(57)【要約】【課題】サイドレールの単独回転を防止し、耐摩耗性及び耐スラッジ性に優れた組合せオイルコントロールリングを提供する。【解決手段】合口を有する一対の円環状のサイドレールと、それらの間に介在し内周部にサイドレールの内周面を押圧する耳部を有するスペーサエキスパンダよりなる組合せオイルコントロールリングにおいて、前記耳部のサイドレール押圧面に略軸方向に延長する１本又は複数本の溝を形成し、さらに前記溝を含む前記サイドレール押圧面に窒化層を形成したとき、前記溝の深さd（μm）と、前記窒化層の表面硬度h（マイクロビッカース硬度、HV0.1）と、硬度700以上の窒化層の厚さt（μm）とを、0.05≦1000×d/(h×t)≦0.45、の関係を満足するように調製する。【選択図】図４
2015124805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合口を有する一対の円環状サイドレールと、それらの間に介在し内周部に前記サイドレールの内周面を押圧する耳部を有するスペーサエキスパンダよりなる組合せオイルコントロールリングであって、前記耳部のサイドレール押圧面に略軸方向に延長する１本又は複数本の溝を有し、前記溝を含む前記サイドレール押圧面に窒化層が形成されており、前記溝の深さd （μm）と、前記窒化層の表面硬度h（マイクロビッカース硬度、HV0.1）と、硬度700（マイクロビッカース硬度、HV0.1）以上の窒化層の厚さt（μm）とが
0.05≦1000×d/(h×t)≦0.45
の関係を満足することを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
【請求項２】
請求項１に記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記溝の深さdが1〜10μmであることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
【請求項３】
請求項1又は２に記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記窒化層の前記表面硬度hが1000〜1500であることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記硬度700以上の窒化層の厚さtが5〜50μmであることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記窒化層が形成された前記サイドレール押圧面を除く前記スペーサエキスパンダの全面にNi又はNi合金の金属皮膜が形成されていることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記サイドレールの側面の少なくとも一方にNi又はNi合金の金属皮膜が形成されていることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の組合せオイルコントロールリングにおいて、前記サイドレールの内周面にNi又はNi合金の金属皮膜が形成されていることを特徴とする組合せオイルコントロールリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのピストンに装着され、オイルコントロールを行う一対の円環状のサイドレールとスペーサエキスパンダからなる組合せオイルコントロールリング（以下、「組合せオイルリング」ともいう。）に関し、特に耐摩耗性に優れ、サイドレールの単独回転を防止する組合せオイルコントロールリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止の観点からCO2排出の削減が求められており、自動車エンジンでは、燃費の向上、燃焼効率の向上を目指して、様々な施策が積極的に推進されている。特に、燃焼温度の上昇や直噴化による燃焼効率の向上は、エンジン潤滑油の変性により生じるオイルスラッジがサイドレールやスペーサエキスパンダを固着又は膠着する問題や、スペーサエキスパンダの耳部を摩耗するという問題を抱えている。
【０００３】
オイルスラッジによる固着の問題については、オイルリングの表面にフッ素含有皮膜等の撥油性皮膜を形成する方法、スペーサエキスパンダの耳部の摩耗については、耳部に窒化処理を施す方法が提案されている。例えば、特許文献１は、金属アルコキシドとアルコキシル基の一部がフルオロアルキル基で置換されたフルオロアルキル基置換金属アルコキシドからゾルゲル法により撥液膜を形成する方法を開示している。また、特許文献２は耳部に軟窒化処理することを開示し、特許文献３はCu-KαＸ線回折において2θ=40°及び2θ=46°にピークを持つ特殊なS相を含むガス窒化層を形成することを開示している。
