(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内を往復動するピストンの外周に少なくとも上下二段に設けたリング溝内に、前記シリンダの内周面に接触するピストンリングを嵌め込み、この各ピストンリングのうち下段ピストンリングの合口における隙間寸法を、上段ピストンリングの合口における隙間寸法よりも大きくして成る気密装置において、
前記下段ピストンリングにおける合口に、その隙間寸法を当該下段ピストンリングの外周部において部分的に狭めるようにした突起を設ける一方、前記ピストンの外周面のうち前記下段ピストンリングより下側の部分と前記シリンダの内周面との間の隙間寸法を、前記ピストンの外周面のうち前記下段ピストンリングより上側の部分と前記シリンダの内周面との間の隙間寸法よりも大きくしたことを特徴とする内燃機関用ピストンにおける気密装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関におけるシリンダ内を往復動するピストンにおいて、その外周面と前記シリンダの内周面との間における気密を保持するためのシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、内燃機関において、そのシリンダの内周面とピストンの外周面との間における気密保持は、前記ピストンに、前記シリンダの内周面に接触するピストンリングを少なくとも上下二段に嵌め込むことによって行うようにしていることは周知の通りである。
【０００３】
また、この気密装置においては、前記各ピストンリングの合口における隙間寸法を、ピストンの頂面に近い上段のピストンリングにおいて小さく、下段のピストンリングにおいて大きくすることにより、ピストンの上昇行程のときにおいて各ピストンリングに作用する圧力を、各ピストンリングにおける合口からの圧力の下向き方向への吹き抜けにて順次下げるようにして、各ピストンリングの圧力バランスを図り、気密保持の確実性を向上するように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、少なくとも二本の各ピストンリングの合口における隙間寸法を、ピストンの頂面に近い上段のピストンリングにおいて小さく、下段のピストンリングにおいて大きくように構成した場合には、ピストンの下降行程に際して、下段のピストンリングにおける大きい隙間寸法の合口から吹き上がる潤滑油が多くなるから、潤滑油の消費量の増大及び排気ガスの悪化を招来するばかりか、前記大きい隙間寸法の合口における内面に潤滑油が燃焼した滓のカーボンが付着堆積して、当該合口における隙間寸法を狭め、ひいては各ピストンリングにおける圧力バランスが狂い、気密保持の性能が低下すると言う問題があった。
【０００５】
本発明は、この問題を解消した気密装置を提供することを技術的課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明は、
「シリンダ内を往復動するピストンの外周に少なくとも上下二段に設けたリング溝内に、前記シリンダの内周面に接触するピストンリングを嵌め込み、この各ピストンリングのうち下段ピストンリングの合口における隙間寸法を、上段ピストンリングの合口における隙間寸法よりも大きくして成る気密装置において、
前記下段ピストンリングにおける合口に、その隙間寸法を当該下段ピストンリングの外周部において部分的に狭めるようにした突起を設ける一方、前記ピストンの外周面のうち前記下段ピストンリングより下側の部分と前記シリンダの内周面との間の隙間寸法を、前記ピストンの外周面のうち前記下段ピストンリングより上側の部分と前記シリンダの内周面との間の隙間寸法よりも大きくする。」
という構成にした。
【０００７】
【発明の作用・効果】
この構成において、ピストンの下降行程のとき、各ピストンリングは、その各々が嵌まるリング溝内の上面に密接する。
【０００８】
この場合、下段ピストンリングの合口には、当該合口における大きい隙間寸法をピストンリングの外周部において部分的に狭めるように突起が設けられていることにより、この下段ピストンリングが、ピストンの下降行程においてリング溝内の上面に密接した時点で、この下段ピストンリングにおける大きい隙間寸法の合口が当該下段ピストンリングの上面側に連通することが前記突起によって閉ざされるか、その連通面積が前記突起によって狭められることになるから、下段ピストンリングにおける合口を通しての潤滑油に吹き上がりを少なく抑制することができるのである。
【０００９】
一方、ピストンの上降行程のとき、各ピストンリングは、その各々が嵌まるリング溝内の下面に密接する。
【００１０】
この場合、ピストンの外周面のうち前記下段ピストンリングより下側の部分と前記シリンダの内周面との間の隙間寸法を、前記ピストンの外周面のうち前記下段ピストンリングより上側の部分と前記シリンダの内周面との間の隙間寸法よりも大きくされていることにより、前記下段ピストンリングが、ピストンの下降行程においてリング溝内の上面に密接した時点で、この下段ピストンリングにおける大きい隙間寸法の合口が、これに設けた突起にかかわらず、当該下段ピストンリングの下面側に大きく連通することになるから、圧力の下向き方向への吹き抜けを許容できるのである。
【００１１】
従って、本発明によると、潤滑油の吹き上がりによる排気ガスの悪化防止及び潤滑油の消費量の低減と、各ピストンリングにおける圧力バランスを保って気密保持の向上とを確実に達成できる効果を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図６の図面について説明する。
【００１３】
この図において、符号１は、内燃機関におけるシリンダを、符号２は、前記シリンダ１内を往復動するピストンを各々示す。
【００１４】
前記ピストン２の外周面には、少なくとも二本のリング溝３，４が上下に設けられ、これら各リング溝３，４内には、前記シリンダ１の内周面１ａに密接するように構成したピストンリング５，６が嵌まっている。
【００１５】
この各ピストンリング５，６のうち下段ピストンリング６の合口６ａにおける隙間寸法Ｐ２を、上段ピストンリング５の合口５ａにおける隙間寸法Ｐ１よりも大きく構成されている。
【００１６】
そして、前記各ピストンリング５，６のうち下段ピストンリング６の合口６ａにおける両内面６ａ′，６ａ″には、当該下段ピストンリング６における外周部の部分に突起７を一体的に設けることにより、下段ピストンリング６の合口６ａにおける隙間寸法Ｐ２を、当該下段ピストンリング６の外周部において部分的に小さい隙間寸法Ｐ２′に狭めるように構成する。
【００１７】
これに加えて、前記ピストン２の外周面のうち前記下段ピストンリング６より下側の部分２ｂと前記シリンダ１の内周面１ａとの間の隙間寸法Ｓ２を、前記ピストン２の外周面のうち前記下段ピストンリング６より上側の部分２ａと前記シリンダ１の内周面１ａとの間の隙間寸法Ｓ１よりも大きくするという構成にする。
【００１８】
この構成において、ピストン２の下降行程のとき、各ピストンリング５，６は、図４に示すように、その各々が嵌まるリング溝３，４内の上面に密接する。
【００１９】
この場合、下段ピストンリング６の合口６ａには、当該合口６ａにおける大きい隙間寸法Ｐ２をピストンリング６の外周部において部分的に小さい隙間寸法Ｐ２′に狭めるように突起７が設けられていることにより、この下段ピストンリング６が、ピストン２の下降行程においてリング溝４内の上面に密接した時点で、この下段ピストンリング６における大きい隙間寸法Ｐ２の合口６ａが当該下段ピストンリング６の上面側に連通することが前記突起７によって閉ざされるか、その連通面積が前記突起７によって狭められることになるから、下段ピストンリング６における合口６ａを通しての潤滑油に吹き上がりを少なく抑制することができる。
【００２０】
一方、ピストン２の上降行程のとき、各ピストンリング５，６は、図１に示すように、その各々が嵌まるリング溝３，４内の下面に密接する。
【００２１】
この場合、ピストン２の外周面のうち前記下段ピストンリング６より下側の部分２ｂと前記シリンダ１の内周面１ａとの間の隙間寸法Ｓ２を、前記ピストン２の外周面のうち前記下段ピストンリング６より上側の部分２ａと前記シリンダ１の内周面１ａとの間の隙間寸法Ｓ１よりも大きくしたことにより、前記下段ピストンリング６が、ピストン２の下降行程においてそのリング溝４内の上面に密接した時点で、この下段ピストンリング６における大きい隙間寸法Ｐ２の合口６ａが、これに設けた突起７にかかわらず、当該下段ピストンリング６の下面側に大きく連通することになるから、圧力の下向き方向への吹き抜けを許容できて、各ピストンリング５，６における圧力バランスを保つことができる。
【００２２】
本発明は、前記下段ピストンリング６の合口６ａにおける両内面６ａ′，６ａ″の各々に突起７を設けることに代えて、図６に示すように、両内面６ａ′，６ａ″のうち一方の内面のみに突起７′を設けることによって、下段ピストンリング６の合口６ａにおける隙間寸法Ｐ２を、当該下段ピストンリング６の外周部において部分的に小さい隙間寸法Ｐ２′に狭めるように構成しても良いのである。
【００２３】
また、本発明は、前記実施の形態のように、ピストンリングを上下二段に設けることに限らず、上下三段に設けた場合にも、第２段目のピストンリング及び第３段目のピストンリングに、前記した構成を適用すれば良いのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す要部縦断正面図でピストンの上昇行程を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  視断面図である。
【図４】ピストンの下降行程を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態において下段ピストンリングの要部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態において下段ピストンリングの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１                      シリンダ
１ａ                    シリンダの内周面
２                      ピストン
３，４                  リング溝
５                      上段ピストンリング
５ａ                    上段ピストンリングの合口
６                      下段ピストンリング
６ａ                    下段ピストンリングの合口
７，７′                突起
２ａ                    ピストンの外周面のうち下段ピストンリングより上側の部分
２ｂ                    ピストンの外周面のうち下段ピストンリングより下側の部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003607120.tif 000007