JPH11277344A - ピストンリング素材およびピストンリングの製造方法 - Google Patents
ピストンリング素材およびピストンリングの製造方法Info
- Publication number
- JPH11277344A JPH11277344A JP8739298A JP8739298A JPH11277344A JP H11277344 A JPH11277344 A JP H11277344A JP 8739298 A JP8739298 A JP 8739298A JP 8739298 A JP8739298 A JP 8739298A JP H11277344 A JPH11277344 A JP H11277344A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston ring
- cross
- raw material
- coil
- long side
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- Pending
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外周のＲ面を含む研磨加工を軽減して生産性
を高めたピストンリング素材およびピストンリングの製
造方法を実現する。 【解決手段】 ダイスによる伸線加工により、短辺
ａ0 、長辺ｂ0 でａ0 ＜ｂ0の台形の長辺を曲率半径Ｒ
でふくらませ、バレル高さＨを３〜20μm とした断面形
状のピストンリング素材を、前記短辺側を内側としてコ
イル状に曲げ加工することで、前記短辺側および長辺側
の厚みを略等しくする。
を高めたピストンリング素材およびピストンリングの製
造方法を実現する。 【解決手段】 ダイスによる伸線加工により、短辺
ａ0 、長辺ｂ0 でａ0 ＜ｂ0の台形の長辺を曲率半径Ｒ
でふくらませ、バレル高さＨを３〜20μm とした断面形
状のピストンリング素材を、前記短辺側を内側としてコ
イル状に曲げ加工することで、前記短辺側および長辺側
の厚みを略等しくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関等に使用
するピストンリング素材およびピストンリングの製造方
法に関する。
するピストンリング素材およびピストンリングの製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関等に使用するピストンリングの
素材は、従来、遠心鋳造などにより円筒体を鋳造し、こ
れを軸方向所定長さに切断することにより製造されるの
が一般的であったが、内燃機関の高性能化や軽量化に応
えて材質の改善とコスト低減を図るため、矩形断面の異
形鋼線を原材料とし、これをコイル状に巻き重ね、これ
を軸方向の１か所で周方向に切断する方法が採用される
傾向にある。この場合、矩形断面の鋼線をコイル状に曲
げ加工することにより、内側となった部分は圧縮されて
厚みがやや減少し、外側となった部分は引張りを受けて
やや厚くなるという現象が発生する。図２はこれを示す
概念図で、（ａ）は曲げ加工前の鋼線の断面（矩形）、
（ｂ）は曲げ加工後の断面である。
素材は、従来、遠心鋳造などにより円筒体を鋳造し、こ
れを軸方向所定長さに切断することにより製造されるの
が一般的であったが、内燃機関の高性能化や軽量化に応
えて材質の改善とコスト低減を図るため、矩形断面の異
形鋼線を原材料とし、これをコイル状に巻き重ね、これ
を軸方向の１か所で周方向に切断する方法が採用される
傾向にある。この場合、矩形断面の鋼線をコイル状に曲
げ加工することにより、内側となった部分は圧縮されて
厚みがやや減少し、外側となった部分は引張りを受けて
やや厚くなるという現象が発生する。図２はこれを示す
概念図で、（ａ）は曲げ加工前の鋼線の断面（矩形）、
（ｂ）は曲げ加工後の断面である。
【０００３】したがってそのままこの素材を研磨仕上げ
してもピストンリングがシリンダに接触する作用面であ
る外側部分の厚みが不足して気密性能が劣るため、矩形
断面となるまで厚み方向に研磨を行わなければならず、
研磨代が多くなってかえってコストが増大してしまうと
いう問題点があった。そこでこれを改良するため、特公
昭54-37585号公報によれば、矩形断面状の材料を第１送
りローラとこれよりも周速の大きい第２送りローラとを
経て緊張状態で連続的に送りながら、その両者ローラ間
で傾斜軸回りに回転する一対の砥石によりこの材料が断
面台形状となるように研削し、台形状断面の短辺が内周
側となるようにコイル状に曲げ加工して巻き重ね、熱処
理を施した後コイルの１ピッチ毎に分断してピストンリ
ングとすることが提案されている。
してもピストンリングがシリンダに接触する作用面であ
る外側部分の厚みが不足して気密性能が劣るため、矩形
