JPH1182738A - ピストン用冷却空洞付き耐摩環及びその製造方法 - Google Patents
ピストン用冷却空洞付き耐摩環及びその製造方法Info
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- JPH1182738A JPH1182738A JP26822597A JP26822597A JPH1182738A JP H1182738 A JPH1182738 A JP H1182738A JP 26822597 A JP26822597 A JP 26822597A JP 26822597 A JP26822597 A JP 26822597A JP H1182738 A JPH1182738 A JP H1182738A
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- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な構造を有することなく、耐摩環のリン
グ溝を有効に冷却することができる。 【解決手段】 ピストン用冷却空洞付き耐摩環１０は、
耐摩環本体２０と中空金属環２２との境界面に凹凸部２
４を有する。凹凸部２４は、耐摩環１０の軸線方向に沿
ってＵ（凹部）と逆Ｕ（凸部）とを交互に連続して形成
されたＵ字波の凹凸部２４Ｂであり、この凹凸部２４Ｂ
は、その冷却空洞１６側の凸部が耐摩環本体２０のリン
グ溝１８に対応するように形成されている。この凹凸部
２４は、中空金属環２２内の冷却媒体である油が耐摩環
本体２０に接触する面積が増大し、従ってリング溝１８
を有する耐摩環本体２０の冷却効果が向上し、リング溝
１８に嵌入するピストンリングの過熱を一層有効に防止
することができる。また、耐摩環本体２０のリング溝１
８の底の壁厚は凹凸部２４Ｂの凸部によって所定の強度
を保持するのに充分に維持することができ、従って耐摩
環１０は、高い機械的強度を維持しつつ冷却効果を向上
することができる。
グ溝を有効に冷却することができる。 【解決手段】 ピストン用冷却空洞付き耐摩環１０は、
耐摩環本体２０と中空金属環２２との境界面に凹凸部２
４を有する。凹凸部２４は、耐摩環１０の軸線方向に沿
ってＵ（凹部）と逆Ｕ（凸部）とを交互に連続して形成
されたＵ字波の凹凸部２４Ｂであり、この凹凸部２４Ｂ
は、その冷却空洞１６側の凸部が耐摩環本体２０のリン
グ溝１８に対応するように形成されている。この凹凸部
２４は、中空金属環２２内の冷却媒体である油が耐摩環
本体２０に接触する面積が増大し、従ってリング溝１８
を有する耐摩環本体２０の冷却効果が向上し、リング溝
１８に嵌入するピストンリングの過熱を一層有効に防止
することができる。また、耐摩環本体２０のリング溝１
８の底の壁厚は凹凸部２４Ｂの凸部によって所定の強度
を保持するのに充分に維持することができ、従って耐摩
環１０は、高い機械的強度を維持しつつ冷却効果を向上
することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのピスト
ン用耐摩環に関し、特に耐摩環本体の内周側に冷却空洞
を有するピストン用冷却空洞付き耐摩環及びその製造方
法に関するものである。
ン用耐摩環に関し、特に耐摩環本体の内周側に冷却空洞
を有するピストン用冷却空洞付き耐摩環及びその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ピストン用冷却空洞付き耐摩環は、一般
に、外周にピストンリングが嵌入されるべきリング溝を
有しピストン本体に埋設されるべき耐摩環本体と、この
耐摩環本体の内周側に設けられ冷却空洞を形成する中空
金属環とから成っている。従来技術では、耐摩環に冷却
媒体が効率よく熱交換することができるようにするため
に、耐摩環本体のまわりに冷却空洞を形成すべき中空金
属環を一体に形成している（特開昭６４−４１６４８号
公報、特開平４−３００４６６号公報参照）。
に、外周にピストンリングが嵌入されるべきリング溝を
有しピストン本体に埋設されるべき耐摩環本体と、この
耐摩環本体の内周側に設けられ冷却空洞を形成する中空
金属環とから成っている。従来技術では、耐摩環に冷却
媒体が効率よく熱交換することができるようにするため
に、耐摩環本体のまわりに冷却空洞を形成すべき中空金
属環を一体に形成している（特開昭６４−４１６４８号
公報、特開平４−３００４６６号公報参照）。
【０００３】従来技術の１つの中空金属環は、切欠き開
口を有する切欠き管から成り、この切欠き管は、その切
欠き開口を耐摩環本体の内周壁に沿って接合して耐摩環
本体に取付けられ（特開昭６４−４１６４８号公報第２
〜４図及びその説明参照）、従来技術の他の中空金属環
管は、耐摩環本体に一体に形成された鍔状板部を管状に
成型してその縁部を耐摩環本体に溶接するか（特開昭６
４−４１６４８号公報第５図及びその説明参照）又は耐
摩環本体に一体に形成された凹部を薄板環状部材で閉じ
て形成されている（特開平４−３０ ０４６６号公報図
１及び図２並びにその説明参照）。また、耐摩環本体と
中空金属環とを押し出しによって一体にして耐摩環を形
成したり（特開昭６４−４１６４８号公報第６図及びそ
の説明参照）、中空金属環の中空部が２つ割りとなるよ
うに耐摩環本体と金属中空環との各半部（耐摩環の軸線
方向に沿って半分又は略半分にしたもの）を一体に形成
し、２つ割りの中空部が１つの中空部を形成するように
これらの半部を一体に接合して耐摩環を形成したりして
いる（特開昭６４−４１６４８号公報第７〜１０図及び
その説明参照）。
口を有する切欠き管から成り、この切欠き管は、その切
欠き開口を耐摩環本体の内周壁に沿って接合して耐摩環
本体に取付けられ（特開昭６４−４１６４８号公報第２
〜４図及びその説明参照）、従来技術の他の中空金属環
管は、耐摩環本体に一体に形成された鍔状板部を管状に
成型してその縁部を耐摩環本体に溶接するか（特開昭６
４−４１６４８号公報第５図及びその説明参照）又は耐
