特許 5893946 エンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5893946

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】エンジン

(51)【国際特許分類】

   F02F 3/00 20060101AFI20160310BHJP

   F02F 5/00 20060101ALI20160310BHJP

【ＦＩ】

   F02F3/00 R

   F02F3/00 B

   F02F3/00 M

   F02F5/00 Z

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-27533(P2012-27533)

(22)【出願日】2012年2月10日

(65)【公開番号】特開2013-164022(P2013-164022A)

(43)【公開日】2013年8月22日

【審査請求日】2014年3月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(72)【発明者】

【氏名】桑山 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 隆寛

(72)【発明者】

【氏名】石垣 豊

(72)【発明者】

【氏名】小山 秀行

(72)【発明者】

【氏名】宮▲崎▼ 学

(72)【発明者】

【氏名】田中 良憲

(72)【発明者】

【氏名】内藤 慶太

(72)【発明者】

【氏名】森永 秀隆

【審査官】 山本 健晴

(56)【参考文献】

【文献】 英国特許出願公告第０１２４６１０５（ＧＢ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０８７０６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５８−１６５２３８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−２８２９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２５９７５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｆ ３／００

Ｆ０２Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストン周壁(１)に、ピストンヘッド(２)側から順に、第１ランド(３)、第１リング溝(４)、第２ランド(５)、第２リング溝(６)、第３ランド(７)、第３リング溝(８)、ピストンスカート(９)を設け、第１リング溝(４)に第１圧力リング(１０)を、第２リング溝(６)に第２圧力リング(１１)を、第３リング溝(８)にオイルリング(１２)をそれぞれ嵌め、第２ランド(５)に窪み(１３)を設けた、エンジンにおいて、
第２ランド(５)の外周面(５ａ)と第２リング溝(６)の第２ランド側端面(６ａ)との境界を第２リング溝(６)に向けて縮径するテーパ面(１４)で面取りし、このテーパ面(１４)で前記第２ランド(５)の窪み(１３)を形成し、
第２リング溝(６)の第２ランド側端面(６ａ)のシリンダ側仮想延長線(６ｂ)に対するテーパ面(１４)の角度(Θ)が３０°〜６０°、テーパ面(１４)のピストン径方向の深さ寸法(Ｃ)を第２リング溝(６)のピストン径方向の深さ寸法(Ｄ)で除した値(Ｃ／Ｄ)の百分率が２０％〜３０％となるようにした、ことを特徴とするエンジン。

【請求項2】

請求項１に記載したエンジンにおいて、
第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)をシリンダボアの直径(Ｂ)で除した値(Ｗ２／Ｂ)の百分率が６％〜１１％となるようにした、ことを特徴とするエンジン。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載したエンジンにおいて、
第３ランド(７)の外周面(７ａ)と第３リング溝(８)の第３ランド側端面(８ａ)との境界に第３ランド(７)の窪み(１５)を設けた、ことを特徴とするエンジン。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれかに記載したエンジンにおいて、
ピストンスカート(９)の外周面(９ａ)と第３リング溝(８)のピストンスカート側端面(８ｂ)との境界にピストンスカート(９)の窪み(１６)を設けた、ことを特徴とするエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンに関し、詳しくは、長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を低減させることができるエンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、エンジンとして、ピストン周壁に、ピストンヘッド側から順に、第１ランド、第１リング溝、第２ランド、第２リング溝、第３ランド、第３リング溝、ピストンスカートを設け、第１リング溝に第１圧力リングを、第２リング溝に第２圧力リングを、第３リング溝にオイルリングをそれぞれ嵌め、第２ランドに窪みを設けたものがある(例えば、特許文献１参照)。
この種のエンジンによれば、第２ランド対向空間の容積が第２ランドの窪みの分だけ増加し、ピストン昇降時の第２ランド対向空間のガス圧の変動を抑制することができる利点がある。
しかし、この従来技術では、第２ランドの外周面の中間部に溝を設け、この溝で第２ランドの窪みを形成しているため、問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０−５４２９７号公報(図２、図４参照)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

《問題》 長時間運転後、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量が多くなる。
第２ランドの外周面の中間部に溝を設け、この溝で第２ランドの窪みを形成しているため、第２ランドの剛性が大きく低下し、ピストンが振動して第１リング溝と第２リング溝が変形・異常磨耗しやすい。
このため、第２ランドに設けた窪みで、ピストン昇降時の第２ランド対向空間のガス圧の変動を抑制することができるにも拘わらず、ピストンの振動・リング溝の変形・異常磨耗により、第１オイルリングと第２オイルリングの挙動が不安定になり、これらのシール性能の低下により、長時間運転後、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量が多くなる。

