JPH06281009A - ピストン・リング及びピストン・アセンブリとピストン・リングの質量及び原価を低減する方法 - Google Patents
ピストン・リング及びピストン・アセンブリとピストン・リングの質量及び原価を低減する方法Info
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- JPH06281009A JPH06281009A JP5345526A JP34552693A JPH06281009A JP H06281009 A JPH06281009 A JP H06281009A JP 5345526 A JP5345526 A JP 5345526A JP 34552693 A JP34552693 A JP 34552693A JP H06281009 A JPH06281009 A JP H06281009A
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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
- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
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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
- F16J9/08—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction with expansion obtained by pressure of the medium
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 最の質量を持ち、摩耗を補償し、向上した気
体力学を備えたピストン・リングを提供することにあ
る。 【構成】 ピストン・エンジンの運転時に、ピストン・
リング２２の質量、従ってピストン・リングの原価と、
ピストン・リングに加わる慣性とを低減するように、ピ
ストン・リング２２は細長いみぞ４２の配列を持つ。こ
れ等の細長いみぞ４２は、鋼素材にみぞを成形する１対
のローラ９０、９２に鋼素材を通すことによって形成さ
れる。これ等のみぞは、ピストン・リングの気体力学を
改善して、各ピストン・リングが有効な密封作用を生ず
るように形成される。
体力学を備えたピストン・リングを提供することにあ
る。 【構成】 ピストン・エンジンの運転時に、ピストン・
リング２２の質量、従ってピストン・リングの原価と、
ピストン・リングに加わる慣性とを低減するように、ピ
ストン・リング２２は細長いみぞ４２の配列を持つ。こ
れ等の細長いみぞ４２は、鋼素材にみぞを成形する１対
のローラ９０、９２に鋼素材を通すことによって形成さ
れる。これ等のみぞは、ピストン・リングの気体力学を
改善して、各ピストン・リングが有効な密封作用を生ず
るように形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ピストン・リングとピ
ストン・リングの製法とピストン・リングを利用するピ
ストン・アセンブリとに関する。ことに本発明は、ピス
トン・リングとピストン・リングの製法と、ピストン・
リング側面を連続した扁平面以外の形状を持つように変
えたピストン・リングを利用するピストンアセンブリと
に関する。
ストン・リングの製法とピストン・リングを利用するピ
ストン・アセンブリとに関する。ことに本発明は、ピス
トン・リングとピストン・リングの製法と、ピストン・
リング側面を連続した扁平面以外の形状を持つように変
えたピストン・リングを利用するピストンアセンブリと
に関する。
【０００２】
【背景技術】内燃機関は、燃料の燃焼から生じるガスを
膨張させることによりピストンを駆動する際にこれ等の
ピストンがシリンダ内で縦方向に往復動するピストン・
シリンダ・アセンブリを利用する。典型的にはピストン
の運動はクランクに利用して駆動軸を回転する。ピスト
ンの直径は、このピストンのシリンダに対する滑動運動
を容易にするようにピストンが内部で往復動するシリン
ダの直径より小さい。ピストン及びシリンダ壁の間に生
ずるすきまを密封するように、内燃機関に利用する典型
的なピストンは、ピストンの円筒面及び壁の円筒面の間
に延びる複数のピストン・リングを持つ。各ピストン・
リングは、弾性材料で作られ、組立て中にリングの膨張
を許容し摩耗を補償する端部すきまと呼ばれる半径方向
スリットを持つ。燃焼中に膨張ガスがこのすきまを通過
するから、通常互いに整合してないすきまを持つ複数の
ピストンリングを通常設けてピストンリングを通る燃焼
ガスの通過を最少にする。膨脹する燃焼ガスはピストン
・リングに圧力を加えるからガス自体が密封作用を高め
るのに使われる。
膨張させることによりピストンを駆動する際にこれ等の
