JPH08247288A - 側面とギャップをシールしたオイルリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃エンジンのピストン用の、側面とギャッ
プ双方のシーリングを同時に行う簡単なオイル制御リン
グ組立体。 【解決手段】 ピストン・リング組立体(90)が、上側表
面(80)を有する溝(64)内に配置されたオイル制御リング
組立体(88)を備える。該リング組立体(88)は、第１部分
(114) と第２部分(94)を有するレール部材(92)を含む。
該第１部分は、ギャップを形成するように間隔をおいて
位置する端部を有する。該第２部分は第１部分と半径方
向に重なり、これに結合する。第２部分は、段付きギャ
ップを形成するように間隔をおいて位置する第1,第２段
付き突き合わせ端部を有する。段付きギャップは、第１
部分のギャップからオフセット配置される。この配置で
は、ギャップシーリングの有効な方法を与え、潤滑油が
端部ギャップ(96,130)を通って溝(64)に入らないように
できる。第２部分は溝の上側表面に対して付勢され、有
効な側面シーリングが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に内燃エンジ
ン内のピストンに使用するオイルリングに関し、より詳
しくはピストンの溝内でのオイルリングのギャップと側
面シーリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日のエンジンは、ピストンの溝内のオ
イル制御リングを使用してシリンダー内のピストンから
のオイル漏れを制御する。しかし、オイルリングはギャ
ップのある端部を有するのでオイルが漏れ、従ってオイ
ル消費量が増加する。さらに、またオイルは溝に流れこ
み上側リング表面を超えて溝から流れ出す。オイルの漏
れによりオイル消費量が増加し、さらに漏れたオイルが
排気の流れに入る前に燃焼しても燃焼しないで残って
も、エンジンの排気に逆に悪影響を及ぼす。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】オイル制御リングの設
計は、1993年10月12日にポール R. メルニックに与えら
れた米国特許第5,251,915 号に開示され、そこでは、１
つの低応力レールとこれに連続するブロック用リングと
を有し、低応力下でレール端部のギャップを通るオイル
の流れを防止するようになったオイル制御リングがピス
トンに使用される。。ブロック用リングの後ろのセパレ
ータリングが、オイルをドレン口へ流れさせ、ブロック
用リングの後ろの領域を乾燥した状態に保つのを助け
る。閉じたリングの形のブロック用リングの後ろの流路
又はピストンの溝に形成された凹部が、ピストンのサイ
クルの上昇半行程で上方に押し上げられるオイルを集
め、上側軸方向隙間又はブロック用リングの端部ギャッ
プを通るオイルの漏れを防止する。この設計では、側面
のシーリングを行うのに４から６の別体の部材が組み込
まれる。４つの別体の部材は、製造しピストンの溝に組
み込むのが複雑で、その設計のコストは増加する。さら
に、この設計ではオイル制御リングのギャップを完全に
シールする手段がない。シリンダー壁、ブロック用リン
グの底部外側表面、及びレールの上部外側面取り部によ
り囲まれた通路から、かなりの量のオイルが漏れ出す通
路があり、オイルがレールの端部ギャップから上部外側
面取り部に沿って、ブロック用リングの端部ギャップを
通って流れる。本発明は、上述の問題を解決することを
目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の１態様では、内
燃エンジンにピストン・リング組立体を使用する。内燃
エンジンは、シリンダーボア及びシリンダー壁を形成す
るシリンダーブロックを有する。ピストンが、シリンダ
ーボア内で往復運動するように取り付けられ、内側壁、
上側表面、及び下側表面を形成する環状溝を有する。リ
ング組立体が該環状溝内に配置され、第１部材と第２部
材とを有する。該第１部材は、ギャップを形成するよう
に間隔をおいて位置する端部を有する。該第２部材は、
該第１部材に隣接し半径方向に部分的に重なり、斜め方
向段付きギャップを形成するように間隔をおいて位置す
る第1,第２段付き突き合わせ端部を有する。バネ手段
が、前記内側壁と第１部材との間に配置され、第１部材
を特定の力で付勢する。第２部材と溝との間にシールを
行う手段が、ここに含まれる。本発明の他の態様では、
リング組立体が、第１部材と第２部材とを有する。該第
１部材は、ギャップを形成するように間隔をおいて位置
する端部を有する。該第２部材は第１材分に隣接し半径
方向に重なり、斜め方向の段付きギャップを形成するよ
うに間隔をおいて位置する第1,第２段付き付き突き合わ
せ端部を有する。バネ手段が、第１部材に隣接して配置
され、第１部材を特定の力で付勢する。本発明は、ギャ
ップを与え側面をシールする溝内のリング組立体を用い
る。これは、斜め方向段付きギャップ部分と、第２部材
と溝の間にシールを行う手段により行うことができる。
本発明では、ピストンの溝内でリング組立体をシールす
る有効で簡単な方法を使用する。

【０００５】

【発明の実施の形態及び実施例】図面、特に図１と２を
参照すると、内燃エンジン10が上端部16に環状壁15によ
り形成される環状開端ボア14を有するシリンダーブロッ
ク12を含む。ボア14内にピストン28が従来の方法で往復
動可能に取り付けられる。シリンダーヘッド42がシリン
ダーブロック12の上端部16にピストン28に隣接するボア
14を閉じるように取り付けられる。ボア14内のシリンダ
ーヘッド42とピストン28の間に、燃焼室50が形成され
る。ピストン28は、その頂部近くに上側環状溝60と、頂
部から離れた下側環状溝64とを有する。上側溝60は、ど
のような好適な圧縮リング68を含んでもよい。下側環状
溝64には、内側壁76、上側表面80、及び下側表面84を有
し、ピストン28と共にピストン・リング組立体90を形成
するオイル制御リング組立体88が入っている。オイル制
御リング組立体88は、鉄鋼等の好適な材料で作られ、複
数の断続スロット93が周方向に間隔をもって形成された
レール部材92を含む。

【０００６】図３の拡大断面図は、本発明のオイル制御
リング組立体88の１実施例を示す。レール部材92が、２
重レールのスクレーパーリング94を有し、該スクレーパ
ーリングはそこに挿入する前は下側溝64の外径より大き
い内径を有する。スクレーパーリング94は、第1,第２レ
ール部分100,102 を有する。第1,第２レール部分100,10
2 は、それぞれほぼ平らな上側表面と下側表面104,105,
106,107 を有し、内側環状バネ溝部分110 を形成するよ
うに内側に曲がる。図６によりよく示すように、スクレ
ーパーリング94は、端部ギャップ96を形成するように分
割されている。レール部材92は又、第1,第２端部116,11
8 を有するＵ形部品114 を含み、該第1,第２端部はそれ
ぞれほぼ平らな上側表面と下側表面120,121,122,123 を
有し、これら表面は一体となって外側環状溝部分126 を
形成する。図６により明確に示すように、Ｕ形部品114
は半径方向の段付き端部ギャップ130 を形成するように
分割されていて、端部は半径方向幅が減少し、重なり合
い効果を生じる。半径方向に段付きになった端部ギャッ
プ130 は、第1,第２段状表面131,132 を有する。Ｕ形部
品114 はほぼ全周を囲み、半径方向に重なり合い、内側
と外側溝部分110,126 の間に環状バネ空洞134 を形成す
る。第１端部116 の下側表面121 は、溶接又は物理的接
合プロセス等の好適な手段で、端部ギャップ96,130が相
互にオフセット配置されるような状態で、第１レール部
分100 の上側表面104 とのみ結合されている。スクレー
パーリング94とＵ形部品114 の端部ギャップ96,130のそ
れぞれでは、溶接又は物理的接合プロセスは行われな
い。Ｕ形部品114 を溝64の上側表面80に対して押しつけ
るのに、圧縮嵌め等の手段136 が使用され、両者間にシ
ールが行われる。コイルバネ138 が、環状バネ空洞134
内に配置される。コイルバネ138 は、約3.８N/mmの公称
バネ力を有する。スクレーパーリング94とＵ形部品114
に、断続スロット93が形成される。スクレーパーリング
94とＵ形部品114 は、図１０によりより明確に示すよう
に、成形前はリボン状設計をなす。図１０は、想像上の
製造プロセス内でＵ形に形成される前においてリボン状
の形を有するＵ形部品114 を示す。

【０００７】本発明の他の実施例を、図４−５、８、及
び１２−１３に示す。これらの実施例の同様に構成した
対応する要素を表すのに、第１実施例と同じ参照番号を
使用する。第１実施例で記述した原理と技術は、ここに
示す他の実施例及びその変形にも適用できる。オイル制
御リング組立体88の第２実施例を図４に示す。レール部
材92は、スクレーパーとシール端部146,148 を含む単一
の一体成形部品142 であり、該スクレーパーとシール端
部はそれぞれ端部160,161 で終了するほぼ平らな上側表
面と下側表面152,154,156,158 を有する。スクレーパー
部分146 の上側表面152 は、溶接又は物理的接合プロセ
ス等の好適な手段で、シール部分148 に結合していて、
端部ギャップ96,130が相互にオフセット配置されるよう
になっている。スクレーパー部分146 とシール部分148
の端部ギャップ96,130のそれぞれでは、溶接又は物理的
接合プロセスは行われない。スクレーパーとシール部分
146,148 は、内部に閉じた環状バネ空洞162 が形成され
るように結合される。バネ力とそれに対抗する力によ
り、押しつける手段136 が発現し、シール部分148 が溝
64の上側表面80に対して押しつけられ、その間にシール
を行う。断続スロット93は、図１１により明確に示すよ
うに図３の実施例に記述したのと同様であり、レール部
材92は図４に示す形に形成される前の製造の初期段階に
おいてリボン状の形を有する。しかし、製造の後工程で
端部ギャップ96,130を形成する端部160,161 は、９０°
以外の角度で切断され、図４に示す形が得られたとき下
側のスクレーパーと上側のシール部分146,148 の端部ギ
ャップが軸方向に合わないようにする。

【０００８】オイル制御リング組立体88の第３実施例を
図５に示す。レール部材92が、突出環状端部167 を有
し、横断面がフック形である単一のレール部分166 を含
む。突出端部167 は、上側表面168 と下側表面170 とを
有する。レール部分166 の内側中央部分178 の上に、隣
接し内部に配置されたコイルバネ138 と共に環状バネ空
洞174 が形成される。押しつける手段136 が図４に記述
した方法と同様に発現し、段付きギャップリング180 が
溝64の上側表面80に対して押しつけられ、その間にシー
ルを行う。レール部分166 は、端部ギャップ96がその上
に形成されるように分割されている。レール部材92は、
上側と下側環状表面181,182 を有し、また半径方向の段
付き端部ギャップ130 がその上に形成されるように分割
されている環状段付きギャップリング180 を含む。ギャ
ップリング180 が、突出端部167 の上側表面168 に溶接
又は物理的接合プロセス等の好適な手段で結合し、端部
ギャップ96,130が相互にオフセット配置されるようにな
っている。レール部分166 とギャップリング180 の端部
ギャップ96,130では、溶接又は物理的接合プロセスは行
われない。複数の断続スロット93が、レール部分166 の
下側部分183 の周りに形成され、図９により明確に示す
のと同様の複数の指184 を形成する。

【０００９】オイル制御リング組立体88の第４実施例を
図８に示す。この実施例では、単一のレール部分186 が
図７に示すのと同様の段付きギャップ部分188 と一体に
形成されている。単一のレール部分186 は、断面がフッ
ク形で突出環状端部190 と下側トレール192 とを有す
る。単一のレール部分186 の中央部分196 の上に、隣接
し内部に配置されたコイルバネ138 と共に環状バネ空洞
194 を形成する。段付きギャップ部分188 と溝64の上側
表面80との間に、シール付与手段198 が設けられる。使
用するシール付与手段198 は、図４と５に記述した方法
と同様の押しつける手段136 であってもよい。斜め方向
段付きギャップ199 が、段付きギャップ部分188 と単一
のレール部分186 の中に形成される。図９により明確に
示すように複数の断続スロット93が、下側トレール192
の周りに形成される。

