JPH11190429A - 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリングならびにその製造方法 - Google Patents
組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリングならびにその製造方法Info
- Publication number
- JPH11190429A JPH11190429A JP9366439A JP36643997A JPH11190429A JP H11190429 A JPH11190429 A JP H11190429A JP 9366439 A JP9366439 A JP 9366439A JP 36643997 A JP36643997 A JP 36643997A JP H11190429 A JPH11190429 A JP H11190429A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil ring
- spacer expander
- side rail
- crn
- film
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/06—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
- F16J9/064—Rings with a flat annular side rail
- F16J9/066—Spring expander from sheet metal
- F16J9/069—Spring expander from sheet metal with a "C"-shaped cross section along the entire circumference
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/06—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction using separate springs or elastic elements expanding the rings; Springs therefor ; Expansion by wedging
- F16J9/064—Rings with a flat annular side rail
- F16J9/066—Spring expander from sheet metal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/12—Details
- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
- F16J9/203—Oil-scraping rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
Abstract
(57)【要約】
【課題】 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダ
のサイドレール押圧片に被覆される硬質皮膜の耐摩耗性
と耐剥離性を向上する。 【解決手段】 組合せオイルリング４は上下一対のサイ
ドレール５，６と、スペーサエキスパンダ７とからな
る。サイドレール５，６はマルテンサイト系ステンレス
鋼からなり、ガス窒化処理を施してある。スペーサエキ
スパンダ７はオーステナイト系ステンレス鋼からなり、
下地層として形成した軟窒化層２０上の外周面にイオン
プレーティングによって硬度ＨＶ１３００〜２２００の
硬さの硬質皮膜２１を１〜５０μｍの厚さで形成してあ
る。硬質皮膜２１はＣｒＮとＣｒ2 Ｎの混合からなる皮
膜あるいはＣｒＮとＣｒ2 ＮとＣｒの混合からなる皮膜
であり、ＣｒＮの結晶は（２００）面に配向している。
のサイドレール押圧片に被覆される硬質皮膜の耐摩耗性
と耐剥離性を向上する。 【解決手段】 組合せオイルリング４は上下一対のサイ
ドレール５，６と、スペーサエキスパンダ７とからな
る。サイドレール５，６はマルテンサイト系ステンレス
鋼からなり、ガス窒化処理を施してある。スペーサエキ
スパンダ７はオーステナイト系ステンレス鋼からなり、
下地層として形成した軟窒化層２０上の外周面にイオン
プレーティングによって硬度ＨＶ１３００〜２２００の
硬さの硬質皮膜２１を１〜５０μｍの厚さで形成してあ
る。硬質皮膜２１はＣｒＮとＣｒ2 Ｎの混合からなる皮
膜あるいはＣｒＮとＣｒ2 ＮとＣｒの混合からなる皮膜
であり、ＣｒＮの結晶は（２００）面に配向している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のピスト
