JPS6314042Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、自動車用内燃機関のピストンで、
特にそのシール手段に関するものである。

一般に、内燃機関のピストンは燃焼室の一部を
構成し、吸入、圧縮、排気の作用を行なうと共
に、混合気の燃焼により生じた爆発力をコネクテ
イング・ロツドを介してクランクシヤフトに伝え
るという重要な機能を有している。

そして、上記吸入、圧縮、排気を良好な状態で
行なうと共に、爆発エネルギーを有効に伝達する
ためにはピストンとシリンダが完全に密閉された
空間を作る必要がある。

そのため従来は、第１図に示すようにピストン
１の頭部外周に、第１圧力リング２と第２圧力リ
ング３を燃焼室４側から順次シリンダ軸方向に嵌
合して、シリンダ内面５との摺動隙間をシールす
ると共に、更に上記両リング２，３の下方に位置
してシリンダ内面５の潤滑油膜を調節するオイル
リング６を嵌合して、上記両リング２，３の動き
を滑らかにすると共に潤滑油の消耗を防止してい
た（昭和42年山海堂発行、実用自動車工学エンジ
ン編第46〜48頁など）。

尚、図中７〜９は上述した三つのピストンリン
グ２，３，６が執着されるリング溝で、１０はオ
イルリング６で掻き落された潤滑油をオイルパン
に戻すための排油孔である。更に２Ａ，３Ａは各
圧力リング２，３の合い口である。

ところが、このような従来のピストン１にあつ
ては、該ピストン１に装着されるピストンリング
２，３，６が、ピストン１に容易に組み付けられ
るためとシリンダ内面５に適度な面圧で接触する
ため合い口（２Ａ，３Ｂなど）を有し、そしてこ
の合い口が機関で発生する熱によるリング自信の
熱膨脹をも吸収できるように0.2〜0.5mm程度（こ
れは、JIS企画B8032で規定されている）の比較
的大きい合い口隙間を有する構成となつていたた
め、ピストン１の圧縮行程から膨脹行程にかけて
燃焼室４内の圧力が高くなつた時には、上記合い
口２Ａ，３Ａがピストン１とシリンダ内面５との
摺動隙間をシリンダ軸方向に連通するガス通路と
なり、これによつて燃焼室４内のガスがブローバ
イガスとして図中矢印のように流れてクランクケ
ース内に多量に洩出し、またピストン１の吸入行
程のように燃焼室４内の圧力が低くなつた時に
は、今度は上記合い口２Ａ，３Ａがオイル通路と
なつて、上述した摺動隙間に供給された潤滑油が
燃焼室４に吸い上げられる（いわゆるオイル上り
が生じる）という問題点があつた。

つまり、このような挙動が機関の平均有効圧力
の低下をきたして燃費を悪化させると共に、オイ
ルの劣化を助長し、更にはオイルの消費量を増大
させるのである。

この考案は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、ピストンの頭部外周に装着さ
れた複数の圧力リングのうち直に上下関係にある
二つの圧力リングとこれら両リング間のリングラ
ンド部とシリンダ内面とで形成される環状空間部
に、該空間部を円周方向に区画密閉するように、
すくなくともシリンダ内面とはシリンダ軸方向に
線接触する突起部を円周方向に所定の間隔をおい
て複数有した補助リングを装着し、上記二つの圧
力リングの合い口間の連通状態を上述した環状空
間部において補助リングを用いて遮断することに
より、上記問題点を解決することを目的とする。

以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

第２図に示すように、ピストン１の頭部外周に
は、シリンダ軸方向に第１圧力リング２と第２圧
力リング３が順次嵌合され、第１図と同様であ
る。

そして、この実施例では上記第１圧力リング２
及び第２圧力リング３とこれら両リング２，３間
のリングランド部１１とシリンダ内面５とで形成
される環状空間部１２に後述する補助リング１３
が装着される。

この補助リング１３は、第３図に示すようにそ
の本体部１４が薄い帯状の金属板を用いてリング
状に成型されると共に、本体部１４の内、外周面
には円周方向に所定の間隔をおいて、当該リング
１３の組み付け時には第４図Ａ，Ｂに示すように
リングランド部１１及びシリンダ内面５に対して
シリンダ軸方向に線接触して上述した環状空間部
１２を円周方向に区画密閉する複数の突起部１５
が、本体部１４を円周方向に沿つてリング内、外
方に交互にＶ字形に折り曲げることによつて一体
成形される。

そして、この補助リング１３はその組み付け時
において、第２図のように第１圧力リング２の合
い口２Ａと第２圧力リング３の合い口３Ａとの円
周方向の位置間に、上述した相互に隣接しかつリ
ング内、外方に異なつて突起するすくなくとも二
つの突起部１５が位置するように組み付けられ
る。

尚、この実施例では上述した補助リング１３を
装着するために、第１及び第２圧力リング２，３
間のリングランド部１１が他のリングランド部よ
り若干小径に形成される。

その他の構成は第１図と同様なので、第１図と
同一部材には同一符号を付して詳しい説明は省略
する。

次に、この実施例のピストン１の作用について
説明する。

今、上述した環状空間部１２に補助リング１３
が無い場合には、上記環状空間部１２が第１圧力
リング２の合い口２Ａと第２圧力リング３の合い
口３Ａを連通する環状通路となり、これによつて
ピストン１とシリンダ内面５との摺動隙間をシリ
ンダ軸方向に連通する通路が形成され、この通路
を介してピストン１の所定のストローク時に燃焼
室４内のガスがクランクケース内に吹き抜けた
り、潤滑油が燃焼室４内に吸い上げられることは
第１図で説明した通りである。

