特許 7042290 組合せオイルリング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-16

(45)【発行日】2022-03-25

(54)【発明の名称】組合せオイルリング

(51)【国際特許分類】

   F16J 9/06 20060101AFI20220317BHJP

   F02F 5/00 20060101ALI20220317BHJP

【ＦＩ】

F16J9/06 B

F02F5/00 301E

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020006067

(22)【出願日】2020-01-17

(65)【公開番号】P2021113576

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2020-08-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000215785

【氏名又は名称】ＴＰＲ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒井 亮一郎

(72)【発明者】

【氏名】大黒 隆

(72)【発明者】

【氏名】南郷 哲哉

【審査官】大谷 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２００１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５９－１０７９５２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６１－０９９６５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５４－１１３９０７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ ９／０６

Ｆ０２Ｆ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピストンに形成されたオイルリング溝に装着され、前記ピストンの軸方向における燃焼室側である上側に配置される上部サイドレールと、前記上部サイドレールと独立して下側に配置される下部サイドレールと、これらサイドレールの間に配置されるスペーサエキスパンダとからなる組合せオイルリングであって、
前記スペーサエキスパンダは、
前記上部サイドレールと対向する上面側に、前記スペーサエキスパンダの径方向内側に前記組合せオイルリングの軸方向に突出して形成され、前記上部サイドレールを径方向外側に付勢する上耳部と、前記スペーサエキスパンダの径方向外側に前記組合せオイルリングの軸方向に突出して形成され、前記上部サイドレールを支持する上支持部と、前記上耳部と前記上部サイドレールとの接触部と前記上支持部と前記上部サイドレールとの接触部との間で形成され、前記スペーサエキスパンダの周方向に延在するスペーサエキスパンダ上側溝と、
を備え、
さらに、前記下部サイドレールと対向する下面側に、前記スペーサエキスパンダの径方向内側に前記組合せオイルリングの軸方向に突出して形成され、前記下部サイドレールを径方向外側に付勢する下耳部と、前記スペーサエキスパンダの径方向外側に前記組合せオイルリングの軸方向に突出して形成され、前記下部サイドレールを支持する下支持部と、前記下耳部と前記下部サイドレールとの接触部と前記下支持部と前記下部サイドレールとの接触部との間で形成され、前記スペーサエキスパンダの周方向に延在するスペーサエキスパンダ下側溝と、
を備え、
前記上部サイドレールの下面には、前記スペーサエキスパンダ上側溝と対向するように前記上部サイドレールの周方向に延在する上部サイドレール下側溝が設けられており、
前記下部サイドレールの上面は、溝が設けられていない平坦面であり、
前記上部サイドレールの上面には前記上部サイドレールの周方向に延在する上部サイドレール上側溝が設けられることを特徴とする、
組合せオイルリング。

【請求項2】

前記上部サイドレール下側溝の周方向の長さが前記スペーサエキスパンダ上側溝の周方向の長さより長い、
請求項１に記載の組合せオイルリング。

【請求項3】

前記上部サイドレール下側溝の深さが０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である、
請求項１又は２に記載の組合せオイルリング。

【請求項4】

前記上部サイドレール下側溝の深さが０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である、
請求項３に記載の組合せオイルリング。

【請求項5】

前記スペーサエキスパンダ上側溝の底面に開口し、前記スペーサエキスパンダの周方向に延在する凹溝が更に形成されている、
請求項１から４の何れか一項に記載の組合せオイルリング。

【請求項6】

前記凹溝が前記スペーサエキスパンダ上側溝の径方向の中央部に位置する、
請求項５に記載の組合せオイルリング。

【請求項7】

前記スペーサエキスパンダ上側溝における前記凹溝は、径方向に曲率を有する、
請求項５又は６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】

【0001】

本件発明は、エンジン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】

【0002】

従来のオイルリングは、ピストンの往復運動に伴い、エンジンのシリンダ内壁面に付着した余分なエンジンオイルを掻き落とし、適度な油膜を形成してピストンの焼き付きを防止している。エンジンが停止すると、オイルリング溝の溝底と組合せオイルリングとの間のオイルが排出されてから、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間のオイルが排出される。このとき、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間の空間でオイルが速やかに排出されないと、オイルが劣化して未燃焼カーボンや潤滑油燃焼生成物から生じたカーボンスラッジ等不溶解分が生成され、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間に堆積し次第に加熱される。加熱された堆積物は、サイドレールとスペーサエキスパンダを固着させ、オイルリング溝内におけるオイルリングの動きを制限してしまい、オイルリングによる円滑なエンジンオイルの掻き落とし機能が十分に発揮されなくなるおそれがある。

【0003】

そこで、特許文献１及び特許文献２には、スペーサエキスパンダとサイドレールとの間の隙間を拡大させ、オイルの排出を促すことによって、堆積物によるサイドレールとスペーサエキスパンダとの固着を抑制する構成が開示されている。また、特許文献３には、ピストンのリング溝とサイドレールの間の空間及びサイドレールとスペースエキスパンダの間の空間を拡大させる構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２-２３３５７２号公報

【文献】特開２０１４-０４０９１４号公報

【文献】実開昭６１-９９６５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、特許文献１に係る組合せオイルリングは、ピストンの稼働が停止した状態で、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間のオイルが耳部の貫通孔を通して径方向に排出される。耳の部分がオイルの流れを阻害してしまい、また、オイルの排出通路の断面積が小さいため、オイルが速やかに排出されない問題がある。特許文献２に係る組合せオイルリングは、スペーサエキスパンダの連結部を階段状面に設置するものであるため、第１段差部と第２段差部との間の隅にオイルが溜まってしまい、オイルが十分に排出されない。特許文献３に係る組合せオイルリングは、下部サイドレールに溝を掘って排出オイルを保持する受け皿になるため、排出率が悪化する虞がある。

【0006】

エンジンが停止した後、オイルの抜けが十分に行われないという問題を解決するために、本件発明は、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間のオイルを十分かつ速やかに排出できる組合せオイルリングを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本件発明に係る組合せオイルリングは、ピストンに形成されたオイルリング溝に装着され、前記ピストンの軸方向における燃焼室側である上側に配置される上部サイドレールと、前記上部サイドレールと独立して下側に配置される下部サイドレールと、これらサイドレールの間に配置されるスペーサエキスパンダとからなる組合せオイルリングであって、
前記スペーサエキスパンダは、前記上部サイドレールと対向する上面側に、前記スペーサエキスパンダの径方向内側に前記組合せオイルリングの軸方向に突出して形成され、前記上部サイドレールを径方向外側に付勢する上耳部と、前記スペーサエキスパンダの径方向外側に前記組合せオイルリングの軸方向に突出して形成され、前記上部サイドレールを支持する上支持部と、前記上耳部と前記上部サイドレールとの接触部と前記上支持部と前記上部サイドレールとの接触部との間で形成され、前記スペーサエキスパンダの周方向に延在するスペーサエキスパンダ上側溝とを備え、
さらに、前記下部サイドレールと対向する下面側に、前記スペーサエキスパンダの径方向内側に前記組合せオイルリングの軸方向に突出して形成され、前記下部サイドレールを径方向外側に付勢する下耳部と、前記スペーサエキスパンダの径方向外側に前記組合せオイルリングの軸方向に突出して形成され、前記下部サイドレールを支持する下支持部と、前記下耳部と前記下部サイドレールとの接触部と前記下支持部と前記下部サイドレールとの接触部との間で形成され、前記スペーサエキスパンダの周方向に延在するスペーサエキスパンダ下側溝とを備え、
前記上部サイドレールの下面には、前記スペーサエキスパンダ上側溝と対向するように前記上部サイドレールの周方向に延在する上部サイドレール下側溝が設けられることを特徴とする。

【0008】

上部サイドレールの下面には、スペーサエキスパンダ上側溝と対向するように前記上部サイドレールの周方向に延在する上部サイドレール下側溝が設けられることによって、上部サイドレールとスペーサエキスパンダとの間のオイルを速やかに排出できる。なお、上部サイドレール下側溝の周方向の長さについては、特に限定されない。上部サイドレール下側溝は、サイドレールの全周に亘って連続して形成されてもよいし、断続的に形成されてもよい。

【0009】

本件発明に係る組合せオイルリングは、前記上部サイドレール下側溝の周方向の長さが前記スペーサエキスパンダ上側溝の周方向の長さより長いことが好ましい。このような構成により、上部サイドレールとスペーサエキスパンダとの間に形成された空間を大きく確保できるので、単位時間に流出するオイルの量を増加できる。

