特開 2023-151267 ピストンおよび舶用内燃機関

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023151267

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】ピストンおよび舶用内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F16J 9/20 20060101AFI20231005BHJP

   F02F 5/00 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

F16J9/20

F02F5/00 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022060786

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】303047034

【氏名又は名称】株式会社ジャパンエンジンコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木下 芳彦

【テーマコード（参考）】

3J044

【Ｆターム（参考）】

3J044AA02

3J044BA01

3J044CB03

3J044CB20

3J044DA09

3J044DA16

3J044DA17

3J044DA18

(57)【要約】

【課題】シリンダの内周面にスカッフィングが発生する事態を防止することができるピストンおよび舶用内燃機関を提供すること。
【解決手段】舶用内燃機関の燃焼室が形成されるシリンダの内部を往復運動するピストン本体と、前記ピストン本体の往復運動方向に並ぶように前記ピストン本体の外周部に設けられ、前記シリンダの内周面と摺接する複数のピストンリングと、を備える。前記複数のピストンリングのうち最も下側に設けられている最下段ピストンリングは、前記シリンダの内周面側に凸の弧状をなして前記シリンダの内周面と摺接する弧状摺動面を有する。前記弧状摺動面は、前記最下段ピストンリングの上下方向の中心位置よりも下側に頂点を有する偏心面である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

舶用内燃機関の燃焼室が形成されるシリンダの内部を往復運動するピストン本体と、
前記ピストン本体の往復運動方向に並ぶように前記ピストン本体の外周部に設けられ、前記シリンダの内周面と摺接する複数のピストンリングと、
を備え、
前記複数のピストンリングのうち最も下側に設けられている最下段ピストンリングは、前記シリンダの内周面側に凸の弧状をなして前記シリンダの内周面と摺接する弧状摺動面を有し、
前記弧状摺動面は、前記最下段ピストンリングの上下方向の中心位置よりも下側に頂点を有する偏心面である、
ことを特徴とするピストン。

【請求項2】

前記弧状摺動面の前記頂点の位置は、前記弧状摺動面の上端部と前記シリンダの内周面との隙間の距離である上部間隔と、前記弧状摺動面の下端部と前記シリンダの内周面との隙間の距離である下部間隔との比に基づいて設定される、
ことを特徴とする請求項１に記載のピストン。

【請求項3】

前記上部間隔と前記下部間隔との比は、１．１以上８．０以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載のピストン。

【請求項4】

前記弧状摺動面は、前記頂点の位置を境に上側の弧状面および下側の弧状面を有し、
前記上側の弧状面および前記下側の弧状面の各曲率半径は、互いに同じである、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のピストン。

【請求項5】

前記複数のピストンリングのうち最も上側に設けられている最上段ピストンリングは、前記最下段ピストンリングと同じ弧状摺動面を有する、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のピストン。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一つに記載のピストンと、
前記ピストンを往復運動自在に収容するシリンダと、
を備えることを特徴とする舶用内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピストンおよび舶用内燃機関に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、船舶に搭載される舶用内燃機関では、ピストンを往復運動自在に収容するシリンダが複数設けられ、これら複数のシリンダの各内部におけるピストンの往復運動がクランクの回転運動に変換されて、クランクシャフトが回転するようになっている。一般に、舶用内燃機関において、シリンダの内部には燃焼室が形成されている。ピストンは、その頂部が燃焼室に面するようにシリンダの内部に収容されている。また、シリンダの下部には、燃焼室に新たな燃焼用気体を導入するための掃気ポートが形成されている。ピストンは、燃焼室に供給された燃料と圧縮された燃焼用気体とによる燃焼エネルギーを利用して、シリンダ内の燃焼室側（上側）の部位と掃気ポート側（下側）の部位との間を往復運動する。

【0003】

上述したようなピストンの外周部には、ピストンの往復運動方向に並ぶ複数の環状溝が形成されており、これら複数の環状溝の各々にはピストンリングが設けられている。例えば、ピストンリングは、合口と称される切断部分が形成されており、これにより、ピストンの径方向へ拡径および縮径可能な弾力性を有している。また、ピストンリングは、その径方向の外側に向かって凸の弧状をなすバレルフェイス状の外周面を有している。ピストンの外周部に設けられた複数のピストンリングの各々は、バレルフェイス状の外周面をシリンダの内周面に潤滑油の油膜を介して摺接させながら、ピストンの往復運動に伴ってシリンダの内周面を摺動する。このようなピストンリングの外周面（摺動面）は、多くの場合、ピストンリングの上下方向（径方向に対して垂直な方向）の中心位置に頂点を有する弧状面（以下、中央バレルフェイス面という）である。

【0004】

また、特許文献１には、ピストンの外周部に設けられる複数のピストンリングのうち、最も燃焼室側に位置する最上段ピストンリングとしては、外周面の頂点がピストンの下側に偏心しているピストンリングが用いられ、最もピストン下側に位置する最下段ピストンリングとしては、外周面の頂点がピストンの上側（燃焼室側）に偏心しているピストンリングが用いられたピストンが開示されている。なお、ピストンリングの外周面は、上記中心位置よりも下側に頂点が偏心している場合、下偏心バレルフェイス面といい、上記中心位置よりも上側に頂点が偏心している場合、上偏心バレルフェイス面という。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１６２１５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したピストンリングがピストンの往復運動に伴ってシリンダの内周面を摺動する際、ピストンリングの外周面は、油膜を介してシリンダの内周面に摺接しながら面圧を加える。一般に、ピストンリングの外周面からシリンダの内周面に加えられる面圧（以下、ピストンリングの面圧と略記する）は、ピストンリングの内周面の圧力（以下、背面圧力という）と外周面の圧力（以下、対抗圧力という）との差圧によって決まる。背面圧力は、ピストンリングの外周面をシリンダの内周面に押し当てる方向の圧力であり、シリンダ内におけるピストンリングの上側空間からピストンリングの内周面に加わる。対抗圧力は、当該背面圧力に対抗する圧力であり、シリンダ内におけるピストンリングの上側空間および下側空間の各々からピストンリングの外周面に加わる。なお、上述した複数のピストンリングの各々において、上側空間の圧力は、下側空間の圧力よりも高圧である。

【0007】

例えば、最下段ピストンリングにおいて、上側空間の圧力は燃焼室側のピストンリングとの間の圧力であり、下側空間の圧力はシリンダの掃気ポートに通じる空間の圧力（すなわち大気圧に近い圧力）である。それ故、最下段ピストンリングの背面圧力と対抗圧力との差圧、すなわち、最下段ピストンリングの面圧は、上述した複数のピストンリングの中でも高い方である。このような最下段ピストンリングの面圧は過度に高くならないように低減され、これにより、最下段ピストンリングの外周面とシリンダの内周面とを適度な面圧によって摺接させることが好ましい。

【0008】

しかしながら、上述した従来のピストンでは、最下段ピストンリングの背面圧力と対抗圧力との差圧を低減することは困難であり、故に、最下段ピストンリングの面圧が過度に高くなる恐れがある。これに起因して、最下段ピストンリングがシリンダの内周面上の油膜を掻きとって薄くするとともに、これら最下段ピストンリングとシリンダとの摩耗が増大してしまい、この結果、シリンダの内周面にスカッフィングが発生する等の問題が起こる。

【0009】

特に、上述した特許文献１に記載の最下段ピストンリングの外周面は上偏心バレルフェイス面であるから、上側空間の圧力を受ける外周面領域が下側空間の圧力を受ける外周面領域に比べて少ない。このため、最下段ピストンリングの背面圧力と対抗圧力との差圧を低減することは一層困難である。また、最下段ピストンリングの外周面が上偏心バレルフェイス面である場合、シリンダの内周面に注油された潤滑油をシリンダの内周面の下側へ塗り広げ難いため、シリンダの内周面上の油膜が一層薄くなり易い。したがって、外周面が上偏心バレルフェイス面である最下段ピストンリングでは、上記問題が顕著になる。

【0010】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、シリンダの内周面にスカッフィングが発生する事態を防止することができるピストンおよび舶用内燃機関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】

【0011】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るピストンは、舶用内燃機関の燃焼室が形成されるシリンダの内部を往復運動するピストン本体と、前記ピストン本体の往復運動方向に並ぶように前記ピストン本体の外周部に設けられ、前記シリンダの内周面と摺接する複数のピストンリングと、を備え、前記複数のピストンリングのうち最も下側に設けられている最下段ピストンリングは、前記シリンダの内周面側に凸の弧状をなして前記シリンダの内周面と摺接する弧状摺動面を有し、前記弧状摺動面は、前記最下段ピストンリングの上下方向の中心位置よりも下側に頂点を有する偏心面である、ことを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記弧状摺動面の前記頂点の位置は、前記弧状摺動面の上端部と前記シリンダの内周面との隙間の距離である上部間隔と、前記弧状摺動面の下端部と前記シリンダの内周面との隙間の距離である下部間隔との比に基づいて設定される、ことを特徴とする。

【0013】

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記上部間隔と前記下部間隔との比は、１．１以上８．０以下である、ことを特徴とする。

【0014】

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記弧状摺動面は、前記頂点の位置を境に上側の弧状面および下側の弧状面を有し、前記上側の弧状面および前記下側の弧状面の各曲率半径は、互いに同じである、ことを特徴とする。

【0015】

また、本発明に係るピストンは、上記の発明において、前記複数のピストンリングのうち最も上側に設けられている最上段ピストンリングは、前記最下段ピストンリングと同じ弧状摺動面を有する、ことを特徴とする。

【0016】

また、本発明に係る舶用内燃機関は、上記の発明のいずれか一つに記載のピストンと、前記ピストンを往復運動自在に収容するシリンダと、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、シリンダの内周面にスカッフィングが発生する事態を防止することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るピストンが適用された舶用内燃機関の概要構成の一例を示す模式図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係るピストンの一構成例を示す模式図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係るピストンの断面構造の一例を示す断面模式図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態における最下段ピストンリングの弧状摺動面の頂点位置を説明するための図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態における最下段ピストンリングの面圧の低減を説明するための図である。

【図6】図６は、シリンダライナの内周面に対する最下段ピストンリングの弧状摺動面の馴染み易さを説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、添付図面を参照して、本発明に係るピストンおよび舶用内燃機関の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実のものとは異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、各図面において、同一構成部分には同一符号が付されている。

【0020】

（舶用内燃機関）
まず、本発明の実施形態に係るピストンが適用された舶用内燃機関について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るピストンが適用された舶用内燃機関の概要構成の一例を示す模式図である。舶用内燃機関１０は、船舶に搭載されるクロスヘッド型内燃機関の一例であり、プロペラ軸を介して船舶の推進用プロペラ（いずれも図示せず）を回転駆動させる推進用の機関（主機関）である。例えば、舶用内燃機関１０は、ユニフロー掃排気式のクロスヘッド型ディーゼルエンジン等の２ストロークディーゼルエンジンである。図１に示すように、舶用内燃機関１０は、シリンダジャケット４に設けられるシリンダ１と、シリンダ１の内部に往復運動自在に設けられるピストン５と、を備えている。

【0021】

シリンダ１は、舶用内燃機関に設けられている複数のシリンダの一例であり、図１に示すように、シリンダライナ２とシリンダカバー３とによって構成される。シリンダライナ２は、円筒状の構造体であり、図１に示すように、シリンダジャケット４によって支持される。シリンダ１は、このシリンダライナ２の内部にピストン５を往復運動自在に収容する。シリンダライナ２の上部には、シリンダカバー３が固定される。これらのシリンダライナ２とシリンダカバー３とピストン５とによって、舶用内燃機関１０の燃焼室７がシリンダ１の内部に形成（区画）される。

【0022】

ピストン５は、図１に示すように、燃焼室７に面する状態でシリンダライナ２の内周面に沿って往復運動し得るように構成される。詳細には、ピストン５は、燃焼室７の圧力（筒内圧力）を受けてシリンダ１内の上死点Ａ_tと下死点Ａ_bとの間を往復運動する。ピストン５の往復運動時のストローク長Ｓは、上死点Ａ_tと下死点Ａ_bとの間の距離、例えば図１に示すように、上死点Ａ_tに位置するピストン５の上端面と下死点Ａ_bに位置するピストン５の上端面との間の距離である。また、ピストン５には、図１に示すように、ピストン棒６の一端部が回動自在に連結されている。特に図示しないが、ピストン棒６の他端部はクロスヘッドと回動自在に連結され、このクロスヘッドには連接棒の一端部が回動自在に連結されている。この連接棒の他端部は、クランクシャフトのクランクと回動自在に連結されている。

