内燃機関の排気浄化装置
【課題】内燃機関の排気浄化装置において、ピストンリングによるガスシール機能の向上を図る。
【解決手段】ピストン本体４１の外周面にリング溝４４，４５，４６を形成し、このリング溝４４，４５，４６にトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３を嵌合し、上方に位置するリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面に、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒５４，５５をコーティングにより担持する。
【解決手段】ピストン本体４１の外周面にリング溝４４，４５，４６を形成し、このリング溝４４，４５，４６にトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３を嵌合し、上方に位置するリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面に、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒５４，５５をコーティングにより担持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンがシリンダボアに摺動自在に支持され、このピストンの頂面と機関本体とで燃焼室が区画された内燃機関において、ブローバイガス中の有害成分を浄化する内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関において、シリンダヘッドはシリンダブロックの上部に組み付けられ、複数の締結ボルトにより締結されており、直列をなして複数のシリンダボアが設けられ、各シリンダボアにピストンが上下移動自在に支持されている。そして、シリンダヘッドとシリンダブロックとピストン区画される各燃焼室に対して吸気ポート及び排気ポートが対向して形成され、この吸気ポート及び排気ポートは吸気弁及び排気弁により開閉自在となっている。また、吸気ポート（または燃焼室）に燃料を噴射するインジェクタが装着されると共に、燃焼室の混合気に着火する点火プラグが装着されている。
【０００３】
従って、吸気弁の開放時に、空気が吸気ポートから燃焼室に吸入されると共に、インジェクタから噴射された燃料が燃焼室に吸入され、空気と燃料との混合気がピストンの上昇により圧縮され、この高圧の混合気が点火プラグに導かれて着火して爆発することで駆動力を得ることができ、排気弁の開放時に、燃焼後の排気ガスが排気ポートから排出される。
【０００４】
そして、上述した内燃機関において、ピストンの外周部には複数のピストンリングが装着されている。上方側に装着されるトップリング及びセカンドリングは、ガスシール機能及び熱伝導機能を有し、その下方側に装着されるオイルリングは、オイルコントロール機能を有している。即ち、ガスシール機能は、内燃機関の吸気、圧縮、膨張、排気行程における燃焼室の機密性を確保するものであり、特に、燃焼室における燃焼ガスの膨張によりピストンが圧力を受けて下降するが、このとき、燃焼ガスがシリンダボアとピストンとの隙間を通ってクランクケース内に漏れないように、ピストンリングがシリンダボアの壁面に圧接して機密性を確保している。また、熱伝導機能は、ピストンリングがシリンダボアの壁面に圧接することで、ピストンの熱をシリンダボア側に逃がし、ピストンやピストンリングの長寿命化を確保するものである。更に、オイルコントロール機能は、潤滑油を必要最小限の量だけシリンダボアの壁面に残し、余分な潤滑油をかき上げて回収するものである。
【０００５】
なお、このような従来の内燃機関としては、例えば、下記引用文献１に記載されたものがある。
【０００６】
【特許文献１】実開平０４−１１６６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、燃焼後に発生する排気ガス（ブローバイガス）は、有害成分であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）などを含んでおり、上述したように、ピストンリングによりこの排気ガスがクランクケース内に漏洩するのを防止している。ところが、ピストンリングは、その弾性力をもってシリンダボアの壁面に圧接することから、ピストンに形成されたリング溝とピストンリングとの間には若干のクリアランスが確保されると共に、ピストンリングの対向する端面に合口隙間が形成されている。そのため、若干量の排気ガスがリング溝とピストンリングとの隙間やピストンリングの合口隙間を通ってクランクケース内に漏洩してしまう。すると、リング溝の底面、ピストンリングの内周面や端面（合口隙間）にスラッジが発生してしまう。
【０００８】
即ち、排気ガス中のＮＯｘが、潤滑油に含まれる水分中の酸素やクランクケース内のブローバイガスを排出するためにエアクリーナから導入される空気中の酸素と反応し、スラッジ、つまり、カーボンの塊が発生する。そして、このスラッジがリング溝やピストンリングに形成されるとピストンリングの弾性力が低下し、ピストンの移動時にピストンリングがシリンダボアの壁面に対してスティックしてしまい、ガスシール機能が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
また、燃焼室の排気ガスがリング溝とピストンリングとの隙間やピストンリングの合口隙間を通ってクランクケース内に漏洩すると、有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯがオイルパンに貯留されている潤滑油と接触し、この潤滑油が劣化してしまい、潤滑油の交換時期が短縮されて高コスト化を招くと共に、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を招いてしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、ピストンリングによるガスシール機能の向上を図った内燃機関の排気浄化装置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、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、ピストンの外周面に形成されたリング溝にピストンリングが嵌着され、前記ピストンがシリンダボアに摺動自在に支持され、該ピストンの頂面と機関本体とで燃焼室が区画された内燃機関において、前記リング溝と前記ピストンリングにより区画される空間部の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒が担持されたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記空間部は、前記リング溝の底面と前記ピストンリングの内周面との間に形成された空間部であり、前記リング溝の底面または前記ピストンリングの内周面の少なくともいずれか一方に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１３】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記空間部は、前記リング溝の上面と前記ピストンリングの上面との間に形成された空間部であり、前記リング溝の上面または前記ピストンリングの上面の少なくともいずれか一方に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１４】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記空間部は、前記ピストンリングにおける対向する端面により形成された合口隙間部であり、前記ピストンリングの端面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１５】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記ピストンリングにおける対向する端部が段付形状をなし、前記ピストンリングの複数の端面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１６】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記空間部の壁面にポーラス部材が固定され、該ポーラス部材に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１７】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記ピストンリングは、トップリングとセカンドリングとオイルリングとを有し、少なくとも前記トップリングと該トップリングが嵌着されるリング溝により区画される空間部の壁面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、ピストンの外周面に形成されたリング溝と、このリング溝に嵌着されるピストンリングとにより区画される空間部の壁面に、ブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒を担持したので、燃焼室のブローバイガスがリング溝とピストンリングとの空間部に流入すると、このガス中の有害成分が空間部の壁面に担持された浄化触媒により浄化されることとなり、リング溝やピストンリングにおけるスラッジの発生を抑制することができると共に、クランクケースへの有害成分の漏洩を抑制することができ、ピストンリングによるガスシール機能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンへのトップリングの装着部分を表す概略断面図、図２は、実施例１の内燃機関の排気浄化装置が適用されたエンジンの縦断面図、図３は、実施例１の内燃機関の排気浄化装置におけるビストンの要部断面図である。
【００２１】
実施例１の内燃機関は、多気筒エンジンであり、図２に示すように、シリンダヘッド１１はシリンダブロック１２上に組み付けられ、複数の図示しない締結ボルトにより締結されている。シリンダブロック１２には複数のシリンダボア１３が形成され、各シリンダボア１３にピストン１４が摺動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１２の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１４はコネクティングロッド１５を介してこのクランクシャフトに連結されている。
【００２２】
シリンダブロック１２の各シリンダボア１３に対応してその上方に燃焼室１６が直列するように形成されている。この燃焼室１６は、シリンダボア１３の内壁面と、シリンダヘッド１１の下面と、ピストン１４の頂面により囲繞されており、天井部（シリンダヘッド１１の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この各燃焼室１６の上方、つまり、シリンダヘッド１１の下面に吸気ポート１７と、排気ポート１８が対向して開口している。
【００２３】
そして、この吸気ポート１７及び排気ポート１８に対して吸気弁１９及び排気弁２０がそれぞれ位置している。この吸気弁１９及び排気弁２０は、シリンダヘッド１１に固定された各ステムガイド２１，２２により軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、各バルブスプリング２３，２４により上方、つまり、吸気ポート１７及び排気ポート１８を閉止する方向に付勢支持されている。また、吸気弁１９及び排気弁２０は、上端部にローラロッカアーム２５，２６の一端部が連結され、このローラロッカアーム２５，２６の他端部はシリンダヘッド１１に固定されたラッシュアジャスタ２７，２８に連結されており、吸気カムシャフト２９の吸気カム３０及び排気カムシャフト３１の排気カム３２が各ローラロッカアーム２５，２６に接触している。
【００２４】
従って、エンジンに同期して吸気カムシャフト２９及び排気カムシャフト３１が回転すると、吸気カム３０及び排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を作動させ、各吸気弁１９及び排気弁２０が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１７及び排気ポート１８を開閉し、吸気ポート１７と燃焼室１６、燃焼室１６と排気ポート１８とをそれぞれ連通することができる。
【００２５】
燃焼室１６の側部、つまり、吸気ポート１７側のシリンダヘッド１１の下面には、この燃焼室１６に直接燃料を噴射するインジェクタ３３が装着されている。また、燃焼室１６の天井部中央、つまり、吸気ポート１７と排気ポート１８の間のシリンダヘッド１１の下面には、点火プラグ３４が装着されている。そして、車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）が搭載されており、このＥＣＵは、インジェクタ３３の燃料噴射量や噴射時期、点火プラグ３４による点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度（アクセル開度）、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
【００２６】