【0010】

本件発明に係る組合せオイルリングは、前記上部サイドレール下側溝の深さが０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることがより好ましい。このような構成により、エンジンの停止した直後に、オイルリング溝の溝底とオイルリング内周との間のオイルの排出が速く、上部サイドレールとスペーサエキスパンダとの間におけるオイルの排出率も向上できる。

【0011】

本件発明に係る組合せオイルリングは、前記上部サイドレールの周方向に延在する上部サイドレール上側溝が設けられることが好ましい。このような構成により、エンジン稼働中の上部サイドレールのバランスを取りやすくなる。これによって、上部サイドレールがねじれることを避けられるため、上部サイドレールとシリンダ内壁面との密封性が高められる。

【0012】

本件発明に係る組合せオイルリングは、前記スペーサエキスパンダ上側溝の底面に開口し、前記スペーサエキスパンダの周方向に延在する凹溝が更に形成されることが好ましい。このような構成により、上部サイドレールとスペーサエキスパンダとの間に形成された空間をさらに大きくすることで、単位時間に流出するオイルの量を増加することができる。

【0013】

本件発明に係る組合せオイルリングは、前記凹溝が前記スペーサエキスパンダ上側溝の径方向の中央部に位置することが好ましい。このような構成により、大きい段差を避ける
ので、ピストンの動きに起因する段差の根部の亀裂を防ぐことができる。

【0014】

本件発明に係る組合せオイルリングは、前記スペーサエキスパンダ上側溝における前記凹溝は径方向に曲率を持っていることが好ましい。このような構成により、オイルが周方向に排出されやすく、溝に溜まりにくいので、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間のオイルを円滑に排出できる。

【発明の効果】

【0015】

本件発明の組合せオイルリングは、上部サイドレールの下面に上部サイドレール下側溝を設けることによって、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間のオイルを十分かつ速やかに排出できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る組合せオイルリングがピストンに装着された状態の周方向に直交する断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る組合せオイルリングの装着前の状態を示す図である。

【図3】上部サイドレール下側溝の深さが異なる組合せオイルリングにおけるオイルの排出率を示すグラフである。

【図4】上部サイドレール下側溝の深さが異なる組合せオイルリングにおけるオイルの排出率を示すグラフの一部拡大図である。

【図5】残留オイル面積率を説明するための図であって、図５（Ａ）は組合せオイルリングがピストンに装着された状態の周方向に直交する断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ－Ｂ方向から観察した図である。

【図6】比較例１－１に係る組合せオイルリングがピストンに装着された状態の周方向に直交する断面図である。

【図7】比較例１－２に係る組合せオイルリングがピストンに装着された状態の周方向に直交する断面図である。

【図8】実施例１－１、比較例１－１及び比較例１－２のオイル排出率の比較結果を表すグラフである。

【図9】実施例１－１、比較例１－１及び比較例１－２のオイル排出率の比較結果を表すグラフの一部拡大図である。

【図10】変形例１－１に係る組合せオイルリングがピストンに装着された状態の周方向に直交する断面図である。

【図11】本発明の別の実施形態に係る組合せオイルリングの周方向に直交する断面図である。

【図12】本発明の別の実施形態に係るスペーサエキスパンダの一部分を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための好適な実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0018】

図１は本発明の実施形態に係る組合せオイルリングがピストンに装着された状態の周方向に直交する断面図である。図２は本発明の実施形態に係る組合せオイルリングの装着前の状態を示す図である。図１に示すように、組合せオイルリング１００がオイルリング溝Ｇに装着される状態を「使用状態」と称する。以下、組合せオイルリング１００の軸方向を「上下方向」と定義する。また、組合せオイルリング１００の軸方向のうち、燃焼室側を「上側」（図１における上方向）と定義し、その反対側、即ち、燃焼室側から離れる側
（図１における下方向）を「下側」と定義する。

【0019】

また、組合せオイルリング１００の説明において、「周方向」とは、特に指定しない限り、当該組合せオイルリング１００の周方向のことを指す。組合せオイルリング１００の「内側」又は「径方向内側」とは、当該組合せオイルリング１００の内周面側のことを指す。組合せオイルリング１００の「外側」又は「径方向外側」とは、その反対側（即ち、組合せオイルリング１００の外周面側）のことを指す。「軸方向」とは、特に指定しない限りは当該組合せオイルリング１００の中心軸に沿う方向のことを指す。使用状態における組合せオイルリング１００の軸方向は、シリンダの軸方向と一致する。

