JP2000170602A - ピストンリング - Google Patents
ピストンリングInfo
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- JP2000170602A JP2000170602A JP10366085A JP36608598A JP2000170602A JP 2000170602 A JP2000170602 A JP 2000170602A JP 10366085 A JP10366085 A JP 10366085A JP 36608598 A JP36608598 A JP 36608598A JP 2000170602 A JP2000170602 A JP 2000170602A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/12—Details
- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
- F16J9/206—One-piece oil-scraping rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
- F16J9/203—Oil-scraping rings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 テーパフェースの外周面を有しているピスト
ンリングにおいて、油掻き作用を長時間にわたって高く
維持できるピストンリングを提供する。 【解決手段】 セカンドリング４の外周面は、外径が下
方に向かって増加するテーパフェースの外周面５と、外
径が一定でテーパフェースの外周面５の下端から垂直に
僅かに延びる外周面６とで形成される。セカンドリング
４の下面の外周寄りに環状溝７を形成する。環状溝７は
合い口端面８に開口するようにしてリング全周にわたっ
て形成し、シリンダ内周面１ａとピストン２のサードラ
ンド２ｂとの隙間９に開口している。
ンリングにおいて、油掻き作用を長時間にわたって高く
維持できるピストンリングを提供する。 【解決手段】 セカンドリング４の外周面は、外径が下
方に向かって増加するテーパフェースの外周面５と、外
径が一定でテーパフェースの外周面５の下端から垂直に
僅かに延びる外周面６とで形成される。セカンドリング
４の下面の外周寄りに環状溝７を形成する。環状溝７は
合い口端面８に開口するようにしてリング全周にわたっ
て形成し、シリンダ内周面１ａとピストン２のサードラ
ンド２ｂとの隙間９に開口している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用のピス
トンリングに関する。
トンリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のピストンに装着されるセカン
ドリングは、油掻き効果を得るために、外周がテーパフ
ェース形状のものが一般的に使用されている。そして、
油掻き効果を高めるために、図３（ａ）に示されている
ように、リングの外周下側にステップ状の切り欠き２０
を形成したスクレーパリング２１や、図３（ｂ）に示さ
れているように、リングの外周下側にアンダカットステ
ップ状の斜め切り欠き２２を形成したナピアリング２３
が知られている。
ドリングは、油掻き効果を得るために、外周がテーパフ
ェース形状のものが一般的に使用されている。そして、
油掻き効果を高めるために、図３（ａ）に示されている
ように、リングの外周下側にステップ状の切り欠き２０
を形成したスクレーパリング２１や、図３（ｂ）に示さ
れているように、リングの外周下側にアンダカットステ
ップ状の斜め切り欠き２２を形成したナピアリング２３
が知られている。
【０００３】ステップ状やアンダカットステップ状の切
り欠き２０，２２を形成したピストンリングの潤滑油消
費量の低減効果は、以下のように説明できる。 ・ピストンリングの外周下側に切り欠きが形成される
と、ピストンのサードランド（セカンドリング溝とオイ
ルリング溝の間）、シリンダ内周面、セカンドリング、
及びオイルリングで区画されるサードランド部分の隙間
の容積が増す。 ・上記のサードランド部分の隙間の容積は、掻き落とさ
れる油の溜まり部として機能するため、油掻き作用が大
きくなる。 ・セカンドランド（トップリング溝とセカンドリング溝
の間）部分の圧力がサードランド部分に抜けやすくなり
低下する。これにより、セカンドランド部分の圧力が下
がり、セカンドランド部分の潤滑油が燃焼室側に逆流す
ることが無くなって、潤滑油消費が低減される。
り欠き２０，２２を形成したピストンリングの潤滑油消
費量の低減効果は、以下のように説明できる。 ・ピストンリングの外周下側に切り欠きが形成される
と、ピストンのサードランド（セカンドリング溝とオイ
ルリング溝の間）、シリンダ内周面、セカンドリング、
及びオイルリングで区画されるサードランド部分の隙間
の容積が増す。 ・上記のサードランド部分の隙間の容積は、掻き落とさ
れる油の溜まり部として機能するため、油掻き作用が大
きくなる。 ・セカンドランド（トップリング溝とセカンドリング溝
