WO2008047454A1

WO2008047454A1 - Moteur alternatif

Info

Publication number: WO2008047454A1
Application number: PCT/JP2006/320973
Authority: WO
Inventors: Shigeru Bando
Original assignee: Bando Kiko Co., Ltd.
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-04-24

Description

明細書

往復動エンジン

技術分野

[0001] 本発明は、ピストンのピストン上部体に装着した圧縮用のピストンリングの間に環状ガス室を形成し、機関運転中にピストン上方のガス圧を上記環状ガス室に流入させ、この流入ガス圧により、ピストンをスラスト側から支持して降下させ、もって、ピストンとシリンダ、ピストンリングとシリンダのフリクションロスの低減を図った往復動エンジンの改良に関する。

[0002] もちろん、本発明は、 4サイクルガソリンエンジン、 2サイクルガソリンエンジン、ディゼルエンジンとして使用できる往復動エンジンに関する。

背景技術

[0003] 特許文献 1：国際公開第 WO92Z02722号パンフレット

特許文献 2：特開平 4— 347352号公報

特許文献 3：特開平 5 - 26106号公報

特許文献 4：特許第 2988010号公報

[0004] ピストンに働くスラスト力による、スラス M則におけるピストンとシリンダとのフリクションロスを低減する技術として、国際公開第 WO92Z02722号パンフレット、日本国特開平 4-347352号公報、特開平 5— 26106号公報、日本国特許第 2988010号公報 (特許文献 1から 4参照)等がある。これら技術は、ピストン上部体に備える圧縮用のピストンリングの間、即ち第 2ランド部に環状ガス室を形成し、機関運転の燃焼、膨張行程初期において、上記環状ガス室に、ピストン上方のガス圧を流入させ、この流入させたガス圧により、ピストンに働くスラスト力に対抗してピストンをスラスト側から支持し、もって、ピストンとシリンダ内面とのフリクションロスの低減を図ったものである。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] ところで、往復動エンジンは、通常、運転中、ピストン上面に力かるガス圧荷重の変ィ匕、ピストンに作用する慣性力の変化、反転により、ピストンリングはシリンダ溝内でフラッタリングし、ガス圧漏れを許している。

[0006] このような状態にあるピストンにおいて、ピストン上部体に備える圧縮用のピストンリングの間、即ち、第 2ランド部に環状ガス室を形成し、機関運転の燃焼、膨張行程初期において、上記環状ガス室に、ピストン上方のガス圧を流入させ、この流入保持したガス圧により、ピストンに働くスラスト力に対抗してピストンをスラスト側から支持するも、上記環状ガス室を形成する第 2ピストンリングが、一枚リングである場合、慣性力の変化、反転によるリング溝内のフラッタリングによって、また合口により、環状ガス室に流入、保持のガス圧がピストン下に漏れ、ガス圧が低下して、ピストンのスラスト側の支持が不完全になるのであった。そこで、本発明の目的とするところは、上記の欠陥を防止し、環状ガス室のガス圧によってピストン上部体をスラスト側において、スラスト力に対抗して支持するようにした往復動エンジンの提供をすることにある。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明の往復動エンジンは、ピストンのピストン上部体の外周面に装着した圧縮用の第 1ピストンリングと第 2ピストンリングとの間の第 2ランド部に環状ガス室を形成し、一方、シリンダの内面のスラスト側の上部位において、複数の凹所が設けられ、ピストンが上死点または上死点近傍に位置したとき、ピストンの第 1ピストンリングが上記凹所上を通過するようにされ、機関運転における燃焼、膨張行程初期、ピストン上方のガス圧を上記凹所を通じて、上記環状ガス室に流入させ、環状ガス室に流入したガス圧よりピストンをスラスト側力も支持して降下させるようにした往復動エンジンにおいて、上記第 2ピストンリングが 2枚のピストンリングの重ね合わせ力もなる。

[0008] 上記の構成によれば、ピストン上方の高圧のガス圧を流入させ、このガス圧を保持して降下する環状ガス室を構成する第 2ピストンリングが 2枚のピストンリングの重ね合わせ構造となっているため、夫々のピストンリングの間に、オイルが侵入し、介在することによってリングのフラッタリングによるガス圧漏れが低減され、かつ、シリンダ内面との間に油膜の形成がよぐガス圧ツール作用がより確実となり、カロえて、この第 2ピストンリングとシリンダ内面とには常に良好な流体潤滑が確保される。

