JPS5920859B2 - ピストンリングの組合せ - Google Patents
ピストンリングの組合せInfo
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- JPS5920859B2 JPS5920859B2 JP14196979A JP14196979A JPS5920859B2 JP S5920859 B2 JPS5920859 B2 JP S5920859B2 JP 14196979 A JP14196979 A JP 14196979A JP 14196979 A JP14196979 A JP 14196979A JP S5920859 B2 JPS5920859 B2 JP S5920859B2
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- Japan
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- ring
- compression
- compression ring
- combination
- piston
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- 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
- F16J9/067—Spring expander from sheet metal corrugated in the radial direction
-
- 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
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- 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
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- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
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- F16J9/20—Rings with special cross-section; Oil-scraping rings
- F16J9/206—One-piece oil-scraping rings
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関用ピストンリングの組合せに関する。
ピストンとシリンダ内壁との間に配置されるピストンリ
ング＆お一般に、ガス漏れ防止用のコンプレッションリ
ングとシリンダ内壁の余分のオイルをかき落すためのオ
イルシリンダとに分けられる。
ング＆お一般に、ガス漏れ防止用のコンプレッションリ
ングとシリンダ内壁の余分のオイルをかき落すためのオ
イルシリンダとに分けられる。
そして例えば自動車輌エンジンの場合には一般にピスト
ン１個につき２〜３個のコンプレッションリングと１〜
２個のオイルリングとが組合せ配置される。これらピス
トンリングはその機能上常にシリンダ内壁に圧接してい
ることが必要であり、従つて特にリング摺動面の摩耗を
極力少くすることが肝要である。オイル消費量を増加せ
しめる原因の１つとしてピストンリングの摩耗が挙げら
れる。
ン１個につき２〜３個のコンプレッションリングと１〜
２個のオイルリングとが組合せ配置される。これらピス
トンリングはその機能上常にシリンダ内壁に圧接してい
ることが必要であり、従つて特にリング摺動面の摩耗を
極力少くすることが肝要である。オイル消費量を増加せ
しめる原因の１つとしてピストンリングの摩耗が挙げら
れる。
即ち、オイル消費量の増加は、特に高鉛ガソリンを使用
する場合に顕著であるが、その原因がピストンリングの
摩耗に基づくピストンリングの張力減退にあり、そのた
めオイル掻き能力が著しく低下することに起因するもの
であることが確認されている。そしてまたこのピストン
リングの摩耗のうちでも特に、一対の上下サイドレール
とこれらサイドレールをシリンダ内壁に押し付けるため
のエキスパンダ部材（スペーサエキスパンダまたはコイ
ルエキスパンダ、以下同じ）とより構成される組合せオ
イルリングの上記サメドレールの内外周面の摩耗が一層
顕著であることも判明している。そのため本願出願人の
一人は実開昭５３一１４７３０８号において、組合せオ
イルリングのサイドレールの内外周にクロムめつきを施
しかつサイドレールの内周に圧接するスペーサエキスパ
ンダに軟窒化処理を施すことにより仮令高鉛ガソリンを
使用した場合であつても摩耗が有効に低減されることを
提案、開示した。
