JPH0512583B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関に使用されるオイルリングの
スペーサエキスパンダの改良の関する。

［従来技術］ スペーサエキスパンダの耳部は全体が内周側に
傾斜して円錐面を形成し、その円錐面でサイドレ
ールの内周面を支持するが、スペーサエキスパン
ダは原板を型抜きした後に曲折することにより製
作されるため、第８図に示すように、耳部の肉厚
t1は一様で原板すなわち本体の肉厚ｔと同一（t1
＝ｔ）になつていた。耳部全体を傾斜させずに垂
直にしたものは、米国特許公報第3140096号に開
示されるように、耳部の外面を根元から先端にか
けて約7゜の面取りをして円錐面に形成されるが、
やはり耳部の根元の肉厚t1は原板すなわち本体の
板厚ｔと同一（t1＝ｔ）であつた。このように、
従来のスペーサエキスパンダは耳部の少なくとも
根元の肉厚が本体の肉厚と同一であつたため、耳
部がサイドレールに押されると、耳部が根元から
弾性変形して曲がらず、押された耳部の近くの本
体が押された方向に変位することが多かつた。

［発明が解決しようとする問題点］ 内燃機関のピストンは、往復運動中、ピストン
ピンを中心に揺動するが、第９図に示すように、
ピストン３０がシリンダ３５に対し傾くと、一方
のサイドレール２０がスペーサエキスパンダの耳
部を強く内方へ押す。このとき、従来のエキスパ
ンダは、先に述べたように、耳部が弾性変形せず
に本体が内方へ変位するから、他方のサイドレー
ル２０′の外端がシリンダから離れ、一本のサイ
ドレールのみで油かきをすることになつて油かき
効果が減少し、オイル消費量が必要以上に増大す
るという問題があつた。特に、エンジンブレーキ
時はピストンが揺動しやすいため、オイル消費量
の増大も大きかつた。さらに、高速時のシリンダ
変形に追従させるため、スペーサエキスパンダ本
体の肉厚を厚くすると、この傾向は一層助長され
た。

耳部を弾性変形しやすくするために、耳部の根
元に切り込みを入れる提案（実開昭60−84747号）
や、耳部を長い薄肉のアーム状にする提案（実開
昭57−38956号）もなされているが、耳部の根元
に切り込みを入れたり、耳部をアーム状に形成し
たりする特別な加工が必要になるため、加工コス
トが著しく増大するという問題があつた。

本発明は上記問題を解決するためになされたも
のであり、その目的とするところは、エンジンブ
レーキ時のオイル消費量の節減が可能であると共
に、高速運転時のシリンダ変形に対する追従性も
良好なスペーサエキスパンダを加工コストをそれ
程増大させることなく提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するための本発明の特徴的な手
段は、第１図に示すように、スペーサエキスパン
ダの耳部の剛性を下げて根元から弾性曲げ変形し
やすいように、少なくとも耳部１２の根元の肉厚
t1を本体の肉厚ｔよりも薄くしたことにある。こ
こで、本体１０の肉厚ｔは内燃機関の高速運転時
のシリンダ変形に対する追従性を考慮して設定さ
れる。耳部が一様に薄肉のスペーサエキスパン
ダ、又はその根元だけが本体の肉厚よりも薄いス
ペーサエキスパンダの製作方法としては、一様な
厚さの鋼板をプレス加工した後に、耳部のみを機
械加工により薄肉にするよりも、あらかじめ薄肉
となる側部の断面が薄い異型引抜鋼材をプレス加
工し、薄肉のための機械加工を省略する。

［作用］ 本発明のスペーサエキスパンダは、第１図に示
すように、揺動によりピストン３０がシリンダ３
５に対して傾き、一方のサイドレール２０が一方
の耳部１２を内方に強く押すと、押された薄肉の
耳部１２は弾性変形した根元から内方に曲がる
が、本体１０は変位しないから、他方の耳部１
２′と他方のサイドレール２０′に影響は及ばな
い。したがつて、エンジンブレーキ中にピストン
が揺動しても、上下のサイドレール２０，２０′
は常にシリンダの内壁に接して十分な油かき作用
をするから、オイルの消費量の増加は防止され
る。

