(57)【要約】【課題】オイルリングをエキスパンダリングで外側に押圧する組合せオイルリングにおいて、エキスパンダリングの張力をエンジンの始動時から高回転時にわたって適性な値とすることを可能にした組合せオイルリングを提供する。【解決手段】外周側に突出する上下２本のレール７，８間に外周側と内周側を連通するオイル戻し孔１０を有し、内周側に溝１１を形成した金属製リング５と、この金属製リング５の内周溝１１に装着され金属製リング５を半径方向外方に押圧するエキスパンダリングとからなる組合せオイルリング４において、エキスパンダリングが、合い口の突き当たった状態で熱膨張により張力が上昇する構造の樹脂製リング６であり、金属製リング５の内周面にオイル戻し孔１０と通じるオイル排出溝１２を形成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周側に突出する上下２本のレール間に外周側と内周側を連通するオイル戻し孔を有し、内周側に溝が形成されている金属製リングと、この金属製リングの前記内周溝に装着され金属製リングを半径方向外方に押圧するエキスパンダリングとからなる組合せオイルリングにおいて、
前記エキスパンダリングが、合い口の突き当たった状態で熱膨張により張力が上昇する構造の樹脂製リングであり、前記金属製リングの内周面に前記オイル戻し孔と通じるオイル排出溝が形成されていることを特徴とする組合せオイルリング。
【請求項２】
前記オイル排出溝が、オイル戻し孔の上側及び下側に形成されてい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。
【請求項３】
前記オイル排出溝が、円周方向に間隔をおいて上下交互に形成されていることを特徴とする請求項２記載の組合せオイルリング。
【請求項４】
前記オイル排出溝が、全てオイル戻し孔の下側に形成されてい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。
【請求項５】
前記オイル排出溝の端部が、金属製リングの上下方向の端面よりも手前位置に配置されてい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。
【請求項６】
前記オイル排出溝の端部が、金属製リングの上下方向の端面に開口してい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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製リングとエキスパンダリングとからなり、前記エキスパンダリングが樹脂製リングよりなる往復動機関用の組合せオイルリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
往復動内燃機関用のオイルコントロールリングとしては、外周側に突出する上下２本のレール間に外周側と内周側を連通するオイル戻し孔が円周方向に間隔を置いて複数個形成されているオイルリングと、このオイルリングを半径方向外方に押圧するコイルエキスパンダとから構成された２ピースタイプの組合せオイルリングが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、外側に金属製リングを配置し、内側に樹脂製リングを配置し、樹脂製リングの合い口が所定温度以上において熱膨張により突き当たり、金属製リングを半径方向外方に押圧する張力を発生する圧力リング用の組合せピストンリングが提案されている（特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平３−２９９７９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３０５８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的にエンジン回転数が高くなると、リングのボアへの追従性が悪化し、オイル消費が悪くなる。また、油温も高くなり、粘度が低くなり、蒸発成分の増加により、益々オイル消費が悪化する。しかしながら、コイルエキスパンダでオイルリングを半径方向外方に押圧する組合せオイルリングでは、コイルエキスパンダの張力を大きくすると、油温が低いエンジン始動時に、オイルリングとシリンダの摩擦が大きくなり、始動不良を起こすことがある。一方、コイルエキスパンダの張力を小さくすると、始動性は良いが、高回転時に、オイルリングのシリンダボア変形への追従性が不足して、シール性が悪化することがある。このように、従来のタイプの組合せオイルリングでは、始動時から高回転時にわたって張力を適性の値にすることが難しい問題を有している。
【０００６】
一方、樹脂製リングを使用した組合せピストンリングは、温度によって張力が変化し、温度が高くなるに伴って張力が増加する傾向を有している。しかしながら、特開２０００−１３０５８３号公報記載の組合せピストンリングは圧力リングであって、オイルリングについては記載されていない。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その課題は、オイルリングをエキスパンダリングで外側に押圧する組合せオイルリングにおいて、エキスパンダリングの張力をエンジンの始動時から高回転時にわたって適性な値とすることを可能にした組合せオイルリングを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、次の手段を採る。すなわち、
本発明は、外周側に突出する上下２本のレール間に外周側と内周側を連通するオイル戻し孔を有し、内周側に溝が形成されている金属製リングと、この金属製リングの前記内周溝に装着され金属製リングを半径方向外方に押圧するエキスパンダリングとからなる組合せオイルリングにおいて、
前記エキスパンダリングが、合い口の突き当たった状態で熱膨張により張力が上昇する構造の樹脂製リングであり、前記金属製リングの内周面に前記オイル戻し孔と通じるオイル排出溝が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、エキスパンダリングが樹脂製リングで、張力は温度によって変化し、温度が高くなるに伴って張力が増加する。したがって、エンジン始動時の低温時には、樹脂製リングの張力を低張力とすることで、金属製リングとシリンダとの間は低摩擦となり、始動性を良好にできる。また、通常運転時においても、比較的低張力が得られ、低燃費化が可能となる。一方、高回転時には、樹脂の熱膨張により、樹脂製リングは高張力が得られ、金属製リングのシリンダボア変形への追従性が良好となり、高いシール性を確保することができる。
【００１０】
金属製リングで掻き取ったオイルは、金属製リングのオイル戻し孔を通って内周側に入り、オイル排出溝を通ってリング溝内へ流れ、リング溝底やリング溝下面に設けられたオイル戻し通路を経て、クランクケースに戻される。
【００１１】
シリンダと摺動するリングを金属製リングとしたことで、高寿命化を図れる。また、剛性も高いことから、薄幅化も可能になる。外周面に窒化、クロムめっき、複合めっき、ＰＶＤ皮膜等の表面処理を施すことにより、耐摩耗性を向上できる。
【００１２】
オイル排出溝をオイル戻し孔の上側及び下側に形成する場合は、例えば、オイル排出溝を上下対称に配置したり、あるいは円周方向に間隔をおいて上下交互に配置したりする。オイル排出溝を上下交互に形成すると、金属製リングの強度を確保する面で好ましく、また、エキスパンダリングの接触面を多く確保できるため、エキスパンダリングの密着性がよく、円周方向における張力のばらつきを減少できる。
【００１３】
また、オイル排出溝を全てオイル戻し孔の下側に形成すると、オイルをクランクケース側（下側）へ積極的に戻すことができる。また、オイル排出溝を通ってエキスパンダリングの下側や背側に回ったオイルが金属製リングを上向きに押す力を発生するため、金属製リングが溝上面に押し付けられ、姿勢が安定し、オイル掻き能力を向上できる。
【００１４】
前記オイル排出溝の端部は、オイルの排出の面で金属製リングの上下方向の端面まで延びて端面に開口していることが好ましいが、強度面から見ると上下方向の端面まで延びずに端面より手前位置まで延びているのがよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜図３において、１はピストン、２はシリンダで、ピストン１の外周に形成されているリング溝３に組合せオイルリング４が装着されている。組合せオイルリング４は２ピースタイプのオイルリングで、金属製リング５と、その内周側に配置され金属製リング５をシリンダ２の内壁２ａに押圧するためのエキスパンダリングである樹脂製リング６とから構成されている。
【００１７】
金属製リング５は、合い口を有する略Ｉ字形断面のリングで、外周側に突出する上下２本のレール７，８間にオイル受容溝９を有し、その溝底に半径方向に貫通しているオイル戻し孔１０を円周方向に複数個備えている。また、金属製リング５は、樹脂製リング６が配置される断面円弧形の内周溝１１を内周側に有している。この金属製リング５の内周面にはオイル戻し孔１０と通じるオイル排出溝１２が複数形成されている。オイル排出溝１２は、円周方向に沿って長孔状に形成されているオイル戻し孔１０の上側及び下側に対称的に、上側に３個、下側に３個、円周方向に等間隔をおいて形成されている。これらのオイル排出溝１２はオイル戻し孔１０から上下方向に延びて、端部は内周溝１１を越え、金属製リング５の上下面１３，１４よりも手前の位置まで延びている。金属製リング５の上下のレール７，８の外周面には窒化、クロムめっき、複合めっき、ＰＶＤ皮膜等の所定の表面処理が施されている。
