ピストンのオイルリング溝構造
【課題】背面通路の通路面積確保と、ピストン組付け時におけるオイルリングの折損抑制との両立を図る。
【解決手段】オイルリング溝２１内に、オイルリング本体４１との接触によりオイルリング４０の径方向内側への移動を規制する規制部２８，２９を設ける。自由径に拡張しているオイルリング本体４１が規制部２８，２９に接触した状態で、オイルリング本体４１の内周面４４のうちオイルリング溝２１の内底面２４に最も接近した箇所を第２最接近箇所５１とする。ピストン２０の外周面のうちオイルリング溝２１に対し燃焼室側に隣接するランド２６において、ピストン２０の中心軸線ＣＬを挟んで第２最接近箇所５１の反対側となる箇所を第２反対側箇所３２とする。両箇所５１，３２の距離Ｌ２を、オイルリング本体４１の内周面４４の直径Ｄよりも大きく設定する。
【解決手段】オイルリング溝２１内に、オイルリング本体４１との接触によりオイルリング４０の径方向内側への移動を規制する規制部２８，２９を設ける。自由径に拡張しているオイルリング本体４１が規制部２８，２９に接触した状態で、オイルリング本体４１の内周面４４のうちオイルリング溝２１の内底面２４に最も接近した箇所を第２最接近箇所５１とする。ピストン２０の外周面のうちオイルリング溝２１に対し燃焼室側に隣接するランド２６において、ピストン２０の中心軸線ＣＬを挟んで第２最接近箇所５１の反対側となる箇所を第２反対側箇所３２とする。両箇所５１，３２の距離Ｌ２を、オイルリング本体４１の内周面４４の直径Ｄよりも大きく設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダのボア壁面にオイルを供給したり、同ボア壁面に付着した余剰のオイルを掻き落としたりするオイルリングを装着するためにピストンに形成されるオイルリング溝の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダのボアにはピストンが往復動可能に設けられており、このピストンに形成されたオイルリング溝にはオイルリングが装着されている（例えば、特許文献１参照）。このオイルリングは、潤滑油としてのエンジンオイル（以下単に「オイル」という）を必要最小限の量だけシリンダのボア壁面に供給するとともに、余剰のオイルを掻き落とす機能を有している。
【０００３】
図９に示すように、従来のオイルリング９０は、ピストン８２のオイルリング溝８３内で径方向外側に配置される環状のオイルリング本体９１と、同オイルリング溝８３内でオイルリング本体９１の径方向内側に配置されて、同オイルリング本体９１を径方向外側に付勢するコイルエキスパンダ９６とを備えている。オイルリング本体９１には径方向外側へ突出するレール部９２，９３が形成されており、これらレール部９２，９３がピストン８２の往復動に伴ってシリンダのボア壁面上を摺接する。この摺接により、ボア壁面上にオイルが供給されたり、同ボア壁面上の余剰のオイルが掻き落とされたりする。
【０００４】
また、オイルリング本体９１には、その径方向に貫通するオイル戻し孔９４が形成されており、前述のように掻き落とされたオイルの一部が、このオイル戻し孔９４及びコイルエキスパンダ９６を通り、オイルリング溝８３の内底面８４とオイルリング９０との間の背面通路８５へ流れる。背面通路８５のオイルは、ピストン８２に設けられて背面通路８５に開口する図示しないオイルドレン孔等から同ピストン８２の内側に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−１３２２６０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、上記オイルドレン孔等を含むオイル通路でのオイルの流れをよくする観点からは、背面通路８５の通路面積を大きく採ることが望ましい。そのためには、図１０に示すように、オイルリング溝８３を深く形成することが考えられる。
【０００７】
ところが、オイルリング溝８３が深くなるに伴い、ピストン８２の中心軸線ＣＬに直交する方向（図１０の左右方向）へのオイルリング９０の動き代が大きくなる。その結果、ピストン８２がシリンダのボアに挿入される前に、オイルリング本体９１が自由径に拡張しているオイルリング９０の一部がオイルリング溝８３の内底面８４に接触させられると、次の現象が生ずるおそれがある。その現象とは、オイルリング本体９１の内周面９１Ａのうち内底面８４に最も接近した箇所を箇所９５と表現すると、中心軸線ＣＬを挟んで、上記箇所９５の反対側となる箇所９７が、図１０に示すようにオイルリング溝８３から飛び出すことである。
【０００８】
そして、上記のように、オイルリング本体９１の内周面９１Ａの一部がオイルリング溝８３から飛び出していると、ピストン８２の内燃機関への組付けに際し、同ピストン８２をシリンダのボアに挿入するときにオイルリング９０がオイルリング溝８３から外れる。そして、オイルリング９０が、ピストン８２の外周面のうちオイルリング溝８３に対し燃焼室側（図１０の上側）に隣接するランド８６に乗り上げて折損するおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、背面通路の通路面積確保と、ピストン組付け時におけるオイルリングの折損抑制との両立を図ることのできるピストンのオイルリング溝構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、ピストンの外周面において開口する円環状のオイルリング溝が前記ピストンに形成され、前記オイルリング溝に装着されるオイルリングが、同オイルリング溝の径方向外側に配置されるオイルリング本体と、前記オイルリング本体の径方向内側に配置されて同オイルリング本体を径方向外側へ付勢するエキスパンダとにより構成され、前記オイルリング溝の内底面と前記オイルリングとの間の空間がオイルの背面通路とされ、前記オイルリング本体が自由径に拡張している前記オイルリングの一部が前記オイルリング溝の前記内底面に接触させられた場合に、前記オイルリング本体の内周面のうち前記内底面に最も接近した第１最接近箇所と、前記ピストンの前記外周面のうち前記オイルリング溝に対し燃焼室側に隣接するランドにおいて、前記ピストンの中心軸線を挟んで前記第１最接近箇所の反対側となる第１反対側箇所との距離が、前記オイルリング本体の前記内周面の直径よりも小さく設定されたピストンのオイルリング溝構造であって、前記オイルリング溝内には、前記オイルリング本体及び前記エキスパンダの少なくとも一方を接触対象とし、同接触対象との接触により前記オイルリングの径方向内側への移動を規制する規制部が設けられ、前記オイルリング本体が自由径に拡張している前記オイルリングの前記接触対象が前記規制部に接触させられた状態で、前記オイルリング本体の内周面のうち前記オイルリング溝の前記内底面に最も接近した第２最接近箇所と、前記ランドにおいて、前記ピストンの前記中心軸線を挟んで前記第２最接近箇所の反対側となる第２反対側箇所との距離が、前記オイルリング本体の前記内周面の直径よりも大きく設定されていることを要旨とする。
【００１１】
上記の構成によれば、オイルリング溝に装着されたオイルリングは、ピストンがシリンダのボアに挿入される前には、自由径に拡張していて同ピストンの中心軸線に直交する方向へ移動可能である。
【００１２】
通常は、オイルリングが上記中心軸線に直交する方向へ移動させられた場合、採り得る最大量移動させられても同オイルリングがオイルリング溝から完全に外れないように、オイルリング溝の深さが設定される。
【００１３】
しかし、オイルリング溝の内底面とオイルリングとの間の背面通路の通路面積を大きく採るために、オイルリング溝が径方向内側へ拡張されて深くされた場合、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が多くなる。その結果、オイルリング本体が自由径に拡張しているオイルリングがオイルリング溝の内底面に接触する位置まで移動させられたとき、ピストンの中心軸線を挟んで第１最接近箇所の反対側となる箇所がオイルリング溝から完全に飛び出すおそれがある。
【００１４】
これに対し、オイルリング溝内に規制部が設けられた請求項１に記載の発明では、オイルリング本体及びエキスパンダの少なくとも一方が規制部との接触対象とされる。この接触対象が規制部に接触することで、オイルリングの径方向内側への移動が規制される。この規制により、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【００１５】
ここで、請求項１に記載の発明では、上記接触状態で、オイルリング本体の内周面のうち内底面に最も接近した第２最接近箇所と、ピストンの外周面のうちオイルリング溝に対し燃焼室側に隣接するランドにおいて、ピストンの中心軸線を挟んで第２最接近箇所の反対側となる第２反対側箇所との距離が、オイルリング本体の内周面の直径よりも大きく設定されている。このことから、オイルリング本体が自由径に拡張しているオイルリングがオイルリング溝の内底面に最も接近させられるときであっても、ピストンの中心軸線を挟んで第２最接近箇所の反対側となる箇所がオイルリング溝内に位置する。
【００１６】
従って、ピストンの内燃機関への組付けに際し、同ピストンがシリンダのボアに挿入されるときにオイルリングがオイルリング溝から外れ、ランドに乗り上げて折損することが起こりにくい。
【００１７】
上記ピストンが組付けられた内燃機関では、エキスパンダによって径方向外側へ付勢されたオイルリング本体がシリンダのボア壁面に押付けられる。そして、内燃機関の運転時には、ピストンがその中心軸線に沿う方向へ往復動する。この往復動に伴いオイルリングも同方向へ往復動し、オイルがシリンダのボア壁面に供給されたり、掻き落とされたりする。この際、上記背面通路がオイル通路の一部として機能する。
【００１８】
請求項１に記載の発明では、上述したように、オイルリング溝が径方向内側へ拡張されて深くされ、背面通路の通路面積が大きくされているため、オイルがオイル通路を良好に流れる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部は、前記オイルリング溝において前記ピストンの前記中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に一体形成されており、前記オイルリング本体を前記接触対象とし、同オイルリング本体との接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものであることを要旨とする。
【００２０】
上記の構成によれば、規制部は、オイルリング溝においてピストンの中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に一体形成されるものであることから、同ピストンの製造時に規制部を一緒に形成することが可能である。
【００２１】
また、オイルリング本体が上記規制部との接触対象とされる。この規制部にオイルリング本体が接触することにより、オイルリングの径方向内側への移動が規制され、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部は、板材を折り曲げることにより形成され、前記オイルリング溝において前記ピストンの前記中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に沿って配置されており、前記オイルリング本体を前記接触対象とし、同オイルリング本体との接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものであることを要旨とする。
【００２３】
上記の構成によれば、規制部は、板材を折り曲げることにより形成されるものであることから、これが背面通路に占める体積が少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響が少ない。
また、オイルリング本体が上記規制部との接触対象とされる。この規制部にオイルリング本体が接触することにより、オイルリングの径方向内側への移動が規制され、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部は、前記オイルリング溝の前記内底面の一部に一体形成されており、前記エキスパンダを前記接触対象とし、同エキスパンダとの接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものであることを要旨とする。
【００２５】
上記の構成によれば、規制部は、オイルリング溝の内底面に一体形成されるものであることから、同ピストンの製造時に規制部を一緒に形成することが可能である。
また、エキスパンダが上記規制部との接触対象とされる。この規制部にエキスパンダが接触することにより、オイルリングの径方向内側への移動が規制され、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部は、板材を折り曲げることにより形成され、かつ前記オイルリング溝の前記内底面から径方向外側へ離れた箇所に配置されており、前記エキスパンダを前記接触対象とし、同エキスパンダとの接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものであることを要旨とする。