【0005】

本発明の課題は、長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を安定して低減させることができるエンジンを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１(Ｂ) 、図２(Ｂ)に例示するように、ピストン周壁(１)に、ピストンヘッド(２)側から順に、第１ランド(３)、第１リング溝(４)、第２ランド(５)、第２リング溝(６)、第３ランド(７)、第３リング溝(８)、ピストンスカート(９)を設け、第１リング溝(４)に第１圧力リング(１０)を、第２リング溝(６)に第２圧力リング(１１)を、第３リング溝(８)にオイルリング(１２)をそれぞれ嵌め、第２ランド(５)に窪み(１３)を設けた、エンジンにおいて、
図１(Ｂ) 、図２(Ｂ)に例示するように、第２ランド(５)の外周面(５ａ)と第２リング溝(６)の第２ランド側端面(６ａ)との境界を第２リング溝(６)に向けて縮径するテーパ面(１４)で面取りし、このテーパ面(１４)で前記第２ランド(５)の窪み(１３)を形成し、
図１(Ｂ) 、図２(Ｂ)に例示するように、第２リング溝(６)の第２ランド側端面(６ａ)のシリンダ側仮想延長線(６ｂ)に対するテーパ面(１４)の角度(Θ)が３０°〜６０°、テーパ面(１４)のピストン径方向の深さ寸法(Ｃ)を第２リング溝(６)のピストン径方向の深さ寸法(Ｄ)で除した値(Ｃ／Ｄ)の百分率が２０％〜３０％となるようにした、ことを特徴とするエンジン。

【発明の効果】

【0007】

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》 長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を低減させることができる。
図１(Ｂ)、図２(Ｂ)に例示するように、テーパ面(１４)で第２ランド(５)の窪み(１３)を形成したので、第２ランド対向空間(１７)の容積が第２ランド(５)に設けた窪み(１３)の分だけ増加し、ピストン昇降時の第２ランド対向空間(１７)のガス圧の変動を抑制することができる。
しかも、第２ランド(５)の外周面(５ａ)と第２リング溝(６)の第２ランド側端面(６ａ)との境界を第２リング溝(６)に向けて縮径するテーパ面(１４)で面取りし、このテーパ面(１４)で前記第２ランド(５)の窪み(１３)を形成したので、第２ランド(５)の剛性を大きく低下させることがなく、ピストン(１８)の振動・リング溝の変形・異常磨耗も抑制することができる。
このため、第１圧力リング(１０)と第２圧力リング(１１)の振動を抑制し、これらのシール性能を高く維持し、長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を低減させることができる。

【0008】

《効果》 長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができる。
図１(Ｂ) 、図２(Ｂ)に例示するように、第２リング溝(６)の第２ランド側端面(６ａ) のシリンダ側仮想延長線(６ｂ)に対するテーパ面(１４)の角度(Θ)が３０°〜６０°、テーパ面(１４)のピストン径方向の深さ寸法(Ｃ)を第２リング溝(６)のピストン径方向の深さ寸法(Ｄ)で除した値(Ｃ／Ｄ)の百分率が２０％〜３０％となるようにしたので、長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができる。

【0009】

この最適範囲を外れ、テーパ面(１４)の角度(Θ)が小さ過ぎた場合や、テーパ面(１４)の深さ寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が小さ過ぎた場合には、第２ランド(５)の窪み(１３)の容積が小さくなり、第２ランド対向空間(１７)の容積が十分に増加せず、ピストン昇降時の第２ランド対向空間(１７)のガス圧の変動を効果的に抑制することができず、第１圧力リング(１０)と第２圧力リング(１１)が振動しやすい。
また、前記最適範囲を外れ、テーパ面(１４)の角度(Θ)が大き過ぎた場合には、テーパ面(１４)で第２ランド(５)が幅寸法(Ｗ２)の広い範囲に亘って除肉され、第２ランド(５)の剛性が低下し、ピストン(１８)が振動し、第１リング溝(４)と第２リング溝(６)が変形・磨耗しやすくなり、第１圧力リング(１０)と第２圧力リング(１１)も振動しやすくなる。
また、前記最適範囲を外れ、テーパ面(１４)の深さ寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が大き過ぎた場合には、第２リング溝(６)による第２圧力リング(１１)の支持面積が小さくなり、第２圧力リング(１１)が振動しやすくなる。