【0023】

また、図１に示すように、シリンダライナ２の下部には掃気ポート８が形成されている。掃気ポート８は、ピストン５が下死点Ａ_bに位置した際に開状態となり、舶用内燃機関１０の掃気室（図示せず）と燃焼室７とを連通する。燃焼用気体は、掃気ポート８等を通じてシリンダライナ２内の燃焼室７に送給される。また、図１に示すように、シリンダカバー３には、排気弁１１が設けられている。排気弁１１は、シリンダ１内の燃焼室７に通じる排気管１２の排気口（排気ポート）を開閉可能に閉止する弁である。排ガスは、この排気口を通じで燃焼室７から舶用内燃機関１０の排気管１２に排出される。

【0024】

舶用内燃機関１０においては、ピストン５がシリンダ１の内部を１往復運動する毎に、燃焼室７への燃焼用気体の導入、この燃焼用気体の圧縮、燃料噴射弁（図示せず）から燃焼室７へ供給された燃料の燃焼、燃焼室７からの排ガスの排出が順次行われる。このようなピストン５の往復運動は、ピストン棒６等を介してクランクの回転運動に変換される。この結果、クランクシャフトが回転して、プロペラ軸とともに船舶の推進用プロペラが回転する。

【0025】

また、図１に示すように、シリンダ１には、シリンダライナ２の内周面に潤滑油を注入するための注油棒９が設けられている。例えば、注油棒９は、ピストン５の上死点Ａtからシリンダライナ２の下側（下死点Ａb側）へ所定の距離Ｈをあけた位置Ａxに複数配置されている。当該距離Ｈは、例えば、ピストン５のストローク長Ｓの１５％以上３５％以下の距離である。特に図示しないが、シリンダライナ２の内周面上には、注油棒９から注入された潤滑油の油膜が形成される。

【0026】

（ピストン）
つぎに、本発明の実施形態に係るピストン５の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係るピストンの一構成例を示す模式図である。図２には、図１に示した舶用内燃機関１０のピストン５が拡大して図示されている。図３は、本発明の実施形態に係るピストンの断面構造の一例を示す断面模式図である。図３には、図２に示すピストン５のうち領域Ｚの断面構造が拡大して図示されている。

【0027】

図２、３に示すように、ピストン５は、シリンダ１の内部を往復運動するピストン本体５１と、このピストン本体５１の外周部に設けられている複数のピストンリングとを備える。本実施形態において、ピストン５は、これら複数のピストンリングの一例として、最上段ピストンリング５３、中間ピストンリング５４および最下段ピストンリング５５という３つのピストンリングを備えている。

【0028】

ピストン本体５１は、上述した舶用内燃機関１０（図１参照）の燃焼室７が形成されるシリンダ１の内部を往復運動するように構成される。詳細には、図２に示すように、ピストン本体５１は、ピストン軸５ａの軸方向（長手方向）から見て円形をなす頂部５１ａと、ピストン軸５ａの軸周りの外周部５１ｂとを有する。ピストン本体５１は、頂部５１ａが燃焼室７に面するように、シリンダ１の内部、より具体的には、シリンダ１の円筒部を構成するシリンダライナ２の内部に、往復運動自在に収容される。この燃焼室７は、図２に示すように、シリンダライナ２の内周面２ａとシリンダカバー３の内壁面とピストン本体５１の頂部５１ａとによって囲まれる空間である。ピストン本体５１は、シリンダライナ２の内部において、頂部５１ａが燃焼室７に面した状態を維持しつつ、この燃焼室７とシリンダライナ２の下端部との間をピストン軸５ａの軸方向に往復運動する。

【0029】

なお、ピストン軸５ａは、円形状の頂部５１ａの中心を通り且つピストン本体５１の径方向に対して垂直な軸（中心軸）である。シリンダ１の内周面は、当該シリンダ１の円筒部を構成するシリンダライナ２の内周面２ａである。

【0030】

また、図２に示すように、ピストン本体５１は、外周部５１ｂと一体をなして頂部５１ａとは反対側に延在するスカート部５２を有する。スカート部５２は、シリンダライナ２の内周面２ａと接触することにより、シリンダライナ２の内部におけるピストン５の往復運動の向きを規制する。上述したピストン棒６は、スカート部５２から延出するようにピストン本体５１に連結されている。

【0031】

最上段ピストンリング５３、中間ピストンリング５４および最下段ピストンリング５５は、各々、ピストン本体５１の外周部５１ｂに設けられてシリンダ１の内周面２ａと摺接するように構成される。以下、本実施形態では、「最上段ピストンリング５３、中間ピストンリング５４および最下段ピストンリング５５」を総称して「複数のピストンリング」と称する場合がある。

【0032】

詳細には、図２に示すように、ピストン本体５１の外周部５１ｂには、ピストン軸５ａの軸周りの周方向に延在する複数（本実施形態では３つ）の環状溝部５６～５８が、ピストン軸５ａの軸方向に並ぶように形成されている。最上段ピストンリング５３は、これらの環状溝部５６～５８のうち、ピストン本体５１の頂部５１ａに最も近い最上段の環状溝部５６に装着されている。中間ピストンリング５４は、これらの環状溝部５６～５８のうち、最上段の環状溝部５６と最下段の環状溝部５８との間に位置する中間の環状溝部５７に装着されている。最下段ピストンリング５５は、これらの環状溝部５６～５８のうち、ピストン本体５１の頂部５１ａから最も遠い最下段の環状溝部５８に装着されている。このようにして、最上段ピストンリング５３、中間ピストンリング５４および最下段ピストンリング５５は、ピストン本体５１の往復運動方向に並ぶようにピストン本体５１の外周部５１ｂに設けられる。

