JP6121146B2 - ピストンリング装着構造 - Google Patents

Description

本発明はピストンリングを装着する構造に係り、より詳しくは複数のピストンリングに形成されたエンドギャップ部分がピストンヘッドの円周方向に沿って相異なる区間で回転するようにすることで、エンドギャップが互いに一致することを防止してブローバイガスを低減するようにしたピストンリング装着構造に関する。

内燃機関において、エンジンのサイクル行程の際、シリンダー壁とピストンの間の隙間を通じて微量の混合気が漏れることになる。この現象をブローバイ現象といい、その混合気をブローバイガスという。

このようなブローバイ現象はたいていの車両で現れ、このようなブローバイ現象を最小化することができるように、ピストンリングとエンジンオイルが密封の機能を担当することになる。

図１は従来技術によるピストンリングの装着構造を示すものである。

図１を参照すれば、前記ピストンヘッド１に多数のリング溝１ａが円周方向に沿って形成され、前記リング溝１ａにピストンリング２がそれぞれ嵌め合わせられる。この際、前記ピストンリング２は一部が切除されることで、エンドギャップ２ａが形成される。そして、エンジンの駆動状態で、前記ピストンリング２は前記リング溝１ａ内で３６０°回転自在になっている。

しかし、このような回転動作のうち、それぞれのピストンリングに形成されたエンドギャップが互いに一致する場合、ブローバイガス量が大きく増大して、ターボファウリング及び後処理性能低下が発生する問題がある。

したがって、前記の問題点を解決するために、リング溝にストッパーを設けてピストンリングの回転を防ぐ技術が提案されたことがあるが、ピストンリングが回転することができないから、ピストンの局所的偏磨耗現象及びピストンリングの固着現象につながって、ピストンのスカッフィング現象が発生する問題があった。

このような発明の背景となる技術として説明した事項は本発明の背景についての理解のためのものであるだけ、この技術分野で通常の知識を持った者にもう知られた従来技術に属することを認めるものとして受け入れられてはいけない。

本発明は前述したような従来の問題点を解決するためになされたもので、複数のピストンリングに形成されたエンドギャップ部分がピストンヘッドの円周方向に沿って相異なる区間で回転するようにすることで、エンドギャップが互いに一致することを防止してブローバイガスを低減するようにしたピストンリング装着構造を提供することにその目的がある。

前記のような目的を達成するために、本発明は、ピストンヘッドの円周方向に沿ってリング溝が形成され、前記リング溝の外周面にその円周方向に沿って一定区間にわたってガイド溝が形成されたピストン；及び前記リング溝に回転可能に嵌め合わせられ、両端部の間にエンドギャップが設けられ、内周面にガイド突起が形成され、前記ガイド突起が前記ガイド溝の区間内で回転するように構成されたピストンリング；を含んでなり、前記ピストンリングを前記ピストンヘッドに複数装着するとき、あるピストンリングに形成されたエンドギャップの回転区間が残りのピストンリングに形成されたエンドギャップの回転区間と重ならないように構成されるピストンリングの装着構造を提供する。

前記ガイド突起は、前記ピストンリングの端部に形成されることができる。

前記ガイド突起は、前記ピストンリングの両端部にそれぞれ形成されることができる。

前記ピストンリングを前記ピストンヘッドに複数装着するとき、あるリング溝に形成されたガイド溝の形成区間が残りのリング溝に形成されたガイド溝の形成区間と重ならないように形成されることができる。

前記ピストンリングを前記ピストンヘッドに複数装着するとき、それぞれのリング溝に形成されたガイド溝の形成区間が前記ピストンヘッドの円周方向に沿って均等に分割されることができる。

前記のような課題解決手段により、本発明は、前記ガイド突起がガイド溝の区間内に備えられ、前記ガイド突起がエンドギャップに隣接して形成されることにより、それぞれのピストンリングに形成されたエンドギャップが該当のピストンリングが回転する区間内では他のエンドギャップの回転区間と重ならなくなり、ピストンリングが回転することによってエンドギャップが互いに一致することを防止して、ブローバイガスが増加することを低減する効果がある。