【００２７】
上記の構成によれば、規制部は、板材を折り曲げることにより形成されるものであることから、これが背面通路に占める体積が少なく、通路面積拡大に及ぼす影響が少ない。
また、エキスパンダが上記規制部との接触対象とされる。この規制部にエキスパンダが接触することにより、オイルリングの径方向内側への移動が規制され、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態を示す図であり、ピストンとオイルリングとの位置関係を示す平面図。
【図２】第１実施形態を示す図であり、シリンダのボアにピストンが挿入された状態の内燃機関において、ピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図３】第１実施形態を示す図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図４】本発明を具体化した第２実施形態を示す図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図５】第１実施形態の変形例を示す図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図６】図５中の規制部の形成に用いられる部材を展開した状態で示す部分正面図。
【図７】第２実施形態の変形例を示す図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図８】図７中の規制部の形成に用いられる部材を展開した状態で示す部分正面図。
【図９】従来技術を説明する図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図１０】図９中のオイルリング溝を深く形成した場合のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図２に示すように、内燃機関のシリンダ１１の内部空間であるボア１２には、ピストン２０が、自身の中心軸線ＣＬをボア１２の中心軸線に合致させた状態で、同中心軸線ＣＬに沿う方向（図２の上下方向）への往復動可能に収容されている。
【００３０】
なお、第１実施形態では、上記中心軸線ＣＬに直交する方向を特定するために、同中心軸線ＣＬに近付く側を「径方向内側」といい、中心軸線ＣＬから遠ざかる側を「径方向外側」というものとする。
【００３１】
図２において、ピストン２０の上方には燃焼室（図示略）が形成されている。この点は、後述する図３〜図５及び図７についても同様である。
ピストン２０には、その外周面において開口する円環状のオイルリング溝２１が形成されている。このオイルリング溝２１は、ピストン２０の中心軸線ＣＬに沿う方向に相対向する一対の平らな壁面２２，２３と、円筒状の内底面２４とを備えている。両壁面２２，２３も内底面２４も中心軸線ＣＬを中心として、その周りに形成されている。両壁面２２，２３は中心軸線ＣＬに直交する面上に形成されており、互いに平行の関係をなしている。中心軸線ＣＬに沿う方向について、壁面２２は燃焼室に近い側に位置し、壁面２３は燃焼室から遠い側に位置している。
【００３２】
図１及び図２に示すように、上記オイルリング溝２１には、２ピースオイルリングと呼ばれるタイプのオイルリング４０が装着されている。このタイプのオイルリング４０は、オイルリング溝２１内で径方向外側に配置されるオイルリング本体４１と、オイルリング溝２１内でオイルリング本体４１の径方向内側に配置されるコイルエキスパンダ５５とにより構成されている。このコイルエキスパンダ５５は、特許請求の範囲におけるエキスパンダに該当する部材である。なお、図１では、オイルリング本体４１及びコイルエキスパンダ５５が、区別されることなく１つの部材（オイルリング４０）として図示されている。
【００３３】
オイルリング本体４１は平面Ｃリング状に形成されており、その両端は互いに近接するように対向配置されている。オイルリング本体４１の上記中心軸線ＣＬに沿う方向の寸法は、上記オイルリング溝２１の溝幅（両壁面２２，２３の間隔）よりも僅かに小さく設定されている。
【００３４】
コイルエキスパンダ５５は引張りコイルスプリングを環状に連続させたスプリングであって、ピストン２０の周方向及び径方向に弾性を有しており、同オイルリング本体４１を径方向外側へ付勢する。コイルエキスパンダ５５の上記中心軸線ＣＬに沿う方向の寸法は、同方向についての上記オイルリング本体４１の寸法よりも小さく設定されている。
【００３５】
オイルリング本体４１の外周面であって上記中心軸線ＣＬに沿う方向の両側部には、径方向外側へ突出する一対のレール部４２，４３が形成されている。両レール部４２，４３は、ピストン２０の往復動に伴いボア１２の壁面（以下「ボア壁面１２Ａ」という）上を摺接する。両レール部４２，４３がボア壁面１２Ａ上を、内燃機関の燃焼室側（図２の上側）へ摺接することにより、オイルがボア壁面１２Ａに供給される。また、両レール部４２，４３がボア壁面１２Ａ上を燃焼室から遠ざかる側（図２の下側）へ摺接することにより、同ボア壁面１２Ａ上の余剰のオイルが掻き落とされる。
【００３６】
オイルリング本体４１の内周面４４であって、中心軸線ＣＬに沿う方向の中間部には、断面半円形の収容凹部４５が形成されており、この収容凹部４５にコイルエキスパンダ５５の一部（径方向外側部分）が収容されている。コイルエキスパンダ５５の他部（径方向内側部分）は収容凹部４５から径方向内側へ露出している。
【００３７】
オイルリング本体４１には、そのオイルリング本体４１を径方向に貫通する複数のオイル戻し孔４６が、周方向に間隔をおいて（例えば所定角度毎に）形成されている。各オイル戻し孔４６の径方向についての外端部は、上記オイルリング本体４１の外周面の両レール部４２，４３間で開口している。各オイル戻し孔４６の径方向についての内端部は、収容凹部４５において開口している。
【００３８】
オイルリング溝２１の内底面２４とオイルリング４０との間の空間は、オイル通路の一部を構成している。以下、この部分を、オイル通路の他の部分と区別するために、背面通路２５というものとする。
【００３９】
そして、燃焼室側（図２の上側）のレール部４２によって掻き落とされたオイルが、オイル戻し孔４６及びコイルエキスパンダ５５を通じて背面通路２５へ流れ、その後、ピストン２０に設けられたオイルドレン孔（図示略）等からピストン２０の内側に導かれるようになっている。
【００４０】
上記オイルリング本体４１は、ピストン２０とともにシリンダ１１のボア１２に挿入された状態で、挿入される前よりも縮径させられる。図３に示すように、オイルリング本体４１は、ピストン２０とともにボア１２に挿入される前には、外力が加えられず、自由状態になっている。この状態では、オイルリング本体４１は自由径に拡張している。この状態でのオイルリング本体４１の内周面４４の直径を「Ｄ」というものとする。
【００４１】
なお、第１実施形態との比較のために、この直径Ｄは、従来技術を示す図９及び図１０において該当する箇所にも記載されている。この場合、直径Ｄは、オイルリング本体９１の内周面９１Ａの直径を表している。
【００４２】
なお、図示を割愛するが、ピストン２０においてオイルリング溝２１よりも燃焼室側（図２及び図３の各上側）には、同ピストン２０の外周面において開口する２つのリング溝が形成されており、コンプレッションリングとして機能するトップリング及びセカンドリングが、上記２つのリング溝に装着されている。トップリング及びセカンドリングは、燃焼室で生じた燃焼ガスがピストン２０とボア壁面１２Ａとの間から漏れ出ないようにこれらの間をシールする機能を有している。
【００４３】
ピストン２０の外周面において、上記オイルリング溝２１と、その燃焼室側に隣接するリング溝とによって挟まれた箇所は、ランド２６となっている。表現を変えると、このランド２６は、ピストン２０の外周面のうち、オイルリング溝２１に対し燃焼室側に隣接する箇所によって構成される。
【００４４】
ここで、図３において二点鎖線で示すように、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０の一部がオイルリング溝２１の内底面２４に接触させられた場合を想定する。この場合に、オイルリング本体４１の内周面４４のうち内底面２４に最も接近した箇所を第１最接近箇所４７といい、ピストン２０の中心軸線ＣＬを挟んで第１最接近箇所４７から最も遠ざかった箇所を第１最離隔箇所４８という。また、上記ランド２６において、中心軸線ＣＬを挟んで上記第１最接近箇所４７の反対側となる箇所を第１反対側箇所２７という。そして、第１最接近箇所４７と第１反対側箇所２７との距離を「Ｌ１」というものとする。
【００４５】
なお、第１実施形態との比較のために、この距離Ｌ１は、従来技術を示す図９及び図１０において該当する箇所にも記載されている。この場合、距離Ｌ１は、オイルリング本体９１の内周面９１Ａのうち、オイルリング溝８３の内底面８４に最も接近した箇所９５と、ランド８６において、中心軸線ＣＬを挟んで上記箇所９５の反対側となる箇所８７との距離を表している。
【００４６】
第１実施形態では、オイルリング溝２１が、背面通路２５の通路面積拡大のために従来の一般的なオイルリング溝よりも深く形成されていて、オイルリング溝２１の内底面２４が、中心軸線ＣＬにより近い箇所に位置している。
【００４７】
従来の一般的なオイルリング溝とは、上述した図９においてオイルリング溝８３として描かれているものと同様のオイルリング溝である。このオイルリング溝８３は、次式（ｉ）を満たしている。
【００４８】
Ｌ１≧Ｄ ・・・（ｉ）
これは、オイルリング本体９１が自由径に拡張しているオイルリング９０の一部が、オイルリング溝８３の内底面８４に接触させられても、オイルリング本体９１の内周面９１Ａがオイルリング溝８３から飛び出すことがない、すなわち、同内周面９１Ａの全部がランド８６よりも径方向内側に位置することを意味する。
【００４９】
図３に示すように、第１実施形態のオイルリング溝２１は、上記一般的なオイルリング溝８３よりも深く形成されることで、上記式（ｉ）が満たされなくなっている（Ｌ１＜Ｄ）。
【００５０】
これは、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０の一部が、図３において二点鎖線で示すように、オイルリング溝２１の内底面２４に接触させられると、同オイルリング本体４１の第１最離隔箇所４８がランド２６の第１反対側箇所２７から飛び出すことを意味する。すなわち、オイルリング本体４１の内周面４４の一部がランド２６よりも径方向外側に位置する（図１０参照）。
【００５１】
そこで、上記のように、オイルリング溝２１を深く形成することによる背面通路２５の通路面積の拡大効果を確保しつつ、オイルリング本体４１の内周面４４がオイルリング溝２１から飛び出すことのないようにするために、第１実施形態では、次のような工夫がなされている。
【００５２】
オイルリング溝２１内には、オイルリング本体４１及びコイルエキスパンダ５５の少なくとも一方を接触対象とし、同接触対象との接触によりオイルリング４０の径方向内側、すなわち内底面２４に近付く側への移動を規制する規制部２８，２９が設けられている。規制部２８は壁面２２に一体に形成され、規制部２９は壁面２３に一体に形成されている。規制部２８，２９の形成位置は、コイルエキスパンダ５５の径方向についての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向へ外れている。各規制部２８，２９は、上記内底面２４を起点とし、径方向外側へ向けて延びている。各規制部２８，２９の径方向についての外側の面（外面２８Ａ，２９Ａ）は、オイルリング溝２１の深さ方向についての中間部分に位置している。各規制部２８，２９は、オイルリング本体４１のみを接触対象とし、コイルエキスパンダ５５を接触対象としない。各規制部２８，２９は、その外面２８Ａ，２９Ａにおいて、オイルリング４０のうちオイルリング本体４１の内周面４４にのみ接触することにより、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制する。
【００５３】
ここで、自由径に拡張しているオイルリング本体４１の内周面４４の一部が規制部２８，２９の外面２８Ａ，２９Ａに接触した状態で、同内周面４４のうち内底面２４に最も接近した箇所を第２最接近箇所５１といい、ピストン２０の中心軸線ＣＬを挟んで同第２最接近箇所５１から最も遠ざかった箇所を第２最離隔箇所５２という。また、上記ランド２６において、中心軸線ＣＬを挟んで第２最接近箇所５１の反対側となる箇所を第２反対側箇所３２という。第２最接近箇所５１と第２反対側箇所３２との距離を「Ｌ２」というものとする。
【００５４】
第１実施形態では、次式（ii）が成立する箇所に外面２８Ａ，２９Ａが位置するように規制部２８，２９が設けられている。
