(57)【要約】【課題】シリンダへの組み込み前にいずれの周方向に力が加わってもオイルリングの係止突起がピストンの凹部から平等に離脱しにくいオイルリング回転規制構造を提供する。【解決手段】合口部２１，３１を有したオイルシール部品であるサイドレール２０、３０がピストン１０に対して回転しないように保持するために、オイルリング溝１１の壁面１２，１３に形成された凹部１２ａ，１３ａに、サイドレールの合口端部が曲げられて起立することで構成された係止突起を入れ込んで係止するオイルリング回転規制構造において、合口部２１に対して一方の周方向Ｃ２に位置する合口端部２３に、第１係止突起２３ａが形成されるとともに、合口部３１に対して前記一方の周方向とは逆の周方向Ｃ１に位置する合口端部に第２係止突起３２ａが形成される。互いに逆向きの第１係止突起と第２係止突起を同一のサイドレール又は異なるサイドレールに形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンのピストンの外周に形成されたオイルリング溝の壁面に添って保持され、合口部を有したオイルシール部品であるサイドレールが前記ピストンに対して回転しないように保持するために、前記壁面に形成された凹部に、前記サイドレールの合口端部が曲げられて起立することで構成された係止突起を入れ込んで係止するオイルリング回転規制構造において、
合口部に対していずれか一方の周方向に位置する合口端部に、前記係止突起の一つとして第１係止突起が形成されるとともに、合口部に対して前記一方の周方向とは逆の周方向に位置する合口端部に前記係止突起の一つとして第２係止突起が形成され、
前記第１係止突起は、前記オイルリング溝の対向する両壁面のうち、いずれか一方の壁面に添って保持されるサイドレールに属し、
前記第２係止突起は、前記サイドレール又は、前記両壁面のうち他方の壁面に添って保持されるサイドレールに属するオイルリング回転規制構造。
【請求項２】
前記第１係止突起及び前記第２係止突起は、互いに異なるサイドレールに属することを特徴とする請求項１に記載のオイルリング回転規制構造。
【請求項３】
前記第１係止突起及び前記第２係止突起は、同一のサイドレールに属することを特徴とする請求項１に記載のオイルリング回転規制構造。
【請求項４】
前記第１係止突起及び前記第２係止突起を係止する前記凹部は、扁平な底面を有することを特徴とする請求項３に記載のオイルリング回転規制構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンのピストンの外周に装備されたオイルリングがピストンに対して回転しないように保持するオイルリング回転規制構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンのピストンの外周には、シリンダの内壁に付着した潤滑油を掻き落とすオイルリングが装着されている。一般に、ピストンのオイルリングは、ピストンの外周面に形成された周溝（オイルリング溝）に保持される。
特許文献１に記載のオイルリングにあっては、互いに対向する一対のサイドレールと、この両サイドレール間に介装されたエキスパンダリングとで構成される。このサイドレールがオイルシール部品である、すなわち、サイドレールによって、ピストンが往復運動するとき、シリンダ内壁に付着した潤滑油を掻き落とす。
【０００３】
サイドレールは、リング形状が一部で切り開かれた合口部を有し、自然状態でシリンダ内径より大きい外径を有し、シリンダ内にピストンとともに収められることで合口部を狭めながら弾性的に縮径してシリンダ内壁に圧接することで機能する。
サイドレールをピストンに対して回転可能にしてエンジンを構成すると、特許文献１にも記載されるように、その合口部が特定の範囲に配置されることで不都合が生じる場合がある。
一つには、両サイドレールの合口部同士が重なることで、漏れ通路が形成され、オイル上がりが発生しやすいという不都合である。
また、水平対向型エンジンなどの横置き型シリンダでは、合口部が下に配置されると、潤滑油は下に溜まりやすいから、潤滑油が合口部から漏れ、オイル上がりが発生しやすいという不都合がある。Ｖ型エンジンなどの傾倒型シリンダでも、同様の現象が生じるおそれがある。
また、特許文献２（請求項１１）には、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧がシリンダ壁面に直接的に当たる領域を給油範囲と設定し、オイルリングの合口端部を給油範囲に対峙しないようにオイルリングの回り止めをする手段を設けることが記載されている。
したがって、サイドレールがピストンに対して回転しないように保持するオイルリング回転規制構造が必要となる。
【０００４】
特許文献１にあっては、オイルリング溝の壁面に凹部を形成し、サイドレールの合口端部の一部を曲げて起立させることで構成した係止突起を、その凹部に入れ込んで係止し、オイルリング回転規制構造を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６２−１０２８４６号公報
【特許文献２】特開平１０−１０３０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、サイドレールはピストンに保持されるから、エンジンの効率的運転のためにも軽量であることが好ましい。また、サイドレールは、確実にシリンダ内壁に圧接しつつも、その圧接力はピストンの往復運動の抵抗を大きくするから小さいことが好ましく、従って小さな力で変形しやすい縮径方向の撓み剛性が低い性質が好ましい。そのために、サイドレールの図４に示す幅寸法ａを小さくすることが要求されることがある。
サイドレールの幅寸法ａの縮小化を進めていくと、縮径変形のみならず拡径変形もしやくなり、さらには係止突起が凹部に対して浅い位置で係止されることから、シリンダへの組み込み前に係止突起が凹部から離脱しやすいという傾向が強くなる。
オイルリングをエンジンに組み込む際には、まず、ピストンのオイルリング溝にオイルリングを取り付け、その後、ピストンとともにシリンダ内に納める。
しかしながら、シリンダに収める前に、サイドレールが取り付けられたピストンを掴んだり、運んだりすることでサイドレールに力が加わり、係止突起が凹部から離脱するおそれがある。
特許文献１に記載のオイルリングにあっては、片方向の合口端部にしか係止突起を設けていないため、掴まれて図４に示す周方向Ａにサイドレールを回す力が加わったときに係止突起が凹部から離脱しやすいという傾向がある。この離脱は、幅寸法ａがある程度大きいときには防げるものの、幅寸法ａの縮小化によって、離脱しやすい周方向Ａへの離脱発生が顕著になってしまう。
【０００７】
本発明は、内燃エンジンのピストンの外周に形成されたオイルリング溝の壁面に添って保持され、合口部を有したオイルシール部品であるサイドレールが前記ピストンに対して回転しないように保持するために、前記壁面に形成された凹部に、前記サイドレールの合口端部が曲げられて起立することで構成された係止突起を入れ込んで係止するオイルリング回転規制構造において、シリンダへの組み込み前に前記サイドレールにいずれの周方向に力が加わっても前記係止突起が前記凹部から平等に離脱しにくいオイルリング回転規制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】
【０００８】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、内燃エンジンのピストンの外周に形成されたオイルリング溝の壁面に添って保持され、合口部を有したオイルシール部品であるサイドレールが前記ピストンに対して回転しないように保持するために、前記壁面に形成された凹部に、前記サイドレールの合口端部が曲げられて起立することで構成された係止突起を入れ込んで係止するオイルリング回転規制構造において、
合口部に対していずれか一方の周方向に位置する合口端部に、前記係止突起の一つとして第１係止突起が形成されるとともに、合口部に対して前記一方の周方向とは逆の周方向に位置する合口端部に前記係止突起の一つとして第２係止突起が形成され、
前記第１係止突起は、前記オイルリング溝の対向する両壁面のうち、いずれか一方の壁面に添って保持されるサイドレールに属し、
前記第２係止突起は、前記サイドレール又は、前記両壁面のうち他方の壁面に添って保持されるサイドレールに属するオイルリング回転規制構造である。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記第１係止突起及び前記第２係止突起は、互いに異なるサイドレールに属することを特徴とする請求項１に記載のオイルリング回転規制構造である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記第１係止突起及び前記第２係止突起は、同一のサイドレールに属することを特徴とする請求項１に記載のオイルリング回転規制構造である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記第１係止突起及び前記第２係止突起を係止する前記凹部は、扁平な底面を有することを特徴とする請求項３に記載のオイルリング回転規制構造である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、合口部に対して互いに異なる周方向に位置する合口端部に、係止突起がそれぞれ形成されるので、シリンダへの組み込み前にサイドレールにいずれの周方向に力が加わっても係止突起が凹部から離脱するか否かは平等な条件であり、平等な離脱しにくさが実現され、その結果、合口部に対して一方の周方向のみに係止突起が設けられる場合に比較して係止突起が凹部から離脱しにくいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るオイルリング回転規制構造を示す、ピストン外周面部分模式図である。
【図２】図１に示すＢ−Ｂ線についてのオイルリングの断面図である。
【図３】本発明の他の一実施形態に係るオイルリング回転規制構造を示すピストン外周面部分模式図である。
【図４】従来の一例に係るオイルリング回転規制構造に係り、オイルリング回転規制のための係止突起を合口端部に有したサイドレールの合口部中心の部分平面図(a)、及び同サイドレールが含まれるピストン外周面部分模式図(b)である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１５】
図１に本実施形態のオイルリング回転規制構造が適用されるピストン１０の外周面が示される。
ピストン１０は、シリンダ（図示せず）内で往復運動し、シリンダと燃焼室を形成する内燃エンジンのピストンである。
ピストン１０の外周にオイルリング溝１１が形成されている。オイルリング溝１１の互いに対向する壁面１２，１３にそれぞれ凹部１２ａ，１３ａが形成されている。
オイルリング溝１１は、ピストン１０の全周に亘ってピストン１０の軸を中心軸に形成された円形状で、ピストン１０の外周面に開口する溝である。壁面１２と壁面１３はそれぞれピストン１０の軸に垂直な平面上にあるように配置され、壁面１２と壁面１３同士は一定の間隔（＝オイルリング溝１１の幅）を隔てて平行に形成される。
【００１６】
凹部１２ａ及び凹部１３ａはそれぞれ壁面１２，１３を窪ませるように形成されている。凹部１２ａ及び凹部１３ａもまた、ピストン１０の外周面に開口し、その開口形状が半円形である。凹部１２ａ及び凹部１３ａはその半円形と同半径及び同軸の円筒を、壁面１２（凹部１３ａにあっては壁面１３）を含む平面で切った半円筒の内面に相当する曲面で形成されている。
凹部１２ａと凹部１３ａとは、ピストン１０の軸方向に見て重ならないように、周方向の異なる位置に形成されている。図示した位置間隔に拘わらず、凹部１２ａと凹部１３ａとは、可能であれば１８０度反対側に配置するなど、できるだけ離して配置することが好ましい。
【００１７】