【0033】

また、最上段ピストンリング５３、中間ピストンリング５４および最下段ピストンリング５５は、各々、リングの切断部分である合口（図示せず）が形成されている。この構造により、これら複数のピストンリングは、各々、ピストン本体５１の径方向へ拡径および縮径可能な弾力性を有するようになる。ピストン本体５１がシリンダ１の内部に往復運動自在に収容された際、これら複数のピストンリングは、各々、シリンダ１の内周面２ａに面圧を加えながら当該内周面２ａと接触し、ピストン本体５１の往復運動に伴って当該内周面２ａを摺動する。

【0034】

特に図示しないが、最上段ピストンリング５３、中間ピストンリング５４および最下段ピストンリング５５の各外周面には、耐摩耗性を向上させるためのコーティング膜が形成されている。このコーティング膜としては、例えば、溶射皮膜やめっき皮膜等が挙げられる。溶射皮膜は、加熱等によって溶融または軟化させた材料粒子（微粒子）を基材表面に噴き付けて形成される皮膜である。溶射皮膜の材料粒子としては、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、クロムカーバイド（Ｃｒ－Ｃ）、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）等が挙げられる。めっき皮膜は、耐摩耗性を有する硬質材を基材表面にめっき処理することによって形成される皮膜である。めっき皮膜の硬質材としては、例えば、クロム（Ｃｒ）、クロムセラミック、窒化クロム（ＣｒＮ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等が挙げられる。

【0035】

また、図３に示すように、複数のピストンリングのうち最も上側（燃焼室７側）に設けられている最上段ピストンリング５３は、弧状摺動面５３ａと、内周面５３ｂとを有する。弧状摺動面５３ａは、最上段ピストンリング５３の外周面に含まれる面であり、シリンダ１の内周面２ａ側に凸の弧状をなすように形成される。すなわち、弧状摺動面５３ａは、当該内周面２ａ側に凸の頂点５３ｐを有する。詳細には、図３に示すように、弧状摺動面５３ａは、最上段ピストンリング５３の上下方向の中心位置５３ｃよりも下側に頂点５３ｐを有する偏心面、すなわち、下偏心バレルフェイス面である。弧状摺動面５３ａは、例えば、頂点５３ｐおよびその近傍において、潤滑油の油膜（図示せず）を介してシリンダライナ２の内周面２ａと摺接する。最上段ピストンリング５３は、このような弧状摺動面５３ａを面圧Ｐ１１でシリンダライナ２の内周面２ａに押し当てる。最上段ピストンリング５３は、シリンダ１の内部におけるピストン本体５１の往復運動に伴い、弧状摺動面５３ａを、面圧Ｐ１１でシリンダライナ２の内周面２ａに摺接させながら、当該内周面２ａを摺動する。

【0036】

なお、最上段ピストンリング５３の上下方向は、最上段ピストンリング５３の径方向に対して垂直な方向であり、図２に示すピストン軸５ａの軸方向と同じ方向である。当該上下方向において、上側は燃焼室７側であり、下側はシリンダ１の下部側（図１に示す掃気ポート８側）である。当該上下方向の定義は、複数のピストンリングの各々について同様である。

【0037】

最上段ピストンリング５３の面圧Ｐ１１は、最上段ピストンリング５３の内周面５３ｂに加えられる背面圧力と、最上段ピストンリング５３の弧状摺動面５３ａに加えられる対抗圧力との差圧（背面圧力－対抗圧力）に相当する。内周面５３ｂの背面圧力は、最上段ピストンリング５３の上側空間の圧力Ｐ１と同じである。弧状摺動面５３ａの対抗圧力は、弧状摺動面５３ａの頂点位置５３ｄを境に上側の対抗圧力と下側の対抗圧力とに分けられる。上側の対抗圧力は最上段ピストンリング５３の上側空間の圧力Ｐ１と同じであり、下側の対抗圧力は最上段ピストンリング５３の下側空間の圧力Ｐ２と同じである。なお、頂点位置５３ｄは、最上段ピストンリング５３の上下方向における頂点５３ｐの位置である。また、図３に示すように、圧力Ｐ１は、シリンダライナ２の内周面２ａとピストン本体５１の外周部５１ｂとの間の空間（以下、環状空間という）のうち、シリンダ１内の燃焼室７（図２参照）に通じる空間の圧力である。すなわち、圧力Ｐ１は、燃焼室７の筒内圧力と同じである。一方、圧力Ｐ２は、上記環状空間のうち、最上段ピストンリング５３と中間ピストンリング５４とに挟まれる空間の圧力である。これらの圧力Ｐ１、Ｐ２の差圧に基づく面圧Ｐ１１は、複数のピストンリングの各面圧の中で最も高圧である。

【0038】

また、図３に示すように、複数のピストンリングのうち最も下側（掃気ポート８側）に設けられている最下段ピストンリング５５は、弧状摺動面５５ａと、内周面５５ｂとを有する。弧状摺動面５５ａは、最下段ピストンリング５５の外周面に含まれる面であり、シリンダ１の内周面２ａ側に凸の弧状をなすように形成される。すなわち、弧状摺動面５５ａは、当該内周面２ａ側に凸の頂点５５ｐを有する。詳細には、図３に示すように、弧状摺動面５５ａは、最下段ピストンリング５５の上下方向の中心位置５５ｃよりも下側に頂点５５ｐを有する偏心面（下偏心バレルフェイス面）である。弧状摺動面５５ａは、例えば、頂点５５ｐおよびその近傍において、潤滑油の油膜を介してシリンダライナ２の内周面２ａと摺接する。最下段ピストンリング５５は、このような弧状摺動面５５ａを面圧Ｐ１３でシリンダライナ２の内周面２ａに押し当てる。最下段ピストンリング５５は、上述したピストン本体５１の往復運動に伴い、弧状摺動面５５ａを、面圧Ｐ１３でシリンダライナ２の内周面２ａに摺接させながら、当該内周面２ａを摺動する。

