JPS6229647Y2 - - Google Patents

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JPS6229647Y2
JPS6229647Y2 JP1979084623U JP8462379U JPS6229647Y2 JP S6229647 Y2 JPS6229647 Y2 JP S6229647Y2 JP 1979084623 U JP1979084623 U JP 1979084623U JP 8462379 U JP8462379 U JP 8462379U JP S6229647 Y2 JPS6229647 Y2 JP S6229647Y2
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piston
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cylinder hole
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
    • F16J10/02—Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18—Other cylinders
    • F02F1/183—Oval or square cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関のシリンダブロツクの横断
面楕円形あるいは小判形のシリンダ孔に摺合され
る同一形状のピストンのピストンリング溝に装着
されるピストンリングに関する。
シリンダ孔が、円弧状の長手方向両端部とそれ
ら両端部よりも曲率が小さく且つそれら両端部に
滑らかに接続する両側部とを有する小判形あるい
は楕円形等の偏平な断面形状をなす内燃機関にお
いては、各複数の吸、排気弁口を横断面偏平な燃
焼室の壁面にその長手方向に並列して開口するこ
とによつて、シリンダ孔の横断面積に対する吸、
排気弁口の総開口面積を広く確保できるから、機
関の吸、排気効率を高めてその出力向上を図る上
で有利である。
かかる内燃機関に適用されるピストンリングに
おいて、シリンダ孔組込み時にピストンリング外
周面をシリンダ孔内周面に必要な面圧を以て押圧
させるための方法としては、ピストンリングの
裏側にエキスパンダ等の拡張用ばねを配設するこ
と、ピストンリング自体の弾性を利用するこ
と、ピストンリング自体の張力およびエキスパ
ンダ等の拡張用ばねを使用すること等が考えられ
るが、本考案は前記の場合のピストンリングの
形状について提案するものである。
本考案は、上記したようなピストンリングにお
いて、シリンダ孔組込時に、それ自体の弾性によ
り全周面に亘つて予め設定した略均等なシール圧
が得られるようにし、しかも組付け性に優れたピ
ストンリングを提供することを目的とする。
以下、図面により本考案の実施例について説明
すると、シリンダブロツク１には横断面小判形の
シリンダ孔２が形成され、このシリンダ孔２内に
は同じく横断面小判形のピストン３が摺動自在に
嵌合されている。ピストン３には、その長手方向
にピストンピン４が横架され、このピストンピン
４には２本のコンロツド５の小端部が連結され、
これらのコンロツド５の大端部はクランクシヤフ
ト６に連結される。尚、５′はクランクシヤフト
６に連結される他のコンロツドで、これらは前記
シリンダブロツク１とＶ字型に配置される、図示
しない他のシリンダブロツク１内のピストン３に
連結される。
前記シリンダブロツク１の上部にガスケツト７
を介してシリンダヘツド８が装着され、このシリ
ンダヘツド８の下面に形成される燃焼室壁９とピ
ストン３の上面とにより燃焼室１０が形成され
る。
ピストン３の外周にはピストンリング溝１１お
よびオイルリング溝１２がそれぞれ穿設され、こ
れら溝１１，１２には後述するピストンリング１
３およびオイルリング１４がそれぞれ嵌合されて
いる。
次に本考案ピストンリング１３の構造について
説明すると、第３図にはシリンダ孔２に組込んだ
状態のピストンリング１３が示されており、この
ピストンリング１３は円弧状の長手方向両端部１
５，１６と、それら両端部１５，１６に滑らかに
接続する直線状の両側部１７，１８とを有する小
判形に形成され、前記長手方向両端部１５，１６
の一方はその中央において切断されて切断切口１
９が形成されている。
第３図において、内向きの矢印Ａはピストンリ
ング１３を第４図を実線で示した自由状態から第
３図のシリンダ孔組込み時の状態に曲げるために
ピストンリング１３の全周に均一に加えられてい
る押圧力であり、外向きの矢印Ｂは前記押圧力に
より生じる応力をそれぞれ表しており、実際には
これらはピストンリング１３の全周に亘つて同様
に分布している。
第４図には、第３図のピストンリング１３の自
由状態における形状が実線で示されており、この
自由状態においてピストンリング１３は切断され
た長手方向端部１５側において外方へ拡開される
と共に、直線状の両側部１７，１８において内側
に凹曲している。
第４図に実線で示すような自由状態のピストン
リング１３の形状を求めるためには、第３図に矢
印Ｂで示すように、先ずピストンリング１３のシ
リンダ孔組込み時に生ずる所定の均一な応力（こ
れはブローバイガスの発生量やオイルアツプを少
なくするため経験的に与えられる）に相当する荷
重を、自由状態で前記シリンダ孔組込み時の形状
をしたピストンリング１３の内側から外側へ向つ
て加え、その荷重によりピストンリング１３の中
心線Ｃが変形する量Ｖを曲がり梁の理論を用いて
材料力学的に計算し、算出した変形量Ｖをシリン
ダ孔組込み時のピストンリング１３の中心線Ｃの
