JPS58166169A - ピストンリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は帯材よりなる拡げばねと、およびこの拡げばね
の周方向に見て半径方向に延びる弾性的な多数の舌片の
上に少なくとも部分的にのっており且つこれら弾性的舌
片からほぼ軸方向に折曲げられた曲げ出し部に半径方向
に支持されている少なくきもひとつ以上の板状部材とか
らなるピストンリング、中でも軸方向の造作の少ない油
掻き取りリングに関する。

ドイツ特許第１０８７８５５号によって既に油掻取りリ
ング用の、ワイヤーから作られた軸方向及び半径方向に
弾性を示すタンゼンシャル緊張ばねが公知であり、これ
は２枚の板状部材と協動する。

それぞれの板状部材の軸方向及び半径方向の緊張のため
にこの拡げばねにはそれぞれ自己弾性を示す特別なコイ
ル部が設けられており、それによりこれらの隣合ったコ
イル部分が板状部材の一方か又はもう一方かに接するよ
うになっている。この拡げばねの主要部、及びまた従っ
てこのもののたわみ範囲もそれら両板状部材の間に軸方
向に設けられており、それによってこのものは軸方向の
構造高さが比較的大きく、これは今日の種々の実際的な
諸要求条件、特に油掻き取りリングのそれにもはや適合
しなくなっている。そのほかにこのような巻いた拡げば
ねを製造することは比較的困難であってまた従って確か
に高経費となる。

もうひとつのピストンリング、及び特にこのピストンリ
ングに用いる拡げばねが米国特許第３６２７３３３号に
よって公知である。ここで用いられているばねは帯材よ
りなり、そして周方向に見て筒外周面から出発して交互
に切込まれた多数の切−込みを有している。このひろげ
ばねの外周面の範囲において同様に交互にほぼ軸方向に
折曲げられた曲げ出し部が設けられており、これらの曲
げ出し部がそれぞれ一方の板状部材を半径方向に支持す
る役目をする。その半径方向に延びる弾性的な舌片はこ
の場合に両板状部材のための載置面として用いられる。

このばねの場合にはそのたわみ部分は嚇に曲げ□　られ
た小脚よりなっているだけであり、一方その本来のばね
部分はもっばら両板状部材の間に配置されている。この
ばねのこのような構造的設計によっててこアームの長さ
は非常に短かいものにしかならず、またそれによって硬
いはね特性がもたらされる。運転状態においてはばねと
板状部材との間に永久的な相対的変化が生ずる。それに
よってもたらされる磨耗（ばねと板状部材との間の二次
磨耗）は硬いばね特性の場合に軟かな特性の場合よりも
強い接線力の低下をもたらす。

本発明の課題は、本願の特許請求の範囲第１項の上位概
念の部分に挙げたピストンリングより出発してこれを簡
拳な手段により次のように、即ちこれが一方において軸
方向に極めて僅かな構造高さしか有さずそして他方にお
いてその拡げばねが軟かいばね特性を有するように改良
することである。同時にまたこの系のできるだけ高い形
状充填能を保証するために板状部材の半径方向の肉厚を
薄くすることも達成されなければならない。

この課題は本発明に従い、その拡げばねのたわみ範囲が
周方向に見て本質的にその板状部材の半径方向背後に設
けられていることによって解決される。このたわみ範囲
を本質的に板状部材の半径方向背後に配置したことによ
ってその軸方向の構造高さの減少に加えて、全ての任意
の用途に適合できるばね特性が箭単に達成される。

本発明は帯材よりなる拡げばねのほかに巻いた針金より
なる拡げばねの場合にも適用することができる。針金材
料からなる拡げばねはそのコイル巻き部分に基づいて帯
材から打ち抜いたばねと異なって一般により多くのたわ
み範囲を有している。

しかしながら本発明に従えばその主要たわみ範囲が板状
部材の半径方向背後に配置されているために、そのばね
特性はこのようにして巻いた針金よりなる拡げばねの場
合においてもピストンリンクに対して有利な方向に影響
を及ぼすことができる。

