JP3389901B2 - Piston seal structure - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はピストンのシール構
造に関し、詳しくは、合口のないピストンリングを備え
たピストンのシール構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston seal structure, and more particularly to a piston seal structure having a piston ring having no abutment.
【0002】[0002]
【従来の技術】内燃機関のピストンにおいては、そのコ
ンプレッションリングとして合口のない樹脂製のピスト
ンリングを使用することが周知である。例えば、特開平
9−280373号公報には、こうした合口のない樹脂
製のピストンリングとして、リング状バネ部材及び、弾
性リングを介して外方向(シリンダボア方向)に押圧さ
れるピストンリングが記載されている。2. Description of the Related Art It is well known to use a piston ring made of resin having no abutment as a compression ring in a piston of an internal combustion engine. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-280373 discloses a piston ring made of a resin having no such a gap, which is pressed in an outward direction (cylinder bore direction) via a ring-shaped spring member and an elastic ring. There is.
【0003】このようなピストンリングでは、同ピスト
ンリング自体に合口がないことに加えて、上記リング状
バネ部材により、常時シリンダボア方向に押圧付勢され
ることから、そのシール性も極めて良好なものとなる。In such a piston ring, in addition to the fact that the piston ring itself does not have an abutment, the ring-shaped spring member constantly presses and urges it in the cylinder bore direction, so that its sealing property is also very good. Becomes
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように、機関ピス
トンのコンプレッションリングとして上記合口のない樹
脂製のピストンリングを用いることにより、そのシール
性能は大幅に向上する。しかし、こうした合口のないピ
ストンリングはオイルかき落とし能力が高いために、同
合口のないピストンリングとその下方に設けられたオイ
ルリングの上側サイドレールとの間にオイルが溜まり易
くなる。一方、シール性能が高いとはいえ、このピスト
ンリングは上記リング状バネ部材等による付勢によって
上記シリンダボア方向に押圧されるものであることか
ら、その下方に設けられたオイルリングとの間に溜まる
オイルの圧力が上記付勢力を超えて高まるような場合に
は、この溜まったオイルが同合口のないピストンリング
の摺動面及び背面を通って燃焼室へ混入し、オイル消費
の悪化を招くおそれがあった。As described above, by using the resin-made piston ring having no abutment as the compression ring of the engine piston, the sealing performance thereof is significantly improved. However, since such a piston ring having no joint has a high oil scraping ability, oil easily collects between the piston ring having no joint and the upper side rail of the oil ring provided below the piston ring. On the other hand, although the sealing performance is high, since this piston ring is pressed in the cylinder bore direction by the urging force of the ring-shaped spring member or the like, it accumulates between the piston ring and the oil ring provided below it. If the oil pressure rises above the urging force, this accumulated oil may enter the combustion chamber through the sliding surface and back surface of the piston ring that does not have a joint, and may lead to worse oil consumption. was there.
【0005】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ピストンのコンプレッションリン
グとして合口のないピストンリングを備える場合であ
れ、オイル消費の悪化を抑制することのできるピストン
のシール構造を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a piston which can suppress deterioration of oil consumption even when a piston ring having no abutment is provided as a compression ring of the piston. It is to provide a seal structure.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項1に記載の発明は、合口のないピストンリングと、該
合口のないピストンリングのオイルかき落とし方向に設
けられる下部ピストンリングとがそれぞれピストンのリ
ング溝に装着されてなるピストンのシール構造におい
て、前記下部ピストンリングのリング溝には排油孔が形
成されてなり、前記下部ピストンリングは、エキスパン
ダを挟んで支持される上側サイドレールと下側サイドレ
ールとを有して構成されるとともに、該下部ピストンリ
ングには、前記上側サイドレールと前記合口のないピス
トンリングとの間に溜まるオイルを前記排油孔に導くべ
く前記下側サイドレールよりもその外径が小さく形成さ
れた上側サイドレールとシリンダボアとの間の間隙を含
んで構成される排油補助手段が設けられてなることをそ
の要旨とする。[Means for Solving the Problems] Means for achieving the above-mentioned objects and their effects will be described below. The invention according to claim 1 is a piston seal structure in which a piston ring having no abutment and a lower piston ring provided in an oil scraping direction of the piston ring having no abutment are respectively mounted in ring grooves of the piston, the ring groove of the lower piston ring is made is formed oil discharge hole, and the lower piston-rings may expander
Upper side rails and lower side rails supported by sandwiching
And a lower piston lever.
The upper side rail and the unpierced stud
Guide the oil collected between the ton ring and the oil drain hole.
The outer diameter is smaller than the lower side rail.
The clearance between the upper side rail and the cylinder bore.
The gist of the present invention is to provide an oil drainage assisting device configured as above.
【0007】前述したように、合口のないピストンリン
グはオイルかき落とし能力が高いために、同合口のない
ピストンリングとその下方に設けられた下部ピストンリ
ングとの間にはオイルが溜まり易い。そして、この溜ま
ったオイルが上記合口のないピストンリングの摺動面及
び背面を通って、燃焼室にオイルが混入するおそれがあ
ることも前述した通りである。そこで上記構成によるよ
うに、合口のないピストンリングとその下方に設けられ
た下部ピストンリングとの間に、上記排油補助手段を設
けることとすれば、それら溜まったオイルを確実に排油
孔に排油させることができるようになる。また、上記の
ような簡単な加工により上側サイドレールと前記合口の
ないピストンリングとの間に溜まるオイルを排油孔に導
く排油補助手段を構成することができ、その実現も容易
である。なお、この排油孔から排油されたオイルは、ク
ランクケース内のオイルパンに回収される。As described above, since the piston ring having no abutment has a high oil scraping ability, oil easily collects between the piston ring having no abutment and the lower piston ring provided below the piston ring. As described above, the accumulated oil may pass through the sliding surface and the back surface of the piston ring having no abutment and enter the combustion chamber. Therefore, as in the case of the above configuration, if the oil drainage assisting means is provided between the piston ring having no abutment and the lower piston ring provided below the piston ring, the collected oil can be reliably stored in the oil drain hole. You will be able to drain the oil. Also above
By such simple processing, the upper side rail and the joint
Guide the oil that collects between the piston ring and the
It is possible to configure an oil drainage auxiliary means and it is easy to realize
Is. The oil drained from the oil drain hole is collected in an oil pan in the crankcase.
