(57)【要約】【課題】潤滑油の消費量を大幅に増加させることなくデッドボリュームを減小させて燃費の改善を図り得るようにしたエンジン燃焼室のデッドボリューム低減構造を提供する。【解決手段】ピストン２の上部外周に嵌着されているトップリング６の上側に該トップリング６より小径で潤滑油の油膜形成に寄与しないアディショナルリング１２を嵌着すると共に、該アディショナルリング１２に対し前記ピストン２の上死点への上昇時に外嵌し得るよう上向きに徐々に縮径するスリーブ１３をシリンダライナ９の上部内周に設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの上部外周に嵌着されているトップリングの上側に該トップリングより小径で潤滑油の油膜形成に寄与しないアディショナルリングを嵌着すると共に、該アディショナルリングに対し前記ピストンの上死点への上昇時に外嵌し得るよう上向きに徐々に縮径するスリーブをシリンダライナの上部内周に設けたことを特徴とするエンジン燃焼室のデッドボリューム低減構造。
【請求項２】
アディショナルリング及びスリーブに耐高温摩耗性のコーティングが施されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジン燃焼室のデッドボリューム低減構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン燃焼室のデッドボリューム低減構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３に示す如く、自動車等における一般的なエンジンでは、シリンダ１内に収容されたピストン２がピストンピン３を介しコンロッド４の小端部４ａにより揺動自在に支持されており、該コンロッド４の大端部４ｂがクランクピン５を介しクランクシャフトＣＳと連結されている。
【０００３】
そして、クランクピン５はクランクアームＣＡによりクランクシャフトＣＳの中心からずらした位置に支持されており、クランクピン５がクランクシャフトＣＳの中心回りに円軌道（図３中の一点鎖線を参照）を描いて移動し、コンロッド４がピストンピン３を中心に揺動しつつピストン２がシリンダ１内を昇降するようになっている。
【０００４】
図４に示す如く、ピストン２の上部外周には、上から順にトップリング６、セカンドリング７、オイルリング８が環状溝を介し嵌着されており、トップリング６とセカンドリング７がシリンダ１内の混合気や爆発ガス及び排気ガスを二段構えで逃がさないようにしている。
【０００５】
一方、シリンダ１内には、耐摩耗性を向上させる目的で円筒状のシリンダライナ９が嵌合され、このシリンダライナ９の内壁に潤滑油が補給されてトップリング６とセカンドリング７の摩擦を防ぐようになっており、これらの下段側にあるオイルリング８がシリンダライナ９の内壁に残る余分な潤滑油を掻き落とす役割を果たすようになっている。
【０００６】
ここで、シリンダライナ９の温度は上方に向かうほど高く、特に燃焼室１０に近接し且つ効果的な水冷が難しい上端付近は、僅かな高さの違いでも大きく表面温度が変化することになるため、トップリング６をあまり高い位置に設定してしまうと、潤滑油が高い位置まで掻き上げられて蒸発が促進され、潤滑油の消費量が大幅に増加してしまうことになる。
【０００７】
尚、シリンダライナ９の上端付近での効果的な水冷が難しいのは、ここにシリンダライナ９の鍔９ａが張り出している上に、シリンダヘッド１１を締結するためのヘッドボルトボス（図示せず）が配置されることから水冷ジャケットの形成が困難であるからである。
【０００８】
また、本発明に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献１等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開平２−８３３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、潤滑油の消費量を抑制するためにトップリング６を下げた位置に設定することは、燃焼室１０以外に存在する無駄な容積を成すデッドボリュームの増加を招いてしまうことになり、このデッドボリュームが増加することで燃焼室１０内の燃焼効率が低下して燃費が悪くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、潤滑油の消費量を大幅に増加させることなくデッドボリュームを減小させて燃費の改善を図り得るようにしたエンジン燃焼室のデッドボリューム低減構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ピストンの上部外周に嵌着されているトップリングの上側に該トップリングより小径で潤滑油の油膜形成に寄与しないアディショナルリングを嵌着すると共に、該アディショナルリングに対し前記ピストンの上死点への上昇時に外嵌し得るよう上向きに徐々に縮径するスリーブをシリンダライナの上部内周に設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、トップリングを既存通りの高さ位置に設定していても、ピストンの上死点への上昇時にアディショナルリングに対しスリーブが外嵌し、前記トップリングよりも高い位置でピストンとシリンダライナとの隙間が塞がれるので、燃焼室内のデッドボリュームが既存のトップリングだけの構造よりも減小して燃焼効率が向上することになる。
【００１４】
しかも、ピストンが上死点より低い位置にある時には、スリーブがアディショナルリングから離間して相互間に隙間が生じ、該アディショナルリングが潤滑油の油膜形成に寄与しない状態となるので、トップリングより上側まで潤滑油が掻き上げられて蒸発が促進される事態が未然に回避され、アディショナルリングの摺動抵抗がフリクションとして増加する事態も未然に回避される。
