[發(fā)明專利]錐面形壓力環(huán)用線材及錐面形壓力環(huán)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380042189.4
• 申請(qǐng)日: 2013-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104520615A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 渡邊衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社理研
• 主分類號(hào): F16J9/20
• 分類號(hào): F16J9/20;F02F5/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 方應(yīng)星;高培培

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)、壓縮發(fā)動(dòng)機(jī)等使用的活塞環(huán)，尤其是涉及用于制造具有錐形狀的外周面的錐面形壓力環(huán)的線材及錐面形壓力環(huán)。

背景技術(shù)

在內(nèi)燃機(jī)的活塞裝配有3～4個(gè)活塞環(huán)。上部的2～3個(gè)活塞環(huán)被稱為壓力環(huán)，具有保持燃燒室與曲軸室的氣密并將活塞的熱量向氣缸傳遞而進(jìn)行散熱的功能。而且，下部的1～2個(gè)活塞環(huán)被稱為油環(huán)，在氣缸內(nèi)表面形成油膜，且具有將過(guò)剩的油刮落的功能。

在壓力環(huán)中，已知有具有錐形狀的外周面的錐面形活塞環(huán)，具有如下特征：通過(guò)適當(dāng)?shù)腻F角度θ的設(shè)定，將在活塞的下降行程時(shí)附著于氣缸套或氣缸的內(nèi)壁(以下稱為“氣缸內(nèi)壁”)的油刮落，并且在上升行程時(shí)通過(guò)錐面與氣缸內(nèi)壁間的楔形效果而形成油膜。由于這樣的特征，因此主要被廣泛地使用作為機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)的第二環(huán)(第二壓力環(huán))或第三環(huán)(第三壓力環(huán))。

在錐面形壓力環(huán)中，如上所述，需要具備氣密性比以往充分的油控制功能，為此，從初期磨合的時(shí)刻起長(zhǎng)期維持錐面形狀至關(guān)重要。實(shí)際上，如圖4所示，錐面形壓力環(huán)20具有錐角度θ、環(huán)寬度h1的截面。通常，為了提高初期磨合性，在制造的最終工序中，在具有與環(huán)標(biāo)稱直徑相等的內(nèi)徑的套筒內(nèi)進(jìn)行研磨，在環(huán)外周面1形成帶狀的接觸面4。雖然也依賴于成形后的環(huán)的正圓度(向與環(huán)的標(biāo)稱直徑相等的正圓套筒內(nèi)插入時(shí)的環(huán)的正圓度)等的制作結(jié)果，但是接觸面雖然只要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間研磨就必然能夠形成，但是相反也可能會(huì)使接觸寬度增加。這種情況下，實(shí)質(zhì)上向氣缸壁面的壓緊力(面壓)下降，也會(huì)導(dǎo)致油消耗的增加。而且，雖然也與環(huán)的張力相關(guān)，但是接觸寬度的增加會(huì)導(dǎo)致摩擦的增加，從而也會(huì)使燃油經(jīng)濟(jì)性惡化。在制造活塞環(huán)的方面，從品質(zhì)方面出發(fā)，要求可靠地得到規(guī)定的接觸寬度L’的研磨面，從成本面出發(fā)，要求縮短研磨時(shí)間。

日本特開(kāi)2002-323133公開(kāi)了一種為了實(shí)現(xiàn)研磨等的加工時(shí)間的縮短而將上述的接觸面(在專利文獻(xiàn)1中記載為平坦面)預(yù)先設(shè)于線材的情況。而且，作為平坦面的寬度而公開(kāi)了0.05～0.3mm。然而，實(shí)際情況是，即使從一開(kāi)始在線材上存在平坦面，根據(jù)如前述那樣成形后的環(huán)的正圓度等的制作結(jié)果，也未必能可靠地得到規(guī)定的接觸寬度的研磨面并縮短研磨時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題而作出，其課題是提供一種錐面形壓力環(huán)用線材，其在錐面形壓力環(huán)的制造工序中，不增加外周面的接觸寬度而能夠均勻且迅速地形成初期磨合面(接觸面)。而且，課題是提供一種長(zhǎng)壽命的錐面形壓力環(huán)，其減小接觸寬度，即使對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)行駛距離而磨損發(fā)展也能抑制接觸寬度的擴(kuò)大，因而減少活塞環(huán)外周面與氣缸套壁面之間的摩擦而提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

用于解決課題的方案

在本發(fā)明中，基本上是想到了如下情況：在環(huán)用線材的成為環(huán)的外周面的錐面上形成第二錐部，該第二錐部形成有接觸面，由此可靠地形成規(guī)定的接觸寬度的研磨面且能夠縮短研磨時(shí)間。

在沒(méi)有第二錐部的以往的錐面形壓力環(huán)中，當(dāng)錐角度(錐部的傾斜角度θ)小時(shí)，根據(jù)微小的研磨量(研磨加工產(chǎn)生的去除量)而接觸寬度會(huì)產(chǎn)生較大的變動(dòng)，難以得到初期的均勻的活塞環(huán)面壓。另一方面，當(dāng)錐角度θ大時(shí)，在活塞的上升行程時(shí)，將附著于氣缸壁的油攏起，油消耗變大。在這樣的觀點(diǎn)上，在本發(fā)明者構(gòu)思本發(fā)明之前的階段，當(dāng)形成錐角度θ大的第二錐部時(shí)，如前述那樣預(yù)想到使油消耗顯著惡化的情況。然而，在本發(fā)明中，努力研究的結(jié)果是，想到了如下情況：通過(guò)將線材的第二錐部的向外周側(cè)的突出量H設(shè)為0.005～0.05mm的范圍，將加工成環(huán)之后的第二錐部的向半徑方向(即外周側(cè))的突出量H’設(shè)定為0.001～0.048mm的范圍，由此能夠得到不會(huì)使油消耗惡化，而且通過(guò)研磨加工，能夠可靠且迅速地形成規(guī)定的接觸寬度的接觸面，能夠長(zhǎng)期抑制磨損寬度的擴(kuò)大，并能夠維持規(guī)定的面壓的長(zhǎng)壽命的錐面形壓力環(huán)。

即，本發(fā)明的錐面形壓力環(huán)用線材是錐面形壓力環(huán)的制造所使用的長(zhǎng)條狀的線材，其特征在于，在成為環(huán)的外周面的面具有彼此相鄰且向外周側(cè)傾斜的第一錐部和第二錐部，所述第二錐部的傾斜角度θ2比所述第一錐部的傾斜角度θ1大，所述第二錐部的外周側(cè)端部相比所述第一錐部的外周側(cè)端部向外周側(cè)突出0.005～0.05mm。所述第一錐部的傾斜角度θ1優(yōu)選為1～5°，所述第二錐部的傾斜角度θ2優(yōu)選為3～10°。而且，所述第二錐部?jī)?yōu)選為環(huán)寬度尺寸h1的1/2以下。

而且，本發(fā)明的錐面形壓力環(huán)用線材優(yōu)選在由成為環(huán)的外周面的面和成為下表面的面所形成的角部具有臺(tái)階狀或鉤狀的切除部。