CN105020047A - 活塞环 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种减少自身承受的负载而能够减少自身的磨损的活塞环。活塞环(21)在一端部具备凸部(23)，在另一端部具备凹部(24)，并通过所述凸部(23)和凹部(24)来形成阶梯开口(22)，其中，在所述凸部(23)与所述凹部(24)之间设有将作用于一侧面(41c)的气体向另一侧面(41d)引导的气体通路。
Description
本申请是申请日为2012年2月27日、申请号为201280002290.2、发明名称为“活塞环”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及活塞环，例如涉及在船舶用大型两冲程柴油发动机等往复运动内燃机中使用的活塞环。
背景技术
装配于往复运动内燃机的活塞(更详细而言，活塞顶)而保持燃烧室内的压力的活塞环在向活塞装配时，需要将其内径暂时扩开至活塞的外径以上。而且，在向设于活塞的环槽装配之后，通过沿着半径方向膨胀而实现与汽缸套的内壁面(内周面)的密接，因此在一个部位设有被称为开口的裂缝。然而，作为顶环等所谓压力环，当采用具备直角开口的活塞环R2(参照图29)或具备斜开口的活塞环R3(参照图30)时，使燃烧气体简单地穿过(经过)该开口(间隙)。因此，在顶环等所谓压力环中通常采用例如专利文献1公开的具备阶梯开口(气密开口)的活塞环R1(参照图28)。
然而，在使用专利文献1公开的具备阶梯开口(气密开口)的活塞环R1(参照图28)作为顶环时，具备阶梯开口的活塞环的开口的气密性非常高，具备阶梯开口的活塞环承受的负载，即，燃烧气体压力比第二级以后的活塞环(第二环以后的活塞环)(格外)增大。因此，存在有顶环的磨损比其他的活塞环(格外)增大(提前)并且与顶环对置的汽缸套的内壁面的磨损也增大(提前)这样的问题点。
因此，作为解决这种问题点的活塞环，已知有专利文献2公开的活塞顶环。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本实开昭60-175850号公报
【专利文献2】日本特表平7-504739号公报
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
然而，在专利文献2公开的活塞顶环4中，燃烧气体经由设于外周面(滑动面)的呈俯视U字形状或俯视时字形状的多个槽15而发生窜气。因此，在槽15内产生裂纹而活塞顶环4发生折损，或随着活塞顶环4磨损而槽15的深度减小，使燃烧气体窜气的效果可能会消失。
另外，在专利文献2公开的活塞顶环4中，设于外周面(滑动面)的槽15的角可能会刮伤汽缸套的内壁面，或者在外周面实施耐磨损涂层时，该耐磨损涂层可能会从槽15的角剥离。
发明内容
本发明鉴于这种情况而作出，目的在于提供一种减少自身承受的负载而能够减少自身的磨损的活塞环。
【用于解决课题的手段】
本发明为了解决上述课题而采用以下的手段。
本发明的第一形态活塞环在一端部具备凸部，在另一端部具备凹部，并通过所述凸部和凹部来形成阶梯开口，其中，在所述凸部与所述凹部之间设有将作用于一侧面的气体向另一侧面引导的气体通路。
根据所述第一形态的活塞环，作用于一侧面的气体通过气体通路而被导向另一侧面。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
在所述第一形态的活塞环中，可以是，所述气体通路由在所述凸部及/或所述凹部上沿着周向形成的切口及/或周向槽及/或形成在所述凸部与所述凹部之间的间隙构成。
根据这种活塞环，即使由于作用在一侧面上的气体的压力而凸部与凹部密接的情况下，也能确保将作用在一侧面上的气体向另一侧面引导的气体通路。
由此，无论凸部与凹部的间隙如何都能够将作用在一侧面上的气体向另一侧面引导，从而不需要形成在凸部与凹部之间的间隙的管理。
另外，例如，在图8所示的活塞环81等中，对于作用在上表面上的气压的强度方面有利。
在所述结构的活塞环中，可以是，所述切口通过将形成所述凸部的中间水平面的内周端与形成所述凸部的中间内周面的上端连接的平坦的倾斜面或弯曲面形成。
根据这种活塞环(例如，图16所示的活塞环121)，对切口进行加工的加工性最好，因此能够提高生产性及作业性，能够削减制造成本。
另外，由于在活塞环与汽缸套的非滑动面的位置设置周向槽，因此槽的角不会刮伤汽缸套的内壁面。
在所述结构的活塞环中，可以是，所述周向槽具备：在形成所述凹部的中间水平面的厚度方向上的中央部沿着周向而向所述一侧面侧刻入的呈剖视矩形形状的第一周向槽；在形成所述凸部的中间水平面的厚度方向上的中央部沿着周向而向另一侧面侧刻入的呈剖视矩形形状的第二周向槽。
根据这种活塞环(例如，图22所示的活塞环151)，由于对周向槽进行加工的加工性最好，因此能够提高生产性及作业性，能够削减制造成本。
另外，由于在活塞环与汽缸套的非滑动面的位置设置周向槽，因此槽的角不会刮伤汽缸套的内壁面。
在所述结构的活塞环中，可以是，形成在所述凸部与所述凹部之间的间隙设定成以往的具备阶梯开口的活塞环的间隙的4倍～10倍左右。
根据这种活塞环，即使由于作用在一侧面上的气体的压力而该活塞环发生变形，也能防止(避免)凸部与凹部的完全的密接，从而确保将作用在一侧面上的气体向另一侧面引导的气体通路(间隙g)。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
在所述第一形态的活塞环中，可以是，所述凸部与所述凹部的在周向上的重叠设定成该活塞环的高度的2倍～4倍左右。
根据这种活塞环，即使活塞环及汽缸套发生磨损，也能够确保所述凸部与所述凹部的在周向上的重叠，从而能够确保一定的气体通路面积。
