(57)【要約】      （修正有）【課題】ピストンリングに作用するガス圧力およびガス温度を十分に低減でき、圧力や熱に対する耐久性および耐摩耗性に優れたピストン構造を確保する。【解決手段】内燃機関のシリンダライナ１に隙間を介して往復動自在に配置され、シリンダライナとともに燃焼室を形成するピストンヘッド２１と、ピストンヘッドの外周面に配置され、ピストンヘッドが往復動する際にシリンダライナの内周面を摺動するピストンリング３と、ピストンヘッドの外周面におけるピストンリングよりも燃焼室側に配置され、ピストンヘッドの外周面よりシリンダライナの内周面側に突出すると共に、シリンダライナの内周面との間に空隙を有して配置されるリング状部材５と、を備える。そして、ピストンヘッドが往復動する際、上死点から下死点に亘って、リング状部材５と前記シリンダライナ１の内周面との間の空隙が維持されるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダライナに隙間を介して往復動自在に配置され、該シリンダライナとともに燃焼室を形成するピストンヘッドと、
前記ピストンヘッドの外周面に配置され、前記ピストンヘッドが往復動する際に前記シリンダライナの内周面を摺動するピストンリングと、
前記ピストンヘッドの外周面における前記ピストンリングよりも前記燃焼室側に配置され、前記ピストンヘッドの外周面より前記シリンダライナの内周面側に突出すると共に、当該シリンダライナの内周面との間に空隙を有して配置されるリング状部材と、を備え、
前記ピストンヘッドが往復動する際、上死点から下死点に亘って、前記リング状部材と前記シリンダライナの内周面との間の前記空隙が維持されるように構成されていることを特徴とする内燃機関のピストン構造。
【請求項２】
前記リング状部材は、前記シリンダライナの内周面側に突出する外周面が、前記ピストンの往復動方向に対して交差する方向に傾斜する少なくとも一つの傾斜面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のピストン構造。
【請求項３】
前記リング状部材の前記外周面が、前記シリンダライナの内周面側から前記ピストンヘッドの外周面側に向けて下る一つの傾斜面で構成されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のピストン構造。
【請求項４】
前記リング状部材は、少なくとも前記ピストンヘッドの外周面より前記シリンダライナの内周面側に突出する部位の外表面にコーティング層を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のピストン構造。
【請求項５】
前記リング状部材は、硬度が前記シリンダライナの材料よりも低い材料からなること特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のピストン構造。
【請求項６】
前記リング状部材は、熱膨張率が前記シリンダライナの材料と同じか、またはそれよりも小さい材料からなること特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関のピストン構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のピストン構造に関し、とりわけ船舶等の駆動装置や定置の発電装置等で利用される大型のディーゼルエンジンのピストン構造に好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来からこの種の内燃機関、例えば船舶等の駆動装置である大型のディーゼルエンジンにおいて、燃焼室を構成するピストンとシリンダライナとの間には、ピストンリングが配設されている。このピストンリングは、ピストンの燃焼室側に位置するピストンヘッドの外周面（具体的には、当該外周面に穿設されるピストンリング溝）に配置され、ライナの内周面に摺動しつつ、ピストンとシリンダライナとの間の気密性を保持する役割を担っている。
【０００３】
かかるピストンリングは、一般に複数を１セットとしており、燃焼室とクランクケースとの間の気密性を保持するものである。とりわけ、最上部（すなわち、燃焼室側）に配置されるピストンリングは、燃焼室の高いガス圧力（差圧）変動およびガス温度に曝されることになるため、圧力や熱に対する耐久性（強度）および耐摩耗性（摺動性）に優れることが求められる。
【０００４】
