JP2002310299A - Side rail for combined oil ring - Google Patents
Side rail for combined oil ringInfo
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 内燃期間の潤滑油消費量を増大することな
く、またオイルリングがピストンリング溝中で固着する
恐れのない、異常振動を防止し、異音発生する事のない
組み合わせオイルリング用サイドレールの提供。
【解決手段】 組み合わせオイルリング用サイドレール
2の少なくとも一方の側面に合成樹脂皮膜3を形成す
る。サイドレール側面に合成樹脂の被膜を形成すること
により、サイドレールの振動が抑制され、音の発生が防
止できる。
(57) [Summary] (Modified) [Problem] To prevent abnormal vibration and generate abnormal noise without increasing the consumption of lubricating oil during the internal combustion period and without the risk of the oil ring sticking in the piston ring groove. Provides a combination oil ring side rail that does not need to be used. SOLUTION: A synthetic resin film 3 is formed on at least one side surface of a combined oil ring side rail 2. By forming the synthetic resin film on the side rail side surface, vibration of the side rail is suppressed, and generation of sound can be prevented.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のピスト
ンに装着される組合せオイルリング用サイドレールに関
する。The present invention relates to a side rail for a combined oil ring mounted on a piston of an internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、自動車においては、地球温暖化の
問題からCO2排出量の低減が求められており、燃料消
費率の向上に加えて潤滑油の消費量の低減が必要になっ
てきている。この燃料消費率向上と潤滑油の消費量の低
減の要求から、内燃機関に使用される潤滑油は、潤滑油
の粘度を低下させる傾向にある。2. Description of the Related Art In recent years, automobiles have been required to reduce CO 2 emissions due to the problem of global warming, and it has become necessary to reduce the consumption of lubricating oil in addition to improving the fuel consumption rate. I have. Due to the demand for improving the fuel consumption rate and reducing the consumption of the lubricating oil, the lubricating oil used in the internal combustion engine tends to lower the viscosity of the lubricating oil.
【0003】内燃機関において、オイルリングは潤滑油
をシリンダー壁に均一に塗布する働き及び余分な潤滑油
を回収する働きをしている。潤滑油が無ければ圧力リン
グやピストンはシリンダー内壁とすぐ焼き付きを起こ
す。この塗布される潤滑油量が多く、又、回収されなけ
れば、潤滑油は燃焼室に運ばれ燃焼することになるので
潤滑油の消費量が多くなる。したがって、潤滑油の消費
量を低減するためには、シリンダー内壁に塗布する潤滑
油量をシリンダーとピストンや圧力リングが焼き付かな
い範囲で薄く保つこと、余分な潤滑油を良く回収するこ
とが重要であり、サイドレールがシリンダー壁を押圧す
る力の基になるリング張力を圧力リングに比べて大きく
する工夫がなされている。In an internal combustion engine, an oil ring has a function of uniformly applying lubricating oil to a cylinder wall and a function of collecting excess lubricating oil. Without lubricating oil, the pressure ring and the piston immediately seize with the inner wall of the cylinder. If the amount of lubricating oil applied is large, and if it is not collected, the lubricating oil is carried to the combustion chamber and burned, so that the consumption of lubricating oil increases. Therefore, in order to reduce the consumption of lubricating oil, it is important to keep the amount of lubricating oil applied to the inner wall of the cylinder as thin as possible without burning the cylinder, piston and pressure ring, and to collect excess lubricating oil well. In addition, a device has been devised to increase the ring tension, which is the basis of the force by which the side rail presses the cylinder wall, as compared with the pressure ring.
【0004】このため、低粘度の潤滑油を使用するとシ
リンダー壁とサイドレール外周摺動面間で油膜切れを起
こし易く、摺動摩擦力が増大し、サイドレール外周側が
サイドレール移動方法反対側に引っ張られた後、サイド
レール外周側が元の状態に戻る瞬間に、サイドレールが
スペーサエキスパンダやピストンリング溝壁と接触して
いないフリーな状態になった時に異常振動を起こすとい
う現象がある。特に、シリンダー内壁とサイドレール外
周摺動面間の馴染みが出ていない、エンジン組み立て直
後でエンジン始動初期のアイドリング回転のような低い
回転数、言い換えれば油膜が形成しにくい状況において
は、特に発生し易いことが明らかとなった。For this reason, when a low-viscosity lubricating oil is used, the oil film easily breaks between the cylinder wall and the outer peripheral sliding surface of the side rail, the sliding friction force increases, and the outer peripheral side of the side rail is pulled to the side opposite to the side rail moving method. Then, at the moment when the outer peripheral side of the side rail returns to the original state, there is a phenomenon that abnormal vibration occurs when the side rail is in a free state not in contact with the spacer expander or the piston ring groove wall. In particular, this phenomenon occurs particularly when there is no familiarity between the inner wall of the cylinder and the outer sliding surface of the side rail, or at a low rotation speed such as idling rotation immediately after engine assembly and in the early stage of engine start, in other words, when it is difficult to form an oil film. It became clear that it was easy.
【0005】この異常振動は、内燃機関のシリンダーブ
ロックを伝わり、車両の外部に音として聞こえる場合が
ある。とりわけ、静粛性が求められる自動車において
は、このような音の発生は商品性を著しく低下させるも
のとして改善が求められていた。[0005] The abnormal vibration may propagate through the cylinder block of the internal combustion engine and be heard as sound outside the vehicle. In particular, in automobiles that require quietness, the generation of such noise has been required to be improved as it significantly lowers commercial value.
【0006】従来は、この振動を抑える目的で、スペー
サエキスパンダのサイドレール押圧片の傾斜角度を小さ
くし、サイドレールをピストンのピストンリング溝によ
り強く押圧するようにして、ピストンリング溝へ常時接
触するようにする工夫や3ピース組合せオイルリングの
ピストン軸方向の厚さとピストンリング溝のピストン軸
方向幅とのクリアランスを低減し常時接触させる等の対
策を実施している。Conventionally, in order to suppress this vibration, the inclination angle of the side rail pressing piece of the spacer expander is reduced, and the side rail is pressed more strongly by the piston ring groove of the piston so as to always contact the piston ring groove. In order to reduce the clearance between the thickness of the three-piece combination oil ring in the axial direction of the piston and the width of the piston ring groove in the axial direction of the piston ring, a constant contact is taken.
【0007】前者に於いては、シリンダー内壁への押圧
力が減るので潤滑消費量が増大する傾向にあり、また、
後者には、内燃機関の運転持に発生する燃焼生成物の影
響でサイドレールがピストン溝の中で固着し易いという
問題もある。In the former, the amount of lubrication consumed tends to increase because the pressing force on the inner wall of the cylinder decreases, and
The latter has a problem that the side rails are easily fixed in the piston grooves due to the influence of combustion products generated during operation of the internal combustion engine.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたものであって、内燃機関の潤滑油消費量
を増大することなく、また、オイルリングがピストンリ
ング溝中で固着する恐れのない、異常振動を防止し、異
音発生することのない組合せオイルリング用サイドレー
ルを提供することを解決すべき課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and does not increase the consumption of lubricating oil in an internal combustion engine, and the oil ring is fixed in a piston ring groove. It is an object of the present invention to provide a combined oil ring side rail that is free from fear of abnormal vibration and that does not generate abnormal noise.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の組合せオイルリ
ング用サイドレールは、少なくともその一方の側面に合
成樹脂皮膜を有することを特徴とするもので、サイドレ
ール側面に合成樹脂の皮膜を形成することによりサイド
レールの振動が抑制され、音の発生が防止できる。SUMMARY OF THE INVENTION A side rail for a combined oil ring according to the present invention has a synthetic resin film on at least one side thereof, and a synthetic resin film is formed on the side surface of the side rail. Thereby, the vibration of the side rail is suppressed, and generation of sound can be prevented.
【0010】異音が発生しているときは、サイドレール
が大きく軸方向に振動することが実験にて確認されてい
る。この振動を抑えることが出来れば、異音が発生し難
くなるので、今までは、スペーサの耳角度を大きくし
て、ピストン溝に押し付ける力を大きくしたり、サイド
レールとリング溝との間のサイドクリアランスを小さく
することにより、レールの軸方向自由度を拘束して異音
を抑えていた。しかしながら、これらの方法は上記の問
題を発生させていた。It has been experimentally confirmed that the side rail vibrates largely in the axial direction when abnormal noise is generated. If this vibration can be suppressed, abnormal noise will be less likely to occur, so far, the ear angle of the spacer has been increased to increase the pressing force on the piston groove, or the space between the side rail and the ring groove By reducing the side clearance, the degree of freedom in the axial direction of the rail was restrained to suppress abnormal noise. However, these methods have caused the above problems.
【0011】そこで、本発明者は、振動現象は発散現象
であるのことに注目し、振動が発生してもそのエネルギ
ーが速やかに吸収出来れば定常振動に至らないことに着
目した。即ち、本発明は、サイドレールの振動減衰性能
に着目し、サイドレールが振動しても速やかにサイドレ
ール振動が低減するサイドレール構造とした。Therefore, the present inventor has noticed that the vibration phenomenon is a divergence phenomenon, and has noticed that even if the vibration occurs, the steady vibration cannot be achieved if the energy can be absorbed quickly. That is, the present invention pays attention to the vibration damping performance of the side rail, and adopts a side rail structure in which the side rail vibration is quickly reduced even if the side rail vibrates.
【0012】サイドレール振動によりサイドレールがピ
ストン溝に衝突したときに、反発係数が小さいと、サイ
ドレールの振動エネルギーがピストンに速やかに吸収さ
れ、振動が持続しない。つまり異音として聞こえてこな
いこととなる。反発係数が低い材料は一般的に、ヤング
率が低くやわらかい材料であり、本発明では、合成樹脂
の皮膜をサイドレール側面に形成することにより、サイ
ドレールがピストン溝に衝突した時の反発係数を低減し
た。これにより、サイドレールが振動しだしても速やか
にそのエネルギーが吸収されて、定常振動には移行しな
い。When the side rail collides with the piston groove due to the side rail vibration, if the coefficient of restitution is small, the vibration energy of the side rail is quickly absorbed by the piston, and the vibration does not continue. In other words, it will not be heard as abnormal noise. The material having a low coefficient of restitution is generally a soft material having a low Young's modulus, and in the present invention, by forming a synthetic resin film on the side rail side surface, the coefficient of restitution when the side rail collides with the piston groove is reduced. Reduced. Thereby, even if the side rail starts to vibrate, its energy is quickly absorbed and does not shift to steady vibration.
【0013】合成樹脂被膜を1〜10μmとしたのは、
1μm未満では皮膜が薄すぎて有効にエネルギーを吸収
できないからであり、10μm以下としたのは、合成樹
脂被膜が摩滅した場合には、サイドクリアランスが大き
くなり、オイル消費の増大を招く懸念があるからであ
る。合成樹脂被膜はスプレー塗布で形成される。合成樹
脂被膜は、オイルリング近傍の温度が120〜150℃
と圧力リングに比べ低いことから、150℃以上の軟化
点を有する樹脂であるならば、いずれの樹脂も使用可能
であるが、被膜形成の容易さ、市場での流通性等から、
PTFE、ポリイミド、ポリイミドアミド、塩化ビニー
ル、ポリエステルが望ましい。特に、固体潤滑剤を含有
(20〜50重量%)させた上記皮膜は潤滑性にも富む
ことになるので、合成樹脂皮膜の摩耗を抑制する働きも
有する。The reason why the thickness of the synthetic resin film is 1 to 10 μm is as follows.
If the thickness is less than 1 μm, the film is too thin to effectively absorb energy. The reason for setting the thickness to 10 μm or less is that when the synthetic resin film is worn, the side clearance becomes large, which may cause an increase in oil consumption. Because. The synthetic resin film is formed by spray coating. The temperature of the synthetic resin film near the oil ring is 120 to 150 ° C.
And lower than the pressure ring, any resin can be used as long as it is a resin having a softening point of 150 ° C. or higher, but from the viewpoint of ease of film formation, marketability, etc.
PTFE, polyimide, polyimide amide, vinyl chloride, and polyester are desirable. In particular, since the film containing a solid lubricant (20 to 50% by weight) has a high lubricating property, it also has a function of suppressing abrasion of the synthetic resin film.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図1か
ら図2に示す。図1は、半径方向波型のスペーサエキス
パンダ1と両側面に合成樹脂皮膜層3をスプレー塗布に
より形成したサイドレール2,2を組合せたものであ
る。また、第2図は、軸方向波型のスペーサエキスパン
ダ4と両側面に合成樹脂皮膜3を形成したサイドレール
2,2を組合せたものである。1 and 2 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a combination of a radial expander spacer expander 1 and side rails 2 and 2 having a synthetic resin film layer 3 formed on both sides by spray coating. FIG. 2 shows a combination of an axial corrugated spacer expander 4 and side rails 2 and 2 having synthetic resin films 3 formed on both side surfaces.
【0015】合成樹脂皮膜3をサイドレール2,2の側
面に形成したときの異音低減効果を確認するために、表
1に示すような仕様のサイドレールを試作した。サイド
レール本体の大きさは径89mm×厚さ0.45mm×幅
2.5mmであり、材質は17Crマルテンサイトステン
レス鋼、表面にはガス窒化処理による窒化層が形成され
ている。In order to confirm the noise reduction effect when the synthetic resin film 3 was formed on the side surfaces of the side rails 2 and 2, side rails having specifications shown in Table 1 were prototyped. The size of the side rail body is 89 mm in diameter × 0.45 mm in thickness × 2.5 mm in width, the material is 17Cr martensitic stainless steel, and a nitrided layer is formed on the surface by gas nitriding.
