JP5182950B2

JP5182950B2 - ピストン用リング・ユニット

Info

Publication number: JP5182950B2
Application number: JP2009102343A
Authority: JP
Inventors: 振峰劉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2029-04-20
Also published as: JP2010249106A

Description

本発明は、ピストンのリング・ユニット、特に内部爆発力を出力する内燃エンジンに利用されるピストンのリング・ユニットに関する。

図１１を参照すると、エンジンのシリンダ６０においてガス、ジーゼル、ペトロール、エタノール等を燃焼することにより発生する内部爆発力を出力する従来のピストン５０が内燃エンジンに利用されている。

ピストン５０は、シリンダー６０に滑動可能に取り付けられ、該シリンダの燃焼室６１に隣接し、該燃焼室で燃料が燃焼される際運動エネルギーを出力するよう駆動され、環状の壁と、複数の環状の溝５１、５２と、複数のピストンリング５４、５５とを有する。

環状の溝５１、５２は、ピストン５０の環状の壁の周囲に形成されている。

ピストンリング５４、５５は、それぞれ環状の溝５１、５２に取り付けられ、燃焼室６１を密閉し、燃焼室６１内の空気の漏れを防止すべくシリンダー６０の内壁に当接している。

ところが、長時間運転した後、ピストンリング５４、５５とシリンダー６０の内壁との間に生じた摩擦が、ピストンリング５４、５５またはシリンダー６０の内壁を磨耗し、燃焼室６１からの空気の漏れの原因となり、ひいては燃焼室６１における完全燃焼を妨げる。不完全燃焼はエンジンの出力を減少させるのみならず、環境を汚染する。

本発明の主な目的は、長時間の使用後にエンジンのシリンダ内の空気の漏れを防ぐピストン用リング・ユニットを提供することである。

本発明の他の目的、利点および新規な特徴は、添付の図面を参照した下記の詳細な説明からより明らかになるであろう。

本発明に係るピストンリング・ユニットの一部分解斜視図。シリンダに適用されている図１のピストンの部分断面側面図。図２の線３−３に沿ったピストンの横断頂面図。図１のピストンの拡大横断側面図。図１のピストンの末端ピストンリングの頂面図。図１のピストンの末端ピストンリングの側面図。図１のピストンの基端ピストンリングの頂面図。図１のピストンの基端ピストンリングの側面図。図１のピストンリング・ユニットの拡大部分側面図。シリンダが稼働中の、図１のピストンの拡大動作側面図。先行技術に係る従来のピストンがシリンダに適用されているところを示す部分断面側面図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

図１ないし３を参照するに、エンジンの内部爆発力を出力するため、エンジンのシリンダ４０にピストンが応用されている。前記ピストンは、ピストンヘッド２０と、本発明に係るピストンリング・ユニット３０と、少なくとも１個の任意のピストンリング２４とを含む。

ピストンヘッド２０は、エンジンのシリンダ４０に滑動可能に取り付けられ、シリンダ４０の燃焼室４１に隣接し、燃料が燃焼室４１で点火されるとき運動エネルギーを出力すべく駆動され、環状の壁とリング・ユニット台２１とを有する。

ピストンヘッド２０の環状の壁は、シリンダ４０の内壁に対応している。

リング・ユニット台２１は環状で、ピストンヘッド２０の環状の壁の周囲に形成され、末端と、基端と、末端リング溝２１１と、基端リング溝２１２とを有する。末端リング溝２１１は、リング・ユニット台２１の末端にリング・ユニット台２１の横方向に、その周囲に形成され、内壁を有する。基端リング溝２１２は、その基端に近接するリング・ユニット台２１の横方向に、その周囲に形成され、末端リング溝２１１に隣接し、かつ、末端リング溝２１１より浅く、内壁を有する。

ピストンリング・ユニット３０は、燃料室４１の空気の漏れを防ぐためリング・ユニット台２１の周囲に取り付けられ、末端ピストンリング３１と、基端ピストンリング３４とを有する。

図５、６、９を参照するに、末端ピストンリング３１は末端リング溝２１１の周囲に取り付けられ、中心線と、厚さと、基端面と、外端と、内端と、ギャップ３２と、任意の肩部３３とを有する。