そのため、例えば特許文献１では、シリンダライナの燃焼室側に位置する内周面に、ピストンヘッドの燃料残渣を掻き落とすためのアンチポリッシングリング（掻き落とし装置）を設け、当該アンチポリッシングリングとピストンヘッドとの間のシール性を最適にするようにしている。この場合、これらピストンヘッドとアンチポリッシングリングとが、少なくとも停止温度（つまり、非作動状態で十分に長い間待機した後にエンジンが示す温度）時に、予め設定可能の角度で少なくとも部分的に互いに傾斜するように構成かつ相互配置されている。これにより、上死点近くでシリンダライナの内周面からピストンヘッド側に突設されたアンチポリッシングリングと、ピストンヘッドとが協働する際、ピストンリングに作用するガス圧を低減可能としている。
【０００５】
また、このようなピストンリングに作用するガス温度を低減する他の手法として、燃焼室からピストンリング溝までの寸法（すなわち、ピストンヘッドの高さ）を大きく設定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、かかる特許文献１の技術では、ピストンヘッドとアンチポリッシングリングとが、少なくとも部分的に互いに傾斜しているため、ピストンが上死点よりも下がった際、傾斜していないピストンヘッドの場合と比べてシリンダライナとの間の隙間が大きく広がってしまう。この結果、ピストンリングに作用するガス圧力およびガス温度を十分に低減することができず、最上部のピストンリングは、依然としてかかる高いガス圧力およびガス温度に曝されることとなる。
また、上述した他の手法の場合、ピストンヘッドが大型化することから、ピストンの重量も大きくなるというデメリットがある。
【０００８】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、ピストンヘッドを大型化することなく、ピストンリングに作用するガス圧力およびガス温度を十分に低減でき、圧力や熱に対する耐久性および耐摩耗性に優れたピストン構造を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の幾つかの実施形態に係る内燃機関のピストン構造は、
（１）内燃機関のシリンダライナに隙間を介して往復動自在に配置され、該シリンダライナとともに燃焼室を形成するピストンヘッドと、
前記ピストンヘッドの外周面に配置され、前記ピストンヘッドが往復動する際に前記シリンダライナの内周面を摺動するピストンリングと、
前記ピストンヘッドの外周面における前記ピストンリングよりも前記燃焼室側に配置され、前記ピストンヘッドの外周面より前記シリンダライナの内周面側に突出すると共に、当該シリンダライナの内周面との間に空隙を有して配置されるリング状部材と、を備え、
前記ピストンヘッドが往復動する際、上死点から下死点に亘って、前記リング状部材と前記シリンダライナの内周面との間の前記空隙が維持されるように構成されている。
【００１０】
上記（１）に記載の内燃機関のピストン構造では、ピストンヘッドの外周面におけるピストンリングよりも燃焼室側に配置され、ピストンヘッドの外周面よりシリンダライナの内周面側に突出すると共に、シリンダライナの内周面との間に空隙を有して配置されるリング状部材を備えている。そして、ピストンヘッドが往復動する際、上死点から下死点に亘って、リング状部材とシリンダライナの内周面との間の空隙が維持されるように構成されている。このため、上死点から下死点に亘って、当該隙間に対する燃焼室側からの物理的な侵入を妨害することができ、ピストンリングに作用する燃焼室からの高いガス圧力およびガス温度を緩和することができる。かくして、ピストンリングに作用するガス圧力およびガス温度を十分に低減でき、圧力や熱に対する耐久性および耐摩耗性に優れたピストン構造を確保できる。
【００１１】
幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の内燃機関のピストン構造において、
（２）前記リング状部材は、前記シリンダライナの内周面側に突出する外周面が、前記ピストンの往復動方向に交差する方向に傾斜する少なくとも一つの傾斜面で構成されている。
上記（２）に記載の内燃機関のピストン構造によれば、リング状部材は、シリンダライナの内周面側に突出する外周面が、ピストンの往復動方向に交差する方向に傾斜する少なくとも一つの傾斜面で構成されている。すなわち、リング状部材の外周部分は、シリンダライナの内周面側に向かってピストンの往復動方向の厚みが薄くなるように形成されている。これにより、ピストンヘッドが熱変形することで、万が一、リング状部材がシリンダライナに摺接したとしても、その外周部分が変形し易くなっていることから、シリンダライナの内周面が損傷するのを抑制できる。すなわち、シリンダライナの内周面を保護することができる。また、リング状部材のシリンダライナ内周面に対する馴染み性を良好にすることができ、上述のようなピストンリングに与える影響の低減を維持できる。