【0008】[0008]
【0009】しかも、上記構成によれば、上述したオイ
ルの排油に際して、下部ピストンリングを構成する下側
サイドレールが受け口として作用するために、同排油が
円滑に行われるとともに、少なくとも合口のないピスト
ンリングとこの下側サイドレールとは、シリンダボアに
摺接される状態が維持されるために、そのシール性能も
好適に維持される。Further, according to the above construction, when the above-mentioned oil is drained, the lower side rail forming the lower piston ring acts as a receiving port, so that the draining is smoothly performed, and at least the joint port is discharged. Since the piston ring and the lower side rail are kept in sliding contact with the cylinder bore, their sealing performance is also suitably maintained.
【0010】[0010]
【0011】[0011]
【0012】請求項2記載の発明は、合口のないピスト
ンリングと、該合口のないピストンリングのオイルかき
落とし方向に設けられる下部ピストンリングとがそれぞ
れピストンのリング溝に装着されてなるピストンのシー
ル構造において、前記下部ピストンリングのリング溝に
は排油孔が形成されてなり、前記下部ピストンリング
は、エキスパンダを挟んで支持される上側サイドレール
と下側サイドレールとを有して構成されるとともに、該
下部ピストンリングには、前記上側サイドレールと前記
合口のないピストンリングとの間に溜まるオイルを前記
排油孔に導くべく前記下側サイドレールよりも弾性変形
し易い材料にて形成された上側サイドレールの自在弾性
構造を含んで構成される排油補助手段が設けられてなる
ことをその要旨とする。[0012] The invention according to claim 2 is a pistol without an abutment.
And the oil ring on the piston ring without the abutment
The lower piston ring installed in the drop direction
The piston seal that is installed in the piston ring groove.
In the ring structure of the lower piston ring
Is an oil drain hole formed in the lower piston ring
Is the upper side rail supported by the expander
And a lower side rail, and
The lower piston ring has the upper side rail and the
The oil that collects between the piston ring and the
More elastically deformed than the lower side rail to guide it to the oil drain hole
Flexible elasticity of the upper side rail made of easy-to-use material
The gist of the present invention is to provide an oil drainage auxiliary means including a structure .
【0013】前述したように、合口のないピストンリン
グはオイルかき落とし能力が高いために、同合口のない
ピストンリングとその下方に設けられた下部ピストンリ
ングとの間にはオイルが溜まり易い。そして、この溜ま
ったオイルが上記合口のないピストンリングの摺動面及
び背面を通って、燃焼室にオイルが混入するおそれがあ
ることも前述した通りである。そこで上記構成によるよ
うに、合口のないピストンリングとその下方に設けられ
た下部ピストンリングとの間に、上記排油補助手段を設
けることとすれば、それら溜まったオイルを確実に排油
孔に排油させることができるようになる。なお、この排
油孔から排油されたオイルは、クランクケース内のオイ
ルパンに回収される。 As mentioned above, there is no abutment piston ring.
Has a high oil scraping ability, so there is no joint
The piston ring and the lower piston
Oil tends to collect between the hood and And this pool
Oil has spread over the sliding surface of the piston ring without
Oil may enter the combustion chamber through the
This is also as described above. So with the above configuration
The piston ring with no abutment and
The above-mentioned oil drainage auxiliary means is installed between the lower piston ring and
If you decide to remove it, be sure to drain the accumulated oil.
Oil can be drained into the hole. This discharge
The oil drained from the oil hole will not be discharged in the crankcase.
Collected by Lupine.
【0014】請求項3に記載の発明は、合口のないピス
トンリングと、該合口のないピストンリングのオイルか
き落とし方向に設けられる下部ピストンリングとがそれ
ぞれピストンのリング溝に装着されてなるピストンのシ
ール構造において、前記下部ピストンリングのリング溝
には排油孔が形成されてなり、前記下部ピストンリング
は、シリンダボア側に突出される上側レールと下側レー
ルとが断面略「コ」の字状に一体的に形成されるリング
部と該リング部をシリンダボア側に付勢するコイルエキ
スパンダとを有して構成されるとともに、該下部ピスト
ンリングには、前記下側レールよりもその外径が小さく
形成された上側レールとシリンダボアとの間の間隙を含
んで構成されて前記排油孔に連通する若しくは連通可能
な排油補助手段が設けられてなることをその要旨とす
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided a pith without an abutment.
Oil of the ton ring and the piston ring without the abutment
That is the lower piston ring installed in the scraping direction.
Each of the piston seals is installed in the ring groove of the piston.
Ring structure of the lower piston ring
An oil drain hole is formed in the lower piston ring.
Is the upper rail and the lower rail protruding toward the cylinder bore.
A ring that is integrally formed with a U-shaped cross section
Section and coil exhaust for urging the ring section toward the cylinder bore side
The lower pistol is configured with a spanner.
The outer diameter of the ring is smaller than that of the lower rail.
Including the gap between the formed upper rail and the cylinder bore.
Configured to communicate with or can communicate with the oil drain hole
It is the gist to be provided with a simple oil drainage assistance means .
【0015】上記構成によれば、上述したオイルの排油
に際して、下部ピストンリングを構成する下側レールが
受け口として作用するために、同排油が円滑に行われ
る。また、少なくとも合口のないピストンリングとこの
下側レールとは、シリンダボアに摺接される状態が維持
されるために、そのシール性能も好適に維持される。更
に、下部ピストンリングを構成するレールのうちの上側
レールについてその外径を下側レールよりも小さくする
という簡単な加工により上記排油補助手段を構成するこ
とができ、その実現も容易である。According to the above construction, when the above-mentioned oil is discharged, the lower rail forming the lower piston ring acts as a receiving port, so that the oil can be discharged smoothly. Further, at least the piston ring having no abutment and the lower rail are kept in sliding contact with the cylinder bore, so that the sealing performance thereof is also suitably maintained. Further, the oil drainage assisting means can be constructed by a simple process of making the outer diameter of the upper rail of the rails constituting the lower piston ring smaller than that of the lower rail, and the realization thereof is easy.
