JP2582093Y2 - 鋼製オイルコントロールリング - Google Patents

鋼製オイルコントロールリング

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JP2582093Y2
JP2582093Y2 JP1992054270U JP5427092U JP2582093Y2 JP 2582093 Y2 JP2582093 Y2 JP 2582093Y2 JP 1992054270 U JP1992054270 U JP 1992054270U JP 5427092 U JP5427092 U JP 5427092U JP 2582093 Y2 JP2582093 Y2 JP 2582093Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、オイルリング、特に内
燃機関及びコンプレッサ等のピストンに装着される鋼製
オイルコントロールリングに関する。
【0002】
【従来の技術】図4及び図5に示すように、従来のオイ
ルコントロールリングは環状に成形された鋼製のリング
本体1と、リング本体1の内周側面に形成された保持凹
部3に介装されたコイルエキスパンダ4とを備えてい
る。リング本体1の外周側面の上部と下部には2つのサ
イドレール7が形成されると共に、図5に示すように、
リング本体1の周の一部が切欠されて両切欠端面2、2
間に合い口隙間Cが設けられる。また、上下のサイドレ
ール7の間の柱部6にはオイル逃し窓5が設けられる。
コイルエキスパンダ4の弾力により、リング本体1は直
径を拡大する方向に付勢され、コイルエキスパンダ4の
張力によりサイドレール7の面圧を増加させてシリンダ
内壁への追従性及びオイル掻き落とし性能を向上させて
いる。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記オ
イルコントロールリングでは、製造上生ずる径方向の寸
法誤差によって段差が上下2つのサイドレール7に形成
され、このため上下2つのサイドレール7の面圧分布が
不均一となる欠点があった。また、シリンダ内壁に対す
るサイドレール7の当接面が多いため、コイルエキスパ
ンダ4の張力を若干強めにしてリングの面圧を高める必
要がある。このため、リング本体1やシリンダ内壁が摩
耗しやすく、リング本体1のシリンダ内壁への追従性や
オイルの掻き落とし性能が低下する欠点があった。更
に、リング本体1の柱部6にオイル逃し窓5が形成され
るため、コイルエキスパンダ4を装着したときの平坦度
が悪くなる欠点があった。更に、リング本体1の合い口
が直角合い口(ストレート)であるため、合い口隙間C
からオイルが流出したり、シリンダの内周壁面にオイル
が筋状に掻き残される欠点があった。これらの欠点はオ
イル消費量やブローバイ(吹き抜け)量の増加を招き、
オイルコントロールリングの性能を著しく劣化させる原
因となっている。他面、リング本体1の外周側面の上下
にサイドレール7を形成した従来のオイルリングでは、
シリンダ内での往復摺動に際してオイルコントロールリ
ングにねじり運動が発生しやすく、リング本体1にねじ
れが発生したり、ピストンの運動中にねじれ方向に不安
定となる欠点があった。更に、ピストンの首振り運動に
起因してシリンダ壁面への両サイドレールの不均等な摺
動接触となりオイル掻き特性やシール特性が損なわれ
る。即ち、下側レールの摺動面部分がシリンダ壁面に摺
接すると、その部分の上部に位置する上側レールのシリ
ンダ壁面への圧接状態が不十分となり、この部分でのオ
イル掻き及びシール機能が損なわれる。また、上側レー
ルの摺動面部分がシリンダ壁面に摺接すると、その部分
の下部に位置する下側レールのシリンダ壁面への圧接状
態が不十分となり、この部分でのオイル掻き及びシール
機能が損なわれる。従って、オイル漏れやブローバイガ
スを発生する原因となる。
【0004】そこで、本考案は、オイルの掻き落とし性
能の低下を防止しかつオイル消費量やブローバイ量を低
減できる鋼製オイルコントロールリングを提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案による鋼製オイル
コントロールリングは、合い口を有する環状のリング本
体と、リング本体の内側面に沿って形成された環状凹部
に装着されかつリング本体の直径を拡大させる方向にリ
ング本体を付勢するエキスパンダとを備えている。矩形
断面のリング本体の外周には高さ方向の中心において径
方向外側に突出する一本の環状レールと、リング本体の
合い口の一端から周方向に突出する凸部と、リング本体
の合い口の一端と対向する他端に形成されかつ凸部と係
合する凹部とが設けられる。環状レールの外周面の高さ
方向のほぼ中心で径方向内側に凸部と凹部とが分割され
る。凸部と凹部は、環状レールの外周面の高さ方向のほ
ぼ中心と、リング本体の上面を結ぶ直線に沿う傾斜面又
は複数の平面で接触して合い口での環状レールを形成す
る。本考案の実施例では、リング本体の合い口を通る凸
