JP5557562B2 - 組合せオイルリング - Google Patents

Description

本発明は、３ピース形の組合せオイルリングに関する。

上下一対のサイドレールと、それらの間に配置するスペーサエキスパンダとを備えている３ピース形の組合せオイルリングを使用すると、未燃焼カーボンや潤滑油燃焼生成物から生じたカーボンがスペーサエキスパンダとサイドレールとの間に堆積する傾向にある。これが進行すると、堆積物によりサイドレールとスペーサエキスパンダが固着し、サイドレールがシリンダボアの形状に追従しなくなり、オイルリングとしての所定の性能を発揮できなくなる場合がある。これに対して、特許文献１では、エキスパンダの略平坦な面を有する山部と谷部の中央部分に堆積物を通過させるに充分な大きさの穴を形成している。

実公平２−３１５５９号公報

しかしながら、特許文献１では、エキスパンダの略平坦な面を有する山部と谷部の中央部分に穴を形成するため、エキスパンダの剛性が不足する場合がある。

本発明は、組合せオイルリングのサイドレールとスペーサエキスパンダの固着を防止することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、上下一対のサイドレールと、それらの間に配置するスペーサエキスパンダとを備え、前記スペーサエキスパンダは軸方向及び周方向に離間して周方向に交互に多数配置された上片及び下片と、隣接する上片と下片とを連結している連結片と、前記上片と下片の内周側端部に起立形成され、サイドレールを押圧するための耳部とを有している組合せオイルリングにおいて、
前記上片と下片の外周側端部は一段高く形成され、サイドレール支持部を形成しており、前記上片の上面と下片の下面における前記サイドレール支持部以外の部分に半径方向に延びる溝が形成され、前記溝は内周側端部で前記耳部に形成されている貫通孔に連通し、外周側端部で前記サイドレール支持部に面する空間部に連通していることを特徴とする。

前記上片の上面と下片の下面におけるサイドレール支持部にも半径方向に延びる溝が形成され、前記溝はサイドレール支持部の内外端で開口していることが好ましい。

前記溝が塑性加工で形成されていることが好ましい。

本発明によれば、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間の空間部が臨む耳部の貫通孔の大きさを、溝の分だけ、溝を形成しない平坦な場合に比べて大きく形成できるため、スペーサエキスパンダとサイドレールとの間の堆積物をスペーサエキスパンダの耳部の貫通孔から排出しやすくなり、堆積物によるサイドレールとスペーサエキスパンダとの固着を防止できる。

前記上片と下片の外周側端部が一段高く形成され、サイドレール支持部を形成している場合、サイドレール支持部以外の部分に形成されている溝は外周側で閉塞されておらず、サイドレール支持部に面する空間部に開口していることにより、開口からオイルが流入して外周側から内周側にオイルの流れができるため、堆積物が溜まりにくくなるとともに、堆積物を耳部の貫通孔から排出しやすくなり、堆積物によるサイドレールとスペーサエキスパンダとの固着を更に防止できる。また、同様に、サイドレール支持部に形成されている溝は半径方向に延び、サイドレール支持部の内外端に開口していることにより、外周端の開口からオイルが流入して外周側から内周側にオイルの流れができるため、堆積物が溜まりにくくなるとともに、堆積物を耳部の貫通孔から排出しやすくなり、堆積物によるサイドレールとスペーサエキスパンダとの固着を更に防止できる。

前記溝が塑性加工により形成されることにより、剛性に与える影響を低減できる。

本発明の一実施形態を示し、組合せオイルリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。 スペーサエキスパンダの一部分を示す斜視図である。 組合せオイルリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。 スペーサエキスパンダの一部分を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２に基づいて説明する。

図１において、シリンダ１内のピストン２の外周面３に形成されているオイルリング溝４に組合せオイルリング１０が装着されている。組合せオイルリング１０は３ピース形の鋼製組合せオイルリングであり、上下一対のサイドレール１１，１２と、それらの間に配置しているスペーサエキスパンダ１３とから構成されている。

サイドレール１１，１２は環状で合口を備えている板状レールである。

スペーサエキスパンダ１３（図１及び図２参照）は、軸方向に波形をなす周期要素が周方向に多数連なって構成されている。スペーサエキスパンダ１３は、水平な上片１４と下片１５とが軸方向及び周方向に離間して周方向に交互に多数配置し、隣接する上片１４と下片１５とが連結片１６で連結されている。上片１４と下片１５の外周側端部は内周側に対して一段高く形成され、サイドレール１１，１２の支持部１４ａ，１５ａを形成している。上片１４と下片１５の内周側端部には、サイドレール１１，１２を押圧するための耳部１７，１８がアーチ形状をなして起立形成され、耳部１７，１８の根元部に貫通孔１７ａ，１８ａを形成している。

スペーサエキスパンダ１３の上片１４の上面と下片１５の下面のうち、サイドレール支持部１４ａ，１５ａを除いた部分には半径方向に直線的に延びる溝１９，２０が形成されている。これらの溝１９，２０は上片１４と下片１５の所定部分が塑性加工によって断面円弧形に変形することによって形成されている。溝１９，２０は、内周側端部が耳部１７，１８の根元部の貫通孔１７ａ，１８ａに連通し、外周側端部はサイドレール支持部１４ａ，１５ａに面する空間部に開口している。２１，２２が開口である。溝１９，２０の断面形状は円弧形を示したが、特にこれに限ることはなく、この他例えば逆台形又はＶ字形などが使用される。溝１９，２０の幅寸法は上片１４や下片１５の周方向幅×１／４〜周方向幅×３／４とされるが、上記範囲に限定されるものではない。また、サイドレール１１，１２の面から溝底までの寸法は例えば０．０５〜０．６ｍｍ程度とされる。

