JP2008014223A - Piston for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブローバイガスの低減に効果のある内燃機関用ピストンに関する。 The present invention relates to a piston for an internal combustion engine that is effective in reducing blow-by gas.
内燃機関のシリンダ内を往復動するピストンには複数のリング溝にピストンリングが装着される。ピストンリングの一種であるコンプレッションリングは、シリンダとピストンとの間の気密を良好に保つ。すなわち、圧縮時にガス漏れを防いで規定の圧縮圧を保ち、燃焼時に燃焼室から燃焼ガスが漏れるのを防止する機能を有する。コンプレッションリングは、ピストン頂面に最も近い部位に取り付けられるトップリングや、トップリングの次にピストン頂面に近い部位に取り付けられるセカンドリングとして使用される。コンプレッションリングは、その一箇所に合い口を有している環状部材である。合い口は、運転時に、リングの熱膨張により、合い口端部が突き当たらないように適正な寸法に設定されている。そして、この合い口隙間からガス漏れが発生する。この漏れガスは一般にブローバイガスと呼ばれている。また、合い口隙間を通じてオイル上がりも発生する。 Piston rings are mounted in a plurality of ring grooves on a piston that reciprocates in a cylinder of an internal combustion engine. A compression ring, which is a type of piston ring, maintains a good airtightness between the cylinder and the piston. That is, it has a function of preventing gas leakage at the time of compression, maintaining a specified compression pressure, and preventing combustion gas from leaking from the combustion chamber at the time of combustion. The compression ring is used as a top ring attached to a portion closest to the piston top surface or a second ring attached to a portion next to the piston top surface next to the top ring. The compression ring is an annular member having an abutment at one location. The abutment is set to an appropriate size so that the end of the abutment does not abut due to thermal expansion of the ring during operation. Gas leaks from this gap. This leakage gas is generally called blow-by gas. In addition, oil rises through the gap.
上記問題を解決するために、例えば特許文献1には、ピストンリングの合い口端面に耐熱ゴム等の耐熱弾性材を、焼き付けや接着剤により固定して、ブローバイガスを低減させる構造が開示されている。また、特許文献2には、ピストンリングの合い口端面に軟質金属又は非金属の層を、機械的な接合、接着、溶射、めっき等により設けて、ブローバイガスを低減させる構造が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された構造では、ピストンリングはピストンのリング溝内で上下動を繰り返し行っているため、耐熱弾性材がピストンリングから脱落しやすい状況にあり、耐久性の面で問題となる。また、特許文献2に開示された構造も同様な問題を有している。
However, in the structure disclosed in Patent Document 1, since the piston ring repeatedly moves up and down within the ring groove of the piston, the heat-resistant elastic material is likely to drop off from the piston ring, which is a problem in terms of durability. It becomes. Further, the structure disclosed in
本発明の目的は、ピストンリングの合い口隙間を通じたブローバイガスを長期にわたって低減することである。 An object of the present invention is to reduce blow-by gas through a joint gap of a piston ring over a long period of time.
上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、ピストンのリング溝に樹脂製の耐熱弾性部材が固定され、前記樹脂製の耐熱弾性部材はリング溝に装着されるピストンリングの一対の合い口端面間に配置されることを特徴とする内燃機関用ピストンである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. That is,
The present invention is characterized in that a resin heat-resistant elastic member is fixed to a ring groove of a piston, and the resin heat-resistant elastic member is disposed between a pair of mating end faces of a piston ring mounted in the ring groove. This is a piston for an internal combustion engine.
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、ピストンのリング溝面に形成された固定溝に挿入されていることが好ましい。 The heat-resistant elastic member made of resin is preferably inserted into a fixed groove formed on the ring groove surface of the piston.
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、少なくともエンジン作動時に、ピストンリングの一対の合い口端面に当接することが好ましい。 The heat-resistant elastic member made of resin is preferably in contact with the pair of mating end surfaces of the piston ring at least during engine operation.
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、少なくともエンジン作動時に、シリンダの内周面に当接することが好ましい。 The heat-resistant elastic member made of resin is preferably in contact with the inner peripheral surface of the cylinder at least during engine operation.
