JP2010229858A - Piston, piston ring, and reciprocating device - Google Patents

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Tomohisa Yamada
智久 山田
Shuzo Mita
修三 三田
Hideto Inagaki
英人 稲垣
Norikazu Katsumi
則和 勝見
Migi Nozawa
右 野沢
Taku Noda
卓 野田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston capable of suppressing a lubricant from being discharged from a ring groove by a simple structure, a piston ring, and a reciprocating device equipped with at least either of the piston or the piston ring, and reducing the amount of the consumption of the lubricant. <P>SOLUTION: In the piston 10, three ring grooves 50 opened to an outer peripheral side and to which the piston rings 30, 32, 33 are independently installed, and an oil collecting groove 52 opened to a part on a crown face 10A side in each ring groove 50 are formed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ピストン、ピストンリング、及び往復動装置に関する。   The present invention relates to a piston, a piston ring, and a reciprocating device.

オイルリング直上のランド及びトップリング直下のランドにくさび状の環状溝状空間を形成し、内燃機関用ピストンにおけるオイルリング溝直上のランド空間の急激な圧力変動とオイル圧変動とを防止し、ブローバイガスによるオイルの吹き下げ効果が得られるようにする技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、シリンダの内壁面に摺接するアウタリングと、ピストンのリング溝の底壁面に当接するインナリングとから成るピストンリング構造体が知られている(例えば、特許文献2参照)。   A wedge-shaped annular groove-like space is formed in the land just above the oil ring and the land just below the top ring to prevent sudden pressure fluctuations and oil pressure fluctuations in the land space just above the oil ring groove in the piston for an internal combustion engine. A technique for obtaining an oil blowing effect by gas is known (for example, see Patent Document 1). Further, a piston ring structure including an outer ring that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder and an inner ring that is in contact with the bottom wall surface of the ring groove of the piston is known (see, for example, Patent Document 2).

特開平6−249062号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-249062 特開2007−92985号公報JP 2007-92985 A

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、リング溝内の潤滑液について考慮されていない。また、特許文献2に記載の技術では、ピストンリング構造体の構造が複雑であり、また燃焼室側から下方に流れるオイルについてもピストンリング構造体によってシールされてしまう課題がある。   However, the technique described in Patent Document 1 does not consider the lubricating liquid in the ring groove. In the technique described in Patent Document 2, the structure of the piston ring structure is complicated, and there is a problem that oil flowing downward from the combustion chamber side is also sealed by the piston ring structure.

本発明は、上記事実を考慮して、簡単な構造で潤滑液がリング溝から冠面側に排出されることを抑制することができるピストン、ピストンリングを得ることが目的である。また、本発明は、上記のピストン及びピストンリングの少なくとも一方を備え、潤滑液の消費量を低減することができる往復動装置を得ることが目的である。   In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a piston and a piston ring that can suppress the discharge of the lubricating liquid from the ring groove to the crown surface side with a simple structure. Another object of the present invention is to provide a reciprocating device that includes at least one of the above-described piston and piston ring and can reduce the consumption of the lubricating liquid.

請求項1記載の発明に係るピストンは、外周側に開口し、ピストンリングを装着するためのリング溝と、前記リング溝における冠面側部分で、潤滑液の出入り可能に開口された凹部と、が形成されている。   The piston according to the first aspect of the present invention opens to the outer peripheral side, a ring groove for mounting the piston ring, and a concave portion opened to allow the lubricating liquid to enter and exit at a crown side portion of the ring groove, Is formed.

請求項1記載のピストンでは、その往復動に伴う加速度(慣性)によってリング溝内の潤滑液には往復動方向の加速度が作用する。そして、潤滑液を冠面側に移動させる方向の加速度が作用する場合、潤滑液はピストンの凹部内に入り込み、該凹部に一時的に溜められる(保持される)。このため、本ピストンでは、潤滑液を冠面側に移動させる方向の加速度が作用する場合に、潤滑液がピストンリングとの隙間から冠面側(高圧側)に排出されることが効果的に抑制される。   In the piston according to the first aspect, the acceleration in the reciprocating direction acts on the lubricant in the ring groove by the acceleration (inertia) accompanying the reciprocating motion. When the acceleration in the direction of moving the lubricating liquid toward the crown surface acts, the lubricating liquid enters the concave portion of the piston and is temporarily stored (held) in the concave portion. For this reason, in this piston, it is effective that the lubricating liquid is discharged to the crown surface side (high pressure side) from the gap with the piston ring when the acceleration in the direction of moving the lubricant liquid to the crown surface side acts. It is suppressed.

このように、請求項1記載のピストンでは、簡単な構造で潤滑液がリング溝から冠面側に排出されることを抑制することができる。   Thus, in the piston according to the first aspect, the lubricating liquid can be prevented from being discharged from the ring groove toward the crown surface with a simple structure.

請求項2記載の発明に係るピストンは、請求項1記載のピストンにおいて、前記凹部は、前記リング溝の全長に亘る環状を成している。   A piston according to a second aspect of the present invention is the piston according to the first aspect, wherein the recess has an annular shape extending over the entire length of the ring groove.

請求項2記載のピストンでは、凹部が全周に亘る環状を成すため、断面の小さい凹部で十分な量の潤滑液を一時的に溜めることができる。また、断続的に凹部を形成する構成と比較して、凹部の加工が容易である。   In the piston according to the second aspect, since the concave portion forms an annular shape over the entire circumference, a sufficient amount of lubricating liquid can be temporarily stored in the concave portion having a small cross section. In addition, the processing of the recesses is easier than the configuration in which the recesses are intermittently formed.

請求項3記載の発明に係るピストンは、請求項1又は請求項2記載のピストンにおいて、前記凹部は、前記リング溝の溝底部で開口し、該開口部から前記冠面側に延びる断面形状を有する。   A piston according to a third aspect of the present invention is the piston according to the first or second aspect, wherein the concave portion has a cross-sectional shape that opens at a groove bottom of the ring groove and extends from the opening toward the crown surface. Have.

請求項3記載のピストンでは、リング溝における潤滑液がピストン往復動方向に移動されやすい溝底部で、冠面側に延びる方向が深さ方向とされた凹部が開口しているため、ピストン往復動方向の加速度によって潤滑液が凹部に対し進退しやすい。   In the piston according to claim 3, since the groove bottom portion in which the lubricating liquid in the ring groove is easily moved in the piston reciprocating direction and the recess extending in the depth direction toward the crown surface side is opened, The lubricating liquid tends to advance and retreat with respect to the concave portion due to the acceleration in the direction.

請求項4記載の発明に係るピストンは、請求項1〜請求項3の何れか1項記載のピストンにおいて、前記凹部は、前記リング溝の溝底部に対し前記冠面側とは反対側を向いて開口している。   The piston according to a fourth aspect of the present invention is the piston according to any one of the first to third aspects, wherein the concave portion faces the opposite side of the crown surface with respect to the groove bottom of the ring groove. Open.

請求項4記載のピストンでは、凹部が冠面側の溝壁において冠面側とは反対側(反冠面側)を向いて開口しているため、深さ方向がピストン往復動方向(加速度方向)に略一致され、ピストン往復動方向の加速度によって潤滑液が凹部に対し一層進退しやすい。   In the piston according to claim 4, since the concave portion opens in the groove wall on the crown surface side toward the side opposite to the crown surface side (the anti-coron surface side), the depth direction is the piston reciprocating direction (acceleration direction). ), And the lubricating liquid is more likely to advance and retreat with respect to the recess due to acceleration in the reciprocating direction of the piston.

