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JP2009036035A - Multi-piece steel oil ring for internal combustion engine - Google Patents

Multi-piece steel oil ring for internal combustion engine Download PDF

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JP2009036035A
JP2009036035A JP2007198865A JP2007198865A JP2009036035A JP 2009036035 A JP2009036035 A JP 2009036035A JP 2007198865 A JP2007198865 A JP 2007198865A JP 2007198865 A JP2007198865 A JP 2007198865A JP 2009036035 A JP2009036035 A JP 2009036035A
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JP
Japan
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oil
oil ring
ring
internal combustion
film
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
Application number
JP2007198865A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomotaka Kariya
智孝 仮屋
Etsuo Tamegai
悦夫 為貝
Hideaki Kamiyama
秀明 上山
誠 ▲つる▼田
Makoto Tsuruta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Piston Ring Co Ltd
STT Inc
Original Assignee
Nippon Piston Ring Co Ltd
STT Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Piston Ring Co Ltd, STT Inc filed Critical Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority to JP2007198865A priority Critical patent/JP2009036035A/en
Publication of JP2009036035A publication Critical patent/JP2009036035A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-piece steel oil ring used in an internal combustion engine capable of preventing oil sludge and carbon deposit from adhering immediately after starting to use it and, even after that, permanently eliminating ring stick by oil sludge and carbon deposit. <P>SOLUTION: In this multi-piece steel oil ring used in an internal combustion engine, at least a part of the ring is covered by a film with water or oil repellency. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は内燃機関用組合せオイルリングに関する。さらに具体的には撥油性及び撥水性を有する皮膜で覆われたオイルリングに関する。   The present invention relates to a combined oil ring for an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to an oil ring covered with a film having oil repellency and water repellency.

一般に内燃機関用のピストンリングは、圧力リングとオイルリングとに大別される。ここで、オイルリングにあっては、オイルの掻き落とし機能と、オイルの消費量を制御するオイルコントロール機能を有する。従来より、内燃機関においては、燃費を向上させるためにシリンダボア内面とピストンリングにおける摩擦の低減が重要となっている。現在では、圧力リングとオイルリングの合計張力をボア径で除した値が0.2〜0.6N/mmの範囲と、著しく小さい値とする必要があり、ピストンリングのフリクション低減の為の低張力化及びリング軸方向幅h1の薄幅化が求められている。特にオイルリングにおいては、摩擦力の低減と共にオイル消費の低減も求められており、これらの機能を高めるために、オイルリング本体の軸方向幅を薄くする薄幅化技術が追求されている。   In general, piston rings for internal combustion engines are roughly classified into pressure rings and oil rings. Here, the oil ring has an oil scraping function and an oil control function for controlling the oil consumption. Conventionally, in an internal combustion engine, it is important to reduce friction between an inner surface of a cylinder bore and a piston ring in order to improve fuel consumption. At present, the value obtained by dividing the total tension of the pressure ring and oil ring by the bore diameter needs to be in the range of 0.2 to 0.6 N / mm, which is extremely small, and is low for reducing piston ring friction. There is a demand for tension reduction and thinning of the ring axial direction width h1. In particular, oil rings are required to reduce frictional force as well as oil consumption, and in order to improve these functions, thinning technology for reducing the axial width of the oil ring body is being pursued.

オイルリングの形状としては、オイルリング本体と、オイルリングを径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダとからなる2ピースオイルリングや、一対のサイドレールと、その間に設けられるスペーサエキスパンダとからなる3ピースオイルリングが一般に知られている。オイルリングの薄幅化技術は、シリンダライナの内壁面への追従性を向上させ、オイル消費量を削減することが出来るが、同時に張力が低下し、オイル掻き性能が低下するという欠点がある。そこで、オイル掻き性能を低下させず、むしろ向上させるためには、オイルリングのシリンダライナ内壁面と摺動するレールの軸方向高さを小さくし、接触面積を小さくすることで、単位面積あたりの接触圧力を低下させないようにする必要がある。その結果、現在では、内燃機関用オイルリングのオイルリング本体の軸方向高さは0.8mm〜2.0mmの範囲とすることが一般化してきている。   As the shape of the oil ring, a two-piece oil ring comprising an oil ring body and a coil expander that presses and urges the oil ring radially outward, a pair of side rails, and a spacer expander provided therebetween A three-piece oil ring is generally known. The oil ring thinning technology can improve the followability to the inner wall surface of the cylinder liner and reduce the oil consumption, but at the same time has the disadvantage that the tension is lowered and the oil scraping performance is lowered. Therefore, in order to improve rather than reduce the oil scraping performance, the axial height of the rail sliding with the inner wall surface of the cylinder liner of the oil ring is reduced, and the contact area is reduced. It is necessary not to reduce the contact pressure. As a result, at present, it has become common to set the axial height of the oil ring body of the oil ring for an internal combustion engine in the range of 0.8 mm to 2.0 mm.

しかしながら、近年エンジンの高回転、高出力化に伴い、このようなエンジン環境下におけるピストン周辺部は、オイル消費量、摩耗量が増加する傾向にあり、ピストンリングは更なる軸方向幅の薄幅化による軽量化やフリクションの低減による低張力化が進むと考えられる。オイルリングの低張力化が進むと、オイル上がり量が増え、オイル消費量が増大してしまうという問題が生じる。また、オイルリングの薄幅化によっては、ピストン廻り全体の軽量化やシリンダ壁面への追従性が良くなり、オイル消費量低減効果を図ることができる。しかしオイル戻し穴の面積は従来よりも縮小され、その結果、長時間の使用において、エンジンオイル中の未燃焼物質(以下「オイルスラッジ」と呼ぶ)がオイルリングのオイルリング本体のオイル戻し穴周辺に付着、堆積しオイル通路を塞ぐこととなり、オイル消費量の増加の問題が生じることとなる。また、オイルスラッジの付着、堆積がひどい場合はオイルスラッジが炭化し、カーボンデポジットとなり、リングスティックを起こしやすくなる。   However, in recent years, with the increase in engine speed and output, the piston periphery in such an engine environment tends to increase oil consumption and wear, and the piston ring has a further reduced axial width. It is thought that the weight will be reduced by reducing the friction and the tension will be reduced by reducing the friction. As the tension of the oil ring is lowered, there is a problem that the amount of oil rising increases and the amount of oil consumption increases. Further, depending on the reduction in the width of the oil ring, the overall weight of the piston can be reduced and the followability to the cylinder wall surface can be improved, so that the effect of reducing oil consumption can be achieved. However, the area of the oil return hole is smaller than before, and as a result, unburned substances in the engine oil (hereinafter referred to as `` oil sludge '') will remain around the oil return hole in the oil ring body of the oil ring after a long period of use. The oil passage adheres and accumulates and blocks the oil passage, resulting in an increase in oil consumption. Also, if the oil sludge adheres and accumulates excessively, the oil sludge is carbonized to form a carbon deposit, which tends to cause a ring stick.

このような問題を解決するために、2ピース構成のオイルリングについてはオイルリング本体のオイル戻し穴の拡大や、コイルエキスパンダのコイルピッチ拡大の形状対策が行われている。   In order to solve such a problem, with respect to an oil ring having a two-piece structure, shape countermeasures such as expansion of the oil return hole of the oil ring main body and expansion of the coil pitch of the coil expander are performed.

また、特許文献1には、3ピース構成のオイルリング表面に、親水性皮膜を設けたオイルリングについて開示されており、特許文献2には2ピース構成のコイルエキスパンダの接触する部分に合成樹脂を設けたオイルリングについて開示がされている。
特開2006−258110号公報 実公昭48−8963号公報
Patent Document 1 discloses an oil ring in which a hydrophilic film is provided on the surface of an oil ring having a three-piece structure. Patent Document 2 discloses a synthetic resin at a portion where a coil expander having a two-piece structure contacts. An oil ring provided with the above is disclosed.
JP 2006-258110 A Japanese Utility Model Publication No. 48-8963

しかしながら、2ピース構成のオイルリングにおける、オイルリング本体のオイル戻し穴の拡大や、コイルエキスパンダのコイルピッチ拡大の形状対策のみでは、オイルスラッジやカーボンデポジットの付着を防止することはできず、オイルスラッジやカーボンデポジットによるオイル戻し穴を塞ぐことを緩和する程度に留まっている。   However, the oil sludge and carbon deposit cannot be prevented only by expanding the oil return hole of the oil ring body in the two-piece oil ring or by increasing the coil pitch of the coil expander. It only remains to mitigate plugging of oil return holes with sludge and carbon deposits.

