特開 2024-72024 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】P2024072024

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】内燃機関

(51)【国際特許分類】

   F02F 3/00 20060101AFI20240520BHJP

   F16J 10/04 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

F02F3/00 M

F16J10/04

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182601

(22)【出願日】2022-11-15

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-01-09

(71)【出願人】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(74)【代理人】

【識別番号】100167793

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 学

(72)【発明者】

【氏名】三田 拓朗

(72)【発明者】

【氏名】坪田 頼昌

(72)【発明者】

【氏名】中村 允紀

(72)【発明者】

【氏名】岸上 貴史

【テーマコード（参考）】

3J044

【Ｆターム（参考）】

3J044AA12

3J044CC03

3J044DA09

(57)【要約】

【課題】内壁面に作用する面圧の増大を抑制しつつ、潤滑油の消費を抑制する。
【解決手段】内燃機関１は、上死点と下死点の間で往復運動するピストン３０と、内壁面１３が、ピストン３０が往復運動する際に内壁面１３においてスカート部３２が押し当てられるスラスト領域と、内壁面１３においてスラスト領域とは反対側のアンチスラスト領域とを含むシリンダ１２と、内壁面１３においてシリンダ１２の軸方向の中央部を含み、かつ周方向に沿った帯状の中央部領域１４に形成された複数の凹部５２を備える。中央部領域１４のうち、スラスト領域の周方向に沿った第１所定幅の第１部分領域Ｒ１ａでの凹部の形成度合いと、アンチスラスト領域の周方向に沿って第１所定幅よりも小さい第２所定幅の第２部分領域Ｒ１ｂでの凹部の形成度合いは、中央部領域１４の他の領域での凹部の形成度合いよりも小さい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スカート部を有し、上死点と下死点の間で往復運動するピストンと、
前記ピストンが内壁面を摺動するシリンダであって、前記内壁面が、前記ピストンが往復運動する際に前記内壁面において前記スカート部が押し当てられるスラスト領域と、前記内壁面において前記スラスト領域とは反対側のアンチスラスト領域とを含むシリンダと、
前記内壁面において前記シリンダの軸方向の中央部を含み、かつ周方向に沿った帯状の中央部領域に形成された複数の凹部と、
を備え、
前記中央部領域のうち、前記スラスト領域の前記周方向に沿った第１所定幅の第１部分領域での凹部の形成度合いと、前記アンチスラスト領域の前記周方向に沿って前記第１所定幅よりも小さい第２所定幅の第２部分領域での凹部の形成度合いは、前記中央部領域の他の領域での凹部の形成度合いよりも小さい、内燃機関。

【請求項2】

前記第１所定幅は、前記スカート部の前記周方向の幅以下の大きさである、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項3】

前記第１部分領域及び前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の全域に亘った領域である、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項4】

前記第１部分領域は、前記中央部領域のうち前記軸方向の中央側の領域であり、
前記中央部領域は、前記第１部分領域に前記軸方向に沿って繋がっており前記上死点側の第３部分領域を含み、
前記第３部分領域の前記周方向に沿った第３所定幅は、前記第１所定幅よりも小さい、
請求項１の内燃機関。

【請求項5】

前記中央部領域は、前記第１部分領域に前記軸方向に沿って繋がっており前記下死点側の第４部分領域を含み、
前記第４部分領域の前記周方向に沿った第４所定幅は、前記第１所定幅よりも小さく、かつ前記第３所定幅よりも大きい、
請求項４の内燃機関。

【請求項6】

前記第１部分領域及び前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の中央側から前記下死点側の端までに亘った領域である、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項7】

前記第１部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の中央側から前記下死点側の端までに亘った領域であり、
前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の全域に亘った領域である、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項8】

前記中央部領域は、前記上死点に位置する前記ピストンの外周面に設けられたリング溝よりも高さ方向の下側に位置し、かつ前記下死点に位置する前記ピストンの前記リング溝よりも高さ方向の上側に位置する領域である、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項9】

前記第１部分領域及び前記第２部分領域には、前記凹部が形成されていない、
請求項１に記載の内燃機関。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関に関する。

