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JP5371582B2 - Oil scraping ring for piston rod, manufacturing method thereof, and stuffing box provided with the oil scraping ring - Google Patents
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JP5371582B2 - Oil scraping ring for piston rod, manufacturing method thereof, and stuffing box provided with the oil scraping ring - Google Patents

Oil scraping ring for piston rod, manufacturing method thereof, and stuffing box provided with the oil scraping ring Download PDF

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JP5371582B2 JP2009157567A JP2009157567A JP5371582B2 JP 5371582 B2 JP5371582 B2 JP 5371582B2 JP 2009157567 A JP2009157567 A JP 2009157567A JP 2009157567 A JP2009157567 A JP 2009157567A JP 5371582 B2 JP5371582 B2 JP 5371582B2
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Description

本発明は、ピストンロッド用オイル掻きリングに関し、更に詳しくは、特に船舶用の大型2サイクルディーゼルエンジンなどにおいて使用されるピストンロッド用オイル掻きリング及びその製造方法、並びに当該オイル掻きリングを備えたスタフィングボックスに関する。   The present invention relates to an oil scraping ring for a piston rod, and more particularly, an oil scraping ring for a piston rod used particularly in a large-sized two-cycle diesel engine for ships, a manufacturing method thereof, and a star equipped with the oil scraping ring. Regarding the fing box.

一般に船舶用の大型2サイクルディーゼルエンジンでは、エンジンの掃気室とクランク室との間に仕切り板が設けられており、ピストンロッドは、その仕切り板直上に設けられた気密リングやオイル掻きリングを収容するスタフィングボックスを通して往復動する。例えば、特許文献1に開示された、図3に示すような一般的なスタフィングボックスでは、気密リング100はスタフィングボックスの掃気室側に配置されて掃気室の気密を保持し、オイル掻きリング110はスタフィングボックスのクランク室側に配置されてピストンロッド300の往復動に伴うクランク室から掃気室側への潤滑油の流出を阻止する機能を有している。   In general, large two-cycle diesel engines for ships are provided with a partition plate between the scavenging chamber and the crank chamber of the engine, and the piston rod accommodates an airtight ring or an oil scraping ring provided immediately above the partition plate. Reciprocates through the stuffing box. For example, in a general stuffing box as shown in FIG. 3 disclosed in Patent Document 1, the airtight ring 100 is arranged on the scavenging chamber side of the stuffing box to maintain the airtightness of the scavenging chamber, and the oil scraping ring. 110 is disposed on the crank chamber side of the stuffing box and has a function of preventing the lubricant oil from flowing out from the crank chamber to the scavenging chamber side as the piston rod 300 reciprocates.

図3に示されている従来のオイル掻きリングは、2本のレール部を有する3分割されたリング本体の組合せで構成され、外周にコイルスプリング200を配接し、且つ重ね合わせてリング溝に装着される。そして、それはコイルスプリングの収縮力によりその内周面がピストンロッドの外周面に押圧付勢され、ピストンロッドの往復動に際して該ピストンロッド表面に付着して掃気室側に移動する潤滑油を掻き落とし、潤滑油の過剰の消費を防止する。なお、掻き落とされた潤滑油の除去排出を容易にするため、2本のレール部の間に内周側と外周側を貫通するオイル通し穴210が設けられたものが一般的である。   The conventional oil scraping ring shown in FIG. 3 is composed of a combination of three divided ring bodies having two rail parts, and a coil spring 200 is arranged on the outer periphery and mounted on the ring groove in an overlapping manner. Is done. The inner surface of the piston rod is pressed and urged against the outer surface of the piston rod by the contraction force of the coil spring, and when the piston rod reciprocates, the lubricant that adheres to the piston rod surface and moves to the scavenging chamber is scraped off. Prevent excessive consumption of lubricants. In order to facilitate the removal and discharge of the lubricant oil that has been scraped off, an oil through hole 210 that penetrates the inner peripheral side and the outer peripheral side is generally provided between the two rail portions.

スタフィングボックスに使用されるオイル掻きリングは、これまで様々な改良が提案されてきた。例えば、特許文献2には合成樹脂で作られたオイル掻きリングが、特許文献3には分割のない鋼材の1本リングが、特許文献4には従来のオイル掻きリングを軸方向上下に2分割して周方向3分割部にひし形の間隔片を挿入することが、特許文献5には摺動部に耐摩耗コーティングを施すことが、特許文献6には小型軽量、柔構造とすることが提案されている。   Various improvements have been proposed for oil scraping rings used in stuffing boxes. For example, Patent Document 2 has an oil scraping ring made of synthetic resin, Patent Document 3 has an undivided steel ring, and Patent Document 4 has a conventional oil scraping ring divided into two in the axial direction. Then, it is proposed to insert a diamond-shaped spacing piece into the circumferentially divided part, Patent Document 5 proposes to apply a wear-resistant coating to the sliding part, and Patent Document 6 proposes a compact, lightweight and flexible structure. Has been.

