JPH01250674A - ピストンリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はピストンに装着されるピストンリングに係り、
特に燃焼室内のガスをシールするコンブレラシランリン
グに関するものである。

従来技術 従来、例えばエンジンにおけるピストンの側面には一般
に複数のピストンリング溝が形成されており、ここに各
々ピストンリングがはめこまれている。このピストンリ
ングはシリンダ内をピストンが上下動する場合に、前記
ピストンリング溝内とシリンダ内壁面との間にて同シリ
ンダ内壁面を摺動するが、特にピストン頂部側近くに嵌
めこまれた複数本のリングはコンプレンジョンリングと
称し、ピストン頂部の燃焼室と同下部のクランク室との
あいだをシールして、圧縮、及び爆発等においてガスが
燃焼室からクランク室へ洩れないように作用する。

このようなピストンリングの組付けは、同ピストンリン
グの一部が切断され、いわゆる合口部を設けてＣ字状に
形成され、更に同切断された間隙を専用の工具等によっ
て押し拡げることによって前記ピストンリングの径は拡
大し、ピストン側面の径よりも拡大されるため同ピスト
ンは容易に同ピストンリング内に通すことが可能となり
、前記ピストン側面のピストンリング溝上にて前記工具
のピストンリングを押し拡げる力を緩めることによって
ピストンリングは溝に嵌めこまれ、このような操作を数
回繰り返すことによって前記複数のピストンリングは全
て嵌めこまれる。

考案が解決しようとする問題点 ところが、前記ピストンリングは組付けの為に合口部が
設けられているが、作動時には逆にこの合口部の隙間よ
り混合気が漏れるという問題点があった。そこで例えば
実間、昭６２−１７７９６０号公報に開示されているよ
うな段付合口部などを形成して前記混合気の漏れを減少
する装置も考案されている。これは第６図（ａ）（ｂ）
に示されているようにピストンリング４１の合口部は段
状に形成されており、ピストンの上下動によって互いの
水平部分が接するため気密性は向上する。しかしこのよ
うなピストンリングでも例えば図のＸ−Ｘ断面図におい
てはピストンリング溝１ａ奥部とピストンリング合口部
の段状垂直部分との間に隙間が形成されており、ここよ
り混合気がわずかながら漏洩していた。

そして、上記いずれのピストンリングにおいても、気密
性のために複数設けられるのであるが、ピストンリング
とピストン溝の奥部との間に間隙を有して設けられてお
り、同リングの円周方向への移動の規制はないため、前
記ピストンの上下動中に前記リングは自由に回動する。

これによって特に前記複数のリングの合口部がピストン
の垂直方向に対して一致するような場合には気密性は著
しく低下することになる。

このような問題点に対し、例えば実開昭６２−１７９４
６５号公報には２本のピストンリングの内の１本は断面
を逆り字状に形成して組み合わせて、更にストッパによ
って互いの合口部が一致しないように固定することによ
って気密性を向上させる構成が開示されている。このよ
うな構成によって気密性に関しては良好となるが、スト
ッパやピストンリングを逆り字状に形成しなければなら
ず更に２本のリングを組み合わせるため、構成が複雑で
加工及び組付は性において問題があった。

本考案は前記問題点に鑑み、簡単な構成で良好な機密性
をそなえたピストンリングを付与することを目的とする
ものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、前記のような問題点に着目してなされたもの
であって、第一にピストンのピストンリング溝にピスト
ンリングを取りつけてなるピストンリング装置において
、前記ピストンリングは一部が切断された合口部を有す
る同径複数のリングが前記合口をずらして重ね合わせら
れ互いの円周の一部が一体状に接合された形状であるこ
とを要旨とする。

このようなピストンリングは具体的には一本のリング状
部材の円周方向に一部を残して略全周にわたって切れ込
みを設けて複数部に分離し、互いの合口部をずらして形
成したピストンリング装置を用いてもよい。

更に、第二に前記ピストンリングは円周方向に巻回しか
つ前記ピストンの上下方向に対して延びるコイル形状に
形成したことを要旨とするものであり、これは−本のリ
ング状部材に前記ピストンリング円周にわたってスパイ
ラル状の切れ込みを設けてもよい。

作用 従って、本発明のピストンリング装置においては、第一
に一本のリング状部材の円周方向に一部を残して略全周
にわたって切れ込みを設けて複数部に分離し、互いの合
口部をずらして形成したことによって複数のリングを設
けた構成と同等の作用を得るのみにとどまらず前記ピス
トンリングは一体状となっているため前記従来技術のよ
うに複数のリングの合口部の位置が一致して漏洩量が増
大するようなことはなくなる。このことは従来のピスト
ンリングが複数接合されて形成されたピストンリングに
おいても同様である。

