JPH051062U - ピストンリングの嵌合部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 潤滑油の消費量を減少させる。 【構成】 セカンドリング４の内周部側４ｅに、楔形状
のリング状スリット４ｃを設け、セカンドリング４の上
面にセカンドリング４の内周部側から外周部側へ向って
下り勾配のテーパ面４ｄを設けたため、圧縮工程時に生
じるセカンドリング４の内周部上端と溝８上面との間の
隙間高さＨ₂が小さくなって油滴の燃焼室側への飛び出
し量が減少し、又爆発工程時には、セカンドリング４外
周の先端部４ｂはシリンダライナ１の内周面１ａに強く
押し付けられて油膜の掻き落し量が増加するため、熱に
よる潤滑油の蒸発量が減少する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ピストンリングの嵌合部構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンピストンにおけるピストンリング嵌合部の一般的な構造は図７に示さ れ、図中、１はシリンダライナ、２はシリンダライナ１に嵌合され且つシリンダ ライナ１に対して昇降し得るようにしたピストン、３，４，５，６はピストン２ の外周に上方から順次設けた溝７，８，９，１０に嵌入されたピストンリングで あり、３はトップリング、４はセカンドリング、５はサイドリング、６はオイル リングである。

【０００３】 エンジン運転時には、ピストン２はシリンダライナ１に対し往復昇降し、ピス トンリング３、セカンドリング４、サードリング５、オイルリング６はシリンダ ライナ１の内周面１ａに対し摺動する。又この際、各リング３，４，５，６の潤 滑のために、シリンダライナ１の内周面１ａには潤滑油が吹き付けられる。

【０００４】 ピストン昇降時のセカンドリング４の動きは図８〜図１１に示されている。

【０００５】 すなわち、図８に示すように、吸入工程では、ピストン２は矢印イの方向へ下 降し、セカンドリング４は上面が溝８の上面に接触してピストン２により押され ることにより下降する。この際、セカンドリング４の外周先端部は、シリンダラ イナ１の内周面１ａに付着している油膜１１を掻き落す。

【０００６】 掻き落された潤滑油は、図示してない下部のオイルパンへ戻されるが、一部は 油滴１２となってセカンドリング４下面と溝８下面との間の隙間８ａに侵入し、 該隙間８ａからセカンドリング４の背面の隙間８ｂに侵入する。

【０００７】 図９に示すように、圧縮工程ではピストン２は矢印ロの方向へ上昇し、セカン ドリング４は、下面が、溝８の下面に接触してピストン２により押されることに より上昇する。このため、隙間８ｂに入り込んでいる油滴１２は、慣性力により セカンドリング４上面と溝８上面との間の隙間８ｃ、ピストン２とシリンダライ ナ１の間の隙間１３を通って燃焼室側１４へ飛び出す。

【０００８】 図１０に示すように、爆発工程ではピストン２は、燃焼室での混合気の爆発に より発生したガス圧力によって、押され、矢印ハの方向へ下降する。この際、ガ ス圧力Ｐは隙間１３を通り伝達されてセカンドリング４の上面を押し、セカンド リング４の下面は溝８の下面に押し付られてピストン２と共に下降する。又ガス 圧力Ｐはピストン２背面の隙間８ｂにも伝達されてセカンドリング４の先端部を シリンダライナ１の内周面１ａに押し付けるため、シリンダライナ１の内周面１ ａに付着している油膜１１はセカンドリング４によって掻き落される。しかし、 セカンドリング４によっても油膜１１は完全に掻き落すことはできないため、ピ ストン２が通過した後のシリンダライナ１の内周面１ａには、油膜１１’が残り 、この油膜１１’は爆発により発生した火炎の熱により蒸発する。

【０００９】 図１１は排気工程であり、ピストン２は矢印ニの方向へ上昇するが、セカンド リング４はピストン２の溝８の下面に押されて上昇する。

【００１０】 而して、図９に示すように圧縮時に燃焼室側１４側へ飛び出す油滴１２、及び 図１０に示すように、爆発時に発生した火炎の熱により蒸発する油膜１１’は、 ピストン２で無駄に消費される潤滑油である。

