JPH1162701A - 2サイクルエンジンのピストン - Google Patents

2サイクルエンジンのピストン

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JPH1162701A
JPH1162701A JP23272997A JP23272997A JPH1162701A JP H1162701 A JPH1162701 A JP H1162701A JP 23272997 A JP23272997 A JP 23272997A JP 23272997 A JP23272997 A JP 23272997A JP H1162701 A JPH1162701 A JP H1162701A
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piston
ring
oil
cylinder
scavenging
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Sakae Inoue
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18Other cylinders
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • F02F3/24Pistons  having means for guiding gases in cylinders, e.g. for guiding scavenging charge in two-stroke engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気筒周壁の掃気孔下部領域の摩耗を防止し、
かつピストン下端部のリングのシール性を保持し、さら
にピストン上端部のリングの潤滑を確保する。 【解決手段】 気筒1の周壁2に掃気孔4を設けた2サ
イクルエンジンにおいて、ピストン3の上端部における
下側のセカンドリング12の下端と、ピストン3の下端
部における上側のサードリング13の上端との間の距離
Lを、ピストンストロークSよりも大きくすることによ
り、ピストン3がそのストローク範囲で往復移動したと
きにピストン3の上端部における下側のセカンドリング
12の移動範囲とピストン3の下端部における上側のサ
ードリング13の移動範囲とが重なり合わないように
し、かつピストン3下端部における上側のサードリング
13の上部位置に保油溝15を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気筒の周壁に掃気
孔を設けた2サイクルエンジンのピストンに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】2サイクルエンジンにおいては、図3に
示すように、気筒21の周壁22を構成するシリンダラ
イナにおけるピストン23の下死点近傍の中間高さ位置
に複数の掃気孔24を形成し、掃気孔24の外側に設け
た掃気室に掃気ポンプ(図示せず)その他の手段で加圧
された新気を供給し、燃焼後にピストン23が下死点近
傍に達すると、掃気孔24から気筒21内に矢印の如く
新気を導入し、燃焼ガスをシリンダヘッド25に設けた
排気口(ユニフロー式)又はシリンダライナ22に設け
た排気口(シュニーレ式)から排出することにより気筒
21内の燃焼ガスを新気と交換するように構成されてい
る。
【0003】このような2サイクルエンジンのピストン
23においては、例えば実開昭61−157146号公
報や実開平2−76144号公報に開示されているよう
に、上端部外周にファーストリングとセカンドリング
(第1と第2のピストンリング)31、32が配設さ
れ、下端部外周にはサードリング(コンプレッションリ
ング)33が配設され、さらに実開平4−75147号
公報に開示されているように、その下部にオイルリング
34が配設されることもある。
【0004】このピストン23は、ピストン23が上死
点に位置するときにサードリング33が掃気孔24より
下方に位置し、下死点に位置するときにピストン23の
上面が掃気孔24より下方に位置するという条件を満た
した上で重量を最小にするために、その長さをできる限
り短くするように設計されている。
【0005】ところが、上記構成の2サイクルエンジン
では、ピストン23が上死点に位置するときには、図3
(a)に示すように、サードリング33が掃気孔24の
直ぐ下に位置し、ピストン23が下死点に位置するとき
には、図3(b)に示すように、ファーストリング31
が掃気孔24の直ぐ下に、さらにその下にセカンドリン
グ32が位置することになり、ピストン23の往復移動
に伴うセカンドリング32の下端の移動範囲Aとサード
リング33の上端の移動範囲Bとが掃気孔24の下部の
範囲Cで重なり合うことになる。
【0006】そのため、周壁22を構成するシリンダラ
イナの掃気孔24下部の範囲Cの摩耗が激しいという不
具合があり、またファーストリング31やセカンドリン
グ32が掃気孔24を通過する際に付いた傷がシリンダ
ライナ22を介してサードリング33やオイルリング3
4に転移することにより、掃気のクランク室への洩れが
発生したり、オイルの消費が不安定になるなどの不具合
を来すという問題があった。
【0007】そこで、本出願人は先に、特願平8−93
754号において、図4に示すように、ピストン23上
端部における下側のリング32の下端とピストン23下
端部における上側のリング33の上端との間の距離L
を、ピストン23のストロークSよりも大きくしたもの
を提案した。