ンに装着される組合せオイルリングに関する。
ンに装着される組合せオイルリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】往復動内燃機関に使用される組合せオイ
ルリングにおけるスペーサエキスパンダのサイドレール
押圧片がサイドレールと接触する部分は、面圧が２ＭＰ
ａ以上と高いため、従来より採用されている軟窒化処理
等では耐摩耗性および耐剥離性が不充分である内燃機関
が多くなってきた。スペーサエキスパンダのサイドレー
ル押圧片のサイドレールと接触する部分の表面処理が摩
耗あるいは剥離すると、サイドレールを押圧する力が減
少し、オイルリング性能が低下する。その結果、オイル
消費量が増加する。
ルリングにおけるスペーサエキスパンダのサイドレール
押圧片がサイドレールと接触する部分は、面圧が２ＭＰ
ａ以上と高いため、従来より採用されている軟窒化処理
等では耐摩耗性および耐剥離性が不充分である内燃機関
が多くなってきた。スペーサエキスパンダのサイドレー
ル押圧片のサイドレールと接触する部分の表面処理が摩
耗あるいは剥離すると、サイドレールを押圧する力が減
少し、オイルリング性能が低下する。その結果、オイル
消費量が増加する。
【０００３】そこで、スペーサエキスパンダの表面に、
軟窒化またはＣｒめっきを施し、その上にＣｒＮ皮膜を
被覆した組合せオイルリング（実公平１−２２９２４
号）が提案されている。また、サイドレール内周面にＣ
ＶＤによるＴｉＮ等の硬質皮膜を被覆し、スペーサエキ
スパンダ外周面に窒化クロム皮膜を被覆した組合せオイ
ルリング（特開平６−２３５４６２号）が提案されてい
る。さらに、特開平９−１７０６５９号においてスペー
サエキスパンダにＣｒ2 Ｎ皮膜を被覆したものが提案さ
れている。
軟窒化またはＣｒめっきを施し、その上にＣｒＮ皮膜を
被覆した組合せオイルリング（実公平１−２２９２４
号）が提案されている。また、サイドレール内周面にＣ
ＶＤによるＴｉＮ等の硬質皮膜を被覆し、スペーサエキ
スパンダ外周面に窒化クロム皮膜を被覆した組合せオイ
ルリング（特開平６−２３５４６２号）が提案されてい
る。さらに、特開平９−１７０６５９号においてスペー
サエキスパンダにＣｒ2 Ｎ皮膜を被覆したものが提案さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記皮
膜では、耐摩耗性および耐剥離性が未だ不充分である。
膜では、耐摩耗性および耐剥離性が未だ不充分である。
【０００５】なお、圧縮リングに関して、外周面にＣｒ
とＣｒ2 Ｎとからなる複合皮膜を被覆したピストンリン
グ（特公平６−２５５９７号）や、外周面にＣｒ2 Ｎと
ＣｒＮとからなる複合皮膜を被覆したピストンリング
（特開平１−１５９４４９号）が知られている。しか
し、圧縮リングの摺動条件は、 摺動相手：一般的に鋳鉄 摺動速度：１０ｍ／ｓのオーダー 圧力 ：０．２ＭＰａ前後 潤滑条件：主として流体潤滑 である。
とＣｒ2 Ｎとからなる複合皮膜を被覆したピストンリン
グ（特公平６−２５５９７号）や、外周面にＣｒ2 Ｎと
ＣｒＮとからなる複合皮膜を被覆したピストンリング
（特開平１−１５９４４９号）が知られている。しか
し、圧縮リングの摺動条件は、 摺動相手：一般的に鋳鉄 摺動速度：１０ｍ／ｓのオーダー 圧力 ：０．２ＭＰａ前後 潤滑条件：主として流体潤滑 である。
【０００６】これに対して、スペーサエキスパンダのサ
イドレール押圧片の摺動条件は、 摺動相手：ガス窒化したマルテンサイト系ステンレス鋼 摺動速度：ほとんど ０ 圧力 ：２ＭＰａ以上 潤滑条件：主として境界潤滑 であり、圧縮リングの摺動条件とは異なっている。した
がって、スペーサエキスパンダのサイドレール押圧片に
は上述した圧縮リングに適用されているＰＶＤ皮膜を直
ちに適用可能でないことを意味している。
イドレール押圧片の摺動条件は、 摺動相手：ガス窒化したマルテンサイト系ステンレス鋼 摺動速度：ほとんど ０ 圧力 ：２ＭＰａ以上 潤滑条件：主として境界潤滑 であり、圧縮リングの摺動条件とは異なっている。した
がって、スペーサエキスパンダのサイドレール押圧片に
は上述した圧縮リングに適用されているＰＶＤ皮膜を直
ちに適用可能でないことを意味している。
【０００７】本発明の課題は、スペーサエキスパンダの
サイドレール押圧片に被覆される硬質皮膜の耐摩耗性お
よび耐剥離性を改善し、以て、組合せオイルリングの耐
久性、信頼性を改善することにある。
サイドレール押圧片に被覆される硬質皮膜の耐摩耗性お
よび耐剥離性を改善し、以て、組合せオイルリングの耐
久性、信頼性を改善することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、サイドレール
を押圧するサイドレール押圧片を有している、組合せオ
イルリングのスペーサエキスパンダにおいて、前記サイ
