JPH10103519A - ピストンリングおよびその製造方法 - Google Patents
ピストンリングおよびその製造方法Info
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- JPH10103519A JPH10103519A JP27884396A JP27884396A JPH10103519A JP H10103519 A JPH10103519 A JP H10103519A JP 27884396 A JP27884396 A JP 27884396A JP 27884396 A JP27884396 A JP 27884396A JP H10103519 A JPH10103519 A JP H10103519A
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 初期なじみ性を改善した複合めっきが施され
たピストンリングを提供する。 【解決手段】 ピストンリング１の外周摺動面に複合Ｃ
ｒめっき２を形成する。複合Ｃｒめっき２はクラック３
を有し、アルミナあるいは窒化珪素等の複合粒子４がク
ラック３に含有している。複合Ｃｒめっき２は複合率が
０体積％以上、１．５体積％未満の複合率小のＣｒめっ
き層２Ａと、複合率が１．５体積％以上、１２体積％以
下の複合率大のＣｒめっき層２Ｂとが複数、交互に積層
して形成されており、かつ、複合率小のＣｒめっき層２
Ａと複合率大のＣｒめっき層２Ｂとが摺動表面に軸方向
に交互に露出している。
たピストンリングを提供する。 【解決手段】 ピストンリング１の外周摺動面に複合Ｃ
ｒめっき２を形成する。複合Ｃｒめっき２はクラック３
を有し、アルミナあるいは窒化珪素等の複合粒子４がク
ラック３に含有している。複合Ｃｒめっき２は複合率が
０体積％以上、１．５体積％未満の複合率小のＣｒめっ
き層２Ａと、複合率が１．５体積％以上、１２体積％以
下の複合率大のＣｒめっき層２Ｂとが複数、交互に積層
して形成されており、かつ、複合率小のＣｒめっき層２
Ａと複合率大のＣｒめっき層２Ｂとが摺動表面に軸方向
に交互に露出している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のピストン
リングに関する。
リングに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの高出力化、低燃費化お
よび排気ガス規制の対応からピストンリングの使用環境
は、非常に過酷になっており、従来使用されているＣｒ
めっきや窒化処理では性能を維持できなくなってきてい
る。
よび排気ガス規制の対応からピストンリングの使用環境
は、非常に過酷になっており、従来使用されているＣｒ
めっきや窒化処理では性能を維持できなくなってきてい
る。
【０００３】これに対し、特開昭６２−５６６００号に
記載されているように、Ｃｒめっき中に硬質粒子を分散
させてＣｒめっきの耐摩耗性、耐焼き付き性を改善しよ
うとする試みがある。この方法は、初めに、正電めっき
して網目状のクラックを有するＣｒめっきを析出させ、
次に、逆電処理を行ってクラックを拡大発展させ、その
クラックに硬質粒子を含有させるものである。
記載されているように、Ｃｒめっき中に硬質粒子を分散
させてＣｒめっきの耐摩耗性、耐焼き付き性を改善しよ
うとする試みがある。この方法は、初めに、正電めっき
して網目状のクラックを有するＣｒめっきを析出させ、
次に、逆電処理を行ってクラックを拡大発展させ、その
クラックに硬質粒子を含有させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この複
合Ｃｒめっきは、耐摩耗性、耐焼き付き性に優れている
が、初期なじみ性に劣る。
合Ｃｒめっきは、耐摩耗性、耐焼き付き性に優れている
が、初期なじみ性に劣る。
【０００５】本発明の課題は、初期なじみ性を改善した
複合めっきが施されたピストンリングを提供することに
ある。
複合めっきが施されたピストンリングを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のピストンリング
は、複合率が０体積％以上、１．５体積％未満の複合率
小のめっき層と、複合率が１．５体積％以上、１２体積
％以下の複合率大のめっき層とが複数、交互に積層した
複合めっきが外周摺動面に形成されており、かつ、前記
複合めっきの複合率小のめっき層と複合率大のめっき層
