JPH0874658A - 内燃機関用ピストン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ボア壁面に付着されたオイルのかき落とし性能
を向上することを目的とする。 【構成】オイルリング３はＣリング状に形成された基部
４と、同基部４の上下両端外周及び中央部外周から突出
された摺接レール５〜７とから一体に構成する。この構
成によれば、ピストン１がボアの軸方向に対して傾斜し
た状態で上下動しても、上部摺接レール５及び中央摺接
レール６、もしくは中央摺接レール６及び下部摺接レー
ル７によりボア壁面９に付着されたオイルがかき落とさ
れる。従って、オイルは少なくとも２つの摺接レールに
てかき落とされるので、オイルのかき落とし性能は向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関のシリンダ壁
面に付着した余分なオイルをかき落すためのオイルリン
グを備えた内燃機関用ピストンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば実開平１−１４５９６８号
公報に開示された内燃機関用ピストンが提案されてい
る。この従来技術では、ピストンの外周面に形成された
リング溝内にはバネ部材を介してオイルリングが収容さ
れている。このオイルリングは環状をなす上部摺接レー
ルと下部摺接レールとから一体に構成されている。上部
及び下部摺接レールはピストンの外周面より外方へ突出
形成され、上部及び下部摺接レールの先端は同一の突出
位置となっている。そして、クランク機構によりピスト
ンが上下動した際、上部摺接レールと下部摺接レールの
先端はシリンダボアの壁面に対して摺接する。この摺接
により、シリンダボアの壁面の付着した余分なオイルは
かき落とされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内燃
機関用ピストンにおいては、このバネ部材のバネ力によ
り、オイルリングの上面及び下面は、全周に亘ってリン
グ溝の上面及び下面に対して圧接される。この圧接によ
り、リング溝とオイルリングとの境界部にはオイル通路
が形成されることがない。この結果、オイル上がりは抑
制され、オイルの消費量は低減できるようにした点にお
いては優れたものである。

【０００４】しかしながら、ピストンとボアとの間には
クリアランスがあるため、ピストンは僅かに傾斜（スラ
ップ）した状態で上下動する。このため、上部摺動レー
ルと下部摺動レールの先端位置が同位置であると、シリ
ンダボアの壁面に対して両摺接レールのうち一方の摺接
レールのみが片当たりして、オイルかきを行っている。
この結果、シリンダボアの壁面に付着したオイルのかき
取り性能が低下するばかりか、摺接した一方の摺接レー
ルの面圧が大きくなり、シリンダボアの壁面及びオイル
リングの摺動レールの摩耗の進行が早くなるという問題
があった。

【０００５】この発明の目的は、ピストンが上下動する
際に傾斜してもボア壁面に対してオイルリングを有効に
摺接するようにして、オイルのかき落とし性能を向上さ
せることの可能な内燃機関用ピストンを提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、ピストンの外周に形成されたオイルリン
グ溝内に配置され、ピストンの上下動に伴いボア壁面に
対して摺動してボア壁面に付着されたオイルをかき落と
すためのオイルリングを備え、オイルリングにはボア壁
面に摺接可能に、オイルリングの周方向に形成され、か
つピストンの軸方向に亘って配置された少なくとも３本
のオイルかき取り部を備え、ピストンの軸方向の両端側
に位置するオイルかき取り部よりも中央に位置するオイ
ルかき取り部はピストンの径方向の外方側へ突出形成さ
れたことを要旨とするものである。

【０００７】

【作用】上記の構成により、本発明は、ピストンがボア
の軸方向に対して傾斜した状態で上下動しても、ピスト
ンの軸方向の中間に位置するオイルかき取り部と、同軸
方向の端部に位置するオイルかき取り部とがボア壁に対
して摺接される。従って、ボア壁に付着されたオイルの
かき取り性は向上する。

