JP6762657B2 - side rail - Google Patents
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Description
本発明は、円環状のスペーサエキスパンダーに組み合わされて該スペーサエキスパンダーとともに内燃機関用の組合せオイルリングを構成するサイドレールに関する。 The present invention relates to a side rail that is combined with an annular spacer expander to form a combined oil ring for an internal combustion engine together with the spacer expander.
レシプロエンジン(往復動内燃機関)のピストンには、燃焼ガスをシールするためのコンプレッションリングに加えて、シリンダ内面のオイルを制御するためのオイルリングが装着されている。このようなオイルリングとしては、円環状のスペーサエキスパンダーに1つまたは一対のサイドレールを組み合わせて構成される組合せオイルリングが多く用いられている。 In addition to the compression ring for sealing the combustion gas, the piston of the reciprocating engine (reciprocating internal combustion engine) is equipped with an oil ring for controlling the oil on the inner surface of the cylinder. As such an oil ring, a combination oil ring formed by combining an annular spacer expander with one or a pair of side rails is often used.
組合せオイルリングに用いられるサイドレールは合口を備えた割りリング形状に形成されており、スペーサエキスパンダーにより径を拡大させるように付勢されてその外周面においてシリンダ内面に所定の接触圧力(面圧)で接触する。そして、エンジンが作動してピストンが往復動すると、サイドレールはその外周面においてシリンダ内面上を摺動して、シリンダ内面に適切な厚みの油膜を形成するとともにシリンダ内面に付着した余分なオイルをクランク室側に向けて掻き落としてオイル上がりを防止する。 The side rail used for the combination oil ring is formed in the shape of a split ring with a joint, and is urged by a spacer expander to increase the diameter, and a predetermined contact pressure (surface pressure) is applied to the inner surface of the cylinder on the outer peripheral surface thereof. Contact with. Then, when the engine operates and the piston reciprocates, the side rail slides on the inner surface of the cylinder on the outer peripheral surface thereof to form an oil film of an appropriate thickness on the inner surface of the cylinder and remove excess oil adhering to the inner surface of the cylinder. Scratch it toward the crank chamber side to prevent oil from rising.
近年、低燃費や低オイル消費などの市場要求による内燃機関用エンジンの性能向上に伴い、組合せオイルリングにも、ピストン上昇行程(圧縮行程および排気行程)時のオイル掻きあげ作用の制御やピストン下降行程(吸入行程および燃焼行程)時のオイル掻き落とし作用の増幅により、シリンダ内面に対するフリクションを低減させつつオイル消費量を低減させ得る性能を有したものが求められている。そして、このような要求に対応するために、径方向外側を向く外周面を種々の形状としたサイドレールが提案されている。 In recent years, as the performance of internal combustion engine engines has improved due to market demands such as low fuel consumption and low oil consumption, the combined oil ring also controls the oil scraping action during the piston ascending stroke (compression stroke and exhaust stroke) and piston lowering. By amplifying the oil scraping action during the stroke (suction stroke and combustion stroke), there is a demand for a product having the ability to reduce oil consumption while reducing friction with respect to the inner surface of the cylinder. Then, in order to meet such a demand, side rails having various shapes on the outer peripheral surface facing outward in the radial direction have been proposed.
例えば特許文献1には、径方向外側を向く外周面を、軸方向中心位置に頂点を有するとともに径方向外側に突出する湾曲面形状に形成するようにしたサイドレールが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a side rail having an outer peripheral surface facing outward in the radial direction formed into a curved surface shape having an apex at the center position in the axial direction and protruding outward in the radial direction.
また、一般的に、外周面のシリンダ内面への当り幅を小さくすればサイドレールのシリンダ内面に対するフリクションが低減することが知られており、当該当り幅を小さくするために、サイドレールの外周面を微小な形状変化を有する上下(表裏)非対称形状に形成することが行われている。 Further, it is generally known that the friction of the side rail with respect to the cylinder inner surface is reduced by reducing the contact width of the outer peripheral surface with the cylinder inner surface. In order to reduce the contact width, the outer peripheral surface of the side rail is generally known. Is formed into a vertically (front and back) asymmetrical shape having a slight shape change.
例えば特許文献2には、外周面を、外周頂点部を含むとともに軸方向について非対称形状となる非対称領域を有するとともに、当該非対称領域を挟んだ軸方向の両側に軸方向について互いに対称となる一対の対称領域を有する構成としたサイドレールが記載されている。
For example, in
しかしながら、上記のように外周面が微小な形状変化で上下非対称の形状に形成されていると、サイドレールの上下(表裏)の方向性の判別が困難であり、このサイドレールの製造時やピストンのリング溝への組み付け作業時等においてサイドレールが誤った姿勢で組み付けられるおそれがあるという問題点があった。 However, if the outer peripheral surface is formed in a vertically asymmetrical shape due to a slight change in shape as described above, it is difficult to determine the vertical direction (front and back) of the side rail, and it is difficult to determine the directionality of the side rail during manufacturing or the piston. There is a problem that the side rail may be assembled in an incorrect posture during the assembling work to the ring groove.
