JP2022187021A - Oil ring for internal combustion engine - Google Patents

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JP2022173363A
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倫浩 伊藤
Tomohiro Ito
良介 蓮見
Ryosuke Hasumi
務 矢澤
Tsutomu Yazawa
剛 牧田
Takeshi Makita
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Nippon Piston Ring Co Ltd
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Nippon Piston Ring Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/06Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
    • F16J9/061Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging using metallic coiled or blade springs
    • F16J9/062Coiled spring along the entire circumference
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F5/00Piston rings, e.g. associated with piston crown

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oil ring for an internal combustion engine which enables reduction of swell occurring during manufacturing of the oil ring while securing oil consumption reduction effect to improve oil seal performance.
SOLUTION: An oil ring 1 for an internal combustion engine includes: an oil ring body 2 in which a cross sectional shape of the oil ring is a substantially I shape; and a coil expander 3 disposed at the inner periphery side of the oil ring body 2. The oil ring body 2 comprises: a first rail 5 and a second rail 6 which contact with a cylinder inner wall surface; and a web 4 including multiple oil return holes 7 for flowing oil scraped from the inner wall surface of a cylinder by the first rail 5 and the second rail 6 to a piston rear surface. A swell in at least one of a portion 2f which excludes an inner peripheral groove 2e and an oil return groove 2d at the inner periphery side of the oil ring body 2 and a slide surface 8A at the outer periphery side of the oil ring body 2 is 4.0 μm or less.
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2023,JPO&INPIT

Description

本発明は、オイルリング本体とコイルエキスパンダを備える2ピース構成の内燃機関用オイルリングに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a two-piece oil ring for an internal combustion engine, which includes an oil ring body and a coil expander.

近年の内燃機関用エンジン(ピストン型往復機関等)の性能の向上に伴い、自動車用エンジンに用いられるオイルリングにも、摩擦力の低下とエンジンオイル消費量の低減とを共に満足するものが求められている。そのため、オイルリングの形状等に種々の工夫が施されている。例えば、摩擦力を低下させるためにシリンダボア内に配置するオイルリングを低張力化し、オイル消費改善のためにオイルリングの薄幅化を図ったもの等が用いられている。 With the recent improvement in the performance of internal combustion engines (piston type reciprocating engines, etc.), oil rings used in automobile engines are also required to satisfy both reduced frictional force and reduced engine oil consumption. It is Therefore, various measures have been taken for the shape of the oil ring and the like. For example, in order to reduce the frictional force, an oil ring arranged in the cylinder bore has a low tension, and in order to improve oil consumption, a thin oil ring is used.

また、一般的にオイルリングには、2ピース形オイルリングと3ピース形オイルリングと呼ばれる構成の異なるオイルリングが存在している。2ピース形オイルリングは剛性が高く、熱負荷にも強いため、主にディーゼル機関エンジン用として用いられている。 In general, there are two-piece oil rings and three-piece oil rings with different structures. The two-piece oil ring has high rigidity and is resistant to heat load, so it is mainly used for diesel engines.

この2ピースオイルリングにおけるオイルリング本体は断面略I字型であり、オイルリング本体の上側部分を構成する上側レール(第1レール)と、オイルリング本体の下側部分を構成する下側レール(第2レール)と、これらのレールを連結するウェブとを備える。また、ウェブは、これらのレールがシリンダの内壁面より掻き落としたオイルをピストン裏面へ流下させるための複数のオイル戻し孔を備える。
そして、上側レール及び下側レールは、ピストンが往復運動する際に、各々の外周摺動面がシリンダの内壁面に対して油膜を介した状態で摺動する。オイルリングは、シリンダ内壁面についている余分なエンジンオイルを掻き落とす機能と、シリンダ内壁面に適度な油膜を形成してピストンの焼付きを防止する機能とを有し、内燃機関用エンジンには必要不可欠なものである。
The oil ring main body in this two-piece oil ring has a substantially I-shaped cross section, and consists of an upper rail (first rail) forming the upper part of the oil ring main body and a lower rail (first rail) forming the lower part of the oil ring main body. second rail) and a web connecting these rails. The web also has a plurality of oil return holes for allowing the oil scraped off from the inner wall surface of the cylinder by these rails to flow down to the back surface of the piston.
When the piston reciprocates, the outer peripheral sliding surfaces of the upper rail and the lower rail slide against the inner wall surface of the cylinder with an oil film interposed therebetween. An oil ring has the function of scraping off excess engine oil on the inner wall surface of the cylinder and the function of forming an appropriate oil film on the inner wall surface of the cylinder to prevent seizure of the piston. is essential.

ところで、近年、線材メーカーによって断面が略I字型であるオイルリング用線材が製造され、その後、ピストンリングメーカーによってコイリング成形(巻き取り加工)がなされることにより、2ピースオイルリングのオイルリング本体を製造する方法が主流となっている。この場合に、オイル戻し孔は、オイルリング用線材の状態で既に形成されていることが一般的である。 By the way, in recent years, a wire rod manufacturer has manufactured a wire rod for an oil ring having a substantially I-shaped cross section, and then a piston ring manufacturer has performed coiling molding (winding processing) to form an oil ring main body of a two-piece oil ring. The most popular method of manufacturing is In this case, the oil return hole is generally already formed in the state of the oil ring wire.

このような、オイルリング用線材の状態でオイル戻し孔を形成した後、コイリング成形を行うことで2ピースオイルリングを製造する方法が、例えば特許文献1に開示されている。また、特許文献2には、2ピースオイルリングのオイルリング本体に備えられたオイル戻し孔のピッチ及び長さについての開示がある。オイルリングが掻き落としたオイルをピストン裏側に素早く逃がすために設定しているが、2ピースオイルリングに必要なオイルシール性能については考慮されていなかった。 For example, Patent Document 1 discloses a method of manufacturing a two-piece oil ring by forming an oil return hole in such a wire rod for an oil ring and then performing coiling molding. Further, Patent Document 2 discloses the pitch and length of the oil return holes provided in the oil ring main body of the two-piece oil ring. It was set to quickly release the oil scraped off by the oil ring to the back of the piston, but the oil seal performance required for the two-piece oil ring was not considered.

日本国特開昭61-45172号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-45172 国際公開第2011/132679号WO2011/132679

しかし、オイル戻し孔が形成されたオイルリング用線材にあっては、オイル戻し孔が形成された部分と形成されていない部分とで剛性の差が生じるため、コイリング成形後に、オイルリング本体におけるレール先端部の外周摺動面において、過度のうねりが生じてしまい、オイルシール性能が損なわれる可能性があった。より具体的に説明すると、レール先端部の外周摺動面が、オイルリング本体の径方向にうねることにより、オイルリング本体の軸方向から見て、該外周摺動面がいわゆる花びら状となり、外周摺動面の真円度が低下することで、オイルシール性能が損なわれる可能性があった。 However, in the oil ring wire having the oil return hole, there is a difference in rigidity between the portion where the oil return hole is formed and the portion where the oil return hole is not formed. Excessive waviness occurs on the outer peripheral sliding surface of the tip portion, which may impair the oil seal performance. More specifically, the outer peripheral sliding surface at the tip of the rail undulates in the radial direction of the oil ring main body, and when viewed from the axial direction of the oil ring main body, the outer peripheral sliding surface has a so-called petal shape. There was a possibility that the oil seal performance would be impaired due to the reduction in the roundness of the sliding surface.

ここで、コイリング成形(巻き取り加工)後において、オイルリング本体におけるレール先端部の外周摺動面をバレル研磨等により研磨することで、オイルリング本体におけるレール先端部の外周摺動面の真円度を高めてオイルシール性能を向上させることが考えられる。
しかし、オイルリングにおいては、ピストン上昇時には過剰なオイルの掻き上げを抑制しつつ、ピストン下降時にはシリンダ内壁面の余分なオイルの掻き落としを行うことで、エンジンオイルの消費量を低減させることも要求される。よって、以下の理由により、オイルリング本体におけるレール先端部の外周摺動面をバレル研磨等により研磨してオイルシール性を向上させる方法を採用することはできない。
Here, after the coiling molding (winding process), the outer peripheral sliding surface of the rail tip portion of the oil ring body is polished by barrel polishing or the like, so that the outer peripheral sliding surface of the rail tip portion of the oil ring body is rounded. It is conceivable to improve the oil seal performance by increasing the
However, in the oil ring, it is also required to reduce engine oil consumption by scraping off excess oil from the inner wall surface of the cylinder when the piston descends, while suppressing excessive oil scraping when the piston ascends. be done. Therefore, for the following reasons, it is not possible to adopt a method of polishing the outer peripheral sliding surface of the rail tip portion of the oil ring body by barrel polishing or the like to improve the oil sealing performance.

すなわち、オイル消費量を低減させるため、オイルリング本体における第1レール及び第2レールの先端部は、オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した断面視において、例えば、図3A~図3Cに示すような形状のものが用いられる。 That is, in order to reduce the amount of oil consumption, the tip portions of the first rail and the second rail in the oil ring main body are arranged in a cross-sectional view taken along a plane parallel to the axial direction of the oil ring main body. A shape as shown in is used.

具体的には、図3Aや図3Bにおいて、上記先端部8は、シリンダ20の内壁面21に当接する略平坦な第1の平坦部(外周摺動面)8Aと、第1の平坦部8Aからオイルリング本体の軸方向(図3A,図3Bにおける上下方向)の一方(図中、上方)に沿って縮径する第1の縮径部8Bと、第1の平坦部8Aからオイルリング本体の軸方向の他方(図中、下方)に沿って縮径する第2の縮径部8Cと、第1の縮径部8Bに連続し、シリンダ内壁面21に略垂直な第2の平坦部8Dと、第2の縮径部8Cに連続し、シリンダ内壁面21に略垂直な第3の平坦部8Eと、を備える。そして、第1の縮径部8Bの一端をa、他端をbとし、第2の縮径部8Cの一端をc、他端をdとしたときに、aとbとの距離abは、cとdとの距離cdよりも長く、かつ、aとbとをつなぐ直線と、シリンダ内壁面21に平行な直線とのなす角θabは、cとdとをつなぐ直線と、シリンダ内壁面21に平行な直線とのなす角θcdよりも小さくなっている。 Specifically, in FIGS. 3A and 3B, the tip portion 8 includes a substantially flat first flat portion (outer peripheral sliding surface) 8A that contacts the inner wall surface 21 of the cylinder 20, and a first flat portion 8A. A first diameter-reduced portion 8B whose diameter is reduced along one of the axial directions (vertical direction in FIGS. 3A and 3B) of the oil ring body (upward in the drawings), and a first flat portion 8A from the oil ring body A second flat portion 8C whose diameter is reduced along the other axial direction (downward in the figure), and a second flat portion continuous with the first reduced diameter portion 8B and substantially perpendicular to the cylinder inner wall surface 21 8D, and a third flat portion 8E that is continuous with the second reduced diameter portion 8C and substantially perpendicular to the inner wall surface 21 of the cylinder. When one end of the first reduced diameter portion 8B is a and the other end is b, and one end of the second reduced diameter portion 8C is c and the other end is d, the distance ab between a and b is The angle θ ab formed between a straight line longer than the distance cd between c and d and connecting a and b and a straight line parallel to the cylinder inner wall surface 21 is defined by the straight line connecting c and d and the cylinder inner wall surface 21 is smaller than the angle θ cd formed with a straight line parallel to 21 .

そして、オイルリングは、第1の縮径部8Bがピストン上方側、第2の縮径部8Cがピストン下方側になるように、ピストンに取り付けられる。ピストン上昇時においては、距離abが長く、かつ、角度θabが小さい第1の縮径部8Bが、エンジンオイルの油膜を乗り上げることにより、オイルの掻き上げを抑制する。一方、ピストン下降時においては、距離cdが短く、かつ、角度θcdが大きい第2の縮径部8Cが、シリンダ内壁面の余分なオイルの掻き落としを行うことにより、オイルパンに効率よくオイルを戻すことで、オイル消費量を低減させることができる。 The oil ring is attached to the piston so that the first reduced diameter portion 8B is located above the piston and the second reduced diameter portion 8C is located below the piston. When the piston is raised, the first diameter-reduced portion 8B having a long distance ab and a small angle θab rides on the oil film of the engine oil, thereby suppressing the oil from being scraped up. On the other hand, when the piston descends, the second diameter-reduced portion 8C, which has a short distance cd and a large angle θcd, scrapes excess oil from the inner wall surface of the cylinder, thereby efficiently storing the oil in the oil pan. can reduce oil consumption.

なお、図3Cに示すように、上記先端部8において、図3Aや図3Bで示すような第2の縮径部8Cを有さず、第1の平坦部8Aに直接的に連続する第3の平坦部8Eを有するオイルリングであっても、第1の縮径部8Bがピストン上方側になるように位置することで、上記と同様の効果を得ることができる。 In addition, as shown in FIG. 3C, the distal end portion 8 does not have the second diameter-reduced portion 8C as shown in FIGS. Even with an oil ring having a flat portion 8E, the same effects as described above can be obtained by locating the first diameter-reduced portion 8B on the upper side of the piston.

また、同じくオイル消費量を低減させるため、オイルリング本体における第1レール及び第2レールの先端部は、オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した断面視において、例えば、図4Aに示すような形状のものが用いられる場合もある。 Also, in order to similarly reduce oil consumption, the tip portions of the first rail and the second rail in the oil ring body are shown in FIG. Such a shape may be used.

すなわち、上記先端部8は、外周摺動面8Aにおけるウェブ4に面した側の隅部に凹部段差8Fが形成されている。第1レール5及び第2レール6の外周形状を、図4Aに示すような形状とすることで、オイルリングを長期間使用したとしても当該第1レール5及び第2レール6の外周摺動面8Aの面積に変化が起こり難く、オイル消費量の増大を抑止する効果を安定して長期間得ることができる。また、シリンダ内壁面の余分なオイルを掻き落とす機能と、シリンダ内壁面の油膜厚さをコントロールする機能との向上及び安定を図ることが可能となる。この結果、内燃機関用オイルリング1は、自身が掻き落としたオイルを速やかにオイルリングの背面側に設けられたオイルドレイン孔に逃がすことができ、オイル消費量を低減させることができる。 That is, the front end portion 8 has a concave step 8F formed at a corner of the outer peripheral sliding surface 8A facing the web 4. As shown in FIG. By making the outer peripheral shape of the first rail 5 and the second rail 6 as shown in FIG. 4A, even if the oil ring is used for a long period of time, the outer peripheral sliding surfaces of the first rail 5 and the second rail 6 will not be damaged. The area of 8A is less likely to change, and the effect of suppressing an increase in oil consumption can be stably obtained for a long period of time. In addition, it is possible to improve and stabilize the function of scraping off excess oil from the inner wall surface of the cylinder and the function of controlling the thickness of the oil film on the inner wall surface of the cylinder. As a result, the internal combustion engine oil ring 1 can quickly drain the oil scraped off by itself to the oil drain hole provided on the back side of the oil ring, thereby reducing oil consumption.