また、上述したピストン１４は、図２及び図３に示すように、ピストン本体４１の外周面４２に３つのピストンリング５１，５２，５３が装着されて構成されている。そして、このピストン本体４１は、シリンダボア１３の内径より若干小さい外径を有する円柱形状をなし、外周面４２がシリンダボア１３の内壁面と所定のクリアランスを有している。また、ピストン本体４１は、上部に燃焼室１６を区画形成する頂面４３を有している。
【００２７】
また、ピストン本体４１は、外周面に周方向に沿って所定深さを有する３つのリング溝４４，４５，４６が上下方向に対して所定間隔で形成されている。そして、各リング溝４４，４５，４６に、ピストンリングとしてのトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３が嵌着しており、外周面４２は、トップランド４２ａ、セカンドランド４２ｂ、サードランド４２ｃとして区画されている。
【００２８】
この場合、ピストン本体４１の頂面４３側に位置するトップリング５１及びセカンドリング５２は、ガスシール機能及び熱伝導機能を有している。即ち、トップリング５１及びセカンドリング５２は、エンジンの吸気、圧縮、膨張、排気行程における燃焼室１６の機密性を確保することができるものであり、特に、燃焼室１６における燃焼ガスの膨張によりピストン１４が圧力を受けて下降するが、トップリング５１及びセカンドリング５２が弾性力をもってシリンダボア１３の壁面に圧接することで、排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケース内に漏れないように機能している。また、トップリング５１及びセカンドリング５２は、外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ピストン１４の熱をシリンダボア１３側に逃がし、ピストン１４やトップリング５１及びセカンドリング５２の長寿命化を確保することができる。
【００２９】
また、セカンドリング５２とその下方側に装着されるオイルリング５３は、外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ピストン１４の移動時にシリンダボア１３の壁面に付着している潤滑油をかき上げ、必要最小限の量の潤滑油をシリンダボア１３の壁面に残し、余分な潤滑油を回収することができる。
【００３０】
ところで、燃焼室１６に残留する排気ガス（ブローバイガス）は、有害成分であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）などを含んでおり、トップリング５１及びセカンドリング５２のガスシール機能により、この排気ガスが図示しないクランクケース内に漏洩するのを防止している。しかし、トップリング５１及びセカンドリング５２は、上述したリング溝４４，４５に移動自在に嵌合していることから、両者の間に若干のクリアランスが確保されている。そのため、特に、トップリング５１とリング溝４４との隙間に排気ガスが侵入し、この排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジ、つまり、カーボンの塊が生成されて付着する。すると、このスラッジによりピストンリングの弾性力が低下してガスシール機能が低下してしまい、有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯがオイルパンに貯留されている潤滑油と接触し、この潤滑油が劣化してしまう。
【００３１】
そこで、本実施例では、図１に示すように、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部Ｓ１の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒５４，５５が担持されている。具体的に説明すると、リング溝４４は、底面４４ａと、上面４４ｂと、下面４４ｃとから構成される一方、トップリング５１は、リング溝４４の底面４４ａに対向する内周面５１ａと、上面４４ｂに対向する上面５１ｂと、下面４４ｃに対向する下面５１ｃと、シリンダボア１３の壁面に圧接可能な外周面５１ｄとから構成されている。そして、リング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとの間に空間部Ｓ１が形成されている。また、トップリング５１が弾性力をもって径方向に移動してシリンダボア１３の壁面に圧接できるように、リング溝４４の上面４４ｂとトップリング５１の上面５１ｂとの間または下面４４ｃと下面５１ｃとの間には、若干リクリアランスが設けられている。そのため、ピストン１４の上昇時には、トップリング５１の下面５１ｃがリング溝４４の下面４４ｃに密着することで、上面４４ｂと上面５１ｂとの間に空間部Ｓ２が形成され、ピストン１４の下降時には、トップリング５１の上面５１ｂがリング溝４４の上面４４ｂに密着することで、下面４４ｃと下面５１ｃとの間に空間部Ｓ３が形成される。
【００３２】
そして、上述した空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃに浄化触媒５４がコーティングにより設けられると共に、空間部Ｓ１を区画するトップリング５１の内周面５１ａに浄化触媒５５がコーティングにより設けられている。本実施例では、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、リング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが生成されるのを防止するため、この浄化触媒５４，５５として、ＮＯｘ還元触媒を適用し、排気ガス中のＮＯｘを還元して減少させるようにしている。このＮＯｘ還元触媒としては、例えば、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）などのアルカリ貴金属や種々のアルカリ、アルカリ土類金属、または、アルミナやゼオライトにＮＯｘ選択還元性の高い金属を担持した触媒などが望ましい。
【００３３】
なお、空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃと、トップリング５１の内周面５１ａにそれぞれ浄化触媒５４，５５をコーティングしたが、リング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａに浄化触媒５４，５５をコーティングしてもよく、または、リング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａのいずれか一方に浄化触媒５４，５５をコーティングしてもよい。
【００３４】
ここで、本実施例の内燃機関の排気浄化装置における作用を説明する。
【００３５】
図１乃至図３に示すように、吸気弁１９の開放時に、吸気通路の空気が吸気ポート１７から燃焼室１６に吸入されると共に、インジェクタ３３から燃料が燃焼室１６に噴射され、この空気と燃料との混合気がピストン１４の上昇により圧縮され、この高圧の混合気が点火プラグ３４に導かれて着火して爆発することでピストン１４が押し下げられて駆動力を得ることができ、排気弁２０の開放時に、燃焼室１６の排気ガスが排気ポート１８から排気管に排出される。
【００３６】
このとき、ピストン１４が上昇して燃焼室１６の混合気が圧縮され、高圧の混合気に点火することで膨張して爆発するが、爆発後の燃焼ガス、つまり、排気ガスには、有害成分であるＮＯｘが含まれている。そのため、ピストン１４の移動時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング５１及びセカンドリング５２がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００３７】
また、このとき、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ってリング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められる。この排気ガスにはＮＯｘが含まれているが、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、ＮＯｘは空間部Ｓ１の壁面にコーティングされた浄化触媒５４，５５により還元される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが付着することが防止される。
【００３８】
また、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、排気ガス中に含まれるＨＣやＣＯが空間部Ｓ１の壁面にコーティングされた浄化触媒５４，５５により浄化される。そして、ピストン１４の下降時に、トップリング５１の外周面５１ｄとシリンダボア１３の壁面との摺動抵抗により、トップリング５１の上面５１ｂがリング溝４４の上面４４ｂに密着して空間部Ｓ２を閉止する一方、トップリング５１の下面５１ｃがリング溝４４の下面４４ｃから離間して空間部Ｓ３を開放し、空間部Ｓ１に閉じ込められた排気ガスがこの空間部Ｓ３を通ってクランクケース側に排出される。しかし、この排気ガスには有害物質が含まれていないため、図示しないオイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００３９】
このように実施例１の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４，４５，４６を形成し、このリング溝４４，４５，４６にトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３を嵌合し、上方に位置するリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面に、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒５４，５５をコーティングにより担持している。
【００４０】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下し、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められると、排気ガス中のＮＯｘがこの空間部Ｓ１の壁面にコーティングされた浄化触媒５４，５５により浄化されることとなり、ＮＯｘが酸素と反応してスラッジを生成することはない。その結果、スラッジの付着により各リング５１，５２，５３の弾性力が低下することはなく、ピストン１４はスティックすることなく各リング５１，５２，５３がシリンダボア１３の壁面に圧接した状態で適正に移動することができ、ガスシール機能を向上することができる。
【００４１】
また、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、排気ガス中に含まれるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯなどの有害成分が浄化触媒５４，５５により浄化されることから、浄化処理後の排気ガスがセカンドリング５２及びオイルリング５３を通過してクランクケースに排出されても、この排気ガスには有害物質が含まれていないために潤滑油を劣化させることはなく、潤滑油の交換時期が短縮して高コスト化を招くこともなく、その結果、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を確実に防止することができる。
【００４２】
そして、リング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａに浄化触媒５４，５５をコーティングしており、有害成分を含んだ排気ガスを空間部Ｓ１に一時的に閉じ込めることで、浄化触媒５４，５５による浄化効率を向上することができる。また、トップリング５１の径方向における動作を阻害することなく、空間部Ｓ１の排気ガス中のＮＯｘを確実に浄化することができる。
【００４３】
また、本実施例では、ピストンリングとしてのトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３のうち、トップリング５１とリング溝４４により区画される空間部Ｓ１の壁面に浄化触媒５４，５５をコーティングすることで、この空間部Ｓ１に閉じ込められた排気ガス中の有害成分浄化している。従って、有害成分、特に、ＮＯｘを含んだ排気ガスがセカンドリング５２やオイルリング５３に接触することはなく、浄化触媒を設けることなく、このセカンドリング５２やオイルリング５３、リング溝４５，４６におけるスラッジの生成を防止することができる。
【００４４】
なお、上述した各実施例では、リング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ１の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒５４，５５として、例えば、ＮＯｘ還元触媒を担持するようにしたが、三元触媒や酸化触媒であってもよい。
【実施例２】
【００４５】
図４は、本発明の実施例２に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４６】
実施例２の内燃機関の排気浄化装置において、図４に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部Ｓ１の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６１が担持されている。