請求項5記載の発明に係るピストンは、請求項1〜請求項3の何れか1項記載のピストンにおいて、前記凹部は、前記リング溝の溝底で外周側を向いて開口すると共に、該開口部から前記冠面側でかつ径方向の内向きに斜めに延びる断面形状を有する。   The piston according to a fifth aspect of the present invention is the piston according to any one of the first to third aspects, wherein the concave portion opens toward the outer peripheral side at the groove bottom of the ring groove, and the opening And a cross-sectional shape extending obliquely inward in the radial direction on the crown surface side from the portion.

請求項5記載のピストンでは、凹部が溝底において外周側を向いて開口しており、この凹部が冠面側及び内径側に斜めに延びる方向に深い構成とされることで、ピストン往復動方向の加速度によって潤滑液が凹部に対し進退する。   In the piston according to claim 5, the concave portion opens toward the outer peripheral side at the groove bottom, and the concave portion has a deep configuration extending obliquely toward the crown surface side and the inner diameter side. The lubricant advances and retreats with respect to the concave portion due to the acceleration.

請求項6記載の発明に係るピストンリングは、請求項5記載のピストンに装着されるピストンリングであって、前記凹部に対向するように内周面で開口されると共に前記冠面側でかつ径方向の外向きに斜めに延びる凹部を備えている。   A piston ring according to a sixth aspect of the present invention is a piston ring mounted on the piston according to the fifth aspect, wherein the piston ring is opened on the inner peripheral surface so as to face the concave portion, and is on the crown surface side and has a diameter. A recess extending obliquely outward in the direction is provided.

請求項6記載のピストンリングでは、ピストンの往復動に伴う加速度(慣性)によってその凹部に対し潤滑液が進退する。このため、例えば請求項5記載のピストンの凹部による潤滑液の保持能力が劣る場合でも、該ピストンの凹部とで十分な量の潤滑液を一時的に溜めることが可能となる。   In the piston ring according to the sixth aspect, the lubricating liquid advances and retreats with respect to the concave portion by the acceleration (inertia) accompanying the reciprocating motion of the piston. For this reason, for example, even when the holding capacity of the lubricating liquid by the concave portion of the piston according to claim 5 is inferior, a sufficient amount of lubricating liquid can be temporarily stored with the concave portion of the piston.

このように、請求項6記載のピストンリングでは、簡単な構造で潤滑液がリング溝から冠面側に排出されることを抑制することができる。   Thus, in the piston ring according to the sixth aspect, the lubricating liquid can be prevented from being discharged from the ring groove toward the crown surface with a simple structure.

請求項7記載の発明に係るピストンリングは、ピストンのリング溝に対向するように内周面で開口されると共に、前記ピストンの冠面側でかつ径方向の外向きに斜めに延びる凹部を備えている。   A piston ring according to a seventh aspect of the present invention is provided with a recess that is opened on the inner peripheral surface so as to face the ring groove of the piston and that extends obliquely outward in the radial direction on the crown surface side of the piston. ing.

請求項7記載のピストンリングでは、ピストンの往復動に伴う加速度(慣性)によって該ピストンのリング溝内の潤滑液に対して冠面側への加速度が作用する場合、その凹部内に潤滑液が入り込む。すなわち、本ピストンリングでは、潤滑液を冠面側に移動させる方向の加速度が作用する場合に、その凹部に潤滑液が一時的に溜められ(保持され)、潤滑液がピストンにおける冠面側(高圧側)に排出されることが効果的に抑制される。   In the piston ring according to claim 7, when the acceleration toward the crown surface acts on the lubricating liquid in the ring groove of the piston due to the acceleration (inertia) accompanying the reciprocating motion of the piston, the lubricating liquid is placed in the recess. Get in. That is, in this piston ring, when an acceleration in the direction of moving the lubricating liquid toward the crown surface acts, the lubricating liquid is temporarily stored (held) in the concave portion, and the lubricating liquid is stored on the crown surface side of the piston ( Emission to the high pressure side is effectively suppressed.

このように、請求項7記載のピストンリングでは、簡単な構造で潤滑液がリング溝から冠面側に排出されることを抑制することができる。   Thus, in the piston ring according to the seventh aspect, the lubricating liquid can be prevented from being discharged from the ring groove toward the crown surface with a simple structure.

請求項8記載の発明に係る往復動装置は、シリンダと、前記シリンダ内に往復動可能に設けられた請求項1〜請求項5の何れか1項記載のピストンと、前記ピストンのリング溝に装着され、前記シリンダとピストンとの間を潤滑状態でシールするピストンリングと、を備えている。   The reciprocating device according to the invention described in claim 8 is provided in a cylinder, in the piston according to any one of claims 1 to 5 provided in the cylinder so as to be capable of reciprocating, and in the ring groove of the piston. And a piston ring that seals between the cylinder and the piston in a lubricated state.

請求項8記載の往復動可能では、シリンダ内周面とピストン外周面との間がピストンリングによって潤滑状態でシールされる。シリンダに対するピストンの往復動によって潤滑液にピストン冠面側に向かう加速度が作用した場合であって、ピストンリングが潤滑液の動きに追従しない場合は、リング溝における冠面側の溝壁とピストンリングとの間に隙間が形成される。ここで、本往復動装置では、ピストンに凹部が形成されているので、ピストン冠面側に向かう加速度が作用した潤滑液は凹部内に一時的に保持され、リング溝における冠面側の溝壁とピストンリングと隙間から冠面側に排出されることが効果的に抑制される。   In the reciprocating motion according to the eighth aspect, the space between the cylinder inner peripheral surface and the piston outer peripheral surface is sealed in a lubricated state by the piston ring. When acceleration toward the piston crown surface is applied to the lubricant due to the reciprocating motion of the piston with respect to the cylinder, and the piston ring does not follow the movement of the lubricant, the groove wall on the crown surface side in the ring groove and the piston ring A gap is formed between the two. Here, in this reciprocating device, since the concave portion is formed in the piston, the lubricating liquid on which the acceleration toward the piston crown surface side is temporarily held in the concave portion, and the groove wall on the crown surface side in the ring groove And the piston ring and the gap are effectively prevented from being discharged from the gap.

このように、請求項8記載の往復動装置では、上記のピストンを備え、潤滑液の消費量を低減することができる。本発明における往復動装置としては、例えば内燃機関や外燃機関、往復動圧縮機等を例示することができる。   Thus, in the reciprocating device according to the eighth aspect, the piston is provided, and the consumption amount of the lubricating liquid can be reduced. Examples of the reciprocating device in the present invention include an internal combustion engine, an external combustion engine, and a reciprocating compressor.

請求項9記載の発明に係る往復動装置は、シリンダと、前記シリンダ内に往復動可能に設けられた請求項5記載のピストンと、前記ピストンのリング溝に装着され、前記シリンダとピストンとの間を潤滑状態でシールする請求項6又は請求項7記載のピストンリングと、を備えている。   A reciprocating device according to a ninth aspect of the present invention is a cylinder, a piston according to the fifth aspect of the present invention provided in a reciprocable manner in the cylinder, and a ring groove of the piston. The piston ring according to claim 6 or 7, wherein the gap is sealed in a lubricated state.

