JP2001527197A - Improved piston ring - Google Patents
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- 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
- F16J9/14—Joint-closures
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Abstract
(57)【要約】 内燃エンジンピストンに形成された環状リング受け溝(4)の各々に配置させるための、間隙(6,6a)を形成してなるピストンリング(1,1a)の構造を提供する。ピストンリング(1,1a)の各端部(2,3;2a,3a)が、ピストンリング(1,1a)の幅寸法(b)よりも小さい幅で形成され、これらの端部(2,3;2a,3a)は、互いにオーバーラップする関係で配置され、その場合、第1の端部(2,2a)が第2の端部(3,3a)の内面側とピストンリング溝(4)の底面側との間にて延び、第2の端部(3,3a)が第1の端部(2,2a)の外側に延び、第2の端部の端面(5,5a)と第1の端部(2,2a)が十分な広がりを持って広がった遷移領域との間に、前記リングの間隙(6,6a)が形成されてなる。 (57) Abstract: Provided is a structure of a piston ring (1, 1a) formed with a gap (6, 6a) to be disposed in each of annular ring receiving grooves (4) formed in an internal combustion engine piston. I do. Each end (2, 3; 2a, 3a) of the piston ring (1, 1a) is formed with a width smaller than the width dimension (b) of the piston ring (1, 1a), and these ends (2, 3a) are formed. 3; 2a, 3a) are arranged in an overlapping relationship with each other, in which case the first end (2, 2a) is in contact with the inner surface of the second end (3, 3a) and the piston ring groove (4). ), The second end (3, 3a) extends outside the first end (2, 2a), and the end surface (5, 5a) of the second end. A gap (6, 6a) of the ring is formed between the first end portion (2, 2a) and the transition region where the first end portion (2, 2a) is sufficiently widened.
Description
【0001】 (技術分野) 本発明は、間隙を形成したピストンリングに係り、内燃エンジンピストンに形
成された個々の環状リング受け溝に配置されるピストンリングに関する。TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a piston ring having a gap formed therein, and more particularly to a piston ring disposed in an individual annular ring receiving groove formed in an internal combustion engine piston.
【0002】 (背景技術) 各ピストンリングは、開放リングの形を有し、該リングの両端部間に或る種の
スリット結合部が設けられていて、前記リングに弾性を持たせるようにしている
。もし、このスリットが開放型のもので間隙が形成されていると、エンジンのピ
ストンの動作の間にこの間隙を介して少量の燃焼ガスが通過することになる。こ
の間隙を介しての少量の燃焼ガスの通過は、とりわけ最上部のピストンリングで
は許容することができる。なぜならば、このピストンリングに対する圧力は結果
的に小さくなり、前記ピストンリングに対する疲労を非常に減少させるからであ
る。BACKGROUND ART [0002] Each piston ring has the form of an open ring, with some kind of slit connection provided between both ends of the ring to make the ring elastic. I have. If the slit is open and a gap is formed, a small amount of combustion gas will pass through the gap during operation of the engine piston. The passage of small amounts of combustion gases through this gap can be tolerated, especially in the uppermost piston ring. This is because the pressure on this piston ring is consequently reduced, greatly reducing the fatigue on said piston ring.
【0003】 しかし、これに関連する大きな欠点は、高熱燃焼ガスが、前記ピストンの環状
溝中に広がり、前記ピストンリングの内面に沿って通過し、前記リングのこの間
隙を通って流れ出すことである。この高温ガスの流れは、前記ピストンリングを
不利な程度にまで加熱することの原因となり、更に、次第にこの環状溝の浸炭が
生じ、エンジンをしばしば修理したり、ピストンリングの交換をすることを必要
とさせる。[0003] However, a major disadvantage associated with this is that the hot combustion gases spread into the annular groove of the piston, pass along the inner surface of the piston ring and flow out through this gap in the ring. . This flow of hot gas causes the piston ring to be heated to an unfavorable degree, and furthermore, the annular groove gradually carburizes, requiring frequent engine repairs and replacement of the piston ring. And let
【0004】 この種のピストンリングを介してのガスの通過を減少、可能な限り完全に排除
するため、気密結合部を備えたピストンリングが提案されている。この種のピス
トンリングがヨーロッパ特許EP742875号に開示されている。この特許公
報によれば、前記ピストンリングの両端部がオーバーラップするように設計され
ており、一方の端部が他方の端部上に延びていて、前記ピストンリングの両端部
間を架橋するようにしている。この構造の欠点は、この形状のピストンリングが
、複数のピストンリングが装着されたピストン上の燃焼室に最も接近して位置し
ている場合には、前述のように、このピストンリングが全体の圧力降下を吸収す
るようにしなければならないことであり、従って各爆発行程で全体の負荷を吸収
しなければならない。その結果、前記リング並びに前記エンジンシリンダーの内
壁に疲労が増加することになる。[0004] In order to reduce the gas passage through such a piston ring, and to eliminate it as completely as possible, piston rings with an airtight connection have been proposed. A piston ring of this kind is disclosed in EP 742875. According to this patent publication, both ends of the piston ring are designed to overlap, with one end extending over the other and bridging between the ends of the piston ring. I have to. The disadvantage of this construction is that, if the piston ring of this shape is located closest to the combustion chamber on the piston on which the piston rings are mounted, as described above, this piston ring will That is, it must absorb the pressure drop, and therefore must absorb the entire load in each explosion stroke. As a result, fatigue increases on the ring and the inner wall of the engine cylinder.
