JP3449449B2 - 内燃機関のオイルリング用異形鋼線材の巻付け方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種内燃機関に用いら
れる鋼製２ピース型オイルリング用の断面がＨまたはＸ
字形の異形鋼線材の製造工程間や製品輸送時等のコイル
形態である巻芯への巻付けの方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用油かきリング（本発明におい
てオイルリングと記す）は、旧来の鋳鉄製から鋼製２ピ
ース型または鋼製３ピース型へ急速に置換されつつあ
る。このうち、２ピース型は、概略断面形状が、例えば
図２のＡ，Ｂに示すようにＨまたはＸ字形で、その凹状
溝を内周および外周とするごとき、方向にＣ字状のリン
グ状に曲げ成形された１箇の異形リングと、内周側から
該リングを外周側であるシリンダ壁面方向に拡径するご
とく加圧付勢するばね（エキスパンダ）の２点からな
り、この加圧力をもってシリンダ壁を摺動することで、
シリンダ壁に付着した余剰のオイルを掻き落す作用をす
るものである。すなわち、概略断面は図２Ａに示すよう
に左右のフランジ部２，２と、該フランジ間を連結する
ウエブ部３からなり（幅方向の中央部は凹状５，６とな
っている）、該ウエブ部には油孔４が設けられている。
これらＨまたはＸ字形断面の概略寸法は、幅ｗが2〜5mm
程度、高さｔが2〜4mm程度である。

【０００３】上記概略断面がＨまたはＸ字状の断面異形
鋼線の製造においては、丸線から平角線へ、平角線から
溝付異形断面に成形する異形成形工程、焼鈍工程、油孔
パンチング加工工程、焼入焼もどし工程、梱包工程等の
非常に多くの工程を必要とする。そして、このいずれの
工程間の材料の受渡しでも、また、ユーザーへの売買過
程でも、生産性および品質の向上を図るために、両端面
にフランジを有するリール等の巻芯に巻付けた状態で行
なわれている。本発明が対象とするオイルリング用線材
の横断面形状は概略ＨまたはＸ字形を呈すものである
が、もちろんフランジ部の若干のくぼみを有するもの
（Ｘ字形等）や、ウエブ部の油穴が未加工のもの等も含
まれる。

【０００４】また、前記異形鋼線の製造工程中の巻付け
方向は、断面係数が小さく、したがって、無理なく巻付
けることができ、永久変形が小さい方向、つまり図４に
示すように溝状凹部５，６が内周、外周側となる曲げ方
向に巻付けられる。従来の巻芯への巻付け方法は、巻芯
を回転させつつ、該巻芯を取り付けたスピンドルまたは
線材案内装置を前記異形鋼線の幅寸法に対応する巻付け
ステップで間欠的にトラバース運動させ、一定の巻芯の
幅の間を往復させて巻付ける方法を用いていた。

【０００５】しかし、上記の従来の巻付け方法では、図
５Ａ，Ｂに示すように前記異形鋼線の溝状凹部の両側の
脚部（フランジ部先端）が、既に巻付けた下層の異形鋼
線の溝状凹部または隣合う線材のループ間の隙間にはま
り込み易いために整列巻付けが困難であった。また、巻
付けの往復のターンの際は、特にこのはまり込みにより
乱れた巻付け部分は上層になるにしたがって、乱れが次
々と重なって崩れ落ちる現象が頻発して、さらに巻付け
状態を悪化させるという問題点があった。このため、巻
付け状態の監視や巻き具合の手直しに要する作業が多
く、生産性を低下させる大きな原因になっていた。そし
て、これらの巻付け状態の悪い材料を次工程で巻出す際
には、線材のループ同士が絡み易く、これによって材料
の角部の外傷や線グセ、そして断面形状の変形等の品質
的問題が生じていた。特に焼入れ焼もどし工程以前の材
料においては、材料自身の強度が低いために、前述した
線絡みが非常に生じ易く、発生した外傷、線グセ、断面
形状変形も程度が格段に悪いため、解決しなければなら
ない大きな課題になっていた。

