(57)【要約】【課題】オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制するため、基材に対して密着性の良い撥油性及び撥水性を有する塗布膜を生産性よく形成してなる内燃機関用オイルリングを提供する。【解決手段】オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制するための撥油性及び撥水性を有する塗布膜１３が、オイルリング１０の少なくとも一部に設けられており、その塗布膜１３を、油との接触角が７５°以上であり、かつ水との接触角が１００°以上であり、５０原子％〜７０原子％のフッ素と２原子％〜５原子％のケイ素を含有するようにして上記課題を解決した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に用いられるオイルリングであって、オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制するための撥油性及び撥水性を有する塗布膜が、オイルリングの少なくとも一部に設けられており、
前記塗布膜は、油との接触角が７５°以上であり、かつ水との接触角が１００°以上であり、５０原子％〜７０原子％のフッ素と２原子％〜５原子％のケイ素を含有することを特徴とする内燃機関用オイルリング。
【請求項２】
前記塗布膜が、フッ素：５０原子％〜７０原子％、ケイ素：２原子％〜５原子％、炭素：１０原子％〜３０原子％、酸素：１原子％〜５原子％、窒素：１原子％〜５原子％、水素：残り、の組成範囲である、請求項１に記載の内燃機関用オイルリング。
【請求項３】
前記オイルリングが、２ピースオイルリング又は３ピースオイルリングである、請求項１又は２に記載の内燃機関用オイルリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用ピストンに設けられたリング溝に装着して使用される内燃機関用オイルリングに関し、更に詳しくは、オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制した内燃機関用オイルリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に内燃機関用のピストンリングは、圧力リングとオイルリングとに大別される。このうち、オイルリングにあっては、オイルの掻き落とし機能と、オイルの消費量を制御するオイルコントロール機能とを有する。従来、内燃機関においては、燃費を向上させるためにシリンダボア内面とピストンリングとの摩擦の低減が重要となっている。現在では、圧力リングとオイルリングの合計張力をシリンダボア径で除した値は、０．２〜０．６Ｎ／ｍｍの範囲にする必要があり、ピストンリングのフリクション低減のための低張力化とピストンリングの軸方向幅の薄幅化が求められている。特にオイルリングにおいては、摩擦力の低減とともにオイル消費の低減も求められており、これらの機能を高めるために、オイルリング本体の軸方向幅を薄くする薄幅化技術が追求されている。
【０００３】
オイルリングの形状としては、オイルリング本体と、オイルリングを径方向外方に押圧付勢するコイルエキスパンダとからなるいわゆる２ピースオイルリングや、一対のサイドレールと、そのサイドレール間に設けられるスペーサエキスパンダとからなるいわゆる３ピースオイルリングが一般に知られている。こうしたオイルリングにおいて、前記の薄幅化技術は、シリンダライナの内壁面へのオイルリングの追従性を向上させ、オイル消費量を低減させるのに有効に作用するが、反面、張力が低下してオイルの掻き落とし性能が低下するという欠点がある。
【０００４】
そこで、オイルの掻き落とし性能を低下させず、むしろ向上させるためには、オイルリングのシリンダライナ内壁面と摺動するレールの軸方向の幅を小さくし、接触面積を小さくすることで、単位面積当たりの接触圧力を低下させないようにする必要がある。その結果、現在では、内燃機関用オイルリングのオイルリング本体の軸方向の幅を０．８ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲とすることが一般化してきている。このようなエンジン環境下において、ピストンリングは、摩擦の低減による低張力化や軸方向幅の更なる薄幅化による軽量化が進むと考えられる。
【０００５】
