JPS6338341Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関のピストンリング装置に関す
る。

往復動型内燃機関のピストンリング部のフリク
シヨンロス、とくに爆発上死点付近でのメタルコ
ンタクトを防いで摺動摩擦を低減することを目的
として、本出願人により第１図〜第３図に示すよ
うな装置が提案されている（実願昭55−1793の変
更出願である特開昭57−44755号公報）。

図において、１はピストン、２はシリンダ壁、
３と４はそれぞれ第１、第２のピストンリング部
である。

第２のピストンリング部４は主としてオイルの
潤滑供給を調整するオイルリングの役割があるの
に対し、第１のピストンリング部３は燃焼ガスの
気密維持とオイル供給との役割を兼ねる。

そして、第１のピストンリング部３は、リング
溝５にピストンの軸方向に重ね合せて装着される
２枚のピストンリング６，７と、これらリング
６，７の背面（内周）に接触するバツクアツプリ
ング８とから構成される。

ピストンリング６，７のシリンダ壁２と接触面
はテーパ面６Ａ，７Ａが形成され、このテーパ面
６Ａ，７Ａはリング６，７の互の接触側面から遠
ざかるにつれて外径が縮少するような傾きをも
つ。

この結果、第１図のようにピストン１の上昇過
程では上方のリング６がテーパ面６Ａにかかる油
圧で内側に引つ込むのに対し、下方のリング７は
これと逆テーパのためシリンダ壁２に接触して壁
面の付着オイルを適正な厚みを残してかき上げ、
２つのリング６，７とバツクアツプリング８との
間にオイルを溜め込む。

このようにして溜め込まれたオイルは、圧縮上
死点付近で点火（着火）し、筒内ガス圧力がいつ
きに上昇すると、第２図のように、ピストンリン
グ６の矢印で示すような下方への移動により、シ
リンダ壁２に向けて押し出される。

したがつてこのようにピストン速度が低くなる
上死点付近でもピストン摺動面に十分なオイルを
供給することができ、メタルコンタクトに近い境
界潤滑を起こすことなく摩擦損失の少ない流体潤
滑を確保するのである。

なお、吸入行程などのピストン下降時は、第３
図のように、上昇行程とは逆に下方のピストンリ
ング７が引つ込み上方のピストンリング６によ
り、シリンダ壁２に付着する余剰オイルをかき落
すので、上昇行程と同じく適正油膜の形成が行え
る。

このようにして、常に良好な潤滑性能を確保
し、ピストンリング部のフリクシヨンロスを低減
して、エンジン出力や燃費の向上をはかつている
のである。

ところが、このような従来のピストンリング装
置にあつては、ピストンリング６，７の背面にあ
るバツクアツプリング８がピストンリング６，７
をシリンダ方向と垂直方向に向いた状態でシリン
ダ壁２に押し付けるので、リング６，７のテーパ
先端６Ｂと７Ｂはシリンダ壁２に互いに等しい力
で当接する。

したがつて、ピストン上昇時にシリンダ壁２に
付着したオイルがテーパ面６Ａに抵抗となつて働
くのでリング７に先行するリング６は若干内側に
後退するが、リング６と７がともにバツクアツプ
リング８で同位置に内周端を支持されているため
オイル抵抗に伴うリング６の引込み度合はバツク
アツプリング８の強さによつては小さくなること
があり、このような場合にはリング６と７との間
に貯えられるオイル量は少なくなりやすい。

このため、ピストン上死点付近では、第２図に
示すように、強いガス圧がリング６の上面に作用
してもリング６と７との間から噴出すオイル量は
機関によつては不十分になることもあり、摺接部
の潤滑状態を適正に維持しているとはいえなかつ
た。

本考案はこのような問題点を解決するためにな
されたもので、ピストンリングが当接するリング
溝の上面及び下面を傾斜させることにより、シリ
ンダ壁と摺接する２つのリングのテーパ先端の傾
き及び位置を可変にするようにして、積極的にオ
イルをリング間に溜め込み、とくに高負荷が継続
的にかかるような機関でも十分な潤滑作用が得ら
れるようにした内燃機関のピストンリング装置を
提供することを目的とする。

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第４図〜第６図において、リング溝５の上面
５Ａと下面５Ｂとの距離をシリンダ壁２から遠ざ
かるにつれ大きくなるように傾斜させたリング溝
５を形成する。そして、このリング溝５に、ピス
トンの軸方向に重ねたリング６と７とを装着する
とともにこれらリング６，７の裏側から突張力が
かかるようにバツクアツプリング８を装入する。

