JPH06249341A - ピストンリング構造 - Google Patents
ピストンリング構造Info
- Publication number
- JPH06249341A JPH06249341A JP3327393A JP3327393A JPH06249341A JP H06249341 A JPH06249341 A JP H06249341A JP 3327393 A JP3327393 A JP 3327393A JP 3327393 A JP3327393 A JP 3327393A JP H06249341 A JPH06249341 A JP H06249341A
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- JP
- Japan
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- ring
- piston
- piston ring
- cylinder bore
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 積層タイプピストンリングのガスシール性を
向上すること。 【構成】 リング板５、６、７、８を積層したピストン
リングの、それぞれのリング板の外形形状を、シリンダ
ボア２の複数種類の変形形状（たとえば２次、４次等）
と同形状に予じめ形成しておく。ピストン往復運動時
に、各リング板は対応したシリンダボア変形位置で回転
を止め、シリンダボアとの隙間を減少させるので、ガス
シール性が向上する。
向上すること。 【構成】 リング板５、６、７、８を積層したピストン
リングの、それぞれのリング板の外形形状を、シリンダ
ボア２の複数種類の変形形状（たとえば２次、４次等）
と同形状に予じめ形成しておく。ピストン往復運動時
に、各リング板は対応したシリンダボア変形位置で回転
を止め、シリンダボアとの隙間を減少させるので、ガス
シール性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のピストンの
リング溝に組付けられるピストンリングの構造に関す
る。
リング溝に組付けられるピストンリングの構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ピストンリングのガスシール性を向上さ
せるために、ピストンリングを、周方向に切れ目を有す
る複数枚のリング板の積層アッセンブリから構成するこ
とは知られている（たとえば、実開昭６３−９４４２号
公報）。従来の積層タイプのピストンリングでは、各リ
ング板の外形形状は真円である。また、リング板同志の
切れ目が合致してガスの吹抜けを防止するために、リン
グ板同志の相対回転を防止する特別なまわり止め手段を
必要としている。
せるために、ピストンリングを、周方向に切れ目を有す
る複数枚のリング板の積層アッセンブリから構成するこ
とは知られている（たとえば、実開昭６３−９４４２号
公報）。従来の積層タイプのピストンリングでは、各リ
ング板の外形形状は真円である。また、リング板同志の
切れ目が合致してガスの吹抜けを防止するために、リン
グ板同志の相対回転を防止する特別なまわり止め手段を
必要としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ピストンリン
グが真円に形成されるのに対し、シリンダボアは通常真
円ではない。すなわち、シリンダボアは、シリンダヘッ
ドのシリンダブロックへのボルト締結時に、ボルト締結
力を受けて、ボルト近傍のボア上部が半径方向外方に拡
がってたとえば４次の変形（円周上に４ヶ所半径方向外
方に突出した部分を有する形状）を生じる。また、シリ
ンダボアは熱変形によって２次の変形（円周上に２ヶ所
突出した部分を有する形状）を生じる。また、これらが
重なると６次の変形（２次、４次、６次までが代表的か
つ影響の大きい変形モード）となる。したがって、ピス
トンリング外周が全周にわたってシリンダボアに接触す
ることはできず、ピストンリングの外周の一部とシリン
ダボアとの間には隙間が存在し、この隙間を通ってガス
が吹抜けるという問題があった。
グが真円に形成されるのに対し、シリンダボアは通常真
円ではない。すなわち、シリンダボアは、シリンダヘッ
ドのシリンダブロックへのボルト締結時に、ボルト締結
力を受けて、ボルト近傍のボア上部が半径方向外方に拡
がってたとえば４次の変形（円周上に４ヶ所半径方向外
方に突出した部分を有する形状）を生じる。また、シリ
