(57)【要約】  ピストンリングが提供される。ピストンリングは、幾何学的軸の周りに円周方向に沿って延びる本体セクションと、第１タングセクションと、第２タングセクションと、を含む。使用時に、第１タングセクションは、第２タングセクションと重なり、接触界面を形成するように構成されている。本体セクションにおいて、外周表面は、円周方向に延びるテーパリング第１表面部分を含む。テーパリング第１表面部分は、テーパ開始部を有する。第１タングセクションに隣接して、テーパ開始部は、本体セクションの残部におけるテーパ開始部の位置に対して近位側に位置している。
2021518517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幾何学的軸（Ｘ）の周りに円周方向に沿って延びる本体セクション（３）と、
前記本体セクション（３）の第１端部（７）から前記本体セクション（３）の第２端部（９）に向かって延びる第１タングセクション（５）と、
前記本体セクション（３）の第２端部（９）から前記本体セクション（３）の第１端部（７）に向かって延びる第２タングセクション（１１）と、
近位フランク（１５）と、
遠位フランク（１７）と、
前記フランク（１５、１７）を相互に接続する外周表面（１９）と、を備え、
使用時に、前記第１タングセクション（５）が、前記第２タングセクション（１１）と重なり、接触界面（２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）を形成するように構成され、
前記本体セクション（３）において、前記外周表面（１９）が、前記円周方向に延びるテーパリング第１表面部分（２１）を含み、前記テーパリング第１表面部分（２１）は、テーパ開始部（３１）を有し、前記テーパリング第１表面部分（２１）が、前記テーパ開始部（３１）から近位側かつ半径方向内側にテーパし、
前記第１タングセクション（５）および前記第２タングセクション（１１）に隣接して、前記第１表面部分（２１）の前記テーパ開始部（３１）が、前記本体セクション（３）の残部における前記テーパ開始部（３１）の位置に対して近位側に位置している、ピストンリング（１）。
【請求項２】
前記外周表面（１９）が、好ましくは、非テーパリング第２表面部分（２２）とテーパリング第３表面部分（２３）とを含むダブルテーパプロファイルを有し、前記第１表面部分（２１）、前記第２表面部分（２２）および前記第３表面部分（２３）が、走行面であり、これらの面が前記リングの外周表面に位置していることが最も好ましい、請求項１に記載のピストンリング（１）。
【請求項３】
前記第１タングセクション（５）と前記第２タングセクション（１１）との間の前記接触界面（２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）の最も近位側の部分が、前記軸（Ｘ）に対して実質的に垂直な幾何学的平面（Ｐ）内にあり、
前記第１タングセクション（５）において、前記外周表面（１９）が、前記幾何学的平面（Ｐ）の近位側に延び、
前記第２タングセクション（１１）において、前記外周表面（１９）が、前記幾何学的平面（Ｐ）の遠位側に延びている、請求項１または２に記載のピストンリング（１）。
【請求項４】
前記ピストンリング（１）の円周の大部分に沿って、前記テーパ開始部（３１）が、前記幾何学的平面（Ｐ）の遠位側に位置し、前記テーパリングが、前記幾何学的平面（Ｐ）を越えて近位側に延び、
前記第１タングセクション（５）において、前記外周表面（１９）が、前記幾何学的平面（Ｐ）から延びる非テーパリング第２表面部分（２２）を含む、請求項３に記載のピストンリング（１）。
【請求項５】
前記第１タングセクション（５）において、前記外周表面（１９）が、半径方向内側にテーパするテーパリング第３表面部分（２３）を更に含み、前記テーパリングが、前記非テーパリング第２表面部分（２２）の近位端から始まり、近位側に延びている、請求項３または４に記載のピストンリング（１）。
【請求項６】
前記テーパリング第３表面部分（２３）のテーパ角度（β）が、前記テーパリング第１表面部分（２１）のテーパ角度（α）よりも大きい、請求項２または５に記載のピストンリング（１）。
【請求項７】
前記テーパリング第１表面部分（２１）および前記テーパリング第３表面部分（２３）のそれぞれが、前記近位フランク（１５）まで延びており、前記テーパリング第３表面部分（２３）が、前記第１タングセクション（５）から前記本体セクション（３）内に、前記テーパリング第１表面部分（２１）まで、前記円周方向に延びている、請求項６に記載のピストンリング（１）。
【請求項８】
前記第２タングセクション（１１）に隣接して、前記本体セクション（３）の前記外周表面（１９）が、前記テーパリング第３表面部分（２３）と同じテーパ角度（β）を有するテーパリング第４表面部分（２３）を含む、請求項６または７に記載のピストンリング（１）。
【請求項９】
前記第２タングセクション（１１）において、前記外周表面（１９、２２）が、前記幾何学的平面（Ｐ）から非テーパ状に延びている、請求項１または３〜８のいずれか一項に記載のピストンリング（１）。
【請求項１０】
