JPH0469458A

JPH0469458A - 内燃機関用ピストンリング

Info

Publication number: JPH0469458A
Application number: JP18056490A
Authority: JP
Inventors: Hideki Yoshida; 秀樹吉田
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1992-03-04

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】（産業上の利用分野）本発明は、ピストンリング、特に、内燃機関用圧力リン
グとして使用するに適するピストンリングに関する。

（従来の技術）往復動するピストン外周面と、ピストンを収めるシリン
ダボア内周面との間のシール材として、いわゆるピスト
ンリングが使用される。このピストンリングは、ピスト
ン外周面のリング溝に装着され、リング外周面が自己張
力と高圧流体の作用によりボア内周面に摺接すると共に
、ピストンリングの低圧側の一側面が、高圧流体の作用
を受けてリング溝壁面に圧接されてシール機能を得てい
る。このピストンリングは、リング溝への装着上、いわ
ゆる合い口と称されるスリットを有する割りリングの形
を取るので、使用時、合い口部を介して高圧ガスが低圧
側へと洩れる。

内燃機関の場合、燃焼室からクランクケースへの燃焼ガ
スの洩れのかなりの部分が、この合い口を介して洩れて
いる。そこで、合い口部のシール性を向上させるために
、第３図に示すダブルアングルタイプの合い口を有する
リングが提供されている。

第３図に示すピストンリング１は、合い口端面２、外周
面３及び一側面４からなる角部より、突出部５を周方向
ムこ延出させ、この突出部５と対向する部分に突出部５
を受ける凹所６を有する構成となっている。ピストン外
周面のリング溝にピストンリング１を装着し、矢印Ａ方
向より高圧ガスを作用すると、リングの一側面４と突出
部５の側面４′とがリング溝壁面に圧接され且つリング
内周側に入った高圧ガスが外周面３．５をシリンダボア
内周面に圧接させる。この状態では、合いロアの下部は
、リング溝壁面によって完全に塞がれるので、合いロア
を介して、高圧側から低圧側へのガス洩れはなく、ダブ
ルアングルタイプの合いロヲ有するピストンリングはシ
ール効果を高め得る。このため、この種のピストンリン
グは、内燃機関の圧力（トップ）リングとして多用され
ている。

前述した如き使用とは別に、第３図の矢印Ｂ方向より高
圧ガスを作用させるように、ピストンリング１をリング
溝に装着し、組合せオイルリングと組合せ、二本リング
として用いることも、実公平１−２２９１６号公報に開
示される如く、知られている。

このように、ダブルアングルタイプの合い口を有するピ
ストンリングは、内燃機関のピストン用シールリングと
して多用されている。

（本発明が解決しようとする課題）前述したピストンリングは、圧力（ト・ノブ）リングと
して、高温・高圧・高速という極めて厳しい条件下で使
用するので、その外表面に、チッ化層やイオンプレーテ
ィング層（ＰＶＤ）の耐摩耗性表面処理層を設ける。

チッ化層は、ピストンリングを、たとえば、アンモニア
ガス雰囲気において、５７０℃、１３０分間加熱するこ
とで得られる。チッ化層の厚みは、−船釣には、０．１
鶴が採用される。

第４図にダブルアングルタイプの合い口を有するピスト
ンリング１の突出部２まわりを示すが、チッ化層８は、
内外周面３．９および上下側面４．１０に設けられる。

凹所６と突出部５とを密着させてチッ化処理するので、
第４図の白地部分はチア化層を有しない。勿論、内周面
９に千ノ化防止剤（たとえば、米国パークケミカル社製
“Ｎ０＝ＴＲＩＤＥ”）を塗付して、内周面９にチッ化
層を設けないようにしてもよい。

この種のピストンリング１は、突出部５の斜面部と合い
口端面２との角部交点（Ａ）に集中応力が発生し、角部
交点（Ａ）に亀裂が生し易い。

それ故に、本発明は、チッ化層やイオンプレーティング
層（ＰＶＤ）を有するピストンリングの前述した不具合
を解消させることを解決すべき課題とする。

（課題を解決するための手段）本発明は、前述した課題を解決するために、合い口端面
と突出部との角部交点に耐摩耗性表面処理層を有しない
部分を設ける手段を採用する。好ましくは、耐摩耗性表
面処理層がチッ化層又はイオンプレーティング層（Ｐ　
Ｖ　Ｄ）である。

