JP5409584B2 - 組合せピストンリング - Google Patents
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Description
本発明は、金属製リングと樹脂製リングとを備える組合せピストンリングに関する。
通常、金属製のピストンリングでは、常温時に合口隙間を設けることで、高温時に合口が突き当たることにより面圧、応力が上昇してスカッフィングや折損が生じることを防止している。しかし、合口隙間があるため、負圧時には、オイルの吸い上げによるオイル消費が増大する。一方、樹脂製のピストンリングは低ヤング率のため、合口が突き当たっても面圧、応力は上昇しないが、材料に耐熱性がなく、高温時の耐久性が不足する。
特許文献１は、樹脂リング部材と、樹脂リング部材よりも燃焼室側において、樹脂リング部材と当接して配置される金属リング部材とを備える組合せピストンリングを記載している。これらのリング部材はそれぞれ合口を有し、合口同士を互い違いになるように配置し、合口同士がピストン往復動方向に連通しないようにしている。更に、樹脂リング部材の上面に設けられた回り止め凸部を金属リング部材の合口隙間に配置し、両リング部材が相対的に回転しないようにして、合口同士がピストン往復動方向に連通しないようにしている。このようにして、合口隙間を通じたブローバイガスの漏出や吸気管負圧時のオイルの吸い上げによるオイル消費を低減している。
しかしながら、特許文献１に示す組合せピストンリングは、樹脂リング部材と金属リング部材の合口を周方向にずらしているため、ピストンへの組付時、２本のリング部材を各々別々に組み込む必要があり、組み付けの時間と手間がかかる問題がある。
本発明の目的は、オイル消費量を低減でき、かつ、ピストンへの組み付け性にも優れる組合せピストンリングを提供することである。
本発明は、合口を有する樹脂製リングと金属製リングとを備える組合せピストンリングにおいて、樹脂製リングの上の燃焼室側に金属製リングが配置され、前記樹脂製リングは合口端部の上面に突出部を有し、金属製リングの合口隙間に前記突出部が配置され、前記樹脂製リングはシリンダ装着時に合口が閉じられることを特徴とする。
前記樹脂製リングの突出部が金属製リングの合口端面が臨んでいる面に凹所を有し、この凹所に金属製リングの合口端部が挿入配置されていることが好ましい。
前記金属製リングの下面にブラスト処理又は窒化処理が施され、前記両リングが一体に組み付けられることが好ましい。
請求項１によれば、高温となる燃焼室側に金属製リングを配置することで材料の劣化を抑えられる。シリンダ装着時に樹脂製リングの合口が閉じられており、金属製リングの合口隙間に樹脂製リングの突出部が配置しているため、合口隙間を通じたオイル消費の低減を図れる。また、金属製リングと樹脂製リングの合口部分が周方向の同じ箇所にあるため、一体でピストンに組み付けることができ、ピストンへの組み付け性に優れる。
請求項２によれば、金属製リングが樹脂製リングから外れにくく、常に樹脂製リングの突出部が金属製リングの合口隙間に配置できる。
請求項３によれば、金属製リングと樹脂製リングの接合力が向上し、金属製リングが樹脂製リングから外れにくくなる。
以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１及び図２において、シリンダ１内のピストン２の外周面３に形成されているリング溝４に組合せピストンリング５が装着されている。組合せピストンリング５は金属製リング６と樹脂製リング７とから構成されている。
金属製リング６は合口を有し、合口端面８ａ，８ｂ間に合口隙間を有しており、樹脂製リング７の上側、すなわち燃焼室側に配置されている。樹脂製リング７は合口を有しているが、シリンダ１内に装着されているとき、合口は閉じられて合口隙間がなくなるように構成されている。すなわち、樹脂製リング７の合口端面９ａ，９ｂは、シリンダ１装着時は、互いに突き合わされている。
樹脂製リング７は合口位置の両端部の上面に突出部１０を有している。一対の突出部１０は周方向に切った断面形状が矩形形状を有しており、合口端面９ａ，９ｂ側の面は樹脂製リング７の合口端面９ａ，９ｂの延長上にある。樹脂製リング７の一対の突出部１０は金属製リング６の合口隙間に配置されており、金属製リング６の合口隙間を閉塞している。