請求項9記載の往復動可能では、シリンダ内周面とピストン外周面との間がピストンリングによって潤滑状態でシールされる。シリンダに対するピストンの往復動によって潤滑液にピストン冠面側に向かう加速度が作用した場合であって、ピストンリングが潤滑液の動きに追従しない場合は、リング溝における冠面側の溝壁とピストンリングとの間に隙間が形成される。ここで、本往復動装置では、ピストンのリング溝、ピストンリングの内周面のそれぞれに凹部が形成されているので、ピストン冠面側に向かう加速度が作用した潤滑液はこれらの凹部内に一時的に保持され、リング溝における冠面側の溝壁とピストンリングと隙間から冠面側に排出されることが効果的に抑制される。   In the reciprocating motion according to the ninth aspect, the space between the cylinder inner peripheral surface and the piston outer peripheral surface is sealed in a lubricated state by the piston ring. When acceleration toward the piston crown surface is applied to the lubricant due to the reciprocating motion of the piston with respect to the cylinder, and the piston ring does not follow the movement of the lubricant, the groove wall on the crown surface side in the ring groove and the piston ring A gap is formed between the two. Here, in this reciprocating device, since the recess is formed in each of the ring groove of the piston and the inner peripheral surface of the piston ring, the lubricating liquid acted by the acceleration toward the piston crown side temporarily enters into these recesses. And is effectively prevented from being discharged to the crown surface side through the gap between the groove surface and the piston ring on the crown surface side in the ring groove.

このように、請求項9記載の往復動装置では、上記のピストン及びピストンリングを備え、潤滑液の消費量を低減することができる。本発明における往復動装置としては、例えば内燃機関や外燃機関、往復動圧縮機等を例示することができる。   Thus, in the reciprocating device according to the ninth aspect, the piston and the piston ring are provided, and the consumption amount of the lubricating liquid can be reduced. Examples of the reciprocating device in the present invention include an internal combustion engine, an external combustion engine, and a reciprocating compressor.

以上説明したように本発明に係るピストン及びピストンリングは、それぞれ簡単な構造で潤滑液がリング溝から冠面側に排出されることを抑制することができるという優れた効果を有する。   As described above, the piston and the piston ring according to the present invention have an excellent effect that the lubricating liquid can be suppressed from being discharged from the ring groove to the crown surface side with a simple structure.

また、本発明に係る往復動装置は、上記のピストン及びピストンリングの少なくとも一方を備え、潤滑液の消費量を低減することができるという優れた効果を有する。   In addition, the reciprocating device according to the present invention includes at least one of the piston and the piston ring, and has an excellent effect that the consumption amount of the lubricating liquid can be reduced.

本発明の第1の実施形態に係るエンジンを構成するピストンの要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of the piston which comprises the engine which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (A)〜(E)のそれぞれは、本発明の第1の実施形態に係るピストンに形成された油溜り溝の形状例を示す要部拡大断面図である。Each of (A) to (E) is an enlarged cross-sectional view of a main part showing an example of the shape of an oil sump groove formed in the piston according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係るピストンが適用されたエンジンの模式的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an engine to which a piston according to a first embodiment of the present invention is applied. ピストン慣性力によるリング溝内の潤滑油の移動を模式的に示す図であって、(A)は、本発明の第1の実施形態に係るピストンを用いた場合の油溜り溝への潤滑油の捕集状況を示す断面図、(B)は、比較例に係るピストンを用いた場合のランド部への潤滑油排出状況を示す断面図である。It is a figure which shows typically a movement of the lubricating oil in a ring groove | channel by piston inertia force, Comprising: (A) is a lubricating oil to the oil sump groove at the time of using the piston which concerns on the 1st Embodiment of this invention. Sectional drawing which shows the collection condition of this, (B) is sectional drawing which shows the lubricating oil discharge | emission condition to the land part at the time of using the piston which concerns on a comparative example. エンジンの作動に伴う各部動作を説明するための図であって、(A)はピストンの加速度を示す線図、(B)はトップリングのリング溝内での軸線方向の位置を示す線図、(C)はセカンドリングのリング溝内での軸線方向の位置を示す線図、(D)はオイルリングのリング溝内での軸線方向の位置を示す線図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of each part accompanying the action | operation of an engine, (A) is a diagram which shows the acceleration of a piston, (B) is a diagram which shows the position of the axial direction in the ring groove of a top ring, (C) is a diagram showing an axial position in the ring groove of the second ring, and (D) is a diagram showing an axial position in the ring groove of the oil ring. 本発明の第2の実施形態に係るエンジンを構成するピストンの要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part of the piston which comprises the engine which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るピストン、ピストンリングの油溜り溝への潤滑油の捕集状況を断面図である。It is sectional drawing about the collection condition of the lubricating oil to the oil sump groove | channel of the piston and piston ring which concern on the 2nd Embodiment of this invention.

本発明の第1の実施形態に係るピストン10及び往復動装置としての内燃機関であるエンジン11について、図1〜図5に基づいて説明する。先ず、エンジン11の概略全体構成を説明し、次いで、ピストン10について説明することとする。   An engine 11 which is an internal combustion engine as a piston 10 and a reciprocating device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the schematic overall configuration of the engine 11 will be described, and then the piston 10 will be described.

(エンジンの概略全体構成)
図3には、エンジン11におけるクランクシャフト12の軸線との直交面に沿った断面図が示されている。この図に示される如く、エンジン11は、シリンダブロック14と、シリンダブロック14の下部に接合されたオイルパン16と、シリンダブロック14の上部に接合されたシリンダヘッド18と、シリンダヘッド18の上部に接合されたシリンダヘッドカバー20とを備えている。
(Schematic overall configuration of the engine)
FIG. 3 shows a cross-sectional view along a plane orthogonal to the axis of the crankshaft 12 in the engine 11. As shown in this figure, the engine 11 includes a cylinder block 14, an oil pan 16 joined to the lower part of the cylinder block 14, a cylinder head 18 joined to the upper part of the cylinder block 14, and an upper part of the cylinder head 18. The cylinder head cover 20 is joined.

このシリンダブロック14の下部とオイルパン16とは、内部にクランクシャフト12が収容されるクランク室22が形成されたクランクケース24を構成している。エンジン11のクランクシャフト12には、コネクティングロッド26を介して、シリンダブロック14のシリンダ28内に該シリンダ28の軸方向に変位可能に配置されたピストン10が連結されている。   The lower part of the cylinder block 14 and the oil pan 16 constitute a crankcase 24 in which a crank chamber 22 in which the crankshaft 12 is accommodated is formed. The crankshaft 12 of the engine 11 is connected to a piston 10 disposed in a cylinder 28 of the cylinder block 14 so as to be displaceable in the axial direction of the cylinder 28 via a connecting rod 26.

このピストン10と、シリンダブロック14のシリンダ28と、シリンダヘッド18とで燃料が燃焼される燃焼室Cが形成されている。また、シリンダブロック14におけるシリンダ28の側部には、エンジン冷却水を流通させるための冷却水路14Aが形成されている。   The piston 10, the cylinder 28 of the cylinder block 14, and the cylinder head 18 form a combustion chamber C in which fuel is combusted. A cooling water passage 14 </ b> A for circulating engine cooling water is formed on the side of the cylinder 28 in the cylinder block 14.

シリンダブロック14のシリンダ28の内面とピストン10との間は、ピストンリング30、32、33にてシールされている。この実施形態では、ピストンリング30がコンプレッションリングのトップリング、ピストンリング32がコンプレッションリングのセカンドリング、ピストンリング33がオイルコントロールリング(オイルリングともいう)とされている。   The inner surface of the cylinder 28 of the cylinder block 14 and the piston 10 are sealed with piston rings 30, 32, and 33. In this embodiment, the piston ring 30 is a compression ring top ring, the piston ring 32 is a compression ring second ring, and the piston ring 33 is an oil control ring (also referred to as an oil ring).