【0020】

＜実施形態１＞
以下、図面を参照しながら、実体形態１に係る組合せオイルリングについて説明する。図１に示すように、組合せオイルリング１００は、ピストンに形成されたオイルリング溝Ｇに装着され、ピストンの軸方向における燃焼室側である上側に配置される上部サイドレール１０と、上部サイドレール１０と独立して下側に配置される下部サイドレール３０と、これらサイドレールの間に配置されるスペーサエキスパンダ２０と、からなる。

【0021】

図２に示すように、スペーサエキスパンダ２０は、上部サイドレール１０と対向する上面側に、スペーサエキスパンダ２０の径方向内側に組合せオイルリング１００の軸方向上側に突出して形成され、上部サイドレール１０を径方向外側に付勢する上耳部２１と、スペーサエキスパンダ２０の径方向外側に組合せオイルリング１００の軸方向上側に突出して形成され、上部サイドレール１０を支持する上支持部２３と、上耳部２１と上部サイドレール１０との接触部と上支持部２３と上部サイドレール１０との接触部との間で形成され、スペーサエキスパンダ２０の周方向に延在するスペーサエキスパンダ上側溝２２と、を備える。

【0022】

さらに、スペーサエキスパンダ２０は、下部サイドレール３０と対向する下面側に、スペーサエキスパンダ２０の径方向内側に組合せオイルリング１００の軸方向下側に突出して形成され、下部サイドレール３０を径方向外側に付勢する下耳部２４と、スペーサエキスパンダ２０の径方向外側に組合せオイルリング１００の軸方向に突出して形成され、下部サイドレール３０を支持する下支持部２６と、下耳部２４と下部サイドレール３０との接触部と下支持部２６と下部サイドレール３０との接触部との間で形成され、スペーサエキスパンダ２０の周方向に延在するスペーサエキスパンダ下側溝２５と、を備える。

【0023】

そして、上部サイドレール１０及びスペーサエキスパンダ上側溝２２との間の隙間を拡大するために、上部サイドレール下面１２には上部サイドレール下側溝１２Ａが設けられる。なお、上部サイドレール下側溝の周方向の長さについては、特に限定されない。上部サイドレール下側溝は、サイドレールの全周に亘って連続して形成されてもよいし、断続的に形成されてもよい。上部サイドレール下側溝１２Ａの深さがｄである。また、上部サイドレール下側溝１２Ａは上部サイドレール１０の周方向に沿って延び、周方向において、スペーサエキスパンダ上側溝２２の長さより長くなっている。即ち、上部サイドレール１０、上耳部２１、上支持部２３及びスペーサエキスパンダ上側溝２２で画成された空間は、スペーサエキスパンダ２０の周方向（上部サイドレール１０の周方向）に沿って延在している。なお、下部サイドレール上面３１は、平坦面となっている。即ち、下部サイドレール上面３１には、溝が設けられていない。但し、本発明はこれに限定されない。

【0024】

以下、図３及び図４を参照しながら上部サイドレール下側溝の深さｄとオイルの排出率との関係について説明する。オイルの排出率とは、単位時間当たり残留オイル面積率の減少量である。図３は、上部サイドレール下側溝の深さｄが異なる組合せオイルリングにおけるオイルの排出率を示すグラフである。図４は、図３のグラフの一部拡大図である。図
３及び図４に示すように、横軸はエンジンが停止してからの経過時間（ｈ）であり、縦軸は残留オイル面積率（％）である。図３では、０．０［ｈ］～２．０［ｈ］における残留オイル面積率が示されており、図４では、０．００［ｈ］～０．２０［ｈ］における残留オイル面積率が示されている。ここで、残留オイル面積率とは、残留オイル面積が全面積に占める割合である。図５は、残留オイル面積率を説明するための図であって、図５（Ａ）は組合せオイルリングがピストンに装着された状態の周方向に直交する断面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ－Ｂ方向から観察した図である。残留オイル面積率は、具体的には、残留オイル面積ＯＳがシリンダ内壁面Ｃ１からオイルリング溝Ｇの溝底Ｇ１までの全面積ＷＳに占める割合である。従って、残留オイル面積率をＤとすると、以下のように表すことができる。

