KR101964765B1 - 세그먼트, 조합 오일링 및 세그먼트의 제조방법 - Google Patents

세그먼트, 조합 오일링 및 세그먼트의 제조방법 Download PDF

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아쓰시 나카자와
히로노리 후지타
유스케 니시
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티피알 가부시키가이샤
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Abstract

조합 오일링의 저장력화에 대응시키면서도, 세그먼트의 단독회전을 방지하는 것이 가능한 세그먼트, 조합 오일링 및 세그먼트의 제조방법을 제공한다.
익스팬더 스페이서(40)의 원주방향에 형성되어 있는 이부(43)에 의해서 내주면(22,32)가 압압됨과 동시에, 외주측이 실린더(1)의 내벽에 압압된 상태에서 이 실린더(1)의 축방향으로 접동하는 것이 가능한 세그먼트(20,30)이며, 세그먼트(20,30)의 내주면(22,32)에는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 원주방향에 있어서 적어도 2개소 이상에 설치되어 있고, 이 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 4μm~ 25μm의 돌출높이에 설치되어 있다.

Description

세그먼트, 조합 오일링 및 세그먼트의 제조방법
본 발명은, 세그먼트(segment), 조합 오일링(combination oil ring) 및 세그먼트의 제조방법에 관한 것이다.
근년, 내연기관에 있어서는, 엔진의 저연비화(低燃費化)를 실현하기 위해서, 프릭션(friction)의 저감을 목적으로 한 조합 오일링의 저장력화를 진행시키는 경향이 있다.
그렇지만, 익스팬더 스페이서의 장력이 낮게 설정되게 되면, 상하에 배치되는 2개의 세그먼트(사이드 레일(side rail))가 각각 단독으로 원주방향의 회전운동을 실시하기 쉬워진다.
이러한 회전운동에 있어서, 상하의 세그먼트의 합구(合口)가 상하 방향에서 겹쳤을 경우, 합구의 존재에 의해서 긁은후 남은 오일이 엔진 연소실에 옮겨 들어가 오일의 공급이 과잉이 되어, 오일의 소비를 증가시켜 버리는 문제가 생기고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는, 세그먼트가 단독으로 회전하는 것을 방지할 필요가 있다.
그러한 단독회전의 방지를 위해서, 예를 들어 특허 문헌 1에는, 익스팬더 스페이서에 접촉하는 세그먼트의 내주면에, 섬세한 요철(凹凸)을 형성하고 있는 구성이 개시되어 있다.
또, 특허 문헌 2에는, 세그먼트의 내주면에 절입부(切入部)를 가지는 구성이 개시되어 있고, 이 절입부의 피치는, 익스팬더 스페이서의 이(耳)의 피치와 같은 피치이며, 이(耳)의 폭치수와 동간격으로 되어 있다.
또, 특허 문헌 3에는, 익스팬더 스페이서에 접촉하는 세그먼트의 내주면에, 이(耳)의 윤곽에 따라서 경사한 섬세한 요철(凹凸)이 형성된 구성이 개시되어 있다.
또, 특허 문헌 4에는, 원환모양(円環狀)으로 성형시킨 세그먼트의 선재의 내주면에 레이저광을 조사해, 세그먼트의 내주면에 복수의 그루브를 형성하는 것이 개시되어 있다.
또, 특허 문헌 5에는, 사이드 레일의 내주면에 연질(軟質) 금속 도금층이 형성되고, 이 연질 금속 도금층은, 마이크로 비커스(micro　vickers) 경도가 150~350이고, 막두께가 5μm~30μm이며, 한층 더, 익스팬더 스페이서의 표면에 질화 처리층이 형성된 구성이 개시되어 있다.
JP실개평 01－78769호 공보 JP실개평 04－3163호 공보 JP실개평 03－67759호 공보 JP특개 2001－248730호 공보 JP특개평 06－235461호 공보
그런데, 조합 오일링의 저장력화를 실현하기 위해서는, 세그먼트의 진원도(円圓度)의 정밀도의 향상을 도모할 필요가 있다.
그렇지만, 세그먼트의 진원도의 정밀도를 향상시키기 위해서는, 세그먼트의 내주에 기계가공을 실시하는 것에 의한 가공 응력의 영향을 무시할수 없다.
또, 조합 오일링의 저장력화에 더해, 조합 오일링의 박폭화(薄幅化)(폭치수를 작게 하는 것)도 진행되고 있다.
박폭화 된 세그먼트에 있어서는, 세그먼트의 내주에 있어서의 기계가공을 기인으로 하는 절손(折損)에도 주의할 필요가 있다.
또, 세그먼트의 표면에 표면 처리를 실시하는 것도 그럴듯한 안이다.
그렇지만, 표면 처리는 제조 코스트면에서 불리하고, 근년의 제조 코스트 다운의 요구에 감안하면, 보다 안가이고 요구 품질을 만족하는 것이 가능한 세그먼트의 단독회전의 방지 대책이 요구되고 있다.
이러한 문제에 감안하면, 특허 문헌 1, 2에 개시된 구성에서는, 익스팬더 스페이서의 이부(耳部)의 길이가 섬세한 요철의 피치보다 짧은 경우, 섬세한 요철 중의 철부(凸部)가 이부에 올라 얹히는 것으로, 이부의 회전을 멈추는 것이 충분하다고 말할수 없는 상태가 되어 있다.
또, 특허 문헌 1, 2에 개시된 구성에서는, 세그먼트의 내주에 기계가공에 의해서 섬세한 요철을 형성할 때에, 상술한 가공 응력의 영향이 생기고, 그것에 의해, 세그먼트의 진원도에 영향을 주어 버린다.
또, 특허 문헌 3에 개시된 구성에서는, 이부의 접선(接線)에 따른 경사각이 되는 듯한 섬세한 요철을 형성하고 있고, 이부와 세그먼트의 내주의 사이의 접촉은 점접촉(点接觸)이며, 또, 요철의 철부가 이부에 올라 얹히는 것으로, 이부의 회전을 멈추는 것이 충분하다고 말할수 없는 상태가 되어 있다.
또, 특허 문헌 4에는, 레이저광에 의해 세그먼트의 내주면에 그루브(groove)의 가공을 실시함과 동시에, 그 깊이나 그루브의 간격에 관해서 기재되어 있다.
그렇지만, 그루브는 세그먼트의 접동 방향에 따르도록 연신하고 있지만, 이러한 그루브만으로는, 세그먼트의 단독회전을 방지하는 것이 불충분하다.
또, 특허 문헌 5에 개시된 구성은, 표면 처리에 의해서 단독회전을 방지하려고 하는 것이지만, 위에서 설명한 바와 같이 제조 코스트면에서 불리하다.
또, 조합 오일링의 저장력화를 도모하는 상황에서는, 특허 문헌 5에 개시된 것 같은 표면 처리로는, 세그먼트의 단독회전의 방지가 불충분하다.