しかしながら、実用されている従来のオイル掻きリングにおいては、概して次の問題点が挙げられる。   However, the conventional oil scraping ring in practical use generally has the following problems.

オイル掻きリングは、一般に、鋳鉄、銅合金等の金属又は樹脂材で製作されているが、樹脂材、例えば、四フッ化エチレン樹脂をオイル掻きリングの材料とする場合、剛性が低くピストンロッド外周面への当たりが良好で、従って、初期においては、初期なじみが良く良好なオイル掻き性能を期待できるが、使用する間に潤滑油を吸収して軟化し、摩耗を増大させ、逆に時間のかかる部品交換の頻度が高くなってしまうという問題がある。一方、金属製オイル掻きリングの場合、リング本体は分割型の剛性の高いブロック状に製作されるため、環状コイルスプリングの収縮作用によってしてもピストンロッド外周面への追従性が悪く、リング本体内周の曲率とピストンロッド外周の曲率とが相違する場合には十分なオイル掻き性能が得られないという問題がある。その問題の解決のため、前述した特許文献3、4及び6のように、追従性の良いリング本体の開発が種々試みられてきたが、それでもリング本体内周とピストンロッド外周の曲率の違いはできるだけ小さく製造する必要があった。よって、両者の曲率をあわせるため、製造工程の中で歪取り熱処理を施したり、加工後に内部応力によって生じる歪みを除去するための修正加工を更に施したり、あるいはオイル掻きリングの組付けに際して現物摺り合わせを行ったりして煩雑な工程とせざるを得なく、工数の増加を伴い、コストの増大を招いているのが現状である。   The oil scraping ring is generally made of a metal such as cast iron or copper alloy or a resin material. However, when a resin material such as ethylene tetrafluoride resin is used as the material of the oil scraping ring, the rigidity is low and the piston rod outer periphery is made. The contact with the surface is good, so in the initial stage, good initial friction and good oil scraping performance can be expected, but during use, the lubricant is absorbed and softened, increasing wear, and conversely, There is a problem that the frequency of such component replacement becomes high. On the other hand, in the case of a metal oil scraping ring, the ring body is manufactured in the form of a split-type high-rigidity block. When the curvature of the inner periphery and the curvature of the piston rod outer periphery are different, there is a problem that sufficient oil scraping performance cannot be obtained. In order to solve the problem, various attempts have been made to develop a ring body with good followability as described in Patent Documents 3, 4 and 6, but the difference in curvature between the ring body inner periphery and the piston rod outer periphery is still different. It was necessary to manufacture as small as possible. Therefore, in order to match the curvature of the two, heat treatment for removing strain is performed in the manufacturing process, correction processing is further performed to remove distortion caused by internal stress after processing, or in-situ scraping is performed when the oil scraping ring is assembled. The current situation is that it is necessary to make the process complicated, and the cost increases due to an increase in man-hours.

特開昭60−18664号公報JP 60-18664 A 特許第3083558号公報Japanese Patent No. 3083558 特開平9−159028号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-159028 特開平10−148262号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-148262 特開2000−291807号公報JP 2000-291807 A 特開2008−261364号公報JP 2008-261364 A

本発明は、特許文献6において試みられた「小型軽量、柔構造としてオイル掻きリングのピストンロッドへの追従性を向上する」という概念を更に進歩させた構造のオイル掻きリングを提供するとともに、高精度のオイル掻きリングを提供する手段として、製造工程において歪み又は内部応力の導入を極力抑えたオイル掻きリングの製造方法を提供することを課題とする。さらに、部品交換を容易にする構造としたオイル掻きリングを備えたスタフィングボックスを提供することを課題とする。すなわち、最終的には、オイル消費量の低減と長寿命化を達成し、メンテナンス性に優れたピストンロッド用オイル掻きリング、及びその製造方法、並びに当該オイル掻きリングを備えたスタフィングボックスを提供することを課題とする。   The present invention provides an oil scraping ring having a structure in which the concept of “improving the followability of the oil scraping ring to the piston rod as a small and lightweight flexible structure” attempted in Patent Document 6 is further improved. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an oil scraping ring that suppresses the introduction of distortion or internal stress as much as possible in the manufacturing process as means for providing an accurate oil scraping ring. It is another object of the present invention to provide a stuffing box including an oil scraping ring having a structure that facilitates component replacement. In other words, ultimately, the oil scraping ring for piston rods that achieves reduction in oil consumption and long life, excellent maintainability, a manufacturing method thereof, and a stuffing box equipped with the oil scraping ring are provided. The task is to do.

