WO2017006545A1 - 内燃機関用のピストンリング - Google Patents

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WO2017006545A1
WO2017006545A1 PCT/JP2016/003124 JP2016003124W WO2017006545A1 WO 2017006545 A1 WO2017006545 A1 WO 2017006545A1 JP 2016003124 W JP2016003124 W JP 2016003124W WO 2017006545 A1 WO2017006545 A1 WO 2017006545A1
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piston ring
chamfered portion
arcuate surface
radius
chamfered
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PCT/JP2016/003124
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和義 名田部
直也 本庄
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株式会社リケン
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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    • F16J9/064Rings with a flat annular side rail
    • F16J9/066Spring expander from sheet metal
    • F16J9/069Spring expander from sheet metal with a "C"-shaped cross section along the entire circumference

Definitions

  • the present invention relates to a piston ring for an internal combustion engine that is used by being mounted on a piston of an engine (internal combustion engine) such as an automobile, and more particularly to a top ring (compression ring) close to a combustion chamber.
  • a piston ring used in an automobile engine is mounted in a ring groove provided on the outer peripheral surface of the piston, and slidably contacts the inner peripheral surface of the cylinder bore on the outer peripheral surface, and one side surface thereof contacts the side surface of the ring groove.
  • blow-by gas By suppressing the blow-by gas, it is possible to prevent the generation of sludge due to the contamination of the lubricating oil, and it is possible to prevent the oil ring from adhering and the engine performance from deteriorating.
  • the piston ring is formed in a split ring shape with an abutment for convenience of mounting in the ring groove, it is necessary to consider the suppression of blow-by gas through the abutment.
  • chamfering is generally performed on the outer peripheral edges of a pair of abutment end surfaces facing each other.
  • the amount of chamfering greatly affects the flow area of blow-by gas at the abutment, generation of blow-by gas is suppressed by reducing the amount of chamfering as much as possible.
  • the outer peripheral edge of the joint end surface is chamfered in a flat shape, so if the chamfering amount is reduced, there is a possibility that the chamfered portion may be chipped at the time of assembly to the piston, There was a problem that the flow passage of blow-by gas at the abutment portion could not be made sufficiently small.
  • An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to make it possible to reduce a chamfered portion without causing chipping, and thereby, a flow passage for blow-by gas at an abutment portion. Is to provide a piston ring for an internal combustion engine capable of effectively suppressing blow-by gas passing through the joint portion.
  • a piston ring for an internal combustion engine according to the present invention is a piston ring for an internal combustion engine having a joint portion, and has a chamfered portion connected to at least one joint end surface of the joint portion and an outer peripheral surface of the piston ring.
  • the chamfered portion has a curved shape.
  • the chamfered portion has at least two arc-shaped surfaces.
  • the tangential direction of the chamfered portion is tangential to the outer peripheral surface of the piston ring at the intersection of the chamfered portion and the outer peripheral surface of the piston ring. It can be set as the structure which inclines at an acute angle.
  • the circumferential width (L1) of the chamfered portion along the circumferential direction of the piston ring is the radial width (L2) along the radial direction of the piston ring.
  • the piston ring for an internal combustion engine has the above-described configuration, wherein the chamfered portion has a circumferential width (L1) along the circumferential direction of the piston ring and a radial width (L2) along the radial direction of the piston ring. ) (L1 / L2) is preferably 0.6 to 2.0.
  • the chamfered portion is a first arcuate surface, and a second arcuate surface provided between the first arcuate surface and the outer peripheral surface of the piston ring. And a third arcuate surface provided between the first arcuate surface and the joint end surface, and a radius (R3) of the third arcuate surface and a radius (R1) of the first arcuate surface
  • the ratio (R3 / R1) is preferably 0.050 to 0.5.
  • the chamfered portion is a first arcuate surface, and a second arcuate surface provided between the first arcuate surface and the outer peripheral surface of the piston ring. And a third arcuate surface provided between the first arcuate surface and the joint end surface, and a radius (R2) of the second arcuate surface and a radius (R1) of the first arcuate surface,
  • the ratio (R2 / R1) is preferably 0.1 to 0.8.
  • the chamfered portion is provided in each of a pair of facing abutment ends of the abutment portion, and the circumferential direction of the piston ring of one of the chamfered portions
  • the ratio (L1a / L1b) between the circumferential width (L1a) along the circumferential direction and the circumferential width (L1b) along the circumferential direction of the piston ring of the other chamfered portion is 0.30 to 3.00.
  • the chamfered portion is provided in each of a pair of facing abutment ends of the abutment portion, and one of the chamfered portions extends in the radial direction of the piston ring.
  • the ratio (L2a / L2b) of the radial width (L2a) along the radial direction width (L2b) along the radial direction of the piston ring of the other chamfered portion is preferably 0.30 to 3.00. .
  • the chamfered portion is provided at each of a pair of abutting end portions of the abutting portion facing each other, and each of the chamfered portions is a first arcuate surface, A second arcuate surface provided between the first arcuate surface and the outer peripheral surface of the piston ring and a third arcuate surface provided between the first arcuate surface and the abutment end surface;
  • the ratio (R1a / R1b) of the radius (R1a) of the first arcuate surface of one of the chamfered portions to the radius (R1b) of the first arcuate surface of the other chamfered portion is 0.18 to 5 .50 is preferred.
  • the chamfered portion is provided at each of a pair of abutting end portions of the abutting portion facing each other, and each of the chamfered portions is a first arcuate surface, A second arcuate surface provided between the first arcuate surface and the outer peripheral surface of the piston ring and a third arcuate surface provided between the first arcuate surface and the abutment end surface;
  • the ratio (R2a / R2b) of the radius (R2a) of the second arcuate surface of one of the chamfered portions to the radius (R2b) of the second arcuate surface of the other chamfered portion is 0.18 to 5 .50 is preferred.
  • the chamfered portion is provided at each of a pair of abutting end portions of the abutting portion facing each other, and each of the chamfered portions is a first arcuate surface, A second arcuate surface provided between the first arcuate surface and the outer peripheral surface of the piston ring and a third arcuate surface provided between the first arcuate surface and the abutment end surface;
  • the ratio (R3a / R3b) of the radius (R3a) of the third arcuate surface of one of the chamfered portions to the radius (R3b) of the third arcuate surface of the other chamfered portion is 0.18 to 5 .50 is preferred.
  • the chamfered portion can be reduced without causing chipping, and thereby the flow passage of blow-by gas at the joint portion can be made sufficiently small. Blow-by gas passing through the joint portion of the used internal combustion engine can be effectively suppressed.
