(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ（１１）内で軸線方向に移動可能なピストン（１２）に取り付けられかつ担持された環状筒体（２１）であって、前記環状筒体（２１）の厚さ分だけ軸線方向に離間した第一端面（３１）及び第二端面（３２）によって区画されかつ内周面及び外周面によって区画された環状筒体（２１）と、
前記環状筒体（２１）の前記外周面上に形成され、かつ前記シリンダ（１１）の内壁と一定に接触した複数の低摩擦で磨耗可能な材料製の複数のフィン（２２、５２、６２）であって、前記シリンダ（１１）内の前記ピストン（１２）の軸線方向運動中において非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）の回転を促進して前記低摩擦磨耗可能な材料を前記シリンダ（１１）の壁上へ一様に移動させるように、前記環状筒体（２１）の第一端面（３１）と第二端面（３２）の間で斜めに延びているフィン（２２、５２、６２）とを備え、
前記環状筒体（２１）の内周面側において前記環状筒体（２１）内に少なくとも部分的に埋め込まれているＯリング（７０）をさらに備えている、非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項２】
前記低摩擦磨耗可能材料はポリテトラフルオロエチレンである請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項３】
前記環状筒体（２１）及び前記フィン（２２、５２、６２）はポリテトラフルオロエチレン製である請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項４】
前記フィン（２２、５２、６２）は前記環状筒体（２１）の前記第一端面（３１）から前記第二端面（３２）へ延びている請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項５】
前記複数のフィン（２２、５２）は、前記フィン（２２、５２、６２）間において複数の流通路（２３、５３）を形成し、前記シリンダ（１１）内に含まれている気体は、前記環状筒体（２１）の第一端面（３１）から前記第二端面（３２）へ自由に移動する請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項６】
前記フィン（２２、５２）は、前記流通路（２３、５３）の周方向寸法よりも大きな周方向寸法を有する請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項７】
前記フィン（２２、５２、６２）は前記環状筒体（２１）の周方向に一様に分布されている請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項８】
前記環状筒体（２１）は分割環として形成されている請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項９】
前記環状筒体（２１）は、３６０度未満で周方向に延びており、互いに周方向に離間している第一端部（４１）と第二端部（４２）を有する請求項８に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項１０】
前記環状筒体（２１）の前記第一端部（４１）と前記第二端部（４２）の間の間隙部は、前記複数のフィン（２２、５２）の中の隣接したフィン（２２、５２）の間に位置する請求項９に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項１１】
前記環状筒体（２１）は、３６０度を越えた角度で周方向に延びており、互いに重なっている第一端部（６４）と第二端部（６５）を有する請求項８に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項１２】
前記第一端部（６４）及び前記第二端部（６５）は、前記第一端面（３１）及び前記第二端面（３２）から、前記環状筒体（２１）の前記第二端面（３２）及び前記第一端面（３１）へそれぞれ延びており、協働してステップロックを形成する請求項１１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項１３】
前記環状筒体（２１）の外周面上において複数の第二フィン（６３）をさらに備え、前記第二フィン（６３）の各々は、前記環状筒体（２１）の前記第一端面（３１）と前記第二端面（３２）の間で延び、かつ隣接した対の前記フィン（２２、５２、６２）と接続している請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項１４】
