JPH04125358A - 内燃機関用ピストンリング - Google Patents
内燃機関用ピストンリングInfo
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- JPH04125358A JPH04125358A JP24450590A JP24450590A JPH04125358A JP H04125358 A JPH04125358 A JP H04125358A JP 24450590 A JP24450590 A JP 24450590A JP 24450590 A JP24450590 A JP 24450590A JP H04125358 A JPH04125358 A JP H04125358A
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- Japan
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- piston ring
- oil
- groove
- sliding surface
- sliding
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 53
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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。
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、ピストンリングとボアとの間の潤滑技術に関
する。
する。
ピストンリングは燃焼ガスによる膨張力を確実に仕事に
変えるために燃焼室空間を密閉する目的で用いられるも
のであるが、機関運転中ピストンリングは常にボアと摺
動しているために磨耗低減のためにもその摺動面を潤滑
させる必要がある。
変えるために燃焼室空間を密閉する目的で用いられるも
のであるが、機関運転中ピストンリングは常にボアと摺
動しているために磨耗低減のためにもその摺動面を潤滑
させる必要がある。
ピストンリングとボアとの間の潤滑は、それらの摺動面
間に油圧を発生させることでピストンリングがボア側に
押される力をその油圧で反発させピストンリングとボア
との間隔を保つことによってなされている。
間に油圧を発生させることでピストンリングがボア側に
押される力をその油圧で反発させピストンリングとボア
との間隔を保つことによってなされている。
第５図に径方向断面がバレル形状のピストンリング（１
）の径方向断面図とそのピストンリングが上向き（図中
Ｖ方向）に摺動するときに生じるピストンリング摺動面
（３）上の油圧分布を示す。
）の径方向断面図とそのピストンリングが上向き（図中
Ｖ方向）に摺動するときに生じるピストンリング摺動面
（３）上の油圧分布を示す。
摺動面（３）の最上端（５）から摺動面間に入った油は
、ピストンリング径の増大すなわちボアとのクリアラン
スの狭化に伴い抵抗を受は流量が追従しきれなくなり、
ピストンリングの径が最大径になる付近すなわちボアと
のクリアランスが最小となる付近（７）に溜まり始める
。ところが油は摺動面（３）の最上端（５）から次々に
入ってくるためそれら後からの油に押され、梗効果が生
じ、その梗効果によって大きな油圧が発生する。
、ピストンリング径の増大すなわちボアとのクリアラン
スの狭化に伴い抵抗を受は流量が追従しきれなくなり、
ピストンリングの径が最大径になる付近すなわちボアと
のクリアランスが最小となる付近（７）に溜まり始める
。ところが油は摺動面（３）の最上端（５）から次々に
入ってくるためそれら後からの油に押され、梗効果が生
じ、その梗効果によって大きな油圧が発生する。
摺動面上における油圧分布は、摺動面の形状によって決
まり、従って最高油圧（８）も常に同じ位置、すなわち
前記クリアランスが最小となる付近（７）に現れる。（
以下、最高油圧発生点とよぶ） ところで、大きな油圧
を発生させるためには相当量の油がそれらの摺動面間に
供給されていなければならないが、シール性向上のため
ピストンリングとボアとのクリアランスは非常に小さく
、油はその摺動面間に供給されにくい。
まり、従って最高油圧（８）も常に同じ位置、すなわち
前記クリアランスが最小となる付近（７）に現れる。（
以下、最高油圧発生点とよぶ） ところで、大きな油圧
を発生させるためには相当量の油がそれらの摺動面間に
供給されていなければならないが、シール性向上のため
ピストンリングとボアとのクリアランスは非常に小さく
、油はその摺動面間に供給されにくい。
そのためその摺動面間に油を供給しやすい構成として、
実開昭６１−１２６１４８号公報に開示されているよう
に、第６図のような、摺動面（３）の上縁または下縁の
いずれか一方または双方に角落とし部（９）を設けたピ
ストンリング（１）が考案されている。これは、油供給
路として角を落とした形状の部位を設はピストンリング
の上下端におけるボアとのクリアランスを大きくしたこ
とにより、前記摺動面間における油の入口を太き（して
