JPH0742417U - ピストンとピストンリングの組合せ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンリングのスティックを防止する。 【構成】 ピストン２のスカート部がシリンダボア１に
接触したときのピストン外周面２ａとシリンダボア内周
面１ａとの間の最大のクリアランスと、ピストン２のセ
カンドリング溝３に形成されている面取り７の半径方向
寸法との和をａ、シリンダボア１の内周面１ａに外周面
４ａが接触しているセカンドリング４の面取り６の半径
方向内端と、シリンダボア内周面１ａとの間の寸法をｂ
としたとき、ａ＞ｂの関係を有している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はピストンとピストンリングの組合せに関し、特にディーゼルエンジン に使用して有効である。

【０００２】

【従来の技術】

ピストンのセカンドリング溝に装着されているセカンドリングは、例えばアン ダカットタイプのものが使用されており、外周面は硬質Ｃｒめっき等のめっき皮 膜などが形成されている。そしてセカンドリングの外周の上側の角は、めっき皮 膜を被覆する場合のめっき技術面、およびアンダカットタイプのものにおいては リングのねじれ量の調整のため、面取りが施されている。この面取りはリングの ねじれを小さくするために大きく設定する方が望ましく、例えばＣ０．２ｍｍ以 上の面取りに形成されている。

【０００３】 また、ピストンのセカンドリング溝の外周側における上側の角に面取りが形成 されている。この面取りは、従来、セカンドリングに形成されている面取りより もかなり小さい寸法で形成されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

エンジン作動時、潤滑油が高温の燃焼ガスに晒されると、カーボンスラッジが 生じ、図３に示されているように、スラッジ１０がセカンドリング溝３の外周側 における上側の角に形成されている面取り７Ａ部分と、セカンドリング４の外周 の上側の角に形成されている面取り６部分とに付着して堆積する。

【０００５】 そしてセカンドリング溝３においては面取り寸法が小さいために、スラッジ１ ０は、図３に示されているように、面取り７Ａ部分から溝側面３ａにわたって付 着して、さらにセカンドリング４側に突出するようにして堆積しやすい。

【０００６】 この付着堆積したスラッジ１０は、ピストン２がシリンダボア１内で半径方向 等に動くことにより、ある程度は除去される。すなわち、ピストン２が図３（ａ ）の位置から図３（ｂ）の位置へ動くと、スラッジ１０はセカンドリング４の上 面４ｂと面取り６との角８に当たって破砕され、スラッジ１０の一部は除去され る。

【０００７】 しかし、セカンドリング溝３の面取り７Ａ部分およびその近傍の溝側面３ａに 付着してセカンドリング４側に突出するようにして堆積しているスラッジ１０は 、面取り７Ａの寸法が小さいと、セカンドリング４の角８部が当たらないため、 破砕されずにそのまま残ってしまう。

【０００８】 その結果、セカンドリング溝３とセカンドリング４に付着堆積しているスラッ ジ１０によって、セカンドリング４がスティックするおそれが生じる。

【０００９】 本考案の目的はピストンリングのスティックを防止することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の構成は、ピストンリングの外周の上側の角に面取りが形成されている とともに、ピストンに形成されているピストンリング溝の外周側における上側の 角にも面取りが形成されているピストンとピストンリングの組合せにおいて、 前記ピストンのスカート部がシリンダボアに接触したときのピストン外周面と シリンダボア内周面との間の最大のクリアランスと、前記ピストンリング溝に形 成されている面取りの半径方向寸法との和をａ、 シリンダボアの内周面に外周面が接触されている前記ピストンリングの面取り の半径方向内端と、シリンダボア内周面との間の寸法をｂ、 としたとき、 ａ＞ｂであることを特徴とする。

