JPH10238630A - 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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- JPH10238630A JPH10238630A JP9044338A JP4433897A JPH10238630A JP H10238630 A JPH10238630 A JP H10238630A JP 9044338 A JP9044338 A JP 9044338A JP 4433897 A JP4433897 A JP 4433897A JP H10238630 A JPH10238630 A JP H10238630A
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 19
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
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- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- F16J9/06—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リングの外周部分に溝を設けることなしに適
度な燃焼ガスのリークを図ってピストンリングの摩耗を
抑制する。 【解決手段】 切り口の両端に凸部21および凹部22を備
えたガスタイト形合い口部２を有する内燃機関用ピスト
ンリング１の下面13、または上面12および下面13に、こ
のピストンリングの外周面と内周面を連通する浅いリー
ク溝３を複数箇所、略等間隔に設ける。
度な燃焼ガスのリークを図ってピストンリングの摩耗を
抑制する。 【解決手段】 切り口の両端に凸部21および凹部22を備
えたガスタイト形合い口部２を有する内燃機関用ピスト
ンリング１の下面13、または上面12および下面13に、こ
のピストンリングの外周面と内周面を連通する浅いリー
ク溝３を複数箇所、略等間隔に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ンリング、特に船舶用等の大型内燃機関に好適なピスト
ンリングに関する。
ンリング、特に船舶用等の大型内燃機関に好適なピスト
ンリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のピストンに装着して燃焼室内
の圧力保持を行うピストンリングは、ピストン部分に装
着する際その内径を一旦ピストンの外径以上ととなるよ
うに押し広げる必要があり、また、ピストンのリング溝
に装着された後は半径方向に膨張することによりシリン
ダ内壁との密着を図るため、１か所に「合い口」と呼ば
れる切れ目を有している。しかし、船舶用等の大型内燃
機関におけるトップリング等のいわゆる圧力リング（以
下、単にピストンリングという）の場合、合い口部は、
単純にピストンの半径方向に切り離しただけではその隙
間を燃焼ガスが通り抜けるため圧力損失が生じ、かつ合
い口部の周囲に熱負荷が集中するので、燃焼ガスの通り
抜けを抑制するため切り口をピストンの軸方向に対して
傾斜させたり、段付き形状とするなど、さまざまな工夫
がなされている。一例として、実開昭60−175850号公報
にも従来の技術として記載されているガスタイト形合い
口部を図４に示す。
の圧力保持を行うピストンリングは、ピストン部分に装
着する際その内径を一旦ピストンの外径以上ととなるよ
うに押し広げる必要があり、また、ピストンのリング溝
に装着された後は半径方向に膨張することによりシリン
ダ内壁との密着を図るため、１か所に「合い口」と呼ば
れる切れ目を有している。しかし、船舶用等の大型内燃
機関におけるトップリング等のいわゆる圧力リング（以
下、単にピストンリングという）の場合、合い口部は、
単純にピストンの半径方向に切り離しただけではその隙
間を燃焼ガスが通り抜けるため圧力損失が生じ、かつ合
い口部の周囲に熱負荷が集中するので、燃焼ガスの通り
抜けを抑制するため切り口をピストンの軸方向に対して
傾斜させたり、段付き形状とするなど、さまざまな工夫
がなされている。一例として、実開昭60−175850号公報
にも従来の技術として記載されているガスタイト形合い
口部を図４に示す。
【０００３】この合い口部２は、例えば図４において左
側のリングの端面から、リングの厚みよりも薄く、かつ
リングの幅よりもせまい凸部21を右側のリングの端面に
向けて突出させ、右側のリング端面にはこれに対応する
凹部22を設け、凸部21と凹部22とが嵌合してその表面が
重なり合うことにより、両側端面を円周方向に接近、離
反可能としながらピストンリング１の上面12と下面13の
