JPH0326290Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、自動車等内燃機関のピストンリン
グのステイツク防止構造に関する。

〔従来の技術〕

近年、機関のターボ化によりピストンの熱負荷
の増加及び筒内圧上昇によるガス吹抜けが増すた
め、ピストンの溝温度及びピストンリング温度が
上昇し、ピストンリングのステツク現象が頻繁に
発生するようになつた。

この時のリングステツク現象は、燃焼面に近い
トツプリングから発生していることが判つてい
る。

この対策として、従来トツプリングにハーフキ
ーストンリングを採用すると、リングステツク時
期は延長されてリングステツクは解消されるが、
その後セカンドリングのステツクが発生するとい
う問題があり、従つて従来のリングステツク対策
としては有効なものではなかつた。

ピストンリング溝の間のランド部に凹溝を形成
したピストンを有するエンジンに関する考案とし
て、実開昭57−49538号公報が提案されている。
この考案は排気再循環形デイーゼルエンジンにお
いて、ピストンの頂部の周面近傍に断面Ｌ形の異
物阻止リングを嵌着し、この異物阻止リングを嵌
着されているリング溝と、これに続く第１圧縮リ
ングが嵌着されているリング溝との間のランド部
の中間部に減圧室用の環状凹溝を形成した装置で
ある。

この考案は、異物阻止リングでデイーゼルエン
ジンの高負荷領域で発生した微粒子がピストンリ
ング側へ移動を阻止すると共に、阻止できなかつ
た微粒子を環状凹溝の減圧作用によつてこの部分
で捕捉しようとするものである。そのためにこの
ピストンにおいては、前記の如く特殊断面形状の
異物阻止リングを使用することが必要である上
に、この異物阻止リングを嵌着したリング溝と第
１圧縮リングを嵌着したリング溝との間にかなり
長いランド部を形成する必要があり、その結果、
異物阻止リングを使用しないピストンとは著しく
異なつた設計となる欠点がある。更に、第１圧縮
リングがピストンの高さの中央部に嵌着されてい
る関係でピストンが大型化し、その結果、これを
採用しているエンジンの大型化することは免れな
く、また、ピストンリングのステツク防止効果に
ついて特に配慮されていないという問題がある。

〔考案の目的〕

この考案は、前記従来のピストンの有する問題
点に着目して案出されたものであつて、その目的
とするところは、ピストンの構造を大幅に変更す
ることなく、トツプリング及びセカンドリングの
両リングのステツクの発生を大幅に改善すること
ができるピストンリングのステイツク防止構造を
提供するものである。

〔考案の構成〕

前記目的を達成するためのこの考案に係るピス
トンリングのステツク防止構造は、トツプリング
として特にキーストンリングを使用し、このキー
ストンリングを嵌合したトツプリング溝と、セカ
ンドリング溝との間のセカンドランドの中央部に
環状の凹溝が形成されており、しかもこの凹溝の
幅をｔ、深さをｂ、セカンドランドの幅をＴとす
ると、凹溝の幅ｔは下式 ｔ＝0.15〜0.25T を満足し、更に前記セカンドリング溝の深さをＢ
とすると、凹溝の深さｂを0.2B程度に形成した
ことを特徴とするピストンリングのステイツク防
止構造である。

この考案は、セカンドランドの中間部に環状の
凹溝を形成したのみでは、ステイツクの発生する
時間、ブローバイガス量及びオイル消費量に微妙
な影響があることが実験的に確認されたので、こ
れらの３つの問題を同時に解決できる凹溝の断面
形状を明確化したピストンリングのステイツク防
止構造を提供するものである。

〔考案の実施例〕

以下添付断面図に基づき、この考案の実施例を
説明する。

第１図において、１はピストンで、このピスト
ン外周には上方から順にトツプリング溝２、セカ
ンドリング溝３及びオイルリング溝４が形成され
る。

そして、上記トツプリング溝２には図示しない
ハーフキーストンリングが嵌合されると共に、ト
ツプリング溝２とセカンドリング溝３との間のセ
カンドランド５の略中央部には、環状の凹溝６が
形成される。

