JP2001032749A - 内燃機関のピストンリング配置構造 - Google Patents
内燃機関のピストンリング配置構造Info
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】合口が存在しないピストンリングにおいてもブ
ローバイガスの発生を実質的に抑制しつつノッキングを
防止して、かつオイル消費量の悪化を招くことのない内
燃機関のピストンリング配置構造の提供。 【解決手段】合口のないピストンリング2において、燃
焼ガスの漏洩をコントロールしているサイドクリアラン
スはC=20〜120μmに設定されている。このため
シリンダ18の内周面18aとピストン20の頂面との
コーナ部の燃焼圧力を適度に逃すことができる。このた
めコーナ部での燃焼圧力が異常に高まることが無く、ノ
ッキングの発生が抑制されるとともに、ブローバイガス
の増加は実質的に問題ない程度に抑えられる。しかもイ
ンナーリング6によりアウターリング4の突条8,1
0,12は、シリンダ18の内周面18aに対して十分
な押圧状態を維持するので、オイル消費量も十分に抑制
されて全く問題ない。
ローバイガスの発生を実質的に抑制しつつノッキングを
防止して、かつオイル消費量の悪化を招くことのない内
燃機関のピストンリング配置構造の提供。 【解決手段】合口のないピストンリング2において、燃
焼ガスの漏洩をコントロールしているサイドクリアラン
スはC=20〜120μmに設定されている。このため
シリンダ18の内周面18aとピストン20の頂面との
コーナ部の燃焼圧力を適度に逃すことができる。このた
めコーナ部での燃焼圧力が異常に高まることが無く、ノ
ッキングの発生が抑制されるとともに、ブローバイガス
の増加は実質的に問題ない程度に抑えられる。しかもイ
ンナーリング6によりアウターリング4の突条8,1
0,12は、シリンダ18の内周面18aに対して十分
な押圧状態を維持するので、オイル消費量も十分に抑制
されて全く問題ない。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のピスト
ンリング配置構造に関し、特に、合口が存在せずかつ弾
性変形により径が可変な第1リングと、前記第1リング
の内側に配置され前記第1リングを拡径方向に押圧する
第2リングとを、内燃機関のピストンの外周面に形成さ
れたリング溝内に配置した内燃機関のピストンリング配
置構造に関する。
ンリング配置構造に関し、特に、合口が存在せずかつ弾
性変形により径が可変な第1リングと、前記第1リング
の内側に配置され前記第1リングを拡径方向に押圧する
第2リングとを、内燃機関のピストンの外周面に形成さ
れたリング溝内に配置した内燃機関のピストンリング配
置構造に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関のピストンリング、特にコンプ
レッションリングとして、1つの樹脂製のリングとステ
ィール製の合口のあるリングとを組み合わせたものを用
いている(特開平9−280373号公報)。このよう
に外側に存在するアウタリングに合口が存在せず弾性変
形によりシリンダボアの形状に柔軟に追随できるピスト
ンリングでは、ブローバイガスの発生を十分に抑えるこ
とができ、またオイルの消費量も十分に抑制できる。
レッションリングとして、1つの樹脂製のリングとステ
ィール製の合口のあるリングとを組み合わせたものを用
いている(特開平9−280373号公報)。このよう
に外側に存在するアウタリングに合口が存在せず弾性変
形によりシリンダボアの形状に柔軟に追随できるピスト
ンリングでは、ブローバイガスの発生を十分に抑えるこ
とができ、またオイルの消費量も十分に抑制できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したごとく前記ピ
ストンリングは極めて密閉性が高い。しかし、あまりに
密閉性が上がると、合口が必要なピストンリングをコン
プレッションリングに用いた場合には生じないような問
題点が発生することが判明した。
ストンリングは極めて密閉性が高い。しかし、あまりに
密閉性が上がると、合口が必要なピストンリングをコン
プレッションリングに用いた場合には生じないような問
題点が発生することが判明した。
【0004】すなわち、合口が存在しないピストンリン
グでは、ほぼ完全に燃焼ガスを漏れないようにすること
ができる。しかし、このようにすると爆発行程時に燃焼
に伴って燃焼中心側からの燃焼圧力を受けることで、燃
焼室の周縁部、特にシリンダ内周壁とピストン頂面とが
形成するコーナ部に燃焼圧力が集中する。このことによ
りコーナ部が顕著に高圧となる。このためコーナ部にて
異常燃焼が起こりノッキングを生じるおそれがある。
グでは、ほぼ完全に燃焼ガスを漏れないようにすること
ができる。しかし、このようにすると爆発行程時に燃焼
に伴って燃焼中心側からの燃焼圧力を受けることで、燃
焼室の周縁部、特にシリンダ内周壁とピストン頂面とが
形成するコーナ部に燃焼圧力が集中する。このことによ
りコーナ部が顕著に高圧となる。このためコーナ部にて
異常燃焼が起こりノッキングを生じるおそれがある。
【0005】合口のあるピストンリングの場合は、コー
ナ部の燃焼圧力は合口部分などから少し逃げるのでコー
ナ部に集中する燃焼圧力は適度に減衰されてノッキング
の可能性を低くしている。しかし、合口が存在しないピ
ストンリングではこのような効果は期待できない。
ナ部の燃焼圧力は合口部分などから少し逃げるのでコー
ナ部に集中する燃焼圧力は適度に減衰されてノッキング
の可能性を低くしている。しかし、合口が存在しないピ
ストンリングではこのような効果は期待できない。
【0006】ピストンリングをシリンダ内周面から離す
ことによりコーナ部から燃焼圧力を逃すことも考えられ
るが、シリンダ内周面との間にこのような微妙な距離を
維持してピストンリングを配置することは極めて困難で
あり現実的ではない。しかも、シリンダ内周面とピスト
ンリングが離れていると、オイル消費量が大きな問題と
なる。したがって、このような手法を採用することはで
きない。
ことによりコーナ部から燃焼圧力を逃すことも考えられ
るが、シリンダ内周面との間にこのような微妙な距離を
維持してピストンリングを配置することは極めて困難で
あり現実的ではない。しかも、シリンダ内周面とピスト
ンリングが離れていると、オイル消費量が大きな問題と
なる。したがって、このような手法を採用することはで
きない。
【0007】本発明は、アウタリング等において合口が
存在しないピストンリングにおいてもブローバイガスの
発生については実質的に抑制しつつノッキングを防止
し、かつオイル消費量の悪化を招くことのない内燃機関
のピストンリング配置構造の提供を目的とするものであ
る。
存在しないピストンリングにおいてもブローバイガスの
発生については実質的に抑制しつつノッキングを防止
し、かつオイル消費量の悪化を招くことのない内燃機関
のピストンリング配置構造の提供を目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段およびその作用効果について記載する。請
求項1記載の内燃機関のピストンリング配置構造は、合
口が存在せずかつ弾性変形により径が可変な第1リング
と、前記第1リングの内側に配置され前記第1リングを
拡径方向に押圧する第2リングとを、内燃機関のピスト
ンの外周面に形成されたリング溝内に配置した内燃機関
のピストンリング配置構造であって、ピストンの軸方向
におけるピストンリング高さとリング溝高さとの差であ
るサイドクリアランスが、20〜120μmであること
を特徴とする。
るための手段およびその作用効果について記載する。請
求項1記載の内燃機関のピストンリング配置構造は、合
口が存在せずかつ弾性変形により径が可変な第1リング
と、前記第1リングの内側に配置され前記第1リングを
拡径方向に押圧する第2リングとを、内燃機関のピスト
ンの外周面に形成されたリング溝内に配置した内燃機関
のピストンリング配置構造であって、ピストンの軸方向
におけるピストンリング高さとリング溝高さとの差であ
るサイドクリアランスが、20〜120μmであること
を特徴とする。
【0009】このように、アウタリング等の第1リング
に合口のないピストンリングにおいて、リング溝とのサ
イドクリアランスを20〜120μmとしている。サイ
ドクリアランスをこの範囲に設定すると、シリンダ内周
面とピストン頂面とのコーナ部の燃焼圧力は、前記サイ
ドクリアランス部分および第2リングの内周面側を介し
て、適度に逃すことができる。このため、ノッキングの
発生が抑制されるとともに、実質的にブローバイガスの
増加は問題ない程度に抑えられる。しかも、ピストンリ
ングの内で、第1リングは、第2リングによりシリンダ
内周面に対する十分な押圧状態が維持されるので、オイ
ル消費量も十分に抑制されて全く問題ない。
に合口のないピストンリングにおいて、リング溝とのサ
イドクリアランスを20〜120μmとしている。サイ
ドクリアランスをこの範囲に設定すると、シリンダ内周
面とピストン頂面とのコーナ部の燃焼圧力は、前記サイ
ドクリアランス部分および第2リングの内周面側を介し
て、適度に逃すことができる。このため、ノッキングの
発生が抑制されるとともに、実質的にブローバイガスの
増加は問題ない程度に抑えられる。しかも、ピストンリ
ングの内で、第1リングは、第2リングによりシリンダ
内周面に対する十分な押圧状態が維持されるので、オイ
ル消費量も十分に抑制されて全く問題ない。
【0010】なお、前記サイドクリアランスが、20μ
m未満では密閉性が必要以上に高まり、燃焼圧力を適度
に逃すことができないので、ノッキングを生じるおそれ
がある。また前記サイドクリアランスが、120μmを
越える場合には、ピストンの上下動時に逆にこのサイド
クリアランスを介して燃焼ガスが多量に漏れ、ブローバ
イガスの増加を招いてしまう。
m未満では密閉性が必要以上に高まり、燃焼圧力を適度
に逃すことができないので、ノッキングを生じるおそれ
がある。また前記サイドクリアランスが、120μmを
越える場合には、ピストンの上下動時に逆にこのサイド
クリアランスを介して燃焼ガスが多量に漏れ、ブローバ
イガスの増加を招いてしまう。
【0011】請求項2記載の内燃機関のピストンリング
配置構造は、請求項1記載の構成に対して、前記ピスト
ンリングは、2番目のコンプレッションリングとして配
置されていることを特徴とする。
配置構造は、請求項1記載の構成に対して、前記ピスト
ンリングは、2番目のコンプレッションリングとして配
置されていることを特徴とする。
【0012】このように2番目のコンプレッションリン
グとして配置されることにより、請求項1の作用効果を
生じさせるとともに、更に、1番目のコンプレッション
リングに比較して高温になりにくいので耐久性が向上す
る。
グとして配置されることにより、請求項1の作用効果を
生じさせるとともに、更に、1番目のコンプレッション
リングに比較して高温になりにくいので耐久性が向上す
る。
【0013】請求項3記載の内燃機関のピストンリング
配置構造は、請求項1または2記載の構成に対して、前
記第2リングは、前記第1リングを支持し合口が存在す
るサポートリングと、該サポートリングを前記第1リン
グ方向に押圧するエキスパンダとを備え、前記サポート
リングにおいてサイドクリアランスが20〜120μm
であることを特徴とする。
配置構造は、請求項1または2記載の構成に対して、前
記第2リングは、前記第1リングを支持し合口が存在す
るサポートリングと、該サポートリングを前記第1リン
グ方向に押圧するエキスパンダとを備え、前記サポート
リングにおいてサイドクリアランスが20〜120μm
であることを特徴とする。
【0014】このように、サポートリングのサイドクリ
アランスが20〜120μmであることにより、請求項
1または2の作用効果を顕著に生じさせることができ
る。通常、サポートリングは第1リングに比較してピス
トンの径方向での厚さが大きくされているので、このサ
ポートリングにてサイドクリアランスが20〜120μ
mであることは、一層効果を顕著なものとする。
アランスが20〜120μmであることにより、請求項
1または2の作用効果を顕著に生じさせることができ
る。通常、サポートリングは第1リングに比較してピス
トンの径方向での厚さが大きくされているので、このサ
ポートリングにてサイドクリアランスが20〜120μ
mであることは、一層効果を顕著なものとする。
【0015】請求項4記載の内燃機関のピストンリング
配置構造は、請求項3記載の構成に対して、前記第1リ
ングは樹脂製であり、前記サポートリングはスティール
製であることを特徴とする。
配置構造は、請求項3記載の構成に対して、前記第1リ
ングは樹脂製であり、前記サポートリングはスティール
製であることを特徴とする。
【0016】このように第1リングが樹脂製でありサポ
ートリングがスティール製であることにより、ピストン
リング全体として合口を形成しない構成にできるばかり
でなく、その変形性の高さからシリンダボアの熱変形等
に対する追従性も高いので、燃焼室の密閉性が合口の存
在する金属製ピストンリングに比較して極めて高いもの
となる。このため、請求項3の作用効果が一層顕著であ
る。
ートリングがスティール製であることにより、ピストン
リング全体として合口を形成しない構成にできるばかり
でなく、その変形性の高さからシリンダボアの熱変形等
に対する追従性も高いので、燃焼室の密閉性が合口の存
在する金属製ピストンリングに比較して極めて高いもの
となる。このため、請求項3の作用効果が一層顕著であ
る。
【0017】請求項5記載の内燃機関のピストンリング
配置構造は、請求項1〜4のいずれか記載の構成に対し
て、前記第1リングの内で、シリンダと摺動する外周面
には、全周にわたって切れ目のない少なくとも2本のリ
ング状突条が形成されていることを特徴とする。
配置構造は、請求項1〜4のいずれか記載の構成に対し
て、前記第1リングの内で、シリンダと摺動する外周面
には、全周にわたって切れ目のない少なくとも2本のリ
ング状突条が形成されていることを特徴とする。
【0018】このように、リング状突条を複数設けるこ
とにより、ピストンの下降時には、各突条の下端縁で個
々にシリンダ内壁のオイルを掻き落とすことができる。
また、内燃機関の吸気行程やエンジンブレーキ時にシリ
ンダ内に負圧が発生するが、突条と突条との間の空間内
のガスにより、この負圧の影響が緩和されて、ピストン
リングとシリンダとの間からのオイルの吸い上げを抑制
できる。更に、ピストンリングより下側のオイルがピス
トンリングとシリンダとの間隙を介して燃焼室側に移動
しようとしても、突条と突条との間に一旦蓄積され、次
のピストン上昇時にピストンリングの下側に排出するこ
とができる。このためオイルが燃焼室に到達するのを抑
制することができる。
とにより、ピストンの下降時には、各突条の下端縁で個
々にシリンダ内壁のオイルを掻き落とすことができる。
また、内燃機関の吸気行程やエンジンブレーキ時にシリ
ンダ内に負圧が発生するが、突条と突条との間の空間内
のガスにより、この負圧の影響が緩和されて、ピストン
リングとシリンダとの間からのオイルの吸い上げを抑制
できる。更に、ピストンリングより下側のオイルがピス
トンリングとシリンダとの間隙を介して燃焼室側に移動
しようとしても、突条と突条との間に一旦蓄積され、次
のピストン上昇時にピストンリングの下側に排出するこ
とができる。このためオイルが燃焼室に到達するのを抑
制することができる。
【0019】このことからシリンダ内負圧によるオイル
の吸い上げを防止して、一層、オイル消費を改善するこ
とができる。請求項6記載の内燃機関のピストンリング
配置構造は、請求項1〜4のいずれか記載の構成に対し
て、前記第1リングの内で、シリンダと摺動する外周面
には、全周にわたって切れ目のない少なくとも1本のリ
ング状溝が形成されていることを特徴とする。
の吸い上げを防止して、一層、オイル消費を改善するこ
