JPH04203675A - 組合せオイルリング - 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使用されるオイルリングに関するも
のであり、更に詳しくは、複数枚のサイドレールを組合
せた組合せオイルリングに関するものである。

［従来技術］ 内燃機関用ピストンリングは通常燃焼室内の気密性を確
保するための圧力リングとシリンダの内周面に付着した
エンジンオイル等の潤滑油を掻き落としてクランク室側
へ回収するためのオイルリングとから構成されている。

このオイルリングによる潤滑油の掻き落とし作用が不十
分であると、内燃機関の爆発行程時（燃焼時）にシリン
ダー内周面に潤滑油が残存していることとなる。この結
果、潤滑油が燃料と共に燃焼し無駄に消費される。

このオイルリングによる潤滑油の掻き落とし作用を効率
的に行うために、実公平１−２２９１８号に記載される
ような一本のスペーサーエキスパンダに２本のサイドレ
ールを組み込んだ組合せオイルリングが開発されている
。

この組合せオイルでは第３図に示すように２本のサイド
レール１．２をリング溝４の中で支持する半径方向波型
のスペーサーエキスパンダ５の突起の上方向（燃焼室）
側５ａをシリンダー３の内周面３ａとほぼ平行に形成し
、下方向（クランク室側）の突起５ｂをシリンダー３の
軸芯方向に倒して形成し一定のイヤーアングルをもたせ
ている。

このため上側サイドレール１はシリンダー内周面３ａに
対しほぼ垂直に支持され、下側サイドレール２は該内周
面３ａに対し一定角度で支持されることとなる。

［発明が解決しようとする課題］ ここで該内燃機関が自動車用エンジンである場合におい
てエンジンブレーキをかけられた場合にはシリンダー内
は負圧となる。このような状態において上記実公平１−
２２９１８号に開示されているような組合せオイルリン
グは２本のサイドレールが常に上下方向に張っているた
め燃焼室内の負圧に起因する潤滑油の吸い上がりを効果
的に防止する。

即ち、上側サイドレールはその上面がリング溝の上面に
面接触し、更に下側サイドレールはその下面部がリング
溝の下面と当接しているため燃焼室内が負圧となった際
でも、クランク室側から燃焼室側に潤滑油が吸い上がる
ことを防止し得るものである。

しかし、高速高負荷状態でエンジンを運転する際には、
圧縮行程絆了直前において組合せオイルリングの上方（
燃焼室側）に設けられた圧力リングと上側サイドレール
間の圧力を利用して上側サイドレールの上面をリング溝
の上面から離し、潤滑油通路を上側サイドレール上面側
に形成し、シリンダー内周面に付着した潤滑油をこの潤
滑油通路並びにドレンホール８を通じてクランク室側へ
戻すことが必要とされている。

このような場合、上記の実公平１−２２９１８Ｊ＋に記
載されるような組合せオイルリングにあっては、上側サ
イドレール１が第３図に示されるようにスペーサーエキ
スパンダー５上でシリンダー内周面３ａに対してほぼ垂
直に支持され、スペーサーエキスパンダ５の上方向側突
起５ａのイア−アングルはＯであり上側サイドレール１
の上面１ａがリング溝４の上面４ａを面接触でシールし
ている。このため上側サイドレール１は上下方向には揺
動せず、上側サイドレール上面１ａをリング溝４の上面
４ａから分離することが困難となり、上側サイドレール
上面側において潤滑油通路を確保することが出来なくな
る。

又、サイドレールをリング溝内で支持する際のイヤーア
ングルを大きくとるとオイルのシール性は向上する反面
、サイドレールのリング溝に対する側圧力（Ｆｕ）（第
２図）が大きくなるので上側サイドレールの上面をリン
グ溝上面から引き離なすことが困難となり、ひいては上
側サイドレール上面側に潤滑油通路を確保するのが困難
となるといった問題が生ずる。

又、従来より通常３本仕様であったピストンリングの構
成を２本仕様とするとピストンリングの軽量化が図れる
ことが知られているが、従来の組合せオイルリングでは
、潤滑油消費量が多くなり２本仕様のピストンリングの
組合せオイルリングとして使用することが出来なかった
。

