JPS6346680Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関のピストンリング装置に関す
る。

往復動型内燃機関のピストンリング部のフリク
シヨンロス、とくに爆発上死点付近でのメタルコ
ンタクトを防いで摺動摩擦を低減することを目的
として、本出願人により第１図〜第３図に示すよ
うな装置が提案されている。（実願昭55−1793号
の変更出願である特開昭57−44755号公報） 図において、１はピストン、２はシリンダ壁、
３と４はそれぞれ第１，第２のピストンリング部
である。

第２のピストンリング部４は主としてオイルの
潤滑供給を調整するオイルリングの役割があるの
に対し、第１のピストンリング部３は燃焼ガスの
気密維持とオイル供給との役割を兼ねる。

そして、第１のピストンリング部３は、リング
溝５にピストン軸方向に重ね合せて装着される２
枚のピストンリング６，７と、これらリング６，
７の背面（内周）に接触してシールするバツクア
ツプリング８とから構成される。

ピストンリング６，７のシリンダ壁２との接触
面はテーパ面６Ａ，７Ａが形成され、このテーパ
面６Ａ，７Ａはリング６，７の互の接触側面から
遠ざかるにつれて外径が縮少するような傾きをも
つ。この形状の組合わせは特にリング６，７間に
掻き込む潤滑油量を増大させるためのものであ
り、以下のような作用が生ずる。

すなわち第１図のようにピストン１の上昇過程
では上方のリング６がテーパ面６Ａにかかる油圧
で内側に引つ込むのに対し、下方のリング７はこ
れと逆テーパのためシリンダ壁２に接触して壁面
の付着オイルを適正な厚みを残してかき上げ、２
つのリング６，７とバツクアツプリング８との間
にオイルを溜め込む。

このようにして溜め込まれたオイルは、圧縮上
死点付近で点火（着火）し、筒内ガス圧力がいつ
きに上昇すると、第２図のように、ピストンリン
グ６の矢印で示すような下方への移動により、シ
リンダ壁２に向けて押し出される。

したがつてこのようにピストン速度が低くなる
上死点付近でもピストン摺動面に十分なオイルを
供給することができ、メタルコンタクトに近い境
界潤滑を起こすことなく摩擦損失の少ない流体潤
滑を確保するのである。

なお、吸入行程などのピストン下降時は、第３
図のように、上昇行程とは逆に下方のピストンリ
ング７が引つ込み上方のピストンリング６により
シリンダ壁２に付着する余剰オイルをかき落すの
で、上昇行程と同じく適正油膜の形成が行える。

このようにして、常に良好な潤滑性能を確保
し、ピストンリング部のフリクシヨンロスを低減
して、エンジン出力や燃費の向上をはかつてい
る。

しかしながら、このような装置にあつては、ピ
ストン１の上昇過程で下方のピストンリング７に
よりシリンダ壁２の付着オイルを掻き上げている
ため、リング６，７間には十分なオイルが貯えら
れるものの上死点付近ではオイルが過剰となりや
すく、これらが燃焼室側へ逃げて蒸発燃焼し、オ
イル消費量が増大するという傾向があつた。

また、ピストンリング６，７の摺接面（シリン
ダ壁２と接触面）はテーパ面６Ａ，７Ａとなつて
いるため、シリンダ壁２表面の油膜の調整が難し
く、その結果オイル消費量が多い割には、期待さ
れるほどのフリクシヨンロスの低減効果が得られ
ず、実用性に乏しいという問題があつた。

本考案は、このような問題点に着目してなされ
たもので、ピストンリングの摺接面を円弧状に形
成すると共に、上方のピストンリングの張力を下
方のピストンリングより強めに形成することによ
り、シリンダ壁面の油膜の調整を容易にし、オイ
ル消費量が少なくフリクシヨンロスの低減効果が
大きい内燃機関のピストンリング装置を提供する
ことを目的とする。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第４図〜第６図に示すように、ピストン１の
リング溝９に嵌められる２つのピストンリング１
０と１１のシリンダ壁２に対する摺接面は、緩や
かな円弧面１０Ａ，１１Ａに形成される。

そして、このうち上方のピストンリング１０
は、下方のピストンリング１１よりも、半径方向
の厚さが大となるように形成される。この場合、
リング溝９には、両ピストンリング１０，１１の
半径方向の厚さに応じて段付部１２が形成され
る。ただし、この段付部１２と、ピストンリング
１０，１１の背面との間には若干の間隙が設けら
れる。

