JPH10103511A - エンジンのピストン装置 - Google Patents

エンジンのピストン装置

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Publication number
JPH10103511A
JPH10103511A JP26046796A JP26046796A JPH10103511A JP H10103511 A JPH10103511 A JP H10103511A JP 26046796 A JP26046796 A JP 26046796A JP 26046796 A JP26046796 A JP 26046796A JP H10103511 A JPH10103511 A JP H10103511A
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JP
Japan
Prior art keywords
piston
ring
peripheral surface
cylinder liner
oil
Prior art date
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Pending
Application number
JP26046796A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsusada Tsukiji
勝定 築地
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
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  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スラップ音の低減とオイル消費の低減を図り
つつ、ピストンの潤滑性を良好に確保して、焼き付きの
問題やピストンリングとシリンダライナの早期摩耗の問
題を解消する。 【解決手段】 ピストン1のリング部周面3に複数のリ
ング溝5a〜5cを形成し、これらのリング溝5a〜5
c内にそれぞれ圧力リング6a・6bとオイルリング6
cを装着する。各リングランド3a・3bの外周面をピ
ストンスカート4側へ末広がりテーパ状に形成し、ピス
トンスカート4の外周面にその断面が末広がりテーパ状
の周溝12を多段に形成し、シリンダライナ10の内周
面11にその断面が末広がりテーパ状の周溝13を多段
に形成し、圧力リング6a・6bの外周面を末広がりテ
ーパ状に形成した傾斜周面部分R1 とシリンダライナ1
0の内周面11に摺接する摺接周面部分R2 とから形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンのピス
トン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のピストン装置としては、従来よ
り、例えば図3(A)及び図3(B)に示すものが知ら
れている。ここで、図3(A)は右半部を破断した従来
例に係るピストンの側面図、図3(B)は図3(A)中
のB部の拡大縦断面図である。このピストン装置は、図
3(A)(B)に示すように、シリンダライナ10に内
嵌するピストン1のリング部周面3に複数のリング溝5
a〜5cを形成し、これらのリング溝5a〜5c内にそ
れぞれ圧力リング6a・6bとオイルリング6cを装着
して構成されている。なお、図3中の符号2はピストン
ヘッド、11はシリンダライナ10の内周面を示す。
【0003】上記圧力リング6a・6bは、圧縮及び爆
発ガス圧力に対する気密保持と、ピストンが受ける燃焼
熱をシリンダ壁に伝えてピストンの過熱を防止すること
を目的としている。上記圧力リング6a・6bの断面形
状としては、図3(A)に示すように、矩形にしたもの
を基本形状としつつ、図3(B)に示すように、リング
外周面をピストンスカート4側へ末広がりテーパ状に形
成して、シリンダライナ内周面11に付着した潤滑オイ
ルを掻き落とすようにしたものがある。
【0004】上記オイルリング6cは、シリンダライナ
内周面11にふりかけられた潤滑オイルを掻き落として
潤滑オイルが燃焼室内で燃焼により消費されるのを防止
