JPH07280095A - 環状ピストンリングと、環状ピストンリングを包含するアセンブリ - Google Patents

環状ピストンリングと、環状ピストンリングを包含するアセンブリ

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JPH07280095A
JPH07280095A JP7078450A JP7845095A JPH07280095A JP H07280095 A JPH07280095 A JP H07280095A JP 7078450 A JP7078450 A JP 7078450A JP 7845095 A JP7845095 A JP 7845095A JP H07280095 A JPH07280095 A JP H07280095A
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JP
Japan
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piston
piston ring
groove
ring
leg
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Application number
JP7078450A
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English (en)
Inventor
J Dudley Binford
ジェイ、ダドリ、ビンフォード
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Dana Inc
Original Assignee
Dana Inc
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Publication date
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    • 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
    • F16J9/12—Details
    • F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固有の半径方向張力のないデッドリングによ
り構成され、しかも正確に作用をすることのできるピス
トンリングを提供することにある。 【構成】 環状のピストン１０４はシリンダ１０２の内
径内で縦方向軸線ＡーＡに沿い往復動する。ピストンは
一般にくさび石形のくさび１１０の傾斜壁を形成する２
つのみぞ１０６，１０８を備えている。単一の金属帯状
体は、固有の負荷のほとんど又は全くない単一体の割り
環状のトップランド形ピストンリング１２０に形成して
ある。ピストンリングは、ピストンのみぞ１０６，１０
８内に受入れられ、ピストンと内側シリンダ壁１０３と
の間に蜜封状態の接触が生ずるようにしてある。ピスト
ンリングの形状とピストンのくさびとにより、シリンダ
の縦方向軸線ＡーＡに沿うピストン往復動に応答して動
的力成分が半径方向に生ずる際に、互いに組合う部品間
になめらかな滑動運動を生ずる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関に使うピスト
ンリング、ことに燃焼ガスに露出した上面を持ち汚染物
の放出を減らすピストンリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】ピストンリングはよく知られている。こ
れ等のピストンリングは通常、ピストンの外周辺のまわ
りに配置した環状みぞ内に納めてある。又ピストンはシ
リンダ内で往復動できる。ピストンはシリンダ内のガス
のような流体を圧縮する。内燃機関ではこれ等の流体
は、点火され、膨脹し、ピストンを点火位置から遠ざか
る向きに押す。しかし流体の全部が点火されるわけでは
ない。典型的には流体の若干はピストンの半径方向外面
及び比較的冷たいシリンダ壁の間と頂部ピストンリング
及びピストン頂部の間とに形成された狭いすきまに捕捉
される。すきま内の流体の捕捉により、捕捉された流体
が着火しないので燃焼効率が低下する。さらに装置から
の排出時に、捕捉された流体は汚染物放出のレベルとく
に炭化水素放出のレベルを増す。
【０００３】或いは従来のピストンリングは、シリンダ
の壁に全周にわたつては接触していない。その代りにピ
ストンリング及びシリンダ壁の間に開いた端部すきまが
存在してシリンダからの流体の望ましくない逃散が生ず
る。すきま内の流体はリングをバイパスして逃げ付加的
な流体と入れ代り、運転効率が低下し、望ましくない汚
染物放出が増す。
【０００４】汚染物の放出を減らすには、ピストンリン
グをピストンの頂部の近くに位置させて、このピストン
リングの上面が燃焼ガスに露出するようにすることが知
られている。ピストンリングはみぞを形成する２つの脚
部を備えている。各脚部はピストンのみぞ内に受入れら
