JPH088292Y2 - piston ring - Google Patents
piston ringInfo
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- JPH088292Y2 JPH088292Y2 JP1989060894U JP6089489U JPH088292Y2 JP H088292 Y2 JPH088292 Y2 JP H088292Y2 JP 1989060894 U JP1989060894 U JP 1989060894U JP 6089489 U JP6089489 U JP 6089489U JP H088292 Y2 JPH088292 Y2 JP H088292Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ピストンリングに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a piston ring.
一般に、内燃機関等のエンジンには、ピストンリング
が使用されている。ピストンリングには、圧力リング及
び油掻きリングがあり、シリンダとピストンとの間の気
密、熱伝達、潤滑、ベアリング等の機能を果している。
ピストンリングには、矩形断面図等の種々の断面形状の
ものが開示されている。また、ピストンとシリンダとの
間の気密を保つため、シリンダ壁面に対して気密に必要
な接触即ち密着するようにピストンリングには自己張力
を有するように構成されている。In general, piston rings are used in engines such as internal combustion engines. The piston ring includes a pressure ring and an oil scraping ring, and functions as airtightness between the cylinder and the piston, heat transfer, lubrication, bearings, and the like.
Piston rings having various sectional shapes such as a rectangular sectional view are disclosed. Further, in order to maintain the airtightness between the piston and the cylinder, the piston ring is configured to have a self-tension so as to make necessary contact, that is, close contact with the cylinder wall surface.
また、ピストンリングは自由状態即ちピストンとシリ
ンダとの間に装着されていない状態では真円でなく自由
合い口のすきまは大きくなっており、装着された状態で
初めて押し縮められてほぼ真円状態になるように構成さ
れている。そして、ピストンリングについては、シリン
ダに装着されない状態の自由形状によって装着時のリン
グの面圧分布が決定されるように構成されている。In addition, the piston ring is not a perfect circle in the free state, i.e., it is not attached between the piston and the cylinder, and the clearance of the free abutment is large. Is configured to be. The piston ring is configured so that the surface pressure distribution of the ring when mounted is determined by the free shape of the piston ring when it is not mounted.
一般に、ピストンリングについては、リングの寸法を
表すのに、第８図及び第９図に示すように、自由状態で
の呼び径Ｄ、幅Ｂ、厚さＴを用いて、Ｄ×Ｂ×Ｔで示
し、また、ピストンリングの自由合い口すきまをＬで示
す。また、ピストンリング15の装着及び使用時には、第
10図に示すように、呼び径D1及び合い口すきまＣは小さ
くなり、ピストンリング15の最外周部に掛かる引張応力
は、第10図及び第11図に示すようになる。In general, for a piston ring, the nominal diameter D, width B, and thickness T in the free state are used to express the dimensions of the ring as shown in FIGS. And the free clearance of the piston ring is indicated by L. Also, when installing and using the piston ring 15,
As shown in FIG. 10, the nominal diameter D 1 and the clearance C are reduced, and the tensile stress applied to the outermost peripheral portion of the piston ring 15 is as shown in FIGS. 10 and 11.
図示のように、ピストンリング15の装着及び使用時に
は、ピストンリング15が全周一様な断面であれば、最大
応力f1は合い口すきまＣの対向側即ち反対側の部位に掛
かることになる。As shown in the drawing, when the piston ring 15 is attached and used, if the piston ring 15 has a uniform cross section around the entire circumference, the maximum stress f 1 is applied to a portion on the opposite side of the clearance C, that is, on the opposite side.
詳しくは、ピストンリング15の外周側には引張応力ｈ
が掛かり、また、ピストンリング15の内周側には圧縮応
力ｊが掛かる。このピストンリング15の使用状態で、ピ
ストンリングに掛かる最大応力f1、合い口３に掛かる張
力Ｗ、及び面圧Ｐは、次式で表すことができる。Specifically, tensile stress h is applied to the outer peripheral side of the piston ring 15.
In addition, a compressive stress j is applied to the inner peripheral side of the piston ring 15. The maximum stress f 1 applied to the piston ring, the tension W applied to the abutment 3, and the surface pressure P when the piston ring 15 is used can be expressed by the following equation.
