(57)【要約】【課題】ピストンリング溝に装着した場合に圧力リングの上下面がピストン装着時にピストン軸に対して略垂直なフラット面となる圧力リングであって、ブローバイガス量及びオイル消費量の増大を抑制すると共に、製造コストの増大を抑制可能な圧力リングを提供する。【解決手段】軸方向断面が略矩形形状の下面と外周面とで形成される角部を切り欠いてステップ状とした切り欠き部が設けられ、当該圧力リングは、自由状態において、当該圧力リングの上面が、径方向外方に向かって下方側に傾斜して略皿ばね形状を有し、当該圧力リングの上面の、当該圧力リングの軸に対して垂直な面に対する傾斜角度θが、０°＜θ≦２°とした圧力リングを採用する。【選択図】図２
2011214662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用ピストンのピストンリング溝に装着される圧力リングであって、
軸方向断面が略矩形形状の下面と外周面とで形成される角部を切り欠いてステップ状とした切り欠き部が設けられ、
当該圧力リングは、自由状態において、当該圧力リングの上面が、径方向外方に向かって下方側に傾斜して略皿ばね形状を有し、
当該圧力リングの上面の、当該圧力リングの軸に対して垂直な面に対する傾斜角度θが、０°＜θ≦２°であることを特徴とする圧力リング。
【請求項２】
前記圧力リングは、セカンドリングである請求項１に記載の圧力リング。
【請求項３】
前記圧力リングの外周面は、当該圧力リングの下面側から上面側に向けて縮径したテーパー形状部分を備えたものである請求項１又は請求項２に記載の圧力リング。
【請求項４】
前記圧力リングは、当該圧力リングの少なくとも外周面に硬質層が形成されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の圧力リング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、内燃機関用ピストンに設けられたピストンリング溝に装着される圧力リングに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における自動車用エンジンの長寿命化及び燃費向上の市場要求に伴い、当該エンジンに用いられる圧力リングには、シリンダ内におけるピストンのスムーズな往復運動を実現すべく、シリンダ内壁面に対して低摩擦化を図れるものが求められている。なお、圧力リングのシリンダ内壁面に対する低摩擦化を図るには、圧力リングを薄幅で軽く、低張力化することが必要となる。
【０００３】
圧力リングは、ピストンに設けられたピストンリング溝に装着された状態で燃焼室側に最も近い位置に配置されるものから順にトップリング、セカンドリングと称される。トップリングには、特に当該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ガスシール機能と、オイルを燃焼室内へ侵入させずにシールするオイルシール機能とが要求される。一方、当該トップリングと、オイルコントロール機能が要求されるオイルリングとの間に装着されるセカンドリングには、当該トップリング及びオイルリングを補助する働きが求められる。従って、圧力リングを薄幅で軽く、低張力化するにあたっては、燃焼室における爆発衝撃や高温な燃焼ガスの影響をトップリングに比較して受けることがないセカンドリングについて、特に薄幅で軽く、低張力化を図ることが求められている。そのため、セカンドリングには、その外周面をテーパー形状とし、且つ外周面の下端部にステップ状の切り欠き部を設けたスクレーパリングが用いられることが多い。
【０００４】
なお、スクレーパリングのようなリングの軸方向断面形状が上下対称でない圧力リングをピストンリング溝に装着した場合、当該圧力リングは、その外周摺動面がシリンダ内壁面に対して傾斜して、たわみ代に比例する捻れを生じる問題がある。ピストンに装着された圧力リングは、シリンダ内壁面に油膜を介して接触しながら当該ピストンの往復運動に追従した動きをするため、ピストンリング溝内に装着した状態で当該圧力リングに捻れが生じていると、ピストンの往復運動によってピストンリング溝内の当該圧力リングの姿勢が不安定になりやすい。この場合、内燃機関の運転条件によっては、当該圧力リングによるオイルシール機能、ガスシール機能、及びオイルコントロール機能が低下し、ブローバイガス量及びオイル消費量の増大を招いてしまう。