【0016】請求項4に記載の発明は、合口のないピス
トンリングと、該合口のないピストンリングのオイルか
き落とし方向に設けられる下部ピストンリングとがそれ
ぞれピストンのリング溝に装着されてなるピストンのシ
ール構造において、前記下部ピストンリングのリング溝
には排油孔が形成されてなり、前記下部ピストンリング
は、エキスパンダと、該エキスパンダにより支持される
下側サイドレールとを有して構成されるとともに、該下
部ピストンリングには、前記下側サイドレールと前記合
口のないピストンリングとの間に溜まるオイルを前記排
油孔に導く排油補助手段が設けられてなることをその要
旨とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pith without an abutment.
Oil of the ton ring and the piston ring without the abutment
That is the lower piston ring installed in the scraping direction.
Each of the piston seals is installed in the ring groove of the piston.
Ring structure of the lower piston ring
An oil drain hole is formed in the lower piston ring.
Is supported by the expander and the expander
And a lower side rail.
On the piston ring, the lower side rail and the
The oil accumulated between the piston ring and the mouthless
The gist of the invention is that an oil drainage assisting means for guiding the oil to the oil hole is provided .
【0017】上記構成によれば、上述したオイルの排油
に際して、下部ピストンリングを構成する下側サイドレ
ールが受け口として作用するために、同排油が円滑に行
なわれる。また、合口のないピストンリングとこの下側
サイドレールとは、シリンダボアに摺接される状態が維
持されるために、そのシール性も好適に維持される。更
に、合口のないピストンリングと下側サイドレールとの
間の空間が排油補助手段となり、合口のないピストンリ
ングにより掻き落とされたオイルを確実に排油孔に排油
させることができる。According to the above construction, when the above-mentioned oil is discharged, the lower side rail forming the lower piston ring acts as a receiving port, so that the oil can be discharged smoothly. Further, since the piston ring having no abutment and the lower side rail are kept in sliding contact with the cylinder bore, the sealability thereof is also suitably maintained. Further, the space between the piston ring without a gap and the lower side rail serves as an oil drainage assisting means, and the oil scraped off by the piston ring without a gap can be reliably discharged to the oil drain hole.
【0018】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4
のいずれかに記載の発明において、前記合口のないピス
トンリングは、互いに組成の異なる2つのリングの内外
2重構造によって構成されることをその要旨とする。The invention described in claim 5 is the invention according to claims 1 to 4.
In the invention described in any one of (1) to (5), the gist of the piston ring having no abutment is to have an inner and outer double structure of two rings having different compositions.
【0019】上記構成によれば、合口のないピストンリ
ングとしてシール性と耐久性とを合わせ備えるピストン
リングの実現も容易である。例えば、合口のないピスト
ンリングとして樹脂製のピストンリングを用いるととも
に、該ピストンリングにその内側からリング状バネ部材
による押圧付勢を加えてシリンダボアに対するリングの
追従性を高めるような場合、これらリング状バネ部材と
合口のないピストンリングとの間に金属製のリングを設
けることにより、すなわち金属製リング(合口あり)と
樹脂製リング(合口なし)との内外2重構造とすること
により、リング状バネ部材のピストンリングへの食い込
みを防ぐ等、良好なシール性を保ちながらその耐久性を
向上させることが可能となる。According to the above construction, it is easy to realize a piston ring having both sealing performance and durability as a piston ring having no abutment. For example, when a resin-made piston ring is used as a piston ring having no abutment and a pressing force is applied to the piston ring from the inside by a ring-shaped spring member to enhance the followability of the ring to the cylinder bore, these ring-shaped By providing a metal ring between the spring member and the piston ring having no abutment, that is, by forming an inner and outer double structure of a metal ring (with an abutment) and a resin ring (without an abutment), a ring shape is formed. It is possible to improve the durability of the spring member while maintaining a good sealing property, such as preventing the spring member from biting into the piston ring.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
にかかるピストンのシール構造について、その第1の実
施形態を図1〜図4を用いて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) A first embodiment of the seal structure for a piston according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.
【0021】図1に、本実施形態のシール構造の断面構
造を示す。図1に示すように、ピストン10の上部外周
面にはトップリング溝100、セカンドリング溝20
0、及びサードリング溝300がそれぞれ形成されてお
り、それら各リング溝に、ピストンリングとしてコンプ
レッションリング110,210及びオイルリング31
0がそれぞれ装着されている。FIG. 1 shows a sectional structure of the seal structure of this embodiment. As shown in FIG. 1, a top ring groove 100 and a second ring groove 20 are formed on the outer peripheral surface of the upper portion of the piston 10.
0 and a third ring groove 300 are formed respectively, and compression rings 110, 210 and an oil ring 31 as piston rings are formed in the respective ring grooves.
0 is installed respectively.
【0022】ここで、コンプレッションリング110,
210は、ピストン10とシリンダ20との間隙をふさ
ぎ、圧縮ガス、高圧燃料ガスが燃焼室(図示略)からク
ランクケース(図示略)へブローバイガスとして漏れる
のを抑制したり、ピストン10が受けた熱をシリンダ2
0の壁面へ伝え、放熱作用を行う等の機能を有する。Here, the compression ring 110,
Reference numeral 210 closes the gap between the piston 10 and the cylinder 20, suppresses the compressed gas and the high-pressure fuel gas from leaking from the combustion chamber (not shown) to the crankcase (not shown) as blow-by gas, and receives the piston 10. Heat cylinder 2
It has the function of transmitting to the wall surface of 0 and radiating heat.
