(57)【要約】【課題】ピストンリングにおいて、構造を複雑化することなくガスシール機能の向上を図る。【解決手段】ピストン１４の外周面にリング溝４４，４５，４６を形成し、このリング溝４４，４５，４６にトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３を嵌合し、このトップリング５１にて、一端部側の第１開口部５６，５７が合口隙間Ｓをもって対向する各端面５１ｅ，５１ｆに開口し、他端部側の第２開口部５８，５９が燃焼室１６にクリアランスＣ１，Ｃ２を介して連通する内周面５１ｂに開口するガス通路５４，５５を設ける。【選択図】        図１
2008031873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボアにピストンが摺動自在に支持され、該ピストンの外周面に形成されたリング溝に嵌着されたピストンリングにおいて、一端部側の第１開口部が合口隙間をもって対向する各端面の少なくとも一方に開口し、他端部側の第２開口部が前記ピストンの頂面と機関本体とで区画された燃焼室に開口するガス通路が設けられたことを特徴とするピストンリング。
【請求項２】
請求項１に記載のピストンリングにおいて、前記第２開口部は、内周面に開口されたことを特徴とするピストンリング。
【請求項３】
請求項２に記載のピストンリングにおいて、前記第２開口部は、前記内周面における下側に開口されたことを特徴とするピストンリング。
【請求項４】
請求項１に記載のピストンリングにおいて、前記第２開口部は、上面に開口されたことを特徴とするピストンリング。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載のピストンリングにおいて、前記第１開口部は、前記端面における外周側に開口されたことを特徴とするピストンリング。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載のピストンリングにおいて、前記ガス通路は、前記合口隙間をもって対向する両端部に設けられ、該両端部における各端面に開口された前記各第１開口部は、互いに対向して位置することを特徴とするピストンリング。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一つに記載のピストンリングにおいて、外周面がバレル形状に形成され、前記第１開口部は、前記端面における上側及び下側に複数開口されたことを特徴とするピストンリング。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一つに記載のピストンリングにおいて、外周面はその上部が前記シリンダボアの壁面から離間するテーパ形状に形成され、前記第１開口部は、前記端面おける上側に開口されたことを特徴とするピストンリング。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一つに記載のピストンリングにおいて、前記第１開口部の通路面積は、前記合口隙間をもって対向する各端面と前記ピストンの外周面と前記シリンダボアの壁面との形成された通路面積よりも小さく設定されたことを特徴とするピストンリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダボアにピストンが摺動自在に支持され、このピストンの外周面に形成されたリング溝に嵌着されたピストンリングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、内燃機関において、シリンダヘッドはシリンダブロックの上部に組み付けられ、複数の締結ボルトにより締結されており、直列をなして複数のシリンダボアが設けられ、各シリンダボアにピストンが上下移動自在に支持されている。そして、シリンダヘッドとシリンダブロックとピストン区画される各燃焼室に対して吸気ポート及び排気ポートが対向して形成され、この吸気ポート及び排気ポートは吸気弁及び排気弁により開閉自在となっている。また、吸気ポート（または燃焼室）に燃料を噴射するインジェクタが装着されると共に、燃焼室の混合気に着火する点火プラグが装着されている。
【０００３】
従って、吸気弁の開放時に、空気が吸気ポートから燃焼室に吸入されると共に、インジェクタから噴射された燃料が燃焼室に吸入され、空気と燃料との混合気がピストンの上昇により圧縮され、この高圧の混合気が点火プラグに導かれて着火して爆発することで駆動力を得ることができ、排気弁の開放時に、燃焼後の排気ガスが排気ポートから排出される。
【０００４】
そして、上述した内燃機関において、ピストンの外周部には複数のピストンリングが装着されている。上方側に装着されるトップリング及びセカンドリングは、ガスシール機能及び熱伝導機能を有し、その下方側に装着されるオイルリングは、オイルコントロール機能を有している。即ち、ガスシール機能は、内燃機関の吸気、圧縮、膨張、排気行程における燃焼室の機密性を確保するものであり、特に、燃焼室における燃焼ガスの膨張によりピストンが圧力を受けて下降するが、このとき、燃焼ガスがシリンダボアとピストンとの隙間を通ってクランクケース内に漏れないように、ピストンリングがシリンダボアの壁面に圧接して機密性を確保している。また、熱伝導機能は、ピストンリングがシリンダボアの壁面に圧接することで、ピストンの熱をシリンダボア側に逃がし、ピストンやピストンリングの長寿命化を確保するものである。更に、オイルコントロール機能は、潤滑油を必要最小限の量だけシリンダボアの壁面に残し、余分な潤滑油をかき下げて回収するものである。
【０００５】
ところで、燃焼室で燃焼後に発生する排気ガス（ブローバイガス）は、有害成分であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）などを含んでおり、上述したように、ピストンリングによりこの排気ガスがクランクケース内に漏洩するのを防止している。ところが、ピストンの上方側に装着されるトップリング及びセカンドリングは、リング形状をなすものの、低温時と高温時における熱膨張差を吸収するために、切れ目により合口隙間が設けられている。そのため、燃焼室の排気ガスがピストンリングの合口隙間を通ってクランクケース内に漏洩してしまう。すると、有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯがオイルパンに貯留されている潤滑油と接触し、この潤滑油が劣化してしまい、潤滑油の交換時期が短縮されて高コスト化を招くと共に、潤滑不良により燃費の悪化、出力の低下、騒音の発生などの不具合を招いてしまうおそれがある。
【０００６】
このような問題点を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された内燃機関のピストンリングは、合口隙間を隔てて対峙する２つの合口面に挿入穴を形成し、この挿入穴に樹脂製部材の突起部を挿入し、突起部をシリンダ内壁に当接することで、燃焼室とシリンダボアとの間での燃焼ガスや排気ガス、ブローバイガスの漏出を防止するものである。なお、ピストンリングにガス通路を設けることでオイルコントロール機能を確保するものとして、下記特許文献２に記載されたものがある。引用文献２に記載された内燃機関のピストンリングでは、リング本体に内部空洞を形成する外壁と底壁の各々に径方向の第１の貫通孔と幅方向の第２の貫通孔を形成し、ガス圧力のないピストンの上昇行程中に、第１の貫通孔からオイルを内部空洞内へ取り込み、ガス圧力が作用するピストンの上昇行程中に、第１の貫通孔及び合口部の空間より内部空洞内にガス圧を供給し、このガス圧を利用して第２の貫通孔から内部空洞のオイルをリング溝内に排出させている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１０５８８０号公報
