JP6252063B2 - Piston equipped with a piston ring and method of manufacturing an engine incorporating the piston - Google Patents

Piston equipped with a piston ring and method of manufacturing an engine incorporating the piston Download PDF

Info

Publication number
JP6252063B2
JP6252063B2 JP2013193968A JP2013193968A JP6252063B2 JP 6252063 B2 JP6252063 B2 JP 6252063B2 JP 2013193968 A JP2013193968 A JP 2013193968A JP 2013193968 A JP2013193968 A JP 2013193968A JP 6252063 B2 JP6252063 B2 JP 6252063B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
piston ring
ring
coating layer
peripheral surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013193968A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015059514A (en
Inventor
征二 松田
征二 松田
博文 東
博文 東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP2013193968A priority Critical patent/JP6252063B2/en
Publication of JP2015059514A publication Critical patent/JP2015059514A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6252063B2 publication Critical patent/JP6252063B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Description

本発明はピストンリングが装着されたピストンとそのピストンが組み込まれたエンジンの製造方法に関する。   The present invention relates to a piston to which a piston ring is attached and a method for manufacturing an engine incorporating the piston.

シリンダブロックと、シリンダヘッドとが別体のエンジンでは、シリンダヘッドをシリンダブロックに組み付ける前に、従来公知の様々なピストン挿入装置を用いて、ピストンがシリンダブロックのシリンダに挿入されている。
ピストンのリング溝にはピストンリングが装着されており、ピストン挿入装置では、ピストンリングを縮径させた状態でピストンリングをピストンと共にシリンダに挿入し、挿入後、ピストンリングは拡径してシリンダの内周面に圧接される。
このピストンの挿入は、シリンダヘッドが取着されるシリンダブロックの平坦な上面側から行われている。
In an engine in which the cylinder block and the cylinder head are separate, the piston is inserted into the cylinder of the cylinder block using various conventionally known piston insertion devices before the cylinder head is assembled to the cylinder block.
A piston ring is installed in the ring groove of the piston, and in the piston insertion device, the piston ring is inserted into the cylinder together with the piston in a state where the diameter of the piston ring is reduced. It is in pressure contact with the inner peripheral surface.
The piston is inserted from the flat upper surface side of the cylinder block to which the cylinder head is attached.

本出願人は、コストの低減化及びフリクション低減の観点から、シリンダヘッドが一体的に設けられたシリンダブロックを検討(開発)しており、このようなシリンダブロックでは、ピストンを、クランクケースが取着されるシリンダブロックの下面側からシリンダに挿入しなければならない。
一方、シリンダブロックの下面でシリンダの両側には、クランク軸を支持するクランクメタルを含む軸受部が位置し、シリンダブロックの下面は、シリンダブロックの上面のように平坦面となっていない。
そのため、従来のピストン挿入装置を使用できず、シリンダの内径よりも大きい寸法の外径に拡径したピストンリングが装着されたピストンを、シリンダブロックの下面側からシリンダに挿入するには何らかの工夫が必要となる。
The present applicant has studied (developed) a cylinder block in which a cylinder head is integrally provided from the viewpoint of cost reduction and friction reduction. In such a cylinder block, the piston is mounted on the crankcase. It must be inserted into the cylinder from the bottom side of the cylinder block to be worn.
On the other hand, bearing portions including a crank metal that supports the crankshaft are located on both sides of the cylinder block on the lower surface of the cylinder block, and the lower surface of the cylinder block is not flat like the upper surface of the cylinder block.
For this reason, a conventional piston insertion device cannot be used, and there is some contrivance to insert a piston fitted with a piston ring whose diameter is larger than the inner diameter of the cylinder into the cylinder from the lower surface side of the cylinder block. Necessary.

特許文献1には、ピストンリングを機械的構成によりリング溝に縮径させた状態とするピストンが提案されている。
この構成によれば、ピストンリングが装着されたピストンを、シリンダブロックの下面側からシリンダに挿入する上で有利となる。
Patent Document 1 proposes a piston in which a piston ring is reduced in diameter to a ring groove by a mechanical configuration.
According to this configuration, it is advantageous to insert the piston with the piston ring into the cylinder from the lower surface side of the cylinder block.

特開2009−228587号公報JP 2009-228587 A

しかしながら、上記従来技術は、ピストンリングの両端に被係止部を設け、ピストンのリング溝に被係止部が係止する凹部を設けるなどの機械的構成の追加が必要となる。そのため、ピストンリングとピストンの双方に設計変更を要し、コストダウンを図る上で不利となる。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、ピストンリングとピストンの双方に設計変更を要せず、ピストンリングが装着されたピストンを、シリンダブロックの下面側からシリンダに簡単、確実に挿入する上で有利なピストンとそのピストンが組み込まれたエンジンの製造方法を提供することにある。
However, the above prior art requires the addition of a mechanical configuration such as providing a locked portion at both ends of the piston ring and providing a recess in which the locked portion is locked in the ring groove of the piston. Therefore, design changes are required for both the piston ring and the piston, which is disadvantageous in reducing costs.
The present invention has been devised in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to change the design of both the piston ring and the piston without changing the piston ring. It is another object of the present invention to provide a piston that is advantageous for easy and reliable insertion into a cylinder and a method of manufacturing an engine incorporating the piston.

上述の目的を達成するため、請求項1記載の発明は、リング溝にピストンリングが装着されたピストンであって、前記ピストンは常温で固体の炭化水素系油分からなり少なくとも前記ピストンリングの半径方向外周面を覆うピストンリング被覆層を有し、前記ピストンリング被覆層は前記ピストンリングを前記リング溝内で縮径された状態に保持することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、前記ピストンリング被覆層は、前記ピストンリング周方向と交差する方向に延在する凹溝が少なくとも1つ設けられていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、前記ピストンリング被覆層の外周面でピストン頂部寄りの端部に、面取りが形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a piston having a piston ring mounted in a ring groove, and the piston is made of a hydrocarbon-based oil that is solid at room temperature and at least in the radial direction of the piston ring. It has a piston ring coating layer covering an outer peripheral surface, and the piston ring coating layer holds the piston ring in a state of being reduced in diameter in the ring groove.
The invention according to claim 2 is characterized in that the piston ring covering layer is provided with at least one concave groove extending in a direction intersecting the circumferential direction of the piston ring.
The invention according to claim 3 is characterized in that a chamfer is formed at an end portion of the outer peripheral surface of the piston ring coating layer near the top of the piston.

請求項4記載の発明は、リング溝にピストンリングが装着されたピストンが組み付けられたエンジンの製造方法であって、被覆層成形型の内部に、前記リング溝に前記ピストンリングが装着された前記ピストンの部分を収容可能な略円柱形状の充填室を設け、前記充填室に、前記リング溝に前記ピストンリングが装着された前記ピストンの部分を配置し、溶融状態の炭化水素系油分を前記充填室に充填し固化させ、前記ピストンリングが縮径した状態で前記ピストンに前記ピストンリング被覆層を形成する被覆工程と、前記ピストン被覆層を有する前記ピストンをエンジンに組み付けるエンジン組み付け工程と、前記エンジンに組みつけられた前記ピストンの前記ピストン被覆層を除去し前記ピストンリングをその弾性によって拡径させる被覆除去工程とを有することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、被覆工程において、充填室にリング溝に縮径された状態に保持されたピストンリングが装着されたピストンを配置するピストン配置工程を含むことを特徴とする。
請求項6記載の発明は、被覆工程において、ピストンリングは炭化水素系油分を冷却し固化する際の炭化水素系油分の凝縮力によって縮径された状態を保持されることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、前記被覆工程において、前記炭化水素系油分に圧力を掛けることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、前記被覆除去工程において、エンジンのクランキングによって前記炭化水素系油分を融解させることで前記ピストン被覆層を除去することを特徴とする。
請求項9記載の発明は、前記被覆除去工程において、エンジンの暖機によって前記炭化水素系油分を融解させることで前記ピストン被覆層を除去することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is an engine manufacturing method in which a piston having a piston ring mounted in a ring groove is assembled, wherein the piston ring is mounted in the ring groove inside a coating layer forming die. A substantially cylindrical filling chamber capable of accommodating a piston portion is provided, and the piston portion having the piston ring mounted in the ring groove is disposed in the filling chamber, and the molten hydrocarbon-based oil is filled. A covering step of filling and solidifying a chamber and forming the piston ring covering layer on the piston in a state where the diameter of the piston ring is reduced; an engine assembling step of attaching the piston having the piston covering layer to the engine; and the engine The piston covering layer of the piston assembled to the piston is removed and the piston ring is expanded by its elasticity. And having a removal step.
According to a fifth aspect of the present invention, the covering step includes a piston disposing step of disposing a piston on which a piston ring held in a state of being reduced in diameter by the ring groove is disposed in the filling chamber.
The invention described in claim 6 is characterized in that, in the coating step , the piston ring is maintained in a state of being reduced in diameter by a condensing force of the hydrocarbon oil when the hydrocarbon oil is cooled and solidified.
The invention according to claim 7 is characterized in that, in the coating step , pressure is applied to the hydrocarbon oil.
The invention according to claim 8 is characterized in that, in the coating removal step, the piston coating layer is removed by melting the hydrocarbon oil by cranking the engine.
The invention according to claim 9 is characterized in that, in the coating removal step, the piston coating layer is removed by melting the hydrocarbon oil by warming up the engine.

請求項1記載の発明によれば、ピストンリングとピストンの双方に何ら設計変更を要せず、ピストンリングはピストンリング被覆層によりリング溝内で縮径された状態に保持されている。また、常温で固体の炭化水素系油分からなるピストンリング被覆層は、金属に比べて軟らかく、シリンダの内壁に当接することでその形が崩され、シリンダへの挿入時の障害となることはない。また、ピストンリング被覆層は常温で固体の炭化水素系油分で形成されているため、ピストンリングが装着されたピストンをシリンダへ円滑に挿入させる潤滑剤として機能する。
したがって、平坦なシリンダブロックの上面側からでも、凹凸のあるシリンダブロックの下面側からでも、ピストンリングが装着されたピストンのシリンダへの挿入を円滑に行なう上で有利となる。
したがって、シリンダヘッドが一体的に設けられたシリンダブロックに、ピストンリングが装着されたピストンを組み込むことができ、これによりヘッド締付けボルトを省略し、組付け時のヘッド締付けボルトの軸力による筒穴変形を抑制し、ピストンをスムーズに上下運動させフリクションの低減が期待される。
請求項2記載の発明によれば、シリンダへのピストンの挿入時、シリンダ内の空気を凹溝からシリンダ外に逃がすことができるので、ピストンのシリンダへの挿入をより円滑に行なう上で有利となる。
請求項3記載の発明によれば、面取りを目安としてシリンダの軸心に対してピストンリング被覆層の軸心を合わせ易くなり、ピストンのシリンダへの挿入をより円滑に行なう上で有利となる。
According to the first aspect of the present invention, no design change is required for both the piston ring and the piston, and the piston ring is held in a state of being reduced in diameter in the ring groove by the piston ring coating layer . In addition, the piston ring coating layer made of hydrocarbon oil that is solid at room temperature is softer than metal, and its shape is destroyed by abutting against the inner wall of the cylinder so that it does not become an obstacle when inserted into the cylinder. . Moreover, since the piston ring coating layer is formed of a hydrocarbon-based oil that is solid at room temperature, it functions as a lubricant that smoothly inserts the piston with the piston ring into the cylinder.
Therefore, it is advantageous to smoothly insert the piston with the piston ring into the cylinder from the upper surface side of the flat cylinder block and the lower surface side of the uneven cylinder block.
Therefore, a piston with a piston ring can be incorporated into a cylinder block in which the cylinder head is integrally provided. This eliminates the head tightening bolt, and a cylinder hole due to the axial force of the head tightening bolt during assembly. It is expected to reduce friction by suppressing deformation and moving the piston smoothly up and down.
According to the second aspect of the present invention, when the piston is inserted into the cylinder, the air in the cylinder can be released from the concave groove to the outside of the cylinder, which is advantageous in smoothly inserting the piston into the cylinder. Become.
According to the third aspect of the present invention, it is easy to align the axis of the piston ring coating layer with the axis of the cylinder using chamfering as a guideline, which is advantageous in smoothly inserting the piston into the cylinder.

請求項4記載の発明によれば、型を用いてピストンリングをリング溝内で縮径された状態に保持するピストンリング被覆層を簡単に確実に製造することができ、ピストンリング被覆層を有するピストンのコストダウンを図る上で有利となる。
請求項5記載の発明によれば、型側でピストンリングの縮径状態を形成するので、ピストンリングを所望の縮径状態としたピストンリング被覆層を形成する上で有利となる。
請求項6記載の発明によれば、炭化水素系油分の凝縮力を利用しているので、リング溝内で縮径された状態に保持するピストンリング被覆層を簡単に確実に製造する上で有利となる。
請求項7記載の発明によれば、炭化水素系油分の凝縮力によりピストンリングをより縮径する上で有利となり、ピストンリングをリング溝内で縮径された状態に保持する保持力がより大きなピストンリング被覆層を形成する上で有利となる。
請求項8または請求項9記載の発明によれば、ピストンリング被覆層は炭化水素系油分で形成され、炭化水素系油分は、燃焼室の熱で速やかに溶融し、気化して燃料と共に燃焼し、あるいは、エンジンオイルに混入してエンジンオイルとして機能する。したがって、ピストンリング被覆層を除去する工程を何ら設ける必要はなく、ピストンリング被覆層を有するピストンを用いたエンジンのコストを上昇させる不具合はない。
According to the invention of claim 4, the piston ring coating layer for holding the piston ring in a reduced diameter in the ring groove by using the mold can be easily and reliably manufactured, and the piston ring coating layer is provided. This is advantageous for reducing the cost of the piston.
According to the fifth aspect of the present invention, the reduced diameter state of the piston ring is formed on the mold side, which is advantageous in forming the piston ring coating layer in which the piston ring has a desired reduced diameter state.
According to the invention described in claim 6, since the condensing force of the hydrocarbon oil is used, it is advantageous for easily and surely manufacturing the piston ring coating layer that maintains the reduced diameter in the ring groove. It becomes.
According to the seventh aspect of the present invention, it is advantageous in reducing the diameter of the piston ring by the condensing force of the hydrocarbon oil, and the holding force for holding the piston ring in a reduced diameter state in the ring groove is larger. This is advantageous in forming the piston ring coating layer .
According to the invention of claim 8 or claim 9, the piston ring coating layer is formed of a hydrocarbon-based oil, and the hydrocarbon-based oil is quickly melted by the heat of the combustion chamber, vaporized, and burned with the fuel. Or, it mixes with engine oil and functions as engine oil. Therefore, it is not necessary to provide any process for removing the piston ring coating layer, and there is no problem of increasing the cost of the engine using the piston having the piston ring coating layer .

(A)は第1の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンの平面図、(B)は同正面図である。(A) is a top view of the piston in which the piston ring coating layer of 1st Embodiment was formed, (B) is the same front view. (A)は第1の実施の形態の変形例のピストンリング被覆層が形成されたピストンの平面図、(B)は同正面図である。(A) is a top view of the piston in which the piston ring coating layer of the modification of 1st Embodiment was formed, (B) is the same front view. (A)は第2の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンの平面図、(B)は同正面図である。(A) is a top view of the piston in which the piston ring coating layer of 2nd Embodiment was formed, (B) is the same front view. (A)は第3の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンの平面図、(B)は同正面図である。(A) is a top view of the piston in which the piston ring coating layer of 3rd Embodiment was formed, (B) is the same front view. (A)は第4の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンの平面図、(B)は同正面図である。(A) is a top view of the piston in which the piston ring coating layer of 4th Embodiment was formed, (B) is the same front view. (A)、(B)は第5の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンの正面図である。(A), (B) is a front view of the piston in which the piston ring coating layer of 5th Embodiment was formed. 第1の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンを製造する説明図で、(A)は金型とピストンとの関係を示す断面正面図、(B)は金型内に溶融状態の炭化水素系油分を充填した状態の断面正面図である。It is explanatory drawing which manufactures the piston in which the piston ring coating layer of 1st Embodiment was formed, (A) is a cross-sectional front view which shows the relationship between a metal mold | die and a piston, (B) is a molten state in a metal mold | die. It is a cross-sectional front view of the state filled with the hydrocarbon-based oil component. 第2の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンを製造する説明図で、(A)は金型内に溶融状態の炭化水素系油分を充填した状態の断面平面図、(B)は同断面正面図である。It is explanatory drawing which manufactures the piston in which the piston ring coating layer of 2nd Embodiment was formed, (A) is a cross-sectional top view of the state with which the hydrocarbon-type oil component of the molten state was filled in the metal mold | die, (B) FIG. 第3の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンを製造する説明図で、(A)は金型内に溶融状態の炭化水素系油分を充填した状態の断面平面図、(B)は同断面正面図である。It is explanatory drawing which manufactures the piston in which the piston ring coating layer of 3rd Embodiment was formed, (A) is a cross-sectional top view of the state with which the hydrocarbon-type oil component of the molten state was filled in the metal mold | die, (B) FIG. 第4の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンを製造する説明図で、(A)は金型内に溶融状態の炭化水素系油分を充填した状態の断面平面図、(B)は同断面正面図である。It is explanatory drawing which manufactures the piston in which the piston ring coating layer of 4th Embodiment was formed, (A) is a cross-sectional top view of the state which filled the molten hydrocarbon-type oil component in the metal mold | die, (B) FIG. (A)、(B)は第5の実施の形態のピストンリング被覆層が形成されたピストンを製造する説明図で、金型内に溶融状態の炭化水素系油分を充填した状態の断面正面図である。(A), (B) is explanatory drawing which manufactures the piston in which the piston ring coating layer of 5th Embodiment was formed, and sectional front view of the state which filled the molten hydrocarbon-type oil component in the metal mold | die It is. シリンダヘッド一体型のシリンダブロックの下面から、ピストンリングが装着されたピストンをシリンダに挿入する説明図である。It is explanatory drawing which inserts into a cylinder the piston with which the piston ring was mounted | worn from the lower surface of the cylinder block integrated with a cylinder head.

次に、本発明の実施の形態について説明する。
まず、第1の実施の形態から説明すると、図1に示すように、ピストン10は、燃焼室の底面を構成するヘッド部10Aと、ヘッド部10Aに続くスカート部10Bとを有している。
ヘッド部10Aとスカート部10Bの外周面は円筒面で形成され、ヘッド部10Aの外周面1002には、ピストン10の軸方向に間隔をおいて3つのリング溝12が形成され、リング溝12には、それぞれピストンリング14が装着されている。それらピストンリング14は、コンプレッションリングであるトップリング14A、セカンドリング14Bと、オイルリング14Cである。
なお、図1(A)において符号1410はピストンリング14の切れ目を示し、この切れ目1410は発明を明瞭にするため、図1(B)の正面図、以下の実施の形態の正面図では省略している。
スカート部10Bにはピンボス部16が設けられ、ピンボス部16には、ピストン10とコンロッド17とを連結するためのピストンピン挿通孔18が形成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
First, from the first embodiment, as shown in FIG. 1, the piston 10 has a head portion 10A constituting the bottom surface of the combustion chamber and a skirt portion 10B following the head portion 10A.
The outer peripheral surfaces of the head portion 10A and the skirt portion 10B are formed as cylindrical surfaces, and three ring grooves 12 are formed on the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A at intervals in the axial direction of the piston 10. Are respectively equipped with piston rings 14. The piston rings 14 are a compression ring, a top ring 14A, a second ring 14B, and an oil ring 14C.
In FIG. 1A, reference numeral 1410 indicates a cut of the piston ring 14, and this cut 1410 is omitted in the front view of FIG. 1B and the front view of the following embodiments for the sake of clarity. ing.
A pin boss portion 16 is provided in the skirt portion 10 </ b> B, and a piston pin insertion hole 18 for connecting the piston 10 and the connecting rod 17 is formed in the pin boss portion 16.

3つのピストンリング14は、ピストンリング被覆層20で覆われている。
ピストンリング被覆層20は、3つのピストンリング14を覆う単一の外周面2002を有する単一体で構成されている。
外周面2002はピストン10の外周面と同軸上で、外周面2002は、ピストン10の頂部からヘッド部10Aの下端までのヘッド部10Aの外周面1002を3つのピストンリング14と共に覆っている。
なお、ピストンリング被覆層20の外周面2002はヘッド部10Aの外周面1002と同軸上である必要はないが、後述するように、ピストンリング被覆層20の外周面2002をヘッド部10Aの外周面1002と同軸上に位置させると、ピストン10のシリンダ50(図12参照)への挿入時に、シリンダ50の軸心に対してピストン10の軸心を合わせる際にピストンリング被覆層20の外周面2002を目安とする上で有利となる。
また、ピストンリング被覆層20の外周面2002は円筒面に限定されず、多角柱を構成する複数の平坦な側面で形成してもよく、要するに外周面2002は一見してピストンリング被覆層20の中心軸が分かるような形状であれば上述の目安とする上で好ましい。
また、図2に示すように、3つのピストンリング14をそれぞれ個別に覆いピストン10の軸方向に切り離された3つのピストンリング被覆層20を設けてもよいが、本実施の形態のように3つのピストンリング14の全てを覆う単一のピストンリング被覆層20を設けると、後述するようにピストンリング被覆層20を形成する金型の構造を簡単化し、コストダウンを図る上で有利となる。
The three piston rings 14 are covered with a piston ring covering layer 20.
The piston ring coating layer 20 is configured as a single body having a single outer peripheral surface 2002 that covers the three piston rings 14.
The outer peripheral surface 2002 is coaxial with the outer peripheral surface of the piston 10, and the outer peripheral surface 2002 covers the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10 </ b> A from the top of the piston 10 to the lower end of the head portion 10 </ b> A together with the three piston rings 14.
The outer circumferential surface 2002 of the piston ring coating layer 20 does not need to be coaxial with the outer circumferential surface 1002 of the head portion 10A. However, as will be described later, the outer circumferential surface 2002 of the piston ring coating layer 20 is the outer circumferential surface of the head portion 10A. When positioned on the same axis as 1002, the outer peripheral surface 2002 of the piston ring coating layer 20 is aligned when the axis of the piston 10 is aligned with the axis of the cylinder 50 when the piston 10 is inserted into the cylinder 50 (see FIG. 12). It is advantageous in using as a guide.
Further, the outer peripheral surface 2002 of the piston ring coating layer 20 is not limited to a cylindrical surface, and may be formed by a plurality of flat side surfaces constituting a polygonal column. In short, the outer peripheral surface 2002 looks like the piston ring coating layer 20 at first glance. A shape that allows the center axis to be understood is preferable for the above-mentioned standard.
Further, as shown in FIG. 2, three piston rings 14 may be individually covered and three piston ring covering layers 20 separated in the axial direction of the piston 10 may be provided. Providing a single piston ring coating layer 20 that covers all of the two piston rings 14 is advantageous in simplifying the structure of the mold for forming the piston ring coating layer 20 and reducing costs, as will be described later.

3つのピストンリング14はピストンリング被覆層20によりリング溝12内で縮径された状態に保持されている。詳細には、ピストン10をシリンダ50に挿入し易いように、ピストンリング14はシリンダ50の内径よりも小さい寸法に縮径された状態に保持されている。あるいは、ピストンリング14は、その外周面1402がヘッド部10Aの外周面1002の直径と同一か、または直径よりも小さい寸法に縮径された状態に保持されている。あるいは、ピストンリング14は、その外周面1402がヘッド部10Aの外周面1002と同一面上に位置するように、あるいは、その内周面1404がリング溝12の底面1202に当接された状態に保持されている。
本実施の形態では、ピストンリング被覆層20によりピストンリング14は、その外周面1402がピストン10のヘッド部10Aの外周面1002と同一面上に位置するように縮径された状態に保持されている。
このピストンリング14の縮径状態は、主として、ピストンリング14の外周面1402の半径方向外方に位置するピストンリング被覆層20部分で形成されている。
ピストンリング被覆層20は、常温で固体の炭化水素系油分で形成されている。
常温で固体の炭化水素系油分は、好ましくは融点が90℃以上であり、製造工程時のクランキング時やならし運転時、暖気運転時に燃焼室の熱で速やかに溶融し、気化して燃料と共に燃焼し、あるいは、エンジンオイルに混入してエンジンオイルとして機能する。
このような常温で固体の炭化水素系油分として、パラフィンなど従来公知の様々な材料が使用可能であり、本実施の形態ではパラフィンを用いている。
The three piston rings 14 are held in a state of being reduced in diameter in the ring groove 12 by the piston ring coating layer 20. Specifically, the piston ring 14 is held in a state where the diameter is reduced to a size smaller than the inner diameter of the cylinder 50 so that the piston 10 can be easily inserted into the cylinder 50. Alternatively, the piston ring 14 is held in a state in which the outer peripheral surface 1402 is reduced in diameter to be equal to or smaller than the diameter of the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A. Alternatively, the piston ring 14 has an outer peripheral surface 1402 positioned on the same surface as the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A, or an inner peripheral surface 1404 in contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12. Is retained.
In the present embodiment, the piston ring coating layer 20 holds the piston ring 14 in a state of being reduced in diameter so that the outer peripheral surface 1402 is positioned on the same surface as the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A of the piston 10. Yes.
The diameter-reduced state of the piston ring 14 is mainly formed by the piston ring coating layer 20 portion located radially outward of the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14.
The piston ring coating layer 20 is formed of a hydrocarbon-based oil that is solid at room temperature.
The hydrocarbon oil component that is solid at normal temperature preferably has a melting point of 90 ° C. or higher, and is quickly melted and vaporized by the heat of the combustion chamber during cranking or smoothing operation during the manufacturing process or during warm-up operation. It burns with or mixes with engine oil and functions as engine oil.
Various conventionally known materials such as paraffin can be used as such a hydrocarbon oil component that is solid at normal temperature, and paraffin is used in the present embodiment.

本実施の形態のピストンリング14が装着されたピストン10によれば、ピストンリング14はピストンリング被覆層20によりリング溝12内で縮径された状態に保持されている。
また、常温で固体の炭化水素系油分からなるピストンリング被覆層20は、金属に比べて軟らかく、シリンダ50の内壁(あるいはシリンダライナーの内壁)に当接することでその形が崩され、ピストン10のシリンダ50への挿入時の障害となることはない。
また、ピストンリング被覆層20はシリンダ50の内壁に当接することでその形が崩されるものの、常温で固体の炭化水素系油分で形成されているため、ピストン10挿入時の潤滑剤(ワックス)として機能し、ピストンリング14が装着されたピストン10をシリンダ50へ円滑に挿入する上で有利となる。
したがって、図12に示すように、シリンダ50の軸心に対してピストン10の軸心、すなわちピストンリング被覆層20の軸心を合わせ、シリンダ50にピストン10を挿入すればよい。そして、このピストン10の挿入は、ピストンリング14がピストンリング被覆層20によりリング溝12内で縮径された状態に保持されているので、円滑になされる。
According to the piston 10 to which the piston ring 14 of the present embodiment is attached, the piston ring 14 is held in a state of being reduced in diameter in the ring groove 12 by the piston ring coating layer 20.
Also, the piston ring coating layer 20 made of a hydrocarbon-based oil that is solid at room temperature is softer than metal and is deformed by contacting the inner wall of the cylinder 50 (or the inner wall of the cylinder liner). There is no obstacle during insertion into the cylinder 50.
Further, although the shape of the piston ring coating layer 20 is broken by contacting the inner wall of the cylinder 50, it is formed of a hydrocarbon-based oil that is solid at room temperature, so that it is used as a lubricant (wax) when the piston 10 is inserted. This is advantageous for smoothly inserting the piston 10 with the piston ring 14 into the cylinder 50.
Therefore, as shown in FIG. 12, the axis of the piston 10, that is, the axis of the piston ring coating layer 20 may be aligned with the axis of the cylinder 50, and the piston 10 may be inserted into the cylinder 50. The piston 10 is inserted smoothly because the piston ring 14 is held in the ring groove 12 by the piston ring coating layer 20 in a reduced diameter state.

したがって、シリンダヘッド一体型のシリンダブロック52でシリンダ50の両側にクランクメタル5202を含む軸受部5204が位置し平端面となっていないシリンダブロック52の下面52A側から、ピストンリング14が装着されたピストン10をシリンダ50に円滑に挿入する上で有利となる。
このようなピストン10のシリンダ50への挿入は手作業で行なってもよく、あるいは、ピストン10をシリンダ50と同軸上に支持し、ピストン10を直線移動させる治具を用い、機械的に自動的に行なうようにするなど任意である。
ピストン10の挿入を手作業で行なう場合には、ピストン10の外径よりも大きい寸法のピストンリング被覆層20の外周面2002を目安としてシリンダ50の軸心に対してピストンリング被覆層20の軸心を合わせることができるため、シリンダ50にピストン10を円滑に挿入する上で有利となる。
Accordingly, in the cylinder block 52 integrated with the cylinder head, the piston 5 is mounted with the piston ring 14 from the lower surface 52A side of the cylinder block 52 where the bearing portions 5204 including the crank metal 5202 are located on both sides of the cylinder 50 and are not flat end surfaces. This is advantageous in smoothly inserting 10 into the cylinder 50.
Such insertion of the piston 10 into the cylinder 50 may be performed manually, or mechanically automatically using a jig that supports the piston 10 coaxially with the cylinder 50 and moves the piston 10 linearly. This is optional.
When the piston 10 is inserted manually, the axis of the piston ring coating layer 20 is relative to the axial center of the cylinder 50 with the outer peripheral surface 2002 of the piston ring coating layer 20 having a size larger than the outer diameter of the piston 10 as a guide. Since the centers can be aligned, it is advantageous in smoothly inserting the piston 10 into the cylinder 50.

シリンダ50へのピストン10挿入の際には、ピストンリング14の外周面1402よりも半径方向外方に位置するピストンリング被覆層20部分がシリンダ50の内壁(あるいはシリンダライナーの内壁)に当接してその形が崩されていき、ピストン10と共にピストンリング14がシリンダ50に挿入される。
シリンダ50へのピストン10挿入の際、ピストンリング14の外周面1402よりも半径方向外方に位置するピストンリング被覆層20部分がシリンダ50の内壁によりその形が崩されると、ピストンリング被覆層20によるピストンリング14の縮径状態が解除される。そして、ピストンリング14はその弾性により拡径し、ピストンリング14の外周面1402はシリンダ50の内壁に直接弾接し、あるいは、残ったピストンリング被覆層20部分を介してシリンダ50の内壁に弾接する。
一方、ヘッド部10Aの外周面1002に残ったピストンリング被覆層20部分や、ピストンリング14の外周面1402よりも半径方向外方に残ったピストンリング被覆層20部分、シリンダ50の内壁に付着したピストンリング被覆層20部分は、製造時のクランキング時やならし運転時、暖機運転時に燃焼室の熱で速やかに溶融し、気化して燃料と共に燃焼し、あるいは、エンジンオイルに混入してエンジンオイルとして機能する。
そして、ピストンリング14がシリンダ50の内壁に弾性することにより、ピストンリング14は、コンプレッションリング、オイルリングとしてそれぞれ機能する。
When the piston 10 is inserted into the cylinder 50, the piston ring coating layer 20 portion located radially outward from the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 abuts against the inner wall of the cylinder 50 (or the inner wall of the cylinder liner). The shape is broken, and the piston ring 14 is inserted into the cylinder 50 together with the piston 10.
When the piston 10 is inserted into the cylinder 50, when the shape of the piston ring coating layer 20 portion located radially outward from the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 is broken by the inner wall of the cylinder 50, the piston ring coating layer 20. The reduced diameter state of the piston ring 14 is released. The diameter of the piston ring 14 is expanded by its elasticity, and the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 directly contacts the inner wall of the cylinder 50, or elastically contacts the inner wall of the cylinder 50 via the remaining piston ring coating layer 20 portion. .
On the other hand, adhering remaining and piston ring coating layer 20 moiety on the outer circumferential surface 1002 of the head portion 10A, piston ring coating layer 20 portion that remains radially outwardly from the outer circumferential surface 1402 of the piston ring 14, the inner wall of the cylinder 50 The piston ring coating layer 20 is rapidly melted by the heat of the combustion chamber at the time of cranking at the time of manufacture, at the time of warming-up operation, and vaporized and burned with fuel, or mixed into the engine oil. Functions as engine oil.
The piston ring 14 functions as a compression ring and an oil ring by the piston ring 14 being elastic on the inner wall of the cylinder 50.

本実施の形態によれば、ピストンリング14とピストン10の双方に設計変更を要せず、ピストンリング被覆層20によりピストンリング14が縮径された状態に保持されている。そのため、ピストンリング14が装着されたピストン10を、平坦なシリンダブロックの上面側からは無論のこと、凹凸のあるシリンダブロック52の下面52A側からでもシリンダ50に簡単、確実に挿入する上で有利となる。
したがって、特に、シリンダヘッドとシリンダブロック52とが一体化され、ピストンリング14が装着されたピストン10を、シリンダブロック52の下面52A側からシリンダ50に挿入しなければならないエンジンEを簡単に製造する上で有利となり、シリンダヘッドと一体化されたシリンダブロック52を有するエンジンEのコストダウンを図る上で有利となる。
また、ピストンリング被覆層20を有するピストン10が組み込まれたエンジンE(図9参照)は、シリンダブロックの上面側からでも、あるいは、シリンダブロック52の下面52A側からでも、ピストン10がシリンダ50に簡単に確実に挿入されているため、エンジンEのコストダウンを図る上で有利となっている。
更にシリンダヘッドシリンダブロック一体構造により,ヘッド締付けボルトを省略することが可能となる。これにより,組付け時ボルトの軸力による筒穴(シリンダ)変形が抑制され,ピストン10のスムーズな上下運動となりフリクションの低減が期待される。
また、ピストンリング被覆層20は炭化水素系油分で形成され、炭化水素系油分は、燃焼室の熱で速やかに溶融し、気化して燃料と共に燃焼し、あるいは、エンジンオイルに混入してエンジンオイルとして機能する。したがって、ピストンリング被覆層20を除去する工程を何ら設ける必要はなく、ピストンリング被覆層20を有するピストン10を用いたエンジンEのコストを上昇させる不具合もない。
According to the present embodiment, no design change is required for both the piston ring 14 and the piston 10, and the piston ring 14 is held in a reduced diameter state by the piston ring coating layer 20. Therefore, it goes without saying that the piston 10 to which the piston ring 14 is mounted is advantageous from the upper surface side of the flat cylinder block and that it can be easily and reliably inserted into the cylinder 50 even from the lower surface 52A side of the uneven cylinder block 52. It becomes.
Therefore, in particular, the engine E in which the cylinder head and the cylinder block 52 are integrated and the piston 10 to which the piston ring 14 is attached must be inserted into the cylinder 50 from the lower surface 52A side of the cylinder block 52 is easily manufactured. This is advantageous for reducing the cost of the engine E having the cylinder block 52 integrated with the cylinder head.
Further, the engine E (see FIG. 9) in which the piston 10 having the piston ring covering layer 20 is incorporated is connected to the cylinder 50 from the upper surface side of the cylinder block or from the lower surface 52A side of the cylinder block 52. Since it is easily and reliably inserted, it is advantageous in reducing the cost of the engine E.
Further, the cylinder head cylinder block integrated structure makes it possible to omit the head tightening bolt. As a result, the cylindrical hole (cylinder) deformation due to the axial force of the bolts during assembly is suppressed, and the piston 10 is smoothly moved up and down, and a reduction in friction is expected.
The piston ring coating layer 20 is formed of a hydrocarbon-based oil, and the hydrocarbon-based oil is rapidly melted by the heat of the combustion chamber and vaporized and burned with the fuel, or mixed with the engine oil and engine oil. Function as. Therefore, it is not necessary to provide any process for removing the piston ring coating layer 20, and there is no problem of increasing the cost of the engine E using the piston 10 having the piston ring coating layer 20.

次に、図3を参照して第2の実施の形態について説明する。
なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付してその説明を省略する。
第2の実施の形態では、ピストンリング被覆層20の外周面2002に、外周面2002の周方向と交差する方向に延在する凹溝22が周方向に間隔をおいて複数設けられている。
そして、ピストンリング被覆層20によりピストンリング14は、その外周面1402がピストン10のヘッド部10Aの外周面1002と同一面上に位置するように縮径された状態に保持されている。
図2に示す実施の形態では、凹溝22は、外周面2002の周方向と直交する方向、すなわちピストン10の軸方向に平行する方向に直線状に延在している。
そして、凹溝22の底面2202に、ヘッド部10Aの外周面1002部分とピストンリング14の外周面1402部分とが交互に露出し、それらヘッド部10Aの外周面1002部分とピストンリング14の外周面1402部分が凹溝22の底面2202を構成している。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
In the following embodiments, the same parts and members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the second embodiment, the outer circumferential surface 2002 of the piston ring covering layer 20 is provided with a plurality of concave grooves 22 extending in a direction intersecting with the circumferential direction of the outer circumferential surface 2002 at intervals in the circumferential direction.
The piston ring coating layer 20 holds the piston ring 14 in such a state that its outer peripheral surface 1402 is reduced in diameter so as to be positioned on the same surface as the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A of the piston 10.
In the embodiment shown in FIG. 2, the concave groove 22 extends linearly in a direction orthogonal to the circumferential direction of the outer peripheral surface 2002, that is, in a direction parallel to the axial direction of the piston 10.
The outer peripheral surface 1002 portion of the head portion 10A and the outer peripheral surface 1402 portion of the piston ring 14 are alternately exposed on the bottom surface 2202 of the concave groove 22, and the outer peripheral surface 1002 portion of the head portion 10A and the outer peripheral surface of the piston ring 14 are exposed. A portion 1402 constitutes a bottom surface 2202 of the groove 22.

第2の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様な効果が奏される他、図12に示すように、シリンダブロック52の下面52A側からピストン10をシリンダ50へ挿入する際、不図示の点火プラグ装着孔が閉塞され、また、吸気弁5206により吸気ポート5208が閉塞されると共に不図示の排気弁により排気ポートが閉塞され、シリンダ50のシリンダヘッド側が閉塞されている場合であっても、シリンダ50内の空気を凹溝22からシリンダ50外に逃がすことができるので、ピストン10のシリンダ50への挿入をより円滑に行なう上で有利となる。
また、ピストンリング14の外周面1402が凹溝22の底面2202に露出しているので、ピストンリング被覆層20の形成時、型側からピストンリング14を縮径させた状態に保持できる。そのため、ピストンリング14の外周面1402をヘッド部10Aの外周面1002と同一面上に位置させた縮径状態に限定されず、ピストンリング14をシリンダ50の内径よりも小さい所望の縮径状態としたピストンリング被覆層20を形成する上で有利となる。
According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and when the piston 10 is inserted into the cylinder 50 from the lower surface 52A side of the cylinder block 52 as shown in FIG. This is a case where a spark plug mounting hole (not shown) is closed, an intake port 5208 is closed by an intake valve 5206, an exhaust port is closed by an unshown exhaust valve, and the cylinder head side of the cylinder 50 is closed. However, since the air in the cylinder 50 can escape from the concave groove 22 to the outside of the cylinder 50, it is advantageous in smoothly inserting the piston 10 into the cylinder 50.
In addition, since the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 is exposed on the bottom surface 2202 of the concave groove 22, the piston ring 14 can be held in a reduced diameter from the mold side when the piston ring coating layer 20 is formed. Therefore, the piston ring 14 is not limited to a reduced diameter state in which the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 is positioned on the same surface as the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A, and the piston ring 14 has a desired reduced diameter state smaller than the inner diameter of the cylinder 50. This is advantageous in forming the piston ring coating layer 20.

次に、図4を参照して第3の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態では、ピストンリング被覆層20の外周面2002で各ピストンリング14の周方向に間隔をおいた複数箇所に、ヘッド部10Aの外周面1002よりも半径方向内側に窪む凹部24が設けられている。
凹部24の高さは、リング溝12の幅よりも小さく、凹部24の底面にピストンリング14の外周面1402部分が露出している。
第3の実施の形態では、ピストンリング被覆層20は、ピストンリング14の内周面1404をリング溝12の底面1202に当接させた状態に保持している。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, concave portions that are recessed inward in the radial direction from the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A at a plurality of locations spaced in the circumferential direction of each piston ring 14 on the outer peripheral surface 2002 of the piston ring covering layer 20. 24 is provided.
The height of the recess 24 is smaller than the width of the ring groove 12, and the outer peripheral surface 1402 portion of the piston ring 14 is exposed on the bottom surface of the recess 24.
In the third embodiment, the piston ring covering layer 20 holds the inner peripheral surface 1404 of the piston ring 14 in a state where the piston ring covering layer 20 is in contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12.

第3の実施の形態によっても、ピストンリング14の外周面1402部分が凹部24の底面に露出しているので、ピストンリング被覆層20の形成時、型側からピストンリング14を縮径させた状態に保持できる。そのため、ピストンリング14の内周面1404をリング溝12の底面1202に当接した状態に限定されず、ピストンリング14をシリンダ50の内径よりも小さい所望の縮径状態としたピストンリング被覆層20を形成する上で有利となる。
なお、ピストン10のシリンダ50への挿入を円滑に行なう観点から、ピストンリング被覆層20により、ピストンリング14をシリンダ50の内径よりも小さく縮径させた状態に保持すればよく、ピストンリング14の内周面1404をリング溝12の底面1202に当接させた状態に保持する必要はない。しかしながら、この実施の形態のように、ピストンリング14の内周面1404をリング溝12の底面1202に当接させた状態に保持すると、ピストンリング14が最も縮径した状態となり、ピストン10のシリンダ50への挿入をより円滑に行なう上で有利となる。
Also according to the third embodiment, since the outer peripheral surface 1402 portion of the piston ring 14 is exposed on the bottom surface of the recess 24, the piston ring 14 is reduced in diameter from the mold side when the piston ring coating layer 20 is formed. Can be retained. Therefore, the piston ring coating layer 20 is not limited to the state in which the inner peripheral surface 1404 of the piston ring 14 is in contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12, and the piston ring 14 is in a desired reduced diameter state smaller than the inner diameter of the cylinder 50. It is advantageous in forming.
From the viewpoint of smoothly inserting the piston 10 into the cylinder 50, the piston ring coating layer 20 may be used to hold the piston ring 14 in a state in which the diameter of the piston ring 14 is smaller than the inner diameter of the cylinder 50. It is not necessary to keep the inner peripheral surface 1404 in contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12. However, when the inner peripheral surface 1404 of the piston ring 14 is held in contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12 as in this embodiment, the piston ring 14 is in the most contracted state, and the cylinder of the piston 10 This is advantageous for smooth insertion into 50.

次に、図5を参照して第4の実施の形態について説明する。
図5に示す実施の形態では、凹溝22は、ピストンリング被覆層20の外周面2002上を螺旋状に延在している。
また、ピストンリング14の外周面1402は、凹溝22の底面2202に露出しておらず、凹溝22の底面2202よりも半径方向内側に位置している。
第4の実施の形態によっても、第2の実施の形態と同様に、第1の実施の形態と同様な効果が奏される他、シリンダ50のシリンダヘッド側が閉塞されている場合であっても、シリンダ50内の空気を凹溝22からシリンダ50外に逃がすことができるので、ピストン10のシリンダ50への挿入をより円滑に行なう上で有利となる。なお、シリンダ50内の空気をシリンダ50外に逃がす観点からすると、凹溝22は少なくとも1つあればよい。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
In the embodiment shown in FIG. 5, the concave groove 22 extends spirally on the outer peripheral surface 2002 of the piston ring coating layer 20.
Further, the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 is not exposed to the bottom surface 2202 of the concave groove 22, and is located on the radially inner side with respect to the bottom surface 2202 of the concave groove 22.
Even in the fourth embodiment, as in the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and even when the cylinder head side of the cylinder 50 is closed. Since the air in the cylinder 50 can escape from the concave groove 22 to the outside of the cylinder 50, it is advantageous in smoothly inserting the piston 10 into the cylinder 50. From the viewpoint of releasing the air in the cylinder 50 to the outside of the cylinder 50, at least one concave groove 22 is sufficient.

次に、図6を参照して第5の実施の形態について説明する。
第5の実施の形態では、第1の実施の形態のピストンリング被覆層20の外周面2002でピストン頂部寄りの端部に、面取り2004が形成されている。
面取り2004は、図6(A)に示すように、ピストンリング被覆層20の軸心を通る平面で切断した断面形状が直線2004Aで形成された面取り2004でもよく、図6(B)に示すように、曲線2004Bで形成された面取り2004でもよい。
第5の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な効果が奏される他、ピストンリング被覆層20の面取り2004を目安としてシリンダ50の軸心に対してピストンリング被覆層20の軸心を合わせ、シリンダ50にピストン10を挿入することができ、ピストン10のシリンダ50への挿入をより円滑に行なう上で有利となる。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In the fifth embodiment, a chamfer 2004 is formed at the end of the outer peripheral surface 2002 of the piston ring coating layer 20 of the first embodiment near the top of the piston.
As shown in FIG. 6A, the chamfer 2004 may be a chamfer 2004 in which a cross-sectional shape cut by a plane passing through the axis of the piston ring coating layer 20 is formed by a straight line 2004A, as shown in FIG. 6B. Alternatively, a chamfer 2004 formed by a curve 2004B may be used.
According to the fifth embodiment, in addition to the same effects as the first embodiment can be exhibited, piston ring coating layer 20 to the axis of the cylinder 50 a chamfer 2004 of the piston ring coating layer 20 as a guide , The piston 10 can be inserted into the cylinder 50, which is advantageous in smoothly inserting the piston 10 into the cylinder 50.

次に、ピストンリング被覆層20を有するピストン10の製造方法について説明する。
まず、第1の実施の形態のピストンリング14が装着されたピストン10の製造方法から説明する。
図7(A)に示すように、ピストンリング被覆層20を形成する被覆層成形型30は、上型30Aと下型30Bとで構成されている。上型30Aと下型30Bは金属材料で形成され、あるいは、炭化水素系油分Cよりも融点の高い合成樹脂材料で形成されている。
下型30Bの上向きの合わせ面3002には、ピストン10のスカート部10Bが挿入される円柱状の凹部32が上方に開放状に形成されている。
上型30Aの下向きの合わせ面3004には、ピストンリング被覆層形成用の円柱状の凹部34が下方に開放状に形成され、凹部34の上部には、溶融状態の炭化水素系油分Cが供給される供給路36が開口している。
凹部34の内周面3402は、その弾性により拡径された状態のピストンリング14の外径よりも大きい寸法の内径で形成されている。
Next, a method for manufacturing the piston 10 having the piston ring coating layer 20 will be described.
First, the manufacturing method of the piston 10 to which the piston ring 14 of the first embodiment is mounted will be described.
As shown in FIG. 7A, the coating layer molding die 30 for forming the piston ring coating layer 20 is composed of an upper die 30A and a lower die 30B. The upper mold 30A and the lower mold 30B are formed of a metal material, or are formed of a synthetic resin material having a melting point higher than that of the hydrocarbon oil C.
A cylindrical recess 32 into which the skirt portion 10B of the piston 10 is inserted is formed on the upward mating surface 3002 of the lower mold 30B so as to open upward.
On the downward mating surface 3004 of the upper mold 30A, a cylindrical recess 34 for forming a piston ring coating layer is formed in an open downward shape, and a molten hydrocarbon-based oil C is supplied to the upper portion of the recess 34. The supply path 36 to be opened is opened.
The inner peripheral surface 3402 of the recess 34 is formed with an inner diameter that is larger than the outer diameter of the piston ring 14 that has been expanded by its elasticity.

したがって、ピストンリング14が装着されたピストン10のスカート部10Bを下型30Bの凹部32に挿入し、下型30Bと上型30Aの合わせ面3002、3004を合わせると、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aは、上型30Aの凹部34に収容される。本実施の形態では、上型30Aの凹部34が、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aを収容する充填室となっており、凹部34の内周面はピストン10と同軸上に設けられている。
なお、ピストンリング被覆層20の外周面2002を円筒面以外の形状、例えば、多角柱を構成する複数の平坦な側面で形成する場合には、凹部34の周面をその側面に対応した形状に形成しておけばよい。したがって、上型30Aの凹部34は、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aを収容する略円柱状の充填室となる。
Therefore, when the skirt portion 10B of the piston 10 to which the piston ring 14 is attached is inserted into the recess 32 of the lower die 30B and the mating surfaces 3002 and 3004 of the lower die 30B and the upper die 30A are aligned, the piston ring 14 is attached. The head portion 10A of the piston 10 is accommodated in the concave portion 34 of the upper mold 30A. In the present embodiment, the concave portion 34 of the upper mold 30A is a filling chamber that accommodates the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is mounted, and the inner peripheral surface of the concave portion 34 is coaxial with the piston 10. Is provided.
In addition, when the outer peripheral surface 2002 of the piston ring coating layer 20 is formed in a shape other than the cylindrical surface, for example, a plurality of flat side surfaces constituting a polygonal column, the peripheral surface of the recess 34 has a shape corresponding to the side surface. It only has to be formed. Therefore, the concave portion 34 of the upper mold 30A becomes a substantially cylindrical filling chamber that houses the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is mounted.

図7(A)に示すように、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aが、上型30Aの凹部34に収容されたならば、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填する。なお、本実施の形態では、炭化水素系油分Cとしてパラフィンを用いており、パラフィンの融点は105℃であるため、凹部34に充填されるパラフィンの温度は105℃以上である。
そして、凹部34に炭化水素系油分Cを充填したならば、炭化水素系油分Cを常温(20℃〜25℃)まで徐冷していく。
この徐冷により炭化水素系油分Cは固化していき、このときの炭化水素系油分Cの凝縮力によりピストンリング14は縮径される。
炭化水素系油分Cが常温に徐冷されると、炭化水素系油分Cは固化し、固化した炭化水素系油分により、図1に示すように、ピストンリング14をリング溝12内で縮径された状態に保持するピストンリング被覆層20が形成される。
As shown in FIG. 7A, if the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is mounted is accommodated in the recess 34 of the upper mold 30A, the hydrocarbon-based oil C in the molten state is supplied to the supply passage 36. To the recess 34. In the present embodiment, paraffin is used as the hydrocarbon-based oil C, and the melting point of the paraffin is 105 ° C., so the temperature of the paraffin filled in the recess 34 is 105 ° C. or higher.
And if the hydrocarbon oil C is filled in the recessed part 34, the hydrocarbon oil C will be gradually cooled to normal temperature (20 degreeC-25 degreeC).
The hydrocarbon oil C is solidified by this slow cooling, and the piston ring 14 is reduced in diameter by the condensing force of the hydrocarbon oil C at this time.
When the hydrocarbon-based oil C is gradually cooled to room temperature, the hydrocarbon-based oil C is solidified, and the diameter of the piston ring 14 is reduced in the ring groove 12 by the solidified hydrocarbon-based oil as shown in FIG. A piston ring covering layer 20 is formed to hold the state in a closed state.

なお、炭化水素系油分Cの凝縮力によるピストンリング14の縮径は、ピストンリング14の外周面1402の外側に位置する炭化水素系油分Cの凝縮力で行なわれるため、炭化水素系油分Cが冷却される際、ピストンリング14の周方向において均等な凝縮力が作用し、ピストンリング14はピストン10とほぼ同軸上で環状に縮径されることになる。
また、ピストンリング14の縮径は、ピストンリング14の外周面1402の外側に位置する炭化水素系油分Cの凝縮力で行なわれるため、ピストンリング14の外周面1402の外側に位置する炭化水素系油分Cの量を多くすれば、ピストンリング14はより縮径されることになる。したがって、凹部34の外径を適宜決定することで、ピストンリング14の外周面1402がヘッド部10Aの外周面1002の直径と同一にピストンリング14が縮径された状態、あるいは、ピストンリング14の外周面1402がヘッド部10Aの外周面1002の直径よりも小さい寸法にピストンリング14が縮径された状態が形成される。
本実施の形態では、ピストンリング被覆層20によりピストンリング14は、その外周面1402がピストン10のヘッド部10Aの外周面1002と同一面上に位置するように縮径された状態に保持されている。
Note that the diameter reduction of the piston ring 14 due to the condensing force of the hydrocarbon oil C is performed by the condensing force of the hydrocarbon oil C located outside the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14, so that the hydrocarbon oil C When the piston ring 14 is cooled, a uniform condensing force acts in the circumferential direction of the piston ring 14, and the piston ring 14 is reduced in diameter so as to be substantially coaxial with the piston 10.
Further, the diameter reduction of the piston ring 14 is performed by the condensing force of the hydrocarbon oil C located outside the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14, so that the hydrocarbon system positioned outside the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14. If the amount of the oil C is increased, the diameter of the piston ring 14 is further reduced. Therefore, by appropriately determining the outer diameter of the recess 34, the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 is reduced in diameter to the same diameter as the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A, or the piston ring 14 A state is formed in which the diameter of the piston ring 14 is reduced so that the outer peripheral surface 1402 is smaller than the diameter of the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A.
In the present embodiment, the piston ring coating layer 20 holds the piston ring 14 in a state of being reduced in diameter so that the outer peripheral surface 1402 is positioned on the same surface as the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A of the piston 10. Yes.

したがって、本実施の形態の製造方法によれば、ピストンリング14をリング溝12内で縮径された状態に保持するピストンリング被覆層20が形成されたピストン10を簡単に確実に製造することが可能となり、ピストンリング被覆層20を有するピストン10のコストダウンを図る上で有利となる。
また、冷却の際の炭化水素系油分Cの凝縮力によりピストンリング14の縮径状態を形成するので、被覆層成形型30の構造の簡単化、ピストンリング被覆層20を有するピストン10のコストダウンを図る上で有利となる。
Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to easily and reliably manufacture the piston 10 in which the piston ring coating layer 20 that holds the piston ring 14 in the ring groove 12 in a reduced diameter state is formed. This is possible and is advantageous in reducing the cost of the piston 10 having the piston ring coating layer 20.
Moreover, since the reduced diameter state of the piston ring 14 is formed by the condensing force of the hydrocarbon-based oil C during cooling, the structure of the coating layer forming die 30 is simplified, and the cost of the piston 10 having the piston ring coating layer 20 is reduced. This is advantageous in achieving this.

なお、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填する際に炭化水素系油分Cに圧力を掛け、凹部34内において炭化水素系油分Cに圧力を掛けた状態で炭化水素系油分Cを常温まで徐冷すると、炭化水素系油分Cの凝縮力によりピストンリング14をより縮径する上で有利となり、また、ピストンリング14をリング溝12内で縮径された状態に保持する保持力がより大きなピストンリング被覆層20を形成する上で有利となる。 It is to be noted that when filling the hydrocarbon-based oil component C in the molten state into the recess 34 from the supply path 36, the hydrocarbon-based oil component C is pressurized, and the hydrocarbon-based oil component C is pressurized in the recess 34. When the oil C is gradually cooled to room temperature, it is advantageous in reducing the diameter of the piston ring 14 due to the condensing force of the hydrocarbon oil C, and the piston ring 14 is held in a reduced diameter in the ring groove 12. This is advantageous in forming the piston ring coating layer 20 having a larger holding force.

次に、第2の実施の形態のピストンリング14が装着されたピストン10の製造方法について説明する。なお、以下の製造方法の説明では、上記の製造方法で用いた部材、箇所と同一の部材、箇所に同一の符号を付してその説明を省略する。
図8(A)、(B)に示すように、上型30Aは、互いに離間接近する移動可能な2つの分割体30C、30Cで形成され、それら分割体30C、30Cは、ピストンリング被覆層形成用の円柱状の凹部34の中心を通る合わせ面3006を有している。そして、2つの分割体30C、30Cの合わせ面3006が合わさることにより凹部34が形成される。
ピストンリング14が装着されたピストン10のスカート部10Bを下型30Bの凹部32に挿入し、下型30Bと上型30Aの合わせ面3002、3004を合わせ、分割体30C、30Cの合わせ面3006を合わせると、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aは、上型30Aの凹部34に収容される。上型30Aの凹部34は、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aを収容する充填室となっており、凹部34の内周面はピストン10と同軸上に設けられている。
凹部34の内周面3402に、内周面3402の周方向に間隔をおいて複数の突条38が形成されている。
それら突条38は、凹部34が形成された際に、その先端がヘッド部10Aの外周面1002に当接し、ピストンリング14の外周面1402をヘッド部10Aの外周面1002と同一面上に位置させる寸法で形成されている。
本実施の形態では、複数の突条38は、ピストンリング14の外周面1402の周方向に間隔をおいた複数箇所に当接してピストンリング14を縮径させる縮径手段を構成している。
Next, a method for manufacturing the piston 10 to which the piston ring 14 according to the second embodiment is mounted will be described. In the following description of the manufacturing method, the same reference numerals are given to the same members and locations as those used in the above manufacturing method, and the description thereof is omitted.
As shown in FIGS. 8A and 8B, the upper mold 30A is formed of two movable parts 30C and 30C that are movable toward and away from each other, and these divided parts 30C and 30C form a piston ring coating layer. And a mating surface 3006 passing through the center of the cylindrical recess 34 for use. And the recessed part 34 is formed when the mating surface 3006 of two division bodies 30C and 30C joins.
The skirt portion 10B of the piston 10 to which the piston ring 14 is attached is inserted into the recess 32 of the lower mold 30B, the mating surfaces 3002 and 3004 of the lower mold 30B and the upper mold 30A are aligned, and the mating surfaces 3006 of the divided bodies 30C and 30C are aligned. When combined, the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is attached is accommodated in the recess 34 of the upper mold 30A. The concave portion 34 of the upper mold 30A is a filling chamber that accommodates the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is mounted, and the inner peripheral surface of the concave portion 34 is provided coaxially with the piston 10.
A plurality of protrusions 38 are formed on the inner peripheral surface 3402 of the recess 34 at intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface 3402.
When the recesses 34 are formed, the tips 38 of the protrusions abut against the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A, and the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 is positioned on the same plane as the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A. It is formed with the dimensions to be made.
In the present embodiment, the plurality of protrusions 38 constitute a diameter reducing means for reducing the diameter of the piston ring 14 by contacting a plurality of locations spaced in the circumferential direction of the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14.

本実施の形態では、下型30Bの合わせ面3002上で2つの分割体30C、30Cを離間させておき、下型30Bの凹部34にスカート部10Bを挿入し、2つの分割体30C、30Cを接近させて合わせ面3006を合わせると、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aは上型30Aの凹部34に収容され、同時に、突条38がピストンリング14の外周面1402に当接し、ピストンリング14の外周面1402をヘッド部10Aの外周面1002と同一面上に位置させた縮径状態にピストンリング14が保持される。
次に、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填し、炭化水素系油分Cを常温まで徐冷することで、ピストンリング14をリング溝12内で縮径された状態に保持するピストンリング被覆層20が形成される。
そして、突条38により、ピストンリング被覆層20の外周面2002には、図3(B)に示すように、ピストン10の軸方向に平行する方向に直線状に延在している凹溝22が形成される。
In the present embodiment, the two divided bodies 30C and 30C are separated from each other on the mating surface 3002 of the lower mold 30B, the skirt portion 10B is inserted into the recess 34 of the lower mold 30B, and the two divided bodies 30C and 30C are When the mating surfaces 3006 are brought close to each other, the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is attached is accommodated in the concave portion 34 of the upper mold 30A, and at the same time, the protrusions 38 abut against the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14. The piston ring 14 is held in a reduced diameter state in which the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 is positioned on the same surface as the outer peripheral surface 1002 of the head portion 10A.
Next, a state in which the piston ring 14 is reduced in diameter in the ring groove 12 by filling the hydrocarbon oil C in a molten state into the recess 34 from the supply path 36 and gradually cooling the hydrocarbon oil C to room temperature. A piston ring covering layer 20 is formed to be held on the surface.
Then, as shown in FIG. 3 (B), the concave groove 22 extending linearly in the direction parallel to the axial direction of the piston 10 on the outer peripheral surface 2002 of the piston ring covering layer 20 by the protrusions 38. Is formed.

本実施の形態では、前記の実施の形態と異なり、固化する際の炭化水素系油分Cの凝縮力によりピストンリング14を縮径するのではなく、突条38によりピストンリング14をリング溝12の半径方向内方に変位させた縮径状態を強制的に作る。
したがって、本実施の形態の製造方法によれば、ピストンリング14が縮径された状態を保持するピストンリング被覆層20が形成されたピストン10を簡単に確実に製造することが可能となり、ピストンリング被覆層20を有するピストン10のコストダウンを図る上で有利となる。
なお、この実施の形態でも、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填する際に炭化水素系油分Cに圧力を掛け、凹部34内において炭化水素系油分Cに圧力を掛けた状態で炭化水素系油分Cを常温まで徐冷すると、ピストンリング14の縮径状態を保持する保持力がより大きいピストンリング被覆層20を形成する上で有利となる。
In the present embodiment, unlike the above-described embodiment, the piston ring 14 is not shrunk by the condensing force of the hydrocarbon-based oil C during solidification, but the piston ring 14 is connected to the ring groove 12 by the protrusion 38. A reduced diameter state that is displaced radially inward is forcibly created.
Therefore, according to the manufacturing method of this embodiment, the piston ring 14 it is possible to easily and reliably produce the piston 10 to the piston ring coating layer 20 is formed to hold the state of being reduced in diameter, piston rings This is advantageous in reducing the cost of the piston 10 having the coating layer 20.
Also in this embodiment, when filling the hydrocarbon-based oil C in the molten state into the recess 34 from the supply path 36, a pressure is applied to the hydrocarbon-based oil C, and the pressure is applied to the hydrocarbon-based oil C in the recess 34. When the hydrocarbon-based oil C is gradually cooled to room temperature while being applied, it is advantageous in forming the piston ring coating layer 20 having a larger holding force for maintaining the reduced diameter state of the piston ring 14.

次に、第3の実施の形態のピストンリング14が装着されたピストン10の製造方法について説明する。
図9(A)、(B)に示すように、上型30Aは、互いに離間接近する移動可能な3つの分割体30D、30D、30Dで形成され、それら分割体30D、30D、30Dは、ピストンリング被覆層形成用の円柱状の凹部34の中心を通る合わせ面3006を有している。そして、3つの分割体30D、30D、30Dの合わせ面3006が合わさることにより凹部34が形成される。
ピストンリング14が装着されたピストン10のスカート部10Bを下型30Bの凹部32に挿入し、下型30Bと上型30Aの合わせ面3002、3004を合わせ、分割体30C、30Cの合わせ面3006を合わせると、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aは、上型30Aの凹部34に収容される。上型30Aの凹部34は、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aを収容する充填室となっており、凹部34の内周面はピストン10と同軸上に設けられている。
凹部34の内周面3402に、内周面3402の周方向に間隔をおき、また、内周面3402の軸方向に間隔をおいて複数の棒状の突起39が形成されている。
それら突起39は、凹部34が形成された際に、それらの先端がピストンリング14の外周面1402に当接してピストンリング14の内周面1404をリング溝12の底面1202に当接させる寸法で形成されている。
本実施の形態では、複数の突起39は、ピストンリング14の外周面1402の周方向に間隔をおいた複数箇所に当接してピストンリング14を縮径させる縮径手段を構成している。
Next, a manufacturing method of the piston 10 to which the piston ring 14 of the third embodiment is attached will be described.
As shown in FIGS. 9A and 9B, the upper mold 30A is formed by three movable parts 30D, 30D, and 30D that are movable toward and away from each other, and these divided parts 30D, 30D, and 30D are pistons. It has a mating surface 3006 that passes through the center of the cylindrical recess 34 for forming the ring coating layer . And the recessed part 34 is formed when the mating surface 3006 of three division body 30D, 30D, 30D joins.
The skirt portion 10B of the piston 10 to which the piston ring 14 is attached is inserted into the recess 32 of the lower mold 30B, the mating surfaces 3002 and 3004 of the lower mold 30B and the upper mold 30A are aligned, and the mating surfaces 3006 of the divided bodies 30C and 30C are aligned. When combined, the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is attached is accommodated in the recess 34 of the upper mold 30A. The concave portion 34 of the upper mold 30A is a filling chamber that accommodates the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is mounted, and the inner peripheral surface of the concave portion 34 is provided coaxially with the piston 10.
A plurality of rod-like protrusions 39 are formed on the inner peripheral surface 3402 of the recess 34 at intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface 3402 and at intervals in the axial direction of the inner peripheral surface 3402.
The protrusions 39 have such dimensions that when the recesses 34 are formed, their tips contact the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 so that the inner peripheral surface 1404 of the piston ring 14 contacts the bottom surface 1202 of the ring groove 12. Is formed.
In the present embodiment, the plurality of protrusions 39 constitute a diameter reducing means for reducing the diameter of the piston ring 14 by contacting a plurality of locations spaced in the circumferential direction of the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14.

本実施の形態では、下型30Bの合わせ面3002上で3つの分割体30D、30D、30Dを離間させておき、下型30Bの凹部34にスカート部10Bを挿入し、3つの分割体30D、30D、30Dを接近させて合わせ面3006を合わせると、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aは上型30Aの凹部34に収容され、同時に、突起39がピストンリング14の外周面1402に当接してピストンリング14の内周面1404をリング溝12の底面1202に当接させた状態が保持される。
次に、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填し、炭化水素系油分Cを常温まで徐冷することで、ピストンリング14をリング溝12内で縮径された状態に保持するピストンリング被覆層20が形成される。
そして、複数の突起39により、ピストンリング被覆層20の外周面2002には、図4(B)に示すように、周方向に間隔をおき、また、軸方向に間隔をおいて複数の凹部24が形成される。
In the present embodiment, the three divided bodies 30D, 30D, and 30D are separated from each other on the mating surface 3002 of the lower mold 30B, and the skirt portion 10B is inserted into the recess 34 of the lower mold 30B. When the mating surfaces 3006 are aligned by bringing 30D and 30D close to each other, the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is attached is accommodated in the concave portion 34 of the upper mold 30A, and at the same time, the protrusion 39 is the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14. The state in which the inner peripheral surface 1404 of the piston ring 14 is in contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12 is maintained.
Next, a state in which the piston ring 14 is reduced in diameter in the ring groove 12 by filling the hydrocarbon oil C in a molten state into the recess 34 from the supply path 36 and gradually cooling the hydrocarbon oil C to room temperature. A piston ring covering layer 20 is formed to be held on the surface.
Then, due to the plurality of protrusions 39, the outer circumferential surface 2002 of the piston ring coating layer 20 is spaced apart in the circumferential direction as shown in FIG. Is formed.

本実施の形態では、前記の実施の形態と同様に、固化する際の炭化水素系油分Cの凝縮力によりピストンリング14を縮径するのではなく、突起39によりピストンリング14を縮径させた縮径状態を強制的に作る。
そして、本実施の形態では、突起39によりピストンリング14の内周面1404がリング溝12の底面1202に当接され、ピストンリング14が最も縮径された状態のピストンリング被覆層20が形成される。
したがって、本実施の形態の製造方法によれば、ピストンリング14をリング溝12内で最も縮径された状態に保持するピストンリング被覆層20が形成されたピストン10を簡単に確実に製造することが可能となり、ピストンリング被覆層20を有するピストン10のコストダウンを図る上で有利となる。
また、本実施の形態では、被覆層成形型30側の突起39をピストンリング14の外周面1402に当接させ、ピストンリング14の縮径状態を強制的に作るので、ピストンリング14の内周面1404をリング溝12の底面1202に当接した縮径状態に限定されず、ピストンリング14をシリンダ50の内径よりも小さい所望の縮径状態に、あるいは、ピストンリング14をヘッド部10Aの外周面1002よりも小さい所望の縮径状態としたピストンリング被覆層20を形成することも可能となる。
In the present embodiment, as in the above-described embodiment, the piston ring 14 is reduced in diameter by the protrusion 39 instead of reducing the diameter of the piston ring 14 by the condensing force of the hydrocarbon-based oil C during solidification. Force a reduced diameter state.
In the present embodiment, the inner peripheral surface 1404 of the piston ring 14 is brought into contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12 by the protrusion 39, so that the piston ring coating layer 20 in a state where the diameter of the piston ring 14 is most reduced is formed. The
Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to easily and reliably manufacture the piston 10 in which the piston ring coating layer 20 that holds the piston ring 14 in the most contracted state in the ring groove 12 is formed. This is advantageous in reducing the cost of the piston 10 having the piston ring coating layer 20.
In the present embodiment, the protrusion 39 on the coating layer forming die 30 side is brought into contact with the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 to forcibly create a reduced diameter state of the piston ring 14. The surface 1404 is not limited to the reduced diameter state in contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12, but the piston ring 14 is set to a desired reduced diameter state smaller than the inner diameter of the cylinder 50, or the piston ring 14 is set to the outer periphery of the head portion 10A. It is also possible to form the piston ring coating layer 20 having a desired diameter reduction state smaller than the surface 1002.

なお、この実施の形態でも、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填する際に炭化水素系油分Cに圧力を掛け、凹部34内において炭化水素系油分Cに圧力を掛けた状態で炭化水素系油分Cを常温まで徐冷すると、ピストンリング14の内周面1404をリング溝12の底面1202に当接させた状態に保持する保持力がより大きいピストンリング被覆層20を形成する上で有利となる。
なお、図8、図9に示す実施の形態では、凹部34の内周面に設けた突条38や突起39など、被覆層成形型30側で縮径手段を構成している場合について説明したが、縮径手段としては、例えば、凹部34の内周面の周方向に間隔を置いた複数箇所から、アクチュエータによりピンを往復移動させ、それらピンによりピストンリング14の外周面1402を変位させピストンリングの縮径状態を形成するなど、縮径手段には従来公知の様々な構造が採用可能である。
Also in this embodiment, when filling the hydrocarbon-based oil C in the molten state into the recess 34 from the supply path 36, a pressure is applied to the hydrocarbon-based oil C, and the pressure is applied to the hydrocarbon-based oil C in the recess 34. When the hydrocarbon-based oil C is gradually cooled to room temperature while being applied, the piston ring coating layer 20 has a higher holding force for holding the inner peripheral surface 1404 of the piston ring 14 in contact with the bottom surface 1202 of the ring groove 12. It is advantageous in forming.
In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the case where the diameter reducing means is configured on the coating layer forming die 30 side such as the protrusions 38 and the protrusions 39 provided on the inner peripheral surface of the recess 34 has been described. However, as the diameter reducing means, for example, a pin is reciprocated by an actuator from a plurality of locations spaced in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the concave portion 34, and the outer peripheral surface 1402 of the piston ring 14 is displaced by these pins. Various conventionally known structures can be adopted as the diameter reducing means, such as forming a reduced diameter state of the ring.

次に、第4の実施の形態のピストンリング14が装着されたピストン10の製造方法について説明する。
図10に示すように、上型30Aは図8,9に示す被覆層成形型30のように複数の分割体30Cで構成されておらず、図7に示す被覆層成形型30のように単一であり、上型30Aの凹部34の内周面3402に、螺旋状に延在する突条40が周方向に間隔をおいて形成されている。
突条40の先端は、ピストン10と同軸上でその弾性により拡径された状態のピストンリング14の外径よりも大きい寸法の単一の仮想円筒面上に位置するように形成されている。
この実施の形態では、下型30Bの凹部32にスカート部10Bを挿入し、下型30Bと上型30Aの合わせ面3002,3004を合わせると、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aは、ピストン10と同軸上の上型30Aの凹部34に収容される。
そして、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填し、炭化水素系油分Cを常温(20℃〜25℃)まで徐冷していく。
この徐冷により炭化水素系油分Cは固化していき、このときの炭化水素系油分Cの凝縮力によりピストンリング14は縮径され、固化した炭化水素系油分Cによりピストンリング14をリング溝12内で縮径された状態に保持するピストンリング被覆層20が形成される。
そして、突条40により、ピストンリング被覆層20の外周面2002上を螺旋状に延在する凹溝22が形成される。
Next, a method for manufacturing the piston 10 to which the piston ring 14 according to the fourth embodiment is mounted will be described.
As shown in FIG. 10, the upper mold 30A is not composed of a plurality of divided bodies 30C like the covering layer forming mold 30 shown in FIGS. 8 and 9, but the single die like the covering layer forming mold 30 shown in FIG. On the inner peripheral surface 3402 of the recess 34 of the upper mold 30A, the spirally extending protrusions 40 are formed at intervals in the circumferential direction.
The tip of the protrusion 40 is formed so as to be positioned on a single virtual cylindrical surface having a dimension larger than the outer diameter of the piston ring 14 coaxially with the piston 10 and expanded by its elasticity.
In this embodiment, when the skirt portion 10B is inserted into the recess 32 of the lower die 30B and the mating surfaces 3002 and 3004 of the lower die 30B and the upper die 30A are aligned, the head portion 10A of the piston 10 to which the piston ring 14 is attached. Is accommodated in the recess 34 of the upper mold 30 </ b> A coaxial with the piston 10.
Then, the hydrocarbon oil C in a molten state is filled into the recess 34 from the supply path 36, and the hydrocarbon oil C is gradually cooled to room temperature (20 ° C. to 25 ° C.).
By this slow cooling, the hydrocarbon oil C is solidified, and the piston ring 14 is reduced in diameter by the condensing force of the hydrocarbon oil C at this time, and the piston ring 14 is moved into the ring groove 12 by the solidified hydrocarbon oil C. A piston ring covering layer 20 is formed which is held in a reduced diameter state.
And the groove | channel 22 which extends on the outer peripheral surface 2002 of the piston ring coating layer 20 spirally by the protrusion 40 is formed.

したがって、本実施の形態の製造方法によれば、ピストンリング14をリング溝12内で縮径された状態に保持するピストンリング被覆層20が形成されたピストン10を簡単に確実に製造することが可能となり、ピストンリング被覆層20を有するピストン10のコストダウンを図る上で有利となる。
なお、この実施の形態でも、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填する際に炭化水素系油分Cに圧力を掛け、凹部34内において炭化水素系油分Cに圧力を掛けた状態で炭化水素系油分Cを常温まで徐冷すると、炭化水素系油分Cの凝縮力によりピストンリング14をより縮径する上で有利となり、また、ピストンリング14をリング溝12内で縮径された状態に保持する保持力がより大きなピストンリング被覆層20を形成する上で有利となる。
Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to easily and reliably manufacture the piston 10 in which the piston ring coating layer 20 that holds the piston ring 14 in the ring groove 12 in a reduced diameter state is formed. This is possible and is advantageous in reducing the cost of the piston 10 having the piston ring coating layer 20.
Also in this embodiment, when filling the hydrocarbon-based oil C in the molten state into the recess 34 from the supply path 36, a pressure is applied to the hydrocarbon-based oil C, and the pressure is applied to the hydrocarbon-based oil C in the recess 34. When the hydrocarbon oil C is gradually cooled to room temperature in the hung state, it is advantageous for reducing the diameter of the piston ring 14 due to the condensing force of the hydrocarbon oil C, and the piston ring 14 is contracted in the ring groove 12. This is advantageous in forming the piston ring coating layer 20 having a larger holding force for maintaining the diameter.

次に、第5の実施の形態のピストンリング14が装着されたピストン10の製造方法について説明する。
図11(A)に示すように、上型30Aの凹部34の上端外周部に、凹部34の軸心を通る平面で切断した断面形状が直線からなる傾斜面42Aが形成されている。あるいは、図11(B)に示すように、上型30Aの凹部34の上端外周部に、凹部34の軸心を通る平面で切断した断面形状が曲線からなる傾斜面42Bが形成されている。
したがって、下型30Bと上型30Aの合わせ面3002、3004合わせ、ピストンリング14が装着されたピストン10のヘッド部10Aを上型30Aの凹部34に収容し、溶融状態の炭化水素系油分Cを供給路36から凹部34に充填し、常温に徐冷することにより、傾斜面42A、42Bにより面取り2004が形成される。
すなわち、ピストン頂部寄りの端部に面取り2004が形成された外周面2002を有するピストンリング被覆層20が得られる。
Next, a method for manufacturing the piston 10 to which the piston ring 14 according to the fifth embodiment is mounted will be described.
As shown in FIG. 11A, an inclined surface 42A having a straight cross-sectional shape cut by a plane passing through the axis of the recess 34 is formed on the outer periphery of the upper end of the recess 34 of the upper mold 30A. Alternatively, as shown in FIG. 11 (B), an inclined surface 42B having a curved cross-sectional shape cut along a plane passing through the axis of the recess 34 is formed on the outer periphery of the upper end of the recess 34 of the upper mold 30A.
Accordingly, the matching surfaces 3002 and 3004 of the lower mold 30B and the upper mold 30A are aligned, the head portion 10A of the piston 10 on which the piston ring 14 is mounted is accommodated in the concave portion 34 of the upper mold 30A, and the hydrocarbon oil C in a molten state is stored. A chamfer 2004 is formed by the inclined surfaces 42 </ b> A and 42 </ b> B by filling the recess 34 from the supply path 36 and gradually cooling to the normal temperature.
That is, the piston ring coating layer 20 having the outer peripheral surface 2002 in which the chamfer 2004 is formed at the end near the top of the piston is obtained.

なお、実施の形態では、ピストンリング被覆層20によりピストンリング14が縮径された状態に保持されたピストン10を、シリンダヘッド一体型のシリンダブロック52のシリンダ50に挿入する場合について説明したが、本発明のピストンリング被覆層20によりピストンリング14が縮径された状態に保持されたピストン10は、シリンダヘッドとシリンダブロック52とが別体の場合にも適用可能であり、シリンダブロック52の平坦な上面側からピストン10をシリンダ50に挿入する場合にも無論適用される。 In the embodiment, the description has been given of the case where the piston 10 held in the state in which the piston ring 14 is reduced in diameter by the piston ring coating layer 20 is inserted into the cylinder 50 of the cylinder block 52 integrated with the cylinder head. The piston 10 in which the piston ring 14 is held in a state where the diameter of the piston ring 14 is reduced by the piston ring coating layer 20 of the present invention can be applied to a case where the cylinder head and the cylinder block 52 are separated from each other. Of course, the present invention can be applied to the case where the piston 10 is inserted into the cylinder 50 from the upper surface side.

10……ピストン
1002……ヘッド部の外周面
12……リング溝
1202……リング溝の底面
14……ピストンリング
1402……ピストンリングの外周面
1404……ピストンリングの内周面
20……ピストンリング被覆層
2002……ピストンリング被覆層の外周面
2004……面取り
22……凹溝
2202……凹溝の底面
24……凹部
30……金型
30A……上型
30B……下型
30C、30D……分割体
32、34……凹部
36……供給路
38、40……突条
39……突起
42A、42B……傾斜面
50……シリンダ
52……軸受部
54……シリンダブロック
C……炭化水素系油分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Piston 1002 ... Outer peripheral surface of head part 12 ... Ring groove 1202 ... Bottom surface of ring groove 14 ... Piston ring 1402 ... Outer peripheral surface of piston ring 1404 ... Inner peripheral surface of piston ring 20 ... Piston Ring coating layer 2002 ... outer peripheral surface of piston ring coating layer 2004 ... chamfering 22 ... concave groove 2202 ... bottom surface of concave groove 24 ... concave part 30 ... mold 30A ... upper mold 30B ... lower mold 30C, 30D: Split body 32, 34: Recess 36: Supply path 38, 40 ... Projection 39 ... Projection 42A, 42B ... Inclined surface 50 ... Cylinder 52 ... Bearing part 54 ... Cylinder block C ... ... Hydrocarbon oil

Claims (9)

リング溝にピストンリングが装着されたピストンであって、
前記ピストンは常温で固体の炭化水素系油分からなり少なくとも前記ピストンリングの半径方向外周面を覆うピストンリング被覆層を有し、
前記ピストンリング被覆層は前記ピストンリングを前記リング溝内で縮径された状態に保持する、
ことを特徴とするピストンリングが装着されたピストン。
A piston with a piston ring mounted in the ring groove,
The piston is composed of a hydrocarbon-based oil that is solid at room temperature, and has a piston ring covering layer that covers at least a radially outer peripheral surface of the piston ring,
The piston ring covering layer holds the piston ring in a reduced diameter in the ring groove;
Piston equipped with a piston ring characterized by that.
前記ピストンリング被覆層は、前記ピストンリング周方向と交差する方向に延在する凹溝が少なくとも1つ設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載のピストンリングが装着されたピストン。
The piston ring covering layer is provided with at least one concave groove extending in a direction intersecting with the circumferential direction of the piston ring.
A piston equipped with the piston ring according to claim 1.
前記ピストンリング被覆層の外周面でピストン頂部寄りの端部に、面取りが形成されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のピストンリングが装着されたピストン。
A chamfer is formed at the end near the top of the piston on the outer peripheral surface of the piston ring coating layer,
A piston equipped with the piston ring according to claim 1 or 2.
リング溝にピストンリングが装着されたピストンが組み付けられたエンジンの製造方法であって、
被覆層成形型の内部に、前記リング溝に前記ピストンリングが装着された前記ピストンの部分を収容可能な略円柱形状の充填室を設け、
前記充填室に、前記リング溝に前記ピストンリングが装着された前記ピストンの部分を配置し、
溶融状態の炭化水素系油分を前記充填室に充填し固化させ、前記ピストンリングが縮径した状態で前記ピストンに前記ピストンリング被覆層を形成する被覆工程と、
前記ピストンリング被覆層を有する前記ピストンをエンジンに組み付けるエンジン組み付け工程と、
前記エンジンに組みつけられた前記ピストンの前記ピストンリング被覆層を除去し前記ピストンリングをその弾性によって拡径させる被覆除去工程と、
を有することを特徴とするエンジンの製造方法。
An engine manufacturing method in which a piston with a piston ring mounted in a ring groove is assembled,
A substantially cylindrical filling chamber capable of accommodating a portion of the piston in which the piston ring is mounted in the ring groove is provided inside the coating layer molding die,
In the filling chamber, a portion of the piston in which the piston ring is mounted in the ring groove is disposed,
A coating step of filling the solidified hydrocarbon-based oil in a molten state to form a piston ring coating layer on the piston in a state where the piston ring has a reduced diameter;
An engine assembly step of assembling the piston having the piston ring coating layer to the engine;
A coating removing step of removing the piston ring coating layer of the piston assembled in the engine and expanding the piston ring by its elasticity;
The manufacturing method of the engine characterized by having.
前記被覆工程は、前記充填室に前記リング溝に縮径された状態に保持された前記ピストンリングが装着された前記ピストンを配置するピストン配置工程を含む、
ことを特徴とする請求項4に記載のエンジンの製造方法。
The covering step includes a piston disposing step of disposing the piston on which the piston ring held in the state where the diameter is reduced in the ring groove is mounted in the filling chamber.
The method of manufacturing an engine according to claim 4.
前記被覆工程において、前記ピストンリングは前記炭化水素系油分を冷却し固化する際の前記炭化水素系油分の凝縮力によって縮径された状態を保持される、
ことを特徴とする請求項4または5に記載のエンジンの製造方法。
In the covering step , the piston ring is maintained in a state of being reduced in diameter by the condensation force of the hydrocarbon oil when the hydrocarbon oil is cooled and solidified.
The method for manufacturing an engine according to claim 4 or 5, wherein
前記被覆工程において、前記炭化水素系油分に圧力を掛ける、
ことを特徴とする請求項4から6の何れか1項記載のエンジンの製造方法。
In the coating step , pressure is applied to the hydrocarbon oil.
The method for manufacturing an engine according to any one of claims 4 to 6, wherein:
前記被覆除去工程において、エンジンのクランキングによって前記炭化水素系油分を融解させることで前記ピストンリング被覆層を除去する、
ことを特徴とする請求項4から7の何れか1項記載のエンジンの製造方法。
In the coating removal step, the piston ring coating layer is removed by melting the hydrocarbon oil by cranking the engine.
The method for manufacturing an engine according to any one of claims 4 to 7, wherein:
前記被覆除去工程において、エンジンの暖機によって前記炭化水素系油分を融解させることで前記ピストンリング被覆層を除去する、
ことを特徴とする請求項4から8の何れか1項記載のエンジンの製造方法。
In the coating removal step, the piston ring coating layer is removed by melting the hydrocarbon-based oil by warming up the engine.
The method for manufacturing an engine according to any one of claims 4 to 8, wherein:
JP2013193968A 2013-09-19 2013-09-19 Piston equipped with a piston ring and method of manufacturing an engine incorporating the piston Expired - Fee Related JP6252063B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013193968A JP6252063B2 (en) 2013-09-19 2013-09-19 Piston equipped with a piston ring and method of manufacturing an engine incorporating the piston

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013193968A JP6252063B2 (en) 2013-09-19 2013-09-19 Piston equipped with a piston ring and method of manufacturing an engine incorporating the piston

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015059514A JP2015059514A (en) 2015-03-30
JP6252063B2 true JP6252063B2 (en) 2017-12-27

Family

ID=52817239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013193968A Expired - Fee Related JP6252063B2 (en) 2013-09-19 2013-09-19 Piston equipped with a piston ring and method of manufacturing an engine incorporating the piston

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6252063B2 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5859295A (en) * 1981-10-06 1983-04-08 Hitachi Powdered Metals Co Ltd Formation of lubricating film on metal surface
JP2739722B2 (en) * 1992-12-28 1998-04-15 株式会社リケン piston ring
JP4255604B2 (en) * 2000-07-06 2009-04-15 三洋機工株式会社 Piston assembly method and device
JP2005307811A (en) * 2004-04-20 2005-11-04 Nippon Container Terminal Kk Piston insertion auxiliary device
JP2009228587A (en) * 2008-03-24 2009-10-08 Toyota Motor Corp Piston ring, piston, engine, and method for installing piston
JP5229012B2 (en) * 2009-03-09 2013-07-03 トヨタ自動車株式会社 Cooling device for internal combustion engine
US8640314B2 (en) * 2010-08-03 2014-02-04 Federal-Mogul Corporation Piston assembly transportation and installation apparatus and methods of transporting and installing a piston assembly therewith

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015059514A (en) 2015-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106837586B (en) Lubrication circuit and method of forming
JP4224725B1 (en) Cylinder block and manufacturing method thereof
JP4253644B2 (en) Manufacturing method of piston for internal combustion engine
US20150211438A1 (en) Piston with oil reservoir
JP6756299B2 (en) Spark plug sleeve
EP3040526A1 (en) Multi-material valve guide system and method
JP5041296B2 (en) Cylinder block with cylinder sleeve of internal combustion engine
US8601994B2 (en) Piston and method for manufacturing the same
JP4510061B2 (en) Manufacturing method of piston for internal combustion engine
US20080110423A1 (en) Cylinder Liner for Internal Combustion Engine
EP3146188B1 (en) Piston with keystone second ring groove for high temperature internal combustion engines
EP2821626B1 (en) Piston assembly
CN109154250A (en) Piston and its manufacturing method
JP6252063B2 (en) Piston equipped with a piston ring and method of manufacturing an engine incorporating the piston
US7975601B2 (en) Engine cylinder liner
JP2009052451A (en) Piston of internal combustion engine
US7395797B2 (en) Piston for internal combustion engine
JP2009500551A (en) 2-stroke engine especially for land craft, water craft or air craft models
CN101349212B (en) Cylinder body of engine and method of manufacturing the same
JP6797482B2 (en) Manufacturing method of engine valve device, valve guide cylinder and valve guide cylinder
JP6344150B2 (en) Engine crankshaft bearing structure
CN110905678B (en) Engine block for an internal combustion engine
CN104712451A (en) Engine block group and engine with same
CN101631632B (en) Method for the production of a cylinder crank housing having multiple cylinder sleeves and short cylinder sleeves with material strips fixed thereto
US20170044972A1 (en) Bearing housing body assembly of an exhaust-gas turbocharger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170425

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170615

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171031

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171113

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6252063

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees