JP5781332B2 - ピストンリング - Google Patents
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Description
また、特許文献2に開示されたピストン・トップ・リング4では、外周面(摺動面)に設けられた溝15の角でシリンダライナの内壁面に掻き傷が付いてしまったり、外周面に耐摩耗コーティングが施されている場合、その耐摩耗コーティングが溝15の角から剥離してしまうおそれがある。
本発明に係るピストンリングは、一端部に凸部を備え、他端部に凹部を備えるとともに、これら凸部と凹部とにより段付き合口が形成されるピストンリングであって、前記凸部と前記凹部との間に、一側面に作用するガスを他側面に導くガス通路が設けられ、前記ガス通路は、前記凸部および前記凹部の少なくともいずれか一方に、周方向に沿って形成された周溝からなり、前記周溝は、前記凹部に形成される場合、前記凹部を形成する中間水平面の厚さ方向における中央部において、周方向に沿って前記一側面の側に彫り込まれた、断面視矩形状を呈する第1の周溝を備え、前記凸部に形成される場合、前記凸部を形成する中間水平面の厚さ方向における中央部において、周方向に沿って他側面の側に彫り込まれた、断面視矩形状を呈する第2の周溝を備えている。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部と凹部との隙間に関係なく一側面に作用するガスを他側面に導くことができて、凸部と凹部との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
また、ピストンリングとシリンダライナとの摺動面でないところに周溝を設けているため、溝の角でシリンダライナの内壁面に掻き傷を付けることはない。
前記周溝は、前記凹部に形成される場合、前記凹部を形成する中間外周面の高さ方向における中央部において、周方向に沿って内周面の側に彫り込まれた、断面視矩形状を呈する第3の周溝をさらに備え、前記凸部に形成される場合、前記凸部を形成する中間内周面の高さ方向における中央部において、周方向に沿って外周面の側に彫り込まれた、断面視矩形状を呈する第4の周溝を備えているとさらに好適である。
これにより、ピストンリングおよびシリンダライナ摩耗後も、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
以下、本発明の第1参考例に係るピストンリングについて、図1から図3、図26および図27を参照しながら説明する。
図1は本参考例に係るピストンリングの斜視図、図2は図1において二点鎖線で囲まれた部分を拡大して示す図、図3は図2のA−A矢視断面図、図26は舶用大型2サイクルディーゼルエンジン(以下、「ディーゼルエンジン1」という。)の燃焼室周りの概略断面図、図27はピストンリング装着部近傍の部分断面図である。
図1から図3の少なくとも一図に示すように、段付き合口22は、凸部(雄部)23と、凹部(雌部)24とを備えている。
凸部23は、ピストンリング21の一端部において、周方向に沿って延びるとともに、凹部24内に嵌り込むようにして形成された突状の部材であり、外周面(摺動面)31と、中間内周面32と、第1の端面33と、中間水平面34と、第2の端面35と、側面(下面:底面)36とを備えている。
中間内周面32は、ピストンリング本体41の内周面41bよりも半径方向外側に位置して、凹部24を形成する中間外周面51と対向する面を形成する水平面である。
中間水平面34は、ピストンリング本体41の高さ方向(幅方向)における中間よりも一側面(上面:頂面)41c側に位置して、凹部24を形成する中間水平面52と対向する平面を形成する水平面であり、ピストンリング本体41の両側面(上面41cおよび下面41d)と平行になるようにして形成されている。
側面(下面:底面)36は、ピストンリング本体41における他側面(下面:底面)41dと連続して同一面を形成する水平面である。
中間水平面52は、ピストンリング本体41の高さ方向(幅方向)における中間よりも一側面(上面:頂面)41c側に位置して、凸部23を形成する中間水平面34と対向する平面を形成する水平面であり、ピストンリング本体41の両側面(上面41cおよび下面41d)と平行になるようにして形成されている。
なお、端面53の上端と、中間水平面52の基端とは、湾曲面54により接続され、中間水平面52の内周端と、中間外周面51の上端とは、湾曲面55により接続されている。
また、中間水平面34と中間水平面52、湾曲面38と湾曲面55、および中間内周面32と中間外周面51との周方向における重なり、すなわち、中間水平面34と中間水平面52、湾曲面38と湾曲面55、および中間内周面32と中間外周面51とが周方向に重なる(オーバーラップする)長さは、ピストンリング本体41の高さ(幅)hの2倍〜4倍程度となるように設定されている。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
本発明の第1実施形態に係るピストンリングについて、図4を参照しながら説明する。図4は本実施形態に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本実施形態に係るピストンリング61は、隙間gの代わりにガス通路(連通路)62,63が設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第2実施形態に係るピストンリングについて、図5を参照しながら説明する。図5は本実施形態に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本実施形態に係るピストンリング66は、ガス通路(連通路)62,63の代わりにガス通路(連通路)67,68が設けられているという点で上述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した参考例及び実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した参考例及び実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第3実施形態に係るピストンリングについて、図6を参照しながら説明する。図6は本実施形態に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本実施形態に係るピストンリング71は、第1実施形態のところで説明したガス通路(連通路)62,63と、第2実施形態のところで説明したガス通路(連通路)67,68とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第2参考例に係るピストンリングについて、図7を参照しながら説明する。図7は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング76は、中間水平面34と中間水平面52との間に隙間gが形成されるとともに、湾曲面38と湾曲面55との間に隙間gが形成されているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