【００１２】
幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の内燃機関のピストン構造において、
（３）前記リング状部材の前記外周面が、前記シリンダライナの内周面側から前記ピストンヘッドの外周面側に向けて下る一つの傾斜面で構成されている。
上記（３）に記載の内燃機関のピストン構造によれば、リング状部材の外周面がシリンダライナの内周面側からピストンヘッドの外周面側に向けて下る一つの傾斜面で構成されている。換言すれば、リング状部材は、その外周部分におけるピストンの往復動方向の厚みを薄くしつつ、上方の燃焼室側からのガスの流入を拒むように、当該燃焼室側の突出量を下方に位置するピストンリング側の突出量に比べて大きく設定されている。これにより、リング状部材における上方の燃焼室側でピストンヘッドの外周面とシリンダライナの内周面との間の隙間に対する燃焼室側からの物理的な侵入を効果的に妨害することができ、ピストンリングに対する燃焼室からのガスにおける高いガス圧力および温度を効率的に緩和して、当該ピストンリングでガス圧力および温度と、摺動性とを良好に両立させることができる。従って、リング状部材のシリンダライナ内周面に対する馴染み性と、燃焼室側における燃焼室側からのガス流入に対する阻害性と、を両立でき、上述のようなピストンリングに与える影響の低減を良好に維持できる。
【００１３】
上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の内燃機関のピストン構造であって、
（４）前記リング状部材は、少なくとも前記ピストンヘッドの外周面より前記シリンダライナの内周面側に突出する部位の外表面にコーティング層を備えている。
上記（４）に記載の内燃機関のピストン構造によれば、リング状部材は、少なくともピストンヘッドの外周面よりシリンダライナの内周面側に突出する部位の外表面にコーティング層を備えているので、万が一、リング状部材がシリンダライナの内周面に摺接したとしてもシリンダライナの内周面が損傷するのを抑制できる。すなわち、シリンダライナの内周面を保護することができる。また、リング状部材においても、コーティング層から削られるため、リング状部材の摩耗も抑制でき、その耐久性を向上できる。
【００１４】
上記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の内燃機関のピストン構造であって、
（５）前記リング状部材は、硬度が前記シリンダライナの材料よりも低い材料からなる。
上記（５）に記載の内燃機関のピストン構造によれば、リング状部材は、硬度がシリンダライナの材料よりも低い材料からなるので、万が一、シリンダライナの内周面と摺接した場合においても、当該シリンダライナの内周面が損傷するのを抑制できる。すなわち、シリンダライナの内周面を保護することができる。
【００１５】
上記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の内燃機関のピストン構造であって、
（６）前記リング状部材は、熱膨張率が前記シリンダライナの材料と同じか、またはそれよりも小さい材料からなる。
上記（６）に記載の内燃機関のピストン構造によれば、リング状部材は、熱膨張率がシリンダライナの材料と同じか、またはそれよりも小さい材料からなるので、上述のような熱変形を生じた際、リング状部材の熱変形をシリンダライナの熱変形に比べて小さく抑えることができる。よって、リング状部材のシリンダライナの内周面側に対する摺接を抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の幾つかの実施形態によれば、ピストンヘッドを大型化することなく、ピストンリングに作用するガス圧力およびガス温度を十分に低減でき、圧力や熱に対する耐久性および耐摩耗性に優れたピストン構造を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関のピストン構造を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の内燃機関のピストン構造におけるリング状部材を示す上面図である。
【図３】図１の要部を示す拡大断面図である。