前記本体セクションにおいて、前記外周表面が、バレル状表面部分を含み、前記バレル状表面部分が、半径方向外側に膨らむとともに前記円周方向に延び、前記テーパリング第１表面部分の遠位側に位置する、請求項１に記載のピストンリング。
【請求項１１】
前記第１タングセクション（５）が、半径方向に対して前記本体セクション（３）の外側で、かつ軸方向に対して遠位側で、前記円周方向に沿って延びるように形成された係合溝を有し、前記第２タングセクション（１１）が、前記係合溝と係合するように構成されている、請求項１または３〜１０のいずれか一項に記載のピストンリング（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンリング、特に大型エンジンでの使用を意図した種類のピストンリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンリングは、閉じたリングを形成するように、重なり合う領域で相互に係合するタングセクションを介して互いに連結される２つの端部を有する本体セクションによって形成されていてもよい。ピストンリングは、通常、ピストンの外周部に設けられた環状溝に取り付けられる。ピストンリングは、弾性を有し、シリンダの内周面と摺動接触するように意図されている。ピストンリングは、ピストンおよびシリンダとともに、エンジンの燃焼室を画定していてもよい。
【０００３】
好ましくは大型ディーゼルエンジン、例えば船舶エンジンで使用される種類のピストンリングは、エンジンの運転中に極端な条件にさらされる。高度の摩耗、熱および腐食により、ピストンリングは急速に摩耗し、したがって交換が必要となる。ピストンリングの寿命を延ばすための多くの方法が提案されている。これらの方法のいくつかは、ピストンリングの最も露出した部分、好ましくはその外周部に耐摩耗性の層またはコーティングを塗布することに向けられている。
【０００４】
ピストンリングは、テーパ状の外表面（テーパ状の走行プロファイル）を有してもよく、摩耗コーティングは、テーパ状の表面上に設けられる。深い走行プロファイルは、燃焼室内の高圧力がピストンリングの外周に作用することを可能にする。（軸方向に見て）長いテーパは、短いテーパよりも良好であり、ピストンリングの内周に作用する高圧力の大部分を打ち消す。これにより、摩耗コーティングの寿命の間、走行プロファイルの深さを持続させることができる。長いテーパは、圧力逃がしの観点からは有益であるが、ピストンリングのそのようなプロファイルは、重なり領域における漏れのリスクを伴うという欠点がある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、既知のピストンリングの欠点を緩和することである。この目的および他の目的は、以下で明らかになるであろうが、付随する独立請求項で定義されるピストンリングによって達成される。様々な例示的な実施形態のいくつかは、従属請求項に定義されている。
【０００６】
本発明は、外周のピストンリングプロファイルを変化させることにより、２つの機能的要件、すなわち、重なり領域でのシール効果を損なうことなく、適切な圧力逃がし（内周面に作用する高圧力を少なくとも部分的に打ち消すこと）が達成され得るという見識に基づいている。特に、本発明者は、円周の大部分に沿って比較的長い軸方向テーパを有するが、重なり領域に隣接し、かつ重なり領域では短いテーパを有することにより、圧力キャンセリング機能が維持されながら、重なり領域での漏れのリスクが低減されることを実現した。本発明は、その最も一般的な意味では、テーパ状の表面部分を備えた外表面を有するピストンリングに関するものである。テーパリングは、テーパ開始部から半径方向内側に延びており、テーパ開始部は、重なり領域の近傍で（軸方向に見て）変化している、ピストンリングに関するものである。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、ピストンリングが提供される。ピストンリングは、
幾何学的軸を中心に円周方向に沿って延びる本体セクションと、
本体セクションの第１端部から本体セクションの第２端部に向かって延びる第１タングセクションと、
本体セクションの第２端部から本体セクションの第１端部に向かって延びる第２タングセクションと、
近位フランクと、
遠位フランクと、
フランクを相互に接続する外周表面と、を備え、
使用時に、第１タングセクションが、第２タングセクションと重なり、接触界面を形成するように構成されている。本体セクションにおいて、外周表面が、円周方向に延びるテーパリング第１表面部分を含み、第１表面部分は、第１表面部分が近位方向および半径方向内側にテーパするテーパ開始部を有している。第１タングセクションおよび第２タングセクションに隣接して、第１表面部分のテーパ開始部が、本体セクションの残部におけるテーパ開始部の位置に対して近位側に位置している。
【０００８】
本開示では、「近位」および「遠位」という用語は、軸方向の２つの対向するものとして使用される。例えば、近位方向が上向きであれば、遠位方向は下向きであろう。通常、ピストンリングは、近位側フランクが燃焼室の方を向き、遠位側フランクが燃焼室から離れる方向を向くようにピストンに取り付けられるであろう。
【０００９】