間における開口を遮断し、燃焼ガスの通り抜けを阻止す
るようにしたものである。ｅはピストンのリング溝の外
縁の位置を示す。
側のリングの端面から、リングの厚みよりも薄く、かつ
リングの幅よりもせまい凸部21を右側のリングの端面に
向けて突出させ、右側のリング端面にはこれに対応する
凹部22を設け、凸部21と凹部22とが嵌合してその表面が
重なり合うことにより、両側端面を円周方向に接近、離
反可能としながらピストンリング１の上面12と下面13の
間における開口を遮断し、燃焼ガスの通り抜けを阻止す
るようにしたものである。ｅはピストンのリング溝の外
縁の位置を示す。
【０００４】ところで、このようなガスタイト形合い口
部を有するピストンリングは、摩耗しやすいという欠点
があり、その摩耗量はピストンリングの上面（燃焼室
側）と下面との圧力差に依存することがわかっている。
そこで、この圧力差を軽減する手段として、特表平7-50
4739号公報によれば、ピストンリングの外周面にこのピ
ストンリングの上面から下面まで伸びる溝を設け、燃焼
高圧ガスをこの溝内に適量だけ流してやることが提案さ
れている。
部を有するピストンリングは、摩耗しやすいという欠点
があり、その摩耗量はピストンリングの上面（燃焼室
側）と下面との圧力差に依存することがわかっている。
そこで、この圧力差を軽減する手段として、特表平7-50
4739号公報によれば、ピストンリングの外周面にこのピ
ストンリングの上面から下面まで伸びる溝を設け、燃焼
高圧ガスをこの溝内に適量だけ流してやることが提案さ
れている。
【０００５】このピストンリング１の平面図を図５に示
す。２は図４と同様に凸部21、凹部22を有するガスタイ
ト形の合い口部、９は一例として外周面に略等間隔に４
か所設けられたリーク溝である。図６はリーク溝９の付
近を示すピストンリング１の部分平面図、図７は同じく
部分正面図である。リーク溝９はピストンリング１の外
周面11に、ピストンリング１の上下面に対して角度α
（例えば45度）を以て形成されており、燃焼ガスの通過
の際にピストンリング１が適度に回転してピストンに対
する位置が変化し、局部的な過熱が防止される。
す。２は図４と同様に凸部21、凹部22を有するガスタイ
ト形の合い口部、９は一例として外周面に略等間隔に４
か所設けられたリーク溝である。図６はリーク溝９の付
近を示すピストンリング１の部分平面図、図７は同じく
部分正面図である。リーク溝９はピストンリング１の外
周面11に、ピストンリング１の上下面に対して角度α
（例えば45度）を以て形成されており、燃焼ガスの通過
の際にピストンリング１が適度に回転してピストンに対
する位置が変化し、局部的な過熱が防止される。
【０００６】リングの摩耗量と下部に配置される他のリ
ングに対する熱負荷等を考慮してリーク溝９の断面寸法
および溝の数を適当に定めることにより、リークさせる
燃焼ガス量を制御することができる。ところで、特表平
7-504739号公報により提案されたこのピストンリング
は、適度にガスをリークさせて摩耗を減少させる点につ
いては効果が認められるものの、つぎのような問題点が
明らかとなった。 １）ピストンリングにおいてもっとも摩耗量の大きいの
は外周面であるが、ここに溝を設けるため、摩耗を考慮
して溝の深さを大きめにせざるを得ない。これにより溝
部がピストンリングの強度上の弱点となり、折損の危険
が生じる。 ２）耐摩耗性を高めるためピストンリングの外周面には
クロムめっき、溶射等のさまざまな表面処理が施される
のが普通であるが、外周に溝があるとこれらの処理がや
りにくいばかりでなく、溝付近のめっき層の密着性が低
下するなどの問題がある。
ングに対する熱負荷等を考慮してリーク溝９の断面寸法
および溝の数を適当に定めることにより、リークさせる
燃焼ガス量を制御することができる。ところで、特表平
7-504739号公報により提案されたこのピストンリング
は、適度にガスをリークさせて摩耗を減少させる点につ
いては効果が認められるものの、つぎのような問題点が
明らかとなった。 １）ピストンリングにおいてもっとも摩耗量の大きいの
は外周面であるが、ここに溝を設けるため、摩耗を考慮
して溝の深さを大きめにせざるを得ない。これにより溝
部がピストンリングの強度上の弱点となり、折損の危険
が生じる。 ２）耐摩耗性を高めるためピストンリングの外周面には
クロムめっき、溶射等のさまざまな表面処理が施される
のが普通であるが、外周に溝があるとこれらの処理がや
りにくいばかりでなく、溝付近のめっき層の密着性が低
下するなどの問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした問
題点を解消し、適度な燃焼ガスのリークを図って摩耗を
抑制するようにした新規なピストンリングを実現するこ
とを目的とする。
題点を解消し、適度な燃焼ガスのリークを図って摩耗を