図３及び図４に示す「○」は、従来仕様の組合せオイルリングのオイル排出効果を示す。従来仕様の組合せオイルリングとは、上部サイドレール及び下部サイドレールには、両方とも溝が設けられていない仕様である。また、「△」は上部サイドレールに深さｄが０．０３ｍｍである上部サイドレール下側溝が設けられ、且つ下部サイドレールに溝が設けられていない仕様の組合せオイルリングのオイル排出効果を示す。また、「□」は上部サイドレールに深さｄが０．０６ｍｍである上部サイドレール下側溝が設けられ、且つ下部サイドレールに溝が設けられていない仕様の組合せオイルリングのオイル排出効果を示す。また、「◇」は上部サイドレールに深さｄが０．１５ｍｍである上部サイドレール下側溝が設けられて、下部サイドレールに溝が設けられていない仕様の組合せオイルリングのオイル排出効果を示す。

【0025】

図３に示すように、従来仕様は、時間の推移に伴い、残留オイル面積率が急速に減少した後に、緩やかに減少している。具体的には、０．０［ｈ］～０．２［ｈ］においては残留オイルが速やかに排出され、０．２［ｈ］～１．０［ｈ］において残留オイルの排出速度が低下し、１．０［ｈ］を経過後は、残留オイルの排出速度がほぼ一定となり、残留オイルは少しずつ減少する。他の仕様においても、オイル排出の傾向は概ね同様である。

【0026】

さらに分析すると、エンジンが停止してから０．２［ｈ］が経過するまでのオイル排出の初期段階においては、エンジンの温度が高いため、オイル排出速度は高くなっている。ここで、図４に示すように、０．００［ｈ］～０．０４［ｈ］では、溝深さが深いほどオイル排出速度が高くなっている。具体的には、従来仕様と他の仕様の０．０４［ｈ］における残留オイル面積率を比較すると、線Ｌ１で示すように、上部サイドレール下側溝の深さｄが０．０３ｍｍである仕様の残留オイル面積率の従来仕様に対する減少率は約４％となっており、線Ｌ２で示すように、上部サイドレール下側溝の深さｄが０．０６ｍｍである仕様の残留オイル面積率の減少率は約１５％となっており、線Ｌ３で示すように、上部サイドレール下側溝の深さｄが０．１５ｍｍである仕様の残留オイル面積率の減少率は約１８％となっている。このように、エンジンの停止直後のオイル排出の初期段階においては、溝深さが深いほど、オイルを早期に排出できる。

【0027】

なお、サイドレールとスペーサエキスパンダとの固着の原因としては、エンジンの停止直後即ち、エンジンが最も高熱となっている状態で、オイルが速やかに排出されないことにより残留オイルが加熱されて劣化し、リング周りに排出されにくい不溶解分が溜まることが考えられる。従って、エンジンの停止直後にオイルを早期に排出することが望ましい。

【0028】

上述のような、サイドレールとスペーサエキスパンダとの間のオイルの流出メカニズムを考慮すると、上部サイドレール下側溝の深さｄをできるだけ深くすることが、サイドレ
ールとスペーサエキスパンダとの固着を抑制する観点から好ましい。但し、上部サイドレール下側溝の深さｄを必要以上に深くすると、上部サイドレール１０の一部が薄くなってしまい、使用中、上部サイドレール１０に亀裂が生じる虞がある。そのような状況を考えると、上部サイドレール下側溝の深さｄは、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが好ましく、０．１ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下であることがより好ましい。但し、上部サイドレール下側溝の深さｄは、これに限定されない。

【0029】

［作用・効果］
次に、従来仕様との対比で、実施形態に係る組合せオイルリング１００による作用及び効果について説明する。従来仕様と比べると、本実施形態の組合せオイルリング１００は、その上部サイドレール１０の形状を工夫することによって、上部サイドレール１０とスペーサエキスパンダ２０との間の隙間を大きくすることで、エンジンが停止した後、上部サイドレール１０とスペーサエキスパンダ２０との間のオイルを十分かつ速やかに排出させ、固着を防止できる。

【0030】

以下、本件発明の実施例及び比較例を参照し、本件発明の効果を具体的に説明する。なお、本件発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【実施例】

【0031】

＜実施例１－１＞
実施例１－１に係る組合せオイルリング１００は、上部サイドレール下面１２に上部サイドレール下側溝１２Ａを設ける。上部サイドレール上面１１、下部サイドレール上面３１及び下部サイドレール下面３２は平坦面である。即ち、下部サイドレール３０の構成は従来の通りである。

