JP2015197121A - oil ring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レシプロエンジン(往復動内燃機関)のピストンに用いられるオイルリングに関し、特に、合口を有する円環状に形成されたオイルリング本体の径方向内側部分にコイルエキスパンダーを装着してなる2ピースタイプのものに関する。 The present invention relates to an oil ring used for a piston of a reciprocating engine (reciprocating internal combustion engine), and in particular, a two-piece formed by mounting a coil expander on a radially inner portion of an oil ring main body formed in an annular shape having a joint. For type.
従来から、レシプロエンジンのピストンには、燃焼ガスをシールするためのコンプレッションリングに加えて、潤滑用のオイルをシールするためのオイルリングが装着されている。 Conventionally, in addition to a compression ring for sealing combustion gas, an oil ring for sealing lubricating oil is mounted on a piston of a reciprocating engine.
オイルリングには、主としてガソリンエンジンに用いられる3ピースタイプのものと、主としてディーゼルエンジンに用いられる2ピースタイプのものとがあるが、低燃費化等の要請から、ガソリンエンジンにおいても、より軸方向幅を薄型化することが可能な2ピースタイプのオイルリングが用いられるようになってきている。 There are three-piece types of oil rings, mainly used for gasoline engines, and two-piece types, mainly used for diesel engines. Due to demands for lower fuel consumption, gasoline engines are also more axially oriented. 2. Description of the Related Art Two-piece type oil rings that can be reduced in width have been used.
このような2ピースタイプのオイルリングとしては、例えば特許文献1に記載されるように、通油孔が設けられたウェブ部とこのウェブ部の軸方向両側(上下)に一体に設けられた一対のレール部とを有するオイルリング本体と、このオイルリング本体の径方向内側部分に装着されてオイルリング本体を径方向外側に向けて付勢するコイルエキスパンダーの2つのパーツで構成されたものが知られている。この場合、オイルリング本体は合口を有する円環状に形成され、コイルエキスパンダーにより径方向外側に向けて付勢されることで拡張(拡径)できるようになっており、オイルリング本体が拡張し、各レール部の外周面がシリンダ内面に一定の接触圧力(面圧)で接触することにより、ピストンが往復動したときに、一対のレール部の間に滞留するオイルをシリンダ内面に塗布するとともに余分なオイルをレール部により掻き落としつつ通油孔を通して排出して、シリンダ内面に適切な厚みの油膜を形成するようになっている。 As such a two-piece type oil ring, for example, as described in Patent Document 1, a web portion provided with an oil passage hole and a pair provided integrally on both sides (up and down) in the axial direction of the web portion. It is known that it consists of two parts: an oil ring body with a rail part and a coil expander that is attached to the radially inner part of this oil ring body and biases the oil ring body outward in the radial direction. It has been. In this case, the oil ring body is formed in an annular shape having a joint, and can be expanded (expanded) by being urged outward in the radial direction by a coil expander. When the outer peripheral surface of each rail part comes into contact with the cylinder inner surface at a constant contact pressure (surface pressure), the oil that stays between the pair of rail parts when the piston reciprocates is applied to the cylinder inner surface and extra. Oil is discharged through the oil passage hole while scraping off the oil by the rail portion, and an oil film having an appropriate thickness is formed on the inner surface of the cylinder.
上記した従来のオイルリングでは、潤滑用のオイルのオイル上がりを効果的に抑制してオイル消費量を低減させるために、シリンダ内面に対する面圧はコンプレッションリングに比べて数倍高くなるように設定されている。 In the conventional oil ring described above, the surface pressure against the inner surface of the cylinder is set to be several times higher than that of the compression ring in order to effectively suppress the oil rising of the lubricating oil and reduce the oil consumption. ing.
一方、エンジンの低燃費化の観点から、オイルリングには、シリンダ内面に対するフリクションの低減が求められており、そのためにはオイルリングを低張力化してシリンダ内面に対するシール部の面圧を下げることが必要である。 On the other hand, from the viewpoint of reducing fuel consumption of the engine, the oil ring is required to reduce friction with respect to the inner surface of the cylinder. For this purpose, the tension of the oil ring is lowered to lower the surface pressure of the seal portion against the inner surface of the cylinder. is necessary.
しかしながら、オイルリングを低張力化すると、ピストンが傾動(首振り)したときの各レール部のシリンダ内面への追従性が低下してオイル消費量が増大することになるので、低張力化によるフリクション低減とオイル消費量低減とを両立させることは困難であった。 However, if the tension of the oil ring is reduced, the followability of each rail part to the cylinder inner surface when the piston tilts (swings) will be reduced and the oil consumption will increase. It has been difficult to achieve both reduction and oil consumption reduction.
本発明は、このような点を解決することを課題とするものであり、その目的は、低張力でありながらオイル消費量低減能力が優れたオイルリングを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an oil ring that has an excellent ability to reduce oil consumption while having a low tension.
