KR20150099104A - 피스톤 링 및 이를 갖는 피스톤 - Google Patents

피스톤 링 및 이를 갖는 피스톤 Download PDF

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Abstract

피스톤 링은 원주 방향으로 연장하는 링 몸체를 포함한다. 상기 링 몸체의 상부면에 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제1 날개 홈들(vane grooves)이 구비된다. 제1 날개 홈들을 가진 피스톤 링들의 개수, 제1 날개 홈들의 개수 및 제1 날개 홈들의 중심선과 반경방향이 이루는 각도 등을 조절하여 피스톤 링이 배기가스에 의해 회전하는 속도 및 회전하는 방향 등을 제어할 수 있다. 피스톤 링의 회전을 제어함으로, 피스톤 링에 포함된 엔드 갭의 위치를 조절할 수 있다. 따라서 엔드 갭의 위치 조절에 의하여 오일 소모를 막고, 엔진 거동을 안정화 시킬 수 있다.

Description

피스톤 링 및 이를 갖는 피스톤 {PISTON RING AND PISTON HAVING THE SAME}
본 발명은 피스톤 링 및 이를 갖는 피스톤에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 디젤 엔진에 사용되는 피스톤 링 및 이를 갖는 피스톤에 관한 것이다.
내연기관의 피스톤은 실린더의 내부에서 왕복운동을 함으로 상기 실린더로 유입된 공기를 압축하고, 상기 공기와 유입된 연료가 연소하면서 발생하는 팽창 압력을 커넥팅 로드에 전달한다. 일반적으로 상기 피스톤은 상기 피스톤의 몸체의 외주면에 다수개의 피스톤 링들을 구비하여 상기 몸체와 상기 실린더 사이의 기밀을 유지하면서, 동시에 상기 실린더 위의 윤활유를 긁어 낸다.
상기 공기와 유입된 상기 연료가 연소하면서 배기가스가 발생하게 된다. 상기 배기가스 일부가 상기 실린더의 연소실과 크랭크 케이스 내부 사이에서 유출입하면서 피스톤 링들을 회전시킬 수 있다.
상기 피스톤 링들이 회전하면서 상기 피스톤 링들에 포함된 엔드 갭들의 위치가 바뀔 수 있다. 상기 엔드 갭들의 위치가 수직방향으로 정렬되는 경우에 상기 정렬된 엔드 갭들을 통하여 상기 배기가스 및 상기 윤활유가 급속하게 유출입할 수 있다. 따라서, 엔진의 거동이 불안정 하게 되고 윤활유의 소모가 심해지는 문제가 발생된다.
본 발명의 일 목적은 엔드 갭의 위치를 제어할 수 있는 피스톤 링을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 엔드 갭의 위치를 제어할 수 있는 피스톤 링을 갖는 피스톤을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 피스톤 링은 원주 방향으로 연장하는 링 몸체를 포함한다. 상기 링 몸체의 상부면에 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제1 날개 구조물들이 구비된다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 홈들(vane grooves)일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 돌기들(vane protrusions)일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 링 몸체의 하부면에 다수개의 제2 날개 구조물들이 더 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 상기 링 몸체의 반경 방향에 대하여 일정한 각도를 가지고 연장 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 선형 형상으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 상기 링 몸체의 내부면으로부터 외부면까지 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 엔드 갭을 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 피스톤은 서로 이격된 피스톤 링 홈들을 가진 피스톤 몸체, 및 상기 피스톤 링 홈들에 각각 삽입되고 원주 방향으로 연장하는 링 몸체를 구비하는 다수개의 피스톤 링들을 포함한다. 상기 피스톤 링들 중에서 적어도 하나의 상기 링 몸체의 상부면에 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제1 날개 구조물들이 구비된다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 홈들(vane grooves)일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 돌기들(vane protrusions)일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 피스톤 링의 상기 링 몸체의 하부면에 다수개의 제2 날개 구조물들이 더 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 상기 링 몸체의 반경 방향에 대하여 일정한 각도를 가지고 연장 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 선형 형상으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 상기 링 몸체의 내부면으로부터 외부면까지 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 피스톤 링은 엔드 갭을 더 포함할 수 있다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링은 연소실과 크랭크 케이스 내부를 유출입하는 배기가스에 의한 회전을 제어할 수 있다. 피스톤에 있어서, 다수개의 피스톤 링이 사용되고 각각의 피스톤 링은 엔드 갭을 포함한다. 상기 피스톤 링들이 상기 배기가스에 의해 회전할 때, 상기 엔드 갭들이 수직방향으로 정렬될 수 있다.