とが摺動表面に露出していることを特徴とする。
は、複合率が０体積％以上、１．５体積％未満の複合率
小のめっき層と、複合率が１．５体積％以上、１２体積
％以下の複合率大のめっき層とが複数、交互に積層した
複合めっきが外周摺動面に形成されており、かつ、前記
複合めっきの複合率小のめっき層と複合率大のめっき層
とが摺動表面に露出していることを特徴とする。
【０００７】上記において、複合率大のめっき層によっ
て良好な耐摩耗性、耐焼き付き性が得られ、複合率小の
めっき層によって初期なじみ性が確保される。その結
果、本発明のピストンリングは、耐摩耗性、耐焼き付き
性に優れるとともに、初期なじみ性にも優れたものとな
る。
て良好な耐摩耗性、耐焼き付き性が得られ、複合率小の
めっき層によって初期なじみ性が確保される。その結
果、本発明のピストンリングは、耐摩耗性、耐焼き付き
性に優れるとともに、初期なじみ性にも優れたものとな
る。
【０００８】前記摺動表面に露出している複合率大のめ
っき層は、摺動表面に沿った軸方向ピッチ０．０５〜
０．２ｍｍで配列しているのが、初期なじみ性の点から
望ましい。
っき層は、摺動表面に沿った軸方向ピッチ０．０５〜
０．２ｍｍで配列しているのが、初期なじみ性の点から
望ましい。
【０００９】上記複合めっきとしては、例えば複合Ｃｒ
めっきが使用される。
めっきが使用される。
【００１０】上記本発明のピストンリングの製造方法の
特徴は次の通りである。
特徴は次の通りである。
【００１１】（１）ピストンリングの外周摺動面に、複
合粒子を含んだめっき浴を用いて正電めっきと逆電処理
とを繰り返し行うことにより、複合率が０体積％以上、
１．５体積％未満の複合率小のめっき層と、複合率が
１．５体積％以上、１２体積％以下の複合率大のめっき
層とが複数、交互に積層した複合めっきを外周摺動面に
形成する。
合粒子を含んだめっき浴を用いて正電めっきと逆電処理
とを繰り返し行うことにより、複合率が０体積％以上、
１．５体積％未満の複合率小のめっき層と、複合率が
１．５体積％以上、１２体積％以下の複合率大のめっき
層とが複数、交互に積層した複合めっきを外周摺動面に
形成する。
【００１２】図２に示されているように、正電めっきで
析出するめっきには網目状のクラックが形成されてお
り、このクラックが逆電処理で拡大され、この拡大され
たクラック３内に複合粒子４が固定される。さらに、正
電めっき→逆電処理が繰り返して行われると、最初の１
サイクルの工程で形成された複合めっき３０の上に更に
複合めっき４０が積層される。したがって、最初の複合
めっき３０のクラック３内の複合粒子４は層内に閉じ込
められる。そして二層目の複合めっき４０は、表面に網
目状に延びているクラック３を有しており、このクラッ
ク３に複合粒子４が固定されている。以下、正電めっき
→逆電処理が所定回数、繰り返して行われると、ピスト
ンリングの外周摺動面に所定厚さで複合めっきが形成さ
れる。
析出するめっきには網目状のクラックが形成されてお
り、このクラックが逆電処理で拡大され、この拡大され
たクラック３内に複合粒子４が固定される。さらに、正
電めっき→逆電処理が繰り返して行われると、最初の１
サイクルの工程で形成された複合めっき３０の上に更に
複合めっき４０が積層される。したがって、最初の複合
めっき３０のクラック３内の複合粒子４は層内に閉じ込
められる。そして二層目の複合めっき４０は、表面に網
目状に延びているクラック３を有しており、このクラッ
ク３に複合粒子４が固定されている。以下、正電めっき
→逆電処理が所定回数、繰り返して行われると、ピスト
ンリングの外周摺動面に所定厚さで複合めっきが形成さ
れる。
【００１３】上記において、クラック３は断面が略Ｖ字
状をなしているため、表面側ほど、クラック３内に含有
される複合粒子４の量は多くなる。その結果、１サイク
ルの正電めっき→逆電処理で形成される複合めっきは、
複合粒子４が表面に沿ってほぼ均一に分散し、表面に沿
って複合率が一律で一定の摺動特性を有するが、厚さ方
向では複合粒子４が均一に分散しているとは言えず、複
合率が厚さ方向では異なったものとなる。また、図２に
示されているように、クラック３を厚さ方向に貫通させ
ないようにすれば、下層部にクラック３が入らない部分
ができ、複合率を０とすることもできる。
状をなしているため、表面側ほど、クラック３内に含有
される複合粒子４の量は多くなる。その結果、１サイク
ルの正電めっき→逆電処理で形成される複合めっきは、
複合粒子４が表面に沿ってほぼ均一に分散し、表面に沿
