JPH0561561U - 組合せオイルリング用サイドレール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 従来品より潤滑油消費量の低減が可能な組合
せオイルリング用サイドレールの提供。 【構成】 サイドレール１の内周部が上側内周部１ｃと
下側内周部１ｄとに分岐し、該両分岐部間に該サイドレ
ール１の内周方向の全周にわたりサイドレール円周方向
に延びるスリット部１ｂが形成されている組合せオイル
リング用サイドレール。 【効果】 サイドレールがスペーサーエキスパンダーに
より付与される張力のピストン軸方向の分力を減少さ
せ、ピストン上昇時のサイドレールの持ち上がりを抑
え、通油路が確保され易くなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ピストンリングに関し、更に詳しくは、往復動内燃機関用の組合せ 組合せオイルリングに使用されるサイドレールに関する。

【０００２】

【従来の技術】

組合せオイルリングにおいて高速運転時の潤滑油消費量の低減を達成するため には、滑り面におけるシール性の向上、サイドレール上下面におけるシール性の 向上、合口部における油上がりの防止等を図ることが必要であることが知られて いた。滑り面におけるシール性の向上及び合口部における油上がりの防止に関し ては種々の対処がなされていた。

【０００３】 一方、サイドレールの上下面におけるシール性の向上に関しては、特にエンジ ンブレーキ使用時等の燃焼室内が負圧になる高回転運転時の潤滑油消費量の低減 を考慮した場合には、サイドレールのリング溝の上面・下面への追従性の向上及 びサイドレールの軸方向（ピストン運動方向）の挙動の改善が必要であることは 知られいた。しかしながら、機関運転時のサイドレールの詳細な挙動が不明であ ったこともあり、この上下面におけるシール性の改善に対しては具体的な方策は 採られいないのが実状であった。

【０００４】 しかし近年、この不明であったサイドレールの軸方向の挙動が明確化されてき ている。即ち、低速運転時においてはサイドレールとシリンダ内周面との摩擦力 が支配的にサイドレールの軸方向の挙動に対し作用している。高速運転になるに 従ってピストンの上下運動による慣性力が急速に増大し、この慣性力が摩擦力を 上回りサイドレールの軸方向の挙動を支配するようなる。低速運転中の圧縮行程 においては圧力リングを漏れたガス（ブローバイガス）による第２ランド圧力で サイドレールは押し下げられていること等が明かとなってきた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、高速運転時においては上述のように慣性力が急速に増大するため、サ イドレールの挙動は慣性力によって支配されることとなる。即ち、圧縮工程時（ ピストン上昇時）においてはサイドレールはピストン上昇に伴う上方向への慣性 力によって上方に持ち上げられ、リング溝の上面側に押し付けられることとなる 。この圧縮工程時におけるサイドレールが持ち上がりはサイドレール上側の潤滑 油通路の閉鎖を生じ、潤滑油消費量低減の観点からは好ましくない挙動である。 このため高速運転中の圧縮工程時においてもサイドレールが容易に下方向に押し 下げられる構造が求められていた。

【０００６】 組合せオイルリングは一般にリング状の上側及び下側サイドレールと、該両サ イドレールに張力を与えるスペーサーエキスパンダーとからなる。スペーサーエ キスパンダーには上側サイドレールを支持するための複数の上側耳部及び下側サ イドレールを支持するための複数の下側耳部がスペーサーエキスパンダー本体と 一体的に形成されている。これらの各耳部はピストンリングの半径方向内方に傾 斜させられた状態で形成されている。

【０００７】 この組合せオイルリングが組み合わされた際には、上側耳部が上側サイドレー ルの内周縁に、下側耳部が下側サイドレールの内周縁に当接することとなる。こ の組合せオイルリングがリング溝に嵌装されると、上側サイドレールＳはスペー サーエキスパンダーＥの張力及び各耳部の傾斜角等により決定される力Ｆｅの上 方向（ピストン軸上方向）の分力Ｆｕ（側圧力）によりリング溝の上面に押圧さ れる（図５）。この場合ピストンは停止しておりサイドレールＳには慣性力、摩 擦力等は作用していないとする。同様に、下側サイドレールもスペーサーエキス パンダーの形状等により決定される側圧力でリング溝の下面に押圧される。