抑制するようにした新規なピストンリングを実現するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、切り口の両端
に凸部および凹部を備えたガスタイト形合い口部を有す
る内燃機関用ピストンリングにおいて、このピストンリ
ングの下面、あるいは上面および下面に、このピストン
リングの外周面と内周面を連通する浅いリーク溝を複数
箇所、略等間隔に設けたことを特徴とする内燃機関用ピ
ストンリングであり、望ましくは前記リーク溝がピスト
ンリングの半径方向に形成されている上記の内燃機関用
ピストンリングである。
に凸部および凹部を備えたガスタイト形合い口部を有す
る内燃機関用ピストンリングにおいて、このピストンリ
ングの下面、あるいは上面および下面に、このピストン
リングの外周面と内周面を連通する浅いリーク溝を複数
箇所、略等間隔に設けたことを特徴とする内燃機関用ピ
ストンリングであり、望ましくは前記リーク溝がピスト
ンリングの半径方向に形成されている上記の内燃機関用
ピストンリングである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面により説明
する。図１はこの実施例のピストンリングを下面より見
た底面図、図２はそのＡ部を水平方向より見た部分正面
図で、１はピストンリング、12はその上面、13は下面、
２は合い口部、３はリーク溝である。すなわち、この実
施例においてはピストンリング１の下面13に、ピストン
リングの外周面と内周面とを連通する半径方向の浅いリ
ーク溝３がピストンリングの円周上４か所、略等間隔に
設けられている。合い口部２は図４で示したものと同様
のガスタイト形合い口部である。
する。図１はこの実施例のピストンリングを下面より見
た底面図、図２はそのＡ部を水平方向より見た部分正面
図で、１はピストンリング、12はその上面、13は下面、
２は合い口部、３はリーク溝である。すなわち、この実
施例においてはピストンリング１の下面13に、ピストン
リングの外周面と内周面とを連通する半径方向の浅いリ
ーク溝３がピストンリングの円周上４か所、略等間隔に
設けられている。合い口部２は図４で示したものと同様
のガスタイト形合い口部である。
【００１０】リーク溝３の断面形状および寸法は、エン
ジン仕様、ピストンリングやピストンの熱負荷、燃料に
よる燃焼生成物の多寡等を勘案して随意に決定すればよ
いのであるが、一例をあげると、図１に示す外径 800ｍ
ｍ、半径方向の厚さ25ｍｍ、軸方向の幅18ｍｍのピスト
ンリングの場合、リーク溝３の円周方向長さ３ｍｍ、軸
方向深さ２ｍｍ、底部のＲ 1.5ｍｍである。
ジン仕様、ピストンリングやピストンの熱負荷、燃料に
よる燃焼生成物の多寡等を勘案して随意に決定すればよ
いのであるが、一例をあげると、図１に示す外径 800ｍ
ｍ、半径方向の厚さ25ｍｍ、軸方向の幅18ｍｍのピスト
ンリングの場合、リーク溝３の円周方向長さ３ｍｍ、軸
方向深さ２ｍｍ、底部のＲ 1.5ｍｍである。
【００１１】ピストンリング１は前記したようにピスト
ンのリング溝内において半径方向に膨張しようとしてい
るから、リング溝の底部とピストンリングの内周部との
間には若干の隙間を有する。また、リング溝はピストン
リングの高さ方向についてもわずかの隙間があるから、
内燃機関の燃焼サイクルにおいて、特に爆発工程の大半
の瞬間においてピストンリングは下面がリング溝下部に
押しつけられ、上部には隙間が生じている。
ンのリング溝内において半径方向に膨張しようとしてい
るから、リング溝の底部とピストンリングの内周部との
間には若干の隙間を有する。また、リング溝はピストン
リングの高さ方向についてもわずかの隙間があるから、
内燃機関の燃焼サイクルにおいて、特に爆発工程の大半
の瞬間においてピストンリングは下面がリング溝下部に
押しつけられ、上部には隙間が生じている。
【００１２】このときのピストンリング１の周辺部分を
概念図として図３に示す。Ｐはピストン、Ｃはシリンダ
である。燃焼ガスは矢印に示すように、ピストンリング
１の上面から内周面をとおり、リーク溝３をとおってピ
ストンリング１の下方へリークする。すなわち、燃焼ガ
スをリークさせる点においては前記した特表平7-504739
号公報に記載のピストンリングと同様の機能を有する。
ところが、本発明においてはリーク溝３を設けるのはピ
ストンリング１の下面であって外周面ではないから、リ
ーク溝がピストンリングの強度に影響しないばかりでな
く、外周面に対するめっき、溶射等の表面処理にも何ら
悪影響がなく、またピストンリング１の下面は外周面に
比較すれば摩耗量をさほど大きく見込まなくてよいか
ら、リーク溝３の断面積は必要十分なものとすればよい
など、特表平7-504739号公報に記載のピストンリングに
おける諸問題がすべて解消する。
概念図として図３に示す。Ｐはピストン、Ｃはシリンダ
である。燃焼ガスは矢印に示すように、ピストンリング
