活塞环及活塞环组的制作方法

本公开涉及用于内燃机等的活塞环及活塞环组。

背景技术：

1、用于汽车等内燃机的活塞环例如设置于活塞外周面的环槽而与气缸内壁滑动。活塞环具有燃烧室侧与曲轴室侧之间的气体密封功能以及油消耗量的降低功能。作为这样的活塞环，例如已知有专利文献1所记载的活塞环。在专利文献1所记载的技术中，以活塞环的外周表面粗糙度成为规定值以下的方式进行研磨，实现了初始运转下的油消耗的降低。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开平06-011038号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、为了实现内燃机的燃效改善，反复进行了降低活塞环与气缸之间的摩擦损失的低摩擦化的研究。在低摩擦化中，在考虑对油消耗的影响的同时对活塞环的外周面的形状进行研究变得重要。然而，在活塞环的使用开始的初期，存在实现进一步的低摩擦化的余地。

3、本公开的目的在于提供能够在活塞环的使用开始的初期实现进一步的低摩擦化的活塞环及活塞环组。

4、用于解决课题的技术方案

5、为了解决上述课题，本发明人反复进行了深入研究。其结果是，本发明人发现，在活塞环与气缸之间形成的微小的楔形形状的空间对于活塞环的使用开始的初期的低摩擦化是重要的。本发明人发现了实现进一步的低摩擦化的活塞环的外周面的形状。

6、本公开的一个方式所涉及的活塞环具备环状的主体部，该主体部具有内周面和外周面以及与内周面大致正交的一个侧面和另一个侧面，其中，所述活塞环具备：第一弯曲面，在外周面的一个侧面侧朝向主体部的径向外侧呈凸状弯曲；第二弯曲面，在外周面的另一个侧面侧朝向主体部的径向外侧呈凸状弯曲；及中间面，以将第一弯曲面和第二弯曲面连接的方式沿着将一个侧面和另一个侧面连结的方向延伸，中间面在至少一部分具有平坦部，中间面的沿着将一个侧面和另一个侧面连结的方向的宽度为0.05mm以上且0.30mm以下。

7、在本公开的一个方式所涉及的活塞环中，以将第一弯曲面与第二弯曲面连接的方式形成有在至少一部分具有平坦部的中间面。中间面的沿着将一个侧面和另一个侧面连结的方向的宽度为0.05mm以上且0.30mm以下。在这样的结构中，在活塞环的中间面附近的第一弯曲面与气缸之间、及活塞环的中间面附近的第二弯曲面与气缸之间形成微小的楔形形状的空间。通过设置0.05mm以上且0.30mm以下的中间面，能够促进活塞环的使用开始的初期的磨合滑动引起的摩擦损失的降低。因此，容易形成微小的楔形形状的空间。其结果是，能够在活塞环的使用开始的初期实现进一步的低摩擦化。

8、在一个实施方式中，也可以是，平坦部沿着方向具有中间面的宽度的50%以上的宽度尺寸。

9、在一个实施方式中，也可以是，第一楔形角度和第二楔形角度中的至少任一方为1.5°以下，所述第一楔形角度是在第一弯曲面与中间面之间的第一边界处与第一弯曲面相切的第一假想线与中间面所成的角度，所述第二楔形角度是在第二弯曲面与中间面之间的第二边界处与第二弯曲面相切的第二假想线与中间面所成的角度。

10、在一个实施方式中，也可以是，中间面中的位于最靠径向外侧处的最外部配置于比中间面的在方向上的中央部靠一个侧面侧处。

11、在一个实施方式中，也可以是，中间面中的位于最靠径向外侧处的最外部配置于比中间面的在方向上的中央部靠另一个侧面侧处。

12、在一个实施方式中，也可以是，具备内切割面，该内切割面以将一个侧面与内周面连接的方式相对于方向倾斜地延伸。

13、在一个实施方式中，也可以是，规定的气缸安装状态下的活塞环的扭转角为5′～90′。

14、本公开的其他方式所涉及的活塞环组具备上述的活塞环及控油环，该控油环由一对侧轨和配置于一对侧轨之间的间隔外胀环构成，其中，侧轨具有外周面、内周面、第一侧面及第二侧面，内周面在轴向的剖面中具有上下对称的形状，在轴向的剖面中，侧轨的内周面具有满足以下的条件a1的内侧前端部。