前記摺動面間へ油を供給されやすくしたものである。
実開昭６１−１２６１４８号公報に開示されているよう
に、第６図のような、摺動面（３）の上縁または下縁の
いずれか一方または双方に角落とし部（９）を設けたピ
ストンリング（１）が考案されている。これは、油供給
路として角を落とした形状の部位を設はピストンリング
の上下端におけるボアとのクリアランスを大きくしたこ
とにより、前記摺動面間における油の入口を太き（して
前記摺動面間へ油を供給されやすくしたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで前記油供給路の入口から供給された油は運動エ
ネルギを持っており その運動エネルギーは油供給路の
終端にて油が抵抗を受は減速されて溜まるときに圧力に
変換される。この変換される圧力は油の流速の減速の度
合いが大きければ大きいほど大きくなるため、油供給路
を設けるにしても、油供給路の終端付近における油の流
速の変化が最も大きくなるような形状にされるべきであ
る。
ネルギを持っており その運動エネルギーは油供給路の
終端にて油が抵抗を受は減速されて溜まるときに圧力に
変換される。この変換される圧力は油の流速の減速の度
合いが大きければ大きいほど大きくなるため、油供給路
を設けるにしても、油供給路の終端付近における油の流
速の変化が最も大きくなるような形状にされるべきであ
る。
しかし、上記の実開昭６１−１２６１４８は、そういっ
た摺動面間の油圧発生機構に関することには全く触れず
、ただ前記摺動面間に油を供給しやすくするためだけの
目的で考案されたものであるため、供給量は充分確保さ
れるものの、その供給された油の持つ運動エネルギは効
率良く圧力に変換されていない可能性が高く、潤滑が充
分になされているかどうかについては疑問があった。
た摺動面間の油圧発生機構に関することには全く触れず
、ただ前記摺動面間に油を供給しやすくするためだけの
目的で考案されたものであるため、供給量は充分確保さ
れるものの、その供給された油の持つ運動エネルギは効
率良く圧力に変換されていない可能性が高く、潤滑が充
分になされているかどうかについては疑問があった。
本発明は上記問題を解決するため、前記油供給路の終端
を前記最高油圧発生点に設け、油の摺動方向への流れに
、最高油圧発生点において抵抗を与え、流速を捺った油
の運動エネルギーを最高油圧発生点にて圧力に変換する
ことにより、効率良く高い油圧を発生させ、ピストンリ
ングとボア間の潤滑性を向上し磨耗を低減することを目
的としている。
を前記最高油圧発生点に設け、油の摺動方向への流れに
、最高油圧発生点において抵抗を与え、流速を捺った油
の運動エネルギーを最高油圧発生点にて圧力に変換する
ことにより、効率良く高い油圧を発生させ、ピストンリ
ングとボア間の潤滑性を向上し磨耗を低減することを目
的としている。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、ボアとの摺動面が凸状になった内燃機関用ピストンリ
ングにおいて、その摺動面上に、ピストンリング上下方
向の端部から最大径部位に至る溝を、最大径部位を超え
ないように設けたことを特徴とする。
、ボアとの摺動面が凸状になった内燃機関用ピストンリ
ングにおいて、その摺動面上に、ピストンリング上下方
向の端部から最大径部位に至る溝を、最大径部位を超え
ないように設けたことを特徴とする。
上記手段によりピストンリング摺動面に溝が設けられて
おり、その溝の部分ではボアとのクリアランスが大きい
ため油が前記摺動面間に供給されやすくなっている。今
、ピストンリングの摺動方向が上向きであるとすると、
ピストンリング上端から溝に入った油は、運動エネルギ
を持ち、溝に沿ってテーパになった面を下方へと進み最
大径部にいたる、テーバ面も溝もここから下方へは続い
ていないので、溝の終端に至った油は大きな抵抗を受け
る。抵抗をうけた油の流速は急激に低下しそこに溜まろ
うとする。ところがその位置は、ボアとのクリアランス
が狭いため、溜まるにしたがい油は圧縮されて圧を持ち
、梗効果が生じる。このように溝の終端が前記の最高油
圧発生点にあることによって、油の持っていた運動エネ
ルギーは効率よく圧力に変換されたことになる。
おり、その溝の部分ではボアとのクリアランスが大きい
ため油が前記摺動面間に供給されやすくなっている。今
、ピストンリングの摺動方向が上向きであるとすると、
ピストンリング上端から溝に入った油は、運動エネルギ
を持ち、溝に沿ってテーパになった面を下方へと進み最
大径部にいたる、テーバ面も溝もここから下方へは続い
ていないので、溝の終端に至った油は大きな抵抗を受け
る。抵抗をうけた油の流速は急激に低下しそこに溜まろ
うとする。ところがその位置は、ボアとのクリアランス
が狭いため、溜まるにしたがい油は圧縮されて圧を持ち
、梗効果が生じる。このように溝の終端が前記の最高油
圧発生点にあることによって、油の持っていた運動エネ
ルギーは効率よく圧力に変換されたことになる。
第１図に本発明にかかる第１実施例の側面図を示す、ま
た、第２図は、本第１実施例による溝の拡大断面図を示
し、第４図は、本第１実施例によるピストンリングの断
