JP7529635B2 - Upper segment and oil ring - Google Patents

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Description

本発明は、オイルリングに用いられる上側セグメント、及びオイルリングに関する。 The present invention relates to an upper segment for use in an oil ring, and to an oil ring.

一般的な自動車に搭載される内燃機関は、コンプレッションリング(圧力リング)とオイルリングとを含むピストンリングをピストンのリング溝に装着した構成を採用している。ピストンの軸方向において、コンプレッションリングが燃焼室側に設けられ、オイルリングがクランク室側に設けられ、これらがシリンダ内壁面を摺動することで能力を発揮する。オイルリングは、シリンダ内壁面に付着した余分なエンジンオイル(潤滑油)をクランク室側に掻き落とすことでオイルの燃焼室側への流出(オイル上がり)を抑制するオイルシール機能や、潤滑油膜がシリンダ内壁面に適切に保持されるようにオイル量を調整することで内燃機関の運転に伴うピストンの焼き付きを防止する機能を有する。コンプレッションリングは、気密を保持することで燃焼室側からクランク室側への燃焼ガスの流出(ブローバイ)を抑制するガスシール機能や、オイルリングが掻き落とし切れなかった余分なオイルを掻き落とすことでオイル上がりを抑制するオイルシール機能を有する。 Internal combustion engines installed in general automobiles adopt a configuration in which piston rings including a compression ring (pressure ring) and an oil ring are attached to the ring groove of the piston. In the axial direction of the piston, the compression ring is provided on the combustion chamber side, and the oil ring is provided on the crank chamber side, and they perform their functions by sliding on the inner wall surface of the cylinder. The oil ring has an oil seal function that suppresses the outflow of oil to the combustion chamber side (oil rising) by scraping off excess engine oil (lubricating oil) attached to the inner wall surface of the cylinder to the crank chamber side, and a function to prevent piston seizure caused by the operation of the internal combustion engine by adjusting the amount of oil so that a lubricating oil film is appropriately maintained on the inner wall surface of the cylinder. The compression ring has a gas seal function that suppresses the outflow of combustion gas from the combustion chamber side to the crank chamber side (blow-by) by maintaining airtightness, and an oil seal function that suppresses oil rising by scraping off excess oil that the oil ring could not scrape off.

ここで、オイルリングとしては、シリンダ内壁面を摺動する一対のセグメント(サイドレールとも呼ばれる)と、一対のセグメントをシリンダ内壁面へ付勢するスペーサエキスパンダとを組み合わせた、3ピース型の組合せオイルリングが広く用いられている。このような組合せオイルリングに関連して、オイルシール性能の向上を目的として、セグメントの摺動部(外周面)の最外径部分をセグメントの軸方向幅の中心よりも下方に配置した場合に、内周面の上側の円弧のRを下側の円弧のRよりも大きくすることでセグメントの傾きを防止する技術が開示されている(例えば、特許文献1)。 Here, a three-piece type combined oil ring is widely used as the oil ring, which combines a pair of segments (also called side rails) that slide on the cylinder inner wall surface with a spacer expander that urges the pair of segments against the cylinder inner wall surface. In relation to such combined oil rings, a technology has been disclosed that aims to improve oil seal performance by making the R of the upper arc of the inner circumferential surface larger than the R of the lower arc when the outermost diameter part of the sliding part (outer circumferential surface) of the segment is positioned below the center of the axial width of the segment, thereby preventing the segment from tilting (for example, Patent Document 1).

国際公開第2020/158949号International Publication No. 2020/158949 実開昭61-157149号公報Utility Model Publication No. 61-157149

ここで、3ピース型の組合せオイルリングでは、ピストンの往復運動に伴い、セグメントの姿勢が変化することとなる。このとき、従来のオイルリングでは、一対のセグメントのうち燃焼室側に設けられた上側セグメントの上面とピストンのリング溝の上壁との間に隙間が生じる場合がある。この隙間をオイルが通ってリング溝から燃焼室側に流出し(オイル上がり)、オイル消費が増加する虞がある。 In a three-piece combination oil ring, the posture of the segments changes as the piston reciprocates. In conventional oil rings, a gap may form between the top surface of the upper segment of the pair of segments that is located on the combustion chamber side and the top wall of the ring groove of the piston. Oil may pass through this gap and flow out of the ring groove to the combustion chamber side (oil rising), which may increase oil consumption.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一対のセグメントとスペーサエキスパンダとを備える組合せオイルリングにおいて、オイルシール性能を向上できる技術を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a technology that can improve the oil seal performance in a combined oil ring that includes a pair of segments and a spacer expander.

上記課題を解決するために、本発明は、以下の構成を採用した。即ち、本発明は、内燃機関のピストンに形成されたリング溝に装着されるオイルリングにおいて、該オイルリングの軸方向に並んで設けられると共にスペーサエキスパンダによって径方向の外側へ付勢される一対のセグメントのうち、前記内燃機関の燃焼室側に設けられる上側セグメントであって、前記上側セグメントの内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面
において、前記内周面における他の部位よりも前記上側セグメントの径方向内側に位置すると共に前記内周面において最小径となる内周頂部を含み、前記内周頂部は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記上側セグメントの軸方向における前記内周面の中央位置よりも前記燃焼室側に位置する、上側セグメントである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration: That is, the present invention relates to an oil ring that is fitted in a ring groove formed in a piston of an internal combustion engine, and of a pair of segments that are arranged side by side in the axial direction of the oil ring and biased radially outward by a spacer expander, the upper segment is arranged on the combustion chamber side of the internal combustion engine, the inner circumferential surface of the upper segment, in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the upper segment, is located radially inside the upper segment relative to other portions of the inner circumferential surface and includes an inner circumferential apex that has a smallest diameter on the inner circumferential surface, and the inner circumferential apex is located closer to the combustion chamber than a central position of the inner circumferential surface in the axial direction of the upper segment, in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the upper segment.

本発明によると、上側セグメントの周長方向に直交する断面において、上側セグメントの内周面を偏心形状とすることで、上側セグメントの上面とリング溝の上壁との接触面圧を高め、オイル上がりを抑制することができる。その結果、本発明によれば、オイルリングのシール性能を向上させ、オイル消費を低減することができる。 According to the present invention, by making the inner peripheral surface of the upper segment eccentric in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the upper segment, the contact pressure between the upper surface of the upper segment and the upper wall of the ring groove can be increased and oil leakage can be suppressed. As a result, according to the present invention, the sealing performance of the oil ring can be improved and oil consumption can be reduced.

また、本発明において、前記内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周頂部から前記内燃機関のクランク室側に向かうに従って前記上側セグメントの中心軸から離れるように湾曲した形状を有してもよい。 In addition, in the present invention, the inner peripheral surface may have a curved shape in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the upper segment, such that it moves away from the central axis of the upper segment as it moves from the inner peripheral apex toward the crank chamber of the internal combustion engine.

