(57)【要約】【課題】オイル消費量を低減することができる、ピストンリングを提供する。【解決手段】サイドレール11の外周面1は、一対の側面隣接部3,4と、最外径部6と、少なくとも１つの凹み部7,8と、を備えている。サイドレール周方向視において、最外径部の輪郭線6は、曲率中心O6を有する曲線であり、また、当該曲率中心O6は、側面隣接部3,4の輪郭線L3,L4と、最外径部6の輪郭線L6との共通接線L1,L2よりも径方向内側に配置されており、更に、サイドレール周方向視において、凹み部7,8の輪郭線L7,L8は、曲率中心O7,O8を有する曲線であり、また、当該曲率中心O7,O8は、共通接線L1,L2よりも径方向外側に配置されている。【選択図】図６
2020204349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線の周りに延在しているピストンリングであって、
前記ピストンリングの外周面は、
当該ピストンリングの２つの側面のそれぞれに隣接する、一対の側面隣接部と、
前記一対の側面隣接部の間に配置されていると共に最大外径を有する最外径部と、
前記一対の側面隣接部の一方と前記最外径部との間と、前記一対の側面隣接部の他方と前記最外径部との間と、の、それぞれの間に配置されている、少なくとも１つの凹み部と、
を備えており、
前記ピストンリング周方向視において、前記最外径部の輪郭線は、曲率中心を有する曲線であり、また、当該曲率中心は、前記側面隣接部の前記輪郭線と、前記最外径部の前記輪郭線との共通接線よりも径方向内側に配置されており、更に、
前記ピストンリング周方向視において、前記少なくとも１つの凹み部の輪郭線は、曲率中心を有する曲線であり、また、当該曲率中心は、前記共通接線よりも径方向外側に配置されている、ピストンリング。
【請求項２】
前記最外径部の径方向最外縁と、前記側面の径方向最外縁との寸法差Ｈは、Ｈ≦０．２５ｍｍである、請求項１に記載のピストンリング。
【請求項３】
前記シールリング周方向視において、前記軸線と、前記一対の側面隣接部の前記一方側の前記共通接線とがなす鋭角側の角度θ１は、θ１≦５０°である、請求項１又は２に記載のピストンリング。
【請求項４】
前記ピストンリング周方向視において、前記軸線と、前記一対の側面隣接部の前記他方側の前記共通接線とがなす鋭角側の角度θ２は、θ２≦６０°である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のピストンリング。
【請求項５】
前記角度θ１は、前記角度θ２以下である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のピストンリング。
【請求項６】
前記ピストンリング周方向視において、前記外周面の、前記一対の側面隣接部の前記一方と前記最外径部との間と、当該外周面の、前記一対の側面隣接部の前記他方と前記最外径部との間と、の少なくともいずれか一方の間の、前記一対の側面隣接部の輪郭線、前記凹み部及び前記最外径部の輪郭線は、それぞれ、曲率中心を有する曲線であり、
前記最外径部の曲率半径Ｒ１、前記凹み部の曲率半径Ｒ２及び前記側面隣接部の曲率半径Ｒ３は、それぞれ、
Ｒ２／Ｒ１≦４．５、かつ、Ｒ２／Ｒ３≦４．５
の条件を満たす、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のピストンリング。
【請求項７】
前記最外径部の曲率半径Ｒ１は、Ｒ１≦０．１２ｍｍである、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のピストンリング。
【請求項８】
前記ピストンリングは、オイルリングのサイドレールである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のピストンリング。
【請求項９】
前記オイルリングは、間隔を置いて配置された２つのサイドレールを備えており、
前記ピストンリングの外周面は、前記２つのサイドレールの少なくともいずれか一方の外周面である、請求項８に記載のピストンリング。
【請求項１０】
前記ピストンリングは、コンプレッションリングである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のピストンリング。
【請求項１１】
前記ピストンリングの外周面を形成する輪郭線の凹み部が軸方向上下に対称である、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のピストンリング。
【請求項１２】
前記ピストンリングの外周面に、硬質被膜層又は樹脂被膜層が設けられている、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のピストンリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用のピストンに装着されるピストンリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用のピストンには、燃焼ガスやオイルをシールするためのコンプレッションリング（圧力リング）、シリンダ内周面に付着するオイルを制御するためのオイルリング（オイルコントロールリング）等の、ピストンリングが装着されている。ピストンリングは合口部を有し、摺動面を外周に備えた円環状のリングである。
【０００３】
従来のピストンリングには、オイルリングのサイドレールであって、当該サイドレールの外周面に小寸法の突起を設けたものがある（例えば、「特許文献１」参照。）。この従来技術によれば、サイドレールが摩耗しても、前記小寸法の突起が、サイドレールのシリンダに対する接触幅を増加させることがなく、当該サイドレールのシリンダに対する面圧低下を抑えることができる。したがって、この従来技術によれば、オイル掻き性能の劣化を防止することができ、ひいては、オイル消費量の増加を防止することができる。
【０００４】
また、他の従来のピストンリングには、サイドレールの外側面に突起を設け、当該突起を中心よりも軸方向の一方側にずらしたものもある（例えば、「特許文献２」参照。）。この従来技術によれば、サイドレールの外周面に設けた突起を軸方向の一方側にずらしたことによって、オイルの掻き落とし作用を高めつつ当該オイルの掻き上げが抑制される。したがって、この従来技術によれば、オイル消費量を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−１１１９５９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１６９７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術はいずれも、オイル消費量の低減を更に改善する余地があった。
【０００７】
本発明の目的は、オイル消費量を低減することができる、ピストンリングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るピストンリングは、軸線の周りに延在しているピストンリングであって、前記ピストンリングの外周面は、当該ピストンリングの２つの側面のそれぞれに隣接する、一対の側面隣接部と、前記一対の側面隣接部の間に配置されていると共に最大外径を有する最外径部と、前記一対の側面隣接部の一方と前記最外径部との間と、前記一対の側面隣接部の他方と前記最外径部との間と、の、それぞれの間に配置されている、少なくとも１つの凹み部と、を備えており、前記ピストンリング周方向視において、前記最外径部の輪郭線は、曲率中心を有する曲線であり、また、当該曲率中心は、前記側面隣接部の前記輪郭線と、前記最外径部の前記輪郭線との共通接線よりも径方向内側に配置されており、更に、前記ピストンリング周方向視において、前記少なくとも１つの凹み部の輪郭線は、曲率中心を有する曲線であり、また、当該曲率中心は、前記共通接線よりも径方向外側に配置されている。本発明に係るピストンリングによれば、オイル消費量を低減することができる。
