JPH0544840A - コンプレツシヨンリングおよびその製造方法 - Google Patents
コンプレツシヨンリングおよびその製造方法Info
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- JPH0544840A JPH0544840A JP22881891A JP22881891A JPH0544840A JP H0544840 A JPH0544840 A JP H0544840A JP 22881891 A JP22881891 A JP 22881891A JP 22881891 A JP22881891 A JP 22881891A JP H0544840 A JPH0544840 A JP H0544840A
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 合口端部に切欠部を有するコンプレッション
リングにおいて、折損強度を保持して薄幅化と耐摩耗性
の要求に応える。 【構成】 セカンドリング３は外周面にのみイオン窒化
処理層６を形成し、上下面と内周面は軟質表面処理層２
２を形成し、一方の合口端部のリング上面にリング外周
面と合口端面８に開放する切欠部９を形成し、他方の合
口端部にも切欠部が形成されて、合口端面１０の前記切
欠部９に対向する位置に切欠部９に配置する突出部１１
を突出形成している。切欠部９と突出部１１は半径方向
に切った縦断面が同一の三角形状をなし、切欠部９の斜
面１２に突出部１１の斜面１３が配置し、両合口端面
８，１０間に所定の合口隙間を有してリング溝に装着
し、シリンダ内壁面に押接する。合口構造として、上記
以外に段付合口構造、リングの回り止めとしての側面回
り止め構造や内周回り止め構造などがある。
リングにおいて、折損強度を保持して薄幅化と耐摩耗性
の要求に応える。 【構成】 セカンドリング３は外周面にのみイオン窒化
処理層６を形成し、上下面と内周面は軟質表面処理層２
２を形成し、一方の合口端部のリング上面にリング外周
面と合口端面８に開放する切欠部９を形成し、他方の合
口端部にも切欠部が形成されて、合口端面１０の前記切
欠部９に対向する位置に切欠部９に配置する突出部１１
を突出形成している。切欠部９と突出部１１は半径方向
に切った縦断面が同一の三角形状をなし、切欠部９の斜
面１２に突出部１１の斜面１３が配置し、両合口端面
８，１０間に所定の合口隙間を有してリング溝に装着
し、シリンダ内壁面に押接する。合口構造として、上記
以外に段付合口構造、リングの回り止めとしての側面回
り止め構造や内周回り止め構造などがある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関や圧縮機に用
いられるコンプレッションリングおよびその製造方法に
関する。
いられるコンプレッションリングおよびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンプレッションリングに窒化処
理が行われている。そして、窒化はガス窒化や塩浴窒化
で行われており、この方法によれば、外周面のみなら
ず、上下面および内周面も窒化されてしまう。
理が行われている。そして、窒化はガス窒化や塩浴窒化
で行われており、この方法によれば、外周面のみなら
ず、上下面および内周面も窒化されてしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、リング断
面全周に窒化が入るため、リング幅が薄く、しかも合口
端部に切欠部を有するリングに厚窒化を施すと、合口端
部の断面積の小さい切欠部の部分は窒化によってぜい性
が増し、強度が落ち、その部分から折損するおそれが生
じる。そのため、リングの薄幅化と高耐摩耗性の要求に
応えることができない。
面全周に窒化が入るため、リング幅が薄く、しかも合口
端部に切欠部を有するリングに厚窒化を施すと、合口端
部の断面積の小さい切欠部の部分は窒化によってぜい性
が増し、強度が落ち、その部分から折損するおそれが生
じる。そのため、リングの薄幅化と高耐摩耗性の要求に
応えることができない。
【０００４】本発明の目的は、合口端部に切欠部を有す
