(57)【要約】      （修正有）【課題】シール性能を向上させて、オイル消費量を低減させることができる。【解決手段】この発明は、組合せオイルリングがオイルリング溝内に装着され、シリンダボア内に挿入される前の状態において、エキスパンダ・スペーサの上耳部の傾斜面が上セグメントの内周面に当接し、かつ、エキスパンダ・スペーサの下耳部の傾斜面が下セグメントの内周面に当接した状態で、エキスパンダ・スペーサの外周側端面から上セグメントの外周面頂点までの上突出量Ｐ１は、エキスパンダ・スペーサの外周側端面から下セグメントの外周面頂点までの下突出量Ｐ２よりも大きい。この結果、組合せオイルリングがシリンダボア内に挿入されると、シール性能を向上させて、オイル消費量を低減させることができる。【選択図】図１
2019124346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンのオイルリング溝内に装着されて、前記ピストンと共にシリンダボア内をシリンダの軸方向に往復運動する組合せオイルリングにおいて、
前記シリンダの軸方向におけるシリンダヘッド側を上側、シリンダヘッドから離れる側を下側といい、
上側に配置される上セグメントと、
前記上セグメントと独立して下側に配置される下セグメントと、
前記上セグメントと前記下セグメントの間に配置されるエキスパンダ・スペーサと、を備え、
前記エキスパンダ・スペーサは、
内周側端部の上側の部分に上側に突出して設けられ、傾斜面が前記上セグメントの内周面に当接して前記上セグメントを押圧する上耳部と、
内周側端部の下側の部分に下側に突出して設けられ、傾斜面が前記下セグメントの内周面に当接して前記下セグメントを押圧する下耳部と、
外周側端部の上側の部分に上側に突出して設けられ、上面が前記上セグメントの下面に当接して前記上セグメントを支持する上支持部と、
外周側端部の下側の部分に下側に突出して設けられ、下面が前記下セグメントの上面に当接して前記下セグメントを支持する下支持部と、
を有し、
前記上耳部および前記下耳部以外における前記エキスパンダ・スペーサのシリンダ軸方向の最大幅が前記上支持部および前記下支持部の外周側端部にあって、
前記エキスパンダ・スペーサ、前記上セグメントおよび前記下セグメントが、前記オイルリング溝内に装着され、シリンダボア内に挿入される前の状態を自由状態とし、前記自由状態であって、前記組合せオイルリングのシリンダ軸方向の断面において、前記エキスパンダ・スペーサの前記上耳部の傾斜面が前記上セグメントの内周面に当接し、かつ、前記エキスパンダ・スペーサの前記下耳部の傾斜面が前記下セグメントの内周面に当接した状態で、
前記エキスパンダ・スペーサの外周側端面から前記上セグメントの外周面頂点までの突出量を上突出量Ｐ１、前記エキスパンダ・スペーサの外周側端面から前記下セグメントの外周面頂点までの突出量を下突出量Ｐ２、前記上突出量Ｐ１と前記下突出量Ｐ２との差をＰとすると、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＞０であり、
前記組合せオイルリングが前記シリンダボア内に挿入された状態において、前記エキスパンダ・スペーサの中心軸が所定角度回転して傾いており、また、前記上セグメントの外周面頂点および前記下セグメントの外周面頂点はボア壁面に圧接され、かつ、前記上セグメントの内周面側上側面および前記下セグメントの内周面側下側面は、それぞれがセグメントの全周に亘って前記オイルリング溝上面および下面に圧接される、
ことを特徴とする組合せオイルリング。
【請求項２】
前記組合せオイルリングの径方向における、
前記上セグメントの厚さをａ１ｕ［ｍｍ］、
前記下セグメントの厚さをａ１ｄ［ｍｍ］、
前記エキスパンダ・スペーサの上セグメント側のスペーサ厚さをａ８ｕ［ｍｍ］、
前記エキスパンダ・スペーサの下セグメント側のスペーサ厚さをａ８ｄ［ｍｍ］、
とすると、
下式（１）、（２）、（３）を満足する、
ことを特徴とする請求項１に記載の組合せオイルリング。
Ｑ１＝ａ１ｕ−ａ８ｕ＞Ｐ１＞０  ………  （１）
Ｑ２＝ａ１ｄ−ａ８ｄ＞Ｐ２＞０  ………  （２）
Ｑ１−Ｐ１＝Ｑ２−Ｐ２のとき、Ｑ１−Ｑ２＝Ｐ１−Ｐ２であり
Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２
＝（ａ１ｕ−ａ８ｕ）−（ａ１ｄ−ａ８ｄ）＞０  ………  （３）
ただし、
Ｑ１は、上見掛け突出量といい、
Ｑ２は、下見掛け突出量といい、
Ｑは、前記上見掛け突出量Ｑ１と前記下見掛け突出量Ｑ２との差（Ｑ１−Ｑ２）である。
【請求項３】
前記組合せオイルリングにおいて、
下式（４）のとき、下式（５）を満足する、
ことを特徴とする請求項２に記載の組合せオイルリング。
ａ８ｕ＝ａ８ｄ          ………  （４）
Ｑ＝ａ１ｕ−ａ１ｄ＞０  ………  （５）
【請求項４】
前記組合せオイルリングにおいて、
下式（６）のとき、下式（７）を満足する、
ことを特徴とする請求項２に記載の組合せオイルリング。
ａ１ｕ＝ａ１ｄ  ………  （６）
ａ８ｕ＜ａ８ｄ  ………  （７）
【請求項５】
前記組合せオイルリングにおいて、前記上見掛け突出量Ｑ１または前記下見掛け突出量Ｑ２、および前記上見掛け突出量Ｑ１と前記下見掛け突出量Ｑ２との差Ｑが下式（８）、（９）を満足する、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の組合せオイルリング。
０．１５≦Ｑ１またはＱ２≦０．６５    ………  （８）
０．０６＜Ｑ≦０．２３………  （９）
【請求項６】
前記組合せオイルリングにおいて、
前記上セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］、
前記下セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｄ［ｍｍ］、
前記エキスパンダ・スペーサの上耳部の傾斜面と前記シリンダ軸方向とのなす鋭角を上耳角度といいθｕ[度]、
前記エキスパンダ・スペーサの下耳部の傾斜面と前記シリンダ軸方向とのなす鋭角を下耳角度といいθｄ[度]、
とすると、
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．６[ｍｍ]以下、および、θｕまたはθｄが５[度]以上３０[度]以下の範囲であり、
前記上見掛け突出量Ｑ１と前記下見掛け突出量Ｑ２との差Ｑは、下式（１０）、（１１）の寸法範囲を満足する、
ことを特徴とする請求項１に記載の組合せオイルリング。
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．４５[ｍｍ]以下である時
０．０８５［ｍｍ］≦Ｑ≦０．１８［ｍｍ］  ………  （１０）
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．４５[ｍｍ]を超え０．６０[ｍｍ]以下である時
０．１１０［ｍｍ］≦Ｑ≦０．２３［ｍｍ］  ………  （１１）
【請求項７】
前記組合せオイルリングにおいて、
前記上セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］、
前記下セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｄ［ｍｍ］、
とすると、
下式（１２）を満足する、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の組合せオイルリング。
ｈ１２ｕ＜ｈ１２ｄ  ………  （１２）
【請求項８】
前記組合せオイルリングにおける前記自由状態のサイドクリアランスを自由時サイドクリアランスＳｆ［ｍｍ］とし、
前記組合せオイルリングを組み込んだ前記ピストンを前記シリンダボア内に装着した状態を、ＪＩＳ  Ｂ８０３２−１：２０１６（ＩＳＯ  ６６２１−１：２００７）およびＪＩＳ  Ｂ８０３２−２：２０１６（ＩＳＯ  ６６２１−２：２００３）に準拠して前記組合せオイルリングの呼び径ｄ１［ｍｍ］において、前記ピストンの前記オイルリング溝に相当し、前記組合せオイルリングの呼び幅ｈ１［ｍｍ］を幅とする凹み溝を有する円環状の測定具に装着された状態のクローズ状態に置き換えるとき、前記組合せオイルリングにおけるクローズ状態のサイドクリアランスをクローズ時サイドクリアランスＳｃ［ｍｍ］とすると、
Ｓｃ＜Ｓｆなる関係を有する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の組合せオイルリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンのオイルリング溝内に装着されて、ピストンと共にシリンダボア内をシリンダの軸方向に往復運動する組合せオイルリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、オイル消費量の低減を進めている。特に、エンジン回転数が高い高速運転時において、オイル消費量が多くなる。オイル消費量を低減させる組合せオイルリングとして、例えば、特許文献１、特許文献２がある。
【０００３】
特許文献１の３ピースオイルリングは、サイドレールアッパの円周方向張力がサイドレールロアの円周方向張力よりも大きくなるように、各サイドレール内周係止部をスペーサの軸線直交中央面に対し非対称に設けられているものである。また、特許文献１の３ピースオイルリングは、サイドレールアッパの円周方向張力がサイドレールロアの円周方向張力よりも大きくなるように、サイドレールアッパのリング幅がサイドレールロアのリング幅より大きくするものである。特許文献１の３ピースオイルリングは、サイドレールアッパの円周方向張力をサイドレールロアの円周方向張力よりも大きくして、オイル消費量を低減させるものである。
【０００４】
特許文献２の鋼製組合せオイルコントロールリングは、上側サイドレールの径方向の厚さを下側サイドレールの厚さよりも小さくすると共に、上側耳部の径方向の幅を下側耳部の幅よりも大きくして、上下のサイドレールを含むシリンダ壁から耳部までの組立長さを同一にしたものである。特許文献２の鋼製組合せオイルコントロールリングは、上側サイドレールのピストン壁への追従性を高めて、オイル消費量を低減させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１７４０９４号公報
【特許文献２】実開平５−１７２６７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、特許文献１の３ピースオイルリングおよび特許文献２の鋼製組合せオイルコントロールリングは、オイル消費量低減の手段として有効ではない。
【０００７】
そこで、本発明者は、組合せオイルリングの挙動について種々研究した結果、シール性能を向上させる手段がオイル消費量低減の有効な手段であることを追究した。そして、本発明者は、クローズ状態において、エキスパンダ・スペーサに上側向きの曲げモーメントを発生させることにより、シール性を向上させることができることを解明した。クローズ状態とは、組合せオイルリングを、ピストンのオイルリング溝内に装着し、かつ、ピストンと共にシリンダボア内に挿入した状態を言う。なお、自由状態とは、組合せオイルリングを、ピストンのオイルリング溝内に装着し、組合せオイルリングのシリンダ軸方向の断面において、エキスパンダ・スペーサの上耳部の傾斜面が上セグメントの内周面に当接し、かつ、エキスパンダ・スペーサの下耳部の傾斜面が下セグメントの内周面に当接した状態で、ピストンと共にシリンダボア内に挿入する前の状態を言う。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、シール性能を向上させて、オイル消費量を低減させることができる組合せオイルリングを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の組合せオイルリングは、ピストンのオイルリング溝内に装着されて、ピストンと共にシリンダボア内をシリンダの軸方向に往復運動する組合せオイルリングにおいて、シリンダの軸方向におけるシリンダヘッド側を上側、シリンダヘッドから離れる側を下側といい、上側に配置される上セグメントと、上セグメントと独立して下側に配置される下セグメントと、上セグメントと前記下セグメントの間に配置されるエキスパンダ・スペーサとを備え、エキスパンダ・スペーサが、内周側端部の上側の部分に上側に突出して設けられ、傾斜面が上セグメントの内周面に当接して上セグメントを押圧する上耳部と、内周側端部の下側の部分に下側に突出して設けられ、傾斜面が下セグメントの内周面に当接して下セグメントを押圧する下耳部と、外周側端部の上側の部分に上側に突出して設けられ、上面が上セグメントの下面に当接して上セグメントを支持する上支持部と、外周側端部の下側の部分に下側に突出して設けられ、下面が下セグメントの上面に当接して下セグメントを支持する下支持部とを有し、上耳部および下耳部以外におけるエキスパンダ・スペーサのシリンダ軸方向の最大幅が上支持部および下支持部の外周側端部にあって、エキスパンダ・スペーサ、上セグメントおよび下セグメントが、オイルリング溝内に装着され、シリンダボア内に挿入される前の状態を自由状態とし、自由状態であって、組合せオイルリングのシリンダ軸方向の断面において、エキスパンダ・スペーサの上耳部の傾斜面が上セグメントの内周面に当接し、かつ、エキスパンダ・スペーサの下耳部の傾斜面が下セグメントの内周面に当接した状態で、エキスパンダ・スペーサの外周側端面から上セグメントの外周面頂点までの突出量を上突出量Ｐ１、エキスパンダ・スペーサの外周側端面から下セグメントの外周面頂点までの突出量を下突出量Ｐ２、上突出量Ｐ１と下突出量Ｐ２との差をＰとすると、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＞０であり、組合せオイルリングがシリンダボア内に挿入された状態において、エキスパンダ・スペーサの中心軸が所定角度回転して傾いており、また、上セグメントの外周面頂点および下セグメントの外周面頂点はボア壁面に圧接され、かつ、上セグメントの内周面側上側面および下セグメントの内周面側下側面は、それぞれがセグメントの全周に亘ってオイルリング溝上面および下面に圧接されることを特徴とする。尚、Ｐは、上下突出量の差ともいう。
【００１０】
本発明の組合せオイルリングは、前記の本発明の組合せオイルリングにおいて、組合せオイルリングの径方向における、
上セグメントの厚さをａ１ｕ［ｍｍ］、
下セグメントの厚さをａ１ｄ［ｍｍ］、
エキスパンダ・スペーサの上セグメント側のスペーサ厚さをａ８ｕ［ｍｍ］、
エキスパンダ・スペーサの下セグメント側のスペーサ厚さをａ８ｄ［ｍｍ］、
とすると、下式（１）、（２）、（３）を満足する、ことが好ましい。
Ｑ１＝ａ１ｕ−ａ８ｕ＞Ｐ１＞０  ………  （１）
Ｑ２＝ａ１ｄ−ａ８ｄ＞Ｐ２＞０  ………  （２）
Ｑ１−Ｐ１＝Ｑ２−Ｐ２のとき、Ｑ１−Ｑ２＝Ｐ１−Ｐ２＞０であり
Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２
＝（ａ１ｕ−ａ８ｕ）−（ａ１ｄ−ａ８ｄ）＞０  ………  （３）
ただし、
Ｑ１は、上セグメント２の厚さａ１ｕと上スペーサ厚さａ８ｕとの差であり上見掛け突出量といい、
Ｑ２は、下セグメント３の厚さａ１ｄと下スペーサ厚さａ８ｄとの差であり下見掛け突出量といい、
Ｑは、上見掛け突出量Ｑ１と下見掛け突出量Ｑ２との差（Ｑ１−Ｑ２）である。尚、Ｑは、上下見掛け突出量の差ともいう。
【００１１】
本発明の組合せオイルリングは、前記の本発明の組合せオイルリングにおいて、下式（４）のとき、下式（５）を満足する、ことが好ましい。
ａ８ｕ＝ａ８ｄ          ………  （４）
Ｑ＝ａ１ｕ−ａ１ｄ＞０  ………  （５）
【００１２】
本発明の組合せオイルリングは、前記の本発明の組合せオイルリングにおいて、下式（６）のとき、下式（７）を満足する、ことが好ましい。
ａ１ｕ＝ａ１ｄ  ………  （６）
ａ８ｕ＜ａ８ｄ  ………  （７）
【００１３】
本発明の組合せオイルリングは、前記の本発明の組合せオイルリングにおいて、Ｑ１またはＱ２、およびＱが下式（８）、（９）を満足する、ことが好ましい。
０．１５≦Ｑ１またはＱ２≦０．６５  ………  （８）
０．０６＜Ｑ≦０．２３………  （９）
【００１４】
本発明の組合せオイルリングは、前記の本発明の組合せオイルリングにおいて、
上セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］、
下セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｄ［ｍｍ］、
エキスパンダ・スペーサの上耳部の傾斜面とシリンダ軸方向とのなす鋭角を上耳角度といいθｕ[度]、
エキスパンダ・スペーサの下耳部の傾斜面とシリンダ軸方向とのなす鋭角を下耳角度といいθｄ[度]、
とすると、
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．６[ｍｍ]以下、および、θｕまたはθｄが５[度]以上３０[度]以下の範囲であり、
上見掛け突出量Ｑ１と下見掛け突出量Ｑ２との差Ｑは、下式（１０）、（１１）の寸法範囲を満足する、ことが好ましい。
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．４５[ｍｍ]以下である時
０．０８５［ｍｍ］≦Ｑ≦０．１８［ｍｍ］  ………  （１０）
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．４５[ｍｍ]を超え０．６０[ｍｍ]以下である時    
０．１１０［ｍｍ］≦Ｑ≦０．２３［ｍｍ］  ………  （１１）
【００１５】
本発明の組合せオイルリングは、前記の本発明の組合せオイルリングにおいて、
上セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］、
下セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｄ［ｍｍ］、
とすると、下式（１２）を満足する、ことが好ましい。
ｈ１２ｕ＜ｈ１２ｄ  ………  （１２）
【００１６】
本発明の組合せオイルリングは、前記の本発明の組合せオイルリングにおいて、
合せオイルリングにおける自由状態のサイドクリアランスを自由時サイドクリアランスＳｆ［ｍｍ］とし、
組合せオイルリングを組み込んだピストンをシリンダボア内に装着した状態を、ＪＩＳ  Ｂ８０３２−１：２０１６（ＩＳＯ  ６６２１−１：２００７）およびＪＩＳ  Ｂ８０３２−２：２０１６（ＩＳＯ  ６６２１−２：２００３）に準拠して組合せオイルリングの呼び径ｄ１［ｍｍ］において、ピストンのオイルリング溝に相当し、組合せオイルリングの呼び幅ｈ１［ｍｍ］を幅とする凹み溝を有する円環状の測定具に装着された状態のクローズ状態に置き換えるとき、組合せオイルリングにおけるクローズ状態のサイドクリアランスをクローズ時サイドクリアランスＳｃ［ｍｍ］とすると、
Ｓｃ＜Ｓｆなる関係を有する、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、シール性能を向上させて、オイル消費量を低減させることができる組合せ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】
【００１８】
【図１】図１は、自由状態の組合せオイルリングを示す概略断面図である。（Ａ）は、本発明の実施形態１に係る組合せオイルリングの概略断面図である。（Ｂ）は、比較例の組合せオイルリングの概略断面図である。
【図２】図２は、組合せオイルリングを示す概略断面図である。（Ａ）は、エキスパンダ・スペーサの概略断面図である。（Ｂ）は、上セグメントの概略断面図である。（Ｃ）は、下セグメントの概略断面図である。
【図３】図３は、エキスパンダ・スペーサを示す一部概略斜視図（斜め上側から見た概略図）である。
【図４】図４は、組合せオイルリングを示す一部概略正面図（一部概略側面図）である。
【図５】図５は、組合せオイルリングをピストンのオイルリング溝内に装着した状態を示す概略断面図である。（Ａ）は、本発明の実施形態１に係る組合せオイルリングの装着状態の概略断面図である。（Ｂ）は、比較例の組合せオイルリングの装着状態の概略断面図である。
【図６】図６は、組合せオイルリングがシリンダボア内に挿入される状態のクローズ状態を示す概略断面図である。（Ａ）は、本発明の実施形態１（ａ１ｕ＞ａ１ｄ）に係る組合せオイルリングのクローズ状態の概略断面図である。（Ｂ）は、比較例の組合せオイルリングのクローズ状態の概略断面図である。
【図７】図７は、組合せオイルリングの接線張力測定装置を示す概要平面図である。
【図８】図８は、組合せオイルリングの接線張力測定装置を示す一部概要断面図（図７におけるＺ−Ｚ線概略断面図）である。
【図９】図９は、図７および図８の組合せオイルリングの接線張力測定装置における測定状態を示す概略断面図である。（Ａ）は、本発明の実施形態１（ａ１ｕ＞ａ１ｄ）に係る組合せオイルリングの測定状態の概略断面図である。（Ｂ）は、比較例の組合せオイルリングの測定状態の概略断面図である。
【図１０】図１０は、エキスパンダ・スペーサ幅とエキスパンダ・スペーサ傾斜角度との相対関係を示す説明図（グラフ）である。
【図１１】図１１は、油膜厚さ計測装置を示す概要一部断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の油膜厚さ計測装置による計測結果を示す説明図である。（Ａ）は、下降行程時の行程中央における油膜厚さを示す説明図である。（Ｂ）は、一部拡大説明図（（Ａ）における（Ｂ）部の拡大説明図）である。
【図１３】図１３は、図１１の油膜厚さ計測装置による計測結果を示す説明図である。（Ａ）は、上昇行程時の行程中央における油膜厚さを示す説明図である。（Ｂ）は、一部拡大説明図（（Ａ）における（Ｂ）部の拡大説明図）である。
【図１４】図１４は、実施例１、２、３、４、５、６および比較例１の具体的数値を示す説明図である。（Ａ）は、組合せ呼び幅ｈ１［ｍｍ］およびセグメントの具体的数値を示す説明図である。（Ｂ）は、エキスパンダ・スペーサの具体的数値を示す説明図である。（Ｃ）は、組合せオイルリング特性値およびオイル消費量比の具体的数値を示す説明図である。
【図１５】図１５は、図１４の具体的数値に基づく実施例１、２、３、４、５、６および比較例１の上下見掛け突出量の差Ｑ［ｍｍ］とオイル消費量比との相対関係を示す説明図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施形態２（ａ８ｕ＜ａ８ｄ）に係る組合せオイルリングを示す自由状態の概略断面図である。
【図１７】図１７は、図１６のエキスパンダ・スペーサを示す概略断面図である。
【図１８】図１８は、図１６のクローズ状態を示す概略断面図である。
【図１９】図１９は、本発明に係る組合せオイルリングを構成するエキスパンダ・スペーサの変形例１を示す概略断面図である。
【図２０】図２０は、本発明に係る組合せオイルリングを構成するエキスパンダ・スペーサの変形例２を示す概略断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施形態３に係る組合せオイルリングのクローズ状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る組合せオイルリングの実施形態（実施例）の３例およびエキスパンダ・スペーサの２つの変形例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。すなわち、以下の実施形態および変形例は、本発明の幾つかの実施形態および変形例のうちの５例である。本発明に係る組合せオイルリングは、往復動内燃機関に限らず往復式空気圧縮機にも適用されるが、往復動内燃機関における構造、挙動を主として説明する。
【００２０】
本発明において用いる各部の名称、記号、基本的寸法は、ＪＩＳ  Ｂ８０３２−１：２０１６（ＩＳＯ ６６２１−１：２００７）、ＪＩＳ  Ｂ８０３２−２：２０１６（ＩＳＯ  ６６２１−２：２００３）およびＪＩＳ  Ｂ８０３２−１３：１９９８（ＩＳＯ  ６２７：２０００）に準拠する。しかしながら、通常は、往復動内燃機関の設計製造メーカとの取引における推奨値であり、必ずしもこれらの規格に厳格に一致するものではない。
【００２１】
この明細書および別紙の特許請求の範囲において、「上側」は、シリンダの軸方向におけるシリンダヘッド側であり、「下側」は、シリンダの軸方向におけるシリンダヘッドから離れる側である。また、この明細書および別紙の図面において、組合せオイルリングのシリンダ軸ＣＣＬ方向をＹ方向（軸方向）と言う。組合せオイルリングのＹ方向の断面において、シリンダ軸ＣＣＬに直交する軸であって、組合せオイルリングの中心を通る中心軸ＣＬ方向（径方向）をＸ方向と言う。
【００２２】
さらに、この明細書において、Ｙ方向を幅（高さ）と言い、Ｘ方向を厚さ（長さ）と言い、単位の前後に［］を付す。さらにまた、この明細書および別紙の図面において、添字ｕ、ｄは、組合せオイルリングのＹ方向の断面において、中心軸ＣＬより上側をｕ、下側をｄとし、実際に寸法を測定する際に、識別可能にするために採用している。さらにまた、この明細書、別紙の特許請求の範囲および別紙の図面において、数値の単位および測定単位は、長さが［ｍｍ］、角度が［度］、である。
【００２３】
さらにまた、別紙の図面は、模式図であるから、図面に描かれた物と実物とは、形状や寸法などにおいて相違する場合がある。特に、特徴とする部分は、実物よりも大きく描かれている。
【００２４】
さらにまた、別紙の図面の概略断面図は、組合せオイルリングの挙動を一断面で捉えている。しかしながら、組合せオイルリングの挙動は、全周に亘っている。
【００２５】
（実施形態１の構成の説明）
図１〜図１５は、本発明に係る組合せオイルリングの実施形態１を示す。以下、この実施形態１に係る組合せオイルリングの構成について説明する。図中、符号１Ａは、この実施形態１（ａ１ｕ＞ａ１ｄ）に係る組合せオイルリングである。
【００２６】
（組合せオイルリング１Ａの説明）
組合せオイルリング１Ａは、図１（Ａ）、図４に示すように、一般のスリーピースのオイルリングである。組合せオイルリング１Ａは、上セグメント（上側レール）２と、下セグメント（下側レール）３と、エキスパンダ・スペーサ（スペーサ）４と、を備える。上セグメント２は、上側に配置される。下セグメント３は、下側に配置される。エキスパンダ・スペーサ４は、上セグメント２と下セグメント３の間に配置される。
【００２７】
（上セグメント２、下セグメント３の説明）
上セグメント２および下セグメント３は、図１（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図４に示すように、外周面２０、３０と、内周面２１、３１と、上面２２、３２と、下面２３、３３とを有する。なお、上セグメント２、下セグメント３には、合い口２５、３５（図７を参照）が設けられている。
【００２８】
上セグメント２および下セグメント３の基材は、鋼を主成分としている。なお、鋼としては、ステンレス鋼、炭素鋼が代表例として挙げられるが、これら以外の鋼を用いても良い。上セグメント２および下セグメント３の外周面は、硬質クロムめっき被膜、ＣｒＮ系のＰＶＤ被膜、ＤＬＣ被膜などの硬質被膜が被覆されるか、窒化層が形成されるが、これらに限らない。
【００２９】
上セグメント２と下セグメント３の基材は、異なる材質からなるものであっても良い。また、上セグメント２と下セグメント３の外周面は、異なる硬質被膜であっても良い。上セグメント２および下セグメント３の上下面は、上セグメント２の上面２２、下面２３または下セグメント３の上面３２、下面３３に窒化層が形成されているものであっても良い。
【００３０】
以下、上セグメント２および下セグメント３の自由状態における名称、記号および寸法について図２（Ｂ）、図２（Ｃ）を参照して説明する。
【００３１】
ｈ１２ｕは、上セグメント呼び幅である。ａ１ｕは、上セグメント厚さである。ｈ１１ｕは、実際にマイクロメータで１／１０００［ｍｍ］まで読み取る上セグメント幅の値である。すなわち、ｈ１１ｕは、上セグメント２の外周側の幅であり、組合せ呼び幅ｈ１（組合せオイルリング１Ａ、１Ｂ（後述）の組合せ呼び幅。図１、図５を参照）を求める時の寸法である。この上セグメント幅の値ｈ１１ｕの測定位置は、外周面頂点２４から寸法ｈ１２ｕ［ｍｍ］、内周面２１側の位置とする。
【００３２】
ｈ１２ｄは、下セグメント呼び幅である。ａ１ｄは、下セグメント厚さである。ｈ１１ｄは、実際にマイクロメータで１／１０００［ｍｍ］まで読み取る下セグメント幅の値である。すなわち、ｈ１１ｄは、下セグメント３の外周側の幅であり、組合せ呼び幅ｈ１を求める時の寸法である。この下セグメント幅の値ｈ１１ｄの測定位置は、外周面頂点３４から寸法ｈ１２ｄ［ｍｍ］、内周面３１側の位置とする。
【００３３】
（エキスパンダ・スペーサ４の説明）
エキスパンダ・スペーサ４の基材は、鋼を主成分としている。なお、鋼としては、ステンレス鋼、炭素鋼が代表例として挙げられるが、これら以外の鋼を用いても良い。エキスパンダ・スペーサ４は、図１（Ａ）、図２（Ａ）、図３、図４に示すように、連結片４０と、上片４１と、下片４２と、上耳部４３と、下耳部４４と、上支持部４５と、下支持部４６と、を有する。エキスパンダ・スペーサ４は、中心軸ＣＬに対して、上下対称の形状である。なお、エキスパンダ・スペーサ４には、合い口（図示せず）が設けられている。
【００３４】
エキスパンダ・スペーサ４は、平板状金属により、連結片４０、上片４１および下片４２を、Ｙ方向に波形に形成し、かつ、周方向に延伸してなる。すなわち、上片４１と下片４２は、Ｙ方向および周方向に離間して、かつ、周方向に交互に多数配置されている。隣接する上片４１と下片４２とは、連結片４０により連結されている。
【００３５】
上片４１の内周側端部の上側の部分には、上耳部４３が上側に突出して設けられている。すなわち、上耳部４３は、上片４１の内周側端部に起立形成されている。上耳部４３の外周側面は、上耳傾斜面４３０をなす。上耳傾斜面４３０は、上セグメント２の内周面２１に当接して上セグメント２を外周側に押圧する。
【００３６】
下片４２の内周側端部の下側の部分には、下耳部４４が下側に突出して設けられている。すなわち、下耳部４４は、下片４２の内周側端部に起立形成されている。下耳部４４の外周側面は、下耳傾斜面４４０をなす。下耳傾斜面４４０は、下セグメント３の内周面３１に当接して下セグメント３を外周側に押圧する。
【００３７】
上片４１の外周側端部の上側の部分には、上支持部４５が上側に突出して設けられている。すなわち、上支持部４５は、上片４１の外周側端部に起立形成されている。上支持部４５の上面４５０は、上セグメント２の下面２３に当接して上セグメント２を支持する。
【００３８】
下片４２の外周側端部の下側の部分には、下支持部４６が下側に突出して設けられている。すなわち、下支持部４６は、下片４２の外周側端部に起立形成されている。下支持部４６の下面４６０は、下セグメント３の上面３２に当接して下セグメント３を支持する。
【００３９】
上支持部４５の上面４５０および下支持部４６の下面４６０は、それぞれの内周側端部が中心軸ＣＬに向かうように僅かな傾斜が設けられている。これにより、上支持部４５の上面４５０の外周側が上セグメント２の下面２３に当接し、下支持部４６の下面４６０の外周側が下セグメント３の上面３２に当接する。上支持部４５の上面４５０の傾斜および下支持部４６の下面４６０の傾斜は、それぞれ、中心軸ＣＬに向かって略３［度］以下で設定されている。
【００４０】
エキスパンダ・スペーサ４の外周側端面４７、すなわち、連結片４０の外周側端面４７、上支持部４５の外周側端面４７および下支持部４６の外周側端面４７は、周方向に同一面内にあり、波形状をなす。なお、エキスパンダ・スペーサ４の内周側端面、すなわち、連結片４０の内周側端面、上耳部４３の内周側端面および下耳部４４の外周側端面も、形状が異なるが、周方向に同一面内にあり、同様に波形状をなす。
【００４１】
なお、エキスパンダ・スペーサとしては、前記のエキスパンダ・スペーサ４以外のタイプのものがある。このタイプのエキスパンダ・スペーサは、Ｘ方向に波形状に成形され、外周側に支持部を有し、内周側に耳部を有し、中心軸ＣＬに対して、周方向に上側の部分と下側の部分が対称である。このタイプのエキスパンダ・スペーサにおいても、支持部の傾斜は、中心軸ＣＬに向かって略３［度］以下で設定されている。
【００４２】
以下、エキスパンダ・スペーサ４の自由状態における名称、記号および寸法について図２（Ａ）を参照して説明する。
【００４３】
