CN1717557A - 组合油环 - Google Patents

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Abstract

在将组合油环安装到活塞的环槽内时，在将环主体的开口扩开了的状态下安装，此时，有时螺旋弹簧胀圈会从环主体脱落，从而使安装作业麻烦。根据本发明，使槽部(26)的开口缘(27)的轴线方向的尺寸(L1)与槽部(26)的轴线方向的最大尺寸(L2)的关系为L1＜L2。由此，可以防止环主体的脱落。

Description

组合油环
技术领域
本发明涉及安装于内燃机的活塞上的组合油环。
背景技术
在例如特开昭61-45172号、特开平9-144881号公报中记载有上下导轨和连结板一体化了的截面呈大致M字形的组合油环，其中所述上下导轨具有与压力缸内周面滑动接触的外周面，所述连结板连结上下导轨并具有多个窗部。
如图4所示，组合油环由油环主体1和螺旋弹簧胀圈(coilexpander)2构成。油环主体1是由上下导轨3、4和连结上下导轨的连结板5构成的、在径向上截面呈大致M字形的油环。本组合油环安装于活塞20的油环槽21内。
上下各导轨的外周侧突起部6、7是由与压力缸壁22接触的外周滑动面8、9、和与外周滑动面相连的上下倾斜面10、11构成的，并形成截面为大致梯形的形状。上下各导轨3、4的侧面12、13分别与活塞槽的各上下表面23、24相对置。
对于组合油环，可使导轨滑动面8、9所刮下的润滑油从由上下导轨3、4和连结板5所包围的外周槽14通过开设于连结板5的多个窗部25向环主体内周侧移动。从该窗部25移动到环槽内周侧17内的润滑油从活塞20的油孔返回到油底壳。
如图4所示，上下导轨3、4的内周侧突起部15、16的内周部18、19呈圆弧形，并由内周侧突起部15、16和连结板5形成内周槽17。在该内周槽17内收纳有螺旋弹簧胀圈2，通过使螺旋弹簧胀圈2和油环主体1的内周槽圆弧面18、19接触，油环主体1被向压力缸壁22施力。
上下导轨3、4的内周侧突起部15、16也可能为截面是大致梯形的形状。在此情况下，如图5所示，由内周侧突起部15、16和连结板5形成内周槽17。在该内周槽17内收纳有螺旋弹簧胀圈2，通过使螺旋弹簧胀圈2和油环主体的内周槽锥面18、19接触，油环主体1被向压力缸壁22施力。
如图4和图5所明示的那样，油环主体1的内周槽圆弧面18、19或内周槽锥面18、19(参照图5)的轴向的最大尺寸L2是由内周槽17的径向内侧的缘27’、28’之间的尺寸决定的。
如图4所示，把将螺旋弹簧胀圈2安装于主体1上而组合得到的油环安装于活塞20的油环槽21内时，通过扩开主体1的开口直至组合油环的内径大于活塞的直径而加以安装，但是，在扩开主体1的开口时，有时螺旋弹簧胀圈2会从主体的内周脱落。如果螺旋弹簧胀圈2从主体1的内周脱落，则必须再从组合螺旋弹簧胀圈2和主体1的作业开始重新操作。
近年来，除了提高油环对压力缸的随动性、耐磨损性和耐划伤性以外，使螺旋弹簧胀圈低张力化的要求也越来越高。通过降低螺旋弹簧胀圈的张力，可以得到优良的油环特性，但是，在将其组装到活塞上时，却容易产生螺旋弹簧胀圈脱落的问题。然而，在以往的组合油环中，却未采取任何关于防止螺旋弹簧胀圈的脱落的对策。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供下述的组合油环，即，在组合油环中，不会丧失作为油环的刮油等功能，并且，在向活塞安装时，螺旋弹簧胀圈不会从油环主体上脱落。
为了达到上述目的，根据本发明，是由油环主体和螺旋弹簧胀圈2构成的组合油环，所述油环主体是由上下导轨3、4和连结上下导轨3、4的薄壁的连结板5构成的，其特征在于，在油环主体内周侧槽部的轴线方向尺寸为最大的位置的径向内周侧，设有朝向厚度方向中心线的突出部。由此，可以防止在扩开油环主体1的开口而将油环安装到活塞上时、组装在油环主体1上的螺旋弹簧胀圈2从油环1上脱落。
另外，使油环主体内周侧槽部的轴线方向的尺寸在该尺寸为最大的位置的径向内周侧变小，由此可以防止向活塞上安装时螺旋弹簧胀圈的脱落。