【0032】

＜比較例１－１＞
図６に示すように、比較例１－１に係る組合せオイルリング２００は、上部サイドレール上面２１１及び上部サイドレール下面２１２、下部サイドレール上面２３１及び下部サイドレール下面２３２は平坦面である。即ち、上部サイドレール２１０と下部サイドレール２３０との構成は従来の通りである。それ以外は、スペーサエキスパンダ２２０も実施例１－１と同様にして作製された。

【0033】

＜比較例１－２＞
図７に示すように、比較例１－２に係る組合せオイルリング３００は、下部サイドレール上面３３１に実施例１－１の上部サイドレール下側溝１２Ａと同じような下部サイドレール上側溝３３１Ａを設ける。下部サイドレール下面３３２、上部サイドレール上面３１１及び上部サイドレール下面３１２は平坦面である。即ち、上部サイドレール３１０の構成は従来の通りである。それ以外は、スペーサエキスパンダ３２０も実施例１－１のスペーサエキスパンダ２０と同様にして作製された。

【0034】

（実施例１－１と比較例との比較検討の説明）
以下、実施例１－１に係る組合せオイルリング１００（以下、「実施例１－１」とも称する）と、比較例１－１に係る組合せオイルリング２００（以下、「比較例１－１」とも称する）及び比較例１－２に係る組合せオイルリング３００（以下、「比較例１－２」とも称する）とのオイル排出率について、比較検討する。

【0035】

図８は実施例１－１、比較例１－１及び比較例１－２のオイル排出率の比較結果を表すグラフである。図９は実施例１－１、比較例１－１及び比較例１－２のオイル排出率の比較結果を表すグラフの一部拡大図である。図８では、０．０［ｈ］～２．０［ｈ］における残留オイル面積率が示されており、図９では、０．００［ｈ］～０．２０［ｈ］におけ
る残留オイル面積率が示されている。図８及び図９に示すように、横軸は経過時間（ｈ）であり、縦軸は残留オイル面積率（％）である。「○」は比較例１－１に係る組合せオイルリング２００のオイル排出率を示す。「□」は実施例１－１に係る組合せオイルリング１００のオイル排出率を示す。「*」は比較例１－２に係る組合せオイルリング３００の
オイル排出率を示す。

【0036】

図８に示すように、何れの仕様においても、時間の推移に伴い、残留オイル面積率が急速に減少した後に、緩やかに減少している。２．０［ｈ］経過後の実施例１－１の残留オイル面積率は、約５３％となっている。一方、比較例１－２の仕様は、残留オイル面積率の減少傾向は実施例１－１と同様であるものの、２．０［ｈ］経過後の残留オイル面積率が実施例１－１よりも大きく、約５６％となっている。この要因としては、比較例１－２に係る組合せオイルリング３００では、下部サイドレール上面３３１に設けられた下部サイドレール上側溝３３１Ａが排出オイルを保持する受け皿になることにより排出率が低下し、実施例１－１ほどにはオイルを多量に排出できないためと考えられる。

【0037】

さらに、エンジンの停止直後のオイル排出の初期段階における残留オイル面積率の推移に着目する。図９に示すように、０．００［ｈ］～０．０４［ｈ］では、サイドレールに溝を設けた実施例１－１及び比較例１－２の方が、比較例１－１（従来仕様）よりもオイル排出速度が高くなっている。具体的には、比較例１－１と実施例１－１及び比較例１－２の０．０４［ｈ］における残留オイル面積率を比較すると、線Ｌ５で示すように、実施例１－１のオイル面積率の比較例１－２に対する減少率は約１５％となっており、線Ｌ４に示すように、比較例１－２のオイル面積率の減少率は約１４％となっている。即ち、上部サイドレール又は下部サイドレールに溝を設け、上部サイドレールとスペーサエキスパンダとの間の隙間を大きくすることで、エンジンの停止直後のオイル排出の初期段階においてオイル排出速度を高め、オイルを早期に排出できる。

【0038】

つまり、実施例１－１と比較例１－１とを比較すると、サイドレールとスペーサエキスパンダとの固着を抑制する観点においては、エンジンの停止直後にオイルを早期に排出することが望ましいことから、オイルを早期に排出できる実施例１－１の仕様の方が比較例１－１の仕様よりも優位である。

