JP2002221085A - 往復動内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低張力オイルリングを装着した場合であって
も潤滑油消費量を低く抑えることができる往復動内燃機
関用ピストンの提供。 【解決手段】 ピストン１には、燃焼室側壁面５ａと、
クランクケース側壁面５ｂと、底面５ｃを有するオイル
リング溝５が形成されている。オイルリング溝には、低
張力オイルリング８が装着される。ピストンには、燃焼
室側壁面に連通すると共に、一端が燃焼室側壁面５ａ側
のランド部に開口し、他端がクランクケースに連通する
第１のオイルドレン１ｅと、クランクケース側壁面に連
通し、一端がクランクケース側壁面５ｂ側のランド部に
開口し、他端がクランクケースに連通する第２のオイル
ドレン１ｆとが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は往復動内燃機関用ピスト
ンに関し、特に低張力ピストンリングが装着された往復
動内燃機関用ピストンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図２０に示されるような往復
動内燃機関用ピストン１０１が知られている。図２０
は、ピストン１０１の断面図である。ピストン１０１の
図示せぬ紙面上側端は燃焼室に、紙面下側端はクランク
ケースに面している。ピストン１０１には、シリンダボ
ア面２に面して、燃焼室側から順に、環状の第１圧力リ
ング溝３、第２圧力リング溝４、オイルリング溝５が形
成されている。オイルリング溝５は、燃焼室側壁面５ａ
と、クランクケース側壁面５ｂと、底面５ｃを有する。
また、ピストン１０１のシリンダボア面２に面する面
は、それぞれの溝により、燃焼室側から順に、第１ラン
ド部１ａ、第２ランド部１ｂ、第３ランド部１ｃ、第４
ランド部１ｄに分割される。そして、第１圧力リング溝
３には第１圧力リング６が、第２圧力リング溝４には第
２圧力リング７が、オイルリング溝５にはオイルリング
８がそれぞれ装着されている。オイルリング８は、軽量
化に優れ、なおかつ追従性に優れた組合せ３ピースオイ
ルリングが用いられ、スペーサエキスパンダ８Ａと２本
のサイドレール８Ｂ、８Ｃとを備える。

【０００３】内燃機関における潤滑油消費量を増大させ
るオイル上がりの主要因の一つとして、オイルリング８
のポンピング作用が挙げられる。オイルリング８のポン
ピング作用とは、次のようなものである。まず、ピスト
ン１０１の下降行程では、オイルリング８よりもクラン
クケース側にあるシリンダボア面２上のオイルが、オイ
ルリング８に向かって大量に流れる。このとき、オイル
リング８は、慣性力により燃焼室側へ押しつけられてい
るので、オイルリング８のクランクケース側側面とオイ
ルリング溝５のクランクケース側壁面５ｂとの間には空
間が生じている。従って、オイル自身の圧力により、オ
イルリング８のクランクケース側側面とオイルリング溝
５のクランクケース側壁面５ｂとの間の空間を通じて、
オイルリング溝５内のオイルリング内周面側にオイルが
侵入する。そして、ピストンの上昇行程では、オイルリ
ング８は、慣性力によりクランクケース側へ押しつけら
れるので、オイルリング８の燃焼室側側面とオイルリン
グ溝５の燃焼室側壁面５ａとの間に空間が生じる。そこ
で、オイルリング８の燃焼室側側面とオイルリング溝５
の燃焼室側壁面５ａとの間の空間を通じて、オイルリン
グ内周面側に侵入したオイルが、燃焼室側へ噴き出され
ることにより、オイルがクランクケース側から燃焼室側
へ移動する。

【０００４】このポンピング作用によりオイルが燃焼室
側へ移動し、消費されるのを防止するため、オイルリン
グ溝内のオイルリング内周面側に侵入したオイルを、ク
ランクケースへ戻すためのオイルドレンをピストンに形
成することが知られている。具体的には、図２０に示さ
れるように、オイルリング溝５のクランクケース側壁面
５ｂに連通し、一端がクランクケース側壁面５ｂ側の第
４ランド部１ｄに開口し、他端がクランクケースに連通
する（図示せず）オイルドレン１０１ｆを形成すること
が知られている。

【０００５】また、図２１に示されるピストン１１１で
は、一端がオイルリング溝５の底面５ｃのみに開口し、
他端がクランクケースに連通する（図示せず）オイルド
レン１１１ｆが形成されている。