するとともに、必要最小限度の油膜をつくることを目的
としている。このために、図3(B)に示すように、オ
イルリング6cのリング外周面にリング油溝7を凹設す
るとともに、このリング油溝7の奥内部に油孔8を貫通
形成し、前記リング溝5cの奥内部にはオイル戻し孔9
を貫通して、オイルリング6cで掻き落としたオイルの
一部を油孔8からオイル戻し孔9を通ってピストン内部
に押し出すように構成されている。
【0005】また、上記従来技術では、ピストン1の外
周面とシリンダライナ内周面11との隙間S(以下、ピ
ストンクリアランスという)を小さくすることによりス
ラップ音の低減を図りつつ、圧力リング6a・6b及び
オイルリング6cの拡張力を強化して、圧縮及び爆発ガ
ス圧力に対する気密性を高めるとともに、潤滑オイルの
消費量の低減を図っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スラッ
プ音の低減を図るためにピストンクリアランスSを小さ
くしたり、圧縮及び爆発ガス圧力に対する気密性を高め
るために圧力リング6a・6bの拡張力を強化すると、
リング外周面をピストンスカート4側へ末広がりテーパ
状に形成したものにおいては、当該圧力リング6a・6
bの下縁がシャープエッジになるので、シリンダライナ
内周面11に対する接当圧が過大になり、圧力リング6
a・6bによる潤滑オイルの掻き落としが強力に過ぎて
ピストンの潤滑性が損なわれ、焼き付きの問題やピスト
ンリングとシリンダライナの早期摩耗の問題を生ずる。
【0007】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、スラップ音の低減とオイル消費の低減を図り
つつ、ピストンの潤滑性を良好に確保して、焼き付きの
問題やピストンリングとシリンダライナの早期摩耗の問
題を解消することを技術課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものとして、以下のように構成される。請求項1に
記載の発明は、シリンダライナ10に内嵌するピストン
1のリング部周面3に複数のリング溝5a〜5cを形成
し、これらのリング溝5a〜5c内にそれぞれ圧力リン
グ6a・6bとオイルリング6cを装着して構成したエ
ンジンのピストン装置において、上記リング部周面3を
構成する各リングランド3a・3bの外周面をピストン
スカート4側へ末広がりテーパ状に形成した、ことを特
徴とするものである。
【0009】請求項2に記載の発明は、シリンダライナ
10に内嵌するピストン1のリング部周面3に複数のリ
ング溝5a〜5cを形成し、これらのリング溝5a〜5
c内にそれぞれ圧力リング6a・6bとオイルリング6
cを装着して構成したエンジンのピストン装置におい
て、上記ピストン1のピストンスカート4の外周面に、
その断面が末広がりテーパ状の周溝12を多段に形成し
た、ことを特徴とするものである。
【0010】請求項3に記載の発明は、シリンダライナ
10に内嵌するピストン1のリング部周面3に複数のリ
ング溝5a〜5cを形成し、これらのリング溝5a〜5
c内にそれぞれ圧力リング6a・6bとオイルリング6
cを装着して構成したエンジンのピストン装置におい
て、上記シリンダライナ10の内周面11に、その断面
が末広がりテーパ状の周溝13を多段に形成した、こと
を特徴とするものである。
【0011】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
乃至請求項3のいずれかに記載のエンジンのピストン装
置において、上記各圧力リング6a・6bの外周面を、
ピストンスカート4側へ末広がりテーパ状に形成した傾
斜周面部分R1 と、この傾斜周面部分R1 に連接し、シ
リンダライナ10の内周面11に摺接する摺接周面部分
2 とから形成した、ことを特徴とするものである。
【0012】
【発明の作用・効果】請求項1に記載した発明では、各
リングランド3a・3bの外周面をピストンスカート4
側へ末広がりテーパ状に形成したことから、リングラン
ド3a・3bの下縁はシャープエッジになり、リングラ
ンド3a・3bの外周面とシリンダライナ内周面11と
の隙間はオイル溜めとして機能する。従って、ピストン
1が圧縮側へ移動する際(以下、ピストン上昇時とい