【０００９】
本発明に係るピストンリングにおいて、前記最外径部の径方向最外縁と、前記側面の径方向最外縁との寸法差Ｈは、Ｈ≦０．２５ｍｍであることが好ましい。
【００１０】
本発明に係るピストンリングでは、前記ピストンリング周方向視において、前記軸線と、前記一対の側面隣接部の前記一方側の前記共通接線とがなす鋭角側の角度θ１は、θ１≦５０°であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係るピストンリングでは、前記ピストンリング周方向視において、前記軸線と、前記一対の側面隣接部の前記他方側の前記共通接線とがなす鋭角側の角度θ２は、θ２≦６０°であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係るピストンリングでは、前記角度θ１は、前記角度θ２以下とすることができる。
【００１３】
本発明に係るピストンリングでは、前記ピストンリング周方向視において、前記外周面の、前記一対の側面隣接部の前記一方と前記最外径部との間と、当該外周面の、前記一対の側面隣接部の前記他方と前記最外径部との間と、の少なくともいずれか一方の間の、前記一対の側面隣接部の輪郭線、前記凹み部及び前記最外径部の輪郭線は、それぞれ、曲率中心を有する曲線であり、前記最外径部の曲率半径Ｒ１、前記凹み部の曲率半径Ｒ２及び前記側面隣接部の曲率半径Ｒ３は、それぞれ、Ｒ２／Ｒ１≦４．５、かつ、Ｒ２／Ｒ３≦４．５の条件を満たすことが好ましい。
【００１４】
本発明に係るピストンリングにおいて、前記最外径部の曲率半径Ｒ１は、Ｒ１≦０．１２ｍｍであることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るピストンリングにおいて、当該ピストンリングは、オイルリングのサイドレールであることが好ましい。
【００１６】
本発明に係るピストンリングにおいて、当該ピストンリングがオイルリングである場合、当該オイルリングは、間隔を置いて配置された２つのサイドレールを備えており、前記ピストンリングの外周面は、前記２つのサイドレールの少なくともいずれか一方の外周面であることとすることができる。
【００１７】
本発明に係るピストンリングにおいて、当該ピストンリングは、コンプレッションリングとすることができる。
【００１８】
本発明に係るピストンリングにおいて、当該ピストンリングの外周面を形成する輪郭線の凹み部が軸方向上下に対称とすることができる。
【００１９】
本発明に係るピストンリングにおいて、当該ピストンリングの前記外周面に、硬質被膜層又は樹脂被膜層が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、オイル消費量を低減することができるピストンリングを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るピストンリングとして使用され得る各種ピストンリングを組み込み可能なピストンの片側断面図である。
【図２】本発明に係るピストンリングの第１の実施形態であるサイドレールを備えた、オイルリングを側面から示す平面図である。
【図３】図２に示すオイルリングの一部を構成するサイドレールを側面から示す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図５】図２のオイルリングを組み込んだピストンが、シリンダの内部に配置された状態を、図２のＢ−Ｂ断面相当で示す要部断面図である。
【図６】図４の拡大断面図である。
【図７】図６の拡大断面図である。
【図８Ａ】図４のサイドレールの外周面を拡大して示す断面図である。
【図８Ｂ】従来のサイドレールの外周面を拡大して示す断面図である。
【図９Ａ】ピストン上昇行程時、図３のサイドレールの外周面によって、オイルが拡散する状態を、概略的に示す断面図である。
【図９Ｂ】ピストン上昇行程時、従来のサイドレールの外周面によって、オイルが拡散する状態を、概略的に示す断面図である。
【図１０】本発明に係るピストンリングの第２の実施形態であるサイドレールであって、当該サイドレールを、図６に相当する領域で示す拡大断面図である。
【図１１】本発明に係るピストンリングの第３の実施形態であるサイドレールであって、当該サイドレールを、図６に相当する領域で示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に係る、様々な実施形態のピストンリングについて説明をする。なお、以下の説明において、「軸線」とは、「ピストンリングの軸線Ｏ」をいう。また、「軸方向」とは、「前記軸線に沿って延在する方向」、即ち、「軸線Ｏに沿って延在する方向」をいう。更に、「径方向」とは、「前記軸方向に対して直交する方向」、即ち、「軸線Ｏに沿って延在する方向に対して直交する方向」をいう。また、「周方向」とは、「前記軸線の周りに沿った方向」、即ち、「軸線Ｏの周りに沿った方向」をいう。
【００２３】
図１には、本発明に係るピストンリングとして使用され得る各種ピストンリングと共に、これら各種ピストンリングを組み込み可能なピストンを片側断面で示す。図１中、符号１００は、内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）に使用されるピストンである。
【００２４】
符号１０〜３０は、それぞれ、本発明に係るピストンリングとして使用され得る各種ピストンリングである。この例では、符号１０は、本発明に係るピストンリングの一実施形態であるサイドレールを備えたオイルリングである。オイルリング１０は、ピストン１００の外周面に形成されたリング溝１０１に組み込まれる。
【００２５】
また、符号２０及び３０は、それぞれ、コンプレッションリング（圧力リング）である。具体的には、コンプレッションリング２０は、トップリングである。また、コンプレッションリング３０は、セカンドリングである。コンプレッションリング２０，３０は、それぞれ、ピストン１００の外周面に形成されたリング溝１０２，１０３に組み込まれる。
【００２６】
以下、オイルリング１０を参照して、本発明に係るピストンリングについて説明をする。
【００２７】
この例では、オイルリング１０は、３ピースタイプのオイルリングである。オイルリング１０は、本発明の一実施形態に係る、一対のサイドレール（オイルリングレール）１１と、スペーサエキスパンダ１２とを備えている。２つのサイドレール１１は、軸方向に間隔を置いてエンジン（図示省略。）の燃焼室側とクランク室側に配置されている。この例では、一対のサイドレール１１は、それぞれ、互いに同一の構成を有するものである。
【００２８】
図２には、オイルリング１０を側面から示す。また、図３には、サイドレール１１を側面から示す。
【００２９】
