JPS59150949A - ピストンリング - Google Patents
ピストンリングInfo
- Publication number
- JPS59150949A JPS59150949A JP2468583A JP2468583A JPS59150949A JP S59150949 A JPS59150949 A JP S59150949A JP 2468583 A JP2468583 A JP 2468583A JP 2468583 A JP2468583 A JP 2468583A JP S59150949 A JPS59150949 A JP S59150949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- piston ring
- coated layer
- ring member
- spray coated
- 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
- F16J9/26—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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関のピストンリングに関し、よシ詳しく
は、外周面に沿って形成された環状溝内に＃剤層を有す
るインレイド溶射リングの改良に関するものである。
は、外周面に沿って形成された環状溝内に＃剤層を有す
るインレイド溶射リングの改良に関するものである。
有鉛ガソリンあるいはディーゼルエンジンに用いられる
ピストンリング、特に熱負荷の大きいトップリングとし
て、種々の性質を有する金属を摺動面に含有させやすい
溶射リングがしばしば用いられる。そして溶射リングの
中でも、信頼性、耐久性の面からインレイド型のものが
多く用いられる。ところが従来、インレイド溶射リング
においては、溶剤層が形成された環状溝の両側、すなわ
ち摺動面の上部と下部に露出した母材のうち、特に上部
の母材がシリンダボアに摺接する可能性が１１）、デア
に対するスカッフ、摩耗を引起こすおそれがあった。
ピストンリング、特に熱負荷の大きいトップリングとし
て、種々の性質を有する金属を摺動面に含有させやすい
溶射リングがしばしば用いられる。そして溶射リングの
中でも、信頼性、耐久性の面からインレイド型のものが
多く用いられる。ところが従来、インレイド溶射リング
においては、溶剤層が形成された環状溝の両側、すなわ
ち摺動面の上部と下部に露出した母材のうち、特に上部
の母材がシリンダボアに摺接する可能性が１１）、デア
に対するスカッフ、摩耗を引起こすおそれがあった。
本発明は以上の点に鑑み、溶射層より上側の母材がシリ
ンダボアに摺接する可能性を減少させて、この母材がボ
アのスカッフ、摩耗を引起こすことを防止することを目
的とする。
ンダボアに摺接する可能性を減少させて、この母材がボ
アのスカッフ、摩耗を引起こすことを防止することを目
的とする。
本発明に係るピストンリングは、リング部材の外周面中
央部に沿って環状溝が刻設されるとともに、該環状溝に
溶射層が形成され、摺動面の外周上級部に、該溶射層上
部に及ぶ面取）が施されることを特徴とする。
央部に沿って環状溝が刻設されるとともに、該環状溝に
溶射層が形成され、摺動面の外周上級部に、該溶射層上
部に及ぶ面取）が施されることを特徴とする。
以下、本発明の一実施例を従来のピストンリングの性能
と対比しつつ説明する。
と対比しつつ説明する。
第１図〜第３図は、本発明者らによる計測結果で、従来
のスチール製ピストンリング（トップリング）を用いた
場合の、該ピストンリング及びシーリングボアの摩耗の
状態を示すものである。実験条件は次の通りである。
のスチール製ピストンリング（トップリング）を用いた
場合の、該ピストンリング及びシーリングボアの摩耗の
状態を示すものである。実験条件は次の通りである。
エンジン排気量：１８００ｃｃ
気筒数 ＝４
回転数 ：５６００．ｒｐｍ
負荷状態 ：全負荷
運転時間 ： １００時間
第１図はピストンリングの摺動面の断面形状を示し、一
点鎖線Ｉは運転前の断面形状、実線Ｊは運転後の断面形
状を示す。ただし、これらの断面形状をわかりやすくす
るため、縦方向を２０倍に拡大したのに対し、横方向を
１０００倍に拡大している。第２図はこのピストンリン
グを用いた場合のシリンダボアの摩耗の状態を、第１図
と同様に、縦方向を２０倍、横方向を１０００倍に拡大
して示している。この図において、一点鎖線にはピスト
ンリングの断面形状、実線りはシリンダボアのピストン
上死点付近における断面形状を示す。
点鎖線Ｉは運転前の断面形状、実線Ｊは運転後の断面形
状を示す。ただし、これらの断面形状をわかりやすくす
るため、縦方向を２０倍に拡大したのに対し、横方向を
１０００倍に拡大している。第２図はこのピストンリン
グを用いた場合のシリンダボアの摩耗の状態を、第１図
と同様に、縦方向を２０倍、横方向を１０００倍に拡大
して示している。この図において、一点鎖線にはピスト
ンリングの断面形状、実線りはシリンダボアのピストン
上死点付近における断面形状を示す。
これら第１図および第２図よシ、ピストンリングの摺動
面は主に上部が摩耗し、一方シリンダボアの上死点付近
は、摩耗して、この摺動面に合致した形状になることが
理解される。
面は主に上部が摩耗し、一方シリンダボアの上死点付近
は、摩耗して、この摺動面に合致した形状になることが
理解される。
第３図は運転後のピストンリングの上面および下面の断
面形状を、縦方向を１０００倍に、横方向を２０倍に拡
大して示している。上側の実線Ｍが上面形状、下側の実
線Ｎが下面形状をそれぞれ示す。この図においても、摺
動面が右側に向けられて示されている。この第３図よシ
、ピストンリングの上面において、摺動面の裏側からリ
