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1、(10)申请公布号 CN 104334937 A (43)申请公布日 2015.02.04 CN 104334937 A (21)申请号 201380027851.9 (22)申请日 2013.05.27 2012-120628 2012.05.28 JP F16J 9/06(2006.01) F02F 5/00(2006.01) (71)申请人 株式会社理研 地址 日本东京都 (72)发明人 大矢吉仁 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 高培培 车文 (54) 发明名称 组合润滑油控制环 (57) 摘要 为了提供一种即使在长期的发动机运转中， 也不会。
2、发生衬套扩展器与侧轨间的粘合， 能维持 优异的油控制功能的汽车发动机用的组合润滑油 控制环， 在由上下两个侧轨和在轴向波形形成有 山部和谷部的衬套扩展器构成的组合润滑油控制 环中， 所述衬套扩展器的将所述山部与所述谷部 连结的腿部包含从轴向起的倾斜角度 () 成为 15以上的部分。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.11.27 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2013/064653 2013.05.27 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/180065 JA 2013.12.05 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6。
3、 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104334937 A CN 104334937 A 1/1 页 2 1. 一种组合润滑油控制环， 由上下两个侧轨和在轴向波形形成有山部和谷部的衬套扩 展器构成， 所述组合润滑油控制环的特征在于， 所述衬套扩展器的将所述山部与所述谷部连结的腿部包含从轴向起的倾斜角度 () 成为 15以上的部分。 2. 根据权利要求 1 所述的组合润滑油控制环， 其特征在于， 所述山部及所述谷部由对所述侧轨的内周面进行按压的耳部、 对所述侧轨进行支承的 突起部、 及所述。
4、耳部与所述突起部之间的中间部构成， 至少在所述中间部存在大致平面的 平坦部， 所述平坦部的圆周方向长度 (L) 相对于所述波形的间距 (P) 之比 (L/P) 为 40以 下。 3. 根据权利要求 1 所述的组合润滑油控制环， 其特征在于， 所述山部及所述谷部由对所述侧轨的内周面进行按压的耳部、 对所述侧轨进行支承的 突起部、 及所述耳部与所述突起部之间的中间部构成， 至少所述中间部为朝向相对的所述 侧轨凸出的凸形状。 4. 根据权利要求 3 所述的组合润滑油控制环， 其特征在于， 所述中间部的所述凸形状的曲率半径 (R) 为 0.3 3mm。 5. 根据权利要求 2 4 中任一项所述的组合润。
5、滑油控制环， 其特征在于， 所述中间部以朝向所述耳部而远离相对的所述侧轨的方式倾斜。 权 利 要 求 书 CN 104334937 A 2 1/6 页 3 组合润滑油控制环 技术领域 0001 本发明涉及在内燃机的活塞上装配的组合润滑油控制环， 尤其是涉及由上下两个 侧轨和在轴向波形中形成有山部和谷部的衬套扩展器构成的组合润滑油控制环。 背景技术 0002 在汽车发动机中， 伴随着长时间的运转， 润滑油被加热， 暴露于窜气， 由此润滑油 中成为烃的未燃烧物质、 油添加剂的改性物 ( 以下将它们总称为 “油泥” 。在此油泥也包含 粘性比较低的油泥的先驱体。) 混杂的状态。当油泥附着 / 堆积于发。
6、动机零件时， 会使零件 磨损或堵塞润滑油的通路， 有时会给组合润滑油控制环 ( 以下， 只要没有特别说明， 就称为 “油环” ) 等发动机零件的功能带来障碍。在油环中， 尤其是严重的情况下， 衬套扩展器与侧 轨发生粘合， 阻碍分离的侧轨的移动而无法充分发挥油控制功能。 0003 如图 6(a) 图 6(c) 所示， 以往的组合油环 (101) 包括 ： 具有开口的一对圆环状 侧轨 (120a、 120b) ； 对侧轨 (120a、 120b) 进行支承的衬套扩展器 (101)。而且， 衬套扩展器 (101) 在轴向波形中包括山部 (102) 和谷部 (103)、 以及将山部 (102) 与谷部。
