JP3953899B2 - ピストンリング - Google Patents
ピストンリング Download PDFInfo
- Publication number
- JP3953899B2 JP3953899B2 JP2002181740A JP2002181740A JP3953899B2 JP 3953899 B2 JP3953899 B2 JP 3953899B2 JP 2002181740 A JP2002181740 A JP 2002181740A JP 2002181740 A JP2002181740 A JP 2002181740A JP 3953899 B2 JP3953899 B2 JP 3953899B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- expander
- piston ring
- expander member
- master
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F16J9/06—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
- F16J9/061—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging using metallic coiled or blade springs
- F16J9/063—Strip or wire along the entire circumference
-
- 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
- F16J9/06—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
- F16J9/061—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging using metallic coiled or blade springs
- F16J9/062—Coiled spring along the entire circumference
-
- 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
- F16J9/14—Joint-closures
- F16J9/145—Joint-closures of spring expanders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関等のピストンのピストンリング溝に装着されるピストンリングに関する。
【0002】
【従来の技術】
ピストンリングには、大別するとオイルリングと圧力リングの2種類があり、どちらの場合であっても、ピストンリング本体と、このピストンリング本体の内周面側に配されて、ピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力を与えるためのエキスパンダを用いて構成される場合がある。
【0003】
このようなピストンリングにおいては、ピストンリング本体の張力とエキスパンダの押圧力との和がピストンリング全体の張力となるが、このピストンリング全体の張力は、当該ピストンリングが使用されうる最も過酷な条件下においても、ピストンリングがその機能を発揮できるように設定されている。例えば、内燃機関(エンジン)のピストンに装着されるピストンリングにおいては、内燃機関の高速高負荷状態を想定して、ピストンリングの張力を設定している。
【0004】
従って、ピストンリング本体とエキスパンダとから構成されるピストンリングにあっては、当然にエキスパンダの押圧力も内燃機関等の高負荷状態を想定して設定されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のピストンリングにあっては、シリンダ内周面に付着するエンジンオイルは、ピストンの往復運動の速度上昇に伴い、シリンダ内周面とピストンリングとの間に発生する油圧によりピストンリングを浮き上がらせる力が大きくなり、高速高負荷になるほどオイル消費量が大きくなる傾向がある。従って、高速高負荷状態つまり内燃機関が高温状態の場合を想定してピストンリング全体の張力が設定されているため、低速低負荷状態つまり内燃機関が低温状態の場合においては必要以上の張力がシリンダの内周面にかかってしまうこととなり、その結果フリクションロスが生じていた。この場合において、低速低負荷状態にピストンリング全体の張力を設定することも考えられるが、そうすると高速高負荷運転となった場合にオイル消費量が急激に増加してしまうため好ましくない。
【0006】
また、上記問題とは別に以下のような問題もあった。
【0007】
つまり、従来からのピストンリング本体とエキスパンダとから構成されるピストンリングを、ピストンに装着する場合においては、図4に示すような手順で行う必要があった。なお、図4においては、ピストンリングの一例として、オイルリング本体51とコイルエキスパンダ52とから構成される2ピース型組合せオイルリング50を用いて説明する。
(1)コイルエキスパンダ52の接合部54を外す(図4(a)参照)。
(2)コイルエキスパンダ52をオイルリング溝55に巻き付け接合部54を接合ピン56を用いて接合する(図4(b)参照)。
(3)オイルリング本体51を合口部511がコイルエキスパンダ52の接合ピン56の位置に対して180°の位置になるようにオイルリング溝55に装着する(図4(c)参照)。
【0008】
このような装着方法によると、一旦コイルエキスパンダの接合部の接合部を外し、再度接合部を接合する必要があり煩わしく、しかも、この作業は自動化ができないためすべて手作業で行う必要があった。
