特開2020-41573IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

ピストンリング、及びピストンリングの製造方法

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】外周面に凹凸構造を有していても摺動相手材の摩耗を抑制することが可能なピストンリングを提供する。
【解決手段】ピストンリングは、外周面に所定の方向に延在する溝部と陸部とを交互に有する凹凸構造が形成されたピストンリングであって、前記外周面は、前記ピストンリングの中心軸を含む断面による輪郭形状において、外径の寸法が最大となる最外径部を備え、前記凹凸構造は、前記最外径部には形成されていないことを特徴とする。
【選択図】図3B

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

特許文献1〜3に記載のピストンリングによれば、外周面に形成された凹凸構造に潤滑油が保持されることで、当該潤滑油を介してシリンダ等の相手材との間の摺動抵抗を低減させることができる。しかしながら、摺動面に形成された凹凸構造が相手材に対して摺動することが繰り返されることにより、相手材をより摩耗させてしまう。ことに、ピストンリングにおいては、シリンダ内壁が摩耗する場合がある。シリンダ内壁が摩耗した場合には、シリンダの内径が拡大するため、ピストンリングが拡径して合口の隙間が大きくなり得る。ピストンリングの合口の隙間が大きくなると、シール機能が低下し、ブローバイガス量の増加又はオイル消費量の増加等が生じてしまうという問題があった。 本発明は、このような問題を解決することを課題とするものであり、その目的は、外周面に凹凸構造を有していても相手材の摩耗を抑制することが可能なピストンリング、及びピストンリングの製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明のピストンリングは、外周面に所定の方向に延在する溝部と陸部とを交互に有する凹凸構造が形成されたピストンリングであって、前記外周面は、前記ピストンリングの中心軸を含む断面による輪郭形状において、外径の寸法が最大となる最外径部を備え、前記凹凸構造は、前記最外径部には形成されていないことを特徴とする。
【発明の効果】
本発明によれば、外周面に凹凸構造を有していても相手材の摩耗を抑制することが可能なピストンリング、及びピストンリングの製造方法を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の一実施形態としての上側面側から見たピストンリングの平面図である。

【図2】ピストンに装着され、シリンダ内に挿入された状態の、図1のピストンリングを示す断面図である。

【図3A】図2のピストンリングをシリンダのボアに収めた状態における、中心軸を含む断面による全体断面図である。

【図3B】図3Aの一部を拡大して示す断面図である。

【図4A】図1のピストンリングの凹凸構造を含む外周面を示す側面図である。

【図4B】図4Aに示す凹凸構造とは異なる配置の凹凸構造を含む場合の、図1のピストンリングの外周面を示す側面図である。

【図4C】図4Aに示す凹凸構造及び図4Bに示す凹凸構造とは異なる配置の凹凸構造を含む場合の、図1のピストンリングの外周面を示す側面図である。

【図5】図1のピストンリングの外周面に形成された凹凸構造を拡大して示す斜視図である。

【図6】図5に示す凹凸構造を示す断面図である。

【図7A】図5に示す凹凸構造の第1の変形例を示す断面図である。

【図7B】図5に示す凹凸構造の第2の変形例を示す断面図である。

【図7C】図5に示す凹凸構造の第3の変形例を示す断面図である。

【図8】図1のピストンリングの第1の変形例を示す断面図である。

【図9】図1のピストンリングの第2の変形例を示す断面図である。

【図10】図9のピストンリングの外周面を示す側面図である。

【図11】図1のピストンリングの第3の変形例を示す断面図である。

【図12】図1のピストンリングの第4の変形例を示す断面図である。

【図13】図12のピストンリングのランド部を拡大して示す断面図である。

【図14】本発明の一実施形態としてのピストンリングの製造方法の一部の工程を示すフローチャートである。

【図15】実施例1の試験方法を説明する図である。

【図16】実施例3で用いる単体往復動試験機の一部断面図である。

選択図 図3B出願人が指定した本件の代表的な図

1、1a、1b、1c、1d:ピストンリング   2:リング本体   3:コイルエキスパンダー   4:ウェブ部   5:レール部   6:合口   7:ランド部   8:孔部   10、10a、10b、10c:外周面   11:最外径部   12、12a、12b、12c:傾斜部   14a、14c:バレル状部   15a、15c:テーパ状部   30、30’、30’’、30a、30b、30c:凹凸構造   31:溝部   40:傾斜面   41:陸部   50:微細凹凸構造   51:微細凹部   61:微細凸部   70:内周面   80:上側面   80c:上側面側軸方向側部   90:下側面   90c:下側面側軸方向側部   100:ピストン   101:ピストンリング溝   200:シリンダ   200’:シリンダ切り出し片   300:単体往復動試験機   301:ピストンリング   302:ピストン   303:シリンダライナー   304:ブロック   306:ロードセンサー   A:周方向   B:中心軸方向   C:径方向   D:燃焼室側(上側面側)   E:クランクケース側(下側面側)   F:径方向内側   G:径方向外側   I:溝部と陸部との繰り返し単位   J:凹凸構造の高低差   K:微細凹凸構造の高低差   L1:第1距離   L2:第2距離   D1:ピストンリングの外径   D1max:最外径部での外径   dH:テーパ状部の最外径位置と最外径部との段差   O:中心軸   P:凹凸構造形成領域   Q:リングピース   S:凹凸構造非形成領域   X1、X2、X3、X4:境界線   α:テーパ状部の中心軸方向に対する傾斜角

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