JPH03168498A - 複合オイルスクレーパリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、油の密封装置に関し、特に複合オイルスクレ
ーバリングに関する。

本発明は、シリンダ内のピストンを密封するために、お
よび内燃機関、コンプレッサ、他のピストン型式の機械
のシリンダの壁にある油膜を最善の状態にするために用
いることができる。

（従来の技術） 二つの板状リングと、これらの板状リングの間の接線方
向エキスパンダとからなる複合オイルスクレーバリング
が知られている（オイルスクレーバリングＧｏｅｔｚｅ
　ＡＧ　６５０９３　Ｇｕｚｓｃｈｅ１ｄ．　ＤＢ参照
）。

この接線方向エキスパンダは二重の機能のエキスパンダ
であり、かつ信頼できる密封をする目的で、板状リング
を軸方向にピストン溝の端面に向かっておよび内燃機関
のシリンダの壁に対し半径方向に押圧するようになって
いる。

接線方向エキスパンダは環状ばねの形状を有し、この環
状ばねの横断面は、垂直な壁と水平なたな部を有するブ
ラケット状輪郭を有する。水平なたな部の比較的大きな
部分の端部に、支承肩部が設けられている。この支承肩
部は、接線方向エキスパンダの力を板状リングに伝達す
るのに役立つ。

周囲に一様に間隔を置いた他のたな部には支承肩部がな
く、かつそれらの端部は支承肩部から複合オイルスクレ
ーバリングの軸線に向かって突出していて心出しベルト
として役立つ。この心出しベルトにより、複合オイルス
クレーバリングをピストンの溝に取り付けるのが容易に
なり、かつピストン溝深さにかかわらず、半径方向に測
定して比較的小さい幅の板状リングを使用することがで
きる。接線方向エキスパンダのこの配置により、板状リ
ングをシリンダの壁に比較的小さい特定の圧力で圧縮す
ることが確保され、これによって複合ピストンリングの
耐摩耗性が一層よくなる。

垂直な壁と水平なたな部は、金属帯板に凹所．を切り、
引き続き帯板を曲げることにより形成される。凹所は、
それらの開放端が帯板の対向縁に交互に面するように平
行に配置される。それと共に、接線方向のばね要素が凹
所の間に形成される。

周知のオイルスクレーパーリングの接線方向エキスパン
ダのばね要素は、前述した凹所を切ることにより通常形
威される。通例、これには圧延した金属帯板の構造の損
傷が伴い、その結果エキスパンダに圧縮状態で与えられ
る広範囲にわたる負荷でエキスパンダの弾性特性がある
程度損失することになる。

支承肩部のない水平なたな部の部分は、接線方向エキス
パンダの力を板状リングに伝達できず、そのため支承肩
部により板状リングに及ぼされる特定の圧力がそんなに
均一でなくなる。

周知の接線方向エキスパンダにより板状リングに与えら
れる半径方向力と軸方向力の大きさとそれらの間の関係
は、かなりの程度まで、ピストンの溝における複合オイ
ルスクレーバリングの運動性に影響を与える、エキスパ
ンダの形状とその展開長さの正確さに依存する。また、
周知の複合オイルスクレーパリングの接線方向エキスパ
ンダに凹所を切ることにより形成された鋭い縁があると
、板状リングと接線方向エキスパンダの間の接触個所に
おけるそれらの運動性に影響を与える。

また、二つの板状リングと、これらの間に置かれた接線
方向エキスパンダとからなる複合オイルスクレーバリン
グ（米国特許第 ４，１７５，７５８号明細書参照）も知られている。

接線方向エキスパンダは、板状リングをピストン溝の端
面に向かって軸方向に、すなわちピストンの長手方向軸
線に沿って圧縮し、かつピストンとシリンダスリーブの
間にシールを与える目的で内燃機関のシリンダの壁に向
かって半径方向に圧縮するように意図されていてるので
、二重の機能のエキスパンダである。