ドレール押圧片が、サイドレールと接触する部分に、Ｃ
ｒＮとＣｒ2 Ｎの混合からなる硬質皮膜あるいはＣｒＮ
とＣｒ2 ＮとＣｒの混合からなる硬質皮膜を有してお
り、この皮膜の硬さがビッカース硬度でＨＶ１３００〜
２２００の範囲にあることを特徴とする。
を押圧するサイドレール押圧片を有している、組合せオ
イルリングのスペーサエキスパンダにおいて、前記サイ
ドレール押圧片が、サイドレールと接触する部分に、Ｃ
ｒＮとＣｒ2 Ｎの混合からなる硬質皮膜あるいはＣｒＮ
とＣｒ2 ＮとＣｒの混合からなる硬質皮膜を有してお
り、この皮膜の硬さがビッカース硬度でＨＶ１３００〜
２２００の範囲にあることを特徴とする。
【０００９】皮膜硬さがビッカース硬さでＨＶ１３００
以上であれば耐摩耗性が良好である。また、ＨＶ２２０
０以下であれば皮膜の靱性が良好で摺動中に皮膜に剥離
が発生しない。
以上であれば耐摩耗性が良好である。また、ＨＶ２２０
０以下であれば皮膜の靱性が良好で摺動中に皮膜に剥離
が発生しない。
【００１０】前記ＣｒＮの結晶は（２００）面に配向し
ているのが耐剥離性の点で好ましい。
ているのが耐剥離性の点で好ましい。
【００１１】前記硬質皮膜の厚さは１〜５０μｍとする
のが望ましい。これは、皮膜の厚さが１μｍ未満である
と、耐久性が不足し、皮膜の厚さが５０μｍを越える
と、耐摩耗性は充分であるが、密着性のよい皮膜を形成
することが困難になるからである。
のが望ましい。これは、皮膜の厚さが１μｍ未満である
と、耐久性が不足し、皮膜の厚さが５０μｍを越える
と、耐摩耗性は充分であるが、密着性のよい皮膜を形成
することが困難になるからである。
【００１２】本発明の硬質皮膜は、イオンプレーティン
グ装置において、蒸発源として金属Ｃｒを用い、プロセ
スガスとして窒素ガスを使用することにより被覆するこ
とができる。皮膜組成は、窒素ガス流量のコントロール
により調整することができる。窒素ガス流量を多くする
とＣｒＮが多くなり、少なくするとＣｒ2 Ｎが多くな
る。また、硬質皮膜の硬さはバイアス電圧のコントロー
ルあるいは窒素ガス流量のコントロールにより調整する
ことができる。バイアス電圧を高くすると皮膜硬さは上
昇し、窒素ガス流量を少なくするとＣｒ2 Ｎが多くなり
皮膜硬さは上昇する。
グ装置において、蒸発源として金属Ｃｒを用い、プロセ
スガスとして窒素ガスを使用することにより被覆するこ
とができる。皮膜組成は、窒素ガス流量のコントロール
により調整することができる。窒素ガス流量を多くする
とＣｒＮが多くなり、少なくするとＣｒ2 Ｎが多くな
る。また、硬質皮膜の硬さはバイアス電圧のコントロー
ルあるいは窒素ガス流量のコントロールにより調整する
ことができる。バイアス電圧を高くすると皮膜硬さは上
昇し、窒素ガス流量を少なくするとＣｒ2 Ｎが多くなり
皮膜硬さは上昇する。
【００１３】上記スペーサエキスパンダを有する組合せ
オイルリングにおいて、サイドレールはスペーサエキス
パンダのサイドレール押圧片と接触する部分に窒化層が
形成されるのが望ましい。
オイルリングにおいて、サイドレールはスペーサエキス
パンダのサイドレール押圧片と接触する部分に窒化層が
形成されるのが望ましい。
【００１４】本発明は、前記手段によって、サイドレー
ル内周面と接触するスペーサエキスパンダのサイドレー
ル押圧片の耐摩耗性が向上する。その結果、オイルリン
グ性能が長時間低下しない。また、長時間運転後も、ス
ペーサエキスパンダのサイドレール押圧片の硬質皮膜に
剥離が発生しないので、信頼性を保証できる。
ル内周面と接触するスペーサエキスパンダのサイドレー
ル押圧片の耐摩耗性が向上する。その結果、オイルリン
グ性能が長時間低下しない。また、長時間運転後も、ス
ペーサエキスパンダのサイドレール押圧片の硬質皮膜に
剥離が発生しないので、信頼性を保証できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態を示
し、シリンダに挿入されたピストンのオイルリング溝に
装着されている組合せオイルリングを示す縦断面図であ
る。図１において、１はピストン、２はシリンダで、ピ
ストン１の外周面に形成されているオイルリング溝３に
組合せオイルリング４が装着されている。組合せオイル
リング４は、環状で合口を備えている上下一対のサイド
レール５，６と、環状で合口を備えているスペーサエキ
スパンダ７とからなっている。
し、シリンダに挿入されたピストンのオイルリング溝に
装着されている組合せオイルリングを示す縦断面図であ
る。図１において、１はピストン、２はシリンダで、ピ
ストン１の外周面に形成されているオイルリング溝３に
組合せオイルリング４が装着されている。組合せオイル
リング４は、環状で合口を備えている上下一対のサイド
レール５，６と、環状で合口を備えているスペーサエキ
スパンダ７とからなっている。
【００１６】スペーサエキスパンダ７は次のようにして
形成される。図２において、素材３０はオーステナイト
系のステンレス鋼の薄鋼帯から形成されており、長手方
向中心線に対して対称形状をなしている。すなわち、オ
ーステナイト系のステンレス鋼の薄鋼帯に長手方向に等
間隔をおいてオイル孔となる亀甲状の孔１５が列設され
ているとともに、これらの孔１５の間の薄鋼帯の両側部
に略Ｖ字状切欠部１６，１７が形成されている。この素
材３０を対称形に折り曲げ加工する。即ち、屈曲線Ａ−
ＡおよびＢ−Ｂに沿って幅方向両側を同一幅で同一方向
に９０度屈曲する。次いで、屈曲線Ｃ−ＣおよびＤ−Ｄ
に沿って上下の端部を同一幅で斜めに屈曲して起立さ
せ、次に、屈曲線Ｅ−ＥおよびＦ−Ｆに沿って上下の起
立片の端部を同一幅で水平に屈曲する。素材３０を以上
のように屈曲した後、タフトライド処理を施し、その後
所定の長さに切断したものを、サイドレール押圧片が内
周側になるように環状に形成し、その後、外周面にイオ
ンプレーティングによってＣｒＮとＣｒ2 Ｎの混合から
なる硬質皮膜あるいはＣｒＮとＣｒ2 ＮとＣｒの混合か
らなる硬質皮膜を形成する。
形成される。図２において、素材３０はオーステナイト
系のステンレス鋼の薄鋼帯から形成されており、長手方
向中心線に対して対称形状をなしている。すなわち、オ
ーステナイト系のステンレス鋼の薄鋼帯に長手方向に等
間隔をおいてオイル孔となる亀甲状の孔１５が列設され
ているとともに、これらの孔１５の間の薄鋼帯の両側部
に略Ｖ字状切欠部１６，１７が形成されている。この素
材３０を対称形に折り曲げ加工する。即ち、屈曲線Ａ−
ＡおよびＢ−Ｂに沿って幅方向両側を同一幅で同一方向
に９０度屈曲する。次いで、屈曲線Ｃ−ＣおよびＤ−Ｄ
に沿って上下の端部を同一幅で斜めに屈曲して起立さ
せ、次に、屈曲線Ｅ−ＥおよびＦ−Ｆに沿って上下の起
立片の端部を同一幅で水平に屈曲する。素材３０を以上
のように屈曲した後、タフトライド処理を施し、その後
所定の長さに切断したものを、サイドレール押圧片が内
周側になるように環状に形成し、その後、外周面にイオ
ンプレーティングによってＣｒＮとＣｒ2 Ｎの混合から
なる硬質皮膜あるいはＣｒＮとＣｒ2 ＮとＣｒの混合か
らなる硬質皮膜を形成する。
【００１７】すなわち、スペーサエキスパンダ７は、略
コ字断面を有する周期要素が周方向に多数連なって構成
されている。各周期要素には一対の水平な上片８と下片
９とが軸方向に離間して配置され、これらの外周が垂直
な直立片１０で接続されており、上片８と下片９の内周
には半径方向内方に向かって斜めに起立するサイドレー
ル押圧片１１，１２がそれぞれ形成されており、各サイ
ドレール押圧片１１，１２の内周にはさらに半径方向内
方に水平に延びる内片１３，１４がそれぞれ形成されて
いる。そして、上片８と直立片１０と下片９とにかけて
オイル孔が形成されている。
コ字断面を有する周期要素が周方向に多数連なって構成
されている。各周期要素には一対の水平な上片８と下片
９とが軸方向に離間して配置され、これらの外周が垂直
な直立片１０で接続されており、上片８と下片９の内周
には半径方向内方に向かって斜めに起立するサイドレー
ル押圧片１１，１２がそれぞれ形成されており、各サイ
ドレール押圧片１１，１２の内周にはさらに半径方向内
方に水平に延びる内片１３，１４がそれぞれ形成されて
いる。そして、上片８と直立片１０と下片９とにかけて
オイル孔が形成されている。
【００１８】スペーサエキスパンダ７はオーステナイト
系ステンレス鋼で形成されており、タフトライド処理が
施されて全表面に硬度ＨＶ９００〜１２００の軟窒化層
２０が下地層として形成されている。この軟窒化層２０
上において、サイドレール押圧片１１，１２を含む外周
面に、イオンプレーティングによって、硬度ＨＶ１３０
０〜２２００の硬さを有している硬質皮膜２１が１〜５
０μｍの厚さで形成されている。硬質皮膜２１はＣｒＮ
とＣｒ2 Ｎの混合からなる皮膜あるいはＣｒＮとＣｒ2
ＮとＣｒの混合からなる皮膜であり、ＣｒＮの結晶が
（２００）面に配向している。なお、下地層は軟窒化層
に代えて、Ｃｒめっき等でもよい。
系ステンレス鋼で形成されており、タフトライド処理が
施されて全表面に硬度ＨＶ９００〜１２００の軟窒化層
２０が下地層として形成されている。この軟窒化層２０
上において、サイドレール押圧片１１，１２を含む外周
面に、イオンプレーティングによって、硬度ＨＶ１３０
０〜２２００の硬さを有している硬質皮膜２１が１〜５
０μｍの厚さで形成されている。硬質皮膜２１はＣｒＮ
とＣｒ2 Ｎの混合からなる皮膜あるいはＣｒＮとＣｒ2
ＮとＣｒの混合からなる皮膜であり、ＣｒＮの結晶が
（２００）面に配向している。なお、下地層は軟窒化層
に代えて、Ｃｒめっき等でもよい。
【００１９】一対のサイドレール５，６はマルテンサイ
ト系ステンレス鋼で形成されており、ガス窒化処理が施
されて、全表面に窒化層２２，２３が形成されている。