本発明は、エンジン作動時に、ピストンリングの一対の合い口端面を樹脂製の耐熱弾性部材に当接させ、ピストンリング合い口部の隙間がなくなるようにできるため、ピストンリングの合い口部を通じたブローバイガスを低減できる。そしてピストンリングの合い口端面が樹脂製の耐熱弾性部材に当接しても樹脂製の耐熱弾性部材の弾性作用によりピストンリングは変形することなく、シリンダ内周面に追従できる。また、エンジン作動時に、樹脂製の耐熱弾性部材がシリンダの内周面に当接するようにすれば、ブローバイガスの低減をいっそう図れる。なお、樹脂製の耐熱弾性部材とピストンリングの合い口端面との当接、及び樹脂製の耐熱弾性部材とシリンダ内周面との当接は、少なくともエンジン作動時に行われるようにすればよいが、ピストンリングを装着したピストンをシリンダに装着したときから当接させる場合もある。なお、上記ブローバイガスの低減のほか、クランクケース側からオイルが燃焼室へ侵入するオイル上がり現象についても減少でき、オイル消費低減効果も得られる。 In the present invention, when the engine is operated, the pair of mating end surfaces of the piston ring are brought into contact with the heat-resistant elastic member made of resin so that there is no gap between the piston ring mating portions. Blow-by gas can be reduced. Even if the end face of the mating end of the piston ring comes into contact with the heat-resistant elastic member made of resin, the piston ring can follow the inner peripheral surface of the cylinder without being deformed by the elastic action of the heat-resistant elastic member made of resin. Further, when the engine is operated, the heat-resistant elastic member made of resin is brought into contact with the inner peripheral surface of the cylinder, so that blow-by gas can be further reduced. The contact between the heat-resistant elastic member made of resin and the end face of the piston ring and the contact between the heat-resistant elastic member made of resin and the inner circumferential surface of the cylinder may be performed at least during engine operation. In some cases, the piston with the piston ring attached may be brought into contact with the cylinder. In addition to the above-mentioned reduction of blow-by gas, it is possible to reduce an oil rising phenomenon in which oil enters the combustion chamber from the crankcase side, and an oil consumption reduction effect can be obtained.
樹脂製の耐熱弾性部材がリング溝に固定されることで、ピストンリングがリング溝内で上下動を繰り返しても、樹脂製の耐熱弾性部材は脱落しにくく耐久性に優れる。樹脂製の耐熱弾性部材は、ピストンリングの合い口端面と接触する部分や、シリンダと接触する部分に、樹脂コート、イオンプレーティング皮膜、めっき等の処理を施すのが、耐久性の面で望ましい。 By fixing the heat-resistant elastic member made of resin in the ring groove, even if the piston ring repeatedly moves up and down in the ring groove, the heat-resistant elastic member made of resin is difficult to drop off and has excellent durability. It is desirable in terms of durability that the heat-resistant elastic member made of resin should be treated with resin coating, ion plating film, plating, etc. on the part that contacts the end face of the piston ring and the part that contacts the cylinder. .
樹脂製の耐熱弾性部材のリング溝への固定は、機械的な接合や接着により行われる。ピストンは燃焼ガスによる高熱に晒されている状況や、エンジン停止時の低温状況が使用環境としてあるため、熱膨張によるピストンの収縮が発生する。リング溝面に固定溝を設けてその溝に樹脂製の耐熱弾性部材を挿入して固定するようにすれば、熱膨張による寸法変化の影響を受けにくく、耐久性の面で好ましい。また、樹脂製の耐熱弾性部材の材質は、ピストンの材質に近い熱膨張係数の材料を使用するのが望ましい。 The resin heat-resistant elastic member is fixed to the ring groove by mechanical joining or adhesion. Since the piston is exposed to high heat from the combustion gas or at low temperatures when the engine is stopped, the piston is contracted due to thermal expansion. If a fixing groove is provided on the ring groove surface and a heat resistant elastic member made of resin is inserted into the groove and fixed, it is difficult to be affected by dimensional changes due to thermal expansion, which is preferable in terms of durability. Further, it is desirable to use a material having a thermal expansion coefficient close to that of the piston as the material of the heat-resistant elastic member made of resin.