本発明は、このような点を解決することを課題とするものであり、その目的は、上下の方向性の判別が容易なサイドレールを提供することにある。 An object of the present invention is to solve such a point, and an object of the present invention is to provide a side rail which can easily determine the vertical direction.
本発明のサイドレールは、合口を備えた割りリング形状に形成され、円環状のスペーサエキスパンダーに組み合わされて該スペーサエキスパンダーとともに内燃機関用の組合せオイルリングを構成するサイドレールであって、径方向外側を向く外周面と、径方向内側を向く内周面と、軸方向の一方側を向く第1の軸方向側面と、軸方向の他方側を向くとともに前記第1の軸方向側面と平行な第2の軸方向側面とを有し、前記外周面と前記第2の軸方向側面との間に面取り部を有し、前記外周面から前記第2の軸方向側面の径方向外側端までの径方向距離が、前記外周面から前記第1の軸方向側面の径方向外側端までの径方向距離よりも大きくなっており、前記面取り部が、前記第1の軸方向側面から前記第2の軸方向側面に向けて軸方向に0.05mm以上離れた前記外周面上の位置を起点として前記第2の軸方向側面の側に向けて徐々に縮径するテーパ面により形成され、前記テーパ面が、第1のテーパ面部と、該第1のテーパ面部と前記外周面との間に設けられ、前記第1のテーパ面部よりも軸方向に対する傾斜角度が小さい第2のテーパ面部と、を有することを特徴とする。
The side rail of the present invention is a side rail formed in a split ring shape having a joint, combined with an annular spacer expander to form a combined oil ring for an internal combustion engine together with the spacer expander, and is a radial outer side. The outer peripheral surface facing inward, the inner peripheral surface facing inward in the radial direction, the first axial side surface facing one side in the axial direction, and the first axial side surface facing the other side in the axial direction and parallel to the first axial side surface. It has two axial side surfaces, has a chamfered portion between the outer peripheral surface and the second axial side surface , and has a diameter from the outer peripheral surface to the radial outer end of the second axial side surface. The directional distance is larger than the radial distance from the outer peripheral surface to the radial outer end of the first axial side surface, and the chamfered portion is formed from the first axial side surface to the second shaft. The tapered surface is formed by a tapered surface whose diameter is gradually reduced toward the side of the second axial side surface starting from a position on the outer peripheral surface which is 0.05 mm or more in the axial direction toward the directional side surface. It has a first tapered surface portion, and a second tapered surface portion provided between the first tapered surface portion and the outer peripheral surface and having a smaller inclination angle with respect to the axial direction than the first tapered surface portion. It is characterized by.
なお、上記構成において、「合口部を備えた割りリング形状」とは、オイルリング本体が、その周方向の一部分において切断されて当該切断部分が合口部となったC字形状に形成されていることを意味する。また、「軸方向」とは、割リング形状のサイドレールの軸心に沿う方向を意味する。 In the above configuration, the "split ring shape provided with the abutment portion" is formed in a C shape in which the oil ring main body is cut at a part in the circumferential direction and the cut portion is a abutment portion. Means that. Further, the "axial direction" means a direction along the axial center of the split ring-shaped side rail.
本発明は、上記構成において、前記第1のテーパ面部と前記第2のテーパ面部とが曲面状のテーパ面副部によって滑らかに繋げられているのが好ましい。 In the present invention, in the above configuration, it is preferable that the first tapered surface portion and the second tapered surface portion are smoothly connected by a curved tapered surface sub-section.
本発明は、上記構成において、前記外周面と前記第2のテーパ面部とを合わせた領域を外周面領域としたときに、該外周面領域を軸方向に挟むように設けられた、前記テーパ面副部の領域及び前記外周面と前記第1の軸方向側面との間に設けられる曲面形状の外周下端面の領域とが、前記第1の軸方向側面と前記第2の軸方向側面との軸方向中間位置を通る仮想面を基準として互いに非対称形状であるのが好ましい。 In the above configuration, the tapered surface is provided so as to sandwich the outer peripheral surface region in the axial direction when the region where the outer peripheral surface and the second tapered surface portion are combined is defined as the outer peripheral surface region. The region of the sub-part and the region of the outer peripheral lower end surface of the curved shape provided between the outer peripheral surface and the first axial side surface are the first axial side surface and the second axial side surface. It is preferable that the shapes are asymmetrical with respect to the virtual surface passing through the intermediate position in the axial direction.
本発明は、上記構成において、前記第1のテーパ面部が曲面状に形成されているのが好ましい。 In the present invention, in the above configuration, it is preferable that the first tapered surface portion is formed in a curved surface shape.
