(57)【要約】【課題】本発明は、軽油等を燃料と潤滑剤とに兼用する軽油潤滑式ディーゼルエンジンに応じた特性を発揮することのできるオイルリングを提供することを課題とする。【解決手段】オイルリング（１）は、このオイルリング（１）の外周部を形成するオイルリング本体（２）と、このオイルリング本体（２）の内周側に配置されたコイルスプリングからなるエキスパンダ（３）とを組み合わせて構成されている。オイルリング本体（２）には、燃焼室側摺動部（４）及びクランクケース側摺動部（５）が形成されている。燃焼室側摺動部（４）及びクランクケース側摺動部（５）の外周面がシリンダライナとの摺動面（４ａ、５ａ）を形成している。摺動面（４ａ、５ａ）には、オイルリング（１）の中心側に凹状として形成した溝（７）が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルリングの燃焼室側とクランクケース側とを連通する潤滑油誘導手段を備えたことを特徴とするオイルリング。
【請求項２】
請求項１記載のオイルリングにおいて、
前記潤滑油誘導手段は、前記オイルリングの外周に位置するオイルリング本体に設けた溝であることを特徴とするオイルリング。
【請求項３】
請求項１記載のオイルリングにおいて、
前記潤滑油誘導手段は、前記オイルリングの外周部を形成するオイルリング本体に設けられた燃焼室側摺動部及びクランクケース側摺動部に形成した溝であることを特徴としたオイルリング。
【請求項４】
請求項１記載のオイルリングにおいて、
前記潤滑油誘導手段は、前記オイルリングの外周に位置するオイルリング本体の外周縁に設けた溝であることを特徴とするオイルリング。
【請求項５】
請求項１記載のオイルリングにおいて、
前記潤滑油誘導手段は、前記オイルリングの外周に位置するオイルリング本体の外周縁に沿って設けた複数の溝であることを特徴とするオイルリング。
【請求項６】
請求項１記載のオイルリングにおいて、
前記潤滑油誘導手段は、前記オイルリングの外周に位置するオイルリング本体に設けた溝であり、当該溝は、燃焼室側の流路面積と比較してクランクケース側の流路面積が大きいことを特徴としたオイルリング。
【請求項７】
オイルリングの外周面が摺接するシリンダライナに、前記オイルリングの燃焼室側面とクランクケース側面との間で潤滑油を流通させる溝を設けたことを特徴とするシリンダにおける潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのピストンに用いるオイルリング、特に軽油等の燃料を潤滑油として兼用するディーゼルエンジンのピストンに用いるオイルリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンのピストンに装着されるオイルリングは蒸発による潤滑油消費を回避すべく種々の工夫がなされ、特に、エンジンの高速高負時にシリンダライナ上部へ掻き上げられる潤滑油の量を抑制するような設計となっている。特許文献１には、オイルリング自体の発明ではないが、オイルリングを装着するリング溝からのオイル上がり量を抑制することができるオイルリング溝の提案がされている。このように、一般的なエンジンのピストンに装着されるオイルリング及びその周辺の構造は、シリンダライナに供給された潤滑油が、クランクケース側から燃焼室側へ入り込み、消費されることがないようにするとの観点で設計が行われている。
【０００３】
ところで、通常、エンジンの潤滑、冷却には潤滑油が用いられている。この潤滑油は、オイルパンやオイルタンクに貯留され、オイルポンプによってエンジン各部に循環される。この間、潤滑油はエンジン各部から熱を受け取って各部を冷却する。また、潤滑油は、エンジン各部で油膜を形成して各部品間の潤滑を促進すると共に、部品の酸化を防止するなどの役目もある。このような潤滑油はピストンリング、オイルリングが装着されたピストンとシリンダとの間にも供給され、ピストンとシリンダとの焼き付きを防止する。
【０００４】
このように、通常のエンジンでは、潤滑、冷却専用の潤滑油が用いられており、この潤滑油は、燃料となるガソリン、軽油等とは別に準備されている。
【０００５】
これに対し、燃料である軽油を潤滑油として利用する軽油潤滑式のディーゼルエンジンが開示されている（特許文献２）。このような軽油潤滑式のディーゼルエンジンでは、燃料となる軽油がエンジン各部の潤滑剤としても用いられ、エンジン各部を循環する。このため、潤滑専用となる潤滑油は不要であり、潤滑油交換の手間も省くことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８８７５０号公報
【特許文献２】実開昭６０−１９４１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示された軽油潤滑式のディーゼルエンジンは、一般的なエンジンとは異なる以下のような要求を有している。この要求は、潤滑油として利用される燃料の特性に起因している。例えば、軽油を潤滑油として用いる場合、粘度が低く、蒸発し易い軽油の特性が問題となる。蒸発し易い軽油を潤滑油としてシリンダライナに供給すると、シリンダライナとピストンとの摩擦が増加することが想定される。特に、高速高負荷時等、高温環境下のエンジンでは、軽油が蒸発し易く、エンジンの焼き付きを招くおそれがある。このため、特許文献２に開示されたような軽油潤滑式のディーゼルエンジンにおいて、良好な潤滑特性を維持するためにはシリンダライナ、特に、シリンダライナの上部に潤滑油としての軽油を留めておく必要がある。