【０００６】また、図２２に示されるピストン１２１で
は、オイルリング溝５のクランクケース側壁面５ｂ側の
第４ランド部１ｄに、オイルリング溝５の半径方向深さ
よりも浅くクランクケース側壁面５ｂに対して段をなす
環状溝１２１ｆが形成されている。

【０００７】また、図２３に示されるピストン１３１で
は、図２０に示されるようなオイルリング溝５のクラン
クケース側壁面５ｂに連通し、一端がクランクケース側
壁面５ｂ側の第４ランド部１ｄに開口し、他端がクラン
クケースに連通する（図示せず）オイルドレン１３１ｆ
が形成されると共に、一端がオイルリング溝５の燃焼室
側の第３ランド部１ｃに連通し、他端がクランクケース
に連通する（図示せず）オイルドレン１３１ｅが形成さ
れている。

【０００８】以上のようなオイルドレンや環状溝を形成
することにより、ピストンの下降行程で、オイルリング
内周面側に侵入してきたオイルを、即座にクランクケー
ス側へ戻すことができる。また、ピストンの上昇行程に
おいては、ピストンが上昇するにも係わらず、オイルに
慣性力が作用するため、オイルがオイルドレンを通じて
ピストンに対し相対的に下方へ移動するため、オイルリ
ング内周面側に存在するオイルを、クランクケース側へ
戻すことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、内燃機関の機
械損失低減のため、ピストンリングの低張力化の要求が
高まる中で、従来のようなオイルドレンが形成された往
復動内燃機関用ピストンでは、低張力リングを装着した
場合、潤滑油消費量を適度な量に抑えることができなか
った。ここで、低張力リングとは、ガソリン機関では、
ピストンに装着された各リングの張力を全て合計した合
計張力をシリンダボアの直径で除した値が０．３Ｎ／ｍ
ｍ以下となるリングをいい、ディーゼル機関では、ピス
トンに装着された各リングの張力を全て合計した合計張
力をシリンダボアの直径で除した値が０．４Ｎ／ｍｍ以
下となるリングをいう。従って、リング全体の張力を下
げた仕様となるので、当然、オイルリングの張力も極め
て低い設定となる。

【００１０】低張力オイルリングを用いた場合に潤滑油
消費量が増加する理由としては、図２４に示されるよう
に、オイルリングの低張力化に伴い、ピストンの下降過
程におけるシリンダボア面上の摩擦力Ｆｂが低下し、オ
イルリングのシリンダボア面への密着性が低下するた
め、オイルを掻き下げる機能が低下することが挙げられ
る。オイルリングは２本のサイドレール８Ｂ、８Ｃ（図
２０）とスペーサエキスパンダ８Ａとからなる３ピース
オイルリング８を使用しているので、オイルリング溝５
内の燃焼室側壁面５ａ及びクランクケース側壁面５ｂ
（図２０）に張る力を持つため、逆止弁効果が高く、上
記ポンピング作用によるオイルの上方（燃焼室側）への
移動を抑える機能があるが、低張力オイルリングでは、
この機能も低下する。

【００１１】即ち、低張力オイルリングでは、リングの
張力がシリンダボアの直径に対して小さくなるため、リ
ング摺動面がシリンダボアに対し十分な接触面圧を保つ
ことができない。このため、シリンダボア面に付着した
オイル被膜を十分に掻き下げることができず、リング摺
動面とシリンダボア面の間から、オイルが燃焼室側へ移
動してしまう。