本発明によれば、ピストンリングは、軸線の周りに延在している。本実施形態では、図２に示すように、オイルリング１０は、サイドレール１１およびスペーサ１２を組み合わせたものであり、図３に示すように、サイドレール１１は、軸線Ｏの周りに延在している。本実施形態に係るサイドレール１１は、長尺で平板状の鋼材（スチール材）を曲げることにより、合口１１ｃを備えた割リング形状に形成されている。即ち、本実施形態に係るサイドレール１１は、その周方向の一部分が切断されて当該切断部分が合口１１ｃとなったＣ字形状に形成されている。一方、この例では、スペーサエキスパンダ１２は、後述するように、サイドレール１１を径方向外側に押圧付勢することにより、シリンダ２００の内周面２０１（シリンダライナーを有する場合、当該シリンダライナーの内周面）の壁面に付着するオイルの量を制御することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、ピストンリングは、軸方向に対向する２つの側面を備えている。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。本実施形態では、図４に示すように、サイドレール１１は、軸方向に対向する２つの側面を備えている。本実施形態では、サイドレール１１は、第１側面１１１と、第２側面１１２とを備えている。第１側面１１１及び第２側面１１２は、それぞれ、軸線Ｏの周りに延在している。本実施形態では、上述のとおり、サイドレール１１の第１側面１１１及び第２側面１１２は、それぞれ、その周方向の一部分が切断されて当該切断部分が合口１１ｃとなったＣ字形状に形成されている。本実施形態では、第１側面１１１は、軸方向一方側（図中上側）を向く側面である。また、第２側面１１２は、軸方向他方側（図中下側）を向く側面である。本実施形態では、第１側面１１１及び第２側面１１２は、それぞれ、互いに径方向（水平方向）に対して平行である。本実施形態では、第１側面１１１及び第２側面１１２は、それぞれ、径方向および周方向に沿って延在する平坦面に形成されている。
【００３１】
更に、本実施形態では、第１側面１１１及び第２側面１１２は、それぞれ、同一の平面構成を有している。
【００３２】
図４中、符号１１１ｅ１は、第１側面１１１の径方向最外縁である。また、符号１１１ｅ２は、第１側面１１１の径方向最内縁である。更に、符号Ｗ１は、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１と径方向最内縁１１１ｅ２との間の径方向幅、即ち、第１側面１１１の径方向幅である。同様に、図４中、符号１１２ｅ１は、第２側面１１２の径方向最外縁である。また、符号１１２ｅ２は、第２側面１１２の径方向最内縁である。更に、符号Ｗ２は、第２側面１１２の径方向最外縁１１２ｅ１と径方向最内縁１１２ｅ２との間の径方向幅、即ち、第２側面１１２の径方向幅である。
【００３３】
本実施形態では、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１の、軸線Ｏからの径方向距離と、第２側面１１２の径方向最外縁１１２ｅ１の、軸線Ｏからの径方向距離とは等しい。即ち、本実施形態では、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１と、第２側面１１２の径方向最外縁１１２ｅ１とは、軸線Ｏを基準とした径方向において、同一の位置に配置されるように構成されている。また、本実施形態では、第１側面１１１の径方向最内縁１１１ｅ２の、軸線Ｏからの径方向距離と、第２側面１１２の径方向最内縁１１２ｅ２の、軸線からの径方向距離とは等しい。即ち、本実施形態では、第１側面１１１の径方向最内縁１１１ｅ２と、第２側面１１２の径方向最内縁１１２ｅ２とは、軸線Ｏを基準とした径方向において、同一の位置に配置されるように構成されている。即ち、本実施形態では、第１側面１１１の径方向幅Ｗ１と、第２側面１１２の径方向幅Ｗ２とは、互いに等しい幅で、同一の位置に配置されるように構成されている。
【００３４】
更に、サイドレール１１は、外周面１と、内周面２とを備えている。外周面１と、内周面２とは、それぞれ、軸線Ｏの周りに延在している。外周面１は、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１と、第２側面１１２の径方向最外縁１１２ｅ１を軸方向に繋いだ、径方向外側を向く面である。内周面２は、第１側面１１１の径方向最内縁１１１ｅ２と、第２側面１１２の径方向最内縁１１２ｅ２を軸方向に繋いだ、径方向内側を向く面である。図４を参照すれば、サイドレール１１を周方向から視た状態（以下、「サイドレール周方向視）ともいう。）において、サイドレール１１の外周面１及び内周面２の輪郭線は、それぞれ、全周に亘って略一様となっている。
【００３５】
図５には、オイルリング１０を組み込んだピストン１００が、シリンダ２００の内部に配置された状態を、図２のＢ−Ｂ断面相当で示されている。図５に示すように、本実施形態では、オイルリング１０は、サイドレール１１の第１側面１１１が燃焼室側に向けられると共に、サイドレール１１の第２側面１１２がクランク室側に向けられるように、ピストン１００のリング溝１０１に装着されている。サイドレール１１の外周面１は、それぞれ、シリンダ２００の内周面２０１を摺動可能に押圧している。
【００３６】
サイドレール１１は、スペーサエキスパンダ１２を介して、ピストン１００のリング溝１０１に弾性的に装着されている。即ち、スペーサエキスパンダ１２は、オイルリング１０をピストン１００のリング溝１０１内に装着することで生ずる弾性力によって、径方向外周側にサイドレール１１の内周面２を、押圧付勢することができる。この例では、スペーサエキスパンダ１２は、サイドレール１１を径方向外側に向けて拡径させるように付勢する。このため、スペーサエキスパンダ１２が径方向内側に圧縮されるように、ピストン１００とシリンダ２００との間にオイルリング１０を介在させれば、サイドレール１１の外周面１とシリンダ２００の内周面２０１との接触により、当該シリンダ２００の内周面（壁面）２０１に付着するオイルの量を制御することができる。なお、スペーサエキスパンダ１２は、例えば、径方向に弾性変形可能な円環状に形成されている。こうしたスペーサエキスパンダ１２としては、例えば、軸方向又は円周方向に波形形状に成形されたものが挙げられる。スペーサエキスパンダ１２は、鋼材等によって形成することができる。
【００３７】
図６には、サイドレール１１の外周面１及びその周辺が拡大して示されている。図６には、サイドレール周方向視における、外周面１の輪郭線が示されている。
【００３８】
本発明によれば、ピストンリングの外周面は、当該ピストンリングの２つの側面のそれぞれに隣接する、一対の側面隣接部を備えている。本実施形態では、図６に示すように、サイドレール１１の外周面１は、軸方向の一方側に、第１側面隣接部３を備えている。第１側面隣接部３は、一対の側面隣接部の一方である。第１側面隣接部３は、サイドレール１１の第１側面１１１に隣接している。本実施形態では、第１側面隣接部３は、図６に示すように、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１と径方向内側で繋がっている。また、本実施形態では、サイドレール１１の外周面１は、図６に示すように、軸方向の他方側に、第２側面隣接部４を備えている。第２側面隣接部４は、一対の側面隣接部の他方である。第２側面隣接部４は、サイドレール１１の第２側面１１２に隣接している。第２側面隣接部４は、図６に示すように、第２側面１１２の径方向最外縁１１２ｅ１と径方向内側で繋がっている。
【００３９】
また、本発明によれば、ピストンリングの外周面は、一対の側面隣接部の間に配置されていると共に最大外径を有する最外径部を備えている。本実施形態では、図６に示すように、サイドレール１１の外周面１は、最外径部６を備えている。最外径部６は、図６に示すように、第１側面隣接部３と、第２側面隣接部４の間に配置されている。また、図６に示すように、最外径部６は、当該最外径部６の径方向最外縁ｅ６において最大外径Ｄを有している。なお、本実施形態では、図６に示すように、最外径部６の径方向最外縁ｅ６は、サイドレール１１の第１側面１１１と第２側面１１２との間の軸方向の中央位置Ｐ１に配置されるように構成されている。
【００４０】