【背景技術】

【0002】

ピストンがシリンダの内壁面を摺動する内燃機関においては、ピストンが往復運動する際のピストンリングの摺動抵抗（摩擦力）を低減することが有効である。そこで、摩擦力を抑制すべく、シリンダの内壁面に凹部を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２３６４４３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、シリンダの内壁面には、ピストンが往復運動する際に圧力（面圧）が作用するが、内壁面に凹部を設けた場合には、ピストンのスカート部が接触する接触面積が小さくなるため、スカート部から内壁面に作用する面圧が大きくなるおそれがある。
また、凹部の形成領域が多いと、内壁面に供給される潤滑油の量が多くなり、凹部に付着した潤滑油がピストンによって燃焼室側に移動して消費されてしまう。

【0005】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、内壁面に作用する面圧の増大を抑制しつつ、潤滑油の消費を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一の態様においては、スカート部を有し、上死点と下死点の間で往復運動するピストンと、前記ピストンが内壁面を摺動するシリンダであって、前記内壁面が、前記ピストンが往復運動する際に前記内壁面において前記スカート部が押し当てられるスラスト領域と、前記内壁面において前記スラスト領域とは反対側のアンチスラスト領域とを含むシリンダと、前記内壁面において前記シリンダの軸方向の中央部を含み、かつ周方向に沿った帯状の中央部領域に形成された複数の凹部と、を備え、前記中央部領域のうち、前記スラスト領域の前記周方向に沿った第１所定幅の第１部分領域での凹部の形成度合いと、前記アンチスラスト領域の前記周方向に沿って前記第１所定幅よりも小さい第２所定幅の第２部分領域での凹部の形成度合いは、前記中央部領域の他の領域での凹部の形成度合いよりも小さい、内燃機関を提供する。

【0007】

また、前記第１所定幅は、前記スカート部の前記周方向の幅以下の大きさであることとしてもよい。

【0008】

また、前記第１部分領域及び前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の全域に亘った領域であることとしてもよい。

【0009】

また、前記第１部分領域は、前記中央部領域のうち前記軸方向の中央側の領域であり、前記中央部領域は、前記第１部分領域に前記軸方向に沿って繋がっており前記上死点側の第３部分領域を含み、前記第３部分領域の前記周方向に沿った第３所定幅は、前記第１所定幅よりも小さいこととしてもよい。

【0010】

また、前記中央部領域は、前記第１部分領域に前記軸方向に沿って繋がっており前記下死点側の第４部分領域を含み、前記第４部分領域の前記周方向に沿った第４所定幅は、前記第１所定幅よりも小さく、かつ前記第３所定幅よりも大きいこととしてもよい。

【0011】

また、前記第１部分領域及び前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の中央側から前記下死点側の端までに亘った領域であることとしてもよい。

【0012】

また、前記第１部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の中央側から前記下死点側の端までに亘った領域であり、前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の全域に亘った領域であることとしてもよい。

【0013】

また、前記中央部領域は、前記上死点に位置する前記ピストンの外周面に設けられたリング溝よりも高さ方向の下側に位置し、かつ前記下死点に位置する前記ピストンの前記リング溝よりも高さ方向の上側に位置する領域であることとしてもよい。
また、前記第１部分領域及び前記第２部分領域には、前記凹部が形成されていないこととしてもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、内壁面に作用する面圧の増大を抑制しつつ、潤滑油の消費を抑制できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】内燃機関１の構成を示す模式図である。

【図2】シリンダ１２に対するピストン３０の上死点及び下死点の位置を示す模式図である。

【図3】ピストン３０が往復運動する際にシリンダ１２に作用する圧力の分布を説明するための模式図である。

【図4】第１実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。

【図5】凹部５２の形状を説明するための模式図である。

【図6】第２実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。

【図7】第３実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。

【図8】第４実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。

【図9】第５実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜内燃機関の概要＞
図１は、内燃機関１の構成を示す模式図である。内燃機関１は、例えば直噴式のエンジンである。内燃機関１は、シリンダブロック１０と、シリンダヘッド２０と、ピストン３０を有する。

【0017】

シリンダブロック１０は、ピストン３０を往復運動可能に収容するシリンダ１２と、クランクシャフト４５を収容するクランクケース１６とを有する。シリンダブロック１０は、シリンダ１２とクランクケース１６を一体化した構成となっている。クランクケースには、潤滑油を貯留するオイルパン１８が取り付けられている。