の間）部分の圧力がサードランド部分に抜けやすくなり
低下する。これにより、セカンドランド部分の圧力が下
がり、セカンドランド部分の潤滑油が燃焼室側に逆流す
ることが無くなって、潤滑油消費が低減される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、薄幅のピスト
ンリングの外周下側に切り欠きを施すと、外周面のテー
パ部の半径方向幅が狭くなる。これにより、テーパ部が
摩耗で消失するまでの時間が短くなり、油掻き作用を長
時間にわたって高く維持できない。
ンリングの外周下側に切り欠きを施すと、外周面のテー
パ部の半径方向幅が狭くなる。これにより、テーパ部が
摩耗で消失するまでの時間が短くなり、油掻き作用を長
時間にわたって高く維持できない。
【０００５】本発明の課題は、テーパフェースの外周面
を有しているピストンリングにおいて、油掻き作用を長
時間にわたって高く維持できるピストンリングを提供す
ることにある。
を有しているピストンリングにおいて、油掻き作用を長
時間にわたって高く維持できるピストンリングを提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダに装
着されたピストンのリング溝に組み付けられ、外径が下
方に向かって増加するテーパフェースの外周面を有して
いるピストンリングにおいて、前記ピストンリングの下
面に環状溝が形成されており、この環状溝が、シリンダ
内周面とピストン外周面との隙間に開口していることを
特徴とする。
着されたピストンのリング溝に組み付けられ、外径が下
方に向かって増加するテーパフェースの外周面を有して
いるピストンリングにおいて、前記ピストンリングの下
面に環状溝が形成されており、この環状溝が、シリンダ
内周面とピストン外周面との隙間に開口していることを
特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【０００８】１はシリンダ、２はシリンダ１に装着され
ているピストンで、ピストン２の外周面に形成されてい
る３つのリング溝にトップリング、セカンドリング、オ
イルリングがそれぞれ装着されている。図は、ピストン
２のセカンドリング溝３に装着されているセカンドリン
グ４を示している。ピストン２のサードランド２ｂ（セ
カンドリング４のリング溝３とその下に配置するオイル
リング溝の間）は、セカンドランド２ａ（トップリング
のリング溝とセカンドリング４のリング溝３の間）より
も、外径が小さく形成されている。
ているピストンで、ピストン２の外周面に形成されてい
る３つのリング溝にトップリング、セカンドリング、オ
イルリングがそれぞれ装着されている。図は、ピストン
２のセカンドリング溝３に装着されているセカンドリン
グ４を示している。ピストン２のサードランド２ｂ（セ
カンドリング４のリング溝３とその下に配置するオイル
リング溝の間）は、セカンドランド２ａ（トップリング
のリング溝とセカンドリング４のリング溝３の間）より
も、外径が小さく形成されている。
【０００９】セカンドリング４の外周面は、外径が下方
に向かって増加するテーパフェースの外周面５と、外径
が一定でテーパフェースの外周面５の下端から垂直に僅
かに延びる外周面６とで形成されている。セカンドリン
グ４の下面の外周寄りに、環状溝７が形成されている。
環状溝７は、リング合い口端面８に開口するようにして
リング全周にわたって形成されており、シリンダ内周面
１ａとピストン２のサードランド２ｂとの隙間９に開口
している。環状溝７の断面形状は、図では矩形形状を示
しているが、これに限ることはなく、例えば半円形や三
角形等でもよい。環状溝７は、機械加工で形成するほ
か、リング線材の製造工程で形成することもできる。
に向かって増加するテーパフェースの外周面５と、外径
が一定でテーパフェースの外周面５の下端から垂直に僅
かに延びる外周面６とで形成されている。セカンドリン
グ４の下面の外周寄りに、環状溝７が形成されている。
環状溝７は、リング合い口端面８に開口するようにして
リング全周にわたって形成されており、シリンダ内周面
１ａとピストン２のサードランド２ｂとの隙間９に開口
している。環状溝７の断面形状は、図では矩形形状を示
しているが、これに限ることはなく、例えば半円形や三
角形等でもよい。環状溝７は、機械加工で形成するほ
か、リング線材の製造工程で形成することもできる。
【００１０】上記セカンドリング４の実施をする上で、
リング材料や表面処理には制限がない。従って、セカン
ドリング４は、鋳鉄、鋼又はステンレス鋼等、従来使用
している材料で作製できる。セカンドリング４の外周面
の表面処理も、無処理のまま、あるいは従来のＣｒめっ
き、ガス窒化、ＰＶＤ処理等を同様に使用することがで
きる。
リング材料や表面処理には制限がない。従って、セカン
ドリング４は、鋳鉄、鋼又はステンレス鋼等、従来使用
している材料で作製できる。セカンドリング４の外周面
の表面処理も、無処理のまま、あるいは従来のＣｒめっ
き、ガス窒化、ＰＶＤ処理等を同様に使用することがで
きる。
【００１１】上記セカンドリング４の寸法は以下の通り
である。環状溝７の寸法及び位置はセカンドリング４、