【図４】他の実施形態に係る内燃機関のピストン構造の要部を示す拡大断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ他の実施形態に係るリング状部材を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る内燃機関のピストン構造の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。つまり、以下の実施形態は、本発明の幾つかの実施形態のうちの一例であって、本発明を以下の実施形態のみに限定するものではない。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係るピストン構造は、例えば船舶等の駆動装置として利用される大型のディーゼルエンジンのピストン構造であり、鋳鉄製のシリンダライナ１内に隙間Ｓ１を介して往復動自在に配置されたピストン２と、当該ピストン２の燃焼室４側に位置するピストンヘッド２１の外周面２ａに配置され、シリンダライナ１の内周面１ａに摺動しつつ、ピストン２とシリンダライナ１との間の気密性を保持するピストンリング３と、を備えている。
【００２０】
ここで、かかる大型のディーゼルエンジンでは、シリンダライナ１内に配置されるピストン２におけるピストンヘッド２１の全高が、その外径の５０％〜６０％程度の大きさで設定されている。また、燃焼室４のガス圧（筒内圧）が最も高くなるのは、上死点（ＴＤＣ：Ｔｏｐ  Ｄｅａｄ  Ｃｅｎｔｒｅ）よりも１０°〜１５°ずれた位置となっている。
【００２１】
このとき、ピストンリング３は、ピストンヘッド２１の外周面２ａに、当該ピストン２の往復動方向Ｄに沿って複数段で刻設されたピストンリング溝２ｂ，２ｂに嵌め込まれている。つまり、ピストンリング３は、ピストン２の往復動方向Ｄに沿ってピストンヘッド２１の外周面２ａに一つ又は複数（ここでは、２つ）配置されている。
【００２２】
また、本実施形態の場合、ピストンヘッド２１は、複数のピストンリング３，３のうち、燃焼室４側となる最上部に位置するピストンリング３よりも上方の外周面２ａに、少なくともその表面がシリンダライナ１よりも柔らかい材料、例えば銅、アルミ等からなるリング状部材５が配設されている。
【００２３】
このリング状部材５は、ピストンヘッド２１の外周面２ａにおいて、最上部に位置するピストンリング３よりも上方の位置に刻設されるリング溝２ｃに取り付けられることで、ピストンヘッド２１の外周面２ａよりシリンダライナ１の内周面１ａ側に突出すると共に、当該シリンダライナ１の内周面１ａとの間に空隙Ｓ２を有して配置されている。そして、このリング状部材５は、ピストン２（ピストンヘッド２１）が往復動する際、上死点から下死点に亘って、シリンダライナ１の内周面１ａとの間の空隙Ｓ２を維持するようになっている。
【００２４】
かかるリング状部材５は、図２に示すように、その一部に切り口５０を有しており、この切り口５０を除き、全体として略円形状（環状）に形成されている。この切り口５０は、ピストンヘッド２１へ取り付ける際の取付性を良好にするためのものであり、当該ピストンヘッド２１へ取り付けた状態においては切り口５０が略密着した状態となるため、以下の説明におけるリング状部材５の作用・効果に何ら影響はない。
【００２５】
このとき、冷態時におけるリング状部材５とシリンダライナ１の内周面１ａとの間の空隙Ｓ２は、冷態時におけるピストンヘッド２１の外周面２ａとシリンダライナ１の内周面１ａとの間の隙間Ｓ１の寸法に対して１０分の１程度、例えば５分の１乃至２０分の１の範囲の寸法で設定されている。
【００２６】
本実施形態の場合、リング状部材５は、図１の要部を拡大した図３に示すように、ピストンヘッド２１の外周面２ａよりシリンダライナ１の内周面１ａ側に突出する外周面５Ａが、ピストン２（ピストンヘッド２１）の往復動方向Ｄに交差する方向に傾斜する少なくとも一つの傾斜面５ａとして構成されている。一方、リング溝２ｃ内に配置される内周面５Ｂは、リング溝２ｃの底面に対して平行に形成されている。
すなわち、リング状部材５の外周部分は、シリンダライナ１の内周面１ａ側に向かってピストンの往復動方向Ｄの厚みが薄くなるように形成されている。これにより、ピストンヘッド２１が熱変形することで、万が一、リング状部材５がシリンダライナ１の内周面１ａに摺接したとしても、当該外周部分を変形し易くすることが可能となっている。換言すれば、リング状部材５は、その外周面５Ａにおけるシリンダライナ１の内周面１ａに対する馴染み性が良好となるように設定されている。
【００２７】
とりわけ、本実施形態の場合、リング状部材５は断面矩形状に形成されており、その外周面５Ａがシリンダライナ１の内周面１ａ側からピストンヘッド２１の外周面２ａ側に向けて下る一つの傾斜面５ａで構成されている。なお、ここで言うところの断面矩形状とは、幾何学的に厳密な矩形状の断面だけでなく、面取りなどによりその角部が部分的に切除された断面も含む。
【００２８】