オイル掻きリング本体のピストンロッドへの追従性Fは、梁の撓みの式を応用し、次の(1)式に近似される。
F = (3・P・D2)/(E・h1・a1 3) ………………………………(1)
Pはコイルスプリングの荷重、Dはリング本体の呼び径、Eはリング本体のヤング率、h1はリング本体の断面の軸方向幅、a1はレール部を含む径方向厚さである。
ここで、h1・a1 3はリング本体の断面が矩形の場合の断面2次モーメントに係る量である。オイル掻きリングは通常オイル通し穴を有しているので、厳密にはそれらのオイル通し穴を考慮した断面2次モーメントを計算すべきであるが、ここでは簡単のため上記のように表し、近似されるものとする。
The follow-up ability F of the oil scraping ring body to the piston rod is approximated by the following equation (1) by applying the equation of bending of the beam.
F = (3 ・ P ・ D 2 ) / (E ・ h 1・ a 1 3 ) ……………………………… (1)
P is the load of the coil spring, D is the nominal diameter of the ring body, E is the Young's modulus of the ring body, h 1 is the axial width of the cross section of the ring body, and a 1 is the radial thickness including the rail portion.
Here, h 1 · a 1 3 is the amount of the moment of inertia when the cross section of the ring body is rectangular. Oil scraping rings usually have oil through holes, so strictly speaking, the moment of inertia of the cross section should be calculated in consideration of these oil through holes. Shall be.

前記式(1)によれば、リング本体の設計に係る変数は、断面2次モーメントに係るh1・a1 3である。すなわち、断面の軸方向幅及び径方向厚さを共に小さくすることによって、追従性を向上することができる。 According to the equation (1), variable according to the ring body of the design is h 1 · a 1 3 according to the second moment. That is, the followability can be improved by reducing both the axial width and the radial thickness of the cross section.

特許文献6では、従来のオイル掻きリングとして、例えば、ピストンロッド径が約235 mm程度の場合に、断面の軸方向幅h1が20 mm、径方向厚さa1が21.5 mm程度であったものを、その断面の軸方向幅h1を14mm、径方向厚さa1を別体のレール部を含み19 mmに小型化することによって、リング本体の追従性を向上したものであった。図4の(a)が特許文献6の従来リング410、(b)が改良リング510を示している。 In Patent Document 6, as a conventional oil scraping ring, for example, when the piston rod diameter is about 235 mm, the axial width h 1 of the cross section is 20 mm and the radial thickness a 1 is about 21.5 mm. The followability of the ring body was improved by reducing the size of the ring body to 14 mm with an axial width h 1 of the cross section and 19 mm including a radial thickness a 1 including a separate rail portion. 4A shows a conventional ring 410 of Patent Document 6 and FIG. 4B shows an improved ring 510.

本発明者らは、上記基本的考え方に従って鋭意研究の結果、断面の軸方向幅と径方向厚さでは、従来、2本のレール部を有していたリング本体を軸方向に2分割して1本レールとすることによってリング本体の軸方向幅h1を1/2以下に小さくし、径方向厚さに関しては、特許文献6と同様にレール部も含む径方向厚さは17 mm以上23 mm以下としても、レール部を除く径方向厚さを極力小さくして追従性Fを向上させることに想到した。また、周方向の分割数を従来の3分割から2分割にすると、1本レールの場合のスタフィングボックス装着性の困難性を解決し、部品交換が可能になって好ましいということを発見した。 As a result of diligent research in accordance with the basic concept described above, the inventors of the present invention divided the ring body, which conventionally has two rail portions, into two in the axial direction in terms of the axial width and radial thickness of the cross section. By using one rail, the axial width h 1 of the ring body is reduced to 1/2 or less, and the radial thickness including the rail portion is 17 mm or more and 23 as in the case of Patent Document 6. Even if it is less than or equal to mm, the inventors have conceived to improve the follow-up F by reducing the thickness in the radial direction excluding the rail as much as possible. In addition, it was discovered that the number of divisions in the circumferential direction was reduced from the conventional 3 divisions to 2 divisions, which solved the difficulty of mounting the stuffing box in the case of a single rail, and made it possible to replace parts.

すなわち、本発明のピストンロッド用オイル掻きリングは、往復動するピストンロッドの外周面に摺接するレール部を有するリング本体と、前記レール部を前記ピストンロッドの外周面に対して押圧付勢する環状のコイルスプリングを有し、前記リング本体の断面の軸方向幅が5 mm以上10 mm以下、前記レール部を除く径方向厚さが10 mm以上20 mm以下のピストンロッド用オイル掻きリングにおいて、前記リング本体が、周方向に少なくとも2つ以上に分割され、内周側軸方向中央部に1本の前記レール部と、外周側軸方向中央部に前記コイルスプリングの収容溝と、上下側面の片側のみに複数のオイル通し溝を備え、前記オイル通し溝が、前記リング本体軸方向に平行な円筒の底面及び側面の一部からなることを特徴とする。ここで、レール部はリング本体に一体に又はリング本体の内周側の溝に装着して形成してもよい。また、内周側及び外周側の周長に対する開口率が10〜60%であることが好ましい
That is, the piston rod oil scraping ring of the present invention includes a ring body having a rail portion that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the piston rod that reciprocates, and an annular shape that presses and biases the rail portion against the outer peripheral surface of the piston rod. In the oil scraping ring for a piston rod, the axial width of the cross section of the ring body is 5 mm or more and 10 mm or less, and the radial thickness excluding the rail portion is 10 mm or more and 20 mm or less. The ring body is divided into at least two in the circumferential direction, one rail portion at the inner circumferential axial center, the coil spring housing groove at the outer circumferential axial center, and one side of the upper and lower side surfaces Only a plurality of oil passage grooves are provided , and the oil passage groove is formed of a part of a bottom surface and a side surface of a cylinder parallel to the axial direction of the ring body . Here, the rail portion may be formed integrally with the ring body or attached to a groove on the inner peripheral side of the ring body. Moreover, it is preferable that the opening ratio with respect to the inner peripheral side and the outer peripheral side perimeter is 10 to 60%.

また、本発明のピストンロッド用オイル掻きリングの製造方法は、オイル通し溝をエンドミル加工により形成することを特徴とする。オイル通し溝のエンドミル加工においては、加工軸及び加工方向を前記オイル掻きリングの軸に平行にして加工することが好ましい。これにより径方向歪み又は径方向歪みを生じさせる内部応力の導入を極力抑え、高精度のオイル掻きリングを提供することが可能となる。

Moreover, the manufacturing method of the oil scraping ring for piston rods of this invention is characterized by forming an oil passage groove | channel by an end mill process . In the end mill processing of the oil passage groove, it is preferable that the processing axis and the processing direction are processed in parallel with the axis of the oil scraping ring. As a result, it is possible to provide a highly accurate oil scraping ring by suppressing the introduction of radial strain or internal stress that causes radial strain as much as possible.

本発明のピストンロッド用オイル掻きリングは、従来、2本のレール部を有していたリング本体を軸方向に2分割して1本レールとすることによってリング本体の幅寸法を1/2以下に小さくし、且つレール部を除く径方向厚さを極力小さくしたので、断面2次モーメントが小さくなって、追従性が向上する。よって、小さなコイルスプリング荷重でも初期から良好なオイル掻き性能を発揮し、オイル消費量の低減と長寿命化に寄与する。また、1つのリング本体としては、特許文献6の従来のリング本体と比較しても、断面積を小さくしているので、当然に特許文献6で得られた慣性重量(質量)軽減による効果も更に向上している。すなわち、ピストンロッドの横振れへの追従性や、リング溝内の軸方向の移動による叩かれ摩耗の低減により、オイル掻き性能の向上によるオイル消費量の低減と長寿命化に貢献する。なお、1本レールの場合に周方向3分割リングではリング外周のコイルスプリング荷重により倒れが発生して極めて困難であったスタフィングボックスのピストンロッドへの装着が、周方向に2分割した場合には容易になって好ましい。さらに、図3や図4の従来のリング本体の形状に比べて形状が単純で、複雑な加工が不要のためリング本体の製作が容易である。最終的には、オイル掻きリングの軸方向幅及び径方向厚さが小さくなることにより、スタフィングボックス自体を小型化でき、将来的には、船舶用の大型2サイクルディーゼルエンジンの小型化にも寄与する可能性を有している。   The oil scraping ring for piston rod of the present invention has a ring body width dimension of 1/2 or less by splitting the ring body, which has conventionally had two rail parts, into two parts in the axial direction. In addition, since the thickness in the radial direction excluding the rail portion is made as small as possible, the moment of inertia of the cross section is reduced and the followability is improved. Therefore, even with a small coil spring load, good oil scraping performance is exhibited from the beginning, contributing to a reduction in oil consumption and a longer life. Further, as one ring body, since the cross-sectional area is made smaller than that of the conventional ring body of Patent Document 6, the effect of reducing the inertial weight (mass) obtained in Patent Document 6 is also naturally obtained. It is further improved. That is, it contributes to the reduction of oil consumption and the extension of the life by improving the oil scraping performance by the ability to follow the lateral vibration of the piston rod and the reduction of struck wear due to the axial movement in the ring groove. In the case of a single rail, when the mounting to the piston rod of the stuffing box was divided into two in the circumferential direction, which was extremely difficult due to the coil spring load on the outer periphery of the ring falling in the circumferentially divided three ring Is preferable because it is easy. Furthermore, since the shape is simple compared to the shape of the conventional ring body shown in FIG. 3 and FIG. 4 and complicated processing is not required, the ring body can be easily manufactured. Eventually, the stuffing box itself can be reduced in size by reducing the axial width and radial thickness of the oil scraper ring. In the future, the size of a large two-cycle diesel engine for ships will be reduced. Have the potential to contribute.

本発明のピストンロッド用オイル掻きリングの製造方法は、オイル通し溝をエンドミル加工により加工軸及び加工方向を前記オイル掻きリングの軸に平行にして加工するため、リングの径方向に穴開け加工をしたりミリング加工をしたりするのに比べて、直接的なリング径方向への力が作用しないため、径方向歪み、すなわち、リング本体内周摺接面の曲率変化を極力小さく抑えることができる。   In the manufacturing method of the piston rod oil scraping ring of the present invention, the oil passage groove is processed by end milling so that the processing axis and the processing direction are parallel to the axis of the oil scraping ring. Compared to the case where the ring is processed or milled, no direct force in the radial direction of the ring is applied, so that the radial distortion, that is, the change in the curvature of the inner sliding surface of the ring body can be minimized. .

本発明のピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスを模式的に示す断面図であり、同図1(a)は従来のオイル掻きリングが収容されたリング溝に合わせて本発明のオイル掻きリングを各リング溝に3段に重ねて収容した断面図、同図1(b)は小型・軽量化した従来改良型オイル掻きリングが収容されたリング溝に合わせて本発明のオイル掻きリングを各リング溝に2段に重ねて収容した断面図である。It is sectional drawing which shows typically the stuffing box equipped with the oil scraping ring for piston rods of this invention, The Fig.1 (a) is the oil of this invention according to the ring groove in which the conventional oil scraping ring was accommodated. Sectional view in which scraping rings are housed in three stages in each ring groove, and FIG. 1 (b) is an oil scraping ring according to the present invention in accordance with a ring groove in which a conventionally improved oil scraping ring that has been reduced in size and weight is accommodated. FIG. 6 is a cross-sectional view in which each ring groove is accommodated in two stages. 本発明のピストンロッド用オイル掻きリングを示す図であり、同第2図(a)はオイル掻きリングを軸方向から見た平面図、同第2図(b)は同リングのA-A断面図である。It is a figure which shows the oil scraping ring for piston rods of this invention, The FIG. 2 (a) is the top view which looked at the oil scraping ring from the axial direction, The same FIG. 2 (b) is AA sectional drawing of the ring. is there. 従来のピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスを模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the stuffing box equipped with the conventional oil scraping ring for piston rods. 従来のピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスを模式的に示す断面図であり、同図4(b)は、同図4(a)を小型・軽量化した改良型オイル掻きリングが収容された断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing a conventional stuffing box equipped with an oil scraping ring for a piston rod. FIG. 4B is an improved oil scraping ring that is smaller and lighter than FIG. 4A. It is sectional drawing accommodated.