但し、E;ヤング率を示す。 However, E: Young's modulus is shown.
従来、実開昭61-29040号公報には、セラミック製リン
グが開示されている。該セラミック製リングは、ピスト
ン頂面に最も近いトップリング溝に、複数に分割したセ
ラミック製リングと、このリングの内側に位置して拡張
力を付与する金属製リングとを嵌め付けたものである。Conventionally, Japanese Utility Model Publication No. 61-29040 discloses a ceramic ring. The ceramic ring is obtained by fitting a plurality of divided ceramic rings and a metal ring located inside the ring and applying an expansion force in a top ring groove closest to the piston top surface. .
また、特開昭63-92868号公報に開示されたセラミック
製ピストンリングは、外周面側の部分を強度の大きいセ
ラミック材料で構成し、内周面側の部分を強度の小さい
セラミック材料から構成したものである。Further, in the ceramic piston ring disclosed in JP-A-63-92868, the outer peripheral surface side portion is made of a ceramic material having high strength, and the inner peripheral surface side portion is made of a ceramic material having low strength. It is a thing.
ところで、金属のヤング率Ｅは、21000kg/mm2であ
り、セラミック材料である窒化珪素（Si3N4）のヤング
率Ｅは、30000kg/mm2である。従って、セラミック材料
等の高弾性率を有する材料でピストンリングを製作した
場合に、ヤング率Ｅが大きいため、使用時にピストンリ
ングの合い口すきまＣの対向側に掛かる最大応力f1が大
きくなり、ピストンリングの折損等の原因になる。そこ
で、ピストンリングに掛かる最大応力を小さくするに
は、セラミック材のピストンリングは金属材のピストン
リングよりも、厚さＴ及び自由合い口すきまＬを小さく
形成しなければならない。By the way, the Young's modulus E of metal is 21000 kg / mm 2 , and the Young's modulus E of silicon nitride (Si 3 N 4 ) which is a ceramic material is 30000 kg / mm 2 . Therefore, when the piston ring is made of a material having a high elastic modulus such as a ceramic material, the Young's modulus E is large, so that the maximum stress f 1 applied to the opposite side of the facing clearance C of the piston ring during use becomes large, It may cause breakage of the piston ring. Therefore, in order to reduce the maximum stress applied to the piston ring, the ceramic piston ring must be formed to have a smaller thickness T and a smaller free clearance G than those of the metal piston ring.
しかしながら、ピストンリングの厚さＴ及び自由合い
口すきまＬを小さい寸法で形成すると、張力Ｗ及び面圧
Ｐは小さくなってしまう。そのため、ピストンリングの
機能である気密保持、潤滑油調整、熱伝達等の問題が発
生する。However, if the thickness T of the piston ring and the free clearance G are formed with small dimensions, the tension W and the surface pressure P are reduced. Therefore, problems such as airtightness maintenance, lubricating oil adjustment, and heat transfer, which are the functions of the piston ring, occur.
前掲実開昭61-29040号公報に開示されたセラミック製
リングは、複数に分割したセラミック製リングを金属製
リングで拡張力を付与しているが、セラミック製リング
は自由状態から使用状態にセットされた場合には、従来
と同様に、セラミック製リングには、第11図に示すよう
な大きな応力を付与された状態になるから、従来の単体
のセラミック製ピストンリングと同様に強度上の問題点
を有していることは明らかである。In the ceramic ring disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 61-29040, the ceramic ring is divided into a plurality of parts and the metal ring gives expansion force, but the ceramic ring is set from the free state to the used state. If this occurs, the ceramic ring will be subjected to a large amount of stress as shown in Fig. 11 as in the conventional case. It is clear that it has a point.