ｈ９は、エキスパンダ幅である。ａ８ｕは、上スペーサ厚さである。ａ３ｕは、上支持部長さである。ａ９ｕは、上エキスパンダ半径方向厚さである。ｈ２ｕは、上スペーサ支持部高さである。θｕは、上耳角度である。ａ８ｄは、下スペーサ厚さである。ａ３ｄは、下支持部長さである。ａ９ｄは、下エキスパンダ半径方向厚さである。ｈ２ｄは、下スペーサ支持部高さである。θｄは、下耳角度である。上スペーサ厚さａ８ｕ、下スペーサ厚さａ８ｄは、Ｙ方向においてエキスパンダ・スペーサ幅（エキスパンダ・スペーサ４の耳部以外のＹ方向の最大幅）ｈ１３を形成する上耳部４３、下耳部４４における位置の径方向における寸法をいう。上耳角度θｕと下耳角度θｄは、同一でもよく、異なっていても良く、通常は５［度］から３０［度］の範囲で設計される。
【００４４】
また、図２（Ａ）の断面形状において、エキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３となるエキスパンダ・スペーサ４の外周側端面４７の上支持上面４５０の位置を位置Ａとしかつ下支持下面４６０の位置を位置Ｂとする。位置Ａは、エキスパンダ・スペーサ４の上支持部４５の上支持上面４５０と外周側端面４７とのなす角の位置である。位置Ｂは、エキスパンダ・スペーサ４の下支持部４６の下支持下面４６０と外周側端面４７とのなす角の位置である。
【００４５】
さらに、図２（Ａ）の断面形状において、エキスパンダ・スペーサ４の下支持部４６の下支持下面４６０と内周側端面とのなす角の位置を位置Ｃとする。エキスパンダ・スペーサ４の上支持部４５の上支持上面４５０と内周側端面とのなす角の位置を位置Ｄとする。エキスパンダ・スペーサ４の下片４２の下耳部４４の付け根の位置を位置Ｅとする。位置Ｅは、エキスパンダ・スペーサ４の下片４２の下面（図１９の４２０）と下耳部４４の下耳傾斜面４４０とのなす角の位置である。
【００４６】
ここで、図２（Ａ）の断面形状において、位置Ａと位置Ｃの間の線分ＡＣの長さをＬ［ｍｍ］とする。この線分ＡＣとエキスパンダ・スペーサ４の外周側端面４７とのなす角度をθ１［度］とする。また、位置Ｃと位置Ｅとを結ぶ線分ＣＥと中心軸ＣＬとなす角度をη［度］とする。
【００４７】
ｈ１３はマイクロメータにより１／１０００ｍｍで読み取った値である。ａ９ｕ、ａ９ｄはマイクロメータにより１／１００ｍｍで読み取った値である。ａ８ｕ、ａ３ｕ、ｈ２ｕ、θｕ、ａ８ｄ、ａ３ｄ、ｈ２ｄ、θｄ、ηは、形状測定器を使用し、縦横同倍率の５０倍で得られる形状から直接測定する。角度ηは、エキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬに対して定義しており、前述の形状測定器で得られる形状において、エキスパンダ・スペーサ４の外周側端面４７に対して垂直な直線であってこの直線に対してなす角度として測定し、下片４２となす角度を測定してはならない。線分の長さＬ、角度θ１はｈ１３、ａ３ｄの測定値から算出する。すなわち、Ｌ＝（ｈ１３２＋ａ３ｄ２）０．５  [ｍｍ]、θ１＝ｔａｎ−１（ａ３ｄ／ｈ１３）[度]。
【００４８】
（自由状態の組合せオイルリング１Ａの説明）
図１（Ａ）は、組合せオイルリング１Ａの自由状態を示す概略断面図である。組合せオイルリング１Ａは、上セグメント２を上側に配置し、下セグメント３を下側に配置し、エキスパンダ・スペーサ４を上セグメント２と下セグメント３の間に配置することにより構成されている。
【００４９】
以下、組合せオイルリング１Ａの自由状態における名称、記号および寸法について図１（Ａ）を参照して説明する。ａ１１ｕは、上セグメント２側の上組合せ厚さである。ａ１１ｄは、下セグメント３側の下組合せ厚さである。ｈ１は、組合せ呼び幅である。ｈは、組合せオイルリング１Ａの外周側において、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す上セグメント２の外周側の幅ｈ１１ｕ（呼び幅ｈ１２ｕ）、下セグメント３の外周側の幅ｈ１１ｄ（呼び幅ｈ１２ｄ）およびエキスパンダ・スペーサ４のエキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３を測定した合計値で得られる組合せ幅である。すなわち、ｈ＝ｈ１１ｕ＋ｈ１１ｄ＋ｈ１３である。なお、図１（Ａ）中、ｈ１１ｕとｈ１１ｄは、実測される測定値の違いを意味する。
【００５０】
図１（Ａ）に示す組合せオイルリング１Ａは、オイルリング溝（図５（Ａ）を参照）内に装着され、かつ、シリンダボア（図６（Ａ）を参照）内に挿入される前の状態である自由状態にある。なお、この自由状態において、組合せオイルリングのシリンダ軸方向の断面において、エキスパンダ・スペーサ４の上耳部４３の傾斜面（上耳傾斜面）４３０が上セグメント２の内周面２１に当接し、かつ、エキスパンダ・スペーサ４の下耳部４４の傾斜面（下耳傾斜面）４４０が下セグメント３の内周面３１に当接した状態とする。この自由状態の組合せオイルリング１Ａにおいて、エキスパンダ・スペーサ４の外周側端面４７から上セグメント２の外周面頂点２４までの上突出量Ｐ１は、エキスパンダ・スペーサ４の外周側端面４７から下セグメント３の外周面頂点３４までの下突出量Ｐ２よりも大きい。すなわち、上突出量Ｐ１と下突出量Ｐ２の差をＰとすると、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＞０である。図１（Ａ）に示す組合せオイルリング１Ａは、オイルリング溝（図５（Ａ）を参照）内に装着された状態においても、同一の突出量となる。尚、図１（Ｂ）に示す組合せオイルリング１Ｂは、Ｐ１＝Ｐ２であり、従ってＰ＝０である。
【００５１】
図１（Ａ）において、上セグメント内周面２１，下セグメント内周面３１は曲率半径がそれぞれｈ１２ｕ／２[ｍｍ]、ｈ１２ｄ／２[ｍｍ]である円弧形状であり、上セグメント
２の上面２２、下面２３はエキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬと平行であり、下セグメント３の上面３２、下面３３はエキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬと平行であり、
上セグメント内周面２１はエキスパンダ・スペーサ４の上耳傾斜面４３０と、下セグメント内周面３１はエキスパンダ・スペーサ４の下耳傾斜面４４０と線接触している状態であって、ｔ１[ｍｍ]は、上スペーサ厚さａ８ｕを示す上耳部４３におけるＸ方向の位置と上セグメント２の内周側頂点とのＸ方向の距離であり、ｔ２[ｍｍ]は下スペーサ厚さａ８ｄを示す下耳部４４におけるＸ方向の位置と下セグメント３の内周側頂点とのＸ方向の距離である。すなわち、θｕを上耳角度、θｄを下耳角度として、次の式からｔ１，ｔ２は算出される。
ｔ１＝（１−ｔａｎ（（９０−θｕ）／２））×ｈ１２ｕ／２、
ｔ２＝（１−ｔａｎ（（９０−θｄ）／２））×ｈ１２ｄ／２、
ここで、θｕ、θｄの単位は[度]である。
【００５２】
さらに、この実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａ（本発明）においては、ｈ１２ｕ、ｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]から０．６[ｍｍ]の範囲、ｈ１２ｕとｈ１２ｄとの差が０．１５以下でｈ１２ｄが大きく、θｕ、θｄは５度から３０度の範囲を対象としている。
【００５３】
上セグメント２の厚さをａ１ｕ［ｍｍ］、下セグメント３の厚さをａ１ｄ［ｍｍ］、上スペーサ厚さをａ８ｕ［ｍｍ］、下スペーサ厚さをａ８ｄ［ｍｍ］、とし、上見掛け突出量Ｑ１＝ａ１ｕ−ａ８ｕ、下見掛け突出量Ｑ２＝ａ１ｄ−ａ８ｄとすると、
Ｐ１＝Ｑ１−ｔ１、Ｐ２＝Ｑ２−ｔ２であり、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＞０の関係から、
Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２
＝（Ｑ１−ｔ１）−（Ｑ２−ｔ２）
＝（Ｑ１−Ｑ２）−（ｔ１−ｔ２）
より、Ｑ１−Ｑ２＞ｔ１−ｔ２となる必要がある。
ここで、Ｑ１とＱ２の差をＱとすると、
Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２である。
Ｑ１，Ｑ２またＱは製品を測定し、容易に求めることができるが、Ｐ１、Ｐ２またＰはｔ１，ｔ２を算出しなければ求めることができない。
【００５４】
そこで、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＞０の関係に代わって、Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２＞ｔ１−ｔ２を考察する。Ｐ、Ｑは少なくとも大きい方が良い。
i）組合せオイルリング１Ａにおいて、ｔ１＝Ｑ１−Ｐ１、ｔ２＝Ｑ２−Ｐ２より、ｔ１＝ｔ２であれば、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＝Ｑ１−Ｑ２＝Ｑ＞０である。すなわち、上突出量Ｐ１と上見掛け突出量Ｑ１は等しく、下突出量Ｐ２と下見掛け突出量Ｑ２は等しく、上下突出量の差Ｐも上下見掛け突出量の差Ｑも等しい。
【００５５】
また、Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２＝ａ１ｕ−ａ８ｕ−（ａ１ｄ−ａ８ｄ）＞０である。
ii）組合せオイルリング１Ａにおいて、ｔ１とｔ２の値が異なれば、Ｑ１−Ｑ２＞ｔ１−ｔ２において（ｔ１−ｔ２）の最大値は次式で計算される。
すなわち、ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３［ｍｍ］以上０．６［ｍｍ］以下、および、θｕ、θｄは５［度］から３０［度］の範囲で、ｈ１２ｕとｈ１２ｄが同一の寸法でｈ１２である組合せオイルリング１Ａの時、
ｔ１−ｔ２＝（１−ｔａｎ（（９０−θｕ）／２））×ｈ１２ｕ／２−（１−ｔａｎ（（９０−θｄ）／２））×ｈ１２ｄ／２
＝（１−ｔａｎ（（９０−３０）／２））×ｈ１２／２−（１−ｔａｎ（（９０−５）／２））×ｈ１２／２
＝０．１６９×ｈ１２
となる。
以上から、
ｈ１２＝０．３［ｍｍ］の時は、ｔ１−ｔ２＝０．０５１、従ってＱ≧０．０５５ ［ｍｍ］となり、
ｈ１２＝０．４［ｍｍ］の時は、ｔ１−ｔ２＝０．０６７、従ってＱ≧０．０７０［ｍｍ］となり、
ｈ１２＝０．４５［ｍｍ］の時は、ｔ１−ｔ２＝０．０７６、従ってＱ≧０．０８０［ｍｍ］となり、
ｈ１２＝０．５［ｍｍ］の時は、ｔ１−ｔ２＝０．０８４、従ってＱ≧０．０９ ［ｍｍ］となり、
ｈ１２＝０．６［ｍｍ］の時は、ｔ１−ｔ２＝０．１０１、従ってＱ≧０．１０５［ｍｍ］となる。
【００５６】
ここで、ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３［ｍｍ］以上０．４０［ｍｍ］以下であり、ｈ１２ｕとｈ１２ｄが異なる寸法の組合せオイルリング１Ａの時は、次式で計算される。
ｔ１−ｔ２＝（１−ｔａｎ（（９０−θｕ）／２））×ｈ１２ｕ／２−（１−ｔａｎ（（９０−θｄ）／２））×ｈ１２ｄ／２
＝（１−ｔａｎ（（９０−３０）／２））×０．４０／２−（１−ｔａｎ（（９０−５）／２））×０．３／２
＝０．０７２
このときＱ≧０．０７５［ｍｍ］となる。
【００５７】
また、ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３［ｍｍ］以上０．４５［ｍｍ］以下であり、ｈ１２ｕとｈ１２ｄが異なる寸法の組合せオイルリング１Ａの時は、次式で計算される。
ｔ１−ｔ２＝（１−ｔａｎ（（９０−θｕ）／２））×ｈ１２ｕ／２−（１−ｔａｎ（（９０−θｄ）／２））×ｈ１２ｄ／２
＝（１−ｔａｎ（（９０−３０）／２））×０．４５／２−（１−ｔａｎ（（９０−５）／２））×０．３／２
＝０．０８３
このときＱ≧０．０８５［ｍｍ］となる。
【００５８】
さらに、ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．４５［ｍｍ］を超え０．６０［ｍｍ］以下であり、ｈ１２ｕとｈ１２ｄが異なる寸法の組合せオイルリング１Ａの時は、次式で計算される。
ｔ１−ｔ２＝（１−ｔａｎ（（９０−θｕ）／２））×ｈ１２ｕ／２−（１−ｔａｎ（（９０−θｄ）／２））×ｈ１２ｄ／２
＝（１−ｔａｎ（（９０−３０）／２））×０．６０／２−（１−ｔａｎ（（９０−５）／２））×０．４５／２
＝０．１０８
このときＱ≧０．１１０［ｍｍ］となる。
【００５９】
さらにまた、ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．５０［ｍｍ］を超え０．６０［ｍｍ］以下であり、ｈ１２ｕとｈ１２ｄが異なる寸法の組合せオイルリング１Ａの時は、次式で計算される。
ｔ１−ｔ２＝（１−ｔａｎ（（９０−θｕ）／２））×ｈ１２ｕ／２−（１−ｔａｎ（（９０−θｄ）／２））×ｈ１２ｄ／２
＝（１−ｔａｎ（（９０−３０）／２））×０．６０／２−（１−ｔａｎ（（９０−５）／２））×０．５０／２
＝０．１０６
このときＱ≧０．１１０［ｍｍ］となる。
【００６０】
以上から、組合せオイルリング１Ａにおいて次式を満足することが好ましい。
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．４５[ｍｍ]以下である時
０．０８５［ｍｍ］≦Ｑ≦０．１８［ｍｍ］  ………  （１０）
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．４５[ｍｍ]を超え０．６０[ｍｍ]以下である時
０．１１０［ｍｍ］≦Ｑ≦０．２３［ｍｍ］  ………  （１１）
上見掛け突出量Ｑ１は、上セグメント２の厚さａ１ｕと上スペーサ厚さａ８ｕとの差であり、下見掛け突出量Ｑ２は、下セグメント３の厚さａ１ｄと下スペーサ厚さａ８ｄとの差であり、Ｑは、上見掛け突出量Ｑ１と下見掛け突出量Ｑ２との差（Ｑ１−Ｑ２）である。
【００６１】
（実施形態１の作用の説明）
この実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａは、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について図５（Ａ）、図６（Ａ）を参照して説明する。
【００６２】
（組合せオイルリング１Ａのオイルリング溝５１内の装着状態の説明）
図５（Ａ）は、組合せオイルリング１Ａをピストン５０のオイルリング溝５１内に装着した状態を示す概略断面図である。
【００６３】
この図５（Ａ）に示す状態は、図１（Ａ）に示す自由状態とほぼ同様な自由状態である。この図５（Ａ）に示す状態は、自由状態における組合せ呼び幅ｈ１に対するサイドクリアランスＳｆを説明している。この図５（Ａ）に示す自由状態において、上セグメント２の上面２２は、オイルリング溝上面５２に密着し、下セグメント３の下面３３は、オイルリング溝下面５３に密着している。エキスパンダ・スペーサ４の内周側端面４８は、オイルリング溝内周面５４に対向し、その２面は略平行である。ピストン５０には、オイル戻し穴５５がオイルリング溝内周面５４からＸ方向に設けられている。なお、オイル戻し穴５５は、これに限らず、オイルリング溝下面５３側に設けられている場合もある。
【００６４】
また、この図５（Ａ）に示す自由状態において、上セグメント２の下面２３とエキスパンダ・スペーサ４の上支持上面４５０との間には、自由状態時のサイドクリアランスＳｆを有する。自由状態時のサイドクリアランスＳｆは、実測される上セグメント２の寸法ｈ１１ｕ、下セグメント３の寸法ｈ１１ｄおよびエキスパンダ・スペーサ幅（軸方向に最大の幅）ｈ１３の合計値ｈと組合せ呼び幅ｈ１との差（ｈ１−ｈ）である。このとき、（ｈ１＞ｈ）の関係にある。自由状態時のサイドクリアランスＳｆは、下式（１３）で表される。
Ｓｆ＝ｈ１−ｈ＝ｈ１−（ｈ１１ｕ＋ｈ１１ｄ＋ｈ１３）  ………  （１３）
【００６５】
さらに、この図５（Ａ）に示す自由状態においては、上セグメント２の上突出量Ｐ１と下セグメント３の下突出量Ｐ２との間に差Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２を有する。この図５（Ａ）に示す自由状態における上下突出量の差Ｐは、図１（Ａ）に示す自由状態の上下突出量の差Ｐと同等である。
【００６６】
さらにまた、ピストン５０には、組合せオイルリング１Ａの他に、トップリング５６とセカンドリング５７とがそれぞれ装着されている（図１１〜図１３を参照）。
【００６７】
