JPS5943477Y2 - ピストン往復動型内燃機関 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ガソリン機関やディーゼル機関のようにピス
トンの往復運動を回転運動に変換するピストン往復動型
内燃機関の改良に関するものである。

上記のようなピストン往復動型内燃機関においては、通
常、ピストンとシリンダ壁との間に所定のピストン・ク
リアランスを設けてピストンの熱膨張に対処できるよう
にしている。

ところでアル４合金製のピストンを使用したものでは、
熱膨張が大きいためそれに対応してピストン・クリアラ
ンスも大きくする必要がある。

しかし、ピストン・クリアランスを大きくすると１機関
の作動中にピストンが、運動方向を変えるときにピスト
ンが傾いてシリンダ壁を叩き、いわゆる打側音（ピスト
ンスラップ）を発生し、さらには偏摩耗を生起してピス
トンおよびシリンダの耐久性を低下させるので好ましく
ない。

そこでこのピストンスラップを低減する目的で、ピスト
ン・クリアランス内に比較的厚い層の油膜を形成し、ピ
ストンのシリンダ壁に対する傾きを規制する手段が提案
されている。

ところがこの場合には、多量の潤滑油を前記ピストン・
クリアランス内に供給する必要があり、従って、油圧ポ
ンプなどの６１油強制注油手段を備えないものでは、ピ
ストンの傾きを規制するのに充分な油膜を形成すること
ができず、従って、アル４合金製のピストンの適用は不
可能であった。

本考案は、上述の事情に鑑み油圧ポンプなどの潤滑油強
制注油手段を有しないで、ピストンスラップによる騒音
を低減でき、併せてピストンおよびシリンダの偏摩耗を
防止して耐久性を向上できるピストン往復動型内燃機関
を提供しようとするものである。

この目的を達成するため本考案による内燃機関は、ピス
トンの、ピストンリングより下方に位置するピストン・
スカート部周面にオイル掻きリング’ｆｆ１着したもの
において、上記リングを嵌着溝に対して溝幅方向に移動
自由に、しかも、溝底部との間に所定の間隔を形成する
ように嵌着すると共に、上記間隙とオイル掻きリング上
方のピストン・クリアランスとを連通ずるオイル通路を
設け、かつ、リンク嵌着溝の上、下には、該嵌着溝より
浅い環状の溝を、ピストン・スカート部の、リング上方
のスラスト面には上記の環状の溝と通ずる上下方向のオ
イル拡散溝をそれぞれ設けることにより、ピストン往復
行程時に上記オイル掻きリングが弁体として働き、ピス
トン下降時には上記リングで掻き集めた潤滑油の一部を
該リング上方のピストン・クリアランス内に誘導し、ピ
ストン上昇時には、上記リングが下動することで上記通
路が閉塞され、リング上方のピストン・クリアランスに
滞留する潤滑油の落下を阻止して、上記リングの上下の
ピストン・クリアランス内に比較的厚い層の油膜を形成
するように構成したことを特徴とする。

なお、オイル掻きリングではなく、ピストンリングの上
面に径方向の凹溝を設け、該リングがその嵌着溝の上面
に密着状態になっても、該リング下方の空間のガスを上
記凹溝を介して燃焼室に逆流させるようにした先行技附
例が特開昭５４−６５２１０号公報に、強制注油手段に
よらずピストンのスカッフィングを防止するものが特開
昭４８−２１０１４号公報にそれぞれ示さ力ている。

以下、本考案を図面に示す実施例に基いて具体的に説明
する。

第１図ないし第７図は、本考案をディーゼル機関に適用
した例を示し１図中符号１はシリンダブロック、２はシ
リンダヘッド、３はシリンダである。

このシリンダ３内ＫＥ アルミ軽合金製のピストン４が
嵌挿してあり、前記シリンダ３のピストン４上方部分に
は、吸・排気弁５．燃料噴射弁６を備えた燃焼室７が形
成されている。

前記ピストン４は、その頂部周面にガスリング８ａとオ
イルリング８ｂとからなるピストンリング８を嵌着して
気密を保ちつつシリンダ３内を往復動するようになって
おり、この往復運動が、コンロッド９を介してクランク
軸（図示癌略）い回転運動に変換されるが、その際、ク
ランクケース１０内に貯溜されている潤滑油を、上記シ
リンダ３内壁およびピストン４にはねかけて、ピストン
４およびシリンダ３の潤滑、冷却を行うようにしである
。

