JPH0697070B2 - セラミツクピストンリング - Google Patents
セラミツクピストンリングInfo
- Publication number
- JPH0697070B2 JPH0697070B2 JP61237244A JP23724486A JPH0697070B2 JP H0697070 B2 JPH0697070 B2 JP H0697070B2 JP 61237244 A JP61237244 A JP 61237244A JP 23724486 A JP23724486 A JP 23724486A JP H0697070 B2 JPH0697070 B2 JP H0697070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston ring
- ring
- strength
- abutment
- ceramic
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セラミックピストンリングに関する。
一般に、内燃機関等のエンジンにはピストンリングが使
用されており、該ピストンリングには、圧力リング及び
油掻きリングがあり、シリンダとピストンとの間の気
密、熱伝達、潤滑、ベアリング等の機能を果たしてい
る。そして、ピストンリングには、矩形断面等の種々の
断面形状のものが開示されている。
用されており、該ピストンリングには、圧力リング及び
油掻きリングがあり、シリンダとピストンとの間の気
密、熱伝達、潤滑、ベアリング等の機能を果たしてい
る。そして、ピストンリングには、矩形断面等の種々の
断面形状のものが開示されている。
また、ピストンとシリンダとの間の気密を保つため、シ
リンダ壁面に対して気密に必要な接触即ち密着するよう
にピストンリングには自己張力を有するように有するよ
うに構成されている。
リンダ壁面に対して気密に必要な接触即ち密着するよう
にピストンリングには自己張力を有するように有するよ
うに構成されている。
また、ピストンリングは自由状態即ちピストンとシリン
ダとの間に装着されていない状態では真円でなく合い口
のすきまは大きくなっており、装着された状態で初めて
押し縮められて真円になるように構成されている。そし
て、ピストンリングについては、シリンダに装着されな
い状態の自由形状によって装着時のリングの面圧分布が
決定されるようになっている。
ダとの間に装着されていない状態では真円でなく合い口
のすきまは大きくなっており、装着された状態で初めて
押し縮められて真円になるように構成されている。そし
て、ピストンリングについては、シリンダに装着されな
い状態の自由形状によって装着時のリングの面圧分布が
決定されるようになっている。
次に、第４図及び第５図を参照して、ピストンリングで
ある圧力リングについて説明する。第４図は従来の基本
的な圧力リング20を示す平面図、第５図は第４図の線Ｖ
−Ｖにおける断面図である。一般に、ピストンリング
（略して、リングという）の装着及び使用時の圧力Ｆ
は、次式で表すことができる。
ある圧力リングについて説明する。第４図は従来の基本
的な圧力リング20を示す平面図、第５図は第４図の線Ｖ
−Ｖにおける断面図である。一般に、ピストンリング
（略して、リングという）の装着及び使用時の圧力Ｆ
は、次式で表すことができる。
Ｆ＝M/Z ……（１） 但し、M:任意の点Ｐにおける曲げモーメント、Z:断面係
数である。
数である。
ここで、合い口ＣのすきまＳが指定寸法まで荷重Ｗを掛
けて閉じると、 Ｍ＝WR（１＋cosθ） ……（２） 但し、W:合い口の接線方向に加えた荷重、R:リングの曲
率半径、θ：合い口Ｃの反対側の点Ａからの角度、即ち
角／AOPである。
けて閉じると、 Ｍ＝WR（１＋cosθ） ……（２） 但し、W:合い口の接線方向に加えた荷重、R:リングの曲
率半径、θ：合い口Ｃの反対側の点Ａからの角度、即ち
角／AOPである。
リングが矩形断面の時には、 Ｚ＝ＢT2/6 ……（３） 但し、B:リングの幅、T:リングの厚さである。
リングが全周一様な断面であれば、最大応力は合い口Ｃ
の反対側の点に掛かることになる。即ち、上記式（２）
において、θ＝０°の時、 Ｍ＝WR（１＋cosθ） ＝WR（１＋cos0°） ＝2WR 従って、応力Ｆは、 Ｆ＝M/Z ＝12WR/BT2 となる。
の反対側の点に掛かることになる。即ち、上記式（２）
において、θ＝０°の時、 Ｍ＝WR（１＋cosθ） ＝WR（１＋cos0°） ＝2WR 従って、応力Ｆは、 Ｆ＝M/Z ＝12WR/BT2 となる。
リングをピストンに装着する場合には、合い口Ｃを開い
てピストンのリング溝に入れなければならず、リングに
対して張力即ち引張り応力が掛かることになる。
てピストンのリング溝に入れなければならず、リングに
対して張力即ち引張り応力が掛かることになる。
一般に、ピストンリング20については、リングの寸法を
表すのに、呼び径Ｄ、幅Ｂ、厚さＴを用いて、Ｄ×Ｂ×
Ｔで示す。
表すのに、呼び径Ｄ、幅Ｂ、厚さＴを用いて、Ｄ×Ｂ×
Ｔで示す。
ピストンリング20の呼び径Ｄは、ピストンリング20を装
着した場合の真円状態の時の直径である。呼び径Ｄは、
1mm〜2mmの間隔に定められており、自動車用エンジンの
リングとしては40mm〜150mmの範囲のものが使用されて
いる。
着した場合の真円状態の時の直径である。呼び径Ｄは、
1mm〜2mmの間隔に定められており、自動車用エンジンの
リングとしては40mm〜150mmの範囲のものが使用されて
いる。
ピストンリング20の幅Ｂは、ピストンリング20のすべり
面の大きさを示し、エンジンにより幅Ｂをいろいろに変
えており、高速エンジンになるほど薄幅のものが使用さ
れており、1.5mm〜4.5mmのものが使用されている。
面の大きさを示し、エンジンにより幅Ｂをいろいろに変
えており、高速エンジンになるほど薄幅のものが使用さ
れており、1.5mm〜4.5mmのものが使用されている。
また、ピストンリング20の厚さＴは、ピストンリングの
半径方向の大きさを示し、張力に大きな影響を与えるも
のであり、一般に0.15mm〜6.0mmのものが使用されてい
る。
半径方向の大きさを示し、張力に大きな影響を与えるも
のであり、一般に0.15mm〜6.0mmのものが使用されてい
る。
また、特に、圧力リングについては、気密、熱伝達、ベ
アリング作用を果たし、ピストンリングの摩耗が問題に
なり、そのためピストンリングについては、従来、耐摩
耗性、強度等を改良するものが提供されている。
アリング作用を果たし、ピストンリングの摩耗が問題に
なり、そのためピストンリングについては、従来、耐摩
耗性、強度等を改良するものが提供されている。
このような耐摩耗性等を向上させるものとして、例え
ば、特開昭58-214064号公報に示されるものがある。こ
れについて第６図を参照して概説する。
ば、特開昭58-214064号公報に示されるものがある。こ
れについて第６図を参照して概説する。
第６図において、シリンダと接触する接触面31の表面、
ピストンのリング溝と接触する上面33及び下面34に炭化
珪素の溶射層32を被着したピストンリング30が示されて
いる。
ピストンのリング溝と接触する上面33及び下面34に炭化
珪素の溶射層32を被着したピストンリング30が示されて
いる。
また、図示していないが、ピストンリングをセラミック
材料によって形成するものについても、従来、提供され
ており、そのセラミックピストンリングの製作について
は、リング状素材を作成し、粉末のプレス成形等により
素材を作り、焼成する方法が一般的である。
材料によって形成するものについても、従来、提供され
ており、そのセラミックピストンリングの製作について
は、リング状素材を作成し、粉末のプレス成形等により
素材を作り、焼成する方法が一般的である。
しかしながら、ピストンリングについては、上記のよう
に、リングの応力分布、応力負荷部分に関して必ずしも
リング全域にわたって大きな強度を必要とするものでは
ない。特に、ピストンリングの合い口Ｃの中央点Ｅから
両側にそれぞれ角度約130°までの範囲の部分について
の強度は、角度約130°から角度180°までの範囲の部分
についての強度に比較して約1/2程度で十分であること
が分かった。そして、ピストンリングの角度約130°か
ら角度180°までの範囲の部分については、高い強度即
ち大きい強度レベルと信頼性を確保する必要がある。
に、リングの応力分布、応力負荷部分に関して必ずしも
リング全域にわたって大きな強度を必要とするものでは
ない。特に、ピストンリングの合い口Ｃの中央点Ｅから
両側にそれぞれ角度約130°までの範囲の部分について
の強度は、角度約130°から角度180°までの範囲の部分
についての強度に比較して約1/2程度で十分であること
が分かった。そして、ピストンリングの角度約130°か
ら角度180°までの範囲の部分については、高い強度即
ち大きい強度レベルと信頼性を確保する必要がある。
ところで、セラミック材料の性質については、次のよう
になっている。セラミック素材については、主として、
Si＋N2，SiO2＋Ｃ＋N2の反応によって原料粉末が作られ
ている。そして、通常、Si3N4のみでの焼結は困難であ
り、例えば、MgO（５％），Al2O3＋Y2O3（10〜30％）を
混合して、ホットプレスを温度1650〜1750℃で、真空又
は加圧窒素中で行うことによって焼結できるものであ
る。
になっている。セラミック素材については、主として、
Si＋N2，SiO2＋Ｃ＋N2の反応によって原料粉末が作られ
ている。そして、通常、Si3N4のみでの焼結は困難であ
り、例えば、MgO（５％），Al2O3＋Y2O3（10〜30％）を
混合して、ホットプレスを温度1650〜1750℃で、真空又
は加圧窒素中で行うことによって焼結できるものであ
る。
また、セラミック材料の性質については、セラミック原
料の粉末では、α−Si3N4の含有量が多く且つ粉末粒径
の小さい即ち粒度の細かい原料で焼結したものは、セラ
ミック材料の強度は大きくなるが、α−Si3N4の含有量
が少なく且つ粉末粒径の大きい即ち粒度の太い原料で焼
結したものは、セラミック材料の強度は小さくなる。ま
たα−Si3N4の含有量が多く且つ粉末粒径の小さい即ち
粒度の細かい原料で焼結したものは、α−Si3N4の含有
量が少なく且つ粉末粒径の大きい即ち粒度の太い原料で
焼結したもよりもコストが高くなっている。
料の粉末では、α−Si3N4の含有量が多く且つ粉末粒径
の小さい即ち粒度の細かい原料で焼結したものは、セラ
ミック材料の強度は大きくなるが、α−Si3N4の含有量
が少なく且つ粉末粒径の大きい即ち粒度の太い原料で焼
結したものは、セラミック材料の強度は小さくなる。ま
たα−Si3N4の含有量が多く且つ粉末粒径の小さい即ち
粒度の細かい原料で焼結したものは、α−Si3N4の含有
量が少なく且つ粉末粒径の大きい即ち粒度の太い原料で
焼結したもよりもコストが高くなっている。
また、第６図に示す炭化珪素の溶射層32を被着したピス
トンリング30については、ある程度の耐熱性、耐食性、
耐スカッフィング性を有しているが、セラミックピスト
ンリング程ではなく、また、ピストンリングの曲げ運動
時に生じる剪断力によって剥離することが多い等、リン
グの周囲部分についての強度に関しての考慮がなされた
ものではなく、その点については問題点を有しているも
のである。
トンリング30については、ある程度の耐熱性、耐食性、
耐スカッフィング性を有しているが、セラミックピスト
ンリング程ではなく、また、ピストンリングの曲げ運動
時に生じる剪断力によって剥離することが多い等、リン
グの周囲部分についての強度に関しての考慮がなされた
ものではなく、その点については問題点を有しているも
のである。
そこで、この発明の目的は、上記問題点を解決すること
であり、ピストンリングの強度と摩耗特性を考慮して、
強度を必要としない部分と強度を要する部分とに分け、
それぞれの部分に適した材料を用いて即ち両者の部分を
異なった材料で作製し、強度レベルを保障し且つ信頼性
に富み、しかもセラミック材料でありながら材料費が安
価なセラミックピストンリングを提供することである。
であり、ピストンリングの強度と摩耗特性を考慮して、
強度を必要としない部分と強度を要する部分とに分け、
それぞれの部分に適した材料を用いて即ち両者の部分を
異なった材料で作製し、強度レベルを保障し且つ信頼性
に富み、しかもセラミック材料でありながら材料費が安
価なセラミックピストンリングを提供することである。
この発明は、上記の目的を達成するためには、次のよう
に構成されている。即ち、この発明は、合い口から両側
にそれぞれ角度約130°までの合い口側の部分を強度の
小さいセラミック材料によって構成すると共に該強度の
小さいセラミック材料の上面、下面及び外周面に強度の
大きいセラミック材料を配設して構成し、また前記合い
口側の部分に互いに接続する前記合い口と反対側の部分
を強度の大きいセラミック材料のみから構成したことを
特徴とするセラミックピストンリングに関する。
に構成されている。即ち、この発明は、合い口から両側
にそれぞれ角度約130°までの合い口側の部分を強度の
小さいセラミック材料によって構成すると共に該強度の
小さいセラミック材料の上面、下面及び外周面に強度の
大きいセラミック材料を配設して構成し、また前記合い
口側の部分に互いに接続する前記合い口と反対側の部分
を強度の大きいセラミック材料のみから構成したことを
特徴とするセラミックピストンリングに関する。
また、このセラミックピストンリングにおいて、前記強
度の大きい材料がα−Si3N4の含有量が多く且つ小さい
粒径から成る素材で構成され、また前記強度の小さい材
料がα−Si3N4の含有量が少なく且つ大きい粒径から成
る素材で構成されているものである。
度の大きい材料がα−Si3N4の含有量が多く且つ小さい
粒径から成る素材で構成され、また前記強度の小さい材
料がα−Si3N4の含有量が少なく且つ大きい粒径から成
る素材で構成されているものである。
この発明によるセラミックピストンリングは、以上のよ
うに構成されており、次のように作用する。即ち、この
発明は、合い口から両側にそれぞれ角度約130°までの
合い口側の部分を強度の小さいセラミック材料によって
構成するとともに、その上面、下面及び外周面に強度の
大きいセラミック材料を配設して構成し、また前記合い
口と反対側の前記合い口側の部分を互いに接続する部分
を強度の大きいセラミック材料から構成したので、最も
強度を必要とする部分即ち前記合い口の反対側の部分は
十分な強度を有しており、所定の強度レベルを確保する
ことができる。
うに構成されており、次のように作用する。即ち、この
発明は、合い口から両側にそれぞれ角度約130°までの
合い口側の部分を強度の小さいセラミック材料によって
構成するとともに、その上面、下面及び外周面に強度の
大きいセラミック材料を配設して構成し、また前記合い
口と反対側の前記合い口側の部分を互いに接続する部分
を強度の大きいセラミック材料から構成したので、最も
強度を必要とする部分即ち前記合い口の反対側の部分は
十分な強度を有しており、所定の強度レベルを確保する
ことができる。
特に、合い口側の部分は前記合い口から角度約130°ま
での範囲の部分については、シリンダと接触する前記ピ
ストンリングの外周面、並びにピストンのリング溝と接
触する前記ピストンリングの上面及び下面が、強度の大
きいセラミック材料即ちα−Si3N4の含有量が多く且つ
小さい粒度から成る素材で構成されているセラミック材
料を用いているので、前記外周面は引張り応力に強く、
強度を高めることができると共に、シリンダライナーと
の摺動性を向上させることができ、また前記上面及び前
記下面は前記ピストンの前記リング溝内での摺動性も向
上させることができる。
での範囲の部分については、シリンダと接触する前記ピ
ストンリングの外周面、並びにピストンのリング溝と接
触する前記ピストンリングの上面及び下面が、強度の大
きいセラミック材料即ちα−Si3N4の含有量が多く且つ
小さい粒度から成る素材で構成されているセラミック材
料を用いているので、前記外周面は引張り応力に強く、
強度を高めることができると共に、シリンダライナーと
の摺動性を向上させることができ、また前記上面及び前
記下面は前記ピストンの前記リング溝内での摺動性も向
上させることができる。
しかも、前記合い口から角度約130°までの範囲の部分
の内周面は、強度の小さいセラミック材料を用いている
ので、ピストンリングをピストンに取付ける時に引張り
応力を減少させることができるとともに、材料費を大幅
に低減することができる。
の内周面は、強度の小さいセラミック材料を用いている
ので、ピストンリングをピストンに取付ける時に引張り
応力を減少させることができるとともに、材料費を大幅
に低減することができる。
以下、図面を参照して、この発明によるセラミックピス
トンリングの一実施例を詳述する。第１図はこの発明に
よるセラミックピストンリングの一実施例を示す平面
図、第２図は第１図の線II−IIにおける断面図、及び第
３図は第１図の線III−IIIにおける断面図である。
トンリングの一実施例を詳述する。第１図はこの発明に
よるセラミックピストンリングの一実施例を示す平面
図、第２図は第１図の線II−IIにおける断面図、及び第
３図は第１図の線III−IIIにおける断面図である。
この発明によるピストンリング１には、合い口４が形成
されている。ピストンリング１は、断面矩形の形状であ
り、シリンダライナ（図示省略）に接触するすべり面で
ある外周面７、ピストンのリング溝（図示省略）の上面
及び下面に接触する上面８及び下面９、並びにピストン
のリング溝（図示省略）の底面に対向する内周面６から
形成されている。また、ピストンリング１は、上面８及
び下面９の厚さＴ（第２図又は第３図参照）、すべり面
７の幅Ｂ（第２図又は第３図参照）、合い口４のすきま
Ｓを有する。
されている。ピストンリング１は、断面矩形の形状であ
り、シリンダライナ（図示省略）に接触するすべり面で
ある外周面７、ピストンのリング溝（図示省略）の上面
及び下面に接触する上面８及び下面９、並びにピストン
のリング溝（図示省略）の底面に対向する内周面６から
形成されている。また、ピストンリング１は、上面８及
び下面９の厚さＴ（第２図又は第３図参照）、すべり面
７の幅Ｂ（第２図又は第３図参照）、合い口４のすきま
Ｓを有する。
更に、ピストンリング１の装着されていない時の合い口
４のすきまＳを自由合い口すきまと呼ぶ。自由合い口す
きまは、装着時の合い口すきまＳよりも大きくなってお
り、シリンダライナとピストンとの間に装着された状態
では荷重Ｗが掛けられて真円の形状にまで押し縮められ
る。
４のすきまＳを自由合い口すきまと呼ぶ。自由合い口す
きまは、装着時の合い口すきまＳよりも大きくなってお
り、シリンダライナとピストンとの間に装着された状態
では荷重Ｗが掛けられて真円の形状にまで押し縮められ
る。
ピストンリング１の合い口４の中央点Ｅとピストンリン
グ１の中心点Ｏとを結ぶ直径方向中心線10とピストンリ
ング１とが交わる点Ａを、合い口４の反対側の点と呼ぶ
ことにする。
グ１の中心点Ｏとを結ぶ直径方向中心線10とピストンリ
ング１とが交わる点Ａを、合い口４の反対側の点と呼ぶ
ことにする。
ピストンリング１については、その中心点Ｏを中心に合
い口４の中央点Ｅから両側にそれぞれ角度約130°まで
の範囲、言い換えれば、合い口側の部分の角度約260°
の範囲においては、強度の小さいセラミック材料３及び
強度の大きいセラミック材料２から構成し、その中心点
Ｏを中心に合い口４の中央点Ｅから角度約130°〜180°
の範囲、言い換えれば、合い口４とは反対側の点Ａから
角度約50°までの範囲、即ち合い口４と反対側の合い口
側の部分を互いに接続する部分の角度約100°の範囲に
おいては、強度の大きいセラミック材料２から構成して
いる。
い口４の中央点Ｅから両側にそれぞれ角度約130°まで
の範囲、言い換えれば、合い口側の部分の角度約260°
の範囲においては、強度の小さいセラミック材料３及び
強度の大きいセラミック材料２から構成し、その中心点
Ｏを中心に合い口４の中央点Ｅから角度約130°〜180°
の範囲、言い換えれば、合い口４とは反対側の点Ａから
角度約50°までの範囲、即ち合い口４と反対側の合い口
側の部分を互いに接続する部分の角度約100°の範囲に
おいては、強度の大きいセラミック材料２から構成して
いる。
第２図に示すように、合い口側の部分の角度約260°の
範囲における強度の大きいセラミック材料２は、ピスト
ンリング１の上面８、下面９及びすべり面である外周面
７に配設されており、また内周面６には強度の大きいセ
ラミック材料２が露出している。また、合い口４の中央
点Ｅから角度約130°の点即ち材料の変更点Ｍにおける
部分は、符号５で示すように、強度の小さいセラミック
材料３が円弧状に即ち滑らかに段々に少なくなり、強度
の大きいセラミック材料２が円弧状に即ち滑らかに段々
に多く成るように構成されている。
範囲における強度の大きいセラミック材料２は、ピスト
ンリング１の上面８、下面９及びすべり面である外周面
７に配設されており、また内周面６には強度の大きいセ
ラミック材料２が露出している。また、合い口４の中央
点Ｅから角度約130°の点即ち材料の変更点Ｍにおける
部分は、符号５で示すように、強度の小さいセラミック
材料３が円弧状に即ち滑らかに段々に少なくなり、強度
の大きいセラミック材料２が円弧状に即ち滑らかに段々
に多く成るように構成されている。
強度の大きいセラミック材料２は、α−Si3N4の含有量
が多く且つ小さい粒径から成る素材で構成されている。
また、強度の小さいセラミック材料３は、α−Si3N4の
含有量が少なく且つ大きい粒径から成る素材で構成され
ている。例えば、α−Si3N4の含有量が多く、且つ粒径
の小さい即ち粒子径の細かい素材については、粒径0.5
μ以下であり、α−Si3N4の含有量即ちα率90％以上で
あり、不純物として、Ca0.2％以下、Fe0.2％以下である
原料から構成している。また、α−Si3N4の含有量が少
なく、且つ粒径の大きい即ち粒子径の粗い素材について
は、粒径0.5μ〜３μの範囲であり、α−Si3N4の含有量
即ちα率80％以上の原料から構成し、焼成したものであ
る。
が多く且つ小さい粒径から成る素材で構成されている。
また、強度の小さいセラミック材料３は、α−Si3N4の
含有量が少なく且つ大きい粒径から成る素材で構成され
ている。例えば、α−Si3N4の含有量が多く、且つ粒径
の小さい即ち粒子径の細かい素材については、粒径0.5
μ以下であり、α−Si3N4の含有量即ちα率90％以上で
あり、不純物として、Ca0.2％以下、Fe0.2％以下である
原料から構成している。また、α−Si3N4の含有量が少
なく、且つ粒径の大きい即ち粒子径の粗い素材について
は、粒径0.5μ〜３μの範囲であり、α−Si3N4の含有量
即ちα率80％以上の原料から構成し、焼成したものであ
る。
この発明によるセラミックピストンリングは、上記のよ
うに構成され、次のように作製することができる。セラ
ミック原料であるα−Si3N4等の粉末分布については、
それぞれ分割された部分を金型で分割し、粉末を充填し
て異なった粉末即ち異なった粒度及び異なった混合比の
粉末を順次に重ね合わせて成形し、焼結することによっ
て構成することができる。また、ピストンリング１のサ
イズは、適用されるエンジンのシリンダ、シリンダライ
ナ、ピストン及びリング溝のサイズによって異なるが、
合い口側の部分の角度約260°の範囲における強度の大
きいセラミック材料２は、ピストンリング１の上面８、
下面９及びすべり面である外周面７について、すべり面
の厚さＸ、及び上面及び下面の厚さＹは、約1mm〜1.5mm
を占めるように形成することができる。
うに構成され、次のように作製することができる。セラ
ミック原料であるα−Si3N4等の粉末分布については、
それぞれ分割された部分を金型で分割し、粉末を充填し
て異なった粉末即ち異なった粒度及び異なった混合比の
粉末を順次に重ね合わせて成形し、焼結することによっ
て構成することができる。また、ピストンリング１のサ
イズは、適用されるエンジンのシリンダ、シリンダライ
ナ、ピストン及びリング溝のサイズによって異なるが、
合い口側の部分の角度約260°の範囲における強度の大
きいセラミック材料２は、ピストンリング１の上面８、
下面９及びすべり面である外周面７について、すべり面
の厚さＸ、及び上面及び下面の厚さＹは、約1mm〜1.5mm
を占めるように形成することができる。
この発明によるセラミックピストンリングは、以上のよ
うに構成されているので、次のような効果を奏する。即
ち、このセラミックピストンリングは、合い口から両側
にそれぞれ角度約130°までの合い口側の部分を強度の
小さいセラミック材料によって構成するとともに、その
上面、下面及び外周面に強度の大きいセラミック材料を
配設して構成し、また前記合い口と反対側の前記合い口
側の部分を互いに接続する部分を強度の大きいセラミッ
ク材料から構成したので、最も強度を必要とする部分即
ち合い口のと反対側の前記合い口側の部分を互いに接続
する部分は十分な強度を有しており、所定の強度レベル
を保障することができ、高い信頼性がある。
うに構成されているので、次のような効果を奏する。即
ち、このセラミックピストンリングは、合い口から両側
にそれぞれ角度約130°までの合い口側の部分を強度の
小さいセラミック材料によって構成するとともに、その
上面、下面及び外周面に強度の大きいセラミック材料を
配設して構成し、また前記合い口と反対側の前記合い口
側の部分を互いに接続する部分を強度の大きいセラミッ
ク材料から構成したので、最も強度を必要とする部分即
ち合い口のと反対側の前記合い口側の部分を互いに接続
する部分は十分な強度を有しており、所定の強度レベル
を保障することができ、高い信頼性がある。
特に、合い口側の部分である前記合い口から両側にそれ
ぞれ角度約130°までの範囲の部分については、シリン
ダと接触する前記ピストンリングの外周面、並びにピス
トンのリング溝と接触する前記ピストンリングの上面及
び下面が、強度の大きいセラミック材料即ちα−Si3N4
の含有量が多く且つ小さい粒径から成る素材で構成され
ているセラミック材料を用いているので、前記外周面は
引張り応力に強く、強度を高めることができると共に、
シリンダライナとの摺動性を向上させることができ、ま
た、前記上面及び前記下面は前記ピストンの前記リング
溝内での摺動性を向上させることができる。
ぞれ角度約130°までの範囲の部分については、シリン
ダと接触する前記ピストンリングの外周面、並びにピス
トンのリング溝と接触する前記ピストンリングの上面及
び下面が、強度の大きいセラミック材料即ちα−Si3N4
の含有量が多く且つ小さい粒径から成る素材で構成され
ているセラミック材料を用いているので、前記外周面は
引張り応力に強く、強度を高めることができると共に、
シリンダライナとの摺動性を向上させることができ、ま
た、前記上面及び前記下面は前記ピストンの前記リング
溝内での摺動性を向上させることができる。
しかも、前記合い口から両側にそれぞれ角度約130°ま
での範囲の部分の内周面は、強度の小さいセラミック材
料即ちα−Si3N4の含有量が少なく且つ大きい粒度から
成る素材で構成されているセラミック材料を用いている
ので、ピストンリングをピストンの取り付ける時に引張
り応力を減少させることができ、取付けが極めて容易で
ある。更に、このセラミックピストンリングは、ピスト
ンリング全体をコストの高い材料を使用しなくてよいの
で、セラミック製でありながら、安価なピストンリング
を提供できる。
での範囲の部分の内周面は、強度の小さいセラミック材
料即ちα−Si3N4の含有量が少なく且つ大きい粒度から
成る素材で構成されているセラミック材料を用いている
ので、ピストンリングをピストンの取り付ける時に引張
り応力を減少させることができ、取付けが極めて容易で
ある。更に、このセラミックピストンリングは、ピスト
ンリング全体をコストの高い材料を使用しなくてよいの
で、セラミック製でありながら、安価なピストンリング
を提供できる。
第１図はこの発明によるセラミックピストンリングの一
実施例を示す平面図、第２図は第１図の線II−IIにおけ
る断面図、第３図は第１図の線III−IIIにおける断面
図、第４図は従来の基本的なピストンリングを示す平面
図、第５図は第４図の線Ｖ−Ｖにおける断面図、及び第
６図は従来のピストンリングを示す断面図である。 １……ピストンリング、２……強度の大きいセラミック
材料、３……強度の小さいセラミック材料、４……合い
口、６……内周面、７……外周面、８……上面、９……
下面、10……中心線、Ａ……合い口の反対側の点、Ｂ…
…リングの幅、Ｅ……合い口の中央点、Ｍ……材料の変
更点、Ｏ……中心点、Ｓ……合い口のすきま、Ｔ……リ
ングの厚さ、Ｗ……荷重。
実施例を示す平面図、第２図は第１図の線II−IIにおけ
る断面図、第３図は第１図の線III−IIIにおける断面
図、第４図は従来の基本的なピストンリングを示す平面
図、第５図は第４図の線Ｖ−Ｖにおける断面図、及び第
６図は従来のピストンリングを示す断面図である。 １……ピストンリング、２……強度の大きいセラミック
材料、３……強度の小さいセラミック材料、４……合い
口、６……内周面、７……外周面、８……上面、９……
下面、10……中心線、Ａ……合い口の反対側の点、Ｂ…
…リングの幅、Ｅ……合い口の中央点、Ｍ……材料の変
更点、Ｏ……中心点、Ｓ……合い口のすきま、Ｔ……リ
ングの厚さ、Ｗ……荷重。
Claims (2)
- 【請求項１】合い口から両側にそれぞれ角度約130°ま
での合い口側の部分を強度の小さいセラミック材料によ
って構成すると共に該強度の小さいセラミック材料の上
面、下面及び外周面に強度の大きいセラミック材料を配
設して構成し、また前記合い口側の部分に互いに接続す
る前記合い口と反対側の部分を強度の大きいセラミック
材料のみから構成したことを特徴とするセラミックピス
トンリング。 - 【請求項２】前記強度の大きいセラミック材料α−Si3N
4の含有量が多く且つ小さい粒径から成る素材で構成さ
れ、また前記強度の小さい材料はα−Si3N4の含有量が
少なく且つ大きい粒径から成る素材で構成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセラミッ
クピストンリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237244A JPH0697070B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | セラミツクピストンリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61237244A JPH0697070B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | セラミツクピストンリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6392869A JPS6392869A (ja) | 1988-04-23 |
| JPH0697070B2 true JPH0697070B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=17012533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61237244A Expired - Lifetime JPH0697070B2 (ja) | 1986-10-07 | 1986-10-07 | セラミツクピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697070B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5983869A (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-15 | Nippon Piston Ring Co Ltd | シ−ルリング |
| JPS59224307A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-17 | 酒井 良仁 | セラミツクス製ピストンリングの製造方法 |
-
1986
- 1986-10-07 JP JP61237244A patent/JPH0697070B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6392869A (ja) | 1988-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4419971A (en) | Cylinder liner for an internal combustion engine | |
| JPH03194157A (ja) | 圧力鋳造された内燃機関用軽金属ピストン | |
| US4648308A (en) | Internal combustion engine piston and a method of producing the same | |
| JP2605791B2 (ja) | Ｃｕ系焼結合金製変速機同期リング | |
| JPH0697070B2 (ja) | セラミツクピストンリング | |
| JPS59145346A (ja) | 内燃機関用ピストンリング | |
| JPH0650147B2 (ja) | セラミツクピストンリング | |
| JPH0697069B2 (ja) | セラミツクピストンリング及びその製造方法 | |
| JPH0650146B2 (ja) | セラミツクピストンリング | |
| JPS6241980A (ja) | 斜板式コンプレツサ用シユ− | |
| JP2729657B2 (ja) | セラミックディスクバルブ | |
| EP0252728B1 (en) | Metallic slide members to be used with ceramic slide members and sliding assemblies using the same | |
| US6207291B1 (en) | High-temperature sliding alloy and sliding contact structure using same | |
| JP3773080B2 (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2005114096A (ja) | ピストンリング及びその製造方法 | |
| JP2636421B2 (ja) | ピストンリングの製造方法 | |
| JPS5871304A (ja) | 複合金属成形品 | |
| EP0305746B1 (en) | Method for the production of mechanical parts provided with a wear- and/or corrosion-resistant coating | |
| EP0668253A2 (en) | Low frictional composite material for sliding member | |
| JPH1160355A (ja) | 多層構造を持つ窒化ケイ素系複合材料とその製法 | |
| JPH0658434A (ja) | セラミック摺動部材 | |
| JP3394844B2 (ja) | 耐熱材料 | |
| JPH07102270A (ja) | 摺動部材 | |
| JP2588254B2 (ja) | 耐摩性摺動部材 | |
| JP2605815B2 (ja) | Ｃｕ系焼結合金製変速機同期リング |