以下、本発明の一実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1に示されているように、内燃機関のシリンダ1内で往復動するピストン2の外周面には複数のリング溝3,4,5が形成されており、各リング溝3,4,5にそれぞれピストンリング6,7,8が装着されている。ピストンリングは、燃焼室に近い側から順に、トップリング6、セカンドリング7、及びオイルリング8である。トップリング6とセカンドリング7はコンプレッションリングの機能を持ち、主に燃焼室からのブローバイガスを抑制するが、オイルが燃焼室へ侵入するオイル上がりも防止する。
As shown in FIG. 1, a plurality of
トップリング6は合い口を有している環状部材で、この合い口部の対向する一対の合い口端面6a,6b間の隙間に、この隙間を埋めるための樹脂製の耐熱弾性部材9が配置されている。樹脂製の耐熱弾性部材9は、矩形の耐熱弾性板で、リング溝3に装着され、リング溝3の上下面と底面とに接着剤で隙間なく密着固定されている。なお、樹脂製の耐熱弾性部材9の固定は、リング溝3に隙間なく密着固定するのが好ましいが、勿論それに限らない。
The
樹脂製の耐熱弾性部材9のリング溝3円周方向における厚さについては、本実施形態では、トップリング6を装着したピストン2をシリンダ1に装着したとき、トップリング6の一対の合い口端面6a,6bが樹脂製の耐熱弾性部材9との間で若干の隙間を持ち、エンジン作動時に一対の合い口端面6a,6bが樹脂製の耐熱弾性部材9に当接する寸法とされている。しかしながら、トップリング6を装着したピストン2をシリンダ1に装着したとき、トップリング6の一対の合い口端面6a,6bが樹脂製の耐熱弾性部材9に当接する寸法とする場合もある。
Regarding the thickness of the resin heat-resistant
また、樹脂製の耐熱弾性部材9のリング溝3半径方向における長さについては、樹脂製の耐熱弾性部材9がトップリング6の合い口部全体に配置されるようにトップリング6の半径方向厚さ以上の寸法を有していることが好ましい。そして、本実施形態では、トップリング6を装着したピストン2をシリンダ1に装着したとき、樹脂製の耐熱弾性部材9とシリンダ1の内周面との間で若干の隙間を持ち、エンジン作動時に樹脂製の耐熱弾性部材9がシリンダ1の内周面1aに当接するようにされている。しかしながら、トップリング6を装着したピストン2をシリンダ1に装着したとき、樹脂製の耐熱弾性部材9がシリンダ1の内周面1aに当接するようにする場合もある。樹脂製の耐熱弾性部材9のシリンダ1の内周面と当接する先端面はシリンダ1の内周面に沿う円弧面とされている。
Further, the length of the resin heat resistant
また、樹脂製の耐熱弾性部材9のリング溝3上下方向における長さについては、樹脂製の耐熱弾性部材9がトップリング6の合い口部全体に配置されるようにトップリング6の軸方向幅以上の寸法を有していることが好ましい。
The length of the resin heat-resistant
図3は、本発明の別の実施形態を示している。本実施形態は、樹脂製の耐熱弾性部材9のリング溝3への固定をより確実にしたものである。本実施形態では、樹脂製の耐熱弾性部材9の一部分が挿入される矩形の固定溝10がリング溝3の下面に形成されている。樹脂製の耐熱弾性部材9は、前記実施形態で説明したものより、リング溝3の上下方向において固定溝10に挿入される部分の長さだけ長く形成されており、他の構成は前記実施形態と同じである。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the resin heat-resistant
本実施形態の樹脂製の耐熱弾性部材9は、固定溝10に挿入固定されていることでリング溝3への固定がより確実となり、円周方向への移動が不可能となるので耐熱弾性部材9の脱落が防止される。なお、樹脂製の耐熱弾性部材9は固定溝10に挿入するだけでもよいが、勿論、前記実施形態と同じように、リング溝3の上面と底面と固定溝10に接着剤で隙間なく密着固定するのが好ましい。
The heat-resistant
また、本実施形態では、樹脂製の耐熱弾性部材9の固定溝10をリング溝3の下面に設けた例を示したが、これに限ることはなく、リング溝の上面、リング溝の底面、リング溝の上下面、あるいはリング溝の上下面と底面に設けて樹脂製の耐熱弾性部材を挿入固定するようにしてもよい。
Moreover, in this embodiment, although the example which provided the fixing
図4は、本発明の更に別の実施形態を示す。本実施形態は、樹脂製の耐熱弾性部材9がエンジン作動時に、シリンダ1の内周面1aに接触しない例で、他の構成は図3に示す上記実施形態と同じである。
FIG. 4 shows yet another embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which the heat-resistant
なお、以上の実施形態では樹脂製の耐熱弾性部材をトップリング溝に装着した例を示したが、本発明はこれに限られることはない。 In the above embodiment, the example in which the heat-resistant elastic member made of resin is mounted on the top ring groove is shown, but the present invention is not limited to this.
1 シリンダ
1a シリンダ内周面
2 ピストン
3、4、5 リング溝
6 トップリング
7 セカンドリング
8 オイルリング
9 樹脂製の耐熱弾性部材
10 固定溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 1a Cylinder inner
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006186431A JP2008014223A (en) | 2006-07-06 | 2006-07-06 | Piston for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006186431A Pending JP2008014223A (en) | 2006-07-06 | 2006-07-06 | Piston for internal combustion engine |
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2006
- 2006-07-06 JP JP2006186431A patent/JP2008014223A/en active Pending
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