DE112010002065B4

DE112010002065B4 - Ölringmechanismus-baugruppe

Info

Publication number: DE112010002065B4
Application number: DE112010002065.5T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Nishiura; Naoya Okada; Kenji Hayama; Youhei Hashimoto; Hideshi Hitosugi; Ryosuke Naka
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP5341616B2; JP2010270868A; US20120061920A1; WO2010133929A1; DE112010002065T5

Abstract

Ölringmechanismus-Baugruppe miteinem Kolben (10), der versehen ist mit einer Umfangsringnut (13), die in einer Außenumfangsfläche (10a) des Kolbens (10) ausgebildet ist, der sich in einer hin- und hergehenden Bewegung innerhalb eines Zylinders (50) eines Verbrennungsmotors bewegt, und einem zweistückigen Ölring (16), der einen ringförmigen Ölringhauptkörper (17) hat, der in der Ringnut (13) angeordnet ist und in der Außenumfangsrichtung innerhalb der Ringnut (13) durch einen Schraubenexpander (21) gedrängt wird, der an der Innenumfangsseite des Ölringhauptkörpers (17) angeordnet ist, wobei der Kolben (10) an der einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors zugewandten Seite ferner zwei Ringnuten (11, 12) hat, in denen jeweils ein Kompressionsring (14, 15) sitzt,dadurch gekennzeichnet, dasseine Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34), die den Anlagebereich einer Anlagefläche (13g) an einer Kurbelgehäuseseite einer Seitenwandfläche der Ringnut (13) verringern, die an der Seite der Ringnut (13) ist, die entgegengesetzt von einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors ist, in der Anlagefläche (13g) ausgebildet sind, undwobei die Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34) und ein sich zwischen ihnen befindlicher nicht vertiefter Abschnitt parallel zum Umfang in gleichen Intervallen in der Radiusrichtung angeordnet ist, undwobei die Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34) als Umfangsnuten oder bogenförmige Nuten vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ölringmechanismus-Baugruppe eines Kolbens, der durch eine Ringnut, die an einer Außenumfangsfläche eines Kolbens ausgebildet ist, der in einem Verbrennungsmotor Verwendung findet, und durch einen Ölring ausgebildet ist, der in dieser Ringnut angeordnet ist.
Zwei Kompressionsringe (d.h. ein oberer Ring und ein zweiter Ring) sitzen an dem Außenumfang an der Verbrennungskammerseite (d.h. die obere Seite) eines Kolbens eines Verbrennungsmotors, und ein Ölring sitzt an dem Außenumfang an der Kurbelgehäuseseite (d.h. die untere Seite) des Kolbens als sogenannte Kolbenringe. Die Kompressionsringe dienen dazu, die Verbrennungskammer luftdicht zu halten, und sie behindern das Austreten von Abgas aus der Verbrennungskammer durch einen Zwischenraum zwischen dem Kolben und dem Zylinder, und sie dienen dazu, Wärme von dem Kolben zu der Wandfläche des Zylinders zu übertragen, um zu verhindern, dass die Temperatur des Kolbens zu stark ansteigt. Außerdem dient der Ölring dazu, überschüssiges Schmieröl abzukratzen, das sich an die Wandfläche des Zylinders angeheftet hat, wobei somit ein geeigneter Ölfilm an dieser Wandfläche ausgebildet wird, und auch eine Öldichtung zwischen der Verbrennungskammerseite des Kolbens und der Kurbelkammerseite des Kolbens zu erzeugen. Dennoch gelangt immer noch das Schmieröl aufgrund einer Leckage in die Verbrennungskammer über diesem Ölring. Das heißt Schmieröl, das sich an die Zylinderwandfläche angeheftet hat, wird in die Verbrennungskammer über diese Ölringe durch den Unterdruck (Vakuum) gesaugt, der in der Verbrennungskammer erzeugt wird, wenn der Kolben absinkt, und zwar als ein Ergebnis der Steuerung eines variablen Ventilzeitmechanismus oder dergleichen an der Zylinderkopfseite. Als ein Ergebnis nimmt die Menge an verbrauchtem Öl zu, und das Schmieröl in der Verbrennungskammer endet außerdem, indem es verbrannt wird.
Die 7A und 7B zeigen Schnittansichten des Aufbaus eines aus zwei Stücken ausgebildeten Ölrings 53, der mit einem vorbestimmten Zwischenraum CL1 in der vertikalen Richtung einer Ringnut 52 eines Kolbens 51 angeordnet ist, als ein Beispiel eines derartigen Ölrings. Dieser aus zwei Stücken gebildete Ölring 53 bewegt sich nach oben und nach unten, wenn sich der Kolben 51 bewegt. Jedoch folgt, wenn die Richtung der vertikalen Bewegung des Kolbens 51 sich ändert, der Ringhauptkörper 54 dieses aus zwei Stücken gebildeten Ölrings 53 nach einer Verzögerung, die dem Betrag des Zwischenraums CL1 entspricht, da der Ringhauptkörper 54 gegen die Wandfläche eines Zylinder 50 durch einen sogenannten Schraubenexpander (auch Ringexpander oder Spiralexpander genannt) 55 gedrückt wird. Das heißt wenn, wie in 7A gezeigt, die Richtung der Bewegung des Kolbens 51 sich von nach unten zu nach oben ändert, wird der Ringhauptkörper 54, der gegen die Oberseitenfläche 52a der Ringnut 52 des Kolbens 51 gedrückt worden ist, gegen die Unterseitenfläche 52b der Ringnut 52 gedrückt, nachdem der Kolben sich nach oben bewegt, und zwar um den Betrag des Zwischenraums CL1. Außerdem wird, wie in 7B gezeigt ist, wenn die Richtung der Bewegung des Kolbens 51 sich von nach oben zu nach unten ändert, der Ringhauptkörper 54, der gegen die untere Seitenfläche 52b der Ringnut 52 des Kolbens 51 gedrückt worden ist, gegen die obere Seitenfläche 52a der Ringnut 52 gedrückt, nachdem der Kolben sich nach unten bewegt, und zwar um den Betrag des Zwischenraums CL1. Daher wird, wenn der Kolben 51 ansteigt (sich nach oben bewegt), das Schmieröl an der Wandfläche des Zylinders 50 durch den Endstückendabschnitt der oberen Fläche 54a des Ringhauptkörpers 54 weggekratzt und sammelt sich zwischen dem Ringhauptkörper 54 und der Ringnut 52. Andererseits strömt, wenn der Kolben 51 sich nach unten bewegt, das Schmieröl an der Wandfläche des Zylinders 50 zu der Kurbelgehäuseseite durch den Raum zwischen der unteren Fläche 54b des Ringhauptkörpers 54 und der unteren Seitenfläche 52b der Ringnut 52, und der Raum zwischen der oberen Fläche 54a des Ringhauptkörpers 54 und der oberen Seitenfläche 52a des Ringmechanismus 52 verschließt sich, womit verhindert wird, dass das Schmieröl in die Verbrennungskammer über den Ölring hinaus austritt. Auf diese Weise reduziert der aus zwei Stücken bestehende Ölring 53 die Menge an Öl, die verbraucht wird, durch das Abkratzen des Schmieröls und durch das Verhindern des Heraustretens des Schmieröls in die Verbrennungskammer über den Ölring. Die Menge an verbrauchtem Öl ist sogar größer als beispielsweise bei einem sogenannten aus drei Stücken bestehenden Ölring oder dergleichen, der Seitenschienen hat, die den Expander von oben und unten sandwichartig anordnen.
Das heißt bei diesem aus zwei Stücken bestehenden Ölring 53 wurde angedacht, dass, wenn die Richtung der Bewegung des Kolbens 51 sich von nach oben zu nach unten ändert, der Ringhauptkörper 54, der gegen die untere Seitenfläche 52b der Ringnut 52 des Kolbens 51 gedrückt worden ist, sich sofort von der unteren Seitenfläche 52b trennt (d.h. von dieser wegbewegt) als ein Ergebnis einer nach oben gerichteten Trägheitskraft, die erzeugt wird, wenn der Kolben 51 verzögert, und der Reibungskraft mit der Wandfläche des Zylinders 50 oder dergleichen. In Wirklichkeit wird jedoch die untere Fläche 54b des Ringhauptkörpers 54 nicht sofort von der unteren Seitenfläche 52b der Ringnut 52 getrennt, sondern bewegt sich eher eine Weile nach unten zusammen mit dem Kolben 51 aufgrund der Anhaftkraft des Schmieröls 57. Daher bleibt der Raum zwischen der oberen Fläche 54a des Ringhauptkörpers 54 und der oberen Seitenfläche 52a der Ringnut 52 offen, während sich der Kolben 51 sich nach unten bewegt. Als ein Ergebnis tritt das Schmieröl in die Verbrennungskammer über den Ölring aus, wie dies durch einen Pfeil wie in 7B gezeigt ist, womit die Menge an verbrauchtem Öl zunimmt.
Daher ist beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung JP 2002-310 002 A ein zweistückiger Ölring vorgeschlagen worden, der eine weitere Verringerung der Menge an verbrauchtem Öl anstrebt. Dieser zweistückige Ölring ist derart, dass die Innenumfangsfläche des Ringhauptkörpers eine abgeschrägte (geneigte) Fläche ist, und eine Feder drängt zu dem Ringhauptkörper über die abgeschrägte Fläche. Das heißt indem der Ringhauptkörper in einer Ringnut in der nach unten weisenden abgeschrägten Fläche angeordnet ist, wird die in der Außenumfangsrichtung wirkende Drängkraft der Feder in die Richtung der Zylinderwandfläche über die abgeschrägte Fläche aufgebracht, und auch in die Richtung der oberen Seitenfläche der Ringnut über die abgeschrägte Fläche aufgebracht. Als ein Ergebnis schließt sich der Zwischenraum zwischen der oberen Fläche des Ringhauptkörpers und der oberen Seitenfläche der Ringnut, womit die Menge an Schmieröl verringert wird, die in die Verbrennungskammer über den Ölring durch diesen Zwischenraum austritt.
Im Übrigen wird, obwohl der in der Druckschrift JP 2002-310 002 A beschriebene zweistückige Ölring dazu in der Lage ist, die Menge an Schmieröl zu verringern, die in die Verbrennungskammer über den Ölring austritt, auch die Bewegung des Schmieröls, das an der Verbrennungskammerseite abgekratzt worden ist, zu der Kurbelseite hin eingeschränkt, da er den Raum zwischen der oberen Fläche des Ringhauptkörpers und der oberen Seitenfläche der Ringnut verschließt. Daher verbleibt das Schmieröl, das abgekratzt worden ist, an der Verbrennungskammerseite, und es wird schwierig, den Verbrauch dieses restlichen Schmieröls zu verringern.
Ferner ist eine Ölringmechanismus-Baugruppe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aus der US 2006/ 0 220 322 A1 bekannt. Weitere Ölringmechanismus-Baugruppen sind in US 4 438 937 A , DE 27 48 888 A1 , JP H06-159 135 A , DE 42 05 503 A1 , JP S54-183 506 U und JP 2002-310 002 A offenbart.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen aus zwei Stücken bestehenden Ölringmechanismus eines Kolbens bereitzustellen, der dazu in der Lage ist, die Menge an Öl zu unterdrücken, die durch die Tätigkeit in Zusammenhang mit einer Ringnut verbraucht wird.
Erfindungsgemäß wir diese Aufgabe mit einer Ölringmechanismus-Baugruppe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Ölringmechanismus-Baugruppe hat einen Kolben, der versehen ist mit einer Umfangsringnut, die in einer Außenumfangsfläche des Kolbens ausgebildet ist, der sich in einer hin- und hergehenden Bewegung innerhalb eines Zylinders eines Verbrennungsmotors bewegt, und einem zweistückigen Ölring, der einen ringförmigen Ölringhauptkörper hat, der in der Ringnut angeordnet ist und in der Außenumfangsrichtung innerhalb der Ringnut durch einen Schraubenexpander gedrängt wird, der an der Innenumfangsseite des Ölringhauptkörpers angeordnet ist. Der Kolben hat ferner an der einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors zugewandten Seite zwei Ringnuten, in denen jeweils ein Kompressionsring sitzt. Es sind eine Vielzahl an vertieften Abschnitten, die den Anlagebereich zumindest einer Anlagefläche verringern, die an der Seite der Ringnut ist, die entgegengesetzt von einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors ist, in der Anlagefläche ausgebildet.
Bei der erfindungsgemäßen Ölringmechanismus-Baugruppe wird der Anlagebereich, wenn der Ölring an der Ringnut anliegt, verringert aufgrund der vertieften Abschnitte, die in der Anlagefläche ausgebildet sind. Als ein Ergebnis nimmt die Anhaftkraft ab, die zwischen der Seitenwandfläche der Ringnut und der Anlagenfläche des Ölringshauptkörpers durch das Schmieröl erzeugt wird, das zwischen jenen Flächen sandwichartig angeordnet ist. Daher wird eine geringere Anhaftkraft zwischen der Ringnut und dem Ölringhauptkörper erzeugt, wenn der Kolben sich nach oben bewegt, wobei somit, wenn der Kolben sich nach unten bewegt, der Ölringhauptkörper dazu in der Lage ist, sich schnell von der Wandfläche des Zylinders zu trennen (d.h. sich von dieser wegzubewegen), während die Reibungskraft zwischen dem Ölringhauptkörper und der Wandfläche des Zylinders und die nach oben gerichtete Trägheitskraft des Ölringhauptkörpers, die als eine Kraft entgegen der Anhaftkraft wirkt, gering sind. Demgemäß kann, wenn der Kolben sich nach oben bewegt, das Schmieröl der Wandfläche des Zylinders an der Verbrennungskammerseite zurückgewonnen werden. Außerdem bewegt sich, wenn der Kolben sich nach unten bewegt, der Ölring schnell von der Seitenwandfläche, die an der gegenüberliegenden Seite der Ölringnut von der Verbrennungskammer ist, zu der Seitenwandfläche, die an der gleichen Seite der Ringnut wie die Verbrennungskammerseite ist, derart, dass das Schmieröl, das sich in der Ringnut angesammelt hat, wenn der Kolben sich nach oben bewegt, davor bewahrt wird, dass es sich in die Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors bewegt. Als ein Ergebnis kann eine Zunahme der Menge an verbrauchtem Schmieröl unterdrückt werden.
Außerdem trennt sich gemäß der erfindungsgemäßen Ölringmechanismus-Baugruppe der Ölring von der Ringnut sogar dann, wenn die Reibungskraft mit der Wandfläche des Zylinders verringert ist. Daher ergibt sich eine geringere Zunahme bei der Menge an Öl, die aufgrund einer Abnahme der Reibungskraft zwischen dem Ölring und der Zylinderwandfläche verbraucht wird, so dass es möglich ist, die Reibungskraft des Ölrings an der Wandfläche des Zylinders bei einer Bestrebung zur Verringerung des Reibungsverlustes zu verkleinern. Als ein Ergebnis kann die Menge an Öl, die verbraucht wird, gehalten werden, und die Kraftstoffeffizienz kann verbessert werden, indem der Reibungsverlust des Ölrings verringert wird.
Erfindungsgemäß ist die Vielzahl an vertieften Abschnitten in gleichen Abständen in der Radiusrichtung angeordnet.
Wenn gemäß dem vorstehend beschriebenen Aspekt eine Vielzahl der vertieften Abschnitte vorgesehen ist, können diese in gleichen Abständen derart angeordnet sein, dass die Verteilung der Anhaftkraft des Ölrings an der Ringnut gleichmäßig ist. Demgemäß wird, wenn der Ölring sich von der Ringnut trennt, verhindert, dass der Ölring sich aufgrund einer ungleichmäßigen zu der Ringnut wirkenden Anhaftkraft neigt (schräg stellt). Das heißt eine Zunahme der Reibungskraft mit der Zylinderwandfläche und eine Verschlechterung der Ölabdichtung aufgrund eines Neigens des Ölrings kann vermindert werden, und die Öldichtung durch den Ölring kann aufrechterhalten werden, während die Reibungskraft mit der Wandfläche des Zylinders verringert werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Vielzahl der vertieften Abschnitte als Umfangsnuten oder als bogenförmige Nuten in der Anlagefläche vorgesehen.
Dies erleichtert das Ausbilden der Umfangsnuten in der Anlagefläche, die durch die Seitenwandfläche der Ringnut ausgebildet ist, indem der Ölringhauptkörper an der Ringnut anliegt, eine gleichmäßige Verteilung der Anhaftkraft des Ölrings zu der Ringnut.
Vorzugsweise ist die Vielzahl an vertieften Abschnitten in der Ringnut vorgesehen.
Das Vorsehen der vertieften Abschnitte in der Ringnut des Kolbens ermöglicht, dass ein Ölringmechanismus eines Kolbens mit einem Ölring und einer Ringnut ausgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt kann der Ölringmechanismus auch unter Verwendung eines typischen Ölrings ausgebildet sein, was ermöglicht, dass diese Art an Ölringmechanismus noch leichter ausgeführt wird.
Vorzugsweise kann die Vielzahl an vertieften Abschnitten, die in der Ringnut vorgesehen ist, an Positionen derart vorgesehen sein, dass keine Beeinträchtigung mit den Innenumfang des Ölringhauptkörpers der Fall ist.
Dadurch wird die Innenumfangsfläche des Ölringhauptkörpers keine Beeinträchtigung mit dem vertieften Abschnitt der Ringnut in einer solchen Weise bewirken, dass Probleme verursacht werden, wie beispielsweise, dass sich die Innenumfangsfläche des Ölringhauptkörpers an dem vertieften Abschnitt der Ringnut verfängt. Daher kann die Zuverlässigkeit dieser Art an Ölringmechanismus beibehalten werden.
Vorzugsweise kann die Vielzahl an vertieften Abschnitten derart ausgebildet sein, dass eine Innenumfangsfläche des Ölringhauptkörpers sich nicht mit der Vielzahl an vertieften Abschnitten überlappt aufgrund dessen, dass der Ölringhauptkörper sich in der Radiusrichtung bewegt.
Vorzugsweise kann die Querschnittsform der Vielzahl an vertieften Abschnitten eine rechtwinklige Form, eine vieleckige Form oder eine Bogenform oder eine beliebige Kombination von zwei oder mehr dieser Formen sein.
Figurenliste
Die vorstehend dargelegte Aufgabe und weitere Ziele, und die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich hervor, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente beschreiben.