【００１１】

【作用】 上記構成によれば、ピストンリング溝の面取り寸法が大きいために、スラッジ が面取り部に付着してもセカンドリング側に突出するのが防止される。

【００１２】 さらに、スラッジが万一、セカンドリング側に突出するように堆積した場合に おいても、ピストンがシリンダボア内で半径方向等に動くことにより、ピストン リングの上面と面取りとの角が、ピストンリング溝の面取り部分に付着堆積して ピストンリング側に突出しているスラッジに当たるため、ピストンリング側に突 出しているスラッジ部分が破砕される。その結果、ピストンリングのスティック が起きにくくなる。

【００１３】

【実施例】

図１において、シリンダブロック９のシリンダボア１内にピストン２が挿入さ れており、ピストン２に形成されているセカンドリング溝３にセカンドリング４ が装着されている。セカンドリング４は下面の外周側の端部が切欠されているア ンダカットタイプのもので、外周面には硬質クロムめっき等の表面処理層５が形 成されている。セカンドリング４の外周の上側の角は面取り６が形成されている 。

【００１４】 セカンドリング溝３の外周側における上側の角にも面取り７が形成されている 。

【００１５】 上記セカンドリング４に形成されている面取り６と、セカンドリング溝３に形 成されている面取り７は、次の寸法関係にあるように形成されている。すなわち 、図１に示されているように、ピストン２のスカート部がシリンダボア１に接触 したときのピストン外周面２ａとシリンダボア内周面１ａとの間の最大のクリア ランスと、セカンドリング溝３の面取り７の半径方向寸法との和をａ、シリンダ ボア１の内周面１ａに外周面４ａが接触されているセカンドリング４の面取り６ の半径方向内端と、シリンダボア内周面１ａとの間の寸法をｂとしたとき、ａ＞ ｂである。

【００１６】 セカンドリング４とセカンドリング溝３とに形成されている面取り６，７の寸 法関係が、上記のように形成されていると、セカンドリング４のスティックが防 止される。これを以下説明する。

【００１７】 エンジン作動時、潤滑油が高温の燃焼ガスに晒されると、カーボンスラッジが 生じ、スラッジ１０がセカンドリング溝３の外周側における上側の角に形成され ている面取り７部分と、セカンドリング４の外周の上側の角に形成されている面 取り６部分とに付着して堆積する。

【００１８】 しかし、セカンドリング溝３の面取り７が大きく形成されているために、セカ ンドリング溝３の面取り７部分にスラッジ１０が付着しても、スラッジ１０がセ カンドリング４側に突出するように堆積するのは防止される。

【００１９】 しかしながら、セカンドリング溝３の面取り７部分に、スラッジ１０が、図２ に示されているように、セカンドリング４側に突出するようにして堆積する場合 もある。

【００２０】 しかし、この付着堆積したスラッジ１０は、ピストン２がシリンダボア１内で 半径方向等に動くことにより、スラッジ１０のセカンドリング４側に突出してい る部分が除去される。すなわち、ピストン２が図２（ａ）の位置から図２（ｂ） の位置へ動くと、スラッジ１０のセカンドリング４側に突出している部分は、セ カンドリング４の上面４ｂと面取り６との角８に当たって破砕され、除去される 。

【００２１】 以上の結果、セカンドリング４がスティックするのが防止される。

【００２２】 以下、セカンドリングのスティック試験を説明する。エンジンは２．２ｌ、４ 気筒、渦流室式ディーゼルエンジンであり、４２００ｒｐｍ×４／４負荷×１０ ０Ｈｒのスティック試験を行った。

【００２３】 ４つのシリンダボアに挿入されている各ピストンのセカンドリング溝とセカン ドリングは次のように構成されている。

【００２４】 （１）試験例１ セカンドリング溝の面取り： シリンダのＮｏ１とＮｏ３に挿入されているピストンのセカンドリング溝の外 周側における上側の角はＣ０．２ｍｍの面取りが施されている（従来例）。 シリンダのＮｏ２とＮｏ４に挿入されているピストンのセカンドリング溝の外 周側における上側の角はＣ０．５ｍｍの面取りが施されている（本考案）。