【０００８】
また、燃料を潤滑油として利用する軽油潤滑式のディーゼルエンジンでは、そもそも、潤滑油の消費というような概念も当てはまらない。
【０００９】
そこで、本発明は、軽油等の燃料を潤滑油と利用する軽油潤滑式のディーゼルエンジンにおいて、シリンダライナにおける摩擦増加を抑制することができるオイルリング及びシリンダにおける潤滑構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するための、本発明のオイルリングは、オイルリングの燃焼室側とクランクケース側とを連通する潤滑油誘導手段を備えたことを特徴とする（請求項１）。このような潤滑油誘導手段は、例えば、前記オイルリングの外周に位置するオイルリング本体に設けた溝とすることができる（請求項２）。このような溝をオイルリングに設けることにより、ピストンの摺動に伴うシリンダライナ上部への潤滑油供給能力を確保することができる。シリンダライナとオイルリングの摺動面との間を通過して燃焼室側とクランクケース側とを行き来する潤滑油の量は、潤滑油の温度が上昇し、その粘度が低下するに従って減少する。しかし、前記のような潤滑油誘導手段を設ければ、当該潤滑油誘導手段を通過する潤滑油の量を潤滑油の温度、粘度によらず、ほぼ一定とすることができる。この結果、シリンダライナにおける油膜切れを防止し、当該箇所における摩擦増大を回避することができる。
【００１１】
このような潤滑油誘導手段に相当する溝は、種々の形態とすることができる。例えば、オイルリングの外周部を形成するオイルリング本体に設けられた燃焼室側摺動部及びクランクケース側摺動部に形成した構成とすることができる（請求項３）。オイルリングの形状として、オイルリングの周縁部にそれぞれ鍔状に形成された燃焼室側摺動部及びクランクケース側摺動部が二段に設けられたものがある。このような形状のオイルリングでは、燃焼室側摺動部及びクランクケース側摺動部にそれぞれ溝を設けた構成とすることができる。これにより、オイルリングの燃焼室側とクランクケース側との連通を確保することができる。
【００１２】
また、このような溝は、前記オイルリングの外周に位置するオイルリング本体の外周縁に設けた構成とすることができる（請求項４）。すなわち、オイルリング本体の外周縁をオイルリングの中心側へ凹ませた形状とすることによって潤滑油が流通する溝を形成することができる。このような溝はオイルリング本体の外周縁に沿って複数設けることができる（請求項５）。
【００１３】
また、このような溝は、燃焼室側の流路面積と比較してクランクケース側の流路面積が大きい形状とすることができる（請求項６）。例えば、テーパ状とする等、溝の形状を燃焼室側が小径、クランクケース側が大径とすることができる。これは、オイルリングの燃焼室側には、溝を通じた燃焼室側からクランクケース側への潤滑油の流出を促すように燃焼圧力が作用するため、これに対処するための措置である。すなわち、燃焼圧力がオイルリングに作用して燃焼ガスが溝を通過すると同時に潤滑油も掻き落としてしまい、溝を通過して燃焼室側に移動しようとする潤滑油の量が低下してしまうため、この影響を緩和するための措置である。このような構成とすることにより、燃焼圧力が作用していない状態において、潤滑油が燃焼室側に移動する量をクランクケース側に移動する量よりも多くすることができ、燃焼圧力が作用しているときのクランクケース側に移動する量の増加分と相殺させている。
【００１４】
次に、本発明のシリンダにおける潤滑構造は、オイルリングの外周面が摺接するシリンダライナに、前記オイルリングの燃焼室側面とクランクケース側面との間でオイルを流通させる溝を設けたことを特徴とする（請求項７）。すなわち、オイルリングが摺動する相手側のシリンダライナに溝を設け、この溝に潤滑油を流通させる構成である。このような構成としても、シリンダライナにおける潤滑油不足を回避することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、オイルリングの燃焼室側とクランクケース側とを連通する潤滑油誘導手段を備えたオイルリングとしたので、シリンダライナ上部にも潤滑油を行き渡らせることができ、潤滑油の粘度低下、蒸発に起因するシリンダライナとピストンとの摩擦増大を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明のオイルリング１の構成を示すものであり、（ａ）は、（ｂ）において矢示Ｂで示した側からみた一部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。なお、図面におけるオイルリング１の向きは、ピストンに装着された際に燃焼室側に位置するのが図面上側、クランクケース側に位置するのが図面下側として描いている。オイルリング１は、燃料である軽油を潤滑油として利用する軽油潤滑式のディーゼルエンジンのピストンに装着されるものである。
【００１８】
オイルリング１は、オイルリング１の外周部を形成するオイルリング本体２と、このオイルリング本体２の内周側に配置されたコイルスプリングからなるエキスパンダ３とを組み合わせて構成されている。オイルリング本体２には、燃焼室側摺動部４及びクランクケース側摺動部５が形成されている。この燃焼室側摺動部４及びクランクケース側摺動部５の外周面がシリンダライナとの摺動面４ａ、５ａを形成している。また、オイルリング本体２には、燃焼室側摺動部４とクランクケース側摺動部５との間にオイル逃がし孔６が穿設されている。
