JPH0542661U - 内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮ピストンリングとシリンダ内壁のシール
機能を向上させるとともに、バッククリアランス部内へ
の燃焼ガスの浸入を最小限に止めて、燃焼室外に排出さ
れる未燃混合気の量を確実に減少させることができる内
燃機関用ピストンを提供する。 【構成】 ピストン本体２１の外周部にトップランド部
２２を残して圧縮リング溝２３を形成するとともに、ト
ップランド部２２の外周とシリンダー２５の内壁２５ａ
との間に所定幅の間隙２８を形成し、隙間２８を跨ぐよ
うにトップランド部２２に、断面コ字状を呈した圧縮ピ
ストンリング２６を嵌め込み、圧縮ピストンリング２６
の上下側脚部２６ｂ，２６ｃをそれぞれシリンダ２５の
燃焼室２５ｂ側および圧縮リング溝２３内に位置せしめ
て構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、内燃機関用ピストンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来の内燃機関用ピストンとして、例えば特公昭６０−３２３５９号公報に記 載されたようなものが知られている。この内燃機関用ピストンによれば、図５お よび図６に示すように、ピストン本体１の冠面２を、その中心からトップランド ３側にゆくにつれて滑らかに下降させ、ピストン冠面２より下げた位置のトップ ランドの下側にピストン中心線を含む垂直断面で見て垂直部４と、その下端より 横方向内方へゆくにつれて上面が低くなり下面６が水平な楔部７とからなるＬ形 キーストンリング溝８を設け、その中に垂直部と、その下端から内方へゆくにつ れて上面がＬ形キーストンリング溝８上面５と略平行に低くなり下面が水平な楔 部１８とからなるキーストンリング１２を燃焼圧力導入用の隙間を隔てて嵌めて トップランド３でキーストンリング１２の最上面を覆い、トップランド３の外径 を第２ランドの外径より小さくしてトップランド３とそれに面したシリンダー内 面との間に燃焼圧力導入用の隙間を形成して構成している。

【０００３】 そして、内燃機関の運転中は、燃焼室１７内の燃焼ガス圧は隙間１６を経て隙 間１３の部分に達し、燃焼室１７内の燃焼ガス圧が高い時はキーストンリング１ ２に大きい張力を与え、燃焼室５内の燃焼ガス圧が低くなるにつれてキーストン リング１２に与える張力を減少させたもので、従ってガス圧による張力コントロ ールを可能としたものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来の内燃機関用ピストンにおいては、ピストン本体１の 往復動によって、キーストンリング１２もＬ形キーストンリング溝８の上面５と 下面６との間を往復動し、Ｌ形キーストンリング溝８とキーストンリング１２と の間に隙間（所謂バッククリアランス）ができ、所謂クレンビスボリュームを大 きくすることとなり、キーストンリング１２とシリンダ内面１５とのシール機能 を低下させて、未燃焼ガスのブローバイ量を増加させ、また前記バッククリアラ ンス内に燃焼ガスが滞留することとなり、この結果排出ガスの未燃混合気量を増 加させることも考えられる。

【０００５】 この考案は前記従来の課題を解決するためになしたもので、圧縮ピストンリン グとシリンダ内壁のシール機能を向上させるとともに、バッククリアランス部内 への燃焼ガスの浸入を最小限に止めて、燃焼室外に排出される未燃混合気の量を 確実に減少させることができる内燃機関用ピストンを提供することを目的とする 。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、この考案の内燃機関用ピストンは、ピストン本 体の外周部にトップランド部を残して圧縮リング溝を形成するとともに、前記ト ップランド部外周とシリンダー内壁との間に所定幅の間隙を形成し、該間隙を跨 ぐように前記トップランド部に断面コ字状を呈した圧縮ピストンリングを嵌め込 み、該圧縮ピストンリングの上下側脚部をそれぞれ前記シリンダの燃焼室側およ び前記圧縮リング溝内に位置せしめて構成した。