【0008】このような構成によると、ピストン23が
そのストロークLの範囲で往復移動したときに、ピスト
ン23上端部における下側のリング32の移動範囲A
と、ピストン23下端部における上側のリング33の移
動範囲Bとが重なり合わず、それにより気筒21の周壁
22の掃気孔24の下部領域が著しく摩耗せず、また掃
気孔24によってピストン上端部のリング31、32が
傷付いても、その傷がピストン下端部のリング33、3
4に転移せず、そのリング33、34のシール性が確保
でき、過大な量のオイルがピストン下端部のリング3
3、34を通って掃気孔24に流入し、オイル消費が不
安定になるのを防止でき、また掃気のクランク室への洩
れ防止を長期にわたって保持することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にピストン下端部の上側のリング33の移動範囲とピス
トン上端部の下側のリング32の移動範囲が重ならない
ように構成すると、ピストン下端部のリング33、34
でコントロールされたオイルがピストン上端部のリング
31、32に供給され難くなり、ピストン上端部のリン
グ31、32が潤滑不足になるという問題があることが
判明した。
【0010】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、気筒
周壁の掃気孔下部領域の摩耗を防止するとともにピスト
ン下端部のリングのシール性を確保し、かつピストン上
端部のリングの潤滑を確保できる2サイクルエンジンの
ピストンを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、気筒の周壁に
掃気孔を設けた2サイクルエンジンのピストンにおい
て、ピストン上端部における下側のリング下端とピスト
ン下端部における上側のリング上端との間の距離をピス
トンストロークよりも大きくし、かつピストン下端部に
おける上側リングの上部位置に保油溝を設けたものであ
り、ピストンがそのストローク範囲で往復移動したとき
にピストン上端部における下側のリングの移動範囲とピ
ストン下端部における上側のリングの移動範囲とが重な
り合わず、それにより気筒周壁の掃気孔の下部領域が著
しく摩耗せず、また掃気孔によってピストン上端部のリ
ングが傷付いても、その傷がピストン下端部のリングに
転移せず、そのピストン下端部のリングのシール性を確
保して過大な量のオイルがピストン下端部のリングを通
って掃気孔に流入し、オイル消費が不安定になるのを防
止できるとともに、掃気のクランク室への洩れ防止を長
期にわたって保持でき、しかもピストン下端部のリング
で適切にコントロールされたオイルが保油溝内に充満さ
れてピストンの移動による保油溝の移動範囲の気筒周壁
には充分な油膜が保持され、そのためピストンの下死点
時にはピストン上端部のリングがこの保油溝による油膜
形成範囲に入ってこのピストン上端部のリングに確実に
オイルが供給され、上記のようにオイル消費の安定性を
確保しながらピストン上端部のリングも充分に潤滑され
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図
1、図2を参照して説明する。
【0013】図1において、1は気筒で、その周壁2は
シリンダライナにて構成されている。気筒1の周壁2に
は、気筒1内を往復移動するピストン3の下死点近傍の
中間高さ位置に周方向に適当間隔置きに複数の掃気孔4
が設けられている。この掃気孔4は、気筒1の半径方向
の軸線に対して接線方向に傾斜させて形成された所謂ス
ワールポートや気筒1の半径方向の軸線に沿う所謂スト
レートポートなどにて構成され、それらが単独又は複合
して配置されている。
【0014】掃気孔4の外周には掃気室(図示せず)が
配設され、この掃気室に掃気ポンプ(図示せず)にて加
圧された新気が送給されることにより、この掃気孔4か
ら気筒1内に新気を導入するように構成されている。5
は気筒1の上面を覆うとともに、ピストン3上面との間
に燃焼室を形成するシリンダヘッドである。シリンダヘ
ッド5には燃焼ガスを排出する1又は複数の排気口(図
示せず)が形成されるとともにこの排気口を開閉する排
気バルブが設けられている。
【0015】ピストン3の上端部外周にはファーストリ
ング(第1のピストンリング)11とセカンドリング
(第2のピストンリング)12が配設され、下端部外周
にはサードリング(コンプレッションリング)13とオ
イルリング14が配設されている。そして、セカンドリ
ング12の下端とサードリング13の上端との間の距離
LがピストンストロークSよりも大きく、具体的にはL
/S=1.01〜1.05に設定されている。即ち、L
/Sは、シリンダライナやピストンの寸法公差、組付公
差、各部のクリアランス、及び熱や荷重による伸縮差等
から1.01以上必要であり、1.05より大きくなる
とピストン3の重量が不必要に大きくなるため、上記範
囲とするのが好適である。
【0016】さらに、ピストン3の下端部にはサードリ
ング13の上部位置に保油溝15が形成されている。詳
細には、保油溝15は、ピストン3が図1(a)に示す
ように上死点に位置するときに、掃気孔4より下方に位
置しかつピストン3が図1(b)に示すように下死点に
位置するときにファーストリング11とセカンドリング
12が位置する箇所に位置するように配設されている。
また、この保油溝15の形状は、図1及び図2(a)に
示すような断面形状矩形状に限らず、図2(b)に示す
ような断面三角形状や、図3(c)に示すような断面弓
形状等、任意の形状を適用することができる。また、保
油溝15の大きさは、オイルをかき上げて周壁2の油膜