更に、本発明によれば、ピストンリングの外周面は、一対の側面隣接部の一方と最外径部との間と、前記一対の側面隣接部の他方と前記最外径部との間と、の、それぞれの間に配置されている、少なくとも１つの凹み部を備えている。本実施形態では、図６に示すように、サイドレール１１の外周面１は、軸方向の一方側に、１つの第１凹み部７を備えている。第１凹み部７は、第１側面隣接部３と、最外径部６との間に配置されている。本実施形態では、第１凹み部７は、第１側面隣接部３と径方向内側で繋がっていると共に、最外径部６と径方向外側で繋がっている。また、本実施形態では、図６に示すように、サイドレール１１の外周面１は、軸方向の他方側に、１つの第２凹み部８を備えている。第２凹み部８は、第２側面隣接部４と、最外径部６との間に配置されている。本実施形態では、第２凹み部８は、第２側面隣接部４と径方向内側で繋がっていると共に、最外径部６と径方向外側で繋がっている。
【００４１】
また、本発明によれば、ピストンリング周方向視において、最外径部の輪郭線は、曲率中心を有する曲線である。本実施形態では、図６に示すように、サイドレール周方向視において、最外径部６の輪郭線Ｌ６は、曲率中心Ｏ６を有する曲線である。本実施形態では、前記曲線は、曲率半径ｒ６で形成されている。
【００４２】
また、本発明によれば、ピストンリング周方向視において、最外径部の輪郭線の曲率中心は、側面隣接部の輪郭線と、最外径部の輪郭線との共通接線よりも径方向内側に配置されている。
【００４３】
本実施形態において、サイドレール１１の第１側面１１１側（以下、「第１側面側」ともいう。）で見ると、曲率中心Ｏ６は、図６に示すように、サイドレール周方向視において、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３と、最外径部６の輪郭線Ｌ６との共通接線Ｌ１よりも径方向内側に配置されている。本実施形態では、図６に示すように、サイドレール周方向視において、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３は、曲率中心Ｏ３を有する曲線である。本実施形態では、前記曲線は、曲率半径ｒ３で形成されている。また、本実施形態では、共通接線Ｌ１は、図６に示すように、サイドレール周方向視において、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３との接点Ａ１と、最外径部６の輪郭線Ｌ６との接点Ｂ１とを通る接線である。また、本実施形態では、曲率中心Ｏ６は、図６に示すように、サイドレール周方向視において、曲率中心Ｏ３と共に、共通接線Ｌ１よりも径方向内側に配置されている。
【００４４】
これに対して、本実施形態において、サイドレール１１の第２側面１１２側（以下、「第２側面側」ともいう。）で見ると、曲率中心Ｏ６は、図６に示すように、サイドレール周方向視において、第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４と、最外径部６の輪郭線Ｌ６との共通接線Ｌ２よりも径方向内側に配置されている。本実施形態では、図６に示すように、サイドレール周方向視において、第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４は、曲率中心Ｏ４を有する曲線である。本実施形態では、前記曲線は、曲率半径ｒ４で形成されている。また、本実施形態では、共通接線Ｌ２は、図６に示すように、サイドレール周方向視において、第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４との接点Ａ２と、最外径部６の輪郭線Ｌ６との接点Ｂ２とを通る接線である。また、本実施形態では、曲率中心Ｏ６は、図６に示すように、サイドレール周方向視において、曲率中心Ｏ４と共に、共通接線Ｌ２よりも径方向内側に配置されている。
【００４５】
更に、本発明によれば、ピストンリング周方向視において、凹み部の輪郭線は、曲率中心を有する曲線である。また、当該曲率中心は、共通接線よりも径方向外側に配置されている。
【００４６】
本実施形態において、サイドレール１１の第１側面側で見ると、本実施形態では、図６に示すように、サイドレール周方向視において、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７は、曲率中心Ｏ７を有する曲線である。本実施形態では、前記曲線は、曲率半径ｒ７で形成されている。また、曲率中心Ｏ７は、図６に示すように、サイドレール周方向視において、共通接線Ｌ１よりも径方向外側に配置されている。
【００４７】
これに対して、本実施形態において、サイドレール１１の第２側面側で見ると、本実施形態では、図６に示すように、サイドレール周方向視において、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８は、曲率中心Ｏ８を有する曲線である。本実施形態では、前記曲線は、曲率半径ｒ８で形成されている。また、曲率中心Ｏ８は、図６に示すように、サイドレール周方向視において、共通接線Ｌ２よりも径方向外側に配置されている。ここで、第１凹み部７の曲率半径ｒ７および第２凹み部８の曲率半径ｒ８は、それぞれ、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７および第２凹み部８の輪郭線Ｌ８が、それぞれ、軸方向上下に対称となるように、同じ半径であっても良い。
【００４８】
図７は、図６の拡大断面である。図７は、サイドレール１１の外周面１のうち、当該サイドレール１１の第１側面側、言い換えれば、燃焼室側の外周面１を示している。図７に示すように、本実施形態では、サイドレール１１の第１側面側では、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７の延在方向一方側は、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３と直接繋がっている。本実施形態では、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７は、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３との接続点で、当該第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３と同一の接線を有している。これにより、本実施形態では、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７と、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３とは、滑らかに繋がっている。ただし、本発明によれば、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３と、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７とは、直接繋げることなく、例えば、直線の輪郭線を介して繋げることができる。また、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７の延在方向他方側は、最外径部６の輪郭線Ｌ６と直接繋がっている。本実施形態では、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７は、最外径部６の輪郭線Ｌ６の輪郭線Ｌ６との接続点で、当該最外径部６の輪郭線Ｌ６と同一の接線を有している。これにより、本実施形態では、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７と、最外径部６の輪郭線Ｌ６とは、滑らかに繋がっている。ただし、本発明によれば、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７と、最外径部６の輪郭線Ｌ６とは、直接繋げることなく、例えば、直線の輪郭線を介して繋げることができる。
