(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンに用いられるトップリングとセカンドリングとオイルリングとからなるピストンリングの組合せにおいて、
当該オイルリングは、上側レールと下側レールとこれら各レールを連結するウェブとを備え、
当該上側レールと当該下側レールの外周摺動面は、ガス窒化処理して形成された層とＰＶＤ処理して形成された層とをこの順に有し、且つ、当該ウェブを挟んで対称位置にある、当該ウェブに面した側の隅部をステップ状に切り欠いたステップランド形状であり、
当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、下記数１に示す式（１）〜式（３）の各条件を満足するものであることを特徴とするディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せ。
［数１］
0006010278.tif 000007
【請求項２】
前記トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、前記オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、前記シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、下記数２に示す式（４）の条件を満足する請求項１に記載のディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せ。
［数２］
0006010278.tif 000008
【請求項３】
前記トップリングは、少なくとも外周摺動面にガス窒化処理して形成された層及び／又はＰＶＤ処理して形成された層を備える請求項１又は請求項２に記載のディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せ。
【請求項４】
前記トップリングの外周摺動面がバレルフェース形状である請求項１〜請求項３のいずれかに記載のディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、オイル消費量を増大させずにフリクションの低減に効果のある、ディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題による配慮も含め、自動車用内燃機関の燃費向上に対する要求が強まってきており、内燃機関用ディーゼルエンジンに関しても同様である。この要求に応えるにあたって、内燃機関におけるピストンとシリンダー等の接触箇所のフリクションを低減させることが有効となる。ここで、内燃機関におけるピストンには、シリンダボア内におけるスムーズな往復運動を実現し、また、高温な燃焼ガスをシールするためのピストンリングが装着されている。ピストンリングは、ガス漏れ防止用として装着されるコンプレッションリングと、シリンダボア壁面に付着した余分なオイルを掻き落としオイルコントロールを行うために装着されるオイルリングとからなり、通常これらを組み合わせて用いられる。また、ピストンリングは、燃焼室に近いピストン頂部側から順に、例えばコンプレッションリングであるトップリング、セカンドリング、そしてオイルリングが装着される。
【０００３】
内燃機関において、ピストンとシリンダ等の接触箇所のフリクションを低減させるためには、ピストンリングの張力を低くすると共に、ピストンリングによるシリンダボア壁面への押圧力が低くなるよう設定することで実現でき、例えばピストンリングの軸方向の幅寸法や径方向の厚さ寸法を小さく設定することで可能となる。但し、このような手段は従来より採用されていたものの、ピストンリングのシール性の低下を招く恐れや、ピストンリングとシリンダボア壁面との間に隙間が生じる恐れがある。仮に、ピストンリングとシリンダボア壁面との間に隙間が生じた場合、ピストンリングによる燃焼室での爆発衝撃に耐えて高温な燃焼ガスを長期間安定してシールする働き、及びオイルを燃焼室内へ侵入させずにシールする働きが不十分となり、エンジン出力の低下やオイル消費の増大を招くこととなる。特に、内燃機関用ディーゼルエンジンに関していえば、近年の排ガス規制対策による内燃機関の燃焼圧力上昇化に伴い、ピストンへの負荷が増大傾向にあり、ピストンリングのシール性の低下は好ましくない。
【０００４】
上述の問題を回避すべく、例えば、特許文献１（特開２０００−９２２５号）には、セカンドランドの圧力を下げた状態で使用できるセカンドリング用のピストンリングであって、高圧往復動機構、特に、内燃機関のピストンに装着するのに適するピストンリングについて開示されている。具体的には、特許文献１のピストンリングは、「トップリングとはセカンドランドを介して離間して配されるセカンドリングであって、該セカンドリングが径方向の厚みおよび軸線方向の幅寸法がトップリングの対応寸法より小さく、セカンドリングの張力がトップリングの張力より小さくかつその内周部がリング溝底面より浮き上がるねじれをセカンドリングに付与されている」ことを特徴とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−９２２５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、特許文献１に係るピストンリングは、ピストンリングの張力に関して、「セカンドリングの径方向の厚みと張力をトップリングの径方向の厚みと張力とより小さくする」旨の開示しかされていない。すなわち、特許文献１に係るピストンリングの組合せは、セカンドリングの径方向の厚み（ａ１寸法）を小さくして張力を低くすることで、ピストンリングの組合せの合計張力を小さくしたものである。また、特許文献１に係るピストンリングの組合せは、トップリング張力（１１．７Ｎ）と、セカンドリング張力（０．４Ｎ）とに大きな差（トップリングの張力がセカンドリングの張力の約３０倍）が生じている。このように、この特許文献１では、オイルリングに対しての張力低減やオイルコントロールについては全く言及していない。よって、単に、特許文献１に係るピストンリングの技術思想を用いるだけで、当該セカンドリングと、トップリングとオイルリングとを含めたピストンリングの組合せを用いた場合には、ピストンリングとシリンダボア壁面との間のフリクション性能にばらつきが生じやすく、オイル消費量を増大させずにフリクション低減の効果を安定化させることが難しい。
【０００７】
以上のことから、本件発明は、ピストンリングとシリンダボア壁面との間におけるフリクション性能のばらつきを抑制し、オイル消費量を増大させずにフリクション低減の効果を安定して得られる、トップリングとセカンドリングとオイルリングとからなるピストンリングを用いたディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、ピストンリングの張力について所定の条件を満たすことで、上述した課題を解決するに到った。以下、本件発明に関して説明する。
【０００９】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せ：  ディーゼルエンジンに用いられるトップリングとセカンドリングとオイルリングとからなるピストンリングの組合せにおいて、当該オイルリングは、上側レールと下側レールとこれら各レールを連結するウェブとを備え、当該上側レールと当該下側レールの外周摺動面は、ガス窒化処理して形成された層とＰＶＤ処理して形成された層とをこの順に有し、且つ、当該ウェブを挟んで対称位置にある、当該ウェブに面した側の隅部をステップ状に切り欠いたステップランド形状であり、当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、下記数１に示す式（１）〜式（３）の各条件を満足するものであることを特徴とするディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せ。
【００１０】
【数１】
0006010278.tif 000002
【００１１】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せにおいて、前記トップリングのシリンダボア径に対する張力比に対する前記オイルリングのシリンダボア径に対する張力比の比率は、当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、下記数２に示す式（４）の条件を満足することが好ましい。
【００１２】
【数２】
0006010278.tif 000003
【００１３】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せにおいて、前記トップリングは、少なくとも外周摺動面にガス窒化処理して形成された層及び／又はＰＶＤ処理して形成された層を備えることが好ましい。
【００１４】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せは、前記トップリングの外周摺動面がバレルフェース形状であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せは、ピストンに装着されるピストンリングのシリンダボア径に対する張力比について、それぞれ本件発明に定める条件とすることで、オイル消費量を増大させずにフリクション低減の効果を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本件発明のピストンリングを装着したピストンとシリンダとの関係を説明するためにシリンダ軸方向で切断して示した概略断面図である。
【図２】本件発明のオイルリングの外周摺動面の形状について説明するために軸方向で切断して例示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せの好ましい実施の形態について、以下に図を用いて示しながら本件発明をより詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本件発明のピストンリングを装着したピストンとシリンダとの関係を説明するためにシリンダ軸方向で切断して示した概略断面図である。図１に示すように、ピストン１０は、当該ピストン１０に設けられるピストンリング溝１２〜１４にピストン頂部側から順に、ピストンリング１であるトップリング２、セカンドリング３、オイルリング４が装着された状態で、シリンダ２０に設けられるシリンダボア２２内を往復動する。このときに、ピストンリング１は、所謂コンプレッションリングであるトップリング２及びセカンドリング３が、それぞれピストンリング溝１２，１３内に装着された状態で、シリンダボア壁面２１に対して自己の持つ張力により押圧することで、ピストン１０とシリンダボア壁面２１との間の隙間を埋めて燃焼ガスをシールする。また、ピストンリング１は、オイルリング４がピストンリング溝１４に装着された状態で、シリンダボア壁面２１に対して押圧することで、シリンダボア壁面２１の余分な油を掻き落とすと共に、シリンダボア壁面２１の油膜の厚みを適度にコントロールする。なお、本件発明のオイルリング４は、図１に示すように、コイルエキスパンダ５とオイルリング本体６とから構成される、所謂２ピース型オイルリングと称されるものを採用している。
【００１９】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せ：  本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せは、図１に示すように、トップリング２とセカンドリング３とオイルリング４とからなるものである。そして、本件発明に係るピストンリングの組合せにおいて、当該オイルリングは、上側レールと下側レールとこれら各レールを連結するウェブとを備えたものである。また、当該上側レールと当該下側レールの外周摺動面は、ガス窒化処理して形成された層（以下、「ガス窒化処理層」と称す）とＰＶＤ処理して形成された層（以下、「ＰＶＤ処理層」と称す）とをこの順に有し、且つ、当該ウェブを挟んで対称位置にある、当該ウェブに面した側の隅部をステップ状に切り欠いたステップランド形状である。そして、当該オイルリングは、当該トップリング２の張力（Ｎ）をＡとし、当該セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、当該オイルリング４の張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア２２の直径（ｍｍ）をＤとした場合に、下記数１に示す式（１）〜式（３）の各条件を満足するものであることを特徴とする。
【００２０】
【数１】
0006010278.tif 000004
【００２１】
本件発明のオイルリング４の外周摺動面は、図１に示すようなステップランド形状であることで、当該オイルリング４によるシリンダボア壁面２１の余分なオイルを掻き落とす効果が更に得られることとなる。すなわち、本件発明のオイルリング４によれば、その外周摺動面がステップランド形状であることで、オイル上がりが生じ難く、また、オイル消費の低減及びフリクションの低減を図ることができることとなる。
【００２２】
図２は、本件発明のオイルリングの外周摺動面の形状について説明するために軸方向で切断して例示した概略断面図である。図２に示すように、本件発明のオイルリング４におけるオイルリング本体６は、オイルリング本体の上側部分及び下側部分を構成する上側レール６ａ及び下側レール６ｂと、これら各レールと連結するウェブ６ｃとからなる。そして、当該上側レール６ａ及び当該下側レール６ｂの外周摺動面には、ステップ状の切り欠き６ａ’、６ｂ’が形成されている。ここで、図２には、上側レール６ａに設けられるステップ６ａ’と下側レール６ｂに設けられるステップ６ｂ’とが、当該上側レール６ａ及び当該下側レール６ｂの外周摺動面のウェブ６ｃに面した側の隅部で、且つ、当該ウェブ６ｃを挟んで対称となる位置に形成されている。本件発明のオイルリング４は、図２に示す箇所にステップ６ａ’、６ｂ’を設けることで、オイルリング４によるオイルコントロール機能をより発揮することができると共に、フリクションの低減をも図ることができる。