そこで、この実施例では上記環状空間部１２
に、該空間部１２をその突起部１５によつて円周
方向に区画密閉する補助リング１３を装着するよ
うにしたので、該補助リング１３の突起部１５と
その上下に位置する第１及び第２圧力リング２，
３の合い口２Ａ，３Ａとの円周方向の位置関係を
上述したような所定の位置関係に設定して組み付
ければ、上記第１圧力リング２の合い口２Ａと第
２圧力リング３の合い口３Ａとが環状空間部１２
を介して連通することがなくなる。

つまり、第４図Ｂでも解るように、上記合い口
２Ａ，３Ａ間にすくなくともその突出方向が異な
る二つの突起部１５が位置するように各リング
２，３及び１３を組み付ければ、補助リング１３
の本体部１４によつてて内外に二重の環状通路１
２Ａ，１２Ｂを有するように隔成された環状空間
部１２が、上記合い口２Ａ，３Ａ間において内側
の環状通路１２Ａはリングランド部１１と線接触
する突起部１５により、また外側の環状通路１２
Ｂはシリンダ内面５と線接触する突起部１５によ
つて遮断されるため、結局合い口２Ａ，３Ａは環
状空間部１２を介して連通しないのである。この
ようにして、第１圧力リング２の合い口２Ａと第
２圧力リング３の合い口３Ａとの連通状態が遮断
されることにより、ピストン１とシリンダ内面５
との摺動隙間をシリンダ軸方向に連通する通路は
何ら存在しないことになる。

この結果、燃焼室４内の圧力が高い時に燃焼室
４内の未然混合気や既然ガス及び煤等がブローバ
イガスとして上述した合い口２Ａ及び３Ａを伝わ
つてクランクケース内に吹き抜けることや、また
逆に燃焼室４内の圧力が低い時にピストン１とシ
リンダ内面５との摺動隙間に供給された潤滑油が
同様にして燃焼室４内に吸い上げられることが防
止される。

次に、第５図Ａ，Ｂはこの考案の他の実施例を
示すものである。

これは、第２図及び第３図における補助リング
１３をフツ素系ゴム等の耐熱性を有した弾性体で
形成し、その本体部１４の裏面（内面）をリング
ランド部１１に密着させるようにして嵌合する一
方、本体部１４の表面（外面）にのみ設けた突起
部１５をシリンダ内面５に線接触させるようにし
たものである。

この実施例においても先の実施例と同様の作用
効果が得られると共に、補助リング１３の成形が
容易であるという利点がある。

尚、上述した二つの実施例において突起部１５
をシリンダ内面５にシリンダ軸方向に線接触させ
たのは、補助リング１３の追加によつてフリクシ
ヨンロスが増大するのを防ぐためであり、また突
起部１５を円周方向に所定の間隔をおいて設けた
のはピストン１の半径方向の動きを吸収するため
であることは言うまでもない。

勿論、第５図Ａ，Ｂの弾性体からなる補助リン
グ１３は素材そのものの変形で上記ピストン１の
動きを充分吸収できる。

以上説明したようにこの考案のよれば、ピスト
ンの頭部外周に装着された複数の圧力リングのう
ち直に上下関係にある二つの圧力リングとこれら
両リング間のリングランド部とシリンダ内面とで
形成される環状空間部に、該空間部を円周方向に
区画密閉するように、すくなくともシリンダ内面
とはシリンダ軸方向に線接触する突起部を円周方
向に所定の間隔をおいて複数有した補助リングを
装着し、上記二つの圧力リングの合い口間の連通
状態を上述した環状空間部において補助リングに
より遮断するようにしたので、上記合い口部を介
してピストンとシリンダ内面との摺動隙間をシリ
ンダ軸方向に吹き抜けるブローバイガス量やオイ
ル上り量を激減でき、圧縮圧力の確保から得られ
る機関の平均有効圧力向上による燃費向上及びブ
ローバイガス減によるオイル劣化の抑制更にはオ
イル消費量の低減がはかれるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の断面図、第２図はこの考案の
実施例の断面図、第３図は同じく補助リングの斜
視図、第４図Ａ，Ｂは同じく部分拡大縦及び横断
面図、第５図Ａ，Ｂはこの考案の他の実施例の縦
及び横断面図である。 ５……シリンダ内面、１……ピストン、２……
圧力リング、２Ａ……合い口、３……第２圧力リ
ング、３Ａ……合い口、１１……リングランド
部、１２……環状空間部、１３……補助リング、
１５……突起部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストンの頭部外周にシリンダ軸方向に複数の
   圧力リングを嵌合すると共に、このうちの直に上
   下関係に位置する二つの圧力リングとこれら両リ
   ング間のリングランド部とシリンダ内面とで形成
   される環状空間部に、該空間部を円周方向に区画
   密閉するように、すくなくともシリンダ内面とは
   シリンダ軸方向に線接触する突起部を円周方向に
   所定の間隔をおいて複数有した補助リングを装着
   したことを特徴とする内燃機関のピストン。