(57)【要約】組合せオイルリングをピストンのリング溝に装着するとき、リング本体の合口を拡開した形で装着するが、この際、コイルエキスパンダがリング本体より脱落することがあり、装着作業を煩わしいものとしている。本発明では、溝部（２６）の開口縁（２７）の軸線方向の寸法Ｌ１を、溝部（２６）の軸線方向の最大寸法Ｌ２に対し、Ｌ１＜Ｌ２の関係とさせる。これによりリング本体の脱落が防止できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内周面に摺接する外周面を有する上下レールと、上下レールを連結しかつ複数の窓部を有するウェブとを一体に成形した本体と、該本体をシリンダ内周面方向に付勢するコイルエキスパンダとを備え、内周側の溝部にコイルエキスパンダが配される組合せオイルリングにおいて、前記本体内周側溝部の軸線方向の寸法が最大となる位置より径方向内周側に厚さ方向中心線に向かう突出部が設けら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】
前記本体内周側溝部の軸線方向の寸法が最大となる位置より径方向内周側において最大寸法Ｌ２より小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載の組合せオイルリング。
【請求項３】
前記最小寸法Ｌ１及び最大寸法Ｌ２が０．０３≦（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１≦０．１５を満たすことを特徴とする請求項２に記載の組合せオイルリング。
【請求項４】
前記本体の内周側溝部の径方向断面形状が円弧面からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の組合せオイルリング。
【請求項５】
前記本体の内周側溝部の径方向断面形状が対の向かい合う傾斜面と両傾斜面を結ぶ軸線方向に垂直な面とを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の組合せオイルリング。
【請求項６】
前記突出部が前記本体の内周側溝部の一方にのみ形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の組合せオイルリング。
【請求項７】
前記本体内周側溝部の上部及び下部に形成される突出部の軸線方向の最大幅が異なることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の組合せオイルリング。
【請求項８】
前記最小寸法Ｌ１とコイルエキスパンダの外径ｄとが、０．２ｍｍ≧Ｌ１−ｄ≧−０．１０ｍｍの関係を有することを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の組合せオイルリング。
【請求項９】
前記突出部が前記本体周方向に部分的に形成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何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】  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に関する。
【背景技術】  シリンダ内周面に摺接する外周面を有する上下レールと、上下レールを連結しかつ複数の窓部を有するウェブとが一体化した断面略Ｍ字形の組合せオイルリングは、たとえば特開昭６１−４５１７２号公報、特開平９−１４４８８１号公報に記載されている。
組合せオイルリングは、第４図に示されるように、オイルリング本体１とコイルエキスパンダ２とから構成される。オイルリング本体１は上下レール３，４とこれらを連結するウェブ５とからなる径方向に断面略Ｍ字形のオイルリングである。本組合せオイルリングはピストン２０のオイルリング溝２１に装着される。
上下各レールの外周側突起部６，７はシリンダ壁２２と接触する外周摺動面８，９とこれに連なる上下の傾斜面１０，１１とからなる断面略台形状を形成している。上下各レール３，４の側面１２，１３はピストン溝の各上下面２３，２４に対向する。
組合せオイルリングは、上下レール３，４とウェブ５で囲まれた外周溝１４からレール摺動面８，９が掻いた潤滑油をウェブ５に多数あいている窓部２５を通してリング本体内周側へ移動させることが可能になっている。この窓部２５からリング溝内周側１７に移動した潤滑油はピストン２０のオイル孔からオイルパンへ戻される。
第４図に示すように、上下レール３，４の内周側突起部１５，１６の内周部１８，１９は円弧形状をなし、内周側突起部１５，１６とウェブ５とで内周溝１７を形成している。この内周溝１７にコイルエキスパンダ２が収容され、コイルエキスパンダ２とオイルリング本体１の内周溝円弧面１８，１９と接触することにより、オイルリング本体１がシリンダ壁２２へと付勢される。