【００４７】
この浄化触媒６１は、積層した金網などのポーラス部材に、触媒として、例えば、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）などのアルカリ貴金属や種々のアルカリ、アルカリ土類金属がコーティングされて形成されている。そして、上述した空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃに浄化触媒６１が固定されている。
【００４８】
なお、空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃにポーラス部材からなる浄化触媒６１を固定したが、トップリング５１の内周面５１ａに浄化触媒６１を固定してもよい。
【００４９】
従って、ピストン１４の上昇時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００５０】
このとき、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下し、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められる。この排気ガスにはＮＯｘなどの有害成分が含まれているが、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、この有害成分は空間部Ｓ１の壁面に固定された浄化触媒６１により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが付着することが防止される。
【００５１】
また、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、排気ガス中のＨＣやＣＯも空間部Ｓ１の壁面に固定された浄化触媒６１により浄化される。そのため、ピストン１４の下降時に、リング溝４４とトップリング５１との間に空間部Ｓ３が形成され、空間部Ｓ１に閉じ込められた排気ガスがこの空間部Ｓ３を通ってクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００５２】
このように実施例２の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面に、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化するポーラス部材からなる浄化触媒６１を固定している。
【００５３】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通り、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められると、排気ガス中の有害成分がこの空間部Ｓ１の壁面に設けられた浄化触媒６１により浄化されることとなり、ＮＯｘが酸素と反応してスラッジを生成することはない。その結果、スラッジの付着によりトップリング５１の弾性力が低下することはなく、ピストン１４はスティックすることなくトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に圧接した状態で適正に移動することができ、ガスシール機能を向上することができる。
【００５４】
また、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、排気ガス中に含まれるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯなどの有害成分が浄化触媒６１により浄化されることから、浄化処理後の排気ガスがクランクケースに排出されても、この排気ガスには有害物質が含まれていないために潤滑油を劣化させることはなく、潤滑油の交換時期が短縮して高コスト化を招くこともなく、その結果、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を確実に防止することができる。
【００５５】
また、本実施例では、空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃに固定した浄化触媒６１をポーラス部材としている。従って、浄化触媒６１を圧膜に形成することで、有害成分との接触面積を拡大することができると共に、流速を低下することができ、排気ガスの浄化効率を向上することができる。また、空間部Ｓ１を通過する排気ガスの流速を低下させることで、燃焼室１６からクランクケース側に排出される排気ガス量を低下してスシール機能を更に向上することができる。
【実施例３】
【００５６】
図５は、本発明の実施例３に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５７】
実施例３の内燃機関の排気浄化装置において、図５に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６２が担持されている。
【００５８】
即ち、空間部Ｓ１，Ｓ２を区画するリング溝４４の底面４４ａと上面４４ｂに浄化触媒６２がコーティングにより設けられると共に、この浄化触媒６２は、リング溝４４の上面４４ｂからトップランド４２ａの一部まで延出されている。
【００５９】
従って、ピストン１４の上昇時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００６０】
このとき、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下し、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められる。この排気ガスにはＮＯｘなどの有害成分が含まれているが、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められている間に、この有害成分は空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面にコーティングされた浄化触媒６２により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが付着することが防止される。
【００６１】
また、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められている間に、排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化触媒６２により浄化される。そのため、ピストン１４の下降時に、リング溝４４とトップリング５１との間に空間部Ｓ３が形成され、空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められた排気ガスがこの空間部Ｓ３を通ってクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００６２】
このように実施例３の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面、つまり、リング溝４４の底面４４ａと上面４４ｂに、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒６２をコーティングしている。
【００６３】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通り、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められると、排気ガス中の有害成分がこの空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面に設けられた浄化触媒６２により浄化されることとなり、ＮＯｘが酸素と反応してスラッジを生成することはない。その結果、スラッジの付着によりトップリング５１の弾性力が低下することはなく、ピストン１４はスティックすることなくトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に圧接した状態で適正に移動することができ、ガスシール機能を向上することができる。
【００６４】
また、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ３に閉じ込められている間に、排気ガス中に含まれるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯなどの有害成分が浄化触媒６２により浄化されることから、浄化処理後の排気ガスがクランクケースに排出されても、この排気ガスには有害物質が含まれていないために潤滑油を劣化させることはなく、潤滑油の交換時期が短縮して高コスト化を招くこともなく、その結果、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を確実に防止することができる。
【００６５】
また、本実施例では、空間部Ｓ１，Ｓ２を区画するリング溝４４の底面４４ａと上面４４ｂに浄化触媒６２をコーティングしている。従って、有害成分を含んだ排気ガスを空間部Ｓ１，Ｓ２に一時的に閉じ込めることで、浄化触媒６２による浄化効率を向上することができる。
【実施例４】
【００６６】
図６は、本発明の実施例４に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６７】
実施例４の内燃機関の排気浄化装置において、図６に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６３が担持されている。
【００６８】
即ち、空間部Ｓ１，Ｓ２を区画するトップリング５１の内周面５１ａと上面５１ｂに浄化触媒６３がコーティングにより設けられている。この場合、トップリング５１の内周面５１ａから上面５１ｂにかけて浄化触媒６３のコーティング厚さに対応した切欠を形成し、この切欠に浄化触媒６３をコーティングすることで、リング溝４４とのクリアランスを適正に維持することができる。
【００６９】
従って、ピストン１４の上昇時に、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下し、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められる。すると、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められている間に、排気ガス中の有害成分が空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面にコーティングされた浄化触媒６３により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが付着することが防止される。
【００７０】
また、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められている間に、排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化触媒６３により浄化される。そのため、ピストン１４の下降時に、空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められた排気ガスがリング溝４４とトップリング５１との間に形成された空間部Ｓ３を通ってクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００７１】
このように実施例４の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面、つまり、トップリング５１の内周面５１ａと上面５１ｂに、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒６３をコーティングしている。
【００７２】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがリング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められると、有害成分がこの空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面に設けられた浄化触媒６３により浄化され、スラッジの生成が抑制されることとなり、ガスシール機能を向上することができる。また、排気ガスがクランクケースに排出されても、有害物質が浄化処理されているために潤滑油を劣化させることはない。
【００７３】
また、本実施例では、空間部Ｓ１，Ｓ２を区画するトップリング５１の内周面５１ａと上面５１ｂに浄化触媒６３をコーティングしている。従って、高温となるトップリング５１側に浄化触媒６３をコーティングすることで、浄化触媒６３が早期に活性温度まで上昇し、この活性温度に維持されることで、浄化効率を向上することができる。また、トップリング５１は、一般的にステンレス製であるため、浄化触媒６３としての金属を容易に担持することができ、低コスト化を図ることができる。
【実施例５】
【００７４】
図７は、本発明の実施例５に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部側面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７５】
