JP4154049B2 - 油かきピストンリングの製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ壁に接する少なくとも１つのつば部を有しており、外周面に耐摩耗性の層が設けられ、該層が前記つば部に沿って鋭い縁部を形成するように研磨されている油かきピストンリングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ピストン往復機関の油かきピストンリングは、上部ピストンリング（圧縮ピストンリング）の走行経路に潤滑油を注油するのにちょうど足りる最小限の油膜をシリンダ壁上に配分するという役割と、残りの油をクランク室へ戻すという役割とを有している。油かきピストンリングに実質的に求められることは、まず第１に、シリンダ形状に依存することなく、走行面とシリンダ壁との間で周囲にわたって一定な接触圧を保つことである。
【０００３】
シリンダ壁に接する狭幅のつば部を備えた油かきピストンリングは、高い接触圧での運転下に置かれるので、この油かきピストンリングは、通常は耐摩耗性の層を備えている。このような種類の油かきピストンリングは欧州特許公告公報第0507636号により知られている。このピストンリングは、最も外側に狭幅のつば部を備えており、これにより、このピストンリングの接触圧は非常に高くなっている。この種のピストンリングで通常使用されるクロムめっきによる耐摩耗性の層は、通常では必要条件を満たすことができないので、このつば部は窒化されて硬化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
機関の種類や駆動方式や油の種類などによっては、この種の油かきピストンリングは、車両において400000kmの走行性能を達成できる。一般的な傾向としては、あらゆるディーゼル機関で1000000km以上の走行期間が達成できる。一方、欧州特許公告公報第0217126号で公知となっているように、圧縮ピストンリング用の耐摩耗性に優れた層が既に開発されている。この耐摩耗性の層は、外部負荷に対する高い耐性と耐摩耗性とをもたらすセラミック粒子を、層全体にわたってしっかり固着した状態で含んでいる。このような層をこの種の油かきピストンリングに設けることは、従来は次の理由により不可能であった。すなわち、良好なかき落し効果のために不可欠な鋭い縁部を得るためには、耐摩耗性の層を設けた後に油かきピストンリングを研磨する必要があるからである。この層をこのように研磨することはセラミック粒子の破砕につながるので、従来は、それ自体については公知であるこの層を、前記した油かきピストンリングに用いることは不可能であった。
【０００５】
本発明の目的は、公知の耐摩耗性の層を装着することにより油かきピストンリングの作動性能を改良することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、シリンダ壁に接する少なくとも１つのつば部を有しており、外周面に、最初に耐摩耗性の層が設けられ、続いて他の層が設けられており、該層が、つば部に沿って鋭い縁部を形成するように研磨され、それによって少なくとも部分的に除去されている、油かきピストンリングの製造方法において、まず、層の厚さ全体を通して広がる網状の亀裂と該亀裂内に含まれる硬質材粒子とを有する、電気めっきによる耐摩耗性の硬質クロム層を前記外周面に析出させ、その上に耐破砕性の表面層を設け、その後、つば部の側面において耐破砕性の表面層を完全に削り取ることにより前記鋭い縁部を研磨し完成させることにより達成できる。
【０００７】
また、本発明の実施態様として、前記つば部間の前記硬質クロム層が完全に削り取られること、前記表面層が、電気めっきにより設けられ、銅、スズ、ニッケル、クロム、およびこれらの金属の合金のうちから選ばれた金属からなること、前記耐摩耗性の硬質クロム層の厚さが0.01mm〜1.0mmであること、前記表面層の厚さが少なくとも0.01mmであることが好ましい。
【０００８】
本発明に係る方法によると、研磨工程の際における硬質材粒子の破砕を防ぐことができる。これを応用する状況に応じて、表面層に様々な材料を用いることができる。例えば、セラミック粒子を含まない、電気めっきによる硬質クロム層を設ける場合には、表面層を完全に除去する必要はない。このとき、油かきピストンリングに残された硬質クロム層は、同じように耐摩耗性の層として機能する。所定の作業時間の後にこの硬質クロム層が除去されると、この下に配置されており硬質材を含む改良された第２の硬質クロム層が機能する状態となる。このようにして、油かきピストンリングの耐用期間がさらに向上することになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１に示された油かきピストンリング１は、好ましくは鋳鉄からなる環状の基体２から構成されている。外周面には、シリンダ壁（図示せず）に接する２つのつば部３、３'が配置されている。
【００１１】
この外周面には、硬質材粒子を含む公知の、電気めっきによる硬質クロム層４が設けられている。この硬質クロム層４の上には、耐破砕性を有する表面層５が電気めっきにより設けられている。表面層５は、例えば、硬質材粒子を含まない、電気めっきによる硬質クロム層であってもよい。
【００１２】
硬質クロム層４および表面層５を形成した後、外周面は、パターンが形成された研磨盤６によって次のような加工が施される。すなわち、つば部３、３'を、好ましくは側面７、８に沿って研磨する加工が施される。この際、表面層５は削り取られる。
【００１３】
研磨盤６は、つば部３、３'の外周面を削り取らないような形状にパターニングされている。しかし、表面層５のつば部の外側にあたる表面を取り除くこともまた可能である。同様に、つば部３、３'の間に形成された硬質クロム層４を削り取ることもできる。
【００１４】
図３は、本発明に係る方法にしたがって製造され完成した油かきピストンリングを示している。内周面９には、スプリングを受け入れるための凹部10が切込み形成されている。さらにこの油かきピストンリングは、周囲に分散する多数の排油孔11を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油かきピストンリングの未加工状態における部分図である。
【図２】図１の油かきピストンリングの研磨工程時の部分図である。
【図３】仕上げ加工された油かきピストンリングの部分断面図である。
【符号の説明】
１ 油かきピストンリング
２ 基体
３、３’ つば部
４ 硬質クロム層
５ 表面層
６ 研磨盤
７、８ 側面
９ 内周面
10 凹部
11 排油孔

Claims (2)

  1. シリンダ壁に接する少なくとも１つのつば部（３，３’）を有しており、外周面に、最初に耐摩耗性の層（４）が設けられ、続いて他の層（５）が設けられており、前記層（４，５）が、前記つば部に沿って鋭い縁部を形成するように研磨され、それによって少なくとも部分的に除去されている、油かきピストンリングの製造方法において、
    まず、層の厚さ全体を通して広がる網状の亀裂と該亀裂内に含まれる硬質材粒子とを有する、電気めっきによる耐摩耗性の硬質クロム層（４）を前記外周面に析出させ、その上に耐破砕性の表面層（５）を設け、その後、前記つば部（３、３ ' ）の側面（７，８）において前記耐破砕性の表面層（５）を完全に削り取ることにより前記鋭い縁部を研磨し完成させる
    ことを特徴とする油かきピストンリングの製造方法。
  2. 前記つば部（３、３'）間の前記硬質クロム層（４）が完全に削り取られる請求項１に記載の油かきピストンリングの製造方法。
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