上下レール３，４の内周側突起部１５，１６の形状は断面略台形形状の場合もある。この場合は第５図に示すように内周側突起部１５，１６とウェブ５とで内周溝１７を形成している。この内周溝１７にコイルエキスパンダ２が収容されコイルエキスパンダ２とオイルリング本体内周溝テーパ面１８，１９が接触することにより、オイルリング本体１がシリンダ壁２２へと付勢される。
尚、第４図と第５図から明らかなように、オイルリング本体１の内周溝円弧面１８，１９や内周溝テーパ面１８，１９（第５図参照）の軸方向の最大寸法Ｌ２は、内周溝１７の径方向内側の縁２７’，２８’間の寸法により決められる。
第４図に示すように、コイルエキスパンダ２を本体１に装着して組み合わせたオイルリングをピストン２０のオイルリング溝２１に装着する際、組合せオイルリングの内径がピストン径より大きくなるまで本体１の合口を広げて装着するが、本体１の合口を広げるとコイルエキスパンダ２が本体内周から脱落することがある。コイルエキスパンダ２が本体１の内周から脱落すると、コイルエキスパンダ２と本体１を再び組み合わせる作業からやり直さなければならない。
近年、オイルリングのシリンダへの追従性、耐摩耗性及び耐スカッフ性を向上させることに加えコイルエキスパンダを低張力化する要求が高まっている。コイルエキスパンダの張力を下げることにより、優れたオイルリング特性が得られるものの、ピストンへの組付け時にコイルエキスパンダが脱落するという問題が顕在化してきている。しかし、これまでの組合せオイルリングにおいては、コイルエキスパンダ脱落防止対策は何ら講じられてこなかった。
【発明の開示】
本発明は、以上の事情に基づきなされたもので、組合せオイルリングにおいて、オイルリングとしてのオイル掻き等の機能を失うことなく、ピストンへの装着時に、コイルエキスパンダがオイルリング本体から脱落しない組合せオイルリングを提供することを解決すべき課題とする。
上記目的を達成するため、本発明では、上下のレール３，４とこれらを連結する薄肉のウェブ５とからなるオイルリング本体とコイルエキスパンダ２とからなる組合せオイルリングにおいて、オイルリング本体内周側溝部の軸線方向の寸法が最大となる位置より径方向内周側に厚さ方向中心線に向かう突出部が設けられていることを特徴とする。これにより、オイルリング本体１の合口を開いてオイルリングをピストンに装着する際、オイルリング本体１に組まれているコイルエキスパンダ２がオイルリング１から脱落することを防止することができる。
また、オイルリング本体内周側溝部の軸線方向の寸法をそれが最大となる位置より径方向内周側において小さくすることによりピストンへの装着時のコイルエキスパンダの脱落が防止できる。
ここで、Ｌ１及びＬ２が０．０３≦（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１≦０．１５を満たすことが好ましく、０．０５≦（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１≦０．１０であることがより好ましい。Ｌ１は最小寸法、Ｌ２は最大寸法を意味する。（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１が０．０３より小さいとコイルエキスパンダの脱落防止効果は顕著に認められず、（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１が０．１５を越えるとコイルエキスパンダをオイルリング本体に挿入することが困難になる。
さらに、本発明では、組み合わされるコイルエキスパンダのコイル径ｄとオイルリング本体のＬ１とが０．２ｍｍ≧Ｌ１−ｄ≧−０．１０ｍｍを満たすことが好ましい。この範囲ではコイルエキスパンダをオイルリング本体に装着する際オイルリングの内周先端を軸方向に開く時にかかる力によりオイルリング本体が変形歪みを残すことがなく、かつピストンへのオイルリング装着時にオイルリング本体の合口を周方向へ広げる際にオイルリング本体からコイルが脱落し難い。
【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一例を示す組合せオイルリングの径方向断面図である。
第２図は本発明の他の一例を示す組合せオイルリングの径方向断面図である。
第３図は本発明の他の一例を示す組合せオイルリングの径方向断面図である。
第４図は従来のオイルリングの一例を示す径方向断面図である。
第５図は従来のオイルリングの他の一例を示す径方向断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の好ましい実施形態を第１図乃至第３図を参照して詳述する。該実施形態の構成部分の内、第４図と第５図に示す従来例と共通する部分については、その説明を省略する。尚、共通する部分の一部に第４図と第５図に用いている引照番号を付す。