【００１１】 斯かる無駄に消費される潤滑油の量を減少させるには、図７に示すオイルリン グ６の張力アップを行い、オイルリング６をシリンダライナ１の内周面１ａに強 く押し付けるようにすれば良い。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、上述したようにオイルリング６をシリンダライナ１の内周面１ ａに強く押し付けると、シリンダライナ１の内周面１ａに付着している油膜１１ の掻き落し量が増えて潤滑油の消費量は減少するが、セカンドリング４を潤滑す るための潤滑油の量が不足することになる。このためセカンドリング４に潤滑不 良が生じてセカンドリング４が、ピストン２の溝８に凝着（スティック）し、或 いはセカンドリング４や溝８に摩耗が生じるという問題がある。

【００１３】 本考案は、上述の実情に鑑み、オイルリングの張力をアップせずに、ピストン リングでの潤滑油の消費量を低減させることを目的としてなしたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ピストンリングに内周部側が開口したリング状スリットを設け、ピ ストンリングの上下面の少くとも何れか一方或いはピストンリングが嵌入し得る ようピストン外周部に設けられた溝の上下面の少くとも何れか一方、若しくはピ ストンリングの上下面の少くとも何れか一方及び前記溝の上下面の少くとも何れ か一方に、テーパ面を設けたものである。

【００１５】

【作用】

圧縮工程においては、ピストンリングと溝との間の隙間を小さくできるため油 滴の燃焼室側への飛び出し量が減少する。又爆発工程においては、ピストンリン グはシリンダライナの内周面に強く押し付けられるため、油膜の掻き落し量が増 加し、火炎の熱による油の蒸発量が減少する。このため、潤滑油の消費量が低減 する。

【００１６】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１７】 図１は本考案のピストンリングの嵌合部構造の一実施例を示す。

【００１８】 本実施例のセカンドリング４においては、外周部には、上部が小径で下部が大 径のテーパ部４ａと該テーパ部４ａの下端に連なりシリンダライナ１の内周面１ ａと接触する鉛直状の先端部４ｂが設けられ、内周部側４ｅには、ピストン２の 中心に向けて開口した、断面が略楔状のリング状スリット４ｃが設けられ、上部 には、内周部から外周部に向けて下り勾配となるテーパ面４ｄが設けられている 。

【００１９】 而して、斯かるセカンドリング４をピストン２の溝８に嵌合し、該セカンドリ ング４の下面を溝８の下面にセカンドリング４に力を掛けることなく接触させた 場合、セカンドリング４の外周部上端と溝８上面との間の隙間高さＨ₁は、図７ に示す従来のセカンドリング４の外周部上端と溝８上面との間の隙間高さｈ₁と 略同じであり、セカンドリング４の内周部上端と溝８上面との間の隙間高さＨ₂ は、前記隙間高さＨ₁に対し、例えばＨ₂≒Ｈ₁／２程度とする。なお、αは上部 のテーパ面４ｄの傾斜角度であり、数度〜数分の角度である。

【００２０】 斯かるセカンドリング４のピストン昇降時の動きは図２〜図５に示されている 。

【００２１】 すなわち、図２に示すように、吸入工程では、ピストン２は矢印イの方向へ下 降し、セカンドリング４は、テーパ面４ｄの内周部上端が溝８の上面に接触して ピストン２により押されることにより下降する。この際、セカンドリング４外周 の先端部４ｂはシリンダライナ１の内周面１ａに付着している油膜１１を掻き落 とす。

【００２２】 掻き落された油は、図示していない下部のオイルパンへ戻されるが、一部は油 滴１２となってセカンドリング４下面と溝８下面との間の隙間８ａに侵入し、該 隙間８ａからセカンドリング４背面の隙間８ｂに侵入する。しかし、隙間８ａの 大きさは、図８に示す従来のものの隙間８ａよりも小さいため、図２では隙間８ ａ及び隙間８ｂへ侵入する油滴１２の量が減少する。

【００２３】 図３に示すように、圧縮工程ではピストン２は矢印ロの方向へ上昇し、セカン ドリング４は、下面が溝８の下面に接触してピストン２により押されることによ り上昇する。このため、隙間８ｂに入り込んでいる油滴１２は、慣性力によりセ カンドリング４上面と溝８の間の隙間８ｃ、ピストン２とシリンダライナ１の間 の隙間１３を通って燃焼室側１４へ飛び出す。この場合、隙間８ｂに入り込んで いる油滴１２の量が少く、しかもセカンドリング４の内周部上端と溝８上面との 隙間高さＨ₂は従来のものの隙間高さより小さいため、隙間８ｂから隙間８ｃ， １３へ飛び出す油滴１２の量も減少する。

