JPH0882243A - 内燃機関のピストン装置 - Google Patents

内燃機関のピストン装置

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JPH0882243A
JPH0882243A JP21746794A JP21746794A JPH0882243A JP H0882243 A JPH0882243 A JP H0882243A JP 21746794 A JP21746794 A JP 21746794A JP 21746794 A JP21746794 A JP 21746794A JP H0882243 A JPH0882243 A JP H0882243A
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JP
Japan
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groove
oil ring
piston
oil
ring groove
Prior art date
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Pending
Application number
JP21746794A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiki Sekiya
芳樹 関谷
Taro Yokoi
太郎 横井
Takaharu Goto
隆治 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0882243A publication Critical patent/JPH0882243A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】内燃機関のピストン装置において、オイル消費
量の低減を図ることを目的とする。 【構成】オイルリング溝10を、小幅溝10bが内底部
の幅方向の中間部位に環状に設けられた段付溝として形
成する。小幅溝10bの溝幅は、コイルエキスパンダ3
bの直径に対して若干幅広に形成し、オイルリング3が
ピストン9の挙動変化によって小幅溝10bに衝突しな
いように設定する。又、オイルリング溝10内底部の小
幅溝10bにおけるピストン9のスラスト−反スラスト
方向に対応するピストン9周壁部位には、小幅溝10b
と同幅でピストン9周壁内外に貫通するスリットを形成
する。このようにオイルリング溝10を段付溝に形成し
たことによって、オイルリング溝背面隙間部の容積を最
小限に抑えることができるため、オイルリング溝背面隙
間部に溜まっているオイル量は低減され、オイルの流れ
量を低減することができ、オイル消費量を大幅に低減す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のピストン装
置に関し、特に、ピストンにおけるオイル消費量の低減
技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の内燃機関のピストン装置として、
例えば図9及び図10に示すようなものがある(例え
ば、実開平4−132260号公報等参照)。即ち、ピ
ストン1には、主にガスシール機能を担う第1圧力リン
グ及び第2圧力リング(共に図示せず)が圧力リング溝
に夫々装着されると共に、主にシリンダボア2との間の
オイル制御機能を担うオイルリング3がオイルリング溝
4に装着されている。
【0003】前記オイルリング3は、所謂カッター形式
であり、レール状のオイルリング本体3aと該オイルリ
ング本体3aの背面に装着されるコイル状のバネ体であ
るコイルエキスパンダ3bとから構成され、コイルエキ
スパンダ3bの弾性力によってオイルリング本体3aを
シリンダボア2内周面に押し付ける張力が得られるよう
になっており、オイルリング本体3aの上レール部3c
と下レール部3dとにより、シリンダボア2内周面に付
着したオイルをかき落とすことがてきるようになってい
る。又、オイルリング本体3aには内・外面間を貫通す
るスリット3eが形成されており、前述のようにかき落
とされたオイルは、主に図9の矢印5に示すように、こ
のスリット3eを通過してオイルリング溝4の内底部へ
と流れ、オイルリング溝4に設けられた図示しないオイ
ルドレン穴等からピストン1の内側に導かれるようにな
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のピストン装置にあっては、次のような問題点
があった。即ち、従来のようなカッター形式のオイルリ
ング3を用いた場合、機関の部分負荷運転時のように燃
焼室内に負圧が存在する場合、オイルドレン穴等からド
レンしきれずにオイルリング溝4内底部に溜まっている
オイルが該溝4内底部から図9の矢印6に示すようにオ
イルリング本体3aの上レール部3cとオイルリング溝
4との隙間を通過して燃焼室内に流入してしまい、オイ
ル消費量が増大してしまう。