しかしながら、例えばオイルリングの低張力化が進むと、オイルパンからのオイル上がり量が増えてオイル消費量が増大してしまうという問題が生じる。一方、オイルリングの薄幅化が進むと、ピストン周りの軽量化やシリンダ壁面への追従性が良くなり、オイル消費量を低減できるという利点がある反面、オイル戻し穴の面積は従来よりも縮小され、長時間使用した場合に、エンジンオイル中の未燃焼物質（以下、「オイルスラッジ」という。）がオイル戻し穴周辺に付着し、堆積してオイル通路を塞ぐこととなり、オイル消費量が増加してしまうという問題が生じる。さらに、そのオイルスラッジの付着や堆積が著しい場合は、オイルスラッジが炭化し、カーボンデポジットとなり、リングスティックを起こしやすいという問題がある。
【０００６】
こうした問題を解決するため、２ピースオイルリングについては、オイル戻し穴を拡大したり、コイルエキスパンダのコイルピッチを拡大したりする形状対策の他、オイルリングの表面へのオイルスラッジの付着防止対策を行っている。特にオイルスラッジの付着防止対策については、例えば特許文献１では、オイルリングの表面にフッ素系有機薄膜を気相法により形成した２ピースオイルリング又は３ピースオイルリングを提案している。また、特許文献２では、３ピースオイルリングの表面に親水性皮膜を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２４２２９７号公報
【特許文献２】特開２００６−２５８１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１で提案された技術は付着防止皮膜としてフッ素系有機薄膜を気相法で形成しているので、気相法の種類にもよるが、複雑な形状に均一な厚さで成膜することが難しいという問題がある。特にオイルスラッジの付着が問題となるオイル戻し穴の内表面やその周辺の複雑な形状部に均一な厚さで成膜することは難しい。また、気相法は主にチャンバー内でのバッチ処理で行われ、成膜速度が遅く、設備の問題も含めて製造コストの点でも問題がある。また、フッ素系有機薄膜の密着性に対しては、基材表面を化学処理して基材表面に水酸基を増加させたり、酸化ケイ素等の金属酸化物層からなる密着層を気相法で基材表面に形成して水酸基を表面に存在させたりして、その水酸基とフッ素系有機薄膜とが結合して密着性を高めることを提案しているが、いずれも別工程が必要であり、また気相法では前記同様の膜の均一性の問題もあり、設備の問題も含め製造コストの点で問題がある。
【０００９】
一方、特許文献２で提案された技術は親水性皮膜に水を付着させることにより、オイルスラッジの付着を防止しようとするものであるが、この技術では、オイル中に水分が存在していることが前提（同文献２中にも記載されている）であり、また、親水性皮膜が水分を付着した後でないとオイル付着防止効果を示さないとのことであるので、オイルリング使用開始時からオイルスラッジの付着防止効果を得ることは難しい。また、エンジンオイル内に水分が存在している場合であっても、１分子内に疎水基及び親水基を有するさび止め剤等の添加剤によって、エンジンオイルと水は油中水滴型のエマルジョン状態になり、加えて、オイルリングが摺動している状況下では、水分が選択的にオイルリングの表面に膜を形成できないという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制するため、基材に対して密着性の良い撥油性及び撥水性を有する塗布膜を生産性よく形成してなる内燃機関用オイルリングを提供することにある。なお、オイルスラッジ前駆体とは、金属及びハロゲンを含んだスラッジプリカーサである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の内燃機関用オイルリングは、オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制するための撥油性及び撥水性を有する塗布膜が、オイルリングの少なくとも一部に設けられており、前記塗布膜は、油との接触角が７５°以上であり、かつ水との接触角が１００°以上であり、５０原子％〜７０原子％のフッ素と２原子％〜５原子％のケイ素を含有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の内燃機関用オイルリングにおいて、前記塗布膜が、フッ素：５０原子％〜７０原子％、ケイ素：２原子％〜５原子％、炭素：１０原子％〜３０原子％、酸素：１原子％〜５原子％、窒素：１原子％〜５原子％、水素：残り、の組成範囲であるように構成する。