ピストンがシリンダ内で縦方向に往復動するピストン・
シリンダ・アセンブリを利用する。典型的にはピストン
の運動はクランクに利用して駆動軸を回転する。ピスト
ンの直径は、このピストンのシリンダに対する滑動運動
を容易にするようにピストンが内部で往復動するシリン
ダの直径より小さい。ピストン及びシリンダ壁の間に生
ずるすきまを密封するように、内燃機関に利用する典型
的なピストンは、ピストンの円筒面及び壁の円筒面の間
に延びる複数のピストン・リングを持つ。各ピストン・
リングは、弾性材料で作られ、組立て中にリングの膨張
を許容し摩耗を補償する端部すきまと呼ばれる半径方向
スリットを持つ。燃焼中に膨張ガスがこのすきまを通過
するから、通常互いに整合してないすきまを持つ複数の
ピストンリングを通常設けてピストンリングを通る燃焼
ガスの通過を最少にする。膨脹する燃焼ガスはピストン
・リングに圧力を加えるからガス自体が密封作用を高め
るのに使われる。
【０００３】内燃機関により放出される汚染物を減らす
ことは近年著しく強調されている。放出された汚染物を
放出する１方式では、ピストン・リングをピストンの頂
部に一層近接させる。悪影響を伴わないで前記の方式を
行うにはピストン・リングの質量を減らしその慣性を低
減するようにすることが必要である。各ピストンはその
方向を普通の乗用車の運転中に１分間に４，０００ない
し８，０００回も逆転する。各ピストンは２０００ない
し４０００ｆｔ／ｍｉｎ範囲の速度で移動するから、ピ
ストン・リング質量のわずかな減少により各リングの慣
性力を実質的に低減できるようになる。各リングを各ピ
ストンの頂部に一層近く位置させることができるほか
に、ピストン・リングの慣性を減らすと、各ピストンが
方向を変える際に各ピストン・リングがそのピストン・
リングみぞ内をたたく傾向が減る。
ことは近年著しく強調されている。放出された汚染物を
放出する１方式では、ピストン・リングをピストンの頂
部に一層近接させる。悪影響を伴わないで前記の方式を
行うにはピストン・リングの質量を減らしその慣性を低
減するようにすることが必要である。各ピストンはその
方向を普通の乗用車の運転中に１分間に４，０００ない
し８，０００回も逆転する。各ピストンは２０００ない
し４０００ｆｔ／ｍｉｎ範囲の速度で移動するから、ピ
ストン・リング質量のわずかな減少により各リングの慣
性力を実質的に低減できるようになる。各リングを各ピ
ストンの頂部に一層近く位置させることができるほか
に、ピストン・リングの慣性を減らすと、各ピストンが
方向を変える際に各ピストン・リングがそのピストン・
リングみぞ内をたたく傾向が減る。
【０００４】
【発明の概要】前記したことを考慮して本発明の目的
は、最小の質量を持ち、摩耗を補償し、向上した気体力
学を備えた新規な改良されたピストン・リングを提供す
ることにある。
は、最小の質量を持ち、摩耗を補償し、向上した気体力
学を備えた新規な改良されたピストン・リングを提供す
ることにある。
【０００５】本明細書をさらに調べることにより本発明
のさらに別の目的及び利点は当業者には明らかである。
のさらに別の目的及び利点は当業者には明らかである。
【０００６】この目的及びその他の目的にかんがみて、
本発明は、ピストンを入れるシリンダのシリンダ壁に対
し密封するようにピストンのリングみぞ内に取付けるピ
ストン・リングにおいて両側部の少なくとも一方に複数
条のみぞを持つ金属材料から成る帯状体により構成した
ピストン・リングにある。細長いみぞは半径方向に延び
るリブにより隔離してある。
本発明は、ピストンを入れるシリンダのシリンダ壁に対
し密封するようにピストンのリングみぞ内に取付けるピ
ストン・リングにおいて両側部の少なくとも一方に複数
条のみぞを持つ金属材料から成る帯状体により構成した
ピストン・リングにある。細長いみぞは半径方向に延び
るリブにより隔離してある。
【０００７】本発明の１実施例によれば細長いみぞは、
各リングの後縁に近接しこれを貫いて延び各リングの前
面に近接しこの前面から遠ざかる向きに向くせきを形成
して、ピストンを入れるシリンダ内の圧力により生ずる
みぞ内のガス圧力が各せきに加わりピストン・リングの
面をシリンダ壁に対し付勢する。
各リングの後縁に近接しこれを貫いて延び各リングの前
面に近接しこの前面から遠ざかる向きに向くせきを形成
して、ピストンを入れるシリンダ内の圧力により生ずる
みぞ内のガス圧力が各せきに加わりピストン・リングの
面をシリンダ壁に対し付勢する。
【０００８】本発明はさらに、質量及び原価を低減した
前記ピストン・リングを作る製法にある。本製法では鋼
素材を１対のローラ型の間でロール掛けし素材の厚さよ
り薄い厚さを持つ帯状体を作る。素材のロール掛けと同
時に、各素材は円周方向に互いに間隔を隔てた細長い突
起の円周方向配列を折出し縦方向に互いに間隔を隔てた
細長いみぞを持つ帯状体を形成する。これ等の帯状体は
次いで、ピストンのリングみぞ内に挿入する割りリング
に形成する。
前記ピストン・リングを作る製法にある。本製法では鋼