以上、説明したように、本実施形態の内燃機関のピストン構造によれば、ピストンヘッド２１が、複数のピストンリング３，３のうち、最上部のピストンリング３よりも上方（燃焼室４側）に、当該ピストンヘッド２１の外周面２ａよりシリンダライナ１の内周面１ａ側に突出し、且つ、当該シリンダライナ１の内周面１ａとの間に空隙Ｓ２を有するリング状部材５を備えている。そして、リング状部材５は、ピストン２（ピストンヘッド２１）が往復動する際、上死点から下死点に亘って、シリンダライナ１の内周面１ａとの間の空隙Ｓ２を維持するので、ピストンリング３よりも燃焼室４側に位置するリング状部材５の位置において、ピストンヘッド２１とシリンダライナ１との間の隙間Ｓ１を小さくした状態が保持される。すなわち、燃焼室４のガス圧が最も高くなる上死点から１０°〜１５°ずれた位置においても、隙間Ｓ１を小さくした状態が保持される。このため、上死点から下死点に亘って、当該隙間Ｓ１に対する燃焼室側からの物理的な侵入を妨害することができ、ピストンリング３に作用する燃焼室からのガスＧにおける高いガス圧力およびガス温度を緩和することができる。かくして、ピストンリング３に作用するガス圧力およびガス温度を十分に低減でき、圧力や熱に対する耐久性および耐摩耗性に優れたピストン構造を確保できる。
【００２９】
またこのとき、上述したように、リング状部材５とシリンダライナ１の内周面１ａとの間の空隙Ｓ２を、ピストンヘッド２１の外周面２ａとシリンダライナ１の内周面１ａとの間の隙間Ｓ１の寸法に対して１０分の１程度、例えば５分の１乃至２０分の１の範囲の寸法で設定されていれば、ピストンリング３に作用するガス圧力およびガス温度を効果的に緩和しつつ、ピストンヘッド２１が熱変形した場合において、リング状部材５がシリンダライナ１に摺接することを極力回避することができる。
【００３０】
さらに、リング状部材５は、シリンダライナ１の内周面１ａ側に突出する外周面５Ａが、ピストン２（ピストンヘッド２１）の往復動方向Ｄに交差する方向に傾斜する少なくとも一つの傾斜面５ａで構成されている。すなわち、リング状部材５の外周部分は、シリンダライナ１の内周面１ａ側に向かってピストン２（ピストンヘッド２１）の往復動方向Ｄの厚みが薄くなるように形成されている。これにより、ピストンヘッド２１が熱変形することで、万が一、リング状部材５がシリンダライナ１の内周面１ａに摺接したとしても、リング状部材５の外周部分が変形し易くなっていることから、シリンダライナ１の内周面１ａが損傷するのを抑制できる。すなわち、シリンダライナ１の内周面１ａを保護することができる。また、リング状部材５のシリンダライナ１の内周面１ａに対する馴染み性を良好にすることができ、上述のようなピストンリング３に与える影響の低減を維持できる。
【００３１】
このとき、リング状部材５の外周面５Ａが、シリンダライナ１の内周面１ａ側からピストンヘッド２１の外周面２ａ側に向けて下る一つの傾斜面５ａで構成されていることが好ましい。換言すれば、リング状部材５は、その外周部分におけるピストン２（ピストンヘッド２１）の往復動方向Ｄの厚みを薄くしつつ、上方の燃焼室４側からのガスＧの流入を拒むように、当該燃焼室４側の突出量を下方に位置するピストンリング３側の突出量に比べて大きく設定されていることが好ましい。これにより、リング状部材５のシリンダライナ１の内周面１ａに対する馴染み性と、燃焼室４側からのガスＧ流入に対する阻害性と、を両立でき、上述のようなピストンリング３に与える影響の低減を良好に維持できる。
【００３２】
また、リング状部材５は、熱膨張率がシリンダライナ１の材料（例えば、鋳鉄）と同じか、またはそれよりも小さい材料（例えば、軟鋼）からなることが好ましい。
これにより、上述のような熱変形を生じた際、リング状部材５の熱変形をシリンダライナ１の熱変形に比べて小さく抑えることができる。換言すれば、シリンダライナ１の熱変形をリング状部材５の熱変形よりも大きくすることができる。よって、リング状部材５のシリンダライナ１の内周面１ａ側に対する摺接を抑制できる。
【００３３】
さらに、リング状部材５は、硬度がシリンダライナ１の材料よりも低い材料からなることが好ましい。
これにより、万が一、リング状部材５がシリンダライナ１の内周面１ａと摺接した場合においても、当該シリンダライナ１の内周面１ａが損傷するのを抑制できる。すなわち、シリンダライナ１の内周面１ａを保護することができる。
【００３４】
ここで、他の実施形態に係る内燃機関のピストン構造では、図４に示すように、リング状部材５が、少なくともピストンヘッド２１の外周面２ａよりシリンダライナ１の内周面１ａ側（図１参照）に突出する部位の外表面にコーティング層５１を備えているようにしてもよい。