【０００８】 このことから上側又は下側サイドレールのリング溝上又は下面への張る側圧力 はスペーサーエキスパンダー自身の張力及び各耳部の傾斜角度によって決定され ることがわかる。このため同一形状のサイドレールを使用しつつ、上記側圧力を 変更しようとする場合にその自由度は、スペーサーエキスパンダー自身の張力の 変更又は各耳部の傾斜角度の変更の自由度によって制限されていた。

【０００９】 本考案は上記問題点に鑑みなされたものであって、新たな形状のサイドレール を提供し、サイドレールがリング溝上面に張る力（ピストンの軸方向上方向への 力：Ｆｕ）を減少させ、燃焼室側からガス圧（Ｐ１）が該サイドレール上面にか かった際に該サイドレールがピストン軸方向下方に容易に押し下げられ、潤滑油 通路が確保され得る組合せオイルリングを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案はスペーサーエキスパンダーとの組合せによ って組合せオイルリングを構成し、該スペーサーエキスパンダーに当接する内周 端を有する内周部とシリンダ内周壁に当接する外周縁とを有するリング状の組合 せオイルリング用サイドレールであって、上記内周部が上側内周部と下側内周部 とに分岐しており、上記両分岐部の間にスリット部が形成されている組合せオイ ルリング用サイドレールを提供するものである。

【００１１】 更に、上記スリット部がサイドレール内周方向に向かって拡開する断面Ｖ字状 のスリット部である組合せオイルリング用サイドレールおよび上記スリット部が 断面角型のスリット部である組合せオイルリング用サイドレールをも提供するも のである。

【００１２】 加えて、スペーサーエキスパンダーとの組合せによって組合せオイルリングを 構成する組合せオイルリング用サイドレールであって、上記組合せオイルリング 用サイドレールが相互に貼り合わされ、それぞれシリンダ内壁に当接する外周縁 とスペーサーエキスパンダー耳部に当接する内周縁を有する内周部とが形成され た上部サイドレールと下部サイドレールが相互に貼り合わされることによって形 成され、上記上部サイドレールの内周部が上方に折り曲げられ、上記下部サイド レールの内周部が下方向に折り曲げられ、該上側内周部と該下側内周部との間に サイドレールの内周方向に向かって拡開する断面Ｖ字状のスリットが該サイドレ ールの内周部の全周にわたって形成されている組合せオイルリング用サイドレー ルをも提供するものである。

【００１３】

【作用】

上記構成を有する本考案のサイドレールを半径方向波型のスペーサーエキスパ ンダーに組み合わさせると、スペーサーエキスパンダーの耳部にはサイドレール の内周部の内周端が当接する。該内周部を有する内周部はスペーサーエキスパン ダー本体より肉薄であり、更に、該内周部の内方にはスリット部が形成されてる ため、スペーサーエキスパンダーの耳部にサイドレールに付与される張力の内の リング溝上下方向（ピストン軸方向）の成分Ｆｕが該内周部のスリット方向への 変形によって減少させられる。

【００１４】 このため、該サイドレールを組み込んだ組合せオイルリングを内燃機関に使用 した際には、サイドレールがリング溝上下へ張る力を低減させる。よって、上側 サイドレールに関して言えば、圧縮工程時に同じガス圧が燃焼室側から該上側サ イドレールにかかった場合には、本考案のサイドレールを使用した上側サイドレ ールは従来のサイドレールに比してピストンの軸方向下方に押し下げられ易くな るものである。

【００１５】

【実施例】

以下、図面に従って本考案を詳細に説明する。 図１は本考案の第１実施例の組合せオイルリングのサイドレール１の一部分を を示す斜視図である。本実施例のサイドレール１は従来のサイドレールを同様に リング状の形状を有し、シリンダ内周面に当接する外周縁部１ａを有する。スペ ーサーエキスパンダーの耳部方向に位置するサイドレール１の内周縁部には、断 面Ｖ字型のスリット部１ｂがサイドレール１の内周の全周にわたり形成されてい る。このためサイドレール１の内周縁はサイドレール本体より薄肉の上側内周部 １ｃと下側内周部１ｄとの二つに分岐している。

