JPH06235460A - 組合せオイルリング - Google Patents
組合せオイルリングInfo
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- JPH06235460A JPH06235460A JP5041798A JP4179893A JPH06235460A JP H06235460 A JPH06235460 A JP H06235460A JP 5041798 A JP5041798 A JP 5041798A JP 4179893 A JP4179893 A JP 4179893A JP H06235460 A JPH06235460 A JP H06235460A
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Links
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ２枚のサイドレールと、それらに挟まれ、そ
れらの内周面と係合する耳部を有するスペーサエキスパ
ンダとより成る組合せオイルリングの上記の係合面の摩
耗が極めて少なくなり、長期にわたって良好な油掻き性
能が得られ、オイル消費量の増加を防止することを目的
とする。 【構成】 互いに圧接するサイドレールの内周面とスペ
ーサエキスパンダ耳部との一方にプラズマ化学蒸着法に
よりTiCN処理層を、他方に窒化珪素分散ニッケルめっき
層を形成する。
れらの内周面と係合する耳部を有するスペーサエキスパ
ンダとより成る組合せオイルリングの上記の係合面の摩
耗が極めて少なくなり、長期にわたって良好な油掻き性
能が得られ、オイル消費量の増加を防止することを目的
とする。 【構成】 互いに圧接するサイドレールの内周面とスペ
ーサエキスパンダ耳部との一方にプラズマ化学蒸着法に
よりTiCN処理層を、他方に窒化珪素分散ニッケルめっき
層を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２枚のサイドレールと
その間に挟まれ、これらのサイドレール内周面を係止さ
せる耳部が内周部に形成されたスペーサエキスパンダと
より成る内燃機関の組合せオイルリングに関する。
その間に挟まれ、これらのサイドレール内周面を係止さ
せる耳部が内周部に形成されたスペーサエキスパンダと
より成る内燃機関の組合せオイルリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、内燃機関のシリンダ内を
往復動するピストンには、圧力リングの他オイルリング
が嵌装され、シリンダ壁面から潤滑油を掻き落して、こ
れが燃焼するのを防止するようにしている。
往復動するピストンには、圧力リングの他オイルリング
が嵌装され、シリンダ壁面から潤滑油を掻き落して、こ
れが燃焼するのを防止するようにしている。
【０００３】オイルリングとしては、図１及び図２に一
例を示す如く、２枚のサイドレール１と、その間に挟ま
れ、これらのサイドレール内周面３を係止させる耳部４
が内周部より軸方向両側に突設され、半径方向外方に拡
がろうとする弾力を有するスペーサエキスパンダ２とよ
り成る組合せオイルリングがバネ特性が従来の一体型オ
イルリングに比して良好であり、シリンダ内面に対する
追随性が優れていることから広く採用されている。
例を示す如く、２枚のサイドレール１と、その間に挟ま
れ、これらのサイドレール内周面３を係止させる耳部４
が内周部より軸方向両側に突設され、半径方向外方に拡
がろうとする弾力を有するスペーサエキスパンダ２とよ
り成る組合せオイルリングがバネ特性が従来の一体型オ
イルリングに比して良好であり、シリンダ内面に対する
追随性が優れていることから広く採用されている。
【０００４】図示の例では、スペーサエキスパンダ２は
軸方向に凹凸を有し、円周方向に延びる波形に形成さ
れ、一対のサイドレール１と組合せて、ピストンのリン
グ溝の中に嵌装された状態でスペーサエキスパンダ２は
半径方向外方に拡がろうとする弾発力と、軸方向の厚さ
が増加する方向の弾発力を生じ、これによりサイドレー
ル１は、リング溝の側面に押しつけられながら内周面３
がスペーサエキスパンダ２の耳部４の外側面により外方
へ押され、サイドレール１の外周面がシリンダの内面５