シリンダヘッド18には、シリンダ28にガソリンと空気との混合気を導入するための吸気ポート34、シリンダ28から燃焼排ガス(排気ガス)を排出するための排気ポート36が設けられている。吸気ポート34は、シリンダ28との連通部分において吸気バルブ38にて開閉されるようになっている。吸気バルブ38は、シリンダヘッド18とシリンダヘッドカバー20とで形成するシリンダヘッド室40に突出されたバルブステム38Aを介して、動弁系42の吸気カム44にて駆動されるようになっている。   The cylinder head 18 is provided with an intake port 34 for introducing a mixture of gasoline and air into the cylinder 28 and an exhaust port 36 for discharging combustion exhaust gas (exhaust gas) from the cylinder 28. The intake port 34 is opened and closed by an intake valve 38 at a portion communicating with the cylinder 28. The intake valve 38 is driven by an intake cam 44 of a valve operating system 42 through a valve stem 38A protruding into a cylinder head chamber 40 formed by the cylinder head 18 and the cylinder head cover 20.

同様に、排気ポート36は、シリンダ28との連通部分において排気バルブ46にて開閉されるようになっている。排気バルブ46は、シリンダヘッド室40に突出されたバルブステム46Aを介して、動弁系42の排気カム48にて駆動されるようになっている。吸気カム44、排気カム48は、それぞれ図示しないタイミングスプロケット、タイミングチェーン等を介して伝達されるクランクシャフト12の駆動力にて同期して回転されるようになっている。   Similarly, the exhaust port 36 is configured to be opened and closed by an exhaust valve 46 at a portion communicating with the cylinder 28. The exhaust valve 46 is driven by an exhaust cam 48 of the valve operating system 42 via a valve stem 46A protruding into the cylinder head chamber 40. The intake cam 44 and the exhaust cam 48 are rotated in synchronization with the driving force of the crankshaft 12 transmitted via a timing sprocket, a timing chain, etc. (not shown).

そして、このエンジン11では、オイルパン16内の潤滑液としての潤滑油Lが図示しないオイルポンプによってクランクシャフト12、ピストン10、コネクティングロッド26、動弁系42に供給されて、各摺動部分が潤滑されるようになっている。各摺動部分(被潤滑部)の潤滑に供された潤滑油は、重力等によってオイルパン16に戻されるようになっている。   In this engine 11, the lubricating oil L as the lubricating liquid in the oil pan 16 is supplied to the crankshaft 12, the piston 10, the connecting rod 26, and the valve train 42 by an oil pump (not shown) so that each sliding portion is It is designed to be lubricated. Lubricating oil used for lubricating each sliding portion (lubricated portion) is returned to the oil pan 16 by gravity or the like.

この実施形態では、エンジン11は、シリンダブロック14に複数のシリンダ28が形成された列型エンジンとされている。   In this embodiment, the engine 11 is a row type engine in which a plurality of cylinders 28 are formed in a cylinder block 14.

(ピストンの構成)
図1には、ピストン10に要部が模式的な断面図にて示されている。この図に示される如く、ピストン10は、冠面10Aを底とする略有底円筒状を成しており、円筒部10Bには、3つのリング溝50が全周に亘る環状に形成されている。最も冠面10A側に配置されたリング溝50は、上記の通りコンプレッションリングのトップリングであるピストンリング30が装着されるようになっている。冠面10Aから最も離間して配置されたリング溝50は、オイルリングであるピストンリング33が装着されるようになっている。そして、これらの中間に配置されたリング溝50は、コンプレッションリングのセカンドリングであるピストンリング32が装着されるようになっている。
(Piston configuration)
In FIG. 1, the main part of the piston 10 is shown in a schematic sectional view. As shown in this figure, the piston 10 has a substantially bottomed cylindrical shape with the crown surface 10A as the bottom, and three ring grooves 50 are formed in an annular shape over the entire circumference in the cylindrical portion 10B. Yes. As described above, the piston groove 30 that is the top ring of the compression ring is attached to the ring groove 50 that is disposed closest to the crown surface 10A. A ring groove 50 that is disposed farthest from the crown surface 10A is fitted with a piston ring 33 that is an oil ring. The ring groove 50 arranged in the middle of these is fitted with a piston ring 32 which is a second ring of the compression ring.

そして、ピストン10には、各リング溝50に連通する凹部としての液溜り溝である油溜り溝52が形成されている。油溜り溝52は、対応するリング溝50の溝底50A側における溝幅方向中央部よりも冠面10A側で開口しており、該開口部から冠面10A側に延びる(冠面10A側を溝底とする)断面形状を有する。このような油溜り溝52としては、図2(A)〜図2(E)に例示する如き形状を採用することができる。以下、これらについて補足する。   The piston 10 is formed with an oil reservoir groove 52 that is a liquid reservoir groove as a recess communicating with each ring groove 50. The oil sump groove 52 is opened on the crown surface 10A side from the center portion in the groove width direction on the groove bottom 50A side of the corresponding ring groove 50, and extends from the opening portion to the crown surface 10A side (the crown surface 10A side is extended). It has a cross-sectional shape. As such an oil sump groove 52, the shape illustrated in FIGS. 2 (A) to 2 (E) can be employed. Hereinafter, these will be supplemented.

図2(A)に示す油溜り溝52Aは、リング溝50の溝底50Aと冠面10A側の溝壁50Bとの角隅部近傍に形成され、溝壁50Bに対向する溝壁50Cを向けて開口されている。すなわち、油溜り溝52Aは、周方向直角断面視において溝壁50Bにおいて溝壁50Cに向けて開口され、この開口部からピストン10の軸線方向に略沿って冠面10A側に延びている(軸線方向が深さ方向に略一致されている)。油溜り溝52Aの溝底は丸められている。   The oil sump groove 52A shown in FIG. 2A is formed in the vicinity of the corner between the groove bottom 50A of the ring groove 50 and the groove wall 50B on the crown surface 10A side, and faces the groove wall 50C facing the groove wall 50B. Are open. That is, the oil sump groove 52A is opened toward the groove wall 50C in the groove wall 50B in a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction, and extends from the opening to the crown surface 10A side substantially along the axial direction of the piston 10 (axis line). The direction is almost coincident with the depth direction). The groove bottom of the oil sump groove 52A is rounded.

図2(B)に示す油溜り溝52Bは、溝底が平坦であることを除き、上記した油溜り溝52Aと同様に構成されている。図2(C)に示す油溜り溝52Cは、配置や開口方向、深さ方向について上記した油溜り溝52A、52Bと共通し、周方向直角断面視で溝底に向けて溝幅が狭くなる楔形(三角形状)を成す点でこれらとは異なる。油溜り溝52Cは、内周側の溝壁が溝底50Aに沿う円筒面とされ、外周側の溝壁が円錐面とされている。   The oil sump groove 52B shown in FIG. 2 (B) is configured in the same manner as the oil sump groove 52A described above except that the groove bottom is flat. The oil sump groove 52C shown in FIG. 2 (C) is common to the oil sump grooves 52A and 52B described above in the arrangement, the opening direction, and the depth direction, and the groove width narrows toward the groove bottom in a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction. They differ from these in that they form a wedge shape (triangular shape). The oil reservoir groove 52C has an inner circumferential groove wall that is a cylindrical surface along the groove bottom 50A, and an outer circumferential groove wall that is a conical surface.