【００１６】 上側内周部１ｃと下側内周部１ｄとは相互に離間しつつ、内周方向に伸延して いる。即ち、上側内周部１ｃは分岐部１ｅから徐々に上方向（スリット部１ｂの 反対方向）に、下側内周部１ｄは分岐部１ｅから徐々に下方向（スリット部１ｂ の反対方向）に離間しつつ伸延し、この両者の間にはサイドレール１の内周方向 に向かって拡開するＶ字状のスリット１ｂが形成されているものである。

【００１７】 このようなサイドレール１、１’を半径方向波型のスペーサーエキスパンダー ４の上下に配置した状態を図４に示す。この時、上側サイドレールとなった第１ 実施例のサイドレール１の下側内周部１ｄがスペーサーエキスパンダー４の上側 耳部４１の内周面に当接し、下側サイドレールとなった第１実施例のサイドレー ル１’の上側内周部１ｃがスペーサーエキスパンダー４の下側耳部４２の内周面 に当接する。この当接によりサイドレール１、１’はスペーサーエキスパンダー ４より張力を与えられる。

【００１８】 図２は本考案の第２実施例の組合せオイルリングのサイドレール１の一部分を 示す斜視図である。本実施例のサイドレール２は従来のサイドレールを同様にリ ング状の形状を有し、シリンダ内周面に当接する外周縁部２ａを有する。スペー サーエキスパンダーの耳部方向に位置するサイドレール２の内周縁部には断面角 型（サイドレールの円周方向に細長い角型）のスリット部２ｂがサイドレール２ の内周の全周にわたり形成されている。このためサイドレール１の内周縁はサイ ドレール本体より薄肉の上側内周部２ｃと下側内周部２ｄとの二つに分岐してい る。

【００１９】 第２実施例ではスリット部２ｂの断面形状が角型であり、上側及び下側内周部 ２ｃ、２ｄはそれぞれサイドレールの内周方向に向かって平行に伸延している。 図示はされていないが、本実施例のサイドレールも半径方向波型等のスペーサー エキスパンダーと組み合わされて組合せオイルリングを形成する。この際、上記 第１実施例の場合同様、上側サイドレールの下側内周部２ｄ及び下側サイドレー ルの上側内周部２ｃがスペーサーエキスパンダーの耳部の内周面に当接し各サイ ドレールは張力を与えられることとなる。

【００２０】 図３は本考案の第３実施例の組合せオイルリングのサイドレール３の一部分を 示す斜視図である。本実施例のサイドレール１は従来のサイドレールを同様にリ ング状の形状を有する上部サイドレール３１と、下部サイドレール３２とを２枚 重ね合わせた構造を有している。それぞれのサイドレール３１、３２はシリンダ 内周面に当接する外周縁部３１ａ、３２ａを有する。更に、上部サイドレール３ １及び下部サイドレール３２の内周部３１ｃ、３２ｃは相互に離間するように折 り曲げられている。即ち、上部サイドレール３１の内周部３１ｃは上方向（下部 サイドレール３２と反対方向）に傾斜させられ、一方、下部サイドレール３２の 内周部３２ｃは下方向（上部サイドレール３１と反対方向）に傾斜させられてい る。この結果、両サイドレール３１、３２の内周部３１ａ、３２ａは相互に離間 しつつ伸延し、両者間には、第１実施例の１ｂと同様のサイドレール３の円周方 向全周にわたって該サイドレール３の内周方向に向かって拡開するＶ字状の断面 を有するスリット部３３が形成されることとなる。

【００２１】 図示はされていないが、本実施例のサイドレール３も第１実施例のサイドレー ル１同様に、半径方向波型等のスペーサーエキスパンダーと組み合わされて組合 せオイルリングを形成する。このとき、上側サイドレールとなったサイドレール ３においてはサイドレール３２の内周部３２ｃが、下側サイドレールとなったサ イドレール３においてはサイドレール３１の内周部３１ｃがそれぞれスペーサー エキスパンダーの耳部の内周面に当接し張力を与えられることとなる。

【００２２】 この第３実施例のサイドレールは、別々に製造・加工した２枚のサイドレール を貼り合わせることによって構成されているため、製造が容易であるというメリ ットがある。

【００２３】 本考案は上記実施例に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記 載された技術的事項の範囲内において種々の変更、改良が可能なである。

【００２４】

【考案の効果】

以上のような本考案の組合せオイルリングのサイドレールによれば、サイドレ ールがリング溝内で上下に張る力を減少させることができるため、該サイドレー ルが上側サイドレールとして使用されると、圧縮工程時に燃焼室側からのガス圧 で軸方向下方（クランク室側）に押し下げられ易くなる。

【００２５】 この結果、高速運転時においても、上側サイドレール上面からオイルリング背 面そしてドレーンホールまたはピストンのスリット部と続く潤滑油回収用の通路 の確保が容易となる。このため、圧縮工程においてオイルリングよりも上方（燃 焼室側）のシリンダ内周面に付着した潤滑油を有効に回収でき、潤滑油消費量の 低減が達成できる。

【００２６】 又、エンジンブレーキ時や吸排気行程時のような燃焼室内が負圧となり、潤滑 油が燃焼室方向に吸い上げられ易い状態となったときには、上記スリット部は潤 滑油の緩衝だまりとなり、燃焼室方向への潤滑油の圧力が低減される。この結果 、該スリット部が燃焼室方向への潤滑油の流れを妨げる堰として機能し、燃焼室 方向への潤滑油の吸い上げ量が減少し、潤滑油消費量の低減が達成できる。 特に、Ｖ字型のスリット部には潤滑油の分圧によるピストン軸方向の側圧力に より、更に潤滑油の流れを妨げる効果がでるため、更なる潤滑油消費量の低減が 達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の組合せオイルリングのサ
イドレールの一部分の斜視図

【図２】本考案の第２実施例の組合せオイルリングのサ
イドレールの一部分の斜視図

【図３】本考案の第３実施例の組合せオイルリングのサ
イドレールの一部分の斜視図

【図４】図１のサイドレールを半径方向波型のスペーサ
ーエキスパンダーに組み合わせた状態の斜視図

【図５】スペーサーエキスパンダーの耳部によるサイド
レールへの張力を示す説明図

【符号の説明】

１ サイドレール １ａ 内周縁 １ｂ スリット部 １ｃ 上側内周部 １ｄ 下側内周部 ４ 半径方向波型スペーサーエキスパンダー ４１ 上側耳部 ４２ 下側耳部

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スペーサーエキスパンダーとの組合せに
   よって組合せオイルリングを構成し、該スペーサーエキ
   スパンダーに当接する内周端を有する内周部とシリンダ
   内周壁に当接する外周縁とを有するリング状の組合せオ
   イルリング用サイドレールであって、 上記内周部が上側内周部と下側内周部とに分岐してお
   り、上記両分岐部の間にスリット部が形成されているこ
   とを特徴とする組合せオイルリング用サイドレール。
2. 【請求項２】 上記スリット部がサイドレール内周方向
   に向かって拡開する断面Ｖ字状のスリット部であること
   を特徴とする請求項１記載の組合せオイルリング用サイ
   ドレール。
3. 【請求項３】 上記スリット部が断面角型のスリット部
   であることを特徴とする請求項１記載の組合せオイルリ
   ング用サイドレール。
4. 【請求項４】 スペーサーエキスパンダーとの組合せに
   よって組合せオイルリングを構成する組合せオイルリン
   グ用サイドレールであって、 上記組合せオイルリング用サイドレールが相互に貼り合
   わされ、それぞれシリンダ内壁に当接する外周縁とスペ
   ーサーエキスパンダー耳部に当接する内周縁を有する内
   周部とが形成された上部サイドレールと下部サイドレー
   ルが相互に貼り合わされることによって形成され、 上記上部サイドレールの内周部が上方に折り曲げられ、
   上記下部サイドレールの内周部が下方向に折り曲げら
   れ、該上側内周部と該下側内周部との間にサイドレール
   の内周方向に向かって拡開する断面Ｖ字状のスリットが
   該サイドレールの内周部の全周にわたって形成されてい
   ることを特徴とする組合せオイルリング用サイドレー
   ル。