部の外周面と凹部の外周面との分割部にねじりモーメン
トを受ける。凸部と凹部は、環状レールの外周面の高さ
方向のほぼ中心と、リング本体の上面を結ぶ直線に沿う
傾斜面又は2つの平面で接触する。
【0006】
【作用】凸部と凹部は、環状レールの外周面の高さ方向
のほぼ中心と、リング本体の上面を結ぶ直線に沿う傾斜
面又は複数の平面で接触して合い口での環状レールを形
成するので、合い口で凸部と凹部間の広い接触面積を確
保でき、高いシール性能を確保し、オイル消費量やブロ
ーバイ量を低減することができる。また、リング本体の
合い口においてピストンの往復運動によるリング本体の
ねじりモーメントを減少しかつねじり運動を抑制でき、
リングのねじれ方向の安定性が改善される。図6に示す
ようにレールの摩擦係数をμ、レールの摺動面が受ける
反作用力をFとすると、ピストンの往復運動によりレー
ルにかかる摩擦力はμFである。ここで、リングの重心
Gから1本レールの場合の作用点Bまでの距離l1とリ
ングの重心Gから2本レールの場合の作用点Aまでの距
離lとの関係をl1<lとすると、1本レールの場合の
作用点BでのリングのねじりモーメントM1は次式で表
される。 M1=μF・l1 また、2本レールの場合の作用点Aでのリングのねじり
モーメントMは次式で表される。 M={(μF)2+F2}1/2・l 従って、1本レールの場合の作用点Bでのリングのねじ
りモーメントM1は2本レールの場合の作用点Aでのリ
ングのねじりモーメントMよりも小さい。このため、1
本レールではリング本体のねじり運動を抑制でき、リン
グ本体のねじれ方向の安定性が改善される。
【0007】
【実施例】以下、本考案による鋼製オイルコントロール
リングの実施例を図1〜図3について説明する。図1及
び図2に示すように、本考案による鋼製オイルコントロ
ールリングのリング本体10の外周側面の中央には、径
方向に突出する一本の環状レール11が形成される。一
本の環状レール11のシリンダ内壁(図示せず)に当接
する部分は平滑に加工され、摺動面11aを構成する。
摺動面11aを含む環状レール11の表面及びリング本
体10の外周側面には、図2に示すようにPVD処理等
公知の方法で耐摩耗性被覆12が形成される。また、一
方側の合い口端部20には環状レール11の一部を含み
リング本体10の周方向に突出する凸部21が形成され
る。他方側の合い口端部30には、凸部21と対向する
凹部31が環状レール11の一部を含み形成される。凸
部21及び凹部31には、それぞれ径方向に傾斜する傾
斜面22及び32が周方向に平行に形成され、互いに向
い合って接触する。凸部21と凹部31は、環状レール
11の外周面の高さ方向のほぼ中心と、リング本体10
の上面を結ぶ直線に沿う傾斜面22、32で接触して合
い口での環状レール11を形成する。リング本体10の
内周側面の環状凹部13に装着されるコイルエキスパン
ダ40は、リング本体10の径を拡大する方向にリング
本体10を付勢して環状レール11の摺動面11aをシ
リンダ内壁(図示せず)に密着させる。
【0008】上記の構成において、凸部21及び凹部3
1には、それぞれ径方向に傾斜する斜面22及び32が
周方向に平行に形成され、リング本体10がコイルエキ
スパンダ40により径方向に付勢され、環状レール11
の摺動面11aがシリンダ内壁に密着されるので、環状
レール11によってオイルの掻き落とし作用を得ること
ができる。リング本体10の外周側面の略中央に一本の
環状レール11を径方向に突出して設けることにより、
リング本体10の面圧分布を均一にできると共に、レー
ル摺動面のシリンダ壁面に対する常時安定した摺動接触
が得られ、ピストンの首振り運動やリング本体10のね
じれによるオイル漏れやブローバイの発生を防止でき
る。また、ピストンの往復運動によるリング本体10の
ねじり運動を抑制でき、リング本体10のねじれ方向の
安定性がよくなる。また、シリンダ内壁に対する環状レ
ール11の当接面が少なく面圧が高いので、コイルエキ
スパンダ40の張力を若干弱めにでき、環状レール11
やシリンダ内壁の摩耗を低減してシリンダ内壁への追従
性及びオイルの掻き落とし性能の低下を防止できる。ま
た、従来例のオイル逃し窓を廃止してコイルエキスパン
ダ40を装着したときの上下方向の平坦度を向上でき
る。更に、リング本体10の合い口において環状レール
11を凸部21及び凹部31により形成して合い口の隙
間を無くすことにより、オイルの流出及びシリンダの内
周壁面のオイルの掻き残しを防止してオイル消費量やブ
ローバイ量を低減でき、エンジン、コンプレッサ等の燃
費の改善を図ることが可能となる。更に、凸部21及び
凹部31にそれぞれ斜面22及び32を形成して互いに
接触させることにより、接触面積が増加し、オイル消費
量やブローバイ量を更に低減することができる。
【0009】本考案による鋼製オイルコントロールリン
グと従来の鋼製オイルコントロールリングをエンジンに
それぞれ比較使用して試験を実施した。使用したエンジ
ンの仕様は、ボア径:137.16mm×6気筒、排気
量:13l、回転数:2000r.p.m.×4/4L