본 발명은 상기의 사정에 의거해 된 것이며, 그 목적으로 하는 바는, 조합 오일링의 저장력화에 대응시키면서도, 세그먼트의 단독회전을 방지하는 것이 가능한 세그먼트, 조합 오일링 및 공정을 늘리는 일 없이 인라인(in-line) 가공이 가능한 세그먼트의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1의 관점에 의하면,
내연기관의 조합 오일링에 있어서, 익스팬더 스페이서의 원주방향에 형성되어 있는 이부에 의해서 내주면이 압압됨과 동시에, 외주측이 실린더의 내벽에 압압된 상태에서 이 실린더의 축방향으로 접동하는 것이 가능한 세그먼트이며,
적어도 1개의 세그먼트의 내주면에는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 복수 설치되어 있고, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 적어도 1개의 위치에 있어서, 드로스 모양의 돌출부의 근부의 상기 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이인 것을 특징으로 하는 세그먼트가 제공된다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 세그먼트의 폭의 중심축에 대해 10도에서 30도의 범위 내에서 벌어진 세그먼트 내주면의 위치중의 적어도 1개의 위치에 있어서, 드로스 모양의 돌출부의 근부의 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는 2개소 이상에 설치되어 있고, 모든 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축방향에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지게 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부에는, 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축 방향에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지는 것과 이 제1 경사 방향과는 다른 제2 경사 방향으로 경사지는 것이 존재하고, 제1 경사 방향으로 경사지는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부와 제2 경사 방향으로 경사지는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 세그먼트의 합구 이외의 부분에서 서로 인접하고 있고, 서로 인접하는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 적어도 2개소에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 세그먼트의 폭방향으로 제방모양으로 연속적으로 설치되어 있고, 이 드로스 모양의 돌출부의 방향은, 세그먼트의 원주 방향에 직교하는 중심축방향에 대해서 45도 이하의 경사각도를 이루고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 요홈을 사이에 두고 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
세그먼트는, 탄소강 또는 스테인리스 강을 재질로 하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 제2의 관점에 의하면,
원주방향에 이부가 형성되어 있는 익스팬더 스페이서와,
이부에 의해서 내주면이 압압됨과 동시에, 외주측이 실린더의 내벽에 압압된 상태에서 이 실린더의 축방향으로 접동하는 것이 가능한 적어도 1개의 세그먼트를 구비하는 조합 오일링이며,
세그먼트의 내주면에는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 복수 설치되어 있고, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 적어도 1개의 위치에 있어서, 드로스 모양의 돌출부의 근부의 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이인 것을 특징으로 하는 조합 오일링이 제공된다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 세그먼트의 폭의 중심축에 대해 10도에서 30도의 범위 내에서 벌어진 세그먼트 내주면의 위치중의 적어도 1개의 위치에 있어서, 드로스 모양의 돌출부의 근부의 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는 2개소 이상에 설치되어 있고, 모든 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축방향에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지게 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부에는, 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축 방향에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지는 것과 이 제1 경사 방향과는 다른 제2 경사 방향으로 경사지는 것이 존재하고, 제1 경사 방향으로 경사지는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부와 제2 경사 방향으로 경사지는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 세그먼트의 합구 이외의 부분에서 서로 인접하고 있고, 서로 인접하는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 적어도 2개소에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는 제방모양으로 연속적으로 설치되어 있고, 이 드로스 모양의 돌출부의 연속 방향은, 중심축방향에 대해서 45도 이하의 경사 각도를 이루고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 요홈을 사이에 두고 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부를 형성하는 것이 가능한 위치간의 피치를 피치(P2)로 하고, 익스팬더 스페이서의 이부간의 피치를 피치(P1)로 하면, n를 양의 정수로 했을 때, P2=nХP1을 만족함과 동시에, 피치(P2)에 의해 결정되는 위치중의 적어도 2개소에는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부를 형성하는 것이 가능한 가능한 위치간의 세그먼트의 폭 중심에 있어서의 피치를 피치(P2)로 하고, 익스팬더 스페이서의 이부간의 피치를 피치(P1)로 하면, n를 0이상의 정수로 했을 때, P2=nХP1＋P1/2을 만족함과 동시에, 피치(P2)에 의해 결정되는 위치중의 적어도 2개소에는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
세그먼트는, 탄소강 또는 스테인리스 강을 재질로 하고 있는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 제3의 관점에 의하면,
익스팬더 스페이서의 원주방향에 형성되어 있는 이부에 의해서 내주면이 압압됨과 동시에, 외주측이 실린더의 내벽에 압압된 상태에서 이 실린더의 축방향으로 접동하는 것이 가능한 세그먼트의 제조방법이며,
세그먼트의 재료가 되는 선재가 감겨져 있는 코일 마스터로부터 선재를 꺼내 하류측에 수송하는 선재수송공정과,
코일 마스터보다 선재의 수송방향의 하류측에 있어서, 선재에 대해서 레이저 광을 조사하고, 적어도 1개의 위치에 있어서, 드로스 모양의 돌출부의 근부의 내주면이 되는 면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이인 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부를 형성하도록, 그리고, 1개의 세그먼트의 주장에, 하류측에 있어서 세그먼트의 합구를 형성할 때의 절단 가공폭을 원주방향의 길이로서 더한 길이에 대해서, 선재의 수송 속도에 동기하여 등간격으로 3개소 이상의 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부를 형성하는 레이저광 조사공정과,
레이저광 조사공정보다 하류측에서, 선재를 환모양으로 소성가공 하는 코일링 공정과,
환모양으로 소성가공 되고 나선 모양에 감겨진 선재를, 이 선재가 감겨진 권회체의 축방향에 따르도록 절단하여 , 세그먼트의 합구를 형성하는 절단공정을
구비하는 것을 특징으로 하는 세그먼트의 제조방법이 제공된다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
레이저광 조사공정에서는, 선재수송공정에서의 선재수송방향과 교차하는 교차 방향에 따라서 레이저광의 조사를 실시함과 동시에, 교차방향의 한측으로부터 다른 한측으로 향하는 한 방향에만 레이저광의 조사를 실시하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 다른 측면은, 상술한 발명에 있어서,
레이저광 조사공정에서는, 선재수송공정에서의 선재수송방향과 교차하는 교차 방향에 따라서 레이저광의 조사를 실시함과 동시에, 교차방향의 왕복에 있어서의 두 방향에 레이저광의 조사를 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 조합 오일링의 저장력화에 대응시키면서도, 세그먼트의 단독 회전을 방지하는 것이 가능한 세그먼트, 조합 오일링 및 공정을 늘리는 일 없이 인라인 가공이 가능한 세그먼트의 제조방법을 제공할수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시의 형태와 관련되는 조합 오일링의 구성을 나타냄과 동시에, 조합 오일링을 장착한 피스톤이 실린더에 삽입된 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 2는, 세그먼트의 외관을 나타내는 평면도이다.
도 3은, 도 2의 A－A선에 따라서 세그먼트를 절단한 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 익스팬더 스페이서의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는, 세그먼트끼리의 합구가 실린더의 축방향에 있어서 겹치는 위치가 된 상태를 나타내는 도이다.
도 6은, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부 및 요홈의 형상을 확대해 나타내 보이는 부분적인 사시도이다.
도 7은, 세그먼트의 내주측에 있어서 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부 및 요홈이 형성된 상태를 내주면측에서 본 측면도이다.
도 8은, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부 및 요홈을 횡단하도록 세그먼트의 원주방향에 따라서 절단 했을 때의 형상을 나타내는 단면도이다.
도 9는, 복수의 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부와 요홈이 형성된 세그먼트를 나타내는 측면도이며, 그중에서,
(A)는, 세그먼트에 따라서 시계방향으로 나아갔을 때에, 엔진 연소실 측으로 향하도록 경사지는 것의 1 종류만의 경사 방향의 드로스 모양의 돌출부 및 요홈을 나타내는 도이며,
(B)는, 세그먼트에 따라서 시계방향으로 나아갔을 때에, 엔진 연소실 측으로 향하도록 경사지는 것과, 엔진 연소실로부터 멀어지도록 경사지는 것의 2 종류의 경사 방향의 드로스 모양의 돌출부 및 요홈을 나타내는 도이다.
도 10은, 실린더의 직경방향(Y방향)에 대해서 20도 경사한 위치에 있어서 드로스 모양의 돌출부의 돌출높이를 측정하는 이미지를 나타내는 도이다.
도 11은, 이부와 드로스 모양의 돌출부의 피치를 나타내는 도이다.
도 12는, 세그먼트의 제조방법의 이미지를 나타내는 도이다.
도 13은, 단기통 모터링 시험기의 구성을 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 일 실시의 형태와 관련되는 조합 오일링(combination oil ring)(10)에 대해서, 도면에 근거해 설명한다.
＜조합 오일링(10)의 구성에 대해＞
도 1은, 조합 오일링(10)의 구성을 나타냄과 동시에, 조합 오일링(10)을 장착한 피스톤(piston)(2)가 실린더(cylinder)(1)에 삽입된 상태를 나타내는 종단면도(縱斷面圖)이다.
도 1에 있어서, 자동차 등의 엔진의 실린더(1)의 내부에는, 왕복동(往復動)하는 것이 가능한 피스톤(2)가 배치되어 있다.
이 피스톤(2)의 피스톤 외주면(3)에는, 2개 또는 3개의 환모양의 그루브(groove)가 설치되어 있다(윗쪽의 하나 또는 2개의 그루브는 도시를 생략함).
그 중에서, 엔진 연소실로부터 가장 떨어진 크랭크 샤프트(crank shaft)측(도시 생략함)에는, 오일링 그루브(oil ring groove)(4)가 설치되어 있다.
오일링 그루브(4)에는, 조합 오일링(10)이 장착되어 있다.
이 조합 오일링(10)은, 세그먼트(segment)의 외주면이 실린더(1)의 내벽을 접동(摺動)하는 것으로, 오일 컨트롤(oil control) 기능을 발휘한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 조합 오일링(10)은, 쓰리피스(three piece)형의 조합 오일링이며, 강철을 주성분으로 하여 형성되어 있다.
또한, 강철로서는, 스테인리스 강(stainless steel), 탄소강(炭素鋼)을 대표적인 예로서 들수 있지만, 이들 이외의 강철을 이용해도 좋다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 조합 오일링(10)은, 한 쌍의 세그먼트(20,30)과, 이들 사이에 배치되어 있는 익스팬더 스페이서(expander spacer)(40)을 가지고 있다.
또한, 이후의 설명에서는, 실린더(1)의 축방향(Y방향)에 있어서, 엔진 연소실 측을 상측, 그것과는 반대로 엔진 연소실로부터 멀어지는 측을 하측이라고 하는 경우가 있다.
도 2는, 세그먼트(20,30)의 외관을 나타내는 평면도(平面圖)이다.
도 3은, 도 2의 A－A선에 따라서 세그먼트(20,30)을 절단한 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 세그먼트(20,30)은, 그 외관이 환모양으로 설치되어 있다.
그리고, 그들의 원주방향의 단면끼리가 합구(合口)(21,31)에 있어서 좁은 틈새를 두고 마주 향하고 있다.
또, 세그먼트(20,30)에는, 내주면(22,32)와 외주면(23,33)과 상측면(24,34)와 하측면(25,35)가 설치되어 있다.
내주면(22,32)는, 도 1에 나타내는 익스팬더 스페이서(40)의 이부(耳部)(43)과 접촉하는 부분이다.
한편, 외주면(23,33)은, 도 1에 나타내는 실린더(1)의 내벽면과 접촉하는 부분이다.
이러한 내주면(22,32) 및 외주면(23,33)은, 상측면(24,34)와 하측면(25,35)의 사이에 설치되어 있다.
또한, 상측면(24,34)는, 세그먼트(20,30)의 상측(엔진 연소실측)에 위치하는 평탄한 부분이며, 하측면(25,35)는, 세그먼트(20,30)의 하측(엔진 연소실로부터 멀어지는 측)에 위치하는 평탄한 부분이다.
도 4는, 익스팬더 스페이서(40)의 구성을 나타내는 사시도(斜視圖)이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 익스팬더 스페이서(40)에는, 상편(上片)(41)과 하편(下片)(42)와 이부(43)과 세그먼트 지지부(44)가 설치되어 있다.