【０００４】
しかし、スペーサエキスパンダの耳部に窒化層を形成して耐摩耗性を向上すると、上下に配置される二枚のサイドレールがそれぞれ単独に円周方向の回転運動を行いやすくなり、上下のサイドレールの合口部が上下方向に重なってしまうという現象とも重なると、合口部の掻き残した潤滑油がエンジンの燃焼室に運び込まれ、潤滑油の供給が過剰となり、オイル消費を増加させてしまうという問題も生じていた。
【０００５】
サイドレールの単独回転防止策として、スペーサエキスパンダ耳部のサイドレール押圧面の摩擦抵抗を高める方策、すなわち、すべり抵抗を高めるために表面粗さを調製し、突起を形成して単位面積当たりの押圧力を高めたりする方策が提案されている。例えば、特許文献４は耳部表面に細かい凹凸（例えば、ピッチ25〜250μm、高さ15〜180μm）の鋸歯状凹凸を形成し、摩擦抵抗を増大して回転運動を阻止することを開示し、特許文献５は耳部中央部に突起を設け、突起の厚さを0.07〜0.2 mmとして、接触面積を小さくすることにより接触面圧を高くして回転を阻止することを開示している。さらに、特許文献６はピストンの首振り現象によるフレッティング疲労の問題を考慮し、スペーサエキスパンダ耳部のサイドレール押圧面に略軸方向に延長する凹凸部を有し、該凹凸部の断面が略台形波形形状とすることを開示している。
【０００６】
しかしながら、スペーサエキスパンダの耳部に窒化層を形成した場合については、上記のサイドレールの単独回転防止策が機能しない場合もあり、単独回転防止策を確実に機能させるための要件が充分把握されていないのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７９９５号公報
【特許文献２】特開昭５６−６６４２９号公報
【特許文献３】国際公開第２００５／０４０６４５号
【特許文献４】実開平１−７８７６８号公報
【特許文献５】特開２００１−１３２８４０号公報
【特許文献６】特開２０１３−８７８１６号公報
【特許文献７】特開平３−１９３２２１号公報
【特許文献８】特開２００６−２９２０２１号公報
【特許文献９】国際公開第２０１１／０４３３６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、サイドレールの単独回転を防止し、耐摩耗性及び耐スラッジ性に優れた組合せオイルコントロールリングを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、スペーサエキスパンダの耳部に複数の溝を形成し且つ窒化層を形成した場合のサイドレールの単独回転について鋭意研究した結果、耳部の溝深さや窒化深さ（窒化層の厚さ）を大きくして耳部の摩耗を減少させようとすると、サイドレールの単独回転が生じやすくなるという知見を得て、耳部の溝深さと耳部の窒化特性が、所定の関係を満足する場合に優れたサイドレール単独回転防止策が機能することに想到した。
【００１０】
すなわち、本発明の組合せオイルコントロールリングは、合口を有する一対の円環状サイドレールと、それらの間に介在し内周部に前記サイドレールの内周面を押圧する耳部を有するスペーサエキスパンダよりなる組合せオイルコントロールリングであって、前記耳部のサイドレール押圧面に略軸方向に延長する１本又は複数本の溝を有し、前記溝を含む前記サイドレール押圧面に窒化層が形成されており、前記溝の深さd （μm）と、前記窒化層の表面硬度h（マイクロビッカース硬度、HV0.1）と、硬度700（マイクロビッカース硬度、HV0.1）以上の窒化層の厚さt（μm）とが
0.05≦1000×d/(h×t)≦0.45
の関係を満足することを特徴とする。
【００１１】
前記溝の深さdは1〜10μmであることが好ましく、また前記窒化層の前記表面硬度hは1000〜1500であることが好ましく、前記硬度700以上の窒化層の厚さtは5〜50μmであることが好ましい。
【００１２】
