(57)【要約】【課題】ピストンへの組付け性が良く、かつ、リング溝の上下面のシール性の良い組合せオイルリングを提供する。【解決手段】シリンダ７の内周面と摺動する上下一対のリング２，３と、これらのリングを押圧するコイルエキスパンダ４とからなる組合せオイルリング１において、前記一対のリング２，３は対向する面に突出しているウェブ９，１２を有し、前記一方のリング２のウェブ９部分におけるリング軸方向幅がピストン５のリング溝６の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有する。また、ウェブはその高さが円周方向において一様でなく凹凸をなし、一対のリングのウェブが互いに噛み合うように配置し、前記少なくとも一方のリングのウェブの凸部分におけるリング軸方向幅がピストンのリング溝の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有するように構成してもよい。【選択図】図１
2008180335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの内周面と摺動する上下一対のリングと、これらのリングを押圧するコイルエキスパンダとからなる組合せオイルリングにおいて、前記一対のリングは対向する面に突出しているウェブを有し、前記一方のリングのウェブ部分におけるリング軸方向幅がピストンのリング溝の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有することを特徴とする組合せオイルリング。
【請求項２】
シリンダの内周面と摺動する上下一対のリングと、これらのリングを押圧するコイルエキスパンダとからなる組合せオイルリングにおいて、前記一対のリングは対向する面に突出しているウェブを有し、前記ウェブはその高さが円周方向において一様でなく凹凸をなし、一対のリングのウェブが互いに噛み合うように配置され、前記少なくとも一方のリングのウェブの凸部分におけるリング軸方向幅がピストンのリング溝の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有することを特徴とする組合せオイルリング。
【請求項３】
前記一対のリングの合口がずらして配置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。
【請求項４】
前記ウェブ部分における凹部の円周方向長さをａ、凸部の円周方向長さをｂ、自由状態の合口隙間をｃ、組付け時の合口隙間をｄとしたとき、ａ−ｂ＞（ｃ−ｄ）／２であることを特徴とする請求項２又は３記載の組合せオイルリング。
【請求項５】
上リングは前記ウェブ部分のリング軸方向幅がピストンのリング溝の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の組合せオイルリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下一対のリングとコイルエキスパンダとからなる内燃機関用組合せオイルリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストンに装着されるピストンリングは、主にガスシールを行うコンプレッションリングと、シリンダボアの潤滑油のコントロールを行うオイルコントロールリングが使用されている。オイルコントロールリングは上下レールが独立している３ピースタイプの組合せオイルリングと、上下レールがウェブで連結されて一体となったコイルエキスパンダ付きオイルリングが多く使用されている。どちらの組合せオイルリングもエキスパンダによりレール部をシリンダボア内壁に押し付け、その面圧によりシリンダボアに付着している潤滑油を掻き落とし、油膜のコントロールを行っている。
【０００３】
しかしながら、上下レールが一体構造であるコイルエキスパンダ付きオイルリングは、リング溝の上下面のシール性が悪い場合や、ウェブに設けられているオイル孔による変形の問題があり、コイルエキスパンダ付きオイルリングにおいても、上下レールが独立したものやエンジン稼動後に上下レールが分離するものが提案されている。
【０００４】
すなわち、特許文献１では、上下のサイドレールが独立し、それらの対向側面の中間部に斜面を設け、コイルエキスパンダを介装することで、オイル逃がし孔による変形を防止することが提案されている。また、特許文献２では、上下のリングが独立し、それらの断面形状が内外周中高で、上下対称とすることで、シリンダボアへの追従性やリング溝上下面のシールの向上を図ることが提案されている。また、特許文献３では、上下のリングをつなぐウェブに水平方向の弱め線が加工されていて、ピストンへの組付け時は上下のリングが一体であるため、組付け性が良く、エンジン稼動後はウェブが疲労破壊し、上下のリングが分離し、リング溝上下面のシールの向上を図ることが提案されている。
【特許文献１】実開昭５４−５３１０８号公報
【特許文献２】特開平８−２６１３２５号公報
【特許文献３】特開２００３−２６９６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上下レール（リング）が分離している特許文献１及び特許文献２の組合せオイルリングは、ピストンへの組付け性が悪い問題がある。エンジン稼動後に上下リングが分離する特許文献３の組合せオイルリングでは、分離するまでの間はリング溝上下面のシール性が悪い。また、上下リングの分離前後で張力の変化があるため、オイル掻き性能に影響を与える。
【０００６】
本発明の目的は、ピストンへの組付け性が良く、かつ、リング溝の上下面のシール性の良い組合せオイルリングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、シリンダの内周面と摺動する上下一対のリングと、これらのリングを押圧するコイルエキスパンダとからなる組合せオイルリングにおいて、前記一対のリングは対向する面に突出しているウェブを有し、前記一方のリングのウェブ部分におけるリング軸方向幅がピストンのリング溝の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明は次のように構成してもよい。すなわち、シリンダの内周面と摺動する上下一対のリングと、これらのリングを押圧するコイルエキスパンダとからなる組合せオイルリングにおいて、前記一対のリングは対向する面に突出しているウェブを有し、前記ウェブはその高さが円周方向において一様でなく凹凸をなし、一対のリングのウェブが互いに噛み合うように配置され、前記少なくとも一方のリングのウェブの凸部分におけるリング軸方向幅がピストンのリング溝の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有することを特徴とする。
【０００９】
上記において、一対のリングの合口がずらして配置されていることが好ましい。
【００１０】
上記において、前記ウェブ部分における凹部の円周方向長さをａ、凸部の円周方向長さをｂ、自由状態の合口隙間をｃ、組付け時の合口隙間をｄとしたとき、ａ−ｂ＞（ｃ−ｄ）／２であることが好ましい。
【００１１】
上記において、上リングは、前記ウェブ部分のリング軸方向幅がピストンのリング溝の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記の構成により、ウェブ部分におけるリング軸方向幅がピストンのリング溝の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有するリングでコイルエキスパンダの半部以上の部分を保持できるため、ピストンへの組付け時に組合せオイルリングを安定して保持できてピストンへの組付け性が良い。また、上下のリングが独立し、コイルエキスパンダの押圧で上下のリングをリング溝上下面にも接触させることができるため、リング溝上下面のシール性も良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。
【００１４】
組合せオイルリング１は上下一対のリング２，３とコイルエキスパンダ４とからなり、ピストン５のリング溝６に装着されている。
【００１５】
上リング２は、合口を有している断面略Ｔ字形のリングであり、シリンダ７の内周面と接触する摺動面８ａを外周に有するレール８と、レール８の下面の略中央位置から下方に突出しているウェブ９とで形成されている。上リング２は内周側にコイルエキスパンダ４の一部分が接触する円弧面１０を有している。上リング２のウェブ９部分におけるリング軸方向幅はリング溝６の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有している。
【００１６】
下リング３も、合口を有している断面略逆Ｔ字形のリングであり、シリンダ７の内周面と接触する摺動面１１ａを外周に有するレール１１と、レール１１の上面の略中央位置から上方に突出しているウェブ１２とで形成されている。下リング３は内周側にコイルエキスパンダ４の一部分が接触する円弧面１３を有している。下リング３のウェブ１２部分におけるリング軸方向幅はリング溝６の軸方向幅の１／２より小さい幅寸法を有している。
【００１７】
したがって、上リング２の円弧面１０と下リング３の円弧面１３とで略半円形のエキスパンダ装着面が形成され、このエキスパンダ装着面にコイルエキスパンダ４が接触するようにして装着される。エキスパンダ装着面の形状は、コイルエキスパンダ４より曲率半径の大きい円弧形状が好ましい。円弧形状の場合、コイルエキスパンダ４の押圧力が外周側に大きく働くため、外周のシール性がより良い。コイルエキスパンダ４は線材をコイル状に巻いたものをリング状としたものであり、上下のリング２，３を外方に押圧付勢し、上下のリング２，３のレール８，１１の外周摺動面８ａ，１１ａをシリンダ７の内周に押接するとともに、上リング２のレール８の上面８ｂ及び下リング３のレール１１の下面１１ｂをリング溝６の上下面６ａ，６ｂにそれぞれ接触させる。このとき、上下のリング２，３の対向するウェブ９，１２間には隙間１４が形成されている。
【００１８】
したがって、下リング３の摺動面１１ａでシリンダ７の内周面から掻き取られたオイルはそのままオイルパンに落とされ、上リング２の摺動面８ａで掻き取られたオイルは、ウェブ９，１２間の隙間１４を通って組合せオイルリング１の内周側に移動し、ピストン５に形成されている図示外のオイル通路を通ってオイルパンに落とされる。
【００１９】
したがって、上記構成の組合せオイルリング１によれば、ウェブ９部分におけるリング軸方向幅がリング溝６の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有する上リング２でコイルエキスパンダ４の半部以上の部分を保持できるため、ピストン５への組付け時に組合せオイルリング１を安定して保持できてピストン５への組付け性が良い。また、上下のリング２，３が独立し、コイルエキスパンダ４の押圧で上下のリング２，３をリング溝６の上下面６ａ，６ｂにも接触させることができるため、リング溝上下面６ａ，６ｂのシール性も良い。