【００４９】
同様に、図７を参照して、サイドレール１１の外周面１のうち、当該サイドレール１１の第２側面側、言い換えれば、クランク室側の外周面１について説明する。図７をクランク室側の外周面１の拡大断面図としてみたとき、本実施形態において、サイドレール１１の第２側面側では、サイドレール１１の第１側面側と同様に、図７に示すように、サイドレール１１の第２側面側では、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８の延在方向一方側は、第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４と直接繋がっている。本実施形態では、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８は、第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４との接続点で、当該第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４と同一の接線を有している。これにより、本実施形態では、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８と、第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４とは、滑らかに繋がっている。ただし、本発明によれば、第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４と、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８とは、直接繋げることなく、例えば、直線の輪郭線を介して繋げることができる。また、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８の延在方向他方側は、最外径部６の輪郭線Ｌ６と直接繋がっている。本実施形態では、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８は、最外径部６の輪郭線Ｌ６の輪郭線Ｌ６との接続点で、当該最外径部６の輪郭線Ｌ６と同一の接線を有している。これにより、本実施形態では、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８と、最外径部６の輪郭線Ｌ６とは、滑らかに繋がっている。ただし、本発明によれば、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８と、最外径部６の輪郭線Ｌ６とは、直接繋げることなく、例えば、直線の輪郭線を介して繋げることができる。
【００５０】
オイルリングは、上述のとおり、シリンダ２００の内周面２０１に付着するオイル量の制御に用いられる。このため、サイドレール１１のシリンダ２００に対する面圧はより高くなる方が好ましい。
【００５１】
図８Ａは、本実施形態に係るサイドレール１１の外周面１を拡大して示す断面図である。図８Ａには、サイドレール１１の有効バレル量ＥＢを示す。有効バレル量ＥＢは、オイルの掻き落とし作用に寄与する。サイドレール１１のシリンダ２００に対する面圧を高めるためには、有効バレル量ＥＢを大きく確保することが好ましい。本発明のように、最外径部６の輪郭線Ｌ６が曲率半径ｒ６で形成された曲線である場合、有効バレル量ＥＢを大きく確保するためには、最外径部６の曲率半径ｒ６を小さく設計することが有効である。
【００５２】
一方、図８Ｂは、従来のサイドレール６０の外周面６１を拡大して示す断面図である。図８Ｂに示すように、サイドレール６０の外周面６１は、凹み部を備えない。サイドレール６０において、最外径部６６の曲率半径ｒ６６を小さく設計する場合、最外径部６６から第１側面６６１までの間および最外径部６６から第２側面６６２までの間を、それぞれ、滑らかに繋ごうとすると、図８Ｂのように、軸方向に対してより大きな角度θ６を設定することとなる。即ち、従来のサイドレール６０では、曲率半径ｒ６６を小さく抑えようとすると、第１側面６６１の径方向最外縁６６１ｅ１および第２側面６６２の径方向最外縁６６２ｅ２は、シリンダ２００の内周面２０１よりも径方向内側に離間した位置となる。その結果、従来のサイドレール６０によれば、例えば、当該サイドレール６０の第１側面側における、第１側面６６１の径方向最外縁６６１ｅ１と最外径部６６の径方向最外縁ｅ６６との間の寸法差Ｈは大きくなる。サイドレール６０の第１側面側における寸法差Ｈが大きくなると、図８Ｂに示すように、サイドレール６０外周面６１のうち、第１側面隣接部６３と最外径部６６との間の傾斜面６７は、第１側面隣接部６３の輪郭線Ｌ６３と、最外径部６６の輪郭線Ｌ６６との共通接線Ｌ６１で輪郭付けられた、角度θ６の大きな傾斜面となる。このため、従来のサイドレール６０の場合、ピストン１００が燃焼室側に向かって上昇する行程時（以下、「ピストン上昇行程時」ともいう。）、サイドレール６０の第１側面側に存在するオイルは、当該サイドレール６０の外周面６１のうちの傾斜面６７によって、シリンダ２００の内周面２０１側よりも燃焼室側に向かって飛散され、燃焼室へ運ばれてしまう。したがって、従来のサイドレール６０は、オイルの掻き落とし作用を向上させることを目的に、シリンダ２００に対する面圧を高めようとすると、オイル消費増加をもたらす。
【００５３】
一方、従来のサイドレール６０において、寸法差Ｈを小さくしようとすると、最外径部６６の曲率半径ｒ６６を大きくする必要がある。しかしながら、従来のサイドレール６０において、最外径部６６の曲率半径ｒ６６を大きく設定すると、サイドレール６０の外周面６１の有効な摺接面（有効バレル量ＥＢによって規定される面）の軸方向幅が広がるため、摩耗進行による面圧の低下が著しくなる。このため、従来のサイドレール６０において、最外径部６６の曲率半径ｒ６６を大きく設定すると、サイドレール１１の性能の経年劣化が早まる傾向となる。
【００５４】
即ち、従来のサイドレール６０は、シリンダ２００に対する面圧を高めつつ、オイル消費量を低減できるものではなかった。
【００５５】
これに対し、図８Ａに示すように、本実施形態に係るサイドレール１１は、サイドレール最外径部６と第１側面１１１との間に第１凹み部７を備えている。この場合、シリンダ２００に対する面圧を高めるために、最外径部６の曲率半径ｒ６を小さく設定しても、サイドレール１１の第１側面側における寸法差Ｈは、第１凹み部７が最外径部６と第１側面１１１との間で径方向内側に凹んでいることによって、小さく抑えることができる。即ち、本実施形態に係るサイドレール１１は、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３と、サイドレール最外径部６の輪郭線Ｌ６との共通接線Ｌ１の角度θ１は、従来のサイドレール６０の傾斜面６７の角度θ６よりも小さく抑えることができる。
【００５６】
即ち、本実施形態に係るサイドレール１１によれば、最外径部６の曲率半径ｒ６を小さくすることで、シリンダ２００に対する面圧を高めつつ、寸法差Ｈ（角度θ１）も小さく抑えられることで、燃焼室側へのオイルの飛散に伴う、オイル消費量を低減できる。
【００５７】
図６に示すように、本実施形態に係るサイドレール１１において、当該サイドレール１１の外周面１における最外径部６の輪郭線Ｌ６は、サイドレール周方向視において、曲率中心Ｏ６を有する曲線であり、また、当該曲率中心Ｏ６は、共通接線Ｌ１，Ｌ２よりも径方向内側に位置している。この場合、最外径部６は、所望の曲率半径で形作られた突起状とすることができる。このため、図５に示すように、シリンダ２００の内周面２０１に対して、面圧を高く設定でき、オイルを掻き落とす効果に優れることからオイル消費量を低減することができる。