この考案の目的は、上記の課題を解決することであ
り、セラミック材料の特性である圧縮強度が引張強度よ
りも大きいこと、金属材料がセラミック材料よりも強度
上強いこと、セラミック材料が金属材料に比較して耐摩
耗性に優れていることに着眼し、ピストンリングをセラ
ミック製リング部分でシリンダに対する摺動面を提供
し、金属製リング部分でピストンのリング溝に対して面
圧を受け持つ上下面を提供し、しかも両者を周方向に摺
動可能に組み立てることによって使用状態で発生する金
属製リング部分の面圧の影響をセラミック製リング部分
に対して低減し、ピストンリングの強度と摺動特性及び
耐摩耗性を向上させると共に、ピストンリングの気密保
持、潤滑油調整、熱伝達等の特性を向上させるピストン
リングを提供することである。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, that is, the compressive strength, which is a characteristic of the ceramic material, is larger than the tensile strength, the metal material is stronger than the ceramic material, and the ceramic material is the metal material. Focusing on its superior wear resistance in comparison, the ceramic ring part of the piston ring provides the sliding surface for the cylinder, and the metallic ring part is the upper and lower surfaces that bear the surface pressure against the ring groove of the piston. In addition, the effect of the surface pressure of the metal ring part that is generated in use is reduced compared to the ceramic ring part by assembling them so that they can slide in the circumferential direction, and the strength and sliding characteristics of the piston ring By providing a piston ring that improves not only wear resistance but also characteristics such as airtightness of the piston ring, adjustment of lubricating oil, heat transfer, etc. That.
この考案は、上記の目的を達成するために、次のよう
に構成されている。即ち、この考案は、外周面がライナ
に対する摺動面を構成し且つ内周面に係止凸部を有する
厚さの薄いセラミック製の外周リング部分と、該外周リ
ング部分の前記係止凸部に全周にわたって相対摺動可能
に係止する係止凹部を外周面に有し且つピストンのリン
グ溝に嵌入して前記リング溝に上下面が接触可能となる
金属製の内周リング部分とから成り、前記外周リング部
分の前記内周面と前記内周リング部分の前記外周面との
境界面には自由状態で隙間を有することを特徴とするピ
ストンリングに関する。The present invention is configured as follows in order to achieve the above object. That is, according to the invention, the outer peripheral ring portion of which the outer peripheral surface constitutes a sliding surface with respect to the liner and which has a locking convex portion on the inner peripheral surface is made of a thin ceramic, and the locking convex portion of the outer peripheral ring portion is provided. A metal inner peripheral ring portion that has a locking recess on the outer peripheral surface that is slidably slidable over the entire circumference and is fitted into the ring groove of the piston so that the upper and lower surfaces can contact the ring groove. The present invention relates to a piston ring, wherein a boundary surface between the inner peripheral surface of the outer peripheral ring portion and the outer peripheral surface of the inner peripheral ring portion has a clearance in a free state.
この考案によるピストンリングは、以上のように構成
されており、次のように作用する。即ち、このピストン
リングは、外周面を摺動面とし且つ内周面に係止凸部を
有する厚さの薄いセラミック製の外周リング部分と、該
外周リング部分の前記係止凸部に密接状態で周方向に相
対摺動可能に係止する係止凹部を外周面に有し且つピス
トンのリング溝に嵌入して上下面となる金属製の内周リ
ング部分とから構成したので、両者を周方向に摺動可能
に組み立て、使用状態で発生する金属製リング部分の面
圧の影響をセラミック製リング部分に対して低減し、ピ
ストンリングの強度と耐摩耗性をセラミック製の外周リ
ング部分で向上させると共に、金属製の内周リング部分
を厚さを比較的に厚く構成でき、該内周リング部分で気
密保持、潤滑油調整、熱伝達等の特性を向上させること
ができる。The piston ring according to the present invention is configured as described above and operates as follows. That is, this piston ring is in close contact with a thin ceramic outer peripheral ring portion having an outer peripheral surface as a sliding surface and an engaging convex portion on the inner peripheral surface, and the engaging convex portion of the outer peripheral ring portion. It has a locking recess on the outer peripheral surface that is relatively slidable in the circumferential direction, and is composed of a metal inner ring portion that fits into the ring groove of the piston and becomes the upper and lower surfaces. Assembled in such a way that it can slide in any direction, the influence of the surface pressure of the metal ring part that occurs during use is reduced compared to the ceramic ring part, and the strength and wear resistance of the piston ring are improved by the ceramic outer ring part In addition, the metal inner peripheral ring portion can be configured to have a relatively large thickness, and the inner peripheral ring portion can improve properties such as airtightness maintenance, lubricating oil adjustment, and heat transfer.
