JPS58184355A - ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガソリン及びディーゼル内燃機関又はこれと
類似するもののためのピストンであって、環状のリング
溝とピストンに協働するシリンダ又はライナー、・対し
てシールを行なうために前記リング溝内にはめ込まれた
圧力シリンダとを有している形式のものに関する。

一般的に、内燃機関用のピストンは３つ又はそれ以にの
ピストンリングを備えており、これらのピストンリング
はピストン側面に形成された、対応するリング溝内には
め込まれている。

各ビスＩ・シリンダは、ピストンと協働するシリンダ又
はライナ壁に対して及びリング溝の両側壁に対してシー
ルを行なう。これらのシールによって、ガスが燃焼室か
らピストンを介して下方へつまり潤滑油の方へ入る（一
般に「吹き抜け」のこと）のを防ぎ、また潤滑油が燃焼
室へ入るのを防ぐ。

エンジンテストによれば、ピストンの往復運動時におけ
る、リング溝内のピストンリングの軸方向連動は、一定
の形に従かわず、ピストンリングの側面はかなりの時間
リング溝に対して押しつけられずピストンリングはリン
グ溝の両側面間で事実上振動させられることが解ってぃ
°　る。ピストンリングがリング溝の両側面に対して押
しつけられないと、ガスは圧力を受けてリング溝の底部
とピストンリングの半径方向内側端部との間におけるピ
ストンリングの後部の周囲に流れ込む。これによって、
シールを形成するためにピストンリングの各側面を隣接
するリング溝の表面に対して押しつけるガスによる圧力
は減少させられる。ピストンリングをＴ動させてリング
溝の両側面に押しつけてシールを行なうための圧力は、
ピストンリングがシリンダ壁に対してしゆう動運動する
ことによって形成される摩擦力及び内圧に勝っているの
で、ガス圧が減少させられることによって、得ようとす
るシール作用は低下し漏れが増大することになる。

また、圧力リングは、この圧力リングとリング溝との間
でシールを形成するための下方運動力作用に伴ってリン
グ溝の半径方向外側端部周囲の小さい範囲にわたっての
み一定のシールが得られることが解っている。これは圧
力リングが傾斜するために圧力リングの両側面がピスト
ン軸線に対して直角な平面に位置しないからである。こ
れによって、ガス圧によって形成される軸方向力が減少
し、ひいては前記リング溝の半径方向外側端部周囲の小
さい範囲におけるシール作用が低下してガタつきが形成
される。

本発明による、内燃機関及びこれと類似するもののため
のピストンは、環状のリング溝と、ピストンに協動する
シリンダ又はライナに対してシールを行なうために前記
リング溝内にはめ込まれた圧力リングと、この圧力リン
グの半径方向内側端部周囲における液体の流れを減少さ
せるか又はこれを避けるためのシール装置とを有してお
り、このシール装置は前記リング溝内に設けられていて
このリング溝と前記圧力リングとの間に配置されている
。

次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

第１図において、ピストン１は有利には鉄より成る圧力
リングδを受容するリング溝２を有している。圧力リン
グ３の半径方向内側端面には溝状の四部牛が形成されて
いて、リング溝２の底部にはやはり溝状の四部５が形成
されている。これらの四部４．５は整列させられていて
鋼より成る環状レール形状の補助リング６の１部を間隔
を保って受容している。補助リング６はピストンに容易
に組み入れられるように２つ又はそれ以上のセグメント
（第２図参照）に分けられている。補助リング６は凹部
４，５内にしつかりとかん合させられるか又は四部牛、
５に自由に出入りするように構成されている。

これによって補助リング６は、圧力リング３の半径方向
内側端部の周囲でガス及び潤滑油に対するシールを形成
する。リング溝２の両側面と圧力リング３の両側面との
間、及び補助リング６と四部牛、５との間の間隔は、圧
力リングに種種異なる方向で加えられる圧力を増大させ
るために十分小さいものであって、圧力リング３の両側
面をリング溝２の両側壁の一方又は他方に完全に押しつ
ける軸方向力を形成するので、ピストンとリングと一間
のより効果的なシール作用が得られる。

