JPS594934A - ピストンリングの製造方法 - Google Patents
ピストンリングの製造方法Info
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- JPS594934A JPS594934A JP57112592A JP11259282A JPS594934A JP S594934 A JPS594934 A JP S594934A JP 57112592 A JP57112592 A JP 57112592A JP 11259282 A JP11259282 A JP 11259282A JP S594934 A JPS594934 A JP S594934A
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Links
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Classifications
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
- Wire Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関用のピストンリング１特に外周面に耐
摩耗性を有する層が設けられたピストンリングの製造方
法に関する。
摩耗性を有する層が設けられたピストンリングの製造方
法に関する。
ピストンリングはシリンダライチとの摺動面を形成する
外周面に特別な耐摩耗性が要求されるものでアシ、通常
は第１図に示す如くピストンリング母材１１に耐摩耗性
層１２が設けられる。この耐摩耗性層にはクロムメッキ
や）モリブデン九鉄系合金、セラミックス等を溶射して
形成される表面被覆や１軟窒化、イオン窒化や表面再溶
融、表面光溶融合金化などの硬化熱処理されるのが通常
である。このうち表面被覆されたものは母料との結合性
が充分でなく１被覆層の剥離や欠けを生じ易く為硬化熱
処理するものは処理時間が長いか又は表溶融手段の如き
処理時間の短いものでは表面の粗面化が著しく後加工時
間を要すもので生産性が低い。
外周面に特別な耐摩耗性が要求されるものでアシ、通常
は第１図に示す如くピストンリング母材１１に耐摩耗性
層１２が設けられる。この耐摩耗性層にはクロムメッキ
や）モリブデン九鉄系合金、セラミックス等を溶射して
形成される表面被覆や１軟窒化、イオン窒化や表面再溶
融、表面光溶融合金化などの硬化熱処理されるのが通常
である。このうち表面被覆されたものは母料との結合性
が充分でなく１被覆層の剥離や欠けを生じ易く為硬化熱
処理するものは処理時間が長いか又は表溶融手段の如き
処理時間の短いものでは表面の粗面化が著しく後加工時
間を要すもので生産性が低い。
これに対して異種利料をうめ込μ製造されるピストンリ
ング、例えばフェロツクスインサートピストンリングや
１銅や鉛等の軟質金属を充填す＋こす るピストンリングがある。これらの異ｆｆｆｉｌ刺うめ
込みピストンリングでは、ピストンリング母材に予め溝
を形成し）その溝に粉末状又は粉末を結合液で練ったペ
ースト状として充填し、ピストンリングごと焼成するか
Ｓあるいはシート状又はリボン状の線材をピストンリン
グの溝に圧入又はすえ込みすることにより製造される。
ング、例えばフェロツクスインサートピストンリングや
１銅や鉛等の軟質金属を充填す＋こす るピストンリングがある。これらの異ｆｆｆｉｌ刺うめ
込みピストンリングでは、ピストンリング母材に予め溝
を形成し）その溝に粉末状又は粉末を結合液で練ったペ
ースト状として充填し、ピストンリングごと焼成するか
Ｓあるいはシート状又はリボン状の線材をピストンリン
グの溝に圧入又はすえ込みすることにより製造される。
しかしながら一般的にこれらのピストンリングに異種利
料をうめ込む方式のピストンリングでは塑性変形し易い
軟質利料やあるいは焼成温度の低い利料に限られ１ピス
トンリングにうめ込む目的としてもなじみ性の向上や潤
滑性の向上といったものでうめ込まれる異種利料そのも
のに耐摩耗性利料を選択されるものではない。
料をうめ込む方式のピストンリングでは塑性変形し易い
軟質利料やあるいは焼成温度の低い利料に限られ１ピス
トンリングにうめ込む目的としてもなじみ性の向上や潤
滑性の向上といったものでうめ込まれる異種利料そのも
のに耐摩耗性利料を選択されるものではない。
従って例えばマルテンサイト系の高クロムステンレス鋼
などの硬質利料による線利をうめ込もうとしても１まず
線材が塑性変形され難いためにピストンリング母相の溝
に圧入又はすえ込みされず又焼成等の手段により固着さ