由此，在活塞环及汽缸套磨损后，也能减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
本发明的第二形态的活塞环组具备：上述任一个活塞环；具备直角开口的活塞环及/或具备斜开口的活塞环。
所述第二形态的活塞环组可以是仅具备上述任一个活塞环的结构。
根据所述第二形态的活塞环组，各活塞环的寿命(大致)同时到来，活塞环的更换时期(大致)同时到来，因此能够提高维护性，能够削减运行成本。
本发明的第三形态的活塞将上述任一个活塞环嵌插于环槽。
根据所述第三形态的活塞，各活塞环的寿命(大致)同时到来，活塞环的更换时期(大致)同时到来，因此能够提高维护性，能够削减运行成本。
本发明的第四形态的内燃机具备上述活塞环组或上述活塞。
根据所述第四形态的内燃机，能够减少汽缸套的内壁面的磨损，能够实现汽缸套的长寿命化(延长寿命化)，能够削减运行成本。
【发明效果】
根据本发明的活塞环，起到能够减少自身承受的负载而能够减少自身的磨损这样的效果。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的活塞环的立体图。
图2是在图1中将双点划线包围的部分放大表示的图。
图3是图2的A-A向视剖视图。
图4是将本发明的第二实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图5是将本发明的第三实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图6是将本发明的第四实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图7是将本发明的第五实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图8是将本发明的第六实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图9是将本发明的第七实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图10是将本发明的第八实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图11是将本发明的第九实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图12是将本发明的第十实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图13是将本发明的第十一实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图14是将本发明的第十二实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图15是将本发明的第十三实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图16是将本发明的第十四实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图17是将本发明的第十五实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图18是将本发明的第十六实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图19是将本发明的第十七实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图20是将本发明的第十八实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图21是将本发明的第十九实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图22是将本发明的第二十实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图23是将本发明的第二十一实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图24是将本发明的第二十二实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图25是将本发明的第二十三实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
图26是船舶用大型两冲程柴油发动机的燃烧室周边的简要剖视图。
图27是活塞环装配部附近的局部剖视图。
图28是将具备阶梯开口(气密开口)的活塞环的开口放大表示的图。
图29是将具备直角开口的活塞环的开口放大表示的图。
图30是将具备斜开口的活塞环的开口放大表示的图。
具体实施方式
〔第一实施方式〕
以下，参照图1至图3、图26及图27，说明本发明的第一实施方式的活塞环。
图1是本实施方式的活塞环的立体图，图2是将图1中的双点划线包围的部分放大表示的图，图3是图2的A-A向视剖视图，图26是船舶用大型两冲程柴油发动机(以下，称为“柴油发动机1”)的燃烧室周边的简要剖视图，图27是活塞环装配部附近的局部剖视图。
在图26或图27中，在活塞2中，在沿着高度方向形成的多个(在本实施方式中为三个)环槽3、4、5中分别嵌插有一个活塞环6、7、8。而且，活塞2中，活塞环6、7、8的外周面6a、7a、8a与汽缸套9的内壁面(内周面)9a进行滑动接触并进行往复运动。在活塞2的上部形成有向柴油发动机1的燃烧室10开口的环侧面间隙11，在该环侧面间隙11中充满有来自燃烧室10的燃烧气体。