【００１３】
本発明の内燃機関用オイルリングにおいて、前記オイルリングが、２ピースオイルリング又は３ピースオイルリングであるように構成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の内燃機関用オイルリングによれば、油との接触角が７５°以上であり、かつ水との接触角が１００°以上である、５０原子％〜７０原子％のフッ素と２原子％〜５原子％のケイ素を含有する塗布膜がオイルリングの少なくとも一部に設けられているので、オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制することができる。特に５０原子％〜７０原子％のフッ素は前記所定の撥油性及び撥水性を発現させるように主に作用し、２原子％〜５原子％のケイ素はオイルリングとの密着性を高めるように主に作用する。また、本発明では塗布膜をオイルリング表面に形成するので、塗布液を複雑な形状の隅々にまで回り込ませることができ、特にオイルスラッジ前駆体やオイルスラッジが付着しやすいオイル戻し穴やその周辺部にも均一な膜厚で形成される。したがって、本発明によれば、オイルリングの構成部材に対して密着性の良い撥油及び撥水性を有する塗布膜を生産性よく形成してなる内燃機関用オイルリングを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の内燃機関用オイルリングの一例（２ピースオイルリング）を示す模式的な断面図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）はオイル戻し穴の平面図である。
【図２】本発明の内燃機関用オイルリングの他の一例（３ピースオイルリング）を示す模式的な断面図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図３】２ピースオイルリングにおいて、塗布膜を少なくとも形成すべき部位を示す説明図である。
【図４】３ピースオイルリングにおいて、塗布膜を少なくとも形成すべき部位を示す説明図である。
【図５】実施例及び比較例での実機試験に用いたピストン構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の内燃機関用オイルリングについて図面を参照しつつ説明する。以下に示す実施の形態は本発明の一例であって、本発明の技術的範囲は以下の実施の形態のみに限定されるものではない。
【００１７】
（オイルリングの形態）
本発明が適用されるオイルリングとしては、オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制することが要求されるものであれば特に限定されず、図１及び図５に示す内燃機関のピストン５０のオイルリング用リング溝５３に装着される各種のオイルリングを挙げることができる。例えば、図１に示すいわゆる２ピースオイルリング１０や、図２に示すいわゆる３ピースオイルリング２０、さらにはその他の公知のオイルリング（図示しない）を挙げることができる。なお、オイルスラッジ前駆体とは、金属及びハロゲンを含んだスラッジプリカーサである。
【００１８】
２ピースオイルリング１０は、図１に示すように、リング本体１１と、リング本体１１の内周溝１７側に配置されるコイルエキスパンダ１２とで構成されるものである。より具体的には、リング本体１１は、シリンダ内壁面（図５の符号５７を参照。）と摺動する摺動面１５を径方向外方Ｘ１に有するレール部１１ａ，１１ｂを軸方向Ｙに一対有するものであり、連結部（ウエブ部）１６は一対のレール部１１ａ，１１ｂを連結する態様で構成されており、さらに合い口（図示しない）を有する円環形状をなしている。一方、コイルエキスパンダ１２は、リング本体１１の径方向内方Ｘ２に位置する内周溝１７側に接触して配置されたコイル巻きされた円環状部材であり、リング本体１１を径方向外方Ｘ１に押圧付勢するための部材である。この２ピースオイルリング１０では、連結部１６にオイル戻し穴１４が形成され、摺動中にオイル戻し穴１４を通過したオイルはピストン５０のオイルリング用リング溝５３に設けられたオイルドレイン穴５４から排出される。なお、図１（Ｃ）は、オイル戻し穴１４を示す平面図であり、符号ｂ、ｃは、オイル戻し穴１４の寸法を示している。
