ホーム > 特許ランキング > トクセン工業株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-05
(45)【発行日】2024-04-15
(54)【発明の名称】圧力リング用線
(51)【国際特許分類】
F02F 5/00 20060101AFI20240408BHJP
【ＦＩ】
F02F5/00 R
F02F5/00 E
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2024015713
(22)【出願日】2024-02-05
【審査請求日】2024-02-21
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000110147
【氏名又は名称】トクセン工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000556
【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】高野 太志
【審査官】櫻田 正紀
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／０２２３０８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２３－０９７９７６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１６２４０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１１０８４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０２５９６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｆ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の圧力リングのための線であって、上記線の長さ方向に対して垂直な面における輪郭が、その外周側に、３以上の円弧を有しており、
上記長さ方向に沿って測定された、上記圧力リングの外周面に相当する面のろ波中心線うねりＷＣＡが、３．０μｍ以下である、線。
【請求項2】
上記長さ方向に対して垂直な面における、上記外周面に相当する面の輪郭と、この輪郭を近似する仮想曲線との、最大ズレＤｉｆが、２．８μｍ以下である、請求項１に記載の線。
【請求項3】
上記ろ波中心線うねりＷＣＡと上記最大ズレＤｉｆとの和が、５．２μｍ以下である、請求項２に記載の線。
【請求項4】
その表面粗さＲｚが３．０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の線。
【請求項5】
そのネジレ角度が３°／ｍ以下である、請求項１又は２に記載の線。
【請求項6】
その巻ソリが１５ｍｍ／ｍ以下である、請求項１又は２に記載の線。
【請求項7】
その材質が鋼であり、この鋼がＣ：０．５１質量％以上０．８５質量％以下
Ｓｉ：０．１５質量％以上１．６０質量％以下
Ｍｎ：０．３０質量％以上０．９０質量％以下
Ｃｒ：０．８０質量％以下
Ｎｉ：０．０２質量％以下
Ｐ：０．０８質量％以下
Ｓ：０．０５質量％以下
及び
Ｃｕ：０．２０質量％以下
を含む、請求項１又は２に記載の線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、内燃機関のピストンに装着される圧力リングのための線を、開示する。
【背景技術】
【0002】
内燃機関は、シリンダー、ピストン、圧力リング及びオイルリングを有している。圧力リングは、ピストンに装着される。圧力リングは、線にコイリングが施されることで、得られる。圧力リング用線の一例が、特開２００８－５０６４９公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００８－５０６４９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
圧力リングにとって、真円度は重要である。真円度が高い圧力リングを有する内燃機関では、この圧力リングとシリンダーとの間におけるガスの漏れ出しが、少ない。真円度が高い圧力リングは、潤滑油を十分に掻き取りうる。低燃費の観点、及び潤滑油の消費量低減の観点から、真円度の改善が望まれている。
【0005】
圧力リングは、リング状の中間品に皮膜が形成され、かつこの皮膜が研磨されることで、得られうる。皮膜の研磨は、圧力リングの真円度の調整を兼ねる。薄い皮膜を有する中間品の研磨では、研磨代が少ない。薄い皮膜を有する中間品の研磨では、研磨による真円度の調整は、十分ではない。
【0006】
本出願人の意図するところは、真円度に優れた圧力リングが得られうる、線の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本明細書は、内燃機関の圧力リングのための線を開示する。この線の長さ方向に対して垂直な面における輪郭は、その外周側に、３以上の円弧を有する。この線の長さ方向に沿って測定された、圧力リングの外周面に相当する面のろ波中心線うねりＷＣＡは、３．０μｍ以下である。
【発明の効果】
【0008】
この線から、真円度の高い圧力リングが得られうる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態が詳細に説明される。
【0011】
