JP2551333Y2 - 組合せオイルリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、内燃機関に使用される
オイルリングに関するものであり、更に詳しくは、複数
枚のサイドレールを使用した組合せオイルリングに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用ピストンリングは通常燃焼室
の気密性を確保するための圧力リングとシリンダーの内
周面に付着したエンジンオイル等の潤滑油を掻き落とし
てクランク室側へ回収するためのオイルリングとから構
成されている。このオイルリングによる潤滑油の掻き落
としが不十分であると内燃機関の爆発工程時にシリンダ
ー内周面に潤滑油が残存し、この潤滑油が燃料と共に燃
焼して無駄に消費されることとなる。このため、オイル
リングには潤滑油を十分に掻き落とす性能が求められ
る。

【０００３】上記要請より、図５に示すようないわゆる
３ピース構成の組合せオイルリングが提案されている。
この組合せオイルリングは１本のスペーサーエキスパン
ダ１０２とその上下に配された２本のサイドレール１０
１、１０１からなりピストンＰに環状に穿設されたリン
グ溝１０３内に図５に示すように装着されるものであ
る。従って、各サイドレール１０１、１０１はシリンダ
ーＣの内周面及びリング溝１０３の上下面に対して一定
の張力をもって当接することとなる。また実開昭６１−
１７５６３号公報は、２本のサイドレールを互いに独立
にシリンダボアに押圧させることを目的として、リング
溝内に配設された第１のスペーサーエキスパンダと、第
１のスペーサーエキスパンダによって半径方向外方に付
勢される第１のサイドレールと、第１のスペーサーエキ
スパンダと分離してリング溝内に配設された第２のスペ
ーサーエキスパンダと、第２のスペーサーエキスパンダ
によって半径方向外方に付勢される第２のサイドレール
との４ピースからのみ構成される組合せオイルリングを
提案している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような３ピース構成の組合せオイルリングでは２本の
サイドレールが同一のスペーサーエキスパンダによって
張力を伝達されリング溝内に配置されている。このため
サイドレールがその中間に位置するスペーサーエキスパ
ンダを介して相互に干渉し合うこととなる。即ち、シリ
ンダー内壁面に著しい凸凹が生じている場合やピストン
が激しく首振り運動を起こした場合に、一方のサイドレ
ールが他方のサイドレールの動きに影響され、影響を受
けた側のサイドレールのシリンダー内壁面への追従性が
阻害される。この結果、サイドレールのシリンダー内壁
への当接する際の張力が低下したり、サイドレールとシ
リンダー内周面の当接が解かれたりして潤滑油を掻き落
とす性能が低下するという問題が起こっていた。

【０００５】また、複数枚のオイルリング（サイドレー
ル）を採用する場合には上側のオイルリング（サイドレ
ール）のシリンダー内周壁に対する面圧が下側のオイル
リング（サイドレール）のそれに比して低いことが好ま
しいことを見出した。これは以下の理由による。即ち、
爆発工程時にはピストンが下方向に押し下げられるが、
この際、シリンダー内周壁に付着している潤滑油の大部
分は下側のオイルリング（サイドレール）によって掻き
落とされ、シリンダー内周壁には薄い比較的薄い潤滑油
の皮膜が残存する。このような比較的薄い潤滑油の皮膜
の上を下側サイドレールの張力と同等若しくはそれ以上
の張力を有する上側サイドレールが通過するとスカッフ
ィングが発生しピストンリングに悪影響が及ぼされるか
らである。

【０００６】しかしながら、従来の３ピース構成の組合
せオイルリングでは、上述したように２本のサイドレー
ルを同一のスペーサーエキスパンダにより半径方向外周
に付勢させているため、上側のサイドレールには低い張
力を、下側のサイドレールには高い張力をというよう
に、上下のサイドレールにそれぞれ異なった張力を与え
るようなことがなされていなかった。ここで実開昭６１
−１７５６３号公報記載の考案によれば、２本のサイド
レールを互いに独立にシリンダボアに押圧させることを
目的としており、それそれのサイドレールに異なる張力
を付与することが可能とも思われるが、実際には、それ
ぞれのスペーサエキスパンダは爪によって交互にジグザ
クに係合しており、そのためにスペーサエキスパンダが
相対的に摺動する場合に摩擦抵抗が大きくなり、結果的
にはサイドレールの独立性が損なわれるおそれがある。

【０００７】本考案は上記問題点に鑑みなされたもので
あって、上下のサイドレールが相互間で干渉を起こすこ
との無い組合せオイルリングを提供することを目的とし
ている。

【０００８】更に、本考案はシリンダー内周壁に著しい
凸凹が生じていたり、ピストンが首振り運動をした場合
であっても上下のサイドレールが独立して動き、油掻き
機能が低下することが無い組合せオイルリングを提供す
ることを目的とする。

【０００９】又、更に本考案は上下のサイドレールにそ
れぞれ異なった張力を与えることが可能な組合せオイル
リングを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本考案はリング溝内に配設された第１のスペーサーエ
キスパンダと、該第１のスペーサーエキスパンダによっ
て半径方向外方に付勢される第１のサイドレールと、上
記第１のスペーサーエキスパンダと分離して上記リング
溝内に配設された第２のスペーサーエキスパンダと、該
第２のスペーサーエキスパンダによって半径方向外方に
付勢される第２のサイドレールとの４ピースからのみ構
成される組合せオイルリングにおいて、該第１のスペー
サエキスパンダと該第１のサイドレールとで第１組の組
合せオイルリングを構成し、該第２のスペーサエキスパ
ンダと該第２のサイドレールで第２組の組合せオイルリ
ングを構成し、該第１組と該第２組とはそれらの軸方向
と直角な向きの２次元平坦面のみにて直接接触している
ことを特徴とする組合せオイルリングを提供するもので
ある。

【００１１】

【作用】上記の組合せオイルリングによれば上側サイド
レールを支持する上側スペーサーエキスパンダと下側サ
イドレールを支持する下側スペーサーエキスパンダが別
体としてに形成されいるので、一方のサイドレールの動
きが他方のサイドレールに影響を与えにくく、一方のサ
イドレールが激しく運動している場合であっても、他方
は所定の位置に支持され、所望の張力を維持しつつシリ
ンダー内周壁に接触し得る。

【００１２】更に、上下のサイドレールがそれぞれ別の
スペーサーエキスパンダによって半径方向外方に付勢さ
れる構成であるため、上下サイドレールをそれぞれ独立
した張力でシリンダー内周壁に当接させることが可能で
ある。またここで、第１組の組合せオイルリングと第２
組の組合せオイルリングとはそれらの軸方向と直角な向
きの２次元平坦面のみで直接接触しているので、第１組
と第２組の組合せオイルリングが互いに円滑に摺動する
ことができ、サイドレールの互いの独立性を一層向上さ
せることが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本考案の第１の実施例を図１乃至図３
を参照しつつ詳細に説明する。図１は第１実施例の組合
せオイルリング１０をピストンＰに穿設されたリング溝
５内に装着した状態を示す概略断面図、図２はオイルリ
ング１０のスペーサーエキスパンダ１、２の平面図、図
３はオイルリング１０の部分斜視図である。

【００１４】本実施例の組合せオイルリングは１本の圧
力リングとともに２本構成のピストンリングを構成する
ために最適なものである。このような２本構成のピスト
ンリングは内燃機関の軽量化等の要請により採用される
ものであり、オイルリングには十分な潤滑油の掻き落と
し性能が要求されるものである。尚、本明細書におい
て、「上側」とは内燃機関の燃焼室方向を、「下側」と
はクランクシャフト方向を指称するものとする。

【００１５】本実施例の組合せオイルリング１０はそれ
ぞれ略同一の形状を有する上側スペーサーエキスパンダ
１及び下側スペーサーエキスパンダ２と上側サイドレー
ル３及び下側サイドレール４より構成される４ピース構
成の組合せオイルリングである。図１及び図３に示すよ
うに上側スペーサーエキスパンダ１は第１の突起部１ａ
と第２の突起部１ｂを有する断面略コ字状の環状部材で
ある。更に、図２の平面図及び図３の斜視図に示される
ように内周側及び外周側から交互に切り込み部が形成さ
れている。組合せオイルリング１０がシリンダーＣの内
周壁に組み込まれることによって、上側スペーサーエキ
スパンダ１には上下方向及び半径方向のそれぞれの方向
に対しての弾性が付与されることとなる。この上側スペ
ーサーエキスパンダ１は上記第１及び第２の突起部１
ａ、１ｂが上側を向くようにして配置されるものであ
る。

【００１６】上側サイドレール３はシリンダーＣの内周
面に付着したエンジンオイル等の潤滑油を掻き落とす作
用を有するものであり、所定の厚さ及び幅を有した環状
部材である。図１及び図３に示されるように、上側サイ
ドレール３の内周部は上記上側サイドレール１の第１の
突起部１ａに接触し、上側サイドレール３の下側面は上
記上側サイドレール１の第２の突起部１ｂの上側面に支
持されている。

【００１７】上述したように上側スペーサーエキスパン
ダ１は上下方向及び半径方向に対して弾性を有している
ため、上側サイドレール３はその内周部と上側スペーサ
ーエキスパンダ１の第１の突起部１ａの接触により、サ
イドレールの円周方向外方（シリンダーＣの内周面方
向）に付勢される。その結果、上側サイドレール３は一
定の面圧でシリンダーＣの内周壁に押し付けられること
となる。このため、上記の上側サイドレール３の内周部
と上側スペーサーエキスパンダ１の第１の突起部１ａと
の接触の状態を変化させることにより、上側サイドレー
ル３のシリンダーＣの内周面に対する当接する際の面圧
を変化させることが可能となるものである。

【００１８】下側スペーサーエキスパンダ２は上述した
上側スペーサーエキスパンダ１とほぼ同一の形状を有
し、上側スペーサーエキスパンダ２と同様に上下方向及
び半径方向に弾性を有するものである。上記の上側スペ
ーサーエキスパンダ１は両突起部１ａ、１ｂが上側を向
くように配置されているが、下側スペーサーエキスパン
ダ２はこれと逆方向、即ち、第１の突起部２ａ及び第２
の突起部２ｂが下側方向を向くように配置される。

【００１９】下側サイドレール４は上述した上側サイド
レール３と同様、潤滑油を掻き落とす作用を有するもの
であり、上側サイドレール３とほぼ同一の形状を有する
環状部材である。この下側サイドレール４はその内周部
が下側サイドレール２の第１の突起部２ａに、その上側
面が下側サイドレール２の第２の突起部２ｂにそれぞれ
接触するように配置される。

【００２０】上述した上側サイドレール３の場合と同様
に、下側サイドレール４も下側スペーサーエキスパンダ
２によりシリンダーＣの内周壁方向に付勢され、所望の
面圧で該内周壁に当接させることが可能となる。

【００２１】上記の上側及び下側スペーサーエキスパン
ダ１、２はそれぞれの突起部１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂに
上側及び下側サイドレール３、４を接触させつつ、図３
に示すような背中合せの状態に配置される。更に、この
状態を維持しつつ組合せオイルリングとしてピストンＰ
に穿設されたリング溝５内に装着されるものである。こ
の本考案の組合せオイルリング１０がリング溝５内に装
着された際には、上側及び下側サイドレール３、４の外
周部は図１に示すようにシリンダーＣの内周壁に接触す
る。この時の各サイドレール３、４の外周部のシリンダ
ーＣ内周壁への接触面圧は各サイドレール３、４の内周
部とこれに対応する各スペーサーエキスパンダ１、２の
第１の突起部１ａ、２ａとの間の接触状態を変化させる
ことによって独立的に変化させることができる。ここで
上側サイドレール３と上側スペーサエキスパンダ１を第
１組の組合せオイルリングとし、下側サイドレール４と
下側スペーサエキスパンダ２を第２組の組合せオイルリ
ングとしたとき、両組合せオイルリングはスペーサエキ
スパンダ１、２間で直接接触しており、かつ接触面は組
合せオイルリングの軸方向に対して直角な２次元の平坦
面である。従って、両組合せオイルリングが互いに円滑
に摺動できる。また本実施例では、上側サイドレール３
のシリンダーＣの内周壁へ接触する面圧が下側サイドレ
ール４がシリンダーＣ内周壁へ接触する際の面圧より低
くなるようにそれぞれの接触状態が調整されている。こ
のように面圧を設定することによりスカッフイング防止
の効果が得られる。

【００２２】次に図４に従って、本考案の第２の実施例
について説明する。本実施例は上記の第１の実施例同様
に略同一形状を有する上側及び下側スペーサーエキスパ
ンダ１１、１２と上側及び下側サイドレール１３、１４
より構成される４ピース構成の組合せオイルリングであ
る。更に、第１の実施例同様に２枚構成のピストンリン
グ用のオイルリングとして使用されるものである。上下
スペーサーエキスパンダ１１、１２及びサイドレール１
３、１４の形状はそれぞれ第１の実施例の上下スペーサ
ーエキスパンダ１、２及び上下サイドレール３、４と同
一である。更に、第１の実施例同様に、各スペーサーエ
キスパンダ１１、１２はそれぞれ二つの突起部を有し、
これら突起部によって上側若しくは下側サイドレール１
３、１４を支持すると共に、半径方向外周に付勢してい
る。

【００２３】本実施例が第１の実施例と異なる点は上側
及び下側スペーサーエキスパンダ１１、１２がそれぞれ
上側及び下側のサイドレール１３、１４を支持しつつ、
並列的にリング溝１５の中に配置されている点にある。
即ち、上下スペーサーエキスパンダ１１、１２の突起部
が同一方向を向くように配置した点である。ここで上側
サイドレール１３と上側スペーサエキスパンダ１１を第
１組の組合せオイルリングとし、下側サイドレール１４
と下側スペーサエキスパンダ１２を第２組の組合せオイ
ルリングとしたとき、両組合せオイルリングは上側スペ
ーサエキスパンダ１１と下側サイドレール１４間で直接
接触しており、かつ接触面は組合せオイルリングの軸方
向に対して直角な２次元の平坦面である。従って、両組
合せオイルリングが互いに円滑に摺動できる。また本実
施例のような構成の組合わせオイルリングにおいても各
サイドレール１３、１４がシリンダーＣの内周壁へ接触
する際の張力をそれぞれ独自に調節することが可能であ
る。本実施例でもスカフィング防止のため、上側サイド
レール１３がシリンダー内周壁への接触する際の面圧を
下側サイドレール１４のそれよりも低く設定している。

【００２４】上記第１及び第２実施例は本考案の組合せ
オイルリングを２枚構成のピストンリング用のオイルリ
ングとして使用する場合に付いて述べたものであるが、
本考案はこれに限定されるものではなく３枚構成のピス
トンリングのオイルリングとして使用しても良い。

【００２５】面圧の調整については各スペーサーエキス
パンダの張力を調整するか、スペーサーエキスパンダの
第１の突起部とサイドレールの接触角度を調整すること
によって可能となる。

【００２６】更に、本考案は上記実施例に限定されるこ
となく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲においての種々
の変更が可能なものである。

【００２７】

【考案の効果】以上、上述したように本考案によれば上
側及び下側それぞれのサイドレールがそれぞれ独立した
スペーサーエキスパンダによって支持され更にはシリン
ダー内周壁に付勢されている。このためサイドレールが
相互に干渉することなく、それぞれが完全に独立した動
きをすることとなる。この結果、例えばシリンダー内周
壁に著しい凸凹が生じている場合やピストンが首振り運
動をした場合であっても、それぞれのサイドレールが独
立してシリンダー内周面に追従し、各サイドレールは適
切な面圧でシリンダー内周壁上を摺動する。このため常
に所望量の潤滑油等を掻き落とすことが可能となるもの
である。また第１組の組合せオイルリングと第２組の組
合せオイルリングとはそれらの軸方向と直角な向きの２
次元平坦面のみで直接接触しているので、第１組と第２
組の組合せオイルリングが互いに円滑に摺動することが
でき、サイドレールの互いの独立性を一層向上させるこ
とが可能となる。

【００２８】また、上下のサイドレールがシリンダー内
周壁へ接触する際の面圧をそれぞれ独立して設定するこ
とができるため、使用条件に合わせた面圧を選択するこ
とが可能となるものである。

【００２９】更に、上記実施例のように２枚構成のピス
トンリング用のオイルリングとして使用した場合には、
軽量化にも貢献しうることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例の組合せオイルリングを
リング溝に装着した状態を示す縦断面図。

【図２】本考案の第１の実施例の組合せオイルリングに
使用されるスペーサーエキスパンダの一部分を示す平面
図。

【図３】本考案の第１の実施例の組合せオイルリングの
一部を示した斜視図。

【図４】本考案の第２の実施例の組合せオイルリングを
リング溝に装着した状態を示す縦断面図。

【図５】従来例の組合せオイルリングをリング溝に装着
した状態を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 上側のスペーサーエキスパンダ ２ 下側のスペーサーエキスパンダ ３ 上側のサイドレール ４ 下側のサイドレール ５ リング溝 Ｐ ピストン Ｃ シリンダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 高橋明 埼玉県与野市本町西五丁目２番６号日本 ピストンリング株式会社与野工場内 (72)考案者 石原勝志 埼玉県与野市本町西五丁目２番６号日本 ピストンリング株式会社与野工場内 (56)参考文献 特開 昭48−65341（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−17563（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−40368（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−68248（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭48−22963（ＪＰ，Ｙ１) 特公 昭47−28361（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング溝内に配設された第１のスペーサ
   ーエキスパンダと、該第１のスペーサーエキスパンダに
   よって半径方向外方に付勢される第１のサイドレール
   と、上記第１のスペーサーエキスパンダと分離して上記
   リング溝内に配設された第２のスペーサーエキスパンダ
   と、該第２のスペーサーエキスパンダによって半径方向
   外方に付勢される第２のサイドレールとの４ピースから
   のみ構成される組合せオイルリングにおいて、 該第１のスペーサエキスパンダと該第１のサイドレール
   とで第１組の組合せオイルリングを構成し、該第２のス
   ペーサエキスパンダと該第２のサイドレールで第２組の
   組合せオイルリングを構成し、該第１組と該第２組とは
   それらの軸方向と直角な向きの２次元平坦面のみにて直
   接接触している ことを特徴とする組合せオイルリング。