【0005】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、内燃機関のピストン装置において、オイルリ
ング溝の形状の改良により、オイル消費量の低減を図る
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明は、ピストン周壁のオイルリング溝に、オイルリ
ング本体と、該オイルリング本体背面に装着されるコイ
ルエキスパンダとから構成されるオイルリングを装着し
てなる内燃機関のピストン装置において、前記オイルリ
ング溝を、前記コイルエキスパンダ直径と略同一寸法の
溝幅の小幅溝が内底部の幅方向の略中間部位に周方向に
沿って環状に設けられた構成の段付溝に形成した。
【0007】請求項2記載の発明は、前記小幅溝を断面
略半円形状に形成した。請求項3記載の発明は、前記オ
イルリング溝内底部の小幅溝におけるピストンのスラス
ト−反スラスト方向に対応するピストン周壁部位に、前
記小幅溝と同幅でピストン周壁内外面を貫通するスリッ
トを形成するようにした。請求項4記載の発明は、前記
スリットが形成されるピストン周壁部位の肉厚を薄く形
成した。
【0008】
【作用】請求項1記載の発明において、シリンダボア内
周面に付着したオイルは、オイルリングによってかき落
とされ、一部はオイルリングとオイルリング溝とから形
成されるオイルリング溝背面隙間部に導かれる。機関が
部分負荷運転時等で燃焼室内が負圧となるときには、前
記オイルリング溝背面隙間部に溜まったオイルがピスト
ンのスカート部及びピンボス部から燃焼室へ流れること
になるが、オイルリング溝を段付溝に形成したことによ
って、オイルリング溝背面隙間部の容積を最小限に抑え
ることができるため、該オイルリング溝背面隙間部に溜
まっているオイル量は従来と比較して低減され、上述し
たオイルの流れ量を低減することができ、オイル消費量
を低減することができる。
【0009】この場合、単にオイルリング溝背面隙間部
を縮小して形成するのではなく、オイルリング溝を、小
幅溝が内底部の幅方向の中間部位に環状に設けられた段
付溝として形成し、小幅溝の幅を、コイルエキスパンダ
の直径に対して若干幅広に形成するようにしたから、ピ
ストンの挙動変化があっても、オイルリングが小幅溝に
衝突するのを避けることができる。
【0010】請求項2記載の発明において、オイルリン
グ溝背面隙間部の容積をより小さくすることができ、オ
イルリング溝背面隙間部に溜まっているオイル量がより
小さくなるため、オイルの流れ量を更に低減することが
できる。請求項3記載の発明において、ピストンのスラ
スト−反スラスト方向では、オイルリング溝にスリット
が形成されており、オイルリング溝背面隙間部に導かれ
たオイルはスリットからドレンされる。
【0011】即ち、スリットがドレン穴の役目を奏し、
従来のドレン穴よりもドレン通路断面積が大であるた
め、従来と比較してドレン能力が向上し、オイルリング
溝背面隙間部に溜まっているオイル量は小さくなり、こ
れによっても、上述したオイルの流れ量を低減すること
ができる。請求項4記載の発明において、スリットが形
成されるピストン周壁部位の肉厚を予め薄く形成するよ
うにしたから、オイルリング溝の加工時に、小幅溝とス
リットとを同時に形成することが可能となり、加工工数
の低減を図れる。
【0012】又、ドレン穴の役目を奏するスリットを設
けるようにした結果、従来のドレン穴を設ける必要がな
くなり、上述したように小幅溝とスリットとを同時に形
成することができるため、ドレン穴を別途設けるための
工数が不要となり、加工コスト低減、生産性の向上を図
ることができる。更に、スリットを形成したことによっ
て、所謂スロットタイプのピストンとなるため、スカー
ト部の変形を許容できる構造となり、ピストンのオイル
リング溝下側の剛性が小となり、スカート部の当たりが
改善され、フリクション低減に寄与する。
【0013】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。尚、以下に説明する図において、図9及び図1
0と同一要素のものには同一符号を付して説明を簡単に
する。図1〜図4において、ピストン9周壁にはオイル
リング溝10が形成され、該オイルリング溝10に、レ
ール状のオイルリング本体3aと該オイルリング本体3
aの背面に装着されるコイル状のバネ体であるコイルエ
キスパンダ3bとから構成されるオイルリング3が装着
されている構成は従来と同様である。
【0014】ここで、従来と相違する構成は次のようで
ある。即ち、前記オイルリング溝10は、小幅溝10b
が内底部の幅方向の中間部位に環状に設けられた段付溝
として形成される。つまり、オイルリング溝10は、通
常のオイルリング溝と同幅の大幅溝10aと小幅溝10
bとが段部で連接された形状となる。
【0015】前記小幅溝10bの溝幅は、前記コイルエ
キスパンダ3bの直径に対して若干幅広に形成され、オ
イルリング3が図5(A),(B)に示すようなピスト
ン9の挙動変化によって小幅溝10bに衝突しないよう
に設定される。又、前記オイルリング溝10内底部の小
幅溝10bにおけるピストン9のスラスト−反スラスト
方向に対応するピストン9周壁部位には、前記小幅溝1
0bと同幅でピストン9周壁内外に貫通するスリット1
0cが形成される。
【0016】この場合、前記スリット10cが形成され
るピストン9周壁部位の肉厚は、該スリット10cが容
易に形成できるように予め薄く形成される。即ち、図4
に示すように、ピストン9内側の空洞部9aのスラスト
−反スラスト方向に対応する部位に溝9bを設けて、該
空洞部9aを直径方向の外方に拡張し、スリット10c
が形成されるピストン9周壁部位の肉厚を薄く形成す
る。
【0017】従って、前記小幅溝10bをピストン9周
壁外面に形成すると、この肉厚の薄い部位が除去されて
貫通したスリット10cとなるから、小幅溝10bの形
成と同時にスリット10cを形成することができる。こ
の場合、図6(A)に示した小幅溝10bが形成された
部分の断面において、大幅溝10aの深さをa1 ,小幅
溝10bの深さをb1 ,小幅溝10bの幅をc1 ,大幅
溝10aの幅をd1 とする一方、図6(B)に示したス
リット10cが形成された部分の断面において、大幅溝
10aの深さをa2 ,スリット10cの深さをb2 ,ス
リット10cの幅をc2 ,大幅溝10aの幅をd1 とし
た場合、a1 =a2 ,b1 >b2 ,c1 =c2 ,d1
2 であるから、図7のような形状と寸法のカッター1
2を用意し、このカッター12でピストン9周壁の周り
で回転させながら移動させて、ピストン9周壁を切削加
工すれば、大幅溝10aと小幅溝10bとスリット10
cとを同時に形成することができる。
【0018】次に、かかる構成のピストン装置の作用に
ついて説明する。シリンダボア2内周面に付着したオイ
ルは、オイルリング3の本体3aに形成された上レール
部3c及び下レール部3dによってかき落とされ、一部
は図1の矢印5に示すようにオイルリング3のスリット
3eを通過し、オイルリング3と、大幅溝10a及び小
幅溝10bからなるオイルリング溝10とにより形成さ
れるオイルリング溝背面隙間部に導かれる。更に、図2
に示すように、ピストン9のスラスト−反スラスト方向
では、オイルリング溝10にスリット10cが形成され
ており、図2の矢印5に示すように導かれたオイルは同
図の矢印11に示すようにスリット10cからドレンさ
れる。
【0019】機関の部分負荷運転時等で燃焼室内が負圧
となるときには、オイルリング溝背面隙間部に溜まった
オイルがピストン9のスカート部及びピンボス部から燃
焼室へ流れることになるが、上記のようにオイルリング
溝10を段付溝に形成したことによって、オイルリング
溝背面隙間部の容積を最小限に抑えることができるた
め、該オイルリング溝背面隙間部に溜まっているオイル
量は従来と比較して低減され、上述したオイルの流れ量
を低減することができる。
【0020】この場合、単にオイルリング溝背面隙間部
を縮小して形成するのではなく、オイルリング溝10
を、小幅溝10bが設けられた段付溝として形成し、小
幅溝10bの溝幅を、コイルエキスパンダ3bの直径に
対して若干幅広に形成するようにしたから、図5
(A),(B)に示すようなピストン9の挙動変化があ
っても、オイルリング3が小幅溝10bに衝突するのを
避けることができる。
【0021】又、上記の構成では、ピストン9のスラス
ト−反スラスト方向にスリット10cを設けるようにし
たから、該スリット10cがドレン穴の役目を奏し、従
来のドレン穴よりもドレン通路断面積が大であるため、
従来と比較してドレン能力が向上し、オイルリング溝背
面隙間部に溜まっているオイル量は小さくなり、これに
よっても、上述したオイルの流れ量を低減することがで
きる。
【0022】即ち、かかる構成によると、オイル消費量
を大幅に低減することができる。更に、上記の構成によ
ると、スリット10cが形成されるピストン9周壁部位
の肉厚を予め薄く形成するようにしたから、上述したよ
うに、オイルリング溝10の加工時に、小幅溝10bと
スリット10cとを同時に形成することが可能となり、
加工工数の低減を図れる。
【0023】又、ドレン穴の役目を奏するスリット10
cを設けるようにした結果、従来のドレン穴を設ける必
要がなくなり、上述したように小幅溝10bとスリット
10cを同時に形成することができるため、ドレン穴を
別途設けるための工数分が減り、加工コスト低減、生産
性の向上を図ることができる。更に、かかる構成による
と、スリット10cを形成したことによって、所謂スロ
ットタイプのピストンとなるため、スカート部の変形を
許容できる構造となり、ピストン9のオイルリング溝1
0下側の剛性が小となり、スカート部の当たりが改善さ
れ、フリクション低減に寄与するという利点もある。
【0024】尚、上記の実施例においては、小幅溝10
bを断面略方形状に形成するようにしたが、図8のよう
に、断面略半円状の小幅溝10dとしても良く、この場
合には、オイルリング溝背面隙間部の容積をより小さく
することができ、オイルリング溝背面隙間部に溜まって
いるオイル量がより小さくなるため、オイルの流れ量を
更に低減することができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、オイルリング溝を段付溝に形成したことに
