JPH11325248A - 内燃機関のピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストン構造を複雑にせずに、ピストン下降
時のオイル掻き下げ不良を防止し、オイルの消費量の低
減と燃費の向上を図るピストンを提供する。 【解決手段】 少なくとも１本のピストンリング１がリ
ング溝20に装着された内燃機関のピストンにおいて、少
なくとも１本のピストンリング１の上面11とそのリング
溝20の天井面23との間の摺動抵抗が、ピストンリング１
の下面12とそのリング溝20の床面22との間の摺動抵抗よ
りも大きくなるようにピストン２を構成する。摺動抵抗
を大きくする場合は、ピストンリング１の上面11又はリ
ング溝20の天井面23の表面粗さを粗くすることにより実
現できる。また、ピストンリング１の上面11に、ピスト
ン２の半径方向に略垂直な方向に延びる溝７を複数個円
周方向に隣接させて形成しても摺動抵抗を増大させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のピストン
に関し、特に、ピストンの上昇中と下降中のピストンリ
ングとリング溝との摺動抵抗を変化させることにより、
オイルの消費を増加させることなく燃費の向上を図った
内燃機関のピストンに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のピストンはシリンダ内で吸
入、圧縮、爆発、排気の動作を行うが、ピストンだけで
はシリンダ内のガス漏れを防ぐことができない。そこ
で、ピストンには一般に３〜４本のピストンリングが装
着されている。ピストンリングはピストン頂部（クラウ
ン部）近傍の周囲に設けられたリング溝の中に嵌め込ま
れてピストンに装着される。

【０００３】ピストンリングには、シリンダの気密性を
保持してクランクケース内へのガス漏れを防止し、ピス
トンが受けた熱をシリンダライナへ伝達するための圧縮
リングと、シリンダライナを潤滑するオイル（潤滑油）
のうちの余剰オイルを掻き落とすためのオイルリングの
２種類がある。内燃機関のオイルの消費量は、ピストン
リングの形状や張力に依存しており、ピストンリングが
外に広がろうとする力、即ち、張力を高くすると機関の
オイル消費量が低減され、ピストンリングの張力を低く
すると機関のオイル消費量が増大する傾向にある。

【０００４】ところで、近年、内燃機関の燃費改善の１
つの手段として、ピストンリングの張力を低下させよう
とする要望がある。ところが、前述のように、ピストン
リングの張力を低下させると、シリンダ壁面のオイルの
掻き落とし効果が低減し、このため、オイルの消費量が
増大すると共に、ＨＣの排出量が多くなってエミッショ
ンが悪化するという問題点がある。

【０００５】この問題点を図１を用いて説明する。図１
(a) は機関が低回転から中回転領域にある時のピストン
リング１の機能を説明するものである。この図から分か
るように、図示しないピストンの上昇に伴ってピストン
リング１がシリンダボア５内を上昇すると、ピストンリ
ング１によってオイル６が掻き上げられ、ピストンリン
グ１がシリンダボア５内を下降すると、ピストンリング
１によってオイルが掻き下げられる。このように、機関
が低回転から中回転領域にある時はピストンリング１に
よってオイル６が十分に掻き下げられる。

【０００６】一方、図１(b) は機関の高回転時や、シリ
ンダボア５が変形している時のピストンリング１の機能
を説明するものである。この図から分かるように、図示
しないピストンの上昇に伴ってピストンリング１がシリ
ンダボア５内を上昇すると、ピストンリング１によって
オイル６が掻き上げられるが、ピストンリング１がシリ
ンダボア５内を急速に下降すると、ピストンリング１が
シリンダボア５から離れてしまい、ピストンリング１に
よるオイル６の掻き下げが不十分になる。このように、
機関が高回転領域にある時や、シリンダボア５が変形し
ている時は、ピストンリング１によるオイル６の掻き下
げ不良が発生するのである。

【０００７】このような問題点に対して、本出願人は、
ピストンの上昇中に比べて下降中のピストンリングの張
力を大きくすることができる機構を備えたピストンを提
案した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本出願
人の提案した上昇中よりも下降中のピストンリングの張
力を大きくすることができる機構を備えたピストンは、
ピストンの内部にピストンリングの張力可変機構を組み
込む必要があるので、ピストンのコストが上昇するとい
う課題があった。

