JPH03503309A - ピストンリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ピストンリング 本発明はピストンリングに係わり、特に、内燃機関のピストンリングに制限され るものではない。本発明は更に、この本発明によるピストンリングを製造するた めの方法および装置に関する。

主として頂部および／又は第２のリング溝の中に圧縮状態として使用される皿形 のピストンリングが知られている。この皿形とされた目的は、ピストンリングの ための溝およびそれと協働するシリンダー壁の間に線シールを形成して効率を改 善することにある。

従来はこのようなリングは中央面に対して非対称断面を有して形成されてきた。

典型的な断面形は、傾斜部（ベベル）、段部（ステップ）或いはさねはぎ（ラベ ット）を内周縁に有するものである。シリンダー穴の中に挿入することによって 生じるリングの閉め付けによって、ピストンリングには捩じれが生じ、即ち皿形 が付形されることになるのである。

皿形を形成するこの方法には問題が生じている。先ず第１に、皿形となる度合い がリングの周に沿って変化し、リング間隙から約１８００の位置に於ける最大値 から自由端部に於ける最小値迄変化するのである。第２に、ピストンリングは平 面形ではなく、このことは側面シール効果を低下させる傾向を示す。このような 捩じれ度合いの変化や平面形でないことにより、動的状態に於いてリング作動の 信頼性が低下されることになる。例えば、ピストンの移動方向の反転に際してピ ストンリングがリング溝の下面から離れて上面へ向かって移動するとき、慣性荷 重の下で予測不能な状態でシール状態が破壊され、これによってガスのブローバ イが増大し、オイル消費量が増大することになる。更に、シリンダー壁面に対し てリングによって作用される半径方向の圧力分布が一様でなくなってしまう。

上述したような従来技術によるリングの更に他の欠点は、例えばリング磨耗特性 を改善するように熱化学処理を行うことは、予測不能な歪みが発生するであろう ことによって実現することができないことである。

既知のリングに於ける更に他の欠点は、段部又は傾斜部がリング溝に於ける死空 間を大きくしてしまう傾向を示すことである。このような死空間の増大はＮＯｘ 排出に関して不利となることであり、ＮＯｘは自動車およびエンジンの製造者が 減少させるように試行していることなのである。

平面形で、且つ又、周全長に沿って捩じれ度合い即ち皿形の度合いを制御される とともに、上述した従来技術のリングのその他の欠点を解消した皿形リングを製 造できるということが見出された。

本発明によれば、ピストン用のピストンリングは協働するピストンリング溝の中 に配置される単一リングで構成され、このピストンリングは平面形であるととも に皿形の断面を有し、その平面図形は協働するシリンダー壁面に所要の半径方向 の圧力分布を形成するようになされており、又、このリングはピストンリング作 動温度に於ける応力除去に耐える鋼材によって作られる。

本発明によるピストンリングの１つの実施例に於いては、ピストンリングはそれ が協働するシリンダーの中に閉じ込められたとき、シリンダー壁面に対して実質 的に一様な圧力分布を形成するのである。しかしながら、拘束されていない状態 のピストンリングの自由形状は、シリンダー壁面に所望される何れかの圧力分布 模様を形成するように作られることができるのである。

リングの周長に沿った捩じれの度合いは一様ではなく、例えば従来リングで最初 にシールの悪化する傾向を見せる箇所であるリング自由端部に於いて最大の捩じ れ度合いを有することができる。

本発明の第２の概念によれば、ピストンリングを製造する方法は形成装置に於い てスチールワイヤーから所要の平面図形を形成する段階と、ピストンリングに所 要の度合いの捩しれを形成する段階とを含む。

所要の平面図形およびピストンリングの捩じれは連続作工程或いは段階的工程の 何れによっても作ることができる。後者の場合には、同じ形成装置でも別の形成 装置に於いても作業を遂行することができる。

本発明による方法の１つの実施例に於いては、その方法は金属ストリップをワイ ヤー族じり手段の中へ駆動して該ストリップに対して所要の度合いの捩じれを与 える段階と、この捩じりの成形されたワイヤーを第１の曲げ手段の中に押し込ん で予め定めた曲率半径の湾曲を形成する段階と、この湾曲且つ捩じりの形成され たストリップを第２の曲げ手段の中に給送して予め定めたように曲率半径を変化 させる段階とを含む。