【００５８】
上述したところを更に詳細に説明すると、図５を参照すれば、オイルがクランク室側（図５中下側）から掻き上げられるとき、オイルリング１０のサイドレール１１は、クランク室側から掻き上げられたオイルを、燃焼室側に向かって均等にシリンダ２００の内周面２０１に付着させる。このとき、当該オイルが燃焼室側に飛散してしまうと、この飛散したオイルが燃焼室側（図５中上側）に逆流する燃焼ガスと共に当該燃焼室側に送られることで、当該オイルは、燃焼ガスと共に、前記燃焼室側で燃焼されてしまうことが懸念される。図９Ｂには、従来のサイドレール６０の外周面６１によって、オイルが拡散している状態を、概略的に示す。例えば、図９Ｂに示すように、サイドレール６０の外周面６１のうち、傾斜面６７が直線的なテーパ形状である場合、オイルがサイドレール６０によって飛散する向きＯＤは、燃焼室に向かう側（軸線Ｏに沿う側）に方向付けられてしまう。このため、オイルリングのサイドレールは、オイルが掻き上げられるときに、当該オイルを燃焼室側に飛散させないようにすることが、オイル消費量の低減に有効である。
【００５９】
これに対して、図６に示すように、本実施形態に係るサイドレール１１では、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７及び第２凹み部８の輪郭線Ｌ８は、それぞれ、ピストンリング周方向視において、曲率中心Ｏ７を有する曲線と、曲率中心Ｏ８を有する曲線とであり、また、当該曲率中心Ｏ７，Ｏ８は、それぞれ、共通接線Ｌ１，Ｌ２よりも径方向外側に位置している。図９Ａには、本実施形態に係るサイドレール１１の外周面１によって、オイルが拡散している状態を、概略的に示す。この場合、図９Ａの矢印に示すように、オイルが燃焼室側（図９Ａ中上側）に掻き上げられるときに、当該オイルがサイドレール１１によって飛散する向きＯＤは、第１凹み部７を形作る輪郭線Ｌ７の曲率によって、当該サイドレール１１の径方向外側、即ち、シリンダ２００の内周面２０１に向けるように方向付けることができる。このため、本実施形態に係るサイドレール１１によれば、オイルがサイドレール１１によって飛散するときに、当該オイルが燃焼室に送られることを抑制できる。これにより、オイルの飛散に起因して生じるオイル消費量を低減することができる。
【００６０】
上述のように、本実施形態に係るサイドレール１１によれば、面圧、及びオイルの飛散を考慮して、オイル消費量を低減することができる。したがって、本実施形態に係るサイドレール１１によれば、オイル消費量の低減がより改善されることとなる。
【００６１】
また、図６を参照すれば、本実施形態において、最外径部６の径方向最外縁ｅ６と、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１との寸法差Ｈは、Ｈ≦０．２５ｍｍであることが好ましい。さらに好ましくは、０．０１ｍｍ≦Ｈ≦０．２５ｍｍ、より好ましくは、０．０５ｍｍ≦Ｈ≦０．２５ｍｍである。
【００６２】
サイドレール１１の第１側面側の寸法差Ｈを０．２５ｍｍ以下とすれば、ピストン上昇行程時における、オイルの燃焼室側への飛散が効率的に抑えられ、オイル消費量の低減に有効である。また、最適な最外径部６、凹み部７および側面隣接部３を形成させるためには、寸法差Ｈは、０．０１ｍｍ以上あればよく、より好ましくは、０．０５ｍｍ≦Ｈ≦０．２５ｍｍとすれば、サイドレール１１の性能を効率的に維持しつつ、オイルの飛散に起因する、オイル消費量を確実に低減することができる。
【００６３】
また、図６を参照すれば、本実施形態では、サイドレール周方向視において、サイドレール１１の軸線Ｏと、第１側面側の共通接線Ｌ１とがなす、鋭角側の角度（以下、「第１角度」ともいう。）θ１は、θ１≦５０°であることが好ましい。さらに、角度θ１は、下限値が２°〜６°、好ましくは、５°≦θ１≦５０°とする。ここで、サイドレール１１の軸線Ｏとは、サイドレール１１の側面１１１，１１２（径方向）に対して直交し、かつ、最外径部６の径方向最外縁ｅ６を通る直線とすることができる。
【００６４】
この例では、図５に示すように、オイルリング１０は、サイドレール１１の第１側面１１１が燃焼室側を向くように、ピストン１００に装着される。即ち、ピストン上昇行程では、サイドレール１１の第１側面側の外周面１は主として、当該サイドレール１１がシリンダ２００の内周面２０１に適切な潤滑油膜を形成する必要がある。これに対し、第１側面側の第１角度θ１が大き過ぎる場合、オイルの掻き上げと共に飛散する量が増大することが懸念される。例えば、第１角度θ１が５０°を超える場合、こうした懸念が大きくなる。
【００６５】
一方、図６を参照すれば、第１側面側の第１角度θ１が小さ過ぎる場合、運転中にピストン１００の首振り現象によるサイドレール１１に傾きが生じた際、第1側面隣接部３がシリンダ２００の内周面２０１の壁面に衝突する虞がある。ピストン上昇時にこの接触が起こると、シリンダ２００の内周面２０１（壁面）に付着したオイルを掻き上げてしまいオイル消費量を悪化させてしまう。こうした虞は、例えば、第１角度θ１が５°以上の場合、）著しく低下する。
【００６６】
したがって、サイドレール１１の外周面１における第１側面側の第１角度θ１を、θ１≦５０°、より好ましくは、５°≦θ１≦５０°とすれば、オイルの飛散に起因するオイル消費量を効果的に低減することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、サイドレール周方向視において、サイドレール１１の軸線Ｏと、第２側面側の共通接線Ｌ２とがなす鋭角側の角度（以下、「第２角度」ともいう。）θ２は、θ２≦６０°であることが好ましい。さらに、角度θ２は、１０°≦θ２≦６０°であることが好ましい。ここでも、サイドレール１１の軸線Ｏとは、サイドレール１１の側面１１１，１１２（径方向）に対して直交し、かつ、最外径部６の径方向最外縁ｅ６を通る直線とすることができる。
【００６８】
この例では、図５に示すように、オイルリング１０は、サイドレール１１の第２側面１１２がクランク室側を向くように、ピストン１００に装着される。即ち、この例では、サイドレール１１の第２側面１１２は主として、当該サイドレール１１がシリンダ２００の内周面２０１に付着した余分なオイルをクランク室側に掻き落とすときに、その機能を発揮することとなる。これに対し、第２側面側の第２角度θ２が大き過ぎるとオイル掻き効果が小さい。例えば、第２角度θ２が６０°を超える場合、こうした懸念が大きくなる。
【００６９】
また、第２側面側の第２角度θ２が小さ過ぎる場合、サイドレール１１の外周面１とシリンダ２００の内周面２０１の壁面で形成される空間面積（体積）が小さくなり、ピストン下降行程（ピストン１００がクランク室側に向かって下降する工程時）に油圧の上昇が発生し易くなりオイルアップに繋がることで、オイルを掻き落とす効果が十分に発揮できないことが懸念される。こうした懸念は、例えば、第２角度θ２が１０°以上の場合、小さく抑えられる。
【００７０】
したがって、第２側面側の第２角度θ２を、θ２≦６０°、より好ましくは、１０°≦θ２≦６０°とすれば、オイルの掻き落としを効率的に行いつつ、オイル消費量を効果的に低減することができる。
【００７１】
ところで、本発明に従えば、第１側面側の第１角度θ１と、第２側面側の第２角度θ２とは、同一の角度または異なる角度とすることができる。即ち、本実施形態では、第１側面側の第１角度θ１は、第２側面側の第２角度θ２以下であることができる。
【００７２】