ンダボアは熱変形によって２次の変形（円周上に２ヶ所
突出した部分を有する形状）を生じる。また、これらが
重なると６次の変形（２次、４次、６次までが代表的か
つ影響の大きい変形モード）となる。したがって、ピス
トンリング外周が全周にわたってシリンダボアに接触す
ることはできず、ピストンリングの外周の一部とシリン
ダボアとの間には隙間が存在し、この隙間を通ってガス
が吹抜けるという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、ピストンリングにおい
て、ピストンリングとシリンダボア間のガスのリークを
低減できるピストンリング構造を提供することにある。
て、ピストンリングとシリンダボア間のガスのリークを
低減できるピストンリング構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のピストンリング構造は次の構造から成る。す
なわち、ピストンに形成されたピストンリング溝に組付
けられるピストンリングを、シリンダボアの変形形状と
同形状に予じめ形成したピストンリング構造。
の本発明のピストンリング構造は次の構造から成る。す
なわち、ピストンに形成されたピストンリング溝に組付
けられるピストンリングを、シリンダボアの変形形状と
同形状に予じめ形成したピストンリング構造。
【０００６】
【作用】上記ピストンリング構造では、ピストンリング
が、ピストン往復運動中にピストンリング外形形状と同
じシリンダボア形状位置で回転方向に安定し、ピストン
リングとシリンダボア間の隙間がなくなって、ガス洩れ
を低減する。
が、ピストン往復運動中にピストンリング外形形状と同
じシリンダボア形状位置で回転方向に安定し、ピストン
リングとシリンダボア間の隙間がなくなって、ガス洩れ
を低減する。
【０００７】
【実施例】以下に、本発明のピストンリング構造の望ま
しい実施例を図面を参照して説明する。図１において、
１は往復運動型内燃機関のピストンであり、シリンダロ
ックに形成されたシリンダボア２に往復動可能に挿入さ
れる。ピストン１にはピストンリング溝３およびオイル
リング溝４が全周にわたって形成され、それぞれにピス
トンリング、オイルリングが組付けられている。
しい実施例を図面を参照して説明する。図１において、
１は往復運動型内燃機関のピストンであり、シリンダロ
ックに形成されたシリンダボア２に往復動可能に挿入さ
れる。ピストン１にはピストンリング溝３およびオイル
リング溝４が全周にわたって形成され、それぞれにピス
トンリング、オイルリングが組付けられている。
【０００８】ピストンリングは、周方向に１ヶ所切れ目
を有するリング板５、６、７、８を、複数枚積層したも
のから構成される。図示例では、リング板が４枚設けら
れた場合が示されているが、枚数は２枚以上であれば任
意である。リング板５、６、７、８は、そのうち少なく
とも２枚が、互いに異なる外形形状を有する。互いに異
なる外形形状のうち一つは真円である。外形形状が真円
のリング板５は、リング板を重ねるときに最上層に配置
される。
を有するリング板５、６、７、８を、複数枚積層したも
のから構成される。図示例では、リング板が４枚設けら
れた場合が示されているが、枚数は２枚以上であれば任
意である。リング板５、６、７、８は、そのうち少なく
とも２枚が、互いに異なる外形形状を有する。互いに異
なる外形形状のうち一つは真円である。外形形状が真円
のリング板５は、リング板を重ねるときに最上層に配置
される。
【０００９】図２〜図４は、真円以外の外形形状を有す
るリング板６、７、８を示している。図２のリング板６
は４次の外形形状を有し、図３のリング板７は６次の外
形形状を有し、図４のリング板８は２次の外形形状を、
それぞれ、有している。リング板として、その他の次
数、たとえば８次などの外形形状をもつものを選択して
もよい。何次の外形形状を選択するかは、ピストン１が
装着されるシリンダボア２の変形形状によって変化し、
シリンダボア２の変形形状に合致したものを選択する。
また、リング板８の外形の真円からの凹凸量も、シリン
ダボア２の変形形状の真円からの凹凸量に合せる。
るリング板６、７、８を示している。図２のリング板６
は４次の外形形状を有し、図３のリング板７は６次の外
形形状を有し、図４のリング板８は２次の外形形状を、
それぞれ、有している。リング板として、その他の次
数、たとえば８次などの外形形状をもつものを選択して
もよい。何次の外形形状を選択するかは、ピストン１が
装着されるシリンダボア２の変形形状によって変化し、
シリンダボア２の変形形状に合致したものを選択する。
また、リング板８の外形の真円からの凹凸量も、シリン
ダボア２の変形形状の真円からの凹凸量に合せる。
【００１０】一方、シリンダボア２の変形は、ヘッドボ
ルト締結および熱変形などによって生じる。図６、図７
に示すように、ヘッドボルト１６を締めるとシリンダブ
ロック１４のウォータジャケットのアッパデッキがシリ
ンダヘッド１５側にもち上げられ、ガスケット１７のう
ちグロメット１８の部分が硬いのでアッパデッキが上方
に向って凸状に変形する。それにつれて、シリンダボア
壁もヘッドボルト近傍で上端部近傍が半径外方に変形し
て、１つのシリンダボアに対し４本のヘッドボルトがあ
る場合、シリンダボアは図８に示すような４次の変形を
生じる。また、シリンダボアの両側には、図７に示すよ
うにウォータジャケット１９があるので、シリンダボア
は、図９に示すようにエンジン長手方向に２次の変形を
生じる。
ルト締結および熱変形などによって生じる。図６、図７
に示すように、ヘッドボルト１６を締めるとシリンダブ
ロック１４のウォータジャケットのアッパデッキがシリ
ンダヘッド１５側にもち上げられ、ガスケット１７のう
ちグロメット１８の部分が硬いのでアッパデッキが上方
に向って凸状に変形する。それにつれて、シリンダボア
壁もヘッドボルト近傍で上端部近傍が半径外方に変形し
て、１つのシリンダボアに対し４本のヘッドボルトがあ
る場合、シリンダボアは図８に示すような４次の変形を
生じる。また、シリンダボアの両側には、図７に示すよ
うにウォータジャケット１９があるので、シリンダボア
は、図９に示すようにエンジン長手方向に２次の変形を
生じる。
【００１１】このようなシリンダボア２の変形に合致す
るように、図２〜図４のピストンリングのリング板の外
形形状は選定される。なお、リング板５、６、７、８の
内形形状は真円である。リング板５、６、７、８の切れ
目（合口）は、リング板５、６、７、８がシリンダボア
２の変形と合致する回転位置をとったときに、リング板
５、６、７、８同志の合口が重ならないように、位置を
選定してある。
るように、図２〜図４のピストンリングのリング板の外
形形状は選定される。なお、リング板５、６、７、８の
内形形状は真円である。リング板５、６、７、８の切れ
目（合口）は、リング板５、６、７、８がシリンダボア
２の変形と合致する回転位置をとったときに、リング板
５、６、７、８同志の合口が重ならないように、位置を
選定してある。
【００１２】オイルリングは、周方向に１ヶ所切れ目を
もつ上下一対のサイドレール９、１０と、サイドレール
９、１０を半径方向外方にばね付勢するエキスパンダ１
１とから成る。サイドレール９、１０はエキスパンダ１
１によってシリンダボア２に押しつけられ、ボア壁面に
付着したオイルを掻き落す。
もつ上下一対のサイドレール９、１０と、サイドレール
９、１０を半径方向外方にばね付勢するエキスパンダ１
１とから成る。サイドレール９、１０はエキスパンダ１
１によってシリンダボア２に押しつけられ、ボア壁面に
付着したオイルを掻き落す。
【００１３】従来のピストンは、通常、ピストンリング
溝を２ヶ、オイルリング溝を１ヶ有するが、本発明実施
例ではピストンリング溝３が１ヶ、オイルリング溝４は
１ヶ設けられている。したがって、ピストンリング溝３
が１ヶ従来より少なく、その分コンプレッションハイト
が低減されている。
溝を２ヶ、オイルリング溝を１ヶ有するが、本発明実施
例ではピストンリング溝３が１ヶ、オイルリング溝４は
１ヶ設けられている。したがって、ピストンリング溝３
が１ヶ従来より少なく、その分コンプレッションハイト
が低減されている。
【００１４】つぎに、作用を説明する。ピストン１が往
復運動すると、ピストンリングの各リング板５、６、
７、８は、シリンダボア２の数種の変形から合致した形
状を自動的に選択してその位置まで回転してその位置で
回転を止め、安定した位置を保ちつつ上下運動を繰り返
す。したがって、ピストンリングのリング板５、６、
７、８とシリンダボアの変形が合致して、両者間の隙間
が少なくなり、ガスシール効果が向上する。また、外形
形状が真円でないリング板６、７、８は、まわり止め作
用があるので、合口が重ならず、合口が重なった場合に
生じる合口を通してのガスの吹抜けもなくなり、ガスシ
ール効果がさらに向上する。
復運動すると、ピストンリングの各リング板５、６、
７、８は、シリンダボア２の数種の変形から合致した形
状を自動的に選択してその位置まで回転してその位置で
回転を止め、安定した位置を保ちつつ上下運動を繰り返
