에 간섭시키지 않고, 특히 다른 쪽 요동 측면 부위에서 제1 피스톤 링으로부터 이격되게 배치할 수 있으며, 따라서, 원하는 측압을 발생시켜 피스톤을 실린더의 내면으로부터 부상(가스 플로트)시켜 피스톤 링과 실린더의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있다.

본 발명의 제36 태양의 왕복동 엔진에서는, 제35 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 제2 피스톤 링은 피스톤의 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있다.

본 발명의 제37 태양의 왕복동 엔진에서는, 제35 또는 제36 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 오일 링은 피스톤의 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있다.

본 발명의 제38 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 35 내지 제 37 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 한 쪽 요동 측면 부위는 반스러스트 쪽에 위치해 있고, 다른 쪽 요동 측면 부위는 스러스트 쪽에 위치해 있다.

제38 태양의 왕복동 엔진에 의하면, 상술한 구성을 구비하고 있기 때문에, 연소 행정에서 크게 생길 수 있는 스러스트 쪽에 있어서의 피스톤 링과 실린더의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있어서, 피스톤을 부드럽게 왕복동시킬 수 있다.

본 발명의 제39 태양의 왕복동 엔진에서는, 제 35 내지 제 38 중 어느 한 태양의 왕복동 엔진에 있어서, 적어도 하나의 가스 통로는, 실린더의 내면이며 피스톤이 상사점 근방에 위치할 때 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 위치에 배치된 오목부로 이뤄진다.

상술한 바와 같은 태양의 왕복동 엔진은, 4 사이클 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진일 수도 있고, 어떠한 엔진이라도 본 발명에 의한 효과를 적절히 발휘할 수 있다.

이어, 본 발명의 실시 형태의 예를 도면에 나타내는 바람직한 예에 기초하여 더욱 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 예에 전혀 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명 실시 형태의 예의 종단면 설명도이다.

도 2는 도 7에 나타내는 예의 II-II선 단면 화살표시 설명도이다.

도 3은 도 7에 나타내는 예의 III- III선 단면 화살표시 설명도이다.

도 4는 도 1에 나타내는 예의 주로 오목부의 종단면 확대 설명도이다.

도 5는 도 1에 나타내는 예의 동작 설명도이다.

도 6은 도 1에 나타내는 예의 동작 설명도이다.

도 7은 도 1에 나타내는 예의 동작 설명도이다.

도 8a, 도 8b, 도 8c는 도 1에 나타내는 예의 일부 확대 동작 설명도이다.

도 9는 본 발명의 실시 형태의 다른 예의 설명도이다.

도 10은 본 발명의 실시 형태의 다른 예의 설명도이다.

도 11은 본 발명의 실시 형태의 다른 예의 설명도이다.

도 l2는 본 발명의 실시 형태의 다른 예의 종단면 설명도이다.

도 13은 본 발명의 실시 형태의 또 다른 예의 종단면 설명도이다.

도 14는 도 13에 나타내는 또 다른 예의 일부의 평면 설명도이다.

도 1 내지 도 8에 있어서, 본 실시예의 왕복동 엔진으로서의 4 사이클 가솔린 엔진(1)은 연소실(2)을 규정하고 있는 피스톤(3)의 상면(머리부 단면)(4)에 인접해 있는 피스톤 링(상측링)(5)과, 피스톤 링(5)과의 사이에 환상 가스실(6)을 규정하고 있음과 아울러, 환상 가스실(6)에서의 피스톤(3) 측면(8)의 수압면적이 피스톤(3)의 반스러스트쪽(9)보다도 스러스트쪽(10)에서 커지도록, 피스톤 링(5)에 인접하는 피스톤 링(7)과, 실린더(13) 내면(14)의 원주 방향(X)에 관하여 나란하게 실린더(13)의 내면(14)에 배치되어 있음과 아울러 스러스트쪽(1O)에서 환상 가스실(6)을 연소실(2)에 연통시키는 복수의 가스 통로(15)와, 피스톤(3)의 왕복동 방향(Y)으로 피스톤 링(7)을 사이에 두고 피스톤 링(5)에 대향하여 배치된 오일 링(16)을 구비하고 있다.

피스톤(3)의 상면(4)에 연접해 있는 측면(8)에는 피스톤 링(5, 7) 및 오일 링(16) 각각에 대응하여 배치된 링 홈이 형성되어 있고, 각 링 홈에는 피스톤 링(5, 7) 및 오일 링(16)이 각각 끼워져 있다. 상면(4)은 왕복동 방향(Y)에 직교하는 면과 평행이 되도록 피스톤(3)에 형성되어 있다. 측면(8)은 왕복동 방향(Y)과 평행이 되도록 피스톤(3)에 형성되어 있다.

피스톤(3)에 피스톤 핀(21)을 통해 회전가능하게 연결되어 있는 소단부(小端部)(22a) 및 크랭크 샤프트가 회전가능하게 연결되어 있는 대단부(大端部)를 갖고 있는 커넥팅로드(22)는, 본 실시예에서는 도 1 및 도 7에 나타내는 바와 같이 피스톤(3)이 방향(Y1)을 향해 강하될 때 대단부가 소단부(22a)보다도 반스러스트쪽(9)에 배치되도록 되어 있다.

실린더(13)는, 내면(14)에 의해 규정된 실린더 보어(공간)(25)를 갖고 있고, 실린더 보어(25)에는 피스톤(3)이 왕복동 방향(Y)으로 왕복동 가능하도록 배치되어 있다. 실린더 헤드(13a)에는 점화 플러그(26), 흡기 밸브(27) 및 배기 밸브(28)가 마련되어 있다. 내면(14)은 왕복동 방향(Y)과 평행이 되도록 실린더(13)에 형성되어 있다.

피스톤 링(5)은, 통상은, 연소실(2)을 규정하고 있는 피스톤(3)의 상면(4)과 평행이 되도록 피스톤(3)의 링 홈에 끼워져 있다. 피스톤 링(5)은, 연소실(2)을 규정하는 환상 규정면(5a)과, 환상 가스실(6)을 규정하는 환상 규정면(5b)과, 환상 규정면(5a 및 5b)에 연접함과 아울러 실린더(13)의 내면(14)에 슬라이딩하는 슬라이딩 측면(5c)을 구비하고 있다. 환상 규정면(5a 및 5b)은 왕복동 방향(Y)에 직교하는 면과 평행이 되도록 배치되어 있다. 슬라이딩 측면(5c)은 왕복동 방향(Y)과 평행이 되도록 피스톤 링(5)에 형성되어 있다. 피스톤 링(5)은 본 실시예에서는 연소실(2)과 환상 가스실(6)을 구획할 수 있도록 얇게 형성되어 있다.