接線方向エキスパンダは、横断面が垂直壁と水平なたな
部を有する彎曲した蛇状ばねとして作られている。

彎曲した蛇状ばねを長方形断面の金属ストリップまたは
帯板から作るには、まず帯板を平らな蛇状ばねに曲げ、
それから蛇状ばねの丸味のある部分で支承肩部を、かつ
他の部分で垂直な壁と水平なたな部を形成するようにば
ねを付形すればよい。

曲げによりそのように付形することにより、弓抜や圧延
により得られた金属ストリップまたは帯板の構造をそっ
くりそのまま残すことができ、その結果複合オイルスク
レーバリングがエンジンの作動中負荷を受けているとき
に弛緩に対する接線方向エキスパンダの抵抗がいっそう
高くなる。

水平なたな部の端に作られた接線方向エキスパンダの支
承肩部は、力を接線方向エキスパンダから板状リングへ
伝達するのに役立つ。

接線方向エキスパンダの水平なたな部は、接線方向エキ
スパンダからの軸方向力が垂直な壁を介してこれらのリ
ングへ伝達される際にピストン溝における板状リングの
予め設定された位置決めを確保するように意図されてい
る。

接線方向エキスパンダと仮状リングは、丸味のついた線
を有する長方形断面の金属ストリップまたは帯状板で作
られる。接線方向エキスパンダと板状リングのこの配置
により、板状リングと接線方向エキスパンダが接触個所
で互いに自由に移動できるように確保され、それにより
板状リングが、製造上の不正確やエンジンの作動により
引き起こされるシリンダの形状の変化があってもシリン
ダの壁によりよく適合できる。

接線方向エキスパンダは、端部を形成するように一個所
で分離された前記のリングとして作られる。接線方向エ
キスパンダの端部は、ロック手段を形或する。

特に、ロック手段は、組み立てられたときに、いくつか
の水平なたな部の端が他の対向する水平方向たな部の上
に載るようにクリンプした前記端部の水平なたな部の端
により形成される。それと共に、接線方向エキスパンダ
の分離個所にある端部の垂直な壁が接触して、接線方向
エキスパンダの端部の半径方向変位を制限する。

この周知の接線方向エキスパンダにより板状リングに伝
達される半径方向力と軸方向力の大きさとそれらの間の
関係は、特に垂直壁が過度に高いときに接線方向エキス
パンダの形状の正確さおよびその展開長さに大部分依存
する。これは、ピストンの溝にある複合オイルスクレー
バリングの能力に否定的な影響を与える。

製造が不正確である結果として起こりうろことであるが
、接線方向エキスパンダの垂直な壁の予め設定された高
さをいくらか超過すると、通常臨界的な力として知られ
る軸方向圧力が、接線方向エキスパンダによりその水平
なたな部を介して板状リングに及ぼされる。

この臨界的な押圧力は、ピストン溝における板状リング
の運動性に影響を与えるほど高くなることがあり、それ
により複合オイルスクレーバリングは動かなくなって失
敗する傾向がある。

接線方向エキスパンダの展開長さが過度にあると、前述
した現象になる。

提案したリングの寿命は、接線方向エキスパンダの支承
肩部と板状リングとの接触面により影響を受ける。この
接触面が大きければ大きいほど、特定の力はいっそう小
さく、かつ接触個所の耐摩耗性がいっそう高い。しかし
ながら、垂直壁のこの配置では、支承肩部の数が蛇状ブ
ランクのばねコイルのピッチにより制限される。

さらに、板状リングと、これらの板状リングの間に置か
れた接線方向エキスパンダとからなり、かつ複合オイル
スクレーバリングの内側に向かって延びる曲り部を形或
するように一方が他方へ延びるブラケット状部分として
横断面が付形された彎曲した環状の蛇状ばねの形状を有
し、この形状の端部が支承肩部を有する複合オイルスク
レーバリング（ソ連、発明者証、第１．１４１，２１２
号参照）が知られている。

複合オイルスクレーバリングのこの配置では、中間のブ
ラケット状部分により区画された接線方向エキスパンダ
の曲り部が、接線方向エキスパンダにより板状リングに
加えられる軸方向力のための補償器として機能する。さ
らに、軸方向力が過度になると、曲り部の曲げが引き起
こされ、それによりピストンの溝における複合オイルス
クレーバリングの運動性がエンジンのピストンに対して
維持される。

曲り部を設けると、接線方向エキスパンダの軸方向力が
、板状リングの間の予め設定された間隔でいくらか余分
に変化することができなくなる。

それ故、接線方向エキスパンダの製造精度に対し、従っ
て複合オイルスクレーバリングに対しそんなに厳しくな
い必要条件が課せられる。

曲り部は、複合オイルスクレーパリングの軸線に面する
その表面が、支承肩部からこの軸線に向かう方向に突出
するように作ることを推奨する。

接線方向エキスパンダのこの配置では、複合オイルスク
レーバリングの軸線に面する曲り部の表面が支承部の肩
から突出し、ピストンの溝の深さにかかわらず溝内の複
合オイルスクレーバリングの変位を軸方向に制限する心
出しベルトを形成する。

その結果として、接線方向エキスパンダの水平なたな部
の幅（すなわち、半径方向寸法）を減少させ、かつ複合
オイルスクレーバリングにいっそう狭い幅の板状リング
を用いることができる。

次いで、これにより、接線方向エキスパンダにより板状
リングに加えられる特定の圧力を減少させ、それによっ
て複合オイルスクレーバリングをいっそう耐摩耗性にす
ることができる。

他方では、接線方向エキスパンダのこの配置の場合、そ
の展開長さを、周知の接線方向エキスパンダと比較して
、ピストンへの複合オイルスクレーバリングの取り付け
やすさまたは内燃機関のシリンダへのピストンの組立や
すさに影響を与えずに増加させることができる。周知の
ように、接線方向エキスパンダの展開長さが増加すると
、複合オイルスクレーパリングの弾性特性が改善される
。

接線方向エキスパンダのばね要素の上記の横断面形状は
、複合オイルスクレーパリングの弾性特性を改善する。

同時に、接線方向エキスパンダのばね要素のこの横断面
形状のため、オイルスクレーバリングの作用中板状リン
グをシリンダの壁に押しやる支承肩部の数は、蛇状ブラ
ンクの曲り半径により制限され、この曲り半径は次いで
蛇状ブランクの製造中リブ状にクリンブした銅帯板の幅
に依存する。

そのような構造をもつ接線方向エキスパンダの支承肩部
の数が制限されるので、板状リングと接線方向エキスパ
ンダの支承肩部との接触面に負わされた高い特定の負荷
によりリングがいっそう摩耗を受けやすくなる。

接線方向エキスパンダのそのような横断面形状により、
隣り合う弾性要素の間に比較的高い剛性が与えられるの
で、作用中板状リングの独立した運動性が減少し、その
結果シリンダの壁に対する板状リングの当接に影響を与
えることになる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、接線方向エキスパンダを修正したおかげで、
リングの弾性特性が改善されて、その結果摩耗が減少し
かつ油の消費が著しく減少するような複合オイルスクレ
ーパリングを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するには、板状リングと、これらの板
状リングの間に置かれた接線方向エキスパンダとからな
り、この接線方向エキスパンダは金属帯板で作られ、か
つ彎曲した環状の蛇状ばねとして作られ、この蛇状ばね
の横断面が少なくとも一つのブラケット状部分を有する
形状を有し、この形状の端部が支承肩部を有する複合オ
イルスクレーパリングにおいて、本発明により、蛇状の
環状ばねは、次の関係から決定される隣り合うループの
間にビッチｔを有し、 ｔ＜４Ｒ＋２Ｓ ここで、ｔは蛇状ばねの隣り合うループの間のピッチで
あり、Ｒはループ頭部の曲率半径であり、Ｓは曲げ平面
における帯板の幅である。

接線方向エキスパンダのこの構造により、複合オイルス
クレーバリングの寿命の５０〜１００％の増加およびそ
の性能特性の改善が確保される。

（実施例） 本発明による複合オイルスクレーパリングは板状リング
（第１図）を有し、この板状リングはそれらの間に置か
れた接線方向エキスバンダ２を有する。リングはピスト
ン４の溝３に受け入れられてシリンダ５の内面に圧縮さ
れる。