[0009] また、重ね合わせの夫々のピストンリングは独立して動き、それぞれが、シリンダ内面に接触している。このため、二重のガスツールが形成されることになり、ガスツールがー層確実となる。

[0010] 更に、夫々のピストンリングの合口を互いに相手に対してずらせることにより、両合口間にラビリンス効果が発生し、合口力ものブローバイガスの発生を止めることになる

[0011] 従って、本発明の往復動エンジンによると、ピストンの環状ガス室に流入したガス圧がより確実に保持される。

[0012] 機関運転時、膨張行程で、ピストンカ^ラスト側で大きなスラスト力を受け、シリンダ内面へ押圧されるも、環状ガス室に流入、保持したガス圧により、スラスト力に対抗し、ピストンのピストン上部体はガスフロートされて降下する。このため、スラスト側において、ピストンとシリンダ内面とのフリクションロスが低減され、またピストンのシリンダ内面の接触面積が低減され、オイルの引きづり抵抗も低くなる。

発明の効果

[0013] 本発明によれば、環状ガス室のガス圧によってピストン上部体をスラスト側にお！、て

、スラスト力に対抗して支持するようにした往復動エンジンを提供し得る。

[0014] 以下、本発明の実施形態を図面に示した実施例について説明する。

図面の簡単な説明

[0015] 図 1は、本発明の実施の形態の例の縦断面説明図、

図 2は、図 1に示す例の動作説明図、

図 3は、図 1に示す例の動作説明図、

図 4は、図 1に示す例の横断面説明図、

図 5は、図 1に示す例のピストンの説明図、

図 6は、図 5に示す例のピストンの平面図、

図 7は、本発明の実施の形態の他の例のピストン説明図、

図 8は、図 7に示す例の縦断面説明図、

図 9は、図 8に示す他の例の一部拡大説明図、

図 10は、本発明の実施の形態の更に他の例の縦断面説明図、

図 11は、図 10に示す更に他の例の動作説明図、

図 12は、図 10に示す更に他の例の横断面説明図、図 13は、図 10に示す更に他の例の主にピストンの説明図、そして、図 14は、図 13に示すピストンの平面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0016] 第 1図から第 9図には、本発明の往復動エンジンの第 1実施例が示してあり、第 10 力も第 14図には、本発明の往復動エンジンの第 2実施例が示してある。

[0017] 第 5図及び第 6図には、第 1実施例の往復動エンジン 1のピストン 2が示してある。上記ピストン 2は、燃焼圧力を受けるクラウン部 3とピストンリング溝 4、 5、 6を有するランド部 7とからなるピストン上部体 8と、このピストン上部体 8の下側に形成したスカート部 9とピストンピン 10を支持するピンボス部 11とを備える。なお、上記ランド部 7は上記ピストン上部体 8の外周面 16をも指す。以下、ランド部 7をピストン上部体 8の外周面 16と称す。さて、上記ピストン 2において、 12はスラスト側を示し、 13は反スラスト側を示す。

[0018] ピストン 2は、上記ピストン上部体 8が、ピストン 2の中心線 14に対して反スラスト側 1 3に偏心して形成されている。 15は上記ピストン上部体 8の中心線を示す。第 5図に示すように、ピストン 2は、直立姿勢で、反スラスト側 13において、上記ピストン上部体 8の外周面 16とスカート部 9の最大径部の外周面 17とが垂直線 18上にそろえて、形成されている。

[0019] 一方、スラスト側 12において、ピストン上部体 8の外周面 19は、スカート部 17の最大径部の外周面 20を通る垂直線 21から内側に位置し、隙間 22がある。

[0020] ピストン 2は、上記の如く形状であるため、第 1図から第 3図に示すように、シリンダ 2 3に組込まれ、直立姿勢にあるとき、反スラスト側 13において、ピストン上部体 8の外周面 16とスカート部 9の最大径部の外周面 17とが同時に、共にシリンダ 23の内面 24 に添い当り接している。他方、スラスト側 12においては、ピストン上部体 8の外周面 19 とシリンダ 23の内面 24との間には隙間（クリアランス） 25が存在する。

