JPH04105665U

JPH04105665U - ピストンリング

Info

Publication number: JPH04105665U
Application number: JP1455291U
Authority: JP
Inventors: 勝美滝口; 裕佐藤; 桐清片; 矢正規大
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1992-09-11
Anticipated expiration: 2006-02-22
Also published as: JP2564940Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】イオンプレーティング法による皮膜形成法に
採用することで、長円形又は楕円形のように、非円形で
あっても均一な皮膜厚さを形成したピストンリングを提
供する。【構成】長円形又は楕円形のリング本体１１の少なく
とも外周面に、イオンプレーティング皮膜形成装置で耐
摩耗性の皮膜１３を設けた構成である。皮膜としては、
金属の蒸発材が用いられ、チタン窒化物、もしくはクロ
ムとクロム窒化物の複合又はクロム窒化物が用いられ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関用ピストンリングに関し、更に詳しくは、長円形又は楕円形断面のシリンダに対応した形状のピストンリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、特に自動二輪車搭載エンジンに用いられるシリンダにあって、シリンダの横断面形状を従前のように円形ではなく、長円形又は楕円形に成形したものが知られている。即ち、円形とした場合よりもシリンダ幅寸法を抑え、エンジン全体からみた場合に車体幅の張り出しを極力抑えることを目的としたものである。こうした非円形のシリンダに対応して、当然ながらピストンリングの形状もそれに相似することになる。ピストンリングのごとき摺動部材は特に耐摩耗性が要求されることから、表面を例えば硬質Ｃｒ（クロム）めっき等により皮膜処理される。皮膜処理を終えたピストンリングの表面はラッピング仕上げが行われる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、皮膜処理に際して、ピストンリングが長円形のごとき非円形の場合は、通常の円形のものに比べて表面に形成される皮膜の厚さが不均一となる傾向があり、しかも処理後のラッピングも均一に行うことが困難である。このような事情から、耐摩耗性皮膜を均一に形成でき、しかも仕上げ加工が不要なほどの仕上り面が得られる形成法として、ＰＶＤ法（Physical Vaper Depos ition Prosess）が知られる。このＰＶＤ法に含まれる方法にイオンプレーティング法がある。このイオンプレーティング法は真空蒸着の一種であり、現在では、厚膜形成手段として極く一般的な表面処理法になりつつある。この利点としては、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物のような金属化合物、或いはこれらの複合物での皮膜処理が可能な点がある。更に、真空蒸着法で形成された被膜よりは母材との密着性が格段に優れており、スパッタリング法よりも被膜生成速度が非常に速いといった利点が挙げられる。従って、本考案の目的は、イオンプレーティング法による皮膜形成法に採用することで、非円形であっても均一な皮膜厚さを形成したピストンリングを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案によるピストンリングは、長円形又は楕円形のリング本体の少なくとも外周面に、イオンプレーティング皮膜形成装置で耐摩耗性の皮膜を設けた構成である。皮膜としては、金属の蒸発材が用いられ、チタン窒化物、もしくはクロムとクロム窒化物の複合又はクロム窒化物が用いられる。皮膜の厚さは５〜５０μｍ、好ましくは１０〜２０μｍである。

【０００５】

【作用】

保持具の駆動により、保持された被着材のリング本体が回転する。この時、ヒータにより回転中のリング本体の加熱が行われる。電子銃からは電子ビームが射出されて蒸発材に照射される。こうしたイオンプレーティング皮膜形成装置により、リング本体の摺動面に皮膜を形成するため、リング本体の形状が非円形でも皮膜の厚さが均一である。仕上り面も良好で皮膜処理後のラッピング仕上げは不要である。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案によるピストンリングの実施例を図面に基づいて説明する。図１図及び図２は、長円形とした実施例のピストンリング１０を示す。リング本体１１は長円形の長軸方向の一方に合い口部１２を有し、リング本体１１の外周面に皮膜１３が形成されている。皮膜１３の厚さは、５〜５０μｍの範囲で好ましくは１０〜２０μｍで形成されている。