発明者らは、上記の課題の解決手段につき鋭意究明したところ、低張力でありながらオイル消費量低減能力を高めるには、オイルリング本体をシリンダ内面に対する追従性が高い形状とすることが肝要であり、そのために、一方のレール部の径方向外側を向く外周面の軸方向外側縁と、他方のレール部の径方向外側を向く外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離を、オイルリング本体の軸方向幅寸法の70%以下とすることが最も効果的であることを新規に知見し、本発明を完成させるに至った。 The inventors diligently investigated the means for solving the above problems, and in order to increase the oil consumption reduction capability while maintaining low tension, it is important that the oil ring body has a shape with high followability to the cylinder inner surface. For that purpose, the axial distance between the axial outer edge of the outer peripheral surface facing the radial outer side of one rail part and the axial outer edge of the outer peripheral surface facing the radial outer side of the other rail part, The inventors have newly found that it is most effective to set the oil ring main body to 70% or less of the axial width dimension, and have completed the present invention.
すなわち、本発明のオイルリングは、通油孔が設けられたウェブ部と該ウェブ部の軸方向両側に一体に設けられる一対のレール部とを備え、合口を有する円環状に形成されたオイルリング本体と、該オイルリング本体の径方向内側部分に装着され、前記オイルリング本体を径方向外側に向けて付勢するコイルエキスパンダーと、を有するオイルリングであって、一方の前記レール部の径方向外側を向く外周面の軸方向外側縁と、他方の前記レール部の径方向外側を向く外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離が、前記オイルリング本体の軸方向幅寸法の70%以下であることを特徴とする。 In other words, the oil ring of the present invention includes an oil ring that includes a web portion provided with oil passage holes and a pair of rail portions that are integrally provided on both axial sides of the web portion, and has an annular shape. An oil ring having a main body and a coil expander that is attached to a radially inner portion of the oil ring main body and biases the oil ring main body outward in the radial direction, wherein the radial direction of the one rail portion The axial distance between the axial outer edge of the outer peripheral surface facing outward and the axial outer edge of the outer peripheral surface facing the radial outer side of the other rail portion is 70 in the axial width dimension of the oil ring body. % Or less.
なお、上記構成において、「オイルリング本体が合口を有する円環状」とは、円環状のオイルリング本体が、その周方向の一部分において切断されて当該切断部分が合口となったC字形状に形成されていることを意味する。 In the above configuration, “the annular shape of the oil ring main body having a joint” means that the annular oil ring main body is cut in a part of the circumferential direction so that the cut portion becomes a C-shape. Means that
また、上記構成において、「一方の前記レール部の径方向外側を向く外周面の軸方向外側縁と、他方の前記レール部の径方向外側を向く外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離」とは、一方のレール部の外周面と他方のレール部の外周面の互いに軸方向に最も離れた部分間の距離を意味する。 Further, in the above configuration, “the axis between the axial outer edge of the outer peripheral surface facing the radially outer side of one of the rail portions and the axial outer edge of the outer peripheral surface facing the radially outer side of the other rail portion. “Directional distance” means the distance between the outermost surfaces of one rail portion and the outermost surface of the other rail portion that are farthest from each other in the axial direction.
本発明は、上記構成において、一対の前記レール部の外周面の軸方向幅寸法が、それぞれ前記オイルリング本体の軸方向幅寸法の5.0%〜10.0%の範囲内であるのが好ましい。好ましくは5.0%〜8.0%の範囲である。 According to the present invention, in the configuration described above, the axial width dimension of the outer peripheral surfaces of the pair of rail portions is in the range of 5.0% to 10.0% of the axial width dimension of the oil ring body. preferable. Preferably it is 5.0 to 8.0% of range.
また、本発明は、上記構成において、前記ウェブ部の径方向厚み寸法が、前記オイルリング本体の径方向厚み寸法の25%以下であるのが好ましい。 In the above-described configuration, it is preferable that the web portion has a radial thickness dimension of 25% or less of a radial thickness dimension of the oil ring main body.
さらに、本発明は、上記構成において、前記オイルリング本体のその周方向に垂直な断面における径方向重心位置から前記コイルエキスパンダーのその周方向に垂直な断面における径方向重心位置までの径方向距離が、前記オイルリング本体の径方向厚み寸法の55%未満であるのが好ましい。 Furthermore, in the above-described configuration, the present invention provides a radial distance from a radial center of gravity position in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the oil ring body to a radial center of gravity position in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the coil expander. It is preferable that it is less than 55% of the radial thickness of the oil ring body.
本発明によれば、オイルリング本体をシリンダ内面に対する追従性が高い形状とすることにより、オイルリングを低張力化してシリンダ内面に対するフリクションを低減させつつオイルリング本体を効果的にシリンダ内面に追従させてオイル消費量を低減させることができる。 According to the present invention, the oil ring main body is shaped to have high followability to the cylinder inner surface, so that the oil ring main body can effectively follow the cylinder inner surface while lowering the tension of the oil ring and reducing friction against the cylinder inner surface. Oil consumption can be reduced.