上記から、タングセクションに隣接するテーパ開始部が、本体セクションの残部のテーパ開始部の近位側に位置しているため、テーパリング第１表面部分は、局所的に（タングセクションに隣接する）本体セクションの残部のテーパよりも短くなっていることが理解されるべきである。短いテーパは、漏れのリスクを低減し、一方、本体セクションの残部の長いテーパは、ピストンリングの内周と外周との間の適切な圧力キャンセルを提供する。
【００１０】
短いテーパは、重なり領域、特に第１タングセクションにおいても存在してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、第１タングセクションを含む重なり領域における外周表面は、非テーパであってもよい（すなわち、軸と実質的に平行であり、ピストンリングが摺動するシリンダに対して実質的に平行である）。
【００１１】
「隣接する」という表現は、タングセクションに直接的に境界づけられることに限定されることを意図していないことが理解されるべきである。むしろ、それは、タングセクションの近傍を含むものとして理解されるべきである。したがって、別の言い方をすれば、第１タングセクションに最も近い位置にあるテーパリング第１表面部分の円周方向部分と、第２タングセクションに最も近い位置にある円周方向部分とは、テーパリング第１表面部分の残部のテーパ開始部の近位側にあるテーパ開始部を有する。
【００１２】
好適には、テーパリング第１表面部分のテーパ開始部の位置の違いは、テーパ開始部が第１タングセクションおよび第２タングセクションに向かって徐々に近位側に上昇することによって達成されてもよい。テーパリング第１表面部分のテーパ開始部から重なり領域のテーパ開始部までの移行長さは、好適には、閉鎖リングの場合、円周の５％以下であってもよい。
【００１３】
ピストンリング（１）の少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、外周表面（１９）は、ダブルテーパプロファイルを有し、好ましくは、非テーパリング第２表面部分（２２）とテーパリング第３表面部分（２３）とを含み、第１表面部分（２１）、第２表面部分（２２）および第３表面部分（２３）は、走行面であり、これらの面が、リングの外周表面に位置していることが最も好ましい。表面部分（２３）、（２２）および（２１）は、したがって、エンジン内での運転中に通常はシリンダライナと接触し、それに応じて、テーパ状の表面は、走行面であり、リングの外周表面に位置している。
【００１４】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、テーパリング第１表面部分は、閉じられたリングのための円周の少なくとも７５％を覆っている。好適には、テーパリング第１表面部分によって覆われる領域は、重なり領域から１８０°（円周方向）に位置する点を基準にして対称である。
【００１５】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、第１タングセクションと第２タングセクションとの間の接触界面の最も近位側の部分は、軸に対して実質的に垂直な幾何学的平面内にある。いくつかの実施形態では、最も近位側の部分は、第１タングセクションと第２タングセクションとの間の平坦な接触界面部分に沿っていてもよい。そのような場合、平坦な接触界面部分は、幾何学的平面と一致する。他の実施形態では、最も近位側の部分は、湾曲した接触界面の端部であってもよい（例えば、円の４分の１の形成断面など）。
【００１６】
いくつかの例示的な実施形態によれば、第１タングセクションにおいて、外周表面は、幾何学的平面の近位側に延びており、第２タングセクションにおいて、外周表面は、幾何学的平面から遠位側に延びている。いくつかの例示的な実施形態では、第１タングセクションは、幾何学的平面の近位側および遠位側の両方に延び、重なり領域で第２タングセクションを近位側および遠位側の両方で包囲していてもよい。
【００１７】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、ピストンリングの円周の大部分に沿って、テーパリング第１表面部分のテーパ開始部は、幾何学的平面の遠位側に位置し、テーパリングは、幾何学的平面を越えて近位側に延びている。
【００１８】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、第１タングセクションにおいて、外周表面は、幾何学的平面から延びる非テーパリング第２表面部分を含む。非テーパリング第２表面部分は、幾何学的平面から、ピストンリングの近位フランクまでの全てまたは一部で近位側に延びていてもよい。
【００１９】
非テーパリング第２表面部分が、幾何学的平面と近位フランクとの間の軸方向距離の一部のみで延びている実施形態では、テーパリング第３表面部分へと好適に移行してもよい。これは、少なくとも１つの例示的な実施形態に反映されており、それによれば、第１タングセクションにおいて、外周表面は、半径方向内側にテーパするテーパリング第３表面部分を更に含み、テーパは、非テーパリング第２表面部分の近位端から始まり、近位側に延びる。テーパリング第３表面部分は、好適には、近位フランクまで延びていてもよい。