【０００７】図３は、皮膜１３を形成するイオンプレーティング装置の一例である。装置は真空ポンプにより減圧される真空槽２０を有し、この内部には被着体である母材のリング本体１１が保持具２２により回転可能に保持される。保持具２２の上方にはリング本体１１を所定温度に加熱するヒータ２３が設置されている。また、保持具２２の下方には水冷銅ルツボ２４が設置され、この内部には被覆金属（以下、蒸発材という）２５が収容されている。ここでいう蒸発材２５は、実施例ではチタン及びクロムが用いられる。

【０００８】また、真空槽２０の側壁には、ＨＣＤ型の電子銃２６、雰囲気ガス（Ｎ₂ガス）の導入管２７が取り付けられている。ルツボ２４の上方には集束コイル２８が配置され、この集束コイル２８によって電子銃２６から射出された電子ビームを蒸発材２５に照射できるよう構成されている。

【０００９】次に、この図３の装置によるリング本体１１の皮膜１３の形成態様は、保持具２２に保持された被着材のリング本体１１が、保持具２２の駆動により回転する。この時、ヒータ２３により回転中のリング本体１１の加熱が行われる。電子銃２６からは電子ビームが射出され、前述の蒸発材２５に照射される。電子ビームは低電圧−大電流であり、集束コイル２８の電流を低下させることで、蒸発材２５の加熱表面積を大きくでき、昇華性金属の大量蒸発が可能である。また、電子ビームは１０^-2torr〜１０^-4torrといった具合に低真空で作動するため、粉や小粒体を蒸発材２５として用いた場合に生じ易いスプラッシュ等においても通常に作動し続け、何ら問題を生じない。

【００１０】以下は、皮膜処理条件の一例である。・母材のリング本体の加熱温度４００℃ ・電子ビーム出力３８Ｖ（ボルト）５００Ａ（アンペア）・ルツボ径φ７０深さ１００ｍｍ・窒素ガス分圧５×１０⁴〜５×１０ ³torr ・蒸発材金属チタン又は金属クロム（小塊状）又は市販の小片電解クロムの仕様も可能・処理時間３０分〜１２０分

【００１１】なお、以上はリング本体１１の外周面のみに皮膜１３を形成した実施例であるが、リング本体１１の内周面を含む両側面にも皮膜を形成することも可能である。

【００１２】

【考案の効果】

本考案によるピストンリングは、イオンプレーティング皮膜形成装置でリング本体の表面に皮膜を形成したため、リング本体の形状が長円形のごとき非円形であっても皮膜の厚さが均一で、しかも処理後のラッピング仕上げも不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による非円形ピストンリングの実施例
の斜視図

【図２】本考案による非円形ピストンリングの実施例
の部分断面図

【図３】実施例のピストンリングに皮膜形成するＨＣ
Ｄイオンプレーテイング装置の概略図

【符号の説明】

１１...リング本体、１３...皮膜、２０...イオンプ
レーテイング皮膜形成装置、２１...真空槽、２２...
母材（リング本体）保持具、２３...ヒータ、２４...
水冷銅ルツボ、２５...蒸発材、２６...ＨＣＤ電子ビ
ーム銃、２７...雰囲気ガス導入管、２８...集束コイ
ル

フロントページの続き (72)考案者大矢正規新潟県柏崎市北斗町１−37 株式会社リケン柏崎事業所内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】長円形又は楕円形のリング本体の少なく
とも外周面に、イオンプレーティング皮膜形成装置によ
り耐摩耗性の皮膜を設けたことを特徴とするピストンリ
ング。
【請求項２】皮膜がチタン窒化物、もしくはクロムと
クロム窒化物の複合又はクロム窒化物である「請求項
１」に記載のピストンリング。