[0021] ピストン上部体 8のピストンリング溝 4には、圧縮用のピストンリングが装着される。即ち、クラウン部 3に一番近いところのピストンリング溝 4には第 1ピストンリング 26が装着され、次に近いピストンリング溝 5には、第 2ピストンリング 27が装着される。なお、第 1 ピストンリングはトップリング、第 2ピストンリングはセカンドリングのことである。そして、一番下のリング溝 6にはオイル力きリング 28が装着されている。

[0022] 第 1ピストンリング 26が装着されるピストンリング溝 4と第 2ピストンリング 27が装着されるピストンリング溝 5とは、ピストン 2の軸線 29に直交する面に対して傾斜して形成されている。そして、上記ピストンリング溝 4とピストンリング溝 5とは、互いに相手に対して、反対側へ傾斜して設けられ、反スラスト側 13からスラスト側 12に向カゝつて、次第に離反するように設けられて、る。

[0023] 従って、ピストンリング溝 4とピストンリング溝 5との間に囲まれた第 2ランド部 30はスラスト側 12では広ぐ反スラスト側 13で狭くなつている。オイル力きリング 28を装着するリング溝 6はピストン軸線 29に直交する面に平行である。

[0024] さて、第 1図力ゝら第 4図には、ピストンリング溝 4、 5及び 6のそれぞれに、第 1ピストンリング 26、第 2ピストンリング 27及びオイルカゝきリング 28が装着されたピストン 2がシリンダ 23内に組込まれ、直立姿勢で機関運転中の状態が示されている。

[0025] ピストン 2には、第 1ピストンリング 26、第 2ピストンリング 27との間に形成された第 2ランド部 30とシリンダ 23の内面 24とにより囲まれて環状ガス室 31が形成されている。この環状ガス室 31はスラスト側 12では広く、反スラスト側 13に向力つて次第に狭くなつている。これは、環状ガス室 31に流入させた高圧ガスによりピストン 2をスラスト側 12 から広く強く押し、反スラスト側 13へのガスの回り込みを少なくして押返しを小さくするためのものである。

[0026] 次に、シリンダ 23には、スラスト側 12の内面 24において、その上部位 33のところに、凹所 34が、複数個（3〜4個）、円周方向 35に沿って、並べて設けられている。なお、凹所 34、 34、 34はシリンダ内面 24から深ぐくぼみ状に形成してある。これら凹所 3 4、 34、 34は、後述するがガス圧の通路の役目をする。これら凹所 34、 34、 34の位置は、ピストン 2が上死点または上死点近傍の位置にあるとき、ピストン 2の第 1のビストンリング 26がこれら凹所 34、 34、 34の上を通過中であるように定めてある。このように、ピストン 2が上死点又は上死点近傍にあって、第 1ピストンリング 26が凹所 34、 34 、 34の上を通過中のときに、これら凹所 34、 34、 34のそれぞれの凹み空間 36、 36、 36と第 1ピストンリング 26の外周面との間が通路となり、ピストン 2の上方の燃焼室 37 とピストン 2の環状ガス室 31とが連通し合い、ピストン 2上方の高圧ガス圧 38が上記環状ガス室 31に矢印 41で示すように流入するようになっている。また、上記凹所 34 、 34、 34は、ピストン 2が上死点に位置したとき、第 2ピストンリング 27に繋がらないようにも設けられている。これは、燃焼室 37の高圧ガス 38が、ピストン 2から下に吹き抜きさないようにするためである。さて、機関運転時、特に、ピストン 2が上死点または上死点近傍に位置するとき、圧縮行程終期から膨張行程初期において、第 1ピストンリング 26が凹所 34、 34、 34上を通過するとき、ピストン 2の上方の燃焼室 37の高圧ガス 38力凹所 34、 34、 34を通ってピストン 2の環状ガス室 31に流入する。これと同時に、ピストン 2はピストン上部体 8において環状ガス室 31内の流入高圧ガス 39によつて支持され、スラスト側 12から反スラスト側 13に向って押される状態となる。ピストン 2 は、上記のような作用するガス圧 39を環状ガス室 31内で保持して、ピストン上部体 8 の反スラスト側 13の外周面 16とスカート部 9の最大径部の外周面 17がシリンダ 23の内面 24に接した状態で膨張行程において下降する。