피스톤 링(7)은 반스러스트쪽(9)에서부터 스러스트쪽(10)으로 향함에 따라, 피스톤 링(5)으로부터 점차 이격되도록 왕복동 방향(Y)에 대해 경사지게 피스톤(3)의 링 홈에 끼워져 있다. 피스톤 링(7)은 피스톤 링(5) 쪽에 배치되어 있음과 아울러 환상 가스실(6)을 규정하고 있는 환상 규정면(7a)과, 오일 링(16) 쪽에 배치되어 있음과 아울러 환상 규정면(7a)에 대향하는 환상면(7b)과, 실린더(13)의 내면(14)에 슬라이딩하는 슬라이딩 측면(7c)을 구비하고 있다. 환상 규정면(7a) 및 환상면(7b)은 그 반스러스트쪽(9) 부위보다도 스러스트쪽(10) 부위에서 환상 규정면(5b)으로부터 이격되도록 왕복동 방향(Y)에 대해 경사져 있다. 환상 규정면(5b)의 스러스트쪽(10) 부위로부터 환상 규정면(7a)의 스러스트쪽(10) 부위까지의 왕복동 방향(Y)에 있어서의 거리는, 환상 규정면(5b)의 반스러스트쪽(9) 부위에서부터 환상 규정면(7a)의 반스러스트쪽(9) 부위까지의 왕복동 방향(Y)에서의 거리보다도 길다.

환상 가스실(6)은 피스톤(3)의 측면(8), 실린더(13)의 내면(14) 및 피스톤 링(5, 7)에 의해 규정되어 이뤄진다. 여기서, 환상 가스실(6)의 용적은 피스톤 링(7)이 상술한 바와 같이 경사지게 배치되어 있기 때문에, 스러스트쪽(10)에서 크게 되어 있는 반면, 반스러스트쪽(9)에서 작게 되어 있다.

오일 링(16)은 본 실시예에서는, 피스톤 링(상측링)(5)과 평행이 되도록 피스톤(3)의 링 홈에 끼워져 있다. 오일 링(16)은, 환상면(7b)에 대향하는 피스톤 링(7 )쪽의 환상면(16a)과, 왕복동 방향(Y)에서 환상면(16a)에 대향하는 피스톤 핀(21) 쪽의 환상면(16b)과, 환상면(16a 및 16b)에 연접함과 아울러 내면(14)에 슬라이딩하는 슬라이딩 측면(16c)을 구비하고 있다. 환상면(16a 및 16b)은, 본 실시예에서는, 왕복동 방향(Y)에 직교하는 면과 평행이 되도록 배치되어 있다. 슬라이딩 측면(16c)은 왕복동 방향(Y)과 평행이 되도록 오일 링(16)에 형성되어 있다.

가스 통로(15)는, 본 실시예에서는, 실린더(13)의 내면(14)에 3개 마련되어 있다. 3개의 가스 통로(15) 각각은 실린더(13)의 내면(14)이며 피스톤(3)이 상사점 근방에 위치할 때 환상 가스실(6)을 연소실(2)에 연통시키는 위치에 배치되어 있는 오목부(17a, 17b 및 17c)를 구비하고 있다. 오목부(17a, 17b 및 17c)는 본 실시예에서는, 폭발 행정(연소 행정)에 있어서, 왕복동 방향(Y)에 관하여 피스톤(3)이 크랭크 각도로 약 6°에서 약 37°에 상당하는 위치에 존재하는 경우에, 환상 가스실(6)만을 연소실(2)에 각각 동시적으로 연통시키도록 측면(8)에 대면하는 내면(14)에 각각 형성되어 있다.

오목부(17a 및 17c)는 원주 방향(X)으로 오목부(17b)를 사이에 둠과 아울러 피스톤 핀(21)의 축 방향(A)으로 서로 대향하고 있다. 오목부(17a 및 17b)의 원주 방향(X)에 있어서의 간격과 오목부(17b 및 17c)의 원주 방향(X)에 있어서의 간격은 서로 대략 같다. 오목부(17a, 17b 및 17c)는 본 실시예에서는, 각각 서로 대략 같은 형상이다. 실린더 헤드(13a)로부터 오목부(17a)까지의 왕복동 방향(Y)에서의 대략 실린더 헤드(13a)로부터 오목부(17b)까지의 왕복동 방향(Y)에서의 거리 및 실린더 헤드(13a)로부터 오목부(17c)까지의 왕복동 방향(Y)에서의 거리는, 본 실시예에서는 각각 서로 대략 같다.

오목부(17b)에 규정되는 공간(30b)의 원형의 개구면(3lb)의 중심부(C2)는, 본 실시예에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 축 방향(A) 및 왕복동 방향(Y)에 직교하는 방향(Z)에 관해 피스톤(3)의 중심부(O)에 대향하여 배치되어 있다. 오목부(17b)는 오목부(17a 및 17c)보다도 반스러스트쪽(9)으로부터 이격되어 있다.

오목부(17a)에 규정되는 공간(30a)의 개구면(31a)의 중심부(C1) 및 피스톤(3)의 중심부(O)를 잇는 선(32) 및 축 방향(A)으로 연장되는 선(80)의 교차각(35)과, 오목부(17c)에 규정되는 공간(30c)의 개구면(31c)의 중심부(C3) 및 피스톤(3)의 중심부(O)를 잇는 선(36) 및 선(80)의 교차각(37)은 서로 대략 같다.

오목부(17a)는 본 실시예에서는, 실린더(13)의 내면(14)에 연접해 있는 연접부(40a)를 가진 부분 오목 구면형상면(41a)를 구비하고 있다. 부분 오목 구면형상면(41a)은, 원형의 개구면(31a)를 가진 공간을 규정하고 있다. 오목부(17b)는 본 실시예에서는, 실린더(13)의 내면(14)에 연접해 있는 연접부(40b)를 가진 부분 오목 구면형상면(40b)을 구비하고 있다. 부분 오목 구면형상면(41b)은 원형의 개구면(31b)을 가진 공간(30b)을 규정하고 있다. 오목부(17c)는 본 실시예에서는 실린더 (13)의 내면(14)에 연접해 있는 연접부(40c)를 가진 부분 오목 구면형상면(41c)을 구비하고 있다. 부분 오목 구면형상면(41c)은 원형의 개구면(31c)을 가진 공간(30c)을 규정하고 있다. 한편, 오목부(17a, 17b 및 17c)는 부분 오목 구면형상면(41a, 41b 및 41c)을 대신하여, 각을 가진 면을 각각 구비하고 있을 수도 있다. 또한, 연접부(40a, 40b 및 40c)의 각각에는 모따기가 행해져 있을 수도 있다.