成形作業は、公開されたヨーロッパ特許願第０１５７５３７号に記載された形式 の、或いは英国特許第２２２０６００号に記載された形式の数値制御されたワイ ヤー曲げ装置によって遂行することができる。この装置はワイヤーに対して捩じ れを与えるように適当に改修される。これに代えて、ワイヤーに制御された捩じ れを与えるように適当に改修された既知のカム制御のワイヤー曲げ装置も使用す ることができる。

数値制御或いはカム制御の曲げ装置に対する改修には、リング成形作業と同期し て制御されるワイヤー族じり手段を備えることが含まれる。このようなワイヤー 族じり手段はワイヤーストリップを受は入れるための溝付アームを含むことがで きる。このアームはコンピューター制御された偏心した、或いは一対の相対的に 軸線方向に偏倚可能な、溝付部材によって作動されることができるのであり、こ の部材はコンピューター制御の下で作動される。

本発明によるピストンリングを形成するための装置の１一つの実施例に於いては 、金属ストリップを真っ直ぐにするとともに、給送される金属ストリップに関し て軸線の回りでその金属ストリップに制御した捩じれを成形するための捩じり手 段の中へ該金属ストリップを駆動するための手段と、この捩じれの形成されたス トリップを予め定めた曲率半径に曲げるための曲げ手段と、該曲げ手段を出たス トリップの曲率を変化させるだめの手段と、が備えられる。

平面図形および捩じれが段階的に形成される場合には、所要の捩じれが形成され る前に任意であるが側面研磨作業が行われる。

しかしながらこの側面研磨作業が省略されてリングを特に安価に製造することも できる。研磨作業はリングに捩じれが形成された後に行われることもできる。そ のような研磨作業は僅かな程度とされ、皿形リングの上面および下面に於ける鋭 いエツジを除去することに限られる。

リングの皿形付形は、正とすることも負とすることもできる。即ち、リングは上 から見て凹状とする概念も凸状とする概念も有しているのである。

皿形の度合いは０．０２５〜０．７５ｍｍの範囲、好ましくは０．０５〜０．１ ２５ｍｍの範囲、とされる。

組み合うシリンダー壁面と協働する擦れ外面は、従来技術で知られているように 樽形やテーパー形とされ、或いは被覆されることができる。

本発明をより一層完全に理解するために、添付図面を参照して説明のためだけと して実施例をここに記載する。

添付図面に於いて、 第１図は、頂部リング溝の位置に本発明によるピストンリングを有するピストン を通る立面での詳細断面を示しており； 第２図は、正の皿状を有する第１図のピストンリングの斜視図を示しており； 第３図は、第１図および第２図のピストンリングの変更例を示しており； 第４図は、負の皿状を有するピストンリングの斜視図を示しており； 第５図は、第４図のピストンリングを備えたピストンを通る立面での詳細断面を 示しており；第６図は、本発明によるピストンリングを作る装置の概略線図を示 しており； 第７図は、第６図の装置に於ける捩じり手段の立面に於ける図面を示しており； 第８図は、本発明によるピストンリングを作るための他の装置の概略平面図を示 しており； 第９図は、第８図の線ＡＡを通る断面図を示しており；めの制御装置のフローチ ャートを示しており；第１１図は、第１０図の制御装置のストリップトラッキン グ作業のブロック線図を示しており；第１２図は、第１０図の制御装置のストリ ップ速度サーボの機能のブロック線図を示しており；第１３図は、第１０図の制 御装置の曲げ位置サーボの機能のブロック線図を示しておリーモして第１４図は 、様々な形式の頂部位置のピストンリングを備えてテストされた１、６１エンジ ンのピストンリングガスブローパイ対トルクのブロック線図を示している。

