JPH0262479A

JPH0262479A - ピストン

Info

Publication number: JPH0262479A
Application number: JP1182392A
Authority: JP
Inventors: Bryan Nigel Victor Parsons; ブリヤン　ニゲル　ビクター　パーソンズ
Original assignee: Jaguar Cars Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 1988-07-16
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1990-03-02
Also published as: EP0351976A3; EP0351976A2; US5072653A; GB8816983D0

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内燃機関やポンプのような往復機械のためのピ
ストンに関する。

従来の技術及びその問題点一般的な内燃機関では、１つ又はそれ以上の数のピスト
ンがシリンダーボアー内にスライド可能に配置されてお
り、又、ピストンリングによってシリンダーボアーに対
してシールされている。ピストンリングは、ピストンヘ
ッドに近い位置でピストン壁面に形成されている円周溝
内に嵌め込まれている。これらのリングは割りリングで
あり、弾性的な金属で作られ、又、解放された状態の下
ではシリンダーボアーよりも大きな直径を有している。

これにより、ピストンリングは圧縮された状態の下にシ
リンダーボアーと係合されるのである。製造公差や膨張
を許容するようになすために、シリンダーボアー内に係
合された状態でピストンリングの端部間に空隙が残され
るようになっている。

このようなピストンリングによれば、単一リングではリ
ング端部間の空隙を通して主たる漏れが生じて約９５％
のシール状態を得られる。このような漏れを最少限とす
るために、第２のリングが必要とされている。

発明の概要両ピストンリングは機関に於ける摩擦力に大きく影響し
ている。本発明は第２のピストンリングの必要性を無く
し、これりより機関に於ける摩擦損失を軽減するのであ
る。

本発明の１つの概念によれば、往復機械用のピストンは
その円筒壁面に形成されている円周溝内に配置された割
りピストンリングを含み、その割りピストンリングの端
部間に空隙を有する状態でシリンダーボアーとスライド
係合されるようにシリンダーボアー内に配置されるよう
になされたピストンであって、前記空隙の下側には中断
されていない連続した環状支持面が完全に配置されてシ
ールされ、又、ピストンリングの端部を該支持面との係
合状態に保持するために手段が備えられていることを特
徴とする。

本発明の好ましい実施例によれば、支持面は連続する支
持リングによって与えられている。この支持リングはピ
ストンリングとともに円周溝内に取り付けられる。しか
しながら支持リングはシリンダーボアーよりも直径が小
さく、ピストンリングの端部との係合°箇所に於いてシ
リンダーボアーに係合するように軽く押圧される。この
ようにして、両者間に弾性的な重荷を付与されてシリン
ダーボアーが第２のリングと係合するが、摩擦荷重は第
２のピストンリングによってもたらされるよりも大幅に
小さくなるのである。

本発明の代替例によれば、支持面は円周溝の底面とされ
る。ピストンはシリンダーボアーの一方の側へ向けて押
圧され、これによりピストンリングの端部は円周溝内へ
完全に押し込められて、その空隙は下側に配置された円
周溝の壁面によってシールされる。この実施例によれば
、熱膨張を許容するために、ピストンヘッドは非対称と
されており、又、シリンダー壁面へ向けて押圧されるピ
ストン壁部の１部がピストンリングから離れる方向へと
ピストンの頂部及び下部へ向かって解放されている。シ
リンダーボアーの一方の側へ向けてのピストン押圧は、
コネクティングロッドとの枢動連結部をシリンダーの他
方の側へ向けて偏倚させ、これによりピストンヘッドに
作用するガス圧力がピストンをシリンダー壁面と接触す
るように押圧するということで行う−ことができる。こ
の代わりに、ピストンを押圧するためにばね手段を使用
することもできる。

ピストンリングの空隙を支持面との接触状態に維持する
ために、ピストンリングはピストンに対してピン止めさ
れ、これにより円周溝内でピストンリングが回転するの
を防止するようになされることができる。

本発明の様々な実施例が添付図面を参照して以下に単な
る例として説明される。

実施例の説明第１図に示されているように、ピストン１ｏは円周溝１
２を形成されている。この円周溝１２内にピストンリン
グ１３が配置されている。このピストン１０はシリンダ
ー１１内にスライド可能に配置され、割りピストンリン
グとされ且つ弾性材料により作られているピストンリン
グ１３は圧縮された状態でシリンダー１１のボアーに係
合されて、ピストン１０とシリンダー１１との間をシー
ルするようになされている。

ピストンリング１３は、シリンダー１１のボアーとシー
ル係合された状態に配置されているときに、そのピスト
ンリング１３の端部間に空隙１４が残されるような寸法
とされている。このピストンリング１３は円周溝１２に
対しピン１８によって角度を定めて配置されている。こ
のピン１８はピストン１０に固定され、円周溝１２内へ
半径方向に突入されている。ピン１８はピストンリング
に形成されている孔１９内にスライド可能に嵌め込まれ
てピストンリング１３の回転を防止するが、ピストンリ
ング１３が円周溝１２の内外へ向けて半径方向に収縮及
び膨張できるようにしており、これによりシリンダー１
１のボアー内での変化を許容できるようにしている。

連続した支持リング１５が円周溝１２内にピストンリン
グ１３の下側に配置されている。この支持リング１５は
シリンダー１１のボアーよりも小さな直径を有しており
、又、シリンダー１１のボアーと係合するようにリーフ
ばね１６によって押圧されている。このリーフばね１６
はリベット１７によってピストン１０に固定されている
。このリーフばね１６は、ピストンリング１３の端部と
係合される箇所に於いてシリンダー１１のボアーと係合
するように支持リング１５を押圧している。

これにより空隙１４を閉じるようになしており、その空
隙を通して漏れが生じるのを防止している。

シリンダー内部のガス圧力の作用でピストンリング１３
は支持リング１５の上へ押し付けられる。

これによりピストンリング１３と支持リング１５との間
にシール状態が形成されて、空隙１４を通して僅かのガ
スも円周溝１２の円筒壁面２０とピストンリング１３と
の間隙へ流れることのないようにしている。

本発明による支持リング１５は、空隙１４を通してガス
が洩れるのを防止し、これにより第２のピストンリング
を備えねばならないような必要性を排除しているのであ
る。

第２図及び第３図に示された実施例に於いては、ピスト
ン２５はシリンダー２７のボアー２６内にスライド可能
に配置されている。このピストン２５はガジオン（ｇｕ
ｄｇｅｏｎ）ピン２８によってコネクティングロッド（
図示せず）に枢動連結されている。コネクティングロッ
ドは知られているようにクランクシャフトに連結される
。

ピストン２５のスカート部分３０はボアー２６内にスラ
イド可能に嵌め込まれている。このピン２５に於けるヘ
ッド部分３１の膨張を許容するために、ヘッド部分３１
は縮径されており、スカート部分３０と不整状態（ａｒ
ｙｍｍｅｌ＋１ｃａｌ）に形成されている。これにより
、一方の側３２に於いてシリンダー２７のボアー２６と
係合するようになされるのである。ピストンリング３３
はヘッド部分３１の頂部に近い位置に形成された円周溝
３４内に配置されている。又、オイルリング３５がスカ
ート部分３０の頂部に近い位置に形成された第２の円周
溝３６内に配置されている。

ピストンリング３３は第１図を参照して説明したのと同
様な方法でピン止めされていて、角度を定めて配置され
ている。又、ピストンリング３３に於ける空隙３７はボ
アー２６内で側部３２の側に配置されている。ピストン
リング３３の端部はこのようなことから円周溝３４内に
て十分に押し縮められ、これにより空隙３７が円周溝３
４の底面によって閉じられて、そこを通しての漏れが最
少限に抑制されるのである。

ヘッド部分３１の膨張によってピストン２５が僅かに傾
斜できるようにするために、ボアー２６の側部３２と係
合するヘッド部分３１及びスカート部分３０に於ける面
積部分３８及び３９は、ピストンリング３３から離れる
方向へ向けて解放されている。

ボアー２６の側部３２との接触点を通る直径を横切って
配置されたガジオンピン２８の軸線は、側部３２から離
れる方向へ向けてピストン２５の中心から偏倚されてい
る。これにより、ピストンヘッド３１に作用するガス圧
力がピストン２５を傾斜させ、シリンダー２７に於ける
側部３２の側でボアー２６と接触するようにピストン２
５を押圧するのである。

本発明から逸脱せずに数多くの変更がなし得る。

例えば、第１図に示した実施例に於いて、ばね手段１６
を螺旋圧縮ばねと置換することができる。

この螺旋圧縮ばねは、ピストン１０に形成した半径方向
の孔内に配置される。この代わりに、１つ又はそれ以上
の個数のリーフばね部材を支持リング１５に固定するか
、或いは一体形成することができる。更に又、ピストン
１０に対するピストンリング１３の回転を防止するため
にピン１８と係合される孔１９をピストンリングに形成
するのに代えて、空隙１４を形成するピストンリング１
３の端部がその内径部分に凹部を形成され、この凹部内
に係合するようにピンが備えられて、これにより空隙１
４の幅寸法の変化を許容しつつピストンリング１３の回
転を防止するようになすことができる。

