JPH0337027B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、サポートリングを含む油かきリング
と、クランクケースに対して開かれた少くとも１
つのトランケツド部分先端が短縮したようになつ
ている（逆Ｖ字形）部分をも含むスクレーピーン
グスカートに関する。

さらに、このスカートはその一端がシリンダー
ウオールに接してスクレーピーングラインを提供
することにある。

現在あるシステム例えば内燃エンジンとかコン
プレツサーとかピストンポンプの如きシステムの
中に用いられるスライデイングピストン用のピス
トンリングの分野に関心がもたれている。

「従来の技術」 ピストンには複数のリングが用いられるがその
中の１つのリングの特別な目的はシリンダーウオ
ールに付着したオイルをかき集め、クランクケー
スにそのオイルをリサイクルするためであること
は一般的に周知の事実であるが、このリングは通
称油かきリングとして知られている。

サポートリングはピストンのサポートグループ
にリングを取りつけるために用いられる。

この型の油かきリングに関してはフランス特許
出願第81−02353号及びリフアレンスナンバー第
81−24100号の書類に詳細に記述されている。

これらの文献にはアウターエツジ上のフラツト
サポートリングからなる油かきリングを生産する
幾つかの方法が述べられている。

この油かきリングはアウターエツジに向つてト
ランケツドスクレーピーングスカートに結合さ
れ、このフリーエンドはシリンダー壁に接触しス
クレーピーングラインが提供されている。

「本発明が解決しようとする問題点」 本出願人はこの型のリングのテストを数多く行
つたが、この実地テストの期間中にある条件のも
とで圧倒的になつた一般的性質を有する技術上の
問題を解決しなければならなかつた。

実際的に使用してみると、リングサポートセグ
メントは半径方向の摩擦力に制約された。

グループでのサポーテイングリングの運動の半
径方向の自由は事実上油かきリングのトラブルフ
リー機能のために必須要件である。

また、実際に使用中のピストンはシリンダー内
の遊びの限界内の軽い半径方向の運動によつて活
発に活動する。

これらの運動はピストングルーブのサポートリ
ングのスライデイングモーシヨンによつてつぐな
われる。

それによつてリングは円周部分にそつてシリン
ダーとの接触を失うことは無く、さらにシリンダ
ー上の同様のゾーンが削られることもない。

本出願人は研究実験を続けることによつて、ス
クレーピーングラインとリングのメデイアンサポ
ートプレーン間に軸方向距離（exial distance）
がサポートリングの上にロツキングトルクを発生
させる効果をもち、それがサポートグルーブでそ
れ自体を締めつけ上述の半径方向の摩擦を発生さ
せることをつきとめた。

この技術的問題が本出願人が解決を図ろうとし
たものである。

事実この技術的問題はかなりにフラツトである
サポートリングとリングのメデイアンプレーン
（median plane）の外側に位置するスクレーピー
ングラインを含めた全ての油かきリングに関す
る。

本出願人は現在解決を求められている課題とし
ての油かきリングの研究実験を長期間に亘りその
課題としてきた。

「問題を解決するための技術的手段」 本発明によれば、スクレーピーングスカートは
スクレーピーングラインがサポートリングのメデ
イアンプレーン（median plane）内に適当に収
まるように設計されている事を特徴としている。

全般的特徴は本書にのべられているロツキング
トルクを低減し、または除去する利点を提供する
ことにある。

さらに、これがサポートリングを殆んど自由に
スライドできるようにするものであり、またそれ
が本発明の目的である。

本発明のもう１つの特徴はスカートコンポート
とトランケツド部分に加えてのリンク部分であ
る。

このリンク部分（linking portion）はサポー
トリングをトランケツド部分（truncated
porting）に対して接合する。

１つの生産方法では、トランケツド部分によつ
て形成されている単体（ensemble）とリンク部
分が一種のアーチ状を形成している。

「作用」 これまでに述べた特徴は全ての利点をひとつに
結合するのみではなく高度なレベルの性能を有す
る油かきリングにするため、前述の少くとも幾つ
かの油かきリングの特徴と結合される。

本発明にとり特に有利であり、既に述べられた
説明でわかる通り、ある１つの生産方法ではトラ
ンケツド部分に複数のブレードが提供されてい
る。トランケツド部分における複数のブレードは
スクレーピーングラインに対してその一端にリン
ク部分を有し、ピストンの上部と下部の間のオイ
ルもれを防止するために隣接して接合される。