面図およびこのピストンリングが上向き（図中Ｖ方向）
に摺動した場合に摺動面に生じる油圧分布を示す。
た、第２図は、本第１実施例による溝の拡大断面図を示
し、第４図は、本第１実施例によるピストンリングの断
面図およびこのピストンリングが上向き（図中Ｖ方向）
に摺動した場合に摺動面に生じる油圧分布を示す。
この第１実施例は第４図に示すようにピストンリング（
１）の断面がバレル状であって、その摺動面は園のよう
に平坦部（４）と上下の傾斜部（６）による３つの面か
らなり、前記上下の傾斜部（６）内のみに前記平坦部（
４）と傾斜部（６）の境界点（７）とピストンリング端
部（５）とを最短距離にて連通ずる溝（２）が設けられ
ており、その溝（２）は第１図及び第２図に示すように
幅約０．０５ｍ、深さ約０．０１ｍの条痕状の細溝であ
り摺動面（３）の周方向に約０．１■間隔おきに全周に
わたって設けられている。
１）の断面がバレル状であって、その摺動面は園のよう
に平坦部（４）と上下の傾斜部（６）による３つの面か
らなり、前記上下の傾斜部（６）内のみに前記平坦部（
４）と傾斜部（６）の境界点（７）とピストンリング端
部（５）とを最短距離にて連通ずる溝（２）が設けられ
ており、その溝（２）は第１図及び第２図に示すように
幅約０．０５ｍ、深さ約０．０１ｍの条痕状の細溝であ
り摺動面（３）の周方向に約０．１■間隔おきに全周に
わたって設けられている。
第４図に示すような断面形状のピストンリング（１）に
おいてその摺動面（３）上では同図中右側の実線に示す
ような油圧分布が発生している。
おいてその摺動面（３）上では同図中右側の実線に示す
ような油圧分布が発生している。
この図によれば最高油圧発生点（８）が摺動方向上側の
傾斜部（６）と平坦部（４）との境界点く７）近傍にあ
ることがわかる。尚、点線で示した油圧分布は溝のない
ピストンリングの摺動面に生じる油圧分布であり、溝を
設けたことで摺動面での油圧が大きくなっていることが
わかる。
傾斜部（６）と平坦部（４）との境界点く７）近傍にあ
ることがわかる。尚、点線で示した油圧分布は溝のない
ピストンリングの摺動面に生じる油圧分布であり、溝を
設けたことで摺動面での油圧が大きくなっていることが
わかる。
摺動方向の端部（５）に開いた溝（２）から入った油は
溝内を通り前記傾斜部（６）と平坦部（４）の境界点（
７）にいたる、溝（２）はそこで終端になるため油の流
れは抵抗を受は減速する。
溝内を通り前記傾斜部（６）と平坦部（４）の境界点（
７）にいたる、溝（２）はそこで終端になるため油の流
れは抵抗を受は減速する。
この位置が前記の最高油圧発生点（８）の位置であるた
め、油の運動エネルギは効率良く圧力に変換され高油圧
になる。よって潤滑性が向上する。
め、油の運動エネルギは効率良く圧力に変換され高油圧
になる。よって潤滑性が向上する。
第３図に第２実施例を示す。
上述の第１実施例と同一または相当部分には同一符号を
付して示した。
付して示した。
この第２実施例も径方向の断面が第１実施例と同様のバ
レル状であり、溝（２）も同様に前記傾斜部（６）内の
みに設けられるが、本第２実施例では端部（５）の異な
る２点と、前記傾斜部（６）と平坦部（４）との境界部
（７）とを半円弧状の経路で連通させた溝で構成されて
いる。
レル状であり、溝（２）も同様に前記傾斜部（６）内の
みに設けられるが、本第２実施例では端部（５）の異な
る２点と、前記傾斜部（６）と平坦部（４）との境界部
（７）とを半円弧状の経路で連通させた溝で構成されて
いる。
この第２実施例でもピストンリング（１）の上下端（５
）と前記最高油圧発生点（８）とを連通ずる溝が設けら
れているため第１実施例と同様の作用と効果を得られる
が、さらに、この第２実施例の場合、溝（２）に摺動方
向を横切る部分が多いため、油の保持効果が大きく、摺
動方向への油の流れに対し、より大きな抵抗を持ってい
るといえる。従って、運動エネルギはより効率良く圧力
に変換される。
）と前記最高油圧発生点（８）とを連通ずる溝が設けら
れているため第１実施例と同様の作用と効果を得られる
が、さらに、この第２実施例の場合、溝（２）に摺動方
向を横切る部分が多いため、油の保持効果が大きく、摺
動方向への油の流れに対し、より大きな抵抗を持ってい
るといえる。従って、運動エネルギはより効率良く圧力
に変換される。
本発明によるとピストンリングの摺動面に上下方向に貫
通しない溝が設けられるため摺動面間には潤滑油が供給
されやすく抜は出にくい、しかもその溝は摺動面内の最
高油圧発生点にその終端を持つように設けられており、
最も効率良く油圧を発生し得る。従って発生した高い油
圧により摺動面間の潤滑性が向上し、磨耗が低減される
。
通しない溝が設けられるため摺動面間には潤滑油が供給
されやすく抜は出にくい、しかもその溝は摺動面内の最
高油圧発生点にその終端を持つように設けられており、
最も効率良く油圧を発生し得る。従って発生した高い油
圧により摺動面間の潤滑性が向上し、磨耗が低減される
。
また、従来からあるピストンリングの一部に溝が設けら
れただけの構造であるため、製造が容易であり、低コス
トにて性能の向上が果たせる。
