JPH09196171A - Piston ring - Google Patents

Piston ring

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JPH09196171A
JPH09196171A JP916296A JP916296A JPH09196171A JP H09196171 A JPH09196171 A JP H09196171A JP 916296 A JP916296 A JP 916296A JP 916296 A JP916296 A JP 916296A JP H09196171 A JPH09196171 A JP H09196171A
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piston ring
ring
piston
bending stress
abutment portion
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JP916296A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimitaka Saito
公孝 斎藤
Tokio Kohama
時男 小浜
Tetsuya Morino
哲也 守野
Takao Suzuki
孝男 鈴木
Asami Tsuchiya
亜砂美 土屋
Masanori Takai
正徳 高井
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Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the strength and the durability without increasing the weight of a piston ring, and to shift the resonance number of revolution of the radial motion of the piston ring outside the practical running range by setting the natural frequency in the radial direction to a higher value. SOLUTION: This thickness T in the radial direction of a piston ring 1 having a gap part 2 becomes smaller toward the gap part 2, and gradually larger farther away from the gap part 2, and approximately maximum at the opposite side 3 of the gap part 2. Thus, the weight of the piston ring 1 is not increased. The bending stress σ is small at the opposite side to the gap part 2, and becomes larger toward the gap part 2, and becomes uniform as the whole of the bending stress. Because the maximum value of the bending stress is reduced, the strength and the durability of the piston ring can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼル機関、
ガソリン機関及びガス機関等の内燃機関のピストンリン
グに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a diesel engine,
The present invention relates to a piston ring of an internal combustion engine such as a gasoline engine and a gas engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の内燃機関は、図12に示すよう
に、ピストン20の上部に3本のリング溝21,22,
23が設けられており、これらのリング溝にはピストン
リング24,25,26が嵌合されている。上、中の2
本のピストンリング24,25は圧力リングと呼ばれシ
リンダ内の混合気や爆発ガス、及び排気ガスのピストン
20下方への漏洩を防止し、下のピストンリング26は
オイルリングと呼ばれ、シリンダ壁面に残るオイルをか
き落とす。そして、2本の圧力リング24,25を使用
してリングの隙間から漏れるガスを2段構えで防止する
ようにしている。
2. Description of the Related Art In a conventional internal combustion engine, as shown in FIG.
23 are provided, and piston rings 24, 25 and 26 are fitted in these ring grooves. 2 in the top
The piston rings 24 and 25 of the book are called pressure rings and prevent leakage of air-fuel mixture and explosive gas in the cylinder and exhaust gas to the lower side of the piston 20, and the lower piston ring 26 is called an oil ring. Scrap off the oil that remains in the. The two pressure rings 24 and 25 are used to prevent the gas leaking from the gap between the rings in a two-stage manner.

【0003】上記圧力リング24,25は、図13に示
すように、円環輪形状をしており、ピストン20への組
付け、及び熱膨張を考慮して合い口部27が設けられて
いる。一般に、圧力リング24,25の形状は、外周半
径R、径方向リング厚さT、リング幅Bにて表現されて
いる。図14は、ピストン20とピストンリング24,
25,26が内燃機関本体に組込まれている状態を示し
たものである。ピストンリング24,25,26を組付
けたピストン20は内燃機関本体の円筒ボア28内に嵌
合されており、機関の運転中は円筒ボア28内を往復運
動する。そして、該円筒ボア28は、ボア製作加工上の
精度、ヘッドボルトの締付け、熱変形、荷重変形、及
び、摩耗等により正確な円筒形をしておらず、円筒ボア
28の内面は、変形部分30が生じている。該円筒ボア
28内の変形部分30をピストン20が往復運動する
と、図15に示すように、圧力リング24,25には、
円筒ボア28の円筒内径の変化により、圧力リング2
4,25の合い口隙間27が大きくなったり小さくなる
ような力Fが作用する。
As shown in FIG. 13, each of the pressure rings 24 and 25 has an annular ring shape, and is provided with a mating portion 27 in consideration of its assembly to the piston 20 and thermal expansion. . Generally, the shapes of the pressure rings 24 and 25 are represented by an outer peripheral radius R, a radial ring thickness T, and a ring width B. FIG. 14 shows a piston 20 and a piston ring 24,
It shows a state in which 25 and 26 are incorporated in the body of the internal combustion engine. The piston 20 having the piston rings 24, 25 and 26 assembled therein is fitted in the cylindrical bore 28 of the internal combustion engine body, and reciprocates in the cylindrical bore 28 during operation of the engine. Further, the cylindrical bore 28 does not have an accurate cylindrical shape due to accuracy in manufacturing the bore, tightening of head bolts, thermal deformation, load deformation, wear, etc., and the inner surface of the cylindrical bore 28 has a deformed portion. 30 has occurred. When the piston 20 reciprocates in the deformed portion 30 inside the cylindrical bore 28, as shown in FIG.
Due to the change in the inner diameter of the cylindrical bore 28, the pressure ring 2
A force F acts to increase or decrease the gap 27 between the mating holes 4 and 25.