【0039】

次に、実施例１－１と比較例１－２とを比較すると、上述のように、比較例１－２の仕様では、下部サイドレール上側溝３３１Ａが排出オイルを保持する受け皿となることにより排出率が低下し、実施例１－１ほどにはオイルを多量に排出できない。そのため、図８に示すように、２．０［ｈ］経過後のオイル排出の終期段階においては、下部サイドレールの上面が平坦面に形成された実施例１－１の方が比較例１－２よりもオイルを多量に排出できる。従って、実施例１－１の仕様の方が比較例１－２の仕様よりも優位である。

【0040】

＜変形例１－１＞
図１０は変形例１－１に係る組合せオイルリング４００がピストンに装着された状態の周方向に直交する断面図である。図１０に示すように、変形例１－１に係る組合せオイルリング４００は、上部サイドレール下面４１２に上部サイドレール下側溝４１２Ａを設け、更に、上部サイドレール上面４１１に上部サイドレール下側溝４１２Ａと同様の断面形状を有する上部サイドレール上側溝４１１Ａを設ける点で、実施例１－１に係る組合せオイルリング１００と相違する。それ以外は、スペーサエキスパンダ４２０は実施例１－１のスペーサエキスパンダ２０と同様にして作製された。

【0041】

上部サイドレール上面４１１にも、上部サイドレール下側溝４１２Ａと同様の断面形状を有する上部サイドレール上側溝４１１Ａを設けることで、エンジン稼働中の上部サイドレール４１０のバランスを取ることができる。これによって、上部サイドレール４１０が
ねじれることを避けられるため、上部サイドレール４１０とシリンダ内壁面Ｃ１との密封性が高められる。しかしながら、上部サイドレール４１０における上部サイドレール上側溝４１１Ａの形状は、これに限定されない。上部サイドレール４１０のバランスを考慮して、上部サイドレール上側溝４１１Ａの形状を適宜調整すればよい。

【0042】

＜実体形態２＞
図１１～１２は、本発明に係る組合せオイルリングの実施形態２を示す。以下、この実施形態２に係る組合せオイルリング５００について説明する。図中、図１～図２と同符号は、同一のものを示す。

【0043】

（実施形態２の構成の説明）
図１１は本発明の別の実施形態に係る組合せオイルリング５００の周方向に直交する断面図である。図１２はスペーサエキスパンダ５２０の一部分を示す斜視図である。図１１に示すように、実施形態２に係る組合せオイルリング５００は、上部サイドレール下面１２に上部サイドレール下側溝１２Ａを設け、当該上部サイドレール下側溝１２Ａは上部サイドレール１０の周方向に沿って伸び、下部サイドレール上面３１は平坦面である点で実施形態１における上部サイドレール１０及び下部サイドレール３０と同じである。

【0044】

これに対して、実施形態２の上耳部５２１、下耳部５２４、上支持部５２３及び下支持部５２６の構成は実施形態１における上耳部２１、下耳部２４、上支持部２３及び下支持部２６の構成と同様であるが、上耳部５２１と上支持部５２３との間のスペーサエキスパンダ上側溝５２２に更に凹溝５２２Ａを設け、下耳部５２４と下支持部５２６との間のスペーサエキスパンダ下側溝５２５に更に凹溝５２５Ａを設ける点で実施形態１におけるスペーサエキスパンダ上側溝２２及びスペーサエキスパンダ下側溝２５と異なる。

【0045】

具体的には、スペーサエキスパンダ上側溝５２２における上部サイドレール１０に対向する面に凹溝５２２Ａを設ける。当該凹溝５２２Ａは、スペーサエキスパンダ上側溝５２２の底面で開口し、且つスペーサエキスパンダ上側溝５２２の径方向の中央部に位置し、周方向に延びている。スペーサエキスパンダ下側溝５２５における下部サイドレール３０に対向する面には、凹溝５２５Ａが設けられている。当該凹溝５２５Ａは、スペーサエキスパンダ下側溝５２５の底面で開口し、且つスペーサエキスパンダ下側溝５２５の径方向の中央部に位置し、周方向に延びている。なお、スペーサエキスパンダ５２０は、凹溝５２５Ａを有さずに凹溝５２２Ａのみを有してもよい。

