JP2003020992A - 内燃機関のピストンリング装置 - Google Patents
内燃機関のピストンリング装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/06—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の低温時，特にピストンの運動速度
が遅い，内燃機関の始動時や低速運転時に，リング溝と
ピストンリングとの軸方向間隙に起因する排気ガス中の
ＨＣ濃度の増加を抑える。 【解決手段】 リング溝１０及びピストンリング１３の
軸方向で対向する対向面間に，半径方向外向きの張りを
持つ規制リング２０を楔状に挿入し，ピストン３の低速
運動域では規制リング２０の楔作用によりピストンリン
グ１３のリング溝１０での軸方向移動を規制し，ピスト
ン３の高速運動域ではピストン３の下降に伴うピストン
リング１３の浮き上がり力Ｆａにより規制リング２０の
楔作用が無効にされるようにした。
が遅い，内燃機関の始動時や低速運転時に，リング溝と
ピストンリングとの軸方向間隙に起因する排気ガス中の
ＨＣ濃度の増加を抑える。 【解決手段】 リング溝１０及びピストンリング１３の
軸方向で対向する対向面間に，半径方向外向きの張りを
持つ規制リング２０を楔状に挿入し，ピストン３の低速
運動域では規制リング２０の楔作用によりピストンリン
グ１３のリング溝１０での軸方向移動を規制し，ピスト
ン３の高速運動域ではピストン３の下降に伴うピストン
リング１３の浮き上がり力Ｆａにより規制リング２０の
楔作用が無効にされるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，ピストンのリング
溝に，シリンダボアの内壁に摺動可能に密接するピスト
ンリングを所定の軸方向間隙を存して装着した，内燃機
関のピストンリング装置の改良に関する。
溝に，シリンダボアの内壁に摺動可能に密接するピスト
ンリングを所定の軸方向間隙を存して装着した，内燃機
関のピストンリング装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】リング溝とピストンリングとの軸方向間
隙は，ピストンリングの熱膨張時でも，ピストンリング
がリング溝で膠着せずに，シリンダボアの内壁に密接し
て良好なガスシール機能を確保する上で重要な役割を果
たす。
隙は，ピストンリングの熱膨張時でも，ピストンリング
がリング溝で膠着せずに，シリンダボアの内壁に密接し
て良好なガスシール機能を確保する上で重要な役割を果
たす。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，内燃機
関の低温状態での始動時や低速運転時には，上記軸方向
間隙が排ガス中のＨＣ濃度を増加させる一因となってい
ることが本発明者によって究明された。それは次のよう
な理由による。
関の低温状態での始動時や低速運転時には，上記軸方向
間隙が排ガス中のＨＣ濃度を増加させる一因となってい
ることが本発明者によって究明された。それは次のよう
な理由による。
【０００４】図６に示すように，従来のピストンリング
装置では，ピストン３の上部リング溝１０に装着された
ピストンリング１３（圧縮リング）は，該リング溝１０
及びピストンリング１３間の軸方向間隙ｇの範囲で常に
移動可能であるため，ピストン３の上昇時には（図６
（Ａ）参照），ピストンリング１３は，それの慣性力
と，該リング１３及びシリンダ内壁間の摩擦抵抗とによ
りリング溝１０の下面に押しつけられて，上部に軸方向
間隙ｇが発生し，ピストン３の下降時には（図６（Ｂ）
参照），ピストンリング１３は上記慣性力及び摩擦抵抗
によりリング溝１０の上面に押しつけられ，その下方に
軸方向間隙ｇが移る。
装置では，ピストン３の上部リング溝１０に装着された
ピストンリング１３（圧縮リング）は，該リング溝１０
及びピストンリング１３間の軸方向間隙ｇの範囲で常に
移動可能であるため，ピストン３の上昇時には（図６
（Ａ）参照），ピストンリング１３は，それの慣性力
と，該リング１３及びシリンダ内壁間の摩擦抵抗とによ
りリング溝１０の下面に押しつけられて，上部に軸方向
間隙ｇが発生し，ピストン３の下降時には（図６（Ｂ）
参照），ピストンリング１３は上記慣性力及び摩擦抵抗
によりリング溝１０の上面に押しつけられ，その下方に
軸方向間隙ｇが移る。
【０００５】ところで，内燃機関の低温時，シリンダ内
壁に付着した未燃燃料ｆは，排気行程でのピストン上昇
時，ピストンリング１３の上部に発生した間隙ｇに引き
込まれ，次いでピストン３の上昇速度が急減速する上死
点直前に，ピストンリング１３の上昇慣性力が該リング
１３とシリンダ内壁との摩擦抵抗に打ち勝って該リング
１３がピストン３に対して相対的に上昇するとき，前記
