JPH0738638U - リングを装着したシリンダライナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溝から取り出し可能なリングでボアーポリッ
シュを防止する。 【構成】 ピストン２０の上死点におけるトップリング
１０の上方に対応する位置に溝２を備えた本体部１と、
溝２に接触するように挿入されたリング３とを有する。
リング３の長さは溝２の長さより溝深さの７〜８倍短
い。リングの両端部は互いに階段状に重ねられ、それぞ
れ穴を有する。 【効果】 リングが小形化され、ライナ上端に切欠き４
が有ってもよく、ボアーポリッシュを防止できる。又、
穴に治具を入れ、リングの両端部を当接させてリング径
を縮小させ、リングを溝から外すことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ピストンクラウンのトップランドにカットバック加工を行ったピス トンが挿入される往復動ピストン式内燃機関のシリンダライナに関する。

【０００２】

【従来の技術】

シリンダライナとピストンとの間には常に間隙があるが、ピストンに装着され ピストン外周面から突出したピストンリングが潤滑油膜を介してシリンダライナ の表面と摺動することによりその間隙を埋め、ガスをシールしている。ところが 、エンジンを長期間運転すると、次第に未燃焼カーボンがピストンクラウン頂面 やクラウンのトップランド部に付着・堆積し、前記間隙が無くなってトップラン ド部がシリンダライナ内面と接触摺動するようになる。これを放置すると、いわ ゆる“ボアーポリッシュ”現象が起こり、シリンダライナが磨耗したり損傷する と共に、シリンダオイルの消費量が増加することになる。

【０００３】 この問題に対して、最近では、ピストンクラウン側面を削ってカットバックす ると共に、更にシリンダライナに関しては、上死点におけるピストントップリン グの上方に対応する位置からシリンダライナの頂部まで全面的にリングを設ける 構造が提案されている。このリングは、ピストン開放時にはシリンダライナに沿 ってそのまま上方に抜き出される。そのため、このリングの外周とシリンダライ ナの内面との間には僅かの嵌合間隙が設けられている。

【０００４】 このような間隙を設けると、初めはシリンダライナによるリングの冷却効果が ないが、エンジンの運転によりリング温度が上昇し、熱膨張によりリングの外径 が大きくなってリングがシリンダライナの壁面に当たるようになれば、リングは ライナにより冷却される。この場合、両者間の接触状態が良ければ冷却効果が生 じ、リングの熱膨張はそれ程大きくならない。しかしながら、このように間隙が あれば、整備作業時や運転中に異物が入り易い。そのため、リングとシリンダラ イナとの接触状態が悪くなって熱伝導が阻害されるおそれがある。このような場 合には、大きな熱膨張により、降伏点を超えた過大な圧縮応力がリングに作用し 、永久歪みが生じてその内径が縮小する。又、場合によってはリングとピストン とが衝突する危険性も生じる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は従来技術に於ける上記問題を解決し、内径が減少したり過大な熱応力 の生じないリングにより、ピストンクラウンのトップランド部へのカーボンの付 着・堆積を確実に防止できるシリンダライナを提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するために、請求項１の考案は、ピストンクラウンの トップランドにカットバック加工を行ったピストンが挿入される往復動ピストン 式内燃機関のシリンダライナにおいて、 前記ピストンの上死点における前記ト ップランドに対応する位置に円周方向に延設された切欠き部を備えた本体部と、 両端部を備え前記切欠き部に装着される前の外径が前記切欠き部の直径より大き く前記切欠き部に装着されたときに前記両端部間が所定の間隙を持ち内径側が前 記本体部の内面から突出したリングと、を有することを特徴とし、請求項２の考 案は、上記に加えて、前記切欠き部は円周方向に連続し、前記両端部は階段状に なっていて前記切欠き部に装着されたときに一方側端部の階段状部分の下面と他 方側端部の階段状部分の上面とが円周方向に重なることを特徴とし、請求項３の 考案は、請求項１の考案の特徴に加えて、前記切欠き部は溝になっていて、前記 所定の間隙は前記両端部を当接させたときに前記リングの大径側の面が前記溝か ら外れるだけの長さを有することを特徴とし、請求項４の考案は、上記に加えて 、前記リングは前記両端部又はその近傍に凹み部を有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】

請求項１の考案によれば、シリンダライナの本体部においてピストンの上死点 におけるピストンクラウンのトップランドに対応する位置に円周方向に切欠き部 を設け、この中にライナ内面から内径側が突出したリングを設けるので、このリ ングは、ピストンストロークにおいてピストンリングと干渉することなく、トッ プランドに形成されるカーボンの付着を制約し、又、付着カーボンとシリンダラ イナ内面との摺動を防止してシリンダオイルの消費量を低減させる。この場合、 切欠き部はシリンダライナの頂部まで全面的に設けられてもよいし、溝状に部分 的に設けられていてもよい。