う)には、シリンダライナ内周面11に油膜が形成され
てピストン摺動時の潤滑性を確保する。そしてピストン
1が膨張側へ移動する際(以下、ピストン下降時とい
う)には、リングランド3a・3bの下縁のシャープエ
ッジでシリンダライナ内周面11に付着している潤滑オ
イルを掻き取る。これにより、請求項1に記載した発明
では、以下の効果を奏する。
【0013】(イ)ピストン摺動時の潤滑性を確保でき
るので、スラップ音の低減を図るためにピストンクリア
ランスSを十分小さくしても、焼き付きの問題やピスト
ンリングとシリンダライナの早期摩耗の問題を解消でき
る。 (ロ)また、ピストン下降時には、リングランド3a・
3bの下縁のシャープエッジでシリンダライナ10の内
周面11に付着している潤滑オイルを掻き取ることがで
きるので、圧力リング6a・6bやオイルリング6cの
拡張力をそれほど強化しなくてもオイル消費の低減を図
ることができる。 (ハ)圧力リング6a・6bやオイルリング6cの拡張
力をそれほど強化しなくてもよいので、この点でも焼き
付きの問題やピストンリングとシリンダライナの早期摩
耗の問題を解消できる。
【0014】請求2に記載した発明では、ピストンスカ
ート部4の外周面に、その断面が末広がりテーパ状の周
溝12を多段に形成したことから、上記周溝12とシリ
ンダ内周面11との隙間はオイル溜めとして機能すると
ともに、この周溝12の上縁は直角のエッジになる。従
って、ピストン上昇時には、シリンダライナ内周面11
に油膜が形成されてピストン摺動時の潤滑性を確保す
る。そしてピストン下降時には、周溝12の上縁のエッ
ジでシリンダライナ内周面11に付着している潤滑オイ
ルを掻き取ることができる。これにより、請求項2に記
載した発明では、請求項1に記載した発明と同様の効果
(イ)〜(ハ)を奏する。
【0015】請求項3に記載した発明では、シリンダラ
イナ内周面11に、その断面が末広がりテーパ状の周溝
13を多段に形成したことから、上記周溝13とシリン
ダ内周面11との隙間はオイル溜めとして機能するとと
もに、この周溝13の上縁は直角のエッジになる。従っ
て、ピストン下降時には、シリンダライナ内周面11に
油膜が形成されてピストン摺動時の潤滑性を確保する。
そしてピストン上昇時には、周溝13の上縁のエッジで
シリンダライナ内周面11に付着している潤滑オイルを
掻き取ることができる。これにより、請求項3に記載し
た発明では、請求項1に記載した発明と同様の効果
(イ)〜(ハ)を奏する。
【0016】請求項4に記載した発明では、請求項1乃
至請求項3のいずれかに記載のエンジンのピストン装置
において、各圧力リング6a・6bの外周面を、ピスト
ンスカート4側へ末広がりテーパ状に形成した傾斜周面
部分R1 と、この傾斜周面部分R1 に連接し、シリンダ
ライナ内周面11に摺接する摺接周面部分R2 とから形
成したことから、上記傾斜周面部分R1 とシリンダ内周
面11との隙間はオイル溜めとして機能するとともに、
上記摺接周面部分R2 がシリンダ内周面11に摺接する
接当圧が過大になる虞れはない。これにより、上記作用
・効果に加えて、ピストン摺動時の適度の潤滑性を確保
しつつ、圧力リング6a・6bによる圧縮及び爆発ガス
圧力に対する気密性を高めることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいてさらに詳しく説明する。図1及び図2は本発明の
実施形態に係るエンジンのピストン装置を示し、図1
(A)はピストンの要部の縦断面図、図1(B)は図1
(A)中のB部の拡大図、図1(C)は図1(A)中の
C部の拡大図、図2(A)はシリンダライナの要部の縦
断面図、図2(B)は図2(A)中のB部の拡大図であ
る。このピストン装置は、従来例と同様の基本構成を備
える。即ち、シリンダライナ10に内嵌するピストン1
のリング部周面3に複数のリング溝5a〜5cを形成
し、これらのリング溝5a〜5c内にそれぞれ圧力リン
グ6a・6bとオイルリング6cを装着して構成されて
いる。以下、このピストン装置の特徴構成について説明
する。
【0018】このピストン装置の第1の特徴構成は、図
1(A)及び図1(B)に示すように、各リングランド
3a・3bの外周面をピストンスカート4側へ末広がり
テーパ状に形成してある。この末広がりテーパ状の傾斜