素材を１対のローラ型の間でロール掛けし素材の厚さよ
り薄い厚さを持つ帯状体を作る。素材のロール掛けと同
時に、各素材は円周方向に互いに間隔を隔てた細長い突
起の円周方向配列を折出し縦方向に互いに間隔を隔てた
細長いみぞを持つ帯状体を形成する。これ等の帯状体は
次いで、ピストンのリングみぞ内に挿入する割りリング
に形成する。
【０００９】以下本発明の実施例を添付図面について詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１０】
【実施例】図１には軸線方向に往復動するピストン２４
のピストン・リングみぞ２２内に取付けた本発明による
ピストン・リング２０を示してある。ピストン２４はシ
リンダ壁２８内で矢印２６の方向に縦方向に往復動す
る。ピストン・リング２０は、これが潤滑材の膜３２内
で滑動する際に、シリンダ壁２８の表面３０に対し密封
する。壁の表面３６とピストン２４の側面３８との間に
はピストンリング２０によりふさぐすきま３６が存在す
る。
のピストン・リングみぞ２２内に取付けた本発明による
ピストン・リング２０を示してある。ピストン２４はシ
リンダ壁２８内で矢印２６の方向に縦方向に往復動す
る。ピストン・リング２０は、これが潤滑材の膜３２内
で滑動する際に、シリンダ壁２８の表面３０に対し密封
する。壁の表面３６とピストン２４の側面３８との間に
はピストンリング２０によりふさぐすきま３６が存在す
る。
【００１１】図２に明らかなようにピストン・リング２
０は、形状が円形で半径方向空間すなわちすきま４０を
持ちピストン・リング２０をピストン・リングみぞ２２
を取付けやすくしピストン・リング２０により壁３０に
対し半径方向に膨張させることによって摩耗を調整する
ことができる。
０は、形状が円形で半径方向空間すなわちすきま４０を
持ちピストン・リング２０をピストン・リングみぞ２２
を取付けやすくしピストン・リング２０により壁３０に
対し半径方向に膨張させることによって摩耗を調整する
ことができる。
【００１２】本発明の原理によればピストン・リング２
０は、外周面４６に直交方向に延びる上側面４４にみぞ
４２の配列を配置してある。各みぞ４２は、ピストン・
リング２０の内周縁４７を貫いて延び間に配置した半径
方向リブ４８により互いに隔離した円周方向に互いに間
隔を隔てた細長いみぞがよい。各半径方向リブ４８は、
ピストン・リング２０の上側面４４をピストン・リング
みぞ２２の上部みぞ面５０に適合させ又ピストン・リン
グの強度を保持する２つの機能をはたす。ピストン・リ
ング２０はピストン・リングみぞ２２内に緊密にはまら
ないで、ピストンが上昇するときに上側面４４及び上部
みぞ面５０間のわずかな上部空間があり、そしてピスト
ンが下降するときにピストン・リング２０の下側面５１
とピストン・リングみぞ２２の下部みぞ面５２との間の
わずかな下部空間がある。
０は、外周面４６に直交方向に延びる上側面４４にみぞ
４２の配列を配置してある。各みぞ４２は、ピストン・
リング２０の内周縁４７を貫いて延び間に配置した半径
方向リブ４８により互いに隔離した円周方向に互いに間
隔を隔てた細長いみぞがよい。各半径方向リブ４８は、
ピストン・リング２０の上側面４４をピストン・リング
みぞ２２の上部みぞ面５０に適合させ又ピストン・リン
グの強度を保持する２つの機能をはたす。ピストン・リ
ング２０はピストン・リングみぞ２２内に緊密にはまら
ないで、ピストンが上昇するときに上側面４４及び上部
みぞ面５０間のわずかな上部空間があり、そしてピスト
ンが下降するときにピストン・リング２０の下側面５１
とピストン・リングみぞ２２の下部みぞ面５２との間の
わずかな下部空間がある。
【００１３】ピストン・リング２０及びみぞ２２間にわ
ずかな上部空間及び下部空間があるから、ピストン・リ
ング２０は自由に半径方向に膨張するが、ピストン・リ
ング２０は又ピストン・リングみぞ２２内でわずかに上
下する。従ってピストン２４が往復動する際に、ピスト
ン・リング２０はピストン・リングみぞ２２内で強く当
たり摩耗を生ずる。ピストン・リング２０の質量を減ら
すことにより、ピストン・リング２０に強く当たること
によって加わる衝撃が減りピストン・リングの摩耗が減
りその寿命が延びる。
ずかな上部空間及び下部空間があるから、ピストン・リ
ング２０は自由に半径方向に膨張するが、ピストン・リ
ング２０は又ピストン・リングみぞ２２内でわずかに上
下する。従ってピストン２４が往復動する際に、ピスト
ン・リング２０はピストン・リングみぞ２２内で強く当
たり摩耗を生ずる。ピストン・リング２０の質量を減ら
すことにより、ピストン・リング２０に強く当たること
によって加わる衝撃が減りピストン・リングの摩耗が減
りその寿命が延びる。
【００１４】ピストン・リング２０の寿命を延ばすこと
により、これ等のリングを利用するエンジンの寿命は、
燃焼生成物がクランプ・ケース内の軸受及びシールを劣
化させる場合にこれ等の燃焼生成物がエンジンのクラン
ク・ケースに入らないように抑制されるから延びる。さ
らに車両を長期にわたり使用していると、ピストン・リ
ング２０を交換しなければならないときが遅れて、車両
エンジンの分解を必要とする極めて大きい保守費用が猶
予される。ピストン・リング２０を交換するエンジンの
分解を車両の有効寿命に対して遅らせることができる
と、車両の所有者にとって著しい節約ができる。
により、これ等のリングを利用するエンジンの寿命は、
燃焼生成物がクランプ・ケース内の軸受及びシールを劣
化させる場合にこれ等の燃焼生成物がエンジンのクラン
ク・ケースに入らないように抑制されるから延びる。さ
らに車両を長期にわたり使用していると、ピストン・リ
ング２０を交換しなければならないときが遅れて、車両
エンジンの分解を必要とする極めて大きい保守費用が猶
予される。ピストン・リング２０を交換するエンジンの
分解を車両の有効寿命に対して遅らせることができる
と、車両の所有者にとって著しい節約ができる。
【００１５】本発明の付加的利点は、ピストン・リング
密封構造の気体動力学の改良でありピストン・リング２
０と壁３０の表面との間の密封の有効性が高められる。
図１及び３に明らかなようにシリンダ２８内の燃焼によ
りピストン２４の面６２に対し、ピストン２４を矢印２
６の向きに下方に動かすガス圧力６０を生ずる。図１に
明らかなように燃焼ガスが膨張すると、ガスはピストン
・リング２０の上面４９に向かって移動し又横方向にみ
ぞ４２内に流れる。みぞ４２により、みぞ４２の内面６
６に矢印６４の方向に圧力を加える加圧燃焼ガスの蓄積
ができる。ピストンリングみぞ２２の底壁６８はピスト
ン・リング２０に対し固定であるから、矢印６４の方向
に加わる圧力によりピストン・リング２０の全体を押し
て半径方向に膨張させ、リング２０の外周面４６は、シ
リンダ壁２８の表面３０を被覆する油膜３２に一層密に
密封する状態で係合するように押圧される。各みぞ４２
はピストン・リング２０のまわりに実質的に一様に間隔
を隔てるから、この半径方向の力はピストン・リング２
０のまわりに均等に配分される。
密封構造の気体動力学の改良でありピストン・リング２
０と壁３０の表面との間の密封の有効性が高められる。
図１及び３に明らかなようにシリンダ２８内の燃焼によ
りピストン２４の面６２に対し、ピストン２４を矢印２
６の向きに下方に動かすガス圧力６０を生ずる。図１に
明らかなように燃焼ガスが膨張すると、ガスはピストン
・リング２０の上面４９に向かって移動し又横方向にみ
ぞ４２内に流れる。みぞ４２により、みぞ４２の内面６
６に矢印６４の方向に圧力を加える加圧燃焼ガスの蓄積
ができる。ピストンリングみぞ２２の底壁６８はピスト
ン・リング２０に対し固定であるから、矢印６４の方向
に加わる圧力によりピストン・リング２０の全体を押し
て半径方向に膨張させ、リング２０の外周面４６は、シ
リンダ壁２８の表面３０を被覆する油膜３２に一層密に
密封する状態で係合するように押圧される。各みぞ４２
はピストン・リング２０のまわりに実質的に一様に間隔
を隔てるから、この半径方向の力はピストン・リング２
０のまわりに均等に配分される。
【００１６】図３に明らかなように各ピストン２４には
ピストン・リング２０、２０′２０″として示した複数
のピストン・リング２０を設けてある。複数のピストン
・リング２０を利用することにより、各すきま４０は矢
印６０により示したガス圧力が全体のすきま４０を経て
ピストン２４の下方のクランプ・ケ−ス（図示してな
い）内に入るにしてもあまり流入しないようにほとんど
整合していない。本発明の原理によれば、ピストン２０
はすべて図１に示した形状に対し実質的に同様な形状を
持ち、又は互いに異なる形状を持つ。これ等の形状は、
ピストン・リング２０及びシリンダ壁３０の間の密封を
保持するのに気体動力学を考慮する有効性を最大にする
ように選定する。
ピストン・リング２０、２０′２０″として示した複数
のピストン・リング２０を設けてある。複数のピストン
・リング２０を利用することにより、各すきま４０は矢
印６０により示したガス圧力が全体のすきま４０を経て
ピストン２４の下方のクランプ・ケ−ス（図示してな
い）内に入るにしてもあまり流入しないようにほとんど
整合していない。本発明の原理によれば、ピストン２０
はすべて図１に示した形状に対し実質的に同様な形状を
持ち、又は互いに異なる形状を持つ。これ等の形状は、
ピストン・リング２０及びシリンダ壁３０の間の密封を
保持するのに気体動力学を考慮する有効性を最大にする
ように選定する。
【００１７】図４ないし１０に示すように鋼素材８０の
３例はそれぞれ帯状体８２、８４、８６にロール掛けす
る。これ等の帯状体は引続いて、図２に示した円形ピス
トン・リング２０に形成する。図５、７、８及び１０に
示すように各帯状体８２、８４、８６は、各ローラ９
０、９２の表面によって得られる種種の横断面を持つ。
従来の技術によれば各帯状体８２、８４、８６は、これ
等の帯状体が各ローラ９０，９２間から出る際に巻枠
（図示してない）のまわりに巻付ける。これ等のコイル