また、本発明において、前記内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周頂部を含んで前記上側セグメントの径方向内側へ凸状となるように湾曲した形状を有してもよい。 In the present invention, the inner peripheral surface may have a curved shape that is convex radially inward of the upper segment, including the inner peripheral apex, in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the upper segment.

また、本発明において、前記内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周頂部から前記内燃機関のクランク室側に向かうに従って前記上側セグメントの中心軸から離れるように傾斜した形状を有してもよい。 In addition, in the present invention, the inner peripheral surface may have a shape that is inclined in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the upper segment so as to move away from the central axis of the upper segment from the inner peripheral apex toward the crank chamber of the internal combustion engine.

また、本発明において、前記上側セグメントの軸方向における前記内周頂部と前記内周面の中央位置との距離は、前記上側セグメントの軸方向幅の2.5%超えて50%未満であってもよい。 In addition, in the present invention, the distance between the inner circumferential apex and the center position of the inner circumferential surface in the axial direction of the upper segment may be more than 2.5% and less than 50% of the axial width of the upper segment.

また、本発明において、前記上側セグメントの軸方向における前記内周頂部と前記内周面の中央位置との距離は、前記上側セグメントの軸方向幅の5%以上50%未満であってもよい。 In addition, in the present invention, the distance between the inner circumferential apex and the center position of the inner circumferential surface in the axial direction of the upper segment may be 5% or more and less than 50% of the axial width of the upper segment.

また、本発明は、内燃機関のピストンに形成されたリング溝に装着されるオイルリングであって、前記オイルリングの軸方向に並んで設けられる一対のセグメントと、前記一対のセグメントを径方向の外側へ付勢するスペーサエキスパンダと、を備え、前記一対のセグメントのうち前記内燃機関において燃焼室側に設けられる上側セグメントの内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周面における他の部位よりも前記上側セグメントの径方向内側に位置すると共に前記内周面において最小径となる内周頂部を含み、前記内周頂部は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記上側セグメントの軸方向における前記内周面の中央位置よりも前記燃焼室側に位置する、オイルリングであってもよい。 The present invention may also be an oil ring that is fitted to a ring groove formed in a piston of an internal combustion engine, comprising a pair of segments arranged side by side in the axial direction of the oil ring, and a spacer expander that biases the pair of segments radially outward, and the inner circumferential surface of the upper segment of the pair of segments that is arranged on the combustion chamber side of the internal combustion engine includes an inner circumferential apex that is located radially inside the upper segment relative to other parts of the inner circumferential surface and has a smallest diameter on the inner circumferential surface in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the upper segment, and the inner circumferential apex is located closer to the combustion chamber than the center position of the inner circumferential surface in the axial direction of the upper segment.

本発明によれば、オイルリングのオイルシール性能を向上できる。 The present invention can improve the oil sealing performance of the oil ring.

実施形態に係るオイルリングを備える内燃機関の部分断面図である。1 is a partial cross-sectional view of an internal combustion engine equipped with an oil ring according to an embodiment. 実施形態に係る上側セグメントの内周面の形状を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the shape of an inner circumferential surface of an upper segment according to the embodiment. 実施形態に係るスペーサエキスパンダの一部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a portion of a spacer expander according to an embodiment. 実施形態に係るオイルリングの部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the oil ring according to the embodiment. 実施形態における上側セグメントの接触状態を説明するための断面図である。11 is a cross-sectional view for explaining a contact state of an upper segment in the embodiment. FIG. 下側セグメントの内周面の形状の一例を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an example of the shape of the inner circumferential surface of the lower segment. 変形例1に係る上側セグメントの周長方向に直交する断面図である。11 is a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction of an upper segment according to Modification 1. FIG. 変形例2に係る上側セグメントの周長方向に直交する断面図である。11 is a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction of an upper segment according to Modification 2. FIG. 比較例に係る上側セグメントの周長方向に直交する断面図である。11 is a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction of an upper segment according to a comparative example. FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Below, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the configurations described in the following embodiments are not intended to limit the technical scope of the invention unless otherwise specified.

[全体構成]
図1は、実施形態に係るオイルリング40を備える内燃機関100の部分断面図である。図1では、オイルリング40の軸方向に沿う断面が図示されている。なお、図1は、模式図であり、オイルリング40を簡略化して図示している。図1に示すように、内燃機関100では、シリンダ10の内壁面10aとシリンダ10に装着されたピストン20の外周面20aとの間に所定の離間距離が確保されることにより、ピストン隙間PC1が形成されている。また、ピストン20の外周面20aには、リング溝30が形成されている。リング溝30は、燃焼室側に形成された上壁301と、クランク室側に形成されて上壁301に対向する下壁302と、上壁301と下壁302の内周縁同士を接続する接続壁303とを有する。このリング溝30には、本実施形態に係るオイルリング40が装着されている。
[overall structure]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an internal combustion engine 100 including an oil ring 40 according to an embodiment. FIG. 1 illustrates a cross section along the axial direction of the oil ring 40. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the oil ring 40 in a simplified form. As shown in FIG. 1, in the internal combustion engine 100, a piston gap PC1 is formed by ensuring a predetermined separation distance between an inner wall surface 10a of a cylinder 10 and an outer peripheral surface 20a of a piston 20 mounted in the cylinder 10. In addition, a ring groove 30 is formed in the outer peripheral surface 20a of the piston 20. The ring groove 30 has an upper wall 301 formed on the combustion chamber side, a lower wall 302 formed on the crank chamber side and facing the upper wall 301, and a connecting wall 303 connecting the inner peripheral edges of the upper wall 301 and the lower wall 302. The oil ring 40 according to this embodiment is mounted in the ring groove 30.

オイルリング40は、ピストン20の往復運動に伴ってシリンダ10の内壁面10aを摺動する摺動部材である。オイルリング40は、いわゆる3ピース型の組合せオイルリングであり、図1に示すように、一対のセグメント1,2とスペーサエキスパンダ3とを備える。オイルリング40は、リング溝30に装着されることでピストン20に組み付けられる。 The oil ring 40 is a sliding member that slides on the inner wall surface 10a of the cylinder 10 in association with the reciprocating motion of the piston 20. The oil ring 40 is a so-called three-piece type combination oil ring, and as shown in FIG. 1, it comprises a pair of segments 1, 2 and a spacer expander 3. The oil ring 40 is assembled to the piston 20 by being fitted into the ring groove 30.