【００２０】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、テーパリング第３表面部分のテーパ角度は、テーパリング第１表面部分のテーパ角度とは異なる。例えば、少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、テーパリング第３表面部分のテーパ角度は、テーパリング第１表面部分のテーパ角度よりも大きい。テーパリング第３表面部分において比較的大きなテーパ角度を有することの利点は、通常、テーパリング第１表面部分よりも短い軸方向延在部を有していてもよいテーパリング第３表面部分において、より大きなテーパ角度が、短い軸方向延在部を形成して生じる可能性のある圧力キャンセル能力の損失を少なくとも部分的に補償することである。しかしながら、いくつかの例示的な実施形態では、テーパ角度は、第１表面部分および第３表面部分において実質的に同じであってもよい。
【００２１】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、テーパリング第１および／または第３表面部分のテーパ角度は、一定であってもよい。しかしながら、他の実施形態では、第１表面部分および第３表面部分の少なくとも１つは、表面部分の軸方向の延在部に沿って変化するテーパ角度を有してもよい。
【００２２】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、テーパリング第１表面部分およびテーパリング第３表面部分のそれぞれが、近位フランクまで延びており、ここで、テーパリング第３表面部分が、第１タングセクションから本体セクション内に、テーパリング第１表面部分まで円周方向に延びている。このように、テーパリング第３表面部分は、本体セクションの第１端部から円周方向の両方に延びており、一方の方向では、第１タングセクションに沿って延びており、他方の方向では、本体セクションに沿って延びており、テーパリング第１表面部分に面している。
【００２３】
上記から、少なくともいくつかの例示的な実施形態では、ピストンリングの外周表面は、ピストンリングの円周の大部分に沿って比較的小さなテーパ角を有する軸方向に長いテーパを有することにより、適切な圧力キャンセルを提供するが、局所的に（重なり領域に隣接しており、重なり領域において）、長いテーパは、比較的大きなテーパ角によって補償される軸方向に短いテーパによって置換されていることが理解されるべきである。更に、短いテーパは、ピストンリングを過ぎて制御不能なガス漏れのリスクを低減する。
【００２４】
第１タングセクションと同様に、第２タングセクションおよび／または第２タングセクションに隣接する領域は、比較的大きなテーパ角度を有する軸方向の短いテーパを含んでいてもよい。例えば、少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、第２タングセクションに隣接して、本体セクションの外周表面は、第３表面部分と同じテーパ角度を有するテーパリング第４表面部分を構成する。
【００２５】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、第２タングセクション上では、外周表面は、幾何学的平面から非テーパ状に延びている。好適には、第２タングセクションにおいて、非テーパ状の周辺表面は、遠位フランクまで遠位側に延びる。
【００２６】
少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、本体セクションでは、外周表面は、半径方向において外側に膨らみ、円周方向に延び、テーパリング第１表面部分の遠位側に位置するバレル状表面部分を含む。バレル状表面部分は、好適には、外向きの膨らみが外周表面の軸方向延在部のほぼ中心に位置するような軸方向延在部を有していてもよい。そのような場合、テーパ状第１表面部分のテーパ開始部は、外向きの膨らみの近位側に位置する。更に、漏れのリスクの低減および適切な圧力キャンセルを提供するために、第１タングセクション上では、テーパリング第１表面部分は、更に近位側に上方に位置してもよい。第１タングセクションにおいて、バレル状表面部分は、テーパリング第１表面部分と第２タングセクションとの接触界面との間に位置していてもよい。第２タングセクションは、好適には、テーパリング第１表面部分の空洞であってもよく、バレル状表面部分を存在させるだけでもよい。
【００２７】
第１タングセクションと第２タングセクションとの間には様々な係合の可能性が考えられるが、少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、第１タングセクションは、半径方向に対して本体セクションの外側および軸方向に対して遠位側に円周方向に沿って延びるように形成された係合溝を有してもよく、第２タングセクションは、係合溝と係合するように構成されている。
【００２８】