従来技術によるピストンヘッドにピストンリングが嵌め合わせられた状態及びエンドギャップが互いに一致した状態を示す図である。 本発明によるピストンヘッドにピストンリングが嵌め合わせられた状態を示す正面図である。 本発明によってピストンヘッドにピストンリングが嵌め合わせられた状態の平断面図である。 図３に示すピストンヘッドとピストンリングの組立前状態の形状を分離して示す図である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明によるピストンリングの装着数によるガイド溝の形成構造を説明する図である。 図２に示すピストンヘッドに二つのピストンリングが装着された場合のＡ−Ａ線についての断面及びＢ−Ｂ線についての断面を示す図である。 図２に示すピストンヘッドに三つのピストンリングが装着された場合のＡ−Ａ線についての断面、Ｂ−Ｂ線についての断面、Ｃ−Ｃ線についての断面を示す図である。

本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明すれば次のようである。

図２〜図７に示す本発明のピストンリング装着構造は、大別してピストン１０とピストンリング１８を含んでなる。

具体的に、ピストンヘッド１２の円周方向に沿ってリング溝１４が形成され、前記リング溝１４の外周面にその円周方向に沿って一定区間にわたってガイド溝１６が形成されたピストン１０と、前記リング溝１４に回転可能に嵌め合わせられ、内周面にガイド突起２０が設けられ、前記ガイド突起２０が前記ガイド溝１６の区間内で回転するように構成されたピストンリング１８とを含んでなる。

ここで、前記ピストンリング１８を前記ピストンヘッド１２に複数装着するとき、あるピストンリング１８に形成されたエンドギャップ１８ａの回転区間が残りのピストンリング１８に形成されたエンドギャップ１８ａの回転区間と重ならないように構成される。

図２は本発明によるピストンヘッド１２にピストンリング１８が嵌め合わせられた状態を示す正面図、図３は本発明によってピストンヘッド１２にピストンリング１８が嵌め合わせられた状態の平断面図、図４は図３に示すピストンヘッド１２とピストンリング１８の組立前状態の形状を分離して示す図である。

図２〜図４を参照すれば、前記ピストン１０は上端に円柱状のピストンヘッド１２が形成され、前記ピストンヘッド１２にはその円周方向に沿って少なくとも二つ以上のリング溝１４が形成される。そして、前記リング溝１４の内側にはその外周面に前記リング溝１４の円周方向に沿って一定区間にわたってガイド溝１６が切削形成される。

この際、前記ガイド溝１６が形成された一定区間は前記リング溝１４の円周方向への一定の角度範囲に分割され、前記ピストンリング１８の設置個数によってガイド溝１６の角度範囲が変わることができる。

前記ピストンリング１８は前記リング溝１４に嵌め合わせられるもので、内周面の一部に、前記リング溝１４に向かってガイド突起２０が突設される。前記ガイド突起２０は前記ガイド溝１６の区間内に位置し、前記ガイド溝１６の区間範囲内でだけ前記ガイド突起２０が動けるようになっている。

すなわち、前記ピストンリング１８がリング溝１４内で回転するとき、ガイド突起２０が前記ピストンリング１８と一緒に回転する。この際、前記ガイド突起２０がガイド溝１６の区間内に備えられることにより、前記ガイド溝１６の両端部の段差部にガイド突起２０がかかる。これにより、前記ガイド突起２０の回転が制限されるとともに、前記ピストンリング１８の回転もやはり制限される。

特に、それぞれのピストンリング１８に形成されたエンドギャップ１８ａは他のピストンリング１８に形成された残りのエンドギャップ１８ａとは異なる回転区間内で回転するようにエンドギャップ１８ａが形成される。

したがって、それぞれのピストンリング１８に形成されたエンドギャップ１８ａが該当のピストンリング１８が回転する区間内では残りのエンドギャップ１８ａの回転区間と重ならなくなることにより、エンジンの駆動中に前記エンドギャップ１８ａが互いに一致することを防止して、ブローバイガスの増加を防止することになる。

前記ガイド突起２０は前記ピストンリング１８の端部に形成できる。すなわち、前記エンドギャップ１８ａが設けられたピストンリング１８の一端部または他端部にガイド突起２０を突設できる。

好ましくは、図３及び図４に示すように、前記エンドギャップ１８ａが設けられるピストンリング１８の両端部にガイド突起２０がそれぞれ形成される。

すなわち、前記ガイド突起２０と隣接してエンドギャップ１８ａが設けられることで、それぞれのガイド突起２０が回転する区間を互いに異なるようにする構造により、エンドギャップ１８ａが互いに一致することを自然に防止することができる。