って複合率が一律で一定の摺動特性を有するが、厚さ方
向では複合粒子４が均一に分散しているとは言えず、複
合率が厚さ方向では異なったものとなる。また、図２に
示されているように、クラック３を厚さ方向に貫通させ
ないようにすれば、下層部にクラック３が入らない部分
ができ、複合率を０とすることもできる。
【００１４】複合粒子の複合率は、めっき浴組成におけ
る複合粒子の比率、正電めっきおよび逆電処理条件に支
配される。すなわち、めっき浴組成における複合粒子の
比率でクラックに入る複合粒子の量が左右され、正電め
っき条件はクラック密度を決定し、逆電処理条件は拡大
されるクラック幅を決定する。
る複合粒子の比率、正電めっきおよび逆電処理条件に支
配される。すなわち、めっき浴組成における複合粒子の
比率でクラックに入る複合粒子の量が左右され、正電め
っき条件はクラック密度を決定し、逆電処理条件は拡大
されるクラック幅を決定する。
【００１５】したがって、正電めっき→逆電処理が繰り
返し行われると、上述したように、ピストンリングの外
周摺動面に所定厚さで複合めっきが形成され、この複合
めっきは複合率が０体積％以上、１．５体積％未満の複
合率小のめっき層と、複合率が１．５体積％以上、１２
体積％以下の複合率大のめっき層とが交互に積層された
ものにできる。
返し行われると、上述したように、ピストンリングの外
周摺動面に所定厚さで複合めっきが形成され、この複合
めっきは複合率が０体積％以上、１．５体積％未満の複
合率小のめっき層と、複合率が１．５体積％以上、１２
体積％以下の複合率大のめっき層とが交互に積層された
ものにできる。
【００１６】（２）前記複合めっきの表面を加工するこ
とにより、複合率小のめっき層と複合率大のめっき層と
を摺動表面に露出させる。
とにより、複合率小のめっき層と複合率大のめっき層と
を摺動表面に露出させる。
【００１７】複合めっきの表面の加工例を以下に示す。 外周摺動面のめっき前の形状を軸方向に平行な平坦面
とし、めっき表面をバレル形状に加工する。 外周摺動面のめっき前の形状をバレル形状とし、めっ
き表面をめっき前のバレル形状と異なる曲率でバレル形
状に加工する。 外周摺動面のめっき前の形状をバレル形状とし、めっ
き表面を軸方向に平行に平坦面に加工する。 外周摺動面のめっき前の形状をテーパ面とし、めっき
表面を軸方向に平行に平坦面に加工する。
とし、めっき表面をバレル形状に加工する。 外周摺動面のめっき前の形状をバレル形状とし、めっ
き表面をめっき前のバレル形状と異なる曲率でバレル形
状に加工する。 外周摺動面のめっき前の形状をバレル形状とし、めっ
き表面を軸方向に平行に平坦面に加工する。 外周摺動面のめっき前の形状をテーパ面とし、めっき
表面を軸方向に平行に平坦面に加工する。
【００１８】上記の加工によって、複合率小のめっき層
と複合率大のめっき層とを摺動表面に軸方向に交互に出
現させることができる。
と複合率大のめっき層とを摺動表面に軸方向に交互に出
現させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態を示
し、ピストンリングの一部分を示す縦断面図である。ピ
ストンリング１の外周摺動面に複合Ｃｒめっき２が形成
されている。複合Ｃｒめっき２は、めっき面に垂直な方
向から見て、その表面および内部に網目状のクラック３
を有しており、アルミナあるいは窒化珪素等の複合粒子
４がクラック３に含有されて固定されている
し、ピストンリングの一部分を示す縦断面図である。ピ
ストンリング１の外周摺動面に複合Ｃｒめっき２が形成
されている。複合Ｃｒめっき２は、めっき面に垂直な方
向から見て、その表面および内部に網目状のクラック３
を有しており、アルミナあるいは窒化珪素等の複合粒子
４がクラック３に含有されて固定されている
【００２０】複合Ｃｒめっき２は、複合率が０体積％以
上、１．５体積％未満の複合率小のＣｒめっき層２Ａ
と、複合率が１．５体積％以上、１２体積％以下の複合
率大のＣｒめっき層２Ｂとが複数、交互に積層して形成
されており、かつ、前記複合率小のＣｒめっき層２Ａと
複合率大のＣｒめっき層２Ｂとが摺動表面に軸方向に交
互に露出している。
上、１．５体積％未満の複合率小のＣｒめっき層２Ａ
と、複合率が１．５体積％以上、１２体積％以下の複合
率大のＣｒめっき層２Ｂとが複数、交互に積層して形成
されており、かつ、前記複合率小のＣｒめっき層２Ａと
複合率大のＣｒめっき層２Ｂとが摺動表面に軸方向に交
互に露出している。
【００２１】以下、上記ピストンリング１の製造方法を