상기 피스톤 링은 상기 피스톤 링의 몸체부의 상부면에 날개 홈들 혹은 날개 돌기들을 포함함으로, 상기 피스톤 링의 회전을 제어할 수 있다. 따라서 상기 다수개의 피스톤 링이 회전하는 경우에, 상기 엔드 갭들의 수직방향의 정렬되는 것을 최소화할 수 있다. 수직방향으로 정렬된 상기 엔드 갭들을 통해 많은 양의 윤활유 및 상기 배기가스가 유동하는 것을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 피스톤을 나타내는 단면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역의 확대도이다.
도 4은 도 3의 IV-IV'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 엔드 갭들이 수직방향으로 정렬되지 않은 다수개의 피스톤 링들을 나타내는 사시도이다.
도 6는 엔드 갭들이 수직방향으로 정렬된 다수개의 피스톤 링들을 나타내는 사시도이다
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링을 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7의 C 영역의 확대도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링의 평면도이다.
도 11은 도 10의 D 영역의 확대도이다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링을 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 12의 E 영역의 확대도이다.
도 14는 도 13의 XIV-XIV'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 15는 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링의 평면도이다.
도 16은 도 15의 F 영역의 확대도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 피스톤을 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 피스톤에 구비되는 피스톤 링을 나타내는 단면도이다. 도 3은 도 2의 A 영역의 확대도이다. 도 4은 도 3의 IV-IV'라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 피스톤은 서로 이격된 다수개의 피스톤 링 홈들(102, 104, 106)을 갖는 피스톤 몸체(100) 및 피스톤 링 홈들(102, 104, 106)에 각각 삽입되는 다수개의 피스톤 링들(200, 210, 220)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 피스톤 몸체(100)는 서로 이격된 피스톤 링 홈들(102, 104, 106)을 가질 수 있다. 예를 들어, 피스톤 링 홈들(102, 104, 106)은 피스톤 몸체(100)의 외주면에 형성될 수 있다. 피스톤 링 홈들(102, 104, 106)은 피스톤 몸체(100)의 길이 방향으로 따라 이격될 수 있다.
피스톤 몸체(100)는 실린더 내에서 왕복 운동 가능하여 연소실(도시되지 않음)을 정의할 수 있다. 피스톤 몸체(100)는 상기 연소실 내에서 연료와 공기가 연소되면서 발생되는 폭발 압력을 커넥팅 로드(400)을 통하여 크랭크샤프트(도시되지 않음)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 피스톤 몸체(100)는 알루미늄 또는 주철을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 피스톤 링들(200, 210, 220)은 서로 이격된 피스톤 링 홈들(102, 104, 106)에 각각 삽입되어 피스톤 몸체(100)에 장착될 수 있다. 피스톤 링들(200, 210, 220)은 피스톤 링 홈들(102, 104, 106)의 내벽과 소정 간격 이격되어 갭을 형성할 수 있다. 따라서, 피스톤 몸체(100)의 왕복 운동시에 배기가스가 상기 갭을 통하여 유동할 수 있다. 이때, 상기 배기가스는 소정의 배출력으로 피스톤 링들(200, 210, 220)을 회전시킬 수 있다.
최하부의 피스톤 링(220)은 라이너(300)의 측벽 상의 오일을 긁어내는 역할을 할 수 있다. 또한, 최상부의 피스톤 링(200) 및 중간의 피스톤 링(210)은 상기 연소실 내부의 기밀을 유지하고, 연소에 의해 가열된 상기 피스톤의 열을 라이너(300)로 전달할 수 있다.
도 1에서는 상기 피스톤이 3개의 피스톤 링들(200, 210, 220)만을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 상기 피스톤에 구비되는 피스톤 링들의 개수가 특별히 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 3개의 피스톤 링들(200, 210, 220) 중 최상부의 피스톤 링(200)에 대해서만 기술한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 피스톤 링(200)은 원주 방향으로 연장하는 링 몸체(250)를 포함할 수 있다. 링 몸체(250)의 상부면(252)에는 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제1 날개 구조물들이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 홈들(vane grooves)(260)일 수 있다.