は「スリンキーズ（ｓｌｉｎｋｉｅｓ）」として当業界
にしられているような形状にしてある。別個のピストン
・リング２０を形成するには、スリンキーズは、これ等
のスリンキーズを各別のピストンリングに分割するすき
ま４０を形成するように切断する。
３例はそれぞれ帯状体８２、８４、８６にロール掛けす
る。これ等の帯状体は引続いて、図２に示した円形ピス
トン・リング２０に形成する。図５、７、８及び１０に
示すように各帯状体８２、８４、８６は、各ローラ９
０、９２の表面によって得られる種種の横断面を持つ。
従来の技術によれば各帯状体８２、８４、８６は、これ
等の帯状体が各ローラ９０，９２間から出る際に巻枠
（図示してない）のまわりに巻付ける。これ等のコイル
は「スリンキーズ（ｓｌｉｎｋｉｅｓ）」として当業界
にしられているような形状にしてある。別個のピストン
・リング２０を形成するには、スリンキーズは、これ等
のスリンキーズを各別のピストンリングに分割するすき
ま４０を形成するように切断する。
【００１８】図４及び５に示すように各ローラ９０、９
２が鋼素材８０を帯状体８２に形成する際にこれ等のロ
ーラが互いに反対の方向９４、９６に回転するのは明ら
かである。一般に素材８０の厚さは、その材料が圧力の
もとに塑性変形する際に減小し素材８０の長さを増す。
ローラ９０は第１の肩部１００に近接して、半径方向に
突出し円周方向に互いに間隔を隔てた複数の型面９８を
持つ。各型面９８は鋼素材８０を打出しみぞ４２（図１
及び２にも示してある）を形成する。対向する肩部１０
２は、型９８から離れ、ピストン・リング２０の下面４
９及び上面４４に対して直交して延びるピストン・リン
グ面４６の形状を定める。
２が鋼素材８０を帯状体８２に形成する際にこれ等のロ
ーラが互いに反対の方向９４、９６に回転するのは明ら
かである。一般に素材８０の厚さは、その材料が圧力の
もとに塑性変形する際に減小し素材８０の長さを増す。
ローラ９０は第１の肩部１００に近接して、半径方向に
突出し円周方向に互いに間隔を隔てた複数の型面９８を
持つ。各型面９８は鋼素材８０を打出しみぞ４２（図１
及び２にも示してある）を形成する。対向する肩部１０
２は、型９８から離れ、ピストン・リング２０の下面４
９及び上面４４に対して直交して延びるピストン・リン
グ面４６の形状を定める。
【００１９】みぞ４２を成形することにより帯状体８２
を形成するのに必要な鋼材が減り材料の費用が減る。さ
らにみぞ４２により重量の一層軽いピストン・リング２
０が得られ汚染物制御及び減少した摩耗に前記した利点
が得られる。さらに製造処理中に各別のリング２０を機
械加工し又は研削する必要がなくなり、ピストン・リン
グを作る方法が一層早く一層安価になる。ロール掛け処
理を利用することによりピストン・リング２０の横断面
はみぞ４２の前記した気体動力学の利点のような利点が
得られるように容易に形成できる。これ等の利点は、普
通の機械加工法を利用すると安価には得られない。
を形成するのに必要な鋼材が減り材料の費用が減る。さ
らにみぞ４２により重量の一層軽いピストン・リング２
０が得られ汚染物制御及び減少した摩耗に前記した利点
が得られる。さらに製造処理中に各別のリング２０を機
械加工し又は研削する必要がなくなり、ピストン・リン
グを作る方法が一層早く一層安価になる。ロール掛け処
理を利用することによりピストン・リング２０の横断面
はみぞ４２の前記した気体動力学の利点のような利点が
得られるように容易に形成できる。これ等の利点は、普
通の機械加工法を利用すると安価には得られない。
【００２０】図６に示すように複数の型１１０は肩部１
００、１０２に対して間隔を隔てた関係に位置し、鋼素
材８０から形成した帯状体８４にみぞ１１２を形成する
ようにしてある。図７及び８に明らかなように素材８４
に形成したみぞ１１２はピストン・リング２０の内周辺
１１４を貫いて延びていない。図７に明らかなように各
みぞ１１２は、図８に示したように一方の側だけでなく
ピストンリング２０の両側に形成してもよい。
００、１０２に対して間隔を隔てた関係に位置し、鋼素
材８０から形成した帯状体８４にみぞ１１２を形成する
ようにしてある。図７及び８に明らかなように素材８４
に形成したみぞ１１２はピストン・リング２０の内周辺
１１４を貫いて延びていない。図７に明らかなように各
みぞ１１２は、図８に示したように一方の側だけでなく
ピストンリング２０の両側に形成してもよい。
【００２１】図９及び１０において複数の浮出し突起１
２０は、上部ローラ９０に示され環状肩部１００に衝合
するように位置させてあるが、環状肩部１０２は各突起
１２０から離れている。得られる帯状体８６は、得られ
るピストン・リング２０の内周辺１２４を貫いて延びる
長方形のみぞ１２２を持つ。
２０は、上部ローラ９０に示され環状肩部１００に衝合
するように位置させてあるが、環状肩部１０２は各突起
１２０から離れている。得られる帯状体８６は、得られ
るピストン・リング２０の内周辺１２４を貫いて延びる