【００１９】
３ピースオイルリング２０は、図２に示すように、軸方向Ｙに配置された一対のサイドレール２１ａ，２１ｂと、そのサイドレール２１ａ，２１ｂを支持するスペーサエキスパンダ２２とで構成されるものである。より具体的には、サイドレール２１ａ，２１ｂはそれぞれ独立して軸方向Ｙに離間して配置され、シリンダ内壁面（図５の符号５７を参照。）と摺動する摺動面２５を径方向外方Ｘ１に有するものであり、さらに合い口（図示しない）を有する円環形状をなしている。一方、スペーサエキスパンダ２２は、一対のサイドレール２１ａ，２１ｂ間にそのサイドレールに接触して配置され、そのサイドレール２１ａ，２１ｂの径方向内方Ｘ２側の端部２３，２３を径方向外方Ｘ１に押圧付勢するための耳部２６を有する部材である。このスペーサエキスパンダ２２には、サイドレール２１ａ，２１ｂを支持する突起部２７が設けられており、その突起部２７と前記した耳部２６と間には平坦面を有する凹部２８が形成されている。この３ピースオイルリング２０では、スペーサエキスパンダ２２はその構造上、オイル戻し穴に相当する空間２４を有し、摺動中にサイドレール２１ａ，２１ｂにより掻き取られたオイルが、ピストン５０のオイルリング用リング溝５３に設けられたオイルドレイン穴５４から排出される。
【００２０】
なお、軸方向の「軸」とは、円環形状からなるオイルリング１０，２０の中心軸（仮想中心）のことであり、「軸方向Ｙ」とは、その中心軸が延びる方向（図１，２の例では上下に延びる方向）のことである。また、「径方向Ｘ」とは、円環形状からなるオイルリング１０，２０の中心軸（仮想中心）から見たときのオイルリング１０，２０の半径方向のことであり、「径方向外方Ｘ１」とは、例えば２ピースオイルリング１０の摺動面１５が摺動接触するシリンダ内壁面の側（外周縁方向）のことであり、「径方向内方Ｘ２」とは、例えば２ピースオイルリング１０を構成するコイルエキスパンダ１２が配置されるオイルリングの中心軸側のことである。
【００２１】
こうしたオイルリングの材質は特に限定されず、各種のものを採用できる。一例としては、鋼材、中でも８Ｃｒ鋼、１０Ｃｒ鋼等を挙げることができる。これらのオイルリングに後述する塗布膜を形成するにあたっては、必要に応じて前処理を施すことが好ましい。前処理としては、一般的に適用されているアルカリ処理、酸処理、化成処理等が挙げられる。
【００２２】
（塗布膜）
本発明では、オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制するための塗布膜１３が、オイルリング１０，２０の少なくとも一部に設けられている。
【００２３】
図３及び図４に示す塗布膜１３は、オイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジに対して弾く性質を有するものであり、それ自身の性質としては撥油性及び撥水性を有するものである。具体的には、塗布膜１３は、５０原子％〜７０原子％好ましくは５５原子％〜６５原子％のフッ素と、２原子％〜５原子％好ましくは３原子％〜５原子％のケイ素とを含有するものであり、この塗布膜１３は、油（エンジンオイル）との接触角が７５°以上となる高い撥油性を示し、また、水との接触角が１００°以上となる高い撥水性を示すものである。
【００２４】
こうした接触角を有する塗布膜１３をオイルリング１０，２０に設けることにより、オイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を防ぐことができる。なお、接触角は上記の値以上であればその上限は特に限定されないが、例えば後述する実施例と比較例の結果からは、油に対する接触角としては９０°程度とすることができ、水に対する接触角としては１２０°程度とすることができる。この接触角については、後述する実施例と比較例の結果からも、塗布膜１３の成分のうちフッ素が主に関与していると考えられ、そのフッ素含有量を５０原子％〜７０原子％好ましくは５５原子％〜６５原子％の範囲とすることにより、前記の効果をもたせることができる。なお、接触角は後述の実施例で示す方法で測定したものである。
【００２５】