피스톤 링(200)은 피스톤 링 홈(102)에 삽입되어 피스톤 몸체(100)에 장착될 수 있다. 피스톤 링(200)은 피스톤 링 홈(102)과 이격되어 상기 갭을 형성할 수 있다. 구체적으로, 피스톤 링(200)의 상부면(252), 하부면(258) 및 내부면(254)의 일부는 피스톤 링 홈(102)의 내벽과 이격되어 상기 갭을 형성할 수 있다.
또한, 상기 배기가스는 제1 날개 홈들(260)을 통하여 유동하면서 소정의 배출력을 형성하고 피스톤 링(200)을 회전시킬 수 있다. 특히, 제1 날개 홈들(260)의 개수를 조절하여 구비하여 피스톤 링(200)의 회전을 제어할 수 있다.
도 2에서는 피스톤 링(200)이 24개의 제1 날개 홈들(260)만을 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 피스톤 링(200)에 구비되는 제1 날개 홈들(260)의 개수가 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 3에서 도시된 바와 같이, 각각의 제1 날개 홈(260)의 중심선은 반경 방향(R)에 대하여 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 특히, 각각의 제1 날개 홈(260)의 각도(θ)를 조절하여 피스톤 링(200)의 회전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 각도(θ)가 0도에 가까운 경우의 피스톤 링(200)의 회전 속도보다 각도(θ)가 45도에 가까운 경우의 피스톤 링(200)의 회전 속도가 더 클 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 날개 홈들(260)은 각각 선형 형상으로 연장할 수 있다. 이와는 달리, 제1 날개 홈들(260)은 각각 만곡된 형상으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 피스톤 링(200)은 엔드 갭(270)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 피스톤 링(200)은 피스톤 몸체(100)에 조립하기 위해, 완전한 링의 형태가 아니라 링 익스팬더(ring expander)와 같은 공구를 적용할 수 있도록 엔드 갭(270)을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4에서는 최상부의 피스톤 링(200)만이 링 몸체(250)의 상부면(252)에 다수개의 제1 날개 홈들(260)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 다수개의 제1 날개 홈들(260)을 구비하는 피스톤 링들의 개수가 특별히 한정되는 것은 아니다.
특히, 피스톤 링들(200, 210, 220)에 각각 포함된 엔드 갭들이 수직방향으로 정렬되는 것을 최소화하기 위해서, 제1 날개 홈들(260)을 구비하는 피스톤 링들의 개수를 조절할 수 있다.
이하에서는, 다수개의 피스톤 링들의 엔드 갭들이 수직방향으로 정렬되는 경우에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 엔드 갭들이 수직방향으로 정렬되지 않은 다수개의 피스톤 링들을 나타내는 사시도이다. 도 6는 엔드 갭들이 수직방향으로 정렬된 다수개의 피스톤 링들을 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 피스톤에 구비되는 다수개의 피스톤 링들(200, 210, 220)은 각각 엔드 갭들(270, 272, 274)를 포함할 수 있다.
상기 피스톤에 피스톤 링들(200, 210, 220)을 결합할 때에, 엔드 갭들(270, 272, 274)이 서로 최대한 이격될 수 있도록 조립할 수 있다. 예를 들어, 각각의 엔드 갭들(270, 272, 274)이 상기 피스톤의 중심축을 기준으로 서로 120도 간격을 갖도록 조립될 수 있다.
상기 피스톤의 왕복 운동시에 상기 피스톤에 구비되는 피스톤 링들(200, 210, 220)은 배기가스의 유동에 의해 회전하고, 이에 따라, 엔드 갭들(270, 272, 274)이 서로 일직선 상으로 정렬되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 라이너의 내벽의 편마모를 방지할 수 있다.
도 6을 다시 참조하면, 피스톤 링들(200, 210, 220)이 상기 배기가스에 의해 회전하다가 엔드 갭들(270, 272, 274)이 수직방향(B)으로 정렬될 수 있다. 수직 방향(B) 혹은 이와 반대되는 방향으로 상기 배기가스들이 유출입이 많아지므로, 압축손실이 발생할 수 있고 엔진 거동이 불안정해질 수 있다. 또한, 상기 라이너의 내벽의 형성된 오일을 제대로 긁어내지 못하여 오일 소모가 심한 문제가 있다.