第１図の例において、オイルリング本体の厚みをＬ３とし、上下レール３，４の内周側突起部１５，１６の内周部１８，１９は、円弧状をなし、コイルエキスパンダ２の収納用溝部２６を形成する。内周側溝部２６は、厚さ方向中心線（オイルリング本体の幅の中心を通る線）ＡＡ’との交点Ａ１から径方向内方に向かい上下対称に円弧を描き、軸線方向の幅が伸びており、ＢＢ’で最大値Ｌ２となる。ＢＢ’より径方向にさらに内方には、厚さ方向中心線ＡＡ’に向かう突出部２７，２８が設けられている。この突出部によりピストンへのオイルリング装着時におけるコイルエキスパンダの脱落が防止される。
第１図では突出部２７，２８は内周側溝部の開口縁に設けられ、開口縁での軸線方向の寸法が、ＢＢ’より径方向に内方における最小値Ｌ１となっている。しかし、ＢＢ’より径方向に内方であれば、突出部が形成され、Ｌ１となる位置は開口縁には限定されない。
軸線方向の最大寸法、すなわち、Ｌ２の上端となるＢと上部突出部２７の下端、及びＬ２の下端となるＢ’と下部突出部２８の上端との間の軸線方向の距離をそれぞれΔＬ１及びΔＬ２とする。第１図の構成では、突出部はオイルリング本体溝部の上下に対称に形成され、ΔＬ１とΔＬ２は等しくなっている。
また、図示例では、突出部２７、２８は断面略三角形状をしているが、その形状は特に限定されない。さらに、図中では突出部の先端は鋭角となっているが、製造上の理由及び破損防止のため、平坦部を設けたり、或いはアール部を設けたりすることもできる。
突出部はリング全周に形成してもよいが、部分的に形成することによってもコイルエキスパンダの脱落防止効果は得られる。但し、部分的に形成する場合には、オイルリングの面圧ばらつきが大きくなりすぎないように考慮する必要がある。
第２図に示す例は、溝部２６が上下傾斜面１８，１９と、これらを結ぶ垂直面３０とで形成されている。そして、軸線方向の幅が最大値となるＢＢ’より、わずかに外方から上下溝部とも円弧面となり、ＢＢ’より内方でも外方側とは独立した円弧面となっている。開口縁には第１図と同じく断面略三角形状の突出部２７，２８が設けられている。この形状のオイルリング本体でも、突出部が形成され、Ｌ１となる位置は必ずしも開口縁でなくてよい。
また、第２図中に形成されている円弧面は必ずしも形成する必要はなく、傾斜面１８，１９から、直接突出部が形成される形状でもよい。しかし、コイルエキスパンダ装着時に作業上の障害を生じることなく、脱落防止効果を得るためにはより緩やかに突出部が形成されていることが好ましく、第２図のように円弧面を形成することが望ましい。
第３図の構成は、内周側溝部の下部にだけ突出部２８が設けられ、上部には突出部が設けられていない点以外は第１図の構成と同様である。コイルエキスパンダは通常下側に脱落するため、下部にのみ突出部２８を設けた構成でもコイルエキスパンダ脱落防止効果が得られる。ここで、図では下部にのみ突出部を形成しているが、実際のオイルリング本体には通常上下の区別はなく、突出部が形成されている方を下側にして装着すればよい。
さらに、両側に突出部を設ける場合でも、ΔＬ１とΔＬ２とは、必ずしも同一寸法でなくてよく、ΔＬ１＞ΔＬ２或いはΔＬ１＜ΔＬ２とすることもできる。前述のように、通常、コイルエキスパンダは下側に脱落するため、Ｌ２が一定の場合には、下側の突出部２８を上側の突出部より大きくする、すなわち、ΔＬ１＜ΔＬ２とするとコイルエキスパンダの脱落防止に有効である。ここでの、上下は装着時の上下に対応している。
オイルリング本体の径方向幅を従来のオイルリングの径方向幅より径方向内方に向けて延長させ、内周側突起部１５，１６の径方向の幅を厚くすることによってもコイルエキスパンダの脱落防止効果が得られる。図には示していないが、径方向の幅を延長させ、且つ内周溝に突出部を設けることにより、コイルエキスパンダの脱落防止効果はさらに向上する。但し、内周側突起部の径方向の幅を厚くした場合には、オイルリングのシリンダへの追従性が低下する傾向があるため、両特性を考慮した上で最適なオイルリングの径方向幅即ち厚みに設定する必要がある。
【実施例１〜６】
第１図の異形断面を有するマルテンサイト系ステンレス鋼線材をボア径になるように巻いて、第１図に示すオイルリング本体を作製した。ここで、オイルリングの張力Ｆｔ１０Ｎ、リング呼び径７５．０ｍｍ、リング本体半径方向厚さ１．５ｍｍ、軸方向幅１．５ｍｍ、とした。内周スペースのうち最も広い部分の幅Ｌ２を、Ｌ２＝１．０９２ｍｍ（ＢＢ’）として、開口縁で表１に示すＬ１となるように突出部２７，２８を上下対称に形成したオイルリング本体を作製した。
［比較例］
実施例１と同様に第４図に示すオイルリングを作製した。張力Ｆｔ１０Ｎ、リング呼び径７５．０ｍｍ、リング本体半径方向厚さ１．５ｍｍ、軸方向幅１．５ｍｍと実施例１と同様とした。本仕様では突出部を形成せず、開口縁２７，２８における軸線方向の幅は、１．０９２ｍｍであり内周スペースのうち最も広い幅Ｌ２に相当する（Ｌ１＝Ｌ２）。この従来リングを比較例とする。
［装着性確認テスト］
