JPH063170Y2 - 鋼製組合せオイルリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） この考案は、エンジンのピストンに使用される組合せオ
イルリングに関する。

（背景技術） 組合せオイルリングは、第３図に例示するように、上下
１対の環状の鋼製サイドレール１、１と、両サイドレー
ルの間に介在して両レールをピストン２のリング溝３の
側面３ａ、３ａおよびシリンダ内壁４に弾力的に押付け
る環状の鋼製スペーサエキスパンダ５とから構成され
る。

上記２方向の押付けを行なうために、スペーサエキスパ
ンダ５の断面形は、両端を折曲げたコ字形に形成されて
いて、両端の折曲げた爪部５ａ、５ａをサイドレール
１、１の内周に当てて、両レール１、１をリング溝の側
面３ａ、３ａおよびシリンダ内壁４に弾接させるように
なっている。

このように構成される組合せオイルリングにおいては、
シリンダ内壁４と摺動するサイドレール１、１の外周、
スペーサエキスパンダ５の爪部５ａに接触するサイドレ
ール１、１の内周およびレールの内周に接するスペーサ
エキスパンダの爪部５ａ、５ａの摩耗を防止することが
重要である。

サイドレールの内外周には、従来、耐摩耗性向上のため
硬質クロムめっきを施していたが、近来はサイドレール
の表面に窒化処理を施して、高硬度で耐摩耗性の大きい
窒化層を形成することにより、サイドレールの内外周の
耐摩耗性を著しく向上させることが出来た。しかしなが
らこの処理によると、サイドレール内周と接するスペー
サエキスパンダ５の爪部５ａに生じる摩耗部６（第４
図）は、かえって増大する欠点を生じる。

上記のサイドレール１に施される窒化処理は、塩浴中に
浸漬する塩浴窒化でも、窒素雰囲気中に置くガス窒化で
も同様の結果となる。またスペーサエキスパンダ５は、
表面処理が施されていない場合は勿論、硬質クロムめっ
き、窒化等の通常の耐摩耗性表面処理を施しても同様に
摩耗を生じる結果となる。

サイドレール１の内周は、高硬度の窒化処理を施してい
るため摩耗が少ないが、これに接するスペーサエキスパ
ンダの爪部５ａは著しく摩耗し、このためにスペーサエ
キスパンダがサイドレールを押す弾力が低下してしまう
ことになる。

このようなスペーサエキスパンダの爪部の耐摩耗性を向
上させるための従来技術としては、スペーサエキスパン
ダ５の表面に窒化処理を施したり、硬質クロムめっきを
施すこと（実公昭56-38200号公報記載）が実用化されて
いるが、内周に窒化処理を施したサイドレール１、１と
組合せて使用する場合は、このような従来技術による処
理では耐摩耗性を十分向上させることは出来ない。

（本考案の目的） この考案は、内周に窒化処理を施したサイドレール１、
１と組合せた場合に、爪部５ａ、５ａの摩耗を著しく少
なくする組合せオイルリングを提供せんとするものであ
る。

（本考案の構成） 鋼製スペーサエキスパンダは、表面に窒化処理が施され
た鋼製サイドレール１、１と組合せてオイルリングとさ
れる。このスペーサエキスパンダは、高硬度粒子を複合
分散させた硬質ニッケルめっきを表面に施すことによ
り、サイドレールの内周に当接する爪部５ａの耐摩耗性
を向上させている。

（本考案の実施例） 第１図は、本考案により高硬度粒子を複合分散させた硬
質ニッケルめっき層７を形成したスペーサエキスパンダ
の断面図である。

硬質ニッケルめっき層７内に複合分散させる高硬度粒子
としては、炭化硅素（カーボランダム、ＳｉＣ）、炭化
硼素（Ｂ_４Ｃ）、窒化硅素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、炭化クロム
（Ｃｒ_３Ｃ_２）、窒化硼素（ＢＮ）、ダイヤモンド等が
利用できる。

第２図は、炭化硅素（ＳｉＣ）の粒子を複合分散させた
硬質ニッケルめっきを施したスペーサエキスパンダとサ
イドレールとを組合せたオイルリングのエンジンテスト
の結果を示す線図である。

供試エンジンは、スペーサエキスパンダの爪部が最も摩
耗し易いターボ付きディーゼルエンジンとし、４７００
rpm、全負荷で５０時間運転した結果である。

使用したサイドレールの表面には窒化処理を施した。こ
れの表面のビッカース硬さは１１００、同硬さが７００
以上の層の厚さは５０μｍであった。

第２図のＡは、ＳＵＳ３０４材のスペーサエキスパンダ
５を表面処理をしないでそのまま使用した場合であり、
爪部の摩耗が著しく多い。

Ｂは従来技術の耐摩耗性表面処理である硬質クロムめっ
きを施した場合、Ｃは同じく窒化処理を施した場合であ
る。Ａに比べて耐摩耗性は向上する。

Ｄは本考案により炭化硅素の粒子を複合分散させた硬質
ニッケルめっき層７を表面に形成した場合の結果であっ
て、爪部の摩耗量は、Ａ（無処理）の場合の1/4、Ｂ
（硬質クロムめっき）の場合の1/3、Ｃ（窒化処理）の
場合の1/2程度である。

なお、本考案によるＤの場合は、スペーサエキスパンダ
５に接する相手側のサイドレール１の内周の摩耗が増加
する傾向が見られるが、その増加によるマイナス効果は
スペーサエキスパンダの爪部の摩耗を減少させる効果に
比べて僅少であり、実用上は支障とならない程度であ
る。なおピストンのリング溝と摺動する上下面に硬質微
粒子分散ニッケルめっきを施した圧縮リングが実開昭５
７−１４８０３５号公報に記載されているが、圧縮リン
グとオイルリングとは構造、動作状態が別異であり、前
述の組合せオイルリングに関する公告公報および上記公
開公報記載の構造から本考案に想到することは困難であ
る。

（本考案の効果） 以上に述べたように、本考案の高硬度粒子を複合分散さ
せた硬質ニッケルめっき層７を表面に形成したスペーサ
エキスパンダは、窒化処理を施したサイドレールと組合
せてオイルリングとする場合に、従来の組合せオイルリ
ングに比べて著しく摩耗が少なく、耐久性が向上したも
のである。

なお、以上の説明は断面コ字形のスペーサエキスパンダ
について行なったが、本考案は、爪を持つその他の形状
のスペーサエキスパンダ（例えば第５図のような断面形
のもの）にも有効に適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案におけるスペーサエキスパンダの断面
図、第２図はエンジンテストの結果を示す線図、第３図
は組合せオイルリングの構造を拡大して示すピストン溝
部の部分縦断面図、第４図はスペーサエキスパンダの爪
部の摩耗状態を示す断面図、第５図はスペーサエキスパ
ンダの別例を示す第３図同様の断面図である。 １：サイドレール、２：ピストン、３：リング溝、３
ａ：側面、４：シリンダ内壁、５：スペーサエキスパン
ダ、５ａ：爪部、６：摩耗部、７：高硬度粒子を複合分
散させた硬質ニッケルめっき層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２本のサイドレールと、該サイドレールを
   上下に隔置すると共に半径方向外方に張力を付勢するス
   ペーサエキスパンダとからなる鋼製組合せオイルリング
   において、表面硬さがビッカース硬さで７００以上であ
   る窒化層を表面に形成したサイドレールと、高硬度粒子
   を複合分散させた硬質ニッケルめっき層を表面に形成し
   たスペーサエキスパンダとを組合せたことを特徴とする
   鋼製組合せオイルリング。