[0027] 上記のようになる本第 1実施例往復動エンジン 1によれば、ピストン 2は、ピストン上部体 8が反スラスト側 13に偏心 eされて設け、ピストン上部体 8の外周面 16とスカート部 9の最大径部の外周面 17とが垂直線 18上にそろえて形成されているため、シリンダ 23内に組み込まれているピストン 2は、直立姿勢で反スラスト側 13において、上記ピストン上部体 8の外周面 16とスカート部 9の外周面 17がシリンダ 23の内面に添い当り接している。

[0028] ピストン上面から見れば、第 4図に示すように反スラスト側 13においてピストン上部体 8の外周面 16、特にトップランド 43がシリンダ 23の内面 24に円弧状に内接している。

[0029] 一方、スラスト側 32においては、ピストン上部体 8の外周面 19とシリンダ 23の内面 2

4との間に円弧状隙間 25が存在する。

[0030] 上記の状態にあるピストン 2の上面に圧縮ガス、膨張ガス 38が作用すると、ガス圧は、ピストン上部体 8のスラスト側 12の外周面におけるトップランド 46に作用するが、反スラスト側 13の外周面 16、即ち反スラスト側 13のトップランド 46に回り込めない。ピストン 2はスラスト側 12から支持された状態となる。

[0031] 従って、ピストン 2が上死点または上死点近傍の位置に達し、ピストン 2に揺動させるモーメント荷重が作用しても、ピストン 2は直立姿勢を保ったまま、反スラスト側 13において、シリンダ 23の内面に接している。上死点または上死点近傍において上記状態にあるとき、ピストン 2の上方の膨張ガス 38がシリンダ 23の内面 24のスラスト側 32 の上部位 33に設けられた凹所 34、 34、 34力もピストン 2の環状ガス室 31に流入する。この時ピストン 2にはコネクチングロッド 47のスラスト側 32への傾きによりスラスト力（側圧) 42が作用しスラスト側 32への横振れを起こそうとするが、上記環状ガス室 31に流入し保持した高圧ガス 39によって、スラスト側 32より支持されピストン 2は反スラスト側 13がシリンダ 23の内面 24に接して降下する。

[0032] 即ち、圧縮行程から膨張行程に至り、コネクチングロッド 44の傾きの反転、モーメント荷重の反転にもかかわらずピストン 2は、横揺れを抑えられて下降する。即ち、ピストン 2は側圧の働くスラスト側 32にお、て、環状ガス室 31に流入し保持した高圧ガス 3 9によりピストン上部体 8が弹性的に支持され、反スラスト側 45のシリンダ 23の内面 24 に添い当てられた状態で「振れ」を起こすことなく降下する。このため、ピストン 2は横振れ、揺動が抑えられ、シリンダ 23の内面 24との衝突が抑えられる。

[0033] この結果、ピストン 2とシリンダ 23の内面 24とフリクションロス、第 1ピストンリング 26とピストン 2とのフリクションロス、及び第 1ピストンリング 26とシリンダ 23の内面 24とのフリクシヨンロスが大きく低減される。また、ピストン 2の振動が抑えられるためブローバイガスの吹き抜けが防止される。

[0034] またもちろん膨張行程において、スラスト力 42の働くスラスト側 12において、ピストン 2は環状ガス室 31の高圧ガス 39により支持され、ピストン 2とシリンダ 23の内面 24 とのフリクションロスも低減される。特に、スラスト側 12においてピストン 2はピストン上部体 8が環状ガス室 31の高圧ガス 39により支持されるため、ピストン 2とシリンダ 23の内面 24との接触面積が小さぐ結果、オイルの引きづり抵抗がちいさくなる。

