(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の膨脹行程時にピストンリングを介して最大荷重が作用するリング溝の外周縁部に発生する偏磨耗を防止可能なピストンリング用ワイヤを提供する。【解決手段】ピストン５外周のリング溝６に装着されるピストンリング４の素材としてのピストンリング用ワイヤであって、同ワイヤのリング溝６の外周縁角部に当接する部分が削り取られて、略台形の断面形状２に形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン外周のリング溝に装着されるピストンリングの素材としてのピストンリング用ワイヤであって、同ワイヤの上記リング溝の外周縁部に当接する部分が、略台形の断面形状に形成されていることを特徴とするピストンリング用ワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストン外周のリング溝に装着されるピストンリングの素材としてのピストンリング用ワイヤに関し、特に内燃機関のピストンリングに好適なピストンリング用ワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、内燃機関のピストンには、燃焼室の気密保持やオイルの燃焼室への浸入を防止するために、ピストン外周にリング溝を形成し、このリング溝にピストンリングを装着する構成が採用されている。
【０００３】
一般に、上記のピストンリングとして、上記気密保持の役割を主として担うコンプレッションリングと、シリンダ壁面の余剰オイルを剥き落とすオイルリングとが用いられている。
【０００４】
ピストンリング、特にコンプレッションリングには、内燃機関の膨脹行程時にその上面に高い燃焼圧力が作用する。このときのピストンリングの上面には、燃焼圧による荷重がそのほぼ全面に均等に分布して作用する。そしてこの燃焼圧力によりピストンリングはリング溝の下側の面、すなわちリング溝のクランクケ−ス側の面に押しつけられる。
【０００５】
ところがピストンリングは、その外周部分がリング溝から突出された状態でピストンに装着されていることから、上記の押しつけ時にリング溝の下側の面がピストンリングから受ける面圧（圧力）は、図２（ｂ）に矢ｆで示すようになり、その圧力曲線はリング溝の開口部（外周縁部）に向かうにしたがって高くなるというほぼ二次曲線ａのようなものとなる。このように、リング溝にはピストンリングを介して不均等な面圧を受けており、その結果リング溝は開口部（外周縁部）付近で溝幅が広がるように偏磨耗するような現象が発生する。このリング溝の偏磨耗は、ピストンリングにがたつきを生じさせ、気密性の低下やピストンリングの装着不具合などを招く。
【０００６】
このような不具合に対処したものとして、特許文献１に記載のようなピストンリングが従来提案されている。
【０００７】
このピストンリングを図３により、説明する。
図３において、符号１１はピストン２０に形成された圧縮リング装着用のリング溝を示しており、このリング溝１１に、ピストンリング１４が装着される。
このピストンリング１４は、熱膨脹率の異なる材質で形成された上層１７と下層１８とを積層した二層構造（上層１７の熱膨脹率は下層１８の熱膨脹率よりも小さい）からなり、両層の熱膨脹率の差異によって機関負荷の増大に伴う温度上昇に応じて、図示のように断面湾曲状に熱変形することで、装着されたリング溝との接触状態を機関負荷に相関して自律的に調整できる構成となっている。符号２１はシリンダ−を示す。
【特許文献１】特開２００５−３５１４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の従来のピストンリングは、熱膨脹率の異なる材質で形成された上層と下層とを積層した二層構造であるため、製造コストが高価となる。またこのピストンリングは、機関負荷に相関して、湾曲状に変形する熱変形と復元とを繰り返すものであるから、耐久性に乏しい、などの課題がある。特に、自動車用の内燃機関では、高出力の要求される加速運転とアイドリング運転とが繰り返されるため、ピストンリングの湾曲状熱変形と復元との繰り返えしが非常にしばしば行われることとなり、耐久性に課題が残る。
本発明は、従来のピストンリングにおける上述の課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ピストンリングの断面形状を、内燃機関の膨脹行程時に、ピストンリングの下側の面がリング溝の開口部（外周縁部）付近に当接することのない形状に形成することにより、内燃機関の膨脹行程時にピストンリングを介してリング溝の開口部（外周縁部）に最大荷重が作用して、リング溝の開口部（外周縁部）付近が偏磨耗するのを防止するようにした点を特徴とする。
【００１０】
具体的には、本発明は、ピストン外周のリング溝に装着されるピストンリングの素材としてのピストンリング用ワイヤであって、同ワイヤの上記リング溝の外周縁部に当接する部分が略台形の断面形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記の通り、本発明は、ピストンリングの断面形状を、内燃機関の膨脹行程時に、ピストンリングの下側の面がリング溝の開口部（外周縁部）付近に当接することのない形状に形成したため、内燃機関の膨脹行程時に、ピストンリングの下側の面がリング溝の開口部の外周縁部付近に当接することを防止でき、リング溝の開口部外周縁部付近の偏磨耗を防止するが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に示す実施形態により具体的に説明する。
図１（ａ）は本発明の第一実施形態にかかるピストンリング用ワイヤの側断面図、（ｂ）は図１（ａ）のワイヤの変形例にかかるピストンリング用ワイヤの側断面図、図２（ａ）は図１（ｂ）に示すワイヤにより製造されたピストンリングを内燃機関のピストンに装着した状態を示す模試図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ矢部の拡大図である。
【００１３】
図１（ａ）において、符号１はピストンリング用ワイヤを示しており、このワイヤ１は、主体部は通常のピストンリング用ワイヤとほぼ同じ断面形状に形成されているが、外周側部分〔図における左側部分で、ワイヤ１がピストンリングに形成されてピストン３のリング溝４（図２（ａ）参照）に装着された時にリング溝４の開口部（外周縁部）側に対向する部分〕が、その下側の面（ピストンのクランクシャフト側の面）のコ−ナ−部をほぼ台形形状２に形成されている。台形形状２の傾斜角度としては、一例として２０°が適当である。
【００１４】
図１（ｂ）に示す例では、下側の面のコ−ナ−部のほか上側の面のコ−ナ−部もほぼ同じ形状の台形形状３に形成されている。
【００１５】
図１（ａ）や図１（ｂ）に示したワイヤにより形成されたピストンリング４は、図２（ａ）に示す通り、ピストン５のリング溝６に装着されて使用される。図２（ａ）は図１（ｂ）に示したワイヤをピストン５のリング溝６に装着した例である。符号７はシリンダ−を示す。
【００１６】
内燃機関の膨脹行程時にはピストン５の上面に高い燃焼圧力が作用する。この高い燃焼圧力はピストンリング４の上面にも作用するから、ピストンリング４は、燃焼圧力により図２（ａ）に示すように、リング溝６の下側の面、すなわちリング溝のクランクケ−ス側の面に押しつけられる。
【００１７】
ピストンリング４は、図２（ａ）に示す通り、その外周部分がリング溝６から突出された状態でピストン５に装着されているので、ピストンリング１のリング溝６から突出した部分は、リング溝６の外側の下側角部Ｂ（リング溝６の開口部外周縁部）を支点とした「片持ち梁」状態にある。
したがって、ピストンリング４に上記の高い燃焼圧力が作用すると、従来のピストンリングの場合、図２（ｂ）の矢ｆに示すように、リング溝６の下側角部Ｂに最大の負荷が作用し、これがこの下側角部Ｂに偏磨耗を発生させる原因となっている。
しかし、この実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示す通り、ピストンリング４の下側角部Ｂに対向する部分、すなわちピストンリング４の外周縁部の下側の面のコ−ナ−部をほぼ台形形状２に形成してあるので、内燃機関の膨脹行程時に、ピストンリング４の下側の面がリング溝６の下側角部Ｂに当接することがない。
【００１８】
このように、この実施形態のワイヤ１により形成されたピストンリング４は、その断面形状を、内燃機関の膨脹行程時に、ピストンリング４の下側の面がリング溝６の開口部の下側角部Ｂ（外周縁部）やその付近に当接することのない形状に形成したことにより、内燃機関の膨脹行程時にピストンリング４介してリング溝６の開口部の下側角部Ｂ（外周縁部）やその付近に最大荷重が作用して、リング溝６の当該部分が偏磨耗するのを防止することができる。また、この実施形態のワイヤ１により形成されたピストンリング４は、特許文献１に示されている従来のピストンリングに較べ、簡単な構造であるため、材料コストや製作コストの面で有利である。
【００１９】
なお、図１（ｂ）の実施形態では、ワイヤ１の上側の面のコ−ナ−部も、下側の面とほぼ同じ形状の台形形状３に形成され、ワイヤ１の断面は対称形状に形成されている。このことにより、ピストンリングの軽量化を図ることが可能となる。
また、各実施形態において、台形形状（部）２、３の長さＬは、装着されるピストンの径により決定される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）本発明の第一実施形態にかかるピストンリング用ワイヤの側断面図である。        （ｂ）図１（ａ）のワイヤの変形例にかかるピストンリング用ワイヤの側断面図である。
【図２】（ａ）図１（ｂ）に示すワイヤにより製造されたピストンリングを内燃機関のピストンに装着した状態を示す模試図である。（ｂ）は図２（ａ）のＡ矢部の拡大図である。
【図３】従来のピストンリングの側断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１：ピストンリング用ワイヤ
２、３：台形形状（部）
４：ピストンリング
５：ピストン
６：リング溝
７：シリンダ−
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008038979.tif 000005