【0018】

シリンダヘッド２０は、シリンダブロック１０の上部に設けられている。シリンダヘッド２０は、インジェクタ２２と、吸気ポート２３と、排気ポート２４と、吸気バルブ２５と、排気バルブ２６を有する。インジェクタ２２は、ピストン３０の頂面とシリンダ１２の内壁面１３とシリンダヘッド２０とで区画された燃焼室内に燃料を噴射する。吸気ポート２３は、燃焼室に新気を導入させる吸気口である。排気ポート２４は、燃焼室から排気を導出させる排気口である。吸気バルブ２５は、開閉作動により、吸気ポート２３から燃焼室に新気を導入させる。排気バルブ２６は、開閉作動により、燃焼室から排気ポート２４に排気を導出させる。

【0019】

ピストン３０は、上死点と下死点の間で往復運動する際に、シリンダ１２の内壁面１３を摺動する。内壁面１３には潤滑油が供給され、油膜が形成されている。ピストン３０の上部外周には、燃焼ガスをシールしたり、油膜を所定厚さに保持したりするために、ピストンリング３５が複数設けられている。ピストンリング３５は、ピストン３０の外周面に形成されたリング溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃ（図２参照）の各々に設けられている。ピストン３０の下部には、スカート部３２が設けられている。スカート部３２は、ピストン３０のピストンピン３８よりも下方の部分である。

【0020】

図２は、シリンダ１２に対するピストン３０の上死点及び下死点の位置を示す模式図である。図２では、説明の便宜上、シリンダ１２が展開した状態で示されている。また、図２の左上に示すピストン３０は上死点に位置し、図２の左下に示すピストン３０は下死点に位置している。シリンダ１２の展開図の横軸は、シリンダ１２の展開角度を示し、縦軸はシリンダ１２の高さを示している。展開角度が１８０°の位置は、シリンダ１２のスラスト領域の周方向での中心位置であり、展開角度が０°の位置は、シリンダ１２のアンチスラスト領域の周方向での中心位置である。図２では、シリンダ１２の高さ方向（軸方向）において２つの破線で囲まれた領域が、内壁面１３の中央部領域１４である。

【0021】

中央部領域１４は、内壁面１３においてシリンダ１２の軸方向の中央部を含み、かつ周方向に沿った帯状の領域である。中央部領域１４の一部には、所定間隔で凹部５２（図５参照）が形成されている。中央部領域１４は、上死点に位置するピストン３０のリング溝３１ｃよりも高さ方向の下側に位置し、かつ下死点に位置するピストン３０のリング溝３１ａよりも高さ方向の上側に位置する領域である。すなわち、中央部領域１４は、ピストン３０が上死点又は下死点で停止した際に、リング溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃのピストンリング３５が接してない領域である。また、言い換えれば、中央部領域１４は、ピストン３０が上死点と下死点との間を往復運動する際に、リング溝３１ａ、３１ｂ、３１ｃが通過する領域であるともいえる。さらに別言すれば、中央部領域１４は、ピストン３０が上死点と下死点の間で往復運動する際に、ピストン３０の移動速度が所定値以上である領域である。

【0022】

ピストン３０は、ピストンピン３８を介してコネクティングロッド４１と連結されている。コネクティングロッド４１は、クランクピン４３を介してクランクシャフト４５と連結されている。これにより、ピストン３０のシリンダ１２内の往復運動が、コネクティングロッド４１の回転運動に変換され、クランクシャフト４５が回転する。

【0023】

ピストン３０がシリンダ１２の内壁面１３を摺動する構成においては、燃費の改善等のために、ピストン３０が往復運動する際のピストンリング３５の摺動抵抗（摩擦力）を低減することが有効である。そこで、摩擦力を適切に抑制すべく、内壁面１３の所定領域に凹部５２が形成されている。

【0024】

ところで、シリンダ１２の内壁面１３には、内燃機関１内での燃焼に伴いピストン３０が往復運動する際に圧力が作用する。具体的には、ピストン３０のスカート部３２が内壁面１３に押し当てられることで、内壁面１３に圧力（面圧）が作用する。

【0025】

図３は、ピストン３０が往復運動する際にシリンダ１２に作用する圧力の分布を説明するための模式図である。破線Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の各々は、同じ圧力の位置を示している。４つの破線Ａ１～Ａ４が示す圧力は、「Ａ４＞Ａ３＞Ａ２＞Ａ１」の関係となっている。このため、図３に示すシリンダ１２の展開角度が１８０°である部分や、展開角度が０°（３６０°）である部分の圧力が大きくなっていることが分かる。通常、ピストン３０が図３に示す位置（上死点から少し下へ移動した位置）に位置する際に、最も大きな圧力が内壁面１３に作用する。また、「Ｔｈ」は、スカート部３２からの圧力が最も大きいスラスト側を意味し、「ＡＴｈ」は、スラスト側の反対側のアンチスラスト側を意味し、「Ｆｒｏｎｔ」はピストン３０のフロント側を意味し、「Ｒｅａｒ」はピストン３０のリア側を意味する。

【0026】

シリンダ１２の内壁面１３は、ピストン３０が往復運動する際に内壁面１３においてスカート部３２が押し当てられるスラスト領域と、内壁面１３においてスラスト領域とは反対側のアンチスラスト領域とを含む。スラスト領域は、展開角度の１８０°を中心として所定角度の範囲（一例として、１３５°～２２５°の範囲）の領域である。アンチスラスト領域は、展開角度の０°（３６０°）を中心として所定角度の範囲（一例として、０°～４５°、かつ３１５°～３６０°の範囲）の領域である。

【0027】

中央部領域１４に凹部５２を設けた場合には、ピストン３０のスカート部３２が接触する接触面積が小さくなるため、スカート部３２から内壁面１３に作用する面圧が大きくなるおそれがある。このため、スカート部３２からの面圧が大きくなることを抑制するように、凹部５２を設ける必要がある。

【0028】

また、中央部領域１４に凹部５２を設けた場合には、内壁面１３に供給された潤滑油が凹部５２に堆積しているが、ピストン３０が上死点側へ移動する際にピストンリング３５によって凹部５２内の潤滑油が掻き出されて燃焼室へ移動して蒸発してしまい、潤滑油が無駄に消費されてしまうおそれがある。中央部領域１４の全体に凹部５２を形成した場合には、凹部５２から燃焼室へ移動する潤滑油が多くなってしまう。このため、潤滑油の燃焼室への移動を抑制するように凹部５２を設けることが必要となる。

【0029】

これに対して、本実施形態では、ピストンリング３５の摺動抵抗を抑制し、スカート部３２から内壁面１３に作用する面圧を抑制し、潤滑油の無駄な消費を抑制できるように、中央部領域１４の一部に凹部５２を設けている。

【0030】

＜内壁面における凹部の形成位置＞
内壁面１３における凹部の形成位置について、第１実施例～第５実施例を例に挙げて説明する。

【0031】

（第１実施例）
図４は、第１実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。中央部領域１４の一部である凹部形成領域５０には、所定間隔で複数の凹部５２が形成されている。凹部形成領域５０は、中央部領域１４のうちの第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂを除いた領域である。このため、凹部５２は、中央部領域１４全体ではなく、中央部領域１４の一部の領域に形成されている。
なお、以下では、第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂに、凹部５２が形成されていないこととしたが、これに限定されず、第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂに少数の凹部が形成されていてもよい。すなわち、第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂでの凹部の形成度合い（例えば、凹部の密度）は、凹部形成領域５０での凹部の形成度合いよりも小さい。

【0032】

第１部分領域Ｒ１ａは、中央部領域１４のうちの少なくともスラスト領域の軸方向の中央側の領域を含む。第２部分領域Ｒ１ｂも、中央部領域１４のうちの少なくともアンチスラスト領域の軸方向の中央側の領域を含む。第１実施例では、第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂは、中央部領域１４の軸方向の全域に亘った領域である。このため、凹部形成領域５０は、第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂによって、２つの形成領域５０ａ、５０ｂに分けられる。形成領域５０ａは、ここでは、形成領域５０ｂと同じ面積となっている。

【0033】

第１部分領域Ｒ１ａは、スラスト領域の周方向に沿った第１所定幅Ｌ１の領域である。第２部分領域Ｒ１ｂは、アンチスラスト領域の周方向に沿った第２所定幅Ｌ２の領域である。第２部分領域Ｒ１ｂの第２所定幅Ｌ２は、第１部分領域Ｒ１ａの第１所定幅Ｌ１よりも小さい。第１所定幅Ｌ１が第２所定幅Ｌ２よりも大きいのは、スラスト領域側に作用する圧力が大きい領域が、アンチスラスト領域側よりも広いためである。

【0034】

第１所定幅Ｌ１は、スカート部３２の周方向の幅以下であることが望ましい。図３を参照すると、スカート部３２の周方向の幅以下の部分の面圧が大きい。このため、第１部分領域Ｒ３ａの第１所定幅を、スカート部３２の周方向の幅以下にすることで、スカート部３２による面圧の増大を効果的に抑制できる。

【0035】

図５は、凹部５２の形状を説明するための模式図である。図５（ａ）には凹部形成領域５０の一部を拡大した図が示され、図５（ｂ）には図５（ａ）のＢ－Ｂ断面図が示されている。凹部５２は、内壁面１３に所定間隔で配置されている。凹部５２は、ここでは直径Ｄの円形状である。凹部５２の深さは、直径Ｄよりも小さい。ただし、上記に限定されず、凹部５２は、例えば矩形の凹部であってもよい。

【0036】

第１の実施例における凹部形成領域５０（具体的には、形成領域５０ａ、５０ｂ）は、高さ方向において上死点に位置するピストン３０のリング溝３１ｃよりも下側に位置し、かつ下死点に位置するピストン３０のリング溝３１ａよりも上側に位置する領域である（図２参照）。すなわち、凹部形成領域５０は、上死点に位置するピストン３０のピストンリング３５が接しない領域であって、下死点に位置するピストン３０のピストンリング３５が接しない領域である。これにより、ピストン３０が上死点や下死点で停止した際にピストンリング３５が凹部５２に接して摩擦力が増大することを防止できる。

【0037】

また、ピストン３０のスカート部３２から面圧が大きくなる領域を第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂとしていることで、面圧が大きくなる箇所でスカート部３２が凹部５２に接することを抑制できる。これにより、スカート部３２が凹部５２に接触することに起因する面圧の増大を抑制できる。特に、スカート部３２からの面圧が大きい第１非成形領域Ｒ１ａの第１所定幅Ｌ１を、第２部分領域Ｒ１ｂの第２所定幅Ｌ２よりも大きくすることで、スカート部３２による面圧の増大を効果的に抑制できる。

【0038】

さらに、第１部分領域Ｒ１ａに加えて第２部分領域Ｒ１ｂを設けることで、凹部形成領域５０が狭くなり、凹部５２の数を減らすことができる。これにより、凹部５２から燃焼室側へ移動する潤滑油の量を抑制できるので、潤滑油の無駄な消費を抑制できる。

【0039】

（第２実施例）
図６を参照しながら、凹部５２の形成位置の第２実施例を説明する。第２実施例の凹部形成領域５０の面積が、第１実施例の凹部形成領域５０の面積と異なる。ここでは、第２実施例の凹部形成領域５０の面積は、第１実施例の凹部形成領域５０の面積よりも小さい。

【0040】

図６は、第２実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。第２実施例の内壁面１３の中央部領域１４は、第１部分領域Ｒ２ａと、第２部分領域Ｒ２ｂと、第３部分領域Ｒ２ｃを含む。中央部領域１４のうち３つの部分領域Ｒ２ａ～Ｒ２ｃを除いた領域が、凹部５２が形成されている凹部形成領域５０となっている。なお、３つの部分領域Ｒ２ａ～Ｒ２ｃには、少数の凹部が形成されていてもよい。別言すれば、３つの部分領域Ｒ２ａ～Ｒ２ｃには、凹部形成領域５０での凹部の形成度合いよりも小さい少数の凹部が形成されていてもよい。

【0041】

第２実施例の第１部分領域Ｒ２ａは、中央部領域１４の軸方向の中央側から下死点側へ亘った領域である点で、第１実施例の中央部領域１４の軸方向の全域に亘った第２部分領域Ｒ１ａとは異なる。第１部分領域Ｒ２ａは、ピストン３０から内壁面１３に圧力が作用する部分の領域となっている。このため、内壁面１３においてピストン３０から内壁面１３に圧力が作用する領域には、凹部５２が形成されないことになる。第１部分領域Ｒ２ａは、ここでは矩形（具体的には長方形）の領域であるが、これに限定されず、例えば円形の領域であってもよい。

【0042】

第２実施例の第２部分領域Ｒ２ｂは、第１実施例の第２部分領域Ｒ１ｂと同じ領域である。第２部分領域Ｒ２ｂは、中央部領域１４の軸方向の全域に亘った領域である。第２非成形領域Ｒ２ｂの第２所定幅Ｌ２は、第１実施例の第２非成形領域Ｒ１ｂの第２所定幅Ｌ２と同じ大きさである。

【0043】

第３部分領域Ｒ２ｃは、中央部領域１４の上死点側に位置する矩形の領域である。第３部分領域Ｒ２ｃは、第１部分領域Ｒ２ａに軸方向に沿って繋がっている。第３部分領域Ｒ２ｃの周方向に沿った第３所定幅Ｌ３は、第１部分領域Ｒ２ａの第１所定幅Ｌ１よりも小さい。第３部分領域Ｒ２ｃの第３所定幅Ｌ３は、第１実施例の第１部分領域Ｒ１ａの第１所定幅Ｌ１と同じである。

【0044】

なお、第１部分領域Ｒ２ａと第３部分領域Ｒ２ｃの境界の位置は、シリンダ１２の上端から軸方向に距離ｈ１だけ離れた位置となっている。距離ｈ１は、ピストン３０の全長ｈｐ（図２参照）の１／４以上である。

【0045】

第２実施例では、上述した凹部形成領域５０を設けることで、第１実施例と同様に、ピストンリング３５の摺動抵抗を抑制し、スカート部３２から内壁面１３に作用する面圧を抑制し、潤滑油の無駄な消費を抑制できる。また、第２実施例では、第１部分領域Ｒ２ａを広くすることで、第１実施例に比べてスカート部３２による面圧の増大をより効果的に抑制できる。

【0046】

（第３実施例）
図７は、第３実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。第３実施例の内壁面１３の中央部領域１４は、第１部分領域Ｒ３ａと、第２部分領域Ｒ３ｂと、第３部分領域Ｒ３ｃと、第４部分領域Ｒ３ｄを含む。中央部領域１４のうち４つの部分領域Ｒ３ａ～Ｒ３ｄを除いた領域が、凹部５２が形成されている凹部形成領域５０となっている。なお、４つの部分領域Ｒ３ａ～Ｒ３ｄには、凹部形成領域５０での凹部の形成度合いよりも小さい少数の凹部が形成されていてもよい。

【0047】

第３実施例の第１部分領域Ｒ３ａは、中央部領域１４の軸方向の中央側の領域である点で、第１実施例の中央部領域１４の軸方向の全域に亘った第２部分領域Ｒ１ａとは異なる。第１部分領域Ｒ３ａは、ピストン３０から内壁面１３に作用する圧力が最も大きい領域となっている。第１部分領域Ｒ３ａは、ここでは矩形（具体的には長方形）の領域であるが、これに限定されず、例えば円形の領域であってもよい。

【0048】

第３実施例の第２部分領域Ｒ３ｂは、第２実施例の第２部分領域Ｒ２ｂと同じ領域である。第２部分領域Ｒ３ｂは、中央部領域１４の軸方向の全域に亘った領域である。第２非成形領域Ｒ３ｂの第２所定幅Ｌ２は、第２実施例の第２非成形領域Ｒ２ｂの第２所定幅Ｌ２と同じ大きさである。

【0049】

第３実施例の第３部分領域Ｒ３ｃは、第２実施例の第３部分領域Ｒ２ｃと同じ領域である。第３部分領域Ｒ３ｃは、中央部領域１４の上死点側に位置しており、第１部分領域Ｒ３ａと繋がっている。

【0050】

第４部分領域Ｒ３ｄは、中央部領域１４の下死点側に位置する矩形の領域である。第４部分領域Ｒ３ｄは、第１部分領域Ｒ３ａに軸方向に沿って繋がっている。第４部分領域Ｒ３ｄは、ピストン３０から内壁面１３に圧力が作用する部分を避けた領域となっている。

【0051】

第４部分領域Ｒ３ｄの周方向に沿った第４所定幅Ｌ４は、第１部分領域Ｒ３ａの第１所定幅Ｌ１よりも小さい。これにより、ピストン３０から内壁面１３に圧力が作用する部分を避けつつ、凹部５２を形成する領域を第２実施例よりも広くすることができる。なお、第４部分領域Ｒ３ｄの第４所定幅Ｌ４は、第３部分領域Ｒ３ｃの第３所定幅Ｌ３よりも大きい。

【0052】

なお、第１部分領域Ｒ３ａと第３部分領域Ｒ３ｃの境界の位置は、シリンダ１２の上端から軸方向に距離ｈ１だけ離れた位置となっている。距離ｈ１は、ピストン３０の全長ｈｐ（図２参照）の１／４以上である。また、第１部分領域Ｒ３ａの軸方向の長さｈ２は、ピストン３０が上死点と下死点の間を往復運動する際のストローク（図２参照）の２／３以下である。