とができる。請求項6記載の内燃機関のピストンリング
配置構造は、請求項1〜4のいずれか記載の構成に対し
て、前記第1リングの内で、シリンダと摺動する外周面
には、全周にわたって切れ目のない少なくとも1本のリ
ング状溝が形成されていることを特徴とする。
【0020】このように、1本以上のリング状溝を設け
ることにより、ピストンの下降時には、ピストンリング
の下端縁とリング状溝の上端縁にて個々にシリンダ内壁
のオイルを掻き落とすことができる。また、内燃機関の
吸気行程やエンジンブレーキ時のシリンダ内負圧発生時
に、リング状溝内のガスにより、シリンダ内負圧の影響
が緩和されて、ピストンリングとシリンダとの間からの
オイルの吸い上げを抑制することができる。更に、ピス
トンリングより下側のオイルがピストンリングとシリン
ダとの間隙を介して燃焼室側に移動しようとしても、リ
ング状溝内に一旦蓄積され、次のピストン上昇時にピス
トンリングの下側に排出される。このためオイルが燃焼
室に到達するのを抑制することができる。
ることにより、ピストンの下降時には、ピストンリング
の下端縁とリング状溝の上端縁にて個々にシリンダ内壁
のオイルを掻き落とすことができる。また、内燃機関の
吸気行程やエンジンブレーキ時のシリンダ内負圧発生時
に、リング状溝内のガスにより、シリンダ内負圧の影響
が緩和されて、ピストンリングとシリンダとの間からの
オイルの吸い上げを抑制することができる。更に、ピス
トンリングより下側のオイルがピストンリングとシリン
ダとの間隙を介して燃焼室側に移動しようとしても、リ
ング状溝内に一旦蓄積され、次のピストン上昇時にピス
トンリングの下側に排出される。このためオイルが燃焼
室に到達するのを抑制することができる。
【0021】このことからシリンダ内負圧によるオイル
の吸い上げを防止して、一層、オイル消費を改善するこ
とができる。請求項7記載の内燃機関のピストンリング
配置構造は、請求項1〜6のいずれか記載の構成に対し
て、前記サイドクリアランスが、40〜120μmであ
ることを特徴とする。
の吸い上げを防止して、一層、オイル消費を改善するこ
とができる。請求項7記載の内燃機関のピストンリング
配置構造は、請求項1〜6のいずれか記載の構成に対し
て、前記サイドクリアランスが、40〜120μmであ
ることを特徴とする。
【0022】このようにサイドクリアランスを40〜1
20μmとすることにより、シリンダ内周面とピストン
頂面とのコーナ部の燃焼圧力を、サイドクリアランス部
分および第2リングの内周面側を介して、より的確に逃
すことができる。したがって、ノッキングの発生が的確
に抑制されるとともに、ブローバイガスの増加も問題な
い。
20μmとすることにより、シリンダ内周面とピストン
頂面とのコーナ部の燃焼圧力を、サイドクリアランス部
分および第2リングの内周面側を介して、より的確に逃
すことができる。したがって、ノッキングの発生が的確
に抑制されるとともに、ブローバイガスの増加も問題な
い。
【0023】
【発明の実施の形態】[実施の形態1]図1は、上述し
た発明が適用された内燃機関のピストンリング配置構造
を表す断面図である。
た発明が適用された内燃機関のピストンリング配置構造
を表す断面図である。
【0024】ピストンリング2は、アウターリング4
(第1リングに相当する)とインナーリング6(第2リ
ングに相当する)とから構成されている。ここで、アウ
ターリング4は樹脂製であり、合口のないシームレスな
リングとして形成されている。樹脂としては例えば、ポ
リイミド等の比較的硬くて耐摩耗性のある樹脂が選択さ
れる。
(第1リングに相当する)とインナーリング6(第2リ
ングに相当する)とから構成されている。ここで、アウ
ターリング4は樹脂製であり、合口のないシームレスな
リングとして形成されている。樹脂としては例えば、ポ
リイミド等の比較的硬くて耐摩耗性のある樹脂が選択さ
れる。
【0025】アウターリング4の内周面4aは短円筒面
として全体が平滑に形成されているが、外周面4b側に
は、3本の突条8,10,12がアウターリング4の全
周にわたって切れ目のないリング状に形成されている。
これら突条8〜12の先端には短円筒状の外周面を形成
する先端面8a,10a,12aが形成され、燃焼室側
の角部にはテーパー面8b,10b,12bが形成され
ている。
として全体が平滑に形成されているが、外周面4b側に
は、3本の突条8,10,12がアウターリング4の全
周にわたって切れ目のないリング状に形成されている。
これら突条8〜12の先端には短円筒状の外周面を形成
する先端面8a,10a,12aが形成され、燃焼室側
の角部にはテーパー面8b,10b,12bが形成され
ている。
【0026】なお、全周にわたって切れ目のないリング
状に形成された3本の突条8,10,12を有するアウ
ターリング4の外周面4bの形状は、全周にわたって切
れ目のない2本の断面三角形のリング状溝8c,10c
が形成されている形状でもある。
状に形成された3本の突条8,10,12を有するアウ
ターリング4の外周面4bの形状は、全周にわたって切
れ目のない2本の断面三角形のリング状溝8c,10c
が形成されている形状でもある。
【0027】またインナーリング6は、アウターリング
4の内周面4aに接触するサポートリング14と、この
サポートリング14の内側に配置されたコイルエキスパ
ンダ16とから構成されている。サポートリング14は
アウターリング4を内側から支持するためであり、コイ
ルエキスパンダ16はサポートリング14を介してアウ
ターリング4を外側に押圧するものである。
4の内周面4aに接触するサポートリング14と、この
サポートリング14の内側に配置されたコイルエキスパ
ンダ16とから構成されている。サポートリング14は
アウターリング4を内側から支持するためであり、コイ
ルエキスパンダ16はサポートリング14を介してアウ
ターリング4を外側に押圧するものである。
【0028】サポートリング14は、合口のあるスティ
ール製リングである。コイルエキスパンダ16は断面矩
形あるいは断面丸のスチール線材16bをコイル状に巻
いたものであり、この中にはスチールの芯材16aが貫
通しており、コイル状のスチール線材16bは芯材16
aに沿って円形に曲げられている。
ール製リングである。コイルエキスパンダ16は断面矩
形あるいは断面丸のスチール線材16bをコイル状に巻
いたものであり、この中にはスチールの芯材16aが貫
通しており、コイル状のスチール線材16bは芯材16
aに沿って円形に曲げられている。
【0029】ここで、サポートリング14において、コ
イルエキスパンダ16側には、コイルエキスパンダ16
よりも内径の大きな半円形の溝14aが形成されてい
る。このためコイルエキスパンダ16は溝14aの中心
部にて、サポートリング14をアウターリング4側に押
圧している。そして、サポートリング14を介してコイ
ルエキスパンダ16にて外側へに押圧されたアウターリ
ング4は、3つの突条8〜12の先端面8a〜12aに
てシリンダ18の内周面18aに接触する。
イルエキスパンダ16側には、コイルエキスパンダ16
よりも内径の大きな半円形の溝14aが形成されてい
る。このためコイルエキスパンダ16は溝14aの中心
部にて、サポートリング14をアウターリング4側に押
圧している。そして、サポートリング14を介してコイ
ルエキスパンダ16にて外側へに押圧されたアウターリ
ング4は、3つの突条8〜12の先端面8a〜12aに
てシリンダ18の内周面18aに接触する。
【0030】このような構成のピストンリング2は、ピ
ストン20の外周面に形成されたリング溝22内に配置
されて、コンプレッションリングとして用いられてい
る。このリング溝22は、図2に示すごとく、ピストン
20の頂面20a側から2番目のリング溝である。すな
わち、ピストンリング2はセカンドリングとして用いら
れている。なお、頂面20aから1番目のリング溝24
内にはトップリング26が配置され、3番目のリング溝
28にはオイルリング30が配置されている。