長方形のみぞ１２２を持つ。
【００２２】従ってピストン・リング２０に形成したみ
ぞ４２の配列が種種の形状を持つのは明らかである。少
なくとも頂部のピストン・リング２０により改良された
気体動力学に対する好敵とする形状は図１、３、５及び
１０に示してある。この場合少なくとも頂部ピストン・
リング２０を壁３０に向かい半径方向に付勢する容積の
増大した膨張ガスが得られる。ピストン・リング２
０′、２０″におけるガス圧力は実質的に減るから、み
ぞ４２（図１及び５）又みぞ２２（図１０）を使う際に
得られる利点は極めて少なくなり従ってみぞ４２に対す
る他の有利な形状によるのがよい。
ぞ４２の配列が種種の形状を持つのは明らかである。少
なくとも頂部のピストン・リング２０により改良された
気体動力学に対する好敵とする形状は図１、３、５及び
１０に示してある。この場合少なくとも頂部ピストン・
リング２０を壁３０に向かい半径方向に付勢する容積の
増大した膨張ガスが得られる。ピストン・リング２
０′、２０″におけるガス圧力は実質的に減るから、み
ぞ４２（図１及び５）又みぞ２２（図１０）を使う際に
得られる利点は極めて少なくなり従ってみぞ４２に対す
る他の有利な形状によるのがよい。
【００２３】ピストン・リング２０を作るのに利用する
鋼素材８０は１３ないし１７％の範囲のクロム含量を持
つマルテンサイドステンレス鋼のような鋼材から作るの
がよい。ピストン・リング２０の表面を耐摩耗性に保つ
には、ピストン・リングを各ローラ９０、９２により形
成した後、各ピストン・リングを引っかき及び摩耗に抵
抗性を持つ硬い表面を生成するように、表面をガス窒化
することによりはだ焼きするのがよい。
鋼素材８０は１３ないし１７％の範囲のクロム含量を持
つマルテンサイドステンレス鋼のような鋼材から作るの
がよい。ピストン・リング２０の表面を耐摩耗性に保つ
には、ピストン・リングを各ローラ９０、９２により形
成した後、各ピストン・リングを引っかき及び摩耗に抵
抗性を持つ硬い表面を生成するように、表面をガス窒化
することによりはだ焼きするのがよい。
【００２４】ガス窒化法では、鋼製ピストン・リング２
０を密閉炉内で９５０ないし１０５０°Fの範囲に保持
すると共に前もって設定した量の窒素及び解離アンモニ
アガスを計量してこの炉内に入れる。窒素は、表面に拡
散しステンレス鋼母材と反対して所望の硬い表面を生成
する。この処理中に化合物層又は「白色」層が仕上がり
成分に存在しないように制御状態を保持する。拡散層の
深さは約０．００３ないし０．００５ｍの範囲にあり、
この深さは処理の時間依存関数である。
０を密閉炉内で９５０ないし１０５０°Fの範囲に保持
すると共に前もって設定した量の窒素及び解離アンモニ
アガスを計量してこの炉内に入れる。窒素は、表面に拡
散しステンレス鋼母材と反対して所望の硬い表面を生成
する。この処理中に化合物層又は「白色」層が仕上がり
成分に存在しないように制御状態を保持する。拡散層の
深さは約０．００３ないし０．００５ｍの範囲にあり、
この深さは処理の時間依存関数である。
【００２５】以上本発明を詳細に説明したが、本発明は
なおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うこと
ができる。
なおその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うこと
ができる。
【図１】ピストンのリングみぞ内に取付けられシリンダ
壁に衝合する本発明によるピストン・リングの１実施例
を示す縦断面図である。
壁に衝合する本発明によるピストン・リングの１実施例
を示す縦断面図である。
【図２】図１のピストンリングの平面図である。
【図３】シリンダ壁に衝合する複数個のピストン・リン
グを持つピストンの斜視図である。
グを持つピストンの斜視図である。
【図４】実質的に円形ピストン・リングに形成する帯状
体を形成するようにみぞを設けた鋼素材を示す斜視図で
ある。
体を形成するようにみぞを設けた鋼素材を示す斜視図で
ある。
【図５】図４の帯状体の横断面図である。
【図６】異なる形状を持つみぞの形成を示した図４と同
様な斜視図である。
様な斜視図である。
【図７】図６に示したような成形ローラを利用して両側
部に成形を行った帯状体の横断面図である。
部に成形を行った帯状体の横断面図である。
【図８】図６のローラを利用して単一の側部に成形を行
った帯状体の横断面図である。
った帯状体の横断面図である。
【図９】図４及び図６の形状とは異なった形状のみぞを
持つ帯状体に形成する際に成形を行う帯状体の斜視図で
ある。
持つ帯状体に形成する際に成形を行う帯状体の斜視図で
ある。
【図１０】図９の帯状体の横断面図である。
２０ ピストン・リング ２２ ピストン・リングみぞ ２４ ピストン ４４、５１ 側部 ４６ 密封面 ４７ 後縁部 ４８ リブ ８２、８４、８６ 帯状体 ４２、１１２、１２２ みぞ
Claims (12)
- 【請求項１】 軸線方向に往復動するピストンのピスト