本発明の第3参考例に係るピストンリングについて、図8を参照しながら説明する。図8は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング81は、中間内周面32と中間外周面51との間に隙間gが形成されるとともに、湾曲面38と湾曲面55との間に隙間gが形成されているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
本発明の第4参考例に係るピストンリングについて、図9を参照しながら説明する。図9は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング86は、第2参考例のところで説明した隙間gと、第3参考例のところで説明した隙間gとが設けられているという点で上述した第2参考例および第3参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第2参考例および第3参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、図9には、中間水平面34と中間水平面52との間、湾曲面38と湾曲面55との間、および中間内周面32と中間外周面51との間にそれぞれ隙間gが形成されているもの、すなわち、第1参考例と同じ形態を有するものを示している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
本発明の第5参考例に係るピストンリングについて、図10を参照しながら説明する。図10は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング91は、隙間gの代わりにガス通路(連通路)92,93が設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第6参考例に係るピストンリングについて、図11を参照しながら説明する。図11は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング96は、ガス通路(連通路)92,93の代わりにガス通路(連通路)97,98が設けられているという点で上述した第5参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第7参考例に係るピストンリングについて、図12を参照しながら説明する。図12は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング101は、第5参考例のところで説明したガス通路(連通路)92,93と、第6参考例のところで説明したガス通路(連通路)97,98とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第8参考例に係るピストンリングについて、図13を参照しながら説明する。図13は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング106は、隙間gの代わりにガス通路(連通路)107,108が設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第9参考例に係るピストンリングについて、図14を参照しながら説明する。図14は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング111は、ガス通路(連通路)107,108の代わりにガス通路(連通路)112,113が設けられているという点で上述した第8参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第10参考例に係るピストンリングについて、図15を参照しながら説明する。図15は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング116は、第8参考例のところで説明したガス通路(連通路)107,108と、第9参考例のところで説明したガス通路(連通路)112,113とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第11参考例に係るピストンリングについて、図16を参照しながら説明する。図16は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング121は、隙間gの代わりに切欠き122が設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第12参考例に係るピストンリングについて、図17を参照しながら説明する。図17は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング126は、隙間gの代わりに切欠き127が設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第13参考例に係るピストンリングについて、図18を参照しながら説明する。図18は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング131は、第11参考例のところで説明した切欠き122と、第12参考例のところで説明した切欠き127とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第14参考例に係るピストンリングについて、図19を参照しながら説明する。図19は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング136は、隙間gの代わりにガス通路(連通路)137が設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第15参考例に係るピストンリングについて、図20を参照しながら説明する。図20は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング141は、隙間gの代わりに切欠き142が設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1参考例と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第16参考例に係るピストンリングについて、図21を参照しながら説明する。図21は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング146は、第14参考例のところで説明したガス通路137と、第15参考例のところで説明した切欠き142とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