[0035] 更に、ピストン 2は高温高圧のガス圧を受けるクラウン部 3を有するピストン上部体 8 が反スラスト側 13において、シリンダ 23の内面 24に接しているために、従来のピストンリングのみの接触に比べ、シリンダ 23の内面 24との接触面積が広ぐピストン 2からシリンダ 23への熱の取り出しが大きぐピストン 2の上面の冷却が効果的に行われる。これ故、異常燃焼の防止ができ、またエンジン全体の熱上昇が低ぐ吸入効果が良好に確保できる。また機関運転の膨張行程初期、ピストン 2が上死点または上死点近傍に位置し、ピストン 2の第 1ピストンリング 26がシリンダ 23に設けた複数の凹所 34、 34、 34を通過するとき、ピストン 2の上方のガス圧 38がピストン 2の環状ガス室 31に急激流入するため、燃焼室 37の燃焼中ガスに流動が生じ、当該ガスが乱され燃焼速度が高められる。

[0036] 第 7図、第 8図及び第 9図には、ピストン 2の第 2ピストンリングが、 2枚の薄いピストンリング 43、 43の重ね合わせ構造力もなる往復動エンジン 1において、第 1図に示すように、ピストン 2のピストンリング溝 5に挿入した 1枚のピストンリング 27の代わりに、第 7 図、第 8図及び第 9図に示すように、 2枚の薄いピストンリング 43、 43を挿入したものである。

[0037] この往復動エンジン 1によると、ピストンリング溝 5に 2枚のピストンリング 43、 43力重ね合わせて挿入してあるため、夫々もピストンリング 43及び 43の間にオイルが侵入、介在し、このため、シリンダ 23の内面 24のと間における油膜の形成がよくガス圧シールがより確実となり、かつピストンリング 43、 43とシリンダ内面 24とは常に良好な流体潤滑が確保される。

[0038] ピストンリング溝 5がピストン 2の軸線 29に対して傾斜して形成されているも、夫々のピストンリング 43及び 43は独立して動き、それぞれがシリンダ 23の内面 24に対して接触している。

[0039] このため、 2重のガスシール部 44、 44が形成されることになりガスシールがより確実となる。

[0040] 更に、夫々のピストンリング 43、 43の合口 45、 45を互いに相手に対してずらせることにより両合口間にラビリンス効果が発生することとなり、合口 45、 45からのプロパンガスの発生を止めることとなる。

[0041] 従って、第 8図に示すような往復動エンジン 1によると、ピストン 2の環状ガス室 31に流入した高圧ガス 39がより確実に保持される。機関運動時の膨張行程で、ピストン 2 力 Sスラスト側 12において大きなスラスト力 42を受けるも、環状ガス室 31に流入、保持した高圧ガス 39により、ピストン 2のピストン上部体 8はシリンダ 23の内面 24からガスフロートされた状態 (浮かせられた状態)となって下降する。 [0042] このため、スラスト力 42の作用するスラスト側 12においても、フリクションロスがより低減される。

[0043] 反スラスト側 13において、ピストン上部体 8の外周面 16及びスカート部 9の最大径部の外周面 17がシリンダ 23の内面 24に接して移動するようにしたピストン 2は、第 2 ピストンリング 43、 43が 2枚の重ね合わせとなって高圧ガス 39が確実に保持されるためこの高圧ガス 39によりピストン 2は反スラスト側 13に弾性をもって押され、反スラスト側 13の内面 24に沿って下降する。ピストン 2は揺れを抑えられて、静かで、ソフト〖こ下降する。

[0044] 第 2実施例の往復動エンジン 48は第 10図から第 14図に、そのうち特に、第 13図及び第 14図に本実施例往復動エンジン 48のピストン 49が示してある。

[0045] 上記ピストン 49は、燃焼圧力を受けるクラウン部 50とピストンリング溝 51、 52、 53を有するランド部 54とからなるピストン上部体 55とこのピストン上部体 55の下側に形成したスカート咅 56とピストンピン 57を支持するピンボス咅 58を備える。

[0046] 79はスラスト側を示し、 80は反スラスト側を示す。

[0047] さて、ピストン 49は、上記ピストン上部体 55が、ピストン 49の中心線 61に対して反スラスト側 80に偏心して設けられている。なお、 62はピストン上部体 55の中心線を示す。ピストン 49は、直立姿勢で反スラスト側 80において、上記ピストン上部体 55の外周面 63とスカート部 56の最大径部の外周面 64とが垂直線 65上にそろえて形成してある。