【０００８】

【実施例】

（第一実施例）以下、本発明における内燃機関用ピスト
ンを具体化した第一実施例を図１〜図５に基づいて説明
する。

【０００９】図１は第一実施例におけるピストン１の一
部を破断して示す断面図であり、図２及び図３は図１の
主要部を拡大して示す断面図である。ピストン１の外周
にはオイルリング溝１ａが形成され、オイルリング溝１
ａ内にはコイルエキスパンダ２を介してオイルリング３
が組付けられている。オイルリング３はＣリング状に形
成され、その始端と終端は近接するように対向配置され
ている。前記コイルエキスパンダ２は引張りコイルスプ
リングを環状に連続させたスプリングであって、ピスト
ン１の周方向及び径方向に弾性を有している。そして、
オイルリング３はコイルエキスパンダ２の張力によりボ
ア壁面９側へ付勢されている。

【００１０】前記オイルリング３はＣリング状に形成さ
れた基部４と、同基部４の上下両端外周及び中央部外周
から突出されたオイルかき取り部としての摺接レール５
〜７とから一体に構成されている。そして、摺接レール
５〜７によりシリンダのボア壁面９に付着したオイルが
かき落とされる。各摺接レール５〜７の間における基部
４には複数のオイル戻し孔８が形成されている。図２及
び図３に示すように、各オイル戻し孔８はオイルリング
３の周方向に沿って所定間隔をおいて配列されている。
そして、摺接レール５〜７にてかき落とされたオイル
は、オイル戻し孔８と、ピストン１の側壁に形成された
図示しないオイル通し孔とを介してエンジンのクランク
ケース内に戻される。

【００１１】摺接レール５〜７において、上部摺接レー
ル５と下部摺接レール７の先端は同一の突出位置に配置
されている。中央摺接レール６の先端は、上部摺接レー
ル５及び下部摺接レール７の先端よりもボア壁面９側へ
若干突出されている。なお、上部摺接レール５と中央摺
接レール６との間隔及び中央摺接レール６と下部摺接レ
ール７との間隔は同一となっており、この間隔は従来の
２本の摺接レールが設けられたオイルリングよりも狭く
なっている。

【００１２】また、中央摺接レール６とボア壁面９との
間には、ピストン１が上下動可能に若干のクリアランス
が与えられている。さらに、中央摺接レール６の先端及
び上部摺接レール５の先端を結ぶ線上と、ボア壁面９と
のなす角度は、ピストン１の上下動時において、ピスト
ン１がボアの軸線方向に対して右側（図１の右側）へ傾
斜（スラップ）した際のスラップ角θ1 と同一になって
いる。また、中央摺接レール６の先端及び下部摺接レー
ル７の先端を結ぶ線上と、ボア壁面９とのなす角度は、
ピストン１がボアの軸線方向に対して左側（図１の左
側）へ傾斜した際のスラップ角θ2 と同一になってい
る。

【００１３】図２に示すように、ピストン１が僅かに右
側に傾斜（スラップ）した状態で上下動した際、上部摺
接レール５の先端及び中央摺接レール６の先端はボア壁
面９に対して摺動される。この摺動により、ボア壁面９
に付着された余分なオイルは、上部及び中央摺接レール
５，６にてかき落とされる。上部及び中央摺接レール
５，６の先端がボア壁面９を摺動する際、各摺接レール
５，６はコイルエキスパンダ２の弾性力によりボア壁面
９に対して確実に圧接される。逆に、図３に示すよう
に、ピストン１が僅かに左側に傾斜した状態で上下動し
た際、下部摺接レール７の先端及び中央摺接レール６の
先端はボア壁面９に対して摺動される。すなわち、ボア
壁面９に付着された余分なオイルは、中央及び下部摺接
レール６，７にてかき落とされる。中央及び下部摺接レ
ール６，７の先端がボア壁面９に摺動する際、各摺接レ
ール６，７はコイルエキスパンダ２の弾性力によりボア
壁面９に対して確実に圧接される。

【００１４】従って、ピストン１が傾斜した状態で上下
動してもボア壁面９に付着されたオイルは、一対の摺接
レール５，６もしくは一対の摺接レール６，７にてかき
落とすことができる。よって、ボア壁面９に付着された
オイルのかき落し性能を向上することができる。また、
スラップ角θ1 ，θ2 は、上部及び下部摺接レール５，
７の突出量を変更したものを複数容易しておけば、各エ
ンジンに対応させてオイルのかき落し性能を向上するこ
とができる。