【特許文献２】特開平０７−３１０８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１の内燃機関のピストンリングでは、合口隙間を隔てて対峙する合口面を樹脂製部材により連結すると共に、突起部をシリンダ内壁に当接することで、この合口隙間を通って漏洩するブローバイガスなどの漏出量を低減している。ところが、ピストンリングをピストンに組み付ける際に、同時に樹脂製部材も組み付けなければならず、組付作業性が良くない。また、ピストンリングは、低温時と高温時とで熱膨張差が発生するため、この点を考慮して樹脂製部材を製作する必要があり、寸法管理が困難であると共に、耐久性が十分でないという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２の内燃機関のピストンリングは、内部空洞と貫通孔によりガス通路を形成するものであるが、この貫通孔はガス圧力を利用して内部空洞のオイルをリング溝内に排出させるものであり、燃焼室からクランクケースへのブローバイガスの漏出を防止することはできない。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、構造を複雑化することなくガスシール機能の向上を図ったピストンリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のピストンリングは、シリンダボアにピストンが摺動自在に支持され、該ピストンの外周面に形成されたリング溝に嵌着されたピストンリングにおいて、一端部側の第１開口部が合口隙間をもって対向する各端面の少なくとも一方に開口し、他端部側の第２開口部が前記ピストンの頂面と機関本体とで区画された燃焼室に開口するガス通路が設けられたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明のピストンリングでは、前記第２開口部は、内周面に開口されたことを特徴としている。
【００１３】
本発明のピストンリングでは、前記第２開口部は、前記内周面における下側に開口されたことを特徴としている。
【００１４】
本発明のピストンリングでは、前記第２開口部は、上面に開口されたことを特徴としている。
【００１５】
本発明のピストンリングでは、前記第１開口部は、前記端面における外周側に開口されたことを特徴としている。
【００１６】
本発明のピストンリングでは、前記ガス通路は、前記合口隙間をもって対向する両端部に設けられ、該両端部における各端面に開口された前記各第１開口部は、互いに対向して位置することを特徴としている。
【００１７】
本発明のピストンリングでは、外周面がバレル形状に形成され、前記第１開口部は、前記端面における上側及び下側に複数開口されたことを特徴としている。
【００１８】
本発明のピストンリングでは、外周面はその上部が前記シリンダボアの壁面から離間するテーパ形状に形成され、前記第１開口部は、前記端面おける上側に開口されたことを特徴としている。
【００１９】
本発明のピストンリングでは、前記第１開口部の通路面積は、前記合口隙間をもって対向する各端面と前記ピストンの外周面と前記シリンダボアの壁面との形成された通路面積よりも小さく設定されたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のピストンリングによれば、ピストンの外周面に形成されたリング溝にピストンリングを嵌着し、このピストンリングに、一端部側の第１開口部が合口隙間をもって対向する各端面の少なくとも一方に開口し、他端部側の第２開口部がピストンの頂面と機関本体とで区画された燃焼室に開口するガス通路を設けたので、燃焼室のブローバイガスは、第２開口部からガス通路に侵入し、このガス通路を通って端面に形成された第１開口部から合口隙間に噴出されるため、この合口隙間に噴出されるブローバイガスが、燃焼室から合口隙間を通ってクランクケース内に流れ込もうとするブローバイガスに衝突し、その流れを阻止することとなり、構造を複雑化することなく、クランクケースへのブローバイガスの漏洩量を低減してガスシール機能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係るピストンリングの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の実施例１に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表す概略断面図、図２は、実施例１のトップリングが装着されたピストンの要部側面図、図３は、図２のIII−III断面図、図４は、図２のIV−IV断面図、図５は、一般的なエンジンの縦断面図、図６は、ピストンリングが装着されたピストンの要部断面図である。
【００２３】
実施例１の内燃機関は、多気筒エンジンであり、図５に示すように、シリンダヘッド１１はシリンダブロック１２上に組み付けられ、複数の図示しない締結ボルトにより締結されている。シリンダブロック１２には複数のシリンダボア１３が形成され、各シリンダボア１３にピストン１４が摺動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック１２の下部に図示しないクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１４はコネクティングロッド１５を介してこのクランクシャフトに連結されている。
【００２４】
シリンダブロック１２の各シリンダボア１３に対応してその上方に燃焼室１６が直列するように形成されている。この燃焼室１６は、シリンダボア１３の内壁面と、シリンダヘッド１１の下面と、ピストン１４の頂面により囲繞されており、天井部（シリンダヘッド１１の下面）の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。そして、この各燃焼室１６の上方、つまり、シリンダヘッド１１の下面に吸気ポート１７と、排気ポート１８が対向して開口している。
【００２５】
そして、この吸気ポート１７及び排気ポート１８に対して吸気弁１９及び排気弁２０がそれぞれ位置している。この吸気弁１９及び排気弁２０は、シリンダヘッド１１に固定された各ステムガイド２１，２２により軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、各バルブスプリング２３，２４により上方、つまり、吸気ポート１７及び排気ポート１８を閉止する方向に付勢支持されている。また、吸気弁１９及び排気弁２０は、上端部にローラロッカアーム２５，２６の一端部が連結され、このローラロッカアーム２５，２６の他端部はシリンダヘッド１１に固定されたラッシュアジャスタ２７，２８に連結されており、吸気カムシャフト２９の吸気カム３０及び排気カムシャフト３１の排気カム３２が各ローラロッカアーム２５，２６に接触している。
【００２６】