【０００８】 切欠き部に装着される前のリングの外径は切欠き部の直径より大きいので、リ ングを切欠き部に装着すると、その中でリングが張り切欠き部に圧接される。そ の結果、両者間に異物が入ることがなく、リングからシリンダライナへの熱伝導 が十分行われる。又、装着時にはリングの両端部が所定の間隙を持つので、エン ジン運転時にリング温度が上昇しリングが熱膨張しても、リングに大きな熱応力 が生じない。この場合、リングが熱膨張したときにその両端部が接触しないよう に所定の間隙を定め、リングに圧縮応力がかからないようにすることが望ましい 。一方、切欠き部が溝である場合には、この間隙を利用することにより、適当な 治具等を用いてリングを溝から取り出すことが可能になる。なお、このように間 隙がある場合には、その部分ではカーボンの付着防止等の効果がなくなるが、例 えばリングを２段に組み合わせることにより、ライナ内面の円周上どこでもその ような効果を得られるようにすることができる。

【０００９】 請求項２の考案によれば、切欠き部が円周方向に連続し、且つリングの両端部 が階段状になっていて装着時には両端の階段状部分が円周方向に重なるので、リ ングが円周方向に連続する。従って、円周方向の全体においてカーボンの付着防 止等の効果が確保される。

【００１０】 請求項３の考案によれば、切欠き部が溝である場合に、リングの間隙が、リン グの両端部を当接させたときにその大径側の面が溝から外れるだけの長さになっ ているので、リングの両端部を把持してこれらを引き寄せ、両端部間を当接させ るだけでリングの取り出しが可能になり、ピストン開放時のリング抜き作業が容 易になる。

【００１１】 請求項４の考案によれば、リングが両端部又はその近傍に凹み部を有するので 、この凹み部に適当な治具の凸部を嵌合させ、両端部が当接するように動かすこ とにより、リングの外径を縮小してこれを溝から取り外すことができるので、リ ングの取外し作業が一層容易になる。

【００１２】

【実施例】

図１は実施例のシリンダライナにピストンが装着された状態を示す。 シリンダライナには、ピストントップリング１０の上方においてピストンクラ ウン２０ａのトップランド２０ｂにカットバック加工を行ったピストン２０が挿 入され、図示のようにピストン２０の上死点におけるトップランド２０ｂに対応 する位置に円周方向に延設された切欠き部としての溝２を備えた本体部１と、溝 ２に接触するように挿入されたリング３とを有する。符号１１、１２は他のピス トンリングである。

【００１３】 図２乃至図４は、それぞれ、上記シリンダライナの本体部１、リング３及び本 体部１にリング３が装着された状態を示す。 本体部１は図示しないシリンダヘッドに装着される吸気弁又は排気弁逃がし用 のぬすみ４を備え、その下方に深さｄの溝２が設けられている。

【００１４】 リング３は、溝２に装着されたときに所定の間隙ｓをもって相対向する両端部 ３ａ、３ｂを備え、その内径側が本体部１の表面から僅かに突出している。そし て、溝２内に装着される前には、溝２の直径より大きい外径になっていて、装着 されたときに溝２に圧接する。両端部の所定の間隙ｓは、図３（ｂ）の矢印の如 く両端部３ａ、３ｂを動かしてその間を当接させたときに、同図（ｄ）に示す如 くリング３の大径側の面３ｅが溝２から外れる長さになっている。従って、リン グ３及び溝２が円筒形で溝２の深さｄが円周方向に一定であれば、両端部の間隙 ｓは２πｄより大きく、例えばｄの７、８倍程度である。

【００１５】 溝２は円筒状に円周方向に連続していて、両端部３ａ、３ｂは円周方向におい てその一方側の下面と他方側の上面とが重なる階段状（本実施例では２段）にな っている。リング３は更に、両端部３ａ、３ｂの近傍に凹み部としての穴３ｃ、 ３ｄを有する。但し、凹み部としては、穴でなくても、例えば楔状の切欠き等、 適当な治具を引っ掛けて両端部を当接させる方向に動かせる構造のものであれば よい。

【００１６】 以上のような構成により、このシリンダライナは、次のような作用をなす。 エンジンの運転時には、リング３は、ピストンクラウン２０ａのトップランド ２０ｂにおけるカーボン３０の付着・堆積を制約し、又、トップランド２０ｂに 付着・堆積したカーボンがシリンダライナの内面を摺擦することによる潤滑油の かき上げやライナの磨耗、損傷を防止する。この場合、本実施例のリング３では 、図３（ｂ）に示す如く、端部３ａと３ｂとの間が重なっているので、リングの 全周で漏れなく上記効果が生ずる。なお、このように端部が階段状になっていな いときにはリングの間隙部で重なりがなくなるが、リングをピストン行程方向に ２段にすれば、同様な効果が得られる。