具体的に、このコーティング層５１は、リング状部材５の少なくとも外周面５Ａに設けられていることが好ましい。また、このコーティング層５１の材料としては、柔らかい材質のものであって、好ましくは耐熱性に優れた銅やアルミ系材料が好適である。
このように、リング状部材５はコーティング層５１を設けることにより、万が一、リング状部材５がシリンダライナ１の内周面１ａに摺接したとしても、まずコーティング層５１から削れるので、シリンダライナ１の内周面１ａが損傷するのを抑制できる。また、リング状部材５においても、コーティング層５１から削られるため、当該リング状部材５の摩耗も抑制でき、その耐久性を向上できる。
【００３５】
なお、リング状部材５の形状としては、上述した実施形態に限らず、例えば図３との対応部分に同一符号を付した図５（ａ）〜（ｃ）に示す以下の形状であっても良い。
【００３６】
すなわち、図５（ａ）に示すように、リング状部材５は、シリンダライナ１の内周面１ａ側（図３参照）に突出する外周面５Ａが、当該シリンダライナ１の内周面１ａ側からピストンヘッド２１の外周面２ａ側（図３参照）に向けて下る傾斜面５ａａと、ピストン２の往復動方向Ｄ（図１参照）に略平行であってシリンダライナ１の内周面１ａと対向する垂直面５ａｂと、から構成され、全体として、略台形状であっても良い。この場合、外周面５Ａが一つの傾斜面５ａで構成される場合（図３参照）と比較して、垂直面５ａｂが形成される範囲分、空隙Ｓ２を保持する範囲を長くすることができるので、隙間Ｓ１に対する燃焼室側からの物理的な侵入を効果的に妨害することができる。これにより、ピストンリング３に作用するガス圧力およびガス温度を効率的に緩和することができる。
【００３７】
また、図５（ｂ）に示すように、リング状部材５の外周面５Ａが、当該シリンダライナ１の内周面１ａ側からピストンヘッド２１の外周面２ａ側に向けて下る傾斜からなる２つの傾斜面５ａｃ，５ａｄから構成される形状であっても良い。この場合、外周面５Ａが一つの傾斜面５ａで構成される場合（図３参照）と比較して、２つの傾斜面５ａｃ，５ａｄで構成される分、空隙Ｓ２を保持する箇所を２箇所設けることができるので、隙間Ｓ１に対する燃焼室側からの物理的な侵入を効果的に妨害することができる。これにより、ピストンリング３に作用する燃焼室からのガスＧにおける高いガス圧力および温度を効率的に緩和することができる。
【００３８】
さらに、図５（ｃ）に示すように、リング状部材５の外周面５Ａが、上記垂直面５ａｂの角部を面取りして曲面とする、つまり開口側をピストンヘッド２１の外周面２ａ側に向けて湾曲させてなる湾曲面５ａｅと、当該シリンダライナ１の内周面１ａ側からピストンヘッド２１の外周面２ａ側に向けて下る傾斜面５ａｆと、から構成される形状であっても良い。この場合、外周面５Ａの内、シリンダライナ１の内周面１ａ側に最も突出している部分に湾曲面５ａｅが位置するため、万が一、シリンダライナ１の内周面１ａと摺接した場合においても湾曲面５ａｅが摺接するので、当該シリンダライナ１の内周面１ａが損傷するのを効果的に抑制できる。
【００３９】
加えて、図示省略するが、外周面５Ａにおけるピストン２の往復動方向Ｄの中央側がシリンダライナ１の内周面１ａ側に突出した形状（所謂、鉛筆形状）であっても良いし、上述した傾斜面５ａにおける傾斜が逆（すなわち、傾斜面がピストンヘッド２１の外周面２ａ側からシリンダライナ１の内周面１ａ側に向けて下る傾斜）に形成されていても良い。この場合も、上述の実施形態と略同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、ピストンリングに作用するガス圧力およびガス温度を十分に低減でき、圧力や熱に対する耐久性および耐摩耗性に優れたピストン構造を確保できるので、例えば船舶等の駆動装置や定置の発電装置等で利用される大型のディーゼルエンジンのピストン構造に好適である。
【符号の説明】
【００４１】
１  シリンダライナ
１ａ  内周面
２  ピストン
２１  ピストンヘッド
２ａ  外周面
２ｂ  ピストンリング溝
２ｃ  リング溝
３  ピストンリング
４  燃焼室
５  リング状部材
５Ａ  リング状部材の外周面
５Ｂ  リング状部材の内周面
５ａ，５ａａ，５ａｃ，５ａｄ，５ａｆ  傾斜面
５ａｂ  垂直面
５ａｅ  湾曲面
５１  コーティング層
Ｄ  往復動方向
Ｇ  ガス
Ｓ１  隙間
Ｓ２  空隙
【図１】
2015158145.tif 000003
【図２】
2015158145.tif 000004
【図３】
2015158145.tif 000005
【図４】
2015158145.tif 000006
【図５】
2015158145.tif 000007