るコンプレッションリングにおいて、折損強度を保持し
てリングの薄幅化と耐摩耗性の要求に応えることにあ
る。
るコンプレッションリングにおいて、折損強度を保持し
てリングの薄幅化と耐摩耗性の要求に応えることにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、合口端部に切
欠部を有するコンプレッションリングにおいて、窒化層
を外周面にのみ形成し、上下面あるいは上下面と内周面
は軟質表面処理層を形成し、前記窒化層がイオン窒化処
理層であることを特徴とする。
欠部を有するコンプレッションリングにおいて、窒化層
を外周面にのみ形成し、上下面あるいは上下面と内周面
は軟質表面処理層を形成し、前記窒化層がイオン窒化処
理層であることを特徴とする。
【０００６】そして、本発明のコンプレッションリング
の製造方法は、リング素材をコイリング成形する工程
と、コイリング材を合口切断する工程と、リング材の合
口端部を加工する工程と、コイリング材あるいは合口切
断されているリング材にイオン窒化処理を施して外周面
にのみ窒化層を形成する工程と、軟質表面処理を施して
上下面あるいは上下面と内周面に軟質表面処理層を形成
する工程と、上記処理を施し合口部を備えたリング材に
仕上加工を施す工程とを備えたことを特徴とする。
の製造方法は、リング素材をコイリング成形する工程
と、コイリング材を合口切断する工程と、リング材の合
口端部を加工する工程と、コイリング材あるいは合口切
断されているリング材にイオン窒化処理を施して外周面
にのみ窒化層を形成する工程と、軟質表面処理を施して
上下面あるいは上下面と内周面に軟質表面処理層を形成
する工程と、上記処理を施し合口部を備えたリング材に
仕上加工を施す工程とを備えたことを特徴とする。
【０００７】上記軟質表面処理としては、りん酸塩被膜
処理、フェロックス被膜処理、硫化物被膜処理、すずめ
っき、軟質合金めっき、銅めっき、ふっ化樹脂被膜処
理、あるいはこれらの複合被膜処理を施す。
処理、フェロックス被膜処理、硫化物被膜処理、すずめ
っき、軟質合金めっき、銅めっき、ふっ化樹脂被膜処
理、あるいはこれらの複合被膜処理を施す。
【０００８】
【作用】コンプレッションリングは、外周面にのみイオ
ン窒化処理層が設けられているのでシリンダとの摺動に
対して耐摩耗性がよく、上下面あるいは上下面と内周面
は軟質表面処理層を形成してあるので耐食性に優れると
ともにオイルリング溝の異常摩耗を防止できる。
ン窒化処理層が設けられているのでシリンダとの摺動に
対して耐摩耗性がよく、上下面あるいは上下面と内周面
は軟質表面処理層を形成してあるので耐食性に優れると
ともにオイルリング溝の異常摩耗を防止できる。
【０００９】そして窒化処理として、処理の指向性を有
するイオン窒化処理を選択したことにより、特別の窒化
防止処理あるいは窒化層の除去加工を施すことなく、コ
ンプレッションリングの上下面、内周面を窒化させず
に、外周面にのみ窒化を容易に施すことができる。そし
て、外周面にのみ窒化を行えるため、合口端部に切欠部
を有しリング幅の薄いリングに厚窒化を施しても、合口
端部の断面積の小さい切欠部の部分の折損強度を保持で
き、リング幅の薄い、折損強度のある、耐摩耗性に優れ
たリングを得られる。特に、リング幅１．２ｍｍ以下、
窒化層厚さ７０μｍ以上で効果が大きい。
するイオン窒化処理を選択したことにより、特別の窒化
防止処理あるいは窒化層の除去加工を施すことなく、コ
ンプレッションリングの上下面、内周面を窒化させず
に、外周面にのみ窒化を容易に施すことができる。そし
て、外周面にのみ窒化を行えるため、合口端部に切欠部
を有しリング幅の薄いリングに厚窒化を施しても、合口
端部の断面積の小さい切欠部の部分の折損強度を保持で
き、リング幅の薄い、折損強度のある、耐摩耗性に優れ
たリングを得られる。特に、リング幅１．２ｍｍ以下、
窒化層厚さ７０μｍ以上で効果が大きい。
【００１０】
【実施例】図２において、アルミニウム合金製ピストン
１の外周面には２つのコンプレッションリング溝２Ａ，
３Ａと１つのオイルリング溝４Ａが形成されており、最
上方のコンプレッションリング溝２Ａにはトップリング
２が、その下のコンプレッションリング溝３Ａにはセカ