そして、上記のような、オイルリング本体における第1レール及び第2レールの先端部が特定の形状を持つオイルリングは、既にオイルリング用線材の状態において、コイリング成形後にレールの先端部となり得る部分が所定形状に加工されている。そして、コイリング成形後にオイルリング本体の外周摺動面をバレル研磨等により研磨した場合、うねりにより突出した部分とそうでない部分とで、上記先端部の形状が大きく異なってしまい、外周摺動面におけるシリンダとの当たり幅が不均一となってしまう。その結果、オイルリング本体は、その周方向における場所ごとにオイルの掻き落とし性能が異なってしまうため、オイル消費量の低減効果を十分に得ることができないおそれがある。 In addition, the oil ring in which the tip portions of the first rail and the second rail in the oil ring body have a specific shape as described above is already in the state of the oil ring wire, and the portion that can become the tip portion of the rail after coiling molding. is processed into a predetermined shape. When the outer peripheral sliding surface of the oil ring main body is polished by barrel polishing or the like after the coiling is formed, the shape of the tip portion is greatly different between the portion that protrudes due to the undulations and the portion that does not. The contact width with the cylinder becomes uneven. As a result, the oil ring body has different oil scraping performance depending on the location in the circumferential direction.

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、オイル消費量の低減効果を確保しつつ、オイルリングの製造時に生じるうねりを低減し、オイルシール性能を向上させることのできる内燃機関用オイルリングを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to reduce waviness that occurs during the manufacture of an oil ring and improve oil seal performance while ensuring the effect of reducing oil consumption. To provide an oil ring for an internal combustion engine capable of

本発明は、下記(1)の構成からなる。
(1) オイルリングの断面形状が略I字型のオイルリング本体と、該オイルリング本体の内周側に配置されるコイルエキスパンダとを備え、
前記オイルリング本体は、シリンダ内壁面と当接する第1レール及び第2レールと、該第1レール及び該第2レールがシリンダの内壁面より掻き落としたオイルをピストン裏面へ流下させるための複数のオイル戻し孔を備えるウェブとで構成され、
前記オイルリング本体の内周側における内周溝及びオイル戻し溝を除いた部分、及び前記オイルリング本体の外周側における摺動面を除いた部分の少なくとも一方におけるうねりが6.0μm以下であることを特徴とする内燃機関用オイルリング。
The present invention consists of the following configuration (1).
(1) An oil ring body having a substantially I-shaped cross section, and a coil expander disposed on the inner peripheral side of the oil ring body,
The oil ring body includes first and second rails that contact the inner wall surface of the cylinder, and a plurality of rails for causing oil scraped off from the inner wall surface of the cylinder by the first rail and the second rail to flow down to the back surface of the piston. a web with oil return holes,
At least one of a portion on the inner peripheral side of the oil ring body excluding the inner peripheral groove and the oil return groove and a portion on the outer peripheral side of the oil ring body excluding the sliding surface has undulation of 6.0 μm or less. An oil ring for an internal combustion engine characterized by:

また、本発明に係る好ましい実施形態は、下記(2)~(13)の構成からなる。
(2) 前記オイルリング本体は、前記オイル戻し孔が形成されたオイルリング用線材の巻き取り加工により形成される、(1)に記載の内燃機関用オイルリング。
(3) 前記オイルリング本体における前記オイル戻し孔の窓角度θが10.0°以下である、(1)又は(2)に記載の内燃機関用オイルリング。
(4) 前記摺動面における前記シリンダとの当たり幅は、0.01~0.25mmである、(1)~(3)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
(5) 前記オイルリング本体の周方向における、前記オイル戻し孔の長さをC、前記オイル戻し孔のピッチをEとした場合、E/C≦3.8である、(1)~(4)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
(6) 前記オイルリング本体はスチール製である、(1)~(5)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
(7) 前記オイルリング本体の表面に窒化処理が施されている、(1)~(6)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
(8) 前記オイルリング本体の前記摺動面には、硬質皮膜として、PVD皮膜、DLC皮膜、及び樹脂皮膜の少なくとも1つを被覆している、(1)~(7)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
Further, preferred embodiments of the present invention have the following configurations (2) to (13).
(2) The oil ring for an internal combustion engine according to (1), wherein the oil ring main body is formed by winding an oil ring wire formed with the oil return hole.
(3) The oil ring for an internal combustion engine according to (1) or (2), wherein the window angle θw of the oil return hole in the oil ring main body is 10.0° or less.
(4) The oil ring for an internal combustion engine according to any one of (1) to (3), wherein the contact width between the sliding surface and the cylinder is 0.01 to 0.25 mm.
(5) Where C is the length of the oil return hole and E is the pitch of the oil return hole in the circumferential direction of the oil ring body, E/C≤3.8, (1) to (4) ), the internal combustion engine oil ring according to any one of .
(6) The oil ring for an internal combustion engine according to any one of (1) to (5), wherein the oil ring main body is made of steel.
(7) The oil ring for an internal combustion engine according to any one of (1) to (6), wherein the surface of the oil ring main body is subjected to nitriding treatment.
(8) Any one of (1) to (7), wherein the sliding surface of the oil ring body is coated with at least one of a PVD film, a DLC film, and a resin film as a hard film. The oil ring for an internal combustion engine according to .

(9) 前記摺動面の隅部に凹部段差が形成される、(1)~(8)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
(10) 前記第1レールの先端部及び前記第2レールの先端部は、
前記シリンダ内壁面に当接する略平坦な第1の平坦部と、
前記第1の平坦部から前記オイルリング本体の軸方向の一方に沿って縮径する第1の縮径部と、
前記第1の縮径部に連続する第2の平坦部と、
前記第1の平坦部から前記オイルリング本体の軸方向の他方に沿って縮径する第2の縮径部を介して、又は直接的に、前記第1の平坦部に連続する第3の平坦部と、を備える、(1)~(8)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
(11) 前記先端部が前記第2の縮径部を備える場合、
前記オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した断面視において、
前記第1の縮径部の一端をa、他端をbとし、前記第2の縮径部の一端をc、他端をdとしたときに、
前記aと前記bとの距離abは、前記cと前記dとの距離cdよりも長く、かつ、
前記aと前記bとをつなぐ直線と、前記シリンダ内壁面に平行な直線とのなす角θabは、前記cと前記dとをつなぐ直線と、前記シリンダ内壁面に平行な直線とのなす角θcdよりも小さい、(10)に記載の内燃機関用オイルリング。
(12) 前記オイルリング本体の周方向における、前記オイル戻し孔の長さをCとした場合、C≧1.0mmである、(2)~(11)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
(13) 前記オイルリング本体の軸方向における、前記オイル戻し孔の高さをDとした場合、D≧0.3mmである、(2)~(12)のいずれか1つに記載の内燃機関用オイルリング。
(9) The oil ring for an internal combustion engine according to any one of (1) to (8), wherein recessed steps are formed at the corners of the sliding surface.
(10) The tip of the first rail and the tip of the second rail are
a substantially flat first flat portion abutting against the inner wall surface of the cylinder;
a first reduced-diameter portion having a reduced diameter along one of the axial directions of the oil ring body from the first flat portion;
a second flat portion continuous with the first reduced diameter portion;
A third flat portion continuous to the first flat portion via a second diameter-reduced portion whose diameter is reduced from the first flat portion along the other axial direction of the oil ring main body, or directly The oil ring for an internal combustion engine according to any one of (1) to (8), comprising:
(11) When the distal end portion includes the second reduced diameter portion,
In a cross-sectional view cut along a plane parallel to the axial direction of the oil ring body,
When one end of the first reduced diameter portion is a and the other end is b, and one end of the second reduced diameter portion is c and the other end is d,
The distance ab between the a and the b is longer than the distance cd between the c and the d, and
The angle θ ab formed by the straight line connecting the a and the b and the straight line parallel to the inner wall surface of the cylinder is the angle between the straight line connecting the c and d and the straight line parallel to the inner wall surface of the cylinder. The oil ring for an internal combustion engine according to (10), which is smaller than θcd .
(12) The internal combustion engine according to any one of (2) to (11), wherein C≧1.0 mm, where C is the length of the oil return hole in the circumferential direction of the oil ring body. for oil ring.
(13) The internal combustion engine according to any one of (2) to (12), wherein D is 0.3 mm, where D is the height of the oil return hole in the axial direction of the oil ring body. for oil ring.

本発明の内燃機関用オイルリングによれば、オイル消費量の低減効果を確保しつつ、オイルリングの製造時に生じるうねりを低減し、オイルシール性能を向上させることができる。 According to the oil ring for an internal combustion engine of the present invention, it is possible to reduce the waviness that occurs during the manufacture of the oil ring and improve the oil seal performance while ensuring the effect of reducing oil consumption.

図1は、本発明の実施形態に係る、オイルリング本体とオイルリング本体の内周側に配置されるコイルエキスパンダとから構成される内燃機関用オイルリング(2ピースオイルリング)の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an internal combustion engine oil ring (two-piece oil ring) composed of an oil ring main body and a coil expander arranged on the inner peripheral side of the oil ring main body, according to an embodiment of the present invention. be. 図2は、本発明の実施形態に係る本内燃機関用オイルリングをピストンのオイルリング溝に装着した状態を説明するために、ピストンの軸方向に平行な面で切断した場合の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the axial direction of the piston for explaining the state in which the oil ring for an internal combustion engine according to the embodiment of the present invention is mounted in the oil ring groove of the piston. . 図3Aは、第1レール又は第2レールの先端部を、オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した場合の一例を示す断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view showing an example in which the tip of the first rail or the second rail is cut along a plane parallel to the axial direction of the oil ring body. 図3Bは、第1レール又は第2レールの先端部を、オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した場合の他の例を示す断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view showing another example when the tip of the first rail or the second rail is cut along a plane parallel to the axial direction of the oil ring body. 図3Cは、第1レール又は第2レールの先端部を、オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した場合の他の例を示す断面図である。FIG. 3C is a cross-sectional view showing another example when the tip of the first rail or the second rail is cut along a plane parallel to the axial direction of the oil ring body. 図4Aは、オイルリング本体のレール外周面の形状について、当該オイルリング本体を、オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した場合の一例を示す断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view showing an example of the shape of the rail outer peripheral surface of the oil ring body when the oil ring body is cut along a plane parallel to the axial direction of the oil ring body. 図4Bは、オイルリング本体のレール外周面の形状について、当該オイルリング本体を、オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した場合の他の例を示す断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view showing another example of the shape of the rail outer peripheral surface of the oil ring body when the oil ring body is cut along a plane parallel to the axial direction of the oil ring body. 図5Aは、本発明の実施形態に係るオイルリング本体を、オイルリング本体の径方向外側から見た場合の正面図である。FIG. 5A is a front view of the oil ring body according to the embodiment of the present invention when viewed from the radially outer side of the oil ring body. 図5Bは、図5AのI-I断面図である。FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 5A. 図5Cは、オイルリング本体の合口部を0°として、合口部からの角度が時計回りに45°~315°の範囲を示す模式図である。FIG. 5C is a schematic diagram showing a range of angles from 45° to 315° clockwise from the abutment, with the abutment of the oil ring main body being 0°. 図6は、真円度測定機でリング周方向を計測した結果の例を示す展開図である。FIG. 6 is a developed view showing an example of the result of measuring the ring circumferential direction with a roundness measuring machine. 図7は、内燃機関用オイルリングの内周側の測定方法を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method of measuring the inner peripheral side of the internal combustion engine oil ring. 図8は、内燃機関用オイルリングの内周側の測定方法を説明するための拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view for explaining a method of measuring the inner peripheral side of the internal combustion engine oil ring. 図9は、内燃機関用オイルリングの外周側の測定方法を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method of measuring the outer peripheral side of an oil ring for an internal combustion engine. 図10は、内燃機関用オイルリングの外周側の測定方法を説明するための拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view for explaining a method of measuring the outer peripheral side of the internal combustion engine oil ring. 図11は、本発明の実施形態に係るオイルリング本体に備わるオイル戻し孔の形状を説明するために、オイルリング本体の径方向外側から見た場合の正面図である。FIG. 11 is a front view of the oil ring main body as seen from the radially outer side, for explaining the shape of the oil return hole provided in the oil ring main body according to the embodiment of the present invention. 図12は、本発明の実施形態に係るオイルリング本体の外表面に窒化処理を施した状態を説明するために、オイルリング本体の軸方向に平行な面で切断した場合の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the axial direction of the oil ring body for explaining the state in which the outer surface of the oil ring body according to the embodiment of the present invention is nitrided. 図13は、試験例2(d)の結果に基づいた、窓角度とうねり量の相関関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing the correlation between the window angle and the amount of waviness based on the results of Test Example 2(d).

以下、本発明の実施形態(本実施形態)に係る内燃機関用オイルリングについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施することができる。 Hereinafter, an oil ring for an internal combustion engine according to an embodiment (this embodiment) of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and can be arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention.

図1は、本実施形態に係るオイルリング本体2と、オイルリング本体2の内周側に配置されるコイルエキスパンダ3を備える内燃機関用オイルリング(2ピースオイルリング)1の斜視図である。図1に示すように、内燃機関用オイルリング1は、オイルリング本体2と、コイルエキスパンダ3を備えている。また、オイルリング本体2は、その断面形状が略I字型のリングであり、合口部2aを備えている。そして、オイルリング本体2は、上側の第1レール5と、下側の第2レール6と、これらレールを連結してオイルリング本体2の中間部分に位置するウェブ4とが一体化して構成されている。 FIG. 1 is a perspective view of an internal combustion engine oil ring (two-piece oil ring) 1 including an oil ring body 2 according to the present embodiment and a coil expander 3 arranged on the inner peripheral side of the oil ring body 2 . . As shown in FIG. 1 , an internal combustion engine oil ring 1 includes an oil ring body 2 and a coil expander 3 . Further, the oil ring main body 2 is a ring having a substantially I-shaped cross section, and is provided with an abutment portion 2a. The oil ring main body 2 is constructed by integrating a first rail 5 on the upper side, a second rail 6 on the lower side, and a web 4 connecting these rails and positioned in the middle portion of the oil ring main body 2. ing.

オイルリング本体2を構成する第1レール5及び第2レール6は、内燃機関用オイルリング1の周方向に略円形に形成されている。この第1レール5及び第2レール6の各々の外周側における摺動面である、外周摺動面8A(図2を参照)は、シリンダ20の内壁面21(図2を参照)と油膜を介して接触し、ピストンの軸方向に摺動する。また、ウェブ4は、図1に示すように、オイルリング本体2の周方向に略円形であって、半径方向に貫通形成されたオイル戻し孔7を備えており、そのオイル戻し孔7がオイルリング本体2の周方向に複数配置されている。また、コイルエキスパンダ3は、螺旋状のスプリングを円弧状としたものである。なお、図示しないが、コイルエキスパンダ3には、コイルエキスパンダ3の合口部2aを接続し円環状のコイルとするために、当該合口部2aにジョイント用の芯線が用いられている。 The first rail 5 and the second rail 6 that constitute the oil ring main body 2 are formed in a substantially circular shape in the circumferential direction of the internal combustion engine oil ring 1 . The outer peripheral sliding surface 8A (see FIG. 2), which is the sliding surface on the outer peripheral side of each of the first rail 5 and the second rail 6, is in contact with the inner wall surface 21 (see FIG. 2) of the cylinder 20 and the oil film. and slides in the axial direction of the piston. Further, as shown in FIG. 1, the web 4 is substantially circular in the circumferential direction of the oil ring body 2 and has an oil return hole 7 formed through it in the radial direction. A plurality of them are arranged in the circumferential direction of the ring body 2 . Also, the coil expander 3 is a helical spring formed into an arc shape. Although not shown, the coil expander 3 uses a core wire for a joint in the abutment portion 2a of the coil expander 3 in order to connect the abutment portion 2a of the coil expander 3 to form an annular coil.

