(57)【要約】【課題】ピストンリングの合い口隙間を通じたブローバイガスを長期にわたって低減する。【解決手段】ピストン２のリング溝３に樹脂製の耐熱弾性部材９を固定し、樹脂製の耐熱弾性部材９はリング溝３に装着されたピストンリング６の一対の合い口端面６ａ，６ｂ間に配置される。樹脂製の耐熱弾性部材９は、ピストン２のリング溝３面に形成された固定溝に挿入固定するのが好ましい。また、樹脂製の耐熱弾性部材９は、少なくともエンジン作動時に、ピストンリング６の一対の合い口端面６ａ，６ｂに当接することが好ましい。また、樹脂製の耐熱弾性部材９は、少なくともエンジン作動時に、シリンダ１の内周面１ａに当接することが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンのリング溝に樹脂製の耐熱弾性部材が固定され、前記樹脂製の耐熱弾性部材はリング溝に装着されるピストンリングの一対の合い口端面間に配置されることを特徴とする内燃機関用ピストン。
【請求項２】
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、ピストンのリング溝面に形成された固定溝に挿入されていることを特徴とする請求項１記載の内燃機関用ピストン。
【請求項３】
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、少なくともエンジン作動時に、ピストンリングの一対の合い口端面に当接することを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関用ピストン。
【請求項４】
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、少なくともエンジン作動時に、シリンダの内周面に当接することを特徴とする請求項１，２又は３記載の内燃機関用ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブローバイガスの低減に効果のある内燃機関用ピストンに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダ内を往復動するピストンには複数のリング溝にピストンリングが装着される。ピストンリングの一種であるコンプレッションリングは、シリンダとピストンとの間の気密を良好に保つ。すなわち、圧縮時にガス漏れを防いで規定の圧縮圧を保ち、燃焼時に燃焼室から燃焼ガスが漏れるのを防止する機能を有する。コンプレッションリングは、ピストン頂面に最も近い部位に取り付けられるトップリングや、トップリングの次にピストン頂面に近い部位に取り付けられるセカンドリングとして使用される。コンプレッションリングは、その一箇所に合い口を有している環状部材である。合い口は、運転時に、リングの熱膨張により、合い口端部が突き当たらないように適正な寸法に設定されている。そして、この合い口隙間からガス漏れが発生する。この漏れガスは一般にブローバイガスと呼ばれている。また、合い口隙間を通じてオイル上がりも発生する。
【０００３】
上記問題を解決するために、例えば特許文献１には、ピストンリングの合い口端面に耐熱ゴム等の耐熱弾性材を、焼き付けや接着剤により固定して、ブローバイガスを低減させる構造が開示されている。また、特許文献２には、ピストンリングの合い口端面に軟質金属又は非金属の層を、機械的な接合、接着、溶射、めっき等により設けて、ブローバイガスを低減させる構造が開示されている。
【特許文献１】実開昭５３−１５３１０９号公報
【特許文献２】実開昭５４−７３４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された構造では、ピストンリングはピストンのリング溝内で上下動を繰り返し行っているため、耐熱弾性材がピストンリングから脱落しやすい状況にあり、耐久性の面で問題となる。また、特許文献２に開示された構造も同様な問題を有している。
【０００５】
本発明の目的は、ピストンリングの合い口隙間を通じたブローバイガスを長期にわたって低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、ピストンのリング溝に樹脂製の耐熱弾性部材が固定され、前記樹脂製の耐熱弾性部材はリング溝に装着されるピストンリングの一対の合い口端面間に配置されることを特徴とする内燃機関用ピストンである。
【０００７】
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、ピストンのリング溝面に形成された固定溝に挿入されていることが好ましい。
【０００８】
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、少なくともエンジン作動時に、ピストンリングの一対の合い口端面に当接することが好ましい。
【０００９】
前記樹脂製の耐熱弾性部材は、少なくともエンジン作動時に、シリンダの内周面に当接することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、エンジン作動時に、ピストンリングの一対の合い口端面を樹脂製の耐熱弾性部材に当接させ、ピストンリング合い口部の隙間がなくなるようにできるため、ピストンリングの合い口部を通じたブローバイガスを低減できる。そしてピストンリングの合い口端面が樹脂製の耐熱弾性部材に当接しても樹脂製の耐熱弾性部材の弾性作用によりピストンリングは変形することなく、シリンダ内周面に追従できる。また、エンジン作動時に、樹脂製の耐熱弾性部材がシリンダの内周面に当接するようにすれば、ブローバイガスの低減をいっそう図れる。なお、樹脂製の耐熱弾性部材とピストンリングの合い口端面との当接、及び樹脂製の耐熱弾性部材とシリンダ内周面との当接は、少なくともエンジン作動時に行われるようにすればよいが、ピストンリングを装着したピストンをシリンダに装着したときから当接させる場合もある。なお、上記ブローバイガスの低減のほか、クランクケース側からオイルが燃焼室へ侵入するオイル上がり現象についても減少でき、オイル消費低減効果も得られる。
【００１１】
樹脂製の耐熱弾性部材がリング溝に固定されることで、ピストンリングがリング溝内で上下動を繰り返しても、樹脂製の耐熱弾性部材は脱落しにくく耐久性に優れる。樹脂製の耐熱弾性部材は、ピストンリングの合い口端面と接触する部分や、シリンダと接触する部分に、樹脂コート、イオンプレーティング皮膜、めっき等の処理を施すのが、耐久性の面で望ましい。
【００１２】
樹脂製の耐熱弾性部材のリング溝への固定は、機械的な接合や接着により行われる。ピストンは燃焼ガスによる高熱に晒されている状況や、エンジン停止時の低温状況が使用環境としてあるため、熱膨張によるピストンの収縮が発生する。リング溝面に固定溝を設けてその溝に樹脂製の耐熱弾性部材を挿入して固定するようにすれば、熱膨張による寸法変化の影響を受けにくく、耐久性の面で好ましい。また、樹脂製の耐熱弾性部材の材質は、ピストンの材質に近い熱膨張係数の材料を使用するのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示されているように、内燃機関のシリンダ１内で往復動するピストン２の外周面には複数のリング溝３，４，５が形成されており、各リング溝３，４，５にそれぞれピストンリング６，７，８が装着されている。ピストンリングは、燃焼室に近い側から順に、トップリング６、セカンドリング７、及びオイルリング８である。トップリング６とセカンドリング７はコンプレッションリングの機能を持ち、主に燃焼室からのブローバイガスを抑制するが、オイルが燃焼室へ侵入するオイル上がりも防止する。
【００１５】
トップリング６は合い口を有している環状部材で、この合い口部の対向する一対の合い口端面６ａ，６ｂ間の隙間に、この隙間を埋めるための樹脂製の耐熱弾性部材９が配置されている。樹脂製の耐熱弾性部材９は、矩形の耐熱弾性板で、リング溝３に装着され、リング溝３の上下面と底面とに接着剤で隙間なく密着固定されている。なお、樹脂製の耐熱弾性部材９の固定は、リング溝３に隙間なく密着固定するのが好ましいが、勿論それに限らない。
【００１６】
樹脂製の耐熱弾性部材９のリング溝３円周方向における厚さについては、本実施形態では、トップリング６を装着したピストン２をシリンダ１に装着したとき、トップリング６の一対の合い口端面６ａ，６ｂが樹脂製の耐熱弾性部材９との間で若干の隙間を持ち、エンジン作動時に一対の合い口端面６ａ，６ｂが樹脂製の耐熱弾性部材９に当接する寸法とされている。しかしながら、トップリング６を装着したピストン２をシリンダ１に装着したとき、トップリング６の一対の合い口端面６ａ，６ｂが樹脂製の耐熱弾性部材９に当接する寸法とする場合もある。
【００１７】
また、樹脂製の耐熱弾性部材９のリング溝３半径方向における長さについては、樹脂製の耐熱弾性部材９がトップリング６の合い口部全体に配置されるようにトップリング６の半径方向厚さ以上の寸法を有していることが好ましい。そして、本実施形態では、トップリング６を装着したピストン２をシリンダ１に装着したとき、樹脂製の耐熱弾性部材９とシリンダ１の内周面との間で若干の隙間を持ち、エンジン作動時に樹脂製の耐熱弾性部材９がシリンダ１の内周面１ａに当接するようにされている。しかしながら、トップリング６を装着したピストン２をシリンダ１に装着したとき、樹脂製の耐熱弾性部材９がシリンダ１の内周面１ａに当接するようにする場合もある。樹脂製の耐熱弾性部材９のシリンダ１の内周面と当接する先端面はシリンダ１の内周面に沿う円弧面とされている。
【００１８】
また、樹脂製の耐熱弾性部材９のリング溝３上下方向における長さについては、樹脂製の耐熱弾性部材９がトップリング６の合い口部全体に配置されるようにトップリング６の軸方向幅以上の寸法を有していることが好ましい。
【００１９】
図３は、本発明の別の実施形態を示している。本実施形態は、樹脂製の耐熱弾性部材９のリング溝３への固定をより確実にしたものである。本実施形態では、樹脂製の耐熱弾性部材９の一部分が挿入される矩形の固定溝１０がリング溝３の下面に形成されている。樹脂製の耐熱弾性部材９は、前記実施形態で説明したものより、リング溝３の上下方向において固定溝１０に挿入される部分の長さだけ長く形成されており、他の構成は前記実施形態と同じである。
【００２０】
本実施形態の樹脂製の耐熱弾性部材９は、固定溝１０に挿入固定されていることでリング溝３への固定がより確実となり、円周方向への移動が不可能となるので耐熱弾性部材９の脱落が防止される。なお、樹脂製の耐熱弾性部材９は固定溝１０に挿入するだけでもよいが、勿論、前記実施形態と同じように、リング溝３の上面と底面と固定溝１０に接着剤で隙間なく密着固定するのが好ましい。
【００２１】
また、本実施形態では、樹脂製の耐熱弾性部材９の固定溝１０をリング溝３の下面に設けた例を示したが、これに限ることはなく、リング溝の上面、リング溝の底面、リング溝の上下面、あるいはリング溝の上下面と底面に設けて樹脂製の耐熱弾性部材を挿入固定するようにしてもよい。
【００２２】
図４は、本発明の更に別の実施形態を示す。本実施形態は、樹脂製の耐熱弾性部材９がエンジン作動時に、シリンダ１の内周面１ａに接触しない例で、他の構成は図３に示す上記実施形態と同じである。
【００２３】
なお、以上の実施形態では樹脂製の耐熱弾性部材をトップリング溝に装着した例を示したが、本発明はこれに限られることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態であるピストンを装着した内燃機関のシリンダ部分を示す縦断面図である。
【図２】図１のトップリング部分を示し、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は（ａ）の図におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）の図におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】樹脂製の耐熱弾性部材の別の例を示し、図２に対応する図で、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は（ａ）の図におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）の図におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】樹脂製の耐熱弾性部材の更に別の例を示し、図２に対応する図で、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は（ａ）の図におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）の図におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  シリンダ
１ａ  シリンダ内周面
２  ピストン
３、４、５  リング溝
６  トップリング
７  セカンドリング
８  オイルリング
９  樹脂製の耐熱弾性部材
１０  固定溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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