前記窒化層が形成された前記サイドレール押圧面を除く前記スペーサエキスパンダの全面にNi又はNi合金の金属皮膜が形成されていることが好ましく、また前記サイドレールの側面の少なくとも一方及び／又は内周面にNi又はNi合金の金属皮膜が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の組合せオイルリングは、基本的に、スペーサエキスパンダの耳部のサイドレール押圧面に略軸方向に延長する所定の深さの１本又は複数本の溝を有し、前記溝を含むサイドレール押圧面に所定の硬度と厚さの窒化層が形成されているので、サイドレール押圧面の接触面積を小さくすることにより接触面圧を高めて回転を防止する機能を有している。特に、サイドレール押圧面の溝深さと窒化層の表面硬度と厚さが特定の関係を満足することにより、確実に単独回転を防止することが可能となる。また、耳部を除くスペーサエキスパンダ全面にNi又はNi合金の金属皮膜を形成すれば、張力バラツキの少ない、耐摩耗性や耐スラッジ性に優れた組合せオイルリングとすることが可能となり、燃焼効率の向上による厳しい使用環境においても低燃費化やオイル消費低減に寄与することができる。さらに、サイドレールの側面にもNi又はNi合金の金属皮膜を形成すれば、オイルスラッジによる固着の問題を回避することに貢献できる。サイドレールの内周面にもNi又はNi合金の金属皮膜を形成すれば、スペーサエキスパンダ耳部のサイドレール押圧面との接触がより確実となり、サイドレールの単独回転を防止することに貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の組合せオイルコントロールリングの断面図である。
【図２】本発明のスペーサエキスパンダの一部であって、耳部のサイドレール押圧面に略軸方向に延長した１本の溝が形成された図である。
【図３】本発明のスペーサエキスパンダの一部であって、耳部のサイドレール押圧面に略軸方向に延長した複数本の溝が形成された図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図であって、複数本の溝が形成され、溝を含む押圧面に窒化層が形成された図である。
【図５】（a）はスペーサエキスパンダの耳部を加工する装置の正面概略図、（b）は加工時のスペーサエキスパンダと加工ローラの配置関係を示す断面図、（c）は加工ローラの部分図である。
【図６】サイドレール単独回転評価試験装置を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の組合せオイルリングをピストン(1)のオイルリング溝(5)に装着した状態を示し、スペーサエキスパンダ(2)とその上下に一対のサイドレール(3,3)が収納されている。スペーサエキスパンダ(2)の耳部(6)は、サイドレール(3,3)の内周面をシリンダ内壁(7)に向かって押圧してピストン外周面(4)とシリンダ内壁(7)との間をシールするだけでなく、オイルリング溝(5)の側面のシールも行えるように傾斜面に形成されている。
【００１６】
図２及び図３は、スペーサエキスパンダの外周側から見た図であり、軸方向に波形形状をしており、その波形の上下に、一方のサイドレールを押圧する上部耳部(6a)と、他方のサイドレールを押圧する下部耳部(6b)が形成されている。耳部には、略軸方向に延長する深さd（μm）の溝が、図２では１本、図３では複数本形成されている。溝の本数は、１本でも複数本でも同様な効果が得られる。１本の場合、耳部のサイドレール押圧面の端部にのみ凸部が形成されるが、複数本の場合と同様に、サイドレールとの接触面積を小さくして接触面圧を高めているので、サイドレールの単独回転を防止する機能を有している。
【００１７】
図４は、図３のＡ−Ａ断面を表したものであり、複数本の溝(61)と複数本の凸部(63)を有している。図４では凸部(63)が略台形形状の場合を示しているが、本発明においては、溝や凸部の形状は特に限定するものではない。また、表面には、溝部も含め、耐摩耗性向上のため、表面硬度h 、硬度700以上の窒化層の厚さt（μm）の窒化層(62)が形成されている。本発明においては、耳部の溝深さdと、窒化層の表面硬度hと、硬度700以上の窒化層の厚さtとが
0.05≦1000×d/(h×t)≦0.45
の関係を満足するものとする。{1000×d/(h×t)}を接触面パラメータとすると、接触面パラメータが0.05未満、又は0.45を超えると、サイドレールの単独回転が生じやすくなる。耳部の溝深さdが窒化層厚さtに比べて小さすぎると、すなわち、窒化層の厚さtが充分厚いと耳部の表面剛性が高くなりすぎ、又は溝深さdが小さすぎて潤滑油の介在により接触面積の縮小効果が現れないために、サイドレールの単独回転が生じやすくなる。また、耳部の溝深さdが窒化層厚さtに近いかそれ以上であると、すなわち、窒化層の厚さtが相対的に薄くなると、耳部の表面近傍の剛性が低下しサイドレールとの接触性は良好となるが、一方で凸部の破壊や摩耗が進みやすく、接触面積が増加するために最終的に面圧が低下し、サイドレールの単独回転が生じやすくなる。上記のように、窒化層の厚さtと硬さhは同様な効果があるため、接触面パラメータの関係式では同じ分母に置かれている。本発明では、接触面パラメータは0.05〜0.40が好ましく、0.05〜0.35がより好ましい。
【００１８】