【００１２】また、本来３ピースオイルリングは、オイ
ルリング溝の燃焼室側壁面５ａ方向及びクランクケース
側壁面５ｂ（図２０）方向へサイドレール８Ｂ、８Ｃ
（図２０）を押し出す力である側力Ｆ・ｔａｎθをスペ
ーサーエキスパンダ８Ａが発生させるので、ピストンの
移動方向により方向が変化するサイドレールの慣性力Ｆ
ｉによる移動量が側力Ｆ・ｔａｎθ及び、スペーサーエ
キスパンダ８Ａの耳部ａとサイドレール８Ｂとの摩擦力
Ｆａにより制限される。低張力仕様ではないオイルリン
グの張力では、サイドレールとスペーサエキスパンダの
耳部ａの角度θを調整することにより側力を大きく取る
ことができるため、燃焼室側壁面５ａとサイドレール８
Ｂとの間に画成される、上記ポンピング作用におけるオ
イルの通り道Ｃを小さく制限し、オイルの上方移動を少
なく抑えることができる。しかし、低張力オイルリング
では、リング外周方向へ張り出そうとする張力Ｆが小さ
くなり、実質上側力Ｆ・ｔａｎθが低減してしまうと共
に、サイドレールとスペーサエキスパンダ耳部ａの間の
摩擦力Ｆａも小さくなるため、サイドレールの慣性力Ｆ
ｉの上下動による移動量が抑制されず、ポンピング作用
によるオイルの移動を少なく抑えることができない。従
って、低張力３ピースオイルリング８を用いると、張力
Ｆの低下に伴い、側力Ｆ・ｔａｎθも小さくなり、オイ
ルの通り道Ｃを小さく制限することができず、オイルを
オイルリング８の燃焼室側へ移動させてしまう。

【００１３】以上のことから、オイルリング溝上方向ラ
ンド部側へ移動するオイル量が増える状況において、図
２０乃至図２２に示すようなオイルドレン形状では、オ
イルをオイルリングの燃焼室側からクランクケース側へ
移動させる排出機能がなく、この機能を持つオイルドレ
ンを形成する必要があった。

【００１４】図２３に示すようなオイルドレンを形成す
れば、ポンピング作用等によりオイルリングの燃焼室側
へ移動してしまったオイルを多少クランクケース側へ戻
すことができるが、それでも低張力オイルリングを装着
した場合の潤滑油消費量を低く抑えるには十分ではなか
った。

【００１５】そこで本発明は、低張力リングを装着した
場合であっても潤滑油消費量を低く抑えることができる
往復動内燃機関用ピストンを提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一端面が燃焼室に面し、他端面がクラン
クケースに面し、低張力オイルリングを装着するため
に、燃焼室側壁面とクランクケース側壁面と底面とを有
するオイルリング溝が形成され、一端がオイルリング溝
に連通し他端が該クランクケースに開口するオイルドレ
ンが形成された往復動内燃機関用ピストンにおいて、該
オイルドレンは該オイルリング溝の該燃焼室側壁面に連
通し、該オイルドレインの該一端は、該燃焼室側壁面側
のランド部に開口している往復動内燃機関用ピストンを
提供している。

【００１７】ここで、該オイルリング溝の該クランクケ
ース側壁面に連通し、一端が該クランクケース側壁面側
のランド部に開口し、他端が該クランクケースに連通す
る第２のオイルドレンが更に形成されているのが好まし
い。

【００１８】また、一端が該オイルリング溝の底面のみ
に開口し、他端が該クランクケースに連通する第２のオ
イルドレンが更に形成されていてもよい。

【００１９】また、該オイルリング溝の該クランクケー
ス側壁面側のランド部には、該オイルリング溝の半径方
向深さよりも浅く該クランクケース側壁面に対して段を
なす環状溝が形成されていてもよい。

【００２０】また、該オイルドレンは、該オイルリング
溝の該クランクケース側壁面にも連通し、該一端が該オ
イルリング溝のクランクケース側のランド部にも開口
し、該燃焼室側壁面から該クランクケース側壁面までの
該オイルリング溝の底面にも連通するようにしてもよ
い。

【００２１】さらに、該オイルドレンの該一端は、少な
くともピストンスラスト側に開口しているのが好まし
い。

【００２２】加えて、該ランド部は大径部と小径部とか
らなる段付き構造であり、該小径部が該オイルリング溝
の燃焼室側壁面に隣接しているのが好ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
往復動内燃機関用ピストンについて、図１乃至図３に基
づき説明する。図１は本実施の形態のピストン１の断面
図である。ピストンの図示せぬ紙面上側端は燃焼室に、
紙面下側端はクランクケースに面している。ピストン１
には、シリンダボア面２に面して、燃焼室側から順に、
環状の第１圧力リング溝３、第２圧力リング溝４、オイ
ルリング溝５が形成されている。オイルリング溝５は、
燃焼室側壁面５ａと、クランクケース側壁面５ｂと、底
面５ｃを有する。また、ピストン１のシリンダボア面２
に面する面は、それぞれの溝により、燃焼室側から順
に、第１ランド部１ａ、第２ランド部１ｂ、第３ランド
部１ｃ、第４ランド部１ｄに分割される。そして、第１
圧力リング溝３には第１圧力リング６が、第２圧力リン
グ溝４には第２圧力リング７が、オイルリング溝５には
オイルリング８がそれぞれ装着されている。オイルリン
グ８は、組合せ３ピースオイルリングであり、スペーサ
エキスパンダ８Ａと２本のサイドレール８Ｂ、８Ｃとを
備える。これらいずれのピストンリング６、７、８も低
張力仕様である。