부분 오목 구면형상면(41a, 41b 및 4c)은 본 실시예에서는 대략 서로 같은 곡률 및 왕복동 방향(Y)에 직교하는 방향에 있어서의 깊이를 갖고 있다. 원형의 개구면(31a, 31b 및 31c)은 본 실시예에서는 각각 서로 같은 지름을 갖고 있다. 오목부(17b)는, 본 실시예에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이 연접부(40b)에 대한 접선(42)과 왕복동 방향(Y)으로 연장되는 선(43)과의 교차각(44)이 둔각이 되도록, 내면에 마련되어 있다. 왕복동 방향(Y)에서 서로 대향하는 연접부(40b)의 부위(45 및 46)에 대한 접선(42)은, 본 실시예에서는, 왕복동 방향(Y)에 직교하는 방향으로 그 부위(45 및 46)보다도 피스톤(3)으로부터 이격된 위치에 있는 교점(P)에서 서로 교차되어 있다. 왕복동 방향(Y)에서의 부위(45 및 46)간의 거리(L1)는 환상 규정면(5a)으로부터 환상규정면(5b)까지의 왕복동 방향(Y)에 있어서의 거리(L2)보다도 길다. 환언하면, 그 부위(45 및 46)의 간격은 피스톤 링(5)의 두께보다도 크다. 거리(L1)는 도 8b에 나타내는 바와 같이, 환상 규정면(5b)의 스러스트쪽(10) 부위로부터 환상 규정면(7a)의 스러스트쪽(10) 부위까지의 왕복동 방향(Y)에서의 거리(L3)보다도 짧다. 오목부(17b)에 규정되는 공간(30b)의 개구면(31b)의 지름은 그 오목부(17b)의 왕복동 방향(Y)에 직교하는 방향에 있어서의 깊이보다도 크다. 본 실시예에서는, 연접부(40a 및 40c)에 대해서도 연접부(40b)와 똑같이 구성되어 있으므로, 이들에 대한 사세한 설명을 생략한다.

본 실시예의 왕복동 엔진(1)의 동작에 대해 설명하면, 압축행정에서, 도 5 및 도 8a에 나타내는 바와 같이, 피스톤(3)이 상사점 근방에 위치함과 아울러 상사점에 도달하기 전에 피스톤 링(5)의 환상 규정면(5b)이 오목부(17b)의 실린더 헤드(13a)쪽 부위(45)에 대향하는 피스톤 핀(21)쪽 부위(46)보다도 실린더 헤드(13a)쪽에 위치했을 때, 연소실(2)이 환상 가스실(6)에 오목부(17b)를 통해 연통하여 연소실(2)로부터 환상 가스실(6)로 저압의 압축 가스가 들어가기 시작한다. 여기서, 연소실(2)은 피스톤 링(5)이 상면(4)과 평행이 되도록 배치되어 있기 때문에, 공간(30b)을 통한 환상 가스실(6)의 연통과 동시적으로 원주 방향(X)으로 오목부(17b)에 대해 나란히 배치되어 있는 오목부(17a 및 17c)에 규정되는 공간(30a 및 30c)을 통해서도 환상 가스실(6)에 연통되는 결과, 스러스트측(10)의 복수의 부위로부터 저압의 압축 가스가 환상 가스실(6) 안으로 들어간다.

이어, 도 1, 도 6 및 도 8c에 나타내는 폭발 행정(연소 행정)에 있어서, 피스톤(3)의 강하 초기, 즉 피스톤(3)이 상사점 근방을 강하할 때, 연소실(2)안의 연소 가스(51)를 오목부(17a, 17b 및 17c)를 통해 환상 가스실(6)에 도입하고, 도입한 연소 가스(51)의 가스압에 의해 환상 가스실(6) 안의 가스압을 높이고, 그 가스압에 기초하여 가스압 지지되는 피스톤(3)이 하사점을 향해 강하한다. 여기서, 환상 가스실(6) 안에서 유지되고 있는 가스압에 의해 가스압 지지되면서 강하하는 피스톤(3)으로부터 왕복동 방향(Y)에 대해 경사져 있는 커넥팅로드(22)에 방향(Y1)으 로 향하는 강하력이 주어짐으로써 피스톤(3)에 스러스트쪽(10)을 향한 측압력(B1)이 주어지는데, 그 측압력(B1)에 대항하여, 환상 가스실(6)안에 충분히 공급된 가스압에 의해 피스톤(3)에 반스러스트쪽(9)을 향한 지지력(B2)를 주어 그 피스톤(3)을 가스압 지지시킨다. 피스톤(3)이 도 6에 나타내는 바와 같이, 상사점에 위치하는 경우에는, 본 실시예에서는 특히 도 8b에 나타내는 바와 같이, 오목부(17a, 17b 및 17c)를 통한 연소실(2)과 환상 가스실(6)의 연통은 멈추지만, 연통시킬 수도 있다.

이상과 같이 구성된 왕복동 엔진(1)에서는, 연소시에는 오목부(17a, 17b 및 17c)를 통해 연소실(2)과 환상 가스실(6)이 연통되는 위치에 피스톤(3)이 있기 때문에, 연소 행정에서 연소실(2)에서 연소하여 발생한 가스압은 오목부(17a, 17b 및 17c)를 통해 환상 가스실(6)에 균일하게 신속히 도입된다. 이 도입된 가스압에 기초하여 환상 가스실(6)의 편향된 압력을 받아 피스톤(3)은, 그 왕복동에서는 내면(14), 특히 내면(14)의 스러스트쪽(10) 부위에 가스압 지지된다. 가스압에 의해 지지된 피스톤(3)은 매우 낮은 슬라이딩 마찰 저항으로 왕복동한다. 또한, 이러한 왕복동에 있어서, 피스톤(3)은 피스톤 핀(21)을 중심으로 축 방향(A)에 직교하는 면 안에서 요동되려고 하지만, 그 요동은 상술한 환상 가스실(6)의 가스압에 의해 저지된다. 피스톤(3)은 매우 낮은 슬라이딩 마찰 저항으로 왕복동 가능함으로써, 왕복동 엔진(1)의 연비 개선 등을 꾀할 수 있다.