摩環本体に一体に形成された凹部を薄板環状部材で閉じ
て形成されている（特開平４−３０ ０４６６号公報図
１及び図２並びにその説明参照）。また、耐摩環本体と
中空金属環とを押し出しによって一体にして耐摩環を形
成したり（特開昭６４−４１６４８号公報第６図及びそ
の説明参照）、中空金属環の中空部が２つ割りとなるよ
うに耐摩環本体と金属中空環との各半部（耐摩環の軸線
方向に沿って半分又は略半分にしたもの）を一体に形成
し、２つ割りの中空部が１つの中空部を形成するように
これらの半部を一体に接合して耐摩環を形成したりして
いる（特開昭６４−４１６４８号公報第７〜１０図及び
その説明参照）。
【０００４】いずれの場合も、冷却空洞を貫流する油等
の冷却媒体は、耐摩環本体と中空金属環との境界面を通
して熱交換して耐摩環本体のリング溝を冷却し、このリ
ング溝内に嵌入されるピストンリングの過熱を防止して
いる。
の冷却媒体は、耐摩環本体と中空金属環との境界面を通
して熱交換して耐摩環本体のリング溝を冷却し、このリ
ング溝内に嵌入されるピストンリングの過熱を防止して
いる。
【０００５】しかし、これらの冷却空洞付き耐摩環は、
図８に示すように、耐摩環本体２０と中空金属環２２と
の境界面２１が平坦であるため、耐摩環のリング溝１８
の冷却効果が低かった。耐摩環１０の冷却効果を高める
ために、耐摩環本体２０の内周のみではなく、その上下
の面でも冷却媒体に接触するように、冷却空洞１６を耐
摩環本体２０の内周及び上下面を覆うように形成するこ
とが考えられるが、このようにすると、構造が複雑とな
ってピストンが全体的に高価となる欠点がある。
図８に示すように、耐摩環本体２０と中空金属環２２と
の境界面２１が平坦であるため、耐摩環のリング溝１８
の冷却効果が低かった。耐摩環１０の冷却効果を高める
ために、耐摩環本体２０の内周のみではなく、その上下
の面でも冷却媒体に接触するように、冷却空洞１６を耐
摩環本体２０の内周及び上下面を覆うように形成するこ
とが考えられるが、このようにすると、構造が複雑とな
ってピストンが全体的に高価となる欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する１つの課題は、複雑な構造を有することなく、耐摩
環本体のリング溝を有効に冷却することができるピスト
ン用冷却空洞付き耐摩環を提供することにある。
する１つの課題は、複雑な構造を有することなく、耐摩
環本体のリング溝を有効に冷却することができるピスト
ン用冷却空洞付き耐摩環を提供することにある。
【０００７】本発明が解決しようとする他の課題は、冷
却効果を高めることができるピストン用冷却空洞付き耐
摩環を安価に製造することができる方法を提供すること
にある。
却効果を高めることができるピストン用冷却空洞付き耐
摩環を安価に製造することができる方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の課題解決
手段は、外周にピストンリングが嵌入されるべきリング
溝を有しピストン本体に埋設されるべき耐摩環本体とこ
の耐摩環本体の内周側に設けられ冷却空洞を形成する中
空金属環とから成るピストン用冷却空洞付き耐摩環にお
いて、耐摩環本体と中空金属環との境界面に凹凸部を有
することを特徴とするピストン用冷却空洞付き耐摩環を
提供することにある。
手段は、外周にピストンリングが嵌入されるべきリング
溝を有しピストン本体に埋設されるべき耐摩環本体とこ
の耐摩環本体の内周側に設けられ冷却空洞を形成する中
空金属環とから成るピストン用冷却空洞付き耐摩環にお
いて、耐摩環本体と中空金属環との境界面に凹凸部を有
することを特徴とするピストン用冷却空洞付き耐摩環を
提供することにある。
【０００９】本発明の第２の課題解決手段は、第１の課
題解決手段によるピストン用冷却空洞付き耐摩環であっ
て、境界面の凹凸部は耐摩環本体の内周面に形成されて
いることを特徴とするピストン用冷却空洞付き耐摩環を
提供することにある。
題解決手段によるピストン用冷却空洞付き耐摩環であっ
て、境界面の凹凸部は耐摩環本体の内周面に形成されて
いることを特徴とするピストン用冷却空洞付き耐摩環を
提供することにある。
【００１０】本発明の第３の課題解決手段は、第１又は
第２の課題解決手段によるピストン用冷却空洞付き耐摩
環であって、中空金属環の外周にも凹凸部が形成されて
いることを特徴とするピストン用冷却空洞付き耐摩環を
提供することにある。
第２の課題解決手段によるピストン用冷却空洞付き耐摩
環であって、中空金属環の外周にも凹凸部が形成されて
いることを特徴とするピストン用冷却空洞付き耐摩環を
提供することにある。
【００１１】本発明の第４の課題解決手段は、第１乃至
第３の課題解決手段のいずれかによるピストン用冷却空
洞付き耐摩環であって、耐摩環本体は耐摩環の軸線方向
に間隔をあけて形成された複数のリング溝を有し、境界
面の凹凸部は、これらの複数のリング溝のすべてに跨が
るように形成されていることを特徴とするピストン用冷
却空洞付き耐摩環を提供することにある。
第３の課題解決手段のいずれかによるピストン用冷却空
洞付き耐摩環であって、耐摩環本体は耐摩環の軸線方向
に間隔をあけて形成された複数のリング溝を有し、境界
面の凹凸部は、これらの複数のリング溝のすべてに跨が
るように形成されていることを特徴とするピストン用冷
却空洞付き耐摩環を提供することにある。
【００１２】本発明の第５の課題解決手段は、第１乃至
第４の課題解決手段のいずれかによるピストン用冷却空
洞付き耐摩環であって、境界面の凹凸部は、耐摩環の軸
線方向に沿って設けられ、且つこの境界面の凹凸部は、
その冷却空洞側に突出する凸部が耐摩環本体のリング溝
に対応するように形成されていることを特徴とするピス
トン用冷却空洞付き耐摩環を提供することにある。
第４の課題解決手段のいずれかによるピストン用冷却空
洞付き耐摩環であって、境界面の凹凸部は、耐摩環の軸
線方向に沿って設けられ、且つこの境界面の凹凸部は、