  • FIG. 1 It is a top view of the piston ring for internal combustion engines which is one embodiment of this invention. It is an enlarged view of the part in which the chamfered part of the piston ring shown in FIG. 1 was provided. It is explanatory drawing which shows the definition of a 1st circular arc surface, a 2nd circular arc surface, and a 3rd circular arc surface. It is explanatory drawing which shows the state which formed the chamfering part of the curved shape in the outer periphery edge of a joint part. It is a modification of the chamfered part shown in FIG.
  • FIG. 3 is a modification of the chamfered portion shown in FIG. 2, and an enlargement when the chamfered portion has only the first arc-shaped surface and the third arc-shaped surface and has a circumferential width smaller than the radial width.
  • FIG. 3 is a modified example of the chamfered portion shown in FIG. 2, and is an enlarged view when the chamfered portion has only the first arc-shaped surface and the third arc-shaped surface and has a circumferential width equal to the radial width. It is.
  • a piston ring 1 is used as a top ring (compression ring) mounted on a piston of an engine (internal combustion engine) such as an automobile, for example. It is formed in the split ring shape provided.
  • the piston ring 1 is formed by cutting and cutting a wire material produced by rolling a steel material using a rolling roll or using a die into a perfect circle or a cam shape, and then performing processing such as side surface polishing and joint gap grinding. Can be obtained.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction of the piston ring 1 is not particularly limited, and may be various shapes such as a rectangular shape, an inside bevel shape, and an inside cut shape.
  • the shape of the outer peripheral surface of the piston ring 1 that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the cylinder bore (cylinder liner) is not particularly limited, and various shapes such as a straight face, a tapered face, a barrel face, and an eccentric barrel face are available. can do.
  • the abutment portion 2 of the piston ring 1 has a pair of abutment end surfaces 2a facing each other with a predetermined interval (abutment interval) in the circumferential direction, and chamfered portions 3 are provided at outer peripheral edges of these abutment end surfaces 2a, respectively. Is provided. That is, the chamfered portion 3 is provided so as to be connected to the joint end surface 2 a and the outer peripheral surface 1 a of the piston ring 1.
  • the outer peripheral edge of the joint end surface 2 a is an edge formed by the joint end surface 2 a and the outer peripheral surface 1 a of the piston ring 1.
  • the chamfered portion 3 is formed in a curved shape.
  • the chamfered portion 3 includes a first arcuate surface 3 a, a second arcuate surface 3 b and a first arcuate surface 3 a provided between the first arcuate surface 3 a and the outer peripheral surface 1 a of the piston ring 1.
  • a case is shown in which the three arcuate surfaces 3a, 3b, 3c of the third arcuate surface 3c provided between the end face 2a and the abutment end surface 2a are formed in a connected curved shape.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line in FIG.
  • the circumferential direction (from the intersection P1 between the first arcuate surface 3a and the outer peripheral surface 1a of the piston ring 1 on the annular profile line corresponding to the outer peripheral surface 1a of the piston ring 1 ( A vertical line perpendicular to the profile line is drawn at a position shifted by 0.005 mm to the left and right), and the intersections of these vertical lines and the chamfered portion 3 are defined as intersections P1a and P1b, and the intersections P1a and P1b of the chamfered portion 3 are The portion in between is defined as a second arcuate surface 3b.
  • the profile line is positioned at a position shifted by 0.005 mm in the radial direction (up and down) from the intersection P2 between the first arcuate surface 3a and the joint end surface 2a on the linear profile line corresponding to the joint end surface 2a of the piston ring 1.
  • a perpendicular line is drawn, intersections between these vertical lines and the chamfered portion 3 are defined as intersections P2a and P2b, and a portion between the intersection P2a and the intersection P2b of the chamfered portion 3 is defined as a third arcuate surface 3c.
  • the portion between the second arcuate surface 3b and the third arcuate surface 3c of the chamfered portion 3, that is, the portion between the intersection point P1b and the intersection point P2b of the chamfered portion 3 is defined as the first arcuate surface 3a. Can do.
  • the chamfered portion 3 has a radius R2 (see FIG. 2) of the second arcuate surface 3b and a radius R1 of the first arcuate surface 3a (see FIG. 2). ), That is, R2 / R1 is preferably 1.00 or less, more preferably R2 / R1 is 0.1 to 0.8. Further, the chamfered portion 3 is formed in a shape in which the ratio of the radius R3 (see FIG. 2) of the third arcuate surface 3c and the radius R1 of the first arcuate surface 3a, that is, R3 / R1 is 0.50 or less. It is more preferable that the film is formed into a shape having R3 / R1 of 0.050 to 0.500.
  • the chamfered portion 3 has a ratio between the radius R1 of the first arcuate surface 3a and the circumferential width L1 (see FIG. 3) along the circumferential direction of the piston ring 1 of the chamfered portion 3, that is, R1 / L1 is 1. .00 to 4.50, and the ratio of the radius R1 of the first arcuate surface 3a to the radial width L2 (see FIG. 3) along the radial direction of the piston ring 1 of the chamfered portion 3, that is, R1 / L2 is 1.
  • the ratio of the radius R2 of the second arcuate surface 3b to the radius R1 of the first arcuate surface 3a, that is, R2 / R1 is 1.00 or less, and the radius R3 of the third arcuate surface 3c
  • the radius R1 of the first arcuate surface 3a, that is, R3 / R1 is preferably 0.50 or less.
  • the curved chamfered portion 3 is formed into a curved shape having three arcuate surfaces 3 a, 3 b, and 3 c by performing barrel processing, brush processing, or the like on the outer peripheral edge of the joint portion 2.
  • the chamfered portion 3 can be formed.
  • the curved chamfered portion 3 is not limited to the above method, and may be formed by other methods.
  • the chamfered portion 3 since the chamfered portion 3 is formed in a curved shape, the chamfered portion 3 has no edge portion, and the circumferential width L1 along the circumferential direction of the piston ring 1 of the chamfered portion 3 and the piston ring. Even if the radial width L2 along the radial direction 1 is reduced, that is, the chamfering amount of the chamfered portion 3 is reduced, the chamfered portion 3 can be hardly chipped. Accordingly, since the chamfered portion 3 can be made sufficiently small without causing chipping, the flow passage of blowby gas at the abutment portion 2 is made sufficiently small to effectively suppress blowby gas through the abutment portion 2. can do.
  • the chamfered portion 3 is preferably formed in a shape in which the ratio between the circumferential width L1 and the radial width L2, that is, L1 / L2 is 0.6 to 2.0.
  • the chamfered portion 3 has a ratio of the circumferential width L1 to the radial width L2 of 1.0, that is, the circumferential width L1 and the radial width L2 have the same width. It is formed into a shape.