Ｌ２＞Ｄ ・・・（ii）
上記のようにして第１実施形態が構成されている。次に、この第１実施形態の作用について説明する。
【００５５】
オイルリング溝２１に装着されたオイルリング４０は、ピストン２０がボア１２に挿入される前には、自由径に拡張していて同ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向へ移動可能である。オイルリング本体４１は、壁面２２，２３上を摺接しながら、同方向へ移動可能である。コイルエキスパンダ５５は、中心軸線ＣＬに沿う方向について、壁面２２，２３及び規制部２８，２９から離れた箇所で、中心軸線ＣＬに直交する方向へ移動可能である。
【００５６】
通常は、オイルリング４０が上記中心軸線ＣＬに直交する方向へ移動させられた場合、採り得る最大量移動させられてもオイルリング本体４１の周方向についての一部がオイルリング溝２１から完全に外れないように、すなわち上記式（ｉ）が成立するように、オイルリング溝２１の深さが設定される（図９参照）。
【００５７】
しかし、背面通路２５の通路面積を大きく採るために、オイルリング溝２１が径方向内側へ拡張されて深くされた場合、中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が多くなる。その結果、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０が内底面２４に最も接近する位置まで移動させられると、第２最離隔箇所５２がオイルリング溝２１から完全に飛び出すおそれがある（図１０参照）。
【００５８】
これに対し、オイルリング溝２１内に規制部２８，２９が設けられた第１実施形態では、オイルリング本体４１が規制部２８，２９との接触対象とされる。このオイルリング本体４１の内周面４４の一部が規制部２８，２９の外面２８Ａ，２９Ａに接触する（図３参照）ことで、オイルリング４０の径方向内側への移動が規制される。この規制により、中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が少なくなる。
【００５９】
なお、コイルエキスパンダ５５は、オイルリング本体４１よりも径方向内側に位置する。しかし、規制部２８，２９がコイルエキスパンダ５５の径方向についての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向に外れている。このことから、規制部２８，２９がコイルエキスパンダ５５に接触してその移動の妨げとなることは起こりにくい。
【００６０】
ここで、第１実施形態では、上記接触状態で上記式（ii）が満たされている（Ｌ２＞Ｄ）。このことから、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０がオイルリング溝２１の内底面２４に最も接近させられるときであっても、第２最離隔箇所５２はオイルリング溝２１内に位置する。このことは、オイルリング本体４１の内周面４４の全体がランド２６よりも径方向内側に位置すること、すなわち、オイルリング溝２１内に位置することを意味する。
【００６１】
従って、ピストン２０の内燃機関への組付けに際し、同ピストン２０がボア１２に挿入されるときにオイルリング４０がオイルリング溝２１から外れることが起こりにくくなる。
【００６２】
なお、オイルリング本体４１は、規制部２８，２９の外面２８Ａ，２９Ａとの接触により径方向内側への移動を規制されることから、外面２８Ａ，２９Ａよりも径方向内側の内底面２４に接触しない。また、オイルリング本体４１を径方向外側へ付勢するコイルエキスパンダ５５は、規制部２８，２９にもオイルリング溝２１の内底面２４にも接触しない。
【００６３】
上記ピストン２０が組付けられた内燃機関では、図２に示すようにコイルエキスパンダ５５によって径方向外側へ付勢されたオイルリング本体４１がシリンダ１１のボア壁面１２Ａに押圧される。そして、内燃機関の運転時には、ピストン２０がその中心軸線ＣＬに沿う方向へ往復動する。この往復動に伴いオイルリング４０も同方向へ往復動し、レール部４２，４３がボア壁面１２Ａ上を摺接する。この摺接により、オイルがボア壁面１２Ａに供給されたり、掻き落とされたりする。この際、オイルリング４０よりも径方向内側の背面通路２５がオイル通路の一部として機能する。
【００６４】
第１実施形態では、上述したように、オイルリング溝２１が径方向内側へ拡張されて深くされていることから、背面通路２５の通路面積が大きく、オイルがオイル通路を良好に流れる。
【００６５】
以上詳述した第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）オイルリング溝２１内に、オイルリング本体４１及びコイルエキスパンダ５５の少なくとも一方を接触対象とし、同接触対象との接触によりオイルリング４０の径方向内側への移動を規制する規制部２８，２９を設ける。
【００６６】
オイルリング本体４１が自由径に拡張している状態のオイルリング４０の接触対象が規制部２８，２９に接触した状態で、オイルリング本体４１の内周面４４の第２最接近箇所５１と、ランド２６の第２反対側箇所３２との距離Ｌ２を、オイルリング本体４１の内周面４４の直径Ｄよりも大きく（Ｌ２＞Ｄ）設定している（図３）。
【００６７】
そのため、内燃機関への組付けに際し、ピストン２０がシリンダ１１に挿入されるときに、オイルリング４０がオイルリング溝２１から外れてランド２６に乗り上げて折損するのを抑制することができる。
【００６８】
また、オイルリング溝２１を深くすることで、背面通路２５の通路面積を拡大して、オイル通路でのオイルの流通性を良好なものとすることができる。
なお、壁面２２，２３に形成される規制部２８，２９が、背面通路２５に占める体積は少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響は少ない。
【００６９】
（２）規制部２８，２９を、オイルリング溝２１においてピストン２０の中心軸線ＣＬに沿う方向に相対向する一対の壁面２２，２３の各々に一体に形成している。
そのため、規制部２８，２９をピストン２０の製造（鋳造）時に一緒に形成することができる。
【００７０】
（３）オイルリング本体４１を接触対象とし、同オイルリング本体４１の規制部２８，２９との接触により、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制するようにしている。
【００７１】
そのため、この移動規制により、ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代を少なくし、ピストン２０の内燃機関への組付けに際し、同ピストン２０がシリンダ１１に挿入されるときにオイルリング４０がオイルリング溝２１から外れるのを抑制し、もって上記（１）の効果を得ることができる。
【００７２】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について図４を参照して説明する。
第２実施形態では、第１実施形態と同様、オイルリング溝２１が、背面通路２５の通路面積拡大のために従来の一般的なオイルリング溝８３（図９参照）よりも深く形成されていることを前提とし、規制部３３が、オイルリング溝２１の壁面２２，２３に代えて内底面２４に一体形成されている。規制部３３は、内底面２４から径方向外側へ突出している。この規制部３３は、内底面２４において、ピストン２０の中心軸線ＣＬに沿う方向の一部にのみ形成されている。第２実施形態では、規制部３３は中心軸線ＣＬに沿う方向の中央部に形成されている。この形成箇所は、コイルエキスパンダ５５の径方向についての移動経路上に位置する。
【００７３】
また、第２実施形態では、オイルリング本体４１に代えてコイルエキスパンダ５５が規制部３３との接触対象とされる。規制部３３は、径方向についての外側の面（外面３３Ａ）においてコイルエキスパンダ５５と接触することにより、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制する。
【００７４】
そして、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０のコイルエキスパンダ５５が規制部３３に接触させられた状態で、上記式（ii）の関係（Ｌ２＞Ｄ）が成立する箇所に外面３３Ａが位置するように規制部３３が形成されている。
【００７５】
上記以外の構成は第１実施形態と同様である。そのため、第１実施形態と同様の箇所、部材等については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
上記の構成を有する第２実施形態では、オイルリング溝２１に装着されたオイルリング４０は、ピストン２０がボア１２に挿入される前には、自由径に拡張していて同ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向へ移動可能である。
【００７６】
ただし、オイルリング溝２１の内底面２４においてコイルエキスパンダ５５の移動経路上に規制部３３が設けられていることから、コイルエキスパンダ５５が規制部３３との接触対象とされる。コイルエキスパンダ５５が規制部３３の外面３３Ａに接触することで、コイルエキスパンダ５５及びオイルリング本体４１の径方向内側への移動が規制される。この規制により、ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が、規制部３３の設けられていない場合（図１０参照）よりも少なくなる。
【００７７】
ここで、第２実施形態では、上記接触状態で上記式（ii）が満たされている（Ｌ２＞Ｄ）。このことから、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０がオイルリング溝２１の内底面２４に最も接近させられるときであっても、第２最離隔箇所５２がオイルリング溝２１内に位置する。このことは、オイルリング本体４１の内周面４４の全体がランド２６よりも径方向内側に位置すること、すなわち、オイルリング溝２１内に位置することを意味する。
【００７８】
従って、ピストン２０の内燃機関への組付けに際し、同ピストン２０がボア１２に挿入されるときにオイルリング４０がオイルリング溝２１から外れることが起こりにくくなる。
【００７９】
なお、コイルエキスパンダ５５は、規制部３３との接触により径方向内側への移動を規制されることから、同規制部３３よりも径方向内側に位置する内底面２４に接触しない。また、コイルエキスパンダ５５よりも径方向外側に配置されているオイルリング本体４１は、規制部３３にも内底面２４にも接触しない。
【００８０】
従って、第２実施形態によれば、上記（１）に加え、次の効果が得られる。
（４）規制部３３を、オイルリング溝２１の内底面２４の一部に一体に形成している。
そのため、上記（２）と同様、規制部３３をピストン２０の製造（鋳造）時に一緒に形成することができる。
【００８１】
（５）コイルエキスパンダ５５を接触対象とし、同コイルエキスパンダ５５の規制部３３との接触により、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制するようにしている。
そのため、この移動規制により、ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代を少なくし、ピストン２０の内燃機関への組付けに際し、同ピストン２０がボア１２に挿入されるときにオイルリング４０がオイルリング溝２１から外れるのを抑制し、上記（１）の効果を得ることができる。
【００８２】
なお、規制部３３は、内底面２４の一部に形成されるため、背面通路２５に占める体積が少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響は少ない。
本発明は、次に示す別の実施形態に具体化することができる。
【００８３】
＜第１実施形態に関する事項＞
・各規制部２８，２９は、オイルリング溝２１の壁面２２，２３の全周にわたって形成されてもよいし、ピストン２０の中心軸線ＣＬを中心として放射状に延びるように形成されてもよい。規制部２８，２９の数は、前者の場合にはそれぞれ１つであり、後者の場合には複数である。後者の複数の規制部２８，２９は所定角度毎に形成されてもよい。
【００８４】
・規制部２８，２９は、オイルリング溝２１の内底面２４から離れた状態で形成されてもよい。
・オイルリング４０の径方向内側への移動を規制できることを条件に、規制部２８，２９の一方が省略されてもよい。
【００８５】
・規制部がピストン２０とは別部材によって形成されてもよい。図５及び図６はその一例を示している。なお、図６は、図５中の規制部の形成に用いられる、板材からなる部材６０が展開された状態（折り曲げられる前の状態）を示している。
【００８６】
この部材６０は、長方形の板状をなし、かつその短辺に沿う方向（図６の左右方向）に互いに離間した状態で並べられた複数の規制部６１を備えている。これらの規制部６１は、後述する規制部６３側（図６の下側）の端部寄りの箇所において、上記短辺に沿う方向に延びる帯状の第１連結部６２によって連結されている。