末端ピストンリング３１の中心線は、末端ピストンリング３１を第１部分と第２部分とに分割する。ピストンリング３１の厚さは、その第１部分から第２部分にかけて次第に減少する。

末端ピストンリング３１の内端は、末端リング溝２１１の内壁から間隔をおいているので、末端ピストンリング３１の内端と末端リング溝２１１との間に第１通風路を形成する。

ギャップ３２は、末端ピストンリング３１の第１部分に形成され、熱膨張のための空間を規定し、回転を防止し、末端ピストンリング３１の２つの離間した端部を形成する。

末端ピストンリング３１の離間した両端の一方は、傾斜部３１１を備えてもよい。末端ピストンリング３１の該端部の傾斜部３１１は、末端面よりも長い基端面を有する。

肩部３３は環状で、基端面に隣接する末端ピストンリング３１の外端に形成され、そこから横方向に突出して、シリンダ４０の内壁に当接する。

基端ピストンリング３４は、基端リング溝２１２の周囲に取り付けられ、末端ピストンリング３１に対応して同心円的に取り付けられ、中心線と、厚さと、内端と、外端と、末端面と基端面とギャップ３５とを有する。

図９を参照するに、基端ピストンリング３４の中心線は、基端ピストンリング３４を第１部分と第２部分とに分割する。基端ピストンリング３４の第１部分は、末端ピストンリング３１の第１部分に対応し、基端ピストンリング３４の第２部分は、末端ピストンリング３１の第２部分に対応する。基端ピストンリング３４の厚さは、基端ピストンリング３４の第１部分から第２部分にかけて徐々に増加する。末端ピストンリング３１と基端ピストンリング３４のそれぞれの部分における厚さの合計は等しいので、末端ピストンリング３１と基端ピストンリング３４とは回転を制止される。

さらに図４を参照するに、基端ピストンリング３４の内端は、基端リング溝２１２の内壁から間隔をおき、第２通風路を形成している。前記第２通風路は、基端ピストンリング３４の内端と基端リング溝２１２の内壁との間にあり、末端ピストンリング３１の空隙３２と連通している。

基端ピストンリング３４の外端は、シリンダ４０の内壁に当接する。

基端ピストンリング３４の末端面は、末端ピストンリング３１の基端面に当接し、傾斜部３６を有する。基端ピストンリング３４の末端面の傾斜部３６は、基端ピストンリング３４の内端に隣接する末端面に形成され、末端及び基端両ピストンリング３１、３４の間の接触を軽減すべく外端から内端に向けて内方に傾斜し、ピストンリング３１、３４が熱により密着することなく拡張することを可能にする。

基端リング３４の基端面は、傾斜部３７を有する。基端リング３４の基端面の傾斜部３７は、基端ピストンリング３４の外縁部に隣接する基端面に形成され、基端ピストンリング３４の外端とシリンダ４０の内壁間の接触を軽減するように、内端から外端に向けて基端ピストンリング３４の末端面の方へ傾斜している。

図３を参照するに、ギャップ３５は基端ピストンリング３４の第２部分に形成され、熱膨張のための空間を形成し、基端ピストンリング３４の重なり合う第１及び第２の端部を形成する。

さらに図７及び８を参照するに、基端ピストンリング３４の第１端部は、内側の接続延長部３４１と傾斜部３４３とを有する。

内側の接続延長部３４１は、基端ピストンリング３４の内縁部に隣接するその第１端部に形成され、該第１端部から突出している。

傾斜部３４３は、基端ピストンリング３４の外縁部に隣接する基端ピストンリング３４の第１端部に形成され、基端ピストンリング３４の外縁部から内接続延長部３４１に向かって傾斜されている。

基端ピストンリング３４の第２端部は、外側の接続延長部３４２と傾斜部３４４とを備えることができる。外接続延長部３４２は、基端ピストンリング３４の外縁部に隣接するその第２端部に形成されて突出しており、内接続延長部３４１に対応し、選択的に内接続延長部３４１に当接して第２通風路を密封する。