する場合に顕著であるが、その原因がピストンリングの
摩耗に基づくピストンリングの張力減退にあり、そのた
めオイル掻き能力が著しく低下することに起因するもの
であることが確認されている。そしてまたこのピストン
リングの摩耗のうちでも特に、一対の上下サイドレール
とこれらサイドレールをシリンダ内壁に押し付けるため
のエキスパンダ部材（スペーサエキスパンダまたはコイ
ルエキスパンダ、以下同じ）とより構成される組合せオ
イルリングの上記サメドレールの内外周面の摩耗が一層
顕著であることも判明している。そのため本願出願人の
一人は実開昭５３一１４７３０８号において、組合せオ
イルリングのサイドレールの内外周にクロムめつきを施
しかつサイドレールの内周に圧接するスペーサエキスパ
ンダに軟窒化処理を施すことにより仮令高鉛ガソリンを
使用した場合であつても摩耗が有効に低減されることを
提案、開示した。
しかしながら上記の提案は組合せオイルリングの摩耗防
止にのみ向けられていたためにピストンリング全体とし
てみた場合に十分満足のいくオイル消費量低減の効果は
得ることは困難であつた。
止にのみ向けられていたためにピストンリング全体とし
てみた場合に十分満足のいくオイル消費量低減の効果は
得ることは困難であつた。
即ち、エンジンのオイル消費量を低減するためには組合
せオイルリングの摩耗防止と共にコンプレツシヨンリン
グの摩耗防止も考慮する必要がぁり、実際本発明によれ
ばこれら両リングを組合せて摩耗対策を施すことにより
摩耗量が相乗的効果を伴つて著しく低減されることが確
認された。本発明は組合せオイルリングとコンプレツシ
ヨンリングの双方に耐摩耗処理を施したピストンリング
の組合せを提供せんとするものである。
せオイルリングの摩耗防止と共にコンプレツシヨンリン
グの摩耗防止も考慮する必要がぁり、実際本発明によれ
ばこれら両リングを組合せて摩耗対策を施すことにより
摩耗量が相乗的効果を伴つて著しく低減されることが確
認された。本発明は組合せオイルリングとコンプレツシ
ヨンリングの双方に耐摩耗処理を施したピストンリング
の組合せを提供せんとするものである。
本発明によればコンプレツシヨンリングの摺動面にはフ
エロクロム又はフエロクロムを含む溶射層が形成され、
一方、組合せオイルリングの両サイドレールの内外周面
にはクロムめつきが、そしてサイドレールの内周に接触
するエキスパンダ部材の外周面には軟窒化処理が夫々施
される。尚、本発明において、特定していないコンプレ
ツシヨンリングの表面処理については何ら特定されず、
少くともオイル消費量の増大をもたらすようなものでな
い限り通常実施されている表面処理を施せばよい。ある
いは特定していないコンプレツシヨンリングについては
表面処理を施さないことも可能である。尚、従来から実
施されているコンプレツシヨンリングの摺動面に対する
表面処理としてはクロムめつき、りん酸塩被膜処理、鉄
の複合めつき、ニツケル一りん複合めつき、窒化処理、
あるいはレーザ焼入及びレーザ暁入によるアロイインク
等が知られている。以下、本発明の実施例を示しその効
果について詳述する。
エロクロム又はフエロクロムを含む溶射層が形成され、
一方、組合せオイルリングの両サイドレールの内外周面
にはクロムめつきが、そしてサイドレールの内周に接触
するエキスパンダ部材の外周面には軟窒化処理が夫々施
される。尚、本発明において、特定していないコンプレ
ツシヨンリングの表面処理については何ら特定されず、
少くともオイル消費量の増大をもたらすようなものでな
い限り通常実施されている表面処理を施せばよい。ある
いは特定していないコンプレツシヨンリングについては
表面処理を施さないことも可能である。尚、従来から実
施されているコンプレツシヨンリングの摺動面に対する
表面処理としてはクロムめつき、りん酸塩被膜処理、鉄
の複合めつき、ニツケル一りん複合めつき、窒化処理、
あるいはレーザ焼入及びレーザ暁入によるアロイインク
等が知られている。以下、本発明の実施例を示しその効
果について詳述する。
第１図はシリンダ内壁１とピストン３のリング溝４との
間に配置される鋼製組合せオイルリングを示す。
間に配置される鋼製組合せオイルリングを示す。
組合せオイルリングは一対の土下サイドレール５Ａと５
Ｂ及びこれらサイドレールを軸方向に隔てかっシリンダ
内壁に押し付けるスペーサエキスバンダ７により構成さ
れる。本発明によれば上サイドレール５Ａ及び下サイド
レール５Ｂの内外周面には夫々クロムめつき６Ａ，６Ｘ
及び６Ｂ，６仔が施される。そして各サイドレールの内
周に接触するスペーサエキスパンダの外面には軟窒化処
理（図示せず）が施される。この軟窒化処理はタフトラ
ード処理に限らず滲硫窒化処理乃至はイオン窒化処理等
でもよい。斯くしてサイドレール５Ａ，５Ｂとシリンダ
内壁との接触面（摺動面）及びサイドレール５Ａ，５Ｂ
とスベーサエキスパンダ７との接触面部分には耐摩耗性