【０００５】
上述の問題を回避すべく、例えば、特許文献１（実開昭６３−１４１３５７号）は、内燃機関用圧力ピストンリング（即ち圧力リングである。）に関し、上面に対して摺動面側に傾斜するようにカットした上側カット部と下面と摺動面の角部をカットした下側カット部とを設けることについて開示している。特許文献１には、圧力ピストンリングに上側カット部と下側カット部とを設けることにより、互いに異なる捻れ方向となる、上側カット部により生じる捻れと下側カット部により生じる捻れとを相殺させて、圧力ピストンリングをピストンリング溝に装着した場合の捻れをなくす旨の開示がある。
【０００６】
また、特許文献２（特開２００１−１２４２０４号）は、内燃機関のピストンの燃焼空間側を向いた第１の溝用のピストンリング（即ち圧力リングである。）に関するものであって、球形状の摺動面を有し、その球形状の最頂部が、ピストンリング高さの半分よりも下方の燃焼空間側のピストンリング側面に配置されているピストンリングにおいて、燃焼空間側を向いた下側のピストンリング側面から、球形状の最頂部まで軸方向に延びている溝を摺動面上に配置することについて開示している。そして、特許文献２には、ピストンリングの内周面の領域の燃焼空間に向けられた側に切り欠き部として断面途切れ部を形成することで、ピストンリングを組み付けた場合にねじれのない状態とする旨の開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６３−１４１３５７号公報
【特許文献２】特開２００１−１２４２０４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、上述の特許文献１の圧力リングは、当該圧力リングの外周摺動面側に下側カット部の他に上側カット部を設け、更に、当該下側カット部が合口部付近で中断された形状であるため、当該下側カット部はピストンリング線材をリング状とした後に加工しなくてはならない。この場合、引用文献１の圧力リングは、合口部付近を除き当該下側カット部を形成する加工に手間がかかるため、加工に要する時間が増え、コストの増大を招いてしまう。
【０００９】
また、上述の特許文献２のピストンリングは、燃焼空間側を向いた下側の圧力リング側面から摺動面までに溝を形成する他、内周面の領域の燃焼空間に向けられた側にも切り欠き部を形成し、更に、当該溝が合口部付近で中断された形状であるため、特許文献１と同様に当該溝を形成する加工に要する時間の増大及びコストの増大を招いてしまう。また、特許文献２のピストンリングは、外周面が球形状の摺動面であり、当該切り欠き部を内周面の領域の燃焼空間に向けられた側の上側又は下側のどちらに形成したとしても、圧力リングとピストンリング溝との接触面積が小さくなるため、圧力リングの姿勢安定性に欠け、圧力リング下面側のオイルシール性を低下させてしまう。
【００１０】
すなわち、特許文献１及び特許文献２に開示の圧力リングは、ピストンに圧力リングを装着した場合に当該圧力リングに捻れが生じるのを防止すべく、圧力リングの外周面の下側に形成されるカット部（又は溝）による捻れ方向と異なる捻れ方向となる位置に更に別のカット部（又は切り欠き部）を形成したものである。ちなみに、これら圧力リングは、その外周面の下側にカット部（又は溝）を形成することで、圧力リング外周面の摺動部のシリンダ内壁面に接触する面積が小さくなり、当該シリンダ内壁面に対する面圧を高めてオイル上がりを防止する効果を向上させることができるため、セカンドリングとして多用される形状である。
【００１１】
以上のことから、本件発明は、圧力リングをピストンリング溝に装着した場合に、圧力リングの上下面がピストン軸に対して略垂直なフラット面（平坦面）となる圧力リングであって、ブローバイガス量及びオイル消費量の増大を抑制すると共に、製造コストの増大を抑制可能な圧力リングの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、圧力リングのピストンリング溝に装着する前の形状を、所定の条件を満たした形状とすることで、上述した課題を解決するに到った。本件発明の圧力リングによれば、圧力リングをピストンリング溝に装着した場合に、圧力リング上下面がピストン軸に対して略垂直なフラット面となるため、ピストンの往復運動中において圧力リングの姿勢がピストンリング溝内で変化するのを効果的に抑制可能である。以下、本件発明に関して説明する。