7、 (103) 连结的 腿部 (104)。在山部 (102) 及谷部 (103) 的内周侧形成有耳部 (105a、 105b)， 在外周侧形 成有对侧轨 (120a、 120b) 进行支承的突起部 (106a、 106b)， 在耳部 (105a、 105b) 与突起部 (106a、 106b)之间形成有凹陷的中间部(107a、 107b)。 当将衬套扩展器(101)与侧轨(120a、 120b)组合时， 在耳部(105a、 105b)、 突起部(106a、 106b)、 中间部(107a、 107b)、 侧轨(120a、 120b) 之间形成有间隙 (108a、 108b)。 0004 油环根据。
8、衬套扩展器 (101) 的耳部 (105a、 105b) 的角度， 侧轨 (120a， 102b) 由半 径方向及轴向的分力按压， 在液压缸壁面及活塞的环槽侧面处发挥密封功能。尤其是减小 了轴向宽度尺寸 (h1) 的薄幅油环对于液压缸壁面的追随性良好， 也具有侧密封功能， 因此 即便是低张力， 也能够不会增加油消耗地减少摩擦损失。然而， 在油环中， 在前述的衬套扩 展器与侧轨之间的间隙(108a、 108b)容易堆积油泥， 尤其在薄幅化时， 间隙(108a、 108b)非 常窄， 因此由于堆积的油泥而侧轨(120a、 120b)与衬套扩展器(101)粘合的可能性升高。 当 发生粘合时， 侧轨 。
9、(120a、 120b) 向液压缸壁面的追随性极端下降， 因此油消耗量急剧增大。 0005 作为油泥向油环的附着及堆积防止方法， 公开了对衬套扩展器、 侧轨的表面实施 粘合防止用的涂敷的方法、 形成为在衬套扩展器难以结构性地堆积油泥的形状的情况。 0006 例如， 在日本特开 2002-310299、 日本特开 2003-254155 中公开了氟系的树脂覆膜 或含有氟系树脂的树脂覆膜， 在日本特开 2000-027995 中公开了包含氟烷基置换醇盐的覆 膜， 在日本特开 2006-258110 中公开了包含无机聚硅氮烷的先驱体聚合物的亲水性覆膜， 在 WO2011/043364A1 中公开了涂。
10、敷表面自由能量和氢结合力低的金属覆膜的方法。这些覆 膜是基于着眼于疏水疏油性、 或与之相反的亲水性的覆膜、 或油泥的附着力而研究的粘合 防止方法的覆膜。 0007 另一方面， 作为结构上的对策， 在日本实开昭 59-127856 中公开了一种为了使 铅化合物等杂质通过的充分大小的孔以未影响到波形的上升部的方式穿设在衬套扩展 说 明 书 CN 104334937 A 3 2/6 页 4 器的山部及谷部的各中央部分 ( 中间部 ) 的油环， 而且在美国专利 5195758 或日本特开 2011-185383 中公开了一种在中间部沿径向形成槽， 在耳部形成有与该槽连通的贯通孔作 为油的流出口， 且油。
11、泥难以堆积的结构的衬套扩展器。 0008 然而， 在日本特开 2002-310299、 日本特开 2003-254155、 日本特开 2000-027995、 日本特开 2006-258110 及 WO2011/043364A1 的实施涂敷的方法中， 多余的工序增加而导致 成本上升， 在日本实开昭 59-127856 的穿设的方法中， 也成为难以加工且高价的结构。而 且， 在美国专利5195758及日本特开2011-185383那样的在中间部形成槽的方法中， 在发动 机停止时， 由于油滞留于槽部而油泥容易堆积， 在反复进行发动机的运转停止的运转模式 下， 耐久性不充分。 发明内容 0009 发。
12、明要解决的课题 0010 本发明为了解决上述问题而作出， 其课题在于提供一种即使在长期的发动机运转 中， 也不会发生衬套扩展器与侧轨间的粘合， 能维持优异的油控制功能的汽车发动机用的 组合润滑油控制环。 0011 用于解决课题的方案 0012 在本发明中， 想到了基本上通过形成为使油从衬套扩展器的中间部向其两侧的圆 周方向容易流动的结构， 即使在薄幅、 低张力规格的组合润滑油控制环中， 也能够防止油泥 的堆积。 0013 即， 本发明的组合润滑油控制环由上下两个侧轨和在轴向波形形成有山部和谷部 的衬套扩展器构成， 其特征在于， 所述衬套扩展器的将所述山部与所述谷部连结的腿部包 含从轴向起的倾斜。
