JPS6027800Y2 - 内燃機関のピストンリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関においてシリンダボア内を往復動す
るピストンのピストンリング装置に関するものである。

シリンダポア内壁面とピストンリングとの摺動摩擦によ
る機械的ロスを低減するため、ピストンリングのピスト
ン軸方向の厚さく以下、単に厚さという）を薄くするこ
とが提案されている。

この場合、ピストンリングはピストンにおけるピストン
リング溝に対してピストンの往復動方向にガタ付きのな
いように嵌め込まねばならず、ピストンリングの厚さが
１ｒｒＬ／ｒｒＬ程度以上であるときは、ピストンリン
グ溝の加工は比較的簡単であると共に、該ピストンリン
グ溝の加工寸法精度ををこの溝内でピストンリングがリ
ング溝内に首尾良く均一に接触でき、リングがリング溝
内で激しく動くといったリングフラッパーを生じない程
度まで向上できるが、ピストンリングの厚さを１ｍ／ｍ
よりも薄くした場合には、ピストンリング溝の加工が著
しく困難になるばかりか、加工寸法精度が低下し、ピス
トンリングにリングフラッパーが発生して、十分なシー
効果が得られずピストンリングの耐久性の低下及び潤滑
油の漏洩が増大し、且つシリンダボア内壁面にかき傷を
つけて機械的ロスがむしろ増大するのであった。

本考案は、ピストンリングとスペーサリングとを重ね合
わせてリング溝内に嵌め入れるようにして一定の溝巾を
確保し、以って前記リング溝加工精度上の問題を解消し
うとするものであるが、その際、ピストンリングを薄く
すること及びリングを２枚重ねすることによって生ずる
新たな問題点をも併せて解決しようとするものである。

すなわち、一つのリング溝にピストンリングとして機能
するものとスペーサとして機能するリングとを２枚重ね
して嵌め入れるとい考え方自体は、例えば実公昭４８−
１３２８６号公報等によって既に知られれている。

ところが、前記公報の考案を初めとして従来のものはい
ずれもスペーサリングの外径をピストン外径より小さく
しているのでピストンリングに対する支持面積が小さく
なり、又、スペーサリングは自己の弾性弾力によってリ
ング溝内周に締め付けるようにした内張りの構成になっ
ているので、スペーサリング内周面とリング溝内周とが
ぴったり密着するようその加工を精密にせねばならず、
この両者の加工精度が悪いとスペーサリングが自身の弾
性張力によってリング溝内で反ったりねじれたりした状
態になり、ピストンリングを押圧してその自由な膨張を
阻害することがある。

従って、もしこれら従来技術を借用して単にピストンリ
ングのみを薄肉化したとしても、スペーサリングによる
支持面積が小さいのでシリンダ内の爆発力によってピス
トンリングが撓み変形したり、あるいは、両リングの不
均一な接当関係によってリングフラッパーを惹起したり
、機械的ロスの低減による出力の向上という本来の目的
を遠戚することができない。

本考案は前記従来例と異なり、スペーサリングの外径を
ピストン径より若干大径にすることによってピストンリ
ングの支持面積を増大せしめ、以って等外ピストンリン
グの撓み変形を防止すると共に、スペーサリングの内径
をリング溝内径より大径に形成することによってスペー
サリング下面とリング溝下壁面とが常にフラットな状態
で接当しあうようにし、これによってピストンリングと
スペーサリングとが常に均一な状態で接当しあうように
し、リングを２枚重ねにしたことによるリングフラッパ
ーを防止したものである。

次に、図面の実施例について説明すると、図においては
１はシリンダボア、２は該シリンダボア１内を往復動す
るピストン、３はピストン２の外周に周設した巾りのピ
ストンリング溝を各々示し、該ピストンリング溝３の相
対向する上下両内壁面３′、３″は、いずれもピストン
の軸線に対して直角な平面で且つ互に平行であり、この
ピストンリング溝３内には、その上側つまりピストン２
の頂面２′に近い側に厚さｈのピストンリング４を、下
側に厚さＬ２のスペーサリング５を嵌める。

