JPH08159282A - 内燃機関用オイルコントロールリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 オイルコントロールリングのシリンダに対す
る追従性を向上して、オイル消費量を減少する。 【構成】 リング本体１のサイドレール部３の外縁部３
ａはシリンダ内壁１２に摺接する。コイルエキスパンダ
２の弾力により、サイドレール４の外面４ｃの内周部４
ｄをリング溝１３の一方の径方向壁面１４に当接させる
と共に、リング本体１の外面９をリング溝１３の他方の
径方向壁面１５に当接させる。リング本体１は、内周側
に形成された耳部７と、外周側に形成された支持突起部
８とを備える。サイドレール４の内周側端部４ｂはリン
グ本体１の耳部７に当接し、サイドレール４の内面４ｅ
は支持突起部８に当接する。耳部７の傾斜角度は１００
゜〜１２５゜、好ましくは１０５゜〜１１５゜の範囲内
にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の燃焼室内
へ流入するオイルを制御する組合せ鋼製オイルコントロ
ールリング、特にディーゼルエンジン等に好適な内燃機
関用オイルコントロールリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディーゼル用オイルコントロール
リングは、図６に示す鋼製オイルコントロールリング及
び図７に示すベベル型鋳鉄製オイルコントロールリング
のように、径方向外側に開放する略Ｍ字形断面又は略Ｉ
字形断面を有しかつ並行に配置された一対のサイドレー
ル３が一体に形成されたリング本体１と、リング本体１
の内側に配置されかつリング本体１を径方向外側に付勢
する弾力を発生するコイルエキスパンダ２とを備えてい
る。図８に示すように、環状のリング本体１には周の一
部を切欠して両切欠端面１ａ、１ａ間に合い口隙間Ｃが
設けられている。また、リング本体１にはシリンダ内壁
１２から掻き取ったオイルを逃がすオイル窓５が形成さ
れる。コイルエキスパンダ２はリング本体１のＭ字形の
谷部内周面又はＩ字形のウェブ内周面に当接して、リン
グ本体１をシリンダ１１に対して径方向外側に押圧す
る。コイルエキスパンダ２の弾力を受けて、リング本体
１のサイドレール３の外縁部３ａがシリンダ内壁１２に
それぞれ摺接する。コイルエキスパンダ２の弾力により
サイドレール３のシリンダ内壁面に対する面圧を高くし
て、オイルコントロールリングのシリンダ内壁１２に対
する追従性を向上しオイル掻き効果を高めることができ
る。しかし、サイドレール３がリング本体１と一体に成
形されているため、シリンダ内壁面の変形に対してサイ
ドレール３の追従性が低下する欠点がある。また、オイ
ルコントロールリングとリング溝１３の径方向壁面１４
との間に間隙（クリアランス）が発生するため、リング
溝内のオイルが間隙を通って燃焼室に内に流入し、オイ
ル消費量が増大する。

【０００３】図９に示す他の従来のオイルコントロール
リングは、並行に配置されそれぞれ独立した一対のサイ
ドレール４と、サイドレール４の内周端部４ｂを内周縁
に延在する耳部６ａに当接させて、サイドレール４を径
方向外側に付勢するスペーサエキスパンダ６とを備えて
いる。スペーサエキスパンダ６の弾力を受けてサイドレ
ール４は径方向外側に押圧され、サイドレール４の外縁
部４ａがシリンダ内壁１２に摺接する。一対のサイドレ
ール４が、それぞれ独立してシリンダ内壁１２に押圧さ
れるので、シリンダ内壁面の変形に対する追従性が良好
で、低い真円度のシリンダに対しても追従性が低下しな
い。同時に、サイドレール４はリング溝１３の径方向壁
面１４に対しても押圧され、サイドレール４の外面４ｃ
の内周部４ｄが径方向壁面１４に当接する。これによ
り、サイドレール４とリング溝１３の径方向壁面１４と
の間の間隙が抑制され、内燃機関の稼動時に燃焼室内へ
のオイルの漏洩を抑制することができる。しかし、この
オイルコントロールリングでは、サイドレール４の内面
４ｅとスペーサエキスパンダ６の外面６ｂとがほぼ全面
にわたり面接触しているため、サイドレール４とスペー
サエキスパンダ６との間で摩擦抵抗が発生し、サイドレ
ール４のシリンダ内壁１２に対する押圧力が減じられて
サイドレール４の追従性が低下する欠点がある。また、
スペーサエキスパンダ６はバネ定数が高く弾力減退率が
大きいため、長期使用によりオイル消費量が急増する。