在此，优选地，L1和L2满足0.03≤(L2-L1)/L1≤0.15，若为0.05≤(L2-L1)/L1≤0.10则更加优选。L1表示最小尺寸，L2表示最大尺寸。当(L2-L1)/L1小于0.03时，则防止螺旋弹簧胀圈脱落的效果不明显，而当(L2-L1)/L1大于0.15时，则难以将螺旋弹簧胀圈插入油环主体。
而且，在本发明中，优选地使组合的螺旋弹簧胀圈的螺旋弹簧(coil)直径d和油环主体的L1满足0.2mm≥L1-d≥-0.10mm。在该范围中，当将螺旋弹簧胀圈安装于油环主体时，油环主体不会由于沿轴向扩开油环的内周前端时所作用的力而残留变形应变，且向活塞安装油环时，在向圆周方向扩开油环主体的开口时螺旋弹簧难以从油环主体脱落。
附图说明
图1是表示本发明的一个例子的组合油环的径向剖视图。
图2是表示本发明的另一个例子的组合油环的径向剖视图。
图3是表示本发明的又一个例子的组合油环的径向剖视图。
图4是表示现有技术的油环的一个例子的径向剖视图。
图5是表示现有技术的油环的另一个例子的径向剖视图。
具体实施方式
下面参照图1至图3详细说明本发明的优选实施实施方式。在该实施方式的构成部分中，与图4和图5所示的现有技术例通用的部分，其说明省略。而对通用部分中的一部分注以图4和图5所采用的附图标记。
在图1的例子中，将油环主体的厚度设为L3，并将上下导轨3、4的内周侧突起部15、16的内周部18、19做成圆弧状，从而形成螺旋弹簧胀圈2的收纳用槽部26。对于内周侧槽部26，从与厚度方向中心线(通过油环主体的宽度中心的线)AA’的交点A1向径向内侧上下对称地划出圆弧，轴线方向的宽度延伸，在BB’处达到最大值L2。在BB’的径向内侧，设有朝向厚度方向中心线AA’的突出部27、28。利用该突出部防止在向活塞安装油环时螺旋弹簧胀圈的脱落。
在图1中，突出部27、28设置于内周侧槽部的开口缘上，而开口缘处的轴线方向上的尺寸为比BB’更靠径向内侧的最小值L1。但是，只要是在BB’的径向内侧即可，形成突出部从而达到L1的位置并不限于开口缘处。
轴线方向的最大尺寸即L2的上端B和上部突出部27的下端之间的轴线方向的距离、以及L2的下端B’和下部突出部28的上端之间的轴线方向的距离，分别设为ΔL1和ΔL2。在图1的构成中，突出部沿油环主体槽部的上下对称地形成，从而ΔL1和ΔL2相等。
另外，在图示例中，突出部27、28形成为截面呈大致三角形的形状，但是对其形状并不作特别的限定。而且，虽然在图中突出部的前端为锐角，但是为了便于制造和防止破损，也可以设成平坦部，或者设成圆弧部。
突出部可以沿环的整个圆周形成，但通过局部地形成也可以得到防止螺旋弹簧胀圈脱落的效果。只是在局部地形成的情况下，必须考虑不使油环的面压力的离散过大。
在图2所示的例子中，槽部26是由上下倾斜面18、19、和连结这两个面的垂直面30形成的。从轴线方向的宽度为最大值的BB’的稍稍外侧开始上下槽部均形成圆弧面，而且，在BB’的内侧，也形成为独立于外侧的圆弧面。在开口缘上，与图1同样地设有截面呈大致三角形状的突出部27、28。对于该形状的油环主体，形成突出部从而达到L1的位置也可以不在开口缘处。
另外，不一定必须要形成图2中的圆弧面，也可以从倾斜面18、19直接形成突出部。但是，为了不在进行螺旋弹簧胀圈的安装时对操作产生妨碍，且为了得到防止脱落的效果，优选地平缓地形成突出部，希望如图2所示那样形成圆弧面。
在图3的构成中，除了仅在内周侧槽部的下部设有突出部28、在上部没有设置突出部以外，与图1的构成相同。由于螺旋弹簧胀圈通常向下侧脱落，所以利用仅在下部设有突出部28的结构，也可以得到防止螺旋弹簧胀圈脱落的效果。在此，图中仅在下部形成有突出部，但是，实际上在油环主体上通常没有上下的区别，只要将形成有突出部的一侧作为下侧进行安装即可。
而且，即使在两侧设置突出部的情况下，ΔL1和ΔL2也不必是相同的尺寸，可以是ΔL1＞ΔL2或ΔL1＜ΔL2。如上所述，由于在通常情况下螺旋弹簧胀圈向下侧脱落，所以，在L2为一定的情况下使下侧的突出部28比上侧的突出部大，即，使ΔL1＜ΔL2，则可以有效地防止螺旋弹簧胀圈的脱落。在此，上下是与安装时的上下相对应的。
