(57)【要約】【課題】ブローバイガスの抑制とオイル消費量の軽減とを両立する。【解決手段】互いに対向する内周面２ｃ及び外周面２ｄと、内周面２ｃと外周面２ｄとの間を接続する一対の側面２ａ，２ｂと、を有する環状の本体部２と、本体部２に形成された合口部３とを有する樹脂製のピストンリング１であって、合口部３は、一対の側面２ａ、２ｂの少なくとも何れか及び外周面２ｄからみてステップ形状であり、外周面２ｄは、本体部２の一対の側面のうちの一方の側面２ａ側から他方の側面２ｂ側に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ面を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する内周面及び外周面と、前記内周面と前記外周面との間を接続する一対の側面と、を有する環状の本体部と、前記本体部に形成された合口部とを有する樹脂製のピストンリングであって、
前記合口部は、前記一対の側面の少なくとも何れか及び前記外周面から見てステップ形状であり、
前記外周面は、前記一対の側面のうちの一方の側面側から他方の側面側に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ面を有する、ピストンリング。
【請求項２】
前記テーパ面は、前記外周面のうち前記一方の側面側の一部に設けられ、
前記外周面から連続して形成されるステップ形状の段差部の前記外周面側の端部は、前記テーパ面とは異なる位置に設けられる、請求項１に記載のピストンリング。
【請求項３】
前記テーパ面は、前記外周面のうち前記一方の側面側の一部に設けられ、
前記外周面のうち、前記他方の側面側の一部に、前記他方の側面側から前記一方の側面側に向かうにつれて外径が大きくなる逆テーパ面を有する、請求項１に記載のピストンリング。
【請求項４】
前記外周面のうち、前記テーパ面と前記逆テーパ面との間に平坦面を有し、
前記外周面から連続して形成されるステップ形状の段差部の前記外周面側の端部は、前記平坦面に設けられる、請求項３に記載のピストンリング。
【請求項５】
前記他方の側面と前記外周面とがなす角部に切欠部を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項６】
前記切欠部は、前記合口部とは異なる位置に設けられている、請求項５に記載のピストンリング。
【請求項７】
前記本体部に沿って、前記切欠部が断続的に設けられている、請求項５又は６に記載のピストンリング。
【請求項８】
前記他方の側面は凸状の湾曲面を有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項９】
前記他方の側面は凹部を有している、請求項１〜７のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項１０】
前記内周面と、前記外周面と、前記一方の側面、前記他方の側面、前記合口部の合わせ面、の少なくとも一面に、表面処理膜が設けられている、請求項１〜９のいずれか一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、内燃機関に使用されるピストンリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃機関等に用いられるピストンリングは、例えばピストン外周面のリング溝に設けられ、ピストンリングの外周面がボア内周面に摺接し、且つ、ピストンリング１の側面２ｂ側がリング溝の側面に当接してシール面となることで、燃焼室側からクランク室側へのブローバイガスの防止機能を有する。このようなピストンリングは、合口部を有する割りリング形状であるため、合口部におけるブローバイガスを抑制することが求められる。これに対して、特許文献１のように、合口形状を特殊な構造とすることで、ブローバイガスを抑制することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６３１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のピストンリングについては、オイル消費量の軽減について着目されていない。そのため、オイル消費量の軽減について改善の余地があった。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、ブローバイガスの抑制とオイル消費量の軽減とを両立することができるピストンリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係るピストリングは、互いに対向する内周面及び外周面と、前記内周面と前記外周面との間を接続する一対の側面と、を有する環状の本体部と、前記本体部に形成された合口部とを有する樹脂製のピストンリングであって、前記合口部は、前記一対の側面の少なくとも何れか及び外周面から見てステップ形状であり、前記外周面は、前記一対の側面のうちの一方の側面側から他方の側面側に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ面を有する。
【０００７】
上記のピストンリングによれば、樹脂製であることで、従来の金属製のピストンリングと比較して比重が小さいため、リングの浮き上がりが起こりにくく、ピストンリングによる側面シール性を高めることができる。また、ピストンリングの合口部が一対の側面の少なくとも何れか及び外周面から見たときにステップ形状を有しているため、ピストンに対して取り付けた際に、一対の側面の間に形成される流通面積が小さくなり、ガス量が低減する。したがって、ガスシール性が向上し、ブローバイガスを抑制することが可能となる。また、ピストンリングは、外周面がテーパ面を有しているため、ピストンリングの外周面によるオイル掻き効果が高められ、オイル消費量を低減することができる。
【０００８】
ここで、前記テーパ面は、前記外周面のうち前記一方の側面側の一部に設けられ、前記外周面から連続して形成されるステップ形状の段差部の前記外周面側の端部は、前記テーパ面とは異なる位置に設けられる態様とすることができる。外周面から連続して形成されるステップ形状の段差部の外周面側の端部がテーパ面とは異なる位置に設けられることで、外周面側の端部付近でのブローバイガスの移動が抑制されるため、ブローバイガスの抑制効果が高められる。
【０００９】
また、前記テーパ面は、前記外周面のうち前記一方の側面側の一部に設けられ、前記外周面のうち、前記他方の側面側の一部に、前記他方の側面側から前記一方の側面側に向かうにつれて外径が大きくなる逆テーパ面を有する態様とすることができる。このように、逆テーパ面を有する構成とすることで、ピストンリングの外周面によるオイルの掻き効果が高められ、オイル消費量の低減効果がさらに高められる。
【００１０】
また、前記外周面のうち、前記テーパ面と前記逆テーパ面との間に平坦面を有し、前記外周面から連続して形成されるステップ形状の段差部の前記外周面側の端部は、前記平坦面に設けられる態様とすることができる。このように、ステップ形状の段差部の端部が平坦面に設けられる構成とすることで、ステップ形状の段差部の端部の外方において一対の側面の間にガスの流通経路が設けられることを防ぐことができ、ブローバイガスをさらに抑制することができる。