【００１３】
本件発明に係る圧力リングは、内燃機関用ピストンのピストンリング溝に装着される圧力リングであって、軸方向断面が略矩形形状の下面と外周面とで形成される角部を切り欠いてステップ状とした切り欠き部が設けられ、当該圧力リングは、自由状態において、当該圧力リングの上面が、径方向外方に向かって下方側に傾斜して略皿ばね形状を有し、当該圧力リングの上面の、当該圧力リングの軸に対して垂直な面に対する傾斜角度θが、０°＜θ≦２°であることを特徴とする。
【００１４】
本件発明に係る圧力リングは、セカンドリングであることが好ましい。
【００１５】
本件発明に係る圧力リングは、その外周面が、当該圧力リングの下面側から上面側に向けて縮径したテーパー形状部分を備えたものであることが好ましい。
【００１６】
本件発明に係る圧力リングは、当該圧力リングの少なくとも外周面に硬質層が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本件発明に係る圧力リングは、ピストンリング溝に装着する前の自由状態におけるリング形状を本件発明で規定する条件を満足する形状とすることで、圧力リングをピストンリング溝に装着した後に、圧力リングの上下面をピストン軸に対して略垂直なフラット面にすることができる。このように、ピストンリング溝に装着されている当該圧力リングの上下面がピストン軸に対して略垂直なフラット面となることで、通常ピストン軸に対して略垂直に形成されるピストンリング溝の上下側面に対し、当該圧力リングの上下面が安定した平行状態を維持し、ピストンの往復運動中においてもリングの姿勢が変化するのを抑制することができる。なお、圧力リングの自由状態とは、物質が静止状態において通常受ける力（重力、空気の圧力等）以外の外部応力を受けていない状態を意味するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本件発明に係る圧力リングの一実施例を当該圧力リングの軸方向上方からみた状態を示した図である。
【図２】本件発明に係る圧力リングのピストンへ装着する前の形状を説明するために当該圧力リング軸方向で切断して示した図である。
【図３】本件発明に係る圧力リングをピストンリング溝に装着した状態を説明するためにピストン軸方向で切断して示した断面図である。
【図４】本件発明に係る圧力リングを当該圧力リングの軸方向で切断して示した図である。
【図５】圧力リングの傾斜角度とオイル消費量との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本件発明に係る圧力リング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。
【００２０】
図１は、本件発明に係る圧力リングの一実施例を当該圧力リングの軸方向上方からみた状態を示し、当該圧力リングが備える合口部（ａで示した部分）の要部斜視図を（ａ）として示した図である。図１に示すように、圧力リング１はリング形状を有し、合口部１ａを備えている。また、図１の（ａ）において、当該圧力リングの下面側には、外周面との間で形成される角部をカットした切り欠き部１ｂが設けられているのが示されている。本件発明の圧力リングは、図１の（ａ）に示すように、当該切り欠き部１ｂが当該圧力リング１の外周面側に設けられることで、当該圧力リング１の外周面側が、当該圧力リングをピストンリング溝に装着後に上方に捻れる作用が働き、当該圧力リングの上下面がピストン軸に対して略垂直なフラット面となり、オイル掻き落とし機能の向上を図ることができる。また、圧力リング１に切り欠き部１ｂを設けることで、圧力リングの外周面のシリンダ内壁面に接触する面積を小さくし、燃焼行程におけるピストンの動きにより当該圧力リング１のシリンダ内壁面に対する面圧を高めることで、オイル上がりを抑制する効果を得ることができる。