間隙ｇ内から前記未燃燃料ｆ押し出す。そして，この未
燃燃料ｆが排ガスと共に排気ポートへ排出され，排ガス
中のＨＣ濃度を増加させるのである。
壁に付着した未燃燃料ｆは，排気行程でのピストン上昇
時，ピストンリング１３の上部に発生した間隙ｇに引き
込まれ，次いでピストン３の上昇速度が急減速する上死
点直前に，ピストンリング１３の上昇慣性力が該リング
１３とシリンダ内壁との摩擦抵抗に打ち勝って該リング
１３がピストン３に対して相対的に上昇するとき，前記
間隙ｇ内から前記未燃燃料ｆ押し出す。そして，この未
燃燃料ｆが排ガスと共に排気ポートへ排出され，排ガス
中のＨＣ濃度を増加させるのである。
【０００６】本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたも
ので，内燃機関の低温時，特にピストンの運動速度が遅
い，内燃機関の始動時や低速運転時に，リング溝とピス
トンリングとの軸方向間隙に起因する排気ガス中のＨＣ
濃度の増加を抑え得るようにした，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。
ので，内燃機関の低温時，特にピストンの運動速度が遅
い，内燃機関の始動時や低速運転時に，リング溝とピス
トンリングとの軸方向間隙に起因する排気ガス中のＨＣ
濃度の増加を抑え得るようにした，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。
【０００７】
【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，ピストンのリング溝に，シリンダボアの
内壁に摺動可能に密接するピストンリングを所定の軸方
向間隙を存して装着した，内燃機関のピストンリング装
置において，リング溝に，ピストンの低速運動域でリン
グ溝でのピストンリングの軸方向移動を規制し，ピスト
ンの高速運動域では前記規制が無効にされるリング規制
手段を設けたことを第１の特徴とする。
に，本発明は，ピストンのリング溝に，シリンダボアの
内壁に摺動可能に密接するピストンリングを所定の軸方
向間隙を存して装着した，内燃機関のピストンリング装
置において，リング溝に，ピストンの低速運動域でリン
グ溝でのピストンリングの軸方向移動を規制し，ピスト
ンの高速運動域では前記規制が無効にされるリング規制
手段を設けたことを第１の特徴とする。
【０００８】尚，前記リング溝及びピストンは，後述す
る本発明の実施例中の上部リング溝１０及び第１圧縮リ
ング１３に対応する。
る本発明の実施例中の上部リング溝１０及び第１圧縮リ
ング１３に対応する。
【０００９】この第１の特徴によれば，ピストンの低速
運動域では，ピストンリングは，リング規制手段により
リング溝での軸方向移動を規制されるので，内燃機関の
低温，低速運転域において，シリンダボア内壁に付着し
た未燃燃料がピストンの昇降に伴いリング溝に出入りす
ることがなくなり，したがって排気行程でも，その未燃
燃料を外部に放出させないので，排ガス中のＨＣ濃度が
増加するのを抑えることができる。
運動域では，ピストンリングは，リング規制手段により
リング溝での軸方向移動を規制されるので，内燃機関の
低温，低速運転域において，シリンダボア内壁に付着し
た未燃燃料がピストンの昇降に伴いリング溝に出入りす
ることがなくなり，したがって排気行程でも，その未燃
燃料を外部に放出させないので，排ガス中のＨＣ濃度が
増加するのを抑えることができる。
【００１０】またピストンの高速運動域では，リング規
制手段による規制が無効となるから，ピストンリング
は，リング内で自由に上下動して膠着を防ぎ，本来のガ
スシール機能を発揮することができる。
制手段による規制が無効となるから，ピストンリング
は，リング内で自由に上下動して膠着を防ぎ，本来のガ
スシール機能を発揮することができる。
【００１１】また本発明は，第１の特徴に加えて，リン
グ溝及びピストンリングの軸方向で対向する対向面間に
楔状に挿入され，その挿入方向に張りを持つ規制リング
でリング規制手段を構成し，ピストンの低速運動域では
規制リングの楔作用によりピストンリングのリング溝で
の軸方向移動を規制し，ピストンの高速運動域ではピス
トンの下降に伴うピストンリングの浮き上がり力により
規制リングの楔作用が無効にされることを第２の特徴と
する。
グ溝及びピストンリングの軸方向で対向する対向面間に
楔状に挿入され，その挿入方向に張りを持つ規制リング
でリング規制手段を構成し，ピストンの低速運動域では
規制リングの楔作用によりピストンリングのリング溝で
の軸方向移動を規制し，ピストンの高速運動域ではピス
トンの下降に伴うピストンリングの浮き上がり力により
規制リングの楔作用が無効にされることを第２の特徴と