상편(41)은, 실린더(1)의 축방향(Y방향)에 있어서, 엔진 연소실 측에 위치하는 수평인 부분이다.
또, 하편(42)는, 실린더(1)의 축방향(Y방향)에 있어서, 엔진 연소실로부터 멀어지는 측에 위치하는 수평인 부분이다.
또, 이부(43)은, 상편(41) 및 하편(42)보다 직경방향의 내주측에 위치하고 있다.
이부(43)에는, 상편(41)보다 상측(엔진 연소실측)에 돌출하는 것과 하편(42)보다 하측(엔진 연소실로부터 멀어지는 측)에 돌출하는 것이 있다.
또한, 이부(43)에는 경사면(43a)가 존재하고 있고, 이 경사면(43a)는, 실린더(1)의 축방향(Y방향)에 대해서 경사하고 있음과 동시에, 외주측을 향하고 있다.
또, 경사면(43a)를 정면시(正面視) 한 형상은, 파형(波型)의 일부분에 상당하고 있다.
이 경사면(43a)와 상편(41) 또는 하편(42)에 위해 둘러싸인 부분은, 오일이 유통하는 것이 가능한 연통구멍(連通孔)(45)가 되어 있다.
여기서, 상술한 경사면(43a)의 일부에는, 세그먼트(20,30)의 내주면(22,32)가 당접(當接)하고, 이 당접에 의해서, 세그먼트(20,30)에는, 외경측(外徑側)(실린더(1)의 내벽측)을 향하는 듯한 부세력(付勢力)이 주어진다.
또, 이부(43)에는, 이측면(耳側面)(43b)도 존재하고 있다.
또한, 이측면(43b)중의 경사면(43a)와의 경계부분에는, 후술 하는 드로스(dross) 모양의 돌출부(26,36)이 당접한다.
그것에 의해, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 방지할수 있다.
도 5는, 세그먼트(20)의 합구(21)과 세그먼트(30)의 합구(31)이 실린더(1)의 축방향(Y방향)에 있어서 겹치는 위치가 된 상태를 나타내는 도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 세그먼트(20)의 합구(21)과 세그먼트(30)의 합구(31)이 상하방향(Y방향)에 있어서 겹치는 위치가 되는 경우, 세그먼트(20,30) 등에 의해 긁은후 남은 오일이, 예를 들어 엔진의 통내압의 부압(負壓)시에 있어서, 도 5에 있어서 화살표로 나타내 보이듯이 엔진 연소실에 배치되어 있는 압축링(compression ring) 측에 빨려 들어가고, 한층더, 압축 링을 빠져 나가 엔진 연소실에서 소실해, 오일의 소비량을 증가시켜 버린다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 실시의 형태에서는, 세그먼트(20,30)이 원주방향에 있어서 회전해 버리는, 이른바 단독회전을 방지하도록 하고 있다.
본 실시의 형태에서는, 세그먼트(20,30)의 내주면(22,32)에는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 설치되어 있고, 이 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 존재에 의해서, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 방지하고 있다.
도 6은, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(凹溝)(27,37)의 형상을 확대해 나타내 보이는 부분적인 사시도이다.
또한, 도 6에서는, 하측면(25,35)가 지면 바깥측(紙面手前側)에 위치하는 상태를 나타내고 있지만, 상측면(24,34)가 지면 바깥측에 위치해도 좋다.
도 7은, 세그먼트(20,30)의 내주측에 있어서 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)이 형성된 상태를 내주면측에서 본 측면도를 나타낸다.
도 8은, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)을 횡단(橫斷)하도록 세그먼트(20,30)의 원주방향(X방향)에 따라서 절단 했을 때의 형상을 나타내는 단면도이다.
도 9는, 복수(複數)의 드로스 모양의 돌출부(26,36)과 요홈(27,37)이 형성된 세그먼트(20,30)을 나타내는 측면도이며, 그중에서, (A)는, 세그먼트(20,30)의 내주면을 따라서 시계방향으로 나아갔을 때에, 엔진 연소실 측으로 향하도록 경사지는1 종류만의 경사 방향의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)이며, 간격이 떨어져 있는 것을 나타내는 도이다.
또, (B)는, 세그먼트(20,30)의 내주면을 따라서 시계방향으로 나아갔을 때에, 엔진 연소실 측으로 향하도록 경사지는 것과, 엔진 연소실로부터 멀어지도록 경사 하는 것의 2 종류의 경사 방향의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)을 나타내는 도이다.
도 6으로부터 도 8에 나타낸 바와 같이, 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 요홈(27,37)을 사이에 두고 설치되어 있다.
즉, 제방모양(土手狀)으로 연속하는 드로스 모양의 돌출부(26,36)이, 요홈 (27,37)에 따라서 그 양측에 형성되어 있다.
이와 같이, 요홈(27,37)의 양측에 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 형성되어 있으므로, 1개의 요홈(27,37)에 대해, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 존재하는 상태가 되어 있다.
＜드로스 모양의 돌출부의 돌출높이에 대해＞
한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 그 근부(root portion)의 내주면(22,32)에 대해서, 4μm~25μm의 범위 내에서 돌출하고 있다.
도 10은, 세그먼트(20,30)의 폭의 중심축에 대해서 20도 벌어진 세그먼트 (20,30)의 내주면의 위치에서 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 측정하는 이미지(image)를 나타내는 도이다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 세그먼트 (20,30)의 폭의 중심축에 대해서 20도 벌어진 세그먼트(20,30)의 내주면의 위치에서 측정하고 있고, 그 위치에서의 돌출높이가 4μm~25μm의 범위 내로 되어 있다.
이 측정에서는, 세그먼트(20,30)은, 세그먼트(20,30)의 폭의 중심축에 대해서 20도 벌어진(도 10의 (θ3)이 벌어진 각도 20도에 대응함) 상태로 설치 가능한 설치 지그(jig)(50)에 설치되고, 누름 부재(51)에 의해 세그먼트(20,30)을 누름 부재(51)과 설치 지그(50)의 사이에 끼워 넣은 상태에서 측정된다.
또, 세그먼트(20,30)의 돌출높이의 측정은, 레이저 조사부(61)을 구비하는 표면 거침도 측정장치(60)을 이용해 측정을 실시하도록 하고 있다.
또한, 이 측정에서는, 세그먼트(20,30)중의 연직방향(鉛直方向)에 있어서 가장 높은 위치인 정점위치에 있어서 레이저 조사부(61)로부터 레이저광을 조사해 측정 하고 있다.
또, 도 8에 나타낸 바와 같이, 요홈(27,37)을 사이에 두고 좌측의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 (H1)로 하고, 요홈(27,37)을 사이에 두고 우측의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 (H2)로 했을 때, 돌출높이(H1),(H2)의 평균높이를, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이로 한다.
상기한 돌출높이의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 이측면(43b)와 경사면(43a)의 경계부분에 당접하는 것으로, 세그먼트(20,30)의 단독회전이 저지(阻止)된다.
다만, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 방지하는 것이 가능하다면, 이 범위에는 한정되지 않고, 후술 하는 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)의 경사각도가 작으면, 돌출높이가 4μm보다 낮아도 좋고, 돌출높이는 25μm보다 높아도 좋지만, 돌출높이가 25μm를 넘어 가면, 세그먼트(20,30)에 변형, 비뚤어짐(歪)의 영향을 주어, 바람직하지는 않다.
여기서, 본 실시의 형태에서는, 레이저광을 내주면(22,32)에 조사했을 경우에, 그 조사 부위가 용융되어 요홈(27,37)이 형성되고, 그 요홈(27,37)의 양측에, 용융한 금속이 차가워져 굳어지는 것으로 볼록한 모양의 드로스가 형성된다.
이 볼록한 모양의 드로스가, 드로스 모양의 돌출부(26,36)에 대응하고 있다.
따라서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 절삭가공 시에 형성되는 절삭 버어(burr)와는 달리, 가늘고 예리한 부분이 없고, 그 형상은 완만한 제방모양(구릉모양)이다.
따라서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 절삭 버어(burr)와는 달리, 어떠한 충격이 더해져도 탈락 하기 어려워지고 있다.
그 때문에, 세그먼트(20,30)의 단독회전 시에, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 실린더(1)의 내부에서 탈락 하기 어려워진다.
또, 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 절삭가공 시에 형성되는 절삭 버어(burr)와는 달리, 가늘고 예리한 부분이 없고, 그 형상이 완만한 제방모양(구릉 모양)이므로, 박폭화(薄幅化) 된 세그먼트(20,30)에 있어서 절손(折損)의 기점이 되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.
＜드로스 모양의 돌출부 및 요홈의 경사각도에 대해＞
또, 도9의 (A), (B)에 나타낸 바와 같이, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)의 연신방향(延伸方向)은, 세그먼트(20,30)의 원주방향에 직교하는 중심축방향(Y방향)에 대해서 평행, 또는 경사하고 있다.
상기한 연신방향은, 중심축방향(Y방향)에 대해서 45도 이하의 각도를 이루듯이 설치되어 있다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 익스팬더 스페이서(40)의 이부(43)의 이측면(43b)는, 중심축방향(Y방향)에 따르지 않고 경사하고 있는 것이 대부분이므로, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)의 연신방향은, 45도 이하의 범위에서 경사하고 있는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상술한 연신방향이 중심축방향(Y방향)에 대한 경사각도를 경사 각도(θ1)로 하면, 이 경사각도(θ1)은, 이부(43)과 세그먼트 내주면이 접촉하는 부위 부근의 이부(43)의 능선의 경사각도(θ2)보다 작게 설치되는 것이 바람직 하지만, 경사각도(θ1)과 경사각도(θ2)가 일치한 각도이어도 좋다.
또, 도 9의 (B)에 있어서 세그먼트(20,30)의 내주면을 따라서 시계방향으로 나아가면, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)은, 엔진 연소실 측으로 향하도록 경사지는 것과, 엔진 연소실로부터 멀어지도록 경사지는 것의 2 종류가 존재하고 있다.
그렇지만, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)은, 엔진 연소실 측으로 향하도록 경사지는 것만으로도 좋고(도 9의 (A) 참조), 엔진 연소실로부터 멀어지는 측으로 향하도록 경사지는 것만으로도 좋다.
즉, 도 9의 (A)에 나타낸 바와 같이, 전부의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 전부의 요홈(27,37)은, 세그먼트(20,30)의 원주방향에 직교하는 중심축방향(Y방향)에 대해서, 제1 경사 방향으로 경사지는 것만이 존재해도 좋다.
또, 도 9의 (B)에 나타낸 바와 같이, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 전부의 요홈(27,37)은, 세그먼트(20,30)의 원주방향에 직교하는 중심축방향(Y방향)에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지는 것과, 이 제1 경사 방향과는 다른 제2 경사 방향으로 경사지는 것이 존재해도 좋다.
상기한 도 9의 (B)에 나타내는 구성에서는, 제1 경사 방향으로 경사지는 드로스 모양의 돌출부(26,36)과 제2 경사 방향으로 경사지는 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 합구(21,31)이외의 부분에서 서로 인접하고 있음과 동시에, 세그먼트(20,30)의 원주방향의 적어도 2개소에 형성되어 있다.
또한, 합구(21,31)을 사이에 둔 부분에서는, 제1 경사 방향으로 경사지는 드로스 모양의 돌출부(26,36)과 제2 경사 방향으로 경사지는 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 서로 인접해도 좋고, 서로 인접하지 않아도 좋다.
여기서, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)의 제1 경사 방향에는, 다음의 것이 포함된다.
즉, 세그먼트(20,30)의 원주방향에 따라서 진행(進行)했을 때에, 중심축방향(Y방향)의 한측(도 9의 (A), (B)에서는 상측)에 향하도록 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)이 경사하고 있을 때의 경사 방향이 제1 경사 방향에 해당(該當)한다.
이 제1 경사 방향에 있어서의 경사각도는, 상기와 같이 중심축방향(Y방향)에 대해서 45도 이하의 각도이면, 복수의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 복수의 요홈(27,37)중에 경사각도가 다른 것이 혼재(混在)하고 있어도 좋다.
또, 세그먼트(20,30)의 원주방향에 따라서 진행했을 때에, 중심축방향(Y방향)의 다른 한측(도 9의 (B)에서는 하측)에 향하도록 경사하고 있으면 제2 경사 방향에 해당한다.
이 제2 경사 방향에 있어서의 경사각도는, 상기와 같이 중심축방향(Y방향)에 대해서 45도 이하의 각도이면, 복수의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 복수의 요홈(27,37)중에 경사각도가 다른 것이 혼재하고 있어도 좋다.
또한, 제1 경사 방향에 있어서의 경사각도 및 제2 경사 방향에 있어서의 경사각도는, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 방지하는 것이 가능하다면, 상술한 45도 이하의 범위에는 한정되지 않고, 45도보다 큰 각도이어도 좋다.
또한, 도 9의 (B), (A)에 나타내는 구성에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)은, 직선 모양이 되듯이 나타나고 있다.
그렇지만, 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)은, 곡선모양 이어도 좋다.
예를 들어, 내주면(22,32)에 레이저광을 조사하는 것으로 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)을 형성하는 경우, 정현파(正弦波)를 그리듯이 레이저광을 조사해도 좋고, 그 외의 곡선을 그리듯이 레이저광을 조사해도 좋고, 정현파를 포함한 곡선과 직선을 조합해 레이저광을 조사하도록 해도 좋다.
또, 도 7 및 도 9의 (B)에 나타내는 구성에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 중심축방향(Y방향)에 따라서 하측으로부터 상측으로 향하면, 시계방향이 되듯이 경사지는 것과, 반시계방향이 되듯이 경사지는 것의 2 종류가 형성되어 있어도 좋지만, 시계방향이 되듯이 경사지는 것과 반시계방향 되듯이 경사지는 것 중의 어느 한종류만이 존재하는 구성이라고 해도 좋다.
또, 복수 종류의 경사각도의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 내주면(22,32)에 형성된 것이라도 좋다.
＜드로스 모양의 돌출부의 피치에 대해＞
다음에, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 내주면(22,32)에 형성되어 있는 피치(pitch)에 대해 설명한다.
드로스 모양의 돌출부(26,36)의 피치를 결정할 때에는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 이부(43)의 경사면(43a)에 올라 얹히지 않도록(경사면(43a)의 경계 이외의 부위에서 당접하지 않음) 하는 것이 바람직하다.
즉, 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 서로 인접하는 이부(43)의 사이의 공간부에 위치하는 것이 바람직하다.
여기서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 이부(43)(경사면(43a))에 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 올라 얹히지 않은 상태에서, 이부(43)(경사면(43a))이 세그먼트(20,30)을 외주측에 압압(押壓)하는 경우, 세그먼트(20,30)이 단독회전해도, 이측면(43b)와 경사면(43a)의 경계 부분과 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 충돌 한다.
그것에 의해, 세그먼트(20,30)이 단독회전하는 것을 방지할수 있기 때문이다.
또한, 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 1개의 세그먼트(20,30)의 주장(周長)에 하류측의 합구절단공정에 있어서의 절단 가공폭을 더한 길이에 대해서, 등간격으로 3개소 이상에 한 쌍으로 존재한다.
도 9의 (A)에 나타내는 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 형성되어 있는 경우에는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 피치(P2)와 익스팬더 스페이서(40)의 이부(43)(경사면(43a))의 피치(P1)은, 이하의 (식 1)과 (식 2)를 동시에 만족하는 관계에 있다.
P1≤P2≤π(D－2 T)/3 …(식 1)
P2=n×P1 …(식 2)
여기서, (D)는 세그먼트(20,30)의 외경(실린더(1)의 내경)이며, (T)는 세그먼트(20,30)의 직경방향의 두께이다.
또, n는, 1, 2, 3…과 같은 양의 정수이다.
한편, 도 9의 (B)에 나타내는 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 형성되어 있는 경우에는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 피치(P2)와 익스팬더 스페이서(40)의 이부(43)(경사면(43a))의 피치(P1)은, 이하의 (식 3)과 (식 4)와 (식 5)를 동시에 만족하는 관계에 있다.
다만, 이 경우에는, 피치(P2)는, 세그먼트(20,30)의 폭중심에 있어서 측정한 것으로서 정의된다.
L1≤P1/2…(식 3)
P1/2≤2≤D－2 T)/6 …(식 4)
P2=n×P1＋P1/2 …(식 5)
또한, (식 5)에 있어서도, (n)는, 0, 1, 2, 3…과 같은 정수이다(도 9의 (B)에서는 n=0의 경우의 (P2)를 나타낸다).
여기서, 익스팬더 스페이서(40)은, 이부(43)이 형성된 상태의 선재(線材)를 코일링(coiling) 한 후, 소정 길이에 절단한 후에, 그 일단과 타단을 접합(接合) 하는 것으로 형성된다.
그 제조 과정에서는, 실제로는, 상편(41)측의 이부(43)을 끊어 떨어 뜨려, 하편(42)측의 이부(43)보다 개수가 1개 적어 진다.
또한, 이것과는 반대로, 하편(42)측의 이부(43)을 끊어 떨어 뜨려, 상편(41)측의 이부(43)보다 개수가 1개 적게 되는 것이라고 해도 좋다.
이와 같이, 상편(41)측의 이부(43)의 개수가 하편(42)측의 이부(43)의 개수보다 1개 적게 되면, 이부(43)의 절단 부위를 포함한 부위의 이부(43)간의 거리가, 피치(P1)이 되지 않고, 어긋나 버린다.
이 경우, 상술한 (식 1) 및(식 2)을 만족하는 경우(도 9의 (A)에 나타내는 경우), 및 (식 3)과 (식 4)와 (식 5)를 만족하는 경우(도 9의 (B)에 나타내는 경우)에도, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 이부(43)에 올라 얹혀 버리는 우려가 있다.
또한, 이 점은, 하편(42)측의 이부(43)을 끊어 떨어 뜨려, 상편(41)측의 이부(43)보다 개수가 1개 적게 되도록 했을 경우도 마찬가지이다.
이 때문에, 상술한 (식 1) 및 (식 2)을 만족하는 경우(도 9의 (A)에 나타내는 경우), 및 (식 3)과 (식 4)와 (식 5)를 만족하는 경우(도 9의 (B)에 나타내는 경우)에 있어서, 상기에서 구한 피치(P2)의 위치의 모든 위치에서 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성하는 것이 아니고, 피치(P2)의 위치의 적어도 1개소는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성하지 않는 부위(이하, 이 부위를 회피부(回逃部)로 함)를 설치하는 상태로 한다.
그러면, 이 회피부에, 상술한 이부(43)의 절단 부위를 포함한 부위를 위치시키면, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 이부(43)에 올라 얹히는 것을 확실히 방지할수 있다.
＜드로스 모양의 돌출부의 피막에 관해서＞
또, 세그먼트(20,30)에는, 그 내주면(22,32) 측에 피막(皮膜)이 형성되어 있어도 좋다.
피막으로서는, 인산염 처리, 가스 질화층, 염욕질화(salt bath nitriding) 등에 의해 형성되는 피막을 들수 있지만, 그 이외의 수법에 의해 형성되는 피막이어도 좋다.
또한, 이러한 피막이 형성되었을 경우에도, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 상술한 4μm~25μm의 범위 내에서 돌출하는 것이 바람직하다.
＜세그먼트의 제조방법에 대해＞
이상과 같은 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)을 가지는 세그먼트(20,30)의 제조방법에 대해서, 이하에 설명한다.
도 12는, 세그먼트(20,30)의 제조방법의 선재수송공정(線材輸送工程)으로부터 코일링(coiling) 공정까지의 이미지를 나타내는 도이다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 세그먼트(20,30)을 제조하는 경우, 코일 마스터(coil master)(100)으로부터 선재(101)을 송출(送出)한다(선재수송공정에 대응함).
이 때, 선재(101)은, 코일링 장치(110)으로 향해 송출된다.
또한, 코일 마스터(100)은, 선재(101)이 감겨져 있는 부분이다.
또, 선재(101)은, 세그먼트(20,30)의 재료이다.
여기서, 코일 마스터(100)과 후술 하는 코일링 장치(110)의 사이에는, 레이저 광 조사장치(120)이 설치되어 있다.
그리고, 이 레이저광 조사장치(120)에 의해, 선재(101)에 대해서 레이저광을 조사해, 세그먼트(20,30)의 내주면(22,32)이 되는 부분에 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성한다(레이저광 조사공정에 대응함).
레이저광 조사장치(120)은, 레이저광을 세그먼트(20,30)의 내주면(22,32)에 조사 하는 장치이다.
예를 들어, 내주면(22,32)가 하측을 향하도록 해 선재(101)을 수송하는 경우, 선재(101)의 하측에 레이저광 조사장치(120)을 배치하는 것으로, 내주면(22,32)에 레이저광을 양호하게 조사시킬수 있다.
이 때, 예를 들어, 레이저광 조사장치(120)이 구비하는 미러(mirror)등을 구동시키는 것으로, 내주면(22,32)에는, 교차모양(千鳥狀)의 드로스 모양의 돌출부(26,36) 및 요홈(27,37)을 형성할수 있다.
또, 교차 모양의 드로스 모양의 돌출부(26,36)에 한정하지 않고, 같은 방향의 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성해도 좋다.
또한, 이 레이저광 조사장치(120)으로서는, 화이버 레이저(fiber laser)가 매우 적합하다.
그렇지만, 예를 들어, YAG 레이저, 탄산가스 레이저, 아르곤 레이저(argon laser), 엑시머 레이저(excimer laser), 루비 레이저(ruby laser), 반도체 레이저 등의, 화이버 레이저 이외의 레이저광 조사장치 이어도 좋다.
또, 레이저광 조사장치(120)의 출력 조정을 실시함과 동시에, 레이저광 조사장치(120)이 구비하는 미러의 구동 속도를 조정하는 등에 의해, 매우 적합한 돌출높이의 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성할수 있다.
또, 레이저광의 조사를 세그먼트(20,30)의 폭방향에서 한방향의 주사(1 숏(shot))를 하는 것으로, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성할수 있다.
또, 선재(101)에 레이저광을 조사하는 경우, 세그먼트(20,30)의 폭의 중심축에 대해 20도 벌어진 세그먼트(20,30)의 내주면의 위치에서, 4μm~25μm의 돌출 높이로 하고, 1개의 세그먼트(20,30)의 주장(周長)에 하류측의 합구절단공정에 있어서의 절단 가공폭을 더한 길이에 대해서, 선재의 수송속도에 동기하여 등간격으로 3개소 이상에, 레이저광을 조사하도록 한다.
이와 같이 하면, 절단에 의해서 세그먼트(20,30)을 형성할 때에, 합구(21,31)의 형성시에 1개소의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 절단 되어도, 적어도 2개소의 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 잔존(殘存)시킬수 있다.
여기서, 상술한 세그먼트(20,30)의 폭의 중심축에 대해 20도 벌어진 세그먼트(20,30)의 내주면의 위치에 있어서의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이에 대해서는, 실재(實在)하는 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이 뿐만 아니라, 가상적(假想的)인 높이도 포함된다.
여기서 말하는 가상 높이란, 실제로 돌기된(肉盛) 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 존재하는 상태로부터, 상기의 내주면의 위치를 그라인드(grind)에 의해 절삭 했을 경우나 후공정(後工程)의 롤러(roller)등에 의해 찌부러 뜨러졌을 경우에 있어서의, 원래 있었다고 상정(想定)되는 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 가리킨다.
드로스 모양의 돌출부(26,36)의 가상적인 높이는, 오목한 상태의 절삭 부위의 양측의 능선 높이 등으로부터 산출(算出)하는 것이 가능하다.
예를 들어, 세그먼트(20,30)의 폭의 중심축에 대해 20도 벌어진 세그먼트(20,30)의 내주면의 위치에 대해서만 스폿(spot)적으로 오목형상이 되도록 절삭 했을 경우에도, 세그먼트(20,30)의 단독회전의 기능은 완수할수 있는 경우를 생각한다.
그리고, 절삭전의 세그먼트(20,30)의 폭의 중심축에 대해 20도 벌어진 세그먼트(20,30)의 내주면의 위치에서의, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 4μm~25μm이라고 한다.
이 경우, 절삭에 의한 오목형상의 주위의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 형상(능선의 형상등)으로부터, 세그먼트(20,30)의 폭의 중심축에 대해 20도 벌어진 세그먼트(20,30)의 내주면의 위치에 있어서의 원래의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 가상적으로 산출할수 있다.
따라서, 상기의 위치에 있어서의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이에는, 실재하는 돌출높이와 주위의 형상등으로부터 산출되는 가상적인 높이의 양자가 포함된다.
또, 레이저광을 조사한 후의 선재(101)은, 하류측에 배치되어 있는 코일링 장치(110)에 의해, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 환모양의 내주측에 위치하도록 선재(101)이 환모양으로 소성가공(plastic working) 된다(코일링 공정에 대응함).
코일링 장치(110)은, 선재(101)을 환모양으로 변형시키는 장치이며, 선재(101)은, 나선 모양에 감겨진 상태가 된다.
또한, 이 후에, 합구(21,31)이 형성되도록 나선 모양에 감겨진 선재(101)을, 그 선재(101)이 감겨진 물체(권회체(卷回體))의 축방향에 따라서 절단하는 것으로, 세그먼트(20,30)이 형성된다(절단공정에 대응함).
＜실험 결과에 대해＞
다음에, 상술한 세그먼트(20,30)의 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)에 관해서, 단독회전을 방지 가능한가 아닌가의 실험을 실시했다.
그 실험 결과에 대해서, 이하에 설명한다.
우선, 재질(材質)을 탄소강(경강선(硬鋼線))으로 했을 경우에 있어서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이와, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 연신방향(延伸方向)이 실린더(1)의 축방향(Y방향)에 대해서 이루는 경사각도(θ1)을 여러 가지 변경해, 단독회전 하는지 아닌지의 평가를 실시했다.
이 평가에서 이용한 세그먼트(20,30)은, 그 외경이 89.0 mm이며, 세그먼트(20,30)의 폭(W1)(축방향；Y방향의 치수(도 11 참조))이 0.4 mm이었다.
또, 세그먼트(20,30)의 내주면(22,32)에 대해서는 표면처리를 실시하지 않고 무처리(無處理)로 했다.
또, 각각의 세그먼트(20,30)에는, 2개소의 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 형성되어 있는 것을 이용했다.
또, 조합하는 익스팬더 스페이서(40)의 이각도(耳角度)(θs)(도 1 참조)는 20도 이다.
또한, 2개소의 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 세그먼트(20,30)의 내주면의 위치에서 측정하고 있다.
벌어진 각도(角度)는, 상술한 익스팬더 스페이서(40)의 이각도(θs)와 같고, 익스팬더 스페이서(40)의 이부(43)과 세그먼트 내주면이 접촉하는 위치에서의 각도이다.
또, 조합 오일링(10)의 장력은 10 N이며, 실린더 보아직경(bore diameter)비로 0.1(N/mm)이 되고, 이것은, 통상규격인 0.2~0.3(N/mm)에 대해서 반감(半減) 이상인 낮은 장력으로 되고 있다.
상기한 조합 오일링(10)을, 도 13에 나타내는 바와 같이 단기통(single cylinder) 모터링(motoring) 시험기(200A)의 피스톤(2A)의 오일링 그루브(4A)에 설치하고, 실험을 실시했다.
피스톤(2A)의 스트로크(stroke)는 70 mm이며, 회전수(왕복수)는 650 rpm이며, 시험 시간을 30분으로 하여 실험을 실시했다.
또, 단기통 모터링 시험기의 실린더(1A)는, 상부의 개구(開口)측이 하부측보다 넓은 테이퍼(taper)모양의 실린더이며, 개구측의 내경은 89.32 mm, 하부측의 내경은 89.00 mm이며, 이 테이퍼 모양의 실린더내에 있어서의 조합 오일링(10)의 장력진폭(張力振幅)은 2 N에서 10 N이며, 하한(下限)은 거의 장력이 없는 수준으로 설정하고 있다.
또한, 표 1에 있어서, 「A」는 세그먼트(20,30)이 단독회전하지 않는 경우이며, 「B］는 단독회전하는 경우를 나타내고 있다.