本発明によれば、外周面と第2の軸方向側面との間に視認性のある面取り部が設けられるので、サイドレールが上下(表裏)の方向性を有していても、その製造時やピストンのリング溝への組み付け作業時等において面取り部を目視することで、サイドレールの上下を容易に判別することができる。 According to the present invention, since a chamfered portion having visibility is provided between the outer peripheral surface and the second axial side surface, even if the side rail has vertical (front and back) directions, it is manufactured at the time of manufacturing. The top and bottom of the side rail can be easily discriminated by visually observing the chamfered portion when assembling the piston to the ring groove.
このように、本発明によれば、上下の方向性の判別が容易なサイドレールを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a side rail that makes it easy to determine the vertical direction.
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に例示説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の一実施の形態であるサイドレール1は、スペーサエキスパンダー2とともに組合せオイルリング(オイルコントロールリング)3を構成する。図示する場合では、組合せオイルリング3は、スペーサエキスパンダー2の軸方向の両側に一対のサイドレール1を組み合わせた3ピースタイプとなっており、図2に示すように、ガソリンエンジンなどの往復動内燃機関のピストン4の外周面に形成されたリング溝4aに装着して使用される。
As shown in FIG. 1, the side rail 1 according to the embodiment of the present invention constitutes a combination oil ring (oil control ring) 3 together with the spacer expander 2. In the case shown in the figure, the
組合せオイルリング3は、スペーサエキスパンダー2に1つのサイドレール1のみを組み合わせた2ピースタイプとすることもできる。
The
スペーサエキスパンダー2は鋼材により径方向内外方向に向けて弾性変形自在な円環状に形成されており、縮径方向に弾性変形した状態でピストン4のリング溝4aに装着されてサイドレール1を径方向外側および軸方向外側に向けて拡径させるように付勢する。
The
発明の一実施の形態である一対のサイドレール1は互いに同一の構成を有するものであり、図3に示すように、長尺で平板状の鋼材(スチール材)を曲げることにより、合口10を備えた割リング形状に形成されている。つまり、サイドレール1は、その周方向の一部分が切断されて当該切断部分が合口10となったC字形状に形成されている。サイドレール1は、合口10の間隔を周方向に拡大させるように弾性変形して、径方向外側に向けて拡径することができる。
The pair of side rails 1 according to the embodiment of the invention have the same configuration as each other, and as shown in FIG. 3, the
図4に示すように、このサイドレール1は、軸方向の一方側(図中下側)を向く第1の軸方向側面11、軸方向の他方側(図中上側)を向く第2の軸方向側面12、径方向内側を向く内周面13および径方向外側を向く外周面14を備えており、その周方向に垂直な断面形状は全周に亘って略一様となっている。なお、「軸方向」とは、割リング形状のサイドレール1の軸心に沿う方向である。
As shown in FIG. 4, the side rail 1 has a first
第1の軸方向側面11は軸方向に垂直な平坦面に形成されている。図2に示すように、第1の軸方向側面11は、このサイドレール1を用いた組合せオイルリング3がピストン4に装着された状態においてエンジンのクランク室側に向けられる。
The first
図4に示すように、第2の軸方向側面12は軸方向に垂直つまり第1の軸方向側面11に平行な平坦面に形成されている。図2に示すように、第2の軸方向側面12は、このサイドレール1を用いた組合せオイルリング3がピストン4に装着された状態においてエンジンの燃焼室側に向けられる。
As shown in FIG. 4, the second
なお、図示する場合では、サイドレール1の一対の軸方向側面11、12の軸方向間隔つまりサイドレール1の軸方向厚み(レール幅)Wは0.35mm、内周面13と外周面14との間隔つまり径方向長さLは1.52mmとなっている。
In the case of illustration, the axial distance between the pair of
図4に示すように、サイドレール1の内周面13は軸方向中心位置に頂点を有する湾曲面形状(バレルフェース)に形成されている。図2に示すように、サイドレール1の内周面13は、サイドレール1を用いた組合せオイルリング3がピストン4に装着された状態においてスペーサエキスパンダー2の座面2aに当接する。
As shown in FIG. 4, the inner
なお、内周面13は、上記形状に限らず、例えば軸方向に平行な円筒面形状など種々の形状を採用することができる。
The inner
図4に示すように、サイドレール1の外周面14は軸方向に平行な円筒面形状に形成されている。図2に示すように、サイドレール1は、この外周面14においてシリンダ内面20に接する。
As shown in FIG. 4, the outer
このサイドレール1では、外周面14の軸方向の両端部のうち一方側の端部に面取り部30が設けられている。つまり、外周面14と第2の軸方向側面12との間に面取り部30が設けられている。なお、外周面14と第1の軸方向側面11との間は面取り部が設けられない形状に形成されてもよいが、丸みを帯びたR形状に形成されてもよく、この場合、R形状は面取り部30よりも径方向幅および軸方向幅が小さく形成される。