以下、図面を参照して、この考案によるピストンリン
グの実施例を詳述する。Hereinafter, embodiments of the piston ring according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第１図はこの考案によるピストンリングの実施例を示
す平面図、第２図は第１図の線Ａ−Ａにおけるピストン
リングの一実施例を示す断面図、及び第３図は第２図の
ピストンリングの使用状態を示す断面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a piston ring according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the piston ring taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing which shows the use condition of a piston ring.
第１図において、この考案によるピストンリングの自
由状態が示されている。このピストンリングは、窒化珪
素（Si3N4）等のセラミック材料から製作された外周部
位に配置された外周リング部分１と、金属材料から製作
された外周部位に配置された内周リング部分２とから構
成され、自由状態での外径は呼び径Ｄ及び自由状態での
合い口３は自由合い口すきまＬを有している。外周リン
グ部分１と内周リング部分２との境界面５は、後述する
が、互いに接触可能状態で周方向に相対摺動可能に組み
付けられている。更に、ピストンリングのセラミック製
の外周リング部分１の厚さT1は内周リング部分２に比較
して薄く、また、金属製の内周リング部分２の厚さT2は
厚く製作され、全体としてピストンリングは所定の合計
の厚さＴに構成される。FIG. 1 shows the free state of the piston ring according to the present invention. This piston ring has an outer peripheral ring portion 1 made of a ceramic material such as silicon nitride (Si 3 N 4 ) and arranged at an outer peripheral portion, and an inner peripheral ring portion 2 made of a metal material and arranged at an outer peripheral portion. And the outer diameter in the free state has a nominal diameter D, and the abutment 3 in the free state has a free abutment gap L. As will be described later, a boundary surface 5 between the outer peripheral ring portion 1 and the inner peripheral ring portion 2 is assembled so as to be slidable relative to each other in the circumferential direction in a contactable state with each other. Furthermore, the thickness T 1 of the ceramic outer peripheral ring portion 1 of the piston ring is thinner than that of the inner peripheral ring portion 2, and the thickness T 2 of the metal inner peripheral ring portion 2 is thicker. As a piston ring is constructed to a predetermined total thickness T.
更に、このピストンリングにおいて、第２図及び第３
図に示すように、外周リング部分１については、外周面
４がシリンダのライナ10に対して摺動面を提供するもの
であり、内周面13には係止凸部８が形成されている。ま
た、内周リング部分２については、外周リング部分１の
係止凸部８に密接状態で周方向に相対摺動可能に係止す
る係止凹部９を外周面に有し、ピストン20のリング溝21
に接触嵌入して面圧を受ける上下面6,7を形成してい
る。Furthermore, in this piston ring, as shown in FIG.
As shown in the figure, in the outer peripheral ring portion 1, the outer peripheral surface 4 provides a sliding surface for the liner 10 of the cylinder, and the inner peripheral surface 13 is formed with a locking projection 8. . Further, the inner peripheral ring portion 2 has a locking concave portion 9 on the outer peripheral surface which locks in a close contact with the locking convex portion 8 of the outer peripheral ring portion 1 so as to be slidable in the circumferential direction. Groove 21
Upper and lower surfaces 6 and 7 are formed by contacting with and receiving surface pressure.