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図1に示す本発明の一実施の形態であるオイルリング1はオイルコントロールリングとも呼ばれるものであり、例えばディーゼルエンジンのピストンの外周面に形成されたリング溝に装着されて使用される。このオイルリング1は2ピースタイプとなっており、オイルリング本体10とコイルエキスパンダー20とを有している。
An oil ring 1 according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is also called an oil control ring, and is used by being mounted in a ring groove formed on an outer peripheral surface of a piston of a diesel engine, for example. The oil ring 1 is a two-piece type and includes an oil ring
オイルリング本体10は、鋼材により合口を備えた円環状つまり周方向の一部分が切断されて当該切断部分が合口10a、10bとなったC字形状に形成されている。合口10a、10bが形成されることにより、オイルリング本体10は、これらの合口10a、10bを互いに周方向に離間させるように弾性変形して、径方向外側に向けて拡張(拡径)することができる。また、オイルリング本体10は、ピストンに装着された状態でシリンダ内に配置されると、合口10a、10bが閉じた略円環状となってピストンの全周に亘ってオイルをシールすることができる。
The oil ring
図2、図3に示すように、オイルリング本体10はウェブ部11、上側のレール部12および下側のレール部13を有し、その断面は略I字形状となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the oil ring
ウェブ部11は薄肉の円筒状に形成され、その軸方向の中央位置には複数の通油孔14が周方向に間隔を空けて並べて設けられている。これらの通油孔14はそれぞれ周方向の延びる長孔に形成され、ウェブ部11を径方向に貫通している。
The
上側のレール部12はウェブ部11の軸方向の一方側に該ウェブ部11と一体に設けられ、下側のレール部13はウェブ部11の軸方向の他方側に該ウェブ部11と一体に設けられている。各レール部12、13の径方向厚み寸法は、それぞれウェブ部11の径方向厚み寸法よりも大きくなっており、ウェブ部11は各レール部12、13の径方向中間部位において当該レール部12、13に連ねられている。各レール部12、13のウェブ部11よりも径方向外側に突出した部分はランド12a、13aとなっており、これらのランド12a、13aの径方向外側を向く外周面12b、13bは、それぞれシリンダ内面に接する摺動面となっている。各ランド12a、13aは、それぞれその基端側から外周面12b、13bの側に向けて徐々に軸方向幅が狭まる断面略台形状となっており、また、各外周面12b、13bはそれぞれオイルリング本体10の軸方向両端に対して当該オイルリング本体10の軸方向の中心位置側にずれて配置されている。
The
各レール部12、13の外周面(摺動面)12b、13bには、例えば硬質クロムめっき、窒化(GNR)、イオンプレーティング(PVD)等の各種表面処理により硬質皮膜を形成するようにしてもよい。
A hard film is formed on the outer peripheral surfaces (sliding surfaces) 12b and 13b of the
図2に示すように、オイルリング本体10の径方向内側部分(内周面)には、コイルエキスパンダー20を装着するための装着溝15が設けられている。この装着溝15は、ウェブ部11から両レール部12、13にまで達する半円形の凹断面を有し、周方向に沿ってオイルリング本体10の全周に亘って延びている。
As shown in FIG. 2, a
図1においては簡略化して示すが、コイルエキスパンダー20は、鋼材等により形成された線材をコイル状に巻いたものを、その両端を接続して円環状に形成して構成されている。このコイルエキスパンダー20は径方向内外方向に向けて弾性変形自在となっており、その自然状態における外径寸法はオイルリング本体10の内径寸法よりも大きくなっている。そして、コイルエキスパンダー20は、図2に示すように、縮径方向に弾性変形した状態でオイルリング本体10の装着溝15に装着されることにより、オイルリング本体10を径方向外側に向けて付勢している。
Although shown in a simplified manner in FIG. 1, the
なお、コイルエキスパンダー20の周方向に垂直な方向から見た半径は、オイルリング本体10の装着溝15の半径よりも僅かに小さくなっている。
The radius viewed from the direction perpendicular to the circumferential direction of the
このような構成のオイルリング1は、ピストンのリング溝に装着されてシリンダ内に配置されると、オイルリング本体10が、その自己の弾性力に加えてコイルエキスパンダー20に付勢されることにより径方向外側に向けて拡張し、各レール部12、13の外周面12b、13bが所定の面圧でシリンダ内面に接触する。そして、ピストンが往復動したときに、上下のレール部12、13の間に滞留するオイルをシリンダ内面に塗布するとともに余分なオイルをレール部12、13により掻き落とし、また、上下のレール部12、13の間の過剰なオイルを、通油孔14を通してピストンのリング溝に設けられた排油孔に案内して、シリンダ内面に適切な厚みの油膜を形成することができる。
When the oil ring 1 having such a configuration is mounted in the ring groove of the piston and disposed in the cylinder, the
図2に示すように、本発明のオイルリング1では、自己の弾性力とコイルエキスパンダー20の付勢力とによる張力(径方向外側に向けた弾性力)を低減しつつ、オイルリング本体10のシリンダ内面に対する追従性を高めてエンジンのオイル消費量を低減させることを可能とするために、上側のレール部12の外周面12bの軸方向外側縁と下側のレール部13の外周面13bの軸方向外側縁との間の軸方向距離D1を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定するようにしている。つまり、上側のレール部12の外周面12bと下側のレール部13の外周面13bの互いに軸方向に最も離れた部分間の軸方向距離D1を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定することにより、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1よりも狭い幅でオイルリング本体10をシリンダ内面に当接させるようにしている。特に、本実施の形態においては、上記した軸方向距離D1を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の66%に設定するようにしている。
As shown in FIG. 2, in the oil ring 1 of the present invention, the cylinder of the oil ring
このような構成により、ピストンが傾動(首振り)したときにおけるオイルリング本体10のシリンダ内面に対する追従性を高くすることができる。つまり、ピストンが傾動すると、一対のレール部12、13の何れか一方がシリンダ内面に接し、他方がシリンダ内面から離れることになるが、このとき、軸方向距離D1を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定することにより、シリンダ内面に対するピストンの傾きが同じであっても、上側のレール部12の外周面12bの軸方向外側縁と下側のレール部13の外周面13bの軸方向外側縁との間の軸方向距離D1が軸方向幅寸法w1と同一とされる場合に比べて、シリンダ内面からのレール部12、13の離間距離を小さくすることができる。したがって、オイルリング1を低張力化してシリンダ内面に対するフリクションを低減させた構成としても、運転中においてピストンが傾動(首振り)したときにオイルリング本体10、つまり各レール部12、13の外周面12b、13bをシリンダ内面に効果的に追従させることができる。したがって、このオイルリング1が用いられたエンジンのオイル消費量を低減させることができる。このように、オイルリング本体10をシリンダ内面に効果的に追従させることができるので、コイルエキスパンダー20としてより弾性力の小さなものを用いる等して、このオイルリング1を低張力化しても、オイル上がりを効果的に抑制して、このオイルリング1のオイル消費量を低減させることができる。
With such a configuration, the followability of the oil ring
本発明のオイルリング1では、上側のレール部12の外周面12bの軸方向外側縁と下側のレール部13の外周面13bの軸方向外側縁との間の軸方向距離D1を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定する構成に加えて、上側のレール部12の外周面12bの軸方向幅寸法w2と下側のレール部13の外周面13bの軸方向幅寸法w2とを、それぞれオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の5.0%〜10.0%の範囲内とするのが好ましい。例えば、本実施の形態では、軸方向幅寸法w2をオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の8.0%に設定するようにしている。
In the oil ring 1 of the present invention, the axial distance D1 between the axial outer edge of the outer
このように、レール部12、13の外周面12b、13bの軸方向幅寸法w2を、それぞれオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の5.0%〜10.0%の範囲内とすることにより、過度に弾性力が大きなコイルエキスパンダー20を用いることなく、オイルリング本体10のサイズに対して適切な面圧で各レール部12、13の外周面12b、13bをシリンダ内面に当接させることができる。したがって、上記のように、上側のレール部12の外周面12bの軸方向外側縁と下側のレール部13の外周面13bの軸方向外側縁との間の軸方向距離D1をオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定することにより、オイルリング1を低張力化するようにしても、レール部12、13の外周面12b、13bをシリンダ内面に所定の面圧で当接させてオイル上がりを効果的に抑制し、このオイルリング1のオイル消費量をさらに低減させることができる。
Thus, the axial width dimension w2 of the outer
なお、上記した軸方向距離D1を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定するとともに、各レール部12、13の外周面12b、13bの軸方向幅寸法w2を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の5.0%〜10.0%の範囲内とすることにより、上側のレール部12の外周面12bと下側のレール部13の外周面13bの間隔は、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の60%以下に設定されることになる。この場合、上側のレール部12の外周面12bと下側のレール部13の外周面13bの間隔を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の60%以下であるとともに、当該軸方向幅寸法w1の20%以上とすることにより、オイルリング本体10のシリンダ内面に対する追従性を確保しつつ、ウェブ部11に設けられる通油孔14の開口面積を十分に確保することができる。
The axial distance D1 described above is set to 70% or less of the axial width dimension w1 of the oil ring
本発明のオイルリング1では、上側のレール部12の外周面12bの軸方向外側縁と下側のレール部13の外周面13bの軸方向外側縁との間の軸方向距離D1を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定する構成に加えて、ウェブ部11の径方向厚み寸法t2を、オイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の25%以下とするのが好ましい。例えば、本実施の形態では、径方向厚み寸法t2をオイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の20%に設定するようにしている。
In the oil ring 1 of the present invention, the axial distance D1 between the axial outer edge of the outer
このように、ウェブ部11の径方向厚み寸法t2を、オイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の25%以下とすることにより、ウェブ部11つまりオイルリング本体10の断面二次モーメントを小さくして、ピストンが傾動(首振り)したときにオイルリング本体10を、ウェブ部11を中心として両レール部12、13の外周面12b、13bの間隔が増減するように変形し(撓み)易くすることができる。したがって、ピストンの傾動により径方向荷重を受けてウェブ部11が変形すると、シリンダ内面から離れていた方のレール部12、13の外周面12b、13bがシリンダ内面に接近することになるので、オイルリング本体10のシリンダ内面に対する追従性をさらに高めて、このオイルリング1のオイル消費量をさらに低減させることができる。
In this way, by setting the radial thickness dimension t2 of the
また、上記のように、ウェブ部11の径方向厚み寸法t2をオイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の25%以下とすることにより、上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間を大きくするとともに、ウェブ部11に設けられた通油孔14からのオイルの排出性を高めることができる。したがって、上側のレール部12の外周面12bと下側のレール部13の外周面13bの互いに軸方向に最も離れた部分間の軸方向距離D1をオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定することにより、上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間が狭められても、当該空間を拡大するとともに当該空間内のオイルをウェブ部11の通油孔14から効率良く排出させることができる。したがって、上記軸方向距離D1をオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定するようにしても、上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間のオイルを効率よく排出させて当該空間におけるオイルの滞留を低減させ、このオイルリング1のオイル消費をさらに低減させることができる。
Further, as described above, by setting the radial thickness dimension t2 of the
なお、ウェブ部11の径方向厚み寸法t2は、オイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の25%以下であるとともに10%以上とするのが好ましい。これにより、オイルリング本体10の変形性を確保しつつ、ウェブ部11の強度を確保してオイルリング本体10の破損を防止することができる。
In addition, it is preferable that the radial direction thickness dimension t2 of the
さらに、本発明のオイルリング1では、上側のレール部12の外周面12bの軸方向外側縁と下側のレール部13の外周面13bの軸方向外側縁との間の軸方向距離D1を、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定する構成に加えて、オイルリング本体10のその周方向に垂直な断面における径方向重心位置G1からコイルエキスパンダー20のその周方向に垂直な断面における径方向重心位置G2までの径方向距離D2を、オイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の55%未満とするのが好ましい。
Furthermore, in the oil ring 1 of the present invention, the axial distance D1 between the axial outer edge of the outer
このような構成により、ピストンが傾動したときにおけるオイルリング1の傾動方向への慣性モーメントを低減させて、オイルリング本体1のシリンダ内面に対する追従性をさらに高めることができる。 With such a configuration, the moment of inertia in the tilting direction of the oil ring 1 when the piston tilts can be reduced, and the followability of the oil ring body 1 with respect to the cylinder inner surface can be further enhanced.
また、径方向距離D2を小さくしてオイルリング本体10の重心位置G1とコイルエキスパンダー20の重心位置G2とを近づけることにより、ピストンが傾動する際にオイルリング本体10とコイルエキスパンダー20とに生じる慣性モーメントの差を小さくすることができる。したがって、コイルエキスパンダー20をオイルリング本体10から脱落し難くすることができるとともにコイルエキスパンダー20の装着溝15への装着性を高めることができる。
Further, by reducing the radial distance D2 and bringing the center of gravity position G1 of the
このオイルリング1では、一対のレール部12、13のランド12a、13aのウェブ部11に対する径方向外側への突出する厚みt3を、オイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の40%以上に設定することができる。例えば、本実施の形態では、この厚みt3を、オイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の42.5%に設定するようにしている。
In this oil ring 1, the thickness t3 of the pair of
このように、ランド12a、13aのウェブ部11に対する径方向外側への突出する厚みt3を、オイルリング本体10の径方向厚み寸法t1の40%以上に設定することにより、上記した軸方向距離D1をオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定することにより上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間が狭められても、その分、当該空間を拡大することができる。これにより、上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間内におけるオイルの滞留を低減させて、このオイルリング1のオイル消費をさらに低減させることができる。
Thus, by setting the thickness t3 of the
図3に示すように、このオイルリング1では、ウェブ部11に設けられた複数の通油孔14の軸方向に向けた開口高さhを、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の25%以下に設定することができる。例えば、本実施の形態では、通油孔14の開口高さhを、オイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の21.5%に設定するようにしている。また、通油孔14の周方向に向けた開口幅Lを、複数の通油孔14の周方向へのピッチPに対して20%以上とすることができる。例えば、本実施の形態では、開口幅Lを、複数の通油孔14の周方向へのピッチPに対して約31.4%に設定するようにしている。
As shown in FIG. 3, in the oil ring 1, the opening height h of the plurality of oil passage holes 14 provided in the
このような構成により、通油孔14による上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間からのオイルの排出性を高めることができるので、上記した軸方向距離D1をオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定することにより上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間が狭められても、当該空間のオイルを通油孔14から効率よく排出させることができる。これにより、上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間内におけるオイルの滞留を低減させて、このオイルリング1のオイル消費をさらに低減させることができる。
With such a configuration, oil can be discharged from the space between the
これらの通油孔14は、レーザー加工や電子ビーム加工を用いて形成される構成とすることができる。上記した軸方向距離D1をオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定することにより上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間が狭められても、レーザー加工や電子ビーム加工により、ウェブ部11に複数の通油孔14を精度良く形成することができる。したがって、軸方向距離D1をオイルリング本体10の軸方向幅寸法w1の70%以下に設定してオイルリング本体10のシリンダ内面に対する追従性を高めるとともに、上側のレール部12と下側のレール部13との間の空間のオイルを通油孔14から効果的に排出させて、このオイルリング1のオイル消費をさらに低減させることができる。
These oil passage holes 14 can be formed using laser processing or electron beam processing. Even if the space between the
実施例のオイルリングでは、オイルリング本体の軸方向幅寸法を2.00mm、上側のレール部の外周面の軸方向外側縁と下側のレール部の外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離を1.32mm、各レール部の外周面の軸方向幅寸法を0.16mm、オイルリング本体の径方向厚み寸法を2.00mm、ウェブ部の径方向厚み寸法を0.40mm、ランドの厚みを0.85mm、オイルリング本体のその周方向に垂直な断面における径方向重心位置からコイルエキスパンダーのその周方向に垂直な断面における径方向重心位置までの径方向距離を1.04mmとした。この場合、上側のレール部の外周面の軸方向外側縁と下側のレール部の外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離はオイルリング本体の軸方向幅寸法の66%となり、各レール部の外周面の軸方向幅寸法はオイルリング本体の軸方向幅寸法の8%となり、ウェブ部の径方向厚み寸法はオイルリング本体の径方向厚み寸法の20%となり、オイルリング本体のその周方向に垂直な断面における径方向重心位置からコイルエキスパンダーのその周方向に垂直な断面における径方向重心位置までの径方向距離はオイルリング本体の径方向厚み寸法の52%となる。 In the oil ring of the embodiment, the axial width dimension of the oil ring main body is 2.00 mm, and it is between the axial outer edge of the outer peripheral surface of the upper rail portion and the axial outer edge of the outer peripheral surface of the lower rail portion. The axial distance is 1.32 mm, the axial width dimension of the outer peripheral surface of each rail part is 0.16 mm, the radial thickness dimension of the oil ring body is 2.00 mm, the radial thickness dimension of the web part is 0.40 mm, The radial distance from the radial center of gravity position in the cross section perpendicular to the circumferential direction of the oil ring main body to the radial center of gravity position in the cross section perpendicular to the circumferential direction of the coil expander was set to 1.04 mm. . In this case, the axial distance between the axial outer edge of the outer peripheral surface of the upper rail portion and the axial outer edge of the outer peripheral surface of the lower rail portion is 66% of the axial width dimension of the oil ring body, The axial width dimension of the outer peripheral surface of each rail portion is 8% of the axial width dimension of the oil ring body, and the radial thickness dimension of the web portion is 20% of the radial thickness dimension of the oil ring body. The radial distance from the radial center of gravity position in the cross section perpendicular to the circumferential direction to the radial center of gravity position in the cross section perpendicular to the circumferential direction of the coil expander is 52% of the radial thickness dimension of the oil ring body.
また、本実施例では、ウェブ部に設けられた通油孔の開口高さを0.43mm、開口幅を1.10mm、複数の通油孔間のピッチを3.50mmとした。 Moreover, in the present Example, the opening height of the oil passage hole provided in the web part was 0.43 mm, the opening width was 1.10 mm, and the pitch between the plurality of oil passage holes was 3.50 mm.
さらに、本実施例では、各レール部の互いに対向する内側側面つまり外周面とウェブの通油孔が開口する外周面とを連ねる側面は、径方向に対して10度の角度で傾斜しており、また、当該側面とウェブの外周面とが連なる部分には半径0.10mmのRがつけられている。一方、各レール部の互い反対側を向く外側側面は、径方向に対して18度の角度で傾斜している。 Furthermore, in this embodiment, the inner side surfaces of the rail portions facing each other, that is, the side surfaces connecting the outer peripheral surface and the outer peripheral surface where the oil passage hole of the web opens are inclined at an angle of 10 degrees with respect to the radial direction. Further, an R having a radius of 0.10 mm is attached to a portion where the side surface and the outer peripheral surface of the web are continuous. On the other hand, the outer side surfaces facing the opposite sides of the rail portions are inclined at an angle of 18 degrees with respect to the radial direction.
次に、本実施例の比較例として、上側のレール部の外周面の軸方向外側縁と下側のレール部の外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離がオイルリング本体の軸方向幅寸法の70%以上となるオイルリングを示す。この比較例のオイルリングでは、オイルリング本体の軸方向幅寸法は2.00mm、上側のレール部の外周面の軸方向外側縁と下側のレール部の外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離は1.74mm、各レール部の外周面の軸方向幅寸法は0.22mm、オイルリング本体の径方向厚み寸法は2.00mm、ウェブ部の径方向厚み寸法は0.55mm、ランドの厚みは0.70mm、オイルリング本体のその周方向に垂直な断面における径方向重心位置からコイルエキスパンダーのその周方向に垂直な断面における径方向重心位置までの径方向距離は1.10mmである。この場合、上側のレール部の外周面の軸方向外側縁と下側のレール部の外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離はオイルリング本体の軸方向幅寸法の87%となり、各レール部の外周面の軸方向幅寸法はオイルリング本体の軸方向幅寸法の11%となり、ウェブ部の径方向厚み寸法はオイルリング本体の径方向厚み寸法の27.5%となり、オイルリング本体のその周方向に垂直な断面における径方向重心位置からコイルエキスパンダーのその周方向に垂直な断面における径方向重心位置までの径方向距離はオイルリング本体の径方向厚み寸法の55%となる。 Next, as a comparative example of the present embodiment, the axial distance between the axial outer edge of the outer peripheral surface of the upper rail portion and the axial outer edge of the outer peripheral surface of the lower rail portion is the axis of the oil ring main body. The oil ring which becomes 70% or more of the direction width dimension is shown. In the oil ring of this comparative example, the axial width dimension of the oil ring body is 2.00 mm, and it is between the axial outer edge of the outer peripheral surface of the upper rail portion and the axial outer edge of the outer peripheral surface of the lower rail portion. The axial distance of the rail part is 1.74 mm, the axial width dimension of the outer peripheral surface of each rail part is 0.22 mm, the radial thickness dimension of the oil ring body is 2.00 mm, the radial thickness dimension of the web part is 0.55 mm, The land thickness is 0.70 mm, and the radial distance from the radial center of gravity position in the section perpendicular to the circumferential direction of the oil ring body to the radial center of gravity position in the section perpendicular to the circumferential direction of the coil expander is 1.10 mm. is there. In this case, the axial distance between the axial outer edge of the outer peripheral surface of the upper rail portion and the axial outer edge of the outer peripheral surface of the lower rail portion is 87% of the axial width dimension of the oil ring body, The axial width dimension of the outer peripheral surface of each rail portion is 11% of the axial width dimension of the oil ring body, and the radial thickness dimension of the web portion is 27.5% of the radial thickness dimension of the oil ring body. The radial distance from the radial center of gravity position in the cross section perpendicular to the circumferential direction of the main body to the radial center of gravity position in the cross section perpendicular to the circumferential direction of the coil expander is 55% of the radial thickness dimension of the oil ring main body.
また、本比較例では、ウェブ部に設けられた通油孔の開口高さは0.50mm、開口幅は1.50mm、複数の通油孔間のピッチは10.00mmである。 Moreover, in this comparative example, the opening height of the oil passage hole provided in the web part is 0.50 mm, the opening width is 1.50 mm, and the pitch between the plurality of oil passage holes is 10.00 mm.
さらに、本比較例では、各レール部の互いに対向する内側側面つまり外周面とウェブの通油孔が開口する外周面とを連ねる側面は、径方向に対して10度の角度で傾斜しており、また、当該側面とウェブの外周面とが連なる部分には半径0.15mmのRがつけられている。一方、各レール部の互い反対側を向く外側側面は、径方向に対して20度の角度で傾斜している。 Further, in this comparative example, the inner side surfaces of the rail portions facing each other, that is, the side surfaces connecting the outer peripheral surface and the outer peripheral surface where the oil passage holes of the web are opened are inclined at an angle of 10 degrees with respect to the radial direction. Further, an R having a radius of 0.15 mm is attached to a portion where the side surface and the outer peripheral surface of the web are continuous. On the other hand, the outer side surfaces facing the opposite sides of the rail portions are inclined at an angle of 20 degrees with respect to the radial direction.
実施例、比較例の何れのオイルリングも、ディーゼルエンジンのピストンに装着して用いられるものとし、その材質をスチール(鋼材)とした。また、実施例と比較例とで、コイルエキスパンダーは、コイル直径が1.6mmの同一のものを用い、同じ面圧が発生するようコイルの弾性力を調整した。 Both the oil rings of Examples and Comparative Examples were used by being attached to a piston of a diesel engine, and the material thereof was steel (steel material). In the example and the comparative example, the same coil expander having a coil diameter of 1.6 mm was used, and the elastic force of the coil was adjusted so that the same surface pressure was generated.
