JPH10184914A - ピストンリングとシリンダライナの組合せ - Google Patents
ピストンリングとシリンダライナの組合せInfo
- Publication number
- JPH10184914A JPH10184914A JP8356987A JP35698796A JPH10184914A JP H10184914 A JPH10184914 A JP H10184914A JP 8356987 A JP8356987 A JP 8356987A JP 35698796 A JP35698796 A JP 35698796A JP H10184914 A JPH10184914 A JP H10184914A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder liner
- film
- piston ring
- cast iron
- instant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 abstract description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 229910018404 Al2 O3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910007277 Si3 N4 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 4
- 208000037998 chronic venous disease Diseases 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001105 martensitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/34—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
- F16J10/02—Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
- F16J10/04—Running faces; Liners
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピストンリングとシリンダライナの組合せに
おいて、シリンダライナの強度の向上を図り、かつ、ピ
ストンリングとシリンダライナの摺動特性の向上を図
る。 【解決手段】 ピストンリング１は外周面にＰＶＤ皮膜
またはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒめっき皮膜２を有す
る。ＰＶＤ皮膜やＣＶＤ皮膜はＣｒやＴｉの窒化物（例
えばＣｒＮ、Ｃｒ2 Ｎ、ＣｒとＣｒ2 Ｎとの混合物、Ｔ
ｉＮ）や炭化物（例えばＣｒＣ、ＴｉＣ）などからなる
皮膜を使用する。また、複合Ｃｒめっき皮膜は皮膜に形
成されているクラック内に炭化物（例えばＳｉＣ）、窒
化物（例えばＳｉ3 Ｎ4 ）あるいは酸化物（例えばＡｌ
2 Ｏ3 ）が複合されている。一方、シリンダライナ３は
球状黒鉛鋳鉄からなる。
おいて、シリンダライナの強度の向上を図り、かつ、ピ
ストンリングとシリンダライナの摺動特性の向上を図
る。 【解決手段】 ピストンリング１は外周面にＰＶＤ皮膜
またはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒめっき皮膜２を有す
る。ＰＶＤ皮膜やＣＶＤ皮膜はＣｒやＴｉの窒化物（例
えばＣｒＮ、Ｃｒ2 Ｎ、ＣｒとＣｒ2 Ｎとの混合物、Ｔ
ｉＮ）や炭化物（例えばＣｒＣ、ＴｉＣ）などからなる
皮膜を使用する。また、複合Ｃｒめっき皮膜は皮膜に形
成されているクラック内に炭化物（例えばＳｉＣ）、窒
化物（例えばＳｉ3 Ｎ4 ）あるいは酸化物（例えばＡｌ
2 Ｏ3 ）が複合されている。一方、シリンダライナ３は
球状黒鉛鋳鉄からなる。
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
リングとシリンダライナの組合せに関する。
リングとシリンダライナの組合せに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年のエンジンの高出力化はシリンダラ
イナの強度向上を要求している。この要求に応えるため
に、特公平５−３８０６１号のように、ライナ外層が強
靱性に優れた黒鉛鋼材で形成され、かつ、内層が耐摩耗
性、耐焼き付き性に優れた特殊鋳鉄材で形成される複合
シリンダライナが提案されたり、特開平７−１６４１３
１号のように、シリンダブロックに強靱性の球状黒鉛鋳
鉄材を用い、耐摩耗性を低下させる原因すなわち球状黒
鉛の周囲が素地の塑性変形によって覆われてしまうとい
う現象を、摺動部素地の硬化によって解決する方法が提