以下、図1に示すように、オイルリング40の中心軸に沿う方向(軸方向)を「上下方向」と定義する。また、オイルリング40の軸方向のうち、内燃機関100における燃焼室側(図1における上側)を「上側」と定義し、その反対側、即ち、クランク室側(図1における下側)を「下側」と定義する。また、以下のオイルリング40の説明において、特に指定しない限りは、「周長方向」とはオイルリング40の周長方向のことを指し、「径方向」とはオイルリング40の径方向のことを指し、「軸方向」とはオイルリング40の軸方向のことを指す。オイルリング40の周長方向、径方向、及び軸方向は、夫々、一対のセグメント1,2の周長方向、径方向、及び軸方向と一致する。また、本明細書では、図1に示すようにピストンリングが組付けられたピストンがシリンダに挿入された状態を「使用状態」と称する。また、本明細書において、「バレル形状」とは、頂部を含んで凸状となるように湾曲した面形状のことを指し、頂部がリングの軸方向幅における中央に位置し軸方向に対称な形状である「対称バレル形状」や頂部がリングの軸方向幅における中央から離れており軸方向に非対称な形状である「偏心バレル形状」を含むものとする。また、本明細書において、「テーパ形状」とは、クランク室側に向かうに従ってリングの中心軸から離れるように(つまり、拡径するように)傾斜した面形状又はクランク室側に向かうに従ってリングの中心軸に近づくように(つまり、縮径するように)傾斜した面形状のことを指す。 Hereinafter, as shown in FIG. 1, the direction along the central axis of the oil ring 40 (axial direction) is defined as the "up-down direction". In addition, in the axial direction of the oil ring 40, the combustion chamber side (upper side in FIG. 1) in the internal combustion engine 100 is defined as the "upper side", and the opposite side, i.e., the crank chamber side (lower side in FIG. 1) is defined as the "lower side". In addition, in the following description of the oil ring 40, unless otherwise specified, the "circumferential direction" refers to the circumferential direction of the oil ring 40, the "radial direction" refers to the radial direction of the oil ring 40, and the "axial direction" refers to the axial direction of the oil ring 40. The circumferential direction, radial direction, and axial direction of the oil ring 40 respectively coincide with the circumferential direction, radial direction, and axial direction of the pair of segments 1 and 2. In addition, in this specification, the state in which the piston to which the piston ring is assembled is inserted into the cylinder as shown in FIG. 1 is referred to as the "use state". In addition, in this specification, the term "barrel shape" refers to a surface shape that is curved to be convex including the apex, and includes a "symmetric barrel shape" in which the apex is located at the center of the axial width of the ring and is symmetric in the axial direction, and an "eccentric barrel shape" in which the apex is away from the center of the axial width of the ring and is asymmetric in the axial direction. In addition, in this specification, the term "tapered shape" refers to a surface shape that is inclined away from the central axis of the ring (i.e., expanding in diameter) toward the crank chamber side, or a surface shape that is inclined toward the central axis of the ring (i.e., contracting in diameter) toward the crank chamber side.

[セグメント]
一対のセグメント1,2は、オイルリング40の軸回りに環状に形成されており、互いに独立して軸方向に並んで設けられている。図1に示すように、一対のセグメント1,2
のうち上側セグメント1が上側(燃焼室側)に位置し、下側セグメント2が下側(クランク室側)に位置する。一対のセグメント1,2の材質としては、ステンレス鋼やばね鋼等が例示される。なお、上側セグメント1や下側セグメント2の内周面には、化成処理被膜や窒化処理被膜等が形成されていてもよい。
[segment]
The pair of segments 1 and 2 are formed in an annular shape around the axis of the oil ring 40, and are arranged side by side in the axial direction independently of each other. As shown in FIG.
Of these, the upper segment 1 is located on the upper side (combustion chamber side) and the lower segment 2 is located on the lower side (crank chamber side). Examples of the material for the pair of segments 1, 2 include stainless steel and spring steel. Note that a chemical conversion coating, a nitriding coating, etc. may be formed on the inner circumferential surfaces of the upper segment 1 and the lower segment 2.

図1に示すように、上側セグメント1は、外周側に設けられた第1外周面11と、内周側に設けられた第1内周面12(本発明に係る上側セグメントの内周面に相当)と、燃焼室側に面する第1上面13と、クランク室側に面する第1下面14と、を含む。上側セグメント1の軸方向端面である第1上面13と第1下面14は互いに平行であり、第1上面13と第1下面14とによって、上側セグメント1の軸方向における幅が規定される。但し、第1上面13と第1下面14は平行でなくてもよい。図1に示すように、上側セグメント1は、第1上面13がリング溝30の上壁301に対向するように設けられ、第1外周面11を摺動面としてシリンダ10の内壁面10aを摺動する。 As shown in FIG. 1, the upper segment 1 includes a first outer peripheral surface 11 provided on the outer peripheral side, a first inner peripheral surface 12 (corresponding to the inner peripheral surface of the upper segment according to the present invention) provided on the inner peripheral side, a first upper surface 13 facing the combustion chamber side, and a first lower surface 14 facing the crank chamber side. The first upper surface 13 and the first lower surface 14, which are the axial end surfaces of the upper segment 1, are parallel to each other, and the axial width of the upper segment 1 is determined by the first upper surface 13 and the first lower surface 14. However, the first upper surface 13 and the first lower surface 14 do not have to be parallel. As shown in FIG. 1, the upper segment 1 is provided so that the first upper surface 13 faces the upper wall 301 of the ring groove 30, and slides on the inner wall surface 10a of the cylinder 10 with the first outer peripheral surface 11 as a sliding surface.

図2は、実施形態に係る上側セグメント1の第1内周面12の形状を説明するための断面図である。図2では、上側セグメント1の周長方向に直交する断面が図示されている。図2において、符号A1は上側セグメント1の中心軸を示す。また、符号CL1は、上側セグメント1の軸方向幅の中央を通る線を示す。また、符号MP1は、第1内周面12の軸方向における中央位置(軸方向幅の上下中央位置)を示す。 Figure 2 is a cross-sectional view for explaining the shape of the first inner circumferential surface 12 of the upper segment 1 according to the embodiment. In Figure 2, a cross section perpendicular to the circumferential direction of the upper segment 1 is shown. In Figure 2, the symbol A1 indicates the central axis of the upper segment 1. Furthermore, the symbol CL1 indicates a line passing through the center of the axial width of the upper segment 1. Furthermore, the symbol MP1 indicates the central position in the axial direction of the first inner circumferential surface 12 (the vertical central position of the axial width).

図2に示すように、第1内周面12は、内周頂部P1を含む。内周頂部P1は、オイルリング40の周長方向に直交する断面において、第1内周面12における他の部位よりも径方向内側に位置し、第1内周面12において最小径となる部位である。第1内周面12は、バレル形状を有する。即ち、第1内周面12は、周長方向に直交する断面において、内周頂部P1を含んで径方向内側に凸状となるように湾曲している。更に、内周頂部P1は、第1内周面12の軸方向幅の上下中央位置MP1よりも上側(燃焼室側)に位置しており、これにより、第1内周面12は、上下方向(軸方向)において非対称となっている。つまり、第1内周面12は、偏心バレル形状となっている。ここで、内周頂部P1よりも上側の領域を上側内周領域121とし、上側内周領域121よりも下側の領域を下側内周領域122とする。下側内周領域122は、内周頂部P1を含む。上側内周領域121は、内周頂部P1から上側に向かうに従って拡径するように湾曲しており、下側内周領域122は、内周頂部P1から下側に向かうに従って拡径するように湾曲している。つまり、第1内周面12は、軸方向において、内周頂部P1から離れるに従って拡径するように形成されている。 2, the first inner circumferential surface 12 includes an inner circumferential apex P1. In a cross section perpendicular to the circumferential direction of the oil ring 40, the inner circumferential apex P1 is located radially inward from other parts of the first inner circumferential surface 12, and is the part with the smallest diameter in the first inner circumferential surface 12. The first inner circumferential surface 12 has a barrel shape. That is, in a cross section perpendicular to the circumferential direction, the first inner circumferential surface 12 is curved so as to be convex radially inward, including the inner circumferential apex P1. Furthermore, the inner circumferential apex P1 is located above (combustion chamber side) the vertical center position MP1 of the axial width of the first inner circumferential surface 12, so that the first inner circumferential surface 12 is asymmetric in the vertical direction (axial direction). In other words, the first inner circumferential surface 12 has an eccentric barrel shape. Here, the region above the inner circumferential apex P1 is the upper inner circumferential region 121, and the region below the upper inner circumferential region 121 is the lower inner circumferential region 122. The lower inner circumferential region 122 includes the inner circumferential apex P1. The upper inner circumferential region 121 is curved so that the diameter increases from the inner circumferential apex P1 toward the upper side, and the lower inner circumferential region 122 is curved so that the diameter increases from the inner circumferential apex P1 toward the lower side. In other words, the first inner circumferential surface 12 is formed so that the diameter increases in the axial direction as it moves away from the inner circumferential apex P1.

図1に示すように、下側セグメント2は、外周側に設けられた第2外周面21と、内周側に設けられた第2内周面22と、燃焼室側に面する第2上面23と、クランク室側に面する第2下面24と、を含む。下側セグメント2の軸方向端面である第2上面23と第2下面24は互いに平行であり、第2上面23と第2下面24とによって、下側セグメント2の軸方向における幅が規定される。また、下側セグメント2は、第2下面24がリング溝30の下壁302に対向するように設けられ、第2外周面21を摺動面としてシリンダ10の内壁面10aを摺動する。下側セグメント2の第2内周面22は、対称バレル形状を有している。なお、下側セグメント2の形状は特に限定されない。 As shown in FIG. 1, the lower segment 2 includes a second outer peripheral surface 21 provided on the outer peripheral side, a second inner peripheral surface 22 provided on the inner peripheral side, a second upper surface 23 facing the combustion chamber side, and a second lower surface 24 facing the crank chamber side. The second upper surface 23 and the second lower surface 24, which are the axial end surfaces of the lower segment 2, are parallel to each other, and the axial width of the lower segment 2 is determined by the second upper surface 23 and the second lower surface 24. The lower segment 2 is provided so that the second lower surface 24 faces the lower wall 302 of the ring groove 30, and slides on the inner wall surface 10a of the cylinder 10 with the second outer peripheral surface 21 as a sliding surface. The second inner peripheral surface 22 of the lower segment 2 has a symmetrical barrel shape. The shape of the lower segment 2 is not particularly limited.

[スペーサエキスパンダ]
スペーサエキスパンダ3は、図1に示すように一対のセグメント1,2の間に設けられており、使用状態において、一対のセグメント1,2を径方向外側へ(つまり、シリンダ10の内壁面10aへ)付勢する。
[Spacer expander]
The spacer expander 3 is provided between the pair of segments 1, 2 as shown in FIG. 1, and biases the pair of segments 1, 2 radially outward (i.e., toward the inner wall surface 10a of the cylinder 10) when in use.

図3は、実施形態に係るスペーサエキスパンダ3の一部の斜視図である。図3に示すよ
うに、スペーサエキスパンダ3は、軸方向に変位する波状をなす周期要素が周長方向に複数連なって構成されており、オイルリング40の径方向視(径方向の外側または内側から視認したとき)において周長方向に連続する波状に形成されている。具体的には、スペーサエキスパンダ3は、軸方向及び周長方向に離間して周長方向に交互に配置された複数の上片31及び下片32と、周長方向において隣り合う上片31と下片32と連結する連結片33と、を含む。複数の上片31は、周長方向に沿って間隔を空けて配列されている。複数の下片32は、オイルリング40がピストン20に組み付けられた際に(つまり、使用状態において)複数の上片31よりも下側に位置するように、設けられている。また、複数の下片32は、下片32の夫々が周長方向において上片31の夫々と交互に配置されるように配列されている。上片31及び下片32は、軸方向と直交するように設けられており、軸方向において互いに離間している。連結片33は、周長方向において隣り合う上片31と下片32の周長方向における端部同士を連結している。これにより、スペーサエキスパンダ3は、軸方向において波状に形成されている。
3 is a perspective view of a part of the spacer expander 3 according to the embodiment. As shown in FIG. 3, the spacer expander 3 is configured with a plurality of wavy periodic elements displaced in the axial direction, which are connected in the circumferential direction, and is formed in a wavy shape that continues in the circumferential direction when viewed in the radial direction of the oil ring 40 (when viewed from the outside or inside in the radial direction). Specifically, the spacer expander 3 includes a plurality of upper pieces 31 and lower pieces 32 that are spaced apart in the axial and circumferential directions and alternately arranged in the circumferential direction, and a connecting piece 33 that connects the upper pieces 31 and the lower pieces 32 adjacent to each other in the circumferential direction. The plurality of upper pieces 31 are arranged at intervals along the circumferential direction. The plurality of lower pieces 32 are provided so as to be located below the plurality of upper pieces 31 when the oil ring 40 is assembled to the piston 20 (i.e., in a used state). The plurality of lower pieces 32 are also arranged so that each of the lower pieces 32 is alternately arranged with each of the upper pieces 31 in the circumferential direction. The upper piece 31 and the lower piece 32 are provided perpendicular to the axial direction and are spaced apart from each other in the axial direction. The connecting piece 33 connects the circumferential ends of the upper piece 31 and the lower piece 32 adjacent to each other in the axial direction. As a result, the spacer expander 3 is formed in a wavy shape in the axial direction.

