JPH07109177B2 - 内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、１本の圧力リングと１本のオイルリングのみ
を用いる内燃機関に利用される。

従来の技術 シリンダー内を往復動し且つ離間したリング溝をその外
周面に有するピストン、上側のリング溝に配された圧力
リング及び下側のリング溝に配されたオイルリングを有
する内燃機関は、米国特許第4,575,107号明細書に記さ
れる如く公知である。この種の内燃機関は、２本の圧力
リングと１本のオイルリングを組合せる一般的内燃機関
に比し、その重量を下げることが可能となる。即ち、ピ
ストンを軽量とし、クランクやシャフトやクランクケー
スへの負荷を小とさせることができる。しかも、２本の
リングのみを有するピストンは、シリンダー内周面との
リング摺動摩擦損失が、３本のリングを有するピストン
に比し、小さくできるという利点を有し、薄いリングを
組合せるほど、その効果は大きい。

このように２本のリングを用いる内燃機関は、３本のリ
ングを用いる内燃機関より優れた利点を示す。しかしな
がら、現実には、２本のリングを用いた内燃機関が広く
実用化されているとは云えない。

本発明が解決しようとする問題点 ２本のリングを用いた内燃機関の実用化を阻げている最
大の理由は、ブローバイガスとオイル消費量の問題であ
る。圧力リングは燃焼室からクランク室へ洩れるブロー
バイガスを低減させ、又、オイルリングは、クランク室
側から燃焼室へ洩れるオイルを低減させる働きをする。
従って、圧力リングをたとえ１本と云えども少なくさせ
ると、ブローバイガスとオイル消費量の増大を招く。そ
の例を、第５図と第６図とを用いて説明する。

３本のリングを用いた内燃機関（ａ）として、第２図に
示す如く、第１圧力リング１の幅寸法を1.5mmとし、そ
の外周面にクロムメッキを施したものを用いる。又、第
２圧力リング２として、幅寸法が1.5mmで、その外周面
をテーパ面としたものを用いる。オイルリング３は幅寸
法2.8mmであって、レールとエキスパンダスペーサから
なる組合せリングを用いる。又、２本のリングを用いた
内燃機関（ｂ）として、第３図に示す如く、幅寸法が1.
5mmであって、その外周面にクロムメッキをした圧力リ
ング４と、幅寸法が2.8mmであって、レールとエキスパ
ンダーからなる組合わせオイルリング５を用いる。前述
した３本リングを有する内燃機関（ａ）と、２本リング
を有する内燃機関（ｂ）とを、共に、550cc、４サイク
ルエンジンとして用いた場合のブローバイガスとオイル
消費量を第５図と第６図とに示す。同図から明らかなよ
うに、２本リングを有する内燃機関は、ブローバイガス
とオイル消費量が高い値を示し、この種の内燃機関の実
用化には、ブローバイガスとオイル消費量を一層低減さ
せることが必要となる。

それ故に、本発明は、２本リングの好ましい形状、組合
せを追求することにより、２本リングを有する内燃機関
の実用化を図ることを解決すべき問題点とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、前述した問題点を解決するために、その内周
面の上側角部に切欠部を有する一本の圧力リング、その
外周面にテーパ面を且つその内周面の上側角部に切欠部
を有するオイルリングを用いる技術手段を採用する。さ
らに、好ましくは、リング幅を1.2mm以下とし、圧力リ
ングをリング溝の下面に且つオイルリングをリング溝の
上面に接触する手段を本発明は採用する。又、本発明
は、装着時のリングのねじれ角を、合い口部とは反対側
で５′以上とさせる手段を用いる。

作用 圧力リングの切欠部は、圧力リングを上側にねじり、圧
力リングの内周側をリング溝下面に押し付けることにな
り、これが燃焼室から圧力リング下面へのガスの侵入を
防止し、ブローバイガスの低減を可能にする。さらに、
オイルリングの外周面のテーパは、オイルリングのシリ
ンダー内周面への接触圧を高くし、この高い面圧とオイ
ルリングのねじれとが、オイルリングの油膜乗りとオイ
ルのかき落しを効果的になし且つオイルリングをリング
溝の面に接触させオイルのリング側面からの洩れを制御
し、オイル消費量を低減させる。