従って、エンジンに同期して吸気カムシャフト２９及び排気カムシャフト３１が回転すると、吸気カム３０及び排気カム３２がローラロッカアーム２５，２６を作動させ、各吸気弁１９及び排気弁２０が所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート１７及び排気ポート１８を開閉し、吸気ポート１７と燃焼室１６、燃焼室１６と排気ポート１８とをそれぞれ連通することができる。
【００２７】
燃焼室１６の側部、つまり、吸気ポート１７側のシリンダヘッド１１の下面には、この燃焼室１６に直接燃料を噴射するインジェクタ３３が装着されている。また、燃焼室１６の天井部中央、つまり、吸気ポート１７と排気ポート１８の間のシリンダヘッド１１の下面には、点火プラグ３４が装着されている。そして、車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）が搭載されており、このＥＣＵは、インジェクタ３３の燃料噴射量や噴射時期、点火プラグ３４による点火時期などを制御可能となっており、検出した吸入空気量、スロットル開度（アクセル開度）、エンジン回転数などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定している。
【００２８】
また、上述したピストン１４は、図５及び図６に示すように、ピストン本体４１の外周面４２に３つのピストンリング５１，５２，５３が装着されて構成されている。そして、このピストン本体４１は、シリンダボア１３の内径より若干小さい外径を有する円柱形状をなし、外周面４２がシリンダボア１３の内壁面と所定のクリアランスを有している。また、ピストン本体４１は、上部に燃焼室１６を区画形成する頂面４３を有している。
【００２９】
また、ピストン本体４１は、外周面に周方向に沿って所定深さを有する３つのリング溝４４，４５，４６が上下方向に対して所定間隔で形成されている。そして、各リング溝４４，４５，４６に、ピストンリングとしてのトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３が嵌着しており、外周面４２は、トップランド４２ａ、セカンドランド４２ｂ、サードランド４２ｃとして区画されている。
【００３０】
この場合、ピストン本体４１の頂面４３側に位置するトップリング５１及びセカンドリング５２は、ガスシール機能及び熱伝導機能を有している。即ち、トップリング５１及びセカンドリング５２は、エンジンの吸気、圧縮、膨張、排気行程における燃焼室１６の機密性を確保することができるものであり、特に、燃焼室１６における燃焼ガスの膨張によりピストン１４が圧力を受けて下降するが、トップリング５１及びセカンドリング５２が弾性力をもってシリンダボア１３の壁面に圧接することで、排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケース内に漏れないように機能している。また、トップリング５１及びセカンドリング５２は、外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ピストン１４の熱をシリンダボア１３側に逃がし、ピストン１４やトップリング５１及びセカンドリング５２の長寿命化を確保することができる。
【００３１】
また、セカンドリング５２とその下方側に装着されるオイルリング５３は、外周面がシリンダボア１３の壁面に圧接することで、ピストン１４の移動時にシリンダボア１３の壁面に付着している潤滑油をかき下げ、必要最小限の量の潤滑油をシリンダボア１３の壁面に残し、余分な潤滑油を回収することができる。
【００３２】
ところで、燃焼室１６に残留する排気ガス（ブローバイガス）は、有害成分であるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）、ＣＯ（一酸化炭素）などを含んでおり、トップリング５１及びセカンドリング５２のガスシール機能により、この排気ガスが図示しないクランクケース内に漏洩するのを防止している。しかし、トップリング５１及びセカンドリング５２は、低温時と高温時における熱膨張差を吸収するために切れ目により合口隙間が設けられている。そのため、燃焼室１６の排気ガスがこの合口隙間を通ってクランクケース内に漏洩してしまう。すると、有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯがオイルパンに貯留されている潤滑油と接触し、この潤滑油が劣化してしまう。
【００３３】
そこで、本実施例では、図１乃至図４に示すように、トップリング５１にて、一端部側が合口隙間Ｓをもって対向する端面に開口し、他端部側が燃焼室１６に開口するガス通路５４，５５を設けており、燃焼室１６の排気ガスをガス通路５４，５５を通して合口隙間Ｓに噴出することで、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする排気ガスに衝突させてその流れを阻止するようにしている。
【００３４】
具体的に説明すると、リング溝４４は、上面４４ａと、底面４４ｂと、下面４４ｃとから構成される一方、トップリング５１はバレルフェース形状をなし、リング溝４４の上面４４ａに対向する上面５１ａと、底面４４ｂに対向する内周面５１ｂと、下面４４ｃに対向する下面５１ｃと、シリンダボア１３の壁面に圧接可能な外周面５１ｄと、合口隙間Ｓをもって対向する各端面５１ｅ，５１ｆから構成されている。そして、リング溝４４の上面４４ａとトップリング５１の上面５１ａとの間にクリアランスＣ１が形成されている。
【００３５】
また、トップリング５１が弾性力をもって径方向に移動してシリンダボア１３の壁面に圧接できるように、リング溝４４の上面４４ａとトップリング５１の上面５１ａとの間または下面４４ｃと下面５１ｃとの間に、若干のリクリアランスＣ２，Ｃ３が設けられている。そのため、ピストン１４の上昇時に、トップリング５１は、シリンダボア１３の壁面との摺動抵抗によりリング溝４４を下方に移動し、下面５１ｃがリング溝４４の下面４４ｃに密着することで、上面４４ａと上面５１ａとの間にクリアランスＣ２が形成され、ピストン１４の下降時に、トップリング５１は、シリンダボア１３の壁面との摺動抵抗によりリング溝４４を上方に移動し、上面５１ａがリング溝４４の上面４４ａに密着することで、下面４４ｃと下面５１ｃとの間にクリアランスＣ３が形成される。
【００３６】
トップリング５１にて、ガス通路５４，５５は、合口隙間Ｓをもって対向する両端部にそれぞれ設けられており、トップリング５１の径方向に沿った第１通路５４ａ，５５ａと、周方向に沿った第２通路５４ｂ，５５ｂとの端部が連通して構成されている。そして、このガス通路５４，５５は、一端部側となる第１開口部５６，５７がトップリング５１の各端面５１ｅ，５１ｆに開口し、他端部側となる第２開口部５８，５９が燃焼室１６、つまり、トップリング５１の内周面５１ｂに開口している。この場合、ガス通路５４，５５における各第１開口部５６，５７は、端面５１ｅ，５１ｆにおける外周側の下側に開口しており、合口隙間Ｓを隔てて互いに対向するように位置している。また、ガス通路５４，５５における各第２開口部５８，５９は、内周面５１ｂにおける下側に開口している。更に、ガス通路５４，５５における第１開口部５６，５７の通路面積Ａ１（図４参照）は、上方から合口隙間Ｓを通って下方に抜ける各端面５１ｅ，５１ｆとピストン１４の外周面とシリンダボア１３の壁面との形成された通路面積Ａ２（図３参照）よりも小さく設定されている。例えば、トップリング５１の高さを１．５〜２．０ｍｍ、ガス通路５４，５５の直径を０．３〜０．５、合口隙間Ｓの幅を装着前で約１０ｍｍ、装着後で０．３〜０．５ｍｍとすることが望ましい。