ング中心側へかけて摩耗量は徐々に増加しているが、下
面においては、摺動面の裏側部分が激しく摩耗している
ことが理解される。
面形状を、縦方向を１０００倍に、横方向を２０倍に拡
大して示している。上側の実線Ｍが上面形状、下側の実
線Ｎが下面形状をそれぞれ示す。この図においても、摺
動面が右側に向けられて示されている。この第３図よシ
、ピストンリングの上面において、摺動面の裏側からリ
ング中心側へかけて摩耗量は徐々に増加しているが、下
面においては、摺動面の裏側部分が激しく摩耗している
ことが理解される。
これらの実験結果よシ、次のことが予想される。
すなわち、第３図に示すようなリング下面に形成された
凹みは、第４図に示すように、ピストンのリング溝１の
下側角部に当接することによシ形成され、したがってピ
ストンリングは摺動面２を下方へ向けて押付けられ、特
にエンジンの爆発行程時に上方から相邑強い力を受け、
ピストン上死点付近において、摺動面上部３の母材をシ
リンダボーア４に強く摺接させる。
凹みは、第４図に示すように、ピストンのリング溝１の
下側角部に当接することによシ形成され、したがってピ
ストンリングは摺動面２を下方へ向けて押付けられ、特
にエンジンの爆発行程時に上方から相邑強い力を受け、
ピストン上死点付近において、摺動面上部３の母材をシ
リンダボーア４に強く摺接させる。
しかして本発明者らは、摺動面の周四上縁部に面取シを
施しで、この上縁部の母材がシリンダが７４に接触しな
いようにした。
施しで、この上縁部の母材がシリンダが７４に接触しな
いようにした。
第５図は本発明の一実施例を示す要部の断面図である。
このピストンリングは、スチールから製造される。この
スチールの線材は引抜き加工時に一方の面に溝が形成さ
れ、次いでこの溝が外側になるようにして環状に曲げ加
工されて切断される。
スチールの線材は引抜き加工時に一方の面に溝が形成さ
れ、次いでこの溝が外側になるようにして環状に曲げ加
工されて切断される。
しかして環状に成形されたリング部材１０は、複数個重
合されて筒状体とされ、その外周面にショツトブラスト
が施された後、Ｍｏ、 Ｎｊ 、 Ｃｒ、 Ｆｅ等の金
属が溶射される。その後、外周を研摩等により削ること
により、隣接するリング部材１０間の境界部分の母材が
露出してリング部材１０は再び１個ずつ分離される。各
リング部材１０は、摺動面１１がバレル状に研摩され、
この結果、溶射層１２は環状溝１３内にのみ残る。次い
で上縁部１４が研摩によシテーパ状に面取りされる。
合されて筒状体とされ、その外周面にショツトブラスト
が施された後、Ｍｏ、 Ｎｊ 、 Ｃｒ、 Ｆｅ等の金
属が溶射される。その後、外周を研摩等により削ること
により、隣接するリング部材１０間の境界部分の母材が
露出してリング部材１０は再び１個ずつ分離される。各
リング部材１０は、摺動面１１がバレル状に研摩され、
この結果、溶射層１２は環状溝１３内にのみ残る。次い
で上縁部１４が研摩によシテーパ状に面取りされる。
この面取シの下端部は、溶射層１２の中央部よシ上方に
位置する。つまシ、溶射層１２の幅Ｂは、リング厚さＴ
の６０〜８０％であるが、面取シ部分の厚さＡは、リン
グ厚さＴの３０〜５０チの犬きさであシ、また面取シの
角度θは１０°〜４５°である。特に、面取シ部分の厚
さＡはリング厚さＴの３０％、面取シ角度ｅは３０°が
好ましい。
位置する。つまシ、溶射層１２の幅Ｂは、リング厚さＴ
の６０〜８０％であるが、面取シ部分の厚さＡは、リン
グ厚さＴの３０〜５０チの犬きさであシ、また面取シの
角度θは１０°〜４５°である。特に、面取シ部分の厚
さＡはリング厚さＴの３０％、面取シ角度ｅは３０°が
好ましい。
厚さ１．５ ｍｍのピストンリングに、厚さＡが３０チ
、４０％、５０％、角度θが１０°、３０°、４５゜の
面取シを施し、このピストンリングを装着したピストン
を上記実験条件と同一条件で駆動してシリンダボアの摩
耗量を計測した。この計測結果を、面取シを施さない従
来品とともに下表に示す。なお摩耗量の単位はμである
。この表から理解され／ るように、従来品の摩耗量が８０μであるのに対し、本
発明品は摩耗量が格段と減少し、その効果が顕著である
。
、４０％、５０％、角度θが１０°、３０°、４５゜の
面取シを施し、このピストンリングを装着したピストン
を上記実験条件と同一条件で駆動してシリンダボアの摩
耗量を計測した。この計測結果を、面取シを施さない従
来品とともに下表に示す。なお摩耗量の単位はμである
。この表から理解され／ るように、従来品の摩耗量が８０μであるのに対し、本
発明品は摩耗量が格段と減少し、その効果が顕著である
。
このように、ピストンリングの摺動面の周囲上縁部に面
取シを施したことによシ、摺動面上部に露出する母材が
シリンダボアにほとんど摺接しなくなる。したがって第
２図に示すようなシリンダボアの段付摩耗、あるいはボ
アスカッフの発生が防止され、これとともにピストンリ
ング自体の摩耗も減少する。また、段付摩耗の発生が防
止されることによシ、溶射層１２はシリンダデアに激し
く摺接することがなくなυ、環状溝１３円から剥離する
こともない。
取シを施したことによシ、摺動面上部に露出する母材が
シリンダボアにほとんど摺接しなくなる。したがって第
２図に示すようなシリンダボアの段付摩耗、あるいはボ
アスカッフの発生が防止され、これとともにピストンリ
ング自体の摩耗も減少する。また、段付摩耗の発生が防
止されることによシ、溶射層１２はシリンダデアに激し
く摺接することがなくなυ、環状溝１３円から剥離する
こともない。
なお本発明は、キーストンリングにも適用できることは
もちろんである◎ 以上のように本発明によれば、耐摩耗性に優れた溶射層
が常にシリンダボアと接触し、ピストンリングの母材が
シリンダがアに摺接することが実質的になくなるので、
シリンダボアのスカッフ、摩耗が大幅に減少するという
