(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルリングとコイルエキスパンダとからなる組合せオイルリングがピストンのオイルリング溝内で周方向に回転するのを防止する構造であって、
前記コイルエキスパンダは、隣合う素線間の隙間がジョイント線の太さ以上の寸法となる巻線ピッチを一方の合口端部から所定長さにわたって有しており、他方の合口端部は隣合う素線間が閉じられているクローズドエンドに形成されており、
このコイルエキスパンダの両合口端部に跨がって挿通されているジョイント線は一端部が半径方向内側に屈曲されており、他端がコイルエキスパンダの円周方向孔に沿って延びており、
前記ジョイント線の屈曲されている一端部が、前記コイルエキスパンダにおいてジョイント線の太さ以上の寸法を有している隣合う素線間の隙間を挿通してコイルエキスパンダから半径方向内側に突出し、ピストンのオイルリング溝の底面に形成されている凹所または貫通孔に挿入されていることを特徴とする組合せオイルリングの回り止め構造。
【請求項２】
前記コイルエキスパンダが、隣合う素線間の隙間がジョイント線の太さ以上の寸法となる巻線ピッチ部分を、クローズドエンドの合口端部を除くコイルエキスパンダの全周にわたって有し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の回り止め構造。
【請求項３】
前記コイルエキスパンダが、隣合う素線間の隙間がジョイント線の太さ以上の寸法となる巻線ピッチ部分を、クローズドエンドの合口端部を除くコイルエキスパンダの全周のうち、部分的に有し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の回り止め構造。
【請求項４】
前記コイルエキスパンダの素線の断面形状が、長方形形状であることを特徴とする請求項１，２または３記載の組合せオイルリングの回り止め構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の組合せオイルリングの回り止め構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクルエンジンのシリンダの内周面には、ポート孔が開口している。リングが円周方向に回転し、合口がポート孔位置に一致すると、リング合口は自己張力で外側に突出する。この状態でリングが上下動すると、合口端部がポート孔に引っ掛かることがある。
【０００３】
また、シリンダ軸が水平あるいは水平に近く傾斜したエンジンで、リングが回転して、合口が下方に位置すると、エンジンの停止中に潤滑油が合口を通って燃焼室に浸入する。この状態でエンジンが起動されると、白煙を生じたり、潤滑油消費の増加が起きる。
【０００４】
リングが円周方向に回転することにより、上記のような問題が生じるために、リングの回り止め手段を採用する場合がある。
【０００５】
各種エンジンにおけるリングの回り止めの採用状況は次の通りである。
・起動停止の頻度の少ない建機や船用のディーゼルエンジンは、リングの回り止めが一般的に採用されていない。
・起動停止が多い自動車用のガソリンエンジンのうち、シリンダ軸が水平や水平に近く傾斜したエンジンでは、リングの回り止めが一般的に採用されている。
・従来、水平や水平に近く傾斜したシリンダを有するディーゼルエンジンは、自動車用にはほとんど使われていなかったので、リングの回り止めは採用されていなかったが、最近この種のエンジンが自動車用に使用されるようになってきた。
【０００６】
そして、オイルリングとコイルエキスパンダとからなる２ピースの組合せオイルリングの回り止めとしては、
１．実開昭５７−３１５４６号
が知られている。この実開昭５７−３１５４６号は、コイルエキスパンダの両端部において、コイル素線を半径方向内外に突出延長させ、この延長部分をオイルリングに形成されているオイル孔とピストンに形成されているオイル逃がし孔とにそれぞれ挿入した、回り止め手段を記載している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の回り止め構造は下記の問題点を有している。
・一般的なコイルエキスパンダは、コイルエキスパンダとオイルリングとの接触面圧を低減するために、コイルエキスパンダの外周面をセンタレス研磨することが行われる。しかし上記構造では、コイルエキスパンダの端部においてコイル素線が半径方向を向いてコイルエキスパンダ外周から突出しているため、コイルエキスパンダの外周面の研磨加工が困難である。
・コイルエキスパンダの合口端面の研磨加工ができないため、合口突き当て部の安定性が悪い。
・コイルエキスパンダの合口端面の研磨加工ができないため、コイルエキスパンダ成形後に合口端面の研磨加工によってコイルエキスパンダ全長を変更することでの張力調整ができない。
【０００８】
本発明の課題は、上記の問題点を有していない組合せオイルリングの回り止め構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