ストン20の外周面に形成されたリング溝22内に配置
されて、コンプレッションリングとして用いられてい
る。このリング溝22は、図2に示すごとく、ピストン
20の頂面20a側から2番目のリング溝である。すな
わち、ピストンリング2はセカンドリングとして用いら
れている。なお、頂面20aから1番目のリング溝24
内にはトップリング26が配置され、3番目のリング溝
28にはオイルリング30が配置されている。
【0031】ここでトップリング26は金属製であり、
合口を有するリング状に形成されている。また、オイル
リング30は、図3の斜視図に示すごとく、一対のサイ
ドレール32,34と1つのエキスパンダ36とから構
成されている。各サイドレール32,34は図4の斜視
図に示すごとく、一部に合口32a,34aを形成した
金属製のリング状に形成されている。この2つの合口3
2a,34aは、オイルリング30として組み合わされ
てリング溝28に配置される際には、エキスパンダ36
を間にして、180°の位相差(図4の配置状態)で配
置されている。また、エキスパンダ36は、その内周側
に存在する環状に配列された突出部36aにより、これ
ら一対のサイドレール32,34をシリンダ18側に付
勢している。このことにより、サイドレール32,34
の外周側がシリンダ18の内周面18aに摺動状態で接
触して、クランク室側のオイルが燃焼室側に侵入するの
を阻止している。
合口を有するリング状に形成されている。また、オイル
リング30は、図3の斜視図に示すごとく、一対のサイ
ドレール32,34と1つのエキスパンダ36とから構
成されている。各サイドレール32,34は図4の斜視
図に示すごとく、一部に合口32a,34aを形成した
金属製のリング状に形成されている。この2つの合口3
2a,34aは、オイルリング30として組み合わされ
てリング溝28に配置される際には、エキスパンダ36
を間にして、180°の位相差(図4の配置状態)で配
置されている。また、エキスパンダ36は、その内周側
に存在する環状に配列された突出部36aにより、これ
ら一対のサイドレール32,34をシリンダ18側に付
勢している。このことにより、サイドレール32,34
の外周側がシリンダ18の内周面18aに摺動状態で接
触して、クランク室側のオイルが燃焼室側に侵入するの
を阻止している。
【0032】ここで、図1に示したごとく、2番目のリ
ング溝22に配置されているピストンリング2におい
て、ピストン20の軸方向におけるサポートリング14
の高さd1は、2番目のリング溝22の高さd2よりも
距離Cだけ小さく形成されている。この距離Cは20〜
120μmに設定されている。好ましくは距離Cは40
〜120μmに設定される。なお、アウターリング4に
ついてもサポートリング14と同じ高さd1に形成され
ている。
ング溝22に配置されているピストンリング2におい
て、ピストン20の軸方向におけるサポートリング14
の高さd1は、2番目のリング溝22の高さd2よりも
距離Cだけ小さく形成されている。この距離Cは20〜
120μmに設定されている。好ましくは距離Cは40
〜120μmに設定される。なお、アウターリング4に
ついてもサポートリング14と同じ高さd1に形成され
ている。
【0033】このため、燃焼室側からの燃焼ガスは、ピ
ストンリング2にてクランクケース側への漏洩が完全に
阻止されることはない。ピストン20の上下動時には、
距離Cのサイドクリアランスと2番目のリング溝22の
内側の空間22aを利用してわずかに燃焼ガスの漏洩を
許している。そして、この距離Cのサイドクリアランス
により燃焼ガスの漏洩が好適にコントロールされてい
る。
ストンリング2にてクランクケース側への漏洩が完全に
阻止されることはない。ピストン20の上下動時には、
距離Cのサイドクリアランスと2番目のリング溝22の
内側の空間22aを利用してわずかに燃焼ガスの漏洩を
許している。そして、この距離Cのサイドクリアランス
により燃焼ガスの漏洩が好適にコントロールされてい
る。
【0034】以上説明した本実施の形態1によれば、以
下の効果が得られる。 (イ).前述したごとく全体として合口のないピストン
リング2において、燃焼ガスの漏洩をコントロールして
いる前記サイドクリアランスは、20〜120μmに設
定されている。サイドクリアランスをこの範囲に設定す
ると、シリンダ18の内周面18aとピストン20の頂
面20aとのコーナ部40(図2)の燃焼圧力を、前記
サイドクリアランスおよびリング溝22の内側の空間2
2aを介して、適度に逃すことができる。
下の効果が得られる。 (イ).前述したごとく全体として合口のないピストン
リング2において、燃焼ガスの漏洩をコントロールして
いる前記サイドクリアランスは、20〜120μmに設
定されている。サイドクリアランスをこの範囲に設定す
ると、シリンダ18の内周面18aとピストン20の頂
面20aとのコーナ部40(図2)の燃焼圧力を、前記
サイドクリアランスおよびリング溝22の内側の空間2
2aを介して、適度に逃すことができる。
【0035】このため、合口のないピストンリング2を
用いてもコーナ部40での燃焼圧力が異常に高まること
が無く、ノッキングの発生が抑制されるとともに、ブロ
ーバイガスの増加は、実質的に問題ない程度に抑えられ
る。しかも、ピストンリング2の内で、アウターリング
4は、インナーリング6によりシリンダ18の内周面1
8aに対して十分な押圧状態を維持するので、オイル消
費量も十分に抑制されて全く問題ない。
用いてもコーナ部40での燃焼圧力が異常に高まること
が無く、ノッキングの発生が抑制されるとともに、ブロ
ーバイガスの増加は、実質的に問題ない程度に抑えられ
る。しかも、ピストンリング2の内で、アウターリング
4は、インナーリング6によりシリンダ18の内周面1
8aに対して十分な押圧状態を維持するので、オイル消
費量も十分に抑制されて全く問題ない。
【0036】(ロ).特に、サポートリング14におい
ては、アウターリング4に比較してピストン20の径方
向での厚さが大きくされているとともに、このサポート
リング14にてサイドクリアランスが20〜120μm
に設定されている。このため、ブローバイガスの発生に
ついては実質的に抑制しつつ、コーナ部40の燃焼圧力
については適度に逃すことができ、かつオイル消費量の
悪化を招くことのないという効果が顕著である。
ては、アウターリング4に比較してピストン20の径方
向での厚さが大きくされているとともに、このサポート
リング14にてサイドクリアランスが20〜120μm
に設定されている。このため、ブローバイガスの発生に
ついては実質的に抑制しつつ、コーナ部40の燃焼圧力
については適度に逃すことができ、かつオイル消費量の
悪化を招くことのないという効果が顕著である。
【0037】(ハ).なお、サポートリング14にてサ
イドクリアランスを40〜120μmに設定すれば、前
記(イ)および(ロ)の効果が特に顕著である。 (ニ).アウターリング4において、シリンダ18の内
周面18aと摺動する外周側には、3本の突条8,1
0,12が全周に切れ目無くリング状に形成されてい
る。このような複数の突条8,10,12を設けること
により、ピストン20の下降時には、各突条8,10,
12の下端縁にて個々にシリンダ18の内周面18aの
オイルを掻き落とすことができる。また、内燃機関の吸
気行程やエンジンブレーキ時にシリンダ18内に負圧が
発生する際に、突条8と突条10との間の空間内あるい
は突条10と突条12との間の空間内のガスにより、こ
の負圧の影響が緩和されて、アウターリング4とシリン
ダ18の内周面18aとの間からのオイルの吸い上げを
抑制できる。
イドクリアランスを40〜120μmに設定すれば、前
記(イ)および(ロ)の効果が特に顕著である。 (ニ).アウターリング4において、シリンダ18の内
周面18aと摺動する外周側には、3本の突条8,1
0,12が全周に切れ目無くリング状に形成されてい
る。このような複数の突条8,10,12を設けること