この考案によるピストンリングは、上記のように、セ
ラミック製の外周リング部分１と金属製の内周リング部
分２から成る複合構造から構成されているので、このピ
ストンリングをピストン20のピストンリング溝21に嵌め
込んでシリンダのライナ10に挿入した使用状態におい
て、ピストンリングは自由合い口すきまＬから使用状態
の合い口すきまＣに縮小された状態になり、ピストンリ
ングの外周面４がシリンダのライナ10壁面に密接した状
態に組み込まれ、ピストン20の上昇行程では、第３図に
矢印で示すように、圧力を受け、シール性即ち気密保持
の機能を確保することができる。As described above, the piston ring according to the present invention has a composite structure including the outer peripheral ring portion 1 made of ceramic and the inner peripheral ring portion 2 made of metal. Therefore, the piston ring is formed in the piston ring groove 21 of the piston 20. When the piston ring is inserted into the cylinder liner 10 and is used, the piston ring is reduced from the free gap L to the gap C in the used state, and the outer peripheral surface 4 of the piston ring is reduced to the cylinder liner 10. As the piston 20 is installed in close contact with the wall surface, the piston 20 receives pressure as shown by an arrow in FIG. 3 to assure a sealing property, that is, an airtight function.
そして、ピストンリングの使用状態において、ピスト
ンリングの合い口３と反対側の部位に発生する応力分布
は、第６図に示すように、外周リング部分１の外周部に
引張応力ａが且つ内周部に圧縮応力ｂのストレスが付与
され、また、内周リング部分２の外周部に引張応力ｃが
且つ内周部に圧縮応力ｄのストレスが付与される。As shown in FIG. 6, when the piston ring is in use, the stress distribution generated in the portion of the piston ring on the side opposite to the abutment 3 has a tensile stress a on the outer peripheral portion of the outer peripheral ring portion 1 and an inner peripheral portion. A compressive stress b is applied to the portion, a tensile stress c is applied to the outer peripheral portion of the inner peripheral ring portion 2, and a compressive stress d is applied to the inner peripheral portion.
従って、従来のピストンリング15が、第11図に示すよ
うに、使用状態で外周部に大きな引張応力ｈが且つ内周
部に大きな圧縮応力ｊが付与された状態になり、ピスト
ンリング15をセラミック材料で製作した場合には強度上
の問題が発生するが、この考案によるピストンリング
は、該ピストンリングを構成するセラミック製の外周リ
ング部分１が、上記のような使用状態で応力を殆ど受け
ていない状態に構成されるので、ピストンリングの破
壊、折損等の強度上の問題は発生しない。しかも、セラ
ミック製の外周リング部分１が、シリンダに対する摺動
面を提供するので、摺動特性を向上させることができ
る。Therefore, as shown in FIG. 11, the conventional piston ring 15 is in a state in which a large tensile stress h is applied to the outer peripheral portion and a large compressive stress j is applied to the inner peripheral portion in use, and the piston ring 15 is Although a strength problem occurs when it is made of a material, in the piston ring according to the present invention, the ceramic outer peripheral ring portion 1 which constitutes the piston ring is almost stressed under the above-mentioned usage conditions. Since it is configured to be in a non-existent state, problems such as breakage and breakage of the piston ring do not occur. Moreover, since the ceramic outer peripheral ring portion 1 provides a sliding surface for the cylinder, sliding characteristics can be improved.
また、ピストンリングにおいて、セラミック材料から
成る外周リング部分１と金属材料から成る内周リング部
分２との境界面が接合された場合、例えば、金属材料か
ら成る内周リング部分２にセラミック材料からなる外周
リング部分１がスパッタリング、化学蒸着（CVD）等に
よって接合された場合には、ピストンリングの使用状態
において、ピストンリングの合い口３と反対側の部位に
発生する応力分布は、第７図に示すように、セラミック
製の外周リング部分１には内外周部共に大きな引張応力
ｅのストレスが付与され、また、金属製の内周リング部
分２の外周部に引張応力ｉが且つ内周部に圧縮応力ｇの
ストレスが付与される。Further, in the piston ring, when the boundary surface between the outer peripheral ring portion 1 made of a ceramic material and the inner peripheral ring portion 2 made of a metal material is joined, for example, the inner peripheral ring portion 2 made of a metal material is made of a ceramic material. When the outer peripheral ring portion 1 is joined by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), etc., the stress distribution generated in the portion of the piston ring on the side opposite to the abutment 3 is shown in FIG. As shown, a large tensile stress e is applied to both the inner and outer peripheral portions of the ceramic outer peripheral ring portion 1, and a tensile stress i is applied to the outer peripheral portion of the metal inner peripheral ring portion 2 and to the inner peripheral portion. The compressive stress g is applied.