案されている。
イナの強度向上を要求している。この要求に応えるため
に、特公平５−３８０６１号のように、ライナ外層が強
靱性に優れた黒鉛鋼材で形成され、かつ、内層が耐摩耗
性、耐焼き付き性に優れた特殊鋳鉄材で形成される複合
シリンダライナが提案されたり、特開平７−１６４１３
１号のように、シリンダブロックに強靱性の球状黒鉛鋳
鉄材を用い、耐摩耗性を低下させる原因すなわち球状黒
鉛の周囲が素地の塑性変形によって覆われてしまうとい
う現象を、摺動部素地の硬化によって解決する方法が提
案されている。
【０００３】一方、エンジンの高出力化によって、ピス
トンリングの使用環境も益々過酷な状況となっており、
リング外周にＰＶＤ処理やＣＶＤ処理を施す処理技術が
発達した。これらはドライプロセスにおけるめっきまた
は反応性蒸着と言ったものであり、高い耐摩耗性と耐焼
き付き性を保持する。
トンリングの使用環境も益々過酷な状況となっており、
リング外周にＰＶＤ処理やＣＶＤ処理を施す処理技術が
発達した。これらはドライプロセスにおけるめっきまた
は反応性蒸着と言ったものであり、高い耐摩耗性と耐焼
き付き性を保持する。
【０００４】さらに、ウェットプロセスによる硬質皮膜
処理として、複合Ｃｒめっき皮膜があり、ＰＶＤ処理や
ＣＶＤ処理による硬質皮膜に準ずる高い耐摩耗性と耐焼
き付き性を持つ。
処理として、複合Ｃｒめっき皮膜があり、ＰＶＤ処理や
ＣＶＤ処理による硬質皮膜に準ずる高い耐摩耗性と耐焼
き付き性を持つ。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記ライナやブロック
に関する技術は、ライナやブロックを強靱鋳鉄材で作製
し、強靱鋳鉄材の欠点すなわち摺動特性がねずみ鋳鉄材
よりも劣るということをライナあるいはブロックに対す
る改良や表面改質で改善するものであった。
に関する技術は、ライナやブロックを強靱鋳鉄材で作製
し、強靱鋳鉄材の欠点すなわち摺動特性がねずみ鋳鉄材
よりも劣るということをライナあるいはブロックに対す
る改良や表面改質で改善するものであった。
【０００６】また、上記ピストンリングに関する技術
は、特に相手材であるシリンダライナ材の指定はない
が、ねずみ鋳鉄ライナとの実機試験等の実施例や説明が
なされており、耐摩耗性、耐焼き付き性に優れる鋳鉄材
であるねずみ鋳鉄材が相手材として想定されていると考
えられる。
は、特に相手材であるシリンダライナ材の指定はない
が、ねずみ鋳鉄ライナとの実機試験等の実施例や説明が
なされており、耐摩耗性、耐焼き付き性に優れる鋳鉄材
であるねずみ鋳鉄材が相手材として想定されていると考
えられる。
【０００７】本発明の目的は、ピストンリングとシリン
ダライナの組合せにおいて、シリンダライナの強度の向
上を図り、かつ、ピストンリングとシリンダライナの摺
動特性の向上を図ることにある。
ダライナの組合せにおいて、シリンダライナの強度の向
上を図り、かつ、ピストンリングとシリンダライナの摺
動特性の向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関のピ
ストンリングとシリンダライナの組合せにおいて、シリ
ンダライナが球状黒鉛鋳鉄からなり、ピストンリングは
外周面にＰＶＤ皮膜またはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒ
めっき皮膜が形成されていることを特徴とする。
ストンリングとシリンダライナの組合せにおいて、シリ
ンダライナが球状黒鉛鋳鉄からなり、ピストンリングは
外周面にＰＶＤ皮膜またはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒ
めっき皮膜が形成されていることを特徴とする。
【０００９】シリンダライナが球状黒鉛鋳鉄からなるた
め、ライナの強度向上、軽量化を図れる。
め、ライナの強度向上、軽量化を図れる。
【００１０】これまでのシリンダライナの強化策は、シ
リンダライナの摺動特性を損ねるため、シリンダライナ
自身の改善または表面改質によってその欠点を補うこと
が多かったが、本発明はこの欠点をピストンリングの性
能で補うものである。すなわち、球状黒鉛鋳鉄からなる
シリンダライナと摺動するピストンリングの外周面にＰ
ＶＤ皮膜またはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒめっき皮膜
を形成することによって、シリンダライナの摺動特性を
補い、耐摩耗性、耐焼き付き性を改善する。
リンダライナの摺動特性を損ねるため、シリンダライナ
自身の改善または表面改質によってその欠点を補うこと
が多かったが、本発明はこの欠点をピストンリングの性
能で補うものである。すなわち、球状黒鉛鋳鉄からなる
シリンダライナと摺動するピストンリングの外周面にＰ
ＶＤ皮膜またはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒめっき皮膜