【００８７】
また、上記部材６０は、長方形の板状をなし、かつ上記規制部６１から、それらの長辺に沿う方向（図６の下方）へ一定距離離れた箇所において、短辺に沿う方向（図６の左右方向）に互いに離間した状態で並べられた複数の規制部６３を備えている。これらの規制部６３は、前述した規制部６１側（図６の上側）の端部寄りの箇所において、上記短辺に沿う方向に延びる帯状の第１連結部６４によって連結されている。
【００８８】
各規制部６１，６３の長辺に沿う方向（図６の上下方向）へ互いに離れて配置された上記両第１連結部６２，６４は、同方向に延び、かつ各規制部６１，６３の短辺に沿う方向に所定間隔おきに配置された複数の長尺状の第２連結部６５によって相互に連結されている。図６では、各第２連結部６５は、隣合う規制部６１間（隣合う規制部６３間）の中央に配置されている。
【００８９】
上記部材６０は、図５に示すようにオイルリング溝２１に組込まれる。この組込みに際し、各第２連結部６５の第１連結部６２との境界部分で、各規制部６１及び第１連結部６２が略直角に折り曲げられる。各第２連結部６５の第１連結部６４との境界部分で、各規制部６３及び第１連結部６４が略直角に折り曲げられる。さらに、部材６０がオイルリング溝２１の内底面２４に沿って円環状に湾曲させられることにより、各第２連結部６５が同内底面２４の近くで、ピストン２０の中心軸線ＣＬに沿うように配置される。
【００９０】
こうした配置により、各規制部６１が中心軸線ＣＬを中心として、オイルリング溝２１の内底面２４から、壁面２２に接触した状態で、同壁面２２に沿って放射状に延びる。また、第１連結部６２が中心軸線ＣＬの周りで、壁面２２に接触した状態で同壁面２２に沿って円環状となる。これらの規制部６１及び第１連結部６２は厚みが薄く、コイルエキスパンダ５５の径方向ついての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向に外れる。
【００９１】
同様に、各規制部６３が中心軸線ＣＬを中心として、オイルリング溝２１の内底面２４から、壁面２３に接触した状態で同壁面２３に沿って放射状に延びる。また、第１連結部６４が中心軸線ＣＬの周りで、壁面２３に接触した状態で同壁面２３に沿って円環状となる。これらの規制部６３及び第１連結部６４は厚みが薄く、コイルエキスパンダ５５の径方向ついての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向に外れる。
【００９２】
さらに、各第２連結部６５は、上記内底面２４から僅かに離間した箇所で、中心軸線ＣＬに沿って延びる。
上記部材６０の各規制部６１，６３は、オイルリング本体４１を接触対象とし、同オイルリング本体４１との接触により、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制するものである。
【００９３】
上記以外は、第１実施形態と同様である。従って、図５において第１実施形態と同様の箇所、部材等については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
上記構成を有する変形例では、オイルリング本体４１が、オイルリング溝２１の壁面２２，２３に沿って配置された規制部６１，６３との接触対象とされる。これらの規制部６１，６３にオイルリング本体４１が接触することにより、オイルリング４０の径方向内側への移動が規制され、中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が少なくなる。そのため、上述した（１），（３）と同様の効果が得られる。
【００９４】
なお、オイルリング本体４１は、規制部６１，６３との接触により径方向内側への移動を規制されることから、同規制部６１，６３よりも径方向内側に位置する内底面２４には接触しない。
【００９５】
コイルエキスパンダ５５はオイルリング本体４１よりも径方向内側に位置する。しかし、規制部６１，６３及び第１連結部６２，６４は、コイルエキスパンダ５５の径方向についての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向に外れている。このことから、規制部６１，６３及び第１連結部６２，６４は、コイルエキスパンダ５５に接触してその移動の妨げとなることはない。
【００９６】
また、第２連結部６５は内底面２４の近くに位置しているため、この第２連結部６５がコイルエキスパンダ５５に接触して、その移動の妨げとなることもない。
部材６０は板材からなるため、規制部６１，６３、第１連結部６２，６４及び第２連結部６５が背面通路２５に占める体積が少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響が少ない。
【００９７】
なお、上記部材６０は複数の部品からなるものであってもよい。すなわち、上記部材６０を構成する規制部６１，６３、第１連結部６２，６４及び第２連結部６５について、その一部が他部とは別の部品によって形成されてもよい。ただし、この場合には、部品を相互に固定する構造が必要となる。
【００９８】
＜第２実施形態に関する事項＞
・規制部３３は、オイルリング溝２１の内底面２４の全周にわたって形成されてもよいし、ピストン２０の中心軸線ＣＬの周りに断続的に形成されてもよい。規制部３３の数は、前者の場合には１つであり、後者の場合には複数である。後者の複数の規制部３３は所定角度毎に形成されてもよい。
【００９９】
・規制部３３は、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制できることを条件に、中心軸線ＣＬに沿う方向の複数箇所に形成されてもよい。
・規制部がピストン２０とは別部材によって形成されてもよい。図７及び図８はその一例を示している。なお、図８は、図７中の規制部の形成に用いられる、板材からなる部材７０が展開された状態（折り曲げられる前の状態）を示している。
【０１００】
この部材７０は、長尺の板状をなす規制部７１と、その規制部７１から同規制部７１の幅方向についての一側（図８の上側）へ延びる複数の脚部７２と、同幅方向についての他側（図８の下側）へ延びる複数の脚部７３とからなる。規制部７１の幅は、オイルリング溝２１の溝幅（壁面２２，２３の間隔）よりも小さく設定されている。前者の脚部７２も後者の脚部７３も、規制部７１の長さ方向（図８の左右方向）に所定間隔おきに配置されている。図８では、前者の脚部７２も後者の脚部７３も、規制部７１の長さ方向についての同じ箇所から互いに反対方向に延びている。
【０１０１】
上記部材７０は、図７に示すようにオイルリング溝２１へ組込まれる。この組込みに際し、各脚部７２，７３が規制部７１との境界部付近に設定された折り曲げ線７４に沿って折り曲げられる。また、各脚部７２，７３が、その長さ方向（図８の上下方向）についての中間部分に設定された折り曲げ線７５に沿って、上記とは逆方向に折り曲げられる。そして、部材７０がオイルリング溝２１の内底面２４に沿って円環状に湾曲させられることにより、各脚部７２，７３が同内底面２４に接触させられた状態で、ピストン２０の中心軸線ＣＬの周りに円環状に配置される。規制部７１は、内底面２４から径方向外側へ離間した位置で円環状に配置される。規制部７１は、中心軸線ＣＬに沿う方向についての中央に位置する。この位置は、コイルエキスパンダ５５の移動経路上にある。
【０１０２】
上記規制部７１は、コイルエキスパンダ５５を接触対象とし、同コイルエキスパンダ５５との接触により、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制するものである。
上記以外は、第２実施形態と同様である。従って、図７において第２実施形態と同様の箇所、部材等については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【０１０３】
上記構成を有する変形例では、コイルエキスパンダ５５が、オイルリング溝２１の内底面２４から径方向外側へ離れた箇所に設けられた規制部７１との接触対象とされる。この規制部７１にコイルエキスパンダ５５が接触することにより、オイルリング４０の径方向内側への移動が規制され、中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が少なくなる。そのため、上述した（１），（５）と同様の効果が得られる。
【０１０４】
なお、コイルエキスパンダ５５は、規制部７１との接触により径方向内側への移動を規制されることから、規制部７１よりも径方向内側の内底面２４に接触しない。また、コイルエキスパンダ５５よりも径方向外側に配置されたオイルリング本体４１は、規制部７１にも内底面２４にも接触しない。
【０１０５】
部材７０は板材からなるため、規制部７１及び脚部７２，７３が背面通路２５に占める体積が少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響が少ない。
上記部材７０は複数の部品からなるものであってもよい。すなわち、上記部材７０を構成する規制部７１と脚部７２，７３とが別部品によって形成されてもよい。ただし、この場合には、脚部７２，７３を規制部７１に固定する構造が必要となる。
【０１０６】
＜その他＞
・第１実施形態と第２実施形態とが組合わされて実施されてもよい。この場合、オイルリング溝２１の壁面２２，２３には、オイルリング本体４１に接触する規制部２８，２９が形成され、内底面２４には、コイルエキスパンダ５５に接触する規制部３３が形成される。オイルリング本体４１及びコイルエキスパンダ５５の双方が、規制部２８，２９，３３との接触対象となる。
【符号の説明】
【０１０７】
２０…ピストン、２１…オイルリング溝、２２，２３…壁面、２４…内底面、２５…背面通路、２６…ランド、２７…第１反対側箇所、２８，２９，３３，６１，６３，７１…規制部、３２…第２反対側箇所、４０…オイルリング、４１…オイルリング本体、４４…内周面、４７…第１最接近箇所、５１…第２最接近箇所、５５…コイルエキスパンダ（エキスパンダ）、ＣＬ…中心軸線、Ｄ…直径、Ｌ１，Ｌ２…距離。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダのボア壁面にオイルを供給したり、同ボア壁面に付着した余剰のオイルを掻き落としたりするオイルリングを装着するためにピストンに形成されるオイルリング溝の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダのボアにはピストンが往復動可能に設けられており、このピストンに形成されたオイルリング溝にはオイルリングが装着されている（例えば、特許文献１参照）。このオイルリングは、潤滑油としてのエンジンオイル（以下単に「オイル」という）を必要最小限の量だけシリンダのボア壁面に供給するとともに、余剰のオイルを掻き落とす機能を有している。
【０００３】
図９に示すように、従来のオイルリング９０は、ピストン８２のオイルリング溝８３内で径方向外側に配置される環状のオイルリング本体９１と、同オイルリング溝８３内でオイルリング本体９１の径方向内側に配置されて、同オイルリング本体９１を径方向外側に付勢するコイルエキスパンダ９６とを備えている。オイルリング本体９１には径方向外側へ突出するレール部９２，９３が形成されており、これらレール部９２，９３がピストン８２の往復動に伴ってシリンダのボア壁面上を摺接する。この摺接により、ボア壁面上にオイルが供給されたり、同ボア壁面上の余剰のオイルが掻き落とされたりする。
【０００４】
また、オイルリング本体９１には、その径方向に貫通するオイル戻し孔９４が形成されており、前述のように掻き落とされたオイルの一部が、このオイル戻し孔９４及びコイルエキスパンダ９６を通り、オイルリング溝８３の内底面８４とオイルリング９０との間の背面通路８５へ流れる。背面通路８５のオイルは、ピストン８２に設けられて背面通路８５に開口する図示しないオイルドレン孔等から同ピストン８２の内側に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−１３２２６０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、上記オイルドレン孔等を含むオイル通路でのオイルの流れをよくする観点からは、背面通路８５の通路面積を大きく採ることが望ましい。そのためには、図１０に示すように、オイルリング溝８３を深く形成することが考えられる。
【０００７】
ところが、オイルリング溝８３が深くなるに伴い、ピストン８２の中心軸線ＣＬに直交する方向（図１０の左右方向）へのオイルリング９０の動き代が大きくなる。その結果、ピストン８２がシリンダのボアに挿入される前に、オイルリング本体９１が自由径に拡張しているオイルリング９０の一部がオイルリング溝８３の内底面８４に接触させられると、次の現象が生ずるおそれがある。その現象とは、オイルリング本体９１の内周面９１Ａのうち内底面８４に最も接近した箇所を箇所９５と表現すると、中心軸線ＣＬを挟んで、上記箇所９５の反対側となる箇所９７が、図１０に示すようにオイルリング溝８３から飛び出すことである。