第１図および第２図を参照すれば、同じ特徴は共通の符号によって示されている 。

ピストンリング１０はピストン１２の頂部位置のリング溝１１の中にて図示され ている。皿形の度合いおよび　−間隙は極端に誇張して示されていることを強調 しなければならない。リング溝１１の土性周縁１３はピストンリングの上面１４ に当接し、リングの下向周縁１５は溝の下面１６に係止している。

リングの上外周縁１７は協働するシリンダー壁面１８に接触している。

作動に於いて、又、シリンダー内の燃焼ガスの影響によって、リング１０は平た くされてその下面２０が溝１１の下面１６と接触するようになされる。

ガス圧が低下するとリングは第１図に示すその「平衡」位置にスプリングバック する。結局、慣性荷重の下でリングはその「平衡」位置を保持し、溝１１の上面 ２１に対して再び平たくされる。それ故に常にリング１０、その溝１１およびシ リンダー壁面１８の間にガスシールが形成されるのである。

第３図はリング３０を示している。このリング３０は僅かな研磨作業を受けて下 周縁３１および上周縁３２に小さな「平面部」を形成され、リングが平たくなる ことを確実化されている。

第４図および第５図はピストンリング４０を示している。このピストンリング４ ０は負の皿形を付形されている。しかしながらこのリングの本質的な機能および 作動は第１図および第２図を参照して説明したピストンリングと同じである。

上述したリングはステンレススチールもしくはリング作動温度にてテンパー即ち 焼戻し状態を維持できるその他の適当なスチールによって作られる。

第６図および第７図を参照すれば、制御した度合いの捩じりを有する非円形の輪 郭に金属ストリップを曲げ加工するためのＣＮＣ装置が全体を符号６０で示され ている。この装置はサーボ駆動モーター６１と、ストリップ６４をスプール（図 示せず）から引き出してそれを第１の固定ガイド６６の中に給送して整合状態を 維持するようになすための一連の真っ直ぐになす給送ローラー６２と、を含んで いる。ストリップはガイド６６から第２のガイド６８の中を通過される。この第 ２のガイド６８はストリップの軸線７０の回りで実質的に枢動可能とされている 。このガイド６８はシリンダー軸受７２の中で枢動可能とされ、レバーアーム７ ４によって軸線７０の回りに枢動される。このレバーアーム７４は制御装置（第 １０図、第１１図、第１２図および第１３図を参照）からの指令によって軸線７ ８の回りで揺動するサーボモーター７５（第１０図参照）で駆動される偏心手段 ７６によって移動される。ストリップ６４はガイド６８から支点ピン８０および 固定当接部８２で構成された第１の曲げ手段、およびコンピューター制御サーボ モーター８３（第１０図参照）で作動されるリンク８５（第１０図参照）駆動の 可動フィンガー８４を含む第２の曲げ手段を通過される。高速クロッピング装置 ８６が備えられ、ストリップ６４から形成されたリング８８を切断するようにな されている。アーム７４はばね９０によって偏心手段に保持されており、このば ね９０はアームと装置の固定部分９２との間に配置されている。

第８図および第９図は他の実施例を示している。この実施例では、捩じれは溝付 ガイドおよび支点ピン１００によってストリップ６４に与えられている。この溝 付ガイドおよび支点ピン１００は固定ガイド部材１０４のガイド溝１０２に対し て軸線方向に移動する。このガイドおよび支点ピン１００は制御装置（第１０図 、第１１図、第１２図および第１３図を参照）からの指令に応答してサーボモー ター（図示せず）により垂直位置を制御される。ガイド１０４の溝１０２に対す るピン１００の溝１０６の相対的な垂直位置を変化させることによって、作られ るリング８８に正又は負の皿状形状が形成されるのである。