【００１７】 ピストンを上方に抜くときには、リング３を溝から取り外す必要がある。この 場合には、例えば相対向するねじ山を備えたねじ軸と突部を備えた一対のナット との組合せのような適当な治具の突部を穴３ｃ、３ｄに嵌合させ、これらを互い に引き寄せる。それにより、リングの外径がシリンダライナの内径より小さくな り、リング３を上方に抜き出すことができる。このように穴３ｃ、３ｄがあれば 、リングの直径を容易に縮小することができ、リングの抜き出し作業が極めて簡 単になる。又、このように半径方向に溝からリングを取り外せるようにすれば、 ピストントップリングの上方の位置でシリンダライナの適当な所にリングを設け ることができるので、リングのサイズを小形化できる。又、シリンダライナに吸 排気弁用のぬすみ等があっても、その部分を回避してリングを装着することがで きる。

【００１８】 以上のような溝２とリング３との組み合わせによれば、リング３が溝２に常に 圧接されているので、両者間に間隙が生ずることがない。その結果、エンジンの 運転によりリング３に熱が伝達されても、その熱が溝２を介して、冷却されてい るシリンダライナに逃がされ、リングの温度上昇が適正範囲に維持される。又、 エンジン運転時の温度上昇による熱膨張は、リングの両端部の間隙ｓにより吸収 される。

【００１９】 図５は、リング３の間隙ｓを小さくした場合にリングを溝から抜き出す方法の 一例を示す。図示の如くリングの端部３ａを持ち上げ、シリンダライナの本体１ 内にリングガイド４０を挿入し、端部３ａを引っ張ってリング３を溝２から抜き 出す。なお、図６に示す如く、リングガイドに代えて、溝２にリングガイド４０ のような形状の仕切り２ａを設けるようにしてもよい。

【００２０】 図７は、切欠き部がシリンダライナの本体部１の頂部１ａまで連続した大径部 ２´である場合の構造例を示し、図８はこの大径部２´に装着するリング３´の 構造例を示す。この構造の場合には、リング３´の上方に溝の上壁がないので、 その外径を僅かに縮小すればこれを上方に引き抜くことができる。従って、図８ に示す両端面の間隙ｓ´は、熱膨張を逃がす程度でよく、図１に示す間隙ｓより 十分小さくてもよい。なおこの構造のものは、シリンダライナが図１に示すよう な排気弁等のぬすみ４を有しない場合に適している。但し、ぬすみ４がある場合 でも、これを回避するようなリング形状にすれば、この構造を用いることができ る。

【００２１】

【考案の効果】

以上の如く本考案によれば、請求項１の考案においては、内径が変化せず熱応 力の発生しないリングにより、良好にカーボンの付着を防止し潤滑油の消費量を 低減させることができる。請求項２の考案においては、リングの両端部を階段状 に重ねることによりリングが円周方向に連続するので、一層確実に上記効果を得 ることができる。請求項３の考案においては、切欠き部が溝である場合に、リン グの両端部を当接させることによりリング径を縮小させ、リングを溝から外せる ので、リングの引抜きが容易になる。請求項４の考案によれば、リング当接用の 凹み部により、リングの抜き出しが一層容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のシリンダライナの一部分にピストンを
挿入した状態を示す断面図である。

【図２】上記シリンダライナの本体部の一部分の断面図
である。

【図３】（ａ）乃至（ｄ）はリングの一部分の形状を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面
図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図、（ｄ）は両端部
を当接させたときの状態を示す断面図である。

【図４】リングを装着した状態を示すシリンダライナの
一部分の断面図である。

【図５】リング両端の間隙が小さい場合にリングを溝か
ら抜き出す方法の一例を示す断面図である。

【図６】上記の場合の他の例を示す断面図である。

【図７】他の実施例のシリンダライナの一部分にピスト
ンを挿入した状態を示す断面図である。

【図８】上記実施例におけるリングの一部分の形状例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 本体部 ２ 溝（切欠き部） ２´ 大径部（切欠き部） ３、３´ リング ３ａ、３ｂ 両端部 ３ｃ、３ｄ 穴（凹み部） １０ ピストントップリング ２０ ピストン

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンクラウンのトップランドにカッ
   トバック加工を行ったピストンが挿入される往復動ピス
   トン式内燃機関のシリンダライナにおいて、 前記ピストンの上死点における前記トップランドに対応
   する位置に円周方向に延設された切欠き部を備えた本体
   部と、両端部を備え前記切欠き部に装着される前の外径
   が前記切欠き部の直径より大きく前記切欠き部に装着さ
   れたときに前記両端部間が所定の間隙を持ち内径側が前
   記本体部の内面から突出したリングと、を有することを
   特徴とするシリンダライナ。
2. 【請求項２】 前記切欠き部は円周方向に連続し、前記
   両端部は階段状になっていて前記切欠き部に装着された
   ときに一方側端部の階段状部分の下面と他方側端部の階
   段状部分の上面とが円周方向に重なることを特徴とする
   請求項１に記載のシリンダライナ。
3. 【請求項３】 前記切欠き部は溝になっていて、前記所
   定の間隙は前記両端部を当接させたときに前記リングの
   大径側の面が前記溝から外れるだけの長さを有すること
   を特徴とする請求項１に記載のシリンダライナ。
4. 【請求項４】 前記リングは前記両端部又はその近傍に
   凹み部を有することを特徴とする請求項３に記載のシリ
   ンダライナ。