JPH07217740A - 薄幅３ピースオイルリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】断面略Ｈ字状の型鋼材から形成したスペーサエ
キスパンダからなる薄幅３ピースオイルリングのシリン
ダー内壁に対する追従性及び高速回転域における性能を
改善する。又、型鋼材をスペーサエキスパンダに加工す
るときの加工精度を向上する。 【構成】スペーサエキスパンダ10の内周側肥大部11の内
周面に山形の凹欠部18を形成して、サイドレール20、20
´をシリンダー内壁42に押圧する内周側肥大部11の上下
半部19、19´の弾性変形を容易にすると共に、スペーサ
エキスパンダ10の重量を減少させた。又、型鋼材をカー
リング加工するとき、山型の凹欠部18を介して加工ロー
ルに自動調心可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、さらに詳しく述べる
と、軸方向薄幅のオイルリング溝に装着される３ピース
組合せオイルリングの改良に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの高速回転、高出力、省燃費化
にともない、ピストンとピストンリングの薄幅化及びオ
イルリングのシール性向上が要求される。シール性の良
好な薄幅３ピース組合せオイルリングは特開平４−７８
３７６号によって公知である。この公知のオイルリング
は、断面略Ｈ字状の型鋼材から形成され、内周側と外周
側から交互にスリットが切り込まれた欠円環体のスペー
サエキスパンダと、そのスペーサエキスパンダを上下か
ら挟むように組み合わせた２枚のサイドレールからなる
オイルリングであって、そのスペーサエキスパンダの外
周側肥大部の上下にサイドレール支承面が、内周側肥大
部の外周側上下にサイドレール押圧部がそれぞれ設けら
れ、そのサイドレール支承面は対半径方向傾斜角が１度
から１５度の範囲の内周縁が軸方向幅の中心に寄る傾斜
面に、もしくは半径方向幅がスペーサエキスパンダ断面
半径方向幅の２０％以下の半径方向延長面に形成され、
そのサイドレール押圧面は対軸方向傾斜角が１５度から
２５度の範囲の根元が外側に寄る傾斜面に形成されてい
た。このオイルリングは軸方向幅を３ｍｍ以下とする薄
幅化が可能であり、サイドレールをサイドレール押圧面
によってオイルリング溝上下面に密着させるから、シー
ル性が向上し、サイドレールの姿勢は安定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、公知のオイル
リングのスペーサエキスパンダは内周側肥大部の剛性が
比較的大きいため、サイドレールから受ける荷重による
弾性変形が小さく、シリンダー内壁に対するサイドレー
ルの追従性は必ずしも良好とはいえなかった。例えば、
シリンダーに変形等があると、上下のいずれかのサイド
レールがシリンダー内壁に接触しなかったり、接触して
いても張力が小さくなったりするおそれがあった。又、
スペーサエキスパンダの内周側肥大部の断面積が比較的
大きいため、重量が大きく、オイルリングとしての挙動
に悪影響を及ぼしていた。例えば、高速回転域において
はオイル消費が増加するおそれがあった。さらに、この
オイルリングのスペーサエキスパンダを型鋼材からカー
リングするとき、内周側及び外周側肥大部は加工ロール
周面の溝にはめるが、溝のクリアランスによって軸方向
に動揺してねじれや変形による不良品が生じやすいとい
う問題があった。

【０００４】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、型鋼材製のス
ペーサエキスパンダを備えた薄幅３ピース組合せオイル
リングの追従性を改善すると共に、高速回転域の性能を
向上することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明が採用する手段は、スペーサエキスパンダの
内周面に凹欠部を形成したことにある。凹欠部はスペー
サエキスパンダの軸方向すなわち上下の中心線に関して
対称な山形にする。又、スペーサエキスパンダの外周面
にも同様な凹欠部を形成してもよい。