この場合、サイドレール１１の外周面１における第１側面側（第１角度θ１側）では、オイル掻き上げ時における、オイルの飛散に起因するオイル消費量を重視し、当該オイル消費量を低減することができ、また、当該サイドレール１１の外周面１における第２側面側（第２角度θ２側）では、オイルの掻き落としを効率的に行いつつ、オイル消費量を低減することができる。
【００７３】
また、本発明に従えば、サイドレール１１の外周面１を形成する、輪郭線Ｌ７の第１凹み部７および輪郭線Ｌ８の第２凹み部８は、それぞれ、サイドレール周方向視において、軸方向上下に対称とすることができる。この場合、ピストンへ装着する際にサイドレール１１の上下判別（サイドレール１１の第１側面１１１および第２側面１１２の向きの判別）を行う必要がないので、作業効率を向上させることができる。本実施形態では、第１凹み部７の曲率中心Ｏ７と第２凹み部７の曲率中心Ｏ７とは、軸方向に対称な位置にある。また、本実施形態では、第１側面側の第１角度θ１と、第２側面側の第２角度θ２とは、等しい角度である。また、本実施形態では、第１凹み部７の曲率半径ｒ７と第２凹み部８の曲率半径ｒ８とは、等しい半径である。
【００７４】
更に、本実施形態では、サイドレール周方向視において、外周面１の、第１側面隣接部３と最外径部６との間と、当該外周面１の、第２側面隣接部４と最外径部６との間と、の少なくともいずれか一方の間の、第１側面隣接部３の輪郭線Ｌ３、第１凹み部７の輪郭線Ｌ７及び最外径部６の輪郭線Ｌ６、並びに、第２側面隣接部４の輪郭線Ｌ４、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８及び最外径部６の輪郭線Ｌ６は、それぞれ、曲率中心を有する曲線であり、最外径部６の曲率半径Ｒ１、第１凹み部７及び第２凹み部８の曲率半径Ｒ２並びに第１側面隣接部３及び第２側面隣接部４の曲率半径Ｒ３は、それぞれ、Ｒ２／Ｒ１≦４．５、かつ、Ｒ２／Ｒ３≦４．５の条件を満たすことが好ましい。
【００７５】
この場合、サイドレール１１の外周面１における第１側面側では、最外径部６の曲率半径ｒ６、第１凹み部７の曲率半径ｒ７及び第１側面隣接部３の曲率半径ｒ３の寸法を、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ３による一定の関係に基づいて設定することによって、また、サイドレール１１の外周面１における第２側面側では、最外径部６の曲率半径ｒ６、第２凹み部８の曲率半径ｒ８及び第２側面隣接部４の曲率半径ｒ８の寸法を、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ３による一定の関係に基づいて設定することによって、サイドレール１１の性能を効率的に維持しつつ、面圧及びオイルの飛散に起因する、オイル消費量を簡易に低減することができる。
【００７６】
また、本実施形態において、最外径部６の曲率半径Ｒ１（＝ｒ６）は、Ｒ１≦０．１２ｍｍであることが好ましい。さらに、曲率半径Ｒ１は、０．０１ｍｍ≦Ｒ１≦０．１２ｍｍ、より好ましくは、０．０４ｍｍ≦Ｒ１≦０．１２ｍｍである。
【００７７】
サイドレール１１のシリンダ２００に対する面圧を高めるためには、最外径部６の曲率半径ｒ６を小さくすることが有効である。反対に、最外径部６の曲率半径ｒ６が大きすぎると、上述のとおり、摩耗進行による面圧の低下が著しく、実用性に欠けることが想定される。これに対し、例えば、最外径部６の曲率半径ｒ６が０．１２ｍｍ以下の場合、市場に流通しているほとんどの種類の内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）に採用することができる。
【００７８】
一方、最外径部６の曲率半径ｒ６が０．０１ｍｍを下回る場合、サイドレール１１を製造する際の加工性が悪くなる。
【００７９】
したがって、最外径部６の曲率半径Ｒ１（＝ｒ６）を、Ｒ１≦０．１２ｍｍ、より好ましくは、０．０１ｍｍ≦Ｒ１≦０．１２ｍｍとすれば、最外径部６の曲率半径ｒ６の寸法を一定の数値範囲に設定することによって、より広い適用範囲において、面圧に起因する、オイル消費量を確実かつ簡易に低減することができる。
【００８０】
ところで、サイドレール１１の第２側面１１２と最外径部６との間に配置される第２凹部８は、ピストン下降時のオイル掻き効果に密接に関連する。本発明によれば、第２凹み部８によって形成されるシリンダ２００の内周面２０１との空間部を大きくすることによって、ピストン下降時に滞留するオイルが圧縮されにくくなり油圧の発生を回避することができる。また、この場合、シリンダ２００の内周面２０１に沿って上昇するオイルを低減することによってオイル掻き効果を向上させることができる。図１０は、本発明に係るピストンリングの第２の実施形態であるサイドレール１１であって、当該サイドレール１１を、図６に相当する領域で示す拡大断面図である。以下、他の実施形態と実質的に同一の部分には、同一の符号を用いる。
【００８１】
図１０に示すように、本実施形態では、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１は、軸線Ｏを基準とした径方向において、第２側面１１２の径方向最外縁１１２ｅ１よりも、径方向外側の位置に配置されるように構成されている。即ち、本実施形態では、第１側面１１１の径方向幅Ｗ１は、第２側面１１２の径方向幅Ｗ２よりも広い幅となるように構成されている。特に、本実施形態では、図１０に示すように、サイドレール周方向視において、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８は、最外径部６と径方向に沿って延在する直線的な輪郭線Ｌ９１を介して繋がっている。このため、図１０に示すように、本実施形態では、第２凹み部８は、サイドレール周方向視において、最外径部６に対して、輪郭線Ｌ９１で形作られたアンダーカット部９１を形成している。
【００８２】
また、図１１は、本発明に係るピストンリングの第３の実施形態であるサイドレール１１であって、当該サイドレール１１を、図６に相当する領域で示す拡大断面図である。
【００８３】
図１１に示すように、本実施形態では、第２の実施形態と同様、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１は、軸線Ｏを基準とした径方向において、第２側面１１２の径方向最外縁１１２ｅ１よりも、径方向外側の位置に配置されるように構成されている。即ち、本実施形態では、第１側面１１１の径方向幅Ｗ１は、第２側面１１２の径方向幅Ｗ２よりも広い幅となるように構成されている。特に、本実施形態では、図１１に示すように、サイドレール周方向視において、最外径部６の輪郭線Ｌ６は、円形に近い曲線となっている。このため、第２凹み部８の輪郭線Ｌ８は、最外径部６と、当該最外径部６よりも第１側面側に食い込むように湾曲している輪郭線Ｌ９２で繋がっている。即ち、図１１に示すように、本実施形態では、第２凹み部８は、サイドレール周方向視において、最外径部６ｂに対して、輪郭線Ｌ９２で形作られたアンダーフック部９を形成している。
【００８４】
なお、本発明に係るピストンリングは、オイルリング１０とすることができる。この場合、面圧及びオイルの飛散を考慮して、オイル消費量を低減することができる。
【００８５】
ところで、本実施形態において、オイルリング１０は、間隔を置いて配置された２つのサイドレール１１を備えている。本実施形態によれば、本発明に係るピストンリングの外周面は、２つのサイドレール１１の少なくともいずれか一方の外周面１とすることができる。
【００８６】