シリンダ１及びピストン２の関係から定められる。 リングの半径方向厚 ：１．０〜１０．０ｍｍ リングの軸方向幅 ：０．５〜３．０ｍｍ テーパフェースの外周面５の傾斜角：３０〜１８０分 垂直な外周面６の軸方向幅：０．０５〜１．５ｍｍ 環状溝７の軸方向深さ ：０．１〜０．８ｍｍ（０．
２〜０．６ｍｍの範囲がより望ましい。） 環状溝７の半径方向幅 ：０．２〜０．８ｍｍ（０．
３〜０．６ｍｍの範囲がより望ましい。） 環状溝７の外周端と垂直な外周面６との距離：０．１〜
１．０ｍｍ（０．３〜０．５ｍｍの範囲がより望まし
い。）
である。環状溝７の寸法及び位置はセカンドリング４、
シリンダ１及びピストン２の関係から定められる。 リングの半径方向厚 ：１．０〜１０．０ｍｍ リングの軸方向幅 ：０．５〜３．０ｍｍ テーパフェースの外周面５の傾斜角：３０〜１８０分 垂直な外周面６の軸方向幅：０．０５〜１．５ｍｍ 環状溝７の軸方向深さ ：０．１〜０．８ｍｍ（０．
２〜０．６ｍｍの範囲がより望ましい。） 環状溝７の半径方向幅 ：０．２〜０．８ｍｍ（０．
３〜０．６ｍｍの範囲がより望ましい。） 環状溝７の外周端と垂直な外周面６との距離：０．１〜
１．０ｍｍ（０．３〜０．５ｍｍの範囲がより望まし
い。）
【００１２】上記セカンドリング４によれば、潤滑油消
費量を低減できる。すなわち、セカンドリング４の下面
の環状溝７により、ピストン２のサードランド２ｂ、シ
リンダ内周面１ａ、セカンドリング４、及びオイルリン
グ溝に配置するオイルリングで区画されるサードランド
２ｂ部分の隙間の容積が増す。このサードランド２ｂ部
分の隙間の容積は、セカンドリング４によって掻き落と
される油の溜まり部として機能するため、油掻き作用が
大きくなる。また、ピストン２のセカンドランド２ａ部
分の圧力がサードランド２ｂ部分に抜けやすくなり低下
するので、セカンドランド２ａ部分の潤滑油が燃焼室側
に逆流することが無くなって、潤滑油消費が低減され
る。
費量を低減できる。すなわち、セカンドリング４の下面
の環状溝７により、ピストン２のサードランド２ｂ、シ
リンダ内周面１ａ、セカンドリング４、及びオイルリン
グ溝に配置するオイルリングで区画されるサードランド
２ｂ部分の隙間の容積が増す。このサードランド２ｂ部
分の隙間の容積は、セカンドリング４によって掻き落と
される油の溜まり部として機能するため、油掻き作用が
大きくなる。また、ピストン２のセカンドランド２ａ部
分の圧力がサードランド２ｂ部分に抜けやすくなり低下
するので、セカンドランド２ａ部分の潤滑油が燃焼室側
に逆流することが無くなって、潤滑油消費が低減され
る。
【００１３】そして、セカンドリング４の下面に環状溝
７が形成されても、テーパフェースの外周面５の半径方
向幅はそれによって狭くなることがない。従って、テー
パ部が摩耗で消失するまでの時間が短くならないため、
油掻き作用を長時間にわたって高く維持できる。
７が形成されても、テーパフェースの外周面５の半径方
向幅はそれによって狭くなることがない。従って、テー
パ部が摩耗で消失するまでの時間が短くならないため、
油掻き作用を長時間にわたって高く維持できる。
【００１４】図２は別の実施形態を示している。本実施
形態が上記実施形態と相違する点は、ピストン２のサー
ドランド２ｂのセカンドリング溝３側の角部に面取り１
０が形成されている点である。この面取り１０によっ
て、ピストン２のサードランド２ｂ、シリンダ内周面１
ａ、セカンドリング４、及びオイルリングで区画される
サードランド２ｂ部分の隙間の容積を更に増して、油掻
き作用を大きくしている。
形態が上記実施形態と相違する点は、ピストン２のサー
ドランド２ｂのセカンドリング溝３側の角部に面取り１
０が形成されている点である。この面取り１０によっ
て、ピストン２のサードランド２ｂ、シリンダ内周面１
ａ、セカンドリング４、及びオイルリングで区画される
サードランド２ｂ部分の隙間の容積を更に増して、油掻
き作用を大きくしている。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明のピストンリ
ングは、油掻き作用を長時間にわたって高く維持でき
る。
ングは、油掻き作用を長時間にわたって高く維持でき
る。
【図１】本発明の一実施形態を示し、（ａ）はシリンダ
に装着したピストンに組み付けられたセカンドリングを
示す縦断面図、（ｂ）はセカンドリングの底面図であ
る。
に装着したピストンに組み付けられたセカンドリングを
示す縦断面図、（ｂ）はセカンドリングの底面図であ
る。
【図２】本発明の別の実施形態を示し、（ａ）はシリン
ダに装着したピストンに組み付けられたセカンドリング
を示す縦断面図、（ｂ）はセカンドリングの底面図であ
る。
ダに装着したピストンに組み付けられたセカンドリング
を示す縦断面図、（ｂ）はセカンドリングの底面図であ
る。
【図３】従来のピストンリングを示し、（ａ）はスクレ
ーパリングを示す縦断面図、（ｂ）はナピアリングを示
す縦断面図である。
ーパリングを示す縦断面図、（ｂ）はナピアリングを示
す縦断面図である。