図4は、実施形態に係るオイルリング40の部分断面図である。図4では、オイルリング40の周長方向に直交する断面が図示されている。図4に示すように、上片31は、上側ベース部310と上側耳部311と上側支持部312とを含む。上側ベース部310は、軸方向と直交するように径方向に延びている。上側耳部311は、径方向における上側ベース部310の内側に起立形成されており、上側ベース部310に対して上側に突出している。また、上側耳部311は、使用状態において上側セグメント1よりも径方向内側に位置するように設けられており、上側セグメント1の第1内周面12に当接することで、上側セグメント1を径方向の外側へ押圧する。上側耳部311において第1内周面12に当接する押圧面S1は、オイルリング40の周長方向に直交する断面において、下側に向かうに従ってオイルリング40の中心軸から離れるように(つまり、拡径するように)傾斜している。上側支持部312は、径方向における上側ベース部310の外側に起立形成されており、上側ベース部310に対して上側に突出している。また、上側支持部312は、使用状態において上側セグメント1の第1下面14に当接することで、上側セグメント1を支持する。上側支持部312において第1内周面12に当接する支持面S2は、径方向に延びている。また、上側耳部311の根元にはオイルが通過可能な貫通孔34が形成されている。なお、貫通孔34は形成されていなくてもよい。また、本発明に係る上片は上側支持部312を有さなくてもよい。 Figure 4 is a partial cross-sectional view of the oil ring 40 according to the embodiment. In Figure 4, a cross section perpendicular to the circumferential direction of the oil ring 40 is shown. As shown in Figure 4, the upper piece 31 includes an upper base portion 310, an upper ear portion 311, and an upper support portion 312. The upper base portion 310 extends in the radial direction perpendicular to the axial direction. The upper ear portion 311 is formed to stand on the inner side of the upper base portion 310 in the radial direction and protrudes upward relative to the upper base portion 310. In addition, the upper ear portion 311 is arranged to be located radially inward from the upper segment 1 in the used state, and presses the upper segment 1 radially outward by abutting against the first inner circumferential surface 12 of the upper segment 1. The pressing surface S1 of the upper ear 311 that abuts against the first inner peripheral surface 12 is inclined in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the oil ring 40 so as to move away from the central axis of the oil ring 40 (i.e., so as to expand in diameter) as it moves downward. The upper support portion 312 is formed to stand outward from the upper base portion 310 in the radial direction and protrudes upward from the upper base portion 310. In addition, the upper support portion 312 supports the upper segment 1 by abutting against the first lower surface 14 of the upper segment 1 in the usage state. The support surface S2 of the upper support portion 312 that abuts against the first inner peripheral surface 12 extends in the radial direction. In addition, a through hole 34 through which oil can pass is formed at the base of the upper ear 311. Note that the through hole 34 may not be formed. In addition, the upper piece according to the present invention may not have the upper support portion 312.

図4に示すように、下片32は、下側ベース部320と下側耳部321と下側支持部322とを含む。下側ベース部320は、軸方向と直交するように径方向に延びている。下側耳部321は、径方向における下側ベース部320の内側に起立形成されており、下側ベース部320に対して下側に突出している。また、下側耳部321は、使用状態において下側セグメント2よりも径方向内側に位置するように設けられており、下側セグメント2の第2内周面22に当接することで、下側セグメント2を径方向の外側へ押圧する。下側耳部321において第2内周面22に当接する押圧面S3は、オイルリング40の周長方向に直交する断面において、下側に向かうに従ってオイルリング40の中心軸に近づくように(つまり、縮径するように)傾斜している。また、下側支持部322は、使用状態において下側セグメント2の第2上面23に当接することで下側セグメント2を支持する。下側支持部322において第2内周面22に当接する支持面S4は、径方向に延びている。また、下側耳部321の根元にも貫通孔34が形成されている。なお、貫通孔34は形成されていなくてもよい。また、本発明に係る下片は下側支持部322を有さなくてもよい。 As shown in FIG. 4, the lower piece 32 includes a lower base portion 320, a lower ear portion 321, and a lower support portion 322. The lower base portion 320 extends in the radial direction perpendicular to the axial direction. The lower ear portion 321 is formed to stand on the inside of the lower base portion 320 in the radial direction and protrudes downward relative to the lower base portion 320. The lower ear portion 321 is provided so as to be located radially inward from the lower segment 2 in the usage state, and presses the lower segment 2 radially outward by abutting against the second inner peripheral surface 22 of the lower segment 2. The pressing surface S3 of the lower ear portion 321 that abuts against the second inner peripheral surface 22 is inclined in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the oil ring 40 so as to approach the central axis of the oil ring 40 (i.e., to reduce in diameter) as it moves downward. In addition, the lower support portion 322 supports the lower segment 2 by abutting against the second upper surface 23 of the lower segment 2 in the usage state. The support surface S4 of the lower support portion 322 that abuts against the second inner peripheral surface 22 extends in the radial direction. A through hole 34 is also formed at the base of the lower ear portion 321. Note that the through hole 34 does not have to be formed. Furthermore, the lower piece according to the present invention does not have to have the lower support portion 322.

なお、本発明に係るスペーサエキスパンダの形状は、上述したものに限定されない。 The shape of the spacer expander according to the present invention is not limited to the above.

[オイルシールについて]
図5は、実施形態における上側セグメント1の接触状態を説明するための断面図である。図5では、ピストン20の上昇行程における上側セグメント1の状態が図示されている。図5の符号CP1は、第1内周面12における、スペーサエキスパンダ3の上側耳部311の押圧面S1との接触部分(以下、内周接触部CP1とする)を示す。図5に示すように、第1内周面12は、下側内周領域122においてスペーサエキスパンダ3の押圧面S1と接触する。このとき、内周頂部P1が第1内周面12の軸方向幅の上下中央位置MP1よりも上側に位置していることから、第1内周面12は、内周頂部P1が第1内周面12の軸方向幅の上下中央に位置する場合よりも上側の位置でスペーサエキスパンダ3の押圧面S1と接触する。つまり、第1内周面12が対称バレル形状の場合よりも内周接触部CP1の位置が上側にシフトする。そのため、上側セグメント1の第1上面13とリング溝30の上壁301との接触面圧が高められ、接触部分におけるシール性能が向上する。これにより、リング溝30内のオイルが上側セグメント1の第1上面13とリング溝30の上壁301との間を通って燃焼室へ流出することによるオイル上がりが抑制される。
[About oil seals]
5 is a cross-sectional view for explaining the contact state of the upper segment 1 in the embodiment. In FIG. 5, the state of the upper segment 1 during the upward stroke of the piston 20 is illustrated. The reference character CP1 in FIG. 5 indicates a contact portion (hereinafter, referred to as the inner peripheral contact portion CP1) of the first inner peripheral surface 12 with the pressing surface S1 of the upper ear portion 311 of the spacer expander 3. As shown in FIG. 5, the first inner peripheral surface 12 contacts the pressing surface S1 of the spacer expander 3 in the lower inner peripheral region 122. At this time, since the inner peripheral apex P1 is located above the vertical center position MP1 of the axial width of the first inner peripheral surface 12, the first inner peripheral surface 12 contacts the pressing surface S1 of the spacer expander 3 at a position higher than when the inner peripheral apex P1 is located at the vertical center of the axial width of the first inner peripheral surface 12. In other words, the position of the inner peripheral contact portion CP1 is shifted upward compared to when the first inner peripheral surface 12 has a symmetric barrel shape. This increases the contact pressure between the first upper surface 13 of the upper segment 1 and the upper wall 301 of the ring groove 30, improving the sealing performance at the contact area, thereby suppressing oil leakage from the ring groove 30 through the gap between the first upper surface 13 of the upper segment 1 and the upper wall 301 of the ring groove 30 into the combustion chamber.