す。したがって、ピストンリングのリング板５、６、
７、８とシリンダボアの変形が合致して、両者間の隙間
が少なくなり、ガスシール効果が向上する。また、外形
形状が真円でないリング板６、７、８は、まわり止め作
用があるので、合口が重ならず、合口が重なった場合に
生じる合口を通してのガスの吹抜けもなくなり、ガスシ
ール効果がさらに向上する。
【００１５】また、シール性向上のため、たとえば４本
のリング板５、６、７、８のトータル張力は、少なくと
も、従来のリング板積層ピストンリングのリング板のト
ータル張力以下でよい。したがって、トータルのリング
板張力を低減でき、リング外周とシリンダボア２間のフ
リクションを低減できる。これによって、リング板の摩
耗軽減、耐久性向上、エンジン出力の向上などがはから
れる。
のリング板５、６、７、８のトータル張力は、少なくと
も、従来のリング板積層ピストンリングのリング板のト
ータル張力以下でよい。したがって、トータルのリング
板張力を低減でき、リング外周とシリンダボア２間のフ
リクションを低減できる。これによって、リング板の摩
耗軽減、耐久性向上、エンジン出力の向上などがはから
れる。
【００１６】また、リング板５、６、７、８の外周はバ
レル形、または面取り形状となっており、多重のためラ
ビリンス効果を生じ、ガスシール効果を向上している。
１本の積層ピストンリングで、従来のトップリング、セ
カンドリング並みまたはそれ以上のガスシール効果があ
る。したがって、ピストンリング溝３を１つとすること
ができる。すなわち、従来のセカンドリング溝とサード
ランドを廃止することができ、これによってピストンピ
ン取付位置を、図１の１３の位置から１２の位置へ、ピ
ストン頂面方向に上げることができる。このため、ピス
トンのコンプレッションハイトが低減し、ピストン打音
（スラップ音）も当然に低減される。
レル形、または面取り形状となっており、多重のためラ
ビリンス効果を生じ、ガスシール効果を向上している。
１本の積層ピストンリングで、従来のトップリング、セ
カンドリング並みまたはそれ以上のガスシール効果があ
る。したがって、ピストンリング溝３を１つとすること
ができる。すなわち、従来のセカンドリング溝とサード
ランドを廃止することができ、これによってピストンピ
ン取付位置を、図１の１３の位置から１２の位置へ、ピ
ストン頂面方向に上げることができる。このため、ピス
トンのコンプレッションハイトが低減し、ピストン打音
（スラップ音）も当然に低減される。
【００１７】また、図５に示すように、ピストン首振り
の傾斜時、各リング板５、６、７、８が互いにずれてシ
リンダボア２に接触できるので、ピストンリングのシリ
ンダボア２への追従性が高まる。これは、１本のピスト
ンリングが平行四辺形に変形したのと同じような効果を
与え、シール性の向上とともに、ピストン、ピストンリ
ング、シリンダボアと伝わる熱伝導のピストンリング、
シリンダボア間の接触面積を増加し、ピストン１の熱負
荷を低減できる。
の傾斜時、各リング板５、６、７、８が互いにずれてシ
リンダボア２に接触できるので、ピストンリングのシリ
ンダボア２への追従性が高まる。これは、１本のピスト
ンリングが平行四辺形に変形したのと同じような効果を
与え、シール性の向上とともに、ピストン、ピストンリ
ング、シリンダボアと伝わる熱伝導のピストンリング、
シリンダボア間の接触面積を増加し、ピストン１の熱負
荷を低減できる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、リング板を積層したピ
ストンリングの外形形状を、シリンダボアの変形形状と
同形状に予じめ形成したので、ピストンリングが対応し
たシリンダボア変形位置で安定し、ピストンリングとシ
リンダボア間の隙間を減少させ、シール性を向上でき
る。
ストンリングの外形形状を、シリンダボアの変形形状と
同形状に予じめ形成したので、ピストンリングが対応し
たシリンダボア変形位置で安定し、ピストンリングとシ
リンダボア間の隙間を減少させ、シール性を向上でき
る。
【図１】本発明の一実施例に係るピストンリング構造を
もつピストンリングを装着したピストンの部分断面図で
ある。
もつピストンリングを装着したピストンの部分断面図で
ある。
【図２】図１のピストンリングの第１のリング板の平面
図である。
図である。
【図３】図１のピストンリングの第２のリング板の平面
図である。
図である。
【図４】図１のピストンリングの第３のリング板の平面
図である。
図である。