1 zeigt eine Schnittansicht eines Ölringmechanismus eines Kolbens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2A zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des Ölringmechanismus gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
2B zeigt eine Schnittansicht eines Schnitts entlang einer Linie 2b-2b in 2A.
3 zeigt eine grafische Darstellung der Ölverbrauchsrate eines Verbrennungsmotors.
4A zeigt eine Schnittansicht eines Ölringmechanismus eines Kolbens gemäß einem ersten Erläuterungsbeispiel.
4B zeigt eine Schnittansicht eines Schnitts entlang einer Linie 4b-4b in 4A.
5A zeigt eine Schnittansicht einer Ringnut oder eines Ölringhauptkörpers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in dem Ölringmechanismus des Kolbens gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Anwendung findet.
5B zeigt eine Schnittansicht einer Ringnut oder eines Ölringhauptkörpers gemäß einem wiederum anderen Ausführungsbeispiel, das in dem Ölringmechanismus des Kolbens gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung Anwendung findet.
6A zeigt eine Draufsicht im Schnitt einer Ringnut gemäß einem wiederum anderen Ausführungsbeispiel des Ölringmechanismus des Kolbens gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
6B zeigt eine Draufsicht im Schnitt einer Ringnut gemäß einem wiederum anderen Erläuterungsbeispiel des Ölringmechanismus des Kolbens.
7A zeigt eine Schnittansicht des Betriebs eines typischen Ölrings eines Kolbens, wenn sich die Bewegung des Kolbens von nach unten zu nach oben ändert.
7B zeigt eine Schnittansicht des Betriebs eines typischen Ölrings des Kolbens, wenn die Bewegung des Kolbens sich von nach oben zu nach unten ändert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Erstes Ausführungsbeispiel
Ein erstes Ausführungsbeispiel des Ölringmechanismus eines Kolbens der vorliegenden Erfindung ist nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Schnittansicht des Aufbaus des Ölringmechanismus eines Kolbens von diesem Ausführungsbeispiel in der vertikalen Richtung des Kolbens.
Wie dies in 1 gezeigt ist, ist ein Zylinder 50 in einer zylindrischen Form ausgebildet, wobei er sich allgemein in der vertikalen Richtung (d.h. in der vertikalen Richtung in 1) erstreckt. Ein Kolben 10 ist so aufgebaut, dass er sich in diesem Zylinder 50 hin- und hergehend nach oben und nach unten bewegt. Der Kolben 10 ist in einer im Allgemeinen runden säulenartigen Form ausgebildet, die einen Schürzenabschnitt an der unteren Seite hat. Die obere Fläche des Kolbens 10 definiert zusammen mit dem Zylinder 50 eine Verbrennungskammer. Außerdem hat der Kolben 10 eine erste bis dritte Ringnut 11 bis 13 mit jeweils rechteckigen Querschnitten in der vertikalen Richtung, die an der oberen Seite seiner Außenumfangsfläche ausgebildet sind. Im Übrigen ist ein nicht gezeigtes Ölablaufloch in der dritten Ringnut 13 ausgebildet. Eine ringnutseitige Öffnung an einem Endabschnitt eines Ölablauflochs ist zu der dritten Ringnut 13 offen, und eine an der Seite der Innenumfangsfläche des Kolbens befindliche Öffnung an dem anderen Endabschnitt des Ölablauflochs ist zu der Innenseitenwand des Kolbens 10 offen.
Ein erster Kompressionsring 14 sitzt in der ersten Ringnut 11 und ein zweiter Kompressionsring 15 sitzt in der zweiten Ringnut 12. Diese Kompressionsringe, d.h. der erste Kompressionsring 14 und der zweite Kompressionsring 15 sind beide in einer ringartigen Form ausgebildet mit einer Verbindung an einem Ort in der Umfangsrichtung. Die Außenumfangsflächen dieser Kompressionsringe, d.h. des ersten und des zweiten Kompressionsrings 14 und 15, gleiten an der Wandfläche des Zylinders 50. Somit dienen der erste und der zweite Kompressionsring 14 und 15 dazu, die Verbrennungskammer luftdicht zu halten, und sie verhindern, dass Verbrennungsgas aus der Verbrennungskammer durch den Zwischenraum zwischen dem Kolben 10 und dem Zylinder 50 austritt, und sie übertragen die Wärme von dem Kolben zu der Wandfläche des Zylinders, um zu verhindern, dass die Temperatur des Kolbens zu hoch ansteigt.
Ein Ölring 16, der ein aus zwei Stücken bestehender Kolbenring ist, sitzt in der ersten Ringnut 13, die die niedrigste der drei Ringnuten 11 bis 13 ist. Dieser Ölring 16 hat einen ringartigen Ringhauptkörper 17, der eine Verbindung 17k (siehe 6B) an einem Ort in der Umfangsrichtung hat, und einen Schraubenexpander (auch Ringexpander oder Spiralexpander genannt) 21, der an der Innenseite des Ringhauptkörpers 17 angeordnet ist und eine Drängkraft in der Umfangsrichtung erzeugt, indem er aus einem Drahtstab ausgebildet ist, der in einer Schraubenform (Spiralform) gewunden ist und dann zur einer Ringform verbunden ist. Die Außenumfangsfläche des Ringhauptkörpers 17 ist so gestaltet, dass sie mit einer vorbestimmten Drängkraft an der Wandfläche des Zylinders 50 anliegt, indem sie in der Außenumfangsrichtung durch den Schraubenexpander 21 gedrängt wird. Demgemäß dient der Ölring 16 sowohl dazu, überschüssiges Öl abzukratzen, das sich an der Wandfläche des Zylinders angeheftet hat, um einen geeigneten Ölfilm an diese Wandfläche auszubilden, als auch dazu, eine Öldichtung zwischen der Verbrennungskammerseite des Kolbens 10 und der Kurbelgehäuseseite des Kolbens 10 aufrechtzuerhalten. Diese Funktionen des Ölrings 16 ermöglichen es, zu unterdrücken, dass Schmieröl in die Verbrennungskammer über den Ölring austritt. Das heißt es ist möglich, zu unterdrücken, dass Schmieröl, das sich an der Wandfläche des Zylinders 50 angeheftet hat, in die Verbrennungskammer über diesen Ölring 16 durch das Vakuum (den Unterdruck) gesaugt wird, das in der Verbrennungskammer dann erzeugt wird, wenn der Kolben 10 sich nach unten bewegt. Außerdem wird die Verbrennung des Schmieröls in der Verbrennungskammer, die die Menge an verbrauchtem Öl erhöht, unterdrückt. Im Übrigen ist in diesem Ausführungsbeispiel der Ölringmechanismus aus der dritten Ringnut 13 und dem Ölring 16 ausgebildet.