その冷却空洞側に突出する凸部が耐摩環本体のリング溝
に対応するように形成されていることを特徴とするピス
トン用冷却空洞付き耐摩環を提供することにある。
【００１３】本発明の第６の課題解決手段は、第１乃至
第５の課題解決手段のいずれかによるピストン用冷却空
洞付き耐摩環であって、境界面の凹凸部は、小波（鋸
歯）、大波（Ｕ字波又はＶ字波）又は平坦部を凸部とし
この平坦部から耐摩環本体側に窪ませて形成された凹部
との繰り返しのいずれかの形状であるピストン用冷却空
洞付き耐摩環を提供することにある。
第５の課題解決手段のいずれかによるピストン用冷却空
洞付き耐摩環であって、境界面の凹凸部は、小波（鋸
歯）、大波（Ｕ字波又はＶ字波）又は平坦部を凸部とし
この平坦部から耐摩環本体側に窪ませて形成された凹部
との繰り返しのいずれかの形状であるピストン用冷却空
洞付き耐摩環を提供することにある。
【００１４】本発明の第７の課題解決手段は、第１乃至
第６の課題解決手段のいずれかによるピストン用冷却空
洞付き耐摩環を製造する方法であって、リング溝を有す
る第１の耐摩環本体部分と境界面の凹凸部を有する第２
の耐摩環本体部分とを別途に形成し、これらの第１と第
２の耐摩環本体部分を接合して境界面の凹凸部を有する
耐摩環本体を形成することを特徴とするピストン用冷却
空洞付き耐摩環の製造方法を提供することにある。
第６の課題解決手段のいずれかによるピストン用冷却空
洞付き耐摩環を製造する方法であって、リング溝を有す
る第１の耐摩環本体部分と境界面の凹凸部を有する第２
の耐摩環本体部分とを別途に形成し、これらの第１と第
２の耐摩環本体部分を接合して境界面の凹凸部を有する
耐摩環本体を形成することを特徴とするピストン用冷却
空洞付き耐摩環の製造方法を提供することにある。
【００１５】このように、耐摩環本体と中空金属環との
境界面に凹凸部を有すると、中空金属環内の冷却媒体が
耐摩環本体に接触する面積が増大し、従ってリング溝を
有する耐摩環本体の冷却効果が向上し、リング溝に嵌入
するピストンリングの過熱を一層有効に防止することが
できる。
境界面に凹凸部を有すると、中空金属環内の冷却媒体が
耐摩環本体に接触する面積が増大し、従ってリング溝を
有する耐摩環本体の冷却効果が向上し、リング溝に嵌入
するピストンリングの過熱を一層有効に防止することが
できる。
【００１６】特に、境界面の凹凸部が耐摩環本体の内周
方向に沿ってではなく、耐摩環の軸線方向に沿って形成
されていると、リング溝を有する部分の耐摩環本体の機
械的強度を低下することがなく、耐摩環の高い機械的強
度を維持しつつその冷却効果を向上することができる。
即ち、若し、凹凸部が耐摩環本体の内周方向に沿ってい
ると、リング溝の底と凹凸部の凹部の底とが接近してそ
の壁厚が小さくなり、リング溝を有する部分は、その周
方向に周期的に機械的強度が低い部分が現われ、リング
溝を有する部分の強度が全体的に低下するが、境界面の
凹凸部が耐摩環の軸線方向に沿って設けられていると、
凹凸部の冷却空洞に対する凸部の位置がリング溝に対応
するようにずらすことによってリング溝の底の壁厚を所
定の強度を保持するのに充分に維持することができ、高
い機械的強度と冷却効果とを有する耐摩環を提供するこ
とができる。
方向に沿ってではなく、耐摩環の軸線方向に沿って形成
されていると、リング溝を有する部分の耐摩環本体の機
械的強度を低下することがなく、耐摩環の高い機械的強
度を維持しつつその冷却効果を向上することができる。
即ち、若し、凹凸部が耐摩環本体の内周方向に沿ってい
ると、リング溝の底と凹凸部の凹部の底とが接近してそ
の壁厚が小さくなり、リング溝を有する部分は、その周
方向に周期的に機械的強度が低い部分が現われ、リング
溝を有する部分の強度が全体的に低下するが、境界面の
凹凸部が耐摩環の軸線方向に沿って設けられていると、
凹凸部の冷却空洞に対する凸部の位置がリング溝に対応
するようにずらすことによってリング溝の底の壁厚を所
定の強度を保持するのに充分に維持することができ、高
い機械的強度と冷却効果とを有する耐摩環を提供するこ
とができる。
【００１７】中空金属環の外周にも凹凸部を形成するこ
とができるが、これは、冷却媒体と中空金属環との接触
面積が増大し、中空金属環自体の冷却効果を向上し、こ
れは間接的に耐摩環全体の冷却効果を向上する。
とができるが、これは、冷却媒体と中空金属環との接触
面積が増大し、中空金属環自体の冷却効果を向上し、こ
れは間接的に耐摩環全体の冷却効果を向上する。
【００１８】耐摩環本体は耐摩環の軸線方向に間隔をあ
けて形成された複数のリング溝を有するものとすること
ができ、この場合、境界面の凹凸部がこれらの複数のリ
ング溝のすべてに跨がるように形成されていると、リン
グ溝毎に耐摩環本体を独立して有し、また耐摩環本体毎
に凹凸部を形成する場合に比べて、ピストンを全体的に
安価に製造することができる。
けて形成された複数のリング溝を有するものとすること
ができ、この場合、境界面の凹凸部がこれらの複数のリ
ング溝のすべてに跨がるように形成されていると、リン
グ溝毎に耐摩環本体を独立して有し、また耐摩環本体毎
に凹凸部を形成する場合に比べて、ピストンを全体的に
安価に製造することができる。
【００１９】更に、リング溝を有する第１の耐摩環本体
部分と境界面の凹凸部を有する第２の耐摩環本体部分と
を別個に形成し、これらの第１と第２の耐摩環本体部分
を接合して境界面の凹凸部を有する耐摩環本体を形成す
ると、凹凸部は薄い第２の耐摩環本体部分に形成するの
で、耐摩環本体の内周面に直接凹凸部を形成する場合に
比べて、凹凸部の加工が容易であり、高い冷却効果を有
するピストン用冷却空洞付き耐摩環を一層安価に製造す
ることができる。
部分と境界面の凹凸部を有する第２の耐摩環本体部分と
を別個に形成し、これらの第１と第２の耐摩環本体部分
を接合して境界面の凹凸部を有する耐摩環本体を形成す
ると、凹凸部は薄い第２の耐摩環本体部分に形成するの
で、耐摩環本体の内周面に直接凹凸部を形成する場合に
比べて、凹凸部の加工が容易であり、高い冷却効果を有
するピストン用冷却空洞付き耐摩環を一層安価に製造す
ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を参照して
詳細に述べると、図１は本発明に係るピストン用冷却空
洞付き耐摩環１０を備えたピストン１２を示し、このピ
ストン１２は、耐摩環１０を埋設するようにアルミニウ
ム材料等から形成されている。耐摩環１０は、冷却空洞
に連通する２つの油通路１４を形成すべき中子によって
ピストンの鋳造型内に支持され、ピストン１２は、この
鋳造型内にアルミニウム材料を流し込んで形成される。
一方の油通路１４から供給される油は、耐摩環１０の冷
却空洞１６内に導入され、耐摩環１０を冷却して加熱さ
れた油は、他方の油通路１４から導出される。
詳細に述べると、図１は本発明に係るピストン用冷却空
洞付き耐摩環１０を備えたピストン１２を示し、このピ
ストン１２は、耐摩環１０を埋設するようにアルミニウ
ム材料等から形成されている。耐摩環１０は、冷却空洞
に連通する２つの油通路１４を形成すべき中子によって
ピストンの鋳造型内に支持され、ピストン１２は、この
鋳造型内にアルミニウム材料を流し込んで形成される。
一方の油通路１４から供給される油は、耐摩環１０の冷
却空洞１６内に導入され、耐摩環１０を冷却して加熱さ
れた油は、他方の油通路１４から導出される。
【００２１】冷却空洞付き耐摩環１０は、外周に図示し
ないピストンリングが嵌入されるべきリング溝１８を有
しピストン本体１２Ａに埋設されるべき耐摩環本体２０
と、この耐摩環本体２０の内周側に設けられ冷却空洞１
６を形成する中空金属環２２とから成っている。
ないピストンリングが嵌入されるべきリング溝１８を有
しピストン本体１２Ａに埋設されるべき耐摩環本体２０
と、この耐摩環本体２０の内周側に設けられ冷却空洞１
６を形成する中空金属環２２とから成っている。
【００２２】中空金属環２２は、典型的には、図２に示
すように、断面Ｕ字形の環状体２２Ａから成り、この環
状体２２Ａは、その開口部２２ａを耐摩環本体２０の内
周壁に沿って溶接等によって接合して耐摩環本体２０に
取付けられている。もちろん、この中空金属環２２は、
先に従来技術に関連して述べたように、切欠き開口を有
する切欠き管から形成されていてもよいし、耐摩環本体
２０に一体に形成された鍔状板部を管状に成型しその縁
部を耐摩環本体２０に溶接したり、耐摩環本体２０に一
体に形成された凹部を薄板環状部材で閉じて形成されて
いてもよい。尚、中空金属環２２を耐摩環本体２０と一
体に押し出しによって成形する場合には、耐摩環本体２
０に後に述べる凹凸部を形成することができないため、
押し出し成形は本発明の耐摩環の製造には適用できない
が、中空金属環２２の中空部（冷却空洞１６）が垂直方
向に２つ割りとなるように耐摩環本体２０と金属中空環
２２との各半部を一体に形成し、２つ割りの中空部が１
つの中空部を形成するようにこれらの半部を一体に接合
して形成する方法は本発明に適用することができる。
すように、断面Ｕ字形の環状体２２Ａから成り、この環
状体２２Ａは、その開口部２２ａを耐摩環本体２０の内
周壁に沿って溶接等によって接合して耐摩環本体２０に
取付けられている。もちろん、この中空金属環２２は、
先に従来技術に関連して述べたように、切欠き開口を有
する切欠き管から形成されていてもよいし、耐摩環本体
２０に一体に形成された鍔状板部を管状に成型しその縁
部を耐摩環本体２０に溶接したり、耐摩環本体２０に一
体に形成された凹部を薄板環状部材で閉じて形成されて
いてもよい。尚、中空金属環２２を耐摩環本体２０と一
体に押し出しによって成形する場合には、耐摩環本体２
０に後に述べる凹凸部を形成することができないため、
押し出し成形は本発明の耐摩環の製造には適用できない
が、中空金属環２２の中空部（冷却空洞１６）が垂直方
向に２つ割りとなるように耐摩環本体２０と金属中空環
２２との各半部を一体に形成し、２つ割りの中空部が１
つの中空部を形成するようにこれらの半部を一体に接合
して形成する方法は本発明に適用することができる。
【００２３】本発明のピストン用冷却空洞付き耐摩環１
０は、図２に示すように、耐摩環本体２０と中空金属環
２２との境界面に凹凸部２４を有する。図２の形態で
は、この凹凸部２４は、耐摩環本体２０の内周面に設け
られ耐摩環１０の軸線方向（垂直方向又は上下方向）に
沿った小波（鋸歯）状の凹凸部２４Ａであるのが示され
ている。
０は、図２に示すように、耐摩環本体２０と中空金属環
２２との境界面に凹凸部２４を有する。図２の形態で
は、この凹凸部２４は、耐摩環本体２０の内周面に設け
られ耐摩環１０の軸線方向（垂直方向又は上下方向）に
沿った小波（鋸歯）状の凹凸部２４Ａであるのが示され
ている。
【００２４】このように、耐摩環本体２０と中空金属環
２２との境界面に凹凸部２４を有すると、中空金属環２
２内の冷却媒体である油が耐摩環本体２０に接触する面
積が増大し、従ってリング溝１８を有する耐摩環本体２
０の冷却効果が向上し、リング溝１８に嵌入するピスト
ンリングの加熱を一層有効に防止することができる。
２２との境界面に凹凸部２４を有すると、中空金属環２
２内の冷却媒体である油が耐摩環本体２０に接触する面
積が増大し、従ってリング溝１８を有する耐摩環本体２
０の冷却効果が向上し、リング溝１８に嵌入するピスト
ンリングの加熱を一層有効に防止することができる。
【００２５】図２の形態では、耐摩環本体２０と中空金
属環２２との境界面の凹凸部２４は、耐摩環１０の軸線
方向に沿って形成されているが、耐摩環１０の周方向に
沿って形成してもよい。しかし、耐摩環１０の周方向に
沿って凹凸部２４を形成すると、凹凸部２４の凹部が周
期的にリング溝１８の底壁厚を小さくするので、リング
溝１８を有する部分で機械的強度が低下する傾向があ
り、従って境界面の凹凸部２４は、耐摩環１０の軸線方
向に沿って形成するのが好ましいが、その理由は、後に
図３を参照して詳細に述べる。
属環２２との境界面の凹凸部２４は、耐摩環１０の軸線
方向に沿って形成されているが、耐摩環１０の周方向に
沿って形成してもよい。しかし、耐摩環１０の周方向に
沿って凹凸部２４を形成すると、凹凸部２４の凹部が周
期的にリング溝１８の底壁厚を小さくするので、リング
溝１８を有する部分で機械的強度が低下する傾向があ
り、従って境界面の凹凸部２４は、耐摩環１０の軸線方
向に沿って形成するのが好ましいが、その理由は、後に
図３を参照して詳細に述べる。
【００２６】本発明の耐摩環１０の他の実施の形態が図
３以下に示されている。図３の耐摩環１０は、図２の鋸
歯状の凹凸部２４Ａではなく、耐摩環１０の軸線方向に
沿ってＵ（凹部）と逆Ｕ（凸部）とを交互に連続して形
成されたＵ字波（大波）の凹凸部２４Ｂであるのが示さ
れている。特に注目すべきことは、この凹凸部２４Ｂ
は、その冷却空洞１６側の凸部が耐摩環本体２０のリン
グ溝１８に対応するように形成されていることである。
尚、Ｕ及び逆Ｕは、開口部に向けて若干幅広に開いた状
態であるが、幅は同じであってもよい。
３以下に示されている。図３の耐摩環１０は、図２の鋸
歯状の凹凸部２４Ａではなく、耐摩環１０の軸線方向に
沿ってＵ（凹部）と逆Ｕ（凸部）とを交互に連続して形
成されたＵ字波（大波）の凹凸部２４Ｂであるのが示さ
れている。特に注目すべきことは、この凹凸部２４Ｂ
は、その冷却空洞１６側の凸部が耐摩環本体２０のリン
グ溝１８に対応するように形成されていることである。
尚、Ｕ及び逆Ｕは、開口部に向けて若干幅広に開いた状
態であるが、幅は同じであってもよい。
【００２７】このようにすると、耐摩環本体２０のリン
グ溝１８の底の壁厚は、凹凸部２４Ｂの凸部によって所
定の強度を保持するのに充分に維持することができ、従
って耐摩環１０は、高い機械的強度を維持しつつ冷却効
果を向上することができるので一層望ましい。
グ溝１８の底の壁厚は、凹凸部２４Ｂの凸部によって所
定の強度を保持するのに充分に維持することができ、従
って耐摩環１０は、高い機械的強度を維持しつつ冷却効
果を向上することができるので一層望ましい。
【００２８】図４及び図５の耐摩環１０は、耐摩環本体
２０に耐摩環１０の軸線方向に間隔をあけて設けられた
複数（図示の例では３つ）のリング溝１８を有し、また
境界面の凹凸部２４は、平坦部を冷却空洞１６側の凸部
としこの平坦部から耐摩環本体２０側に窪ませて形成さ
れた略Ｕ字形の凹部との繰り返しから成る凹凸部２４Ｃ
（図４参照）及び２４Ｄ（図５参照）から成っており、
平坦部である凸部（窪んでいない部分）がリング溝１８
にそれぞれ対応している。凹凸部２４の凹部は、図４及
び図５のいずれも略Ｕ字形であるが、図４の凹凸部２４
Ｃでは、開口部に向けて若干幅広になっており、他方、
図５の凹凸部２４Ｄでは、幅は同じで角ばったＵ字形で
あるのが示されている。
２０に耐摩環１０の軸線方向に間隔をあけて設けられた
複数（図示の例では３つ）のリング溝１８を有し、また
境界面の凹凸部２４は、平坦部を冷却空洞１６側の凸部
としこの平坦部から耐摩環本体２０側に窪ませて形成さ
れた略Ｕ字形の凹部との繰り返しから成る凹凸部２４Ｃ
（図４参照）及び２４Ｄ（図５参照）から成っており、
平坦部である凸部（窪んでいない部分）がリング溝１８
にそれぞれ対応している。凹凸部２４の凹部は、図４及
び図５のいずれも略Ｕ字形であるが、図４の凹凸部２４
Ｃでは、開口部に向けて若干幅広になっており、他方、
図５の凹凸部２４Ｄでは、幅は同じで角ばったＵ字形で
あるのが示されている。
【００２９】このように、耐摩環本体２０が耐摩環１０
の軸線方向に間隔をあけて形成された複数のリング溝１
８を有し、境界面の凹凸部２４がこれらの複数のリング
溝１８のすべてに跨がるように形成されていると、リン
グ溝１８毎に耐摩環本体２０を独立して有し、また耐摩
環本体２０毎に凹凸部２４を形成する場合に比べて、ピ
ストン１２を全体的に安価に製造することができるので
好ましい。
の軸線方向に間隔をあけて形成された複数のリング溝１
８を有し、境界面の凹凸部２４がこれらの複数のリング
溝１８のすべてに跨がるように形成されていると、リン
グ溝１８毎に耐摩環本体２０を独立して有し、また耐摩
環本体２０毎に凹凸部２４を形成する場合に比べて、ピ
ストン１２を全体的に安価に製造することができるので
好ましい。
【００３０】更に、図３の形態と同様に、耐摩環本体２
０のリング溝１８の底の壁厚は凹凸部２４Ｃの凸部（平
坦部−窪んでいない部分）によって所定の強度を保持す
るのに充分に維持することができ、従って耐摩環１０
は、高い機械的強度を維持しつつ冷却効果を向上するこ
とができるので望ましい。
０のリング溝１８の底の壁厚は凹凸部２４Ｃの凸部（平
坦部−窪んでいない部分）によって所定の強度を保持す
るのに充分に維持することができ、従って耐摩環１０
は、高い機械的強度を維持しつつ冷却効果を向上するこ
とができるので望ましい。
【００３１】図６の耐摩環１０は、図４の形態と同様
に、耐摩環本体２０が３つのリング溝１８を有するが、
耐摩環本体２０の内周側の凹凸部２４の外に、中空金属
環２２の外周に形成された凹凸部１２４を更に有する。
尚、この中空金属環２２の外周側の凹凸部１２４は、図
４の形態のもののみではなく、図２、図３及び図５の形
態のものにも同様にして適用することができることはも
ちろんである。
に、耐摩環本体２０が３つのリング溝１８を有するが、
耐摩環本体２０の内周側の凹凸部２４の外に、中空金属
環２２の外周に形成された凹凸部１２４を更に有する。
尚、この中空金属環２２の外周側の凹凸部１２４は、図
４の形態のもののみではなく、図２、図３及び図５の形
態のものにも同様にして適用することができることはも
ちろんである。
【００３２】図２乃至図６の耐摩環１０は、凹凸部２４
を有する耐摩環本体２０と中空金属環２２用の環状体２
２Ａとをそれぞれ別個に形成し、環状体２２Ａの開口２
２ａを耐摩環本体２０の内周の上下縁に溶接等によって
接合して形成される。この場合、耐摩環本体２０は、比
較的厚みがあるため、リング溝１８と同様に、凹凸部２