また、特許文献1では3ピース構成のオイルリング表面に、親水性皮膜を設けたオイルリングが開示されており、当該親水性皮膜に水を付着させることにより、この膜を撥油性とすることでオイルスラッジの付着・堆積を防止することが提案されている。しかしながら、この技術を用いる場合、そもそもオイル内に水分が存在していることが前提となり、また親水性皮膜が水分を付着した後でないと、当該皮膜は撥油性とならないため、オイルリング使用開始時から直ちにオイルスラッジの付着防止効果を得ることは難しい。   Patent Document 1 discloses an oil ring in which a hydrophilic film is provided on the surface of a three-piece oil ring. By attaching water to the hydrophilic film, the film is made oil-repellent. It has been proposed to prevent adhesion and accumulation of oil sludge. However, when this technology is used, it is assumed that moisture is present in the oil in the first place, and since the hydrophilic film does not become oil-repellent only after moisture has been attached, Therefore, it is difficult to obtain an oil sludge adhesion preventing effect immediately.

一方、特許文献2では2ピース構成のオイルリングにおいて、オイルリング本体とコイルエキスパンダの接触する部分に耐摩耗性合成樹脂層を設けたオイルリングについて開示がされている。当該技術によれば、オイルリング本体とコイルエキスパンダの接触部を前記耐摩耗性合成樹脂層を形成することにより耐摩耗性は向上するが、形成部はオイルリング本体とコイルエキスパンダの接触部のみであり、オイルスラッジやカーボンデポジットの付着防止対策の点では有効とはいえない。   On the other hand, Patent Document 2 discloses an oil ring in which a wear-resistant synthetic resin layer is provided in a portion where an oil ring main body and a coil expander are in contact with each other in a two-piece oil ring. According to the technique, the wear resistance is improved by forming the wear-resistant synthetic resin layer at the contact portion between the oil ring main body and the coil expander, but the formation portion is a contact portion between the oil ring main body and the coil expander. However, it is not effective in terms of measures to prevent oil sludge and carbon deposits from adhering.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、オイルリング使用開始時から直ちにオイルスラッジ及びカーボンデポジットの付着を防止することが可能であり、その後も永続的にオイルスラッジ及びカーボンデポジットによるリングスティックのない組合せオイルリングを提供することを主たる課題とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and can immediately prevent oil sludge and carbon deposits from being used from the start of use of the oil ring. Thereafter, the oil sludge and carbon deposits can be used permanently. The main object is to provide a combined oil ring without a ring stick.

前記課題を解決するための本願発明の組合せオイルリングは、内燃機関において用いられる組合せオイルリングであって、前記組合せオイルリングの少なくとも一部が、撥油性及び撥水性を有する皮膜で覆われていることを特徴とする。   The combined oil ring of the present invention for solving the above problems is a combined oil ring used in an internal combustion engine, wherein at least a part of the combined oil ring is covered with a film having oil repellency and water repellency. It is characterized by that.

また、前記撥油性及び撥水性を有する皮膜は、油との接触角が30°以上であり、水との接触角が80°以上であってもよい。   The film having oil repellency and water repellency may have a contact angle with oil of 30 ° or more and a contact angle with water of 80 ° or more.

また、前記撥油性及び撥水性を有する皮膜は、Si(珪素)及びF(フッ素)を含有した熱硬化性樹脂からなる皮膜であってもよい。   The film having oil repellency and water repellency may be a film made of a thermosetting resin containing Si (silicon) and F (fluorine).

また、前記熱硬化性樹脂は、ラジカル重合を有するフッ素樹脂と、ラジカル重合性シリコーン樹脂と、イソシアネート樹脂と、からなる熱硬化性樹脂であってもよい。   The thermosetting resin may be a thermosetting resin composed of a fluororesin having radical polymerization, a radical polymerizable silicone resin, and an isocyanate resin.