【0039】

最下段ピストンリング５５の面圧Ｐ１３は、上述した最上段ピストンリング５３の場合と同様に、内周面５５ｂの背面圧力と弧状摺動面５５ａの対抗圧力との差圧に相当する。詳細には、内周面５５ｂの背面圧力は、最下段ピストンリング５５の上側空間の圧力Ｐ３と同じである。弧状摺動面５５ａの対抗圧力は、弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄを境に上側の対抗圧力と下側の対抗圧力とに分けられる。上側の対抗圧力は最下段ピストンリング５５の上側空間の圧力Ｐ３と同じであり、下側の対抗圧力は最下段ピストンリング５５の下側空間の圧力Ｐ４と同じである。なお、頂点位置５５ｄは、最下段ピストンリング５５の上下方向における頂点５５ｐの位置である。また、図３に示すように、圧力Ｐ３は、シリンダライナ２とピストン本体５１との間の環状空間のうち、中間ピストンリング５４と最下段ピストンリング５５とに挟まれる空間の圧力である。一方、圧力Ｐ４は、上記環状空間のうち、シリンダ１の掃気ポート８（図１参照）に通じる空間の圧力である。すなわち、圧力Ｐ４は、大気圧と略同等の圧力である。これらの圧力Ｐ３、Ｐ４の差圧に基づく面圧Ｐ１３は、複数のピストンリングの各面圧の中でも、上述した最上段ピストンリング５３の面圧Ｐ１１に次いで２番目に高い。

【0040】

また、図３に示すように、複数のピストンリングのうち、最上段ピストンリング５３と最下段ピストンリング５５との間に設けられている中間ピストンリング５４は、弧状摺動面５４ａと、内周面５４ｂとを有する。弧状摺動面５４ａは、中間ピストンリング５４の外周面に含まれる面であり、シリンダ１の内周面２ａ側に凸の弧状をなすように形成される。すなわち、弧状摺動面５４ａは、当該内周面２ａ側に凸の頂点５４ｐを有する。詳細には、図３に示すように、弧状摺動面５４ａは、中間ピストンリング５４の上下方向の中心位置５４ｃに頂点５４ｐを有する面、すなわち、中央バレルフェイス面である。弧状摺動面５４ａは、例えば、頂点５４ｐおよびその近傍において、潤滑油の油膜を介してシリンダライナ２の内周面２ａと摺接する。中間ピストンリング５４は、このような弧状摺動面５４ａを面圧Ｐ１２でシリンダライナ２の内周面２ａに押し当てる。中間ピストンリング５４は、上述したピストン本体５１の往復運動に伴い、弧状摺動面５４ａを、面圧Ｐ１２でシリンダライナ２の内周面２ａに摺接させながら、当該内周面２ａを摺動する。

【0041】

中間ピストンリング５４の面圧Ｐ１２は、上述した最上段ピストンリング５３等と同様に、内周面５４ｂの背面圧力と弧状摺動面５４ａの対抗圧力との差圧に相当する。詳細には、内周面５４ｂの背面圧力は、中間ピストンリング５４の上側空間の圧力Ｐ２と同じである。弧状摺動面５４ａの対抗圧力は、弧状摺動面５４ａの頂点位置５４ｄ（中心位置５４ｃと同じ位置）を境に上側の対抗圧力と下側の対抗圧力とに分けられる。上側の対抗圧力は中間ピストンリング５４の上側空間の圧力（上述した圧力Ｐ２）と同じであり、下側の対抗圧力は中間ピストンリング５４の下側空間の圧力（上述した圧力Ｐ３）と同じである。これらの圧力Ｐ２、Ｐ３の差圧に基づく面圧Ｐ１２は、複数のピストンリングの各面圧の中で最も低圧である。

【0042】

ここで、最上段ピストンリング５３の面圧Ｐ１１は、上述したように、中間ピストンリング５４および最下段ピストンリング５５の各面圧Ｐ１２、Ｐ１３よりも高い。このように最も高い面圧Ｐ１１を有する最上段ピストンリング５３の弧状摺動面５３ａは、シリンダライナ２の内周面２ａに加える面圧が過度に高くなる事態を回避するために、面圧Ｐ１１の低減に有効な下偏心バレルフェイス面を有する。また、最下段ピストンリング５５の面圧Ｐ１３は、上述したように、最上段ピストンリング５３の面圧Ｐ１１に次いで高圧である。このように高い面圧Ｐ１３を有する最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａは、最上段ピストンリング５３と同様の目的で、面圧Ｐ１３の低減に有効な下偏心バレルフェイス面を有する。すなわち、最上段ピストンリング５３は、最下段ピストンリング５５と同様に下偏心バレルフェイス面である弧状摺動面５３ａを有する。

【0043】

また、最上段ピストンリング５３および最下段ピストンリング５５の製造コストの観点からも、最上段ピストンリング５３および最下段ピストンリング５５の各弧状摺動面５３ａ、５５ａを互いに同じ下偏心バレルフェイス面にすることが好ましい。何故ならば、これらの各弧状摺動面５３ａ、５５ａ同士を同じ態様にすることにより、最上段ピストンリング５３と最下段ピストンリング５５とを同じ製造ロットで大量生産することが可能となり、この結果、最上段ピストンリング５３および最下段ピストンリング５５の製造コストを低減できるからである。

【0044】

一方、中間ピストンリングの面圧Ｐ１２は、上述したように、複数のピストンリングの中で最も低い。このように低い面圧Ｐ１２を有する中間ピストンリングの弧状摺動面５４ａは、内周面５４ｂの背面圧力と弧状摺動面５４ａの対抗圧力とのバランスを加味して、頂点５４ｐが偏心していない中央バレルフェイス面となっている。

【0045】

（弧状摺動面の頂点位置）
つぎに、本発明の実施形態における複数のピストンリングの各々における弧状摺動面の頂点位置について説明する。当該弧状摺動面の頂点位置は、シリンダライナ２の内周面２ａに摺接する弧状摺動面の面圧の低減と、当該内周面２ａに対する弧状摺動面の馴染み易さと、当該内周面２ａ上の油膜の形成し易さとを加味して設定される。なお、上記馴染み易さは、シリンダライナ２の内周面２ａ上におけるピストンリング外周面（弧状摺動面）の摺動による摩耗面の形成し易さを意味する。以下では、上記複数のピストンリングを代表して、最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａにおける頂点位置５５ｄを説明する。