需要说明的是，在图26中，符号12表示的汽缸盖将汽缸套9的上表面覆盖，与汽缸套9及活塞2一起形成燃烧室10。而且，在这种柴油发动机1中，在燃烧室10的中央部设有排气阀13。并且，活塞2的输出从活塞杆14到达未图示的曲轴。
此外，本实施方式的活塞环21例如在图26及图27中被使用作为符号6表示的活塞环(顶环)，且具备阶梯开口(气密开口)22。
如图1至图3的至少一图所示，阶梯开口22具备凸部(阳部)23和凹部(阴部)24。
凸部23是在活塞环21的一端部沿着周向延伸并嵌入到凹部24内而形成的突状的构件，具备外周面(滑动面)31、中间内周面32、第一端面33、中间水平面34、第二端面35、侧面(下表面：底面)36。
外周面31是与活塞环21的一端部以外的部分(以下，称为“活塞环主体41”)的外周面41a连续而形成同一面，并与外周面41a一起形成滑动面(相对于汽缸套9的内壁面9a进行滑动的面)的水平面。
中间内周面32是位于比活塞环主体41的内周面41b靠半径方向外侧，并形成与中间外周面51对置的面的水平面，该中间外周面51形成凹部24。
第一端面33是在活塞环21的一端部的前端(侧)形成与端面53对置的平面的垂直面，该端面53形成凹部24。
中间水平面34是位于比活塞环主体41的高度方向(宽度方向)上的中间靠一侧面(上表面：顶面)41c侧，并形成与中间水平面52对置的平面的水平面，该中间水平面52形成凹部24，中间水平面34与活塞环主体41的两侧面(上表面41c及下表面41d)平行地形成。
第二端面35是在活塞环21的一端部的基端(侧)将中间水平面34的基端与一侧面(上表面)41c的前端平滑地连接的弯曲的面。
侧面(下表面：底面)36是与活塞环主体41的另一侧面(下表面：底面)41d连续而形成同一面的水平面。
需要说明的是，第一端面33的上端与中间水平面34的前端通过平坦的倾斜面37连接，中间水平面34的内周端与中间内周面32的上端通过弯曲面38连接。
凹部24是在活塞环21的另一端部沿着周向延伸并以接纳凸部23的方式形成的凹处，具备中间外周面51、中间水平面52、端面53。
中间外周面51是位于比活塞环主体41的外周面41a靠半径方向内侧，并形成与中间内周面32对置的面的水平面，该中间内周面32形成凸部23。
中间水平面52是位于活塞环主体41的高度方向(宽度方向)上的比中间靠一侧面(上表面：顶面)41c侧，并形成与中间水平面34对置的平面的水平面，该中间水平面34形成凸部23，中间水平面52与活塞环主体41的两侧面(上表面41c及下表面41d)平行地形成。
端面53是在活塞环21的另一端部的基端(侧)形成与第一端面33对置的平面的垂直面，该第一端面33形成凸部23。
需要说明的是，端面53的上端与中间水平面52的基端通过弯曲面54连接，中间水平面52的内周端与中间外周面51的上端通过弯曲面55连接。
在本实施方式中，中间水平面34与中间水平面52之间的间隙g、弯曲面38与弯曲面55的间隙g、中间内周面32与中间外周面51之间的间隙g设定为图28所示的以往的具备阶梯开口(气密开口)的活塞环R1的间隙(0.0mm～0.05mm)的4倍～10倍左右，即，0.0mm＜g≤0.5mm左右。
另外，中间水平面34与中间水平面52的周向上的重叠、弯曲面38与弯曲面55的周向上的重叠、中间内周面32与中间外周面51的周向上的重叠，即，中间水平面34与中间水平面52沿着周向重叠，弯曲面38与弯曲面55沿着周向重叠，中间内周面32与中间外周面51沿着周向重叠(o时erlap)的长度设定为活塞环主体41的高度(宽度)h的2倍～4倍左右。
根据本实施方式的活塞环21，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而该活塞环21发生变形，也能防止(避免)凸部23与凹部24的完全的密接，从而确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路(间隙g)。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
〔第二实施方式〕
参照图4，说明本发明的第二实施方式的活塞环。图4是将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环61在取代间隙g而设置气体通路(连通路)62、63这一点上与上述的第一实施方式的情况不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
气体通路62是在中间水平面52的厚度方向上的中央部沿着周向而向活塞环主体41的一侧面(上表面：顶面)41c侧刻入的呈剖视矩形形状的(第一)周向槽，一端(前端)向另一端部的(前)端面25(参照图2)开口，另一端(基端)向位于倾斜面37的上方的活塞环主体41的另一端部或位于比倾斜面37靠弯曲面54侧的活塞环主体41的另一端部开口。
气体通路63是在中间外周面51的高度方向上的中央部沿着周向而向活塞环主体41的内周面41b侧刻入的呈剖视矩形形状的周向槽，一端(前端)向另一端部的(前)端面25(参照图2)开口，另一端(基端)向位于倾斜面37的半径方向内侧的活塞环主体41的另一端部或位于比倾斜面37靠弯曲面54侧的活塞环主体41的另一端部开口。