【０００７】

【作用】

かかる構成によれば、内燃機関の圧縮行程の終りにおいては、圧縮ピストンリ ングは慣性力によって燃焼室側に位置して、ピストン本体の冠面との間にクリア ランスを有するが、、ピストン本体が上死点に近付くにしたがって燃焼圧が高く なり、圧縮ピストンリングはクランク室側に位置するようになって、ピストン本 体の冠面とのクリアランスを解消して、上側脚部とピストン本体の冠面とが密着 し、且つ圧縮ピストンリング自身の張力および燃焼圧によってシリンダー内壁に 密着して、燃焼ガスのクランク室側への流入をシールする。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の実施例を図１および図２により説明する。

【０００９】 図１は内燃機関用ピストンを示す垂直部分断面図、図２は図１に示す内燃機関 のピストンに使用する圧縮ピストンリングの平面図である。

【００１０】 図中２１はピストン本体で、該ピストン本体２１の外周部には、トップランド 部２２を残して、有底環状の圧縮リング溝２３とオイルリング溝２４が間隔をお き並べて形成されている。トップランド部２２とシリンダー２５の内壁２５ａと の間に所定幅の間隙２８を形成すべく、トップランド部２２の径は、ピストン本 体２１の一般外径より小径となっている。

【００１１】 ２６は、圧縮ピストンリングで、該圧縮ピストンリング２６は、断面コ字状を 呈し、要すれば一つの合わせ口２７を有する。このように構成する圧縮ピストン リング２６は、その基部２６ａを、トップランド部２２とシリンダー内壁２５ａ との間に形成した間隙２８に位置させ、この間隙２８を跨ぐように、上下両側脚 部２６ｂ，２６ｃをトップランド部２２に嵌め込まれており、したがって、上下 両側脚部２６ｂ，２６ｃが、それぞれシリンダー２５の燃焼室２５ｂ側および圧 縮リング溝２３内に位置することとなる。そして、ピストン本体２１の冠面２１ ａと圧縮リング溝２３の下面との距離が，圧縮ピストンリング２６の上側脚部２ ６ｂの下面と下側脚部２６ｃの下面との距離より大きくなるように設定して、バ ッククリアランスを形成している。

【００１２】 前記ピストン本体２１の外周に形成したオイルリング溝２４には、オイルリン グ２９が挿入されている。

【００１３】 上記実施例では、圧縮ピストンリングとして、２６のみを用いる場合を説明し たが、これに限定されることなく、必要に応じ、複数の圧縮ピストンリングを用 いる場合がある。

【００１４】 上記のような構成において、圧縮ピストンリング２６は、内燃機関の圧縮行程 の終りには、それ自身の慣性力によって燃焼室２５ｂ側に位置して、ピストン本 体２１の冠面２１ａとの間に一定のクリアランスを有することとなる。そして、 ピストン本体２１が上死点に近付くにしたがって燃焼圧が高くなるのであるが、 この燃焼圧の上昇につれて、圧縮ピストンリング２６は、シリンダー２５のクラ ンク室２５ｃ側に位置するようになって、ピストン本体２１の冠面２１ａとのク リアランスを解消してしまう。この結果、圧縮ピストンリング２６の上側脚部２ ６ｂとピストン本体２１の冠面２１ａとが密着することとなる。したがって、圧 縮ピストンリング２６と圧縮リング溝２３の底面との間に形成されるバッククリ アランスは、燃焼室２５ｂからシールされ、燃焼ガスのこの部位における滞留を 防止することとなる。また、圧縮ピストンリング２３は、それ自身に張力を有し 、また燃焼室２５ｂ側から燃焼圧を受けることとなるので、これら張力および燃 焼圧によって、圧縮ピストンリング２３の基部がシリンダー２５の内壁２５ａに 密着して、燃焼室２５ｂからクランク室２５ｃへの燃焼ガスの浸入を防止するシ ール機能を向上させる。

【００１５】 図３および図４は、ピストン本体２１のスカート部３１が形成するコンプレッ ションハイトに対するピストン本体２１の径であるボア比（コンプレッションハ イト／ボア比）が、０．４以下の内燃機関用ピストンに適用した場合の本発明に よる実施例を示しており、いずれもピストンの軽量化を図ったものであるが、両 者とも、図１および図２に示す実施例と同様に、ピストン本体２１の外周部にト ップランド部２２を残して圧縮リング溝２３を形成するとともに、トップランド 部２２外周とシリンダー２５の内壁２５ａとの間に所定幅の間隙２８を形成し、 該隙間２８を跨ぐようにトップランド部２２に断面コ字状を呈した圧縮ピストン リング２６を嵌め込み、圧縮ピストンリング２６の上下側脚部２６ｂ，２６ｃを それぞれシリンダ２５の燃焼室２５ｂ側および圧縮リング溝２３内に位置させて 構成している。