【0004】図16は、圧力リングの合い口部27に力
Fが作用した場合のモーメントの分布状態を示した図で
あり、図16(a)は圧力リングに曲げモーメント
(M)が作用した場合の分布図、図16(b)は圧力リ
ングに曲げ応力(σ)が作用した場合の分布図である。
圧力リングに作用する曲げモーメント(M)の分布は合
い口部27と反対の方向31で最大となる。従来の圧力
リングは、径方向リング厚さT寸法、及び、リング幅B
寸法が一定であり、且つ、圧力リングの断面積と断面係
数が一定となっている。そして、圧力リングに作用する
曲げ応力(σ)は、 σ=M/Z 但し、Z:リング断面係数 で示されるため、曲げ応力(σ)の分布は、図13
(b)で示すように、曲げモーメント(M)の分布と同
様、合い口部27の反対の方向31で最大となる。曲げ
応力(σ)の大きさは、圧力リングの強度や耐久性を決
定する要因であり、従来の圧力リングにおいては、曲げ
応力の最大となる合い口部27の反対方向31が最も弱
く且つ破損し易いことになる。従って、圧力リングの強
度や耐久性を強くするためには、リング幅B寸法、径方
向リング厚さT寸法を大きな値とするのが有効である。
FIG. 16 is a diagram showing the distribution of moments when a force F acts on the abutment portion 27 of the pressure ring, and FIG. 16 (a) shows a bending moment (M) acting on the pressure ring. FIG. 16B is a distribution chart in the case where bending stress (σ) acts on the pressure ring.
The distribution of the bending moment (M) acting on the pressure ring becomes maximum in the direction 31 opposite to the abutment portion 27. The conventional pressure ring has a radial ring thickness T dimension and a ring width B.
The dimensions are constant, and the cross-sectional area and cross-section modulus of the pressure ring are constant. The bending stress (σ) acting on the pressure ring is expressed by σ = M / Z, where Z is the ring section coefficient, and therefore the distribution of the bending stress (σ) is as shown in FIG.
As shown in (b), like the distribution of the bending moment (M), it becomes maximum in the direction 31 opposite to the abutment portion 27. The magnitude of the bending stress (σ) is a factor that determines the strength and durability of the pressure ring. In the conventional pressure ring, the opposite direction 31 of the abutment portion 27 where the bending stress is maximum is weakest and damaged. It will be easy to do. Therefore, in order to increase the strength and durability of the pressure ring, it is effective to set the ring width B dimension and the radial ring thickness T dimension to large values.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リング
幅B寸法、径方向リング厚さT寸法を大きくすると、圧
力リングの重量が増加し、ピストンのリング溝内を圧力
リングが上下運動する現象、いわゆる、フラッタリング
現象等の新たな問題が生起する。また、図14に示した
ように、ピストン20が円形ボア28内の変形部30を
往復運動すると、圧力リング24,25には、合い口部
27の隙間が変化する径方向の運動が生ずる(図17参
照)。このとき、圧力リング24,25の径方向の運動
周期は内燃機関の往復運動周期の2倍の周期となる。そ
して、機関は、通常600回転/分から8000回転/
分の回転数にて使用され、それに応じて圧力リングの径
方向運動の周期が変化する。圧力リングの径方向運動周
期が圧力リングの径方向固有振動数に近い場合、圧力リ
ングの径方向運動に共振が発生し、圧力リングの径方向
運動の振幅が大きくなるため、圧力リングが円筒ボア周
面から離れる現象が発生する。ところで、ピストンリン
グは、(1)機関の燃焼室内の高圧ガスをシールする機
能、(2)円筒ボアの内側壁面に付着している潤滑オイ
ルを掻き落す機能、(3)機関のオイルパン内の潤滑オ
イルが燃焼室内へ進入するのを阻止する機能、の3つの
機能を有しているが、ピストンリングが円筒ボア内周面
から離れると、この3つの機能が低下し、ブローバイガ
ス増加等の機関の性能低下と、オイル消費量が増大する
という問題が惹起する。
However, when the ring width B and the radial ring thickness T are increased, the weight of the pressure ring increases and the pressure ring moves up and down in the ring groove of the piston, a so-called phenomenon. , New problems such as fluttering phenomenon occur. Further, as shown in FIG. 14, when the piston 20 reciprocates in the deforming portion 30 in the circular bore 28, the pressure rings 24 and 25 undergo radial movement in which the gap of the mating portion 27 changes ( (See FIG. 17). At this time, the radial movement cycle of the pressure rings 24 and 25 is twice as long as the reciprocating movement cycle of the internal combustion engine. And the engine is usually 600 rpm to 8000 rpm
Used at revolutions per minute, the period of radial movement of the pressure ring changes accordingly. When the radial motion cycle of the pressure ring is close to the natural radial frequency of the pressure ring, resonance occurs in the radial motion of the pressure ring and the amplitude of the radial motion of the pressure ring increases, so that the pressure ring has a cylindrical bore. The phenomenon of leaving the peripheral surface occurs. By the way, the piston ring has (1) a function of sealing high-pressure gas in the combustion chamber of the engine, (2) a function of scraping off the lubricating oil adhering to the inner wall surface of the cylindrical bore, and (3) an oil pan of the engine. It has three functions, that is, a function to prevent the lubricating oil from entering the combustion chamber. However, when the piston ring separates from the inner peripheral surface of the cylindrical bore, these three functions decrease and increase in blow-by gas, etc. This causes problems of deterioration of engine performance and increase of oil consumption.