【００１５】
尚、スリーブは、ピストンの上昇速度が零となる上死点でアディショナルリングに外嵌するので、該アディショナルリングとスリーブとは、相互に強い衝撃を与え合うことなく穏やかに接触し、激しく摩耗し合うような事態は起こり難いものと想定されるが、アディショナルリング及びスリーブに耐高温摩耗性のコーティングを施し、アディショナルリング及びスリーブの硬度を高めて摩耗を防ぐようにしても良い。
【発明の効果】
【００１６】
上記した本発明のエンジン燃焼室のデッドボリューム低減構造によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００１７】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、潤滑油の油膜形成に寄与しないアディショナルリングをピストンの上死点への上昇時にだけスリーブと嵌合させてトップリングよりも高い位置でピストンとシリンダライナとの隙間を塞ぐようにしているので、潤滑油の消費量を大幅に増加させることなくデッドボリュームを減小させて燃費の改善を図ることができる。
【００１８】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、耐高温摩耗性のコーティングを施すことでアディショナルリング及びスリーブの硬度を高めて摩耗を防ぐことができ、長期間に亘り信頼性の高いデッドボリュームの低減効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１のピストンが上死点より低い位置にある状態を示す断面図である。
【図３】一般的なエンジンの一例を示す概略図である。
【図４】図３の要部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２２】
図１及び図２に示す如く、本形態例においては、先に図３及び図４で説明した従来例の場合と同様に、ピストン２の上部外周に上から順にトップリング６、セカンドリング７、オイルリング８を環状溝を介して嵌着した構造となっており、前記トップリング６の上側に該トップリング６より小径で潤滑油の油膜形成に寄与しないアディショナルリング１２を嵌着すると共に、該アディショナルリング１２に対し前記ピストン２の上死点への上昇時（図１参照）に外嵌し得るよう上向きに徐々に縮径するスリーブ１３をシリンダライナ９の上部内周に設けたところが特徴となっている。
【００２３】
ここで、前記スリーブ１３は、ピストン２の上昇速度が零となる上死点でアディショナルリング１２に外嵌するようになっているため、該アディショナルリング１２とスリーブ１３とは、相互に強い衝撃を与え合うことなく穏やかに接触し、激しく摩耗し合うような事態は起こり難いものと想定されるが、アディショナルリング１２及びスリーブ１３に耐高温摩耗性のコーティングを施し、アディショナルリング１２及びスリーブ１３の硬度を高めて摩耗を防ぐようにしても良い。
【００２４】
尚、アディショナルリング１２及びスリーブ１３に耐高温摩耗性のコーティングを施すにあたっては、例えば、アディショナルリング１２に対し加熱により蒸発させた蒸着物質を物理的反応を利用して吸着させることで被膜を形成する物理蒸着（ＰＶＤ）を用いたり、スリーブ１３に対し加熱により溶融又はそれに近い状態にした溶射物質の粒子を吹き付けて被膜を形成する溶射を用いたりすることが可能である。
【００２５】
而して、このようにすれば、トップリング６を既存通りの高さ位置に設定していても、ピストン２の上死点への上昇時にアディショナルリング１２に対しスリーブ１３が外嵌し、前記トップリング６よりも高い位置でピストン２とシリンダライナ９との隙間が塞がれるので、燃焼室１０内のデッドボリュームが既存のトップリング６だけの構造よりも減小して燃焼効率が向上することになる。
【００２６】
しかも、ピストン２が上死点より低い位置にある時（図２参照）には、スリーブ１３がアディショナルリング１２から離間して相互間に隙間が生じ、該アディショナルリング１２が潤滑油の油膜形成に寄与しない状態となるので、トップリング６より上側まで潤滑油が掻き上げられて蒸発が促進される事態が未然に回避され、アディショナルリング１２の摺動抵抗がフリクションとして増加する事態も未然に回避される。
【００２７】
従って、上記形態例によれば、潤滑油の油膜形成に寄与しないアディショナルリング１２をピストン２の上死点への上昇時にだけスリーブ１３と嵌合させてトップリング６よりも高い位置でピストン２とシリンダライナ９との隙間を塞ぐようにしているので、潤滑油の消費量を大幅に増加させることなくデッドボリュームを減小させて燃費の改善を図ることができる。
【００２８】
また、特に本形態例の場合は、アディショナルリング１２及びスリーブ１３に耐高温摩耗性のコーティングを施しているので、これらアディショナルリング１２及びスリーブ１３の硬度を高めて摩耗を防ぐことができ、長期間に亘り信頼性の高いデッドボリュームの低減効果を得ることができる。
【００２９】
尚、本発明のエンジン燃焼室のデッドボリューム低減構造は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００３０】
２      ピストン
６      トップリング
９      シリンダライナ
１０    燃焼室
１２    アディショナルリング
１３    スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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