また、塗布膜１３は、オイルリング１０，２０に対する密着性にも優れるものである。具体的には、塗布膜１３が、５０原子％〜７０原子％好ましくは５５原子％〜６５原子％のフッ素と、２原子％〜５原子％好ましくは３原子％〜５原子％のケイ素とを含有することにより、オイルリング１０，２０に対する密着性を高めることができ、撥油性及び撥水性に優れた上記接触角を長期間維持して、オイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を防ぐことができる。この密着性については、後述する実施例と比較例の結果からも、塗布膜１３の成分のうちケイ素が主に関与していると考えられ、そのケイ素含有量を２原子％〜５原子％好ましくは３原子％〜５原子％の範囲とすることにより、前記の効果をもたせることができる。なお、フッ素の含有量とケイ素の含有量は、後述する実施例で示す方法で測定したものである。
【００２６】
上記組成の塗布膜１３は、塗布液をオイルリング１０，２０に塗布し、乾燥して形成できる。そうした塗布液としては、フッ素系溶媒に希釈されたフッ素シリコーン系表面処理溶液を好ましく挙げることができる。具体例としては、フッ素シリコーンコーティング剤（商品名：ＫＰ−８０１Ｍ、信越化学工業株式会社製）等を挙げることができるが、上記組成範囲となるものであれば他のフッ素シリコーン系表面処理溶液を用いることができる。こうした表面処理溶液には、フッ素樹脂とシリコーン樹脂と架橋剤（例えばイソシアネート）とを含むものを挙げることができ、それらを重合させて塗布膜１３を形成できる。
【００２７】
塗布膜１３の形成は、塗布法であれば特に限定されず、スプレーコート法、ディップコート法、スピンコート法等を挙げることができる。塗布液を塗布した後は乾燥させ、上記した組成範囲の塗布膜１３を得ることができる。なお、一部分に選択的に塗布する場合には、オイルリングをマスキングテープで覆ったり、一方向からスプレーしたり、一部分のみが浸漬するようにディップしたりする。
【００２８】
塗布膜１３の厚さは特に限定されないが、０．０１μｍ〜１０μｍが好ましく、０．１μｍ〜３μｍがより好ましい。厚さが０．０１μｍ未満では、薄すぎて均一な膜になっておらず、上記範囲の接触角を有する撥水性及び撥油性の効果を発揮できないことがある。一方、厚さが１０μｍを超えると、厚すぎて膜形成が困難になるとともに、コスト高になる。なお、塗布膜１３の厚さは、エリプソメータ等で測定したものである。
【００２９】
こうした塗布膜１３は、オイルリング１０，２０の一部に設けられてもよいし、全て（全周）に設けられてもよいが、オイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジが付着しやすい部分、すなわちオイルや水分が滞留しやすい複雑な形状部分には少なくとも設けられていることが望ましい。そうした部分としては、２ピースオイルリング１０では、図３に示すように、オイル戻し穴１４、上下２つのレール部で構成される外周溝１８と内周溝１７、コイルエキスパンダ１２の径方向外周側、摺動面１５等であり、また、３ピースオイルリング２０では、図４に示すように、スペーサエキスパンダ２２の突起部２７と耳部２６と間の凹部２８、サイドレール２１ａ，２１ｂのスペーサエキスパンダ２２側の面と摺動面２５と径方向内方側端部２３、である。
【００３０】
具体的には、２ピースオイルリング１０のリング本体１１については、図３（Ａ）に示すように、オイル戻し穴１４と、上下２つのレール部で構成される外周溝１８及び内周溝１７とに少なくとも塗布膜１３が設けられていることが望ましく、また、図３（Ｂ）に示すように、リング本体１１の全て（全周）に設けられていてもよい。一方、３ピースオイルリング２０のサイドレール２１ａ，２１ｂについては、図４（Ａ）に示すように、サイドレール２１ａ，２１ｂのスペーサエキスパンダ２２側の面に少なくとも塗布膜１４が設けられていることが望ましく、また、図４（Ｂ）に示すように、サイドレール２１ａ，２１ｂの全て（全周）に設けられていてもよい。なお、コイルエキスパンダ１２やスペーサエキスパンダ２２については、図３及び図４に示すように、その全周に設けられていることが好ましい。
【００３１】
本発明では上記した方法で形成された塗布膜１３を付着防止膜としているので、複雑で入り組んだ部分にも塗布液が回り込みやすく、隅々まで均一な塗布膜を容易に形成することができる。
【００３２】
以上説明したように、本発明の内燃機関用オイルリングによれば、油との接触角が７５°以上で、水との接触角が１００°以上で、５０原子％〜７０原子％のフッ素と２原子％〜５原子％のケイ素を含有する塗布膜がオイルリングの少なくとも一部に設けられているので、オイルリング表面へのオイルスラッジ前駆体及び／又はオイルスラッジの付着を抑制することができる。特に５０原子％〜７０原子％のフッ素は前記所定の撥油性・撥水性を発現させるように主に作用し、２原子％〜５原子％のケイ素はオイルリングとの密着性を高めるように主に作用する。また、本発明では塗布膜をオイルリング表面に形成するので、塗布液を複雑な形状の隅々にまで回り込ませることができ、特にオイルスラッジ前駆体やオイルスラッジが付着しやすいオイル戻し穴やその周辺部にも均一な膜厚で形成される。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明に係る内燃機関用オイルリングについて、実施例と比較例を挙げてさらに詳しく説明する。
【００３４】
［実施例１］
最初に、塗布膜の組成、接触角及び密着性について検討した。図１に示す２ピースオイルリング（材質：８Ｃｒ鋼、直径：φ９０ｍｍ、径方向厚ａ１：２．５ｍｍ、軸方向幅ｈ１：２．０ｍｍ、さらに、ｂが１．４ｍｍでｃが０．５５ｍｍのオイル戻し穴を５２個形成されている。）にフッ素シリコーン系表面処理溶液（商品名：ＫＰ−８０１Ｍ、信越化学工業株式会社製）をディップコート法で塗布し、乾燥（１２０℃、３０分）して表１に示す組成の塗布膜（厚さ：０．０４μｍ）を形成した。なお、塗布膜は、オイルリング本体の全周と、コイルエキスパンダの全周に成膜した。塗布膜の組成は、Ｘ線光電子分光装置（アルバックファイ株式会社製、型番：ＰＨＩ−５６００）によって定量し、原子％で表した。
【００３５】
最初に、接触角の測定を行った。接触角は、水（蒸留水）とガソリンエンジン用オイルを上記２ピースオイルリングに１μＬ滴下し、協和界面科学株式会社製の全自動接触角測定装置（ＣＡ−Ｖ２０）で測定した値で評価した。その結果を表１に示す。
【００３６】
次に、密着性試験を行った。先ず、塗布膜を成膜した後のオイルリングについて、水に対する接触角を上記接触角測定と同様に測定して接触角θａを求めた。その後、接触角測定した表面を、ケイドライ（なお、ケイドライとは、電子部品・精密機器用ワイパーである。）やスコッチ等（この実施例ではケイドライを用いた）でのべ３０回擦った。その後、再度、同じ表面での水に対する接触角を上記接触角測定と同様に測定して接触角θａ’を求めた。密着力（％）は［（θａ’／θａ）×１００］の値で評価した。こ値が大きいほど塗布膜の効果が保持されていることを示すので、塗布膜がオイルリング表面に密着性よく成膜されている指標となる。その結果を表１に示す。
【００３７】
次に、図５に示すピストン構造５０（ボア径：８１ｍｍ）を有する排気量１．６リットル直列４気筒の自動車用ガソリンエンジンによる実機試験を行い、２ピースオイルリングのオイル戻し穴１４の試験前後の開孔率について調べた。第１圧力リング５５は、径方向厚ａ１を２．７ｍｍ、軸方向幅ｈ１を１．２ｍｍ、摺動面形状をバレルフェースとし、第２圧力リング５６は、径方向厚ａ１を２．９ｍｍ、軸方向幅ｈ１を１．２ｍｍ、摺動面形状をテーパアンダーカットとし、オイルリング１０（２ピースオイルリング）は上記同様とし、第１圧力リング５５、第２圧力リング５６及びオイルリング１０の合計張力比を０．２３Ｎ／ｍｍとした。ここで合計張力比とは、ピストンに装着したピストンリング（第１圧力リング＋第２圧力リング＋２ピースオイルリング）の張力を合計したリング合計張力をボア径で除した値をいう。また、第１圧力リングはガス窒化にて全周に窒化層を形成し、２ピースオイルリングは塗布膜形成前にリング本体のみに窒化処理を行ったものを用いた。第２圧力リングは未処理のまま用いた。試験条件は、６０００ｒｐｍ−ＷＯＴ（ワイドオープンスロットル）にて冷却水温度を３分毎に３０℃と１００℃との間で変化させ、３００時間の冷熱耐久運転を行った。運転前後におけるオイル戻し穴の開孔率を測定した。開口率の測定は、図３のオイル戻し穴の寸法ｃを光学顕微鏡で拡大して測定して、運転前後でのオイル戻し穴の開口率（［運転後の寸法ｃ／運転前の寸法ｃ］×１００）で評価した。その結果を表１に示す。
【００３８】
［実施例２］
