(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する合い口面を有し、一方の合い口面側にはピストンリング母材の外周面側に位置しピストンリング母材の円周方向に突出する突出部が設けられ該突出部はピストンリング母材の軸方向に直角な突出側主要面を有し、他方の合い口面にはピストンリング母材の外周面に位置し該突出部を受け入れる凹部が形成され該凹部はピストンリング母材の軸方向に直角な凹部側主要面を有し、該突出部が該凹部内に位置して該突出側主要面と該凹部側主要面が対向した状態で該外周面に溶射が施される溶射ピストンリングの製造方法において、
該突出側主要面と該凹部側主要面とは、該ピストンリング母材の外周面に対しそれぞれ垂直をなし、
該突出側主要面と該凹部側主要面との間に薄鋼板を介在させ、
該薄鋼板の厚さを０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍとし、該薄鋼板の該ピストンリング母材外周面側の縁部を１ｍｍ乃至２ｍｍ該ピストンリング母材の外周面から該ピストンリング母材の半径方向に突出させ、
薄鋼板が突出側主要面であってピストンリング母材外周面側の縁部と凹部側主要面であってピストンリング母材外周面側の縁部とを離間させた状態でピストンリング母材外周面に溶射が施されることを特徴とする溶射ピストンリングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は溶射ピストンリングの製造方法に関し、特に船舶用等の大径の溶射ピストンリングの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３，図４に示されるように、従来のピストンリング２０１，３０１の合い口面２０２、２０３、３０２、３０３形状は、フラット面であってリング軸線方向及びリング半径方向に延びるストレート形状（図３）や、フラット面であってリング軸線方向に傾斜するアングル形状（図４）のものがある。また、近年の内燃機関の高出力化に伴い、図５に示されるように、３次元的な特殊な合い口面形状のピストンリングが使用されるようになった。即ち一方の合い口面１０１Ａ側にはピストンリング母材１０１の外周面側１０１Ｃに位置しピストンリング母材の円周方向に突出する突出部１０２が設けられ、突出部１０２はピストンリング母材の軸方向に直角な突出側主要面１０２Ａを有する。また他方の合い口面１０１Ｂにはピストンリング母材の外周面１０１Ｃに位置し該突出部１０２を受け入れる凹部１０３が形成され、凹部１０３はピストンリング母材の軸方向に直角な凹部側主要面１０３Ａを有する。突出部１０２が凹部１０３内に位置することで、合い口面相互の気密特性を向上させている。
【０００３】
また、従来よりピストンリング母材の外周面には摺動特性を改善するために種々の表面処理が提案されてきたが、近年では耐焼付き性に劣るクロムメッキから、耐焼付き性及び耐摩耗性に優れた溶射による表面処理が主流になりつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図５に示される特殊合い口形状のピストンリング母材の外周面１０１Ｃに溶射を行う場合には、合い口面１０１Ａ、１０１Ｂを閉じて、即ち、突出部１０２を凹部１０３内に位置させ、突出側主要面１０２Ａと凹部側主要面１０３Ａが対向密着した状態で、外周面１０１Ｃに溶射が施される。
【０００５】
しかし、このような溶射方法では、突出側主要面１０２Ａであってピストンリング母材外周面１０１Ｃ側の縁部１０２Ｂと、凹部側主要面１０３Ａであってピストンリング母材外周面側の縁部１０３Ｂとが密接に配列され、縁部１０２Ｂと１０３Ｂとの間の微細な隙間にも溶射粉末が積層されて溶射皮膜が生成され、突出部１０２と凹部１０３との間に溶射層による橋架けが生じる。
【０００６】
そして、突出部１０２と凹部１０３との相対的な移動により、突出部１０２と凹部１０３との間で繋がっている溶射層が切断されるが、このとき溶射層は縁部１０２Ｂと１０３Ｂの界面に沿って切断されるわけではなく、外周面１０１Ｃの任意の箇所で剥離するような不連続、不特定な剥離が生じることが多い。特に船舶用の大径のピストンリング母材の溶射処理の場合には溶射面積が大きく、このような剥離は極めて生産性を低下させる。
【０００７】