【００２５】 セカンドリングの面取り： ４つの各ピストンのセカンドリング溝に装着されているセカンドリングの外周 の上側の角はＣ０．５ｍｍの面取りが施されている。

【００２６】 上記１００Ｈｒのスティック試験で、シリンダのＮｏ１とＮｏ３におけるセカ ンドリング溝とセカンドリングの組合せ（従来例）は、セカンドリングにスティ ックが発生し、シリンダのＮｏ２とＮｏ４におけるセカンドリング溝とセカンド リングの組合せ（本考案）は、セカンドリングにスティックが発生しなかった。

【００２７】 （２）試験例２ 全シリンダに挿入されている各ピストンのセカンドリング溝の外周側における 上側の角はＣ０．５ｍｍの面取りが施され、各ピストンのセカンドリング溝に装 着されているセカンドリングの外周の上側の角はＣ０．５ｍｍの面取りが施され ている（全て本考案）。

【００２８】 上記１００Ｈｒのスティック試験で、全シリンダにおいてセカンドリングにス ティックは発生しなかった。

【００２９】 なお、上記では、セカンドリング溝とセカンドリングについて説明したが、本 考案における面取りの寸法関係は、サードリング溝とサードリングに適用しても 効果的である。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、ピストンリングがスティックを生じるの を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示し、シリンダボア内に挿
入されているピストンのセカンドリング溝部分を示す縦
断面図で、ピストンのスカート部がシリンダボアに接触
している状態を示している。

【図２】シリンダボア内に挿入されているピストンのセ
カンドリング溝部分を示す縦断面図でスラッジの付着状
態を示し、（ａ）はピストンがシリンダボアと同心位置
から半径方向における一方向にかたよっている状態、
（ｂ）はピストンがシリンダボアと同心位置から半径方
向において、（ａ）と反対方向にかたよっている状態を
示している。

【図３】シリンダボア内に挿入されているピストンのセ
カンドリング溝部分を示す従来例の縦断面図でスラッジ
の付着状態を示し、（ａ）はピストンがシリンダボアと
同心位置から半径方向における一方向にかたよっている
状態、（ｂ）はピストンがシリンダボアと同心位置から
半径方向において、（ａ）と反対方向にかたよっている
状態を示している。

【符号の説明】

１ シリンダボア １ａ シリンダボア内周面 ２ ピストン ２ａ ピストン外周面 ３ セカンドリング溝 ３ａ セカンドリング溝側面 ４ セカンドリング ４ａ セカンドリング外周面 ４ｂ セカンドリング上面 ５ 表面処理層 ６、７ 面取り ８ 角 ９ シリンダブロック １０ スラッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｊ 9/20

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンリングの外周の上側の角に面取
   りが形成されているとともに、ピストンに形成されてい
   るピストンリング溝の外周側における上側の角にも面取
   りが形成されているピストンとピストンリングの組合せ
   において、 前記ピストンのスカート部がシリンダボアに接触したと
   きのピストン外周面とシリンダボア内周面との間の最大
   のクリアランスと、前記ピストンリング溝に形成されて
   いる面取りの半径方向寸法との和をａ、 シリンダボアの内周面に外周面が接触されている前記ピ
   ストンリングの面取りの半径方向内端と、シリンダボア
   内周面との間の寸法をｂ、としたとき、 ａ＞ｂであることを特徴とするピストンとピストンリン
   グの組合せ。
2. 【請求項２】 前記ピストンとピストンリングがディー
   ゼルエンジンに使用されていることを特徴とする請求項
   １記載のピストンとピストンリングの組合せ。
3. 【請求項３】 前記ピストンリング溝がセカンドリング
   溝であり、前記ピストンリングがセカンドリングである
   ことを特徴とする請求項１または２記載のピストンとピ
   ストンリングの組合せ。
4. 【請求項４】 前記ピストンリング溝がサードリング溝
   であり、前記ピストンリングがサードリングであること
   を特徴とする請求項１または２記載のピストンとピスト
   ンリングの組合せ。