図2(D)に示す油溜り溝52Dは、主に溝底50Aにおいて外周側(径方向外側)を向いて開口しており、該開口部から冠面10A側でかつ径方向内側に向けて斜めに延びている(該斜め方向に深い構成とされている)。この例では、油溜り溝52Dの溝底は、溝壁50Bよりも冠面10A側に位置している。油溜り溝52Dの溝底は、油溜り溝52A〜52Cの如き各種形状を採用することができる。また、この例では、油溜り溝52Dは、一部溝壁50Bにも跨って開口しているが、溝底50A(における冠面10A側の部分を含む部分)のみで開口するようにしても良い。さらに、この例では、溝底50Aにおける反冠面10A側の一部は、図2(A)〜図2(C)の例と同様の円筒面として残されている。   The oil sump groove 52D shown in FIG. 2 (D) mainly opens toward the outer peripheral side (radially outer side) at the groove bottom 50A, and faces the crown surface 10A side and radially inward from the opening. It extends diagonally (has a deep structure in the diagonal direction). In this example, the groove bottom of the oil sump groove 52D is located closer to the crown surface 10A than the groove wall 50B. Various shapes such as the oil sump grooves 52A to 52C can be adopted for the groove bottom of the oil sump groove 52D. Further, in this example, the oil sump groove 52D is opened across a part of the groove wall 50B, but may be opened only at the groove bottom 50A (a part including the part on the crown surface 10A side). good. Further, in this example, a part of the groove bottom 50A on the anti-crown surface 10A side is left as a cylindrical surface similar to the example of FIGS. 2 (A) to 2 (C).

図2(E)に示す油溜り溝52Eは、溝深さ方向が上記した油溜り溝52Dの溝深さ方向に略一致し、溝底50A(における冠面10A側の部分を含む部分)のみで開口すると共に、ピストン10の軸線方向における溝底の位置が溝壁50Bと同等程度とされている点で油溜り溝52Dとは異なる。また、この例では、溝底50Aにおける反冠面10A側の一部は、図2(A)〜図2(D)の例と同様の円筒面として残されている。   In the oil sump groove 52E shown in FIG. 2E, the groove depth direction substantially coincides with the groove depth direction of the oil sump groove 52D described above, and only the groove bottom 50A (including the portion on the crown surface 10A side). Is different from the oil sump groove 52D in that the position of the groove bottom in the axial direction of the piston 10 is approximately the same as that of the groove wall 50B. Further, in this example, a part of the groove bottom 50A on the side of the anti-crown surface 10A is left as a cylindrical surface similar to the example of FIGS.

図1では、油溜り溝52として油溜り溝52Aが図示されているが、上記した油溜り溝52A〜52Eを適宜適用し得る。また、3つのリング溝50の一部に他とは異なる油溜り溝52を適用しても良く、リング溝50毎に異なる油溜り溝52を適用しても良い。   In FIG. 1, the oil sump groove 52 </ b> A is illustrated as the oil sump groove 52, but the oil sump grooves 52 </ b> A to 52 </ b> E described above can be applied as appropriate. Further, a different oil sump groove 52 may be applied to a part of the three ring grooves 50, and a different oil sump groove 52 may be applied to each ring groove 50.

ピストン10の各リング溝50は、それぞれの溝幅(軸線方向に沿った開口幅)が、装着されるピストンリング30、32、33の厚みに対し若干大とされている。これにより、リング溝50の溝壁50B又は溝壁50Cとピストンリング30、32、33との摺動摩擦が低減され、該ピストンリング30、32、33のシリンダ28内面(ボア)への追従性が確保されている。一方、ピストンリング30、32、33は、リング溝50内でピストン10に対し軸線方向への相対変位が許容される。   Each ring groove 50 of the piston 10 has a slightly larger groove width (opening width along the axial direction) than the thickness of the piston rings 30, 32, 33 to be mounted. Thereby, the sliding friction between the groove wall 50B or the groove wall 50C of the ring groove 50 and the piston rings 30, 32, 33 is reduced, and the followability of the piston rings 30, 32, 33 to the inner surface (bore) of the cylinder 28 is improved. It is secured. On the other hand, the piston rings 30, 32, 33 are allowed to be displaced relative to the piston 10 in the axial direction within the ring groove 50.

なお、ピストン10では、その円筒部10Bにおけるリング溝50に対し冠面10A側の外周面がランド部10Cとされる。例えば、ピストンリング30が装着されるリング溝50に対し冠面10A側のランド部10Cはトップランド、ピストンリング32が装着されるリング溝50とピストンリング30が装着されるリング溝50との間のランド部10Cはセカンドランド、ピストンリング33が装着されるリング溝50とピストンリング32が装着されるリング溝50との間のランド部10Cはサードランド等と称される。   In the piston 10, the outer peripheral surface on the crown surface 10A side with respect to the ring groove 50 in the cylindrical portion 10B is a land portion 10C. For example, the land portion 10C on the crown surface 10A side is the top land with respect to the ring groove 50 to which the piston ring 30 is mounted, and is between the ring groove 50 to which the piston ring 32 is mounted and the ring groove 50 to which the piston ring 30 is mounted. The land portion 10C is a second land, and the land portion 10C between the ring groove 50 to which the piston ring 33 is attached and the ring groove 50 to which the piston ring 32 is attached is called a third land or the like.

次に、第1の実施形態の作用を説明する。   Next, the operation of the first embodiment will be described.

上記構成のピストン10を備えたエンジン11では、例えばシリンダ28内で吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程がこの順で繰り返されることで、ピストン10の往復直線運動がクランクシャフト12の回転運動に変換され、動力が発生する。また、クランクシャフト12の回転によって吸気カム44、排気カム48が回転駆動され、吸気バルブ38、排気バルブ46が駆動されて上記吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程が維持される。   In the engine 11 including the piston 10 having the above-described configuration, for example, the reciprocating linear motion of the piston 10 is the rotational motion of the crankshaft 12 by repeating the suction stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke in this order. Is converted into power. In addition, the intake cam 44 and the exhaust cam 48 are driven to rotate by the rotation of the crankshaft 12, and the intake valve 38 and the exhaust valve 46 are driven to maintain the intake stroke, compression stroke, expansion stroke, and exhaust stroke.

この際、ピストン10の対応するリング溝50に装着されたピストンリング30、32、33は、潤滑油Lによる潤滑条件下でシリンダ28内面と摺動しつつ、該ピストン10とシリンダ28内面との間をシールする。   At this time, the piston rings 30, 32, 33 mounted in the corresponding ring grooves 50 of the piston 10 slide on the inner surface of the cylinder 28 under the lubrication condition with the lubricating oil L, and Seal the gap.

このようなエンジン11の運転中には、ピストン10には図5(A)に示される如く加速度が作用する。このピストン10のリング溝50内の潤滑油Lは、ピストン10に作用する加速度(慣性力)が上向きである(図5(A)では加速度が+側に0を超える)場合に、上向きの慣性力が作用し、該慣性力によってリング溝50における冠面10A側の溝壁50B側に移動する。一方、ピストンリング30、32、34は、ピストン10に作用する加速度の他に、シリンダ28との摩擦力、周囲気体の圧力差等の影響を受け、図5(B)〜図5(D)に示される如く上下位置が変化する。なお、図5(B)〜図5(D)におけるリング位置上は、ピストンリング30、32、33が溝壁50B(冠面10A)側に偏倚している状態、リング位置下は、ピストンリング30、32、33が溝壁50C(反冠面10A)側に偏倚している状態を示している。   During the operation of the engine 11, acceleration acts on the piston 10 as shown in FIG. The lubricating oil L in the ring groove 50 of the piston 10 has an upward inertia when the acceleration (inertial force) acting on the piston 10 is upward (in FIG. 5A, the acceleration exceeds 0 on the + side). A force acts, and the inertial force moves to the groove wall 50B side of the ring groove 50 on the crown surface 10A side. On the other hand, the piston rings 30, 32, and 34 are affected by the frictional force with the cylinder 28, the pressure difference between the surrounding gases, and the like in addition to the acceleration acting on the piston 10, and FIG. As shown in FIG. 5B to 5D, the piston rings 30, 32, and 33 are biased toward the groove wall 50B (crown surface 10A), and the lower ring position is the piston ring. 30, 32, and 33 are biased toward the groove wall 50 </ b> C (anti-crown surface 10 </ b> A).