Nachstehend ist der Ölringmechanismus detailliert unter Bezugnahme auf die 2A und 2B beschrieben. 2A zeigt eine vertikale Schnittansicht des Aufbaus des Ölrings 16 und des Bereiches um den Ölring 16 herum. 2B zeigt eine Schnittansicht eines Schnitts entlang der Linie 2b-2b in 2A.
Wie dies in 2A gezeigt ist, hat der Ringhauptkörper 17 des Ölrings 16 eine obere Fläche 17a und eine untere Fläche 17b, die unter rechten Winkeln (horizontale 2A) zu der Mittelachse des Kolbens 10 stehen. Außerdem ist eine erste Nut 17d, die einen rechteckigen Querschnitt hat, in der Mitte in der Außenumfangsfläche des Ringhauptkörpers 17 ausgebildet, die der Wandfläche des Zylinders 50 zugewandt ist. Als ein Ergebnis ist ein Vorsprung 18, der sich von der oberen Fläche 17a fortsetzt, an der oberen Seite der ersten Nut 17d ausgebildet, und ein anderer Vorsprung 18, der sich von der unteren Fläche 17b fortsetzt, ist an der unteren Seite der ersten Nut 17d ausgebildet. Darüber hinaus ist eine zweite Nut 17e, die einen bogenförmigen Querschnitt hat, in der Mitte in der Richtung der Dicke der Innenumfangsfläche 17c des Ringhauptkörpers 17 ausgebildet.
Der Schraubenexpander 21 sitzt in der zweiten Nut 17e und drängt die zweite Nut 173 in der Außenumfangsrichtung. Das heißt der Durchmesser des Schraubenexpanders 21 ist im Wesentlichen der gleiche wie die Breite (d.h. die Länge der vertikalen Richtung in 2A) der Öffnung der zweiten Nut 17e, und der Schraubenexpander 21 ist derart angeordnet, dass im Allgemeinen die Hälfte des bogenförmigen Querschnitts an der Außenumfangsseite in der zweiten Nut 17e sitzt.
Die dritte Ringnut 13 teilt die Außenumfangsfläche des Kolbens 10 in eine an der Oberseite befindliche Außenumfangsfläche 10a und eine an der unteren Seiten befindliche Außenumfangsfläche 10b. Außerdem ist die obere Seite der Seitenwandfläche, die an dem Kolben 10 ausgebildet ist, als eine obere Seitenfläche 13a bezeichnet, ist die untere Seite der Seitenwandfläche, die in dem Kolben 10 ausgebildet ist, als eine untere Seitenfläche 13b bezeichnet, und ist die Bodenfläche in der axialen Richtung als eine Innenseitenfläche 13c bezeichnet. Die Breite in der axialen Richtung der Öffnung der dritten Ringnut 13 ist breiter als die Dicke des Ringhauptkörpers 17 um einen Zwischenraumabstand D, so dass der Ringhauptkörper 17 dazu in der Lage ist, sich vertikal um diesen Zwischenraumabstand D zu bewegen, wenn er in der dritten Ringnut 13 sitzt. Als ein Ergebnis liegen die obere Fläche 17a und die untere Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 an der Oberseitenfläche 13a und der unteren Seitenfläche 13b jeweils der Ringnut 13 an, wenn sich der Kolben 10 sich nach oben und nach unten bewegt. Eine Oberseiten-Anlagefläche, die an der oberen Fläche 17a anliegt, ist an der oberen Seitenfläche 13a der Ringnut 13 ausgebildet, und eine Unterseiten-Anlagefläche 13g, die an der unteren Fläche 17b anliegt, ist an der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 ausgebildet. Die Unterseiten-Anlagefläche 13g ist zur einer Ringform an der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 ausgebildet, wobei der Innenumfang dieser Unterseiten-Anlagefläche 13g an einer Position ist, die einer Innenumfangsfläche 17c des Ringhauptkörpers 17 entspricht, und der Außenumfang der Unterseiten-Anlagefläche 13g an einer Position ist, die der an der unteren Seite befindliche Außenumfangsfläche 10b des Kolbens 10 entspricht. Zwischen diesem Innenumfang und diesem Außenumfang befindet sich eine Anlagebreite Lp, die die Breite der Ringform hat.
Ein erster vertiefter Abschnitt 22 und ein zweiter vertiefter Abschnitt 23 sind in der Unterseiten-Anlagefläche 13g der dritten Ringnut 13 ausgebildet. Außerdem sind der erste und der zweite vertiefte Abschnitt 22 und 23 vertiefte Abschnitte mit einem rechtwinkligen Querschnitt mit Öffnungen an der Unterseiten-Anlagefläche 13g. Dieser erste und zweite vertiefte Abschnitt 22 und 23 sind in zuvor festgelegten Positionen in der horizontalen Richtung des Kolbens 10 in der Unterseiten-Anlagefläche 13g angeordnet. Daher ist der Anlagebereich (Anlagefläche) der Unterseiten-Anlagefläche 13g, die an der unteren Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 anliegt, um den Betrag der Öffnungen der ersten und zweiten vertieften Abschnitte 22 und 23 verringert. Außerdem ist in diesem Ausführungsbeispiel die Anlagebreite Lp der Unterseiten-Anlagefläche 13g in fünf Abschnitte gleich geteilt, d.h. einen Abschnitt a, einen Abschnitt b, einen Abschnitt c, einen Abschnitt d und einen Abschnitt e, in dieser Reihenfolge von der an der unteren Seite befindliche Außenumfangsfläche 10b aus gesehen. Der zweite vertiefte Abschnitt 23 ist im Abschnitt b vorgesehen und der erste vertiefte Abschnitt 22 ist in dem Abschnitt d vorgesehen. Demgemäß sind der erste vertiefte Abschnitt 22 und der zweite vertiefte Abschnitt 23 unter gleichen Intervallen in der Breitenrichtung der Unterseiten-Anlagefläche 13g derart angeordnet, dass die Anlagefläche (Anlagebereich) der unteren Seitenfläche 13b der dritten Ringnut 13, die an der unteren Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 anliegt, in der Umfangsrichtung der Unterseiten-Anlagefläche 13g gleichmäßig verteilt ist.
Außerdem kann die Position, an der der Ölring 16 angeordnet ist, sich in der Radiusrichtung in Bezug auf die Ringnut 13 verschieben aufgrund einer Änderung im Zwischenraum zwischen dem Kolben 10 und dem Zylinder 50. Daher ist es, indem die Breite des Abschnittes e so erhöht wird, dass sie breiter ist als der Abstand, um den der Ringhauptkörper 17 sich in der Radiusrichtung bewegt, möglich, zu verhindern, dass der untere Abschnitt der Innenumfangsfläche 17c des Ringhauptkörpers 17 mit dem ersten vertieften Abschnitt 22 in Beeinträchtigung gelangt und sich an diesem verfängt oder sich in diesen hineinsetzt (d.h. in Eingriff mit diesem gelangt), sogar wenn der Ringhauptkörper 17 sich in der horizontalen Richtung der Ringnut 13 bewegt.