前記第二フィン（６３）は前記シリンダ（１１）のほぼ軸線方向に延びている請求項１３に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項１５】
前記環状筒体（２１）と前記フィン（２２、５２、６２）はワイヤばねリングで直接的に一体片として一体に成形されている請求項１に記載の非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）。
【請求項１６】
シリンダ（１１）内で軸線方向に移動可能な往復動ピストン（１２）と、
前記シリンダ（１１）の内壁と前記ピストン（１２）の間でシールするための少なくとも一つのシールリング（１３、１４）と、
前記シリンダ（１１）の内壁と前記ピストン（１２）の間に位置し、かつ前記少なくとも一つのシールリング（１３、１４）から軸線方向に離間し、かつ少なくとも部分的に低摩擦磨耗可能材料製である非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）とを備え、
前記非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）の内周面側において少なくとも部分的に埋め込まれているＯリング（７０）をさらに備えている、ピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項１７】
前記少なくとも一つのシールリング（１３、１４）は鋼製である請求項１６に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項１８】
前記非シール式自己潤滑リングはポリテトラフルオロエチレンである請求項１６に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項１９】
前記非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）は、
前記ピストン（１２）上に形成された環状溝内に少なくとも部分的に受容された内周部と、
前記低摩擦磨耗可能材料製であり、かつ前記シリンダ（１１）の内壁と一定に接触する、外周部とを備えた、請求項１６に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２０】
前記外周部は、前記シリンダ（１１）の内壁と前記ピストン（１２）の間の間隙内に延びている請求項１９に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２１】
前記外周部は、前記シリンダ（１１）内に含まれている気体が前記外周部を通して移動でき、かつ前記シリンダ（１１）内の前記ピストン（１２）の軸線方向の運動中において前記非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）の前記ピストン（１２）回りの回転を促進するように斜めに延びている複数の気体通路（２３、５３）を形成している請求項１９に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２２】
前記内周部は、環状筒体（２１）の厚さ分だけ軸線方向に離間した第一端面（３１）及び第二端面（３２）と、内周面及び外周面とを有する環状筒体（２１）を備え、
前記外周部は、斜めに延びている複数のフィン（２２、５２）を備えている請求項１９に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２３】
前記フィン（２２、５２）は、前記環状筒体（２１）の周方向に一様に分布されている請求項２２に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２４】
前記環状筒体（２１）は、分割環として形成されている請求項２２に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２５】
前記環状筒体（２１）は、３６０度未満で周方向に延びており、周方向に互いに離間した第一端部（４１）及び第二端部（４２）を有する請求項２４に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２６】
前記環状筒体（２１）の前記第一端部（４１）と前記第二端部（４２）の間の間隙部は、前記複数のフィン（２２、５２）の中の隣接したフィン（２２、５２）間に位置する請求項２５に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２７】
前記環状筒体（２１）は、３６０度を越えて周方向に延びており、互いに重なっている第一端部（６１）及び第二端部（６２）を有する請求項２４に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２８】
