JPH08252507A - Piston ring - Google Patents
Piston ringInfo
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- JPH08252507A JPH08252507A JP5952695A JP5952695A JPH08252507A JP H08252507 A JPH08252507 A JP H08252507A JP 5952695 A JP5952695 A JP 5952695A JP 5952695 A JP5952695 A JP 5952695A JP H08252507 A JPH08252507 A JP H08252507A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、往復動式圧縮機や真空
ポンプに使用されるピストンリングに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston ring used in a reciprocating compressor or a vacuum pump.
【０００２】[0002]
【従来の技術】往復動式圧縮機用のピストンリングは、
シリンダ内を往復動するピストンの外周面に、該シリン
ダとの間をシールするように設けられているものであっ
て、その材料として、自己潤滑性、耐摩耗性を備えたフ
ッ素樹脂に、基材として炭素繊維、及び潤滑材として黒
鉛、二硫化モリブデン等を混合してなる複合材料が使用
されている。2. Description of the Related Art Piston rings for reciprocating compressors are
It is provided on the outer peripheral surface of a piston that reciprocates in the cylinder so as to seal between the cylinder and the cylinder. As its material, a fluororesin having self-lubricating property and abrasion resistance is used. A composite material obtained by mixing carbon fiber as a material and graphite, molybdenum disulfide or the like as a lubricant is used.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に構成されているピストンリングでは、（１）シリンダ
を傷付け、該シリンダを摩耗させる、（２）高温時に摩
耗量が増大して寿命が短くなる、（３）摺動時に基材で
ある繊維材が脱落して摩耗を促進させる原因となる、と
いう不具合があった。By the way, in the piston ring configured as described above, (1) the cylinder is damaged and the cylinder is worn, (2) the wear amount increases at high temperature and the life is shortened. There is a problem that (3) the fibrous material that is the base material falls off during sliding, which promotes wear.
【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、シリンダを摩耗させることを防止し、かつ
耐摩耗性も向上させることができるピストンリングを提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a piston ring capable of preventing abrasion of a cylinder and improving abrasion resistance.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、シリンダ内を往復動するピストンの外周
面に該シリンダとの間をシールするように設けられたピ
ストンリングであって、フッ素樹脂によって構成される
リング本体中に、径が２０μｍ以上で硬さがＨＶ３００
以下の繊維材を５〜１５重量％含有し、かつ潤滑材を１
〜１０重量％含有し、更にこれら繊維材と潤滑材との合
計配合量を１０〜２０重量％とすることを特徴とする。In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a piston ring provided on an outer peripheral surface of a piston which reciprocates in a cylinder so as to seal between the piston ring and the cylinder. A ring body composed of fluororesin has a diameter of 20 μm or more and hardness of HV300.
Contains 5 to 15% by weight of the following fibrous materials and 1 lubricant
It is characterized in that it is contained in an amount of 10 to 10% by weight, and further that the total compounding amount of the fiber material and the lubricant is 10 to 20% by weight.
【０００６】[0006]
【作用】本発明のピストンリングでは、フッ素樹脂によ
って構成されるリング本体中に、繊維材を５〜１５重量
％含有させ、かつ潤滑材を１〜１０重量％含有させ、更
にこれら繊維材と潤滑材との合計配合量を１０〜２０重
量％と設定することによって、ピストンリングの摩耗量
を低く抑えることができる。また、径が２０μｍ以上の
繊維材を使用することにより、リング本体からの繊維材
の脱落を防止することができ、また、硬さをＨＶ３００
以下とすることで、例えばアルマイト処理を施したシリ
ンダ（ＨＶ４００〜４３０）を使用したとしても、該シ
リンダが傷付くことが無く、これによってピストンリン
グ及びシリンダの双方の摩耗を防止することが可能とな
る。In the piston ring of the present invention, the ring body made of fluororesin contains 5 to 15% by weight of the fiber material and 1 to 10% by weight of the lubricant, and further lubricates with the fiber material. By setting the total compounding amount with the material to 10 to 20% by weight, the wear amount of the piston ring can be suppressed to a low level. Further, by using the fiber material having a diameter of 20 μm or more, it is possible to prevent the fiber material from falling off from the ring body, and the hardness is HV300.