組合せオイルリングにおいて、オイルリングとコイルエキスパンダとは半径方向に強い力で押し合っている。この力により生じる周方向の摩擦力が、オイルリングとコイルエキスパンダとが相対的に回転することを抑制している。実際のエンジンにおいて、エンジンの運転中、コイルエキスパンダとオイルリングとが独立して回転することは全く経験されていない。したがって、組合せオイルリングの回り止めは、コイルエキスパンダの回転を防止すれば、目的を達することができる。
【００１０】
したがって、本発明は下記の構成を備えている。すなわち、オイルリングとコイルエキスパンダとからなる組合せオイルリングがピストンのオイルリング溝内で周方向に回転するのを防止する構造であって、
前記コイルエキスパンダは、隣合う素線間の隙間がジョイント線の太さ以上の寸法となる巻線ピッチを一方の合口端部から所定長さにわたって有しており、他方の合口端部は隣合う素線間が閉じられているクローズドエンドに形成されており、
このコイルエキスパンダの両合口端部に跨がって挿通されているジョイント線は一端部が半径方向内側に屈曲されており、他端がコイルエキスパンダの円周方向孔に沿って延びており、
前記ジョイント線の屈曲されている一端部が、前記コイルエキスパンダにおいてジョイント線の太さ以上の寸法を有している隣合う素線間の隙間を挿通してコイルエキスパンダから半径方向内側に突出し、ピストンのオイルリング溝の底面に形成されている凹所または貫通孔に挿入されていることを特徴とする。
【００１１】
上記のように、ジョイント線は、屈曲されている一端部がオイルリング溝の底面に形成されている凹所または貫通孔に挿入されているので、オイルリング溝内の円周方向における所定位置に維持される。そしてこのジョイント線はコイルエキスパンダの両合口端部に跨がって挿通されており、前記一端部がコイルエキスパンダの隣合う素線間の隙間を挿通しているので、コイルエキスパンダはジョイント線によって円周方向に回転するのを防止される。これによって、コイルエキスパンダが半径方向に押圧付勢しているオイルリングも回り止めされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、図２および図３により、本発明の一実施形態である２ピース形の組合せオイルリングの回り止め構造を説明する。
【００１３】
図のピストン１は、シリンダ２が水平に配置された横置き型のエンジン用のものであり、シリンダ２内のピストン１の外周面に形成されているオイルリング溝３に組合せオイルリング１０が装着されている。組合せオイルリング１０は２ピース形の鋼製組合せオイルリングであり、オイルリング１１と、コイルエキスパンダ１２とからなっている。
【００１４】
オイルリング１１は合口を有している断面略Ｉ字形の鋼製リングであり、円周方向に延びる上下一対のレール１３，１４と、円周方向に延び前記一対のレール１３，１４を連結する薄肉の真っ直ぐなウェブ１５とからなっている。上下のレール１３，１４の外周面１６，１７はシリンダ２の内周面４と接触しシリンダ２の内周面４のオイルを掻き取る摺動面を構成する。ウェブ１５と上下のレール１３，１４の外周側突出部とで形成される外周溝１８はオイル受容溝であり、上下のレール１３，１４の外周面１６，１７でシリンダ２の内周面４から掻き取ったオイルは、外周溝１８から、ウェブ１５に円周方向に等間隔をおいて形成されている複数個のオイル孔１９を通ってオイルリング１１の内周側に移動し、ピストン１のオイルリング溝３の底面５に形成されている図示外の複数のオイル逃がし孔を通ってオイルパンに落とされる。
【００１５】
上下のレール１３，１４の内周側の突出部とウェブ１５とで形成されている内周溝２０にはコイルエキスパンダ１２が装着されており、オイルリング１１を半径方向外方に押圧付勢するようにされている。コイルエキスパンダ１２は、断面長方形形状の素線を、素線断面の長方形が巻方向と直角方向に縦長になるようにして、コイル状に巻き、それをリング状としたものである。コイルエキスパンダ１２の巻線ピッチは、隣合う素線間の隙間２１が後述するジョイント線２７の太さよりも若干大きい寸法になるようにされている。そして、コイルエキスパンダ１２の一方の合口端部２２は隣合う素線が開いている、すなわちオープンエンドに形成されているが、他方の合口端部２３は隣合う素線が閉じられている、すなわちクローズドエンドに形成されており、両合口端部２２，２３の端面２４，２５は研磨加工されて軸方向に平行な平面に形成されている。
【００１６】
コイルエキスパンダ１２の円周方向孔２６にはジョイント線２７が、コイルエキスパンダ１２の一対の合口端部２２，２３に跨がって挿通されている。ジョイント線２７（図３参照）は鋼等からなり、コイルエキスパンダ１２と略同じ曲率を有している円弧形の線材で、半径方向内側に屈曲している一端部２７ａを有しており、他端は半径方向に屈曲せずにコイルエキスパンダ１２と略同じ曲率で延びており、屈曲している一端部２７ａがコイルエキスパンダ１２の隣合う素線間の隙間２１を挿通して、コイルエキスパンダ１２から半径方向内側に突出している。
【００１７】
ジョイント線２７をコイルエキスパンダ１２に装着するときは、ジョイント線２７の屈曲されている一端部２７ａを、コイルエキスパンダ１２のオープンエンドの合口端部２２から、隣合う素線間の隙間２１に回転させながら数ピッチ分挿入して、一端部２７ａをコイルエキスパンダ１２から半径方向内側に突出させ、次に、ジョイント線２７の他端をコイルエキスパンダ１２のクローズドエンドの合口端部２３からコイルエキスパンダ１２の円周方向孔２６内に挿入する。