根据本实施方式的活塞环61，作用在一侧面41c上的气体通过气体通路62、63而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环61，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路62、63。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第三实施方式〕
参照图5，说明本发明的第三实施方式的活塞环。图5是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环66在取代气体通路(连通路)62、63而设置气体通路(连通路)67、68这一点上与上述的第二实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的实施方式相同的构件，标注相同的符号。
气体通路67是在中间水平面34的厚度方向上的中央部沿着周向而向侧面(下表面：底面)36侧刻入的呈剖视矩形形状的(第二)周向槽，一端(前端)向倾斜面37开口，另一端(基端)向位于(前)端面25(参照图2)的下方的中间水平面34或位于比(前)端面25(参照图2)靠弯曲面35(参照图2)侧的中间水平面34开口。
气体通路68是在中间内周面32的高度方向上的中央部沿着周向而向外周面31侧刻入的呈剖视矩形形状的周向槽，一端(前端)向第一端面33开口，另一端(基端)向位于(前)端面25(参照图2)的下方的中间内周面32或位于比(前)端面25(参照图2)靠弯曲面35(参照图2)侧的中间内周面32开口。
根据本实施方式的活塞环66，作用在一侧面41c上的气体通过气体通路67、68而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环66，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路67、68。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第四实施方式〕
参照图6，说明本发明的第四实施方式的活塞环。图6是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环71在设置第二实施方式中说明的气体通路(连通路)62、63和第三实施方式中说明的气体通路(连通路)67、68这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
根据本实施方式的活塞环71，将作用在一侧面41c上的气体通过气体通路62、63、67、68向另一侧面41d引导。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环71，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路62、63、67、68。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第五实施方式〕
参照图7，说明本发明的第五实施方式的活塞环。图7是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环76在中间水平面34与中间水平面52之间形成间隙g并且在弯曲面38与弯曲面55之间形成间隙g这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
根据本实施方式的活塞环76，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而该活塞环76发生变形，也能防止(避免)凸部23与凹部24的完全的密接，从而确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路(间隙g)。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
〔第六实施方式〕
参照图8，说明本发明的第六实施方式的活塞环。图8是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环81在中间内周面32与中间外周面51之间形成间隙g并且在弯曲面38与弯曲面55之间形成间隙g这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
根据本实施方式的活塞环81，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而该活塞环81发生变形，也能防止(避免)凸部23与凹部24的完全的密接，从而确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路(间隙g)。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
〔第七实施方式〕
参照图9，说明本发明的第七实施方式的活塞环。图9是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环86在设有第五实施方式中说明的间隙g和第六实施方式中说明的间隙g这一点上与上述的第五实施方式及第六实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第五实施方式及第六实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，在图9中，表示中间水平面34与中间水平面52之间、弯曲面38与弯曲面55之间、及中间内周面32与中间外周面51之间分别形成间隙g的情况，即，表示具有与第一实施方式相同的方式的情况。