図１及び２に、圧力リング用線２が示されている。この線２は、上面４、下面６、第一側面８及び第二側面１０を有している。この線２はさらに、第一丸め面取り１２ａ及び第二丸め面取り１２ｂを有している。第一丸め面取り１２ａは、上面４と第一側面８との間に位置している。第二丸め面取り１２ｂは、第一側面８と下面６の間に位置している。この線２の形状は、「バレル形状」と称されている。この線２にコイリング等が施されて、圧力リングが形成される。第一側面８は、圧力リングの外周面に相当する。内燃機関において、この外周面が、シリンダーの内周面と擦れ合う。
【0012】
第一側面８のろ波中心線うねりＷＣＡは、３．０μｍ以下である。後述されるように、この線２から、外周面の真円度が高い圧力リングが得られうる。真円度が高い圧力リングを有する内燃機関では、この圧力リングとシリンダーとの間におけるガスの漏れ出しが、抑制されうる。この圧力リングは、内燃機関の低燃費に寄与しうる。さらにこの内燃機関では、圧力リングが潤滑油を十分に掻き取りうる。この圧力リングは、潤滑油の消費量低減に寄与しうる。これらの観点から、ろ波中心線うねりＷＣＡは２．７μｍ以下がより好ましく、２．５μｍ以下が特に好ましい。ろ波中心線うねりＷＣＡは、小さいほど好ましい。
【0013】
ろ波中心線うねりＷＣＡは、圧力リング用線２の長さ方向に沿って測定される。測定条件は、以下の通りである。
測定器：東京精密社の「ＳＵＲＦＣＯＭ １５００ＤＸ３」
スタイラス：ＤＭ８３５０２
パラメータ算出規格：ＪＩＳ ’８２規格
測定種別：ろ波中心線うねり
カットオフ種別：２ＲＣ 位相補償
補正：最小二乗直線
測定スパン：９０ｍｍ
カットオフ波長
ハイパスフィルタ：０．８ｍｍ
ローパスフィルタ：２５ｍｍ
測定速度：３．０ｍｍ／ｓ
倍率
縦：５０００倍
横：１倍
出力パラメータ：ＷＣＣ－ｍ
この測定器で出力されたチャートでは、縦軸はうねり量であり、横軸は線２の長さ方向距離である。このチャートの曲線の最大値点を通過する直線と、この曲線の最小値点を通過する直線との距離が、ろ波中心線うねりＷＣＡである。
測定器：東京精密社の「ＳＵＲＦＣＯＭ １５００ＤＸ３」
スタイラス：ＤＭ８３５０２
パラメータ算出規格：ＪＩＳ ’８２規格
測定種別：ろ波中心線うねり
カットオフ種別：２ＲＣ 位相補償
補正：最小二乗直線
測定スパン：９０ｍｍ
カットオフ波長
ハイパスフィルタ：０．８ｍｍ
ローパスフィルタ：２５ｍｍ
測定速度：３．０ｍｍ／ｓ
倍率
縦：５０００倍
横：１倍
出力パラメータ：ＷＣＣ－ｍ
この測定器で出力されたチャートでは、縦軸はうねり量であり、横軸は線２の長さ方向距離である。このチャートの曲線の最大値点を通過する直線と、この曲線の最小値点を通過する直線との距離が、ろ波中心線うねりＷＣＡである。
【0014】
図２における第一側面８の輪郭と、この輪郭を近似する仮想曲線との、最大ズレＤｉｆは、２．８μｍ以下が好ましい。後述されるように、この線２から、外周面の真円度が高い圧力リングが得られうる。この圧力リングは、内燃機関の低燃費、及び潤滑油の消費量低減に寄与しうる。これらの観点から、最大ズレＤｉｆは２．７μｍ以下がより好ましく、２．５μｍ以下が特に好ましい。最大ズレＤｉｆは、小さいほど好ましい。
【0015】
最大ズレＤｉｆの測定では、まず、長さ方向に垂直な面における、線２の輪郭が、輪郭形状測定器で測定される。測定条件は、以下の通りである。
測定器：東京精密社の「ＳＵＲＦＣＯＭ ２０００ＤＸ３」
スタイラス：ＤＭ４７５１３
移動速度：０．０３０ｍｍ／ｓ
測定速度：０．０３０ｍｍ／ｓ
測定ピッチ：０．１０μｍ
測定器：東京精密社の「ＳＵＲＦＣＯＭ ２０００ＤＸ３」
スタイラス：ＤＭ４７５１３
移動速度：０．０３０ｍｍ／ｓ
測定速度：０．０３０ｍｍ／ｓ
測定ピッチ：０．１０μｍ
【0016】
図３に、第一側面８の輪郭１４が示されている。図３には、上面４の一部の輪郭１６、及び下面６の一部の輪郭１８も示されている。図４には、第一側面８の輪郭１４を近似する仮想曲線２０も示されている。この仮想曲線２０は、最小二乗法によって算出される二次曲線である。
【0017】
図５に、輪郭１４と仮想曲線２０とが拡大されて示されている。図５において符号Ｐ１は、第一側面８の輪郭１４のうち、仮想曲線２０との距離が最も大きい点を表す。この点Ｐ１と仮想曲線２０との距離が、前述の最大ズレＤｉｆである。図５の例では、点Ｐ１は、仮想曲線２０よりも上方に位置している。点Ｐ１は、仮想曲線２０よりも下方に位置しうる。
【0018】
ろ波中心線うねりＷＣＡと最大ズレＤｉｆとの和は、５．２μｍ以下である。この線２から、外周面の真円度が高い圧力リングが得られうる。この圧力リングは、内燃機関の低燃費、及び潤滑油の消費量低減に寄与しうる。これらの観点から、この和は４．９μｍ以下がより好ましく、４．４μｍ以下が特に好ましい。この和は、小さいほど好ましい。
【0019】
好ましくは、圧力リング用線２のネジレ角度は、３°／ｍ以下である。この線２から、外周面の真円度が高い圧力リングが得られうる。この圧力リングは、内燃機関の低燃費、及び潤滑油の消費量低減に寄与しうる。これらの観点から、ネジレ角度は２°／ｍ以下がより好ましく、１°／ｍ以下が特に好ましい。ネジレ角度は、小さいほど好ましい。
【0020】
ネジレ角度の測定には、圧力リング用線２が直角に折り曲げられて得られる試験片が用いられる。この試験片２２が、図６及び７に示されている。この試験片２２は、ベース部２４と起立部２６とを有している。ベース部２４と起立部２６とのなす角度は、実質的に９０°である。ベース部２４の長さは、１０００ｍｍである。起立の高さは、９０ｍｍである。ベース部２４は、台２８におかれている。図７において符号θは、台２８に対する起立部２６の角度である。
【0021】