【0023】一方、オイルリング310は、シリンダ2
0の壁面の潤滑油膜形成の制御を受け持っている。すな
わち、このオイルリング310は、オイルをかき落とし
やすいように断面が略「コ」の字型に構成され、シリン
ダ20の壁面からかき落としたオイルを、同オイルリン
グ310中央の窓等から当該リング溝(サードリング
溝)300に形成されている排油孔320を介してピス
トン内部へ落とし込む。On the other hand, the oil ring 310 is used for the cylinder 2
It is in charge of controlling the formation of the lubricating oil film on the 0 wall surface. That is, the oil ring 310 has a substantially U-shaped cross section so that the oil can be easily scraped off, and the oil scraped off from the wall surface of the cylinder 20 can be removed from the ring groove ( It is dropped into the piston through the oil drain hole 320 formed in the third ring groove) 300.
【0024】図2に、こうしたオイルリング310の一
部を拡大した斜視構造を示す。同図2に示されるよう
に、このオイルリング310は、上側及び下側の一対の
サイドレール311,313とこれらサイドレール31
1,313によって挟まれる1つのエキスパンダ315
とを有して構成されている。FIG. 2 shows an enlarged perspective structure of a part of the oil ring 310. As shown in FIG. 2, the oil ring 310 includes a pair of upper and lower side rails 311 and 313 and the side rails 31.
One expander 315 sandwiched by 1,313
And is configured.
【0025】また、上記各サイドレール311,313
は、その全体の形状を図3に斜視図として示す如く、一
部にそれぞれ合口312,314を有する金属製のリン
グとして形成されている。これら各サイドレール31
1,313がオイルリング310として組み合わされて
サードリング溝300に装着される際には、上記エキス
パンダ315を境にして、その各合口312,314に
180°の位相差が持たせられる。Further, each of the side rails 311 and 313 mentioned above.
Is formed as a metal ring having abutment portions 312 and 314 in a part thereof, as shown in a perspective view of the entire shape thereof. Each of these side rails 31
When 1 and 313 are combined as the oil ring 310 and mounted in the third ring groove 300, a phase difference of 180 ° is given to each of the abutments 312 and 314 with the expander 315 as a boundary.
【0026】また、エキスパンダ315は、その内周側
に環状に配列された突出部316を有しており、それら
突出部316によって上記一対のサイドレール311,
313をシリンダ20(図1)側に付勢する。なお、図
2からも明らかなように、このエキスパンダ315の内
外周は、オイルの通り抜けの自在な構造となっている。Further, the expander 315 has a projecting portion 316 arranged in an annular shape on the inner peripheral side thereof, and the pair of side rails 311 and 311 are formed by the projecting portion 316.
313 is urged to the cylinder 20 (FIG. 1) side. As is clear from FIG. 2, the inner and outer peripheries of the expander 315 have a structure through which oil can pass freely.
【0027】また、上記2つのコンプレッションリング
のうち、セカンドリング溝200に装着されたコンプレ
ッションリング210は、従来のシール構造でも述べた
前記合口のないピストンリングである。以下、このコン
プレッションリング210の構成について、図4を用い
て詳細に説明する。Of the two compression rings, the compression ring 210 mounted in the second ring groove 200 is the piston ring having no abutment described in the conventional seal structure. Hereinafter, the configuration of the compression ring 210 will be described in detail with reference to FIG.
【0028】コンプレッションリング210は、アウタ
ーリング211とインナーリング212とを有して構成
されている。ここで、アウターリング211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。The compression ring 210 has an outer ring 211 and an inner ring 212. Here, the outer ring 211 is made of resin and is formed as a seamless ring having no abutment. As the resin, for example, a resin such as polyimide which is relatively hard and has wear resistance is selected.
【0029】また、インナーリング212は、アウター
リング211の内周面に接触する金属製の合口のあるサ
ポートリング213と、このサポートリング213の内
側に配置されたコイルエキスパンダ214とから構成さ
れている。サポートリング213はアウターリング21
1を内側から支持するためのものであり、コイルエキス
パンダ214はサポートリング213を介してアウター
リング211を外側に押圧するものである。サポートリ
ング213として金属製のものを採用することにより、
コイルエキスパンダ214のサポートリング213への
食い込みを防止することができる。The inner ring 212 is composed of a support ring 213 having a metal abutment which contacts the inner peripheral surface of the outer ring 211, and a coil expander 214 arranged inside the support ring 213. There is. The support ring 213 is the outer ring 21.
The coil expander 214 presses the outer ring 211 to the outside via the support ring 213. By adopting a metal support ring 213,
It is possible to prevent the coil expander 214 from biting into the support ring 213.
【0030】上述のように構成されたコンプレッション
リング210は、金属製の合口のあるコンプレッション
リング110と比較して、十分なシール性を有するため
にオイルのかき落とし能力も高い。このため、コンプレ
ッションリング210によってかき落とされたオイル
が、コンプレッションリング210とオイルリング31
0との間に溜まり、ひいては前述したように、同オイル
がコンプレッションリング210の摺動面及び背面を通
って、燃焼室(図示略)へ混入しオイル消費量が増大す
るおそれがある。The compression ring 210 constructed as described above has a sufficient sealing property and has a high oil scraping ability as compared with the compression ring 110 having a metal abutment. Therefore, the oil scraped off by the compression ring 210 will not be removed by the compression ring 210 and the oil ring 31.
There is a possibility that the oil will be accumulated between 0 and 0, and as a result, the same oil will pass through the sliding surface and the back surface of the compression ring 210 and enter the combustion chamber (not shown), increasing the oil consumption amount.
【0031】従って、コンプレッションリング210に
よりかき落とされたオイルを確実にサードリング溝30
0に形成された排油孔320を介してクランクケース
(図示略)に戻すためには、オイルリング310に、こ
のかき落とされたオイルの排油孔320への排油を補助
する何らかの排油補助手段を設けることが望ましい。Therefore, the oil scraped off by the compression ring 210 is surely removed from the third ring groove 30.
In order to return the oil to the crankcase (not shown) through the oil drain hole 320 formed in 0, the oil ring 310 is provided with some kind of drain oil to assist the drain of the scraped oil to the oil drain hole 320. It is desirable to provide auxiliary means.
