JPH07239031A - 内燃機関用ピストンリング - Google Patents
内燃機関用ピストンリングInfo
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- JPH07239031A JPH07239031A JP5306394A JP5306394A JPH07239031A JP H07239031 A JPH07239031 A JP H07239031A JP 5306394 A JP5306394 A JP 5306394A JP 5306394 A JP5306394 A JP 5306394A JP H07239031 A JPH07239031 A JP H07239031A
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- Japan
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- ring
- piston
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アウタリングの張力をピストンの膨脹の前後
でほぼ一定にできるようにする。 【構成】 シリンダ４内を摺動するピストン５の外周面
に形成されたリング溝５ａに挿入するピストンリング
を、内周面に環状のリング背面溝１ａを形成したアウタ
リング１とリング背面溝１ａに嵌合するインナリング２
とで構成し、該インナリング２の外周面とリング背面溝
１ａの底面との間に、アウタリング１の外周面をシリン
ダ４の壁面に密着させ、かつインナリング２の内周面を
リング溝５ａの底面に密着させる弾性部材３を配置し、
該弾性部材３を形状記憶合金で形成した。
でほぼ一定にできるようにする。 【構成】 シリンダ４内を摺動するピストン５の外周面
に形成されたリング溝５ａに挿入するピストンリング
を、内周面に環状のリング背面溝１ａを形成したアウタ
リング１とリング背面溝１ａに嵌合するインナリング２
とで構成し、該インナリング２の外周面とリング背面溝
１ａの底面との間に、アウタリング１の外周面をシリン
ダ４の壁面に密着させ、かつインナリング２の内周面を
リング溝５ａの底面に密着させる弾性部材３を配置し、
該弾性部材３を形状記憶合金で形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車等の内燃機関
用ピストンリングに関する。
用ピストンリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関用ピストンリングには、
実開昭６２−２００１４９号公報に記載されたものがあ
る。このピストンリングは、ピストンの外周面に形成さ
れたピストンリング溝（リング溝）に嵌まるもので、半
径外方向に向かう弾性力によってシリンダの壁面に外周
面を密着させる第１リング（アウタリング）と、該第１
リングの内周面に形成された環状のリング背面溝に嵌ま
り、前記第１リングの内周面と前記ピストンリング溝の
底面との間に形成された隙間を塞ぐ第２リング（インナ
リング）とで構成され、該第２リングの外周面と前記リ
ング背面溝の底面との間には、前記ピストンリング溝の
底面に前記第２リングの内周面を密着させる弾性部材が
配置されている。
実開昭６２−２００１４９号公報に記載されたものがあ
る。このピストンリングは、ピストンの外周面に形成さ
れたピストンリング溝（リング溝）に嵌まるもので、半
径外方向に向かう弾性力によってシリンダの壁面に外周
面を密着させる第１リング（アウタリング）と、該第１
リングの内周面に形成された環状のリング背面溝に嵌ま
り、前記第１リングの内周面と前記ピストンリング溝の
底面との間に形成された隙間を塞ぐ第２リング（インナ
リング）とで構成され、該第２リングの外周面と前記リ
ング背面溝の底面との間には、前記ピストンリング溝の
底面に前記第２リングの内周面を密着させる弾性部材が
配置されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の内燃機関用ピストンリングにあっては、ピストンと
シリンダ等で構成される燃焼室内で混合気が燃焼して燃
焼熱が発生したとき、この燃焼熱によりピストンが熱膨
脹して大径化し、該ピストンの外周面に設けたピストン
