JPH04129964U - 内燃機関用ピストンリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ストレートタイプの合口でも、合口周囲におけ
るオイル洩れ通路の通過抵抗を大きくしてオイル洩れを
低減させる。 【構成】縦切り又は斜め切りされたストレートタイプの
合口２を有するコンプレッションリング１で、半径方向
の厚み（Ｔ寸法）を合口２とその周囲を除いて一様なＴ
寸法α１に形成し、合口２とその周囲を含む限られた範
囲のみでＴ寸法を拡大する。即ち、合口２を中心に両円
周方向へ対称に等角度θ１の幅をもって、且つ合口２の
端面へ向けてＴ寸法を徐々に内方へ拡大する。これによ
り、コンプレッションリング１をリング溝に組付けたピ
ストンを内燃機関のシリンダボアに装着して使用した場
合に、ストレートタイプの合口２でも、コンプレッショ
ンリング１とリング溝との間で合口２の周囲におけるオ
イル洩れ通路の通過抵抗が大きくなり、その部分でのオ
イル洩れが低減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、内燃機関用ピストンリングの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、内燃機関用のピストンに組付けられるピストンリングの合口の隙間は、 ピストンリングの熱膨張を考慮した上で最小限の大きさに設定されているが、燃 焼室への大きなオイル洩れ通路となっていた。特に、減速時のように燃焼室内が 負圧になるときには、合口の部分とその周囲から多くのオイルが吸い上げられて 洩れるおそれがあった。又、ピストンのリング溝とピストンリング上下面とにあ る程度の粗さが与えられているため、それらの隙間からピストンリング背面を通 ってオイルが燃焼室へ吸い上げられるおそれがあった。これは、単に縦や斜めに 切られたストレートタイプの合口で、その隙間が負圧通路として開放されている ことから顕著であった。

【０００３】 そこで、実開昭５９−１２６１５８号公報に開示された技術では、合口の両端 を互い段切り形状としたり、段切り形状を基本とした変形としたりして、いわゆ るダブルアングルタイプの合口が構成され、合口の部分におけるオイル洩れ通路 の縮小が図られている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記従来公報の技術では、ダブルアングルタイプの合口を成形する ために製造コストが高騰して不利なばかりでなく、合口部分の肉厚が薄くて強度 が低下することから、折損のおそれもあった。折損対策としては、ピストンリン グの上下方向の寸法、即ち「Ｂ寸法」を大きくすることも考えられる。しかし、 この場合には、ピストンリングの全体重量が増大し、コスト高にもなるばかりで なく、ピストンリングの張力を増大させてシリンダボアでの摺動抵抗を大きくす ることにもなった。

【０００５】 この考案は前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、縦や斜 めに切られたストレートタイプの合口でも、合口の周囲におけるオイル洩れ通路 の通過抵抗を大きくしてオイル洩れを低減させることの可能な内燃機関用ピスト ンリングを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、この考案においては、半径方向の厚みを一様に 形成し、縦切り又は斜め切りされたストレートタイプの合口を有する内燃機関用 ピストンリングにおいて、合口とその周囲を含む円周方向の所定範囲のみにて、 半径方向の厚みを内方へ大きく設定している。

【０００７】

【作用】

上記の構成によれば、合口とその周囲を含む円周方向の所定範囲のみにて、半 径方向の厚みが内方へ大きく設定されているので、ピストンリングをピストンの リング溝に組付けた状態において、合口とその周囲でリング溝底壁とピストンリ ング内周面（背面）とのクリアランスが小さくなる。従って、単に縦切り又は斜 め切りされたストレートタイプの合口部分においても、オイル洩れ通路の通過抵 抗が大きくなる。

【０００８】

【実施例】

以下、この考案の内燃機関用ピストンリングを具体化した一実施例を図１〜図 ４に基づいて詳細に説明する。 図１はこの実施例のピストンリングとしてのコンプレッションリング１を示す 平面図、図２はその合口２とその周囲を拡大して示す平面図である。このコンプ レッションリング１は、合口２とその周囲を除く半径方向の厚み（Ｔ寸法）α１ が一様に形成されている。又、合口２は縦切りされたストレートタイプとなって いる。