上記のスペーサエキスパンダ耳部の溝深さdは1〜10μmであることが好ましい。2〜8μmがより好ましく、3〜7μmがさらに好ましい。また、窒化層は、表面硬度hがマイクロビッカース硬度HV0.1で1000〜1500であることが好ましく、硬度700以上の窒化層の厚さtが5〜50μmであることが好ましい。表面硬度hは1100〜1450がより好ましく、1150〜1400がさらに好ましく、また、硬度700以上の窒化層の厚さtは10〜40μmがより好ましく、15〜35μmがさらに好ましい。
【００１９】
本発明の組合せオイルリングに使用されるスペーサエキスパンダの耳部は、基本的に、特許文献７によって教示される図５に示す方法で加工される。すなわち、耳部のサイドレール押圧面(6)に所望の凹凸を形成した加工ローラ(100)を圧接し、加工ローラの加工面(110)の凹凸を耳部のサイドレール押圧面(6)に転写形成（以下「ロール成形」という。）する。耳部の形状は、加工ローラ(100)の形状を反転した形状となるので、溝部のピッチ（p）や周方向長さ（l）は加工ローラ(100)の形状によって決まる。また、溝深さdは加工ローラ(100)の圧接深さによって決まる。
【００２０】
本発明では、スペーサエキスパンダのサイドレール押圧面に窒化層が形成されることを要件としているが、スペーサエキスパンダ全体に窒化層が形成されてもよい。なお、窒化層は、ガス窒化により形成されることが好ましいが、もちろん塩浴窒化やプラズマ窒化によっても形成することができ、特に限定されるものではない。スペーサエキスパンダ全体に窒化層が形成された場合、窒化後の張力変動が大きく、特に低張力化した組合せオイルリングの張力公差の管理が困難となる虞がある。耳部のサイドレール押圧面のみに窒化層を形成する場合、特許文献８は、スペーサエキスパンダの線材にNiめっきを施し、熱処理によってNi皮膜の硬度を下げた後、スペーサエキスパンダを塑性加工により成形し、その際、局部的な剪断により耳部を成形する方法において、耳部のサイドレール押圧面にのみ母材が露出することを利用し、その露出した部分にのみ窒化処理を施して、上記の窒化による張力バラツキの問題を解決できることを開示している。本発明においても、特許文献８の知見を適用し、本発明の組合せオイルリングのスペーサエキスパンダにおいて、窒化層が形成されたサイドレール押圧面を除くスペーサエキスパンダの全面にNi又はNi合金の金属皮膜が形成されていることが好ましい。
【００２１】
Ni又はNi合金の金属皮膜は、膜厚が1μm以上、好ましくは2μm以上、さらに好ましくは3μm以上とし、スペーサエキスパンダへのギア成形による曲げ加工を施しても、割れ、膨れ、クラック、剥離等の欠陥が導入されないことが重要である。そのためには、金属皮膜が十分な延性を有し、また、十分な密着性を保持するために、10 nm以上、好ましくは50 nm以上のNi拡散層が母材界面に形成されていることが好ましい。
【００２２】
また、オイルスラッジの問題に対し、特許文献９は、対策として、60℃における表面自由エネルギーが40 mJ/m2以下で、且つ水素結合力が10 mJ/m2以下の金属皮膜を、具体的には、Ni、Cu、及びNi又はCuを含む合金をオイルリング表面の少なくとも一部に被覆し、オイルスラッジの付着力を大幅に低減させることを開示している。本発明においても、特許文献９の知見を適用し、サイドレールの側面の少なくとも一方にNi又はNi合金の金属皮膜が形成されていることが好ましい。さらに、スペーサエキスパンダ耳部と接するサイドレール内周面にもNi又はNi合金の金属皮膜が形成されていれば、高硬度の耳部と低硬度のサイドレール内周面との接触となり、より確実な接触が得られ、サイドレール単独回転の回避によりいっそう貢献する。
【実施例】
【００２３】
実施例1（スペーサエキスパンダ試料No. 1）
呼び径75 mm、組合せ呼び幅2.0 mm、組合せ厚さ2.5 mmの組合せオイルリング用に、スペースエキスパンダは、2.2 mm×0.275 mmのSUS304の圧延帯材から、ギア成形で局部的な曲げと剪断により製作した。但し、圧延帯材には膜厚約6μmのNiめっきを施し、さらに500℃、1時間の熱処理を施したものを使用した。また、耳長さ（耳部の周方向長さ）1.28 mmの耳部には、ピッチP：0.18 mm、溝幅l：0.11 mm、溝深さd：0.006 mmとなるような加工条件でロール成形により溝を形成した。
【００２４】
上記のスペーサエキスパンダに、570℃で80分間のガス窒化処理を施し、ギア成形において剪断により母材が露出した耳部に窒化層を形成した。窒化層が形成されたサイドレール押圧面を除くスペーサエキスパンダ全面にはNiめっき皮膜が残っており、Niめっき皮膜は窒化防止膜として機能している。従って、窒化処理によるスペーサエキスパンダの展開長さの伸びを抑え、所定の公差を満足する低張力エキスパンダを得ることが可能となる。570℃、80分間のガス窒化により、表面硬度hはマイクロビッカース硬度HV0.1で1290、マイクロビッカース硬度HV0.1で硬度700以上の窒化層の厚さtは31μmであった。
【００２５】
サイドレールは2.0 mm×0.35 mmのSUS440の圧延帯材からコイリングにより製作した。さらに、サイドレールの外周面にはイオンプレーティングによって厚さ26μmのCrN皮膜を形成した。上記試料No. 1のスペーサエキスパンダと組み合わせて、実施例1の組合せオイルリングとした。
【００２６】
[1] サイドレール単独回転評価
実施例1の組合せオイルリングは、図６に示すサイドレール単独回転評価装置を用いて評価した。この評価装置(300)は、疑似オイルリング溝(301)を有するホルダー（疑似ピストン）(302)に、組合せオイルリングを装着し、円筒（疑似シリンダ）(303)内で、支柱(304)に設けた支点(305)を中心に首振り運動させ、サイドレールの単独回転を評価するものである。試験は、スペーサエキスパンダのジョイント位置に対して、上下二枚のサイドレールを、スペーサエキスパンダのジョイント位置からそれぞれ反対方向に30°ずらして組み付けた組合せオイルリングを上記ホルダー（疑似ピストン）(302)に装着し、首振り角度αを0.5°毎に、0.5°から7.5°まで、10往復／秒の速度で10分間ずつ首振り運動させることによって行い、サイドレールの単独回転が起こる首振り角度によって、サイドレール単独回転防止能力を評価するものである。回転が開始する首振り角度が大きいほどサイドレールが回転しづらい構造であると評価できる。実施例1の組合せオイルリングは7.5°でもサイドレールの単独回転は生じなかったので、サイドレール単独回転開始角度は>7.5°と評価できる。
【００２７】
[2] オイル消費量の評価
さらに、実施例1の組合せオイルリングは、排気量が1500 cm3の4気筒ガソリンエンジンを用いて、耳部及びサイドレールの内周面の摩耗とオイル消費量を評価した。ここで、トップリングは外周バレルフェイス、セカンドリングは外周テーパーフェイスの同エンジンで使用されていたリングを使用し、試験条件は、5,000 rpm、全負荷（WOT：Wide Open Throttle）、48時間の条件とした。耳部及びサイドレールの内周面の摩耗の合計は1μm以下、オイル消費量は、9 g/hrであった。
【００２８】
なお、実施例１の組合せオイルリングに使用した試料No. 1のスペーサエキスパンダのNiめっきについて、グロー放電発光分析法（Glow Discharge-Optical Emission Spectroscopy）を用いて深さ方向の元素濃度分析を行った結果、母材との界面の母材側に約70 nmのNi拡散層が形成されていることが確認された。
【００２９】
実施例2〜28及び比較例1〜17（スペーサエキスパンダ試料Nos. 2〜45）
スペーサエキスパンダの耳部の溝深さdを試料No. 1と同じ0.006 mmとしたものの他に、0.002 mm、0.003 mm、0.009 mm、0.013 mm、0.022 mmとした試料を数量で約500個作製した。ここで、溝深さd以外の耳長さ、ピッチ、溝幅は試料No. 1のスペーサエキスパンダ（実施例1）と同じにした。溝深さ0.002 mmの試料については窒化温度550℃、溝深さ0.003 mmの試料については窒化温度590℃、溝深さ0.006 mmの試料については窒化温度570℃と590℃、溝深さ0.009 mmの試料については窒化温度570℃、溝深さ0.013 mmの試料については窒化温度550℃、溝深さ0.022 mmの試料については窒化温度550℃と580℃とし、それぞれ、5〜220分の間で数種類の時間を変えた窒化処理を行った。各試料について、窒化層の表面硬度と硬度700以上の窒化層の厚さを測定し、同じロットの試料について、実施例1で使用したサイドレールと組合せて、実施例1と同様にしてサイドレール単独回転評価試験を行った。結果を実施例1の結果とともに、表１に示す。
【００３０】
[表１]
2015124805.tif 000003
【００３１】
[表１のつづき]
2015124805.tif 000004
【００３２】
表１には、耳部の溝深さdと窒化層の表面硬度hと厚さtから計算される接触面パラメータ、{1000×d/(h×t)}、も示しているが、サイドレール単独回転開始角度は、接触面パラメータが0.05〜0.45の範囲内で6.5°以上であり、0.05〜0.40の範囲内で7°以上、0.05〜0.35の範囲内で7.5°以上であることが分かる。すなわち、接触面パラメータを0.05〜0.45の範囲内に入るように溝深さdや、窒化層の表面硬度hや厚さtを調製することによって、サイドレールの単独回転を確実に防止することができる。
【００３３】
比較例6（試料No. 12）及び実施例7（試料No. 13）のスペーサエキスパンダについて、実施例1に使用したサイドレールと組み合わせて、実施例1で行ったのと同じ条件でエンジン試験を行った。比較例6（試料No. 12）のスペーサエキスパンダを使った場合の耳部及びサイドレール内周面の摩耗の合計が6μm、オイル消費量が18 g/hrであったのに対し、実施例7（試料No. 13）のスペーサエキスパンダを使った場合、それらは、それぞれ、1μm以下、7 g/hrであった。
【００３４】
実施例29〜31（スペーサエキスパンダ試料Nos. 46〜48）
耳長さ1.28 mmの耳部に、試料No. 46のスペーサエキスパンダ（実施例29）で溝を1本（溝幅0.78 mm）、試料No. 47のスペーサエキスパンダ（実施例30）で溝を3本（ピッチP：0.40 mm、溝幅0.24 mm）、試料No. 48のスペーサエキスパンダ（実施例31）で溝を5本（ピッチP：0.25 mm、溝幅0.15 mm）形成した以外は、試料No. 1のスペーサエキスパンダ（実施例1）と同様にして、試料Nos. 46〜48のスペーサエキスパンダを作製した。これらのスペーサエキスパンダについて、実施例1で使用したサイドレールと組合せて、実施例1と同様にしてサイドレール単独回転評価試験を行った結果、いずれも、サイドレール単独回転開始角度は7.5°以上であり、溝の本数にかかわりなく優れた単独回転防止機能を有していた。
【００３５】
実施例32〜33及び比較例18
サイドレールの圧延帯材には膜厚約3μmのNiめっきを施し、外周面にイオンプレーティングによって膜厚31μmのCrNを形成した以外は、実施例1と同じ試料No. 1のスペーサエキスパンダを用いた組合せオイルリングを実施例32、スペーサエキスパンダにはNiめっきが施されているが、サイドレールにはNiめっきの施されていない実施例1と同じ組合せオイルリングを実施例33として、上記オイル消費量の評価に用いたのと同じエンジンを使って、スラッジ堆積エンジン試験を行い、各組合せオイルリングへのスラッジ堆積量の測定を行った。なお、比較例18として、スペーサエキスパンダには全面窒化、サイドレールは外周面のみCrN層で、Niめっきの施していない、同エンジンに用いられていた組合せオイルリングを使用した。もちろん、トップリング及びセカンドリングは、同エンジン用として使用されていたリングを使用した。
【００３６】
スラッジ堆積エンジン試験は、4気筒のうちの2気筒の各気筒に、それぞれ、実施例32及び33、残りの2気筒に比較例18の組合せオイルリングを装着し、エンジンオイルには市場回収劣化オイルを用い、停止状態から最高出力回転数までの運転条件と、低温から高温までの油水温条件を連続的に繰り返すサイクリック運転を実施する条件で行った。スラッジ堆積量は、所定時間経過後のオイルリングに強固に付着しているスラッジのみとして、各オイルリングの試験前後の重量から算出した。ここで、強固に付着しているスラッジとは、ピストンから静かに取り出したオイルリングをアセトン中で一定時間超音波洗浄しても取れない（落ちない）スラッジとした。スラッジ堆積量の測定結果は、比較例18の2本の組合せオイルリングの結果の平均値を100とした相対値で示すと、実施例32では59、実施例33では72と、スペーサエキスパンダ又はスペーサエキスパンダとサイドレールの両方にNiめっきを施すことにより、スラッジ堆積量が減少することが確認された。
【符号の説明】
【００３７】
1    ピストン
2    スペーサエキスパンダ
3    サイドレール
4    ピストン外周面
5    オイルリング溝
6    耳部
6a   上部耳部
6b   下部耳部
7    シリンダ内壁
61    溝
62    窒化層
63    凸部
100    加工ローラ
110    加工面
200    下部ローラ
300    サイドレール単独回転評価試験装置
301    疑似オイルリング溝
302    ホルダー（疑似ピストン）
303    円筒（疑似シリンダ）
304    支柱
305    支点
【図１】
2015124805.tif 000005
【図２】
2015124805.tif 000006
【図３】
2015124805.tif 000007
【図４】
2015124805.tif 000008
【図５】
2015124805.tif 000009
【図６】
2015124805.tif 000010