[표 1]
Figure 112019010854338-pct00001
표 1의 비교예 1~5에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 3μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 각각, 45도(비교예 1), 30도(비교예 2), 15도(비교예 3), 5도(비교예 4), 0도(비교예 5)가 되어 있다.
또, 비교예 6은, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 존재하지 않고, 내주면(22,32)에 블라스터(blast)처리를 실시해, 그 표면 거침도(Rz)가 10μm로 되어 있다.
또, 표 1의 실시예 1~5에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출 높이가 4μm로 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 45도(실시예 1), 30도(실시예 2), 15도(실시예 3), 5도(실시예 4), 0도(실시예 5)가 되어 있다.
또, 표 1의 실시예 6~10에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 10μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 45도(실시예 6), 30도(실시예 7), 15도(실시예 8), 5도(실시예 9), 0도(실시예 10)가 되어 있다.
또한, 표 1의 실시예 11~15에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 20μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 45도(실시예 11), 30도(실시예 12), 15도(실시예 13), 5도(실시예 14), 0도(실시예 15)가 되어 있다.
또, 표 1의 실시예 16~20에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 25μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 45도(실시예 16), 30도(실시예 17), 15도(실시예 18), 5도(실시예 19), 0도(실시예 20)가 되어 있다.
표 1의 실험 결과로부터는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 4μm~25μm의 범위 내에서, 세그먼트(20,30)의 단독회전이 방지된다는 결과를 얻을수 있다.
다음에, 세그먼트(20,30)의 재질을 스테인리스 강(스테인리스 선)으로 변경하고, 그 이외는 표 1과 같은 조건으로 하여 실험을 실시했다.
즉, 세그먼트(20,30)의 재질을 스테인리스 강(스테인리스 선)으로 변경한 이외는, 모든 조건을 같게 하여 실험을 실시했다.
이 실험 결과를 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure 112019010854338-pct00002
표 2의 비교예 31~35에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출 높이가 3μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 각각, 45도(비교예 31), 30도(비교예 32), 15도(비교예 33), 5도(비교예 34), 0도(비교예 35)가 되어 있다.
또, 비교예 36은, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 존재하지 않고, 내주면(22,32)에 블라스터 처리를 실시해, 그 표면 거침도(Rz)가 10μm가 되어 있다.
또, 표 2의 실시예 31~35에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출 높이가 4μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 45도(실시예 31), 30도(실시예 32), 15도(실시예 33), 5도(실시예 34), 0도(실시예 35)가 되어 있다.
또, 표 2의 실시예 36~40에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 10μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 45도(실시예 36), 30도(실시예 37), 15도(실시예 38), 5도(실시예 39), 0도(실시예 40)가 되어 있다.
또한, 표 2의 실시예 41~45에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 20μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 45도(실시예 41), 30도(실시예 42), 15도(실시예 43), 5도(실시예 44), 0도(실시예 45)가 되어 있다.
또, 표 2의 실시예 46~50에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 25μm가 되어 있고, 경사각도(θ1)은, 45도(실시예 46), 30도(실시예 47), 15도(실시예 48), 5도(실시예 49), 0도(실시예 50)가 되어 있다.
표 2의 실험 결과로부터는, 세그먼트(20,30)의 재질이 스테인리스 강(스테인 리스 선)인 경우에도, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 4μm~25μm의 범위 내에서, 세그먼트(20,30)의 단독회전이 방지된다는 결과를 얻을 수 있다.
다음에, 도 10에 나타내는 벌어진 각도(θ3)(측정위치)을 여러 가지로 변경했을 경우에, 드로스 모양의 돌출부의 돌출높이를 측정했다.
그 측정 결과에 대해서, 이하에 설명한다.
우선, 재질을 탄소강(경강선)으로 했을 경우에 있어서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 경사각도를 여러 가지로 변경해, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출 높이를 여러 가지로 변경했다.
그리고, 그러한 때의 벌어진 각도(θ3)(측정각도)에 있어서의, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 높이를 측정했다.
또한, 이 때의 측정 조건은, 벌어진 각도(θ3)을 여러 가지로 변경한 이외는, 표 1과 같은 조건으로 하여 측정을 실시했다.
이 측정 결과를 표 3에 나타낸다.
또한, 표 3에서는, 벌어진 각도(θ3)이 5도, 10도, 15도, 20도, 25도, 30도, 35도인 경우의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 측정했다.
또, 표 3의 실시예 1~20 및 비교예 1~5는, 표 1에 있어서의 실시예 1~20 및 비교예 1~5와 같은 것을 측정하고 있으므로, 실시예의 번호는 같은 번호를 이용 하고 있다.
[표 3]
Figure 112019010854338-pct00003
표 3의 비교예 1~5에서는, 벌어진 각도(θ3)이 20도일 때의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 3μm인 경우에 있어서의, 각 벌어진 각도(θ3)에서의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 측정했다.
또한, 비교예 1은, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 경사각도(θ1)이 45도일 때의 측정 결과이며, 비교예 2는, 이 경사각도(θ1)이 30도일 때의 측정 결과이다.
또, 비교예 3은, 이 경사각도(θ1)이 15도일 때의 측정 결과이며, 비교예 4는, 이 경사각도(θ1)이 5도일 때의 측정 결과이며, 비교예 5는, 이 경사각도(θ1)이 0도일 때의 측정 결과이다.
이들 비교예 1~5에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 최대로 3μm가 되어 있다.
또, 표 3의 실시예 1~5에서는, 벌어진 각도(θ3)이 20도일 때의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 4μm인 경우에 있어서의, 각 벌어진 각도(θ3)에서의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 측정했다.
이러한 중에서, 실시예 1은, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 경사각도(θ1)이 45도일 때의 측정 결과이며, 실시예 2는, 이 경사각도(θ1)이 30도일 때의 측정 결과이다.
또, 실시예 3은, 이 경사각도(θ1)이 15도일 때의 측정 결과이며, 실시예 4는, 이 경사각도(θ1)이 5도일 때의 측정 결과이며, 실시예 5는, 이 경사각도(θ1)이 0도일 때의 측정 결과이다.
이들 실시예 1~5에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 최대로 4μm가 되어 있다.
또, 표 3의 실시예 6~10에서는, 벌어진 각도(θ3)이 20도일 때의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 10μm인 경우에 있어서의, 각 벌어진 각도(θ3)에서의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 측정했다.
이러한 중에서, 실시예 6은, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 경사각도(θ1)이 45도일 때의 측정 결과이며, 실시예 7은, 이 경사각도(θ1)이 30도일 때의 측정 결과이다.
또, 실시예 8은, 이 경사각도(θ1)이 15도일 때의 측정 결과이며, 실시예 9는, 이 경사각도(θ1)이 5도일 때의 측정 결과이며, 실시예 10은, 이 경사각도(θ1)이 0도일 때의 측정 결과이다.
이들 실시예 6~10에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 최대로 10μm가 되어 있다.
또, 표 3의 실시예 11~15에서는, 벌어진 각도(θ3)이 20도일 때의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 20μm인 경우에 있어서의, 각 벌어진 각도(θ3)에서의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 측정했다.
이러한 중에서, 실시예 11은, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 경사각도(θ1)이 45도일 때의 측정 결과이며, 실시예 12는, 이 경사각도(θ1)이 30도일 때의 측정 결과이다.
또, 실시예 13은, 이 경사각도(θ1)이 15도일 때의 측정 결과이며, 실시예 14는, 이 경사각도(θ1)이 5도일 때의 측정 결과이며, 실시예 15는, 이 경사각도(θ1)이 0도일 때의 측정 결과이다.
이들 실시예 11~15에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 최대로 20μm가 되어 있다.
또, 표 3의 실시예 16~20에서는, 벌어진 각도(θ3)이 20도일 때의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 25μm인 경우에 있어서의, 각 벌어진 각도(θ3)에서의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 측정했다.
이러한 중에서, 실시예 16은, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 경사각도(θ1)이 45도일 때의 측정 결과이며, 실시예 17은, 이 경사각도(θ1)이 30도일 때의 측정 결과이다.
또, 실시예 18은, 이 경사각도(θ1)이 15도일 때의 측정 결과이며, 실시예 19는, 이 경사각도(θ1)이 5도일 때의 측정 결과이며, 실시예 20은, 이 경사각도(θ1)이 0도일 때의 측정 결과이다.
이들 실시예 16~20에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는, 최대로 25μm가 되어 있다.
또한, 실시예 1~20 및 비교예 1~5에서는, 모두, 벌어진 각도(θ3)이 5도일 때, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 가장 작아지고 있다.
이것은, 상술한 코일링 장치(110)에 의한 코일링 공정에 있어서는, 코일링 장치(110)이 구비하는 롤러(roller)에 의해서, 벌어진 각도(θ3)이 5도인 부위의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 찌부러 뜨려 지기 때문이다.
다음에, 세그먼트(20,30)의 재질을 스테인리스 강(스테인리스 선)으로 변경하고, 그 이외는 표 3과 같은 조건으로 하여 실험을 실시했다.
즉, 세그먼트(20,30)의 재질을 스테인리스 강(스테인리스 선)으로 변경한 이외는, 모든 조건을 같게 하여 실험을 실시했다.
이 실험 결과를 표 4에 나타낸다.
또한, 표 4의 실시예 31~50 및 비교예 31~35는, 표 2에 있어서의 실시예 31~50 및 비교예 31~35와 같은 것을 측정하고 있으므로, 실시예의 번호는 같은 번호를 이용하고 있다.