【0046】

図４は、本発明の実施形態における最下段ピストンリングの弧状摺動面の頂点位置を説明するための図である。最下段ピストンリング５５が設けられた環状溝部５８（図２、３参照）は、ピストン本体５１の高温化によって熱変形して傾く場合がある。この場合、最下段ピストンリング５５は、図４に示すように、当該熱変形に伴って元の状態（破線で示す状態）から傾いた状態（実線で示す状態）になる。最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄは、このような最下段ピストンリング５５の傾きを考慮して設定される。

【0047】

詳細には、図４に示すように、最下段ピストンリング５５は、外周面（内周面５５ｂとは反対側の周面）に弧状摺動面５５ａを有する。弧状摺動面５５ａは、最下段ピストンリング５５の外周面のうち、上縁面５５ｅおよび下縁面５５ｆを除く面である。上縁面５５ｅは、最下段ピストンリング５５の上端面と弧状摺動面５５ａとの間に位置する縁面であり、図４に示すように、曲率半径Ｒ_aの弧状に形成される。下縁面５５ｆは、最下段ピストンリング５５の下端面と弧状摺動面５５ａとの間に位置する縁面であり、図４に示すように、曲率半径Ｒ_bの弧状に形成される。

【0048】

また、図４に示すように、弧状摺動面５５ａは、シリンダライナ２の内周面２ａ側に凸の頂点５５ｐを有し、曲率半径Ｒ_Sの弧状に形成される。例えば、曲率半径Ｒ_Sは、弧状摺動面５５ａとシリンダライナ２の内周面２ａとが接触した際に、これら弧状摺動面５５ａと内周面２ａとの間に生じる隙間の程度等を考慮して設定される。このような弧状摺動面５５ａとシリンダライナ２の内周面２ａとの間には、頂点５５ｐから上縁面５５ｅ側に変位するに伴い順次増大する隙間（以下、上側隙間という）と、頂点５５ｐから下縁面５５ｆ側に変位するに伴い順次増大する隙間（以下、下側隙間という）とが生じる。

【0049】

弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄは、上述した上側隙間および下側隙間の各距離をもとに設定される。詳細には、弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄは、シリンダライナ２の内周面２ａと弧状摺動面５５ａとの上部間隔Ｌ１と下部間隔Ｌ２との比に基づいて設定される。図４に示すように、上部間隔Ｌ１は、弧状摺動面５５ａの上端部Ｂ１とシリンダライナ２の内周面２ａとの隙間の距離である。上端部Ｂ１は、弧状摺動面５５ａと上縁面５５ｅとの境界部（交線部）である。下部間隔Ｌ２は、弧状摺動面５５ａの下端部Ｂ２とシリンダライナ２の内周面２ａとの隙間の距離である。下端部Ｂ２は、弧状摺動面５５ａと下縁面５５ｆとの境界部（交線部）である。弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄは、これら上部間隔Ｌ１と下部間隔Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が所定の範囲内となるように設定される。比（Ｌ１／Ｌ２）は、例えば、１．１以上８．０以下である。このように頂点位置５５ｄを設定することにより、弧状摺動面５５ａの頂点５５ｐは、図４に示すように、中心位置５５ｃから下側に偏心した位置に設定される。すなわち、弧状摺動面５５ａは、下偏心バレルフェイス面になる。

【0050】

また、比（Ｌ１／Ｌ２）が１．１以上８．０以下の範囲内でより小さくなるように頂点位置５５ｄを設定することにより、中心位置５５ｃから下側への頂点５５ｐの偏心量（以下、下偏心量という）は、より小さくなる。比（Ｌ１／Ｌ２）が１．１である場合、頂点５５ｐの下偏心量は最小値となる。一方、比（Ｌ１／Ｌ２）が１．１以上８．０以下の範囲内でより大きくなるように頂点位置５５ｄを設定することにより、頂点５５ｐの下偏心量は、より大きくなる。比（Ｌ１／Ｌ２）が８．０である場合、頂点５５ｐの下偏心量は最大値となる。

【0051】

例えば、シリンダライナ２の内周面２ａに対する弧状摺動面５５ａの面圧（図３に示す最下段ピストンリング５５の面圧Ｐ１３）をより低減する場合、比（Ｌ１／Ｌ２）が８．０を上限値にしてより大きくなるように頂点位置５５ｄを設定することが好ましい。シリンダライナ２の内周面２ａに対する弧状摺動面５５ａの馴染み易さをより高める場合、比（Ｌ１／Ｌ２）が１．１を下限値にしてより小さくなるように頂点位置５５ｄを設定することが好ましい。シリンダライナ２の内周面２ａ上における油膜の形成し易さを高める場合、比（Ｌ１／Ｌ２）の上限値を８．０にして当該油膜がより厚くなるように頂点位置５５ｄを設定することが好ましい。

【0052】

なお、最上段ピストンリング５３の弧状摺動面５３ａの頂点位置５３ｄ（図３参照）は、上述した最下段ピストンリング５５における頂点位置５５ｄの設定と同様の理論に基づいて、最上段ピストンリング５３の中心位置５３ｃから下側に設定されることが好ましい。一方、中間ピストンリング５４の弧状摺動面５４ａは、上述したように中央バレルフェイス面である。この場合、弧状摺動面５４ａの頂点位置５４ｄは、図４に示す上部間隔Ｌ１と下部間隔Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）が１．０となるように設定されることが好ましい。

【0053】

（面圧の低減）
つぎに、最下段ピストンリング５５の面圧Ｐ１３の低減について説明する。図５は、本発明の実施形態における最下段ピストンリングの面圧の低減を説明するための図である。最下段ピストンリング５５の面圧Ｐ１３は、上述したように、シリンダライナ２の内周面２ａに弧状摺動面５５ａを押し当てる圧力（押圧力）であり、最下段ピストンリング５５の内周面５５ｂの背面圧力と弧状摺動面５５ａの対抗圧力との差圧によって決まる。

【0054】

詳細には、図５に示すように、最下段ピストンリング５５の内周面５５ｂは、最下段ピストンリング５５の上側空間の圧力Ｐ３を受ける。すなわち、当該内周面５５ｂの背面圧力は、この圧力Ｐ３になる。また、図５に示すように、最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａは、上弧状面５５ａａと下弧状面５５ａｂとを有する。例えば、弧状摺動面５５ａは、頂点位置５５ｄを境に上側の弧状面と下側の弧状面とに分けられる。上弧状面５５ａａは当該上側の弧状面であり、下弧状面５５ａｂは当該下側の弧状面である。これら上弧状面５５ａａおよび下弧状面５５ａｂの各曲率半径は、互いに同じ（図４に示す曲率半径Ｒ_s）である。弧状摺動面５５ａは、図５に示すように、上弧状面５５ａａにおいて圧力Ｐ３を受けるとともに、下弧状面５５ａｂにおいて圧力Ｐ４を受ける。すなわち、弧状摺動面５５ａの対抗圧力は、上弧状面５５ａａの圧力Ｐ３と下弧状面５５ａｂの圧力Ｐ４との合計圧力である。

【0055】

なお、圧力Ｐ３は、上述したように、最下段ピストンリング５５の上側空間の圧力であり、最下段ピストンリング５５の背面圧力に等しい。一方、圧力Ｐ４は、最下段ピストンリング５５の下側空間の圧力であり、上述したように大気圧と略同等である。このような圧力Ｐ４は、上記圧力Ｐ３よりも極めて低い（Ｐ４＜＜Ｐ３）。

【0056】

ここで、弧状摺動面５５ａの頂点５５ｐは、図５に示すように、下側に偏心している。このため、弧状摺動面５５ａのうち、上弧状面５５ａａの面積は下弧状面５５ａｂの面積に比べて大きい。これにより、弧状摺動面５５ａは、対抗圧力の一つとして、上記背面圧力と同等の圧力Ｐ３を、上記背面圧力よりも低い圧力Ｐ４に比べてより多く受けることができる。この結果、内周面５５ｂの背面圧力と弧状摺動面５５ａの対抗圧力との差圧を低減できることから、最下段ピストンリング５５の面圧Ｐ１３を、上記差圧の低減分、低減することができる。

【0057】

なお、上述した最上段ピストンリング５３は、最下段ピストンリング５５と同様に下偏心バレルフェイス面である弧状摺動面５３ａを有している。したがって、最上段ピストンリング５３の面圧Ｐ１１（図３参照）についても、図５に示した最下段ピストンリング５５と同様に、低減することができる。

【0058】

（弧状摺動面の馴染み易さ）
つぎに、シリンダライナ２の内周面２ａに対する最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａの馴染み易さについて説明する。図６は、シリンダライナの内周面に対する最下段ピストンリングの弧状摺動面の馴染み易さを説明するための図である。図６に示すように、最下段ピストンリング５５は、ピストン本体５１の環状溝部５８に設けられ、シリンダライナ２の内周面２ａに弧状摺動面５５ａを摺接させる。この状態において、最下段ピストンリング５５は、ピストン本体５１の往復運動に伴い、弧状摺動面５５ａの頂点５５ｐおよびその近傍部位を、シリンダライナ２の内周面２ａに沿って摺動させる。なお、図６には図示されていないが、シリンダライナ２の内周面２ａと最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａとの間には潤滑油の油膜が介在している。

【0059】

このような最下段ピストンリング５５は、ピストン本体５１の往復運動とともに、弧状摺動面５５ａとシリンダライナ２の内周面２ａとを当該往復運動方向（上下方向）に繰り返し擦り合わせる。これにより、弧状摺動面５５ａは、頂点５５ｐから上弧状面５５ａａおよび下弧状面５５ａｂの両側に摩耗していく。

【0060】

ここで、弧状摺動面５５ａは、図６に示すように、頂点５５ｐが下側に偏心した下偏心バレルフェイス面である。それ故、弧状摺動面５５ａとシリンダライナ２の内周面２ａとの隙間は、頂点位置５５ｄの上側と下側とで偏っている。すなわち、頂点位置５５ｄからの変位量が同じ部位において当該隙間の距離を比較した場合、弧状摺動面５５ａの上弧状面５５ａａとシリンダライナ２の内周面２ａとの隙間の距離は、弧状摺動面５５ａの下弧状面５５ａｂとシリンダライナ２の内周面２ａとの隙間の距離に比べて大きい。このような弧状摺動面５５ａの摩耗は、下弧状面５５ａｂに比べて上弧状面５５ａａに進行し難い。しかし、弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄは、図４に示したように、上部間隔Ｌ１と下部間隔Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）の上下限範囲内で設定されているので、下側へ過度に偏心していない。これにより、弧状摺動面５５ａにおける上弧状面５５ａａ側への摩耗の進行し難さは、緩和されている。したがって、弧状摺動面５５ａの摩耗は、上弧状面５５ａａおよび下弧状面５５ａｂの両側に適度に進行し得る。

【0061】

上記のような弧状摺動面５５ａを有する最下段ピストンリング５５においては、ピストン本体５１の往復運動（舶用内燃機関１０の運転）が目標の期間継続された後、図６に示すように、シール面５５ｈが弧状摺動面５５ａに形成される。シール面５５ｈは、上記目標の期間、弧状摺動面５５ａがシリンダライナ２の内周面２ａ上を繰り返し摺動することによって形成される摩耗面である。シール面５５ｈは、所定のシール長ＳＬをなしてシリンダライナ２の内周面２ａと摺接することにより、当該内周面２ａと最下段ピストンリング５５の外周面とのシール性を確保するとともに、当該内周面２ａとの円滑性を向上させることができる。このため、弧状摺動面５５ａにシール面５５ｈが形成された段階で、上述した注油棒９（図１参照）からシリンダライナ２の内周面２ａに供給される潤滑油の量を減らすことができる。

【0062】

また、図６に示すように、弧状摺動面５５ａにおいては、下弧状面５５ａｂとシリンダライナ２の内周面２ａとの隙間が上弧状面５５ａａに比べて小さい。このため、最下段ピストンリング５５は、弧状摺動面５５ａの上側よりも下側に潤滑油を塗り広げやすい。したがって、最下段ピストンリング５５は、ピストン本体５１の往復運動に伴い、上述した注油棒９から注入された潤滑油を、シリンダライナ２の内周面２ａの上側のみならず、下側へも塗り広げる。これにより、当該内周面２ａ上には、最下段ピストンリング５５を含む複数のピストンリングの外周面との潤滑性を確保するに十分な油膜が形成される。