（組合せオイルリング１Ａのシリンダボア６０内の装着状態の説明）
図６（Ａ）は、組合せオイルリング１Ａをピストン５０のオイルリング溝５１内に装着し、かつ、組合せオイルリング１Ａおよびピストン５０をシリンダボア６０内に装着した状態（以下、「クローズ状態」と称する）を示す概略断面図である。
【００６８】
円筒形状（ほぼ円筒形状を含む）のシリンダボア６０は、シリンダブロック６に設けられている。組合せオイルリング１Ａおよびピストン５０は、シリンダボア６０内をＹ方向に往復運動する。このとき、組合せオイルリング１Ａの上セグメント２の外周面２０、下セグメント３の外周面３０、トップリング５６の外周面およびセカンドリング５７の外周面は、シリンダボア６０の内壁面６１（以下、単に「ボア壁面６１」と称する）に圧接している状態でボア壁面６１を摺動する。
【００６９】
なお、この図６（Ａ）において、ピストン５０のオイルリング溝５１のＹ方向の幅は、組合せオイルリング１Ａの組合せ呼び幅ｈ１［ｍｍ］とする。また、シリンダブロック６のボア壁面６１の直径は、組合せオイルリングの呼び径ｄ１［ｍｍ］とする。
【００７０】
この図６（Ａ）のクローズ状態の組合せオイルリング１Ａは、外力（張り出し力）２Ｆ１（Ｆ１ｕとＦ１ｄ）がボア壁面６１に作用し、かつ、外力（サイドシール力）Ｆ２（Ｆ２ｕ、Ｆ２ｄ）がオイルリング溝上面５２、オイルリング溝下面５３にそれぞれ作用している状態である。
【００７１】
そして、エンジンにおいて、ボア壁面６１への張り出し力２Ｆ１（Ｆ１ｕとＦ１ｄ）は、ボア壁面６１の油膜厚さの制御およびフリクションの増減、または、組合せオイルリング１Ａのボア壁面６１への追従性などに関連する。また、オイルリング溝上面５２、オイルリング溝下面５３へのサイドシール力Ｆ２（Ｆ２ｕ、Ｆ２ｄ）は、組合せオイルリング１Ａとオイルリング溝上面５２、オイルリング溝下面５３との間の密着性、エンジン潤滑油の流路の制御等に関連する。
【００７２】
ここで、組合せオイルリング１Ａにおいて、上セグメントの呼び幅ｈ１２ｕと下セグメントの呼び幅ｈ１２ｄは等しく、上セグメント２の厚さ寸法ａ１ｕは、下セグメント３の厚さ寸法ａ１ｄよりも大きい。組合せオイルリング１Ａの自由状態時において、エキスパンダ・スペーサ４の上耳角度θｕと下耳角度θｄは等しく、ａ８ｕ＝ａ８ｄであって、上見掛け突出量Ｑ１＝（ａ１ｕ−ａ８ｕ）は、下見掛け突出量Ｑ２＝（ａ１ｄ−ａ８ｄ）よりも大きい。したがって、上下見掛け突出量の差としてＱ＝ａ１ｕ−ａ１ｄを有している。
【００７３】
この結果、組合せオイルリング１Ａのクローズ状態において、上下見掛け突出量の差Ｑで、曲げモーメントＭがエキスパンダ・スペーサ４に内力として形成されている。また、エキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬは、中心Ｇ回りに、拘束されること（干渉すること）なく、Ｘ方向外周側に向かって上側に角度α［度］回転して傾斜している。
ここで、エキスパンダ・スペーサ４が角度α［度］回転して傾斜することは、自由時サイドクリアランスＳｆを小さくすることに他ならない。すなわち、上セグメント２の下面２３と下セグメント３の上面３２との距離が広がることであり、従って、上セグメント２のオイルリング溝上面５２との間の軸方向の隙間、または、下セグメント３のオイルリング溝下面５３との間の軸方向の隙間が小さくなることになり、特にエンジン下降行程において上セグメント２のオイルリング溝上面５２との間の隙間からエンジンオイルが上側（シリンダヘッド側）に流出することを阻止し、オイル消費量を低減させることができる。
【００７４】
このため、自由状態時の上耳角度θｕ［度］は、クローズ状態において角度α［度］分大きく作用することになるので、上セグメント２のオイルリング溝上面５２へのサイドシール力Ｆ２ｕは、Ｆ１（ｔａｎ（θｕ＋α）−ｔａｎθｕ）増大する。これにより、上セグメント２とオイルリング溝上面５２との間のシール力が大きくなり、シール性能が向上される。また、自由状態時の下耳角度θｄは、クローズ状態において角度α［度］分小さく作用することになるので、下セグメント３のオイルリング溝下面５３へのサイドシール力Ｆ２ｄは、Ｆ１（ｔａｎθｕ−ｔａｎ（θｕ−α））減少する。これにより、下セグメント３とオイルリング溝下面５３との間の摩擦力が小さくなることによりボア壁面６１への張り出し性を向上し、油膜厚さを薄く制御することになる。以上から、組合せオイルリング１Ａは、オイル消費量を低減させることができる。
【００７５】
（実施例と比較例との比較検討の説明）
以下、実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａ（以下、「実施例１Ａ」と称する）と、比較例の組合せオイルリング１Ｂ（以下、「比較例１Ｂ」と称する）とのシール性能の向上およびオイル消費量の低減について、比較検討する。
【００７６】
（比較例１Ｂの説明）
以下、比較例１Ｂについて、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）を参照して説明する。比較例１Ｂの下セグメント３、エキスパンダ・スペーサ４は、実施例１Ａの下セグメント３、エキスパンダ・スペーサ４と同一である。比較例１Ｂの上セグメント２Ｂの厚さ寸法ａ１ｕは、図２（Ｂ）中の外周面頂点２４を破線で示すように、実施例１Ａの上セグメント２の厚さ寸法ａ１ｕよりも、Ｐ［ｍｍ］小さい。なお、比較例１Ｂの上セグメント２Ｂには、実施例１Ａの上セグメント２と同様に、合い口（図示せず）が設けられている。
【００７７】
すなわち、比較例１Ｂの上セグメント２Ｂの厚さ寸法ａ１ｕと下セグメント３の厚さ寸法ａ１ｄとは、等しい（ａ１ｕ＝ａ１ｄ）。従って、図１（Ｂ）に示すように、自由状態時において、上セグメント２Ｂの上突出量Ｐ１と、下セグメント３の下突出量Ｐ２とは、等しく（Ｐ１＝Ｐ２）、上下突出量の差Ｐが無い（Ｐ＝０）。なお、図１（Ｂ）において、ａ１１は、組合せ厚さであり、上組合せ厚さａ１１ｕと下組合せ厚さａ１１ｄとは等しい（ａ１１ｕ＝ａ１１ｄ＝ａ１１）。
【００７８】
これにより、比較例１Ｂは、図１（Ｂ）の自由状態、図５（Ｂ）のピストン装着状態、図６（Ｂ）のクローズ状態において、中心軸ＣＬに対して、全て上下対称の形状である。従って、クローズ状態において、比較例１Ｂのエキスパンダ・スペーサ４には、実施例１Ａのエキスパンダ・スペーサ４に形成される曲げモーメントＭが、形成されていない。この結果、実施例１Ａと比較例１Ｂとのシール性能の向上およびオイル消費量の低減において差が生じる。以下、詳細に説明する。
【００７９】
（実施例１Ａと比較例１Ｂとの接線張力の説明）
以下、実施例１Ａと比較例１Ｂとの接線張力について、図７〜図９を参照して説明する。
【００８０】
図７は、組合せオイルリングの呼び径ｄ１における実施例１Ａと比較例１Ｂとの接線張力（以下、「張力」と称する）Ｆ［Ｎ］、Ｆｔ［Ｎ］の測定装置を示す概要平面図である。測定方法は、ＪＩＳ  Ｂ８０３２−２：２０１６（ＩＳＯ  ６６２１−２：２００３）に準拠する。図８は、組合せオイルリングの接線張力測定装置を示す一部概要断面図（図７におけるＺ−Ｚ線概略断面図）である。図９は、図７および図８の組合せオイルリングの接線張力測定装置における測定状態を示す概略断面図であって、（Ａ）は、実施例１Ａの測定状態の概略断面図であり、（Ｂ）は、比較例１Ｂの測定状態の概略断面図である。
【００８１】
接線張力測定装置７は、水平の測定台７０と、測定用ホルダー７１と、金属製テープ７２と、を有する。測定用ホルダー７１は、測定台７０上に設置されている。測定用ホルダー７１の外周面には、オイルリング溝５１を代用する凹み溝７３が円環状に形成されている。凹み溝７３は、組合せ呼び幅ｈ１［ｍｍ］の幅で作製され、上組合せ厚さａ１１ｕ、下組合せ厚さａ１１ｄ、組合せ厚さａ１１［ｍｍ］と干渉しない寸法とする。
【００８２】
測定用ホルダ−７１には、切欠き部７４が加工されている。切欠き部７４は、接線張力測定装置７の測定状態において、実施例１Ａ、比較例１Ｂの組合せオイルリングの呼び径ｄ１、すなわち、クローズ状態の上セグメント２、２Ｂの合い口２５の幅（図７において、相互に向き合う２本の実線矢印の間）を、実測可能にする。他の切欠き部（図示）が形成されていると、クローズ時の組合せ幅が実測可能になる。
【００８３】
金属製テープ７２は、測定台７０上に設置されている。金属製テープ７２の一方を固定端７５とし、他方を移動可能な把持具７６（自由端）で固定する。前もって組合せオイルリングの呼び径ｄ１［ｍｍ］に相当する把持具７６の所定の位置に、ダイヤルゲージ７７によって「ゼロ点合わせ（基準位置合わせ）」をしておく。
【００８４】
測定用ホルダー７１の凹み溝７３中に実施例１Ａ、比較例１Ｂを装着する。その後、上セグメント２、２Ｂの合い口２５を測定用ホルダー７１の切欠き部７４の位置に、下セグメント３の合い口３５を切欠き部７４の１８０［度］反対の方向の位置にそれぞれ配置する。円環状の金属製テープ７２の内側に実施例１Ａ、比較例１Ｂを装着した測定用ホルダー７１を入れる。金属製テープ７２の自由端側の把持具７６を白抜き矢印方向に、破線の位置から実線の位置（所定の位置）まで移動させる。これにより、実施例１Ａ、比較例１Ｂは、金属製テープ７２で縮径される。
【００８５】
この縮径する間は、測定用ホルダー７１を実施例１Ａ、比較例１ＢのＹ方向に振動を与え、実施例１Ａ、比較例１Ｂ周りのフリクションを除去して張力Ｆ［Ｎ］、Ｆｔ［Ｎ］（図７中の太い実線矢印を参照）を測定する。以下の力のつり合いの関係において、上下セグメント２、２Ｂ、３と凹み溝７３の上下面との摩擦力は、「ゼロ」とし、外力として実施例１Ａ、比較例１Ｂに作用しないものとする。
【００８６】
実施例１Ａ、比較例１Ｂの張力Ｆ［Ｎ］、Ｆｔ［Ｎ］は、実施例１Ａ、比較例１Ｂが呼び径ｄ１に縮径される際、エキスパンダ・スペーサ４が周方向に縮む（圧縮コイルバネのたわみと同等の作用）ことにより発生する力である。ここで、図９（Ａ）、（Ｂ）は、図７において張力Ｆ［Ｎ］、Ｆｔ［Ｎ］を測定しているときに、金属製テープ７２が実施例１Ａ、比較例１Ｂに作用する外力Ｆ１ｕ、Ｆ１ｄを示す。
【００８７】
（比較例１Ｂの接線張力の説明）
以下、比較例１Ｂの接線張力について、図９（Ｂ）を参照して説明する。金属製テープ７２による外力Ｆ１ｕ、Ｆ１ｄは、エキスパンダ・スペーサ４の上耳部４３、下耳部４４のＸ方向にそれぞれ外力Ｆ１ｕ、Ｆ１ｄとして作用し、かつ、上耳角度θｕ［度］、下耳角度θｄ［度］によりさらにＹ方向の上下にそれぞれ外力（分力）Ｆ２ｕ、Ｆ２ｄとして作用する。この各分力は、Ｆ２ｕ＝Ｆ１ｕ×ｔａｎθｕ、Ｆ２ｄ＝Ｆ１ｄ×ｔａｎθｄである。
【００８８】
図９（Ｂ）は、この状態で力のつり合いがとれている。ここで、張力Ｆｔ［Ｎ］との関係を考察する。すなわち、比較例１Ｂの接触面圧（２Ｆｔ／（（ｈ１２ｕ＋ｈ１２ｄ）×ｄ１）［Ｎ］／［ｍｍ２  ］で表される）を全周に亘り合成した力に置換する。すると、Ｆ１ｕ＝Ｆ１ｄ＝πＦｔ［Ｎ］、πは円周率であり、θｕ＝θｄ＝θ［度］のとき、Ｆ２ｕ＝Ｆ２ｄ＝πＦｔ×ｔａｎθ［Ｎ］になる。
【００８９】
（比較例１Ｂのクローズ状態の説明）
図６（Ｂ）は、図９（Ｂ）の接線張力測定状態と同様なクローズ状態で、比較例１Ｂが作用する外力Ｆ１（Ｆ１ｕ、Ｆ１ｄ）、Ｆ２（Ｆ２ｕ、Ｆ２ｄ）を示す。オイルリング溝５１のＹ方向の幅は、組合せオイルリングの組合せ呼び幅ｈ１［ｍｍ］とする。シリンダブロック６のボア壁面６１の直径は、組合せオイルリングの呼び径ｄ１［ｍｍ］とする。比較例１Ｂは、中心軸ＣＬに対してすべて対称である。すなわち、上下セグメント２Ｂ、３が、ｈ１２ｕ＝ｈ１２ｄ、ａ１ｕ＝ａ１ｄであり、エキスパンダ・スペーサ４が、θｕ＝θｄ＝θ［度］であり、その他の上側と下側とが同一位置寸法である。
【００９０】
従って、Ｆ１ｕ＝Ｆ１ｄ＝Ｆ１＝πＦｔ、Ｆ２ｕ＝Ｆ２ｄ＝Ｆ２＝πＦｔ×ｔａｎθとした状態で、図６（Ｂ）のクローズ状態でも、図９（Ｂ）の接線張力測定状態と同様の力のつり合いがとれている状態となる。すなわち、比較例１Ｂは、ボア壁面６１に外力（張り出し力）２Ｆ１＝２πＦｔおよびオイルリング溝上下面５２、５３にそれぞれ外力（サイドシール力）Ｆ２＝πＦｔ×ｔａｎθが作用する。
【００９１】
エンジンにおいて、ボア壁面６１への張り出し力２Ｆ１＝２πＦｔは、ボア壁面６１の油膜厚さの制御およびフリクションの増減、または、比較例１Ｂのボア壁面６１への追従性などに関連する。また、オイルリング溝上下面５２、５３へのサイドシール力Ｆ２＝πＦｔ×ｔａｎθは、比較例１Ｂとオイルリング溝上下面５２、５３との間の密着性、エンジン潤滑油の流路の制御等に関連する。
【００９２】
（実施例１Ａの接線張力の説明）
以下、実施例１Ａの接線張力について、図９（Ａ）を参照して説明する。図９（Ａ）は、図５（Ａ）の自由状態から、実施例１Ａの張力Ｆ［Ｎ］を測定しているときに、金属製テープ７２が実施例１Ａに作用する外力Ｆ１ｕ、Ｆ１ｄを示す。
【００９３】
実施例１Ａは、図１（Ａ）、図５（Ａ）に示す自由状態において、上下セグメント２、３の厚さの差（ａ１ｕ−ａ１ｄ）およびエキスパンダ・スペーサ４の上スペーサ厚さａ８ｕと下スペーサ厚さａ８ｄに関してａ８ｕ＝ａ８ｄであることにより、上セグメント２の上見掛け突出量Ｑ１＝（ａ１ｕ−ａ８ｕ）と下セグメント３の下見掛け突出量Ｑ２＝（ａ１ｄ−ａ８ｄ）との間に差Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２を有している。
【００９４】
このため、図９（Ａ）の接線張力測定状態において、金属製テープ７２が実施例１Ａを縮径する際に、図６（Ａ）のクローズ状態と同様に、上下見掛け突出量の差Ｑにより、曲げモーメントＭがエキスパンダ・スペーサ４に作用する。この結果、エキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬは、中心Ｇ回りに、拘束されること（干渉すること）なく、Ｘ方向外周側に向かって上側に角度β［度］回転して傾斜している。この図９（Ａ）の接線張力測定状態において実施例１Ａが縮径の間にエキスパンダ・スペーサ４が拘束されることなく自由に角度β［度］回転した状態は、図６（Ａ）のクローズ状態においてエキスパンダ・スペーサ４がＸ方向外周側に向かって上側に角度α［度］傾斜している状態と同じである。これにより、図９（Ａ）においては、α＝βの関係になる。
【００９５】
角度βは、ｈ１２ｕ／２とｈ１２ｄ／２とｈ１３との和をＲとし、正接がＱ／Ｒ＝（（ａ１ｕ−ａ８ｕ）−（ａ１ｄ−ａ８ｄ））／（ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２＋ｈ１３）＝（ａ１ｕ−ａ１ｄ）／（ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２＋ｈ１３）となる角度として求めることができる。
【００９６】
ここで、エキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬが中心Ｇ回りに、拘束されること（干渉すること）なく回転する場合とする。この場合において、上式から、図１０に示すように、エキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３を横軸に、エキスパンダ・スペーサ傾斜角度β［度］を縦軸に、自由状態時の上下見掛け突出量の差Ｑの値により角度βを概算で読み取ることができる。詳細は、後述する。
【００９７】
図９（Ａ）の接線張力測定状態は、クローズ状態時のサイドクリアランスＳｃ（図示せず）が「ゼロ」であって、曲げモーメントＭによりエキスパンダ・スペーサ４が図中の位置Ａ（上支持上面外周側端部）と位置Ｃ（下支持下面内周側端部）で当接している状態を示している。また、位置Ａにおいて、上セグメント２を押し上げる力（上サイドシール力）Ｆｓｕが発生し、位置Ｃにおいて、Ｆｓｕの反力として下セグメント３を下側に押しつける力（下サイドシール力）Ｆｓｄ（Ｆｓｄ＝Ｆｓｕ）が作用する状態を示している。
力のつり合いからＦｓｕ＝Ｆ２ｕ，Ｆｓｄ＝Ｆ２ｄである。
【００９８】
このときの線分ＡＣがＹ方向となす鋭角の角度をθ２とすると、Ｌｃｏｓθ２＝ｈ１３＋Ｓｆである。また、θ１−β≧θ２、かつ、線分ＡＣの長さＬが、Ｌ≧ｈ１３＋Ｓｆ＝ｈ１−（ｈ１１ｕ＋ｈ１１ｄ）を満足している前提で、クローズ時サイドクリアランスをＳｃ（図示せず）とすると、Ｓｃ＝Ｌｃｏｓθ２−Ｌｃｏｓ（θ1−β）で表わされる。
【００９９】