第１０図を参照して制御装置の作動の更に詳しい説明が以下に与えられる。

第１０図に示されるように、上述した装置の制御装置は入力−出力インターフェ ース装置１２０を含む。この人力−出力インターフェース装置Ｉ！１２０は記憶 装置１２４を介して制御プロセッサ１２２と通じている。制御フォトセンサー１ ２２は記憶装置１２４からデータを受は取り或いは記憶装置１２４に対してデー タを伝達するように配置されており、モトローラインコーポレーション社によっ て供給されているタイプ６８０００のマイクロプロセッサを含んで構成されるこ とができる。入力−出力インターフェース装置１２０は制御プロセッサ１２２と 互換可能に作動し、特に記憶装置１２４との間でデータを授受するように配置さ れる。更に、この人力−出力インターフェース装置１２０は例えばオペレータか ら、即ちキーボード（図示せず）を介して入力データＩＮを受は取るようになさ れており、又、オペレータのために例えば可視表示ユニット（図示せず）を駆動 する装［１２０を介して出力データＯＵＴを与えることができるようになされる 。

制御プロセッサ１２２はデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１２６を介してサ ーボモーター６１を制御するための情報を与え、装置を通して金属ストリップ６ ４を給送するようになす。特に、サーボモーター６１は給送ローラ−６２を駆動 する。給送ローラー６２はエンコーダ１３０を含む変換器作動連結されており、 このエンコーダが制御プロセッサ１２２に信号を与えるのであって、それらの各 々の信号はローラーを通過したストリップ長を表す信号である。

制御プロセッサ１２２は又、デジタル−アナログ変換器１３２を介してサーボモ ーター８３を制御するための情報を与え、可動フィンガー８４の位置を変化させ るとともに、この可動フィンガー８４でのストリップ部分の曲率半径を即時に制 御するのである。特に、サーボモーター８３は上述したようにリンク８５を駆動 する。可動フィンガー機構の都合のよい１つのことは、エンコーダ１３６を含む 変換器に作動的に連結されてフィンガー８４の即時の位置に応答した信号を与え られることである。

フィンガー８４の位置を表す信号はエンコーダ１３６によって制御プロセッサ１ ２２に供給される。制御プロセッサ１２２はデジタル−アナログ変換器１３８を 介してサーボモーター７５を制御する情報をも与え、可動の捩じり制御レバーア ーム７４又は捩じり制御部材１００の位置を変化させ、又、そのようにして可動 部材に於けるストリップ部分の捩じりを即時に制御するのである。可動板じり制 御機構の１つの都合の良い点は、エンコーダ１４０を含む変換器に作動連結され て信号を与え、これらの信号の各々がアーム７４又は部材１００の位置を表すこ とである。このレバーアーム７４又は部材１００の位置を表す情報はエンコーダ によって制御プロセッサ１２２に与えられる。

記憶装置１２４には予め定めた非円形の輪郭および所要のリングの捩じれ輪郭を 定めるデータが保存される。

輪郭データは既知の限られた部材解析技術を使用することによって得られる。こ の点に関して記憶装置に於けるアドレス可能な位置があり、各々の位置にはリン グの０．１°の円弧（或いは湾曲部分の中心に於ける０、１°の角度に対するリ ング部分）に関しての適当な１　輪郭データが保存される。特に、これらの各々 の位置にはリングの対応する部分に必要な曲率半径、リング８８の軸面に対する 捩じれ、およびリング部分を形成するのに必要なこのリング部分を含むストリッ プ６４の長さを包含する輪郭データが位置される。

第１の位置にはリングを形成するためのストリップ６４の前端部に対応する適当 な輪郭および捩じりデータが保存される。

記憶装置１２４のクロッピング位置に保存されて制御プロセッサ１２２によって アドレス可能とされるのは形成されるリング部分を定める情報である。この情報 には、リングの適当な０．１°の円弧および既に形成されたリングが捩じりおよ び曲げ手段を通過し終わったストリップ６４の部分から切断即ちクロッピングさ れるときの可動フィンガー８４の位置に於ける情報が含まれる。このクロッピン グ位置に保存される情報はリングを製造するための装置の設定が行われるときに 経験によって与えられ、オペレータのキーボードを介して記憶装置１２４に投入 される。

以下に説明するように、各リングに関しては、エンコーダ１３０は給送ローラー を通過し終わったストリップの即時の長さを検出する。しかしながらリング形成 の制御に使用される対応するストリップ長並びに記憶装置の各々の輪郭データ位 置に保存されたストリップ長は、装置に於ける２つのエンコーダ１３０および１ ３６の間隔、装置の関連部分の寸法、並びに給送ローラー６２と可動フィンガー ８４との間を通過する際のストリップ形状、を考慮に入れている。制御プロセッ サ１２２は保存されているストリップ長の値をエンコーダ１３０によって検出で きる対応したそれらの長さ値に変換し、両者間に直接的な比較が行なえるように 構成される。