１の上面から内周面をとおり、リーク溝３をとおってピ
ストンリング１の下方へリークする。すなわち、燃焼ガ
スをリークさせる点においては前記した特表平7-504739
号公報に記載のピストンリングと同様の機能を有する。
ところが、本発明においてはリーク溝３を設けるのはピ
ストンリング１の下面であって外周面ではないから、リ
ーク溝がピストンリングの強度に影響しないばかりでな
く、外周面に対するめっき、溶射等の表面処理にも何ら
悪影響がなく、またピストンリング１の下面は外周面に
比較すれば摩耗量をさほど大きく見込まなくてよいか
ら、リーク溝３の断面積は必要十分なものとすればよい
など、特表平7-504739号公報に記載のピストンリングに
おける諸問題がすべて解消する。
【００１３】なお、前記の理由によりリーク溝３はピス
トンリング１の下面側のみに設けても一応の効果を発揮
することができるが、下面に加えて上面にも設けるよう
にすることは何ら支障がないばかりでなく、リング溝内
のリングの挙動にかかわりなく常に燃焼ガスのとおり道
が確保されるという点において一層好ましい。さらに、
燃焼ガスをバランスよくリークさせるために、リーク溝
は１か所ではなく、少なくとも２か所設けることが望ま
しい。複数箇所とする場合は、合い口部との距離も考慮
した上、略等間隔に配置するのがよいことはいうまでも
ない。また、リーク溝の方向は、半径方向以外に傾けて
配置してもよい。
トンリング１の下面側のみに設けても一応の効果を発揮
することができるが、下面に加えて上面にも設けるよう
にすることは何ら支障がないばかりでなく、リング溝内
のリングの挙動にかかわりなく常に燃焼ガスのとおり道
が確保されるという点において一層好ましい。さらに、
燃焼ガスをバランスよくリークさせるために、リーク溝
は１か所ではなく、少なくとも２か所設けることが望ま
しい。複数箇所とする場合は、合い口部との距離も考慮
した上、略等間隔に配置するのがよいことはいうまでも
ない。また、リーク溝の方向は、半径方向以外に傾けて
配置してもよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、適度な燃焼ガスのリー
クを図って摩耗を少なくし、ピストンリングの寿命を延
長して効率的な内燃機関の稼働を実現できる。さらに、
外周面に対する表面処理がしやすく、また、密着強度の
低下を防止できるという、すぐれた効果を奏する。
クを図って摩耗を少なくし、ピストンリングの寿命を延
長して効率的な内燃機関の稼働を実現できる。さらに、
外周面に対する表面処理がしやすく、また、密着強度の
低下を防止できるという、すぐれた効果を奏する。
【図１】本発明の実施例を示すピストンリングの底面図
である。
である。
【図２】図１のＡ部を示す部分正面図である。
【図３】本発明の実施例におけるピストンリング周辺部
分を示す概念図である。
分を示す概念図である。
【図４】従来の技術におけるガスタイト形合い口部を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図５】従来の技術を示すピストンリングの平面図であ
る。
る。
【図６】従来の技術におけるピストンリングの一部を示
す部分平面図である。
す部分平面図である。
【図７】従来の技術におけるピストンリングの一部を示
す部分正面図である。
す部分正面図である。
１ ピストンリング ２ 合い口部 ３、９ リーク溝 11 （ピストンリングの）外周面 12 （ピストンリングの）上面 13 （ピストンリングの）下面 21 （合い口部の）凸部 22 （合い口部の）凹部 Ｃ シリンダ Ｐ ピストン ｅ （ピストンの）リング溝縁部
Claims (3)
- 【請求項１】 切り口の両端に凸部（21）および凹部
（22）を備えたガスタイト形合い口部（２）を有する内
燃機関用ピストンリング（１）において、 このピストンリング（１）の下面（13）に、このピスト
ンリング（１）の外周面と内周面を連通する浅いリーク
溝（３）を複数箇所、略等間隔に設けたことを特徴とす
る内燃機関用ピストンリング。 - 【請求項２】 切り口の両端に凸部（21）および凹部
（22）を備えたガスタイト形合い口部（２）を有する内
燃機関用ピストンリング（１）において、 このピストンリング（１）の上面（12）および下面（1
3）に、このピストンリング（１）の外周面と内周面を
連通する浅いリーク溝（３）を複数箇所、略等間隔に設
けたことを特徴とする内燃機関用ピストンリング。 - 【請求項３】 前記リーク溝（３）がピストンリング
（１）の半径方向に形成されている請求項１または２に
記載の内燃機関用ピストンリング。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9044338A JPH10238630A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 内燃機関用ピストンリング |