図1は、本発明の実施態様を示すピストンロッド用オイル掻きリングを装着したスタフィングボックスの断面を模式的に示したものである。(a)は従来のオイル掻きリングを収容したスタフィングボックス10に合わせ、本発明のオイル掻きリング11を各リング溝に3段に重ねて収容したもの、(b)は特許文献6に開示された小型・軽量化されたオイル掻きリングを収容したスタフィングボックス20に合わせ、本発明のオイル掻きリング21を各リング溝に2段に重ねて収容したものである。オイル掻きリング11及び21は、往復動するピストンロッドの外周面に摺接する1本のレール部12及び22を内周側軸方向中央部に有し、前記レール部を前記ピストンロッドの外周面に対して押圧付勢する環状のコイルスプリング13及び23を外周側軸方向中央部に形成されたコイルスプリング収容溝に備えている。また、オイル掻きリング11及び21の上下側面の片側(図1では上側面)にオイル通し溝14及び24が形成されている。本発明のオイル掻きリング11及び21は、従来の2本レールのオイル掻きリングを基本的に軸方向に2分割して、1本レールとすることによってリング本体の軸方向幅h1を小さくしたこと、また径方向厚さa1もリング本体がスタフィングボックスのリング溝内に安定装着を維持出来る程度に小さくして追従性の向上を図っている。なお、図1(b)において、スタフィングボックス20の下部の空間25はスタフィングボックス軸方向の小型化が可能であることを示唆しており、またオイル掻きリング後方の空間26は上段の気密リングの小型化を考慮すればスタフィングボックス全体の小型化が可能であることを示唆している。逆に、更なるオイル消費低減効果を期待して、空いた空間25にリング溝を追加することも可能である。 FIG. 1 schematically shows a cross section of a stuffing box equipped with an oil scraping ring for a piston rod showing an embodiment of the present invention. (A) corresponds to a stuffing box 10 containing a conventional oil scraping ring, and the oil scraping ring 11 of the present invention is accommodated in three stages in each ring groove, and (b) is disclosed in Patent Document 6. The oil scraping ring 21 of the present invention is accommodated in two stages in each ring groove in accordance with the stuffing box 20 that accommodates a small and lightweight oil scraping ring. The oil scraping rings 11 and 21 have one rail portion 12 and 22 in sliding contact with the outer peripheral surface of the piston rod that reciprocates in the central portion in the axial direction on the inner peripheral side, and the rail portion on the outer peripheral surface of the piston rod. The annular coil springs 13 and 23 that press and urge the coil springs are provided in a coil spring housing groove formed in the central portion in the axial direction on the outer peripheral side. Oil passage grooves 14 and 24 are formed on one side (upper side surface in FIG. 1) of the upper and lower side surfaces of the oil scraping rings 11 and 21. The oil scraping rings 11 and 21 according to the present invention basically split the conventional two-rail oil scraping ring into two in the axial direction, thereby reducing the axial width h 1 of the ring main body by using one rail. In addition, the radial thickness a 1 is also reduced to such an extent that the ring body can maintain stable mounting in the ring groove of the stuffing box, thereby improving the follow-up performance. In FIG. 1 (b), the space 25 below the stuffing box 20 suggests that the stuffing box can be downsized in the axial direction, and the space 26 behind the oil scraping ring is the upper airtightness. This suggests that the entire stuffing box can be downsized if the ring size is taken into consideration. Conversely, it is possible to add a ring groove to the vacant space 25 in anticipation of a further oil consumption reduction effect.

図2の(a)は本発明のオイル掻きリングを軸方向から見た平面図であり、(b)はA-A断面を示す。図2では、オイル通し溝14又は24が周方向に2分割した一方のリング本体の上下側面の片面に11個形成され、溝深さはレール部に架からない程度までとしている。オイル通し溝は、エンドミル加工によって加工軸及び加工方向をオイル掻きリングの軸に平行にして加工しているので、リング軸方向に平行な円筒の底面31及び側面の一部32から構成される。この加工方法によりリング径方向の加工による歪みの導入は極力抑えられる。また、オイル通し溝のリング内周側及びリング外周側の周長に対する開口率は10〜60%とする。開口率が10%より小さい場合はオイルのクランク室への戻しが不十分でオイル消費量が多くなり、逆に開口率が60%を超える場合には側面の平坦部分が少なくなって、リング溝又は重なり合う別体のオイル掻きリング側面部との当たりが不均一になって側面摩耗を促進して好ましくない。開口率は20〜50%が好ましい。   FIG. 2 (a) is a plan view of the oil scraping ring of the present invention as viewed from the axial direction, and FIG. 2 (b) shows an AA cross section. In FIG. 2, 11 oil passage grooves 14 or 24 are formed on one side of the upper and lower side surfaces of one ring body divided into two in the circumferential direction, and the groove depth is set so as not to be hung on the rail portion. The oil through groove is formed by end milling so that the machining axis and the machining direction are parallel to the axis of the oil scraping ring, and thus includes the bottom surface 31 and a part 32 of the side surface of the cylinder parallel to the ring axis direction. By this processing method, the introduction of strain due to processing in the ring radial direction is suppressed as much as possible. Moreover, the opening ratio with respect to the circumference of the ring inner peripheral side and the ring outer peripheral side of the oil passage groove is 10 to 60%. If the opening ratio is less than 10%, the oil will not be returned to the crank chamber sufficiently and the oil consumption will increase. Conversely, if the opening ratio exceeds 60%, the flat part on the side will decrease and the ring groove will decrease. Alternatively, it is not preferable because the contact with the side surfaces of the overlapping oil scraping rings becomes uneven and the side surface wear is promoted. The opening ratio is preferably 20 to 50%.

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1、比較例1
ボア径800 mm、ストローク2800 mmの7気筒大型2サイクル低速ディーゼルエンジン用に、内径310 mmφ、外径345 mmφ、幅6 mm、レール部を含まない厚さ13 mm、レール部の幅1.5 mm、レール部の厚さ約4.5 mmの周方向2分割した鋳鉄製オイル掻きリング本体(実施例1)を作製した。リング本体の側面の一方には、直径22φのエンドミルで1.5 mm深さのオイル通し溝を12個、リング全体で24個掘った。このオイル掻きリングを図1(a)のように上記エンジンの2気筒分のスタフィングボックスに3段に重ねて装着し、初期なじみ性も評価できる72時間のエンジン試験を行った。なお、残りの気筒には、図4(a)の従来型のオイル掻きリング(比較例1)を使用した。オイル消費量は、従来型のオイル掻きリングを使用した気筒の平均を1とすると、本発明のオイル掻きリングを使用した気筒では、0.23と0.19であった。本発明のオイル掻きリングではオイル消費量が1/4以下に低減されたことが分かる。
Example 1 and Comparative Example 1
For a 7-cylinder large two-cycle low-speed diesel engine with a bore diameter of 800 mm and a stroke of 2800 mm, the inner diameter is 310 mmφ, the outer diameter is 345 mmφ, the width is 6 mm, the thickness excluding the rail is 13 mm, the rail width is 1.5 mm, A cast iron oil scraping ring main body (Example 1) having a rail portion thickness of about 4.5 mm divided into two in the circumferential direction was produced. On one side of the ring body, 12 oil through grooves with a depth of 22 mm were dug with an end mill with a diameter of 22φ, and 24 whole rings were dug. As shown in Fig. 1 (a), this oil scraping ring was mounted in three stages on the stuffing box for two cylinders of the engine, and a 72-hour engine test was conducted to evaluate the initial conformability. For the remaining cylinders, the conventional oil scraping ring (Comparative Example 1) shown in FIG. 4A was used. The oil consumption was 0.23 and 0.19 in the cylinder using the oil scraping ring of the present invention, assuming that the average of the cylinder using the conventional oil scraping ring is 1. It can be seen that the oil consumption is reduced to 1/4 or less in the oil scraping ring of the present invention.

実施例2、比較例2
ボア径700 mm、ストローク2600 mmの6気筒大型2サイクル低速ディーゼルエンジン用に、内径270 mmφ、外径305 mmφ、幅6 mm、レール部を含まない厚さ13 mm、レール部の幅1.5 mm、レール部の厚さ約4.5 mmの周方向2分割した鋳鉄製オイル掻きリング本体(実施例2)を作製した。リング本体の側面の一方には、直径22φのエンドミルで1.5 mm深さのオイル通し溝を11個、リング全体で22個掘った。このオイル掻きリングを図1(b)のように上記エンジンの2気筒分のスタフィングボックスに2段に重ねて装着し、72時間のエンジン試験を行った。なお、残りの気筒には、図4(b)の特許文献6に開示された従来の改良型オイル掻きリング(比較例2)を使用した。オイル消費量は、従来改良型のオイル掻きリングを使用した気筒の平均を1とすると、本発明のオイル掻きリングを使用した気筒では、0.64と0.57であった。本発明のオイル掻きリングではオイル消費量が従来改良型に対して30〜40%低減されたことが分かる。
Example 2 and Comparative Example 2
For a 6-cylinder large two-cycle low-speed diesel engine with a bore diameter of 700 mm and a stroke of 2600 mm, the inner diameter is 270 mmφ, the outer diameter is 305 mmφ, the width is 6 mm, the thickness excluding the rail is 13 mm, the rail width is 1.5 mm, A cast iron oil scraping ring main body (Example 2) having a rail portion thickness of about 4.5 mm divided into two in the circumferential direction was produced. On one side of the ring body, 11 oil-groove grooves with a depth of 1.5 mm were dug with 22 mm diameter end mills, and 22 whole rings were dug. This oil scraping ring was mounted in two stages on a stuffing box for two cylinders of the engine as shown in FIG. 1 (b), and a 72-hour engine test was conducted. For the remaining cylinders, a conventional improved oil scraping ring (Comparative Example 2) disclosed in Patent Document 6 in FIG. 4B was used. The oil consumption was 0.64 and 0.57 for the cylinder using the oil scraping ring of the present invention, assuming that the average of the cylinders using the conventional oil scraping ring is 1. In the oil scraping ring of the present invention, it can be seen that the oil consumption is reduced by 30 to 40% compared to the conventional improved type.

