JPH065106B2 - 組合せオイルリング - Google Patents

組合せオイルリング

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JPH065106B2
JPH065106B2 JP60070798A JP7079885A JPH065106B2 JP H065106 B2 JPH065106 B2 JP H065106B2 JP 60070798 A JP60070798 A JP 60070798A JP 7079885 A JP7079885 A JP 7079885A JP H065106 B2 JPH065106 B2 JP H065106B2
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oil ring
spacer expander
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博貴 寺平
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Nippon Piston Ring Co Ltd
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Nippon Piston Ring Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/06Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
    • F16J9/064Rings with a flat annular side rail
    • F16J9/066Spring expander from sheet metal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、往復動型内燃機関に使用されるピストンリン
グのうち、潤滑油制御に用いられるオイルリングに係る
ものである。より詳細には、スペーサーエキスパンダ
と、該スペーサーエキスパンダの上下に配設され該スペ
ーサーエキスパンダにより外周方向に押圧されてシリン
ダ内壁面に圧接されるとともにピストンのリング溝上下
面へも圧接されるサイドレールとから成る組合せオイル
リングの改良に関するものである。
〈従来の技術〉 往復動型内燃機関においては、ピストンの往復動に伴い
シリンダ内壁面の潤滑油を効率よく掻きそれを巧みに流
体させて戻し、燃焼室へ行かないようにするため、ピス
トンのリング溝にオイルリングが装着される。このよう
なオイルリングは、材質的向上はもとより機能の改善を
はかるために様々な形状的工夫がなされている。従来最
もよく用いられてきたオイルリングとして、例えば特公
昭33−10104号公報に示されるオイルリングがあ
る。このオイルリングは第4、5図に示す如くのオイル
リングであり、このオイルリングに用いられるスペーサ
ーエキスパンダは第4図に示す如く、全体として波型平
板からなっていて、その波型が一連の外側凸部22と内
側凸部21とをそなえ各外側凸部と内側凸部とが交互に
配置されており、かつ各内側凸部上下端面にはそれぞれ
突起211を設け更に外側凸部の軸方向上下端にはこれ
と一体にサイドレールを支持する受圧面221が設けら
れたものを環状に形成したスペーサーエキスパンダ2で
ある。第5図に示す如くこの環状のスペーサーエキスパ
ンダの上下両端面に配設した一対の環状のサイドレール
3、3とからなり、各サイドレール内側環状面を前記突
起211によって支持し、サイドレール外周面をシリン
ダ内壁4に当接するとともにサイドレール上下面をピス
トンのリング溝61上下面に圧接するように構成した組
合せオイルリングである。その性能としては充分発揮さ
れてきたが、近年次第に苛酷になってきている使用条件
により、サイドレール内周と接触部位である突出との摩
耗が生じやすく、シリンダ内壁面への初期なじみ、エン
ジンの長期にわたる作動後におけるシリンダ面の変形へ
の追従性及び常に充分な均等の押圧力を維持することが
困難になっている。又サイドレールによるピストンのリ
ング溝上下面に対する面圧分布も均等に維持することが
困難になり、充分なシール効果が得られず、従って潤滑
油消費量が増大するという問題点を招いている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明の目的は、上記に鑑みて組合せオイルリングのス
ペーサーエキスパンダを改良し、シリンダへの追従性と
ピストンリング溝上下面への追従性を向上させるため、
両者の面圧が充分均等になる組合せオイルリングを提供
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、本発明の特徴とする手段は、
全体として環状の波型平板より成り、その波型は一連の
外側凸部と一連の内側凸部とを交互に備え、これら両凸
部は半径方向に延伸した連結部材で連結されており、上
記内側凸部の軸方向上下端にはこれと一体に突起が設け
られたスペーサーエキスパンダと該スペーサーエキスパ
ンダの上下に配される一対のサイドレールとから成る組
合せオイルリングにおいて、該スペーサーエキスパンダ
の内側凸部の軸方向上下端の突起部の少なくともどちら
か一方と、該突起部の少なくともどちらか一方に周方向
に一体的に接続し前記連結部材より切り離された内周突
