(57)【要約】【課題】簡素な構成でシール性を向上させつつ、コスト上昇を効果的に抑制する。【解決手段】シリンダブロック１０に形成された第１シリンダ部１１と、第１シリンダ部１１内を往復移動可能なピストン３０と、シリンダブロック１０上部のシリンダヘッド２０に形成されると共に、ピストン３０の上死点にて、ピストン３０のトップランド部３１の少なくとも一部を受容可能な第２シリンダ部２１とを備え、第２シリンダ部２１を第１シリンダ部１１よりも小径に形成して、第２シリンダ部２１の内周の少なくとも一部をトップランド部３１に付着したカーボンを掻き落とすカーボンスクレーパとして機能させる。【選択図】図１
2017125444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックに形成された第１シリンダ部と、
前記第１シリンダ部内を往復移動可能なピストンと、
前記シリンダブロック上部のシリンダヘッドに形成されると共に、前記ピストンの上死点にて、当該ピストンのトップランド部の少なくとも一部を受容可能な第２シリンダ部と、を備え、
前記第２シリンダ部を前記第１シリンダ部よりも小径に形成して、当該第２シリンダ部の内周の少なくとも一部を前記トップランド部に付着したカーボンを掻き落とすカーボンスクレーパとして機能させる
ことを特徴とするエンジンの燃焼室構造。
【請求項２】
前記シリンダブロックの上面と前記シリンダヘッドの下面との間に設けられ、その開口径を前記第１シリンダ部の内径と同径に形成されたガスケットをさらに備える
請求項１に記載のエンジンの燃焼室構造。
【請求項３】
前記ガスケットが、その開口縁を前記第１シリンダ部の上端内周縁と一致させて、前記シリンダブロックの上面と前記シリンダヘッドの下面との間に設けられる
請求項２記載のエンジンの燃焼室構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの燃焼室構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なエンジンの燃焼室構造は、シリンダブロックに設けられたシリンダライナと、シリンダブロック上部に配置されるシリンダヘッドの下面と、シリンダ内に往復移動可能に収容されたピストンの頂面（キャビティ）とにより区画されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８３１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の燃焼室構造において、シリンダヘッドとシリンダブロックとの隙間は、これらシリンダヘッド下面とシリンダブロック上面との間に挟持されるヘッドガスケットによって封止されている。係るシール構造によれば、ピストンが圧縮上死点に到達した際も、ヘッドガスケット（シール部）はピストンよりも上方に位置することになる。すなわち、燃焼室内が最高筒内圧に達するピストンの圧縮上死点において、ヘッドガスケットが燃焼室と連通した状態になるため、係る最高筒内圧がヘッドガスケットに直接的に作用することでシール性に影響を与える可能性がある。
【０００５】
また、上記従来の燃焼室構造では、シリンダライナの上端側内周に環状段差部を設け、当該環状段差部にピストンのトップランド部に付着したカーボンを掻き落とすためのカーボンスクレーパリングを嵌装させている。すなわち、シリンダライナとカーボンスクレーパリングとを別体に設けているため、部品点数や組み付け工数の増加等、コストの上昇を招く可能性もある。
【０００６】
開示の燃焼室構造は、簡素な構成でシール性を向上させつつ、コストの上昇を効果的に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示の燃焼室構造は、シリンダブロックに形成された第１シリンダ部と、前記第１シリンダ部内を往復移動可能なピストンと、前記シリンダブロック上部のシリンダヘッドに形成されると共に、前記ピストンの上死点にて、当該ピストンのトップランド部の少なくとも一部を受容可能な第２シリンダ部と、を備え、前記第２シリンダ部を前記第１シリンダ部よりも小径に形成して、当該第２シリンダ部の内周の少なくとも一部を前記トップランド部に付着したカーボンを掻き落とすカーボンスクレーパとして機能させることを特徴とする。
【０００８】
前記シリンダブロックの上面と前記シリンダヘッドの下面との間に設けられ、その開口径を前記第１シリンダ部の内径と同径に形成されたガスケットをさらに備えてもよい。
【０００９】
前記ガスケットが、その開口縁を前記第１シリンダ部の上端内周縁と一致させて、前記シリンダブロックの上面と前記シリンダヘッドの下面との間に設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
開示の燃焼室構造によれば、簡素な構成でシール性を向上させつつ、コスト上昇を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの燃焼室構造を示す模式的な縦断面図である。
【図２】図１において、ピストンが上死点近傍にある状態を示す模式的な縦断面図である。
【図３】他の実施形態に係るエンジンの燃焼室構造を示す模式的な縦断面図である。
【図４】従来の燃焼室構造の一部を示す模式的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るエンジンの燃焼室構造を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のエンジンの燃焼室構造は、シリンダブロック１０に設けられた第１シリンダ部１１と、シリンダブロック１０上部のシリンダヘッド２０に設けられた第２シリンダ部２１と、第１及び第２シリンダ部１１，２１内を往復移動可能なピストン３０と、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０との隙間を封止するガスケット４０とを備えている。
