JPH0755307Y2 - 内燃機関のピストン・ピストンリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、内燃機関のピストン・ピストンリング装置、
特に、薄幅オイルリングをもつ２本ピストンリングのピ
ストン・ピストンリング装置に関する。

従来の技術 従来の２本ピストンリングのピストン・ピストンリング
装置としては、例えば第７図に示すようなものがある
（日本機械学会、自動車技術会共催第５回内燃機関合同
シンポジウム講演論文集1985年６月10,11日開催参
照）。

第７図において１はピストン、２はトップリング、３は
オイルリング、４はオイル逃がし穴である。

すなわち、従来から知られているように、オイルリング
３の運転中の挙動としては、第５図（Ｂ）の実線イに示
したような挙動であることが、オイルリング３が掻く無
駄なオイルを円滑にオイル逃がし穴４に導けるために有
利である。

しかし、オイルリング３が重いと、その慣性力により、
実際には、第５図（Ｂ）の破線ロに示すような挙動とな
ってしまう。

そこで、第７図の従来例は、オイルリング３のＢ寸法
（ピストン軸方向の幅）を薄くして軽量化し、慣性力を
小さくしたものである。

なおオイル逃がし穴４は、オイルリング３の溝の下方に
設けられており、オイルの逃げを良くしている。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の２本リング型のピスト
ン・ピストンリング装置にあっては、トップリング２よ
り漏れたブローバイガスによりトップリング２とオイル
リング３との間の圧力が第５図（Ａ）の破線ハのように
上昇する結果、オイルリング３を下方に押し下げるとい
う作用が働き、実際のオイルリング３の挙動が第５図
（Ｂ）の実線イの特性から掛け離れた挙動となり、オイ
ル消費量の増大を招くという問題点があった。

なお、このような現象の対策としてブローバイガス自体
を低減することが考えられるが、プローバイガスを低減
して圧力を低下させるといっても、最も苛酷な運転条件
におけるリングの熱膨張を考慮して合い口隙間寸法を決
めなくてはならないことから、全ての運転条件で良好な
ガスシール状態を得ることはむずかしい。

さらに、別途にシールリングを付加すると、摩擦損失の
増加を免れることはできない。しかも、ブローバイガス
そのものを減少させると、ブローバイガスによりピスト
ンスカート部の無駄なオイルを吹きおろす効果が期待で
きなくなるという問題もある。

本考案は、このような従来の問題点を解決することを目
的としてなされたものである。

問題点を解決するための手段 このため本考案は、ピストンに、第１ピストンリング溝
と第２ピストンリング溝とを形成し、 燃焼室に近い方の第１ピストンシリンダ溝には、合い口
隙間を挟んで相対するリング端部の一方に、リング周方
向の所定の長さに渡って、外周縁下部側に切欠部を形成
するとともに、他端部に前記切欠部を補填する形状の突
起部を設けてなるトップリングを装着し、 燃焼室より遠い方の第２ピストンリング溝には、ピスト
ン軸方向の幅寸法が小さい薄幅オイルリングを装着し、 この第２ピストンリング溝の溝底部からピストン内周側
へオイル逃がし穴を貫通形成し、 一端が前記第１ピストンリング溝の溝底部に開口すると
ともに、他端が前記オイルリングより下方のピストンス
カート上部外周面に開口する複数のブローバイガス通路
をピストン内部に設けたことを特徴としている。

作用 第１ピストンリング溝のトップリングにおいては、その
合い口部分で一端の切欠部と他端の突起部とが重なり合
っているので、ブローバイガスの通過が抑制される。つ
まり、第１ピストンリング溝と第２ピストンリング溝と
の間のセカンドランド隙間に侵入するブローバイガスが
低減し、該セカンドランド隙間における圧力上昇が抑制
される。

一方、第１ピストンリング溝の溝底部とピストンスカー
ト上部とを連通したブローバイガス通路を介して、ブロ
ーバイガスが流れる。このブローバイガスは、オイルリ
ングより下方の位置で噴出し、その付近のオイルをピス
トンスカート下部又はオイル逃がし穴へ排除するととも
に、オイルリングを上方へ押し上げる作用を果たす。

更に、オイルリングは薄幅なため軽量で慣性力が小さ
く、従って、ピストンの移動に敏捷に追従する。

実施例 以下、本考案を図面に基づいて説明する。第１図〜第４
図は、本考案の一実施例を示す図である。

まず構成を第２図乃至第４図を参照して説明する。ピス
トン１には、第１ピストンリング溝としてのトップリン
グ溝８と、第２ピストンリング溝としてのオイルリング
溝15とが形成されている。燃焼室に近い方の第１ピスト
ンリング溝つまりトップリング溝８には、第３図に示す
如く、合い口隙間５を挟んで相対するリング端部の一方
に、リング周方向の所定の長さに渡って外周縁下部側に
切欠部６を形成するとともに、他方の端部にこれを補填
する形状の突起部７（第４図参照）を設けてなるトップ
リング２が装着されている。なお、第３図では分り易い
様に合い口の切欠側端部の形状を２点鎖線で描いてあ
る。

更に、ピストン１内部に、トップリング溝８の溝底部９
に一端が開口し、かつ他端がオイルリング溝15より下方
のピストン１外周面、詳しくはピストン１のスカート10
の摺動面の上部に開口するブローバイガス通路11が複数
設けられている。

このブローバイガス通路11の例として、第１図には、ト
ップリング溝８の溝底部９よりピストン１の裏面にぬけ
るピストン１軸方向に略沿ったドリル穴12を穿ち、この
ドリル穴12を、ピストンスカート10上部に開口したピス
トン１径方向に略沿ったドリル穴13と連通させ、かつド
リル穴12のピストン１裏面開孔部をめくら栓14で閉塞し
た例を示す。

オイルリング溝15には、Ｂ寸法（ピストン軸方向の幅寸
法）の小さい軽量なオイルリング３が装着されている。
なおオイルリングのＢ寸法は1.2mm以下とすることが薄
幅オイルリング３に意図するところの効果的な挙動を起
こさせるために好ましい。

なお、第１図は第２図のＡ−Ａ断面を示したものであ
る。

次に作用を説明する。第３図に示すような両面段付の合
い口をもつトップリング２においては、ブローバイガス
が合口隙間５に到達するまでに突起部７と切欠部６の間
の狭い通路を通らなくてはならないため、ブローバイガ
スに対する通路抵抗が大きい。つまり、第３図に概念的
に各場所でのブローバイガスの流量を線の太さで示した
流れ矢印の如く、通路抵抗によりトップリング２を横切
るブローバイガスが低減し、オイルリング３との間に挟
まれたセカンドランド隙間16に流入するブローバイガス
が低減する。この結果、該セカンドランド隙間16の圧力
上昇が抑制される。

このため、膨張行程においてオイルリング３がブローバ
イガスの圧力により押し下げられることが防止されて、
オイルコントロール上好ましい挙動が確保できる。

一方、トップリング２とオイルリング３とをバイパスす
るような形でブローバイガス通路11が形成されているの
で、ブローバイガスが該ブローバイガス通路11を通り、
ピストンスカート10の上部へ噴出する。そのため、その
付近のオイルをピストンスカート10下部又はオイル逃が
し穴４へ排除すると共に、第５図（Ｂ）ニに概念的に図
示した様に、オイルリング３を上方へ押し上げる作用を
果たし、第５図Ｂ実線イに近い挙動を成立させる一助と
なる。

第６図には、本考案に用いられるトップリング２の他の
実施例を示す。

この実施例は、両面段付リングを二重両面段付としたも
のである。

なお、トップリング２の第１実施例を示した第３図と同
一部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

この実施例では、トップリング２のリング端部の一方
に、二重に切欠部（図示せず）が設けられているととも
に、他端部に、これを補填する形状の第１突起部17と第
２突起部18とが設けられている。この実施例において
は、第１突起部17と第２突起部18とが二重に設けられて
いるので、ブローバイガスが合い口隙間５へ到達するま
でに二重の突起部17,18と図示しない相手側の二重の切
欠部との間で狭い通路を通らなくてはならず、ブローバ
イガスが大巾に低減され、セカンドランド隙間16の圧力
上昇が一層確実に抑制される。

なお突起部7,17,18として上記各実施例では三角形状の
ものについて説明したが、形状は三角形状に限定される
ものではなく、四角形等であっても当然良い。

又、ピストンに設けたブローバイガス通路11もドリル加
工では無く鋳造時にソルトコア等で設けても良い。

考案の効果 以上説明してきたように、本考案によれば、トップリン
グとオイルリングとに挟まれたセカンドランド隙間にお
けるブローバイガスによる圧力上昇を防止できるととも
に、オイルリングより下方にブローバイガスの圧力を導
くことができるので、ピストン上下動に伴う薄幅オイル
リングの挙動を理想的な形にすることができる。また、
オイルリングより下方に噴出するブローバイガスを利用
して効果的なオイルコントロールが可能となる。従っ
て、オイル消費を増加させることなくフリクション低減
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例を示す第２図のＡ−Ａ線に
沿った断面図、第２図はピストンの側面図、第３図は、
本考案に係るトップリングの合い口部の一実施例を示す
斜視図、第４図は、トップリング合い口の突起部を示す
第３図のＡ−Ａ線に沿った断面図、第５図は、オイルリ
ングの作動説明図、第６図は本考案に係るトップリング
の異なる実施例を示す斜視図、第７図は、従来例を示す
断面図である。 １…ピストン、２…トップリング、３…オイルリング、
４…オイル逃がし穴、５…トップリング合い口隙間、６
…切欠部、７…突起部、８…トップリング溝（第１ピス
トンリング溝）、９…溝底部、10…ピストンスカート、
11…ブローバイガス通路、15…オイルリング溝（第２ピ
ストンリング溝）、16…セカンドランド隙間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンに、第１ピストンリング溝と第２
   ピストンリング溝とを形成し、 燃焼室に近い方の第１ピストンリング溝には、合い口隙
   間を挟んで相対するリング端部の一方に、リング周方向
   の所定の長さに渡って、外周縁下部側に切欠部を形成す
   るとともに、他端部に前記切欠部を補填する形状の突起
   部を設けてなるトップリングを装着し、 燃焼室より遠い方の第２ピストンリング溝には、ピスト
   ン軸方向の幅寸法が小さい薄幅オイルリングを装着し、 この第２ピストンリング溝の溝底部からピストン内周側
   へオイル逃がし穴を貫通形成し、 一端が前記第１ピストンリング溝の溝底部に開口すると
   ともに、他端が前記オイルリングより下方のピストンス
   カート上部外周面に開口する複数のブローバイガス通路
   をピストン内部に設けたことを特徴とする内燃機関のピ
   ストン・ピストンリング装置。