【０００９】そこで、本発明は、ピストンのコストを上
昇させる原因となるピストンリングの張力可変機構をピ
ストンの内部に組み込むことなく、ピストンの下降中に
ピストンリングのピストンからの突出量が小さくなるこ
とが防止され、オイルの消費量の低減、及び、燃費の向
上を図ることができる内燃機関のピストンを提供するこ
とを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の特徴は、以下に第１から第５の発明として示され
る。第１の発明の構成上の特徴は、ピストンの周囲に少
なくとも１本のピストンリングが、ピストンに設けられ
たリング溝に装着される内燃機関のピストンにおいて、
ピストンリングのうち、少なくとも１本のピストンリン
グの上面とそのリング溝の天井面との間の摺動抵抗を、
ピストンリングの下面とそのリング溝の床面との間の摺
動抵抗よりも大きくしたことにある。

【００１１】第２の発明の構成上の特徴は、第１の発明
において、ピストンリングの上面又はリング溝の天井面
の表面粗さをピストンリング下面又はリング溝の床面の
表面粗さよりも粗くすることにより、摺動抵抗を大きく
したことにある。第３の発明の構成上の特徴は、第２の
発明において、表面粗さを大きくする部位を、ピストン
リングのリング溝内への没入を妨げる部分にのみ実施し
たことにある。

【００１２】第４の発明の構成上の特徴は、第１から第
３の発明のいずれかにおいて、ピストンリングの上面
に、ピストンの半径方向に略垂直な方向に延びる溝を複
数個円周方向に隣接させて形成したことにある。第５の
発明の構成上の特徴は、第４の発明において、複数の溝
の端部同士が重なり合わないように、前記溝を形成した
ことにある。

【００１３】第１の発明では、ピストン下降中はピスト
ンリングにかかる背面圧力が小さくなるため、ピストン
リングはシリンダボアと離れやすくなるが、ピストン下
降中はピストンリングとピストンとの間の摺動抵抗が大
きいので、ピストンリングがリング溝内に没入しにくく
なり、シリンダボアと離れにくくなってピストンリング
の張力を増大させた状態と同等になる。また、ピストン
上昇中のピストンとピストンリングとの間の摺動抵抗は
ピストン下降時よりも小さいので、燃費の悪化が防止さ
れる。

【００１４】第２の発明では、第１の発明の効果がピス
トンリング又はリング溝の表面粗さの変更のみで実現で
きる。第３の発明では、ピストンリング又はリング溝の
表面粗さを大きくする領域を最小限にすることができ
る。第４の発明では、摺動抵抗の増減を容易に達成する
ことができる。

【００１５】第５の発明では、ピストンリングの合口か
らのガス漏れを防止できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施形態を具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。図
２は(a) は本発明の内燃機関のピストン２の構成の一例
を示す組立斜視図である。ピストン２の頭部の周囲には
複数本のリング溝２０が設けられており、このリング溝
２０にそれぞれピストンリング１が装着される。また、
ピストン２のスカート部２１には下側からコンロッド４
が挿入され、ピストンピン３によってピストン２に揺動
自在に接続される。

【００１７】ピストンリング１には、気密を保持し、圧
縮漏れ、燃焼ガス漏れを防止するコンプレッションリン
グと、オイル掻きの作用をするオイルリングとがある。
一般に、コンプレッションリングは上から２本（トップ
リングとセカンドリング）であり、その下にオイルリン
グが取り付けられる。ピストンリング１は、ピストン２
のリング溝２０に嵌め込むために、全周連続したリング
ではなく、途中に合口１０が設けられている。

【００１８】以上のように構成されたピストン２におい
て、本発明の実施例では、ピストンリング１のうち、少
なくとも１本のピストンリング１、例えば、オイルリン
グの上面とそのリング溝２０の天井面との間の摺動抵抗
が、ピストンリング１の下面とそのリング溝２０の床面
との間の摺動抵抗よりも大きくされている。摺動抵抗を
大きくする方法としては、ピストンリング１の上面又は
リング溝２０の天井面の表面粗さを、ピストンリング１
の下面又はリング溝２０の床面の表面粗さよりも大きく
すること等がある。