ン・リングみぞ内に取付けて前記ピストンを入れるシリ
ンダのシリンダ壁に対し密封するピストン・リングにお
いて、密封面、後縁部及び第１及び第２の側部を持ち金
属材料から成る帯状体により構成され、この帯状体に前
記両側部の少なくとも一方に各半径方向リブにより互い
に隔離された細長いみぞの配列を設けたピストン・リン
グ。 - 【請求項２】 前記の細長い各みぞがピストンリング本
体に対して円周方向においては半径方向におけるよりも
一層長く延びるようにした請求項１のピストン・リン
グ。 - 【請求項３】 前記金属質材料を鋼材とした請求項１の
ピストン・リング。 - 【請求項４】 前記細長いみぞが前記リング後縁部に近
接しこれを貫いて延び、前記各みぞによりリング前面に
近接しこの前面から遠ざかる向きに向くせきを形成して
リング利用ピストンを入れるシリンダ内の圧力により生
ずる前記各みぞ内のガス圧力を前記各せきに加えピスト
ン・リング面を前記シリンダ壁に向かい付勢するように
した請求項１のピストン・リング。 - 【請求項５】 前記材料として鋼材を使った請求項３の
ピストン・リング。 - 【請求項６】 前記各みぞを前記ピストンの両側部に配
置した請求項１のピストン・リング。 - 【請求項７】 複数のピストン・リングみぞを持つピス
トンと、それぞれ外周面及び互いに対向する側部を持ち
前記各ピストン・リングみぞ内に配置した複数のピスト
ン・リングとを備えたピストン・アセンブリにおいて、 前記各ピストン・リングの少なくとも一方の側部に設け
られ半径方向に延びる各リブにより互いに隔離した細長
いみぞの配列を備え、少なくとも１個の前記ピストン・
リングの各みぞを他の各ピストン・リングの各みぞとは
異なる形状にしたピストン・アセンブリ。 - 【請求項８】 前記各ピストン・リングの各みぞを他の
各ピストン・リングのみぞとは異なる形状にした請求項
７のピストン・アセンブリ。 - 【請求項９】 外周面及び互いに対向する側部を持ちピ
ストンのピストン・リングみぞ内にはまる鋼製ピストン
・リングの質量及び原価を低減する方法において、 鋼素材に１対のローラ型の間でローラ掛けして素材の厚
さより薄い厚さを持つ帯状体を作り、 前記素材のローラ掛けと同時にこの素材の少なくとも一
方の側部に円周方向に互いに間隔を隔てた細長い突起の
円周方向配列を成形して縦方向に互いに間隔を隔てた細
長いみぞを持つ帯状体を形成し、 前記各帯状体を前記各リングみぞ内に挿入する割りリン
グに形成することから成る方法。 - 【請求項１０】 前記の細長いみぞを前記帯状体の一方
の側部に形成する請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記の細長い各みぞを前記帯状体の両
側部に形成する請求項１０の方法。 - 【請求項１２】 前記各みぞを前記帯状体の一方の縁部
に近接して形成しこの縁部を貫いて延びるようにする請
求項９の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US99522892A | 1992-12-22 | 1992-12-22 | |
| US995228 | 1992-12-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281009A true JPH06281009A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=25541547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5345526A Pending JPH06281009A (ja) | 1992-12-22 | 1993-12-22 | ピストン・リング及びピストン・アセンブリとピストン・リングの質量及び原価を低減する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281009A (ja) |
| FR (1) | FR2699600A1 (ja) |
| MX (1) | MX9400120A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0932922A (ja) * | 1995-07-17 | 1997-02-07 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ピストンリング構造 |
| JP2002122238A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-04-26 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | 圧縮ピストンリング |