【０００６】

【作用】スペーサエキスパンダの内周面に形成した凹欠
部によって、内周側肥大部の上下半部は根元の半径方向
幅は挟小になるから、内周側肥大部上下半部は剛性が小
さくなり容易に弾性変形する。その結果、シリンダー内
壁が変形していても、サイドレールを確実に追従させる
ことができる。又、凹欠部を形成することによって、ス
ペーサエキスパンダの重量は軽減し、慣性力も小さくな
るから、高速回転域において、オイルリングの挙動が乱
調になるおそれは減少する。さらに、凹欠部を山形に形
成し、その山形に嵌合する山形を加工ロールの溝に設け
ると、山形同士の嵌合によって型鋼材は自動調心し、加
工時の動揺は防止されるから、スペーサエキスパンダの
変形が改善され加工精度が向上する。

【０００７】

【実施例】本発明のオイルリングを図面に示す実施例に
基づいて説明する。図１に示すように、３ピース組合せ
オイルリングは断面略Ｈ字状の型鋼材から加工ロールに
よって形成した欠円環体のスペーサエキスパンダ10と、
それを上下から挟む２枚のサイドレール20、20´とを備
える。スペーサエキスパンダ10は内周側肥大部11と外周
側肥大部12と、両肥大部を連結する中間部13とからな
り、内周側と外周側からスリット14、15が交互に切り込
む。内周側肥大部11の外周側上下斜面はサイドレール押
圧面16、16´として上下のサイドレール20、20´の内周
側端部21、21´に接し、外周側肥大部12の上下面はサイ
ドレール支承面17、17´として上下のサイドレール20、
20´の内面22、22´に接する。内周側肥大部11の内周面
に凹欠部18を形成し、内周側肥大部11の上下半部19、19
´の根元における半径方向幅を薄くする。

【０００８】図２に示すように、オイルリングはピスト
ン30のオイルリング溝32に装着されてシリンダ40に内嵌
する。スペーサエキスパンダ10はサイドレール支承面1
7、17´によってサイドレール20、20´を軸方向に支持
し、サイドレール押圧面16、16´によってサイドレール
20、20´の外周端23、23´をシリンダ内壁42へ押圧す
る。内周側肥大部11の内周面を切り込む凹欠部18は山形
であり、その中心線は内周側肥大部11の上下の中心線に
合致する。凹欠部18によってスペーサエキスパンダ10は
重量が減少し、それによって慣性も小さくなるから、エ
ンジンの高速回転域においてオイルリングとしての挙動
が自身の慣性によって乱調になるおそれも減少する。

【０００９】図３に示すように、スペーサエキスパンダ
10の内周側肥大部11の上下半部19、19´は弾性変形し、
その弾性反発力によりサイドレール20、20´をシリンダ
内壁42に押圧してサイドレール20、20´をシリンダ内壁
42に追従させる。上下半部19、19´の根元の半径方向幅
は凹欠部18によって薄くなるから、上下半部19、19´は
剛性が小さく、十分に弾性変形する。その結果、鎖線で
示すように、シリンダー内壁42に凹凸があっても上下半
部19、19´は矢印で示すように弾性変形してサイドレー
ル20、20´を押圧し、その外周端23、23´を常にシリン
ダー内壁42に接面させる。

【００１０】図４に示すように、スペーサエキスパンダ
に形成する型鋼材50は加工ロール51、52に通してカーリ
ング加工する。型鋼材のスペーサエキスパンダ内外周面
を形成する部分をそれぞれの加工ロールの周溝に遊嵌す
るが、このとき、スペーサエキスパンダ内周面を遊嵌す
る周溝53に凹欠部に係合する凸部54を設けると、型鋼材
の凹欠部と周溝の凸部が嵌合して自動調心するから、加
工中、型鋼材50の動揺は規制され、加工精度が向上す
る。

【００１１】前記実施例の凹欠部はスペーサエキスパン
ダ内周側肥大部の上下面まで達するが、図５に示すよう
に、凹欠部18はスペーサエキスパンダ10の内周面の内側
にのみ形成することも可能である。又、図６及び図７に
示すように、スペーサエキスパンダ10の凹欠部18の山形
の頂点は平坦にも円弧状にもすることができる。図８の
実施例は外周側肥大部12の外周面にも凹欠部25を形成し
たものである。このスペーサエキスパンダ10は内周側及
び外周側肥大部11、12の双方に凹欠部18、25を設けるか
ら、重量は一層軽減し、エンジンの高速回転域において
もオイルリングの挙動が乱調になるおそれはほとんどな
くなる。さらに、図９に示すように、両側の加工ロール
51、52の周溝53、55に凹欠部に係合する凸部54、56を形
成して型鋼材50のカーリング加工を行うことができるか
ら、加工中の型鋼材50の動揺はより確実に規制され、ス
ペーサエキスパンダの精度はさらに向上する。

