CN106133411A - 活塞环 - Google Patents

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CN106133411A CN201480066685.8A CN201480066685A CN106133411A CN 106133411 A CN106133411 A CN 106133411A CN 201480066685 A CN201480066685 A CN 201480066685A CN 106133411 A CN106133411 A CN 106133411A
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藤田正显
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Abstract

提供一种能够良好地确保开口部的强度及密封性这两者的活塞环。在开口部(3)中，主体部(2)的侧面(2a)侧具有从一方的开口端部(11)朝向另一方的开口端部(12)的第一突出部(13)和在另一方的开口端部处接受第一突出部的第一接受部(14)，主体部的侧面(2b)侧具有从另一方的开口端部朝向一方的开口端部的第二突出部(15)和在一方的开口端部处接受第二突出部的第二接受部(16)。主体部(2)的内周面(2c)侧具有从第二突出部朝向第二接受部的第一阳部(21)和在第二接受部处接受第一阳部的第一阴部(22)，主体部的外周面(2d)侧具有从第二接受部朝向第二突出部的第二阳部(23)和在第二突出部处接受第二阳部的第二阴部(24)。

Description

活塞环
技术领域
本发明涉及使用于内燃机的活塞环。
背景技术
汽车的内燃机等使用的活塞环设置于例如活塞外周面的环槽，活塞环的外周面与孔内周面进行滑动接触，且活塞环的一侧面与环槽的侧面抵接，由此具有从燃烧室侧向曲轴室侧的窜漏气体的防止功能。上述活塞环为了向环槽的装配的方便而形成具有开口部的开口环形状，因此抑制开口部处的窜漏气体成为课题。
针对这样的课题，例如在专利文献1记载的活塞环中，在金属制的活塞环形成被称为双角开口的特殊的开口部，实现开口部处的气体泄漏面积的缩小。而且，在专利文献2记载的活塞环中，公开了在合成树脂制的活塞环形成有阶跃状的开口部的结构。而且，在专利文献3中公开了形成有三重阶跃状的开口部的结构作为变速器等的油密封所使用的密封环。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开昭59-126158号公报
专利文献2：日本实开平4-41153号公报
专利文献3：日本特开2003-1584号公报
发明内容
发明要解决的课题
上述专利文献1那样的开口构造的加工复杂，存在加工精度或加工成本的问题。而且，从开口端部突出的凸部的前端面的面积较小，因此存在载荷作用于凸部时凸部容易破损的问题。而且，专利文献2及专利文献3那样的开口构造由于使用树脂材料进行加工而可认为制作容易，但是在树脂制的活塞环的情况下，与金属制的活塞环相比，存在难以充分得到耐热性的问题。
本发明为了解决上述课题而完成，目的在于提供一种能够良好地确保开口部的强度及密封性这两者的活塞环。
用于解决课题的手段
本发明的一形态的活塞环具备环状的主体部和形成于主体部的开口部，其中，在开口部中，在主体部的一侧面侧设有从一方的开口端部朝向另一方的开口端部突出的第一突出部和在另一方的开口端部处接受第一突出部的第一接受部，在主体部的另一侧面侧设有从另一方的开口端部朝向一方的开口端部突出的第二突出部和在一方的开口端部处接受第二突出部的第二接受部，在主体部的内周面侧设有从第二突出部朝向第二接受部突出的第一阳部和在第二接受部处接受第一阳部的第一阴部，在主体部的外周面侧设有从第二接受部朝向第二突出部突出的第二阳部和在第二突出部处接受第二阳部的第二阴部。