を形成することによって、シリンダライナの摺動特性を
補い、耐摩耗性、耐焼き付き性を改善する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は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）はシリンダライナの縦断面図である。
ており、（ａ）はピストンリングの一部分を示す縦断面
図、（ｂ）はシリンダライナの縦断面図である。
【００１２】ピストンリング１は外周面にＰＶＤ皮膜ま
たはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒめっき皮膜２を有して
いる。ＰＶＤ皮膜やＣＶＤ皮膜はＣｒやＴｉの窒化物
（例えばＣｒＮ、Ｃｒ2 Ｎ、ＣｒとＣｒ2 Ｎとの混合
物、ＴｉＮ）や炭化物（例えばＣｒＣ、ＴｉＣ）などか
らなる皮膜が使用される。また、複合Ｃｒめっき皮膜は
皮膜に形成されているクラック内に炭化物（例えばＳｉ
Ｃ）、窒化物（例えばＳｉ3 Ｎ4 ）あるいは酸化物（例
えばＡｌ2 Ｏ3 ）が複合されている。
たはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒめっき皮膜２を有して
いる。ＰＶＤ皮膜やＣＶＤ皮膜はＣｒやＴｉの窒化物
（例えばＣｒＮ、Ｃｒ2 Ｎ、ＣｒとＣｒ2 Ｎとの混合
物、ＴｉＮ）や炭化物（例えばＣｒＣ、ＴｉＣ）などか
らなる皮膜が使用される。また、複合Ｃｒめっき皮膜は
皮膜に形成されているクラック内に炭化物（例えばＳｉ
Ｃ）、窒化物（例えばＳｉ3 Ｎ4 ）あるいは酸化物（例
えばＡｌ2 Ｏ3 ）が複合されている。
【００１３】一方、シリンダライナ３は球状黒鉛鋳鉄か
らなっている。
らなっている。
【００１４】以下、本発明の効果を確認するために行っ
た往復動摩耗試験と高面圧焼き付き試験を説明する。
た往復動摩耗試験と高面圧焼き付き試験を説明する。
【００１５】（Ａ）往復動摩耗試験 （１）往復動摩擦試験機 図２に往復動摩擦試験機の構成を示す。ピン状の上試験
片（リング相当材）１０は固定ブロック１１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、後述する下試験片１３に押接される。一
方、矩形の平盤形状の下試験片（ライナ相当材）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。
片（リング相当材）１０は固定ブロック１１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、後述する下試験片１３に押接される。一
方、矩形の平盤形状の下試験片（ライナ相当材）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。
【００１６】（２）試験条件 試験片 上試験片１０：１７Ｃｒマルテンサイト系ステンレス鋼
からなる直径８ｍｍφ×長さ２５ｍｍの丸棒の一端にＲ
１８ｍｍの球面加工を施し、その球面上に下記の表面処
理を施したもの。 ・硬質Ｃｒめっき（表面硬さＨＶ９００、皮膜厚さ１０
０μｍ） ・ガス窒化（表面硬さＨＶ１１００、皮膜厚さ１００μ
ｍ） ・複合Ｃｒめっき（表面硬さＨＶ８００、Ｓｉ3 Ｎ4 粒
子の複合率８体積％、皮膜厚さ１００μｍ） ・アークイオンプレーティングにより酸素を固溶したＣ
ｒＮ皮膜（ＣｒＮ〔Ｏ〕皮膜）を形成（表面硬さＨＶ１
８００、酸素固溶率８重量％、皮膜厚さ５０μｍ） 下試験片１３：長さ７０ｍｍ×幅１７ｍｍ×高さ１４ｍ
ｍの平板で材質は下記の通り。 ・ねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０相当材で、硬さＨＲＢ９０、
パーライト素地） ・球状黒鉛鋳鉄（球状化率８０％、硬さＨＲＢ１１０、
マルテンサイト素地）
からなる直径８ｍｍφ×長さ２５ｍｍの丸棒の一端にＲ
１８ｍｍの球面加工を施し、その球面上に下記の表面処
理を施したもの。 ・硬質Ｃｒめっき（表面硬さＨＶ９００、皮膜厚さ１０
０μｍ） ・ガス窒化（表面硬さＨＶ１１００、皮膜厚さ１００μ
ｍ） ・複合Ｃｒめっき（表面硬さＨＶ８００、Ｓｉ3 Ｎ4 粒
子の複合率８体積％、皮膜厚さ１００μｍ） ・アークイオンプレーティングにより酸素を固溶したＣ
ｒＮ皮膜（ＣｒＮ〔Ｏ〕皮膜）を形成（表面硬さＨＶ１
８００、酸素固溶率８重量％、皮膜厚さ５０μｍ） 下試験片１３：長さ７０ｍｍ×幅１７ｍｍ×高さ１４ｍ
ｍの平板で材質は下記の通り。 ・ねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０相当材で、硬さＨＲＢ９０、
パーライト素地） ・球状黒鉛鋳鉄（球状化率８０％、硬さＨＲＢ１１０、
マルテンサイト素地）
【００１７】 上試験片１０の各表面処理条件 ・硬質Ｃｒめっき めっき浴 ：ＣｒＯ3 ２５０ｇ／ｌ Ｈ2 ＳＯ4 ２．５ｇ／ｌ 浴温度 ：５５℃ 電流密度 ：５０Ａ／ｄｍ2 めっき時間：５時間