する。
【００１２】この第２の特徴によれば，規制リングとい
う単一の部材をもってリング規制手段を簡単に構成する
ことができ，リング規制手段の追加によるピストンリン
グ装置のコスト増を少なく抑えることができる。
う単一の部材をもってリング規制手段を簡単に構成する
ことができ，リング規制手段の追加によるピストンリン
グ装置のコスト増を少なく抑えることができる。
【００１３】さらに本発明は，第２の特徴に加えて，ピ
ストンリング及び規制リングの相対向面に，規制リング
の楔作用を促す斜面を形成したことを第３の特徴とす
る。
ストンリング及び規制リングの相対向面に，規制リング
の楔作用を促す斜面を形成したことを第３の特徴とす
る。
【００１４】この第３の特徴によれば，規制リングの楔
作用によるピストンリングの軸方向移動規制を的確に行
うことができる。
作用によるピストンリングの軸方向移動規制を的確に行
うことができる。
【００１５】さらにまた本発明は，第３の特徴に加え
て，環状の平板に，リング溝の内面に接する複数の平坦
部と，ピストンリングの斜面に接する斜面を有する複数
の傾斜部とを周方向交互に配列するように形成して，規
制リングを構成したことを第４の特徴とする。
て，環状の平板に，リング溝の内面に接する複数の平坦
部と，ピストンリングの斜面に接する斜面を有する複数
の傾斜部とを周方向交互に配列するように形成して，規
制リングを構成したことを第４の特徴とする。
【００１６】この第４の特徴によれば，第３の特徴に加
えて，環状に平板を素材として，軽量で高剛性の規制リ
ングを安価に提供することができる。
えて，環状に平板を素材として，軽量で高剛性の規制リ
ングを安価に提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を，添付図面
に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【００１８】図１は本発明の第１実施例に係るピストン
リング装置を備えた内燃機関に縦断面図，図２は内燃機
関の低速運転域での本発明ピストンリング装置の作用説
明図，図３は内燃機関の高速運転域での本発明ピストン
リング装置の作用説明図，図４は第１圧縮リング及び規
制リングの斜視図，図５は本発明の第２実施例を示す，
図４との対応図である。
リング装置を備えた内燃機関に縦断面図，図２は内燃機
関の低速運転域での本発明ピストンリング装置の作用説
明図，図３は内燃機関の高速運転域での本発明ピストン
リング装置の作用説明図，図４は第１圧縮リング及び規
制リングの斜視図，図５は本発明の第２実施例を示す，
図４との対応図である。
【００１９】先ず，図１〜図４に示す本発明の第１実施
例の説明より始める。
例の説明より始める。
【００２０】図１において，内燃機関Ｅのシリンダブロ
ック１のシリンダボア２にピストン３が摺動可能に嵌装
される。シリンダブロック１の上端面に接合されるシリ
ンダヘッド４には，シリンダボア２の上端に連なる燃焼
室５と，この燃焼室５に開口する吸気及び排気ポート
６，７とが形成されると共に，これらポート６，７の燃
焼室５側開口端を開閉する吸気及び排気弁８，９が装着
される。
ック１のシリンダボア２にピストン３が摺動可能に嵌装
される。シリンダブロック１の上端面に接合されるシリ
ンダヘッド４には，シリンダボア２の上端に連なる燃焼
室５と，この燃焼室５に開口する吸気及び排気ポート
６，７とが形成されると共に，これらポート６，７の燃
焼室５側開口端を開閉する吸気及び排気弁８，９が装着
される。
【００２１】ピストン３の外周面には，燃焼室５側から
上部リング溝１０，中間リング溝１１及び下部リング溝
１２が形成されており，上部リング溝１０には第１圧縮
リング１３，中間リング溝１１には第２圧縮リング１
４，下部リング溝１２にはオイルリング１５がそれぞれ
装着され，各リング１３〜１５は，従来普通のようにそ
れ自体の張りによってシリンダボア２の内壁に摺動可能
に密接し得るように，一つの合口（図示せず）を有す
る。各リング溝１０〜１２と各リング１３〜１５との間
には，従来普通のように，シリンダボア２の軸線に沿う
所定の軸方向間隙ｇが設けられる。
上部リング溝１０，中間リング溝１１及び下部リング溝
１２が形成されており，上部リング溝１０には第１圧縮
リング１３，中間リング溝１１には第２圧縮リング１
４，下部リング溝１２にはオイルリング１５がそれぞれ
装着され，各リング１３〜１５は，従来普通のようにそ
れ自体の張りによってシリンダボア２の内壁に摺動可能
に密接し得るように，一つの合口（図示せず）を有す
る。各リング溝１０〜１２と各リング１３〜１５との間
には，従来普通のように，シリンダボア２の軸線に沿う
所定の軸方向間隙ｇが設けられる。
【００２２】図１及び図４に示すように，第１圧縮リン