傾斜部３４４は、基端ピストンリング３４の内縁部に隣接するその第２端部に形成され、基端ピストンリング３４の内縁部から外接続延長部３４２に向かって傾斜している。

さらに図１を参照するに、前記少なくとも１個のピストンリング２４は、ピストンリング２０の周囲に取り付けられ、シリンダ４０の内壁に当接して空気漏れ防止をさらに補助する。

さらに図１０を参照するに、エンジンが稼働するとき、燃料室４１に高圧空気を発生させるため燃料に点火すると、高圧空気が前記第１及び第２の通風路に充満してピストンリング３１、３４をシリンダ４０の内壁に強く押しつける。そのため、ピストンリング３１、３４またはシリンダ４０の内壁が長期使用後磨耗しても、前記通風路を備える設計により、ピストンリング３１、３４が確実に膨張して、ピストンリング・ユニット３０とシリンダ４０との間に適度な接触を与えて空気の漏れを防止する。

２０ピストンヘッド
２１リング・ユニット台
３０ピストンリング・ユニット
４０シリンダ
４１燃料室

Claims

末端ピストンリング（３１）の中心線を含み、且つ末端ピストンリング（３１）を第１部分と第２部分とに分割する中心面と、
末端ピストンリング（３１）の第１部分に形成され、末端ピストンリング（３１）の２つの離間した端部を形成し、且つ末端ピストンリング（３１）の前記２つの離間した端部の一方が傾斜部（３１１）を有することにより、末端ピストンリング（３１）の基端面の円周方向の長さが末端面それより長くなる、ギャップ（３２）と、
末端ピストンリング（３１）の第１部分から第２部分にかけて徐々に減少する厚さと、
基端面と、
末端面と、
内縁部と、
外縁部と、
末端ピストンリング（３１）の基端面に隣接する末端ピストンリング（３１）の外縁部上に形成され、且つこれから横方向に突出する環状形状の肩部（３３）と、を有する末端ピストンリング（３１）、
及び、
基端ピストンリング（３４）の中心線を含み、且つ基端ピストンリング（３４）を第１部分と第２部分とに分割する中心面であって、基端ピストンリング（３４）の第１部分は、末端ピストンリング（３１）の第１部分へ取り付けられ、基端ピストンリング（３４）の第２部分は、末端ピストンリング（３１）の第２部分へ取り付けられる、中心面と、
基端ピストンリング（３４）の第２部分に形成され、基端ピストンリング（３４）の重なり合う第１と第２の端部を形成するギャップ（３５）と、
基端ピストンリング（３４）の第１部分から第２部分にかけて徐々に増加する厚さであって、各々対応する部分における、末端ピストンリング（３１）の厚さと基端ピストンリング（３４）の厚さの合計が等しい、厚さと、
外縁部と、
内縁部と、
基端ピストンリング（３４）の内縁部に隣接し、基端ピストンリング（３４）の末端面上に形成される傾斜部（３６）を有する末端面と、
基端ピストンリング（３４）の外縁部に隣接し、基端ピストンリング（３４）の基端面上に形成される傾斜部（３７）を有する基端面と、を有し、末端ピストンリング（３１）に対応して同心円的に取り付けられる、基端ピストンリング（３４）、
を含み、
基端ピストンリング（３４）の第１端は、
基端ピストンリング（３４）の内縁部に隣接する基端ピストンリング（３４）の第１端上に形成され、且つこれから突出する内接続延長部（３４１）と、
基端ピストンリングの外縁部に隣接する基端ピストンリング（３４）の第１端上に形成され、且つ基端ピストンリング（３４）の外縁部から内接続延長部（３４１）に向かって傾斜する傾斜部（３４３）と、を有し、
基端ピストンリング（３４）の第２端は、
基端ピストンリング（３４）の外縁部に隣接する基端ピストンリング（３４）の第２端上に形成され、且つこれから突出する外接続延長部（３４２）と、
基端ピストンリング（３４）の内縁部に隣接する基端ピストンリング（３４）の第２端上に形成され、且つ基端ピストンリング（３４）の内縁部から外接続延長部（３４２）に向かって傾斜する傾斜部（３４４）と、を有する、
耐久性のあるピストンリング・ユニット。