れただけの構造であるため、製造が容易であり、低コス
トにて性能の向上が果たせる。
第１図は本発明にかかる内燃機関用ピストンリングの第
１実施例の側面図を示す。 第２図は前記第１実施例の溝の拡大断面図を示す。 第３図は本発明にかかる内燃機関用ピストンリングの第
２実施例の側面図を示す。 第４図は第１実施例によるピストンリングの径方向断面
図、およびピストンリングが紙面上向きに摺動した場合
に摺動面上に発生する油圧分布を示す。 第５図は径方向断面がバレル形状をした溝のないピスト
ンリングの径方向断面図、およびピストンリングが紙面
上向きに摺動した場合に摺動面上に発生する油圧分布を
示す。 第６図は従来の技術によるピストンリングの斜視図を示
す。 符号の説明 １ −一一一一・・−ピストンリング ２・−・−・・・溝 ３ ・−・−・−摺動面 ４−・・・−・−・最大径部位（平坦部）５・・・・・
−・端部 ６・−・・−・ブレ部 ７−・−・−・・境界点 ８ ・−−−−−−・最高油圧発生点 ９−−−−−−−・角落とし部 ｖ−・・・・・ピストン速度 （ピストンリング槽動速度） 第２図 第４図
１実施例の側面図を示す。 第２図は前記第１実施例の溝の拡大断面図を示す。 第３図は本発明にかかる内燃機関用ピストンリングの第
２実施例の側面図を示す。 第４図は第１実施例によるピストンリングの径方向断面
図、およびピストンリングが紙面上向きに摺動した場合
に摺動面上に発生する油圧分布を示す。 第５図は径方向断面がバレル形状をした溝のないピスト
ンリングの径方向断面図、およびピストンリングが紙面
上向きに摺動した場合に摺動面上に発生する油圧分布を
示す。 第６図は従来の技術によるピストンリングの斜視図を示
す。 符号の説明 １ −一一一一・・−ピストンリング ２・−・−・・・溝 ３ ・−・−・−摺動面 ４−・・・−・−・最大径部位（平坦部）５・・・・・
−・端部 ６・−・・−・ブレ部 ７−・−・−・・境界点 ８ ・−−−−−−・最高油圧発生点 ９−−−−−−−・角落とし部 ｖ−・・・・・ピストン速度 （ピストンリング槽動速度） 第２図 第４図
Claims (1)
- ボアとの摺動面が凸状になった内燃機関用ピストンリン
グにおいて、その摺動面上に、ピストンリング上下方向
の端部から最大径部位に至る溝を、最大径部位を超えな
いように設けたことを特徴とする内燃機関用ピストンリ
ング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24450590A JPH04125358A (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | 内燃機関用ピストンリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24450590A JPH04125358A (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | 内燃機関用ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04125358A true JPH04125358A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17119678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24450590A Pending JPH04125358A (ja) | 1990-09-13 | 1990-09-13 | 内燃機関用ピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04125358A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013206399A1 (de) * | 2013-04-11 | 2014-10-16 | Federal-Mogul Friedberg Gmbh | Kolbenring mit periodisch variierender Laufflächenbreite |
| JP2019182294A (ja) * | 2018-04-13 | 2019-10-24 | アイシン精機株式会社 | サンルーフ装置 |
-
1990
- 1990-09-13 JP JP24450590A patent/JPH04125358A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013206399A1 (de) * | 2013-04-11 | 2014-10-16 | Federal-Mogul Friedberg Gmbh | Kolbenring mit periodisch variierender Laufflächenbreite |
| JP2019182294A (ja) * | 2018-04-13 | 2019-10-24 | アイシン精機株式会社 | サンルーフ装置 |
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