また、Ｓｃ＝ｈ１３＋Ｓｆ-Ｌｃｏｓ（θ1−β）＝Ｓｆ+Ｌｃｏｓθ１−Ｌｃｏｓ（θ1−β）である。θ１＞θ１−βであることから、Ｓｃ＜Ｓｆとなる構造を有する。エキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬが、中心Ｇ回りに拘束されること（干渉すること）なく、Ｘ方向外周側に向かって上側に回転して傾斜する場合、上式において、βをαに置き換えることができる。
【０１００】
図９（Ａ）の接線張力測定状態において、外力が作用して発生する曲げモーメントＭによりエキスパンダ・スペーサ４が回転しても、図示の位置Ａと位置Ｃで当接しない場合がある。この場合、位置Ａおよび位置Ｃにおいて、上下セグメント２、３に対する力は、作用しない。すなわち、線分ＡＣの長さＬが、Ｌ＜ｈ１３＋Ｓｆである場合において、上セグメント２および下セグメント３とエキスパンダ・スペーサ４とは、相互に当接しない。この場合において、ピストン５０のオイルリング溝上面５２と上セグメント２の上面２２の内周側とは、および、オイルリング溝下面５３と下セグメント３の下面３３の内周側とは、それぞれ当接している。また、上セグメント２の外周面２０および下セグメント３の外周面３０は、ボア壁面６２に当接した状態で、ボア壁面６２を摺動する。
【０１０１】
しかし、この場合でも、エキスパンダ・スペーサ４が軸方向に中心軸ＣＬに対して角度α度傾斜する限りにおいては、自由時サイドクリアランスＳｆ＝ｈ１−ｈ＝ｈ１−ｈ１１ｕ−ｈ１１ｄ−ｈ１３＝ｈ１−ｈ１１ｕ−ｈ１１ｄ−Ｌｃｏｓθ１は、クローズ時サイドクリアランスＳｃ＝ｈ１−ｈ１１ｕ−ｈ１１ｄ−Ｌｃｏｓ（θ１−α）と比較し、Ｌｃｏｓθ１＜Ｌｃｏｓ（θ１−α）であるからＳｃ＜Ｓｆとなる。
【０１０２】
線分ＣＥと中心軸ＣＬとのなす角度η（図２（Ａ）、図１９、図２０を参照）が、β≦ηの条件下であれば、図６（Ａ）のクローズ状態時の角度αは、図９（Ａ）の接線張力測定状態の角度βに等しくなる。すなわち、クローズ状態において、エキスパンダ・スペーサ４は、曲げモーメントＭの作用により、中心Ｇ回りに角度β回転し、他の部位と干渉しなければ、実施例１Ａ内で中心軸ＣＬが径方向外周側に向かって上側に角度α［度］傾斜する構造となる。このためには、線分ＣＥと中心軸ＣＬとのなす角度ηが、η≧βを満足しなければならない。
【０１０３】
また、実施例１Ａの挙動が正常であるためには、クローズ状態において下耳角度θｄは「ゼロ」以上、すなわちθｄ−β≧０が要件になる。また、上セグメント２とオイルリング溝上面５２とのシール力を増加させるために、上耳角度θｕと下耳角度θｄは、θｕ＋β≧θｄ−βの関係が好ましい。一方、θｕ＋β≦４５［度］が好ましく、４５［度］を超えると上セグメント２とオイルリング溝上面５２との摩擦力が過剰になり、上セグメント２のボア壁面６１への追従性を阻害し、オイル掻き作用が低下することになる。
【０１０４】
金属製テープ７２による外力Ｆ１ｕ、Ｆ１ｄは、エキスパンダ・スペーサ４の上耳部４３、下耳部４４のＸ方向にそれぞれ外力Ｆ１ｕ、Ｆ１ｄとして作用し、かつ、上耳角度θｕ、下耳角度θｄによりさらにＹ方向の上下にそれぞれ外力（分力）Ｆ２ｕ、Ｆ２ｄとして作用する。この各分力は、Ｆ２ｕ＝Ｆ１ｕ×ｔａｎ（θｕ+β）、Ｆ２ｄ＝Ｆ１ｄ×ｔａｎ（θｄ−β）である。
【０１０５】
図９（Ａ）は、この状態で力のつり合いがとれている。ここで、張力Ｆ［Ｎ］との関係を考察する。すなわち、実施例１Ａの接触面圧（２Ｆ／（（ｈ１２ｕ＋ｈ１２ｄ）×ｄ１）［Ｎ］／［ｍｍ２  ］で表される）を全周に亘り合成した力に置換する。すると、Ｆ１ｕ＝Ｆ１ｄ＝πＦ［Ｎ］、πは円周率であり、θｕ＝θｄ＝θ［度］のとき、Ｆ２ｕ＝Ｆ１ｕ×ｔａｎ（θ+β）＝πＦｔａｎ（θ+β）［Ｎ］、Ｆ２ｄ＝Ｆ１ｄ×ｔａｎ（θ−β）＝πＦｔａｎ（θ−β）［Ｎ］になり、Ｆ２ｕ＞Ｆ２ｄになる。
【０１０６】
ここで、実施例１Ａと比較例１Ｂにおいて、Ｆｔ＝Ｆ [Ｎ]、θｕ＝θｄ＝θ[度]とすると、金属製テープ７２による外力Ｆ１ｕ、Ｆ１ｄは実施例１Ａと比較例１Ｂとが同一となる。また、上耳角度θｕ［度］、下耳角度θｄ［度］によりさらにＹ方向の上下にそれぞれ作用する外力（分力）Ｆ２ｕ、Ｆ２ｄは、分力Ｆ２ｕに関して実施例１Ａが比較例１ＢよりπＦｔ（ｔａｎ（θ+β）−ｔａｎθ）[Ｎ]増大し、分力Ｆ２ｄに関して実施例１Ａが比較例１ＢよりπＦｔ（ｔａｎθ−ｔａｎ（θ-β））[Ｎ]減少する。
【０１０７】
（曲げモーメントＭの説明）
以下、曲げモーメントＭについて、考察する。図９（Ａ）の実施例１Ａの寸法は、図９（Ｂ）の比較例１Ｂと比較して、前述のようにａ１ｕ＞ａ１ｄ以外において同一である。図９（Ａ）の接線張力測定状態（縮径されたクローズ状態）の実施例１Ａは、図９（Ｂ）の接線張力測定状態（縮径されたクローズ状態）の比較例１Ｂにおいて、上セグメント２の厚さを、（ａ１ｕ＝ａ１ｄ）から（ａ１ｕ＞ａ１ｄ）に置き換えている。
【０１０８】
すなわち、エキスパンダ・スペーサ４の上耳部４３をＸ方向に、（ａ１ｕ−ａ１ｄ）［ｍｍ］たわむ外力を作用させることと等価である。一方、実施例１Ａにおいて、上下セグメント２、３の内周面２１、３１とエキスパンダ・スペーサ４の上耳傾斜面４３０、下耳傾斜面４４０との当接位置を支点として、下セグメント３の内周面３１が回転自由な固定端となり、上セグメント２の外周面２０からの外力Ｗ（図示せず。図９（Ａ）中の外力Ｆ１ｕに相当）がエキスパンダ・スペーサ４の上耳傾斜面４３０に作用し、エキスパンダ・スペーサ４の上耳傾斜面４３０のたわみδ（図示せず）がδ＝（ａ１ｕ−ａ１ｄ）［ｍｍ］となるような曲げモーメントＭが発生するという片持ち梁の構造モデルに相当する。
【０１０９】
なお、上セグメント２の外周面２０からの外力Ｗがエキスパンダ・スペーサ４の上耳傾斜面４３０に作用し、エキスパンダ・スペーサ４に曲げモーメントＭが発生して、エキスパンダ・スペーサ４が回転する。これにより、この外力Ｗは、下セグメント３の内周面３１に反力Ｗ（図示せず。図６（Ａ）中の外力Ｆ１に相当）として作用している。
【０１１０】
図９（Ｂ）の比較例１Ｂにおける上下セグメント２Ｂ、３への外力はＷ＝Ｆ１ｕ＝Ｆ１ｄ＝πＦｔである。図９（Ａ）の実施例１Ａは、図９（Ｂ）の比較例１Ｂの縮径されたクローズ状態において、上セグメントの厚さを、（ａ１ｕ＝ａ１ｄ）から（ａ１ｕ＞ａ１ｄ）に置き換えているが、上下セグメント２、３への外力はＷ＝Ｆ１ｕ＝Ｆ１ｄ＝πＦｔとする。
【０１１１】
一方、片持ち梁の構造モデルから、下記の関係が成立する。外力Ｗ＝Ｆ１ｕ＝πＦｔ、エキスパンダ・スペーサ４の材料のヤング率をＥｅ［Ｎ／ｍｍ２  ］、エキスパンダ・スペーサ４の断面二次モーメントをＩｅ［ｍｍ４  ］とする。すると、エキスパンダ・スペーサ４の上耳傾斜面４３０のたわみがδ＝ａ１ｕ―ａ１ｄ＝Ｑであることから、
Ｗ＝３ＥｅＩｅδ／（上耳傾斜面と下耳傾斜面の腕の長さ）３  
＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１ｄ）／（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）３
または
Ｗ＝３ＥｅＩｅδ／（ｈ１３＋ｈ１１ｕ/２＋ｈ１１ｄ／２）３  
＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１ｄ）／（ｈ１３＋ｈ１１ｕ/２＋ｈ１１ｄ／２）３
である。
【０１１２】
ここで、ＥｅＩｅはエキスパンダ・スペーサ４の特性値であるが、次式になる。
ＥｅＩｅ＝１／３×Ｗ×（上耳傾斜面と下耳傾斜面の腕の長さ）３  ／δ
＝１／３×Ｗ×（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）３  ／（ａ１ｕ―ａ１ｄ）
ここで、Ｗ＝Ｆ１ｕ＝πＦｔであり、組合せオイルリングの張力測定から外力Ｗが求められ、他の要素は各部位の寸法測定により計算可能である。
【０１１３】
上式から、ＥｅＩｅが求まる。すなわち、材料のヤング率Ｅｅが不明であっても、片持ち梁の断面形状が複雑であっても、組合せオイルリングの張力測定から求められる外力Ｗ［Ｎ］によりδ［ｍｍ］たわむ片持ち梁の構造モデルから、ＥｅＩｅを算出可能である。
【０１１４】
また、エキスパンダ・スペーサ４に作用した曲げモーメントＭは、
Ｍ＝３ＥｅＩｅ×δ／（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）２  
＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１ｄ）／（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）２
または
Ｍ＝３ＥｅＩｅ×δ／（ｈ１３＋ｈ１１ｕ/２＋ｈ１１ｄ／２）２  
＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１ｄ）／（ｈ１３＋ｈ１１ｕ/２＋ｈ１１ｄ／２）２
として算出される。
【０１１５】
図９（Ａ）の実施例１Ａを、図９（Ｂ）の比較例１Ｂの縮径されたクローズ状態において、上セグメントの厚さを、（ａ１ｕ＝ａ１ｄ）から（ａ１ｕ＞ａ１ｄ）に置き換えることにより、張力は増加してしまうが、本発明においては、張力増加はないものとし、同一の張力として比較例１Ｂに対して、特徴を見出している。
【０１１６】
（具体的な寸法数値による実施例１Ａと比較例１Ｂとの接線張力による曲げモーメントの算出）
以下、具体的な寸法数値による実施例１Ａと比較例１Ｂとの接線張力について説明する。
【０１１７】
組合せ呼び幅ｈ１＝２．０［ｍｍ］、上セグメント厚さを２水準とし、ａ１ｕ＝２．０２［ｍｍ］および１．８７［ｍｍ］、下セグメント厚さａ１ｄ＝１．８７［ｍｍ］、エキスパンダ・スペーサ幅（軸方向に最大の幅である）ｈ１３＝１．１４  ［ｍｍ］、上下セグメント呼び幅ｈ１２ｕ＝ｈ１２ｄ＝０．４［ｍｍ］、上セグメント幅ｈ１１ｕ＝０．３９５［ｍｍ］、下セグメント幅ｈ１１ｄ＝０．３９５［ｍｍ］の寸法とする。この時、上下セグメント厚さａ１ｕ＝ａ１ｄ＝１．８７［ｍｍ］の組合せ時の比較例１Ｂの接線張力Ｆｔ［Ｎ］、同一のエキスパンダ・スペーサ４を使用し上セグメント厚さａ１ｕ＝２．０２［ｍｍ］と下セグメント厚さａ１ｄ＝１．８７［ｍｍ］との組合せ時の実施例１Ａの接線張力Ｆ［Ｎ］とする。すると、Ｆｔ＝２１．８［Ｎ］、Ｆ＝２７．６［Ｎ］であった。
【０１１８】
ここで、エキスパンダ・スペーサ４の各部の寸法は、ａ３ｄ＝０．６５［ｍｍ］、ｈ２ｄ＝０．０８［ｍｍ］、ｈ３ｄ＝０．０６［ｍｍ］、ａ８ｄ＝１．５５［ｍｍ］、上耳角度θｕ＝１５[度]、下耳角度θｄ＝１５[度]であり、θ１＝２９．６９［度］、θ２＝２１．６２［度］  η＝８．８［度］、Ｌ＝１．３１２［ｍｍ］、であって、エキスパンダ・スペーサ傾斜角度βは、β＝５．６［度］、η＞βであるからβ＝αであり、自由状態時のサイドクリアランスはＳｆ＝０．０７［ｍｍ］、クローズ状態時のサイドクリアランスはＳｃ＝０．０１２［ｍｍ］である。ピストン８２のオイルリング溝幅をＨｐとし、組合せオイルリングの組合せ呼び幅ｈ１より大きい時は、ピストンとの組合せでいうクローズ状態時のサイドクリアランスはＳｃ＋（Ｈｐ−ｈ１）である。
【０１１９】
上セグメント厚さａ１ｕを１．８７［ｍｍ］から２．０２［ｍｍ］に置き換えることにより、実施例１Ａにさらに加わる外力Ｗは、Ｆ−Ｆｔ＝Ｗ／π＝５．８［Ｎ］より、Ｗ＝５．８×π＝１８．２［Ｎ］となる。
【０１２０】
さらに、この実際に測定しているエキスパンダ・スペーサ４の下記値が求められる。組合せ時の実施例１Ａの接線張力はＦ＝２７．６［Ｎ］であり、外力として作用する力はＷ＝πＦ＝８６．７[Ｎ]であることから、
ＥｅＩｅ＝１／３×Ｗ×（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）３  ／δ
＝１／３×Ｗ×（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）３  ／（ａ１ｕ―ａ１d）
＝７０３．７［Ｎｍｍ２  ］
として求めることができ、従って、δ＝ａ１ｕ―ａ１ｄの時の実施例１Ａが作用する曲げモーメントＭが試算可能になる。
Ｍ＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１ｄ）／（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）２  
＝１３３．５ [Ｎｍｍ]
【０１２１】
エキスパンダ・スペーサ４に曲げモーメントが発生し、中心Ｇの回りに５．６［度］回転した時、オイルリング溝上面５２、オイルリング溝下面５３にそれぞれ作用しているサイドシール力Ｆ２ｕ、Ｆ２ｄの増減は、次のようになる。
（i）Ｆ２ｕの増加分
Ｗ（ｔａｎ（１５＋５．６）−ｔａｎ１５）
＝８６．７×（０．３７６−０．２６８）
＝９．３  [Ｎ]（４０％増加）
（ii）Ｆ２ｄの減少分
Ｗ（ｔａｎ１５−ｔａｎ（１５−５．６））
＝８６．７×（０．２６８−０．１６６）
＝８．９  [Ｎ] （３８％減少）
【０１２２】
このように、実施例１Ａにおいて上セグメント厚さがａ１ｕと下セグメント厚さａ１ｄ（＜ａ１ｕ）との組合せでδ１＝ａ１ｕ−ａ１ｄのときの接線張力Ｆ１［Ｎ］を測定しておけば、他の任意のδ＝ａ１ｕ−ａ１ｄである組合せ時の組合せオイルリングの任意の接線張力Ｆｎ［Ｎ］を測定せず、この任意の外力Ｗｎ、任意の曲げモーメントＭｎおよび任意の接線張力Ｆｎ［Ｎ］、を算出可能になる。
【０１２３】
例えば、δ１＝ａ１ｕ−ａ１ｄの時の外力Ｗ１＝πＦ１であり
ＥｅＩｅ＝１／３×Ｗ１×（ｈ１３＋ｈ１１ｕ／２＋ｈ１１ｄ／２）３  ／δ１を算出する。すると、任意の外力Ｗｎについては、
Ｗｎ＝３ＥｅＩｅδ／（上耳傾斜面と下耳傾斜面の腕の長さ）３  
＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１ｄ）／（ｈ１３＋ｈ１１ｕ／２＋ｈ１１ｄ／２）３
または
Ｗｎ＝３ＥｅＩｅδ／（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）３  
＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１ｄ）／（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）３
【０１２４】
また、任意の曲げモーメントＭｎについては、
Ｍｎ＝３ＥｅＩｅ×δ／（ｈ１３＋ｈ１１ｕ／２＋ｈ１１ｄ／２）２  
＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１）／（ｈ１３＋ｈ１１ｕ／２＋ｈ１１ｄ／２）２
または
Ｍｎ＝３ＥｅＩｅ×δ／（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）２  
＝３ＥｅＩｅ×（ａ１ｕ―ａ１）／（ｈ１３＋ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２）２
【０１２５】
さらに、任意の外力Ｗｎのとき接線張力Ｆｎは、
Ｆｎ＝Ｗｎ／π
以上のようになる。
【０１２６】
（自由状態時の上下見掛け突出量の差Ｑの変化に関するエキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３とエキスパンダ・スペーサ４の傾斜角度βとの相対関係の説明）
図１０は、自由状態時の上下見掛け突出量の差Ｑの変化に関するエキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３とエキスパンダ・スペーサ傾斜角度βとの相対関係を示す説明図（グラフ）である。すなわち、図１０は、η≧βを満足し、エキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬが中心Ｇ回りに、拘束されること（干渉すること）なく回転する場合であって、組合せ呼び幅ｈ１の領域における、エキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３に対するエキスパンダ・スペーサ傾斜角度β［度］との関係を示す。
【０１２７】
図１０中の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）、（９）、（１０）は、自由状態時の上下見掛け突出量の差Ｑを示す。すなわち、Ｑ＝（ａ１ｕ−ａ８ｕ）−（ａ１ｄ−ａ８ｄ）である。（１）のＱは、０．０３［ｍｍ］である。（２）のＱは、０．０５［ｍｍ］である。（３）のＱは、０．０７［ｍｍ］である。（４）のＱは、０．１０［ｍｍ］である。（５）のＱは、０．１３［ｍｍ］である。（６）のＱは、０．１５［ｍｍ］である。（７）のＱは、０．１７［ｍｍ］である。（８）のＱは、０．２０［ｍｍ］である。（９）のＱは、０．２３［ｍｍ］である。（１０）のＱは、０．３０［ｍｍ］である。
【０１２８】
図１０において、例えば、組合せ呼び幅ｈ１＝２．０［ｍｍ］であって、上下セグメント呼び幅ｈ１２＝０．４［ｍｍ］のときは、エキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３＝ｈ１−２×ｈ１２＝１．２［ｍｍ］であって、（２）のＱ＝０．０５ｍｍではエキスパンダ・スペーサ傾斜角度βは１．９［度］になり、（６）のＱ＝０．１５ｍｍでは５．７［度］になると読むことができる。
【０１２９】
また、組合せ呼び幅ｈ１＝２．０［ｍｍ］であって、上下セグメント呼び幅ｈ１２＝０．３ｍｍのときは、エキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３＝ｈ１−２×ｈ１２＝１．４［ｍｍ］であって、（２）のＱ＝０．０５ｍｍではエキスパンダ・スペーサ傾斜角度βは１．７［度］になり、（６）のＱ＝０．１５ｍｍでは５．０［度］になると読むことができる。
【０１３０】
図１０より、組合せ呼び幅ｈ１が１．５ｍｍから４．０ｍｍまでを対象に、自由状態時の上下見掛け突出量の差Ｑを０．０３ｍｍ以上、０．３０ｍｍまでの範囲において、エキスパンダ・スペーサ傾斜角度βを１［度］以上、または３［度］以上、さらには４［度］以上に選択することができる。
【０１３１】
（実施例１Ａと比較例１Ｂとの油膜厚さの比較の説明）
以下、実施例１Ａと比較例１Ｂとの油膜厚さの比較について、図１１〜図１３を参照して説明する。なお、図１１〜図１３において、油膜厚さは、油量に相当する。
【０１３２】
本発明者は、前記の段落番号「０１１７」および「０１１８」に具体的な寸法数値を示し、自由状態時の上下見掛け突出量の差Ｑが０．１５[ｍｍ]である実施例１Ａと、自由状態時の上下見掛け突出量の差Ｑが０[ｍｍ]である比較例１Ｂを供試して、実施例１Ａ周辺および比較例１Ｂ周辺の油膜厚さ、ランド部の油膜厚さ（油量）について、レーザ誘起蛍光法（ＬＩＦ:Laser Induced Fluorescence）を用いて浮動ライナ式単気筒スコッチヨーク機構により、観察した。なお、油膜厚さの計測では、実施例１Ａと比較例１Ｂの張力は同一とし２０［Ｎ］であり、実施例１Ａは、上セグメント厚さａ１ｕ＝２．０２［ｍｍ］と下セグメント厚さａ１ｄ＝１．８７［ｍｍ］との組合せでＱ＝０．１５[ｍｍ]であり、比較例１Ｂは、上下セグメント厚さａ１ｕ＝ａ１ｄ＝１．８７［ｍｍ］の組合せでＱ＝０[ｍｍ]である。
【０１３３】
図１１は、油膜厚さ計測装置８を示す概要一部断面図である。油膜厚さ計測装置８は、シリンダライナ８１と、ピストン８２と、コンロッド８３と、保持部材８４と、上部油膜計測センサ８５と、中央部油膜計測センサ８６と、を備える。ピストン８２には、トップリング５６と、セカンドリング５７と、実施例１Ａまたは比較例１Ｂとがそれぞれ装着されている。
【０１３４】
シリンダライナ８１は、ボア径８６［ｍｍ］、ストローク８６［ｍｍ］、ボア表面粗さはプラトー粗さであり、Ｒｋ＋Ｒｐｋ＝０．３７［μｍ］とする。トップリング５６は、軸方向の幅１．２［ｍｍ］、外周面バレル形状、外周摺動面がＣｒＮ系ＰＶＤ被膜とする。セカンドリング５７は、軸方向の幅１．２［ｍｍ］、外周面テーパ形状、外周摺動面がＣｒＮ系ＰＶＤ被膜とする。実施例１Ａ、比較例１Ｂに接線張力が２０［Ｎ］、外周形状バレル形状、外周摺動面がＣｒＮ系ＰＶＤ被膜を供試し、シリンダライナ８１内での自由回転を拘束した。エンジン回転数は６００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍとし、油温８０℃、エンジン潤滑油が０Ｗ−２０であり、潤滑はオイルジェット給油方式とした。
【０１３５】
図１２は、図１１の油膜厚さ計測装置による計測結果を示す説明図である。（Ａ）は、下降行程時の行程中央において中央部油膜計測センサ８６で計測された油膜厚さ（油量）を示す説明図である。（Ｂ）は、一部拡大説明図（（Ａ）における（Ｂ）部の拡大説明図）である。図１２（Ａ）中の白抜き矢印は、下降行程を示し、矢印の向きは、下側すなわちシリンダヘッドから離れる側である。
【０１３６】
図１３は、図１１の油膜厚さ計測装置による計測結果を示す説明図である。（Ａ）は、上昇行程時の行程中央において中央部油膜計測センサ８６で計測された油膜厚さ（油量）を示す説明図である。（Ｂ）は、一部拡大説明図（（Ａ）における（Ｂ）部の拡大説明図）である。図１３（Ａ）中の白抜き矢印は、上昇行程を示し、矢印の向きは、上側すなわちシリンダヘッド側である。
【０１３７】
図１２および図１３において、太線は、実施例１Ａによる油膜厚さ（油量）を示し、細線は、比較例１Ｂによる油膜厚さ（油量）を示す。また、図１２および図１３は、エンジン回転数が１５００ｒｐｍにおいて、中央部油膜計測センサ８６により、下降行程と上昇行程におけるピストンリング５６、５７、１Ａまたは１Ｂ周辺の油膜厚さを計測した結果を示す。
【０１３８】
以上の特性を有している実施例１Ａと比較例１Ｂについて、以下、考察する。なお、図１１の油膜厚さ計測装置８のシリンダライナ８１およびピストン８２は、図６（Ａ）、（Ｂ）のクローズ状態の実施例１Ａ、比較例１Ｂのシリンダブロック６およびピストン５０に相当する。対応する部位には、（）付きの符号を付す。
【０１３９】
図１２の下降行程において、実施例１Ａの上下セグメント２、３の外周摺動部位（油膜厚さが薄い部位：図（Ａ）中図示１Ａ）は、比較例１Ｂの上下セグメント２Ｂ、３の外周摺動部位（油膜厚さが薄い部位：図（Ａ）中図示１Ｂ）よりも、セカンドリング５７側にある。これは、実施例１Ａがオイルリング溝上面（５２）側に位置していて、上セグメント２とオイルリング溝上面（５２）との隙間がより小さく、シール性が向上していること、を意味する。
【０１４０】
また、実施例１Ａの上下セグメント２、３の外周摺動部位の油膜厚さは、比較例１Ｂの下セグメント３の半分ほどである。かつ、実施例１Ａの上下セグメント２、３間の油膜厚さの差は、比較例１Ｂよりも少ない。これは、エキスパンダ・スペーサ４が径方向外周側に向かって上側に角度α[度]傾斜することにより、下セグメント３を押圧する下耳部４４の下耳角度θｄ＝１５[度]がα＝５．６[度]小さく作用し、オイルリング溝下面（５３）側への分力を減少させたため、すなわち、これは、前記の通り、下セグメント３におけるサイドシール力Ｆ２ｄが、３８％減少したため、これにより、下セグメント３のボア壁面（６１）への張り出し性が向上して、油膜厚さを薄く制御したものと、考えられる。
【０１４１】
さらに、実施例１Ａでは、トップリング５６のシリンダヘッド側（図１２（Ａ）中の白抜き矢印の向きと反対側）の油膜厚さが、比較例１Ｂよりも少ない。これは、実施例１Ａにより掻き下げられたエンジン潤滑油が、オイル戻し穴（５５）からオイルパンに戻っていて、上セグメント２とオイルリング溝上面（５２）との隙間からシリンダヘッド側に流出していないものと、考えられる。
【０１４２】
図１３の上昇行程において、実施例１Ａの上セグメント２の位置が比較例１Ｂよりもオイルリング溝上面（５２）側に位置している。これは、実施例１Ａにおける上セグメント２の下面２３と下セグメント３の上面３２とのＹ方向距離が比較例１Ｂよりも長いものと、考えられる。すなわち、これは、実施例１Ａのエキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬが外周側に向かって上側に傾いていて、これにより、実施例１Ａの実質のエキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３が比較例１Ｂよりも広くなっているものと、考えられる。
【０１４３】
また、上昇行程において、実施例１Ａと比較例１Ｂの上下セグメント２、３、２Ｂ、３の外周摺動部位の油膜厚さは、同等である。しかしながら、上昇行程において、実施例１Ａのオイルリング溝直上のランド部の油量は、比較例１Ｂに比較して約半分である。これは、実施例１Ａにおける下降行程でのオイル掻き下げ作用が充分であったことによるためと、考えられる。さらに、トップリング５６のシリンダヘッド側（図１３（Ａ）中の白抜き矢印の向き側）において、比較例１Ｂの掻き残された油量が実施例１Ａと比較して多く残っていることが、図１３（Ａ）から観察される。
【０１４４】
さらに、図１２の下降行程において、ピストンリング５６、５７、１Ａ、１Ｂの摺動によりシリンダヘッド側方向に作用する摩擦力は、実施例１Ａ、比較例１Ｂの内周側に下側への曲げモーメントの作用をなす。しかしながら、クローズ状態の実施例１Ａは、エキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬが径方向外周側に向かって上側に角度α（またはβ、以下、「α」とする）［度］傾斜する構造である。このため、前記の摩擦力に対抗する曲げモーメントの内力が実施例１Ａにおいて顕在化していることから、実施例１Ａが下降行程においてオイルリング溝上面（５２）側に位置している。このことは、上セグメント２とオイルリング溝上面（５２）との隙間を小さくし、エンジン潤滑油のシリンダヘッド側への流出を阻止しているものと、考えられる。
【０１４５】
実施例１Ａにおいて、自由状態の上耳角度θｕ＝１５[度]は、クローズ状態で角度α＝５．６［度］大きく作用し、同様に下耳角度θｄは、角度α＝５．６［度］小さく作用する。この結果、実施例１Ａは、上セグメント２のオイルリング溝上面（５２）張り出し力（上セグメント２におけるサイドシール力Ｆ２ｕ）が強くなり、また、下セグメント３のオイルリング溝下面（５３）張り出し力（下セグメント３におけるサイドシール力Ｆ２ｄ）が小さくなり、ボア壁面（６１）への張り出し性が向上する作用を、発現することができる。
【０１４６】
（実施例１Ａの考察の説明）
以上、実施例１Ａの挙動とオイル消費量試験結果を考察すると、実施例１Ａにおいて、以下のことが考えられる。
【０１４７】
実施例１Ａは、比較例１Ｂに比べ、下耳角度θｄが小さく作用していることから、下セグメント３のボア壁面（６１）への張り出し性が良好になっている。すなわち、前記の油膜厚さの測定結果において、実施例１Ａは、下降行程で、下セグメント３の外周摺動部位の油膜厚さが比較例１Ｂの下セグメント３に比べ半分に薄くなっている。この結果、実施例１Ａにおいて、下セグメント３がボア壁面（６１）のオイル掻き能力を十分発揮できているものと、考えられる。
【０１４８】
また、実施例１Ａは、下降行程において、オイルリング溝上面（５２）側に位置している。かつ、実施例１Ａは、比較例１Ｂに比べ、上耳角度θｕが大きく作用するので、上セグメント２のオイルリング溝上面（５２）への張り出し力（上セグメント２におけるサイドシール力Ｆ２ｕ）が大きい。この結果、実施例１Ａにおいて、上セグメント２とオイルリング溝上面（５２）との間のシール性が向上し、この隙間からのオイル上がりを抑止し、上下セグメント２、３により掻き下げられているエンジン潤滑油がオイル戻し穴から充分排出されているものと、考えられる。
【０１４９】
さらに、上昇行程時において、実施例１Ａのオイルリング溝（５１）直上のランド部の油量が比較例１Ｂに比べ約半分であり、実施例１Ａのトップリング５６のシリンダヘッド側の油量も比較例１Ｂに比べて少ない。このことは、実施例１Ａにおいて、下降行程のオイル掻き能力が向上している結果と、考えられる。
【０１５０】
（実施形態１の効果の説明）
この実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａは、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。
【０１５１】
この実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａにおいて、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、上セグメント２の厚さ寸法ａ１ｕは、下セグメント３の厚さ寸法ａ１ｄよりも大きい。これにより、組合せオイルリング１Ａの自由状態時において、図１（Ａ）に示すように、上セグメント２の上突出量Ｐ１は、下セグメント３の下突出量Ｐ２よりも大きい。このため、上セグメント２の上突出量Ｐ１と下セグメント３の下突出量Ｐ２との間に差Ｐを有している。
【０１５２】
この結果、組合せオイルリング１Ａのクローズ状態において、図６（Ａ）に示すように、上下突出量の差Ｐで、曲げモーメントＭがエキスパンダ・スペーサ４の内力として発生する。また、エキスパンダ・スペーサ４の中心軸ＣＬは、中心Ｇ回りに、拘束されること（干渉すること）なく、Ｘ方向外周側に向かって上側に角度α［度］回転して傾斜している。
【０１５３】
このため、上耳角度θｕは、角度α［度］分大きく作用するので、上セグメント２のオイルリング溝上面５２へのサイドシール力Ｆ２（Ｆ２ｕ）は、角度α［度］分すなわちＦ１（ｔａｎ（θｕ＋α）−ｔａｎθｕ）[Ｎ]  大きくなり、シール性能が向上される。また、下耳角度θｄは、角度α［度］分  小さく作用するので、下セグメント３のオイルリング溝下面５３へのサイドシール力Ｆ２（Ｆ２ｄ）は、角度α［度］分すなわちＦ１（ｔａｎθｄ−ｔａｎ（θｄ−α））[Ｎ]小さくなり、下セグメント３のボア壁面６１への張り出し性が向上し、これにより、下セグメント３の油膜厚さを減少する作用が発揮される。以上から、組合せオイルリング１Ａは、図１２、図１３に示すように、上下突出量の差Ｐが無い（Ｐ＝０）比較例の組合せオイルリング１Ｂと比較して、オイル消費量を低減させることができる。
【０１５４】
この実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａにおいて、図９（Ａ）に示すように、クローズ状態時のサイドクリアランスＳｃが「ゼロ」であって、曲げモーメントＭによりエキスパンダ・スペーサ４が図中の位置Ａ（上支持上面の外周側端部）と位置Ｃ（下支持下面の内周側端部）で当接している。この状態の時、位置Ａにおいて、上セグメント２を押し上げる力（上サイドシール力）Ｆｓｕが発生する。これにより、上セグメント２とオイルリング溝上面５２との間のシール性能がさらに向上される。また、位置Ｃにおいて、Ｆｓｕの反力として下セグメント３を下側に押しつける力（下サイドシール力）Ｆｓｄ（Ｆｓｄ＝Ｆｓｕ）が作用する。これにより、下セグメント３がオイルリング溝下面５３に押し付けられて、下セグメント３とオイルリング溝下面５３との間のシール性能が向上される。
【０１５５】
特に、この実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａにおいては、０．０６［ｍｍ］≦Ｑ≦０．１８［ｍｍ］の寸法範囲が好ましい。この結果、組合せオイルリング１Ａは、図１２、図１３（Ｑ＝０．１５［ｍｍ］の場合）に示すように、比較例の組合せオイルリング１Ｂと比較して、オイル消費量を低減させることができる。
【０１５６】
（上下見掛け突出量の差Ｑ［ｍｍ］とオイル消費量比との相対関係の説明）
以下、上下見掛け突出量の差Ｑ［ｍｍ］とオイル消費量比との相対関係について、具体的数値に基づいて、図１４、図１５を参照して説明する。
【０１５７】
図１４は、実施例１、２、３、４、５、６および比較例１の具体的数値を示す説明図である。図１４（Ａ）において、組合せオイルリングのタイプＩは実施形態１であり、タイプIIは実施形態２（後述）であり、タイプIIIは比較例である。組合せ呼び幅ｈ１は２．０ｍｍとしている。図１４（Ａ）は、組合せ呼び幅ｈ１［ｍｍ］およびセグメントの具体的数値、すなわち、上セグメント厚さａ１ｕ、上セグメント呼び幅ｈ１２ｕ、下セグメント厚さａ１ｄおよび下セグメント呼び幅ｈ１２ｄの具体的数値を示す説明図である。
【０１５８】
図１４（Ｂ）は、図１９のエキスパンダ・スペーサの具体的数値、すなわち、エキスパンダ・スペーサ幅ｈ１３、上スペーサ厚さａ８ｕ、下スペーサ厚さａ８ｄ、支持部長さａ３（上支持部長さａ３ｕ＝下支持部長さａ３ｄ）、スペーサ支持部高さｈ２（上スペーサ支持部高さｈ２ｕ＝下スペーサ支持部高さｈ２ｄ）、上下片逃げ高さｈ３（上片逃げ高さｈ３ｕ＝下片逃げ高さｈ３ｄ）、線分ＣＥと中心軸ＣＬとのなす角度η、線分ＡＣとエキスパンダ・スペーサ４の外周側端面４７とのなす角度θ１、位置Ａと位置Ｃの間の線分の長さＬおよび上耳角度θｕ＝下耳角度θｄの具体的数値を示す説明図である。