  • the chamfered portion 3 can also be formed in a shape in which the circumferential width L1 is larger than the radial width L2. Thereby, it can prevent more reliably that a chipping in the chamfered portion 3 occurs.
  • the chamfered portion 3 has two arcuate surfaces 3a and 3c, a first arcuate surface 3a and a third arcuate surface 3c, and a second arcuate surface 3b.
  • the chamfered part 3 can also be formed in the shape where the circumferential direction width L1 is smaller than the radial direction width L2.
  • the chamfered portion 3 has two arcuate surfaces 3a and 3c, a first arcuate surface 3a and a third arcuate surface 3c, and a circumferential width.
  • L1 may be formed in the same shape as the radial width L2 or in a shape in which the circumferential width L1 is larger than the radial width L2.
  • the chamfered portion 3 has two arcuate surfaces, a first arcuate surface 3a and a third arcuate surface 3c, and the first arcuate surface 3a is almost flat. It can also be formed to have a shape. As described above, when the first arcuate surface 3a is almost flat, the chamfered portion 3 is defined by the circumferential width L1, the radial width L2, and the radius R3 of the third arcuate surface 3c. May be.
  • the chamfered portion 3 is an intersection of the first arcuate surface 3 a and the outer peripheral surface 1 a of the piston ring 1.
  • the tangential direction of the first arcuate surface 3a is inclined with respect to the tangential direction of the outer peripheral surface 1a of the piston ring 1 so that the angle ⁇ is an acute angle. That is, the chamfered portion 3 has a shape having an edge at the intersection of the first arcuate surface 3 a and the outer peripheral surface 1 a of the piston ring 1. In this way, the chamfered portion 3 can also have a shape in which the boundary with the outer peripheral surface 1a of the piston ring 1 is not a curved shape.
  • the chamfered portion 3 may have a stepped portion 5.
  • the stepped portion 5 is a concave shape having a height h provided between the chamfered portion 3 and the outer peripheral surface 1a of the piston ring 1, for example, as shown in FIG. As shown, it can be a convex shape having a height h provided between the chamfered portion 3 and the outer peripheral surface 1 a of the piston ring 1.
  • step-difference part 5 can also be formed as a level
  • the height h of these stepped portions 5 is preferably 5 ⁇ m or less.
  • the chamfered portion 3 may be configured to have the stepped portion 5 having a height h of 5 ⁇ m or less.
  • a circumferential width L1 along the circumferential direction of the piston ring 1 of the one chamfered portion 3 (Not shown, but hereinafter referred to as “L1a”) and the circumferential width L1 along the circumferential direction of the piston ring 1 of the other chamfered portion 3 (not shown, but hereinafter referred to as “L1b”), That is, L1a / L1b is preferably set to 0.30 to 3.00, and a radial width L2 (not shown, but hereinafter referred to as “L2a”) along the radial direction of the piston ring 1 of one chamfered portion 3 is set.
  • the ratio of the other chamfered portion 3 to the radial width L2 (not shown but hereinafter referred to as “L2b”) along the radial direction of the piston ring 1, that is, L2a / L2b is set to 0.30 to 3.00. Is preferred. By adopting such a configuration, it is possible to reduce the occurrence rate of chipping of the chamfered portion 3 and to reduce the amount of blow-by by reducing the passage area of the joint portion 2.
  • a chamfered portion 3 is provided on each of a pair of abutting end surfaces 2a of the abutting portion 2 of the piston ring 1 facing each other, and each chamfered portion 3 includes a first arcuate surface 3a, a first arcuate surface 3a, and a piston ring.
  • the first arcuate surface 3a has a radius R1 (not shown, but hereinafter referred to as “R1a”) and a radius R1 of the first arcuate surface 3a of the other chamfered portion 3 (not shown, but hereinafter referred to as “R1b”).
  • Ratio that is, R1a / R1b is preferably 0.18 to 5.50
  • the radius R2 of the second arcuate surface 3b of one chamfered portion 3 (not shown, but hereinafter referred to as “R2a”)
  • the ratio of b to the radius R2 (not shown but hereinafter referred to as “R2b”), that is, R2a / R2b is preferably 0.18 to 5.50
  • the third arcuate surface of one chamfer 3 A ratio between a radius R3 of 3c (not shown but hereinafter referred to as “R3a”) and a radius R3 (not shown but hereinafter referred to as “R3b”) of the third arcuate surface 3c of the other chamfered portion 3; That is, R3a / R3b is preferably set to 0.18 to 5.50.
  • compression rings (piston rings) of Examples 1 and 2 of the present invention and a compression ring of a comparative example for comparison with the present invention are prepared. About these compression rings A measurement test of the amount of blow-by gas (blow-by amount, L / min) was performed, and the test results were compared.
  • chamfered portions are provided at each of a pair of facing abutment ends of the abutment portion of the piston ring, and each chamfered portion is divided into a first arcuate surface, a second arcuate surface, A curved shape having three arcuate surfaces, each having a circumferential width and a radial width of 0.055 to 0.075 mm, and a ratio of the circumferential width to the radial width of 0.733 to 1. 750.
  • the ratio of the circumferential width of one chamfered portion to the circumferential width of the other chamfered portion is set to 0.73 to 1.37, and the radial width of one chamfered portion and the radial direction of the other chamfered portion are set.
  • the ratio to the width was 0.53 to 1.88.
  • the radius of the first arcuate surface is 0.10 to 0.24 mm
  • the radius of the second arcuate surface is 0.04 to 0.16 mm
  • the radius of the third arcuate surface is 0.015 to 0.050 mm.
  • the ratio of the radius of the first arcuate surface of one chamfered portion to the radius of the first arcuate surface of the other chamfered portion is 0.41 to 2.40, and the ratio of the second arcuate surface of the one chamfered portion is The ratio of the radius to the radius of the second arcuate surface of the other chamfer is 0.25 to 4.00, and the radius of the third arcuate surface of one chamfer and the third arcuate surface of the other chamfer The ratio to the radius was 0.30 to 3.34.
  • the ratio of the radius of the first arcuate surface to the circumferential width of the chamfered portion is 1.333 to 4.364, and the ratio of the radius of the first arcuate surface and the radial width of the chamfered portion is 1. 818 to 4.459, the ratio of the radius of the second arcuate surface to the radius of the first arcuate surface is 0.261 to 0.800, the radius of the third arcuate surface and the radius of the first arcuate surface The ratio was 0.084 to 0.302.
  • a chamfered portion is provided at each of a pair of abutting end portions facing each other of the abutting portion of the piston ring, and the chamfered portions are defined as a first arcuate surface and a second arcuate surface, respectively.