[표 4]
Figure 112019010854338-pct00004
또한, 표 4에 있어서는, 비교예 31~35는, 표 3의 비교예 1~5의 각각에 있어서, 재질을 탄소강(경강선)으로부터 스테인리스 강(스테인리스 선)으로 변경한 것에 대응한다.
이 때, 기준이 되는 벌어진 각도(θ3)이 20도일 때의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 포함해, 벌어진 각도(θ3)이 0도, 10도, 15도, 20도, 25도, 30도 및 35도의 모두에 있어서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 동일한 정도가 되어 있다.
또, 표 4에 있어서는, 실시예 31~50은, 표 3의 실시예 1~20의 각각에 있어서, 재질을 탄소강(경강선)으로부터 스테인리스 강(스테인리스 선)으로 변경한 것에 대응한다.
이 때 에도, 기준이 되는 벌어진 각도(θ3)이 20도일 때의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이를 포함해, 벌어진 각도(θ3)이 0도, 10도, 15도, 20도, 25도, 30도 및 35도의 모두에 있어서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출 높이가 동일한 정도가 되어 있다.
또한, 실시예 31~50 및 비교예 31~35에 있어서도, 모두, 벌어진 각도(θ3)이 5도일 때, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이가 가장 작아지고 있다.
이것은, 상술한 코일링 장치(110)에 의한 코일링 공정에 있어서는, 코일링 장치(110)이 구비하는 롤러에 의해서, 벌어진 각도(θ3)이 5도인 부위의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 찌부러 뜨려 지기 때문이다.
이상의 표 3의 실시예 1~20 및 표 4의 실시예 31~50의 측정 결과로부터는, 벌어진 각도(θ3)이 20도인 부위에 있어서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출 높이가 최대가 되지만, 벌어진 각도(θ3)이 10도에서 30도의 범위에서는, 4μm정도의 격차 범위에 들어가서 안정되어 형성되어 있는 것이 판명되었다.
따라서, 익스팬더 스페이서(40)의 이각도(θs)가 10도에서 30도의 범위에서는, 세그먼트(20,30)의 단독회전의 방지에 특히 효과적인 것이 판명되었다.
또, 모든 실시예 1~20, 31~50의 경우에도, 벌어진 각도(θ3)이 10도에서 30도의 범위에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 돌출높이는 4μm~25μm의 범위 내가 되었다.
따라서, 표 1 및 표 2의 결과도 아울러 고려하면, 벌어진 각도(θ3)이 10도 ~30도의 범위 내에서는, 세그먼트(20,30)의 단독회전이 방지된다는 결론이 되었다.
＜작용 효과＞
이상과 같은 구성의 세그먼트(20,30), 조합 오일링(10) 및 세그먼트(20,30)의 제조방법에 의하면, 다음과 같은 작용 효과를 얻을수 있다.
즉, 세그먼트(20,30)의 내주면(22,32)에는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 복수 설치되어 있다.
또, 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 적어도 1개의 위치에 있어서 4μm~25μm의 돌출높이 이다.
이 때문에, 조합 오일링(10)의 저장력화(低張力化)에 대응시키면서도, 세그먼트의 단독회전을 방지하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 세그먼트(20,30)의 폭의 중심축에 대해 10도에서 30도의 범위 내에서 벌어진 세그먼트(20,30)의 내주면의 위치중의 적어도 1개의 위치에 있어서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 근부(루트부)의 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이인 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 경우에는, 세그먼트의 단독회전을 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은 2개소 이상 에 설치되어 있고, 모든 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 세그먼트(20,30)의 원주방향에 직교하는 중심축방향(Y방향)에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지게 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 경우에는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 형성이 용이해진다.
또, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)에는, 세그먼트(20,30)의 원주방향에 직교하는 중심축방향(Y방향)에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지는 것과 이 제1 경사 방향과는 다른 제2 경사 방향으로 경사 하는 것이 존재한다.
또, 제1 경사 방향으로 경사지는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)과 제2 경사 방향으로 경사지는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 세그먼트(20,30)의 합구(21,31) 이외의 부분에서 서로 인접하고 있고, 서로 인접하는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 적어도 2개소에 설치되어 있는 것이 바람직 하다.
이와 같이 구성되는 경우에도, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 양호하게 방지 하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 세그먼트(20,30)의 폭방향으로 제방모양으로 연속적으로 설치되어 있고, 이 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 방향은, 중심축방향(Y방향)에 대해서 45도 이하의 경사각도를 이루고 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 경우에는, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 한층더 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
또, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 세그먼트(20,30)의 폭방향으로 제방 모양으로 연속하는 것으로, 세그먼트(20,30)이 오일링 그루브(4)의 내부에서 이동 하거나 기울거나 해도, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)은, 요홈(27,37)을 사이에 두고 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 경우에는, 예를 들어 레이저광의 조사에 의해 요홈(27,37)을 형성하므로, 그 요홈(27,37)에 존재하고 있던 강철을 이용하는 것으로, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 용이하게 형성할수 있다.
또, 본 실시의 형태에서는, 세그먼트(20,30)은, 탄소강 또는 스테인리스 강을 재질로 하고 있는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 단독회전을 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성하는 것이 가능한 위치간의 피치를 피치(P2)로 하고, 익스팬더 스페이서(40)의 이부(43)간의 피치를 피치(P1)로 하면, n를 양의 정수로 했을 때, P2=n×P1을 만족함과 동시에, 피치(P2)에 의해 결정되는 위치중의 적어도 2개소에는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 경우에는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 이부(43)(경사면(43a))에 올라 얹히는 것을 확실히 방지할수 있다.
그 때문에, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 한층더 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성하는 것이 가능한 위치간의 세그먼트(20,30)의 폭중심에 있어서의 피치를 피치(P2)로 하고, 익스팬더 스페이서(40)의 이부(43)간의 피치를 피치(P1)로 하면, n를 0이상의 정수로 ?을 때, P2=n×P1＋P1/2를 만족함과 동시에, 피치(P2)에 의해 결정되는 위치중의 적어도 2개소에는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 경우에도, 드로스 모양의 돌출부(26,36)이 이부(43)(경사면(43a))에 올라 얹히는 것을 확실히 방지할수 있다.
그 때문에, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 한층더 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 세그먼트(20,30)을 제조하는 경우, 선재수송공정에 있어서, 세그먼트(20,30)의 재료가 되는 선재(101)이 감겨 있는 코일 마스터(100)으로부터 선재(101)을 꺼내 하류측에 송출한다.
또, 레이저광 조사공정에서는, 코일 마스터(100)보다 선재(101)의 수송방향의 하류측에 있어서, 선재(101)에 대해서 레이저광을 조사하고, 적어도 1개의 위치에 있어서, 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 근부의 내주면이 되는 면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이인 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성하도록, 그리고, 1개의 세그먼트(20,30)의 주장에, 하류측에 있어서 세그먼트(20,30)의 합구(21,31)을 형성할 때의 절단 가공폭을 원주방향의 길이로서 더한 길이에 대해서, 선재(101)의 수송속도에 동기하여 등간격으로 3개소 이상의 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 형성하도록 한다.
또, 레이저광 조사공정보다 하류측의 코일링 공정에서, 선재(101)을 환모양으로 소성가공 한다.
또, 절단공정에서는, 나선 모양에 감겨진 선재(101)을, 이 선재(101)이 감겨진 권회체의 축방향에 따라서 절단하여 , 합구(21,31)을 형성한다.
이러한 각 공정을 거치는 경우, 종래의 공정에 있어서, 인라인 프로세스(in-line process)가 되어, 세그먼트(20,30)의 내주면(22,32) 측에 드로스 모양의 돌출부(26,36)을 확실히 형성하는 것이 가능해진다.
또, 내주면(22,32)에 블라스터 처리를 실시하는 경우와 비교해, 세그먼트(20,30)에 주는 변형, 비뚤어짐에 대한 영향을 작게 할수 있다.
또, 본 실시의 형태에서는, 레이저광 조사공정에서는, 선재수송공정에서의 선재 수송방향과 교차하는 교차방향에 따라서 레이저광의 조사를 실시함과 동시에, 교차방향의 한측으로부터 다른 한측으로 향하는 한 방향에만 레이저광의 조사를 실시하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 경우에는, 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부(26,36)의 형성이 용이해진다.
또, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태에서는, 레이저광 조사공정에서는, 선재수송공정에서의 선재 수송방향과 교차하는 교차방향에 따라서 레이저광의 조사를 실시함과 동시에, 교차방향의 왕복에 있어서의 두 방향에 레이저광의 조사를 실시하는 것이 바람직 하다.
이와 같이 구성되는 경우에도, 세그먼트(20,30)의 단독회전을 양호하게 방지하는 것이 가능해진다.
＜변형예＞
이상, 본 발명의 각 실시의 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이외에도 여러 가지로 변형하는 것이 가능하다.
이하, 그 변형에 대해 말한다.
상술한 실시의 형태에서는, 조합 오일링(10)은, 한 쌍의 세그먼트(20,30)과 1개의 익스팬더 스페이서(40)을 구비하는 구성으로 하고 있다.
본 발명에 있어서의 익스팬더 스페이서는, 이부(43)이 원주방향에 있어서 상편 하편의 각각의 내주측에 번갈아 배치되어 있지만, 이부가 원주방향에 있어서 실린더축방향에 한 쌍을 이루어서 배치되어 있는 익스팬더 스페이서라 해도 좋다.
또, 조합 오일링은, 1개의 세그먼트와 1개의 익스팬더 스페이서를 구비하는 구성이라고 해도 좋다.