リング溝の底面が半径外方向に向かって膨出することか
ら、第２リングは前記ピストンリング溝の底面により前
記第１リングのリング背面溝に押し込まれ、リング背面
溝の底面と第２リングの外周面との間隔が狭まることと
なる。この場合には、前記リング背面溝の底面と第２リ
ングの外周面との間で弾性部材が圧縮されて、該弾性部
材のばね力が強くなる結果、第１リングの張力が強くな
り、第１リングとシリンダとの間のフリクションが増加
する等の問題がある。
来の内燃機関用ピストンリングにあっては、ピストンと
シリンダ等で構成される燃焼室内で混合気が燃焼して燃
焼熱が発生したとき、この燃焼熱によりピストンが熱膨
脹して大径化し、該ピストンの外周面に設けたピストン
リング溝の底面が半径外方向に向かって膨出することか
ら、第２リングは前記ピストンリング溝の底面により前
記第１リングのリング背面溝に押し込まれ、リング背面
溝の底面と第２リングの外周面との間隔が狭まることと
なる。この場合には、前記リング背面溝の底面と第２リ
ングの外周面との間で弾性部材が圧縮されて、該弾性部
材のばね力が強くなる結果、第１リングの張力が強くな
り、第１リングとシリンダとの間のフリクションが増加
する等の問題がある。
【０００４】ところで、近時、内燃機関を軽量化するた
めシリンダ等と共にピストンをアルミニウム合金製とす
る傾向にある。ピストンをアルミニウム合金製とした場
合には、アルミニウム合金は鉄材料に比べて熱膨脹の度
合いが大きいため、上記問題は特に切実なものとなる。
めシリンダ等と共にピストンをアルミニウム合金製とす
る傾向にある。ピストンをアルミニウム合金製とした場
合には、アルミニウム合金は鉄材料に比べて熱膨脹の度
合いが大きいため、上記問題は特に切実なものとなる。
【０００５】この発明は上記課題を解決するためになし
たもので、その目的は、アウタリングの張力をピストン
の膨脹の前後でほぼ一定にできるようにすることにあ
る。
たもので、その目的は、アウタリングの張力をピストン
の膨脹の前後でほぼ一定にできるようにすることにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、シリンダ内を摺動するピストンの外周
面に形成されたリング溝に挿入するピストンリングを、
内周面に環状のリング背面溝を形成したアウタリングと
前記リング背面溝に嵌合するインナリングとで構成し、
該インナリングの外周面と前記リング背面溝の底面との
間に、前記アウタリングの外周面を前記シリンダの壁面
に密着させ、かつ前記インナリングの内周面を前記リン
グ溝の底面に密着させる弾性部材を配置し、該弾性部材
を形状記憶合金で形成したものである。
に、この発明は、シリンダ内を摺動するピストンの外周
面に形成されたリング溝に挿入するピストンリングを、
内周面に環状のリング背面溝を形成したアウタリングと
前記リング背面溝に嵌合するインナリングとで構成し、
該インナリングの外周面と前記リング背面溝の底面との
間に、前記アウタリングの外周面を前記シリンダの壁面
に密着させ、かつ前記インナリングの内周面を前記リン
グ溝の底面に密着させる弾性部材を配置し、該弾性部材
を形状記憶合金で形成したものである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、ピストンが熱膨脹して大径
化するとき、弾性部材を記憶形状に変形させて、前記ピ
ストンが大径化することに伴いリング背面溝の底面とイ
ンナリングの外周面との間で圧縮される弾性部材のばね
力を圧縮前とほぼ同一とすることが可能となる。
化するとき、弾性部材を記憶形状に変形させて、前記ピ
ストンが大径化することに伴いリング背面溝の底面とイ
ンナリングの外周面との間で圧縮される弾性部材のばね
力を圧縮前とほぼ同一とすることが可能となる。
【０００８】
【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。
【０００９】図１（１）はこの発明の第１実施例になる
内燃機関用ピストンリングの機関冷間時状態を示す断面
図、（２）は同ピストンリングの全体を示す（１）のＡ
−Ａ線に沿う断面図、（３）は（２）の部分拡大図、図
２（１）は図１に示すピストンリングの機関実動時状態
を示す断面図、（２）は同ピストンリングの全体を示す