15、条件a1：0.7≤r1/lh0≤1.1

16、其中，式中，r1表示构成内侧前端部的曲线的曲率半径（单位：mm），lh0表示侧轨的高度（单位：mm）。此外，侧轨的轮廓形状（内周面及外周面等的形状）能够使用轮廓形状测定机（例如，accretech（东京精密）制造）来测量。

17、在本公开的其他方式所涉及的活塞环组中，内周面在轴向的剖面中具有上下对称的形状，侧轨的内周面的内侧前端部满足条件a1。根据本发明人的研究，通过使侧轨的内周面的内侧前端部满足条件a1，即使在内燃机以高转速工作时，也能够充分地抑制油消耗量。推测这是因为高速运转时的侧轨的行为稳定化，侧轨的侧面容易与活塞槽的内表面抵接，使密封性提高。侧轨的行为受到与气缸的摩擦力和伴随往复运动的惯性力的影响。推测往复运动的高速化使施加于控油环的惯性力增大，因此与摩擦力的影响相比惯性力的影响占主导地位。通过使内侧前端部满足条件a1，与以往的侧轨相比，重心向内周面侧偏移，并且与间隔外胀环的耳部抵接的位置偏移。推测这些事项有助于侧轨的行为的稳定化。因此，通过活塞环，在活塞环的使用开始的初期实现进一步的低摩擦化，并且通过控油环，即使在内燃机以高转速工作时，也能够充分地抑制油消耗量的增大。

18、在一个实施方式中，也可以是，间隔外胀环具有：多个耳部，侧轨的内周面与所述多个耳部抵接；及多个侧轨相对部，与耳部相邻地设置，且与侧轨的侧面相对，多个耳部的全部或至少一部分满足以下的条件b1。

19、条件b1：w/h≥1.5

20、其中，式中，w表示从耳部的最高位置向侧轨相对部的方向移动了0.05mm的位置处的耳部的宽度（单位：mm），h表示侧轨相对部中的与耳部相邻的区域的最高位置与耳部的最高位置之间的高低差（单位：mm）。在该情况下，具有w/h的值为1.5以上的耳部的间隔外胀环与w/h的值小于1.5的间隔外胀环相比，能够抑制耳部的磨损量。由于与耳部的宽度相比成为限制了耳部的高度的尺寸比，因此能够改善耳部的强度、加工性的观点。从由间隔外胀环产生的张力的观点出发，w/h的值的上限值例如为5.0。

21、根据本公开的又一其他方式所涉及的活塞环组，能够通过活塞环在活塞环的使用开始的初期实现进一步的低摩擦化，并且通过控油环抑制油消耗量的增大。

22、发明效果

23、根据本公开，能够在活塞环的使用开始的初期实现进一步的低摩擦化。

技术特征：

1.一种活塞环，具备环状的主体部，该主体部具有内周面和外周面以及与所述内周面大致正交的一个侧面和另一个侧面，其中，

2.根据权利要求1所述的活塞环，其中，

3.根据权利要求1或2所述的活塞环，其中，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的活塞环，其中，

5.根据权利要求1～3中任一项所述的活塞环，其中，

6.根据权利要求1～5中任一项所述的活塞环，其中，

7.根据权利要求6所述的活塞环，其中，

8.一种活塞环组，具备权利要求1～7中任一项所述的活塞环及控油环，该控油环由一对侧轨和配置于一对所述侧轨之间的间隔外胀环构成，其中，

9.根据权利要求8所述的活塞环组，其中，

技术总结活塞环具备环状的主体部，该主体部具有内周面和外周面以及与内周面大致正交的一个侧面和另一个侧面。活塞环具备：第一弯曲面，在外周面的一个侧面侧朝向主体部的径向外侧呈凸状弯曲；第二弯曲面，在外周面的另一个侧面侧朝向主体部的径向外侧呈凸状弯曲；及中间面，以将第一弯曲面和第二弯曲面连接的方式沿着将一个侧面和另一个侧面连结的方向延伸。中间面在至少一部分具有平坦部。中间面的沿着将一个侧面和另一个侧面连结的方向的宽度为0.05mm以上且0.30mm以下。技术研发人员：山田武志受保护的技术使用者：株式会社理研技术研发日：技术公布日：2024/7/23