それ故に、外周リング部分１と内周リング部分２との
境界面５が接合された場合には、境界面５が周方向に互
いに摺動可能な構造のものに比較してセラミック材料の
外周リング部分１に大きな引張応力ｅが付与されるの
で、セラミック材料に対する強度上、応力分布の点から
は余り好ましくはない。Therefore, when the boundary surface 5 between the outer peripheral ring portion 1 and the inner peripheral ring portion 2 is joined, the outer peripheral ring made of a ceramic material is compared with a structure in which the boundary surface 5 is slidable in the circumferential direction. Since a large tensile stress e is applied to the portion 1, it is not preferable in terms of stress distribution in terms of strength with respect to the ceramic material.
また、この考案によるピストンリングは、次のよう
に、種々の方法によって外周リング部分１と内周リング
部分２とを組み立てることができる。例えば、その１つ
は、工場等の現場において、内周リング部分２に外周リ
ング部分１を嵌合し、ピストンリングの完成品として製
作し、該組み立てられたピストンリングをピストン20の
ピストンリング溝21に嵌入してピストン20に組み込むこ
とができる。別の方法は、外周リング部分１と内周リン
グ部分２とを別々に製作しておき、まず、ピストン20の
ピストンリング溝21に内周リング部分２を嵌入してピス
トン20に内周リング部分２を組み込む。次いで、組立て
工具によって内周リング部分２を縮径させ、その状態で
外周リング部分１を内周リング部分２に嵌合して組み込
む。この方法によれば、セラミック材料から成る外周リ
ング部分１を無用に拡開させることがなく、ピストン20
への組み付け時に、外周リング部分１に不要なストレス
を掛けずに済む。Further, in the piston ring according to the present invention, the outer peripheral ring portion 1 and the inner peripheral ring portion 2 can be assembled by various methods as follows. For example, one of them is to fit the outer peripheral ring portion 1 to the inner peripheral ring portion 2 at a site such as a factory and manufacture it as a finished product of a piston ring, and to assemble the assembled piston ring into a piston ring groove of the piston 20. It can be fitted into 21 and incorporated into piston 20. In another method, the outer peripheral ring portion 1 and the inner peripheral ring portion 2 are manufactured separately, and first, the inner peripheral ring portion 2 is fitted into the piston ring groove 21 of the piston 20 to insert the inner peripheral ring portion into the piston 20. Incorporate 2. Next, the diameter of the inner peripheral ring portion 2 is reduced by an assembling tool, and in that state, the outer peripheral ring portion 1 is fitted into the inner peripheral ring portion 2 and incorporated. According to this method, the outer peripheral ring portion 1 made of a ceramic material is not unnecessarily expanded and the piston 20
It is not necessary to apply unnecessary stress to the outer peripheral ring portion 1 when assembling to.
次に、この考案によるピストンリングの別の実施例に
ついて第４図及び第５図を参照して説明する。第４図は
第１図の線Ａ−Ａにおけるピストンリングの別の例を示
す断面図、及び第５図は第４図のピストンリングの使用
状態を示す断面図である。この実施例に示すピストンリ
ングは、外周リング部分１に形成された係止凸部と内周
リング部分２に形成された係止凹部の形状が相違する以
外は、第２図及び第３図に示した実施例のものと全く構
成及び機能は同一のものであるので、同一の構成及び機
能を有する要素には同一の符号を付して、それらの説明
は省略する。第４図に示すピストンリングの外周リング
部分１に形成された係止凸部11は内周面に山型状の形状
に形成され、また内周リング部分２に形成された係止凹
部12はＶ字状の環状溝に形成されている。Next, another embodiment of the piston ring according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a sectional view showing another example of the piston ring taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view showing a usage state of the piston ring in FIG. The piston ring shown in this embodiment is similar to that shown in FIGS. 2 and 3 except that the shape of the engaging projection formed on the outer ring portion 1 and the shape of the engaging recess formed on the inner ring portion 2 are different. Since the configuration and function are the same as those of the embodiment shown, the elements having the same configuration and function are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The engaging projection 11 formed on the outer peripheral ring portion 1 of the piston ring shown in FIG. 4 is formed in a mountain-like shape on the inner peripheral surface, and the engaging recess 12 formed on the inner peripheral ring portion 2 is It is formed in a V-shaped annular groove.
