JPH0143489Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関用ピストンに装着される３
ピースオイルリングの構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、自動車用エンジンのオイルリングには、
２本のサイドレールおよび１本のスペーサから構
成された、通称３ピースオイルリングと呼ばれ
る、組み合せオイルリングが用いられてきた（た
とえば実開昭52−21310号、実開昭52−60508号、
実開昭52−155809号、実開昭47−38209号）。従来
の３ピースオイルリングは、１本のスペーサの上
下に各サイドレールを配し、スペーサの上下に形
成されたサイドレールとの係合部でサイドレール
に張力を与え、サイドレールをシリンダボア側へ
付勢するように構成されていた。そして、従来の
３ピースオイルリングは、通常、上下対称な形に
作られており、スペーサによつて発生した張力
は、上下のサイドレールに均等に働くようになつ
ている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来構造においては、オイル消
費を少なくするために、オイルリングの張力を上
げていくと、上側のサイドレールでスカツフを起
こしてしまう。これは、下側のサイドレールでオ
イルがかき落とされ、油膜がうすくなつていると
ころを、下側のサイドレールと同様に張力の高い
上側のサイドレールが通過するためである。した
がつて、耐スカツフ性をあるレベル以上に保つた
めには、張力増大に限界があり、オイル消費量の
低減には限界があつた。

本考案は、上記のような問題を改善するため
に、３ピースオイルリングにおける耐スカツフ性
を悪化させることなく、エンジンのオイル消費量
を低減することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的に沿う本考案の内燃機関用３ピースオ
イルリングは、ピストンのオイルリング溝に装着
され、上下のサイドレールと、その間に位置し上
下のサイドレールをシリンダボア側に付勢するス
ペーサとから成る３ピースオイルリングであつ
て、スペーサを上下非対称に形成し、それによつ
てスペーサの上側サイドレール付勢部の剛性を下
側サイドレール付勢部のそれよりも小にしたもの
から成つている。

〔作用〕 このような３ピースオイルリングにおいては、
スペーサの上側サイドレール付勢部の剛性が下側
サイドレールのそれよりも低いので、スペーサに
より発生される張力は上下のサイドレールで異な
り、上側の方が低くなる。したがつてシリンダボ
アとの面圧は下側サイドレールの方が大になる。

面圧は高ければ高い程オイル消費量は小になる
が、スカツフ防止のためには限界値がある。そし
て、上側サイドレールのスカツフ限界は、下側よ
りも油膜が薄いため、下側サイドレールのそれよ
りも小さな面圧となる。従来の上下対称形状の場
合には、上側サイドレールがスカツフ限界に達す
ると、それ以上面圧を上げられず、下側サイドレ
ールもその値で抑えられ、そのときの張力値がオ
イル消費量低減のための限界であつたが、本考案
では、上下の面圧が異なり、上側サイドレールの
面圧がスカツフ限界に達するとほぼ同時に、下側
サイドレールの面圧もさらに大なるスカツフ限界
に達する。すなわち、従来構造に比べ、上下とも
にスカツフ限界内で下側サイドレールの面圧だけ
を効率よく高めることができ、耐スカツフ性を悪
化させずに下側サイドレールの面圧が高められた
分オイル消費量が低減される。

〔実施例〕

以下に本考案の内燃機関用３ピースオイルリン
グの望ましい実施例を図面を参照して説明する。

第１図ないし第５図は、本考案を第６図ないし
第８図に示す代表的な３タイプのオイルリングの
スペーサに適用した場合のスペーサを示してお
り、第１図および第２図は、第６図に示すＡ型オ
イルリングのスペーサに適用した場合のスペーサ
の展開図、第３図は第７図に示すＢ型オイルリン
グのスペーサに適用した場合のスペーサの展開
図、第４図および第５図は、第８図に示すＣ型オ
イルリングのスペーサに適用した場合のスペーサ
の部分図を、それぞれ示している。以下に、各実
施例について、構成と作用を説明する。