在该活塞环中，在主体部的一侧面侧第一突出部与第一接受部相对的位置和在主体部的另一侧面侧第二突出部与第二接受部相对的位置相互错开，由此形成曲轴。因此，在活塞环的使用时，第一突出部与第二突出部在主体部的宽度方向上对合，曲轴闭锁，由此能够隔断在活塞环的宽度方向上漏出的气体。而且，在该活塞环中，在主体部的内周面侧第一阳部与第一阴部相对的位置和在主体部的外周面侧第二阳部与第二阴部相对的位置相互错开，由此形成曲轴。在该曲轴中，第一阳部的与第二阳部相对的相对面及第二阳部的与第一阳部相对的相对面难以受到温度膨胀的影响，活塞环的使用时的磨损的影响也少，因此能够将相对面之间的间隔保持得较小。因此，能够抑制在活塞环的内周面侧旋入的气体向外周面侧漏出。而且，在该活塞环中，能够充分确保主体部的一侧面侧的第一突出部和主体部的另一侧面侧的第二突出部的截面积，而且第一突出部比第二接受部侧的第一阴部及第二阳部突出，因此能够充分确保开口部的强度。
而且，优选的是，以第二突出部的宽度朝向前端侧变窄的方式，第二突出部的与第一突出部对合的对合面相对于第一突出部的与第二突出部对合的对合面倾斜。这种情况下，能够充分确保通过第一突出部和第二突出部形成的曲轴的长度，因此在曲轴的压力损失变大，能够更可靠地抑制活塞环的宽度方向上的气体的漏出。而且，由于第二突出部的基端部成为厚壁，因此能够进一步确保第二突出部的强度。
而且，优选的是，第一接受部的与第一突出部相对的相对面相对于第一突出部的与第一接受部相对的相对面倾斜。由此，能够避免相对面彼此的接触，能够抑制第一突出部的磨损。
而且，优选的是，第二突出部的与第二接受部相对的相对面相对于第二接受部的与第二突出部相对的相对面倾斜。由此，能够避免相对面彼此的接触，能够抑制第二突出部的磨损。
而且，优选的是，主体部由金属形成。由此，能够充分确保活塞环的耐热性。
发明效果
根据本发明的活塞环，能够良好地确保开口部的强度及密封性这两者。
附图说明
图1是表示本发明的一形态的活塞环的一实施方式的立体图。
图2是图1所示的活塞环的开口部的从一侧面侧表示的主要部分放大立体图。
图3是图1所示的活塞环的开口部的从另一侧面侧表示的主要部分放大立体图。
图4是图1所示的活塞环的开口部的从外周面侧观察到的主要部分放大图。
图5是图1所示的活塞环的开口部的从另一侧面侧观察到的主要部分放大图。
图6是变形例的活塞环的开口部的从外周面侧观察到的主要部分放大图。
图7是另一变形例的活塞环的开口部的从外周面侧观察到的主要部分放大图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的一形态的活塞环的优选实施方式。
图1是表示本发明的一形态的活塞环的一实施方式的立体图。该图所示的活塞环1例如在汽车的内燃机中设于活塞外周面的环槽，活塞环1的外周面2d与孔内周面进行滑动接触，且活塞环1的侧面2b侧与环槽的侧面抵接而成为密封面，由此起到从燃烧室侧向曲轴室侧的窜漏气体的防止功能。
该活塞环1具备环状的主体部2和在主体部2的局部形成的开口部3。主体部2通过作为宽度方向的端面的侧面(一侧面)2a及侧面(另一侧面)2b和作为厚度方向的端面的内周面2c及外周面2d，形成厚度方向为长边且宽度方向为短边的截面大致长方形形状。该主体部2通过例如含有多个金属元素的铸铁或钢材而形成为具有充分的强度、耐热性及弹性。而且，对主体部2的表面实施例如基于硬质镀铬层、铬的氮化物层或者铁的氮化物层等的表面改质，实现主体部2的耐磨损性的提高。
图2是图1所示的活塞环1的开口部3的从侧面2a侧表示的主要部分放大立体图，图3是图1所示的活塞环1的开口部3的从侧面2b侧表示的图。如图2及图3所示，开口部3是在主体部2的局部形成的裂缝，以确保将活塞环1向活塞外周面的环槽装配时的装配性为目的而设置。在开口部3，在将活塞环1向环槽装配之前的状态下，一方的开口端部11与另一方的开口端部12成为以规定的间隔彼此相对的状态。
在该开口部3，如图2所示，在主体部2的侧面2a侧设有从一方的开口端部11朝向另一方的开口端部12突出的第一突出部13和在另一方的开口端部12处接受第一突出部13的第一接受部14。而且，在主体部2的侧面2b侧设有从另一方的开口端部12朝向一方的开口端部11突出的第二突出部15和在一方的开口端部11处接受第二突出部15的第二接受部16。
更具体而言，在第一突出部13，成为主体部2的侧面2a侧的大致一半部分从一方的开口端部11呈截面大致长方形形状地突出的状态，在第一接受部14，成为在另一方的开口端部12处主体部2的侧面2a侧的大致一半部分对应于第一突出部13的形状而呈截面大致长方形形状地切口的状态。
