JPS6346683Y2

JPS6346683Y2 -

Info

Publication number: JPS6346683Y2
Application number: JP1981082747U
Authority: JP
Priority date: 1981-06-04
Filing date: 1981-06-04
Publication date: 1988-12-02
Also published as: JPS57193945U

Description

【考案の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本考案は内燃機関のピストンに装着されるピス
トンリングに関し、特に、コイルエキスパンダを
具備するピストンリングに関する。

【従来の技術】

内燃機関のピストンに装着されるピストンリン
グとして、従来、第１図および第２図に示すよう
にピストンリング本体１の内側に、コイルスプリ
ングを環状に形成したコイルエキスパンダ２を圧
縮状態で内接収容し、コイルエキスパンダ２の円
周方向への伸長復元力を利用してピストンリング
本体１に径方向の張力を弾性的に付加するように
したものが知られている（実開昭55−67341号公
報参照）。そしてこの種のものとしては、他にコイルエキ
スパンダのリング本体の首尾両端およびリング本
体の支柱に対応する部分に耐摩耗性の合成樹脂チ
ユーブを嵌着したもの（実公昭48−25925号公報
参照）や、コイルエキスパンダの首尾両端を連結
ピンで連結すると共に、該両端の間に円板を取付
けてその長さを調節するようにしたもの（特開昭
55−1474号公報参照）がある。ところがこれらのものは、例えば実開昭55−
67341号公報のピストンリングにおけるように、
ピストンリング本体１とこれが摺接するシリンダ
３との間の温度差が小さく、両者の熱膨張による
円周長増分の差が小さい場合には、コイルエキス
パンダ２による張力で充分にシリンダ内壁４に圧
接するので、シリンダ内壁４あるいはピストンリ
ング本体１が多少摩耗しても、ピストンリングと
しての所期の機能を維持しうる。しかし、ピストンリング本体１の温度に比して
シリンダ３の温度が高く、熱膨張によるシリンダ
内径の拡大がピストンリング本体１の径方向の拡
大より大きい場合、例えば、ピストンの上死点付
近、あるいはピストンに比してシリンダの冷却性
が劣る内燃機関の場合においては、コイルエキス
パンダ２の熱膨張による円周方向への伸張力があ
まり大きくないことから、ピストンリングの径方
向の張力拡大にも限度があり、ピストンリング本
体１はシリンダ内壁４への圧接力が低下して、所
期の機能を発揮し得なくなる不都合がある。もつとも、この不都合の解消に役立つものとし
て、複数個の衛帯環を互に間隙を設けて無端リン
グ状に配設すると共に、これらの隣接する各端部
を、断面が扁平な空気密封金属製屈曲管で接続し
て温度の高低により該屈曲管を伸縮するようにし
たものがある（実公昭14−14683号公報参照）。

【考案が解決しようとする問題点】

ところが、上記のものをピストンリングに用い
た場合、エンジンの駆動の際に空気密封金属製屈
曲管は、温度の変化による屈伸と共に振動が生ず
るなどのため早期に疲労するか、寿命が短かくな
るうえ、該屈曲管を衛帯環へ取付けるための構造
が複雑で大形となり、しかも作業が厄介であるな
どの問題がある。本考案は、このような問題を解消したピストン
リングの提供を目的とするものである。

【問題点を解決するための手段】

本考案は、この目的を達成するため、コイルエ
キスパンダを具備するピストンリングにおいて、
上記コイルエキスパンダは、単一のコイルエキス
パンダの首尾両端または複数個のコイルエキスパ
ンダの隣接する各端のコイル内径に、リング本体
より熱膨張係数が大きい感温部材の両端部の細径
部を挿入することで無端リング状に構成し、感温
部材の軸心方向の熱膨張、収縮によりコイルエキ
スパンダを介して雰囲気温度の昇降によりリング
本体を拡張、収縮するようにしたことを特徴とす
るものである。

【実施例】

以下、本考案を図面に示す一実施例に基いて具
体的に説明する。第３図において、符号５はピストンであり、そ
のランド部には三条のピストンリング溝６が形成
され、２個のコンプレツシヨンリング７，７が、
各々上二条のピストンリング溝６に装着されてい
る。そして本考案によるピストンリングは、オイル
リング８として最下方のピストンリング溝６に嵌
着され、これらのコンプレツシヨンリング７，
７、オイルリング８をシリンダ９の内壁１０に摺
接することで、ピストン５はシリンダ９内を往復
運動できるようになつている。オイルリング８は、第４図に示すように直径方
向の拡縮を可能にすべく円周一箇所に所定の間隙
を開けた合口１１を有するリング本体１２と、こ
のリング本体１２の内側に形成した略半円断面の
溝１３に収容保持される環状のコイルエキスパン
ダ１４とで構成され、直径方向に所定量圧縮した
状態でシリンダ９内に嵌挿されてシリンダ内壁１
０に弾性的に摺接する。しかして本考案によれば、コイルエキスパンダ
１４は、第５図に示すように首尾両端が感温部材
１５を介して環状に接続構成される。この感温部
材１５は、リング本体１２の材料である鋳鉄より
も熱膨張係数が大きなアルミニウム（亜鉛、錫等
でも可）材からなり、円筒状の本体の両端面に細
径の接続手１６を突設形成して、この継手１６，
１６をコイルエキスパンダ１４の首尾両端のコイ
ル１７内径に圧入嵌合する。このように環状に接続構成されたコイルエキス
パンダ１４は、定常状態における外径寸法Ｄより
所定量縮径した状態、すなわち円周方向に圧縮し
て円周長を減じた状態でリング本体１２の溝１３
内に収容保持され、リング本体１２と一体化して
ピストン５のピストンリング溝６内に装着される
ものである。以上のように構成したオイルリング８は、シリ
ンダ内壁１０への圧縮嵌挿に加えて、リング本体
１２がコイルエキスパンダ１４の円周方向の伸張
復元力による径方向の拡大張力を受けることか
ら、シリンダ内壁１０、あるいはリング本体１２
が多少摩耗しても、シリンダ内壁１０に対する圧
接力を失うことがない。従つて、いわゆるオイル
上りを防止して潤滑油の掻戻し作用を長期にわた
り確保することができる。機関の運転に伴い、機関温度が上昇し、シリン
ダ９の内径が熱膨張により拡径すると、コイルエ
キスパンダ１４を接続する感温部材１５が雰囲気
温度の上昇に伴つて、リング本体１２より大きく
熱膨張し、コイルエキスパンダ１４を円周方向に
更に圧縮する。これによりコイルエキスパンダ１
４はその円周方向への伸張復元力が増大し、リン
グ本体１２に対して温度上昇に応じた径方向の拡
大張力を与えるようになる。従つて、ピストン５に比してシリンダ９の冷却
性能が劣り、シリンダ９の熱膨張よりオイルリン
グ本体１２の熱膨張が小さい場合においても、リ
ング本体１２はシリンダ９の内径の拡径に追従し
てシリンダ内壁１０に圧接するようになり、オイ
ルリングとしての所期の機能、すなわちオイル戻
し作用を充分発揮することができる。機関の低温起動時においては、潤滑油の粘度が
高いことから、オイルリング８とシリンダ内壁１
０との間の摩擦が大きくなるが、雰囲気温度が低
いときは感温部材１５が収縮し、コイルエキスパ
ンダ１４の円周方向への伸張復元力を減少させる
から、リング本体１２の拡径張力は減少して機関
の機動性を損うことがない。なお、前述の実施例においては、感温部材１５
としてアルミニウムの引抜き材を使用し、その体
積膨張を利用してコイルエキスパンダ１４に円周
方向の圧縮力を付与するようにしたが、第６図に
示すようなワツクス封入型のサーモエレメント１
８を使用し、ワツクス１９の体積膨張でリテーナ
２０を大きく進出させるようにすれば、雰囲気温
度の変化に敏感に反応してリング本体１２の拡縮
を行うことができる。なお、第６図において符号
２１は、ケース２２に封入したワツクス１９と半
流動体２３とを仕切るダイヤフラムである。また、上記実施例では感温部材１５は、コイル
エキスパンダ１４の円周上１箇所に配設したが、
円周上等配して複数個設けてもよく、この場合に
は感温部材１５の個数に応じてコイルエキスパン
ダ１４に与える圧縮力を増加することができる。

【考案の効果】

かくて本考案によれば、感温部材は、その熱膨
張係数がリング本体のそれより大きいから、コイ
ルエキスパンダが雰囲気温度の昇降に応じてその
円周方向の伸長復元力を増減するため、リング本
体は、機関の高温運転時には拡径し、また低温起
動時においては収縮し、常にシリンダ内壁に所定
圧で摺接するようになるので、機関の運転温度に
かかわらずピストンリングとしての所期の機能を
達成することができる。従つてオイルリングとし
て使用すれば、機関の高温運転時における潤滑油
消費量の低減を図ることができると共に、更にシ
リンダ内壁へのかじり付きの発生を防ぐことがで
き、しかも感温部材は、コイルエキスパンダへの
取付けが、その両端の細径部をコイル内径に挿入
することにより行われるから、その取付けのため
の、構造が簡単になるうえ、作業も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコイルエキスパンダ付ピストン
リングを一部破断して示す平面図、第２図は同ピ
ストンリングの円周一部の縦断面図、第３図は本
考案の一実施例によるピストンリングを装着した
ピストンのシリンダ嵌装状態を示す断面図、第４
図は同ピストンリングの一部を示す分解斜視図、
第５図は同ピストンリングのコイルエキスパンダ
の接続部を示す平面図、第６図は感温部材の他の
実施例を示す断面図である。５…ピストン、６…ピストンリング溝、７…コ
ンプレツシヨンリング、８…オイルリング、９…
シリンダ、１０…シリンダ内壁、１２…リング本
体、１３…溝、１４…コイルエキスパンダ、１５
…感温部材、１６…接続手、１８…サーモエレメ
ント、１９…ワツクス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

コイルエキスパンダを具備するピストンリング
において、上記コイルエキスパンダは、単一のコ
イルエキスパンダの首尾両端または複数個のコイ
ルエキスパンダの隣接する各端のコイル内径に、
リング本体より熱膨張係数が大きい感温部材の両
端部の細径部を挿入することで無端リング状に構
成し、感温部材の軸心方向の熱膨張、収縮により
コイルエキスパンダを介して雰囲気温度の昇降に
よりリング本体を拡張、収縮するようにしたこと
を特徴とするピストンリング。