JPH05946U - エンジンのピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溝のピストンリングが叩き付けられる面とピ
ストンリングとが固着、凝着するのを防止すると共に前
記面の摩耗を防止する。 【構成】 ピストン本体２１の外周部にはピストンリン
グ２５が嵌合される溝２２が設けられ、該溝２２の反燃
焼室側の面２２ａには油溜め２２ｂが形成されている。
このため、油溜め２２ｂに保持された潤滑油によって溝
２２とピストンリング２５の潤滑が行われ、溝２２の面
２２ａとピストンリング２５の固着、凝着が防止され、
溝２２の面２２ａの摩耗が防止される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はエンジンのピストンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

エンジンのピストンにおけるピストンリング嵌合部の一般的な構造は図５に示 され、図中、１はシリンダライナ、２はシリンダライナ１に嵌合され且つシリン ダライナ１に対して昇降し得るようにしたピストン、３，４，５，６はピストン ２の外周に上方から順次設けた溝７，８，９，１０に嵌入されたピストンリング であり、３はトップリング、４はセカンドリング、５はサードリング、６はオイ ルリングである。

【０００３】 エンジン運転時には、ピストン２はシリンダライナ１に対し往復昇降し、トッ プリング３、セカンドリング４、サードリング５、オイルリング６はシリンダラ イナ１の内周面１ａに対し摺動する。又、この際、各リング３，４，５，６の潤 滑のために、シリンダライナ１の内周面１ａには、潤滑油が吹き付けられる。

【０００４】 ピストン昇降時のセカンドリング４の動きは、図６〜図９に示されている。

【０００５】 すなわち、図６に示すように、吸入工程では、ピストン２は矢印イの方向へ下 降し、ピストン２の溝８の上面がセカンドリング４の上面に接触してセカンドリ ング４を下降させる。この際セカンドリング４の外周先端部は、シリンダライナ １の内周面１ａに付着している油膜１１を掻き落す。

【０００６】 掻き落された潤滑油は、図示していない下部のオイルパンへ戻されるが、一部 は油滴１２となって溝８下面とセカンドリング４下面との間の隙間８ａに侵入し 、該隙間８ａからセカンドリング４背面の隙間８ｂに侵入する。

【０００７】 図７に示すように、圧縮工程では、ピストン２は矢印ロの方向へ上昇し、ピス トン２の溝８の下面が、セカンドリング４の下面と接触してセカンドリング４を 上昇させる。このため、隙間８ａに入り込んでいる油滴１２は慣性力により溝８ 上面とセカンドリング４上面との間の隙間８ｃ、ピストン２とシリンダライナ１ との間の隙間１３を通って燃焼室側１４へ飛び出す。

【０００８】 図８に示すように、爆発工程ではピストン２は燃焼室での混合気の爆発により 発生したガス圧力によって押され、矢印ハの方向へ下降する。この際、ガス圧力 Ｐは隙間１３を通り伝達されてセカンドリング４の上面を押し、セカンドリング ４の下面は溝８の下面に押し付けられてピストン２と共に下降する。又ガス圧力 Ｐはピストン２背面の隙間８ｂにも伝達されてセカンドリング４の先端部をシリ ンダライナ１の内周面１ａに押し付けるため、シリンダライナ１の内周面１ａに 付着している油膜１１はセカンドリング４によって掻き落される。しかし、セカ ンドリング４によっても油膜１１は完全に掻き落すことはできないため、ピスト ン２が通過した後のシリンダライナ１の内周面１ａには、油膜１１’が残り、こ の油膜１１’は爆発により発生した火炎の熱により蒸発する。

【０００９】 図９は排気工程であり、ピストン２は矢印ニの方向へ上昇するが、ピストン２ の溝８の下面はセカンドリング４の下面に接触してセカンドリング４を上昇させ る。

【００１０】 而して、図７に示すように、圧縮時に燃焼室側１４へ飛び出す油滴１２及び図 ８に示すように、爆発時に発生した火炎の熱により蒸発する油膜１１’は、ピス トン２で無駄に消費される潤滑油である。

【００１１】 斯かる無駄に消費される潤滑油の量を減少させるには、図５に示すオイルリン グ６の張力アップを行い、オイルリング６をシリンダライナ１の内周面１ａに強 く押し付けるようにすれば良い。

【００１２】 しかしながら、上述したようにオイルリング６をシリンダライナ１の内周面１ ａに強く押し付けると、シリンダライナ１の内周面１ａに付着している油膜１１ の掻き落し量が増えて潤滑油の消費量は減少するが、溝８とセカンドリング４を 潤滑するための潤滑油の量が不足することになる。このためセカンドリング４の 嵌合部に潤滑不良が生じ、圧縮工程や爆発工程でセカンドリング４の下面が溝８ の下面に叩き付けられると溝８とセカンドリング４が固着、凝着したり、溝８の 下面が摩耗するという問題がある。