ンドリング３が、その下のオイルリング溝４Ａにはオイ
ルリング４が装着されている。
１の外周面には２つのコンプレッションリング溝２Ａ，
３Ａと１つのオイルリング溝４Ａが形成されており、最
上方のコンプレッションリング溝２Ａにはトップリング
２が、その下のコンプレッションリング溝３Ａにはセカ
ンドリング３が、その下のオイルリング溝４Ａにはオイ
ルリング４が装着されている。
【００１１】トップリング２は外周がバレル形状で直角
合口構造をなし、外周面にのみイオン窒化処理層５を形
成してあり、シリンダ１９の内壁面２０に押接してい
る。リング上下面と内周面は軟質表面処理層２１を形成
している。
合口構造をなし、外周面にのみイオン窒化処理層５を形
成してあり、シリンダ１９の内壁面２０に押接してい
る。リング上下面と内周面は軟質表面処理層２１を形成
している。
【００１２】セカンドリング３は合口端部に切欠部を有
する構造を有し、外周面にのみイオン窒化処理層６を形
成してあり、シリンダ１９の内壁面２０に押接してい
る。リング上下面と内周面は軟質表面処理層２２を形成
している。
する構造を有し、外周面にのみイオン窒化処理層６を形
成してあり、シリンダ１９の内壁面２０に押接してい
る。リング上下面と内周面は軟質表面処理層２２を形成
している。
【００１３】そしてセカンドリング３の合口構造は、図
１に示すように、一方の合口端部のリング上面にリング
外周面と合口端面８に開放する切欠部９が形成されてい
る。そして、他方の合口端部にも切欠部が形成されて、
合口端部の合口端面１０の前記切欠部９に対向する位置
に切欠部９に配置される突出部１１を突出形成してな
る。切欠部９と突出部１１は半径方向に切った縦断面が
同一の三角形状をなしており、切欠部９の斜面１２に突
出部１１の斜面１３が配置し、両合口端面８，１０間に
所定の合口隙間を有してリング溝３Ａに装着されてい
る。なお、切欠部９と突出部１１の断面形状は上記では
三角形状のものを示したが、これに限ることはなく、こ
の他例えば矩形形状などその形状は問わない。
１に示すように、一方の合口端部のリング上面にリング
外周面と合口端面８に開放する切欠部９が形成されてい
る。そして、他方の合口端部にも切欠部が形成されて、
合口端部の合口端面１０の前記切欠部９に対向する位置
に切欠部９に配置される突出部１１を突出形成してな
る。切欠部９と突出部１１は半径方向に切った縦断面が
同一の三角形状をなしており、切欠部９の斜面１２に突
出部１１の斜面１３が配置し、両合口端面８，１０間に
所定の合口隙間を有してリング溝３Ａに装着されてい
る。なお、切欠部９と突出部１１の断面形状は上記では
三角形状のものを示したが、これに限ることはなく、こ
の他例えば矩形形状などその形状は問わない。
【００１４】オイルリング４は２ピース構成の鋼製組合
せオイルリングで、上下にレール１４，１５を備えた断
面略Ｉ字形状のオイルリング本体１６と、オイルリング
本体１６の内周に嵌装されたコイルエキスパンダ１７と
からなり、外周面に硬質クロムめっき１８を形成したレ
ール１４，１５はコイルエキスパンダ１７によりシリン
ダ１９の内壁面２０に押接される。オイルリング本体１
６の外周面以外の表面は軟質表面処理層２３を形成して
いる。
せオイルリングで、上下にレール１４，１５を備えた断
面略Ｉ字形状のオイルリング本体１６と、オイルリング
本体１６の内周に嵌装されたコイルエキスパンダ１７と
からなり、外周面に硬質クロムめっき１８を形成したレ
ール１４，１５はコイルエキスパンダ１７によりシリン
ダ１９の内壁面２０に押接される。オイルリング本体１
６の外周面以外の表面は軟質表面処理層２３を形成して
いる。
【００１５】以下に上記セカンドリング３の製造方法の
一例を説明する。マルテンサイト系ステンレス鋼線材に
て、コイリング材を作製し、これを合口切断した後、合
口端部の切欠加工を行い、次に複数個のリング材を円筒
治具の外周に挿入してスタック状とし、これの両端をク
ランプ円板で軸方向に締め付け固定した後、イオン窒化
炉で外周面の窒化処理を行った。イオン窒化の条件は例
えば、 雰囲気ガス組成 窒素：水素＝７：３ ワーク温度 ５００℃ これにより、ＨV ７００以上の深さ７０μｍのイオン窒