[作用・効果]
以上のように、実施形態に係るオイルリング40は、周長方向に直交する断面において、上側セグメント1の第1内周面12の内周頂部P1が第1内周面12の軸方向幅の上下中央位置MP1よりも上側に位置するように、構成されている。つまり、第1内周面12が偏心形状となっている。これにより、上側セグメント1の第1上面13とリング溝30の上壁301との接触面圧を高め、オイル上がりを抑制することができる。その結果、実施形態によれば、オイルリング40のシール性能を向上させ、オイル消費を低減することができる。
[Action and Effects]
As described above, the oil ring 40 according to the embodiment is configured such that, in a cross section perpendicular to the circumferential direction, the inner circumferential apex P1 of the first inner circumferential surface 12 of the upper segment 1 is located above the vertical center position MP1 of the axial width of the first inner circumferential surface 12. In other words, the first inner circumferential surface 12 has an eccentric shape. This increases the contact surface pressure between the first upper surface 13 of the upper segment 1 and the upper wall 301 of the ring groove 30, thereby suppressing oil leakage. As a result, according to the embodiment, the sealing performance of the oil ring 40 can be improved and oil consumption can be reduced.

更に、上側セグメント1の第1内周面12は、周長方向に直交する断面において、内周頂部P1を含んで径方向内側へ凸状となるように湾曲したバレル形状を有する。そのため、第1内周面12は、バレル曲面でスペーサエキスパンダ3の押圧面S1と接触することとなる。但し、本発明における上側セグメントの内周面の形状はバレル形状に限定されない。また、内周頂部は平坦状であってもよい。 Furthermore, the first inner peripheral surface 12 of the upper segment 1 has a barrel shape that is curved to be convex radially inward, including the inner peripheral apex P1, in a cross section perpendicular to the circumferential direction. Therefore, the first inner peripheral surface 12 comes into contact with the pressing surface S1 of the spacer expander 3 via a barrel curved surface. However, the shape of the inner peripheral surface of the upper segment in the present invention is not limited to a barrel shape. In addition, the inner peripheral apex may be flat.

また、図2に示すように、上側セグメント1の軸方向幅(軸方向における上側セグメント1の幅)をh1とする。第1上面13と第1下面14とが平行な場合、h1は、第1内周面12の軸方向幅と等しい。また、内周頂部P1と上下中央位置MP1との軸方向における距離(内周頂点ずれ)をd1とする。また、d1のh1に対する比率をαとする。第1内周面12は、内周偏心形状であるため、0<d1<h1/2、0<α<50%となる。このとき、αは、2.5%超えて50%未満であることが好ましく、5%以上50%未満であることが更に好ましい。αを上述の範囲とすることで、上側セグメント1の第1上面13とリング溝30の上壁301との接触面圧をより高め、オイルリング40のシール性能をより向上させることができる。但し、本発明におけるh1とd1との関係は上記に限定されない。なお、セグメントの製造上、内周頂部の上下位置の誤差により、αには2%程度のばらつきがある。 As shown in FIG. 2, the axial width of the upper segment 1 (the width of the upper segment 1 in the axial direction) is h1. When the first upper surface 13 and the first lower surface 14 are parallel, h1 is equal to the axial width of the first inner peripheral surface 12. The axial distance between the inner peripheral apex P1 and the vertical center position MP1 (inner peripheral apex deviation) is d1. The ratio of d1 to h1 is α. Since the first inner peripheral surface 12 has an inner peripheral eccentric shape, 0<d1<h1/2, 0<α<50%. At this time, α is preferably more than 2.5% and less than 50%, and more preferably 5% or more and less than 50%. By setting α in the above range, the contact surface pressure between the first upper surface 13 of the upper segment 1 and the upper wall 301 of the ring groove 30 can be further increased, and the sealing performance of the oil ring 40 can be further improved. However, the relationship between h1 and d1 in the present invention is not limited to the above. In addition, due to manufacturing errors in the vertical position of the inner apex of the segments, α varies by about 2%.

また、下側セグメント2の第2内周面22の形状は特に限定されないが、第2内周面22も偏心形状としてもよい。図6は、下側セグメント2の第2内周面22の形状の一例を説明するための断面図である。図6では、下側セグメント2の周長方向に直交する断面が図示されている。図6において、符号A2は下側セグメント2の中心軸を示す。また、符号CL2は、下側セグメント2の軸方向幅の中央を通る線を示す。また、符号MP2は、第2内周面22の軸方向における中央位置(軸方向幅の上下中央位置)を示す。図6に示すように、第2内周面22は、下側セグメント2の周長方向に直交する断面において、第2内周面22における他の部位よりも下側セグメントの径方向内側に位置すると共に第2内周面22において最小径となる内周頂部P2を含み、内周頂部P2が中央位置MP2よ
りも下側(クランク室側)に位置してもよい。これにより、下側セグメント2の第2下面24とリング溝30の下壁302との接触面圧をより高め、オイルリング40のシール性能を更に向上させることができる。
The shape of the second inner circumferential surface 22 of the lower segment 2 is not particularly limited, but the second inner circumferential surface 22 may also be eccentric. FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an example of the shape of the second inner circumferential surface 22 of the lower segment 2. FIG. 6 illustrates a cross section perpendicular to the circumferential direction of the lower segment 2. In FIG. 6, the symbol A2 indicates the central axis of the lower segment 2. The symbol CL2 indicates a line passing through the center of the axial width of the lower segment 2. The symbol MP2 indicates the central position in the axial direction of the second inner circumferential surface 22 (the vertical central position of the axial width). As shown in FIG. 6, the second inner circumferential surface 22 includes an inner circumferential apex P2 that is located radially inward of the lower segment relative to other portions of the second inner circumferential surface 22 and has the smallest diameter on the second inner circumferential surface 22 in a cross section perpendicular to the circumferential direction of the lower segment 2, and the inner circumferential apex P2 may be located below the central position MP2 (on the crank chamber side). This makes it possible to further increase the contact surface pressure between the second lower surface 24 of the lower segment 2 and the lower wall 302 of the ring groove 30, thereby further improving the sealing performance of the oil ring 40.

[変形例]
以下、実施形態に係る上側セグメントの変形例について説明する。以下の説明では、上述の上側セグメント1との相違点を主に説明し、同様の構成については同一の符号を付すことで詳細な説明を割愛する。以下に説明する上側セグメント1A,1Bは、上側セグメント1に代えてオイルリング40を構成することができる。
[Modification]
Modified examples of the upper segment according to the embodiment will be described below. In the following description, differences from the above-described upper segment 1 will be mainly described, and similar configurations will be denoted by the same reference numerals and detailed description will be omitted. The upper segments 1A and 1B described below can be configured with an oil ring 40 in place of the upper segment 1.