前記第一端部（６４）及び前記第二端部（６５）は、前記第一端面（３１）及び前記第二端面（３２）から、前記環状筒体（２１）の前記第二端面（３２）及び前記第一端面（３１）へそれぞれ延びており、協働してステップロックを形成する請求項２７に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項２９】
前記環状筒体（２１）の外周面上において複数の第二フィン（６３）をさらに備え、前記第二フィン（６３）の各々は、前記環状筒体（２１）の前記第一端面（３１）と前記第二端面（３２）の間で延び、かつ隣接した対の前記フィン（６３）と接続している請求項２２に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項３０】
前記第二フィン（６３）は前記シリンダ（１１）のほぼ軸線方向に延びている請求項２９に記載のピストン組立体（１３、１４、１５）。
【請求項３１】
前記環状筒体（２１）と前記フィン（２２、５２）はワイヤばねリングで直接的に一体片として一体に成形されている請求項２２に記載のピストン組立体。
【請求項３２】
シリンダ壁及びシリンダヘッドを有するシリンダ（１１）と、
前記シリンダ（１１）内で軸線方向に移動可能であり、かつ前記シリンダ壁及び前記シリンダヘッドと共に燃焼室（１９）を形成する往復動ピストン（１２）と、
前記シリンダ壁と前記ピストン（１２）の間でシールするための少なくとも一つのシールリング（１３、１４）と、
前記シリンダ壁と前記ピストン（１２）の間に位置し、かつ前記少なくとも一つのシールリング（１３、１４）から軸線方向に離間し、かつ少なくとも部分的に低摩擦磨耗可能な材料製である非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）とを備え、
前記非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）の内周面側において少なくとも部分的に埋め込まれているＯリング（７０）をさらに備えている、ファスナ駆動工具用内燃機関（１０）。
【請求項３３】
前記非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）は緩く前記ピストン（１２）に取り付けられている請求項３２に記載の内燃機関（１０）。
【請求項３４】
前記少なくとも一つのシールリング（１３、１４）は前記燃焼室と前記非シール式自己潤滑リングの間に位置する請求項３２に記載の内燃機関（１０）。
【請求項３５】
前記少なくとも一つのシールリング（１３、１４）は二つの鋼シールリングを有する請求項３２に記載の内燃機関（１０）。
【請求項３６】
前記非シール式自己潤滑リング（１５、２０、５０、６０）は、前記シリンダ（１１）内の前記ピストン（１２）の軸線方向運動中において、前記リング（１５、２０、５０、６０）自身が前記ピストン（１２）回りで回転して前記低摩擦磨耗可能材料を一様に前記シリンダ壁上へ移動させるように構成されている請求項３２に記載の内燃機関（１０）。
【請求項３７】
前記少なくとも一つのシールリング（１３、１４）は、前記機関運転中において上死点に前記ピストン（１２）を保持するように、前記シリンダ壁と前記ピストン（１２）の間で必要な摩擦を提供するように構成されている請求項３２に記載の内燃機関（１０）。
【請求項３８】
前記燃焼室（１９）には前記内燃機関運転中において潤滑不要燃料で充填されている請求項３２に記載の内燃機関（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼工具内のピストンハウジングのシリンダ壁を潤滑するためのピストンリングに一般に関し、とりわけ、自己潤滑材料製のピストンリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
商業的に利用可能なピストンリングを、例えば自己潤滑などの磨耗可能な低摩擦材料で自己潤滑シールピストンリングとして機能する形状で成形することができるということが公知である。一般に、このようなピストンリングは、すべり摩擦係数が異常に低く、熱的安定性が高く、満足な磨耗性状のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）で作られている。実際には、これらのＰＴＦＥリングは、コードレスの内燃機関駆動の空気釘打ち機と空気圧縮機において使用されている。内燃機関のピストン組立体内にＰＴＦＥリングがあると、外部潤滑油が不要であり、潤滑油の足された燃料よりも安価である潤滑油不要燃料で機関を運転することができる。しかしながら、自己潤滑機能及びシール機能の両方を実施するためのＰＴＦＥリングを使用すると特定の不利な点があることが認められる。
【０００３】
とりわけ、ＰＴＦＥリングが鋼シールリングと直接的に交換して使用される場合、ＰＴＦＥリングの潤滑性は優れているので、ＰＴＦＥリングがシリンダ壁を滑り易くなりすぎる。その結果、ピストンは上死点（ＴＤＣ）の位置を維持しない。これにより、混合気とドライバブレードの予移動の問題を生じる。
【０００４】
上死点においてピストンを物理的に保持するように、さらなる溝をシリンダに形成することによって上記問題を解決することが提案されたが、このような溝等の構成は、いくつかの点でピストンを再構成する必要性を生じて高価となる。これにより、工具の市場性に悪影響を及ぼしうる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、本発明の目的は、前述の不利な点がない、内燃機関駆動の工具で使用するピストンリング組立体を提供することである。
【０００６】
本発明の別の目的は、特にピストンが行程の上部位置にある時に、循環中においてピストンハウジング内でピストンが適切に作用するために十分な摩擦を許容しつつ、ピストンハウジングのシリンダ壁を効率的に潤滑できる、コードレス工具の内燃機関で使用するためのピストンリング組立体を提供することである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、本発明のピストンリング組立体において使用するための非シール式自己潤滑リングを提供することである。非シール式自己潤滑リングは、自己潤滑材料をシリンダ壁上に一様に移動させることによって、ピストンの潤滑性を最適化するように構成されている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のこれら及び他の目的は、内燃機関におけるピストンリング組立体のシール機能及び潤滑機能を分離することによって実現される。
【０００９】
本発明の一態様によれば、ピストン組立体は、シリンダ内で軸線方向に移動可能な往復動ピストンと、ピストンリング組立体とを備えている。ピストンリング組立体は、シリンダの内壁とピストンの間でシールするための少なくとも一つのシールリングと、シリンダの内壁とピストンの間に位置しかつシールリングから軸線方向に離間した非シール式自己潤滑リングとを有する。非シール式自己潤滑リングは、低摩擦磨耗可能材料で少なくとも部分的に作られている。
【００１０】
好適な実施例において、非シール式自己潤滑リングはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製であり、シールリングは鋼シールリングである。このように、ＰＴＦＥリングは、鋼リングと関連して使用され、シリンダ壁を潤滑するためだけに使用され、鋼リングは、ピストンのシリンダ壁に対するシール機能を実施する。ＰＴＦＥリングをシールとして使用しないことによって、ＰＴＦＥリングの多くの異なる形状及び幾何学的形状が、最大潤滑効果を実現することが可能である。
【００１１】
本発明の前述の目的は、機関運転中において、シリンダ壁と接触してピストン回りで回転し、自己潤滑材料を一様にシリンダ壁上へ移動させるように構成された非シール式自己潤滑リングによっても実現される。
【００１２】
本発明の一態様によれば、非シール式自己潤滑リングは、非シール式自己潤滑リングリングの上面と下面を連通させる斜めに延びている複数の気体通路を形成する外周部を有する。その結果、シリンダに含まれる気体又は流体は、外周部を通って自由に移動し、シリンダ内のピストンの軸線方向運動中において、ピストン回りの非シール式自己潤滑リングの回転を促進する。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、非シール式自己潤滑リングは、シリンダ内で軸線方向に移動可能なピストンに取り付けられかつ担持される環状筒体と、環状体の外周面に形成されかつシリンダの内壁と一定に接触する低摩擦磨耗可能材料の複数のフィンとを備えている。放射状フィンは、環状体の端面間において斜めに延びており、シリンダ内のピストンの軸線方向運動中において、ピストン回りの非シール式自己潤滑リングの回転を促進する。その結果、好ましくはＰＴＦＥである低摩擦磨耗材料は、容易かつ一様にそれ自体をシリンダの内壁上へ移動させる。
【００１４】
本発明の他の目的及び利点は、本発明を実施する考えられる最も好適な態様を簡単に示すことによって、本発明の好適な実施例が示されかつ記載された以下の詳細な記載から当業者には容易に明らかとなる。認識されるように、本発明は、他及び異なる実施例も可能であり、本発明から逸脱することなく、いくつかの詳細部を様々な自明な点において変形することができる。したがって、本発明の図面及び説明は、例示的であると考えられ、制限するものではないと考えられるべきである。
【００１５】
本発明は、同じ参照番号が全体を通して同様な要素を示す添付図面において、限定してではなく、例として示されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による非シール式自己潤滑リングと、非シール式自己潤滑リングを使用したピストン組立体と、ピストン組立体を使用した内燃機関とが記載されている。以下の記載において、説明のために、本発明を完全に理解するために多くの特定の詳細な説明が記載される。しかしながら、これらの特定の詳細な説明なく本発明を実施することができるということが明らかである。他の例では、公知の構造及び装置が図面を簡略化するために略図的に示されている。
【００１７】
図１をここで参照すると、内燃機関１０が示されている。内燃機関１０は、シリンダと、往復動式ピストン１２とを備えている。シリンダは、シリンダ壁１１とシリンダヘッド（図示せず）とを有する。シリンダヘッド、シリンダ壁１１及びピストン１２は、共に燃焼室１９を形成する。着火又は自己着火のために燃焼室１９内に燃料が噴射させられる。ピストン１２は、動力を外部に伝達するためにピストンロッド（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）に接続することができる。本発明は、燃焼ガスが内燃機関の他の部品へ漏れるのを防ぐ及び／又は混入物が燃焼室１９内に進入するのを防ぐことが望ましい任意のタイプの内燃機関において使用するのにも等しく適しているということを理解すべきである。
【００１８】
機関運転中、ピストン１２とシリンダ壁１１の間でシールするようにピストンリング１３、１４が設けられている。ピストンリング１３、１４は、燃焼ガスと点火行程の終わりにおいて発生する圧縮圧力でシールする。さらに、機関運転中、シリンダ壁１１とピストンリング１３、１４の間の界面は、クランクケース油などの混入物が燃焼室１９内に漏れるのを防ぐ。
【００１９】
前述のように、もしピストンリング１３、１４は高潤滑性を有しているならば、シリンダ壁１１は、ピストン１２が行程の上部（ＴＤＣ）の位置を維持しないほど滑りやすくなる可能性がある。これにより、燃料と空気の混合やドライバブレードの予移動の問題を生じる。それゆえ、ピストン１２を上死点に維持するように必要な摩擦を供給するようにピストンリング１３、１４を構成することが重要である。この摩擦がなければ、ピストン１２が下方へ摺動し、次の燃焼サイクルの準備ができていないであろう。
【００２０】
本発明のピストンリング１３、１４は、二つの機能、すなわち、ｉ）燃焼中に主シールとして機能する、ｉｉ）シリンダ壁１１とピストン１２の間に必要な摩擦を供給する機能を提供するということを理解すべきである。前述の二つの要求を満たす任意の配置のピストンリング１３、１４が本発明の目的に適している。ピストンリング１３、１４は、他の材料を除外しないが、好ましくは鋼製である。同様に、本発明は図１に示す二重リングの構成に制限されない、すなわち、任意の他の数のピストンリングを使用することができる。
【００２１】
本発明のピストン組立体は、ピストンリング１３、１４の他に、シリンダ壁１１を潤滑するためにリング１５がさらに設けられている。図１において見られるように、本発明の非シール式自己潤滑リング１５は、燃焼室１９に関してピストンリング１３、１４の下に位置する。しかしながら、他の構成を除外しない。例えば、非シール式自己潤滑リング１５を、例えば、ピストンリング１３、１４の少なくとも一つの上方において、燃焼室１９により近くに位置してもよい。
【００２２】
シリンダ壁１１とピストン１２の間にある固有の隙間１８はピストンリング１３、１４によって完全にシールされているので、シールを形成するためのリング１５を構成する必要がない。本発明によれば、リング１５は、非シール式自己潤滑リングである。明らかに、非シール式自己潤滑リング１５は、シールに関して必ずしも厳しく要求されるわけでなく、このリング１５の構成は、シール及び自己潤滑の両方として機能する当業界で公知の自己潤滑シールリングの構成よりも柔軟性を有しうる。非シール式自己潤滑リング１５の構成、すなわち、材料及び形状は、シリンダ壁１１の潤滑性を排他的に最適化するように選択されうる。
【００２３】
本発明の一態様によれば、非シール式自己潤滑リング１５、又はシリンダ壁１１と接触するリング１５の少なくとも外側部分は、磨耗可能な低摩擦材料で作られている。磨耗可能な（自己潤滑）低摩擦材料は、シリンダ内のピストン１２の軸線方向運動中、材料自身をシリンダ壁１１上へ移動させることができ、それにより、非シール式自己潤滑リング１５がシリンダ壁１１に沿って容易に移動することができ、シリンダ壁１１を効率的に潤滑することができる。好ましくは、非シール式自己潤滑リング１５は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの摩擦係数が低く自己潤滑特性を有する合成樹脂材料で作られる。