この図5(A)〜図5(D)から、潤滑油Lが50内で冠面10A側に慣性力を受ける際に、ピストンリング30、32、33が溝壁50C側に偏倚しているタイミングが(存在することがわかる(図5(B)〜図5(D)で想像線にて囲む範囲を参照)。   From FIG. 5 (A) to FIG. 5 (D), when the lubricating oil L receives the inertial force on the crown surface 10A side in 50, the piston rings 30, 32, 33 are biased toward the groove wall 50C side. Timing is known (it is understood that it exists (see the range surrounded by an imaginary line in FIGS. 5B to 5D)).

ここで、ピストン10では、リング溝50に連通する油溜り溝52が設けられているので、冠面10A側への慣性力を受けた潤滑油Lは、油溜り溝52に入り込んで該油溜り溝52内に一時的に溜められる(保持又は捕集される)。これにより、ピストン10が適用されたエンジン11では、潤滑油Lが燃焼室C側に移動することが抑制される。   Here, since the piston 10 is provided with the oil sump groove 52 that communicates with the ring groove 50, the lubricating oil L that has received the inertial force toward the crown surface 10A enters the oil sump groove 52 and enters the oil sump. It is temporarily stored (held or collected) in the groove 52. Thereby, in the engine 11 to which the piston 10 is applied, the lubricating oil L is suppressed from moving to the combustion chamber C side.

例えば、図4(B)に示される如く、油溜り溝52を有しない比較例に係るピストン100では、潤滑油Lが50内で冠面10A側に慣性力を受ける一方、ピストンリング30、32、33が溝壁50C側に偏倚するタイミングにおいて、潤滑油Lは、溝壁50Bとピストンリング30、32、33の隙Gを通じてリング溝50から抜け出す。このようにリング溝50から抜け出た潤滑油Lは、反冠面10A側がピストンリング30、32、33にてシールされていることから、抜け出たリング溝50に対し冠面10A側に位置するランド部10C(図1参照)へと抜けてしまう。   For example, as shown in FIG. 4B, in the piston 100 according to the comparative example that does not have the oil sump groove 52, the lubricating oil L receives the inertial force on the crown surface 10A side within 50, while the piston rings 30, 32 are provided. , 33 is displaced to the groove wall 50C side, the lubricating oil L escapes from the ring groove 50 through the groove wall 50B and the gap G between the piston rings 30, 32, 33. Thus, the lubricating oil L that has flown out of the ring groove 50 is sealed on the anti-crown surface 10A side by the piston rings 30, 32, and 33, so that the land located on the crown surface 10A side with respect to the ring groove 50 that has slipped out. It escapes to the part 10C (refer FIG. 1).

これに対して、ピストン10では、図4(A)に示される如く、リング溝50内で冠面10Aに向かう慣性力を受けた潤滑油Lの少なくとも一部は、油溜り溝52内で一時的に保持される。このため、潤滑油Lが溝壁50Bとピストンリング30、32、33の隙Gを通じてリング溝50から抜け出すことが防止又は効果的に抑制される。   On the other hand, in the piston 10, as shown in FIG. 4A, at least a part of the lubricating oil L that has received an inertial force toward the crown surface 10 </ b> A in the ring groove 50 is temporarily stored in the oil sump groove 52. Retained. For this reason, it is prevented or effectively suppressed that the lubricating oil L escapes from the ring groove 50 through the gap G between the groove wall 50B and the piston rings 30, 32, 33.

したがって、ピストン10では、リング溝50内の潤滑油Lが冠面10Aに向かう慣性力を受け、かつ溝壁50Bとピストンリング30、32、33の隙Gが形成される(ピストンリング30、32、33が潤滑油Lの径方向外向側への押し出しをシールし得ない)タイミングが生じても、該タイミングに潤滑油Lがリング溝50からランド部10C側に抜け出ることが防止又は効果的に抑制される。   Therefore, in the piston 10, the lubricating oil L in the ring groove 50 receives an inertial force toward the crown surface 10A, and a gap G between the groove wall 50B and the piston rings 30, 32, 33 is formed (piston rings 30, 32). , 33 cannot seal the extrusion of the lubricating oil L outward in the radial direction) even if a timing occurs, the lubricating oil L is prevented or effectively prevented from escaping from the ring groove 50 to the land portion 10C side at the timing. It is suppressed.

しかも、ピストン10では、単にリング溝50に連通する油溜り溝52を形成する簡単な構造で、ランド部10Cへの潤滑油Lの抜けを防止又は抑制する上記の効果を得ることができる。このように、第1の実施形態に係るピストン10では、簡単な構造で潤滑油Lがリング溝50から冠面10A側のランド部10Cに排出されることを抑制することができる。   Moreover, in the piston 10, the above effect can be obtained with a simple structure in which the oil sump groove 52 communicating with the ring groove 50 is simply formed, thereby preventing or suppressing the slipping of the lubricating oil L to the land portion 10C. Thus, in the piston 10 according to the first embodiment, the lubricating oil L can be suppressed from being discharged from the ring groove 50 to the land portion 10C on the crown surface 10A side with a simple structure.

このため、ピストン10が適用されたエンジン11では、ランド部10Cに抜け出た潤滑油Lが燃焼室Cに至り、該燃焼室Cにて消費(燃焼)されてしまうことが防止又は効果的に抑制される。   For this reason, in the engine 11 to which the piston 10 is applied, the lubricating oil L that has escaped to the land portion 10C reaches the combustion chamber C and is consumed or combusted in the combustion chamber C. Is done.

特に、ピストン10では、油溜り溝52が全周に亘る環状を成すため、断面の小さい油溜り溝52で十分な量の潤滑油Lを一時的に溜めることができる。また、ピストン10では、例えば周方向に断続的に油溜り溝52を形成する構成と比較して、該油溜り溝52の加工が容易である。   In particular, in the piston 10, since the oil reservoir groove 52 forms an annular shape over the entire circumference, a sufficient amount of the lubricating oil L can be temporarily stored in the oil reservoir groove 52 having a small cross section. Further, in the piston 10, for example, the oil reservoir groove 52 can be easily processed as compared with a configuration in which the oil reservoir groove 52 is intermittently formed in the circumferential direction.

さらに、ピストン10では、油溜り溝52の溝底が開口部に対し冠面10A側に位置するため、換言すれば、開口部から冠面10A側に向かう方向が油溜り溝52の深さ方向であるため、軸線方向に作用する慣性力によって潤滑油Lが油溜り溝52に対し進退しやすい。特に、図2(A)〜図2(C)に示される如く溝壁50Cを向いて開口すると共に軸線方向に沿って延びる(軸線方向が深さ方向とされる)油溜り溝52を有するピストン10では、潤滑油Lが油溜り溝52に対し一層進退しやすい。   Furthermore, in the piston 10, the groove bottom of the oil sump groove 52 is located on the crown surface 10 </ b> A side with respect to the opening. In other words, the direction from the opening toward the crown surface 10 </ b> A is the depth direction of the oil sump groove 52. Therefore, the lubricating oil L is likely to advance and retreat with respect to the oil sump groove 52 by the inertial force acting in the axial direction. In particular, as shown in FIGS. 2A to 2C, a piston having an oil reservoir groove 52 that opens toward the groove wall 50C and extends along the axial direction (the axial direction is the depth direction). 10, the lubricating oil L is more likely to advance and retreat relative to the oil sump groove 52.