【0016】音低減効果の確認には、図3に示すような
単体試験装置を使用した。装置は、シリンダー5を有
し、シリンダー5の中心に上下動をするシャフト6を有
する。シャフト6には、ピストン7が装着されており、
ピストン7のピストン溝8にオイルリング9を装着して
評価を行うものである。シャフトが上下動するときに異
音が発生するので、その異音の大きさを騒音計10にて
測定し、異音発生の低減効果を確認した。A unit test apparatus as shown in FIG. 3 was used to confirm the sound reduction effect. The device has a cylinder 5 and a shaft 6 that moves up and down at the center of the cylinder 5. A piston 7 is mounted on the shaft 6,
The oil ring 9 is attached to the piston groove 8 of the piston 7 for evaluation. Since abnormal noise is generated when the shaft moves up and down, the level of the abnormal noise was measured by the sound level meter 10 to confirm the effect of reducing the generation of the abnormal noise.
【0017】その結果を、表1に示す。ポリイミドアミ
ド、PTFEいずれの皮膜においても、効果が確認され
た。皮膜厚さが0.5μmであっても若干の効果は確認
できるが、製造にかかる工数を考えれば得策ではなく1
μm以上必要である。固体潤滑材の含有は異音発生防止
の効果に関係ないが、皮膜の耐久性には効果があるので
含有されていても良い。The results are shown in Table 1. The effect was confirmed for both the polyimide amide and PTFE films. Although a slight effect can be confirmed even when the film thickness is 0.5 μm, considering the man-hours required for the production, it is not a good idea but 1
μm or more is required. The content of the solid lubricant is not related to the effect of preventing generation of abnormal noise, but may be contained because it has an effect on the durability of the film.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明により、潤滑油消費性能の悪化
や、組合せオイルリングのピストンリング溝での固着の
心配が無く、内燃機関組み立て初期においてもレール振
動が発生しない内燃機関用3ピース組合せオイルリング
が提供できる。According to the present invention, there is no concern about deterioration of lubricating oil consumption performance and no fear of sticking of the combined oil ring in the piston ring groove, and rail vibration does not occur even in the initial stage of assembling the internal combustion engine. Rings can be provided.
【図1】本発明の実施例1の半径方向波型スペーサエキ
スパンダを使用した3ピースオイルリングの断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of a three-piece oil ring using a radial corrugated spacer expander according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例2の軸方向波型スペーサエキス
パンダを使用した3ピースオイルリングの断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view of a three-piece oil ring using an axial corrugated spacer expander according to a second embodiment of the present invention.
【図3】単体試験装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a unit test apparatus.
1,4 スペーサエキスパンダ 2 サイドレール 3 合成樹脂皮膜 1,4 Spacer expander 2 Side rail 3 Synthetic resin film
Claims (4)
って、サイドレールの少なくとも一方の側面に合成樹脂
皮膜を有することを特徴とした組合せオイルリング用サ
イドレール。1. A side rail for a combined oil ring, wherein the side rail has a synthetic resin film on at least one side surface of the side rail.
であることを特徴とする請求項1記載のサイドレール。2. The synthetic resin film has a thickness of 1 to 10 μm.
The side rail according to claim 1, wherein:
ポリイミドアミド、塩化ビニール、ポリエステルのうち
から選ばれる少なくとも一種である請求項1又は2記載
のサイドレール。3. The synthetic resin film is made of PTFE, polyimide,
3. The side rail according to claim 1, wherein the side rail is at least one selected from polyimideamide, vinyl chloride, and polyester.
ンナイトライド、黒鉛等の固体潤滑材を含有することを
特徴とする請求項1乃至3記載のサイドレール。4. The side rail according to claim 1, wherein the synthetic resin film contains a solid lubricant such as molybdenum disulfide, boron nitride, graphite and the like.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001109978A JP2002310299A (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Side rail for combined oil ring |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001109978A JP2002310299A (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Side rail for combined oil ring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002310299A true JP2002310299A (en) | 2002-10-23 |
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ID=18961833
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2001109978A Pending JP2002310299A (en) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | Side rail for combined oil ring |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002310299A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005040645A1 (en) * | 2003-10-27 | 2005-05-06 | Kabushiki Kaisha Riken | Three piece-combined oil ring |
| WO2013180065A1 (en) | 2012-05-28 | 2013-12-05 | 株式会社リケン | Combined oil control ring |
| US10247306B2 (en) | 2015-04-09 | 2019-04-02 | Kabushiki Kaisha Riken | Combined oil control ring |
| US10557551B2 (en) | 2015-04-09 | 2020-02-11 | Kabushiki Kaisha Riken | Combined oil control ring |
-
2001
- 2001-04-09 JP JP2001109978A patent/JP2002310299A/en active Pending
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