本体１０の肉厚ｔは耳部の肉厚t1とは関係な
く、高速時のシリンダ変形を考慮して設定される
から、高速時のシリンダ変形に対する追従性も良
好である。

［実施例］ 本発明のスペーサエキスパンダを主として図面
に示す実施例に基づいて説明するが、本発明は実
施例のみに限定されるものではない。

第１図及び第２図のスペーサエキスパンダは半
径方向波型であり、本体１０の内周波型部の上下
面に耳部１２が、外周波型部の上下面に肩部１１
が一体に形成される。耳部１２の肉厚t1は、耳部
１２が内方に弾性曲げ変形しやすいように、本体
１０の肉厚ｔよりも薄く形成される。他方、本体
１０の肉厚ｔは高速運転時のシリンダの変形に対
して良好に応答し得る厚さに設定される。スペー
サエキスパンダはピストン３０のオイルリング溝
３２に内装され、その本体１０の上側の肩部１１
に上側のサイドレール２０がのり下側の肩部１
１′は下側のサイドレール２０′にのる。サイドレ
ール２０，２０′の内端部は耳部１２，１２′に後
押しされ、外端部はシリンダ３５の内面に接す
る。この実施例の上下の耳部１２は厚さが一様で
内方に傾斜し、本体１０の外面１３側に位置する
が、第３図に示すように、耳部は本体１０の内面
１４側に寄せてもよく、又第４図に示すように、
耳部１２を本体１０の内面１４を外面１３の中央
に配置してもよい。さらに、耳部の厚さを一様に
する代りに、第５図に示すように、耳部１２の根
元が肉薄になるように、本体１０と耳部１２の双
方又はいずれか一方の根元を含む部分１５の肉厚
を薄くしてもよい。

図示していないが、上下の耳部の長さ、傾斜
度、肉厚は必ずしも同一にする必要はなく、上の
耳部と下の耳部の長さ、傾斜角度肉厚のいずれか
又はすべてを変えてもよい。

又、本発明は上下二本のサイドレールが付くス
ペーサエキスパンダだけでなく、第６図に示すよ
うに、サイドレール一本付きのものにも適用され
る。本体１０はピストン３０のリング溝３２に内
装され、その上にサイドレール２０がのせられ
る。サイドレール２０の外周縁はシリンダ３５に
内周縁は耳部１２にそれぞれ当接する。本体１０
の肉厚ｔはシリンダ３５の変形を考慮して設定さ
え、耳部の肉厚t1は弾性曲げ変形しやすいように
薄肉（t1＜ｔ）に形成される。

第７図に示すように、ピストン３０が傾いて上
側のサイドレール２０が内方に押し込まれ、サイ
ドレール２０の内端はスペーサエキスパンダの耳
部１２を押して内方へ押すと、耳部１２は内方に
弾性曲げ変形するが、本体１０はそのままである
から、下側のサイドレール２０′の内端は下側の
耳部１２′に支えられ、外端はシリンダ３５の内
面に当接する。このように、ピストンリング３０
が揺動しても上下のサイドレール２０，２０′は
常にシリンダ３５の内面に当接して油かき作用を
するから、オイルの消費量がピストン３０の動揺
のために増加することはない。本体１０の肉厚は
シリンダ３５の高速時の変形を考慮して設定され
るから、高速時においてもサイドレール２０，２
０′をシリンダ３５の内面に確実に追従する。次
に、従来のものに比べて本発明のスペーサエキス
パンダを備えたオイルリングがシール性能におい
て優れていることを立証するため、ベンチテスト
を行い、オイル消費量を測定して比較した。ピス
トンに装着されるピストンリングは、３本構成で
第一リング、第二リング、オイルリングとし、第
一リング及び第二リングは同一のものを使用し、
オイルリングについては、従来例として第８図の
スペーサエキスパンダ（肉厚一定＝0.51mm）を用
いた第９図に示すオイルリングを、本発明として
第１図のスペーサエキスパンダ（本体肉厚ｔ＝
0.6mm、耳部肉厚t1＝0.3mm）を用いた第２図に示
すオイルリングをそれぞれピストンに装着した。
なお、オイルリングのサイドレールは、半径方向
厚さ2.6mm、軸方向幅0.6mmで、本発明及び従来例
とも同じものを使用した。排気量2000c.c.、水冷４
気筒の４サイクルガソリンエンジン（シリンダ内
径：86mm、ストローク：86mm）を使用した。

