螺旋撑环用线材和螺旋撑环制造技术

本发明专利技术主要目的在于，提供一种螺旋撑环用线材，其无需复杂的工序，便可以制造难以有异常磨损和随之而来的强度的降低这种缺陷产生的螺旋撑环。本发明专利技术提供一种截面形状为矩形的螺旋撑环用线材，被用于具有活塞环，和将上述活塞环压向其径向外方的螺旋撑环的组合活塞环的上述螺旋撑环，其中，采用上述螺旋撑环用线材形成螺旋撑环时，成为螺旋撑环的外周面的螺旋撑环用线材的表面，被形成为凸状的曲面状，本发明专利技术据此解决上述课题。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造内燃机的活塞所使用的活塞环的线材，特别是涉及用于制造组合油环(oil ring)的线材。
技术介绍
在活塞环中，一般有压力环和油环。作为这样的活塞环，有例如特殊的2个环(压力环1个，油环1个)的情况，和在柴油机的顶环等中，使用具有耐热性的材料，例如钢材所形成的螺旋撑环(coil expander)等的情况。另外，在油环中，作为众所周知的2个油环等时使用螺旋撑环。在这样的活塞环中，例如油环中，为了满足油环的机能，即刮油机能和控油机能，其需要有比其他压力环都高的张力。为此要通过缩小接触宽度，减小接触面积而提升表面压力，使密封性、刮油性提高。然而，仅仅只提升张力，成为使摩擦增大的主要原因。因此，若以实现摩擦的降低为目的而降低张力，则特别是在高速旋转区域中，不能充分获得油封(oilseal)性和控油(oil contro1)等的机能。由此在低转速区域中为低张力，在高转速区域中为高张力的“可变张力环”的研究被推进。在作为公知的现有文献的专利文献1中，开示有在使用了采用Ni-Ti系的形状记忆合金而形成的螺旋撑环的油环中，使螺旋撑环在低温保持收缩状态，在高温保持伸展状态，如此而处理的技术。如此，通过采用形状记忆合金而形成螺旋撑环，因为能够根据温度，使向其径向外方按压油环的力变化，所以可以使发动机的起动性提高，对于摩擦的降低有效。然而，形状记忆合金材料的横弹性系数，在Ni-Ti系的2元系中，作为低温相(马氏体相)时约为6000～9000MPa左右，在高温相(奥氏体相)中大约为20000MPa左右。因为该数值与由通常所用的钢线材构成的螺旋撑环比较，只有1/4左右，所以为了取得与钢线材的情况同程度的张力，必须使由形状记忆合金构成的线材的线宽，成为钢线材的线宽的4倍。另一方面，近来的油环中，为了随动性提高而有宽度薄化的倾向，由于尺寸上的制约，采用形状记忆合金而形成的螺旋撑环难以供于实用。为了解决这样的问题点，提出了将截面形状作为矩形的螺旋撑环。然而，截面形状为矩形的，通过由弯曲成螺旋状而产生的拉伸和压缩等的应力，例如，在螺旋撑环的外周面，有其截面形状成为凹状的变形产生的情况。如此，若变形成凹状，则因为相对于配置有螺旋撑环的油环的内周槽，局部滑动变强，所以异常磨损发生，随之而来具有强度降低的问题。因此，为了防止由变形所致的局部滑动，进行如下的方法采用相对于螺旋撑环的径向被较厚地形成的线材，将这样的线材绕制后，通过对外周面进行无心(centerless)加工而成为面滑动，但是，具有由加工所致的材料的损失和伴随切割加工的工序数的增加这样的问题，而不为优选。另外，在作为无关螺旋撑环，但涉及弹簧的截面形状的技术的专利文献2中，公开有用于内燃机的操作阀装置的螺旋弹簧的线材的截面形状。在专利文献2中，使内瓣(inner valve)弹簧的线材的截面形状为非对称的形状，对各自的部分赋予不同的特性。如此的阀弹簧和螺旋撑环，具有同样的弹簧的形态，但因为它们的使用目的和机能完全不同，所以不能将上述螺旋弹簧的技术应用于螺旋撑环。另外，在专利文献3中，公开了具有由曲率不同的曲面构成的截面形状的密封环。其与上述螺旋撑环的情况相同，会对应使线材形成为环状时而产生的截面形状的变化。然而，密封环和螺旋撑环，由于用途和机能完全不同，成为线圈形状时的曲率也完全不同，所要求的特性也不同，所以专利文献3所开示的技术也不能应用到螺旋撑环。专利文献1实公平3-41078号公报专利文献2实开昭63-92011号公报专利文献3实开昭52-1933号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述的目的，其主要目的在于，提供一种螺旋撑环用线材，其无需复杂的工序，便可以制造难以有所谓异常磨损和随之而来的强度的降低的缺陷产生的螺旋撑环。本专利技术鉴于上述目的，提供一种螺旋撑环用线材，截面形状为矩形，被用于组合活塞环的上述螺旋撑环，该组合活塞环具有活塞环；和将上述活塞环压向其径向外方的螺旋撑环，其中，采用上述螺旋撑环用线材形成螺旋撑环时，成为螺旋撑环的外周面的上述螺旋撑环用线材的表面，被形成为凸状的曲面状。本专利技术的螺旋撑环用线材，考虑到弯曲成螺旋状时，在成为螺旋撑环的外周面的部分产生的变形，而被加工成上述的形状。因此，通过采用本专利技术的螺旋撑环用线材，能够防止卷绕之后，由于变形截面形状成为凹状，即使不对外周面实施切削或研磨等的后处理，也能够制造配置有螺旋撑环的、例如相对于油环的内周槽成为面滑动的螺旋撑环。因而，对于抑制所谓异常磨损和随之而来的强度的降低的缺陷的发生，削减成本和制造效率的提高有效。此外在本专利技术中，被形成为上述凸状的曲面状的上述螺旋撑环用线材的表面的曲面的高度，优选在0.03～0.1mm的范围内。这是因为如果是具有上述范围的曲面的高度的螺旋撑环用线材，弯曲成螺旋状后的螺旋撑环中的外周面的形状，不会由于变形而成为凹状，例如，对于油环来说，能够成为可面滑动的平面形状。另外在本专利技术中，采用上述螺旋撑环用线材形成螺旋撑环时，成为螺旋撑环的内周面的上述螺旋撑环用线材的表面，优选被形成为凹状的曲面状。若将螺旋撑环用线材弯曲成螺旋状，则在成为螺旋撑环的内周面的部分，力作用于使之压缩的方向，有时会形成有内周面变形成凸状的螺旋撑环。这样的螺旋撑环，因为对于插入到内侧的芯材会成为一端接触，所以在内周面的磨损和破坏等产生的可能性高。因此，在本专利技术中，通过将成为螺旋撑环的内周面的螺旋撑环用线材的表面，形成为凹状的曲面状，作为螺旋撑环被形成时，可以防止内周面变形成凸状，实现内周面的磨损和破坏的降低。此外还有在本专利技术中，若将被形成为上述凸状的曲面状的上述螺旋撑环用线材的表面的曲面的高度作为a，被形成为上述凹状的曲面状的上述螺旋撑环用线材的表面的曲面的高度作为b，则优选a≥b+0.005mm。因为，通过使形成曲面状的两方的表面的曲面的高度的关系成为上述这样，在形成螺旋撑环时，能够使外周面和内周面的形状成为平面，所以，例如能够相对于油环的内周槽和芯材等成为面滑动，整体实现磨损量的降低。在本专利技术中，优选被形成为上述凸状的曲面状的上述螺旋撑环用线材的表面的、位于上述螺旋撑环用线材宽度方向的两端部的外周面侧表面端部的曲面的曲率半径，比位于上述螺旋撑环用线材宽度方向的中央部的外周面侧表面中央部的曲面的曲率半径小。因为，通过使螺旋撑环用线材的外周面侧表面端部形成带有圆度的形状，能够使应力分散，所以能够使端部的强度提高。另外，在本专利技术中，优选被形成为上述凹状的曲面状的上述螺旋撑环用线材的表面的、位于上述螺旋撑环用线材宽度方向的两端部的内周面侧表面端部的曲面的曲率半径，比位于上述螺旋撑环用线材宽度方向的中央部的内周面侧表面中央部的曲面的曲率半径小。如此，通过使成为螺旋撑环的内周面的内周面侧表面端部形成带有圆度的形状，能够加大配置于螺旋撑环的内侧的接合(joint)芯材的直径。此外，在本专利技术中，优选上述螺旋撑环用线材的侧面为平面状。通过使上述侧面成为平面状，能够使上述螺旋撑环用线材形成为螺旋状，防止作为螺旋撑环时的线材的扭曲。另外，在本专利技术中，优选上述活塞环为油环。从而能够实现摩擦的降低，能够得到刮油和控油机能优异的组合油环。此外在本专利技术中，上述螺旋撑环用线材，优选由形状记忆合金而形成。采用形状记忆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋撑环用线材，截面形状为矩形，被用于具有活塞环，和将所述活塞环压向其径向外方的螺旋撑环的组合活塞环的所述螺旋撑环，其特征在于，采用所述螺旋撑环用线材形成螺旋撑环时，成为螺旋撑环外周面的所述螺旋撑环用线材的表面，被形成为凸状的曲面状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：松岛伸行，笹生亲子，铃木孝男，
申请(专利权)人：日本活塞环株式会社，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]