【０００８】
そして、上記のように、オイルリング本体９１の内周面９１Ａの一部がオイルリング溝８３から飛び出していると、ピストン８２の内燃機関への組付けに際し、同ピストン８２をシリンダのボアに挿入するときにオイルリング９０がオイルリング溝８３から外れる。そして、オイルリング９０が、ピストン８２の外周面のうちオイルリング溝８３に対し燃焼室側（図１０の上側）に隣接するランド８６に乗り上げて折損するおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、背面通路の通路面積確保と、ピストン組付け時におけるオイルリングの折損抑制との両立を図ることのできるピストンのオイルリング溝構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、ピストンの外周面において開口する円環状のオイルリング溝が前記ピストンに形成され、前記オイルリング溝に装着されるオイルリングが、同オイルリング溝の径方向外側に配置されるオイルリング本体と、前記オイルリング本体の径方向内側に配置されて同オイルリング本体を径方向外側へ付勢するエキスパンダとにより構成され、前記オイルリング溝の内底面と前記オイルリングとの間の空間がオイルの背面通路とされ、前記オイルリング本体が自由径に拡張している前記オイルリングの一部が前記オイルリング溝の前記内底面に接触させられた場合に、前記オイルリング本体の内周面のうち前記内底面に最も接近した第１最接近箇所と、前記ピストンの前記外周面のうち前記オイルリング溝に対し燃焼室側に隣接するランドにおいて、前記ピストンの中心軸線を挟んで前記第１最接近箇所の反対側となる第１反対側箇所との距離が、前記オイルリング本体の前記内周面の直径よりも小さく設定されたピストンのオイルリング溝構造であって、前記オイルリング溝内には、前記オイルリング本体及び前記エキスパンダの少なくとも一方を接触対象とし、同接触対象との接触により前記オイルリングの径方向内側への移動を規制する規制部が設けられ、前記オイルリング本体が自由径に拡張している前記オイルリングの前記接触対象が前記規制部に接触させられた状態で、前記オイルリング本体の内周面のうち前記オイルリング溝の前記内底面に最も接近した第２最接近箇所と、前記ランドにおいて、前記ピストンの前記中心軸線を挟んで前記第２最接近箇所の反対側となる第２反対側箇所との距離が、前記オイルリング本体の前記内周面の直径よりも大きく設定されていることを要旨とする。
【００１１】
上記の構成によれば、オイルリング溝に装着されたオイルリングは、ピストンがシリンダのボアに挿入される前には、自由径に拡張していて同ピストンの中心軸線に直交する方向へ移動可能である。
【００１２】
通常は、オイルリングが上記中心軸線に直交する方向へ移動させられた場合、採り得る最大量移動させられても同オイルリングがオイルリング溝から完全に外れないように、オイルリング溝の深さが設定される。
【００１３】
しかし、オイルリング溝の内底面とオイルリングとの間の背面通路の通路面積を大きく採るために、オイルリング溝が径方向内側へ拡張されて深くされた場合、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が多くなる。その結果、オイルリング本体が自由径に拡張しているオイルリングがオイルリング溝の内底面に接触する位置まで移動させられたとき、ピストンの中心軸線を挟んで第１最接近箇所の反対側となる箇所がオイルリング溝から完全に飛び出すおそれがある。
【００１４】
これに対し、オイルリング溝内に規制部が設けられた請求項１に記載の発明では、オイルリング本体及びエキスパンダの少なくとも一方が規制部との接触対象とされる。この接触対象が規制部に接触することで、オイルリングの径方向内側への移動が規制される。この規制により、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【００１５】
ここで、請求項１に記載の発明では、上記接触状態で、オイルリング本体の内周面のうち内底面に最も接近した第２最接近箇所と、ピストンの外周面のうちオイルリング溝に対し燃焼室側に隣接するランドにおいて、ピストンの中心軸線を挟んで第２最接近箇所の反対側となる第２反対側箇所との距離が、オイルリング本体の内周面の直径よりも大きく設定されている。このことから、オイルリング本体が自由径に拡張しているオイルリングがオイルリング溝の内底面に最も接近させられるときであっても、ピストンの中心軸線を挟んで第２最接近箇所の反対側となる箇所がオイルリング溝内に位置する。
【００１６】
従って、ピストンの内燃機関への組付けに際し、同ピストンがシリンダのボアに挿入されるときにオイルリングがオイルリング溝から外れ、ランドに乗り上げて折損することが起こりにくい。
【００１７】
上記ピストンが組付けられた内燃機関では、エキスパンダによって径方向外側へ付勢されたオイルリング本体がシリンダのボア壁面に押付けられる。そして、内燃機関の運転時には、ピストンがその中心軸線に沿う方向へ往復動する。この往復動に伴いオイルリングも同方向へ往復動し、オイルがシリンダのボア壁面に供給されたり、掻き落とされたりする。この際、上記背面通路がオイル通路の一部として機能する。
【００１８】
請求項１に記載の発明では、上述したように、オイルリング溝が径方向内側へ拡張されて深くされ、背面通路の通路面積が大きくされているため、オイルがオイル通路を良好に流れる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部は、前記オイルリング溝において前記ピストンの前記中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に一体形成されており、前記オイルリング本体を前記接触対象とし、同オイルリング本体との接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものであることを要旨とする。
【００２０】
上記の構成によれば、規制部は、オイルリング溝においてピストンの中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に一体形成されるものであることから、同ピストンの製造時に規制部を一緒に形成することが可能である。
【００２１】
また、オイルリング本体が上記規制部との接触対象とされる。この規制部にオイルリング本体が接触することにより、オイルリングの径方向内側への移動が規制され、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部は、板材を折り曲げることにより形成され、前記オイルリング溝において前記ピストンの前記中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に沿って配置されており、前記オイルリング本体を前記接触対象とし、同オイルリング本体との接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものであることを要旨とする。
【００２３】
上記の構成によれば、規制部は、板材を折り曲げることにより形成されるものであることから、これが背面通路に占める体積が少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響が少ない。
また、オイルリング本体が上記規制部との接触対象とされる。この規制部にオイルリング本体が接触することにより、オイルリングの径方向内側への移動が規制され、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部は、前記オイルリング溝の前記内底面の一部に一体形成されており、前記エキスパンダを前記接触対象とし、同エキスパンダとの接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものであることを要旨とする。
【００２５】
上記の構成によれば、規制部は、オイルリング溝の内底面に一体形成されるものであることから、同ピストンの製造時に規制部を一緒に形成することが可能である。
また、エキスパンダが上記規制部との接触対象とされる。この規制部にエキスパンダが接触することにより、オイルリングの径方向内側への移動が規制され、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記規制部は、板材を折り曲げることにより形成され、かつ前記オイルリング溝の前記内底面から径方向外側へ離れた箇所に配置されており、前記エキスパンダを前記接触対象とし、同エキスパンダとの接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものであることを要旨とする。
【００２７】
上記の構成によれば、規制部は、板材を折り曲げることにより形成されるものであることから、これが背面通路に占める体積が少なく、通路面積拡大に及ぼす影響が少ない。
また、エキスパンダが上記規制部との接触対象とされる。この規制部にエキスパンダが接触することにより、オイルリングの径方向内側への移動が規制され、ピストンの中心軸線に直交する方向についてのオイルリングの移動代が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態を示す図であり、ピストンとオイルリングとの位置関係を示す平面図。
【図２】第１実施形態を示す図であり、シリンダのボアにピストンが挿入された状態の内燃機関において、ピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図３】第１実施形態を示す図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図４】本発明を具体化した第２実施形態を示す図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図５】第１実施形態の変形例を示す図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図６】図５中の規制部の形成に用いられる部材を展開した状態で示す部分正面図。
【図７】第２実施形態の変形例を示す図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図８】図７中の規制部の形成に用いられる部材を展開した状態で示す部分正面図。
【図９】従来技術を説明する図であり、シリンダのボアに挿入される前のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【図１０】図９中のオイルリング溝を深く形成した場合のピストンのオイルリング溝構造を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図２に示すように、内燃機関のシリンダ１１の内部空間であるボア１２には、ピストン２０が、自身の中心軸線ＣＬをボア１２の中心軸線に合致させた状態で、同中心軸線ＣＬに沿う方向（図２の上下方向）への往復動可能に収容されている。
【００３０】
なお、第１実施形態では、上記中心軸線ＣＬに直交する方向を特定するために、同中心軸線ＣＬに近付く側を「径方向内側」といい、中心軸線ＣＬから遠ざかる側を「径方向外側」というものとする。
【００３１】
図２において、ピストン２０の上方には燃焼室（図示略）が形成されている。この点は、後述する図３〜図５及び図７についても同様である。
ピストン２０には、その外周面において開口する円環状のオイルリング溝２１が形成されている。このオイルリング溝２１は、ピストン２０の中心軸線ＣＬに沿う方向に相対向する一対の平らな壁面２２，２３と、円筒状の内底面２４とを備えている。両壁面２２，２３も内底面２４も中心軸線ＣＬを中心として、その周りに形成されている。両壁面２２，２３は中心軸線ＣＬに直交する面上に形成されており、互いに平行の関係をなしている。中心軸線ＣＬに沿う方向について、壁面２２は燃焼室に近い側に位置し、壁面２３は燃焼室から遠い側に位置している。
【００３２】
図１及び図２に示すように、上記オイルリング溝２１には、２ピースオイルリングと呼ばれるタイプのオイルリング４０が装着されている。このタイプのオイルリング４０は、オイルリング溝２１内で径方向外側に配置されるオイルリング本体４１と、オイルリング溝２１内でオイルリング本体４１の径方向内側に配置されるコイルエキスパンダ５５とにより構成されている。このコイルエキスパンダ５５は、特許請求の範囲におけるエキスパンダに該当する部材である。なお、図１では、オイルリング本体４１及びコイルエキスパンダ５５が、区別されることなく１つの部材（オイルリング４０）として図示されている。
【００３３】
オイルリング本体４１は平面Ｃリング状に形成されており、その両端は互いに近接するように対向配置されている。オイルリング本体４１の上記中心軸線ＣＬに沿う方向の寸法は、上記オイルリング溝２１の溝幅（両壁面２２，２３の間隔）よりも僅かに小さく設定されている。