本発明の組合せピストンリング５によれば、高温となる上側位置に金属製リング６が配置されているので、材料の劣化を抑えられる。また、シリンダ１装着時に樹脂製リング７の合口が閉じられており、金属製リング６の合口隙間に樹脂製リング７の突出部１０が配置しているため、吸気管負圧時の合口隙間を通じた吸い上げによるオイル消費を低減できる。また、金属製リング６と樹脂製リング７の合口部分が周方向の同じ箇所にあるため、一体でピストン２のリング溝４に組み付けることができ、ピストン２への組み付け性に優れる。
図３は本発明の別の実施形態を示している。本実施形態は、樹脂製リング７が突出部１０を合口位置の一方の端部にのみ有している点で上記実施形態と相違している。
図４は本発明の更に別の実施形態を示している。本実施形態は、樹脂製リング７の突出部１０の断面形状と金属製リング６の合口部分の形状が最初の実施形態と相違している。
本実施形態の樹脂製リング７の突出部１０は、周方向に切った断面形状が逆台形形状を有しており、合口端面９ａ，９ｂ側の面は樹脂製リング７の合口端面９ａ，９ｂの延長上にあり、合口端面９ａ，９ｂと反対側の面は上方に向かって周方向幅が大きくなるテーパ面とされている。したがって、突出部１０は合口端面９ａ，９ｂと反対側すなわち金属製リング６の合口端面が臨んでいる側に断面三角形形状の凹所１１を有する。この凹所１１に金属製リング６の合口端部が挿入配置される。したがって、金属製リング６の合口は合口端面８ａ，８ｂが斜め上方を向いたテーパ面とされている。
このように構成すれば、樹脂製リング７の突出部１０の凹所１１に金属製リング６の合口端部が挿入配置されるので、金属製リング６が樹脂製リング７から外れにくくなり、樹脂製リング７の突出部１０が常に金属製リング６の合口隙間に配置できるので、オイル消費の低減をより確実にできる。
図５は本発明の更に別の実施形態を示している。本実施形態も、樹脂製リング７の突出部１０の断面形状と金属製リング６の合口部分の形状が最初の実施形態と相違している。
本実施形態の樹脂製リング７の突出部１０は、周方向に切った断面形状が逆Ｌ字形状を有しており、合口端面９ａ，９ｂ側の面は樹脂製リング７の合口端面９ａ，９ｂの延長上にある。したがって、突出部１０は合口端面９ａ，９ｂと反対側すなわち金属製リング６の合口端面が臨んでいる側に断面矩形形状の凹所１２を有する。この凹所１２に金属製リング６の合口端部が挿入配置される。したがって、金属製リング６の合口は、合口端部の上部が切欠されたステップ形状とされている。
このように構成すれば、樹脂製リング７の突出部１０の凹所１２に金属製リング６の合口端部の下部突出部１３が挿入配置されるので、金属製リング６が樹脂製リング７から外れにくくなり、樹脂製リング７の突出部１０が常に金属製リング６の合口隙間に配置できるので、オイル消費の低減をより確実にできる。
なお、以上の実施形態において、金属製リング６の下面にブラスト処理や窒化処理を施せば、金属製リング６と樹脂製リング７の接合力が向上するので、金属製リング６が樹脂製リング７から一層外れにくくなる。
１・・シリンダ、２・・ピストン、３・・ピストン外周面、４・・リング溝、５・・組合せピストンリング、６・・金属製リング、７・・樹脂製リング、８ａ，８ｂ・・金属製リングの合口端面、９ａ，９ｂ・・樹脂製リングの合口端面、１０・・突出部、１１，１２・・凹所、１３・・下部突出部。
Claims (3)
- 合口を有する樹脂製リングと金属製リングとを備える組合せピストンリングにおいて、樹脂製リングの上の燃焼室側に金属製リングが配置され、前記樹脂製リングは合口端部の上面に突出部を有し、金属製リングの合口隙間に前記突出部が配置され、前記樹脂製リングはシリンダ装着時に合口が閉じられることを特徴とする組合せピストンリング。
- 前記樹脂製リングの突出部が金属製リングの合口端面が臨んでいる面に凹所を有し、この凹所に金属製リングの合口端部が挿入配置されていることを特徴とする請求項１記載の組合せピストンリング。
- 前記金属製リングの下面にブラスト処理又は窒化処理が施され、前記両リングが一体に組み付けられることを特徴とする請求項１又は２記載の組合せピストンリング。
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