図2は、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1をピストン10のオイルリング溝11に装着した状態を説明するために、ピストン10の軸方向に平行な面で切断した場合の断面図である。図2に示すように、オイルリング本体2の内周面には、第1レール5、第2レール6及びウェブ4により、コイルエキスパンダ収容凹部2bがオイルリング本体2の周方向に沿って形成されている。そして、オイルリング本体2の外周面側には、第1レール5、第2レール6及びウェブ4により、オイルリング本体2の軸方向に平行な面で切断した断面で見た場合に、凹字状の外周溝2cがオイルリング本体2の周方向に沿って形成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the axial direction of the piston 10 in order to explain how the internal combustion engine oil ring 1 according to the present embodiment is mounted in the oil ring groove 11 of the piston 10. FIG. be. As shown in FIG. 2, on the inner peripheral surface of the oil ring main body 2, a coil expander accommodation recess 2b is formed along the circumferential direction of the oil ring main body 2 by the first rail 5, the second rail 6 and the web 4. It is On the outer peripheral surface side of the oil ring main body 2, when viewed in a cross section cut along a plane parallel to the axial direction of the oil ring main body 2 by the first rail 5, the second rail 6 and the web 4, there is a recessed shape. An outer circumferential groove 2 c having a shape is formed along the circumferential direction of the oil ring body 2 .

また、図2に示すように、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1は、その内周側において、断面円弧状の内周溝2eが設けられており、内周溝2eにより形成されたコイルエキスパンダ収容凹部2bが、オイルリング本体2の軸方向に平行な面で切断した断面で見た場合において略半円状となっている。また、コイルエキスパンダ3が、オイルリング本体2の軸方向に平行な面で切断した断面で見た場合において、略半円状部内に包み込まれる状態で収容されている。よって、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1によれば、オイルリング本体2の内周を円弧形状とした場合に、オイルリング本体2とコイルエキスパンダ3との接触面積を大きく確保することができ、シリンダ内壁面21に対する押圧力の安定化を図ることができる。また、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1のように、オイルリング本体2の内周を円弧形状とすることで、オイルリング本体2の周方向において、シリンダ内壁面21に対する押圧力に局所的なばらつきが生じにくく、オイルの掻き残しが起こりにくくなる。 Further, as shown in FIG. 2, the internal combustion engine oil ring 1 according to the present embodiment is provided with an inner peripheral groove 2e having an arcuate cross section on its inner peripheral side. The coil expander housing recess 2b has a substantially semicircular shape when viewed in a cross section taken along a plane parallel to the axial direction of the oil ring main body 2. As shown in FIG. Further, the coil expander 3 is housed in a substantially semicircular portion in a state of being wrapped when viewed in a cross section taken along a plane parallel to the axial direction of the oil ring main body 2 . Therefore, according to the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present embodiment, when the inner circumference of the oil ring body 2 is arc-shaped, a large contact area between the oil ring body 2 and the coil expander 3 can be ensured. Therefore, the pressing force against the inner wall surface 21 of the cylinder can be stabilized. Further, like the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present embodiment, by forming the inner periphery of the oil ring body 2 into an arc shape, the pressing force against the cylinder inner wall surface 21 in the circumferential direction of the oil ring body 2 is localized. It is less likely that significant variations will occur, and oil will be less likely to be left unscraped.

ここで、図2を参照しつつ、内燃機関用オイルリング1のオイル掻き落とし機能について、一連の流れを説明する。まず、シリンダ20内をピストン10が往復運動する際に、オイルリング本体2に備わる第1レール5及び第2レール6の外周摺動面8Aが、シリンダ内壁面21に付着している余分なオイルを掻き落とす。そして、掻き落とされたオイルは、オイルリング本体2の外周溝2c内で一時的に滞留した後、オイル戻し孔7を通ってコイルエキスパンダ収容凹部2bに流れる。続いて、コイルエキスパンダ収容凹部2bに流されてきたオイルは、オイルリング溝11と連通して設けられたオイルドレイン孔12を通ってピストン10の裏面に流下し、オイルパン(不図示)へ戻される。 Here, a series of flow of the oil scraping function of the internal combustion engine oil ring 1 will be described with reference to FIG. 2 . First, when the piston 10 reciprocates in the cylinder 20, the outer peripheral sliding surface 8A of the first rail 5 and the second rail 6 provided in the oil ring main body 2 removes excess oil adhering to the inner wall surface 21 of the cylinder. scrape off. The scraped oil temporarily stays in the outer peripheral groove 2c of the oil ring main body 2, and then flows through the oil return hole 7 into the coil expander accommodation recess 2b. Subsequently, the oil that has flowed into the coil expander housing recess 2b flows down to the back surface of the piston 10 through the oil drain hole 12 provided in communication with the oil ring groove 11, and into the oil pan (not shown). returned.

本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1によれば、内燃機関用オイルリング1のオイル掻き落とし機能における一連の流れの中で、掻き落としたオイルを、オイル戻し孔7を通してコイルエキスパンダ収容凹部2bへ流す際、オイル流れの阻害を防止することができる。これは、オイルリング本体2とコイルエキスパンダ3との間にオイル戻し溝2dを形成することで、オイルリング本体2に形成されたオイル戻し孔7が塞がれないためである。すなわち、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1においては、オイルリング本体2におけるコイルエキスパンダ配置側の形状が略半円状であったとしても、オイル戻し溝2dが存在することで、内燃機関用オイルリング1が掻き落としたオイルを直ちにオイルリングの背面側に設けられたオイルドレイン孔12に逃がすことができ、オイル消費量を低減させることが可能となる。 According to the internal combustion engine oil ring 1 according to the present embodiment, in a series of flows in the oil scraping function of the internal combustion engine oil ring 1, scraped oil is passed through the oil return hole 7 into the coil expander accommodation recess. When flowing to 2b, obstruction of oil flow can be prevented. This is because by forming the oil return groove 2d between the oil ring body 2 and the coil expander 3, the oil return hole 7 formed in the oil ring body 2 is not blocked. That is, in the internal combustion engine oil ring 1 according to the present embodiment, even if the shape of the oil ring main body 2 on the side where the coil expander is arranged is substantially semicircular, the presence of the oil return groove 2d allows the internal combustion The oil scraped off by the engine oil ring 1 can be immediately released to the oil drain hole 12 provided on the rear side of the oil ring, and the oil consumption can be reduced.

続いて、第1レール5及び第2レール6の先端部8の形状の一例について、図3A~図3Cを用いて説明する。前述したように、内燃機関用オイルリングにおいては、ピストン上昇時にはオイルの掻き上げを抑制しつつ、ピストン下降時にはシリンダ内壁面の余分なオイルの掻き落としを行うことで、エンジンオイルの消費量を低減させることが要求される。 Next, an example of the shapes of the tip portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 will be described with reference to FIGS. 3A to 3C. As described above, in an oil ring for an internal combustion engine, oil consumption is reduced by scraping off excess oil from the inner wall surface of the cylinder when the piston is lowered while suppressing oil from being scraped up when the piston is raised. It is required to let

このため、第1レール5及び第2レール6の先端部8は、内燃機関用オイルリング1がピストン10に取り付けられる際、ピストン上方側とピストン下方側とで、その形状が異なっている。具体的には、図3Aや図3Bにおいて、上記先端部8は、シリンダ20の内壁面21に当接する略平坦な第1の平坦部(外周摺動面)8Aと、第1の平坦部8Aからオイルリング本体の軸方向(図3Aにおける上下方向)の一方(図中、上方)に沿って縮径する第1の縮径部8Bと、第1の平坦部8Aからオイルリング本体の軸方向の他方(図中、下方)に沿って縮径する第2の縮径部8Cと、第1の縮径部8Bに連続し、シリンダ内壁面21に略垂直な第2の平坦部8Dと、第2の縮径部8Cに連続し、シリンダ内壁面21に略垂直な第3の平坦部8Eと、を備えている。そして、第1の縮径部8Bの一端をa、他端をbとし、第2の縮径部8Cの一端をc、他端をdとしたときに、aとbとの距離abは、cとdとの距離cdよりも長く、かつ、aとbとをつなぐ直線と、シリンダ内壁面21に平行な直線とのなす角θabは、cとdとをつなぐ直線と、シリンダ内壁面21に平行な直線とのなす角θcdよりも小さくなっている。なお、第1レール5及び第2レール6の先端部8の形状は、同一形状を有している。 Therefore, when the internal combustion engine oil ring 1 is attached to the piston 10, the tip portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 have different shapes on the piston upper side and the piston lower side. Specifically, in FIGS. 3A and 3B, the tip portion 8 includes a substantially flat first flat portion (outer peripheral sliding surface) 8A that contacts the inner wall surface 21 of the cylinder 20, and a first flat portion 8A. A first reduced diameter portion 8B whose diameter is reduced along one (upper in the figure) of the oil ring main body axial direction (vertical direction in FIG. 3A), and a first flat portion 8A from the oil ring main body axial direction A second reduced diameter portion 8C whose diameter is reduced along the other side (lower side in the figure), a second flat portion 8D that is continuous with the first reduced diameter portion 8B and is substantially perpendicular to the cylinder inner wall surface 21, A third flat portion 8E that is continuous with the second reduced diameter portion 8C and substantially perpendicular to the cylinder inner wall surface 21 is provided. When one end of the first reduced diameter portion 8B is a and the other end is b, and one end of the second reduced diameter portion 8C is c and the other end is d, the distance ab between a and b is The angle θ ab formed between a straight line longer than the distance cd between c and d and connecting a and b and a straight line parallel to the cylinder inner wall surface 21 is defined by the straight line connecting c and d and the cylinder inner wall surface 21 is smaller than the angle θ cd formed with a straight line parallel to 21 . The shapes of the tip portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 have the same shape.

そして、内燃機関用オイルリング1は、第1の縮径部8Bがピストン上方側、第2の縮径部8Cがピストン下方側になるように、ピストン10に取り付けられる。ピストン上昇時においては、距離abが長く、かつ、角度θabが小さい第1の縮径部8Bが、エンジンオイルの油膜を乗り上げることにより、オイルの掻き上げを抑制する。一方、ピストン下降時においては、距離cdが短く、かつ、角度θcdが大きい第2の縮径部8Cが、シリンダ内壁面21の余分なオイルの掻き落としを行うことにより、オイルパンに効率よくオイルを戻すことで、オイル消費量を低減させることができる。 The internal combustion engine oil ring 1 is attached to the piston 10 so that the first reduced diameter portion 8B is located above the piston and the second reduced diameter portion 8C is located below the piston. When the piston is raised, the first diameter-reduced portion 8B having a long distance ab and a small angle θab rides on the oil film of the engine oil, thereby suppressing the oil from being scraped up. On the other hand, when the piston descends, the second diameter-reduced portion 8C, which has a short distance cd and a large angle θcd, scrapes excess oil from the inner wall surface 21 of the cylinder, thereby efficiently feeding the oil pan. Oil consumption can be reduced by returning the oil.

なお、図3A及び図3Bにおいては、第2の縮径部8Cは緩やかな曲線で示しているが、第1の平坦部8Aからオイルリング本体の軸方向の他方に沿って縮径するものであれば、例えば直線で示されるものでも良い。 In FIGS. 3A and 3B, the second diameter-reduced portion 8C is shown by a gentle curve, but the diameter is reduced along the other axial direction of the oil ring main body from the first flat portion 8A. If there is, it may be indicated by, for example, a straight line.

また、図3Cに示すように、上記先端部8において、図3Aや図3Bで示すような第2の縮径部8Cを有さず、第1の平坦部8Aに直接的に連続する第3の平坦部8Eを有する場合(すなわち、第1の平坦部8Aと第3の平坦部8Eとが、交点eで交わる場合)であっても、第1の縮径部8Bがピストン上方側になるように位置することで、上記と同様の効果を得ることができる。 Moreover, as shown in FIG. 3C, the distal end portion 8 does not have the second diameter-reduced portion 8C as shown in FIGS. (that is, when the first flat portion 8A and the third flat portion 8E intersect at the intersection point e), the first reduced diameter portion 8B is located above the piston The same effect as above can be obtained by positioning as follows.

このように、第1レール5及び第2レール6の先端部8は、ピストン上方側と下方側とでそれぞれ所望の形状を持たせている。すなわち、第1レール5及び第2レール6の先端部8は、上下に非対称(すなわち、第1レール5又は第2レール6の厚さ方向の中心に対して非対称)な形状を有している。これにより、ピストン上昇時とピストン下降時の両方においてオイル消費量を低減させることが可能となる。 In this manner, the tip portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 have desired shapes respectively on the upper side and the lower side of the piston. That is, the tip portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 have a vertically asymmetrical shape (that is, asymmetrical with respect to the center in the thickness direction of the first rail 5 or the second rail 6). . As a result, it is possible to reduce oil consumption both when the piston is raised and when the piston is lowered.

なお、上記した第1の平坦部8Aは、シリンダ内壁面21に当接できるものであれば、厳密な平坦でなくても良い。また、第1の縮径部8Bは、上記した条件を満足するものであれば、図3Aに示すようなテーパー状(直線状)のものであっても良く、あるいは、図3Bに示すような緩やかな曲面状のものであっても良い。さらに、第2の平坦部8D及び第3の平坦部8Eは、シリンダ内壁面21に対して厳密な垂直でなくても良く、第2の平坦部8Dや第3の平坦部8Eと、シリンダ内壁面21に平行な直線とのなす角度が45~90°であることが好ましい。
また、第1レール5及び第2レール6の先端部8の形状として、両レールに図3Aに示すような形状を用いても良く、両レールに図3Bに示すような形状を用いても良く、両レールに図3Cに示すような形状を用いても良い。あるいは、一方のレールに図3Aに示す形状を、他方のレールに図3Bに示す形状を用いるような、異なる形状の先端部8を有するレールの組合せであっても良い。ただし、第1レール5及び第2レール6のいずれも、第1の縮径部8Bがピストン上方側になるように構成される必要がある。
Note that the above-described first flat portion 8A does not have to be exactly flat as long as it can come into contact with the inner wall surface 21 of the cylinder. Also, the first diameter-reduced portion 8B may be tapered (linear) as shown in FIG. It may have a gently curved surface. Furthermore, the second flat portion 8D and the third flat portion 8E may not be strictly perpendicular to the cylinder inner wall surface 21, and the second flat portion 8D and the third flat portion 8E may It is preferable that the angle formed by the straight line parallel to the wall surface 21 is 45 to 90°.
Further, as the shape of the tip portion 8 of the first rail 5 and the second rail 6, the shape as shown in FIG. 3A may be used for both rails, or the shape as shown in FIG. 3B may be used for both rails. , both rails may be shaped as shown in FIG. 3C. Alternatively, there may be a combination of rails having differently shaped tips 8, with one rail having the shape shown in FIG. 3A and the other rail having the shape shown in FIG. 3B. However, both the first rail 5 and the second rail 6 need to be configured so that the first diameter-reduced portion 8B is positioned above the piston.

