(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダに装着されるピストンの外周面に形成されたリング溝に設けられる、トップリングとセカンドリングとオイルリングとを含むピストンリングの組み合わせであって、
前記トップリングは、該トップリングの周長方向に直交する断面において、該トップリングの外周端部に設けられると共に該トップリングにおいて最大径となる第１頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した第１外周端面を有し、
前記セカンドリングは、前記リング溝において前記ピストンの軸方向におけるクランク室側である下側に配置され、合口が形成された本体リングと、前記リング溝において前記ピストンの軸方向における燃焼室側である上側に配置され、前記本体リングと共に前記シリンダの内壁を摺動するカバーリングと、を含み、
前記本体リングは、該本体リングの周長方向に直交する断面において、該本体リングの外周端部に設けられると共に該本体リングにおいて最大径となる第２頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した第２外周端面を有し、
前記カバーリングは、前記リング溝において、前記本体リングの前記合口の少なくとも一部を上側から覆うように前記本体リングに重なっており、
前記オイルリングは、該オイルリングの軸回りに環状に形成され、該オイルリングの軸方向に並んで設けられた一対の摺動部を有し、
前記一対の摺動部の夫々は、該摺動部の周長方向に直交する断面において、該摺動部の外周端部に設けられると共に該摺動部において最大径となる第３頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した第３外周端面を有する、
ピストンリングの組み合わせ。
【請求項２】
前記カバーリングには、合口が形成されており、
前記カバーリングの軸方向における幅は、前記本体リングの軸方向における幅よりも小さい、
請求項１に記載のピストンリングの組み合わせ。
【請求項３】
前記カバーリングの径方向における幅は、前記ピストンが前記シリンダに装着された場合に前記シリンダの内壁と前記ピストンの外周面との間に確保される最大の離間距離よりも大きい、
請求項１又は２に記載のピストンリングの組み合わせ。
【請求項４】
前記本体リングは、前記本体リングの内周端部に設けられた内周端面と前記本体リングの上面又は下面とを接続するインナーカット面を有し、
前記インナーカット面は、前記内周端面を延ばした仮想内周端面と前記本体リングの上面又は下面を延ばした仮想端面とが交わることで形成される仮想角部における、該仮想内周端面と該仮想端面との交差部分を含む所定部位が該本体リングに含まれないように、形成されている、
請求項１から３の何れか一項に記載のピストンリングの組み合わせ。
【請求項５】
前記一対の摺動部の少なくとも一方における前記第３外周端面は、下縁が上縁よりも径方向外側に位置し、且つ、前記摺動部の軸方向において前記第３頂部が前記第３外周端面の中央位置よりも前記下縁側に位置するように、形成されている、
請求項１から４の何れか一項に記載のピストンリングの組み合わせ。
【請求項６】
前記第２外周端面は、下縁が上縁よりも径方向外側に位置し、且つ、前記本体リングの軸方向において前記第２頂部が前記第２外周端面の中央位置よりも前記下縁側に位置するように、形成されている、
請求項１から５の何れか一項に記載のピストンリングの組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンリングの組み合わせに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な自動車に搭載される内燃機関は、トップリング及びセカンドリングを含む２本のコンプレッションリング（圧力リング）と１本のオイルリングとを組み合わせた３本のピストンリングを、シリンダに装着されたピストンに設けた構成を採用している。これら３本のピストンリングは、上側（燃焼室側）から順にトップリング、セカンドリング、オイルリングがピストンの外周面に形成されたリング溝に装着され、シリンダ内壁面を摺動する。燃焼室から最も遠いオイルリングは、シリンダ内壁面に付着した余分なエンジンオイル（潤滑油）をクランク側に掻き落とすことでオイルの燃焼室側への流出（オイル上がり）を抑制するオイルシール機能や、潤滑油膜がシリンダ内壁面に適切に保持されるようにオイル量を調整することで内燃機関の運転に伴うピストンの焼き付きを防止する機能を有する。コンプレッションリングは、気密を保持することで燃焼室側からクランク室側への燃焼ガスの流出（ブローバイ）を抑制するガスシール機能や、オイルリングが掻き落とし切れなかった余分なオイルを掻き落とすことでオイル上がりを抑制するオイルシール機能を有する。このようなピストンリングの組み合わせにより、内燃機関におけるブローバイガスの低減とオイル消費の低減が図られている。
【０００３】
これに関連して、特許文献１や特許文献２には、上下対称なバレル形状を有するトップリングと、テーパ形状を有するセカンドリングと、上下対称なバレル形状又はストレート形状を有するセグメントが設けられたオイルリングと、を含むピストンリングの組み合わせが開示されている。特許文献１及び特許文献２に開示のピストンリングの組み合わせでは、外周面をオイルシールに優れたテーパ形状としたセカンドリングをオイルリングと併用することで、内燃機関におけるオイル消費を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４１３５７号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１５２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、内燃機関の低燃費化においては、各ピストンリングの外周面（摺動面）とシリンダ内壁との間に生じる摩擦（フリクション）を低減し、内燃機関の摩擦損失を低減することが重要である。これに対して、上述のテーパ形状は、オイルシールにおいては優れた性能を発揮するものの、フリクションの低減においては不利となる傾向がある。そのため、摩擦損失をより低減することが可能なピストンリングの組み合わせが望まれているが、オイルシール性能との両立が困難であった。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ピストンリングの組み合わせにおいて、摩擦損失をより低減しつつもオイルシール性能を確保することが可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用した。即ち、本発明は、内燃機関のシリンダに装着されるピストンの外周面に形成されたリング溝に設けられる、トッ