そこで本発明は、溶射層の剥離を防止して溶射ピストンリングの生産性を高める溶射ピストンリングの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、対向する合い口面を有し、一方の合い口面側にはピストンリング母材の外周面側に位置しピストンリング母材の円周方向に突出する突出部が設けられ該突出部はピストンリング母材の軸方向に直角な突出側主要面を有し、他方の合い口面にはピストンリング母材の外周面に位置し該突出部を受け入れる凹部が形成され該凹部はピストンリング母材の軸方向に直角な凹部側主要面を有し、該突出部が該凹部内に位置して該突出側主要面と該凹部側主要面が対向した状態で該外周面に溶射が施される溶射ピストンリングの製造方法において、該突出側主要面と該凹部側主要面とは、該ピストンリング母材の外周面に対しそれぞれ垂直をなし、該突出側主要面と該凹部側主要面との間に薄鋼板を介在させ、該薄鋼板の厚さを０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍとし、該薄鋼板の該ピストンリング母材外周面側の縁部を１ｍｍ乃至２ｍｍ該ピストンリング母材の外周面から該ピストンリング母材の半径方向に突出させ、薄鋼板が突出側主要面であってピストンリング母材外周面側の縁部と凹部側主要面であってピストンリング母材外周面側の縁部とを離間させた状態でピストンリング母材外周面に溶射が施される溶射ピストンリングの製造方法を提供している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による溶射ピストンリングの製造方法について図  １、図２に基づき説明する。図１に示されるように、特殊な合い口形状のピストンリング母材１は、一方の合い口面１Ａ側にはピストンリング母材外周面１Ｃ側に位置しピストンリングの円周方向に突出する突出部２が設けられ、突出部２はピストンリング母材１の軸方向に直角な突出側主要面２Ａを有する。また他方の合い口面１Ｂにはピストンリング母材の外周面１Ｃに位置し突出部２を受け入れる凹部３が形成され、凹部３はピストンリング母材１の軸方向に直角な凹部側主要面３Ａを有する。突出部２が凹部３内に位置することで、合い口面１Ａ、１Ｂ相互間の気密特性が向上する。
【００１０】
このようなピストンリング母材１の外周面１Ｃに溶射をするとき、まず、突出部１Ａの主要面２Ａに薄鋼板１０を接着により貼り付ける。接着剤としては、アロンアルファ（登録商標）等の瞬間接着剤が使用される。薄鋼板１０の厚さは０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍである。厚すぎると治具により多数のピストンリングをセットする場合、締付けが不均等になり、締付けにくくなる。  ここで鋼板としたのは、溶射の高熱に耐える高融点材料だからであり、薄鋼板としては例えばフィラーゲージが使用可能である。貼り付けの際には、薄鋼板１０のピストンリング母材１の外周面側の縁部を１ｍｍ乃至２ｍｍ程度、ピストンリング母材１の外周面から半径方向外方に突出させる。この突出長さは溶射皮膜の厚さに対応する。突出長さが長すぎると溶射が不均一になりやすい。
【００１１】
次に図２に示されるように、合い口面１Ａ、１Ｂを閉じた状態にセットする。この状態では突出側主要面２Ａであってピストンリング母材外周面側１Ｃの縁部２Ｂと、凹部側主要面３Ａであってピストンリング母材外周面１Ｃ側の縁部３Ｂとは薄鋼板１０の縁部により薄鋼板１０の肉厚分だけ離間されている。
【００１２】
そしてこの状態で従来の溶射条件によりピストンリング母材外周面１Ｃに溶射が施される。このとき、突出部１Ａの主要面２Ａの縁部２Ｂと、凹部側主要面３Ａの縁部３Ｂとは薄鋼板１０の縁部により離間されているので、縁部２Ｂ、３Ｂ間に溶射材料による橋架けが起こらず、従って剥離の問題も生じない。また薄鋼板１０も極めて薄いので、薄鋼板１０の露出縁部には溶射皮膜が形成されない。従って薄鋼板１０の縁部と突出部主要面２Ａの縁部２Ｂとの間や、薄鋼板１０の縁部と凹部側主要面３Ａの縁部３Ｂとの間にも橋架けが生じず、溶射層の剥離の問題が生じない。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１記載の溶射ピストンリングの製造方法によれば、合い口面付近での剥離が生じないので、健全な溶射皮膜を備えたピストンリングを製造できる。また剥離がないため溶射後に補修等の新たな加工をする必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による溶射ピストンリングの製造方法に使用されるピストンリング母材と薄鋼板を示す部分斜視図。
【図２】図１のピストンリング母材の合い口面を閉じた状態を示す部分斜視図。
【図３】特殊合い口面を有する従来のピストンリング母材を示す部分斜視図。
【図４】  ストレート形状の合い口部を有する従来のピストンリング母材を示す部分斜視図。
【図５】アングル形状の合い口部を有する従来のピストンリング母材を示す部分斜視図。
【符号の説明】
１  ピストンリング母材
１Ａ、１Ｂ  合い口面
１Ｃ  外周面
２  突出部
３  凹部
２Ａ  突出側主要面
２Ｂ  突出側主要面の縁部
３Ａ  凹部側主要面
３Ｂ  凹部側主要面の縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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