【0010】

このように、テーパ面(１４)の角度(Θ)やテーパ面(１４)の深さ寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が前記最適範囲を外れた場合には、第１圧力リング(１０)と第２圧力リング(１１)の少なくとも一方が振動しやすくなり、そのシール性能の低下により、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができない場合がある。

【0011】

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができる。
図１(Ｂ) 、図２(Ｂ)に例示するように、第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)をシリンダボアの直径(Ｂ)で除した値(Ｗ２／Ｂ)の百分率が６％〜１５％となるようにしたので、長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができる。

【0012】

この最適範囲を外れ、 第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率が小さ過ぎた場合には、第２ランド対向空間(１７)の容積が小さくなり、ピストン昇降時の第２ランド対向空間(１７)のガス圧の変動を効果的に抑制することができず、第１圧力リング(１０)と第２圧力リング(１１)が振動しやすくなり、これらのシール性能の低下により、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができない場合がある。
また、前記適用範囲を外れ、第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率が大き過ぎた場合には、ピストン(１８)の全長が適正値よりも長くなり過ぎる場合がある。

【0013】

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができる。
図１(Ｂ) 、図２(Ｂ)に例示するように、第３ランド(７)の外周面(７ａ)と第３リング溝(８)の第３ランド側端面(８ａ)との境界に第３ランド(７)の窪み(１５)を設けたので、第３ランド対向空間(２０)の容積が第３ランド(７)の窪み(１５)の分だけ増加し、ピストン昇降時の第３ランド対向空間(２０)のガス圧の変動を抑制し、第２圧力リング(１１)とオイルリング(１２)の振動を抑制し、これらのシール性能の向上により、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができる。

【0014】

(請求項４に係る発明)
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに係る発明の効果に加え、次の効果を奏する。
《効果》 オイル消費量を十分に低減させることができる。
図１(Ｂ) 、図２(Ｂ)に示すように、ピストンスカート(９)の外周面(９ａ)と第３リング溝(８)のピストンスカート側端面(８ｂ)との境界にピストンスカート(９)の窪み(１６)を設けたので、オイル消費量を十分に低減させることができる。

【0015】

その理由は、オイルリング(１２)の下部側が掻き落としたオイルの一部が、ピストンスカート(９)の窪み(１６)を通ってオイル導入孔(３５)と第３リング溝(８)とオイル導出孔(３６)を経て、ピストン(１８)の内部に導出され、エンジン下部のオイルパン(図外)に戻りやすくなり、オイルを速やかに排出できるためである。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係るエンジンを説明する図で、図１(Ａ)はシリンダとピストンの模式断面図、図１(Ｂ)は要部拡大断面図である。

【図2】本発明の第２実施形態に係るエンジンを説明する図で、図２(Ａ)はシリンダとピストンの模式断面図、図２(Ｂ)は要部拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は本発明の第１実施形態に係るエンジンを説明する図、図２は本発明の第２実施形態に係るエンジンを説明する図であり、各実施形態では、直接噴射式ディーゼルエンジンについて説明する。

【0018】

(第１実施形態)
まず、第１実施形態に係るエンジンについて説明する。
図１(Ａ)に示すように、このエンジン(２１)はシリンダ(２２)内にピストン(１８)を昇降自在に内嵌させ、ピストン(１８)にコンロッド(２３)を介してクランク軸(２４)を連動連結している。シリンダ(２２)の上部にはシリンダヘッド(２５)を組み付けている。シリンダヘッド(２５)には、吸気ポート(２６)と排気ポート(２７)と燃料噴射ノズル(２８)とを設けている。図中の符号(１ａ)はピストン中心軸線である。

【0019】

図１(Ｂ)に示すように、ピストン周壁(１)に、ピストンヘッド(２)側から順に、第１ランド(３)、第１リング溝(４)、第２ランド(５)、第２リング溝(６)、第３ランド(７)、第３リング溝(８)、ピストンスカート(９)を設け、第１リング溝(４)に第１圧力リング(１０)を、第２リング溝(６)に第２圧力リング(１１)を、第３リング溝(８)にオイルリング(１２)をそれぞれ嵌め、第２ランド(５)に窪み(１３)を設けている。

