JP6239964B2 - 組合せオイルコントロールリング - Google Patents
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Description
スペーサエキスパンダは、2.50 mm×0.25 mmの圧延帯材(SUS304材)からギアを利用した成形方法を用い、またサイドレールは、1.60 mm×0.40 mmの圧延帯材(SUS440B)からコイルイングにより、以下の寸法になるように成形した。作製した組合せオイルリングの寸法は、
呼び径:82.5 mm
エキスパンダ幅(h9):2.43 mm
エキスパンダ高さ(a9):2.5 mm
耳高さ(a10):1.2 mm
支持部幅(A):0.12 mm
中手部高さ(B):0.8 mm
サイドレール厚さ(a1):1.6 mm
であった。なお、張力値は23Nを目標値としてスペーサエキスパンダの展開長さを調整している。
次のオイル消費量の測定1に用いるエンジン用の、いわゆる、従来の組合せオイルリングを、比較例1として測定した。その寸法は、
呼び径:82.5 mm
エキスパンダ幅(h9):2.43 mm
エキスパンダ高さ(a9):2.5 mm
耳高さ(a10):0.5 mm
支持部幅(B):0.05 mm
中手部高さ(A):1.5 mm
サイドレール厚さ(a1):2.3 mm
であった。比較例1のスペーサエキスパンダの張力値も23Nであった。
実施例1及び比較例1の組合せオイルコントロールリングについて、排気量が2400 cm3の4気筒ガソリンエンジンを用いて、オイル消費量を測定した。試験条件は、6,500 rpm、全負荷(WOT:Wide Open Throttle)の条件とした。オイル消費量は、所定時間行った試験の前後のオイル量から算出した。ここで、実施例1のトップリング及びセカンドリングも、当該エンジン用として使用されていたリングを使用した。試験の結果は、比較例1のオイル消費量を100とすると、実施例1のオイル消費量は36で、約1/3に低減されていた。
実施例1と同じスペーサエキスパンダ用圧延帯材及びサイドレール用圧延帯材を用いて、表1に示す寸法になるような成形ギアを準備し、張力値が22Nとなるように、組合せオイルリングを作製した。これらの組合せオイルリングについて、実施例1と同様の条件でエンジン試験を行い、オイル消費量を測定した。それらの結果を、実施例1及び比較例1の結果も含め、表1に示す。
実施例5〜7、比較例4
実施例5〜7及び比較例4では、それぞれ、実施例1、3、4及び比較例2の組合せオイルリングと同じ寸法、形状の組合せオイルリングを用いて、また、上記オイル消費量の測定に用いたのと同じエンジンを使って、耐久試験を行い、ピストンのリング溝摩耗の測定を行った。耐久試験は、4気筒の各気筒に、それぞれ、実施例5〜7及び比較例4の組合せオイルリングを装着し、試験条件を6,500 rpm、全負荷(WOT:Wide Open Throttle)の条件で行った。もちろん、トップリング及びセカンドリングは、当該エンジン用として使用されていたリングを使用した。リング溝の溝摩耗量は、所定時間行う試験の前後の各気筒のピストンのオイルリング溝端部の軸方向幅の増加量によって評価した。その結果を表2に示す。
実施例8〜10、比較例5
実施例8では、実施例1の組合せオイルリングと同じ寸法、形状の組合せオイルリング、実施例9及び10では、支持部の軸方向幅(A)を、それぞれ0.10 mm及び0.08 mmとした以外は、実施例1の組合せオイルリングと同じ寸法、形状の組合せオイルリング、比較例5では、比較例1の組合せオイルリングと同じ寸法、形状の組合せオイルリングを用いて、また、上記オイル消費量の測定に用いたのと同じエンジンを使って、スラッジ堆積エンジン試験を行い、各組合せオイルリングへのスラッジ堆積量の測定を行った。もちろん、トップリング及びセカンドリングは、当該エンジン用として使用されていたリングを使用した。スラッジ堆積エンジン試験は、4気筒の各気筒に、それぞれ、実施例8〜10及び比較例5の組合せオイルリングを装着し、エンジンオイルには市場回収劣化オイルを用い、停止状態から最高出力回転数までの運転条件と、低温から高温までの油水温条件を連続的に繰り返すサイクリック運転を実施する条件で行った。スラッジ堆積量は、所定時間経過後のオイルリングに強固に付着しているスラッジのみとして、各オイルリングの試験前後の重量から算出した。ここで、強固に付着しているスラッジとは、ピストンから静かに取り出したオイルリングをアセトン中で一定時間超音波洗浄しても取れない(落ちない)スラッジとした。スラッジ堆積量の測定結果を、表3に、比較例5の結果を100とした相対値で示す。実施例8〜10の結果から、支持部の軸方向幅(A)が大きくなるほど、スラッジ堆積量が減少することが確認された。
実施例11及び12並びに比較例6及び7では、それぞれ、実施例1及び2並びに比較例1及び3の組合せオイルリングと同じ寸法、形状の組合せオイルリングを用いて、実施例8〜10及び比較例5で行ったのと同じスラッジ堆積エンジン試験を行い、各組合せオイルリングへのスラッジ堆積量の測定を行った。もちろん、トップリング及びセカンドリングは、当該エンジン用として使用されていたリングを使用した。スラッジ堆積量の測定結果を、表4に、比較例6の結果を100とした相対値で示す。ここで、支持部の軸方向幅(A)は、実施例11、12及び比較例7では0.12 mm、比較例6では0.05 mmである。
