JPH11264468A - ピストンリング及びその組合せ - Google Patents
ピストンリング及びその組合せInfo
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- JPH11264468A JPH11264468A JP10067481A JP6748198A JPH11264468A JP H11264468 A JPH11264468 A JP H11264468A JP 10067481 A JP10067481 A JP 10067481A JP 6748198 A JP6748198 A JP 6748198A JP H11264468 A JPH11264468 A JP H11264468A
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- steel material
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Classifications
-
- 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
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- F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
-
- 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
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ガソリンエンジン及びディーゼルエンジンの第
１及び第２圧力リングに適した鋼材からなるピストンリ
ングであって、耐摩耗性及びリング成形時の冷間加工性
が改善されたものを提供する。 【解決手段】重量比でＣ ０．４〜０．８％、Ｓｉ
０．１６〜０．４％、Ｍｎ ０．１〜０．４％、Ｃｒ
２．０〜１１．０％を含有し、基地組織中に主にＣｒ炭
化物を析出させたマルテンサイト系ステンレス鋼材から
ピストンリングを形成し、これに表面処理を施して硬質
層を設ける。また、重量比で、Ｃ ０．１６〜１．４
％、Ｃｒ １２．０〜２３．０％を含むマルテンサイト
系ステンレス鋼材から第１圧力リング１を形成し、その
表面にＨｖ１０５０以上の窒化層１１を設け、前記ピス
トンリング形成鋼材から第２圧力リング２を形成し、そ
の表面にＨｖ１０５０未満の窒化層２２を設ける。
１及び第２圧力リングに適した鋼材からなるピストンリ
ングであって、耐摩耗性及びリング成形時の冷間加工性
が改善されたものを提供する。 【解決手段】重量比でＣ ０．４〜０．８％、Ｓｉ
０．１６〜０．４％、Ｍｎ ０．１〜０．４％、Ｃｒ
２．０〜１１．０％を含有し、基地組織中に主にＣｒ炭
化物を析出させたマルテンサイト系ステンレス鋼材から
ピストンリングを形成し、これに表面処理を施して硬質
層を設ける。また、重量比で、Ｃ ０．１６〜１．４
％、Ｃｒ １２．０〜２３．０％を含むマルテンサイト
系ステンレス鋼材から第１圧力リング１を形成し、その
表面にＨｖ１０５０以上の窒化層１１を設け、前記ピス
トンリング形成鋼材から第２圧力リング２を形成し、そ
の表面にＨｖ１０５０未満の窒化層２２を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に使用するピス
トンリングに関するものであり、さらに詳しく述べる
と、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン（組合せオ
イルリングのサイドレールも含む）に適した鋼材からな
るピストンリング、及び大型ディーゼルエンジンに適し
た鋼材からなる第１及び第２圧力リングの組合せに係る
ものである。
トンリングに関するものであり、さらに詳しく述べる
と、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン（組合せオ
イルリングのサイドレールも含む）に適した鋼材からな
るピストンリング、及び大型ディーゼルエンジンに適し
た鋼材からなる第１及び第２圧力リングの組合せに係る
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガソリンエンジンの第１圧力リン
グはマルテンサイト系ステンレス鋼製とし、表面には耐
摩耗性を向上するために窒化処理が施されている。ま
た、大型ディーゼルエンジンの第１圧力リングとして
は、外周にクロームめっきを施した鋳鉄製リングが使用
されてきたが、排ガス規制によってＥＧＲ（排気ガスリ
サイクル）方式を採用すると、クロームめっきでは耐摩
耗性が不足するため、第１圧力リングはマルテンサイト
系ステンレス鋼製とし、表面には窒化処理を施して耐摩
耗性を向上する必要がある。
グはマルテンサイト系ステンレス鋼製とし、表面には耐
摩耗性を向上するために窒化処理が施されている。ま
た、大型ディーゼルエンジンの第１圧力リングとして
は、外周にクロームめっきを施した鋳鉄製リングが使用
