(57)【要約】【課題】ピストンとシリンダライナ壁との金属接触を減らすことができ、フリクションを低減できるピストンフリクション低減装置を提供する。【解決手段】エンジン１のシリンダ２とピストン４とのフリクションを低減するピストンフリクション低減装置において、ピストン４が上死点に位置したときピストン４のスラスト側ピストンスカート１０と当接するシリンダライナ壁７に、シリンダライナ壁７を加振する超音波加振器８を設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロエンジンのシリンダとピストンとのフリクションを低減するピストンフリクション低減装置において、ピストンが上死点に位置したとき前記ピストンのスラスト側ピストンスカートと当接するシリンダライナ壁に、前記シリンダライナ壁を加振する超音波加振器を設けたことを特徴とするピストンフリクション低減装置。
【請求項２】
前記レシプロエンジンが膨張行程のとき前記超音波加振器を作動させ、それ以外のとき前記超音波加振器を停止させる制御部を備えた請求項１に記載のピストンフリクション低減装置。
【請求項３】
前記レシプロエンジンは、複数のシリンダを有し、前記超音波加振器は各シリンダのシリンダライナ壁に設けられた請求項１又は２に記載のピストンフリクション低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レシプロエンジンのピストンとシリンダとのフリクションを低減するピストンフリクション低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３（ａ）に示すように、レシプロエンジン２０では、シリンダ２内に潤滑油を供給してピストン４とシリンダライナ壁７との間に油膜を形成し、ピストン４とシリンダライナ壁７とのフリクションを低減するようになっている。
【０００３】
また、レシプロエンジン２０は、クランクシャフト３の回転に伴ってコネクティングロッド６が傾斜するため、ピストン４が下降するとき、コネクティングロッド６下端の水平方向の移動方向とは反対側のピストンスカート（スラスト側ピストンスカート）１０がシリンダライナ壁７に押し付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−０１４０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レシプロエンジン２０は膨張行程のとき、ピストン４が燃焼ガスによって下方に押されると共にスラスト側ピストンスカート１０がシリンダライナ壁７に強く押し付けられる。このため、図３（ｂ）に示すように、スラスト側ピストンスカート１０とシリンダライナ壁７との間の油膜厚さｈが小さくなって境界潤滑状態となり、スラスト側ピストンスカート１０の一部がシリンダライナ壁７と金属接触し、フリクションが急増するという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ピストンとシリンダライナ壁との金属接触を減らすことができ、フリクションを低減できるピストンフリクション低減装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明は、レシプロエンジンのシリンダとピストンとのフリクションを低減するピストンフリクション低減装置において、ピストンが上死点に位置したとき前記ピストンのスラスト側ピストンスカートと当接するシリンダライナ壁に、前記シリンダライナ壁を加振する超音波加振器を設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のピストンフリクション低減装置によれば、ピストンとシリンダライナ壁との金属接触を減らすことができ、フリクションを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るピストンフリクション低減装置の側面説明図であり（ａ）はピストンが上死点にある状態を示し、（ｂ）はピストンが上死点から下降する状態を示す。
【図２】レシプロエンジンの平面説明図である。
【図３】背景技術の課題を説明する説明図であり、（ａ）はピストンがシリンダライナ壁に押し付けられる状態を示し、（ｂ）は（ａ）のスラスト側ピストンスカートの拡大断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１１】
図１（ａ）及び図２に示すように、エンジン１は、シリンダブロック１ａに上下に延びて形成されたシリンダ２と、シリンダ２より下方のシリンダブロック１ａに回転自在に設けられたクランクシャフト３と、シリンダ２内に上下動可能に収容されたピストン４と、上端がピストン４にピストンピン５を介して回動自在に取り付けられると共に下端がクランクシャフト３に回動自在に取り付けられたコネクティングロッド６とを備える。
【００１２】
エンジン１は、ディーゼルエンジンからなる。なお、エンジン１は、ガソリンエンジン、ＤＭＥエンジン等の他のレシプロエンジンからなるものであってもよい。
【００１３】
シリンダ２は、シリンダブロック１ａ内に燃焼室を形成するように筒状に形成されている。シリンダ２は、シリンダブロック１ａにクランクシャフト３の延長方向に沿って一列に並んで形成されている。
【００１４】
また、各シリンダ２のシリンダライナ壁７には、シリンダライナ壁７及びピストン４を加振するための超音波加振器８が設けられている。超音波加振器８は、超音波（２万Ｈｚ以上）を発振するものであり、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からなる制御部９によって作動、非作動を制御されるようになっている。また特に、超音波加振器８は、ピストン４が上死点に位置したときピストン４のスラスト側ピストンスカート１０と当接するシリンダライナ壁７に設けられている。
【００１５】
制御部９は、エンジン１が膨張行程のとき超音波加振器８を作動させ、それ以外のとき超音波加振器８を停止させるように形成されている。
【００１６】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、ピストン４が上死点に位置し、膨張行程が始まると、制御部９は超音波加振器８を作動させる。超音波加振器８から発振された超音波は、シリンダライナ壁７及びシリンダライナ壁７と当接するスラスト側ピストンスカート１０とを加振する。
【００１８】
膨張行程が始まるとき、容積が最小となった燃焼室内で爆発的な燃焼が発生することとなるため、ピストン４が受ける下向きの力は全行程中で最大となると共に、スラスト側ピストンスカート１０がシリンダライナ壁７に押し付けられる力も全行程中で最大となり、ピストン４とシリンダライナ壁７とが金属接触し易い状態となるが、上死点に位置するピストン４のスラスト側ピストンスカート１０及びスラスト側ピストンスカート１０と当接するシリンダライナ壁７とは直近の超音波加振器８から加振されるため、シリンダライナ壁７とスラスト側ピストンスカート１０とが振動によって離れる期間が生じ、境界潤滑状態が緩和され、シリンダライナ壁７とスラスト側ピストンスカート１０とのフリクションが低減される。
【００１９】
この後、図１（ｂ）に示すように、ピストン４はクランクシャフト３の回転に伴って下降する。スラスト側ピストンスカート１０は、膨張中の燃焼ガスからの力によってシリンダライナ壁７に比較的強い力で押し付けられ続けるが、膨張行程が始まるときから加振され続けてシリンダライナ壁７と離れやすくなっているため、超音波加振器８から離れても境界潤滑状態が緩和された状態は続き、下死点に到達する。
【００２０】
膨張行程が終わると、制御部９は超音波加振器８を停止させる。加振による騒音等を最小限に抑えることができる。
【００２１】
このように、ピストン４が上死点に位置したときピストン４のスラスト側ピストンスカート１０と当接するシリンダライナ壁７に、シリンダライナ壁７を加振する超音波加振器８を設けたため、ピストン４とシリンダライナ壁７との金属接触を効果的に減らすことができ、ピストン４とシリンダライナ壁７とのフリクションを低減できる。
【００２２】
また、膨張行程のとき超音波加振器８を作動させ、それ以外のとき超音波加振器８を停止させる制御部９を備えたため、常時超音波を発振した場合よりも超音波による騒音を抑えることができると共に、消費電力を抑えることができる。
【００２３】
超音波加振器８は各シリンダ２のシリンダライナ壁７に設けられるものとしたため、各シリンダ２のタイミングに合わせてシリンダライナ壁７を加振でき、各シリンダ２でシリンダライナ壁７とスラスト側ピストンスカート１０とのフリクションを低減できる。
【００２４】
なお、制御部９は、膨張行程中は超音波加振器８を作動させ続けるものとしたが、超音波による騒音、消費電力等を抑えたい場合、膨張行程が始まる瞬間、或いは膨張行程の前半にのみ超音波加振器８を作動させるものとしてもよい。
【００２５】
また、超音波による騒音、消費電力が特に問題とならない場合、エンジン駆動中は常に超音波加振器８を作動させるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  エンジン（レシプロエンジン）
２  シリンダ
４  ピストン
７  シリンダライナ壁
８  超音波加振器
１０  スラスト側ピストンスカート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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