【０１５９】
図１４（Ｃ）は、組合せオイルリング特性値、すなわち、自由状態時のサイドクリアランスＳｆ、上セグメント２の上見掛け突出量Ｑ１＝（ａ１ｕ−ａ８ｕ）、下セグメント３の下見掛け突出量Ｑ２＝（ａ１ｄ−ａ８ｄ）、自由状態時の上下見掛け突出量の差（（ａ１ｕ−ａ８ｕ）−（ａ１ｄ−ａ８ｄ））＝Ｑ、線分ＡＣとＹ方向とのなす鋭角の角度θ２、エキスパンダ・スペーサの中心軸ＣＬの傾斜回転角度α（＝β）、クローズ状態時の下耳角度θｄ−α、クローズ状態時のサイドクリアランスＳｃ（図示せず）、上スペーサ厚さａ８ｕを示す上耳部４３におけるＸ方向の位置と上セグメント２の内周側頂点とのＸ方向の距離であるｔ１、下スペーサ厚さａ８ｄを示す下耳部４４におけるＸ方向の位置と下セグメント３の内周側頂点とのＸ方向の距離であるｔ２、上突出量Ｐ１、下突出量Ｐ２、
上下突出量の差Ｐおよびオイル消費量比の具体的数値を示す説明図である。
【０１６０】
ここで、比較例１は、Ｑ＝０．００［ｍｍ］であり、α＝０［度］である。この比較例１のオイル消費量比を「１００」とする。これに対して、実施例１は、Ｑ＝０．１８［ｍｍ］、α＝６．７７［度］であって、オイル消費量比が「７２」である。実施例２は、Ｑ＝０．１８［ｍｍ］、α＝６．７７［度］であって、オイル消費量比が「７４」である。実施例３は、Ｑ＝０．１２［ｍｍ］、α＝４．５［度］であって、オイル消費量比が「８６」である。実施例４は、Ｑ＝０．１２［ｍｍ］、α＝４．５［度］であって、オイル消費量比が「８４」である。実施例５は、Ｑ＝０．０６［ｍｍ］、α＝２．２５［度］であって、オイル消費量比が「９１」である。実施例６は、Ｑ＝０．０６［ｍｍ］、α＝２．２５［度］であって、オイル消費量比が「９３」である。
【０１６１】
このように、この実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａにおいては、０．０６［ｍｍ］≦Ｑ≦０．１８［ｍｍ］の寸法範囲であって、測定はできないが設計計算として図１４（Ｃ）により２[度]＜α=β＜７[度]の範囲が好ましい。実施例６は、Ｑ＝０．０６［ｍｍ］、α＝２．２５［度］であって、オイル消費量比が「９３」であることから、α=β≦２[度]の範囲ではオイル消費量の改善は困難と考えられる。７[度]≦α=βの場合は、上耳角度θｕ＝下耳角度θｄ＝１５[度]において、サイドシール力の増加が５０％を超えるようになり、また、エキスパンダ・スペーサ４が角度β［度］回転して傾斜することにより、組合せオイルリングとオイルリング溝とのＹ方向の隙間がゼロに近づくようになり、サイドシール力が増し、ボア壁面６１への追従性を悪化する傾向になっていく。
【０１６２】
ところで、上セグメント２側の上見掛け突出量Ｑ１および下セグメント３側の下見掛け突出量Ｑ２は、採用されるエンジンにおけるセグメント外周面２０，３０の摩耗速度により設定され、通常０．１５以上０．６５以下の範囲にある。例えば硬質クロムめっき被膜では、０．３５以上０．６５以下で設定されるケースが多く、耐摩耗性に優れるＤＬＣ被膜の場合では、０．１５以上０．４５以下で設定されるケースが多い。従って、上下見掛け突出量の差Ｑは、実際に、０［ｍｍ］＜Ｑ≦０．５［ｍｍ］の範囲を設定可能であるが、同一の組合せ呼び幅ｈ１において組合せオイルリングのＱの値を大きくしていくと、図１０におけるエキスパンダ・スペーサ幅とエキスパンダ・スペーサ傾斜角度との相対関係を示す説明図（グラフ）より、エキスパンダ・スペーサ傾斜角度βも大きくなっていく。
【０１６３】
組合せ呼び幅ｈ１が２．５ｍｍ以下ではＱが０．２３ｍｍ以下、βが７［度］以下、組合せ呼び幅ｈ１が２．５ｍｍを超えてはＱが０．２３ｍｍ以下、βが６［度］以下が好ましい。傾斜角度βが大きいと、組合せオイルリングとオイルリング溝上面５２との摩擦力が増加し、上セグメント２のボア壁面６１への追従性が悪化するようになりオイル消費量の増加を招くことになる。
【０１６４】
（実施形態２の説明）
図１６〜図１８は、本発明に係る組合せオイルリングの実施形態２を示す。以下、この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃについて説明する。図中、図１〜図１５と同符号は、同一のものを示す。
【０１６５】
（実施形態２の構成の説明）
前記の実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａは、図１（Ａ）に示す自由状態時において、ａ８ｕ＝ａ８ｄ、ａ１ｕ＞ａ１ｄである。
すなわち、上スペーサ厚さａ８ｕと下スペーサ厚さａ８ｄとが同等のとき、上セグメント２の厚さａ１ｕが下セグメント３の厚さａ１ｄよりも大きい。すなわち、図中ｔ１=ｔ２であれば、上セグメント２の厚さａ１ｕは、下セグメント３の厚さａ１ｄよりも、上下突出量の差Ｐの分大きい。
【０１６６】
これに対して、この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃは、図１６に示す自由状態時において、ａ１ｕ＝ａ１ｄ、ａ８ｕ＜ａ８ｄである。
すなわち、上セグメント２の厚さａ１ｕと下セグメント３の厚さａ１ｄとが同等のとき、上スペーサ厚さａ８ｕが下スペーサ厚さａ８ｄよりも小さい。すなわち、図中ｔ１=ｔ２であれば、上スペーサ厚さａ８ｕは、下スペーサ厚さａ８ｄよりも、上下突出量の差Ｐの分小さい。
【０１６７】
この結果、この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃは、前記の実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａと同様に、エキスパンダ・スペーサ４Ｃの外周側端面４７から上セグメント２の外周面頂点２４までの上突出量Ｐ１が、エキスパンダ・スペーサ４Ｃの外周側端面４７から下セグメント３の外周面頂点３４までの下突出量Ｐ２よりも大きい。
【０１６８】
すなわち、上セグメント２の厚さをａ１ｕ［ｍｍ］、下セグメント３の厚さをａ１ｄ［ｍｍ］かつａ１ｕ＝ａ１ｄ、上スペーサ厚さをａ８ｕ［ｍｍ］、下スペーサ厚さをａ８ｄ［ｍｍ］、とする。この寸法条件において、下式（１）、（２）、（３）を満足する。
Ｑ１＝ａ１ｕ−ａ８ｕ＞Ｐ１＞０  ………  （１）
Ｑ２＝ａ１ｄ−ａ８ｄ＞Ｐ１＞０  ………  （２）
Ｑ１−Ｐ１＝Ｑ２−Ｐ２のとき、Ｑ１−Ｑ２＝Ｐ１−Ｐ２であり
Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２＝（ａ１ｕ−ａ８ｕ）−（ａ１ｄ−ａ８ｄ）＞０  ……（３）
ただし、
Ｑ１は、上セグメント２の厚さａ１ｕと上スペーサ厚さａ８ｕとの差であり上見掛け突出量といい、
Ｑ２は、下セグメント３の厚さａ１ｄと下スペーサ厚さａ８ｄとの差であり下見掛け突出量といい、
Ｑは、上見掛け突出量Ｑ１と下見掛け突出量Ｑ２との差（Ｑ１−Ｑ２）という。
【０１６９】
上セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］、
下セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｄ［ｍｍ］、
エキスパンダ・スペーサの上耳部の傾斜面とシリンダ軸方向とのなす鋭角を上耳角度といいθｕ[度]、
エキスパンダ・スペーサの下耳部の傾斜面とシリンダ軸方向とのなす鋭角を下耳角度といいθｄ[度]、
とすると、
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．６[ｍｍ]以下、および、θｕまたはθｄが５[度]以上３０[度]以下の範囲であり、
上見掛け突出量Ｑ１と下見掛け突出量Ｑ２との差Ｑは、下式（１０）（１１）の寸法範囲を満足する、ことが好ましい。
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．４５[ｍｍ]以下である時        
０．０８５［ｍｍ］≦Ｑ≦０．１８［ｍｍ］  ………  （１０）
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．４５[ｍｍ]を超え０．６０[ｍｍ]以下である時    
０．１１０［ｍｍ］≦Ｑ≦０．２３［ｍｍ］  ………  （１１）
【０１７０】
（実施形態２の作用の説明）
この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃは、以上のごとき構成からなるので、前記の実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａと同様の作用を達成する。
【０１７１】
すなわち、組合せオイルリング１Ｃをピストン５０のオイルリング溝５１内に装着し、かつ、組合せオイルリング１Ｃおよびピストン５０をシリンダボア６０内に装着する。すると、上下突出量の差Ｐにより、曲げモーメントＭがエキスパンダ・スペーサ４Ｃに作用する。これにより、エキスパンダ・スペーサ４Ｃの中心軸ＣＬは、中心Ｇ回りに、拘束されること（干渉すること）なく、Ｘ方向外周側に向かって上側に角度α［度］回転して傾斜する。この結果、この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃは、図１８に示すように、クローズ状態となる。
【０１７２】
この図１８に示す実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃのクローズ状態は、図６（Ａ）に示す実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａのクローズ状態と同様の状態である。この結果、図１８のクローズ状態の組合せオイルリング１Ｃは、外力（張り出し力）２Ｆ１（Ｆ１ｕとＦ１ｄ）がボア壁面６１に作用し、かつ、外力（サイドシール力）Ｆ２（Ｆ２ｕ、Ｆ２ｄがオイルリング溝上面５２、オイルリング溝下面５３にそれぞれ作用している。
【０１７３】
なお、この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃは、前記の実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａと同様に、δ＝ａ１ｕ―ａ１ｄの時のこの実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃが作用する外力Ｗ、曲げモーメントＭおよび接線張力Ｆも試算可能である。
【０１７４】
（実施形態２の効果の説明）
この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃは、以上のごとき構成作用からなるので、前記の実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａと同様の効果を達成する。
【０１７５】
すなわち、図１８に示すクローズ状態において、この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃは、曲げモーメントＭにより、角度α［度］回転して傾斜している。この結果、上耳角度θｕは、角度α［度］分大きく作用するので、上セグメント２のオイルリング溝上面５２へのサイドシール力Ｆ２（Ｆ２ｕ）は、角度α［度］分すなわちＦ１（ｔａｎ（θｕ＋α）−ｔａｎθｕ）[Ｎ]  大きくなり、シール性能が向上される。また、下耳角度θｄは、角度α［度］分小さく作用するので、下セグメント３のオイルリング溝下面５３へのサイドシール力Ｆ２（Ｆ２ｄ）は、角度α［度］分すなわちＦ１（ｔａｎθｄ−ｔａｎ（θｄ−α））[Ｎ]小さくなり、下セグメント３のボア壁面６１への張り出し性が向上し、これにより、下セグメント３の油膜厚さを減少する作用が発揮される。
【０１７６】
以上から、この実施形態２に係る組合せオイルリング１Ｃは、前記の実施形態１に係る組合せオイルリング１Ａと同様に、オイル消費量を低減させることができる。
【０１７７】
（エキスパンダ・スペーサの変形例１の説明）
図１９は、本発明に係る組合せオイルリングを構成するエキスパンダ・スペーサの変形例１を示す。以下、この変形例１に係るエキスパンダ・スペーサ４Ｄについて説明する。図中、図１〜図１８と同符号は、同一のものを示す。
本発明において、クローズ状態でエキスパンダ・スペーサ４、４Ｃ、４Ｄが角度α［度］回転して傾斜するため、図２（Ａ）、図１７および図１９における線分ＣＥと中心軸ＣＬがなす角度をηとすると、η≧αであれば、エキスパンダ・スペーサ４、４Ｃ、４Ｄは拘束されること（干渉すること）なく自由に回転可能になり、本来の性能が発揮できる。このため、本発明におけるエキスパンダ・スペーサ４、４Ｃの断面構造にエキスパンダ・スペーサの変形例１を採用することが好ましい。少なくとも下片側に傾斜角度ηを形成することが好ましい。
【０１７８】
前記のエキスパンダ・スペーサ４、４Ｃの上片４１の上片上面４１０および下片４２の下片下面４２０は、中心軸ＣＬに対して平行である。これに対して、この変形例１に係るエキスパンダ・スペーサ４Ｄの上片４１の上片上面４１０および下片４２の下片下面４２０は、中心軸ＣＬに対して傾斜している。すなわち、上片上面４１０は、外周側端面から内周側端面にかけて、中心軸ＣＬに対して下り勾配でλ［度］傾斜している。下片下面４２０は、外周側端面から内周側端面にかけて、中心軸ＣＬに対して上り勾配でλ［度］傾斜している。この変形例１に係るエキスパンダ・スペーサ４Ｄは、中心軸ＣＬに対して上下対称の形状をなす。
【０１７９】
この変形例１に係るエキスパンダ・スペーサ４Ｄは、以上のごとき構成からなるので、前記のエキスパンダ・スペーサ４、４Ｃより好ましい断面形状である。この結果、前記のエキスパンダ・スペーサ４、４Ｃより好ましい作用効果を達成することができる。
【０１８０】
（エキスパンダ・スペーサの変形例２の説明）
図２０は、本発明に係る組合せオイルリングを構成するエキスパンダ・スペーサの変形例２を示す。エキスパンダ・スペーサの変形例１において、下片側のみ下片下面４２０が、外周側端面から内周側端面にかけて、中心軸ＣＬに対して上り勾配でλ［度］傾斜し、線分ＣＥと中心軸ＣＬがなす傾斜角度ηを形成しており、実施形態２においてエキスパンダ・スペーサの変形例２と組み合わせることが好ましい。図中、図１〜図１９と同符号は、同一のものを示す。
【０１８１】
（実施形態３の説明）
図２１は、本発明に係る組合せオイルリングの実施形態３を示す。以下、この実施形態３に係る組合せオイルリング１Ｇについて説明する。図中、図１〜図２０と同符号は、同一のものを示す。
【０１８２】
（実施形態３の構成の説明）
この実施形態３に係る組合せオイルリング１Ｆは、上セグメント２Ｆの幅寸法を下セグメント３Ｆの幅寸法よりも小さくする。すなわち、実施形態１、２において、上セグメント呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］、下セグメント呼び幅の寸法をｈ１２ｄ［ｍｍ］、とすると、下式（１２）を満足する。
ｈ１２ｕ＜ｈ１２ｄ  ………  （１２）
【０１８３】
（実施形態３の作用の説明）
組合せオイルリング１Ｆをピストン５０のオイルリング溝５１内に装着し、かつ、組合せオイルリング１Ｆおよびピストン５０をシリンダボア６０内に装着する。すると、上下見掛け突出量の差Ｑによる曲げモーメントＭの作用で、エキスパンダ・スペーサ４Ｆが、図２１に示すように、中心Ｇ回りに角度α［度］回転して傾斜して、この実施形態３に係る組合せオイルリング１Ｆは、クローズ状態となる。
【０１８４】
図２１に示すクローズ状態において、下セグメント呼び幅の寸法ｈ１２ｄ［ｍｍ］が上セグメント呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］よりも大きい。これにより、エキスパンダ・スペーサ４Ｆの下耳部４４の内周側の下面と、オイルリング溝下面５３との間には、隙間Ｓが形成されかつ維持されている。実際にはｈ１２ｕ＋０．０５[ｍｍ]≦ｈ１２ｄ≦ｈ１２ｕ＋０．１５[ｍｍ]の範囲で選択されることが好ましい。
【０１８５】
（実施形態３の効果の説明）
この実施形態３に係る組合せオイルリング１Ｆは、以上のごとき構成作用からなるので、前記の実施形態１、２に係る組合せオイルリング１Ａ、１Ｃと同様の効果を達成することができる。
【符号の説明】
【０１８６】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｆ   組合せオイルリング