【００１５】ここで、図５に示すように、２本の摺動レ
ールを設けた従来例と第一実施例とを比較する。両例の
スラップ角をθａとし、第一実施例の摺接レールとボア
壁面９との間隔をＬａとし、従来例の摺接レールとボア
壁面９との間隔をＬｂとする。すなわち、図４に示すよ
うに、第一実施例の摺接レール間隔は従来例の摺接レー
ル間隔よりも狭いため、スラップ角θａに対応する間隔
Ｌａと間隔Ｌｂとの関係は常にＬａ＜Ｌｂである。この
ため、ボア壁面９に対する追従性が向上し、オイルリン
グ３のリング張力を低減することが可能となる。この結
果、ボア壁面９に対する各摺接レール５〜７の面圧を低
減できて、ボア壁面９の摩耗及びフリクションを一層低
減することができる。

【００１６】（第二実施例）次に、第二実施例について
図６，図７に基づいて説明する。但し、前記一実施例と
同一構成もしくは相当する構成についてはその説明を省
略し、同一符号を付す。

【００１７】図６は第二実施例におけるピストン１の一
部を破断して示す断面図であり、図７は図６の主要部を
分解して示す斜視図である。第一実施例と同様にしてオ
イルリング溝１ａ内にはオイルリング１０が組付けられ
ている。このオイルリング１０は、主オイルリングとし
ての第一リング部１１と、副オイルリングとしての第二
リング部１２とから分割して構成されている。両オイル
リング部１１，１２はＣリング状に形成され、その始端
と終端とは近接して対向配置されている。第一リング部
１１の基部１１ａの外周には、複数の長孔１３が所定間
隔をおいて形成されている。基部１１ａの上部外周及び
下部外周には、外方へ延びる環状をなすオイルかき取り
部としての摺接レール１４，１５が突出形成され、上部
摺接レール１４と下部摺接レール１５の先端は同一の突
出位置に位置されている。

【００１８】前記第二リング部１２の基部１２ａの内周
面は、前記第一リング部１１の長孔１３と同一間隔をお
いて凹部１２ｂが切欠形成されており、同基部１２ａの
外周には環状をなすオイルかき取り部としての中央摺接
レール１６が外方へ突出形成されている。そして、基部
１２ａは前記第一リング１１の長孔１３内に上下方向へ
遊動可能に嵌め込まれ、基部１２ａの周方向端面と長孔
１３内の周方向端面とは互いに密接されている。また、
基部１２ａの上端面及び下端面と、長孔１３の上端面及
び下端面との間には隙間を有しており、第一リング部１
１と第二リング部１２とは相対的に微動可能となってい
る。なお、前記隙間は基部１２ａの外端面と長孔１３の
内端面とで囲まれたオイル戻し孔１７となっている。

【００１９】第一リング部１１と第二リング部１２とが
組付けられた状態において、中央摺接レール１６の先端
は上部摺接レール１４及び下部摺接レール１５の先端よ
りもクランク壁面９側へ若干突出されている。すなわ
ち、第一実施例と同様に、中央摺接レール１６の先端及
び上部摺接レール１４の先端を結ぶ線上と、ボア壁面９
とのなす角度は、ピストン１が右側へ傾斜した際のスラ
ップ角θ1 と同一になっている。また、中央摺接レール
１６の先端及び下部摺接レール１５の先端を結ぶ線上
と、ボア壁面９とのなす角度は、ピストン１が左側へ傾
斜した際のスラップ角θ2 と同一になっている。

【００２０】そして、ピストン１が僅かに右側に傾斜
（スラップ）した状態で上下動した際、上部摺接レール
１４の先端及び中央摺接レール１６の先端はボア壁面９
に対して摺動され、ボア壁面９のオイルはかき落とされ
る。このとき、上部摺接レール１４と中央摺接レール１
６とがスラップ角θ1 に応じて相対的に微動する。逆
に、ピストン１が僅かに左側に傾斜した状態で上下動し
た際、下部摺接レール１５の先端及び中央摺接レール１
６の先端はボア壁面９に対して摺動され、ボア壁面９の
オイルはかき落とされる。このとき、下部摺接レール１
５と中央摺接レール１６とがスラップ角θ2 に応じて相
対的に微動する。