れることもできない。
などの硬質利料による線利をうめ込もうとしても１まず
線材が塑性変形され難いためにピストンリング母相の溝
に圧入又はすえ込みされず又焼成等の手段により固着さ
れることもできない。
本発明はかかる硬質材料よ多形成された異部側をピスト
ンリング母相に結合される型のピストンリングの製造方
法であって１生産性に優れると共にピストンリングとし
ての機能に優れるピストンリングの製造方法を目的とす
る。
ンリング母相に結合される型のピストンリングの製造方
法であって１生産性に優れると共にピストンリングとし
ての機能に優れるピストンリングの製造方法を目的とす
る。
まず本発明の要旨とするところは特許請求の範囲に記載
した如く下記７つの構成要件により製造するピストンリ
ングの製造方法にある。
した如く下記７つの構成要件により製造するピストンリ
ングの製造方法にある。
（１）線累月のピストンリング母相と第２部材を用意す
る。
る。
（２）（第１工程）ピストンリング母相と第２部月とを
異なる方向から送り出す。
異なる方向から送り出す。
（３）（第２工程）送シ出されたピストンリング母相と
第２部羽との接合部を加熱溶融する。
第２部羽との接合部を加熱溶融する。
（４）（第３工程）ピストンリング母材と第２線月とを
圧接し１ピストンリング粗相を形成する。
圧接し１ピストンリング粗相を形成する。
（５）（第４工程）ピストンリング粗材を所定曲率の円
環に曲げる。
環に曲げる。
（６）（第５工程）ピストンリング粗相の合い口を切断
する。
する。
（７）（第６エ程）ピストンリング粗相を熱処理する以
上の構成より製造する本発明ピストンリング製造方法を
以下実施例に従い説明する。
上の構成より製造する本発明ピストンリング製造方法を
以下実施例に従い説明する。
第２図は本発明ピストンリング製造方法の概要を示す図
であり、ビス・トンリング母１’Ｊ’ｌｌを送り出すロ
ーラ２．２と、第２部材１２を送り出すローラ３）３と
によってピストンリング母４Ｊ１１と第２部月１２とが
別々の方向から送シ出される。
であり、ビス・トンリング母１’Ｊ’ｌｌを送り出すロ
ーラ２．２と、第２部材１２を送り出すローラ３）３と
によってピストンリング母４Ｊ１１と第２部月１２とが
別々の方向から送シ出される。
この時ピストンリング母料１１は１次曲げロー２４１％
４２％ ４３により予め大きな曲率Ｒ１に曲げられ）
同様に第２部羽も１次曲げローラ５１．５２．５３によ
って所定の曲率Ｒ２に曲けられ、圧接ローラ６１，６２
位置にて接合すべく送シ方向１１次曲げ曲率が決定され
る。
４２％ ４３により予め大きな曲率Ｒ１に曲げられ）
同様に第２部羽も１次曲げローラ５１．５２．５３によ
って所定の曲率Ｒ２に曲けられ、圧接ローラ６１，６２
位置にて接合すべく送シ方向１１次曲げ曲率が決定され
る。
ピストンリング母相１１と第２部１’１２の接合部位置
にはこの接合部を加熱する熱源７が配され熱源からのア
ーク又は加熱ビームにょシピストンリング母月１１と第
２部材の表層を再溶融し１次いで圧接ロー９６１．６２
によってピストンリング化＠’ １１ ％ ｇ ２部材
１２を圧接と同時に冷却することでピストンリング母材
１１と第２部月１２とを溶接し１ピストンリング粗拐１
３を形成する次にピストンリング損料１３は銅製ピスト
ンリングに通常用いられる３点ローラは１又は５点ロー
ラ式のカーリングローラ８１％ ８２．８３．８４．
８５によって最終形状の曲率に曲げられ１合い口を切断
されて後に熱処理される。
にはこの接合部を加熱する熱源７が配され熱源からのア
ーク又は加熱ビームにょシピストンリング母月１１と第
２部材の表層を再溶融し１次いで圧接ロー９６１．６２
によってピストンリング化＠’ １１ ％ ｇ ２部材
１２を圧接と同時に冷却することでピストンリング母材
１１と第２部月１２とを溶接し１ピストンリング粗拐１
３を形成する次にピストンリング損料１３は銅製ピスト
ンリングに通常用いられる３点ローラは１又は５点ロー
ラ式のカーリングローラ８１％ ８２．８３．８４．
８５によって最終形状の曲率に曲げられ１合い口を切断
されて後に熱処理される。
このピストンリングの最終曲げ方法としては第２図に示
す如く５点ロール方式により真円形状に曲けられるか、
又はカム形状に巻かれても良くさらには真円又はカム形
状の治具に巻き取られることによシ所定形状に曲りられ
てもかなわない。さらに合い口の切断は一本のピストン
リングが巻かれて切断されるか為又はコイル状に巻かれ
て後に合い口を切断されても良い。
す如く５点ロール方式により真円形状に曲けられるか、
又はカム形状に巻かれても良くさらには真円又はカム形
状の治具に巻き取られることによシ所定形状に曲りられ
てもかなわない。さらに合い口の切断は一本のピストン
リングが巻かれて切断されるか為又はコイル状に巻かれ
て後に合い口を切断されても良い。
熱処理はまずピストンリングの塑性加工に伴う内部歪や
ピストンリング母相と第２部材を溶接する際の熱的歪を
除去するために行なわれるものだが、別に焼入れや軟窒
化等の熱処理工程を併用される場合は１焼入れ為軟窒化
によシ溶接及び塑性加工時の内部応力１歪が除去される
だめに歪取りを特徴とする特別々熱処理は要しない。
ピストンリング母相と第２部材を溶接する際の熱的歪を
除去するために行なわれるものだが、別に焼入れや軟窒
化等の熱処理工程を併用される場合は１焼入れ為軟窒化
によシ溶接及び塑性加工時の内部応力１歪が除去される
だめに歪取りを特徴とする特別々熱処理は要しない。
又上記したピストンリング母相と第２部月の溶′接に用
いる加熱手段としては、まずピストンリング母相と第２
部材の接合される表面を選択的に溶融し１かつ少なくと
もピストンリング母相は表面のみが溶融することが条件
となるため加熱エネルギ密度の高い熱源）例えばプラズ
マアークや、レーザビームが適する。さらに表面再溶融
の際に表面の酸化を防ぐ意味で環元性又は非酸化性雰囲
気で処理することが必要であり、不活性ガス又はプラズ
マアーク中で再溶融される。
いる加熱手段としては、まずピストンリング母相と第２
部材の接合される表面を選択的に溶融し１かつ少なくと
もピストンリング母相は表面のみが溶融することが条件
となるため加熱エネルギ密度の高い熱源）例えばプラズ
マアークや、レーザビームが適する。さらに表面再溶融
の際に表面の酸化を防ぐ意味で環元性又は非酸化性雰囲
気で処理することが必要であり、不活性ガス又はプラズ
マアーク中で再溶融される。
又ピストンリング母相と第２部月との送り速度について
も第２部月の送シ速度を相対的に速くすることによシピ
ストンリング粗材の最終成形面り時に生じる第２部材と
ピストンリング母相の接合部内部応力を小さくし１溶接
部の割れやクラックの発生を防がれる。
も第２部月の送シ速度を相対的に速くすることによシピ
ストンリング粗材の最終成形面り時に生じる第２部材と
ピストンリング母相の接合部内部応力を小さくし１溶接
部の割れやクラックの発生を防がれる。
又ピストンリング母相と第２部月の１次曲げについては
その目的として予めピストンリング母材に所定の曲率を
力えることで溶接部に最終曲は時に生ずる内部応力を低
減することがあり１又１圧接ローラ６１＼６２直前にお
いてピストンリング母相１１と第２部月１２とである程
度の角度をもって合わされる仁とが必要人理由による。
その目的として予めピストンリング母材に所定の曲率を
力えることで溶接部に最終曲は時に生ずる内部応力を低
減することがあり１又１圧接ローラ６１＼６２直前にお
いてピストンリング母相１１と第２部月１２とである程
度の角度をもって合わされる仁とが必要人理由による。
以上本発明製造方法につき第１実施例を説明したが、本
発明はピストンリングとして使用される際にさらに以下
の如き実施がされる。
発明はピストンリングとして使用される際にさらに以下
の如き実施がされる。
まず第３図に示す如くピストンリング化＠１１に第２部
月１２が接合され１その間に溶接ビード１４が形成され
る。この溶接ビード１４がピストンリングの上下面１５
．１５に存在するとこの面の被削性が著しく劣化し、か
つ面精度が高くとれないためピストンリング母材１１に
は凹溝１６が設けられ、第り部相１２がとの凹溝１６に
嵌合される如くされる。この時にピストンリング母相と
第２部材との接合面のみを選択的に加熱されないと溶接
ビード１４がピストンリング外面に達することとなるた
めに第４図に示す如く圧接ローラ６２にはピストンリン
グを囲む如き凹溝６３を形成し、かつ内部に強制冷却手
段を有したローラを用いると共に加熱エネルギのアーク
又はビームラ偏平とすることが必要である。このアーク
又はビームを偏平に収束させる手段としては、例えばプ
ラズマアークを用いる場合は磁界で制御することが可能
であり、レーザビームを用いる場合は半円筒状の反射鏡
の採用によシ、又電子ビームを用いる場合はビームの振
動方向を制御することで容易に偏平なエネルギビームを
得ることが可能である。
月１２が接合され１その間に溶接ビード１４が形成され
る。この溶接ビード１４がピストンリングの上下面１５
．１５に存在するとこの面の被削性が著しく劣化し、か
つ面精度が高くとれないためピストンリング母材１１に
は凹溝１６が設けられ、第り部相１２がとの凹溝１６に
嵌合される如くされる。この時にピストンリング母相と
第２部材との接合面のみを選択的に加熱されないと溶接
ビード１４がピストンリング外面に達することとなるた
めに第４図に示す如く圧接ローラ６２にはピストンリン
グを囲む如き凹溝６３を形成し、かつ内部に強制冷却手
段を有したローラを用いると共に加熱エネルギのアーク
又はビームラ偏平とすることが必要である。このアーク
又はビームを偏平に収束させる手段としては、例えばプ
ラズマアークを用いる場合は磁界で制御することが可能
であり、レーザビームを用いる場合は半円筒状の反射鏡
の採用によシ、又電子ビームを用いる場合はビームの振
動方向を制御することで容易に偏平なエネルギビームを
得ることが可能である。
さらに本発明にあっては加熱されるピストンリング母材
と第２部材とが体積比に差がある理由によって熱容量も
大きく差があシ１第２部月全体が溶融することがあるが
１この場合にあっては次工程にて圧接ローラ６２で、ピ
ストンリング外周を形成する第２部材表面をロール成形
することとなシピストンリング外周面の粗面化は防がれ
る。
と第２部材とが体積比に差がある理由によって熱容量も
大きく差があシ１第２部月全体が溶融することがあるが
１この場合にあっては次工程にて圧接ローラ６２で、ピ
ストンリング外周を形成する第２部材表面をロール成形
することとなシピストンリング外周面の粗面化は防がれ
る。
又第５図に示す如くピストンリング母拐１１又は第２部
月１２に線素材の段階でろう剤１７を線状に組付けるか
−又はろう剤をめっきしろう剤の融点以上の温度でピス
トンリング母材λ第２部羽の融点以下に加熱し）ピスト
ンリング母材と第２部月とをろう付けすることによシ接
合してもよい。この実施例によればＸピストンリングの
外面には溶接ビードが出ることもなくかつ第２部材が溶
融する危険性もない。
月１２に線素材の段階でろう剤１７を線状に組付けるか
−又はろう剤をめっきしろう剤の融点以上の温度でピス
トンリング母材λ第２部羽の融点以下に加熱し）ピスト
ンリング母材と第２部月とをろう付けすることによシ接
合してもよい。この実施例によればＸピストンリングの
外面には溶接ビードが出ることもなくかつ第２部材が溶
融する危険性もない。
以上本発明を説明したが１本発明にあってはピストンリ
ング母料としては高炭素鋼ヌは低合金高炭素鋼を用い１
第２部利としては高炭素マルテンザイト系ステンレス鋼
や高速度工具鋼の如く高硬度で耐摩耗性に優れる羽料か
ら選択される、ことが好ましい。
ング母料としては高炭素鋼ヌは低合金高炭素鋼を用い１
第２部利としては高炭素マルテンザイト系ステンレス鋼
や高速度工具鋼の如く高硬度で耐摩耗性に優れる羽料か
ら選択される、ことが好ましい。
以上記した如く本発明のピストンリング製造方法は異種
利料によって構成されるピストンリングの製造方法にあ
ってまず連続してピストンリングを製造される量産性と
九次に異種拐料の接合が溶接又はろう封手法であること
による接合強度と、さらにピストンリングの面粗度を粗
さないことによる後加工の容易性を向上するものであシ
）生産性に優れるものである。
利料によって構成されるピストンリングの製造方法にあ
ってまず連続してピストンリングを製造される量産性と
九次に異種拐料の接合が溶接又はろう封手法であること
による接合強度と、さらにピストンリングの面粗度を粗
さないことによる後加工の容易性を向上するものであシ
）生産性に優れるものである。
４、図面の説明
第１図：従来のピストンリング断面図。
第２図二本発明の製造方法を説明する概要図。
第３図〜第６図：本発明他の実施例断面図。
何冊の説明
１１：ピストンリング母材 １２：第２部利１３：ピス
トンリング粗羽 ６１Ｎ６２：圧接ローラ フ：加熱熱源 ８１．８２．８３．８４．８５：曲グローラ特許出願人 日本ピストンリング株式会社 第３図 第５図
トンリング粗羽 ６１Ｎ６２：圧接ローラ フ：加熱熱源 ８１．８２．８３．８４．８５：曲グローラ特許出願人 日本ピストンリング株式会社 第３図 第５図
Claims (5)
- （１）線素材のピストンリングを塑性変形によシ所定曲
率の円環に曲げ１又線素材のピストンリング外周に異種
羽村を配されるピストンリングの製造方法において〜 ます線素側のピストンリング母材と１＋％！素材の第２
部羽とを用意し、 第１工程としてピストンリング母利と第２部材とを異な
る方向から送り出し入 第２工稈として送り出されたピストンリング母料と第２
部羽との接合部を加熱溶融し１第３工程としてピストン
リング母材と第２線拐とを圧接し１ピストンリング粗拐
を形成しＡ第４工程としてピストンリング粗相を所定曲
率の円環に曲げ、 第５工程としてピストンリング粗材の合い口を切断し、 第６エ程としてピストンリング粗相を熱処理する第１〜
第６エ程よシ製造することを特徴とするピストンリング
製造方法。 - （２）前記ピストンリング母材と第２部羽とを圧接ロー
ラに供給する以前に１次曲げし所定の曲率に成形するこ
とを特徴とする特許 １項記載のピストンリングの製造方法。 - （３）前記ピストンリング母相と第ｚｓ＠との接合部の
溶融加熱が非酸化性雰囲気にて行なわれることを特徴と
する前記特許請求の範囲第１項記載のピストンリング製
造方法。 - （４）前記ピストンリング母料には凹溝を設は第２部羽
が該凹溝と嵌合され接合されることを特徴とする前記特
許請求の範囲第１項記載のピストンリング製造方法。 - （５） 前記ピストンリング母材と第２部材間にろう
剤を配し１ろう剤を加熱溶融することによりピストンリ
ング母材と第２部材とを接合することを特徴・とする前
記特許請求の範囲第１項記載のピストンリングの製造方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112592A JPS594934A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | ピストンリングの製造方法 |
| DE19833323458 DE3323458A1 (de) | 1982-07-01 | 1983-06-29 | Verfahren zur herstellung eines kolbenringes |
| US06/510,119 US4499643A (en) | 1982-07-01 | 1983-07-01 | Process for manufacturing a piston ring |
| GB08317937A GB2124733B (en) | 1982-07-01 | 1983-07-01 | Manufacturing piston rings with inserts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57112592A JPS594934A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | ピストンリングの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS594934A true JPS594934A (ja) | 1984-01-11 |
Family
ID=14590588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57112592A Pending JPS594934A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | ピストンリングの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4499643A (ja) |
| JP (1) | JPS594934A (ja) |
| DE (1) | DE3323458A1 (ja) |
| GB (1) | GB2124733B (ja) |
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1982
- 1982-07-01 JP JP57112592A patent/JPS594934A/ja active Pending
-
1983
- 1983-06-29 DE DE19833323458 patent/DE3323458A1/de not_active Withdrawn
- 1983-07-01 GB GB08317937A patent/GB2124733B/en not_active Expired
- 1983-07-01 US US06/510,119 patent/US4499643A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4499643A (en) | 1985-02-19 |
| GB2124733A (en) | 1984-02-22 |
| DE3323458A1 (de) | 1984-01-05 |
| GB2124733B (en) | 1986-01-22 |
| GB8317937D0 (en) | 1983-08-03 |
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