角度θは1°〜2°に設定されている。これにより、リ
ングランド3a・3bの下縁はシャープエッジになり、
リングランド3a・3bの外周面とシリンダライナ内周
面11との隙間はオイル溜めとして機能する。従って、
ピストン上昇時には、シリンダライナ内周面11に油膜
が形成されてピストン摺動時の潤滑性を確保する。そし
てピストン下降時には、リングランド3a・3bの下縁
のシャープエッジでシリンダライナ内周面11に付着し
ている潤滑オイルを掻き取ることができる。これによ
り、圧力リング5a・5bあるいはオイルリング5cの
個数を減らして、ピストン1の全長を小さくし、ひいて
はエンジンの背丈を低くして小型化を図ることができ
る。
【0019】このピストン装置の第2の特徴構成は、図
1(A)及び図1(C)に示すように、ピストンスカー
ト部4の外周面に、その断面が末広がりテーパ状で奥内
部が小さな円弧rの周溝12を多段に形成してある。こ
の周溝12は、その深さaが大きすぎるとオイルの持ち
上がりが多くなることも懸念されるので、エンジンの排
気量や耐久性を考慮してその幅bに対してb=3a〜4
aの範囲で自由に設定するのが望ましい。本実施例では
その深さaは0.15〜0.3mmに、幅bは0.6〜
1.0mmに、周溝12の末広がりテーパ状の傾斜角度
θは略10〜15°に、周溝12のピッチcは10〜1
5mmに設定されている。これにより、上記周溝12と
シリンダ内周面11との隙間はオイル溜めとして機能す
るとともに、この周溝12の上縁は直角のエッジにな
る。従って、ピストン上昇時には、シリンダライナ内周
面11に油膜が形成されてピストン摺動時の潤滑性を確
保する。そしてピストン下降時には、周溝12の上縁の
エッジでシリンダライナ内周面11に付着している潤滑
オイルを掻き取ることができる。
【0020】このピストン装置の第3の特徴構成は、図
1(A)に示すように、各圧力リング6a・6bの外周
面を、ピストンスカート4側へ末広がりテーパ状に形成
した傾斜周面部分R1 と、この傾斜周面部分R1 の下側
に連接し、シリンダライナ10の内周面11に摺接する
摺接周面部分R2 とから形成してある。これにより、上
記傾斜周面部分R1 とシリンダ内周面11との隙間はオ
イル溜めとして機能するとともに、上記摺接周面部分R
2 がシリンダ内周面11に摺接する接当圧は、従来例
《図3(B)》の圧力リングのように過大になる虞れは
ない。これにより、ピストン摺動時の適度の潤滑性を確
保しつつ、圧力リング6a・6bによる圧縮及び爆発ガ
ス圧力に対する気密性を高めることができる。
【0021】このピストン装置の第4の特徴構成は、図
2(A)及び図2(B)に示すように、シリンダライナ
10の内周面11に、その断面が末広がりテーパ状の周
溝13を多段に形成してある。この周溝13の奥内部も
小さな円弧状に形成され、その深さa、幅b、周溝12
の末広がりテーパ状の傾斜角度θ、及び周溝13のピッ
チcはピストンスカート部4の周溝12とほぼ同様に設
定されている。これにより、上記周溝13とシリンダ内
周面11との隙間はオイル溜めとして機能するととも
に、この周溝13の上縁は直角のエッジになる。従っ
て、ピストン下降時には、シリンダライナ内周面11に
油膜が形成されてピストン摺動時の潤滑性を確保する。
そしてピストン上昇時には、周溝13の上縁のエッジで
シリンダライナ内周面11に付着している潤滑オイルを
掻き取ることができる。
【0022】上記第1、第2、第4の特徴構成を備える
ことにより、ピストンクリアランスSを十分小さくして
スラップ音の低減とオイル消費の低減を図りつつ、ピス
トンの潤滑性を良好に確保して、焼き付きの問題やピス
トンリングとシリンダライナの早期摩耗の問題を解消す
ることができる。
【0023】なお、図1及び図2に記載した実施形態で
は、第1〜第4の特徴構成をすべて備える場合を想定し
て説明したが、本発明は上記実施形態に限るものではな
く、第1、第2、及び第4の特徴構成をそれぞれ独立に
備える場合や、第1、第2、第4の特徴構成を任意に組
み合わせる場合、あるいは、第1、第2、第4のいずれ
かの特徴構成と第3の特徴構成とを組み合わせる場合に
ついて、適宜実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るエンジンのピストン装
置を示し、図1(A)はピストンの要部の縦断面図、図
1(B)は図1(A)中のB部の拡大図、図1(C)は
図1(A)中のC部の拡大図である。
【図2】本発明の実施形態に係るピストン装置を示し、
図2(A)はシリンダライナの要部の縦断面図、図2
(B)は図2(A)中のB部の拡大図である。
【図3】従来例に係るピストン装置を示し、図3(A)
は右半部を破断したピストンの側面図、図3(B)は図
3(A)中のB部の拡大図である。
【符号の説明】
1…ピストン、3…リング部周面、3a・3b…リング
ランド、4…ピストンスカート、5a・5b・5c…リ
ング溝、6a・6b…圧力リング、6c…オイルリン
グ、10…シリンダライナ、11…シリンダライナの内
周面、12…周溝、13…周溝、E…エンジン、R1
圧力リングの傾斜周面部分、R2 …圧力リングの摺接周
面部分。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F16J 10/04 F16J 10/04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダライナ(10)に内嵌するピス
    トン(1)のリング部周面(3)に複数のリング溝(5
    a)〜(5c)を形成し、これらのリング溝(5a)〜
    (5c)内にそれぞれ圧力リング(6a)(6b)とオ
    イルリング(6c)を装着して構成したエンジンのピス
    トン装置において、 上記リング部周面(3)を構成する各リングランド(3
    a)(3b)の外周面をピストンスカート(4)側へ末
    広がりテーパ状に形成した、ことを特徴とするエンジン
    のピストン装置。
  2. 【請求項2】 シリンダライナ(10)に内嵌するピス
    トン(1)のリング部周面(3)に複数のリング溝(5
    a)〜(5c)を形成し、これらのリング溝(5a)〜
    (4c)内にそれぞれ圧力リング(6a)(6b)とオ
    イルリング(6c)を装着して構成したエンジンのピス
    トン装置において、 上記ピストン(1)のピストンスカート(4)の外周面
    に、その断面が末広がりテーパ状の周溝(12)を多段
    に形成した、ことを特徴とするエンジンのピストン装
    置。
  3. 【請求項3】 シリンダライナ(10)に内嵌するピス
    トン(1)のリング部周面(3)に複数のリング溝(5
    a)〜(5c)を形成し、これらのリング溝(5a)〜
    (4c)内にそれぞれ圧力リング(6a)(6b)とオ
    イルリング(6c)を装着して構成したエンジンのピス
    トン装置において、 上記シリンダライナ(10)の内周面(11)に、その
    断面が末広がりテーパ状の周溝(13)を多段に形成し
    た、ことを特徴とするエンジンのピストン装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    のエンジンのピストン装置において、 上記圧力リング(6a)(6b)の外周面を、ピストン
    スカート(4)側へ末広がりテーパ状に形成した傾斜周
    面部分(R1 )と、この傾斜周面部分(R1 )に連接
    し、シリンダライナ(10)の内周面(11)に摺接す
    る摺接周面部分(R2 )とから形成した、ことを特徴と
    するエンジンのピストン装置。
JP26046796A 1996-10-01 1996-10-01 エンジンのピストン装置 Pending JPH10103511A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006077856A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Nissan Motor Co Ltd 低摩擦摺動部材

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JP2006077856A (ja) * 2004-09-08 2006-03-23 Nissan Motor Co Ltd 低摩擦摺動部材

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