【００２１】
図２は、本件発明に係る圧力リングのピストンへ装着する前の形状を説明するために当該圧力リング軸方向で切断して示した断面図である。また、図２には、当該圧力リングの切断部分（ｂで示した部分）を用いて外形形状の詳細を（ｂ）として示す。図２に示すように、本件発明に係る圧力リング１は、当該圧力リングの上面２が、径方向外方に向かって下方側に傾斜して略皿ばね形状を有している。本件発明の圧力リングは、ピストンに装着前の自由状態におけるリング形状を図２に示すように予め捻れを付与した形状にしておくことで、ピストンに装着した際に当該圧力リング１に形成される切り欠き部１ｂによって働く、当該外周面４側の上方側に向けた捻れ作用により、当該圧力リングのピストンリング溝内における姿勢をピストン軸に対して略垂直なフラット状態に矯正させることができる。以下に、本件発明に係る圧力リングの外形形状について、図２を用いて詳細に説明する。
【００２２】
本件発明の圧力リング１は、図２の（ｂ）に示すように、当該圧力リングの径方向幅をａ１、当該圧力リングの軸方向幅をｈ１、切り欠き部の径方向長さをＸ、切り欠き部の軸方向長さをＹとする。そして、当該圧力リングの上面の、当該圧力リングの軸に対して垂直な面Ｈに対する傾斜角度θが、０°＜θ≦２°に条件が設定されることが好ましい。本件発明の圧力リングの外形形状をこの条件に設定することで、当該圧力リングをピストンに装着した場合に圧力リングの姿勢をピストン軸に対して略垂直なフラット状態にすることができる。
【００２３】
すなわち、本件発明に係る圧力リング１は、当該圧力リングの上面２を径方向外方に向かって僅かに下方側に傾斜を持たせた形状とすることで、当該圧力リング１をピストンに装着した際に当該圧力リング１に切り欠き部１ｂを設けたことにより働く、当該外周面４側の上方側に向けた捻れ作用により、ピストンリング溝内における当該圧力リングの上下面がピストン軸に対して略垂直なフラット面となるものである。従って、ピストンリング溝内における圧力リング１の姿勢をフラット状態とするには、圧力リング１に形成する切り欠き部１ｂの大きさも少なからず考慮すべきものである。そこで、本件発明の圧力リング１は、当該切り欠き部１ｂについて、当業者が圧力リングとして要求される機能を満足するために想定し得る大きさとして設定した、当該圧力リングの径方向幅をａ１、当該圧力リングの軸方向幅をｈ１としたときに、当該切り欠き部１ｂの径方向長さＸが、０＜Ｘ≦ａ１／３であり、当該切り欠き部の軸方向長さＹが、０＜Ｙ≦ｈ１／２であるものに対し、ピストンリング溝内における当該圧力リングの姿勢がフラット状態となる条件を設定した。
【００２４】
本件発明の圧力リング１は、当該圧力リング１の上面２の、当該圧力リングの軸に対して垂直な面Ｈに対する傾斜角度θが０°の場合には、当該圧力リング１に形成される切り欠き部１ｂの存在により、当該圧力リングをピストンに装着した際に上方に捻れる作用が働き、当該圧力リングの姿勢をフラット状態に保つことが不可能となる。一方、当該圧力リング１の上面２の、当該圧力リングの軸に対して垂直な面Ｈに対する傾斜角度θがθ＞２°の場合には、当該圧力リングをピストンに装着した際にその姿勢をフラット状態に保つべく、図２に示す圧力リング１に設ける切り欠き部１ｂの大きさ（径方向長さＸ、軸方向長さＹ）を、上述の設定した大きさより大きくしなければならない。この場合、圧力リング１に形成する切り欠き部１ｂの当該圧力リング１に対して占める割合が大きくなり過ぎるため、当該圧力リング１の下面３とピストンリング溝（不図示）との接触面積が小さくなり、圧力リングの姿勢安定性に欠け、当該圧力リング１の下面側のオイルシール性を低下させてしまう。
【００２５】