オイルリング溝１１に装着されるオイルリングは、サイドレール２０、サイドレール３０、及びスペーサ４０の３部品により構成される。サイドレール２０とサイドレール３０がそれぞれ、ピストン１０が往復運動するときにシリンダ内壁に付着した潤滑油を掻き落とす等のオイルシール作用を奏するオイルシール部品である。スペーサ４０は、サイドレール２０とサイドレール３０の間に介装され、サイドレール２０を壁面１２に添うように押し付け、サイドレール３０を壁面１３に添うように押し付けて保持する。スペーサ４０としては、エキスパンダリングその他、その形態を問わない。
【００１８】
サイドレール２０及びサイドレール３０はそれぞれ、リング形状が一部で切り開かれた合口部を有し、自然状態でシリンダ内径より大きい外径を有し、シリンダ内にピストン１０とともに収められることで合口部を狭めながら弾性的に縮径してシリンダ内壁に圧接することで機能する。
【００１９】
図１に示すように、サイドレール２０の合口部２１に対して一方の周方向Ｃ１（図上左方向）に位置する合口端部をサイドレール２０の合口端部２２とし、逆の周方向Ｃ２（図上右方向）に位置する合口端部をサイドレール２０の合口端部２３とする。
合口端部２３には、その端面から周方向Ｃ２に切り込みが形成され、その切り込みの内周側の部分が曲げられて起立することで係止突起２３ａ（便宜的に「第１係止突起」とする）が構成されている。その切り込みの外周側の部分２３ｂは曲げられていない。
サイドレール２０がピストン１０に対して回転しないように保持するために、凹部１２ａに第１係止突起２３ａが入れ込まれて係止される。
【００２０】
一方、図１に示すように、サイドレール３０の合口部３１に対して一方の周方向Ｃ１に位置する合口端部をサイドレール３０の合口端部３２とし、逆の周方向Ｃ２に位置する合口端部をサイドレール３０の合口端部３３とする。
合口端部３２には、その端面から周方向Ｃ１に切り込みが形成され、その切り込みの内周側の部分が曲げられて起立することで係止突起３２ａ（便宜的に「第２係止突起」とする）が構成されている。その切り込みの外周側の部分３２ｂは曲げられていない。
サイドレール３０がピストン１０に対して回転しないように保持するために、凹部１３ａに第２係止突起３２ａが入れ込まれて係止される。
【００２１】
サイドレール２０とスペーサ４０との相対回転については、サイドレール２０とスペーサ４０と摩擦や、サイドレール２０とスペーサ４０との係止構造によって困難となるように構成する。サイドレール３０とスペーサ４０との相対回転についても同様である。
【００２２】
以上のように、第１係止突起２３ａがサイドレール２０の合口部２１に対して一方の周方向Ｃ２に位置する合口端部２３に形成され、第２係止突起３２ａがサイドレール３０の合口部３１に対して他方の周方向Ｃ１に位置する合口端部３２に形成されている。
サイドレール２０単体で考えた場合に、手で掴まれたときなどにおいて、サイドレール２０の第１係止突起２３ａはピストン１０に対して周方向Ｃ２に回転させられるときには内方に移動して凹部１２ａから離脱しにくく、周方向Ｃ１に回転させられるときには外方に移動して凹部１２ａから離脱しやすい傾向が認められる。この性質は、サイドレール３０の第２係止突起３２ａについても同様である。但し、離脱しやすい周方向は周方向Ｃ２となる。
ピストン１０へのオイルリングを装着した後シリンダへの組み込み前に、いずれかの係止突起が凹部から離脱していると、再び係止突起を凹部に収める作業が必要となるために作業性が悪化したり、離脱したままシリンダへの組み込もうとすると、サイドレールや他の部品を損傷したり、仮にシリンダ内へ組み込むことができても、オイルリングの回転規制構造が設計どおりに構成されておらず不良となってしまう。
【００２３】
しかしながら、サイドレール２０の第１係止突起２３ａが周方向Ｃ１に回転させられるときには、サイドレール３０も同方向に連れ回り、サイドレール３０の第２係止突起３２ａが凹部１３ａから離脱しにくく、第２係止突起３２ａが凹部１３ａから離脱しないことによって、サイドレール２０の回転も規制され、これによりサイドレール２０の第１係止突起２３ａも凹部１２ａから離脱しにくくなる。
サイドレール３０がサイドレール２０と同方向に連れ回るのは、サイドレール２０、スペーサ４０、サイドレール３０間で回転力が伝わることや、サイドレール２０を掴む手はほとんどの場合、同時にサイドレール３０を掴むことになるからである。