【００３４】
コイルエキスパンダ５５は引張りコイルスプリングを環状に連続させたスプリングであって、ピストン２０の周方向及び径方向に弾性を有しており、同オイルリング本体４１を径方向外側へ付勢する。コイルエキスパンダ５５の上記中心軸線ＣＬに沿う方向の寸法は、同方向についての上記オイルリング本体４１の寸法よりも小さく設定されている。
【００３５】
オイルリング本体４１の外周面であって上記中心軸線ＣＬに沿う方向の両側部には、径方向外側へ突出する一対のレール部４２，４３が形成されている。両レール部４２，４３は、ピストン２０の往復動に伴いボア１２の壁面（以下「ボア壁面１２Ａ」という）上を摺接する。両レール部４２，４３がボア壁面１２Ａ上を、内燃機関の燃焼室側（図２の上側）へ摺接することにより、オイルがボア壁面１２Ａに供給される。また、両レール部４２，４３がボア壁面１２Ａ上を燃焼室から遠ざかる側（図２の下側）へ摺接することにより、同ボア壁面１２Ａ上の余剰のオイルが掻き落とされる。
【００３６】
オイルリング本体４１の内周面４４であって、中心軸線ＣＬに沿う方向の中間部には、断面半円形の収容凹部４５が形成されており、この収容凹部４５にコイルエキスパンダ５５の一部（径方向外側部分）が収容されている。コイルエキスパンダ５５の他部（径方向内側部分）は収容凹部４５から径方向内側へ露出している。
【００３７】
オイルリング本体４１には、そのオイルリング本体４１を径方向に貫通する複数のオイル戻し孔４６が、周方向に間隔をおいて（例えば所定角度毎に）形成されている。各オイル戻し孔４６の径方向についての外端部は、上記オイルリング本体４１の外周面の両レール部４２，４３間で開口している。各オイル戻し孔４６の径方向についての内端部は、収容凹部４５において開口している。
【００３８】
オイルリング溝２１の内底面２４とオイルリング４０との間の空間は、オイル通路の一部を構成している。以下、この部分を、オイル通路の他の部分と区別するために、背面通路２５というものとする。
【００３９】
そして、燃焼室側（図２の上側）のレール部４２によって掻き落とされたオイルが、オイル戻し孔４６及びコイルエキスパンダ５５を通じて背面通路２５へ流れ、その後、ピストン２０に設けられたオイルドレン孔（図示略）等からピストン２０の内側に導かれるようになっている。
【００４０】
上記オイルリング本体４１は、ピストン２０とともにシリンダ１１のボア１２に挿入された状態で、挿入される前よりも縮径させられる。図３に示すように、オイルリング本体４１は、ピストン２０とともにボア１２に挿入される前には、外力が加えられず、自由状態になっている。この状態では、オイルリング本体４１は自由径に拡張している。この状態でのオイルリング本体４１の内周面４４の直径を「Ｄ」というものとする。
【００４１】
なお、第１実施形態との比較のために、この直径Ｄは、従来技術を示す図９及び図１０において該当する箇所にも記載されている。この場合、直径Ｄは、オイルリング本体９１の内周面９１Ａの直径を表している。
【００４２】
なお、図示を割愛するが、ピストン２０においてオイルリング溝２１よりも燃焼室側（図２及び図３の各上側）には、同ピストン２０の外周面において開口する２つのリング溝が形成されており、コンプレッションリングとして機能するトップリング及びセカンドリングが、上記２つのリング溝に装着されている。トップリング及びセカンドリングは、燃焼室で生じた燃焼ガスがピストン２０とボア壁面１２Ａとの間から漏れ出ないようにこれらの間をシールする機能を有している。
【００４３】
ピストン２０の外周面において、上記オイルリング溝２１と、その燃焼室側に隣接するリング溝とによって挟まれた箇所は、ランド２６となっている。表現を変えると、このランド２６は、ピストン２０の外周面のうち、オイルリング溝２１に対し燃焼室側に隣接する箇所によって構成される。
【００４４】
ここで、図３において二点鎖線で示すように、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０の一部がオイルリング溝２１の内底面２４に接触させられた場合を想定する。この場合に、オイルリング本体４１の内周面４４のうち内底面２４に最も接近した箇所を第１最接近箇所４７といい、ピストン２０の中心軸線ＣＬを挟んで第１最接近箇所４７から最も遠ざかった箇所を第１最離隔箇所４８という。また、上記ランド２６において、中心軸線ＣＬを挟んで上記第１最接近箇所４７の反対側となる箇所を第１反対側箇所２７という。そして、第１最接近箇所４７と第１反対側箇所２７との距離を「Ｌ１」というものとする。
【００４５】
なお、第１実施形態との比較のために、この距離Ｌ１は、従来技術を示す図９及び図１０において該当する箇所にも記載されている。この場合、距離Ｌ１は、オイルリング本体９１の内周面９１Ａのうち、オイルリング溝８３の内底面８４に最も接近した箇所９５と、ランド８６において、中心軸線ＣＬを挟んで上記箇所９５の反対側となる箇所８７との距離を表している。
【００４６】
第１実施形態では、オイルリング溝２１が、背面通路２５の通路面積拡大のために従来の一般的なオイルリング溝よりも深く形成されていて、オイルリング溝２１の内底面２４が、中心軸線ＣＬにより近い箇所に位置している。
【００４７】
従来の一般的なオイルリング溝とは、上述した図９においてオイルリング溝８３として描かれているものと同様のオイルリング溝である。このオイルリング溝８３は、次式（ｉ）を満たしている。
【００４８】
Ｌ１≧Ｄ ・・・（ｉ）
これは、オイルリング本体９１が自由径に拡張しているオイルリング９０の一部が、オイルリング溝８３の内底面８４に接触させられても、オイルリング本体９１の内周面９１Ａがオイルリング溝８３から飛び出すことがない、すなわち、同内周面９１Ａの全部がランド８６よりも径方向内側に位置することを意味する。
【００４９】
図３に示すように、第１実施形態のオイルリング溝２１は、上記一般的なオイルリング溝８３よりも深く形成されることで、上記式（ｉ）が満たされなくなっている（Ｌ１＜Ｄ）。
【００５０】
これは、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０の一部が、図３において二点鎖線で示すように、オイルリング溝２１の内底面２４に接触させられると、同オイルリング本体４１の第１最離隔箇所４８がランド２６の第１反対側箇所２７から飛び出すことを意味する。すなわち、オイルリング本体４１の内周面４４の一部がランド２６よりも径方向外側に位置する（図１０参照）。
【００５１】
そこで、上記のように、オイルリング溝２１を深く形成することによる背面通路２５の通路面積の拡大効果を確保しつつ、オイルリング本体４１の内周面４４がオイルリング溝２１から飛び出すことのないようにするために、第１実施形態では、次のような工夫がなされている。
【００５２】
オイルリング溝２１内には、オイルリング本体４１及びコイルエキスパンダ５５の少なくとも一方を接触対象とし、同接触対象との接触によりオイルリング４０の径方向内側、すなわち内底面２４に近付く側への移動を規制する規制部２８，２９が設けられている。規制部２８は壁面２２に一体に形成され、規制部２９は壁面２３に一体に形成されている。規制部２８，２９の形成位置は、コイルエキスパンダ５５の径方向についての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向へ外れている。各規制部２８，２９は、上記内底面２４を起点とし、径方向外側へ向けて延びている。各規制部２８，２９の径方向についての外側の面（外面２８Ａ，２９Ａ）は、オイルリング溝２１の深さ方向についての中間部分に位置している。各規制部２８，２９は、オイルリング本体４１のみを接触対象とし、コイルエキスパンダ５５を接触対象としない。各規制部２８，２９は、その外面２８Ａ，２９Ａにおいて、オイルリング４０のうちオイルリング本体４１の内周面４４にのみ接触することにより、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制する。
【００５３】
ここで、自由径に拡張しているオイルリング本体４１の内周面４４の一部が規制部２８，２９の外面２８Ａ，２９Ａに接触した状態で、同内周面４４のうち内底面２４に最も接近した箇所を第２最接近箇所５１といい、ピストン２０の中心軸線ＣＬを挟んで同第２最接近箇所５１から最も遠ざかった箇所を第２最離隔箇所５２という。また、上記ランド２６において、中心軸線ＣＬを挟んで第２最接近箇所５１の反対側となる箇所を第２反対側箇所３２という。第２最接近箇所５１と第２反対側箇所３２との距離を「Ｌ２」というものとする。
【００５４】
第１実施形態では、次式（ii）が成立する箇所に外面２８Ａ，２９Ａが位置するように規制部２８，２９が設けられている。
Ｌ２＞Ｄ ・・・（ii）
上記のようにして第１実施形態が構成されている。次に、この第１実施形態の作用について説明する。
【００５５】
オイルリング溝２１に装着されたオイルリング４０は、ピストン２０がボア１２に挿入される前には、自由径に拡張していて同ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向へ移動可能である。オイルリング本体４１は、壁面２２，２３上を摺接しながら、同方向へ移動可能である。コイルエキスパンダ５５は、中心軸線ＣＬに沿う方向について、壁面２２，２３及び規制部２８，２９から離れた箇所で、中心軸線ＣＬに直交する方向へ移動可能である。
【００５６】
通常は、オイルリング４０が上記中心軸線ＣＬに直交する方向へ移動させられた場合、採り得る最大量移動させられてもオイルリング本体４１の周方向についての一部がオイルリング溝２１から完全に外れないように、すなわち上記式（ｉ）が成立するように、オイルリング溝２１の深さが設定される（図９参照）。
【００５７】
しかし、背面通路２５の通路面積を大きく採るために、オイルリング溝２１が径方向内側へ拡張されて深くされた場合、中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が多くなる。その結果、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０が内底面２４に最も接近する位置まで移動させられると、第２最離隔箇所５２がオイルリング溝２１から完全に飛び出すおそれがある（図１０参照）。
【００５８】
これに対し、オイルリング溝２１内に規制部２８，２９が設けられた第１実施形態では、オイルリング本体４１が規制部２８，２９との接触対象とされる。このオイルリング本体４１の内周面４４の一部が規制部２８，２９の外面２８Ａ，２９Ａに接触する（図３参照）ことで、オイルリング４０の径方向内側への移動が規制される。この規制により、中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が少なくなる。
【００５９】
なお、コイルエキスパンダ５５は、オイルリング本体４１よりも径方向内側に位置する。しかし、規制部２８，２９がコイルエキスパンダ５５の径方向についての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向に外れている。このことから、規制部２８，２９がコイルエキスパンダ５５に接触してその移動の妨げとなることは起こりにくい。
【００６０】
ここで、第１実施形態では、上記接触状態で上記式（ii）が満たされている（Ｌ２＞Ｄ）。このことから、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０がオイルリング溝２１の内底面２４に最も接近させられるときであっても、第２最離隔箇所５２はオイルリング溝２１内に位置する。このことは、オイルリング本体４１の内周面４４の全体がランド２６よりも径方向内側に位置すること、すなわち、オイルリング溝２１内に位置することを意味する。
【００６１】
従って、ピストン２０の内燃機関への組付けに際し、同ピストン２０がボア１２に挿入されるときにオイルリング４０がオイルリング溝２１から外れることが起こりにくくなる。
【００６２】
なお、オイルリング本体４１は、規制部２８，２９の外面２８Ａ，２９Ａとの接触により径方向内側への移動を規制されることから、外面２８Ａ，２９Ａよりも径方向内側の内底面２４に接触しない。また、オイルリング本体４１を径方向外側へ付勢するコイルエキスパンダ５５は、規制部２８，２９にもオイルリング溝２１の内底面２４にも接触しない。
【００６３】
上記ピストン２０が組付けられた内燃機関では、図２に示すようにコイルエキスパンダ５５によって径方向外側へ付勢されたオイルリング本体４１がシリンダ１１のボア壁面１２Ａに押圧される。そして、内燃機関の運転時には、ピストン２０がその中心軸線ＣＬに沿う方向へ往復動する。この往復動に伴いオイルリング４０も同方向へ往復動し、レール部４２，４３がボア壁面１２Ａ上を摺接する。この摺接により、オイルがボア壁面１２Ａに供給されたり、掻き落とされたりする。この際、オイルリング４０よりも径方向内側の背面通路２５がオイル通路の一部として機能する。