また、前記内燃機関用組合せオイルリングが、二つのレールを柱部で連結した断面略I字形のオイルリング本体と、該オイルリング本体の二つのレールを連結する柱部内周側に形成された内周溝に配置され、オイルリングをその径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダとからなる、2ピース構成のオイルリングであり、少なくとも、オイルリング本体に設けられたオイル戻し穴、上下二つのレールが向き合う内周側、コイルエキスパンダの螺旋内周面のいずれかが、前記撥油性及び撥水性を有する皮膜で覆われていてもよい。   The combined oil ring for an internal combustion engine includes an oil ring body having a substantially I-shaped cross section in which two rails are connected to each other by a column part, and an inner part formed on a column part inner periphery side connecting the two rails of the oil ring body. It is a two-piece oil ring that is arranged in a circumferential groove and comprises a coil expander that presses and urges the oil ring radially outward. At least an oil return hole provided in the oil ring body, Either the inner peripheral side where the two rails face each other or the spiral inner peripheral surface of the coil expander may be covered with the oil repellent and water repellent coating.

本発明の組合せオイルリングによれば、その一部が撥油性及び撥水性を有する皮膜で覆われているため、当該部分に水やオイルが溜まることなく、その結果組合せオイルリングへのオイルスラッジやカーボンデポジットの付着や水垢等の不純物の付着を防止することができオイル消費量の増大を防止することができる。   According to the combination oil ring of the present invention, part of the oil ring is covered with a film having oil repellency and water repellency, so that water or oil does not accumulate in the part, and as a result, oil sludge to the combination oil ring and Adhesion of carbon deposits and impurities such as scale can be prevented, and an increase in oil consumption can be prevented.

前述した、特許文献1に開示されているオイルリングにあっては、オイル吸着を防止するために、親水性皮膜に水を付着せしめ当該膜を撥油性とする必要があり、従って使用開始時からオイル吸着効果を得ることは困難であるが、本願では、オイルリングを覆う皮膜は撥油性及び撥水性を同時に有しているため、使用開始時から直ちにオイル吸着を防止することでき、オイルスラッジやカーボンデポジットの付着を阻止することができる。   In the above-described oil ring disclosed in Patent Document 1, in order to prevent oil adsorption, it is necessary to attach water to the hydrophilic film to make the film oil-repellent. Although it is difficult to obtain an oil adsorbing effect, in the present application, since the film covering the oil ring has both oil repellency and water repellency at the same time, oil adsorption can be prevented immediately from the start of use. Carbon deposits can be prevented.

以下に本願の組合せオイルリングについて、図面を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the combined oil ring of the present application will be specifically described with reference to the drawings.

先ずはじめに、本願発明の対象となる組合せオイルリングについて説明する。   First, a combination oil ring that is an object of the present invention will be described.

本願発明は、その表面に撥油性及び撥水性の両方を有する皮膜を形成した組合せオイルリングに関し、本願発明の特徴である撥油性及び撥水性の両方を有する皮膜の主たる効果は、オイルスラッジやカーボンデポジットによるリングスティックを防止することにあり、従って当該皮膜が形成される組合せオイルリング自体については特に限定されることはなく、内燃機関において用いられる組合せオイルリングであれば好適に適用することができる。従って、以下は、本願発明をオイルリングに適用した場合を中心に説明することとする。   The present invention relates to a combination oil ring in which a film having both oil repellency and water repellency is formed on the surface thereof. The main effect of the film having both oil repellency and water repellency, which is a feature of the present invention, is oil sludge and carbon. This is to prevent ring sticks due to deposits, and therefore, there is no particular limitation on the combination oil ring itself on which the film is formed, and any combination oil ring used in an internal combustion engine can be suitably applied. . Therefore, the following description will focus on the case where the present invention is applied to an oil ring.