図３は、本件発明に係る圧力リングをピストンリング溝に装着した状態を説明するためにピストン軸方向で切断して示した断面図である。図３に示すように、圧力リング１は、ピストンリング溝内６に装着された状態で、ガスシール及びオイルコントロールすると共に、ピストン５の往復運動により、シリンダ内壁面１０に対して自己の持つ張力により押しつけられている圧力リングの外周面４が油膜の厚みを適度にコントロールする。そして、圧力リング１は、シリンダ内壁面１０に油膜を介して接触しながらピストン５の往復運動（図中の矢印方向）に圧力リング１が追従することで、当該圧力リング１の上面２及び下面３において、ピストンリング溝の上下側面７，８との接触が繰り返される。圧力リング１は、ピストンに装着した際に当該圧力リングの姿勢がピストン軸に対して略垂直なフラット状態に保たれていないと、ピストンの往復運動において当該圧力リング１の姿勢が不安定となりやすく、オイルコントロール機能及びガスシール機能の低下を招いてしまう。
【００２６】
本件発明の圧力リングは、セカンドリングであることが好ましい。本件発明に係る圧力リングは、図１に示すように、切り欠き部１ｂを形成するために外周面４の一部を切り欠くため、当該圧力リング１のシリンダ内壁面に接触する面積が小さくなり、セカンドリングとして求められるオイルコントロール機能が向上する。
【００２７】
本件発明の圧力リングは、その外周面が、当該圧力リングの下面側から上面側に向けて縮径したテーパー形状部分を備えたものであることが好ましい。本件発明に係る圧力リングは、その外周面にテーパー形状部分を備えることすることにより、シリンダ内壁面への接触面積をより小さくすることができ、高い面圧によりオイル掻き性能を向上させることができる。また、図２に示すテーパー角度αを３０′〜４°に設定することにより、ピストンの上昇行程にてテーパー面すきまのくさび効果で厚い油膜が形成され、ピストンの下降行程にて下端部のシャープエッジが積極的にオイルを掻くことができる。なお、テーパー角度は、図２の（ｂ）より、圧力リング下面の延長線Ａに対し、垂線Ｂを圧力リング上面方向に引き、この垂線Ｂと外周面４が備えるテーパー面とのなす角度αをいう。そして、このテーパー角度は、ＪＩＳ  Ｂ８０３２（１９９３）に示す外周面テーパーの測定方法に基づき測定する。
【００２８】
また、本件発明に係る圧力リングは、当該圧力リングの少なくとも外周面に硬質層が形成されていることが好ましい。本件発明に係る圧力リングは、少なくとも外周面に硬質層を形成することにより、耐摩耗性及び耐スカッフ性を向上させることができる。図３には、圧力リング１の外周面４に硬質層１１が形成されているのが示されている。しかし、当該硬質層１１は、本件発明に係る圧力リング１の外周面４に限定して形成されるものではない。図４は、本件発明に係る圧力リングを当該圧力リングの軸方向で切断して示した断面図である。例えば、図４の（Ａ）に示すように、本件発明に係る圧力リングは、硬質層１１を当該圧力リング全周に形成してもよい。この場合、図３に示す、圧力リングの上面２及び下面３において、ピストンリング溝の上下側面７，８との接触による摩耗を効果的に抑制することができる。また、図３には、圧力リング１の外周面４に硬質層１１が形成されているのが示されているが、本件発明に係る圧力リング１は、硬質層１１がその形成過程で切り欠き部１ｂの外表面に形成されていてもよい。
【００２９】
また、本件発明に係る圧力リングは、当該圧力リング１の少なくとも外周面４に形成する当該硬質層１１として、窒化処理層又はクロムめっき層又はＰＶＤ層を形成することで、当該圧力リングの耐摩耗性と耐スカッフ性は飛躍的に向上する。なお、当該圧力リング１の少なくとも外周面４に形成する窒化処理層又はクロムめっき層又はＰＶＤ層の表面には、クロムめっき、複合めっき、溶射、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）等の手法を用いて、更に表面処理を施すこともできる。
【００３０】
また、本件発明の圧力リング１は、その表面にダイヤモンド  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、上述の圧力リング１の窒化処理層又はクロムめっき層又はＰＶＤ層を形成した外周面４の最外層に設けてもよく、また、圧力リング１の表面に形成する硬質層を省略して当該外周面４の上に直接形成してもよい。このＤＬＣ層は、ＴｉＮ、ＣｒＮ等の耐摩耗性の硬質皮膜材と比べ、摩擦係数が低い低摩擦材料として知られており、当該外周面４の他、上面２及び下面３にＤＬＣ層を設けることで、耐摩耗特性を飛躍的に向上させ得る。