  • the circumferential width was 0.017 to 0.044 mm, and the radial width was 0.022 to 0.045 mm.
  • the ratio of the circumferential width to the radial width is set to 0.640 to 1.471, and the circumferential width of one chamfered portion and the circumferential width of the other chamfered portion are set.
  • the ratio between the radial width of one chamfered portion and the radial width of the other chamfered portion was set to 0.48 to 2.05.
  • the radius of the first arcuate surface is 0.030 to 0.157 mm
  • the radius of the second arcuate surface is 0.013 to 0.043 mm
  • the radius of the third arcuate surface is 0.006 to 0.033 mm.
  • the ratio of the radius of the first arcuate surface of one chamfered portion to the radius of the first arcuate surface of the other chamfered portion is 0.19 to 5.24, and the ratio of the second arcuate surface of the one chamfered portion is The ratio of the radius to the radius of the second arcuate surface of the other chamfer is 0.30 to 3.31, and the radius of the third arcuate surface of one chamfer and the third arcuate surface of the other chamfer The ratio to the radius was set to 0.18 to 5.50.
  • the ratio of the radius of the first arcuate surface to the circumferential width of the chamfered portion is 1.207 to 4.103, and the ratio of the radius of the first arcuate surface to the radial width of the chamfered portion is 1. 028 to 4.489, the ratio of the radius of the second arcuate surface to the radius of the first arcuate surface is 0.154 to 0.781, the radius of the third arcuate surface and the radius of the first arcuate surface The ratio to the above was set to 0.050 to 0.492.
  • the chamfered portion has a flat shape, that is, a C-plane shape
  • the circumferential width and the radial width are both 0.055 to 0.075 mm
  • the circumferential width and the radial direction are both The ratio of the width to 0.733 to 1.136, the ratio of the circumferential width of one chamfered portion to the circumferential width of the other chamfered portion to 0.73 to 1.37, and one chamfered portion
  • the ratio of the width in the radial direction to the width in the radial direction of the other chamfered portion was set to 0.53 to 1.88.
  • the occurrence frequency of chipping and the actual machine test of the blow-by amount were performed.
  • the blow-by amount measurement test was performed using a water-cooled 4-cycle supercharged gasoline engine (displacement of 2.0 L, 4 cylinders) and the compression ring of any of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 as a piston top ring. Installed in the groove. At this time, all the gaps were set to 0.25 mm.
  • the blow-by amount was measured when the gasoline engine was operated for a predetermined time at 6000 rpm and full load (WOT: Wide Open Throttle) conditions.
  • the blow-by amount was measured by re-inhaling the gas flowing into the crankcase through the piston and measuring the amount of re-inhaled gas.
  • Table 1 and FIG. 10 show the measurement results of the chipping frequency and blow-by amount.
  • the columns marked with “a” in the columns L1, L2, R1 to R3 are those provided at one abutment end (the above L1a, L2a, R1a, R2a, R3a).
  • the fields separated by “b” indicate that they are provided at the other end of the joint (L1b, L2b, R1b, R2b, R3b above).
  • the frequency of chamfered chipping in the piston ring of Example 1 was 0.35%, and the frequency of chamfered chipping in the piston ring of Example 2 was 0.41%. In the piston ring, the frequency of chamfered chipping was 2.25%.
  • the chamfered portion of the chamfered portion is compared with the case where the chamfered portion is flat C-shaped like the compression ring of the comparative example. It has been found that the frequency of chipping can be reduced.