に圧接して摺動することになる。
軸方向に凹凸を有し、円周方向に延びる波形に形成さ
れ、一対のサイドレール１と組合せて、ピストンのリン
グ溝の中に嵌装された状態でスペーサエキスパンダ２は
半径方向外方に拡がろうとする弾発力と、軸方向の厚さ
が増加する方向の弾発力を生じ、これによりサイドレー
ル１は、リング溝の側面に押しつけられながら内周面３
がスペーサエキスパンダ２の耳部４の外側面により外方
へ押され、サイドレール１の外周面がシリンダの内面５
に圧接して摺動することになる。
【０００５】組合せオイルリングは、上記のように、サ
イドレールの内周面３とスペーサエキスパンダ２の耳部
４の外周面とは強く押し合っているので、ピストンが往
復動を繰返しているうちに、サイドレール１の内周面３
とスペーサエキスパンダ２の耳部４の外側面とは互いに
圧接しながら摩擦し合い、摩耗する。その結果張力が減
退し、あるいはシリンダ内壁に対する追随性が低下して
オイル消費量が増加する等の好ましくない影響が出てく
る。
イドレールの内周面３とスペーサエキスパンダ２の耳部
４の外周面とは強く押し合っているので、ピストンが往
復動を繰返しているうちに、サイドレール１の内周面３
とスペーサエキスパンダ２の耳部４の外側面とは互いに
圧接しながら摩擦し合い、摩耗する。その結果張力が減
退し、あるいはシリンダ内壁に対する追随性が低下して
オイル消費量が増加する等の好ましくない影響が出てく
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の組合
せオイルリングの上記の欠点にかんがみ、相互に圧接す
るサイドレールの内周面と、スペーサエキスパンダの耳
部の係止面の摩耗が極めて少なくなり、長期間にわたっ
て良好な油掻き性能が維持され、その結果オイル消費特
性が向上する組合せオイルリングを提供することを課題
とする。
せオイルリングの上記の欠点にかんがみ、相互に圧接す
るサイドレールの内周面と、スペーサエキスパンダの耳
部の係止面の摩耗が極めて少なくなり、長期間にわたっ
て良好な油掻き性能が維持され、その結果オイル消費特
性が向上する組合せオイルリングを提供することを課題
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の組合せオイルリ
ングは、上記の課題を解決するため、相互に圧接するサ
イドレールの内周面とスペーサエキスパンダの耳部の係
合面の一方にプラズマ化学蒸着法によるTiN 、TiC 又は
TiCN処理層が、他方に２〜１０重量％の燐を含有するニ
ッケルめっき層が形成され、該ニッケルめっき層は平均
粒径0.５〜５μｍの窒化珪素粒子を５〜３０容量％分散
して保持しており、かつ硬化熱処理を施され、マイクロ
ビッカース硬度８００以上の硬さであることを特徴とす
る。
ングは、上記の課題を解決するため、相互に圧接するサ
イドレールの内周面とスペーサエキスパンダの耳部の係
合面の一方にプラズマ化学蒸着法によるTiN 、TiC 又は
TiCN処理層が、他方に２〜１０重量％の燐を含有するニ
ッケルめっき層が形成され、該ニッケルめっき層は平均
粒径0.５〜５μｍの窒化珪素粒子を５〜３０容量％分散
して保持しており、かつ硬化熱処理を施され、マイクロ
ビッカース硬度８００以上の硬さであることを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】互いに圧接するサイドレール内周面とスペーサ
エキスパンダの耳部の係合面の一方に形成されるTiN 、
TiC 又はTiCN処理層は、従来通りのプラズマ化学蒸着法
で形成される。
エキスパンダの耳部の係合面の一方に形成されるTiN 、
TiC 又はTiCN処理層は、従来通りのプラズマ化学蒸着法
で形成される。
【０００９】他方の面に施される窒化珪素分散含燐ニッ
ケルめっきは、窒化珪素粒子を懸濁させたニッケル・次
亜燐酸塩浴中で化学めっきを施すいわゆる無電解法また
は窒化珪素粒子を懸濁させた通常のニッケルめっき液に
次亜燐酸塩を添加した液をめっき液とし、めっきすべき
部品を陰極とし、ニッケル板またはボールを陽極として
電気めっきを施す方法のいずれでもよい。
ケルめっきは、窒化珪素粒子を懸濁させたニッケル・次
亜燐酸塩浴中で化学めっきを施すいわゆる無電解法また