【0006】これに対して、気密性を保持し、オイル消
費量を少なくするために、ピストンリング部材を密着さ
せて略1回半程度巻回し、両端面を互いに平行面とし、
且つ、外周面を両端面に対して直角に形成したピストン
リングが特開平5−223171号公報に記載されてい
る。しかしながら、このピストンリングも製作と強度と
耐久性に問題点を有する。
On the other hand, in order to maintain the airtightness and reduce the oil consumption, the piston ring members are closely attached and wound about one and a half times, and both end surfaces are parallel to each other.
Moreover, a piston ring in which the outer peripheral surface is formed at right angles to both end surfaces is described in JP-A-5-223171. However, this piston ring also has problems in manufacturing, strength and durability.

【0007】本発明は、叙上の問題点に鑑みて創出され
たものであり、その目的とするところは、ピストンリン
グの重量を増加させることなく、ピストンリングの強
度、耐久性を向上させ、且つ、ピストンリングの径方向
固有振動数を高い値に設定することにより、ピストンリ
ングの径方向運動の共振回転数を実用運転範囲外とした
ピストンリングを提供することである。
The present invention was created in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the strength and durability of the piston ring without increasing the weight of the piston ring. In addition, by setting the radial natural frequency of the piston ring to a high value, it is possible to provide a piston ring in which the resonance rotational frequency of the radial motion of the piston ring is outside the practical operating range.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の手段を採用することができる。この
手段によると、ピストンリングの径方向厚さを可変とし
ているため、ピストンリングの重量を増加させることは
ない。また、曲げ応力は合い口部の反対側は小さく、合
い口部近傍程大きくなり、曲げ応力全体としては均一と
なる。従って、曲げ応力の最大値は減少するため、ピス
トンリングの強度と耐久性を向上させることができる。
更に、ピストンリングの径方向固有振動数を高く設定す
ることができるため、共振周波数を機関の実用回転範囲
より高くすることができる。また、上記課題を解決する
ために、請求項2記載の手段を採用することができる。
この手段によると、ピストンリングの軸方向幅を可変と
しているため、ピストンリングの重量を増加させること
はない。また、曲げ応力は合い口部の反対側は小さく、
合い口部近傍程大きくなり、曲げ応力全体としては均一
となる。従って、曲げ応力の最大値は減少するため、ピ
ストンリングの強度と耐久性を向上させることができ
る。更に、ピストンリングの径方向固有振動数を高く設
定することができるため、共振周波数を機関の実用回転
範囲より高くすることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the means described in claim 1 can be adopted. According to this means, since the radial thickness of the piston ring is variable, the weight of the piston ring is not increased. Further, the bending stress is small on the opposite side of the abutment portion and becomes large in the vicinity of the abutment portion, and becomes uniform as a whole bending stress. Therefore, the maximum value of bending stress is reduced, so that the strength and durability of the piston ring can be improved.
Further, since the radial natural frequency of the piston ring can be set high, the resonance frequency can be set higher than the practical rotation range of the engine. Further, in order to solve the above-mentioned problems, the means described in claim 2 can be adopted.
According to this means, since the axial width of the piston ring is variable, the weight of the piston ring is not increased. In addition, the bending stress is small on the opposite side of the gap,
