JPH08247289A - 組合せ3ピースオイルリング - Google Patents

組合せ3ピースオイルリング

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JPH08247289A
JPH08247289A JP5297895A JP5297895A JPH08247289A JP H08247289 A JPH08247289 A JP H08247289A JP 5297895 A JP5297895 A JP 5297895A JP 5297895 A JP5297895 A JP 5297895A JP H08247289 A JPH08247289 A JP H08247289A
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JP
Japan
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side rail
ring
oil ring
spacer expander
oil
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Application number
JP5297895A
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English (en)
Inventor
Masaki Yamada
正樹 山田
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 オイルリングのシリンダに対する追従性を向
上しかつ気密性能を向上してオイル消費量を減少する。 【構成】 本発明による組合せ3ピースオイルリングで
は、一対のサイドレール1と、サイドレール1に当接す
る内周側に形成された耳部3と外周側に形成された突起
部4とを有するスペーサエキスパンダ2とを備える。ス
ペーサエキスパンダ2の弾力により耳部3を介してサイ
ドレールを径方向外側に押圧すると共に、サイドレール
1の外面の内周部1cをリング溝11の径方向壁面12
に当接させる。スペーサエキスパンダ2の突起部4に内
周側に傾斜するテーパ部5を形成し、突起部4に当接す
るサイドレール1の内面の外周部1dに突起部4の傾斜
角度に当接する傾斜面1eを形成する。突起部4の傾斜
角度θはθ=150゜〜175゜、好ましくはθ=15
5゜〜165゜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】本発明は、内燃機関に使用する鋼
製組合せ3ピースオイルリング、特に、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3ピースオイル
リングに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の組合せ3ピースオイルリングは、
ばね鋼製の一対のサイドレールと、サイドレールに挟持
されたステンレス鋼製のスペーサエキスパンダとの3本
の鋼片からなる。スペーサエキスパンダの弾力によりサ
イドレールはシリンダ内壁に対して押圧されると共に、
リング溝の径方向壁面に対しても押圧される。図6〜図
10に示す従来の組合せ3ピースオイルリングは、横方
向にU字波形形状を有するスペーサエキスパンダ2を備
える。スペーサエキスパンダ2にはシリンダ内壁11か
ら掻き取ったオイルを逃がすオイル窓6が形成される。
スペーサエキスパンダ2の内周側にほぼ等間隔に形成さ
れた耳部3がサイドレール1の内周面1aを支持し、外
周側にほぼ等間隔に形成された突起部4がサイドレール
の内面の外周部1dを支持する。スペーサエキスパンダ
2の弾力により耳部3がサイドレール1の内周面1aを
径方向外側に押圧し、サイドレール1の外縁部1bがシ
リンダ内壁11に摺接する。これにより、高いオイル掻
き効果が得られると共にシリンダ内壁11に対する気密
性能を得ることができる。同時に、耳部3の外周側に形
成された傾斜に沿ってサイドレール1の内周面1aが摺
動して、サイドレール1をリング溝12の軸方向外側へ
も押し出し、サイドレールの1の外面の内周部1cをリ
ング溝12の径方向壁面13に当接させる。これによ
り、サイドレール1とリング溝12の径方向壁面13と
の間の間隙(クリアランス)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。また、ピストンの高さ、即ち全長の短小化に伴い、
ピストンの首振り運動が高速化し、首振り角度が増加し
たため、オイルリングのシリンダ内壁への追従性能を更
に向上する必要から、スペーサエキスパンダ2の外周側
には、サイドレール1の当接面に突起部4が形成されて
いる。これにより、サイドレール1の外周縁1bが軸方
向に移動するのを防ぐとともに、シリンダ内壁11に対
して全周均一の面圧が得られ、ピストンの首振り運動、
または摩耗及び変形により真円度の低下したシリンダに
対しても追従性能が低下しないので、安定したオイルコ
ントロール作用が生ずる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
組合せ3ピースオイルリングでは、スペーサエキスパン
ダ2の弾力によりサイドレール1の内周面1aを径方向
及び軸方向に押圧する耳部3がサイドレール1の移動を
拘束しているのに比べると、内燃機関稼動時に図8に矢
印で示すようにサイドレール1の外周縁1bが軸方向に
移動する自由度が大きい。また、スペーサエキスパンダ
2の弾力をサイドレール1に付与する耳部3が間欠的に
設けられているので、厚さ0.5mm程度の薄いサイド
レール1が軸方向にうねり易い。従って、サイドレール
1とリング溝12の径方向壁面13との間に間隙が発生
するため、リング溝内のオイルが間隙を通って燃焼室内
に流入し、オイル消費量が増大する。そこで、本発明
は、スペーサエキスパンダの内周側及び外周側の両端で
サイドレールを安定して支持し、サイドレールのシリン
ダ内壁に対する面圧を保持して追従性を向上すると共
に、サイドレールとリング溝の径方向壁面との間隙を抑
制して内燃機関の燃焼室内へ流入するオイルを制御しオ
イル消費量が低減できる組合せ3ピースオイルリングを
提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明による組合せ3ピ
ースオイルリングは、一対のサイドレールと、サイドレ
ールに当接する内周側に形成された耳部と外周側に形成
された突起部とを有するスペーサエキスパンダとを備え
る。スペーサエキスパンダの弾力により耳部を介してサ
イドレールを径方向外側に押圧すると共に、サイドレー
ルの外面の内周部をリング溝の径方向壁面に当接させ
る。スペーサエキスパンダの突起部に内周側に傾斜する
テーパ部を形成し、突起部に当接するサイドレールの内
面の外周部に突起部の傾斜角度に当接する傾斜面を形成
する。突起部の傾斜角度θはθ=150゜〜175゜、
好ましくはθ=155゜〜165゜の範囲内にある。
【0005】
【作用】スペーサエキスパンダの弾力によりスペーサエ
キスパンダの耳部を介してサイドレールは径方向外側に
押圧され、同時に耳部の傾斜に沿って軸方向に押し出さ
れてサイドレールの外面の内周部がリング溝の径方向壁
面に当接する。このとき、スペーサエキスパンダの突起
部に形成したテーパ部にサイドレールの内面の外周部に
形成した傾斜面が当接する。これにより、突起部におい
てスペーサエキスパンダの弾力を受け径方向外側及び軸
方向外側の2方向の弾力成分が得られる。従って、耳部
だけでなく突起部においても、2方向の弾力成分によっ
てサイドレールをシリンダ内壁に対して付勢するので、
サイドレールの外縁部の面圧が増加してシリンダ内壁に
対するサイドレールの追従性が向上する。また、サイド
レールは耳部及び突起部の2点で軸方向外側に押圧され
るので、サイドレールはリング溝の径方向壁面に確実に
押圧され、サイドレールとリング溝の径方向壁面との気
密性を保持して、燃焼室内へのオイルの漏洩を防止しオ
イル消費量を低減できる。更に、突起部のテーパ部にサ
イドレールの傾斜面が当接してサイドレールを確実に支
持するので、サイドレールのうねりを防止して、サイド
レールとリング溝の径方向壁面との間に間隙が発生する
ことがない。また、サイドレールに傾斜面を形成するの
で、サイドレールの外縁部ではシリンダ内壁との接触幅
を小さくでき、シリンダ内壁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及び気密性能を向上し、オ
イル消費量を低減できる。
【0006】
【実施例】以下、本発明による組合せ3ピースオイルリ
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10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。本発明による組合せ3
ピースオイルリングの実施例では、図1〜図4に示すよ
うに、スペーサエキスパンダ2の突起部4に内周側に傾
斜するテーパ部5を形成し、突起部4に当接するサイド
レール1の内面の外周部1dに突起部4の傾斜角度に当
接する傾斜面1eを形成する。突起部4の傾斜角度θは
θ=150゜〜175゜、好ましくはθ=155゜〜1
65゜の範囲内にある。突起部4の傾斜角度θは耳部3
の傾斜の垂直軸に対する内周側角度と同等もしくはそれ
以下に設定する。上記の構成において、スペーサエキス
パンダ2の弾力によりスペーサエキスパンダ2の耳部3
を介してサイドレール1は径方向外側に押圧され、同時
に耳部3の傾斜に沿って軸方向に押し出されてサイドレ
ール1の外面の内周部1cがリング溝12の径方向壁面
13に当接する。このとき、スペーサエキスパンダ2の
突起部4に形成したテーパ部5にサイドレール1の内面
の外周部1dに形成した傾斜面1eが当接する。これに
より、図1に矢印で示すように、スペーサエキスパンダ
2の弾力を受けて径方向外側に向かう弾力成分FR及び
軸方向外側に向かう弾力成分FAの2方向の弾力成分が
突起部4において得られる。従って、耳部3だけでなく
突起部4においてもサイドレール1をシリンダ内壁11
に対して付勢するので、サイドレール1の外縁部1bの
面圧が増加してシリンダ内壁11に対するサイドレール
1の追従性が向上する。また、サイドレール1は耳部3
及び突起部4の2点で軸方向外側に押圧されるので、サ
イドレール1はリング溝12の径方向壁面13に確実に
押圧され、サイドレール1とリング溝12の径方向壁面
13との気密性を保持して、燃焼室内へのオイルの漏洩
を防止しオイル消費量を低減できる。更に、突起部4の
テーパ部5にサイドレール1の傾斜面1eが当接してサ
イドレール1を確実に支持するので、サイドレール1の
うねりを防止して、サイドレール1とリング溝12の径
方向壁面13との間に間隙が発生することがない。図2
の矢印で示すように、サイドレール1の外縁部1bは移
軸方向内側への移動が抑制され、サイドレール1が安定
する。また、サイドレール1に傾斜面1eを設けたこと
により、サイドレール1の外縁部1bはシリンダ内壁1
1との接触幅を小さくできるので、シリンダ内壁11に
対するサイドレール1の面圧を高くしてオイル掻き効果
及び気密性能を向上し、オイル消費量を低減できる。
【0007】従来の組合せ3ピースオイルリングと本発