  • the amount of blow-by gas can be reduced by 28 compared to the case where the chamfered portion has a C-surface shape as in the compression ring of the comparative example. % Can be reduced.
  • the chamfered portion 3 has a curved shape including three arc-shaped surfaces 3a, 3b, and 3c including a first arc-shaped surface 3a, a second arc-shaped surface 3b, and a third arc-shaped surface 3c.
  • it is set as the curved shape provided with the two circular arc-shaped surfaces 3a and 3c of the 1st circular arc-shaped surface 3a and the 3rd circular arc-shaped surface 3c, it is not restricted to this, The curved shape which connected at least 2 circular-arc-shaped surface What is necessary is just to be formed.
  • the chamfer part 3 is provided in both the joint end surfaces 2a of the joint part 2, respectively, the structure which provides the chamfer part 3 only in at least one joint end surface 2a of the joint part 2. You can also

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Abstract

欠けを生じさせることなく面取り部を縮小することを可能とし、これにより合口部におけるブローバイガスの流通通路を十分に小さくして、合口部を通したブローバイガスを効果的に抑制することができる内燃機関用のピストンリングを提供するために、合口部2を備えた内燃機関用のピストンリング1を、合口部2の少なくとも一方の合口端面2aとピストンリング1の外周面1aとに連接する面取り部3を有し、面取り部3が湾曲形状を有している構成とする。

Description

内燃機関用のピストンリング
 本発明は、例えば自動車等のエンジン(内燃機関)のピストンに装着して使用される内燃機関用のピストンリングに関し、特に、燃焼室に近いトップリング(コンプレッションリング)として用いられるものに関する。
 自動車のエンジンに用いられるピストンリングは、ピストンの外周面に設けられたリング溝に装着され、その外周面においてシリンダボアの内周面に摺接するとともに、その一側面がリング溝の側面に当接することで、燃焼室側からクランク室側へ向けた燃焼ガスの漏出つまりブローバイガスを防止する。ブローバイガスを抑制することにより、潤滑油の汚れによるスラッジの発生を防止することができるとともに、それに伴うオイルリングの固着やエンジンの性能低下を防止することができる。
 ピストンリングは、リング溝への装着の都合上、合口部を備えた割りリング形状に形成されることから、合口部を通したブローバイガスの抑制をも考慮する必要がある。合口部を通したブローバイガスを抑制するためには、燃焼ガスが通過することによる熱膨張変化によっても合口端面同士の突き当たりが生じない範囲で、合口部を極力小さな合口間隔に設定することが重要である。
 また、合口部を備えたピストンリングでは、例えば特許文献1に示すように、合口部の互いに対向する一対の合口端面の外周エッジに面取りが施されるのが一般的である。この場合、当該面取り量が合口部におけるブローバイガスの流通面積に大きく影響することから、面取り量を極力小さくすることでブローバイガスの発生を抑制するようにしている。
特開2006-17287号公報
 将来、自動車のエンジンは、燃焼効率、燃費向上のため、ダウンサイジングされた直噴過給エンジンへとシフトしていくことが予想されるが、直噴過給エンジンでは各気筒内の燃焼圧が高くなるので、ピストンリングの合口部を通したブローバイガスのさらなる抑制が求められる。このような合口部を通したブローバイガスの抑制するためには、上記のように、合口端面の外周エッジに施す面取り量を縮小してブローバイガスの流通通路を小さくすることが効果的である。
 しかしながら、従来のピストンリングでは、合口端面の外周エッジを平坦な形状で面取りするようにしているので、面取り量を小さくすると、ピストンへの組付け時等において面取り部に欠けが生じる虞があり、合口部におけるブローバイガスの流通通路を十分に小さくすることができないという問題点があった。
 本発明は、このような点を解決することを課題とするものであり、その目的は、欠けを生じさせることなく面取り部を縮小することを可能とし、これにより合口部におけるブローバイガスの流通通路を十分に小さくして、合口部を通したブローバイガスを効果的に抑制することができる内燃機関用のピストンリングを提供することにある。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、合口部を備えた内燃機関用のピストンリングであって、前記合口部の少なくとも一方の合口端面と前記ピストンリングの外周面とに連接する面取り部を有し、前記面取り部が湾曲形状を有していることを特徴とする。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記面取り部が、少なくとも2つの円弧状面を有しているのが好ましい。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記面取り部と前記ピストンリングの外周面との交差部分において、前記面取り部の接線方向が前記ピストンリングの外周面の接線方向に対して鋭角に傾斜する構成とすることができる。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記面取り部の、前記ピストンリングの円周方向に沿う円周方向幅(L1)が前記ピストンリングの半径方向に沿う半径方向幅(L2)よりも大きい構成とすることができる。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記面取り部の、前記ピストンリングの円周方向に沿う円周方向幅(L1)と前記ピストンリングの半径方向に沿う半径方向幅(L2)との比(L1/L2)が、0.6~2.0であるのが好ましい。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、前記第3円弧状面の半径(R3)と前記第1円弧状面の半径(R1)との比(R3/R1)が、0.050~0.5であるのが好ましい。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、前記第2円弧状面の半径(R2)と前記第1円弧状面の半径(R1)との比(R2/R1)が、0.1~0.8であるのが好ましい。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、一方の前記面取り部の前記ピストンリングの円周方向に沿う円周方向幅(L1a)と他方の前記面取り部の前記ピストンリングの円周方向に沿う円周方向幅(L1b)との比(L1a/L1b)が、0.30~3.00であるのが好ましい。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、一方の前記面取り部の前記ピストンリングの半径方向に沿う半径方向幅(L2a)と他方の前記面取り部の前記ピストンリングの半径方向に沿う半径方向幅(L2b)との比(L2a/L2b)が、0.30~3.00であるのが好ましい。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、それぞれの前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、一方の前記面取り部の前記第1円弧状面の半径(R1a)と他方の前記面取り部の前記第1円弧状面の半径(R1b)との比(R1a/R1b)が、0.18~5.50であるのが好ましい。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、それぞれの前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、一方の前記面取り部の前記第2円弧状面の半径(R2a)と他方の前記面取り部の前記第2円弧状面の半径(R2b)との比(R2a/R2b)が、0.18~5.50であるのが好ましい。