本発明は、重なり領域を越えて制御されていない漏れのリスクを低減するという利点を有するが、本発明を、重なり領域の外側、すなわち本体セクション上または本体セクション内で円周方向に制御された漏れを達成するための手段と組み合わせることが可能であることが理解されるべきである。制御された漏れを有することの理論は、リングパック内で機械的負荷を分散させることである。したがって、いくつかの実施形態では、所望であれば、高圧側から低圧側へのガスマスフローを達成するために、本体セクション内または本体セクションの外側に１つ以上の流路が設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態によるピストンリングの斜視図であり、未取付状態のピストンリングを図示している。
【図２】図２は、図１のピストンリングがピストン（図示せず）に取り付けられた後の詳細な斜視図である。
【図３】図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図５】図５は、図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図６】図６は、本発明の少なくとも他の例示的な実施形態によるピストンリングの断面図であり、図４に示された実施形態と同様の重なり領域の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１と図２に示されているように、外周表面にはハッチングされた部分が図示されている。ハッチングされた領域は、通常、断面を図示するために使用されるが、図１および図２の外周表面のハッチングされた領域は、ピストンリングに沿って異なるテーパを視覚的に区別するために描かれており、それによって、以下の説明の理解を容易にすることができる。
【００３１】
図１は、本発明の少なくとも１つの例示的な実施形態によるピストンリング１の透視図であり、未取付状態のピストンリング１を図示している。ピストンリング１は、幾何学的中心軸Ｘの周りに円周方向に沿って延びる本体セクション３を有している。ピストンリング１は、本体セクション３の第１端部７から本体セクション３の第２端部９に向かって延びる第１タングセクション５と、本体セクション３の第２端部９から本体セクション３の第１端部７に向かって延びる第２タングセクション１１とを有する。
【００３２】
本体セクション３の断面は、ピストンリング１の円周方向に沿って実質的に変化しておらず、図２に示す形状ｃを有している。しかしながら、２つのタングセクション５，１１に隣接して、本体セクション３の断面が変化しているため、図２に示す係合状態のタングセクション５，１１によって形成される重なり領域１３における断面も変化している。
【００３３】
図１および図２に図示されているように、ピストンリング１は、図面では上向きフランクとして図示されている近位フランク１５と、遠位フランク１７とを有する。図示された例示的な実施形態では、近位フランク１５は、本体セクション３および第１タングセクション５の全体に沿って円周方向に延びており、遠位フランク１７は、本体セクション３および第２タングセクション１１の全体に沿って延びている。他の例示的な実施形態が考えられることは理解されるべきであり、例えば、近位フランクおよび遠位フランクが本体セクションから両方のタングセクションに向かって延びている。更に、近位フランク１５および遠位フランク１７は、軸Ｘに対して垂直に延びる実質的に平坦な表面であるように図示されているが、他のフランクプロファイルが考えられることが理解されるべきである。例えば、フランク１５、１７の（半径方向における）内側および外側の周縁部は、ピストンリングの内側および外側の周縁部表面に通過する丸みを帯びたエッジによって定義されてもよく、その内側および外側の周縁部表面は、軸Ｘに平行に延びている。
【００３４】
図１では、外周表面が、異なるハッチングされた領域で図示されている。外周表面１９は、近位フランク１５と遠位フランク１７とを相互に接続している。以下でより詳細に議論される異なるハッチングされた領域は、非テーパ表面２２と、小さなテーパ角を有するテーパ表面２１と、比較的大きなテーパ角を有するテーパ表面２３とを表している。
【００３５】
図示された例示的な実施形態によれば、小さなテーパ角を有するテーパ表面２１は、本体セクション３のほぼ全体に沿って円周方向に延び、比較的大きな軸方向延在部を有している。一方、比較的大きなテーパ角を有するテーパ表面２３は、タングセクション５，１１に隣接する本体セクション３と、タングセクション５，１１の一方または両方のタングセクション５，１１と、に存在しているだけであり、比較的短い軸方向延在部しか有していない。しかしながら、他の実施形態では、比較的大きなテーパ角を有するテーパ表面２３は、一方または両方のタングセクション５，１１において省略されていてもよく、本体セクション３において省略されていてもよいことに留意すべきである。例えば、タングセクション５，１１は、代わりに、表面２２のような非テーパ外表面を呈してもよい。
【００３６】
図２から分かるように、ピストンリング１がピストンに取り付けられると、第１タングセクション５および第２タングセクション１１が互いに係合状態にもたらされる。係合状態では、第１タングセクション５は、第２タングセクション１と重なり、接触界面２５を形成する。この接触界面２５を有するピストンリング１のこの円周部分は、重なり領域１３と呼ばれることもある。図示された例示的な実施形態では、第１タングセクション５とタングセクション１１との間には、２つの異なる接触面、すなわち、軸Ｘに対して実質的に平行であって、軸Ｘに対して実質的に垂直である接触面が存在する。