通过使油环主体的径向宽度相比于现有技术的油环的径向宽度向径向内侧延长，从而加厚内周侧突起部15、16的径向的宽度，也可以得到防止螺旋弹簧胀圈脱落的效果。虽然未图示，但是，通过延长径向的宽度且在内周槽上设置突出部，可以更进一步地提高防止螺旋弹簧胀圈脱落的效果。只是，由于在加厚内周侧突起部的径向宽度的情况下存在油环对压力缸的随动性降低的倾向，所以，需要综合考虑到上述两种特性来设定最佳的油环的径向宽度即厚度。
[实施例1～6]
弯卷具有图1的异形截面的马氏体类不锈钢线材使之达到缸筒内径，从而制作出图1所示的油环主体。在此，将油环的张力Ft设为10N，将环的公称直径设为75.0mm，将环主体半径方向的厚度设为1.5mm，将轴向宽度设为1.5mm。将内周空间中的最宽部分的宽度L2设为L2＝1.092mm(BB’)，以在开口缘处为表1所示的L1的方式，制成上下对称地形成有突出部27、28的油环主体。
[比较例]
与实施例1同样地，制成图4所示的油环。与实施例1同样地，将张力Ft设为10N，将环的公称直径设为75.0mm，将环主体半径方向的厚度设为1.5mm，将轴向宽度设为1.5mm。在本规格中并不形成突出部，开口缘27、28处的轴线方向的宽度为1.092mm，与内周空间中的最宽部分的宽度L2相当(L1＝L2)。将该现有技术的环作为比较例。
[安装性确认试验]
在比较例和实施例1～6的油环主体中，插入螺旋弹簧直径d＝1.060mm的螺旋弹簧胀圈。进行试验，确认在将两件式组合油环安装到活塞上时，能否在螺旋弹簧胀圈不从主体上脱落的情况下顺利安装。在油环主体和螺旋弹簧胀圈的组合结束后，采用环开口扩开夹具，将油环主体的开口扩展到油环主体半径方向厚度1.5mm的11倍即16.5mm，然后向活塞的油环槽中安装。判定在扩展主体的开口时，能否在螺旋弹簧胀圈不脱离主体的情况下安装到活塞的环槽中。按照各环的规格，各选100个进行试验，调查安装时脱落的个数。其结果如表1所示。
与完全没有形成突出部的比较例相比，在形成有突出部的实施例中，螺旋弹簧胀圈的脱落个数减少。通过以(L2-L1)/L1为0.03以上的方式形成突出部，可以看到防止螺旋弹簧胀圈脱落的效果十分显著。另一方面，当(L2-L1)/L1超过0.15时，则难以将螺旋弹簧胀圈插入到油环主体中。
                                 表1
  L1   L2-L1   (L2-L1)/L1   脱落数/个
 实施例1   1.070   0.022   0.02   6
 实施例2   1.060   0.033   0.03   1
 实施例3   1.038   0.054   0.05   0
 实施例4   0.989   0.103   0.10   0
 实施例5   0.950   0.142   0.15   0
 实施例6   0.933   0.159   0.17   -
 比较例   1.092   0   0   10
[实施例7]
与实施例1同样地，制作张力Ft为10N、环的公称直径为75.0mm、环主体半径方向的厚度为1.5mm、轴向的宽度为1.5mm的油环主体。只是，在此，内周空间中的最宽部分的宽度L2＝1.09mm，在开口缘处L1＝1.01mm，ΔL1＝0.028mm，ΔL2＝0.052mm，为上下突出部的宽度不同的构成。
在得到的油环主体上组合螺旋弹簧直径d＝1.060mm的螺旋弹簧胀圈，将ΔL2作为下侧，与实施例1同样地，进行向活塞安装的安装性的确认试验。结果，在100个中没有发现螺旋弹簧胀圈脱落的组合油环。
[实施例8]
与实施例1同样地，制成图3所示的油环主体。只是，在此，内周空间中的最宽部分的宽度L2＝1.12mm，在开口缘处L1＝1.067mm。而且，在上部并不形成突出部而将ΔL1设为0mm，仅在下部形成突出部并将ΔL2设为0.028mm。在得到的油环主体上组合螺旋弹簧直径d＝1.060mm的螺旋弹簧胀圈，将形成有突出部的一侧作为下侧，与实施例1同样地，进行向活塞安装的安装性的确认试验。结果，在100个中有两个组合油环的螺旋弹簧胀圈脱落了。
[实施例9～15]