そのたわみ範囲の構造的な形状については帯材よりなる
拡げばねにおいても、更にはまた針金よりなる拡げばね
においても一連の可能な具体的形状が提案される。その
ひとつはそのたわみ範囲が、曲げられるか又は巻きつけ
られたほぼ矩形の、円形の、又はだ円形の断面形状を有
することよりなる。もうひとつの可能な形状は、そのた
わみ範囲が多数の舌状部よりなり、これらがその折り曲
げられた曲げ出し部から出発して半径方向に板状部材と
逆方向にピストン溝の溝底へ向かう方向へ延びているけ
れども、但しこれらはその溝底と接触しないようになっ
ていることである。これらの好ましい態様のうちの一方
を採用するか又は他力を用いるかはそれぞれの用途によ
って左右される。

ここでピストン溝の半径方向の深さと軸方向の幅、ある
いはひろげばねの所望のはね特性が中でも本発明に従う
ピストンリングの構造的設計に際して重要な役割を演す
る。

板状部材の良好な軸方向の適合を達成するためにその弾
性を示す舌片の少なくとも一部がその自由端の部分にお
いて軸方向に折曲げられており、そして対応する溝壁に
支持されるようにすることが提案される。

少なくとも２つ以上の板状部材と少なくともひとつ以上
のひろげばねとからなり、それらの径方向を向いた弾性
的舌片がそれぞれ２枚の板状部材の間に配置されている
ようなピストンリング、中でも油かき取りリンクにおい
ては本発明のもうひとつの技術思想に従い、それらの弾
性的舌片がたわみ範囲より出発して周方向に見てそれら
両板状部材に向かう方向に交互に、軸方向の圧力をそれ
らに及ぼしながら延びるようにすることが提案される。

更にまたその弾性的舌片の少なくとも一部をその自由端
の部分においてそれぞれの対応する板状部材へ向かう方
向に軸方向に折曲げることが提案される。この場合には
半径方向の弾性に加えて追加的にそのひろげばねの軸方
向の弾性が得られるはずである。

更にまた、それらの弾性的舌片とひろげばねのたわみ部
分との間でその移行部に形成される角度が１０°と３０
°との間であるのが有利であると思われる。これによっ
てその板状部材は運転状態において形成される斜面を大
きく変化させることができ、その際もちろんその当接点
に加えられるモメントに基づいてこれらの板状部材が自
身で傾斜方向をとるという利点がもたらされる。運転に
際しては次のような状態がもたらされる。即ち板状部材
が上述の移行部の傾斜面にのみならずその弾性を有する
舌片の遊離端の部分においても線状の接触によって当接
することになる。この板状部材が上述のように強制的に
傾斜した位置をとることによってこのものは更にそれぞ
れの溝壁にも線状接触で接することになり、その際非常
に良好なり−ルが達成される。この様なピストンリング
はまた同様に非常に極端な条件においても圧縮−ピスト
ンリングとしても使用することが可能である。

以下本発明を添付の図面の参照のもとに詳細に記述する
。

第１ないし第８図は　種々異なった構成のピストンリン
グを表わす。

第９図及び第１０図は　以上の各図に従うピストンリン
グの打ち 抜き図を表わす。

第１ないし第８図に示した各ピストンリンクはそれぞれ
ピストン２の溝１の中に挿入されている。

これらのピストンリングは帯材よりなる１個のひろげば
ね３と、および１枚の板状部材４（第３及び第４図）又
は２枚の板状部材４，５（第１．２゜５〜８図）とから
なり、これらの板状部材は溝底６に支持されていないひ
ろげばね３によって対応するシリンダ壁７に押付けられ
る。このひろげはね３は半径方向に弾性を示す舌片８，
９よりなり、これらの舌片は板状部材４又は４，５に対
する支持面として用いられ、そしてたわみ範囲１０に終
端している。このたわみ範囲はひろげはね３の軟かなば
ね特性を得るために本質的に板状部材４または４，５の
半径方向背後に配置されている０このたわみ範囲１０は
図示されているように異った断面形状を有しており、即
ちこれはは７円形（第１．５．及び６図）であっても、
だ円形（第２及び第４図）でも、あるいはまたはマ台形
（第３図）であっても、更にはまたＵ字型の薄板部１１
　、１２（第７及び第８図）からなるように構成されて
いてもよい。すでに述べたようにひろげばね３の主たわ
み範囲１０は板状ｗ材４又は４．５の半径方向背後側に
延びてお′）、その際それぞればね弾性を示す舌片８及
び／又は９からそれぞれの板状部材４及び／又は５に対
するたわみ範囲１０への移行部１３において半径方向の
支持面が形成される。