効果が得られる。
もちろんである◎ 以上のように本発明によれば、耐摩耗性に優れた溶射層
が常にシリンダボアと接触し、ピストンリングの母材が
シリンダがアに摺接することが実質的になくなるので、
シリンダボアのスカッフ、摩耗が大幅に減少するという
効果が得られる。
第１図は従来のピストンリングの摺動面の摩耗状態を示
す実験結果図、第２図は該ピストンリングを用いた場合
のシリンダボアの摩耗状態を示す実験結果図、第３図は
該ピストンリングの上下面の摩耗状態を示す実験結果図
、第４図は該ピストンリングのリング溝内における捩れ
を示す断面図、第５図は本発明の一実施例を示す要部の
断面図である。 １０・・・リング部材、１１・・・摺動面、１２・・・
溶射層、１３・・・環状溝、１４・・・上縁部。 第４図
す実験結果図、第２図は該ピストンリングを用いた場合
のシリンダボアの摩耗状態を示す実験結果図、第３図は
該ピストンリングの上下面の摩耗状態を示す実験結果図
、第４図は該ピストンリングのリング溝内における捩れ
を示す断面図、第５図は本発明の一実施例を示す要部の
断面図である。 １０・・・リング部材、１１・・・摺動面、１２・・・
溶射層、１３・・・環状溝、１４・・・上縁部。 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、リング部材の外周面中央部に沿って刻設された環状
構内に溶射層が埋込まれ、摺動面の周囲−上縁部に、該
溶剤層上部に及ぶ面取シが施されることを特徴とするピ
ストンリング。 ２、溶射層の幅は、リング厚さの６０〜８０％であり、
面取りはり、ング上部の該厚さ３０〜５０チの部分に施
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２
ストンリング。 ３、面取シは、リング軸心に対してＸ００〜４５゜の角
度で施されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載のピストンリング。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2468583A JPS59150949A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | ピストンリング |
| GB08313481A GB2136089B (en) | 1983-02-08 | 1983-05-16 | Piston ring for internal combustion engine |
| DE19833318325 DE3318325C2 (de) | 1983-02-08 | 1983-05-19 | Kolbenring für einen Kolben einer Hubkolben-Brenn-Kraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2468583A JPS59150949A (ja) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | ピストンリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150949A true JPS59150949A (ja) | 1984-08-29 |
Family
ID=12145010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2468583A Pending JPS59150949A (ja) | 1983-02-08 | 1983-02-18 | ピストンリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150949A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010515848A (ja) * | 2007-01-09 | 2010-05-13 | フェデラル−モーグル ブルシャイト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 多層被覆を有するピストンリングおよびその製法 |
| JP2021196057A (ja) * | 2020-06-15 | 2021-12-27 | エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・エスイー・ティスクランド | クロスヘッド型ターボ過給式大型２ストロークユニフロー掃気内燃機関のピストンのリングパックで使用されるピストンリング |
-
1983
- 1983-02-18 JP JP2468583A patent/JPS59150949A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010515848A (ja) * | 2007-01-09 | 2010-05-13 | フェデラル−モーグル ブルシャイト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 多層被覆を有するピストンリングおよびその製法 |
| JP2021196057A (ja) * | 2020-06-15 | 2021-12-27 | エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・フィリアル・アフ・エムエーエヌ・エナジー・ソリューションズ・エスイー・ティスクランド | クロスヘッド型ターボ過給式大型２ストロークユニフロー掃気内燃機関のピストンのリングパックで使用されるピストンリング |
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