硬化層が形成される。また一方、第２図に示す如くピス
トン３の別のリング溝４′内に配置されるコンプレツシ
ヨンリング８の外周面、即ち摺動面にはフエロクロムの
溶射層１０が形成される。
Ｂ及びこれらサイドレールを軸方向に隔てかっシリンダ
内壁に押し付けるスペーサエキスバンダ７により構成さ
れる。本発明によれば上サイドレール５Ａ及び下サイド
レール５Ｂの内外周面には夫々クロムめつき６Ａ，６Ｘ
及び６Ｂ，６仔が施される。そして各サイドレールの内
周に接触するスペーサエキスパンダの外面には軟窒化処
理（図示せず）が施される。この軟窒化処理はタフトラ
ード処理に限らず滲硫窒化処理乃至はイオン窒化処理等
でもよい。斯くしてサイドレール５Ａ，５Ｂとシリンダ
内壁との接触面（摺動面）及びサイドレール５Ａ，５Ｂ
とスベーサエキスパンダ７との接触面部分には耐摩耗性
硬化層が形成される。また一方、第２図に示す如くピス
トン３の別のリング溝４′内に配置されるコンプレツシ
ヨンリング８の外周面、即ち摺動面にはフエロクロムの
溶射層１０が形成される。
このフエロクロム溶射層１０はフエロクロム単独でもあ
るいはフエロクロムを主体とする混合溶射層、例えばフ
エロクロム、自溶合金、モリブデンまたはステンレス鋼
等の２種または３種以上の混合溶射層でもよい。本発明
のピストンリングの組合せは主として高鉛ガソリンを使
用するエンジンに使用されるが本発明は勿論無鉛ガソリ
ン或いは低鉛ガソリンを使用する場合にも適用可能であ
る。
るいはフエロクロムを主体とする混合溶射層、例えばフ
エロクロム、自溶合金、モリブデンまたはステンレス鋼
等の２種または３種以上の混合溶射層でもよい。本発明
のピストンリングの組合せは主として高鉛ガソリンを使
用するエンジンに使用されるが本発明は勿論無鉛ガソリ
ン或いは低鉛ガソリンを使用する場合にも適用可能であ
る。
またガソリンエンジンに限らずデイーゼルエンジンの場
合にも適用し得る。第３図に示す組合せオイルリングは
デイーゼルエンジン用に一般に用いられているもので上
下サイドレール１５Ａ，１５Ｂが一体化されており、第
１図のスペーサエキスパンダはコイルエキスパンダ１７
に置き換えられている。第３図の組合せオイルリングは
一般に鋳鉄製である。この場合にも第１図の場合と全く
同様に上サイドレール１５Ａ及び下サイドレール１５Ｂ
の外周及びコイルエキスパンダ１７に接触する内周部に
は夫夫クロムめつき１６Ａ，１６Ｎ及び１６Ｂ，１６Ｂ
′が施される。またコイルエキスパンダ１７の周囲には
軟窒化処理（図示せず）が施される。２本以上のコンプ
レツシヨンリングが設けられる場合にはすべてのコンプ
レツシヨンリングの摺動面にフエロクロム溶射層を形成
してもよいが、第１及び／又は第２のコンプレツシヨン
リングのみにフエロクロム溶射層を形成し他のコンプレ
ツシヨンリングにはクロムめつきを施すようにしてもよ
い。
合にも適用し得る。第３図に示す組合せオイルリングは
デイーゼルエンジン用に一般に用いられているもので上
下サイドレール１５Ａ，１５Ｂが一体化されており、第
１図のスペーサエキスパンダはコイルエキスパンダ１７
に置き換えられている。第３図の組合せオイルリングは
一般に鋳鉄製である。この場合にも第１図の場合と全く
同様に上サイドレール１５Ａ及び下サイドレール１５Ｂ
の外周及びコイルエキスパンダ１７に接触する内周部に
は夫夫クロムめつき１６Ａ，１６Ｎ及び１６Ｂ，１６Ｂ
′が施される。またコイルエキスパンダ１７の周囲には
軟窒化処理（図示せず）が施される。２本以上のコンプ
レツシヨンリングが設けられる場合にはすべてのコンプ
レツシヨンリングの摺動面にフエロクロム溶射層を形成
してもよいが、第１及び／又は第２のコンプレツシヨン
リングのみにフエロクロム溶射層を形成し他のコンプレ
ツシヨンリングにはクロムめつきを施すようにしてもよ
い。
また他のコンプレツシヨンリングに施すクロムめつきの
代りに燐酸塩被膜処理（同等の効果を有する四三酸化鉄
被膜処理を含む）を施しても同様の結果が得られる。以
下に実験結果を示す。
代りに燐酸塩被膜処理（同等の効果を有する四三酸化鉄
被膜処理を含む）を施しても同様の結果が得られる。以
下に実験結果を示す。
第１表において、本発明のピストンリングの組合せによ
る第１コンプレツシヨンリングには摺動面に円周方向の
溝を旋削し、この溝の内部に市販 ２の高炭素フエロク
ロム粉末（平均粒子２５０メツシユ以下）をプラズマ溶
射して、これを滝１及び滝３シリンダに用い、洗２及び
洗４シリンダに対しては比較のために第１コンプレツシ
ヨンリングとして摺動面に硬質クロムめつきを施したも
のを 乏用い、Ｆ６．ｌ及び滝３のシリンダの第１コン
プレツシヨンリングとの摩耗の比較を行うと共に、第１
※：くコンプレツシヨンリングの表面処理の差異による
他リングの摩耗に対する影響を調べた。
る第１コンプレツシヨンリングには摺動面に円周方向の
溝を旋削し、この溝の内部に市販 ２の高炭素フエロク
