JPH0424122Y2 - - Google Patents
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- JPH0424122Y2 JPH0424122Y2 JP1986022097U JP2209786U JPH0424122Y2 JP H0424122 Y2 JPH0424122 Y2 JP H0424122Y2 JP 1986022097 U JP1986022097 U JP 1986022097U JP 2209786 U JP2209786 U JP 2209786U JP H0424122 Y2 JPH0424122 Y2 JP H0424122Y2
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- Japan
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- oil ring
- ring groove
- piston
- groove
- oil
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- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、組合せオイルリングのサイドレール
が窒化処理されたものである場合、オイルリング
溝に耐摩耗処理を施した内燃機関のピストンに関
する。
が窒化処理されたものである場合、オイルリング
溝に耐摩耗処理を施した内燃機関のピストンに関
する。
往復動型内燃機関のピストンは、その上部に外
周に全周にわたつて延びる複数本のピストンリン
グ溝が形成され、その最も下のピストンリング溝
はオイルリング溝として用いられる。ピストンリ
ング溝のトツプリング溝およびセカンドリング溝
にはガスの吹抜けを抑制するピストンリングが嵌
入され、オイルリング溝にはシリンダボア壁面に
付着するオイルを掻き落してオイル消費を低減す
るオイルリングが嵌入される。
周に全周にわたつて延びる複数本のピストンリン
グ溝が形成され、その最も下のピストンリング溝
はオイルリング溝として用いられる。ピストンリ
ング溝のトツプリング溝およびセカンドリング溝
にはガスの吹抜けを抑制するピストンリングが嵌
入され、オイルリング溝にはシリンダボア壁面に
付着するオイルを掻き落してオイル消費を低減す
るオイルリングが嵌入される。
オイルリングには、シリンダボアへの追従性が
よいことから、屡々エキスパンダとその上下に配
設される一対のサイドレールとから成る、３ピー
スの組合せオイルリングが用いられる。３ピース
オイルリングは、実開昭60−102446号公報等に示
されており、第２図に示すように、周方向に延び
周上に１ケ所切れ目を有する、拡開のばね力を有
するエキスパンダ２と、周方向に延び周上に１ケ
所切れ目を有する板状かつ環状の一対のサイドレ
ール４，６を有する。一対のサイドレール４，６
は、その内周縁をエキスパンダ２の内周の上下に
形成された爪８，１０に係合されることにより、
エキスパンダ２から拡開の力Ｆを受け、シリンダ
ボア１２の内面に摺動自在に押しつけられる。こ
れによつてサイドレール４，６の外周縁は、ピス
トン１４が往復動するときに、シリンダボア１２
内面に付着しているオイルを掻き落す。エキスパ
ンダ２の爪８，１０は内周に向つて斜め上下方向
に延びて傾斜されており、サイドレール４，６の
押力Ｆを斜め上下方向とし、これによつてサイド
レール４，６を上下方向に押す分力F1を発生さ
せ、サイドレール４，６をオイルリング溝１６の
上、下面１８，２０に押しつけ、オイルのオイル
リング溝１６内を通るバイパス通路を遮断してオ
イル消費低減作用を増している。
よいことから、屡々エキスパンダとその上下に配
設される一対のサイドレールとから成る、３ピー
スの組合せオイルリングが用いられる。３ピース
オイルリングは、実開昭60−102446号公報等に示
されており、第２図に示すように、周方向に延び
周上に１ケ所切れ目を有する、拡開のばね力を有
するエキスパンダ２と、周方向に延び周上に１ケ
所切れ目を有する板状かつ環状の一対のサイドレ
ール４，６を有する。一対のサイドレール４，６
は、その内周縁をエキスパンダ２の内周の上下に
形成された爪８，１０に係合されることにより、
エキスパンダ２から拡開の力Ｆを受け、シリンダ
ボア１２の内面に摺動自在に押しつけられる。こ
れによつてサイドレール４，６の外周縁は、ピス
トン１４が往復動するときに、シリンダボア１２
内面に付着しているオイルを掻き落す。エキスパ
ンダ２の爪８，１０は内周に向つて斜め上下方向
に延びて傾斜されており、サイドレール４，６の
押力Ｆを斜め上下方向とし、これによつてサイド
レール４，６を上下方向に押す分力F1を発生さ
せ、サイドレール４，６をオイルリング溝１６の
上、下面１８，２０に押しつけ、オイルのオイル
リング溝１６内を通るバイパス通路を遮断してオ
イル消費低減作用を増している。
サイドレール４，６がオイルリング溝上下面１
８，２０に対して押しつけられることにより、長
時間繰り返し使用されているうちに、オイルリン
グ溝上下面１８，２０に第３図に示すようなへこ
み２２，２４が摩耗によつて形成されてくる。サ
イドレール４，６が内周の上下面をこのへこみ２
２，２４内に係合されてオイルリング溝上下面１
８，２０とエキスパンダ２との間に保持される
と、エキスパンダ２の拡開力Ｆのうち外周方向に
向う成分F2がサイドレール４，６に作用しても、
サイドレール４，６の拡開が阻害され、サイドレ
ール４，６がシリンダボア１２に十分に追従しな
くなつて、オイル消費が増加されてしまうことが
ある。
８，２０に対して押しつけられることにより、長
時間繰り返し使用されているうちに、オイルリン
グ溝上下面１８，２０に第３図に示すようなへこ
み２２，２４が摩耗によつて形成されてくる。サ
イドレール４，６が内周の上下面をこのへこみ２
２，２４内に係合されてオイルリング溝上下面１
８，２０とエキスパンダ２との間に保持される
と、エキスパンダ２の拡開力Ｆのうち外周方向に
向う成分F2がサイドレール４，６に作用しても、
サイドレール４，６の拡開が阻害され、サイドレ
ール４，６がシリンダボア１２に十分に追従しな
くなつて、オイル消費が増加されてしまうことが
ある。
このような問題はオイルリング溝の摩耗から生
じるものである。ピストンリング溝の摩耗を低減
させる構造として、従来特開昭58−101249号公報
に示されているように、ピストンリング溝の表面
を複合材で形成する方法は知られている。しか
し、従来提案のものはオイルリング溝ではなく、
トツプリング溝、セカンドリング溝に対する摩耗
防止対策に関するものであり、手段として複合材
を用いたものである。
じるものである。ピストンリング溝の摩耗を低減
させる構造として、従来特開昭58−101249号公報
に示されているように、ピストンリング溝の表面
を複合材で形成する方法は知られている。しか
し、従来提案のものはオイルリング溝ではなく、
トツプリング溝、セカンドリング溝に対する摩耗
防止対策に関するものであり、手段として複合材
を用いたものである。
従来提案の摩耗抑制は、とくに高温となるピス
トンリング溝部の熱を複合材によつて効率よくピ
ストンリングを介してシリンダボアに逃がし、温
度を軽減することによつて達成したものである。
トンリング溝部の熱を複合材によつて効率よくピ
ストンリングを介してシリンダボアに逃がし、温
度を軽減することによつて達成したものである。
これに対し、オイルリング溝近傍はトツプリン
グ近傍程高温にならず、摩耗防止には低温化より
むしろオイルリング溝表面の硬化が達成されるこ
とが望ましい。しかし、オイルリング溝表面は、
硬ければ硬い程良いというものではなく、従来の
硬化処理を施さないオイルリングであれば、オイ
ルリング溝表面にも硬化処理を施さない方がよ
い。そうでなければ、オイルリング自体が摩耗
し、機能しなくなるからである。したがつて、従
来はオイルリング溝に対してはAC8A，AC8P，
AC8B等のピストン用アルミニウム合金を溝加工
したままで、何の硬化処理も施していない。しか
し、表面硬度の高い窒化サイドレールを用いたと
きはピストン・オイルリング溝摩耗がとくに問題
となり、オイルリング溝表面の硬化が必要とな
る。オイルリング溝表面を硬くする手法として
は、表面酸化メツキが考えられるが、メツキはマ
スキングの必要性、また、硬度が非均一になりや
すい等に、コスト、品質上の問題を生じる。
グ近傍程高温にならず、摩耗防止には低温化より
むしろオイルリング溝表面の硬化が達成されるこ
とが望ましい。しかし、オイルリング溝表面は、
硬ければ硬い程良いというものではなく、従来の
硬化処理を施さないオイルリングであれば、オイ
ルリング溝表面にも硬化処理を施さない方がよ
い。そうでなければ、オイルリング自体が摩耗
し、機能しなくなるからである。したがつて、従
来はオイルリング溝に対してはAC8A，AC8P，
AC8B等のピストン用アルミニウム合金を溝加工
したままで、何の硬化処理も施していない。しか
し、表面硬度の高い窒化サイドレールを用いたと
きはピストン・オイルリング溝摩耗がとくに問題
となり、オイルリング溝表面の硬化が必要とな
る。オイルリング溝表面を硬くする手法として
は、表面酸化メツキが考えられるが、メツキはマ
スキングの必要性、また、硬度が非均一になりや
すい等に、コスト、品質上の問題を生じる。
本考案は、アルミニウム合金から成る内燃機関
のピストンにおいて、オイルリング溝に、窒化処
理されたサイドレールをもつ３ピースオイルリン
グが嵌入されたときでも、摩耗によつてへこみが
生じないようにオイルリング溝表面を硬化し、そ
れによつてオイルリングのサイドレールのシリン
ダボアへの追従性を向上し、円滑なオイルリング
の働きを促進させることを目的とする。
のピストンにおいて、オイルリング溝に、窒化処
理されたサイドレールをもつ３ピースオイルリン
グが嵌入されたときでも、摩耗によつてへこみが
生じないようにオイルリング溝表面を硬化し、そ
れによつてオイルリングのサイドレールのシリン
ダボアへの追従性を向上し、円滑なオイルリング
の働きを促進させることを目的とする。
上記目的を達成するための本考案の内燃機関の
ピストンは、次のピストンからなる。すなわち、 ピストンの全周にわたつて延びるオイルリング
溝を有し、該オイルリング溝にエキスパンダと該
エキスパンダの上下に配設される窒化処理が施さ
れた一対のサイドレールとから成る組合せオイル
リングが嵌入される、アルミニウム合金から成る
内燃機関のピストンであつて、オイルリング溝の
溝底面を半径方向外方に向つて凹状に湾曲面とな
し、前記オイルリング溝の上下面を機械加工し上
下面間隔を所定寸法より小に加工した後前記所定
寸法の直径をもつボールをオイルリング溝に埋込
み溝上下面のうちサイドレールの内周より小半径
の位置と溝外周との間の部分の表面部分のみをロ
ール加工したことを特徴とする内燃機関のピスト
ン。
ピストンは、次のピストンからなる。すなわち、 ピストンの全周にわたつて延びるオイルリング
溝を有し、該オイルリング溝にエキスパンダと該
エキスパンダの上下に配設される窒化処理が施さ
れた一対のサイドレールとから成る組合せオイル
リングが嵌入される、アルミニウム合金から成る
内燃機関のピストンであつて、オイルリング溝の
溝底面を半径方向外方に向つて凹状に湾曲面とな
し、前記オイルリング溝の上下面を機械加工し上
下面間隔を所定寸法より小に加工した後前記所定
寸法の直径をもつボールをオイルリング溝に埋込
み溝上下面のうちサイドレールの内周より小半径
の位置と溝外周との間の部分の表面部分のみをロ
ール加工したことを特徴とする内燃機関のピスト
ン。
上記のように構成した本考案の内燃機関のピス
トンにおいては、ロール加工の加工硬化により、
アルミニウム母材の硬度（ヴイツカース硬さにし
てHv＝125程度）のものがHv＝200程度迄上げら
れるため、耐摩耗性がよく相手攻撃性のある窒化
レールと組み合せても溝摩耗が大幅に軽減され
る。したがつて、従来のように使用期間中に、オ
イルリング溝表面に摩耗によるへこみは生じにく
い。しかも硬化溝表面は、摩擦係数が小さいので
サイドレールを円滑に滑らせる。これらの作用に
よつてサイドレールのシリンダボアへの追従性を
向上させ、サイドレールによるオイル掻き落しを
促進させ、オイル消費の低減を促進させることが
できる。また、オイルリング溝表面部分のみの加
工硬化であるから、寸法精度の要求されるピスト
ンにゆがみを生じさせない。さらに、オイルリン
グ溝底面を凹状湾曲面としたからボールによるロ
ール加工が可能であり、加工が容易である。
トンにおいては、ロール加工の加工硬化により、
アルミニウム母材の硬度（ヴイツカース硬さにし
てHv＝125程度）のものがHv＝200程度迄上げら
れるため、耐摩耗性がよく相手攻撃性のある窒化
レールと組み合せても溝摩耗が大幅に軽減され
る。したがつて、従来のように使用期間中に、オ
イルリング溝表面に摩耗によるへこみは生じにく
い。しかも硬化溝表面は、摩擦係数が小さいので
サイドレールを円滑に滑らせる。これらの作用に
よつてサイドレールのシリンダボアへの追従性を
向上させ、サイドレールによるオイル掻き落しを
促進させ、オイル消費の低減を促進させることが
できる。また、オイルリング溝表面部分のみの加
工硬化であるから、寸法精度の要求されるピスト
ンにゆがみを生じさせない。さらに、オイルリン
グ溝底面を凹状湾曲面としたからボールによるロ
ール加工が可能であり、加工が容易である。
以下に、本考案に係る内燃機関のピストンの望
ましい実施例を、図面を参照して説明する。
ましい実施例を、図面を参照して説明する。
第１図は本考案の内燃機関のピストンのオイル
リング溝とその近傍の構造を示している。図にお
いて、従来構造に準じる構造を有する部分には第
２図および第３図と同一の符号を第１図の部材に
付すことにより重複説明を省略し、従来と異なる
部分についてのみ説明する。
リング溝とその近傍の構造を示している。図にお
いて、従来構造に準じる構造を有する部分には第
２図および第３図と同一の符号を第１図の部材に
付すことにより重複説明を省略し、従来と異なる
部分についてのみ説明する。
アルミニウム合金から成るピストン１４のオイ
ルリング溝１６の表面には、少なくともその上下
面１８，２０のうち、サイドレール４，６と接触
する部分に、ロール加工による表面硬化処理が施
されている。硬化処理は、オイルリング溝１６の
表面を所定の寸法より小さく加工しておき（第１
図の２点鎖線）、所定の溝上下面間隔に等しい直
径を有するボールベアリングのボール３０等でロ
ール加工をして所定の寸法に仕上げる。ロール加
工のため、周方向に均一な硬さに加工でき、ボー
ル径を選定することにより自在に硬度を選定でき
る。ロール加工する範囲は、サイドレール４，６
内周より小半径の位置迄加工する。オイルリング
溝１６の底面２８は、ボール３０が干渉しないよ
うに、ピストン半径方向内側に向つて断面半円状
にへこまされている。
ルリング溝１６の表面には、少なくともその上下
面１８，２０のうち、サイドレール４，６と接触
する部分に、ロール加工による表面硬化処理が施
されている。硬化処理は、オイルリング溝１６の
表面を所定の寸法より小さく加工しておき（第１
図の２点鎖線）、所定の溝上下面間隔に等しい直
径を有するボールベアリングのボール３０等でロ
ール加工をして所定の寸法に仕上げる。ロール加
工のため、周方向に均一な硬さに加工でき、ボー
ル径を選定することにより自在に硬度を選定でき
る。ロール加工する範囲は、サイドレール４，６
内周より小半径の位置迄加工する。オイルリング
溝１６の底面２８は、ボール３０が干渉しないよ
うに、ピストン半径方向内側に向つて断面半円状
にへこまされている。
ロール加工によつて硬度は、Al母材のHv＝
125程度にくらべてHv＝200程度に上げられる。
かつロール加工による硬化層26は、硬度の上昇に
よつてオイルリング溝１６の表面を、耐摩耗性、
摺動性が良好な表面とする。
125程度にくらべてHv＝200程度に上げられる。
かつロール加工による硬化層26は、硬度の上昇に
よつてオイルリング溝１６の表面を、耐摩耗性、
摺動性が良好な表面とする。
上記のように構成された内燃機関のピストンに
おいては、ロール加工による硬化層２６の硬度が
Hv＝200程度と高いため、サイドレール４，６に
窒化処理を施したものを使用してもオイルリング
溝１６には摩耗によつてへこみ２２，２４（第３
図にみられる）は生じにくく、かつ摺動性もよい
ので、サイドレール４，６のシリンダボア１２へ
の追従性の悪化は防止される。これによつてオイ
ル消費がエンジン運転中に悪化していくことが防
止される。
おいては、ロール加工による硬化層２６の硬度が
Hv＝200程度と高いため、サイドレール４，６に
窒化処理を施したものを使用してもオイルリング
溝１６には摩耗によつてへこみ２２，２４（第３
図にみられる）は生じにくく、かつ摺動性もよい
ので、サイドレール４，６のシリンダボア１２へ
の追従性の悪化は防止される。これによつてオイ
ル消費がエンジン運転中に悪化していくことが防
止される。
本考案の内燃機関のピストンによれば、アルミ
ニウム合金から成るピストンのオイルリング溝に
ボールを利用したロール加工による周方向に均一
な硬化層を形成したので、オイルリングのサイド
レールに窒化サイドレールを使用しても、オイル
リング溝に摩耗が生じにくく、オイルリング溝が
摩耗したときに生じるおそれのあるサイドレール
のシリンダボアへの追従性の悪化を防止でき、オ
イル消費の低減をはかることができる。また、ロ
ール加工はオイルリング溝表面部分にのみ施すの
で寸法精度が要求されるピストンに有害なゆがみ
を生じさせることはない。また、オイルリング溝
の溝底面を半径方向外方に向つて凹状の湾曲面と
したので、ロール加工にボールを利用でき、ロー
ル加工を容易にかつ低コストで実施できる。
ニウム合金から成るピストンのオイルリング溝に
ボールを利用したロール加工による周方向に均一
な硬化層を形成したので、オイルリングのサイド
レールに窒化サイドレールを使用しても、オイル
リング溝に摩耗が生じにくく、オイルリング溝が
摩耗したときに生じるおそれのあるサイドレール
のシリンダボアへの追従性の悪化を防止でき、オ
イル消費の低減をはかることができる。また、ロ
ール加工はオイルリング溝表面部分にのみ施すの
で寸法精度が要求されるピストンに有害なゆがみ
を生じさせることはない。また、オイルリング溝
の溝底面を半径方向外方に向つて凹状の湾曲面と
したので、ロール加工にボールを利用でき、ロー
ル加工を容易にかつ低コストで実施できる。
第１図は本考案に係る内燃機関のピストンのオ
イルリング溝とその近傍の断面図、第２図は従来
のピストンのオイルリング溝とその近傍の断面
図、第３図は従来のピストンのオイルリング溝の
摩耗後の断面図、である。 ２……エキスパンダ、４，６……サイドレー
ル、１２……シリンダボア、１４……ピストン、
１６……オイルリング溝、１８，２０……オイル
リング溝の上、下面、２２，２４……へこみ、２
６……ロール加工による硬化層、３０……ボール
ベアリングのボール。
イルリング溝とその近傍の断面図、第２図は従来
のピストンのオイルリング溝とその近傍の断面
図、第３図は従来のピストンのオイルリング溝の
摩耗後の断面図、である。 ２……エキスパンダ、４，６……サイドレー
ル、１２……シリンダボア、１４……ピストン、
１６……オイルリング溝、１８，２０……オイル
リング溝の上、下面、２２，２４……へこみ、２
６……ロール加工による硬化層、３０……ボール
ベアリングのボール。
Claims (1)
- ピストンの全周にわたつて延びるオイルリング
溝を有し、該オイルリング溝にエキスパンダと該
エキスパンダの上下に配設される窒化処理が施さ
れた一対のサイドレールとから成る組合せオイル
リングが嵌入される、アルミニウム合金から成る
内燃機関のピストンであつて、オイルリング溝の
溝底面を半径方向外方に向つて凹状に湾曲面とな
し、前記オイルリング溝の上下面を機械加工し上
下面間隔を所定寸法より小に加工した後前記所定
寸法の直径をもつボールをオイルリング溝に埋込
み溝上下面のうちサイドレールの内周より小半径
の位置と溝外周との間の部分の表面部分のみをロ
ール加工したことを特徴とする内燃機関のピスト
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986022097U JPH0424122Y2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986022097U JPH0424122Y2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62135849U JPS62135849U (ja) | 1987-08-26 |
| JPH0424122Y2 true JPH0424122Y2 (ja) | 1992-06-05 |
Family
ID=30819155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986022097U Expired JPH0424122Y2 (ja) | 1986-02-20 | 1986-02-20 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0424122Y2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5343465A (en) * | 1976-10-01 | 1978-04-19 | Toshiba Corp | Relay contact monitor unit |
| JPS5823172A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-02-10 | 松下電工株式会社 | 配線器具 |
-
1986
- 1986-02-20 JP JP1986022097U patent/JPH0424122Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5343465A (en) * | 1976-10-01 | 1978-04-19 | Toshiba Corp | Relay contact monitor unit |
| JPS5823172A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-02-10 | 松下電工株式会社 | 配線器具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62135849U (ja) | 1987-08-26 |
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