形状に加えて変形後のピストンリング１３の中心
線C′の形状を求める（第４図参照）。第５図に示
すようにこのようにして求めた変形後のピストン
リング１３の中心線C′上を移動する、ピストン
リング１３の横巾の1/2の半径を有する円群Ｓの
包絡線の内側２０と外側２１の形状を算出するこ
とにより、第４図に実線で示すようなピストンリ
ング１３の自由時の内、外周２２，２３の形状を
求めることができる。
かくして、ピストンリング１３をシリンダ孔へ
の組込み時にシリンダ孔内周面にその全周に亘つ
て略均等な面圧を以て圧接させるためには、自由
状態で第４図実線に示すような形状、即ちシリン
ダ孔への組付け時の形状（第４図鎖線）における
長手方向端部１５を外方へ拡開させると共に、両
側部１７，１８を内方に凹曲形成させる必要があ
ることが判明した。
以上の説明は、小判形の外形を有するピストン
リングについて行なつたが、ピストンリングの外
形が円弧状の長手方向両端部とそれら両端部より
も曲率が小さく且つそれらと滑らかに接続する両
側部とを有する楕円形等の偏平形状に形成された
場合にも同様に適用し得るものである。
以上のように本考案によれば、楕円形あるいは
小判形の横断面を有する内燃機関用ピストン３の
ピストンリング溝１１に装着されるピストンリン
グ１３を、シリンダ孔２組込み時の外形が、円弧
状の長手方向両端部１５，１６とそれら両端部１
５，１６よりも曲率が小さく且つそれら両端部１
５，１６に滑らかに接続する両側部１７，１８と
を有する楕円形あるいは小判形に形成すると共に
前記長手方向両端部１５，１６の一方を切断し、
また自由状態において、前記切断された長手方向
端部１５側を外方に拡開すると共に前記両側部１
７，１８を内側へ凹曲するよう形成したので、ピ
ストンリング１３を弾性変形させて横断面楕円形
もしくは小判形のシリンダ孔２に組込んだときに
は、該ピストンリング１３をそれ自身の弾性拡張
力によりシリンダ孔２内周面に積極的に圧接させ
ることができ、のみならずシリンダ孔２内周面に
対する面圧をその全周に亘つて略均等に分布させ
ることができ、従つてピストンリング１３の、組
込み状態での形状が小判形もしくは楕円形といつ
た特殊偏平形状であるにも拘らず、該ピストンリ
ング１３のシール性能をその全周に亘つて略均等
化することができ、機関の運転性能向上に寄与し
得る。
また特にピストンリング１３は、前記長手方向
端部１５，１６の一方が切断されることから、そ
の切断端部１５と他方の端部１６との間の距離が
長くなつて、該切断端部１５の拡開方向への許容
弾性変形量を大きくとることができ、従つてピス
トンリング溝１１に該ピストンリング１３を装着
する際にそれを無理なく大きく拡開変形させるこ
とができ、リング１３の組付け性が向上する。し
かもピストンリング１３の前記両側部１７，１８
が内側へ凹曲するので、自由状態での前記他方の
端部１６の開き角を比較的小さく抑えながら前記
切断端部１５，１６相互間の間隔を大きくとるこ
とができ、従つて、前述のように該切断端部１５
の拡開方向への許容弾性変形量を大きくできる効
果と相俟つてピストンリング１３の組付け性を著
しく向上させることができ、その上、前記他方の
端部１６の、リング組付け前と後とでの開き角の
変位量を少なくして、その組付け後における、該
他方の端部１６への応力集中を軽減することがで
き、ピストンリング１３の耐久性向上に寄与し得
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
本考案ピストンリングを装着した小判形の横断面
を有するピストンを備えた内燃機関の縦断面図、
第２図は第１図−線断面図、第３図は本考案
ピストンリングのシリンダ孔組込み時の形状を表
す平面図、第４図はその自由状態の形状を表す平
面図、第５図は理論的に算出した自由状態のピス
トンリングの中心線からその内、外周線の形状を
決める方法の一例を示す図である。 １……シリンダブロツク、２……シリンダ孔、
３……ピストン、１１……ピストンリング溝、１
３……ピストンリング、１５，１６……長手方向
両端部、１７，１８……両側部。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. シリンダブロツク１の楕円形あるいは小判形の
    横断面を有するシリンダ孔２に摺合される同一形
    状のピストン３のピストンリング溝１１に装着さ
    れる、弾性を有するピストンリング１３であつ
    て、シリンダ孔２への組込み時の外形が、円弧状
    の長手方向両端部１５，１６とそれら両端部１
    ５，１６よりも曲率が小さく且つそれら両端部１
    ５，１６に滑らかに接続する両側部１７，１８と
    を有する楕円形あるいは小判形に形成されると共
    に前記長手方向両端部１５，１６の一方において
    切断され、また自由状態においては、前記切断さ
    れた長手方向端部１５側が外方に拡開すると共に
    前記両側部１７，１８が内側へ凹曲するように形
    成されてなる、内燃機関用ピストンリング。
JP1979084623U 1979-06-20 1979-06-20 Expired JPS6229647Y2 (ja)

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JP1979084623U JPS6229647Y2 (ja) 1979-06-20 1979-06-20
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JPS564638U JPS564638U (ja) 1981-01-16
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