第二にビスＩ・ンリングは円周方向に巻回し、かつ前記
ピストンの上下方向に対して延びるコイル状に形成する
ことによって上記第１の作用に加えて合口部のような隙
間を低減するような構成となり、漏れを大幅に減少させ
ることができる。そして、このような円周方向の巻回し
はピストンリングの円周方向に一周以上設けることによ
って同ピストンリングの全周にわたって複数のリングを
設けた構成と同等の作用を得ることになり、更に複数の
リングが一体状となっているため前記従来技術のように
複数のリングの合口部の位置が一致して漏洩量が増大す
るようなことはなくなる。

実施例 以下、この発明をエンジンに具体化した第１実施例を図
面に基づいて説明する。

第１図に示すように、エンジンのシリンダブロック内に
は適数個の円筒状のシリンダ２が設けられており、同シ
リンダ内にはこれを塞ぐようにピストン１が設けられて
いる。ピストン１の頂部上方にはシリンダ壁２ａとシリ
ンダヘッド（図示せず）によって形成された燃焼室６が
形成されている。一方、ピストン１はピストンピン３に
よってコネクティングロッド５を介してクランクシャフ
ト（図示せず）に連結されており、ピストンの上下動は
前記一連の構成によってクランクシャフトに回転動とし
て伝達される。更に前記クランクシャフトはシリンダブ
ロック２の下部にて支持され、シリンダブロック下部と
更にその下方に設けられたオイルパンによってクランク
室が形成されている。

更に、前記ピストンｌの側面には全周にわたってピスト
ンリング溝１８が形成され、同ピストンリング溝１ａに
はこれに嵌合するピストンリング４が設けられており、
前記ピストンリング溝１ａの幅方向と深さ方向にはピス
トンリング４との間に隙間を有している。このようなピ
ストンリング４は内面側はピストンリング溝１ａと離れ
ているが外面側の径はシリンダ２の壁面２ａの径よりも
大きく形成されているため、シリンダ内に挿通される場
合には、常にシリンダ２の壁面を押圧するように当接し
てピストンの上下揺動とともにシリンダ２の壁面を摺動
する。

前記ピストンリング４には第２図に示すように一本のリ
ング部材の一部である連結部４ｂを残して略全周にわた
って上部・下部に分離するように切れ込み４ａを設け、
更に前記上部・下部のそれぞれが連結部４ｂにつながる
部分に互いに重なり合わないようにして合口部が設けら
れている。このようなピストンリング４は第３図に示す
ように上部、下部のピストンリング部材が２重に重ねら
れた構成となり同数のピストンリングを存した構成と同
様となる。

次に、前記構成によるピストンリング装置についてその
作用を説明する。

先ず、スタータ等によってエンジンが起動し、ピストン
１が上下動することによってピストンリング４はピスト
ンリング溝１ａの上下一方の内壁に当接し、ピストン１
と共にこれに追随して上下動する。このとき、例えば第
３図に示される様にピストン１が燃焼室を圧縮するよう
に上昇する場合、ピストンリング４の外壁はシリンダ２
の壁面２ａに当接したまま上方向へ摺動するため、この
ピストンリング４とシリンダ２との摺動面及び、ピスト
ンリング４とピストンリング溝１ａとの接触面とによっ
て燃焼室６内のガスはシールされる。

更に、前記ピストン１が上死点に達し、逆方向に向きを
変えて移動が始まると、ピストンリング４はそれまで当
接していたピストンリング溝１ａの一方の内壁面から離
れて他方の内壁面へ移動して当接し、前記と同様にピス
トン１と共に下方へ移動して、圧縮室内のガスをシール
する。

このときピストンリング４には切れ込み４ａを存してお
り、静止時には同切れ込み４ａを挟んで両側のピストン
リングの上部、下部は離れているが、ピストン１の上下
動によってピストンリング上下方向に力が加わると、前
記切れ込みは狭められて両側のピストンリング部材は隙
間なく密着するように形成されている。このようなピス
トンリング４は第３図の断面図に示すようにピストンの
上下方向にピストンリング部材が２重に密着して重ねら
れた構成となり、同数のピストンリングを有した構成と
同様となる。

このようなピストンリング４は加工時には円周方向と合
口部の切れ込みを設けるだけで良く、更に同切れ込みは
同ピストンリング１の円周方向にわたって設けることに
よって、２木のピストンリングを設ける構成と同様のシ
ール性を発揮する上、その構成は大幅に簡略されたもの
となる。