13、角度 () 成为 15以上的部分。所述倾斜 () 优选处于 25以上的 范围。 0014 此外， 优选的是， 所述山部及所述谷部由对所述侧轨的内周面进行按压的耳部、 对 所述侧轨进行支承的突起部、 及所述耳部与所述突起部之间的中间部构成， 至少在所述中 间部存在大致平面的平坦部， 所述平坦部的圆周方向长度 (L) 相对于所述波形的间距 (P) 之比 (L/P) 为 40以下。所述比 (L/P) 更优选为 30以下， 进一步优选为 20以下。 0015 或者， 优选的是， 所述山部及所述谷部由对所述侧轨的内周面进行按压的耳部、 对 所述侧轨进行支承的突起部、 及所述耳部与所述突起部之间的中间部构。
14、成， 至少所述中间 部为朝向相对的所述侧轨凸出的凸形状。所述凸形状的曲率半径 (R) 更优选处于 0.3 3mm 的范围， 进一步优选处于 0.5 1.5mm 的范围。 0016 此外， 优选的是， 所述中间部以朝向所述耳部而远离相对的所述侧轨的方式倾斜。 0017 发明效果 0018 本发明的组合润滑油控制环中， 在轴向波形形成有山部和谷部的衬套扩展器的将 山部与谷部连结的腿部的从轴向起的倾斜角度 设为 15以上， 即， 缩短山部及谷部的圆 周方向长度， 由此在衬套扩展器的中间部与侧轨之间的间隙难以堆积油泥， 能够防止侧轨 与衬套扩展器的粘合。而且， 若中间部朝向相对的侧轨为凸形状， 则油泥。
15、容易向中间部的 圆周方向两侧流动， 而且若中间部以朝向耳部侧从侧轨远离的方式倾斜， 则油泥容易向内 周侧流动， 油泥的堆积防止效果进一步提高， 即使在薄幅、 低张力规格的组合润滑油控制环 说 明 书 CN 104334937 A 4 3/6 页 5 中， 也能够防止油泥的堆积。 进而， 构成本发明的组合润滑油控制环的衬套扩展器也不需要 涂敷、 开孔加工那样的附加的工序， 通过通常的齿轮成形能够制造。 当然， 在结构上， 即使在 发动机停止时， 油也不会滞留于衬套扩展器与侧轨之间的间隙， 即使在反复进行发动机的 运转停止那样的运转模式中， 也能够显示出充分的耐久性。 附图说明 0019 图 1 。
16、示出构成本发明的组合润滑油控制环的衬套扩展器的一例， 是其一部分的从 外周侧观察到的图。 0020 图 2 示出构成本发明的组合润滑油控制环的衬套扩展器的另一例， 是其一部分的 从外周侧观察到的图。 0021 图 3 示出构成本发明的组合润滑油控制环的衬套扩展器的再一例， 是其一部分的 从外周侧观察到的图。 0022 图 4 示出构成本发明的组合润滑油控制环的衬套扩展器的又一例， 是其一部分的 从外周侧观察到的图。 0023 图 5 是表示本发明的组合润滑油控制环的又一例的剖视图。 0024 图 6(a) 是表示以往的衬套扩展器的一部分的立体图。 0025 图 6(b) 是以往的衬套扩展器的一。
17、部分的从外周侧观察到的图。 0026 图 6(c) 是表示以往的组合润滑油控制环的剖视图。 具体实施方式 0027 以下， 参照附图， 说明本发明的组合润滑油控制环的实施方式。图 1 的衬套扩展 器 (11) 与以往的衬套扩展器相比， 腿部 (14) 相对于轴向的倾斜角度 () 为 15以上， 较 大， 因此能够使山部 (12) 及谷部 (13) 的中间部平坦部 (16a、 16b) 的圆周方向长度 (L) 比 较短。当然， 也可以取代平坦部 (16a、 16b)， 如图 2 所示使中间部 (26a、 26b) 具有朝向相对 的侧轨为凸形状的曲率(1/R)。 通过形成为这样的形状， 油泥难以滞。
18、留于衬套扩展器与侧轨 之间的间隙， 能够避免油泥的堆积、 进而避免衬套扩展器与侧轨之间的粘合。平坦部 (16a、 16b) 的圆周方向长度 (L) 与衬套扩展器的腿部 (14) 的倾斜角度 () 密切相关， 若增大倾 斜角度 ()， 则平坦部 (16a、 16b) 的圆周方向长度 (L) 处于缩短的倾向。倾斜角度优选处 于25以上的范围。 另一方面， 若以平坦部的圆周方向长度(L)来表现， 则在相对于衬套扩 展器的波形的间距 (P) 的比率下优选为 40以下， 更优选为 30以下， 进一步优选为 20 以下。在中间部 (26a、 26b) 具有凸形状的曲率时， 曲率半径 (R) 优选为 0.3。