根据本实施方式的活塞环86，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而该活塞环81发生变形，也能防止(避免)凸部23与凹部24的完全的密接，从而确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路(间隙g)。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
〔第八实施方式〕
参照图10，说明本发明的第八实施方式的活塞环。图10是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环91在取代间隙g而设置气体通路(连通路)92、93这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
气体通路92是在中间水平面52的厚度方向上的中央部沿着周向而向活塞环主体41的一侧面(上表面：顶面)41c侧刻入的呈剖视半圆形形状的周向槽，一端(前端)向另一端部的(前)端面25(参照图2)开口，另一端(基端)向位于倾斜面37的上方的活塞环主体41的另一端部或位于比倾斜面37靠弯曲面54侧的活塞环主体41的另一端部开口。
气体通路93是在中间外周面51的高度方向上的中央部沿着周向而向活塞环主体41的内周面41b侧刻入的呈剖视半圆形形状的周向槽，一端(前端)向另一端部的(前)端面25(参照图2)开口，另一端(基端)向位于倾斜面37的半径方向内侧的活塞环主体41的另一端部或位于比倾斜面37靠弯曲面54侧的活塞环主体41的另一端部开口。
根据本实施方式的活塞环91，作用在一侧面41c上的气体通过气体通路92、93而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环91，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路92、93。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第九实施方式〕
参照图11，说明本发明的第九实施方式的活塞环。图11是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环96在取代气体通路(连通路)92、93而设置气体通路(连通路)97、98这一点上与上述的第八实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的实施方式相同的构件，标注相同的符号。
气体通路97是在中间水平面34的厚度方向上的中央部沿着周向而向侧面(下表面：底面)36侧刻入的呈剖视半圆形形状的周向槽，一端(前端)向倾斜面37开口，另一端(基端)向位于(前)端面25(参照图2)的下方的中间水平面34或位于比(前)端面25(参照图2)靠弯曲面35(参照图2)侧的中间水平面34开口。
气体通路98是在中间内周面32的高度方向上的中央部沿着周向而向外周面31侧刻入的呈剖视半圆形形状的周向槽，一端(前端)向第一端面33开口，另一端(基端)向位于(前)端面25(参照图2)的下方的中间内周面32或位于比(前)端面25(参照图2)靠弯曲面35(参照图2)侧的中间内周面32开口。
根据本实施方式的活塞环96，作用在一侧面41c上的气体通过气体通路97、98而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环96，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路97、98。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十实施方式〕
参照图12，说明本发明的第十实施方式的活塞环。图12是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环101在设置第八实施方式中说明的气体通路(连通路)92、93和第九实施方式中说明的气体通路(连通路)97、98这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
根据本实施方式的活塞环101，将作用在一侧面41c上的气体通过气体通路92、93、97、98向另一侧面41d引导。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环101，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路92、93、97、98。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十一实施方式〕
参照图13，说明本发明的第十一实施方式的活塞环。图13是将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环106在取代间隙g而设置气体通路(连通路)107、108这一点上与上述的第一实施方式的情况不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
气体通路107是在中间水平面52的厚度方向上的中央部沿着周向而向活塞环主体41的一侧面(上表面：顶面)41c侧刻入的呈剖视三角形形状(在本实施方式中为正三角形形状)的周向槽，一端(前端)向另一端部的(前)端面25(参照图2)开口，另一端(基端)向位于倾斜面37的上方的活塞环主体41的另一端部或位于比倾斜面37靠弯曲面54侧的活塞环主体41的另一端部开口。
气体通路108是在中间外周面51的高度方向上的中央部沿着周向而向活塞环主体41的内周面41b侧刻入的呈剖视三角形形状(在本实施方式中为正三角形形状)的周向槽，一端(前端)向另一端部的(前)端面25(参照图2)开口，另一端(基端)向位于倾斜面37的半径方向内侧的活塞环主体41的另一端部或位于比倾斜面37靠弯曲面54侧的活塞环主体41的另一端部开口。
根据本实施方式的活塞环106，作用在一侧面41c上的气体通过气体通路107、108而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环106，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路107、108。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十二实施方式〕
参照图14，说明本发明的第十二实施方式的活塞环。图14是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环111在取代气体通路(连通路)107、108而设置气体通路(连通路)112、113这一点上与上述的第十一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的实施方式相同的构件，标注相同的符号。
气体通路112是在中间水平面34的厚度方向上的中央部沿着周向而向侧面(下表面：底面)36侧刻入的呈剖视三角形形状(在本实施方式中为正三角形形状)的周向槽，一端(前端)向倾斜面37开口，另一端(基端)向位于(前)端面25(参照图2)的下方的中间水平面34或位于比(前)端面25(参照图2)靠弯曲面35(参照图2)侧的中间水平面34开口。
气体通路113是在中间内周面32的高度方向上的中央部沿着周向而向外周面31侧刻入的呈剖视三角形形状(在本实施方式中为正三角形形状)的周向槽，一端(前端)向第一端面33开口，另一端(基端)向位于(前)端面25(参照图2)的下方的中间内周面32或位于比(前)端面25(参照图2)靠弯曲面35(参照图2)侧的中间内周面32开口。
根据本实施方式的活塞环111，作用在一侧面41c上的气体通过气体通路112、113而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环111，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路112、113。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十三实施方式〕
参照图15，说明本发明的第十三实施方式的活塞环。图15是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环116在设置第十一实施方式中说明的气体通路(连通路)107、108和第十二实施方式中说明的气体通路(连通路)112、113这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
根据本实施方式的活塞环116，将作用在一侧面41c上的气体通过气体通路107、108、112、113向另一侧面41d引导。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环116，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路107、108、112、113。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十四实施方式〕
参照图16，说明本发明的第十四实施方式的活塞环。图16是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环121在取代间隙g而设置切口122这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
切口122通过将中间水平面34的内周端和中间内周面32的上端连接的平坦的倾斜面或弯曲面形成，一端(前端)延伸至倾斜面37，另一端(基端)延伸至(前)端面25(参照图2)的下方或位于比(前)端面25(参照图2)靠弯曲面35(参照图2)侧的位置。
根据本实施方式的活塞环121，作用在一侧面41c上的气体通过在形成切口122的倾斜面或弯曲面与凹部24之间形成的间隙(气体通路)而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环121，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的间隙(气体通路)。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十五实施方式〕
参照图17，说明本发明的第十五实施方式的活塞环。图17是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环126在取代间隙g而设置切口127这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
切口127通过将中间内周面32的下端与侧面36的内周端连接的平坦的倾斜面或弯曲面形成，一端(前端)延伸至第一端面33，另一端(基端)延伸至(前)端面25(参照图2)的下方或位于比(前)端面25(参照图2)靠弯曲面35(参照图2)侧的位置。