【0009】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、低速低負荷状態および高速高負荷状態のそれぞれに適した張力を発生するピストンリングを提供するとともに、ピストンリング本体とエキスパンダとから構成されるピストンリングを内燃機関等のピストンのピストンリング溝に装着する際の煩わしさを解消することを主たる課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項1に記載するように、ピストンリング本体と、このピストンリング本体の内周側に配されたエキスパンダとからなるピストンリングであって、前記エキスパンダは、ピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力を与えるためのマスターエキスパンダ部材と、このマスターエキスパンダ部材と係合して配置され、形状記憶合金により高温になると張力を発生し、低温になると張力を失うように形成されたサブエキスパンダ部材と、により構成されており、マスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材によって与えられるエキスパンダ全体としてのピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力が、低温状態より高温状態のほうが大きくなることを特徴とするピストンリングを提供する。
【0011】
この発明によれば、エキスパンダはマスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材の2つの部材から構成されており、さらにサブエキスパンダ部材は、設定された温度を境として相変態により高温側で張力を発生し、低温側で張力を失う形状記憶合金で形成されており、エキスパンダ全体としては、マスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材によって与えられるエキスパンダ全体としてのピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力が、低温状態より高温状態のほうが大きくなるように構成されているため、内燃機関内が低温状態(つまり内燃機関が低速低負荷状態)の場合には、サブエキスパンダ部材は張力を生じず、従って、マスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材とによって与えられるエキスパンダ全体としての張力は、本発明のピストンリングを製造した段階における張力である(以下、この張力を「初期張力」とする。)。そして、内燃機関内が高温状態(つまり内燃機関が高速高負荷状態)となった場合には、サブエキスパンダ部材に相変態による形状記憶状態への形状変化が生じ、その結果マスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材とによって与えられるエキスパンダ全体としての張力は、前記初期張力より大きくなる。
【0012】
つまり本発明は、エキスパンダを2種類の異なるエキスパンダ部材から構成する。すなわち、一方の部材(マスターエキスパンダ部材)には従来から使用に供せられている公知の材料にて製造したエキスパンダを使用し、他方の部材(サブエキスパンダ部材)は、温度による相変態により張力の変化を生じる部材を用いることでエキスパンダ部材の押圧力を変化させることに特徴を有する。そしてこの特徴により、ピストンリング全体として内燃機関の負荷状態に応じて最適なピストンリング張力を与えることができる。
【0013】
つまり、本発明のピストンリングは、低温状態においては、マスターエキスパンダ部材の押圧力のみがピストンリング本体に対して作用している状態である。従って、マスターエキスパンダ部材の押圧力を、低速低負荷状態でピストンリング全体に要求される張力に応じた押圧力に設定しておくことにより、従来のピストンリングのように、低速低負荷状態において必要以上の張力をかけてしまい大きなフリクション等が生じる心配がない。
【0014】
そして、高速高負荷状態においては、サブエキスパンダ部材は径方向に大きくなろうとするため、前記マスターエキスパンダ部材の押圧力に加え、サブエキスパンダ部材もピストンリング本体に対して拡径方向へ押圧力を与えることになる。つまり、エキスパンダ全体としての張力は、(マスターエキスパンダ部材の押圧力)+(サブエキスパンダ部材の押圧力)となる。この押圧力の和を高速高負荷状態でピストンリング全体に要求される張力に応じた押圧力に設定しておくことで、高速高負荷状態で最適なピストンリングの機能を担保することができる。
【0015】
さらに、本発明を説明すれば、以下の通りである。
【0016】
低速低負荷状態においてエキスパンダ全体として必要な張力をFLTとし、一方高速高負荷状態においてエキスパンダ全体として必要な張力をFHTとする。また、マスターエキスパンダ部材がピストンリング本体に与える押圧力をFMとし、サブエキスパンダ部材がピストンリング本体に与える押圧力をFSとすると、本発明においては以下の式が成り立つ。
【0017】
FLT=FM
FHT=FM+FS
上記の式が成り立つようにそれぞれのエキスパンダ部材の押圧力を設定することによりエキスパンダの張力を温度により変化させることができる。
【0018】
上記請求項1に記載のピストンリングにおいては、請求項2に記載するように、前記マスターエキスパンダ部材、及びサブエキスパンダ部材がともにコイルエキスパンダ部材であって、一方のコイルエキスパンダ部材が、他方のコイルエキスパンダ部材の螺旋内空間部に収納されて配されていてもよい。
【0019】
この発明によれば、上記請求項1に記載の発明の作用効果を奏することができるとともに、以下のような効果を奏することもできる。
【0020】
つまり、コイルエキスパンダ部材を用いたピストンリングの装着においては、まずコイルエキスパンダ部材を装着し、その後にピストンリング本体を装着しなければならず、コイルエキスパンダ部材を装着した後ピストンリング本体するまでの間、コイルエキスパンダをピストンのピストンリング溝に載置しておくために接合ピンが不可欠であったが、本発明によれば、コイルエキスパンダ部材は、マスターエキスパンダ部材とコイルエキスパンダ部材のいすれか一方のコイルエキスパンダ部材が、他方のコイルエキスパンダ部材の螺旋内空間部に収納されて配されているので、螺旋内空間部に収納されて配されているコイルエキスパンダ部材が、従来のコイルエキスパンダの接合ピンの役割をも果たすため、接合ピンを使用する必要がなく、その結果、当該エキスパンダを内燃機関等のピストンに装着する際の煩わしさを解消することができるとともに、自動組み付けを図ることも可能となる。
【0021】
また、上記請求項1乃至請求項3のいずれか一の請求項に記載のピストンリングにおいては、請求項5に記載するように、前記マスターエキスパンダ部材、及びサブエキスパンダ部材がともにプレートエキスパンダ部材であって、同軸上に配されていてもよい。