これに加えて更に、制御プロセッサは以下に説明するように且つその制御プロセ ッサによって決定されるようにストリップの給送速度に於ける指令された何れの 変化をも対応する出力信号に変換するように構成されており、サーボモーター６ １の駆動を適当に変化させるとともに、ストリップの給送速度に指令された変化 を与えるように構成されている。

同様に、エンコーダ１３６は可動フィンガー８４の即時の位置は検出しないが、 それに対して予め定めた関係に於ける程度を検出する。可動フィンガーの位置は ストリップ部分に与えられた曲率半径に対する予め定めた関係にある。制御プロ セッサ１２２は保存した曲率半径値をエンコーダ１３６によって検出可能な対応 する値に変換し、以下に詳細に説明するように両者間の直接的な比較が行なえる ように構成されるのである。

これに加えて更に、制御プロセッサは以下に説明するように且つその制御プロセ ッサによって決定されるように捩じり値の如何なる指令された変化をも対応する 出力信号に変換して、サーボモーター７５の適当な作動を引き起こすとともに捩 じりに於ける変化を与えるように構成されている。

制御プロセッサ１２２の作動方法は第１１図から第１３図までのフローチャート に部分的に示されている。

リングの形成に於ける制御プロセッサの作動の介し即ちスタートに於いては、又 、第１１図のフローチャートに示されるように、記憶装置１２４に於けるリング の輪郭並びに捩じりデータの第１の位置でのデータは制御プロセッサによってア ドレス可能である。

第１のリング部分の、そしてリング部分のデータの第１の位置に保存された曲率 半径および捩じりの値を読み取ることで、制御プロセッサは可動フィンガー８４ および捩じり部材７４又は１００の所要の第１の位置に対応するエンコーダ１３ ６の出力の予測値ＰｄおよびＴｄを得る。

制御プロセッサの作動は次にルーチンに入り、反復されるように繰り返される。

制御プロセッサの作動のこの部分は時間によって制御され、その作動を構成して いる各ルーチンには所要のリングが形成されている間にミリ秒毎経過毎に入るの である。各ルーチンの最初の２５０ミリ秒に於いて、又、第１２図のフローチャ ートに示したように、ストリップ速度のサーボループが作動されるのである。

第１のルーチンに於けるストリップ速度サーボループの作動に於いて、又、給送 ローラー６２を通過する第１のストリップ基の値を読み取り、又、リング輪郭並 びに捩じりのデータの第１の位置に保存された値を読み取ることによって、そし てこのルーチンが終わる迄１ミリ秒はど計時されることから、制御プロセッサは その時の予測されたストリップ給送速度Ｖｄを得ることができるのである。

最初に、このストリップは例えばこの装置によって形成された先行するリングの 最後の部分の形成に必要とされた方法で給送されているので、或いはその逆とさ れるので、制御プロセッサは直ぐ直前に読み取られおよび保存されていたエンコ ーダ１３０の１ミリ秒の間隔を隔てた２つの出力によって、そしてこれらの中の 第１の出力を第２の出力から差し引くことによって即時の実際のストリップ速度 Ｖｃを得るのである。

その時点の予測される速度Ｖｄと即時の実際の速度Ｖｃとの間のストリップ速度 の全ての誤差Ｖｅｒｒは制御プロセッサによって決定される。この制御プロセッ サはこの誤差Ｖｅｒｒを排除するためにサーボモーター６１に対して制御プロセ ッサから適当な出力信号が与えられるのである。この適当な出力信号はデジタル −アナログ変換器１２６を介して制御プロセッサからサーボモーター６１に与え られる。このことが第１のルーチンに於けるストリップ速度のサーボループの作 動を完結するのである。