（作用）合い口端面と突出部との角部交点のチッ化層が除去され
、母材が露出し、この部分の疲労限界強度が向上し、耐
折損性が向上する。

（実施例）ダブルアングルタイプの合い口を有するピストンリング
１）の基本構成は、第３図と第４図に示し、同図と関連
させて既に述べたので、その説明はここでは省略する。

第１図を参照する。ピストンリング１）の外周面３、両
側面４．４′　　１０及び内周面９にチッ化層８を設け
る。

チッ化層８は、高クロムステンレス鋼のピストンリング
１）をアンモニア雰囲気中において、５７０°Ｃ１）３
０分間加熱することで形成する。

厚みは、０．１ｍｍとする。チッ化層に代えて、イオン
プレーティング層（ＰＶＤ）或いは同等の他の耐摩耗性
表面処理層を用いてもよい。

表面処理層８を設けたピストンリング１）の合い口端面
２と突出部５の角部交点に面取りＲをなし、母材を露出
させる。即ち、角部交点に切欠きＲを設け、母材を露出
させる。この面取り即ち切欠きＲは、疲労限界強度を低
下させない。

第２図に示す例は、面取りＲに代えて、この角部交点に
チッ化防止剤（たとえば、米国パークケミカル社製“Ｎ
ｏ−ＴＲＩ　ＤＥ”　）を塗付して、前述したチッ化処
理をし、角部交点にチッ化層８のない部分Ｒ１を設けた
ピストンリング１）である。この部分Ｒ１の大きさは、
面取りＲの大きさと同じでよく、この部分Ｒ，はハネ綱
たる母材が露出し、疲労限界強度を低下させない。

第２図の例とは、別に、第５図に示す手法を利用して、
チッ化層８のない部分を作ることができる。即ち、突出
部５を切除する前の突き合せ形の断面のリング１２の端
面より内側にベルト状にチッ化防止剤（例えば、米国パ
ークケミカル社製”Ｎｏ−ＴＲＩＤＥ”）を塗布して、
チッ化防止層１３を作る。チッ化防止層１３は、好まし
くは全周に、望むなら内周面のみ省略できる。チッ化防
止層１３を設けたリング１２を、前述した手法でチッ化
処理する。次いで、仮想線で示した部分を切除し、突出
部５を形成する。この結果、合い口端面と突出部の角部
交点を含む巾でヘルド状にチッ化層のない部分を作る。

第５図に示す例も、第１図と第２図の例と同し効果を示
す。

（効果）合い口端面と突出部との角部交点に母材を露出させるの
で、疲労限界強度の低下がなく、この部分の亀裂や折損
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図とは本発明の実施例を示す部分斜視図、
第３図はダブルアングルタイプの合い口部の部分斜視図
、第４図は突出部まわりのチッ化層を示す部分斜視図、
及び第５図はチッ化層のない部分を作る他の例を示す部
分斜視図である。図中＝２−合い口端面、３．９−周面、４．１０側面、
５−・突出部、８−表面処理層、１）−ピストンリング
、ＲＩ、ＲＩ　’−表面処理層を有しない角部交点。代理人　弁理士　　桑　　原　　英　　門弟１図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一方の合い口端面、外周面及び一側面とに開放し
た凹部と、他方の合い口端面、外周面及び一側面から周
方向に突出する突出部とを有し、少くとも外周面と一側
面とが耐摩耗性表面処理層を有し、合い口端面と突出部
の角部交点に耐摩耗性表面処理層を有しない部分を設け
ている内燃機関用ピストンリング。
（２）耐摩耗性表面処理層がチッ化層又はイオンプレー
ティング層（ＰＶＤ）である請求項（１）の内燃機関用
ピストンリング。
（３）耐摩耗性表面処理層を有しない部分が切欠きであ
る請求項（２）の内燃機関用ピストンリング。