【００１８】
樹脂製リング６は、合い口を有し、合い口の突き当たった状態で熱膨張により張力が上昇する構造の円形断面のリングである。すなわち、樹脂製リング６の張力は温度によって変化し、温度が高くなるに伴って張力が増加するようになっている。樹脂材料としては、例えばポリイミド樹脂が用いられる。
【００１９】
したがって、樹脂製リング６によってシリンダ２の内壁２ａに押し付けられた金属製リング５が、シリンダ２の内壁２ａを摺動し、シリンダ２の内壁２ａから掻き取ったオイルは、オイル受容溝９からオイル戻し孔１０に入り、金属製リング５の内周面のオイル排出溝１２を通ってリング溝３内に流出し、リング溝３の底部に形成されているオイル戻し通路１５や図示しない金属製リング５の合い口すきまを通ってクランクケースに戻される。
【００２０】
この際、エンジン始動時の低温時には、樹脂製リング６は低張力とされているため、金属製リング５とシリンダ２の内壁２ａとの間は低摩擦となり、始動性が良好になる。また、通常運転時においても、樹脂製リング６は比較的低張力が得られ、低燃費化が可能となる。一方、高回転時には、樹脂製リング６の熱膨張によって、樹脂製リング６は高張力を発生するため、金属製リング５のシリンダ内壁２ａへの追従性が良好で、高いシール性を確保することができる。
【００２１】
図４及び図５は、本発明の別の実施形態２を示している。本実施形態２は、上記実施形態１とは、金属製リング５に形成するオイル排出溝の配置構成が相違しているだけで、他の構成は上記実施形態１と同じである。
【００２２】
本実施形態２では、金属製リング５のオイル戻し孔１０の上下にオイル排出溝１２を円周方向に間隔をおいて上下交互に配置したものである。本実施形態２では、オイル排出溝１２がオイル戻し孔１０の下側、上側、下側に円周方向に等間隔をおいて３個配置されている。これによれば、上記実施形態１に比較して金属製リング５の強度を確保できるとともに、樹脂製リング６の接触面積が増すため、樹脂製リング６の密着性が増し、円周方向における張力のばらつきが減少する。
【００２３】
図６及び図７は、本発明の更に別の実施形態３を示している。本実施形態３は、上記実施形態１とは、金属製リング５に形成するオイル排出溝の配置構成が相違しているだけで、他の構成は上記実施形態１と同じである。
【００２４】
本実施形態３では、オイル排出溝１２を全て金属製リング５のオイル戻し孔１０の下側に配置したものである。本実施形態３では、オイル排出溝１２がオイル戻し孔１０の下側に円周方向に等間隔をおいて３個配置されている。これによれば、オイルをクランクケース側（下側）へ積極的に戻すことができる。また、オイル排出溝１２を通って樹脂製リング６の下側や背側に回ったオイルが金属製リング５を上向きに押す力Ｆを発生するため、金属製リング５が溝上面に押し付けられ、姿勢が安定し、オイル掻き能力が向上する。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、オイルリングをエキスパンダリングで外側に押圧する組合せオイルリングにおいて、エキスパンダリングの張力をエンジンの始動時から高回転時にわたって適性な値とすることができ、エンジン始動時等における低摩擦化と高回転時の高いシール性とを得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】金属製リングの一部分を内周側から見た図である。
【図３】金属製リングの一部分を示す斜視図である。
【図４】本発明の別の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】金属製リングの一部分を内周側から見た図である。
【図６】本発明の更に別の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】金属製リングの一部分を内周側から見た図である。
【符号の説明】
１  ピストン
２  シリンダ
２ａ  シリンダ内壁
３  リング溝
４  組合せオイルリング
５  金属製リング
６  樹脂製リング
７，８  レール
９  オイル受容溝
１０  オイル戻し孔
１１  内周溝
１２  オイル排出溝
１３  金属製リングの上面
１４  金属製リングの下面
１５  オイル戻し通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004162634.tif 000006
【図５】
2004162634.tif 000007
【図６】
2004162634.tif 000008
【図７】
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