ロム粉末（平均粒子２５０メツシユ以下）をプラズマ溶
射して、これを滝１及び滝３シリンダに用い、洗２及び
洗４シリンダに対しては比較のために第１コンプレツシ
ヨンリングとして摺動面に硬質クロムめつきを施したも
のを 乏用い、Ｆ６．ｌ及び滝３のシリンダの第１コン
プレツシヨンリングとの摩耗の比較を行うと共に、第１
※：くコンプレツシヨンリングの表面処理の差異による
他リングの摩耗に対する影響を調べた。
この結果を第２表に、又シリンダ別（即ち、表面処理別
）の平均摩耗量を第３表に夫々示す。
）の平均摩耗量を第３表に夫々示す。
但し、摩耗量は合口すきま増加量から換算したもので次
式の通りである。以上の実験結果から次のことが確認さ
れた。
式の通りである。以上の実験結果から次のことが確認さ
れた。
（１）初期馴らし運転の段階では勿論のこと、耐久１０
０時間後及び２００時間後の分解結果でもスカツフイン
グの傾向は全くなくリング及びシリンダの表面状況は良
好であつた。（２）第１コンプレツシヨンリングとして
フエロクロム溶射リングを用いた場合（実施例）２００
時間耐久運転後の摩耗量は比較例のクロムめつきリング
の場合の約１／４．５であり、無鉛ガソリン使用時のク
ロムめつき並みの摩耗水準である。
０時間後及び２００時間後の分解結果でもスカツフイン
グの傾向は全くなくリング及びシリンダの表面状況は良
好であつた。（２）第１コンプレツシヨンリングとして
フエロクロム溶射リングを用いた場合（実施例）２００
時間耐久運転後の摩耗量は比較例のクロムめつきリング
の場合の約１／４．５であり、無鉛ガソリン使用時のク
ロムめつき並みの摩耗水準である。
（３）第１コンプレツシヨンリングとしてフエロクロム
溶射リングを用いた場合（実施例）のそれより下方に位
置するリング（第２コンプレツシヨンリング及び組合せ
オイルリング）に対する影響は２００時間耐久運転後に
おいて夫々次の通りである。
溶射リングを用いた場合（実施例）のそれより下方に位
置するリング（第２コンプレツシヨンリング及び組合せ
オイルリング）に対する影響は２００時間耐久運転後に
おいて夫々次の通りである。
１第２コンプレツシヨン１，ング：比較例（第１コンプ
レツシヨンリングをクロムめつき）の場合の第２コンプ
レツシヨンリングの摩耗量の約２／３２ 組合せオイル
リングのサイドレール；比較例の場合の組合せオイルリ
ングのサイドレールの磨耗量の約６０％（４）シリンダ
の表面状況については、比較例のＮｏ２及びＮｏ４シリ
ンダの場合はシリンダ内周面のホーニング研削目等がＰ
ｂ酸化物で埋まり、内周面全体が乳白色を呈しているの
に対し、実施例のピストンリング構成をもつＮｏ１及び
Ｎｏ３シリンダの場合は斯かる現象が殆んど見られず清
浄な状態を呈していた。
レツシヨンリングをクロムめつき）の場合の第２コンプ
レツシヨンリングの摩耗量の約２／３２ 組合せオイル
リングのサイドレール；比較例の場合の組合せオイルリ
ングのサイドレールの磨耗量の約６０％（４）シリンダ
の表面状況については、比較例のＮｏ２及びＮｏ４シリ
ンダの場合はシリンダ内周面のホーニング研削目等がＰ
ｂ酸化物で埋まり、内周面全体が乳白色を呈しているの
に対し、実施例のピストンリング構成をもつＮｏ１及び
Ｎｏ３シリンダの場合は斯かる現象が殆んど見られず清
浄な状態を呈していた。
以上の如く、本発明によれば第１コンプレッシヨンリン
グの磨耗自体を大幅い低減し得ると共に同一気筒内の第
２コンプレオツションリング及び組合せオイルリングの
磨耗も大いに減少されるという副次的効果を奏すること
が明白に理解されよう。
グの磨耗自体を大幅い低減し得ると共に同一気筒内の第
２コンプレオツションリング及び組合せオイルリングの
磨耗も大いに減少されるという副次的効果を奏すること
が明白に理解されよう。
従って高鉛ガソリン使用という悪条件の下でも各ピスト
ンリングの摩耗を大幅に減じ、オイル消費量が低位に安
定しせめられる。
ンリングの摩耗を大幅に減じ、オイル消費量が低位に安
定しせめられる。
尚、本発明において、フエロクロム又はフエロクロムを
含む溶射層はそれ自体で母材に対し可成りの密着性を示
すが場合によってはニッケルアルミナイド等の下地処理
を施すことも出来る。
含む溶射層はそれ自体で母材に対し可成りの密着性を示
すが場合によってはニッケルアルミナイド等の下地処理
を施すことも出来る。
第１図は本発明において用いられる組合せオイルリング
の断面図、第２図は本発明において用いられるコンプレ
ッシヨンリングの断面図、第３図は第１図とは別の組合
せオイルリングの実施例を示す断面図。 １ ・・・・・・シリンダ内壁、３・・・・・・ピスト
ン、５Ａ，５Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ・・・・・・サイドレ
ール、７，１？ ・・・・・・エキスパンダ部材、１０
・・・・・・溶射層。