【００２３】
なお、オイルリング４の外周摺動面に設けられるステップ６ａ’、６ｂ’は、オイルリング本体６の上側レール６ａ及び下側レール６ｂのシリンダボア壁面２１に対する当たり面の軸方向幅を考慮した上で、当該上側レール６ａ及び下側レール６ｂに例えば研磨部材や砥石等を用いた研削加工を施して形成することができる。従って、本件発明のオイルリング本体６は、その形成に際し特別な設備や特別なスキルが不要な簡単な方法でありながらも、高い寸法精度で当該レール６ａ、６ｂの外周形状を形成することができる。
【００２４】
また、本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せにおいて、オイルリング４の上側レール６ａ及び下側レール６ｂは、その少なくとも外周摺動面にガス窒化処理層とＰＶＤ処理層とをこの順に有するものである。本件発明におけるオイルリング４は、少なくとも外周摺動面にガス窒化処理層とＰＶＤ処理層とをこの順に有することで、耐久性を向上させ、内燃機関の長寿命化を図ることができる。なお、本件発明におけるオイルリング４は、高熱負荷の過酷な環境に曝されることから、当該ガス窒化処理層及び当該ＰＶＤ処理層は、オイルリング４のシリンダボア壁面との摺動面のみならず、ピストンリング溝と接触する上面及び下面を含む全表面に形成しても良い。
【００２５】
さらに、本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せは、用いるトップリング２又はオイルリング４のシリンダボア２２の直径に対する張力比について、上記数１に示す式（１）及び式（２）の各条件を満足することで、ピストン１０のシリンダボア壁面２１に対するシール性を維持させてオイル消費量の増大防止を図りながらも、当該ピストンリング１と当該シリンダボア壁面２１との間のフリクションを効果的に低減させることができる。なお、式（１）において、Ａ／Ｄが０．２５を超えるとトップリング２のシリンダボア壁面２１に対する押圧力が高くなりすぎて、ピストンリング１とシリンダボア壁面２１との間のフリクションの低減を図ることができない。そして、式（２）において、Ｃ／Ｄが０．１０未満の場合には、オイルリング４のシリンダボア壁面２１に対する押圧力が低くなりすぎて、当該シリンダボア壁面２１の余分な油を当該オイルリング４によって掻き落とすことが困難となる。また、式（２）において、Ｃ／Ｄが０．３６を超える場合には、オイルリング４のシリンダボア壁面２１に対する押圧力が高くなりすぎて、当該シリンダボア壁面２１の油膜の厚みをコントロールできるものの、フリクションの低減を図ることが困難となる。
【００２６】
また、本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せは、用いるトップリング２、セカンドリング３、及びオイルリング４のシリンダボア２２の直径に対する合計張力比を上記数１に示す式（３）の条件を満足することで、各リングそれぞれの張力を、ピストンリング１の組合せとして好ましいバランス配分にすることができる。その結果、本件発明に係るピストンリングの組合せによれば、オイル消費量を増大させずにピストンリング１とシリンダボア壁面２１との間のフリクションの低減をより効果的に図ることができる。なお、式（３）において、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｄが０．２未満の場合には、トップリング２及び／又はセカンドリング３の張力が低すぎるために、ピストンリング１によるシリンダボア壁面２１に対するシール性を十分に維持することが困難となる。また、式（３）において、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｄが０．９を超える場合には、トップリング２及び／又はセカンドリング３の張力が高すぎるために、ピストンリング１とシリンダボア壁面２１との間のフリクションの低減を図ることができない。
【００２７】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せにおいて、トップリング２のシリンダボア２２の直径に対する張力比に対するオイルリング４のシリンダボア２２の直径に対する張力比の比率は、当該トップリング２の張力（Ｎ）をＡとし、当該オイルリング４の張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア２２の直径（ｍｍ）をＤとした場合に、下記数２に示す式（４）の条件を満足することが好ましい。
【００２８】
【数２】
0006010278.tif 000005
【００２９】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せは、用いる「トップリング２のシリンダボア２２の直径に対する張力比」に対する「オイルリング４のシリンダボア２２の直径に対する張力比」の比率について、上記数２に示す式（４）の条件を満足することで、オイル消費量を増大させずにピストンリング１とシリンダボア壁面２１との間のフリクションの低減に関する効果についてより安定性を増す。なお、式（４）において、（Ｃ／Ｄ）／（Ａ／Ｄ）が０．８未満の場合には、「トップリング２のシリンダボア２２の直径に対する張力比」に対する「オイルリング４のシリンダボア２２の直径に対する張力比」の比率が低すぎるために、シリンダボア壁面２１の余分なオイルを掻き落とす機能を安定して得られなくなり、オイル消費量の増大防止の効果の安定性に欠くこととなる。また、式（４）において、（Ｃ／Ｄ）／（Ａ／Ｄ）が１．６を超える場合には、「トップリング２のシリンダボア２２の直径に対する張力比」に対する「オイルリング４のシリンダボア２２の直径に対する張力比」の比率が高すぎるために、オイル掻き性能が向上するものの、ピストンリング１とシリンダボア壁面２１との間のフリクションの増大を招いてしまう。
【００３０】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せにおいて、トップリング２は、少なくとも外周摺動面にガス窒化処理層及び／又はＰＶＤ処理層を備えることが好ましい。
【００３１】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せにおいて、トップリング２は、少なくとも外周摺動面にガス窒化処理層及び／又はＰＶＤ処理層を備えることで、ピストンリング１について耐久性を向上させ、内燃機関の長寿命化を図ることができる。本件発明におけるトップリング２は、高熱負荷の過酷な環境に曝されることから、ガス窒化処理層の表面に物理蒸着（ＰＶＤ）の手法を用いて得られる表面処理層を更に備えることが、耐久性の観点からみてより好ましい。なお、当該ガス窒化処理層及び／又はＰＶＤ処理層は、トップリング２のシリンダボア壁面との摺動面のみならず、ピストンリング溝と接触する上面及び下面を含む全表面に形成しても良い。また、セカンドリング３については、特に言及していないが、当該セカンドリング３に対してもトップリング２のように、少なくとも外周摺動面にガス窒化処理層及び／又はＰＶＤ処理層を備えることで、内燃機関の長寿命化を更に図ることができる。
【００３２】
ちなみに、本件発明のピストンリング１は、その上面及び下面に耐摩耗性を有する耐摩耗層としてダイアモンド  ライク  カーボン層（以下、「ＤＬＣ層」と称する。）を形成することもできる。このＤＬＣ層は、上述のピストンリングのガス窒化処理層又はＰＶＤ処理層を形成した上面及び下面の最外層に設けることができる。このＤＬＣ層は、摩擦係数が低い低摩擦材料として知られており、当該上面及び下面の表面にＤＬＣ層を設けることで、耐摩耗特性を飛躍的に向上させることができる。なお、本件発明のピストンリング１は、更なる耐久性の向上を図るべく、耐摩耗層としてＤＬＣ層をリングの外周摺動面に設けても良い。
【００３３】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せは、トップリング２の外周摺動面がバレルフェース形状であることが好ましい。
【００３４】
本件発明のトップリング２の外周摺動面は、図１に示すようなバレルフェース形状であることで、当該トップリング２のシリンダボア壁面２１に対する押圧力を周方向に均一に付与することができることとなる。その結果、本件発明のトップリング２によれば、トップリング２とシリンダボア壁面２１との間のシール性を安定して維持することができ、オイル消費の低減及びフリクションの低減を図ることができるため好ましい。
【００３５】
なお、本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せにおいて、トップリング２及び／又はセカンドリング３は、その軸方向断面における形状をキーストン形状又はハーフキーストン形状とすることもできる。本件発明のピストンリング１であるトップリング２及び／又はセカンドリング３は、軸方向断面における形状がキーストン形状又はハーフキーストン形状のように、ピストンリングの上下面又は上面に傾斜を設けた形状とした場合、ピストンリング溝内におけるピストンリングの半径方向への動きにより、当該ピストンリングの傾斜を設けた上面又は下面が溝内に堆積したスラッジやカーボンに対して高面圧で当たり、これらスラッジ等を容易に破砕又は削ぎ落とすことでができる。この結果、軸方向断面における形状がキーストン形状又はハーフキーストン形状のピストンリングを採用することで、ピストンリング溝内に堆積したスラッジ等がリングに固着又は膠着し、リングが動かなくなることを防止することができる。このように、本件発明のトップリング２及び／又はセカンドリング３は、軸方向断面における形状をキーストン形状又はハーフキーストン形状とすることで、リング上下面のシール性を向上させて燃焼ガスを確実にシールすることができ、排ガス規制等に寄与することとなるため好ましい。
【００３６】
ここで、参考までに本件発明に係るディーゼル用ピストンリングの組合せに用いられる、トップリング、セカンドリング、オイルリングの各ピストンリングに好適に用いられる材質及びその組成を以下に例示しておく。なお、本件発明のオイルリング本体の材質は、これら材質に限定されるものではない。
【００３７】
まず、本件発明のトップリング用ピストンリングは、１３Ｃｒ鋼を用いることができる。この１３Ｃｒ鋼は、炭素０．６〜０．７質量％、ケイ素０．２５〜０．５質量％、マンガン０．２０〜０．５０質量％、クロム１３．０〜１４．０質量％、モリブデン０．２〜０．４質量％、リン０．０３質量％以下、硫黄０．０３質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
【００３８】
また、本件発明のトップリング用ピストンリングは、１７Ｃｒ鋼を用いることができる。この１７Ｃｒ鋼は、炭素０．８０〜０．９５質量％、ケイ素０．３５〜０．５質量％、マンガン０．２５〜０．４０質量％、クロム１７．０〜１８．０質量％、モリブデン１．００〜１．２５質量％、リン０．０４質量％以下、硫黄０．０４質量％以下、バナジウム０．０８〜０．１５質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
【００３９】
次に、本件発明のセカンドリング用ピストンリングは、鋳鉄材（球状黒鉛鋳鉄）を用いることができる。この鋳鉄材は、炭素３．３０〜４．００質量％、ケイ素２．２０〜３．５０質量％、マンガン１．０質量％以下、リン０．３質量％以下、硫黄０．０５質量％以下、クロム０．５質量％以下、銅０．５質量％以下、残部鉄及び不可避不純物からなる組成のものをいう。
【００４０】
また、本件発明のセカンドリング用ピストンリングは、８Ｃｒ鋼を用いることができる。この８Ｃｒ鋼は、炭素０．６〜０．８質量％、ケイ素０．１５〜０．３５質量％、マンガン０．２０〜０．４０質量％、クロム７．００〜９．００質量％、リン０．０４質量％以下、硫黄０．０３質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
【００４１】
また、本件発明のセカンドリング用ピストンリングは、１０Ｃｒ鋼を用いることができる。この１０Ｃｒ鋼は、炭素０．４〜０．６質量％、ケイ素０．１〜０．３質量％、マンガン０．２０〜０．４０質量％、クロム９．０〜１１．０質量％、リン０．０４質量％以下、硫黄０．０３質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
【００４２】
次に、本件発明のオイルリング本体は、１３Ｃｒ鋼を用いることができる。この１３Ｃｒ鋼は、炭素０．６〜０．７質量％、ケイ素０．２５〜０．５質量％、マンガン０．２０〜０．５０質量％、クロム１３．０〜１４．０質量％、モリブデン０．２〜０．４質量％、リン０．０３質量％以下、硫黄０．０３質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
【００４３】
また、本件発明のオイルリング本体は、１７Ｃｒ鋼を用いることができる。この１７Ｃｒ鋼は、炭素０．８０〜０．９５質量％、ケイ素０．３５〜０．５質量％、マンガン０．２５〜０．４０質量％、クロム１７．０〜１８．０質量％、モリブデン１．００〜１．２５質量％、バナジウム０．０８〜０．１５質量％、リン０．０４質量％以下、硫黄０．０４質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
【００４４】
以下、実施例及び比較例を示して本件発明を具体的に説明する。なお、本件発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４５】
実施例１では、排気量が１００００ｃｃ、シリンダボア径が１２５ｍｍの６気筒ディーゼルエンジンの実機試験を行い、用いるピストンリングのシリンダボア径に対する張力比の相違がオイル消費量にどのような影響を及ぼすかについて確認を行った。また、エンジンの運転条件は、全負荷（ＷＯＴ）で１００時間行った。そして、用いるピストンリングは、トップリング、セカンドリング、オイルリングの３本からなる組合せとした。このときのトップリングは、１７Ｃｒ鋼からなる軸方向高さが３．５ｍｍ、径方向厚さが４．６ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ−Ｎ系）を施したものを用いた。セカンドリングは、１０Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さが２．５ｍｍ、径方向厚さが４．５ｍｍのものにガス窒化処理を施したものを用いた。オイルリングは、１３Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さ３．５ｍｍ、径方向厚さ２．３５ｍｍのものにガス窒化処理を施したものを用いた。なお、当該オイルリングに関しては、外周摺動面がステップランド形状であるものを用いた。
【００４６】
ここで、トップリングを構成する１７Ｃｒ鋼は、炭素０．９０質量％、ケイ素０．４０質量％、マンガン０．３０質量％、クロム１７．５質量％、モリブデン１．１０質量％、バナジウム０．１２質量％、リン０．０２質量％、硫黄０．０１質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるＪＩＳ規格のＳＵＳ４４０Ｂ材に相当するものである。
【００４７】
また、セカンドリングを構成する１０Ｃｒ鋼は、炭素０．５０質量％、ケイ素０．２０質量％、マンガン０．３０質量％、クロム１０．２質量％、リン０．０３質量％、硫黄０．０２質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるものである。
【００４８】
また、オイルリング本体を構成する１３Ｃｒ鋼は、炭素０．６５質量％、ケイ素０．３８質量％、マンガン０．３５質量％、クロム１３．５０質量％、モリブデン０．３質量％、リン０．０１質量％、硫黄０．０１質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるＪＩＳ規格のＳＵＳ４１０材に相当するものである。
【００４９】
そして、実施例１では、ピストンリングの組合せとして、用いられるトップリング、セカンドリング、及びオイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、それぞれ異なる組合せを用いた。具体的には、実施例１において、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングの各リングの張力、及びシリンダボア径は、以下の表１に示す条件に設定した。表１より、実施例１のピストンリングの組合せは、下記に示す条件となる。
【００５０】
トップリングの張力Ａ        ：３１Ｎ
セカンドリングの張力Ｂ      ：２９Ｎ
オイルリングの張力Ｃ        ：４４Ｎ
シリンダボア径Ｄ            ：１２５．０ｍｍ
【００５１】
実施例１は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリング又は当該オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、Ａ／Ｄが０．２４８となり、Ｃ／Ｄが０．３５２となるものである。すなわち、実施例１は、本件発明の条件（数１の式（１），（２））を満足するものである。
【００５２】
また、実施例１は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングのシリンダボア径に対する張力比の合計張力比（（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｄ）が０．８３２となるものである。すなわち、実施例１は、本件発明の条件（数１の式（３））を満足するものである。
【００５３】
また、実施例１は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、（Ｃ／Ｄ）／（Ａ／Ｄ）が１．４１９となるものである。すなわち、実施例１は、本件発明の条件（数２の式（４））を満足するものである。
【００５４】
以上のことから、実施例１は、本件発明の条件（数１の式（１）〜（３）、及び数２の式（４））の全てを満足したものである。以上をふまえ、実施例１の条件でオイル消費量確認試験を行った結果を、当該条件と併せて表１に示す。表１には、本件発明の条件の内、数１の式（２），（３）、及び数２の式（４）に示す条件を満足しないピストンリングの組合せ（以下に示す比較例１）を用いて実機試験をして得られたオイル消費量を基準「１」として、これに対する相対比で表示している。その結果、実施例１のオイル消費量比は１となった。
【実施例２】
【００５５】
実施例２では、排気量が２５００ｃｃ、シリンダボア径が９４ｍｍの４気筒ディーゼルエンジンの実機試験を行い、用いるピストンリングのシリンダボア径に対する張力比の相違がオイル消費量にどのような影響を及ぼすかについて確認を行った。また、エンジンの運転条件は、全負荷（ＷＯＴ）で１００時間行った。そして、用いるピストンリングは、トップリング、セカンドリング、オイルリングの３本からなる組合せとした。このときのトップリングは、１７Ｃｒ鋼からなる軸方向高さが２．０ｍｍ、径方向厚さが３．５ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ−Ｎ系）を施したものを用いた。セカンドリングは、１０Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さが１．５ｍｍ、径方向厚さが３．１ｍｍのものにガス窒化処理を施したものを用いた。オイルリングは、１３Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さ２．０ｍｍ、径方向厚さ２．０ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ−Ｎ系）を施したものを用いた。なお、当該オイルリングに関しては、外周摺動面がステップランド形状であるものを用いた。
【００５６】
ここで、トップリングを構成する１７Ｃｒ鋼は、炭素０．９０質量％、ケイ素０．４０質量％、マンガン０．３０質量％、クロム１７．５質量％、モリブデン１．１０質量％、バナジウム０．１２質量％、リン０．０２質量％、硫黄０．０１質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるＪＩＳ規格のＳＵＳ４４０Ｂ材に相当するものである。
【００５７】
また、セカンドリングを構成する１０Ｃｒ鋼は、炭素０．５０質量％、ケイ素０．２０質量％、マンガン０．３０質量％、クロム１０．２質量％、リン０．０３質量％、硫黄０．０２質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるものである。
【００５８】
また、オイルリング本体を構成する１３Ｃｒ鋼は、炭素０．６５質量％、ケイ素０．３８質量％、マンガン０．３５質量％、クロム１３．５０質量％、モリブデン０．３質量％、リン０．０１質量％、硫黄０．０１質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるＪＩＳ規格のＳＵＳ４１０材に相当するものである。
【００５９】
そして、実施例２では、ピストンリングの組合せとして、用いられるトップリング、セカンドリング、及びオイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、それぞれ異なる組合せを用いた。具体的には、実施例２において、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングの各リングの張力、及びシリンダボア径は、以下の表１に示す条件に設定した。表１より、実施例２のピストンリングの組合せは、下記に示す条件となる。
【００６０】
トップリングの張力Ａ        ：１６Ｎ
セカンドリングの張力Ｂ      ：１０Ｎ
オイルリングの張力Ｃ        ：２２Ｎ
シリンダボア径Ｄ            ：９４．０ｍｍ
【００６１】
実施例２は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリング又は当該オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、Ａ／Ｄが０．１７０となり、Ｃ／Ｄが０．２３４となるものである。すなわち、実施例２は、本件発明の条件（数１の式（１），（２））を満足するものである。
【００６２】
また、実施例２は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングのシリンダボア径に対する張力比の合計張力比（（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｄ）が０．５１１となるものである。すなわち、実施例２は、本件発明の条件（数１の式（３））を満足するものである。
【００６３】
また、実施例２は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、（Ｃ／Ｄ）／（Ａ／Ｄ）が１．３７５となるものである。すなわち、実施例２は、本件発明の条件（数２の式（４））を満足するものである。
【００６４】
以上のことから、実施例２は、本件発明の条件（数１の式（１）〜（３）、及び数２の式（４））の全てを満足したものである。以上をふまえ、実施例２の条件でオイル消費量確認試験を行った結果を、当該条件と併せて表１に示す。表１には、本件発明の条件の内、数１の式（２）及び数２の式（４）に示す条件を満足しないピストンリングの組合せ（以下に示す比較例２）を用いて実機試験をして得られたオイル消費量を基準「１」として、これに対する相対比で表示している。その結果、実施例２のオイル消費量比は１となった。
【実施例３】
【００６５】
実施例３では、排気量が２５００ｃｃ、シリンダボア径が９５．０ｍｍの４気筒ディーゼルエンジンの実機試験を行い、用いるピストンリングのシリンダボア径に対する張力比の相違がオイル消費量にどのような影響を及ぼすかについて確認を行った。また、エンジンの運転条件は、全負荷（ＷＯＴ）で１００時間行った。そして、用いるピストンリングは、トップリング、セカンドリング、オイルリングの３本からなる組合せとした。このときのトップリングは、１３Ｃｒ鋼からなる軸方向高さが２．０ｍｍ、径方向厚さが３．５ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ−Ｎ系）を施したものを用いた。セカンドリングは、１０Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さが１．５ｍｍ、径方向厚さが３．５ｍｍのものを用いた。オイルリングは、１３Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さ２．０ｍｍ、径方向厚さ２．０ｍｍのものにガス窒化処理を施したものを用いた。なお、当該オイルリングに関しては、外周摺動面がステップランド形状であるものを用いた。
【００６６】
ここで、トップリングを構成する１３Ｃｒ鋼は、炭素０．６５質量％、ケイ素０．３８質量％、マンガン０．３５質量％、クロム１３．５０質量％、モリブデン０．３質量％、リン０．０１質量％、硫黄０．０１質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるＪＩＳ規格のＳＵＳ４１０材に相当するものである。
【００６７】
また、セカンドリングを構成する１０Ｃｒ鋼は、炭素０．５０質量％、ケイ素０．２０質量％、マンガン０．３０質量％、クロム１０．２質量％、リン０．０３質量％、硫黄０．０２質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるものである。
【００６８】
また、オイルリング本体を構成する１３Ｃｒ鋼は、炭素０．６５質量％、ケイ素０．３８質量％、マンガン０．３５質量％、クロム１３．５０質量％、モリブデン０．３質量％、リン０．０１質量％、硫黄０．０１質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるＪＩＳ規格のＳＵＳ４１０材に相当するものである。
【００６９】
そして、実施例３では、ピストンリングの組合せとして、用いられるトップリング、セカンドリング、及びオイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、それぞれ異なる組合せを用いた。具体的には、実施例３において、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングの各リングの張力、及びシリンダボア径は、以下の表１に示す条件に設定した。表１より、実施例３のピストンリングの組合せは、下記に示す条件となる。
【００７０】
トップリングの張力Ａ        ：１４Ｎ
セカンドリングの張力Ｂ      ：８Ｎ
オイルリングの張力Ｃ        ：１２Ｎ
シリンダボア径Ｄ            ：９５．０ｍｍ
【００７１】
実施例３は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリング又は当該オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、Ａ／Ｄが０．１４７となり、Ｃ／Ｄが０．１２６となるものである。すなわち、実施例３は、本件発明の条件（数１の式（１），（２））を満足するものである。
【００７２】
また、実施例３は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングのシリンダボア径に対する張力比の合計張力比（（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｄ）が０．３５６となるものである。すなわち、実施例３は、本件発明の条件（数１の式（３））を満足するものである。
【００７３】
また、実施例３は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、（Ｃ／Ｄ）／（Ａ／Ｄ）が０．８５７となるものである。すなわち、実施例３は、本件発明の条件（数２の式（４））を満足するものである。
【００７４】
以上のことから、実施例３は、本件発明の条件（数１の式（１）〜（３）、及び数２の式（４））の全てを満足したものである。以上をふまえ、実施例３の条件でオイル消費量確認試験を行った結果を、当該条件と併せて表１に示す。表１には、本件発明の条件の内、数２の式（４）に示す条件を満足しないピストンリングの組合せ（以下に示す比較例３）を用いて実機試験をして得られたオイル消費量を基準「１」として、これに対する相対比で表示している。その結果、実施例３のオイル消費量比は１となった。
【比較例】
【００７５】
［比較例１］
比較例１は、実施例１との対比用として用いる。比較例１では、実施例１と同じエンジンを用い、また、実施例１と同じ駆動条件でエンジンを駆動させてオイル消費量の確認を行った。そして、比較例１のピストンリングは、実施例１と同様に、トップリング、セカンドリング、及びオイルリングの３本からなる組合せを採用し、また、当該オイルリングの外周摺動面がステップランド形状でない点を除き、全て実施例１のピストンリングと同じ断面形状及び材質のリングを用いた。
【００７６】
そして、比較例１では、ピストンリングの組合せとして、用いられるトップリング、セカンドリング、オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、それぞれ異なる組合せの従来相当品を用いた。具体的には、比較例１において、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングの張力、及びシリンダボア径は、以下の表１に示す条件に設定した。表１より、比較例１のピストンリングの組合せは、下記に示す条件となる。
【００７７】
トップリングの張力Ａ        ：３１Ｎ
セカンドリングの張力Ｂ      ：２９Ｎ
オイルリングの張力Ｃ        ：８８Ｎ
シリンダボア径Ｄ            ：１２５．０ｍｍ
【００７８】
比較例１は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリング又は当該オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、Ａ／Ｄが０．２４８となり、Ｃ／Ｄが０．７０４となるものである。すなわち、比較例１は、本件発明の条件の内、数１の式（２）に示す条件を満足しないものである。
【００７９】
また、比較例１は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングのシリンダボア径に対する張力比の合計張力比（（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｄ）が１．１８４となるものである。すなわち、比較例１は、本件発明の条件の内、数１の式（３）に示す条件を満足しないものである。
【００８０】
また、比較例１は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、（Ｃ／Ｄ）／（Ａ／Ｄ）が２．８３９となるものである。すなわち、比較例１は、本件発明の条件の内、数２の式（４）に示す条件を満足しないものである。
【００８１】
以上のことから、比較例１は、本件発明の条件の内、数１の式（２），（３）、及び数２の式（４）に示す条件を満足しないものである。以上をふまえ、比較例１の条件でオイル消費量確認試験を行った結果を、当該条件と併せて表１に示す。なお、表１には、上述したように、比較例１のピストンリングの組合せを用いて実機試験をして得られたオイル消費量比を基準「１」として示している。
【００８２】
［比較例２］
比較例２は、実施例２との対比用として用いる。比較例２では、実施例２と同じエンジンを用い、また、実施例２と同じ駆動条件でエンジンを駆動させてオイル消費量の確認を行った。そして、比較例２のピストンリングは、実施例２と同様に、トップリング、セカンドリング、及びオイルリングの３本からなる組合せを採用し、また、当該オイルリングの外周摺動面がステップランド形状でない点を除き、全て実施例２のピストンリングと同じ断面形状及び材質のリングを用いた。
【００８３】
そして、比較例２では、ピストンリングの組合せとして、用いられるトップリング、セカンドリング、オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、それぞれ異なる組合せの従来相当品を用いた。具体的には、比較例２において、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングの張力、及びシリンダボア径は、以下の表１に示す条件に設定した。表１より、比較例２のピストンリングの組合せは、下記に示す条件となる。
【００８４】
トップリングの張力Ａ        ：１６Ｎ
セカンドリングの張力Ｂ      ：１０Ｎ
オイルリングの張力Ｃ        ：４４Ｎ
シリンダボア径Ｄ            ：９４．０ｍｍ
【００８５】
比較例２は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリング又は当該オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、Ａ／Ｄが０．１７０となり、Ｃ／Ｄが０．４６８となるものである。すなわち、比較例２は、本件発明の条件の内、数１の式（２）に示す条件を満足しないものである。
【００８６】
また、比較例２は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングのシリンダボア径に対する張力比の合計張力比（（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｄ）が０．７４５となるものである。すなわち、比較例２は、本件発明の条件（数１の式（３））を満足するものである。
【００８７】
また、比較例２は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、（Ｃ／Ｄ）／（Ａ／Ｄ）が２．７５０となるものである。すなわち、比較例２は、本件発明の条件の内、数２の式（４）に示す条件を満足しないものである。
【００８８】
以上のことから、比較例２は、本件発明の条件の内、数１の式（２）及び数２の式（４）に示す条件を満足しないものである。以上をふまえ、比較例２の条件でオイル消費量確認試験を行った結果を、当該条件と併せて表１に示す。なお、表１には、上述したように、比較例２のピストンリングの組合せを用いて実機試験をして得られたオイル消費量比を基準「１」として示している。
【００８９】
［比較例３］
比較例３は、実施例３との対比用として用いる。比較例３では、実施例３と同じエンジンを用い、また、実施例３と同じ駆動条件でエンジンを駆動させてオイル消費量の確認を行った。そして、比較例３のピストンリングは、実施例３と同様に、トップリング、セカンドリング、及びオイルリングの３本からなる組合せを採用し、また、当該オイルリングの外周摺動面がステップランド形状でない点を除き、全て実施例３のピストンリングと同じ断面形状及び材質のリングを用いた。
【００９０】
そして、比較例３では、ピストンリングの組合せとして、用いられるトップリング、セカンドリング、オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、それぞれ異なる組合せの従来相当品を用いた。具体的には、比較例３において、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングの張力、及びシリンダボア径は、以下の表１に示す条件に設定した。表１より、比較例３のピストンリングの組合せは、下記に示す条件となる。
【００９１】
トップリングの張力Ａ        ：１４Ｎ
セカンドリングの張力Ｂ      ：８Ｎ
オイルリングの張力Ｃ        ：２４Ｎ
シリンダボア径Ｄ            ：９５．０ｍｍ
【００９２】
比較例３は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリング又は当該オイルリングのシリンダボア径に対する張力比が、当該トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、当該オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、当該シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、Ａ／Ｄが０．１４７となり、Ｃ／Ｄが０．２５３となるものである。すなわち、比較例３は、本件発明の条件（数１の式（１），（２））を満足するものである。
【００９３】
また、比較例３は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、セカンドリングの張力（Ｎ）をＢとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、当該トップリング、当該セカンドリング、及び当該オイルリングの各リングのシリンダボア径に対する張力比の合計張力比（（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）／Ｄ）が０．４８４となるものである。すなわち、比較例３は、本件発明の条件（数１の式（３））を満足するものである。
【００９４】
また、比較例３は、ピストンリングの組合せを上記条件に設定することで、トップリングの張力（Ｎ）をＡとし、オイルリングの張力（Ｎ）をＣとし、シリンダボア径（ｍｍ）をＤとした場合に、（Ｃ／Ｄ）／（Ａ／Ｄ）が１．７１４となるものである。すなわち、比較例３は、本件発明の条件の内、数２の式（４）に示す条件を満足しないものである。
【００９５】
以上のことから、比較例３は、本件発明の条件の内、数２の式（４）に示す条件のみ満足しないものである。以上をふまえ、比較例３の条件でオイル消費量確認試験を行った結果を、当該条件と併せて表１に示す。なお、表１には、上述したように、比較例３のピストンリングの組合せを用いて実機試験をして得られたオイル消費量比を基準「１」として示している。
【００９６】
［実施例と比較例との対比］
実施例と比較例との対比：  以下に示す表１には、ピストンリングの組合せとして各リングのシリンダボア径に対する張力がそれぞれ異なる、実施例１〜実施例３と、比較例１〜比較例３とについて、オイル消費量を対比した結果を示している。
【００９７】
【表１】
0006010278.tif 000006
【００９８】
表１より、ディーゼルエンジンの実機試験を全負荷（ＷＯＴ）で１００時間行った結果、ピストンリングの組合せの条件がそれぞれ異なる、実施例１〜実施例３、比較例１〜比較例３のオイル消費量比は、皆同じ数値「１」であった。すなわち、実施例（実施例１、実施例２、または実施例３）と、比較例（比較例１、比較例２、または比較例３）とを同じエンジン及び排気量同士で比較したときに、それぞれピストンリングの組合せの条件が異なるにもかかわらず、オイル消費量に差が生じない結果が得られた。しかし、本試験において、用いたエンジン及び排気量が同じ条件である、実施例１と比較例１、実施例２と比較例２、また実施例３と比較例３についてピストンリングの組合せの条件をみると、オイルリングの張力Ｃは、実施例（実施例１、実施例２、または実施例３）の方が比較例（比較例１、比較例２、または比較例３）よりもかなり小さい。この事実より、実施例１〜実施例３のピストンリングの組合せによれば、従来相当品であるピストンリングの組合せ（比較例１〜比較例３）に対してオイル消費量を増大させずにピストンリングとシリンダボア壁面との間のフリクションを大幅に低減させることが可能となることが分かった。
【００９９】
以上の結果より、ディーゼルエンジンに用いられるトップリングとセカンドリングとオイルリングとからなるピストンリングの組合せにおいて、各リングのシリンダボア径に対する張力比を本件発明に規定する条件を満足することで、ピストンリングとシリンダボア壁面との間のフリクション性能のばらつきを抑制できることに加え、オイル消費量を増大させずにフリクション低減の効果を長期間安定して得られることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せを用いることで、用いられるピストンリングとシリンダボア壁面との間のフリクションのばらつきを抑制可能となり、内燃機関の駆動時のオイル消費量の低減効果を安定して得ることができることとなる。従って、本件発明に係るディーゼルエンジン用ピストンリングの組合せによれば、オイル供給頻度の低減と資源の有効利用、環境負荷の低減化が可能となり好ましい。
【符号の説明】
【０１０１】
１    ピストンリング
２    トップリング
３    セカンドリング
４    オイルリング
５    コイルエキスパンダ
１０  ピストン
２０  シリンダ
２１  シリンダボア壁面
２２  シリンダボア
【図１】
0006010278.tif 000009
【図２】
0006010278.tif 000010