により、ピストン20の下降時には、各突条8,10,
12の下端縁にて個々にシリンダ18の内周面18aの
オイルを掻き落とすことができる。また、内燃機関の吸
気行程やエンジンブレーキ時にシリンダ18内に負圧が
発生する際に、突条8と突条10との間の空間内あるい
は突条10と突条12との間の空間内のガスにより、こ
の負圧の影響が緩和されて、アウターリング4とシリン
ダ18の内周面18aとの間からのオイルの吸い上げを
抑制できる。
【0038】更に、アウターリング4より下側のオイル
がアウターリング4とシリンダ18の内周面18aとの
間隙を介して燃焼室側に移動しようとしても、突条8と
突条10との間の空間内あるいは突条10と突条12と
の間の空間内に一旦蓄積され、次のピストン20の上昇
時にアウターリング4の下側に排出することができる。
すなわち2本の断面三角形のリング状溝8c,10cが
ラビリンスのごとくの作用を果たすことで、オイルが燃
焼室に到達するのを抑制することができる。
がアウターリング4とシリンダ18の内周面18aとの
間隙を介して燃焼室側に移動しようとしても、突条8と
突条10との間の空間内あるいは突条10と突条12と
の間の空間内に一旦蓄積され、次のピストン20の上昇
時にアウターリング4の下側に排出することができる。
すなわち2本の断面三角形のリング状溝8c,10cが
ラビリンスのごとくの作用を果たすことで、オイルが燃
焼室に到達するのを抑制することができる。
【0039】このことからシリンダ18内の負圧による
オイルの吸い上げを防止して、一層、オイル消費を改善
することができる。なお、アウターリング4の突条8〜
12の形状、およびこれら突条8〜12間に存在する断
面三角形のリング状溝8c,10cの断面形状について
は次のようにしても良い。すなわち、図5の拡大断面形
状説明図に示すごとく、テーパー面8b〜12bの角度
α1,α2,α3については、例えば90°未満とする
と、オイル戻しが一層減少できる点から好ましい。ま
た、テーパー面10b,12bと対向する側の面8d,
10dおよびテーパー面8bとは反対側の面12dの角
度β1,β2,β3については、例えば90°以下とす
るとオイルの掻き落とし性が一層高まる点から好まし
い。
オイルの吸い上げを防止して、一層、オイル消費を改善
することができる。なお、アウターリング4の突条8〜
12の形状、およびこれら突条8〜12間に存在する断
面三角形のリング状溝8c,10cの断面形状について
は次のようにしても良い。すなわち、図5の拡大断面形
状説明図に示すごとく、テーパー面8b〜12bの角度
α1,α2,α3については、例えば90°未満とする
と、オイル戻しが一層減少できる点から好ましい。ま
た、テーパー面10b,12bと対向する側の面8d,
10dおよびテーパー面8bとは反対側の面12dの角
度β1,β2,β3については、例えば90°以下とす
るとオイルの掻き落とし性が一層高まる点から好まし
い。
【0040】(ホ).ピストンリング2は2番目のコン
プレッションリングとして配置されている。このことに
より1番目のコンプレッションリングであるトップリン
グ26と比較して高温になりにくいので耐久性が向上す
る。
プレッションリングとして配置されている。このことに
より1番目のコンプレッションリングであるトップリン
グ26と比較して高温になりにくいので耐久性が向上す
る。
【0041】[実施の形態2]本実施の形態2では、図
6(図1に対応する断面図)に示すごとく、ピストンリ
ング102におけるアウターリング104の形状が前記
実施の形態1のピストンリング2とは異なる。他の構成
は基本的に前記実施の形態1と同じである。したがっ
て、2番目のリング溝122に配置されているピストン
リング102においては、ピストン120の軸方向にお
けるサポートリング114の高さd11は、2番目のリ
ング溝122の高さd12よりも距離C1だけ小さく形
成されている。この距離C1は20〜120μmに設定
されている。好ましくは距離C1は40〜120μmに
設定される。アウターリング104についてもサポート
リング114と同じ高さd11に形成されている。
6(図1に対応する断面図)に示すごとく、ピストンリ
ング102におけるアウターリング104の形状が前記
実施の形態1のピストンリング2とは異なる。他の構成
は基本的に前記実施の形態1と同じである。したがっ
て、2番目のリング溝122に配置されているピストン
リング102においては、ピストン120の軸方向にお
けるサポートリング114の高さd11は、2番目のリ
ング溝122の高さd12よりも距離C1だけ小さく形
成されている。この距離C1は20〜120μmに設定
されている。好ましくは距離C1は40〜120μmに
設定される。アウターリング104についてもサポート
リング114と同じ高さd11に形成されている。
【0042】したがって、燃焼室側からの燃焼ガスは、
ピストンリング102にてクランクケース側への漏洩が
完全に阻止されることはない。ピストン120の上下動
時には、距離C1のサイドクリアランスと2番目のリン
グ溝122の内側の空間122aを利用してわずかに燃
焼ガスの漏洩を許している。そして、この距離C1のサ
イドクリアランスにより燃焼ガスの漏洩が好適にコント
ロールされている。
ピストンリング102にてクランクケース側への漏洩が
完全に阻止されることはない。ピストン120の上下動
時には、距離C1のサイドクリアランスと2番目のリン
グ溝122の内側の空間122aを利用してわずかに燃
焼ガスの漏洩を許している。そして、この距離C1のサ
イドクリアランスにより燃焼ガスの漏洩が好適にコント
ロールされている。
【0043】ここで、アウターリング104の内周面1
04aは短円筒面として全体が平滑に形成されている
が、外周面104b側には、4本の突条108,10
9,110,111がアウターリング104の全周にわ
たって切れ目のないリング状に形成されている。これら
突条108〜111の先端には短円筒状の外周面を形成
する先端面108a,109a,110a,111aが
形成され、燃焼室側の角部にはテーパー面108b,1
09b,110b,111bが形成されている。
04aは短円筒面として全体が平滑に形成されている
が、外周面104b側には、4本の突条108,10
9,110,111がアウターリング104の全周にわ
たって切れ目のないリング状に形成されている。これら
突条108〜111の先端には短円筒状の外周面を形成
する先端面108a,109a,110a,111aが
形成され、燃焼室側の角部にはテーパー面108b,1
09b,110b,111bが形成されている。
【0044】なお、全周にわたって切れ目のないリング
状に形成された4本の突条108〜111を有するアウ
ターリング104の外周面104bの形状は、全周にわ
たって切れ目のない3本の断面三角形のリング状溝10
8c,109c,110cが形成されている形状でもあ
る。
状に形成された4本の突条108〜111を有するアウ
ターリング104の外周面104bの形状は、全周にわ
たって切れ目のない3本の断面三角形のリング状溝10
8c,109c,110cが形成されている形状でもあ
る。
【0045】サポートリング114を介してコイルエキ
スパンダ116にて外側へに押圧されたアウターリング
104は、4つの突条108〜111の先端面108a
〜111aにてシリンダ118の内周面118aに接触
する。このことにより、ピストンリング102は、前記
実施の形態1と同様に、ピストン120の頂面側から2
番目のリング溝22に配置されて、コンプレッションリ
ングとして作用する。
スパンダ116にて外側へに押圧されたアウターリング
104は、4つの突条108〜111の先端面108a
〜111aにてシリンダ118の内周面118aに接触
する。このことにより、ピストンリング102は、前記
実施の形態1と同様に、ピストン120の頂面側から2
番目のリング溝22に配置されて、コンプレッションリ
ングとして作用する。