は窒化珪素粒子を懸濁させた通常のニッケルめっき液に
次亜燐酸塩を添加した液をめっき液とし、めっきすべき
部品を陰極とし、ニッケル板またはボールを陽極として
電気めっきを施す方法のいずれでもよい。
【００１０】窒化珪素分散ニッケルめっきを施すに当
り、無電解ニッケルめっきの場合には、めっき層の密着
が良好なので、ニッケルストライクめっきは不要である
が、電気めっきの場合には予めニッケルストライクめっ
きを施しておくことが、母材との密着性を良好にする上
で好ましい。
り、無電解ニッケルめっきの場合には、めっき層の密着
が良好なので、ニッケルストライクめっきは不要である
が、電気めっきの場合には予めニッケルストライクめっ
きを施しておくことが、母材との密着性を良好にする上
で好ましい。
【００１１】含燐ニッケルめっき層は、熱処理を施すこ
とにより硬さが増加することが知られており、例えば４
００℃で１時間加熱する熱処理によって、マイクロビッ
カース硬さＨμｖ５００程度のものがＨμｖ１０００程
度迄硬化する。本発明者は、先に、耐摩耗性摺動部品の
摺動面に平均粒径0.５〜５μｍの窒化珪素粒子を５〜３
０容量％分散した含燐ニッケルめっきを施し、硬化熱処
理を施してマイクロビッカース硬さ８００以上として使
用可能とすることを見出し、圧力リング又はオイルリン
グのシリンダ内面との摺動面に、この表面処理を施した
ピストンリングをピストンのリング溝に嵌装してベンチ
テストを行った結果、優れた耐摩耗性を示すことが確認
された。
とにより硬さが増加することが知られており、例えば４
００℃で１時間加熱する熱処理によって、マイクロビッ
カース硬さＨμｖ５００程度のものがＨμｖ１０００程
度迄硬化する。本発明者は、先に、耐摩耗性摺動部品の
摺動面に平均粒径0.５〜５μｍの窒化珪素粒子を５〜３
０容量％分散した含燐ニッケルめっきを施し、硬化熱処
理を施してマイクロビッカース硬さ８００以上として使
用可能とすることを見出し、圧力リング又はオイルリン
グのシリンダ内面との摺動面に、この表面処理を施した
ピストンリングをピストンのリング溝に嵌装してベンチ
テストを行った結果、優れた耐摩耗性を示すことが確認
された。
【００１２】本発明は、組合せオイルリングにおいて互
いに圧接するサイドレール内周面とスペーサエキスパン
ダの耳部との当接部の一方に上記の方法で硬さを高める
処理を施し、耐摩耗性を向上させるようにしたものであ
る。
いに圧接するサイドレール内周面とスペーサエキスパン
ダの耳部との当接部の一方に上記の方法で硬さを高める
処理を施し、耐摩耗性を向上させるようにしたものであ
る。
【００１３】本発明において、含燐ニッケルめっきに使
用する窒化珪素粒子の平均粒径は0.５〜５μｍで、最大
粒子径が１０μｍ以下のものが適当であり、これが0.５
μｍ以下では耐摩耗性改善の効果が不充分であり、ま
た、５μｍよりも粗くなるとめっき層が脆くなり、摺動
中に欠け落るようになり易い。
用する窒化珪素粒子の平均粒径は0.５〜５μｍで、最大
粒子径が１０μｍ以下のものが適当であり、これが0.５
μｍ以下では耐摩耗性改善の効果が不充分であり、ま
た、５μｍよりも粗くなるとめっき層が脆くなり、摺動
中に欠け落るようになり易い。
【００１４】めっき層中の窒化珪素粒子の量は、５〜３
０容量％が適当であり、これが５％より少いと耐摩耗性
改善の効果が不充分であり、３０％を越えると摺動相手
材を摩耗させることが多くなる上に、含燐ニッケルめっ
き層の強度も低下するようになるので好ましくない。
０容量％が適当であり、これが５％より少いと耐摩耗性
改善の効果が不充分であり、３０％を越えると摺動相手
材を摩耗させることが多くなる上に、含燐ニッケルめっ
き層の強度も低下するようになるので好ましくない。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の実施例を比較例と対比して
試験結果を示す図面を参照して詳細に説明する。本発明
の実施例及び２つの比較例の組合せオイルリングの夫々
のスペーサエキスパンダ及びサイドレールの表面処理は
表１のとおりである。
試験結果を示す図面を参照して詳細に説明する。本発明
の実施例及び２つの比較例の組合せオイルリングの夫々
のスペーサエキスパンダ及びサイドレールの表面処理は