【００３７】
本体セクション３において、外周１９の表面は、テーパリング第１表面部分２１（上記では、小さなテーパを有するテーパ状の表面２１と称する）を構成している。テーパリング第１表面部分２１は、第１表面部が近位側および半径方向内側にテーパするテーパ開始部３１を有している。なお、図３および図５において、テーパリング第１表面部分２１のテーパ角度をαと表記している。
【００３８】
第１タングセクション５および第２タングセクション１１に隣接して、テーパ開始部３１は、近位方向に上昇しており、これにより、局所的に、重なり領域の近傍で、テーパ開始部３１が、本体セクション３の残部におけるテーパ開始部３１の位置に対して近位側に位置している。これは、テーパ開始部３１が、図５においてテーパ開始部３１の近位側に位置している場合に図３において見ることができる。非テーパリング第２表面部分２２（上記では、非テーパ状の表面２２と称している）は、テーパリング第１表面部分２１のテーパ開始部３１から遠位側に延びている。したがって、本体セクション３の円周の大部分に沿って、テーパリング第１表面部分２１と非テーパリング第２表面部分２２とは、平行、かつ隣接する関係で走行する。
【００３９】
図１および図２から分かるように、本実施形態では、非テーパリング第２表面部分２２は、タングセクション５，１１内に延びている。しかしながら、テーパリング第１表面部分２１は、タングセクション５，１１内には延びていない。代わりに、図２に見られるように、テーパリング第１表面部分２１のテーパ開始部３１は、他のテーパリング第３表面部分２３のテーパ開始部３３（上記では、比較的大きなテーパ角度を有するテーパ状の表面２３と称される）に移行する。図１の例示された実施形態では、テーパリング第３表面部分２３は、本体セクション３の両端部７，９に存在するが、（テーパリング第１表面部分２１と非テーパリング第２表面部分２２とは対照的に）第３表面部分は、途切れることなく延びていない。円周方向において、本体セクション３の第１端部７におけるテーパリング第３表面部分２３は、テーパリング第１表面部分２１によって本体セクション３の第２端部９におけるテーパリング第３表面部分２３から離間されている。したがって、本体セクション３の第２端部９におけるテーパリング第３表面部分２３は、代替的に、テーパリング第４表面部分と称されることもある。テーパリング第４表面部分は、本体セクション３の第１端部７におけるテーパリング第３表面部分２３と同じ（または異なる）テーパ角度を有していてもよい。重なり領域１３の中心点から見て、テーパリング第３表面部分２３は、好適には、円周方向の両方向に等間隔で延びていてもよい。
【００４０】
タングセクション５、１１に隣接して、またタングセクション５、１１においても、非テーパリング第２表面部分２２は、テーパリング第３表面部分２３のテーパ開始部３３から遠位側に延びている。したがって、重なり領域１３において、かつ重なり領域１３に隣接して、テーパリング第３表面部分２３と非テーパリング第２表面部分２２とは、平行、かつ隣接する関係で走行する。
【００４１】
図２は、ピストンリング１の円周に沿った３種類の異なる断面形状ａ、ｂ、およびｃを示しており、それぞれＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線で断面を取っている。また、図３では形状ａを拡大して示し、図４では形状ｂを示し、図５では形状ｃを示している。
【００４２】
形状ｂで表される重なり領域１３から始まり、特に図４を参照して、第１タングセクション５と第２タングセクション１１は、接触界面２５を有し、接触界面２５の部分２５ａは、軸Ｘと平行に延び、接触界面２５の他の部分２５ｂは、軸Ｘに垂直に延びている。後者の部分もまた、第１タングセクション５と第２タングセクション１１との間の最も近位側の接触点を定義する。従って、接触界面のこの後者の部分は、軸Ｘに垂直な幾何学的平面Ｐ内にあるとみなすことができる。図４に見られるように、非テーパリング第２表面部分２２は、界面部分２５ａを横切って（すなわち、幾何学的平面Ｐを横切って）第２タングセクション１１に沿って延びており、第１タングセクション５内にわずかに延び、テーパリング第３表面部分２３に移行している。しかしながら、他の実施形態では、非テーパリング第２表面部分２２が近位フランク１５まで実質的に全てで延びるように、テーパリング第３表面部分２３が省略されてもよいことに留意すべきである。
【００４３】
次に、ピストンリング１の円周延在部の大部分の断面を表す断面形状ｃに注目すると、図５を特に参照して、テーパリング第１表面部分２１のテーパ開始部３１が、外周表面１９の遠位側半分において、幾何学的平面Ｐの遠位側に開始し、幾何学的平面Ｐを越えて近位側に延びていることがわかる。少なくともいくつかの例示的な実施形態では、テーパリング第１表面部分２１の軸方向長さは、非テーパリング第２表面部分２２の軸方向長さの少なくとも２倍であってもよい。