【００２０】
図２〜図５は本発明の別の実施形態を示している。
【００２１】
組合せオイルリング１は上下一対のリング２，３とコイルエキスパンダ４とからなり、ピストン５のリング溝６に装着されている。
【００２２】
上リング２は、合口を有している断面略Ｔ字形のリングであり、シリンダ７の内周面と接触する摺動面８ａを外周に有するレール８と、レール８の下面の略中央位置から下方に突出しているウェブ９とで形成されている。ウェブ９はその高さが円周方向において一様でなく、凹凸をなしている。本実施形態では、図５（ａ）に示されているように、無地部分の範囲が凸で、斜線部の範囲が凹である。そして、上リング２のウェブ９の凸部分におけるリング軸方向幅はリング溝６の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有しており、凹部分におけるリング軸方向幅はリング溝６の軸方向幅の１／２より小さくされている。上リング２は内周側にコイルエキスパンダ４の一部分が接触する円弧面１０を有している。
【００２３】
下リング３は、上リング２と同じ構造を有し、合口を有している断面略逆Ｔ字形のリングであり、シリンダ７の内周面と接触する摺動面１１ａを外周に有するレール１１と、レール１１の上面の略中央位置から上方に突出しているウェブ１２とで形成されている。ウェブ１２はその高さが円周方向において一様でなく、凹凸をなしている。本実施形態では、図５（ｂ）に示されているように、無地部分の範囲が凸で、斜線部の範囲が凹である。そして、下リング３のウェブ１２の凸部分におけるリング軸方向幅はリング溝６の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有しており、凹部分におけるリング軸方向幅はリング溝６の軸方向幅の１／２より小さくされている。下リング３は内周側にコイルエキスパンダ４の一部分が接触する円弧面１３を有している。
【００２４】
上下のリング２，３は、ウェブ９，１２における凹凸部分が互いに噛み合うようにして配置され、上下のリング２，３の合口２ａ，３ａは円周方向にずらして配置されている。
【００２５】
したがって、上リング２の円弧面１０と下リング３の円弧面１３とで略半円形のエキスパンダ装着面が形成され、このエキスパンダ装着面にコイルエキスパンダ４が接触するようにして装着される。エキスパンダ装着面の形状は、コイルエキスパンダ４より曲率半径の大きい円弧形状が好ましい。コイルエキスパンダ４は線材をコイル状に巻いたものをリング状としたものであり、上下のリング２，３を外方に押圧付勢し、上下のリング２，３のレール８，１１の外周摺動面８ａ，１１ａをシリンダ７の内周に押接するとともに、上リング２のレール８の上面８ｂ及び下リング３のレール１１の下面１１ｂをリング溝６の上下面６ａ，６ｂにそれぞれ接触させる。このとき、上下のリング２，３の対向するウェブ９，１２間には隙間１４が形成されている。
【００２６】
したがって、下リング３の摺動面１１ａでシリンダ７の内周面から掻き取られたオイルはそのままオイルパンに落とされ、上リング２の摺動面８ａで掻き取られたオイルは、ウェブ９，１２間の隙間１４を通って組合せオイルリング１の内周側に移動し、ピストン５に形成されている図示外のオイル通路を通ってオイルパンに落とされる。
【００２７】
したがって、上記構成の組合せオイルリング１によれば、ウェブ９，１２部分におけるリング軸方向幅がリング溝６の軸方向幅の１／２を越える幅寸法を有する上下のリング２，３でコイルエキスパンダ４の半部以上の部分を保持できるため、ピストン５への組付け時に組合せオイルリング１を安定して保持できてピストン５への組付け性が良い。また、上下のリング２，３が独立し、コイルエキスパンダ４の押圧で上下のリング２，３をリング溝６の上下面６ａ，６ｂにも接触させることができるため、リング溝上下面６ａ，６ｂのシール性も良い。
【００２８】
また、上下のリング２，３の合口２ａ，３ａをずらして配置しているので、合口部分のオイル掻き残し量を減少できる。また、上下のリング２，３のウェブ９，１２部分での凹凸を組み合わせることで、ラビリンス効果によりオイルアップ量も減少できる。
【００２９】
上記において、ウェブ９，１２部分における凹部の円周方向長さをａ、凸部の円周方向長さをｂ、自由状態の合口隙間をｃ、組付け時の合口隙間をｄとしたとき、ａ−ｂ＞（ｃ−ｄ）／２とすることにより、凹凸を干渉することなく、円滑に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態を示し、（ａ）は上リングのウェブの凸部分で切った縦断面図、（ｂ）は上リングのウェブの凹部分で切った縦断面図である。
【図３】上下のリングの一部分を示す正面図である。
【図４】上下のリング（噛み合い前）を示す斜視図である。
【図５】ウェブの凹凸範囲を示す説明図であり、（ａ）は上リング、（ｂ）は下リングである。
【符号の説明】
【００３１】
１・・組合せオイルリング、２・・上リング、２ａ，３ａ・・合口、３・・下リング、４・・コイルエキスパンダ、５・・ピストン、６・・リング溝、６ａ・・リング溝上面、６ｂ・・リング溝下面、７・・シリンダ、８，１１・・レール、８ａ，１１ａ・・摺動面、８ｂ・・レール上面、１１ｂ・・レール下面、９，１２・・ウェブ、１０，１３・・円弧面、１４・・隙間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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