【００１４】
シリンダヘッド２０には、吸気ポート２３、排気ポート２４、開閉動作により吸気ポート２３から燃焼室内に新気を導入させる吸気バルブ２５、開閉動作により燃焼室内から排気ポート２４に排気を導出させる排気バルブ２６及び、燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタ２７が設けられている。
【００１５】
ピストン３０のトップランド部３１の外周には、周方向に延びる複数本のリング溝３２Ａ〜Ｃが凹設されている。これら複数本のリング溝３２Ａ〜Ｃには、ピストンリング３３Ａ〜Ｃがそれぞれ装着されている。また、トップランド部３１のトップリング溝３３Ａよりも上側には、スカート部３４よりも縮径された段差部３１Ａが設けられている。
【００１６】
第１シリンダ部１１は、その内径Ｄ１を各ピストンリング３３Ａ〜Ｃの外径と略同径に形成されており、その内周面にはピストン３０の往復移動に伴い、各ピストンリング３３Ａ〜Ｃの外周面が摺接移動する。
【００１７】
第２シリンダ部２１は、その内径Ｄ２をトップランド部３１の段差部３１Ａの外径よりも僅かに大きく形成されている。また、第２シリンダ部２１は、その軸方向長さ（高さ）をトップランド部３１の段差部３１Ａの軸方向長さ（高さ）よりも長く形成されている。
【００１８】
すなわち、図２に示すように、ピストン３０が上死点近傍に到達すると、トップランド部３１の段差部３１Ａが第２シリンダ２１内に受容されて第２シリンダ２１の内周面と微小クリアランスを隔てて近接することで、第２シリンダ２１の内筒面がトップランド部３１の側面に付着したカーボンを掻き落とすカーボンスクレーパとして機能するようになっている。また、ピストン３０が圧縮上死点近傍に到達すると、トップランド部３１の段差部３１Ａが第２シリンダ３１内に受容されることで、ヘッドガスケット４０がピストン３０の頂面よりも下方に位置されるようになっている。
【００１９】
ヘッドガスケット４０は、シリンダブロック１０の上面とシリンダヘッド２０の下面との間に挟持されて、これらシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０との隙間を封止する。本実施形態において、ヘッドガスケット４０の開口径は、第１シリンダ部１１の内径Ｄ１と略同径に形成されており、その開口内周縁４１を第１シリンダ部１１の内周面上縁と略一致させるように装着される。
【００２０】
すなわち、ヘッドガスケット４０の開口内周縁４１を第１シリンダ部１１の内周面上縁と略一致さることで、図４に示す従来構造のような、シリンダヘッド２００の下面、カーボンスクレーパリング５００の上面、及びヘッドガスケット４００の開口内周縁４００Ａによって区画される燃焼に寄与しない空間Ｓ（以下、当該空間を無駄容積という）を無くすようになっている。
【００２１】
以上詳述したように、本実施形態のエンジンの燃焼室構造では、ピストン３０が上死点近傍に到達すると、ピストン３０のトップランド部３１の少なくとも一部が第２シリンダ２１内に受容され、第２シリンダ２１の内周面がトップランド部３１の側面に付着したカーボンを掻き落とすカーボンスクレーパとして機能するようになっている。これにより、カーボンスクレーパリングを別体に備える従来構造に比べ、部品点数や組み付け工数を削減することが可能となり、コスト上昇を効果的に抑制することができる。
【００２２】
また、ピストン３０が圧縮上死点近傍に到達した差にトップランド部３１の少なくとも一部が第２シリンダ２１内に受容されることで、シリンダヘッド２０とシリンダブロック１０との隙間をシールするヘッドガスケット４０が最高筒内圧時にピストン３０の頂面よりも下方に位置されて、燃焼室と直接的に連通しないようになっている。これにより、ピストン３０の圧縮上死点において、最高筒内圧がヘッドガスケット４０に作用することを効果的に防止することが可能になり、シール性を確実に向上させることができる。
【００２３】
また、第２シリンダ部２１の内周面をカーボンスクレーパとして機能させる一体構造にしたことで、図４に示す従来構造のようにシール性を確保するためにヘッドガスケット４０をカーボンスクレーパリングよりも外側にオフセットさせる必要がなくなる。すなわち、シリンダブロック１０上面とシリンダヘッド２０下面との間に、無駄容積Ｓ（図４参照）が生じなくなり、煤等の悪化を効果的に防止することが可能になる。また、ヘッドガスケット４０を外側にオフセットする必要がなくなることで、各気筒間の離間距離を短くすることが可能になるので、エンジンのダウンサイジング化や軽量化を効果的に図ることができる。
【００２４】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００２５】
例えば、上述の実施形態ではピストン３０のトップランド部３１に段差部３１Ａを設けているが、図３に示すように、段差部３１Ａを省略してもよい。この場合も、第２シリンダ部２１の内径Ｄ２を第１シリンダ部１１の内径Ｄ１よりも小径に形成し、第２シリンダ部２１の内周面をカーボンスクレーパとして機能等、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  シリンダブロック
１１  第１シリンダ部
２０  シリンダヘッド
２１  第２シリンダ部
２３  吸気ポート
２４  排気ポート
２５  吸気バルブ
２６  排気バルブ
２７  インジェクタ
３０  ピストン
３１  トップランド部
３１Ａ  段差部
３２Ａ〜Ｃ  リング溝
３３Ａ〜Ｃ  ピストンリング
３４  スカート部
４０  ヘッドガスケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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