【００１９】
このようなオイルリング本体２には、摺動面４ａ、５ａをオイルリング１の中心側に凹状として形成した溝７を有している。この溝７は図に示したように矩形をなしている。この溝７は、本発明における潤滑油誘導手段に相当するものであり、オイルリング本体２の外周縁に沿って複数設けられている。この溝７の寸法や個数は、シリンダライナとオイルリング１とにおける摩擦損失、エンジン運転時の軽油消費量、炭化水素（ＨＣ）の排出量等を総合的に勘案して決定されている。
【００２０】
以上のように構成されるオイルリング１は、図示しないピストンへ装着されて使用される。オイルリング１を装着したピストンが往復運動をすると、シリンダライナに向かって供給され、シリンダライナに付着した潤滑油、すなわち、軽油は、燃焼室側とクランクケース側とを行ききする。これにより、燃焼室側にも常に適量の潤滑油が供給される。これにより、エンジンが高速高負荷運転を行い、潤滑油の温度が向上して粘度低下が生じても、シリンダライナの摺動面には潤滑油が存在する。従って、オイルリング１とシリンダライナとの摩擦増大を回避することができる。
【実施例２】
【００２１】
次に、本発明の実施例２について図２を参照しつつ説明する。図２は、実施例２のオイルリング１０の構成を示すものであり、（ａ）は、（ｂ）において矢示Ｄで示した側からみた一部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。実施例２のオイルリング１０が実施例１のオイルリング１と異なる点は、実施例１のオイルリング１における溝７の形状は矩形であったのに対し、実施例２のオイルリング１０における溝１１では、図２（ａ）に示したようにテーパ状をなしている。溝１１は、このような形状をなすことにより、燃焼室側の流路面積と比較してクランクケース側の流路面積が大きくなっている。
なお、他の構成要素については実施例１と同一であるので、同一の構成要素については図面中、同一の参照番号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２２】
図２に示したようなオイルリング１０は、実施例１のオイルリング１と同様に図示しないピストンの装着して用いられる。この際、ピストンにはオイルリング１０よりも燃焼室側に図示しない圧縮リングが装着される。この圧縮リングは、燃焼圧力を逃がさないために装着されるものであるが、ピストンへ装着するために設けられた合口を有するため、この合口を通じて燃焼圧力がクランクケース側に装着されたオイルリング１０にも伝わる。この影響により、図２（ｂ）に示したように燃焼ガスがクランクケース側に流出する。この際、摺動面４ａや５ａ、溝１１とシリンダライナとの間に付着した潤滑油を掻き落としてしまうおそれがある。潤滑油が掻き落とされてしまうと、摩擦増大、ひいてはエンジンの焼き付きを招来する。
【００２３】
ところが、本実施例のオイルリング１０では、燃焼室側の流路面積と比較してクランクケース側の流路面積が大きくなっているため、大気圧状態ではクランクケース側から燃焼室側へ移動する潤滑油の量が、燃焼室側からクランクケース側へ移動する潤滑油の量よりも多い。このため、この増加分を、燃焼圧力が作用しているときのクランクケース側に移動する量の増加分と相殺させることができる。この結果、クランクケース側と燃焼室側を行き来する潤滑油の量のバランスをとることができ、油膜切れを起こすことなく、良好な潤滑性能を維持することができる。
【実施例３】
【００２４】
次に、本発明の実施例３について、図３を参照しつつ説明する。実施例１及び実施例２では、いずれもオイルリング１、１０に溝７、１１を設けた構成としている。これに対し、実施例３では、シリンダライナ２１の上部に複数条の溝２２を設けた潤滑構造２０を構成している。
【００２５】
このような構成としても、溝２２を通じて、オイルリングの燃焼室側面とクランクケース側面との間で潤滑油を流通させることができる。この結果、実施例１及び２の場合と同様に、潤滑油の温度が上昇して潤滑油の粘度が低下してもシリンダライナ２１とピストンとの間に潤滑油を保持することができる。これにより、シリンダライナとピストン間における摩擦増大を回避し、エンジンの焼き付きを防止することができる。
【００２６】
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１のオイルリングの構成を示すものであり、（ａ）は、（ｂ）において矢示Ｂで示した側からみた一部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】実施例２のオイルリングの構成を示すものであり、（ａ）は、（ｂ）において矢示Ｄで示した側からみた一部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】実施例３のシリンダの潤滑構造の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、１０  オイルリング
２  オイルリング本体
３  エキスパンダ
４  燃焼室側摺動部
４ａ  摺動面
５  クランクケース側摺動部
５ａ  摺動面
６  オイル逃がし孔
７、１１  溝
２０  潤滑構造
２１  シリンダライナ
２２  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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