예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링(200)은 링 몸체(250)의 상부면(252)에 다수개의 제1 날개 홈들(260)을 구비하여, 피스톤 링(200)의 회전을 제어할 수 있다. 따라서, 피스톤 링들(200, 210, 220)이 상기 피스톤에 구비되는 경우에, 피스톤 링들(200, 210, 220)에 각각 포함된 상기 엔드 갭들이 수직방향으로 정렬되는 것을 최소화할 수 있다.
제1 날개 홈들(260)의 개수, 제1 날개 홈(260)의 중심선과 반경 방향(R)이 이루는 상기 소정의 각도, 및 제1 날개 홈들(260)을 구비하는 피스톤 링들의 개수를 조절하여 피스톤 링(200)의 회전을 제어할 수 있다.
따라서, 다수개의 피스톤 링들에 각각 포함된 엔드 갭들의 위치를 제어하여 오일소모 및 상기 배기가스의 유동으로 인한 엔진의 불안정 거동을 줄일 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링을 나타내는 평면도이다. 도 8은 도 7의 C 영역의 확대도이다. 도 9는 도 8의 IX-IX'라인을 따라 절단한 단면도이다. 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링은 하부면에 구비되는 날개 구조물들을 제외하고는 도 2의 피스톤 링과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 피스톤 링(202)은 원주 방향으로 연장하는 링 몸체(250)를 포함할 수 있다. 또한, 링 몸체(250)의 상부면(252)에는 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제1 날개 구조물들이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 홈들(260)일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 링 몸체(250)의 하부면(258)에 다수개의 제2 날개 구조물들이 더 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 날개 구조물들은 제2 날개 홈들(262)일 수 있다. 또한, 제2 날개 홈들(262)이 더 구비되는 경우의 피스톤 링(202)의 회전 속도는 제1 날개 홈들(260)만 구비되는 경우의 피스톤 링(200)의 회전 속도보다 클 수 있다.
도 7에서는 피스톤 링(202)이 24개의 제2 날개 홈들(262)만을 하부면(258)에 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 피스톤 링(202)에 구비되는 제2 날개 홈들(262)의 개수가 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 8에서 도시된 바와 같이, 각각의 제2 날개 홈(262)의 중심선은 반경 방향(R)에 대하여 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 특히, 각각의 제2 날개 홈(262)의 각도(θ)를 조절하여 피스톤 링(202)의 회전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 각도(θ)가 0도에 가까운 경우의 피스톤 링(202)의 회전 속도보다 각도(θ)가 45도에 가까운 경우의 피스톤 링(202)의 회전 속도가 더 클 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링(202)은 하부면(258)에 제2 날개 홈들(262)을 더 구비할 수 있다. 따라서, 제1 날개 홈들(260)의 개수 및 제1 날개 홈(260)의 중심선과 반경 방향(R)이 이루는 소정의 각도를 조절하여, 피스톤 링(202)의 회전을 제어할 수 있다. 또한, 제2 날개 홈들(262)의 개수 및 제2 날개 홈(262)의 중심선과 반경 방향(R)이 이루는 소정의 각도를 조절하여 피스톤 링(202)의 회전을 제어하여, 엔진의 오일 소모를 줄이고 상기 배기가스의 거동을 제어하여 엔진 성능의 안정성을 높일 수 있다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링의 평면도이다. 도 11은 도 10의 D 영역의 확대도이다. 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링은 날개 홈들의 형상을 제외하고는 도 2의 피스톤 링과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 피스톤 링(204)은 원주 방향으로 연장하는 링 몸체(250)를 포함할 수 있다. 또한, 링 몸체(250)의 상부면(252)에 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제3 날개 구조물들을 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제3 날개 구조물들은 다수개의 제3 날개 홈들(vane grooves)(264)일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제3 날개 홈들(264)은 각각 링 몸체(250)의 내부면(254)으로부터 외부면(256)까지 연장할 수 있다. 보다 많은 양의 배기가스가 링 몸체(250)의 외부면(256)과 내부면(254) 사이로 유동하므로 큰 배출력으로 피스톤 링(204)을 회전시킬 수 있다.