根据本实施方式的活塞环126，作用在一侧面41c上的气体通过在形成切口127的倾斜面与凹部24之间形成的间隙(气体通路)而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环126，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的间隙(气体通路)。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十六实施方式〕
参照图18，说明本发明的第十六实施方式的活塞环。图18是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环131在设置第十四实施方式中说明的切口122和第十五实施方式中说明的切口127这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
根据本实施方式的活塞环131，作用在一侧面41c上的气体通过在形成切口122的倾斜面或弯曲面与凹部24之间形成的间隙(气体通路)、及在形成切口127的倾斜面或弯曲面与凹部24之间形成的间隙(气体通路)，而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环131，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的间隙(气体通路)。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十七实施方式〕
参照图19，说明本发明的第十七实施方式的活塞环。图19是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环136在取代间隙g而设置气体通路(连通路)137这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
气体通路137是将中间水平面52的内周缘与中间外周面51的上端连结，并沿着周向而向活塞环主体41的一侧面(上表面：顶面)41c及内周面41b侧刻入的呈剖视3/4圆形形状的周向槽，一端(前端)向另一端部的(前)端面25(参照图2)开口，另一端(基端)向位于倾斜面37的上方的活塞环主体41的另一端部或位于比倾斜面37靠弯曲面54侧的活塞环主体41的另一端部开口。
根据本实施方式的活塞环136，作用在一侧面41c上的气体通过气体通路137而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环136，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路137。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十八实施方式〕
参照图20，说明本发明的第十八实施方式的活塞环。图20是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环141在取代间隙g而设置切口142这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
需要说明的是，对于与上述的第一实施方式相同的构件，标注相同的符号。
切口142通过将中间外周面51的下端与活塞环主体41的另一端部的另一侧面(下表面：底面)41d的外周端连接的平坦的倾斜面或弯曲面形成，一端(前端)延伸至另一端部的(前)端面25(参照图2)的下方，另一端(基端)延伸至第一端面33的半径方向内侧或位于比第一端面33靠端面53侧的位置。
根据本实施方式的活塞环141，作用在一侧面41c上的气体通过在形成切口142的倾斜面或弯曲面与凹部24之间形成的间隙(气体通路)而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环141，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的间隙(气体通路)。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第十九实施方式〕
参照图21，说明本发明的第十九实施方式的活塞环。图21是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环146在设置第十七实施方式中说明的气体通路137和第十八实施方式中的说明的切口142这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
本实施方式的作用效果由于与第十七实施方式及第十八实施方式中说明的作用效果相同，因此这里省略其说明。
〔第二十实施方式〕
参照图22，说明本发明的第二十实施方式的活塞环。图22是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环151在设置第二实施方式中说明的气体通路62和第三实施方式中的说明的气体通路67这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
根据本实施方式的活塞环151，作用在一侧面41c上的气体通过气体通路62、67而被导向另一侧面41d。
由此，能够减少自身承受的负载，能够减少自身的磨损。
另外，根据本实施方式的活塞环151，即使由于作用在一侧面41c上的气体的压力而凸部23与凹部24密接的情况下，也能确保将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导的气体通路62、67。