By the following, even if a cylinder (HV400 to 430) subjected to alumite treatment is used, for example, the cylinder is not damaged, and it is possible to prevent wear of both the piston ring and the cylinder. Become.
【０００７】[0007]
【実施例】図１〜図７を参照して、ピストンリングの繊
維材を５〜１５重量％、潤滑材を１〜１０重量％、これ
ら繊維材と潤滑材との合計配合量を１０〜２０重量％と
なる割合で配合し、繊維材として、径が２０μｍ以上で
硬さがＨＶ３００以下（硬さはビッカース硬度計にて測
定した）のものを選定する理由について説明する。EXAMPLES Referring to FIGS. 1 to 7, the piston ring fiber material is 5 to 15% by weight, the lubricant is 1 to 10% by weight, and the total compounding amount of these fiber materials and the lubricant is 10 to 20%. The reason for selecting a fiber material having a diameter of 20 μm or more and a hardness of HV300 or less (hardness measured by a Vickers hardness meter) as a fiber material will be described.
【０００８】まず、本発明に係わるピストンリング（図
１の実施例〜参照）の製造方法について説明する
と、リング本体となる四フッ化エチレン樹脂、繊維材と
なるチタン酸カリウム繊維、潤滑材となる黒鉛を用意し
た後、これら材料を、図１で示すように繊維材が５〜１
５重量％、潤滑材が１〜１０重量％、これら繊維材と潤
滑材との合計配合量が１０〜２０重量％となる割合で配
合及び混合し、その後、常温にて３００〜５００〔Kgf
／cm2〕の圧力で加圧成形した。次いで、金型から加圧
成形した成形品を取り出して、３８０〜４００℃の範囲
で加熱処理した後、ピストンに装着可能な形状に加工す
ることにより、実施例〜で示されるようなピストン
リングを作成した。また、上記繊維材は、径が２０μｍ
以上で硬さがＨＶ３００以下なチタン酸カリウム繊維を
選定した。First, a method of manufacturing a piston ring according to the present invention (see Examples 1 to 1 in FIG. 1) will be described. A tetrafluoroethylene resin as a ring body, potassium titanate fiber as a fiber material, and a lubricant will be described. After preparing the graphite, these materials are mixed with fibrous material 5 to 1 as shown in FIG.
5% by weight, 1 to 10% by weight of the lubricant and 10 to 20% by weight of the total amount of the fiber material and the lubricant are mixed and mixed, and then 300 to 500 [Kgf at room temperature.
/ Cm 2 ]. Then, the pressure-molded molded product is taken out of the mold, heat-treated in the range of 380 to 400 ° C., and then processed into a shape that can be mounted on the piston, thereby forming a piston ring as shown in Examples 1 to 3. Created. The fiber material has a diameter of 20 μm.
As described above, potassium titanate fiber having a hardness of HV 300 or less was selected.
【０００９】そして、以上のように製造されたピストン
リングを無給油式空気圧縮機のピストンに組み込み、該
ピストンリングの摩耗状況、入力電圧値を測定した。ま
た、前記ピストンと対をなしているシリンダは、アルマ
イト処理を施したアルミ合金で形成されているものであ
って、硬さはＨＶ４００〜４３０である。また、前記ピ
ストン、シリンダが組み込まれる無給油式空気圧縮機は
消費電力が０．４ｋｗで、圧縮空気の吐出圧力を８〔Kg
f／cm2〕となるように調整した。Then, the piston ring manufactured as described above was incorporated into the piston of the oil-free air compressor, and the wear state of the piston ring and the input voltage value were measured. The cylinder forming a pair with the piston is made of anodized aluminum alloy and has a hardness of HV400 to 430. Further, the oil-free air compressor in which the piston and the cylinder are incorporated has a power consumption of 0.4 kW and a discharge pressure of compressed air of 8 [Kg.
f / cm 2 ].
【００１０】次に、本発明に係わるピストンリング（図
１の実施例〜参照）と比較されるピストンリング
（図１の比較例〔１〕〜〔10〕参照）について説明す
る。なお、比較例〔１〕〜〔10〕で示されるピストンリ
ングは、実施例〜で示されるピストンリングと製造
方法、試験条件が同じであり、以下では、実施例〜
のピストンリングと異なる部分である配合材料について
のみ説明する。比較例〔１〕で示されるピストンリング
は、繊維材を全く含有せずかつ繊維材（＝０重量％）と
潤滑材との合計配合量を１０重量％未満に調整したもの
であり、また、比較例〔２〕で示されるピストンリング
は、潤滑材を全く含有せずかつ繊維材と潤滑材（＝０重
量％）との合計配合量を１０重量％未満に調整したもの
であって、いずれも実施例〜で示される材料の配合
割合（すなわち、繊維材が５〜１５重量％、潤滑材が１
〜１０重量％、これら繊維材と潤滑材との合計配合量が
１０〜２０重量％に調整された配合割合）の範囲から外
れている。Next, a piston ring (see Comparative Examples [1] to [10] in FIG. 1) to be compared with the piston ring according to the present invention (see Embodiments in FIG. 1) will be described. The piston rings shown in Comparative Examples [1] to [10] have the same manufacturing method and test conditions as the piston rings shown in Examples to.
Only the compounding material which is a different part from the piston ring of 1 will be described. The piston ring shown in Comparative Example [1] does not contain any fibrous material, and the total amount of the fibrous material (= 0% by weight) and the lubricant is adjusted to less than 10% by weight. The piston ring shown in Comparative Example [2] contains no lubricant at all, and the total amount of the fiber material and the lubricant (= 0% by weight) is adjusted to less than 10% by weight. Also, the compounding ratio of the materials shown in Examples 1 to 5 (that is, 5 to 15% by weight of the fibrous material and 1 of the lubricant)
10% by weight, and the total compounding amount of these fibrous materials and lubricants is out of the range of 10 to 20% by weight).
【００１１】比較例〔３〕及び比較例〔４〕で示される
ピストンリングは、繊維材と潤滑材との合計配合量を２
０重量％より多くなるように調整したものであって、い
ずれも実施例〜で設定された材料の配合割合の範囲
から外れている。比較例〔５〕で示されるピストンリン
グは潤滑材を全く含有しない、また、比較例〔６〕で示
されるピストンリングは繊維材を全く含有しないもので
あって、いずれも実施例〜で設定された材料の配合
割合の範囲から外れている。比較例〔７〕で示されるピ
ストンリングは、潤滑材を１０重量％より多く含有し、
かつ繊維材と潤滑材との合計配合量を２０重量％より多
くなるように調整したものであって、実施例〜で設
定された材料の配合割合の範囲から外れている。In the piston rings shown in Comparative Examples [3] and [4], the total compounding amount of the fiber material and the lubricant is 2
The amount was adjusted to be more than 0% by weight, and all were out of the range of the mixing ratio of the materials set in Examples 1 to 3. The piston ring shown in Comparative Example [5] does not contain any lubricant, and the piston ring shown in Comparative Example [6] does not contain fiber material at all. The material content is out of the range. The piston ring shown in Comparative Example [7] contains a lubricant in an amount of more than 10% by weight,
In addition, the total blending amount of the fiber material and the lubricant is adjusted to be more than 20% by weight, which is out of the range of the blending ratio of the materials set in Examples to.
【００１２】比較例〔８〕〜〔10〕で示されるピストン
リングでは、材料（繊維材、潤滑材）の配合割合が実施
例〜で示される材料の配合割合の範囲内にあるもの
の、使用する繊維材の径が２０μｍ未満あるいは硬さが
ＨＶ３００より大であり、実施例〜で示される繊維
材の選定条件（径が２０μｍ以上で硬さがＨＶ３００以
下の繊維材）から外れている。すなわち、比較例〔８〕
で示されるピストンリングでは径が０．３μｍのチタン
酸カリウムウイスカが使用され、また、比較例In the piston rings shown in Comparative Examples [8] to [10], the compounding ratio of the materials (fibrous material, lubricant) is within the range of the compounding ratios of the materials shown in the Examples to be used. The diameter of the fiber material is less than 20 μm or the hardness is larger than HV300, and the fiber material is out of the selection conditions (fiber material having a diameter of 20 μm or more and hardness of HV300 or less) shown in Examples 1 to 3. That is, Comparative Example [8]
In the piston ring shown in, a potassium titanate whisker with a diameter of 0.3 μm is used.
〔９〕で
示されるピストンリングでは径が８μｍでかつ硬さがＨ
Ｖ５００〜６００の炭素繊維が使用され、また、比較例
〔10〕で示されるピストンリングでは硬さがＨＶ３００
〜４００のケイカイ石繊維が使用されている。The piston ring shown in [9] has a diameter of 8 μm and a hardness of H
V500-600 carbon fibers are used, and the piston ring shown in Comparative Example [10] has a hardness of HV300.
~ 400 quartzite fibers have been used.
【００１３】次に、実施例〜で示されるピストンリ
ング、比較例〔１〕〜〔10〕で示されるピストンリング
の試験結果について、図３〜図７を参照して説明する。
図３は、ピストンリングに含有される繊維材と潤滑材と
の合計配合量と、１時間あたりのピストンリングの摩耗
量との関係を示すグラフであって、繊維材と潤滑材との
合計配合量が１０〜２０重量％の範囲にある実施例〜
のピストンリングについては、１時間あたりの摩耗量
が全て０．１μｍ以下となり極めて低い摩耗量となるこ
とが確認された。一方、繊維材と潤滑材との合計配合量
が１０〜２０重量％の範囲から外れる比較例のピストン
リング（比較例〔１〕〜〔４〕が対象となる）について
は、１時間あたりの摩耗量が全て０．１μｍ以上とな
り、実施例〜のピストンリングと比較して摩耗量が
高いことが確認された。Next, test results of the piston rings shown in Examples 1 to 3 and the piston rings shown in Comparative Examples 1 to 10 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the total amount of the fiber material and the lubricant contained in the piston ring and the wear amount of the piston ring per hour. Examples in which the amount is in the range of 10 to 20% by weight
It was confirmed that the piston ring had a wear amount per hour of 0.1 μm or less, which was an extremely low wear amount. On the other hand, for the piston ring of the comparative example (comparative examples [1] to [4] are targeted) in which the total amount of the fibrous material and the lubricant is out of the range of 10 to 20% by weight, wear per hour All the amounts were 0.1 μm or more, and it was confirmed that the wear amount was higher than that of the piston rings of Examples 1 to 3.
【００１４】次に、繊維材と潤滑材との合計配合量が１
０〜２０重量％の範囲にあったとしても、比較例〔５〕
〜〔10〕で示されるピストンリングでは摩耗量が０．１
μｍ以上と高くなっており、以下、その理由について以
下考察する。 《比較例〔５〕、比較例〔７〕のピストンリングについ
て》比較例〔５〕のピストンリングでは潤滑材を全く含
有しておらず、これによってピストンリングの摺動性が
極めて悪くなり摩耗量が多くなったと考えられ、また、
比較例〔７〕のピストンリングでは潤滑材を多量（１５
重量％）に含有しており、これによって強度が弱くなっ
て高い摩耗量になったと考えられる。従って、このよう
な潤滑材をどの程度含有させれば、ピストンリングの摩
耗量が０．１μｍ以下となるかを確認する試験を行っ
た。なお、この試験では、繊維径３０μｍ、硬さがＨＶ
１００〜１５０のチタン酸カリウム繊維を５重量％含有
させ、かつ、潤滑材の含有割合を０重量％、１重量％、
２重量％、３重量％、４重量％……と順次増加させるこ
とにより複数のピストンリングを作製し、これらピスト
ンリングの摩耗量に基づいて該潤滑材の最適な配合量を
決定するようにした。その結果、図５に示すように潤滑
材を１〜１０重量％の範囲で含んでいるピストンリング
については、いずれも０．１μｍ以下と極めて低い摩耗
量となることが確認された。Next, the total blending amount of the fiber material and the lubricant is 1
Even in the range of 0 to 20% by weight, Comparative Example [5]
The wear amount is 0.1 in the piston ring shown in ~ [10].
It is as high as μm or more, and the reason will be discussed below. << Regarding the Piston Rings of Comparative Example [5] and Comparative Example [7] >> The piston ring of Comparative Example [5] does not contain any lubricant, so that the slidability of the piston ring is extremely deteriorated and the wear amount is reduced. Is thought to have increased,
In the piston ring of Comparative Example [7], a large amount of lubricant (15
It is considered that the strength is weakened and the wear amount is increased due to this. Therefore, a test was conducted to confirm how much such a lubricant should be contained in the piston ring so that the amount of wear of the piston ring becomes 0.1 μm or less. In this test, the fiber diameter is 30 μm and the hardness is HV.
5% by weight of 100 to 150 potassium titanate fiber is contained, and the content ratio of the lubricant is 0% by weight, 1% by weight,
A plurality of piston rings were manufactured by sequentially increasing the amounts of 2% by weight, 3% by weight, 4% by weight, etc., and the optimum blending amount of the lubricant was determined based on the wear amount of these piston rings. . As a result, as shown in FIG. 5, it was confirmed that the piston rings containing the lubricant in the range of 1 to 10% by weight each had an extremely low wear amount of 0.1 μm or less.
【００１５】《比較例〔６〕のピストンリングについ
て》比較例〔６〕のピストンリングでは繊維材を全く含
有しておらず、これによってピストンリングの全体の強
度が低下して摩耗量が多くなったと考えられる。従っ
て、この繊維材をどの程度含有させれば、ピストンリン
グの摩耗量が０．１μｍ以下となるかを確認する試験を
行った。なお、この試験では、繊維径３０μｍ、硬さが
ＨＶ１００〜１５０のチタン酸カリウム繊維を使用する
とともに、潤滑材である黒鉛を５重量％含有させ、更
に、繊維材の含有割合を０重量％、１重量％、２重量
％、３重量％、４重量％……と順次増加させることによ
り複数のピストンリングを作製し、これらピストンリン
グの摩耗量に基づいて該繊維材の最適な配合量を決定す
るようにした。その結果、図６に示すように繊維材を５
〜１５重量％の範囲で含んでいるピストンリングについ
ては、いずれも０．１μｍ以下と極めて低い摩耗量とな
ることが確認された。<< Regarding Piston Ring of Comparative Example [6] >> The piston ring of Comparative Example [6] does not contain any fibrous material at all, so that the overall strength of the piston ring is lowered and the wear amount is increased. It is thought that Therefore, a test was carried out to confirm how much of this fiber material should be contained so that the wear amount of the piston ring becomes 0.1 μm or less. In this test, potassium titanate fibers having a fiber diameter of 30 μm and a hardness of HV100 to 150 were used, and 5% by weight of graphite as a lubricant was added, and the content ratio of the fiber material was 0% by weight. A plurality of piston rings were produced by sequentially increasing the amount of 1% by weight, 2% by weight, 3% by weight, 4% by weight, etc., and the optimum blending amount of the fiber material was determined based on the wear amount of these piston rings. I decided to do it. As a result, as shown in FIG.
It was confirmed that the piston rings contained in the range of up to 15% by weight each had an extremely low wear amount of 0.1 μm or less.
【００１６】《比較例〔８〕のピストンリングについ
て》比較例〔８〕のピストンリングでは繊維材の径が
０．３μｍと小さく、これによって摺動時に繊維材が多
く脱落してピストンリングの摩耗量を増加させたと考え
られる。従って、この繊維材の径をどの程度とすれば、
ピストンリングの摩耗量が０．１μｍ以下となるかを確
認する試験を行った。なお、この試験では、硬さがＨＶ
１００〜１５０のチタン酸カリウム繊維を１０重量％、
潤滑材である黒鉛を５重量％含有させ、更に、繊維材の
径を０．３μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μ
ｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍとした複数のピスト
ンリングを作製し、これらピストンリングの摩耗量に基
づいて該繊維材の最適な径を決定するようにした。その
結果、図７に示すように繊維材の径が約２０μｍ以下の
ピストンリングについては、いずれも０．１μｍ以下と
極めて低い摩耗量となることが確認された。<< Regarding Piston Ring of Comparative Example [8] >> In the piston ring of Comparative Example [8], the diameter of the fiber material is as small as 0.3 μm, which causes a large amount of the fiber material to fall off during sliding and wear of the piston ring. It is considered that the amount was increased. Therefore, what is the diameter of this fiber material?
A test was conducted to confirm whether the wear amount of the piston ring was 0.1 μm or less. In this test, the hardness is HV.
10% by weight of 100-150 potassium titanate fiber,
5% by weight of graphite, which is a lubricant, is added, and the diameter of the fiber material is 0.3 μm, 5 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μ.
A plurality of piston rings having m, 25 μm, 30 μm, and 35 μm were produced, and the optimum diameter of the fiber material was determined based on the wear amount of these piston rings. As a result, as shown in FIG. 7, it was confirmed that the piston rings each having a fiber material diameter of about 20 μm or less had an extremely low wear amount of 0.1 μm or less.
【００１７】《比較例<< Comparative Example
〔９〕・〔10〕のピストンリング
について》比較例[9] ・ [10] Piston ring >> Comparative example
〔９〕・〔10〕のピストンリングでは
繊維材の硬さがＨＶ３００以上と高く、これによって摺
動時の摩擦抵抗が大きくなってピストンリングの摩耗量
を増加させたと考えられる。従って、この繊維材の硬さ
をどの程度とすれば、ピストンリングの摩耗量が０．１
μｍ以下となるかを確認する試験を行った。なお、この
試験では、径が３０μｍの繊維材を１０重量％、潤滑材
を５重量％含有させ、更に、繊維材の硬さをＨＶ１００
〜１５０（チタン酸カリウム繊維）、ＨＶ１５０〜３０
０（チタン酸カリウム繊維）、ＨＶ３００〜４００（炭
素繊維）、ＨＶ５００〜６００（ケイカイ石繊維）とし
た複数のピストンリングを作製し、これらピストンリン
グの摩耗量に基づいて該繊維材の最適な径を決定するよ
うにした。その結果、繊維材の硬さがＨＶ１００〜１５
０（チタン酸カリウム繊維）のピストンリングでは摩耗
量が０．０４μｍ、ＨＶ１５０〜３００（チタン酸カリ
ウム繊維）のピストンリングでは摩耗量が０．０５μ
ｍ、ＨＶ３００〜４００（炭素繊維）のピストンリング
では摩耗量が０．２μｍ、ＨＶ５００〜６００（ケイカ
イ石繊維）のピストンリングでは摩耗量が０．３μｍと
なり、これによって繊維材の硬さがＨＶ３００以下のピ
ストンリングについては、いずれも０．１μｍ以下とな
り極めて低い摩耗量となることが確認された。In the piston rings of [9] and [10], the hardness of the fiber material is as high as HV300 or more, which is considered to increase the frictional resistance during sliding and increase the wear amount of the piston ring. Therefore, what is the hardness of this fibrous material?
A test was carried out to confirm whether the thickness was less than μm. In this test, 10% by weight of a fiber material having a diameter of 30 μm and 5% by weight of a lubricant were added, and the hardness of the fiber material was HV100.
~ 150 (potassium titanate fiber), HV150 ~ 30
0 (potassium titanate fiber), HV300 to 400 (carbon fiber), HV500 to 600 (silica stone fiber) were prepared as a plurality of piston rings, and the optimum diameter of the fiber material was determined based on the wear amount of these piston rings. Was decided. As a result, the hardness of the fiber material is HV100-15.
A wear amount of 0.0 (potassium titanate fiber) piston ring is 0.04 μm, and a wear amount of HV150 to 300 (potassium titanate fiber) piston ring is 0.05 μm.
m, HV300 to 400 (carbon fiber) piston ring has a wear amount of 0.2 μm, and HV500 to 600 (silica fiber) piston ring has a wear amount of 0.3 μm, which makes the hardness of the fiber material HV300 or less. It was confirmed that each of the piston rings had a thickness of 0.1 μm or less and a very low wear amount.
【００１８】一方、図４は実施例〜、比較例〔１〕
〜〔10〕のピストンリングについて、該ピストンリング
と摺動するシリンダの摩耗量を示す表であって、この表
において、繊維材として、特に硬さがＨＶ３００以上の
炭素繊維、ケイカイ石繊維を使用した比較例On the other hand, FIG. 4 shows examples 1 to 3 and comparative example [1].
Tables showing the amount of wear of a cylinder that slides with respect to the piston ring of [10] to [10], in which carbon fiber having hardness of HV300 or more and silica stone fiber are used as the fiber material. Comparative example
〔９〕及び
比較例〔10〕では、入力値差（例えば、ピストンリング
の摩擦係数が高くなることにより、同じ回転数を保つた
めには、動力源であるモータへの供給電力を高くしてト
ルクを高くする必要がある。このときの供給電力をい
う）が３００Ｗ以上と高く、また、１時間あたりの摩耗
量が１０μｍ以上となり、シリンダ側の摩耗量も高くな
ることが確認された。In [9] and Comparative Example [10], in order to maintain the same rotation speed due to the difference in input value (for example, the friction coefficient of the piston ring becomes high, the power supplied to the motor that is the power source is increased. It was confirmed that it is necessary to increase the torque. It means that the power supplied at this time is as high as 300 W or more, the wear amount per hour is 10 μm or more, and the wear amount on the cylinder side is also high.
【００１９】なお、上記実施例では、繊維材としてチタ
ン酸カリウムを主に取り上げたが、これに限定されず、
他の繊維材（例えば、炭素繊維等）についても、特許請
求の範囲の条件を満たせば、チタン酸カリウムと同様の
効果が得られることが確認されている。また同様に、潤
滑材として黒鉛を主に取り上げたが、これに限定され
ず、他の潤滑材（例えば、二硫化モリブデン等）につい
ても、特許請求の範囲の条件を満たせば、黒鉛と同様の
効果が得られることが確認されている。In the above examples, potassium titanate was mainly taken as the fiber material, but it is not limited to this.
It has been confirmed that the effect similar to that of potassium titanate can be obtained for other fiber materials (for example, carbon fiber) as long as the conditions of the claims are satisfied. Similarly, although graphite is mainly taken as the lubricant, the present invention is not limited to this, and other lubricants (for example, molybdenum disulfide) are similar to graphite as long as the conditions of the claims are satisfied. It has been confirmed that the effect can be obtained.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明のピス
トンリングでは、フッ素樹脂によって構成されるリング
本体中に、繊維材を５〜１５重量％含有させ、かつ潤滑
材を１〜１０重量％含有させ、更にこれら繊維材と潤滑
材との合計配合量を１０〜２０重量％と設定することに
よって、ピストンリングの摩耗量を低く抑えることがで
きる。また、径が２０μｍ以上の繊維材を使用すること
により、リング本体からの繊維材の脱落を防止すること
ができ、また、硬さをＨＶ３００以下とすることで、例
えばアルマイト処理を施したシリンダ（ＨＶ４００〜４
３０）を使用したとしても、該シリンダが傷付くことが
無く、これによってピストンリング及びシリンダの双方
の摩耗を防止することが可能となる。As described in detail above, in the piston ring of the present invention, the ring body made of fluororesin contains 5 to 15% by weight of the fiber material and 1 to 10% by weight of the lubricant. By including them and setting the total compounding amount of these fiber materials and lubricants to 10 to 20% by weight, the wear amount of the piston ring can be suppressed to a low level. Further, by using a fiber material having a diameter of 20 μm or more, it is possible to prevent the fiber material from falling off from the ring body, and by setting the hardness to HV300 or less, for example, a cylinder (eg, anodized) ( HV400-4
Even if 30) is used, the cylinder is not scratched, which makes it possible to prevent wear of both the piston ring and the cylinder.
【図１】本発明に係わるピストンリング（実施例〜
）と、比較すべきピストンリング（比較例〔１〕〜
〔10〕）の材料の配合を示す表。FIG. 1 shows a piston ring according to the present invention (Examples-
) And a piston ring to be compared (Comparative Example [1]-
[10]) A table showing the composition of the material.
【図２】繊維材の径と硬さを示す表。FIG. 2 is a table showing the diameter and hardness of fiber materials.
【図３】実施例〜、比較例〔１〕〜〔10〕で示すピ
ストンリングにおいて、繊維材と潤滑材との合計配合量
と、ピストンリングの摩耗量との関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the total amount of the fiber material and the lubricant compounded and the amount of wear of the piston ring in the piston rings shown in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 10.
【図４】実施例〜、比較例〔１〕〜〔10〕で示すピ
ストンリングにおいて、入力値差と、シリンダの摩耗量
をそれぞれ示す表。FIG. 4 is a table showing the input value difference and the amount of wear of the cylinders in the piston rings shown in Examples to Comparative Examples [1] to [10].
【図５】潤滑材の配合量とピストンリングの摩耗量との
関係を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of lubricant mixed and the amount of piston ring wear.
【図６】繊維材の配合量とピストンリングの摩耗量との
関係を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the blending amount of the fiber material and the wear amount of the piston ring.
【図７】繊維材の径とピストンリングの摩耗量との関係
を示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the diameter of the fiber material and the wear amount of the piston ring.
Claims (1)
面に該シリンダとの間をシールするように設けられたピ
ストンリングであって、 フッ素樹脂によって構成されるリング本体中に、径が２
０μｍ以上で硬さがＨＶ３００以下の繊維材を５〜１５
重量％含有し、かつ潤滑材を１〜１０重量％含有し、更
にこれら繊維材と潤滑材との合計配合量を１０〜２０重
量％とすることを特徴とするピストンリング。1. A piston ring, which is provided on an outer peripheral surface of a piston that reciprocates in a cylinder so as to seal between the piston and the cylinder, wherein a ring body made of fluororesin has a diameter of 2 mm.
Fiber material with a hardness of 0 μm or more and a hardness of HV 300 or less is 5 to 15
A piston ring characterized by containing 1% to 10% by weight of a lubricant and further containing 10 to 20% by weight of the total amount of the fiber material and the lubricant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5952695A JPH08252507A (en) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Piston ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5952695A JPH08252507A (en) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Piston ring |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08252507A true JPH08252507A (en) | 1996-10-01 |
Family
ID=13115816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5952695A Pending JPH08252507A (en) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | Piston ring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08252507A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056214A1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-10 | Nuovo Pignone Holding S.P.A. | Reduced-wear sealing element |
| JP2016164216A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 | Fluorine resin composition for sliding member with low friction property and low wear property |
| JP6002309B1 (en) * | 2015-12-01 | 2016-10-05 | 幸雄 大西 | Cooling device and thermostat |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP5952695A patent/JPH08252507A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056214A1 (en) * | 2001-12-28 | 2003-07-10 | Nuovo Pignone Holding S.P.A. | Reduced-wear sealing element |
| JP2016164216A (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 | Fluorine resin composition for sliding member with low friction property and low wear property |
| JP6002309B1 (en) * | 2015-12-01 | 2016-10-05 | 幸雄 大西 | Cooling device and thermostat |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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