【0022】
この発明によっても、上記請求項1に記載の発明の作用効果を奏することができる。
【0023】
さらに上記請求項1乃至請求項3のいずれか一の請求項に記載のピストンリングにおいては、請求項4に記載するように、前記サブエキスパンダ部材が形状記憶合金に代えて、温度により張力が変化するバイメタルにより形成されていてもよい。
【0024】
バイメタルは、温度によりその張力を変化することが可能であるため、本発明のサブエキスパンダ部材として好適に用いることができ、本発明の作用効果を奏することができる。
【0025】
前記請求項1乃至請求項4のいずれか一の請求項に記載のピストンリングにおいては、請求項5に記載するように、前記マスターエキスパンダ部材が、形状記憶合金または温度により張力が変化するバイメタルにより形成されていてもよい。
【0026】
この発明によれば、サブエキスパンダ部材に加え、マスターエキスパンダ部材もが形状記憶合金または温度により張力が変化するバイメタルにより形成されているので、内燃機関の温度変化に合わせてエキスパンダ全体の押圧力をなめらかに変化させることができる。
【0027】
例えば、マスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材とがともに形状記憶合金で形成されており、かつ、それぞれのエキスパンダ部材の材質を選択することにより、それぞれの形状変化を生ずる温度を比べた場合に、マスターエキスパンダ部材の方がサブエキスパンダ部材よりも低くなるようにした時を例に説明すると次の通りである。
【0028】
つまり、内燃機関内が低温状態(つまり内燃機関が低速低負荷状態)の場合には、エキスパンダ全体の押圧力は、マスターエキスパンダ部材の初期張力のみによるものであり、従って、その値は小さい。そして、内燃機関内が中温状態(低温状態と高温状態の間、マスターエキスパンダ部材が形状変化を生ずる温度)状態となると、マスターエキスパンダ部材に相変態による形状記憶状態への形状変化が生じ、マスターエキスパンダ部材の周長が長くなる。そうすると、エキスパンダ全体の押圧力は、依然としてマスターエキスパンダ部材のみによるものであるが、マスターエキスパンダ部材の初期張力に加え、当該マスターエキスパンダ部材の周長が長くなろうとする押圧力も働くこととなり、その結果、低温状態の押圧力に比べその値は大きくなる。さらに、内燃機関内が高温(サブエキスパンダ部材が形状変化を生ずる温度)状態となると、前記で説明したように、サブエキスパンダ部材が形状変化し、サブエキスパンダ部材の周長も長くなり、マスターエキスパンダ部材を内側から押圧することとなる。そうすると、エキスパンダ全体の押圧力は、形状変化後のマスターエキスパンダ部材の押圧力とサブエキスパンダ部材の押圧力との和になり、中温状態の押圧力よりもさらにその値は大きくなる。
【0029】
このように、マスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材とをともに形状記憶合金またはバイメタルにより形成することにより、エキスパンダ部材全体の応力を3段階で変化させることができる。
【0030】
さらに、本発明は、上記課題を解決するために、請求項6に記載するように、ピストンリング本体と、このピストンリング本体の内周側に配されたコイルエキスパンダとからなるピストンリングであって、前記コイルエキスパンダは、2つのコイルエキスパンダ部材から構成されており、かつ、一方のコイルエキスパンダ部材が、他方のコイルエキスパンダ部材の螺旋内空間部に収納されて配されていることを特徴とするピストンリングを提供する。
【0031】
この発明によれば、コイルエキスパンダは、2つのコイルエキスパンダ部材から構成されており、かつ、一方のコイルエキスパンダ部材が、他方のコイルエキスパンダ部材の螺旋内空間部に収納されて配されているので、螺旋内空間部に収納されて配されているコイルエキスパンダ部材が、従来のコイルエキスパンダの接合ピンの役割をも果たすため、接合ピンを使用する必要がなく、その結果、当該エキスパンダを内燃機関等のピストンに装着する際の煩わしさを解消することができるとともに、自動組み付けを図ることも可能となる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下に本発明のピストンリングについて、図面を用いて具体的に説明する。
【0033】
[第一実施形態]
図1は、本発明のピストンリングの第一実施形態を示し、具体的には、シリンダ1に装入されたピストン2に設けられているオイルリング溝3に装着された、コイルエキスパンダ20が用いられたオイルリング10の概略断面図であり、図1(a)は低速低負荷状態、つまり低温状態でのオイルリング10を示すものであり、図1(b)は高速高負荷状態、つまり高温状態でのオイルリング10を示すものである。
【0034】
図1に示すように、本発明のオイルリング10はオイルリング本体11とコイルエキスパンダ部材20とから構成されており、さらに、コイルエキスパンダ部材20はマスターエキスパンダ部材21と形状記憶合金により形成されたサブエキスパンダ部材22とから構成されていることに特徴を有している。
【0035】
低温状態においては、図1(a)に示すように、コイルエキスパンダ部材20を構成するマスターエキスパンダ部材21とサブエキスパンダ部材22のうち、マスターエキスパンダ部材21のみがオイルリング本体11に押圧力FMを与えている。従って、マスターエキスパンダ部材21の押圧力FMを、低温状態でピストンリング全体に要求される張力(FLT)に応じた押圧力に設定しておくことにより(つまり、FLT=FM)過大なフリクション発生等の問題が生じることがない。
【0036】
そして、高温状態においては、図1(b)に示すように、形状記憶合金により形成されているサブエキスパンダ部材22が変形し、その結果、周長が長くなろうとする張力により、サブエキスパンダ部材22は、マスターエキスパンダ部材21をその内面側から拡径方向へ押圧するようになる。従って、エキスパンダ部材20がピストンリング本体11へ与える押圧力は、マスターエキスパンダ部材の押圧力FMとサブエキスパンダ部材FSの合成力(FM+FS)となり、これを高速高負荷状態でピストンリング全体に要求される張力(FHT)に応じた押圧力に設定しておくことにより(つまり、FHT=FM+FS)、高速高負荷状態においてもシリンダ内周面とピストンリング外周摺動面の間に介在するオイル被膜の圧力によりピストンリングが浮き上がり、オイル消費が急増することを防止することができる。
