侧轨的制作方法

本发明涉及与圆环状的间隔外胀环(spacerexpander)组合而与该间隔外胀环一起构成内燃机用的组合油环的侧轨。

背景技术：

在往复式发动机(往复移动内燃机)的活塞中，除了用于对燃烧气体进行密封的压缩环，还装配有用于控制缸体内表面的油的油环。作为这样的油环，多使用向圆环状的间隔外胀环组合1个或一对侧轨而构成的组合油环。

组合油环使用的侧轨形成为具备开口的开口环形状，由间隔外胀环以扩大直径的方式施力而在其外周面以规定的接触压力(面压)与缸体内表面接触。并且，当发动机工作而活塞进行往复移动时，侧轨的外周面在缸体内表面上滑动，在缸体内表面形成适当的厚度的油膜，并将附着于缸体内表面的多余的油朝向曲轴室侧刮落而防止油消耗增加。

近年来，伴随着由低燃料消耗率、低油消耗等市场要求产生的内燃机用发动机的性能提高，对于组合油环也要求具有如下性能：通过活塞上升行程(压缩行程及排气行程)时的油拢起作用的控制、活塞下降行程(吸入行程及燃烧行程)时的油刮落作用的增强，而能降低对于缸体内表面的摩擦并减少油消耗量。并且，为了应对这样的要求而提出了使朝向径向外侧的外周面形成为各种形状的侧轨。

例如专利文献1记载了将朝向径向外侧的外周面形成为在轴向中心位置具有顶点并且向径向外侧突出的弯曲面形状的侧轨。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-194222号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

已知一般情况下如果减小外周面的向缸体内表面的接触宽度，则侧轨的相对于缸体内表面的摩擦降低，为了减小该接触宽度，而将侧轨的外周面形成为具有微小的形状变化的上下(正反面)非对称形状。

然而，如上所述外周面以微小的形状变化形成为上下非对称的形状时，侧轨的上下(正反面)的方向性的判别困难，存在该侧轨的制造时、向活塞的环槽的组装作业时等侧轨可能以错误的姿势组装的问题。

本发明以解决这样的问题为课题，其目的在于提供一种上下的方向性的判别容易的侧轨。

用于解决课题的方案

本发明的侧轨形成为具备开口的开口环形状，与圆环状的间隔外胀环组合而与该间隔外胀环一起构成内燃机用的组合油环，其特征在于，具有：朝向径向外侧的外周面；朝向径向内侧的内周面；朝向轴向的一侧的第一轴向侧面；及朝向轴向的另一侧且与所述第一轴向侧面平行的第二轴向侧面，所述外周面在与所述第二轴向侧面之间具有倒角部，所述倒角部由以从所述第一轴向侧面朝向所述第二轴向侧面沿轴向分离0.05mm以上的所述外周面上的位置为起点而朝向所述第二轴向侧面一侧逐渐缩径的锥面形成。

需要说明的是，在上述结构中，“具备开口部的开口环形状”是指油环主体形成为在其周向的一部分被切断而该切断部分成为开口部的c字形状。而且，“轴向”是指沿着开口环形状的侧轨的轴心的方向。

本发明以上述结构为基础，优选的是，所述锥面具有：锥面主部；第一锥面副部，设置在所述锥面主部与所述外周面之间，与所述锥面主部相比相对于轴向的倾斜角度较小；及第二锥面副部，设置在所述锥面主部与所述第二轴向侧面之间，与所述锥面主部相比相对于轴向的倾斜角度较大。

本发明以上述结构为基础，优选的是，所述倒角部由直线性地缩径的锥面形成。

本发明以上述结构为基础，优选的是，所述倒角部由呈凹状地弯曲的锥面形成。

本发明以上述结构为基础，优选的是，所述倒角部由呈凸状地弯曲的锥面形成。

本发明以上述结构为基础，优选的是，在所述锥面形成有台阶式切割部。

本发明以上述结构为基础，优选的是，在所述锥面形成有凹槽。发明效果

根据本发明，由于在外周面与第二轴向侧面之间设置具有视觉辨认性的倒角部，因此即使侧轨具有上下(正反面)的方向性，在其制造时、向活塞的环槽的组装作业时等，通过目视观察倒角部也能够容易地判别侧轨的上下。

这样，根据本发明，能够提供一种上下的方向性的判别容易的侧轨。

附图说明

图1是具备本发明的一实施方式的侧轨的组合油环的俯视图。

图2是表示图1所示的组合油环的使用状态的纵剖视图。

图3是图1所示的侧轨的俯视图。

图4是沿着图3的a-a线的剖视图。

图5是图4所示的侧轨的变形例，是通过具备锥面主部和2个锥面副部的锥面来形成倒角部时的剖视图。

图6是图4所示的侧轨的变形例，是通过呈凹状地弯曲的锥面来形成倒角部时的剖视图。

图7是图4所示的侧轨的变形例，是通过呈凸状地弯曲的锥面来形成倒角部时的剖视图。

图8是图4所示的侧轨的变形例，是在锥面形成有台阶式切割部时的剖视图。

图9是图4所示的侧轨的变形例，是在锥面形成有凹槽时的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，更具体地例示说明本发明。

如图1所示，本发明的一实施方式的侧轨1与间隔外胀环2一起构成组合油环(油控制环)3。在图示的情况下，组合油环3成为在间隔外胀环2的轴向的两侧组合有一对侧轨1的3构件类型，如图2所示，装配于在汽油发动机等往复移动内燃机的活塞4的外周面形成的环槽4a而使用。

组合油环3也可以设为在间隔外胀环2仅组合有1个侧轨1的2构件类型。

间隔外胀环2通过钢材形成为朝向径向内外方向弹性变形自如的圆环状，以沿缩径方向发生了弹性变形的状态装配于活塞4的环槽4a而对侧轨1以朝向径向外侧及轴向外侧扩径的方式施力。

本发明的一实施方式的一对侧轨1具有彼此相同的结构，如图3所示，通过将长条状且平板状的钢材弯曲而形成为具备开口10的开口环形状。即，侧轨1形成为将其周向的一部分切断而该切断部分成为开口10的c字形状。侧轨1以使开口10的间隔沿周向扩大的方式发生弹性变形，能够朝向径向外侧扩径。

如图4所示，该侧轨1具备朝向轴向的一侧(图中下侧)的第一轴向侧面11、朝向轴向的另一侧(图中上侧)的第二轴向侧面12、朝向径向内侧的内周面13及朝向径向外侧的外周面14，与其周向垂直的截面形状在整周大致均匀。需要说明的是，“轴向”是沿着开口环形状的侧轨1的轴心的方向。

第一轴向侧面11形成为与轴向垂直的平坦面。如图2所示，在使用了该侧轨1的组合油环3装配于活塞4的状态下，第一轴向侧面11朝向发动机的曲轴室侧。

如图4所示，第二轴向侧面12形成为与轴向垂直即与第一轴向侧面11平行的平坦面。如图2所示，在使用了该侧轨1的组合油环3装配于活塞4的状态下，第二轴向侧面12朝向发动机的燃烧室侧。

需要说明的是，在图示的情况下，侧轨1的一对轴向侧面11、12的轴向间隔即侧轨1的轴向厚度(轨道宽度)w成为0.35mm，内周面13与外周面14的间隔即径向长度l成为1.52mm。

如图4所示，侧轨1的内周面13形成为在轴向中心位置具有顶点的弯曲面形状(筒面)。如图2所示，在使用了侧轨1的组合油环3装配于活塞4的状态下，侧轨1的内周面13与间隔外胀环2的座面2a抵接。

需要说明的是，内周面13并不局限于上述形状，可以采用例如与轴向平行的圆筒面形状等各种形状。

如图4所示，侧轨1的外周面14形成为与轴向平行的圆筒面形状。如图2所示，侧轨1在该外周面14处与缸体内表面20接触。

在该侧轨1中，在外周面14的轴向的两端部中的一侧的端部设置有倒角部30。即，在外周面14与第二轴向侧面12之间设置有倒角部30。需要说明的是，外周面14与第一轴向侧面11之间可以形成为不设置倒角部的形状，但是也可以形成为带有圆角的圆角形状(r形状)，这种情况下，圆角形状相比倒角部30而径向宽度及轴向宽度形成得小。

倒角部30以从第一轴向侧面11朝向第二轴向侧12面的轴向距离b成为0.05mm以上的外周面14上的位置，即从第一轴向侧面11朝向第二轴向侧12面而沿轴向分离0.05mm以上的外周面14上的位置为起点，由从该起点朝向第二轴向侧面12侧逐渐缩径并延伸至第二轴向侧面12的锥面30a形成。

需要说明的是，成为倒角部30的起点的轴向距离b更优选设定为0.10mm以上。

在图4所示的情况下，锥面30a形成为直线性地缩径的形状(圆锥面形状)即线性锥面。这种情况下，锥面30a相对于轴向所成的角度θ优选设定为大于10°，更优选为30°以上。

另外，锥面30a的径向长度t优选为0.05mm以上。

这样，在本发明的侧轨1中，在外周面14的轴向的两端部中的一侧的端部设置具有视觉辨认性的倒角部30，因此即便通过设置倒角部30而侧轨具有上下(正反面)的方向性，在该侧轨1的制造时、向活塞的环槽的组装作业时等通过观察倒角部30，也能够容易地判别侧轨1的上下。因此，在该作业时能够防止侧轨1被误组装成错误的姿势的情况。

倒角部30也可以构成为将多个锥面组合的形状。例如图5所示，可以使构成倒角部30的锥面具有：相对于轴向以角度θ1倾斜的锥面主部30a1；设置在锥面主部30a1与外周面14之间，以比锥面主部30a1小的角度θ2相对于轴向倾斜的第一锥面副部30a2；设置在锥面主部30a1与第二轴向侧面12之间，以比锥面主部30a1大的角度θ3相对于轴向倾斜的第二锥面副部30a3。

这样，通过将倒角部30构成为组合多个锥面而成的形状，能够确保倒角部30的径向长度t而提高其视觉辨认性，并且通过各个锥面副部30a2、30a3能够降低相对于外周面14及第二轴向侧面12的入射角度。由此，能够在倒角部30防止由相对于缸体内表面20的外周面14的边缘产生的油拢起而降低油消耗，而且向第二轴向侧面12与环槽4a的内表面之间积极地导入油，能够降低该侧轨1相对于环槽4a的内表面的摩擦。

如图6所示，倒角部30的锥面30a也可以形成为呈凹状地弯曲的形状。这种情况下，锥面30a优选为具有恒定的曲率半径的弯曲形状，但是也可以为曲率半径逐渐变化的弯曲形状。

另外，如图7所示，倒角部30的锥面30a也可以形成为呈凸状地弯曲的形状。这种情况下，锥面30a也优选为具有恒定的曲率半径的弯曲形状，但是也可以为曲率半径逐渐变化的弯曲形状。

这样，通过呈凹状或凸状地弯曲的锥面30a形成倒角部30，由此能够更容易视觉辨认倒角部30，使该侧轨1的上下判别变得更加容易。

另外，如图8所示，倒角部30也可以为在锥面30a形成有台阶式切割部31的结构。台阶式切割部31具有与轴向垂直的垂直面31a和与轴向平行的平行面31b，设置在锥面30a的大致中央部分。

通过将这样的台阶式切割部31设置于锥面30a，能够更容易视觉辨认该倒角部30，使该侧轨1的上下判别更加容易。

如图9所示，倒角部30也可以为在锥面30a上取代台阶式切割部31而形成有凹槽32的结构。

这种情况下，锥面30a形成为平滑地弯曲的凸形状的弯曲面，凹槽32形成为平滑地弯曲的凹形状的弯曲面而设置在锥面30a的大致中央部分。锥面30a与凹槽32相互由平滑的弯曲面连接，而且，锥面30a与外周面14、第二轴向侧面12也平滑地连接。

通过将这样的凹槽32设置于锥面30a，也能够更容易视觉辨认该倒角部30，使该侧轨1的上下判别更加容易。而且，通过将构成倒角部30的锥面30a形成为平滑地弯曲的凸形状的弯曲面，能够确保倒角部30的径向长度t而提高其视觉辨认性，并通过锥面30a降低相对于外周面14及第二轴向侧面12的入射角度。由此，在活塞上升行程中，能够在倒角部30防止由相对于缸体内表面20的外周面14的边缘产生的油拢起而降低油消耗，而且向第二轴向侧面12与环槽4a的内表面之间积极地导入油，而降低该侧轨1相对于环槽4a的内表面的摩擦。

虽然详情未图示，但是可以为至少在外周面14和倒角部30即锥面30a的表面设有硬质皮膜(硬质层)的结构。作为硬质皮膜，可以采用具备例如氮化处理层、pvd处理层、硬质镀铬处理层及dlc层中的至少任1种层的结构。

需要说明的是，“pvd处理层”是指“通过物理气相生长(physicalvapordeposition)而形成的层”，“dlc(diamondlikecarbon)层”是指主要由烃或碳的同素异形体构成的非晶质的硬质碳膜。

通过设置这样的硬质皮膜，没有外周面14的磨损引起的形状变化，能维持外周面形状，面压减少也少，油控制功能持续，能够得到长期降低油消耗量并降低发动机的燃料消耗率的效果，并且能够使通过目视观察而视觉辨认的倒角部30的色相相对于第二轴向侧面12、外周面14变得更鲜明。尤其是对外周面14实施了研磨加工的情况下，其色相之差变得更大。因此，通过设置该硬质皮膜，能够更容易视觉辨认该倒角部30，使该侧轨1的上下判别更加容易。

实施例

准备具有图4所示的形状，并且轴向厚度(w)为0.35mm，表示倒角部的倒角位置的轴向距离(b)为0.15mm，倒角部的锥面的相对于轴向的角度(θ)为30°的100根侧轨，通过10名作业者实施了这些侧轨的目视观察下的上下的方向判别。其结果是，对于全部的侧轨，作业者能够正确地判别其上下的方向性。

本发明没有限定为前述实施方式，在不脱离其主旨的范围内当然能够进行各种变更。

例如，在前述实施方式中，外周面14为与轴向平行的圆筒面形状，但是也可以将外周面14形成为具有微小的形状变化的上下(正反面)非对称形状等其他的形状。

标号说明

1侧轨

2间隔外胀环

2a座面

3组合油环

4活塞

4a环槽

10开口

11第一轴向侧面

12第二轴向侧面

13内周面

14外周面

20缸体内表面

30倒角部

30a锥面

30a1锥面主部

30a2第一锥面副部

30a3第二锥面副部

31台阶式切割部

31a垂直面

31b平行面

32凹槽

w轴向厚度

l径向长度

b轴向距离

θ角度

t径向长度

θ1角度

θ2角度

θ3角度