実施例５の内燃機関の排気浄化装置において、図７に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。また、トップリング５１は、不連続なリング形状をなし、互いに対向する２つの端面５１ｅ，５１ｆが形成されており、この端面５１ｅ，５１ｆとの間に空間部としての合口隙間部Ｓ４が形成されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部、つまり、合口隙間部Ｓ４の壁面としての端面５１ｅ，５１ｆにブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６４，６５が担持されている。
【００７６】
従って、ピストン１４の移動時に、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下してから、トップリング５１の端面５１ｅ，５１ｆにより形成された合口隙間部Ｓ４に侵入する。すると、排気ガスがこの空間部Ｓ４を通過するときに、排気ガス中の有害成分が空間部Ｓ４の壁面にコーティングされた浄化触媒６４，６５により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４やトップリング５１の端面５１ｅ，５１ｆにスラッジが付着することが防止される。
【００７７】
また、排気ガスが空間部Ｓ４を通過するときに、排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化触媒６４，６５により浄化される。そのため、合口隙間部Ｓ４を通過した排気ガスがクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００７８】
このように実施例５の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ４の壁面、つまり、合口隙間部Ｓ４を区画するトップリング５１の端面５１ｅ，５１ｆに排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒６４，６５をコーティングしている。
【００７９】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがリング溝４４とトップリング５１との合口隙間部Ｓ４を通過するとき、有害成分がこの合口隙間部Ｓ４の壁面に設けられた浄化触媒６４，６５により浄化され、スラッジの生成が抑制されることとなり、ガスシール機能を向上することができる。また、排気ガスがクランクケースに排出されても、有害物質が浄化処理されているために潤滑油を劣化させることはない。
【実施例６】
【００８０】
図８は、本発明の実施例６に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部側面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８１】
実施例６の内燃機関の排気浄化装置において、図８に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。また、トップリング５１は、不連続なリング形状をなし、互いに対向する２つの端部が段付形状をなしている。即ち、一方の端部には、２つの端面５１ｅ1，５１ｅ2が段付部５１ｇをもって長手方向にずれて形成され、他方の端部には、２つの端面５１ｆ1，５１ｆ2が段付部５１ｈをもって長手方向にずれて形成されており、段付部５１ｇ，５１ｈが当接すると共に、一方の端面５１ｅ1，５１ｅ2と他方の端面５１ｆ1，５１ｆ2との間に空間部としての合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２が形成されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部、つまり、合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２の壁面としての端面５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ1，５１ｆ2にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６６，６７，６８，６９が担持されている。
【００８２】
従って、ピストン１４の移動時に、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通り、トップリング５１の端面５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ1，５１ｆ2により形成された合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２に侵入する。すると、排気ガスがこの空間部Ｓ４１，Ｓ４２を通過するときに、排気ガス中の有害成分が空間部Ｓ４１，Ｓ４２の壁面にコーティングされた浄化触媒６６，６７，６８，６９により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４やトップリング５１の端面５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ1，５１ｆ2にスラッジが付着することが防止される。
【００８３】
また、排気ガスが空間部Ｓ４１，Ｓ４２を通過するときに、排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化触媒６６，６７，６８，６９により浄化される。そのため、合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２を通過した排気ガスがクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００８４】
このように実施例６の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ４の壁面、つまり、合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２を区画するトップリング５１の端面５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ1，５１ｆ2に排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒６６，６７，６８，６９をコーティングしている。
【００８５】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがリング溝４４とトップリング５１との合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２を通過するとき、有害成分がこの合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２の壁面に設けられた浄化触媒６６，６７，６８，６９により浄化され、スラッジの生成が抑制されることとなり、ガスシール機能を向上することができる。また、排気ガスがクランクケースに排出されても、有害物質が浄化処理されているために潤滑油を劣化させることはない。
【００８６】
なお、上述した各実施例において、リング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ４１，Ｓ４２を区画する壁面に浄化触媒５４，５５，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９を担持するようにしている。この場合、浄化触媒５４，５５，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９の表面の粗さを大きくすることで、ラビリンス効果によりブローバイガスの乱れを起こして圧力を降下させ、流速を低下させることで排気ガスの漏洩量を減少させることができる。
【００８７】
また、上述した各実施例では、ピストン１４の上方に位置するリング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ１の壁面に浄化触媒を担持するようにしたが、トップリング５１に加えて、セカンドリング５２やオイルリング５３とリング溝４５，４６により区画される空間部の壁面に浄化触媒を担持してもよく、この場合、燃焼室１６からクランクケース内へのブローバイガスの漏洩を確実に防止することができる。
【００８８】
また、上述した実施例１〜４では、ピストン１４の上方に位置するリング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の壁面に浄化触媒を担持し、実施例５、６では、トップリング５１の空間部としての合口隙間部Ｓ４，Ｓ４１，Ｓ４２の壁面に浄化触媒を担持するようにしたが、空間部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と合口隙間部Ｓ４，Ｓ４１，Ｓ４２の両方の壁面に浄化触媒を担持してもよく、燃焼室１６からクランクケース内へのブローバイガスの漏洩を確実に防止することができる。
【００８９】
そして、上述した各実施例では、燃料を直接燃焼室に噴射する筒内噴射式の内燃機関として説明したが、燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射式内燃機関に適用しても前述と同様の作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、ピストンのリング溝とピストンリングにより区画される空間部の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒を担持することで、ガスシール機能の向上を図ったものであり、いずれの種類の内燃機関に用いても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンへのトップリングの装着部分を表す概略断面図である。
【図２】実施例１の内燃機関の排気浄化装置が適用されたエンジンの縦断面図である。
【図３】実施例１の内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。
【図６】本発明の実施例４に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。
【図７】本発明の実施例５に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部側面図である。
【図８】本発明の実施例６に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部側面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１１ シリンダヘッド
１２ シリンダブロック
１４ ピストン
１６ 燃焼室
１７ 吸気ポート
１８ 排気ポート
３３ インジェクタ
３４ 点火プラグ
４１ ピストン本体
４２ 外周面
４３ 頂面
４４，４５，４６ リング溝
４４ａ 底面
４４ｂ 上面
４４ｃ 下面
５１ トップリング（ピストンリング）
５１ａ 内周面
５１ｂ 上面
５１ｃ 下面
５１ｄ 外周面
５１ｅ，５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ，５１ｆ1，５１ｆ2 端面
５１ｇ，５１ｈ 段付部
５２ セカンドリング（ピストンリング）
５３ オイルリング（ピストンリング）
５４，５５，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９ 浄化触媒
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４１，Ｓ４２ 空間部
Ｓ４ 合口隙間部（空間部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンがシリンダボアに摺動自在に支持され、このピストンの頂面と機関本体とで燃焼室が区画された内燃機関において、ブローバイガス中の有害成分を浄化する内燃機関の排気浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関において、シリンダヘッドはシリンダブロックの上部に組み付けられ、複数の締結ボルトにより締結されており、直列をなして複数のシリンダボアが設けられ、各シリンダボアにピストンが上下移動自在に支持されている。そして、シリンダヘッドとシリンダブロックとピストン区画される各燃焼室に対して吸気ポート及び排気ポートが対向して形成され、この吸気ポート及び排気ポートは吸気弁及び排気弁により開閉自在となっている。また、吸気ポート（または燃焼室）に燃料を噴射するインジェクタが装着されると共に、燃焼室の混合気に着火する点火プラグが装着されている。
【０００３】
従って、吸気弁の開放時に、空気が吸気ポートから燃焼室に吸入されると共に、インジェクタから噴射された燃料が燃焼室に吸入され、空気と燃料との混合気がピストンの上昇により圧縮され、この高圧の混合気が点火プラグに導かれて着火して爆発することで駆動力を得ることができ、排気弁の開放時に、燃焼後の排気ガスが排気ポートから排出される。
【０００４】