【００４４】
断面形状ａ、特に図３を参照すると、第１のテーパリング表面部分２１のテーパ開始部３１が第１タングセクション５に向かって近づく近位側方向に徐々に上昇している位置で、第１タングセクション５に隣接する本体セクション３の断面を示す。外周表面１９のこの円周位置では、テーパリング第１表面部分２１のテーパ開始部３１は、まだ幾何学的平面Ｐの遠位側にあり、幾何学的平面Ｐを越えて近位側に延びている。しかしながら、その軸方向の長さは図５の場合よりも短く、遠位側に隣接する非テーパリング第２表面部分２２は長くなっている。テーパリング第１表面部分２１はテーパ角度αを有し、近位側に隣接するテーパリング第３表面部分２３はテーパ角度βを有しており、これは図４におけるテーパリング第３表面部分２３の角度でもある。テーパ角度βは、テーパ角度αよりも大きい。例えば、テーパ角度αは、１°〜３°の範囲であってもよく、テーパ角度βは、好適には、αよりも０°〜３°大きくてもよい。外周表面がバレル状表面部分と組み合わされたテーパ状の表面部分を有する本明細書に記載の実施形態（およびそのような表面部分の組み合わせを有する他の実施形態）では、テーパ状の表面部分のテーパ角度は、好適には、１°〜６°の範囲であってもよい。
【００４５】
より大きなテーパ角度βを有することの利点は、圧力逃がしの観点から、テーパの短い軸方向延在部を補償することである。
【００４６】
変化するテーパ開始部（ここで、タングセクション５、１１に隣接するテーパリング第１表面部分２１は、本体セクション３の残部におけるテーパ開始部の位置に対して近位側に位置するテーパ開始部３１を有する）は、それ自体が先行技術の欠点を緩和するが、図１および図２に示される実施形態は、特に有利である。重なり領域１３において図２に見られるように、周縁外表面１９は平坦対平坦（flat to flat）である。言い換えれば、幾何学的平面Ｐ（この場合、水平接触界面２５）のいずれかの側から、外周表面１９は、少なくとも初めのうちは、非テーパリング態様で延びている。第１タングセクション５において、非テーパリング表面２２の軸方向延在部は、短い（そして、テーパリング第３表面部分２３に近位側で境界づけられている）が、それでも、重なり合う領域での漏れのリスクを効率的に低減するのに十分である。
【００４７】
図示された例示的な実施形態に示すように、第１タングセクション５と第２タングセクション１１との間の接触界面２５の最も近位側の部分は、軸Ｘに実質的に垂直な幾何学的平面Ｐ内に位置している。このことは、互いに実質的に垂直な２つの界面部分２５ａ、２５ｂを有する図４に対して示された実施形態と、接触界面２５ｃが４分の１の円を画定する図６に示された実施形態の両方に関して当てはまる。いずれの実施形態においても、第１タングセクション５において、非テーパ状の第２表面部分２２は、幾何学的平面Ｐの近位側に延びており、第２タングセクション１１において、非テーパリング第２表面部分２２は、幾何学的平面Ｐの遠位側に延びている。更に、図４の実施形態においては、軸Ｘに対して垂直である界面部分２５ｂは、幾何学的平面Ｐと一致していることに留意される。
【００４８】
図示された実施形態では、ダブルテーパ状の外周表面１９が示されているが、他の実施形態も考えられる。例えば、１つの例示的な実施形態によれば、外周表面は、半径方向における外側に膨らむバレル状表面部分を含んでもよい。バレル状表面部分は、円周方向に延び、テーパリング第１表面部分２１の遠位側に位置していてもよい。このように、非テーパ状の第２表面部分２２は、好適には、非テーパリング第２表面部分２２の軸方向延在部と比較して、本体セクション３の大部分に沿ってより大きな軸方向延在部を有する、バレル状表面部分に置き換えられてもよい。これにより包囲シリンダに接触するであろう円周方向に延びる外側の膨らみが、外周表面１９のほぼ中央に位置する。このような場合、テーパリング第１表面部分２１は、外側膨らみの近位側に位置するテーパ開始部３１であって、その結果、図１および図２に図示されているテーパ開始部３１と比較して近位側に（本体セクション３の円周の大部分に沿って）位置するテーパ開始部３１を有する。
【００４９】
更に、第２タングセクション１１が係合溝と係合できるように、半径方向に対して本体セクション３の外側であって軸方向に対して遠位側で円周方向に沿って延びるように形成された係合溝として図示されているが、他の構成も考えられることが理解されるべきである。例えば、第１タングセクション５は、図示された実施形態と同様に、本体セクション３の第２端部９に向かって半径方向外側に開いている係合溝を有していてもよいが、この係合溝は、第１タングセクションが第２タングセクションの近位側および遠位側の両方に延びるように遠位側に閉じていてもよい。
【００５０】
本発明の各態様の好ましい特徴は、他の態様のそれぞれについて準用する。
【図１】
2021518517.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年11月19日(2020.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幾何学的軸（Ｘ）の周りに円周方向に沿って延びる本体セクション（３）と、