【0005】 前記ピストンリングの最も露出したものに対する前記圧力を幾分か軽減させる
ため、このヨーロッパ特許では、燃焼ガスの通過のための幾つかの通路をこのピ
ストンリングに持たせることが提案されている。これらの通路は、等距離の間隔
を以て前記疲労面に対する前記リングの周りに配置される。この解決法は、最も
露出したピストンリングに対する負荷を幾分減少させるため、操作上有利となる
。しかし、同時に、この解決法は他の欠点を引き起こす。すなわち、これらの通
路は、リング全体において、重大な割れを誘引する手段として作用することにな
る。更に、堅く脆いプラズマ照射耐摩層(plasma-sprayed wear layer)を有す る表面コート層が設けられたピストンリングの場合には、その耐摩層の酸化物層
(scaling)による損傷が、その通路の形成時並びに後の操作の間に生じ易い。 この破損が発生する危険性は、これらの通路が直線的である場合に最も可能性が
高い。すなわち、前記ピストンリングの上面から底面に垂直に延びた通路の場合
には、この破損の可能性が高い。この通路が斜めに延びている場合には、上記ヨ
ーロッパ特許の場合にように、この酸化物層の最大の危険性が、前記通路の上面
および底面に存在することになる。これは、前記ピストンリングにおいて重大な
欠点であると共に、この酸化物層は、シリンダーの内壁に対して起こり得る重大
な損傷の原因ともなる。In order to somewhat reduce the pressure on the most exposed of the piston ring, it is proposed in this European patent that the piston ring has several passages for the passage of combustion gases. I have. These passages are arranged around the ring at equal distances to the fatigue surface. This solution is operationally advantageous because it somewhat reduces the load on the most exposed piston ring. However, at the same time, this solution causes other disadvantages. That is, these passages will act as a means to induce significant cracking throughout the ring. Further, in the case of a piston ring provided with a surface coating layer having a hard and brittle plasma-sprayed wear layer, damage from the oxide layer (scaling) of the wear layer may be caused by damage to the passage. It is likely to occur during formation and during subsequent operations. The risk of this failure occurring is most likely when these passages are straight. That is, in the case of a passage extending perpendicularly from the top surface to the bottom surface of the piston ring, the possibility of this breakage is high. If the passage extends diagonally, the greatest danger of this oxide layer will be at the top and bottom of the passage, as in the European patent. This is a serious drawback in the piston ring and this oxide layer also causes serious damage to the inner wall of the cylinder.
【0006】 本発明の目的は、上述のような問題点を解決し得る装置を提供するものである
。また、このような本発明の特徴は特許請求の範囲等からも明らかに推測するこ
とができよう。An object of the present invention is to provide an apparatus that can solve the above-described problems. Further, such features of the present invention can be clearly inferred from the claims and the like.
【0007】 (発明を実施するための最良の形態) 本発明は、以下の添付図面に従って詳細に説明される。 本発明に係わるピストンリング1は、2つの端部2、3を備えた形状をなし、
この端部2、3の幅寸法は、ピストンリング1の幅寸法bよりも小さくなってい
る。これらの端部2、3は、第1の端部2が、第2の端部3の内面とピストンリ
ング1を受け入れるピストンリング溝4の底面との間で挟持された状態で、重な
り合ってオーバーラップしている。従って、第2の端部3は、第1の端部2に対
して外側に又は前面に延出されている。間隙6は、第2の端部3の端面5と上記
第1の端部2がいっぱいに広がった遷移領域との間で形成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The piston ring 1 according to the present invention has a shape with two ends 2, 3,
The width of the ends 2 and 3 is smaller than the width b of the piston ring 1. These ends 2 and 3 overlap and overlap with the first end 2 being sandwiched between the inner surface of the second end 3 and the bottom surface of the piston ring groove 4 for receiving the piston ring 1. I'm wrapping. Accordingly, the second end 3 extends outwardly or in front of the first end 2. The gap 6 is formed between the end face 5 of the second end 3 and the transition region where the first end 2 is fully extended.