【００３７】
ここで、本実施例のピストンリングにおける作用を説明する。
【００３８】
図１乃至図６に示すように、吸気弁１９の開放時に、吸気通路の空気が吸気ポート１７から燃焼室１６に吸入されると共に、インジェクタ３３から燃料が燃焼室１６に噴射され、この空気と燃料との混合気がピストン１４の上昇により圧縮され、この高圧の混合気が点火プラグ３４に導かれて着火して爆発することでピストン１４が押し下げられて駆動力を得ることができ、排気弁２０の開放時に、燃焼室１６の排気ガスが排気ポート１８から排気管に排出される。
【００３９】
このとき、ピストン１４が上昇して燃焼室１６の混合気が圧縮され、高圧の混合気に点火することで膨張して爆発するが、爆発後の燃焼ガス、つまり、排気ガスには、有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯが含まれている。そのため、ピストン１４の移動時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング５１及びセカンドリング５２がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００４０】
しかし、このとき、トップリング５１及びセカンドリング５２では、合口隙間Ｓが設けられているため、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との間からこの合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流動（通過ガスＧ２）しようとする。ところが、本実施例では、燃焼室１６の排気ガスの一部が、ピストン１４とシリンダボア１３との間からクリアランスＣ１，Ｃ２に侵入し、各第２開口部５８，５９からガス通路５４，５５内に入り込み、このガス通路５４，５５を通って第１開口部５６，５７から合口隙間Ｓに噴出（噴出ガスＧ１）するようにしている。そのため、このガス通路５４，５５の第１開口部５６，５７から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に衝突するため、この通過ガスＧ２の流れを阻止することとなる。
【００４１】
即ち、ガス通路５４，５５の第１開口部５６，５７から噴出する噴出ガスＧ１の通路面積Ａ１が、上方から合口隙間Ｓを通過する通過ガスＧ２の通路面積Ａ２より小さく設定されている。そのため、２つの第１開口部５６，５７から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１の流速が加速され、合口隙間Ｓにおけるガス圧力が通過ガスＧ２のガス圧力よりも高くなることから、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２の流速が低下し、排気ガスの漏れ量が低減される。また、ガス通路５４，５５の各第１開口部５６，５７が、端面５１ｅ，５１ｆにおける外周側の下側に開口し、合口隙間Ｓを隔てて互いに対向するように位置している。そのため、２つの第１開口部５６，５７から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１によりここにエアカーテンが形成され、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２がせき止められ、排気ガスの漏れ量が低減される。その結果、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケースの漏洩する排気ガス量が低減されることから、図示しないオイルパンに貯留されている潤滑油の劣化が抑制される。
【００４２】
このように実施例１のピストンリングにあっては、ピストン１４の外周面にリング溝４４，４５，４６を形成し、このリング溝４４，４５，４６にトップリング５１、セカンドリング５２、オイルリング５３を嵌合し、このトップリング５１にて、一端部側の第１開口部５６，５７が合口隙間Ｓをもって対向する各端面５１ｅ，５１ｆに開口し、他端部側の第２開口部５８，５９が燃焼室１６にクリアランスＣ１，Ｃ２を介して連通する内周面５１ｂに開口するガス通路５４，５５を設けている。
【００４３】
従って、燃焼室１６の排気ガスは、トップリング５１に形成された第２開口部５８，５９からガス通路５４，５５に侵入し、このガス通路５４，５５を通って端面５１ｅ，５１ｆに形成された第１開口部５６，５７から合口隙間Ｓに噴出されるため、この合口隙間Ｓに噴出される排気ガス（噴出ガスＧ１）が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする排気ガス（通過ガスＧ２）に衝突し、この通過ガスＧ２の流れを阻止することとなり、クランクケースへの排気ガスの漏洩量を低減してガスシール機能を向上することができる。また、トップリング５１の端部にガス通路５４，５５を形成するだけで、適正にクランクケースへの排気ガスの漏洩量を低減することができ、別部材を不要として構造を簡素化することができる。
【００４４】
また、実施例１では、ガス通路５４，５５の各第１開口部５６，５７を、トップリング５１における端面５１ｅ，５１ｆの外周側の下側に開口しており、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に確実に衝突させてその通過を阻止することができる。この場合、ガス通路５４，５５の各第２開口部５８，５９を、トップリング５１における内周面５１ｂの下側に開口しており、ピストン１４とシリンダボア１３との間からクリアランスＣ１を通ってクリアランスＣ２に侵入した排気ガスが、各第２開口部５８，５９からガス通路５４，５５内に入り込みやすくなり、ガスの流動抵抗を軽減して確実に第１開口部５６，５７から合口隙間Ｓに向けて噴出ガスＧ１を噴出することができる。
【００４５】
また、実施例１では、ガス通路５４，５５の第１開口部５６，５７から噴出する噴出ガスＧ１の通路面積Ａ１を、上方から合口隙間Ｓを通過する通過ガスＧ２の通路面積Ａ２より小さく設定している。従って、２つの第１開口部５６，５７から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が加速され、合口隙間Ｓにおけるガス圧力が通過ガスＧ２のガス圧力よりも高くなることから、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２の流速が低下し、排気ガスの漏れ量を低減することができる。そして、この場合、各第１開口部５６，５７が合口隙間Ｓを隔てて互いに対向しており、２つの第１開口部５６，５７から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が衝突してガス圧をより高めることができ、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２を確実にせき止めることができる。
【実施例２】
【００４６】
図７は、本発明の実施例２に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表すピストンの要部断面図、図８は、トップリングの装着状態を表す要部側面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４７】