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、非シール式自己潤滑リング１５は、磨耗可能な低摩擦材料の一様な分布、それゆえシリンダ壁１１全体の一様な潤滑を保証するように構成されている。例えば非シール式自己潤滑リング１５がシリンダ内のピストン１２の軸線方向の運動中において回転させられる場合、この回転を最も良好に行うことができる。このため、非シール式自己潤滑リング１５には、シリンダの軸線方向に関して傾斜している面を備えている。ピストン１２がシリンダ内で上下運動する時、シリンダ内に含まれる気体又は他の流体の圧力が傾斜面に作用し、非シール式自己潤滑リング１５が回転する。図２〜４、５及び６は、本発明による傾斜面を有する非シール式自己潤滑リングの実施例を示している。
【００２５】
図２に見られるように、非シール式自己潤滑リング２０は、環状体２１と、環状体２１の外面上に形成された放射状の複数のフィン２２とを有する。図３に見られるように、フィン２２は、環状体２１の上端面３１と下端面３２の間で斜めに延びている。とりわけ、フィン２２は、環状体２１の上端面３１からその下端面３２へ延びている。各隣接した対のフィン２２は、環状体２１の上端面３１と下端面３２の間で斜めに延びている流通路２３の間に形成する。フィン２２の各々の上側面３３と下側面３４は、シリンダの軸線方向に関して傾斜しており、機関運転（ピストン１２の運動）中において、シリンダ内に含まれる気体又は流体によって作用される。このため、非シール式自己潤滑リング２０は、回転させられる。
【００２６】
同様な非シール式自己潤滑リング５０が図５に示されている。非シール式自己潤滑リング５０は、環状体５１と、環状体５１の外面に形成された放射状フィン５２とを備えている。リング５０がフィン５２よりも小さな流通路５３を有し、リング２０中の流通路２３はフィン２２よりも大きいという点でリング５０はリング２０と異なっている。さらに、リング５０のフィン５２は、リング２０中のフィン２２のそれよりも急な角度で傾斜している。しかしながら、リング２０及びリング５０の両方には、リングの上端面及び下端面と連通する（流通路２３、５３の形態の）複数の気体／流体の通路が形成されている。それゆえ、機関運転中、すなわちピストン１２の上下運動中、シリンダ内に含まれる気体又は流体は、上端面及び下端面の一方から他方へ傾斜通路を介して自由に移動し、それにより、非シール式自己潤滑リング２０又は５０の回転を促進する。なお、流通路２３、５３があるので、シリンダ壁１１とピストン１２の間のシール要素としてリング２０、５０を使用することができないということに注意すべきである。
【００２７】
シリンダ壁１１と非シール式自己潤滑リング２０、５０の間の界面において流通路２３、５３を形成するように示されかつ記載されているが、他の構成も考えうるということを理解すべきである。例えば、非シール式自己潤滑リング自体（図示せず）の内側で気体／流体通路を形成することができる。本発明の非シール式自己潤滑リングは、図２、３及び５に記載したように、気体／流体通路を有する「開放した」構成を必ずしも有しないということも理解すべきである。すなわち、本発明の非シール式自己潤滑リングは、図６に示すように「閉鎖した」構成を採用しうる。
【００２８】
図６に見られうるように、非シール式自己潤滑リング６０は、内側環状体６１と、傾斜した複数の第一フィン６２とを有する。リング６０は、環状体６１の端面間で延びておりかつ隣接した複数の第一フィン６２を互いに接続する第二フィン６３をさらに有する。リング６０がピストン１２に取り付けられる時、第二フィン６３は、ほぼシリンダの軸線方向に延びており、それゆえ、リング６０の回転を妨げない。リング２０、５０の場合、第一フィン６２の傾斜した上側面及び下側面は、シリンダ内に含まれる気体及び流体によって作用され、それにより、リング６０が回転する。
【００２９】
特定の形状及び幾何学的形状の非シール式自己潤滑リングの他に、リングが据え付けられる方法もリング回転の促進に寄与しうる。図１に見られうるように、非シール式自己潤滑リング１５は、ピストン１２の壁に形成された環状溝部１６内に緩く嵌合する。リング２０、５０の環状体２１、５１などのリング１５の内側部分は、溝部１６内に少なくとも部分的に受容される。シリンダ壁１１とリング１５の間の非シール式の動き嵌めにより、リング１５が回転し、シリンダ壁１１上で一様な潤滑分布を許容する。
【００３０】