도 10에서는 피스톤 링(204)이 24개의 제3 날개 홈들(264)만을 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 피스톤 링(204)에 구비되는 제3 날개 홈들(264)의 개수가 특별히 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예들에 있어서, 피스톤 링(204)은 링 몸체(250)의 하부면(도시되지 않음)에 다수개의 제4 날개 홈들(도시되지 않음)이 더 구비될 수 있다. 또한, 제3 날개 홈들(264)은 각각 링 몸체(250)의 반경 방향(R)에 대하여 일정한 각도를 가지고 연장 형성될 수 있다.
도 11에서 도시된 바와 같이, 각각의 제3 날개 홈(264)의 중심선은 반경 방향(R)에 대하여 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 특히, 각각의 제3 날개 홈(264)의 각도(θ)를 조절하여 피스톤 링(204)의 회전을 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링(204)의 제3 날개 홈들(264)은 링 몸체의 내부면(254)으로부터 외부면(256)까지 연장할 수 있다. 따라서, 많은 양의 상기 배기가스가 제3 날개 홈들(264)을 통하여 유동할 수 있어 큰 배출력으로 피스톤 링(204)을 회전시킬 수 있다. 따라서, 제3 날개 홈들(264)의 개수, 제3 날개 홈(264)의 중심선과 반경 방향(R)이 이루는 상기 각도 등을 조절하여, 피스톤 링(204)의 회전을 제어할 수 있다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링을 나타내는 평면도이다. 도 13은 도 12의 E 영역의 확대도이다. 도 14는 도 13의 XIV-XIV'라인을 따라 절단한 단면도이다. 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링은 날개 홈들 대신 날개 돌기들이 구비된 것을 제외하고는 도 2의 피스톤 링과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 피스톤 링(206)은 원주 방향으로 연장하는 링 몸체(250)를 포함할 수 있다. 또한, 링 몸체(250)의 상부면(252)에는 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제1 날개 구조물들이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 돌기들(vane protrusions)(266)일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 링 몸체(250)의 하부면(258)에 다수개의 제2 날개 구조물들(도시되지 않음)이 더 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 날개 구조물들은 제2 날개 돌기들(도시되지 않음)일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 날개 돌기들이 더 구비되는 경우의 피스톤 링(206)의 회전 속도는 제1 날개 돌기들(266)만 구비되는 경우의 피스톤 링(206)의 회전 속도보다 클 수 있다.
도 12에서는 피스톤 링(206)이 24개의 제1 날개 돌기들(266)만을 하부면(252)에 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 피스톤 링(206)에 구비되는 제1 날개 돌기들(266)의 개수가 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 13에서 도시된 바와 같이, 각각의 제1 날개 돌기(266)의 중심선은 반경 방향(R)에 대하여 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 특히, 각각의 제1 날개 돌기(266)의 각도(θ)를 조절하여 피스톤 링(206)의 회전을 제어할 수 있다. 예를 들어, 각도(θ)가 0도에 가까운 경우의 피스톤 링(206)의 회전 속도보다 각도(θ)가 45도에 가까운 경우의 피스톤 링(206)의 회전 속도가 더 클 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링(206)은 다수개의 날개 홈들 대신에 다수개의 날개 돌기들(266)을 구비할 수 있다. 따라서, 상기 날개 홈들이 구비된 경우보다 날개 돌기들(266)이 구비된 경우의 피스톤 링(206)에 있어서, 많은 양의 배기가스가 유동할 수 있다. 상기 배기가스는 보다 큰 배출력으로 피스톤 링(206)을 회전시킬 수 있다.
도 15는 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링의 평면도이다. 도 16은 도 15의 F 영역의 확대도이다. 예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링은 날개 돌기들의 형상을 제외하고는 도 12의 피스톤 링과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 피스톤 링(208)은 원주 방향으로 연장하는 링 몸체(250)를 포함할 수 있다. 또한, 링 몸체(250)의 상부면(252)에 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제3 날개 구조물들이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제3 날개 구조물들은 제3 날개 돌기들(268)일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제3 날개 돌기들(268)은 각각 링 몸체(250)의 내부면(254)으로부터 외부면(256)까지 연장할 수 있다. 보다 많은 양의 배기가스가 링 몸체(250)의 외부면(256)과 내부면(254) 사이로 유동하므로 큰 배출력으로 피스톤 링(208)을 회전시킬 수 있다.