【００１０】オイル制御リング組立体88の第５実施例を
図１２に示す。リング組立体88は、断面がフック形で突
出環状端部167 を持つ第１部材200 を有する。第１部材
200の内側中央部分202 の上に、隣接し内部に配置され
たコイルバネ138 と共に環状バネ空洞201 を形成する。
シール付与手段198 が、図４−５と８に記述した方法と
同様に設けられ、第２部材204 と溝64の上側表面80との
間にシールが行われる。第１部材200 は、端部ギャップ
96を形成するように分割されている。第２部材204 は、
斜め方向の段付き端部ギャップ199 を形成するように分
割されている。第２部材204 は、図７により明確に示す
ように、半径方向と軸方向に幅が狭くなった端部208,21
0 を有し、重なり合いの効果を生じる。図５の実施例と
同様の複数の断続スロット93が、第１部材200 の周りに
形成される。第1,第２部材200,204 は一体に成形し、し
かも斜め方向に段付き端部ギャップ199 を形成し、発明
の範囲を変えずに端部ギャップ96を削除することができ
る。端部ギャップ96と斜め方向段付き端部ギャップ199
の間を整列させずに保持する非アライメント手段212 を
設けてもよい。非アライメント手段212 は、コイルバネ
138 にネジ止めするアプセット端部216 を有するアライ
メントワイヤーリング214 を含むようにしてもよい。ア
ライメントワイヤーリング214 のアプセット端部216 は
細長く、コイルバネ138 の部分を通って延び、斜め方向
段付きギャップ199 内で終了する。

【００１１】オイル制御リング組立体88の第６実施例を
図１３に示す。下側溝64は段付きで、上側シート220 を
形成する底部壁を有する上側部分218 と、下側シート22
4 を形成する底部壁を有する下側部分222 とを含む。下
側部分222 の半径方向深さは、上側部分218 の半径方向
深さより短い。リング組立体88は、シリンダーブロック
12に面する前側端部228 、下側溝64に面する後側端部23
2 、及び上側表面234を有する２重レールのスクレーパ
ーリング部材226 を含む。スクレーパーリング226 は、
下側シート224 に着座し、コイルバネ138 が配置される
環状バネ空洞236 を形成する。段付きリング部材244
と、溝64の上側シート220 とスクレーパーリング226 の
上側表面234 との間にシールが行われる。スクレーパー
リング226の上側表面234 は、上側シート220 の表面と
ほぼ同一平面にある。スクレーパーリング226 は、端部
ギャップ96を形成するように分割されている。スクレー
パーリング226 内に前側端部228 から後側端部232 に延
びるボア240 が形成され、シリンダーボア14と下側溝64
との間に第１通路242 が形成される。図７により明確に
示すように、段付きリング部材244 は斜め方向に段付き
の端部ギャップ199 を形成するように分割されている。
段付きリング部材244 は、上側シートに着座する下側領
域246 を有し、段付きリング部材244 がスクレーパーリ
ング226 の上側表面234 に隣接してこれに着座する。段
付きリング部材244 は、端部ギャップ96と斜め方向段付
きギャップ199 が相互にオフセット配置されるように上
側シート220 に着座するようにしてもよい。しかしオフ
セットは任意である。ピストン28内に、下側溝64から延
び内側ドレーン空洞245 内で終了する第２通路250 が形
成される。非アライメント手段212 が、コイルバネ138
の部分を通り、斜め方向段付きギャップ199 に隣接する
下側溝64の上側部分218 内で終了する。

【００１２】内燃エンジン10での使用において、オイル
制御リング組立体88が、側面とギャップの双方のシーリ
ングを与える。明確にするため、側面シーリングとは、
下側溝内にある潤滑油をオイル制御リング組立体88の上
側表面の周りから燃焼室に入らないように保持する能力
をいう。ギャップシーリングとは、シリンダーボア14内
にある潤滑油が端部ギャップ96を通って漏れだし燃焼室
に入らないように保持する能力をいう。これは特に、最
小燃焼室容積に対応する点に向かい離れるピストン28の
上側半分の行程のような、オイルを燃焼室に向かって移
動させる慣性力が高いときに起こる。現在のディーゼル
エンジンは全て、３つ又はそれ以上のリングを含むピス
トンリング設計である。図２に示唆するように、２つの
リング即ち圧縮又はガスシーリング段付き頂部リング、
及びオイルシーリングスクレーパーリングのみで許容可
能なガスとオイルのシーリングを行うのが好ましい。

【００１３】特に図３、６、１０を参照すると、オイル
制御リング組立体88は、Ｕ形部品114 の第１端部116 を
第２レール部分102 の下側表面107 に向けて押しつける
ことにより、下側溝64内に挿入される。コイルバネ138
はオイル制御リング組立体88内に逃れ、通常のオイル制
御バネでの組立の困難さは、実質上なくなる。下側溝64
内の圧縮嵌めのため、オイル制御リング組立体88は溝64
の頂部でほぼ側面シールを与え、またオイル制御リング
組立体88を溝64内に案内する。スクレーパーリング94上
の端部ギャップ96とＵ形部品114 の半径方向段付きギャ
ップ130 の間の関係により、ギャップシーリングが行わ
れる。Ｕ形部品114 の半径方向段付きギャップ130 は、
スクレーパーリング94の端部ギャップ96とオフセット配
置されるので、第２端部118 の下側表面123 から潤滑油
が端部ギャップ96を通って流れるのをブロックする。第
1,第２段状表面131,132 の間の隙間はほぼゼロで、さら
に潤滑油が段付きギャップ130 を通って燃焼室50に入る
のをブロックする障壁を形成する。Ｕ形部品114 の案内
する能力のため、従来の設計よりスクレーパーリング94
を半径方向に細くでき快適にすることができる。従来の
設計では、シリンダー内にピストンを組み込むため押し
つける前に部分的にピストン溝に係合させるために半径
方向に十分な幅がなければならなかった。半径方向に細
いスクレーパーリング94は、ボアの歪みに対する感受性
を最小にし、また十分な摩擦する能力を与えることがで
きる。その上に、断続スロット93のため、さらにオイル
制御リング組立体88の順応性が強まる。動作の間、適当
なシーリングを保持するため、順応性と硬さの基準を適
当に決めなければならない。

【００１４】特に図４−６、９−１０を参照すると、従
来はオイル制御リング組立体88は、圧縮用具等を使用し
て下側溝64内に挿入される。図４では、端部が円を形成
するように当接するコイルバネ138 が、その中心から半
径方向外側に力をかけ、一体成形部品142 をシリンダー
ボア14の壁に対して押しつける。コイルバネ138 からの
半径方向力は、（図４の矢印で示す）バネ力の適用点か
ら軸方向に変位したスクレーパー部分146 で、シリンダ
ーボア14の壁による抗力を受け、オイル制御リング組立
体88を溝64内で曲げる。シール部分148 は、溝64の上側
表面80に対して押しつけられ、曲がる動きにより反対側
のコーナーが溝64の下側表面84に対して押しつけられ、
オイル制御リング組立体88と溝64の上側表面80との間の
側面シールを与える。

【００１５】図５において、コイルバネ138 はその中心
から半径方向外向きの力をかけ、単一のレール部分166
をシリンダーボア14の壁に対して押しつける。コイルバ
ネ138 からの半径方向力は、（図５の矢印で示す）バネ
力の適用点から軸方向に変位した突出端部167 でシリン
ダーボア14の壁による抗力を受け、オイル制御リング組
立体88は溝64内で曲げられる。段付きギャップリング18
0 は、溝64の上側表面80に対して押しつけられ、レール
部分166 の下側表面170 は溝64の下側表面84に対して押
しつけられる。曲がる動きにより反対側のコーナーが溝
64の下側表面84に対して押しつけられ、オイル制御リン
グ組立体88と溝64の上側表面80との間の側面シールを与
える。図３の実施例と同様に、図４と５に示す実施例の
ギャップシールが得られる。断続スロット93がねじれと
半径方向の硬さを減少する手段を与え、それがオイル制
御リング組立体88を順応させる能力を強め、ボアのゆが
みに対する感受性を最小にする。

【００１６】特に図８−９、１２を参照すると、従来は
オイル制御リング組立体88は、圧縮用具等を使用して下
側溝64内に挿入される。図４と５の実施例と同様の曲が
る動きにより、側面シールが得られる。しかし、図１２
では、第２部材204 が溝64の上側表面80に対して押しつ
けられ、第１部材167 の下側表面は溝64の下側表面84に
対して押しつけられ、側面シールを行う。ギャップシー
ルは斜め方向段付きギャップ199 の使用により行われ
る。斜め方向段付きギャップ199 の端部208,210の間の
隙間はほぼゼロである。それゆえ、潤滑油が端部ギャッ
プ96を通ると、端部208,210 が障壁を形成し、潤滑油が
燃焼室50に入るのをブロックする。斜め方向段付きギャ
ップ199 内の隙間空間はオイルが入るのを制限するのに
限定すれば十分なので、斜め方向段付きギャップ199 と
端部ギャップ96とは、上述の実施例のように相互にオフ
セット配置する必要はない。しかし、オフセット配置す
る場合は、アライメントワイヤーリング214 は、第1,第
２部材200,204 のそれぞれの相対的位置を保持するため
に使用してもよい。アライメントワイヤーリング214
は、段付きギャップ199 の部分を通って延び、隙間空間
と干渉してはならない。図８において、側面とギャップ
双方のシーリング態様は単一の部品により具体化される
点以外は、側面シールとギャップシールとは図１２に示
す実施例と同様に行われ、一方、図１２ではギャップシ
ーリング態様は別体の部品により具体化される。

【００１７】特に図１３を参照すると、２重レールスク
レーパーリング部材226 と段付きリング部材244 とは、
圧縮用具等を使用して従来の方法でそれぞれ下側溝64内
の下側部分と上側部分222,218 に挿入される。実質的に
ガス圧力が段付きリング部材244 上に起こると、リング
244 は下側溝64内の上側シート220 に着座し、その間に
シールが行われる。ギャップシールは図１０に示す実施
例と同様の斜め方向段付きギャップ199 を使用すること
で得られる。過給機付きの４サイクル内燃エンジンで
は、他の従来の２つのリングの設計で頂部の段付きギャ
ップリングを使用すると、ある運転条件で過度のブロー
バイが起こる場合がある。過度のブローバイが起こる可
能性は、ここに記述した初めの５つの実施例の側面シー
リングの付勢力により殆ど克服することができる。図１
３に示す第６実施例では、側面シーリングの付勢力は組
み込まれていないが、さらに上側リング244 に実質的な
圧力が起こるといつでも上側リング244 とシールを形成
するように溝64内に上側シート220 を有する。

【００１８】全ての運転条件で連続的な側面シーリング
を保持するため十分な付勢力を与えることは、実際的で
なく必要でもない。例えば、過給機付きのエンジンで高
回転速度と高負荷では、個々の回転の間ピストン28が下
死点を通過し最小燃焼室容積の方向に動き始めるとき、
スクレーパーレールの摩擦、慣性力、及びオイル制御リ
ング組立体88上のガス圧力の全てが、リング組立体88を
溝64の頂部からシートから離すように働く。この条件で
リング組立体88を溝64の頂部に対して保持するのに十分
な付勢力が、リング組立体88と溝64との間の十分な摩擦
力を生じ、シリンダーボア14内でピストン28が二次的動
力に応じて横に動くとリングのこする力をかなり変換す
る。溝64にあるどのようなオイルでも燃焼室50から離れ
クランクケースに向かう方向に高い慣性力とガス流の力
に晒されるので、このピストン行程の範囲では側面シー
ルを保持する必要はない。しかし、ピストン28が最小燃
焼室容積に対応する位置に近づく時は、慣性力のためオ
イルが燃焼室50に向かって流れるので、付勢力は側面シ
ールを保持するのに十分でなければならない。上述のこ
とから、本発明がピストン溝内のオイル制御リング組立
体によりギャップシーリングと側面シーリングの両方を
行う手段を与えることは明らかである。本発明では、別
体のスクレーパーと段付きギャップ部分を使用する。段
付きギャップ部分は、半径方向又は斜め方向の何方かの
段付きギャップである。半径方向段付きギャップ部分
は、スクレーパーの端部ギャップ部分と合わないように
され、ギャップのシーリングを与え、斜め方向の段付き
ギャップは合わないようにしなくてもギャップのシーリ
ングを与える。オイル制御リング組立体とピストンの溝
との間に押しつけるシールを行うことにより、側面シー
リングが行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の内燃エンジンの１部を断面とした図
である。

【図２】 線２−２で囲んだ部分の詳細図である。

【図３】 本発明の第１実施例のリング組立体の拡大詳
細断面図である。

【図４】 本発明の第２実施例のリング組立体の拡大詳
細断面図である。

【図５】 本発明の第３実施例のリング組立体の組立前
の拡大詳細断面図である。

【図６】 本発明の半径方向段付き端部ギャップの詳細
な拡大斜視図である。

【図７】 本発明の斜め方向段付き端部ギャップの詳細
な拡大斜視図である。

【図８】 本発明の第４実施例のリング組立体の拡大詳
細断面図である。

【図９】 図８の実施例のリング組立体の詳細な拡大斜
視図であり、本発明の断続スロットを示す。

【図１０】 本発明の図３の実施例の製造プロセスの早
い段階における断続スロットの拡大斜視図である。

【図１１】 本発明の図４の実施例の製造プロセスの早
い段階における断続スロットの拡大斜視図である。

【図１２】 本発明の第５実施例のリング組立体の拡大
詳細断面図である。

【図１３】 本発明の第６実施例のリング組立体の拡大
詳細断面図である。

【符号の説明】

10 エンジン 12 シリンダーブロック 14 ボア 15 環状壁 16 上側端部 28 ピストン 42 シリンダーヘッド 60 上部環状溝 76 内側壁 80 上側表面 84 下側表面 88 オイル制御リング組立体 90 ピストン・リング組立体 92 レール部材 94 スクレーパーリング 96,130 端部ギャップ 114 Ｕ形部品 136 押しつける手段 138 コイルバネ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ツー ピン シュー アメリカ合衆国 イリノイ州 61525 ダ ンラップ ウェスト ティンバーデイル ドライヴ 1608 (72)発明者 ドナルド ジェイ ウォールドマン アメリカ合衆国 イリノイ州 61517 ブ リムフィールド シリンク ロード 14409 (72)発明者 ロス ピー ウィーザン アメリカ合衆国 イリノイ州 61606 ピ オーリア ウェスト モス 818 アパー トメント シー２