本発明の組合せオイルリングは上記問題点に鑑みなされ
たものであり、高速高負苛運転時においては潤滑油をク
ランク室内に戻すための潤滑油通路を圧力リング側から
の圧力で容易に確保できるヨウにしつつ、エンジンブレ
ーキ等の使用時にはクランク室側からの潤滑油吸い上が
りを効果的に防止することが出来る組合せリングを提供
する事を目的とする。

口課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は上側サイドレールと
下側サイドレールとシリンダーの軸芯方向に傾斜した上
方突起と下方突起を有するスペーサーエキスパンダとか
ら構成される組合せオイルリングであって、上記スペー
サーエキスパンダの上方突起はＯ゛を含まない第１のイ
ヤーアングルを有し、上記スペーサーエキスパンダの下
方突起は上記第１のイヤーアングルより大きな第２のイ
ヤーアングルを有することを特徴とする組合せオイルリ
ングを提供するものである。

［イ乍用］ 上記構成を有する本発明の組合せオイルリングによれば
スペーサーエキスパンダの燃焼室側のイヤーアングルが
比較的小さいため圧力リング（燃焼室）側からの圧力に
よっても容易にリング溝上面との当接が解かれこの部分
におけるシールが解除される。この結果、上側サイドレ
ール上面側に潤滑油通路が形成され、この潤滑油通路を
通して、特に寓速高負荷運転時に必要とされるサイドレ
ール上方側のシリンダー内周面上側に付着した潤滑油の
回収が容易に行われる。

一方、スペーサーエキスパンダのクランク室側のイヤー
アングルは燃焼室側のイヤーアングルより大きいためエ
ンジンブレーキ使用時等に求められるクランク室方向か
ら燃焼室方向への潤滑油の吸い上がりに対するシールを
も効果的に行うこととなる。

［実施例］ 以下、本発明の１実施例に係る組合せリングを図面に沿
って詳述する。

第１図は本実施例の組合せオイルリングを３本仕様のピ
ストンリングに採用しピストン７に組み込んだ状態を示
すものである。

本実施例の組合せオイルリング１０は上側サイドレール
１、下側サイドレール２及びスペーサーエキスパンダ５
から構成される。上記上側及び下側サイドレール１．２
ばそれぞれ環状の形状を有している。そして上記上側サ
イドレール１は上記スペーサーエキスパンダ５の燃焼室
側端部にシリンダー軸芯方向に向かって所定のイヤーア
ングルをもたせて形成された上側突起部５ｃに、下側サ
イドレール２は上記スペーサーエキスパンダ５のクラン
ク室側端部にシリンダー軸芯方向に向かって燃焼室側の
イヤーアングルより大きいイヤーアングルをもたせて形
成された突起部５ｄにそれぞれの内周面が当接させられ
た状態で支持されている。この結果、第１図に示すよう
にスペーサーエキスパンダ５の燃焼室側（第１図上側）
上方突起５ｃイヤーアングルθ、はクランク室側（第１
図下側）下方突起５ｄのイヤーアンクルθ２に比して小
さくなっている。

上記の燃焼室側上方突起５ｃのイヤーアングルはＯｏよ
り大きいものであればよいが、５゛〜１５°の範囲であ
れば更に好ましく、クランク室側下方突起５ｄのイヤー
アングルは上記燃焼室側上方突起５ｃより大きいもので
あればよいか、１５°〜２５°の範囲であれば更に好ま
しい。

このようにして構成された本実施例の組合せオイルリン
グ１０は第１図に示すようにピストン７の外周面上に設
けられたリング溝４内に設置される。このため、上記上
側サイドレール１はリング溝４の上面４ａに対して所定
角をもって支持されることとなり、この結果上側サイド
レール１の上面１ａの一部がリング＃４の上面に当接し
この当接部によって上側サイドレール１は潤滑油の上昇
を防ぐこととなる。また、下側サイドレール２はリング
溝４の下面４ｂに対して所定角をもって支持され、下側
サイドレール２の下面２ｂの一部がリング溝４の下面４
ｂに当接しこの当接部によって下側サイドレール２も又
潤滑油をシールすることとなる。