同样，在第二突出部15，成为主体部2的侧面2b侧的大致一半部分从另一方的开口端部12呈截面大致长方形形状地突出的状态，在第二接受部16，成为在一方的开口端部11处主体部2的侧面2b侧的大致一半部分对应于第二突出部15的形状而呈截面大致长方形形状地切口的状态。
此外，在主体部2的侧面2b侧，如图3所示，在主体部2的内周面2c侧设有从第二突出部15朝向第二接受部16突出的第一阳部21和在第二接受部16处接受第一阳部21的第一阴部22。而且，在主体部2的侧面2b侧，在主体部2的外周面2d侧设有从第二接受部16朝向第二突出部15突出的第二阳部23和在第二突出部15处接受第二阳部23的第二阴部24。
更具体而言，在第一阳部21，成为第二突出部15的内周面2c侧的大致一半部分呈截面大致长方形形状地突出的状态，在第一阴部22，成为第二接受部16的内周面2c侧的大致一半部分对应于第一阳部21的形状而呈截面大致长方形形状地切口的状态。
同样，在第二阳部23，成为第二接受部16的外周面2d侧的大致一半部分呈截面大致长方形形状地突出的状态，在第二阴部24，成为第二突出部15的外周面2d侧的大致一半部分对应于第二阳部23的形状而呈截面大致长方形形状地切口的状态。
在具有以上的结构的活塞环1中，在主体部2的侧面2a侧第一突出部13与第一接受部14相对的位置和在主体部2的侧面2b侧第二突出部15与第二接受部16相对的位置在主体部2的周方向上相互错开。由此，在从外周面2d侧观察开口部3的情况下，如图4所示，通过第一突出部13的与第一接受部14相对的相对面13a、第一接受部14的与第一突出部13相对的相对面14a、第一突出部13的与第二突出部15对合的对合面13b、第二突出部15的与第一突出部13对合的对合面15b、第二突出部15的与第二接受部16相对的相对面15a、及第二接受部16的与第二突出部15相对的相对面16a形成曲轴C1。
因此，在将活塞环1装配于活塞外周面的环槽而受到由活塞的上下运动产生的载荷的情况下，第一突出部13的对合面13b与第二突出部15的对合面15b在主体部2的宽度方向上对合，曲轴C1闭锁，由此能够隔断沿活塞环1的宽度方向漏出的气体。
而且，在活塞环1中，在主体部2的内周面2c侧第一阳部21与第一阴部22相对的位置和在主体部2的外周面2d侧第二阳部23与第二阴部24相对的位置在主体部的周方向上相互错开。由此，在从侧面2b侧观察开口部3的情况下，如图5所示，通过第一阳部21的与第一阴部22相对的相对面21a、第一阴部22的与第一阳部21相对的相对面22a、第一阳部21的与第二阳部23相对的相对面21b、第二阳部23的与第一阳部21相对的相对面23b、第二阳部23的与第二阴部24相对的相对面23a、及第二阴部24的与第二阳部23相对的相对面24a形成曲轴C2。
在该曲轴C2中，第一阳部21的与第二阳部23相对的相对面21b及第二阳部23的与第一阳部21相对的相对面23b难以受到活塞环1的使用时的温度膨胀的影响。而且，即使在由活塞的上下运动产生的载荷向活塞环1施加的情况下，该载荷也难以沿相对面21b、23b的相对方向作用，磨损的影响也小，因此能够将相对面21b、23b之间的间隔α保持得较小。因此，曲轴C2中的气体的流通面积能够极小化，能够抑制在活塞环1的内周面2c侧旋入的气体通过曲轴C2向外周面2d侧漏出。
而且，在该活塞环1中，第一突出部13具有主体部2的侧面2a侧的大致一半部分的截面积，第二突出部15具有主体部2的侧面2b侧的大致一半部分的截面积。而且，第一突出部13比形成于第二接受部16的第一阴部22及第二阳部23突出，因此第二阳部23未成为悬臂构造而由第一突出部13支承。通过这样的构造，能够充分确保开口部3的强度。
本发明并不局限于上述实施方式。例如在上述实施方式中，例示了通过金属形成主体部2，但是在更重视加工容易性的情况下，也可以通过合成树脂等形成活塞环1的主体部2。
而且，在上述实施方式中，第一突出部13及第二突出部15的截面形状都为长方形形状，但是例如也可以将第二突出部15形成为图6所示的形状。具体而言，可以将第一突出部13及第二接受部16仍维持为截面长方形形状，另一方面以第二突出部15的宽度朝向前端侧变窄的方式使第二突出部15的与第一突出部13对合的对合面15b相对于第一突出部13的与第二突出部15对合的对合面13b倾斜。