1, 1A…실린더, 2, 2A…피스톤, 3…피스톤 외주면, 4, 4A…오일링 그루브, 10…조합 오일링, 20, 30…세그먼트, 21, 31…합구, 22, 32…내주면, 23, 33…외주면, 26, 36…드로스 모양의 돌출부, 27, 37…요홈, 40…익스팬더 스페이서, 41…상편, 42…하편, 43…이부, 43a…경사면, 43b…이측면, 44…세그먼트 지지부, 45…연통 구멍, 50…설치 지그, 51…누름 부재, 60…측정장치, 61…레이저 조사부, 100…코일 마스터, 101…선재, 110…코일링 장치, 120…레이저광 조사장치, 200A…단기통 모터링 시험기

Claims (19)

  1. 내연기관의 조합 오일링이 구비하는 익스팬더 스페이서의 원주방향에 형성되어 있는 이부(耳部)에 의해서 내주면이 압압됨과 동시에, 외주측이 실린더의 내벽에 압압된 상태에서 이 실린더의 축방향으로 접동(摺動)하는 것이 가능하며, 금속을 재질로 하는 세그먼트이며,
    적어도 1개의 상기 세그먼트의 내주면에는, 오목한 모양의 요홈(凹溝)이 설치됨과 동시에,
    상기 요홈의 양측에는 연속하는 제방모양(土手狀)의 드로스 모양의 돌출부가 이 요홈을 따르도록 각각 설치되어 있고, 이 양측에 존재하는 상기 드로스 모양의 돌출부로 구성되는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는 복수 설치되어 있으며,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 상기 요홈의 금속이 양측에 용융한 후에 차가워져 굳어지는 것으로 형성된 것이며,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 적어도 1개의 위치에 있어서, 상기 드로스 모양의 돌출부의 근부의 상기 세그먼트의 상기 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이이며,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 상기 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축방향에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지도록 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 세그먼트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세그먼트의 폭의 중심축이 연직방향에 대해서 10도에서 30도의 범위 내의 적어도 1개의 위치를 선택해 상기 세그먼트가 경사지도록 환모양의 상기 세그먼트를 수평면상에 설치했을 때, 상기 세그먼트의 원주방향에 직교하는 단면이며 상기 수평면에 접지하고 수직인 단면에 있어서의 내주면에 있어서, 상기 연직방향에 있어서 가장 높은 위치에 있어서의 상기 드로스 모양의 돌출부의 높이는, 상기 드로스 모양의 돌출부의 근부의 상기 세그먼트의 상기 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이가 되도록 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 세그먼트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부에는, 상기 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축방향에 대해서 상기 제1 경사 방향과는 다른 제2 경사 방향으로 경사지는 것이 존재하고,
    상기 제1 경사 방향으로 경사지는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부와 상기 제2 경사 방향으로 경사지는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 상기 세그먼트의 합구(合口) 이외의 부분에서 서로 인접하고 있고,
    서로 인접하는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 적어도 2개소에 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 세그먼트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부의 각각이 제방모양으로 연속하는 방향은, 상기 중심축방향에 대해서 45도 이하의 경사각도를 이루고 있는,
    것을 특징으로 하는 세그먼트.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄소강 또는 스테인리스 강을 재질로 하고 있는, 것을 특징으로 하는 세그먼트.
  6. 원주방향에 이부가 형성되어 있는 익스팬더 스페이서와,
    상기 이부에 의해서 내주면이 압압됨과 동시에, 외주측이 실린더의 내벽에 압압된 상태에서 이 실린더의 축방향으로 접동하는 것이 가능하며, 금속을 재질로 하는 적어도 1개의 세그먼트를 구비하는 조합 오일링이며,
    상기 세그먼트의 내주면에는, 요홈에 따라서 그 양측에 연속하는 제방모양의 드로스 모양의 돌출부가 각각 설치되어 있고, 이 양측에 존재하는 상기 드로스 모양의 돌출부로 구성되는 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 복수 설치되어 있고,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 상기 요홈의 금속이 양측에 용융한 후에 차가워져 굳어지는 것으로 형성된 것이며,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 적어도 1개의 위치에 있어서, 상기 드로스 모양의 돌출부의 근부의 상기 세그먼트의 상기 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이이며,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 상기 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축방향에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지도록 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 조합 오일링.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 세그먼트의 폭의 중심축이 연직방향에 대해서 10도에서 30도의 범위 내의 적어도 1개의 위치를 선택해 상기 세그먼트가 경사지도록 수평면상에 유지했을 때, 상기 세그먼트의 원주방향에 직교하는 단면이며 상기 수평면에 접지하고 수직인 단면에 있어서의 내주면에 있어서, 상기 수평면으로부터 가장 높은 내주면의 위치에 있어서의 상기 드로스 모양의 돌출부의 높이는, 상기 드로스 모양의 돌출부의 근부의 상기 세그먼트의 상기 내주면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이가 되도록 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 조합 오일링.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부에는, 상기 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축방향에 대해서 상기 제1 경사 방향과는 다른 제2 경사 방향으로 경사지는 것이 존재하고,
    상기 제1 경사 방향으로 경사지는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부와 상기 제2 경사 방향으로 경사지는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 상기 세그먼트의 합구 이외의 부분에서 서로 인접하고 있고,
    서로 인접하는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 적어도 2개소에 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 조합 오일링.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부의 각각이 제방모양으로 연속하는 방향은, 상기 중심축방향에 대해서 45도 이하의 경사각도를 이루고 있는,
    것을 특징으로 하는 조합 오일링.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부를 형성하는 것이 가능한 위치간의 피치를 피치(P2)로 하고, 상기 익스팬더 스페이서의 상기 이부간의 피치를 피치(P1)로 하면, n를 양의 정수로 했을 때, P2=n×P1을 만족함과 동시에,
    상기 피치(P2)에 의해 결정되는 위치 중의 적어도 2개소에는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 형성되는,
    것을 특징으로 하는 조합 오일링.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부를 형성하는 것이 가능한 위치간의 상기 세그먼트의 폭중심에 있어서의 피치를 피치(P2)로 하고, 상기 익스팬더 스페이서의 상기 이부간의 피치를 피치(P1)로 하면, n를 0이상의 정수로 했을 때, P2=n×P1＋P1/2을 만족함과 동시에,
    상기 피치(P2)에 의해 결정되는 위치 중의 적어도 2개소에는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 형성되는,
    것을 특징으로 하는 조합 오일링.
  12. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 세그먼트는, 탄소강 또는 스테인리스 강을 재질로 하고 있는, 것을 특징으로 하는 조합 오일링.
  13. 익스팬더 스페이서의 원주방향에 형성되어 있는 이부에 의해서 내주면이 압압됨과 동시에, 외주측이 실린더의 내벽에 압압된 상태에서 이 실린더의 축방향으로 접동하는 것이 가능하며, 금속을 재질로 하는 세그먼트의 제조방법이며,
    세그먼트의 재료가 되는 선재가 감겨 있는 코일 마스터로부터 상기 선재를 꺼내 하류측에 수송하는 선재수송공정과,
    상기 코일 마스터보다 선재의 수송방향의 하류측에 있어서, 상기 선재에 대해서 레이저광을 조사하고, 적어도 1개의 위치에 있어서, 드로스 모양의 돌출부의 근부의 상기 내주면이 되는 면으로부터 4μm~25μm의 돌출높이인 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부를 형성하도록, 그리고, 1개의 상기 세그먼트의 주장(周長)에, 하류측에 있어서 상기 세그먼트의 합구를 형성할 때의 절단 가공폭을 원주방향의 길이로서 더한 길이에 대해서, 상기 선재의 수송속도에 동기하여 등간격으로 3개소 이상의 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부를 형성하는 레이저광 조사공정과,
    상기 레이저광 조사공정보다 하류측에서, 상기 선재를 환모양으로 소성가공 하는 코일링 공정과,
    상기 환모양으로 소성가공 되고 나선 모양으로 감겨진 상기 선재를, 이 선재가 감겨진 권회체의 축방향을 따르도록 절단하여, 상기 세그먼트의 합구를 형성하는 절단공정을 포함하고,
    상기 레이저광 조사공정에 의해서, 상기 내주면에는, 오목한 모양의 요홈이 형성됨과 동시에, 이 요홈의 양측에는 연속하는 제방모양의 상기 드로스 모양의 돌출부가 이 요홈을 따르도록 각각 설치되어 있고, 이 양측에 존재하는 상기 드로스 모양의 돌출부로 구성되는 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부가 구성됨과 동시에,
    상기 레이저광 조사공정에서 형성된 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 상기 요홈의 금속이 양측에 용융한 후에 차가워져 굳어지는 것으로 형성된 것이며,
    상기 레이저광 조사공정에서 형성된 상기 한 쌍의 드로스 모양의 돌출부는, 상기 세그먼트의 원주방향에 직교하는 중심축방향에 대해서 제1 경사 방향으로 경사지도록 설치되어 있는,
    것을 특징으로 하는 세그먼트의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 레이저광 조사공정에서는, 상기 선재수송공정에서의 선재수송 방향과 교차 하는 교차방향에 따라서 레이저광의 조사를 실시함과 동시에, 상기 교차방향의 한측으로부터 다른 한측으로 향하는 한 방향에만 레이저광의 조사를 실시하는,
    것을 특징으로 하는 세그먼트의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 레이저광 조사공정에서는, 상기 선재수송공정에서의 선재수송 방향과 교차 하는 교차방향에 따라서 레이저광의 조사를 실시함과 동시에, 상기 교차방향의 왕복에 있어서의 두방향에 레이저광의 조사를 실시하는,
    것을 특징으로 하는 세그먼트의 제조방법.
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