説明する。
説明する。
【００２２】まず、複合Ｃｒめっき２のめっき処理につ
いて説明する。複合Ｃｒめっきは、ピストンリングの外
周摺動面に、正電めっき→逆電処理を繰り返して行うこ
とによって形成される。
いて説明する。複合Ｃｒめっきは、ピストンリングの外
周摺動面に、正電めっき→逆電処理を繰り返して行うこ
とによって形成される。
【００２３】複合Ｃｒめっきのめっき浴組成、および正
電めっきと逆電処理の各条件の一例を下記に示す。 めっき浴組成 ＣｒＯ3 ２５０ｇ／ｌ Ｈ2 ＳＯ4 １．０ｇ／ｌ Ｈ2 ＳｉＦ6 ５ｇ／ｌ 複合粒子（アルミナまたは窒化珪素） ２０ｇ／ｌ 正電めっき 電流密度 ６０Ａ／ｄｍ2 めっき浴温 ５５℃ めっき時間 １０分 逆電処理 電流密度 ５０Ａ／ｄｍ2 めっき浴温 ５５℃ めっき時間 １分
電めっきと逆電処理の各条件の一例を下記に示す。 めっき浴組成 ＣｒＯ3 ２５０ｇ／ｌ Ｈ2 ＳＯ4 １．０ｇ／ｌ Ｈ2 ＳｉＦ6 ５ｇ／ｌ 複合粒子（アルミナまたは窒化珪素） ２０ｇ／ｌ 正電めっき 電流密度 ６０Ａ／ｄｍ2 めっき浴温 ５５℃ めっき時間 １０分 逆電処理 電流密度 ５０Ａ／ｄｍ2 めっき浴温 ５５℃ めっき時間 １分
【００２４】上記の条件で、正電めっき→逆電処理が所
定回数、繰り返して行われると、図３（ａ）に示されて
いるように、ピストンリング１の軸方向に平行な平坦な
外周摺動面に、複合率小のＣｒめっき層２Ａと複合率大
のＣｒめっき層２Ｂとが複数、交互に積層された複合Ｃ
ｒめっき２が形成される。
定回数、繰り返して行われると、図３（ａ）に示されて
いるように、ピストンリング１の軸方向に平行な平坦な
外周摺動面に、複合率小のＣｒめっき層２Ａと複合率大
のＣｒめっき層２Ｂとが複数、交互に積層された複合Ｃ
ｒめっき２が形成される。
【００２５】次に、図３（ｂ）に示されているように、
複合Ｃｒめっき２の表面をバレル形状に加工することに
よって、ピストンリング１の摺動表面に、複合率小のＣ
ｒめっき層２Ａと複合率大のＣｒめっき層２Ｂとを、軸
方向に交互に露出させる。
複合Ｃｒめっき２の表面をバレル形状に加工することに
よって、ピストンリング１の摺動表面に、複合率小のＣ
ｒめっき層２Ａと複合率大のＣｒめっき層２Ｂとを、軸
方向に交互に露出させる。
【００２６】正電めっき→逆電処理は複合Ｃｒめっきの
厚さに応じたサイクル数繰り返して行われる。上記条件
で、正電めっき→逆電処理の１サイクルを行うと、１０
μｍ程度のめっき厚さを得ることができるので、例えば
１２サイクル繰り返される。
厚さに応じたサイクル数繰り返して行われる。上記条件
で、正電めっき→逆電処理の１サイクルを行うと、１０
μｍ程度のめっき厚さを得ることができるので、例えば
１２サイクル繰り返される。
【００２７】以下、往復動摩擦試験機を使用して摩耗試
験を行った結果を説明する。
験を行った結果を説明する。
【００２８】図４に、試験に使用した往復動摩擦試験機
の概要を示す。ピン状の上試験片１０は固定ブロック１
１により保持され、上方から油圧シリンダ１２により下
向きの荷重が加えられて、下試験片１３に押接される。
一方、平盤形状の下試験片１３は可動ブロック１４によ
り保持され、クランク機構１５により往復動させられ
る。１６はロードセルである。
の概要を示す。ピン状の上試験片１０は固定ブロック１
１により保持され、上方から油圧シリンダ１２により下
向きの荷重が加えられて、下試験片１３に押接される。
一方、平盤形状の下試験片１３は可動ブロック１４によ
り保持され、クランク機構１５により往復動させられ
る。１６はロードセルである。
【００２９】試験条件は以下の通りである。 荷重 ：９８Ｎ 速度 ：６００ｃｐｍ ストローク ：５０ｍｍ 時間 ：１時間 潤滑油 ：軽油相当粘度の軸受油
【００３０】（１）摩耗試験 試験片 上試験片：ピストンリング用鋼製の上試験片の表面に複
合Ｃｒめっきおよび複合Ｃｒめっきの表面形状加工を施
した。 下試験片：シリンダライナ用鋳鉄材
合Ｃｒめっきおよび複合Ｃｒめっきの表面形状加工を施
した。 下試験片：シリンダライナ用鋳鉄材
【００３１】複合Ｃｒめっきおよび複合Ｃｒめっきの
表面形状加工 前記本発明の一実施形態で説明したピストンリング１の
場合と同じ。ただし、逆電処理条件を変えて、複合率の
異なる５種類の試験片を作成した（表１参照）。
表面形状加工 前記本発明の一実施形態で説明したピストンリング１の
場合と同じ。ただし、逆電処理条件を変えて、複合率の
異なる５種類の試験片を作成した（表１参照）。