明の組合せ3ピースオイルリングとをオイルリング接線
張力が同一の30Nの仕様で、直列4気筒、排気量20
00ccのガソリンエンジンに使用してオイル消費テス
トを実施した結果比率を図5に示す。回転速度6000
rpmのフルロード、フルスピードの運転条件で従来の
オイルリングを使用した場合のオイル消費量を1とした
とき、同一の条件下で本発明のオイルリングを使用する
とオイル消費量を30%低減できた。この条件下では、
サイドレールによるシリンダ内壁との気密効果の影響が
大きいと考えられており、従来のオイルリングに比べる
と、本発明のオイルリングによるシリンダ内壁との気密
効果が大きいことが立証された。また、オイル消費低減
効果が大きい低、中速回転域(平均車速時速100k
m)が多用されるパターン運転条件では、本発明のオイ
ルリングを使用するとオイル消費量は半減した。この条
件下では、サイドレールによるシリンダ内壁との気密効
果以上に、リング溝との気密効果の影響が大きいと考え
られる。更に、従来のオイルリングではサイドレールの
外縁部のシリンダ内壁に対する接触幅は0.5mmであ
るが、本発明のオイルリングではサイドレールに傾斜面
を設けたことにより、接触幅を0.17mmと約3分の
1に小さくすることができた。これにより、同一の接線
張力30Nでサイドレールの外縁部の径方向面圧を比較
すると、従来のオイルリングでは0.78MPaである
のに対し、本発明のオイルリングでは2.34MPaと
高くなった。従って、オイルリングの摩耗損失を低減す
るために、サイドレールの面圧を低下させることなくス
ペーサエキスパンダの接線張力を従来のオイルリングよ
りも30%低減して10Nとすることが可能となった。
【0008】本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。本発明の実施例では、横方向
に波形形状を有するスペーサエキスパンダを備えた組合
せ3ピースオイルリングの例を示したが、縦方向に波形
形状を有する等の他のスペーサエキスパンダを備えた組
合せ3ピースオイルリングにも適応できる。
【0009】
【発明の効果】前記のように、本発明では、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。また、サイドレール
のシリンダ内壁に対する面圧を向上して、オイルリング
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。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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による組合せ3ピースオイルリングの
断面図
【図2】 本発明による組合せ3ピースオイルリングの
シリンダのリング溝に装着した状態を示す断面図
【図3】 本発明による組合せ3ピースオイルリングの
スペーサエキスパンダの斜視図
【図4】 本発明による組合せ3ピースオイルリングの
スペーサエキスパンダの突起部の斜視図
【図5】 (A)フルロード、フルスピード運転条件下
でのオイル消費テストの結果比率を示すグラフ、(B)
パターン運転条件下でのオイル消費テストの結果比率を
示すグラフ
【図6】 従来の組合せ3ピースオイルリングの斜視図
【図7】 従来の組合せ3ピースオイルリングの断面図
【図8】 シリンダのリング溝に装着した状態を示す従
来の組合せ3ピースオイルリングの断面図
【図9】 従来の組合せ3ピースオイルリングのスペー
サエキスパンダの平面図
【図10】 従来の組合せ3ピースオイルリングのスペ
ーサエキスパンダを展開した状態を示す側面図
【符号の説明】
1・・サイドレール、1a・・内周面、1b・・外縁
部、1c・・内周部、1d・・外周部、1e・・傾斜
面、2・・スペーサエキスパンダ、3・・耳部、4・・
突起部、5・・テーパ部、θ・・突起部の傾斜角度、6
・・オイル窓、10・・シリンダ、11・・シリンダ内
壁、12・・リング溝、13・・径方向壁面、

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のサイドレールと、サイドレールに
    当接する内周側に形成された耳部と外周側に形成された
    突起部とを有するスペーサエキスパンダとを備え、スペ
    ーサエキスパンダの弾力により耳部を介してサイドレー
    ルを径方向外側に押圧すると共に、サイドレールの外面
    の内周部をリング溝の径方向壁面に当接させる組合せ3
    ピースオイルリングにおいて、 スペーサエキスパンダの突起部に内周側に傾斜するテー
    パ部を形成し、 突起部に当接するサイドレールの内面の外周部に突起部
    の傾斜角度に当接する傾斜面を形成したことを特徴とす
    る組合せ3ピースオイルリング。
  2. 【請求項2】 突起部の傾斜角度θはθ=150゜〜1
    75゜の範囲内にある請求項1に記載の組合せ3ピース
    オイルリング。
  3. 【請求項3】 突起部の傾斜角度θはθ=155゜〜1
    65゜の範囲内にある請求項1に記載の組合せ3ピース
    オイルコントロールリング。
JP5297895A 1995-03-13 1995-03-13 組合せ3ピースオイルリング Pending JPH08247289A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013130231A (ja) * 2011-12-21 2013-07-04 Tpr Co Ltd 組合せオイルリング
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