【0046】以上説明した本実施の形態2によれば、以
下の効果が得られる。 (イ).前記実施の形態1の(イ)〜(ハ)、(ホ)の
効果を生じる。 (ロ).更に、アウターリング104において、シリン
ダ118の内周面118aと摺動する外周面104b側
には、4本の突条108〜111が全周に切れ目なくリ
ング状に形成されているので、前記実施の形態1の
(ニ)の効果が更に顕著に現れる。
下の効果が得られる。 (イ).前記実施の形態1の(イ)〜(ハ)、(ホ)の
効果を生じる。 (ロ).更に、アウターリング104において、シリン
ダ118の内周面118aと摺動する外周面104b側
には、4本の突条108〜111が全周に切れ目なくリ
ング状に形成されているので、前記実施の形態1の
(ニ)の効果が更に顕著に現れる。
【0047】[その他の実施の形態] ・前記実施の形態1,2においては、アウターリング
4,104はサポートリング14,114と同じ高さで
ある必要はない。上述したごとく、サポートリング1
4,114はアウターリング4,104に比較してピス
トン20,120の径方向での厚さが大きくされている
ので、燃焼圧力への影響についてはサポートリング1
4,114のサイドクリアランスによる影響が強い。し
たがって、アウターリング4,104におけるサイドク
リアランスが、サポートリング14,114のサイドク
リアランスより小さくても大きくても問題となるような
影響はない。しかし、アウターリング4,104側のサ
イドクリアランスがサポートリング14,114側のサ
イドクリアランス以上であれば、アウターリング4,1
04にはシリンダ18,118の内周面18a,118
aに対する密着性の調整を担わせ、サポートリング1
4,114には燃焼圧力の調整を担わせるという設計上
の役割分担から好ましい。
4,104はサポートリング14,114と同じ高さで
ある必要はない。上述したごとく、サポートリング1
4,114はアウターリング4,104に比較してピス
トン20,120の径方向での厚さが大きくされている
ので、燃焼圧力への影響についてはサポートリング1
4,114のサイドクリアランスによる影響が強い。し
たがって、アウターリング4,104におけるサイドク
リアランスが、サポートリング14,114のサイドク
リアランスより小さくても大きくても問題となるような
影響はない。しかし、アウターリング4,104側のサ
イドクリアランスがサポートリング14,114側のサ
イドクリアランス以上であれば、アウターリング4,1
04にはシリンダ18,118の内周面18a,118
aに対する密着性の調整を担わせ、サポートリング1
4,114には燃焼圧力の調整を担わせるという設計上
の役割分担から好ましい。
【0048】・前記実施の形態1,2においては、サポ
ートリング14,114は合口のあるスティール製リン
グであったが、他の材質からなるリングであっても良
い。 ・前記実施の形態1におけるアウターリング4の突条8
〜12は3本(リング状溝8c,10cは2本)であ
り、前記実施の形態2におけるアウターリング104の
突条108〜111は4本(リング状溝108c〜11
0cは3本)であったが、アウターリングの突条は2本
(リング状溝は1本)でも良く、オイルの掻き落とし効
果とオイル吸い上げ防止効果とを向上させることができ
る。
ートリング14,114は合口のあるスティール製リン
グであったが、他の材質からなるリングであっても良
い。 ・前記実施の形態1におけるアウターリング4の突条8
〜12は3本(リング状溝8c,10cは2本)であ
り、前記実施の形態2におけるアウターリング104の
突条108〜111は4本(リング状溝108c〜11
0cは3本)であったが、アウターリングの突条は2本
(リング状溝は1本)でも良く、オイルの掻き落とし効
果とオイル吸い上げ防止効果とを向上させることができ
る。
【0049】また、アウターリングの突条は5本(リン
グ状溝は4本)以上でも良く、オイルの掻き落とし効果
とオイル吸い上げ防止効果とを向上させることができ
る。以上、本発明の実施の形態について説明したが、本
発明の実施の形態には、次のような形態を含むものであ
ることを付記しておく。
グ状溝は4本)以上でも良く、オイルの掻き落とし効果
とオイル吸い上げ防止効果とを向上させることができ
る。以上、本発明の実施の形態について説明したが、本
発明の実施の形態には、次のような形態を含むものであ
ることを付記しておく。
【0050】(1).前記第1リングにおけるサイドク
リアランスは、前記サポートリングにおけるサイドクリ
アランス以上であることを特徴とする請求項3または4
記載の内燃機関のピストンリング配置構造。
リアランスは、前記サポートリングにおけるサイドクリ
アランス以上であることを特徴とする請求項3または4
記載の内燃機関のピストンリング配置構造。
【0051】
【発明の効果】請求項1記載の内燃機関のピストンリン
グ配置構造においては、合口のないピストンリングに対
して、リング溝とのサイドクリアランスを20〜120
μmとしている。サイドクリアランスをこの範囲に設定
すると、シリンダ内周面とピストン頂面とのコーナ部の
燃焼圧力は、前記サイドクリアランス部分および第2リ
ングの内周面側を介して、適度に逃すことができる。こ
のため、ノッキングの発生が抑制されるとともに、実質
的にブローバイガスの増加は問題ない程度に抑えられ
る。しかも、ピストンリングの内で、第1リングは、第
2リングによりシリンダ内周面に対する十分な押圧状態
が維持されるので、オイル消費量も十分に抑制されて全
く問題ない。
グ配置構造においては、合口のないピストンリングに対
して、リング溝とのサイドクリアランスを20〜120
μmとしている。サイドクリアランスをこの範囲に設定
すると、シリンダ内周面とピストン頂面とのコーナ部の
燃焼圧力は、前記サイドクリアランス部分および第2リ
ングの内周面側を介して、適度に逃すことができる。こ
のため、ノッキングの発生が抑制されるとともに、実質
的にブローバイガスの増加は問題ない程度に抑えられ
る。しかも、ピストンリングの内で、第1リングは、第
2リングによりシリンダ内周面に対する十分な押圧状態
が維持されるので、オイル消費量も十分に抑制されて全
く問題ない。
【0052】請求項2記載の内燃機関のピストンリング
配置構造においては、請求項1記載の構成に対して、前
記ピストンリングは、2番目のコンプレッションリング
として配置されている。このように2番目のコンプレッ
ションリングとして配置されることにより、請求項1の
作用効果を生じさせるとともに、更に、1番目のコンプ
レッションリングに比較して高温になりにくいので耐久
性が向上する。
配置構造においては、請求項1記載の構成に対して、前
記ピストンリングは、2番目のコンプレッションリング
として配置されている。このように2番目のコンプレッ
ションリングとして配置されることにより、請求項1の
作用効果を生じさせるとともに、更に、1番目のコンプ
レッションリングに比較して高温になりにくいので耐久
性が向上する。
【0053】請求項3記載の内燃機関のピストンリング
配置構造においては、請求項1または2記載の構成に対
して、前記第2リングは、前記第1リングを支持し合口
が存在するサポートリングと、該サポートリングを前記
第1リング方向に押圧するエキスパンダとを備え、前記
サポートリングにおいてサイドクリアランスが20〜1
20μmであることとしている。このように、サポート
リングのサイドクリアランスが20〜120μmである
ことにより、請求項1または2の効果を顕著に生じさせ
ることができる。通常、サポートリングは第1リングに
比較してピストンの径方向での厚さが大きくされている
ので、このサポートリングにてサイドクリアランスが2
0〜120μmであることは、一層効果を顕著なものと
する。
配置構造においては、請求項1または2記載の構成に対
して、前記第2リングは、前記第1リングを支持し合口
が存在するサポートリングと、該サポートリングを前記
第1リング方向に押圧するエキスパンダとを備え、前記
