JP2001032934A - Three-piece oil ring - Google Patents

Three-piece oil ring

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JP2001032934A
JP2001032934A JP11203044A JP20304499A JP2001032934A JP 2001032934 A JP2001032934 A JP 2001032934A JP 11203044 A JP11203044 A JP 11203044A JP 20304499 A JP20304499 A JP 20304499A JP 2001032934 A JP2001032934 A JP 2001032934A
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JP
Japan
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expander
ring
oil ring
portions
piece oil
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Application number
JP11203044A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Mitsuida
浩 三井田
Nobuo Katayama
信夫 片山
Miyuki Shinada
美幸樹 品田
Katsumi Murayama
克己 村山
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain independency of action of upper and lower ear portions integrated with an expander of an three-piece oil ring while adjusting rigidity of the expander. SOLUTION: A circular expander 3 attached into a ring groove of a piston has a plurality of inner arcuate portions 3a each provided with upper ear portion 4 and a lower ear portion 5 on its upper and lower sides and arranged on the same circumference, a plurality of outer arcuate portions 3b arranged on the same circumference alternatively on an outer side of the inner arcuate portions 3a in a diameter direction, and connection portions 3c connecting the inner arcuate portions 3a to the outer arcuate portions 3b and extending in a substantial diameter direction. Rigidity of the expander 3 is reduced without decreasing the number of the ear portions 4, 5, by forming circumferentially extended of long holes 6 between the upper ear portions 4 and the lower ear portions 5 of the expander. Independent radial deformation of the upper ear portions 4 and lower ear portions 5 is easily carried out.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オイルリング、特
に内燃機関のピストンに装着される3ピースオイルリン
グに属する。
The present invention relates to an oil ring, and more particularly to a three-piece oil ring mounted on a piston of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば実開昭59−107952号公報
に開示される3ピースオイルリングは、内燃機関のピス
トンのリング溝内に装着されるエキスパンダと、リング
溝内でエキスパンダの上側と下側にそれぞれ配置される
一対のレールリングとを備えている。各レールリングの
内周部は、弾性を有するエキスパンダの内周部に上下方
向に突出させて設けた耳部により径方向外側に付勢され
るため、各レールリングの外周部はシリンダボア面に対
して摺動可能に押圧される。従って、エキスパンダの移
動に追従して一対のレールリングをシリンダボア面に沿
って摺動させるため、エキスパンダの上下の耳部が互い
に影響を及ぼし合わないように独立して対応するレール
リングに押圧力を加えると同時に、耳部に適度な剛性を
付与する必要がある。このために、特公平5−5459
3号公報に示されるように、エキスパンダの耳部にスリ
ット溝を設け、耳部を二つに分割して耳部の剛性を弱め
ることが有効であると考えられた。
2. Description of the Related Art For example, a three-piece oil ring disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. Sho 59-107952 has an expander mounted in a ring groove of a piston of an internal combustion engine, and upper and lower expanders in the ring groove. And a pair of rail rings respectively arranged on the sides. The inner peripheral portion of each rail ring is urged radially outward by ears provided in the inner peripheral portion of the expander having elasticity so as to protrude vertically, so that the outer peripheral portion of each rail ring is located on the cylinder bore surface. It is slidably pressed against it. Therefore, the pair of rail rings slide along the cylinder bore surface following the movement of the expander, so that the upper and lower ears of the expander are independently pressed against the corresponding rail rings so as not to affect each other. At the same time as applying pressure, it is necessary to impart appropriate rigidity to the ears. For this reason, Japanese Patent Publication No. 5-5459
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 3 (1993), it has been considered effective to provide a slit groove in the ear of the expander and divide the ear into two parts to reduce the rigidity of the ear.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
3ピースオイルリングでは種々の問題があった。即ち、
耳部の中央と両端にスリット溝を設けて耳部の剛性を減
少する構造では、1個の耳部の周方向長さを長くする
と、エキスパンダの上側及び下側の耳数が減少する。こ
のため、シリンダボア面に対するレールリングの圧力が
周方向に波状に変化する不均一分布となり、レールリン
グの面圧が低い部分からオイルが燃焼室内に洩れてオイ
ル消費が悪化する傾向がある。その対策として、スリッ
ト溝を極力細い幅で形成する必要があるが、スリット溝
をエキスパンダの板厚より狭い幅で形成すると、プレス
による打ち抜きが困難となる上金型の寿命が短くなりコ
スト高となる。
However, the conventional three-piece oil ring has various problems. That is,
In a structure in which slit grooves are provided at the center and both ends of the ear portion to reduce the rigidity of the ear portion, if the length of one ear portion in the circumferential direction is increased, the number of upper and lower ears of the expander decreases. For this reason, the pressure of the rail ring against the cylinder bore surface becomes a non-uniform distribution in which the pressure changes in a wavy manner in the circumferential direction, and oil tends to leak into the combustion chamber from a portion where the surface pressure of the rail ring is low, so that oil consumption tends to deteriorate. As a countermeasure, it is necessary to form the slit groove as narrow as possible.However, if the slit groove is formed with a width smaller than the thickness of the expander, punching with a press becomes difficult, shortening the life of the upper die and increasing cost. Becomes

【0004】また、スリット幅を大きくして必要なレベ
ルまで耳部の剛性を低下すると、サイドレールの圧力が
不均一化するため、別法としてスリット深さを深くし、
耳部を適正な剛性にする必要がある。しかしながら、耳
部のスリットを深くすると、使用時に耳部の根本部に疲
労折損が発生するので、3ピースオイルリングを設計す
るとき、非常に狭い適正範囲でしか耳部の剛性を調整で
きない。
[0004] When the rigidity of the ear part is reduced to a required level by increasing the slit width, the pressure of the side rail becomes uneven, so that the slit depth is increased by another method.
The ears must be properly rigid. However, if the ear slits are deepened, fatigue breakage will occur at the base of the ears during use. Therefore, when designing a three-piece oil ring, the rigidity of the ears can be adjusted only within a very narrow appropriate range.