（１）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（３）は（２）の部分
拡大図、図３は図１（１）に示すピストンリングの機関
実動時における動きを示す断面図である。
内燃機関用ピストンリングの機関冷間時状態を示す断面
図、（２）は同ピストンリングの全体を示す（１）のＡ
−Ａ線に沿う断面図、（３）は（２）の部分拡大図、図
２（１）は図１に示すピストンリングの機関実動時状態
を示す断面図、（２）は同ピストンリングの全体を示す
（１）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（３）は（２）の部分
拡大図、図３は図１（１）に示すピストンリングの機関
実動時における動きを示す断面図である。
【００１０】図において１はアウタリング、２はインナ
リングで、これらアウタリング１とインナリング２とで
ピストンリングが構成されている。
リングで、これらアウタリング１とインナリング２とで
ピストンリングが構成されている。
【００１１】前記アウタリング１の内周面には、該アウ
タリング１の内周面の中心から偏位した環状のリング背
面溝１ａが形成されている。また、前記インナリング２
は前記リング背面溝１ａに嵌合されている。そして、こ
のインナリング２の外周面と前記リング背面溝１ａの底
面との間には形状記憶合金（Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ，Ｔｉ−
Ｎｉ−Ｃｕ等）からなる板ばね３（弾性部材）が配置さ
れている。
タリング１の内周面の中心から偏位した環状のリング背
面溝１ａが形成されている。また、前記インナリング２
は前記リング背面溝１ａに嵌合されている。そして、こ
のインナリング２の外周面と前記リング背面溝１ａの底
面との間には形状記憶合金（Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ，Ｔｉ−
Ｎｉ−Ｃｕ等）からなる板ばね３（弾性部材）が配置さ
れている。
【００１２】前記ピストンリングは、シリンダ４内を摺
動するピストン５の外周面に形成されたリング溝５ａに
挿入されて、前記インナリング２の外周面とリング背面
溝１ａの底面との間に前記板ばね３が縮設され、該板ば
ね３のばね力により、前記アウタリング１の外周面が前
記シリンダ４の壁面に密着させられ、かつ前記インナリ
ング２の内周面が前記リング溝５ａの底面に密着させら
れる。そして、前記アウタリング１及びインナリング２
がシリンダ４の壁面とピストン５の外周面との間に形成
された隙間を塞いで、ピストン５とシリンダ４と図示し
ないシリンダブロックとで構成される図示しない燃焼室
を密閉する。
動するピストン５の外周面に形成されたリング溝５ａに
挿入されて、前記インナリング２の外周面とリング背面
溝１ａの底面との間に前記板ばね３が縮設され、該板ば
ね３のばね力により、前記アウタリング１の外周面が前
記シリンダ４の壁面に密着させられ、かつ前記インナリ
ング２の内周面が前記リング溝５ａの底面に密着させら
れる。そして、前記アウタリング１及びインナリング２
がシリンダ４の壁面とピストン５の外周面との間に形成
された隙間を塞いで、ピストン５とシリンダ４と図示し
ないシリンダブロックとで構成される図示しない燃焼室
を密閉する。
【００１３】前記板ばね３は、該板ばね３のばね力によ
りアウタリング１の外周面をシリンダ４の壁面に密着さ
せ、かつインナリング２の内周面をリング溝５ａの底面
に密着させた状態において、内側折曲角度が機関冷間時
でθ1 、前記ピストン５が熱膨脹して径Ｄ1 から径Ｄ2
に大径化する機関実動時（例えば始動時）でθ2 （＞θ
1 ）となるものである。
りアウタリング１の外周面をシリンダ４の壁面に密着さ
せ、かつインナリング２の内周面をリング溝５ａの底面
に密着させた状態において、内側折曲角度が機関冷間時
でθ1 、前記ピストン５が熱膨脹して径Ｄ1 から径Ｄ2
に大径化する機関実動時（例えば始動時）でθ2 （＞θ
1 ）となるものである。
【００１４】上記構成によれば、燃焼室内で混合気が燃
焼して燃焼熱が発生したとき、この燃焼熱によりピスト
ン５が熱膨脹して径Ｄ1 から径Ｄ2 に大径化し、該ピス
トン５の外周面に設けたリング溝５ａの底面が半径外方
向に向かって膨出することから、インナリング２は前記