よって、ピストンの挙動変化があっても、オイルリング
が小幅溝に衝突するのを避けることができながら、オイ
ルリング溝背面隙間部の容積を最小限に抑えることがで
きるため、該オイルリング溝背面隙間部に溜まっている
オイル量は従来と比較して低減され、オイルリング溝背
面隙間部からのオイルの流れ量を低減することができ、
オイル消費量を低減することができる。
【0026】請求項2記載の発明によれば、オイルリン
グ溝背面隙間部の容積をより小さくすることができ、オ
イルリング溝背面隙間部に溜まっているオイル量がより
小さくなるため、オイルの流れ量を更に低減することが
できる。請求項3記載の発明によれば、スリットがドレ
ン穴の役目を奏し、従来のドレン穴よりもドレン通路断
面積が大であるため、従来と比較してドレン能力が向上
し、オイルリング溝背面隙間部に溜まっているオイル量
は小さくなり、これによっても、オイルの流れ量を低減
することができ、オイル消費量をより低減することがで
きる。
【0027】請求項4記載の発明によれば、スリットが
形成されるピストン周壁部位の肉厚を予め薄く形成する
ようにしたから、オイルリング溝の加工時に、小幅溝と
スリットとを同時に形成することが可能となり、加工工
数の低減を図れ、スリットを形成したことによって、所
謂スロットタイプのピストンとなるため、スカート部の
変形を許容できる構造となり、ピストンのオイルリング
溝下側の剛性が小となり、スカート部の当たりが改善さ
れ、フリクション低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1,3及び4記載の発明の一実施例を
示すピストン前後方向の断面図
【図2】 同上実施例のピストンスラスト−反スラスト
方向の断面図
【図3】 同上実施例のピストン正面図
【図4】 図3中A−A矢視断面図
【図5】 ピストン挙動を説明する図
【図6】 ピストンのオイルリング溝の各部寸法を示す
【図7】 オイルリング溝加工用のカッターの正面図
【図8】 請求項1及び2記載の発明の一実施例を示す
ピストン前後方向の断面図
【図9】 従来例を示す断面図
【図10】 同上従来例におけるオイルリングの正面図
【符号の説明】
3 オイルリング 3a オイルリング本体 3b コイルエキスパンダ 9 ピストン 10 オイルリング溝 10a 大幅溝 10b 小幅溝 10c スリット 10d 小幅溝

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピストン周壁のオイルリング溝に、オイル
    リング本体と、該オイルリング本体背面に装着されるコ
    イルエキスパンダとから構成されるオイルリングを装着
    してなる内燃機関のピストン装置において、 前記オイルリング溝を、前記コイルエキスパンダ直径と
    略同一寸法の溝幅の小幅溝が内底部の幅方向の略中間部
    位に周方向に沿って環状に設けられた構成の段付溝に形
    成したことを特徴とする内燃機関のピストン装置。
  2. 【請求項2】前記小幅溝は断面略半円形状に形成されて
    なる請求項1記載の内燃機関のピストン装置。
  3. 【請求項3】前記オイルリング溝内底部の小幅溝におけ
    るピストンのスラスト−反スラスト方向に対応するピス
    トン周壁部位に、前記小幅溝と同幅でピストン周壁内外
    面を貫通するスリットを形成したことを特徴とする請求
    項1又は2記載の内燃機関のピストン装置。
  4. 【請求項4】前記スリットが形成されるピストン周壁部
    位の肉厚を薄く形成したことを特徴とする請求項3記載
    の内燃機関のピストン装置。
JP21746794A 1994-09-12 1994-09-12 内燃機関のピストン装置 Pending JPH0882243A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10016158B4 (de) * 1999-03-31 2010-04-22 Nippon Piston Ring Co, . Ltd., Yono Ringnut für einen Ölring mit Spannring eines Kolbens
DE102020213242A1 (de) 2020-10-20 2022-04-21 Mahle International Gmbh Kolben für eine Brennkraftmaschine und Herstellungsverfahren

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EP3988778A1 (de) * 2020-10-20 2022-04-27 MAHLE International GmbH Kolben für eine brennkraftmaschine und herstellungsverfahren
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