【0020】

図１(Ｂ)に示すように、第２ランド(５)の外周面(５ａ)と第２リング溝(６)の第２ランド側端面(６ａ)との境界を第２リング溝(６)に向けて縮径するテーパ面(１４)で面取りし、このテーパ面(１４)で前記第２ランド(５)の窪み(１３)を形成している。

【0021】

図１(Ｂ)に示すように、第２リング溝(６)の第２ランド側端面(６ａ) のシリンダ側仮想延長線(６ｂ)に対するテーパ面(１４)の角度(Θ)が３０°〜６０°(より望ましくは４０°〜５０°)、テーパ面(１４)のピストン径方向の深さ寸法(Ｃ)を第２リング溝(６)のピストン径方向の深さ寸法(Ｄ)で除した値(Ｃ／Ｄ)の百分率が２０％〜３０％となるようにしており、これがテーパ面(１４)の角度(Θ)やテーパ面(１４)の深さ寸法に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率の最適範囲である。

【0022】

図１(Ｂ)に示すように、第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)をシリンダボアの直径(Ｂ)で除した値(Ｗ２／Ｂ)の百分率が６％〜１５％となるようにしており、これが第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率の最適範囲である。

【0023】

シリンダボアの直径(Ｂ)を基準として第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)の割合を計算するのは、シリンダボアの直径(Ｂ)がエンジンの体格や燃焼室圧力の指標となるからである。エンジンの体格や燃焼室圧力は、エンジンのオイル消費量やブローバイガスの漏れ量に大きく影響を与える。

【0024】

図１(Ｂ)に示すように、第３ランド(７)の外周面(７ａ)と第３リング溝(８)の第３ランド側端面(８ａ)との境界に第３ランド(７)の窪み(１５)を設けている。
また、ピストンスカート(９)の外周面(９ａ)と第３リング溝(８)のピストンスカート側端面(８ｂ)との境界にピストンスカート(９)の窪み(１６)を設けている。

【0025】

第３ランド(７)の窪み(１５)は、ピストン中心軸線(１ａ)に沿う断面図上、直角Ｌ字形の溝(２９)で形成され、その奥端面(３０)はピストン中心軸線(１ａ)と平行な向きで、そのピストンヘッド(２)側の面(３１)はピストン中心軸線(１ａ)と直交する向きになっている。
ピストンスカート(９)の窪み(１６)は、ピストン中心軸線(１ａ)に沿う断面図上、鈍角Ｌ字形の溝(３２)で形成し、その奥端面(３３)はピストン中心軸線(１ａ)と平行な向きで、そのピストンヘッド(２)と反対側の面(３４)は奥端面(３３)に向けて縮径するテーパ状に形成されている。

【0026】

図１(Ｂ)に示すように、オイルリング(１２)にピストン径方向に沿ってオイルリング(１２)を貫通するオイル導入孔(３５)を設け、第３リング溝(８)の奥端にピストン径方向に沿ってピストン周壁(１)を貫通するオイル導出孔(３６)を設けている。オイルリング(１２)でシリンダ(２２)から掻き取ったオイルは、オイル導入孔(３５)と第３リング溝(８)とオイル導出孔(３６)を経て、ピストン(１８)の内部に導出され、エンジン下部のオイルパン(図外)に戻る。

【0027】

第１実施形態に係る前記最適範囲内の実施例エンジンは、前記最適範囲を外れた比較例エンジンに比べ、いずれもオイル消費量やブローバイガスの漏れ量に関し、次の有効な実験結果が得られた。

【0028】

第１の実験は、２０°Ｃで、シリンダボアの直径(Ｂ)が８７ｍｍ、ピストンヘッド(２)の最大直径(Ｐ)が８６．５ｍｍ、最小直径が８６．４６ｍｍ、ピストンの軸長寸法(Ｌ)が８０ｍｍ、ピストンのストロークが１０２．４ｍｍの立形水冷の直列４気筒直接噴射式ディーゼルエンジンを用い、エンジン回転数２７００ｒｐｍ、負荷率８０％でエンジンを２００時間運転して行った。尚、負荷率は、最大出力が得られる定格回転数での定格負荷を負荷率１００％として計算した。

【0029】

実施例エンジンとして、前記最適範囲の各最小値を用いた最小値実施例エンジンと、各最大値を用いた最大値実施例エンジンと、各中間値を用いた中間値実施例エンジンとを作製した。
比較例エンジンとして、上記各実施例エンジンのテーパ面(１４)が無いエンジンを作製した。
これらを比較した結果、各実施例エンジンは各比較例エンジンに比べ、オイル消費量が３０％程度減少し、ブローバイガスの漏れ量が３５％程度減少することが確認された。また、２００時間運転後も大きな性能低下は確認されなかった。