次に、上述した２５０ミリ秒の間に於いて曲げ位置サーボループが第１３図のフ ローチャートに示すように作動される。上述にて参照したように、可動フィンガ ー８４および捩じり部材７４又は１００のそれぞれのその時点の必要位置に対応 するエンコーダ１３６および１４０の出力のその時の予測値出力ＰｄおよびＴｄ は得られているのである。

制御プロセッサは又、エンコーダ１３６および１４０の即時の実際の出力Ｐｉお よびＴｉをも読み取る。これらの出力には、それぞれ先行するリングの最終部分 の成形の間のエンコーダの位置、制御プロセッサによる読み値そして保存されて いた値も含まれる。

次に制御プロセッサはＰｄおよびＴｄとＰｉおよびＴｉとの間の全ての誤差Ｐｅ ｒｒおよびＴｅｒｒを演算し、これらの誤差ＰｅｒｒおよびＴｅｒｒを排除する 傾向を与えるためにサーボモーター７５．８３を対応する作動量だけ駆動する。

適当な出力信号が制御プロセッサからデジタル−アナログ変換器１３２．１３８ を介してサーボモーター７５．８３に与えられる。これにより第１のルーチンに 於ける曲げおよび捩じり位置のサーボループの作動が完結されるのである。

所要のストリップ給送速度で、且っ又可動フィンガー８４および捩じり部材７４ 又は１００が指令された所要位置とされて２５０ミリ秒の経過後、又、第１の計 時されたルーチンの最後の７５０ミリ秒の間に、制御プロセッサは第１１図のフ ローチャートに示すようにストリップトラッキング作業を遂行するのである。

このストリップトラッキング作業はそのルーチンに於いて予め定めた時点で中断 される迄、或いは給送ローラー６２を通して給送された即時のストリップ基が記 憶装置の第１の輪郭データに保存されたストリップ基と等しいと決定される迄、 繰り返して遂行されるべきサブルーチンを含んでいる。

このサブルーチンのスタートに際し、リングの第１の部分を形成している間、制 御プロセッサ１２２はエンコーダ１３０の、そして給送ローラー６２を通過し終 わったストリップ基を表す即時の出力を読み取るのである。

制御プロセッサ１２２は次に給送ローラーを通過し終わった際にこのようにして 即時に検出されたストリップ基が、給送ローラーを通過したと予測され、且つ又 、その時点でアドレスされる第１の記憶装置位置に保存されたストリップ基の値 と等しいか否かを決定する。これによりサブルーチンは完結される。もしその決 定が否であるならば、エンコーダ１３０の出力が再び読み取られ、制御プロセッ サは再びこの判断が得られるか否かを決定することが要求されるのである。サブ ルーチンはこの決定が下される迄、或いは上述にて説明したようにサブルーチン が中断される迄反復されるようにして繰り返されるのである。

しかる後、そして第１のルーチンに於いて、制御プロセッサは記憶装置１１２４ に於ける輪郭および捩じりデータの第２の位置にアドレスする。この位置には、 リングの円弧の第２の０．１°に関する輪郭および捩じりデータが保存されてい る。リングの円弧のこの第２の０．１°に必要とされる曲率半径に関するデータ は制御プロセッサによって読み取られる。

制御プロセッサは次に、リングの適当な０．１°の円弧を含むリング部分を定め る情報、記憶装置１２４のクロッピング位置に保存されている情報が、リングの 第２の部分を定める情報、その記憶装置に於ける輪郭および捩じりデータの第２ の位置に保存されている情報と同じであるか否かを決定する。

この決定が否であるか然りであるかに拘らず、ルーチンの最終段階に於いて制御 プロセッサは、記憶装置に於ける輪郭および捩じりデータの第２の部分はリング の輪郭および捩じりデータのそのような最終位置であるか否かを決定する。

この決定が否であるならば、第２のルーチンが計時の下で且つ第１のルーチンに 許された１ミリ秒の終了時点で開始されるのである。

この第２のルーチンの最初の２５０ミリ秒において、ストリップ速度のサーボル ープが再び第１２図のフローチャートに示したように作動される。今度は、即時 の実際のストリップ速度Ｖｃは第１のルーチンに於いての読み取られ保存された エンコーダ１３０の適当な出力を使用することによって決定される。