類似のあるひとつの方法ではリングのスクレー
ピーングスカートが0.12ミリから0.20ミリ位まで
の厚さの極薄弾性金属で作られる。

さらに、シリンダーウオールに接して逆Ｕ字形
にカーブしている部分の角度は小さく約７度位で
ある。

このリングの効果はオイルをスクレーピーング
し、循環させるために極めて高能率を提供するば
かりか（ピストンが下降している間の単一効果ス
クレーピーングとピストンのストロークが上昇し
ている間のクランクケースに対する大きな効果＝
キングスバーリー効果＝によるリサイクル）作動
中におきる時々のラジアルデイスプレースメント
（radial displacement）に抵抗する摩擦力も除去
する。

本出願人はピストンに接触していない時に使用
金属の厚さが薄いため、これらのセグメントの剛
直性の欠乏から問題が発生したことを知ることが
できた。

この硬度の欠乏は実際には在庫出荷、組立を取
り扱う時には変形する可能性にさらされる。

本発明の別の観点によると、こうした問題は一
般的方法として、厚みが充分にあるサポートリン
グを供給することによつて解決される。

あるひとつの生産プロセスを選べば、サポート
リングははつきりと２つに分れている部分からな
る。

第１はアセンブリーリングからなり、そしてス
カートとしての同種の金属フオイルからできてお
り、接合される。

第２は補強リングをサポートリングにリンクす
ることによつて構成される。

「実施例」 本発明のもうひとつの特徴と利点は図面によつ
て示されているが如く、本発明の中のひとつの作
り方に関する詳細な記述の中に開示されている。

第１図は透視図、本発明のリングを半分に切断
した状態で当該リングのある生産方法を示してい
る。

第２図は同様の生産方法によるリングの半径の
断面図で、シリンダー内でスライドするピストン
稼動位置に取付けられたリングの状態を示す。

第３図は油かきリングのブレードにピボツト
（pivoted）される折曲部の実施例の拡大した部分
図を示す。

第１図は本発明の目的である油かきリング１１
のあるひとつの生産方法を示している。

これは第２図より明白に知ることができる如く
シリンダー２２１内でスライデイングするピスト
ン２２０に取りつけられる。

ピストン２２０はリングサポートを取付けるた
めの円周形のグループ２２３を構成している。

このサポートはフラツトサポートリング４０と
スクレーピーングスカート４１からなり、スクレ
ーピーングスカート４１はトランケツド部分１４
を有し、一端でスクレーピーングライン１６を提
供し、これがシリンダー壁２２１に接触する。

本明細書に述べられている生産方法では、サポ
ートリング４０は次に述べる２つの部分１３，１
８からなつている。

本発明によると、一般的にはスクレーピーング
ライン１６がサポートリングのメデイアンプレー
ンにきちんとセツトされる。

このメデイアンプレーンは第２図の中でＡ−Ａ
軸線で示されている。

本発明の意義内において用いられている表現メ
デイアンプレーンに適切に配置されているスクレ
ーピーングラインとはサポートリングのメデイア
ンプレーンの一方の側と他の側に延びている軸方
向範囲（axial range）の内側にアレンジ
（arrange）されているスクレーピーングライン
の意味として解釈されるべきものである。

該範囲内でリングの直径に比較してハイト
（height）は小さい。

第２図ではこの範囲を示し、Ｂという記号で示
している。

この範囲は約80ミリメーターの直径に対比して
数ミリメータのサイズを示している。

本発明の他の特徴は、トランケツド部分１４、
折曲部１７、サポートリング４０がトランケツド
部分に対して接合される連接部分１９に加えてス
カートも含まれる。

この特徴の利点は前述されているが如く全く同
一の条件でシリンダー壁にトランケツド部分１４
が接触するように提供している点である。

本発明のあるひとつの生産方法によると、スク
レーピーングスカート４１即ち、トランケツド部
分１４、折曲部１７、連接部分１９により形成さ
れ全体がアーチ状を呈する。

この設計は極めて容易に成形できる利点を有し
ているほかにスカートにある半径方向弾性を与え
る。

それがスクレーパーセグメントの機能をさらに
改善することに貢献できる点に注目すべきであ
る。

リングのためのサポートグループはサーキユラ
シート（circular seating）２２６によつて完成
され、ピストンの接触があつたり、なかつたり
で、リングのスカート４１とサーキユラエレメン
ト（circular element）２２７をうけ、またスク
レープされたオイルをうけるためピストンの周り
にアレンジ（arranged）されている半径方向貫
通孔２２８を通つてピストンの中空センターの経
路をへてクランクケースに返る。