第２図及び第３図に示した実施例に於いては、ボアー２
６の側部３２と係合するようにピストンを押圧すること
は、ピストンとコネクティングロッドとの間で作用する
弾性手段によって、これとは別に達成することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により形成されたピストンのヘッドを
通る平面断面図。第２図は、本発明により形成された他のピストンの側面
図。第３図は第２図に示したピストンの頂部平面図。１０．２５・・・ピストン、１１．２７・・・シリンダー１２．３４．３６・・・円周溝、１３．３３・・・ピストンリング、１４．３７・・・空隙、１５・・・支持リング、１６・・・リーフばね、１７・・・リベット、１８・・・ピン、１９・・・孔、０・・・円筒壁面、６・・・ボアー８・・・ガジオンピン、０・・・スカート部分、１・・・ヘッド部分、２・・・側部、５・・・オイルリング、８．３９・・・面積部分。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ピストン（１０；２５）の円筒壁面に形成されて
いる円周溝（１２；３４）内に配置された割りピストン
リング（１３；３３）を含み、ピストンリング（１３；
３３）がその端部間に空隙（１４；３７）を有する状態
でシリンダーボアー（１１；２６）とスライド係合され
るようにシリンダーボアー（１１；２６）内に配置され
るピストン（１０；２５）であつて、前記空隙（１４；
３７）の下側には中断されていない連続した環状支持面
が完全に配置されてシールされ、又、ピストンリング（
１３；３３）の端部を該支持面と係合状態に保持するた
めに手段（１６；１８）が備えられていることを特徴と
するピストン。
（２）前記支持面が支持リング（１５）によつて形成さ
れ、支持リング（１５）はピストンリング（１３）とと
もに円周溝（１２）内に配置されており、支持リング（
１５）の直径はシリンダーボアー（１１）の直径よりも
小さく、支持リング（１５）はピストンリング（１３）
の端部との係合箇所に於いてシリンダーボアー（１１）
と係合するように押圧されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項によるピストン。
（３）ばね手段（１６）が支持リング（１５）と円周溝
（１２）の底面との間で作用しており、支持リング（１
５）を押し付けてシリンダーボアー（１１）と係合させ
るようになされたことを特徴とする特許請求の範囲第２
項によるピストン。
（４）ピストン（２５）をシリンダーボアー（２６）の
一方の側へ向けて押圧するために手段が備えられており
、ピストンリング（３３）に於ける空隙（３７）がシリ
ンダーボアー（２６）に於ける前記一方の側に対して位
置決めされていて、円周溝（３４）内に完全に圧縮され
るとともに、該円周溝（３４）の壁面との係合によつて
シールされるようになされていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項によるピストン。
（５）ピストン（２５）のヘッド部分（３１）が縮径さ
れ、又、スカート部分（３０）と不整状態に形成されて
、ヘッド部分（３１）の熱膨張を許容できるようになさ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項による
ピストン。
（６）ピストン（２５）のヘッド部分及びスカート部分
（３０；３１）がピストンリング（３３）から離れる方
向へ向かつて解放され、ヘッド部分（３１）の熱膨張に
よつてピストン（２５）が僅かに傾斜できるようになし
ていることを特徴とする特許請求の範囲第５項によるピ
ストン。
（７）ピストン（２５）とコネクテイングロツドとの間
が枢動連結されており、この枢動連結部（２８）がシリ
ンダーボアー（２６）の前記一方の側から離れる方向へ
オフセットされていて、これによりピストン（２５）に
作用するガス圧力がピストン（２５）をシリンダーボア
ー（２６）の前記一方の側へ向けて押圧するようになさ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項から第
６項迄の何れか１項によるピストン。
（８）ピストン（２５）をシリンダーボアー（２６）の
前記一方の側へ向けて押圧するためにばね手段が備えら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項から第
６項迄の何れか１項によるピストン。
（９）シリンダーボアー（１１）に対するピストンリン
グ（１３）の回転を阻止するために手段（１８；１９）
が備えられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項から第８項迄の何れか１項によるピストン。
（１０）ピン（１８）が円周溝（１２）内をピストン（
１０）から半径方向へ伸長し、ピストンリング（１３）
上の構造部（１９）と係合してピストンリング（１３）
の回転を防止するが、円周溝（１２）の内外へ向かうピ
ストンリング（１３）の圧縮及び膨張を可能にしている
ことを特徴とする特許請求の範囲第９項によるピストン
。