前記本体セクション（３）の第１端部（７）から前記本体セクション（３）の第２端部（９）に向かって延びる第１タングセクション（５）と、
前記本体セクション（３）の第２端部（９）から前記本体セクション（３）の第１端部（７）に向かって延びる第２タングセクション（１１）と、
近位フランク（１５）と、
遠位フランク（１７）と、
前記フランク（１５、１７）を相互に接続する外周表面（１９）と、を備え、
使用時に、前記第１タングセクション（５）が、前記第２タングセクション（１１）と重なり、接触界面（２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）を形成するように構成され、
前記本体セクション（３）において、前記外周表面（１９）が、前記円周方向に延びるテーパリング第１表面部分（２１）を含み、前記テーパリング第１表面部分（２１）は、テーパ開始部（３１）を有し、前記テーパリング第１表面部分（２１）が、前記テーパ開始部（３１）から近位側かつ半径方向内側にテーパし、
前記第１タングセクション（５）および前記第２タングセクション（１１）に隣接して、前記第１表面部分（２１）の前記テーパ開始部（３１）が、前記本体セクション（３）の残部における前記テーパ開始部（３１）の位置に対して近位側に位置し、
前記外周表面（１９）が、好ましくは、非テーパリング第２表面部分（２２）とテーパリング第３表面部分（２３）とを含むダブルテーパプロファイルを有し、前記第１表面部分（２１）、前記第２表面部分（２２）および前記第３表面部分（２３）が、走行面であり、これらの面が前記リングの外周表面に位置していることが最も好ましく、
前記テーパリング第３表面部分（２３）のテーパ角度（β）が、前記テーパリング第１表面部分（２１）のテーパ角度（α）よりも大きい、ピストンリング（１）。
【請求項２】
前記第１タングセクション（５）と前記第２タングセクション（１１）との間の前記接触界面（２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）の最も近位側の部分が、前記軸（Ｘ）に対して実質的に垂直な幾何学的平面（Ｐ）内にあり、
前記第１タングセクション（５）において、前記外周表面（１９）が、前記幾何学的平面（Ｐ）の近位側に延び、
前記第２タングセクション（１１）において、前記外周表面（１９）が、前記幾何学的平面（Ｐ）の遠位側に延びている、請求項１に記載のピストンリング（１）。
【請求項３】
前記ピストンリング（１）の円周の大部分に沿って、前記テーパ開始部（３１）が、前記幾何学的平面（Ｐ）の遠位側に位置し、前記テーパリングが、前記幾何学的平面（Ｐ）を越えて近位側に延び、
前記第１タングセクション（５）において、前記外周表面（１９）が、前記幾何学的平面（Ｐ）から延びる非テーパリング第２表面部分（２２）を含む、請求項２に記載のピストンリング（１）。
【請求項４】
前記第１タングセクション（５）において、前記外周表面（１９）が、半径方向内側にテーパするテーパリング第３表面部分（２３）を更に含み、前記テーパリングが、前記非テーパリング第２表面部分（２２）の近位端から始まり、近位側に延びている、請求項２または３に記載のピストンリング（１）。
【請求項５】
前記テーパリング第１表面部分（２１）および前記テーパリング第３表面部分（２３）のそれぞれが、前記近位フランク（１５）まで延びており、前記テーパリング第３表面部分（２３）が、前記第１タングセクション（５）から前記本体セクション（３）内に、前記テーパリング第１表面部分（２１）まで、前記円周方向に延びている、請求項１に記載のピストンリング（１）。
【請求項６】
前記第２タングセクション（１１）に隣接して、前記本体セクション（３）の前記外周表面（１９）が、前記テーパリング第３表面部分（２３）と同じテーパ角度（β）を有するテーパリング第４表面部分（２３）を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のピストンリング（１）。
【請求項７】
前記第２タングセクション（１１）において、前記外周表面（１９、２２）が、前記幾何学的平面（Ｐ）から非テーパ状に延びている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のピストンリング（１）。
【請求項８】
前記本体セクションにおいて、前記外周表面が、バレル状表面部分を含み、前記バレル状表面部分が、半径方向外側に膨らむとともに前記円周方向に延び、前記テーパリング第１表面部分の遠位側に位置する、請求項１に記載のピストンリング。
【請求項９】
前記第１タングセクション（５）が、半径方向に対して前記本体セクション（３）の外側で、かつ軸方向に対して遠位側で、前記円周方向に沿って延びるように形成された係合溝を有し、前記第２タングセクション（１１）が、前記係合溝と係合するように構成されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のピストンリング（１）。
【国際調査報告】
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2021518517.tif 000010