比較例と実施例１〜６のオイルリング本体に、コイル径ｄ＝１．０６０ｍｍのコイルエキスパンダを挿入した。この組合せ２ピースオイルリングをピストンに装着する際にコイルエキスパンダが本体から脱落せず、スムーズに装着することができるかどうかの確認テストを行った。オイルリング本体とコイルエキスパンダを組み合わせた後リング合口開き治具を用いて、オイルリング本体の合口をオイルリング本体半径方向厚さ１．５ｍｍの１１倍、１６．５ｍｍまで広げピストンのオイルリング溝へ装着する。本体の合口を広げる際にコイルエキスパンダが本体から外れることなくピストンのリング溝に装着することができるか否かを判定した。テストは各リング仕様について１００本ずつ行い、装着時に脱落した本数を調べた。結果を表１に示す。
突出部が全く形成されていない比較例に比べ、突出部を形成した実施例では、コイルエキスパンダ脱落本数が減少した。（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１が０．０３以上となるように突出部を形成することによりコイルエキスパンダの脱落防止効果が顕著に認められた。一方、（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１が０．１５を越えるとコイルエキスパンダをオイルリング本体に挿入することが困難となった。
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【実施例７】  実施例１と同様に張力Ｆｔ１０Ｎ、リング呼び径７５．０ｍｍ、リング本体半径方向厚さ１．５ｍｍ、軸方向幅１．５ｍｍのオイルリング本体を作製した。但し、ここでは、内周スペースのうち最も広い部分の幅Ｌ２＝１．０９ｍｍで、開口縁でＬ１＝１．０１ｍｍとなり、ΔＬ１＝０．０２８ｍｍ、ΔＬ２＝０．０５２ｍｍと上下の突出部の幅が異なる構成とした。
得られたオイルリング本体にコイル径ｄ＝１．０６０ｍｍのコイルエキスパンダを組み合わせて、ΔＬ２が下側となるようにして実施例１と同様にピストンへの装着性確認テストを行った。その結果、１００本中コイルエキスパンダが脱落した組合せオイルリングは認められなかった。
【実施例８】  実施例１と同様に第３図に示すオイルリング本体を作製した。但し、ここでは、内周スペースのうち最も広い部分の幅Ｌ２＝１．１２ｍｍで、開口縁でＬ１＝１．０６７ｍｍとなるように構成した。さらに、上部には突出部を形成せずΔＬ１＝０ｍｍとし、下部にのみΔＬ２＝０．０２８ｍｍとなるように突出部を形成した。得られたオイルリング本体にコイル径ｄ＝１．０６０ｍｍのコイルエキスパンダを組み合わせ、突出部が形成されている側を下にして実施例１と同様にピストンへの装着性確認テストを行った。その結果、１００本中２本の組合せオイルリングでコイルエキスパンダが脱落した。
【実施例９〜１５】
実施例１と同様に張力Ｆｔ１０Ｎ、リング呼び径７５．０ｍｍ、リング本体半径方向厚さ１．５ｍｍ、軸方向幅１．５ｍｍで、開口縁で表２に示すＬ１となるように突出部２７，２８を上下対称に形成したオイルリング本体を作製した。得られたオイルリング本体にコイル径ｄ＝１．０５５ｍｍのコイルエキスパンダを組み合わせて、実施例１と同様にピストンへの装着性確認テストを行った。得られた結果を表２に示す。Ｌ１−ｄが０．３ｍｍ程度まで小さくなると、コイルエキスパンダの脱落防止効果が顕著に認められた。Ｌ１を小さくすることによりコイルエキスパンダの脱落防止効果はさらに向上したが、Ｌ１−ｄが−０．２０では、コイルエキスパンダを塑性変形なしで本体に挿入できなかった。
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【実施例１６】  実施例１と同様に第１図に示すオイルリング本体を作製した。但し、ここでは、開口縁先端を半径方向内側にのみ延長させて、半径方向の幅を、Ｌ３（１．５ｍｍ）より５％厚い１．５７５ｍｍとし、且つ開口縁に上下対称に突出部を形成しＬ１を１．０６２ｍｍとしたオイルリング本体を作製した。また、比較として半径方向の幅を１．５７５ｍｍとして突起部を設けないオイルリング本体も作製した（比較例２）。得られたそれぞれのオイルリング本体にコイル径ｄ＝１．０６０ｍｍのコイルエキスパンダを組み合わせて、実施例１と同様にピストンへの装着性確認テストを行った。その結果、比較例２では、１００本中７本の組合せオイルリングでコイルエキスパンダが脱落し、実施例１６ではコイルエキスパンダの脱落は認められなかった。
以上の実施例は、コイルエキスパンダ２との接触部分である本体内周面１８，１９が円弧形状の場合であるが、コイル接触部分の本体内周面１８，１９がテーパ形状（第２図参照）になっている場合にも同様の効果が得られる。
【発明の効果】
本発明によれば、組合せオイルリングのオイルリング本体の合口を広げることによりピストンに装着する際、コイルエキスパンダが本体から脱落することを防ぐことができるため、組み付けが非常に良好な組合せオイルリングを実現できる。
【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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【国際調査報告】
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