【００２４】オイルリング溝５近傍には、オイルリング
溝５の燃焼室側壁面５ａに連通すると共に、一端が燃焼
室側壁面５ａ側の第３ランド部１ｃに開口し、他端が図
示せぬクランクケースに連通する第１のオイルドレン１
ｅが形成されている。また、オイルリング溝５のクラン
クケース側壁面５ｂに連通し、一端がクランクケース側
壁面５ｂ側の第４ランド部１ｄに開口し、他端が図示せ
ぬクランクケースに連通する第２のオイルドレン１ｆが
更に形成されている。

【００２５】図２にピストン１をスラスト側から見た側
面図を示す。ピストン１のスラスト側には、第１のオイ
ルドレン１ｅが２つと、第２のオイルドレン１ｆが２つ
開口して形成されている。図３に、ピストン１を燃焼室
側から見た様子を示す。図で破線で示されているのは、
第１のオイルドレン１ｅ、第２のオイルドレン１ｆと、
ピストンピン９である。なおここで「スラスト側」につ
いて説明すると、ピストンピン９はピストン１の直径方
向に延び、ピストンピン９には図示せぬコネクティング
ロッドの一端が接続され、ピストンピン９と直交しピス
トンの直径方向で互いに反対側位置Ａ、Ｂであって、ピ
ストンのクランクケース端部には、クランケースに向っ
て延びる１対のスカート部が設けられている。ここで、
コネクティングロッドはピストン１をその軸方向に合致
して付勢しておらず、ピストン１の軸方向に対して斜め
方向に付勢するので、ピストン上昇時には、ピストン燃
焼室側端面付近であって上記ピストン直径方向反対側位
置Ａ、Ｂのうちの一方例えばＡ側に、シリンダボア面に
対して「せる」力が作用する。このＡ側をスラスト側と
いい、Ａと反対のＢ側を「アンチスラスト側」という。

【００２６】第１のオイルドレン１ｅと、第２のオイル
ドレン１ｆは、ピストン１の軸方向に重なるように形成
されるので、図３に重なって図示される。図３に示すよ
うに、本実施の形態のピストン１には、スラスト側に第
１のオイルドレン１ｅが２本、第２のオイルドレン１ｆ
が２本、それぞれの直径がオイルリング溝５の壁面に合
致するようにして形成されている。反スラスト側にも第
１のオイルドレン１ｅが２つ、第２のオイルドレン１ｆ
が２つ形成され、合計４つずつの第１のオイルドレン１
ｅ、第２のオイルドレン１ｆが形成されている。

【００２７】図２０に示す従来のピストン１０１及び図
２３に示す従来のピストン１３１と、第１の実施の形態
のピストン１における潤滑油消費量の比較実験結果を図
４に示す。

【００２８】水冷サイクルガソリン機関（１６００ｃ
ｃ）において、５５００ｒｐｍでの初期潤滑油消費量を
測定した。実験結果をＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に示す。
Ａ１はピストン１０１を用い、リングの合計張力をシリ
ンダボアの直径で除した値が０．６であった場合の潤滑
油消費量を示す。Ｂ１はピストン１０１を用い、リング
の合計張力をシリンダボアの直径で除した値が０．２２
であった場合の潤滑油消費量を示す。Ｃ１は、ピストン
１３１を用い、リングの合計張力をシリンダボアの直径
で除した値が０．２２であった場合の潤滑油消費量を示
す。Ｄ１は本実施の形態のピストン１を用い、リングの
合計張力をシリンダボアの直径で除した値が０．２２で
あった場合の潤滑油消費量を示す。図４では、Ａ１の場
合の潤滑油消費量を１として比較している。

【００２９】また、同じエンジンにおいて全負荷４００
０ｒｐｍでの初期潤滑油消費量を測定した場合について
も同様の比較実験を行った。Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２は
それぞれ、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１と同様のリングとピ
ストンを用いた場合の潤滑油消費量を示す。ここで、Ａ
２の場合の潤滑油消費量を１として、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２
と比較している。