【0037】
なお、図1に示す本発明のピストンリング10においては、サブエキスパンダ部材22がマスターエキスパンダ部材21の螺旋内空間部23に収納されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、マスターエキスパンダ部材21がサブエキスパンダ部材22の螺旋内空間部23に収納されていてもよい。
【0038】
また、サブエキスパンダ部材22のみならず、マスターエキスパンダ部材21を形状記憶合金で形成してもよい。この場合、マスターエキスパンダ部材21、サブエキスパンダ部材22ともに形状記憶合金から形成されているため、いずれの部材も温度により拡径方向への変形をすることとなるが、一方(例えば、マスターエキスパンダ部材21)の部材の変形する温度を他方(例えば、サブエキスパンダ部材22)のそれよりも低く設定しておくことが好ましい。
【0039】
こうすることにより、低温状態においては、前述した図1(b)と同様である(押圧力はFM)が、温度が中温状態(低温状態と高温状態の間の温度で、マスターエキスパンダ部材が変形する温度)となると、まずマスターエキスパンダ部材21はその周長が長くなる方向へ変形し、初期張力以上の押圧力FM’が発生する。そして高温状態となると、今度はサブエキスパンダ部材22の周長が長くなる方向へ変形し、エキスパンダ全体の押圧力はFM’+FSとなる。
【0040】
その結果、サブエキスパンダ部材のみを形状記憶合金で形成した場合には、エキスパンダ全体の押圧力は、FM、FM+FS、の2種類であったのに対し、マスターエキスパンダ部材22も形状記憶合金で形成することにより、エキスパンダ全体の押圧力は、FM、FM’FM+FS、の3種類となり、温度変化になめらかに応答することができる。
【0041】
ここで、図1に示す本発明のピストンリング10のエキスパンダ部材20においては、図2に示すように、マスターエキスパンダ部材21の合い口24と、サブエキスパンダ部材22の合い口25を180°ずらした位置とすることにより、伸縮可能な一本のリングのように取り扱うことができ、その結果、従来用いられていた接合ピンが不要となり、装着する際の煩わしさを解消することができ、ピストンリングの自動組み付けができる。
【0042】
なお、図2に示すエキスパンダ部材20については、装着時の問題のみを解決したい場合には、マスターエキスパンダ部材21、サブエキスパンダ部材22ともに必ずしも形状記憶合金で形成する必要はなく、従来からの材質で製造してもよい。
【0043】
[第二実施形態]
図3は、本発明のピストンリングの第二実施形態を示し、エキスパンダ部材としてプレートエキスパンダ部材を用いたオイルリングの概略断面図であり、図3(a)は低負荷状態、つまり低温状態でのオイルリング30を示すものであり、図3(b)は高負荷状態、つまり高温状態でのオイルリング30を示すものである。
【0044】
図3に示すように、本発明のオイルリング30はオイルリング本体31とプレートエキスパンダ部材40とから構成されており、さらに、プレートエキスパンダ部材40はマスターエキスパンダ部材41と形状記憶合金により形成されたサブエキスパンダ部材42とから構成されていることに特徴を有している。このように、本発明のピストンリングにおけるエキスパンダ部材としては、コイルエキスパンダ部材に限定されず、図3に示すようにプレートエキスパンダ部材を2枚重ねて用い、一方をマスターエキスパンダ部材51とし、他方を形状記憶合金により形成されたサブエキスパンダ部材52とすることにより、上記図1に示したピストンリングと同様の作用効果を得ることができる。
【0045】
この場合であっても、前述した第一実施形態と同様に、マスターエキスパンダ部材51も形状記憶合金で形成することが可能であり、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。
【0046】
次に本発明のピストンリングを構成するそれそれの部材について説明する。
【0047】
まず、本発明のピストンリングは、前記第一実施形態および第二実施形態で説明したオイルリングに限定されることはなく、エキスパンダを用いるピストンリングであればいかなるピストンリングであってもよく、オイルリングのほか圧力リングにも適応可能である。
【0048】
本発明のピストンリングにおけるエキスパンダは、マスターエキスパンダ部材とこれに係合して配されるサブエキスパンダ部材とから構成されている。
【0049】
エキスパンダを構成するマスターエキスパンダ部材については、本発明は特に限定するものではなく、従来公知のエキスパンダ部材を用いることが可能であり、コイルエキスパンダ部材でもプレートエキスパンダ部材であってもよい。しかしながら、その押圧力については上記で説明したように、以下で説明するサブエキスパンダ部材との関係で設定する必要がある。また、後述するサブエキスパンダ部材の材質(形状記憶合金やバイメタル)で形成してもよい。
【0050】
一方、前記マスターエキスパンダ部材と係合して配されるサブエキスパンダ部材としては、マスターエキスパンダ部材よりも温度による径方向変化が大きい部材、つまり、高温状態になると低温状態におけるよりも周長が長くなる材質を用いて形成された部材であることが必要である。
【0051】
このような材質としては形状記憶合金が好ましく、具体的には、Ni−Ti合金やNi−Ti−Cu合金などを用いることができる。この場合において、低温状態と高温状態との径方向変化を大きく設定したい場合には、Ni−Ti−Cu合金を用いるのがよく、変態温度は内燃機関の状況により70〜100℃の間に設定するのがよい。
【0052】
また、熱膨張率の異なる二つの材料を重ね合わせたバイメタルの接合面がピストンリングの半径方向となるようにコイル状または波状に形成したサブエキスパンダ部材を用いてもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のピストンリングによれば、エキスパンダを2種類の異なるエキスパンダ部材から構成することで、一方(マスターエキスパンダ部材)には従来からのエキスパンダと同様の作用をさせ、他方(サブエキスパンダ部材)は、温度により径方向変化を生じる部材とすることで前記従来からのエキスパンダと同様の作用をするマスターエキスパンダ部材の押圧力を変化させる作用を持たせることが可能となり、その結果、オイルリング全体として内燃機関の負荷状態に応じて最適なオイルリング張力を与えることができる。
【0054】
また、エキスパンダを2種類のコイルエキスパンダ部材から構成することにより、一方のコイルエキスパンダが従来からの接合ピンの役割を果たし、その結果、従来用いられていた接合ピンが不要となり、装着する際の煩わしさを解消することや、ピストンリング溝への自動組み付けが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のピストンリングの第一実施形態を示す縦断面図であり、
(a)は低温状態における本発明のピストンリングの縦断面図であり、
(b)は高温状態における本発明のピストンリングの縦断面図である。
【図2】本発明のピストンリングのコイルエキスパンダの平面図である。
【図3】本発明のピストンリングの第二実施形態を示す縦断面図であり、
(a)は低温状態における本発明のピストンリングの縦断面図であり、
(b)は高温状態における本発明のピストンリングの縦断面図である。
【図4】従来の2ピース型組合せオイルリングをピストンに装着する際の手順を示す説明図であり、
(a)はコイルエキスパンダをはずす状態を示す要部斜視図であり、
(b)はコイルエキスパンダをオイルリング溝に巻き付け、接合ピンを接合した状態を示す要部斜視図であり、
(c)は更にオイルリング本体を装着した状態で(b)の180°位置を示す要部斜視図である。
【符号の説明】
1…シリンダ
2…ピストン
3…オイルリング溝
10、30…オイルリング
11、31…オイルリング本体
20、40…コイルエキスパンダ
21、41…マスターエキスパンダ部材
22、42…サブエキスパンダ部材
23…螺旋内空間部
24…マスターエキスパンダ部材の合い口
25…サブエキスパンダ部材の合い口
FLT…低温状態においてエキスパンダ全体として必要な張力
FHT…高温状態においてエキスパンダ全体として必要な張力
FM…マスターエキスパンダ部材の押圧力
FM’…マスターエキスパンダ部材の拡径変形した際の押圧力
FS…サブエキスパンダ部材の押圧力
Claims (4)
- ピストンリング本体と、このピストンリング本体の内周側に配されたエキスパンダとからなるピストンリングであって、
前記エキスパンダは、
ピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力を与えるためのマスターエキスパンダ部材と、
このマスターエキスパンダ部材と係合して配置され、形状記憶合金により高温になると張力を発生し、低温になると張力を失うように形成されたサブエキスパンダ部材と、
により構成されており、
マスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材によって与えられるエキスパンダ全体としてのピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力が、低温状態より高温状態のほうが大きくなるように設定されているとともに、
前記マスターエキスパンダ部材、及びサブエキスパンダ部材がともにコイルエキスパンダ部材であって、
一方のコイルエキスパンダ部材が、他方のコイルエキスパンダ部材の螺旋内空間部に収納されて配されており、
かつ、一方のコイルエキスパンダ部材の合い口と、他方のコイルエキスパンダ部材の合い口とが互いにずれた位置に配されていることを特徴とするピストンリング。 - ピストンリング本体と、このピストンリング本体の内周側に配されたエキスパンダとからなるピストンリングであって、
前記エキスパンダは、
ピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力を与えるためのマスターエキスパンダ部材と、
このマスターエキスパンダ部材と係合して配置され、形状記憶合金により高温になると張力を発生し、低温になると張力を失うように形成されたサブエキスパンダ部材と、
により構成されており、
マスターエキスパンダ部材とサブエキスパンダ部材によって与えられるエキスパンダ全体としてのピストンリング本体に対する拡径方向への押圧力が、低温状態より高温状態のほうが大きくなるように設定されているとともに、
前記マスターエキスパンダ部材、及びサブエキスパンダ部材がともにプレートエキスパンダ部材であって、同軸上に配されていることを特徴とするピストンリング。 - 前記サブエキスパンダ部材が、形状記憶合金に代えて、温度により張力が変化するバイメタルにより形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のピストンリング。
- 前記マスターエキスパンダ部材が、形状記憶合金または温度により張力が変化するバイメタルにより形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のピストンリング。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002181740A JP3953899B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-06-21 | ピストンリング |
US10/392,856 US6860485B2 (en) | 2002-04-02 | 2003-03-21 | Piston ring |
DE10312627A DE10312627B4 (de) | 2002-04-02 | 2003-03-21 | Kolbenring |
CZ20030914A CZ298134B6 (cs) | 2002-04-02 | 2003-03-31 | Pístní krouzek |
CNB03108639XA CN1289808C (zh) | 2002-04-02 | 2003-04-02 | 活塞环 |
FR0304103A FR2837895B1 (fr) | 2002-04-02 | 2003-04-02 | Segment de piston |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002100175 | 2002-04-02 | ||
JP2002181740A JP3953899B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-06-21 | ピストンリング |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004003574A JP2004003574A (ja) | 2004-01-08 |
JP3953899B2 true JP3953899B2 (ja) | 2007-08-08 |
Family
ID=28043861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002181740A Expired - Fee Related JP3953899B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-06-21 | ピストンリング |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6860485B2 (ja) |
JP (1) | JP3953899B2 (ja) |
CN (1) | CN1289808C (ja) |
CZ (1) | CZ298134B6 (ja) |
DE (1) | DE10312627B4 (ja) |
FR (1) | FR2837895B1 (ja) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004090318A1 (ja) * | 2003-04-07 | 2004-10-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 組合せオイルリング |
CN100510368C (zh) * | 2004-01-09 | 2009-07-08 | 日本活塞环株式会社 | 螺旋撑环用线材和螺旋撑环 |
US7438039B2 (en) * | 2004-02-06 | 2008-10-21 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Large-bore, medium-speed diesel engine having piston crown bowl with acute re-entrant angle |
RU2361140C2 (ru) * | 2004-10-22 | 2009-07-10 | Буркхардт Компрешн Аг | Работающая без смазки система уплотнения штока и способ уплотнения штока с помощью работающей без смазки системы уплотнения штока |
US20060145016A1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-06 | The Boeing Company | Mating of spacecraft components using shape memory materials |
US20070262533A1 (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-15 | Wan-Chieh Lu | Scraper ring |
US7461583B2 (en) * | 2006-07-21 | 2008-12-09 | Mahle Engine Components Usa, Inc. | Variable tension ring mechanism |
JP2008032183A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Shuichi Miyazaki | ピストンリング |
US20080042368A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Piston ring assembly including a self accommodating smart piston ring |
US8505925B2 (en) * | 2006-09-28 | 2013-08-13 | GM Global Technology Operations LLC | Temperature adaptive dynamic shaft seal assembly |
DE102007027815A1 (de) * | 2007-06-13 | 2008-12-24 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Ölabstreifring |
FI120111B (fi) * | 2007-11-14 | 2009-06-30 | Maricap Oy | Lukkorengas |
WO2009097667A1 (en) | 2008-02-08 | 2009-08-13 | Mahle Metal Leve S/A | A piston ring, an expander element and an internal combustion engine |
US20100001475A1 (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-07 | Robert Janian | Piston ring seal |
DE102008062243A1 (de) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | Kautex Textron Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Betriebsentlüftungssteuerung an einem Kunststoff-Kraftstoffbehälter sowie Kunststoff-Kraftstoffbehälter |
JP2010216628A (ja) * | 2009-03-19 | 2010-09-30 | Hitachi Metals Ltd | オイルリング用線材 |
KR102026480B1 (ko) * | 2009-08-12 | 2019-09-27 | 두산인프라코어 주식회사 | 피스톤 링의 거동이 안정된 엔진의 피스톤 |
DE102009049788B3 (de) * | 2009-10-19 | 2011-01-13 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Mehrteiliger Kolbenring |
US10036471B2 (en) * | 2009-11-18 | 2018-07-31 | Achates Power, Inc. | Ported engine constructions with low-tension compression seals |
US20110204575A1 (en) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Mahle Konig Kommanditgesellschaft Gmbh & Co. | Piston ring |
US9909636B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-03-06 | Bal Seal Engineering, Inc. | Canted coil spring with longitudinal component within and related methods |
JP6032139B2 (ja) * | 2013-06-13 | 2016-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | シール体とガスシール機構 |
DE102015211538A1 (de) * | 2015-06-23 | 2016-12-29 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Bauzylinder-Anordnung für eine Maschine zur schichtweisen Fertigung dreidimensionaler Objekte |
EP3130826A1 (en) * | 2015-08-14 | 2017-02-15 | Claverham Limited | Seal |
US20170314683A1 (en) * | 2016-05-02 | 2017-11-02 | GM Global Technology Operations LLC | Seal assembly |
CN107503857B (zh) * | 2017-10-16 | 2023-12-05 | 湖南城市学院 | 内燃机活塞环组件 |
JP7095445B2 (ja) * | 2018-07-18 | 2022-07-05 | 株式会社デンソー | シールリング及びこれを用いた弁装置 |
US11982302B1 (en) * | 2023-05-19 | 2024-05-14 | GM Global Technology Operations LLC | Snap rings, assemblies, and methods for retaining components on a shaft |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3223426A (en) * | 1964-08-03 | 1965-12-14 | Aeroquip Corp | Sealing ring |
GB1123332A (en) * | 1966-01-07 | 1968-08-14 | Wellworthy Ltd | Improvements in or relating to piston rings |
FR1593959A (ja) * | 1968-12-03 | 1970-06-01 | ||
US3893660A (en) * | 1973-11-28 | 1975-07-08 | Associated Spring Corp | Piston ring expander spring |
US3955823A (en) * | 1974-11-19 | 1976-05-11 | Koppers Company, Inc. | Oil ring assembly |
JPS59182301U (ja) * | 1983-05-18 | 1984-12-05 | 株式会社 町田製作所 | 防水型内視鏡 |
DE3405349A1 (de) * | 1984-02-15 | 1985-08-22 | Mahle Gmbh, 7000 Stuttgart | Oelabstreifring mit veraenderbarer nach aussen gerichteter anpresskraft fuer verbrennungsmotoren |
DE3570726D1 (en) * | 1985-09-02 | 1989-07-06 | Leybold Ag | Sealing arrangement for a refrigerator displacement compressor |
DE3821193C1 (ja) * | 1988-06-23 | 1989-09-14 | Goetze Ag, 5093 Burscheid, De | |
US5265890A (en) * | 1990-12-03 | 1993-11-30 | Peter J. Balsells | Seal with spring energizer |
US5271975A (en) * | 1992-02-28 | 1993-12-21 | Raychem Corporation | Heat recoverable tubular article |
JPH07239031A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-12 | Unisia Jecs Corp | 内燃機関用ピストンリング |
US5651553A (en) * | 1995-04-25 | 1997-07-29 | Teikoku Piston Ring Co., Ltd. | Antirotation structure for combined oil ring |
US5799953A (en) * | 1995-05-25 | 1998-09-01 | American Variseal | Capped spring-energized seal |