実施例２のピストンリングにおいて、図７及び図８に示すように、トップリング６１の各端部における上側及び下側に、一端部側が合口隙間Ｓをもって対向する端面に開口し、他端部側が燃焼室１６に開口するガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを複数設けており、燃焼室１６の排気ガスをガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを通して合口隙間Ｓに噴出することで、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする排気ガスに衝突させてその流れを阻止するようにしている。
【００４８】
即ち、トップリング６１はバレルフェース形状をなし、リング溝４４の上面４４ａに対向する上面６１ａと、底面４４ｂに対向する内周面６１ｂと、下面４４ｃに対向する下面６１ｃと、シリンダボア１３の壁面に圧接可能な外周面６１ｄと、合口隙間Ｓをもって対向する各端面６１ｅ，６１ｆから構成されている。ガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂは、合口隙間Ｓをもって対向する両端部における上部及び下部にそれぞれ設けられている。上部側ガス通路６２ａ，６３ａは、一端部側となる第１開口部６４ａ，６５ａがトップリング６１の各端面６１ｅ，６１ｆの上部に開口し、他端部側となる第２開口部６６ａ，６７ａが燃焼室１６、つまり、トップリング６１の内周面６１ｂの上部に開口している。一方、下部側ガス通路６２ｂ，６３ｂは、一端部側となる第１開口部６４ｂ，６５ｂがトップリング６１の各端面６１ｅ，６１ｆの下部に開口し、他端部側となる第２開口部６６ｂ，６７ｂが燃焼室１６、つまり、トップリング６１の内周面６１ｂの下部に開口している。
【００４９】
この場合、上部側ガス通路６２ａ，６２ｂにおける各第１開口部６４ａ，６５ａは、端面６１ｅ，６１ｆにおける外周側の上側に開口し、合口隙間Ｓを隔てて互いに対向するように位置している。一方、下部側ガス通路６２ｂ，６３ｂにおける第１開口部６４ｂ，６５ｂは、端面６１ｅ，６１ｆにおける外周側の下側に開口し、合口隙間Ｓを隔てて互いに対向するように位置している。また、上部側ガス通路６２ａ，６３ａにおける各第２開口部６６ａ，６７ａは、内周面６１ｂにおける上側に開口し、下部側ガス通路６３ｂ，６４ｂにおける各第２開口部６６ｂ，６７ｂは、内周面６１ｂにおける下側に開口している。
【００５０】
従って、ピストン１４の上昇時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング６１がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００５１】
このとき、トップリング６１では、合口隙間Ｓが設けられているため、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との間からこの合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流動（通過ガスＧ２）しようとする。ところが、燃焼室１６の排気ガスの一部が、ピストン１４とシリンダボア１３との間からクリアランスＣ１，Ｃ２に侵入し、各第２開口部６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂからガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ内に入り込み、このガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを通って第１開口部６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂから合口隙間Ｓに噴出（噴出ガスＧ１）する。そのため、このガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂの第１開口部６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂから合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に衝突するため、この通過ガスＧ２の流れを阻止される。
【００５２】
即ち、ガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂにより各第１開口部６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂから合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が加速され、合口隙間Ｓにおけるガス圧力が通過ガスＧ２のガス圧力よりも高くなることから、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２の流速が低下し、排気ガスの漏れ量が低減される。また、上部側ガス通路６２ａ，６３ａの各第１開口部６４ａ，６５ａｂから噴出される噴出ガスＧ１同士が衝突し、下部側ガス通路６２ｂ，６３ｂの各第１開口部６４ｂ，６５ｂから噴出される噴出ガスＧ１同士が衝突するため、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２が２段階でせき止められ、排気ガスの漏れ量が更に低減される。その結果、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケースの漏洩する排気ガス量が低減されることから、図示しないオイルパンに貯留されている潤滑油の劣化が抑制される。
【００５３】
また、このとき、ガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを通った排気ガスが各端面６１ｅ，６１ｆの上部側及び下部側に位置する各第１開口部６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂから合口隙間Ｓに噴出ガスＧ１を噴出するため、トップリング６１のバランスが安定し、ピストン１４が上下に移動するとき、トップリング６１の上下方向における中央部がシリンダボア１３の壁面に適切に摺接することとなり、確実なシール機能が維持される。
【００５４】
このように実施例２のピストンリングにあっては、トップリング６１に、一端部側の第１開口部６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂが合口隙間Ｓをもって対向する端面６１ｅ，６１ｆの上部及び下部に開口し、他端部側の第２開口部６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂが燃焼室１６にクリアランスＣ１，Ｃ２を介して連通する内周面６１ｂに開口するガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを複数設けている。
【００５５】
