[发明专利]组合控油环

说明书

技术领域

本发明涉及安装于发动机的活塞、进行机油控制且包括一对圆环状的侧轨和间隔外胀环的组合控油环(以下也称为组合油环)，特别是涉及耐磨损性优良、能够防止侧轨的单独旋转的组合控油环。

背景技术

近年来，从防止地球变暖的观点出发要求减少CO₂的排放，在汽车发动机中，以提高燃油经济性、提高燃烧效率为目标，正在积极推进各种措施。特别是，通过燃烧温度的上升或直喷化来提高燃烧效率时，存在因发动机润滑油变质而产生的油泥导致侧轨或间隔外胀环固着或胶着的问题、或者使间隔外胀环的耳部磨损的问题等。

关于油泥产生的固着问题，提出了在油环的表面形成含氟被膜等的疏油性被膜的方法；关于间隔外胀环的耳部的磨损的问题，提出了在耳部实施氮化处理的方法。例如，在专利文献1中公开了如下一种方法：通过溶胶-凝胶法由氟烷基置换金属醇盐形成疏液膜的方法，该氟烷基置换金属醇盐是金属醇盐的一部分烷氧基被氟烷基置换而成的。另外，专利文献2公开了对耳部进行软氮化处理的内容，专利文献3公开了如下内容，形成了包含在Cu-KαX射线衍射中2θ＝40°和2θ＝46°时具有峰值的特殊S相的气体氮化层。

但是，在间隔外胀环的耳部形成氮化层来提高耐磨损性时，产生上下配置的两片侧轨分别容易进行圆周方向上的旋转运动、上下侧轨的开口部在上下方向上重叠的现象，与此同时，还会产生开口部的刮剩的润滑油被运入发动机的燃烧室、润滑油的供给变得过剩、机油消耗增加的问题。

作为防止侧轨单独旋转的对策，提出了提高间隔外胀环耳部的侧轨按压面的摩擦阻力的方法，即调整表面粗糙度以提高滑动阻力、形成突起等以提高每单位面积的按压力的方法。例如，专利文献4公开了在耳部表面形成细小的凹凸(例如间距为25～250μm、高度为15～180μm)的锯齿状凹凸，增大摩擦阻力来阻止旋转运动，专利文献5公开了在耳部中央部设置突起，使突起的厚度为0.07～0.2mm，减小接触面积，从而提高接触面压力来阻止旋转。此外，专利文献6公开了考虑由活塞的摆头现象引起的微动疲劳的问题，在间隔外胀环耳部的侧轨按压面上具有沿着大致轴向延长的凹凸部，该凹凸部的剖面大致呈梯形波形的形状。

但是，实际情况是，关于在间隔外胀环的耳部形成有氮化层的情况，有时防止上述侧轨单独旋转的对策并不能发挥作用，并未充分掌握用于使防止单独旋转的对策切实地发挥作用的要件。

专利文献1：日本特开2000-27995号公报

专利文献2：日本特开昭56-66429号公报

专利文献3：国际公开第2005/040645号

专利文献4：日本实开平1-78768号公报

专利文献5：日本特开2001-132840号公报

专利文献6：日本特开2013-87816号公报

专利文献7：日本特开平3-193221号公报

专利文献8：日本特开2006-292021号公报

专利文献9：国际公开第2011/043364号

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够防止侧轨的单独旋转、且耐磨损性及耐油泥性优良的组合控油环。

本发明人对在间隔外胀环的耳部形成有多条槽且形成有氮化层时的侧轨的单独旋转进行了专心研究，结果发现，当增大耳部的槽深或氮化深度(氮化层的厚度)来减少耳部的磨损时，容易产生侧轨的单独旋转，并想到了耳部的槽深和耳部的氮化特性满足预定关系时侧轨的防止单独旋转的对策能够发挥优良的作用。

即，本发明的组合控油环包括：具有开口的一对圆环状的侧轨；及间隔外胀环，夹设在上述一对圆环状的侧轨之间并在内周部具有对上述侧轨的内周面进行按压的耳部，上述组合控油环的特征在于，上述耳部的侧轨按压面具有沿着大致轴向延长的一条或多条槽，在包括上述槽在内的上述侧轨按压面上形成有氮化层，上述槽的深度d(μm)、上述氮化层的表面硬度h(显微维氏硬度、HV0.1)、硬度为700(显微维氏硬度、HV0.1)以上的氮化层的厚度t(μm)满足0.05≤1000×d/(h×t)≤0.45的关系。

优选上述槽的深度d为1～10μm，并且优选上述氮化层的上述表面硬度h为1000～1500，上述硬度为700以上的氮化层的厚度t为5～50μm。

优选上述间隔外胀环的除形成有上述氮化层的上述侧轨按压面之外的整个面上形成有Ni或Ni合金的金属被膜，或者优选上述侧轨的侧面的至少一方及/或内周面上形成有Ni或Ni合金的金属被膜。

发明效果