ここで、本願発明の対象となるオイルリングについてその構成は特に限定されることはなく、いわゆる2ピース構成のオイルリング(図1)や、いわゆる3ピース構成のオイルリング、さらにはその他の構成であってもよい。   Here, the configuration of the oil ring that is the subject of the present invention is not particularly limited, and the so-called two-piece oil ring (FIG. 1), the so-called three-piece oil ring, and other configurations. There may be.

以下に、代表的なオイルリングである2ピース構成のオイルリングについて説明する。   Below, the oil ring of the 2 piece structure which is a typical oil ring is demonstrated.

図1は、本願の組合せオイルリングの実施形態としての2ピース構成のオイルリングの断面図である。   FIG. 1 is a sectional view of a two-piece oil ring as an embodiment of the combined oil ring of the present application.

図1に示すように、本願の組合せオイルリング10は、オイルリング本体11と、該ピストンリング本体11に内周溝に配置されるコイルエキスパンダ12とから構成されており、その所定の部分が撥油性及び撥水性の両方を有する皮膜13によって覆われていることを特徴とする。   As shown in FIG. 1, the combination oil ring 10 of the present application includes an oil ring body 11 and a coil expander 12 disposed in an inner circumferential groove of the piston ring body 11, and a predetermined portion thereof is It is characterized by being covered with a film 13 having both oil repellency and water repellency.

このように、組合せオイルリング10の所定の部分に撥油性及び撥水性の両方を有する皮膜13を設けることにより、当該部分にオイルや水分が長期間滞留することがなく、その結果、オイルスラッジやカーボンデポジットによるリングスティックを防止することができるとともに、水あかやその他の不純物が付着することも防止することができる。   Thus, by providing the coating 13 having both oil repellency and water repellency on a predetermined portion of the combination oil ring 10, oil or moisture does not stay in the portion for a long period of time. A ring stick caused by carbon deposits can be prevented, and water and other impurities can be prevented from adhering.

ここで、本願における撥油性及び撥水性とは、それぞれ、油を弾く性質、および水を弾く性質の意味であり、従って、本願発明において用いられる皮膜は、油と水の両方を弾く性質を有していることを意味している。   Here, oil repellency and water repellency in the present application mean the property of repelling oil and the property of repelling water, respectively. Therefore, the coating used in the present invention has the property of repelling both oil and water. It means that

また、これらについては、それぞれ皮膜と油、皮膜と水との接触角で表され、皮膜と油との接触角が大きい程皮膜の撥油性は高く、皮膜と水との接触角が大きいほど皮膜の撥水性は高くなる。従って、本願発明において用いられる皮膜13は、油との接触角が大きく、かつ水との接触角が大きい皮膜であることが好ましい。具体的には、該皮膜と油との接触角は少なくとも30°以上であることが好ましく、40°以上がさらに好ましい。また、該皮膜の水との接触角は80°以上であることが好ましく、90°以上がさらに好ましい。   In addition, these are represented by the contact angle between the film and oil, and the film and water, respectively, and the greater the contact angle between the film and oil, the higher the oil repellency of the film, and the greater the contact angle between the film and water, The water repellency is high. Therefore, the film 13 used in the present invention is preferably a film having a large contact angle with oil and a large contact angle with water. Specifically, the contact angle between the film and oil is preferably at least 30 ° or more, and more preferably 40 ° or more. The contact angle of the film with water is preferably 80 ° or more, more preferably 90 ° or more.

前記皮膜の膜厚についても本願は特に限定することはないが、撥油性及び撥水性の機能を発揮するためには、該皮膜の膜厚は0.1〜10μmが好ましく、0.5〜3.0μmがさらに好ましい。   The present invention is not particularly limited with respect to the film thickness of the film, but in order to exhibit oil repellency and water repellency, the film thickness of the film is preferably 0.1 to 10 μm, and 0.5 to 3 More preferably, the thickness is 0.0 μm.

このような性質を有する具体的な皮膜13としては、バインダーとしての熱硬化性樹脂にSi(珪素)及びF(フッ素)を含有することにより形成される皮膜が挙げられる。このように熱硬化性樹脂にSi(珪素)及びF(フッ素)を含有させた皮膜とすることで、該皮膜の撥油性及び撥水性の効果を高めることができる。   Specific examples of the film 13 having such properties include a film formed by containing Si (silicon) and F (fluorine) in a thermosetting resin as a binder. Thus, by using a thermosetting resin as a film containing Si (silicon) and F (fluorine), the oil repellency and water repellency of the film can be enhanced.