In the side rail 1, a chamfered
面取り部30は、第1の軸方向側面11から第2の軸方向側面12に向けた軸方向距離Bが0.05mm以上となる外周面14上の位置、つまり第1の軸方向側面11から第2の軸方向側面12に向けて軸方向に0.05mm以上離れた外周面14上の位置を起点とし、該起点から第2の軸方向側面12の側に向けて徐々に縮径しながら第2の軸方向側面12にまで延びるテーパ面30aにより形成されている。
The chamfered
なお、面取り部30の起点となる軸方向距離Bは、より好ましくは0.10mm以上に設定される。
The axial distance B, which is the starting point of the chamfered
図4に示すように、面取り部30を構成するテーパ面30aは、軸方向に対して角度θ1で傾斜する第1のテーパ面部30a1と、第1のテーパ面部30a1と外周面14との間に設けられて第1のテーパ面部30a1よりも小さい角度θ2で軸方向に対して傾斜する第2のテーパ面部30a2とを有して構成されている。
As shown in FIG. 4, the
なお、図示する場合では、第1のテーパ面部30a1及び第2のテーパ面部30a2は、何れも、直線的に縮径する形状(円錐面形状)つまり線形テーパ面に形成されている。この場合、第1のテーパ面部30a1は、軸方向に対して成す角度θ1を10°より大きく設定するのが好ましく、より好ましくは30°以上である。 In the case shown in the drawing, both the first tapered surface portion 30a1 and the second tapered surface portion 30a2 are formed in a shape (conical surface shape) that linearly reduces the diameter, that is, a linear tapered surface. In this case, the angle θ1 formed by the first tapered surface portion 30a1 with respect to the axial direction is preferably set to be larger than 10 °, more preferably 30 ° or more.
また、面取り部30つまりテーパ面30aの径方向長さTは0.05mm以上とするのが好ましい。
Further, the length T of the chamfered
このように、本発明のサイドレール1では、外周面14の軸方向の両端部のうち一方側の端部に視認性のある面取り部30を設けるようにしたので、面取り部30を設けることによりサイドレールが上下(表裏)の方向性を有することになっても、このサイドレール1の製造時やピストンのリング溝への組み付け作業時等において面取り部30を目視することで、サイドレール1の上下を容易に判別することができる。したがって、当該作業時においてサイドレール1が誤った姿勢に誤組みされることを防止することができる。
As described above, in the side rail 1 of the present invention, the chamfered
また、面取り部30を構成するテーパ面30aを、第1のテーパ面部30a1と、第1のテーパ面部30a1よりも小さい角度θ2で軸方向に対して傾斜する第2のテーパ面部30a2とを有する構成とすることにより、面取り部30の径方向長さTを確保してその視認性を高めつつ、第2のテーパ面部30a2により外周面14に対する入射角度を低減させることができる。これにより、面取り部30にシリンダ内面20に対する外周面14のエッジによるオイル掻き上げを防止させてオイル消費を低減させることができる。
Further, the
図5に示すように、面取り部30を構成するテーパ面30aは、第1のテーパ面部30a1と第2のテーパ面部30a2との間に曲面状のテーパ面副部30a3を設け、このテーパ面副部30a3によって第1のテーパ面部30a1と第2のテーパ面部30a2とを滑らかに繋げた構成とすることもできる。この場合、テーパ面副部30a3は、一定の曲率半径を有する曲面状とするのが好ましいが、曲率半径が徐々に変化する曲面状とすることもできる。
As shown in FIG. 5, the
このように、面取り部30を構成するテーパ面30aを、第1のテーパ面部30a1と第2のテーパ面部30a2との間に曲面状のテーパ面副部30a3を設けた構成とすることにより、外周面14のエッジによるオイル掻き上げをさらに効果的に防止させてオイル消費をさらに低減させることができる。
In this way, the
また、図6に示すように、面取り部30の第1のテーパ面部30a1は曲面状形成することもできる。この場合においても、第1のテーパ面部30a1は一定の曲率半径を有する曲面状とするのが好ましいが、曲率半径が徐々に変化する曲面状とすることもできる。
Further, as shown in FIG. 6, the first tapered surface portion 30a1 of the chamfered
このように、面取り部30を曲面状の第1のテーパ面部30a1を有する構成とすることにより、面取り部30をより視認し易くして、このサイドレール1の上下判別をさらに容易にすることができる。
In this way, by configuring the chamfered
なお、図6に示す場合では、第1のテーパ面部30a1と第2のテーパ面部30a2との間にテーパ面副部30a3は設けられていないが、第1のテーパ面部30a1と第2のテーパ面部30a2との間にテーパ面副部30a3を設けた構成とすることもできる。 In the case shown in FIG. 6, the tapered surface sub-section 30a3 is not provided between the first tapered surface portion 30a1 and the second tapered surface portion 30a2, but the first tapered surface portion 30a1 and the second tapered surface portion 30a1 are provided. It is also possible to provide a tapered surface auxiliary portion 30a3 between the 30a2 and the 30a2.