接線方向エキスバンダ２は、板状リング１が焼付き防止
被膜６を介してピストン４の溝３の端部壁７と、および
シリンダ５の内面と緊密に接触できるように作用する二
重の機能のエキスパンダである。

第２図を参照すると、接線方向エキスバンダ２は、丸味
のついた縁を有するほぼ長方形の横断面の金属帯で作ら
れ、エキスパンダの横断面は、複合オイルスクレーバリ
ングの内側に向けられたループを形或するように一つの
部分が他の部分に延びるブラケット状部分の形状を有す
る。

接線方向エキスバンダ２のブラケット状部分は、端部に
支承肩部１０を有する水平たな部９をループ１１と連結
する架橋部８を形成している（第１図）。

水平なたな部９は、接線方向エキスバンダ２の力を板状
リング１に伝達して、板状リング１を溝３の端部壁７に
緊密に抑圧できるように意図されている。

支承肩部１０は、板状リング１をシリンダ５の壁に押圧
する目的で接線方向エキスバンダ２の力を板状リング１
に伝達するのに役立つ。

ループ１１は、接線方向エキスバンダ２により板状リン
グ１に伝達される水平なたな部９の過度の軸方向力を補
償することを目的とする。

架橋部８、水平なたな部９およびループ１１は、接線方
向エキスバンダ２の弾性要素を形成する。

接線方向エキスバンダ２の仰性要索を作る順序を第３図
〜第８図に示す。

第３図は、接線方向エキスバンダ２のためのブランクと
して役立つ平らな蛇状ばね１２の部分を示す。

蛇状ばね１２は、ビッチｔ＜２Ｒ＋４Ｓと幅ｒｂＪを有
する。ビッチｔと幅ｒｂＪは、接線方向エキスバンダ２
の半径方向と軸方向の弾性特性を決定する。

Ｒはループ１１の頭部の曲率半径であり、Ｓは曲げ平面
における｛１シ板の幅である。

接線方向エキスパンダのばね要素のピツチｔをできるだ
け小さくすることにより、支承肩部１０の数の相応する
増加を伴う、係数１，３〜１．７によるばね要素の数の
増加が確保される（第２図）。

各支承肩部１０（第４図）は、板状リング１の厚さに依
存する高さｈ（第５図）を有する。

付形された蛇状ばね１３（第６．７．８図）は、架橋部
８、支承肩部１０のついた水平なたな部９およびルーブ
１１を有する。

接線方向２の全ての要素が、丸味のある縁を有する長方
形断面の金属帯板を曲げることにより作られる。

ルーブ１１　（第７図）は、複合オイルスクレーバリン
グの長手方向軸線に面するループの外面が支承肩部１０
を越えて前記軸線に向かう方向に長さ「１」まで突出す
る。

ループ１１の外面は、複合オイルスクレーバリングをピ
ストン４の溝３に心出しして、板状リング１と接線方向
エキスバンダ２が溝３から逃げないように阻止しかつよ
り信頼できる組立てを確保するように意図されている。

板状リング１と接線方向エキスバンダ２は、それぞれ一
個所で分離されている。

接線方向エキスパンダが分離されている個所には、周知
の適当な構造のロック手段が設けられている。

そのロック手段は、組立状態で水平なたな部９の端部が
対向する水平なたな部９の下に配置されるようにクリン
プされた水平なたな部９の端部により形成される。接線
方向エキスバンダ２の端部の架橋部８がそれらの間で接
触していて、その端部の半径方向変位を制限する。

本発明による複合オイルスクレーバリングは、次のよう
に作用する。

エンジンの作動中、ピストン４が往復運動する。

複合オイルスクレーパリングがピストン４と一緒に運動
して、最適な油膜をシリンダ５の壁に分配し、過剰の油
をエンジンのクランクケースヘシリンダ５の壁に沿って
、架橋部８により区画された接線方向エキスバンダ２の
排出空間（図示省略）を通じそしてピストン４の油排出
穴（図示省略）を通じて排出する。