【０００６】そこで本出願人は、前記異形鋼線材の巻付
層間に紙等のシート材を介在させることにより、はまり
込みや層間の絡みを防止することに成功した（特開昭５
−３９１６８号)。しかし、前述のシート材を用いる方
法は、該線材の取扱い工程が前述のように多工程のた
め、全工程では多量のシート材を消費し、かつ巻付けの
層が変わる度にシートを供給することが必要で巻付け作
業の省力化を困難にしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、内燃機関の
オイルリング用異形鋼線材について、その巻付け方法を
改善することにより、シート材を不要とし、また容易に
巻付けができ、省力化を可能とし、はまり込みや巻出し
における絡みを防止した巻付け方法を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、はまり込み
が発生する状況を詳細に観察した。その結果、従来の巻
付け方法では図３に示すように被巻付け線材１が階段
状、つまり螺旋状に巻付けられた部分ａと、ほぼ巻芯の
軸心に垂直な平面内で巻付けられる部分（軸直角部分）
ｂができ、この軸直角部分の上層に軸直角に巻付けられ
た時、はまり込みが発生することを見出した。すなわ
ち、はまり込みは下層の被巻付け線材に対し、上層の被
巻付け線材が平行となった時、起ることを見出した。し
たがって、本発明は下層に対して上層が平行でなく交差
するごとく、両層を螺旋状に巻付けるものである。

【０００９】すなわち、本発明は、概略断面形状が、長
方形（正方形を含む）の二対辺の中央部に凹状部が形成
されてＨまたはＸ字形である内燃機関のオイルリング用
異形鋼線材を、前記凹部を内周および外周とするごとき
曲げ方向として巻芯へ巻付ける巻付け方法において、前
記異形鋼線材は巻芯上に層状にかつ該層内では実質的に
螺旋状に巻付けられ、上下の前記層間で交差して重なり
合っていることを特徴とする内燃機関のオイルリング用
異形鋼線材の巻付け方法である。本発明において、下層
と上層の被巻付け線材は、互いに大きな交差角で交差し
て重なり合い、かつ上下層の重なりが、被巻付け線材の
長さ方向の小寸法範囲、換言すれば巻芯の軸心から見て
小さい角度（以下中心角度と記す）で生ずるごとく、適
度な隙間を有する隙間巻きとすることが望ましい。

【００１０】

【作用】図１は、本発明の図２ＡのＨ形線材を巻付け方
法のうち隙間巻きする方法で巻付けた状況を、巻芯上で
展開して例示した図である。すなわち、幅ｗの被巻付け
線材が互いに隙間ｃを隔てて、中心角度の全円周２π(3
60°・・・縦軸)の巻芯上に螺旋状に巻付けられている(第
１層は右上り状で描かれている)。第２層（左上がり状
で描かれている）の第１巻きめは、中心角度で先ずそ
の左側のフランジ部が第１層の最終巻きの右側フランジ
部上に乗り上がり、続いて中心角度およびその直後に
′（ａ＜ｂのとき）で第２層巻きの左右のフランジ部
が最終巻きの左右のフランジ部上に重なり、中心角度
で第２層巻きの左側のフランジが下層の最終の直前の巻
きの右側のフランジ部、続いて中心角度で下層の最終
巻きの左側のフランジ部上に第２層の右側が重なり、中
心角度およびその直後に′では、両方のフランジが
最終巻きの両方のフランジ部上に重なっている。第２層
の第２巻き以降は、前述の第１巻き目の重なりに加え
て、中心角度による重なりがある。

【００１１】本発明の巻付け方法のうち、隙間巻きとし
たときは、図１の例の場合には巻芯の両端部を除く部分
において、１回巻き（360°)のうち、６回の上下層間の
重なりが生ずる。また、本発明で隙間ｃを小さくするに
従って、それぞれ中心角度はへ、は′へ、は
へ、は′へそれぞれ接近し、Ｈ形線材を密着巻き
した場合、上記位置は、それぞれ連続することがわか
る。したがって、隙間ｃを適当に選定すれば、１回巻き
（360°)中に、中心角度約60℃毎に特定長さの重なりを
繰り返しつつ、巻付けを行なうことができる。そして、
この重なりの近傍では、はまり込みは、発生しない。

【００１２】被巻付け線材は、紐等の如く曲げに対し、
無抵抗性のものでなく、かなり大きい抵抗性（腰の強
さ）を有するから、巻付け時の張力を適当に低下すれ
ば、上述の中心角度60°間ではもちろん、左右のターン
の部分で生ずることがある中心角度90°程度間でもはま
り込みを完全に防止できることがテストの結果判明して
いる。したがって、密着巻きとしてもはまり込みを十分
防止することができる。なお、被巻付け線材が巻芯の端
部でターンする際に、巻芯の軸心に垂直な面と平行とな
る部分が生ずるので、この部分でははまり込みが発生し
易い。しかし、この平行な部分の前後は螺旋状となって
いるので、被巻付け線材が巻芯の軸方向に移動するこ
と、つまり前述の崩れ落ちは発生せず、したがって、巻
き出し時の絡み等は生じない。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）巻付け胴直径800mm、巻付け幅寸法 200m
m、外径 1200mmのフランジを両側に有する鉄製リールに
それぞれ巻付けられた図２Ａに示すごとく断面形状が概
略Ｈ形の異形鋼線で、硬度HV240に焼鈍した線材コイル
と、硬度HV400に焼入焼もどしした２種の線材コイルを
準備し、これを同寸法の硬質紙製のリールへ巻き直しす
るテストを行なった。巻付け速度は30m/分であり、この
ときの巻付けピッチは、前記異形鋼線の幅寸法に1.5mm
を加えたものとした。また、巻付け時の張力は、巻き出
しリールを該リール上で線材が上下層間が密着状態を保
持するのに必要なブレーキ力の３倍のブレーキ力を加え
ることにより与えた。

【００１４】巻付け機の構造としては、入口ローラーガ
イドを基準にして前記硬質紙製リールを装着した巻付け
機スピンドルが往復運動を行なう本体トラバース方式を
採用した。以上に述べた条件、設備により巻付けテスト
を行なったところ、焼鈍した異形鋼線および焼入焼もど
しした異形鋼線とも、シート材を介在させることなく、
したがって、人手の介添えを要せずに整列状態に巻付け
ることができた。また、その巻付けた材料を別の巻出機
に取り付けて、巻出し時の線の絡みや接触疵の発生の有
無を観察したが、線の絡みや接触疵は全く発生せず、非
常に良い結果を得ることができた。 （実施例２）同様に螺旋状の巻付けを阻害しない程度に
隙間ｃを小さくして、ほぼ密着状として（実施例１）と
同条件でテストした結果、はまり込みは防止でき、巻出
しテストも良好であった。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、従来シート材を介在さ
せて達成していた整列巻きを、シート材を用いることな
く、巻付け速度の向上、無人巻付け等の生産性の向上に
非常に効果があり、さらに、製品の品質に関する点で
は、異形鋼線同士の接触による外傷、巻き崩れ時の線ぐ
せの発生、そして次工程での巻出す際に生じる線もつれ
による外傷、線ぐせの発生、断面形状変形等を防止でき
るので、大幅な品質向上が達成できる。また、線絡みの
防止によって例えばピストンリングメーカのリング成形
工程での巻出しの際に線絡みの心配がないため、高速度
成形が可能になるという顧客における生産性向上という
大きなメリットが生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による巻付け方法による第１層と第２層
の被巻付けによる重なりを説明する展開図である。

【図２】内燃機関用オイルリングの断面形状の一例を示
す図である。

【図３】従来の巻付け方法を説明する図である。

【図４】異形線材の巻付け方向を説明する図である。

【図５】従来の巻付け方法ではまり込みが生じた状態を
説明する図である。

【符号の説明】

１ 被巻付け線材 ａ：軸直角巻付け部分 ｂ：螺旋状巻付け部分 〜展開図上の位置を示す符号

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 概略断面形状が、長方形（正方形を含
   む）の二対辺の中央部に凹状部が形成されてＨまたはＸ
   字形である内燃機関のオイルリング用異形鋼線材を、前
   記凹部を内周および外周とするごとき曲げ方向として巻
   芯へ巻付ける巻付け方法において、前記異形鋼線材は巻
   芯上に層状にかつ該層内では実質的に螺旋状に巻付けら
   れ、上下の前記層間で交差して重なり合っていることを
   特徴とする内燃機関のオイルリング用異形鋼線材の巻付
   け方法。
2. 【請求項２】 異形鋼線材は、層内で実質的に該線材の
   幅方向に隙間巻きされている請求項１の内燃機関のオイ
   ルリング用異形鋼線材の巻付け方法。