【0053】

第３実施例では、上述した凹部形成領域５０を設けることで、第１実施例と同様に、ピストンリング３５の摺動抵抗を抑制し、スカート部３２から内壁面１３に作用する面圧を抑制し、潤滑油の無駄な消費を抑制できる。また、第３実施例では、スカート部３２からの面圧が大きい領域に対応した第１部分領域Ｒ３ａ、第３部分領域Ｒ３ｃ及び第４部分領域Ｒ３ｄを設けることで、スカート部３２による面圧の増大をより効果的に抑制できる。

【0054】

（第４実施例）
図８は、第４実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。第４実施例の内壁面１３の中央部領域１４は、第１部分領域Ｒ４ａと、第２部分領域Ｒ４ｂを含む。中央部領域１４のうち２つの部分領域Ｒ４ａ、Ｒ４ｂを除いた領域が、凹部５２が形成されている凹部形成領域５０となっている。

【0055】

第４実施例の第１部分領域Ｒ４ａは、中央部領域１４の軸方向の中央側から下死点側の端までに亘った領域である点で、第１実施例の中央部領域１４の軸方向の全域に亘った第１部分領域Ｒ１ａとは異なる。ここでは、第４実施例の第１部分領域Ｒ４ａは、第２実施例の第１部分領域Ｒ２ａと同じ領域である。

【0056】

第２実施例では第１部分領域Ｒ２ａと上死点側で繋がった第３部分領域Ｒ２ｃが設けられていたが、第４実施例では第３部分領域Ｒ２ｃが設けられていない。これは、中央部領域１４において第１部分領域Ｒ１ａよりも上死点側の領域には、ピストン３０からの圧力が小さいため、凹部５２を設けても面圧の増大の影響が小さいからある。

【0057】

第４実施例の第２部分領域Ｒ４ｂは、中央部領域１４の軸方向の中央側から下死点側の端までに亘った領域である点で、第１実施例の中央部領域１４の軸方向の全域に亘った第２部分領域Ｒ１ｂとは異なる。第２部分領域Ｒ４ｂの第２所定幅Ｌ２は、第２部分領域Ｒ１ｂの第２所定幅Ｌ２と同じである。第１部分領域Ｒ４ａ及び第２部分領域Ｒ４ｂが上述した領域となっているため、中央部領域１４の上部では、周方向の全周が凹部形成領域５０となっている。

【0058】

第４実施例では、上述した凹部形成領域５０を設けることで、第１実施例と同様に、ピストンリング３５の摺動抵抗を抑制し、スカート部３２から内壁面１３に作用する面圧を抑制し、潤滑油の無駄な消費を抑制できる。また、第４実施例は、潤滑油の消費が少ないケースでの使用を想定しているため、第３部分領域Ｒ２ｃを設けず、かつ第２部分領域Ｒ４ｂの領域を狭くしている。これにより、ピストンリング３５の摺動抵抗をより抑制できる。

【0059】

（第５実施例）
図９は、第５実施例の凹部形成領域５０を説明するための模式図である。第５実施例の内壁面１３の中央部領域１４は、第１部分領域Ｒ５ａと、第２部分領域Ｒ５ｂを含む。中央部領域１４のうち２つの部分領域Ｒ５ａ、Ｒ５ｂを除いた領域が、凹部５２が形成されている凹部形成領域５０となっている。

【0060】

第５実施例の第１部分領域Ｒ５ａは、中央部領域Ｒ１の軸方向の中央側から下死点側の端までに亘った領域であり、第４実施例の第１部分領域Ｒ４ａと同じ領域である。第５実施例でも、第４実施例と同様に、第３部分領域Ｒ２ｃが設けられていない。

【0061】

第５実施例の第２部分領域Ｒ５ｂは、中央部領域Ｒ１の軸方向の全域に亘った領域であり、第１実施例の第１部分領域Ｒ１ｂと同じ領域である。

【0062】

第５実施例では、上述した凹部形成領域５０を設けることで、第１実施例と同様に、ピストンリング３５の摺動抵抗を抑制し、スカート部３２から内壁面１３に作用する面圧を抑制し、潤滑油の無駄な消費を抑制できる。また、第５実施例では、アンチスラスト側の方が上死点側の方まで面圧が広く分布しているため、第２部分領域５ｂを設けることで、凹部５２の形成に起因する面圧の増大を効果的に抑制できる。