【0005】本発明は、エキスパンダに一体に形成され
た上部の耳部と下部の耳部との動作独立性が得られる3
ピースオイルリングを提供することを目的とする。本発
明は、エンジンの型式に対応して最適の剛性を備えかつ
容易に製作できるエキスパンダを備えた3ピースオイル
リングを提供することを目的とする。本発明は、耳部の
数を減少させずにエキスパンダの剛性を調整でき、シリ
ンダボア面に対するサイドレールの圧力を周方向に均一
化できる3ピースオイルリングを提供することを目的と
する。
According to the present invention, the independence of operation between the upper ear and the lower ear integrally formed with the expander can be obtained.
It is an object to provide a piece oil ring. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a three-piece oil ring having an expander which has optimum rigidity according to the type of engine and can be easily manufactured. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a three-piece oil ring that can adjust the rigidity of an expander without reducing the number of ears, and can make the pressure of a side rail against a cylinder bore surface uniform in a circumferential direction.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の3ピースオイル
リングは、ピストン(15)のリング溝(2)内に装着されか
つ上部の耳部(4)及び下部の耳部(5)が一体に形成された
環状のエキスパンダ(3)と、リング溝(2)内でエキスパン
ダ(3)の上側と下側にそれぞれ配置されかつ上部の耳部
(4)及び下部の耳部(5)に当接する内周部(7a, 8a)を有す
る一対のレールリング(7, 8)とを備えている。エキスパ
ンダ(3)の弾性により耳部(4, 5)に当接する各レールリ
ング(7, 8)の内周部(7a, 8a)を径方向外側に付勢して、
摺動可能に各レールリング(7, 8)の外周部(7b, 8b)をシ
リンダボア面(9)に押圧する。エキスパンダ(3)は、上側
及び下側にそれぞれ上部の耳部(4)及び下部の耳部(5)が
形成されかつ同一円周上に配置された複数の内弧部(3a)
と、内弧部(3a)より径方向外側で同一円周上に内弧部(3
a)と交互に配置された複数の外弧部(3b)と、内弧部(3a)
と外弧部(3b)とを接続してほぼ径方向に延びる連結部(3
c)とを備えている。上部の耳部(4)と下部の耳部(5)との
間に周方向に延びる長孔(6)がエキスパンダ(3)に形成さ
れる。
The three-piece oil ring of the present invention is mounted in a ring groove (2) of a piston (15), and an upper ear (4) and a lower ear (5) are integrated. An annular expander (3) formed on the upper and lower ears of the ring expander (3) are arranged on the upper and lower sides of the expander (3) in the ring groove (2).
(4) and a pair of rail rings (7, 8) having inner peripheral portions (7a, 8a) abutting on the lower ear portion (5). Due to the elasticity of the expander (3), the inner peripheral portions (7a, 8a) of the rail rings (7, 8) abutting on the ears (4, 5) are urged radially outward,
The outer periphery (7b, 8b) of each rail ring (7, 8) is slidably pressed against the cylinder bore surface (9). The expander (3) has upper and lower ears (4) and (5) formed on the upper and lower sides, respectively, and a plurality of inner arc parts (3a) arranged on the same circumference.
And the inner arc (3a) on the same circumference radially outside the inner arc (3a).
a) a plurality of outer arcs (3b) alternately arranged with an inner arc (3a)
And the outer arc portion (3b) and the connecting portion (3
c). An elongated hole (6) extending in the circumferential direction is formed in the expander (3) between the upper ear part (4) and the lower ear part (5).

【0007】耳部(4, 5)の数を減少させずに、長孔(6)
によってエキスパンダ(3)の剛性が低下し、上部の耳部
(4)と下部の耳部(5)はそれぞれ単独の半径方向変形が容
易となる。また、ピストン(15)の垂直運動に伴い、上部
の耳部(4)と下部の耳部(5)は曲げ応力によって個別にか
つ独立して変形するので、互いに変形及び応力伝達の影
響がない。換言すれば、レールリング(7, 8)から外力を
受けて上部の耳部(4)と下部の耳部(5)の一方が変形した
とき、他方は長孔(6)によって影響を受け難くなる。こ
のため、上部レールリング(7)と下部レールリング(8)
は、独立してシリンダボア面(9)に適切な付勢力でかつ
周方向に均等に押し付けられる。
Without reducing the number of ears (4, 5), the slot (6)
This reduces the rigidity of the expander (3),
(4) and the lower ear (5) can be easily deformed independently in the radial direction. Also, with the vertical movement of the piston (15), the upper lug (4) and the lower lug (5) are individually and independently deformed by bending stress, so there is no influence of deformation and stress transmission to each other. . In other words, when one of the upper ear part (4) and the lower ear part (5) is deformed by an external force from the rail ring (7, 8), the other is hardly affected by the long hole (6). Become. For this, the upper rail ring (7) and the lower rail ring (8)
Are independently and uniformly pressed in the circumferential direction with an appropriate urging force against the cylinder bore surface (9).