【００３０】図４からわかるように、図２０に示すピス
トン１０１では、低張力オイルリングを用いた場合（Ｂ
１、Ｂ２）、潤滑油消費量の増加が著しいことがわか
る。特に、４０００ｒｐｍで運転した場合が顕著であっ
た。

【００３１】また、図２３に示すピストン１３１では、
低張力オイルリングを用いた場合に（Ｃ１、Ｃ２）、図
２０に示すピストン１０１を用いた場合と比較すると潤
滑油消費量が低減されている。しかし、低張力ではない
通常のオイルリングを用いた場合（Ａ１、Ａ２）と比較
すると、潤滑油消費量は非常に多い。一方、図１に示す
本実施の形態のピストン１では（Ｄ１、Ｄ２）、低張力
オイルリングを装着しているにもかかわらず、図２０に
示すピストン１０１に低張力ではない通常のオイルリン
グを装着した場合（Ａ１、Ａ２）とほぼ同等の潤滑油消
費量に抑えることができることがわかる。

【００３２】第２の実施の形態の往復動内燃機関用ピス
トン１１について図５に基づき説明する。ピストン１と
同様の構成の部分は同じ番号を付して説明を省略する。
オイルリング溝５近傍には、オイルリング溝５の燃焼室
側壁面５ａに連通すると共に、一端が燃焼室側壁面５ａ
側の第３ランド部１ｃに開口し、他端が図示せぬクラン
クケースに連通する第１のオイルドレン１ｅが形成され
ている。また、一端が該オイルリング溝の底面５ｃのみ
に開口し、他端がクランクケースに連通する（図示せ
ず）第２のオイルドレン１１ｆが更に形成されている。

【００３３】第３の実施の形態のピストン２１について
図６に基づき説明する。ピストン１と同様の構成の部分
は同じ番号を付して説明を省略する。上述した第１のオ
イルドレン１ｅに加えて、オイルリング溝５のクランク
ケース側壁面５ｂ側の第４ランド部１ｄに、オイルリン
グ溝５の半径方向深さよりも浅くクランクケース側壁面
５ｂに対して段をなす環状溝２１ｆが更に形成されてい
る。

【００３４】第４の実施の形態の往復動内燃機関用ピス
トン３１について図７及び図８に基づき説明する。ピス
トン１と同様の構成の部分は同じ番号を付して説明を省
略する。オイルリング溝５近傍には、オイルリング溝５
の燃焼室側壁面５ａ及びクランクケース側壁面５ｂに連
通すると共に、一端が燃焼室側壁面５ａ側の第３ランド
部１ｃ及びクランクケース側壁面５ｂ側の第４ランド部
１ｄに開口し、他端が図示せぬクランクケースに連通す
るオイルドレン３１ｅが形成されている。このオイルド
レン３１ｅは、オイルリング溝５の底面５ｃにも連通し
ている。

【００３５】図８は、ピストン３１をスラスト側から見
た側面図を示す。ピストン３１のスラスト側には、２本
のオイルドレン３１ｅが、オイルリング溝５の幅以上の
直径にて開口形成されている。また図示しないが、本実
施の形態のピストン３１には、反スラスト側にもオイル
ドレン３１ｅが２つ形成され、合計４つオイルドレン３
１ｅが形成されている。

【００３６】第５の実施の形態による往復動内燃機関用
ピストン４１について図９、図１０に基づき説明する。
第５の実施の形態は、オイルドレン構造に関しては図１
に示される第１の実施の形態におけるオイルドレン構造
と同じであるが、圧力リングを１本としたこと、及び圧
力リング６とオイルリング８との間のランド部１ｂを段
付き構造とした点で相違する。具体的には、ピストン４
１には、シリンダボア面２に面して、環状の第１圧力リ
ング溝３、オイルリング溝５が形成されている。ピスト
ン４１のシリンダボア面２に面する面は、それぞれの溝
により、第１ランド部１ａ、第２ランド部１ｂ、第３ラ
ンド部１ｃに分割される。第２ランド部１ｂは、大径部
と小径部からなる段付き構造であり、大径部と小径部の
間にはシリンダの半径方向に平行な段面が設けられ、小
径部がオイルリング溝５に隣接する形状となっている。