DE19755425C2 (de) * | 1997-12-13 | 1999-09-16 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | Ölabstreifkolbenring |
DE19808481C1 (de) * | 1998-02-27 | 1999-12-30 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | Ölabstreifkolbenring |
US6019025A (en) * | 1998-04-07 | 2000-02-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Shape memory alloy activated retractable elastomeric sealing device |
DE19840918C1 (de) * | 1998-09-08 | 2000-03-23 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | Ölabstreifkolbenring |
-
2002
- 2002-06-21 JP JP2002181740A patent/JP3953899B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-03-21 DE DE10312627A patent/DE10312627B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-21 US US10/392,856 patent/US6860485B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-03-31 CZ CZ20030914A patent/CZ298134B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2003-04-02 CN CNB03108639XA patent/CN1289808C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-02 FR FR0304103A patent/FR2837895B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10312627B4 (de) | 2010-06-24 |
FR2837895B1 (fr) | 2007-02-09 |
US6860485B2 (en) | 2005-03-01 |
CZ2003914A3 (cs) | 2003-11-12 |
CZ298134B6 (cs) | 2007-07-04 |
DE10312627A1 (de) | 2003-10-23 |
CN1448627A (zh) | 2003-10-15 |
US20030184023A1 (en) | 2003-10-02 |
CN1289808C (zh) | 2006-12-13 |
JP2004003574A (ja) | 2004-01-08 |
FR2837895A1 (fr) | 2003-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3953899B2 (ja) | ピストンリング | |
US4882825A (en) | Method of connecting a tubular member with an annular member | |
GB2145356A (en) | A method of making a double wrap brake band | |
JPH0617982A (ja) | 高強度クランプ構造体 | |
KR0162100B1 (ko) | 복식의 외부수축식 브레이크 밴드 및 성형방법 | |
US6484553B1 (en) | Swage dies for swage-ring clamps | |
JPH0829038B2 (ja) | 釣竿用糸ガイドおよびその製法 | |
JPH01250608A (ja) | 駆動要素を組込んだ組立軸 | |
JPS6083731A (ja) | 中空環体部品と管状部材との結合体 | |
JP4188053B2 (ja) | シフトスリーブのベースボディ | |
KR100509089B1 (ko) | 클러치릴리즈베어링조립체 | |
JP3554005B2 (ja) | 鍛造用金型 | |
JPH0731879Y2 (ja) | かしめ治具 | |
JP2003287128A (ja) | 2ピース型組合せオイルリング | |
JP3984788B2 (ja) | 内燃機関用のピストン及びピストンロッド | |
JP3512102B2 (ja) | シンクロナイザーリング | |
JPH04248013A (ja) | セラミック製ボールジョイントおよびその製造方法 | |
JP2746378B2 (ja) | 回転伝達シャフトの製造方法 | |
KR100493592B1 (ko) | 냉각베인 디플렉터 제작방법 | |
JP4446841B2 (ja) | オイルリング | |
JP4080093B2 (ja) | 駆動軸 | |
JPS5857001A (ja) | スクロ−ル流体機械用スクロ−ルおよびその製造法 | |
JP3775119B2 (ja) | 中空軸構造 | |
EP3978785A1 (en) | Shift operation device | |
JPS5851490Y2 (ja) | 内面接合管継手 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040830 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061010 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061114 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070424 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070425 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |