JP3902352B2 - 薄幅３ピース型組合せオイルリング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は３ピース型組合せオイルリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの高速回転化、高出力化、省燃費化を目的として、ピストンリングの薄幅化、低張力化が要求されている。
薄幅化したオイルリングは特開平４−７８３７６号公報により公知である。その公知の３ピース型組合せオイルリング２０は図１に示すように２枚のサイドレール２１、２２でスペーサエキスパンダ１９を挟む構造であり、そのスペーサエキスパンダ１９は断面略Ｈ状の型鋼材から形成されて内周側と外周側から交互に切り込まれたスリットを有する欠円環体である。この軸方向幅の薄いオイルリング２０は低速から高速までの広い回転域において良好なシール性を確保してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年のオイルリング低張力化の要求に対応すると、サイドレールとシリンダ内壁面の接触面圧が低下し、図１に示すように、高回転化で激しくなったシリンダの変形によるシリンダ内壁面１７の凹凸に追従しきれずにシール性が損なわれるという問題が生じる。
【０００４】
本発明はこの問題を解決するためになされたものであり、その課題は、薄幅低張力の３ピース型組合せオイルリングであって、シリンダ内壁面に生じた凹凸にも十分に追従して良好なシール性を保持するものを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するため、本発明が採用する手段は、上下サイドレールの外周端部の先端間軸方向距離、すなわち上下サイドレールがシリンダ内壁面と接触する点の軸方向間隔を、上下サイドレールの中心間軸方向距離よりも小さくして、上下サイドレールのシリンダ内壁面への追従性を向上したことにある。
【０００６】
サイドレールのリング溝側端面外周側に半径方向幅がサイドレールの１０〜２５％のスペーサエキスパンダ側に傾斜するベベル面を形成し、サイドレールの外周端部をそのスペーサエキスパンダ側がサイドレールスペーサエキスパンダ側端面に、そのリング溝側が上記ベベル面にそれぞれ連続するように形成することが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
図２は、本発明の一実施例である３ピース型組合せオイルリングの部分斜視図であり、図３は同じオイルリングをリング溝に装着したピストンの縦断面図である。
【０００８】
本発明のオイルリング１は、１枚のスペーサエキスパンダ２とそれを上下から挟む２枚のサイドレール３、４からなる。このサイドレール３、４は、平板状の環状体で、通常のピストンリングと同様に切り離された合口を有する。
図示されたオイルリングのスペーサエキスパンダ２は、断面略Ｈ状の型鋼材から形成されて内周側と外周側から交互に切り込まれたスリット１８を有する欠円環体であり、組合せ時の軸方向幅は１．２〜１．５ｍｍであるが、スペーサエキスパンダの形状はいかなる形状であっても差し支えない。ただし、組合せ軸方向幅寸法は１．５ｍｍ以下が好ましい。
【０００９】
上下サイドレール３、４の外周端部５、６の先端７、８間軸方向距離は、上下サイドレール３、４の中心間軸方向中心よりも小さい。
図３に示すように、オイルリング１をピストン１５のリング溝１６に装着すると、上下サイドレール３、４の外周端部５、６の先端７、８はスペーサエキスパンダ２に押されてシリンダ内壁面１７に接触する。先端７、８の軸方向間隔を上下サイドレール３、４の中心の軸方向間隔よりも小さくするため、サイドレール３、４のリング溝側端面９、１０の外周側に、スペーサエキスパンダ側へ傾斜するベベル面１３、１４が形成されている。サイドレール３、４の外周端部５、６のスペーサエキスパンダ側はサイドレールスペーサエキスパンダ側端面１１、１２に、反対のリング溝側はサイドレールリング溝端面９、１０にそれぞれ滑らかに連続する。
【００１０】