複合オイルスクレーバリングの板状リング１は、作動中
支承肩部１０によりシリンダ５の壁に、および接線方向
エキスバンダ２の力により水平なたな部９を介してピス
トン４の溝３の端部壁７に連続的に押圧される。

接線方向エキスバンダ２のこの力は、接線方向エキスパ
ンダがシリンダ５の上に板状リング１と共に組立中圧縮
されるときに与えられる。

接線方向エキスバンダ２と板状リング１を含む複合オイ
ルスクレーバリングを、シリンダ５に装着する前にピス
トン４の溝３に取り付ける。

提案された複合オイルスクレーパリングの作用中に、仮
状リング１がシリンダ３の壁とおよびビストン４に作ら
れた満３の端部壁７とに抑しやられて、これと接触する
接線方向エキスバンダ２の支承肩部１０および水平なた
な９に対して半径方向に連続的に揺動する。

これらの揺動は、特定の公差内の或るひずみ度とテーパ
ーを有するシリンダ５に沿った運動と同特に板状リング
１により実行される。その結果として、シリンダ５と接
触している板状リング１が連続的に圧縮されかつ膨脹さ
れる。

シリンダ５の或る区分が比較的小さな形状を有する場合
に、板状リング１が減少した形状の領域で圧縮されて、
力を支承肩部１０および水平なたな部９を介して接線方
向エキスバンダ２に伝達する。

次いで、これには、ピストン４の溝３の端部壁７に対す
るリング１の軸方向圧縮の堆加が伴う。

ピストン４の溝３の端部壁７に対する板状リング１の軸
方向圧縮の過剰な力は、ループ１１により吸収される。

それと共に、ループの分岐部が彎曲しようとしてそれら
の間の隙間が減少することになって、ピストン４の溝３
の端部壁７に対する板状リング１の過剰の粕方向圧縮を
補償する。

シリンダ５の形状が増加する場合には、ループ１１の分
岐部がまっすぐにされて、圧縮力を接線方向エキスパン
ダ２の水平なたな部９と支承肩部１０を介して板状リン
グ１に伝達する。

このようにして、板状リング１が本発明による複合オイ
ルスクレーバリングの作用中シリンダ５の壁とピストン
４の満３の端部壁７に連続的に隣接する。

第９図と第１０図の本発明によるオイルスクレーバリン
グの別の変更された形状は、二つの板状リング１と接線
方向エキスバンダ１４とからなる。

接線方向エキスバンダ１４は、焼付き防止被膜６を有す
る板状リング１と、ピストン４の溝３の端部９７および
シリンダ５の内面との緊密な接触を確保するように意図
される二重の機能のエキスパンダである。

接線方向エキスバンダ１４は、丸味のついた縁を有する
長方形の金属帯板で作られ、かつブラケットの形状の横
断面を有する彎曲した蛇状ばねとして作られている。

接線方向エキスバンダ１４は、垂直な壁１５と水一平な
たな部１６を有する。水平なたな部１６の端部は垂直な
支承肩部１７を有する。

垂直な壁１５と水平なたな部１６は、接線方向エキスパ
ンダ１４の弾性要素を形成する。

接線方向エキスバンダ１４の伸性要索を製造することと
関連した作用の順序は、第３図〜第５図による提案され
た装置の第一の好ましい実施例を作るための作用の順序
と同械である。

付形された蛇状ばね１８（第１１．１２．１３図）は、
支承肩部１７がある水平なたな部１６と、この水平なた
な部の平面と鋭角φを区画する縁を有する垂直な壁１５
とを有する。