１ シリンダ １ａ シリンダ内周面 ２ ピストン ２ａ セカンドランド ２ｂ サードランド ３ セカンドリング溝 ４ セカンドリング ５ テーパフェースの外周面 ６ 垂直に延びる外周面 ７ 環状溝 ８ 合い口端面 ９ 隙間 １０ 面取り ２０，２２ 切り欠き ２１ スクレーパリング ２３ ナピアリング
Claims (4)
- 【請求項１】 シリンダに装着されたピストンのリング
溝に組み付けられ、外径が下方に向かって増加するテー
パフェースの外周面を有しているピストンリングにおい
て、 前記ピストンリングの下面に環状溝が形成されており、
この環状溝が、シリンダ内周面とピストン外周面との隙
間に開口していることを特徴とするピストンリング。 - 【請求項２】 前記ピストンリングがセカンドリングで
あることを特徴とする請求項１記載のピストンリング。 - 【請求項３】 前記環状溝の軸方向深さが０．１〜０．
８ｍｍ、半径方向幅が０．２〜０．８ｍｍの範囲にある
ことを特徴とする請求項１又は２記載のピストンリン
グ。 - 【請求項４】 前記環状溝の断面形状が、矩形、半円形
又は三角形であることを特徴とする請求項１，２，又は
３記載のピストンリング。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10366085A JP2000170602A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | ピストンリング |
| US09/454,995 US20020033579A1 (en) | 1998-12-08 | 1999-12-06 | Piston ring |
| GB9929046A GB2344633B (en) | 1998-12-08 | 1999-12-08 | Piston ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10366085A JP2000170602A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000170602A true JP2000170602A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18485892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10366085A Pending JP2000170602A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | ピストンリング |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020033579A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000170602A (ja) |
| GB (1) | GB2344633B (ja) |
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| US11982357B2 (en) | 2017-02-16 | 2024-05-14 | Man Energy Solutions Se | Cylinder of an internal combustion engine |
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| DE102004021361A1 (de) * | 2004-04-30 | 2005-05-25 | Audi Ag | Kolbenring |
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| KR20160042036A (ko) | 2013-08-07 | 2016-04-18 | 페더럴-모걸 코오포레이숀 | 피스톤 링 |
| DE102014013442A1 (de) * | 2014-09-11 | 2016-03-31 | Wabco Gmbh | Luftverdichter aus einem Leichtmetall |
| JP6473335B2 (ja) | 2015-01-29 | 2019-02-20 | 株式会社リケン | ピストンリング |
| DE102015009587B4 (de) | 2015-07-24 | 2018-11-22 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kompressionskolbenring |
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- 1998-12-08 JP JP10366085A patent/JP2000170602A/ja active Pending
-
1999
- 1999-12-06 US US09/454,995 patent/US20020033579A1/en not_active Abandoned
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