【0032】本実施形態においては、この排油補助手段
として図1に示すように、オイルリング310を構成す
る上側サイドレール311の外径を、同じくオイルリン
グ310を構成する下側サイドレール313の外径より
も小さく設定し、これにより、上側サイドレール311
とシリンダ20の壁面との間に間隙Cを形成している。
この間隙Cは、上記エキスパンダ315を介して排油孔
320に連通している。このような間隙Cが存在するこ
とにより、コンプレッションリング210によりかき落
とされたオイルは、同図1に矢印にて付記するように、
コンプレッションリング210とオイルリング310と
の間に過剰に溜まることなく、排油孔320を介してク
ランクケースに戻されるようになる。In the present embodiment, as shown in FIG. 1, as the oil drainage assisting means, the outer diameter of the upper side rail 311 forming the oil ring 310 is the same as that of the lower side rail 313 forming the oil ring 310. It is set smaller than the outer diameter, so that the upper side rail 311
And a wall surface of the cylinder 20 forms a gap C.
The gap C communicates with the oil drain hole 320 via the expander 315. The oil scraped off by the compression ring 210 due to the existence of the gap C as described above is indicated by an arrow in FIG.
It is returned to the crankcase through the oil drain hole 320 without being excessively accumulated between the compression ring 210 and the oil ring 310.
【0033】以上説明した本実施形態によれば、以下の
効果を得ることができる。
(1)合口のないコンプレッションリング210により
かき落とされたオイルは、上記間隙Cを含んで構成され
る排油補助手段を通じて確実に排油孔320に排油さ
れ、同排油孔320を介してクランクケースに回収され
る。このため、同オイルがコンプレッションリング21
0の摺動面及び背面を通って燃焼室に混入し、オイル消
費量の増大を招くおそれを抑制することができる。According to this embodiment described above, the following effects can be obtained. (1) The oil scraped off by the compression ring 210 having no abutment is surely discharged to the oil drain hole 320 through the oil drainage assisting means including the gap C, and through the oil drain hole 320. Collected in the crankcase. Therefore, the same oil is used for the compression ring 21.
It is possible to suppress the possibility that the oil may be mixed into the combustion chamber through the sliding surface and the back surface of 0 and cause an increase in oil consumption.
【0034】(2)オイルの排油に際して、下側サイド
レールが受け口として作用するために、排油が円滑に行
われるとともに、合口のないコンプレッションリング2
10と下側サイドレール313とは、シリンダボアに摺
接される状態が維持されるために、シール性を好適に維
持することができる。(2) When the oil is drained, the lower side rail acts as a receiving port, so that the oil is smoothly drained and the compression ring 2 having no abutment.
Since the state where 10 and the lower side rail 313 are in sliding contact with the cylinder bore is maintained, it is possible to suitably maintain the sealing property.
【0035】(3)オイルリング310を構成する上側
サイドレールの外径をオイルリング310を構成する下
側サイドレールの外径よりも小さくするという簡単な加
工により排油補助手段を構成することができ、その実現
も容易である。(3) The oil drainage assisting means can be constructed by a simple process in which the outer diameter of the upper side rail forming the oil ring 310 is smaller than the outer diameter of the lower side rail forming the oil ring 310. It is possible and easy to realize.
【0036】(4)コンプレッションリング210を、
樹脂製のアウターリング211と金属製のインナーリン
グ212といった組成の違う2つのリングを用いて構成
したことにより、高いシール性の維持と耐久性の向上と
を併せ図ることができる。(4) The compression ring 210,
By using two rings having different compositions, such as the resin outer ring 211 and the metal inner ring 212, it is possible to maintain high sealing performance and improve durability.
【0037】なお、上記実施形態は、以下のようにその
構成を変更して実施することもできる。
・上記実施形態においては、上側サイドレール311及
び下側サイドレール313を独立の部品として備え、更
にエキスパンダ315を設ける3ピースタイプのオイル
リング310において、エキスパンダ315として図2
に示すような形状のものを採用したが、これに代えて、
例えば図5及び図6に示すような形状を有するエキスパ
ンダ415を採用することもできる。図5(a)は、エ
キスパンダ415をその内周側からみた部分側面図であ
り、図5(b)は、同エキスパンダ415を外周側から
みた部分側面図である。また、図6は、図5(a)のB
−B線に沿った断面図である。これら図5及び図6に示
されるように、エキスパンダ415の内周側は、同エキ
スパンダ415の幅方向に変位する内周側の波形420
の繰り返しによって形成されている。一方、エキスパン
ダ415の外周側は、同エキスパンダ415の幅方向に
変位する外周側の波形430の繰り返しによって形成さ
れている。そして、上記内周側の波形420の高さW1
は、上記外周側の波形430の高さW2に比べて高く形
成されている。そして、上記一対のサイドレール31
1、313は、このように異なる高さW1,W2の波形
420、430を有するエキスパンダ415の外壁と前
記サードリング溝300の内壁とによって形成される空
間に収容される。なお、内周側の波形420と外周側の
波形430との中間は、上記高さW1,W2よりも低い
高さW3を有する波形が繰り返されて形成されている。The above-described embodiment can be implemented by changing its configuration as follows. In the above embodiment, the upper side rail 311 and the lower side rail 313 are provided as independent parts, and the expander 315 is further provided in the three-piece type oil ring 310 in which the expander 315 is provided.
Although the one with the shape shown in is adopted, instead of this,
For example, an expander 415 having a shape as shown in FIGS. 5 and 6 can be adopted. FIG. 5A is a partial side view of the expander 415 as seen from the inner peripheral side, and FIG. 5B is a partial side view of the expander 415 as seen from the outer peripheral side. Further, FIG. 6 shows B of FIG.
It is a sectional view taken along the line B. As shown in FIGS. 5 and 6, the inner peripheral side of the expander 415 has an inner peripheral side waveform 420 that is displaced in the width direction of the expander 415.