図5に示すように、面取り部30のうち径方向外側を向く第2のテーパ面部30a2と外周面14とを合わせた領域を外周面領域A1とすると、サイドレール1の上下判別を容易にするためには、この外周面領域A1を軸方向に挟む2つの領域、すなわちテーパ面副部30a3の領域A2と、外周面14と第1の軸方向側面11との間に設けられる曲面形状の外周下端面15の領域A3とが、第1の軸方向側面11と第2の軸方向側面12との軸方向中間位置を通る仮想面Sを基準として互いに非対称形状であるのが好ましい。
As shown in FIG. 5, if the area of the chamfered
この場合、サイドレール1の外周面領域A1は、軸方向について非対称形状に形成するのが好ましい。詳細は図示しないが、この非対称形状としては、その軸方向の中心を通る線を第1中間線とし、縦断面における外周面の輪郭曲線がトレースされた外周先端部において、外周頂点から径方向の内周側に向かい距離3μmの位置における輪郭曲線上の2つの位置のうちエンジンの燃焼室側の位置を位置a1、エンジンの燃焼室から離れる側の位置を位置b1とし、それら位置a1と位置b1との間の線分の長さをL1とし、その長さL1の線分の中間線を第2中間線としたとき、第2中間線は、第1中間線よりもエンジンの燃焼室から離れる側に位置しかつサイドレール1の外周頂点は、第2中間線上か、または第2中間線よりもエンジンの燃焼室から離れる側に位置し、縦断面における外周面の輪郭曲線は、径方向の内周側位置に軸方向両端側を一対とする対称形状が存在するよう、サイドレール1の外周頂点から径方向の内周側に向かって少なくとも0.025mmまでトレースされていて、サイドレール1の外周先端部における非対称形状の輪郭曲線を、径方向の内周側に向かい外周頂点と外周頂点から距離1.5μmで挟まれる曲線部分と径方向の内周側に向かい外周頂点から距離1.5μmと距離3.0μmで挟まれる輪郭部分に区分したとき、シリンダのエンジンの燃焼室側から第1輪郭区分、第2輪郭区分、および第3輪郭区分とし、第1輪郭区分は第2輪郭区分のエンジンの燃焼室側の第1端部を始点として直線形状または2次曲線形状の一部に設けられ、第2輪郭区分はその中途に外周頂点が存在し、弧状に設けられ、第3輪郭区分は、第2輪郭区分のエンジンの燃焼室から離れる側の第2端部を始点とし2次曲線形状の一部となるように設けられ、サイドレール1の外周面のうち非対称部分の表面粗さは0.6μmRp以下であり、輪郭曲線における外周先端部のうち、位置a1と位置b1との間の線分に直交する径方向の線であって外周頂点を通る線で分割された線分L1の位置a1側の長さをL2、位置b1側の長さをL3とし、さらに径方向の内周側に向かい距離1.5μmにおける輪郭曲線上の2つの位置においてエンジンの燃焼室側の位置を位置a2、エンジンの燃焼室から離れる側の位置を位置b2とし、位置a2と位置b2との間の線分の長さをL4としたとき、0.05mm≦L1≦0.15mm、L2/L1≧0.5、L3/L1≦0.74の条件を満たし、位置a1と位置a2を通る第1直線とシリンダの軸方向とがなす角度を角度θ3としたとき、2度≦θ3≦7度の条件を満たし、位置b1と前記位置b2を通る第2直線とシリンダの軸方向とがなす角度を角度θ4としたとき、9度≦θ4の条件を満たす形状とすることができる。 In this case, the outer peripheral surface region A1 of the side rail 1 is preferably formed in an asymmetrical shape in the axial direction. Although details are not shown, in this asymmetric shape, the line passing through the center in the axial direction is set as the first intermediate line, and the contour curve of the outer peripheral surface in the vertical cross section is traced in the outer peripheral tip portion in the radial direction from the outer peripheral apex. Of the two positions on the contour curve at a position with a distance of 3 μm toward the inner peripheral side, the position on the combustion chamber side of the engine is defined as position a1, the position on the side away from the combustion chamber of the engine is defined as position b1, and those positions a1 and b1 When the length of the line between and is L1 and the middle line of the line of the length L1 is the second middle line, the second middle line is farther from the combustion chamber of the engine than the first middle line. The outer peripheral apex of the side rail 1 located on the side is located on the second intermediate line or on the side away from the combustion chamber of the engine from the second intermediate line, and the contour curve of the outer peripheral surface in the vertical cross section is in the radial direction. The side rail 1 is traced from the outer peripheral apex to the inner peripheral side in the radial direction to at least 0.025 mm so that a symmetrical shape having a pair of both ends in the axial direction exists at the inner peripheral side position. The asymmetrical contour curve at the tip of the outer circumference is sandwiched between the outer peripheral apex and the outer peripheral apex at a distance of 1.5 μm toward the inner peripheral side in the radial direction. When it is divided into contour parts sandwiched by a distance of 3.0 μm, the first contour division, the second contour division, and the third contour division are set from the combustion chamber side of the engine of the cylinder, and the first contour division is the second contour division. The second contour division is provided in a part of a linear shape or a quadratic curve shape starting from the first end on the combustion chamber side of the engine, and the second contour division has an outer peripheral apex in the middle and is provided in an arc shape. Is provided so as to be a part of the quadratic curve shape starting from the second end portion on the side away from the combustion chamber of the engine of the second contour