这种情况下，能够进一步扩展曲轴C1的长度，因此在曲轴C1的压力损失变大，能够更可靠地抑制活塞环1的宽度方向上的气体的漏出。而且，第二突出部15的基端部更成为厚壁，因此能够进一步确保第二突出部15的强度。
而且，在图6的例子中，第一接受部14的与第一突出部13相对的相对面14a相对于第一突出部13的与第一接受部14的相对面13a倾斜，并且第二突出部15的与第二接受部16相对的相对面15a相对于第二接受部16的与第二突出部15相对的相对面16a倾斜。由此，能够避免相对面13a、14a彼此的接触，能够抑制第一突出部13的磨损。同样，能够避免相对面15a、16a彼此的接触，能够抑制第二突出部15的磨损。
此外，在图6的例子中，将第一突出部13及第二接受部16形成为截面长方形形状，但也可以例如图7所示，使第一突出部13的与第二突出部15对合的对合面13b、第一突出部13的与第一接受部14相对的相对面13a、及第二接受部16的与第二突出部15相对的相对面16a分别相对于侧面2a、2b倾斜。
这种情况下，能够进一步扩展曲轴C1的长度，因此能够更可靠地抑制活塞环1的宽度方向上的气体的漏出。而且，第一突出部13的基端部更加成为厚壁，因此能够进一步确保第一突出部13的强度。需要说明的是，第一突出部13在活塞环1的使用时沿宽度方向取得气体压的平衡，因此强度可以比第二突出部15稍小。而且，在图7中，相对面13a、14a彼此及相对面15a、16a彼此都优选非平行。这样的话，能够避免相对面13a、14a彼此的接触及相对面15a、16a彼此的接触，能够避免第一突出部13及第二突出部15的磨损。
产业上的可利用性
本发明的一形态的活塞环可以作为例如能够良好地确保开口部的强度及密封性这两者的活塞环来使用。
标号说明
1…活塞环，2…主体部，2a…侧面(一侧面)，2b…侧面(另一侧面)，2c…内周面，2d…外周面，3…开口部，11…一方的开口端部，12…另一方的开口端部，13…第一突出部，13a…相对面，13b…对合面，14…第一接受部，14a…相对面，15…第二突出部，15a…相对面，15b…对合面，16…第二接受部，16a…相对面，21…第一阳部，21a、21b…相对面，22…第一阴部，22a…相对面，23…第二阳部，23a、23b…相对面，24…第二阴部，24a…相对面。

Claims (5)

1.一种活塞环，具备环状的主体部和形成于所述主体部的开口部，其中，
在所述开口部中，
在所述主体部的一侧面侧设有从一方的开口端部朝向另一方的开口端部突出的第一突出部和在所述另一方的开口端部处接受所述第一突出部的第一接受部，
在所述主体部的另一侧面侧设有从所述另一方的开口端部朝向所述一方的开口端部突出的第二突出部和在所述一方的开口端部处接受所述第二突出部的第二接受部，
在所述主体部的内周面侧设有从所述第二突出部朝向所述第二接受部突出的第一阳部和在所述第二接受部处接受所述第一阳部的第一阴部，
在所述主体部的外周面侧设有从所述第二接受部朝向所述第二突出部突出的第二阳部和在所述第二突出部处接受所述第二阳部的第二阴部。
2.根据权利要求1所述的活塞环，其中，
以所述第二突出部的宽度朝向前端侧变窄的方式，所述第二突出部的与所述第一突出部对合的对合面相对于所述第一突出部的与第二突出部对合的对合面倾斜。
3.根据权利要求1或2所述的活塞环，其中，
所述第一接受部的与所述第一突出部相对的相对面相对于所述第一突出部的与所述第一接受部相对的相对面倾斜。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的活塞环，其中，
所述第二突出部的与所述第二接受部相对的相对面相对于所述第二接受部的与所述第二突出部相对的相对面倾斜。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的活塞环，其中，
所述主体部由金属形成。
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