【００１８】
そして、コイルエキスパンダ１２は、ピストン１のオイルリング溝３内に、両合口端部２２，２３の端面２４，２５が突き合わされて縮められた状態で装着され、半径方向外方への拡張力を生じるようにされる。このコイルエキスパンダ１２の半径方向外方への拡張力によって、オイルリング１１は半径方向外方へ押圧され、オイルリング１１の上下のレール１３，１４の外周面１６，１７がシリンダ２の内周面４に押接される。また、ジョイント線２７のコイルエキスパンダ１２から半径方向内側に突出している一端部２７ａは、その先端部分がピストン１のオイルリング溝３の底面５に形成されている凹所２８に挿入される。
【００１９】
なお、コイルエキスパンダ１２を形成する素線の断面形状は上記で示したものに限ることはなく、例えば円形等でもよい。ただし、本発明を実施する上で、ジョイント線２７の屈曲されている一端部２７ａの強度が充分あることが重要である。このためには、太いジョイント線を使用することが望ましい。そのためには、コイルエキスパンダ１２の素線の断面形状を長方形形状として、コイルエキスパンダ１２の円周方向孔２６の内径を大きくすることが望ましい。素線断面形状が円形のものと長方形のものを使用して、同一のコイル外径、巻線ピッチ、ばね定数を持つコイルを作成すると、長方形の方が内径を大きくできる。
【００２０】
以上説明したように、ジョイント線２７は、屈曲されている一端部２７ａがオイルリング溝３の底面５に形成されている凹所２８に挿入されているので、オイルリング溝３内の円周方向における所定位置に維持される。そしてこのジョイント線２７はコイルエキスパンダ１２の両合口端部２２，２３に跨がって挿通されており、前記一端部２７ａがコイルエキスパンダ１２の隣合う素線間の隙間２１を挿通しているので、コイルエキスパンダ１２はジョイント線２７によって円周方向に回転するのを防止される。その結果、コイルエキスパンダ１２に押圧付勢されているオイルリング１１も円周方向に回転するのを防止される。
【００２１】
なお、上記実施形態では、ジョイント線２７の一端部２７ａが挿入する凹所２８をオイルリング溝３の底面５に形成したが、凹所２８を形成せずに、オイルリング溝３の底面５に形成されているオイル逃がし孔にジョイント線２７の一端部２７ａを挿入するようにしてもよい。
【００２２】
また、上記実施形態では、コイルエキスパンダ１２の巻線ピッチをクローズドエンドの合口端部を除いて一定とした。すなわち、コイルエキスパンダ１２は、隣合う素線間の隙間２１がジョイント線２７の太さ以上の寸法となる巻線ピッチ部分を、クローズドエンドの合口端部２３を除くコイルエキスパンダ１２の全周にわたって形成したが、巻線ピッチは部分的に異なるように構成することもできる。例えば、オープンエンドの合口端部寄りの数ピッチ部分を、隣合う素線間の隙間がジョイント線の太さ以上の寸法となる巻線ピッチとし、クローズドエンドの合口端部を除く他の部分の巻線ピッチを前記巻線ピッチよりも小さくするようにすることもできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、次の効果が得られる。
▲１▼  オイルリングとコイルエキスパンダとからなる組合せオイルリングが円周方向に回転するのを防止できる。
▲２▼  部品点数が少なく、組み付けが容易である。
▲３▼  コイルエキスパンダに半径方向の突起がないので、コイルエキスパンダの外周の研磨加工が可能である。その結果、コイルエキスパンダとオイルリングとの接触面圧を低減することができる。
▲４▼  コイルエキスパンダの一方の合口端部は、隣合う素線間が閉じられているクローズドエンドであるので、合口端面を研磨加工して平面に形成できるため、コイルエキスパンダの両合口端部の突き当たり状態を安定的にでき、合口突き当たり状態に変化を生じない。
▲５▼  コイルエキスパンダの一方の合口端部は、隣合う素線間が閉じられているクローズドエンドであるので、合口端面を研磨加工して平面に形成できるため、コイルエキスパンダ成形後に、合口端面の研磨加工によってコイルエキスパンダ全長を変更することでの張力調整を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である２ピース形の組合せオイルリングの回り止め構造の軸方向と直角に切った断面図である。
【図２】同組合せオイルリングの回り止め構造の軸方向に沿って切った断面図である。
【図３】ジョイント線を示す正面図である。
【符号の説明】
１  ピストン
２  シリンダ
３  オイルリング溝
４  シリンダ内周面
５  オイルリング溝底面
１０  組合せオイルリング
１１  オイルリング
１２  コイルエキスパンダ
１３，１４  レール
１５  ウェブ
１６，１７  外周面
１８  外周溝
１９  オイル孔
２０  内周溝
２１  隙間
２２，２３  合口端部
２４，２５  合口端面
２６  円周方向孔
２７  ジョイント線
２７ａ  ジョイント線端部
２８  凹所
【図１】
0003988837.tif 000002
【図２】
0003988837.tif 000003
【図３】
0003988837.tif 000004