従って、燃焼室１６の排気ガスは、トップリング６１に形成された第２開口部６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂからガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂに侵入し、端面６１ｅ，６１ｆに形成された第１開口部６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂから合口隙間Ｓに噴出されるため、この合口隙間Ｓに噴出される上下の噴出ガスＧ１が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に２箇所で衝突し、この通過ガスＧ２の流れを２段階に阻止することとなり、クランクケースへの排気ガスの漏洩量を低減してガスシール機能を向上することができる。
【００５６】
また、実施例２では、トップリング６１がバレルフェース形状をなし、端面６１ｅ，６１ｆの上側に開口する第１開口部６４ａ，６５ａｂを有する上部側ガス通路６２ａ，６３ａと、端面６１ｅ，６１ｆの下側に開口する第１開口部６４ｂ，６５ｂを有する下部側ガス通路６２ｂ，６３ｂを設けている。従って、ガス通路６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを通った排気ガスが合口隙間Ｓに対して上部と下部に噴出されるため、トップリング６１のバランスが安定し、ピストン１４が上下に移動するとき、トップリング６１の外周面６１ｄの上下方向における中央部がシリンダボア１３の壁面に適切に摺接することとなり、確実なシール機能を維持することができる。
【実施例３】
【００５７】
図９は、本発明の実施例３に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表すピストンの要部断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５８】
実施例３のピストンリングにおいて、図９に示すように、トップリング７１をテーパフェース形状とし、各端部における上側に、一端部側が合口隙間Ｓをもって対向する端面に開口し、他端部側が燃焼室１６に開口するガス通路７２を設けており、燃焼室１６の排気ガスをガス通路７２を通して合口隙間Ｓに噴出することで、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする排気ガスに衝突させてその流れを阻止するようにしている。
【００５９】
即ち、トップリング７１は外周面の上部がシリンダボア１３の壁面から離間するテーパ形状に形成され、リング溝４４の上面４４ａに対向する上面７１ａと、底面４４ｂに対向する内周面７１ｂと、下面４４ｃに対向する下面７１ｃと、シリンダボア１３の壁面に圧接可能なシール面７１ｄと、シリンダボア１３の壁面に対向するテーパ面７１ｅと、合口隙間Ｓをもって対向する端面７１ｆから構成されている。ガス通路７２は、合口隙間Ｓをもって対向する両端部における上部に設けられており、一端部側となる第１開口部７３がトップリング７１の端面７１ｆの上部にテーパ面７１ｅに対応して開口し、他端部側となる第２開口部７４が燃焼室１６、つまり、トップリング７１の内周面７１ｂの上部に開口している。
【００６０】
従って、ピストン１４の上昇時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング７１がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００６１】
このとき、トップリング７１では、合口隙間Ｓが設けられているため、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との間からこの合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流動（通過ガスＧ２）しようとする。ところが、燃焼室１６の排気ガスの一部が、ピストン１４とシリンダボア１３との間からクリアランスＣ１，Ｃ２に侵入し、第２開口部７４からガス通路７２内に入り込み、このガス通路７２を通って第１開口部７３から合口隙間Ｓに噴出（噴出ガスＧ１）する。そのため、このガス通路７２の第１開口部７３から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に衝突するため、この通過ガスＧ２の流れを阻止される。
【００６２】
即ち、ガス通路７２により第１開口部７３から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が加速され、合口隙間Ｓにおけるガス圧力が通過ガスＧ２のガス圧力よりも高くなることから、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２の流速が低下し、排気ガスの漏れ量が低減される。その結果、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケースの漏洩する排気ガス量が低減されることから、図示しないオイルパンに貯留されている潤滑油の劣化が抑制される。
【００６３】
また、このとき、燃焼室１６の排気ガスの圧力がトップリング７１のテーパ面７１ｅに作用し、このトップリング７１に対してシール面７１ｄがシリンダボア１３の壁面から離間する力が発生する。ところが、ガス通路７２における第１開口部７３がテーパ面７１ｅに対応して開口しているため、この第１開口部７３から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１の圧力が、トップリング７１のテーパ面７１ｅに作用する排気ガスの圧力をキャンセルすることとなり、トップリング７１のバランスが安定し、シール面７１ｄがシリンダボア１３の壁面に適切に摺接することとなり、確実なシール機能が維持される。
【００６４】
このように実施例３のピストンリングにあっては、トップリング７１を外周面にシール面７１ｄとテーパ面７１ｅを有するテーパフェース形状とし、一端部側の第１開口部７３が合口隙間Ｓをもって対向する端面７１ｆの上部に開口し、他端部側の第２開口部７４が燃焼室１６にクリアランスＣ１，Ｃ２を介して連通する内周面７１ｂに開口するガス通路７２を設けている。
【００６５】
従って、燃焼室１６の排気ガスは、トップリング７１に形成された第２開口部７４からガス通路７２に侵入し、端面７１ｆに形成された第１開口部７２から合口隙間Ｓに噴出されるため、この合口隙間Ｓに噴出される噴出ガスＧ１が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に衝突し、この通過ガスＧ２の流れを阻止することとなり、クランクケースへの排気ガスの漏洩量を低減してガスシール機能を向上することができる。
【００６６】
また、実施例３では、ガス通路７２における第１開口部７３をトップリング７１におけるテーパ面７１ｅに対応して設けられている。従って、第１開口部７３から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１の圧力が、トップリング７１のテーパ面７１ｅに作用する排気ガスの圧力をキャンセルすることとなり、トップリング７１のバランスが安定し、シール面７１ｄがシリンダボア１３の壁面に適切に摺接することとなり、確実なシール機能を維持することができる。
【実施例４】
【００６７】
図１０は、本発明の実施例４に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表すピストンの要部側面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６８】