【0063】

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態の内燃機関１においては、シリンダ１２の内壁面１３の中央部領域１４のうち第１部分領域（Ｒ１ａ等）及び第２部分領域（Ｒ１ｂ等）での凹部の形成度合いが、凹部形成領域５０での凹部の形成度合いよりも小さい。具体的には、第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂを除いた凹部形成領域５０に、凹部５２が所定間隔で形成されている。
これにより、スカート部３２から面圧が大きくなる領域を第１部分領域Ｒ１ａ及び第２部分領域Ｒ１ｂとしていることで、面圧が大きくなる箇所でスカート部３２が凹部５２に接することを抑制できる。これにより、スカート部３２が凹部５２に接触することに起因する面圧の増大を抑制できる。
また、第１部分領域Ｒ１ａに加えて第２部分領域Ｒ１ｂを設けることで、凹部形成領域５０が狭くなり、凹部５２の数を減らすことができる。これにより、凹部５２から燃焼室側へ移動する潤滑油の量を抑制できるので、潤滑油の無駄な消費を抑制できる。

【0064】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0065】

１ 内燃機関
１２ シリンダ
１３ 内壁面
１４ 中央部領域
３０ ピストン
３２ スカート部
５０ 凹部形成領域
５２ 凹部
Ｒ１ａ、Ｒ２ａ、Ｒ３ａ、Ｒ４ａ、Ｒ５ａ 第１部分領域
Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂ、Ｒ３ｂ、Ｒ４ｂ、Ｒ５ｂ 第２部分領域
Ｒ２ｃ、Ｒ３ｃ 第３部分領域
Ｒ３ｄ 第４部分領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-10-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スカート部を有し、上死点と下死点の間で往復運動するピストンと、
前記ピストンが内壁面を摺動するシリンダであって、前記内壁面が、前記ピストンが下降運動する際に前記内壁面において前記スカート部が押し当てられるスラスト領域と、前記内壁面において前記スラスト領域とは反対側のアンチスラスト領域とを含むシリンダと、
前記内壁面において前記シリンダの軸方向の中央部を含み、かつ周方向に沿った帯状の中央部領域に形成された複数の凹部と、
を備え、
前記中央部領域のうち、前記スラスト領域の前記周方向に沿った第１所定幅の第１部分領域での凹部の形成度合いと、前記アンチスラスト領域の前記周方向に沿って前記第１所定幅よりも小さい第２所定幅の第２部分領域での凹部の形成度合いは、前記中央部領域の他の領域での凹部の形成度合いよりも小さい、内燃機関。

【請求項2】

前記第１所定幅は、前記スカート部の前記周方向の幅以下の大きさである、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項3】

前記第１部分領域及び前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の全域に亘った領域である、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項4】

前記第１部分領域は、前記中央部領域のうち前記軸方向の中央の領域であり、
前記中央部領域は、前記第１部分領域に前記軸方向に沿って繋がっており前記上死点側の第３部分領域を含み、
前記第３部分領域の前記周方向に沿った第３所定幅は、前記第１所定幅よりも小さく、
前記第３部分領域での凹部の形成度合いは、前記中央部領域の他の領域での凹部の形成度合いよりも小さい、
請求項１の内燃機関。

【請求項5】

前記中央部領域は、前記第１部分領域に前記軸方向に沿って繋がっており前記下死点側の第４部分領域を含み、
前記第４部分領域の前記周方向に沿った第４所定幅は、前記第１所定幅よりも小さく、かつ前記第３所定幅よりも大きく、
前記第３部分領域での凹部の形成度合いは、前記中央部領域の他の領域での凹部の形成度合いよりも小さい、
請求項４の内燃機関。

【請求項6】

前記第１部分領域及び前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の中央から前記下死点側の端までに亘った領域である、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項7】

前記第１部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の中央から前記下死点側の端までに亘った領域であり、
前記第２部分領域は、前記中央部領域の前記軸方向の全域に亘った領域である、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項8】

前記中央部領域は、前記上死点に位置する前記ピストンの外周面に設けられたリング溝よりも高さ方向の下側に位置し、かつ前記下死点に位置する前記ピストンの前記リング溝よりも高さ方向の上側に位置する領域である、
請求項１に記載の内燃機関。

【請求項9】

前記第１部分領域及び前記第２部分領域には、前記凹部が形成されていない、
請求項１に記載の内燃機関。