It becomes larger in the vicinity of the abutment, and the bending stress becomes uniform as a whole. Therefore, the maximum value of bending stress is reduced, so that the strength and durability of the piston ring can be improved. Further, since the radial natural frequency of the piston ring can be set high, the resonance frequency can be set higher than the practical rotation range of the engine.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のピストンリングの第1の
実施形態を図1及び図2(a),(b)に基づいて説明
する。図において、合い口部2を有するピストンリング
1の径方向厚さTは、合い口部2近傍程薄く、合い口部
2から遠ざかる程徐々に厚く、合い口部2の反対側3に
おいてほぼ最大となっている。従って、図2(a)に示
すように、合い口部2に力Fが作用した場合、曲げモー
メント(M)は従来のピストンリングと同様、合い口部
2の反対方向3で最大となるが、断面積、断面係数Zは
合い口部2近傍程小さく、合い口部2の反対方向3程大
きいため、曲げ応力(σ)は、図2(b)に示すよう
に、従来のピストンリングと比較して合い口部2の反対
側3は小さく、合い口部2近傍程大きくなり、曲げ応力
(σ)全体としては均一となる。この構成により、曲げ
応力(σ)の最大値は減少するため、ピストンリングの
強度と耐久性を向上させることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a piston ring according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2A and 2B. In the figure, the radial thickness T of the piston ring 1 having the abutment portion 2 is thin near the abutment portion 2, gradually increases as it moves away from the abutment portion 2, and is almost maximum on the opposite side 3 of the abutment portion 2. Has become. Therefore, as shown in FIG. 2A, when the force F acts on the mating portion 2, the bending moment (M) becomes maximum in the opposite direction 3 of the mating portion 2 as in the conventional piston ring. , The cross-sectional area, and the cross-section coefficient Z are smaller in the vicinity of the abutment portion 2 and larger in the opposite direction 3 of the abutment portion 2, so that the bending stress (σ) is the same as that of the conventional piston ring as shown in FIG. On the other hand, the opposite side 3 of the abutment portion 2 is small, becomes larger in the vicinity of the abutment portion 2, and the bending stress (σ) becomes uniform as a whole. With this configuration, the maximum value of the bending stress (σ) is reduced, so that the strength and durability of the piston ring can be improved.

【0010】このように、本実施形態においては、合い
口部2の反対方向3の径方向厚さ寸法Tは大きいもの
の、合い口部2近傍は小さくしてあるため、ピストンリ
ング1の重量を増加させることなく、ピストンリング1
の強度と耐久性を向上させることができるばかりでな
く、ピストンリング1の径方向固有振動数を高く設定で
きるため、共振振動数を機関の実用回転範囲より高くす
ることにより、ピストンリング1の機関の円周ボア内周
面離れによるブローバイガスの増加、オイル消費量の増
加を防止することができる。
As described above, in this embodiment, although the radial thickness T in the opposite direction 3 of the mating portion 2 is large, the vicinity of the mating portion 2 is small, so that the weight of the piston ring 1 is reduced. Piston ring 1 without increasing
Not only can the strength and durability of the piston ring 1 be improved, but the radial natural frequency of the piston ring 1 can be set to a high value. It is possible to prevent an increase in blow-by gas and an increase in oil consumption due to the separation of the inner peripheral surface of the circumferential bore.