【0008】本発明の実施の形態では、上部の耳部
(4)、下部の耳部(5)及び長孔(6)は垂直軸に対して整列
して配置される。長孔(6)の中心軸に対して上部の耳部
(4)又は下部の耳部(5)の中心軸をずらしてもよいが、耳
部(4, 5)の端部が長孔(6)の長さ方向の端部から突出し
ない範囲がよい。
In an embodiment of the present invention, the upper ear
(4) The lower ears (5) and the slots (6) are aligned with the vertical axis. Ears above the center axis of the slot (6)
The center axis of the ear (4) or the lower ear (5) may be shifted, but it is preferable that the end of the ear (4, 5) does not protrude from the longitudinal end of the slot (6). .

【0009】レールリング(7, 8)の主面が当接する突起
(10, 11)が複数の外弧部(3b)の上部及び下部にそれぞれ
形成され、周方向に隣り合う一対の長孔(6)の間に複数
の開口部(12, 13)が配置され、一対の突起(10, 11)は複
数の開口部(12, 13)の間で垂直軸に対して整列して配置
される。
[0009] A projection on which the main surfaces of the rail rings (7, 8) abut.
(10, 11) are formed in the upper and lower portions of the plurality of outer arc portions (3b), respectively, and the plurality of openings (12, 13) are arranged between a pair of circumferentially adjacent long holes (6). The pair of projections (10, 11) are arranged in alignment with the vertical axis between the plurality of openings (12, 13).

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明による3ピースオイ
ルリングの実施の形態を図1〜図4について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a three-piece oil ring according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0011】図1及び図4に示すように、本発明の3ピ
ースオイルリング(1)は、ピストン(15)のリング溝(2)内
に装着されるエキスパンダ(3)と、リング溝(2)内でエキ
スパンダ(3)の上側と下側にそれぞれ配置される一対の
レールリング(7, 8)とを備えている。エキスパンダ(3)
及びレールリング(7, 8)は実際には環状に形成されるが
図示の便宜上円弧の一部分を示す。エキスパンダ(3)
は、上部の耳部(4)及び下部の耳部(5)が形成されかつ同
一円周上に配置された複数の内弧部(3a)と、内弧部(3a)
より径方向外側で同一円周上に内弧部(3a)と交互に配置
された複数の外弧部(3b)と、内弧部(3a)と外弧部(3b)と
を接続してほぼ径方向に延びる連結部(3c)とを備え、内
弧部(3a)、外弧部(3b)及び連結部(3c)により半径方向に
波形に形成される。外弧部(3b)のほぼ中央の上側及び下
側にそれぞれ上側の突起(10)と下側の突起(11)が形成さ
れる。図3に示すように、上部の耳部(4)と下部の耳部
(5)との間に周方向に延びる長孔(6)がスペーサエキスパ
ンダ(3)に形成される。上部の耳部(4)、下部の耳部(5)
と長孔(6)はほぼ垂直中心軸に対して同軸上に形成さ
れ、長孔(6)の周方向長さは上部の耳部(4)及び下部の耳
部(5)の周方向長さより大きいので、長孔(6)の周辺での
応力集中を回避するため、長孔(6)の両端部(6a, 6b)は
円弧状に形成され、両端部(6a, 6b)は上部の耳部(4)及
び下部の耳部(5)より周方向に突出する。また、長孔(6)
は上部の耳部(4)と下部の耳部(5)との垂直方向のほぼ中
心に形成される。周方向に隣り合う一対の長孔(6)の間
には2つの開口部(12, 13)が形成される。各開口部(12,
13)は長孔(6)とほぼ同様の形状を有するが長孔(6)より
周方向に短い長さで形成される。各開口部(12, 13)の端
部(12a, 12b, 13a, 13b)は開口部(12, 13)周辺での応力
集中を回避するため円弧状に形成される。
As shown in FIGS. 1 and 4, the three-piece oil ring (1) of the present invention comprises an expander (3) mounted in a ring groove (2) of a piston (15) and a ring groove (3). In 2), a pair of rail rings (7, 8) are provided respectively above and below the expander (3). Expander (3)
The rail rings (7, 8) are actually formed in an annular shape, but show a part of an arc for convenience of illustration. Expander (3)
A plurality of inner arc portions (3a) in which an upper ear portion (4) and a lower ear portion (5) are formed and arranged on the same circumference, and an inner arc portion (3a)
A plurality of outer arc portions (3b) alternately arranged with the inner arc portion (3a) on the same circumference on the outer side in the radial direction, and the inner arc portion (3a) and the outer arc portion (3b) are connected. A connection portion (3c) extending substantially in the radial direction, and is formed into a waveform in the radial direction by the inner arc portion (3a), the outer arc portion (3b), and the connection portion (3c). An upper protrusion (10) and a lower protrusion (11) are formed at the upper and lower sides substantially at the center of the outer arc portion (3b). As shown in FIG. 3, the upper ear (4) and the lower ear
A long hole (6) extending in the circumferential direction is formed in the spacer expander (3) between the spacer expander (3). Upper ears (4), lower ears (5)
And the long hole (6) are formed substantially coaxially with respect to the vertical center axis, and the circumferential length of the long hole (6) is the circumferential length of the upper ear (4) and the lower ear (5). In order to avoid stress concentration around the long hole (6), both ends (6a, 6b) of the long hole (6) are formed in an arc shape, and both ends (6a, 6b) are at the upper part. It protrudes in the circumferential direction from the ear part (4) and the lower ear part (5). In addition, slot (6)
Is formed substantially at the center in the vertical direction between the upper ear part (4) and the lower ear part (5). Two openings (12, 13) are formed between a pair of circumferentially adjacent long holes (6). Each opening (12,
13) has substantially the same shape as the long hole (6), but is formed to have a shorter circumferential length than the long hole (6). The ends (12a, 12b, 13a, 13b) of the openings (12, 13) are formed in an arc shape to avoid stress concentration around the openings (12, 13).

【0012】エキスパンダ(3)の上部及び下部に配置さ
れる一対のレールリング(7, 8)の各内周部(7a, 8a)はエ
キスパンダ(3)の耳部(4, 5)に当接する。耳部(4, 5)は
垂直方向に対してほぼθ=10〜25゜で傾斜し、同一
円周上に配置された複数の耳部(4, 5)が形成する円の最
大直径はレールリング(7, 8)の各内周部(7a, 8a)の直径
より大きいので、レールリング(7, 8)の各内周部(7a, 8
a)がエキスパンダ(3)の耳部(4, 5)に当接すると、各レ
ールリング(7, 8)の内周部(7a, 8a)はエキスパンダ(3)
の弾力によって径方向外側に付勢される。このため、レ
ールリング(7, 8)は径方向外側に拡径され、各レールリ
ング(7, 8)の外周部(7b, 8b)はシリンダボア面(9)に対
して摺動可能に押圧される。リング溝(2)内でエキスパ
ンダ(3)の両端部が突き合うことによって、エキスパン
ダ(3)は、耳部(4, 5)を介してレールリング(7, 8)をシ
リンダボア面(9)に付勢するばねとして機能する。
Each inner peripheral portion (7a, 8a) of a pair of rail rings (7, 8) arranged on the upper and lower portions of the expander (3) is connected to the ears (4, 5) of the expander (3). Abut The ears (4, 5) are inclined at approximately θ = 10 to 25 ° with respect to the vertical direction, and the maximum diameter of a circle formed by a plurality of ears (4, 5) arranged on the same circumference is a rail. Since the diameter of each inner circumference (7a, 8a) of the ring (7, 8) is larger than that of the inner circumference (7a, 8) of the rail ring (7, 8),
When (a) abuts the ears (4, 5) of the expander (3), the inner circumference (7a, 8a) of each rail ring (7, 8) is expanded.
Is urged radially outward by the elasticity of. For this reason, the rail rings (7, 8) are expanded radially outward, and the outer peripheral portions (7b, 8b) of each rail ring (7, 8) are slidably pressed against the cylinder bore surface (9). You. When the ends of the expander (3) abut in the ring groove (2), the expander (3) places the rail rings (7, 8) on the cylinder bore surface (9) through the ears (4, 5). It functions as a spring that urges).

【0013】本実施の形態では、対向する上部の耳部
(4)と下部の耳部(5)との中間でエキスパンダ(3)に長孔
(6)を形成するので、エキスパンダ(3)の断面二次モーメ
ントが減少して、エキスパンダ(3)の剛性を低減するこ
とができる。このため、エキスパンダ(3)の耳部(4, 5)
が各レールリング(7, 8)の内周部(7a, 8a)に付与する拡
径力を適当なレベルに減少することができる。従って、
長孔(6)の長さ又は幅を変更することによりエキスパン
ダ(3)の剛性を調整して耳部(4, 5)の拡径力を制御する
ことができる。また、耳部(4, 5)の長孔(6)の両側に上
部の耳部(4)と下部の耳部(5)を形成されるので、上部の
耳部(4)と下部の耳部(5)との間の相互作用並びに変形及
び応力伝達の影響も長孔(6)によって低減することがで
き、上部の耳部(4)と下部の耳部(5)とによってレールリ
ング(7, 8)を独立してシリンダボア面(9)に押圧するこ
とができる。その際に、上部のレールリング(7)の外周
部(7b)は内周部(7a)より下方に配置され、上部のレール
リング(7)は下向きに傾斜状態で配置されるため、上部
のレールリング(7)の内周部(7a)付近でリング溝(2)の上
面(2a)に当接する。対称的に、下部のレールリング(8)
の外周部(8b)は内周部(8a)より上方に配置され、下部の
レールリング(8)は上向きに傾斜状態で配置されるた
め、下部のレールリング(8)の内周部(8a)付近でリング
溝(2)の下面(2b)に当接する。
In this embodiment, opposing upper ear portions are provided.
A long hole in the expander (3) between the (4) and the lower ear (5)
Since (6) is formed, the second moment of area of the expander (3) is reduced, and the rigidity of the expander (3) can be reduced. For this reason, the ears (4, 5) of the expander (3)
Can reduce the expanding force applied to the inner peripheral portion (7a, 8a) of each rail ring (7, 8) to an appropriate level. Therefore,
By changing the length or width of the long hole (6), the rigidity of the expander (3) can be adjusted to control the expanding force of the ears (4, 5). Also, upper ears (4) and lower ears (5) are formed on both sides of the long hole (6) of the ears (4, 5), so that the upper ears (4) and the lower ears (5) are formed. The interaction with the section (5) as well as the effects of deformation and stress transmission can also be reduced by the slots (6), and the upper ear (4) and the lower ear (5) allow the rail ring (5) to be reduced. 7, 8) can be pressed against the cylinder bore surface (9) independently. At that time, the outer peripheral portion (7b) of the upper rail ring (7) is disposed below the inner peripheral portion (7a), and the upper rail ring (7) is disposed in a downwardly inclined state. The rail ring (7) comes into contact with the upper surface (2a) of the ring groove (2) near the inner peripheral portion (7a). Symmetrically, the lower rail ring (8)
The outer peripheral portion (8b) of the lower rail ring (8) is disposed above the inner peripheral portion (8a), and the lower rail ring (8) is disposed in an inclined state upward. ) Near the lower surface (2b) of the ring groove (2).

【0014】シリンダボア面(9)の最終加工又は研磨の
状態によっては数ミクロン程度の小さな凹凸がシリンダ
ボア面(9)に形成される場合がある。ピストン(15)の垂
直運動に伴い、レールリング(7, 8)の外周部(7b, 8b)は
シリンダボア面(9)に沿って上下に摺動する。このと
き、シリンダボア面(9)に小さな凹凸が存在すると、レ
ールリング(7, 8)を介してスペーサエキスパンダ(3)の
耳部(4, 5)に曲げ応力が発生する。上部の耳部(4)と下
部の耳部(5)との間に長孔(6)が設けられるので、上部の
耳部(4)と下部の耳部(5)は曲げ応力によって個別にかつ
独立して変形するので、互いに変形及び応力伝達の影響
がない。換言すれば、長孔(6)によってエキスパンダ(3)
の剛性が低下し、上部の耳部(4)と下部の耳部(5)との間
で応力伝達又は変形を分断するので、上部の耳部(4)と
下部の耳部(5)はそれぞれ単独で容易に半径方向に変形
する。従って、レールリング(7, 8)から外力を受けて上
部の耳部(4)と下部の耳部(5)の一方が変形したとき、他
方は長孔(6)によって影響を受け難くなり、上部レール
リング(7)と下部レールリング(8)は個々にシリンダボア
面(9)に対する追従性が向上される。ピストンスラップ
又はシリンダボア面(9)の真直度が悪化しても、上部レ
ールリング(7)及び下部レールリング(8)は、独立してシ
リンダボア面(9)に適切な付勢力で押し付けられ、レー
ルリング(7, 8)によってシリンダボア面(9)に付着する
十分な量のオイルを掻き落とすことができるので、オイ
ル消費量を低減することができる。
Depending on the state of final processing or polishing of the cylinder bore surface (9), small irregularities of about several microns may be formed on the cylinder bore surface (9). With the vertical movement of the piston (15), the outer peripheral portions (7b, 8b) of the rail rings (7, 8) slide up and down along the cylinder bore surface (9). At this time, if small irregularities exist on the cylinder bore surface (9), bending stress is generated at the ears (4, 5) of the spacer expander (3) via the rail rings (7, 8). Since a slot (6) is provided between the upper ear (4) and the lower ear (5), the upper ear (4) and the lower ear (5) are individually separated by bending stress. In addition, since they deform independently, there is no influence of deformation and stress transmission on each other. In other words, the expander (3) by the slot (6)
The rigidity of the upper ears (4) and the lower ears (5) is reduced because the rigidity of the upper ears (4) and the lower ears (5) are separated from each other. Each easily deforms in the radial direction alone. Therefore, when one of the upper ear part (4) and the lower ear part (5) is deformed by receiving an external force from the rail ring (7, 8), the other becomes less affected by the long hole (6), The upper rail ring (7) and the lower rail ring (8) individually have improved followability with respect to the cylinder bore surface (9). Even if the straightness of the piston slap or the cylinder bore surface (9) deteriorates, the upper rail ring (7) and the lower rail ring (8) are independently pressed against the cylinder bore surface (9) with an appropriate urging force, Since a sufficient amount of oil adhering to the cylinder bore surface (9) can be scraped off by the rings (7, 8), oil consumption can be reduced.

【0015】エキスパンダ(3)の高さをH、長孔(6)の幅
をH1とすると、H1とHとの比k1=H1/Hは0.04
5〜0.818、好ましくは0.136〜0.682であ
る。k1値は0.045;0.091;0.227;0.3
64;0.500;0.636;0.773;0.818
の範囲内で種々の値を選択することができる。H1をエ
キスパンダ(3)の板厚より大きい値としてもよい。
[0015] The height of the expander (3) H, the width of the slot (6) and H 1, the ratio k 1 = H 1 / H of the H 1 and H 0.04
It is 5-0.818, preferably 0.136-0.682. k 1 values are 0.045; 0.091; 0.227; 0.3
64; 0.500; 0.636; 0.773; 0.818
Various values can be selected within the range. The H 1 may be a plate thickness greater than the expander (3).

【0016】耳部(4, 5)の周方向の長さをL、長孔(6)
の周方向の長さをL1とすると、L1とLとの比k2=L1
/Lは、1.10〜2.50、好ましくは1.50〜2.2
0である。k2値は1.10;1.20;1.30;1.4
0;1.50:1.60;1.70;1.80;1.90;
2.00;2.10;2.20;2.30;2.40;2.5
0の範囲内で種々の値を選択することができる。
The circumferential length of the ears (4, 5) is L, and the long hole (6)
If the circumferential length and L 1, L 1 and L and the ratio of k 2 = L 1
/ L is from 1.10 to 2.50, preferably from 1.50 to 2.2.
0. k 2 values are 1.10; 1.20; 1.30; 1.4
0; 1.50: 1.60; 1.70; 1.80; 1.90;
2.00; 2.10; 2.20; 2.30; 2.40; 2.5
Various values can be selected within the range of zero.

【0017】本発明の実施の形態で得られる作用効果を
列挙すれば次の通りである。 [1] 耳部(4, 5)の数を減少させずに、長孔(6)によっ
てエキスパンダ(3)の剛性が低下し、上部の耳部(4)と下
部の耳部(5)はそれぞれ単独の半径方向変形が容易とな
る。 [2] ピストン(15)の垂直運動に伴い、上部の耳部(4)
と下部の耳部(5)は曲げ応力によって個別にかつ独立し
て変形するので、互いに変形及び応力伝達の影響がな
い。 [3] レールリング(7, 8)から外力を受けて上部の耳部
(4)と下部の耳部(5)の一方が変形したとき、他方は長孔
(6)によって影響を受け難くなる。 [4] 上部レールリング(7)と下部レールリング(8)は、
独立してシリンダボア面(9)に適切な付勢力でかつ周方
向に均等に押し付けられる。 [5] 上部レールリング(7)と下部レールリング(8)は個
々にシリンダボア面(9)に対する追従性が向上する。 [6] レールリング(7, 8)によってシリンダボア面(9)
に付着する十分な量のオイルを掻き落とすことができる
ので、オイル消費量を低減することができる。 [7] 長孔(6)によってエキスパンダ(3)が軽量化される
ため、シリンダ(10)の運動に対するエキスパンダ(3)の
追従性が向上する。 [8] 比較的大きな断面積で形成した長孔(6)を通じて
レールリング(7, 8)によって掻き出す潤滑油をリング溝
(2)から図示しない通路を通りクランク室に戻すことが
できる。 [9] エキスパンダ(3)の剛性が低下するので、ピスト
ン(15)の上昇行程のときに上部レールリング(7)とリン
グ溝(2)の上面(2a)との間に比較的大きな間隙が形成さ
れる。また、ピストン(15)の下降行程のときに下部レー
ルリング(8)とリング溝の底面(2b)との間に比較的大き
な間隙が形成される。これらの間隙を通じてオイルをリ
ング溝(2)内に掻き落とすことができる。 [10] シリンダボア面(9)に付着する十分な量のオイ
ルを掻き落としてオイル消費量を低減することができ
る。 [11] 長孔(6)の大きさ及び形状を変更することによ
りエキスパンダ(3)の剛性を調整して耳部(4, 5)の拡径
力を制御することができる。 [12] 軸方向に切り込むスリットに比べて、板幅の変
化が少ないので、使用時の応力の集中が少なく、エキス
パンダ(3)又は耳部(4, 5)の折損の恐れがない。 [13] 各エンジン毎に最適な剛性の耳部(4, 5)を持つ
エキスパンダ(3)を製作できる。 [14] 応力の集中が少ないスペーサエキスパンダ(3)
が得られる。
The functions and effects obtained in the embodiment of the present invention are as follows. [1] Without reducing the number of ears (4, 5), the rigidity of the expander (3) is reduced by the long holes (6), and the upper ears (4) and the lower ears (5) Can be easily deformed individually in the radial direction. [2] With the vertical movement of the piston (15), the upper ear (4)
And the lower ears (5) are individually and independently deformed by the bending stress, so that they are not affected by the deformation and the transmission of stress. [3] Upper ears receiving external force from rail rings (7, 8)
When one of (4) and lower ear (5) is deformed, the other is elongated
(6) makes it less affected. [4] The upper rail ring (7) and lower rail ring (8)
Independently, it is uniformly pressed in the circumferential direction with an appropriate urging force against the cylinder bore surface (9). [5] The upper rail ring (7) and the lower rail ring (8) individually have improved followability with respect to the cylinder bore surface (9). [6] Cylinder bore surface (9) by rail ring (7, 8)
Since a sufficient amount of oil adhering to the surface can be scraped off, oil consumption can be reduced. [7] Since the expander (3) is reduced in weight by the elongated hole (6), the followability of the expander (3) to the movement of the cylinder (10) is improved. [8] The lubricating oil scraped by the rail rings (7, 8) through the elongated holes (6) formed with a relatively large cross-sectional area
From (2), it is possible to return to the crank chamber through a passage (not shown). [9] Since the rigidity of the expander (3) decreases, a relatively large gap is formed between the upper rail ring (7) and the upper surface (2a) of the ring groove (2) during the ascent stroke of the piston (15). Is formed. Also, a relatively large gap is formed between the lower rail ring (8) and the bottom surface (2b) of the ring groove during the downward stroke of the piston (15). Oil can be scraped into the ring groove (2) through these gaps. [10] A sufficient amount of oil adhering to the cylinder bore surface (9) can be scraped off to reduce oil consumption. [11] By changing the size and shape of the long hole (6), the rigidity of the expander (3) can be adjusted to control the expanding force of the ears (4, 5). [12] Compared to the slit cut in the axial direction, the change in the plate width is small, so that the concentration of stress during use is small, and there is no risk of breakage of the expander (3) or the ears (4, 5). [13] An expander (3) having optimal rigid ears (4, 5) for each engine can be manufactured. [14] Spacer expander with low stress concentration (3)
Is obtained.