【００６４】
第１実施形態では、上述したように、オイルリング溝２１が径方向内側へ拡張されて深くされていることから、背面通路２５の通路面積が大きく、オイルがオイル通路を良好に流れる。
【００６５】
以上詳述した第１実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）オイルリング溝２１内に、オイルリング本体４１及びコイルエキスパンダ５５の少なくとも一方を接触対象とし、同接触対象との接触によりオイルリング４０の径方向内側への移動を規制する規制部２８，２９を設ける。
【００６６】
オイルリング本体４１が自由径に拡張している状態のオイルリング４０の接触対象が規制部２８，２９に接触した状態で、オイルリング本体４１の内周面４４の第２最接近箇所５１と、ランド２６の第２反対側箇所３２との距離Ｌ２を、オイルリング本体４１の内周面４４の直径Ｄよりも大きく（Ｌ２＞Ｄ）設定している（図３）。
【００６７】
そのため、内燃機関への組付けに際し、ピストン２０がシリンダ１１に挿入されるときに、オイルリング４０がオイルリング溝２１から外れてランド２６に乗り上げて折損するのを抑制することができる。
【００６８】
また、オイルリング溝２１を深くすることで、背面通路２５の通路面積を拡大して、オイル通路でのオイルの流通性を良好なものとすることができる。
なお、壁面２２，２３に形成される規制部２８，２９が、背面通路２５に占める体積は少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響は少ない。
【００６９】
（２）規制部２８，２９を、オイルリング溝２１においてピストン２０の中心軸線ＣＬに沿う方向に相対向する一対の壁面２２，２３の各々に一体に形成している。
そのため、規制部２８，２９をピストン２０の製造（鋳造）時に一緒に形成することができる。
【００７０】
（３）オイルリング本体４１を接触対象とし、同オイルリング本体４１の規制部２８，２９との接触により、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制するようにしている。
【００７１】
そのため、この移動規制により、ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代を少なくし、ピストン２０の内燃機関への組付けに際し、同ピストン２０がシリンダ１１に挿入されるときにオイルリング４０がオイルリング溝２１から外れるのを抑制し、もって上記（１）の効果を得ることができる。
【００７２】
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態について図４を参照して説明する。
第２実施形態では、第１実施形態と同様、オイルリング溝２１が、背面通路２５の通路面積拡大のために従来の一般的なオイルリング溝８３（図９参照）よりも深く形成されていることを前提とし、規制部３３が、オイルリング溝２１の壁面２２，２３に代えて内底面２４に一体形成されている。規制部３３は、内底面２４から径方向外側へ突出している。この規制部３３は、内底面２４において、ピストン２０の中心軸線ＣＬに沿う方向の一部にのみ形成されている。第２実施形態では、規制部３３は中心軸線ＣＬに沿う方向の中央部に形成されている。この形成箇所は、コイルエキスパンダ５５の径方向についての移動経路上に位置する。
【００７３】
また、第２実施形態では、オイルリング本体４１に代えてコイルエキスパンダ５５が規制部３３との接触対象とされる。規制部３３は、径方向についての外側の面（外面３３Ａ）においてコイルエキスパンダ５５と接触することにより、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制する。
【００７４】
そして、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０のコイルエキスパンダ５５が規制部３３に接触させられた状態で、上記式（ii）の関係（Ｌ２＞Ｄ）が成立する箇所に外面３３Ａが位置するように規制部３３が形成されている。
【００７５】
上記以外の構成は第１実施形態と同様である。そのため、第１実施形態と同様の箇所、部材等については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
上記の構成を有する第２実施形態では、オイルリング溝２１に装着されたオイルリング４０は、ピストン２０がボア１２に挿入される前には、自由径に拡張していて同ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向へ移動可能である。
【００７６】
ただし、オイルリング溝２１の内底面２４においてコイルエキスパンダ５５の移動経路上に規制部３３が設けられていることから、コイルエキスパンダ５５が規制部３３との接触対象とされる。コイルエキスパンダ５５が規制部３３の外面３３Ａに接触することで、コイルエキスパンダ５５及びオイルリング本体４１の径方向内側への移動が規制される。この規制により、ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が、規制部３３の設けられていない場合（図１０参照）よりも少なくなる。
【００７７】
ここで、第２実施形態では、上記接触状態で上記式（ii）が満たされている（Ｌ２＞Ｄ）。このことから、オイルリング本体４１が自由径に拡張しているオイルリング４０がオイルリング溝２１の内底面２４に最も接近させられるときであっても、第２最離隔箇所５２がオイルリング溝２１内に位置する。このことは、オイルリング本体４１の内周面４４の全体がランド２６よりも径方向内側に位置すること、すなわち、オイルリング溝２１内に位置することを意味する。
【００７８】
従って、ピストン２０の内燃機関への組付けに際し、同ピストン２０がボア１２に挿入されるときにオイルリング４０がオイルリング溝２１から外れることが起こりにくくなる。
【００７９】
なお、コイルエキスパンダ５５は、規制部３３との接触により径方向内側への移動を規制されることから、同規制部３３よりも径方向内側に位置する内底面２４に接触しない。また、コイルエキスパンダ５５よりも径方向外側に配置されているオイルリング本体４１は、規制部３３にも内底面２４にも接触しない。
【００８０】
従って、第２実施形態によれば、上記（１）に加え、次の効果が得られる。
（４）規制部３３を、オイルリング溝２１の内底面２４の一部に一体に形成している。
そのため、上記（２）と同様、規制部３３をピストン２０の製造（鋳造）時に一緒に形成することができる。
【００８１】
（５）コイルエキスパンダ５５を接触対象とし、同コイルエキスパンダ５５の規制部３３との接触により、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制するようにしている。
そのため、この移動規制により、ピストン２０の中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代を少なくし、ピストン２０の内燃機関への組付けに際し、同ピストン２０がボア１２に挿入されるときにオイルリング４０がオイルリング溝２１から外れるのを抑制し、上記（１）の効果を得ることができる。
【００８２】
なお、規制部３３は、内底面２４の一部に形成されるため、背面通路２５に占める体積が少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響は少ない。
本発明は、次に示す別の実施形態に具体化することができる。
【００８３】
＜第１実施形態に関する事項＞
・各規制部２８，２９は、オイルリング溝２１の壁面２２，２３の全周にわたって形成されてもよいし、ピストン２０の中心軸線ＣＬを中心として放射状に延びるように形成されてもよい。規制部２８，２９の数は、前者の場合にはそれぞれ１つであり、後者の場合には複数である。後者の複数の規制部２８，２９は所定角度毎に形成されてもよい。
【００８４】
・規制部２８，２９は、オイルリング溝２１の内底面２４から離れた状態で形成されてもよい。
・オイルリング４０の径方向内側への移動を規制できることを条件に、規制部２８，２９の一方が省略されてもよい。
【００８５】
・規制部がピストン２０とは別部材によって形成されてもよい。図５及び図６はその一例を示している。なお、図６は、図５中の規制部の形成に用いられる、板材からなる部材６０が展開された状態（折り曲げられる前の状態）を示している。
【００８６】
この部材６０は、長方形の板状をなし、かつその短辺に沿う方向（図６の左右方向）に互いに離間した状態で並べられた複数の規制部６１を備えている。これらの規制部６１は、後述する規制部６３側（図６の下側）の端部寄りの箇所において、上記短辺に沿う方向に延びる帯状の第１連結部６２によって連結されている。
【００８７】
また、上記部材６０は、長方形の板状をなし、かつ上記規制部６１から、それらの長辺に沿う方向（図６の下方）へ一定距離離れた箇所において、短辺に沿う方向（図６の左右方向）に互いに離間した状態で並べられた複数の規制部６３を備えている。これらの規制部６３は、前述した規制部６１側（図６の上側）の端部寄りの箇所において、上記短辺に沿う方向に延びる帯状の第１連結部６４によって連結されている。
【００８８】
各規制部６１，６３の長辺に沿う方向（図６の上下方向）へ互いに離れて配置された上記両第１連結部６２，６４は、同方向に延び、かつ各規制部６１，６３の短辺に沿う方向に所定間隔おきに配置された複数の長尺状の第２連結部６５によって相互に連結されている。図６では、各第２連結部６５は、隣合う規制部６１間（隣合う規制部６３間）の中央に配置されている。
【００８９】
上記部材６０は、図５に示すようにオイルリング溝２１に組込まれる。この組込みに際し、各第２連結部６５の第１連結部６２との境界部分で、各規制部６１及び第１連結部６２が略直角に折り曲げられる。各第２連結部６５の第１連結部６４との境界部分で、各規制部６３及び第１連結部６４が略直角に折り曲げられる。さらに、部材６０がオイルリング溝２１の内底面２４に沿って円環状に湾曲させられることにより、各第２連結部６５が同内底面２４の近くで、ピストン２０の中心軸線ＣＬに沿うように配置される。
【００９０】
こうした配置により、各規制部６１が中心軸線ＣＬを中心として、オイルリング溝２１の内底面２４から、壁面２２に接触した状態で、同壁面２２に沿って放射状に延びる。また、第１連結部６２が中心軸線ＣＬの周りで、壁面２２に接触した状態で同壁面２２に沿って円環状となる。これらの規制部６１及び第１連結部６２は厚みが薄く、コイルエキスパンダ５５の径方向ついての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向に外れる。
【００９１】
同様に、各規制部６３が中心軸線ＣＬを中心として、オイルリング溝２１の内底面２４から、壁面２３に接触した状態で同壁面２３に沿って放射状に延びる。また、第１連結部６４が中心軸線ＣＬの周りで、壁面２３に接触した状態で同壁面２３に沿って円環状となる。これらの規制部６３及び第１連結部６４は厚みが薄く、コイルエキスパンダ５５の径方向ついての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向に外れる。
【００９２】
さらに、各第２連結部６５は、上記内底面２４から僅かに離間した箇所で、中心軸線ＣＬに沿って延びる。
上記部材６０の各規制部６１，６３は、オイルリング本体４１を接触対象とし、同オイルリング本体４１との接触により、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制するものである。
【００９３】
上記以外は、第１実施形態と同様である。従って、図５において第１実施形態と同様の箇所、部材等については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
上記構成を有する変形例では、オイルリング本体４１が、オイルリング溝２１の壁面２２，２３に沿って配置された規制部６１，６３との接触対象とされる。これらの規制部６１，６３にオイルリング本体４１が接触することにより、オイルリング４０の径方向内側への移動が規制され、中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が少なくなる。そのため、上述した（１），（３）と同様の効果が得られる。
【００９４】
なお、オイルリング本体４１は、規制部６１，６３との接触により径方向内側への移動を規制されることから、同規制部６１，６３よりも径方向内側に位置する内底面２４には接触しない。
【００９５】
コイルエキスパンダ５５はオイルリング本体４１よりも径方向内側に位置する。しかし、規制部６１，６３及び第１連結部６２，６４は、コイルエキスパンダ５５の径方向についての移動経路から中心軸線ＣＬに沿う方向に外れている。このことから、規制部６１，６３及び第１連結部６２，６４は、コイルエキスパンダ５５に接触してその移動の妨げとなることはない。
