JP2011163431A

JP2011163431A - 組合せオイルリング

Info

Publication number: JP2011163431A
Application number: JP2010026277A
Authority: JP
Inventors: Masahide Hama; 昌秀浜; Noriaki Ayusawa; 紀昭鮎沢; Masao Ishida; 政男石田
Original assignee: Teikoku Piston Ring Co Ltd
Current assignee: TPR Co Ltd
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-08-25

Abstract

【課題】２ピース形の組合せオイルリングに回り止め機能を付与し、かつ、組付性を良好にする。
【解決手段】上下２本のレール１３，１４を柱部１５で連結した断面略Ｉ字形のオイルリング１１と、このオイルリング１１を半径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダ１２とからなり、前記オイルリング１１の上面１１ｂ及び下面１１ａの少なくとも一方に回り止め部材２１が固定され、この回り止め部材２１が、ピストン１のリング溝４面に形成されてピストン１の外周面３に開口している凹部２２に挿入可能である組合せオイルリング１０において、前記回り止め部材２１がオイルリング１１の内周端から半径方向内方に突出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、回り止め機能を備えた２ピース形の組合せオイルリングに関する。

シリンダ軸が水平あるいは水平に近く傾斜したエンジンに組合せオイルリングが使用されている場合、リングが回転して合口が下方に位置すると、エンジンの停止中にオイルが合口を通って燃焼室に浸入する。この状態でエンジンが起動されると、白煙を生じたり、オイル消費の増大が起きる。

リングが円周方向に回転することにより、上記のような問題が生じるために、リングの回り止め手段を採用する場合がある。この回り止め手段を採用する先行技術として特許文献１に示す技術が知られている。特許文献１では、２ピース形の組合せオイルリングにおいて、オイルリングの下面や上面に回り止め部材を固着し、この回り止め部材が挿入する凹部をピストンのリング溝面に形成する。

特開平９−３１７８８５号公報

特許文献１の回り止め構造は組合せオイルリングの組付性の点で問題があり、２ピース形の組合せオイルリングは回り止め構造が実用化されているものがなかった。

本発明の目的は、２ピース形の組合せオイルリングに回り止め機能を付与し、かつ、組付性を良好にすることである。

上記課題を解決するために本発明は次の解決手段を採る。すなわち、
本発明は、上下２本のレールを柱部で連結した断面略Ｉ字形のオイルリングと、このオイルリングを半径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダとからなり、前記オイルリングの上面及び下面の少なくとも一方に回り止め部材が固定され、この回り止め部材が、ピストンのリング溝面に形成されてピストンの外周面に開口している凹部に挿入可能である組合せオイルリングにおいて、前記回り止め部材がオイルリングの内周端から半径方向内方に突出していることを特徴とする。

前記回り止め部材は軸方向高さが０．５〜１．０ｍｍ、内周側突出長さが２．０〜３．０ｍｍであることが好ましい。回り止め部材の軸方向高さが０．５ｍｍ未満では、部材の剛性が不足し、１．０ｍｍを越えるとピストンのリング溝面の凹部深さが深くなり、ピストンのランド部の強度が低下するため好ましくない。回り止め部材の内周側突出長さが２．０ｍｍ未満では、シリンダに挿入する前の自由状態時に、回り止め部材がリング溝面の凹部から外れる場合があり、組付性が低下する。３．０ｍｍあれば充分である。

前記回り止め部材はオイルリングに溶接又は接着剤で固定するのが好ましい。また、前記回り止め部材はオイルリングに一体形成された突起に嵌合させて固定するようにしてもよい。この場合、オイルリングは外周面のみに表面硬化処理が施されていることが好ましい。前記回り止め部材はオイルリングの合口端部に位置していることが好ましい。

本発明によれば、オイルリングの回り止め部材がピストンのリング溝面に形成されている凹部に挿入されると、オイルリングの円周方向における動きが規制されるので、オイルリングはリング溝内の円周方向における所定位置に維持される。

また、本発明によれば、組合せオイルリングの組み付け性が良好である。すなわち、組合せオイルリングをピストンに装着したとき、ピストンとオイルリングとの芯ずれにより、回り止め部材位置のオイルリング内周がピストン外周から飛び出した場合でも、回り止め部材がオイルリングの内周端から内方に突出しているので、回り止め部材の一部分がピストンのリング溝面に形成されている凹部に留まる。その結果、組合せオイルリングを装着したピストンをシリンダボアに容易に挿入できる。

回り止め部材はオイルリングに溶接又は接着剤で固定すれば、オイルリングに確実に固定できる。また、回り止め部材はオイルリングに一体形成された突起に嵌合させるようにすれば、オイルリングに容易に固定できる。この場合、オイルリングは外周面のみに表面硬化処理が施されていれば、前記突起の形成部分に表面硬化処理が施されないので、突起の加工を容易に行なえる。回り止め部材はオイルリングの合口端部に位置していれば、オイルリングの回り止め部材とピストンのリング溝面の凹部の位置合わせが容易となり、組合せオイルリングの組み付け性を良好にする。

本発明の一実施形態を示し、（ａ）は組合せオイルリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図、（ｂ）はピストンのオイルリング部分を示す正面図、（ｃ）はオイルリングの一部分の底面図である。回り止め部材の別の例を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１において、ピストン１は、シリンダ２が水平に配置された横置き型のエンジン用のものである。シリンダ２内のピストン１の外周面３に形成されているオイルリング溝４に組合せオイルリング１０が装着されている。組合せオイルリング１０は２ピース形の鋼製組合せオイルリングであり、オイルリング１１とコイルエキスパンダ１２とから構成されている。

オイルリング１１は、合い口を有する略Ｉ字形断面のリングで、円周方向に延びる上下一対のレール１３，１４と、円周方向に延び上下のレール１３，１４を連結する柱部１５とからなっている。オイルリング１１は硬鋼線、ピアノ線、あるいはバネ用ステンレス鋼線などから形成されている。上下のレール１３，１４の外周面１６，１７はシリンダ２の内周面５と接触し、シリンダ２の内周面５上のオイルを掻き取る摺動面を構成する。オイルリング１１の外周面１６，１７は無処理あるいは表面硬化処理が施されている。表面硬化処理としてはＰＶＤ皮膜の被覆、ＤＬＣ皮膜の被覆、あるいは外周のみの窒化処理などが採用される。柱部１５と上下のレール１３，１４とで形成される外周溝１８はオイル受容溝であり、上下のレール１３，１４の外周面１６，１７でシリンダ２の内周面５から掻き取ったオイルは、外周溝１８から、柱部１５に円周方向に間隔をおいて形成されている複数個のオイル孔１９を通ってオイルリング１１の内周側に移動し、ピストン１のオイルリング溝４の底面６に形成されている複数のオイル逃し孔（図示せず）を通ってオイルパンに落とされる。

上下のレール１３，１４と柱部１５とで形成されている内周溝２０にコイルエキスパンダ１２が装着されており、オイルリング１１を半径方向外方に押圧付勢する。コイルエキスパンダ１２は線材をコイル状に巻き、更にリング状に形成したものである。

したがって、オイルリング１１はコイルエキスパンダ１２によって半径方向外方に押圧付勢されることにより、上下のレール１３，１４の外周面１６，１７がシリンダ２の内周面５に押接されている。

次に、組合せオイルリング１０の回り止め構造を説明する。

回り止め部材２１がオイルリング１１の一方の合口端部の下面１１ａに、下レール１４の内周端から半径方向内方に突出した状態で固定されている。回り止め部材２１は溶接や接着剤等の手段によってオイルリング１１に固定されている。回り止め部材２１は長方形の板部材を示しているが、形状は特に限定されない。

一方、回り止め部材２１が挿入される凹部２２がオイルリング溝４の下面４ａに形成されている。凹部２２はピストン１の半径方向に外周面３まで延びて外周面３に開口している。凹部２２は半径方向から見て断面円弧状の凹部を示しているが、断面形状は特に限定されない。

オイルリング１１は、回り止め部材２１がオイルリング溝４の下面４ａの凹部２２に挿入されている。したがって、オイルリング１１の回り止め部材２１がオイルリング溝４の下面４ａの凹部２２の壁面に係合することによって、オイルリング１１が円周方向に回転するのを防止される。

また、組合せオイルリング１０の組付性が良好である。すなわち、組合せオイルリング１０をピストン１に装着したとき、オイルリング１１はシリンダ２ボア挿入時よりも内径が広がっている。そのため、ピストン１とオイルリング１１との芯ずれにより、回り止め部材２１位置のオイルリング１１内周がピストン１外周から飛び出してしまうことがある。その場合でも、回り止め部材２１がオイルリング１１の内周端から内方に突出しているので、回り止め部材２１の一部分がピストン１のオイルリング溝４の下面４ａに形成されている凹部２２に留まる。その結果、組合せオイルリング１０を装着したピストン１をシリンダ２ボアに容易に挿入できる。

ちなみに、回り止め部材がオイルリングの内周端から突出していない場合は次の問題を生じる。組合せオイルリングをピストン１に装着したとき、オイルリングはシリンダ２ボア挿入時よりも内径が広がっているため、ピストン１とオイルリングとの芯ずれにより、回り止め部材位置のオイルリング内周がピストン１外周から飛び出し、回り止め部材がピストン１のオイルリング溝４の下面４ａの凹部２２から外れる場合がある。その場合、オイルリングが円周方向に回転し、回り止め部材が円周方向にずれると、組合せオイルリングを装着したピストン１をシリンダ２ボアに挿入するとき、回り止め部材がピストン１のオイルリング溝４の下面４ａに形成されている凹部２２位置に合致しないため、組合せオイルリングを装着したピストン１をシリンダ２ボアに挿入できない。

なお、回り止め部材２１のオイルリング１１への固定方法は溶接や接着剤などに限らない。例えば次のように行ってもよい。図２に示すように、回り止め部材２１に嵌合溝２１ａを形成する。一方、オイルリング１１の下レール１４における合口部分の内周側端部を折り曲げ等のプレス加工によって、オイルリング１１の合口端部の下面１１ａから軸方向下方に突出する嵌合突起を形成する。この嵌合突起に回り止め部材２１の嵌合溝２１ａを嵌合することによって、回り止め部材２１をオイルリング１１の下面１１ａに固定するようにしてもよい。

なお、以上の実施形態では、回り止めを、オイルリング１１の下面１１ａ側で行なうようにしたが、これに限らない。オイルリング１１の上面１１ｂ側に回り止め部材を設け、オイルリング溝４の上面４ｂに凹部を形成することによって、オイルリング１１の上面側で回り止めを行なうようにしてもよい。あるいは、オイルリング１１の下面１１ａと上面１１ｂの双方の側で回り止めを行なうようにしてもよい。

１・・ピストン、２・・シリンダ、３・・ピストン外周面、４・・オイルリング溝、４ａ・・リング溝下面、４ｂ・・リング溝上面、５・・シリンダ内周面、６・・リング溝底面、１０・・組合せオイルリング、１１・・オイルリング、１１ａ・・オイルリング下面、１１ｂ・・オイルリング上面、１２・・コイルエキスパンダ、１３・・上側レール、１４・・下側レール、１５・・柱部、１６，１７・・外周面、１８・・外周溝、１９・・オイル孔、２０・・内周溝、２１・・回り止め部材、２１ａ・・嵌合溝、２２・・凹部。

Claims

上下２本のレールを柱部で連結した断面略Ｉ字形のオイルリングと、このオイルリングを半径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダとからなり、前記オイルリングの上面及び下面の少なくとも一方に回り止め部材が固定され、この回り止め部材が、ピストンのリング溝面に形成されてピストンの外周面に開口している凹部に挿入可能である組合せオイルリングにおいて、前記回り止め部材がオイルリングの内周端から半径方向内方に突出していることを特徴とする組合せオイルリング。
前記回り止め部材の軸方向高さが０．５〜１．０ｍｍ、内周側突出長さが２．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の組合せオイルリング。
前記回り止め部材がオイルリングに溶接又は接着剤で固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の組合せオイルリング。
前記回り止め部材がオイルリングに一体形成された突起に嵌合していることを特徴とする請求項１，２又は３記載の組合せオイルリング。
前記オイルリングの外周面のみに表面硬化処理が施されていることを特徴とする請求項４記載の組合せオイルリング。
前記回り止め部材がオイルリングの合口端部に位置していることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の組合せオイルリング。