【００１２】

【発明の効果】上記のとおり、本発明の型鋼材から形成
したスペーサエキスパンダを備えた３ピース組合せオイ
ルリングは、従来のものに比べると、サイドレールをシ
リンダ内壁に押圧するスペーサエキスパンダ内周側肥大
部は剛性が比較的小さく十分に弾性変形するから、サイ
ドレールのシリンダ内壁に対する追従性が良好になると
いう効果を奏する。

【００１３】又、スペーサエキスパンダの凹欠部によっ
て軽量化したオイルリングはエンジンの高速回転域にお
いても動作が乱調になるおそれはないから、オイル消費
量を低減し、それによって、エンジンの高出力化及び燃
費向上も図ることができるという効果を奏する。さら
に、型鋼材をカーリング加工してスペーサエキスパンダ
を形成するとき、凹欠部によって型鋼材を自動調心させ
ることができるから、加工精度が向上し、ねじれ、変形
等の不良品の発生が大幅に減少するという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の第１実施例のオイルリングの一部を
示す斜視図、

【図２】は図１のオイルリングを装着したエンジンの一
部を示す断面図、

【図３】は図１のオイルリングのシリンダ内壁に対する
追従性を示す図、

【図４】は図１のオイルリングのスペーサエキスパンダ
をカーリング加工する状態を示す図、

【図５】は第２実施例のスペーサエキスパンダの横断面
図、

【図６】は第３実施例のスペーサエキスパンダの横断面
図、

【図７】は第４実施例のスペーサエキスパンダの横断面
図、

【図８】は第５実施例のスペーサエキスパンダの横断面
図、

【図９】は第５実施例のスペーサエキスパンダをカーリ
ング加工する状態を示す図、

【符号の説明】

10：スペーサエキスパンダ、11：内周側肥大部、12：外
周側肥大部、13：中間部、14、15：スリット、16：サイ
ドレール押圧面、17：サイドレール支承面、18：凹欠
部、19：上下半部、20：サイドレール、21：内周端、2
2：内面、23：外周端、30：ピストン、32：オイルリン
グ溝、40：シリンダー、42：シリンダー内壁、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面略Ｈ字状の型鋼材から形成した欠円環
   体のスペーサエキスパンダ（10）と、前記スペーサエキ
   スパンダを上下から挟む２枚のサイドレール（20、20
   ´）と、前記スペーサエキスパンダを内外周面から交互
   に切り込むスリット（14、15）と、前記スペーサエキス
   パンダの内周肥大部（11）の外周側上下に形成したサイ
   ドレール押圧面（16、16´）と、前記スペーサエキスパ
   ンダの外周側肥大部（12）の上下に形成したサイドレー
   ル支承面（17、17´）とを備えたオイルリングであっ
   て、前記内周側肥大部（11）の内周面に凹欠部（18）を
   形成して前記サイドレール（20、20´）をシリンダー
   （40）の内壁（42）に弾圧する前記内周側肥大部の上下
   半部（19、19´）の根元の半径方向幅を小さくしたこと
   を特徴とする薄幅３ピースオイルリング。
2. 【請求項２】凹欠部（18）をその中心線が上下半部（1
   9、19´）の上下の中心線と一致する山形としたことを
   特徴とする請求項１記載の薄幅３ピースオイルリング。
3. 【請求項３】スペーサエキスパンダ（10）の外周側肥大
   部（12）の外周面に中心線が前記外周肥大部の上下の中
   心線と一致する山形の凹欠部（25）を形成したことを特
   徴とする請求項１記載の薄幅３ピースオイルリング。