It is formed by repeating. On the other hand, the outer peripheral side of the expander 415 is formed by repeating the waveform 430 on the outer peripheral side which is displaced in the width direction of the expander 415. Then, the height W1 of the waveform 420 on the inner peripheral side is
Is formed higher than the height W2 of the corrugated surface 430 on the outer peripheral side. Then, the pair of side rails 31
1, 313 are accommodated in the space formed by the outer wall of the expander 415 and the inner wall of the third ring groove 300 having the corrugations 420, 430 of different heights W1, W2. In addition, in the middle of the waveform 420 on the inner circumference side and the waveform 430 on the outer circumference side, a waveform having a height W3 lower than the heights W1 and W2 is repeatedly formed.
【0038】・上述したオイルリングのエキスパンダ
は、一対のサイドレールをピストンリング溝の内周面に
付勢するものであれば、任意のもので良い。
・上記実施形態では、オイルリング(下部ピストンリン
グ)310に設ける排油補助手段を、上側サイドレール
311の外径を下側サイドレール313の外径よりも小
さく設定することにより構成したが、同構成には限定さ
れない。他に例えば、上側サイドレール311を下側サ
イドレール313よりも弾性変形し易い材料にて形成
し、この上側サイドレール311の自在弾性構造を利用
して合口のないリングの下方と上記排油孔320とを連
通可能にする構成なども適宜採用することができる。The expander for the oil ring described above may be any as long as it urges the pair of side rails toward the inner peripheral surface of the piston ring groove. In the above embodiment, the oil drainage assisting means provided on the oil ring (lower piston ring) 310 is configured by setting the outer diameter of the upper side rail 311 smaller than the outer diameter of the lower side rail 313. The configuration is not limited. Alternatively, for example, the upper side rail 311 may be formed of a material that is more easily elastically deformed than the lower side rail 313, and the flexible elastic structure of the upper side rail 311 may be used to form the lower side of the ring without a joint and the oil drain hole. A configuration that enables communication with 320 can be appropriately adopted.
【0039】(第2の実施形態)上記第1の実施形態に
おいては、オイルリングとして3ピースタイプのものを
採用したが、オイルリングとしては、他にカッタータイ
プのものが知られている。本実施形態においては、この
カッタータイプのオイルリングに本発明のシール構造を
適用する。以下、本発明にかかる第2の実施形態につい
て、主として第1の実施形態との相違点を中心に、図7
に基づいて説明する。(Second Embodiment) In the first embodiment, a three-piece type oil ring is adopted, but a cutter type is also known as the oil ring. In the present embodiment, the seal structure of the present invention is applied to this cutter type oil ring. Hereinafter, the second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 7 mainly focusing on the differences from the first embodiment.
It will be described based on.
【0040】図7は、第1の実施形態における合口のな
いリング210の下流に設けられたサードリング溝30
0と、同リング溝300に装着されるオイルリング51
0とを示す図である。同図に示すように、オイルリング
510は、シリンダボア側に突出される上側レール51
1aと下側レール511bとが断面略「コ」の字状に、
一体的に形成されたリング部511と、該リング部51
1を径方向(シリンダボア側)に付勢するエキスパンダ
515とを備える。また、このエキスパンダ515は、
リング部511をピストン10の軸方向にも付勢する。
更に、このエキスパンダ515の内外周は、先のエキス
パンダ315と同様、オイルの通り抜け自在な構造とな
っている。FIG. 7 shows a third ring groove 30 provided downstream of the ring 210 having no abutment in the first embodiment.
0 and the oil ring 51 mounted in the ring groove 300
It is a figure which shows 0. As shown in the figure, the oil ring 510 includes an upper rail 51 protruding toward the cylinder bore.
1a and the lower rail 511b have a substantially U-shaped cross section,
The ring portion 511 formed integrally and the ring portion 51
1 and an expander 515 that biases 1 in the radial direction (cylinder bore side). Also, this expander 515
The ring portion 511 is also urged in the axial direction of the piston 10.
Further, the inner and outer peripheries of the expander 515 are structured so that the oil can pass through, like the expander 315.
【0041】本実施形態においては、上述した排油補助
手段として、リング部511の上側レール511aの外
形を下側レール511bの外形より小さく設定し、これ
により、上側レール511aとシリンダ20の壁面との
間に間隙C’を形成するようにしている。この間隙C’
が排油孔320に連通することで、本実施形態によって
も上記第1の実施形態と同様の作用効果を得ることがで
きる。In the present embodiment, as the oil drainage assisting means described above, the outer shape of the upper rail 511a of the ring portion 511 is set smaller than the outer shape of the lower rail 511b, whereby the upper rail 511a and the wall surface of the cylinder 20 are A gap C ′ is formed between the two. This gap C '
By communicating with the oil drain hole 320, it is possible to obtain the same operational effect as in the first embodiment also in this embodiment.
【0042】なお、上記実施形態は、以下のようにその
構成を変更して実施してもよい。
・オイルリング510のリング部511は、エキスパン
ダ515によって、径方向(シリンダボア側)に付勢す
る機能のみ有すればよく、必ずしも同リング部511を
ピストン10の軸方向に付勢する機能を有しなくてもよ
い。The above embodiment may be implemented by changing its configuration as follows. The ring portion 511 of the oil ring 510 has only the function of urging the expander 515 in the radial direction (cylinder bore side), and does not necessarily have the function of urging the ring portion 511 in the axial direction of the piston 10. You don't have to.
【0043】・オイルリング510には、リング部51
1の長さを変えるなどして、リング溝300へ安定して
装着することができれば、必ずしもエキスパンダを設け
なくてもよい。The oil ring 510 includes a ring portion 51.
The expander does not necessarily have to be provided as long as it can be stably attached to the ring groove 300 by changing the length of 1 or the like.
【0044】(第3の実施形態)以下、本発明を具体化し
た第3の実施形態について、第1の実施形態との相違点
を中心に図8を用いて説明する。(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 8 focusing on differences from the first embodiment.