グ１３の上面には，その半径方向中間部から半径方向内
方に向けて下る斜面１３ａが形成され，この斜面１３ａ
と上部リング溝１０の上面との間に規制リング２０（規
制手段）が楔状に挿入される。規制リング２０の下面２
０ａは，前記斜面１３ａに対応して半径方向内方に向か
って下る斜面に形成される。規制リング２０の上面は，
第１圧縮リング１３の上面と同様に，上部リング溝１０
の上面と平行な平坦面に形成される。この規制リング２
０にも，一つの合口（図示せず）が設けられると共に，
半径方向外向きの張りが付与され，その張りによって規
制リング２０は，第１圧縮リング１３の斜面１３ａと上
部リング溝１０の上面との間に割り込むようになってい
る。規制リング２０の張り大きさ及び斜面１３ａ，２０
ａの角度は，ピストン３の低速運動域では規制リング２
０が第１圧縮リング１３を上部リング溝１０の下面に押
しつける楔機能を発揮し，ピストン３の高速運動域では
ピストン３の下降に伴う第１圧縮リング１３の浮き上が
り力Ｆａにより規制リング２０の楔作用が無効とされる
ように設定される。
グ１３の上面には，その半径方向中間部から半径方向内
方に向けて下る斜面１３ａが形成され，この斜面１３ａ
と上部リング溝１０の上面との間に規制リング２０（規
制手段）が楔状に挿入される。規制リング２０の下面２
０ａは，前記斜面１３ａに対応して半径方向内方に向か
って下る斜面に形成される。規制リング２０の上面は，
第１圧縮リング１３の上面と同様に，上部リング溝１０
の上面と平行な平坦面に形成される。この規制リング２
０にも，一つの合口（図示せず）が設けられると共に，
半径方向外向きの張りが付与され，その張りによって規
制リング２０は，第１圧縮リング１３の斜面１３ａと上
部リング溝１０の上面との間に割り込むようになってい
る。規制リング２０の張り大きさ及び斜面１３ａ，２０
ａの角度は，ピストン３の低速運動域では規制リング２
０が第１圧縮リング１３を上部リング溝１０の下面に押
しつける楔機能を発揮し，ピストン３の高速運動域では
ピストン３の下降に伴う第１圧縮リング１３の浮き上が
り力Ｆａにより規制リング２０の楔作用が無効とされる
ように設定される。
【００２３】次に，図２及び図３により，この第１実施
例の作用について説明する。
例の作用について説明する。
【００２４】図２（Ａ）に示すように，ピストン３の運
動速度が低いときには，上部リング溝１０において，規
制リング２０は，それ自体の張りによる楔機能をもって
第１圧縮リング１３の斜面１３ａと上部リング溝１０の
上面との間に割り込んで，第１圧縮リング１３を上部リ
ング溝１０の下面に押しつける。特に，図２（Ｂ）に示
すように，ピストン３の下降時でも，第１圧縮リング１
３の慣性力，並びに該リング１３及びシリンダボア２内
壁間の摩擦抵抗に起因する浮き上がり力Ｆａが比較的小
さいため，規制リング２０の楔作用による第１圧縮リン
グ１３の押し下げ力Ｆｂが上記浮き上がり力Ｆａに打ち
勝って，第１圧縮リング１３を上部リング溝１０の下面
に押し続けることになる。このことは，ピストン３の上
昇速度が急減速する上死点直前に第１圧縮リング１３が
上昇慣性力でピストン３に対する相対的に上昇するのを
規制リング２０が阻止し得ることを意味する。
動速度が低いときには，上部リング溝１０において，規
制リング２０は，それ自体の張りによる楔機能をもって
第１圧縮リング１３の斜面１３ａと上部リング溝１０の
上面との間に割り込んで，第１圧縮リング１３を上部リ
ング溝１０の下面に押しつける。特に，図２（Ｂ）に示
すように，ピストン３の下降時でも，第１圧縮リング１
３の慣性力，並びに該リング１３及びシリンダボア２内
壁間の摩擦抵抗に起因する浮き上がり力Ｆａが比較的小
さいため，規制リング２０の楔作用による第１圧縮リン
グ１３の押し下げ力Ｆｂが上記浮き上がり力Ｆａに打ち
勝って，第１圧縮リング１３を上部リング溝１０の下面
に押し続けることになる。このことは，ピストン３の上
昇速度が急減速する上死点直前に第１圧縮リング１３が
上昇慣性力でピストン３に対する相対的に上昇するのを
規制リング２０が阻止し得ることを意味する。
【００２５】その結果，第１圧縮リング１３は，それと
上部リング溝１０の上面との間に軸方向間隙ｇが存在す
るにも拘わらず，上部リング溝１０内での軸方向移動が
拘束される。したがって内燃機関Ｅの低温，低速運転域
において，シリンダボア２の内壁に付着した未燃燃料ｆ
がピストン３の上昇（図２（Ａ））に伴い上記間隙ｇに
導入されても，ピストン３の上死点直前から次のピスト
ン３の下降時（図２（Ｂ））にかけても第１圧縮リング
１３は，上部リング溝１０の下面から動かないから，上
記間隙ｇに未燃燃料ｆを保持し続け，排気行程でも外部
に放出させない。かくして，内燃機関Ｅの低温，低速運