【０００４】図６〜図９に示す従来のオイルコントロー
ルリングの欠点や問題を鑑みて提案された図１０に示す
更に別の従来のオイルコントロールリングは、例えば特
開平５−２３１５４０号公報に示されるように、略Ｉ字
形断面を有するリング本体１と、リング本体１に当接し
かつ並行に配置された一対のサイドレール４と、リング
本体１のＩ字形ウェブ内周面に当接してリング本体１を
押圧するコイルエキスパンダ２とを備えている。リング
本体１は、内周側全周にわたって形成された耳部７と外
周側全周にわたって形成された支持突起部８とを備えて
いる。サイドレール４の内周側端部４ｂはリング本体１
の耳部７に当接し、サイドレール４の内面４ｅの外周部
４ｆが支持突起部８に当接する。サイドレール４はリン
グ本体１の耳部７と支持突起部８のみに接触しているの
で、リング本体１とサイドレール４との間の摩擦抵抗が
小さく、シリンダ内壁面に対するサイドレール４の押圧
力を減じることなく追従性を向上することができる。ま
た、サイドレール４の内周側端部４ｂは全周にわたって
形成された耳部７と連続して接触し内周側端部４ｂの摩
耗を抑制するので、ディーゼルエンジン等の高圧が発生
するエンジンへの使用に適している。更に、耳部７は若
干内周方向に傾斜して形成され、リング本体１がコイル
エキスパンダ２の弾力を受けてサイドレール４を径方向
外側に押圧したとき、サイドレール４の内周側端部４ｂ
は耳部７の傾斜に沿って摺動する。これにより、サイド
レール４の外面４ｃの内周部４ｄがリング溝の径方向壁
面にそれぞれ当接して、リング本体１とリング溝の径方
向壁面との間の間隙を抑制する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
に示す従来のオイルコントロールリングでは、サイドレ
ール４の外縁部４ａが長期使用により摩耗すると、図１
１（Ａ）に示すシリンダ内壁との接触幅ａが図１１
（Ｂ）に示す接触幅ａ’のように大きくなる。これによ
り、サイドレール４のシリンダ内壁面に対する面圧が低
下する。円弧形状の外縁部４ａは接触幅の広がりが加速
度的に進行する。従って、オイルコントロールリングの
シリンダ内壁に対する追従性が低下してオイル掻き効果
が低減する。これに対し、サイドレール４の幅寸法を小
さくすることは、サイドレール４の剛性が低下してサイ
ドレール４が軸方向に変形し易くなる欠点を招く。そこ
で、この発明は、ディーゼルエンジン等の高圧縮比のエ
ンジンにも適用が可能で、シリンダ内壁とのサイドレー
ルの接触幅の増加を低減してオイルコントロールリング
のシリンダに対する追従性を向上し、低い真円度のシリ
ンダに対しても高い追従性を保持すると共に、オイルリ
ングとリング溝の径方向壁面との間隙を抑制し、内燃機
関の燃焼室内へ流入するオイルを制御してオイル消費量
が低減できる内燃機関用オイルコントロールリングを提
供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明による内燃機関
用オイルコントロールリングは、リング本体と、少なく
とも１本のサイドレールと、リング本体の内側に配置さ
れかつリング本体を径方向外側に付勢する弾力を発生す
るコイルエキスパンダとを有する。この内燃機関用オイ
ルコントロールリングでは、リング本体は、径方向外側
に突出しかつリング本体と一体のサイドレール部を備
え、サイドレール部の外縁部はシリンダ内壁に摺接す
る。リング本体を径方向外側に付勢するコイルエキスパ
ンダの弾力により、サイドレールの外面の内周部をリン
グ溝の一方の径方向壁面に当接させると共に、リング本
体の外面をリング溝の他方の径方向壁面に当接させる。
この発明の実施例では、リング本体は、内周側に形成さ
れた耳部と、外周側に形成された支持突起部とを備え
る。サイドレールの内周側端部はリング本体の耳部に当
接し、サイドレールの内面は支持突起部に当接する。耳
部の傾斜角度は１００゜〜１２５゜、好ましくは１０５
゜〜１１５゜の範囲内にある。サイドレールの外縁部に
シリンダ内壁に摺接する突起を形成する。この発明の他
の実施例は、リング本体と、並行に配置された一対のサ
イドレールと、リング本体の内側に配置されかつリング
本体を径方向外側に付勢する弾力を発生するコイルエキ
スパンダとを有する。リング本体は、内周側に形成され
た耳部と、外周側に形成された支持突起部とを備える。
サイドレールの内周側端部はリング本体の耳部に当接
し、そのサイドレールの内面の外周部は支持突起部に当
接する。サイドレールの外縁部にシリンダ内壁に摺接す
る突起を形成する。リング本体を径方向外側に付勢する
コイルエキスパンダの弾力により、一方のサイドレール
の外面の内周部をリング溝の一方の径方向壁面に当接さ
せると共に、他方のサイドレールの外面の内周部をリン
グ溝の他方の径方向壁面に当接させる。