この移行部１３において形成される角度メ“は約１５゜
である。

運転状態においては第１及び第２図（この場合に板状部
材４．５は移行部１３の傾斜を大きく変動させる）に相
当して板状部材４，５は３点接触のもとに線上接触によ
りそれぞれ移行部１３に、対応する溝壁１４，１５に、
及びはね弾性を有する舌片８，９の自由端部１６にそれ
ぞれ支持されることになる。

第３図のピストンリングの場合にはそのひろげばね１３
はばね弾性を有する舌片８の自由端部１６において対応
する溝壁１５へ向う方向にはゾ軸方向に折り曲げられて
おり（１７）、そしてこ＼で軸方向に支持されて板状部
材４に軸方向の力を加えるが、この板状部材はそれによ
って対応する溝壁１４に全面的に密着する。

第４図のひろげばね３も唯１個の板状部材４を有してい
る。この場合にばね弾性を有する舌片８は前面的に溝壁
１５に密着し、−力板状部材４は第１および第２図の場
合にすでに述べたように３点接触のもとにそれぞれ移行
部１３、溝壁１４、及びばね弾性を有する舌片８の自由
端部に接している。

第５図にはたわみ範囲１０から出発して半径方向にはね
弾性を示す舌片８，９を有するひろげばね３が図示され
ており、これらの舌片はひろげばね３の周方向にみてそ
れぞれ両板状部材４．５のうちの一方に軸方向の圧力を
加える。この軸方向の圧力によって板状部材４，５はす
でに第３図について記述したように各対応する溝壁１４
．１５に全面的に押し付けられる。

第６図も同様であるが、こ＼でも板状部材４，５はそれ
ぞれの溝壁１４，１５に全面的に押し付けられる。ばね
弾性を示す舌片８，９の自由端部１６はそれぞれはヌ゛
軸方向にそれぞれの板状部材４゜５へ向って折り曲げら
れており（１８，１９）、その際これはこの部分におい
て軸方向の力をこのものに加える。

第７図はたｈみ範囲１０がＵ字型に構成されているひろ
げばねを示す。半径方向の曲げ出し部（板状はり出し部
）１１．１２は溝底６のすぐ近くまで延びているけれど
もた＼゛しこれと接触することはない。この場合にも、
すてに第１．第２゜及び４図について記述したように３
点接触が現われる。

第８図に従うひろげはね３は第７図に記載したものと類
似しているが、但しそのばね弾性を有する舌片８，９が
たわみ範囲１ｏから出発して軸方向に折り曲げられてお
り、そして第５図について述べたと同様にその板状部材
４，５のそれぞれの溝壁１４，１５への接触は全面にわ
たってもたらされる。

第９及び第１０図は種々の打抜き図を示す。第９図の打
抜き部は第１ないし第６図に対応するひろげばね３を作
るのに適しており、これに対して第１０図の打抜き部は
第７及び第８図に示したようなひろげばねの製造に適し
ている。

金属帯材よりなる、第９図に示した打抜き片２０の場合
には一方の縁部２１及びもう一方の縁部２２からそれぞ
れ交互に出発してはゾ矩形の部分２３が打抜かれる。こ
のもの＼端部２４からスリット２５がそれぞれ対応する
縁部２１または２２へ向う方向に延びている。このスリ
ット２５がそれぞれもう一方の縁部２１又は２２に近づ
いて延びれば延びるほどこのひろげばね３のばね特性は
軟かくなる。その限界はそれぞれ用いた材料の例えば肉
厚、幅、材料特性等に依存する。打抜いて残された舌片
２６．２７は次に交互に切取り部２３の中に曲げ込み、
そのようにしてひろげばね３の弾性的舌片８，９を形成
する。折り曲げの仕方に応じてこれらの舌片８，９はひ
とつの平面内にとどまる（第１，２及び第４図）か、ま
たはこれらはそれぞれ板状部材４，５に対して軸方向の
力を及ぼす（第３，５および第６図）。