そして、上述した内燃機関において、ピストンの外周部には複数のピストンリングが装着されている。上方側に装着されるトップリング及びセカンドリングは、ガスシール機能及び熱伝導機能を有し、その下方側に装着されるオイルリングは、オイルコントロール機能を有している。即ち、ガスシール機能は、内燃機関の吸気、圧縮、膨張、排気行程における燃焼室の機密性を確保するものであり、特に、燃焼室における燃焼ガスの膨張によりピストンが圧力を受けて下降するが、このとき、燃焼ガスがシリンダボアとピストンとの隙間を通ってクランクケース内に漏れないように、ピストンリングがシリンダボアの壁面に圧接して機密性を確保している。また、熱伝導機能は、ピストンリングがシリンダボアの壁面に圧接することで、ピストンの熱をシリンダボア側に逃がし、ピストンやピストンリングの長寿命化を確保するものである。更に、オイルコントロール機能は、潤滑油を必要最小限の量だけシリンダボアの壁面に残し、余分な潤滑油をかき上げて回収するものである。
【０００５】
なお、このような従来の内燃機関としては、例えば、下記引用文献１に記載されたものがある。
【０００６】
【特許文献１】実開平０４−１１６６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、燃焼後に発生する排気ガス（ブローバイガス）は、有害成分であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）などを含んでおり、上述したように、ピストンリングによりこの排気ガスがクランクケース内に漏洩するのを防止している。ところが、ピストンリングは、その弾性力をもってシリンダボアの壁面に圧接することから、ピストンに形成されたリング溝とピストンリングとの間には若干のクリアランスが確保されると共に、ピストンリングの対向する端面に合口隙間が形成されている。そのため、若干量の排気ガスがリング溝とピストンリングとの隙間やピストンリングの合口隙間を通ってクランクケース内に漏洩してしまう。すると、リング溝の底面、ピストンリングの内周面や端面（合口隙間）にスラッジが発生してしまう。
【０００８】
即ち、排気ガス中のＮＯｘが、潤滑油に含まれる水分中の酸素やクランクケース内のブローバイガスを排出するためにエアクリーナから導入される空気中の酸素と反応し、スラッジ、つまり、カーボンの塊が発生する。そして、このスラッジがリング溝やピストンリングに形成されるとピストンリングの弾性力が低下し、ピストンの移動時にピストンリングがシリンダボアの壁面に対してスティックしてしまい、ガスシール機能が低下してしまうという問題がある。
【０００９】
また、燃焼室の排気ガスがリング溝とピストンリングとの隙間やピストンリングの合口隙間を通ってクランクケース内に漏洩すると、有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯがオイルパンに貯留されている潤滑油と接触し、この潤滑油が劣化してしまい、潤滑油の交換時期が短縮されて高コスト化を招くと共に、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を招いてしまうおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、ピストンリングによるガスシール機能の向上を図った内燃機関の排気浄化装置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、本発明の内燃機関の排気浄化装置は、ピストンの外周面に形成されたリング溝にピストンリングが嵌着され、前記ピストンがシリンダボアに摺動自在に支持され、該ピストンの頂面と機関本体とで燃焼室が区画された内燃機関において、前記リング溝と前記ピストンリングにより区画される空間部の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒が担持されたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記空間部は、前記リング溝の底面と前記ピストンリングの内周面との間に形成された空間部であり、前記リング溝の底面または前記ピストンリングの内周面の少なくともいずれか一方に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１３】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記空間部は、前記リング溝の上面と前記ピストンリングの上面との間に形成された空間部であり、前記リング溝の上面または前記ピストンリングの上面の少なくともいずれか一方に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１４】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記空間部は、前記ピストンリングにおける対向する端面により形成された合口隙間部であり、前記ピストンリングの端面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１５】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記ピストンリングにおける対向する端部が段付形状をなし、前記ピストンリングの複数の端面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１６】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記空間部の壁面にポーラス部材が固定され、該ポーラス部材に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【００１７】
本発明の内燃機関の排気浄化装置では、前記ピストンリングは、トップリングとセカンドリングとオイルリングとを有し、少なくとも前記トップリングと該トップリングが嵌着されるリング溝により区画される空間部の壁面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、ピストンの外周面に形成されたリング溝と、このリング溝に嵌着されるピストンリングとにより区画される空間部の壁面に、ブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒を担持したので、燃焼室のブローバイガスがリング溝とピストンリングとの空間部に流入すると、このガス中の有害成分が空間部の壁面に担持された浄化触媒により浄化されることとなり、リング溝やピストンリングにおけるスラッジの発生を抑制することができると共に、クランクケースへの有害成分の漏洩を抑制することができ、ピストンリングによるガスシール機能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンへのトップリングの装着部分を表す概略断面図、図２は、実施例１の内燃機関の排気浄化装置が適用されたエンジンの縦断面図、図３は、実施例１の内燃機関の排気浄化装置におけるビストンの要部断面図である。
【００２１】
実施例１の内燃機関は、多気筒エンジンであり、図２に示すように、シリンダヘッド１１はシリンダブロック１２上に組み付けられ、複数の図示しない締結ボルトにより締結されている。シリンダブロック１２には複数のシリンダボア１３が形成され、各シリンダボア１３にピストン１４が摺動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１２の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１４はコネクティングロッド１５を介してこのクランクシャフトに連結されている。
【００２２】
シリンダブロック１２の各シリンダボア１３に対応してその上方に燃焼室１６が直列するように形成されている。この燃焼室１６は、シリンダボア１３の内壁面と、シリンダヘッド１１の下面と、ピストン１４の頂面により囲繞されており、天井部（シリンダヘッド１１の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この各燃焼室１６の上方、つまり、シリンダヘッド１１の下面に吸気ポート１７と、排気ポート１８が対向して開口している。
【００２３】
そして、この吸気ポート１７及び排気ポート１８に対して吸気弁１９及び排気弁２０がそれぞれ位置している。この吸気弁１９及び排気弁２０は、シリンダヘッド１１に固定された各ステムガイド２１，２２により軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、各バルブスプリング２３，２４により上方、つまり、吸気ポート１７及び排気ポート１８を閉止する方向に付勢支持されている。また、吸気弁１９及び排気弁２０は、上端部にローラロッカアーム２５，２６の一端部が連結され、このローラロッカアーム２５，２６の他端部はシリンダヘッド１１に固定されたラッシュアジャスタ２７，２８に連結されており、吸気カムシャフト２９の吸気カム３０及び排気カムシャフト３１の排気カム３２が各ローラロッカアーム２５，２６に接触している。
【００２４】
従って、エンジンに同期して吸気カムシャフト２９及び排気カムシャフト３１が回転すると、吸気カム３０及び排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を作動させ、各吸気弁１９及び排気弁２０が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１７及び排気ポート１８を開閉し、吸気ポート１７と燃焼室１６、燃焼室１６と排気ポート１８とをそれぞれ連通することができる。
【００２５】
燃焼室１６の側部、つまり、吸気ポート１７側のシリンダヘッド１１の下面には、この燃焼室１６に直接燃料を噴射するインジェクタ３３が装着されている。また、燃焼室１６の天井部中央、つまり、吸気ポート１７と排気ポート１８の間のシリンダヘッド１１の下面には、点火プラグ３４が装着されている。そして、車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）が搭載されており、このＥＣＵは、インジェクタ３３の燃料噴射量や噴射時期、点火プラグ３４による点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度（アクセル開度）、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
【００２６】
また、上述したピストン１４は、図２及び図３に示すように、ピストン本体４１の外周面４２に３つのピストンリング５１，５２，５３が装着されて構成されている。そして、このピストン本体４１は、シリンダボア１３の内径より若干小さい外径を有する円柱形状をなし、外周面４２がシリンダボア１３の内壁面と所定のクリアランスを有している。また、ピストン本体４１は、上部に燃焼室１６を区画形成する頂面４３を有している。
【００２７】
また、ピストン本体４１は、外周面に周方向に沿って所定深さを有する３つのリング溝４４，４５，４６が上下方向に対して所定間隔で形成されている。そして、各リング溝４４，４５，４６に、ピストンリングとしてのトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３が嵌着しており、外周面４２は、トップランド４２ａ、セカンドランド４２ｂ、サードランド４２ｃとして区画されている。
【００２８】
この場合、ピストン本体４１の頂面４３側に位置するトップリング５１及びセカンドリング５２は、ガスシール機能及び熱伝導機能を有している。即ち、トップリング５１及びセカンドリング５２は、エンジンの吸気、圧縮、膨張、排気行程における燃焼室１６の機密性を確保することができるものであり、特に、燃焼室１６における燃焼ガスの膨張によりピストン１４が圧力を受けて下降するが、トップリング５１及びセカンドリング５２が弾性力をもってシリンダボア１３の壁面に圧接することで、排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケース内に漏れないように機能している。また、トップリング５１及びセカンドリング５２は、外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ピストン１４の熱をシリンダボア１３側に逃がし、ピストン１４やトップリング５１及びセカンドリング５２の長寿命化を確保することができる。
【００２９】
また、セカンドリング５２とその下方側に装着されるオイルリング５３は、外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ピストン１４の移動時にシリンダボア１３の壁面に付着している潤滑油をかき上げ、必要最小限の量の潤滑油をシリンダボア１３の壁面に残し、余分な潤滑油を回収することができる。
【００３０】
ところで、燃焼室１６に残留する排気ガス（ブローバイガス）は、有害成分であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）などを含んでおり、トップリング５１及びセカンドリング５２のガスシール機能により、この排気ガスが図示しないクランクケース内に漏洩するのを防止している。しかし、トップリング５１及びセカンドリング５２は、上述したリング溝４４，４５に移動自在に嵌合していることから、両者の間に若干のクリアランスが確保されている。そのため、特に、トップリング５１とリング溝４４との隙間に排気ガスが侵入し、この排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジ、つまり、カーボンの塊が生成されて付着する。すると、このスラッジによりピストンリングの弾性力が低下してガスシール機能が低下してしまい、有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯがオイルパンに貯留されている潤滑油と接触し、この潤滑油が劣化してしまう。