これにより、上方のピストンリング１０の張力
を下方のピストンリング１１より強めにして、ピ
ストン１上昇時のピストンリング１０とシリンダ
壁２との隙間、つまり油圧によるピストンリング
１０の引込み量が小さくなるように設定する。そ
の他第１図〜第３図と同一部分には同一符号を付
し、説明を省略する。

上記構成によれば、ピストンリング１０，１１
のシリンダ壁２に対する摺接面が、従来例のよう
にテーパ面６Ａ，７Ａではなく、円弧面１０Ａ，
１１Ａとなつているので、ピストン１の昇降過程
において、シリンダ壁２表面の付着オイルを必要
以上に剥ぎ取ることはなく、油膜の調整が容易に
なり、適正な厚みを得ることができる。そのた
め、フリクシヨンロスが十分に低減される。

また、上方のピストンリング１０の張力を強く
したので、ピストン１の上昇過程では、双方のピ
ストンリング１０と１１の間に余分にオイルが溜
め込まれることはなく、したがつて上死点付近の
シリンダ壁２にオイルが過剰に付着することはな
くなり、蒸発、燃焼によつてオイルの消費量が増
大することは防止される。

他方、ピストン１の下降過程では、ピストンリ
ング１０と１１の間に十分なオイルが掻き込ま
れ、下死点で一部オイルが放出されるが、再び上
昇過程に入れば、そのオイルがピストン１とシリ
ンダ壁２との摺動部に供給され、その結果潤滑が
より良好に行なわれるのである。

このように、本実施例では、ピストンリング１
０，１１の摺接面を円弧状に形成すると共に、上
方のピストンリング１０の張力を強くしたので、
オイル消費量が低減されると同時に、潤滑性能を
向上することができる。

第７図〜第８図は、本考案の他の実施例であ
り、２つのピストンリング１３，１４の半径方向
の厚さは同一にし、その代わりに材質や熱処理方
法を変えて、上方のピストンリング１３の張力を
下方のピストンリング１４よりも強くなるように
している。

このようにすれば、リング溝１５等の加工が容
易になり、また第７図ではピストンリング１３，
１４の内周側をシールしてオイルをシリンダ壁２
に向けてのみ噴出させるバツクアツプリング１６
を設けているが、この場合、両ピストンリング１
３，１４の張力差をそれほど大きくしなければ、
第８図のようにバツクアツプリング１６を設けず
ともオイルがその内周部から洩れることは抑制さ
れ、オイル消費は微増するにとどまる。

なお、第９図に示すように、上方のピストンリ
ング１０の半径方向の厚さを下方のピストンリン
グ１１よりも厚くした場合に、段付状のバツクア
ツプリング１７を設ければ、リング溝１５の加工
が簡単になると共に、内周シールが良好となつて
その効果はさらに高まる。

以上説明した通り、本考案によれば、リング溝
に重ね合わせて嵌める２つのピストンリングのシ
リンダ壁との摺接面を円弧状に、かつ上方のピス
トンリングの張力が下方のピストンリングの張力
より強めとなるようにしたので、適正油膜を形成
することができ、フリクシヨンロスが低減される
と共に、２つのリング間に貯えられるオイル量が
適量となり、燃焼室へ洩れるオイルを抑制してオ
イル消費量の増大を防止することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は従来例の作動状態を示す断面
図、第２図はその要部拡大断面図、第４図、第６
図は本考案の実施例を示す断面図、第５図はその
要部拡大断面図、第７図〜第９図は本考案の他の
実施例を示す断面図である。 １…ピストン、２…シリンダ壁、９…リング
溝、１０，１１…ピストンリング、１０Ａ，１１
Ａ…円弧面、１３，１４…ピストンリング、１５
…リング溝、１６，１７…バツクアツプリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ シリンダ内壁に摺接して往復動するピストン
   を有する内燃機関において、ピストンの外周に
   形成したリング溝に２つのピストンリングをピ
   ストン軸方向に重ねて装着すると共に、これら
   両リングのシリンダ壁摺接面を円弧状に形成
   し、かつ上方のリングの張力を下方のリングの
   張力よりも強めに形成したことを特徴とする内
   燃機関のピストンリング装置。 ２ 上方のリングは下方のリングよりも半径方向
   の厚さが大きい実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の内燃機関のピストンリング装置。