【0045】図8は、本実施形態にかかるオイルリング
610と、該オイルリングが装着されるリング溝300
周辺の構造を示す断面図である。図8に示すように、オ
イルリング610は、下側サイドレール611及び下側
サイドレール611を支持しつつこれを径方向(シリン
ダボア側)に付勢するエキスパンダ615とを備える。FIG. 8 shows an oil ring 610 according to this embodiment and a ring groove 300 in which the oil ring is mounted.
It is sectional drawing which shows the structure of a periphery. As shown in FIG. 8, the oil ring 610 includes a lower side rail 611 and an expander 615 that supports the lower side rail 611 and biases the lower side rail 611 in the radial direction (cylinder bore side).
【0046】エキスパンダ615は、先の図2に示した
エキスパンダ315の突出部316、317のうち、上
側サイドレール311と当接する部分を削除してこれを
平面とするとともに、その厚さを図8に示される態様で
増した形状となっている。したがって、例えば、既存の
ピストン10のリング溝300に装着されたときでも、
同オイルリング610に安定性をもたせることができ
る。In the expander 615, of the protruding portions 316 and 317 of the expander 315 shown in FIG. The shape is increased in the aspect shown in FIG. Therefore, for example, even when mounted in the ring groove 300 of the existing piston 10,
The oil ring 610 can have stability.
【0047】以上説明した、本実施形態によっても、基
本的には先の第1の実施形態と同様、若しくはそれに準
じた効果が得られるとともに、更に以下の効果を得るこ
とができる。According to the present embodiment described above, basically, the same effects as those of the first embodiment described above or the effects similar thereto can be obtained, and further the following effects can be obtained.
【0048】(5)上側サイドレールを用いることなし
に、オイルリング610を構成したため、部品点数の削
減、ひいては組付け工数の削減を図ることができる。
(6)下側サイドレールとして、既存の部品を採用する
ことで、製造コストを削減することができる。(5) Since the oil ring 610 is configured without using the upper side rail, it is possible to reduce the number of parts and the number of assembling steps. (6) Manufacturing cost can be reduced by adopting an existing part as the lower side rail.
【0049】なお、上記実施形態は、以下のように変更
して実施してもよい。
・上記実施形態においては、エキスパンダ615の形状
をエキスパンダ315の形状に準じたものとしたが、こ
の形状については任意である。例えば、図5及び図6に
示したエキスパンダ415に準じた形状とすることもで
きる。なお、この場合には、内周側の波形を外周側の波
形と同様な形状とすることが望ましい。The above embodiment may be modified and implemented as follows. In the above embodiment, the shape of the expander 615 is based on the shape of the expander 315, but this shape is arbitrary. For example, it may have a shape according to the expander 415 shown in FIGS. 5 and 6. In this case, it is desirable that the waveform on the inner circumference side has the same shape as the waveform on the outer circumference side.
【0050】その他、上記各実施形態に共通して変更可
能な要素としては以下のようなものがある。
・コンプレッションリング210として、互いに組成の
違う2つのリングを用いたが、アウターリング211と
インナーリング212とで共に樹脂製のリングを用いる
など、組成は同じであってもよい。Other elements that can be changed in common with each of the above embodiments are as follows. Although two rings having different compositions are used as the compression ring 210, the outer ring 211 and the inner ring 212 may be made of resin, and the compositions may be the same.
【0051】・コンプレッションリング210は、必ず
しも2つのリングの組合せを用いる必要はなく、合口の
ない任意のリングでよい。
・上記各実施形態では、ピストンリングとして2つのコ
ンプレッションリング110,210及び1つのオイル
リング310を用いたが、これらのピストンリングの数
等は任意である。要は、合口のないリングとその下流側
(オイルかき落とし方向を意味し、必ずしも重力方向下
方を意味しない)に位置するリング(下部ピストンリン
グ)とを備え、下部ピストンリングのリング溝にはオイ
ルをクランクケースに戻すための排油孔が形成されてい
るシール構造であれば、上記に準じた形で本発明を適用
することができる。なお、合口のないリングと下部ピス
トンリングとの間に更にピストンリングを設けてもよ
く、このリングが装着されるリング溝には、排油孔が形
成されていなくてもよい。The compression ring 210 does not necessarily have to use a combination of two rings, and may be any ring having no abutment. -In each above-mentioned embodiment, although two compression rings 110 and 210 and one oil ring 310 were used as a piston ring, the number of these piston rings etc. are arbitrary. The point is that it has a ring with no abutment and a ring (lower piston ring) located on the downstream side (meaning the oil scraping direction, not necessarily downward in the direction of gravity), and the ring groove of the lower piston ring is filled with oil. The present invention can be applied in a form according to the above as long as it has a seal structure in which an oil drain hole for returning to the crankcase is formed. A piston ring may be further provided between the ring having no abutment and the lower piston ring, and an oil drain hole may not be formed in the ring groove into which the ring is mounted.
【0052】[0052]
【図1】本発明にかかるピストンのシール構造について
その第1の実施形態を示す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a piston seal structure according to the present invention.
【図2】同実施形態に採用されるオイルリングの構成を
示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an oil ring adopted in the same embodiment.
【図3】同オイルリングに用いられるサイドレールの構
造を示す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a side rail used in the oil ring.
【図4】同実施形態に採用されるコンプレッションリン
グの構成を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a compression ring adopted in the same embodiment.
【図5】同実施形態に用いるエキスパンダの変形例を示
す部分側面図。FIG. 5 is a partial side view showing a modified example of the expander used in the same embodiment.
【図6】図5のB−B線に沿った断面図。6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
【図7】本発明にかかるピストンのシール構造の第2の
実施形態についてそのオイルリング部の構造を示す断面
図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of an oil ring portion of a piston seal structure according to a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明にかかるピストンのシール構造の第3の
実施形態についてそのオイルリング部の構造を示す断面
図。FIG. 8 is a sectional view showing the structure of an oil ring portion of a third embodiment of the piston seal structure according to the present invention.
10…ピストン、20…シリンダ、100…ファースト
リング溝、110…コンプレッションリング、200…
セカンドリング溝、210…コンプレションリング、3
00…サードリング溝、310…オイルリング、311
…上側サイドレール、313…下側サイドレール、31
5…エキスパンダ、320…排油孔。10 ... Piston, 20 ... Cylinder, 100 ... First ring groove, 110 ... Compression ring, 200 ...