| SE9800568A SE9800568L (sv) | 1997-02-27 | 1998-02-25 | Kolvring som används för förbrännngsmotor |
| KR1019980005954A KR19980071704A (ko) | 1997-02-27 | 1998-02-25 | 내연 기관용 피스톤 링 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9044338A JPH10238630A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 内燃機関用ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10238630A true JPH10238630A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12688736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9044338A Pending JPH10238630A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 内燃機関用ピストンリング |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10238630A (ja) |
| KR (1) | KR19980071704A (ja) |
| SE (1) | SE9800568L (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003512552A (ja) * | 1998-12-14 | 2003-04-02 | マーレ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃機関のピストン用のピストンリング |
| JP2006527320A (ja) * | 2003-06-14 | 2006-11-30 | エムエーエヌ・ビー・アンド・ダブリュ・ディーゼル・エーエス | 往復式機関 |
| JP2008203773A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Hoya Corp | レンズ鏡筒における防滴構造 |
| KR20180014818A (ko) * | 2015-07-13 | 2018-02-09 | 페데랄-모굴 부르샤이트 게엠베하 | 프로파일 섹션을 구비한 압축 피스톤 링 (compression piston ring with profiled section) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102122837B1 (ko) * | 2014-02-21 | 2020-06-15 | 두산인프라코어 주식회사 | 피스톤 링 및 이를 갖는 피스톤 |
| KR101637705B1 (ko) * | 2014-10-28 | 2016-07-07 | 현대자동차주식회사 | 차량 엔진용 피스톤 어셈블리 |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP9044338A patent/JPH10238630A/ja active Pending
-
1998
- 1998-02-25 KR KR1019980005954A patent/KR19980071704A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-02-25 SE SE9800568A patent/SE9800568L/xx not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008203773A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Hoya Corp | レンズ鏡筒における防滴構造 |
| KR20180014818A (ko) * | 2015-07-13 | 2018-02-09 | 페데랄-모굴 부르샤이트 게엠베하 | 프로파일 섹션을 구비한 압축 피스톤 링 (compression piston ring with profiled section) |
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| Publication number | Publication date |
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