なお、サイドレールはイオン窒化によって内周面と外周
面とにのみ窒化層を形成するようにしてもよい。
ト系ステンレス鋼で形成されており、ガス窒化処理が施
されて、全表面に窒化層２２，２３が形成されている。
なお、サイドレールはイオン窒化によって内周面と外周
面とにのみ窒化層を形成するようにしてもよい。
【００２０】スペーサエキスパンダ７は、ピストン１の
オイルリング溝３内に、両合口端部が突き合わされて縮
められた状態で装着され、半径方向外方への拡張力を生
じるようにされており、一対のサイドレール５，６を上
下片８，９で上下（軸方向）に離隔保持し、上下のサイ
ドレール押圧片１１，１２が一対のサイドレール５，６
の内周面をそれぞれ押圧することによって、各サイドレ
ール５，６の外周面をシリンダ２の内周面２ａに密着さ
せるとともに、各サイドレール５，６の内周側の端部を
オイルリング溝３の側面３ａ，３ｂに密着させる。
オイルリング溝３内に、両合口端部が突き合わされて縮
められた状態で装着され、半径方向外方への拡張力を生
じるようにされており、一対のサイドレール５，６を上
下片８，９で上下（軸方向）に離隔保持し、上下のサイ
ドレール押圧片１１，１２が一対のサイドレール５，６
の内周面をそれぞれ押圧することによって、各サイドレ
ール５，６の外周面をシリンダ２の内周面２ａに密着さ
せるとともに、各サイドレール５，６の内周側の端部を
オイルリング溝３の側面３ａ，３ｂに密着させる。
【００２１】以下、本発明の効果を確認するために行っ
た試験について説明する。
た試験について説明する。
【００２２】前記実施の形態で示した構造のオーステナ
イト系ステンレス鋼製のスペーサエキスパンダと、全表
面をガス窒化したマルテンサイト系ステンレス鋼製のサ
イドレールからなる組合せオイルリングを使用して、エ
ンジン実験を行った。スペーサエキスパンダの硬質皮膜
の評価は、耐摩耗性を反映する潤滑油消費量の測定と、
３００時間のエンジン運転の後、サイドレール押圧片の
硬質皮膜においてクラックや剥離等の有無を観察するこ
とによった。
イト系ステンレス鋼製のスペーサエキスパンダと、全表
面をガス窒化したマルテンサイト系ステンレス鋼製のサ
イドレールからなる組合せオイルリングを使用して、エ
ンジン実験を行った。スペーサエキスパンダの硬質皮膜
の評価は、耐摩耗性を反映する潤滑油消費量の測定と、
３００時間のエンジン運転の後、サイドレール押圧片の
硬質皮膜においてクラックや剥離等の有無を観察するこ
とによった。
【００２３】以下、実験条件および結果について説明す
る。
る。
【００２４】１．スペーサエキスパンダの硬質皮膜の形
成条件 スペーサエキスパンダをタフトライド処理して、全表面
に硬度ＨＶ１０００の軟窒化層を形成した。そしてサイ
ドレール押圧片を含む外周面に、種々の条件でイオンプ
レーティングを行った。皮膜の厚さは２０μｍとした。
得られた皮膜は、Ｘ線回折によって析出相の同定を行
い、ビッカース硬度を測定した。表１に、析出相の構
造、ＣｒＮの結晶の配向面、および皮膜硬さを一括して
示す。
成条件 スペーサエキスパンダをタフトライド処理して、全表面
に硬度ＨＶ１０００の軟窒化層を形成した。そしてサイ
ドレール押圧片を含む外周面に、種々の条件でイオンプ
レーティングを行った。皮膜の厚さは２０μｍとした。
得られた皮膜は、Ｘ線回折によって析出相の同定を行
い、ビッカース硬度を測定した。表１に、析出相の構
造、ＣｒＮの結晶の配向面、および皮膜硬さを一括して
示す。
【００２５】
【００２６】２．エンジン実験 内径９４ｍｍの４気筒ディーゼルエンジンに上記の組合
せオイルリングを用いて高速・全負荷で耐久試験を行
い、運転時間５０時間および３００時間で、潤滑油消費
量を測定した。試験終了後、５０倍の実体顕微鏡でスペ
ーサエキスパンダのサイドレール押圧片を観察し、硬質
皮膜のクラック、剥離の有無を観察した。
せオイルリングを用いて高速・全負荷で耐久試験を行
い、運転時間５０時間および３００時間で、潤滑油消費
量を測定した。試験終了後、５０倍の実体顕微鏡でスペ
ーサエキスパンダのサイドレール押圧片を観察し、硬質
皮膜のクラック、剥離の有無を観察した。
【００２７】３．エンジン実験結果 エンジン実験の結果を表２に示す。なお、潤滑油消費量
の許容上限は４０ｇ／Ｈｒである。
の許容上限は４０ｇ／Ｈｒである。
【００２８】
【００２９】以上より、比較例１の軟窒化層のみでは、
スペーサエキスパンダのサイドレール押圧片の摩耗が多
く、その結果潤滑油消費量が多くなって好ましくない。
比較例２〜７の硬質皮膜では、クラックまたは剥離が発
生し、その結果サイドレールを押圧する圧力が減少して
潤滑油消費量が多くなり、好ましくない。
スペーサエキスパンダのサイドレール押圧片の摩耗が多
く、その結果潤滑油消費量が多くなって好ましくない。
比較例２〜７の硬質皮膜では、クラックまたは剥離が発
生し、その結果サイドレールを押圧する圧力が減少して
潤滑油消費量が多くなり、好ましくない。
【００３０】これに対して、実施例１〜５の硬質皮膜は
クラックと剥離が発生せず、潤滑油消費量も少ない。し
たがって、組合せオイルリングの耐久性、信頼性を保証
できる。
クラックと剥離が発生せず、潤滑油消費量も少ない。し
たがって、組合せオイルリングの耐久性、信頼性を保証
できる。
【００３１】なお、本発明の組合せオイルリングのスペ
ーサエキスパンダは、上記の実施形態で示したものに限
ることはなく、例えば、内片１３，１４を設けないもの
もある。また、本発明は半径方向に波形をなす周期要素
が周方向に多数連なっているスペーサエキスパンダにも
適用される。
ーサエキスパンダは、上記の実施形態で示したものに限
ることはなく、例えば、内片１３，１４を設けないもの
もある。また、本発明は半径方向に波形をなす周期要素
が周方向に多数連なっているスペーサエキスパンダにも
適用される。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明のスペーサエ
キスパンダは、サイドレール押圧片に被覆される硬質皮
膜の耐摩耗性と耐剥離性が向上するので、組合せオイル
リングの耐久性、信頼性を高めることができる。
キスパンダは、サイドレール押圧片に被覆される硬質皮
膜の耐摩耗性と耐剥離性が向上するので、組合せオイル
リングの耐久性、信頼性を高めることができる。
【図１】本発明の一実施形態を示し、シリンダに挿入さ
れたピストンのオイルリング溝に装着されている組合せ
オイルリングを示す縦断面図である。
れたピストンのオイルリング溝に装着されている組合せ
オイルリングを示す縦断面図である。
【図２】スペーサエキスパンダの素材の一部分を示す平
面図である。
面図である。
１ ピストン ２ シリンダ ２ａ シリンダ内周面 ３ オイルリング溝 ３ａ，３ｂ オイルリング溝側面 ４ 組合せオイルリング ５，６ サイドレール ７ スペーサエキスパンダ ８ 上片 ９ 下片 １０ 直立片 １１，１２ サイドレール押圧片 １３，１４ 内片 １５ 孔 １６，１７ 切欠部 ２０ 軟窒化層 ２１ 硬質皮膜 ２２，２３ 窒化層 ３０ 素材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｊ 9/26 Ｆ１６Ｊ 9/26 Ｃ
Claims (5)
- 【請求項１】 サイドレールを押圧するサイドレール押
圧片を有している、組合せオイルリングのスペーサエキ
スパンダにおいて、 前記サイドレール押圧片が、サイドレールと接触する部
分に、ＣｒＮとＣｒ2Ｎの混合からなる硬質皮膜あるい
はＣｒＮとＣｒ2 ＮとＣｒの混合からなる硬質皮膜を有
しており、この皮膜の硬さがビッカース硬度でＨＶ１３
００〜２２００の範囲にあることを特徴とする組合せオ
イルリングのスペーサエキスパンダ。 - 【請求項２】 前記ＣｒＮの結晶が（２００）面に配向
していることを特徴とする請求項１記載の組合せオイル
リングのスペーサエキスパンダ。 - 【請求項３】 前記硬質皮膜の厚さが１〜５０μｍの範
囲にあることを特徴とする請求項１または２記載の組合
せオイルリングのスペーサエキスパンダ。 - 【請求項４】 請求項１，２または３記載のスペーサエ
キスパンダと、前記サイドレール押圧片と接触する部分
に窒化層が形成されているサイドレールとからなること
を特徴とする組合せオイルリング。 - 【請求項５】 請求項１，２または３記載の組合せオイ
ルリングのスペーサエキスパンダの製造方法において、
前記硬質皮膜をイオンプレーティングにより被覆するこ
とを特徴とする組合せオイルリングのスペーサエキスパ
ンダの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9366439A JPH11190429A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリングならびにその製造方法 |
| EP98310751A EP0927839A3 (en) | 1997-12-24 | 1998-12-24 | Combined oil ring and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9366439A JPH11190429A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリングならびにその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11190429A true JPH11190429A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18486788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9366439A Pending JPH11190429A (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリングならびにその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0927839A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11190429A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005019500B4 (de) * | 2005-04-27 | 2007-12-13 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Schraubendruckfeder für Ölabstreifkolbenringe |
| CN113444998A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-28 | 燕山大学 | 一种高强度奥氏体不锈钢低温气体渗氮方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01156461A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-20 | Riken Corp | ピストンリングの表面処理方法 |
| JPH0122924Y2 (ja) * | 1983-02-18 | 1989-07-12 | ||
| JPH048862U (ja) * | 1990-05-14 | 1992-01-27 | ||
| JPH06248425A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-09-06 | Riken Corp | ピストンリング |
| JPH08178068A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 内燃機関用ピストンリング |
| JPH08199339A (ja) * | 1995-01-19 | 1996-08-06 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 摺動部材およびその製造方法 |
| JPH08296030A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 内燃機関用ピストンリング |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6422924U (ja) | 1987-07-30 | 1989-02-07 | ||
| JPH01159449A (ja) | 1987-12-15 | 1989-06-22 | Riken Corp | 複合窒化層を有するピストンリング |
| JPH0625597A (ja) | 1992-07-07 | 1994-02-01 | Toyota Motor Corp | 自動車用層間耐チッピング塗料 |
| JPH06235462A (ja) | 1993-02-08 | 1994-08-23 | Riken Corp | 内燃機関用ピストンリング |
| JP3350157B2 (ja) * | 1993-06-07 | 2002-11-25 | 帝国ピストンリング株式会社 | 摺動部材およびその製造方法 |
| EP0702097B1 (en) * | 1994-07-30 | 1999-11-10 | Kabushiki Kaisha Riken | Sliding members |
| JP2855419B2 (ja) * | 1995-12-19 | 1999-02-10 | 帝国ピストンリング株式会社 | 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリング |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP9366439A patent/JPH11190429A/ja active Pending
-
1998
- 1998-12-24 EP EP98310751A patent/EP0927839A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0122924Y2 (ja) * | 1983-02-18 | 1989-07-12 | ||
| JPH01156461A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-20 | Riken Corp | ピストンリングの表面処理方法 |
| JPH048862U (ja) * | 1990-05-14 | 1992-01-27 | ||
| JPH06248425A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-09-06 | Riken Corp | ピストンリング |
| JPH08178068A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 内燃機関用ピストンリング |
| JPH08199339A (ja) * | 1995-01-19 | 1996-08-06 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 摺動部材およびその製造方法 |
| JPH08296030A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 内燃機関用ピストンリング |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0927839A2 (en) | 1999-07-07 |
| EP0927839A3 (en) | 2000-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2855419B2 (ja) | 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリング | |
| JP3228116B2 (ja) | 組合せオイルリング | |
| US20080256794A1 (en) | Method For the Production of a Piston Ring For Internal Combustion Engine and a Piston Ring of this Type | |
| GB2343496A (en) | A sliding member, eg a piston ring, with a diamond-like carbon (DLC) film | |
| US6149162A (en) | Sliding member | |
| EP2162561B1 (en) | Piston ring with a sulphonitriding treatment | |
| JP4067678B2 (ja) | 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダ及び組合せオイルリング | |
| JPH109387A (ja) | ピストンリング | |
| JP2022109981A (ja) | ピストンリング | |
| JPS6238547B2 (ja) | ||
| JPH11190429A (ja) | 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリングならびにその製造方法 | |
| JPH11351390A (ja) | 組合せオイルリングのスペーサエキスパンダおよび組合せオイルリング | |
| JPS6113064A (ja) | 内燃機関用ピストンリング | |
| JPH09196173A (ja) | 組合せオイルリング | |
| JPH11190430A (ja) | ピストンリングおよびその製造方法 | |
| JP4749048B2 (ja) | 組合せオイルリング | |
| JP5197438B2 (ja) | 組合せピストンリング | |
| JPH0960726A (ja) | ピストンリングの組合せ | |
| JP4097047B2 (ja) | ピストンリング | |
| JPH0586966A (ja) | 湿式シリンダライナおよびその製造方法 | |
| JP2003028299A (ja) | スペーサーエキスパンダおよびその製造方法 | |
| JPH11230342A (ja) | ピストンリング | |
| JPH112323A (ja) | ピストンリング | |
| JP6889692B2 (ja) | アルコール燃料用ピストン | |
| JP4656741B2 (ja) | 摺動部材及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050715 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050809 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051006 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060110 |