【００１１】
また、前記他方の側面と前記外周面とがなす角部に切欠部を有する態様とすることができる。切欠部が設けられていることで、ピストンリングの外周面によるオイルの掻き効果が高められ、オイル消費量の低減効果がさらに高められる。
【００１２】
また、前記切欠部は、前記合口部とは異なる位置に設けられている態様とすることができる。合口部とは異なる位置に切欠部を設ける構造とすることで、合口部付近の強度を維持しながら、オイル消費量の低減を実現することができる。
【００１３】
また、前記本体部に沿って、前記切欠部が断続的に設けられている態様とすることができる。切欠部を断続的に設けることで、本体部全周に対して切欠部が占める割合を制御可能な構成となる。この場合、ピストンリングの側面シール性を適切な範囲に制御することが可能となる。
【００１４】
また、前記他方の側面は凸状の湾曲面を有している態様とすることができる。他方の側面が凸状の湾曲面を有していることで、他方の側面において、側面シール性を低減することができ、オイル消費量の低減効果を高めることができる。
【００１５】
また、前記他方の側面は凹部を有している態様とすることができる。他方の側面が凹部を有していることで、他方の側面において、側面シール性を低減することができ、オイル消費量の低減効果を高めることができる。
【００１６】
また、前記内周面と、前記外周面と、前記一方の側面、前記他方の側面、前記合口部の合わせ面、の少なくとも一面に、表面処理膜が設けられている態様とすることができる。表面処理膜が設けられていると、表面処理膜により耐摩耗性が向上する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ブローバイガスの抑制とオイル消費量の軽減とを両立することができるピストンリングが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るピストンリングを示す斜視図である。
【図２】合口部の構造を説明する斜視図である。
【図３】図３（Ａ）は、合口部の平面図であり、図３（Ｂ）は、合口部の正面図である。
【図４】図４（Ａ）は、本体部の断面図であり、図１のIV−IV断面図に相当する。また、図４（Ｂ）は、合口端部の概略断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、内周面の形状の変更例を示すものである。
【図６】図６（Ａ）は、ピストンリング１Ａの合口端部の概略断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図に相当する図６（Ｂ）は、ピストンリング１Ａの合口端部１２の概略断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する。
【図７】ピストンリング１Ｂの本体部の概略断面図である。
【図８】図８（Ａ）は、ピストンリング１Ｂの合口端部の概略断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図に相当する。図８（Ｂ）は、ピストンリング１Ｂの合口端部の概略断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する。
【図９】図９は、ピストンリング１Ｃの本体部の断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、ピストンリング１Ｃにおける合口部の平面図であり、図１０（Ｂ）は、ピストンリング１Ｃにおける合口部の正面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、ピストンリング１Ｃの合口端部の概略断面図であり、図１１のＡ−Ａ断面図に相当する。図１１（Ｂ）は、ピストンリング１Ｃの合口端部の概略断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する。
【図１２】ピストンリング１Ｃに対して、切欠部２１の配置を変更したピストンリング１Ｄの平面図である。
【図１３】ピストンリング１Ｅの本体部の断面図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、ピストンリング１Ｆの底面図であり、図１４（Ｂ）は、ピストンリング１Ｆの本体部の側面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、ピストンリング１Ｇの本体部の断面図であり、図１５（Ｂ）は、ピストンリング１Ｇの底面図である。
【図１６】ピストンリング１Ｈの合口部の構造を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るピストンリングを示す斜視図である。図１に示すピストンリング１は、例えば自動車等の内燃機関においてピストン外周面のリング溝に設けられる。ピストンリング１は、外周面２ｄがボア内周面に摺接し、且つ、ピストンリング１の側面２ｂ側がリング溝の側面に当接してシール面となることで、燃焼室側からクランク室側へのブローバイガスの防止機能を有する。また、本実施形態に係るピストンリング１は、ピストンの外周面に取り付けられるファーストリング（燃焼室側から数えて１番目のリング）及びセカンドリング（燃焼室側から数えて２番目のリング）のいずれにも利用することができる。
【００２１】
ピストンリング１は、環状の本体部２と、本体部２の一部に形成された合口部３と、を備えている。本体部２は、幅方向の端面である一対の側面２ａ，２ｂと、厚さ方向の端面である内周面２ｃ及び外周面２ｄと、によって、断面は厚さ方向が長辺且つ幅方向が短辺となる略矩形状をなしている。ただし、後述のように外周面２ｄが傾斜しているため、側面２ａ及び側面２ｂの長さは互いに異なる。また、断面形状は上記の形状に限定されない。なお、ピストンリング１は、側面２ａが燃焼室側となり、側面２ｂがクランク室側となるように、ピストンに対して取り付けられる。一対の側面２ａ，２ｂは、それぞれ内周面２ｃと外周面２ｄとの間を接続するように設けられる。
【００２２】
合口部３は、環状の本体部２の両端部に設けられた合口端部１１，１２を含む。合口端部１１，１２は、ピストンリング１をリング溝に装着する前の状態において、所定の間隔をもって対向した状態となっている。
【００２３】
図２及び図３は合口部３の構造を説明する図である。図２は、合口部３の構造を説明する斜視図であり、図３（Ａ）は、合口部３の平面図（側面２ａ側から見た図）であり、図３（Ｂ）は、合口部３の正面図（外周面２ｄ側から見た図）である。ピストンリング１において、合口部３は、所謂トリプルステップ形状を呈している。トリプルステップ形状とは、合口部３を三方向から見た際にステップ形状を呈しているものである。本実施形態のピストンリング１の場合、上側の側面２ａ側から見たとき、下側の側面２ｂ側から見たとき、及び、外周面２ｄ側から見たときに、合口部３がステップ形状となっている。
【００２４】