【００３１】
そこで、本実施例では、図１に示すように、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部Ｓ１の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒５４，５５が担持されている。具体的に説明すると、リング溝４４は、底面４４ａと、上面４４ｂと、下面４４ｃとから構成される一方、トップリング５１は、リング溝４４の底面４４ａに対向する内周面５１ａと、上面４４ｂに対向する上面５１ｂと、下面４４ｃに対向する下面５１ｃと、シリンダボア１３の壁面に圧接可能な外周面５１ｄとから構成されている。そして、リング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとの間に空間部Ｓ１が形成されている。また、トップリング５１が弾性力をもって径方向に移動してシリンダボア１３の壁面に圧接できるように、リング溝４４の上面４４ｂとトップリング５１の上面５１ｂとの間または下面４４ｃと下面５１ｃとの間には、若干リクリアランスが設けられている。そのため、ピストン１４の上昇時には、トップリング５１の下面５１ｃがリング溝４４の下面４４ｃに密着することで、上面４４ｂと上面５１ｂとの間に空間部Ｓ２が形成され、ピストン１４の下降時には、トップリング５１の上面５１ｂがリング溝４４の上面４４ｂに密着することで、下面４４ｃと下面５１ｃとの間に空間部Ｓ３が形成される。
【００３２】
そして、上述した空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃに浄化触媒５４がコーティングにより設けられると共に、空間部Ｓ１を区画するトップリング５１の内周面５１ａに浄化触媒５５がコーティングにより設けられている。本実施例では、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、リング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが生成されるのを防止するため、この浄化触媒５４，５５として、ＮＯｘ還元触媒を適用し、排気ガス中のＮＯｘを還元して減少させるようにしている。このＮＯｘ還元触媒としては、例えば、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）などのアルカリ貴金属や種々のアルカリ、アルカリ土類金属、または、アルミナやゼオライトにＮＯｘ選択還元性の高い金属を担持した触媒などが望ましい。
【００３３】
なお、空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃと、トップリング５１の内周面５１ａにそれぞれ浄化触媒５４，５５をコーティングしたが、リング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａに浄化触媒５４，５５をコーティングしてもよく、または、リング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａのいずれか一方に浄化触媒５４，５５をコーティングしてもよい。
【００３４】
ここで、本実施例の内燃機関の排気浄化装置における作用を説明する。
【００３５】
図１乃至図３に示すように、吸気弁１９の開放時に、吸気通路の空気が吸気ポート１７から燃焼室１６に吸入されると共に、インジェクタ３３から燃料が燃焼室１６に噴射され、この空気と燃料との混合気がピストン１４の上昇により圧縮され、この高圧の混合気が点火プラグ３４に導かれて着火して爆発することでピストン１４が押し下げられて駆動力を得ることができ、排気弁２０の開放時に、燃焼室１６の排気ガスが排気ポート１８から排気管に排出される。
【００３６】
このとき、ピストン１４が上昇して燃焼室１６の混合気が圧縮され、高圧の混合気に点火することで膨張して爆発するが、爆発後の燃焼ガス、つまり、排気ガスには、有害成分であるＮＯｘが含まれている。そのため、ピストン１４の移動時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング５１及びセカンドリング５２がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００３７】
また、このとき、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ってリング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められる。この排気ガスにはＮＯｘが含まれているが、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、ＮＯｘは空間部Ｓ１の壁面にコーティングされた浄化触媒５４，５５により還元される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが付着することが防止される。
【００３８】
また、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、排気ガス中に含まれるＨＣやＣＯが空間部Ｓ１の壁面にコーティングされた浄化触媒５４，５５により浄化される。そして、ピストン１４の下降時に、トップリング５１の外周面５１ｄとシリンダボア１３の壁面との摺動抵抗により、トップリング５１の上面５１ｂがリング溝４４の上面４４ｂに密着して空間部Ｓ２を閉止する一方、トップリング５１の下面５１ｃがリング溝４４の下面４４ｃから離間して空間部Ｓ３を開放し、空間部Ｓ１に閉じ込められた排気ガスがこの空間部Ｓ３を通ってクランクケース側に排出される。しかし、この排気ガスには有害物質が含まれていないため、図示しないオイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００３９】
このように実施例１の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４，４５，４６を形成し、このリング溝４４，４５，４６にトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３を嵌合し、上方に位置するリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面に、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒５４，５５をコーティングにより担持している。
【００４０】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下し、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められると、排気ガス中のＮＯｘがこの空間部Ｓ１の壁面にコーティングされた浄化触媒５４，５５により浄化されることとなり、ＮＯｘが酸素と反応してスラッジを生成することはない。その結果、スラッジの付着により各リング５１，５２，５３の弾性力が低下することはなく、ピストン１４はスティックすることなく各リング５１，５２，５３がシリンダボア１３の壁面に圧接した状態で適正に移動することができ、ガスシール機能を向上することができる。
【００４１】
また、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、排気ガス中に含まれるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯなどの有害成分が浄化触媒５４，５５により浄化されることから、浄化処理後の排気ガスがセカンドリング５２及びオイルリング５３を通過してクランクケースに排出されても、この排気ガスには有害物質が含まれていないために潤滑油を劣化させることはなく、潤滑油の交換時期が短縮して高コスト化を招くこともなく、その結果、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を確実に防止することができる。
【００４２】
そして、リング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａに浄化触媒５４，５５をコーティングしており、有害成分を含んだ排気ガスを空間部Ｓ１に一時的に閉じ込めることで、浄化触媒５４，５５による浄化効率を向上することができる。また、トップリング５１の径方向における動作を阻害することなく、空間部Ｓ１の排気ガス中のＮＯｘを確実に浄化することができる。
【００４３】
また、本実施例では、ピストンリングとしてのトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３のうち、トップリング５１とリング溝４４により区画される空間部Ｓ１の壁面に浄化触媒５４，５５をコーティングすることで、この空間部Ｓ１に閉じ込められた排気ガス中の有害成分浄化している。従って、有害成分、特に、ＮＯｘを含んだ排気ガスがセカンドリング５２やオイルリング５３に接触することはなく、浄化触媒を設けることなく、このセカンドリング５２やオイルリング５３、リング溝４５，４６におけるスラッジの生成を防止することができる。
【００４４】
なお、上述した各実施例では、リング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ１の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒５４，５５として、例えば、ＮＯｘ還元触媒を担持するようにしたが、三元触媒や酸化触媒であってもよい。
【実施例２】
【００４５】
図４は、本発明の実施例２に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４６】
実施例２の内燃機関の排気浄化装置において、図４に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部Ｓ１の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６１が担持されている。
【００４７】
この浄化触媒６１は、積層した金網などのポーラス部材に、触媒として、例えば、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）などのアルカリ貴金属や種々のアルカリ、アルカリ土類金属がコーティングされて形成されている。そして、上述した空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃに浄化触媒６１が固定されている。
【００４８】
なお、空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃにポーラス部材からなる浄化触媒６１を固定したが、トップリング５１の内周面５１ａに浄化触媒６１を固定してもよい。
【００４９】
従って、ピストン１４の上昇時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００５０】
このとき、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下し、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められる。この排気ガスにはＮＯｘなどの有害成分が含まれているが、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、この有害成分は空間部Ｓ１の壁面に固定された浄化触媒６１により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが付着することが防止される。
【００５１】
また、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、排気ガス中のＨＣやＣＯも空間部Ｓ１の壁面に固定された浄化触媒６１により浄化される。そのため、ピストン１４の下降時に、リング溝４４とトップリング５１との間に空間部Ｓ３が形成され、空間部Ｓ１に閉じ込められた排気ガスがこの空間部Ｓ３を通ってクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００５２】
このように実施例２の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面に、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化するポーラス部材からなる浄化触媒６１を固定している。
【００５３】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通り、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められると、排気ガス中の有害成分がこの空間部Ｓ１の壁面に設けられた浄化触媒６１により浄化されることとなり、ＮＯｘが酸素と反応してスラッジを生成することはない。その結果、スラッジの付着によりトップリング５１の弾性力が低下することはなく、ピストン１４はスティックすることなくトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に圧接した状態で適正に移動することができ、ガスシール機能を向上することができる。