本発明の第4実施形態に係るピストンリングについて、図22を参照しながら説明する。図22は本実施形態に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本実施形態に係るピストンリング151は、第1実施形態のところで説明したガス通路62と、第2実施形態のところで説明したガス通路67とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
これにより、自身の受ける負荷を低減させて、自身の摩耗を低減させることができる。
これにより、凸部23と凹部24との隙間に関係なく一側面41cに作用するガスを他側面41dに導くことができて、凸部23と凹部24との間に形成される隙間の管理を不要とすることができる。
本発明の第17参考例に係るピストンリングについて、図23を参照しながら説明する。図23は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング156は、第11参考例のところで説明した切欠き122と、第14参考例のところで説明したガス通路137とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
本発明の第18参考例に係るピストンリングについて、図24を参照しながら説明する。図24は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング161は、第12参考例のところで説明した切欠き127と、第15参考例のところで説明した切欠き142とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
本発明の第19参考例に係るピストンリングについて、図25を参照しながら説明する。図25は本参考例に係るピストンリングの要部を拡大して示す斜視図であって、図3と同様の図である。
本参考例に係るピストンリング166は、第11参考例のところで説明した切欠き122と、第12参考例のところで説明した切欠き127と、第14参考例のところで説明したガス通路137と、第15参考例のところで説明した切欠き142とが設けられているという点で上述した第1参考例のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1参考例のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
2 ピストン
3 リング溝
4 リング溝
5 リング溝
21 ピストンリング
22 段付き合口
23 凸部
24 凹部
32 中間内周面
34 中間水平面
51 中間外周面
52 中間水平面
61 ピストンリング
62 (第1の)周溝(ガス通路)
63 周溝(ガス通路)
66 ピストンリング
67 (第2の)周溝(ガス通路)
68 周溝(ガス通路)
71 ピストンリング
76 ピストンリング
81 ピストンリング
86 ピストンリング
91 ピストンリング
92 周溝(ガス通路)
93 周溝(ガス通路)
96 ピストンリング
97 周溝(ガス通路)
98 周溝(ガス通路)
101 ピストンリング
106 ピストンリング
107 周溝(ガス通路)
108 周溝(ガス通路)
111 ピストンリング
112 周溝(ガス通路)
113 周溝(ガス通路)
116 ピストンリング
121 ピストンリング
122 切欠き
126 ピストンリング
127 切欠き
131 ピストンリング
136 ピストンリング
137 周溝(ガス通路)
141 ピストンリング
142 切欠き
146 ピストンリング
151 ピストンリング
156 ピストンリング
161 ピストンリング
166 ピストンリング
g 隙間
h ピストンリングの高さ(幅)
Claims (7)
- 一端部に凸部を備え、他端部に凹部を備えるとともに、これら凸部と凹部とにより段付き合口が形成されるピストンリングであって、
前記凸部と前記凹部との間に、一側面に作用するガスを他側面に導くガス通路が設けられ、
前記ガス通路は、前記凸部および前記凹部の少なくともいずれか一方に、周方向に沿って形成された周溝からなり、
前記周溝は、前記凹部に形成される場合、前記凹部を形成する中間水平面の厚さ方向における中央部において、周方向に沿って前記一側面の側に彫り込まれた、断面視矩形状を呈する第1の周溝を備え、前記凸部に形成される場合、前記凸部を形成する中間水平面の厚さ方向における中央部において、周方向に沿って他側面の側に彫り込まれた、断面視矩形状を呈する第2の周溝を備えていることを特徴とするピストンリング。 - 前記周溝は、前記凹部に形成される場合、前記凹部を形成する中間外周面の高さ方向における中央部において、周方向に沿って内周面の側に彫り込まれた、断面視矩形状を呈する第3の周溝をさらに備え、前記凸部に形成される場合、前記凸部を形成する中間内周面の高さ方向における中央部において、周方向に沿って外周面の側に彫り込まれた、断面視矩形状を呈する第4の周溝をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載のピストンリング。
- 前記凸部と前記凹部との周方向における重なりは、当該ピストンリングの高さの2倍〜4倍程度となるように設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のピストンリング。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のピストンリングと、
直角合口を備えたピストンリングおよび/または斜合口を備えたピストンリングと、を備えていることを特徴とするピストンリングセット。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のピストンリングのみを備えていることを特徴とするピストンリングセット。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載のピストンリングが、リング溝に嵌挿されていることを特徴とするピストン。
- 請求項4または5に記載のピストンリングセット、もしくは請求項6に記載のピストンを具備していることを特徴とする内燃機関。
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