【０００７】

【作用】リング本体と一体に形成されたサイドレール部
は径方向外側に突出しているので、外縁部のシリンダ内
壁との接触幅が小さく、長期使用により外縁部が摩耗し
ても接触幅が殆ど変化しない。また、サイドレールの外
縁部に突起を形成して、シリンダ内壁との接触幅を小さ
くし、長期使用によって突起が摩耗しても、突起のシリ
ンダ内壁との接触幅の増加を抑制することができる。従
って、シリンダ内壁面に対するサイドレールの面圧を高
くしてオイル掻き効果を向上し、オイル消費量を低減で
きる。リング本体と一体のサイドレール部とリング本体
の耳部に当接するサイドレールとは、それぞれ独立して
シリンダ内壁に摺接するので、シリンダ内壁面の変形に
対して追従性が低下せず、低い真円度のシリンダに対し
ても高い追従性を保持できる。リング本体の耳部は幅方
向に突出して傾斜するので、リング本体がコイルエキス
パンダの弾力を受けてサイドレールを径方向外側に押圧
したとき、サイドレールの内周側端部は耳部の傾斜に沿
って幅方向外側に摺動し、サイドレールの外面の内周部
がリング溝の一方の径方向壁面に当接する。その反力を
受けてリング本体の外面がリング溝の他方の径方向壁面
に当接する。これにより、オイルリングとリング溝の径
方向壁面との間に間隙が発生せず、内燃機関の稼動時の
燃焼室内へのオイルの漏洩を抑制することができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明による内燃機関用オイルコン
トロールリングの実施例を図１〜図５について説明す
る。図１〜図５では、図６〜図１１に示す箇所と同一の
部分には同一の符号を付し、説明を省略する。この発明
による内燃機関用オイルコントロールリングの第一実施
例では、図１に示すように、リング本体１は径方向外側
に突出しかつリング本体１と一体のサイドレール部３を
備え、サイドレール部３の外縁部３ａはシリンダ内壁１
２に摺接する。サイドレール部３の外縁部３ａは平滑に
成形されている。リング本体１の内周側に形成された耳
部７の傾斜角度θは１００゜〜１２５゜、好ましくは１
０５゜〜１１５゜の範囲内である。サイドレール４は、
内周側端部４ｂが耳部７に当接し、内面４ｅが支持突起
部８に当接するようリング本体１に配置される。リング
本体１を径方向外側に付勢するコイルエキスパンダ２の
弾力を受けて、耳部７はサイドレール４を径方向外側に
押圧する。また、サイドレール４の内周側端部４ｂは耳
部７の傾斜に沿って摺動する。これにより、サイドレー
ル４の外面４ｃの内周部４ｄをリング溝１３の一方の径
方向壁面１４に当接させると共に、リング本体１の外面
９をリング溝１３の他方の径方向壁面１５に当接させ
る。リング本体１、コイルエキスパンダ２及びサイドレ
ール４には必要に応じてガス軟窒化、塩浴軟窒化、ガス
窒化、イオンプレーティング、複合分散めっき、クロム
めっき、イオン窒化、イオン注入等の各種処理を施し、
耐摩耗性向上や焼付き防止をする。

【０００９】上記の構成において、リング本体１と一体
に形成されたサイドレール部３の外縁部３ａとサイドレ
ール４の外縁部４ａとが、コイルエキスパンダ２の径方
向外側への弾力を受けてシリンダ内壁１２に摺接する。
リング本体１と一体のサイドレール部３とサイドレール
４とは、それぞれ独立してシリンダ内壁１２に摺接する
ので、シリンダ内壁面の変形に対して追従性が低下せ
ず、低い真円度のシリンダに対しても高い追従性を保持
できる。また、サイドレール部３はリング本体１と一体
に径方向外側に突出するよう形成されているので、外縁
部３ａのシリンダ内壁１２との接触幅が小さく、外縁部
３ａが摩耗しても接触幅の変化率が小さい。従って、シ
リンダ内壁面に対する面圧が高いため、オイル掻き効果
が良くオイル消費量を低減できる。リング本体１の耳部
７は幅方向に突出して傾斜するので、リング本体１がコ
イルエキスパンダ２の弾力を受けてサイドレール４を径
方向外側に押圧したとき、サイドレール４の内周側端部
４ｂは耳部７の傾斜に沿って幅方向外側に摺動し、サイ
ドレール４の外面４ｃの内周部４ｄがリング溝１の一方
の径方向壁面１４に当接する。その反力を受けてリング
本体１の外面９がリング溝１の他方の径方向壁面１５に
当接する。これにより、オイルコントロールリングとリ
ング溝の径方向壁面との間に間隙が発生せず、内燃機関
の稼動時の燃焼室内へのオイルの漏洩を抑制して、オイ
ル消費量を低減することができる。

【００１０】図２に示すこの内燃機関用オイルコントロ
ールリングの第二実施例は、サイドレール４の外縁部４
ａに突起１０を形成する。図３（Ａ）に示すように、突
起１０の幅寸法ｂはサイドレール４の幅寸法Ｌより小さ
く（ｂ＜Ｌ）、シリンダ内壁面に対するオイルコントロ
ールリングの組合せ面圧設定の設計上、サイドレール４
の幅寸法Ｌの１／２以下において適宜選択できる。ま
た、耳部７の傾斜に沿ってサイドレール４を幅方向外側
に確実に摺動させるために、突起１０の径方向の寸法ｍ
は図２に示すサイドレール部３の径方向の寸法（高さ寸
法）ｎ以下でなければならない。寸法ｍが寸法ｎより大
きいとサイドレール４の内周側端部４ｂと耳部７との接
触が不安定になる。サイドレール４に突起１０を設ける
ことにより、シリンダ内壁１２との接触幅を小さくして
シリンダ内壁面に対するサイドレール４の面圧を向上す
ることができる。また、長期使用によって突起１０が摩
耗しても、図３（Ｂ）に示すように、突起１０の接触幅
ｂ’は図３（Ａ）の接触幅ｂと略同一で接触幅の変化率
を小さくすることができる。従って、サイドレール４の
シリンダ内壁に対する追従性を向上してオイル消費量を
増加させない。