[0048] 一方、ピストン 49はスラスト側 79において、ピストン上部体 55の外周面 66は、スカート部 56の最大径部の外周面 67を通る垂直線 68から内側に位置し、隙間 69がある。ピストン 49は上記の如くの形状であるため、第 10図に示すように、シリンダ 70内に組込まれ、直立姿勢にあるとき、反スラスト側 80において、ピストン上部体 55の外周面 63とスカート部 56の最大径部の外周面 64と力共にシリンダの内面 71に添い当り接している。

[0049] 一方、スラスト側 79においては、ピストン上部体 55の外周面 66とシリンダ 70の内面

71とには隙間 72が存在する。

[0050] ピストン上部体 55のピストンリング溝 51、 52には圧縮用のピストンリングを装着する。クラウン部 50に一番近いピストンリング溝 51には第 1ピストンリング 73が装着され、次に近いピストンリング溝 52には第 2ピストンリング 74が装着される。もちろん、第 1ピストンリング 73はコンプレツシヨン用のトップリング、第 2ピストンリング 74はコンプレツシヨン用のセカンドリングである。そして、一番下のリング溝 53にはオイル力きリング 7 5が装着されている。上記ピストン 49において、第 1ピストンリング 73が装着されたところのピストンリング溝 51と第 2ピストンリング 74が装着されるピストンリング溝 52は、共に、ピストン 49の軸線 76に直交する面に平行に形成されている。上記ピストンリング溝 51とピストンリング溝 52との間には、必要な間隔の第 2ランド部 77を有し、この第 2 ランド部 77により後述する環状ガス室 78が形成される。

[0051] 第 10図には、ピストンリング溝 51、 52、 53のそれぞれに、第 1ピストンリング 73、第 2ピストンリング 74、オイルかきリング 75が装着されたピストン 49がシリンダ 70に組込まれ、直立姿勢で機関運転中の状態が示されている。

[0052] ピストン 49には、第 1ピストンリング 73と第 2ピストンリング 74との間に形成された第 2 ランド部 77とシリンダ 70の内面 71とにとり囲まれて、環状ガス室 78が形成されている。この環状ガス室 78はスラスト側 79から反スラスト側 80にかけて平行した形状である

[0053] 次に、シリンダ 70のスラスト側 79の内面 71において、シリンダ 70の上部位 81のところに、内面 71より深《ぼんで形成された凹所 82、 82、 82が複数個（3〜4個）、円周方向 83に沿って並べて設けられている。これら凹所 82、 82、 82の位置はピストン 49 が上死点または上死点近傍の位置に達したとき、ピストン 49の第 1ピストンリング 73 力 Sこれら凹所 82、 82、 82の上を通過中になるように定められている。

[0054] このように、ピストン 49が上死点又は上死点近傍にあって、第 1ピストンリング 73が四所 82、 82、 82の上を通過中のとき、これら四所 82、 82、 82の四み空間 84と第 1ピストンリング 73の外周面との間が通路となり、ピストン 49の上方の燃焼室 85とピストン 49の環状ガス室 78とが連通し合!、、ピストン 49上方の高圧ガス 86が上記環状ガス室 78に流入するようになって!/、る。

[0055] また、上記凹所 82、 82、 82はピストン 49が上死点に位置したとき、第 2ピストンリング 74に繋がらないようにも設けられている。これは、燃焼室 85の高圧ガス 86がピストン 49下へ吹き抜けさせな、ためである。

[0056] さて、機関運動時、特に、ピストン 49が上死点または上死点近傍に位置するとき、圧縮行程終期から膨張行程初期において、第 1ピストンリング 73が凹所 82、 82、 82 上を通過するとき、ピストン 49の上方の燃焼室 85の燃焼膨張中の高圧ガス 86が、凹所 82、 82、 82を通ってピストン 49の環状ガス室 78に流人する。これと同時に、ピストン 49はピストン上部体 55において環状ガス室 78内に流入した高圧ガス 87によって支持され、スラスト側 79から反スラスト側 80に向かって押される状態となる。ピストン 4 9は上記のような作用する高圧ガス 87を環状ガス室 78内で保持し、ピストン上部体 5 5の反スラスト側 80の外周面 63、スカート部 56の最大径部の外周面 64がシリンダ 70 の内面 71に接した状態で膨張行程にぉ、て降下する。