与实施例1同样地，以将张力Ft设为10N，将环的公称直径设为75.0mm，将环主体半径方向的厚度设为1.5mm，将轴向的宽度设为1.5mm，且在开口缘处为表2所示的L1的方式，制成上下对称地形成有突出部27、28的油环主体。在得到的油环主体上组合螺旋弹簧直径d＝1.055mm的螺旋弹簧胀圈，与实施例1同样地，进行向活塞安装的安装性的确认试验。所得的结果如表2所示。当L1-d小到0.3mm左右时，可以看到防止螺旋弹簧胀圈脱落的效果非常显著。通过使L1变小，可以更进一步地提高防止螺旋弹簧胀圈脱落的效果，但是，当L1-d为-0.20时，若不使螺旋弹簧胀圈塑性变形则无法将其插入主体。
                         表2
  L1   L1-d   脱落数/个
  实施例9   0.85   -0.205   -
  实施例10   0.95   -0.105   0
  实施例11   1.05   -0.005   0
  实施例12   1.15   0.095   1
  实施例13   1.25   0.195   2
  实施例14   1.35   0.295   2
  实施例15   1.45   0.395   6
[实施例16]
与实施例1同样地，制作图1所示的油环主体。只是，在此，使开口缘前端仅向半径方向内侧延长，将半径方向的宽度设为比L3(1.5mm)厚5％的1.575mm，且在开口缘处上下对称地形成突出部，将L1设为1.062mm，这样制作油环主体。另外，作为比较，还制作了半径方向的宽度为1.575mm且未设有突起部的油环主体(比较例2)。在得到的各个油环主体上组合螺旋弹簧直径d＝1.060mm的螺旋弹簧胀圈，与实施例1同样地，进行向活塞安装的安装性的确认试验。结果，在比较例2中，在100个中有7个组合油环的螺旋弹簧胀圈脱落了，而在实施例16中，没有看到螺旋弹簧胀圈的脱落。
对于以上的实施例，是与螺旋弹簧胀圈2的接触部分即主体内周面18、19为圆弧形的情况，但是，在螺旋弹簧接触部分的主体内周面18、19为锥形(参照图2)的情况下，也可以得到同样的效果。
发明效果
根据本发明，在通过扩开组合油环的油环主体的开口而将其安装到活塞上时，可以防止螺旋弹簧胀圈从主体上的脱落，从而可以实现组装非常良好的组合油环。

Claims (9)

1.一种组合油环，备有将上下导轨和连结板成形为一体的主体、和对该主体向压力缸内周面方向施力的螺旋弹簧胀圈，所述上下导轨具有与压力缸内周面滑动接触的外周面，所述连结板连结上下导轨并具有多个窗部，螺旋弹簧胀圈配置于内周侧的槽部中，其特征在于：在上述主体内周侧槽部的轴线方向尺寸为最大的位置的径向内周侧，设有朝向厚度方向中心线的突出部。
2.如权利要求1所述的组合油环，其特征在于，上述主体内周侧槽部的轴线方向尺寸在该尺寸为最大的位置的径向内周侧小于最大尺寸L2。
3.如权利要求2所述的组合油环，其特征在于，上述最小尺寸L1和最大尺寸L2满足0.03≤(L2-L1)/L1≤0.15。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的组合油环，其特征在于，上述主体的内周侧槽部的径向截面形状是由圆弧面构成的。
5.如权利要求1至3中的任一项所述的组合油环，其特征在于，上述主体的内周侧槽部的径向截面形状具有一对相向的倾斜面、和连结两倾斜面的沿轴线方向垂直的面。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的组合油环，其特征在于，上述突出部仅形成在上述主体的内周侧槽部的一侧。
7.如权利要求1至5中的任一项所述的组合油环，其特征在于，形成于上述主体内周侧槽部的上部和下部上的突出部在轴线方向上的最大宽度不同。
8.如权利要求2至7中的任一项所述的组合油环，其特征在于，上述最小尺寸L1和螺旋弹簧胀圈的外径d具有0.2mm≥L1-d≥-0.10mm的关系。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的组合油环，其特征在于，上述突出部在上述主体的圆周方向上局部地形成。
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