JPS60116844A - 組合せオイルリング - Google Patents

組合せオイルリング

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Publication number
JPS60116844A
JPS60116844A JP22142983A JP22142983A JPS60116844A JP S60116844 A JPS60116844 A JP S60116844A JP 22142983 A JP22142983 A JP 22142983A JP 22142983 A JP22142983 A JP 22142983A JP S60116844 A JPS60116844 A JP S60116844A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil ring
wear
nitride layer
combination oil
layer whose
Prior art date
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Pending
Application number
JP22142983A
Other languages
English (en)
Inventor
Fujio Itabashi
板橋 不二夫
Hiroshi Hosoo
細尾 寛
Mitsunori Imamura
今村 光則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Riken Corp filed Critical Riken Corp
Priority to JP22142983A priority Critical patent/JPS60116844A/ja
Publication of JPS60116844A publication Critical patent/JPS60116844A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/26Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 合せオイルリングに関する。
組合せオイルリングは2枚のサイトレールとこれらをシ
リンダ内周面に抑圧させるスペーエキス合ンダとからな
っており、近年の内燃機関の高出力化に伴ってピストン
リングに要求される品質が高度になり1組合せメイルリ
ングのサイトレールやスペーサエキスパンダにも耐摩耗
性や耐熱性が要求さ4しるようになってきてきている。
特にサイトレールの内周とスペーサエキスパンダのサイ
トレール抑圧突起部(耳部)とは両者の接触による摩耗
が著しく、組合せオイルリングの張力が減退し、オイル
消費が増大する。特にディーゼル機関や加鉛ガソリン使
用時にこれが著しい。
従来、この対策としてサイトレールの内外周面に硬質ク
ロムめっきを施し、スペーサエキスパンダの外表面にも
硬質クロムめっきを施した組合せオイルリングが知られ
ている。然し、この種の組合せオイルリングでは上記の
摩耗を大幅に減少させることができず、かつ、サイトレ
ールとスペーサエキスパンダとは局部的に接触するため
に接触面圧が高く、この部分のクロムめっき層が疲労破
壊を起してエンジントラブルに繋がる虞れがある。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、サ
イトレール、スペーサエキスパンダ共に窒化処理を施し
、下記のような窒化層を形成させた組合せオイルリング
に関する。
サイトレールは内外周面に2μrn以」二の厚さの窒化
物層と30μm以上の厚さの拡散層とからなリ、表面硬
度Hv 700〜1500の窒化層を形成させる。窒化
の方法によって表面から20μm前後の個所に硬度のピ
ークが現れるため、最表の脆い層を除去する仕上げ加工
後の表面硬度がHv700以上あれば良好な耐摩耗性を
示すが、Hv700未満では耐摩耗性が不足することが
あり、他方、これがHv 1500を越えるとスペーサ
エキスパンダを摩耗させるようになるので、Hv700
〜1500の範囲とする。窒化物層の厚さ2μm未満、
拡散層の厚さ30μm未満では耐摩耗性が不充分である
スペーサエキスパンダは表面に5μm以上の厚さの窒化
物層が形成され、表面硬度に4 v 1000を越え、
1600以下の窒化層を有するものとする。スペーサエ
キスパンダは一般にオーステナイト系ステンレス鋼が使
用されており、この鋼種に窒化処理を施すと、形成され
る窒化層はその殆どが宮化物層からなっていて、拡散層
が殆ど現れないので、耐摩耗性は窒化物層でのみ保持す
ることとなる。従って、窒化物層の厚さが5μm未満で
は耐摩耗性が不充分であり、5μrn以上が必要である
。また1表面硬度がHvlOOO以下ではサイトレール
との接触部の摩耗が大きく、Hv1600を越えると脆
化が著しくなるので、Hvloooを越え、1600以
下のの範囲とする。
次に実施例について説明する。
DIN規mX−90のクロム・モリブデン・バナジウム