division, and the surface roughness of the asymmetric portion of the outer peripheral surface of the side rail 1. Is 0.6 μmRp or less, and among the outer peripheral tip portions in the contour curve, a line segment L1 which is a radial line orthogonal to the line segment between the position a1 and the position b1 and is divided by a line passing through the outer peripheral apex. The length on the position a1 side is L2, the length on the position b1 side is L3, and the positions on the combustion chamber side of the engine are set at two positions on the contour curve at a distance of 1.5 μm toward the inner peripheral side in the radial direction. When the position a2 and the position away from the combustion chamber of the engine are set to the position b2 and the length of the line between the position a2 and the position b2 is L4, 0.05 mm ≦ L1 ≦ 0.15 mm, L2 / L1 Satisfy the conditions of ≧ 0.5 and L3 / L1 ≦ 0.74, and pass through position a1 and position a2. When the angle formed by the first straight line and the axial direction of the cylinder is an angle θ3, the condition of 2 degrees ≤ θ3 ≤ 7 degrees is satisfied, and the position b1 and the second straight line passing through the position b2 and the axial direction of the cylinder are When the angle formed is the angle θ4, the shape can satisfy the condition of 9 degrees ≤ θ4.
または、サイドレール1の外周面領域A1の非対称形状としては、そのセグメント幅の中心を通る線を第1中間線とし、縦断面における外周面の輪郭曲線がトレースされた外周先端部において、外周頂点から径方向の内周側に向かい距離3μmの位置における輪郭曲線上の2つの位置のうちエンジンの燃焼室側の位置を位置a1、エンジンの燃焼室から離れる側の位置を位置b1とし、それら位置a1と位置b1との間の線分の長さをL1とし、その長さL1の線分の中間線を第2中間線としたとき、第2中間線は、第1中間線よりもエンジンの燃焼室から離れる側に位置しかつサイドレール1の外周頂点は、第2中間線上か、または第2中間線よりもエンジンの燃焼室から離れる側に位置し、縦断面における外周面の輪郭曲線は、径方向の内周側位置に軸方向両端側を一対とする対称形状が存在するよう、サイドレール1の外周頂点から径方向の内周側に向かって少なくとも0.025mmまでトレースされていて、サードレール1の外周先端部における非対称形状の輪郭曲線を、径方向の内周側に向かい外周頂点と外周頂点から距離1.5μmで挟まれる曲線部分とセグメント径方向の内周側に向かい外周頂点から距離1.5μmと距離3.0μmで挟まれる輪郭部分に区分したとき、シリンダのエンジンの燃焼室側から第1輪郭区分、第2輪郭区分、および第3輪郭区分とし、第1輪郭区分は第2輪郭区分のエンジンの燃焼室側の第1端部を始点として直線形状または2次曲線形状の一部に設けられ、第2輪郭区分はその中途に平坦部を有し、平坦部の軸方向のエンジンの燃焼室側の端部から直線形状または2次曲線形状の一部からなり第1輪郭区分に連続した形状であり、平坦部の軸方向のエンジンの燃焼室から離れる側の端部から2次曲線形状の一部からなり第3輪郭区分に連続した形状で設けられ、第3輪郭区分は、第2端部に連続する2次曲線形状の一部となるように設けられ、サイドレール1の外周面のうち非対称部分の表面粗さは0.6μmRp以下であり、サイドレール1の外周面の輪郭曲線における外周先端部のうち、位置a1と位置b1との間の線分に直交する径方向の線であって外周頂点を通る線で分割された線分L1の位置a1側の長さをL2、位置b1側の長さをL3とし、さらに径方向の内周側に向かい距離1.5μmにおける輪郭曲線上の2つの位置においてエンジンの燃焼室側の位置を位置a2、エンジンの燃焼室から離れる側の位置を位置b2とし、位置a2と位置b2との間の線分の長さをL4としたときおよび第2輪郭区分の平坦部の軸方向長さをL5としたとき、0.05mm≦L1≦0.15mm、L2/L1≧0.5、L4/L1≦0.76、0<L5≦0.05mmの条件を満たし、位置a1と位置a2を通る第1直線とシリンダの軸方向とがなす角度を角度θ3としたとき、3度≦θ3≦6度の条件を満たし、位置b1と位置b2を通る第2直線とシリンダの軸方向とがなす角度を角度θ4としたとき、9度≦θ4の条件を満たす形状とすることができる。 Alternatively, as the asymmetric shape of the outer peripheral surface region A1 of the side rail 1, the line passing through the center of the segment width is set as the first intermediate line, and the outer peripheral apex at the outer peripheral tip portion where the contour curve of the outer peripheral surface in the vertical cross section is traced. Of the two positions on the contour curve at a position with a distance of 3 μm toward the inner peripheral side in the radial direction, the position on the combustion chamber side of the engine is defined as position a1, and the position on the side away from the combustion chamber of the engine is defined as position b1. When the length of the line segment between a1 and the position b1 is L1 and the intermediate line of the line segment of the length L1 is the second intermediate line, the second intermediate line is more of the engine than the first intermediate line. The outer peripheral apex of the side rail 1 is located on the side away from the combustion chamber and is located on the second intermediate line or on the side away from the combustion chamber of the engine from the second intermediate line, and the contour curve of the outer peripheral surface in the vertical cross section is , At least 0.025 mm is traced from the outer peripheral apex of the side rail 1 toward the inner peripheral side in the radial direction so that there