れる。このような従来のピストンリングは、このピスト
ンリングをシリンダ壁に一層大きく接触させるようにし
た固有の半径方向張力（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｒａｄｉ
ａｌ ｔｅｎｓｉｏｎ）を備える。実際上、固有の半径
方向張力のないリングいわゆるデッドリングはこのよう
な適応には正確に作用しないことが分っている。固有の
張力を備えたピストンリングの使用の教示のほかに、従
来又固有の張力を備えたピストンリングはねじれを増す
ように非対称のみぞを持つ制御できる不つりあいの又は
非対称の横断面を備えなければならないことが教示され
ている。
【０００５】固有の負荷（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｌｏａ
ｄ）及び非対称の横断面を持つピストンリングにはいく
つかの問題がある。固有の負荷はピストンリングを絶え
ず応力状態に置く。かなりの寸法を持つピストンリング
を使わなければ破損を招く。連続負荷により又リング及
びシリンダ壁の損傷を促進する。さらにねじりの使用に
よりピストンリングの小部分だけしか燃焼壁に又ピスト
ンリングみぞの壁に対し面接触を生じないでリングとピ
ストンリングみぞの壁とシリンダ壁とに付加的な損傷摩
耗を促進する。
【０００６】
【発明の開示】本発明は、ピストンの組合うみぞ内に受
入れることができ固有の半径方向張力はあるとしても極
めてわずかしか持たない一体形対称形の環状トップラン
ド形ピストンリングを備えたピストン・アセンブリに係
わる。
【０００７】本発明によるピストン・アセンブリは、内
径を定める内側シリンダ壁を持つ環状のシリンダを備え
ている。このシリンダの内径内で縦方向に延びる軸線に
沿って環状ピストンが往復動できる。このピストンは、
一般にくさび石形のくさび状の傾斜壁を形成する。２つ
のみぞを備えている。好適な実施例では、このくさび形
は二等辺台形（ｉｓｏｓｃｅｌｅｓ ｔｒａｐｅｚｏｉ
ｄ）の特徴を持つ。この場合傾斜壁は共通の長さ及び角
度を共有し、又このくさび形の外壁は縦方向軸線に平行
である。
【０００８】単一の金属帯状体は、ピストンのみぞ内に
受入れられて、ピストン及びシリンダ壁の間に密封接触
の状体を生ずるようにした一体形の割り環状トップラン
ド形ピストンリングに形成される。ピストン及びピスト
ンリングは、その間に小さなすきまだけを形成するよう
に組合わせて内燃機関の運転中に汚染物を減らす。
【０００９】前記ピストンリングは対称形の横断面を持
ち、対称線が縦方向軸線に直交する半径方向軸線に沿っ
て形成され、縦方向上面及び縦方向下面の間に互いに等
しい間隔を置いている。このピストンリングは、中央本
体を備え、上部脚部及び下部脚部が中央本体から半径方
向内方に延びこれ等の脚部の間にくさびを受入れるよう
にしたみぞを形成する。上部脚部の下面は中央本体から
半径方向内方に又縦方向下方に延びている。
【００１０】前記ピストンリングは、固有の半径方向張
力があるとしても極めてわずかであるいわゆるデッドリ
ングである。このようなピストンリングは、典型的には
３ないし４ｍｍの縦方向厚さを持つ小さい横断面しか必
要としない。横断面の比較的小さいことにより往復動質
量が比較的小さく向上した熱伝達を促進し又アセンブリ
寿命及び作動効率を増す。本発明ピストンリングは安価
に作られ、高張力鋼又は低慣性アルミニウム材のような
材料を使うのがよい。
【００１１】本発明アセンブリは、固有の半径方向張力
を持たないピストンリングに一般的に伴う漏れの問題を
生じない。その代りにピストンリングの形状とピストン
のくさび形とは、シリンダの縦方向軸線に沿うピストン
往復動に応答して動的力成分を半径方向に生ずる際に互
いに組合う部品間に平滑な滑動運動を生ずる。
【００１２】半径方向における動的力成分の程度は、上
部脚部の下部壁と下部脚部の上部壁とみぞの組合う壁と
の角度に関連する。指示された面及び壁は半径方向軸線
に対する共通の角度を持つのがよい。又共通の角度は１
５ないし３０゜にするのが一層よい。
【００１３】くさび及び組合うピストンリングの両方に
対するつりあつた又は対称形の横断面は本発明アセンブ
リの適正な作動に重要である。ねじれは、このねじれが
半径方向の力成分に応答するピストンリングの中央本体
のシリンダ壁に向かう付勢作用に干渉するから、ピスト
ン及びピストンリング間では望ましくない。ねじれは
又、ピストンリング及び組合う部品間の接触面積が減小
し損傷摩耗が増すから望ましくない。
【００１４】本発明の１実施例では中央本体は凸状の半
径方向外周辺を備えている。第２の実施例では半径方向
外周辺は、円筒壁に接触することができ間にみぞを形成
した半径方向外方に延びる２つの脚部を備えている。こ
れ等の脚部は、シリンダ壁により各脚部に加わる滑動応
力に対し十分な力を生ずるように形成してある。２つの
接触点の使用はさらに、ピストンリングがねじれを受け
る傾向を減らす。
【００１５】本発明によるアセンブリは、内燃機関及び
圧縮機を含む多くの用途に容易に使用することができ
る。
【００１６】本発明の特徴及び態様は添付図面による以
下の詳細な説明から明らかである。
【００１７】
【実施例】従来のアセンブリ２０は図１に例示したよう
に、内径を仕切る内周面又は円筒壁２３を持つシリンダ
２２を備えている。環状のピストン２４はシリンダ２２
の内径内で縦方向に延びる軸線Ａ−Ａに沿って往復動で
きる。ピストン２４は、半径方向外周面２８のまわりに
複数の環状みぞ２６を備えている。一体の環状のピスト
ンリング３０又は密封部材は各みぞ２６内に取付けられ
ピストン２４の外周面２８とシリンダ壁２３との間で密
封作用を伴って接触する。
【００１８】従来のアセンブリ２０の一部分を図２に拡
大して示してある。すきま３６はピストン２４の外周面
２８とシリンダ壁３４の比較的冷たい内周面３２との間
と頂部ピストンリング３０とピストン２４の上面３１と
の間とに仕切ってある。作動時にはピストン２４はシリ
ンダ２２内のガスのような燃焼流体４０を圧縮する。内
燃機関では、燃焼流体４０は点火され、膨脹し、ピスト
ンを点火点から遠ざかる向きに押す。しかし従来のアセ
ンブリ２０では、燃焼流体４０の全部が点火されるわけ
ではない。代りに若干の燃焼流体４０はすきま３６内に
捕捉される。すきま３６内の流体４０の捕捉は、捕捉さ
れた流体が着火しないから燃焼効率が低下する。さらに
アセンブリ２０から排出されると、捕捉流体は汚染物放
出レベルとくに炭化水素放出レベルを増す。汚染物放出
のレベルはすきま３６の寸法に関連する。
【００１９】ピストンリング３０はシリンダ壁３４に又
はみぞ２６の壁４２，４４，４６に全周接触していな
い。代りにピストンリング３０及びシリンダ壁２３の間
に端部の開いたすきまの存在することが多く、このすき
まによりシリンダ２２からの燃焼流体４０の望ましくな
い逃散を招く。すきま３６内の流体４０は、リング３０
をバイパスして逃げ、付加的流体４０と入れ代わり運転
効率を下げ望ましくない汚染物放出を増す。
【００２０】汚染部の放出を減らすのに、シリンダ内部
で往復動できる環状のピストン５４を持つシリンダ５２
を備えた従来のアセンブリ５０が知られている。ピスト
ン５４は、一般にくさび石形のランドすなわちくさび６
０を形成する２つの傾斜みぞ５６，５８を備えている。
ピストンリング６２は、偏心みぞすなわちラベツト６８
を形成する２つの脚６４，６６を備えている。
【００２１】ピストン５４にリング６２を当てがうこと
により脚部６４の上面を燃焼流体４０に露出することが
できる。従って従来のアセンブリ２０とは異なって、流
体４０はみぞ５６の半径方向外壁７６及び縦方向下壁７
８と脚部６４の半径方向内壁７９との間に仕切ったすき
ま７４内に捕捉される。
【００２２】従来のアセンブリ５０は複数の障害を持
つ。ピストンリング６２は、ピストンリング６２をシリ
ンダ５２のシリンダ壁８０に一層広く接触する状態に押
付けるようにした内在的半径方向張力を持つ。内在的負
荷によりピストンリングに又シリンダに絶えず応力を加
える。従ってピストンリング６２は、このリングが必要
な強度を生ずるのに十分な寸法及び材料を持たなければ
下降する。しかしピストンリング横断面を小さくするこ
とはこのような小さい断面により熱伝達が向上し往復動
質量が小さくなるから望ましい。絶えず荷重を加えるこ
とはリング及びシリンダ壁の損傷摩耗を促進する。
【００２３】これ等の欠点はあるが、従来固有の半径方
向張力を受けてないリングいわゆるデッドリングの使用
はアセンブリ５０内で正しく作用しないことを教示して
いる。おそらくデッドリング構造の使用は、みぞ５６の
下壁７８又はみぞ５８の下壁８２とシリンダ壁８０とに
リング６２を当てがうのにシリンダ２２内及びリング６
２後方のガスの生成を必要とする。従って圧力が生成す
る時間中にリング６２及びシリンダ壁８０の間に漏れが
生ずる。ピストンの行程中に変化する圧力から生ずるが
たつきによりピストンリングの損傷を招く。
【００２４】ピストンリング６２が固有の張力を持たな
ければならないことを教示するほかに、従来又、ピスト
ンリング６２がこのピストンリングのねじれを増すよう
に非対称のみぞを持つ制御できるように不つりあいにし
た又は非対称の横断面を備えなければならないことが教
示されている。従って脚部６４はリング６２の脚部６６
とは異なる厚さを持つ。さらにリング６２の脚部６４，
６６とピストン５４のみぞ５６，５８とはねじれを促進
するように構成してある。たとえば各脚部６４，６６及
び各みぞ５６，５８の傾斜角は相対的に変えてもよい。
連続したねじれの使用は、ピストンリング６２の小部分
だけしか燃焼壁８０とみぞ５６の対応壁７８又はみぞ５
８の対応壁８２とに面接触状態にしない。すなわちねじ
れを容易にすると、リング６２とみぞ５６，５８の壁と
シリンダ５２とに付加的な損傷摩耗を生ずる。
【００２５】第１の実施例によるアセンブリ１００を図
４に例示してある。アセンブリ１００は内径を定める内
周面又は内側シリンダ壁１０３を持つ環状のシリンダ１
０２を備えている。環状のピストン１０４は、シリンダ
１０２の内径内で縦方向に延びる軸線Ａ−Ａ（図１に示
してある）に沿って往復動できる。ピストン１０４は、
一般にくさび石形のランド部又はくさび１１０を形成す
る２つの傾斜みぞ１０６，１０８を備えている。上部み
ぞ１０６は、軸線Ａ−Ａに大体平行に延びる半径方向外
壁１１２と傾斜下壁１１４とを持つ。傾斜下壁１１４は
縦方向下方に又半径方向外方に延びる。下部みぞ１０８
は、軸線Ａ−Ａに大体平行な半径方向外壁１１６と、傾
斜上壁１１８と軸線Ａ−Ａに大体直交する半径方向下壁
１１９とを持つ。傾斜上壁１１８は縦方向上方に又半径
方向外方に延びる。くさび１１０は、壁１１４，１１８
が共通の長さ及び角度を共有する二等辺台形の特徴を持
つのがよい。
【００２６】単一の金属帯状体は単一体の割り環状トッ
プランド形ピストンリング１２０すなわち密封部材に成
形され又は押出成形される。ピストンリング１２０はみ
ぞ１０６，１０８に受入れてピストン１０４及び内側シ
リンダ壁１０３間に密封を伴う接触状体が生ずるように
してある。ピストンリング１２０は対称形の横断面を持
ち、その対称線は軸線Ａ−Ａに直交する半径方向軸線に
沿って形成され縦方向上面１２２及び縦方向下面１２３
の間に互いに等しい間隔を置いている。各脚部１２４，
１２５は中央本体１２６から半径方向内方に延びくさび
１１０を受入れるみぞ１２７を形成する。上面１２２は
燃焼流体４０に露出するようにしてある。ピストンリン
グ１２０を取付けると、上面１２２はピストン１０４の
上面１２８に平行になり又大体面一になるのがよい。上
面１２２の一部分を含むほかに、上部脚部１２４はみぞ
１０６の外壁１１４に平行になるようにした半径方向内
面１３０を持つ。上部脚部１２４は又、みぞ１０６の下
壁１１４に平行になるようにした傾斜下面１３２を持
つ。下面１３２は中央本体１２６の半径方向内方に又縦
方向上方に延びている。下面１２３の一部分を含むほか
に下部脚部１２５は、みぞ１０８の外壁１１６に平行に
なるようにした半径方向内面１３４と上壁１１８に平行
になるようにした傾斜上面１３６とを持つ。上面１３６
は中央本体１２６の半径方向及び縦方向に下方内方に延
びる。下面１２３は壁１１９に平行になるようにしてあ
る。
【００２７】表面１３２，１３６は、互いに同じ寸法を
持ち対称線に対して共通の角度をなすのがよい。くさび
１１０の半径方向外面１３８はピストンリング１４２の
組合い面１４０に対応するようにしてある。図示の実施
例では各表面１３８，１４０は軸線Ａ−Ａに平行な軸線
に沿って延びている。しかし表面１３８の長さは典型的
には表面１４０の長さより短い。同様に表面１３４の長
さは壁１１６の長さより短い。従ってくさび１１０に対
するピストンリング１２０の若干の縦方向軸線方向の運
動が許容される。図示の実施例では表面１３８，１４０
は共にピストン１０４の往復動に平行である。ピストン
リング１２０は又、筒形の又は凸状の半径方向外周辺１
４２を備える。外周辺１４２はシリンダ壁１０３に面接
触するようにしてある。
【００２８】図１の従来のアセンブリ２０とは異なっ
て、流体４０は、みぞ１０６の外壁１１２及び脚部１２
４の外面１３０とみぞ１０６の下壁１１４及びピストン
１０４の上面１２８との間に仕切られるすきま１４６に
捕捉される。すなわちアセンブリ１００の方が一層少な
い汚染物を捕捉する。さらにすきま１４６に捕捉される
流体４０は、すきま１４６が燃焼を抑止する比較的冷た
いシリンダ壁を含まないので一層点火しやすくさらに効
率を高め炭化水素のような汚染物の放出を減らす。
【００２９】アセンブリ１００のピストンリング１２０
は、固有の半径方向張力があるとしても極めてわずかで
あるいわゆるデッドリングである。第１にピストンリン
グ１２０は小さい横断面だけしか必要としなくて典型的
には３ないし４ｍｍの縦方向厚さを持つ。ピストンの構
造が破損を伴わないで連続的な半径方向張力を支えるこ
とを必要としないから比較的小さい横断面を許容でき
る。一層少ない材料で済む一層小さいピストンリングは
ピストンリングからの熱伝達の向上を促進しピストンリ
ングの寿命を増す。さらに往復動体が一層少ないのでア
センブリ寿命及び運動効率が増す。さらに固有の負荷を
ほとんど又は全く持たないピストンリングは比較的安価
に作られる。ピストンリング１２０は、ピストンリング
１０４がシリンダ１０２内で往復動する際に、安価な高
張力鋼と低慣性のアルミニウム材料とを利用できるので
破損しにくい。このような材料は、ピストンリング１２
０を作るのに使うのがよい。
【００３０】アセンブリ１００は、固有の半径方向張力
を持たないピストンリングに一般に伴う漏れの問題を生
じない。この場合ピストンリングをシリンダ壁に押しつ
けるのにガス圧力の生成を必要とする。その代りにピス
トンリング１２０及びくさび１１０の形状は、ピストン
１０４がシリンダ１０２内で往復動する際に半径方向に
動的力成分を生ずる。たとえば図４に示すようにピスト
ン１０４が上方に動くと、みぞ１０６の壁１１４は脚部
１２４の下面１３２に面接触するようになる。壁１１４
及び表面１３２の傾斜関係により半径方向外向きに力成
分が加わり又壁１１４及び表面１３２の間に周辺１４２
を半径方向外向きに付勢し壁１４４に接触させる平滑な
滑動運動が生ずる。ガスの生成はこの付勢の際に役立つ
だけであるが必要なわけではない。
【００３１】みぞ１０８の壁１１９と下面１２３とは、
くさび１１０に対し脚部１２４の所望の運動ができるよ
うに構成してある。図示の実施例では壁１１９及び下面
１２３は、周辺１４２が壁１４４に接触すると接触する
ようになる。すなわちピストン１０４及びピストンリン
グ１２０間で縦方向下向きに加わる荷重を支えるように
付加的な表面積を設けて各要素の望ましくない摩耗を減
らす。
【００３２】十分な半径方向力成分を生ずるには、壁１
１４，１１８及び表面１３２，１３６が軸線Ａ−Ａに直
交して半径方向に延びる軸線に対し１５ないし３０゜の
角度を挟むのがよい。前記したように壁１１４，１１８
は、くさび１１０が二等辺台形の全体形状を持つように
或る共通の角度を持つのがよい。ランド及び組合うピス
トンリング１２０の両方に対するつりあつた又は対称の
横断面はアセンブリ１００の適正な作用に極めて重要で
ある。半径方向の力成分に応答するシリンダ壁１０３に
対する周辺１４２の付勢にねじれが妨げになるから、ね
じれはピストン１０４及びピストンリング１２０の間で
望ましくない。ねじれは又、ピストンリング１２０とシ
リンダ１０２及びピストン１０４の両方との間の接触面
積が減小して損傷摩耗を増すので望ましくない。
【００３３】本発明の第２実施例によるピストン・シリ
ンダ・アセンブリ１５０を図５に例示してある。アセン
ブリ１５０は、内径を定める内側シリンダ壁１０３を持
つ環状シリンダ１０２を備えている。環状ピストン１０
４は縦方向軸線Ａ−Ａ（図１に示してある）に沿って往
復動する。アセンブリ１００の場合と同様に、ピストン
１０４は、一般にくさび形丘部すなわちくさび１１０を
形成する２つの傾斜みぞ１０６，１０８を備えている。
一体形ピストンリング１５２はみぞ１０６，１０８内に
受入れるようにしてある。リング１５２は、中央本体１
５７から延び、くさび１１０を受入れるみぞ１５８を形
成する２つの脚部１５４，１５６を持つ対称形の横断面
を備えている。ピストンリング１５２及びピストン１０
４はアセンブリ１００の場合と同様に作用する。しかし
ピストンリング１５２は、固有の半径方向張力をほとん
ど又は全く持たないいわゆるデッドウエイトリングであ
る。従って所要のピストンリング材料が少なくて済む。
前記したように比較的小さいピストンリング横断面は、
このような横断面により熱伝達が向上し往復動質量が減
るので望ましい。
【００３４】一層少ない材料で済むことを利用するよう
に、周辺１６０は、２つの脚部１６４，１６６間に形成
したみぞ１６２を備えている。各みぞ１６４，１６６は
中央本体１５７から半径方向外方に延びている。互いに
同じ寸法をもつ各脚部１６４，１６６はピストンリング
１５２及びシリンダ壁１０３間に２つの各別の接触点１
６８，１７０を形成する。各接触点１６８，１７０は、
ピストン１０４がシリンダ１０２内で軸線ＡーＡ（図１
に示してある）に沿って往復動する際に半径方向外向き
の動的力成分を減らすねじれ作用を受ける傾向を減ら
す。脚部１６４，１６６は、所要の材料は最少にしてシ
リンダ壁１０３により各脚部１６４，１６６に加わる滑
動応力に対して十分な力を生ずるように、半径方向内方
の場所では半径方向外方の場所に比べて一層多い材料を
持つ形状にしてある。従って脚部１６４は縦方向上向き
に又半径方向外向きに延びる傾斜壁１７４を備なえてい
る。ピストンリング１５２の上面１７６及び下面１７８
は共に、さらに材料をすくなくするようにそれぞれ接触
点１６８，１７０に隣接して配置した面取り部１８０を
設けてある。
【００３５】最後にアセンブリ１５０は普通のピストン
リング３０を備えている。燃焼効率を高め汚染物放出を
減らすには特殊なピストンリング１５２が必要である
が、このようなリングはピストンの頂部に必要なだけで
ある。従って普通のピストンリングをなお使ってもよ
い。
【００３６】以上本発明の好適な実施例について説明し
た。本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変
型を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のピストン・シリンダ・アセンブリの１例
の部分縦断面図である。
【図２】図１の円２ー２で示した部分の拡大縦断面図で
補堤された燃焼ガスを含むピストン・シリンダ間のすき
まを示す。
【図３】シリンダ内に位置させたピストンに取付けられ
燃焼ガスに上面を露出した従来のピストンリングを示す
縦断面図である。
【図４】シリンダ内に位置させたピストンに取り付けら
れ燃焼ガスに上面を露出した本発明ピストンリングの第
１の実施例の縦断面図である。
【図５】シリンダ内に位置させたピストンに取り付けら
れ燃焼ガスに上面を露出した上部ピストンリングを含む
２個のピストンリングを示す本発明の第２の実施例の縦
断面図である。
【符号の説明】
１００ アセンブリ １０２ シリンダ １０３ 内側シリンダ壁 １０４ ピストン １０６，１０８ みぞ １１０ くさび １２０ ピストンリング １２２ 上面 １２３ 下面 １２４ 上部脚部 １２５ 下部脚部 １２６ 中央本体 １２７ みぞ １３２ 下面 １３６ 上面

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピストン受入れ内径を定める内側シリン
    ダ壁を持つシリンダ内で縦方向に延びる軸線に沿い往復
    動できるピストン内に受入れるのに適する固有の負荷を
    ほとんど又は全く持たない環状ピストンリングにおい
    て、 対称形の横断面を持つ割り環状リングに形成した単一の
    金属帯状体を備え、前記縦方向軸線に直交し、前記割り
    環状リングの縦方向上面及び縦方向下面の間に等しい間
    隔を置いた半径方向軸線に沿って、前記横断面の対称線
    を形成し、前記ピストンリングに中央本体を設け、この
    中央本体から、上部脚部及び下部脚部が、半径方向内方
    に延び、これ等の上部脚部と下部脚部との間にみぞを形
    成し、前記上部脚部の上面は、前記中央本体から半径方
    向内方及び縦方向上方に延び、かつ前記下部脚部の上面
    は、前記中央本体から半径方向内方及び縦方向下方に延
    び、前記上部脚部の下壁及び前記下部脚部の上壁が、前
    記半径方向軸線に対し或る共通の角度を持つようにして
    成る環状ピストンリング。
  2. 【請求項２】 前記共通の角度が、１５ないし３０゜で
    ある請求項１の環状ピストンリング。
  3. 【請求項３】 前記中央本体の半径方向外周辺に上縁部
    及び下縁部を設け、前記半径方向外周辺と前記内側シリ
    ンダ壁との間に接触線を形成するように、前記上縁部か
    ら前記下縁部に連続した凸面が延びるようにした請求項
    １の環状ピストンリング。
  4. 【請求項４】 前記中央本体の半径方向外周辺に、半径
    方向外方に延びる２つの脚部を設け、これ等の半径方向
    外方に延びる脚部の間にみぞを形成し、前記半径方向外
    方に延びる各脚部が、前記内側シリンダ壁に接触するよ
    うにした請求項１の環状ピストンリング。
  5. 【請求項５】 前記環状ピストンリングが、３ないし４
    ｍｍの縦方向厚さを持つようにした請求項１の環状ピス
    トンリング。
  6. 【請求項６】 内径を定める内側シリンダ壁を持つシリ
    ンダと、 大体においてくさび石形のくさびを形成する２つの傾斜
    したみぞを備え、上部みぞは、縦方向下方及び半径方向
    外方に延びる下壁を持ち、下部みぞは、縦方向上方及び
    半径方向外方に延びる上壁を持ち、前記内径内で縦方向
    軸線に沿って往復動可能であり、流体を圧縮するのに適
    する環状のピストンと、 対称形の横断面を持ち、固有の負荷をほとんど又は全く
    持たない割り環状ピストンリングに形成した単一の金属
    帯状体とを備え、前記縦方向軸線に直交し、前記割り環
    状ピストンリングの縦方向上面と縦方向下面との間に等
    しい間隔を置いた半径方向軸線に沿って、前記横断面の
    対称線を形成し、前記割り環状ピストンリングに、中央
    本体と、この中央本体から半径方向内方に延び、両者間
    にみぞを形成する上部脚部及び下部脚部とを設け、前記
    上部脚部は、前記ピストンの上部みぞ内に受入れられ、
    前記下部脚部は、前記ピストンの下部みぞ内に受入れら
    れ、前記くさびは、前記割り環状ピストンリングの前記
    みぞ内に受入れられ、前記上部脚部の下面は、前記中央
    本体から半径方向内方及び縦方向上方に延び、前記下部
    脚部の上面は、前記中央本体から半径方向内方及び縦方
    向下方に延びるようにいて成るアセンブリ。
  7. 【請求項７】 前記上部脚部の下壁と、前記下部脚部の
    上壁とが、前記半径方向軸線に対して或る共通の角度を
    共有するようにした請求項６のアセンブリ。
  8. 【請求項８】 前記ピストンが前記シリンダ内で往復動
    する際に生ずる半径方向に向いた動的力成分により、前
    記ピストンリングの前記中央本体の半径方向外周辺を、
    前記内側シリンダ壁に押しつけるようにした請求項６の
    アセンブリ。
  9. 【請求項９】 前記くさびを二等辺台形とし、前記各壁
    が共通の長さ及び角度を共有し、前記出張りの半径方向
    外面が、前記縦方向軸線に平行な軸線に沿って延びるよ
    うにした請求項６のアセンブリ。
  10. 【請求項１０】 内径を定める内側シリンダ壁を持つシ
    リンダと、 大体において二等辺台形のくさびを形成する２つの傾斜
    したみぞを備え、上部みぞは、縦方向下方及び半径方向
    外方に延びる下壁を持ち、下部みぞは、縦方向上方及び
    半径方向外方に延びる上壁を持ち、前記各壁が、共通の
    長さ及び角度を共有するようにし、前記内径内で縦方向
    軸線に沿って往復動可能であり、流体を圧縮するのに適
    する環状のピストンと、 対称形の横断面を持ち、固有の負荷をほとんど又は全く
    持たない割り環状ピストンリングに形成した単一の金属
    帯状体とを備え、前記縦方向軸線に直交し、前記割り環
    状ピストンリングの縦方向上面及び縦方向下面の間に等
    しい間隔を置いた半径方向軸線に沿って、前記横断面の
    対称線を形成し、前記割り環状ピストンリングに、中央
    本体と、この中央本体から半径方向内方に延び、両者間
    にみぞを形成する上部脚部及び下部脚部とを設け、前記
    上部脚部は前記ピストンの上部みぞ内に受入れられ、前
    記下部脚部は、前記ピストンの下部みぞ内に受入れら
    れ、前記くさびは、前記割り環状ピストンリングのみぞ
    内に受入れられ、前記割り環状ピストンリングの前記上
    面は、前記ピストンの上面と大体において同一平面に
    し、前記上部脚部の下面は、前記中央本体から半径方向
    内方及び縦方向上方に延び、前記下部脚部の上面は、前
    記中央本体から半径方向内方及び縦方向下方に延び、前
    記上部脚部の下壁と、前記下部脚部の上壁と、前記ピス
    トンの上部みぞと、前記ピストンの下部みぞとが、或る
    共通の角度を共有し、前記ピストンが前記シリンダ内で
    往復動する際に生ずる半径方向に向いた動的力成分によ
    り、前記ピストンリングの前記中央本体の半径方向外周
    辺を、前記シリンダ壁に押しつけるようにして成るアセ
    ンブリ。
JP7078450A 1994-03-10 1995-03-10 環状ピストンリングと、環状ピストンリングを包含するアセンブリ Pending JPH07280095A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008142212A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Pentax Corp 内視鏡の操作弁
JP2011169421A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Isuzu Motors Ltd ピストンリング

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996016285A1 (de) * 1994-11-17 1996-05-30 Hermann Meckes Kolbenringdichtung
US5676380A (en) * 1996-10-02 1997-10-14 Ingersoll-Rand Company Venting piston ring
JPH11182679A (ja) * 1997-12-24 1999-07-06 Sanshin Ind Co Ltd 内燃エンジン
US6347575B1 (en) 1999-06-30 2002-02-19 Benjamin V. Booher Low emission piston and ring for internal combustion engine
US7370866B2 (en) * 2004-01-15 2008-05-13 Macrotech Polyseal, Inc. Sleeve element having a biasable end region, apparatus including same, and method of use
DE102006010674A1 (de) * 2005-09-14 2007-03-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Kolbenpumpe
US8668206B2 (en) * 2009-06-11 2014-03-11 Mueller International, Llc Face seal gasket
CN102384065B (zh) * 2010-08-30 2015-07-22 中国计量学院 能降低活塞与气缸之间余隙的半v型活塞环及其加工方法
CN102384062B (zh) * 2010-08-30 2015-12-16 中国计量学院 活塞往复式压缩机的全无余隙机型的结构
CN102220956A (zh) * 2010-08-31 2011-10-19 梁嘉麟 能够降低活塞与气缸之间余隙的v型活塞环的结构形式
CN102384061A (zh) * 2010-09-02 2012-03-21 梁嘉麟 能够降低活塞与气缸之间余隙的活塞环结构及其加工方法
CN102454576A (zh) * 2010-10-22 2012-05-16 梁嘉麟 能够降低活塞与气缸之间余隙的半v型活塞环的结构形式
US10113643B2 (en) * 2014-03-18 2018-10-30 Ford Global Technologies, Llc Compression piston ring for an internal combustion engine
CN104786037A (zh) * 2014-03-18 2015-07-22 梁嘉麟 无端隙l型非金属活塞环与活塞的镶嵌方法及形成压缩机的全无余隙结构
RU2581749C1 (ru) * 2014-10-20 2016-04-20 Евгений Николаевич Захаров Уплотнительный узел поршневого двигателя внутреннего сгорания
BR112017018453B1 (pt) 2015-03-10 2023-02-14 Liquidpiston, Inc Montagem de vedação para vedar um vão entre a superfície axial de um rotor de uma máquina rotativa e o compartimento lateral da máquina
WO2017156494A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 Liquidpiston, Inc. Piston ring for reduction of crevice volume
DE102017124698B4 (de) * 2017-10-23 2019-05-16 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Kolben und Kolbenring mit reduziertem Blow-By

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2003764A (en) * 1933-09-29 1935-06-04 Carl B Welch Piston and ring
US2074581A (en) * 1934-01-06 1937-03-23 Robert G Frye Piston for engines
US2012956A (en) * 1934-03-23 1935-09-03 Harry B Chaffin Piston
US2228495A (en) * 1937-08-25 1941-01-14 Williams Harrison Graham Composite piston ring
US2296116A (en) * 1941-05-19 1942-09-15 Stanley M Pelc Laminated piston ring
US3047301A (en) * 1960-02-12 1962-07-31 Lockheed Aircraft Corp Static sealing assembly
US3198531A (en) * 1962-01-19 1965-08-03 Perfect Circle Corp Piston ring
JPS4313420Y1 (ja) * 1967-08-24 1968-06-07
FR1549562A (ja) * 1967-11-03 1968-12-13
US3813106A (en) * 1970-09-04 1974-05-28 Eaton Corp Piston ring
US3704893A (en) * 1970-09-04 1972-12-05 Eaton Corp Piston ring
US3742823A (en) * 1971-09-27 1973-07-03 M Fiedler Piston structure
DE2933702C2 (de) * 1979-08-21 1981-09-17 Goetze Ag, 5093 Burscheid Kolbenring für insbesondere Brennkraftmaschinen
GB8504008D0 (en) * 1985-02-16 1985-03-20 Ae Plc Piston & ring
US4877257A (en) * 1987-08-19 1989-10-31 Ide Russell D Piston ring
SU1539358A1 (ru) * 1988-03-01 1990-01-30 Кишиневский политехнический институт им.С.Лазо Поршневое кольцо
DE4200489C2 (de) * 1991-01-19 1995-09-28 Hitachi Metals Ltd Zweiteiliger Ölring und Verfahren zu dessen Herstellung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008142212A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Pentax Corp 内視鏡の操作弁
JP2011169421A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Isuzu Motors Ltd ピストンリング

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