19、 3mm， 更优选 为 0.5 1.5mm。 0028 在油泥的排出性 ( 滞留的难度 ) 这样的观点上， 平坦部的圆周方向长度 (L) 越短 或凸部的曲率半径 (R) 越小， 腿部的倾斜角度 () 越小， 越有效。然而， 在图 1 及图 2 所示 的实施方式的情况下， 为了缩短平坦部而需要增大腿部的倾斜角度 ()， 因此无法期待减 小腿部的倾斜角度 () 产生的油泥排出性的效果。在图 3 及图 4 所示的实施方式中， 仅在 山部及谷部的附近减小腿部的倾斜角度， 在山部和谷部的中间的腿部增大倾斜角度 ()。 通过形成为这样的方式， 缩短平坦部 (36a、 36b) 的圆周方向长度 (L)( 图。
20、 3) 或减小凸部的 曲率半径 (R)( 图 4)， 并且使从平坦部起的腿部的倾斜角度陡峭 ( 大 )， 由此油泥的排出性 说 明 书 CN 104334937 A 5 4/6 页 6 变得极高。 0029 此外， 图 5 所示的组合润滑油控制环的衬套扩展器以中间部朝向耳部而从相对的 侧轨远离的方式倾斜。当然， 反之， 也可以以朝向突起部而从相对的侧轨远离的方式倾斜。 通过该倾斜， 油泥变得更难以滞留。 0030 实施例 0031 实施例 1 5 及比较例 1 0032 成形出组合油环的标称直径 (d1)71mm、 组合标称宽度 (h1)1.5mm、 组合厚度 (a1)1.9mm 的 SUS3。
21、04 制的衬套扩展器和宽度 0.4mm 的 SUS440 制侧轨。衬套扩展器将从山 部 ( 谷部 ) 向山部 ( 谷部 ) 的间距设为 2.7mm， 以成为表 1 所示的腿部的倾斜角度 ()、 平 坦部的圆周方向长度(L)的方式由SUS304制的带材进行基于齿轮成形的局部的弯曲加工， 在基于轴向的波形及剪切的耳部成形之后， 为了成形为规定的耳角度 (20 ) 而实施滚压 加工， 最后通过卷绕法而成形为圆形状。 0033 表 1 0034 0035 P ： 2.7mm 0036 1 实机试验 0037 将实施例 1 3 的组合润滑油控制环分别装配于 1 升 3 气缸发动机的第一个气缸 至第三个气。
22、缸。使用该发动机反复规定模式的运转条件而进行了实机试验。在 250 小时 后， 按照以下的评价方法， 进行了侧轨的开口间隙的测定和油泥附着量的测定。进而， 实施 例 4 5 及比较例 1 取代装配组合润滑油控制环的气缸， 在与实施例 1 3 相同的运转条 件下进行了实机试验。试验次数对于各实施例及比较例进行了 3 次。在此， 顶环及第二环 使用了如下的规格的结构。 0038 (1) 顶环 0039 材质 ： SWOSC-V， 外周面氮化铬离子镀敷处理 0040 尺寸 ： d1 71mm， h1 1.0mm， a1 2.3mm 0041 (2) 第二环 0042 材质 ： SWOSC-V， 整面。
23、磷酸锌处理 0043 尺寸 ： d1 71mm， h1 1.0mm， a1 2.3mm 0044 2 评价方法 说 明 书 CN 104334937 A 6 5/6 页 7 0045 在实机试验结束后进行了以下的评价。 0046 (1) 侧轨开口间隙的测定 0047 在实机试验结束后， 在将活塞从液压缸拔出的状态下， 测定组合润滑油控制环的 上下的侧轨的开口间隙 (S2)， 求出了与实机试验前的组装于活塞的状态的开口间隙 (S1) 之 比 (S2/S1)。关于上下各自的侧轨， 求出 S2/S1， 算出了 3 次实机试验的平均值。 0048 (2) 油泥附着量的测定 0049 在实机试验结束后，。
24、 从活塞将组合润滑油控制环拆下， 利用丙酮进行了清洗。 在清 洗后， 在电气炉中以 120进行 1 小时的干燥， 在干燥器中冷却至室温， 测定了之后的组合 润滑油控制环的质量。算出与预先测定出的实机试验前的组合润滑油控制环的质量之差， 将 3 次实机试验的平均值作为油泥附着量。 0050 实施例15及比较例1的实机试验结果如表2所示。 开口间隙将比较例1的S2/ S1设为 100， 油泥附着量也是将比较例 1 的碳泥附着量设为 100， 以相对值表示。 0051 表 2 0052 S2/S1附着量 实施例 1 17034 实施例 2 14880 实施例 3 16240 实施例 4 16835 。