化処理層をリング外周面に得た。
一例を説明する。マルテンサイト系ステンレス鋼線材に
て、コイリング材を作製し、これを合口切断した後、合
口端部の切欠加工を行い、次に複数個のリング材を円筒
治具の外周に挿入してスタック状とし、これの両端をク
ランプ円板で軸方向に締め付け固定した後、イオン窒化
炉で外周面の窒化処理を行った。イオン窒化の条件は例
えば、 雰囲気ガス組成 窒素：水素＝７：３ ワーク温度 ５００℃ これにより、ＨV ７００以上の深さ７０μｍのイオン窒
化処理層をリング外周面に得た。
【００１６】なお、外周面のイオン窒化処理はコイリン
グ材の段階で行うこともできる。
グ材の段階で行うこともできる。
【００１７】イオン窒化は放電がワーク外周面にのみ発
生するので、リング外周は窒化されるが、上下面はワー
ク同士が接触して隙間がなく、内周は治具の筒面に接し
ているため、放電は発生せず、上下面、内周面に窒化層
のないリングを得ることができる。
生するので、リング外周は窒化されるが、上下面はワー
ク同士が接触して隙間がなく、内周は治具の筒面に接し
ているため、放電は発生せず、上下面、内周面に窒化層
のないリングを得ることができる。
【００１８】イオン窒化処理後、上下面と内周面に軟質
表面処理層を形成した。軟質表面処理としては、りん酸
塩被膜処理、フェロックス被膜処理、硫化物被膜処理、
すずめっき、軟質合金めっき、銅めっき、ふっ化樹脂被
膜処理、あるいはこれらの複合被膜処理を施す。
表面処理層を形成した。軟質表面処理としては、りん酸
塩被膜処理、フェロックス被膜処理、硫化物被膜処理、
すずめっき、軟質合金めっき、銅めっき、ふっ化樹脂被
膜処理、あるいはこれらの複合被膜処理を施す。
【００１９】その後常法により仕上げた。
【００２０】なお、本発明の適用される合口端部の構造
は、上記で示したものに限ることは勿論なく、この他例
えば図３、図４、図５に示すものなどがある。図３に示
すものは段付合口構造で、一方の合口端部の下部に切欠
部３０を有し、他方の合口端部の上部に切欠部３１を有
して、合口端部がそれぞれ段付状をなし、それぞれの合
口端部の突出部３２，３３が上下に配置するもので、リ
ング外周面にのみイオン窒化処理層６Ａが形成され、リ
ング上下面と内周面は軟質表面処理層２２Ａを形成して
いる。
は、上記で示したものに限ることは勿論なく、この他例
えば図３、図４、図５に示すものなどがある。図３に示
すものは段付合口構造で、一方の合口端部の下部に切欠
部３０を有し、他方の合口端部の上部に切欠部３１を有
して、合口端部がそれぞれ段付状をなし、それぞれの合
口端部の突出部３２，３３が上下に配置するもので、リ
ング外周面にのみイオン窒化処理層６Ａが形成され、リ
ング上下面と内周面は軟質表面処理層２２Ａを形成して
いる。
【００２１】図４、図５に示すものはリングの回り止め
としての合口端部構造で、図４は側面回り止めを示し、
両合口端部の上面端部に切欠部３４，３５を有し、それ
らの切欠部３４，３５に回り止めピン３６（ピストンの
リング溝部に突設される）が配置するもので、リング外
周面にのみイオン窒化処理層６Ｂが形成され、リング上
下面と内周面は軟質表面処理層２２Ｂを形成し、図５は
内周回り止めを示し、両合口端部の内周端部に切欠部３
７，３８を有し、それらの切欠部３７，３８に回り止め
ピン３９（ピストンのリング溝部に突設される）が配置
するもので、リング外周面にのみイオン窒化処理層６Ｃ
が形成され、リング上下面と内周面は軟質表面処理層２
２Ｃを形成している。
としての合口端部構造で、図４は側面回り止めを示し、
両合口端部の上面端部に切欠部３４，３５を有し、それ
らの切欠部３４，３５に回り止めピン３６（ピストンの
リング溝部に突設される）が配置するもので、リング外
周面にのみイオン窒化処理層６Ｂが形成され、リング上
下面と内周面は軟質表面処理層２２Ｂを形成し、図５は
内周回り止めを示し、両合口端部の内周端部に切欠部３
７，３８を有し、それらの切欠部３７，３８に回り止め
ピン３９（ピストンのリング溝部に突設される）が配置
するもので、リング外周面にのみイオン窒化処理層６Ｃ
が形成され、リング上下面と内周面は軟質表面処理層２
２Ｃを形成している。
【００２２】なお、上記では、切欠部を有する合口端部