より具体的には、図２，図３に示すように、合口端部１１及び合口端部１２の対向面は、本体部２の内周面２ｃ側の略半分における対向面１１ａ，１２ａと比較して、本体部２の外周面２ｄ側の略半分では、側面２ａ側において合口端部１２が合口端部１１側に突出し、側面２ｂ側において合口端部１１が合口端部１２側に突出するように凹凸が形成されている。
【００２５】
具体的には、本体部２の外周面２ｄ側の略半分且つ側面２ａ側の略半分（図２において略上半分となる部分）において、合口端部１２には対向面１２ａよりも合口端部１１側に突出する第１突出部１３が設けられる一方、合口端部１１には、第１突出部１３を受ける第１受け部１４が設けられる。第１突出部１３の先端面１３ａと、第１受け部１４の受け面１４ａとが対向する。また、本体部２の外周面２ｄ側の略半分且つ側面２ｂ側の略半分（図２において略下半分となる部分）において、合口端部１１には対向面１１ａよりも合口端部１２側に突出する第２突出部１５が設けられる一方、合口端部１２には、第２突出部１５を受ける第２受け部１６が設けられる。第２突出部１５の先端面１５ａと、第２受け部１６の受け面１６ａとが対向する。
【００２６】
この結果、側面２ａ側から見たときには、図３（Ａ）に示すように、対向面１１ａ，１２ａが設けられる位置と、第１突出部１３の先端面１３ａ及び第１受け部１４の受け面１４ａが設けられる位置と、が本体部２の長手方向に沿って互いに異なるため、ステップ形状となる。また、外周面２ｄ側から見たときには、図３（Ｂ）に示すように、第１突出部１３の先端面１３ａ及び第１受け部１４の受け面１４ａが設けられる位置と、第２突出部１５の先端面１５ａ及び第２受け部１６の受け面１６ａが設けられる位置と、が本体部２の長手方向に沿って互いに異なるため、ステップ形状となる。さらに、側面２ｂ側から見たときも、図２に示すように、対向面１１ａ，１２ａが設けられる位置と、第２突出部１５の先端面１５ａ及び第２受け部１６の受け面１６ａが設けられる位置と、が本体部２の長手方向に沿って互いに異なるため、ステップ形状となる。各面でのステップ形状の段差となる領域（ステップの割位置）は、それぞれ略中央付近となっている。このように、本実施形態に係る合口部３は、トリプルステップ形状を呈している。なお、図２及び図３に示すように、対向面１１ａと対向面１２ａとの間、第１突出部１３の先端面１３ａと第１受け部１４の受け面１４ａとの間、及び、第２突出部１５の先端面１５ａと第２受け部１６の受け面１６ａとの間にはそれぞれ空隙が設けられている。
【００２７】
図４（Ａ）は、ピストンリング１の本体部２の概略断面図であり、図１のIV−IV断面図に相当する。また、図４（Ｂ）は、ピストンリング１の合口端部１２の概略断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する。
【００２８】
本実施形態に係るピストンリング１は、図２及び図４に示すように、上方の側面２ａ（一方の側面）側から下方の側面２ｂ（他方の側面）側に向かうにつれて、外周面２ｄの径が大きくなるテーパ面（テーパフェース）を有するテーパ形状を呈している。図４（Ａ）では、ピストンリング１の本体部２の断面を示している。このように、ピストンリング１においては、外周面２ｄの全面がテーパ面となっている。したがって、図２に示すように、合口部３周辺もテーパ面となっている。具体的には、図４（Ｂ）に示すように、合口端部１２では、第１突出部１３の外周面２ｄ側がテーパ面となる。同様に、合口端部１１では、第２突出部１５の外周面２ｄ側もテーパ面となる。テーパ面を有しているピストンリング１では、ピストンリング１の外径が最も大きい領域が、ボア内周面と接した状態で摺動する。本実施形態のピストンリング１の場合には、側面２ｂと外周面２ｄとにより形成される角部３１において最も径が大きくなっている。したがって、ピストンリング１を取り付けた場合には、この側面２ｂと外周面２ｄとの角部３１がボア内周面と接した状態で摺動する。このような構成とすることで、シリンダのボア内周面との接触面積が小さくなるため、オイルの初期馴染み性が高められる。また、ピストンリング１とボア内周面との接触面積が小さくなることで、接触面圧が高められ、ボア内周面に付着するオイルを良好に掻き取ることができる。
【００２９】
テーパ面により構成される外周面２ｄの傾斜角θ（図４参照：ピストンリングの軸方向に対する外周面２ｄの角度）は、１°〜１０°とすることができる。このように、外周面２ｄがテーパ面を含み、その傾斜角θを１°〜１０°とすることで、ピストンリング１の外周面２ｄによるオイルの掻き取り効果が高められ、オイル消費量を低減することができる。
【００３０】
また、ピストンリング１は、図２及び図４に示すように、本体部２の内周面２ｃにピストンリング１の内側に配置されるコイルバネを収容するバネ溝２ｅが設けられる。このバネ溝２ｅ内に収容されるコイルバネは、ピストンリング１をピストン外周面のリング溝に取り付けて、シリンダのボア内に挿入した際に、ピストンリング１を半径方向外方に押圧するために設けられる。本実施形態のピストンリング１では、バネ溝２ｅは、内周面２ｃの中央（側面２ａ及び側面２ｂからの距離が等しい領域）付近ではなく、図４に示すように、中央付近よりも側面２ｂ側、すなわち、クランク室側に近付いた位置に設けられる。バネ溝２ｅを設ける位置は、ピストンの動作時にバネ溝２ｅに取り付けられたコイルバネがピストンリング１と離間しない範囲で適宜変更することができる。バネ溝２ｅが設けられる位置を中央付近よりも側面２ｂ側（クランク室側）に移動させることで、テーパ面を有するピストンリング１の外周面２ｄとボア内周面との密着性を高めた状態でピストンリング１を摺動させることが可能となる。
【００３１】
なお、ピストンリング１を半径方向外方に押圧するための手段として、コイルバネではなく板バネを用いてもよい。また、ピストンリング１を半径方向外方に押圧する機能を有していればバネの形状は上記に限定されない。また、バネの形状に応じて内周面２ｃの形状は適宜変更することができる。また、バネの形状が同一であっても、バネによる半径方向外方への押圧力を受け止めることが可能な範囲で、ピストンリング１の内周面２ｃの形状は適宜変更することができる。
【００３２】
図５は、内周面２ｃの形状の変更例を示すものである。図５（Ａ）に示す変更例では、内周面２ｃと側面２ａとの接続部分が切り欠かれ、ピストンリング１の内側に設けられるコイルバネ５と当接するバネ当接面２ｆを形成している。ピストン外周面のリング溝６に対して、コイルバネ５及びバネ当接面２ｆを設けたピストンリング１を取り付けてシリンダのボア内に挿入すると、図５（Ａ）に示すように、コイルバネ５はバネ当接面２ｆが設けられている側（ここでは、側面２ａ側）へ移動した状態で、バネ当接面２ｆを押圧する状態となる。なお、バネ当接面は、内周面２ｃと側面２ｂとの接続部分に設けられていてもよい。図５（Ｂ）では、バネ当接面２ｆが側面２ｂ側に設けられている例を示している。この場合、ピストン外周面のリング溝６に対して、コイルバネ５及びバネ当接面２ｆを設けたピストンリング１を取り付けてシリンダのボア内に挿入すると、図５（Ｂ）に示すように、コイルバネ５はバネ当接面２ｆが設けられている側（ここでは、側面２ｂ側）へ移動した状態で、バネ当接面２ｆを押圧する状態となる。このように、内周面２ｃの形状は、適宜変更することができる。
【００３３】