【００１９】図２(b) は(a) のピストンリング１の第１
実施例を装着したピストン２が、シリンダボア５内を上
昇する時の、ピストンリング１の部分拡大断面図であ
る。第１実施例では、ピストンリング１の上面１１の表
面粗さが粗くされていると共に、リング溝２０の天井面
２３の表面粗さも粗くされている。この表面粗さを粗く
する方法としては、切削バイトの送り速度を速くする、
表面を腐食させる、表面処理を施す（アルマイト処理
等）等の方法がある。

【００２０】このようにすると、図２(b) に示すよう
に、ピストン２の上昇時には、ピストンリング１がリン
グ溝２０の床面２２に押しつけられ、ピストンリング１
の背面（内周面）にはシリンダ内の圧力（背面圧力）Ｐ
が加わる。ピストンリング１の下面１２の表面粗さとリ
ング溝２０の床面２２の表面粗さは通常通りであるの
で、ピストン２の上昇時にはピストンリング１はその張
力と背面圧力Ｐによってシリンダボア５に密着する。

【００２１】一方、図２(c) に示すように、ピストン２
の下降時には、シリンダ内の圧力が低下した時点で、ピ
ストンリング１がリング溝２０の天井面２３に押しつけ
られる。この状態ではピストンリング１の背面には背面
圧力Ｐは加わらない。この時にピストン２の下降速度が
大きいと、ピストンリング１にはフラッタや共振のよう
なピストンリング１をリング溝２０内に引き込ませるよ
うな外力Ｅが加わる。この外力Ｅにより、ピストンリン
グ１はリング溝２０内に没入しようとする。

【００２２】ところが、第１実施例では、ピストンリン
グ１の上面１１の表面粗さとリング溝２０の天井面２３
の表面粗さが粗くなっているので、ピストンリング１の
上面１１とリング溝２０の天井面２３の摺動抵抗が大き
く、この摺動抵抗によりピストンリング１のリング溝２
０内への没入が阻止される。この結果、第１実施例のピ
ストン２では、ピストンリング１が十分に突出した状態
でピストン２が下降するので、ピストンリング１による
オイルの掻き下げ効果が劣化しない。

【００２３】図３(a),(b) は本発明のピストン２の第２
実施例を示すものであり、図３(a)が図２(b) の状態に
対応し、図３(b) が図２(c) の状態に対応している。よ
って、同じ構成部材に対しては同じ符号を付してその説
明を省略する。第２実施例のピストン２が第１実施例の
ピストン２と異なる点は、ピストンリング１の上面１１
の表面粗さとリング溝２０の天井面２３の表面粗さを粗
くする部位が、ピストン２の稼働時のピストンリング１
の移動範囲に限られている点のみである。即ち、ピスト
ンリング１はリング溝２０内に最大限没入しても、図３
(a),(b) に二点鎖線で示す部位までしか移動しない。よ
って、第２実施例では、リング溝２０の奥の部分の天井
面２３の表面粗さは床面２２と同程度になっている。

【００２４】この結果、第２実施例のピストン２でも、
ピストンリング１が十分に突出した状態でピストン２が
下降するので、ピストンリング１によるオイルの掻き下
げ効果が劣化しない。図４(a),(b) は本発明のピストン
２の第３実施例を示すものであり、図４(a)が図２(b)
の状態に対応し、図４(b) が図２(c) の状態に対応して
いる。よって、同じ構成部材に対しては同じ符号を付し
てその説明を省略する。

【００２５】第３実施例のピストン２が第１実施例のピ
ストン２と異なる点は、ピストンリング１の上面１１の
摺動抵抗が、ピストンリング１がリング溝２０内に没入
する方向で大きくなるように加工されていると共に、リ
ング溝２０の天井面２３の摺動抵抗が、リング溝２０の
入口側から奥側に向かう方向で大きくなるように加工さ
れている点のみである。

【００２６】この構成により、ピストンリング１の上面
１１とリング溝２０の天井面２３との間の摺動抵抗は、
ピストンリング１がリング溝２０から突出する方向では
小さく、リング溝２０に没入する方向では大きくなって
いる。従って、ピストンリング１の上面１１とリング溝
２０の天井面２３とが当接した状態では、ピストンリン
グ１はリング溝２０から突出は容易にできるが、リング
溝２０に没入がしにくい状態となっている。