【0011】本実施形態のピストンリング1を嵌装した
ピストン5を機関本体6に装着すると、図3に示すよう
に、ピストンリング溝7とピストンリング1との隙間に
片寄りが生ずるが、ピストンリング1外周面は機関本体
6の円周ボア8の円周面と接触しているため、前述した
ピストンリングの3つの機能を低下させることはなく大
きな問題とはならない。
When the piston 5 fitted with the piston ring 1 of this embodiment is mounted on the engine body 6, as shown in FIG. 3, the gap between the piston ring groove 7 and the piston ring 1 is offset, but Since the outer circumferential surface of the ring 1 is in contact with the circumferential surface of the circumferential bore 8 of the engine body 6, the three functions of the piston ring described above are not deteriorated and this is not a serious problem.

【0012】しかしながら、上記隙間の片寄りに関して
は、図4(a),(b)に示すように、隙間の片寄りを
補助するためのバックアップリング10を合い口部2内
側に配置して使用したり(バックアップリング方式)、
図5(a),(b)に示すように、合い口部分2近傍の
ピストンリング幅T′寸法のみを大きくして填め合せ部
11を形成することにより(合い口填め合い方式)、容
易に解決することができる。
However, with respect to the deviation of the clearance, as shown in FIGS. 4A and 4B, a backup ring 10 for assisting the deviation of the clearance is disposed inside the mating portion 2 for use. Or (backup ring method),
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), by simply increasing the size of the piston ring width T'in the vicinity of the fitting portion 2 to form the fitting portion 11 (fitting method), Can be resolved.

【0013】図6は本発明の第2の実施形態を示したも
のである。図1に示される第1の実施形態においては、
ピストンリング1の径方向厚さTを合い口部2近傍程薄
く、合い口部2の反対方向3程厚くしたが、第2の実施
形態においては、ピストンリング軸方向幅Bは、合い口
部2近傍程狭く、合い口部2から遠ざかる程徐々に広
く、合い口部2の反対方向3においてほぼ最大となって
いる。従って、図7(a)に示すように、合い口部2に
力Fが作用した場合、曲げモーメント(M)は従来のピ
ストンリングと同様、合い口部2の反対方向3で最大と
なるが、断面積、断面係数Zは合い口部2近傍程小さ
く、合い口部2の反対方向3程大きいため、曲げ応力
(σ)は、図7(b)に示すように、従来のピストンリ
ングと比較して合い口部2の反対方向3は小さく、合い
口部2近傍程大きくなり、曲げ応力(σ)全体としては
均一となる。この構成により、曲げ応力(σ)の最大値
は減少するため、ピストンリングの強度と耐久性を向上
させることができる。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment shown in FIG.
The radial thickness T of the piston ring 1 is made thinner in the vicinity of the mating portion 2 and thicker in the opposite direction 3 of the mating portion 2, but in the second embodiment, the axial width B of the piston ring is set to be the mating portion. The width is narrower in the vicinity of 2, and gradually widens as it moves away from the abutment portion 2, and is almost maximum in the direction 3 opposite to the abutment portion 2. Therefore, as shown in FIG. 7A, when the force F acts on the mating portion 2, the bending moment (M) becomes maximum in the opposite direction 3 of the mating portion 2 as in the conventional piston ring. , The cross-sectional area, and the cross-section coefficient Z are smaller in the vicinity of the abutment portion 2 and larger in the opposite direction 3 of the abutment portion 2, so that the bending stress (σ) is the same as that of the conventional piston ring as shown in FIG. 7B. In comparison, the opposite direction 3 of the abutment portion 2 is small, increases in the vicinity of the abutment portion 2, and becomes uniform as a whole bending stress (σ). With this configuration, the maximum value of the bending stress (σ) is reduced, so that the strength and durability of the piston ring can be improved.