されてきたが、排ガス規制によってＥＧＲ（排気ガスリ
サイクル）方式を採用すると、クロームめっきでは耐摩
耗性が不足するため、第１圧力リングはマルテンサイト
系ステンレス鋼製とし、表面には窒化処理を施して耐摩
耗性を向上する必要がある。
【０００３】第２圧力リングは、第１圧力リング程気筒
内の環境は厳しくないが、それでも鋳鉄製リングに外周
クロームめっきを施したものでは、ＥＧＲ方式を採用す
ると、やはり耐摩耗性に問題が生ずる。又、燃費改善の
ため、第２圧力リングを薄幅化する場合、鋳鉄製リング
では強度が不足するから、第２圧力リングも鋼製リング
とすることが望ましい。鋼製の圧力リングは特公昭５８
−２５８６３号及び特公昭６１−５４１０３号によって
公知であるが、これらは第１及び第２圧力リングを共に
同一の鋼材から形成することを提案している。
内の環境は厳しくないが、それでも鋳鉄製リングに外周
クロームめっきを施したものでは、ＥＧＲ方式を採用す
ると、やはり耐摩耗性に問題が生ずる。又、燃費改善の
ため、第２圧力リングを薄幅化する場合、鋳鉄製リング
では強度が不足するから、第２圧力リングも鋼製リング
とすることが望ましい。鋼製の圧力リングは特公昭５８
−２５８６３号及び特公昭６１−５４１０３号によって
公知であるが、これらは第１及び第２圧力リングを共に
同一の鋼材から形成することを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】鋼材からなるピストン
リングを製造する場合、リング成形時の曲げ加工が容易
でなく、時にはリング成形時にリングが折損するという
問題がある。また、ディーゼルエンジンに使用する圧力
リング、特に第１圧力リングは高度の耐摩耗性を要求さ
れるため、比較的高価な高Ｃｒ鋼材から製作されるが、
同じ鋼材から第２圧力リングも製作すると、圧力リング
のコストが高価になるという問題があった。又、第１及
び第２圧力リングを同一鋼材から形成して同一硬さのク
ロムめっきを施すと、長期間使用の場合、第１及び第２
圧力リングの合い口すき間の差が異常に大きくなり、圧
力リングのシール性が低下してブローバイ量が増加する
という問題もあった。さらに、ディーゼルエンジンに使
用する圧力リングはガソリンエンジンに比較して、断面
積が大きくリング成形時の冷間加工性が悪いという問題
があった。
リングを製造する場合、リング成形時の曲げ加工が容易
でなく、時にはリング成形時にリングが折損するという
問題がある。また、ディーゼルエンジンに使用する圧力
リング、特に第１圧力リングは高度の耐摩耗性を要求さ
れるため、比較的高価な高Ｃｒ鋼材から製作されるが、
同じ鋼材から第２圧力リングも製作すると、圧力リング
のコストが高価になるという問題があった。又、第１及
び第２圧力リングを同一鋼材から形成して同一硬さのク
ロムめっきを施すと、長期間使用の場合、第１及び第２
圧力リングの合い口すき間の差が異常に大きくなり、圧
力リングのシール性が低下してブローバイ量が増加する
という問題もあった。さらに、ディーゼルエンジンに使
用する圧力リングはガソリンエンジンに比較して、断面
積が大きくリング成形時の冷間加工性が悪いという問題
があった。
【０００５】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、鋼材から
なるピストンリングを製造する場合、リング成形時の曲
げ加工を容易にし、リング成形時のリング折損を防止す
ること、及び第１圧力リングと第２圧力リングの使用条
件の厳しさを勘案して、第２圧力リングの鋼材及び表面
処理をグレードダウンし、それによって、第１及び第２
圧力リングの組合せコストを低減すると共に、シール性
を長期にわたって保持することにある。さらにリング成
形時の冷間加工性が優れたディーゼルエンジンに使用す
る第２圧力リングを提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、鋼材から
なるピストンリングを製造する場合、リング成形時の曲
げ加工を容易にし、リング成形時のリング折損を防止す
ること、及び第１圧力リングと第２圧力リングの使用条
件の厳しさを勘案して、第２圧力リングの鋼材及び表面
処理をグレードダウンし、それによって、第１及び第２
圧力リングの組合せコストを低減すると共に、シール性
を長期にわたって保持することにある。さらにリング成
形時の冷間加工性が優れたディーゼルエンジンに使用す
る第２圧力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】前記目的を達成するた
め、本発明が採用する手段は、重量比でＣ ０．４〜
０．８％、Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ ０．１〜
０．４％、Ｃｒ ２．０〜１１．０％を含有し、基地組
織中に主にＣｒ炭化物の析出した鋼材から形成し、これ
に表面処理を施して硬質層を設けたピストンリングをガ
ソリンエンジン及びディーゼルエンジンに使用すること
にある。さらに第１圧力リングは、重量比でＣ ０．１
６〜１．４％、Ｃｒ １２．０〜２３．０％を含有し、
基地組織中に主にＣｒ炭化物を析出させた鋼材から形成
し、これに表面処理を施してＨｖ１０５０以上の硬さを
有する硬質層を設け、第２圧力リングは、重量比でＣ
０．４〜０．８％、Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ
０．１〜０．４％、Ｃｒ ２．０〜１１．０％を含有
し、基地組織中に主にＣｒ炭化物を析出させた鋼材から
形成し、これに表面処理を施して硬さをＨｖ１０５０未
満の硬質層を設けてなるピストンリングの組合せにあ
る。
め、本発明が採用する手段は、重量比でＣ ０．４〜
０．８％、Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ ０．１〜
０．４％、Ｃｒ ２．０〜１１．０％を含有し、基地組
織中に主にＣｒ炭化物の析出した鋼材から形成し、これ
に表面処理を施して硬質層を設けたピストンリングをガ
ソリンエンジン及びディーゼルエンジンに使用すること
にある。さらに第１圧力リングは、重量比でＣ ０．１
６〜１．４％、Ｃｒ １２．０〜２３．０％を含有し、
基地組織中に主にＣｒ炭化物を析出させた鋼材から形成
し、これに表面処理を施してＨｖ１０５０以上の硬さを
有する硬質層を設け、第２圧力リングは、重量比でＣ
０．４〜０．８％、Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ
０．１〜０．４％、Ｃｒ ２．０〜１１．０％を含有
し、基地組織中に主にＣｒ炭化物を析出させた鋼材から
形成し、これに表面処理を施して硬さをＨｖ１０５０未
満の硬質層を設けてなるピストンリングの組合せにあ
る。
【０００７】ここで表面処理はガス窒化、ガス軟窒化、
酸窒化、塩浴窒化、イオン窒化などを含む窒化処理と
し、第１圧力リングの鋼材はＭｏ、Ｎｉ、Ｖなどの耐摩
耗性元素を１種類以上含むことが好ましい。又、第１及
び第２圧力リングの硬質層の上にＰＶＤ又は複合めっき
を施してもよい。
酸窒化、塩浴窒化、イオン窒化などを含む窒化処理と
し、第１圧力リングの鋼材はＭｏ、Ｎｉ、Ｖなどの耐摩
耗性元素を１種類以上含むことが好ましい。又、第１及
び第２圧力リングの硬質層の上にＰＶＤ又は複合めっき
を施してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】ピストンリングは鋼材に表面処理
を施して硬質層を設けたものであり、そのピストンリン
グを形成する成分限定理由は次のとおりである。Ｃは圧
力リング材に必要な硬さおよび強度を与える重要な元素
であるとともに微細な硬質Ｃｒ炭化物を形成することに
より耐摩耗性の向上に寄与する。これらの効果を得るた
めには少なくとも０．４％以上必要である。しかし０．
８％を越えると靱性およびリングに成形する際の加工性
を害するためこれを上限とした。Ｓｉは脱酸剤として添
加されるものであり、このため０．１６％以上添加する
必要がある。しかし０．４％を越えると、リング成形時
の冷間加工性を害するとともに靱性も低下してくるた
め、上限を０．４％とした。
を施して硬質層を設けたものであり、そのピストンリン
グを形成する成分限定理由は次のとおりである。Ｃは圧
力リング材に必要な硬さおよび強度を与える重要な元素
であるとともに微細な硬質Ｃｒ炭化物を形成することに
より耐摩耗性の向上に寄与する。これらの効果を得るた
めには少なくとも０．４％以上必要である。しかし０．
８％を越えると靱性およびリングに成形する際の加工性
を害するためこれを上限とした。Ｓｉは脱酸剤として添
加されるものであり、このため０．１６％以上添加する
必要がある。しかし０．４％を越えると、リング成形時
の冷間加工性を害するとともに靱性も低下してくるた
め、上限を０．４％とした。
【０００９】ＭｎはＳｉと同様脱酸剤として添加される
ものであり、このため０．１％以上添加する必要があ
る。しかし０．４％を越えると、リング成形時の冷間加
工性を害するとともに靱性も低下してくるため、上限を
０．４％とした。Ｃｒは固溶して耐熱性や耐熱ヘタリ性
を付与するとともに耐食性も向上させる。また一部は炭
化物を形成し、耐焼付性、耐摩耗性を与える重要な元素
である。これらの効果を発揮させるためにはＣとのバラ
ンスから少なくとも２．０％以上を必要とする。また、
１１．０％を越えるとリング成形時の加工性が低下して
くるためこれを上限とし限定範囲を２．０〜１１．０％
とした。
ものであり、このため０．１％以上添加する必要があ
る。しかし０．４％を越えると、リング成形時の冷間加
工性を害するとともに靱性も低下してくるため、上限を
０．４％とした。Ｃｒは固溶して耐熱性や耐熱ヘタリ性
を付与するとともに耐食性も向上させる。また一部は炭
化物を形成し、耐焼付性、耐摩耗性を与える重要な元素
である。これらの効果を発揮させるためにはＣとのバラ
ンスから少なくとも２．０％以上を必要とする。また、
１１．０％を越えるとリング成形時の加工性が低下して
くるためこれを上限とし限定範囲を２．０〜１１．０％
とした。
【００１０】第１及び第２圧力リングは共にマルテンサ
イト系ステンレス鋼材に窒化処理を施して表面に硬質層
を設けたものであるが、その第１圧力リングを形成する
鋼材の成分限定理由は次のとおりである。Ｃは０．１６
％未満になると、耐摩耗性に寄与する炭化物が少ないた
め、優れた耐摩耗性が得られず、１．４％を越えると、
炭化物が粗大になり、リングに必要な強度が低下して脆
化するため、Ｃは０．１６〜１．４％の範囲に限定す
る。
イト系ステンレス鋼材に窒化処理を施して表面に硬質層
を設けたものであるが、その第１圧力リングを形成する
鋼材の成分限定理由は次のとおりである。Ｃは０．１６
％未満になると、耐摩耗性に寄与する炭化物が少ないた
め、優れた耐摩耗性が得られず、１．４％を越えると、
炭化物が粗大になり、リングに必要な強度が低下して脆
化するため、Ｃは０．１６〜１．４％の範囲に限定す
る。
【００１１】Ｃｒは１２．０％未満になると、Ｃ量とも
関連するが、高硬度の耐摩耗性に優れた炭化物が少な
く、耐食性等も低下し、逆に、２３％を越えると、同じ
くＣ量とも関連するが、基地に固溶するＣｒ炭化物量が
増大し、材料の強度、特に靱性を低下させるから、Ｃｒ
は１２．０〜２３．０％の範囲に限定する。なお、成分
として、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｖ等を添加すると、耐摩耗性、耐
食性、耐熱性をさらに向上させることができる。
関連するが、高硬度の耐摩耗性に優れた炭化物が少な
く、耐食性等も低下し、逆に、２３％を越えると、同じ
くＣ量とも関連するが、基地に固溶するＣｒ炭化物量が
増大し、材料の強度、特に靱性を低下させるから、Ｃｒ
は１２．０〜２３．０％の範囲に限定する。なお、成分
として、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｖ等を添加すると、耐摩耗性、耐
食性、耐熱性をさらに向上させることができる。
【００１２】上記鋼材から形成した第１圧力リングには
窒化、軟窒化、イオン窒化等の表面処理を施して表面に
Ｈｖ１０５０以上の窒化層を設ける。この窒化層によっ
て、第１圧力リングはＥＧＲシステムを採用したディー
ゼルエンジンの厳しい使用条件下においても優れた耐摩
耗性を発揮することができる。第１圧力リングを第２圧
力リングとして使用することは可能であるが、第２圧力
リングは摩耗及び熱的使用条件が第１圧力リングよりも
厳しくないから、比較的高価なＣｒの含有量の少ない鋼
材から形成して全体のコストを低減させる。
窒化、軟窒化、イオン窒化等の表面処理を施して表面に
Ｈｖ１０５０以上の窒化層を設ける。この窒化層によっ
て、第１圧力リングはＥＧＲシステムを採用したディー
ゼルエンジンの厳しい使用条件下においても優れた耐摩
耗性を発揮することができる。第１圧力リングを第２圧
力リングとして使用することは可能であるが、第２圧力
リングは摩耗及び熱的使用条件が第１圧力リングよりも
厳しくないから、比較的高価なＣｒの含有量の少ない鋼
材から形成して全体のコストを低減させる。
【００１３】本発明の重量比でＣ ０．４〜０．８％、
Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ０．１〜０．４％、Ｃ
ｒ ２．０〜１１．０％を含有し、基地組織中に主にＣ
ｒ炭化物の析出した前記鋼材から形成した第２圧力リン
グにも窒化、軟窒化、イオン窒化等を含む窒化処理を施
して表面にＨｖ１０５０未満の窒化層を設ける。この窒
化層は、第１圧力リングのものより低硬度であるが、第
２圧力リングの条件は第１圧力リング程厳しくないか
ら、ＥＧＲシステムを採用したディーゼルエンジンの使
用条件において第２圧力リングも優れた耐摩耗性を発揮
することができる。第２圧力リングは第１圧力リングと
断面形状を同一にする必要はなく、その機能を発揮させ
るため、テーパー、テーパーアンダーカット、テーパー
インナーカット等の形状にすることができる。第１及び
第２圧力リングの窒化層の上にＰＶＤ又は複合めっきを
施すと耐摩耗性はさらに向上する。。
Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ０．１〜０．４％、Ｃ
ｒ ２．０〜１１．０％を含有し、基地組織中に主にＣ
ｒ炭化物の析出した前記鋼材から形成した第２圧力リン
グにも窒化、軟窒化、イオン窒化等を含む窒化処理を施
して表面にＨｖ１０５０未満の窒化層を設ける。この窒
化層は、第１圧力リングのものより低硬度であるが、第
２圧力リングの条件は第１圧力リング程厳しくないか
ら、ＥＧＲシステムを採用したディーゼルエンジンの使
用条件において第２圧力リングも優れた耐摩耗性を発揮
することができる。第２圧力リングは第１圧力リングと
断面形状を同一にする必要はなく、その機能を発揮させ
るため、テーパー、テーパーアンダーカット、テーパー
インナーカット等の形状にすることができる。第１及び
第２圧力リングの窒化層の上にＰＶＤ又は複合めっきを
施すと耐摩耗性はさらに向上する。。
【００１４】
【実施例】本発明の圧力リングを図面に示す実施例に基
づいて説明する。図１は本発明の圧力リングの組合せを
装着したディーゼルエンジンの要部断面図であり、第１
圧力リング１、第２圧力リング２、スペーサエキスパン
ダ４付きオイルリング３はピストン５のそれぞれのピス
トンリング溝６、７、８に装着され、それらの外周面は
シリンダライナー９の内周面に接する。第１圧力リング
１は、Ｃ ０．１６〜１．４％、Ｃｒ １２．０〜２
３．０％のマルテンサイト系ステンレス鋼材から形成さ
れ、横断面バレル形ピストンリングである。図２に示す
ように、この第１圧力リング１は窒化処理が施され、そ
の表面は、Ｈｖ１０５０以上の窒化層１１によって覆わ
れる。図１の第２圧力リング２は、Ｃ ０．４〜０．８
％、Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ ０．１〜０．４
％、Ｃｒ ２．０〜１１．０％のマルテンサイト系ステ
ンレス鋼材から形成された横断面テーパ型のピストリン
グである。図３に示すように、第２圧力リング２は窒化
処理が施され、その表面はＨｖ１０５０未満の窒化層２
２によって覆われる。
づいて説明する。図１は本発明の圧力リングの組合せを
装着したディーゼルエンジンの要部断面図であり、第１
圧力リング１、第２圧力リング２、スペーサエキスパン
ダ４付きオイルリング３はピストン５のそれぞれのピス
トンリング溝６、７、８に装着され、それらの外周面は
シリンダライナー９の内周面に接する。第１圧力リング
１は、Ｃ ０．１６〜１．４％、Ｃｒ １２．０〜２
３．０％のマルテンサイト系ステンレス鋼材から形成さ
れ、横断面バレル形ピストンリングである。図２に示す
ように、この第１圧力リング１は窒化処理が施され、そ
の表面は、Ｈｖ１０５０以上の窒化層１１によって覆わ
れる。図１の第２圧力リング２は、Ｃ ０．４〜０．８
％、Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ ０．１〜０．４
％、Ｃｒ ２．０〜１１．０％のマルテンサイト系ステ
ンレス鋼材から形成された横断面テーパ型のピストリン
グである。図３に示すように、第２圧力リング２は窒化
処理が施され、その表面はＨｖ１０５０未満の窒化層２
２によって覆われる。
【００１５】比較例として、上記実施例を形成したそれ
ぞれ鋼材から同一形状寸法の第１及び第２圧力リングを
形成し、それぞれに窒化処理を施して表面に実施例のも
のと同一硬度の窒化層を設けた。実施例と比較例を同一
ディーゼルエンジンによって、実機テストを行ない、そ
れぞれの摩耗性を測定した。その結果は図４に示すとお
りであった。
ぞれ鋼材から同一形状寸法の第１及び第２圧力リングを
形成し、それぞれに窒化処理を施して表面に実施例のも
のと同一硬度の窒化層を設けた。実施例と比較例を同一
ディーゼルエンジンによって、実機テストを行ない、そ
れぞれの摩耗性を測定した。その結果は図４に示すとお
りであった。
【００１６】図４からわかるように、窒化処理した実施
例は従来の同じく窒化処理した比較例と同等に耐摩耗性
が優れている。さらに、実施例の第２圧力リングと、比
較例の第２圧力リングのリング成形時における冷間加工
性を比較したところ、実施例は比較例に比べ特に巻き取
り加工の際に折損や巻き取りのばらつきが起こらず加工
性が良好であり、特に伸びの均等性に優れていた。
例は従来の同じく窒化処理した比較例と同等に耐摩耗性
が優れている。さらに、実施例の第２圧力リングと、比
較例の第２圧力リングのリング成形時における冷間加工
性を比較したところ、実施例は比較例に比べ特に巻き取
り加工の際に折損や巻き取りのばらつきが起こらず加工
性が良好であり、特に伸びの均等性に優れていた。
【００１７】
【発明の効果】上記のとおり、本発明のピストンリング
は従来の鋼製ピストンリングとは異なり、リング成形時
の曲げ加工が容易であり、リング成形時のリング折損が
防止されるという効果があり、又、本発明の第１及び第
２圧力リングはＣｒを含有するマルテンサイト系ステン
レス鋼材からなるが、従来の表面に窒化処理を施したも
のと同様に耐摩耗性に優れており、さらに、従来の第２
圧力リングとは異なり、リング成形時における冷間加工
性にも優れているという格別な効果を奏する。
は従来の鋼製ピストンリングとは異なり、リング成形時
の曲げ加工が容易であり、リング成形時のリング折損が
防止されるという効果があり、又、本発明の第１及び第
２圧力リングはＣｒを含有するマルテンサイト系ステン
レス鋼材からなるが、従来の表面に窒化処理を施したも
のと同様に耐摩耗性に優れており、さらに、従来の第２
圧力リングとは異なり、リング成形時における冷間加工
性にも優れているという格別な効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例の圧力リングの組合せを備え
たディーゼルエンジンの要部断面図、
たディーゼルエンジンの要部断面図、
【図２】図１の第１圧力リングの拡大横断面図、
【図３】図１の第２圧力リングの拡大横断面図、
【図４】耐摩耗性についての試験結果を示すグラフ、
１：第１圧力リング、２：第２圧力リング、１１，２
２：窒化層
２：窒化層
【手続補正書】
【提出日】平成１１年２月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】比較例として、上記従来鋼材から実施例と
同一形状寸法の第１及び第２圧力リングを形成し、それ
ぞれに窒化処理を施して表面に実施例のものと同一硬度
の窒化層を設けた。実施例と比較例を同一ディーゼルエ
ンジンによって、実機テストを行ない、それぞれの摩耗
性を測定した。その結果は図４に示すとおりであった。
同一形状寸法の第１及び第２圧力リングを形成し、それ
ぞれに窒化処理を施して表面に実施例のものと同一硬度
の窒化層を設けた。実施例と比較例を同一ディーゼルエ
ンジンによって、実機テストを行ない、それぞれの摩耗
性を測定した。その結果は図４に示すとおりであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 8/28 Ｃ２３Ｃ 8/28 8/38 8/38 8/50 8/50 Ｃ２５Ｄ 7/00 Ｃ２５Ｄ 7/00 Ｃ 15/02 15/02 Ｊ Ｆ０２Ｆ 5/00 Ｆ０２Ｆ 5/00 Ｌ Ｆ
Claims (11)
- 【請求項１】 重量比でＣ ０．４〜０．８％、Ｓｉ
０．１６〜０．４％、Ｍｎ ０．１〜０．４％、Ｃｒ
２．０〜１１．０％を含有し、基地組織中に主にＣｒ炭
化物を析出させた鋼材から形成し、これに表面処理を施
して硬質層を設けたことを特徴とするピストンリング。 - 【請求項２】 表面処理は窒化処理であることを特徴と
する請求項１に記載のピストンリング。 - 【請求項３】 表面処理は窒化処理の上にさらにＰＶＤ
又は複合めっきを施すことを特徴とする請求項１に記載
のピストンリング。 - 【請求項４】 窒化処理はガス窒化、ガス軟窒化、酸窒
化、塩溶窒化、イオン窒化を含むことを特徴とする請求
項２又は３に記載のピストンリング。 - 【請求項５】 表面処理はクロムメッキ処理であること
を特徴とする請求項１に記載のピストンリング。 - 【請求項６】 第１圧力リングは、重量比でＣ ０．１
６〜１．４％、Ｃｒ １２．０〜２３．０％を含有し、
基地組織中に主にＣｒ炭化物を析出させた鋼材から形成
し、これに表面処理を施してＨｖ１０５０以上の硬さを
有する硬質層を設け、第２圧力リングは、重量比でＣ
０．４〜０．８％、Ｓｉ ０．１６〜０．４％、Ｍｎ
０．１〜０．４％、Ｃｒ ２．０〜１１．０％を含有
し、基地組織中に主にＣｒ炭化物を析出させた鋼材から
形成し、これに表面処理を施して硬さをＨｖ１０５０未
満の硬質層を設けたことを特徴とするピストンリングの
組合せ。 - 【請求項７】 表面処理は窒化処理であることを特徴と
する請求項６に記載のピストンリングの組合せ。 - 【請求項８】 表面処理は窒化処理の上にさらにＰＶＤ
又は複合めっきを施すことを特徴とする請求項６に記載
のピストンリングの組合せ。 - 【請求項９】 窒化処理はガス窒化、ガス軟窒化、酸窒
化、塩溶窒化、イオン窒化を含むことを特徴とする請求
項７または８に記載のピストンリング。 - 【請求項１０】 第１圧力リングは１種類以上の耐摩耗
性を向上させる元素を含有することを特徴とする請求項
６に記載のピストンリングの組合せ。 - 【請求項１１】 耐摩耗性を向上させる元素はＭｏ、
Ｖ、Ｃｏ、Ｗであることを特徴とする請求項１０に記載
のピストンリングの組合せ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10067481A JPH11264468A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | ピストンリング及びその組合せ |
| US09/271,276 US6213474B1 (en) | 1998-03-17 | 1999-03-17 | Piston ring and combination of compression rings |
| DE19911962A DE19911962B4 (de) | 1998-03-17 | 1999-03-17 | Kolbenring und eine Kombination von Verdichtungsringen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10067481A JPH11264468A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | ピストンリング及びその組合せ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264468A true JPH11264468A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13346220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10067481A Pending JPH11264468A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | ピストンリング及びその組合せ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6213474B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11264468A (ja) |
| DE (1) | DE19911962B4 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6547251B1 (en) * | 1999-03-31 | 2003-04-15 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Ring groove for oil ring with coil expander of piston |
| KR100776492B1 (ko) * | 2000-06-29 | 2007-11-16 | 보그-워너 인코포레이티드 | 탄화물로 코팅된 강철 물품 및 이의 제조 방법 |
| KR100447455B1 (ko) * | 2001-07-30 | 2004-09-07 | 삼영기계주식회사 | 2사이클 기관용 피스톤 |
| JP2003074704A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Riken Corp | 組合せオイルリング |
| US7726273B2 (en) * | 2004-03-15 | 2010-06-01 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | High strength steel cylinder liner for diesel engine |
| US7383807B2 (en) * | 2005-05-23 | 2008-06-10 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Coated power cylinder components for diesel engines |
| EP1795622A1 (de) * | 2005-12-12 | 2007-06-13 | METAPLAS IONON Oberflächenveredelungstechnik GmbH | Verfahren zum verbindungsschichtfreien Gasnitrieren einer Oberfläche eines Werkstücks, sowie ein entsprechendes Werkstück |
| US20070262533A1 (en) * | 2006-05-15 | 2007-11-15 | Wan-Chieh Lu | Scraper ring |
| DE102007007963B4 (de) * | 2007-02-17 | 2012-05-16 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenring |
| DE102007007960C5 (de) * | 2007-02-17 | 2015-08-27 | Federal-Mogul Burscheid Gmbh | Kolbenring |
| JP5828575B2 (ja) | 2008-03-04 | 2015-12-09 | 日産自動車株式会社 | ピストンリング |
| JP5106376B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2012-12-26 | Ｔｐｒ株式会社 | 内燃機関用ピストン装置 |
| US9470179B2 (en) | 2014-06-06 | 2016-10-18 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
| US20160040780A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-11 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
| US9845765B2 (en) | 2015-01-12 | 2017-12-19 | General Electric Company | Piston assembly for a reciprocating engine |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5825863A (ja) * | 1982-07-06 | 1983-02-16 | Fuji Electric Co Ltd | 加圧式注湯炉 |
| JPS58197455A (ja) * | 1982-10-08 | 1983-11-17 | Hitachi Metals Ltd | 圧力リング |
| JPS6154103A (ja) * | 1984-08-24 | 1986-03-18 | ア−トグラス株式会社 | 照明器具用ガラス板及びその製造方法 |
| JPS6159066A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-26 | Nippon Piston Ring Co Ltd | オイルリング用サイドレ−ル |
| JPS6160861A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-28 | Toyota Motor Corp | 鋼製ピストンリング用材料 |
| JPS61144470A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-02 | Riken Corp | ピストンリング |
| JPS63280960A (ja) * | 1987-05-13 | 1988-11-17 | Hitachi Metals Ltd | スチ−ル製ピストンリング |
| JP2552638B2 (ja) * | 1987-05-29 | 1996-11-13 | 株式会社 リケン | ピストンリング |
| US4985092A (en) * | 1987-06-11 | 1991-01-15 | Aichi Steel Works, Limited | Steel having good wear resistance |
| EP0295111B1 (en) * | 1987-06-11 | 1994-11-02 | Aichi Steel Works, Ltd. | A steel having good wear resistance |
| JPH02304267A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Kanai Hiroyuki | 鋼製ピストンリング |
| DE4200489C2 (de) * | 1991-01-19 | 1995-09-28 | Hitachi Metals Ltd | Zweiteiliger Ölring und Verfahren zu dessen Herstellung |
| JPH04311506A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-11-04 | Hitachi Metals Ltd | ピストンリング線材 |
| JP3075368B2 (ja) * | 1991-06-07 | 2000-08-14 | 日本ピストンリング株式会社 | ピストンリング |
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| US5292381A (en) * | 1991-07-24 | 1994-03-08 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Piston ring and process for manufacturing the same |
| JPH05126256A (ja) * | 1991-11-01 | 1993-05-21 | Kanai Hiroyuki | ピストンリング用線材 |
| JP3735125B2 (ja) * | 1993-01-25 | 2006-01-18 | 株式会社リケン | 鋳鋼製ピストンリング材 |
| JP3350157B2 (ja) * | 1993-06-07 | 2002-11-25 | 帝国ピストンリング株式会社 | 摺動部材およびその製造方法 |
| US5944920A (en) * | 1996-04-10 | 1999-08-31 | Hitachi Metals, Ltd. | Piston ring material excellent in workability |
| DE69704752T3 (de) * | 1996-11-11 | 2005-08-04 | Teikoku Piston Ring Co., Ltd. | Galvanische Komposit-Chrom-Beschichtung und damit beschichtetes Gleitteil |
| GB2336598B (en) * | 1997-08-11 | 2000-03-29 | Hitachi Metals Ltd | Piston ring material and piston ring with excellent scuffing resistance and workability |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP10067481A patent/JPH11264468A/ja active Pending
-
1999
- 1999-03-17 DE DE19911962A patent/DE19911962B4/de not_active Revoked
- 1999-03-17 US US09/271,276 patent/US6213474B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6213474B1 (en) | 2001-04-10 |
| DE19911962B4 (de) | 2008-06-19 |
| DE19911962A1 (de) | 1999-09-30 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041221 |