【００２７】この結果、第３実施例のピストン２でも、
ピストンリング１が十分に突出した状態でピストン２が
下降するので、ピストンリング１によるオイルの掻き下
げ効果が劣化しない。図５(a),(b) は本発明のピストン
２の第４実施例を示すものであり、図５(a)が図２(b)
の状態に対応し、図５(b) が図２(c) の状態に対応して
いる。よって、同じ構成部材に対しては同じ符号を付し
てその説明を省略する。

【００２８】第４実施例のピストン２が第１実施例のピ
ストン２と異なる点は、ピストンリング１の上面１１と
リング溝２０の天井面２３との間の摺動抵抗を大きくす
る部位が、ピストンリング１の背面とリング溝２０の内
周面との間の部位のリング溝２０の天井面２３に限られ
ている点のみである。即ち、ピストンリング１の背面と
リング溝２０の内周面との間の部位のリング溝２０の天
井面２３の表面粗さが他の部位に比べて粗くなってい
る。このため、ピストンリング１がリング溝２０から最
大限突出した状態から、リング溝２０内に没入する時の
摺動抵抗が大きくなる。

【００２９】この結果、第４実施例のピストン２でも、
ピストンリング１が十分に突出した状態でピストン２が
下降するので、ピストンリング１によるオイルの掻き下
げ効果が劣化しない。図６(a) は本発明のピストン２に
使用するピストンリング１の第５実施例を示すものであ
る。第５実施例では、ピストンリング１の上面１１に、
複数本の溝７がピストンリング１の円周方向に並んで設
けられている。このときのピストンリング１の上面１１
は、図６(a) のＸ−Ｘ線における局部断面を示す図６
(b) のように、表面粗さを粗くしなくても良いが、図６
(c) のように、表面粗さを他の部位よりも粗くしても良
い。

【００３０】溝７のピストンリング１の上面１１におけ
る形成位置は、図７(a) に示すように、一点鎖線で示す
ピストンの半径方向に略垂直な方向であり、かつ、溝７
の中点がピストンリング１の幅のほぼ中央部に位置する
部位である。即ち、溝７のピストンリング１の上面１１
における形成位置は、ピストンリング１上に描いた正多
角形（正８角形の場合が図７(a) に二点鎖線で示されて
いる）の各辺に沿う位置とすれば良い。この理由は、溝
７がピストンリング１の外周、又は内周部に近く設けら
れていると、ピストンリング１の姿勢や剛性が変化する
恐れがあるからである。

【００３１】また、溝７のピストンリング１の上面１１
における形成位置は、図７(b) に示すように、幾つかに
分断された円周溝とすることもできる。このような溝７
の幅は０．１〜０．５ｍｍ程度、溝７の深さは０．１〜
０．２ｍｍ程度とすることができる。また、隣接する溝
７の端部は重なり合わないようになっていると共に、ピ
ストンリング１の内周部、或いは外周部にも接続しない
ようになっており、各溝７は独立した溝とされている。
このように、各溝７を独立した構造とするのは、シール
性を考慮したためである。そして、溝７の本数、深さ、
幅はピストンリング１のシリンダボアとの密着度で変え
れば良い。

【００３２】図８(a) は図６(b) に示す形状のピストン
リング１が組み込まれたピストン２のリング溝２０の部
位を示すものであり、図２(b) の状態に対応している。
よって、同じ構成部材に対しては同じ符号を付してその
説明を省略する。この実施例では、リング溝２０の天井
面２３にも複数本の溝８が設けられている。このよう
に、ピストンリング１の上面とリング溝２０の天井面２
３にそれぞれ溝７，８が設けられていると、ピストン２
の稼働時に溝７，８にオイルが入り込み、このオイルの
粘性でピストンリング１が動きにくくなる。このため、
ピストンリング１がリング溝２０内に没入する時の摺動
抵抗が大きくなる。