の断面図、第２図は本発明において用いられるコンプレ
ッシヨンリングの断面図、第３図は第１図とは別の組合
せオイルリングの実施例を示す断面図。 １ ・・・・・・シリンダ内壁、３・・・・・・ピスト
ン、５Ａ，５Ｂ，１５Ａ，１５Ｂ・・・・・・サイドレ
ール、７，１？ ・・・・・・エキスパンダ部材、１０
・・・・・・溶射層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一対のサイドレールと該サイドレールをシリンダ内
壁に押し付けるエキスパンダ部材とにより構成された組
合せオイルリングと、少くとも１本のコンプレッション
リングとから成るピストンリングの組合せにおいて、燃
焼室に最も近い第１コンプレッションリングの摺動面に
フェロクロム単独溶射層またはフェロクロムを含む混合
溶射層を形成すると共に、前記組合せオイルリングの両
サイドレールの内外周面にクロムめつきを施しかつ該両
サイドレールの内周に接触するエキスパンダ部材の外周
面に軟窒化処理を施したことを特徴とする内燃機関用ピ
ストンリングの組合せ。 ２ 第１のコンプレッションリングの下方に位置する第
２のコンプレッションリングの摺動面にクロムめつきを
施したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のピ
ストンリングの組合せ。 ３ 第１のコンプレッションリングの下方に位置する第
２のコンプレッションリングの外周面に燐酸塩被膜処理
を施したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
ピストンリングの組合せ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14196979A JPS5920859B2 (ja) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | ピストンリングの組合せ |
| DE19803041227 DE3041227A1 (de) | 1979-11-05 | 1980-11-03 | Kolbenring-anordnung |
| AU64077/80A AU537303B2 (en) | 1979-11-05 | 1980-11-04 | Piston ring combination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14196979A JPS5920859B2 (ja) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | ピストンリングの組合せ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5666429A JPS5666429A (en) | 1981-06-04 |
| JPS5920859B2 true JPS5920859B2 (ja) | 1984-05-16 |
Family
ID=15304330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14196979A Expired JPS5920859B2 (ja) | 1979-11-05 | 1979-11-05 | ピストンリングの組合せ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920859B2 (ja) |
| AU (1) | AU537303B2 (ja) |
| DE (1) | DE3041227A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019151235A1 (ja) | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 三菱ケミカル株式会社 | ３次元造形用材料、３次元造形用フィラメント、該フィラメントの巻回体および３次元プリンター用カートリッジ |
| EP4067044A1 (en) | 2021-03-30 | 2022-10-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Injection molding machine, additive manufacturing apparatus, and pressure control method |
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- 1980-11-04 AU AU64077/80A patent/AU537303B2/en not_active Expired
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