また、第２図および第３図に示すように、ピストン４の
、上記ピストンリング８の下方に位置するスカート部４
ａの略中央部外面には、シリンダ３内壁に摺接するオイ
ル掻きリング１１が嵌着してあり、このリング１１の嵌
着溝１２と隣接する上下には、該嵌着溝１２より浅い環
状の溝部１２ａ。

１２ｂが形成してあって、オイル掻きリング１１により
シリンダ３壁面から掻き落される潤滑油を多量に確保し
、これをピストン円周方向に均一的に誘導するようにし
ている。

そして、さらにピストン・スカート部４ａの上記オイル
掻きリング１１下方の局面には、上端が上記溝部１２ｂ
と連通し下端がピストン４のエツジ部４ｂＫ至るオイル
誘導用凹部１３が、ピストンの円周方向に並んで複数個
所形成してあり、ピストン４の下降行程時エツジ部４ｂ
でシリンダ３壁面の潤滑油を掻き落さないようにしてい
る。

寸た、ピストン・スカート部４ａの、上記オイル掻きリ
ング１１上方のスラスト面４ｃには、溝部１２ａに連通
ずるオイル拡散溝１４がピストン４の摺動力向に沿って
穿設されている。

しかして、第４図に示されるように、前記オイル掻きリ
ング１１は、嵌着溝１２の溝幅より薄く、しかも、その
内径が嵌着溝１２の溝底径より大きく成形しであるから
、嵌着溝１２の溝底との間に所定の間隙Ａを形成した状
態で上記溝１２内を溝幅方向に上、下に移動できるよう
にしである。

そして特に、上記リング１１の上面には、第５図に示す
ように放射状に複数個所設置される切欠き部１１ａが形
成してあり、上記リング１１がピストン４に対して上動
しその上面が嵌着溝１２の溝壁に接触した際に、上記間
隙人とオイル掻きリング１１上刃のピストン・クリアラ
ンスＢ内とを連通ずるオイル通路１５を形成するように
しである。

このように構成した内燃機関では、クランクケース１０
内の潤滑油が、機関の作動に伴い図示しない手段により
シリンダ３内壁およびピストン４にはねかけられて、機
関の潤滑および冷却が行われる。

そしてその際、シリンダ３内壁に付着した潤滑油は、ピ
ストン４の下端のエツジ部４ｂによって掻き落されるこ
となく、ピストン４の下降行程時にオイル誘導用凹部１
３内に導入されるのであり、これにより比較的多量の潤
滑油がオイル掻きリング１１により掻き集められて溝部
１２ｂに充分に確保されると共に、上記リング１１下方
のピストン・クリアランスＣに供給される。

一方、ピストン４の下降行程時においては、オイル掻き
リング１１は、シリンダ３壁面からの抵抗力等で嵌着溝
１２に対して上動し、この上動によりオイル掻きリング
１１下方のピストン・クリアランスＣと嵌着溝１２底部
の間隙人とが連通状態となると共に、上記間隙Ａとリン
グ１１上方のピストン・クリアランスＢとは、オイル掻
きリング１１上面に形成されるオイル通路１５、上部の
環状の溝部１２ａを介して連通されるので、上記オイル
掻きリング１１で掻き集められた潤滑油の−Ｓは、ピス
トン４の下降に伴いオイル通路１５を介してオイル掻き
リング１１上部の溝部１２ａに充分確保されて上方０ピ
ストン・クリアランスＢ内に供給さａｔた、溝部１２ａ
内の潤滑油は。

オイル拡散溝１４を介してピストン・スカート部４ａの
上部におけるピストン・クリアランスＢ内によく供給さ
れる。

そして、ピストン４の上昇行程時においては。

オイル掻きリング１１が嵌着溝１２の溝幅方向に下動す
ることで、上記間隙Ａと下方のピストン・クリアランス
Ｃとの間の通路が閉塞されるから、上方のピストン・ク
リアランスＢ内に供給された潤滑油の落下が防止され、
さらに、上記リング１１のオイル掻き作用によりシリン
ダ３内壁の潤滑油が捕獲されるのであり、オイル掻きリ
ング１１上方のピストン・スカート部４ａ周面のピスト
ン・クリアランスＢ内にも充分な量の潤滑油を供給する
ことができる。