【0046】

このような実施形態２に係る組合せオイルリング５００では、前記の実施形態１に係る組合せオイルリング１００に比べると、上部サイドレール１０とスペーサエキスパンダ５２０との間の隙間が更に大きくなり、下部サイドレール３０とスペーサエキスパンダ５２０との間の隙間も更に大きくなる。

【0047】

（実施形態２の作用の説明）
この実施形態２に係る組合せオイルリング５００は、以上の構成からなることで、前記実施形態１に係る組合せオイルリング１００により、上部サイドレール１０及び下部サイドレール３０とスペーサエキスパンダ５２０との間のオイルを更に速やかに排出できる。

【0048】

すなわち、上部サイドレール１０とスペーサエキスパンダ５２０との間の隙間及び下部サイドレール３０とスペーサエキスパンダ５２０との間の隙間を大きくすることによって、オイルの排出通路を大きく確保できると共に、単位時間に流出するオイルの量を増加させることができる。これにより、エンジンが停止した後、上部サイドレール１０及び下部サイドレール３０とスペーサエキスパンダ５２０との間のオイルを十分かつ速やかに排出させ、カーボンスラッジの堆積を防止して、カーボンスラッジが加熱されることによるサ
イドレールとスペーサエキスパンダとの固着を抑制できる。

【0049】

また、実施形態２に係る組合せオイルリング５００は、スペーサエキスパンダ５２０のスペーサエキスパンダ上側溝５２２における凹溝５２２Ａ及びスペーサエキスパンダ下側溝５２５における凹溝５２５Ａを、それぞれスペーサエキスパンダ上側溝５２２及びスペーサエキスパンダ下側溝５２５の径方向の中央部に設ける構成としている。つまり、オイルの排出通路を確保するための溝を段階的に形成している。これにより、オイルの排出通路を確保するための溝によりスペーサエキスパンダ５２０に大きな段差が形成されることを回避できる。その結果、ピストンの動きに起因した段差の根部の亀裂を防ぐことができる。

【0050】

＜実施例２－１＞
図１１及び図１２に示すように、スペーサエキスパンダ５２０におけるスペーサエキスパンダ上側溝５２２に設ける凹溝５２２Ａ及びスペーサエキスパンダ５２０におけるスペーサエキスパンダ下側溝５２５に設ける凹溝５２５Ａは、径方向に曲率を有している。より具体的には、凹溝５２５Ａは、径方向外側の周縁と径方向内側の周縁とが、曲率を有するＲ部分（曲面部Ｒ１）によって形成されている。但し、凹溝５２５Ａは、径方向外側と径方向内側とのうちの何れか一方のみにＲ部分（曲面部Ｒ１）を有する形状であってもよい。

【0051】

これにより、スペーサエキスパンダ５２０のスペーサエキスパンダ上側溝５２２における凹溝５２２Ａ及びスペーサエキスパンダ下側溝５２５における凹溝５２５Ａを径方向に曲率を持たせることで、オイルが周方向に排出され易くなる。その結果、オイルが溝に溜まり難くなり、上部サイドレール１０及び下部サイドレール３０とスペーサエキスパンダ５２０との間のオイルをより円滑に排出できる。

【0052】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した種々の形態は、可能な限り組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0053】

１００，２００，３００，４００，５００…組合せオイルリング
１０，２１０，３１０，４１０…上部サイドレール
３０，２３０，３３０，４３０…下部サイドレール
２０，２２０，３２０，４２０，５２０…スペーサエキスパンダ
１１，２１１，３１１，４１１…上部サイドレール上面
１２，２１２，３１２，４１２…上部サイドレール下面
３１，２３１，３３１，４３１…下部サイドレール上面
３２，２３２，３３２，４３２…下部サイドレール下面
２１，５２１…上耳部
２２，５２２…スペーサエキスパンダ上側溝
２３，５２３…上支持部
２４，５２４…下耳部
２５，５２５…スペーサエキスパンダ下側溝
２６，５２６…下支持部
１２Ａ，４１２Ａ…上部サイドレール下側溝
４１１Ａ…上部サイドレール上側溝
Ｇ…オイルリング溝
３３１Ａ…下部サイドレール上側溝
５２２Ａ，５２５Ａ…凹溝
ｄ…上部サイドレール溝の深さ
Ｄ…残留オイル面積率
ＯＳ…残留オイル面積
ＷＳ…全面積

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】