構造をセカンドリング３に適用した例を示したが、トッ
プリングなどの他のコンプレッションリングに適用する
ことができることは言うまでもない。そしてその場合、
リング外周面にのみイオン窒化処理層を形成し、リング
上下面あるいはリング上下面と内周面に軟質表面処理層
を形成する。
構造をセカンドリング３に適用した例を示したが、トッ
プリングなどの他のコンプレッションリングに適用する
ことができることは言うまでもない。そしてその場合、
リング外周面にのみイオン窒化処理層を形成し、リング
上下面あるいはリング上下面と内周面に軟質表面処理層
を形成する。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
周面がイオン窒化処理層をなすのでシリンダとの摺動に
対して耐摩耗性がよく、また上下面あるいは上下面と内
周面が軟質表面処理層をなすので耐食性に優れるととも
にリング溝の異常摩耗の発生を防止できる。
周面がイオン窒化処理層をなすのでシリンダとの摺動に
対して耐摩耗性がよく、また上下面あるいは上下面と内
周面が軟質表面処理層をなすので耐食性に優れるととも
にリング溝の異常摩耗の発生を防止できる。
【００２４】また、イオン窒化処理によって、耐摩耗性
の必要な外周面にのみ窒化処理を容易に行える。そし
て、外周面にのみ窒化を行えるため、合口端部に切欠部
を有しリング幅の薄いリングに厚窒化を施しても、合口
端部の断面積の小さい切欠部の部分の折損強度を保持で
き、リング幅の薄い、折損強度のある、耐摩耗性に優れ
たリングを得られる。
の必要な外周面にのみ窒化処理を容易に行える。そし
て、外周面にのみ窒化を行えるため、合口端部に切欠部
を有しリング幅の薄いリングに厚窒化を施しても、合口
端部の断面積の小さい切欠部の部分の折損強度を保持で
き、リング幅の薄い、折損強度のある、耐摩耗性に優れ
たリングを得られる。
【図１】セカンドリングの合口部分を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】シリンダ内に挿入されたピストンの要部断面図
である。
である。
【図３】リングの合口部分を示す正面図である。
【図４】リングの合口部分を示す正面図である。
【図５】リングの合口部分を示す平面図である。
１ ピストン ２ トップリング ２Ａ トップリング溝 ３ セカンドリング ３Ａ セカンドリング溝 ４ オイルリング ４Ａ オイルリング溝 ５、６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ イオン窒化処理層 ８、１０ 合口端面 ９ 切欠部 １１ 突出部 １２、１３ 斜面 １６ オイルリング本体 １７ コイルエキスパンダ １８ 硬質クロムめっき １９ シリンダ ２０ シリンダ内壁面 ２１、２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２３ 軟質表面
処理層 ３０、３１、３４、３５、３７、３８ 切欠部 ３２、３３ 突出部 ３６、３９ 回り止めピン
処理層 ３０、３１、３４、３５、３７、３８ 切欠部 ３２、３３ 突出部 ３６、３９ 回り止めピン
Claims (6)
- 【請求項１】 合口端部に切欠部を有するコンプレッシ
ョンリングにおいて、窒化層を外周面にのみ形成し、上
下面は軟質表面処理層を形成し、前記窒化層がイオン窒
化処理層であることを特徴とするコンプレッションリン
グ。 - 【請求項２】 合口端部に切欠部を有するコンプレッシ
ョンリングにおいて、窒化層を外周面にのみ形成し、上
下面と内周面は軟質表面処理層を形成し、前記窒化層が
イオン窒化処理層であることを特徴とするコンプレッシ
ョンリング。 - 【請求項３】 軟質表面処理がりん酸塩被膜処理、フェ
ロックス被膜処理、硫化物被膜処理、すずめっき、軟質
合金めっき、銅めっき、ふっ化樹脂被膜処理、あるいは
これらの複合被膜処理であることを特徴とする請求項１
又は２記載のコンプレッションリング。 - 【請求項４】 リング素材をコイリング成形する工程
と、コイリング材を合口切断する工程と、リング材の合
口端部を加工する工程と、コイリング材あるいは合口切
断されているリング材にイオン窒化処理を施して外周面