Second ring groove, 210 ... compression ring, 3
00 ... Third ring groove, 310 ... Oil ring, 311
... upper side rail, 313 ... lower side rail, 31
5 ... Expander, 320 ... Oil drain hole.
Claims (5)
いピストンリングのオイルかき落とし方向に設けられる
下部ピストンリングとがそれぞれピストンのリング溝に
装着されてなるピストンのシール構造において、 前記下部ピストンリングのリング溝には排油孔が形成さ
れてなり、 前記下部ピストンリングは、エキスパンダを挟んで支持
される上側サイドレールと下側サイドレールとを有して
構成されるとともに、該下部ピストンリングには、前記
上側サイドレールと前記合口のないピストンリングとの
間に溜まるオイルを前記排油孔に導くべく前記下側サイ
ドレールよりもその外径が小さく形成された上側サイド
レールとシリンダボアとの間の間隙を含んで構成される
排油補助手段が設けられてなることを特徴とするピスト
ンのシール構造。1. A seal structure for a piston, wherein a piston ring having no abutment and a lower piston ring provided in the oil scraping direction of the piston ring having no abutment are mounted in ring grooves of the piston, respectively. of the ring groove will be discharged oil hole is formed, the lower piston-ring is supported across the expander
Has an upper side rail and a lower side rail
The lower piston ring is composed of
Between the upper side rail and the piston ring
In order to guide the oil accumulated between them to the oil drain hole, the lower cylinder
Upper side with smaller outer diameter than the drail
A seal structure for a piston, characterized in that an oil drainage assisting means configured to include a gap between the rail and the cylinder bore is provided.
いピストンリングのオイルかき落とし方向に設けられる
下部ピストンリングとがそれぞれピストンのリング溝に
装着されてなるピストンのシール構造において、 前記下部ピストンリングのリング溝には排油孔が形成さ
れてなり、 前記下部ピストンリングは、エキスパンダを挟んで支持
される上側サイドレールと下側サイドレールとを有して
構成されるとともに、該下部ピストンリングには、前記
上側サイドレールと前記合口のないピストンリングとの
間に溜まるオイルを前記排油孔に導くべく前記下側サイ
ドレールよりも弾性変形し易い材料にて形成された上側
サイドレールの自在弾性構造を含んで構成される排油補
助手段が設けられてなることを特徴とするピストンのシ
ール構造。 2. A piston ring having no abutment, and
Installed in the direction to scrape oil from the piston ring
The lower piston ring and the ring groove of the piston respectively
In the installed piston seal structure, an oil drain hole is formed in the ring groove of the lower piston ring.
The lower piston ring is supported by sandwiching the expander.
Has an upper side rail and a lower side rail
The lower piston ring is composed of
Between the upper side rail and the piston ring
In order to guide the oil accumulated between them to the oil drain hole, the lower cylinder
Upper side made of a material that is more easily elastically deformed than the drail
Oil drainage supplement that includes the flexible structure of the side rails
A piston shaft characterized by being provided with auxiliary means.
Structure.
いピストンリングのオイルかき落とし方向に設けられる
下部ピストンリングとがそれぞれピストンのリング溝に
装着されてなるピストンのシール構造において、 前記下部ピストンリングのリング溝には排油孔が形成さ
れてなり、 前記下部ピストンリングは、シリンダボア側に突出され
る上側レールと下側レールとが断面略「コ」の字状に一
体的に形成されるリング部と該リング部をシリ ンダボア
側に付勢するコイルエキスパンダとを有して構成される
とともに、該下部ピストンリングには、前記下側レール
よりもその外径が小さく形成された上側レールとシリン
ダボアとの間の間隙を含んで構成されて前記排油孔に連
通する若しくは連通可能な排油補助手段が設けられてな
ることを特徴とするピストンのシール構造。 3. A piston ring having no abutment, and
Installed in the direction to scrape oil from the piston ring
The lower piston ring and the ring groove of the piston respectively
In the installed piston seal structure, an oil drain hole is formed in the ring groove of the lower piston ring.
The lower piston ring is projected to the cylinder bore side.
The upper rail and the lower rail are in a U-shaped cross section.
Siri ring portion and the ring portion being a body formed Ndaboa
And a coil expander urging to the side
Along with the lower piston ring, the lower rail
The upper rail and cylinder are made smaller in outer diameter than
It is configured to include a gap between it and the dowel, and is connected to the oil drain hole.
Through or capable of communicating
The seal structure of the piston is characterized by that.
いピストンリングのオイルかき落とし方向に設けられる
下部ピストンリングとがそれぞれピストンのリング溝に
装着されてなるピストンのシール構造において、 前記下部ピストンリングのリング溝には排油孔が形成さ
れてなり、 前記下部ピストンリングは、エキスパンダと、該エキス
パンダにより支持される下側サイドレールとを有して構
成されるとともに、該下部ピストンリングには、前記下
側サイドレールと前記合口のないピストンリングとの間
に溜まるオイルを前記排油孔に導く排油補助手段が設け
られてなることを特徴とするピストンのシール構造。 4. A piston ring having no abutment, and
Installed in the direction to scrape oil from the piston ring
The lower piston ring and the ring groove of the piston respectively
In the installed piston seal structure, an oil drain hole is formed in the ring groove of the lower piston ring.
The lower piston ring includes an expander and the extractor.
It has a lower side rail supported by a panda.
And the lower piston ring has
Between the side rail and the piston ring without the joint
Is provided with an oil drainage auxiliary means for guiding the oil accumulated in the oil drainage hole to the oil drain hole
The seal structure of the piston is characterized in that
組成の異なる2つのリングの内外2重構造によって構成
されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
載のピストンのシール構造。 5. The piston rings having no abutment are mutually connected.
Consists of an inner and outer double structure of two rings with different compositions
It is described in any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned.
Sealing structure for the mounted piston.
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Legal Events
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