しかる後、捩じりおよび曲げ位置のサーボループが第１３図のフローチャートに 示すように作動される。今度はエンコーダ１３６，１４０の即時の実際の出力Ｐ ｉおよびＴｉは、第１のルーチンにて制御プロセッサによって読み取られ保存さ れたエンコーダ１３６．１４０の適当な出力とされる。

次に、ストリップトラッキング作業を含むサブルーチンが遂行される。これは、 給送ローラーを通して給送された即時のストリップ長が記憶装置の第２の輪郭デ ータ位置に保存されたストリップ長と等しくなるか、或いは上述したようにその サブルーチンが中断される迄、続けられる。

第２のルーチンが完結される。これには、記憶装置の第３の位置に於ける輪郭デ ータの読み取りが含まれている。

このルーチンは、リングが記憶装置１１１２４に保存された輪郭データおよび記 憶装置１２４に保存された予め定めた捩じり輪郭に応じて予め定めた非円形とし て形成される間、繰り返されるのである。この繰返しは、リング部分を定める情 報、記憶装置１２４のクロッピング位置に保存された情報が、制御プロセッサに よってアドレスされたその時点の記憶装置の輪郭データ位置のリング部分を定め ている情報と同じであると制御プロセッサ１２２によって決定される迄、繰り返 されるのである。この同じであるとの決定の応答して、制御プロセッサはクロッ パー即ちクロッピング装置８６を作動させる。既に形成されたリングに関するク ロッピング動作はその時点で作られているリングの形成には悪影響を及ぼさない 。この同じルーチンに於いて、記憶装置１２４の捩じりおよび輪郭データの同時 アドレス位置が最終的なその位置に相当しないとの別の決定が必然的に生じる。

この結果、そのルーチンは反復するように繰り返されるが、クロッピング装置８ ６はリング形成が完結した後迄再び作動されることはないのである。

第１１図から第１３回速のルーチンの繰返しは、そのルーチンの最終段階に於い て同時にアドレスされた記憶装置１２４の捩じりおよび輪郭データの位置が最終 的なその位置であることを制御プロセッサ１２２が決定する迄中止されることは ない。リングの形成および該リングの形成に於ける制御プロセッサの作動はこれ によって完結されるのである。

しかる後、曲げ手段に対するワイヤー給送を中断せず、次のリングを形成するた めに制御プロセッサ１２２は上述の作動を繰り返すのが普通である。

第１４図は１．６１ガソリン燃料エンジンに関する６０００ＲＰＭに於けるガス ブローパイ対トルクに及ぼす頂部圧縮リングの効果を示すグラフである。曲線１ および２はそれぞれクロムおよびニトロ加炭被覆を施した２つの異なる通常の鋳 鉄ピストンリングの効果を示している。曲線３は曲げ技術によって作った平たい リングで、曲線４は正の皿形付形された本発明によるリングの性能を示している 。曲線４は全ての状態の下で本発明によるリングの性能によってガスブローパイ が既知のリングよりも優れていることを示している。