実施例 シリンダー６内を往復動するピストン７の外周面に対の
離間したリング溝８、９を設け、このリング溝８、９
に、圧力リング10とオイルリング11を配す。圧力リング
10は、その内周面の上側角部に切欠部12を有し、圧力リ
ング10の装着時、圧力リング10がねじれ、リング10の下
面が、リング溝８の下面に接触するようにする。このね
じれ角は、合い口部とは反対側で５′以上とする。リン
グ溝８の下面と圧力リング10との接触は、燃焼室からリ
ング下面方向へのガス洩れを防止し、ブローバイガスを
低減させる。圧力リング10とリング溝８の下面との接触
は、圧力リング10の上面に作用するガス圧によって一層
強いものとなり、ガス洩れを一層低減させることにな
る。

オイルリング11は、その外周面にテーパ面13を有し、且
つその内周面の上側角部に切欠部14を有す。この切欠部
14は、オイルリング11をねじり、リング11の上面の一部
をリング溝９の上面に狭い接触面で接触させる。

オイルリング11の切欠部14は、ピストンのリング溝９へ
のオイルリング11の装着時、該リング11をねじり、リン
グ11の上面をリング溝の上面に接触させる。尚、リング
のねじれ角は、合い口部とは反対側で５′以上とする。
このオイルリング11のねじりはリング側面を通過するオ
イルの量を減させる。加えて、オイルリング11のテーパ
面13が、シリンダー内周面に対して、低い張力で高い面
圧を得ることを可能にするので、オイルリングのオイル
乗りやオイルのかき落しが効果的に成され、オイル消費
量を低減させる。

第１図に示す如き圧力リング10とオイルリング（幅寸法
は、両リング共に1.0mm）とを用いた内燃機関（ｃ）
を、従来例と同じく、550cc、４サイクルエンジンとし
て用いた場合のブローバイガスとオイル消費量を、第５
図と第６図に示す。この結果から明らかなように、本発
明の一例による内燃機関（ｃ）は、３本のリングを有す
る内燃機関（ａ）と較べ、オイル消費量においてさした
る差がなく、又、ブローバイガスは低い値を示し、充分
に実用に供せられることが分る。一方、第３図に示す２
本リングの内燃機関ｂは、オイル消費量及びブローバイ
ガスが大きく、本発明の一例の如く実用に供せられない
ことが分る。

効果 本発明に用いられる１本の圧力リングと１本のオイルリ
ングは、既に市販されているリングを、特別に組合せた
ものであるから、簡単に入手でき、容易に２本リングの
内燃機関の提供を可能にする。即ち、特別な形状に設計
されたリングを製造し、これをピストンに装着する必要
がないから、安価に内燃機関を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図は、本発明の一例の内燃機関の断面
図、第２図は３本リングの内燃機関の部分断面図、第３
図は２本リングの内燃機関の部分断面図、第５図はエン
ジン回転数とブローバイガスとの関係を示すグラフ図、
第６図は負荷とオイル消費量との関係を示すグラフ図で
ある。 図中:6……シリンダー、７……ピストン、 8,9……リング溝、10……圧力リング、 11……オイルリング、12,14……切欠部、 13……テーパ面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダー内を往復動し且つ離間したリン
   グ溝をその外周面に２個有するピストン、上側のリング
   溝に配された圧力リング及び下側のリング溝に配された
   オイルリングを有する内燃機関において、圧力リングが
   その内周面の上側角部に切欠部を有し、オイルリングが
   その外周面にテーパ面を且つその内周面の上側角部に切
   欠部を有することを特徴とする内燃機関。
2. 【請求項２】圧力及びオイルリングの幅寸法が1.2mm以
   下であり、圧力リングがリング溝の下面に接し且つオイ
   ルリングがリング溝の上面に接することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の内燃機関。
3. 【請求項３】圧力リング及びオイルリングのねじれ角が
   合い口部とは反対側で、装着時、５′以上であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の内燃機関。