図６において矢印Ａ１で示されるように、ベース部２４の端が下方に押圧された状態で、角度θが測定される。この角度は、第一角度θ１と称される。図６において、矢印Ａ１で示されるようにベース部２４の端が下方に押圧されつつ、矢印Ａ２で示されるようにベース部２４と起立部２６との境界の近傍にてベース部２４が下方に押圧された状態で、角度θが測定される。この角度は、第二角度θ２と称される。第一角度θ１と第二角度θ２との差（θ１－θ２）が、算出される。この差（θ１－θ２）の絶対値が、この圧力リング用線２のネジレ角度である。
【0022】
好ましくは、圧力リング用線２の巻ソリは、１５ｍｍ／ｍ以下である。この線２から、外周面の真円度が高い圧力リングが得られうる。この圧力リングは、内燃機関の低燃費、及び潤滑油の消費量低減に寄与しうる。これらの観点から、巻ソリは１０ｍｍ／ｍ以下がより好ましく、７ｍｍ／ｍ以下が特に好ましい。巻ソリは、小さいほど好ましい。
【0023】
巻ソリの測定には、圧力リング用線２が切断されて得られる試験片が用いられる。この試験片の長さは、１０００ｍｍである。図８に示されるように、この試験片３０の一端３２が、鉛直方向に延びるプレート３４に固定される。この固定により、試験片３０が自重によって垂れ下がる。この試験片３０の他端３６の、プレート３４との距離Ｌ１が、測定される。この距離Ｌ１は、巻ソリと称される。
【0024】
図９に、圧力リング用線２の製造方法の一例が示されている。この製造方法では、まず、原線（Ｂａｓｉｃ Ｗｉｒｅ）が準備される（ＳＴＥＰ１）。この原線は、製鋼、精錬、鋳造、熱間圧延、焼鈍し等の工程を経て得られる。この原線の断面形状は、円である。
【0025】
この原線に、冷間伸線が施される（ＳＴＥＰ２）。この冷間伸線により、原線が徐々に細径化し、かつ徐々に長尺化する。冷間伸線（ＳＴＥＰ２）の後の線の断面形状は、円である。
【0026】
この線に、熱処理が施される（ＳＴＥＰ３）。線の材質が炭素鋼である場合、典型的な熱処理はパテンティングである。パテンティングは、オーステナイト領域まで加熱された線を冷却し、微細パーライト組織を得る熱処理である。パテンティングにより、冷間伸線（ＳＴＥＰ２）によって損なわれた線の展延性が、回復する。冷間伸線（ＳＴＥＰ２）と熱処理（ＳＴＥＰ３）とが、繰り返されてもよい。これらの処理により、中間線が得られる。
【0027】
この中間線に、冷間にて、圧延が施される（ＳＴＥＰ４）。この圧延により、中間異形線が得られる。この中間異形線の断面形状は、円ではない。
【0028】
この中間異形線に、冷間にて、異形伸線が施される（ＳＴＥＰ５）。この異形伸線では、中間異形線がダイを通される。通常は、中間異形線とダイとの間に、潤滑剤が供給される。この異形伸線により、異形線が得られる。この異形線は、図２に示された断面形状を有する。
【0029】
この異形線に、熱矯正が施される（ＳＴＥＰ６）。この熱矯正では、異形伸線（ＳＴＥＰ５）によって異形線に生じた応力が、緩和される。
【0030】
この異形線に、焼入れが施される（ＳＴＥＰ７）。焼入れではまず、異形線が加熱される。この加熱において、異形線の温度は、オーステナイト領域に達する。次にこの異形線が、急冷される。好ましくは、異形線は、油中で冷却される。焼入れの後の異形線は、マルテンサイト組織を有する。
【0031】
この異形線に、焼戻しが施される（ＳＴＥＰ８）。焼戻しではまず、異形線が加熱される。次にこの異形線が、冷却される。焼戻しにより、微細な炭化物が析出した組織が得られうる。焼戻しにより、図１及び２に示された圧力リング用線２が得られる。
【0032】
この線２にコイリングが施され、リングが得られる。このリングに、歪取熱処理が施される。さらにこのリングの外周面に、皮膜が形成される。この皮膜の一部が研磨によって除去されて、圧力リングが得られる。
【0033】
好ましくは、異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工度は、１８．０％以上である。この異形伸線は、高度の冷間塑性加工である。この異形伸線により、ろ波中心線うねりＷＣＡが小さい圧力リング用線２が得られうる。さらに、この異形伸線により、最大ズレＤｉｆが小さい圧力リング用線２が得られうる。これらの観点から、異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工度は２０．０％以上がより好ましく、２０．６％以上が特に好ましい。加工度は、２２．０％以下が好ましい。
【0034】
加工度Ｒは、下記の数式によって算出される。
Ｒ ＝ （Ｓ１ － Ｓ２） ／ Ｓ１ ＊ １００
この数式において、Ｓ１は中間異形線の断面積であり、Ｓ２は異形線の断面積である。
Ｒ ＝ （Ｓ１ － Ｓ２） ／ Ｓ１ ＊ １００
この数式において、Ｓ１は中間異形線の断面積であり、Ｓ２は異形線の断面積である。
【0035】
前述の通り、加工度が大きい異形伸線（ＳＴＥＰ５）によって、ろ波中心線うねりＷＣＡが小さく、かつ最大ズレＤｉｆが小さい圧力リング用線２が得られうる。この線２から得られたリングでは、上面４及び下面６が、このリングの軸方向に対してほぼ直交する。このリングでは、真円度の調整を目的とした皮膜の研磨は、少量で足りる。このリングでは、研磨前の皮膜は、薄くて足りる。この圧力リングの製造には、薄い皮膜の形成に適した方法が採用されうる。薄い皮膜の形成に適した、典型的な方法は、物理気相成長法（ＰＶＤ）及び化学気相成長法（ＣＶＤ）である。物理気相成長法及び化学気相成長法は、メッキ法等に比べ、環境に与える負荷が少ない。物理気相成長法又は化学気相成長法の採用により、硬質でかつ耐摩耗性に優れた皮膜が形成されうる。皮膜の研磨が少量である製造方法は、低コストでもある。
【0036】