転域で，排ガス中のＨＣ濃度が増加するのを抑えること
ができる。
上部リング溝１０の上面との間に軸方向間隙ｇが存在す
るにも拘わらず，上部リング溝１０内での軸方向移動が
拘束される。したがって内燃機関Ｅの低温，低速運転域
において，シリンダボア２の内壁に付着した未燃燃料ｆ
がピストン３の上昇（図２（Ａ））に伴い上記間隙ｇに
導入されても，ピストン３の上死点直前から次のピスト
ン３の下降時（図２（Ｂ））にかけても第１圧縮リング
１３は，上部リング溝１０の下面から動かないから，上
記間隙ｇに未燃燃料ｆを保持し続け，排気行程でも外部
に放出させない。かくして，内燃機関Ｅの低温，低速運
転域で，排ガス中のＨＣ濃度が増加するのを抑えること
ができる。
【００２６】次にピストン３の運動速度が所定値以上に
なると，図３（Ｂ）に示すように，ピストン３の下降時
には，特に第１圧縮リング１３の慣性力の増加により，
該ピストン３の浮き上がり力Ｆａが，規制リング２０の
楔作用による第１圧縮リング１３の押し下げ力Ｆｂに打
ち勝って，規制リング２０を半径方向内方へ押し返し，
その楔作用を無効にする。その結果，第１圧縮リング１
３は上部リング溝１０の上面に当接するまで移動し，軸
方向の間隙ｇは第１圧縮リング１３の下方に移る。した
がって，第１圧縮リング１３は，図３（Ａ）及び（Ｂ）
のように，ピストン３の昇降に伴い上部リング溝１０内
を軸方向間隙ｇの範囲において上下動することになり，
上方から混合気，下方から潤滑油を上部リング溝１０内
に適度に導入して第１圧縮リング１３の冷却及び潤滑を
図り，該リング１３の上部リング溝１０内での膠着を防
ぎ，該リング１３本来のガスシール機能を発揮させるこ
とができる。
なると，図３（Ｂ）に示すように，ピストン３の下降時
には，特に第１圧縮リング１３の慣性力の増加により，
該ピストン３の浮き上がり力Ｆａが，規制リング２０の
楔作用による第１圧縮リング１３の押し下げ力Ｆｂに打
ち勝って，規制リング２０を半径方向内方へ押し返し，
その楔作用を無効にする。その結果，第１圧縮リング１
３は上部リング溝１０の上面に当接するまで移動し，軸
方向の間隙ｇは第１圧縮リング１３の下方に移る。した
がって，第１圧縮リング１３は，図３（Ａ）及び（Ｂ）
のように，ピストン３の昇降に伴い上部リング溝１０内
を軸方向間隙ｇの範囲において上下動することになり，
上方から混合気，下方から潤滑油を上部リング溝１０内
に適度に導入して第１圧縮リング１３の冷却及び潤滑を
図り，該リング１３の上部リング溝１０内での膠着を防
ぎ，該リング１３本来のガスシール機能を発揮させるこ
とができる。
【００２７】尚，内燃機関Ｅが高温状態になれば，高温
のシリンダボア２内壁に接した燃料は直ちに気化して良
好に燃焼し得るので，第１圧縮リング１３が上記のよう
に上部リング溝１０を自由に上下動するようになって
も，排ガス中のＨＣ濃度が増加することはない。
のシリンダボア２内壁に接した燃料は直ちに気化して良
好に燃焼し得るので，第１圧縮リング１３が上記のよう
に上部リング溝１０を自由に上下動するようになって
も，排ガス中のＨＣ濃度が増加することはない。
【００２８】次に，図５に示す本発明の第２実施例につ
いて説明する。この第２実施例では，規制リング２０が
環状の平板２５から構成される。即ち，規制リング２０
は，環状の平板２５に，上部リング溝１０の上面に接す
る複数の平坦部２６，２６…と，第１圧縮リング１３の
斜面１３ａに接する斜面２０ａを有する複数の傾斜部２
７，２７…とを周方向交互に配列するように形成して構
成される。その他の構成は前実施例と同様であるので，
図５中，前実施例との対応部分には同一の参照符号を付
して，その説明を省略する。
いて説明する。この第２実施例では，規制リング２０が
環状の平板２５から構成される。即ち，規制リング２０
は，環状の平板２５に，上部リング溝１０の上面に接す
る複数の平坦部２６，２６…と，第１圧縮リング１３の
斜面１３ａに接する斜面２０ａを有する複数の傾斜部２
７，２７…とを周方向交互に配列するように形成して構
成される。その他の構成は前実施例と同様であるので，
図５中，前実施例との対応部分には同一の参照符号を付
して，その説明を省略する。
【００２９】この第２実施例によれば，板厚が一定の平
板２５にプレス加工を施すことにより規制リング２０を
製作することができ，しかも各平坦部２６及び傾斜部２
７間の屈曲部が補強リブ効果を発揮して，規制リング２
０の面剛性を効果的に高める。したがって軽量で高剛性
の規制リング２０を安価に提供することができる。
板２５にプレス加工を施すことにより規制リング２０を
製作することができ，しかも各平坦部２６及び傾斜部２
７間の屈曲部が補強リブ効果を発揮して，規制リング２
０の面剛性を効果的に高める。したがって軽量で高剛性
の規制リング２０を安価に提供することができる。
【００３０】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可
能である。例えば，第１圧縮リング１０及び規制リング
２０の全体を上下反転させて，第１圧縮リング１３の軸
方向移動を下方から規制することも可能である。
なく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可
能である。例えば，第１圧縮リング１０及び規制リング
２０の全体を上下反転させて，第１圧縮リング１３の軸
方向移動を下方から規制することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明の第１の特徴によれ
ば，ピストンのリング溝に，シリンダボアの内壁に摺動
可能に密接するピストンリングを所定の軸方向間隙を存
して装着した，内燃機関のピストンリング装置におい
て，リング溝に，ピストンの低速運動域でリング溝での
ピストンリングの軸方向移動を規制し，ピストンの高速
運動域では前記規制が無効にされるリング規制手段を設
けたので，内燃機関の低温，低速運転域では，シリンダ
ボア内壁に付着した未燃燃料がピストンの昇降に伴いリ
ング溝に出入りすることがなくなり，したがって排気行
程でも，その未燃燃料を外部に放出させないので，排ガ
ス中のＨＣ濃度が増加するのを抑えることができる。し
かも内燃機関の高速運動域では，リング規制手段による
規制が無効となるから，ピストンリングは，リング内で
自由に上下動して膠着を防ぎ，本来のガスシール機能を
発揮することができる。
ば，ピストンのリング溝に，シリンダボアの内壁に摺動
可能に密接するピストンリングを所定の軸方向間隙を存
して装着した，内燃機関のピストンリング装置におい
て，リング溝に，ピストンの低速運動域でリング溝での
ピストンリングの軸方向移動を規制し，ピストンの高速
運動域では前記規制が無効にされるリング規制手段を設
けたので，内燃機関の低温，低速運転域では，シリンダ
ボア内壁に付着した未燃燃料がピストンの昇降に伴いリ
ング溝に出入りすることがなくなり，したがって排気行
程でも，その未燃燃料を外部に放出させないので，排ガ
ス中のＨＣ濃度が増加するのを抑えることができる。し
かも内燃機関の高速運動域では，リング規制手段による
規制が無効となるから，ピストンリングは，リング内で
自由に上下動して膠着を防ぎ，本来のガスシール機能を
発揮することができる。
【００３２】また本発明の第２の特徴によれば，第１の
特徴に加えて，リング溝及びピストンリングの軸方向で
対向する対向面間に楔状に挿入され，その挿入方向に張
りを持つ規制リングでリング規制手段を構成し，ピスト
ンの低速運動域では規制リングの楔作用によりピストン
リングのリング溝での軸方向移動を規制し，ピストンの
高速運動域ではピストンの下降に伴うピストンリングの
浮き上がり力により規制リングの楔作用が無効にされる
ので，規制リングという単一の部材をもってリング規制
手段を簡単に構成することができ，リング規制手段の追
加によるピストンリング装置のコスト増を少なく抑える
ことができる。
特徴に加えて，リング溝及びピストンリングの軸方向で
対向する対向面間に楔状に挿入され，その挿入方向に張
りを持つ規制リングでリング規制手段を構成し，ピスト
ンの低速運動域では規制リングの楔作用によりピストン
リングのリング溝での軸方向移動を規制し，ピストンの
高速運動域ではピストンの下降に伴うピストンリングの
浮き上がり力により規制リングの楔作用が無効にされる
ので，規制リングという単一の部材をもってリング規制
手段を簡単に構成することができ，リング規制手段の追
加によるピストンリング装置のコスト増を少なく抑える
ことができる。
【００３３】さらに本発明の第３の特徴によれば，第２
の特徴に加えて，ピストンリング及び規制リングの相対
向面に，規制リングの楔作用を促す斜面を形成したの
で，規制リングの楔作用によるピストンリングの軸方向
移動規制を的確に行うことができる。
の特徴に加えて，ピストンリング及び規制リングの相対
向面に，規制リングの楔作用を促す斜面を形成したの
で，規制リングの楔作用によるピストンリングの軸方向
移動規制を的確に行うことができる。
【００３４】さらにまた本発明の第４の特徴によれば，
第３の特徴に加えて，環状に平板に，リング溝の内面に
接する複数の平坦部と，ピストンリングの斜面に接する
斜面を有する複数の傾斜部とを周方向交互に配列するよ
うに形成して，規制リングを構成したので，環状に平板
を素材として，軽量で高剛性の規制リングを安価に提供
することができる。
第３の特徴に加えて，環状に平板に，リング溝の内面に
接する複数の平坦部と，ピストンリングの斜面に接する
斜面を有する複数の傾斜部とを周方向交互に配列するよ