본 실시예의 왕복동 엔진(1)에 의하면, 연소실(2)를 규정하고 있는 피스톤(3)의 상면(4)에 인접해 있는 피스톤 링(5)과, 피스톤 링(5)과의 사이에서 환상 가 스실(6)을 규정하고 있음과 아울러 환상 가스실(6)에서의 피스톤(3)의 측면(8)의 수압면적이 반스러스트쪽(9)보다도 스러스트쪽(10)에서 커지도록, 피스톤 링(5)에 인접한 피스톤 링(7)과, 실린더(13)의 내면(14)의 원주 방향(X)에 관하여 나란하게 내면(14)에 배치되어 있음과 아울러 스러스트쪽(10)에 환상 가스실(6)을 연소실(2)에 연통시키는 복수의 가스 통로(15)를 구비하고 있기 때문에, 연소실(2) 안의 연소 가스(51)를 복수의 가스 통로(15)를 통해 환상 가스실(6)에 골고루 신속히 도입, 작용시킬 수 있고, 이렇게 하여 도입, 작용시킨 환상 가스실(6) 안의 연소 가스(51)에 기초하여 원하는 지지력을 발생시켜서 피스톤(3)을 내면(14)에서부터 가스압 지지시켜, 피스톤 링(5)의 슬라이딩 측면(5c) 및 피스톤(3)의 측면(8)과 실린더(13)의 내면(14)의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있고, 복수의 가스 통로(15)가, 내면(14)으로 상사점 근방이며 피스톤(3)을 강하시킬 때 환상 가스실(6)을 연소실(2)에 연통시키는 위치에 배치되어 있는 오목부(17a, 17b 및 17c)를 각각 구비하고 있기 때문에, 상사점 근방에서 연소 가스(51)를 오목부(17a, 17b 및 17c)를 통해 환상 가스실(6)에 힘있게 도입 작용시킬 수 있고, 게다가, 환상 가스실(6)안의 가스압을 높일 수 있으며, 이 가스압을 유지한 채 피스톤(3)을 강하(하사점방향으로의 이동)시킬 수 있어서, 특히 폭발 행정에 있어서, 피스톤(3)을 피스톤 측압에 대항하여 적절히 가스압 지지할 수 있고, 오목부(17b)에 규정되는 공간(30b)의 개구면(31b)의 중심부(C2)가 방향(Z)에 관하여 피스톤(3)의 중심부(O)에 대향하여 배치되어 있기 때문에, 환상 가스실(6)의 반스러스트쪽(9) 부위보다도 용적이 큰 환상 가스실(6)의 스러스트쪽(10) 부위에서 선행하여 압축 가스를 도입할 수 있고, 따라서, 환상 가스실(6) 안에 연소 가스(51)를 더 골고루 신속히 도입 작용시킬 수 있으며, 실린더 헤드(13a)에서부터 오목부(17a)까지의 왕복동 방향(Y)에서의 거리와 실린더 헤드(13a)에서부터 오목부(17c)까지의 거리가 서로 같기 때문에, 한 쌍의 오목부(17a 및 17c)에 의한 연소실(2)과 환상 가스실(6)의 연통을 동시적이고 광범위하게 개시 또는 종료시켜 얻어, 환상 가스실(6)에 연소 가스(51)를 더욱 신속하고 광범위하게 도입 작용시킬 수 있으며, 오목부(17a, 17b 및 17c)가 부분 오목 구면형상면(41a, 41b 및 41c)을 각각 구비하고 있기 때문에, 연소 가스(51)의 유입에 저항없이 평균된 양호한 도입 작용을 얻을 수 있고, 오목부(17b)의 내면(14)에 연접하는 부분 오목 구면형상면(41b)의 연접부(40b)에 대한 접선(42)과 왕복동 방향(Y)으로 연장되는 선(43)과의 교차각(44)이 둔각이고, 또한 연접부(40b)이며 왕복동 방향(Y)으로 서로 대향하는 부위(45 및 46)에 대한 접선(42)이 왕복동 방향(Y)에 직교하는 방향에서 부위(45 및 46)보다도 피스톤(3)으로부터 이격된 위치에서 서로 교차되어 있고, 게다가, 오목부(17a 및 17c)에 대해서도 오목부(17b)와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 연소 가스(51)를 광범위하게 도입할 수 있고, 오목부(17b)가 원주 방향(X)으로 그 오목부(17b)에 인접하는 오목부(17a 및 17c)와 각각 서로 같은 곡률을 갖고 있고, 또한 오목부(17b)가, 원주 방향(X)으로 그 오목부(17b)에 인접하는 오목부(17a 및 17c)와 같은 깊이를 갖고 있기 때문에, 오목부(17a, 17b 및 17c)가 곡률 및 깊이와의 관련에 있어서 각각 설계되어 내면(14)에 배치됨으로써 각 오목부(17a, 17b 및 17c)에 의해 연소실(2)과 환상 가스실(6)을 각각 마찬가지로 연통시킬 수 있고, 오목부(17a)에 규정되는 공간(30a) 의 개구면(31a)의 중심부(C1) 및 피스톤(3)의 중심부(O)를 잇는 선(32) 및 축방향(A)로 연장되는 선(80)의 교차각(35)과 오목부(17c)에 규정되는 공간(30c)의 개구면(31c)의 중심부(C3) 및 피스톤(3)의 중심부(O)를 잇는 선(36) 및 선(80)의 교차각(37)이 서로 같고, 게다가, 오목부(17a 및 17c)는 각각 서로 같은 형상이기 때문에, 축방향(A)에 관한 환상 가스실(6)의 한 쪽 및 다른 쪽에 균등하게 연소 가스(51)을 도입할 수 있고, 오목부(17b)에 규정되는 공간(30b)의 개구면(31b)은 다른 오목부(17a 및 17c)에 규정되는 공간(30a 및 30c)의 개구면(31a 및 31c)과 대략 같은 지름을 갖고 있기 때문에, 오목부(17a, 17b 및 17c)에 의해 연소실(2)과 환상 가스실(6)을 똑같은 상태에서 연통시킬 수 있음과 아울러 그 연통을 동시적으로 개시 또는 종료시킬 수 있고, 환상 규정면(5a)이 왕복동 방향(Y)에 직교하는 면과 평행이 되도록 배치되어 있고, 또한 환상 규정면(5b)이 왕복동 방향(Y)에 직교하는 면과 평행이 되도록 배치되어 있기 때문에, 원주 방향(X)으로 서로 나란히 배치되어 있는 오목부(17a, l7b 및 17c)에 의한 연소실(2) 및 환상가스실(6)의 연통을 동시적으로 개시 또는 종료할 수 있다.

또한, 본 실시예의 왕복동 엔진(1)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 오목부(17b)를 대신하여, 피스톤(3)의 반스러스트쪽(9) 부위에서 가장 멀리 이격됨과 아울러 왕복동 방향(Y)에 관하여 다른 오목부(17a 및 17c)보다도 실린더 헤드(13a)로부터 이격되어 배치되어 있는 오목부(52)를 구비하고 있을 수도 있고, 이러한 오목부(52)에 의해 오목부(17a 및 17c)에 선행하여 환상 가스실(6)의 반스러스트쪽(9) 부위에 대해 용적이 큰 환상 가스실(6)의 스러스트측(10) 부위에서부터 가스를 도입할 수 있고, 따라서, 환상 가스실(6)안에 연소 가스(51)를 더 골고루 신속히 도입할 수 있다. 오목부(52)는 오목부(17a, 17b 및 17c) 중 적어도 하나를 대신하여, 또는 오목부(17a, 17b 및 17c)에 부가하여 실린더(13)의 내면(14)에 배치될 수도 있고, 이러한 오목부(52)의 설치에 의해 오목부(17a, 17b, 17c 및 52)의 각각이 연소실(2)과 환상 가스실(6)을 연통시키는 순서를 적당히 조정할 수 있다. 여기서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 왕복동 방향(Y)으로 실린더 헤드(13a)로부터 이격되어 배치되어 있는 오목부(52)의 내면(14)에 연접해 있는 연접부(40d)이며 실린더 헤드(13a) 쪽에 위치하는 부위(45)는, 연접부(40a 및 40c)이며 실린더 헤드(13a) 쪽에 위치하는 부위(45)에 왕복동 방향(Y)에 대향하는 부위(46)보다도 실린더 헤드(13a) 쪽에 배치될 수도 있고, 오목부(17a, 17c 및 52)의 각각에 규정되는 공간(30a, 30c 및 30d)의 개구면(31a, 31c 및 31d)의 일부는 각각 서로 원주 방향(X)으로 연장되는 선(53) 위에 위치할 수도 있고, 또한, 예를 들어, 오목부(17a 및 17c)의 개구면(31a 및 31c)의 중심부(C1 및 C3)는 연접부(40d)의 부위(45)를 지나는 원주 방향(X)으로 연장되는 선(54) 위에 위치할 수도 있고, 이렇게 오목부(17a, 17c 및 52)가 배치되어 있는 경우에는, 이들 오목부(17a, 17c 및 52)에 의해 연소실(2)로부터 환상 가스실(6)로 연소 가스(51)를 단속시키지 않고 연속적으로 도입할 수 있다.