また、ピストン10では、リング溝50の溝底50Aの全部(油溜り溝52A〜52Cを採用した場合)又は反冠面10A側の一部(油溜り溝52D、52Eを採用した場合)が、油溜り溝52を設けない場合と同様の円筒面とされているため、ピストンリング30、32、34の組付け性が確保される。すなわち、ピストン10では、油溜り溝52を形成することによってリング溝50が全体として深くされる(縮径される)ことがないので、ピストンリング30、32、34の組付け性を犠牲にすることなく、ランド部10Cへの潤滑油Lの排出を抑制することができる。   Further, in the piston 10, the entire groove bottom 50A of the ring groove 50 (when the oil reservoir grooves 52A to 52C are employed) or a part of the anti-crown surface 10A side (when the oil reservoir grooves 52D and 52E are employed) Since the cylindrical surface is the same as in the case where the oil sump groove 52 is not provided, the assemblability of the piston rings 30, 32, and 34 is ensured. That is, in the piston 10, since the oil groove 52 is formed, the ring groove 50 is not deepened (reduced in diameter) as a whole, and the assembling property of the piston rings 30, 32, 34 is sacrificed. Without this, the discharge of the lubricating oil L to the land portion 10C can be suppressed.

一方、ピストン10では、潤滑油Lに反冠面10A側への慣性力が作用した場合には、潤滑油Lは油溜り溝52から抜け出し、ピストンリング30、32、33とリング溝50、シリンダ28との潤滑に供され、又はオイルパン16に戻される。   On the other hand, in the piston 10, when an inertial force toward the anti-crown surface 10 </ b> A acts on the lubricating oil L, the lubricating oil L escapes from the oil pool groove 52, and the piston rings 30, 32, 33 and the ring groove 50, cylinder 28, or returned to the oil pan 16.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について図6、図7に基づいて説明する。なお、上記第1の実施形態と基本的に同一の部品・部分には、上記第1の実施形態と同一の符号を付して説明を省略し、また図示を省略する場合がある。図6には、第2の実施形態に係るピストンリング60、62がピストン10に装着されて構成されたエンジン64が図1に対応する要部拡大断面図にて示されている。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that components / portions that are basically the same as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted, and illustration may be omitted. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part corresponding to FIG. 1, showing an engine 64 configured by mounting piston rings 60 and 62 according to the second embodiment on the piston 10.

この図に示される如く、エンジン64を構成するピストン10は、コンプレッションリングであるトップリングとしてのピストンリング60、セカンドリングとしてピストンリング62が装着されるリング溝50には油溜り溝52Eが形成されている。そして、このエンジン64を構成するピストンリング60、62は、溝底50Aに対向する内周面60A、62Aに凹部としての液溜り溝である液溜り溝66が形成されている。   As shown in this figure, the piston 10 constituting the engine 64 has an oil sump groove 52E formed in a ring groove 50 in which a piston ring 60 as a top ring as a compression ring and a piston ring 62 as a second ring are mounted. ing. The piston rings 60 and 62 constituting the engine 64 are formed with a liquid reservoir groove 66 which is a liquid reservoir groove as a concave portion on the inner peripheral surfaces 60A and 62A facing the groove bottom 50A.

液溜り溝66は、内周面60A、62Aにおける厚み方向の略中央部で開口され、該開口部から冠面10A側及び径方向外側に向けて斜めに延びている(この奈奈へ方向が深さ方向とされている)。この実施形態では、液溜り溝66は、ピストンリング60、62がリング溝50に装着された状態で、該リング溝50の溝底50Aで開口する油溜り溝52の少なくとも一部と対向する要に配置される構成である。   The liquid reservoir groove 66 is opened at a substantially central portion in the thickness direction of the inner peripheral surfaces 60A and 62A, and extends obliquely from the opening toward the crown surface 10A side and the radially outer side (the direction toward this Nana is deep). It is said that the direction. In this embodiment, the liquid pool groove 66 is required to face at least a part of the oil pool groove 52 opened at the groove bottom 50A of the ring groove 50 in a state where the piston rings 60 and 62 are mounted in the ring groove 50. It is the structure arrange | positioned.

また、ピストンリング60、62の内周面60A、62Aは、少なくとも反冠面10A側の一部が円筒面となる(液溜り溝66が設けられない)範囲とされている。この液溜り溝66は、ピストンリング60、62における図示しない合口(周方向端部)を除く略全周に亘って形成されている。   Further, the inner peripheral surfaces 60A, 62A of the piston rings 60, 62 are in a range where at least a part of the anti-crown surface 10A side is a cylindrical surface (the liquid collecting groove 66 is not provided). The liquid pool groove 66 is formed over substantially the entire circumference of the piston rings 60 and 62 except for a joint (circumferential end) (not shown).

また、エンジン64では、液溜り溝66を形成し得ないオイルリングであるピストンリング33が装着されるリング溝50については、油溜り溝52A〜52Dの何れか(図6の例では油溜り溝52D)が形成されている。エンジン64の他の構成は、基本的にエンジン11の対応する構成と同じである。   Further, in the engine 64, the ring groove 50 to which the piston ring 33, which is an oil ring that cannot form the liquid pool groove 66, is attached to any one of the oil pool grooves 52A to 52D (in the example of FIG. 6, the oil pool groove). 52D) is formed. Other configurations of the engine 64 are basically the same as the corresponding configurations of the engine 11.

したがって、第2の実施形態に係るエンジン64によっても、基本的に第1の実施形態に係るエンジン11と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、油溜り溝52Eは、油溜り溝52A〜52Dと比較して潤滑油Lの捕集能力(一時的な保持可能量)が低いが、液溜り溝66を有するピストンリング60、62を組み合わせることで、全体として十分な捕集能力を得ることができる。すなわち、エンジン64では、リング溝50に油溜り溝52A〜52Dの何れかが形成されたエンジン11と同等の潤滑油Lのランド部10Cへの排出抑制効果、及びこれに基づく潤滑油Lの消費量低減効果を得ることができる。   Therefore, the engine 64 according to the second embodiment can basically obtain the same effect by the same operation as that of the engine 11 according to the first embodiment. Further, the oil sump groove 52E is lower in the collection capacity (temporary holdable amount) of the lubricating oil L than the oil sump grooves 52A to 52D, but is combined with the piston rings 60 and 62 having the liquid sump groove 66. As a result, a sufficient collection ability can be obtained as a whole. That is, in the engine 64, the effect of suppressing the discharge of the lubricating oil L equivalent to the engine 11 in which any of the oil reservoir grooves 52A to 52D is formed in the ring groove 50 to the land portion 10C, and the consumption of the lubricating oil L based on the effect. An amount reduction effect can be obtained.

油溜り溝52E、66への潤滑油Lの捕集について補足すると、図7に示される如く、慣性力によって冠面10A側に向かう潤滑油Lは、ぬれ性によって油溜り溝52E、66のみぞ壁面に沿って該油溜り溝52E、66内に入り込む(導入される)。   Supplementing the collection of the lubricating oil L in the oil sump grooves 52E and 66, as shown in FIG. 7, the lubricating oil L directed toward the crown surface 10A side by the inertial force is only in the oil sump grooves 52E and 66 due to wettability. It enters (introduces) the oil pool grooves 52E and 66 along the wall surface.