【０００９】 そして、図２に示すように、合口２とその周囲を含む円周方向の所定範囲のみ で、Ｔ寸法が内方へ微寸法分ｔだけ大きく設定されている。即ち、合口２を中心 にして両方向へ対称に等角度θ１の幅をもってＴ寸法が拡大されている。この実 施例では、合口２の端面付近におけるＴ寸法α２が最も大きく、その合口２から 離れるに連れて徐々に小さくなりＴ寸法α１へ収束するようになっている。

【００１０】 図３は２本リングタイプのピストン３のリング溝４に上記のコンプレッション リング１を組付け、そのピストン３を内燃機関のシリンダボア５に装着した状態 を示している。尚、コンプレッションリング１の下側のリング溝６には、オイル リング７が組付けられている。 従って、この実施例のコンプレッションリング１では、合口２を中心にして両 方向へ等角度θ１の幅の分だけＴ寸法が拡大されていることから、合口２の部分 におけるオイル洩れの点で有利になっている。つまり、図３からも分かるように 、コンプレッションリング１は、合口２とその周囲を含む限られた範囲で、リン グ溝４の底壁４ａとコンプレッションリング１の内周面、即ち背面１ａとのクリ アランスＣ１が、合口２とその周囲以外のクリアランスＣ２よりも小さくなって いる。これにより、単に縦切りされたストレートタイプの合口２であっても、合 口２とその周囲を含む所定範囲でオイル洩れ通路の通過抵抗が大きくなる。

【００１１】 そして、特に内燃機関の減速時のように燃焼室（図３にてピストン３の上方） 側が負圧になるときには、コンプレッションリング１がリング溝４の上面側へ長 時間押し付けられ、合口２とその周囲から多くのオイルが燃焼室へと吸い上げら れようとする。しかし、この実施例では、そのような減速時でも、オイル洩れ通 路の通過抵抗が大きい分だけ、コンプレッションリング１の背面１ａから燃焼室 へ洩れるオイル量を減少させることができる。その結果、コンプレッションリン グ１の全体として、洩れによるオイルの消費量を低減させることができる。しか も、ストレートタイプの合口２と言う比較的簡単な形状で対応できることから、 製造コストを低減させることもできる。

【００１２】 図４は減速時のオイル消費量をコンプレッションリング１の各部位で比較した グラフである。このグラフからも明らかなように、本実施例では従来例と比較し て、合口２の周囲でオイル消費量の減少していることが分かる。 ところで、この実施例では、コンプレッションリング１の背面１ａとリング溝 ４の底壁４ａとの間に、ある程度のクリアランスＣ１，Ｃ２が与えられている。 これは、コンプレッションリング１及びピストン３の膨張や、ピストン３の上下 運動時におけるコンプレッションリング１の傾き等を考慮して設けられたもので ある。よって、これらクリアランスＣ１，Ｃ２を小さくし過ぎても、コンプレッ ションリング１の作用は阻害されることになる。従って、この実施例では、合口 ２とその周囲を含む限られた範囲のみで、コンプレッションリング１のＴ寸法を 拡大してクリアランスＣ１のみを小さくしているだけなので、コンプレッション リング１の作用が阻害されることはない。又、図４からも明らかなように、その 他の部分でのオイル消費量は極めて小さいことから、合口２とその周囲を含む所 定範囲の以外で、コンプレッションリング１のＴ寸法を拡大する必要性の低いこ とが分かる。

【００１３】 又、この実施例では、合口２とその周囲でオイル洩れ通路の通過抵抗が大きい ので、オイル消費量を低減できるばかりでなく、内燃機関の高負荷時にはコンプ レッションリング１の背面１ａからピストン３の下方へ通過するブローバイガス 量を抑えることもできる。 更に、合口２の付近ではシリンダボア５との摺動反力が強いのであるが、この 実施例では合口２とその周囲を含む所定範囲でＴ寸法が大きいことから、捩じれ に対する剛性を高めて強度面でも有利である。加えて、合口２とその周囲を含む 所定範囲で剛性を高めていることから、コンプレッションリング１の全体姿勢、 即ち捩じれ、揺動及びフラッタリング等を抑えることができる。その結果、内燃 機関におけるオイル消費やブローバイガス洩れを相乗的に改善できる。