| MD4134C1 (ro) * | 2010-02-15 | 2012-05-31 | Ион РАССОХИН | Piston al motorului cu ardere internă |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW459109B (en) * | 1995-06-14 | 2001-10-11 | Burckhardt Ag Maschf | Sealing ring |
| ES2159786T5 (es) | 1997-03-12 | 2005-04-01 | Dana Holding Gmbh | Segmento de embolo para una maquina termica de combustion interna. |
| DE10004702A1 (de) * | 2000-02-03 | 2001-08-09 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen |
| FR2889562A1 (fr) * | 2005-08-02 | 2007-02-09 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Segment de piston de moteur a combustion interne |
| US9500280B2 (en) | 2012-02-17 | 2016-11-22 | Federal-Mogul Corporation | Piston ring for an internal combustion engine |
| CN106763758A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-31 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 反扭活塞环 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1636027A (en) * | 1923-08-16 | 1927-07-19 | Unico Motor Products Corp | Piston ring |
| IT1121553B (it) * | 1979-06-01 | 1986-04-02 | Cattaneo Leopoldo | Fasce elastiche e/o raschiaolio per motori termici e/o per tenute di qualsiasi tipo,con rigidita'periferica e deformazione in funzionamento a caldo controllata mediante intagli,fori,alleggerimenti e fessure praticati sulle superfici piane di appoggio della fascia elastica nella sede e metodi per la loro produzione |
| US4438937A (en) * | 1982-12-06 | 1984-03-27 | Moriarty Maurice J | Piston ring |
| DE4200489C2 (de) * | 1991-01-19 | 1995-09-28 | Hitachi Metals Ltd | Zweiteiliger Ölring und Verfahren zu dessen Herstellung |
-
1993
- 1993-12-21 FR FR9315380A patent/FR2699600A1/fr active Pending
- 1993-12-22 JP JP5345526A patent/JPH06281009A/ja active Pending
-
1994
- 1994-01-03 MX MX9400120A patent/MX9400120A/es unknown
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0932922A (ja) * | 1995-07-17 | 1997-02-07 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ピストンリング構造 |
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| MD4134C1 (ro) * | 2010-02-15 | 2012-05-31 | Ион РАССОХИН | Piston al motorului cu ardere internă |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2699600A1 (fr) | 1994-06-24 |
| MX9400120A (es) | 1994-07-29 |
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