４を切削によって形成するので、面倒で時間のかかる加
工を必要とする。
を有する耐摩環本体２０と中空金属環２２用の環状体２
２Ａとをそれぞれ別個に形成し、環状体２２Ａの開口２
２ａを耐摩環本体２０の内周の上下縁に溶接等によって
接合して形成される。この場合、耐摩環本体２０は、比
較的厚みがあるため、リング溝１８と同様に、凹凸部２
４を切削によって形成するので、面倒で時間のかかる加
工を必要とする。
【００３３】耐摩環本体２０の凹凸部２４を一層効率よ
く形成して耐摩環１０を製造する方法が図７に示されて
いる。この方法では、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す
ように、リング溝１８を有する第１の耐摩環本体部分２
０Ａと境界面の凹凸部２４を有する第２の耐摩環本体部
分２０Ｂとを別個に形成し、これらの第１と第２の耐摩
環本体部分２０Ａと２０Ｂとを溶接等によって接合して
境界面の凹凸部２４を有する耐摩環本体２０を形成す
る。
く形成して耐摩環１０を製造する方法が図７に示されて
いる。この方法では、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す
ように、リング溝１８を有する第１の耐摩環本体部分２
０Ａと境界面の凹凸部２４を有する第２の耐摩環本体部
分２０Ｂとを別個に形成し、これらの第１と第２の耐摩
環本体部分２０Ａと２０Ｂとを溶接等によって接合して
境界面の凹凸部２４を有する耐摩環本体２０を形成す
る。
【００３４】このようにすると、第２の耐摩環本体部分
２０Ｂは、比較的薄く形成することができるので、この
凹凸部２４を有する耐摩環本体部分２０Ｂは、薄板を絞
り加工等によって容易に形成することができる。従っ
て、図２乃至図６の耐摩環１０の耐摩環本体２０のよう
に凹凸部２４の切削加工を必要とすることがなく、耐摩
環本体２０を効率よく製造することができる。
２０Ｂは、比較的薄く形成することができるので、この
凹凸部２４を有する耐摩環本体部分２０Ｂは、薄板を絞
り加工等によって容易に形成することができる。従っ
て、図２乃至図６の耐摩環１０の耐摩環本体２０のよう
に凹凸部２４の切削加工を必要とすることがなく、耐摩
環本体２０を効率よく製造することができる。
【００３５】尚、図示していないが、図４乃至図６の耐
摩環１０の凹凸部２４は、図２又は図３の形態のものと
することができ、また逆に図２及び図３の耐摩環１０の
凹凸部２４は、図４乃至図６のいずれかの形態のものと
することができる。更に、図７は、図２又は図３の耐摩
環１０を製造する方法を示しているが、図４乃至図６の
耐摩環１０も同様の方法で製造することができる。ま
た、既に述べたように、図示の耐摩環１０は、中空金属
環２２がＵ字形の環状体２２Ａから成っているが、それ
以外の形態でも図７の方法が適用することができる。例
えば、図７の第２２の耐摩環本体部分２０Ｂと中空金属
環２２の環状体２２Ａの一方の端縁とが一体に連続して
いてもよく、この場合には金属ストリップの幅方向の一
部を第２の耐摩環本体部分２０Ｂとし、他の幅方向の部
分を環状体２２Ａとすることができ、金属ストリップの
環状体２２Ａ部分を折り曲げ加工して図７（Ａ）又は図
７（Ｂ）の状態とすることができる。。
摩環１０の凹凸部２４は、図２又は図３の形態のものと
することができ、また逆に図２及び図３の耐摩環１０の
凹凸部２４は、図４乃至図６のいずれかの形態のものと
することができる。更に、図７は、図２又は図３の耐摩
環１０を製造する方法を示しているが、図４乃至図６の
耐摩環１０も同様の方法で製造することができる。ま
た、既に述べたように、図示の耐摩環１０は、中空金属
環２２がＵ字形の環状体２２Ａから成っているが、それ
以外の形態でも図７の方法が適用することができる。例
えば、図７の第２２の耐摩環本体部分２０Ｂと中空金属
環２２の環状体２２Ａの一方の端縁とが一体に連続して
いてもよく、この場合には金属ストリップの幅方向の一
部を第２の耐摩環本体部分２０Ｂとし、他の幅方向の部
分を環状体２２Ａとすることができ、金属ストリップの
環状体２２Ａ部分を折り曲げ加工して図７（Ａ）又は図
７（Ｂ）の状態とすることができる。。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、上記のように、耐摩環
本体と中空金属環との境界面に凹凸部を有するので、中
空金属環内の冷却媒体が耐摩環本体に接触する面積が増
大し、従ってリング溝を有する耐摩環本体の冷却効果が
向上し、リング溝に嵌入するピストンリングの過熱を一
層有効に防止することができる。
本体と中空金属環との境界面に凹凸部を有するので、中
空金属環内の冷却媒体が耐摩環本体に接触する面積が増
大し、従ってリング溝を有する耐摩環本体の冷却効果が
向上し、リング溝に嵌入するピストンリングの過熱を一
層有効に防止することができる。
【００３７】特に、境界面の凹凸部が耐摩環本体の内周
方向に沿ってではなく、耐摩環の軸線方向に沿って形成
され、且つこの凹凸部がその冷却空洞に対する凸部がリ
ング溝に対応するように形成されていると、リング溝の
底の壁厚を所定の強度を保持するのに充分に維持するこ
とができ、耐摩環の高い機械的強度を低下することな
く、冷却効果を向上することができる。
方向に沿ってではなく、耐摩環の軸線方向に沿って形成
され、且つこの凹凸部がその冷却空洞に対する凸部がリ
ング溝に対応するように形成されていると、リング溝の
底の壁厚を所定の強度を保持するのに充分に維持するこ
とができ、耐摩環の高い機械的強度を低下することな
く、冷却効果を向上することができる。
【００３８】また、中空金属環の外周にも凹凸部を形成
すると、冷却媒体と中空金属環との接触面積が増大し、
中空金属環自体の冷却効果を向上し、これは間接的に耐
摩環全体の冷却効果を向上する。
すると、冷却媒体と中空金属環との接触面積が増大し、
中空金属環自体の冷却効果を向上し、これは間接的に耐
摩環全体の冷却効果を向上する。
【００３９】耐摩環本体は耐摩環の軸線方向に間隔をあ