【００３３】図８(b) は図６(c) に示す形状のピストン
リング１が組み込まれたピストン２のリング溝２０の部
位を示すものであり、図２(b) の状態に対応している。
よって、同じ構成部材に対しては同じ符号を付してその
説明を省略する。この実施例は図２(b), (c)で説明した
第１実施例のピストンリング１の上面１１に、更に、溝
７が設けられているものである。よって、ピストン２の
稼働時に溝７にオイルが入り込み、このオイルの粘性で
ピストンリング１が動きにくくなる。このため、ピスト
ンリング１がリング溝２０内に没入する時の摺動抵抗が
第１実施例のものよりも大きくなる。

【００３４】以上のように、第５実施例のピストン２で
も、ピストンリング１が十分に突出した状態でピストン
２が下降するので、ピストンリング１によるオイルの掻
き下げ効果が劣化しない。図９はシリンダボア５に変形
がない場合の、本発明のピストン２におけるピストンリ
ング１の動作を説明する説明図であり、左半分がピスト
ン２の上昇時のピストンリング１のシリンダボア５の各
部位における動作を示しており、右半分がピストン２の
下降時のピストンリング１のシリンダボア５の各部位に
おける動作を示している。

【００３５】ピストン２の上昇時は、ピストンリング１
にはシリンダボア５のどの部位においても、ピストンリ
ング１はリング溝２０の床面２２に当接している。この
状態では、ピストンリング１にはその張力Ｗに加えて、
ピストンリング１の背面側に作用するシリンダ内の圧力
（背面圧力）Ｐが作用している。従って、本発明のピス
トン２の上昇時のピストンリング１の動作は従来のもの
と変わらない。

【００３６】一方、ピストン２の下降時は、下降初期の
段階において、シリンダ内の燃焼ガスによる圧力によ
り、ピストンリング１がリング溝２０の床面２２に押し
つけられている。従って、この状態では、ピストンリン
グ１の背面にシリンダ内の燃焼ガスによる圧力による背
面圧力Ｐ＊が作用している。従って、ピストンリング１
はシリンダボア５に密着している。シリンダ内の燃焼ガ
スによる圧力はピストン２が下降するにつれて小さくな
るので、ある部位からピストンリング１はリング溝２０
の天井面２３に押しつけられる。この状態では、ピスト
ンリング１の背面にはシリンダ内の燃焼ガスによる圧力
による背面圧力Ｐ＊は作用しない。

【００３７】一方、ピストン２の下降時には、図９の右
側の図に符号Ｒで示すピストンリング１をリング溝２０
内に引き込む力が加わることがある。この引込力Ｒは、
コンロッドの傾き、ピストンピン穴とピストンピンとの
クリアランスで発生する傾き、ピストンオフセットによ
る傾き、ピストン重心による傾き、慣性力やガス圧での
異常運動、ピストン２の下降速度が大きい時に発生する
リングフラッタや、コンロッドの揺動等による共振等に
より発生する力がピストンが移動する力として作用し、
これがピストンリング１に影響するために発生するもの
である。

【００３８】この場合、従来のピストン２では、図１
(b) で説明したように、ピストンリング１がシリンダボ
ア５から離れてオイルの掻き下げ不良が発生していた
が、本発明のピストン２では、ピストンリング１に引込
力Ｒが加わっても、ピストンリング１の上面１１とリン
グ溝２０の天井面２３との間に作用する摺動抵抗ｆｆに
より、ピストンリング１のリング溝２０内への没入が抑
えられる。この結果、本発明のピストン２では、ピスト
ン２の下降時のオイルの掻き下げ不良が発生せず、オイ
ルの消費量の増大が抑えられ、エミッションの悪化が防
止されると共に、燃費が向上する。

【００３９】図１０はシリンダボア５に変形がある場合
の、本発明のピストン２におけるピストンリング１の動
作を説明する説明図であり、左半分がピストン２の上昇
時のピストンリング１のシリンダボア５の各部位におけ
る動作を示しており、右半分がピストン２の下降時のピ
ストンリング１のシリンダボア５の各部位における動作
を示している。シリンダボア５の変形は、シリンダヘッ
ドを組み付ける際のヘッドボルトの引上げ力で、シリン
ダブロックの肉厚の薄い部分が変形したり、シリンダブ
ロックが熱変形を起こしたり、或いは、シリンダ内の爆
発によるシリンダブロックの変形等によって生じ、一般
に、シリンダボアの中央部が外側に膨出するような変形
となる。