Nachstehend ist der Betrieb des Ölringmechanismus, wenn der Kolben 10 sich nach oben und nach unten bewegt, beschrieben. Der Ölring 16 des Ölringmechanismus bewegt sich nach oben und nach unten, wenn der Kolben 10 sich bewegt. Jedoch wird der Ringhauptkörper 17 dieses Ölrings 16 gegen die Wandfläche des Zylinders 10 durch den Schraubenexpander 21 gedrückt, wobei somit, wenn die vertikale Richtung, in der der Kolben 10 sich bewegt, sich ändert, im Prinzip sich die vertikale Richtung, in der der Ringhauptkörper 17 sich bewegt, nach einer Verzögerung ändert, die dem Zwischenraumabstand D entspricht. Das heißt wenn die Richtung, in der der Kolben 10 sich bewegt, sich von nach unten zu nach oben ändert, wird der Ringhauptkörper 17, der gegen die obere Seitenfläche 13a der Ringnut 13 des Kolbens 10 gedrückt worden ist, gegen die untere Seitenfläche 13b der Ringnut 13 gedrückt, nachdem der Kolben 10 sich um einen Betrag nach oben bewegt, der dem Zwischenraumabstand D entspricht. Andersherum wird, wenn die Richtung, in der der Kolben 10 sich bewegt, sich von nach oben zu nach unten ändert, der Ringhauptkörper 17, der gegen die untere Seitenfläche 13b der Ringnut 13 des Kolbens 10 gedrückt worden ist, gegen die obere Seitenfläche 13a der Ringnut 13 gedrückt, nachdem der Kolben 10 sich nach unten um einen Betrag bewegt hat, der dem Zwischenraumabstand D entspricht. Im Übrigen wirkt, wenn die Richtung, in der der Kolben 10 sich bewegt, sich von nach oben zu nach unten ändert, eine Kraft in der Richtung, die von der unteren Seitenfläche 13b weg weist, sofort auf den Ringhauptkörper 17, der gegen die untere Seitenfläche 13b der Ringnut 13 des Kolbens 10 gedrückt worden ist, aufgrund der nach oben gerichteten Trägheitskraft, die erzeugt wird, wenn der Kolben 10 sich verlangsamt, und aufgrund der Reibungskraft mit der Wandfläche 50a des Zylinders 50 und dergleichen. Andererseits wirkt die Anhaftkraft des Schmieröls, das nicht gezeigt ist, mit der Unterseiten-Anlagefläche 13g der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 auf die untere Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17. Daher bleibt der Ringhauptkörper 17 angeheftet an der Ringnut 13, bis die Kraft in der Richtung, die von der unteren Seitenfläche 13b weg weist, die Anhaftkraft des Schmieröls überwindet.
Jedoch verringern in diesem Ausführungsbeispiel der erste und der zweite vertiefte Abschnitt 22 und 23, die in der Unterseiten-Anlagefläche 13g ausgebildet sind, den Anlagebereich (die Anlagefläche), an der die Unterseiten-Anlagefläche 13g an der unteren Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 anliegt, was die Anhaftkraft verringert, die zwischen diesen Flächen erzeugt wird. Außerdem wird selbst dann, wenn das Schmieröl, das in dem ersten und dem zweiten vertieften Abschnitt 22 und 23 gesammelt worden ist, mit der unteren Flächen 17b in Kontakt gelangt, der Freiheitsgrad der Bewegung und die Verformung dieses Schmieröls höher als mit einem Schmieröl, das dünn zwischen der Unterseiten-Anlagefläche 13g und der unteren Fläche 17b angeordnet ist. Somit nimmt die Anhaftkraft, die zwischen dem Schmieröl, das in dem ersten und dem zweiten vertieften Abschnitt 22 und 23 angesammelt worden ist, ebenfalls ab, so dass die gesamte Anhaftkraft, die an der Unterseiten-Anlagefläche 13g erzeugt wird, abnimmt. Als ein Ergebnis nimmt, wenn die Kraft in der Richtung, die von der unteren Seitenfläche 13b weg weist, auf den Ringhauptkörper 17 einwirkt, wie sie dies bei einem typischen Ölring macht, die Anhaftkraft von dem Schmieröl zwischen der Unterseiten-Anlagefläche 13g und der unteren Seitenfläche 17b ab. Daher trennt sich, wenn die Richtung, in der der Kolben 10 sich bewegt, sich von nach oben zu nach unten ändert, der Ölring 16 von der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 schneller (d.h. er bewegt sich schneller weg) als bei einem typischen Ölring. Als ein Ergebnis wird die Zeitspanne, in der der Kolben 10 sich nach unten bewegt, während der Raum zwischen der oberen Fläche 17a des Ringhauptkörpers 17 und der oberen Seitenfläche 13a der Ringnut 13 offen ist, kürzer, womit unterdrückt wird, dass dieses Schmieröl in die Verbrennungskammer über den Ölring 16 austritt, so dass die Menge an verbrauchtem Öl verringert werden kann. 3 zeigt eine grafische Darstellung zum Vergleich der Ölverbrauchsrate eines typischen Verbrennungsmotors mit der Ölverbrauchsrate bei diesem Ausführungsbeispiel. Wie dies in 3 gezeigt ist, ist beispielsweise die Ölverbrauchsrate gemäß diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 30 bis 40 % niedriger als die typische Ölverbrauchsrate.
Im Übrigen sind verschiedene Vorschläge zum Verhindern, dass ein Kompressionsring an der Ringnut als ein Ergebnis einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks anhaftet, bekannt. Ein derartiger Vorschlag bringt es mit sich, eine Nut auszubilden zum Halten des Schmieröls, das einen Kühleffekt auf eine Fläche erzeugt, die an der Ringnut anliegt, um zu verhindern, dass die Anlagefläche an der Ringnut anhaftet. Jedoch unterscheidet sich das Prinzip, das dahinter steht, weshalb die vorstehend beschriebene Art an Ölring an der Ringnut anhaftet, von dem Prinzip, das dahinter steht, weshalb der Kompressionsring an der Ringnut anhaftet, wobei sich somit auch die zu lösenden Aufgaben unterscheiden. Daher gibt es keinen Grund, einen Aufbau, der das Anhaften verhindert, das mit einem Kompressionsring angewendet wird, bei einem Ölring anzuwenden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ermöglicht der Ölringmechanismus eines Kolbens von diesem Ausführungsbeispiel, dass die nachstehend aufgeführten Effekte erreicht werden:

(i) Der Anlagebereich (die Anlagefläche), der sich dann ergibt, wenn der Ölring 16 an der Ringnut 13 anliegt, ist aufgrund der vertieften Abschnitte 22 und 23 verringert, die an der Unterseiten-Anlagefläche 13g ausgebildet sind. Als ein Ergebnis nimmt die Anhaftkraft, die zwischen den Anlageflächen, an denen die untere Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 an der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 anliegt, durch das Schmieröl erzeugt wird, das zwischen diesen Flächen sandwichartig angeordnet ist, ab. Daher wird eine geringere Anhaftkraft zwischen der Ringnut 13 und dem Ringhauptkörper 17 erzeugt, wenn der Kolben 10 sich nach oben bewegt, so dass, wenn der Kolben 10 sich nach unten bewegt, der Ringhauptkörper 17 dazu in der Lage ist, sich von der Wandfläche 50a des Zylinders 50 schnell zu entfernen (schnell zu trennen), während die Reibungskraft zwischen dem Ringhauptkörper 17 und der Wandfläche 50a des Zylinders 50 gering ist. Demgemäß kann, wenn der Kolben 10 sich nach oben bewegt, Schmieröl von der Wandfläche 50a des Zylinders 50 an der Verbrennungskammerseite zurückgewonnen werden. Außerdem bewegt sich, wenn der Kolben 10 sich nach unten bewegt, der Ölring 16 schnell von der unteren Seitenfläche 13b, die an der Seite der Ringnut 13 ist, die von der Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors entgegensetzt ist, zu der oberen Seitenfläche 13a, die an der gleichen Seite der Ringnut 13 wie die Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors ist, derart, dass das Schmieröl, das sich in der Ringnut 13 angesammelt hat, wenn der Kolben 10 sich nach oben bewegt, davor zurückgehalten, dass es sich in die Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors bewegt. Als ein Ergebnis kann die Zunahme der Menge an Schmieröl, die verbraucht wird, unterdrückt werden.
(ii) Außerdem wird sich bei dieser Art an Aufbau der Ölring 16 von der Ringnut 13 selbst dann trennen, wenn die Reibungskraft mit der Wandfläche 50a des Zylinders 50 verringert ist. Daher ergibt sich eine geringere Zunahme der Menge an Öl, die verbraucht wird, aufgrund einer Abnahme der Reibungskraft zwischen dem Ölring 16 und der Wandfläche 50a des Zylinders 50, wobei es somit möglich ist, die Reibungskraft des Ölrings 16 an der Wandfläche 50a des Zylinders 50 bei einem Versuch zum Verringern des Reibungsverlustes zu verkleinern. Als ein Ergebnis kann die Menge an Öl, die verbraucht wird, beibehalten werden, und die Kraftstoffeffizienz kann erhöht werden, indem der Reibungsverlust des Ölrings 16 verringert wird.
(iii) Die Vielzahl an vertieften Abschnitten 22 und 23 ist unter gleichen Intervallen derart angeordnet, dass die Anhaftkraft des Ölrings 16 an der Ringnut 13 gleichmäßig verteilt ist. Demgemäß wird, wenn der Ölring 16 sich von der Ringnut 13 trennt, verhindert, dass der Ölring 16 sich aufgrund einer ungleichmäßigen Anhaftkraft, die auf die Ringnut 13 einwirkt, neigt (schräg stellt). Das heißt eine Zunahme der Reibungskraft mit der Zylinderwandfläche und eine Verschlechterung der Ölabdichtung aufgrund dessen, dass der Ölring 16 sich neigt, kann verringert werden, und die Öldichtung durch den Ölring 16 kann beibehalten werden, während die Reibungskraft mit der Wandfläche 50a des Zylinders 50 verkleinert werden kann.
(iv) Vertiefte Abschnitte sind als Umfangsnuten in der Unterseiten-Anlagefläche 13g ausgebildet, die an der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 ausgebildet ist, indem der Ringhauptkörper 17 an der Ringnut 13 anliegt. Dies erleichtert die gleichmäßige Verteilung der Reibungskraft des Ölrings 16 zu der Ringnut 13.
(v) Der Ölringmechanismus ist ausgebildet, indem die vertieften Abschnitte 22 und 23 in der Ringnut 13 des Kolbens 10 vorgesehen sind. Zu diesem Zeitpunkt kann der Ölringmechanismus auch unter Verwendung eines typischen Ölrings ausgebildet sein, was ermöglicht, dass diese Art an Ölringmechanismus noch leichter ausgeführt wird.
(vi) Das Vorsehen des Abschnittes e mit einer vorbestimmten Breite verhindert, dass die Innenumfangsfläche 17c des Ringhauptkörpers 17 mit dem ersten vertieften Abschnitt 22 der Ringnut 13 in einer Weise in Beeinträchtigung gelangt, die Probleme hervorrufen würde, wie beispielsweise, dass sich die Innenumfangsfläche 17c des Ringhauptkörpers 17 an dem ersten vertieften Abschnitt 22 der Ringnut 13 verfängt. Daher kann die Zuverlässigkeit dieser Art an Ölringmechanismus beibehalten werden.