【0018】[0018]

【実施例】以下、エンジン稼動時に本発明の3ピースオ
イルリングの耳部(4, 5)が変位する量を測定した実施例
を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the displacement of the ears (4, 5) of the three-piece oil ring according to the present invention during operation of the engine will be described below.

【0019】外径87.5mm、厚さ3mmのオイルリング
を使用してエキスパンダ(3)の耳部(4, 5)の剛性が低下
したレベル及びシリンダボア面(9)への追従性が向上し
た度合を下記の試験により確認した。エキスパンダ(3)
の耳部(4, 5)のピッチは全て7.6mm、長孔(6)の高さは
全て0.6mm、エキスパンダ(3)の幅は全て約2.0mmで
あった。試験方法を図5に示すように、下方のレールリ
ング(8)に荷重P(g)を与え、レールリング(8)を押し込
むときの加重Pとエキスパンダ(3)の耳部(4, 5)の変位
量を測定した。荷重をP、長孔(6)の幅をS(mm)、荷重
P側のエキスパンダ(3)耳部(4, 5)の変位量をS1
m)、他方のエキスパンダ(3)耳部(4, 5)の変位量をS
2(μm)として、測定結果を表1に示す。
An oil ring having an outer diameter of 87.5 mm and a thickness of 3 mm is used to improve the level at which the rigidity of the ears (4, 5) of the expander (3) is reduced and to follow the cylinder bore surface (9). The degree of completion was confirmed by the following test. Expander (3)
All of the ears (4, 5) had a pitch of 7.6 mm, the height of the slot (6) was all 0.6 mm, and the width of the expander (3) was all about 2.0 mm. As shown in FIG. 5, the test method is as follows. A load P (g) is applied to the lower rail ring (8), the weight P when the rail ring (8) is pushed in, and the ears (4, 5) of the expander (3). ) Was measured. The load is P, the width of the slot (6) is S (mm), and the displacement of the expander (3) ears (4, 5) on the load P side is S 1
m), the displacement of the other expander (3) ears (4, 5) is S
Table 1 shows the measurement results as 2 (μm).

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】エキスパンダ(3)及びエキスパンダ(3)の耳
部(4, 5)の剛性が高ければ、あるP値に対し、S1の変
化量は少なく、S2/S1は1に近くなる。逆に、耳部
(4, 5)の柔軟性が高ければ、同じP値では、S1の変化
量は大きいが、S2/S1の比1より小さい。表1は、従
来品より発明品の方が変位S1に対する変位量S2が小さ
いことを示す。即ち、発明品は、シリンダボア面(9)と
レールリング(7, 8)の外周面との間にスティックスリッ
プ現象が発生してレールリング(7, 8)の一方が変位して
も、他方には一方からの影響が及び難く、エキスパンダ
(3)への追従性に優れる利点がある。エキスパンダ(3)へ
の良好な追従性によって、シリンダボア面(9)への密着
性が改善され、油膜厚さを十分に制御してオイル消費量
を低減できる。
If the rigidity of the expander (3) and the ears (4, 5) of the expander (3) is high, the change amount of S 1 is small for a certain P value, and S 2 / S 1 becomes 1. Get closer. Conversely, ears
If the flexibility of (4, 5) is high, for the same P value, the amount of change in S 1 is large, but smaller than the S 2 / S 1 ratio of 1. Table 1, who from conventional inventions indicates that the displacement amount S 2 with respect to the displacement S 1 small. That is, even if one of the rail rings (7, 8) is displaced due to the occurrence of a stick-slip phenomenon between the cylinder bore surface (9) and the outer peripheral surface of the rail rings (7, 8), the invention product can be moved to the other. Is hardly affected by one side,
There is an advantage of excellent followability to (3). Due to the good followability to the expander (3), the adhesion to the cylinder bore surface (9) is improved, and the oil consumption can be reduced by sufficiently controlling the oil film thickness.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明では、前記のように、耳部の数を
減少させずに、良好な動作性能を生じオイル消費の少な
い軽量の3ピースオイルリングが得られる。
According to the present invention, as described above, a lightweight three-piece oil ring which achieves good operation performance and consumes little oil can be obtained without reducing the number of ears.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による3ピースオイルリングの実施の
形態を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a three-piece oil ring according to the present invention.

【図2】 図1に示す3ピースオイルリングの部分平面
FIG. 2 is a partial plan view of the three-piece oil ring shown in FIG.

【図3】 図1に示す3ピースオイルリングの部分展開
FIG. 3 is a partial development view of the three-piece oil ring shown in FIG. 1;

【図4】 ピストンのリング溝に装着した本発明による
3ピースオイルリングの断面図
FIG. 4 is a sectional view of a three-piece oil ring according to the present invention installed in a ring groove of a piston.