【００３２】
【００３３】試験方法 上記往復動摩擦試験機を使用し、摩耗試験を行った。
【００３４】結果 上試験片の摩耗量の結果を図５に示す。なお、試験は上
試験片に通常の硬質Ｃｒめっきを形成した場合について
も行っており、図５の摩耗比は、上試験片に硬質Ｃｒめ
っきを形成したときの摩耗量を１としている。図５に示
されているように、本発明の複合Ｃｒめっきを有する試
験片は、通常の硬質Ｃｒめっきを有する試験片よりも耐
摩耗性が優れていることが確認された。
試験片に通常の硬質Ｃｒめっきを形成した場合について
も行っており、図５の摩耗比は、上試験片に硬質Ｃｒめ
っきを形成したときの摩耗量を１としている。図５に示
されているように、本発明の複合Ｃｒめっきを有する試
験片は、通常の硬質Ｃｒめっきを有する試験片よりも耐
摩耗性が優れていることが確認された。
【００３５】次に、高面圧焼き付き試験機を使用して焼
き付き試験を行った結果を説明する。
き付き試験を行った結果を説明する。
【００３６】図６は、試験に使用した高面圧焼き付き試
験機の概要を示す。試験片２０はロータ２１により保持
され、ロータ２１の回転により回転させられる。一方、
相手試験片２２はステータ２３により保持され、油圧装
置により所定荷重Ｐでロータ２１側に押し付けられる。
験機の概要を示す。試験片２０はロータ２１により保持
され、ロータ２１の回転により回転させられる。一方、
相手試験片２２はステータ２３により保持され、油圧装
置により所定荷重Ｐでロータ２１側に押し付けられる。
【００３７】このような装置において、ステータ２３に
形成されている注油孔２４から摺動面に所定量の給油を
しながら、試験片２０を回転させる。一定時間毎に試験
片２０に作用させる荷重を段階的に増加させ、試験片２
０と相手試験片２２との摺動により発生するトルクをト
ルクメータで測定し、記録計に記録させる。焼き付き現
象が発生するとトルクが急激に上昇する。したがって、
トルクが急激に上昇するときの試験片２０に作用する荷
重を焼き付き荷重とし、この焼き付き荷重の大小で焼き
付き特性の良否を判定する。
形成されている注油孔２４から摺動面に所定量の給油を
しながら、試験片２０を回転させる。一定時間毎に試験
片２０に作用させる荷重を段階的に増加させ、試験片２
０と相手試験片２２との摺動により発生するトルクをト
ルクメータで測定し、記録計に記録させる。焼き付き現
象が発生するとトルクが急激に上昇する。したがって、
トルクが急激に上昇するときの試験片２０に作用する荷
重を焼き付き荷重とし、この焼き付き荷重の大小で焼き
付き特性の良否を判定する。
【００３８】試験条件は次の通りである。 回転速度 ８ｍ／ｓ一定 荷重 ２０ｋｇｆより開始 １０ｋｇｆ／ｍｉｎの割合で段階的に増加 潤滑油 軽油 油温 ８０℃
【００３９】（１）焼き付き試験 試験片 試験片：ピストンリング用鋼製の試験片の表面に複合Ｃ
ｒめっきおよび複合Ｃｒめっきの表面形状加工を施し
た。 相手試験片：シリンダライナ用鋳鉄材
ｒめっきおよび複合Ｃｒめっきの表面形状加工を施し
た。 相手試験片：シリンダライナ用鋳鉄材
【００４０】複合Ｃｒめっきおよび複合Ｃｒめっきの
表面形状加工 前記摩耗試験の場合と同じ。
表面形状加工 前記摩耗試験の場合と同じ。
【００４１】試験方法 上記高面圧焼き付き試験機を使用し、焼き付き試験を行
った。
った。
【００４２】結果 焼き付き試験で得られた各試験片の焼き付き荷重の結果
を図７に示す。なお、試験は試験片に通常の硬質Ｃｒめ
っきを形成した場合についても行っており、図の焼き付
き荷重比は試験片に硬質Ｃｒめっきを形成したときの焼
き付き荷重を１としている。図７に示されているよう
に、本発明の複合Ｃｒめっきを有する試験片は通常の硬
質Ｃｒめっきを有する試験片よりも耐焼き付き性が優れ
ていることが確認された。
を図７に示す。なお、試験は試験片に通常の硬質Ｃｒめ
っきを形成した場合についても行っており、図の焼き付
き荷重比は試験片に硬質Ｃｒめっきを形成したときの焼
き付き荷重を１としている。図７に示されているよう
に、本発明の複合Ｃｒめっきを有する試験片は通常の硬
質Ｃｒめっきを有する試験片よりも耐焼き付き性が優れ
ていることが確認された。
【００４３】次に、初期なじみ性を試験するために、実
機試験を行った結果を説明する。
機試験を行った結果を説明する。
【００４４】（１）実機試験 供試ピストンリング 前記本発明の一実施形態で説明したピストンリング１
で、φ９５ｍｍ、軸方向幅３ｍｍ、半径方向厚さ３．８