実施例3〜実施例8
リング本体の側面の一方に形成したオイル通し溝の数以外は、実施例2と同じ鋳鉄製オイル掻きリング本体(実施例3〜8)を作製し、実施例2と同じエンジン試験を行った。その結果を表1に示す。なおオイル通し溝の数、内周側及び外周側開口率も表3に示すとおりである。開口率が20%を超えるとオイル消費量の低減率は比較例2のオイル消費量に対して30%を超え、開口率が60%を超えると側面摩耗が大きくなった。
Examples 3 to 8
Except for the number of oil passage grooves formed on one of the side surfaces of the ring body, the same cast iron oil scraping ring body (Examples 3 to 8) as in Example 2 was produced, and the same engine test as in Example 2 was performed. The results are shown in Table 1. Table 3 also shows the number of oil passage grooves, the inner peripheral side opening ratio, and the outer peripheral side opening ratio. When the opening ratio exceeded 20%, the reduction rate of oil consumption exceeded 30% with respect to the oil consumption of Comparative Example 2, and when the opening ratio exceeded 60%, side wear increased.

Figure 0005371582
Figure 0005371582

10, 20 スタフィングボックス
11, 21 オイル掻きリング
12, 22 レール部
13, 23 コイルスプリング
14, 24 オイル通し溝
31 リング軸方向に平行の円筒の底面
32 リング軸方向に平行な円筒の側面
10, 20 Staffing box
11, 21 Oil scraping ring
12, 22 Rail section
13, 23 Coil spring
14, 24 Oil through groove
31 Bottom of cylinder parallel to ring axis direction
32 Cylindrical side parallel to the ring axis

Claims (5)

往復動するピストンロッドの外周面に摺接するレール部を有するリング本体と、前記レール部を前記ピストンロッドの外周面に対して押圧付勢する環状のコイルスプリングを有し、前記リング本体の断面の軸方向幅が5 mm以上10 mm以下、前記レール部を除く径方向厚さが10 mm以上20 mm以下のピストンロッド用オイル掻きリングにおいて、前記リング本体が、周方向に少なくとも2つ以上に分割され、内周側軸方向中央部に1本の前記レール部と、外周側軸方向中央部に前記コイルスプリングの収容溝と、上下側面の片側のみに複数のオイル通し溝を備え、前記オイル通し溝が、前記リング本体軸方向に平行な円筒の底面及び側面の一部からなることを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリング。 A ring body having a rail portion slidably contacting the outer peripheral surface of the piston rod that reciprocates; and an annular coil spring that presses and urges the rail portion against the outer peripheral surface of the piston rod. In oil scraping rings for piston rods with an axial width of 5 mm to 10 mm and a radial thickness excluding the rail of 10 mm to 20 mm, the ring body is divided into at least two in the circumferential direction. is equipped with one of the rail section on the inner circumferential side axial central portion, and a receiving groove of the coil spring on the outer peripheral side axial central portion, a plurality of oil through the grooves on only one side of the upper and lower sides, through the oil An oil scraping ring for a piston rod , wherein the groove is formed of a bottom surface and a part of a side surface of a cylinder parallel to the axial direction of the ring main body . 前記オイル通し溝の内周側及び外周側の開口率が10〜60%であることを特徴とする請求項1に記載のピストンロッド用オイル掻きリング。 2. The oil scraping ring for piston rod according to claim 1 , wherein an opening ratio of the inner peripheral side and the outer peripheral side of the oil passage groove is 10 to 60%. リング本体が、周方向に少なくとも2つ以上に分割され、内周側軸方向中央部に1本のレール部と、外周側軸方向中央部にコイルスプリングの収容溝と、上下側面の片側のみに複数のオイル通り溝を備えたピストンロッド用オイル掻きリングの製造方法において、前記オイル通し溝をエンドミル加工により形成することを特徴とするピストンロッド用オイル掻きリングの製造方法。 The ring body is divided into at least two parts in the circumferential direction, with one rail part at the central part in the axial direction on the inner peripheral side, a receiving groove for the coil spring at the central part in the axial direction on the outer peripheral side, and only on one side of the upper and lower sides A method of manufacturing an oil scraping ring for a piston rod having a plurality of oil passage grooves, wherein the oil passage groove is formed by end milling. 前記オイル通し溝のエンドミル加工において、エンドミル加工軸及び加工方向を前記オイル掻きリングの軸に平行にして加工することを特徴とする請求項3に記載のピストンロッド用オイル掻きリングの製造方法。 4. The method of manufacturing an oil scraping ring for a piston rod according to claim 3 , wherein in the end mill processing of the oil passage groove, the end mill processing shaft and the processing direction are processed in parallel with the axis of the oil scraping ring. 請求項1又は2に記載のピストンロッド用オイル掻きリングを複数個重ねて1つのリング溝に装着したことを特徴とするスタフィングボックス。
A stuffing box, wherein a plurality of piston rod oil scraping rings according to claim 1 or 2 are stacked in a single ring groove.
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