上記のピストンリング１は樹脂製である。本実施形態において、ピストンリング１が樹脂製であるとは、ピストンリング１を構成する材料に含まれる樹脂の割合が５０％以上であることをいう。ピストンリング１を構成する樹脂は特に限定されないが、高強度耐熱樹脂を選択することができる。高強度耐熱樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックを例示することができる。また、さらに耐熱性の高いポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）も使用できる。そのほか、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）、及び、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等を用いることもできる。上記の材料は射出成形が可能であり、本実施形態のピストンリング１のような複雑形状の合口部も容易に形成することができる。なお、ピストンリング１の製造方法は射出成形に限定されず、例えば、樹脂粉末をリング状に圧縮成形した後に合口部を薄刃カッターで形成してもよい。
【００３４】
なお、上記のピストンリング１の構成材料を、カーボン繊維又はガラス繊維を含む繊維強化樹脂とすることで、さらに耐熱性を高めると共に強度を高めることができる。また、ピストンリング１に用いられる樹脂材料に対して、充填材等を添加してもよい。充填材としては、例えば、モリブデン、金属粉（Ｃｕ、Ｆｅ）、グラファイト、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ブロンズ、マイカ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、タルクなどが挙げられる。
【００３５】
なお、上記のピストンリング１の外周面２ｄには、耐摩耗性を高めるための皮膜（表面処理膜）が形成されていてもよい。耐摩耗性を高めるための皮膜の材料は特に限定されないが、例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、硬質クロムめっき、複合分散めっき、金属の窒化物や炭化物等を用いることができる。また、外周面２ｄへの皮膜の形成方法は特に限定されず、例えば、無電解めっき及び電気めっき、物理蒸着（ＰＶＤ）を用いることができる。
【００３６】
また、皮膜（表面処理膜）は、外周面２ｄとは異なる面に設けられていてもよい。すなわち、ピストンリング１の側面２ａ，２ｂ、内周面２ｃ、外周面２ｄ、合口部３の合わせ面（合口端部１１において合口端部１２と対向する面、又は、合口端部１２において合口端部１１と対向する面）の少なくとも一面に皮膜が設けられていてもよい。この場合、皮膜が設けられている面は、耐摩耗性が高められる。
【００３７】
上記のピストンリング１は、樹脂製であることで、従来の金属製のピストンリングと比較して比重が小さいため、リングの浮き上がりが起こりにくく、ピストンリングによる側面シール性を高めることができる。また、樹脂製のピストンリング１は、弾性率が小さいことから、リング溝内をピストンリング１が移動した場合の追従性も高い。そして、ピストンリング１の合口部３がトリプルステップ形状を有しているため、ピストンに対して取り付けた際に、側面２ａ側（燃焼室側）から側面２ｂ側（クランク室側）の間に形成されるガスの流通面積を小さくすることができ、ガス量を減らすことができる。したがって、上記のピストンリング１によれば、ガスシール性が向上し、ブローバイガスを抑制することが可能となる。また、ピストンリング１は、外周面２ｄがテーパ面を有しているため、ピストンリング１の外周面２ｄによるオイル掻き取り効果が高められ、オイル消費量を低減することができる。外周面２ｄが全体的にボア内周面と当接した状態で摺動する構成である場合、ガスシール性が向上し、ブローバイガスを抑制することができるが、オイル消費量の観点からは改善の余地があった。これに対して、外周面２ｄがテーパ面を有していることで、オイルの掻き取り性能を高めることで、オイル消費量を低減することができる。
【００３８】
なお、外周面２ｄの全面をテーパ面とするのではなく、外周面２ｄの角部３１近傍において、外周面２ｄとボア内周面とが当接する領域を大きくするように、角部３１近傍はテーパ面とせず、ボア内周面（すなわち、ピストンリングの軸方向）と平行とする（θ＝０°とする）構成としてもよい。
【００３９】
（変形例−１）
次に、本実施形態の変形例に係るピストンリングについて、説明する。まず、図６に第１変形例に係るピストンリング１Ａを示す。図６（Ａ）は、ピストンリング１Ａの合口端部１１の概略断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図に相当する。図６（Ａ）では、合口端部１１の第２突出部１５が断面で示されている。また、図６（Ｂ）は、ピストンリング１Ａの合口端部１２の概略断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する。また、図６（Ｂ）では、合口端部１２の第１突出部１３が断面で示されている。
【００４０】
第１変形例に係るピストンリング１Ａは、ピストンリング１と比較して、以下の点が相違する。まず、ピストンリング１Ａは、ピストンリング１と同様に外周面２ｄがテーパ形状を呈しているが、外周面２ｄ全面がテーパ面となっているのではなく、側面２ａ側の一部（図６では略半分）のみがテーパ面となっていて、側面２ｂ側の残りの部分は、傾斜していない（θ＝０°）。なお、図６では、ピストンリング１Ａの合口端部１１，１２周辺を示しているが、本体部２においても、同様に側面２ａ側の一部のみがテーパ形状となっている。
【００４１】
そして、突出部と受け部とにより形成されて外周面２ｄに連続して形成されるステップ形状の段差部（割位置）が、側面２ａと側面２ｂとの間の中央付近から側面２ｂ側に移動されている。すなわち、図６（Ａ）に示すように、第１受け部１４の幅（ピストンリング１Ａの幅方向の長さ）が第２突出部１５よりも大きくなっている。また、図６（Ｂ）に示すように、第１突出部１３の幅（ピストンリング１Ａの幅方向の長さ）が第２受け部１６よりも大きくなっている。その結果、ステップ形状の段差部の外周面２ｄ側の端部は、前記テーパ面とは異なる位置に設けられる。
【００４２】
上記のピストンリング１Ａの構造を採用すると、ピストンリング１と比較して、ブローバイガスをさらに抑制することができる。ピストンリング１は、上述したように、トリプルステップ形状の合口部３を採用することで、ブローバイガスを抑制することを実現している。しかしながら、外周面２ｄの全面をテーパ面とすることで、外周面２ｄと側面２ｂとによる角部３１のみがボア内周面と当接する構造となる。この場合、図２に示すように、第２突出部の先端面１５ａと、第２受け部１６の受け面１６ａとの対向面の付近で側面２ａ側から側面２ｂ側へのガスの移動経路が形成される。図４（Ｂ）では、ピストンリング１を取り付けた際のボア内周面Ｗの配置を破線で示しているが、矢印Ａで示す部分にガスの移動経路が形成されてしまう。その結果、僅かながらブローバイガスが発生する可能性がある。
【００４３】
これに対して、変形例に係るピストンリング１Ａでは、ステップ形状の段差部（割位置）を側面２ｂ側に移動し、外周面２ｄ側の端部がテーパ面とは異なる位置に設けられる構成としている。その上で、ピストンリング１Ａでは、外周面２ｄのテーパ面を側面２ａ側のみに形成している。この結果、第１突出部１３及び第１受け部１４側の外周面２ｄは一部テーパ面となっているが、第２突出部１５及び第２受け部１６側の外周面２ｄは、テーパ面ではなく、ボア内周面に当接する状態となる。
【００４４】
上記の構造を有するピストンリング１Ａでは、ピストンリング１と同様に合口部３がトリプルステップ形状を有しているため、ガスシール性が向上し、ブローバイガスを抑制することが可能となる。また、ピストンリング１Ａにおいても、外周面２ｄの一部がテーパ面となっているため、ピストンリング１の外周面２ｄによるオイルの掻き取り効果が高められ、オイル消費量を低減することができる。さらに、ステップ形状の段差部（割位置）と、段差部よりも側面２ｂ側の第２突出部１５及び第２受け部１６の外周面２ｄは、傾斜していないため、ボア内周面に当接することから、第２突出部の先端面１５ａと、第２受け部１６の受け面１６ａとの対向面の付近ではガスの移動経路は形成されず、ブローバイガスの抑制効果が高められる。
【００４５】
（変形例−２）
図７及び図８に第２変形例に係るピストンリング１Ｂを示す。図７は、ピストンリング１Ｂの本体部２の概略断面図である。また、図８（Ａ）は、ピストンリング１Ｂの合口端部１１の概略断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図に相当する。図８（Ａ）では、合口端部１１の第２突出部１５が断面で示されている。また、図８（Ｂ）は、ピストンリング１Ｂの合口端部１２の概略断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する。また、図８（Ｂ）では、合口端部１２の第１突出部１３が断面で示されている。
【００４６】
第２変形例に係るピストンリング１Ｂは、ピストンリング１と比較して、以下の点が相違する。まず、ピストンリング１Ｂは、ピストンリング１と同様に外周面２ｄがテーパ面を含んでいるが、外周面２ｄ全面がテーパ面であるのではなく、側面２ａ側の一部のみがテーパ面となっている。また、ピストンリング１Ａでは、側面２ｂ側の残りの部分は傾斜していない（θ＝０°）のに対して、ピストンリング１Ｂでは、残りの部分は、傾斜していない領域と、逆テーパ形状（θ＜０°）である逆テーパ面とを有する。
【００４７】
具体的には、図７に示すように、ピストンリング１Ｂの外周面２ｄは、側面２ａ側から側面２ｂ側に向かうにつれて、テーパ面２ｄ１、平坦面２ｄ２、及び逆テーパ面２ｄ３がこの順となるように配置される。テーパ面２ｄ１は、ボア内周面Ｗに対する傾斜角θ１を１°〜２０°とすることができる。テーパ面２ｄ１の幅（ピストンリング１Ｂの幅方向の長さ）は、ピストンリング１Ｂの幅に対して３０％〜５０％とすることができる。また、平坦面２ｄ２は、ボア内周面Ｗに対して当接して摺動する領域であり、ピストンリング１の軸方向に沿って延びる面である。平坦面２ｄ２の幅（ピストンリング１Ｂの幅方向の長さ）は、ピストンリング１Ｂの幅に対して０％〜４０％とすることができる。すなわち、平坦面２ｄ２は、テーパ面２ｄ１と逆テーパ面２ｄ３との間に設けられていなくてもよい。なお、平坦面２ｄ２を設ける場合、好ましい平坦面２ｄ２の幅は、ピストンリング１Ｂの幅に対して３％〜４０％である。さらに、逆テーパ面２ｄ３は、側面２ｂ側に向かうにつれて外周面２ｄの径が小さくなる領域である。逆テーパ面２ｄ３は、ボア内周面Ｗに対する傾斜角θ２を１０°〜７０°とすることができる。好ましい傾斜角θ２は、１０°〜５０°である。ただし、θ１＜θ２であることが好ましい。逆テーパ面２ｄ３の幅（ピストンリング１Ｂの幅方向の長さ）は、ピストンリング１Ｂの厚さに対して３０％〜５０％とすることができる。
【００４８】
また、合口部３付近においては、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、ステップ形状の段差部（割位置）が中央付近の平坦面２ｄ２となるように設けられる。すなわち、第１受け部１４と第２突出部１５との境界の外周面２ｄ、及び、第１突出部１３と第２受け部１６との境界の外周面２ｄは、平坦面２ｄ２となっている。したがって、第１突出部１３及び第１受け部１４の外周面２ｄは、テーパ面２ｄ１及び平坦面２ｄ２から構成され、第２突出部１５及び第２受け部１６の外周面２ｄは、接領域２ｄ２及び逆テーパ面２ｄ３から構成される。
【００４９】
上記の構造を有するピストンリング１Ｂでは、ピストンリング１と同様に合口部３がトリプルステップ形状を有しているため、ガスシール性が向上し、ブローバイガスを抑制することが可能となる。また、ピストンリング１Ｂにおいては、外周面２ｄの一部がテーパ面２ｄ１となっているため、ピストンリング１の外周面２ｄによるオイルの掻き効果のうち特に燃焼室側へのオイルの掻き上げを抑制する効果が高められる。また、ステップ形状の段差部（割位置）の外周面２ｄ側は平坦面２ｄ２となるため、外周面２ｄの外側を利用したガスの移動を抑制することができるため、ピストンリング１よりもブローバイガスの抑制効果が高められる。さらに、外周面２ｄにおいて平坦面２ｄ２よりも側面２ｂ側に逆テーパ面２ｄ３が形成されていると、ピストンリング１Ｂの外周面２ｄによるオイルの掻き取り効果のうち特にクランク室側へのオイルの掻き下げを促進する効果が高められる。したがって、ピストンリング１Ｂにおいても、ブローバイガスの抑制とオイル消費量の軽減とを両立することが可能となる。上記の効果は、テーパ面２ｄ１におけるボア内周面Ｗに対する傾斜角θ１と、逆テーパ面２ｄ３におけるボア内周面Ｗに対する傾斜角θ２と、がθ１＜θ２の関係を満たしている場合に顕著である。ただし、θ１≧θ２の関係を満たしている場合であっても、逆テーパ面が設けられることで、オイル消費量の軽減効果は高められる。
【００５０】
（変形例−３）
図９、図１０及び図１１に第３変形例に係るピストンリング１Ｃを示す。図９は、ピストンリング１Ｃの本体部２の断面図である。図１０（Ａ）は、ピストンリング１Ｃにおける合口部３の平面図（側面２ａ側から見た図）であり、図１０（Ｂ）は、ピストンリング１Ｃにおける合口部３の正面図（外周面２ｄ側から見た図）である。図１１（Ａ）は、ピストンリング１Ｃの合口端部１１の概略断面図であり、図１のＡ−Ａ断面図に相当する。また、図１１（Ｂ）は、ピストンリング１Ｃの合口端部１２の概略断面図であり、図１のＢ−Ｂ断面図に相当する。
【００５１】
第３変形例に係るピストンリング１Ｃは、第２変形例に係るピストンリング１Ｂと比較して、以下の点が相違する。ピストンリング１Ｃには、図９の仮想線にて示されるように、側面２ｂと外周面２ｄとがなす角部３２に切欠部２１（アンダーカット）が設けられている。すなわち、切欠部２１は、側面２ｂ側且つ外周面２ｄ側の本体部２の一部に設けられている。切欠部２１は、第２変形例に係るピストンリング１Ｂの外周面２ｄのうちの逆テーパ面２ｄ３及び逆テーパ面２ｄ３から連続する平坦面２ｄ２の一部に対応する位置に形成される。したがって、ピストンリング１Ｃの外周面２ｄには、テーパ面２ｄ１と平坦面２ｄ２の一部とが存在する状態となっている。
【００５２】
切欠部２１は、ピストンリング１Ｃの射出成型時から形成されていてもよい。また、例えば、切削用、研削用、又は研磨用の治具等によって、側面２ｂ側且つ外周面２ｄ側の本体部２の一部を切り欠くことで切欠部２１を形成してもよい。
【００５３】
切欠部２１は、外周面２ｄ側を向く第１面２１ａと、側面２ｂを向く第２面２１ｂとを有している。第１面２１ａと第２面２１ｂとがなす角度は、例えば、直角（９０°）とすることができるが、特に限定されない。また、第１面２１ａと第２面２１ｂとの境界部分の形状についても特に限定されない。また、切欠部２１の深さ（ピストンリング１Ｃの幅方向に沿った第１面２１ａの長さ、及び、ピストンリング１Ｃの厚さ（半径）方向に沿った第２面２１ｂの長さ）は適宜変更することができる。例えば、ピストンリング１Ｃでは、ピストンリング１Ｃの幅方向に沿った第１面２１ａの長さは、ピストンリング１Ｃの幅に対して約１／５〜略半分程度であり、ピストンリング１Ｃの半径方向に沿った第２面２１ｂの長さは、ピストンリング１Ｃの厚さ（本体部２の厚さ）に対して約１／５〜略半分程度である。
【００５４】
なお、切欠部２１は、合口部３を構成する合口端部１１，１２にも設けられていてもよい、すなわち、ピストンリング１Ｃの全周にわたって形成されていてもよい。ただし、第３変形例で説明するピストンリング１Ｃでは、合口部３においては、切欠部２１が形成されていない、インターラプト型となっている。具体的には、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、本体部２の角部３１に沿って形成される切欠部２１は、合口端部１１及び合口端部１２に到達する前に終端される。この結果、平面視において、合口端部１１及び合口端部１２と、切欠部２１とは互いに重ならない状態となっている。したがって、ピストンリング１Ｃにおける合口端部１１及び合口端部１２の形状は、ピストンリング１Ｂと同様となる。具体的には、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、ピストンリング１Ｃにおいても、第１突出部１３及び第１受け部１４の外周面２ｄは、テーパ面２ｄ１及び平坦面２ｄ２から構成され、第２突出部１５及び第２受け部１６の外周面２ｄは、接領域２ｄ２及び逆テーパ面２ｄ３から構成される。
【００５５】
上記の構造を有するピストンリング１Ｃでは、ピストンリング１と同様に合口部３がトリプルステップ形状を有しているため、ガスシール性が向上し、ブローバイガスを抑制することが可能となる。また、ピストンリング１Ｃにおいては、外周面２ｄの一部がテーパ面２ｄ１となっているため、ピストンリング１の外周面２ｄによるオイルの掻き取り効果のうち特に燃焼室側へのオイルの掻き上げを抑制する効果が高められる。また、ステップ形状の段差部（割位置）の外周面２ｄ側は平坦面２ｄ２となるため、外周面２ｄの外側を利用したガスの移動を抑制することができ、ピストンリング１よりもブローバイガスの抑制効果が高められる。さらに、外周面２ｄにおいて平坦面２ｄ２よりも側面２ｂ側には、合口部３を除いて切欠部２１が形成されている。したがって、切欠部２１により、ピストンリング１Ｃの外周面２ｄによるオイルの掻き取り効果のうち特にクランク室側へのオイルの掻き下げを促進する効果が高められる。したがって、ピストンリング１Ｃにおいても、ブローバイガスの抑制とオイル消費量の軽減とを両立することが可能となる。
【００５６】
なお、テーパ面２ｄ１と逆テーパ面２ｄ３との間に平坦面２ｄ２が設けられていない場合であっても、ステップ形状の段差部（割位置）の外周面２ｄ側をテーパ面２ｄ１と逆テーパ面２ｄ３との境界部分にすることで、外周面２ｄの外側を利用したガスの移動を抑制することができ、ピストンリング１よりもブローバイガスの抑制効果を高めることができる。
【００５７】
なお、切欠部２１が、合口部３を構成する合口端部１１，１２を含むピストンリング１Ｃの全周にわたって形成されている場合、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に仮想線で示すように切欠部２１が形成される。ただし、合口端部の突出部に対して切欠部２１が形成されると、図１１（Ａ）に示す合口端部１１の第２突出部１５のように、突出部の強度が低下する可能性が考えられる。したがって、合口端部１１，１２に対しても切欠部２１を設ける場合には、例えば、切欠部２１の深さを変更する等により合口端部１１，１２の各部の強度が低下しないようにすることが好ましい。
【００５８】
図１２は、第３変形例に係るピストンリング１Ｃに対して、切欠部２１の配置を変更したピストンリング１Ｄの平面図である。ピストンリング１Ｃのように切欠部２１を本体部２の全周に設けることに代えて、図１２のピストンリング１Ｄのように、本体部２に沿って複数の切欠部２１を離間して設ける構成としてもよい。このようなピストンリング１Ｄの場合、隣接する切欠部２１の間に、切欠部２１が設けられていない領域が形成される。つまり、ピストンリング１Ｄでは、切欠部２１が断続的に設けられている状態となる。ピストンリング１Ｃ又はピストンリング１Ｄに設けられる切欠部２１は、オイルの掻き下げを促進する効果を有する。一方で、切欠部２１が設けられていると、外周面２ｄとボア内周面とが当接する領域（平坦面２ｄ２）が小さくなるため、側面シール性が低下する。上述したように、側面シール性が高いとオイルの掻き取り効果（特に掻き下げ効果）が低下する可能性が有る一方、側面シール性が低すぎると、ガスシール性も低下する可能性があり、ピストンリングとしての性能が低下することが考えられる。そこで、図１２のように、複数の切欠部２１を離間して断続的に設けることで、本体部２全周に対して切欠部２１が占める割合を制御可能な構成とすることで、側面シール性を適切な範囲に制御することが可能となる。また、切欠部２１が全周にわたって設けられている場合と比較して、ピストンリングの強度も高められる。
【００５９】
（変形例−４）
図１３に第４変形例に係るピストンリング１Ｅを示す。図１３は、ピストンリング１Ｅの本体部２の断面図である。
【００６０】
第４変形例に係るピストンリング１Ｅは、ピストンリング１と比較して、以下の点が相違する。すなわち、側面２ｂの形状が平坦ではなく、表面の一部が突出している略円弧状のバレルフェース形状となっている。
【００６１】
上述したように、樹脂製のピストンリングは、側面シール性が高い。一方、側面シール性が高いとオイルの掻き効果（特に掻き下げ効果）が低下する場合が生じる。これに対して、第３変形例に係るピストンリング１Ｃ，１Ｄでは、切欠部２１を設けることで側面２ｂの面積を小さくし、側面シール性を低下させていた。これに対して、第４変形例に係るピストンリング１Ｅでは、側面２ｂの表面に凸状の湾曲面を設けて、バレルフェース形状とすることで、側面シール性を低下させている。
【００６２】
上記の構造を有するピストンリング１Ｅでは、合口部３がトリプルステップ形状を有しているため、ガスシール性が向上し、ブローバイガスを抑制することが可能となる。また、ピストンリング１Ｅにおいては、外周面２ｄがテーパ面を含んでいるため、ピストンリング１の外周面２ｄによるオイルの掻き取り効果が高められる。したがって、ピストンリング１Ｅにおいても、ブローバイガスの抑制とオイル消費量の軽減とを両立することが可能となる。さらに、側面２ｂの形状が変更されていることで、側面シール性を低減することができる。これにより、ピストンリング１Ｅでは、オイルの掻き取り効果の低下が防がれている。
【００６３】
なお、側面２ｂの表面形状は、上述のバレルフェース形状に限定されない。例えば、ピストンリングの側面２ｂの表面に凹凸を設け、側面２ｂとピストンのリング溝との接触面積を小さくする構成とすることで、側面シール性を制御する構成としてもよい。ただし、側面２ｂの表面に凹凸を設ける場合、凹凸によって側面２ｂとリング溝との間の側面シール性が失われるとピストンリングとしての性能低下につながる。したがって、側面シール性が損なわれない範囲、すなわち、側面２ｂとリング溝とが当接した際にシール性が確保できる範囲で、凹凸の形状を変更することが好ましい。
【００６４】
（変形例−５）
図１４に第５変形例に係るピストンリング１Ｆを示す。図１４（Ａ）は、ピストンリング１Ｆの底面図であり、図１４（Ｂ）は、ピストンリング１Ｆの本体部の側面図（外周面２ｄ側から見た図）である。
【００６５】
第５変形例に係るピストンリング１Ｆは、ピストンリング１と比較して、以下の点が相違する。すなわち、側面２ｂに１以上の凹部が設けられている。具体的には、ピストンリング１Ｆの側面２ｂには、内周面２ｃ側と外周面２ｄ側との間を貫通する凹部としての溝部２２が形成されている。ピストンリング１Ｆの場合には、溝部２２は、側面２ｂ上の三箇所に分散して設けられている。つまり、ピストンリングの側面２ｂの表面に凹凸が形成されるように凹部（溝部２２）を設けることで、側面シール性を制御している。
【００６６】
上述したように、樹脂製のピストンリングは、側面シール性が高い。一方、側面シール性が高いとオイルの掻き効果（特に掻き下げ効果）が低下する場合が生じる。この点について、第５変形例に係るピストンリング１Ｆでは、内周面２ｃ側と外周面２ｄ側との間を貫通する溝部２２を設けることで側面２ｂの面積を小さくし、側面シール性を低下させている。また、溝部２２の数等を変更することで、側面シール性の制御を行うことが可能となっている。
【００６７】
図１５は、ピストンリング１Ｆに対して、側面２ｂ側の凹部の形状及び配置を変更したピストンリング１Ｇを示している。図１５（Ａ）は、ピストンリング１Ｇの本体部の断面図であり、図１５（Ｂ）は、ピストンリング１Ｇの底面図である。
【００６８】
ピストンリング１Ｇの場合には、側面２ｂに１以上の凹部２３が設けられているが、凹部２３は、内周面２ｃ側と外周面２ｄ側との間を貫通しておらず、内周面２ｃ側のみに開口するように設けられている。このように、このように、ピストンリングの側面２ｂに凹部を設ける場合には、その形状は適宜変更することができる。なお、ピストンリング１Ｃのように、側面２ｂ側に切欠部２１が設けられている場合にも、切欠部２１とは異なる位置の側面２ｂに対して凹部を形成することで、凹部による側面シール性の制御を行うことができる。
【００６９】
（変形例−６）
図１６に第６変形例に係るピストンリング１Ｈを示す。図１６は、ピストンリング１Ｈの合口部３の構造を説明する斜視図である。ピストンリング１Ｈは、ピストンリング１と比較して合口部３の構造を変更したものである。
【００７０】
上述のピストンリング１は、合口部３が、所謂トリプルステップ形状を呈していた。これに対して、第６変形例に係るピストンリング１Ｈは、合口部３を二方向から見た際にステップ形状を呈しているものである。ピストンリング１Ｈの場合、上側の側面２ａ側から見たとき、及び、外周面２ｄ側から見たときに、合口部３がステップ形状となっている。
【００７１】
より具体的には、ピストンリング１Ｈにおいては、合口端部１１及び合口端部１２における本体部２の内周面２ｃ側の略半分における対向面１１ａ，１２ａが、側面２ａ側の略半分（図２において略上半分となる部分）に設けられている点がピストンリング１と相違する。また、ピストンリング１Ｈにおいては、本体部２の側面２ｂ側の略半分（図１６において略下半分となる部分）において、合口端部１１には、対向面１１ａよりも合口端部１２側に突出する第２突出部１５が設けられると共に、合口端部１２には、第２突出部１５を受ける第２受け部１６が設けられる。第２突出部１５の先端面１５ａと、第２受け部１６の受け面１６ａとが対向する。ピストンリング１Ｈでは、第２突出部１５及び第２受け部１６が、側面２ｂ側において内周面２ｃから外周面２ｄにかけて形成されている点がピストンリング１と相違する。
【００７２】
なお、ピストンリング１Ｈにおいて、本体部２の外周面２ｄ側の略半分且つ側面２ａ側の略半分（図１６において略上半分となる部分）において、第１突出部１３と第１受け部１４が設けられ、第１突出部１３の先端面１３ａと、第１受け部１４の受け面１４ａとが対向する点は、ピストンリング１と同じである。
【００７３】
この結果、側面２ａ側から見たときには、対向面１１ａ，１２ａが設けられる位置と、第１突出部１３の先端面１３ａ及び第１受け部１４の受け面１４ａが設けられる位置と、が本体部２の長手方向に沿って互いに異なるため、ステップ形状となる。また、外周面２ｄ側から見たときには、第１突出部１３の先端面１３ａ及び第１受け部１４の受け面１４ａが設けられる位置と、第２突出部１５の先端面１５ａ及び第２受け部１６の受け面１６ａが設けられる位置と、が本体部２の長手方向に沿って互いに異なるため、ステップ形状となる。一方、ピストンリング１Ｈの場合には、側面２ｂ側から見たときには、第２突出部１５及び第２受け部１６しか見えないため、ステップ形状とならない。したがって、ピストンリング１Ｈにおいては、側面２ａ側及び外周面２ｄ側から見たときにステップ形状となる形状を呈している。なお、ピストンリング１Ｈの場合、内周面２ｃ側から見たときに、対向面１１ａ，１２ａが設けられる位置と、第２突出部１５の先端面１５ａ及び第２受け部１６の受け面１６ａが設けられる位置と、が本体部２の長手方向に沿って互いに異なるため、ステップ形状となる。したがって、ピストンリング１Ｈの合口部３の構造も、三方向（側面２ｂ、内周面２ｃ及び外周面２ｄ）から見た際にステップ形状を呈している所謂トリプルステップ形状であるといえる。
【００７４】
このように、ピストンリング１Ｈの合口部３の構造は、一対の側面２ａ，２ｂ及び外周面２ｄから見たときにステップ形状となっているのではなく、一方の側面（ここでは２ａ）及び外周面２ｄから見たときにステップ形状となっていて、他方の側面（ここでは２ｂ）から見たときにはステップ形状となっていない。ピストンリング１Ｈの合口部３が上記のような構造であっても、ピストンに対して取り付けた際に、一対の側面の間に形成される流通面積が小さくなり、ガス量が低減する。したがって、ガスシール性が向上し、ブローバイガスを抑制することが可能となる。側面２ａ，２ｂのどちらから見たときにステップ形状となるかは適宜変更することができる。すなわち、側面２ｂから見たときにステップ形状となっていてもよい。
【００７５】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
【実施例】
【００７６】
（実施例１）
実施例１として、ポリエーテルエーテルケトンを射出成形することによって、合口部がトリプルステップ形状であり外周面が全面テーパ形状（図４参照）の実施例１に係るピストンリングを作成した。
【００７７】
（実施例２）
外周面の一部（クランク室側）を平坦面とした（図６参照）こと以外は実施例１のピストンリングと同じ方法で、実施例２に係るピストンリングを作成した。
【００７８】
（実施例３）
外周面にテーパ面（燃焼室側）と逆テーパ面（クランク室側）とが形成されると共にテーパ面と逆テーパ面との間に平坦面が形成され、ステップ形状の段差部の外周面側端部が平坦面に設けられた（図７，８参照）以外は、実施例１のピストンリングと同じ方法で、実施例３に係るピストンリングを作成した。
【００７９】
（実施例４）
外周面にテーパ面（燃焼室側）と逆テーパ面（クランク室側）とが形成され、ステップ形状の段差部の外周面側端部がテーパ面と逆テーパ面との接続部分に設けられたこと以外は、実施例１のピストンリングと同じ方法で、実施例３に係るピストンリングを作成した。実施例４に係るピストンリングは、実施例３のピストンリングにおいて平坦面の長さを０としたものに相当する。
【００８０】
（実施例５）
合口部以外の側面２ｂ側且つ外周面側の本体部に切欠部を設けた（図９〜図１１参照）以外は、実施例１のピストンリングと同じ方法で、実施例５に係るピストンリングを作成した。
【００８１】
（比較例１）
比較例１として、マルテンサイト系ステンレス鋼製のピストンリングを作成した。なお、比較例１のピストンリングは、合口部はストレート合口（隙間０．２５ｍ）であり、外周面はバレルフェース形状となっている。さらに、外周面には、ＣｒＮ系の硬質皮膜が施されている。
【００８２】
（比較例２）
外周面形状がストレート形状であること以外は、実施例１と同じ方法で、比較例２に係るピストンリングを作成した。比較例２のピストンリングは、樹脂製である。
【００８３】
（性能評価）
水冷４サイクルの自然吸気式ガソリンエンジンを用いて、ブローバイ量及びオイル消費量の測定を行った。上記エンジンのピストンのトップリング用のリング溝に、評価対象（実施例１〜５，比較例１，２）のピストンリングを装着した。このとき、内周面側から約６Ｎの張力が働くようコイルバネを装着した。なお、セカンドリングは、オイルリングは、上記のエンジンのピストン溝に従前から装着されていたものを使用した。
【００８４】
運転条件は、４，０００ｒｐｍ、全負荷（ＷＯＴ：Wide  Open  Throttle）条件とした。運転時間は１０ｈｒとした。上記の運転条件で運転した際のブローバイガス量及びオイル消費量をそれぞれ測定した。
【００８５】
実施例１〜５及び比較例１，２のピストンリングについて、合口形状、テーパ形状部分（テーパ面）の傾斜角θ１（°）、外周面が平坦面を有する場合の長さ（幅寸法に対する比率）、逆テーパ面の傾斜角θ２（°）を示すと共に、性能評価結果として、ブローバイガス量及びオイル消費量を表１に示す。測定結果については、比較例１のピストンリングを用いたときのブローバイガス量及びオイル消費量をそれぞれ１００としたときの比率としている。
【００８６】
【表１】
2018159450.tif 000003
【符号の説明】
【００８７】
１…ピストンリング、２…本体部、２ａ，２ｂ…側面、２ｃ…内周面、２ｄ…外周面、３…合口部、１１，１２…合口端部。
【図１】
2018159450.tif 000004
【図２】
2018159450.tif 000005
【図３】
2018159450.tif 000006
【図４】
2018159450.tif 000007
【図５】
2018159450.tif 000008
【図６】
2018159450.tif 000009
【図７】
2018159450.tif 000010
【図８】
2018159450.tif 000011
【図９】
2018159450.tif 000012
【図１０】
2018159450.tif 000013
【図１１】
2018159450.tif 000014
【図１２】
2018159450.tif 000015
【図１３】
2018159450.tif 000016
【図１４】
2018159450.tif 000017
【図１５】
2018159450.tif 000018
【図１６】
2018159450.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月6日(2018.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する内周面及び外周面と、前記内周面と前記外周面との間を接続する一対の側面と、を有する環状の本体部と、前記本体部に形成された合口部とを有する樹脂製のピストンリングであって、
前記合口部は、前記一対の側面の少なくとも何れか及び前記外周面から見てステップ形状であり、
前記外周面は、前記一対の側面のうちの一方の側面側から他方の側面側に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ面を有し、
前記テーパ面は、前記外周面のうち前記一方の側面側の一部に設けられ、
前記外周面から連続して形成されるステップ形状の段差部の前記外周面側の端部は、前記テーパ面とは異なる位置に設けられる、ピストンリング。
【請求項２】
互いに対向する内周面及び外周面と、前記内周面と前記外周面との間を接続する一対の側面と、を有する環状の本体部と、前記本体部に形成された合口部とを有する樹脂製のピストンリングであって、
前記合口部は、前記一対の側面の少なくとも何れか及び前記外周面から見てステップ形状であり、
前記外周面は、前記一対の側面のうちの一方の側面側から他方の側面側に向かうにつれて外径が大きくなるテーパ面を有し、
前記テーパ面は、前記外周面のうち前記一方の側面側の一部に設けられ、
前記外周面のうち、前記他方の側面側の一部に、前記他方の側面側から前記一方の側面側に向かうにつれて外径が大きくなる逆テーパ面を有し、
前記外周面のうち、前記テーパ面と前記逆テーパ面との間に平坦面を有し、
前記外周面から連続して形成されるステップ形状の段差部の前記外周面側の端部は、前記平坦面に設けられる、ピストンリング。
【請求項３】
前記他方の側面と前記外周面とがなす角部に切欠部を有する、請求項１または２に記載のピストンリング。
【請求項４】
前記切欠部は、前記合口部とは異なる位置に設けられている、請求項３に記載のピストンリング。
【請求項５】
前記本体部に沿って、前記切欠部が断続的に設けられている、請求項３又は４に記載のピストンリング。
【請求項６】
前記他方の側面は凸状の湾曲面を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項７】
前記他方の側面は凹部を有している、請求項１〜５のいずれか一項に記載のピストンリング。
【請求項８】
前記内周面と、前記外周面と、前記一方の側面、前記他方の側面、前記合口部の合わせ面、の少なくとも一面に、表面処理膜が設けられている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のピストンリング。