接線方向エキスバンダ１４の全ての要素が、丸味のつい
た縁を有する長方形断面の彎曲した金属帯板で作られる
。

接線方向エキスバンダ１４の分離部分は、装置の第一実
施例に用いられたロック手段と構造が類似したロック手
段を有する。

第二実施例によるオイルスクレーバリングは、過剰の軸
方向力を補償する機構を除いて、第一実施例の作用とほ
ぼ同様な仕方で作用する。

接線方向エキスバンダ１４（第二実施例による）の過剰
の軸方向力は、垂直な壁１５を水平なたな部１６に対し
鋭角ψで設けることにより補償され、それによりばねコ
イルが圧縮すると、垂直な壁１５が水平なたな部１６に
対して旋回して角φを減少させ、その結果複合オイルス
クレーバリングの軸方向高さを減少させる。

〔発明の効果〕

この実施例では、接線方向エキスパンダの垂直な壁には
、エキスパンダをピストンの溝に対して心出しする曲り
部がない。この曲り部は、ピストンの溝における複合オ
イルスクレーバリングの組立に影響を与えるエキスパン
ダの展開長さを限定する。しかしながら、同時に、接線
方向エキスパンダの垂直な壁のこの構造により、複合オ
イルスクレーパリングをより狭いピストン溝で使用する
ことができ、一方そのようなリングの寿命は、ばねコイ
ルの間の剛性の減少を伴う支承肩部の数を増加させるお
かげで係数１，３〜１．７だけ増大する。

上記のことを考慮すると、本発明により、キャブレター
型およびジーゼル内燃機関の作動中、オイルスクレーバ
リングのより長い寿命と油や燃料の消費の戚少が確保さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は内燃機関のピストンのピストン溝に配置された
本発明による複合オイルスクレーバリングの横断面図、
第２図は本発明によるオイルスクレーパリングの軸方向
投像図、第３図は接線方向エキスパンダのためのブラン
クである蛇状ばねの形態の長方形断面の金属帯板を示す
図、第４図は板状リングを受けるクリンブした支承肩部
を有する、第３図に示した金属帯板を示す図、第５図は
第４図の線Ｖ−Ｖに沿って切断した断面図、第６図は水
平な帯板を有する付形された蛇状ばねを示す図、第７図
は第６図の線■一■に沿って切断した断面図、第８図は
第６図に示したばねの平面図、第９図は本発明による複
合オイルスクレーパリングの別の実施例の横断面図、第
１０図は第二実施例によるオイルスクレーバリングの部
分の軸方向投像図、第１１図は水平なたな部を有する付
形された蛇状ばねを示す図、第１２図は第１１図の線ｘ
ｎ−　　ｘｎに沿って切断した断面図、第１３図は第１
１図に示したばねの平面図である。 １・・・板状リング、２・・・接線方向エキスパンダ、
３・・・溝、４・・・ピストン、５・・・シリンダ、６
・・・焼付き防止被覆、７・・・端部壁、８・・・架橋
部、９・・・水平なたな部、１０・・・肩部、１１・・
・ループ、１２・・・ばね、１３・・・付形されたばね
、１４・・・接線方向エキスパンダ、１５・・・垂直な
壁、１７・・・支承肩部、１８・・・付形されたばね、
ｔ・・・隣り合うルーブ１１の間のピッチ、Ｒ・・・ル
ープ頭部の曲率半径、Ｓ・・・帯板の幅、φ・・・たな
部１６と壁１５の間の角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 板状リング（１）と、これらの板状リングの間に置かれ
   る接線方向エキスパンダ（２）とからなり、接線方向エ
   キスパンダは金属帯板から作られかつ彎曲した環状の蛇
   状ばね（１２）として作られており、この蛇状ばねの横
   断面が少なくとも一つのブラケット状部分を有する形状
   を有し、この形状の端部が支承肩部（１０、１７）を有
   する複合オイルスクレーパリングにおいて、蛇状の環状
   ばね（１２、１８）は、次の関係により決定される隣り
   合うループ（１１）の間のピッチ（ｔ）を有し、 ｔ＜４Ｒ＋２Ｓ ここで、ｔは蛇状ばねの隣り合うループの間のピッチで
   あり、Ｒはループ頭部の曲率半径であり、Ｓは曲げ平面
   における帯板の幅であることを特徴とする複合オイルス
   クレーパリング。