또한, 본 실시예의 왕복동 엔진(1)은, 3개의 가스 통로(15)를 대신하여, 실린더(13)의 내면(14)에 배치된 2개의 가스 통로(15)를 구비하고 있을 수도 있고, 또한 도 10 및 도 11에 나타내는 바와 같이, 3곳 이상의 가스 통로(4개 또는 5개의 가스 통로 등)(15)를 구비하고 있을 수도 있으며, 이렇게 하여, 왕복동 엔진(1)의 다양한 태양에 따라 환상 가스실(6)에 연소 가스(51)를 골고루 광범위하고 신속히 도입할 수 있도록 가스 통로(15)의 수를 적당히 설정할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 도 10에 나타내는 바와 같이, 4개의 가스 통로(15)를 구비하고 있는 경우에는, 오목부(56)에 규정되는 공간(30e)의 개구면(31e)의 중심부(C4) 및 피스톤(3)의 중심부(O)를 잇는 선(60) 및 선(80)의 교차각(64)과, 축방향(A)으로 오목부(56)에 대향하는 오목부(59)에 규정되는 공간(30h)의 개구면(31h)의 중심부(C7) 및 중심부(O)를 잇는 선(63) 및 선(80)의 교차각(67)이 서로 같은 각도로 되어 있는 한편, 원주 방향(X)으로 오목부(56)에 인접해 있는 오목부(57)에 규정되는 공간(30f)의 개구면(31f)의 중심부(C5) 및 중심부(O)를 잇는 선(61) 및 선(80)의 교차각(65)과, 축방향(A)으로 오목부(57)에 대향함과 아울러 원주 방향(X)에서 오목부(59)에 인접해 있는 오목부(58)에 규정되는 공간(30g)의 개구면(31g)의 중심부(C6) 및 중심부(O)를 잇는 선(62) 및 선(80)의 교차각(66)이 각각 서로 같은 각도로 되어 있는 것이 바람직하며, 이러한 경우에는, 축방향(A)에 관한 환상 가스실(6)의 한 쪽 및 다른 쪽에 균등하게 연소 가스(51)을 도입, 작용할 수 있다.

게다가, 본 실시예의 왕복동 엔진(1)은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 오목부(17a, 17b 및 17c)를 대신하여 왕복동 방향(Y)으로 직교하는 방향의 깊이가 각각 서로 다른 오목부(56, 57, 58 및 59) 및 방향(Z)에서 피스톤(3)의 중심부(O)에 대향하는 오목부(70)를 구비할 수도 있고, 바람직하게는 가장 스러스트쪽(10)에 위치하는 오목부(70)는 방향(Z)에 관해 그 오목부(70)에 대해 반스러스트쪽(9)에 위치 하는 오목부(56, 57, 58 및 59)보다도 깊어지도록 구성되며, 오목부(57 및 58)는 오목부(56 및 59)보다도 깊어지도록 구성된다. 또한 각각 서로 곡률이 다른 오목부(56, 57, 58, 59 및 70)을 구비할 수도 있고. 바람직하게는 가장 스러스트쪽(10)에 위치하는 오목부(70)는, 방향(Z)에 관해 그 오목부(70)에 대해 반스러스트쪽(9)에 위치하는 오목부(56, 57, 58 및 59)보다도 작은 곡률을 갖고 있고, 오목부(57 및 58)는 오목부(56 및 59)보다도 작은 곡률을 갖고 있다. 게다가, 오목부(56, 57, 58, 59 및 70)에 각각 규정되는 공간(30e, 31g, 31f, 31h 및 30i)의 개구면(31e, 31g, 31f, 31h 및 31i)의 반경 또는 직경은, 각각 서로 다를 수도 있고, 바람직하게는, 가장 스러스트쪽(10)에 위치하는 오목부(70)에서의 개구면(31i)은, 방향(Z)에 관해 그 오목부(70)에 대해 반스러스트쪽(9)에 위치하는 오목부(56, 57, 58 및 59)에서의 개구면(31e, 31f, 31g 및 31h)보다도 큰 반경 또는 직경을 갖고 있고, 오목부(57 및 58)에 있어서의 개구면(31f 및 31g)은 오목부(56 및 59)에서의 개구면(31e 및 31h)보다도 큰 반경 또는 직경을 갖고 있다. 상기와 같은 깊이, 곡률 및 지름(반경, 직경을 포함함)을 각각 가진 오목부(56, 57, 58, 59 및 70)를 구성함으로써 연소실(2)과 환상 가스실(6)의 연통 상태 및 연통의 개시 혹은 종료 순서를 적당히 조정할 수 있고, 특히 상기 곡률과 깊이와의 관련에 있어서 각각 설계되어 실린더(13)의 내면(14)에 배치됨으로써 각 오목부(56, 57, 58, 59 및 70)에 의한 연소실(2)과의 연통 상태를 더욱 바람직하게 조정할 수 있다.

게다가 또한, 본 실시예의 왕복동 엔진(1)은 도 12에 도시한 바와 같이, 오일 링(16)을 대신하여 피스톤 링(7)을 사이에 두고 피스톤 링(5)에 대향하여 피스 톤(3)에 배치되어 있음과 아울러 스러스트쪽(10) 부위(71)가 왕복동 방향(Y)에 관해 피스톤(3) 및 커넥팅로드(22)를 연결하는 피스톤(21)에 대향하는 부위(72) 및 반스러스트쪽(9) 부위(73)보다도 피스톤 링(5)으로부터 이격되도록, 왕복동 방향(Y)에 대해 경사져 있는 오일 링(75)을 구비하고 있을 수도 있고, 그러한 경우에는, 피스톤 링(7)은 오일 링(75)의 경사각과 같은 각도로 왕복동방향(Y)에 대해 경사져 있을 수도 있다. 오일 링(75)을 구비하는 왕복동 엔진(1)에 의하면, 오일 링(75)을 피스톤 핀(21)에 간섭시키지 않고 피스톤 링(5)으로부터 이격되도록 배치할 수 있어서, 피스톤 링(7)을 오일 링(5)으로부터 이격되게 배치할 수 있다. 여기서, 그 왕복동 엔진(1)에서는, 오일 링(75)과 함께 피스톤 링(7)을 왕복동 방향(Y)에 대해 크게 경사지게 한 경우에도, 피스톤(3)을 가스압 지지시키기에 충분한 분량의 연소 가스(51)를 연소실(2)로부터 상술한 복수의 가스 통로(15)를 통해 환상 가스실(6)에 골고루 신속하게 도입 작용하여 가스압을 높인다.

