JP2017002940A - オイルコントロールリング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】合口を有する一対の独立した円環状の上部リング1と下部リング6が軸方向上下に組合せられたオイルコントロールリングとし、前記上部リング1及び前記下部リング6がそれぞれシリンダ内壁に摺接するレール部2、7と前記レール部2、7を前記シリンダ内壁に対して押圧付勢する環状のコイルエキスパンダ11、12を有し、前記上部リング1の下側面及び前記下部リング6の上側面の少なくとも一方に複数のオイル通し溝3、8を備える。
【選択図】図1
Description
材料組成が、質量%で、C:0.45%、Si:0.23%、Mn:0.78%、Cr:1.04%、V:0.21%で、外径110 mm、長さ200 mmの棒鋼から、リングローリング加工により筒状素材を作製し、機械加工を施し、呼び径(d1)330 mm、幅(h1)5 mm、厚さ(a1)10mmの上部リング及び下部リングを作製した。ここで、レール部の長さ(a4)は2.5 mmで表面に約100μmの硬質クロムめっきを施し、内径側のコイルエキスパンダ収容溝の径は2.9 mmφとし、溝幅40 mm、溝深さ1.5 mmのオイル通し溝を、上部リングは下側面に、下部リングは上側面に、それぞれ12個形成した。さらに、下部リングには合口から左回りに二つ目のオイル通し溝に隣接する上側面部分にピンを取り付け、上部リングには合口から右回りに四つ目のオイル通し溝に隣接する下側面部分にピン穴を形成した。また、コイル径2.8 mmφのSWP-B材コイルエキスパンダを、面圧が0.7 MPaとなるように調整して各リングに組み合わせた。
比較例1として、図14に示すコイルエキスパンダ付きオイルコントロールの形状で、呼び径(d1)330 mm、幅(h1)10 mm、厚さ(a1)7.9 mmの従来のねずみ鋳鉄製オイルリング本体を作製した。ここで、窓数は20とした。また、レール部には実施例1と同様の硬質クロムめっきを施した。コイルエキスパンダは、コイル径5.1 mmφのSWP-B材を用い、実施例1と同様の面圧0.7 MPaとなるように調整してオイルリング本体に組合せた。
実施例1の組合せオイルリング、及び比較例1の従来のコイルエキスパンダ付きオイルリングをオイルリングとして、ボア径330 mmの6気筒4ストローク中速ディーゼルエンジンを用いて、所定の運転条件で200時間の実機試験を行い、オイル消費量を測定した。ここで、オイルリング以外のトップリング、セカンドリング、サードリングは、従来から使用されてきたピストンリングを使用した。実機試験は各2回行い、オイル消費量としては2回の平均値を用いた。比較例1のオイル消費量を100とすると、実施例1のオイル消費量は74であった。
径方向厚さ(a1)を8 mmとした以外は実施例1と同様にして上部リングと下部リングを作製した。実施例1と同様に実機試験を行い、オイル消費量の測定を行った結果、実施例2のオイル消費量は39であった。径方向厚さ(a1)の縮小により大幅にオイル消費量が低減された。
上部リングと下部リングの間に冷間時の幅が0.6 mmの板バネを装着した以外は実施例1と同様にして実機試験を行った。ここで、上部リングのピン穴及び下部リングのピンの位置を、板バネの合口位置に対応させて組合せた。実施例1と同様にしてオイル消費量の測定を行った結果、実施例3のオイル消費量は65であった。
上部リングと下部リングの間に外径325 mmφ、内径310 mmφ、板厚0.2 mm、自由高さ1.0 mm、波数12のウェーブスプリングを装着した以外は実施例1と同様にして実機試験を行った。但し、ピストンのオイルリング溝の溝幅はウェーブスプリング付きの本発明のオイルリングが挿入できる程度に拡張した。実施例1と同様にしてオイル消費量の測定を行った結果、実施例4のオイル消費量は61であった。
2, 7 レール部
3, 8 オイル通し溝
4, 9 コイルエキスパンダ収容溝
5, 10 合口
6 下部リング
11, 12 コイルエキスパンダ
13 弾性体
14 ピン
15 ピン穴
20 ウェーブスプリング
21 谷部
22 山部
100 コイルエキスパンダ付きオイルコントロールリング
101 オイルリング本体
102 コイルエキスパンダ
103 合口
104 レール部
105 凹部
106 オイル窓
200 シリンダ
201 シリンダ内壁
300 ピストン
301 リング溝
Claims (11)
- 合口を有する一対の独立した円環状の上部リングと下部リングが軸方向上下に組合せられたオイルコントロールリングであって、前記上部リング及び前記下部リングがそれぞれシリンダ内壁に摺接するレール部と前記レール部を前記シリンダ内壁に対して押圧付勢する環状のコイルエキスパンダを有し、前記上部リングの下側面及び前記下部リングの上側面の少なくとも一方に複数のオイル通し溝を備えたことを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項1に記載のオイルコントロールリングにおいて、前記上部リングの合口の位置と前記下部リングの合口の位置がずらして組合せられていることを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項1又は2に記載のオイルコントロールリングにおいて、前記下部リングの前記上側面のオイル通し溝が外周側から内周側に断面積を拡大するように傾斜していることを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のオイルコントロールリングにおいて、前記上部リングと前記下部リングの間に合口を有する円環状の弾性体が介在することを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項4に記載のオイルコントロールリングにおいて、前記弾性体がウェーブスプリングであることを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項1〜3のいずれかの記載のオイルコントロールリングにおいて、前記上部リング及び前記下部リングの一方がピンを有し、他方が前記ピンを収容するピン穴又は切欠を有しており、前記ピンを前記ピン穴又は前記切欠に収容したとき、前記ピン穴又は前記切欠が、径方向に、前記上部リング及び前記下部リングのレール部がシリンダ内壁に追従できるに十分なクリアランスを有していることを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項4又は5に記載のオイルコントロールリングにおいて、前記上部リング及び前記下部リングの一方がピンを有し、他方が前記ピンを収容するピン穴又は切欠を有しており、前記ピンを前記弾性体の前記合口を通して前記ピン穴又は前記切欠に収容したとき、前記ピン穴又は前記切欠が、径方向に、前記上部リング及び前記下部リングのレール部がシリンダ内壁に追従できるに十分なクリアランスを有していることを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項6又は7に記載のオイルコントロールリングにおいて、前記下部リングの前記上側面に前記ピンを有し、前記上部リングの前記下側面に前記ピン穴又は前記切欠を有していることを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項6〜8のいずれかに記載のオイルコントロールリングにおいて、前記上部リングの前記下側面の前記オイル通し溝と前記下部リングの前記上側面の前記オイル通し溝が対向して配置されることを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のオイルコントロールリングにおいて、前記オイルコントロールリングが鋼製であることを特徴とするオイルコントロールリング。
- 請求項10に記載のオイルコントロールリングにおいて、前記オイルコントロールリングの呼び径が200 mmφを超え1000 mmφ以下であることを特徴とするオイルコントロールリング。
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