実施例のオイルリングと比較例のオイルリングをそれぞれディーゼルエンジンのピストンに装着し、当該ディーゼルエンジンを所定の回転数および負荷で運転させたときのオイル消費量を測定し、その結果を比較した。その比較結果から、実施例のオイルリングは、比較例のオイルリングに対して、そのオイル消費量が約15%低減されることが解った。 The oil ring of the example and the oil ring of the comparative example were each attached to the piston of a diesel engine, and the oil consumption when the diesel engine was operated at a predetermined rotation speed and load was measured, and the results were compared. From the comparison result, it was found that the oil consumption of the oil ring of the example was reduced by about 15% compared to the oil ring of the comparative example.
このように、実施例のオイルリングでは、オイルリング本体の軸方向幅寸法が2.00mmと薄く形成されたオイルリングにおいても、上側のレール部の外周面の軸方向外側縁と下側のレール部の外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離をオイルリング本体の軸方向幅寸法の70%以下に設定して、オイルリング本体10のシリンダ内面に対する追従性を高め、そのオイル消費量を低減できることが解った。
As described above, in the oil ring according to the embodiment, even in the oil ring in which the axial width dimension of the oil ring main body is formed as thin as 2.00 mm, the outer peripheral surface of the upper rail portion and the lower rail The axial distance between the outer peripheral surface and the axial outer edge of the part is set to 70% or less of the axial width dimension of the oil ring body to improve the followability of the
また、実施例のオイルリングでは、オイルリング本体の軸方向幅寸法が2.00mmと薄く形成されたオイルリングにおいて、上側のレール部の外周面の軸方向外側縁と下側のレール部の外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離をオイルリング本体の軸方向幅寸法の70%以下に設定するようにしても、上側のレール部と下側レール部との間の空間におけるオイルの滞留を抑制し、これによりオイル上がりを抑制して、そのオイル消費量を低減できることが解った。 Further, in the oil ring of the embodiment, in the oil ring formed so that the axial width dimension of the oil ring main body is as thin as 2.00 mm, the outer peripheral surface of the outer rail surface of the upper rail portion and the outer periphery of the lower rail portion. The oil in the space between the upper rail portion and the lower rail portion even if the axial distance between the axial outer edge of the surface is set to 70% or less of the axial width dimension of the oil ring body It has been found that the oil consumption can be suppressed, thereby suppressing the oil rise and reducing the oil consumption.
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、前記実施の形態においては、本発明のオイルリングをディーゼルエンジンのピストンに装着されるものとして説明しているが、これに限らず、ガソリンエンジンのピストンに装着されるオイルリングに本発明を適用することもできる。 For example, in the embodiment described above, the oil ring of the present invention is described as being attached to a piston of a diesel engine. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to an oil ring attached to a piston of a gasoline engine. It can also be applied.
また、前記実施の形態においては、各レール部12、13の外周面12b、13bは軸方向に垂直な平坦面に形成されているが、これらの外周面12b、13bを軸方向および径方向の両方向に対して傾斜する傾斜面に形成したり、凸状または凹状に湾曲する湾曲面に形成したりするなお、その形状は種々変更することができる。この場合、外周面12b、13bの軸方向外側縁は、当該外周面12b、13bのピストンの傾動に伴ってシリンダ内面に接する部分のうち、軸方向の最も外側の部分となる。
Moreover, in the said embodiment, although the outer
さらに、オイルリング本体10の材質は鋼材に限らず他の材質とすることもでき、また、オイルリング本体10のレール部12、13の外周面12b、13b以外の部分の表面にも種々の表面処理を行うことができる。
Furthermore, the material of the oil ring
1 オイルリング
10 オイルリング本体
10a、10b 合口
11 ウェブ部
12 上側のレール部
12a ランド
12b 外周面
13 下側のレール部
13a ランド
13b 外周面
14 通油孔
15 装着溝
20 コイルエキスパンダー
w1、w2 軸方向幅寸法
D1 軸方向距離
D2 径方向距離
t1、t2、t3 径方向厚み寸法
h 開口高さ
L 開口幅
P ピッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
一方の前記レール部の径方向外側を向く外周面の軸方向外側縁と、他方の前記レール部の径方向外側を向く外周面の軸方向外側縁との間の軸方向距離が、前記オイルリング本体の軸方向幅寸法の70%以下であることを特徴とするオイルリング。 An oil ring body having a web portion provided with oil passage holes and a pair of rail portions integrally provided on both sides in the axial direction of the web portion, having an annular shape, and a diameter of the oil ring body A coil expander that is attached to the inner portion in the direction and biases the oil ring body toward the outer side in the radial direction,
The axial distance between the axial outer edge of the outer peripheral surface facing the radially outer side of one rail portion and the axial outer edge of the outer peripheral surface facing the radial outer side of the other rail portion is the oil ring. An oil ring that is 70% or less of the axial width of the main body.
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