２、２Ｂ、２Ｃ、２Ｆ  上セグメント
２０  外周面
２１  内周面
２２  上面
２３  下面
２４  外周面頂点
２５  合い口
３、３Ｃ、３Ｆ  下セグメント
３０  外周面
３１  内周面
３２  上面
３３  下面
３４  外周面頂点
３５  合い口
４、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ  エキスパンダ・スペーサ
４０  連結片
４１  上片
４１０  上片上面
４２  下片
４２０  下片下面
４３  上耳部
４３０  上耳傾斜面
４４  下耳部
４４０  下耳傾斜面
４５  上支持部
４５０  上支持上面
４６  下支持部
４６０  下支持下面
４７  外周側端面
４８  内周側端面
４９  下セグメント受部
５０  ピストン
５１  オイルリング溝
５２  オイルリング溝上面
５３  オイルリング溝下面
５４  オイルリング溝内周面
５５  オイル戻し穴
５６  トップリング
５７  セカンドリング
６  シリンダブロック
６０  シリンダボア
６１  ボア壁面
７  接線張力測定装置
７０  測定台
７１  測定用ホルダー（円環状の測定具）
７２  金属製テープ
７３  凹み溝
７４  切欠き部
７５  固定端
７６  把持具
７７  ダイヤルゲージ
８  油膜厚さ計測装置
８１  シリンダライナ
８２  ピストン
８３  コンロッド
８４  保持部材
８５  上部油膜計測センサ
８６  中央部油膜計測センサ
ａ１ｄ  下セグメント厚さ
ａ１ｕ  上セグメント厚さ
ａ３ｄ  下支持部長さ
ａ３ｕ  上支持部長さ
ａ８ｄ  下スペーサ厚さ
ａ８ｕ  上スペーサ厚さ
ａ９ｄ  下エキスパンダ半径方向厚さ
ａ９ｕ  上エキスパンダ半径方向厚さ
ａ１１  組合せ厚さ
ａ１１ｄ  下組合せ厚さ
ａ１１ｕ  上組合せ厚さ
ａ１ｄ−ａ８ｄ  自由状態時の下セグメントの突出量
ａ１ｕ−ａ８ｕ  自由状態時の上セグメントの突出量
ｄ１  組合せオイルリングの呼び径
ｈ  組合せ幅（ｈ１１ｕ＋ｈ１１ｄ＋ｈ１３）
ｈ１  組合せ呼び幅
ｈ２ｄ  下スペーサ支持部高さ
ｈ２ｕ  上スペーサ支持部高さ
ｈ３  上下片逃げ高さ
ｈ３ｕ  上片逃げ高さ
ｈ３ｄ  下片逃げ高さ
ｈ９  エキスパンダ幅
ｈ９ｓ  エキスパンダ幅
ｈ１１ｄ  下セグメント幅の寸法
ｈ１１ｕ  上セグメント幅の寸法
ｈ１２  寸法
ｈ１２ｄ  下セグメント呼び幅
ｈ１２ｕ  上セグメント呼び幅
ｈ１３  エキスパンダ・スペーサ幅（エキスパンダ・スペーサの軸方向の最大幅）
ｔ１  上スペーサ厚さａ８ｕを示す上耳部４３におけるＸ方向の位置と上セグメント２の内周側頂点とのＸ方向の距離
ｔ２  下スペーサ厚さａ８ｄを示す下耳部４４におけるＸ方向の位置と下セグメント３の内周側頂点とのＸ方向の距離
α  角度
β  角度
δ  上耳部のたわみ（図示せず）
η  線分ＣＥと中心軸ＣＬとのなす角度
θ１  線分ＡＣとエキスパンダ・スペーサ４の外周側端面４７とのなす角度
θ２  線分ＡＣとＹ方向とのなす鋭角の角度
θｄ  下耳角度
θｕ  上耳角度
Ａ  位置
Ｂ  位置
Ｃ  位置
ＣＬ  中心軸
ＣＣＬ  シリンダ軸
Ｄ  位置
Ｅ  位置
Ｆ  接線張力
Ｆｔ  接線張力
Ｆｎ  任意の接線張力（図示せず）
Ｆ１  外力（張り出し力）
Ｆ１ｕ  外力（張り出し力）
Ｆ１ｄ  外力（張り出し力）
Ｆ２  外力（サイドシール力）
Ｆ２ｕ  外力（サイドシール力）
Ｆ２ｄ  外力（サイドシール力）
Ｆｓｕ  上サイドシール力（位置Ａにおいて上セグメントを押し上げる力）
Ｆｓｄ  下サイドシール力（位置ＡＣおいて下セグメントを押しつける力）
Ｇ  中心
Ｌ  長さ
Ｍ  曲げモーメント
Ｍｎ  任意の曲げモーメント（図示せず）
Ｐ  上突出量Ｐ１と下突出量Ｐ２との差（Ｐ１−Ｐ２）
Ｐ１  上突出量
Ｐ２  下突出量
Ｑ  上見掛け突出量Ｑ１と下見掛け突出量Ｑ２との差（Ｑ１−Ｑ２）
Ｑ１  上見掛け突出量
Ｑ２  下見掛け突出量
Ｒ  寸法（ｈ１２ｕ／２＋ｈ１２ｄ／２＋ｈ１３）
Ｓ  隙間
Ｓｃ  クローズ状態時のサイドクリアランス（図示せず）
Ｓｆ  自由状態時のサイドクリアランス
Ｗ  外力（図示せず）
Ｗｎ  任意の外力（図示せず）
Ｘ  Ｘ方向
Ｙ  Ｙ方向
【図１】
2019124346.tif 000003
【図２】
2019124346.tif 000004
【図３】
2019124346.tif 000005
【図４】
2019124346.tif 000006
【図５】
2019124346.tif 000007
【図６】
2019124346.tif 000008
【図７】
2019124346.tif 000009
【図８】
2019124346.tif 000010
【図９】
2019124346.tif 000011
【図１０】
2019124346.tif 000012
【図１１】
2019124346.tif 000013
【図１２】
2019124346.tif 000014
【図１３】
2019124346.tif 000015
【図１４】
2019124346.tif 000016
【図１５】
2019124346.tif 000017
【図１６】
2019124346.tif 000018
【図１７】
2019124346.tif 000019
【図１８】
2019124346.tif 000020
【図１９】
2019124346.tif 000021
【図２０】
2019124346.tif 000022
【図２１】
2019124346.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月31日(2018.7.31)
【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】
ピストンのオイルリング溝内に装着されて、前記ピストンと共にシリンダボア内をシリンダの軸方向に往復運動する組合せオイルリングにおいて、
前記シリンダの軸方向におけるシリンダヘッド側を上側、シリンダヘッドから離れる側を下側といい、
上側に配置される上セグメントと、
前記上セグメントと独立して下側に配置される下セグメントと、
前記上セグメントと前記下セグメントの間に配置されるエキスパンダ・スペーサと、を備え、
前記エキスパンダ・スペーサは、
内周側端部の上側の部分に上側に突出して設けられ、傾斜面が前記上セグメントの内周面に当接して前記上セグメントを押圧する上耳部と、
内周側端部の下側の部分に下側に突出して設けられ、傾斜面が前記下セグメントの内周面に当接して前記下セグメントを押圧する下耳部と、
外周側端部の上側の部分に上側に突出して設けられ、上面が前記上セグメントの下面に当接して前記上セグメントを支持する上支持部と、
外周側端部の下側の部分に下側に突出して設けられ、下面が前記下セグメントの上面に当接して前記下セグメントを支持する下支持部と、
を有し、
前記上耳部および前記下耳部以外における前記エキスパンダ・スペーサのシリンダ軸方向の最大幅が前記上支持部および前記下支持部の外周側端部にあって、
前記エキスパンダ・スペーサ、前記上セグメントおよび前記下セグメントが、前記オイルリング溝内に装着され、シリンダボア内に挿入される前の状態を自由状態とし、前記自由状態であって、前記組合せオイルリングのシリンダ軸方向の断面において、前記エキスパンダ・スペーサの前記上耳部の傾斜面が前記上セグメントの内周面に当接し、かつ、前記エキスパンダ・スペーサの前記下耳部の傾斜面が前記下セグメントの内周面に当接した状態で、
前記エキスパンダ・スペーサの外周側端面から前記上セグメントの外周面頂点までの突出量を上突出量Ｐ１、前記エキスパンダ・スペーサの外周側端面から前記下セグメントの外周面頂点までの突出量を下突出量Ｐ２、前記上突出量Ｐ１と前記下突出量Ｐ２との差をＰとすると、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＞０であり、
前記組合せオイルリングが前記シリンダボア内に挿入された状態における前記組合せオイルリングのシリンダ軸方向の断面において、前記エキスパンダ・スペーサの中心軸が周方向の全周に亘って上側に所定角度回転して傾いており、前記エキスパンダ・スペーサの前記上耳部の傾斜面が前記上セグメントの内周面に当接し、かつ、前記エキスパンダ・スペーサの前記下耳部の傾斜面が前記下セグメントの内周面に当接し、また、前記上セグメントの内周面側上側面が前記オイルリング溝上面に、かつ、前記下セグメントの内周面側下側面が前記オイルリング溝下面にそれぞれセグメントの全周に亘って圧接され、前記上セグメントの外周面頂点および前記下セグメントの外周面頂点はそれぞれセグメントの全周に亘ってボア壁面に圧接される、
ことを特徴とする組合せオイルリング。
【請求項２】
前記組合せオイルリングの径方向における、
前記上セグメントの厚さをａ１ｕ［ｍｍ］、
前記下セグメントの厚さをａ１ｄ［ｍｍ］、
前記エキスパンダ・スペーサの上セグメント側のスペーサ厚さをａ８ｕ［ｍｍ］、
前記エキスパンダ・スペーサの下セグメント側のスペーサ厚さをａ８ｄ［ｍｍ］、
とすると、
下式（１）、（２）、（３）を満足する、
ことを特徴とする請求項１に記載の組合せオイルリング。
Ｑ１＝ａ１ｕ−ａ８ｕ＞Ｐ１＞０  ………  （１）
Ｑ２＝ａ１ｄ−ａ８ｄ＞Ｐ２＞０  ………  （２）
Ｑ１−Ｐ１＝Ｑ２−Ｐ２のとき、Ｑ１−Ｑ２＝Ｐ１−Ｐ２であり
Ｑ＝Ｑ１−Ｑ２
＝（ａ１ｕ−ａ８ｕ）−（ａ１ｄ−ａ８ｄ）＞０  ………  （３）
ただし、
Ｑ１は、上見掛け突出量といい、
Ｑ２は、下見掛け突出量といい、
Ｑは、前記上見掛け突出量Ｑ１と前記下見掛け突出量Ｑ２との差（Ｑ１−Ｑ２）である。
【請求項３】
前記組合せオイルリングにおいて、
下式（４）のとき、下式（５）を満足する、
ことを特徴とする請求項２に記載の組合せオイルリング。
ａ８ｕ＝ａ８ｄ          ………  （４）
Ｑ＝ａ１ｕ−ａ１ｄ＞０  ………  （５）
【請求項４】
前記組合せオイルリングにおいて、
下式（６）のとき、下式（７）を満足する、
ことを特徴とする請求項２に記載の組合せオイルリング。
ａ１ｕ＝ａ１ｄ  ………  （６）
ａ８ｕ＜ａ８ｄ  ………  （７）
【請求項５】
前記組合せオイルリングにおいて、前記上見掛け突出量Ｑ１または前記下見掛け突出量Ｑ２、および前記上見掛け突出量Ｑ１と前記下見掛け突出量Ｑ２との差Ｑが下式（８）、（９）を満足する、
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の組合せオイルリング。
０．１５≦Ｑ１またはＱ２≦０．６５    ………  （８）
０．０６＜Ｑ≦０．２３………  （９）
【請求項６】
前記組合せオイルリングにおいて、
前記上セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］、
前記下セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｄ［ｍｍ］、
前記エキスパンダ・スペーサの上耳部の傾斜面と前記シリンダ軸方向とのなす鋭角を上耳角度といいθｕ[度]、
前記エキスパンダ・スペーサの下耳部の傾斜面と前記シリンダ軸方向とのなす鋭角を下耳角度といいθｄ[度]、
とすると、
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．６[ｍｍ]以下、および、θｕまたはθｄが５[度]以上３０[度]以下の範囲であり、
前記上見掛け突出量Ｑ１と前記下見掛け突出量Ｑ２との差Ｑは、下式（１０）、（１１）の寸法範囲を満足する、
ことを特徴とする請求項１に記載の組合せオイルリング。
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．３[ｍｍ]以上０．４５[ｍｍ]以下である時
０．０８５［ｍｍ］≦Ｑ≦０．１８［ｍｍ］  ………  （１０）
ｈ１２ｕまたはｈ１２ｄが０．４５[ｍｍ]を超え０．６０[ｍｍ]以下である時
０．１１０［ｍｍ］≦Ｑ≦０．２３［ｍｍ］  ………  （１１）
【請求項７】
前記組合せオイルリングにおいて、
前記上セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｕ［ｍｍ］、
前記下セグメントの呼び幅の寸法をｈ１２ｄ［ｍｍ］、
とすると、
下式（１２）を満足する、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の組合せオイルリング。
ｈ１２ｕ＜ｈ１２ｄ  ………  （１２）
【請求項８】
前記組合せオイルリングにおける前記自由状態のサイドクリアランスを自由時サイドクリアランスＳｆ［ｍｍ］とし、
前記組合せオイルリングを組み込んだ前記ピストンを前記シリンダボア内に装着した状態を、ＪＩＳ  Ｂ８０３２−１：２０１６（ＩＳＯ  ６６２１−１：２００７）およびＪＩＳ  Ｂ８０３２−２：２０１６（ＩＳＯ  ６６２１−２：２００３）に準拠して前記組合せオイルリングの呼び径ｄ１［ｍｍ］において、前記ピストンの前記オイルリング溝に相当し、前記組合せオイルリングの呼び幅ｈ１［ｍｍ］を幅とする凹み溝を有する円環状の測定具に装着された状態のクローズ状態に置き換えるとき、前記組合せオイルリングにおけるクローズ状態のサイドクリアランスをクローズ時サイドクリアランスＳｃ［ｍｍ］とすると、
Ｓｃ＜Ｓｆなる関係を有する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の組合せオイルリング。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の組合せオイルリングは、ピストンのオイルリング溝内に装着されて、ピストンと共にシリンダボア内をシリンダの軸方向に往復運動する組合せオイルリングにおいて、シリンダの軸方向におけるシリンダヘッド側を上側、シリンダヘッドから離れる側を下側といい、上側に配置される上セグメントと、上セグメントと独立して下側に配置される下セグメントと、上セグメントと前記下セグメントの間に配置されるエキスパンダ・スペーサとを備え、エキスパンダ・スペーサが、内周側端部の上側の部分に上側に突出して設けられ、傾斜面が上セグメントの内周面に当接して上セグメントを押圧する上耳部と、内周側端部の下側の部分に下側に突出して設けられ、傾斜面が下セグメントの内周面に当接して下セグメントを押圧する下耳部と、外周側端部の上側の部分に上側に突出して設けられ、上面が上セグメントの下面に当接して上セグメントを支持する上支持部と、外周側端部の下側の部分に下側に突出して設けられ、下面が下セグメントの上面に当接して下セグメントを支持する下支持部とを有し、上耳部および下耳部以外におけるエキスパンダ・スペーサのシリンダ軸方向の最大幅が上支持部および下支持部の外周側端部にあって、エキスパンダ・スペーサ、上セグメントおよび下セグメントが、オイルリング溝内に装着され、シリンダボア内に挿入される前の状態を自由状態とし、自由状態であって、組合せオイルリングのシリンダ軸方向の断面において、エキスパンダ・スペーサの上耳部の傾斜面が上セグメントの内周面に当接し、かつ、エキスパンダ・スペーサの下耳部の傾斜面が下セグメントの内周面に当接した状態で、エキスパンダ・スペーサの外周側端面から上セグメントの外周面頂点までの突出量を上突出量Ｐ１、エキスパンダ・スペーサの外周側端面から下セグメントの外周面頂点までの突出量を下突出量Ｐ２、上突出量Ｐ１と下突出量Ｐ２との差をＰとすると、Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２＞０であり、組合せオイルリングがシリンダボア内に挿入された状態における組合せオイルリングのシリンダ軸方向の断面において、エキスパンダ・スペーサの中心軸が周方向の全周に亘って上側に所定角度回転して傾いており、前記エキスパンダ・スペーサの前記上耳部の傾斜面が前記上セグメントの内周面に当接し、かつ、前記エキスパンダ・スペーサの前記下耳部の傾斜面が前記下セグメントの内周面に当接し、また、前記上セグメントの内周面側上側面が前記オイルリング溝上面に、かつ、前記下セグメントの内周面側下側面が前記オイルリング溝下面にそれぞれセグメントの全周に亘って圧接され、上セグメントの外周面頂点および下セグメントの外周面頂点はそれぞれセグメントの全周に亘ってボア壁面に圧接されることを特徴とする。尚、Ｐは、上下突出量の差ともいう。