この結果、リング溝２内の圧力リング３の後部で一種の
ラビリンスシールが得られる。

別個に設けられた補助リング６は、圧力リング３の後部
周囲におけるガス漏れに対するより効果的なシール及び
潤滑油が逃げることに対するより効果的なシールが得ら
れる。もし潤滑油が逃げると、圧力リング３に焼き付け
が形成される。また、圧カリング凸に様様な方向で加え
られる圧力によって、圧力リング３は迅速に反応し、圧
力リングはほぼ全上側面又は下側面にわたって、対応す
るピストン溝壁部に向かって移動させられる。補助リン
グ６は半径方向内側端部及び外側端部で良好にシールさ
れているので、圧力リング３がもしその下側に沿ってシ
ールされていなくても効果的なシールが得られる補助リ
ング６はもっばらピストンと圧力リングとの間のシール
を行なうので、これによって圧力リング３はもっばらピ
ストンとシリンダ壁との間でシールを行なうことに専念
することができる。これは圧力リング３がリング溝両壁
部に対して押しつけられることを妨げるような部材を、
圧力リング３の両側面に設けることによってより効果的
に行なわれる。この部材は、例えば圧力リング３の両側
面に設けられた突起部１３（第３図参照）の形状のもの
である。

第１図に示されているように、圧力リング３は四部牛を
備えている。第４図で解るように、この四部牛は、圧力
リング３の半径方向内側端部に環状に形成された切欠き
１４に置き換えてもよい。第１図で解るように、リング
溝２に設けられた四部５はピストン１の本体に直接形成
されている。しかしながら第５図の実施例に示されてい
るように、四部５は、ピストン１のリング溝２に挿入さ
れリング溝２の底部を形成する挿入部材１０に形成して
もよい。挿入部材１０はピストンｌを鋳造する際に挿入
される。その他の、第４図及び第５図に示された、第１
図に示された部分と同様の部分は、第１図と同様の符号
を印した。

第６図の実施例で第１図乃至第５図と同様の部分には同
様の符号が印されており、その詳細の説明は省略した。

この第６図のピストンは、補助リング６のかわりに、リ
ング溝８の底部から半径方向外側へ突出する環状の７ラ
ンジ状の突起部７を有している。この突起部７は、圧力
リング３の半径方向内側端面に形成された。第１図の実
施例におけるものとほぼ同一形状の溝状の四部９内に延
びている。もちろん突起部７を圧カリング已に形成して
四部９をリング溝又は挿入部材に形成してもよい。第１
図乃至第５図の実施例において、突起部７と四部９とは
互いにしっかりと密接するように構成してもよいし又は
ルーズにはめ合わされるように構成してもよい。

定置の７ランノ状の突起部７は軸方向に運動しないので
、圧力リングのほぼ全表面に対してシール作用を生せし
めるためにこの圧力リングに直交する方向で種種異なる
圧力の最大増加を与えるような完全なシールを形成しな
いが、７ランジ状の突起部７と四部９とが効果的なラビ
リンスシールを形成して、リング溝壁部に対する圧力リ
ングのシールをより迅速に形成するためのいくらかの圧
力増大を与えるようになっている。

効果的なラビリンスシールを得るために及び圧力リング
の振動を減少させて、圧力リングの全幅にわたって迅速
にシールを行なうための軸方向力を増大させるために、
四部ヰ、５及び９の側面は非直線的であって、収れん状
又は発散状に湾曲されているか、あるいは円すい形であ
る。

図面に関連した前記実施例は、３つ又はそれ以上の圧力
リングを有するピストンの性能を改良することができる
。より効率のよいシールによって吹き抜け（ｂｌｏｗ　
−ｂｙ）を減少させることによって、潤滑油交換のイン
ター・セルを延長させることが可能であり、またピスト
ンの最上位置にあるオイルリングの上の位置に燻燃生成
物が付着するのを避けることによってオイル消費の減少
が得られる之１ 従来吹き抜けを減少させて低燃費を得るためにエンジン
に３つ、４つ又は５つのピストンリングを有するピスト
ンが使用されている。図面に関連した前記実施例の利点
は、２つ又はそれ以上の圧力リングと１つのオイルリン
グを設ける従来の形式に対して、１つの圧力リングと１
つのオイルリングとを設けた２リング形式でほぼ１分な
効果が得られるという点にある。これによって第２の圧
力リングによって占められるスペースが節約され、ひい
てはピストンの長さ及び重量が減少されるか、又はピス
トンガイドを改良するためにピストンのスカート部をよ
り長く構成することが可能である。

さらに、より効果的なシーリングと共に摩擦の減少をも
得ることが可能である。つまり、従来はより効果的なシ
ーリングを得ようとすれば、ピストンリングに、シリン
ダ壁に向かう外側方向のより大きな圧力を加えなければ
ならず、このために摩耗作用及び摩擦作用が増大する結
果・　を招いていたが、こ第１に対して本願発明によれ
ばわずかな外側方向の圧力をピストンリングに加えるだ
けで効果的かつ迅速なシール作用を得ることが可能であ
る。