実施例４のピストンリングにおいて、図１０に示すように、トップリング５１にて、一方の端部における上側に、一端部側が合口隙間Ｓをもって対向する端面に開口し、他端部側が燃焼室１６に開口するガス通路５４を設けており、燃焼室１６の排気ガスをガス通路５４を通して合口隙間Ｓに噴出することで、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする排気ガスに衝突させてその流れを阻止するようにしている。
【００６９】
即ち、トップリング５１はバレルフェース形状をなし、ガス通路５４は、合口隙間Ｓをもって対向する一方の端部のみに設けられており、第１開口部５６がトップリング５１の端面５１ｅの下部に開口し、第２開口部５８がトップリング５１の内周面５１ｂの下部に開口している。
【００７０】
従って、ピストン１４の上昇時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング５１がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００７１】
このとき、トップリング５１では、合口隙間Ｓが設けられているため、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との間からこの合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流動（通過ガスＧ２）しようとする。ところが、燃焼室１６の排気ガスの一部が、ピストン１４とシリンダボア１３との間からクリアランスＣ１，Ｃ２に侵入し、第２開口部５８からガス通路５４内に入り込み、第１開口部５６から合口隙間Ｓに噴出（噴出ガスＧ１）する。そのため、この噴出ガスＧ１が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に衝突するため、この通過ガスＧ２の流れを阻止される。
【００７２】
即ち、ガス通路５４により第１開口部５６から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が加速され、反対側の端面５１ｆに衝突して反射波が発生することから、合口隙間Ｓにおけるガス圧力が通過ガスＧ２のガス圧力よりも高くなり、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２の流速が低下し、排気ガスの漏れ量が低減される。その結果、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケースの漏洩する排気ガス量が低減されることから、図示しないオイルパンに貯留されている潤滑油の劣化が抑制される。
【００７３】
このように実施例４のピストンリングにあっては、トップリング５１における一方の端部に、第１開口部５６が合口隙間Ｓをもって対向する端面５１ｅに開口し、第２開口部５８が燃焼室１６にクリアランスＣ１，Ｃ２を介して連通する内周面５１ｂに開口するガス通路５４を設けている。
【００７４】
従って、燃焼室１６の排気ガスは、トップリング５１に形成された第２開口部５８からガス通路５４に侵入し、一方の端面５１ｅに形成された第１開口部５６から合口隙間Ｓを通して他方の端面５１ｆ側に噴出されるため、この噴出ガスＧ１及び反射波が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に衝突し、この通過ガスＧ２の流れを阻止することとなり、クランクケースへの排気ガスの漏洩量を低減してガスシール機能を向上することができる。また、ガス通路５４をトップリング５１における一方の端部にのみ設けており、構造の簡素化及び加工性の容易化により製作コストを低減することができる。
【実施例５】
【００７５】
図１１は、本発明の実施例５に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表すピストンの要部断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７６】
実施例５のピストンリングにおいて、図１１に示すように、トップリング８１をバレルフェース形状とし、各端部に、一端部側が合口隙間Ｓをもって対向する端面に開口し、他端部側が燃焼室１６に複数開口するガス通路８２を設けており、燃焼室１６の排気ガスをガス通路８２を通して合口隙間Ｓに噴出することで、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする排気ガスに衝突させてその流れを阻止するようにしている。
【００７７】
即ち、トップリング８１は、リング溝４４の上面４４ａに対向する上面８１ａと、底面４４ｂに対向する内周面８１ｂと、下面４４ｃに対向する下面８１ｃと、シリンダボア１３の壁面に圧接可能な外周面８１ｄと、合口隙間Ｓをもって対向する端面８１ｅから構成されている。ガス通路８２は、合口隙間Ｓをもって対向する両端部にそれぞれ設けられており、トップリング８１の径方向に沿った第１通路８２ａと、周方向に沿った第２通路８２ｂとの端部が連通すると共に、第１通路８２ａに上下方向に沿った第３通路８２ｃの端部が連通して構成されている。そして、一端部側となる第１開口部８３がトップリング８１の端面８１ｅに開口し、他端部側となる第２開口部８４が燃焼室１６、つまり、トップリング８１の内周面８１ｂに開口すると共に、同じく他端部側となる第３開口部８５が燃焼室１６、つまり、トップリング８１の上面８１ａに開口している。
【００７８】
従って、ピストン１４の上昇時に、このピストン１４の外周面に装着されたトップリング８１がシリンダボア１３の壁面に摺接することで、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との隙間を通ってクランクケースに漏洩するのが防止される。
【００７９】
このとき、トップリング８１では、合口隙間Ｓが設けられているため、燃焼室１６の排気ガスがピストン１４とシリンダボア１３との間からこの合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流動（通過ガスＧ２）しようとする。ところが、燃焼室１６の排気ガスの一部が、ピストン１４とシリンダボア１３との間からクリアランスＣ１に侵入し、第３開口部８５からガス通路８２内に入り込むと共に、更にクリアランスＣ２に侵入し、第２開口部８４からガス通路８２内に入り込み、このガス通路８２を通って第１開口部８３から合口隙間Ｓに噴出（噴出ガスＧ１）する。そのため、このガス通路８２の第１開口部８３から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に衝突するため、この通過ガスＧ２の流れを阻止される。
【００８０】
即ち、ガス通路８２により第１開口部８３から合口隙間Ｓに噴出する噴出ガスＧ１が加速され、合口隙間Ｓにおけるガス圧力が通過ガスＧ２のガス圧力よりも高くなることから、燃焼室１６から合口隙間Ｓに流れ込む通過ガスＧ２の流速が低下し、排気ガスの漏れ量が低減される。その結果、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケースの漏洩する排気ガス量が低減されることから、図示しないオイルパンに貯留されている潤滑油の劣化が抑制される。
【００８１】