好ましくは、異形伸線（ＳＴＥＰ５）に供される中間異形線の表面粗さＲｚは、５．０μｍ以上である。この中間異形線は、十分な量の潤滑剤を伴ってダイに進入する。この潤滑剤は、異形伸線における疵の発生を、抑制しうる。この異形伸線では、加工度が大きいにもかかわらず、疵が生じにくい。この異形伸線（ＳＴＥＰ５）を含む製造方法により、ろ波中心線うねりＷＣＡが小さく、最大ズレＤｉｆが小さく、かつ疵が少ない、圧力リング用線２が得られうる。この観点から、中間異形線の表面粗さＲｚは５．５ｍｍ以上がより好ましく、６．０ｍｍ以上が特に好ましい。圧力リング用線２の良好な表面状態の観点から、中間異形線の表面粗さＲｚは１０．０μｍ以下が好ましい。
【0037】
本明細書において「表面粗さＲｚ」との用語は、「ＪＩＳ Ｂ０６０１－１９８２」に規定された十点平均粗さを意味する。表面粗さＲｚの測定条件は、以下の通りである。
測定器：東京精密社の「ＳＵＲＦＣＯＭ ＴＯＵＣＨ ５５０－１２」
スタイラス：Ｅ－ＤＴ－ＳＳ０１Ｂ
パラメータ算出規格：ＪＩＳ ’８２規格
測定速度：０．０６ｍｍ／ｓ
形状除去：直線
カットオフ値：なし
出力パラメータ：Ｒｚ
測定器：東京精密社の「ＳＵＲＦＣＯＭ ＴＯＵＣＨ ５５０－１２」
スタイラス：Ｅ－ＤＴ－ＳＳ０１Ｂ
パラメータ算出規格：ＪＩＳ ’８２規格
測定速度：０．０６ｍｍ／ｓ
形状除去：直線
カットオフ値：なし
出力パラメータ：Ｒｚ
【0038】
中間異形線の表面粗さＲｚは、圧延（ＳＴＥＰ４）に利用されるローラの表面粗さＲｚに依存する。十分に大きい、中間異形線の表面粗さＲｚが達成されうるとの観点から、ローラの表面粗さＲｚは５．０μｍ以上が好ましく、５．５μｍ以上がより好ましく、６．０μｍ以上が特に好ましい。圧力リング用線２の良好な表面状態の観点からローラの表面粗さＲｚは、１０．０μｍ以下が好ましい。
【0039】
加工度が大きい異形伸線（ＳＴＥＰ５）は、異形線の優れた表面平滑性に寄与しうる。従って、表面粗さＲｚが５．０μｍ以上である中間異形線が異形伸線に供されても、表面粗さＲｚが小さい異形線が得られうる。この異形線から、表面粗さＲｚが小さい圧力リング用線２が得られうる。この圧力リング用線２から得られたリングでは、皮膜の研磨ムラが生じにくい。この観点から、異形線及び圧力リング用線２の表面粗さＲｚは３．０μｍ以下が好ましく、２．５μｍ以下がより好ましく、２．３μｍ以下が特に好ましい。表面粗さＲｚは、小さいほど好ましい。
【0040】
加工度が大きい異形伸線（ＳＴＥＰ５）は、異形線における応力集中を助長する。この応力集中は、大きなネジレ角度、及び大きな巻ソリを招きうる。前述の通り、熱矯正（ＳＴＥＰ６）は、異形伸線（ＳＴＥＰ５）によって異形線に生じた応力を緩和する。熱矯正（ＳＴＥＰ６）を含む製造方法により、ネジレ角度が小さく、巻ソリが小さい圧力リング用線２が得られうる。
【0041】
好ましい熱矯正（ＳＴＥＰ６）では、温度が２４５℃以上２５５℃以下である雰囲気に、異形線が、２．５秒以上３．５秒以下の間、曝される。熱矯正（ＳＴＥＰ６）は、焼入れ（ＳＴＥＰ７）に先だって行われる。
【0042】
図２に示されるように、圧力リング用線２の第一側面８の断面形状は、円弧である。さらにこの線２は、前述の通り、第一丸め面取り１２ａ及び第二丸め面取り１２ｂを有している。これら丸め面取りのそれぞれの形状は、円弧である。この線２の断面の、外周側における円弧の数は、３である。「外周側における円弧」は、第一側面８の円弧、上面４と第一側面８とに挟まれた円弧、及び下面６と第一側面８とに挟まれた円弧である。
【0043】
この線２の断面形状は、圧力リングの断面形状に近い。この断面形状を有する線２から、低度の研磨加工によって、圧力リングが得られうる。一方で、外周側における円弧の数が３以上である線２の断面形状は、複雑である。この断面形状を有する線２のための異形伸線（ＳＴＥＰ５）では、異形線にて応力集中が生じやすい。特に、小さなろ波中心線うねりＷＣＡを意図して加工度Ｒが大きい異形伸線（ＳＴＥＰ５）がなされると、応力集中が生じやすい。外周側における円弧の数が３以上である圧力リング用線２の製造にとって、熱矯正（ＳＴＥＰ６）は特に有用である。
【0044】
この圧力リング用線２の材質は、鋼である。この鋼は、
Ｃ：０．５１質量％以上０．８５質量％以下
Ｓｉ：０．１５質量％以上１．６０質量％以下
Ｍｎ：０．３０質量％以上０．９０質量％以下
Ｃｒ：０．８０質量％以下
Ｎｉ：０．０２質量％以下
Ｐ：０．０８質量％以下
Ｓ：０．０５質量％以下
及び
Ｃｕ：０．２０質量％以下
を含んでいる。好ましくは、残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。この鋼の、合金元素の含有率は、少ない。この鋼は、低コストで得られうる。以下、各元素の役割が、詳説される。
Ｃ：０．５１質量％以上０．８５質量％以下
Ｓｉ：０．１５質量％以上１．６０質量％以下
Ｍｎ：０．３０質量％以上０．９０質量％以下
Ｃｒ：０．８０質量％以下
Ｎｉ：０．０２質量％以下
Ｐ：０．０８質量％以下
Ｓ：０．０５質量％以下
及び
Ｃｕ：０．２０質量％以下
を含んでいる。好ましくは、残部は、Ｆｅ及び不可避的不純物である。この鋼の、合金元素の含有率は、少ない。この鋼は、低コストで得られうる。以下、各元素の役割が、詳説される。
【0045】
［炭素（Ｃ）］
Ｃは、圧力リングの硬度及び疲労強度に寄与する。これらの観点から、Ｃの含有率は０．５１質量％以上が好ましく、０．５３質量％以上がより好ましく、０．５５質量％以上が特に好ましい。過剰のＣは、圧延（ＳＴＥＰ４）及び異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工性を阻害する。冷間加工性の観点から、Ｃの含有率は０．８５質量％以下が好ましく、０．７５質量％以下がより好ましく、０．６５質量％以下が特に好ましい。