is a symmetrical shape with both ends in the axial direction at the inner peripheral side position in the radial direction. The asymmetrical contour curve at the outer peripheral tip of the third rail 1 is oriented toward the inner peripheral side in the radial direction and is sandwiched between the outer peripheral apex and the outer peripheral apex at a distance of 1.5 μm and the outer peripheral apex toward the inner peripheral side in the segment radial direction. When divided into contour parts sandwiched between a distance of 1.5 μm and a distance of 3.0 μm, the first contour division, the second contour division, and the third contour division are set from the combustion chamber side of the engine of the cylinder, and the first contour division is The second contour division is provided on a part of a linear shape or a quadratic curved shape starting from the first end portion on the combustion chamber side of the engine of the second contour division, and the second contour division has a flat portion in the middle thereof and the shaft of the flat portion. It consists of a part of a straight line shape or a quadratic curve shape from the end on the combustion chamber side of the engine in the direction, and has a shape continuous with the first contour division, and the end on the side away from the combustion chamber of the engine in the axial direction of the flat part. It is composed of a part of the quadratic curve shape and is provided in a shape continuous with the third contour division, and the third contour division is provided so as to be a part of the quadratic curve shape continuous with the second end portion. The surface roughness of the asymmetrical portion of the outer peripheral surface of the rail 1 is 0.6 μmRp or less, and is orthogonal to the line segment between the position a1 and the position b1 of the outer peripheral tip portion in the contour curve of the outer peripheral surface of the side rail 1. The length of the line segment L1 that is a radial line and is divided by the line passing through the outer peripheral apex is L2 on the position a1 side, L3 is the length on the position b1 side, and the distance is further toward the inner peripheral side in the radial direction. Positions on the combustion chamber side of the engine at two positions on the contour curve at 1.5 μm Is the position a2, the position away from the combustion chamber of the engine is the position b2, the length of the line segment between the position a2 and the position b2 is L4, and the axial length of the flat portion of the second contour division. Is L5, the conditions of 0.05 mm ≦ L1 ≦ 0.15 mm, L2 / L1 ≧ 0.5, L4 / L1 ≦ 0.76, and 0 <L5 ≦ 0.05 mm are satisfied, and the positions a1 and a2 are set. When the angle formed by the first straight line passing through and the axial direction of the cylinder is an angle θ3, the condition of 3 degrees ≤ θ3 ≤ 6 degrees is satisfied, and the second straight line passing through the position b1 and the position b2 and the axial direction of the cylinder form. When the angle is the angle θ4, the shape can satisfy the condition of 9 degrees ≤ θ4.
外周面領域A1をこのような形状としつつテーパ面副部30a3の領域A2と外周下端面15の領域A3とを第1の軸方向側面11と第2の軸方向側面12との軸方向中間位置を通る仮想面Sを基準として互いに非対称形状とすることにより、オイル消費量を低減しつつサイドレール1の上下判別をさらに容易にすることができる。
While the outer peripheral surface region A1 has such a shape, the region A2 of the tapered surface auxiliary portion 30a3 and the region A3 of the outer peripheral
詳細は図示しないが、少なくとも外周面14と面取り部30つまりテーパ面30aの表面に硬質皮膜(硬質層)を設けた構成とすることもできる。硬質皮膜としては、例えば窒化処理層、PVD処理層、硬質クロムめっき処理層およびDLC層のうちの少なくとも何れか1種の層を備えた構成を採用することができる。
Although details are not shown, a hard film (hard layer) may be provided on at least the outer
なお、「PVD処理層」とは「物理気相成長(Physical Vapor Deposition)により形成された層」を意味し、「DLC(Diamond Like Carbon)層」とは主として炭化水素や炭素の同素体から成る非晶質の硬質炭素膜を意味する。 The "PVD-treated layer" means a "layer formed by physical vapor deposition", and the "DLC (Diamond Like Carbon) layer" is a non-polycarbon or carbon homogeneous layer. It means a crystalline hard carbon film.