【００３１】
なお、念のために述べておくが、本件発明に係る圧力リングは、当該圧力リングの表面に硬質層を形成することが絶対必要条件ではない。本件発明に係る圧力リングの表面に硬質層を形成した場合の耐摩耗性及び耐スカッフ性の向上効果について述べてきたが、図４の（Ｂ）に示すように、本件発明に係る圧力リングは、その表面に硬質層１１を全く形成しないものであってもよい。
【００３２】
以上説明してきたように、本件発明の圧力リングによれば、ピストンに装着した際に当該圧力リングの姿勢がピストン軸に対して略垂直なフラット状態に安定して保たれることで、オイル消費量及びブローバイガス量の増大を抑制することが可能となる。以下に、その根拠を実施例に示す。
【実施例】
【００３３】
オイル消費量確認試験：  本確認試験では、排気量が２０００ｃｃ、シリンダボア径が８６．０ｍｍの直列４気筒ガソリンエンジンの実機試験を行い、本件発明で規定する当該圧力リングの傾斜角度θの条件を満足するものと満足しないものとで、オイル消費量に違いが生じるか否かについての確認を行った。
【００３４】
なお、本確認試験を実施するにあたり、エンジンの運転条件は、全負荷（ＷＯＴ）で回転数６０００ｒｐｍで５時間行った。そして、リングの組み合わせは、トップリング、セカンドリング、オイルリングとし、セカンドリングに関してのみ傾斜角度θの条件が異なるものを用意した。そして、トップリングは、外周面がバレル形状であり、１０Ｃｒ鋼からなる軸方向幅が１．０ｍｍ、径方向幅が２．７ｍｍのものにガス窒化処理を施したものを用いた。また、セカンドリングは、その外周面が、当該セカンドリングの下面側から上面側に向けて縮径したテーパー形状部分を備えたものであり、ＪＩＳ規格で表されるＳＷＲＨ６２Ｂ材からなり、軸方向幅が１．０ｍｍ、径方向幅が２．７ｍｍのものを用いた。
【００３５】
ここで、本確認試験に用いる、トップリングを構成する１０Ｃｒ鋼、及びセカンドリングを構成するＳＷＲＨ６２Ｂ材に関して述べておく。ここで言う１０Ｃｒ鋼は、炭素０．５０質量％、ケイ素０．２１質量％、マンガン０．３０質量％、クロム１０．１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、且つ、ガス窒化処理を施したものである。そして、ここで言うＳＷＲＨ６２Ｂ材とは、炭素０．６２質量％、ケイ素０．２１質量％、マンガン０．７５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ものである。
【００３６】
また、本確認試験に用いるオイルリングは、オイルリング本体とコイルエキスパンダとからなる２ピース構成オイルリングとし、オイルリング本体は、炭素０．７０質量％、ケイ素０．２８質量％、マンガン０．３５質量％、クロム８．１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の所謂８Ｃｒ鋼を用い、且つ、ガス窒化処理を施しているものを用いた。
【００３７】
そして、本確認試験において用いるセカンドリングについて、本件発明に規定する圧力リングの傾斜角度θが、０°＜θ≦２°の条件を満足しているものを実施例試料（実施例１〜実施例４）とし、従来品に相当するもの及び当該条件を満足しないものを比較例試料（比較例１、比較例２）とした。具体的に、実施例試料の傾斜角度θは、実施例１が１５′、実施例２が３０′、実施例３が１°、実施例４が２°となるものを用いた。一方、比較例試料の傾斜角度θは、比較例１が０°、比較例２が２°３０′となるものを用いた。ここで、実施例試料及び比較例試料は、全ての試料がその外周面にテーパー形状部分を備えたものを採用し、テーパー角度αを２°、摺動面幅を０．１ｍｍに統一した。なお、本確認試験において用いる試料は、当業者の間で一般的に採用されている圧力リングの加工方法を用いて作成した。また、これら試料の外周面の形状は、形状測定器を用いて測定した。
【００３８】