더불어, 본 실시예의 왕복동 엔진(1)은 피스톤 핀(21)을 대신하여, 반스러스트쪽(9)에 편심되어 있는 피스톤 핀을 구비하고 있을 수도 있다.

복수의 가스 통로(15)는, 본 실시예에서는, 피스톤(3)이 도 6에 나타내는 바와 같이 상사점에 위치할 경우에, 연료실(2)과 환상 가스실(6)과의 연통이 일단 해제되도록 상사점 근방에 배치된 오목부(17a, 17b 및 17c)를 각각 구비하고 있는데, 오목부(17a, 17b 및 17c)의 적어도 하나를 대신하여 또는 이들에 덧붙여서, 피스톤(3)이 상사점에 위치할 경우에도 연료실(2) 및 환상 가스실(6)을 연통시키도록 배치된 오목부를 구비하고 있을 수도 있다. 또한 복수의 가스 통로(15)는 오목부 (17a, 17b, 17c)의 적어도 하나를 대신하여 또는 이들에 덧붙여서, 실린더(13)의 내면(14)에 연접하는 연접부(40a, 40b 및 40c)의 각각에 대한 접선(42)과 왕복동 방향(Y)으로 연장되는 선(43)이 직교하도록, 실린더(13)의 내면(14)에 마련된 오목부를 각각 구비하고 있을 수도 있다.

도 13 및 도 14에 있어서, 본 실시예의 왕복동 엔진으로서의 다른 4 사이클 가솔린 엔진(1K)은, 연소실(2)을 규정하고 있는 피스톤(3)의 상면(4)에 인접해 있는 피스톤 링(상측링)(5)과, 피스톤 링(5)과의 사이에서 환상 가스실(6)을 규정하고 있음과 아울러 환상 가스실(6)에서의 피스톤(3)의 측면(8)의 수압면적이 피스톤(3)의 반스러스트쪽에 위치하는 요동 측면 부위(9K)보다도 요동 측면 부위(9K)에 대향하는 스러스트쪽에 위치하는 요동 측면 부위(10K)의 쪽이 커지도록, 피스톤 링(5)에 인접해 있는 피스톤 링(세컨드 링)(7)과, 요동 측면 부위(9K 및 10K) 사이의 대략 중간보다도 요동 측면 부위(10K) 쪽에서 피스톤 링(5)으로부터 이격되어 있는 오일 링(16)과, 실린더(13)의 내면(14)이며 피스톤(3)이 상사점 근방에 위치할 때 환상 가스실(6)을 연소실(2)에 연통시키는 위치에 배치된 가스 통로로서의 오목부(15K)를 구비하고 있다.

피스톤(3)의 측면(8)에는, 피스톤 링(5 및 7) 및 오일 링(16)의 각각에 대응하여 배치된 링 홈이 형성되어 있고, 각 링 홈에는 피스톤 링(5 및 7) 및 오일 링(16)이 각각 끼워져 있다.

커넥팅로드(22)는 그 소단부에서 연결축(피스톤 핀)(21)을 통해 피스톤(3)에 회동가능하게 연결되어 있다. 커넥팅로드(22)의 대단부에는, 크랭크 샤프트가 회동 가능하게 연결되어 있다.

실린더(13)는 그 내면에 의해 규정된 실린더 보어(공간)(25)를 갖고 있으며, 실린더 보어(25)에는 피스톤(3)이 왕복동 방향(Y)으로 왕복동 가능하도록 배치되어 있다. 실린더(13)에는, 점화 플러그(26), 흡기밸브 및 배기밸브(27K)가 마련되어 있다.

피스톤 링(5)은 연소실(2)을 규정하고 있는 피스톤(3)의 상면(두부 단면)(4)과 실질적으로 평행이 되도록 피스톤(3)의 링 홈에 끼워져 있다.

피스톤 링(7)은 요동 측면 부위(9K)에서 요동 측면 부위(10K)를 향함에 따라 피스톤(3)으로부터 점차 이격되도록 왕복동 방향(Y) 및 피스톤 링(5)에 대해 경사지게 피스톤(3)의 링 홈에 끼워져 있다. 요동 측면 부위(10K) 쪽에서의 피스톤 링(5)으로부터 피스톤 링(7)까지의 거리는, 요동 측면 부위(9K) 쪽에서의 피스톤 링(5)으로부터 피스톤 링(7)까지의 거리보다도 길다.

피스톤 링(5 및 7) 각각의 양단 맞춤부는 그 양단 맞춤부를 통해 가스가 누출하지 않도록 긴밀하게 접촉 또는 삽입되어 있다.

환상 가스실(6)은 피스톤(3)의 측면(8), 실린더(13)의 내면(14) 및 피스톤 링(5, 7)에 의해 규정되어 이뤄진다.

오일 링(16)의 요동 측면 부위(9K 및 10K) 간의 대략 중간 부위(31K)는, 왕복동 방향(Y)으로 연결축(21)에 접촉하지 않는 범위에서 피스톤 링(5)으로부터 이격되어 배치되어 있다. 오일 링(16)의 요동 측면 부위(10K) 쪽에서의 부위(32K)는, 왕복동 방향(Y)으로 부위(31K)보다도 피스톤 링(5)으로부터 이격되어 배치되어 있 다.

오목부(15K)는 피스톤(3)이 상사점의 위치와 크랭크 각도로 약 15°에 상당하는 위치에 존재하는 경우, 환상 가스실(6)을 연소실(2)에 연통시키도록 요동 측면 부위(10K) 쪽에서의 측면(8)에 대면하는 내면(14)에 형성되어 있다.

본 실시예의 왕복동 엔진(1K)의 동작에 대해 설명하면, 압축 행정의 종료 후에 개시되는 연료 및 공기의 혼합기 연소 행정에 있어서, 피스톤(3)이 그 피스톤(3)의 상사점 근방에 위치해 있는 동안에 점화 플러그(26)에 의한 점화를 수행하고, 연소실(2) 내의 연소 가스를 오목부(15K)를 통해 환상 가스실(6)에 도입하고, 도 1에 나타내는 바와 같이, 피스톤(3)이 그 피스톤(3)의 상사점 통과 후 상사점 근방에 위치해 있는 동안에 최대로 높아진 연소 가스의 가스압을 피스톤(3)이 받음으로써 하사점을 향해 가속한다. 여기서, 강하하는 피스톤(3)으로부터, 왕복동 방향(Y)에 대해 경사져 있는 커넥팅로드(22)에 강하력이 주어짐으로써 피스톤(3)에 스러스트쪽을 향한 측압력(E1)이 주어지는데, 그 측압력(E1)에 대항하여 환상 가스실(6) 내의 가스압에 의해 피스톤(3)에 반스러스트쪽을 향한 항측압력(E2)를 주어, 그 피스톤(3)을 가스 플로트시킨다.