Ｃは、圧力リングの硬度及び疲労強度に寄与する。これらの観点から、Ｃの含有率は０．５１質量％以上が好ましく、０．５３質量％以上がより好ましく、０．５５質量％以上が特に好ましい。過剰のＣは、圧延（ＳＴＥＰ４）及び異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工性を阻害する。冷間加工性の観点から、Ｃの含有率は０．８５質量％以下が好ましく、０．７５質量％以下がより好ましく、０．６５質量％以下が特に好ましい。
【0046】
［ケイ素（Ｓｉ）］
Ｓｉは、圧力リングの耐熱性及び高温強度に寄与する。これらの観点から、Ｓｉの含有率は０．１５質量％以上が好ましく、０．１８質量％以上がより好ましく、０．２０質量％以上が特に好ましい。過剰のＳｉは、圧延（ＳＴＥＰ４）及び異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工性を阻害する。過剰のＳｉはさらに、圧力リングの靱性を阻害する。冷間加工性及び靱性の観点から、Ｓｉの含有率は１．６０質量％以下が好ましく、１．５０質量％以下がより好ましく、１．４５質量％以下が特に好ましい。
Ｓｉは、圧力リングの耐熱性及び高温強度に寄与する。これらの観点から、Ｓｉの含有率は０．１５質量％以上が好ましく、０．１８質量％以上がより好ましく、０．２０質量％以上が特に好ましい。過剰のＳｉは、圧延（ＳＴＥＰ４）及び異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工性を阻害する。過剰のＳｉはさらに、圧力リングの靱性を阻害する。冷間加工性及び靱性の観点から、Ｓｉの含有率は１．６０質量％以下が好ましく、１．５０質量％以下がより好ましく、１．４５質量％以下が特に好ましい。
【0047】
［マンガン（Ｍｎ）］
Ｍｎは、原線のための製鋼時に、脱酸素剤として添加される。Ｍｎは、Ｓを固定しうる。これらの観点から、Ｍｎの含有率は０．３０質量％以上が好ましく、０．４０質量％以上がより好ましく、０．５０質量％以上が特に好ましい。過剰のＭｎは、圧延（ＳＴＥＰ４）及び異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工性を阻害する。冷間加工性の観点から、Ｍｎの含有率は０．９０質量％以下が好ましく、０．８０質量％以下がより好ましく、０．７５質量％以下が特に好ましい。
Ｍｎは、原線のための製鋼時に、脱酸素剤として添加される。Ｍｎは、Ｓを固定しうる。これらの観点から、Ｍｎの含有率は０．３０質量％以上が好ましく、０．４０質量％以上がより好ましく、０．５０質量％以上が特に好ましい。過剰のＭｎは、圧延（ＳＴＥＰ４）及び異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工性を阻害する。冷間加工性の観点から、Ｍｎの含有率は０．９０質量％以下が好ましく、０．８０質量％以下がより好ましく、０．７５質量％以下が特に好ましい。
【0048】
［クロム（Ｃｒ）］
Ｃｒは、炭化物として析出しうる。この炭化物は、圧力リングの耐摩耗性に寄与しうる。この観点から、Ｃｒの含有率は０．３０質量％以上が好ましく、０．４０質量％以上がより好ましく、０．５０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｒは、圧力リング用線２の靱性を阻害する。過剰のＣｒを含む線２にコイリングが施されると、この線２が折損しうる。靱性の観点から、Ｃｒの含有率は０．８０質量％以下が好ましく、０．７５質量％以下がより好ましく、０．７０質量％以下が特に好ましい。Ｃｒは、必須の元素ではない。従って、Ｃｒの含有率が検出限界値以下であってもよい。
Ｃｒは、炭化物として析出しうる。この炭化物は、圧力リングの耐摩耗性に寄与しうる。この観点から、Ｃｒの含有率は０．３０質量％以上が好ましく、０．４０質量％以上がより好ましく、０．５０質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｒは、圧力リング用線２の靱性を阻害する。過剰のＣｒを含む線２にコイリングが施されると、この線２が折損しうる。靱性の観点から、Ｃｒの含有率は０．８０質量％以下が好ましく、０．７５質量％以下がより好ましく、０．７０質量％以下が特に好ましい。Ｃｒは、必須の元素ではない。従って、Ｃｒの含有率が検出限界値以下であってもよい。
【0049】
［ニッケル（Ｎｉ）］
Ｎｉは、圧力リングの靱性に寄与しうる。この観点から、Ｎｉの含有率は０．０５質量％以上が好ましく、０．１０質量％以上がより好ましく、０．１５質量％以上が特に好ましい。過剰のＮｉは、圧力リングの組織へのオーステナイトの残留を招来する。残留オーステナイトを含む圧力リングの硬度は、不十分である。硬度の観点から、Ｎｉの含有率は０．０２質量％以下が好ましく、０．０１質量％以下が特に好ましい。Ｎｉは、必須の元素ではない。従って、Ｎｉの含有率が検出限界値以下であってもよい。
Ｎｉは、圧力リングの靱性に寄与しうる。この観点から、Ｎｉの含有率は０．０５質量％以上が好ましく、０．１０質量％以上がより好ましく、０．１５質量％以上が特に好ましい。過剰のＮｉは、圧力リングの組織へのオーステナイトの残留を招来する。残留オーステナイトを含む圧力リングの硬度は、不十分である。硬度の観点から、Ｎｉの含有率は０．０２質量％以下が好ましく、０．０１質量％以下が特に好ましい。Ｎｉは、必須の元素ではない。従って、Ｎｉの含有率が検出限界値以下であってもよい。
【0050】
［リン（Ｐ）］