 本発明の内燃機関用のピストンリングは、上記構成において、前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、それぞれの前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、一方の前記面取り部の前記第3円弧状面の半径(R3a)と他方の前記面取り部の前記第3円弧状面の半径(R3b)との比(R3a/R3b)が、0.18~5.50であるのが好ましい。
 本発明によれば、欠けを生じさせることなく面取り部を縮小することが可能とし、これにより合口部におけるブローバイガスの流通通路を十分に小さくすることができるので、この内燃機関用のピストンリングが用いられた内燃機関の合口部を通したブローバイガスを効果的に抑制することができる。
本発明の一実施の形態である内燃機関用のピストンリングの平面図である。 図1に示すピストンリングの面取り部が設けられた部分の拡大図である。 第1円弧状面、第2円弧状面および第3円弧状面の定義を示す説明図である。 合口部の外周エッジに湾曲形状の面取り部を形成した状態を示す説明図である。 図2に示す面取り部の変形例であって、当該面取り部を円周方向幅が半径方向幅よりも大きい形状に形成した場合の拡大図である。 図2に示す面取り部の変形例であって、当該面取り部を第1円弧状面および第3円弧状面のみを有するとともに円周方向幅が半径方向幅よりも小さい形状に形成した場合の拡大図である。 図2に示す面取り部の変形例であって、当該面取り部を第1円弧状面および第3円弧状面のみを有するとともに円周方向幅が半径方向幅と等しい形状に形成した場合の拡大図である。 図2に示す面取り部の変形例であって、第1円弧状面が限りなく平坦に近い湾曲形状に形成された場合の拡大図である。 (a)~(c)は、それぞれ図2に示す面取り部の変形例であって、面取り部に段差部が設けられた場合の拡大図である。 ブローバイ量の測定試験の試験結果を示す図である。
 以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。
 図1に示す本発明の一実施の形態でピストンリング1は、例えば自動車等のエンジン(内燃機関)のピストンにトップリング(コンプレッションリング)として装着して使用されるものであり、合口部2を備えた割りリング形状に形成されている。
 このピストンリング1は、例えば、鋼材を圧延ロール成形やダイスを用いた引抜き加工することによって製造した線材を真円またはカム形状に成形、切断し、次いで側面研磨や合口隙間研削等の加工を行うことにより得ることができる。
 ピストンリング1の円周方向に垂直な断面形状は、特に限定されることなく、例えばレクタンギュラ形状、インサイドベベル形状、インサイドカット形状等の種々の形状とすることができる。また、シリンダボア(シリンダライナー)の内周面と摺接するピストンリング1の外周面の形状も、特に限定されることなく、例えばストレートフェイス、テーパーフェイス、バレルフェイス、偏心バレルフェイス等の種々の形状とすることができる。
 ピストンリング1の合口部2は、円周方向に所定の間隔(合口間隔)を空けて互いに対向する一対の合口端面2aを有し、これらの合口端面2aの外周エッジには、それぞれ面取り部3が設けられている。つまり、面取り部3は合口端面2aとピストンリング1の外周面1aとに連接して設けられている。なお、合口端面2aの外周エッジとは、合口端面2aとピストンリング1の外周面1aとが成すエッジのことである。
 本発明では、面取り部3は湾曲形状に形成される。図2には、面取り部3を、第1円弧状面3a、第1円弧状面3aとピストンリング1の外周面1aとの間に設けられる第2円弧状面3bおよび第1円弧状面3aと合口端面2aとの間に設けられる第3円弧状面3cの3つの円弧状面3a、3b、3cを連接した湾曲形状に形成した場合を示す。図2は、図1における破線で囲まれた部分を拡大して示している。
 この場合、図3に示すように、ピストンリング1の外周面1aに対応した円環状のプロフィール線上の、第1円弧状面3aとピストンリング1の外周面1aとの交点P1から円周方向(左右)に0.005mmずれた位置に当該プロフィール線に垂直な垂直線を引き、これらの垂直線と面取り部3との交点を交点P1a、P1bとし、面取り部3の交点P1aと交点P1bとの間の部分を第2円弧状面3bとする。また、ピストンリング1の合口端面2aに対応した直線状のプロフィール線上の、第1円弧状面3aと合口端面2aとの交点P2から径方向(上下)に0.005mmずれた位置に当該プロフィール線に垂直な垂直線を引き、これらの垂直線と面取り部3との交点を交点P2a、P2bとし、面取り部3の交点P2aと交点P2bとの間の部分を第3円弧状面3cとする。そして、面取り部3の第2円弧状面3bと第3円弧状面3cとの間の部分、つまり面取り部3の交点P1bと交点P2bとの間の部分を第1円弧状面3aとすることができる。
 上記3つの円弧状面3a、3b、3cを有する場合においては、面取り部3は、第2円弧状面3bの半径R2(図2参照)と第1円弧状面3aの半径R1(図2参照)との比、つまりR2/R1が1.00以下となる形状に形成されるのが好ましく、R2/R1が0.1~0.8となる形状に形成されるのがより好ましい。また、面取り部3は、第3円弧状面3cの半径R3(図2参照)と第1円弧状面3aの半径R1との比、つまりR3/R1が0.50以下である形状に形成されるのが好ましく、R3/R1が0.050~0.500である形状に形成されるのがより好ましい。
 さらに、面取り部3は、第1円弧状面3aの半径R1と面取り部3のピストンリング1の円周方向に沿う円周方向幅L1(図3参照)との比、つまりR1/L1が1.00~4.50となり、第1円弧状面3aの半径R1と面取り部3のピストンリング1の半径方向に沿う半径方向幅L2(図3参照)との比、つまりR1/L2が1.00~5.00となり、第2円弧状面3bの半径R2と第1円弧状面3aの半径R1との比率、つまりR2/R1が1.00以下となり、第3円弧状面3cの半径R3と第1円弧状面3aの半径R1との比、つまりR3/R1が0.50以下となる形状に形成されるのが好ましい。
 このような湾曲形状の面取り部3は、例えば図4に示すように、合口部2の外周エッジにバレル加工やブラシ加工等を施して、3つの円弧状面3a、3b、3cを有する湾曲形状の面取り部3に形成することができる。なお、湾曲形状の面取り部3は、上記工法に限らず、他の工法により形成するようにしてもよい。
 このように、本発明では、面取り部3を湾曲形状に形成するため、面取り部3にはエッジ部分がなく、面取り部3のピストンリング1の円周方向に沿う円周方向幅L1とピストンリング1の半径方向に沿う半径方向幅L2とを小さくし、つまり面取り部3の面取り量を縮小しても、この面取り部3に欠けが生じづらくすることができる。したがって、欠けを生じさせることなく面取り部3を十分に小さくすることができるので、合口部2におけるブローバイガスの流通通路を十分に小さくして、合口部2を通したブローバイガスを効果的に抑制することができる。
 面取り部3は、その円周方向幅L1と半径方向幅L2との比、つまりL1/L2が、0.6~2.0となる形状に形成されるのが好ましい。例えば、図3に示す場合では、面取り部3は、その円周方向幅L1と半径方向幅L2との比が1.0、つまり円周方向幅L1と半径方向幅L2とが同一の幅となる形状に形成されている。
 図5に変形例として示すように、面取り部3は、円周方向幅L1が半径方向幅L2よりも大きい形状に形成することもできる。これにより、面取り部3に欠けが生じることを、さらに確実に防止することができる。
 図6に変形例として示すように、面取り部3は、第1円弧状面3aおよび第3円弧状面3cの2つの円弧状面3a、3cを有し、第2円弧状面3bを有していない形状とすることにより、面取り部3は、その円周方向幅L1が半径方向幅L2よりも小さい形状に形成することもできる。
 これに対して、図7に変形例として示すように、面取り部3は、第1円弧状面3aおよび第3円弧状面3cの2つの円弧状面3a、3cを有するとともに、円周方向幅L1が半径方向幅L2と同一または円周方向幅L1が半径方向幅L2よりも大きい形状に形成することもできる。
 図8に変形例として示すように、面取り部3は、第1円弧状面3aおよび第3円弧状面3cの2つの円弧状面を有するとともに、第1円弧状面3aが限りなく平坦に近い形状となるように形成することもできる。このように、第1円弧状面3aが限りなく平坦に近い場合には、面取り部3は、円周方向幅L1、半径方向幅L2および第3円弧状面3cの半径R3で定義するようにしてもよい。