[0057] 上記のようになる本第 2実施例往復動エンジン 48によれば、ピストン 49は反スラスト側 80においてピストン上部体 55の外周面 63とスカート部 56の最大径部の外周面 6 4とが垂直線 65上にそろえて形成されているため、シリンダ内に組み込まれているピストン 49は直立状態で反スラスト側 80においてピストン上部体 55の外周面 63及びスカート部 56の最大径部の外周面 64はシリンダ 70の内面 71に接している。これを、ピストン上面から見れば、第 12図に示すように反スラスト側 80においてピストン上部体 5 5の外周面 63、特にトップランド 88がシリンダ 70の内面 71に円弧状に内接している。

[0058] 一方、スラスト側 79においては、ピストン上部体 55の外周面 66とシリンダ 70の内面 71との間に円弧状隙間 72が存在する。

[0059] 上記の状態にあるピストン 49の上面に圧縮ガス、膨張ガス 86が作用すると、ガス圧は、ピストン上部体 55のスラスト側 79の外周面 66におけるトップランド 88に作用する 1S 反スラスト側 80の外周面 63、即ち反スラスト側 80のトップランド 88に回り込めな V、。ピストン 49はスラスト側 79から支持された状態となる。

[0060] 従って、ピストン 49が上死点または上死点近傍の位置に達し、ピストン 49に揺動させるモーメント荷重が作用しても、ピストン 49は直立姿勢を保ったまま、反スラスト側 8 0において、シリンダ 70の内面に接している。上死点または上死点近傍において上記状態にあるとき、ピストン 49の上方の膨張高圧ガス 86がシリンダ 70の内面 71のスラスト側 79の上部位 81に設けられた凹所 82、 82、 82からピストン 49の環状ガス室 7 8に流入する。この時ピストン 49にはコネクチングロッド 89のスラスト側 79への傾きによりスラスト力（側圧） 90が作用しスラスト側 79への横振れを起こそうとするが、上記環状ガス室 78に流入し保持した高圧ガス 87によって、スラスト側 79より支持されピストン 49は直立姿勢を保ったまま、かつ反スラスト側 80がシリンダ 70の内面 71に接して揺れを抑えて下降する。

[0061] 即ち、圧縮行程から膨張行程に至り、コネクチングロッド 89の傾きの反転、モーメント荷重の反転にもかかわらずピストン 49は揺れを抑えられて下降する。即ち、ピストン 49は側圧の働くスラスト側 49にお、て、環状ガス室 78に流入し保持した高圧ガス 87 によりピストン上部体 55部が弹性的に支持され、反スラスト側 90のシリンダ 70の内面 71に添い当てられた状態で「振れ」を起こすことなく降下する。このため、ピストン 49 は横振れ、揺動が抑えられ、シリンダ 70の内面 71との衝突が抑えられる。

[0062] この結果、ピストン 49とシリンダ 70の内面 71とフリクションロス、第 1ピストンリング 59 とピストン 49とのフリクションロス、及び第 1ピストンリング 59とシリンダ 70の内面 71とのフリクションロスが大きく低減される。また、ピストン 49の振動が抑えられるためブローバイガスの吹き抜けが防止される。

Claims

請求の範囲

ピストンのピストン上部体の外周面に装着した圧縮用の第 1ピストンリングと第 2ビストンリングとの間の第 2ランド部に環状ガス室を形成し、一方、シリンダの内面のスラスト側の上部位において、複数の凹所が設けられ、ピストンが上死点または上死点近傍に位置したとき、ピストンの第 1ピストンリングが上記凹所上を通過するようにされ、機関運転における燃焼、膨張行程初期、ピストン上方のガス圧を上記凹所を通じて、上記環状ガス室に流入させ、環状ガス室に流入したガス圧よりピストンをスラスト側から支持して降下させるようにした往復動エンジンにおいて、上記第 2ピストンリングが 2 枚のピストンリングの重ね合わせ力もなる往復動エンジン。