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公開番号2025077736
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023190158
出願日2023-11-07
発明の名称内燃機関用ピストン
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F02F 5/00 20060101AFI20250512BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】内燃機関用ピストンにおいて、ピストンの強度を確保しながら、ピストン外周壁面とシリンダ壁面との間の未燃領域を低減することにより、未燃損を低減し、かつ排気エミッションを向上すること。
【解決手段】内燃機関のシリンダ壁面11に摺接する圧縮リング30を、ピストン本体21に設けるとともに、該シリンダ壁面11に摺接する補助リング40を、該ピストン本体21における該圧縮リング30よりもピストン冠面22に近い側に設けてなる内燃機関用ピストンにおいて、該補助リング40の径方向断面形状が、その径方向寸法aをそのシリンダ軸方向寸法hよりも小とするとともに、その径方向寸法aを該圧縮リング30の径方向寸法よりも小さくするもの。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関のシリンダ壁面に摺接する圧縮リングを、ピストン本体に設けるとともに、
該シリンダ壁面に摺接する補助リングを、該ピストン本体における該圧縮リングよりもピストン冠面に近い側に設けてなる内燃機関用ピストンにおいて、
該補助リングの径方向断面形状が、その径方向寸法ａをそのシリンダ軸方向寸法ｈよりも小とするとともに、その径方向寸法ａを該圧縮リングの径方向寸法よりも小さくすることを特徴とする内燃機関用ピストン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関用ピストンに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関用ピストンとして、特許文献１に記載の如く、内燃機関のシリンダ壁面に摺接する圧縮リングを、ピストン本体に設けるとともに、該シリンダ壁面に摺接する補助リングを、該ピストン本体における該圧縮リングよりもピストン冠面に近い側に設けてなるものが提案されている。
【０００３】
この従来の内燃機関用ピストンは、圧縮リングの上部で、ピストン外周壁面とシリンダ壁面との間に形成される環状隙間（クレビス領域）における未燃損と排気エミッションの悪化を改善しようとしたものである。
【０００４】
即ち、上述のクレビス領域では一般に、シリンダ壁面が冷却されているため、温度が低く、シリンダ内の燃焼室に送られた混合気の燃焼が起きにくくなっており、そのための未燃ガスが発生し、未燃損が増加する。加えて未燃ＨＣも増大するため、排気エミッションも悪化する。これに対し、上述の従来の内燃機関用ピストンは、補助リングによって、燃焼室からクレビス領域への混合気の侵入を抑制することになり、ピストン外周壁面とシリンダ壁面との間の未燃領域を安定的に低減するものになる。結果として、未燃ガスの発生を低減して、未燃損の改善を図る、また未燃ＨＣの発生を削減して排気エミッションの改善を図るものになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開2000-88104号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した従来の内燃機関用ピストンでは、図２に示した問題点がある。図２において、１はシリンダ、２はピストン本体、２Ａはリング溝、３はリング溝２Ａに組込んだ補助リング、Ｃはクレビス領域を示す。
【０００７】
即ち、補助リング３の径方向断面形状（補助リング３の径方向に沿う断面形状）は、図２に示す如く、その径方向寸法（補助リング３の径方向に沿う寸法）ａがそのシリンダ軸方向寸法（補助リング３のシリンダ軸方向に沿う寸法）ｈより大きくされている。
【０００８】
他方、内燃機関用ピストンでは一般に、ピストン２の強度確保のため、ピストン２の各部に一定の肉厚を確保する必要がある。同時に、ピストン２の冠面形状が、燃焼室の燃焼伝達や、吸気バルブや排気バルブとの干渉防止のために複雑な凹凸形状となっており、バルブリセス等の凹部２Ｒを備える。
【０００９】
このようなピストン２に前述した補助リング３のためのリング溝２Ａを設ける場合に、径方向長さａの大きな補助リング３のために溝深さが深くなるリング溝２Ａをピストン冠面２Ｋに寄り近い側に設けると、リング溝２Ａとピストン冠面２Ｋとがなす最小肉厚ｔmin（図２（Ａ））が小さくなりすぎて不足し、ピストン２の強度確保が困難になる。逆に、リング溝２Ａと凹部２Ｒとの間に適正肉厚ｔa（図２（Ｂ））を確保すると、リング溝２Ａがピストン冠面２Ｋから遠くになり、クレビス領域Ｃの存在による未燃領域の低減を図ることができない。
【００１０】
本発明の課題は、内燃機関用ピストンにおいて、ピストンの強度を確保しながら、ピストン外周壁面とシリンダ壁面との間の未燃領域を低減することにより、未燃損を低減し、かつ排気エミッションを向上することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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