【0030】

最小値実施例エンジンは、テーパ面(１４)の角度(Θ)が３０°、ピストン径方向の深さ寸法(Ｄ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が２０％、第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率が６％である。
最大値実施例エンジンは、テーパ面(１４)の角度(Θ)が６０°、ピストン径方向の深さ寸法(Ｄ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が３０％、第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率が１１％である。
中間値実施例エンジンは、テーパ面(１４)の角度(Θ)が４５°、ピストン径方向の深さ寸法(Ｄ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率が２５％、第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率が８．５％である。
なお、各エンジンの第１ランド(３)の幅寸法(Ｗ１)をシリンダボアの直径(Ｂ)で除した値(Ｗ１／Ｂ)の百分率は１３％とした。また、第３ランド(７)の幅寸法(Ｗ３)をシリンダボアの直径(Ｂ)で除した値(Ｗ３／Ｂ)の百分率は、４％とした。

【0031】

前記各実施例エンジンのテーパ角度(Θ)のみを前記適正範囲の下限値３０°未満となる２５°に変更した比較例エンジンを作製した。
前記各実施例エンジンと上記各比較例エンジンとを比較した結果、各実施例エンジンは各比較例エンジンに比べ、オイル消費量が１５％程度減少し、ブローバイガスの漏れ量が１７％程度減少することが確認された。
前記各実施例エンジンのテーパ角度(Θ)のみを前記適正範囲の上限値６０°を超える６５°に変更した比較例エンジンを作製した。
前記各実施例エンジンと上記各比較例エンジンとを比較した結果、各実施例エンジンは各比較例エンジンに比べ、オイル消費量が１５％程度減少し、ブローバイガスの漏れ量が１７％程度減少することが確認された。

【0032】

前記各実施例エンジンのテーパ面(１４)の深さ寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率のみを前記適正範囲の下限値２０％未満となる１０％に変更した比較例エンジンを作製した。
前記各実施例エンジンと上記各比較例エンジンとを比較した結果、各実施例エンジンは各比較例エンジンに比べ、オイル消費量が２０％程度減少し、ブローバイガスの漏れ量が２３％程度減少することが確認された。
前記実施例エンジンのテーパ面(１４)の深さ寸法(Ｃ)に関する値(Ｃ／Ｄ)の百分率のみを前記適正範囲の上限値３０％を超える４０％に変更した比較例エンジンを作製した。
前記各実施例エンジンと上記各比較例エンジンとを比較した結果、各実施例エンジンは各比較例エンジンに比べ、オイル消費量が２０％程度減少し、ブローバイガスの漏れ量が２３％程度減少することが確認された。

【0033】

前記実施例エンジンの第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率のみを前記適正範囲の下限値６％未満である５％に変更した比較例エンジンを作製した。
前記各実施例エンジンと上記各比較例エンジンとを比較した結果、各実施例エンジンは各比較例エンジンに比べ、オイル消費量が１５％程度減少し、ブローバイガスの漏れ量が１７％程度減少することが確認された。
また、前記各実施例エンジンの第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率のみを前記適正範囲の上限値１１％を超える１２％に変更しようとしたところ、ピストン(１８)の全長が適正値よりも長くなりすぎることが確認された。

【0034】

第１ランド(３)の幅寸法(Ｗ１)をシリンダボアの直径(Ｂ)で除した値(Ｗ１／Ｂ)の百分率は、８％以上に設定し、第３ランド(７)の幅寸法(Ｗ３)をシリンダボアの直径(Ｂ)で除した値(Ｗ３／Ｂ)の百分率は、２％以上に設定するのが望ましい。この百分率を下回ると、第１ランド対向空間(１９)や第３ランド対向空間(２０)の容積が小さくなり、第１ランド対向空間(１９)や第３ランド対向空間(２０)をオイルやブローバイガスが通過しやすくなり、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を効果的に低減させることができなくなる場合がある。
第１ランド(３)の幅寸法(Ｗ１)に関する値(Ｗ１／Ｂ)の百分率と、第２ランド(５)の幅寸法(Ｗ２)に関する値(Ｗ２／Ｂ)の百分率と、第３ランド(７)の幅寸法(Ｗ３)に関する値(Ｗ３／Ｂ)の百分率は、その合計が２８％以下となるようにするのが望ましい。合計がこの百分率を上回ると、ピストン(１８)の全長が適正値よりも長くなり過ぎる場合がある。