表１のとおりである。
【００１６】
【表１】
【００１７】上記の表面処理を施されたスペーサエキス
パンダとサイドレールとを組合せた組合せオイルリング
をピストンに嵌装し、鋳鉄製シリンダに装着して７００
時間のベンチテストを実施し、サイドレール内周喰込み
量を計測した。
パンダとサイドレールとを組合せた組合せオイルリング
をピストンに嵌装し、鋳鉄製シリンダに装着して７００
時間のベンチテストを実施し、サイドレール内周喰込み
量を計測した。
【００１８】運転条件は次のとおりである。 4,７００ rpm×４／４×７００hr 油温 ：１２０〜１３０℃ 水温 ：約９０℃ オイル ：ヂゼラックス、１０Ｗ−３０ エンジン：８３mmφ、４サイクル、直列４気筒、水冷 燃料 ：高鉛ガソリン
【００１９】レール内周喰込み量の試験結果を図４に示
す。こゝに、サイドレール内周面の摩耗量は、図３に示
すように、試験前のサイドレール幅をToとし、スペーサ
エキスパンダの耳部が当接した部分の試験後の幅をTaと
すれば、その差To−Ta（μｍ）が喰い込み量として表さ
れ、上下サイドレールの平均値で示してある。プラズマ
化学蒸着法によるTiCN層を形成させ、スペーサエキスパ
ンダと組合せた場合、本発明に係るニッケルめっきを施
したサイドレール内周面の喰い込み量は、比較例のクロ
ムめっきサイドレール内周面食い込み量の約１／４、タ
フトライド処理サイドレールの約１／２で、本発明に係
る組合せは耐摩耗性に優れていることが判る。
す。こゝに、サイドレール内周面の摩耗量は、図３に示
すように、試験前のサイドレール幅をToとし、スペーサ
エキスパンダの耳部が当接した部分の試験後の幅をTaと
すれば、その差To−Ta（μｍ）が喰い込み量として表さ
れ、上下サイドレールの平均値で示してある。プラズマ
化学蒸着法によるTiCN層を形成させ、スペーサエキスパ
ンダと組合せた場合、本発明に係るニッケルめっきを施
したサイドレール内周面の喰い込み量は、比較例のクロ
ムめっきサイドレール内周面食い込み量の約１／４、タ
フトライド処理サイドレールの約１／２で、本発明に係
る組合せは耐摩耗性に優れていることが判る。
【００２０】また、サイドレールの内周面にプラズマ化
学蒸着法によるTiCN層を形成させ、スペーサエキスパン
ダには上記の本発明に係る窒化珪素分散含燐ニッケルめ
っきを施したものを組合せ、上記と同様の条件でベンチ
テストをして、スペーサエキスパンダの耳部の摩耗量を
調べた結果を図５に示す。摩耗量は、試験前の耳部の幅
をBo、試験後の幅をBaとすれば、その差Bo−Ba（μｍ）
を食い込み量として摩耗量を表している。タフトライド
処理のものは初期の食い込み量は本発明品と同等である
が、時間の経過と共にその差が増大し、７００時間経過
後は本発明に係る組合せのスペーサエキスパンダの食い
込み量はタフトライド処理のものの約２８％に過ぎな
い。また、クロムめっき品に比しても、およそ３５％に
過ぎず、優れた耐摩耗性を示すことが判る。
学蒸着法によるTiCN層を形成させ、スペーサエキスパン
ダには上記の本発明に係る窒化珪素分散含燐ニッケルめ
っきを施したものを組合せ、上記と同様の条件でベンチ
テストをして、スペーサエキスパンダの耳部の摩耗量を
調べた結果を図５に示す。摩耗量は、試験前の耳部の幅
をBo、試験後の幅をBaとすれば、その差Bo−Ba（μｍ）
を食い込み量として摩耗量を表している。タフトライド
処理のものは初期の食い込み量は本発明品と同等である
が、時間の経過と共にその差が増大し、７００時間経過
後は本発明に係る組合せのスペーサエキスパンダの食い
込み量はタフトライド処理のものの約２８％に過ぎな
い。また、クロムめっき品に比しても、およそ３５％に
過ぎず、優れた耐摩耗性を示すことが判る。
【００２１】
【発明の効果】、以上説明したように、本発明の組合せ
オイルリングにおいては、少くともサイドレールの内周
面と、同じく少なくともスペーサエキスパンダの耳部の
係止面の一方にはプラズマ化学蒸着法によるTiCN層を形
成させ、他方には窒化珪素分散ニッケルめっきを施し、
両処理面を当接するように組合せて、ピストンのリング
溝に嵌装して使用するので、両者の圧接面の摩耗がきわ
めて少なくなり、その結果、長期間にわたって良好な油
掻き性能が維持され、オイル消費の低減に顕著な効果が