このような硬質皮膜を設けることにより、外周面14の摩耗による形状変化がなく、外周面形状が維持され、面圧減少も少なく、オイルコントロール機能が持続され、長期間に亘ってオイル消費量を低減しつつエンジンの燃費を低減する効果を得ることができるとともに、目視により視認される面取り部30の色相を、第2の軸方向側面12や外周面14に対してより鮮明に変えることができる。特に、外周面14にラッピング加工を施した場合には、その色相の差はより大きくなる。したがって、当該硬質皮膜を設けることにより、この面取り部30をより視認し易くして、このサイドレール1の上下判別をさらに容易にすることができる。
By providing such a hard film, the shape of the outer
図4に示す形状を有するとともに、軸方向厚み(W)が0.35mm、面取り部の面取り位置を示す軸方向距離(B)が0.15mm、面取り部の第1のテーパ面部の軸方向に対する角度(θ1)が30°、第2のテーパ面部の軸方向に対する角度(θ2)が6°とされた100本のサイドレールを用意し、作業者10名によりこれらのサイドレールの目視での上下の方向判別を実施した。その結果、全てのサイドレールについて作業者は、その上下の方向性を正しく判別することができた。 In addition to having the shape shown in FIG. 4, the axial thickness (W) is 0.35 mm, the axial distance (B) indicating the chamfered position of the chamfered portion is 0.15 mm, and the chamfered portion has the shape with respect to the axial direction of the first tapered surface portion. We prepared 100 side rails with an angle (θ1) of 30 ° and an angle (θ2) of the second tapered surface with respect to the axial direction of 6 °, and 10 workers visually moved the side rails up and down. The direction of was determined. As a result, the operator was able to correctly determine the vertical direction of all the side rails.
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
例えば、前記実施の形態では、外周面14を軸方向に平行な円筒面形状としているが、外周面14を微小な形状変化を有する上下(表裏)非対称形状などの他の形状に形成することもできる。
For example, in the above-described embodiment, the outer
1 サイドレール
2 スペーサエキスパンダー
2a 座面
3 組合せオイルリング
4 ピストン
4a リング溝
10 合口
11 第1の軸方向側面
12 第2の軸方向側面
13 内周面
14 外周面
15 外周下端面
20 シリンダ内面
30 面取り部
30a テーパ面
30a1 第1のテーパ面部
30a2 第2のテーパ面部
30a3 テーパ面副部
W 軸方向厚み
L 径方向長さ
B 軸方向距離
θ 角度
T 径方向長さ
θ1 角度
θ2 角度
A1 外周面領域
A2 テーパ面副部の領域
A3 外周下端面の領域
S 仮想面
1
Claims (4)
径方向外側を向く外周面と、
径方向内側を向く内周面と、
軸方向の一方側を向く第1の軸方向側面と、
軸方向の他方側を向くとともに前記第1の軸方向側面と平行な第2の軸方向側面とを有し、
前記外周面と前記第2の軸方向側面との間に面取り部を有し、
前記外周面から前記第2の軸方向側面の径方向外側端までの径方向距離が、前記外周面から前記第1の軸方向側面の径方向外側端までの径方向距離よりも大きくなっており、
前記面取り部が、前記第1の軸方向側面から前記第2の軸方向側面に向けて軸方向に0.05mm以上離れた前記外周面上の位置を起点として前記第2の軸方向側面の側に向けて徐々に縮径するテーパ面により形成され、
前記テーパ面が、第1のテーパ面部と、該第1のテーパ面部と前記外周面との間に設けられ、前記第1のテーパ面部よりも軸方向に対する傾斜角度が小さい第2のテーパ面部と、を有することを特徴とするサイドレール。 A side rail that is formed in the shape of a split ring with a joint and is combined with an annular spacer expander to form a combined oil ring for an internal combustion engine together with the spacer expander.
The outer peripheral surface facing outward in the radial direction and
The inner peripheral surface facing inward in the radial direction and
A first axial side surface facing one side in the axial direction,
It has a second axial side surface that faces the other side in the axial direction and is parallel to the first axial side surface.
A chamfered portion is provided between the outer peripheral surface and the second axial side surface.
The radial distance from the outer peripheral surface to the radial outer end of the second axial side surface is larger than the radial distance from the outer peripheral surface to the radial outer end of the first axial side surface. ,
The side of the second axial side surface with the chamfered portion starting from a position on the outer peripheral surface that is axially separated from the first axial side surface toward the second axial side surface by 0.05 mm or more in the axial direction. Formed by a tapered surface that gradually shrinks toward
The tapered surface is provided between the first tapered surface and the first tapered surface and the outer peripheral surface, and the second tapered surface has a smaller inclination angle with respect to the axial direction than the first tapered surface. A side rail characterized by having,.
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