サポートリングにおいてサイドクリアランスが20〜1
20μmであることとしている。このように、サポート
リングのサイドクリアランスが20〜120μmである
ことにより、請求項1または2の効果を顕著に生じさせ
ることができる。通常、サポートリングは第1リングに
比較してピストンの径方向での厚さが大きくされている
ので、このサポートリングにてサイドクリアランスが2
0〜120μmであることは、一層効果を顕著なものと
する。
【0054】請求項4記載の内燃機関のピストンリング
配置構造においては、請求項3記載の構成に対して、前
記第1リングは樹脂製であり、前記サポートリングはス
ティール製である。このように第1リングが樹脂製であ
りサポートリングがスティール製であることにより、ピ
ストンリング全体として合口を形成しない構成にできる
ばかりでなく、その変形性の高さからシリンダボアの熱
変形等に対する追従性も高いので、燃焼室の密閉性が合
口の存在する金属製ピストンリングに比較して極めて高
いものとなる。このため、請求項3の効果が一層顕著で
ある。
配置構造においては、請求項3記載の構成に対して、前
記第1リングは樹脂製であり、前記サポートリングはス
ティール製である。このように第1リングが樹脂製であ
りサポートリングがスティール製であることにより、ピ
ストンリング全体として合口を形成しない構成にできる
ばかりでなく、その変形性の高さからシリンダボアの熱
変形等に対する追従性も高いので、燃焼室の密閉性が合
口の存在する金属製ピストンリングに比較して極めて高
いものとなる。このため、請求項3の効果が一層顕著で
ある。
【0055】請求項5記載の内燃機関のピストンリング
配置構造においては、請求項1〜4のいずれか記載の構
成に対して、前記第1リングの内で、シリンダと摺動す
る外周面には、全周にわたって切れ目のない少なくとも
2本のリング状突条が形成されている。このように、リ
ング状突条を複数設けることにより、ピストンの下降時
には、各突条の下端縁にて個々にシリンダ内壁のオイル
を掻き落とすことができる。また、内燃機関の吸気行程
やエンジンブレーキ時にシリンダ内に負圧が発生する
が、突条と突条との間の空間内のガスにより、この負圧
の影響が緩和されて、ピストンリングとシリンダとの間
からのオイルの吸い上げを抑制できる。更に、ピストン
リングより下側のオイルがピストンリングとシリンダと
の間隙を介して燃焼室側に移動しようとしても、突条と
突条との間に一旦蓄積され、次のピストン上昇時にピス
トンリングの下側に排出することができる。このためオ
イルが燃焼室に到達するのを抑制することができる。こ
のことからシリンダ内負圧によるオイルの吸い上げを防
止して、一層、オイル消費を改善することができる。
配置構造においては、請求項1〜4のいずれか記載の構
成に対して、前記第1リングの内で、シリンダと摺動す
る外周面には、全周にわたって切れ目のない少なくとも
2本のリング状突条が形成されている。このように、リ
ング状突条を複数設けることにより、ピストンの下降時
には、各突条の下端縁にて個々にシリンダ内壁のオイル
を掻き落とすことができる。また、内燃機関の吸気行程
やエンジンブレーキ時にシリンダ内に負圧が発生する
が、突条と突条との間の空間内のガスにより、この負圧
の影響が緩和されて、ピストンリングとシリンダとの間
からのオイルの吸い上げを抑制できる。更に、ピストン
リングより下側のオイルがピストンリングとシリンダと
の間隙を介して燃焼室側に移動しようとしても、突条と
突条との間に一旦蓄積され、次のピストン上昇時にピス
トンリングの下側に排出することができる。このためオ
イルが燃焼室に到達するのを抑制することができる。こ
のことからシリンダ内負圧によるオイルの吸い上げを防
止して、一層、オイル消費を改善することができる。
【0056】請求項6記載の内燃機関のピストンリング
配置構造においては、請求項1〜4のいずれか記載の構
成に対して、前記第1リングの内で、シリンダと摺動す
る外周面には、全周にわたって切れ目のない少なくとも
1本のリング状溝が形成されている。このように、1本
以上のリング状溝を設けることにより、ピストンの下降
時には、ピストンリングの下端縁とリング状溝の上端縁
にて個々にシリンダ内壁のオイルを掻き落とすことがで
きる。また、内燃機関の吸気行程やエンジンブレーキ時
のシリンダ内負圧発生の際に、リング状溝内のガスによ
り、シリンダ内負圧の影響が緩和されて、ピストンリン
グとシリンダとの間からのオイルの吸い上げを抑制する
ことができる。更に、ピストンリングより下側のオイル
がピストンリングとシリンダとの間隙を介して燃焼室側
に移動しようとしても、リング状溝内に一旦蓄積され、
次のピストン上昇時にピストンリングの下側に排出され
る。このためオイルが燃焼室に到達するのを抑制するこ
とができる。このことからシリンダ内負圧によるオイル
の吸い上げを防止して、一層、オイル消費を改善するこ
とができる。
配置構造においては、請求項1〜4のいずれか記載の構
成に対して、前記第1リングの内で、シリンダと摺動す
る外周面には、全周にわたって切れ目のない少なくとも
1本のリング状溝が形成されている。このように、1本
以上のリング状溝を設けることにより、ピストンの下降
時には、ピストンリングの下端縁とリング状溝の上端縁
にて個々にシリンダ内壁のオイルを掻き落とすことがで
きる。また、内燃機関の吸気行程やエンジンブレーキ時
のシリンダ内負圧発生の際に、リング状溝内のガスによ
り、シリンダ内負圧の影響が緩和されて、ピストンリン
グとシリンダとの間からのオイルの吸い上げを抑制する
ことができる。更に、ピストンリングより下側のオイル
がピストンリングとシリンダとの間隙を介して燃焼室側
に移動しようとしても、リング状溝内に一旦蓄積され、
次のピストン上昇時にピストンリングの下側に排出され
る。このためオイルが燃焼室に到達するのを抑制するこ
とができる。このことからシリンダ内負圧によるオイル
の吸い上げを防止して、一層、オイル消費を改善するこ
とができる。
【0057】請求項7記載の内燃機関のピストンリング
配置構造においては、請求項1〜6のいずれか記載の構
成に対して、前記サイドクリアランスが、40〜120
μmである。このようにサイドクリアランスを40〜1
20μmとすることにより、シリンダ内周面とピストン
頂面とのコーナ部の燃焼圧力を、サイドクリアランス部
分および第2リングの内周面側を介して、より的確に逃
すことができる。したがって、ノッキングの発生が的確
に抑制されるとともに、ブローバイガスの増加も問題な
い。しかも、ピストンリングの内で、第1リングは、第
2リングによりシリンダ内周面に対して、より適切な押
圧状態が維持される。このため、オイル消費量も的確に
抑制される。
配置構造においては、請求項1〜6のいずれか記載の構
成に対して、前記サイドクリアランスが、40〜120
μmである。このようにサイドクリアランスを40〜1
20μmとすることにより、シリンダ内周面とピストン
頂面とのコーナ部の燃焼圧力を、サイドクリアランス部
分および第2リングの内周面側を介して、より的確に逃
すことができる。したがって、ノッキングの発生が的確
に抑制されるとともに、ブローバイガスの増加も問題な
い。しかも、ピストンリングの内で、第1リングは、第
2リングによりシリンダ内周面に対して、より適切な押
圧状態が維持される。このため、オイル消費量も的確に
抑制される。
【図1】実施の形態1としての内燃機関のピストンリン
グ配置構造を表す断面図。
グ配置構造を表す断面図。
【図2】実施の形態1におけるピストンリング配置説明
図。
図。
【図3】実施の形態1におけるオイルリングの構成を示
す斜視図。
す斜視図。
【図4】実施の形態1におけるオイルリングに用いられ
るサイドレールの構成を示す斜視図。
るサイドレールの構成を示す斜視図。
【図5】実施の形態1におけるアウターリングの突条お
よびリング状溝の断面形状説明図。
よびリング状溝の断面形状説明図。
【図6】実施の形態2としての内燃機関のピストンリン