リング溝５ａの底面により前記アウタリング１のリング
背面溝１ａに押し込まれ、リング背面溝１ａの底面とイ
ンナリング２の外周面との間隔がＬ1 からＬ2 に狭まる
こととなる。この場合には、前記リング背面溝１ａの底
面とインナリング２の外周面との間で板ばね３が圧縮さ
れる。しかし、ピストン５が一定温度になったときに、
板ばね３を記憶形状に変形させることから、前述するよ
うにリング背面溝１ａの底面とインナリング２の外周面
との間で圧縮される前記板ばね３のばね力を圧縮前とほ
ぼ同一にすることが可能となる。
焼して燃焼熱が発生したとき、この燃焼熱によりピスト
ン５が熱膨脹して径Ｄ1 から径Ｄ2 に大径化し、該ピス
トン５の外周面に設けたリング溝５ａの底面が半径外方
向に向かって膨出することから、インナリング２は前記
リング溝５ａの底面により前記アウタリング１のリング
背面溝１ａに押し込まれ、リング背面溝１ａの底面とイ
ンナリング２の外周面との間隔がＬ1 からＬ2 に狭まる
こととなる。この場合には、前記リング背面溝１ａの底
面とインナリング２の外周面との間で板ばね３が圧縮さ
れる。しかし、ピストン５が一定温度になったときに、
板ばね３を記憶形状に変形させることから、前述するよ
うにリング背面溝１ａの底面とインナリング２の外周面
との間で圧縮される前記板ばね３のばね力を圧縮前とほ
ぼ同一にすることが可能となる。
【００１５】また、図３に示すように、前記リング背面
溝１ａがアウタリング１の内周面の中心よりピストン５
の冠面側の反対側に偏位している場合には、機関実動時
において、シリンダ４の壁面とアウタリング１の外周面
との摺動抵抗によりピストンリングがリング溝５ａに対
して傾斜した姿勢を取り、リング背面溝１ａがアウタリ
ング１の内周面の中心に設けた場合よりもリング背面溝
１ａ内からインナリング２が抜けてくるが、該インナリ
ング２の外径はアウタリング１の内径より大きいことか
ら、上記アウタリング１及びインナリング２の嵌合状態
は維持されることとなる。また、アウタリング１の外周
面がシリンダ４の壁面に密着するばかりでなく、アウタ
リング１の外周側上面がリング溝５ａの上面に密着し、
かつ該アウタリング１の内周側角部がリング溝５ａの下
面に密着することとなる。このようなピストンリングに
よりピストン５とシリンダ４との隙間をより確実に塞い
で、ブローバイ・ガスを防ぐ。尚、リング背面溝１ａを
アウタリング１の内周面の中心より冠面側の反対側に偏
位させたが、アウタリング１の内周面の中心よりピスト
ン５の冠面側に偏位させても良い。
溝１ａがアウタリング１の内周面の中心よりピストン５
の冠面側の反対側に偏位している場合には、機関実動時
において、シリンダ４の壁面とアウタリング１の外周面
との摺動抵抗によりピストンリングがリング溝５ａに対
して傾斜した姿勢を取り、リング背面溝１ａがアウタリ
ング１の内周面の中心に設けた場合よりもリング背面溝
１ａ内からインナリング２が抜けてくるが、該インナリ
ング２の外径はアウタリング１の内径より大きいことか
ら、上記アウタリング１及びインナリング２の嵌合状態
は維持されることとなる。また、アウタリング１の外周
面がシリンダ４の壁面に密着するばかりでなく、アウタ
リング１の外周側上面がリング溝５ａの上面に密着し、
かつ該アウタリング１の内周側角部がリング溝５ａの下
面に密着することとなる。このようなピストンリングに
よりピストン５とシリンダ４との隙間をより確実に塞い
で、ブローバイ・ガスを防ぐ。尚、リング背面溝１ａを
アウタリング１の内周面の中心より冠面側の反対側に偏
位させたが、アウタリング１の内周面の中心よりピスト
ン５の冠面側に偏位させても良い。
【００１６】また、図４（１）はこの発明の第２実施例
になる内燃機関のピストンリングの機関冷間時状態を示
す断面図、（２）は（１）の部分拡大図でピストンリン
グの機関実動時状態を想像線で併せて示している。
になる内燃機関のピストンリングの機関冷間時状態を示
す断面図、（２）は（１）の部分拡大図でピストンリン
グの機関実動時状態を想像線で併せて示している。
【００１７】この実施例は、形状記憶合金からなる板ば
ね３（弾性部材）をコイルばね３1（弾性部材）とした
点のみが第１実施例と異なる。
ね３（弾性部材）をコイルばね３1（弾性部材）とした
点のみが第１実施例と異なる。
【００１８】前記コイルばね３1 はインナリング２の外