また、このとき、クリアランスＣ１から第３開口部８５を通って第３通路８２ｃに入り込んだ排気ガスが、第１通路８２ａの排気ガスと合流するとき、この第３通路８２ｃと第１通路８２ａがほぼ直行しているため、この第３開口部８５から第３通路８２ｃに入り込んだ排気ガスの圧力が第１通路８２ａを介してトップリング８１を下方、つまり、トップリング８１の下面８１ｃがリング溝４４の下面４４ｃに密着する方向に押圧することとなり、クリアランスＣ３がなくなってこの部分での確実なシール機能が維持される。
【００８２】
このように実施例５のピストンリングにあっては、トップリング８１に、一端部側の第１開口部８３が合口隙間Ｓをもって対向する端面８１ｅの上部に開口し、他端部側の第２開口部８４が燃焼室１６にクリアランスＣ１，Ｃ２を介して連通する内周面８１ｂに開口すると共に、他端部側の第３開口部８５が燃焼室１６にクリアランスＣ１を介して連通する上面８１ａに開口するガス通路８２を設けている。
【００８３】
従って、燃焼室１６の排気ガスは、トップリング８１に形成された第２開口部８４及び第３開口部８５からガス通路８２に侵入し、端面８１ｅに形成された第１開口部８２から合口隙間Ｓに噴出されるため、この合口隙間Ｓに噴出される噴出ガスＧ１が、燃焼室１６から合口隙間Ｓを通ってクランクケース内に流れ込もうとする通過ガスＧ２に衝突し、この通過ガスＧ２の流れを阻止することとなり、クランクケースへの排気ガスの漏洩量を低減してガスシール機能を向上することができる。
【００８４】
また、実施例５では、ガス通路８２を構成する第１通路８２ａに対して上下方向に沿った第３通路８２ｃがほぼ直行して連通している。従って、第３開口部８５から第３通路８２ｃに入り込んだ排気ガスが、第１通路８２ａの排気ガスと合流するとき、この排気ガスの圧力が第１通路８２ａを介してトップリング８１を下方に押圧するため、トップリング８１の下面８１ｃがリング溝４４の下面４４ｃに隙間なく密着することとなり、クリアランスＣ３をなくして確実なシール機能を維持することができる。
【００８５】
なお、この実施例５では、ガス通路８２に、内周面８１ｂに開口する第２開口部８４と、上面８１ａに開口する第３開口部８５を設けたが、第２開口部８４をなくして第３開口部８５だけとしてもよい。
【００８６】
また、上述した各実施例において、ガス通路の第１開口部をトップリングにおける一方の端部、または両方の端部に設けたが、トップリングの形状などにより適宜設定すればよいものである。
【００８７】
また、上述した各実施例で説明したガス通路の形状、第１開口部及び第２開口部などの形状及び形成位置などは、これらの実施例に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、合口隙間をもって対向するトップリングの端面に形成した一対の第１開口部をトップリングの径方向にずらしたり、第１開口部の向きを上方に向けて通過ガスと噴出ガスとを逆向きに衝突させるようにしてもよい。また、第１開口部の形状をトップリングの径方向に沿った偏平形状としたり、縮径したりすることで、第１開口部から合口隙間に噴出する噴出ガスの流速を更に上げたりしても良い。
【００８８】
更に、上述した各実施例では、本発明のピストンリングをトップリングに適用したが、セカンドリングに適用してもよい。
【００８９】
そして、上述した各実施例では、燃料を直接燃焼室に噴射する筒内噴射式の内燃機関として説明したが、燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射式内燃機関に適用しても前述と同様の作用効果を奏することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明に係るピストンリングは、構造を複雑化することなくガスシール機能を向上するものであり、いずれの種類の内燃機関に用いても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施例１に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表す概略断面図である。
【図２】実施例１のトップリングが装着されたピストンの要部側面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】図２のIV−IV断面図である。
【図５】一般的なエンジンの縦断面図である。
【図６】ピストンリングが装着されたピストンの要部断面図である。
【図７】本発明の実施例２に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表すピストンの要部断面図である。
【図８】トップリングの装着状態を表す要部側面図である。
【図９】本発明の実施例３に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表すピストンの要部断面図である。
【図１０】本発明の実施例４に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表すピストンの要部側面図である。
【図１１】本発明の実施例５に係るピストンリングとしてのトップリングの装着状態を表すピストンの要部断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１１  シリンダヘッド
１２  シリンダブロック
１３  シリンダボア
１４  ピストン
１６  燃焼室
１７  吸気ポート
１８  排気ポート
３３  インジェクタ
３４  点火プラグ
４１  ピストン本体
４２  外周面
４３  頂面
４４，４５，４６  リング溝
４４ａ  上面
４４ｂ  底面
４４ｃ  下面
５１，６１，７１，８１  トップリング（ピストンリング）
５１ａ，６１ａ，７１ａ，８１ａ  上面
５１ｂ，６１ｂ，７１ｂ，８１ｂ  内周面
５１ｃ，６１ｃ，７１ｃ，８１ｃ  下面
５１ｄ，６１ｄ，８１ｄ  外周面
５１ｅ，５１ｆ，６１ｅ，６１ｆ，７１ｆ，８１ｅ  端面
５２  セカンドリング（ピストンリング）
５３  オイルリング（ピストンリング）
５４，５５，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，７２，８２  ガス通路
５６，５７，６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂ，７３，８３  第１開口部
５８，５９，６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂ，７４，８４  第２開口部
７１ｄ  シール面
７１ｅ  テーパ面
８５  第３開口部（第２開口部）
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  クリアランス
Ｓ  合口隙間
【図１】
2008031873.tif 000003
【図２】
2008031873.tif 000004
【図３】
2008031873.tif 000005
【図４】
2008031873.tif 000006
【図５】
2008031873.tif 000007
【図６】
2008031873.tif 000008
【図７】
2008031873.tif 000009
【図８】
2008031873.tif 000010
【図９】
2008031873.tif 000011
【図１０】
2008031873.tif 000012
【図１１】
2008031873.tif 000013