【００１１】従来の鋼製オイルコントロールリング及び
ベベル型鋳鉄製オイルコントロールリングと、この発明
の内燃機関用オイルコントロールリングの第一及び第二
実施例とを実機による台上耐久試験を実施してオイル消
費量結果比率の比較を図４に示す。台上耐久試験条件と
して、シリンダ内径９４ｍｍ、６気筒、排気量３０００
ｃｃのエンジンを水温８０℃、油温１００℃で２００時
間運転した。運転条件は、回転速度２４００ｒｐｍ×全
負荷運転とパターン運転とを評価した。従来のベベル型
鋳鉄製オイルコントロールリングの全負荷運転の比率を
１００としたとき、第一実施例はオイル消費量が７５％
低減でき、第二実施例は８０％の低減できた。シリンダ
内壁に対する追従性がベベル型鋳鉄製オイルコントロー
ルリングよりも優れている鋼製オイルコントロールリン
グの全負荷運転のオイル消費率と比較しても第一及び第
二実施例のオイル消費量は低減した。また、パターン運
転条件下においても従来のオイルコントロールリングに
比べ第一及び第二実施例のオイル消費量は低減すること
が立証された。また、第一実施例よりも第二実施例のオ
イル消費量結果が優れていることは、サイドレール４の
外縁部４ａに形成した突起１０がサイドレール４のシリ
ンダ内壁１２に対する追従性を向上し、長期使用による
摩耗にも面圧が低下せずオイル掻き効果が低減しないこ
とを示している。

【００１２】この発明の実施態様は前記の実施例に限定
されず、変更が可能である。例えば、この発明の実施例
では、リング本体１のクランク室側に一体にサイドレー
ル部３を形成したが、リング本体１の燃焼室側にサイド
レール部３を形成してもよい。また、図５に示すよう
に、耳部７及び支持突起部をリング本体１の両側に形成
して、外縁部４ａに突起１０を形成した一対のサイドレ
ール４を並行に配置してもよい。コイルエキスパンダ２
の弾力を受けて、耳部７はサイドレール４の突起１０を
シリンダ内壁１２に摺接させる。また、サイドレール４
の外面内周部４ｄをリング溝１３の径方向壁面１４、１
５にそれぞれ当接させる。

【００１３】

【発明の効果】前記のように、この発明では、オイルコ
ントロールリングのシリンダに対する追従性を向上し、
低い真円度のシリンダに対しても高い追従性を保持でき
る。また、内燃機関の高速稼動時に、オイルリングとリ
ング溝の径方向壁面との間隙が発生せず、燃焼室内への
オイルの漏洩を抑制できる。従って、オイル消費量を低
減してオイル消費性能を向上することができるので、デ
ィーゼルエンジン等の高圧縮比のエンジンにも適用が可
能で、内燃機関の焼き付きを防止して、定期的なオイル
点検の時間間隔を延長できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による内燃機関用オイルコントロー
ルリングの第一実施例のシリンダのリング溝に装着した
状態を示す断面図