【００２４】
逆に、サイドレール３０の第２係止突起２３ａが周方向Ｃ２に回転させられるときには、サイドレール２０も同方向に連れ回り、サイドレール２０の第１係止突起２３ａが凹部１２ａから離脱しにくく、第１係止突起２３ａが凹部１２ａから離脱しないことによって、サイドレール３０の回転も規制され、これによりサイドレール３０の第２係止突起３２ａも凹部１３ａから離脱しにくくなる。
サイドレール２０，３０をピストン１０に対して回転させる力は、上記の手で掴むことのほか、その他の物がサイドレール２０，３０の外端に接触することや、搬送中の振動によって生じ得る。
【００２５】
サイドレール２０，３０とピストン１０との係止構造が両周方向Ｃ１，Ｃ２について対称的でない以上、サイドレール２０への外力の加わり方によって、周方向Ｃ１と周方向Ｃ２とで離脱しやすさが異なってしまうという不平等がある。
本実施形態のオイルリング回転規制構造にあっては、凹部１２ａと、凹部１３ａと、第１係止突起２３ａと、第２係止突起３２ａとによる両周方向Ｃ１，Ｃ２について対称的な係止構造を構成するので、係止突起２３ａ，３２ａが凹部１２ａ，１３ａから離脱するか否かは周方向Ｃ１と周方向Ｃ２とで平等な条件であり、平等な離脱しにくさが実現され、その結果、合口部に対して一方の周方向のみに係止突起が設けられる場合に比較して係止突起が凹部から離脱しにくいという効果がある。
【００２６】
以上の図１に示して説明した実施形態は、第１係止突起及び第２係止突起が互いに異なるサイドレールに属する形態であった。
その変形形態として、図３に示すように第１係止突起５２ａ及び第２係止突起５３ａが同一のサイドレール５０に属する形態で実施しても同様の効果を奏する。同じく図３に示すように第１係止突起６２ａ及び第２係止突起６３ａが同一のサイドレール６０に属する形態で実施しても同様の効果を奏する。なお、サイドレール５０に第１係止突起５２ａ及び第２係止突起５３ａを設けた場合に、サイドレール６０にはピストン１０への係止突起を設けないで実施してもよいし、サイドレール６０に第１係止突起６２ａ及び第２係止突起６３ａを設けた場合に、サイドレール５０にはピストン１０への係止突起を設けないで実施してもよい。
【００２７】
同一のサイドレール５０（６０）に第１係止突起５２ａ（６２ａ）及び第２係止突起５３ａ（６３ａ）を設ける場合は、これら２つの係止突起が挿し込まれる凹部１２ｂ（１３ｂ）を扁平な底面を有する形状に構成することが有効である。
図１に示した凹部１２ａ（１３ａ）のように円形穴であると、２つの係止突起を挿し込むために、凹部１２ａ（１３ａ）の周方向の寸法を大きくしようとするとき、深さ寸法も同様に大きくなり、この深さ寸法が必要以上に大きく、凹部の開口面積必要以上に大きくなってしまう。
図３に示す凹部１２ｂ（１３ｂ）のように、周方向の両端部をそれぞれ４分の１円筒状にして、その間を扁平な底面とすることによって、深さ寸法を不必要に大きくすることなく、第１係止突起５２ａ（６２ａ）及び第２係止突起５３ａ（６３ａ）を挿し込む必要に応じて凹部１２ｂ（１３ｂ）の周方向の寸法を大きく設計することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０   ピストン
１１   オイルリング溝
１２，１３    壁面
１２ａ，１３ａ凹部
１２ｂ，１３ｂ凹部
２０   サイドレール
２１   合口部
２２   合口端部
２３   合口端部
２３ａ 係止突起
３０   サイドレール
３１   合口部
３２   合口端部
３２ａ 係止突起
３３   合口端部
４０   スペーサ
５０   サイドレール
５２ａ 係止突起
５３ａ 係止突起
６０   サイドレール
６２ａ 係止突起
６３ａ 係止突起
Ｃ１   周方向
Ｃ２   周方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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