【００１８】・ガス窒化 炉内温度 ：８４３°Ｋ 反応性ガス：ＮＨ3 ＋Ｎ2
【００１９】 ・複合Ｃｒめっき めっき浴 ：ＣｒＯ3 ２５０ｇ／ｌ Ｈ2 ＳＯ4 ２．５ｇ／ｌ Ｈ2 ＳｉＦ6 ５ｇ／ｌ Ｓｉ3 Ｎ4 （平均粒径１．０μｍ）：適量 浴温度 ：５５℃ 電流密度 ：正電時 ５０Ａ／ｄｍ2 逆電時 ５０Ａ／ｄｍ2 めっき１周期の内容： 正電 ６００秒 逆電 ６０秒
【００２０】・アークイオンプレーティング 装置 ：アークイオンプレーティング装置 バイアス電圧：５Ｖ 炉内圧 ：１０ｍＴｏｒｒ
【００２１】試験条件 摺動速度：１ｍ／ｓ 荷重 ：１９８Ｎ 時間 ：６０分 潤滑油 ：軽油相当軸受け油
【００２２】（３）試験結果 図３から明らかなように、ライナ材質が球状黒鉛鋳鉄で
あり、リングの皮膜がＣｒＮ〔Ｏ〕皮膜や複合Ｃｒめっ
き皮膜である組合せは、リングおよびライナとも低摩耗
であり、耐摩耗性に優れることがわかる。
あり、リングの皮膜がＣｒＮ〔Ｏ〕皮膜や複合Ｃｒめっ
き皮膜である組合せは、リングおよびライナとも低摩耗
であり、耐摩耗性に優れることがわかる。
【００２３】（Ｂ）高面圧焼き付き試験 （１）高面圧焼き付き試験機 図４に高面圧焼き付き試験機の構成を示す。ステータ２
０は後述するロータ２１側の面に円形状の凹部を備えて
おり、この凹部にディスク（ライナ相当材）２２が固定
されている。ディスク２２はロータ２１側に突出してお
り、ロータ２１側の表面は垂直な平坦面をなしている。
ディスク２２の中心部には油孔２３がステータ２０の軸
方向に形成されており、この油孔２３に連通する細長い
油孔２４がステータ２０に斜めに形成されている。これ
らの油孔２３，２４を通じて、ステータ２０のディスク
２２と後述するピン２５との接触部に潤滑油が供給され
る。
０は後述するロータ２１側の面に円形状の凹部を備えて
おり、この凹部にディスク（ライナ相当材）２２が固定
されている。ディスク２２はロータ２１側に突出してお
り、ロータ２１側の表面は垂直な平坦面をなしている。
ディスク２２の中心部には油孔２３がステータ２０の軸
方向に形成されており、この油孔２３に連通する細長い
油孔２４がステータ２０に斜めに形成されている。これ
らの油孔２３，２４を通じて、ステータ２０のディスク
２２と後述するピン２５との接触部に潤滑油が供給され
る。
【００２４】ロータ２１は水平軸を中心に回転し、ステ
ータ２０側の面に円形状の凹部が形成されており、この
凹部に円盤形状のピンホルダ２６がロータ２１に同心状
に固定されている。ピンホルダ２６のステータ２０側の
面には、同一円上に等間隔をおいて４つの凹部が形成さ
れており、これらの凹部にそれぞれピン（リング相当
材）２５が挿入されて固定されている。各ピン２５はピ
ンホルダ２６の表面からステータ２０側に水平に突出さ
れている。
ータ２０側の面に円形状の凹部が形成されており、この
凹部に円盤形状のピンホルダ２６がロータ２１に同心状
に固定されている。ピンホルダ２６のステータ２０側の
面には、同一円上に等間隔をおいて４つの凹部が形成さ
れており、これらの凹部にそれぞれピン（リング相当
材）２５が挿入されて固定されている。各ピン２５はピ
ンホルダ２６の表面からステータ２０側に水平に突出さ
れている。
【００２５】各ピン２５の突出端面には上記往復動摩耗
試験における上試験片１０と同じ表面処理が施されてお
り、この端面がステータ２０のディスク２２面に接触し
ている。
試験における上試験片１０と同じ表面処理が施されてお
り、この端面がステータ２０のディスク２２面に接触し
ている。
【００２６】したがって、ステータ２０に荷重Ｐをかけ
てディスク２２をピン２５に押接し、ピン２５とディス
ク２２の接触部分に油孔２３，２４を通じて潤滑油を供
給しながらロータ２１を回転させる。
てディスク２２をピン２５に押接し、ピン２５とディス
ク２２の接触部分に油孔２３，２４を通じて潤滑油を供
給しながらロータ２１を回転させる。
【００２７】このロータ２１の摺動速度を一定にして、
荷重Ｐを変動していったとき、ピン２５が焼き付いた時
の焼付発生荷重を測定し、焼付面圧を算出した。
荷重Ｐを変動していったとき、ピン２５が焼き付いた時
の焼付発生荷重を測定し、焼付面圧を算出した。
【００２８】（２）試験条件 試験片 ピン２５：１７Ｃｒマルテンサイト系ステンレス鋼から
なる直径８ｍｍφ×長さ２５ｍｍの丸棒の一端にＲ１８
ｍｍの球面加工を施し、その球面上に上記往復動摩耗試
験における上試験片１０と同じ表面処理を施したもの。 ディスク２２：直径８０ｍｍφ×厚さ１０ｍｍの円盤部
材で、材質は下記の通り。 ・ねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０相当材で、硬さＨＲＢ９０、
パーライト素地） ・球状黒鉛鋳鉄（球状化率８０％、硬さＨＲＢ１１０、
マルテンサイト素地）
なる直径８ｍｍφ×長さ２５ｍｍの丸棒の一端にＲ１８
ｍｍの球面加工を施し、その球面上に上記往復動摩耗試
験における上試験片１０と同じ表面処理を施したもの。 ディスク２２：直径８０ｍｍφ×厚さ１０ｍｍの円盤部
材で、材質は下記の通り。 ・ねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０相当材で、硬さＨＲＢ９０、
パーライト素地） ・球状黒鉛鋳鉄（球状化率８０％、硬さＨＲＢ１１０、
マルテンサイト素地）
【００２９】試験条件 摺動速度：８ｍ／ｓ 荷重 ：初期荷重２０ｋｇｆ、以後３分置きに１０ｋ
ｇｆずつ増加 潤滑油 ：エンジンオイル１０Ｗ ８０℃ ４００ｃｃ
／ｍｉｎ添加
ｇｆずつ増加 潤滑油 ：エンジンオイル１０Ｗ ８０℃ ４００ｃｃ
／ｍｉｎ添加
【００３０】（３）試験結果 図５から明らかなように、ライナ材質が球状黒鉛鋳鉄で
あり、リングの皮膜がＣｒＮ〔Ｏ〕皮膜や複合Ｃｒめっ
き皮膜である組合せは、焼付面圧が高く、耐焼き付き性
が優れていることがわかる。
あり、リングの皮膜がＣｒＮ〔Ｏ〕皮膜や複合Ｃｒめっ
き皮膜である組合せは、焼付面圧が高く、耐焼き付き性
が優れていることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明のピストンリ
ングとシリンダライナの組合せによれば、耐摩耗性と耐
焼き付き性の摺動特性が優れ、シリンダライナの強度向
上も図れる。
ングとシリンダライナの組合せによれば、耐摩耗性と耐
焼き付き性の摺動特性が優れ、シリンダライナの強度向
上も図れる。
【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）はシリン
ダライナの縦断面図である。
ストンリングの一部分を示す縦断面図、（ｂ）はシリン
ダライナの縦断面図である。
【図２】往復動摩擦試験機の概要を示す図である。
【図３】往復動摩耗試験の結果を示すグラフである。
【図４】高面圧焼き付き試験機の概要を示す図である。
【図５】高面圧焼き付き試験の結果を示すグラフであ
る。
る。
１ ピストンリング ２ ＰＶＤ皮膜またはＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒめっ
き皮膜 ３ シリンダライナ 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 ステータ ２１ ロータ ２２ ディスク ２３，２４ 油孔 ２５ ピン ２６ ピンホルダ
き皮膜 ３ シリンダライナ 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 ステータ ２１ ロータ ２２ ディスク ２３，２４ 油孔 ２５ ピン ２６ ピンホルダ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｊ 10/04 Ｆ１６Ｊ 10/04
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関のピストンリングとシリンダラ
イナの組合せにおいて、シリンダライナが球状黒鉛鋳鉄
からなり、ピストンリングは外周面にＰＶＤ皮膜または
ＣＶＤ皮膜あるいは複合Ｃｒめっき皮膜が形成されてい
ることを特徴とするピストンリングとシリンダライナの
組合せ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8356987A JPH10184914A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ピストンリングとシリンダライナの組合せ |
| US08/998,021 US5960762A (en) | 1996-12-26 | 1997-12-24 | Piston ring and cylinder liner combination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8356987A JPH10184914A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ピストンリングとシリンダライナの組合せ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184914A true JPH10184914A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18451794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8356987A Pending JPH10184914A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | ピストンリングとシリンダライナの組合せ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5960762A (ja) |
| JP (1) | JPH10184914A (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3885375B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2007-02-21 | 帝国ピストンリング株式会社 | ピストンリング |
| JP3355306B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2002-12-09 | 帝国ピストンリング株式会社 | ピストンリング |
| JPH11229958A (ja) * | 1998-02-13 | 1999-08-24 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 内燃機関用ピストンリングの組合せ |
| US6224989B1 (en) * | 1999-02-25 | 2001-05-01 | Hyundai Motor Company | Cylinder block for automotive engine and method for fabricating the same |
| JP3295388B2 (ja) | 1999-04-07 | 2002-06-24 | 帝国ピストンリング株式会社 | ピストンリング |
| JP3555844B2 (ja) | 1999-04-09 | 2004-08-18 | 三宅 正二郎 | 摺動部材およびその製造方法 |
| JP3793990B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2006-07-05 | 日本ピストンリング株式会社 | 内燃機関のシリンダライナとピストンリングの組合せ |
| EP1111328A1 (de) * | 1999-12-20 | 2001-06-27 | SM Schweizerische Munitionsunternehmung AG | Geschoss und Verfahren zur Fertigung eines Geschosses |
| DE10011917C2 (de) * | 2000-03-11 | 2003-06-18 | Federal Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenring mit Verschleissschutzschicht sowie Verschleissschutzschicht für einen Kolbenring |
| DE10103896A1 (de) * | 2001-01-30 | 2002-08-08 | Mahle Gmbh | Verfahren zur Vorbehandlung eines Ringträgers vor dem Alfinieren |
| JP4392485B2 (ja) * | 2001-02-27 | 2010-01-06 | 日本ピストンリング株式会社 | ピストンリング |
| DE10207078B4 (de) * | 2002-02-20 | 2004-02-12 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenring mit einer PVD-Beschichtung |
| WO2004035852A1 (ja) * | 2002-10-15 | 2004-04-29 | Kabushiki Kaisha Riken | ピストンリング及びそれに用いる溶射皮膜、並びに製造方法 |
| JP2004138128A (ja) * | 2002-10-16 | 2004-05-13 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車エンジン用摺動部材 |
| US6969198B2 (en) | 2002-11-06 | 2005-11-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Low-friction sliding mechanism |
| JP3891433B2 (ja) | 2003-04-15 | 2007-03-14 | 日産自動車株式会社 | 燃料噴射弁 |
| EP1479946B1 (en) | 2003-05-23 | 2012-12-19 | Nissan Motor Co., Ltd. | Piston for internal combustion engine |
| EP1482190B1 (en) | 2003-05-27 | 2012-12-05 | Nissan Motor Company Limited | Rolling element |
| JP2004360649A (ja) | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Nissan Motor Co Ltd | エンジン用ピストンピン |
| JP4863152B2 (ja) | 2003-07-31 | 2012-01-25 | 日産自動車株式会社 | 歯車 |
| WO2005014761A2 (ja) | 2003-08-06 | 2005-02-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | 低摩擦摺動機構、低摩擦剤組成物及び摩擦低減方法 |
| JP2005054617A (ja) | 2003-08-08 | 2005-03-03 | Nissan Motor Co Ltd | 動弁機構 |
| JP4973971B2 (ja) | 2003-08-08 | 2012-07-11 | 日産自動車株式会社 | 摺動部材 |
| JP4117553B2 (ja) | 2003-08-13 | 2008-07-16 | 日産自動車株式会社 | チェーン駆動装置 |
| DE602004008547T2 (de) | 2003-08-13 | 2008-05-21 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Struktur zur Verbindung von einem Kolben mit einer Kurbelwelle |
| JP4539205B2 (ja) | 2003-08-21 | 2010-09-08 | 日産自動車株式会社 | 冷媒圧縮機 |
| US7771821B2 (en) | 2003-08-21 | 2010-08-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Low-friction sliding member and low-friction sliding mechanism using same |
| EP1508611B1 (en) | 2003-08-22 | 2019-04-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Transmission comprising low-friction sliding members and transmission oil therefor |
| US20050207831A1 (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Van Der Moere Donald R | Coated piston pin |
| US20060060164A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-03-23 | Gerfast Sten R | Internal combustion engine without oil |
| BRPI1102335A2 (pt) | 2011-05-27 | 2013-06-25 | Mahle Metal Leve Sa | elemento dotado de pelo menos uma superfÍcie de deslizamento com um revestimento para uso em um motor de combustço interna ou em um compressor |
| CN102808703A (zh) * | 2012-08-29 | 2012-12-05 | 安徽禹恒材料技术有限公司 | 具有陶瓷两相结构涂层的活塞环 |
| US10371085B2 (en) | 2014-01-28 | 2019-08-06 | ZYNP International Corp. | Cylinder liner and method of forming the same |
| US9581103B1 (en) | 2014-01-28 | 2017-02-28 | ZYNP International Corp. | Cylinder liner and method of forming the same |
| BR102014026128B8 (pt) | 2014-10-20 | 2021-08-17 | Mahle Int Gmbh | anel de pistão e motor a combustão interna |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5154433A (en) * | 1991-06-14 | 1992-10-13 | Teikoku Piston Ring Co., Ltd. | Piston ring |
| JPH0538061A (ja) * | 1991-07-25 | 1993-02-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 充電回路装置 |
| US5302450A (en) * | 1993-07-06 | 1994-04-12 | Ford Motor Company | Metal encapsulated solid lubricant coating system |
| JPH07164131A (ja) * | 1993-12-14 | 1995-06-27 | Mazda Motor Corp | 球状黒鉛鋳鉄部材の製造方法およびその装置 |
| CN1068388C (zh) * | 1994-07-30 | 2001-07-11 | 株式会社理研 | 滑动部件 |
| US5587227A (en) * | 1994-10-27 | 1996-12-24 | Kabushiki Kaisha Riken | Coating of chromium and nitrogen having good wear resistance properties |
| US5672386A (en) * | 1994-10-27 | 1997-09-30 | Kabushiki Kaisha Riken | Process for forming a coating of chromium and nitrogen having good wear resistance properties |
| US5773734A (en) * | 1995-12-21 | 1998-06-30 | Dana Corporation | Nitrided powdered metal piston ring |
| US5763106A (en) * | 1996-01-19 | 1998-06-09 | Hino Motors, Ltd. | Composite powder and method for forming a self-lubricating composite coating and self-lubricating components formed thereby |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP8356987A patent/JPH10184914A/ja active Pending
-
1997
- 1997-12-24 US US08/998,021 patent/US5960762A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5960762A (en) | 1999-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH10184914A (ja) | ピストンリングとシリンダライナの組合せ | |
| JP3793990B2 (ja) | 内燃機関のシリンダライナとピストンリングの組合せ | |
| US5154433A (en) | Piston ring | |
| JP4790135B2 (ja) | 耐摩耗性摺動部材 | |
| JP2891745B2 (ja) | ピストンリング | |
| JPH03194157A (ja) | 圧力鋳造された内燃機関用軽金属ピストン | |
| JP2018529015A (ja) | 弁座リングおよび弁を含むトライボロジーシステム | |
| JPH11189860A (ja) | 摺動部材 | |
| JPH11264468A (ja) | ピストンリング及びその組合せ | |
| JPS60153456A (ja) | 鋼製ピストンリング | |
| JPH0643570Y2 (ja) | ピストンリング | |
| JP2000170594A (ja) | シリンダライナとピストンリングとの組合せ | |
| JPS6113064A (ja) | 内燃機関用ピストンリング | |
| JP2000145537A (ja) | シリンダライナ、及びシリンダライナとピストンリングとの組合せ | |
| JP4097047B2 (ja) | ピストンリング | |
| JP2709613B2 (ja) | ピストンリング | |
| JP3547583B2 (ja) | シリンダーライナー | |
| JP2649835B2 (ja) | ピストンリング | |
| JPH0960726A (ja) | ピストンリングの組合せ | |
| JPH01211658A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JP3143835B2 (ja) | ピストンリングの組合せ | |
| JP3816203B2 (ja) | ピストンリング | |
| JPH10306386A (ja) | 硬質被覆材およびそれを被覆した摺動部材ならびにその製造方法 | |
| JPH10204678A (ja) | 摺動部材およびその製造方法 | |
| JPH1081902A (ja) | 弁座用耐摩耗材の製造方法と適用方法 |