グ配置構造を表す断面図。
グ配置構造を表す断面図。
2…ピストンリング、4…アウターリング、4a…内周
面、4b…外周面、6…インナーリング、8,10,1
2…突条、8a,10a,12a… 先端面、8b,1
0b,12b…テーパー面、8c,10c…リング状
溝、12…突条、14…サポートリング、14a…溝、
16…コイルエキスパンダ、16a…芯材、16b…ス
チール線材、18…シリンダ、18a…内周面、20…
ピストン、20a…頂面22…2番目のリング溝、22
a…空間、24…1番目のリング溝、26…トップリン
グ28…3番目のリング溝、30…オイルリング、3
2,34…サイドレール、32a,34a…合口、36
…エキスパンダ、36a…突出部、40…コーナ部10
2…ピストンリング、104…アウターリング、104
a…内周面、104b…外周面、108,109,11
0,111…突条、108a,109a,110a,1
11a…先端面、108b,109b,110b,11
1b…テーパー面、108c,109c,110c…リ
ング状溝、114…サポートリング116…コイルエキ
スパンダ、118…シリンダ、118a…内周面、12
0…ピストン、122…2番目のリング溝、122a…
空間。
面、4b…外周面、6…インナーリング、8,10,1
2…突条、8a,10a,12a… 先端面、8b,1
0b,12b…テーパー面、8c,10c…リング状
溝、12…突条、14…サポートリング、14a…溝、
16…コイルエキスパンダ、16a…芯材、16b…ス
チール線材、18…シリンダ、18a…内周面、20…
ピストン、20a…頂面22…2番目のリング溝、22
a…空間、24…1番目のリング溝、26…トップリン
グ28…3番目のリング溝、30…オイルリング、3
2,34…サイドレール、32a,34a…合口、36
…エキスパンダ、36a…突出部、40…コーナ部10
2…ピストンリング、104…アウターリング、104
a…内周面、104b…外周面、108,109,11
0,111…突条、108a,109a,110a,1
11a…先端面、108b,109b,110b,11
1b…テーパー面、108c,109c,110c…リ
ング状溝、114…サポートリング116…コイルエキ
スパンダ、118…シリンダ、118a…内周面、12
0…ピストン、122…2番目のリング溝、122a…
空間。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 道生 東京都中央区八重洲1丁目9番9号 帝国 ピストンリング 株式会社内 Fターム(参考) 3J044 AA05 AA12 BC07 CB06 CB24 CB30 DA09
Claims (7)
- 【請求項1】合口が存在せずかつ弾性変形により径が可
変な第1リングと、前記第1リングの内側に配置され前
記第1リングを拡径方向に押圧する第2リングとを、内
燃機関のピストンの外周面に形成されたリング溝内に配
置した内燃機関のピストンリング配置構造であって、 ピストンの軸方向におけるピストンリング高さとリング
溝高さとの差であるサイドクリアランスが、20〜12
0μmであることを特徴とする内燃機関のピストンリン
グ配置構造。 - 【請求項2】前記ピストンリングは、2番目のコンプレ
ッションリングとして配置されていることを特徴とする
請求項1記載の内燃機関のピストンリング配置構造。 - 【請求項3】前記第2リングは、前記第1リングを支持
し合口が存在するサポートリングと、該サポートリング
を前記第1リング方向に押圧するエキスパンダとを備
え、前記サポートリングにおいてサイドクリアランスが
20〜120μmであることを特徴とする請求項1また
は2記載の内燃機関のピストンリング配置構造。 - 【請求項4】前記第1リングは樹脂製であり、前記サポ
ートリングはスティール製であることを特徴とする請求
項3記載の内燃機関のピストンリング配置構造。 - 【請求項5】前記第1リングの内で、シリンダと摺動す
る外周面には、全周にわたって切れ目のない少なくとも
2本のリング状突条が形成されていることを特徴とする
請求項1〜4のいずれか記載の内燃機関のピストンリン
グ配置構造。 - 【請求項6】前記第1リングの内で、シリンダと摺動す
る外周面には、全周にわたって切れ目のない少なくとも
1本のリング状溝が形成されていることを特徴とする請
求項1〜4のいずれか記載の内燃機関のピストンリング
配置構造。 - 【請求項7】前記サイドクリアランスが、40〜120
μmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか記
載の内燃機関のピストンリング配置構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000083860A JP2001032749A (ja) | 1999-05-18 | 2000-03-24 | 内燃機関のピストンリング配置構造 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11-137487 | 1999-05-18 | ||
JP13748799 | 1999-05-18 | ||
JP2000083860A JP2001032749A (ja) | 1999-05-18 | 2000-03-24 | 内燃機関のピストンリング配置構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001032749A true JP2001032749A (ja) | 2001-02-06 |
Family
ID=26470788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000083860A Pending JP2001032749A (ja) | 1999-05-18 | 2000-03-24 | 内燃機関のピストンリング配置構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001032749A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100788911B1 (ko) | 2006-08-28 | 2007-12-27 | 주식회사 신진화학 | 패킹 |
WO2017184480A1 (en) * | 2016-04-18 | 2017-10-26 | Federal-Mogul Llc | Teeter-totter oil ring (ttor) |
EP3368800B1 (en) * | 2015-10-30 | 2020-02-12 | Tenneco Inc. | Piston, oil control ring therefor and method of construction thereof |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000083860A patent/JP2001032749A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100788911B1 (ko) | 2006-08-28 | 2007-12-27 | 주식회사 신진화학 | 패킹 |
EP3368800B1 (en) * | 2015-10-30 | 2020-02-12 | Tenneco Inc. | Piston, oil control ring therefor and method of construction thereof |
WO2017184480A1 (en) * | 2016-04-18 | 2017-10-26 | Federal-Mogul Llc | Teeter-totter oil ring (ttor) |
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