由此，无论凸部23与凹部24的间隙如何都能够将作用在一侧面41c上的气体向另一侧面41d引导，从而不需要形成在凸部23与凹部24之间的间隙的管理。
〔第二十一实施方式〕
参照图23，说明本发明的第二十一实施方式的活塞环。图23是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环156在设置第十四实施方式中说明的切口122和第十七实施方式中的说明的气体通路137这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
本实施方式的作用效果由于与第十四实施方式及第十七实施方式中说明的作用效果相同，因此这里省略其说明。
〔第二十二实施方式〕
参照图24，说明本发明的第二十二实施方式的活塞环。图24是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环161在设置第十五实施方式中说明的切口127和第十八实施方式中的说明的切口142这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
本实施方式的作用效果由于与第十五实施方式及第十八实施方式中说明的作用效果相同，因此这里省略其说明。
〔第二十三实施方式〕
参照图25，说明本发明的第二十三实施方式的活塞环。图25是表示将本实施方式的活塞环的主要部分放大表示的立体图，是与图3同样的图。
本实施方式的活塞环166在设置第十四实施方式中说明的切口122、第十五实施方式中的说明的切口127、第十七实施方式中说明的气体通路137、第十八实施方式中说明的切口142这一点上与上述的第一实施方式不同。关于其他的结构要素，由于与上述的第一实施方式相同，因此这里省略这些结构要素的说明。
本实施方式的作用效果由于与第十四实施方式、第十五实施方式、第十七实施方式及第十八实施方式中说明的作用效果相同，因此这里省略其说明。
需要说明的是，在上述的实施方式中，对切口进行加工的加工性最好的是图16所示的第十四实施方式的结构，对周向槽进行加工的加工性最好的是图22所示的第二十实施方式的结构。
另外，本发明并未限定为上述的实施方式，适当根据需要可以将上述的实施方式组合实施，或者适当根据需要可以将上述的实施方式进行变形·变更实施。
此外，本发明的活塞环除了被使用作为顶环以外，也可以在第二级以后的活塞环(第二环以后的活塞环)中使用。
另外，在上述的实施方式中，列举出沿着高度方向形成有三个环槽3、4、5的活塞2作为一具体例，但本发明的活塞并未限定于此，也可以是沿着高度方向形成有一个、两个、四个以上的环槽的活塞。
【符号说明】
1 柴油发动机(内燃机)
2 活塞
3 环槽
4 环槽
5 环槽
21 活塞环
22 阶梯开口
23 凸部
24 凹部
32 中间内周面
34 中间水平面
51 中间外周面
52 中间水平面
61 活塞环
62 (第一)周向槽(气体通路)
63 周向槽(气体通路)
66 活塞环
67 (第二)周向槽(气体通路)
68 周向槽(气体通路)
71 活塞环
76 活塞环
81 活塞环
86 活塞环
91 活塞环
92 周向槽(气体通路)
93 周向槽(气体通路)
96 活塞环
97 周向槽(气体通路)
98 周向槽(气体通路)
101 活塞环
106 活塞环
107 周向槽(气体通路)
108 周向槽(气体通路)
111 活塞环
112 周向槽(气体通路)
113 周向槽(气体通路)
116 活塞环
121 活塞环
122 切口
126 活塞环
127 切口
131 活塞环
136 活塞环
137 周向槽(气体通路)
141 活塞环
142 切口
146 活塞环
151 活塞环
156 活塞环
161 活塞环
166 活塞环
g 间隙
h 活塞环的高度(宽度)
Claims (9)
1.一种活塞环，在一端部具备凸部，在另一端部具备凹部，并通过所述凸部和凹部来形成阶梯开口，其中，
在所述凸部与所述凹部之间设有将作用于一侧面的气体向另一侧面引导的气体通路，
所述气体通路由在所述凸部及所述凹部中的至少一方上沿着周向形成的周向槽构成。
2.根据权利要求1所述的活塞环，其中，
所述周向槽在形成于所述凹部的情况下，具备在形成所述凹部的中间水平面的厚度方向上的中央部沿着周向而向所述一侧面侧刻入的第一周向槽，所述周向槽在形成于所述凸部的情况下，具备在形成所述凸部的中间水平面的厚度方向上的中央部沿着周向而向另一侧面侧刻入的第二周向槽。
3.根据权利要求1所述的活塞环，其中，
所述周向槽在形成于所述凹部的情况下，具备在形成所述凹部的中间外周面的高度方向上的中央部沿着周向而向内周面侧刻入的第三周向槽，所述周向槽在形成于所述凸部的情况下，具备在形成所述凸部的中间内周面的高度方向上的中央部沿着周向而向外周面侧刻入的第四周向槽。
4.根据权利要求2或3所述的活塞环，其中，
所述周向槽为剖视矩形形状、剖视半圆形形状、剖视三角形形状中的任一个。
5.根据权利要求1所述的活塞环，其中，
所述凸部与所述凹部的在周向上的重叠设定成该活塞环的高度的2倍～4倍。
6.一种活塞环组，其具备：
权利要求1所述的活塞环；
具备直角开口的活塞环及/或具备斜开口的活塞环。
7.一种活塞环组，仅具备权利要求1所述的活塞环。
8.一种活塞，将权利要求1所述的活塞环嵌插于环槽。
9.一种内燃机，具备权利要求6或7所述的活塞环组或权利要求8所述的活塞。
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