 図6、図7および図8に示す変形例のピストンリング1においては、例えば図8に示すように、面取り部3は、第1円弧状面3aとピストンリング1の外周面1aとの交差部分において、第1円弧状面3aの接線方向がピストンリング1の外周面1aの接線方向に対してその角度αが鋭角となるように傾斜している。つまり、面取り部3は、その第1円弧状面3aとピストンリング1の外周面1aとの交差部分にエッジを有する形状となっている。このように、面取り部3は、ピストンリング1の外周面1aとの境界が湾曲形状ではない形状とすることもできる。
 図9に変形例として示すように、面取り部3は段差部5を有する構成とすることもできる。段差部5は、例えば図9(a)に示すように、面取り部3とピストンリング1の外周面1aとの間に設けられる高さhの凹形状のものや、例えば図9(b)に示すように、面取り部3とピストンリング1の外周面1aとの間に設けられる高さhの凸形状のものとすることができる。また、段差部5は、例えば図9(c)に示すように、面取り部3と合口端面2aとの間に設けられる高さhの段差として形成することもできる。これらの段差部5の高さhは、5μm以下とされるのが好ましい。このように、面取り部3は、5μm以下の高さhの段差部5を設けた構成とすることもできる。
 ピストンリング1の合口部2の互いに対向する一対の合口端面2aのそれぞれに面取り部3が設けられる場合には、一方の面取り部3のピストンリング1の円周方向に沿う円周方向幅L1(図示はしないが、以下「L1a」とする)と他方の面取り部3のピストンリング1の円周方向に沿う円周方向幅L1(図示はしないが、以下「L1b」とする)との比、つまりL1a/L1bを0.30~3.00とするのが好ましく、一方の面取り部3のピストンリング1の半径方向に沿う半径方向幅L2(図示はしないが、以下「L2a」とする)と他方の面取り部3のピストンリング1の半径方向に沿う半径方向幅L2(図示はしないが、以下「L2b」とする)との比、つまりL2a/L2bを0.30~3.00とするのが好ましい。このような構成とすることにより、面取り部3の欠けの発生率を低減することができるとともに、合口部2の通路面積を低減させてブローバイ量を低減させることができる。
 ピストンリング1の合口部2の互いに対向する一対の合口端面2aのそれぞれに面取り部3が設けられるとともに、それぞれの面取り部3が、第1円弧状面3a、第1円弧状面3aとピストンリング1の外周面との間に設けられる第2円弧状面3bおよび第1円弧状面3aと合口端面2aとの間に設けられる第3円弧状面3cを有する場合には、一方の面取り部3の第1円弧状面3aの半径R1(図示はしないが、以下「R1a」とする)と他方の面取り部3の第1円弧状面3aの半径R1(図示はしないが、以下「R1b」とする)との比、つまりR1a/R1bを0.18~5.50とするのが好ましく、一方の面取り部3の第2円弧状面3bの半径R2(図示はしないが、以下「R2a」とする)と他方の面取り部3の第2円弧状面3bの半径R2(図示はしないが、以下「R2b」とする)との比、つまりR2a/R2bを0.18~5.50とするのが好ましく、一方の面取り部3の第3円弧状面3cの半径R3(図示はしないが、以下「R3a」とする)と他方の面取り部3の第3円弧状面3cの半径R3(図示はしないが、以下「R3b」とする)との比、つまりR3a/R3bを0.18~5.50とするのが好ましい。このような構成とすることにより、面取り部3の欠けの発生率を低減することができるとともに、合口部2の通路面積を低減させてブローバイ量を低減させることができる。
 本発明の効果を確認するために、本発明の実施例1、2のコンプレッションリング(ピストンリング)と、本発明との比較のための比較例のコンプレッションリングとを用意し、これらのコンプレッションリングについてブローバイガスの量(ブローバイ量、L/min)の測定試験を行い、その試験結果を比較した。
 実施例1のコンプレッションリングでは、ピストンリングの合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに面取り部を設けるとともに、それぞれの面取り部を、第1円弧状面、第2円弧状面および第3円弧状面を備えた湾曲形状とし、その円周方向幅および半径方向幅を、それぞれ0.055~0.075mmとし、円周方向幅と半径方向幅との比を0.733~1.750とした。また、一方の面取り部の円周方向幅と他方の面取り部の円周方向幅との比を0.73~1.37とし、一方の面取り部の半径方向幅と他方の面取り部の半径方向幅との比を0.53~1.88とした。さらに、第1円弧状面の半径を0.10~0.24mm、第2円弧状面の半径を0.04~0.16mm、第3円弧状面の半径を0.015~0.050mmとし、一方の面取り部の第1円弧状面の半径と他方の面取り部の第1円弧状面の半径との比を0.41~2.40とし、一方の面取り部の第2円弧状面の半径と他方の面取り部の第2円弧状面の半径との比を0.25~4.00とし、一方の面取り部の第3円弧状面の半径と他方の面取り部の第3円弧状面の半径との比を0.30~3.34とした。さらに、第1円弧状面の半径と面取り部の円周方向幅との比を1.333~4.364とし、第1円弧状面の半径と面取り部の半径方向幅との比を1.818~4.459とし、第2円弧状面の半径と第1円弧状面の半径との比を0.261~0.800とし、第3円弧状面の半径と第1円弧状面の半径との比を0.084~0.302とした。
 一方、実施例2のコンプレッションリングでは、ピストンリングの合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに面取り部を設けるとともに、それぞれの面取り部を、第1円弧状面、第2円弧状面および第3円弧状面を備えた湾曲形状とし、その面取り量は実施例1よりも小さくした。つまり、実施例2のコンプレッションリングでは、その円周方向幅を0.017~0.044mmとし、半径方向幅を0.022~0.045mmとした。また、実施例2のコンプレッションリングでは、円周方向幅と半径方向幅との比を0.640~1.471とし、一方の面取り部の円周方向幅と他方の面取り部の円周方向幅との比を0.38~2.60とし、一方の面取り部の半径方向幅と他方の面取り部の半径方向幅との比を0.48~2.05とした。また、第1円弧状面の半径を0.030~0.157mm、第2円弧状面の半径を0.013~0.043mm、第3円弧状面の半径を0.006~0.033mmとし、一方の面取り部の第1円弧状面の半径と他方の面取り部の第1円弧状面の半径との比を0.19~5.24とし、一方の面取り部の第2円弧状面の半径と他方の面取り部の第2円弧状面の半径との比を0.30~3.31とし、一方の面取り部の第3円弧状面の半径と他方の面取り部の第3円弧状面の半径との比を0.18~5.50とした。さらに、第1円弧状面の半径と面取り部の円周方向幅との比を1.207~4.103とし、第1円弧状面の半径と面取り部の半径方向幅との比を1.028~4.489とし、第2円弧状面の半径と第1円弧状面の半径との比を0.154~0.781とし、第3円弧状面の半径と第1円弧状面の半径との比を0.050~0.492とした。
 これに対して比較例のコンプレッションリングでは、面取り部を平坦な形状つまりC面形状とし、その円周方向幅および半径方向幅を共に0.055~0.075mmとし、円周方向幅と半径方向幅との比を0.733~1.136とし、一方の面取り部の円周方向幅と他方の面取り部の円周方向幅との比を0.73~1.37とし、一方の面取り部の半径方向幅と他方の面取り部の半径方向幅との比を0.53~1.88とした。
 このような設定の実施例1、2のコンプレッションリングおよび比較例のコンプレッションリングを用いて、欠け発生頻度の調査及びブローバイ量の実機試験を行った。ブローバイ量測定試験は、水冷4サイクルの過給器付ガソリンエンジン(排気量2.0L、4気筒)を用いて、実施例1~2及び比較例1のいずれかのコンプレッションリングをピストンのトップリング溝に装着した。このとき、全ての合口間隔を0.25mmとした。6000rpm、全負荷(WOT:Wide Open Throttle)条件にて、所定時間ガソリンエンジンを運転した場合におけるブローバイ量の測定をそれぞれ行った。ブローバイ量は、ピストンを介してクランクケース内へ流れたガスを再吸引し、再吸引したガスの量を計測することによって測定した。その欠け発生頻度及びブローバイ量の測定結果を表1および図10に示す。なお、表1において、L1、L2、R1~R3の欄において「a」で区分けされた欄は、それぞれ一方の合口端部に設けられたもの(上記のL1a、L2a、R1a、R2a、R3a)であることを示し、「b」で区分けされた欄は、それぞれ他方の合口端部に設けられたもの(上記のL1b、L2b、R1b、R2b、R3b)であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すように、実施例1のピストンリングでは面取り部の欠けの発生頻度は0.35%、実施例2のピストンリングでは面取り部の欠けの発生頻度は0.41%、比較例のピストンリングでは面取り部の欠けの発生頻度は2.25%となった。