これらピストンリング４及びスペーサリング５はいずれ
も円周に１箇所切口４ａｖ５ａを有し、この切口４ａ、
５ａより広げて前記ピストンリング溝３に嵌めるように
なっている。

そして、前記ピストンリング４は、従来公知のものと同
様に半径方向外向きに弾性張力を有してその外周面４ｂ
が弾性張力によってシリンダボア１の内壁面１′に接触
するようになっている。

又、スペーサリング５は、前記ピストンリング４と逆に
半径方向に弾性張力を有する、つまり自由状態で前記切
口５ａがぴったり接当しあうように弾性付勢されている
か、又は、何ら弾性張力を保持していない構成であるが
、いずれにしてもリング溝３に嵌め入れた状態（つまり
自由状態）においてその外径ｄ２がシリンダボア１′内
径よりは小径でピストン２よりはピストン２外径よりは
大径かつ、内径ｄ１はリング溝３の内径より適宜大径と
なるように構成する。

従って、スペーサリング５によるピストンリング４の支
持面積はピストン２からはみ出した分だけ増大すること
になる。

なお、スペーサリング５の内径ｄ１はリング溝３の内径
よりは大径であるが、シリンダボア内に嵌装した状態で
のピストンリング４内径よりは小径となるような寸法に
設定する。

そして、前記ピストンリング４の上下両面４’、４＃及
びスペーサリング５の上下両面５′、５“は、いずれも
ピストンの軸線に対して直角な平面状であり、ピストン
リング４の厚さＬｌとスペーサリング５の厚さＬ２とを
、ピストンリング４の上面４′がピストンリング溝３の
上向壁面３′にスペーサリング５の下面５“がピストン
リング溝３の下向壁面３″に各々接触し、これと同時に
ピストンリング４の下面４“とスペーサリング５の上面
５′とが接触するように構成して成るものである。

なお、実施例の図面は、ピストンリング４の厚さＬをピ
ストンリング溝３の巾りの↓にする一方、スペーサリン
グ５の厚さｈをピストンリング溝３の巾りの古にしたＬ
１＝Ｌ２の場合を示したが、これに限らすＬｌ）Ｉ、又
はＬ□〈ｈにしても良い。

このように、ピストン２におけるピストンリング溝３に
、外周面４ｂがシリンダボア１の内壁面１′に弾性張力
により接触するピストンリング４と、シリンダボア１の
内壁面１′に弾性張力では接触しないスペーサリング５
とを嵌めたことにより、ピストンリング溝３の巾りはス
ペーサリング５の厚さＬ２だけ大きくすることができる
から、ピストンリング４の厚さＩ、を１ｍ／ｍ以下にし
てもピストンリング溝３の巾りは１ｍ／ｍより大きくな
ってその加工が容易になると共に、溝巾りの加工寸法精
度を向上できるのである。

そしてこの場合板に、スペーサリング５の内周面をリン
グ溝３内周面３″に接当させ自身の弾性張力によって締
め付けるように構成すると、リング溝内周面３″及びス
ペーサリング５内周面とはピストン軸線と平行且つ互に
ぴったり密着するよう精密に仕上げ加工せねばならず、
もしその加工が不完全であると、前記弾性張力のために
当該スペーサリング５は溝３内で反つりねじれたりして
変形し、この変形によってピストンリング４を下方から
押さえつけるように作用してピストンリング４の自由膨
張を妨げ、さりとて、その反り、ねじれの影響を除くた
め溝巾りを大きくとると上下方向に隙間が生じてピスト
ンリング４が激しく振動するリングフラッパーを生せし
める虞れがある。

得にリングを薄肉にする程その反り、ねじれの発生が著
しい。

これに対して本考案のスペーサリング５は内径ｄ１をリ
ング溝３内径より大径にして、その下面５″においての
み溝下内壁面３“に対して接当するようにしているから
、スペーサリング５は常に自由状態でリング溝３内に存
在腰内向き弾性力による変形について全く考慮する必要
はない。