도 15에서는 피스톤 링(208)이 24개의 제3 날개 돌기들(268)만을 구비하는 것으로 도시되어 있으나, 피스톤 링(208)에 구비되는 제3 날개 돌기들(268)의 개수가 특별히 한정되는 것은 아니다.
예시적인 실시예들에 있어서, 피스톤 링(208)은 링 몸체(250)의 하부면(도시되지 않음)에 다수개의 제4 날개 돌기들(도시되지 않음)이 더 구비될 수 있다. 또한, 제3 날개 돌기들(268)은 각각 링 몸체(250)의 반경 방향(R)에 대하여 일정한 각도를 가지고 연장 형성될 수 있다.
도 16에서 도시된 바와 같이, 각각의 제3 날개 돌기(268)의 중심선은 반경 방향(R)에 대하여 소정의 각도(θ)를 가질 수 있다. 특히, 각각의 제3 날개 돌기(268)의 각도(θ)를 조절하여 피스톤 링(208)의 회전을 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따른 피스톤 링(208)의 제3 날개 돌기들(268)은 링 몸체의 내부면(254)으로부터 외부면(256)까지 연장할 수 있다. 따라서, 많은 양의 상기 배기가스가 제3 날개 돌기들(268)을 통하여 유동할 수 있어 큰 배출력으로 피스톤 링(208)을 회전시킬 수 있다. 따라서, 제3 날개 돌기들(268)의 개수, 제3 날개 돌기(268)의 중심선과 반경 방향(R)이 이루는 상기 각도 등을 조절하여, 피스톤 링(208)의 회전을 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 피스톤 몸체 200 : 피스톤 링
250 : 링 몸체 252 : 상부면
254 : 내부면 256 : 외부면
258 : 하부면 260 : 제1 날개 홈
262 : 제2 날개 홈 264 : 제3 날개 홈
266 : 제1 날개 돌기 270 : 엔드 갭
300 : 라이너 400 : 커넥팅 로드

Claims (16)

  1. 원주 방향으로 연장하는 링 몸체를 포함하고,
    상기 링 몸체의 상부면에 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제1 날개 구조물들이 구비되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 날개 구조물들은 제1 날개 홈들(vane grooves)인 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 날개 구조물들은 제1 날개 돌기들(vane protrusions)인 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 링 몸체의 하부면에 다수개의 제2 날개 구조물들이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 상기 링 몸체의 반경 방향에 대하여 일정한 각도를 가지고 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 선형 형상으로 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 상기 링 몸체의 내부면으로부터 외부면까지 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  8. 제 1 항에 있어서, 엔드 갭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  9. 서로 이격된 피스톤 링 홈들을 갖는 피스톤 몸체; 및
    상기 피스톤 링 홈들에 각각 삽입되고, 원주 방향으로 연장하는 링 몸체를 구비하는 다수개의 피스톤 링들을 포함하고,
    상기 피스톤 링들 중에서 적어도 하나의 상기 링 몸체의 상부면에 상기 원주 방향을 따라 배치된 다수개의 제1 날개 구조물들이 구비되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 홈들(vane grooves)인 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 제1 날개 돌기들(vane protrusions)인 것을 특징으로 하는 피스톤 링.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 피스톤 링의 상기 링 몸체의 하부면에 다수개의 제2 날개 구조물들이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 상기 링 몸체의 반경 방향에 대하여 일정한 각도를 가지고 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 선형 형상으로 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 날개 구조물들은 각각 상기 링 몸체의 내부면으로부터 외부면까지 연장하는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  16. 제 9 항에 있어서, 상기 피스톤 링은 엔드 갭을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980071704A (ko) * 1997-02-27 1998-10-26 지비키 히로노부 내연 기관용 피스톤 링
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980071704A (ko) * 1997-02-27 1998-10-26 지비키 히로노부 내연 기관용 피스톤 링
KR20030019844A (ko) * 2001-08-30 2003-03-07 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드 내연 패스너 구동 공구를 위한 비밀봉성(非密封性) 자기윤활 피스톤 링
KR100590939B1 (ko) * 2003-10-09 2006-06-19 현대자동차주식회사 피스톤의 카본 퇴적 방지 구조

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