にのみ窒化層を形成する工程と、軟質表面処理を施して
上下面に軟質表面処理層を形成する工程と、上記処理を
施し合口部を備えたリング材に仕上加工を施す工程とを
備えたことを特徴とするコンプレッションリングの製造
方法。 - 【請求項５】 リング素材をコイリング成形する工程
と、コイリング材を合口切断する工程と、リング材の合
口端部を加工する工程と、コイリング材あるいは合口切
断されているリング材にイオン窒化処理を施して外周面
にのみ窒化層を形成する工程と、軟質表面処理を施して
上下面と内周面に軟質表面処理層を形成する工程と、上
記処理を施し合口部を備えたリング材に仕上加工を施す
工程とを備えたことを特徴とするコンプレッションリン
グの製造方法。 - 【請求項６】 軟質表面処理がりん酸塩被膜処理、フェ
ロックス被膜処理、硫化物被膜処理、すずめっき、軟質
合金めっき、銅めっき、ふっ化樹脂被膜処理、あるいは
これらの複合被膜処理であることを特徴とする請求項４
又は５記載のコンプレッションリングの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22881891A JP2886372B2 (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | コンプレッションリングの製造方法 |
| US07/902,027 US5241748A (en) | 1991-06-27 | 1992-06-22 | Method for manufacturing a compression ring |
| GB9213654A GB2257716B (en) | 1991-06-27 | 1992-06-26 | Compression ring and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22881891A JP2886372B2 (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | コンプレッションリングの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544840A true JPH0544840A (ja) | 1993-02-23 |
| JP2886372B2 JP2886372B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=16882344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22881891A Expired - Fee Related JP2886372B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-08-14 | コンプレッションリングの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2886372B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008151139A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Waertsilae Schweiz Ag | オイル収集リング用のピストン |
-
1991
- 1991-08-14 JP JP22881891A patent/JP2886372B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008151139A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-03 | Waertsilae Schweiz Ag | オイル収集リング用のピストン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2886372B2 (ja) | 1999-04-26 |
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