【００５４】
また、排気ガスが空間部Ｓ１に閉じ込められている間に、排気ガス中に含まれるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯなどの有害成分が浄化触媒６１により浄化されることから、浄化処理後の排気ガスがクランクケースに排出されても、この排気ガスには有害物質が含まれていないために潤滑油を劣化させることはなく、潤滑油の交換時期が短縮して高コスト化を招くこともなく、その結果、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を確実に防止することができる。
【００５５】
また、本実施例では、空間部Ｓ１を区画するリング溝４４の底面４４ａ及び一部の上面４４ｂ、下面４４ｃに固定した浄化触媒６１をポーラス部材としている。従って、浄化触媒６１を圧膜に形成することで、有害成分との接触面積を拡大することができると共に、流速を低下することができ、排気ガスの浄化効率を向上することができる。また、空間部Ｓ１を通過する排気ガスの流速を低下させることで、燃焼室１６からクランクケース側に排出される排気ガス量を低下してスシール機能を更に向上することができる。
【実施例３】
【００５６】
図５は、本発明の実施例３に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５７】
実施例３の内燃機関の排気浄化装置において、図５に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６２が担持されている。
【００５８】
即ち、空間部Ｓ１，Ｓ２を区画するリング溝４４の底面４４ａと上面４４ｂに浄化触媒６２がコーティングにより設けられると共に、この浄化触媒６２は、リング溝４４の上面４４ｂからトップランド４２ａの一部まで延出されている。
【００５９】
従って、ピストン１４の上昇時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００６０】
このとき、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下し、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められる。この排気ガスにはＮＯｘなどの有害成分が含まれているが、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められている間に、この有害成分は空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面にコーティングされた浄化触媒６２により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが付着することが防止される。
【００６１】
また、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められている間に、排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化触媒６２により浄化される。そのため、ピストン１４の下降時に、リング溝４４とトップリング５１との間に空間部Ｓ３が形成され、空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められた排気ガスがこの空間部Ｓ３を通ってクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００６２】
このように実施例３の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面、つまり、リング溝４４の底面４４ａと上面４４ｂに、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒６２をコーティングしている。
【００６３】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通り、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められると、排気ガス中の有害成分がこの空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面に設けられた浄化触媒６２により浄化されることとなり、ＮＯｘが酸素と反応してスラッジを生成することはない。その結果、スラッジの付着によりトップリング５１の弾性力が低下することはなく、ピストン１４はスティックすることなくトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に圧接した状態で適正に移動することができ、ガスシール機能を向上することができる。
【００６４】
また、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ３に閉じ込められている間に、排気ガス中に含まれるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯなどの有害成分が浄化触媒６２により浄化されることから、浄化処理後の排気ガスがクランクケースに排出されても、この排気ガスには有害物質が含まれていないために潤滑油を劣化させることはなく、潤滑油の交換時期が短縮して高コスト化を招くこともなく、その結果、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を確実に防止することができる。
【００６５】
また、本実施例では、空間部Ｓ１，Ｓ２を区画するリング溝４４の底面４４ａと上面４４ｂに浄化触媒６２をコーティングしている。従って、有害成分を含んだ排気ガスを空間部Ｓ１，Ｓ２に一時的に閉じ込めることで、浄化触媒６２による浄化効率を向上することができる。
【実施例４】
【００６６】
図６は、本発明の実施例４に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６７】
実施例４の内燃機関の排気浄化装置において、図６に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６３が担持されている。
【００６８】
即ち、空間部Ｓ１，Ｓ２を区画するトップリング５１の内周面５１ａと上面５１ｂに浄化触媒６３がコーティングにより設けられている。この場合、トップリング５１の内周面５１ａから上面５１ｂにかけて浄化触媒６３のコーティング厚さに対応した切欠を形成し、この切欠に浄化触媒６３をコーティングすることで、リング溝４４とのクリアランスを適正に維持することができる。
【００６９】
従って、ピストン１４の上昇時に、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下し、リング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められる。すると、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められている間に、排気ガス中の有害成分が空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面にコーティングされた浄化触媒６３により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４の底面４４ａやトップリング５１の内周面５１ａにスラッジが付着することが防止される。
【００７０】
また、排気ガスが空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められている間に、排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化触媒６３により浄化される。そのため、ピストン１４の下降時に、空間部Ｓ１，Ｓ２に閉じ込められた排気ガスがリング溝４４とトップリング５１との間に形成された空間部Ｓ３を通ってクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００７１】
このように実施例４の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４の底面４４ａとトップリング５１の内周面５１ａとにより区画される空間部Ｓ１の壁面、つまり、トップリング５１の内周面５１ａと上面５１ｂに、排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒６３をコーティングしている。
【００７２】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがリング溝４４とトップリング５１との空間部Ｓ２から空間部Ｓ１に侵入して一時的に閉じ込められると、有害成分がこの空間部Ｓ１，Ｓ２の壁面に設けられた浄化触媒６３により浄化され、スラッジの生成が抑制されることとなり、ガスシール機能を向上することができる。また、排気ガスがクランクケースに排出されても、有害物質が浄化処理されているために潤滑油を劣化させることはない。
【００７３】
また、本実施例では、空間部Ｓ１，Ｓ２を区画するトップリング５１の内周面５１ａと上面５１ｂに浄化触媒６３をコーティングしている。従って、高温となるトップリング５１側に浄化触媒６３をコーティングすることで、浄化触媒６３が早期に活性温度まで上昇し、この活性温度に維持されることで、浄化効率を向上することができる。また、トップリング５１は、一般的にステンレス製であるため、浄化触媒６３としての金属を容易に担持することができ、低コスト化を図ることができる。
【実施例５】
【００７４】
図７は、本発明の実施例５に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部側面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７５】
実施例５の内燃機関の排気浄化装置において、図７に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。また、トップリング５１は、不連続なリング形状をなし、互いに対向する２つの端面５１ｅ，５１ｆが形成されており、この端面５１ｅ，５１ｆとの間に空間部としての合口隙間部Ｓ４が形成されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部、つまり、合口隙間部Ｓ４の壁面としての端面５１ｅ，５１ｆにブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６４，６５が担持されている。
【００７６】
従って、ピストン１４の移動時に、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通ることで流速が低下してから、トップリング５１の端面５１ｅ，５１ｆにより形成された合口隙間部Ｓ４に侵入する。すると、排気ガスがこの空間部Ｓ４を通過するときに、排気ガス中の有害成分が空間部Ｓ４の壁面にコーティングされた浄化触媒６４，６５により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４やトップリング５１の端面５１ｅ，５１ｆにスラッジが付着することが防止される。
【００７７】
また、排気ガスが空間部Ｓ４を通過するときに、排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化触媒６４，６５により浄化される。そのため、合口隙間部Ｓ４を通過した排気ガスがクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００７８】
このように実施例５の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ４の壁面、つまり、合口隙間部Ｓ４を区画するトップリング５１の端面５１ｅ，５１ｆに排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒６４，６５をコーティングしている。
【００７９】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがリング溝４４とトップリング５１との合口隙間部Ｓ４を通過するとき、有害成分がこの合口隙間部Ｓ４の壁面に設けられた浄化触媒６４，６５により浄化され、スラッジの生成が抑制されることとなり、ガスシール機能を向上することができる。また、排気ガスがクランクケースに排出されても、有害物質が浄化処理されているために潤滑油を劣化させることはない。
【実施例６】
【００８０】
図８は、本発明の実施例６に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部側面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８１】