【００１６】 そして、図３に示す実施例のピストン本体２１は、シリンダー２５に摺動する スカート部３１と、このスカート部３１および図示しないピストンピンボス部を つなぐエプロン部３２とを有し、このエプロン部３２の冠面２１ａ側の肉厚を厚 くし、スカート部３１下部側のエプロン肉厚をより薄くしてさらなる軽量化を図 ったもので、エプロン部３２の内壁側において、下端部に行くにしたがって薄く なるような薄肉部３１ａとしている。

【００１７】 また、図４に示す実施例のピストン本体２１は、エプロン部３２の冠面２１ａ 側の肉厚を厚くし、スカート部３１下部側のエプロン肉厚をより薄くした点は、 図３の場合と同様にさらなる軽量化を図っているもので、この場合、スカート部 ３１の下端部内外両壁をそいで略同一幅の肉薄部３２ｂとしている。なお、この 図４の変形例として、肉薄部３２ｂの形状を、エプロン部３２の下端部にしたが って薄くなる内外両壁がテーパー状にする場合が考えられる。

【００１８】

【考案の効果】

以上の通り、この考案は、ピストン本体の外周部にトップランド部を残して圧 縮リング溝を形成するとともに、前記トップランド部外周とシリンダー内壁との 間に所定幅の間隙を形成し、該間隙を跨ぐように前記トップランド部に断面コ字 状を呈した圧縮ピストンリングを嵌め込み、該圧縮ピストンリングの上下側脚部 をそれぞれ前記シリンダの燃焼室側および前記圧縮リング溝内に位置せしめて構 成したことにより、ピストン本体が上死点に近付き燃焼圧が高くなると、圧縮ピ ストンリングがクランク室側に位置するようになって、ピストン本体の冠面との クリアランスを解消して、上側脚部とピストン本体の冠面とが密着して、圧縮ピ ストンリングと圧縮リング溝の底面との間に形成されるバッククリアランスを、 燃焼室２５ｂからシールして、燃焼ガスがこのバッククリアランス部位に滞留す るのを防止して、排出ガスの未燃混合気量を減少させ、クリーンな排気ガスを排 出する内燃機関を提供できることとなる。

【００１９】 また、圧縮ピストンリング自身の張力および燃焼圧によって、圧縮ピストンリ ングの基部がシリンダー内壁に密着して、燃焼室からクランク室への燃焼ガスの 浸入を防止するシール機能を向上させ、この結果、上記と相俟って、クリーンな 排気ガスを排出する内燃機関を提供することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例による内燃機関用ピストンを示す
垂直部分断面図である。

【図２】図１に示す内燃機関用ピストンに使用する圧縮
ピストンリングの平面図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す内燃機関用ピストン
を示す垂直部分断面図である。

【図４】本考案の更に他の実施例を示す内燃機関用ピス
トンのスカート部を示す垂直部分断面図である。

【図５】従来の内燃機関用ピストンにおけるシール溝機
構であるＬ形キーストンリング溝を示す垂直部分断面図
である。

【図６】図６のリング溝にＬ形キーストンリングを装着
した状態を示す垂直部分断面図である。

【符号の説明】

２１ ピストン本体 ２２ トップランド部 ２３ 圧縮リング溝 ２５ シリンダー ２５ａ 内壁 ２５ｂ 燃焼室 ２６ 圧縮ピストンリング ２６ａ 基部 ２６ｂ 上側脚部 ２６ｃ 下側脚部 ２８ 間隙

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン本体の外周部にトップランド部
   を残して圧縮リング溝を形成するとともに、前記トップ
   ランド部外周とシリンダー内壁との間に所定幅の間隙を
   形成し、該間隙を跨ぐように前記トップランド部に断面
   コ字状を呈した圧縮ピストンリングを嵌め込み、該圧縮
   ピストンリングの上下側脚部をそれぞれ前記シリンダの
   燃焼室側および前記圧縮リング溝内に位置せしめて構成
   したことを特徴とする内燃機関用ピストン。