ベベル面１３、１４の半径方向幅Ｌ１は上下サイドレール３、４の半径方向幅Ｌの１０〜２５％に限定する。Ｌ１をＬの１０％以下にすると、上下サイドレール先端７、８の摩耗により上下のサイドレールのシリンダ内壁面接触点間の軸方向距離が大きくなり、本発明の効果が小さくなる。又、Ｌ１をＬの２５％以上にすると、上下サイドレール３、４の剛性が小さくなり、運転時に変形し、適正なオイルコントロールができなくなる。
【００１１】
次に、図１及び図４に基づいて、従来例と実施例のシリンダ内壁面に対する追従性を説明する。
ピストン１５のリング溝１６に装着されたオイルリング２０、１の上下サイドレール２１、２２、３、４は、スペーサエキスパンダ１９、２により一定の張力でシリンダ内壁面１７に摺接する。シリンダ内壁面１７に凹凸が生じた場合、又はピストン１５が揺動した場合、上下サイドレール先端２３、２４、７、８が共にシリンダ内壁面１７に接触するためには、上下の先端２３、２４、７、８のリング溝１６からの半径方向突出長に差を生じることが必要である。この半径方向の突出長差は、上下の先端２３、２４、７、８間軸方向距離が大きいほど生じやすい。
【００１２】
従来のオイルリング２０は、上下サイドレール２１、２２の先端２３、２４間軸方向距離が比較的長いため、上記半径方向突出長差も大きくなり、低張力のスペーサエキスパンダでは対応することができない。このため、図１に示すように、上下のいずれか一方のサイドレール２１の先端２３がシリンダ内壁面１７から離れるか、離れないまでもシリンダ内壁面１７に対する張力が著しく低下してシール性が不十分になる。
【００１３】
これに対し、実施例のオイルリング１は、上下サイドレール３、４の先端７、８間軸方向距離が比較的短いため、上記半径方向突出長差も小さく、低張力のスペーサエキスパンダでも対応可能であり、図４に示すように、上下サイドレール３、４の先端７、８は常に所定の張力で凹凸を生じて傾斜したシリンダ内壁面１７に接触し、シール性を確保する。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の３ピース型組合せオイルリングは、上下サイドレール外周端部の先端間軸方向距離を上下サイドレールの中心間軸方向距離よりも小さくしたから、従来の組合せオイルリングに比べると、シリンダ内壁に凹凸が生じた場合や、もしくはピストンが揺動した場合でも、上下サイドレールのいずれか一方の外周端部の先端がシリンダ内壁面から離れたり、接触していてもシリンダ内壁面に張る力が著しく低下したりすることはない。
【００１５】
したがって、本発明の組合せオイルリングは従来の薄幅３ピースオイルリングに比べてシリンダ内壁面に対するサイドレールの追従性が向上し、良好なシール性を確保できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例のシリンダ内壁面凹凸に対する追従性を示す断面図、
【図２】本発明実施例の３ピース型組合せオイルリングの部分斜視図、
【図３】図２の実施例を装着したエンジンの要部断面図、
【図４】実施例のシリンダ内壁面凹凸に対する追従性を示す断面図、
【符号の説明】
１：オイルリング
２：スペーサエキスパンダ
３、４：サイドレール
５、６：外周端部
７、８：先端
９、１０：リング溝側端面
１１、１２：スペーサエキスパンダ側端面
１３、１４：ベベル面
１５：ピストン
１６：リング溝
１７：シリンダ内壁面
１８：スリット
１９：スペーサエキスパンダ
２０：オイルリング
２１、２２：サイドレール
２３、２４：先端

Claims (1)

1. スペーサエキスパンダ（２）と、前記スペーサエキスパンダを上下から挟むように配した２枚のサイドレール（３、４）からなるオイルリング（１）であって、上下サイドレールの外周端部（５、６）の先端（７、８）間軸方向距離を前記サイドレールの中心間軸方向距離よりも小さくし、平板状環状体の上下サイドレールのリング溝側端面（９、１０）の外周側にスペーサエキスパンダ側に傾斜するベベル面（１３、１４）を形成し、前記サイドレール外周端部のスペーサエキスパンダ側を前記上下サイドレールスペーサエキスパンダ側端面（１１、１２）に、リング溝側を前記ベベル面にそれぞれ滑らかに連続させ、前記ベベル面の半径方向幅を前記サイドレールの半径方向幅の１０〜２５％としたことを特徴とする薄幅３ピース型組合せオイルリング。

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