【0008】 ピストンリング1のこの形状は、従来のものと比較して幾つかの利点を有する
。すなわち、高温燃焼ガスの僅か少量のみしかピストンリング1の上面および背
面の環状溝4へ侵入し留まることができない。ピストンリング1の有害な加熱を
もたらしたり、環状溝4の浸炭を生じさせるピストンリング1の内面に沿うガス
の流れを防止することができる。同時に、従来の重なり合った結合部とは対照的
に、このリングの間隙6は、少量の燃焼ガスの通過を許容し、それによりピスト
ンリング1に対する前記圧力を軽減させることができる。更に他の利点として、
ピストンリング1に表面塗布7を適用することができ、それを上記技術の妨げに
ならずに行うことができる。[0008] This configuration of the piston ring 1 has several advantages over the prior art. That is, only a small amount of the high-temperature combustion gas can enter the annular groove 4 on the upper surface and the rear surface of the piston ring 1 and stay there. Gas flow along the inner surface of the piston ring 1, which may cause harmful heating of the piston ring 1 or cause carburization of the annular groove 4, can be prevented. At the same time, in contrast to conventional overlapping joints, this ring gap 6 allows the passage of small amounts of combustion gases, thereby reducing said pressure on the piston ring 1. Yet another advantage is that
A surface coating 7 can be applied to the piston ring 1, which can be done without interfering with the above technology.
【0009】 図4は、図3の態様の変形例を示すものであって、この場合、各端部2a、3
aの各先端面5a、8aが、ピストンリング1aの周方向から見て斜めに傾斜し
ている。従って、図4に示すように、斜めの間隙6aがピストンリングに形成さ
れている。FIG. 4 shows a modification of the embodiment shown in FIG. 3. In this case, each end 2 a, 3
Each of the end surfaces 5a and 8a of FIG. a is obliquely inclined when viewed from the circumferential direction of the piston ring 1a. Therefore, as shown in FIG. 4, an oblique gap 6a is formed in the piston ring.
【0010】 本発明は図示の態様に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載した範囲
で種々、変更改良し得るものである。[0010] The present invention is not limited to the illustrated embodiment, but can be variously modified and improved within the scope of the claims.
【図1】 本発明のピストンリングの平面図。FIG. 1 is a plan view of a piston ring according to the present invention.
【図2】 一対のピストンリングを装着したピストンの部分縦断面図。FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view of a piston on which a pair of piston rings is mounted.
【図3】 本発明によるピストンリングの結合部を示す拡大斜視図。FIG. 3 is an enlarged perspective view showing a coupling portion of a piston ring according to the present invention.
【図4】 図3と異なるピストンリングの結合部を示す拡大斜視図。FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a connecting portion of a piston ring different from that of FIG. 3;
Claims (2)
a)を形成してなるピストンリング(1,1a)において、その各々が内燃エン
ジンピストンに形成された環状リング受け溝(4)の各々に配置されるものであ
って、 前記ピストンリング(1,1a)の各端部(2,3;2a,3a)が、前記ピ
ストンリング(1,1a)の幅寸法(b)よりも小さい幅寸法で形成され、前記
各端部(2,3;2a,3a)は、互いに重なり合う関係で配置され、その場合
、第1の端部(2,2a)が、第2の端部(3,3a)の内面側とピストンリン
グ溝(4)の底面側との間にて延び、前記第2の端部(3,3a)が、前記第1
の端部(2,2a)の外側に延び、前記第2の端部の先端面(5,5a)と前記
第1の端部(2,2a)が十分な広さを持って広がった遷移領域との間に、前記
リングの間隙(6,6a)が形成されていることを特徴とするピストンリング。A gap (6, 6) extending across the ring from the upper surface to the lower surface.
a) forming a piston ring (1, 1a), each of which is disposed in an annular ring receiving groove (4) formed in an internal combustion engine piston; Each end (2, 3; 2a, 3a) of 1a) is formed with a width smaller than the width (b) of the piston ring (1, 1a), and each end (2, 3; 2a) is formed. , 3a) are arranged in an overlapping relationship with each other, in which case the first end (2, 2a) has the inner surface of the second end (3, 3a) and the bottom surface of the piston ring groove (4). And the second end (3, 3a) is connected to the first end.
, The tip end surface (5, 5a) of the second end portion and the first end portion (2, 2a) are extended with a sufficient width. A piston ring, wherein a gap (6, 6a) of the ring is formed between the piston ring and a region.
記ピストンリング(1a)の周方向から見て斜めに傾斜していることを特徴とす
る請求項1記載のピストンリング。2. The end surface (5a, 8a) of each end (2a, 3a) is inclined obliquely when viewed from the circumferential direction of the piston ring (1a). The piston ring according to 1.
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