この実施例の作用を説明すると、ピストン上昇
時には、第４図に示すように、慣性力、シリンダ
壁２との摩擦力ピストン上面からのガス圧等によ
つてリング６，７を傾斜した下面５Ｂに押し付け
る。

このとき、リング６は第４図において若干右上
りに傾斜すると同時にバツクアツプリング８も同
様に反時計方向に傾くので、これに内周端を接触
するリング６，７は下方に比べて上方がそれだけ
リング溝５の内周側に入り込み、この結果上方リ
ング６のテーパ先端６Ｃを余分にシリンダ壁２に
対してピストン内方に引つ込ませる。

シリンダ壁２の表面に形成されるオイル層の厚
みはピストンリング６，７との間隙に比例し、そ
して２つのリング６，７の間に掻き込まれるオイ
ルはこれらオイル層厚さの差に応じた量となる。

したがつて、シリンダ壁２に付着したオイルは
シリンダ壁２に上方にリング６により適度の油膜
形成を保持しつつ、テーパ先端７Ｃにより掻き上
げられ、リング６と７との間隙９に十分な量が溜
め込まれる。

そして、ピストン１が上死点付近にきて強いガ
ス圧を受けると第５図に示すように、この充分な
貯蔵オイルを一気にシリンダ壁２に吹きかけるの
で適正な油膜構成を確保する。

吸入行程などのピストン下降時には、第６図に
示すように、吸入負圧、慣性力等によりリング
６，７をリング溝の上面５Ａに押し付けると同時
に、上述の場合とは逆に下方リング７Ａをリング
溝内周側に引つ込ませ、リング６のテーパ先端６
Ｃによりシリンダ壁２との間に適正な潤滑状態を
保ちつつオイルをしつかり掻き落す。

このようにして、とくに上死点付近における油
膜保持力を高めて従来の潤滑特性を改善し、フリ
クシヨンロスを一段と低減させることができる。

第７図は他の実施例を示すもので、ピストンリ
ングとして従来の２枚のリング６，７とバツクア
ツプリング８の役割を果す断面がＵ字型のリング
１０を使用しており、他の部分は第４図〜第６図
と同じである。

この場合、リング１０の上片部１０Ａと下片部
１０Ｂとの水平方向の相対的位置はほとんど変わ
らないのであるが、このようにリング溝５の上面
５Ａ又は下面５Ｂを傾斜面とすることにより、上
片部１０Ａと下片部１０Ｂのシリンダ壁２に対す
る距離を確実に変化させることができ、オイルの
掻き込み量を増大させられるのである。

とくにこの実施例では、いつたん間隙９に溜め
たオイルが洩れ出ないので、オイル供給能力は高
く潤滑特性は一層改善される。

なお、各実施例において、リング溝の上下面５
Ａ，５Ｂの傾斜角は機関のオイル消費量と摩擦損
失との兼ね合いから決定し、極端な場合には一方
の傾斜角を０としてもよい。

以上説明したように本考案によれば、ピストン
リング溝を底部にいくに従い巾広になるように傾
けて形成し、このリング溝にシリンダ壁と２点で
摺接しかつこの２点間でオイルを貯蔵するピスト
ンリングを装入したので、オイルを十分に溜め込
むことができ、摺接部の潤滑状態を改善し摩擦損
失を著しく改善できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は従来例の断面図、第２図は従
来例の部分断面図、第４図、第６図は本考案の実
施例の断面図、第５図は同じく実施例の要部断面
図、第７図は同じく他の実施例の要部断面図であ
る。 １……ピストン、２……シリンダ壁、５……ピ
ストンリング溝、６，７……ピストンリング、９
……間隙、１０……ピストンリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ シリンダ壁を上下動するピストンを備えた往
   復動型内燃機関において、ピストンのリング溝
   をリング溝の内周側に近づくに従い巾広になる
   ように形成するとともに、このリング溝にシリ
   ンダ壁と２つの接線で摺接しかつ２接線の間で
   オイルを貯蔵する間隙を形成したピストンリン
   グを装入したことを特徴とする内燃機関のピス
   トンリング装置。 ２ 前記ピストンリングは一体形成したことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   内燃機関のピストンリング装置。