この考案によるピストンリングは、以上のように構成
されているので、次のような効果を有する。即ち、この
考案は、外周面を摺動面とし且つ内周面に係止凸部を有
する厚さの薄いセラミック製の外周リング部分と、該外
周リング部分の前記係止凸部に接触可能状態で周方向に
相対摺動可能に係止する係止凹部を外周面に有し且つピ
ストンのリング溝に嵌入して上下面となる金属製の内周
リング部分とから構成したので、両者を周方向に摺動可
能に組み立て、使用状態で発生する金属製リング部分の
面圧の影響をセラミック製リング部分に対して低減し、
ピストンリングの強度と耐摩耗性をセラミック製の外周
リング部分で向上させると共に、金属製の内周リング部
分は比較的に厚さを厚く構成でき、従って該内周リング
部分で気密保持、潤滑油調整、熱伝達等の特性を向上さ
せることができる。Since the piston ring according to the present invention is configured as described above, it has the following effects. That is, according to the present invention, a thin ceramic outer peripheral ring portion having an outer peripheral surface as a sliding surface and an engaging convex portion on an inner peripheral surface, and a contactable state with the engaging convex portion of the outer peripheral ring portion are provided. It has a locking recess on the outer peripheral surface that is relatively slidable in the circumferential direction, and is composed of a metal inner ring portion that fits into the ring groove of the piston and becomes the upper and lower surfaces. Assemble slidably in the direction, and reduce the influence of the surface pressure of the metal ring part generated in use on the ceramic ring part,
The strength and wear resistance of the piston ring are improved by the ceramic outer peripheral ring portion, and the metal inner peripheral ring portion can be configured to have a relatively large thickness, so that the inner peripheral ring portion maintains airtightness and lubricating oil. The characteristics such as adjustment and heat transfer can be improved.
従って、セラミック製ピストンリング部材をピストン
のピストンリング溝に嵌め込んでシリンダに装着した使
用状態では、セラミック製ピストンリング部材に付与さ
れるストレスは小さくなり、強度上の問題を解消でき、
最も強度を必要とする部分即ち合い口の反対側の部分は
十分な強度に耐えることができる。Therefore, in a use state in which the ceramic piston ring member is fitted into the piston ring groove of the piston and mounted on the cylinder, the stress applied to the ceramic piston ring member becomes small, and the problem in strength can be solved.
The portion that requires the most strength, that is, the portion opposite to the abutment, can withstand sufficient strength.
それ故に、このピストンリングは、ピストンリングの
耐摩耗性、耐熱性を向上させるために、ピストンリング
の外周部をセラミック材料で製作したとしても、最も強
度を必要とする部分即ち前記合い口の反対側の部分は無
用な応力は付与されておらず、十分な強度を確保するこ
とができ、所定の強度レベルを保障することができ、高
い信頼性のあるピストンリングを得ることができる。し
かも、このピストンリングを使用することによってシリ
ンダライナとの摺動性を向上させることができ、且つピ
ストンリングの上面及び下面についてもピストンのリン
グ溝内での摺動性を向上させることができる。Therefore, in order to improve the wear resistance and heat resistance of the piston ring, even if the outer peripheral portion of the piston ring is made of a ceramic material, this piston ring is the portion that requires the most strength, that is, the opposite of the abutment. No unnecessary stress is applied to the side portion, sufficient strength can be ensured, a predetermined strength level can be guaranteed, and a highly reliable piston ring can be obtained. Moreover, by using this piston ring, the slidability with the cylinder liner can be improved, and the slidability of the upper surface and the lower surface of the piston ring in the ring groove of the piston can also be improved.