Erstes Erläuterungsbeispiel
Nachstehend ist ein erstes Erläuterungsbeispiel des Kolbenringmechanismus eines Kolbens unter Bezugnahme auf die 4A und 4B beschrieben. 4A zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines vertikalen Schnitts des Ölrings 16 und eines Abschnittes, der dem Bereich um den Ölring 16 herum entspricht, und 4B zeigt eine Schnittansicht des Schnitts entlang der Linie 4b-4b in 4A.
Das erste Erläuterungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass die vertieften Abschnitte, die in der Ringnut 13 in dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, in diesem ersten Erläuterungsbeispiel in der unteren Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 vorgesehen sind. Der restliche Aufbau ist der gleiche, wobei aus Gründen der Vereinfachung die Abschnitte dieses ersten Erläuterungsbeispiels, die die gleichen wie die Abschnitte des ersten Ausführungsbeispiels sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und die Beschreibung dieser Abschnitt unterbleibt.
Wie dies in den 4A und 4B gezeigt ist, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Ringhauptkörper 17 in der dritten Ringnut 13 derart angeordnet, dass ein Zwischenraum eines Zwischenraumabstandes D in der vertikalen Richtung vorhanden ist. Somit liegt, wenn der Kolben 10 sich nach unten bewegt, die obere Fläche 17a des Ringhauptkörpers 17 an der oberen Seitenfläche 13a der Ringnut 13 an, und wenn der Kolben 10 sich nach oben bewegt, liegt die untere Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 an der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 an. Demgemäß ist eine Oberseiten-Anlagefläche an dem Abschnitt ausgebildet, an dem die obere Fläche 17a an der oberen Seitenfläche 13a anliegt, und ist eine Unterseiten-Anlagefläche 17g an dem Abschnitt ausgebildet, an dem die untere Fläche 17b an der unteren Seitenfläche 13b in Anlage ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Unterseiten-Anlagefläche 17g in einer Ringform an der unteren Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 ausgebildet, wobei der Innenumfang dieser Unterseiten-Anlagefläche 17g an einer Position ist, die der Innenumfangsfläche 17c des Ringhauptkörpers 17 entspricht, und der Außenumfang der Unterseiten-Anlagefläche 17g an einer Position ist, die der an der unteren Seite befindlichen Außenumfangsfläche 10b des Kolbens 10 entspricht. Zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang ist die Anlagebreite Lp, die die Breite der Ringform ist.
Ein erster vertiefter Abschnitt 26 und ein zweiter vertiefter Abschnitt 27 sind in der Unterseiten-Anlagefläche 17b des Ringhauptkörpers 17 ausgebildet. Außerdem sind der erste und der zweite vertiefte Abschnitt 26 und 27 vertiefte Abschnitte mit einem rechtwinkligen Querschnitt mit Öffnungen an der Unterseiten-Anlagefläche 17g. Diese vertieften Abschnitte, d.h. der erste und der zweite vertiefte Abschnitt 26 und 27, sind in zuvor festgelegten Positionen in der Unterseiten-Anlagefläche 17g in der horizontalen Richtung des Kolbens 10 angeordnet. Genauer gesagt ist in diesem Erläuterungsbeispiel die Anlagebreite Lp der Unterseiten-Anlagefläche 17g in fünf Abschnitte gleich eingeteilt, d.h. einen Abschnitt f, einen Abschnitt g, einen Abschnitt h, einen Abschnitt i und einen Abschnitt j in dieser Reihenfolge von dem Ort, der der an der unteren Seite befindlichen Außenumfangsfläche 10b entspricht. Der zweite vertiefte Abschnitt 27 ist in dem Abschnitt g vorgesehen und der erste vertiefte Abschnitt 26 ist in dem Abschnitt i vorgesehen. Demgemäß sind der erste vertiefte Abschnitt 26 und der zweite vertiefte Abschnitt 27 unter gleichen Intervallen in der Breitenrichtung der Unterseiten-Anlagefläche 17g derart angeordnet, dass der Anlagebereich (Anlagefläche), an dem die Unterseiten-Anlagefläche 13b der dritten Ringnut 13 an der unteren Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 anliegt, in der Umfangsrichtung der Unterseiten-Anlagefläche 17g gleichmäßig verteilt ist.
Außerdem kann die Anordnung des Ölrings 16 sich in der Radiusrichtung in Bezug auf die Ringnut 13 verschieben aufgrund einer Änderung des Abstandes zwischen dem Kolben 10 und dem Zylinder 50. Dadurch ist, indem die Breite des Abschnittes f so erhöht wird, dass sie breiter als der Abstand ist, um den der Ringhauptkörper 17 sich in der Radiusrichtung bewegt, es möglich, zu verhindern, dass der zweite vertiefte Abschnitt 27 des Ringhauptkörpers 17 mit der an der unteren Seite befindlichen Außenumfangsfläche 10b des Kolbens 10 in Beeinträchtigung gelangt und an diesem sich verfängt oder an diese gesetzt wird (d.h. mit dieser in Eingriff gelangt).
Nachstehend ist der Betrieb des Ölringmechanismus beschrieben, wenn der Kolben 10 sich nach oben und nach unten bewegt. Die Anhaftkraft, die an dem Ringhauptkörper 17 wirkt, ist so wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch verringern der erste und der zweite vertiefte Abschnitt 26 und 27, die in der Unterseiten-Anlagefläche 17g ausgebildet sind, diese Anhaftkraft durch eine Verringerung des Anlagebereiches, an dem die Unterseiten-Anlagefläche 17g an der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 anliegt. Außerdem hat das Schmieröl, das in dem ersten und dem zweiten vertieften Abschnitt 26 und 27 gesammelt wird, einen höheren Freiheitsgrad im Hinblick auf die Bewegung und die Verformung als das Schmieröl, das in dünner Weise zwischen der Unterseiten-Anlagefläche 17g und der unteren Fläche 13b angeordnet ist. Somit nimmt die Anhaftkraft, die durch das Schmieröl erzeugt wird, die in dem ersten und dem zweiten vertieften Abschnitt 26 und 27 gesammelt wird, ebenfalls ab, so dass die Gesamtanhaftkraft, die an der Unterseiten-Anlagefläche 17g erzeugt wird, abnimmt. Als ein Ergebnis nimmt, wenn die Kraft in der Richtung, die von der Unterseitenfläche 13b weg weist, an dem Ringhauptkörper 17 wirkt, wie sie dies bei einem typischen Ölring macht, die Anhaftkraft von dem Schmieröl zwischen der Unterseiten-Anlagefläche 17g und der unteren Seitenfläche 13b ab. Daher trennt sich, wenn die Richtung, in der der Kolben 10 sich von nach oben zu nach unten bewegt, ändert, der Ölring 16 von der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 schneller als dies ein typischer Ölring macht. Als ein Ergebnis wird die Zeitspanne, in der der Kolben 10 sich nach unten bewegt, während der Raum zwischen der oberen Fläche 17a des Ringhauptkörpers 17 und der oberen Seitenfläche 13a der Ringnut offen ist, kürzer, womit unterdrückt wird, dass das Schmieröl in die Verbrennungskammer über den Ölring 16 austritt, wobei somit die Menge an verbrauchtem Öl verringert werden kann.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ermöglicht dieses Erläuterungsbeispiel solche Wirkungen, die äquivalent oder ähnlich wie in den vorstehend beschriebenen Wirkungen (i) bis (iii) des ersten Ausführungsbeispiels erlangt werden, und auch solche Effekte, die nachstehend beschrieben sind.
(vii) Die vertieften Abschnitte sind als Umfangsnuten in der Unterseiten-Anlagefläche 17g ausgebildet, die in der unteren Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 ausgebildet sind, indem der Ringhauptkörper 17 an der Ringnut 13 anliegt. Daher ist die Anhaftkraft des Ölrings 16 an der Ringnut 13 mit Leichtigkeit dazu in der Lage, gleichmäßig verteilt zu werden.
(viii) Der Ölringmechanismus ist ausgebildet, indem die vertieften Abschnitte 26 und 27 in dem Kolbenhauptkörper 17 vorgesehen sind. Zu diesem Zeitpunkt kann der Ölringmechanismus auch unter Verwendung eines typischen Kolbens ausgebildet sein, was ermöglicht, dass diese Art an Ölringmechanismus noch leichter ausgeführt wird.
(ix) Das Vorsehen des Abschnittes f in vorbestimmter Breite verhindert, dass der zweite vertiefte Abschnitt 27 des Ringhauptkörpers 17 mit der an der unteren Seite befindlichen Außenumfangsfläche 10b des Kolbens 10 in einer Weise in Beeinträchtigung gelangt, die Probleme verursachen würde, wie beispielsweise, dass der zweite vertiefte Abschnitt 27 des Ringhauptkörpers 17 sich an der an der unteren Seite befindlichen Außenumfangsfläche 10b des Kolbens 10 verfängt. Daher kann die Zuverlässigkeit dieser Art an Ölringmechanismus beibehalten werden.
Im Übrigen kann jedes der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele auch in den beispielsweise nachstehend beschriebenen Modi ausgeführt werden:

- In dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt e der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 an einer Position vorgesehen, in der die Innenumfangsfläche 17c des Ringhauptkörpers 17 nicht mit dem ersten vertieften Abschnitt 22 selbst dann in Beeinträchtigung gelangt, wenn der Ölring 16 sich in der horizontalen Richtung bewegt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht drauf beschränkt. Beispielsweise kann, solange die Anhaftkraft gleichmäßig verteilt ist und keine Beeinträchtigung vorliegt, die problematisch ist, der vertiefte Abschnitt auch an einem Ort vorgesehen sein, an dem er mit der Innenumfangsfläche des Ringhauptkörpers in Beeinträchtigung gelangen würde.

Daher kann der Freiheitsgrad beim Ausführen des Ölringmechanismus erhöht werden.

- In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Intervalle der Abschnitte a bis e gleich und die Intervalle der Abschnitt f bis j sind gleich. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht drauf beschränkt. Beispielsweise können lediglich einige der Intervalle der Abschnitte gleich sein oder können sämtliche Intervalle der Abschnitte unterschiedlich sein. Daher kann der Freiheitsgrad beim Anordnen der vertieften Abschnitte erhöht werden.
- Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel haben die vertieften Abschnitte 22, 23, 26 und 27 sämtlich rechteckige Querschnitte. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt solange die Querschnittsformen der vertieften Abschnitte den Anlagebereich (die Anlagefläche) der Anlageflächen verringern, können sie eine vieleckige Fläche, eine Bogenfläche oder eine Kombination aus diesen Flächen sein. 5A zeigt eine Ansicht der vertieften Abschnitte mit dreieckigen Querschnitten und 5B zeigt eine Ansicht der vertieften Abschnitte mit bogenförmigen Querschnitten. Beispielsweise können die dreieckigen vertieften Abschnitte 30 und 31, wie beispielsweise jene, die in 5A gezeigt sind, an der Unterseiten-Anlagefläche 13g der Ringnut oder der Unterseiten-Anlagefläche 17g des Ringhauptkörpers vorgesehen sein, oder bogenförmige vertiefte Abschnitte 32 und 33, wie beispielsweise jene, die in 5B gezeigt sind, können an der Unterseiten-Anlagefläche 13g der Ringnut oder der Unterseiten-Anlagefläche 17g des Ringhauptkörpers vorgesehen sein. Daher kann der Freiheitsgrad bei der Gestaltung der vertieften Abschnitte, die in der Ringnut oder dem Ringhauptkörper ausgebildet sind, erhöht werden.
- In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die vertieften Abschnitte 22 und 23 in Umfangsrichtung in der (d.h. um den gesamten Umfang der) Unterseiten-Anlagefläche 13g ausgebildet, und die vertieften Abschnitte 26 und 27 sind in Umfangsrichtung in der Unterseiten-Anlagefläche 17g ausgebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt die vertieften Abschnitte können auch in bogenförmigen Abschnitten ausgebildet sein. Beispielsweise müssen die vertieften Abschnitte, die in dem Ölring ausgebildet sind, nicht an dem Verbindungsabschnitt des Ölrings ausgebildet sein. 6A zeigt eine Ansicht einer Vielzahl an bogenförmigen vertieften Abschnitten 34, die in der Ringnut 13 ausgebildet sind, und 6B zeigt eine Ansicht der Vielzahl an bogenförmigen vertieften Abschnitten 35, die in dem Ringhauptkörper 17 ausgebildet sind. Wie dies in 6A gezeigt ist, können in Umfangsrichtung vorgesehene vertiefte Abschnitte auch so ausgebildet sein, dass eine Vielzahl (acht sind in der Zeichnung gezeigt) der vertieften Abschnitte 34 angeordnet sind, die sich in der Umfangsrichtung innerhalb der Anlagebreite Lp der Unterseiten-Anlagefläche 13g der Ringnut 13 erstrecken. In ähnlicher Weise können, wie dies in 6B gezeigt ist, in Umfangsrichtung vorgesehene vertiefte Abschnitte auch ausgebildet sein, indem eine Vielzahl (acht sind in der Zeichnung gezeigt) der vertieften Abschnitte 35 angeordnet ist, die sich in der Umfangsrichtung innerhalb der Anlagebreite Lp der Unterseiten-Anlagefläche 17g des Ringhauptkörpers 17 erstrecken. Dies erhöht den Freiheitsgrad der Formen der vertieften Abschnitte, was wiederum die Realisierbarkeit und Anwendbarkeit des Ölringmechanismus erhöht.

- In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel beschrieben, bei dem zwei vertiefte Abschnitte, d.h. der erste und der zweite vertiefte Abschnitt 22 und 23, in der Unterseiten-Anlagefläche 13g vorgesehen sind, und ist ein Beispiel beschrieben, bei dem zwei vertiefte Abschnitte, d.h. der erste und der zweite vertiefte Abschnitt 26 und 27, in der Unterseiten-Anlagefläche 17g vorgesehen sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt solange ein vertiefter Abschnitt, der gleichmäßig den Anlagebereich verringert, an dem die untere Fläche des Ringhauptkörpers an der unteren Seitenfläche der Ringnut anliegt, in der Unterseiten-Anlagefläche vorgesehen ist, kann die Anzahl an vertieften Abschnitten auch eins oder drei oder mehr betragen. Dies erhöht den Freiheitsgrad der Formen der vertieften Abschnitte, was wiederum die Realisierbarkeit des Kolbenringmechanismus erhöht.
- In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Fall beschrieben, bei dem die vertieften Abschnitte in der unteren Seitenfläche 13b der Ringnut 13 vorgesehen sind, und ist ein weiterer Fall beschrieben, bei dem die vertieften Abschnitte in der unteren Fläche 17b des Ringhauptkörpers 17 vorgesehen sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Das heißt die vertieften Abschnitte können auch sowohl in der unteren Fläche der Ringnut als auch in der unteren Seitenfläche des Ringhauptkörpers ausgebildet sein. Dies ermöglicht, dass die Einstellbarkeit der Anhaftkraft durch die vertieften Abschnitte erhöht wird, was das Ausbilden eines Ölringmechanismus mit einer verringerten Anhaftkraft ermöglicht.

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele oder Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegensatz dazu soll die vorliegende Erfindung verschiedene Abwandlungen und gleichwertige Anordnungen abdecken. Außerdem fallen, während die verschiedenen Elemente der offenbarten Erfindung in den verschiedenen beispielartigen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, auch andere Kombinationen und Konfigurationen inklusive mehr Elementen, weniger Elementen oder lediglich einem einzigen Element, ebenfalls in den Umfang der beigefügten Ansprüche.

Claims

Ölringmechanismus-Baugruppe mit einem Kolben (10), der versehen ist mit einer Umfangsringnut (13), die in einer Außenumfangsfläche (10a) des Kolbens (10) ausgebildet ist, der sich in einer hin- und hergehenden Bewegung innerhalb eines Zylinders (50) eines Verbrennungsmotors bewegt, und einem zweistückigen Ölring (16), der einen ringförmigen Ölringhauptkörper (17) hat, der in der Ringnut (13) angeordnet ist und in der Außenumfangsrichtung innerhalb der Ringnut (13) durch einen Schraubenexpander (21) gedrängt wird, der an der Innenumfangsseite des Ölringhauptkörpers (17) angeordnet ist, wobei der Kolben (10) an der einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors zugewandten Seite ferner zwei Ringnuten (11, 12) hat, in denen jeweils ein Kompressionsring (14, 15) sitzt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34), die den Anlagebereich einer Anlagefläche (13g) an einer Kurbelgehäuseseite einer Seitenwandfläche der Ringnut (13) verringern, die an der Seite der Ringnut (13) ist, die entgegengesetzt von einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotors ist, in der Anlagefläche (13g) ausgebildet sind, und wobei die Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34) und ein sich zwischen ihnen befindlicher nicht vertiefter Abschnitt parallel zum Umfang in gleichen Intervallen in der Radiusrichtung angeordnet ist, und wobei die Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34) als Umfangsnuten oder bogenförmige Nuten vorgesehen ist.
Ölringmechanismus-Baugruppe gemäß Anspruch 1, wobei die Vielzahl der vertieften Abschnitte (22, 23, 30 bis 34) in der Ringnut (13) vorgesehen ist.
Ölringmechanismus-Baugruppe gemäß Anspruch 2, wobei die Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34), die in der Ringnut (13) vorgesehen ist, an Positionen so vorgesehen ist, dass keine Beeinträchtigung mit dem Innenumfang des Ölringhauptkörpers (17) vorliegt.
Ölringmechanismus-Baugruppe gemäß Anspruch 3, wobei die Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34) derart ausgebildet ist, dass eine Innenumfangsfläche (17c) des Ölringhauptkörpers (17) nicht mit der Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34) aufgrund dessen, dass der Ölringhauptkörper (17) sich in der Radiusrichtung bewegt, überlappt.
Ölringmechanismus-Baugruppe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Querschnittsform der Vielzahl an vertieften Abschnitten (22, 23, 30 bis 34) rechtwinklig geformt, vieleckig geformt oder bogenförmig ist oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr dieser Formen vorliegt.