2.2 mm×0.275 mmのSUS304の圧延帯材に膜厚約6μmのNiめっきを施し、さらに、そのめっき帯材に500℃、1時間の熱処理を施した。この帯材からギアを利用した成形方法を用いてスペーサエキスパンダを成形し、またサイドレールは、1.50 mm×0.35 mmの圧延帯材(SWRH82A)からコイルイングにより、以下の寸法になるように成形した。作製した組合せオイルリングの寸法は、
呼び径:75.0 mm
エキスパンダ幅(h9):2.0 mm
エキスパンダ高さ(a9):2.2 mm
耳高さ(a10):1.1 mm
支持部幅(A):0.12 mm
中手部高さ(B):0.6 mm
サイドレール厚さ(a1):1.5 mm
であった。なお実施例15では、低張力化を目指し、張力値は9Nを目標値としてスペーサエキスパンダの展開長さを調整している。
次のオイル消費量の測定2に用いるエンジン用の、いわゆる従来の組合せオイルリングを、比較例8として測定した。その寸法は、
呼び径:75.0 mm
エキスパンダ幅(h9):2.0 mm
エキスパンダ高さ(a9):2.2 mm
耳高さ(a10):0.5 mm
支持部幅(A):0.05 mm
中手部高さ(B):1.2 mm
サイドレール厚さ(a1):2.0 mm
であった。なお、比較例8のスペーサエキスパンダも、Niめっき皮膜被覆帯材からギア成形で製造し、窒化処理を施したものであり、張力値は9Nに調整されたものである。
実施例13及び比較例8の組合せオイルコントロールリングについて、排気量が1500 cm3の4気筒ガソリンエンジンを用いて、オイル消費量を測定した。試験条件は、6,000 rpm、全負荷(WOT:Wide Open Throttle)の条件とした。ここで、実施例13のトップリング及びセカンドリングも、当該エンジン用として使用されていたリングを使用した。試験の結果は、比較例8のオイル消費量を100とすると、実施例13のオイル消費量は46で、1/2以下に低減されていた。
実施例14、比較例9
実施例14及び比較例9では、それぞれ、実施例13及び比較例8の組合せオイルリングと同じ寸法、形状の組合せオイルリングを用い、また、実施例13及び比較例8の組合せオイルリングのオイル消費量の測定に用いたのと同じエンジンを使って、スラッジ堆積エンジン試験を行い、組合せオイルリングへのスラッジ堆積量の測定を行った。スラッジ堆積エンジン試験の条件は、実施例8〜12、比較例5〜7で行ったスラッジ堆積エンジン試験の条件と同じとした。なお、トップリング及びセカンドリングは、当該エンジン用として使用されていたリングを使用した。スラッジ堆積量の測定結果は、比較例9の結果を100とすると、実施例14のスラッジ堆積量は35で、約1/3に低減されていた。
2 サイドレール
3 スペーサエキスパンダ
4 耳部
5 支持部
6 中手部
10 従来の組合せオイルコントロールリング
20 従来のサイドレール
30 従来のスペーサエキスパンダ
Claims (6)
- 合口を有する一対の円環状のサイドレールと、それらの間に介在し内周部に前記サイドレールの内周面を押圧する耳部を有する軸方向波形形状のスペーサエキスパンダよりなる組合せオイルコントロールリングであって、前記スペーサエキスパンダの外周部に前記サイドレールを支持するための軸方向に突出する支持部を有し、前記サイドレールの厚さ(a1)が前記スペーサエキスパンダのエキスパンダ高さ(a9)の50〜90%であり、前記耳部と前記支持部の間の中手部の高さ(B)が前記エキスパンダ高さ(a 9 )の45%以下であることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
- 合口を有する一対の円環状のサイドレールと、それらの間に介在し内周部に前記サイドレールの内周面を押圧する耳部を有する軸方向波形形状のスペーサエキスパンダよりなる組合せオイルコントロールリングであって、前記スペーサエキスパンダの外周部に前記サイドレールを支持するための軸方向に突出する支持部を有し、前記スペーサエキスパンダの前記耳部の耳高さ(a10)が前記スペーサエキスパンダのエキスパンダ高さ(a9)の23〜60%であり、前記耳部と前記支持部の間の中手部の高さ(B)が前記エキスパンダ高さ(a 9 )の45%以下であることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
- 請求項1又は2に記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記支持部の軸方向幅(A)が0.07 mm以上であることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記スペーサエキスパンダ及び/又は前記サイドレールにNiめっき皮膜が形成されていることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記耳部のサイドレール押圧面に窒化層が形成されていることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
- 請求項5に記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記窒化層が形成された部分を除く前記スペーサエキスパンダの全面にNiめっき皮膜が形成されていることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
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