続いて、第1レール5及び第2レール6の先端部8の形状の他の例について、図4Aを用いて説明する。上記先端部8は、外周摺動面8Aにおけるウェブ4に面した側の隅部に凹部段差8Fが形成されている。このように、第1レール5及び第2レール6の外周形状として、所定の凹部段差8Fを形成することで、オイルリングを長期間使用したとしても当該第1レール5及び第2レール6の外周摺動面8Aの面積に変化が起こり難く、オイル消費量の増大を抑止する効果を安定して長期間得ることができる。また、シリンダ内壁面の余分なオイルを掻き落とす機能と、シリンダ内壁面の油膜厚さをコントロールする機能との向上及び安定を図ることが可能となる。この結果、内燃機関用オイルリング1は、自身が掻き落としたオイルを速やかにオイルリングの背面側に設けられたオイルドレイン孔に逃がすことができ、オイル消費量を低減させることができる。 Next, another example of the shapes of the tip portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 will be described with reference to FIG. 4A. The front end portion 8 has a concave step 8F formed at a corner of the outer peripheral sliding surface 8A facing the web 4. As shown in FIG. In this way, by forming the predetermined concave step 8F as the outer peripheral shape of the first rail 5 and the second rail 6, even if the oil ring is used for a long period of time, the outer peripheral shape of the first rail 5 and the second rail 6 will not be affected. The area of the sliding surface 8A is unlikely to change, and the effect of suppressing an increase in oil consumption can be stably obtained for a long period of time. In addition, it is possible to improve and stabilize the function of scraping off excess oil from the inner wall surface of the cylinder and the function of controlling the thickness of the oil film on the inner wall surface of the cylinder. As a result, the internal combustion engine oil ring 1 can quickly drain the oil scraped off by itself to the oil drain hole provided on the back side of the oil ring, thereby reducing oil consumption.

なお、上記先端部8に凹部段差8Fを形成することで、外周摺動面8Aにおけるシリンダ20との当たり幅X(図4A参照)を、例えば0.01~0.25mm程度にすることができる。 By forming the concave step 8F in the tip portion 8, the contact width X (see FIG. 4A) of the outer peripheral sliding surface 8A with the cylinder 20 can be set to, for example, about 0.01 to 0.25 mm. .

このように、当たり幅Xを0.01mmよりも小さくすると、外周摺動面8Aの強度低下を招く可能性があり、先端部8の先端が欠けるなど破損の可能性が生じ得るため好ましくない。一方、当たり幅Xを0.25mmよりも大きくすると、外周摺動面8Aの摺動面積が大きくなり、フリクション及びオイル消費量の増加につながるため好ましくない。よって、当たり幅Xは0.01~0.25mmとすることが好ましい。 Thus, if the contact width X is smaller than 0.01 mm, the strength of the outer peripheral sliding surface 8A may be lowered, and the tip of the tip portion 8 may be chipped or otherwise damaged, which is not preferable. On the other hand, if the contact width X is larger than 0.25 mm, the sliding area of the outer peripheral sliding surface 8A becomes large, leading to an increase in friction and oil consumption, which is not preferable. Therefore, the contact width X is preferably 0.01 to 0.25 mm.

なお、凹部段差8Fを形成するための具体的な加工方法としては、各種の研削加工や切削加工を適宜選択してもよいが、ピストンリング線材の製造過程において、当該凹部段差8Fをあらかじめ形成すると、研削加工や切削加工の加工工数が削減できるため、好ましい。 As a specific processing method for forming the recessed portion step 8F, various types of grinding or cutting may be appropriately selected. , which is preferable because the processing man-hours for grinding and cutting can be reduced.

さらに、少なくとも外周摺動面8A付近(図4Aにおけるαで囲んだ部分)には、表面処理層8Gを形成することが好ましい。表面処理層8Gは、外周摺動面8Aに対して硬度が向上するように硬質な表面処理が行われていれば、どのような処理を行っても構わないが、例えば、PVD皮膜、DLC皮膜、窒化処理層、PVD皮膜の上にDLC皮膜を施した複合処理皮膜、ポリアミドイミドに固体潤滑剤(二硫化モリブデンやグラファイト等)を含有した樹脂皮膜などが好ましく用いられる。なお、表面処理層8Gの厚さは、1~30μmであることが好ましい。 Furthermore, it is preferable to form a surface treatment layer 8G at least in the vicinity of the outer peripheral sliding surface 8A (the portion surrounded by α in FIG. 4A). The surface treatment layer 8G may be subjected to any treatment as long as the hard surface treatment is performed so as to improve the hardness of the outer peripheral sliding surface 8A. For example, PVD coating, DLC coating, etc. , a nitriding layer, a composite treatment film in which a DLC film is applied on a PVD film, a resin film containing a solid lubricant (molybdenum disulfide, graphite, etc.) in polyamide-imide, and the like are preferably used. Incidentally, the thickness of the surface treatment layer 8G is preferably 1 to 30 μm.

以上のように、先端部8に上記のような凹部段差8Fが形成する場合においても、上記と同様、先端部8は、ピストン上方側と下方側とでそれぞれ所望の異なる形状を有する。すなわち、第1レール5及び第2レール6の先端部8は、ウェブ4を挟んで対称位置にある。このような形状の場合、上下誤って組み付けてしまうおそれがない。 As described above, even when the recessed portion 8F is formed in the tip portion 8, the tip portion 8 has desired different shapes on the upper side and the lower side of the piston, respectively, as described above. That is, the tip portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 are positioned symmetrically across the web 4 . In the case of such a shape, there is no risk of erroneously assembling upside down.

なお、第1レール5及び第2レール6の先端部8の形状は、上述した図3A~図3Cや図4Aで示したような形状に限られず、例えば、図4Bに示すような、先端部8に凹部段差を有しない形状としても構わない。また、図4Bで示す形状においても、第1レール5及び第2レール6の先端部8に表面処理層8Gを形成することが好ましい。 The shapes of the tip portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 are not limited to the shapes shown in FIGS. 3A to 3C and FIG. 4A. 8 may have a shape that does not have a concave step. Also in the shape shown in FIG. 4B, it is preferable to form the surface treatment layer 8G on the tip end portions 8 of the first rail 5 and the second rail 6 .

続いて、オイルリング本体2における、オイル戻し孔7の窓角度θ及び外周摺動面8Aに生じるうねりについて詳細に説明する。本発明者らは、オイル消費量の低減効果を確保するために、オイルリング用線材をコイリング成形(巻き取り加工)した後に、オイルリング本体2におけるレール先端部8の外周摺動面8Aをバレル研磨等により研磨することなく、内燃機関用オイルリング1の製造時に生じるうねりを低減し、オイルシール性能を向上させることのできる内燃機関用オイルリングを得るために、鋭意検討を重ねた。
その結果、下記で定義されるような、オイルリング本体2におけるオイル戻し孔7の窓角度θを所定範囲に設定することで、オイルリング本体2におけるレール先端部8の外周摺動面8Aに生じるうねりを低減できることを見出した。
Next, the window angle .theta..sub.W of the oil return hole 7 in the oil ring main body 2 and the waviness generated on the outer peripheral sliding surface 8A will be described in detail. In order to ensure the effect of reducing oil consumption, the present inventors coiled (wound) the oil ring wire, and then removed the outer peripheral sliding surface 8A of the rail tip portion 8 in the oil ring main body 2 from the barrel. In order to obtain an internal combustion engine oil ring capable of reducing waviness generated during manufacturing of the internal combustion engine oil ring 1 and improving the oil seal performance without polishing by polishing or the like, extensive studies have been made.
As a result, by setting the window angle θW of the oil return hole 7 in the oil ring body 2 to a predetermined range, as defined below, the outer peripheral sliding surface 8A of the rail tip portion 8 in the oil ring body 2 can be It was found that the generated swell can be reduced.

本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1は、オイルリング本体2におけるオイル戻し孔7の窓角度θを10.0°以下とすることが好ましい。また、上記うねりをより効果的に低減するために、窓角度θを8.0°以下とすることが好ましく、7.0°以下とすることが好ましく、更に6.0°以下とすることが好ましい。 In the oil ring 1 for an internal combustion engine according to this embodiment, it is preferable that the window angle θ W of the oil return hole 7 in the oil ring body 2 is 10.0° or less. In order to more effectively reduce the undulation, the window angle θ W is preferably 8.0° or less, preferably 7.0° or less, and further preferably 6.0° or less. is preferred.

ここで、図5Aは、本実施形態に係るオイルリング本体2を、オイルリング本体2の径方向外側から見た場合の要部正面図である。また、図5Bは、図5AのI-I断面図である。図5Bに示すように、オイルリング本体2におけるオイル戻し孔7の窓角度θは、オイルリング本体2の合口部2aが閉じた状態において、オイルリング本体2の中心点G(重心)と、あるオイル戻し孔7におけるオイルリング本体2の周方向の一端Eを結ぶ直線GE、及び、オイルリング本体2の中心点Gと、隣接するオイル戻し孔7におけるオイルリング本体2の一端Eとを結ぶ直線GEがなす角度で定義される。言いかえると、オイルリング本体2の中心点Gと、オイル戻し孔7における、ウェブ4の周方向におけるピッチEの一端Eを結ぶ直線GE、及び、オイルリング本体2の中心点Gと、オイル戻し孔7における、ウェブ4の周方向におけるピッチEの他端Eを結ぶ直線GEがなす角度としても定義される。 Here, FIG. 5A is a front view of essential parts of the oil ring body 2 according to the present embodiment when viewed from the radially outer side of the oil ring body 2 . FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 5A. As shown in FIG. 5B, the window angle θ W of the oil return hole 7 in the oil ring main body 2 is determined between the center point G (center of gravity) of the oil ring main body 2 and A straight line GE 1 connecting one circumferential end E 1 of the oil ring main body 2 in a certain oil return hole 7 , a center point G of the oil ring main body 2 and one end E 2 of the oil ring main body 2 in the adjacent oil return hole 7 is defined by the angle formed by a straight line GE2 connecting In other words, the center point G of the oil ring body 2, the straight line GE 1 connecting one end E1 of the pitch E in the circumferential direction of the web 4 in the oil return hole 7, the center point G of the oil ring body 2, It is also defined as an angle formed by a straight line GE2 connecting the other end E2 of the pitch E in the circumferential direction of the web 4 in the oil return hole 7 .

この窓角度θを10.0°以下とすることにより、オイル戻し孔7における、ウェブ4の周方向におけるピッチEが小さくなるため、オイルリング本体内で応力の集中が緩和され、ひずみが大きく、窓を有する部分(オイル戻し孔7)と、ひずみが小さく、オイル戻し孔7を有さない部分(ウェブ4)において、ひずみの差が小さくなることにより、オイルリング本体2に生じるうねりを低減することができる。 By setting the window angle θ W to 10.0° or less, the pitch E in the circumferential direction of the web 4 in the oil return holes 7 is reduced, so that the concentration of stress in the oil ring body is alleviated and the strain is increased. , The difference in strain between the portion having the window (oil return hole 7) and the portion (web 4) having small strain and not having the oil return hole 7 is reduced, thereby reducing waviness generated in the oil ring body 2. can do.

なお、上記窓角度θは、シリンダボア径(オイルリング本体2の合口部2aが閉じた状態での、オイルリング本体2の直径)と、オイル戻し孔7における、ウェブ4の周方向におけるピッチEにより、以下の式で表わされる。
窓角度θ=(360×ピッチE)/(π×シリンダボア径)
The window angle θW is determined by the cylinder bore diameter (the diameter of the oil ring main body 2 when the abutment 2a of the oil ring main body 2 is closed) and the pitch E of the oil return hole 7 in the circumferential direction of the web 4. is represented by the following formula.
Window angle θ W = (360 x pitch E)/(π x cylinder bore diameter)

オイルリング本体2の内周側における内周溝2eを除いた部分、及びオイルリング本体2の外周側における摺動面(外周摺動面)8Aを除いた部分の少なくとも一方に生じるうねりは、6.0μm以下であることが好ましく、4.0μm以下であることが好ましく、3.0μm以下であることが好ましい。該うねりが小さければ小さいほど、オイルシール性能をより向上させることができる。例えば、上記うねりを6.0μm以下にするためには、上記窓角度θを10.0°以下に設定すれば良い。また、上記うねりを2.0μm以下にするためには、上記窓角度θを6.0°以下に設定すれば良い。また、上記うねりをより小さくするためには、窓角度θを4.0°よりも更に小さく設定すれば良い。 The waviness generated in at least one of the portion on the inner peripheral side of the oil ring main body 2 excluding the inner peripheral groove 2e and the portion on the outer peripheral side of the oil ring main body 2 excluding the sliding surface (outer peripheral sliding surface) 8A is 0 μm or less, preferably 4.0 μm or less, and preferably 3.0 μm or less. The smaller the waviness, the more the oil seal performance can be improved. For example, in order to reduce the waviness to 6.0 μm or less, the window angle θ W should be set to 10.0° or less. Further, in order to reduce the waviness to 2.0 μm or less, the window angle θ W should be set to 6.0° or less. Further, in order to further reduce the undulation, the window angle θ W should be set to be smaller than 4.0°.

なお、上記うねりは、オイルリング本体2の内周側における内周溝2e及びオイル戻し溝2dを除いた部分、及びオイルリング本体2の外周側における摺動面8Aを除いた部分の少なくとも一方において、周方向に隣り合う山谷の振幅の連続する3点を2箇所取り、平均とした値として定義される。なお、周方向は、図5Cに示すように、合口部を0°として、リング合口部2aからの角度が時計回りに45°~315°の範囲内を取ることとする。 It should be noted that the undulation occurs in at least one of the portion on the inner peripheral side of the oil ring main body 2 excluding the inner peripheral groove 2e and the oil return groove 2d and the portion on the outer peripheral side of the oil ring main body 2 excluding the sliding surface 8A. , and is defined as an average value obtained by taking two consecutive three points of peak-and-valley amplitude adjacent in the circumferential direction. As for the circumferential direction, as shown in FIG. 5C, the angle from the ring abutment portion 2a is set within a range of 45° to 315° clockwise, with the abutment portion being 0°.

また、上記うねりは、一般的な真円度測定器を用い、第1レール5又は第2レール6の内周形状又は外周形状を測定することにより測定することができる(詳細は後述)。続いて、図6は、真円度測定機でリング周方向を計測した結果の例を示す展開図である。この展開図において、計測されるうねりは、周方向に隣り合う山谷の振幅の連続する3点を2箇所(A,B,CとD,E,F)取り、平均としたものである。シリンダへの追従性を考慮し、オイルの掻き残しが発生しないように、局所的に山谷の振幅の平均を見る必要があり、それを設定する必要がある。真円度では、うねりと同等の数字であっても、低次変形であればリングはシリンダボアへ追従できるが、高次変形の場合は追従しない可能性があるため、真円度では十分に考慮できない。 The undulation can be measured by measuring the inner or outer peripheral shape of the first rail 5 or the second rail 6 using a general roundness measuring instrument (details will be described later). Next, FIG. 6 is a developed view showing an example of the result of measuring the ring circumferential direction with a roundness measuring machine. In this developed view, the measured waviness is obtained by averaging three points (A, B, C and D, E, F) of three consecutive amplitude points of peaks and valleys adjacent in the circumferential direction. In consideration of followability to the cylinder, it is necessary to find and set the average peak-to-valley amplitude locally so that oil does not remain unscrewed. For roundness, even if the number is the same as waviness, the ring can follow the cylinder bore if it is a low-order deformation, but if it is a high-order deformation, it may not follow. Can not.