【００３７】図１０にピストン４１をスラスト側から見
た側面図を示す。第１の実施の形態と同様に、ピストン
４１のスラスト側には、第１のオイルドレン１ｅが２つ
と、第２のオイルドレン１ｆが２つが、それぞれの直径
がオイルリング溝５の壁面に合致するようにして形成さ
れている。また図示しないが、反スラスト側にも第１の
オイルドレン１ｅが２つ、第２のオイルドレン１ｆが２
つ形成され、合計４つずつの第１のオイルドレン１ｅ、
第２のオイルドレン１ｆが形成されている。

【００３８】第６の実施の形態による往復動内燃機関用
ピストン５１について図１１に基づき説明する。第６の
実施の形態は、オイルドレン構造に関しては図５に示さ
れる第２の実施の形態におけるオイルドレン構造と同じ
であるが、圧力リングを１本としたこと、及び第５の実
施の形態と同様に、圧力リング６とオイルリング８との
間のランド部１ｂを段付き構造とした点で相違する。

【００３９】第７の実施の形態による往復動内燃機関用
ピストン６１について図１２に基づき説明する。第７の
実施の形態は、オイルドレン構造に関しては図６に示さ
れる第３の実施の形態におけるオイルドレン構造と同じ
であるが、圧力リングを１本としたこと、及び第５、第
６の実施の形態と同様に、圧力リング６とオイルリング
８との間のランド部１ｂを段付き構造とした点で相違す
る。

【００４０】第８の実施の形態の往復動内燃機関用ピス
トン７１について図１３、図１４に基づき説明する。第
８の実施の形態は、オイルドレン構造に関しては図７に
示される第４の実施の形態におけるオイルドレン構造と
同じであるが、圧力リングを１本としたこと、及び第５
乃至第７の実施の形態と同様に、圧力リング６とオイル
リング８との間のランド部１ｂを段付き構造とした点で
相違する。図１４にピストン７１をスラスト側からピス
トン１の軸方向に沿って見た側面図を示す。ピストン７
１のスラスト側には、オイルドレン７１ｅが２つ、オイ
ルリング溝５の幅以上の直径にて開口形成されている。
図示しないが、反スラスト側にもオイルドレン７１ｅが
２本形成され、合計４本のオイルドレン３１ｅが形成さ
れている。

【００４１】第２の実施の形態乃至第８の実施の形態の
ピストン１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１
も、第１の実施の形態のピストン１と同様のオイルドレ
ン１１ｅ、２１ｅ、３１ｅ、４１ｅ、５１ｅ、６１ｅ、
７１ｅが形成されているので、第１の実施の形態のピス
トン１と同様の潤滑油消費量低減効果がある。

【００４２】また、第５の実施の形態乃至第８の実施の
形態のピストン４１、５１、６１、７１によれば、ピス
トンに装着するリングの本数が２本と少ないので、ピス
トンを軸方向に短縮化することができ、ピストンの小型
・軽量化が可能となる。

【００４３】本発明による往復動内燃機関用ピストンは
上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記
載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、
オイルリング溝に装着されるオイルリングは、低張力オ
イルリングであれば、組合せ３ピースオイルリングのみ
ならず、図１５に示すような一体型オイルリング１８
や、図１６に示すようなコイルエキスパンダ付きオイル
リング２８等であってもよい。

【００４４】また、第１、第５の実施の形態では、図
２、図１０に示されるように、第１のオイルドレン１ｅ
と第２のオイルドレン１ｆをピストン１、４１の軸方向
に重なるように形成したが、第１のオイルドレン１ｅと
第２のオイルドレン１ｆは、ピストン１、４１の軸方向
に重ならないように形成してもよい。

【００４５】また、第１の実施の形態乃至第８の実施の
形態では、第１のオイルドレン１ｅ、３１ｅ、７１ｅ
は、スラスト側、反スラスト側に各２つ乃至４つずつ形
成し、合計４つ乃至８つ形成するのが好ましいが、図１
７に示されるように、スラスト側中央部のみに１つだけ
形成してもよい。