出部とを有するパッド部を形成し、且つ前記外側凸部の
軸方向上下端の少なくともどちらか一方と、該上下端の
少なくともどちらか一方に周方向に一体的に接続し前記
連結部材より切り離された外周突出部とを有するサイド
レール受圧部を形成するようにしたことにある。
本発明の組合せオイルリングは、従来の組合せオイルリ
ングにおけるシリンダ及びピストンのリング溝上下面へ
の追従性及びその追従性を左右する面圧が充分に均等で
ないという問題点を解決するため、スペーサーエキスパ
ンダを新しい構造にしたものである。
〈作用〉 このように、本発明の組合せオイルリングでは、スペー
サーエキスパンダの内側凸部の軸方向上下端の突起部の
少なくともどちらか一方と、該突起部の少なくともどち
らか一方に周方向接続し前記連結部材より切り離された
内周突出部とを有するパッド部を形成し、且つ外側凸部
の軸方向上下端の少なくともどちらか一方と、該上下端
の少なくともどちらか一方に周方向に一体的に接続し、
プレス打ち抜き等で前記連結部材より切り離された外周
突出部とを有するサイドレール受圧部を形成するため、
サイドレール内周とスペーサーエキスパンダの接触部位
の接触面積及びサイドレールを支持する受圧面積を大き
くすることにより、サイドレール内周との接触部位の摩
耗防止ができ、シリンダへの追従性及び常に充分な押圧
力を維持することが可能となり、且つサイドレールによ
るピストンのリング溝上下面に対する面圧分布も均等に
維持することができ、充分なシール効果が得られ、潤滑
油消費量の低減が図れる。上記パッド部及びサイドレー
ル受圧部の突出部における延設される長さ、軸方向の幅
等は、スペーサーエキスパンダの強度、その他の必要条
件に合せて決められる。〈実施例〉 以下に本発明を具体化した実施例を図面に基づいて説明
する。尚、従来の組合せオイルリングとして、第4図及
び第5図で説明したものと同一個所は同一符号を付与し
た。
第1図は本発明の組合せオイルリングを往復動型内燃機
関のピストンに装着した状態を示している。図中6はピ
ストンで、そのオイルリング溝61に組合せオイルリン
グ1が装着されている。組合せオイルリングは、一対の
サイドレール3、3とその間に介装されてサイドレール
3を保持すると共にシリンダ内壁4に押しつけるスペー
サーエキスパンダ2とから構成されている。スペーサー
エキスパンダ2は、半径方向波型に成形され、その内側
凸部21にはサイドレール3の内周側面と接触し、且つ
スペーサーエキスパンダ2の周方向側面に離間して設け
られた突起部と、該突起部に周方向に一体的に連続し連
結部材より切り離された内周突出部とを有するパッド部
26を形成する。該パッド部26は軸方向に対して角度
を有している。これはサイドレール3を半径方向のみな
らず、上下方向にも押圧してシリンダ内壁4及びオイル
リング溝61の側壁面のシール効果を得るためのもので
ある。
符号62はオイルリング溝61内のオイルをピストン内
側に戻すためのホールである。サイドレール3はスチー
ルリボンから作られ、その内、外周面5には、必要に応
じて硬質クロムめっき、窒化処理等の表面処理を施して
もよい。
第2図は本発明のスペーサーエキスパンダ2の概略を示
しており、第3図はその一部である斜視図を示す。図に
示すように、スペーサーエキスパンダ2は全体として環
状の波型平板よりなり、一連の内側凸部21と一連の外
側凸部22とが交互に配置されてこれら両凸部を連結部
材24で連結し周方向に波型に形成されている。上記各
内側凸部21の上下両端には軸方向及び周方向に延びて
いるパッド部26が設けてあり、これに係合するように
一対のサイドレールが配設されるのは上述の通りであ
る。
本発明では、第3図に示す如く該スペーサーエキスパン
ダ2の内側凸部21の軸方向上下端の突起部26a、2
6aと、該突起部に周方向に一体的に接続し連結部材2
4よりプレス打ち抜き等で切り離され、前記内側凸部の
両側に均等に突出する内周突出部26b、26bとを有
するパッド部26、26を形成し、且つ外側凸部22の
軸方向上下端25a、25aと、該上下端に周方向に一
体的に接続し連結部材24よりプレス打ち抜き等で切り
離され、前記外側凸部の両側に均等に突出する外周突出
部25b、25bとを有するサイドレール受圧部25、
25を形成してある。このように構成することにより、
サイドレール内周とスペーサーエキスパンダの接触部位
の接触面積及びサイドレールとの受圧面積を大きくする
ことができ、サイドレール内周との接触部位の摩耗防止
によるシリンダへの追従性及び常に充分な押圧力を維持
することができ、且つサイドレールによるピストンのリ
ング溝61上下面に対する面圧分布を均等に維持するこ
とができ、充分な上下面シール効果が得られ、潤滑油消
費量の低減が図れる。更に望ましくは、内側凸部の上下
端の突起部26aと内周突出部26bとから成るパッド
部26及び外側凸部の上下端25aと突出部25bとか
ら成るサイドレール受圧部25は、第2図に示す如く、
スペーサーエキスパンダ全周にわたる同一円周上に位置
するように形成することにより、より均等な押圧力及び
上下面面圧分布が得られ、シール効果が更に向上する。
第4図に示される従来のスペーサーエキスパンダでは、
該スペーサーエキスパンダの全周にわたるその突起21
1及び受圧面221の周方向の長さの和は、組合せオイ
ルリングの突出及び受圧面における全周長の15〜20
%前後に設定されるが、本発明の前記パッド部及びサイ