うに形成して，規制リングを構成したので，環状に平板
を素材として，軽量で高剛性の規制リングを安価に提供
することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係るピストンリング装置
を備えた内燃機関に縦断面図。
を備えた内燃機関に縦断面図。
【図２】内燃機関の低速運転域での本発明ピストンリン
グ装置の作用説明図。
グ装置の作用説明図。
【図３】内燃機関の高速運転域での本発明ピストンリン
グ装置の作用説明図。
グ装置の作用説明図。
【図４】第１圧縮リング及び規制リングの斜視図。
【図５】本発明の第２実施例を示す，図４との対応図。
【図６】従来の内燃機関のピストンリング装置の構成及
び作用を示す縦断面図。
び作用を示す縦断面図。
Ｅ・・・・・内燃機関
２・・・・・シリンダボア
３・・・・・ピストン
１０・・・・リング溝（上部リング溝）
１３・・・・ピストンリング（第１圧縮リング溝）
１３ａ・・・斜面
２０・・・・規制リング
２０ａ・・・斜面
２５・・・・平板
２６・・・・平坦部
２７・・・・傾斜部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 瀬古 一行
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会
社本田技術研究所内
Ｆターム(参考） 3J044 AA14 AA16 CB13 CB20 CB29
DA09
Claims (4)
- 【請求項１】 ピストン（３）のリング溝（１０）に，
シリンダボア（２）の内壁に摺動可能に密接するピスト
ンリング（１３）を所定の軸方向間隙（ｇ）を存して装
着した，内燃機関のピストンリング装置において，リン
グ溝（１０）に，ピストン（３）の低速運動域でリング
溝（１０）でのピストンリング（１３）の軸方向移動を
規制し，ピストン（３）の高速運動域では前記規制が無
効にされるリング規制手段（２０）を設けたことを特徴
とする，内燃機関のピストンリング装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関のピストンリン
グ装置において，リング溝（１０）及びピストンリング
（１３）の軸方向で対向する対向面間に楔状に挿入さ
れ，その挿入方向に張りを持つ規制リング（２０）でリ
ング規制手段を構成し，ピストン（３）の低速運動域で
は規制リング（２０）の楔作用によりピストンリング
（１３）のリング溝（１０）での軸方向移動を規制し，
ピストン（３）の高速運動域ではピストン（３）の下降
に伴うピストンリング（１３）の浮き上がり力（Ｆａ）
により規制リング（２０）の楔作用が無効にされること
を特徴とする，内燃機関のピストンリング装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の内燃機関のピストンリン
グ装置において，ピストンリング（１３）及び規制リン
グ（２０）の相対向面に，規制リング（２０）の楔作用
を促す斜面（１３ａ，２０ａ）を形成したことを特徴と
する，内燃機関のピストンリング装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の内燃機関のピストンリン
グ装置において，環状の平板（２５）に，リング溝（１
０）の内面に接する複数の平坦部（２６）と，ピストン
リング（１３）の斜面（１３ａ）に接する斜面（２０
ａ）を有する複数の傾斜部（２７）とを周方向交互に配
列するように形成して，規制リング（２０）を構成した
ことを特徴とする，内燃機関のピストンリング装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001208207A JP4310055B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 内燃機関のピストンリング装置 |
| US10/189,194 US6705616B2 (en) | 2001-07-09 | 2002-07-05 | Piston ring device in internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001208207A JP4310055B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 内燃機関のピストンリング装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003020992A true JP2003020992A (ja) | 2003-01-24 |
| JP4310055B2 JP4310055B2 (ja) | 2009-08-05 |
Family