表１に示すように、組成の異なる塗布膜を形成した２ピースオイルリングを用いた他は、実施例１と同様にして、接触角と密着性と実機試験前後の開口率を測定した。なお、表１に示す組成の塗布膜は、フッ素シリコーン系表面処理溶液（商品名：ＫＰ−８０１Ｍ、信越化学工業株式会社製）のフッ素成分割合とケイ素成分割合が増すように調整したフッ素シリコーン系表面処理溶液を用いて成膜したものである。
【００３９】
［実施例３］
表１に示すように、組成の異なる塗布膜を形成した２ピースオイルリングを用いた他は、実施例１と同様にして、接触角と密着性と実機試験前後の開口率を測定した。なお、表１に示す組成の塗布膜は、フッ素シリコーン系表面処理溶液（商品名：ＫＰ−８０１Ｍ、信越化学工業株式会社製）のフッ素成分割合が増し且つケイ素成分割合が減るように調整したフッ素シリコーン系表面処理溶液を用いて成膜したものである。
【００４０】
［比較例１］
表１に示すように、組成の異なる塗布膜を形成した２ピースオイルリングを用いた他は、実施例１と同様にして、接触角と密着性と実機試験前後の開口率を測定した。なお、表１に示す組成の塗布膜は、シリコーン系表面処理溶液（商品名：アクアミカ（登録商標）、ＮＰ１４０−０１、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製）を用いて成膜したものである。
【００４１】
［比較例２］
表１に示すように、組成の異なる塗布膜を形成した２ピースオイルリングを用いた他は、実施例１と同様にして、接触角と密着性と実機試験前後の開口率を測定した。なお、表１に示す組成の塗布膜は、フッ素系表面処理溶液（商品名：ノベック（登録商標）、ＥＧＣ−１７２０、住友スリーエム株式会社製）を用いて成膜したものである。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
［評価］
表１中の評価欄において、◎は密着力が９０％以上かつオイル戻し穴開孔率が８０％以上の場合であり、○は密着力が７０％以上９０％未満かつオイル戻し穴開孔率が７０％以上８０％未満の場合であり、×は少なくとも密着力及びオイル戻し穴開孔率の一方が７０％未満の場合である。実施例１〜３のように、フッ素とケイ素を塗布膜中に含有させることにより、水とオイルに対する接触角がいずれも大きく、密着性もオイル戻し穴開口率も高い結果となった。このことは、本発明に係る塗布膜を形成したオイルリングは、塗布膜の密着性がよく且つその塗布膜は撥水性及び撥油性に優れたものであり、その結果、オイル戻し穴にオイルスラッジが溜まりにくくなって迅速にオイルをピストンドレイン側に逃がす効果が認められた。
【００４４】
特に、塗布膜の組成範囲として、フッ素：５０原子％〜７０原子％（好ましくは５５原子％〜６５原子％）、ケイ素：２原子％〜５原子％（好ましくは３原子％〜５原子％）、炭素：１０原子％〜３０原子％（好ましくは１５原子％〜２５原子％）、酸素：１原子％〜５原子％、窒素：１原子％〜５原子％（好ましくは２原子％〜４原子％）、水素：残り（好ましくは約１０％前後）、の組成範囲であることが好ましい。この範囲の組成をもつ塗布膜について、本実施例と比較例では、表１に示す顕著な効果を確認できた。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ２ピースオイルリング
１１  リング本体
１１ａ，１１ｂ  レール部
１２  コイルエキスパンダ
１３  塗布膜
１４  オイル戻し穴
１５  摺動面
１６  連結部（ウエブ部）
１７  内周溝
１８  外周溝
２０  ３ピースオイルリング
２１ａ，２１ｂ  サイドレール
２２  スペーサエキスパンダ
２３  径方向内方側端部
２４  オイル戻し穴に相当する空間
２５  摺動面
２６  耳部
２７  突起部
２８  凹部
５０  ピストン
５１  第１圧力リング用リング溝
５２  第２圧力リング用リング溝
５３  オイルリング用リング溝
５４  オイルドレイン穴
５５  第１圧力リング
５６  第２圧力リング
５７  シリンダ内壁面
Ｘ  径方向
Ｘ１  径方向外方
Ｘ２  径方向内方
Ｙ  軸方向
ａ１  リングの径方向幅
ｂ，ｃ  オイル戻し穴の幅
ｈ１  リングの軸方向幅
【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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