【００１３】 そこで、固着、凝着或いは摩耗を防止するため、従来は、セカンドリングの材 質を変更したり、セカンドリングに硬化処理等の表面処理を施すといった対策が 講じられ、又ピストンのセカンドリングが嵌合する溝にリングトレガを設けたり 、セカンドリングと溝をキーストン化するといったことも考えられている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、セカンドリングの材質の変更、表面処理の施行はコストアップ を招来する。又ディーゼルエンジンの高出力用ピストンでは、トップリングにリ ングトレガを設けたりキーストン化を行うといった、リングと溝の固着、凝着、 摩耗対策が採られているが、セカンドリングの場合には、リングトレガを設ける ことによりコストアップを招来し、更にキーストン化するとセカンドリングの径 方向への移動によって溝とセカンドリング間の隙間が変化し、燃焼室側から吹き 出すブローバイの量が増加する、等の問題がある。

【００１５】 本考案は上述の実情に鑑み、オイルリングの張力をアップさせて潤滑油の消費 量を低減させた場合にもセカンドリング等のピストンリングの嵌合部で潤滑不良 が生じないようにすることを目的としてなしたものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ピストン本体の外周部にピストンリングを嵌合させる溝を設け、該 溝の反燃焼室側の面に油溜めを設けたものである。

【００１７】

【作用】

油溜めには潤滑油が保持されているため、溝とピストンリングは潤滑油によっ て潤滑される。従って、溝の油溜めを設けた面にピストンリングが叩き付けられ ても溝とピストンリングの固着、凝着を防止でき、溝の摩耗を防止することがで きる。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１９】 図１及び図２は本考案の一実施例である。

【００２０】 図中、２１はピストン本体、２２はピストン本体２１の外周部に設けられてセ カンドリング２５が嵌合される溝、２３は溝２２の下部に隣接されたサードラン ド、２４はピストン本体２１の頂部に設けた燃焼室である。

【００２１】 溝２２のサードランド側の面すなわち反燃焼室側の面２２ａには、断面が凹状 で平面形状が円弧状の複数の油溜め２２ｂが、面２２ａの円周方向へ所要の間隔 で設けられている。

【００２２】 使用時にはピストン本体２１はシリンダライナ内を往復昇降し、圧縮工程及び 爆発工程においては、溝２２の反燃焼室側の反燃焼室側の面２２ａには、セカン ドリング２５が叩き付けられる。しかし、油溜め２２ｂには潤滑油が保持されて いるため、溝２２の面２２ａにセカンドリング２５が固着、凝着することはなく 、又面２２ａの摩耗を防止できる。

【００２３】 図３は本考案のエンジンのピストンにおける油溜めの他の例で、前記実施例で は油溜め２２ｂは１条であったが、本例では２条の凹状の油溜め２２ｂが並設さ れている。このようにしても、油溜め２２ｂには潤滑油が保持され、溝２２の面 ２２ａにセカンドリング２５が固着、凝着するのを防止でき、又面２２ａの摩耗 を防止できる。

【００２４】 図４は、本考案のエンジンのピストンにおける油溜めの更に他の例で、前記各 例では、油溜め２２ｂは何れも面２２ａに対し凹状に形成されていたが、本例で は面２２ａに対し凸状の油溜め２２ｃを設けている。この場合には、溝２２に対 する油溜め２２ｃの内側では面２２ａに潤滑油が保持され、溝２２に対する油溜 め２２ｃの外側では、面２２ａと油溜め２２ｃのコーナ部に表面張力を利用して 潤滑油が保持される。

【００２５】 このようにしても、前記各例と同様の作用効果を奏し得る。

【００２６】 なお、本考案の実施例においては、油溜めを面の円周方向へ所要の間隔で断続 的に複数設ける場合について説明したが、連続的な凹溝状、凸状としても実施で きること、セカンドリングに限らず他のピストンリングに対しても適用すること が可能なこと、その他、本考案の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得る こと、等は勿論である。

【００２７】

【考案の効果】

本考案のエンジンのピストンによれば、溝の反燃焼室側の面とピストンリング の固着、凝着を防止できると共に溝の反燃焼室側の面の摩耗を防止できるという 優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のエンジンのピストンの一実施例の縦断
面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。

【図３】本考案のエンジンのピストンに適用する油溜め
の他の例の縦断面図である。

【図４】本考案のエンジンのピストンに適用する油溜め
の更に他の例の縦断面図である。

【図５】従来のピストンとピストンリングの嵌合状態を
示す一般的な断面図である。

【図６】ピストンとセカンドリング嵌合部の吸入工程を
示す工程図である。

【図７】ピストンとセカンドリング嵌合部の圧縮工程を
示す工程図である。

【図８】ピストンとセカンドリング嵌合部の爆発工程を
示す工程図である。

【図９】ピストンとセカンドリング嵌合部の排気工程を
示す工程図である。

【符号の説明】

２１ ピストン本体 ２２ 溝 ２２ａ 反燃焼室側の面 ２２ｂ 油溜め ２２ｃ 油溜め ２５ セカンドリング（ピストンリング）

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 ピストン本体の外周部にピストンリング
   を嵌合させる溝を設け、該溝の反燃焼室側の面に油溜め
   を設けたことを特徴とするエンジンのピストン。