周面又はリング背面溝１ａの底面の少くとも一方に突設
した図示しないガイドに支持されて周方向に間隔をおい
て配置され、前記インナリング２の外周面とリング背面
溝１ａの底面との間に縮設されていて、長さが機関冷間
時状態でＬ3 、前記ピストン５が図１（１）及び図２
（１）に示すように熱膨脹して径Ｄ1 から径Ｄ2 に大径
化する機関実動時（例えば始動時）でＬ4 （＜Ｌ3 ）と
なるものである。
周面又はリング背面溝１ａの底面の少くとも一方に突設
した図示しないガイドに支持されて周方向に間隔をおい
て配置され、前記インナリング２の外周面とリング背面
溝１ａの底面との間に縮設されていて、長さが機関冷間
時状態でＬ3 、前記ピストン５が図１（１）及び図２
（１）に示すように熱膨脹して径Ｄ1 から径Ｄ2 に大径
化する機関実動時（例えば始動時）でＬ4 （＜Ｌ3 ）と
なるものである。
【００１９】上記構成によれば、ピストン５が一定温度
になったときにコイルばね３1 を記憶形状に変形させ
て、第１実施例と同様に、リング背面溝１ａの底面とイ
ンナリング２の外周面との間で圧縮される前記コイルば
ね３1 のばね力を圧縮前とほぼ同一にすることが可能と
なる。
になったときにコイルばね３1 を記憶形状に変形させ
て、第１実施例と同様に、リング背面溝１ａの底面とイ
ンナリング２の外周面との間で圧縮される前記コイルば
ね３1 のばね力を圧縮前とほぼ同一にすることが可能と
なる。
【００２０】
【発明の効果】以上の通り、この発明は、シリンダ内を
摺動するピストンの外周面に形成されたリング溝に挿入
するピストンリングを、内周面に環状のリング背面溝を
形成したアウタリングと前記リング背面溝に嵌合するイ
ンナリングとで構成し、該インナリングの外周面と前記
リング背面溝の底面との間に、前記アウタリングの外周
面を前記シリンダの壁面に密着させ、かつ前記インナリ
ングの内周面を前記リング溝の底面に密着させる弾性部
材を配置し、該弾性部材を形状記憶合金で形成したた
め、ピストンが熱膨脹して大径化するとき、弾性部材を
記憶形状に変形させて、前記ピストンが大径化すること
に伴いリング背面溝の底面とインナリングの外周面との
間で圧縮される弾性部材のばね力を圧縮前とほぼ同一と
することにより、アウタリングの張力をピストンの膨脹
の前後でほぼ一定にすることが可能となる。従って、ア
ウタリングとシリンダ壁面との間のフリクションを従来
に比べて低減させ、アウタリングとシリンダ壁面の摩耗
を回避して、アウタリングとシリンダとの間のシール性
を高め、燃焼室の密閉性の向上を図ると共に、ブローバ
イガスや潤滑油消費量の増加の防止を図る上で有効であ
る。
摺動するピストンの外周面に形成されたリング溝に挿入
するピストンリングを、内周面に環状のリング背面溝を
形成したアウタリングと前記リング背面溝に嵌合するイ
ンナリングとで構成し、該インナリングの外周面と前記
リング背面溝の底面との間に、前記アウタリングの外周
面を前記シリンダの壁面に密着させ、かつ前記インナリ
ングの内周面を前記リング溝の底面に密着させる弾性部
材を配置し、該弾性部材を形状記憶合金で形成したた
め、ピストンが熱膨脹して大径化するとき、弾性部材を
記憶形状に変形させて、前記ピストンが大径化すること
に伴いリング背面溝の底面とインナリングの外周面との
間で圧縮される弾性部材のばね力を圧縮前とほぼ同一と
することにより、アウタリングの張力をピストンの膨脹
の前後でほぼ一定にすることが可能となる。従って、ア
ウタリングとシリンダ壁面との間のフリクションを従来
に比べて低減させ、アウタリングとシリンダ壁面の摩耗
を回避して、アウタリングとシリンダとの間のシール性
を高め、燃焼室の密閉性の向上を図ると共に、ブローバ
イガスや潤滑油消費量の増加の防止を図る上で有効であ
る。
【図１】（１） この発明の一実施例になる内燃機関用
ピストンリングの機関冷間時状態を示す断面図である。 （２） 同ピストンリングの全体を示す（１）のＡ−Ａ
線に沿う断面図である。 （３）は（２）の部分拡大図である。
ピストンリングの機関冷間時状態を示す断面図である。 （２） 同ピストンリングの全体を示す（１）のＡ−Ａ
線に沿う断面図である。 （３）は（２）の部分拡大図である。
【図２】（１） 図１（１）に示すピストンリングの機
関実動時状態を示す断面図である。 （２） 同ピストンリングの全体を示す（１）のＢ−Ｂ