を形成するものであれば良く、具体的には深さ0.5m
m、長さ2〜3mm程度に設定される。
【0017】以上の構成によると、ピストン3がそのス
トロークSにて往復移動したときに、ピストン3の上端
部におけるセカンドリング12の移動範囲A(=S)
と、ピストン3の下端部におけるサードリング13の移
動範囲B(=S)とが重なり合うことはない。そのた
め、従来のように気筒1の周壁2の掃気孔4の下部領域
でセカンドリング12とサードリング13の両方が摺接
するということがなく、周壁2の掃気孔4の下部領域の
著しい摩耗を防止することができる。
【0018】また、ピストン3の往復移動時にファース
トリング11及びセカンドリング12は掃気孔4を通過
するため、掃気孔4によってこれらピストンリング1
1、12は傷付き易いが、これらリング11、12がた
とえ傷付いても、その傷が周壁2を介してサードリング
13やオイルリング14に転移する恐れがなく、これら
サードリング13やオイルリング14のシール性を確保
できる。そのため、サードリング13やオイルリング1
4を通って過大な量のオイルが掃気孔4に流入し、オイ
ル消費が不安定になるのを防止できるとともに、掃気の
クランク室への洩れ防止を長期にわたって保持すること
ができる。
【0019】また、図2(a)に示すように、保油溝1
5内にはピストン3下端部のサードリング13とオイル
リング14でコントロールされたオイル16が充満さ
れ、ピストン3の移動による保油溝15の移動範囲の気
筒周壁2に充分な油膜が保持される。そして、ピストン
3の下死点時には、図1(b)に示すように、ピストン
3上端部のファーストリング11とセカンドリング1
2、又はセカンドリング12のみがこの保油溝15によ
る油膜形成範囲に入るため、これらファーストリング1
1及びセカンドリング12にオイルが供給され、ピスト
ン3上端部のファーストリング11及びセカンドリング
12も充分に潤滑されてスカッフ等の発生が防止され、
かつオイル16は上記のようにピストン3下端部のサー
ドリング13とオイルリング14で確実にコントロール
されているのでオイル消費の安定性も確保できる。
【0020】
【発明の効果】本発明の2サイクルエンジンのピストン
によれば、以上のようにピストン上端部における下側の
リング下端とピストン下端部における上側のリング上端
との間の距離をピストンストロークよりも大きくしたの
で、ピストンの往復移動時にピストン上端部における下
側のリングの移動範囲とピストン下端部における上側の
リングの移動範囲とが重なり合うことがなく、従って気
筒周壁の掃気孔の下部領域の著しい摩耗を防止でき、ま
たピストン上端部のリングの傷がピストン下端部のリン
グに転移するのを防止できるので、そのリングのシール
性を確保できて過大な量のオイルがピストン下端部のリ
ングを通ってオイル消費が不安定になるのを防止できる
とともに、掃気のクランク室への洩れ防止を長期にわた
って保持することができ、かつピストン下端部における
上側リングの上部位置に保油溝を設けたので、ピストン
下端部のリングでコントロールされたオイルが保油溝内
が充満し、ピストンの移動による保油溝の移動範囲の気
筒周壁には充分な油膜が保持され、ピストンの下死点時
にピストン上端部のリングがこの油膜形成範囲に入るこ
とにより、上記のようにオイル消費の安定性を確保しな
がらピストン上端部のリングも充分に潤滑されるという
効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の2サイクルエンジンの要
部の概略構成を示し、(a)はピストンが上死点に位置
する状態の縦断面図、(b)はピストンが下死点に位置
する状態の縦断面図である。
【図2】同実施形態における保油溝とその変形例を示す
拡大断面図である。
【図3】従来例の2サイクルエンジンの要部の概略構成
を示し、(a)はピストンが上死点に位置する状態の縦
断面図、(b)はピストンが下死点に位置する状態の縦
断面図である。
【図4】本発明に先行して発明された2サイクルエンジ
ンの要部の概略構成を示し、(a)はピストンが上死点
に位置する状態の縦断面図、(b)はピストンが下死点
に位置する状態の縦断面図である。
【符号の説明】
1 気筒 2 周壁 3 ピストン 4 掃気孔 11 ファーストリング(第1のピストンリング) 12 セカンドリング(第2のピストンリング) 13 サードリング(コンプレッションリング) 14 オイルリング 15 保油溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気筒の周壁に掃気孔を設けた2サイクル
    エンジンのピストンにおいて、ピストン上端部における
    下側のリング下端とピストン下端部における上側のリン
    グ上端との間の距離をピストンストロークよりも大きく
    し、かつピストン下端部における上側リングの上部位置
    に保油溝を設けたことを特徴とする2サイクルエンジン
    のピストン。
JP23272997A 1997-08-28 1997-08-28 2サイクルエンジンのピストン Expired - Fee Related JP3302628B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111192725A (zh) * 2018-11-15 2020-05-22 Koa株式会社 安装配件以及电阻器单元

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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