ｍｍのもの。なお、複合Ｃｒめっきの表面形状加工にお
けるバレル形状の曲率を変えて、複合率大のＣｒめっき
層の摺動表面に沿った軸方向ピッチが異なる５種類の試
験片を作成した（表２参照）。
で、φ９５ｍｍ、軸方向幅３ｍｍ、半径方向厚さ３．８
ｍｍのもの。なお、複合Ｃｒめっきの表面形状加工にお
けるバレル形状の曲率を変えて、複合率大のＣｒめっき
層の摺動表面に沿った軸方向ピッチが異なる５種類の試
験片を作成した（表２参照）。
【００４５】
【００４６】試験方法 エンジン：φ９５ｍｍ×直列４気筒ディーゼルエンジン 運転条件：全負荷耐久３００時間 試験方法：上記の条件で運転開始後１時間でオイル消費
量を測定。
量を測定。
【００４７】結果 実機試験で得られた各供試ピストンリングの初期オイル
消費量の結果を図８に示す。なお、試験はピストンリン
グに従来の複合Ｃｒめっきを形成した場合についても行
っており、図８のオイル消費量比は、ピストンリングに
従来の複合Ｃｒめっきを形成したときのオイル消費量を
１としている。図８に示されているように、本発明の複
合Ｃｒめっきを有するピストンリングは、従来の複合Ｃ
ｒめっきを有するピストンリングに比べて初期のオイル
消費量が低減しており、初期なじみ性が向上しているこ
とがわかる。
消費量の結果を図８に示す。なお、試験はピストンリン
グに従来の複合Ｃｒめっきを形成した場合についても行
っており、図８のオイル消費量比は、ピストンリングに
従来の複合Ｃｒめっきを形成したときのオイル消費量を
１としている。図８に示されているように、本発明の複
合Ｃｒめっきを有するピストンリングは、従来の複合Ｃ
ｒめっきを有するピストンリングに比べて初期のオイル
消費量が低減しており、初期なじみ性が向上しているこ
とがわかる。
【００４８】上記実施形態では、複合率小のＣｒめっき
層と複合率大のＣｒめっき層とを摺動表面に露出させる
ために、ピストンリングの外周摺動面のめっき前の形状
を軸方向に平行な平坦面とし、複合Ｃｒめっきの表面を
バレル形状とする加工例を示したが、本発明はこれに限
るものではない。以下に、他の例を示す。
層と複合率大のＣｒめっき層とを摺動表面に露出させる
ために、ピストンリングの外周摺動面のめっき前の形状
を軸方向に平行な平坦面とし、複合Ｃｒめっきの表面を
バレル形状とする加工例を示したが、本発明はこれに限
るものではない。以下に、他の例を示す。
【００４９】なお、以下の図９〜図１１は、説明上、正
電めっき→逆電処理を２サイクル行った例を示している
が、実際は複合Ｃｒめっきの厚さに応じたサイクルを行
う。
電めっき→逆電処理を２サイクル行った例を示している
が、実際は複合Ｃｒめっきの厚さに応じたサイクルを行
う。
【００５０】図９は、ピストンリングの外周摺動面のめ
っき前の形状をバレル形状とし、複合Ｃｒめっきの表面
をめっき前のバレル形状と異なる曲率のバレル形状とす
る加工例である。
っき前の形状をバレル形状とし、複合Ｃｒめっきの表面
をめっき前のバレル形状と異なる曲率のバレル形状とす
る加工例である。
【００５１】図１０は、ピストンリングの外周摺動面の
めっき前の形状をバレル形状とし、複合Ｃｒめっきの表
面を軸方向に平行に平坦面とする加工例である。
めっき前の形状をバレル形状とし、複合Ｃｒめっきの表
面を軸方向に平行に平坦面とする加工例である。
【００５２】図１１はピストンリングの外周摺動面のめ
っき前の形状をテーパ面とし、複合Ｃｒめっきの表面を
軸方向に平行に平坦面とする加工例である。
っき前の形状をテーパ面とし、複合Ｃｒめっきの表面を
軸方向に平行に平坦面とする加工例である。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように本発明のピストンリ
ングは、耐摩耗性、耐焼き付き性は勿論、初期なじみ性
にも優れるものである。
ングは、耐摩耗性、耐焼き付き性は勿論、初期なじみ性
にも優れるものである。
【図１】本発明の一実施形態を示しており、（ａ）はピ
ストンリングの一部分を示す縦断面図、（ｂ）は上記ピ
ストンリングの複合Ｃｒめっき部分の拡大図である。
ストンリングの一部分を示す縦断面図、（ｂ）は上記ピ
ストンリングの複合Ｃｒめっき部分の拡大図である。
【図２】複合Ｃｒめっきの製造工程を説明する斜視図で
あり、（ａ）は正電めっき→逆電処理の１サイクル後を
示し、（ｂ）は同工程の２サイクル後を示す。
あり、（ａ）は正電めっき→逆電処理の１サイクル後を
示し、（ｂ）は同工程の２サイクル後を示す。
【図３】複合Ｃｒめっきの表面の加工工程を説明する縦
断面図であり、（ａ）は複合Ｃｒめっき後を示し、
（ｂ）は複合Ｃｒめっきの表面の加工後を示す。
断面図であり、（ａ）は複合Ｃｒめっき後を示し、
（ｂ）は複合Ｃｒめっきの表面の加工後を示す。
【図４】往復動摩擦試験機の概要を示す正面図である。
【図５】摩耗試験の結果を示すグラフである。
【図６】高面圧焼き付き試験機の概要を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図７】焼き付き試験の結果を示すグラフである。
【図８】実機試験の結果を示すグラフである。
【図９】複合Ｃｒめっきの表面の別の加工例を示す縦断
面図であり、（ａ）は複合Ｃｒめっき後を示し、（ｂ）
は複合Ｃｒめっきの表面の加工後を示す。
面図であり、（ａ）は複合Ｃｒめっき後を示し、（ｂ）
は複合Ｃｒめっきの表面の加工後を示す。
【図１０】複合Ｃｒめっきの表面のさらに別の加工例を
示す縦断面図であり、（ａ）は複合Ｃｒめっき後を示
し、（ｂ）は複合Ｃｒめっきの表面の加工後を示す。
示す縦断面図であり、（ａ）は複合Ｃｒめっき後を示
し、（ｂ）は複合Ｃｒめっきの表面の加工後を示す。
【図１１】複合Ｃｒめっきの表面のさらに別の加工例を
示す縦断面図であり、（ａ）は複合Ｃｒめっき後を示
し、（ｂ）は複合Ｃｒめっきの表面の加工後を示す。
示す縦断面図であり、（ａ）は複合Ｃｒめっき後を示
し、（ｂ）は複合Ｃｒめっきの表面の加工後を示す。
１ ピストンリング ２ 複合Ｃｒめっき ２Ａ 複合率小のめっき層 ２Ｂ 複合率大のめっき層 ３ クラック ４ 複合粒子 １０ 上試験片 １１ 固定ブロック １２ 油圧シリンダ １３ 下試験片 １４ 可動ブロック １５ クランク機構 １６ ロードセル ２０ 試験片 ２１ ロータ ２２ 相手試験片 ２３ ステータ ２４ 注油孔
Claims (8)
- 【請求項１】 複合率が０体積％以上、１．５体積％未
満の複合率小のめっき層と、複合率が１．５体積％以
上、１２体積％以下の複合率大のめっき層とが複数、交
互に積層した複合めっきが外周摺動面に形成されてお
り、かつ、前記複合めっきの複合率小のめっき層と複合
率大のめっき層とが摺動表面に露出していることを特徴
とするピストンリング。 - 【請求項２】 前記摺動表面に露出している複合率大の
めっき層が、摺動表面に沿った軸方向ピッチ０．０５〜
０．２ｍｍで配列していることを特徴とする請求項１記
載のピストンリング。 - 【請求項３】 前記複合めっきが複合Ｃｒめっきである
ことを特徴とする請求項１または２記載のピストンリン
グ。 - 【請求項４】 ピストンリングの外周摺動面に、複合粒
子を含んだめっき浴を用いて正電めっきと逆電処理とを
繰り返し行うことにより、複合率が０体積％以上、１．
５体積％未満の複合率小のめっき層と、複合率が１．５
体積％以上、１２体積％以下の複合率大のめっき層とが
複数、交互に積層した複合めっきを外周摺動面に形成す
る工程と、前記複合めっきの表面を加工することによ
り、複合率小のめっき層と複合率大のめっき層とを摺動
表面に露出させる工程とを備えていることを特徴とする
ピストンリングの製造方法。 - 【請求項５】 前記外周摺動面のめっき前の形状が軸方
向に平行な平坦面であり、前記複合めっきの表面の加工
がめっき表面をバレル形状とする加工であることを特徴
とする請求項４記載のピストンリングの製造方法。 - 【請求項６】 前記外周摺動面のめっき前の形状がバレ
ル形状であり、前記複合めっきの表面の加工がめっき表
面を前記めっき前のバレル形状と異なる曲率のバレル形
状とする加工であることを特徴とする請求項４記載のピ
ストンリングの製造方法。 - 【請求項７】 前記外周摺動面のめっき前の形状がバレ
ル形状であり、前記複合めっきの表面の加工がめっき表
面を軸方向に平行な平坦面とする加工であることを特徴
とする請求項４記載のピストンリングの製造方法。 - 【請求項８】 前記外周摺動面のめっき前の形状がテー
パ面であり、前記複合めっきの表面の加工がめっき表面
を軸方向に平行な平坦面とする加工であることを特徴と
する請求項４記載のピストンリングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27884396A JP3761640B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ピストンリングおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27884396A JP3761640B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ピストンリングおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10103519A true JPH10103519A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3761640B2 JP3761640B2 (ja) | 2006-03-29 |
Family
ID=17602932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27884396A Expired - Fee Related JP3761640B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | ピストンリングおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3761640B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005073437A1 (ja) * | 2004-01-30 | 2007-07-26 | 株式会社リケン | 複合クロムめっき皮膜並びにその皮膜を有する摺動部材及びその製造方法 |
| US7267344B2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-09-11 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | Piston ring with a PVD coating |
| WO2011103853A1 (de) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur herstellung von kolbenringen |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP27884396A patent/JP3761640B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7267344B2 (en) * | 2002-02-20 | 2007-09-11 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | Piston ring with a PVD coating |
| JPWO2005073437A1 (ja) * | 2004-01-30 | 2007-07-26 | 株式会社リケン | 複合クロムめっき皮膜並びにその皮膜を有する摺動部材及びその製造方法 |
| US7318963B2 (en) * | 2004-01-30 | 2008-01-15 | Kabushiki Kaisha Riken | Composite chromium plating film and sliding member having the same and method for manufacture thereof |
| WO2011103853A1 (de) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Verfahren zur herstellung von kolbenringen |
| JP2013520624A (ja) * | 2010-02-23 | 2013-06-06 | フェデラル−モーグル ブルシャイト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ピストンリングを製造する方法 |
| US9079276B2 (en) | 2010-02-23 | 2015-07-14 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Method for producing piston rings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3761640B2 (ja) | 2006-03-29 |
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