線に沿う断面図である。 （３） （２）の部分拡大図である。
関実動時状態を示す断面図である。 （２） 同ピストンリングの全体を示す（１）のＢ−Ｂ
線に沿う断面図である。 （３） （２）の部分拡大図である。
【図３】図１に示すピストンリングの機関実動時におけ
る動きを示す断面図である。
る動きを示す断面図である。
【図４】（１） この発明の他の実施例になる内燃機関
のピストンリングの機関冷間時状態を示す断面図であ
る。 （２） （１）の部分拡大図でピストンリングの機関実
動時状態を想像線で併せて示している。
のピストンリングの機関冷間時状態を示す断面図であ
る。 （２） （１）の部分拡大図でピストンリングの機関実
動時状態を想像線で併せて示している。
【符号の説明】 １ アウタリング １ａ リング背面溝 ２ インナリング ３ 板ばね（弾性部材） ３1 コイルばね（弾性部材） ４ シリンダ ５ ピストン ５ａ リング溝
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダ内を摺動するピストンの外周面に
形成されたリング溝に挿入するピストンリングを、内周
面に環状のリング背面溝を形成したアウタリングと前記
リング背面溝に嵌合するインナリングとで構成し、該イ
ンナリングの外周面と前記リング背面溝の底面との間
に、前記アウタリングの外周面を前記シリンダの壁面に
密着させ、かつ前記インナリングの内周面を前記リング
溝の底面に密着させる弾性部材を配置し、該弾性部材を
形状記憶合金で形成したことを特徴とする内燃機関用ピ
ストンリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5306394A JPH07239031A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 内燃機関用ピストンリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5306394A JPH07239031A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 内燃機関用ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07239031A true JPH07239031A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12932387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5306394A Pending JPH07239031A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 内燃機関用ピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07239031A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004090318A1 (ja) * | 2003-04-07 | 2004-10-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 組合せオイルリング |
| JP2009228685A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 板バネ付きピストンリング及びピストンとピストンリングの組合せ |
| DE10312627B4 (de) * | 2002-04-02 | 2010-06-24 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Kolbenring |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP5306394A patent/JPH07239031A/ja active Pending
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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