[変形例1]
図7は、変形例1に係る上側セグメント1Aの周長方向に直交する断面図である。図7に示すように、上側セグメント1Aは、第1内周面12の上側内周領域121及び下側内周領域122がテーパ形状を有する点で上側セグメント1と相違する。具体的には、周長方向に直交する断面において、上側内周領域121が内周頂部P1から上側に向かうに従って上側セグメント1Aの中心軸A1から離れるように傾斜しており、下側内周領域122が内周頂部P1から下側に向かうに従って中心軸A1から離れるように傾斜している。なお、変形例1の内周頂部P1はR形状となっているが、内周頂部は平坦状であってもよい。
[Modification 1]
7 is a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction of the upper segment 1A according to the first modification. As shown in FIG. 7, the upper segment 1A differs from the upper segment 1 in that the upper inner circumferential region 121 and the lower inner circumferential region 122 of the first inner circumferential surface 12 have a tapered shape. Specifically, in a cross-section perpendicular to the circumferential direction, the upper inner circumferential region 121 is inclined away from the central axis A1 of the upper segment 1A as it moves upward from the inner circumferential apex P1, and the lower inner circumferential region 122 is inclined away from the central axis A1 as it moves downward from the inner circumferential apex P1. Note that although the inner circumferential apex P1 of the first modification is rounded, the inner circumferential apex may be flat.

[変形例2]
図8は、変形例2に係る上側セグメント1Bの周長方向に直交する断面図である。図8に示すように、上側セグメント1Bは、第1内周面12が全体としてテーパ形状を有する点で上側セグメント1と相違する。第1内周面12は、周長方向に直交する断面において、内周頂部P1から下側に向かうに従って上側セグメント1Bの中心軸A1から離れるように傾斜している。上側セグメント1Bでは、d1はh1/2未満となり、αは50%未満となる。なお、変形例2の内周頂部P1もR形状となっているが、内周頂部は平坦状であってもよい。
[Modification 2]
Fig. 8 is a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction of the upper segment 1B according to the second modification. As shown in Fig. 8, the upper segment 1B differs from the upper segment 1 in that the first inner circumferential surface 12 has a tapered shape as a whole. In a cross-section perpendicular to the circumferential direction, the first inner circumferential surface 12 is inclined away from the central axis A1 of the upper segment 1B as it moves downward from the inner circumferential apex P1. In the upper segment 1B, d1 is less than h1/2 and α is less than 50%. Although the inner circumferential apex P1 of the second modification is also rounded, the inner circumferential apex may be flat.

[その他の変形例]
上述した上側セグメント1,1A,1Bの内周形状は、適宜組み合わせることができる。例えば、図2に示す上側セグメント1の第1内周面12において、上側内周領域121を傾斜面としてもよい。具体的には、上側内周領域121を、内周頂部P1から上側に向かうに従って上側セグメント1の中心軸A1から離れるように傾斜した傾斜面(テーパ面)とし、下側内周領域122を、内周頂部P1から下側に向かうに従って中心軸A1から離れるように湾曲した湾曲面(R面)としてもよい。また、図2に示す第1内周面12において、下側内周領域122を、内周頂部P1から下側に向かうに従って中心軸A1から離れるように傾斜した傾斜面としてもよい。
[Other Modifications]
The inner peripheral shapes of the upper segments 1, 1A, and 1B described above can be appropriately combined. For example, in the first inner peripheral surface 12 of the upper segment 1 shown in FIG. 2, the upper inner peripheral region 121 may be an inclined surface. Specifically, the upper inner peripheral region 121 may be an inclined surface (tapered surface) inclined so as to move away from the central axis A1 of the upper segment 1 as it moves upward from the inner peripheral apex P1, and the lower inner peripheral region 122 may be a curved surface (R surface) curved so as to move away from the central axis A1 as it moves downward from the inner peripheral apex P1. Also, in the first inner peripheral surface 12 shown in FIG. 2, the lower inner peripheral region 122 may be an inclined surface inclined so as to move away from the central axis A1 as it moves downward from the inner peripheral apex P1.

[シール性能評価]
実施形態に係る上側セグメントのシール性能を解析により評価した。解析では、内燃機関のピストンのリング溝にオイルリングを組み付けた状態を想定し、上側セグメントの上面とリング溝の上壁との接触面圧を導出した。解析は、以下の実施例1~5、及び比較例に係る上側セグメントを用いたオイルリングの夫々について実施した。
[Sealing performance evaluation]
The sealing performance of the upper segment according to the embodiment was evaluated by analysis. In the analysis, a state in which an oil ring is assembled in a ring groove of a piston of an internal combustion engine was assumed, and the contact surface pressure between the upper surface of the upper segment and the upper wall of the ring groove was derived. The analysis was performed for each of the oil rings using the upper segments according to the following Examples 1 to 5 and Comparative Example.

[実施例]
実施例1~5に係るオイルリングは、図2に示した上側セグメント1と同様のセグメントを用いた。実施例1は、d1=0.01mm、h1=0.4mm、α=2.5%である。実施例2は、d1=0.02mm、h1=0.4mm、α=5.0%である。実施例3は、d1=0.08mm、h1=0.4mm、α=20%である。実施例4は、d1=0
.185mm、h1=0.4mm、α=46.3%である。実施例5は、d1=0.08mm、h1=0.3mm、α=26.7%である。
[Example]
The oil rings according to Examples 1 to 5 used a segment similar to the upper segment 1 shown in FIG. 2. In Example 1, d1 = 0.01 mm, h1 = 0.4 mm, and α = 2.5%. In Example 2, d1 = 0.02 mm, h1 = 0.4 mm, and α = 5.0%. In Example 3, d1 = 0.08 mm, h1 = 0.4 mm, and α = 20%. In Example 4, d1 = 0.08 mm, h1 = 0.4 mm, and α = 20%.
In Example 5, d1 = 0.08 mm, h1 = 0.3 mm, and α = 26.7%.

[比較例]
図9は、比較例に係る上側セグメント1Xの周長方向に直交する断面図である。図9に示すように、比較例に係る上側セグメント1Xの第1内周面12は、内周頂部P1が第1内周面12の軸方向幅の上下中央に位置する対称バレル形状を有している。比較例は、d1=0mm、h1=0.4mm、α=0%である。
[Comparative Example]
Fig. 9 is a cross-sectional view perpendicular to the circumferential direction of an upper segment 1X according to a comparative example. As shown in Fig. 9, the first inner circumferential surface 12 of the upper segment 1X according to the comparative example has a symmetrical barrel shape with an inner circumferential apex P1 located in the vertical center of the axial width of the first inner circumferential surface 12. In the comparative example, d1 = 0 mm, h1 = 0.4 mm, and α = 0%.

[解析結果]
表1に解析結果を示す。接触面圧は、上側セグメントの上面とオイル溝の上壁との接触部分の平均面圧を導出し、比較例に対する比率とした。

Figure 0007529635000001
[Analysis result]
The analysis results are shown in Table 1. The contact pressure was calculated by calculating the average contact pressure of the contact portion between the top surface of the upper segment and the top wall of the oil groove, and expressed as a ratio to the comparative example.
Figure 0007529635000001

表1に示すように、実施例1~5において、比較例よりも接触面圧が高いことが分かる。これにより、内周頂点を内周面軸方向幅の上下中央よりも上側に位置させることによるシール性能の向上を確認できた。また、αを5%以上とすることによって接触面圧が顕著に高まることを確認できた。 As shown in Table 1, it can be seen that the contact surface pressure is higher in Examples 1 to 5 than in the comparative example. This confirmed that the sealing performance is improved by positioning the inner circumferential apex above the vertical center of the axial width of the inner circumferential surface. It was also confirmed that the contact surface pressure is significantly increased by setting α to 5% or more.

<その他>
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。
<Other>
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above-mentioned various aspects can be combined to the extent possible.

100:内燃機関
10:シリンダ
20:ピストン
30:リング溝
40:オイルリング
1:上側セグメント
11:第1外周面
12:第1内周面(本発明に係る内周面の一例)
13:第1上面
14:第1下面
2:下側セグメント
3:スペーサエキスパンダ
311:上側耳部
P1:内周頂部
S1:押圧面
100: Internal combustion engine 10: Cylinder 20: Piston 30: Ring groove 40: Oil ring 1: Upper segment 11: First outer peripheral surface 12: First inner peripheral surface (an example of an inner peripheral surface according to the present invention)
13: First upper surface 14: First lower surface 2: Lower segment 3: Spacer expander 311: Upper ear portion P1: Inner circumferential apex portion S1: Pressing surface

Claims (5)

内燃機関のピストンに形成されたリング溝に装着されるオイルリングにおいて、該オイルリングの軸方向に並んで設けられると共にスペーサエキスパンダによって径方向の外側へ付勢される一対のセグメントのうち、前記内燃機関の燃焼室側に設けられる上側セグメントであって、
前記上側セグメントの軸方向端面である上面と下面は互いに平行であって、
前記上側セグメントの内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周面における他の部位よりも前記上側セグメントの径方向内側に位置すると共に前記内周面において最小径となる内周頂部を含み、
前記内周頂部は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記上側セグメントの軸方向における前記内周面の中央位置よりも前記燃焼室側に位置し、
前記内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周頂部から前記内燃機関のクランク室側に向かうに従って前記上側セグメントの中心軸から離れるように湾曲した下側内周領域を有し、前記下側内周領域において前記スペーサエキスパンダと接触するように構成されている、
上側セグメント。
An oil ring is fitted in a ring groove formed in a piston of an internal combustion engine, and among a pair of segments arranged side by side in the axial direction of the oil ring and biased radially outward by a spacer expander, an upper segment is provided on a combustion chamber side of the internal combustion engine,
The upper and lower surfaces, which are axial end surfaces of the upper segment, are parallel to each other,
an inner circumferential surface of the upper segment includes an inner circumferential apex portion that is located radially inward of the upper segment relative to other portions of the inner circumferential surface in a cross section perpendicular to a circumferential direction of the upper segment and that has a minimum diameter on the inner circumferential surface,
the inner peripheral apex is located closer to the combustion chamber than a center position of the inner peripheral surface in the axial direction of the upper segment in a cross section perpendicular to a circumferential direction of the upper segment,
the inner circumferential surface has a lower inner circumferential region that is curved in a cross section perpendicular to a circumferential direction of the upper segment so as to move away from a central axis of the upper segment from the inner circumferential apex toward a crank chamber of the internal combustion engine, and is configured to come into contact with the spacer expander at the lower inner circumferential region.
Upper segment.
前記内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周頂部を含んで前記上側セグメントの径方向内側へ凸状となるように湾曲した形状を有する、
請求項1に記載の上側セグメント。
the inner circumferential surface has a curved shape that is convex toward a radially inward direction of the upper segment, the curved shape including the inner circumferential apex, in a cross section perpendicular to a circumferential direction of the upper segment.
The upper segment of claim 1 .
前記上側セグメントの軸方向における前記内周頂部と前記内周面の中央位置との距離は、前記上側セグメントの軸方向幅の2.5%超えて50%未満である、
請求項1又は2に記載の上側セグメント。
a distance in an axial direction of the upper segment between the inner circumferential apex and a center position of the inner circumferential surface is more than 2.5% and less than 50% of an axial width of the upper segment;
An upper segment according to claim 1 or 2.
前記上側セグメントの軸方向における前記内周頂部と前記内周面の中央位置との距離は、前記上側セグメントの軸方向幅の5%以上50%未満である、
請求項1から3の何れか一項に記載の上側セグメント。
a distance between the inner circumferential apex and a center position of the inner circumferential surface of the upper segment in the axial direction is equal to or greater than 5% and less than 50% of an axial width of the upper segment;
An upper segment according to any one of claims 1 to 3.
内燃機関のピストンに形成されたリング溝に装着されるオイルリングであって、
前記オイルリングの軸方向に並んで設けられる一対のセグメントと、前記一対のセグメ
ントを径方向の外側へ付勢するスペーサエキスパンダと、を備え、
前記一対のセグメントのうち前記内燃機関において燃焼室側に設けられる上側セグメントの軸方向端面である上面と下面は互いに平行であって、前記上側セグメントの内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周面における他の部位よりも前記上側セグメントの径方向内側に位置すると共に前記内周面において最小径となる内周頂部を含み、
前記内周頂部は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記上側セグメントの軸方向における前記内周面の中央位置よりも前記燃焼室側に位置し、
前記内周面は、前記上側セグメントの周長方向に直交する断面において、前記内周頂部から前記内燃機関のクランク室側に向かうに従って前記上側セグメントの中心軸から離れるように湾曲した下側内周領域を有し、前記下側内周領域において前記スペーサエキスパンダと接触するように構成されている、
オイルリング。
An oil ring that is fitted to a ring groove formed in a piston of an internal combustion engine,
a pair of segments arranged side by side in an axial direction of the oil ring; and a spacer expander that biases the pair of segments radially outward,
an upper segment of the pair of segments that is provided on a combustion chamber side of the internal combustion engine has an upper surface and a lower surface that are axial end surfaces parallel to each other, and an inner circumferential surface of the upper segment includes an inner circumferential apex portion that is located radially inside the upper segment relative to other portions of the inner circumferential surface and has a minimum diameter on the inner circumferential surface in a cross section perpendicular to a circumferential direction of the upper segment,
the inner peripheral apex is located closer to the combustion chamber than a center position of the inner peripheral surface in the axial direction of the upper segment in a cross section perpendicular to a circumferential direction of the upper segment,
the inner circumferential surface has a lower inner circumferential region that is curved in a cross section perpendicular to a circumferential direction of the upper segment so as to move away from a central axis of the upper segment from the inner circumferential apex toward a crank chamber of the internal combustion engine, and is configured to come into contact with the spacer expander at the lower inner circumferential region.
Oil ring.
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