JPS6321353A - 組合せピストンリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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おいて使用される一対のサイドレー
ルと、サイドレール受けと、コイルエキスパンダとから
なる組合せピストンリングの改良に関する。

［従来の技術］ 従来の上下サイドレールと、サイドレール受けと、コイ
ルエキパンダとからなる組合せピストンリングは、第１
０図に示すように、コイルエキスパンダ１０が、断面に
おいてサイドレール２０と二点で接触してくさび状には
まり込むか、又は、第１１図に示すように、サイドレー
ル２０の凹みにきっちりとはまり込むため、上下に変位
することはできなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 内燃機関のピストンリングは、往復運動中、ピストンピ
ン回りの動揺いわゆる首振りをする。

又、ピストンが高速になるにつれてシリンダポアは変形
を生ずる。ピストンが首振りしたり、シリンダポアが変
形すると、第１２図に示すように、ピストン４０とシリ
ンダ５０は相対的に傾斜し、一方のサイドレール１０の
みがシリンダ内周面に接し、他方のサイドレール１０′
はシリンダ内面から離れるが、コイルエキスパンダ３０
は、サイドレール受け２０にくさび状に食い込んでいる
ため、両者は変位することができない。したがって、他
方のサイドレール１０′はシリンダ５０から離れたまま
になる。一対のサイドレールの中の片方だけしかシリン
ダ５０に接触しないと、圧力リングの場合はブローパイ
が生じやすく、オイルリングの場合は、油かき作用が不
十分になりオイルの消費量が増加する。特にエンジンブ
レーキ時はピストンが首振りしやすく、高速運転時はシ
リンダポアの変形が大きくなるから、オイルの消費量は
著しく増大する。

本発明は上記オイル消費量増大の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、ピスト
ンとシリンダが相対的に傾斜しても一対のサイドレール
が常にシリンダの内面に確実に当接する組合せピストン
リングを提供することにある。

［問題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、第
１図に示すように、一対のサイドレール１０．１０’と
、それらのサイドレールを受けるサイドレール受け２０
と、そのサイドレール受けを半径方向外側に弾圧するコ
イルエキスパンダ３０とを備えた組合せピストンリング
において、サイドレール受け２０のコイルエキスパンダ
３０と接する面を横断面においてコイルエキスパンダ３
０の曲率よりも大きく形成してコイルエキパンダ３０と
サイドレール受け２０の接触する部分は横断面から見て
実質上一点のみで接触するようにしたことにある。さら
に、第３図に示すように、シリンダの変形により迅速に
対応し得るように、サイドレール受け２０を複数の円弧
に分割してもよい。

［作用］ ピストンの首振り、又はシリンダの変形によりピストン
とシリンダが相対的に傾斜すると、第８図に示すように
、コイルエキスパンダ３０が変位してサイドレール受け
２０をシリンダ５０の内面に直交させるから、一対のサ
イドレールはシリンダの内面に接して十分な油かき作用
をする。

ピストンとシリンダが相対的に傾斜すると、サイドレー
ルは楕円状にシリンダと接することになるが、サイドレ
ール受けが複数の分割体からなる場合は、コイルエキス
パンダに弾圧されると、個々の分割体は他の分割体とは
関係なく変位し、全体として楕円状のサイドレール受け
を形成してサイドレールを後押しする。したがって、一
対のサイドレールはシリンダ内面に楕円状に当接するこ
とができる。

［実施例］ 本発明のピストンリングを図面に示す実施例に基づいて
説明する。

第１図に示すように、組合せピストンリングは上下一対
のサイドレール１０．１０′と、そのサイドレールを支
えるサイドレール受け２０と、そのサイドレール受けを
後押しするコイルエキスパンダ３０からなり、ピストン
４０のピストンリング溝４２に内装され、サイドレール
１０．１０”の外周縁はシリンダ５０の内面に当接する
。コイルエキスパンダ３０の接するサイドレール受２０
の内周面２２は断面において平担であるから、その曲率
半径は無限大であり、コイルエキスパンダ３０の巻き半
径よりも大きい。したがって、断面においてコイルエキ
スパンダ３０はサイドレール受けの内周面２２に一点で
接触し、その面に沿って上下に変位することができる。

サイドレール受け２０は半径方向波型であり、第２図に
示すように、単一の合口２４を形成する単一の円形体２
０ａとして形成してもよいが、第３図及び第４図に示す
ように、複数個の円弧体２０ｂを同数の合口が形成され
るように円形に配置してなるものでもよい。第４図に示
すように、半径方向波型のサイドレール受けは耳部２６
と型部２８が周方向に間隔をあけて並ぶので、それらの
サイドレールと接する面積は必然的に小さくなる。この
サイドレールと接する耳部と肩部を大きくする必要のあ
る場合は、第５図及び第６図に示すように、波型以外の
形状のサイドレール受け２０を使用し、耳部２８と肩部
２８を周方向に連続させるか、又は、細い切欠き部２７
．２７を設けて断続させる。この波型以外のサイドレー
ル受け２０は第２図の実施例のように単一の円形体とし
て形成されるか、又は第３図の実施例のように複数個の
円弧体として形成されるが、その内周面２２は横断面に
おいて後押しするコイルエキスパンダの巻き半径よりも
大幅に大きな曲率半径を有する。さらに、第７図に示す
ように、サイドレール受け２０のサイドレール１０の合
口１４を支える部分の肩部２８は切除され、その切除さ
れた部分にはサイドレールピース１５がはめ込まれる。

サイドレールピース１５はサイドレールｌＯの合口１４
を封止する。

第８図に示すように、ピストンの首振りやシリンダの変
形で、ピストン４０とシリンダ５０が相対的に傾斜する
と、一方のサイドレール１０が内方に押し込まれ、他方
のサイドレール１０′はシリンダ５０から離れるが、矢
印Ａで示すように、コイルエキスパンダ３０はその弾性
拡張力によりサイドレール受け２０の内周面２２に沿っ
て他方のサイドレールｌＯ′の方へ変位する。コイルエ
キスパンダ３０は変位すると、第９図に示すように、内
周面２２を介して他方のサイドレールｌＯ′を後押しし
てその外周縁をシリンダ５０の内面に当接させる。この
ように、ピストン４０とシリンダ５０が相対的に傾くと
、コイルエキスパンダ３０が傾斜した内周面２２に沿っ
て変位し、シリンダ５０の内面から外れたサイドレール
１０′を再びシリンダ５０の内面に当接させるから、ピ
ストンの首振りやシリンダの変形により、片方のサイド
レールがシリンダ内面から離れるおそれはないといえる
。

サイドレール受けの内周面に窓があけられていても、内
周面の曲率半径がコイルエキスパンダの巻き半径に比較
して十分に大きければ、コイルエキスパンダの内周面に
沿う変位は窓によって影響されることはほとんどないと
いえるが、第４図に示すように、半径方向波型のサイド
レール受けの場合は、窓２５を内周面にあけずに半径方
向に延びる面に開けることが望ましい。

ピストンとシリンダが相対的に傾くと、サイドレールは
シリンダと楕円状に接するが、第３図の実施例のように
、サイドレール受けが複数個の円弧体２０ｂからなるも
のは、各円弧体２０ｂが容易に変位して全体として楕円
形になるから、支持されたサイドレールもシリンダ内面
と楕円状に当接し、サイドレールの周面の合口を除く部
分はすべてシリンダ内面に当接する。このとき、合口は
開くが、そこではサイドレールピースがシリンダ内面に
当接してサイドレールの上下空間の連通な封する。

このように、本発明の組合せピストンリングの上下のサ
イドレールは、ピストンの首振りやシリンダの変形に左
右されることなく、常にシリンダの内面に全周において
当接する。したがって、オイルリングとして使用すると
、ピストンの首振りやシリンダの変形が生じやすいエン
ジンブレーキ時及び高速運転時においても、一対のサイ
ドリングは確実にシリンダ内面に追従して十分な油かき
作用をするから、従来よりもオイルの消費量を大幅に節
減することが可能になる。又、圧縮リングとして使用す
ると、サイドレールの良好な追従性により、ブローパイ
の減少を図ることができる。

［発明の効果］ 上記の通り、本発明の組合せピストンリングは、従来の
コイルエキスパンダが横断面においてサイドレール受け
の内周面にくさび状に接して自由な変位ができないもの
とは異なり、コイルエキスパンダは横断面においてその
巻き半径よりも曲率半径の大きなサイドレール受けの内
周面に接するから、自由に変位することができる。エン
ジンブレーキ時のピストンの首振りや高速回転時のシリ
ンダの変形でピストンとシリンダが相対的に傾いて片方
のサイドレールがシリンダから離れようとしても、コイ
ルエキスパンダが傾いたサイドレール受けの内周面に沿
って変位し、その片方のサイドレールをシリンダの内面
に押しつけるから、上下一対のサイドレールは常にシリ
ンダの内面に確実に当接して追従する。したがって、オ
イルリングとして使用されたときは、エンジンブレーキ
時と高速運転時のオイル消費量が大幅に節減されるとい
う優れた効果を奏する。又、シリンダに対する追従性が
良好でブローパイを防止するから、圧縮リングとしても
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のピストンリングの横断面図
、第２図は第１図のサイドレール受けの平面図５第３図
及び第４図は他の実施例のサイドレール受けの平面図及
び斜視図、第５図及び第６図は別の実施例のサイドレー
ル受けの斜視図、第７図はサイドレール合口を支えるサ
イドレール受けの斜視図である。第８図及び第９図はピ
ストンとリングが相対的に傾斜したときの第１図に相当
する図であり、第８図は変位前の第９図は変位後のコイ
ルエキスパンダの状態をそれぞれ示す。第１０図及び第
１１図は従来のピストンリングの第１図に相当する図、
第１２図は従来のピストンリングの第８図に相当する図
である。 図において、符号１ｏはサイドレール、２ｏはサイドレ
ール受け、２０ｂは円弧体、２２は内周面、３ｏはコイ
ルエキスパンダでアル。 出願人　日本ピストンリング株式会社 第２図 ０ａ 第３図 第４図 手続補正書 昭和６１年　８月２９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）環状のサイドレール受けと、その上下に配置される
   環状の一対のサイドレールと、前記サイドレール受けの
   内周面に配置されるコイルエキスパンダとからなる組合
   せピストンリングであって、前記サイドレール受けの内
   周面の横断面における曲率半径を前記コイルエキスパン
   ダの巻き半径よりも大きく形成し、前記コイルエキスパ
   ンダと前記サイドレール受けの接触部分は、横断面から
   見て実質上一点のみで接触していることを特徴とする組
   合せピストンリング。 ２）前記サイドレール受けの内周面における曲率半径を
   無限大すなわち平担にしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の組合せピストンリング。