ドレール受圧部では少なくとも30%以上に設定され従
来に比し接触面積及び受圧面積を大とすることができ、
使用時におけるサイドレール内周との接触部位の摩耗及
びサイドレールの軸方向のうねりを防止し均等な面圧分
布が得られることは上述の如くである。従来のように形
状上の制限を受けることなく自由に上記長さにセットさ
れ得る。
又第1図に示すされる如く、本発明組合せオイルリング
の構造において、スペーサーエキスパンダの連結部材よ
り切り離し、周方向に内周突出部26b及び外周突出部
25bを設けることによりできる空間241は、オイル
流通孔の役目をはたすことができ、従来の第2図に示さ
れるようにオイル流通孔23をパンチで打ち抜く工程が
省略できるが、場合により機種に合せて別にオイル流通
孔を設けてもよい。
上記パッド部26及びサイドレール受圧部25の突出部
における延設される長さ、軸方向の幅等はスペーサーエ
キスパンダの強度、その他の必要条件に合せて決められ
る。又、本発明のスペーサーエキスパンダにおいて上記
実施例として第3図では前記突出部は内側凸部及び外側
凸部の上下端より周方向両側に突出している場合を説明
したが、該突出部は内側凸部及び外側凸部の上下端どち
らか一方あるいは内側凸部及び外側凸部より周方向片側
のみに突出させても従来より良い効果は得られるもので
あるが、第3図に示した実施例におけるものが最も望ま
しく優れた効果を発揮するものである。
〈発明の効果〉 上述の通り、本発明は、スペーサーエキスパンダに接触
面積及び受圧面積を従来に比し数段大きくできるパッド
部及びサイドレール受圧部を形成することにより、近時
の苛酷な使用条件において生ずる従来のサイドレール内
周との接触部位の摩耗及びサイドレール軸方向のうねり
を防止しでき、均等な半径方向及び上下面面圧分布が得
られ、充分な上下面シール効果を発揮する。従って潤滑
油消費量の低減を図ることができ、実施せられての実利
は極めて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の組合せオイルリングをピストンのオ
イルリング溝に装着した状態を示す断面図、第2図は第
1図の組合せオイルリングのスペーサーエキスパンダの
平面図、第3図は本発明の一実施例を示す部分的切欠斜
視図、第4図は従来の組合せオイルリングのスペーサー
エキスパンダの部分的切欠斜視図、第5図は従来の組合
せオイルリングをピストンのオイルリング溝に装着した
状態を示す断面図である。 図における符号は、 1…組合せオイルリング, 2…スペーサーエキスパンダ, 21…内側凸部, 22…外側凸部, 24…連結部材, 211…突起, 25…サイドレール受圧部, 25a…外側凸部の軸方向上下端, 25b…外周突出部, 26a…突起部 26b…内周突出部 3…サイドレール, 4…シリンダ内壁, 5…サイドレールの内、外周面, 6…ピストン, をそれぞれ示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】全体として環状の波型平板より成り、その
    波型は一連の外側凸部と一連の内側凸部とを交互に備
    え、これら両凸部は半径方向に延伸した連結部材で連結
    されており、上記内側凸部の軸方向上下端にはこれと一
    体に突起が設けられたスペーサーエキスパンダと該スペ
    ーサーエキスパンダの上下に配される一対のサイドレー
    ルとから成る組合せオイルリングにおいて、 該スペーサーエキスパンダの内側凸部の軸方向上下端の
    突起部の少なくともどちらか一方と、該突起部の少なく
    ともどちらか一方に周方向に一体的に接続し前記連結部
    材より切り離された内周突出部とを有するパッド部を形
    成し、且つ前記外側凸部の軸方向上下端の少なくともど
    ちらか一方と、該上下端の少なくともどちらか一方に周
    方向に一体的に接続し前記連結部材より切り離された外
    周突出部とを有するサイドレール受圧部を形成してなる
    ことを特徴とする組合せオイルリング。
  2. 【請求項2】前記組合せオイルリングにおいて、該スペ
    ーサーエキスパンダの内側凸部の軸方向上下端の突起部
    と、該突起部に周方向に一体的に接続し前記連結部材よ
    り切り離された内周突出部とを有するパッド部を形成
    し、且つ前記外側凸部の軸方向上下端と、該上下端に周
    方向に一体的に接続し前記連結部材より切り離された外
    周突出部とを有するサイドレール受圧部を形成してなる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の組合せオ
    イルリング。
  3. 【請求項3】前記組合せオイルリングにおいて、前記内
    周突出部及び外周突出部は、前記内側凸部及び外側凸部
    の周方向両側に突出していることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の組合せオイルリング。
  4. 【請求項4】前記組合せオイルリングにおいて、前記パ
    ッド部及び前記サイドレール受圧部は、スペーサーエキ
    スパンダの全周にわたる同一円周上に位置することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の組合せオイルリン
    グ。
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