【００２４】 図４に示すように、爆発工程では、ピストン２は燃焼室での混合気の爆発によ り発生したガス圧力によって押され、矢印ハに示す方向へ下降する。この際、ガ ス圧力Ｐは隙間１３を通り伝達されてセカンドリング４のテーパ面４ｄ上面を押 し、セカンドリング４は溝８の下面に押し付けられてピストン２と共に下降し、 シリンダライナ１の内周面１ａに付着している油膜１１はセカンドリング４外周 の先端部４ｂによって掻き落される。この際、テーパ面４ｄはガス圧力Ｐにより 押されて図６の仮想線に示すように若干撓むため、セカンドリング４は外径方向 へ押し広げられ、又ガス圧力Ｐは隙間８ｂからセカンドリング４の背面及びリン グ状スリット４ｃにも作用するため、セカンドリング４は更に外径方向へ押し広 げられる。このため、セカンドリング４の先端部４ｂはシリンダライナ１の内周 面１ａに強く押し付けられ、セカンドリング４による油膜１１の掻き落しは効果 的に行われる。このため、セカンドリング４により掻き落されずにシリンダライ ナ１の内周面１ａに残った油膜１１’は従来よりも少量となり、爆発により生じ た火炎の熱で蒸発する潤滑油の量は減少する。

【００２５】 図５は排気工程であり、ピストン２は矢印ニ方向へ上昇するが、セカンドリン グ４はピストン２の溝８の下面に押されて下降する。

【００２６】 而して、圧縮工程で燃焼室側１４へ飛び出す油滴１２の量及び爆発工程で熱に より蒸発する油膜１１’の量は何れも減少するため、ピストン２で無駄に消費さ れる潤滑油の量が減少する。

【００２７】 なお、本考案の実施例においては、本考案の形状、構造が適用されるピストン リングをセカンドリングとする場合について説明したが、トップリングやサード リングに対して適用することもできること、セカンドリング上下面の何れか一方 或いは両方にテーパ面を設けても良いこと、セカンドリングではなく溝の上下面 にテーパ面を設けても良いこと、セカンドリングと溝の両方にテーパ面を設けて も良いこと、テーパ面の傾斜は内周側から外周側へ向け下り勾配、昇り勾配のど ちらにしても良いこと、その他、本考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を 加え得ること、等は勿論である。

【００２８】

【考案の効果】

本考案のピストンリングの嵌合部構造によれば、潤滑油の消費量を低減させる ことができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のピストンリングの嵌合部構造の拡大断
面図である。

【図２】本考案のピストンリングの嵌合部構造の吸入工
程を示す工程図である。

【図３】本考案のピストンリングの嵌合部構造の圧縮工
程を示す工程図である。

【図４】本考案のピストンリングの嵌合部構造の爆発工
程を示す工程図である。

【図５】本考案のピストンリングの嵌合部構造の排気工
程を示す工程図である。

【図６】本考案のピストンリングの嵌合部構造でセカン
ドリングにガス圧力が作用した場合の変形状態を示す断
面図である。

【図７】ピストンに対するピストンリングの取付け状態
を示す一般的な断面図である。

【図８】従来のピストンリングの嵌合部構造の吸入工程
を示す工程図である。

【図９】従来のピストンリングの嵌合部構造の圧縮工程
を示す工程図である。

【図１０】従来のピストンリングの嵌合部構造の爆発工
程を示す工程図である。

【図１１】従来のピストンリングの嵌合部構造の排気工
程を示す工程図である。

【符号の説明】

２ ピストン ４ ピストンリング（セカンドリング） ４ｃ リング状スリット ４ｄ テーパ面 ４ｅ 内周部側 ８ 溝

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 ピストンリングに内周部側が開口したリ
   ング状スリットを設け、ピストンリングの上下面の少く
   とも何れか一方或いはピストンリングが嵌入し得るよう
   ピストン外周部に設けられた溝の上下面の少くとも何れ
   か一方、若しくはピストンリングの上下面の少くとも何
   れか一方及び前記溝の上下面の少くとも何れか一方に、
   テーパ面を設けたことを特徴とするピストンリングの嵌
   合部構造。