【0014】このように、本実施形態においては、合い
口部2の反対方向3のピストンリング軸方向幅B寸法は
大きいものの、合い口部2近傍は小さくしてあるため、
ピストンリング1の重量を増加させることなく、フラッ
タリング等の問題も生起させることはない。更に、合い
口部2の反対方向3のピストンリング軸方向幅B寸法が
大きいことによる曲げ剛性増加と、合い口部2の上記幅
B寸法が小さいことによる合い口部2近傍の軽量化によ
り、ピストンリングの径方向固有振動数を高くすること
ができる。これにより、リング径方向運動の共振の発生
する内燃機関回転数を実用範囲外の高い回転数にするこ
とができるため、ピストンリング1の機関の円周ボア内
周面離れによるブローバイガスの増加・オイル消費量の
増加を防止することができる。
As described above, in the present embodiment, the width B of the piston ring in the direction 3 opposite to the mating portion 2 is large, but the vicinity of the mating portion 2 is small.
Without increasing the weight of the piston ring 1, problems such as fluttering will not occur. Further, due to the increase in bending rigidity due to the large axial width B of the piston ring in the opposite direction 3 of the abutment portion 2 and the reduction in the weight of the abutment portion 2 due to the small width B dimension of the abutment portion 2, The radial natural frequency of the piston ring can be increased. As a result, the rotational speed of the internal combustion engine at which resonance of the radial radial motion is generated can be set to a high rotational speed outside the practical range. Therefore, increase in blow-by gas due to separation of the inner peripheral surface of the circumferential bore of the engine of the piston ring 1 It is possible to prevent an increase in oil consumption.

【0015】本実施形態のピストンリング1を嵌装した
ピストン5を機関本体6に装着すると、図8に示すよう
に、ピストンリング溝7とピストンリング1との間に軸
方向隙間に片寄りが生ずるが、ピストンリング1外周面
は機関本体6の円周ボア8の内周面と接触しているた
め、前述したピストンリングの3つの機能を低下させる
ことはなく大きな問題とはならない。
When the piston 5 fitted with the piston ring 1 of the present embodiment is mounted on the engine body 6, as shown in FIG. 8, there is a deviation in the axial gap between the piston ring groove 7 and the piston ring 1. Although generated, since the outer peripheral surface of the piston ring 1 is in contact with the inner peripheral surface of the circumferential bore 8 of the engine body 6, the three functions of the piston ring described above are not deteriorated and it is not a serious problem.

【0016】しかしながら、上記軸方向隙間の片寄りに
関しては、図9(a),(b)に示すように、軸方向隙
間の片寄りを補助するための、バックアップリング12
を合い口部2側に重ね合せたり(バックアップリング方
式)、図10(a),(b)に示すように、合い口部2
近傍のピストンリング軸方向幅B′寸法のみを大きくし
て填め合せ部13を形成することにより(合い口填め合
い方式)容易に解決することができる。
However, with respect to the deviation of the axial gap, as shown in FIGS. 9A and 9B, the backup ring 12 for assisting the deviation of the axial gap.
May be overlaid on the abutment portion 2 side (backup ring system), or as shown in FIGS.
The problem can be easily solved by increasing only the axial width B ′ of the piston ring in the vicinity to form the fitting portion 13 (abutment fitting method).

【0017】図11は本発明の第3の実施形態を示した
ものである。第1の実施形態においては、ピストンリン
グ1の径方向厚さT寸法を変化させ、また、第2の実施
形態においては、ピストンリング1の軸方向幅B寸法を
変化させているが、本実施形態においては、ピストンリ
ング1の径方向厚さT寸法と、軸方向幅B寸法の両方を
変化させるようにしたものである。このような構成によ
っても本発明の目的を達成し得ることは言うまでもない
ことである。
FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention. In the first embodiment, the radial thickness T dimension of the piston ring 1 is changed, and in the second embodiment, the axial width B dimension of the piston ring 1 is changed. In the configuration, both the radial thickness T dimension of the piston ring 1 and the axial width B dimension are changed. It goes without saying that the object of the present invention can also be achieved by such a configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のピストンリングの第1の実施形態を示
す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a piston ring of the present invention.