【0063】

以上、説明したように、本発明の実施形態では、シリンダ１の内部を往復運動するピストン本体５１の外周部５１ｂに設けられた複数のピストンリングのうち、最下段ピストンリング５５が、シリンダ１の内周面側に凸の弧状をなしてシリンダ１の内周面２ａと摺接する弧状摺動面５５ａを有し、この弧状摺動面５５ａは、最下段ピストンリング５５の上下方向の中心位置５５ｃよりも下側に頂点５５ｐを有する偏心面としている。

【0064】

このため、弧状摺動面５５ａのうち、最下段ピストンリング５５の背面圧力と同じ圧力Ｐ３を受ける上側の面を、当該圧力Ｐ３よりも低い圧力Ｐ４を受ける下側の面に比べて大きくすることができ、これにより、最下段ピストンリング５５の背面圧力と対抗圧力との差圧を低減することができる。この結果、シリンダ１の内周面２ａに対する最下段ピストンリング５５の面圧Ｐ１３を低減できることから、当該内周面２ａ上の油膜が過度に薄くなる事態を回避して、弧状摺動面５５ａと当該内周面２ａとの潤滑性を確保するとともに、当該内周面２ａにスカッフィングが発生する事態を防止することができる。これに加え、最下段ピストンリング５５の外周面に形成されていたコーティング膜（耐摩耗性の膜等）の剥離を抑制することができ、これにより、最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａとシリンダ１の内周面２ａとの間のシール性の低下を抑制することができる。

【0065】

また、本発明の実施形態では、上述した最下段ピストンリング５５を含む複数のピストンリングが設けられたピストン５と、当該ピストン５を往復運動自在に収容するシリンダ１とを備える舶用内燃機関１０を構成している。このため、上述した最下段ピストンリング５５の作用効果を享受することができ、これにより、シリンダ１およびピストン５を長寿命化して、これらの交換頻度を低減することができる。

【0066】

また、本発明の実施形態では、最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄを、弧状摺動面５５ａとシリンダ１の内周面２ａとの間における上部間隔Ｌ１と下部間隔Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）に基づいて設定している。このため、最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａを、シリンダ１の内周面２ａに対する弧状摺動面５５ａの面圧の低減、馴染み易さおよび油膜の形成し易さに有効な偏心面（下偏心バレルフェイス面）に簡易且つ再現性良く設定することができる。

【0067】

また、本発明の実施形態では、最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄを設定するための上部間隔Ｌ１と下部間隔Ｌ２との比（Ｌ１／Ｌ２）を、１．１以上８．０以下の範囲内としている。このため、弧状摺動面５５ａの頂点位置５５ｄを、シリンダ１の内周面２ａに対する弧状摺動面５５ａの面圧の低減、馴染み易さおよび油膜の形成し易さに有効な偏心面の頂点位置の上下限範囲内に設定することができる。

【0068】

また、本発明の実施形態では、複数のピストンリングのうち最上段ピストンリング５３の弧状摺動面５３ａを、上述した最下段ピストンリング５５の弧状摺動面５５ａと同じ偏心面にしている。このため、最上段ピストンリング５３においても、上述した最下段ピストンリング５５の場合と同様の作用効果を享受することができ、これにより、シリンダ１の内周面２ａにスカッフィングの発生をより確実に防止することができる。さらには、最上段ピストンリング５３および最下段ピストンリング５５を同じ製造ロットで大量生産することができ、この結果、最上段ピストンリング５３および最下段ピストンリング５５の各々に要する製造コストを低減することができる。

【0069】

なお、上述した実施形態では、ピストン本体の外周部に設けられる複数のピストンリングの一例として３つのピストンリングを例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、ピストン本体の外周部には、当該ピストン本体の往復運動方向に並ぶように２つのピストンリングが設けられていてもよいし、３つ以上のピストンリングが設けられていてもよい。

【0070】

また、上述した実施形態では、複数のピストンリングのうち、最上段ピストンリングの外周面を最下段ピストンリングと同様の下偏心バレルフェイス面とし、中間ピストンリングの外周面を中央バレルフェイス面としていたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、最上段ピストンリングの外周面は、最下段ピストンリングと同様の下偏心バレルフェイス面であることがより好ましいが、頂点位置が最下段ピストンリングとは異なる下偏心バレルフェイス面であってもよいし、中央バレルフェイス面であってもよいし、上偏心バレルフェイス面であってもよい。また、中間ピストンリングの外周面は、上述した中央バレルフェイス面であってもよいし、下偏心バレルフェイス面であってもよいし、上偏心バレルフェイス面であってもよい。

【0071】

また、上述した実施形態では、合口がリングの切断部分となっている複数のピストンリングを例示したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、複数のピストンリングの各々（特に最上段ピストンリングおよび最下段ピストンリング）は、入れ子構造の合口に例示されるガスタイト型合口を有するピストンリング、所謂、ガスタイトリングであってもよい。

【0072】

また、上述した実施形態により本発明が限定されるものではなく、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。その他、上述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

【符号の説明】

【0073】

１ シリンダ
２ シリンダライナ
２ａ 内周面
３ シリンダカバー
４ シリンダジャケット
５ ピストン
５ａ ピストン軸
６ ピストン棒
７ 燃焼室
８ 掃気ポート
９ 注油棒
１０ 舶用内燃機関
１１ 排気弁
１２ 排気管
５１ ピストン本体
５１ａ 頂部
５１ｂ 外周部
５２ スカート部
５３ 最上段ピストンリング
５３ａ、５４ａ、５５ａ 弧状摺動面
５３ｂ、５４ｂ、５５ｂ 内周面
５３ｃ、５４ｃ、５５ｃ 中心位置
５３ｄ、５４ｄ、５５ｄ 頂点位置
５３ｐ、５４ｐ、５５ｐ 頂点
５４ 中間ピストンリング
５５ 最下段ピストンリング
５５ａａ 上弧状面
５５ａｂ 下弧状面
５５ｅ 上縁面
５５ｆ 下縁面
５５ｈ シール面
５６、５７、５８ 環状溝部
Ａ_t 上死点
Ａ_b 下死点
Ａ_x 位置
Ｂ１ 上端部
Ｂ２ 下端部
Ｚ 領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】