もうひとつの応用または補足として、他の半径
方向貫通孔２２９がグルーブ２２５の底辺部とピ
ストンの中空センターとの間に計画される事がで
きる。

本発明のあるひとつの生産方法では、トランケ
ツド部分１４は折曲部１７のまわりに隣接して結
合された極薄弾性金属のブレード（複数）４２を
提供しているので、当該部分１４はピストンの上
部と下部との間でオイルもれを防止するものであ
る。

事実、本発明で既に述べた如く、例えばリング
がシリンダー内にあるときはブレード間のギヤツ
プ１５から生じる遊びの大きさは80ミリのリング
直径と比較して数マイクロメーターの位置であ
る。

２つの表面間の遊びの大きさは一般的にはモー
ターに用いられるオイルの如き潤滑油、もつと一
般的にはシリンダー内で作動するピストンのユニ
ツトに用いられる潤滑油の通路に対して完全にリ
ークプルーフと考えられる。

ブレード４２は或る意味ではブレードのヒンジ
である折曲部１７にそつて動くことができる。

このヒンジ効果は既に前にのべた通りこれらの
ブレードの巾が小さい点と生産に用いられた金属
の薄さから発生する。

図示されているスクレーパーリングの特別な利
点を有する生産方法によると、スカートは0.12か
ら0.20ミリメーター位の厚さでかなり薄く、かつ
弾性のあるスチールで出来ている。

第３図はスカート４１の上部の拡大断面図であ
る。

この表面にブレード４２と結合部分と円周形の
折曲部１７があり、この円周形の折曲部はスカー
ト４１の金属のトランケツド部分１４、連接部分
１９のシンニンゲ３１８からなることを示してい
る。

このシンニング（thinning）は一般的に公知の
方法、例えば連接部分１９、折曲部１７、ブレー
ド４２に圧力がかゝる間に発生するクラツシイン
グ（crushing）による方法などである。

連接部分１９は図面上から円筒形状である事が
判る。

第３図の軸断面の角度は折曲部１７の中間点を
通過する縦軸方向中心線３２０と連接部分１９に
よつて形成されている。

この角度は約２度でありポンチ図を書く上で必
要とされる角度である。

縦軸方向中心線３２０とトランケツド部分１４
によつて形成される角度は７度となる利点を有
し、既に記述された先行技術によつて明らかの如
く、このような角度はキングスバーリー効果に好
ましいことが知られている。

リングのシンニング３１８は折曲部１７の線上
にブレードの弾性を増加させることによつてブレ
ードの接合点を極限（localije）することに気を
つけなければならない。

きわめて厚味が薄いことに起因するブレード４
２部分の弾力性は折曲部１７の弾性が増加したと
同程度位減少する。

これはリング・スカート１１の弾性金属の極薄
の厚味の希薄を許すが極めて薄い厚さの金属に止
まる。

直径80ミリのリングは厚さ0.20ミリのスチール
から作られる。

折曲部の厚さはさらに薄く0.13ミリに希薄し、
全体リングの厚さを極薄の0.25ミリまたは0.30ミ
リにかえることが許される。

しかし、これによつてシリンダーへのブレード
４２の接触圧力を保つことができる。

最後にはシンニング３１８と極薄のブレードの
厚みの希薄化が外に向つてふくらむことによつて
生じるブレードの変形リスクを減少させる。

ブレードとブレードの間のギヤツプ増すことに
よるふくらみ（普通ではマイクロメーターで設計
される）はリングのオイル洩れ防止能力に対し有
害である。

本発明のもつひとつの特徴はサポートリング４
０がかなりの厚みをも有している点である。

例えばブレードの厚さより５倍から10倍位の厚
みがある。

このような特徴はリングをもつて頑丈にする
し、リングが交換部品としてピストンに取りつけ
られていない時とかピストンに取りつける間は特
に利点がある。

こゝに示された生産方法は本発明の分野のある
ひとつの可能な作り方を説明しているものであ
る。

サポートリング４０は２つのアセンブリーリン
グ１３、補強リング１８からなる。

第１にはスカートとしての同種金属板からなる
アセンブリーリングによつて構成され、スカート
の連接部分１９にむかつて折曲２４０されて取り
つけられる。

第２の部分は10分の数ミリのかなり厚みのある
補強リングと呼ばれる独立したリング１８によつ
てなりたつている。

補強リング１８はこゝではＵ字形でアセンブリ
ーリング１３に張りだしている。

図示された作り方では、それはアセンブリーリ
ング１３に嵌合される。

本発明の応用として別の構造も可能である。

１つの応用として、サポートリング４０はかな
りの厚みをもつ必要がある。

それは別の利点として当該リングを堅固なもの
にする。もし、サポートリング４０がこのアセン
ブリーリング１３からのみでできていれば同様に
この厚みのあるサポートリングはピストンのグル
ープに極薄金属リングのアセンブリーリング１３
を取付ける必要があるシムを交換できる。