さらに、リング１５は、シリンダ壁１１と一定に接触する必要がある。このため、Ｏリング又は他のタイプのリング７０は、好ましくは、シリンダ壁１１の特定の接触力を維持するように、非シール式自己潤滑リング１５の背後、又は部分的に埋め込まれて配置されており、磨耗可能な低摩擦材料の移動が維持される。本発明によれば、Ｏリング７０とシリンダ壁１１上の非シール式自己潤滑リング１５によって及ぼされる接触力は、必ずしも、例えばピストンリング１３、１４とシリンダ壁１１の間でシールするために必要とされるシール力ほど大きくないということに注意すべきである。代りに、接触力は、リング１５の回転を妨げないほど十分に小さくすべきである。あるいは、リング１５は、例えばインサート成形によって、ばね鋼リング又はワイヤばねリング（図示せず）で直接的に成形することができる。このように、リング１５は、より制御されかつより長い耐久性のばね特性を有しうる。
【００３１】
一実施例において、図１に示すように、リング２０、５０の流通路２３、５３などの非シール式自己潤滑リングの気体／流体通路を、シリンダ壁１１とピストン１２の間の間隙部１８の完全に内側に配置することが好ましい。次いで、気体／流体通路は、溝部１６の直上及び直下のピストンによって少なくとも部分的に、制限されていない。
【００３２】
別の実施例において、本発明の非シール式自己潤滑リングを、ピストン１２に容易に嵌合するための分割環として形成することが好ましい。リング２０は、図２に見られうるように不連続でもよく、図４により詳細に示されている分割部２３を有してもよい。図４に見られうるように、リング２０は、互いに重なっている第一円周端部４１及び第二円周端部４２を有する。同様な配置が図６に見られうる。図６において、リング６０は、互いに重なっている第一円周端部６４及び第二円周端部６５を有する。リング２０とリング６０の違いは、リング６０の円周端部６４、６５が、互いに向けてそれぞれが延びている突出部６６、６７をさらに有するという点である。このようして、リング６０がピストン１２に据え付けられた後にリング６０を所定位置に保持するようにステップロックが形成されている。
【００３３】
本発明の非シール式自己潤滑リングの別の分割環の構成が図５に５４で示されている。図５に見られうるように、リング５０は、３６０度未満で周方向に延びており、第二端部５６から離れて止まっている第一端部５５を有する。第一端部５５と第二端部５６の間の間隙部５４は、複数のフィン５２間に形成された流通路５３ほぼ同じ寸法である。
【００３４】
本発明による非シール式自己潤滑リングと、非シール式自己潤滑リングを使用したピストン組立体と、ピストン組立体を使用した内燃機関とが記載されたということがここで明らかとなるはずである。本発明によれば、ピストンリング組立体のシール機能及び潤滑機能は、一つ以上のシールリングと非シール式自己潤滑リングそれぞれによって別個に実施される。
【００３５】
一方、シールリングは、潤滑特性の高い材料で作られることが必要とされず、行程の上部においてピストンを保持するようにシリンダ壁に十分な摩擦を与えるように構成されうる。
【００３６】
他方、非シール式自己潤滑リングは、ピストンとシリンダの間におけるシールとして機能することが要求されていない。それゆえ、非シール式自己潤滑リングは、シリンダ壁を最適に潤滑するための多くの異なる形状及び幾何学的形状を有する。非シール式自己潤滑リングは、自己潤滑材料を一様にシリンダ壁上へ移動させるように、機関運転中において自身がピストン回りで回転するように構成することもできる。したがって、非シール式自己潤滑リングの有効寿命が延びる。自己潤滑シールリングが回転できずシリンダ壁に潤滑を一様に分布させることができないので、ピストンとシリンダの間で完全なシールを形成するように自己潤滑リングが構成されている場合には、これらの利点は認められない。また、この場合には自己潤滑シールリングの有効寿命も縮む。
【００３７】
本発明の特定の実施例が記載され示されているが、添付した請求の範囲で規定した発明の精神及び範囲から逸脱することなく、特別に示しかつ記載した実施例の詳細部を変更しうるということが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非シール式自己潤滑リングを利用した内燃機関のピストン組立体を示す略図的断面図である。
【図２】本発明の一実施例による非シール式自己潤滑リングの平面図である。
【図３】図２の非シール式自己潤滑リングの側面図である。
【図４】図２に示す非シール式自己潤滑リングの分割開口の拡大部分図である。
【図５】本発明の別実施例による非シール式自己潤滑リングの斜視図である。
【図６】本発明の別実施例による非シール式自己潤滑リングの斜視図である。
【符号の説明】
１１…シリンダ壁
１２…ピストン
１５…非シール式自己潤滑ピストンリング
２１…環状筒体
２２…フィン
３１…第一端面
３２…第二端面
【図１】
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【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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