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダーボアとシリンダー壁を形成す
   るシリンダーブロックを有する内燃エンジン用ピストン
   ・リング組立体において、 前記シリンダーボア内で往復動し、内側壁、上側表面、
   及び下側表面を形成する環状溝を有するピストンと、前
   記溝内に配置されたリング組立体とを備え、 前記リング組立体は、ギャップを形成するように間隔を
   おいて位置する端部を有する第１部材と、前記第１部材
   に隣接し一部が前記第１部材に半径方向に重なった第２
   部材とを備え、該第２部材は、斜め方向段付きギャップ
   を形成するように間隔をおいて位置する第1,第２段付き
   突き合わせ端部を有し、 前記内側壁と前記第１部材との間に前記第１部材を特定
   の力で付勢するバネ手段が配置され、 前記第２部材と前記溝の間にシールを形成する手段が設
   けられたことを特徴とするピストン・リング組立体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載したピストン・リング組
   立体であって、前記第１部材の前記ギャップからオフセ
   ット配置された段付きギャップ、及び前記段付きギャッ
   プと前記第１部材の前記ギャップとの間を重なり合わな
   いように保持する手段を含むことを特徴とするピストン
   ・リング組立体。
3. 【請求項３】 請求項２に記載したピストン・リング組
   立体であって、前記保持手段は、前記バネ手段内に配置
   され、そこを貫通して前記第２部材向かって延び、前記
   段付きギャップ内で終了するアライメントワイヤーを含
   むことを特徴とするピストン・リング組立体。
4. 【請求項４】 請求項１に記載したピストン・リング組
   立体であって、前記シール手段は、特定の軸方向位置で
   前記第１部材に対して半径方向外向きの力をかけ、前記
   半径方向外向きの力をかける位置と異なる特定の軸方向
   位置で、前記シリンダー壁から前記第１部材に対して反
   対の半径方向内向きの力を誘起するバネ手段を含み、前
   記溝の前記上側表面と前記下側表面から前記リング組立
   体に対して反作用のモーメントを生じることを特徴とす
   るピストン・リング組立体。
5. 【請求項５】 請求項４に記載したピストン・リング組
   立体であって、前記第１部材は断面がフック形で、内部
   に配置された前記バネ手段と共に環状溝を形成すること
   を特徴とするピストン・リング組立体。
6. 【請求項６】 請求項１に記載したピストン・リング組
   立体であって、前記溝はそれぞれ所定の深さを有する第
   １部分と第２部分とを形成する段付き溝であり、前記第
   １部材は前記溝の第１部分に配置され、前記第２部材は
   前記溝の第２部分に配置され、前記第１部分の所定の深
   さは、前記第２部分の所定の深さより小さいことを特徴
   とするピストン・リング組立体。
7. 【請求項７】 請求項６に記載したピストン・リング組
   立体であって、前記溝の前記第２部分は底部壁を有し、
   前記第２部材は下部領域を有し、前記シール手段は、前
   記底部壁に部分的に着座する前記第２部材の前記下部領
   域を含むことを特徴とするピストン・リング組立体。
8. 【請求項８】 請求項７に記載したピストン・リング組
   立体であって、前記ピストンの内部に前記溝の前記第１
   部分と前記シリンダーブロックとの間を接続する通路が
   形成されていることを特徴とするピストン・リング組立
   体。
9. 【請求項９】 リング組立体において、 ギャップを形成するように間隔をおいて位置する端部を
   有する第１部材と、前記第１部材に隣接し一部が前記第
   １部分に半径方向に重なる第２部材とを備え、前記第２
   部材は、斜め方向段付きギャップを形成するように間隔
   をおいて位置する第1,第２段付き突き合わせ端部を有
   し、 前記第１部材に隣接して、前記第１部材を特定の力で付
   勢するバネ手段が配置されたことを特徴とするリング組
   立体。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載したリング組立体であ
    って、前記第１部材の前記ギャップからオフセット配置
    された段付きギャップ、及び前記段付きギャップと前記
    第１部材の前記ギャップとの間を重なり合わないように
    保持する手段を含むことを特徴とするリング組立体。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載したリング組立体で
    あって、前記第１部材は断面がフック形で、内部に配置
    された前記バネ手段と共に環状溝を形成することを特徴
    とするリング組立体。
12. 【請求項１２】 請求項１０に記載したリング組立体で
    あって、前記保持手段は、前記バネ手段内に配置され、
    上方へ前記第２部材向かって延び、前記段付きギャップ
    内で終了するアライメントワイヤーを含むことを特徴と
    するリング組立体。
13. 【請求項１３】 シリンダーボアとシリンダー壁を形成
    するシリンダーブロックを有する内燃エンジン用ピスト
    ン・リング組立体において、 前記シリンダーボア内で往復動し、内側壁、上側表面、
    及び下側表面を形成する環状溝を有するピストンと、前
    記溝内に配置されたリング組立体とを備え、 前記リング組立体は、ギャップを形成するように間隔を
    おいて位置する端部を有する第１部分と、前記第１部分
    と一体に形成され一部が前記第１部分に半径方向に重っ
    た第２部分を備え、該第２部分は斜め方向段付きギャッ
    プを形成する第1,第２段付き突き合わせ端部を有し、 前記内側壁と前記第１部分との間に、前記リング組立体
    を特定の力で付勢するバネ手段が配置され、 前記第２部分と前記溝の間にシールを行う手段が設けら
    れたことを特徴とするリング組立体。