【００１４】 併せて、この実施例では、２本リングタイプのピストン３においても、オイル 消費やブローバイガス洩れを充分に改善できることから、ピストン３の２本リン グ化により、そのシリンダボア５に対する張力を減少させることができ、内燃機 関の燃費をも向上させることができる。又、ピストン３の２本リング化により、 ピストン３の全高を小さくできるので、ピストン３を軽量化、延いては内燃機関 の軽量化を図ることができる。よって、ピストン３の内燃機関に対する搭載性を 改善できると共に、ピストン３の慣性重量を低減できることから、各部摩耗の減 少等の改善を図ることもできる。

【００１５】 尚、この考案は前記実施例に限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しな い範囲で構成の一部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記実施例では、合口２を中心にして両方向へ対称に等角度θ１の幅を もってＴ寸法が拡大されているが、図５に示すようにコンプレッションリング１ １において、合口２を中心にして両方向へ異なる角度θ１，θ２の幅をもって非 対称にＴ寸法を拡大すると共に、シリンダボア内におけるコンプレッションリン グ１１の回転方向Ｘの前側の角度θ１を後側の角度θ２よりも大きくしてもよい 。或いは、合口を中心にして両方向へ等角度の幅をもってＴ寸法を拡大すると共 に、合口を中心にして、リング回転方向の前側のＴ寸法を後側のそれよりも大き くしてもよい。

【００１６】 つまり、一般にシリンダボアではピストンの上下動に伴ってピストンリングに 回転が生じるのであるが、合口周辺のオイル洩れ割合は、その回転方向の後側よ りも前側で大きくなる。従って、上記のような構成にすることにより、ピストン 上下時間とコンプレッションリング回転速度を考慮した負圧発生の伝達分布に応 じ、合口を中心にしてリング回転方向の前側でオイル洩れ通路の通過抵抗をより 大きくして、オイル洩れを抑えることができる。

【００１７】 （２）前記実施例では、２本リングタイプのピストン３におけるコンプレッシ ョンリング１に具体化したが、３本リングタイプ等のピストンにおいて、トップ 及びセカンドの少なくとも一つのコンプレッションリングに具体化してもよい。 或いは、４本以上のピストンリングを備えたピストンにおいて、各コンプレッシ ョンリングに具体化することもできる。

【００１８】 （３）前記実施例では、縦切りされたストレートタイプの合口２を有するコン プレッションリング１に具体化したが、斜め切りされたストレートタイプの合口 を有するコンプレッションリングに具体化することもできる。

【００１９】

【考案の効果】

以上詳述したように、この考案によれば、半径方向の厚みを一様に形成し、縦 切り又は斜め切りされたストレートタイプの合口を有する内燃機関用ピストンリ ングにおいて、合口とその周囲を含む円周方向の所定範囲のみにて、半径方向の 厚みを内方へ大きくしているので、縦や斜めに切られたストレートタイプの合口 でも、合口の周囲におけるオイル洩れ通路の通過抵抗を大きくすることができ、 もってオイル洩れを低減させてオイル消費量を低減させることができるという優 れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案を具体化した一実施例におけるコンプ
レッションリングを示す平面図である。

【図２】一実施例においてコンプレッションリングの合
口とその周囲を拡大して示す平面図である。

【図３】一実施例においてピストンのリング溝にコンプ
レッションリングを組付け、そのピストンをシリンダボ
アに組付けた状態を示す部分断面図である。

【図４】一実施例において減速時のオイル消費量をコン
プレッションリングの各部位で比較して示すグラフであ
る。

【図５】この考案を具体化した別の実施例のコンプレッ
ションリングを示す平面図である。

【符号の説明】

１…コンプレッションリング、２…合口、４…リング
溝、α１，α２…Ｔ寸法、Ｃ１，Ｃ２…クリアランス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 半径方向の厚みを一様に形成し、縦切り
   又は斜め切りされたストレートタイプの合口を有する内
   燃機関用ピストンリングにおいて、前記合口とその周囲
   を含む円周方向の所定範囲のみにて、半径方向の厚みを
   内方へ大きく設定したことを特徴とする内燃機関用ピス
   トンリング。