【００２１】従って、第二実施例におけるピストンリン
グは、第一実施例と同様にボア壁面９に付着されたオイ
ルのかき落し性能を向上することができる。それととも
に、第一リング部１１と第二リング部１２はスラップ角
θ1 ，θ2 をもってボア壁面９に追従できるよう相対的
に微動できる構造とした。このため、広範囲のエンジン
回転数もしくはエンジン負荷状況に対応した柔軟性を得
ることができる。

【００２２】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば下
記のように任意に変更することも可能である。 （１）前記第一実施例では摺接レール５〜７を３つ設
け、第二実施例においても摺接レール１４〜１６を３つ
設けた。これ以外にも、摺接レールの数は３つ以上であ
れば幾つでもよい。この場合、ピストン１の軸方向両端
に位置する摺接レールの先端位置は、同軸方向の中間に
位置する摺接レールの先端位置にかけて所定のスラップ
角を有してボア壁面９側へ突出させるのが望ましい。

【００２３】（２）前記第一実施例における摺接レール
５〜７と、第一実施例における摺接レール１４〜１６の
突出長さはスラップ角に応じて任意に長さに形成しても
よい。

【００２４】以上、この発明の各実施例について説明し
たが、各実施例から把握できる請求項以外の技術的思想
について、以下にそれらの効果と共に記載する。 （ａ）請求項１に記載の内燃機関用ピストンにおいて、
少なくとも３本のオイルかき取り部５，６，７は共通の
オイルリング３外周に設けられている内燃機関用ピスト
ン。この構成にすれば、オイルリング溝１ａに各オイル
かき取り部５，６，７を一度に取付けることができるの
で、組付けが容易にできる。

【００２５】（ｂ）請求項１に記載の内燃機関用ピスト
ンにおいて、オイルリング１０は主オイルリング１１
と、副オイルリング１２とにより構成され、副オイルリ
ング１２は主オイルリング１１におけるピストン１の軸
方向の中央部外周に対して遊嵌され、主オイルリング１
１におけるピストン１の軸方向の両端外周にはオイルか
き取り部１４，１５が形成され、副オイルリング１２の
外周には前記主オイルリング１１のかき取り部１４，１
５よりもピストン１径の外方へ突出するオイルかき取り
部１６が形成された内燃機関用ピストン。この構成にす
れば、主オイルリング１１と副オイルリング１２とのオ
イルかき取り部１４〜１６はボア壁面９に対して柔軟に
追従して摺接するので、ボア壁９に付着されたオイルの
かき取り性を向上できる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ピストンがボアの軸方向に対して傾斜した状態で上下動
しても、少なくともピストンの軸方向の中間に位置する
オイルかき取り部と、同軸方向の端部に位置するオイル
かき取り部とによりボア壁面に付着されたオイルをかき
落とすことができるので、オイルのかき落とし性能を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第一実施例におけるピスト
ンを破断して示す断面図である。

【図２】同じく、ピストンが右側に傾斜した際のピスト
ンリングの断面図である。

【図３】同じく、ピストンが左側に傾斜した際のピスト
ンリングの断面図である。

【図４】同じく、ピストンリングとボア壁面との間隔を
ピストンのスラップ角に対応して比較するグラフであ
る。

【図５】同じく、ピストンリングとボア壁面との間隔を
比較して示す説明図である。

【図６】第二実施例におけるピストンを破断して示す断
面図である。

【図７】同じく、ピストンリングを分解して示す斜視図
である。

【符号の説明】

１…ピストン、１ａ…オイルリング溝、３，１０…オイ
ルリング、５，１４…上部摺接レール（オイルかき取り
部）、６，１６…中央摺接レール（オイルかき取り
部）、７，１５…下部摺接レール（オイルかき取り
部）、９…ボア壁面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンの外周に形成されたオイルリング
   溝内に配置され、ピストンの上下動に伴いボア壁面に対
   して摺動してボア壁面に付着されたオイルをかき落とす
   ためのオイルリングを備え、 オイルリングにはボア壁面に摺接可能に、オイルリング
   の周方向に形成され、かつピストンの軸方向に亘って配
   置された少なくとも３本のオイルかき取り部を備え、ピ
   ストンの軸方向の両端側に位置するオイルかき取り部よ
   りも中央に位置するオイルかき取り部はピストンの径方
   向の外方側へ突出形成された内燃機関用ピストン。