図５の（ａ）及び（ｂ）は本発明によるピストンリング１８の装着数によるガイド溝１６の形成構造を説明する図、図６は図２に示すピストンヘッド１２に二つのピストンリング１８が装着された場合のＡ−Ａ線についての断面及びＢ−Ｂ線についての断面を示す図、図７は図２に示すピストンヘッド１２に三つのピストンリング１８が装着された場合のＡ−Ａ線についての断面、Ｂ−Ｂ線についての断面、Ｃ−Ｃ線についての断面を示す図である。

図５〜図７を参照すれば、前記ガイド溝１６が前記ピストンヘッド１２に複数形成されるとき、前記ガイド溝１６の形成区間が前記ピストンヘッド１２の円周上で互いに重ならないように形成されることができる。

好ましくは、前記ガイド溝１６が前記ピストンヘッド１２に複数形成されるとき、前記ガイド溝１６の形成区間が前記ピストンヘッド１２の円周方向に沿って均等に分割されて形成できる。

すなわち、図５の（ａ）及び図６に示すように、二つのピストンリング１８が装着される場合、ガイド溝１６の形成区間がリング溝１４の円周方向においておよそ１８０°の角度区間に分割されて形成されることができる。この際、前記ガイド溝１６は、まんがいちエンドギャップ１８ａが互いに一致することを防止するために、１８０°よりちょっと小さな角度に形成可能であろう。

また、図５の（ｂ）及び図７に示すように、三つのピストンリング１８が装着される場合、ガイド溝１６の形成区間がリング溝１４の円周方向においておよそ１２０゜の角度区間に分割されて形成されることができる。この際、前記ガイド溝１６は、まんがいちエンドギャップ１８ａが互いに一致することを防止するために、１２０°よりちょっと小さな角度に形成可能であろう。

このように、本発明は前記ガイド突起２０がガイド溝１６の区間内に備えられ、前記ガイド突起２０がエンドギャップ１８ａに隣接して形成されることにより、それぞれのピストンリング１８に形成されたエンドギャップ１８ａが該当のピストンリング１８の回転区間内では残りのエンドギャップ１８ａの回転区間と重ならなくなる。よって、エンジンの駆動中にピストンリング１８の回転によってエンドギャップ１８ａが互いに一致することを防止して、ブローバイガスが増加することを防止することになる。

一方、本発明は前記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明の技術思想範囲内で多様な変形及び修正が可能であることは当業者に明らかであり、このような変形及び修正が添付の特許請求の範囲に属するのは言うまでもない。

本発明は、複数のピストンリングに形成されたエンドギャップ部分がピストンヘッドの円周方向に沿って相異なる区間で回転するようにすることで、エンドギャップが互いに一致することを防止してブローバイガスを低減するピストンリング装着構造に適用可能である。

１０ ピストン
１２ ピストンヘッド
１４ リング溝
１６ ガイド溝
１８ ピストンリング
１８ａ エンドギャップ
２０ ガイド突起

Claims (3)

1. ピストンヘッド（１２）の円周方向に沿ってリング溝（１４）が形成され、前記リング溝（１４）の外周面にその円周方向に沿って一定区間にわたってガイド溝（１６）が形成されたピストン（１０）；及び
   前記リング溝（１４）に回転可能に嵌め合わせられ、両端部の間にエンドギャップ（１８ａ）が設けられ、両端部の内周面にガイド突起（２０）がそれぞれ形成され、前記ガイド突起（２０）が前記ガイド溝（１６）の区間内で回転するとともに前記ガイド溝（１６）の両端部の段差部によって前記ガイド突起（２０）の回転が制限されるように構成されたピストンリング（１８）；を含んでなり、
   前記ピストンリング（１８）を前記ピストンヘッド（１２）に複数装着するとき、あるピストンリング（１８）に形成されたエンドギャップ（１８ａ）の回転区間が残りのピストンリング（１８）に形成されたエンドギャップ（１８ａ）の回転区間と重ならないように構成される、前記エンドギャップ（１８ａ）が互いに一致することを防止するピストンリングの装着構造。
2. 前記ピストンリング（１８）を前記ピストンヘッド（１２）に複数装着するとき、あるリング溝（１４）に形成されたガイド溝（１６）の形成区間が残りのリング溝（１４）に形成されたガイド溝（１６）の形成区間と重ならないように形成されることを特徴とする、請求項１に記載のピストンリングの装着構造。
3. 前記ピストンリング（１８）を前記ピストンヘッド（１２）に複数装着するとき、それぞれのリング溝（１４）に形成されたガイド溝（１６）の形成区間が前記ピストンヘッド（１２）の円周方向に沿って均等に分割されていることを特徴とする、請求項１に記載のピストンリングの装着構造。

Images