断面となるまで厚み方向に研磨を行わなければならず、
研磨代が多くなってかえってコストが増大してしまうと
いう問題点があった。そこでこれを改良するため、特公
昭54-37585号公報によれば、矩形断面状の材料を第１送
りローラとこれよりも周速の大きい第２送りローラとを
経て緊張状態で連続的に送りながら、その両者ローラ間
で傾斜軸回りに回転する一対の砥石によりこの材料が断
面台形状となるように研削し、台形状断面の短辺が内周
側となるようにコイル状に曲げ加工して巻き重ね、熱処
理を施した後コイルの１ピッチ毎に分断してピストンリ
ングとすることが提案されている。
【０００４】図３はこの製造工程を示す概略側面図で、
１は巻き枠、２は矩形断面の連続した材料、３は第１送
りローラ、４は第２送りローラ、５は砥石、６は傾斜軸
である。また図４は材料２をコイル状に巻き重ねた状態
を示す概念図で、この状態のまま熱処理を行い、切断線
Ｃに沿って１ピッチ毎に分断した後研磨仕上げを経てピ
ストンリングとなる。
１は巻き枠、２は矩形断面の連続した材料、３は第１送
りローラ、４は第２送りローラ、５は砥石、６は傾斜軸
である。また図４は材料２をコイル状に巻き重ねた状態
を示す概念図で、この状態のまま熱処理を行い、切断線
Ｃに沿って１ピッチ毎に分断した後研磨仕上げを経てピ
ストンリングとなる。
【０００５】図５（ａ）は図３において砥石５で研削し
た状態の材料断面、（ｂ）はコイル状に巻き重ねた後の
材料断面を示す概念図で、（ａ）の段階の材料の断面は
内側がやや薄く外側がやや厚い矩形断面となっており、
これをコイル状に曲げると上下面が平行な矩形断面とな
るのである。素材段階での研削はリング分断後の研磨加
工に比較して容易であるから、ピストンリングを能率的
に量産することができる。
た状態の材料断面、（ｂ）はコイル状に巻き重ねた後の
材料断面を示す概念図で、（ａ）の段階の材料の断面は
内側がやや薄く外側がやや厚い矩形断面となっており、
これをコイル状に曲げると上下面が平行な矩形断面とな
るのである。素材段階での研削はリング分断後の研磨加
工に比較して容易であるから、ピストンリングを能率的
に量産することができる。
【０００６】ところで、近年内燃機関の高速化、高出力
化に伴い、ピストンの首振りによるリングエッジローデ
ィングを防止し、かつシリンダとの初期かじり（スカッ
フィング）防止のため、ピストンリングの外周側を大き
なＲのついたプロフィル（以下Ｒ面という）とするバレ
ルフェース形のピストンリングが提案されている。Ｒは
一般にリングの外周直径の半分に略等しい。外周面にＲ
をつけるには、まず外周角部分を落とし、ついで外周面
全体をＲ形状に研磨することが行われているが、この加
工に長時間を要し、改善が望まれていた。
化に伴い、ピストンの首振りによるリングエッジローデ
ィングを防止し、かつシリンダとの初期かじり（スカッ
フィング）防止のため、ピストンリングの外周側を大き
なＲのついたプロフィル（以下Ｒ面という）とするバレ
ルフェース形のピストンリングが提案されている。Ｒは
一般にリングの外周直径の半分に略等しい。外周面にＲ
をつけるには、まず外周角部分を落とし、ついで外周面
全体をＲ形状に研磨することが行われているが、この加
工に長時間を要し、改善が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この外周面
のＲ面を含む研磨加工を軽減するピストンリング素材お
よびピストンリングの製造方法を実現することを目的と
する。
のＲ面を含む研磨加工を軽減するピストンリング素材お
よびピストンリングの製造方法を実現することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のピストンリング
素材は、ダイスによる伸線加工により、短辺ａ0 、長辺
ｂ0 でａ0 ＜ｂ0 の台形の長辺を曲率半径Ｒでふくらま
せ、バレル高さＨを３〜20μm とした断面形状であるこ
とを特徴とする。また、本発明のピストンリングの製造
方法は、ダイスによる伸線加工により、短辺ａ0 、長辺
ｂ0 でａ0 ＜ｂ0 の台形の長辺を曲率半径Ｒでふくらま
せ、バレル高さＨを３〜20μm とした断面形状のピスト
ンリング素材を、前記短辺側を内側としてコイル状にて
上下面をａ1 ＝ｂ1 の平行に曲げ加工し、次いで熱処理
後、コイルの１ピッチ毎に分断し、研磨仕上げを施すこ
とを特徴とする。
素材は、ダイスによる伸線加工により、短辺ａ0 、長辺
ｂ0 でａ0 ＜ｂ0 の台形の長辺を曲率半径Ｒでふくらま
せ、バレル高さＨを３〜20μm とした断面形状であるこ
とを特徴とする。また、本発明のピストンリングの製造
方法は、ダイスによる伸線加工により、短辺ａ0 、長辺
ｂ0 でａ0 ＜ｂ0 の台形の長辺を曲率半径Ｒでふくらま
せ、バレル高さＨを３〜20μm とした断面形状のピスト