鋼製のサイトレールとJIS規格5US631のステン
レス鋼製のスペーサエキスパンダとで呼び径80.3m
mの組合せオイルリングを製作し、夫々に第1表に示す
ような表面処理を施してベンチテストに供した。窒化処
理後の窒化層は。
サイトレールでは窒化物層の厚さ4μm、拡散層の厚さ
100μm、表面硬度Hv 1000、スペーサエキス
パンダでは窒化物層の厚さ19μm。
表面硬度Hv 1300であった。
第1表 これらの内、Na lの組合せが本発明組合せオイルリ
ング、その他は比較の組合せオイルリングである。
これらの組合せオイルリングを排気[1800ω、4気
筒のディーゼルエンジンに組込み、使用潤滑油CCクラ
スl0W−30,回転数4700rpm、全負荷、10
0時間のベンチテストを行い、オイルリングの張力減退
(試験前後の張力の差)、サイトレールの内周摩耗量及
びスペーサエキスパンダの耳部摩耗量をa11定した。
ツ 試験結果は第1〜3図に示す通りである。第1図は張力
減退率を、第2図はサイトレールの内周摩耗量を、第3
図はスペーサエキスパンダの耳部摩耗量を示すグラフで
ある。
第2図及び第3図がら解るように1本発明の組合せオイ
ルリングは、比較の組合せオイルリングに比べてサイト
レール、スペーサエキスパンダの摩耗が共に少なく、そ
の結果、第1図に示されるように、張力減退が僅がであ
る。
以上説明したように、本発明の組合せオイルリングは耐
摩耗性に優れ、その結果、張力の減退が僅少であるので
、耐久性が大きく、本発明の組合せオイルリングを使用
するときは、内燃機関のオーバーホールから次のオーバ
ーホール迄の周期、所謂開放期間を長くすることができ
、産業上の利用価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図はベンチテストの結果を示すグラフで、
第1図は張力減退率を、第2図はサイトレールの摩耗量
を、第3図はスペーサエキスパンダの摩耗量を示す。 出願人 株式会社リケン 手続補正vI(自発) 昭和59年 1月 6u 特γ「庁長官 若杉和夫 殿 1、 事件の表示 昭和58年特許願第 221429 号2、 発明の名
称 組合U・オイルリング3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 〒102 東京都千代田区九段北1丁目13番5
号名称 株式会社 リ ケ ン 4、 補正命令の[1付 (自発) 5、 補正により増加する発明の数 06、 補正のヌ
J’f4t ++JJIl’tliの発明の詳細な説明
の桐7、 補正の内容 (1) 明#IIIt第3頁第3行〜4行「最表の脆い
900.加工後の」を、削除する。 手続補正書(方式) 1召和jり年3月lL/−日 特肝庁長官若杉和夫 殿 /、事件の表示 昭和3に年行訂廟第2.2/弘ノ2号 ノ1発明の名称 組合せオイルリング 3、補正をする者 事件との関係 特許出pI11人 住所 〒/θ、21.京都千代口1区九段北/丁目/3
nF!r号名称 株式会社 リ ケ ン 弘 補正命令のl」付 IMi和jり年λ月g日左 補
正の対象 明細書全文 乙、補正の内容 明細書の浄B(内容に変更なし)明 
細 書 A 発明の名称 組合せオイルリング λ、特F′F請求の@囲 表面に2μm以上の厚さの窒化物層と30.um以上の
厚さの拡散層とからなる窒化層が形成され、1lv70
0〜/!00の表面硬度を有するサイトレールと、表面
に3pm以上の厚さの窒化物層を有する窒化層が形成さ
れ、Hvloooを越え、/1.00以下の表面硬度を
有するスペーサエキスパンダからなる組合せオイルリン
グ。 発明の詳細な説明 本発明は内燃機関に使用される改良きれた釦合せオイル
リングに関する。 組合せオイルリングは、2枚の゛す゛イドレールとこれ
らをシリンダ内周面に押圧させるスペーサエキスパンダ
とからなっており、近年の内燃機関の高出力化に伴って
ピストンリングに要求される品質か高度になり、組合せ
オイルリングのサイトレールやスペーサエキスパンダに
も耐摩耗性や耐熱性が要求されるようになってきている
。特にサイトレールの内周とスペーサエキスパンダのサ
イトレール抑圧突起部(]″1部)とは両者の接触によ
る摩耗が著しく、紹合せオイルリングの張力が減退し、
メイル)l’l IJrが増大する。特にディーゼル機
関や加鉛ガソリン使用時にこれが著しい。 従来、この対策としてサイトレールの内外周面に硬質ク
ロムめっきを施し、スペーサエキスパンダの外表面にも
硬Iftクロムめっきを施した組合せメイルリングが知
られている。然し、この種の絹合せメイルリングで【」
」二記の摩fしを大1q・1に減少させることができず
、かつ、サイトレールとスペーサエキスパンダとOま局
部的に接触するために接触向11モか高く、この部分の
クロムめっき層が疲労破り方香°ノ己し′〔:I−ンジ
ントラブル針繋がる虞れがある。 イ・グ、明Qよ一]−記の小1〆Iに鑑みてなされたも
のであ二)′□(、すrトレール、スペーサエキスパン
ダ共に窒化処理を施し、F記のよ)な開化JF4を形成
させた組94j1イルリングに門する。 すrド【・−ルは内外周面に、2 、%J m以」−の
117さの窒化物層と30λm以上の厚さの拡散層とか