スペーサエキスパンダ１３は、ピストン２のオイルリング溝４内に、両合口端部が突き合わされて縮められた状態で装着され、半径方向外方への拡張力を生じるようにされ、上下のサイドレール１１，１２を上下片１４，１５のサイドレール支持部１４ａ，１５ａで上下（軸方向）に離隔保持し、上下の耳部１７，１８が上下のサイドレール１１，１２の内周面をそれぞれ押圧することによって、各サイドレール１１，１２の外周面をシリンダ１の内壁に密着させる。このようにして、上下のサイドレール１１，１２の外周面がシリンダ１の内壁に押接され、シリンダ１の内壁のオイルを掻き取る。

本実施形態の組合せオイルリング１０は以上のように、スペーサエキスパンダ１３の上片１４と下片１５に溝１９，２０を形成することにより、耳部１７，１８の根元部に設けられてサイドレール１１，１２とスペーサエキスパンダ１３との間の空間部に臨んでいる貫通孔１７ａ，１８ａの大きさを、溝１９，２０の分だけ、溝を形成しない平坦な場合に比べて大きく形成できるため、スペーサエキスパンダ１３の上下片１４，１５とサイドレール１１，１２との間の堆積物をスペーサエキスパンダ１３の耳部１７，１８の貫通孔１７ａ，１８ａから排出しやすくなり、堆積物によるサイドレール１１，１２とスペーサエキスパンダ１３との固着を防止できる。

また、前記溝１９，２０が半径方向に延び、外周側で閉塞されておらず、サイドレール支持部１４ａ，１５ａに面する空間部に開口していることにより、図２の矢印で示されるように、開口２１，２２からオイルが流入して外周側から内周側にオイルの流れができるため、堆積物が溜まりにくくなるとともに、堆積物を耳部１７，１８の貫通孔１７ａ，１８ａから排出しやすくなり、堆積物によるサイドレール１１，１２とスペーサエキスパンダ１３との固着を更に防止できる。

図３〜図４は本発明の上記実施形態とは溝１９，２０の構成が次の点で相違している例を示している。

スペーサエキスパンダ１３のサイドレール支持部１４ａ，１５ａにも溝が形成されている。すなわち、スペーサエキスパンダ１３の上片１４の上面と下片１５の下面のうち、サイドレール支持部１４ａ，１５ａ以外の部分と、サイドレール支持部１４ａ，１５ａとに半径方向に直線的に延びる溝１９，２０が形成されている。溝１９，２０は、サイドレール支持部１４ａ，１５ａ以外の部分では、内周側端部が耳部１７，１８の根元部の貫通孔１７ａ，１８ａに連通し、外周側端部はサイドレール支持部１４ａ，１５ａまで延びて端部は開口しておらず、閉塞している。また、溝１９，２０は、サイドレール支持部１４ａ，１５ａでは、半径方向に延び、サイドレール支持部１４ａ，１５ａの内外端で開口している。

上記図３〜図４に示した例はサイドレール支持部１４ａ，１５ａ以外の部分の溝が外周側端部で開口しておらず、閉塞しているが、本発明の組合せオイルリングは、サイドレール支持部１４ａ，１５ａ以外の部分の溝がサイドレール支持部１４ａ，１５ａに面する空間部に開口するように構成される。したがって、前述した実施形態と同じ作用効果を奏し、更に、オイルが、図４の矢印で示されるように、サイドレール支持部１４ａ，１５ａに形成されている溝１９，２０部分の外周端の開口から流入して、外周側から内周側にオイルの流れができる。

以上の実施形態のスペーサエキスパンダ１３は塑性加工によって形成することができる。すなわち、板部材を塑性加工することによって、耳部１７，１８及び溝１９，２０やサイドレール支持部１４ａ，１５ａが形成された上下片１４，１５を有する軸方向波形のスペーサエキスパンダ１３を形成することができる。

１・・シリンダ、２・・ピストン、３・・ピストン外周面、４・・オイルリング溝、１０・・組合せオイルリング、１１，１２・・サイドレール、１３・・スペーサエキスパンダ、１４・・上片、１５・・下片、１４ａ，１５ａ・・サイドレール支持部、１６・・連結片、１７，１８・・耳部、１７ａ，１８ａ・・貫通孔、１９，２０・・溝、２１，２２・・開口。

Claims (4)

1. 上下一対のサイドレールと、それらの間に配置するスペーサエキスパンダとを備え、前記スペーサエキスパンダは軸方向及び周方向に離間して周方向に交互に多数配置された上片及び下片と、隣接する上片と下片とを連結している連結片と、前記上片と下片の内周側端部に起立形成され、サイドレールを押圧するための耳部とを有している組合せオイルリングにおいて、
   前記上片と下片の外周側端部は一段高く形成され、サイドレール支持部を形成しており、前記上片の上面と下片の下面における前記サイドレール支持部以外の部分に半径方向に延びる溝が形成され、前記溝は内周側端部で前記耳部に形成されている貫通孔に連通し、外周側端部で前記サイドレール支持部に面する空間部に連通していることを特徴とする組合せオイルリング。
2. 前記上片の上面と下片の下面におけるサイドレール支持部にも半径方向に延びる溝が形成され、前記溝はサイドレール支持部の内外端で開口していることを特徴とする請求項１記載の組合せオイルリング。
3. 前記溝は断面形状が円弧形、逆台形又はＶ字形であり、幅寸法が上片及び下片の周方向幅の１／４〜周方向幅の３／４、サイドレールの面から溝底までの寸法が０．０５〜０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の組合せオイルリング。
4. 前記溝が塑性加工で形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の組合せオイルリング。

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