なお、第1レール5又は第2レール6の外周摺動面8Aは、研削や研磨加工など、又は、内燃機関用オイルリング1の使用後においてシリンダ内壁面との摺動摩擦により形状が変化するおそれがあるため、オイルリング本体2の内周側における内周溝2e及びオイル戻し溝2dを除いた部分、及びオイルリング本体2の外周側における摺動面8Aを除いた部分の少なくとも一方、としている。内周面は、研削や研磨加工がなく、又はシリンダ内壁面との摺動摩擦がないため、その使用後においても形状が変化するおそれがなく、第1レール5又は第2レール6の外周面及び内周面に生じるうねり量はほぼ同じであるため、オイルリングの製造時に生じるうねりが所定値以下を満足するか否かの判断するにあたっては、オイルリング本体2の内周溝2e及びオイル戻し溝2d以外の部位2fを測定する(図2や図4Aを参照)。 It should be noted that the outer peripheral sliding surface 8A of the first rail 5 or the second rail 6 may change its shape due to sliding friction with the inner wall surface of the cylinder after grinding or polishing, or after the internal combustion engine oil ring 1 is used. Therefore, at least one of a portion excluding the inner peripheral groove 2e and the oil return groove 2d on the inner peripheral side of the oil ring main body 2 and a portion excluding the sliding surface 8A on the outer peripheral side of the oil ring main body 2 . Since the inner peripheral surface is not ground or polished, and there is no sliding friction with the inner wall surface of the cylinder, there is no possibility that the shape will change even after use, and the outer peripheral surface of the first rail 5 or the second rail 6 and the Since the amount of waviness generated on the inner peripheral surface is almost the same, in determining whether or not the waviness generated at the time of manufacturing the oil ring satisfies a predetermined value or less, the inner peripheral groove 2e of the oil ring body 2 and the oil return groove are used. A site 2f other than 2d is measured (see FIGS. 2 and 4A).

ここで、オイルリング本体2の内周形状又は外周形状の測定方法は、以下の通りである。まず、オイルリング本体2の内周形状の測定方法について説明する。図7に示すように、オイルリング本体2にコイルエキスパンダ3を取り付け、真円ゲージ40の内周面40Aに、オイルリング本体2におけるレール先端部の外周摺動面8Aが当接するように組み付ける。このとき、コイルエキスパンダ3の張力は、5N程度に設定されていることが好ましい。 Here, the method for measuring the inner peripheral shape or the outer peripheral shape of the oil ring main body 2 is as follows. First, a method for measuring the inner peripheral shape of the oil ring main body 2 will be described. As shown in FIG. 7, the coil expander 3 is attached to the oil ring main body 2, and assembled so that the outer peripheral sliding surface 8A of the rail tip portion of the oil ring main body 2 is in contact with the inner peripheral surface 40A of the circular gauge 40. . At this time, the tension of the coil expander 3 is preferably set to about 5N.

このように、真円ゲージ40にオイルリング本体2を組み付けた状態で、図8に示すように、釜型の触針41をオイルリング本体2の内周のうち、内周溝2e及びオイル戻し溝2d以外の部位2fに接触させて、真円ゲージ40をオイルリング本体2と共に回転させて、内周形状の測定を行う。 With the oil ring main body 2 attached to the circle gauge 40 in this way, as shown in FIG. The circle gauge 40 is rotated together with the oil ring main body 2 while being brought into contact with the portion 2f other than the groove 2d to measure the inner peripheral shape.

次に、オイルリング本体2の外周形状の測定方法について説明する。図9に示すように、真円ゲージ40の内周面40Aに、オイルリング本体2におけるレール先端部の外周摺動面8Aが当接するように組み付けることで、真円ゲージ40によってオイルリング本体2を保持した状態で、オイルリング本体2を軸方向(図中、上下方向)から上下ゲージ42,42によって挟み込む。続いて、真円ゲージ40を取り外すことで、オイルリング本体2の外周側を露出させる。このとき、コイルエキスパンダ3の張力によって上下ゲージ42,42からオイルリング本体2が脱落しないように、コイルエキスパンダ3の張力は5N程度に設定されていることが好ましい。 Next, a method for measuring the outer peripheral shape of the oil ring main body 2 will be described. As shown in FIG. 9, by assembling the oil ring main body 2 so that the outer peripheral sliding surface 8A of the rail tip portion of the oil ring main body 2 is in contact with the inner peripheral surface 40A of the circular gauge 40, the oil ring main body 2 is moved by the circular gauge 40. As shown in FIG. , the oil ring main body 2 is sandwiched between the upper and lower gauges 42, 42 from the axial direction (vertical direction in the figure). Subsequently, by removing the circle gauge 40, the outer peripheral side of the oil ring main body 2 is exposed. At this time, the tension of the coil expander 3 is preferably set to about 5 N so that the oil ring main body 2 does not fall off the upper and lower gauges 42, 42 due to the tension of the coil expander 3.

このように、上下ゲージ42,42でオイルリング本体2を挟み込んだ状態で、図10に示すように、釜型の触針41をオイルリング本体2の先端部8における外周のうち、例えば、研削や研磨加工など、あるいは、内燃機関用オイルリング1の使用後においてシリンダ内壁面との摺動摩擦により形状が変化するおそれがない、凹部段差8Fなどに接触させて、上下ゲージ42,42をオイルリング本体2と共に回転させて、外周形状の測定を行う。 With the oil ring main body 2 sandwiched between the upper and lower gauges 42, 42, as shown in FIG. , polishing, etc., or the shape of the internal combustion engine oil ring 1 is not changed due to sliding friction with the inner wall surface of the cylinder after the oil ring 1 is used. It is rotated together with the main body 2 to measure the outer peripheral shape.

続いて、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1における、その他の好ましい条件について説明する。
オイルリング本体2を構成するウェブ4に設けるオイル戻し孔7は、当該オイルリング本体2の周方向における長さ(開口幅)C(図11中、Cで示す幅)が1.0mm以上であることが好ましく、1.5mm以上であることがより好ましく、2.0mm以上であることが更に好ましい。
図11は、本実施形態のオイルリング本体2に備わるオイル戻し孔7の形状を説明するために、オイルリング本体2の径方向外方から見た場合の正面図である。図11より、本実施形態に係るオイルリング本体2は、開口幅Cが1.0mmより小さい場合には、オイル戻し孔7の開口面積が小さすぎるため、内燃機関用オイルリング1が掻き落としたオイルを速やかに内燃機関用オイルリング1の背面側に設けられたオイルドレイン孔12へ排出することができない。
Next, other preferable conditions for the internal combustion engine oil ring 1 according to this embodiment will be described.
The oil return hole 7 provided in the web 4 constituting the oil ring body 2 has a length (opening width) C (width indicated by C in FIG. 11) in the circumferential direction of the oil ring body 2 of 1.0 mm or more. , more preferably 1.5 mm or more, and even more preferably 2.0 mm or more.
FIG. 11 is a front view of the oil ring main body 2 as seen from the outside in the radial direction, for explaining the shape of the oil return hole 7 provided in the oil ring main body 2 of this embodiment. 11, when the opening width C of the oil ring main body 2 according to this embodiment is smaller than 1.0 mm, the opening area of the oil return hole 7 is too small, so that the internal combustion engine oil ring 1 is scraped off. Oil cannot be quickly drained to the oil drain hole 12 provided on the back side of the internal combustion engine oil ring 1 .

また、開口幅Cは、4.0mm以下であることが好ましく、3.0mm以下であることがより好ましく、2.5mm以下であることが更に好ましい。開口幅Cが4.0mmより大きい場合には、オイル戻し孔7の面積が大きすぎるため、オイルリング本体2の強度が低下し、内燃機関用オイルリング1を内燃機関に適用した場合に十分な耐久性を得ることができない。更に、オイル戻し孔7の面積が大き過ぎると、オイルリング本体2の加工の際に変形が起こりやすく、オイル掻き機能の低下を招いてしまう。 Also, the opening width C is preferably 4.0 mm or less, more preferably 3.0 mm or less, and even more preferably 2.5 mm or less. If the opening width C is larger than 4.0 mm, the area of the oil return hole 7 is too large, and the strength of the oil ring main body 2 is reduced. You can't get durability. Furthermore, if the area of the oil return hole 7 is too large, the oil ring main body 2 is likely to be deformed during machining, resulting in deterioration of the oil scraping function.

また、オイルリング本体2を構成するウェブ4に設けるオイル戻し孔7は、オイルリング本体2の軸方向における高さ(開口高さ)D(図11中、Dで示す高さ)が0.3mm以上であることが好ましく、0.4mm以上であることがより好ましい。
開口高さDが0.3mmより小さい場合には、オイル戻し孔7の開口面積が小さすぎるため、内燃機関用オイルリング1が掻き落としたオイルを、速やかに内燃機関用オイルリング1の背面側に設けられたオイルドレイン孔12へ排出することができない。
The oil return hole 7 provided in the web 4 constituting the oil ring body 2 has a height (opening height) D (height indicated by D in FIG. 11) in the axial direction of the oil ring body 2 of 0.3 mm. It is preferably 0.4 mm or more, more preferably 0.4 mm or more.
If the opening height D is less than 0.3 mm, the opening area of the oil return hole 7 is too small. The oil cannot be discharged to the oil drain hole 12 provided in the .

また、開口高さDは、1.0mm以下であることが好ましい。開口高さDが1.0mmより大きい場合には、オイル戻し孔7の面積が大きすぎるため、オイルリング本体2の強度が低下し、内燃機関用オイルリング1を内燃機関に適用した場合に十分な耐久性を得ることができない。更に、オイル戻し孔7の面積が大き過ぎると、オイルリング本体2の加工の際に変形が起こりやすく、オイル掻き機能の低下を招いてしまう。 Moreover, the opening height D is preferably 1.0 mm or less. If the opening height D is more than 1.0 mm, the area of the oil return hole 7 is too large, and the strength of the oil ring main body 2 is lowered, and the strength is sufficient when the internal combustion engine oil ring 1 is applied to an internal combustion engine. durability cannot be obtained. Furthermore, if the area of the oil return hole 7 is too large, the oil ring main body 2 is likely to be deformed during machining, resulting in deterioration of the oil scraping function.

なお、オイル戻し孔7の形状は、図11に示すような、長方形形状の両端部の開口高さDに相当する辺を一定の曲率半径Rを備える弧状辺として形成したものに限定されない。例えば、オイルリングとしての要求特性を満たす限りにおいて、長方形、円形状、楕円形状、開口高さDに相当する辺を曲線形状としたもの等の種々の形状を適宜選択して使用することができる。 Note that the shape of the oil return hole 7 is not limited to the one in which the sides corresponding to the opening height D at both ends of the rectangular shape are formed as arc-shaped sides having a constant radius of curvature R, as shown in FIG. For example, as long as the required characteristics of the oil ring are satisfied, various shapes such as a rectangle, a circle, an ellipse, and a shape with curved sides corresponding to the opening height D can be appropriately selected and used. .

また、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1において、オイルリング本体2の軸方向幅h1(図2中、h1で示す幅)は、1.0mm~4.0mmであることが好ましい。 Further, in the internal combustion engine oil ring 1 according to this embodiment, the axial width h1 of the oil ring main body 2 (the width indicated by h1 in FIG. 2) is preferably 1.0 mm to 4.0 mm.

また、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1において、オイルリング本体2の径方向幅a1(図2中、a1で示す幅)は、1.5mm~3.0mmであることが好ましい。
ここで、図2に示すように、オイルリング本体2の径方向幅a1が1.5mmよりも小さい場合には、ピストンへの組み付け性が悪化するおそれがある。一方、オイルリング本体2の径方向幅a1が3.0mmよりも大きい場合には、剛性が高く、追従性が悪くなるおそれがある。
Further, in the internal combustion engine oil ring 1 according to this embodiment, the radial width a1 (the width indicated by a1 in FIG. 2) of the oil ring main body 2 is preferably 1.5 mm to 3.0 mm.
Here, as shown in FIG. 2, if the radial width a1 of the oil ring main body 2 is smaller than 1.5 mm, there is a possibility that the ease of assembly to the piston will deteriorate. On the other hand, if the radial width a1 of the oil ring main body 2 is larger than 3.0 mm, the rigidity is high, and there is a risk that the followability will be poor.

また、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1において、内燃機関用オイルリング1のシリンダボア径に対する張力比は、0.05N/mm~0.7N/mmであることが好ましい。 Further, in the internal combustion engine oil ring 1 according to the present embodiment, the tension ratio to the cylinder bore diameter of the internal combustion engine oil ring 1 is preferably 0.05 N/mm to 0.7 N/mm.

本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1は、シリンダボア径(図示せず)に対する張力比([オイルリングの張力(N)]/[シリンダボア径(mm)]で算出される値)を0.05N/mm~0.5N/mmに設定している。ここで、シリンダボア径に対する張力比が0.05N/mmよりも小さい場合には、オイルリング本体2におけるレール先端部8の外周摺動面8Aのシリンダ内壁面21に対する押圧力が不十分となる。この場合、外周摺動面8Aは余分なオイルを十分に掻き落とすことができず、オイル消費量の増大を招いてしまう。また、シリンダボア径に対する張力比が0.5N/mmよりも大きい場合には、外周摺動面8Aのシリンダ内壁面21に対する押圧力が大きくなり過ぎて摩擦力が高くなり、燃費の低下を招いてしまう。一般的に、シリンダとオイルリングとの摩擦力は、オイルリングの張力の大きさに比例する傾向にある。 The oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present embodiment has a tension ratio (a value calculated by [oil ring tension (N)]/[cylinder bore diameter (mm)]) to a cylinder bore diameter (not shown) of 0.5. It is set to 05 N/mm to 0.5 N/mm. Here, when the tension ratio to the cylinder bore diameter is smaller than 0.05 N/mm, the pressing force of the outer peripheral sliding surface 8A of the rail tip portion 8 in the oil ring body 2 against the cylinder inner wall surface 21 becomes insufficient. In this case, the outer peripheral sliding surface 8A cannot sufficiently scrape off excess oil, resulting in an increase in oil consumption. Further, when the tension ratio to the cylinder bore diameter is greater than 0.5 N/mm, the pressing force of the outer peripheral sliding surface 8A against the cylinder inner wall surface 21 becomes too large, resulting in increased frictional force and reduced fuel consumption. put away. Generally, the frictional force between the cylinder and the oil ring tends to be proportional to the tension of the oil ring.

また、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1において、オイルリング本体2を構成するウェブ4に備わるオイル戻し孔7の当該ウェブ4の周方向におけるピッチE(図11中、Eで示すピッチ)は、2.0mm~6.0mmであることが好ましい。 Further, in the internal combustion engine oil ring 1 according to the present embodiment, the pitch E of the oil return holes 7 provided in the web 4 constituting the oil ring body 2 in the circumferential direction of the web 4 (the pitch indicated by E in FIG. 11) is preferably 2.0 mm to 6.0 mm.

図11には、オイルリング本体2を構成するウェブ4に備わるオイル戻し孔7の当該ウェブ4の周方向におけるピッチがEにより示されている。本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1は、ピッチEが2.0mm~6.0mmの範囲内であることで、内燃機関用オイルリング1の耐久性とオイル消費性能とを共に向上させることができる。ここで、ピッチEが2.0mm未満の場合には、ウェブ4におけるオイル戻し孔7の間隔が短くなり過ぎて、オイルリング本体2の強度が低くなり、内燃機関用オイルリング1の耐久性が劣ることとなり、好ましくない。また、ピッチEが6.0mmを超える場合には、ウェブ4におけるオイル戻し孔7の間隔が長くなり過ぎて、内燃機関用オイルリング1が掻き落としたオイルをピストン裏側に逃がすことができなくなるため、オイル消費の増大を招いてしまう。 In FIG. 11 , E indicates the pitch of the oil return holes 7 provided in the web 4 forming the oil ring body 2 in the circumferential direction of the web 4 . The internal combustion engine oil ring 1 according to the present embodiment has a pitch E within the range of 2.0 mm to 6.0 mm, so that both durability and oil consumption performance of the internal combustion engine oil ring 1 are improved. can be done. Here, if the pitch E is less than 2.0 mm, the interval between the oil return holes 7 in the web 4 is too short, the strength of the oil ring main body 2 is lowered, and the durability of the internal combustion engine oil ring 1 is reduced. It will be inferior and is not preferable. If the pitch E exceeds 6.0 mm, the interval between the oil return holes 7 in the web 4 becomes too long, and the oil scraped off by the internal combustion engine oil ring 1 cannot escape to the back side of the piston. , leading to an increase in oil consumption.

また、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1において、オイルリング本体2を構成するウェブ4に備わるオイル戻し孔7のウェブ4の周方向におけるピッチをE、オイル戻し孔のウェブ4の周方向における長さをCとした場合、E/C≦3.8であることが好ましく、E/C≦3.0であることがより好ましく、E/C<2.0であることが更に好ましい。 In the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present embodiment, the pitch in the circumferential direction of the web 4 of the oil return holes 7 provided in the web 4 constituting the oil ring body 2 is E, and the circumferential direction of the web 4 of the oil return holes is is preferably E/C≦3.8, more preferably E/C≦3.0, and even more preferably E/C<2.0.

図11には、オイル戻し孔7における、オイルリング本体2の周方向におけるピッチがEにより示され、また、オイル戻し孔7における、オイルリング本体2の周方向における長さがCにより示されている。本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1は、ピッチEと長さCとの関係「E/C」が、3.8以下であることで、オイル消費性能を向上させることができる。
ここで、ピッチEと長さCとの関係「E/C」が、3.8超の場合には、ウェブ4におけるオイル戻し孔7の間隔が長くなるため、内燃機関用オイルリング1が掻き落としたオイルをピストン裏側に逃がすことができなくなり、オイル消費の増大を招くこととなる。
In FIG. 11, E indicates the pitch in the circumferential direction of the oil ring body 2 in the oil return hole 7, and C indicates the length in the circumferential direction of the oil ring body 2 in the oil return hole 7. there is In the oil ring 1 for an internal combustion engine according to this embodiment, the relationship "E/C" between the pitch E and the length C is 3.8 or less, so that the oil consumption performance can be improved.
Here, when the relationship "E/C" between the pitch E and the length C is more than 3.8, the interval between the oil return holes 7 in the web 4 is long, so that the internal combustion engine oil ring 1 is scraped. Dropped oil cannot escape to the back side of the piston, resulting in an increase in oil consumption.

また、本実施形態に係る内燃機関用オイルリング1は、オイルリング本体2の外表面に窒化処理を施す際に、窒化層30の厚さFを150μm以下に設定するのが好ましい。オイルリング本体2は、窒化処理を施すことで、外表面を硬化させて耐久性を向上させることができる。これは、近年の自動車用内燃機関の高速化及び高負荷化により、オイルリング本体2についてもより高い耐摩耗性が要求されているためである。
オイルリング本体2は、その材質として主に鉄鋼材料が用いられ、オイルリング本体2に窒化処理を行うことでクロムや鉄と反応して作られる窒化物からなる極めて硬い窒化層30を備える。すなわち、オイルリング本体2は、その表面に窒化層30を形成することで、耐摩耗性及びシリンダに対する耐スカッフ性に優れたものとなり、より過酷な状況下での使用に耐え得る内燃機関用オイルリング1を提供することができる。しかし、窒化処理を行うことによって、オイルリング本体2の母材全体が窒化されることとなると、オイルリング本体2は硬くなり過ぎて脆くなり、耐折損性を低下させてしまう。そのため、本実施形態のオイルリング本体2に窒化を施す場合には、窒化層30の厚さFが150μm以下となるように設定することが好ましい。
Further, in the internal combustion engine oil ring 1 according to the present embodiment, it is preferable to set the thickness F of the nitride layer 30 to 150 μm or less when nitriding the outer surface of the oil ring main body 2 . By subjecting the oil ring body 2 to nitriding treatment, the outer surface can be hardened and the durability can be improved. This is because the oil ring main body 2 is required to have higher wear resistance due to the recent increase in speed and load of internal combustion engines for automobiles.
The oil ring main body 2 is mainly made of steel, and has a very hard nitrided layer 30 made of nitride that reacts with chromium or iron when the oil ring main body 2 is subjected to nitriding treatment. That is, by forming the nitride layer 30 on the surface of the oil ring body 2, the oil ring main body 2 has excellent wear resistance and scuff resistance against the cylinder, and can withstand use under more severe conditions. A ring 1 can be provided. However, if the entire base material of the oil ring main body 2 is nitrided by performing the nitriding treatment, the oil ring main body 2 becomes too hard and brittle, resulting in a reduction in breakage resistance. Therefore, when nitriding the oil ring main body 2 of the present embodiment, it is preferable to set the thickness F of the nitrided layer 30 to 150 μm or less.

図12は、本実施形態のオイルリング本体2の外表面に窒化処理を施した状態を、オイルリング本体2の軸方向に平行な面で切断した断面図である。図12に示すように、オイルリング本体2の外表面に窒化層30が形成されている。ここで、窒化層30の厚さFは、150μm以下となるように設定することが好ましい。 FIG. 12 is a cross-sectional view of the state in which the outer surface of the oil ring body 2 of the present embodiment is nitrided, taken along a plane parallel to the axial direction of the oil ring body 2 . As shown in FIG. 12, a nitride layer 30 is formed on the outer surface of the oil ring body 2 . Here, the thickness F of the nitride layer 30 is preferably set to 150 μm or less.

また、内燃機関用オイルリング1の耐久性は、オイルリング本体2におけるレール先端部8の外周摺動面8Aと、シリンダ内壁面21との摩擦力の大きさに影響するため、上述したように、内燃機関用オイルリング1の張力の大きさを考慮するが、摺動する金属の組み合わせ方によっても影響を受ける。例えば、摺動する金属の材質をクロム同士やアルミニウム同士にすると、焼き付きを起こし易くなる。 Further, the durability of the internal combustion engine oil ring 1 affects the magnitude of the frictional force between the outer peripheral sliding surface 8A of the rail tip portion 8 in the oil ring body 2 and the inner wall surface 21 of the cylinder. , the magnitude of the tension of the internal combustion engine oil ring 1 is considered, but it is also affected by the combination of sliding metals. For example, if the sliding metal materials are chromium or aluminum, seizure is likely to occur.

そこで、金属の材質を考えた上で、耐摩耗性に優れたコーティングを施すのが一般的であり、オイルリング本体2の外表面に窒化処理を施すのも同じ理由による。同様に、外周摺動面8Aには、必要に応じ、硬質皮膜としてPVD皮膜、DLC皮膜、樹脂被膜を被覆するのが好ましい。特に、クロム窒化物(CrN、CrN)からなる皮膜や、クロム窒化物(CrN、CrN)とクロム(Cr)の混合物からなるイオンプレーティング皮膜を形成することも耐摩耗性の観点から好ましく、また、クロム-ボロンよりなる窒化物(Cr-B-N)、DLC(水素フリーDLC、水素含有DLC、金属含有DLC等)等の皮膜を形成することによってもオイルリングの耐久性を向上させることができる。 Therefore, it is common to apply a coating having excellent wear resistance after considering the material of the metal. Similarly, the outer peripheral sliding surface 8A is preferably coated with a PVD film, a DLC film, or a resin film as a hard film, if necessary. In particular, it is also possible to form a film made of chromium nitride (Cr 2 N, CrN) or an ion plating film made of a mixture of chromium nitride (Cr 2 N, CrN) and chromium (Cr) from the viewpoint of wear resistance. In addition, the durability of the oil ring is also improved by forming a film such as a nitride (Cr-B-N) made of chromium-boron, DLC (hydrogen-free DLC, hydrogen-containing DLC, metal-containing DLC, etc.). can be improved.

なお、オイルリング本体2の材質については、特に限定されることはなく適宜設計が可能であるが、例えば、スチール製(鋼製)であることが、強度の観点より好ましく、特に、8Cr鋼、SUS410J1相当、SWRH77B相当、SUS440B相当であることが好ましい。 The material of the oil ring main body 2 is not particularly limited and can be designed as appropriate. It is preferably equivalent to SUS410J1, SWRH77B, or SUS440B.

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<試験例1:レール先端部が図3Bで示すような形状を有する場合>
[(a)実施例1~9及び比較例1~2:シリンダボア径が86mmの場合]
排気量が2000cc、シリンダボア径が86mmの直列4気筒ディーゼルエンジンの実機試験を行い、オイル戻し孔の窓角度θの大小により、オイルリング本体に生じるうねり量に違いが生じるか否かについての確認を行った。また、オイル戻し孔の開口幅Cの大小による、オイル消費量の違いについても確認を行った。なお、エンジンの運転条件は、全負荷で回転数4000rpm、8時間とした。
また、ピストンリングの組み合わせは、1stリング、2ndリング、オイルリングとした。
<Test Example 1: When the rail tip has a shape as shown in FIG. 3B>
[(a) Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 2: when the cylinder bore diameter is 86 mm]
An in-line 4-cylinder diesel engine with a displacement of 2000cc and a cylinder bore diameter of 86mm was tested on an actual machine, and it was confirmed whether or not the amount of waviness generated in the main body of the oil ring would differ depending on the size of the window angle θw of the oil return hole. did In addition, the difference in oil consumption due to the size of the opening width C of the oil return hole was also confirmed. The operating conditions of the engine were full load, 4000 rpm, and 8 hours.
Also, the combination of piston rings was a 1st ring, a 2nd ring, and an oil ring.

1stリングは、マルテンサイト系ステンレス鋼(JIS規格で、SUS410J1相当)からなる軸方向幅(h1)2.0mm、径方向幅(a1)3.1mmのものに窒化処理(窒化層の厚さ:100μm)を施した後、PVD法により、外周摺動面に対し、膜厚20μmのクロム窒化物とクロムの混合物からなる皮膜を被覆したものを用いた。2ndリングは、10Cr鋼からなる軸方向幅(h1)1.5mm、径方向幅(a1)3.1mmのものを用いた。 The 1st ring is made of martensitic stainless steel (equivalent to SUS410J1 according to JIS standards) having an axial width (h1) of 2.0 mm and a radial width (a1) of 3.1 mm, and is nitrided (thickness of the nitrided layer: 100 μm), the outer peripheral sliding surface was coated with a 20 μm-thick film of a mixture of chromium nitride and chromium by PVD method. The second ring was made of 10Cr steel and had an axial width (h1) of 1.5 mm and a radial width (a1) of 3.1 mm.

1stリングを構成するマルテンサイト系ステンレス鋼は、炭素(C):0.65質量%、ケイ素(Si):0.30質量%、マンガン(Mn):0.30質量%、クロム(Cr):13.5質量%、モリブデン(Mo):0.30質量%、リン(P):0.02質量%、硫黄(S):0.01質量%、残部が鉄(Fe)及び不可避不純物の組成を備え、かつ、窒化処理を施した後、上記PVD処理を施したものである。
2ndリングを構成する10Cr鋼は、炭素(C):0.50質量%、ケイ素(Si):0.21質量%、マンガン(Mn):0.30質量%、クロム(Cr):10.1質量%、リン(P):0.02質量%、硫黄(S):0.01質量%、残部が鉄(Fe)及び不可避不純物の組成を備えたものである。
The martensitic stainless steel constituting the 1st ring contains carbon (C): 0.65% by mass, silicon (Si): 0.30% by mass, manganese (Mn): 0.30% by mass, chromium (Cr): 13.5% by mass, molybdenum (Mo): 0.30% by mass, phosphorus (P): 0.02% by mass, sulfur (S): 0.01% by mass, the balance being iron (Fe) and inevitable impurities and the PVD treatment is applied after the nitriding treatment.
The 10Cr steel constituting the 2nd ring is carbon (C): 0.50% by mass, silicon (Si): 0.21% by mass, manganese (Mn): 0.30% by mass, chromium (Cr): 10.1 % by mass, phosphorus (P): 0.02 mass %, sulfur (S): 0.01 mass %, and the balance being iron (Fe) and unavoidable impurities.

オイルリングは、上述の実施形態で述べた2ピース構成の内燃機関用オイルリングを使用した。実施例1~9及び比較例1~2で用いるオイルリングは、オイルリング本体の軸方向幅(h1)が2.00mm、オイルリング径方向幅(a1)が2.00mmに設定されたもので共通とした。
また、実施例1~9及び比較例1~2で用いるオイルリングは、図3Bで示すような、第1レール及び第2レールの先端部が、第1の平坦部8A、第1の縮径部8B、第2の縮径部8C、第2の平坦部8D及び第3の平坦部8Eを有するとともに、距離abが距離cdよりも長く、かつ、角θabが角θcdよりも小さいもので共通とし(距離ab=96.8μm、距離cd=65.0μm、角θab=7.7°、角θcd=36.6°)、第1の縮径部8Bがピストン上方側、第2の縮径部8Cがピストン下方側になるように、ピストンに取り付けた。なお、実施例1~9及び比較例1~2の全てにおいて、第1レールの先端部及び第2レールの先端部の形状は略同一形状のものとした。
As the oil ring, the two-piece internal combustion engine oil ring described in the above embodiment was used. The oil rings used in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 had an axial width (h1) of 2.00 mm and a radial width (a1) of 2.00 mm. made common.
Further, in the oil rings used in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, as shown in FIG. Having a portion 8B, a second reduced diameter portion 8C, a second flat portion 8D and a third flat portion 8E, the distance ab is longer than the distance cd , and the angle θab is smaller than the angle θcd (distance ab = 96.8 µm, distance cd = 65.0 µm, angle θ ab = 7.7°, angle θ cd = 36.6°), and the first diameter-reduced portion 8B is located above the piston and the second 2 was attached to the piston so that the reduced diameter portion 8C of 2 was on the lower side of the piston. In all of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, the tip of the first rail and the tip of the second rail had substantially the same shape.

図11で示される、オイル戻し孔の開口幅C(mm)、オイル戻し孔の開口高さD(mm)及びオイル戻し孔のピッチE(mm)の各条件を表1に示す。表1に示すように、オイル戻し孔の開口高さDは0.55mmで共通とし、オイル戻し孔の開口幅C(mm)及びオイル戻し孔のピッチE(mm)は、実施例及び比較例ごとに条件が異なるように設定した。 Table 1 shows conditions for the opening width C (mm) of the oil return hole, the opening height D (mm) of the oil return hole, and the pitch E (mm) of the oil return hole shown in FIG. As shown in Table 1, the opening height D of the oil return holes is 0.55 mm in common, and the opening width C (mm) of the oil return holes and the pitch E (mm) of the oil return holes are the same as those of the examples and the comparative examples. Set different conditions for each.

なお、オイルリングを構成するオイルリング本体は、炭素(C):0.65質量%、ケイ素(Si):0.40質量%、マンガン(Mn):0.30質量%、リン(P):0.01質量%、硫黄(S):0.01質量%、クロム(Cr):13.6質量%、モリブデン(Mo):0.3質量%、残部が鉄(Fe)及び不可避不純物の組成(JIS規格で、SUS410J1相当)を備え、かつ、窒化処理を施した後、PVD法により、外周摺動面に対し、膜厚20μmのクロム窒化物とクロムの混合物からなる皮膜を被覆したものである。また、外周摺動面8Aにおけるシリンダ20との当たり幅X(図3Bにおけるaとcとの距離ac)は、0.02~0.10mmで調整した。
なお、窒化処理を施した際に、オイルリング軸方向断面にて外周摺動面の窒化層(図12中、Fで示す層)を確認した結果、オイルリング径方向において、厚さ100μmの窒化層が形成されていることを確認した。そして、コイルエキスパンダは、炭素(C):0.55質量%、ケイ素(Si):1.41質量%、マンガン(Mn):0.65質量%、クロム(Cr):0.68質量%、銅(Cu):0.06質量%、リン(P):0.01質量%、硫黄(S):0.01質量%、残部が鉄(Fe)及び不可避不純物の組成のもの(SWOSC-V材相当)を用いた。
また、シリンダの材質は、普通鋳鉄とした。
The oil ring main body constituting the oil ring contains carbon (C): 0.65% by mass, silicon (Si): 0.40% by mass, manganese (Mn): 0.30% by mass, phosphorus (P): 0.01% by mass, sulfur (S): 0.01% by mass, chromium (Cr): 13.6% by mass, molybdenum (Mo): 0.3% by mass, the balance being iron (Fe) and inevitable impurities (equivalent to SUS410J1 according to JIS standards), and after nitriding, the outer peripheral sliding surface is coated with a 20 μm-thick film made of a mixture of chromium nitride and chromium by the PVD method. be. Further, the contact width X (distance ac between a and c in FIG. 3B) of the outer peripheral sliding surface 8A with the cylinder 20 was adjusted to 0.02 to 0.10 mm.
In addition, when the nitriding treatment was performed, as a result of confirming the nitride layer on the outer peripheral sliding surface (the layer indicated by F in FIG. 12) in the cross section in the oil ring axial direction, it was found that the nitriding layer had a thickness of 100 μm in the oil ring radial direction. It was confirmed that layers were formed. The coil expander has carbon (C): 0.55% by mass, silicon (Si): 1.41% by mass, manganese (Mn): 0.65% by mass, and chromium (Cr): 0.68% by mass. , Copper (Cu): 0.06% by mass, Phosphorus (P): 0.01% by mass, Sulfur (S): 0.01% by mass, and the balance being iron (Fe) and inevitable impurities (SWOSC- (equivalent to V material) was used.
Also, the material of the cylinder was plain cast iron.

実施例1~9及び比較例1~2では、シリンダボア径に対する張力比を0.2N/mmとしたオイルリングを使用して、オイル消費量の確認を行った。表1には、比較例1のオイル消費量を基準「100」とし、これに対する相対比で、試験ごとのオイル消費量比を示している。
また、オイルリング本体におけるうねり(μm)は、真円度測定器(製品名:RONDCOM55B、株式会社東京精密製)を用い、オイルリング本体の内周側における内周溝2e及びオイル戻し溝2d以外の部位2fを測定することにより、算出した。うねりの測定結果についても、表1に合わせて示す。
In Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, oil consumption was checked using an oil ring having a tension ratio of 0.2 N/mm to the cylinder bore diameter. Table 1 shows the oil consumption ratio for each test as a relative ratio to the reference "100", which is the oil consumption of Comparative Example 1.
In addition, the waviness (μm) of the oil ring main body was measured using a roundness measuring instrument (product name: RONDCOM55B, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). It was calculated by measuring the site 2f of. Table 1 also shows the measurement results of waviness.

Figure 2022187021000002
Figure 2022187021000002

[(b)実施例10~13及び比較例3~4:シリンダボア径が70mmの場合]
排気量が1500cc、シリンダボア径が70mmの直列4気筒ディーゼルエンジンの実機試験を行い、オイル戻し孔の窓角度θの大小により、オイルリング本体に生じるうねり量に違いが生じるか否かについての確認を行った。また、オイル戻し孔の開口幅Cの大小による、オイル消費量の違いについても確認をおこなった。
[(b) Examples 10 to 13 and Comparative Examples 3 to 4: when the cylinder bore diameter is 70 mm]
An in-line four-cylinder diesel engine with a displacement of 1500 cc and a cylinder bore diameter of 70 mm was tested on an actual machine to confirm whether or not the amount of waviness generated in the main body of the oil ring would differ depending on the size of the window angle θw of the oil return hole. did In addition, the difference in oil consumption due to the size of the opening width C of the oil return hole was also confirmed.

なお、実施例10~13及び比較例3~4で用いるオイルリングは、オイルリング本体の軸方向幅(h1)が2.00mm、オイルリング径方向幅(a1)が2.00mmに設定されたものを使用した。
また、オイル戻し孔の開口幅C(mm)、オイル戻し孔の開口高さD(mm)及びオイル戻し孔のピッチE(mm)の各条件は表2に示すとおりである。表2に示すように、オイル戻し孔の開口高さDは0.55mmで共通とし、オイル戻し孔の開口幅C(mm)及びオイル戻し孔のピッチE(mm)については、実施例及び比較例ごとに条件が異なるように設定した。
また、実施例10~13及び比較例3~4においては、オイルリング本体に対して窒化処理は行わず、PVD法により、外周摺動面に対し、膜厚20μmのクロム窒化物とクロムの混合物からなる皮膜を被覆したものを用いた。また、外周摺動面8Aにおけるシリンダ20との当たり幅X(図3Bにおけるaとcとの距離ac)は、0.02~0.10mmで調整した。
なお、上記以外の試験条件については、「試験例1(a):実施例1~9及び比較例1~2」と同一であるため、説明を省略する。
The oil rings used in Examples 10 to 13 and Comparative Examples 3 and 4 had an axial width (h1) of 2.00 mm and an oil ring radial width (a1) of 2.00 mm. used something.
Table 2 shows the conditions for the opening width C (mm) of the oil return holes, the opening height D (mm) of the oil return holes, and the pitch E (mm) of the oil return holes. As shown in Table 2, the opening height D of the oil return hole is 0.55 mm in common, and the opening width C (mm) of the oil return hole and the pitch E (mm) of the oil return hole are different from those of the examples and the comparison. Different conditions were set for each example.
Further, in Examples 10 to 13 and Comparative Examples 3 and 4, the oil ring main body was not subjected to nitriding treatment, and a mixture of chromium nitride and chromium having a film thickness of 20 μm was applied to the outer peripheral sliding surface by the PVD method. A product coated with a film consisting of was used. Further, the contact width X (distance ac between a and c in FIG. 3B) of the outer peripheral sliding surface 8A with the cylinder 20 was adjusted to 0.02 to 0.10 mm.
The test conditions other than those described above are the same as those in "Test Example 1(a): Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 2", so description thereof is omitted.

実施例10~13及び比較例3~4では、シリンダボア径に対する張力比を0.2N/mmとしたオイルリングを使用して、オイル消費量の確認を行った。表2には、比較例3のオイル消費量を基準「100」とし、これに対する相対比で、試験ごとのオイル消費量比を示している。
また、「うねり(μm)」の結果についても、合わせて表2に示す。
In Examples 10 to 13 and Comparative Examples 3 to 4, oil consumption was checked using an oil ring having a tension ratio to the cylinder bore diameter of 0.2 N/mm. Table 2 shows the oil consumption ratio for each test as a relative ratio to the reference "100", which is the oil consumption of Comparative Example 3.
Table 2 also shows the results of "waviness (μm)".

Figure 2022187021000003
Figure 2022187021000003

[(c)実施例14~19及び比較例5~6:シリンダボア径が116mmの場合]
排気量が10000cc、シリンダボア径が116mmの直列6気筒ディーゼルエンジンの実機試験を行い、オイル戻し孔の窓角度θの大小により、オイルリング本体に生じるうねり量に違いが生じるか否かについての確認を行った。また、オイル戻し孔の開口幅Cの大小による、オイル消費量の違いについても確認をおこなった。
[(c) Examples 14 to 19 and Comparative Examples 5 to 6: when the cylinder bore diameter is 116 mm]
An in-line 6-cylinder diesel engine with a displacement of 10,000 cc and a cylinder bore diameter of 116 mm was tested on an actual machine, and it was confirmed whether or not the amount of waviness generated in the main body of the oil ring would differ depending on the size of the window angle θw of the oil return hole. did In addition, the difference in oil consumption due to the size of the opening width C of the oil return hole was also confirmed.

なお、実施例14~19及び比較例5~6で用いるオイルリングは、オイルリング本体の軸方向幅(h1)が3.00mm、オイルリング径方向幅(a1)が2.35mmに設定されたものを使用した。
また、オイル戻し孔の開口幅C(mm)、オイル戻し孔の開口高さD(mm)及びオイル戻し孔のピッチE(mm)の各条件は表3に示すとおりである。表3に示すように、オイル戻し孔の開口高さDは、0.70mm又は0.55mmとし、オイル戻し孔の開口幅C(mm)及びオイル戻し孔のピッチE(mm)については、実施例及び比較例ごとに条件が異なるように設定した。
また、実施例14~19及び比較例5~6においては、オイルリング本体に対して窒化処理のみを行い、PVD法によるクロム窒化物とクロムの混合物からなる皮膜の被覆は行わなかった。また、外周摺動面8Aにおけるシリンダ20との当たり幅X(図3Bにおけるaとcとの距離ac)は、0.02~0.15mmで調整した。
なお、上記以外の試験条件については、「試験例1(a):実施例1~9及び比較例1~2」と同一であるため、説明を省略する。
The oil rings used in Examples 14 to 19 and Comparative Examples 5 to 6 had an axial width (h1) of 3.00 mm and a radial width (a1) of 2.35 mm. used something.
Table 3 shows the conditions for the opening width C (mm) of the oil return holes, the opening height D (mm) of the oil return holes, and the pitch E (mm) of the oil return holes. As shown in Table 3, the opening height D of the oil return hole is 0.70 mm or 0.55 mm, and the opening width C (mm) of the oil return hole and the pitch E (mm) of the oil return hole are Different conditions were set for each example and comparative example.
In Examples 14 to 19 and Comparative Examples 5 to 6, only the nitriding treatment was performed on the oil ring main body, and coating of a mixture of chromium nitride and chromium by the PVD method was not performed. The contact width X (distance ac between a and c in FIG. 3B) of the outer peripheral sliding surface 8A with the cylinder 20 was adjusted to 0.02 to 0.15 mm.
The test conditions other than those described above are the same as those in "Test Example 1(a): Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 2", so description thereof is omitted.

実施例13~15及び比較例8~10では、シリンダボア径に対する張力比を0.4N/mmとしたオイルリングを使用して、オイル消費量の確認を行った。表3には、比較例5のオイル消費量を基準「100」とし、これに対する相対比で、試験ごとのオイル消費量比を示している。
また、「うねり(μm)」の結果についても、合わせて表3に示す。
In Examples 13-15 and Comparative Examples 8-10, oil consumption was checked using an oil ring having a tension ratio to the cylinder bore diameter of 0.4 N/mm. Table 3 shows the oil consumption ratio for each test as a relative ratio to the reference "100", which is the oil consumption of Comparative Example 5.
Table 3 also shows the results of "waviness (μm)".

Figure 2022187021000004
Figure 2022187021000004

<試験例2:レール先端部が図4Aで示すような形状を有する場合>
[(d)実施例20~40及び比較例7~13:種々のオイルリングにおける最終形状の測定]
試験例1で示したように、実施例1~19及び比較例1~6で用いたオイルリングは、レール先端部が図3Bで示すような形状を有する場合であったが、レール先端部が図4Aで示すような凹部段差を有する場合のオイルリングについても、上記と同様、オイル戻し孔の窓角度θの大小により、オイルリング本体に生じるうねり量に違いが生じるか否かについての確認を行った。
<Test Example 2: When the rail tip has a shape as shown in FIG. 4A>
[(d) Examples 20 to 40 and Comparative Examples 7 to 13: Measurement of final shapes in various oil rings]
As shown in Test Example 1, in the oil rings used in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 6, the rail tip portion had a shape as shown in FIG. In the case of the oil ring having a concave step as shown in FIG. 4A, it was confirmed whether or not the amount of waviness generated in the oil ring main body would differ depending on the size of the window angle θw of the oil return hole in the same manner as described above. did

本試験例では、シリンダボア径が64.0~147.0mmのオイルリングの最終形状を測定した。なお、実施例20~40及び比較例7~13で用いるオイルリングは、表4及び表5に示すように、実施例及び比較例ごとに条件が異なるように設定した。 In this test example, the final shape of an oil ring with a cylinder bore diameter of 64.0 to 147.0 mm was measured. As shown in Tables 4 and 5, the oil rings used in Examples 20 to 40 and Comparative Examples 7 to 13 were set under different conditions for each Example and Comparative Example.

なお、実施例20~40及び比較例7~13においては、オイルリングを構成するオイルリング本体は、炭素(C):0.70質量%、ケイ素(Si):0.25質量%、マンガン(Mn):0.30質量%、リン(P):0.01質量%、硫黄(S):0.01質量%、クロム(Cr):8.05質量%、残部が鉄(Fe)及び不可避不純物の組成(8Cr鋼相当)とし、オイルリング本体に対して窒化処理をして、PVD法により、外周摺動面に対し、膜厚20μmのクロム窒化物とクロムの混合物からなる皮膜を被覆したものを用いた。また、図4Aで示す、外周摺動面8Aにおけるシリンダ20との当たり幅Xは、0.05~0.20mmで調整した。 In Examples 20 to 40 and Comparative Examples 7 to 13, the oil ring main body constituting the oil ring was composed of carbon (C): 0.70 mass%, silicon (Si): 0.25 mass%, manganese ( Mn): 0.30% by mass, phosphorus (P): 0.01% by mass, sulfur (S): 0.01% by mass, chromium (Cr): 8.05% by mass, the balance being iron (Fe) and unavoidable The composition of impurities (equivalent to 8Cr steel) was applied, the oil ring body was nitrided, and the outer peripheral sliding surface was coated with a film consisting of a mixture of chromium nitride and chromium with a thickness of 20 μm by the PVD method. used things. Further, the contact width X between the outer peripheral sliding surface 8A and the cylinder 20 shown in FIG. 4A was adjusted to 0.05 to 0.20 mm.

「うねり(μm)」の結果についても、合わせて表4及び表5に示す。 The results of "waviness (μm)" are also shown in Tables 4 and 5.

Figure 2022187021000005
Figure 2022187021000005

Figure 2022187021000006
Figure 2022187021000006

[(e)実施例41~51及び比較例14~17:オイル消費量比の測定も含めた試験] 実施例20~40及び比較例7~13と同様、レール先端部が図4Aで示すような凹部段差を有する場合のオイルリングについて、オイル戻し孔の窓角度θの大小により、オイルリング本体に生じるうねり量に違いが生じるか否かについての確認を行った。また本試験例では、更に、オイル戻し孔の開口幅Cの大小による、オイル消費量の違いについても確認をおこなった。 [(e) Examples 41 to 51 and Comparative Examples 14 to 17: Tests including measurement of oil consumption ratio] As in Examples 20 to 40 and Comparative Examples 7 to 13, the rail tip portion was as shown in FIG. It was confirmed whether or not the amount of waviness produced in the oil ring main body differs depending on the size of the window angle θw of the oil return hole. Further, in this test example, the difference in oil consumption due to the size of the opening width C of the oil return hole was also confirmed.

本試験例では、シリンダボア径が83.0mm又は95.0mmのオイルリングの直列4気筒ディーゼルエンジンの実機試験を行った。なお、実施例41~51及び比較例14~17で用いるオイルリングは、表6に示すように、実施例及び比較例ごとに条件が異なるように設定した。 In this test example, an actual test was conducted on an in-line four-cylinder diesel engine with an oil ring having a cylinder bore diameter of 83.0 mm or 95.0 mm. As shown in Table 6, the oil rings used in Examples 41 to 51 and Comparative Examples 14 to 17 were set under different conditions for each Example and Comparative Example.

なお、実施例41~51及び比較例14~17においては、上記試験例2(d)と同様、オイルリングを構成するオイルリング本体は、炭素(C):0.70質量%、ケイ素(Si):0.25質量%、マンガン(Mn):0.30質量%、リン(P):0.01質量%、硫黄(S):0.01質量%、クロム(Cr):8.05質量%、残部が鉄(Fe)及び不可避不純物の組成(8Cr鋼相当)とした。そして、シリンダボア径が95.0mmの場合は、オイルリング本体に窒化処理をして、PVD法により、外周摺動面に対し、膜厚20μmのクロム窒化物とクロムの混合物からなる皮膜を被覆したものを用いた。また、シリンダボア径が83.0mmの場合は、オイルリング本体に窒化処理はせず、直接PVD皮膜を被覆した。なお、シリンダボア径が83.0mmの場合も、膜厚20μmのクロム窒化物とクロムの混合物からなるPVD皮膜を用いた。更に、図4Aで示す、外周摺動面8Aにおけるシリンダ20との当たり幅Xは、0.05~0.20mmで調整した。
なお、上記以外の試験条件については、「試験例1(a):実施例1~9及び比較例1~2」と同一であるため、説明を省略する。
In Examples 41 to 51 and Comparative Examples 14 to 17, as in Test Example 2(d), the oil ring main body constituting the oil ring was composed of carbon (C): 0.70% by mass, silicon (Si ): 0.25% by mass, manganese (Mn): 0.30% by mass, phosphorus (P): 0.01% by mass, sulfur (S): 0.01% by mass, chromium (Cr): 8.05% by mass %, and the balance being the composition of iron (Fe) and unavoidable impurities (equivalent to 8Cr steel). When the cylinder bore diameter was 95.0 mm, the oil ring main body was nitrided, and the outer peripheral sliding surface was coated with a 20 μm-thick film of a mixture of chromium nitride and chromium by the PVD method. used things. Further, when the cylinder bore diameter was 83.0 mm, the oil ring main body was not subjected to nitriding treatment, and was directly covered with a PVD film. Also when the cylinder bore diameter was 83.0 mm, a 20 μm-thick PVD film made of a mixture of chromium nitride and chromium was used. Furthermore, the contact width X between the outer peripheral sliding surface 8A and the cylinder 20 shown in FIG. 4A was adjusted to 0.05 to 0.20 mm.
The test conditions other than those described above are the same as those in "Test Example 1(a): Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 2", so description thereof is omitted.

実施例41~51及び比較例14~17では、シリンダボア径が95.0mmの場合は、シリンダボア径に対する張力比を0.26N/mmとしたオイルリングを使用し、シリンダボア径が83.0mmの場合は、シリンダボア径に対する張力比を0.2N/mmとしたオイルリングを使用して、オイル消費量の確認を行った。表6には、比較例14又は比較例16のオイル消費量を基準「100」とし、これに対する相対比で、試験ごとのオイル消費量比を示している。
また、「うねり(μm)」の結果についても、合わせて表6に示す。
In Examples 41 to 51 and Comparative Examples 14 to 17, when the cylinder bore diameter is 95.0 mm, an oil ring with a tension ratio to the cylinder bore diameter of 0.26 N/mm is used, and when the cylinder bore diameter is 83.0 mm. confirmed the oil consumption using an oil ring with a tension ratio of 0.2 N/mm to the cylinder bore diameter. Table 6 shows the oil consumption ratio for each test as a relative ratio to the reference "100" for the oil consumption of Comparative Example 14 or Comparative Example 16.
Table 6 also shows the results of "waviness (μm)".

Figure 2022187021000007
Figure 2022187021000007

<実施例と比較例との対比>
表1(試験例1(a):レール先端部が図3Bで示すような形状を有し、かつ、シリンダボア径が86mmの場合)の結果に示すように、実施例1~9は、うねり量が6.0μm以下と良好な結果が得られた。なお、窓角度θが5.33°以下を満足する実施例1~8は、うねり量が2.0μm以下とより良好な結果が得られ、窓角度θが4.0°以下を満足する実施例2~8は、うねり量が1.0μm以下と更に良好な結果が得られた。
<Comparison between Examples and Comparative Examples>
As shown in the results of Table 1 (Test Example 1(a): When the rail tip portion has a shape as shown in FIG. 3B and the cylinder bore diameter is 86 mm), Examples 1 to 9 show the amount of waviness. was 6.0 μm or less, which was a good result. Examples 1 to 8, which satisfy the window angle θ w of 5.33° or less, have a swell amount of 2.0 μm or less, which is a better result, and satisfy the window angle θ w of 4.0° or less. In Examples 2 to 8, the amount of waviness was 1.0 μm or less, and even better results were obtained.

一方、比較例1~2は、うねり量が6.0μm超であることから、オイル消費量比は良好な結果が得られなかった。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the amount of undulation was over 6.0 μm, so good results for the oil consumption ratio could not be obtained.

続いて、表2(試験例1(b):レール先端部が図3Bで示すような形状を有し、かつ、シリンダボア径が70mmの場合)や表3(試験例1(c):レール先端部が図3Bで示すような形状を有し、かつ、シリンダボア径が116mmの場合)の結果についても表1の結果と同様、うねり量が6.0μm以下の場合は、オイル消費量比は良好な結果が得られたが、うねり量が6.0μmを超える比較例は、オイル消費量比は良好な結果が得られなかった。 Subsequently, Table 2 (Test Example 1 (b): When the rail tip has a shape as shown in FIG. 3B and the cylinder bore diameter is 70 mm) and Table 3 (Test Example 1 (c): Rail tip 3B and the cylinder bore diameter is 116 mm), similar to the results in Table 1, when the waviness is 6.0 μm or less, the oil consumption ratio is good. Good results were obtained, but in the comparative example in which the amount of waviness exceeded 6.0 μm, good results were not obtained in terms of the oil consumption ratio.

また、表4及び表5(試験例2(d):レール先端部が図4Aで示すような形状を有し、かつ、種々のオイルリングにおける最終形状の測定を行った場合)の結果については、図13に示すように、窓角度とうねり量の相関があり、オイルリングの形状が種々の場合であっても、窓角度が小さくなると、うねり量も小さくなることが分かる。 Also, the results of Tables 4 and 5 (Test Example 2 (d): When the rail tip portion has a shape as shown in FIG. 4A and the final shape of various oil rings is measured) As shown in FIG. 13, there is a correlation between the window angle and the amount of waviness, and even if the shape of the oil ring is various, it can be seen that the amount of waviness decreases as the window angle decreases.

さらに、表6(試験例2(e):レール先端部が図4Aで示すような形状を有し、かつ、オイル消費量比の測定も含めた試験の場合)の結果についても、表1~表3の結果と同様、うねり量が6.0μm以下の場合は、オイル消費量比は良好な結果が得られたが、うねり量が6.0μmを超える比較例は、オイル消費量比は良好な結果が得られなかった。 Furthermore, the results of Table 6 (Test Example 2 (e): In the case of a test in which the rail tip portion has a shape as shown in FIG. 4A and also includes measurement of the oil consumption ratio), Tables 1 to 1 Similar to the results in Table 3, when the amount of waviness was 6.0 μm or less, a good oil consumption ratio was obtained. no results were obtained.

以上の結果より、本発明に係る内燃機関用オイルリングは、うねり量を所定範囲に設定することで、オイルシール性能を向上させることができることが分かった。また、オイル戻し孔の窓角度を所定範囲に設定することで、内燃機関用オイルリングが掻き落としたオイルをオイルドレイン孔へ排出することが可能となり、オイル消費量を低減することができることも分かった。 From the above results, it was found that the oil ring for an internal combustion engine according to the present invention can improve the oil seal performance by setting the waviness amount within a predetermined range. It was also found that by setting the window angle of the oil return hole within a predetermined range, the oil scraped off by the oil ring for the internal combustion engine can be discharged to the oil drain hole, and the oil consumption can be reduced. rice field.

本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお、本出願は、2018年9月28日付けで出願された日本特許出願(特願2018-184525)に基づいており、その全体が引用により援用される。 Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. This application is based on a Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2018-184525) filed on September 28, 2018, the entirety of which is incorporated by reference.

1 内燃機関用オイルリング(2ピースオイルリング)
2 オイルリング本体
2a 合口部
2b コイルエキスパンダ収容凹部
2c 外周溝
2d オイル戻し溝
2e 内周溝
2f 内周溝及びオイル戻し溝以外の部位
3 コイルエキスパンダ
4 ウェブ
5 第1レール
6 第2レール
7 オイル戻し孔
8 (レール)先端部
8A 外周摺動面(第1の平坦部、摺動面)
8B 第1の縮径部
8C 第2の縮径部
8D 第2の平坦部
8E 第3の平坦部
8F 凹部段差
8G 表面処理層
10 ピストン
11 オイルリング溝
12 オイルドレイン孔
20 シリンダ
21 (シリンダ)内壁面
30 窒化層
40 真円ゲージ
40A 真円ゲージの内周面
41 触針
42 上下ゲージ
C オイル戻し孔の開口幅
D オイル戻し孔の開口高さ
E オイル戻し孔のピッチ
ウェブの周方向におけるピッチの一端
ウェブの周方向におけるピッチの他端
F 窒化層の厚さ
G オイルリング本体2の中心点(重心)
a1 オイルリング本体の径方向幅
h1 オイルリング本体の軸方向幅
θ オイル戻し孔の窓角度
1 Oil ring for internal combustion engine (2-piece oil ring)
2 Oil ring main body 2a Abutment 2b Coil expander accommodating recess 2c Outer peripheral groove 2d Oil return groove 2e Inner peripheral groove 2f Parts other than inner peripheral groove and oil return groove 3 Coil expander 4 Web 5 First rail 6 Second rail 7 Oil return hole 8 (rail) tip 8A Outer peripheral sliding surface (first flat portion, sliding surface)
8B First reduced diameter portion 8C Second reduced diameter portion 8D Second flat portion 8E Third flat portion 8F Recess step 8G Surface treatment layer 10 Piston 11 Oil ring groove 12 Oil drain hole 20 Cylinder 21 (cylinder) inside Wall surface 30 Nitride layer 40 Circle gauge 40A Circle gauge inner peripheral surface 41 Stylus 42 Upper and lower gauge C Opening width of oil return hole D Height of oil return hole opening E Pitch E of oil return hole 1 In the circumferential direction of the web One end of the pitch E 2 The other end of the pitch in the circumferential direction of the web F The thickness of the nitride layer G The center point (center of gravity) of the oil ring body 2
a1 Radial width of oil ring main body h1 Axial width of oil ring main body θ w Window angle of oil return hole

Claims (14)

オイルリングの断面形状が略I字型のオイルリング本体と、該オイルリング本体の内周側に配置されるコイルエキスパンダとを備え、
前記オイルリング本体は、シリンダ内壁面と当接する第1レール及び第2レールと、該第1レール及び該第2レールがシリンダの内壁面より掻き落としたオイルをピストン裏面へ流下させるための複数のオイル戻し孔を備えるウェブとで構成され、
前記オイルリング本体の内周側における内周溝及びオイル戻し溝を除いた部分、及び前記オイルリング本体の外周側における摺動面を除いた部分の少なくとも一方におけるうねりが4.0μm以下であることを特徴とする内燃機関用オイルリング。
An oil ring body having a substantially I-shaped cross-sectional shape, and a coil expander arranged on the inner peripheral side of the oil ring body,
The oil ring body includes first and second rails that contact the inner wall surface of the cylinder, and a plurality of rails for causing oil scraped off from the inner wall surface of the cylinder by the first rail and the second rail to flow down to the back surface of the piston. a web with oil return holes,
At least one of a portion on the inner peripheral side of the oil ring body excluding the inner peripheral groove and the oil return groove and a portion on the outer peripheral side of the oil ring body excluding the sliding surface has undulation of 4.0 μm or less. An oil ring for an internal combustion engine characterized by:
前記うねりが2.0μm以下である、請求項1に記載の内燃機関用オイルリング。 2. The oil ring for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said waviness is 2.0 [mu]m or less. 前記オイルリング本体は、前記オイル戻し孔が形成されたオイルリング用線材の巻き取り加工により形成される、請求項1又は2に記載の内燃機関用オイルリング。 3. The oil ring for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said oil ring main body is formed by winding an oil ring wire formed with said oil return hole. 前記オイルリング本体における前記オイル戻し孔の窓角度θwが8.0°以下である、請求項1に記載の内燃機関用オイルリング。 2. The oil ring for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a window angle θw of said oil return hole in said oil ring body is 8.0° or less. 前記オイルリング本体における前記オイル戻し孔の窓角度θwが6.0°以下である、請求項2に記載の内燃機関用オイルリング。 3. The oil ring for an internal combustion engine according to claim 2, wherein a window angle θw of said oil return hole in said oil ring body is 6.0° or less. 前記摺動面における前記シリンダとの当たり幅は、0.01~0.25mmである、請求項1~5のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。 The oil ring for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein a contact width between said sliding surface and said cylinder is 0.01 to 0.25 mm. 前記オイルリング本体の周方向における、前記オイル戻し孔の長さをC、前記オイル戻し孔のピッチをEとした場合、E/C≦3.8である、請求項1~6のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。 Any one of claims 1 to 6, wherein E/C≤3.8, where C is the length of the oil return hole and E is the pitch of the oil return hole in the circumferential direction of the oil ring body. An oil ring for an internal combustion engine according to the above item. 前記オイルリング本体はスチール製である、請求項1~7のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。 The oil ring for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein said oil ring main body is made of steel. 前記オイルリング本体の表面に窒化処理が施されている、請求項1~8のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。 The oil ring for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the surface of said oil ring main body is subjected to nitriding treatment. 前記オイルリング本体の前記摺動面には、硬質皮膜として、PVD皮膜、DLC皮膜、及び樹脂皮膜の少なくとも1つを被覆している、請求項1~9のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, wherein the sliding surface of the oil ring body is coated with at least one of a PVD film, a DLC film, and a resin film as a hard film. for oil ring. 前記摺動面の隅部に凹部段差が形成される、請求項1~10のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。 The oil ring for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein recessed steps are formed at corners of said sliding surface. 前記第1レールの先端部及び前記第2レールの先端部は、
前記シリンダ内壁面に当接する略平坦な第1の平坦部と、
前記第1の平坦部から前記オイルリング本体の軸方向の一方に沿って縮径する第1の縮径部と、
前記第1の縮径部に連続する第2の平坦部と、
前記第1の平坦部から前記オイルリング本体の軸方向の他方に沿って縮径する第2の縮径部を介して、又は直接的に、前記第1の平坦部に連続する第3の平坦部と、を備える、請求項1~10のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。
The tip of the first rail and the tip of the second rail are
a substantially flat first flat portion abutting against the inner wall surface of the cylinder;
a first reduced-diameter portion having a reduced diameter along one of the axial directions of the oil ring body from the first flat portion;
a second flat portion continuous with the first reduced diameter portion;
A third flat portion continuous to the first flat portion via a second diameter-reduced portion whose diameter is reduced from the first flat portion along the other axial direction of the oil ring main body, or directly The oil ring for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, comprising:
前記オイルリング本体の周方向における、前記オイル戻し孔の長さをCとした場合、C≧1.0mmである、請求項3~12のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。 13. The oil ring for an internal combustion engine according to claim 3, wherein C≧1.0 mm, where C is the length of said oil return hole in the circumferential direction of said oil ring main body. 前記オイルリング本体の軸方向における、前記オイル戻し孔の高さをDとした場合、D≧0.3mmである、請求項3~13のいずれか1項に記載の内燃機関用オイルリング。 14. The oil ring for an internal combustion engine according to claim 3, wherein D≧0.3 mm, where D is the height of said oil return hole in the axial direction of said oil ring main body.
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