一方、前記ピストンリング４をピストンｌに組付ける場
合には、前記切れ込みによって分離されたピストンリン
グ４の端部より工具などによって力を加え押し拡げるこ
とによって、ピストンリング４の径をピストン１の径よ
りも拡大させて同ピストン１を挿入し、ピストンリング
溝ｌａ上にて力を除去することによっで同溝内に嵌合さ
せることができる。これは従来複数のピストンリングを
複数回はめこむような組付は作業に比べて一回で終了す
るため大幅な簡略化が可能となる。

更に、本実施例にて示されたピストンリングは切れ込み
４ａを設けて形成されたものであるが、このような形状
は、従来の同形複数のピストンリングを合口部の位置を
ずらして重ね合わせ、その円周部分の一部を接合して一
体状の部材としても形成され、このようにして成すピス
トンリングでも同様の効果が得られる。

又、本実施例の合口部には図に示した様な直角合口以外
に、糾合口や段付合口などを形成すると更にシール性は
向上する。

次に、本発明の第二実施例を第４、第５図に示し、図面
に従って説明する。

本実施例のピストンリングは同リングの円周方向に巻回
しかつ前記ピストンの上下方向に対して延びるコイル形
状に形成したピストンリング４０であり、このような円
周方向への巻回しは、例えばピストンリング部材にスパ
イラル状の切れ込み４０ａを設けて形成し、前記実施例
と同様にピストン１に設けたものである。

前記ピストンリング４０は、ピストンが上下動する場合
には前記実施例と同様の作用を得るばかりでなく、スパ
イラル状の切れ込み４０ａとリング端面とが交わる合口
部に相当する部分の開口部分を極小とし、シール性を更
に向上することができる。更に加工時にはスパイラル状
の切れ込み４０ａを設けるだけで良く、同スパイラル状
の切れ込みは同ピストンリング１の円周方向に周回以上
にわたって設けることによって、適数本のピストンリン
グを設けることと同様のシール性を発揮する上、その構
成は大幅に簡略されたものとなる。

例えば第４図に示されたピストンリング４は円周方向に
わたって一周以上の切れ込みが設けられており、これに
よって図のＢ−Ｂ断面においては前記実施例の第３図と
同様の２本重なった構成となり、又、図のＣ−Ｃ断面に
おいては第５図のようにピストンリング部材は３本重な
った構成となり、良好にシールされる。このような構成
はスパイラル状の切れ込みの長さを適当に設定すること
によって適数本のピストンリング部材に分離して、最適
なシール特性を得ることができる。

発明の効果 以上詳述したように本発明によれば、第一にピストンリ
ングは一部が切断された合口を有する同径複数のリング
が互いの円周の一部を前記合口をずらして一体状に接合
された形状に形成したものであり、更に第二にピストン
リングは円周方向へ巻回して、コイル状に形成したもの
であり、これらの構成によって燃焼室内のガスを良好に
シールすることが可能となるばかりでなく、従来では複
数必要だったピストンリングの本数を大幅に簡略し、加
工、組付は性が向上するなどの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した第一実施例を示すシリンダ
の断面図、第２図は本発明のピストンリングの斜視図、
第３図は第２図のピストンリング４のＡ−Ａにおける断
面図、第４図は本発明を具体化した第二実施例を示すピ
ストンリングの斜視図、第５図は第４図のピストンリン
グ４のＣ−Ｃにおける断面図、第６図（ａ）（ｂ）は従
来技術を示す図であり、（ａ）図は要部拡大図、（ｂ）
図は（ａ）図のＸ−Ｘ断面図である。 １−　ピストン、１ａ−・−ピストンリング溝１ａ、３
−・シリンダ、４・−・ピストンリング、４ａ−・・ス
バイラル状の切れ込み。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ピストンの側面に設けられたピストンリング溝と、
   前記ピストンリング溝に取りつけられたピストンリング
   を有するピストンリング装置において、前記ピストンリ
   ングは一部が切断された合口を有する同径複数のリング
   が前記合口をずらして重ね合わせられ互いの円周の一部
   が一体状に接合された形状であることを特徴とするピス
   トンリング装置。 ２　ピストンの側面に設けられたピストンリング溝と、
   前記ピストンリング溝に取りつけられたピストンリング
   を有するピストンリング装置において、前記ピストンリ
   ングは円周方向に巻回しかつ前記ピストンの上下方向に
   対して延びるコイル形状を特徴とするピストンリング装
   置。