ここで熱硬化性樹脂としては特に限定されることはなく適宜選択が可能であるが、具体的にはラジカル重合を有するフッ素樹脂と、ラジカル重合性シリコーン樹脂と、イソシアネート樹脂とを結合させた熱硬化性樹脂が挙げられ、より具体的にはシリコーンポリマーをグラフト重合した、F(フッ素)、Si(珪素)、C(炭素)、O(酸素)からなるフッ素ポリマーと、イソシアネート樹脂とを結合させた熱硬化性樹脂を挙げることができる。   Here, the thermosetting resin is not particularly limited and can be appropriately selected. Specifically, the thermosetting resin is a heat obtained by bonding a fluoropolymer having radical polymerization, a radical polymerizable silicone resin, and an isocyanate resin. More specifically, a curable resin is mentioned. More specifically, a fluoropolymer composed of F (fluorine), Si (silicon), C (carbon), and O (oxygen) obtained by graft polymerization of a silicone polymer is combined with an isocyanate resin. And thermosetting resins.

本発明における皮膜13の形成方法については特に限定されることはなく、例えば、熱硬化性樹脂をスプレーコート法、ディップコート法、スピンコーティング法などを用いてオイルリングの所望の部分に塗布してもよい。   The method for forming the film 13 in the present invention is not particularly limited. For example, a thermosetting resin is applied to a desired portion of the oil ring using a spray coating method, a dip coating method, a spin coating method, or the like. Also good.

該皮膜13を形成する箇所については、特に限定されることはなく必要に応じて任意に選択可能であり、場合によっては組合せオイルリング表面全体に皮膜を形成してもよい。しかしながら該皮膜は、主にオイルスラッジやカーボンデポジットを防止するために形成されるものであることから、該皮膜を形成する部分としては、オイルスラッジやカーボンデポジットが付着し易い部分に形成することが好ましく、図1に示した2ピース構成のオイルリングにあってはオイルリング本体に設けられたオイル戻し穴、上下二つのレールが向き合った内周面、コイルエキスパンダの螺旋内周面に皮膜が形成されていることが好ましい。2ピース構成のオイルリングにおけるこれらの部分は、オイルや水分が滞留しやすく、オイルスラッジやカーボンデポジットが付着しやすいからである。なお、オイルリング本体、コイルエキスパンダの全周に本発明の皮膜が覆われていても良い。   The place where the film 13 is formed is not particularly limited and can be arbitrarily selected as necessary. In some cases, the film may be formed on the entire surface of the combined oil ring. However, since the film is mainly formed to prevent oil sludge and carbon deposits, the film forming part may be formed on a part where oil sludge or carbon deposits are likely to adhere. Preferably, in the two-piece oil ring shown in FIG. 1, the oil return hole provided in the oil ring body, the inner peripheral surface where the two upper and lower rails face each other, and the coating on the spiral inner peripheral surface of the coil expander Preferably it is formed. This is because these portions of the two-piece oil ring tend to retain oil and moisture, and oil sludge and carbon deposits are likely to adhere. In addition, the film of the present invention may be covered all around the oil ring main body and the coil expander.

本発明のオイルリングを実施例を用いてさらに具体的に説明する。   The oil ring of the present invention will be described more specifically with reference to examples.

2ピース構成のオイルリングに、実施例1、比較例1〜3として、表1に示す条件の皮膜をディップコート法により形成した。皮膜の形成箇所は図1に示す如く形成した。   A film having the conditions shown in Table 1 was formed by dip coating as Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 on a two-piece oil ring. The film was formed as shown in FIG.

実施例1及び比較例1〜3のリング仕様は、第一圧力リングのa1寸法を2.9mm、h1寸法1.2mmとし、第二圧力リングのa1寸法を2.9mm、h1寸法を1.2mmとし、オイルリングのa12寸法を2.5mm、h1寸法を2.0mmとした。ここでa1寸法はリング径方向厚さを示し、h1寸法はリング軸方向高さを示す。オイルリングのa12寸法及びh1寸法は、図1に示す。   In the ring specifications of Example 1 and Comparative Examples 1-3, the a1 dimension of the first pressure ring is 2.9 mm and the h1 dimension is 1.2 mm, the a1 dimension of the second pressure ring is 2.9 mm, and the h1 dimension is 1. The a12 dimension of the oil ring was 2.5 mm, and the h1 dimension was 2.0 mm. Here, the a1 dimension indicates the ring radial thickness, and the h1 dimension indicates the ring axial height. The a12 dimension and h1 dimension of the oil ring are shown in FIG.

また、第一圧力リングの外周摺動面にはCrめっきを形成し、オイルリングの本体のみ全周ガス窒化処理を行った。   In addition, Cr plating was formed on the outer peripheral sliding surface of the first pressure ring, and the entire circumference of the oil ring main body was subjected to gas nitriding treatment.

本願の実施例のオイルリングと比較例のオイルリングを、それぞれボア径81mm、1.6リットル、直列4気筒の自動車用ガソリンエンジンに装着し、当該エンジンをWOT(全負荷)状態で回転数6000rpmで200時間運転した。なお冷却水温度は30分毎に40℃と100℃を繰り返した。その後運転前後におけるオイル消費指数、及びオイルリングへのカーボンデポジット堆積量を測定した。オイル消費指数は運転前の値を1とし評価を行った。またカーボンデポジットの堆積量はオイルリング本体に設けられるオイル戻し穴の面積に対し、運転後のオイル戻し穴に付着したカーボンデポジットの面積率を測定した。その結果、オイル消費指数が運転前後で同等であり、カーボンデポジットの面積率が40%以下のものを○、それ以外を×とした。運転前後におけるオイル消費指数及びカーボンデポジットの堆積量測定結果を併せて表1に示す。表1に示す実施例1と比較例1〜3の水と油の接触角の測定は、協和界面科学株式会社製の全自動接触角測定装置CA−V20にて、滴下量1μLにて測定した結果である。   The oil ring of the embodiment of the present application and the oil ring of the comparative example are respectively mounted on an in-line 4-cylinder automobile gasoline engine having a bore diameter of 81 mm, 1.6 liters, and the engine rotates at 6000 rpm in a WOT (full load) state. Drove for 200 hours. In addition, the cooling water temperature repeated 40 degreeC and 100 degreeC every 30 minutes. Thereafter, the oil consumption index before and after the operation and the carbon deposit accumulation amount on the oil ring were measured. The oil consumption index was evaluated with the value before operation set to 1. The amount of carbon deposit deposited was determined by measuring the area ratio of the carbon deposit adhered to the oil return hole after operation with respect to the area of the oil return hole provided in the oil ring body. As a result, the oil consumption index was the same before and after the operation, and the carbon deposit area ratio of 40% or less was marked with ◯, and the others with x. Table 1 shows the oil consumption index before and after the operation and the measurement results of the amount of deposited carbon deposits. The measurement of the contact angle between water and oil in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 1 was measured with a fully automatic contact angle measuring device CA-V20 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. at a drop amount of 1 μL. It is a result.

Figure 2009036035
表1に示す実施例1と比較例1〜3からも明らかなように、本願実施例のオイルリングにおいては、運転試験前後のオイル消費指数に変化はみられず、良好なオイル消費を示している。一方、比較例のオイル消費指数は運転前と比較して上昇しており、オイル消費は悪化していることが明らかである。
Figure 2009036035
As is clear from Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 1, in the oil ring of the example of the present application, no change was observed in the oil consumption index before and after the operation test, indicating good oil consumption. Yes. On the other hand, the oil consumption index of the comparative example is higher than that before the operation, and it is clear that the oil consumption is getting worse.

また、カーボンデポジットの堆積量についても本願実施例のオイルリングにおいては、オイル戻し穴に付着したカーボンデポジットの堆積量(面積率)は、オイル戻し穴の面積の40%以下となっており、カーボンデポジットの付着を防止することができた。一方、比較例のカーボンデポジットの堆積量(面積率)はいずれも40%をはるかに超える結果となった。   In addition, regarding the amount of carbon deposit deposited, in the oil ring of the present embodiment, the amount of deposited carbon deposit (area ratio) attached to the oil return hole is 40% or less of the area of the oil return hole. The deposit could be prevented. On the other hand, the deposition amount (area ratio) of the carbon deposits of the comparative examples all exceeded 40%.

以上の結果より、2ピース構成のオイルリングのオイル戻し穴、上下二つのレールが向きある内周側、コイルエキスパンダの螺旋内周面のいずれかに本願皮膜を形成することにより、カーボンデポジットがオイル戻し穴等に付着するのを防止し、オイル消費量が増大するのを防止することができる。   From the above results, the carbon deposit is formed by forming the coating on the oil return hole of the two-piece oil ring, the inner peripheral side facing the two upper and lower rails, or the spiral inner peripheral surface of the coil expander. It is possible to prevent the oil from being attached to the oil return hole or the like and to prevent the oil consumption from increasing.

2ピース構成のオイルリング2-piece oil ring

符号の説明Explanation of symbols

10…2ピース構成のオイルリング
11…オイルリング本体
12…コイルエキスパンダ
13…皮膜
14…オイル戻し穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Two-piece oil ring 11 ... Oil ring main body 12 ... Coil expander 13 ... Film 14 ... Oil return hole

Claims (5)

内燃機関において用いられる組合せオイルリングであって、
前記組合せオイルリングの少なくとも一部が、撥油性及び撥水性を有する皮膜で覆われていることを特徴とする、内燃機関用組合せオイルリング。
A combined oil ring used in an internal combustion engine,
A combined oil ring for an internal combustion engine, wherein at least a part of the combined oil ring is covered with a film having oil repellency and water repellency.
前記撥油性及び撥水性を有する皮膜は、油との接触角が30°以上であり、かつ水との接触角が80°以上となる皮膜であることを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関用組合せオイルリング。   2. The film according to claim 1, wherein the film having oil repellency and water repellency is a film having a contact angle with oil of 30 ° or more and a contact angle with water of 80 ° or more. Combination oil ring for internal combustion engines. 前記撥油性及び撥水性を有する皮膜は、Si(珪素)及びF(フッ素)を含有した熱硬化性樹脂からなる皮膜であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の内燃機関用組合せオイルリング。   3. The internal combustion engine combination according to claim 1, wherein the coating having oil repellency and water repellency is a coating made of a thermosetting resin containing Si (silicon) and F (fluorine). Oil ring. 前記熱硬化性樹脂は、
ラジカル重合を有するフッ素樹脂と、
ラジカル重合性シリコーン樹脂と、
イソシアネート樹脂と、
からなる熱硬化性樹脂であることを特徴とする、請求項3に記載の内燃機関用組合せオイルリング。
The thermosetting resin is
A fluororesin having radical polymerization;
A radical polymerizable silicone resin;
An isocyanate resin;
The combined oil ring for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the oil ring is a thermosetting resin.
前記内燃機関用組合せオイルリングが、二つのレールを柱部で連結した断面略I字形のオイルリング本体と、該オイルリング本体の二つのレールを連結する柱部内周側に形成された内周溝に配置され、オイルリングをその径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダとからなる、2ピース構成のオイルリングであり、
少なくとも、ピストンリング本体に設けられたオイル戻し穴、上下二つのレールが向き合う内周側、コイルエキスパンダの螺旋内周面のいずれかが、前記撥油性及び撥水性を有する皮膜で覆われていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関用組合せオイルリング。
The combined oil ring for an internal combustion engine includes an oil ring main body having a substantially I-shaped cross section in which two rails are connected by a column portion, and an inner peripheral groove formed on the inner peripheral side of the column portion connecting the two rails of the oil ring main body. Is a two-piece oil ring comprising a coil expander that presses and urges the oil ring radially outward.
At least one of the oil return hole provided in the piston ring body, the inner peripheral side where the upper and lower two rails face each other, and the spiral inner peripheral surface of the coil expander are covered with the oil repellency and water repellency coating. The combined oil ring for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
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