【００４０】シリンダボア５に変形がある場合のピスト
ン２の上昇時は、ピストンリング１はリング溝２０の床
面２２に当接している。この状態では、ピストンリング
１にはその張力Ｗに加えて、ピストンリング１の背面側
に作用する背面圧力Ｐが加わっている。よって、ピスト
ンリング１がシリンダボア５の真円部から変形部に移行
すると、ピストンリング１は張力Ｗと背面圧力Ｐによっ
てリング溝２０から突出し、シリンダボア５の形状に追
従する。そして、ピストンリング１がシリンダボア５の
変形部から真円部に移行する場合は、ピストンリング１
には張力Ｗと背面圧力Ｐに加えて、シリンダボア５から
受ける押圧力Ｆが加わるので、ピストンリング１はリン
グ溝２０に没入し、シリンダボア５の形状に追従する。
この動作は従来のピストンリング１の動作と変わらな
い。

【００４１】一方、ピストン２の下降時は、下降初期の
段階において、シリンダ内の燃焼ガスによる圧力によ
り、ピストンリング１がリング溝２０の床面２１に押し
つけられている。従って、この状態では、ピストンリン
グ１の背面にシリンダ内の燃焼ガスによる圧力による背
面圧力Ｐ＊が作用している。従って、本発明のピストン
リング１はシリンダボア５に密着している。

【００４２】ピストンリング１の背面に背面圧力Ｐ＊が
作用する状態はピストンリング１がシリンダボア５の真
円部から変形部に移行してもしばらくは続いている。よ
って、ピストンリング１は張力Ｗと背面圧力Ｐによって
リング溝２０から突出し、シリンダボア５の形状に追従
する。シリンダ内の燃焼ガスによる圧力はピストン２が
下降するにつれて小さくなるので、ある部位からピスト
ンリング１はリング溝２０の天井面２３に押しつけられ
る。この状態では、ピストンリング１の背面にはシリン
ダ内の燃焼ガスによる圧力による背面圧力Ｐ＊は作用し
ない。そして、ピストンリング１がシリンダボア５の変
形部から真円部に移行する場合は、ピストンリング１に
は張力Ｗに加えて、シリンダボア５から受ける押圧力Ｆ
が加わるので、ピストンリング１はピストンリング１の
上面１１とリング溝２０の天井面２３との間に作用する
摺動抵抗ｆｆに抗してリング溝２０に没入し、シリンダ
ボア５の形状に追従する。

【００４３】また、図示はしないが、ピストン下降時に
は図９で説明したピストンリング１をリング溝２０内に
引き込む引込力Ｒが加わることもある。この場合、ピス
トン２の下降速度が大きい時には、シリンダボア５から
受ける押圧力Ｆによってピストンリング１に発生する慣
性力が大きく、また、引込力Ｒが加わることがあるの
で、従来のピストン２では、図１(b) で説明したよう
に、ピストンリング１がシリンダボア５から離れてオイ
ルの掻き下げ不良が発生していた。ところが、本発明の
ピストン２では、ピストンリング１に慣性力や引込力Ｒ
が加わっても、ピストンリング１の上面１１とリング溝
２０の天井面２３との間に作用する摺動抵抗ｆｆによ
り、ピストンリング１のリング溝２０内への没入が抑え
られる。この結果、本発明のピストン２では、ピストン
２の下降時のオイルの掻き下げ不良が発生せず、オイル
の消費量の増大が抑えられ、エミッションの悪化が防止
されると共に、燃費が向上する。

【００４４】なお、以上の実施例では、１つのピストン
リング１の挙動を説明したが、本発明を実施するピスト
ンリング１の数は特に限定されるものではない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の排気浄化用触媒装置によれば、以下のような効果があ
る。第１の発明では、ピストン下降中はピストンリング
とピストンとの間の摺動抵抗が大きいので、ピストンリ
ングがピストンと離れにくくなってピストンリングの張
力が増大したのと同等になり、また、ピストン上昇中の
ピストンとピストンリングとの間の摺動抵抗はピストン
下降時よりも小さいので、ピストンリングの張力の設定
を低くしておけば、燃費の悪化が防止される。

【００４６】第２の発明では、第１の発明の効果がピス
トンリング又はリング溝の表面粗さの変更のみで実現で
きる。第３の発明ではピストンリング又はリング溝の表
面粗さを大きくする領域を最小限にすることができ、コ
ストアップを防止できる。第４の発明では摺動抵抗の増
減を容易に達成することができる。

【００４７】第５の発明ではピストンリングの合口から
のガス漏れを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は機関が低回転から中回転の領域にある時
のピストンリングのオイルの掻き上げ、掻き下げ機能を
説明する図、(b) は機関が高回転領域或いはシリンダボ
アが変形している時にピストンリングによるオイルの掻
き下げ不良が発生する様子を説明する図である。

【図２】(a) は本発明の内燃機関のピストンの構成を示
す組立斜視図、(b) は(a) のピストンリングの第１実施
例を装着したピストンの上昇時の部分拡大断面図、(c)
は(a) のピストンリングの第１実施例を装着したピスト
ンの下降時の部分拡大断面図である。

【図３】(a) は図２(a) のピストンリングの第２実施例
を装着したピストンの上昇時の部分拡大断面図、(b) は
図２(a) のピストンリングの第２実施例を装着したピス
トンの下降時の部分拡大断面図である。

【図４】(a) は図２(a) のピストンリングの第３実施例
を装着したピストンの上昇時の部分拡大断面図、(b) は
図２(a) のピストンリングの第３実施例を装着したピス
トンの下降時の部分拡大断面図である。

【図５】(a) は図２(a) のピストンリングの第４実施例
を装着したピストンの上昇時の部分拡大断面図、(b) は
図２(a) のピストンリングの第３実施例を装着したピス
トンの下降時の部分拡大断面図である。

【図６】(a) は図２(a) のピストンリングの第５実施例
を示す拡大斜視図、(b) は(a)のＸ−Ｘ線における局部
断面の一例を示す図、(c) は(a) のＸ−Ｘ線における局
部断面の他の例を示す図である。

【図７】(a) は図２(a) のピストンリングの第６実施例
を示す平面図、(b) は(a) の変形実施例の部分平面図で
ある。

【図８】(a) は図６(b) に示す形状のピストンリングに
組合わされるリング溝の形状を示す部分拡大断面図、
(b) は図６(c) に示す形状のピストンリングに組合わさ
れるリング溝の形状を示す部分拡大断面図である。

【図９】シリンダボアに変形がない時の、本発明のピス
トンにおけるピストンリングの動作を説明する説明図で
ある。

【図１０】シリンダボアに変形がある時の、本発明のピ
ストンにおけるピストンリングの動作を説明する説明図
である。

【符号の説明】 １…ピストンリング ２…ピストン ５…シリンダボア ６…オイル ７，８…溝 １０…合口 １１…ピストンリングの上面 ２０…リング溝 ２２…リング溝の床面 ２３…リング溝の天井面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小浜 時男 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンの周囲に少なくとも１本のピス
   トンリングが、ピストンに設けられたリング溝に装着さ
   れる内燃機関のピストンにおいて、 前記ピストンリングのうち、少なくとも１本のピストン
   リングの上面とそのリング溝の天井面との間の摺動抵抗
   を、前記ピストンリングの下面とそのリング溝の床面と
   の間の摺動抵抗よりも大きくしたことを特徴とする内燃
   機関のピストン。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のピストンにおいて、 前記ピストンリングの上面又は前記リング溝の天井面の
   表面粗さを、ピストンリング下面又は前記リング溝の床
   面の表面粗さよりも粗くすることにより、前記摺動抵抗
   を大きくしたことを特徴とする内燃機関のピストン。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のピストンにおいて、 前記表面粗さを大きくする部位を、前記ピストンリング
   の前記リング溝内への没入を妨げる部分にのみ実施した
   ことを特徴とする内燃機関のピストン。
4. 【請求項４】 請求項１から３の何れか１項に記載のピ
   ストンにおいて、 前記ピストンリングの上面に、前記ピストンの半径方向
   に略垂直な方向に延びる溝を複数個円周方向に隣接させ
   て形成したことを特徴とする内燃機関のピストン。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のピストンにおいて、 前記複数の溝の端部同士が重なり合わないように、前記
   溝を形成したことを特徴とする内燃機関のピストン。