と同時に、リング溝３は上下内壁面３′、３′間の溝巾
りを、両リング４，５はその厚さＬｌ、Ｌ２を、それぞ
れ精密に加工すればよいからその加工精度を高くでき、
故に両リング４，５を、ピストンの往復動力向にガタつ
いたりピストンリング４の自由膨張を阻害したりするこ
となく、リング溝３内にしつくりした状態で嵌め入むこ
ができるのである。

このことと前記スペーサリング５によるピストンリング
４の支持面積が増大することとによって、摩擦による機
械的ロスを著しく減少した状態の下でピストン２の往復
動が行なわれるのである。

なお、両リング４，５をリング溝３に嵌め入れる場合、
先にスペーサリング５を嵌め入れ次にピストンリング４
を嵌め入れるが、先に嵌めたスペーサリング５はピスト
ン２からはみ出しているので、ピストンリング４をピス
トン２に被嵌して下方にずらすと、当該ピストンリング
４の下面４“がスペーサリング５の出つばり部分上面に
当ると同時にリング溝３内に案内されることになり、ピ
ストンリング４の装着作業性が向上する。

また、本考案は、ピストンリング溝３内にピストンリン
グ４とスペーサリング５とを嵌めるにおいて、シリンダ
ボア１の内壁面１′に弾性張力で接触するピストンリン
グ４を、ピストンの頂面２′に近い上側に、スペーサリ
ング５をその下側に嵌めたことにより、ピストン２の頂
面２′に受ケタ熱のシリンダボア１側への熱伝達は、ピ
ストンリング４をスペーサリング５の下側に嵌めた場合
よりも良くなるから、ピストン２にむける熱的影響を低
減できる一力、ピストン２をコンロッド（図示せず）に
連結するピストンピン（図示せず）の中心から前記ピス
トンリング４まての距離も、ピストンリング４をスペー
サリング５の下側に嵌めた場合よりも増大するから、ピ
ストン２の往復動に際しての頭部の遊動を低減できるの
である。

従って本考案によれば、ピストンにむけるピストンリン
グ溝の加工性及び加工寸法精度を損うことなく、ピスト
ンリングの厚さを薄くできると共に、薄くしたことによ
る撓み変形及びピストンリングのリングフラッパーを確
実に防止でき、高いシール性と耐久性を保持すると共に
、潤滑油の漏洩を低減した状態で、シリンダボアの内壁
面に対するピストンリングの摺動摩擦による機械的ロス
の低減が達成できるのであり、しかも、ピストンにおけ
る熱的影響及びピストンの遊動を低減できる効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は要部拡大図、第
２図はピストンリングの斜視図、第３図はスペーサリン
グの斜視図である。 １・・・・・・シリンダボア、２・・・・・・ピストン
、３・・・・・・ピストンリング溝、３′・・・・・・
上向壁面、３″・・・・・・下向壁面、４・・・・・ゼ
ストンリング、４ ′、４＃、・・・・・上下面、５・
・・・・・スペーサリング、５′、５″・・・・・・上
下面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダボア内を往復動するピストンの外周に、相対向
   する上下内壁面をピストンの軸線と直角な平面にしたピ
   ストンリング溝を設け、該ピストンリング溝内に、上下
   面共に各々ピストン軸線と直角な平面に形成したピスト
   ンリングとスペーサリングとを、ピストンリングが上側
   になるよう重ね合わせて嵌め入れるにおいて、ピストン
   リングの上面をピストンリング溝の上向壁面に、スペー
   サリングの下面とピストンリング溝の下向壁面に各々接
   触させると共に、前記スペーサリングの外径をシリダ内
   径よりは小径でピストン外径よりは若干大径に、同じ（
   当該ピストンリング内径をピストンリング溝内径より適
   宜大径にそれぞれ設定したことを特徴とする内燃機関の
   ピストンリング走置。