図示の実施例によるピストンは、特に、構造の大きなデ
ィーゼルエンジンに設けると有利である。それというの
はディーゼルエンジンの点火行程時に形成される圧力の
ために、圧力リングは繰り返えし下方に押しやられて対
応するリング溝の下方側にぶつけられ、これによって圧
力リングとリング溝との相方が著しい摩耗にさらされ、
さらにまた前記圧力によって圧力リングは下方に湾曲さ
れるか又は半径方向で曲げられるからである。第１図、
第５図、第６図及び第７図の実施例において、圧力リン
グの四部に係合する突起部又は補助リングを設けること
によって、圧力リングのぶれはより小さくなるのでこの
圧力リングのぶれによって引き起される問題は減少され
ると共に圧力リングの湾曲又は曲げに対する抵抗が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるピストンの第１実施例の部分的な
断面図、第２図は第１図による補助リングの平面図、第
３図は本発明によるビストンの第２実施例の部分的な側
面図、第４図は第３実施例の部分的な断面図、第５図は
第４実施例の部分的な断面図、第６図は第５実施例の部
分的な断面図、第７図は第６実施例の部分的な断面図で
ある。 ■・・・ピストン、２・・・リング溝、３・・・圧力リ
ング、牛、５・・・凹部、６・・・補助リング、７・・
・突起部、８・・・リング溝、９・・・凹部、１ｏ・・
・挿入部材、１３・・・突起部、■４・・・切欠き 弓 紀 ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関及びこれと類似するもののためのピストン
   であって、環状のリング溝（２）と、ピストンに協働す
   るシリンダ又はライナに対してシールを行なうために前
   記リング溝（２）内にはめ込まれた圧力リング（３）と
   を有している形式のものにおいて、該圧力リング（３）
   の半径方向内側端部周囲における液体の流れを減少させ
   るか又はこれを避けるためのシール装置が、前記リング
   溝（２）内に設けられていて該リング溝（２）と前記圧
   力リング（３）との間に配置されていることを特徴とす
   る、ピストン。 ２、　前記リング溝と圧力リングとがこれらのリング溝
   と圧力リングとをそれぞれめぐってかつ互いに同一列に
   配置された凹部（４，５゜１４）をそれぞれ備えていて
   、前記シール装置が、前記リング溝の四部と圧力リング
   の四部と、これらの四部にそれぞれ受容されかつ間隔を
   保って配置された２つの環状区分を有する環状の補助リ
   ング（６）とより構成されている、特許請求の範囲第１
   項記載のピストン０ ３　前記リング溝（２）が互いに間隔を保って半径方向
   に延びる両側壁と環状の底部とを有していて、該底部に
   溝状の四部が形成されており、前記圧力リング（３）が
   互いに間隔を保って半径方向に延びる両側面とこの両側
   面を結合する半径方向内側端面とを有していて、該半径
   方向内側端面に四部が形成されている、特許請求の範囲
   第２項記載のピストン。 牛、　前記リング溝の底部が、このリング溝内に挿入さ
   れた挿入部材（１０）によって形成されていて、該挿入
   部材（１０）に溝状の四部が設けられている、特許請求
   の範囲第３項記載のピストン。 ５　前記圧力リングに形成された四部が、溝状の四部（
   ４）又は切欠き（１４）である、特許請求の範囲第２項
   記載のピストン。 ６　前記補助リング（６）の環状の複数の区分とこの区
   分に対応する前記四部とが、補助リングの少なくとも１
   つの区分が対応する四部にしっかりと嵌合するような寸
   法に構成されている、特許請求の範囲第２項記載のピス
   トン０ ７　前記シール装置が、対応する溝状の四部（９）と、
   この四部（９）内に延びる突起部（７）とから構成され
   ていて、この四部（９）と突起部（７）のうちの一方が
   前記リング溝（８）内に形成されていて、他方が前記圧
   力リング（３）に形成されている、特許請求の範囲第１
   項記載のピストン。 ８　前記突起部（７）が、ピストン軸線に対して直角な
   平面に位置するり、ン：グ溝（８）の底部をめぐって環
   状に延びるフランジより成っており、溝状の前記四部（
   ９）が前記圧力リング（３）の半径方向内側端面をめぐ
   って延びていて前記７ランノとほぼ同一平面にある、特
   許請求の範囲第７項記載のピストン。 ９　前記リング溝の前記底部がこのリング溝内に挿入さ
   れた挿入部材（１１）によって形成されていて、この挿
   入部材（１１）に突起部が設けられている、特許請求の
   範囲第８項記載のピストン。 １０　　前記圧力リング（３）が半径方向に延びる両側
   面を有していて、この両側面のうちの少なくとも１つに
   、前記リング溝に対する側面シールを妨げるための部材
   が設けられている、特許請求の範囲第１項記載のピスト
   ン。