第１０図の打抜き片２８も同様に金属帯材より作られて
いる。その縁部２９．３０から出発して交互にはＷＴＪ
字型の切り抜き部３１．３２が対応する反対側の縁部２
９又は３０に向う方向に延びている。この切抜き部の寸
法については第９図に関してすでに記載したと同じ条件
が該当する。この場合には中心線から考えて下側の部分
３３（例えば中心線から出発して）のみが折り曲げられ
、その際その形成される舌片３４．３５が交互に上向き
にまたは下向きに、前記第７及び第８図に示したＵ字型
の断面形状の構成のもとに折り曲げられるようにする。

【図面の簡単な説明】

第１ないしｉｓｏ’は本発明に従うピストンリングの種
々の実施例の断面図を示し、第９および第１０図はこれ
らのピストンリングに用いる拡げばね製造のための打抜
き図を示す。 １：ピストン溝 ２：ピストン ３：拡げばね ４．５：板状部材 ６：溝底 ７：シリンダ壁 ｓ　、　９　、２６　、２７　、３４　、３５　：弾性
的舌片１０：たわみ範囲 １１．１２：薄板部 １３：移行部 １４．１５：溝壁 １６：自由端部 ２０　、２８　：打抜き材料 ２１．２２，２９，３０：縁部 ２３．３１，３２：打抜き片 ２５ニスリツト 特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　％に帯材よりなる拡げばね、およびこの拡げ
   ばねの周方向に見て半径方向に延びる弾性的な多数の舌
   片の上に少なくとも部分的に載っていて、これらの弾性
   的舌片からはゾ軸方向に折り曲げられた多数の曲げ出し
   部に半径方向に支持されている少なくとも一つ以上の板
   状部材とからなるピストンリング、特に軸方向に造作の
   少ない油掻きとりリングにおいて、上記拡げはね（３）
   のたわみ範囲（ｌＯ）が周方向に見て本質的に上記板状
   部材（４，５）の半径方向背後側に配置されていること
   を特徴とする、上記ピストンリング。 （２）拡げばね（３）のたわみ範囲（１０）かは７円形
   の、またはだ円形の断面形状を形成する、上記特許請求
   の範囲第１項に記載されたピストンリング。 （３）たわみ範囲（１０）が多数の薄板部（１１，１２
   ）よりなり、これらが各折曲げられた曲げ出し部から出
   発して、板状部材（４，５）と反対向きに半径方向にピ
   ストン溝（１）の溝底（６）へ向う方向に延びている、
   上記特許請求の範囲第１項又は第２項に記載されたピス
   トンリング。 （４）薄板部（１１，１２）が溝底（６）と接触するこ
   となく、そのすぐ近傍まで延ひている、上記特許請求の
   範囲第３項に記載されたピストンリング。 （５）弾性的舌片（８，９）の少なくとも一部がその自
   由端（１６）の部分において溝壁（１４，１５）へ向か
   う方向に軸方向に折曲げられている、上記特許請求の範
   囲第１ないし第４項のいずれかに記載されたピストンリ
   ング。 （６）少なくとも２つの板状部材と、および半径方向に
   延びる弾性的舌片が上記板状部材の各２つの間に設けら
   れている少なくとも１つの拡げばねとからなるピストン
   リングにおいて、弾性的舌片（８，９）がたわみ範囲（
   １０）より出発して、周方向に見て、各板状部材へ向か
   う方向に交互に、これらの上に軸方向の圧力をおよぼす
   ように延びている、上記特許請求の範囲第１ないし第５
   項のいずれかに記載されたピストンリグ。 （７）弾性的舌片（８，９）の少なくとも一部がその自
   由端（１６）の部分において各対応する板状部材（４，
   ５）へ向かう方向に軸方向に折曲げられている、上記特
   許請求の範囲第６項に記載されたピストンリング。 （８）弾性的舌片（８，９）と拡げばね（３）のたわみ
   範囲との間の、その移行部（１３）において形成される
   角度がｌθ°と３０°との間である、上記特許請求の範
   囲第１　ｆｊいし第７項のいずれかに記載されたピスト
   ンリング。 （９）板状部材（４または４，５）が運転状態において
   、移行部（１３）およびそれぞれの溝壁（１４゜１５）
   にのみならず、弾性的舌片（８，９）の自由端（１６）
   の部分にも、線状接触で接している、上記特許請求の範
   囲第１ないし第８項のいずれかに記載されたピストンリ
   ング。