上述の各実施形態では、２つのサイドレール１１の両方が、本発明に係るピストンリングの外周面を有している。図６に示すように、第１の実施形態では、サイドレール１１の外周面１は、エンジンの燃焼室側とクランク室側とが同一の平面構成（第１の実施形態では、第１凹み部７および第２凹み部８が軸方向上下に対称である平面構成）を有している。図１０に示すように、第２の実施形態では、サイドレール１１の外周面１は、エンジンの燃焼室側とクランク室側とが異なる平面構成を有している。図１１に示すように、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様、２つのサイドレール１１の外周面１は、エンジンの燃焼室側とクランク室側とが異なる平面構成を有している。
【００８７】
ただし、本発明によれば、上記の外周面１の構成は、それぞれ、適宜、組み合わせることができる。例えば、２つのサイドレール１１の一方のサイドレール１１の外周面として図６の外周面１を採用し、他方のサイドレール１１の外周面として図１０の外周面１を採用することができる。あるいは、２つのサイドレール１１の一方のサイドレール１１の外周面として図６の外周面１を採用し、他方のサイドレール１１の外周面として図１１の外周面１を採用することができる。あるいは、２つのサイドレール１１の一方のサイドレール１１の外周面として図１０の外周面１を採用し、他方のサイドレール１１の外周面として図１１の外周面１を採用することができる。
【００８８】
ところで、本発明において、ピストンリングとは、任意の面をシールしつつ当該面を摺動可能な、無終端または有端のシール部材を含む意味である。即ち、本発明に係るピストンリングにおいて、当該ピストンリングは、上述の各実施形態のように、オイルリング１０のサイドレール１１とすることができる。この場合、既存のオイルリングに適用可能な汎用性を持たせることで、上述した各実施形態に係るオイルリング１０を簡易に製造することができる。
【００８９】
ところで、本発明に係るピストンリングの外周面には、硬質被覆層又は樹脂被覆層を設けることが好ましい。具体例としては、上述した各実施形態において、オイルリング１０、即ち、サイドレール１１の外周面１に、硬質被膜層又は樹脂被膜層を設けることができる。前記硬質被膜層又は前記樹脂被膜層としては、例えば、窒化処理層、ＰＶＤ処理層、硬質クロムめっき処理層およびＤＬＣ層のうち少なくとも何れか１つの層を備えた構成を採用することができる。この場合、サイドレール１１の外周面１の摩耗、特に、最外径部６の摩耗が長期に亘って防止されることにより、オイルリング１０の性能を効率的に維持しつつ、オイル消費量を低減することができる。
【００９０】
また、本発明に係るピストンリングは、上述のとおり、図１に示すコンプレッションリング２０、３０とすることができる。この場合、面圧及びオイルの飛散を考慮して、オイル消費量を低減することができるコンプレッションリングを提供することができる。また、本発明によれば、コンプレッションリングの外周面にも、上述のような、硬質被覆層又は樹脂被覆層を設けることができる。この場合も、コンプレッションリングの外周面１の摩耗、特に、最外径部６の摩耗が長期に亘って防止される。
【００９１】
上述したところは、本発明のいくつかの実施形態を開示したにすぎず、特許請求の範囲に従えば、様々な変更が可能となる。例えば、上述した各実施形態において、第１側面隣接部３と最外径部６との間には、１つの第１凹み部７が配置されているが、第１凹み部７は、軸方向に沿って複数配置することができる。第２凹み部８も同様で、上述した各実施形態において、第２側面隣接部４と最外径部６との間には、１つの第２凹み部８が配置されているが、第２凹み部８も、軸方向に沿って複数配置することができる。第１凹み部７及び第２凹み部８をそれぞれ複数配置する場合、第１凹み部７及び第２凹み部８の個数は、同一することが好ましいが、異ならせることも可能である。
【００９２】
上述した各実施形態及び各実施例に採用された様々な構成は、互いに組み合わせて使用することができる。また、上述した各実施形態及び各実施例に採用された様々な構成は、相互に適宜、置き換えることができる。
【実施例】
【００９３】
本発明の実施例１〜３と、比較例１とを試作し、実際に試験を行った際のデータを、以下の表に示す。実施例１〜３には、サイドレール１１を使用し、比較例１には、軸方向に延在しているサイドレールの外周面のうち、当該外周面の第１側面側のみを面取りしたものを使用した。試験は、１．５Ｌの４気筒ガソリンエンジンをスロットル全開時（回転数６０００ｒｐｍ）で駆動させた状態で行った。なお、各実施例及び比較例において、トップリング及びセカンドリングは、共通のリングを用いて行い、オイル消費量（ＬＯＣ：Lubricating Oil Consumption）は、エンジン運転前に収容されていたオイル量と、エンジン運転後に収容されていたオイル量とをそれぞれ測定することによって算出した。比較例１のオイル消費量を１とした場合、各実施例１〜３とのオイル消費量の割合を算出した。
【００９４】
表中のＲ１は、最外径部６の曲率半径ｒ６である。Ｒ２は、第１凹み部７の曲率半径ｒ７である。Ｒ３は、第１側面隣接部３の曲率半径ｒ３である。また、表中のＨは、最外径部６の径方向最外縁ｅ６と、第１側面１１１の径方向最外縁１１１ｅ１との寸法差である。Ｒ１〜Ｒ３およびＨの単位は、それぞれ、"ｍｍ"（ミリメートル）である。更に、表中のθ１は、第１側面隣接部３と最外径部６との間の第１角度である。θ１の単位は、"°"（度）である。また、表中の「摺動位置」とは、サイドレールの最外径部が当該サイドレールの外周面に対して配置された軸方向位置である。
【００９５】
実施例１〜３、比較例１は、それぞれ、サイドレールの板厚を０．３５ｍｍとした、また、実施例１〜３、比較例１は、それぞれ、第１側面隣接部の曲率半径を、Ｒ３＝０．１ｍｍとした。実施例１〜３の凹み部Ｒ２と最外径部の曲率半径Ｒ１との比（Ｒ２／Ｒ１）は、それぞれ、４．３、１、２とした。なお、ここでは第１凹み部の存在の有無とその大きさＲ２／Ｒ１の発明効果を明確にするため、摺動位置はすべて中心とし、最外径部の径方向最外縁と側面の径方向最外縁との寸法差Ｈを０．２ｍｍと第１凹み部の凹部輪郭線の傾斜度θ１（４０°）の値を固定して実験を行った。その結果を表１に示す。
【００９６】
【表１】
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【００９７】
上記表１を参照すれば、実施例１〜３は、凹み部を有さない比較例１に比べてオイル消費量が２７〜６１％に低減された。
【符号の説明】
【００９８】
１：外周面，  ３：第１側面隣接部（一対の側面隣接部の一方），  Ｏ３：曲率中心，  Ｒ３、ｒ３：曲率半径，  ４：第２側面隣接部（一対の側面隣接部の他方），  Ｏ４：曲率中心，  Ｒ３、ｒ４：曲率半径，  ６：最外径部，  Ｏ６：曲率中心，  Ｒ１，ｒ６：曲率半径，  ｅ６：最外径部の径方向最外縁，  ７：第１凹み部（凹み部），  Ｏ７：曲率中心，  Ｒ２，ｒ７：曲率半径，  ８：第２凹み部（凹み部方），  Ｏ８：曲率中心，  Ｒ２，ｒ８：曲率半径，  １０：オイルリング（ピストンリング），  １１：サイドレール（ピストンリング），  １２：スペーサ，  ２０：コンプレッションリング，  ３０：コンプレッションリング，  Ｈ：寸法差，  Ｌ１：第１共通接線，  Ｌ２：第２共通接線，  θ１：第１角度，  θ２：第２角度，  ４０：オイルリング，  ４１：一体型サイドレール，  ４３：サイドレール部，  ４４：ウェブ部，  ４５：装着溝，  １１１：第１側面（側面），  １１１ｅ１：第１側面の径方向最外縁（側面の径方向最外縁），  １１２：第２側面（側面），  １１２ｅ１：第２側面の径方向最外縁（側面の径方向最外縁）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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