第１図はこの考案によるピストンリングの実施例を示す
平面図、第２図は第１図のピストンリングの一実施例を
示す断面図、第３図は第２図のピストンリングの使用状
態を示す断面図、第４図は第１図のピストンリングの別
の実施例を示す断面図、第５図は第４図のピストンリン
グの使用状態を示す断面図、第６図はこの考案によるピ
ストンリングの使用状態で合い口の反対側の部分に掛か
る応力分布を示す説明図、第７図はピストンリングの使
用状態で掛かる応力分布の別の例を示す説明図、第８図
は従来の基本的なピストンリングを示す平面図、第９図
は第８図のピストンリングの断面図、第10図は従来の基
本的なピストンリングの応力分布を示す説明図、及び第
11図は第10図のピストンリングの合い口の反対側の部分
に掛かる応力分布を示す説明図である。 １……外周リング部分、２……内周リング部分、３……
合い口、４……外周面、５……境界面、6,7……上下
面、8,11……係止凸部、9,12……係止凹部、10……シリ
ンダのライナ、13……内周面。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the piston ring according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of the piston ring of FIG. 1, and FIG. 3 is a use state of the piston ring of FIG. FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the piston ring shown in FIG. 1, FIG. 5 is a sectional view showing a usage state of the piston ring shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a piston according to the present invention. FIG. 7 is an explanatory view showing a stress distribution applied to a portion on the opposite side of the abutment when the ring is in use, FIG. 7 is an explanatory view showing another example of the stress distribution applied in a use state of the piston ring, and FIG. 8 is a conventional basic FIG. 9 is a plan view showing a typical piston ring, FIG. 9 is a sectional view of the piston ring of FIG. 8, FIG. 10 is an explanatory view showing a stress distribution of a conventional basic piston ring, and FIG.
FIG. 11 is an explanatory view showing a stress distribution applied to a portion of the piston ring shown in FIG. 1 ... outer ring part, 2 ... inner ring part, 3 ...
Abutment, 4 ... Outer peripheral surface, 5 ... Boundary surface, 6,7 ... Upper and lower surfaces, 8,11 ... Locking projection, 9,12 ... Locking recess, 10 ... Cylinder liner, 13 …… Inner surface.
Claims (1)
つ内周面に係止凸部を有する厚さの薄いセラミック製の
外周リング部分と、該外周リング部分の前記係止凸部に
全周にわたって相対摺動可能に係止する係止凸部を外周
面に有し且つピストンのリング溝に嵌入して前記リング
溝に上下面が接触可能となる金属製の内周リング部分と
から成り、前記外周リング部分の前記内周面と前記内周
リング部分の前記外周面との境界面には自由状態で隙間
を有することを特徴とするピストンリング。1. A thin ceramic outer peripheral ring portion, the outer peripheral surface of which constitutes a sliding surface with respect to a liner, and which has an engaging convex portion on the inner peripheral surface, and the engaging convex portion of the outer peripheral ring portion. From the inner peripheral ring part made of metal, which has a locking convex part that is slidably slidable over the entire circumference and is fitted into the ring groove of the piston so that the upper and lower surfaces can contact the ring groove. A piston ring, wherein a clearance is provided in a free state at a boundary surface between the inner peripheral surface of the outer peripheral ring portion and the outer peripheral surface of the inner peripheral ring portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989060894U JPH088292Y2 (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | piston ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989060894U JPH088292Y2 (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | piston ring |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031243U JPH031243U (en) | 1991-01-09 |
| JPH088292Y2 true JPH088292Y2 (en) | 1996-03-06 |
Family
ID=31588661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989060894U Expired - Lifetime JPH088292Y2 (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | piston ring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088292Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100409572B1 (en) * | 2001-06-25 | 2003-12-12 | 현대자동차주식회사 | Piston ring structure |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0324940Y2 (en) * | 1984-12-27 | 1991-05-30 |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP1989060894U patent/JPH088292Y2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH031243U (en) | 1991-01-09 |
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