ID=19044078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001208207A Expired - Fee Related JP4310055B2 (ja) | 2001-07-09 | 2001-07-09 | 内燃機関のピストンリング装置 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP4310055B2 (ja) |
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| US7997185B2 (en) * | 2007-03-23 | 2011-08-16 | Mahle Engine Components Usa, Inc. | Piston ring |
| US10036471B2 (en) * | 2009-11-18 | 2018-07-31 | Achates Power, Inc. | Ported engine constructions with low-tension compression seals |
| MD4134C1 (ro) * | 2010-02-15 | 2012-05-31 | Ион РАССОХИН | Piston al motorului cu ardere internă |
| US9797515B2 (en) * | 2012-09-28 | 2017-10-24 | United Technologies Corporation | Radially coacting ring seal |
| WO2015050624A2 (en) * | 2013-08-02 | 2015-04-09 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine non-rotating structure wedge seal |
| US11542819B2 (en) * | 2021-02-17 | 2023-01-03 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Split ring seal for gas turbine engine rotor |
| GB2623589A (en) * | 2022-10-21 | 2024-04-24 | Cross Mfg Company 1938 Limited | Sliding ring seal assembly |
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|---|---|---|---|---|
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| US2767038A (en) * | 1953-10-27 | 1956-10-16 | William E Brown | Engine piston |
| CH599487A5 (ja) * | 1976-11-23 | 1978-05-31 | Patent & Inventions Ltd | |
| JPS5530507A (en) * | 1978-08-21 | 1980-03-04 | Arai Pump Mfg Co Ltd | Structure of piston ring with trapezoidal cross section |
| JPS58178441U (ja) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | 日産自動車株式会社 | 自動車用内燃機関のピストンリング装置 |
| US4681326A (en) * | 1985-06-10 | 1987-07-21 | Cummins Engine Company, Inc. | Gas lubricated piston ring assembly |
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2001
- 2001-07-09 JP JP2001208207A patent/JP4310055B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-07-05 US US10/189,194 patent/US6705616B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US6705616B2 (en) | 2004-03-16 |
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