ンリング素材を、前記短辺側を内側としてコイル状にて
上下面をａ1 ＝ｂ1 の平行に曲げ加工し、次いで熱処理
後、コイルの１ピッチ毎に分断し、研磨仕上げを施すこ
とを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】鋼線等の金属線を１基または複数
基のダイスにより引き抜き加工して所定断面形状とする
ことは周知である（例えば特開昭59−150514号公報参
照）。材料の断面形状は、原則として最終段のダイスの
孔形状となる。本発明のピストンリング素材の製造にお
いては、第１工程として鋼線をダイスにより伸線し、図
１（ａ）に示すような形状とする。これは短辺ａ0 、長
辺ｂ0（ａ0 ＜ｂ0 ）の台形の長辺を曲率半径Ｒでふく
らませ、バレル高さＨを３〜10μm としたものである。
つぎに第２工程として、さきに図４で説明したのと同様
にこの鋼線を前記短辺側が内周となるようにコイル状に
曲げ加工しながら巻き重ねる。このとき、内周側は圧縮
されて厚みがａ1 となり、外周側は引張りを受けて厚み
がｂ1 となる。この変形量は材料の種類や寸法、コイル
に巻く際の曲率半径等により異なるから、予め実験等を
行い、ａ1 ＝ｂ1 となるようにさきのａ0、ｂ0 を決定
しておく。すなわち巻き重ね後に得られる断面形状は、
図１（ｂ）に示すように上下面が平行で、かつ外周面に
ふくらみを有するものとなる。なお外周部のＲは曲げ加
工によってもほとんど変化しない。
基のダイスにより引き抜き加工して所定断面形状とする
ことは周知である（例えば特開昭59−150514号公報参
照）。材料の断面形状は、原則として最終段のダイスの
孔形状となる。本発明のピストンリング素材の製造にお
いては、第１工程として鋼線をダイスにより伸線し、図
１（ａ）に示すような形状とする。これは短辺ａ0 、長
辺ｂ0（ａ0 ＜ｂ0 ）の台形の長辺を曲率半径Ｒでふく
らませ、バレル高さＨを３〜10μm としたものである。
つぎに第２工程として、さきに図４で説明したのと同様
にこの鋼線を前記短辺側が内周となるようにコイル状に
曲げ加工しながら巻き重ねる。このとき、内周側は圧縮
されて厚みがａ1 となり、外周側は引張りを受けて厚み
がｂ1 となる。この変形量は材料の種類や寸法、コイル
に巻く際の曲率半径等により異なるから、予め実験等を
行い、ａ1 ＝ｂ1 となるようにさきのａ0、ｂ0 を決定
しておく。すなわち巻き重ね後に得られる断面形状は、
図１（ｂ）に示すように上下面が平行で、かつ外周面に
ふくらみを有するものとなる。なお外周部のＲは曲げ加
工によってもほとんど変化しない。
【００１０】バレル高さが３μm 未満の場合はオイル消
費量が多く、バレル高さが20μm 超ではスカッフィング
が発生し、耐スカッフ性に劣るのでバレル高さを３〜20
μmとした。コイル状に曲げ加工されたピストンリング
素材は、次いで熱処理後、コイルの１ピッチ毎に分断
し、各面に対して研磨仕上げを施されてピストンリング
とするが、断面形状がほぼ仕上がり形状となっているた
め研磨代が少なく、研磨時間はきわめて短くてすみ、能
率的である。
費量が多く、バレル高さが20μm 超ではスカッフィング
が発生し、耐スカッフ性に劣るのでバレル高さを３〜20
μmとした。コイル状に曲げ加工されたピストンリング
素材は、次いで熱処理後、コイルの１ピッチ毎に分断
し、各面に対して研磨仕上げを施されてピストンリング
とするが、断面形状がほぼ仕上がり形状となっているた
め研磨代が少なく、研磨時間はきわめて短くてすみ、能
率的である。
【００１１】本発明において、素材の鋼線としていかな
る断面形状のものを使用するか、またダイスを何段に使
用するかは限定しない。最終段のダイスの孔を図１
（ａ）のようにすればよいのである。
る断面形状のものを使用するか、またダイスを何段に使
用するかは限定しない。最終段のダイスの孔を図１
（ａ）のようにすればよいのである。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、バレル形ピストンリン
グにおける上下面ならびに外周面の研磨加工を軽減して
生産性を向上させたピストンリング素材およびピストン
リングの製造方法が実現し、コストが著しく低減される
というすぐれた効果を奏する。
グにおける上下面ならびに外周面の研磨加工を軽減して
生産性を向上させたピストンリング素材およびピストン
リングの製造方法が実現し、コストが著しく低減される
というすぐれた効果を奏する。
【図１】本発明によるピストンリング素材の製造工程に
おける断面形状を示す概念図である。
おける断面形状を示す概念図である。
【図２】従来の技術によるピストンリング素材の製造工
程における断面形状を示す概念図である。
程における断面形状を示す概念図である。
【図３】従来の技術によるピストンリング素材の製造工