国際調査報告 、　　　ＥＰ　　８９０１４４１ ＳＡ　　　３２７４２

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．ピストン（１２）のためのピストンリング（１０）であって、協働するピス トンリング溝（１１）の中に配置される単一リングで構成され、皿状断面を有し ていて、該皿状断面は平面状で、平面図形が協働するシリンダー壁面（１８）に 所要の半径方向の圧力分布を与えるようになされており、且つ又、ピストンリン グの作動温度に於ける応力除去に耐えるスチールで作られていることを特徴とす るピストンリング。
2. ２．請求項１に記載されたピストンリングであって、協働するシリンダー壁面上 の圧力分布が実質的に一様であることを特徴とするピストンリング。
3. ３．請求項１又は請求項２に記載されたピストンリングであって、ピストンリン グの円周に沿って皿状の断面が一様でないことを特徴とするピストンリング。
4. ４．請求項１から請求項３迄の何れか１項に記載されたピストンリングであって 、正の皿状に付形されていることを特徴とするピストンリング。
5. ５．請求項１から請求項３迄の何れか１項に記載されたピストンリングであって 、負の皿状に付形されていることを特徴とするピストンリング。
6. ６．請求項１から請求項５迄の何れか１項に記載されたピストンリングであって 、皿状付形が０．０２５〜０．７５ｍｍの範囲とされていることを特徴とするピ ストンリング。
7. ７．請求項６に記載されたピストンリングであって、皿状付形が０．０５〜０． １２５ｍｍの範囲とされていることを特徴とするピストンリング。
8. ８．請求項１から請求項７迄の何れか１項に記載されたピストンリングであって 、捩じりが自由端部にて最大の度合いとされていることを特徴とするピストンリ ング。
9. ９．平面図形にて予め定めた非円形の輪郭を有するピストンリングを製造する方 法であって、ピストンリングの円周に沿って所要の度合いの捩じれを形成するこ とを特徴としている形成装置にて金属ストリップから所要の非円形を形成する段 階を含むことを特徴とするピストンリングの製造方法。
10. １０．請求項９に記載された製造方法であって、リングに於ける平面図形および 捩じりが連続工程で形成されることを特徴とするピストンリングの製造方法。
11. １１．請求項９に記載された製造方法であって、リングに於ける平面図形および 捩じりが段階的に形成されることを特徴とするピストンリングの製造方法。
12. １２．請求項１１に記載された製造方法であって、側面研磨作業が所要の捩じり を形成する前に行われることを特徴とするピストンリングの製造方法。
13. １３．請求項９又は請求項１０に記載された製造方法であって、側面研磨作業が 段階的に行われることを特徴とするピストンリングの製造方法。
14. １４．平面図形にて予め定めた非円形の輪郭を有するピストンリングを製造する 方法であって、金層ストリップをワイヤー捩じり手段の中に駆動して該ストリッ プに所要の度合いの捩じりを形成する段階と、捩じりの形成されたワイヤーを第 １の曲げ手段の中に押し込んで予め定めた曲率半径の湾曲を形成する段階と、湾 曲が形成され且つ捩じりが形成されたストリップを第２の曲げ手段の中に給送し て予め定めたように曲率半径を変化させる段階と、を包含することを特徴とする ピストンリングの製造方法。
15. １５．請求項９から請求項１４迄の何れか１項に記載された製造方法であって、 捩じりの度合いが０．０２５〜０．７５ｍｍの範囲とされていることを特徴とす るピストンリング。
16. １６．予め定めた非円形の平面図形を有し、且つ、ピストンリングの円周に沿っ て所要の度合いの捩じれを有するピストンリングを製造する装置であって、金属 ストリップ（６４）をガイド手段（６６）の中に駆動するための給送手段（６２ ）と、該ストリップを予め定めた曲率半径に曲げるための第１の曲げ手段（８０ ，８２）と、この第１の曲げ手段によって形成された曲率半径を制御された状態 の下で変化させるための、ストリップに制御された状態の下で捩じれを形成する ためのストリップ捩じり手段を有することを特徴とする第２の曲げ手段と、を有 することを特徴とするピストンリングの製造装置。
17. １７．請求項１６に記載された製造装置であって、ストリップ捩じり手段がスト リップ（６４）を受け入れるための溝を有する枢動可能なガイド（６８）を含み 、該溝は受け入れたストリップの軸線（７０）の回りで実質的に枢動可能とされ ていることを特徴とするピストンリングの製造装置。
18. １８．請求項１７に記載された製造装置であって、枢動可能なガイド手段（６８ ）がレバーアーム（７４）を介してモーター駆動偏心手段（７６）によって制御 されることを特徴とするピストンリングの製造装置。
19. １９．請求項１６に記載された製造装置であって、ストリップ捩じり手段が一対 の相対的に変位可能な溝（１０２，１０６）付部材（１００，１０４）を含んで いることを特徴とするピストンリングの製造装置。
20. ２０．請求項１９に記載された製造装置であって、溝付部材（１００，１０４） がガイド手段（１０４）および第１の曲げ手段（８２，１００）の一部をも構成 していることを特徴とするピストンリングの製造装置。