25、实施例 5 16532 比较例 1 100100 0053 根据表 2， 与比较例 1 的实机试验后的开口间隙及油泥附着量相比， 在实施例 1 5 中， 开口间隙增大为约 1.5 1.7 倍， 油泥附着量减少至 32 80。在衬套扩展器的腿 部的倾斜角度为 10的比较例 1 中， 由于油泥的堆积而侧轨受到限制， 因此即使将活塞从 液压缸拔出的状态下， 开口也难以返回 ( 扩展成 ) 基本的状态， 相对于此， 在实施例 1 5 中， 油泥的附着 / 堆积减少， 由此， 油环的限制的程度减少， 与比较例 1 相比， 可认为接近于 运转前的状态而扩展。当实施例 3 的衬套扩展器腿部的倾斜角度成为 2。
26、5以上时， 明显观 察到油泥附着量的减少。 0054 实施例 6 0055 在衬套扩展器的成形中， 除了取代衬套扩展器的中间部具有平坦部而使衬套扩展 器的中间部朝向相对的侧轨成为曲率半径 1mm 的凸形状的方式成形以外， 与实施例 1 同样 地制作组合润滑油控制环， 向3气缸发动机的各气缸装配， 与实施例1同样地进行了实机试 验。结果使用了各气缸的结果的平均值。与比较例 1 相比， 开口间隙为 1.6 倍， 油泥附着量 为 32。 0056 实施例 7 说 明 书 CN 104334937 A 7 6/6 页 8 0057 在衬套扩展器的成形中， 除了仅在山部及谷部的附近将腿部的倾斜角度设为 。
27、18， 山部与谷部的中间的腿部的倾斜角度设为 50， 以使中间部的平坦部的圆周方向长 度成为 0.5mm 的方式成形以外， 与实施例 1 同样地制作组合润滑油控制环， 向 3 气缸发动机 的各气缸装配， 与实施例1同样地进行了实机试验。 结果使用了各气缸的结果的平均值。 与 比较例 1 相比， 开口间隙为 1.7 倍， 油泥附着量为 35。 0058 实施例 8 10 0059 在衬套扩展器的成形中， 除了仅在山部及谷部的附近将腿部的倾斜角度设为 18， 山部与谷部的中间的腿部的倾斜角度设为 50， 取代中间部的平坦部而朝向相对的 侧轨成为表 3 所示的曲率半径的凸形状的方式成形以外， 与实施。
28、例 1 同样地制作组合润滑 油控制环， 向 3 气缸发动机的各气缸装配， 与实施例 1 同样地进行了实机试验。结果使用 3 次实机试验结果的平均值， 如表 3 所示。 0060 表 3 0061 0062 * 山部及谷部的中间的腿部的倾斜角度 0063 实施例 8 10 的开口间隙及油泥附着量均显示出优异的特性。根据其结果可知， 山部与谷部的中间的腿部的倾斜角度 () 为 50， 较大， 而仅在山部及谷部的附近将腿部 的倾斜角度较小地设为 18， 由此减小中间部凸部的曲率半径 (R) 且从中间部起的倾斜角 度陡峭 ( 大 )， 因而油泥的排出性变得极高。 0064 实施例 11 0065 在衬。
29、套扩展器的成形中， 除了中间部朝向耳部以从相对的侧轨远离的方式倾斜 3以外， 与实施例2(倾斜角度() ： 20， 平坦部的圆周方向长度(L) ： 1.2mm， L/P ： 44) 同样地制作组合润滑油控制环， 向3气缸发动机的各气缸装配， 与实施例2同样地进行了实 机试验。结果使用了各气缸的结果的平均值。与比较例 1 相比， 开口间隙为 1.61 倍， 油泥 附着量为 33， 与实施例 2 相比得到较大改善。 说 明 书 CN 104334937 A 8 1/4 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104334937 A 9 2/4 页 10 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104334937 A 10 3/4 页 11 图 5 图 6(a) 说 明 书 附 图 CN 104334937 A 11 4/4 页 12 图 6(b) 图 6(c) 说 明 书 附 图 CN 104334937 A 12 。