【図５】図１でピストンが首振りした状態とピストンリ
ングのシリンダボアへの追従状態を示す正面図である。
ングのシリンダボアへの追従状態を示す正面図である。
【図６】シリンダヘッドボルト緊締時のシリンダボアの
変形を示すシリンダブロック断面図である。
変形を示すシリンダブロック断面図である。
【図７】シリンダブロックの平面図である。
【図８】シリンダボアの４次の変形図である。
【図９】シリンダボアの１次の変形図である。
１ ピストン ２ シリンダボア ３ ピストンリング溝 ４ オイルリング溝 ５ リング板 ６ リング板 ７ リング板 ８ リング板 ９ サイドレール １０ サイドレール １１ エキスパンダ
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストンに形成されたピストンリング溝
に組付けられるピストンリングを、シリンダボアの変形
形状と同形状に予じめ形成したことを特徴とするピスト
ンリング構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3327393A JPH06249341A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | ピストンリング構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3327393A JPH06249341A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | ピストンリング構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249341A true JPH06249341A (ja) | 1994-09-06 |
Family
ID=12381929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3327393A Pending JPH06249341A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | ピストンリング構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06249341A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008004029B3 (de) * | 2008-01-11 | 2009-09-03 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kolbenringes |
| JP2015508875A (ja) * | 2012-02-17 | 2015-03-23 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 内燃機関用のピストンリング |
| CN109854405A (zh) * | 2017-11-30 | 2019-06-07 | 宝沃汽车（中国）有限公司 | 活塞环槽、活塞组件、发动机及车辆 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP3327393A patent/JPH06249341A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008004029B3 (de) * | 2008-01-11 | 2009-09-03 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Kolbenringes |
| JP2015508875A (ja) * | 2012-02-17 | 2015-03-23 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 内燃機関用のピストンリング |
| US10309535B2 (en) | 2012-02-17 | 2019-06-04 | Tenneco Inc. | Piston ring for an internal combustion engine |
| CN109854405A (zh) * | 2017-11-30 | 2019-06-07 | 宝沃汽车（中国）有限公司 | 活塞环槽、活塞组件、发动机及车辆 |
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