この厚味のあるサポートリングの大きさはグル
ープ２２３と厚味のあるサポートリング４０との
間の軸上のギヤツプ２２４と軸方向ギヤツプ２２
５をそのまゝにして算出される。

これはピストンに関する後者による半径方向排
気を許容するためである。

ピストンは軸方向ギヤツプ２２４と半径方向ギ
ヤツプ２５０からなるサキユーラリングサポート
（circular ring support）グループ２２３からな
り、これはリング周辺のオイルの通過を最少限に
減らすに充分であるが、リングのラジアルインデ
ペンデンス（radial independence）とシリンダ
ーを保証するに充分である。

これは直径80ミリのピストンのための0.03ミリ
位数の軸方向ギヤツプと0.15ミリの位数の半径方
向ギヤツプに一致する。

従つて次のことが観察できる。

サポートリング４０のメデイアンプレーン（第
２図に示されているＡ−A′）内のスクレーピー
ングライン１６の配置はピストンが急に不調にな
つている間とか、スクレーピーングしている間ロ
ツキングトルクをさけることができる。

ロツキングトルクはスクレーピーングの線がメ
デイアンプレーンＡ−A′から明らかにはずれた
時に観察することができる。

結果として半径方向ギヤツプ２２５の限界にむ
けてピストングループ２２３内でのサポートリン
グ４０のラジアルムービメント（radial
movement）は後者の小さなラジアルムービメン
トを償うため必要とされる。

またこのラジアルムービメントはコンストレー
ン（constrain）なく発生することがある。

リングアセンブリーはさらにもうひとつの有利
な特徴がある。

リングは環体が平均して分配されている少くと
も２つのギヤツプ１２を呈する。

さらにその各々の半円リングは軸を点にして平
面半形におかれる。

このリングの２つの部分はピストン２２０のグ
ループ２２３に別々に取付けられる。

「発明の効果」 こうした特徴は、変形し易いリスクを減少する
か、または除去するために充分な硬度を油かきリ
ングに与える利点を提供する点にある。

さらに、前述の如くサポートグループのリング
のアセンブリーに必要とされるシム厚みを交換す
ることができる利点を提供する。

理由は狭すぎるグループが連続生産で簡単に加
工することができないためである。

出願人は、極薄のサポートリングの円周的剛直
性がピストングループにリングを取付ける時に、
開いた隙間を生じさせることを観察した。

本発明におけるこの問題は少なくとも円周にそ
つて公平に分断された２つのギヤツプを包含する
リングを提案することによつて解決される。

あるひとつの生産方法では、ギヤツプはリング
のラジアルプレーンに作られ、それらは２つあ
る。

それは組立中に少くとも２つのリングセグメン
トがあり、容易にそれぞれの個所におかれる。

この興味ある特徴は他のものと同様に組立てる
ときに生じ易い変形リスクを減少させる利点を提
供している。

最後に、高度な技術水準の生産プロセスのテス
ト中、本願発明者は一定の条件のものでサポート
リングに関する。

取付けられているブレードのアタツチメントフ
オルド（attachment fold）にそつたヒンジ効果
（予期した）における不充分さを知つた。

この不充分さのため、ピストンが作動中にブレ
ードがたわむ危険が発生し、さらに組立時に許容
される極めて小さな遊びより大きい遊びが両者間
に生じ、これがスカートシリングの精度を損うも
のである。

本発明はそれぞれのブレードのヒンジとしての
機能をもつ折曲部にそつてリングの極薄弾性金属
の厚さを減らすことによつてこうした問題を解決
せんとするものである。

さらにこの改良は時によつて極薄のリングメタ
ルをさらに希薄にすることゝ結合される。

本発明はまた、少くともシリンダー内で運動す
るひとつのピストン上述されているリングを取付
けたピストンを含むモーターまたはポンプの如き
システムにも関する。

例えば、内燃エンジンに関するこの発明に一致
するリングの使用が摩擦を相当に減少させるの
で、これらエンジン性能の改良を許容することが
観察された。

本発明のスクレーパーリングの性能によると能
率よく、リーフタイトコンプレツシヨンリングの
逆オイルフローをマスターすることによつて、こ
のリングはフランス特許出願第81，02353号とリ
フアレンスナンバー第82，00625号に記述されて
いるが如きエアタイトコンプレツシヨンリングに
用いることができる。