Ｐは、不純物である。Ｐは、圧力リングにおいて偏析し、この圧力リングの靱性を阻害する。靱性の観点から、Ｐの含有率は０．０８質量％以下が好ましく、０．０５質量％以下がより好ましく、０．０３質量％以下が特に好ましい。
Ｐは、不純物である。Ｐは、圧力リングにおいて偏析し、この圧力リングの靱性を阻害する。靱性の観点から、Ｐの含有率は０．０８質量％以下が好ましく、０．０５質量％以下がより好ましく、０．０３質量％以下が特に好ましい。
【0051】
［イオウ（Ｓ）］
Ｓは、不純物である。Ｓは、圧力リングにおいて偏析し、この圧力リングの靱性を阻害する。靱性の観点から、Ｓの含有率は０．０５質量％以下が好ましく、０．０３質量％以下がより好ましく、０．０２質量％以下が特に好ましい。
Ｓは、不純物である。Ｓは、圧力リングにおいて偏析し、この圧力リングの靱性を阻害する。靱性の観点から、Ｓの含有率は０．０５質量％以下が好ましく、０．０３質量％以下がより好ましく、０．０２質量％以下が特に好ましい。
【0052】
［銅（Ｃｕ）］
Ｃｕは、圧延（ＳＴＥＰ４）及び異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工性に寄与しうる。この観点から、Ｃｕの含有率は０．０５質量％以上が好ましく、０．１０質量％以上がより好ましく、０．１５質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｕは、熱間加工性を阻害する。熱間加工性の観点から、Ｃｕの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１０質量％以下がより好ましく、０．０５質量％以下が特に好ましい。Ｃｕは、必須の元素ではない。従って、Ｃｕの含有率が検出限界値以下であってもよい。
Ｃｕは、圧延（ＳＴＥＰ４）及び異形伸線（ＳＴＥＰ５）における加工性に寄与しうる。この観点から、Ｃｕの含有率は０．０５質量％以上が好ましく、０．１０質量％以上がより好ましく、０．１５質量％以上が特に好ましい。過剰のＣｕは、熱間加工性を阻害する。熱間加工性の観点から、Ｃｕの含有率は０．２０質量％以下が好ましく、０．１０質量％以下がより好ましく、０．０５質量％以下が特に好ましい。Ｃｕは、必須の元素ではない。従って、Ｃｕの含有率が検出限界値以下であってもよい。
【0053】
図１０に、他の実施形態に係る圧力リング用線３８が示されている。この線３８は、上面４０、下面４２、第一側面４４及び第二側面４６を有している。この線はさらに、第一丸め面取り４８ａ、第二丸め面取り４８ｂ、第三丸め面取り４８ｃ及び第四丸め面取り４８ｄを有している。この線３８では、上面４０と第一側面４４とに挟まれた円弧の数は１であり、下面４２と第一側面４４とに挟まれた円弧の数は３である。第一側面４４の形状は、ストレートであって円弧ではない。この線３８の断面の外周側における、円弧の数は、４である。この線３８の形状は、「ナピア形状」と称されている。この線３８にコイリング等が施されて、圧力リングが形成される。第一側面４４は、圧力リングの外周面に相当する。内燃機関において、この外周面が、シリンダーの内周面と擦れ合う。
【0054】
この圧力リング用線３８では、ろ波中心線うねりＷＣＡは３．０μｍ以下である。この圧力リング用線３８ではさらに、最大ズレＤｉｆは、２．８μｍ以下であり、最大ズレＤｉｆとろ波中心線うねりＷＣＡとの和は５．２μｍ以下である。この線３８から、真円度の高い圧力リングが得られうる。
【0055】
図１１に、さらに他の実施形態に係る圧力リング用線５０が示されている。この線５０は、上面５２、下面５４、第一側面５６及び第二側面５８を有している。この線はさらに、第一丸め面取り６０ａ、第二丸め面取り６０ｂ、第三丸め面取り６０ｃ及び第四丸め面取り６０ｄを有している。この線５０では、上面５２と第一側面５６とに挟まれた円弧の数は１であり、下面５４と第一側面５６とに挟まれた円弧の数は３である。第一側面５６の形状は、ストレートであって円弧ではない。この線５０の断面の外周側における、円弧の数は、４である。この線５０の形状は、「アンダーカット形状」と称されている。この線５０にコイリング等が施されて、圧力リングが形成される。第一側面５６は、圧力リングの外周面に相当する。内燃機関において、この外周面が、シリンダーの内周面と擦れ合う。
【0056】
この圧力リング用線５０では、ろ波中心線うねりＷＣＡは３．０μｍ以下である。この圧力リング用線５０ではさらに、最大ズレＤｉｆは、２．８μｍ以下であり、最大ズレＤｉｆとろ波中心線うねりＷＣＡとの和は５．２μｍ以下である。この線５０から、真円度の高い圧力リングが得られうる。
【実施例】
【0057】
以下、実施例に係る圧力リング用線の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本明細書で開示された範囲が限定的に解釈されるべきではない。
【0058】
［実施例１］
その材質が下記の表１に示された組成Ａである鋼材に、図９に示された処理を施して、図１及び２に示された形状を有する、バレルタイプの圧力リング用線を得た。圧延（ＳＴＥＰ４）の後の中間異形線の換算直径は、２．０３ｍｍであった。異形伸線（ＳＴＥＰ５）の後の異形線の換算直径は、１．８０ｍｍであった。従って加工度は、２１．４％であった。圧延（ＳＴＥＰ４）の後の中間異形線の表面粗さＲｚは、９．５μｍであった。焼戻し（ＳＴＥＰ８）の後の圧力リング用線の表面粗さＲｚは、２．１μｍであった。この圧力リング用線では、ろ波中心線うねりＷＣＡは１．５μｍであり、最大ズレＤｉｆは２．２μｍであった。この圧力リング用線では、厚さは１．０３ｍｍであり、幅は２．７０ｍｍであった。
その材質が下記の表１に示された組成Ａである鋼材に、図９に示された処理を施して、図１及び２に示された形状を有する、バレルタイプの圧力リング用線を得た。圧延（ＳＴＥＰ４）の後の中間異形線の換算直径は、２．０３ｍｍであった。異形伸線（ＳＴＥＰ５）の後の異形線の換算直径は、１．８０ｍｍであった。従って加工度は、２１．４％であった。圧延（ＳＴＥＰ４）の後の中間異形線の表面粗さＲｚは、９．５μｍであった。焼戻し（ＳＴＥＰ８）の後の圧力リング用線の表面粗さＲｚは、２．１μｍであった。この圧力リング用線では、ろ波中心線うねりＷＣＡは１．５μｍであり、最大ズレＤｉｆは２．２μｍであった。この圧力リング用線では、厚さは１．０３ｍｍであり、幅は２．７０ｍｍであった。
【0059】
［実施例２－９並びに比較例１及び２］
製造条件を下記の表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２－９並びに比較例１及び２の圧力リング用線を得た。
製造条件を下記の表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２－９並びに比較例１及び２の圧力リング用線を得た。
【0060】
［巻ソリ］
図８に示された方法にて、異形伸線（ＳＴＥＰ５）の後の異形線、熱矯正（ＳＴＥＰ６）の後の異形線、及び焼戻し（ＳＴＥＰ８）の後の圧力リング用線の巻ソリを測定した。この結果が、下記の表３に示されている。
図８に示された方法にて、異形伸線（ＳＴＥＰ５）の後の異形線、熱矯正（ＳＴＥＰ６）の後の異形線、及び焼戻し（ＳＴＥＰ８）の後の圧力リング用線の巻ソリを測定した。この結果が、下記の表３に示されている。
【0061】
［ネジレ角度］
図６及び７に示された方法にて、異形伸線（ＳＴＥＰ５）の後の異形線、熱矯正（ＳＴＥＰ６）の後の異形線、及び焼戻し（ＳＴＥＰ８）の後の圧力リング用線のネジレ角度を測定した。この結果が、下記の表３に示されている。実施例７及び８並びに比較例１及び２の圧力リング用線は、熱矯正（ＳＴＥＰ６）を経ることなく、得られた。
図６及び７に示された方法にて、異形伸線（ＳＴＥＰ５）の後の異形線、熱矯正（ＳＴＥＰ６）の後の異形線、及び焼戻し（ＳＴＥＰ８）の後の圧力リング用線のネジレ角度を測定した。この結果が、下記の表３に示されている。実施例７及び８並びに比較例１及び２の圧力リング用線は、熱矯正（ＳＴＥＰ６）を経ることなく、得られた。
【0062】
［真円度］
圧力リング用線にコイリングを施し、リングを得た。このリングの真円度を、漏光テストにて評価し、下記の基準に従って格付けした。
Ａ：極めて良好
Ｂ：良好
Ｃ：やや良好
Ｄ：不良
この結果が、下記の表３に示されている。
圧力リング用線にコイリングを施し、リングを得た。このリングの真円度を、漏光テストにて評価し、下記の基準に従って格付けした。
Ａ：極めて良好
Ｂ：良好
Ｃ：やや良好
Ｄ：不良
この結果が、下記の表３に示されている。
【0063】
［研磨残り］
圧力リング用線にコイリングを施し、リングを得た。このリングにアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）を施し、皮膜を形成した。この皮膜を研磨して、圧力リングを得た。この圧力リングの外観を目視で観察し、研磨残りの有無を判定した。この結果が、下記の表３に示されている。
圧力リング用線にコイリングを施し、リングを得た。このリングにアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）を施し、皮膜を形成した。この皮膜を研磨して、圧力リングを得た。この圧力リングの外観を目視で観察し、研磨残りの有無を判定した。この結果が、下記の表３に示されている。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】
【0066】
【表3】
【0067】
表３に示されるように、各実施例の圧力リング用線は、諸性能に優れている。この評価結果から、この圧力リング用線の優位性は明かである。
【0068】
［開示項目］
以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態を開示する。
以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態を開示する。
【0069】
［項目１］
内燃機関の圧力リングのための線であって、
上記線の長さ方向に対して垂直な面における輪郭が、その外周側に、３以上の円弧を有しており、
上記長さ方向に沿って測定された、上記圧力リングの外周面に相当する面のろ波中心線うねりＷＣＡが、３．０μｍ以下である、線。
内燃機関の圧力リングのための線であって、
上記線の長さ方向に対して垂直な面における輪郭が、その外周側に、３以上の円弧を有しており、
上記長さ方向に沿って測定された、上記圧力リングの外周面に相当する面のろ波中心線うねりＷＣＡが、３．０μｍ以下である、線。
【0070】
［項目２］
上記長さ方向に対して垂直な面における、上記外周面に相当する面の輪郭と、この輪郭を近似する仮想曲線との、最大ズレＤｉｆが、２．８μｍ以下である、項目１に記載の線。
上記長さ方向に対して垂直な面における、上記外周面に相当する面の輪郭と、この輪郭を近似する仮想曲線との、最大ズレＤｉｆが、２．８μｍ以下である、項目１に記載の線。
【0071】
［項目３］
上記ろ波中心線うねりＷＣＡと上記最大ズレＤｉｆとの和が、５．２μｍ以下である、項目２に記載の線。
上記ろ波中心線うねりＷＣＡと上記最大ズレＤｉｆとの和が、５．２μｍ以下である、項目２に記載の線。
【0072】
［項目４］
その表面粗さＲｚが３．０μｍ以下である、項目１から３のいずれかに記載の線。
その表面粗さＲｚが３．０μｍ以下である、項目１から３のいずれかに記載の線。
【0073】
［項目５］
そのネジレ角度が３°／ｍ以下である、項目１から４のいずれかに記載の線。
そのネジレ角度が３°／ｍ以下である、項目１から４のいずれかに記載の線。
【0074】
［項目６］
その巻ソリが１５ｍｍ／ｍ以下である、項目１から５のいずれかに記載の線。
その巻ソリが１５ｍｍ／ｍ以下である、項目１から５のいずれかに記載の線。
【0075】
［項目７］
その材質が鋼であり、この鋼が
Ｃ：０．５１質量％以上０．８５質量％以下
Ｓｉ：０．１５質量％以上１．６０質量％以下
Ｍｎ：０．３０質量％以上０．９０質量％以下
Ｃｒ：０．８０質量％以下
Ｎｉ：０．０２質量％以下
Ｐ：０．０８質量％以下
Ｓ：０．０５質量％以下
及び
Ｃｕ：０．２０質量％以下
を含む、項目１から６のいずれかに記載の線。
その材質が鋼であり、この鋼が
Ｃ：０．５１質量％以上０．８５質量％以下
Ｓｉ：０．１５質量％以上１．６０質量％以下
Ｍｎ：０．３０質量％以上０．９０質量％以下
Ｃｒ：０．８０質量％以下
Ｎｉ：０．０２質量％以下
Ｐ：０．０８質量％以下
Ｓ：０．０５質量％以下
及び
Ｃｕ：０．２０質量％以下
を含む、項目１から６のいずれかに記載の線。
【0076】
［項目８］
（Ａ）その表面粗さＲｚが５．０μｍ以上であるローラにて中間線に圧延を施して、中間異形線を得る工程、
及び
（Ｂ）上記中間異形線に、潤滑剤を用いた、加工度が１８．０％以上２２．０％以下である異形伸線を施して、異形線を得る工程
を備えた、圧力リングのための線の製造方法。
（Ａ）その表面粗さＲｚが５．０μｍ以上であるローラにて中間線に圧延を施して、中間異形線を得る工程、
及び
（Ｂ）上記中間異形線に、潤滑剤を用いた、加工度が１８．０％以上２２．０％以下である異形伸線を施して、異形線を得る工程
を備えた、圧力リングのための線の製造方法。
【0077】
［項目９］
上記工程（Ｂ）によって、その表面粗さＲｚが３．０μｍ以下である異形線が得られる、項目８に記載の製造方法。
上記工程（Ｂ）によって、その表面粗さＲｚが３．０μｍ以下である異形線が得られる、項目８に記載の製造方法。
【0078】
［項目１０］
上記工程（Ｂ）の後に、
（Ｃ）上記異形線に、温度が２４５℃以上２５５℃以下であり、時間が２．５秒以上３．５秒以下である条件で、熱矯正を施す工程
及び
（Ｄ）上記異形線に焼入れ及び焼戻しを施す工程
をさらに備えた、項目８又は９に記載の製造方法。
上記工程（Ｂ）の後に、
（Ｃ）上記異形線に、温度が２４５℃以上２５５℃以下であり、時間が２．５秒以上３．５秒以下である条件で、熱矯正を施す工程
及び
（Ｄ）上記異形線に焼入れ及び焼戻しを施す工程
をさらに備えた、項目８又は９に記載の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【0079】
以上説明された圧力リング用線は、種々の内燃機関のピストンリングに適している。
【符号の説明】
【0080】
２・・・圧力リング用線
４・・・上面
６・・・下面
８・・・第一側面
１０・・・第二側面
１２・・・丸め面取り
１４・・・第一側面の輪郭
１６・・・上面の輪郭
１８・・・下面の輪郭
２０・・・仮想曲線
２２・・・試験片
２４・・・ベース
２６・・・起立部
３０・・・試験片
３４・・・プレート
３８・・・圧力リング用線
４０・・・上面
４２・・・下面
４４・・・第一側面
４６・・・第二側面
４８・・・丸め面取り
５０・・・圧力リング用線
５２・・・上面
５４・・・下面
５６・・・第一側面
５８・・・第二側面
６０・・・丸め面取り
４・・・上面
６・・・下面
８・・・第一側面
１０・・・第二側面
１２・・・丸め面取り
１４・・・第一側面の輪郭
１６・・・上面の輪郭
１８・・・下面の輪郭
２０・・・仮想曲線
２２・・・試験片
２４・・・ベース
２６・・・起立部
３０・・・試験片
３４・・・プレート
３８・・・圧力リング用線
４０・・・上面
４２・・・下面
４４・・・第一側面
４６・・・第二側面
４８・・・丸め面取り
５０・・・圧力リング用線
５２・・・上面
５４・・・下面
５６・・・第一側面
５８・・・第二側面
６０・・・丸め面取り
【要約】
【課題】真円度に優れた圧力リングが得られうる、線２の提供。
【解決手段】圧力リング用線２は、上面４、下面６、第一側面８、第二側面１０及び丸め面取り１２を有している。この線２の、長さ方向に対して垂直な面における輪郭は、その外周側に３の円弧を有している。この線２にコイリング等が施されて、圧力リングが形成される。第一側面８は、圧力リングの外周面に相当する。長さ方向に沿って測定された、第一側面８のろ波中心線うねりＷＣＡは、３．０μｍ以下である。第一側面８の輪郭と、この輪郭を近似する仮想曲線との、最大ズレＤｉｆは、２．８μｍ以下である。ろ波中心線うねりＷＣＡと最大ズレＤｉｆとの和は、５．２μｍ以下である。
【選択図】図２
【解決手段】圧力リング用線２は、上面４、下面６、第一側面８、第二側面１０及び丸め面取り１２を有している。この線２の、長さ方向に対して垂直な面における輪郭は、その外周側に３の円弧を有している。この線２にコイリング等が施されて、圧力リングが形成される。第一側面８は、圧力リングの外周面に相当する。長さ方向に沿って測定された、第一側面８のろ波中心線うねりＷＣＡは、３．０μｍ以下である。第一側面８の輪郭と、この輪郭を近似する仮想曲線との、最大ズレＤｉｆは、２．８μｍ以下である。ろ波中心線うねりＷＣＡと最大ズレＤｉｆとの和は、５．２μｍ以下である。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】