【図5】 エキスパンダの耳部の変位量を測定する状態
を示す断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a state in which the displacement of the ear of the expander is measured.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1)・・3ピースオイルリング、 (2)・・リング溝、
(3)・・エキスパンダ、 (3a)・・内弧部、 (3b)・・
外弧部、 (3c)・・連結部、 (4, 5)・・耳部、 (6)
・・長孔、 (7, 8)・・レールリング、 (7a, 8a)・・
内周部、 (9)・・シリンダボア面、 (10, 11)・・突
起、 (15)・・ピストン、
(1) ・ ・ 3-piece oil ring, (2) ・ ・ Ring groove,
(3) ··· Expander, (3a) ··· Inner arc, (3b) ···
Outer arc, (3c) ・ ・ Connection, (4, 5) ・ ・ Ear, (6)
..Elongated holes, (7, 8) ·· Rail rings, (7a, 8a) ··
Inner circumference, (9) Cylinder bore surface, (10, 11) Projection, (15) Piston,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品田 美幸樹 新潟県柏崎市北斗町1−37 株式会社リケ ン柏崎事業所内 (72)発明者 村山 克己 新潟県柏崎市北斗町1−37 株式会社リケ ン柏崎事業所内 Fターム(参考) 3J044 AA12 AA18 AA20 BC06 CB29 DA09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Miyuki Shinada 1-37 Hokutocho, Kashiwazaki-shi, Niigata Prefecture Inside the Riken Kashiwazaki Plant (72) Inventor Katsumi Murayama 1-37 Hokutocho, Kashiwazaki-shi, Niigata Riquet Inc. F K term in Kashiwazaki Plant (reference) 3J044 AA12 AA18 AA20 BC06 CB29 DA09

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ピストンのリング溝内に装着されかつ上
部の耳部及び下部の耳部が一体に形成された環状のエキ
スパンダと、リング溝内でエキスパンダの上側と下側に
それぞれ配置されかつ上部の耳部及び下部の耳部に当接
する内周部を有する一対のレールリングとを備え、エキ
スパンダの弾性により耳部に当接するレールリングの各
内周部を径方向外側に付勢して、摺動可能にレールリン
グの各外周部をシリンダボア面に押圧する3ピースオイ
ルリングにおいて、 エキスパンダは、上部の耳部及び下部の耳部が形成され
かつ同一円周上に配置された複数の内弧部と、内弧部よ
り径方向外側で同一円周上に内弧部と交互に配置された
複数の外弧部と、内弧部と外弧部とを接続してほぼ径方
向に延びる連結部とを備え、 上部の耳部と下部の耳部との間に周方向に延びる長孔を
エキスパンダに形成したことを特徴とする3ピースオイ
ルリング。
1. An annular expander mounted in a ring groove of a piston and having an upper ear portion and a lower ear portion integrally formed, and respectively disposed above and below the expander in the ring groove. And a pair of rail rings having an inner peripheral portion in contact with the upper ear portion and the lower ear portion, and urges each inner peripheral portion of the rail ring in contact with the ear portion radially outward by elasticity of the expander. Then, in the three-piece oil ring that slidably presses each outer peripheral portion of the rail ring against the cylinder bore surface, the expander has an upper ear portion and a lower ear portion, and is arranged on the same circumference. A plurality of inner arc portions, a plurality of outer arc portions arranged alternately with the inner arc portions on the same circumference radially outward from the inner arc portions, and connecting the inner arc portions and the outer arc portions to form a substantially radial An upper ear and a lower ear 3-piece oil ring a long hole extending in a circumferential direction between, characterized in that formed on the expander.
【請求項2】 上部の耳部、下部の耳部及び長孔を垂直
軸に対して整列して配置した請求項1に記載の3ピース
オイルリング。
2. The three-piece oil ring according to claim 1, wherein the upper ear portion, the lower ear portion, and the long hole are arranged in alignment with a vertical axis.
【請求項3】 エキスパンダの高さをH、長孔の幅をH
1とすると、H1とHとの比k1=H1/Hは0.045〜
0.818である請求項1又は2に記載の3ピースオイ
ルリング。
3. The height of the expander is H, and the width of the slot is H.
When 1, the ratio k 1 = H 1 / H of the H 1 and H 0.045~
3. The three-piece oil ring according to claim 1 or 2, which has a diameter of 0.818.
【請求項4】 k1=0.136〜0.682である請求
項3に記載の3ピースオイルリング。
4. The three-piece oil ring according to claim 3, wherein k 1 = 0.136 to 0.682.
【請求項5】 耳部の周方向の長さをL、長孔の周方向
の長さをL1とすると、L1とLとの比k2=L1/Lは、
1.10〜2.50である請求項1〜4のいずれか1項に
記載の3ピースオイルリング。
The circumferential length of 5. ears L, when the circumferential length of the long holes and L 1, the ratio k 2 = L 1 / L of L 1 and L,
The three-piece oil ring according to any one of claims 1 to 4, wherein the number is from 1.10 to 2.50.
【請求項6】 k2=1.50〜2.20である請求項5
に記載の3ピースオイルリング。
6. The method according to claim 5, wherein k 2 = 1.50 to 2.20.
The three-piece oil ring according to 1.
【請求項7】 複数の外弧部の上部及び下部にそれぞれ
突起を形成した請求項1〜6のいずれか1項に記載の3
ピースオイルリング。
7. The method according to claim 1, wherein projections are formed on upper and lower portions of the plurality of outer arc portions, respectively.
Peace oil ring.
【請求項8】 周方向に隣り合う一対の長孔の間に複数
の開口部が整列して配置され、一対の突起は複数の開口
部の間で垂直軸に対して整列して配置され、一対の突起
にレールリングの主面が当接する請求項1〜7のいずれ
か1項に記載の3ピースオイルリング。
8. A plurality of openings are arranged in alignment between a pair of circumferentially adjacent long holes, and a pair of projections are arranged in alignment with a vertical axis between the plurality of openings. The three-piece oil ring according to any one of claims 1 to 7, wherein a main surface of the rail ring contacts the pair of protrusions.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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