oad、水温:80℃、油温:100℃である。その結
果、本考案による鋼製オイルコントロールリングを使用
したエンジンのオイル消費量は従来の鋼製オイルコント
ロールリングのそれに比べて20〜30%減少した。
【0010】本考案の実施態様は前記の実施例に限定さ
れず変更が可能である。例えば前記の実施例では、凸部
21及び凹部31にそれぞれ径方向に傾斜する斜面22
及び32を周方向に平行に形成しかつ互いに向い合って
接触させた例を示したが、図3に示すように、径方向断
面で直角な平面23及び33を凸部21及び凹部31に
それぞれ形成し、環状レール11の外周面の高さ方向の
ほぼ中心と、リング本体10の上面を結ぶ平面23及び
33で、凸部21と凹部31とを接触させて、合い口で
の環状レール11を形成してもよい。平面23と33に
より接触面積が増加する。
【0011】更に、本考案は内燃機関のピストンに装着
されるオイルリングに限定されることなく、コンプレッ
サ等のピストンに装着されるオイルリングにも実施でき
ることは明らかである。
【0012】
【考案の効果】上記のように、本考案による鋼製オイル
コントロールリングでは、リング本体の合い口において
高いシール性能を確保し、オイル消費量やブローバイ量
を低減できると共に、ピストンの往復運動によるリング
のねじり運動を抑制でき、リングのねじれ方向の安定性
が改善されるので、内燃機関及びコンプレッサ等の性能
を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本考案による鋼製オイルコントロールリング
の合い口を示す部分斜視図
【図2】 図1の断面図
【図3】 本考案の他の実施例を示す断面図
【図4】 従来の鋼製オイルコントロールリングを示す
断面図
【図5】 従来の鋼製オイルコントロールリングの合い
口を示す斜視図
【図6】 ピストンの往復運動によるリング本体に加え
られるねじりモーメントを示す断面図
【符号の説明】
10・・リング本体、 11・・環状レール、 13・
・環状凹部、 20・・一方側の合い口端部、 21・
・凸部、 22・・凸部の斜面、 30・・他方側の合
い口端部、 31・・凹部、 32・・凹部の斜面、
40・・コイルエキスパンダ(エキスパンダ)、
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−65959(JP,A) 実開 昭52−102503(JP,U) 実開 昭61−188071(JP,U) 実開 昭63−59261(JP,U) 実開 昭56−127850(JP,U) 実開 昭59−184346(JP,U) 実開 昭52−160708(JP,U) 実開 昭48−33955(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16J 1/00 - 10/04

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合い口を有する環状のリング本体と、リ
    ング本体の内側面に沿って形成された環状凹部に装着さ
    れかつリング本体の直径を拡大させる方向にリング本体
    を付勢するエキスパンダとを備えた鋼製オイルコントロ
    ールリングにおいて、 矩形断面のリング本体の外周には高さ方向の中心におい
    て径方向外側に突出する一本の環状レールと、 リング本体の合い口の一端から周方向に突出する凸部
    と、 リング本体の合い口の一端と対向する他端に形成されか
    つ凸部と係合する凹部とが設けられ、 環状レールの外周面の高さ方向のほぼ中心で径方向内側
    に凸部と凹部とが分割され、 凸部と凹部は、環状レールの外周面の高さ方向のほぼ中
    心と、リング本体の上面を結ぶ直線に沿う傾斜面又は複
    数の平面で接触して合い口での環状レールを形成するこ
    とを特徴とする鋼製オイルコントロールリング。
  2. 【請求項2】 リング本体の合い口を通る凸部の外周面
    と凹部の外周面との分割部にねじりモーメントを受ける
    請求項1に記載の鋼製オイルコントロールリング。
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JPS4833955U (ja) * 1971-09-03 1973-04-24
JPS5516128Y2 (ja) * 1976-01-31 1980-04-15
JPS5528840Y2 (ja) * 1976-06-01 1980-07-10
JPS56127850U (ja) * 1980-02-29 1981-09-29
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JPH023010Y2 (ja) * 1985-05-15 1990-01-24
JPH0529413Y2 (ja) * 1986-10-08 1993-07-28

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