JP2013130231A - 組合せオイルリング - Google Patents

Abstract

【課題】組合せオイルリングのサイドレールとスペーサエキスパンダの固着を防止する。
【解決手段】上下一対のサイドレール１１，１２と、それらの間に配置するスペーサエキスパンダ１３とを備え、スペーサエキスパンダ１３は軸方向及び周方向に離間して周方向に交互に多数配置された上片１４及び下片１５と、隣接する上片１４と下片１５とを連結している連結片１６と、上片１４と下片１５の内周側端部に起立形成され、サイドレール１１，１２を押圧するための耳部１７，１８とを有し、耳部１７，１８に貫通孔１９を形成している組合せオイルリング１０において、上片１４及び下片１５の外周側端部の周方向における中間部位置に軸方向に突出するサイドレール支持部１４ａ，１５ａを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、３ピース形の組合せオイルリングに関する。

上下一対のサイドレールと、それらの間に配置するスペーサエキスパンダとを備えている３ピース形の組合せオイルリングを使用すると、未燃焼カーボンや潤滑油燃焼生成物から生じたカーボンなどのスラッジがスペーサエキスパンダとサイドレールとの間に堆積する傾向にある。これが進行すると、堆積物によりサイドレールとスペーサエキスパンダが固着し、サイドレールがシリンダボアの形状に追従しなくなり、オイルリングとしての所定の性能を発揮できなくなる場合がある。

これに対して、例えば特許文献１では、組合せオイルリングにおいてスペーサエキスパンダの上片のサイドレール側の面と下片のサイドレール側の面に溝を形成し、前記溝をサイドレールを押圧するための耳部に形成されている貫通孔に連通させている。また、溝が半径方向に延び、外周側で開口していることにより、開口部からオイルが流入して外周側から内周側にオイルの流れができるため、スラッジを含むオイルを耳部の貫通孔から排出しやすくなり、堆積物が溜まりにくくなるようにされている。

特開２０１１−１８５３８３号公報

上記のように組合せオイルリングのサイドレールとスペーサエキスパンダの固着を防止する技術が提案されているが、スラッジを含むオイルの排出性能の更なる向上が望まれている。

本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、組合せオイルリングのサイドレールとスペーサエキスパンダの固着を防止することを目的とする。

本発明は、上下一対のサイドレールと、それらの間に配置するスペーサエキスパンダとを備え、前記スペーサエキスパンダは軸方向及び周方向に離間して周方向に交互に多数配置された上片及び下片と、隣接する上片と下片とを連結している連結片と、前記上片と下片の内周側端部に起立形成され、サイドレールを押圧するための耳部とを有し、前記耳部に貫通孔が形成されている組合せオイルリングにおいて、
前記上片及び下片の外周側端部の周方向における中間部位置に軸方向に突出するサイドレール支持部が形成されていることを特徴とする。

前記サイドレール支持部は、例えば半径方向から見て台形状、半楕円状又は矩形状である。

前記サイドレール支持部のサイドレール支持面は、半径方向に沿ってテーパ面又は円弧面をなし、その外周側端部でサイドレールを支持することが好ましい。

前記スペーサエキスパンダの上片のサイドレール側の面と下片のサイドレール側の面に溝が形成され、前記溝が前記耳部の貫通孔に連通していることが好ましい。前記溝は半径方向に延び、外周側で開口していることが好ましい。

前記サイドレール支持部は、塑性加工で形成されることが好ましい。

本発明によれば、サイドレール支持部をスペーサエキスパンダの外周側端部の周方向における中間部位置に形成したので、スペーサエキスパンダの外周側端部の周方向におけるサイドレール支持部の両側部分でスペーサエキスパンダとサイドレールとの間に空間ができる。その結果、その空間からオイルが流入して外周側から内周側にオイルの流れができ、スラッジを含むオイルをスペーサエキスパンダの耳部の貫通孔から排出しやすくなるため、堆積物によるサイドレールとスペーサエキスパンダとの固着を防止できる。

本発明の一実施形態を示し、組合せオイルリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。 スペーサエキスパンダの一部分を示す斜視図である。 サイドレール支持部を半径方向から見た図である。 サイドレール支持部を半径方向から見た図である。 組合せオイルリングの一部分を示す縦断面図である。 組合せオイルリングの一部分を示す縦断面図である。 サイドレール支持部の寸法関係を説明するための図である。 サイドレール支持部の寸法関係を説明するための図である。 本発明の別の実施形態を示し、組合せオイルリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。 スペーサエキスパンダの一部分を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１において、シリンダ１内のピストン２の外周面３に形成されているオイルリング溝４に組合せオイルリング１０が装着されている。組合せオイルリング１０は３ピース形の鋼製組合せオイルリングであり、上下一対のサイドレール１１，１２と、それらの間に配置しているスペーサエキスパンダ１３とから構成されている。

サイドレール１１，１２は環状で合口を備えている板状レールである。

スペーサエキスパンダ１３（図１及び図２参照）は、軸方向に波形をなす周期要素が周方向に多数連なって構成され、塑性加工により形成されている。スペーサエキスパンダ１３は、水平な上片１４と下片１５とが軸方向及び周方向に離間して周方向に交互に多数配置し、隣接する上片１４と下片１５とが連結片１６で連結されている。上片１４と下片１５の内周側端部には、サイドレール１１，１２を押圧するための耳部１７，１８がアーチ形状をなして起立形成され、耳部１７，１８の根元部にそれぞれ貫通孔１９を形成している。

上片１４と下片１５の外周側端部は、周方向における中央部分が軸方向外側に突出してサイドレール１１，１２の支持部１４ａ，１５ａを形成している。すなわち、上片１４の外周側端部の周方向における中央部分は上側に突出してサイドレール１１の支持部１４ａを形成し、下片１５の外周側端部の周方向における中央部分は下側に突出してサイドレール１２の支持部１５ａを形成している。上片１４と下片１５の外周側端部の周方向におけるサイドレール支持部１４ａ，１５ａの両側部分１４ｂ，１５ｂは、内周側から連続する水平面を有している。

したがって、上片１４と下片１５は、外周側端部の周方向における中央部分が軸方向に突出してサイドレール支持部１４ａ，１５ａを形成する突出面を構成するが、他の部分（サイドレール支持部以外の部分）１４ｂ，１５ｂは内周側から連続する水平面を構成している。

スペーサエキスパンダ１３は、ピストン２のオイルリング溝４内に、両合口端部が突き合わされて縮められた状態で装着され、半径方向外方への拡張力を生じるようにされ、上下のサイドレール１１，１２を上下片１４，１５のサイドレール支持部１４ａ，１５ａで上下（軸方向）に離隔保持し、上下の耳部１７，１８が上下のサイドレール１１，１２の内周面をそれぞれ押圧することによって、各サイドレール１１，１２の外周面をシリンダ１の内壁に密着させる。このようにして、上下のサイドレール１１，１２の外周面がシリンダ１の内壁に押接され、シリンダ１の内壁のオイルを掻き取る。

本実施形態の組合せオイルリング１０は以上のように、スペーサエキスパンダ１３のサイドレール支持部１４ａ，１５ａを、上片１４と下片１５の外周側端部の周方向における中央部分に形成することにより、外周側端部の周方向におけるサイドレール支持部１４ａ，１５ａの両側部分１４ｂ，１５ｂで、スペーサエキスパンダ１３の上片１４と上側のサイドレール１１との間、並びにスペーサエキスパンダ１３の下片１５と下側のサイドレール１２との間にそれぞれ空間ができる。その結果、それらの空間からオイルが流入して外周側から内周側にオイルの流れができ、スラッジを含むオイルをスペーサエキスパンダ１３の耳部１７，１８の各貫通孔１９から排出しやすくなるため、堆積物によるサイドレール１１，１２とスペーサエキスパンダ１３との固着を防止できる。

なお、サイドレール支持部１４ａ，１５ａの形状は、半径方向から見て台形状（図３参照）、半楕円状（図４参照）あるいは矩形状などに形成されるが、これらに限定されるものではない。

また、サイドレール支持部１４ａ，１５ａのサイドレール支持面は上記実施形態では水平面に形成したが、半径方向に沿ってテーパ面（図５参照）や円弧面（図６参照）に形成し、その外周側端部でサイドレール１１，１２を支持するように構成すると、エンジン運転中における挙動が安定化する。

また、図７に示されているように、上片１４のサイドレール支持部１４ａの周方向幅をＸ、上片１４の周方向幅をＹとすると、０＜Ｘ／Ｙ≦０．７を満たすことが望ましい。下片１５についても同じである。

また、図８に示されているように、上片１４のサイドレール支持部１４ａの軸方向の突出高さをａ、スペーサエキスパンダ１３の耳部１７，１８側の軸方向幅をｂとすると、０．０２＜ａ／ｂ≦０．２を満たすことが望ましい。下片１５についても同じである。

図９〜図１０は本発明の別の実施形態を示している。本実施形態の組合せオイルリング１０は、図１及び図２により説明した実施形態の組合せオイルリングとは、スペーサエキスパンダ１３の上片１４と下片１５のサイドレール支持部１４ａ，１５ａよりも内周側の部分の構成が以下の点で相違しており、他の構成は前記実施形態と同じである。

本実施形態においても、スペーサエキスパンダ１３の上片１４と下片１５の外周側端部は、周方向における中央部分が軸方向外側に突出してサイドレール１１，１２の支持部１４ａ，１５ａを形成している。すなわち、スペーサエキスパンダ１３の上片１４の外周側端部の周方向における中央部分は上側に突出してサイドレール１１の支持部１４ａを形成し、下片１５の外周側端部の周方向における中央部分は下側に突出してサイドレール１２の支持部１５ａを形成している。

ただし、本実施形態においては、スペーサエキスパンダ１３の上片１４と下片１５のサイドレール支持部１４ａ，１５ａよりも内周側の部分が次のように構成されている。すなわち、スペーサエキスパンダ１３の上片１４の上面と下片１５の下面において、サイドレール支持部よりも内周側の部分に、半径方向に直線的に延びる溝２０が形成されている。これらの溝２０は上片１４と下片１５の所定部分が塑性加工によって断面円弧形に変形することによって形成されている。上片１４と下片１５の溝２０は、内周側端部が耳部１７，１８の根元部の各貫通孔１９にそれぞれ連通し、外周側端部は外側空間に開口して外側空間と連通している。２１が開口である。溝２０の断面形状は円弧形を示したが、これに限ることはなく、この他例えば逆台形又はＶ字形などが使用される。

本実施形態の組合せオイルリング１０は以上のように、スペーサエキスパンダ１３のサイドレール支持部１４ａ，１５ａを、上片１４と下片１５の外周側端部の周方向における中央部分に形成することにより、外周側端部の周方向におけるサイドレール支持部１４ａ，１５ａの両側部分１４ｂ，１５ｂで、スペーサエキスパンダ１３の上片１４と上側のサイドレール１１との間、並びにスペーサエキスパンダ１３の下片１５と下側のサイドレール１２との間にそれぞれ空間ができる。その結果、それらの空間からオイルが流入して外周側から内周側にオイルの流れができ、スラッジを含むオイルをスペーサエキスパンダ１３の耳部１７，１８の各貫通孔１９から排出しやすくなるため、堆積物によるサイドレール１１，１２とスペーサエキスパンダ１３との固着を防止できる。更に、本実施形態においては、スペーサエキスパンダ１３の上片１４と下片１５に溝２０を形成することにより、耳部１７，１８の根元部に設けられてサイドレール１１，１２とスペーサエキスパンダ１３との間の空間部に臨んでいる貫通孔１９の大きさを、溝２０の分だけ、溝を形成しない平坦な場合に比べて大きく形成できるため、スペーサエキスパンダ１３の上下片１４，１５とサイドレール１１，１２との間の堆積物をスペーサエキスパンダ１３の耳部１７，１８の貫通孔１９から排出しやすくなり、堆積物によるサイドレール１１，１２とスペーサエキスパンダ１３との固着を防止できる。また、前記溝２０が半径方向に延び、外周側で閉塞されておらず、外側空間に開口して外側空間と連通していることにより、開口２１からオイルが流入して外周側から内周側にオイルの流れができるため、堆積物が溜まりにくくなるとともに、堆積物を耳部１７，１８の貫通孔１９から排出しやすくなり、堆積物によるサイドレール１１，１２とスペーサエキスパンダ１３との固着を更に防止できる。

１・・シリンダ、２・・ピストン、３・・ピストン外周面、４・・オイルリング溝、１０・・組合せオイルリング、１１，１２・・サイドレール、１３・・スペーサエキスパンダ、１４・・上片、１５・・下片、１４ａ，１５ａ・・サイドレール支持部、１４ｂ，１５ｂ・・サイドレール支持部の両側部分、１６・・連結片、１７，１８・・耳部、１９・・貫通孔、２０・・溝、２１・・開口。

Claims (6)

1. 上下一対のサイドレールと、それらの間に配置するスペーサエキスパンダとを備え、前記スペーサエキスパンダは軸方向及び周方向に離間して周方向に交互に多数配置された上片及び下片と、隣接する上片と下片とを連結している連結片と、前記上片と下片の内周側端部に起立形成され、サイドレールを押圧するための耳部とを有し、前記耳部に貫通孔が形成されている組合せオイルリングにおいて、
   前記上片及び下片の外周側端部の周方向における中間部位置に軸方向に突出するサイドレール支持部が形成されていることを特徴とする組合せオイルリング。
2. 前記サイドレール支持部は半径方向から見て台形状、半楕円状又は矩形状であることを特徴とする請求項１記載の組合せオイルリング。
3. 前記サイドレール支持部のサイドレール支持面は半径方向に沿ってテーパ面又は円弧面をなし、その外周側端部でサイドレールを支持することを特徴とする請求項１又は２記載の組合せオイルリング。
4. 前記スペーサエキスパンダの上片のサイドレール側の面と下片のサイドレール側の面に溝が形成され、前記溝が前記耳部の貫通孔に連通していることを特徴とする請求項１、２又は３記載の組合せオイルリング。
5. 前記溝が半径方向に延び、外周側で開口していることを特徴とする請求項４記載の組合せオイルリング。
6. 前記サイドレール支持部が塑性加工で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の組合せオイルリング。

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