【図2】本発明のピストンリングの第1の実施形態の曲
げモーメントと曲げ応力の分布図であり、図2(a)は
曲げモーメントの分布図、図2(b)は曲げ応力の分布
図を示したものである。
FIG. 2 is a distribution diagram of bending moment and bending stress of the first embodiment of the piston ring of the present invention, FIG. 2 (a) is a distribution diagram of bending moment, and FIG. 2 (b) is a distribution diagram of bending stress. Is shown.

【図3】第1の実施形態を機関本体に装着した状態図で
ある。
FIG. 3 is a state diagram in which the first embodiment is mounted on an engine body.

【図4】第1の実施形態を補助するための一実施例の説
明図であり、図4(a)はその平面図、図4(b)は図
4(a)の実施例を機関本体に装着した状態図である。
FIG. 4 is an explanatory view of an example for assisting the first embodiment, FIG. 4 (a) is a plan view thereof, and FIG. 4 (b) is an example of the engine body of FIG. 4 (a). FIG.

【図5】第1の実施形態を補助するための他の実施例の
説明図であり、図5(a)はその平面図、図5(b)は
図4(a)の実施例を機関本体に装着した状態図であ
る。
5A and 5B are explanatory diagrams of another example for assisting the first embodiment, FIG. 5A is a plan view of the example, and FIG. 5B is an example of the example of FIG. It is the state figure attached to the main body.

【図6】本発明のピストンリングの第2の実施形態を示
す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a second embodiment of the piston ring of the present invention.

【図7】本発明のピストンリングの第2の実施形態の曲
げモーメントと曲げ応力の分布図であり、図7(a)は
曲げモーメントの分布図、図7(b)は曲げ応力の分布
図、図7(c)は本実施形態のピストンリングの側面図
を示したものである。
FIG. 7 is a distribution diagram of a bending moment and a bending stress of a second embodiment of the piston ring of the present invention, FIG. 7 (a) is a distribution diagram of the bending moment, and FIG. 7 (b) is a distribution diagram of the bending stress. FIG. 7 (c) is a side view of the piston ring of this embodiment.

【図8】第2の実施形態を機関本体に装着した状態図で
ある。
FIG. 8 is a state diagram in which the second embodiment is mounted on an engine body.

【図9】第2の実施形態を補助するための一実施例の説
明図であり、図9(a)はその分解斜視図、図9(b)
は図9(a)の実施例を機関本体に装着した状態図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an example for assisting the second embodiment, FIG. 9 (a) is an exploded perspective view thereof, and FIG. 9 (b).
FIG. 10 is a state diagram in which the embodiment of FIG. 9 (a) is attached to the engine body.

【図10】第2の実施形態を補助するための他の実施例
の説明図であり、図10(a)はその斜視図、図10
(b)は図10(a)の実施例を機関本体に装着した状
態図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of another example for assisting the second embodiment, FIG. 10A is a perspective view thereof, and FIG.
10B is a state diagram in which the embodiment of FIG. 10A is mounted on the engine body.

【図11】本発明のピストンリングの第3の実施形態を
示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a third embodiment of the piston ring of the present invention.

【図12】従来の内燃機関のピストンを示す正面図であ
り、図12(a)はピストンリングが嵌装されていない
ピストンの平面図、図12(b)はピストンリングが嵌
装されたピストンの平面図である。
FIG. 12 is a front view showing a piston of a conventional internal combustion engine, FIG. 12 (a) is a plan view of a piston in which a piston ring is not fitted, and FIG. 12 (b) is a piston in which a piston ring is fitted. FIG.

【図13】従来のピストンリングを説明した図であり、
図13(a)はピストンリングの平面図、図13(b)
はピストンリングの側面図である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a conventional piston ring,
13 (a) is a plan view of the piston ring, FIG. 13 (b).
FIG. 4 is a side view of a piston ring.

【図14】ピストンリングを嵌装したピストンが内燃機
関本体に組込まれた状態図である。
FIG. 14 is a diagram showing a state in which a piston fitted with a piston ring is incorporated in the internal combustion engine body.

【図15】従来のピストンリングを示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing a conventional piston ring.

【図16】従来のピストンリング曲げモーメントと曲げ
応力の分布図であり、図16(a)は曲げモーメントの
分布図、図16(b)は曲げ応力の分布図を示したもの
である。
16A and 16B are distribution diagrams of a conventional piston ring bending moment and bending stress. FIG. 16A shows a bending moment distribution diagram and FIG. 16B shows a bending stress distribution diagram.