【００９６】
また、第２連結部６５は内底面２４の近くに位置しているため、この第２連結部６５がコイルエキスパンダ５５に接触して、その移動の妨げとなることもない。
部材６０は板材からなるため、規制部６１，６３、第１連結部６２，６４及び第２連結部６５が背面通路２５に占める体積が少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響が少ない。
【００９７】
なお、上記部材６０は複数の部品からなるものであってもよい。すなわち、上記部材６０を構成する規制部６１，６３、第１連結部６２，６４及び第２連結部６５について、その一部が他部とは別の部品によって形成されてもよい。ただし、この場合には、部品を相互に固定する構造が必要となる。
【００９８】
＜第２実施形態に関する事項＞
・規制部３３は、オイルリング溝２１の内底面２４の全周にわたって形成されてもよいし、ピストン２０の中心軸線ＣＬの周りに断続的に形成されてもよい。規制部３３の数は、前者の場合には１つであり、後者の場合には複数である。後者の複数の規制部３３は所定角度毎に形成されてもよい。
【００９９】
・規制部３３は、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制できることを条件に、中心軸線ＣＬに沿う方向の複数箇所に形成されてもよい。
・規制部がピストン２０とは別部材によって形成されてもよい。図７及び図８はその一例を示している。なお、図８は、図７中の規制部の形成に用いられる、板材からなる部材７０が展開された状態（折り曲げられる前の状態）を示している。
【０１００】
この部材７０は、長尺の板状をなす規制部７１と、その規制部７１から同規制部７１の幅方向についての一側（図８の上側）へ延びる複数の脚部７２と、同幅方向についての他側（図８の下側）へ延びる複数の脚部７３とからなる。規制部７１の幅は、オイルリング溝２１の溝幅（壁面２２，２３の間隔）よりも小さく設定されている。前者の脚部７２も後者の脚部７３も、規制部７１の長さ方向（図８の左右方向）に所定間隔おきに配置されている。図８では、前者の脚部７２も後者の脚部７３も、規制部７１の長さ方向についての同じ箇所から互いに反対方向に延びている。
【０１０１】
上記部材７０は、図７に示すようにオイルリング溝２１へ組込まれる。この組込みに際し、各脚部７２，７３が規制部７１との境界部付近に設定された折り曲げ線７４に沿って折り曲げられる。また、各脚部７２，７３が、その長さ方向（図８の上下方向）についての中間部分に設定された折り曲げ線７５に沿って、上記とは逆方向に折り曲げられる。そして、部材７０がオイルリング溝２１の内底面２４に沿って円環状に湾曲させられることにより、各脚部７２，７３が同内底面２４に接触させられた状態で、ピストン２０の中心軸線ＣＬの周りに円環状に配置される。規制部７１は、内底面２４から径方向外側へ離間した位置で円環状に配置される。規制部７１は、中心軸線ＣＬに沿う方向についての中央に位置する。この位置は、コイルエキスパンダ５５の移動経路上にある。
【０１０２】
上記規制部７１は、コイルエキスパンダ５５を接触対象とし、同コイルエキスパンダ５５との接触により、オイルリング４０の径方向内側への移動を規制するものである。
上記以外は、第２実施形態と同様である。従って、図７において第２実施形態と同様の箇所、部材等については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【０１０３】
上記構成を有する変形例では、コイルエキスパンダ５５が、オイルリング溝２１の内底面２４から径方向外側へ離れた箇所に設けられた規制部７１との接触対象とされる。この規制部７１にコイルエキスパンダ５５が接触することにより、オイルリング４０の径方向内側への移動が規制され、中心軸線ＣＬに直交する方向についてのオイルリング４０の移動代が少なくなる。そのため、上述した（１），（５）と同様の効果が得られる。
【０１０４】
なお、コイルエキスパンダ５５は、規制部７１との接触により径方向内側への移動を規制されることから、規制部７１よりも径方向内側の内底面２４に接触しない。また、コイルエキスパンダ５５よりも径方向外側に配置されたオイルリング本体４１は、規制部７１にも内底面２４にも接触しない。
【０１０５】
部材７０は板材からなるため、規制部７１及び脚部７２，７３が背面通路２５に占める体積が少なく、通路面積の拡大に及ぼす影響が少ない。
上記部材７０は複数の部品からなるものであってもよい。すなわち、上記部材７０を構成する規制部７１と脚部７２，７３とが別部品によって形成されてもよい。ただし、この場合には、脚部７２，７３を規制部７１に固定する構造が必要となる。
【０１０６】
＜その他＞
・第１実施形態と第２実施形態とが組合わされて実施されてもよい。この場合、オイルリング溝２１の壁面２２，２３には、オイルリング本体４１に接触する規制部２８，２９が形成され、内底面２４には、コイルエキスパンダ５５に接触する規制部３３が形成される。オイルリング本体４１及びコイルエキスパンダ５５の双方が、規制部２８，２９，３３との接触対象となる。
【符号の説明】
【０１０７】
２０…ピストン、２１…オイルリング溝、２２，２３…壁面、２４…内底面、２５…背面通路、２６…ランド、２７…第１反対側箇所、２８，２９，３３，６１，６３，７１…規制部、３２…第２反対側箇所、４０…オイルリング、４１…オイルリング本体、４４…内周面、４７…第１最接近箇所、５１…第２最接近箇所、５５…コイルエキスパンダ（エキスパンダ）、ＣＬ…中心軸線、Ｄ…直径、Ｌ１，Ｌ２…距離。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの外周面において開口する円環状のオイルリング溝が前記ピストンに形成され、
前記オイルリング溝に装着されるオイルリングが、同オイルリング溝の径方向外側に配置されるオイルリング本体と、前記オイルリング本体の径方向内側に配置されて同オイルリング本体を径方向外側へ付勢するエキスパンダとにより構成され、
前記オイルリング溝の内底面と前記オイルリングとの間の空間がオイルの背面通路とされ、
前記オイルリング本体が自由径に拡張している前記オイルリングの一部が前記オイルリング溝の前記内底面に接触させられた場合に、前記オイルリング本体の内周面のうち前記内底面に最も接近した第１最接近箇所と、前記ピストンの前記外周面のうち前記オイルリング溝に対し燃焼室側に隣接するランドにおいて、前記ピストンの中心軸線を挟んで前記第１最接近箇所の反対側となる第１反対側箇所との距離が、前記オイルリング本体の前記内周面の直径よりも小さく設定されたピストンのオイルリング溝構造であって、
前記オイルリング溝内には、前記オイルリング本体及び前記エキスパンダの少なくとも一方を接触対象とし、同接触対象との接触により前記オイルリングの径方向内側への移動を規制する規制部が設けられ、
前記オイルリング本体が自由径に拡張している前記オイルリングの前記接触対象が前記規制部に接触させられた状態で、前記オイルリング本体の内周面のうち前記オイルリング溝の前記内底面に最も接近した第２最接近箇所と、前記ランドにおいて、前記ピストンの前記中心軸線を挟んで前記第２最接近箇所の反対側となる第２反対側箇所との距離が、前記オイルリング本体の前記内周面の直径よりも大きく設定されていることを特徴とするピストンのオイルリング溝構造。
【請求項２】
前記規制部は、前記オイルリング溝において前記ピストンの前記中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に一体形成されており、前記オイルリング本体を前記接触対象とし、同オイルリング本体との接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものである請求項１に記載のピストンのオイルリング溝構造。
【請求項３】
前記規制部は、板材を折り曲げることにより形成され、前記オイルリング溝において前記ピストンの前記中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に沿って配置されており、前記オイルリング本体を前記接触対象とし、同オイルリング本体との接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものである請求項１に記載のピストンのオイルリング溝構造。
【請求項４】
前記規制部は、前記オイルリング溝の前記内底面の一部に一体形成されており、前記エキスパンダを前記接触対象とし、同エキスパンダとの接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものである請求項１に記載のピストンのオイルリング溝構造。
【請求項５】
前記規制部は、板材を折り曲げることにより形成され、かつ前記オイルリング溝の前記内底面から径方向外側へ離れた箇所に配置されており、前記エキスパンダを前記接触対象とし、同エキスパンダとの接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものである請求項１に記載のピストンのオイルリング溝構造。
【請求項１】
ピストンの外周面において開口する円環状のオイルリング溝が前記ピストンに形成され、
前記オイルリング溝に装着されるオイルリングが、同オイルリング溝の径方向外側に配置されるオイルリング本体と、前記オイルリング本体の径方向内側に配置されて同オイルリング本体を径方向外側へ付勢するエキスパンダとにより構成され、
前記オイルリング溝の内底面と前記オイルリングとの間の空間がオイルの背面通路とされ、
前記オイルリング本体が自由径に拡張している前記オイルリングの一部が前記オイルリング溝の前記内底面に接触させられた場合に、前記オイルリング本体の内周面のうち前記内底面に最も接近した第１最接近箇所と、前記ピストンの前記外周面のうち前記オイルリング溝に対し燃焼室側に隣接するランドにおいて、前記ピストンの中心軸線を挟んで前記第１最接近箇所の反対側となる第１反対側箇所との距離が、前記オイルリング本体の前記内周面の直径よりも小さく設定されたピストンのオイルリング溝構造であって、
前記オイルリング溝内には、前記オイルリング本体及び前記エキスパンダの少なくとも一方を接触対象とし、同接触対象との接触により前記オイルリングの径方向内側への移動を規制する規制部が設けられ、
前記オイルリング本体が自由径に拡張している前記オイルリングの前記接触対象が前記規制部に接触させられた状態で、前記オイルリング本体の内周面のうち前記オイルリング溝の前記内底面に最も接近した第２最接近箇所と、前記ランドにおいて、前記ピストンの前記中心軸線を挟んで前記第２最接近箇所の反対側となる第２反対側箇所との距離が、前記オイルリング本体の前記内周面の直径よりも大きく設定されていることを特徴とするピストンのオイルリング溝構造。
【請求項２】
前記規制部は、前記オイルリング溝において前記ピストンの前記中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に一体形成されており、前記オイルリング本体を前記接触対象とし、同オイルリング本体との接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものである請求項１に記載のピストンのオイルリング溝構造。
【請求項３】
前記規制部は、板材を折り曲げることにより形成され、前記オイルリング溝において前記ピストンの前記中心軸線に沿う方向に相対向する一対の壁面の少なくとも一方に沿って配置されており、前記オイルリング本体を前記接触対象とし、同オイルリング本体との接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものである請求項１に記載のピストンのオイルリング溝構造。
【請求項４】
前記規制部は、前記オイルリング溝の前記内底面の一部に一体形成されており、前記エキスパンダを前記接触対象とし、同エキスパンダとの接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものである請求項１に記載のピストンのオイルリング溝構造。
【請求項５】
前記規制部は、板材を折り曲げることにより形成され、かつ前記オイルリング溝の前記内底面から径方向外側へ離れた箇所に配置されており、前記エキスパンダを前記接触対象とし、同エキスパンダとの接触により、前記オイルリングの径方向内側への移動を規制するものである請求項１に記載のピストンのオイルリング溝構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２４１７３７（Ｐ２０１２−２４１７３７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９７０４（Ｐ２０１１−１０９７０４）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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