実施例６の内燃機関の排気浄化装置において、図８に示すように、ピストン１４は、上部外周面にリング溝４４が形成されており、このリング溝４４にトップリング５１が嵌着され、このトップリング５１の外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ガスシール機能が確保されている。また、トップリング５１は、不連続なリング形状をなし、互いに対向する２つの端部が段付形状をなしている。即ち、一方の端部には、２つの端面５１ｅ1，５１ｅ2が段付部５１ｇをもって長手方向にずれて形成され、他方の端部には、２つの端面５１ｆ1，５１ｆ2が段付部５１ｈをもって長手方向にずれて形成されており、段付部５１ｇ，５１ｈが当接すると共に、一方の端面５１ｅ1，５１ｅ2と他方の端面５１ｆ1，５１ｆ2との間に空間部としての合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２が形成されている。そして、リング溝４４とトップリング５１とにより区画される空間部、つまり、合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２の壁面としての端面５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ1，５１ｆ2にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒６６，６７，６８，６９が担持されている。
【００８２】
従って、ピストン１４の移動時に、燃焼室１６内の排気ガスがピストン１４のトップランド４２ａとシリンダボア１３の壁面との隙間を通り、トップリング５１の端面５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ1，５１ｆ2により形成された合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２に侵入する。すると、排気ガスがこの空間部Ｓ４１，Ｓ４２を通過するときに、排気ガス中の有害成分が空間部Ｓ４１，Ｓ４２の壁面にコーティングされた浄化触媒６６，６７，６８，６９により浄化される。そのため、排気ガス中のＮＯｘが潤滑油に含まれる水分中の酸素と反応し、スラッジが生成されることはなく、ピストン１４のリング溝４４やトップリング５１の端面５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ1，５１ｆ2にスラッジが付着することが防止される。
【００８３】
また、排気ガスが空間部Ｓ４１，Ｓ４２を通過するときに、排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化触媒６６，６７，６８，６９により浄化される。そのため、合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２を通過した排気ガスがクランクケース側に排出されても、この排気ガスには有害成分が含まれていないため、オイルパンに貯留されている潤滑油が劣化することはない。
【００８４】
このように実施例６の内燃機関の排気浄化装置にあっては、ピストン本体４１の外周面にリング溝４４を形成し、このリング溝４４にトップリング５１を嵌合し、このリング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ４の壁面、つまり、合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２を区画するトップリング５１の端面５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ1，５１ｆ2に排気ガス（ブローバイガス）中に含まれる有害成分を浄化する浄化触媒６６，６７，６８，６９をコーティングしている。
【００８５】
従って、燃焼室１６内の排気ガスがリング溝４４とトップリング５１との合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２を通過するとき、有害成分がこの合口隙間部Ｓ４１，Ｓ４２の壁面に設けられた浄化触媒６６，６７，６８，６９により浄化され、スラッジの生成が抑制されることとなり、ガスシール機能を向上することができる。また、排気ガスがクランクケースに排出されても、有害物質が浄化処理されているために潤滑油を劣化させることはない。
【００８６】
なお、上述した各実施例において、リング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ４１，Ｓ４２を区画する壁面に浄化触媒５４，５５，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９を担持するようにしている。この場合、浄化触媒５４，５５，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９の表面の粗さを大きくすることで、ラビリンス効果によりブローバイガスの乱れを起こして圧力を降下させ、流速を低下させることで排気ガスの漏洩量を減少させることができる。
【００８７】
また、上述した各実施例では、ピストン１４の上方に位置するリング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ１の壁面に浄化触媒を担持するようにしたが、トップリング５１に加えて、セカンドリング５２やオイルリング５３とリング溝４５，４６により区画される空間部の壁面に浄化触媒を担持してもよく、この場合、燃焼室１６からクランクケース内へのブローバイガスの漏洩を確実に防止することができる。
【００８８】
また、上述した実施例１〜４では、ピストン１４の上方に位置するリング溝４４とトップリング５１により区画される空間部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の壁面に浄化触媒を担持し、実施例５、６では、トップリング５１の空間部としての合口隙間部Ｓ４，Ｓ４１，Ｓ４２の壁面に浄化触媒を担持するようにしたが、空間部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と合口隙間部Ｓ４，Ｓ４１，Ｓ４２の両方の壁面に浄化触媒を担持してもよく、燃焼室１６からクランクケース内へのブローバイガスの漏洩を確実に防止することができる。
【００８９】
そして、上述した各実施例では、燃料を直接燃焼室に噴射する筒内噴射式の内燃機関として説明したが、燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射式内燃機関に適用しても前述と同様の作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、ピストンのリング溝とピストンリングにより区画される空間部の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒を担持することで、ガスシール機能の向上を図ったものであり、いずれの種類の内燃機関に用いても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施例１に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンへのトップリングの装着部分を表す概略断面図である。
【図２】実施例１の内燃機関の排気浄化装置が適用されたエンジンの縦断面図である。
【図３】実施例１の内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。
【図６】本発明の実施例４に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部断面図である。
【図７】本発明の実施例５に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部側面図である。
【図８】本発明の実施例６に係る内燃機関の排気浄化装置におけるピストンの要部側面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１１ シリンダヘッド
１２ シリンダブロック
１４ ピストン
１６ 燃焼室
１７ 吸気ポート
１８ 排気ポート
３３ インジェクタ
３４ 点火プラグ
４１ ピストン本体
４２ 外周面
４３ 頂面
４４，４５，４６ リング溝
４４ａ 底面
４４ｂ 上面
４４ｃ 下面
５１ トップリング（ピストンリング）
５１ａ 内周面
５１ｂ 上面
５１ｃ 下面
５１ｄ 外周面
５１ｅ，５１ｅ1，５１ｅ2，５１ｆ，５１ｆ1，５１ｆ2 端面
５１ｇ，５１ｈ 段付部
５２ セカンドリング（ピストンリング）
５３ オイルリング（ピストンリング）
５４，５５，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８，６９ 浄化触媒
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４１，Ｓ４２ 空間部
Ｓ４ 合口隙間部（空間部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの外周面に形成されたリング溝にピストンリングが嵌着され、前記ピストンがシリンダボアに摺動自在に支持され、該ピストンの頂面と機関本体とで燃焼室が区画された内燃機関において、前記リング溝と前記ピストンリングにより区画される空間部の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記空間部は、前記リング溝の底面と前記ピストンリングの内周面との間に形成された空間部であり、前記リング溝の底面または前記ピストンリングの内周面の少なくともいずれか一方に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記空間部は、前記リング溝の上面と前記ピストンリングの上面との間に形成された空間部であり、前記リング溝の上面または前記ピストンリングの上面の少なくともいずれか一方に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記空間部は、前記ピストンリングにおける対向する端面により形成された合口隙間部であり、前記ピストンリングの端面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記ピストンリングにおける対向する端部が段付形状をなし、前記ピストンリングの複数の端面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記空間部の壁面にポーラス部材が固定され、該ポーラス部材に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記ピストンリングは、トップリングとセカンドリングとオイルリングとを有し、少なくとも前記トップリングと該トップリングが嵌着されるリング溝により区画される空間部の壁面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項１】
ピストンの外周面に形成されたリング溝にピストンリングが嵌着され、前記ピストンがシリンダボアに摺動自在に支持され、該ピストンの頂面と機関本体とで燃焼室が区画された内燃機関において、前記リング溝と前記ピストンリングにより区画される空間部の壁面にブローバイガス中の有害成分を浄化する浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記空間部は、前記リング溝の底面と前記ピストンリングの内周面との間に形成された空間部であり、前記リング溝の底面または前記ピストンリングの内周面の少なくともいずれか一方に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記空間部は、前記リング溝の上面と前記ピストンリングの上面との間に形成された空間部であり、前記リング溝の上面または前記ピストンリングの上面の少なくともいずれか一方に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記空間部は、前記ピストンリングにおける対向する端面により形成された合口隙間部であり、前記ピストンリングの端面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記ピストンリングにおける対向する端部が段付形状をなし、前記ピストンリングの複数の端面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記空間部の壁面にポーラス部材が固定され、該ポーラス部材に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、前記ピストンリングは、トップリングとセカンドリングとオイルリングとを有し、少なくとも前記トップリングと該トップリングが嵌着されるリング溝により区画される空間部の壁面に前記浄化触媒が担持されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−３０９１３８（Ｐ２００７−３０９１３８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３６９７０（Ｐ２００６−１３６９７０）
【出願日】平成１８年５月１６日（２００６．５．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１６日（２００６．５．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]