けて形成された複数のリング溝を有するものとすること
ができ、この場合、境界面の凹凸部がこれらの複数のリ
ング溝のすべてに跨がるように形成されていると、リン
グ溝毎に耐摩環本体を独立して有し、また耐摩環本体毎
に凹凸部を形成する場合に比べて、ピストンを全体的に
安価に製造することができる。
けて形成された複数のリング溝を有するものとすること
ができ、この場合、境界面の凹凸部がこれらの複数のリ
ング溝のすべてに跨がるように形成されていると、リン
グ溝毎に耐摩環本体を独立して有し、また耐摩環本体毎
に凹凸部を形成する場合に比べて、ピストンを全体的に
安価に製造することができる。
【００４０】更に、リング溝を有する第１の耐摩環本体
部分と境界面の凹凸部を有する第２の耐摩環本体部分と
を別途に形成し、これらの第１と第２の耐摩環本体部分
を接合して境界面の凹凸部を有する耐摩環本体を形成す
ると、耐摩環本体の内周面に直接凹凸部を形成する場合
に比べて、凹凸の加工が容易であり、高い冷却効果を有
するピストン用冷却空洞付き耐摩環を一層安価に製造す
ることができる。
部分と境界面の凹凸部を有する第２の耐摩環本体部分と
を別途に形成し、これらの第１と第２の耐摩環本体部分
を接合して境界面の凹凸部を有する耐摩環本体を形成す
ると、耐摩環本体の内周面に直接凹凸部を形成する場合
に比べて、凹凸の加工が容易であり、高い冷却効果を有
するピストン用冷却空洞付き耐摩環を一層安価に製造す
ることができる。
【図１】本発明に係るピストン用冷却空洞付き耐摩環を
備えたピストンの断面図である。
備えたピストンの断面図である。
【図２】本発明のピストン用冷却空洞付き耐摩環の１つ
の形態の拡大断面図である。
の形態の拡大断面図である。
【図３】本発明のピストン用冷却空洞付き耐摩環の他の
形態の拡大断面図である。
形態の拡大断面図である。
【図４】本発明のピストン用冷却空洞付き耐摩環の更に
他の形態の拡大断面図であり、この形態では耐摩環は３
つのリング溝を有する。
他の形態の拡大断面図であり、この形態では耐摩環は３
つのリング溝を有する。
【図５】本発明のピストン用冷却空洞付き耐摩環の更に
他の形態の拡大断面図であり、この形態では図４の形態
と同様に耐摩環は３つのリング溝を有するが、境界面の
凹凸部の形状を図４の形態のものとは異にしている。
他の形態の拡大断面図であり、この形態では図４の形態
と同様に耐摩環は３つのリング溝を有するが、境界面の
凹凸部の形状を図４の形態のものとは異にしている。
【図６】本発明のピストン用冷却空洞付き耐摩環の更に
他の形態の拡大断面図であり、この形態では図４の形態
と同様に耐摩環は３つのリング溝を有するが、中空金属
環の内周にも凹凸部を形成している点で図４の形態のも
のとは異にしている。
他の形態の拡大断面図であり、この形態では図４の形態
と同様に耐摩環は３つのリング溝を有するが、中空金属
環の内周にも凹凸部を形成している点で図４の形態のも
のとは異にしている。
【図７】本発明のピストン用冷却空洞付き耐摩環を製造
する好ましい方法を示し、同図（Ａ）は図２の形態に相
応する耐摩環を製造する方法を示す断面図、同図（Ｂ）
は図３の形態に相応する耐摩環を製造する方法を示す断
面図である。
する好ましい方法を示し、同図（Ａ）は図２の形態に相
応する耐摩環を製造する方法を示す断面図、同図（Ｂ）
は図３の形態に相応する耐摩環を製造する方法を示す断
面図である。
【図８】従来技術のピストン用冷却空洞付き耐摩環の切
り口を示す断面図である。
り口を示す断面図である。
【符号の説明】 １０ ピストン用冷却空洞付き耐摩環 １２ ピストン １２Ａ ピストン本体 １４ 油通路 １６ 冷却空洞 １８ リング溝１８ ２０ 耐摩環本体 ２０Ａ 第１の耐摩環本体部分 ２０Ｂ 第２の耐摩環本体部分 ２２ 中空金属環 ２２Ａ 環状体 ２２ａ 開口 ２４ 境界面の凹凸部 ２４Ａ 鋸歯状の凹凸部 ２４Ｂ Ｕ字波の凹凸部 ２４Ｃ 平坦部を冷却空洞側の凸部としこの平坦部から
耐摩環本体側に窪ませて形成された略Ｕ字形（開口に向
けて幅広となっている）の凹部との繰り返しから成る凹
凸部 ２４Ｄ 平坦部を冷却空洞側の凸部としこの平坦部から
耐摩環本体側に窪ませて形成された略Ｕ字形（底から開
口まで同じ幅となっている）の凹部との繰り返しから成
る凹凸部 １２４ 中空金属環２２の外周の凹凸部
耐摩環本体側に窪ませて形成された略Ｕ字形（開口に向
けて幅広となっている）の凹部との繰り返しから成る凹
凸部 ２４Ｄ 平坦部を冷却空洞側の凸部としこの平坦部から
耐摩環本体側に窪ませて形成された略Ｕ字形（底から開
口まで同じ幅となっている）の凹部との繰り返しから成
る凹凸部 １２４ 中空金属環２２の外周の凹凸部
Claims (7)
- 【請求項１】 外周にピストンリングが嵌入されるべき
リング溝を有しピストン本体に埋設されるべき耐摩環本
体と前記耐摩環本体の内周側に設けられ冷却空洞を形成
する中空金属環とから成るピストン用冷却空洞付き耐摩
環において、前記耐摩環本体と前記中空金属環との境界
面に凹凸部を有することを特徴とするピストン用冷却空
洞付き耐摩環。 - 【請求項２】 請求項１に記載のピストン用冷却空洞付
き耐摩環であって、前記境界面の凹凸部は前記耐摩環本
体の内周面に形成されていることを特徴とするピストン
用冷却空洞付き耐摩環。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のピストン用冷却
空洞付き耐摩環であって、前記中空金属環の外周にも凹
凸部が形成されていることを特徴とするピストン用冷却
空洞付き耐摩環。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のピス
トン用冷却空洞付き耐摩環であって、前記耐摩環本体は
耐摩環の軸線方向に間隔をあけて形成された複数のリン
グ溝を有し、前記境界面の凹凸部は、前記複数のリング
溝のすべてに跨がるように形成されていることを特徴と
するピストン用冷却空洞付き耐摩環。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のピス