まず、Ａ型オイルリングに本考案を適用した第
１図のスペーサについて説明する。

第１図中、ａ部はスペーサ１のサイドレール付
勢部としての耳部で、サイドレールを背面から押
さえる役目を持つ。突起部ｂはサイドレールの上
下方向の動きを拘束する部分であり、ａ部とその
となりのａ部との中央に位置する。耳部ａと突起
部ｂの間にはスペーサのバネ定数を下げるために
スリツトｃが設けてある。従来のスペーサでは、
このスリツトはスペーサ板幅に対し中央にあけら
れているが、本考案では上寄りにオフセツトさせ
てあけてある。この第１図に示した板を、第６図
のＡ型の様におりまげてスペーサとする。なお、
ｄ部、ｅ部は、スリツトｃ上下の部分を示してい
る。

このように構成されたスペーサ１の作用につい
て述べる。

本スペーサ１を簡単なモデルで表わすと、第１
１図の様になる。これは第１４図に示してある様
なスペーサの１ピツチ分が円周上に間隔をおいて
並んでいて、その間をバネで結んだものである。
このバネにあたる部分は、Ａ型だとスリツトｃの
上下（ｄ及びｅ）の部分となる。

このスペーサ１では、スリツトｃが板幅の中心
より上側にオフセツトされているため、ｄ部はｅ
部より細くなり、ｄ部はバネ定数の小さなバネで
おくことが出来る。その位置はｄ部の中心の高さ
である。同様にｅ部は、その中心の高さでバネ定
数の大きなバネと考えられる。バネ定数の小さな
バネ８を細線で、バネ定数の大きなバネ９を太線
で表わすと第１１図のようになる。

ここで考えやすくするため、２本のバネを１本
のバネ１０におきかえると、２本のバネ定数の和
のバネ定数をもつバネが、スペーサ１の中心線よ
り下にある事になり、第１２図の様になる。これ
を上から見たものが第１３図である。中央の１コ
マについて考えると、両側のバネより力Ｆを受
け、その合力Ｔで２枚のサイドレールを押すこと
になる。ところが、この力Ｔが作用するのは第１
２図におけるバネの中心線の高さである。すなわ
ち第１５図に示す様に、２本のサイドレール２，
３の背面に板をあて、中央より下側を押す様な形
になり、スペーサ１により発生した張力Ｔは下側
のサイドレール３の方により多く配分される。し
たがつて、下側サイドレール３の方が、シリンダ
ボアとの面圧は、上側サイドレール２に比べて高
くなる。

つぎに、Ａ型におけるもう１つの実施例を第２
図に示す。スペーサ４の耳部ａと突起部ｂの間
（中央でなくても良い）に、上面から下側に向け
てスリツトｆが入れてある。これを第６図のＡ型
の様におりまげてスペーサとする。

このような構成により、本スペーサ４のモデル
は、第１２図の様になり、以下前述の実施例と同
様の理由でスペーサ４により発生した張力は、下
側のサイドレールの方に多く配分される。

つぎに、第７図に示したＢ型オイルリングに本
考案を適用する場合のスペーサ５について説明す
る。第３図に示したスペーサ５は、３ピースオイ
ルリングにおけるスペーサの展開図であるが、ｇ
部がサイドレールを背面から押す爪部になる部位
であり、ｈ部がサイドレールの上下方向の動きを
拘束する部位である。ｇ部とｈ部間には、上下で
斜め方向につなぐ部分ｉ部とｊ部があり、本考案
では、上側のｉ部を下側のｊ部より細くなる様に
してある。（実施例ではｇ部の中の打ち抜き型を
六角形の上下対称型から上下非対称型としている
が、ｈ部の上下の打ち抜き型を上下で変えても良
い。）この第３図に示した板を、第７図のＢ型の
様にプレスしてスペーサとする。

このように構成されたＢ型スペーサでは、主に
バネの働きをするのは、ｉ部、ｊ部であり、この
ｉ部、ｊ部がたわむことにより張力を発生する。
そして、本実施例では、上のｉ部より下のｊ部の
方が太くなつているため、これをモデル化すれ
ば、前記実施例と同様第１１図の様になる。ただ
し、上下のバネの位置は、スペーサ５の中心線に
対し上下対称な位置になる。以下、前記実施例と
同様で、スペーサ５により発生した張力は下側の
サイドレールに多く分配される。

つぎに、第４図および第５図にＣ型オイルリン
グに本考案を適用する場合のスペーサ６を示す。
比較のために、第９図および第１０図にＣ型の従
来型スペーサ７を示す。Ｃ型では、ｋ部が全周に
わたつてバネであり、かつサイドレールの上下の
動きもｋ部が拘束している。サイドレールを背面
から押すのはｌ部であり、ｌ部とｋ部は、ｍ部に
よりつながつている。従来のスペーサ７では、ｍ
部はスペーサ７の中心線上にある。