なお、上記した第2の実施形態では、液溜り溝66を有するピストンリング60、62が、油溜り溝52Eを有するピストン10と組み合わされた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ピストンリング60、62が油溜り溝52A〜52Dの何れかを有するピストン10と組み合わされた構成としても良く、ピストンリング60、62が油溜り溝52を有しないピストンと組み合わされた構成としても良い。すなわち、第2の実施形態に係るピストンリング60、62は、ピストン側の油溜り溝52に頼ることなく独立して潤滑油Lの捕集効果(ランド部10Cへの潤滑油Lの排出抑制効果)を奏し得る。   In the second embodiment described above, the piston rings 60 and 62 having the liquid reservoir groove 66 are combined with the piston 10 having the oil reservoir groove 52E. However, the present invention is not limited to this. For example, the piston rings 60 and 62 may be combined with the piston 10 having any of the oil sump grooves 52A to 52D, and the piston rings 60 and 62 may be combined with a piston not having the oil sump groove 52. It is also good. In other words, the piston rings 60 and 62 according to the second embodiment can independently collect the lubricating oil L without depending on the oil pool groove 52 on the piston side (the effect of suppressing the discharge of the lubricating oil L to the land portion 10C). ) Can be played.

また、上記した各実施形態では、各リング溝50に油溜り溝52が形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、3つのピストンリング30の一部にのみ油溜り溝52が形成された構成としても良い。したがって例えば、相対的に油量の多いピストンリング33用のリング溝50、及びピストンリング32又はピストンリング62用のリング溝50にのみ油溜り溝52を形成し、トップリングであるピストンリング30又はピストンリング60用のリング溝50には油溜り溝52を形成しない構成とすることができる。   Further, in each of the above-described embodiments, an example in which the oil sump groove 52 is formed in each ring groove 50 has been shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, oil is applied to only a part of the three piston rings 30. It is good also as a structure in which the accumulation groove | channel 52 was formed. Therefore, for example, the oil retaining groove 52 is formed only in the ring groove 50 for the piston ring 33 having a relatively large oil amount and the ring groove 50 for the piston ring 32 or the piston ring 62, and the piston ring 30 or the top ring. The ring groove 50 for the piston ring 60 can be configured such that the oil sump groove 52 is not formed.

さらに、上記した各実施形態では、油溜り溝52、66が周方向に連続的に形成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、油溜り溝52、66が周方向に断続的に形成された構成としても良い。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the example in which the oil sump grooves 52 and 66 are continuously formed in the circumferential direction is shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, the oil sump grooves 52 and 66 are circumferential. It is good also as a structure formed intermittently in the direction.

さらに、上記した各実施形態では、ピストン10が内燃機関であるエンジン11に適用され、またピストン10及びピストンリング60、62が内燃機関であるエンジン64に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、外燃機関や往復動(レシプロ)圧縮機等にピストン10、ピストンリング60、62の少なくとも1つを適用しても良い。   Further, in each of the above-described embodiments, the piston 10 is applied to the engine 11 that is an internal combustion engine, and the piston 10 and the piston rings 60 and 62 are applied to the engine 64 that is an internal combustion engine. For example, at least one of the piston 10 and the piston rings 60 and 62 may be applied to an external combustion engine, a reciprocating (reciprocating) compressor, or the like.

10 ピストン
10A 冠面
11 エンジン(往復動装置)
30・32・33 ピストンリング
50 リング溝
50A 溝底
50B 溝壁
50C 溝壁
52、52A〜52E 油溜り溝(凹部)
60・62 ピストンリング
64 エンジン(往復動装置)
66 油溜り溝(凹部)
10 piston 10A crown 11 engine (reciprocating device)
30, 32, 33 Piston ring 50 Ring groove 50A Groove bottom 50B Groove wall 50C Groove wall 52, 52A to 52E Oil reservoir groove (recess)
60/62 piston ring 64 engine (reciprocating device)
66 Oil sump groove (concave)

Claims (9)

外周側に開口し、ピストンリングを装着するためのリング溝と、
前記リング溝における冠面側部分で、潤滑液の出入り可能に開口された凹部と、
が形成されているピストン。
A ring groove that opens to the outer peripheral side for mounting the piston ring;
In the crown surface side portion in the ring groove, a recess that is opened so that the lubricant can enter and exit,
The piston is formed.
前記凹部は、前記リング溝の全長に亘る環状を成している請求項1記載のピストン。   The piston according to claim 1, wherein the recess has an annular shape extending over the entire length of the ring groove. 前記凹部は、前記リング溝の溝底部で開口し、該開口部から前記冠面側に延びる断面形状を有する請求項1又は請求項2記載のピストン。   The piston according to claim 1 or 2, wherein the recess has a cross-sectional shape that opens at a groove bottom of the ring groove and extends from the opening toward the crown surface. 前記凹部は、前記リング溝の溝底部に対し前記冠面側とは反対側を向いて開口している請求項1〜請求項3の何れか1項記載のピストン。   The piston according to any one of claims 1 to 3, wherein the concave portion opens toward a side opposite to the crown surface side with respect to a groove bottom portion of the ring groove. 前記凹部は、前記リング溝の溝底で外周側を向いて開口すると共に、該開口部から前記冠面側でかつ径方向の内向きに斜めに延びる断面形状を有する請求項1〜請求項3の何れか1項記載のピストン。   The recessed portion has a cross-sectional shape that opens toward the outer peripheral side at the groove bottom of the ring groove and has a cross-sectional shape that extends obliquely inward in the radial direction on the crown surface side from the opening. The piston according to any one of the above. 請求項5記載のピストンに装着されるピストンリングであって、前記凹部に対向するように内周面で開口されると共に前記冠面側でかつ径方向の外向きに斜めに延びる凹部を備えたピストンリング。   6. A piston ring to be mounted on the piston according to claim 5, further comprising a recess that opens at an inner peripheral surface so as to face the recess and extends obliquely outward in the radial direction on the crown surface side. piston ring. ピストンのリング溝に対向するように内周面で開口されると共に、前記ピストンの冠面側でかつ径方向の外向きに斜めに延びる凹部を備えたピストンリング。   A piston ring provided with a recess that is opened on an inner peripheral surface so as to face a ring groove of the piston and that extends obliquely outward in a radial direction on the crown surface side of the piston. シリンダと、
前記シリンダ内に往復動可能に設けられた請求項1〜請求項5の何れか1項記載のピストンと、
前記ピストンのリング溝に装着され、前記シリンダとピストンとの間を潤滑状態でシールするピストンリングと、
を備えた往復動装置。
A cylinder,
The piston according to any one of claims 1 to 5, provided in the cylinder so as to be capable of reciprocating,
A piston ring mounted in a ring groove of the piston and sealingly seals between the cylinder and the piston;
A reciprocating device comprising:
シリンダと、
前記シリンダ内に往復動可能に設けられた請求項5記載のピストンと、
前記ピストンのリング溝に装着され、前記シリンダとピストンとの間を潤滑状態でシールする請求項6又は請求項7記載のピストンリングと、
を備えた往復動装置。
A cylinder,
The piston according to claim 5, which is provided in the cylinder so as to be reciprocally movable;
The piston ring according to claim 6 or 7, wherein the piston ring is mounted in a ring groove of the piston and seals between the cylinder and the piston in a lubricated state.
A reciprocating device comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115306578A (en) * 2022-08-17 2022-11-08 马勒汽车技术(中国)有限公司 Elliptical ring groove piston and engine

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