前述の説明は参考に供するためであり、特にこ
れに限定されるものではない。

構造に関しての数多くの応用はこの分野の専問
家によつて本発明の精神を逸脱することなく主旨
変更できる。

特に本発明のサポートリングの意味する範囲内
で、サポートリングのメデイアンライン内に止ま
るスクレーピーングラインを有する条件のもとに
スカートはアーチ状のそれとは全く異つた形にす
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は半分に切断された本発明油かきリング
の全体斜視図、第２図はシリンダー内をスライド
するピストンに装着した状態を示す縦断正面図、
第３図は油かきリングのブレードがピボツト状に
折曲げられた実施例の部分拡大断面図である。 符号の説明、１４：トランケツド部分、１６：
スクレーピングライン、４０：サポートリング、
４１：スクレーピングスカート、２２０：ピスト
ン、２２１：シリンダー、Ａ−A′：メデイアン
プレーン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リングが２つに分割され、これら２つの部分
   間にはギヤツプが形成されると共にこれら２つの
   部分に薄板がそれぞれ設けられてなるピストン用
   油かきリングにおいて、該油かきリングはサポー
   トリング４０とスクレーピーングスカート４１か
   らなると共に該サポートリング４０がアセンブリ
   ーリング１３と補強リング１８からなり、そして
   該油かきリングはサポートリング４０と少なくと
   も１つのトランケツド部分１４を含み、かつシリ
   ンダー壁２２１に接触するスクレーピーングライ
   ン１６をその一端に有するスクレーピーングスカ
   ート４１を含み、さらに、前記スクレーピーング
   ライン１６が前記サポートリング４０のメデイア
   ンプレーンＡ−A′内に位置するように前記スク
   レーピーングスカート４１が配置されていること
   を特徴とする内燃機関のシリンダー内をスライド
   するピストン用油かきリング。 ２ リングはトランケツド部分１４と、さらにト
   ランケツド部分に向けてサポートリング４０に結
   合される連接部分１９を含むスカート４１からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   内燃機関のシリンダー内をスライドするピストン
   用油かきリング。 ３ リングはトランケツド部分１４によつて形成
   されているユニツトと連接部分１９がアーチ状に
   形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の内燃機関のシリンダー内をスライド
   するピストン用油かきリング。 ４ リングはトランケツド部分１４がブレード４
   ２を有し、該ブレードはスクレーピーングライン
   の反対側の折曲部１７に沿つて接合され、当該部
   分がスカート４１の内側から外側にリークプルー
   フにする方法で接合されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか１つに
   記載された内燃機関のシリンダー内をスライドす
   るピストン用油かきリング。 ５ リングは少なくとも前記トランケツド部分１
   ４が極薄の弾性金属で構成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れか
   １つに記載された内燃機関のシリンダー内をスラ
   イドするピストン用油かきリング。 ６ リングはサポートリング４０が相当の厚さか
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第５項の何れか１つに記載された内燃機関のシ
   リンダー内をスライドするピストン用油かきリン
   グ。 ７ リングは２つの部分からなるサポートリング
   ４０によつて特徴づけられ、その第１の部分はス
   カート４１に結合されたアセンブリーリング１３
   によつて構成され、第２の部分は前記アセンブリ
   ーリング１３に結合された補強リング１８によつ
   て構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載の内燃機関のシリンダー内をスライドす
   るピストン用油かきリング。 ８ リングはリングが略1/2に分割され、該1/2リ
   ング間には少なくとも２つのギヤツプを有し、リ
   ングスカート１１に沿つて平均して２つの半円形
   を呈していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項乃至第７項の何れか１つに記載された内燃機
   関のシリンダー内をスライドするピストン用油か
   きリング。 ９ リングはリングを構成する金属の厚みにシン
   ニング３１８からなるフオールド１７によつて特
   徴とする特許請求の範囲第４項乃至第８項の何れ
   か１つに記載された内燃機関のシリンダー内をス
   ライドするピストン用油かきリング。 １０ ブレード４２の剛直性がシンニング３１８
   と折曲部１７によつてブレード４２の弾力性を増
   加する関係に於いてリング１１の厚さがさらに薄
   くなることによつて増加することを特徴とする特
   許請求の範囲第９項記載の内燃機関のシリンダー
   内をスライドするピストン用油かきリング。 １１ シリンダーの中で作動する少なくとも１つ
   のピストンを含む全体は、該ピストンがスクレー
   ピーングを取り付けていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第１０項の何れか１つに一
   致する内燃機関のシリンダー内をスライドするピ
   ストン用油かきリング。