【００４６】また、第２のオイルドレン１ｆは、形成し
なくともよい。ただしこれを形成した方が潤滑油消費量
の低減の効果が向上する。

【００４７】また、第１の実施の形態乃至第４の実施の
形態のピストン１、１１、２１、３１において、オイル
リング溝５の燃焼室側壁面５ａに隣接する第３ランド部
１ｃは、図１８に示すように大径部と小径部からなる段
付き構造とし、大径部と小径部の間にはテーパ部が設け
られ、大径部がオイルリング溝に隣接する形状としても
よい。更に、第３ランド部１ｃは、図１９に示すように
大径部と小径部からなる段付き構造とし、大径部と小径
部の間にはシリンダの半径方向に平行な段面が設けら
れ、小径部がオイルリング溝５に隣接する形状としても
よい。

【００４８】また、第５乃至第８実施の形態において、
第２ランド部１ｂを段付き構造とせずに、フラットな周
面のみからなる形状としてもよい。

【００４９】

【発明の効果】請求項１記載の往復動内燃機関用ピスト
ンによれば、一端がオイルリング溝に連通し他端が該ク
ランクケースに開口するオイルドレンが形成され、オイ
ルドレンはオイルリング溝の燃焼室側壁面に連通し、オ
イルドレインの該一端は、燃焼室側壁面側のランド部に
開口しているので、ポンピング作用等によりオイルリン
グの燃焼室側へ移動してしまったオイルを効率よくクラ
ンクケース側へ戻すことができ、潤滑油消費量を十分に
低く抑えることができる。

【００５０】請求項２記載の往復動内燃機関用ピストン
によれば、オイルリング溝の該クランクケース側壁面に
連通し、一端がクランクケース側壁面側のランド部に開
口し、他端がクランクケースに連通する第２のオイルド
レンが更に形成されているので、ピストンの下降行程
で、オイルリング内周面側に侵入してきたオイルを、即
座にクランクケース側へ戻すと共に、ピストンの上昇行
程においては、オイルに作用する慣性力を利用して、オ
イルリング内周面側に存在するオイルを、クランクケー
ス側へ戻すことができる。これにより、請求項１記載の
効果との相乗効果により、潤滑油消費量を格段に低く抑
えることができる。

【００５１】請求項３記載の往復動内燃機関用ピストン
によれば、一端が該オイルリング溝の底面のみに開口
し、他端が該クランクケースに連通する第２のオイルド
レンが更に形成されているので、請求項２記載の往復動
内燃機関用ピストンと同様の効果を得ることができる。

【００５２】請求項４記載の往復動内燃機関用ピストン
によれば、オイルリング溝のクランクケース側壁面側の
ランド部には、オイルリング溝の半径方向深さよりも浅
くクランクケース側壁面に対して段をなす環状溝が形成
されているので、請求項２記載の往復動内燃機関用ピス
トンと同様の効果を得ることができる。

【００５３】請求項５記載の往復動内燃機関用ピストン
によれば、オイルドレンは、オイルリング溝のクランク
ケース側壁面にも連通し、一端がオイルリング溝のクラ
ンクケース側のランド部にも開口するので、請求項２記
載の往復動内燃機関用ピストンと同様の効果を得ること
ができる。

【００５４】請求項６記載の往復動内燃機関用ピストン
によれば、オイルドレンの一端は、少なくともピストン
のスラスト側に開口しているので、ポンピング作用にお
けるオイルの移動が最も生じやすい箇所でオイルをクラ
ンクケース側に戻すことができ、潤滑油消費量を低く抑
えることができる。

【００５５】請求項７記載の往復動内燃機関用ピストン
によれば、ランド部は大径部と小径部とからなる段付き
構造であり、小径部がオイルリング溝に隣接しており、
ランド部にオイルを貯蔵する体積を確保することがで
き、燃焼ガスの流れによりオイルをクランクケース側に
戻すことができ、潤滑油消費量を低く抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による往復動内燃機
関用ピストンを示す断面図。