(A) 回転数：2300rpm、エンジン吸気管内圧力：
−640mmHg（エンジンブレーキ時）の条件、及
び (B) 回転数：5600rpm、エンジン吸気管内圧力：
−120mmHg（高速運転時）の条件で それぞれ運転時間３時間３回のベンチテストを
行つた後、それぞれオイル消費量を測定した。測
定結果（平均値）は、第１０図のＡ，Ｂに示すよ
うに本発明のスペーサエキスパンダを有するオイ
ルリングを使用した場合、従来例と比較して、(A)
エンジンブレーキ時、(B)高速運転時、ともにオイ
ル消費量が少なく、したがつて、本発明のものは
従来例のものよりシール性能が優れていると言え
る。

実施例としてサイドレール二本付きスペーサエ
キスパンダとして、半径方向波型のものを示した
が、本願発明は他の上下方向波型、外開方型、内
開方型のものにもそのまま適用し得ることはいう
までもないことである。

［発明の効果］ 上記の通り、本発明のスペーサエキスパンダ
は、従来の耳部と本体が同一肉厚に形成されたも
のとは異なり、耳部は本体よりも薄肉で可撓性に
富み、ピストンの揺動に伴うサイドレールの変位
を弾性変形で吸収し本体には影響を及ぼさないか
ら、ピストンが揺動するエンジンブレーキ時にお
いても、サイドレールは常にシリンダに当接して
十分な油かき作用をする。したがつて、オイル消
費量、特に、エンジンブレーキ中のオイル消費量
は従来のものと比較すると大幅に減少するという
格別な効果が得られる。

又、本発明のスペーサエキスパンダは、耳部に
切り込み加工を施したり、耳部をアーム状に加工
して耳部を可撓性にしたものに比べると、耳部を
可撓性にするための特別な加工は全く不要である
から、製造コストが著しく節減されるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスペーサエキスパ
ンダの部分斜視図、第２図は第１図のスペーサエ
キスパンダを備えた内燃機関の要部断面図、第３
図ないし第６図はそれぞれ別の実施例の第２図に
相当する図、第７図はピストン揺動時の状態を示
す断面図、第８図は従来のスペーサエキスパンダ
の第１図に相当する図、第９図は第８図のスペー
サエキスパンダの第７図に相当する図である。第
１０図は、ベンチテストによるオイル消費量の測
定結果を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スペーサエキスパンダとサイドレールを組合
   せてなる内燃機関用のオイルリングにおいて、 前記スペーサエキスパンダとその内周から突出
   して前記サイドレールの内端を後押しする耳部は
   型鋼材からプレス加工によつて一体に形成され、 前記型鋼材は横断面において側部が少なくとも
   部分的に薄肉となる異形であり、 前記耳部の少なくとも根元を含む部分を前記型
   鋼材薄肉側部から形成してスペーサエキスパンダ
   本体よりも薄肉としたことを特徴とするスペーサ
   エキスパンダ。 ２ 耳部を一様に薄肉にしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のスペーサエキスパン
   ダ。 ３ 耳部を前記本体の内面側に寄せて設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスペー
   サエキスパンダ。 ４ 耳部を前記本体の外面側に寄せて設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスペー
   サエキスパンダ。 ５ 耳部を前記本体の内面と外面の中間に設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のス
   ペーサエキスパンダ。