【図17】従来のピストンリングの作動状態を示す説明
図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an operating state of a conventional piston ring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ピストンリング 2…合い口部 3…合い口部の反対側 7…ピストンリング溝 10,12…バックアップリング 11,13…填め合せ部 1 ... Piston ring 2 ... Abutment part 3 ... Opposite side of abutment part 7 ... Piston ring groove 10, 12 ... Backup ring 11, 13 ... Fitting part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守野 哲也 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 鈴木 孝男 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 土屋 亜砂美 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 高井 正徳 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuya Morino 14 Iwatani, Shimohakaku-cho, Nishio-shi, Aichi Japan Auto Parts Research Institute (72) Inventor Takao Suzuki 1-cho, Toyota-cho, Aichi Prefecture Toyota Auto Car Co., Ltd. (72) Inventor Asami Tsuchiya 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Takai 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Toyota Motor Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 合い口部を有するピストンリングにおい
て、該ピストンリングの径方向厚さは上記合い口部近傍
程薄く、且つ、上記合い口部から遠ざかるにつれて徐々
に厚くなっており、上記合い口部の反対側の径方向厚さ
は最大となっていることを特徴とするピストンリング。
1. A piston ring having an abutment portion, wherein the radial thickness of the piston ring is thinner in the vicinity of the abutment portion and gradually increases as the distance from the abutment portion increases. The piston ring is characterized in that the radial thickness on the opposite side of the part is maximum.
【請求項2】 合い口部を有するピストンリングにおい
て、該ピストンリングの軸方向幅は上記合い口部近傍程
狭く、且つ、上記合い口部から遠ざかるにつれて徐々に
広くなっており、上記合い口部の反対側の軸方向幅は最
大となっていることを特徴とするピストンリング。
2. A piston ring having an abutment portion, wherein the axial width of the piston ring is narrower in the vicinity of the abutment portion and gradually widens as the distance from the abutment portion increases. The piston ring is characterized in that the axial width on the opposite side of is maximum.
【請求項3】 上記ピストンリングの軸方向幅は、上記
合い口部近傍程狭く、且つ、上記合い口部から遠ざかる
につれて徐々に広くなっており、上記合い口部の反対側
の軸方向幅は最大となっていることを特徴とする請求項
1記載のピストンリング。
3. The axial width of the piston ring is narrower in the vicinity of the mating portion and gradually widens as it moves away from the mating portion, and the axial width on the opposite side of the mating portion is The piston ring according to claim 1, wherein the piston ring has the maximum size.
【請求項4】 上記合い口部の内周側に、上記ピストン
リングとピストンリング溝との径方向隙間の片寄りを補
助するためのバックアップリングが配置されていること
を特徴とする請求項1又は請求項3記載のピストンリン
グ。
4. A backup ring is arranged on the inner peripheral side of the mating portion to assist in offsetting the radial gap between the piston ring and the piston ring groove. Alternatively, the piston ring according to claim 3.
【請求項5】 上記ピストンリングの合い口部近傍の径
方向厚さ寸法を大きくした填め合せ部を形成したことを
特徴とする請求項1又は請求項3記載のピストンリン
グ。
5. The piston ring according to claim 1 or 3, wherein a fitting portion having a large radial thickness is formed in the vicinity of the mating portion of the piston ring.
【請求項6】 上記合い口部側に、上記ピストンリング
とピストンリング溝との軸方向隙間の片寄りを補助する
ためのバックアップリングが配置されていることを特徴
とする請求項2又は請求項3記載のピストンリング。
6. The backup ring for assisting the deviation of the axial gap between the piston ring and the piston ring groove is arranged on the side of the mating portion. The piston ring described in 3.
【請求項7】 上記ピストンリングの合い口部近傍の軸
方向幅寸法を大きくした填め合せ部を形成したことを特
徴とする請求項2又は請求項3記載のピストンリング。
7. The piston ring according to claim 2 or 3, wherein a fitting portion is formed in the vicinity of the mating portion of the piston ring with an increased axial width dimension.
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