【図２】 この発明による内燃機関用オイルコントロー
ルリングの第二実施例のシリンダのリング溝に装着した
状態を示す断面図

【図３】 （Ａ）第二実施例のリング本体に当接するサ
イドレールの外縁部に形成した突起の断面図 （Ｂ）外縁部に形成した突起が摩耗した状態を示す断面
図

【図４】 台上耐久試験のオイル消費量結果の比率を示
すグラフ

【図５】 この発明による内燃機関用オイルコントロー
ルリングの他の実施例のシリンダのリング溝に装着した
状態を示す断面図

【図６】 シリンダのリング溝に装着した状態を示す従
来の鋼製オイルコントロールリングを示す断面図

【図７】 シリンダのリング溝に装着した状態を示す従
来のベベル型鋳鉄性オイルコントロールリングを示す断
面図

【図８】 従来のベベル型鋳鉄性オイルコントロールリ
ングの部分斜視図

【図９】 シリンダのリング溝に装着した状態を示す他
の従来の従来のオイルコントロールリングの断面図

【図１０】 更に他の従来のオイルコントロールリング
の斜視図

【図１１】 （Ａ）リング本体に当接するサイドレール
の外縁部の断面図 （Ｂ）外縁部が摩耗した状態を示す断面図

【符号の説明】

１・・・リング本体、２・・・コイルエキスパンダ、３
・・・リング本体と一体のサイドレール部、３ａ・・・
外縁部、３ｃ・・・外面、４・・・サイドレール、４ａ
・・・外縁部、４ｂ・・・内周端部、４ｃ・・・外面、
４ｄ・・・内周部、５・・・オイル窓、７・・・耳部、
８・・・支持突起部、９・・・リング本体の外面、１０
・・・突起、１１・・・シリンダ、１２・・・シリンダ
内壁、１３・・・リング溝、１４、１５・・・径方向壁
面、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リング本体と、少なくとも１本のサイド
   レールと、リング本体の内側に配置されかつリング本体
   を径方向外側に付勢する弾力を発生するコイルエキスパ
   ンダとを有する内燃機関用オイルコントロールリングに
   おいて、 リング本体は、径方向外側に突出しかつリング本体と一
   体のサイドレール部を備え、 サイドレール部の外縁部はシリンダ内壁に摺接し、 リング本体を径方向外側に付勢するコイルエキスパンダ
   の弾力により、サイドレールの外面の内周部をリング溝
   の一方の径方向壁面に当接させると共に、リング本体の
   外面をリング溝の他方の径方向壁面に当接させたことを
   特徴とする内燃機関用オイルコントロールリング。
2. 【請求項２】 リング本体は、内周側に形成された耳部
   と、外周側に形成された支持突起部とを備え、サイドレ
   ールの内周側端部はリング本体の耳部に当接し、サイド
   レールの内面は支持突起部に当接する請求項１に記載の
   内燃機関用オイルコントロールリング。
3. 【請求項３】 耳部の傾斜角度は１００゜〜１２５゜の
   範囲内にある請求項２に記載の内燃機関用オイルコント
   ロールリング。
4. 【請求項４】 耳部の傾斜角度は１０５゜〜１１５゜の
   範囲内にある請求項２に記載の内燃機関用オイルコント
   ロールリング。
5. 【請求項５】 一方のサイドレールの外縁部にシリンダ
   内壁に摺接する突起を形成した請求項１に記載の内燃機
   関用オイルコントロールリング。
6. 【請求項６】 リング本体と、並行に配置された一対の
   サイドレールと、リング本体の内側に配置されかつリン
   グ本体を径方向外側に付勢する弾力を発生するコイルエ
   キスパンダとを有し、リング本体は、内周側に形成され
   た耳部と、外周側に形成された支持突起部とを備え、サ
   イドレールの内周側端部はリング本体の耳部に当接し、
   そのサイドレールの内面の外周部は支持突起部に当接す
   る内燃機関用オイルコントロールリングにおいて、 サイドレールの外縁部にシリンダ内壁に摺接する突起を
   形成し、 リング本体を径方向外側に付勢するコイルエキスパンダ
   の弾力により、一方のサイドレールの外面の内周部をリ
   ング溝の一方の径方向壁面に当接させると共に、他方の
   サイドレールの外面の内周部をリング溝の他方の径方向
   壁面に当接させたことを特徴とする内燃機関用オイルコ
   ントロールリング。