ところが本考案では、第４図および第５図に示
すように、ｋ部とｌ部をつなぐｍ部が、スペーサ
６の中心線より下側にオフセツトしている。

このように構成することにより、ｋ部により発
生した張力は、ｍ部によりｌ部に伝えられ、ｌ部
の上下でサイドレール背面を押すことになる。よ
つて本実施例では、力のかかり方は、第１５図の
様になり、スペーサ６によつて発生した張力は下
側のサイドレールに多く分配される。

つぎに、第１６図に、サイドレールとシリンダ
ボア間の面圧に対するオイル消費量の関係を示
す。

図に示すように、オイルリングの張力を上げ、
サイドレールの面圧を高くしていくにつれ、サイ
ドレールにより形成される油膜厚さは減少し、オ
イル消費量は少なくなる。ところが、サイドレー
ルの面圧をある値以上にすると、先に上側サイド
レールの方がスカツフ限界Ｕに達する。これは、
前述の如く、下側サイドレールでかなりの量のオ
イルをかき落してしまつた部分を上側サイドレー
ルが通過するためで、スカツフに対し下側サイド
レールより厳しい状態にあるためである。したが
つて、従来は、上側サイドレールと下側サイドレ
ールの面圧が同一であつたので、前述の如く、上
側サイドレールスカツフ限界Ｕで下側サイドレー
ルの面圧も制限されることとなつていた。

しかし、本考案では、前記各実施例で示したよ
うに、下側サイドレールの張力の方が上側よりも
大になり、その異なる張力を適切に設定すること
により、下側サイドレールの面圧が上側サイドレ
ールによつて制限されることはなく、オイルリン
グ張力を上げていつた場合、上下サイドレールの
面圧をほぼ同時にスカツフ限界Ｕ，Ｌに至らしめ
ることが可能になる。

この状態を、従来の上下対称形状の場合と比較
すると、上下のスカツフ限界内を維持しつつ、下
側サイドレールの面圧を上げることが可能になつ
た分オイル消費量は低減されることになる。

〔考案の効果〕

したがつて、本考案によるときは、スペーサの
上側サイドレール付勢部の剛性を下側サイドレー
ルよりも低くして下側サイドレールのスカツフ限
界を実質的に向上できるようにしたので、３ピー
スオイルリングにおける耐スカツフ性を悪化させ
ることなく、オイル消費量を大幅に低減すること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る内燃機関用３
ピースオイルリングのスペーサの展開部分正面
図、第２図は第１図のスペーサの変形例を示す展
開部分正面図、第３図は本考案の別の実施例に係
るスペーサの展開部分正面図、第４図は本考案の
さらに別の実施例に係るスペーサの部分側面図、
第５図は第４図の装置の平面図、第６図はＡ型オ
イルリングのスペーサの部分斜視図、第７図はＢ
型オイルリングのスペーサの部分斜視図、第８図
はＣ型オイルリングのスペーサの部分斜視図、第
９図は従来のＣ型オイルリングのスペーサの部分
側面図、第１０図は第９図の装置の平面図、第１
１図は本考案によるスペーサをバネ連結モデルで
示したスペーサの部分構成図、第１２図は第１１
図のモデルを一本のバネ連結で表わした場合のス
ペーサの部分構成図、第１３図は第１２図の装置
の平面図、第１４図は第１２図の装置の部分側面
図、第１５図は本考案における力の作用位置を示
す３ピースオイルリングの拡大部分側面図、第１
６図は面圧とオイル消費量との関係図、である。 １，４，５，６……スペーサ、２，３……サイ
ドレール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストンのオイルリング溝に装着され、上下の
   サイドレールと、その間に位置し上下のサイドレ
   ールをシリンダボア側に付勢するスペーサとから
   成る内燃機関用３ピースオイルリングにおいて、
   前記スペーサを上下非対称に形成し、該スペーサ
   の上側サイドレール付勢部の付勢方向の剛性を、
   下側サイドレール付勢部のそれよりも小にしたこ
   とを特徴とする内燃機関用３ピースオイルリン
   グ。