らなり、表面硬度H1700〜/j00の窒化層を形成
させる。窒化の方法によって表面から20 、u m前
後の個所に硬度のピークが現れるため、最表の脆い層を
除去する仕上げ加工後の表面硬度がHv7θO以上あれ
ば良好な耐摩耗性を示すが、Hv700未満では耐摩耗
性が不足することがあり、他方、これがHv/j00を
越えるとスペーサエキスパンダを摩耗させるようになる
ので、Hv700〜/!;00の範囲とする。窒化物層
の厚さ、2pm未満、拡散層の厚さ30pm未満では耐
摩耗性が不充分である。 スペーサエキスパンダは表面にJ−、um以上の厚さの
窒化物層が形成され、表面硬度HV / 000を越え
、/乙00以下の窒化層を有するものとする。スペーサ
エキスパンダは一般にオーステナイト系ステンレスmが
fψ用されており、このm種に窒化処理を施すと、形成
される窒化層はその殆どが窒化物層からなっていて、拡
散層が殆ど現れないので、耐摩耗性は窒化物層でのみ保
持−j−ることとなる。従って、窒化物層の厚さが3p
m未満では耐摩耗性が不充分であり、jpm以上が必要
である。また、表面11i1!’度がJl v /θ0
0以下ではサイトレールとの接触部の摩耗が大きく、H
v/100を越えると脆化が著しくなるので、Hv/θ
00を越え、/乙00以下の範囲とする。 次に実施例について説明する。 D工Nff1.tl−9oのクロム・モリブデン・バナ
ジウノ\fM 1ilWの′サイトレールとJIS蜆格
5US1.3/のステンレス鋼製のスペーサエキスパン
ダとで呼び径IO,3mmの組合せオイルリングを製作
し、夫々に第1表に示すような表面処理を施してベンチ
テストに供した。窒化処理後の窒化1?)は、サイトレ
ールでは窒化物層の厚さ≠IA’ %拡散層の+vg1
0θIJ m 、表向硬度HV1000、スペーサエキ
スパンダでは窒化物層の厚さ/りPm s表向硬度HV
 / 300であった。 第 / 表 これらの内、席/の絹合せが本発明組合せオイルリング
、その他は比較の組合せメイルリングである。 これらの組合せオイルリングを排気量/♂o。 cc、弘気筒のディーゼルエンジンに絹込み、使用部滑
油00クラス10W−30,回転ル9グアoθrpm、
全fi荷、100時間のベンチテストを行い、オイルリ
ングの張力減退(試験前後の張力の差)、サイトレール
の内周摩↑(景及びスペーサエキスパンダの耳部ル耗縫
を1llll定した。 試験結果は第1〜3図に示ずガIjりである。第1図は
張力減退率を、第、2図はサイトレールの内周壓耗量を
、第3図はスペーサエキスパンダの14部Jl” ri
(:ff’tを示すグラフである。 第2図及び第3図から解るように、本発明の組合せメイ
ルリングは、比較の組合せオイルリングに比べてサイ1
°レール、スペーサエキスパンダの冷耗が共に少なく、
そのtr’+ 爪、第1図に示されるように、張力波、
退が僅かである。 以1:IIすl(したように、本発明の耕合せオイルリ
ングは百1席耗性に優れ、そのvf牛、張力の減退が僅
少であるので、1Ii1久性が大きく、本発明の紹合せ
メイルリングを使用するときtel、 、内燃機関のオ
ーバーボールかも次のオーバーホール迄の周期、所ハ1
′1開放期間を長くすることができ、産業トの利用価値
は大きい。 図面の簡単な説明 第/図〜f1)3図にベンチテストの結果を示すグラフ
で、第71ンI(よ張力減退率を、第2図は・リイドレ
ーノレの摩1・t+ M *: 、7111 3図はス
ヘーーIJエキスパンダの埠Pトlitを示ず。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 表面に2μm以上の厚さの窒化物層と30μm以上の厚
    さの拡、散層とからなる窒化層が形成され、Hv70’
    O〜1500の表面硬度を有するサイトレールと1表面
    に5μm以上の厚さの窒化物層を有する窒化層が形成さ
    れ、Hv 1000を越え、1600以下の表面硬度を
    有するスペーサエキス
JP22142983A 1983-11-26 1983-11-26 組合せオイルリング Pending JPS60116844A (ja)

Priority Applications (1)

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JP22142983A JPS60116844A (ja) 1983-11-26 1983-11-26 組合せオイルリング

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS585456A (ja) * 1981-02-24 1983-01-12 Nippon Piston Ring Co Ltd 組合せオイルリング

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS585456A (ja) * 1981-02-24 1983-01-12 Nippon Piston Ring Co Ltd 組合せオイルリング

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