이상과 같이 구성된 왕복동 엔진(1K)에서는, 연소시에는 오목부(15K)를 통해 연소실(2)과 환상 가스실(6)이 연통되는 위치에 피스톤(3)이 있기 때문에, 연소 행정에서 연소실(2)에서 연소해서 발생한 가스압은 오목부(15K)를 통해 환상 가스실(6)에 신속히 도입된다. 이 도입된 가스압에 기초하여 환상 가스실(6)의 경사진 측압을 받아 피스톤(3)은, 그 왕복동에서는 내면(14), 특히 요동 측면 부위(10K) 쪽 의 내면(14)에 대해 부상(가스 플로트)한다. 가스압에 기초하여 부상된 피스톤(3)은 매우 낮은 슬라이딩 마찰 저항으로 왕복동한다. 또한 이러한 왕복동에 있어서, 피스톤(3)은 연결축(21)을 중심으로 D방향으로 요동되려고 하지만, 그 요동은 상술한 환상 가스실(6)의 편심된 측압에 의해 저지된다. 피스톤(3)은 요동측면 부위(9K 및 10K) 쪽에서의 측면(8)이 실린더(13)의 내면(14)에 접촉하지 않고, 매우 낮은 슬라이딩 마찰 저항으로 왕복동 엔진(1K)의 연비 개선 등을 도모할 수 있다.

본 실시예의 왕복동 엔진(1K)에 의하면, 요동 측면 부위(9K 및 10K) 간의 대략 중간보다도 요동 측면 부위(10K)에서 피스톤 링(5)으로부터 이격되어 있는 오일 링(16)을 구비하고 있기 때문에, 오일 링(16)을 연결축(21)의 상방에 위치하는 그 오일(16)의 부위(31K)가 연결축(21)에 간섭하지 않는 범위에서 피스톤 링(5)으로부터 이격되도록 또한 스러스트 쪽에 있어서의 그 오일 링(16)의 부위(32K)가 부위(31K)보다도 피스톤 링(5)으로부터 이격되도록 배치할 수 있고, 따라서, 피스톤 링(7)을 상기 수압면적이 요동 측면 부위(9K)보다도 요동 측면 부위(10K) 쪽에서 더 커지도록 오일 링(16)에 간섭시키지 않고 왕복동 방향(Y)에 대해 크게 경사지게 할 수 있고, 따라서, 원하는 측압을 발생시켜서 피스톤(3)을 실린더(13)의 내면(14)으로부터 부상(가스 플로트)시켜, 피스톤 링(5 및 7)과 실린더(13)의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있다.

상술한 각 실시예에서는, 왕복동 엔진을 4 사이클 가솔린 엔진(1 및 1K)으로 실시했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 디젤 엔진으로 실시되어도 상기와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 의하면, 폭발 행정에 있어서, 피스톤 강하 초기에 연소실내의 가스를 환상 가스실로 필요량을 필요한 힘으로 신속히 도입?작용시킬 수 있고, 원하는 가스압 지지력을 발생시켜 피스톤 링 및 피스톤 측면과 실린더의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있는 왕복동 엔진을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 피스톤 링의 오일 링에의 간섭을 없앨 수 있고, 원하는 측압을 발생시켜서 피스톤 링 및 피스톤 측면과 실린더의 슬라이딩 마찰 저항을 대폭 저감시킬 수 있는 왕복동 엔진을 제공할 수 있다.

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연소실을 규정하고 있는 피스톤의 상면에 인접하는 제1 피스톤 링과, 제1 피스톤 링과의 사이에서 환상 가스실을 규정하고 있음과 아울러 이 환상 가스실에서의 피스톤의 측면의 수압 면적이 반스러스트쪽보다도 스러스트쪽에서 크게 되도록, 제1 피스톤 링에 인접해 있는 제2 피스톤 링과, 실린더의 내면의 원주 방향에 관해 나란하게 실린더 내면에 배치되어 있음과 아울러 스러스트쪽에서 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 복수의 가스 통로를 구비하고 있으며,

복수의 가스 통로는, 실린더의 내면이며 피스톤이 상사점 또는 상사점으로부터의 강하 초기에 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 위치에 배치되어 있는 오목부를 각각 구비하고 있는 왕복동 엔진.
제 2 항에 있어서,

복수의 오목부는 환상 가스실만을 연소실에 각각 연통시키도록 되어 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

복수의 가스 통로는, 실린더의 내면이며 피스톤의 상사점으로부터의 강하 초 기에 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 위치에 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부는, 실린더의 내면이며 피스톤이 상사점에 위치할 때 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 위치에 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부는, 왕복동 방향에 관해 다른 오목부보다도 실린더 헤드로부터 이격되어 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

피스톤의 반스러스트쪽 부위에서 가장 이격되어 있는 적어도 하나의 오목부는 왕복동 방향에 관해 다른 오목부보다도 실린더 헤드로부터 이격되어 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 중심부는, 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향 및 왕복동 방향에 직교하는 방향에 관해 피스톤의 중심부에 대향하여 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 6 항에 있어서,

실린더 헤드로부터 이격되어 배치되어 있는 오목부의 실린더의 내면에 연접해 있는 연접부이며 실린더 헤드 쪽에 위치하는 부위는, 다른 오목부의 실린더의 내면에 연접해 있는 연접부이며 실린더 헤드 쪽에 위치하는 부위에 왕복동 방향으로 대향하는 부위보다도 실린더 헤드 쪽에 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

복수의 오목부 각각에 규정되는 공간의 개구면의 일부는, 각각 서로 원주 방향으로 연장되는 선상에 위치하고 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향에 관해 서로 대향하는 한 쌍의 오목부를 구비하고 있고, 실린더 헤드로부터 한 쪽 오목부까지의 왕복동 방향에 있어서의 거리와 실린더 헤드로부터 다른 쪽 오목부까지의 왕복동 방향에 있어서의 거리는 서로 같은 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

복수의 오목부는 부분 오목 구면형상면을 각각 구비하고 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부의 실린더 내면에 연접하는 연접부에 대한 접선과 왕복동 방향으로 연장되는 선과의 교차각은 둔각인 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부의 실린더 내면에 연접하는 연접부이며 왕복동 방향으로 서로 대향하는 양 부위에 대한 접선은, 그 양 부위보다도 피스톤으로부터 이격된 위치에서 서로 교차되는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부의 실린더 내면에 연접하는 연접부에 대한 접선과 왕복동 방향으로 연장되는 선은 서로 직교하는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부는, 원주 방향으로 그 오목부에 인접하는 오목부와 다른 깊이를 갖고 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부는, 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향 및 왕복동 방향에 직교하는 방향에 관해 그 오목부에 대해 반스러스트쪽에 위치하는 다른 오목부보다도 깊은 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부는, 원주 방향으로 그 오목부에 인접하는 오목부와 같은 깊이를 갖고 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향으로 서로 대향하는 한 쌍의 오목부를 구비하고 있고, 한 쪽 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 중심부 및 피스톤의 중심부를 잇는 선 및 축 방향으로 연장되는 선의 교차각과 다른 쪽 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 중심부 및 피스톤의 중심부를 잇는 선 및 축 방향으로 연장되는 선의 교차각은 서로 같은 왕복동 엔진.
제 19 항에 있어서,