【0035】

第２の実験は、２０°Ｃで、シリンダボアの直径(Ｂ)が７８ｍｍ、ピストンヘッド(２)の最大直径(Ｐ)が７７．５ｍｍ、最小直径が７７．４６ｍｍ、ピストンの軸長寸法(Ｌ)が７０ｍｍ、ピストンのストロークが７８．４ｍｍの立形水冷の直列４気筒間接噴射式ディーゼルエンジンを用い、エンジン回転数３０００ｒｐｍ、負荷率８０％でエンジンを２００時間運転して行った。
この第２の実験も第１の実験と同じ寸法比率で調節した実施例エンジンと比較例エンジンを用いて行ったところ、第１の実験と同等の実験結果が確認された。

【0036】

(第２実施形態)
次に、第２実施形態に係るエンジンについて説明する。
図２(Ｂ)に示すように、第２実施形態に係るエンジンは、第３ランド(７)の外周面(７ａ)と第３リング溝(８)の第３ランド側端面(８ａ)との境界を第３リング溝(８)に向けて縮径するテーパ面(３７)で面取りし、このテーパ面(３７)で前記第３ランド(７)の窪み(１５)を形成している。

【0037】

図２(Ｂ)に示すように、第３リング溝(８)の第３ランド側端面(８ａ) のシリンダ側仮想延長線(８ｂ)に対するテーパ面(３７)の角度(α)が３０°〜６０°(より望ましくは４０°〜５０°)、テーパ面(３７)のピストン径方向の深さ寸法(Ｅ)を第３リング溝(８)のピストン径方向の深さ寸法(Ｆ)で除した値(Ｅ／Ｆ)の百分率が２０％〜３０％となるようにしており、これがテーパ面(３７)の角度(α)やテーパ面(３７)の深さ寸法に関する値(Ｅ／Ｆ)の百分率の最適範囲である。

【0038】

第２ランド(５)のテーパ面(１４)の場合と同様、この第３ランド(７)のテーパ面(３７)も、この最適範囲内であれば、長時間運転後も安定して、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができ、この最適範囲を外れた場合には、第２圧力リング(１１)やオイルリング(１２)が振動しやすくなり、そのシール性能の低下により、オイル消費量やブローバイガスの漏れ量を十分に低減させることができない場合がある。

【0039】

また、この第２実施形態に係るエンジンは、第１実施形態と同様、ピストンスカート(９)の外周面(９ａ)と第３リング溝(８)のピストンスカート側端面(８ｂ)との境界にピストンスカート(９)の窪み(１６)を設けているが、このピストンスカート(９)の窪み(１６)の形状は、第１実施形態と異なり、ピストン中心軸線(１ａ)に沿う断面図上、直角Ｌ字形の溝(３８)で形成され、その奥端面(３３)はピストン中心軸線(１ａ)と平行な向きで、そのピストンヘッド(２)と反対側の面(３４)はピストン中心軸線(１ａ)と直交する向きになっている。
他は、第１実施形態と同じ構造であり、図２中、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付しておく。
この第２実施形態に係るエンジンも、第１の実施形態に係るエンジンと同様にして実験を行ったところ、第１実施形態と同等結果が得られた。

【符号の説明】

【0040】

(１) ピストン周壁
(２) ピストンヘッド
(３) 第１ランド
(４) 第１リング溝
(５) 第２ランド
(５ａ) 外周面
(６) 第２リング溝
(６ａ) 第２ランド側端面
(６ｂ) シリンダ側仮想延長線
(７) 第３ランド
(７ａ) 外周面
(８) 第３リング溝
(８ａ) 第３ランド側端面
(８ｂ) ピストンスカート側端面
(９) ピストンスカート
(１０) 第１圧力リング
(１１) 第２圧力リング
(１２) オイルリング
(１３) 第２ランドの窪み
(１４) テーパ面
(１５) 第３ランドの窪み
(１６) ピストンスカートの窪み
(Θ) テーパ面の角度
(Ｃ) テーパ面の深さ寸法
(Ｄ) 第２リング溝の深さ寸法
(Ｃ／Ｄ) テーパ面の深さ寸法に関する値
(Ｂ) シリンダボアの直径
(Ｗ２) 第２ランドの幅寸法
(Ｗ２／Ｂ) 第２ランドの幅寸法に関する値

【図1】

【図2】