上記凹溝６の幅ｔ及び深さｂにおける寸法は、
第２図に示すように、セカンドランド５の幅をＴ
とすると、ｔ＝0.15〜0.25Tで、セカンドランド
５の深さをＢとするとｂ＝0.2Bとなるように設
定される。

このように構成されるため、トツプリングのス
テツクは、前述したようにトツプリングにハーフ
キーストンリングを採用することによつて効果的
に解消される。

そして、セカンドリングのステツクは、第３図
Ａ，Ｂ，Ｃに示したように、上述した凹溝６内に
流入したガス及びオイル等によりピストン１の熱
流れが変化し、セカンドリングの温度が低下する
ため、上述したトツプリングと同様に効果的に解
消される。

即ち、第３図Ａは凹溝ｔとステツク発生時間と
の関係を示す特性図で、Ｘの範囲が最適であり、
また第３図Ｂは凹溝ｔとブローバイガス量との関
係を示す特性図で、Ｙの範囲が最適であり、更に
第３図Ｃは凹溝ｔとオイル消費量との関係を示す
特性図で、Ｚの範囲が最適である。

なお、第３図Ａ，Ｂ，Ｃからも、凹溝６の上述
した寸法設定が最良であることが解る。

なお、第３図Ａ，Ｂ，Ｃに示した３つのデータ
は、環状の凹溝６の深さｂを、セカンドリングの
リング溝３の深さＢに対して0.2Bとしたものを
示したが、この深さｂは幅Ｔの変化ほど敏感に各
種のデータに影響するものではなく、ｂ＝0.2B
程度ないしはこれより深いものであれば十分な効
果を得ることができる。

また上記の実施例では、トツプリングにハーフ
キーストンリングを採用した場合のセカンドリン
グのステツク防止について説明したが、トツプリ
ングにフルキーストンリングを採用した場合のセ
カンドリングのステツク防止についても、同様な
効果を得ることが出来る。

〔考案の効果〕

この考案は、キーストンリングを嵌合したトツ
プリング溝と、セカンドリング溝との間のセカン
ドランドの中央部に環状の凹溝が形成されてお
り、該凹溝の幅をｔ、深さをｂ、セカンドランド
の幅をＴとすると、凹溝の幅ｔは下式 ｔ＝0.15〜0.25T を満足し、更に前記セカンドリング溝の深さをＢ
とすると、凹溝の深さｂを0.2B程度に形成した
ピストンリングのステイツク防止構造であり、そ
の結果次の効果を奏することができる。

即ち、トツプリングにキーストンリングを使用
しているので、このトツプリングはステイツクが
防止される。

そしてこのトツプリングより洩れてセカンドリ
ングを加熱する高温のガスは環状の凹溝６によつ
て効果的に温度が低下する。その結果、ステイツ
クの発生時間が延長され、ブローバイガスの量が
低下し、更にオイル消費量が増加しないと言う、
複合的な効果を奏することができる。従つて、内
燃機関の性能及び耐久性が向上すると言う効果を
奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す要部正面
図、第２図はその要部拡大断面図、第３図Ａは凹
溝の幅寸法とステツク発生時間との関係を示す特
性図、第３図Ｂは同じく凹溝の幅寸法とブローバ
イガス量との関係を示す特性図、第３図Ｃは同じ
く凹溝６の幅寸法とオイル消費量との関係を示す
特性図である。 ２……トツプリング溝、３……セカンドリング
溝、５……セカンドランド、６……凹溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 キーストンリングを嵌合したトツプリング溝
   と、セカンドリング溝との間のセカンドランドの
   中央部に環状の凹溝が形成されており、 該凹溝の幅をｔ、深さをｂ、セカンドランドの
   幅をＴとすると、凹溝の幅ｔは下式 ｔ＝0.15〜0.25T を満足し、更に前記セカンドリング溝の深さをＢ
   とすると、凹溝の深さｂを0.2B程度に形成した
   ことを特徴とするピストンリングのステイツク防
   止構造。