尚、第１図において図中符号６．６は燃焼室内の気密性
を確保するために本実施例の組合せオイルリングの燃焼
室側に設けられた２枚の圧縮リングを、８はサイドレー
ル１．２によって掻ぎ取られた潤滑油を回収するための
ドレンホールをそれぞれ示す。

上述のように上方突起５ｃイヤーアングルθ、は下方突
起５ｄのイヤーアングルθ２に比して小さくなっている
。このため上側サイドレール１の側圧力Ｆｕは下側サイ
ドレール２のサイドレール２の側圧力Ｆｕに比して小さ
くなっている。この結果上側サイドレール１は下側サイ
ドレール２より小さい力でそのリング１１１４の上面４
ａとの当接を解かれ得る。この結果、ランド圧力Ｐ１よ
り上側サイドレール上面１ａ側に潤滑油通路が形成され
る。

シリンダー３の内周面３ａに付着した潤滑油はこの通路
を通りドレンホール８内に至る。一方、下側サイドレー
ル２は上側サイドレール１に比べ大きな側圧力によって
リング１ｌｌ１４に当接されているため、燃焼室内が負
圧となるようなエンジンブレーキ使用時、即ちハイブー
スト時においてもクランク室側（第１図下側）からの潤
滑油の上がりを効果的にシールすることとなる。

本実施例において使用されているスペーサーエキスパン
ダ５は半径方向波型のものであるか本発明の組合せオイ
ルリングはこれに限定されるものではなく、軸方向波型
、内周開放型等のものであってもよい。

又、更に上記実施例は３本仕様のピストンリングに本発
明の組合せオイルリングを適用したものであるが、本発
明の組合せオイルリングは２本仕様のピストンリングに
適用してもよい。

「効果」 上述のように本発明の組合せオイルリンクによれば上側
サイドレールのリング溝に対する側圧力が下側サイドシ
ールのリング溝に対する側圧力に比し弱くなっている。

このため圧力リング（燃焼室側）からの圧力により容易
に上側サイドレールのリング溝に対するシールは解かれ
、上側サイドレール上面に潤滑油通路が形成され、この
通路を通しシリンダー内周面に付着した潤滑油の回収か
行われる。特にエンジンが高速高負荷運転されている状
態においては圧縮リングと上側サイドレール間に生じた
圧力により潤滑油の回収が効率的に行われるものである
。また、燃焼室内が負圧となるエンジンブレーキ使用時
等にあっては下側サイドレールがリング溝下面をシール
しているためクランク室側からの潤滑油上がりを効果的
に防止できるものである。

更に、本発明の組合せオイルリングを圧縮リングを１本
とした２本仕様のピストンリングに適用した場合には従
来の組合せオイルリングを使用した３本仕様と同程度の
潤滑油回収能力を発揮でき、かつ圧縮リングが１本減少
したことによってエンジンの軽量化、高速回転化が図れ
るものであり、エンジンの性能向上に寄与するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る組合せオイルリングを
３本仕様のビスＩ・シリンダのオイルリングとして適用
した状態を示す縦断面図、第２図は第１図の組合せオイ
ルリングの上側サイドシールに作用する力の状態を示す
説明図、第３図は従来例の組合せオイルリングの縦断面
図である。 図中１・・・上側サイドレール、 ２・・・下側サイドレール、 ３・・・シリンダー、４・・・リング溝、５・・・スペ
ーサーエキスパンダ、 ６・・・圧縮リング　を示す。 特許出願人：日本ピストンリング株式会社代　理　人：
弁理士　北、澤−浩（他１名）第１図 ｂ　　４ｂ ｒつ−ｒＱ（’Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上側サイドレールと下側サイドレールとシリンダーの軸
   芯方向に傾斜した上方突起と下方突起を有するスペーサ
   ーエキスパンダとから構成される組合せオイルリングで
   あって、 上記スペーサーエキスパンダの上方突起は０を含まない
   第１のイヤーアングルを有し、 上記スペーサーエキスパンダの下方突起は上記第１のイ
   ヤーアングルより大きな第２のイヤーアングルを有する
   ことを特徴とする組合せオイルリング。