【図２】本発明の第１の実施の形態による往復動内燃機
関用ピストンを示す側面図。

【図３】本発明の第１の実施の形態による往復動内燃機
関用ピストンを燃焼室側から見た図。

【図４】潤滑油消費量の実験結果を示す図。

【図５】本発明の第２の実施の形態による往復動内燃機
関用ピストンを示す断面図。

【図６】本発明の第３の実施の形態による往復動内燃機
関用ピストンを示す断面図。

【図７】本発明の第４の実施の形態による往復動内燃機
関用ピストンを示す断面図。

【図８】本発明の第４の実施の形態による往復動内燃機
関用ピストンを示す側面図。

【図９】本発明の第５の実施の形態による往復動内燃機
関用ピストンを示す断面図。

【図１０】本発明の第５の実施の形態による往復動内燃
機関用ピストンを示す側面図。

【図１１】本発明の第６の実施の形態による往復動内燃
機関用ピストンを示す断面図。

【図１２】本発明の第７の実施の形態による往復動内燃
機関用ピストンを示す断面図。

【図１３】本発明の第８の実施の形態による往復動内燃
機関用ピストンを示す断面図。

【図１４】本発明の第８の実施の形態による往復動内燃
機関用ピストンを示す側面図。

【図１５】本発明の第１乃至第８の実施の形態による往
復動内燃機関用ピストンに装着されるオイルリングの変
形例を示す断面図。

【図１６】本発明の第１乃至第８の実施の形態による往
復動内燃機関用ピストンに装着されるオイルリングの変
形例を示す断面図。

【図１７】本発明の第１の実施の形態による往復動内燃
機関用ピストンの変形例によるピストンを燃焼室側から
見た図。

【図１８】本発明の第１乃至第４の実施の形態による往
復動内燃機関用ピストンの第３ランドの変形例を示す断
面図。

【図１９】本発明の第１乃至第４の実施の形態による往
復動内燃機関用ピストンの第３ランドの変形例を示す断
面図。

【図２０】従来の往復動内燃機関用ピストンを示す断面
図。

【図２１】従来の往復動内燃機関用ピストンを示す断面
図。

【図２２】従来の往復動内燃機関用ピストンを示す断面
図。

【図２３】従来の往復動内燃機関用ピストンを示す断面
図。

【図２４】３ピースオイルリングの挙動を示す概念図。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、４１、５１、６１、７１ ピス
トン ８、１８、２８ 低張力オイルリング ５ オイルリング溝 ５ａ 燃焼室側壁面 ５ｂ クランクケース側壁面 ５ｃ 底面 １ａ 第１ランド部 １ｂ 第２ランド部 １ｃ 第３ランド部 １ｄ 第４ランド部 １ｅ 第１のオイルドレン １ｆ 第２のオイルドレン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端面が燃焼室に面し、他端面がクラン
   クケースに面し、低張力オイルリングを装着するため
   に、燃焼室側壁面とクランクケース側壁面と底面とを有
   するオイルリング溝が形成され、一端がオイルリング溝
   に連通し他端が該クランクケースに開口するオイルドレ
   ンが形成された往復動内燃機関用ピストンにおいて、 該オイルドレンは該オイルリング溝の該燃焼室側壁面に
   連通し、該オイルドレンの該一端は、該燃焼室側壁面側
   のランド部に開口していることを特徴とする往復動内燃
   機関用ピストン。
2. 【請求項２】 該オイルリング溝の該クランクケース側
   壁面に連通し、一端が該クランクケース側壁面側のラン
   ド部に開口し、他端が該クランクケースに連通する第２
   のオイルドレンが更に形成されていることを特徴とする
   請求項１記載の往復動内燃機関用ピストン。
3. 【請求項３】 一端が該オイルリング溝の底面のみに開
   口し、他端が該クランクケースに連通する第２のオイル
   ドレンが更に形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の往復動内燃機関用ピストン。
4. 【請求項４】 該オイルリング溝の該クランクケース側
   壁面側のランド部には、該オイルリング溝の半径方向深
   さよりも浅く該クランクケース側壁面に対して段をなす
   環状溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の往復動内燃機関用ピストン。
5. 【請求項５】 該オイルドレンは、該オイルリング溝の
   該クランクケース側壁面にも連通し、該一端が該オイル
   リング溝のクランクケース側のランド部にも開口し、該
   燃焼室側壁面から該クランクケース側壁面までの該オイ
   ルリング溝の底面にも連通することを特徴とする請求項
   １または２のいずれか１つに記載の往復動内燃機関用ピ
   ストン。
6. 【請求項６】 該オイルドレンの該一端は、少なくとも
   ピストンスラスト側に開口していることを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれか１記載の往復動内燃機関用ピス
   トン。
7. 【請求項７】 該ランド部は大径部と小径部とからなる
   段付き構造であり、該小径部が該オイルリング溝の該燃
   焼室側壁面に隣接していることを特徴とする請求項１乃
   至６のいずれか１記載の往復動内燃機関用ピストン。