得られる。
オイルリングにおいては、少くともサイドレールの内周
面と、同じく少なくともスペーサエキスパンダの耳部の
係止面の一方にはプラズマ化学蒸着法によるTiCN層を形
成させ、他方には窒化珪素分散ニッケルめっきを施し、
両処理面を当接するように組合せて、ピストンのリング
溝に嵌装して使用するので、両者の圧接面の摩耗がきわ
めて少なくなり、その結果、長期間にわたって良好な油
掻き性能が維持され、オイル消費の低減に顕著な効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される組合せオイルリングの構成
を示す部分斜視図である。
を示す部分斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【図３】サイドレールの摩耗状態を誇張して示す平面図
である。
である。
【図４】本発明による窒化珪素分散含燐ニッケルめっき
をサイドレールに施した実施例の効果を比較例と比較し
て示す曲線図である。
をサイドレールに施した実施例の効果を比較例と比較し
て示す曲線図である。
【図５】本発明による窒化珪素分散含燐ニッケルめっき
をスペーサエキスパンダに施した実施例の効果を比較例
と比較して示す曲線図である。
をスペーサエキスパンダに施した実施例の効果を比較例
と比較して示す曲線図である。
１ サイドレール ２ スペーサエキスパンダ ３ サイドレール内周面 ４ スペーサエキスパンダの耳部 ５ シリンダの内面
Claims (1)
- 【請求項１】 ２枚のサイドレールと、これらに挟ま
れ、これらサイドレールの内周面を係止させる耳部が内
周部の軸方向両側に突設されたスペーサエキスパンダと
より成り、組合せてピストンのリング溝に嵌装された状
態で、上記スペーサエキスパンダの上記耳部の外側面
が、上記スペーサエキスパンダ自身の弾力により上記サ
イドレールの内周面を外方に押し、サイドレールの外周
面をシリンダ内面に摺動可能に圧接させる内燃機関の組
合せオイルリングにおいて、 相互に圧接するサイドレールの内周面とスペーサエキス
パンダの耳部の係合面の一方にプラズマ化学蒸着法によ
るTiN 、TiC 又はTiCN処理層が、他方に２〜１０重量％
の燐を含有するニッケルめっき層が形成され、該ニッケ
ルめっき層は平均粒径0.５〜５μｍの窒化珪素粒子を５
〜３０容量％分散して保持しており、かつ硬化熱処理を
施され、マイクロビッカース硬度８００以上の硬さであ
ることを特徴とする組合せオイルリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5041798A JPH06235460A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 組合せオイルリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5041798A JPH06235460A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 組合せオイルリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06235460A true JPH06235460A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=12618361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5041798A Pending JPH06235460A (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 組合せオイルリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06235460A (ja) |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP5041798A patent/JPH06235460A/ja active Pending
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