程を示す概略側面図である。
程を示す概略側面図である。
【図４】従来の技術におけるピストンリング素材の巻き
重ね状態を示す概念図である。
重ね状態を示す概念図である。
【図５】従来の技術によるピストンリング素材の製造工
程における断面形状を示す概念図である。
程における断面形状を示す概念図である。
１ 巻き枠 ２ 材料 ３ 第１送りローラ ４ 第２送りローラ ５ 砥石 ６ 傾斜軸
Claims (2)
- 【請求項１】 ダイスによる伸線加工により、短辺
ａ0 、長辺ｂ0 でａ0 ＜ｂ0 の台形の長辺を曲率半径Ｒ
でふくらませ、バレル高さＨを３〜20μm とした断面形
状であることを特徴とするピストンリング素材。 - 【請求項２】 ダイスによる伸線加工により、短辺
ａ0 、長辺ｂ0 でａ0 ＜ｂ0 の台形の長辺を曲率半径Ｒ
でふくらませ、バレル高さＨを３〜20μm としたた断面
形状のピストンリング素材を、前記短辺側を内側として
コイル状にて上下面をａ1 ＝ｂ1 の平行に曲げ加工し、
次いで熱処理後、コイルの１ピッチ毎に分断し、研磨仕
上げを施すことを特徴とするピストンリングの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8739298A JPH11277344A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | ピストンリング素材およびピストンリングの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8739298A JPH11277344A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | ピストンリング素材およびピストンリングの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11277344A true JPH11277344A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13913621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8739298A Pending JPH11277344A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | ピストンリング素材およびピストンリングの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11277344A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8256259B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-09-04 | Denso Corporation | Coil forming method, coil forming die assembly and coil manufactured thereby |
| CN104526288A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 宁波韵升弹性元件有限公司 | 一种活塞环的加工方法 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP8739298A patent/JPH11277344A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8256259B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-09-04 | Denso Corporation | Coil forming method, coil forming die assembly and coil manufactured thereby |
| CN104526288A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-22 | 宁波韵升弹性元件有限公司 | 一种活塞环的加工方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20051024 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051108 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060322 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060725 |