JPS628673B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はピストンリング組合わせに関する。

ピストンリングは、場合により、このリングの
密封面をこのリングの作動するシリンダの壁に対
し外向きに付勢するようにこのリングの一部とし
ての別個のばね部片と共に使われる。種種の形状
のものが使われているが、これ等にはすべて一般
に一体化と呼ばれる共通の問題がある。この用語
の意味するように、リング及びばね部片は一体化
され従つてばね部片はそのリングを付勢する能力
の実質的な部分を失う。従来のこのような例は米
国特許第2729524号、同第3456954号及び同第
3698054号の各明細書に記載してある。

本発明の目的は、リングと使用に当たりすぐれ
た性能を示し従来のこの種装置より実質的に一体
化しにくいリング及び拡張ばね部片から成るピス
トンリング組合わせを提供しようとするにある。

本発明ピストンリング組合わせによれば、大体
においてＵ字形の横断面を持つ拡張ばね部片１０
又は１０′の２つの脚部に設けられた複数の足部
１１又は１１′の半径方向に外側の外面１２に、
外側環状リング２０又は２０′に設けたばね受入
れくぼみ２１又は２１′，２１′の大体において環
状の表面の所定半径より小さい半径を持たせ、こ
の外面１２の小さい半径の円形部分を前記環状の
表面に接触させることにより、外側環状リング２
０又は２０′のえぐり取り（gouging）を防止
し、外側環状リング２０又は２０′と拡張ばね部
片１０又は１０′の一体化傾向を低下させること
ができる。

本発明リング組合わせに実施した試験ではリン
グ及びばね部片の間に比較的低い摩耗（すなわち
比較的低い一体化傾向）を示した。

以下本発明によるピストンリング組合わせ及び
その拡張ばね部片の形成法の実施例を添付図面に
ついて詳細に説明する。

第３図は本発明ピストンリング組合わせの好適
とする実施例の横断面図である。本発明ピストン
リング組合わせは、拡張ばね部片（以下単にばね
部片と呼ぶ）１０を備えている。ばね部片１０
は、Ｕ字形の横断面を持ち、このＵ字形構造を構
成する１対の脚部と、これ等の脚部を連結する基
礎部分とを備え、これ等の脚部を、外側環状リン
グ（以下単にリングと呼ぶ）２０の大体において
長方形のばね受入れくぼみすなわちポケツト２１
内にはめ込んでいる。リング２０は任意の材料で
作ればよく特定の用途に適した幾何学的形状にで
きる。図示の実施例ではリング２０はその各側部
に面取り部２２を設けてある。面取り部２２は、
リング２０のシリンダ壁連関面に終り１対の丘部
２３，２３を形成する。各丘部２３は、リング２
０の外径面の中央に位置させたみぞ２４により互
に隔離してある。リング２０のまわりに円周方向
に細長い複数個のみぞ穴２５をなるべくは互に間
隔を隔てて形成し、通常各密封丘部２３間に捕捉
する油の排出路を形成してある。

図示のように各丘部２３は、幅が0.010ないし
0.020in.（0.25ないし0.51mm）の程度であり、ば
ね部片１０の脚部に設けた足部１１から丘部２３
につりあつた安定したばね力が加えられるよう
に、足部１１を丘部２３に整合させるのが好適で
ある。リング２０には鋳鉄が好適であり、その作
用面とくに各丘部２３は当業界にはよく知られて
いるようにクロムめつきするのがよい。

ばね部片１０は第１図に一部を切欠いて平面図
で示してある。第１図に明らかなようにこのＵ字
の各脚部は外面１２に丸みを付けた複数の個個の
足部１１から成つている。このように丸みを付け
ることにより摩耗が減りばね部片１０がリング２
０と一体化する傾向が減る。足部１１の外面１２
の半径はリング２０のポケツト２１の使用時の半
径の約50％ないし約80％にするのがよい。

第２図はばね部片１０を部分的に形成した状態
で示してある。ばね部片１０には扁平な素材を使
い、鋳鉄製リング２０に使うにはたとえば厚みが
0.024in.（0.61mm）、幅が0.315in.（８mm）の炭素
鋼材を使いロツクウエル30N硬度を約65ないし約
75にしとくに約68ないし72にするのがよい。ばね
条片の軸線に対し直交しそれぞれ条片縁部から内
方に押抜き穴（以下単に穴と呼ぶ）１４に延びる
複数の切込み１３を形成してある。ばね条片の同
じ側の互に隣接する切込み１３間の間隔は各足部
１１の円周方向長さを定める。この長さはこの条
片の幅の約80％ないし約120％にするのがよい。
この条片の反対側の各切込み１３は第１図に示す
ように一様に互い違いにしてばね部片１０の互に
対向する側に均等な互い違いの足部１１を形成す
るようにしてある。各穴１４はなるべくは長方形
で条片の約30％ないし約50％の幅にし穴１４の横
方向長さの約60％ないし100％の長さに軸線方向
に延びている。交互の穴１４が横方向に互い違い
になり条片の軸線の各側に心合わせし、それぞれ
の中心がこの軸線から条片の幅の約５％ないし10
％だけ片寄つている。

各穴１４の内側すみ部は素材の厚みにほぼ等し
い半径の丸みを付けるのがよい。第３図に示すよ
うに、切込み１３が脚部に位置し、穴１４が脚部
を連結する基礎部分に位置するように、条片に穴
１４、切込み１３とを設け、次いでこの条片を、
任意適当な方法でＵ字形の横断面を持つＵ字形部
片に形成する。

このＵ字形部片の脚部に設けた足部１１に、リ
ング２０のばね受入れくぼみ２１の環状の表面の
半径より小さい半径を持つ円形の丸みを付けた外
面１２を形成するように機械加工する。この作業
を実施する方法の１例を第４図に示してある。ば
ね部片１０は、この場合連続した実質的にエンド
レスのＵ字形部片である。このＵ字形部片は、使
用中のばね部片１０の直径より小さい直径を持つ
円筒形部片である心棒１５に巻かれるが、その際
にＵ字形部片の基礎部分を心棒１５に隣接させ、
足部を心棒から半径方向に外方へ延ばして巻かれ
る。心棒１５は適当な手段（図示してない）によ
り回転させられる。軸１７によつて回転させられ
るといし車１６によつて、足部が研削され外面１
２が形成される。外面１２に形成された丸みは、
心棒１５の半径とそのまわりのばね部片１０の高
さとの和に等しい半径を持つのは明らかである。
前記したように外面１２の半径は、ばね部片１０
を使つている使用中のリング２０のばね受入れく
ぼみ２１の半径より小さくなるようにする。

第５図に示した本発明の１変型は狭い油リング
を必要とする用途に好適である。本変型では前記
したのと同じスペーサ兼拡張部片１０′を設けて
ある。リング２０′は、前記したのと大体同様で
あり面取り部２２′と丘部２３′とみぞ２４′とみ
ぞ穴２５′とを備えている。しかしリング２０は
幅が一層狭くて半径方向内側の丘部２６により互
に間隔を隔てて丘部２６の各側に設けた２つのく
ぼみ又はみぞ２１′を備えている。又各丘部２
３′は前記した理由でスペーサ兼拡張部片１０′の
足部１１′に大体整合している。

本発明によるリングは試験することにより普通
の構造の類似のリングよりすぐれていることが分
つた。とくに本リング組合わせはリング２０及び
ばね部片１０の間の摩耗が実質的に減少している
点で有利である。このことは本発明リング組合わ
せは、使用によりその有効性が低下する前の寿命
が長くなることを意味する。

以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが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のはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ピストンリング組合わせの１実
施例の拡張ばね部片の一部を切欠いて示す部分平
面図、第２図は第１図のばね部片をその形成の中
間工程で示す拡大平面図、第３図は本発明ピスト
ンリング組合わせの横断面図、第４図は第１図の
ばね部片を形成するのに使う方法及び装置の横断
面図である。第５図は第３図のピストンリング組
合わせの変型の横断面図である。 １０……ばね部片、１１……足部、２０……リ
ング、２１……ポケツト、２３……丘部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ)シリンダ壁に、滑動できるように、かつ密
   封作用を伴つて接触するのに適する外面を備え、
   所定半径を持つ大体において環状の表面を備えた
   少くとも１つのばね受入れくぼみ２１又は２
   １′，２１′を形成した外側環状リング２０又は２
   ０′と、(ロ)前記少なくとも１つのばね受入れくぼ
   み内に延びると共に前記外側環状リングの前記外
   面の方に向つて外向きに延びる２つの脚部を持つ
   大体においてＵ字形の横断面を持つ環状の拡張ば
   ね部片１０又は１０′とを包含し、前記各脚部
   に、複数の足部１１又は１１′を設け、これらの
   各足部に、半径方向に外側の外面１２を設け、前
   記各足部の前記外面の少なくとも一部分を、前記
   外側環状リングの前記ばね受入れくぼみの環状の
   表面と接触させ、前記足部の前記外面に、前記ば
   ね受入れくぼみの前記環状の表面の所定半径より
   小さい半径を持たせた、ピストンリング組合わ
   せ。 ２ 前記足部１１又は１１′の前記外面１２の半
   径を、前記ばね受入れくぼみの前記環状の表面の
   所定半径の約50％ないし約80％にした特許請求の
   範囲第１項記載のピストンリング組合わせ。 ３ 前記足部１１又は１１′を、前記Ｕ字形の互
   いに対向する側で互い違いにした特許請求の範囲
   第２項記載のピストンリング組合わせ。 ４ 前記外側環状リング２０又は２０′の前記外
   面に、前記シリンダ壁に接触する比較的狭い２つ
   の丘部２３，２３又は２３′，２３′を設け、前記
   Ｕ字形の拡張ばね部片１０又は１０′の足部１１
   又は１１′から前記各丘部につりあつた安定した
   ばね力が加えられるように、前記足部を、前記各
   丘部に整合させた特許請求の範囲第１項記載のピ
   ストンリング組合わせ。 ５ 前記足部１１又は１１′の前記外面１２の半
   径を、前記ばね受入れくぼみの半径の約50％ない
   し約80％にした特許請求の範囲第４項記載のピス
   トンリング組合わせ。 ６ 前記足部１１又は１１′を、前記Ｕ字形の互
   いに対向する側で互い違いにした特許請求の範囲
   第５項記載のピストンリング組合わせ。 ７ 前記ばね受入れくぼみ２１を、前記外側環状
   リング２０の半径方向内面の軸線方向中央に位置
   するみぞにより構成した特許請求の範囲第１項記
   載のピストンリング組合わせ。 ８ 前記外側環状リング２０の前記外面に、前記
   シリンダ壁に接触する比較的狭い２つの丘部２
   ３，２３を設け、前記Ｕ字形の拡張ばね部片１０
   の足部１１を前記各丘部２３，２３に整合させた
   特許請求の範囲第７項記載のピストンリング組合
   わせ。 ９ 前記足部１１の前記外面１２の半径を、前記
   ばね受入れくぼみの前記環状の表面の所定半径の
   約50％ないし約80％にした特許請求の範囲第８項
   記載のピストンリング組合わせ。 １０ 前記外側環状リング２０′に、それぞれ前
   記拡張ばね部片１０′の一方の脚部を受け入れる
   軸線方向に互いに間隔を置いた２つの環状ばね受
   入れくぼみ２１′，２１′を形成した特許請求の範
   囲第１項記載のピストンリング組合わせ。 １１ 前記外側環状リング２０′の前記外面に、
   前記シリンダ壁に接触する比較的狭い２つの丘部
   ２３′，２３′を設け、前記Ｕ字形の拡張ばね部片
   １０′の足部１１′を前記各丘部２３′，２３′に整
   合させた特許請求の範囲第１０項記載のピストン
   リング組合わせ。 １２ 前記足部１１′の前記外面１２の半径を、
   前記ばね受入れくぼみの前記環状の表面の所定半
   径の約50％ないし約80％にした特許請求の範囲第
   １１項記載のピストンリング組合わせ。 １３ (イ)細長い金属製の条片を、基礎部分と、こ
   の基礎部分から延びる複数の足部１１又は１１′
   が設けられた２つの脚部とを備えたＵ字形の横断
   面を持つＵ字形部片に形成し、(ロ)このＵ字形部片
   を、使用中の拡張ばね部片の直径より小さい直径
   を持つ心棒１５に、前記Ｕ字形部片の基礎部分を
   前記心棒に隣接させて前記Ｕ字形部片の足部を前
   記心棒から半径方向に外方へ延ばして巻き、(ハ)前
   記拡張ばね部片が前記心棒に巻かれている間に、
   この拡張ばね部片を均等な外径を持つように機械
   加工することから成る、拡張ばね部片の形成法。 １４ 前記条片に押抜き穴１４をあける段階を含
   む特許請求の範囲第１３項記載の拡張ばね部片の
   形成法。