 この調査結果から、面取り部の面取り量つまり円周方向幅と半径方向幅とが等しい場合には、実施例1のコンプレッションリングのように面取り部を湾曲形状とすれば、比較例のコンプレッションリングのように面取り部を平坦なC面形状とする場合よりも、面取り部の欠けの発生頻度を低下させることができることが解った。
 また、面取り部の面取り量つまり円周方向幅と半径方向幅とをさらに小さくしても、比較例のコンプレッションリングのように面取り部を平坦なC面形状とする場合に比べて、面取り部の欠けの発生頻度を低下させることができることが解った。
 一方、表1および図10に示されるように、比較例のピストンリングの場合を100とすると、実施例1のピストンリングのブローバイ量は85となり、実施例2のピストンリングのブローバイ量は72となった。
 この調査結果から、面取り部の面取り量つまり円周方向幅と半径方向幅とが等しい場合には、実施例1のコンプレッションリングのように面取り部を湾曲形状とすることにより、比較例のコンプレッションリングのように面取り部を平坦なC面形状とする場合よりも、ブローバイガスの量を15%低減させることができることが解った。
 また、面取り部の面取り量つまり円周方向幅と半径方向幅とをさらに小さくすることにより、比較例のコンプレッションリングのように面取り部をC面形状とする場合よりも、ブローバイガスの量を28%低減させることができることが解った。
 以上の結果から、面取り部を湾曲形状とすることにより、欠けの発生頻度を高めることなく面取り部を縮小することを可能とし、これにより合口部におけるブローバイガスの流通通路を十分に小さくして、合口部を通したブローバイガスを効果的に抑制可能であることが解った。
 本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
 例えば、前記実施の形態においては、面取り部3は、第1円弧状面3a、第2円弧状面3bおよび第3円弧状面3cの3つの円弧状面3a、3b、3c備えた湾曲形状、または第1円弧状面3aおよび第3円弧状面3cの2つの円弧状面3a、3cを備えた湾曲形状とされているが、これに限らず、少なくとも2つの円弧状面を連ねた湾曲形状に形成されていればよい。
また、前記実施の形態においては、合口部2の両方の合口端面2aにそれぞれ面取り部3を設けるようにしているが、合口部2の少なくとも一方の合口端面2aにのみ面取り部3を設ける構成とすることもできる。
 1  ピストンリング
 1a 外周面
 2  合口部
 2a 合口端面
 3  面取り部
 3a 第1円弧状面
 3b 第2円弧状面
 3c 第3円弧状面
 4  C面
 5  段差部
P1  交点
P1a 交点
P1b 交点
P2  交点
P2a 交点
P2b 交点
R1  第1円弧状面の半径
R2  第2円弧状面の半径
R3  第3円弧状面の半径
L1  円周方向幅
L2  半径方向幅
 α  角度
 h  高さ

Claims (12)

  1.  合口部を備えた内燃機関用のピストンリングであって、
     前記合口部の少なくとも一方の合口端面と前記ピストンリングの外周面とに連接する面取り部を有し、
     前記面取り部が湾曲形状を有していることを特徴とする内燃機関用のピストンリング。
  2.  前記面取り部が、少なくとも2つの円弧状面を有していることを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関用のピストンリング。
  3.  前記面取り部と前記ピストンリングの外周面との交差部分において、前記面取り部の接線方向が前記ピストンリングの外周面の接線方向に対して鋭角に傾斜することを特徴とする、請求項1または2に記載の内燃機関用のピストンリング。
  4.  前記面取り部の、前記ピストンリングの円周方向に沿う円周方向幅(L1)が前記ピストンリングの半径方向に沿う半径方向幅(L2)よりも大きいことを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
  5.  前記面取り部の、前記ピストンリングの円周方向に沿う円周方向幅(L1)と前記ピストンリングの半径方向に沿う半径方向幅(L2)との比(L1/L2)が、0.6~2.0であることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
  6.  前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、
     前記第3円弧状面の半径(R3)と前記第1円弧状面の半径(R1)との比(R3/R1)が、0.050~0.500であることを特徴とする、請求項1~5の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
  7.  前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、
     前記第2円弧状面の半径(R2)と前記第1円弧状面の半径(R1)との比(R2/R1)が、0.1~0.8であることを特徴とする、請求項1~6の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
  8.  前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、
     一方の前記面取り部の前記ピストンリングの円周方向に沿う円周方向幅(L1a)と他方の前記面取り部の前記ピストンリングの円周方向に沿う円周方向幅(L1b)との比(L1a/L1b)が、0.30~3.00であることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
  9.  前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、
     一方の前記面取り部の前記ピストンリングの半径方向に沿う半径方向幅(L2a)と他方の前記面取り部の前記ピストンリングの半径方向に沿う半径方向幅(L2b)との比(L2a/L2b)が、0.30~3.00であることを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
  10.  前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、
     それぞれの前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、
     一方の前記面取り部の前記第1円弧状面の半径(R1a)と他方の前記面取り部の前記第1円弧状面の半径(R1b)との比(R1a/R1b)が、0.18~5.50であることを特徴とする、請求項1~5の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
  11.  前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、
     それぞれの前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、
     一方の前記面取り部の前記第2円弧状面の半径(R2a)と他方の前記面取り部の前記第2円弧状面の半径(R2b)との比(R2a/R2b)が、0.18~5.50であることを特徴とする、請求項1~5の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
  12.  前記合口部の互いに対向する一対の合口端部のそれぞれに前記面取り部が設けられ、
     それぞれの前記面取り部が、第1円弧状面、該第1円弧状面と前記ピストンリングの外周面との間に設けられる第2円弧状面および前記第1円弧状面と前記合口端面との間に設けられる第3円弧状面を有し、
     一方の前記面取り部の前記第3円弧状面の半径(R3a)と他方の前記面取り部の前記第3円弧状面の半径(R3b)との比(R3a/R3b)が、0.18~5.50であることを特徴とする、請求項1~5の何れか1項に記載の内燃機関用のピストンリング。
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