以上の条件に基づき、オイル消費量確認試験を行った結果について表１及び図５に示す。表１は、圧力リングに設ける切り欠き部の条件と、圧力リングの傾斜角度θの条件とが本件発明の条件範囲内の実施例試料と、本件発明の条件範囲外の比較例試料とで確認を行った結果を示したものである。そして、図５は、圧力リング（セカンドリング）の傾斜角度とオイル消費量との関係を示したグラフを示したものである。なお、表１において、オイル消費指数（ＬＯＣ：Ｌｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  ｏｉｌ  ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）の数値は、圧力リングのピストン装着前の自由状態における傾斜角度θが０°の従来品に相当する試料（比較例１）を「１００」とした場合の相対値で示している。
【００３９】
【表１】
2011214662.tif 000003
【００４０】
表１より、実施例試料である、実施例１のオイル消費指数は９０、実施例２のオイル消費指数は８０、実施例３のオイル消費指数は７０、実施例４のオイル消費指数は７０となった。
【００４１】
また、表１より、比較例試料である、比較例１のオイル消費指数は１００、比較例２のオイル消費指数は９８となった。
【００４２】
以上の結果より、実施例試料である実施例１〜実施例４については、本件発明で規定する圧力リングの傾斜角度の範囲（０°＜θ≦２°）から外れた比較例試料である比較例１及び比較例２よりもオイル消費量が少ない結果となった。これは、表１及び図５に示す結果より、切り欠き部を備えた圧力リングにおいて、当該圧力リングの上面の当該圧力リングの軸に対して垂直な面に対する傾斜角度θの条件が、本件発明で規定する範囲を外れた場合には、当該圧力リングのピストン装着した際の姿勢に傾きが生じていることが考えられる。これは、圧力リングが傾いた姿勢でピストンに装着されると、ピストンリング溝の下側面との接触面積が減少するため、ピストンリング溝内における当該圧力リングの姿勢安定性が悪化することとなり、オイルシール性が悪化し、オイル消費量が増加することから容易に想定できる。
【００４３】
なお、表１より、比較例試料の比較例２に関しては、圧力リングの傾斜角度が本件発明に規定する範囲を上限側に外れたものであるが、当該圧力リングに設ける切り欠き部の大きさも全ての試料中最も大きいものである。表１において、実施例１〜実施例４のオイル消費指数を比較したときに、圧力リングの傾斜角度が大きくなるにしたがってオイル消費指数の数値が小さくなる傾向が示されている。それにもかかわらず、比較例２のオイル消費指数は、傾斜角度θが０°の比較例１に近い数値が示されている。この比較例２の結果を基に考察すると、比較例２の圧力リングは、本件発明で規定する圧力リングの傾斜角度の範囲（０°＜θ≦２°）から外れた形状により、圧力リングに設ける切り欠き部の当該圧力リングに対して占める割合が大きくなり、圧力リング下面とピストンリング溝との接触面積が小さくなることで、リングの姿勢安定性に欠け、圧力リング下面側のオイルシール性が低下したと考えられる。
【００４４】
以上説明してきたように、本件発明の圧力リングは、当該圧力リングの上面の、当該圧力リングの軸に対して垂直な面に対する傾斜角度θの条件を本件発明に規定する条件範囲内にすることによって、オイル消費量の低減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本件発明の圧力リングは、圧力リングの上下面がピストン装着時にピストン軸に対して略垂直なフラット面となるため、オイル消費量やブローバイガス量の増大を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    圧力リング
２    圧力リング上面
３    圧力リング下面
４    圧力リング外周面
１ａ  合口部
１ｂ  切り欠き部１ｂ
θ    傾斜角度
α    テーパー角度
ａ１  圧力リングの径方向幅
ｈ１  圧力リングの軸方向幅
Ａ    圧力リング下面の延長線
Ｂ    圧力リング下面の延長線に引いた垂線
Ｘ    切り欠き部の径方向長さ
Ｙ    切り欠き部の軸方向長さ
【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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