しかして、オイル掻きリング１１の上、下のピストン・
クリアランスＢ、Ｃ内には、ピストン４の往復運動に伴
い厚い層の油膜が形成され、この油膜がピストン４の運
動方向変換時、のピストン４の傾きをｍＵするのであり
、ピストンスランプノイズを低減し、併せてピストン４
およびシリンダ３の偏摩耗を防止する。

なお、本実施例においては、オイル掻きリング１１の上
面に切欠き部１１ａを形成することによりオイル通路１
５を形成するようにしたが、第６図に示すような波形に
成形したスペーサワッシャ１５を別体に設け、これを上
面平坦に成形したオイル掻きリング１１上面に重ね合せ
た状態で嵌着溝１２内に嵌着してオイル通路１５を形成
するようにしてもよい。

筐た、第１図に示すように、嵌着溝１２の底部からエツ
ジ部に至る切欠き１７を。

嵌着溝１２の上側の溝壁においてその円周方向に複数個
所形成し、これによりオイル通路１５を形成するように
してもよい。

かくて本考案によれば、ピストン往復行程時に捕獲さ力
るシリンダ壁面の潤滑油が、オイル掻きリング下方のピ
ストン・クリアランス内はもとより上方のピストン・ク
リアランス内にも積極的に誘導されて比較的厚い層の油
膜を形成し、ピストンの運動方向変換時の傾きを規制す
るので、潤滑油の強制注油手段を必要とすることなくピ
ストンスラップによる騒音を力４・果的に低減し、併せ
てピストンおよびシリンダの偏摩耗を防止して機関の耐
用性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案い一実施例による内燃機関の要部の縦断
面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線に沿う断面図、第３図
は第２図におけるピストンの■−■線に沿う断面図、第
４図は第２図のオイル掻きリング嵌着部を示す拡大断面
図、第５図はオイル掻きリングの斜視図、第６図は他の
実施例によるスペーサワッシャの斜視図、第７図は他の
実施例によるオイル掻きリング嵌着部の拡大断面図であ
る。 １・・・・・・シリンダブロック、２・・・・・・シリ
ンダヘッド、３・−・・・・シリンダ、４・・・・・・
ピストン、５・・・・・ｅ−排気弁、６・・・・・・燃
料噴射弁、７・・・・・・燃焼室、８・・・・・・ピス
トンリング、８ａ・・・・・・ガスリング、８ｂ・・・
・・・オイルリング、９・・・・・・コントロッド、１
０・・・・・・クランフケ−へ １１・・・・・・オイ
ル掻きリング。 １１ａ・・・・・・切欠き部、１２・・・・・嵌着溝、
１２ａ。 １２ｂ・・・・・・溝部、１３・・・・・・オイル誘導
溝部、１４・・・・・・オイル拡散溝、１５・・・・・
・オイル通路、１６・・・・・・スペーサワッシャ、１
７・・・・・・切欠き、Ａ・・・・・細隙、Ｂ、Ｃ・・
・・・・ピストン・クリアランス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダ内にピストンを嵌挿し、ピストンの往復運動を
   回転運動に変換する形式の内燃機関であって、ピストン
   の、ピストンリングの下方に位置するピストン・スカー
   ト部の円周にオイル掻きリングを嵌着したものにおいて
   、該オイル掻きリングは、リング嵌着溝の溝幅に対して
   厚み４算く形成してリングが薄肉を溝幅方向に上下移動
   自在で、かつリング内径が嵌着溝の溝内底部に対して径
   が大きくリング内径と薄肉底部との間に所定の間隙を有
   する形態に嵌着すると共に、上記間隙とリング上方のピ
   ストン・クリアランスとを連通ずるオイル通路を設け、
   かつリング嵌着溝と隣接する上。 下には該嵌着溝より浅い環状の溝を、ピストン・スカー
   ト部の、リング上カハフラスト面には、上記の上部環状
   の溝と連通ずる上下方向のオイル拡散溝をそれぞれ設け
   ることにより、ピストンの下降行程時には、リングが、
   シリンダ内壁との接触抵抗により溝内を上動することで
   リング下面と溝壁との間に通路が開通され、リング下方
   のピストン・クリアランスが上記の下部の環状の溝：溝
   内底部の前記間隙、前記オイル通路および上記上部の環
   状の溝と上記オイル拡散溝とを介してリング上方のピス
   トン・クリアランスと連通し、またピストンの上昇行程
   時には、リングが下動することで上記通路が閉塞され、
   リング上方のピストン・クリアランス内に溜留するオイ
   ルの流下が阻止されるように構成してなることを特徴と
   するピストン往復動型内燃機関。