한 쌍의 오목부는 각각 서로 동일한 형상인 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

실린더의 내면에 연접하는 복수의 오목부 각각의 연접부이며 왕복동 방향으로 서로 대향하는 양 부위의 간격은, 제1 피스톤 링의 두께보다도 큰 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

실린더 내면에 연접하는 복수의 오목부 각각의 연접부이며 왕복동 방향으로 서로 대향하는 양 부위간의 거리는, 환상 가스실을 규정하는 제1 피스톤 링의 규정면의 스러스트쪽 부위에서부터 환상 가스실을 규정하는 제2 피스톤 링의 규정면의 스러스트쪽 부위까지의 왕복동 방향에 있어서의 거리보다도 짧은 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면은 다른 오목부에 규정되는 공간의 개구면과 다른 지름을 갖고 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면은, 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향 및 왕복동 방향에 관해 그 오목부에 대해 반스러스트쪽에 위치하는 오목부에 규정되는 공간의 개구면보다도 큰 지름을 갖고 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀의 축 방향으로 서로 대향하는 한 쌍의 오목부를 구비하고 있고, 한 쌍의 오목부 각각에 규정되는 공간의 개구면의 지름과 원주 방향으로 상기 한 쌍의 오목부에 인접하는 다른 오목부에 규정되는 공간의 개구면의 지름은 각각 서로 다른 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부에 규정되는 공간의 개구면은, 다른 오목부에 규정되는 공간의 개구면과 같은 지름을 갖고 있는 왕복동 엔진.
연소실을 규정하고 있는 피스톤의 상면에 인접하는 제1 피스톤 링과, 제1 피스톤 링과의 사이에서 환상 가스실을 규정하고 있음과 아울러 이 환상 가스실에서의 피스톤의 측면의 수압 면적이 반스러스트쪽보다도 스러스트쪽에서 크게 되도록, 제1 피스톤 링에 인접해 있는 제2 피스톤 링과, 실린더의 내면의 원주 방향에 관해 나란하게 실린더 내면에 배치되어 있음과 아울러 스러스트쪽에서 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 복수의 가스 통로를 구비하고 있으며,

연소실을 규정하는 제1 피스톤 링의 규정면은, 왕복동 방향에 직교하는 면과 평행이 되도록 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 2 항 또는 제 27 항에 있어서,

적어도 하나의 오목부에서 규정되는 공간의 개구면의 지름은 그 오목부의 깊이보다도 큰 왕복동 엔진.
연소실을 규정하고 있는 피스톤의 상면에 인접하는 제1 피스톤 링과, 제1 피스톤 링과의 사이에서 환상 가스실을 규정하고 있음과 아울러 이 환상 가스실에서의 피스톤의 측면의 수압 면적이 반스러스트쪽보다도 스러스트쪽에서 크게 되도록, 제1 피스톤 링에 인접해 있는 제2 피스톤 링과, 실린더의 내면의 원주 방향에 관해 나란하게 실린더 내면에 배치되어 있음과 아울러 스러스트쪽에서 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 복수의 가스 통로를 구비하고 있으며,

제2 피스톤 링은 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있는 왕복동 엔진.
연소실을 규정하고 있는 피스톤의 상면에 인접하는 제1 피스톤 링과, 제1 피스톤 링과의 사이에서 환상 가스실을 규정하고 있음과 아울러 이 환상 가스실에서의 피스톤의 측면의 수압 면적이 반스러스트쪽보다도 스러스트쪽에서 크게 되도록, 제1 피스톤 링에 인접해 있는 제2 피스톤 링과, 실린더의 내면의 원주 방향에 관해 나란하게 실린더 내면에 배치되어 있음과 아울러 스러스트쪽에서 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 복수의 가스 통로를 구비하고 있으며,

제2 피스톤 링을 사이에 두고 제1 피스톤 링에 대향하여 피스톤에 배치되어 있는 오일 링을 구비하고 있고, 오일 링의 스러스트쪽 부위는, 왕복동 방향에 관해 피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀에 대향하는 오일 링 부위보다도 제1 피스톤 링으로부터 이격되어 있는 왕복동 엔진.
제 30 항에 있어서,

오일 링의 스러스트쪽 부위는 그 오일 링의 반스러스트쪽 부위보다도 제1 피스톤 링으로부터 이격되어 있는 왕복동 엔진.
제 29 항에 있어서,

제2 피스톤 링을 사이에 두고 제1 피스톤 링에 대향하여 피스톤에 배치되어 있는 오일 링을 구비하고 있고, 오일 링은 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 32 항에 있어서,

오일 링 및 제2 피스톤 링은 각각 서로 같은 각도로 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있는 왕복동 엔진.
연소실을 규정하고 있는 피스톤의 상면에 인접하는 제1 피스톤 링과, 제1 피스톤 링과의 사이에서 환상 가스실을 규정하고 있음과 아울러 이 환상 가스실에서의 피스톤의 측면의 수압 면적이 반스러스트쪽보다도 스러스트쪽에서 크게 되도록, 제1 피스톤 링에 인접해 있는 제2 피스톤 링과, 실린더의 내면의 원주 방향에 관해 나란하게 실린더 내면에 배치되어 있음과 아울러 스러스트쪽에서 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 복수의 가스 통로를 구비하고 있으며,

피스톤과 커넥팅로드를 연결하는 피스톤 핀은 반스러스트쪽으로 편심되어 있는 왕복동 엔진.
연소실을 규정하고 있는 피스톤의 상면에 인접해 있는 제1 피스톤 링과, 제1 피스톤 링과의 사이에서 환상 가스실을 규정하고 있음과 아울러 이 환상 가스실에서의 피스톤의 측면의 수압 면적이 피스톤의 한 쪽 요동 측면 부위보다도 이 요동 측면 부위에 대향하는 다른 쪽 요동 측면 부위에서 커지도록, 제1 피스톤 링에 인접해 있는 제2 피스톤 링과, 한 쪽 및 다른 쪽 요동 측면 부위간의 중간보다도 다른 쪽 요동 측면 부위에서 제1 피스톤 링으로부터 이격되어 있는 오일 링과, 피스톤 및 실린더의 내면 중 적어도 하나에 형성되어 있고 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 가스 통로를 구비하고 있는 왕복동 엔진.
제 35 항에 있어서,

제2 피스톤 링은 피스톤의 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,

오일 링은 피스톤의 왕복동 방향에 대해 경사지게 배치되어 있는 왕복동 엔진.
제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,

한 쪽 요동측면 부위는 반스러스트쪽에 위치해 있고, 다른 쪽 요동 측면 부위는 스러스트쪽에 위치해 있는 왕복동 엔진.
제 35 항 또는 제 36 항에 있어서,

가스 통로는 실린더의 내면이며 피스톤이 상사점 근방에 위치할 때 환상 가스실을 연소실에 연통시키는 위치에 배치된 오목부로 이뤄진 왕복동 엔진.