トン用冷却空洞付き耐摩環であって、前記境界面の凹凸
部は、前記耐摩環の軸線方向に沿って設けられ、且つ前
記境界面の凹凸部は、その冷却空洞側に突出する凸部が
前記耐摩環本体のリング溝に対応するように形成されて
いることを特徴とするピストン用冷却空洞付き耐摩環。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のピス
トン用冷却空洞付き耐摩環であって、前記境界面の凹凸
部は、小波（鋸歯）、大波（Ｕ字波又はＶ字波）又は平
坦部を凸部としこの平坦部から耐摩環本体側に窪ませて
形成された凹部との繰り返しのいずれかの形状であるピ
ストン用冷却空洞付き耐摩環。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載のピス
トン用冷却空洞付き耐摩環を製造する方法であって、前
記リング溝を有する第１の耐摩環本体部分と前記凹凸部
を有する第２の耐摩環本体部分とを別個に形成し、前記
第１と第２の耐摩環本体部分を接合して前記境界面の凹
凸部を有する耐摩環本体を形成することを特徴とするピ
ストン用冷却空洞付き耐摩環の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26822597A JPH1182738A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | ピストン用冷却空洞付き耐摩環及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26822597A JPH1182738A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | ピストン用冷却空洞付き耐摩環及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182738A true JPH1182738A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17455659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26822597A Pending JPH1182738A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | ピストン用冷却空洞付き耐摩環及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182738A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009299621A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Toyota Motor Corp | 耐摩環付きピストンおよびその製造方法 |
| JP2010019116A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Toyota Motor Corp | ピストン用耐摩環 |
| JP2010096022A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Toyota Motor Corp | ピストン耐摩環、そのピストン耐摩環を備えたピストンおよびその製造方法 |
| JP2011157973A (ja) * | 2011-03-18 | 2011-08-18 | Toyota Motor Corp | ピストン耐摩環を備えたピストンの製造方法 |
| DE102012014192A1 (de) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | Mahle International Gmbh | Kolben für einen Verbrennungsmotor |
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| WO2017132102A1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | Federal-Mogul Corporation | Piston with cooling gallery radiator and method of construction thereof |
| CN115917189A (zh) * | 2020-06-23 | 2023-04-04 | 特瑞堡密封系统德国有限公司 | 耐磨环以及耐磨环装置 |
-
1997
- 1997-09-16 JP JP26822597A patent/JPH1182738A/ja active Pending
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| WO2014033011A3 (de) * | 2012-08-31 | 2014-05-01 | Mahle International Gmbh | Kolben |
| CN104603438A (zh) * | 2012-08-31 | 2015-05-06 | 马勒国际有限公司 | 活塞 |
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| CN115917189A (zh) * | 2020-06-23 | 2023-04-04 | 特瑞堡密封系统德国有限公司 | 耐磨环以及耐磨环装置 |
| CN115917189B (zh) * | 2020-06-23 | 2024-05-03 | 特瑞堡密封系统德国有限公司 | 耐磨环以及耐磨环装置 |
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