プリングとセカンドリングとオイルリングとを含むピストンリングの組み合わせであって、前記トップリングは、該トップリングの周長方向に直交する断面において、該トップリングの外周端部に設けられると共に該トップリングにおいて最大径となる第１頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した第１外周端面を有し、前記セカンドリングは、前記リング溝において前記ピストンの軸方向におけるクランク室側である下側に配置され、合口が形成された本体リングと、前記リング溝において前記ピストンの軸方向における燃焼室側である上側に配置され、前記本体リングと共に前記シリンダの内壁を摺動するカバーリングと、を含み、前記本体リングは、該本体リングの周長方向に直交する断面において、該本体リングの外周端部に設けられると共に該本体リングにおいて最大径となる第２頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した第２外周端面を有し、前記カバーリングは、前記リング溝において、前記本体リングの前記合口の少なくとも一部を上側から覆うように前記本体リングに重なっており、前記オイルリングは、該オイルリングの軸回りに環状に形成され、該オイルリングの軸方向に並んで設けられた一対の摺動部を有し、前記一対の摺動部の夫々は、該摺動部の周長方向に直交する断面において、該摺動部の外周端部に設けられると共に該摺動部において最大径となる第３頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した第３外周端面を有する、ピストンリングの組み合わせである。
【０００８】
ここで、本明細書において、トップリング、セカンドリング、オイルリングの各ピストンリングについて、「周長方向」とは、特に指定しない限りは当該ピストンリングの周長方向のことを指す。「径方向」とは、特に指定しない限りは当該ピストンリングの半径方向のことを指す。「径方向内側」とは、当該ピストンリングの内周面側のことを指し、「径方向外側」とは、その反対側（即ち、ピストンリングの外周面側）のことを指す。「軸方向」とは、特に指定しない限りは当該ピストンリングの中心軸に沿う方向のことを指す。また、ピストンリングにおいて最大径となる頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した面形状のことを「バレル形状」と称する。また、バレル形状のうち、下縁が上縁よりも径方向外側に位置し、該頂部が該面において軸方向中央（リング幅の中央）よりも下側に位置した外周面形状のことを「偏心バレル形状」と称する。また、トップリング、セカンドリング、オイルリングの各ピストンリングについて、「外周面」とは、リングの幅（軸方向寸法）を規定する軸方向両端面の外周縁同士を接続する面のことを指し、「内周面」とは、該軸方向両端面の内周縁同士を接続する面のことを指す。
【０００９】
本発明に係るピストンリングの組み合わせは、トップリング、セカンドリングの本体リング、及びオイルリングの外周端面を、リングの最大径となる頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲したバレル形状としている。これによると、各ピストンリングが湾曲面でシリンダの内壁を摺動することとなる。そのため、本発明によると、シリンダ内壁との間に生じる摩擦を低減し、内燃機関における摩擦損失を低減することができる。また、ピストンリングの外周面をバレル形状とした場合、オイルを掻き落す機能が低下する傾向があるが、本発明に係るセカンドリングは、本体リングの合口がカバーリングによって覆われるように構成されている。これにより、シリンダとピストンの隙間に存在するオイルが本体リングの合口を下側から上側へ通り抜けることによるオイル上がりを抑制することができる。その結果、本発明によれば、摩擦損失を低減しつつも、オイルシール性能を確保することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記カバーリングには、合口が形成されており、前記カバーリングの軸方向における幅は、前記本体リングの軸方向における幅よりも小さくてもよい。これによると、リング溝に存在するオイルがカバーリングの合口に流入し難くなる。これにより、リング溝に存在するオイルがカバーリングの合口を通り抜けることによるオイル上がりを抑制することができ、オイルシール性能をより高めることができる。
【００１１】
また、本発明において、前記カバーリングの径方向における幅は、前記ピストンが前記シリンダに装着された場合に前記シリンダの内壁と前記ピストンの外周面との間に確保される最大の離間距離よりも大きくてもよい。これによると、ピストンの首振り運動等によって上記離間距離が変化した場合であっても、本体リングの合口のうちシリンダとピストンの隙間に位置する領域の全域がカバーリングによって上側から覆われた状態を維持することができる。その結果、安定したシール性能を確保することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記本体リングは、前記本体リングの内周端部に設けられた内周端面と前記本体リングの上面又は下面とを接続するインナーカット面を有し、前記インナーカット面は、前記内周端面を延ばした仮想内周端面と前記本体リングの上面又は下面を延ばした仮想端面とが交わることで形成される仮想角部における、該仮想内周端面と該仮想端面との交差部分を含む所定部位が該本体リングに含まれないように、形成されていてもよい。なお、インナーカット面は、内周端面と本体リングの上面又は下面とを一つの平面や曲面で接続するように形成されてもよく、別法として複数の平面や曲面で形成されてもよい。これによると、本体リングにおいて全体的な応力のバランスが非対称となる。この本体リングをピストンに装着し、且つ、シリンダに装着した場合、本体リングに捩れが生じる。本体リングが捩れることで、カバーリングが本体リングによってリング溝の上壁へ付勢される。これにより、カバーリングがリング溝の上壁に対して強く押し付けられることとなり、カバーリングのばたつきが抑制される。カバーリングのばたつきが抑制されることで、カバーリングの姿勢が安定する。その結果、本体リングの合口がカバーリングによって覆われた状態が維持され、オイルシール性能をより高めることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記一対の摺動部の少なくとも一方における前記第３外周端面は、下縁が上縁よりも径方向外側に位置し、且つ、前記摺動部の軸方向において前記第３頂部が前記第３外周端面の中央位置よりも前記下縁側に位置するように、形成されていてもよい。これによると、オイルリングの摺動部の第３外周端面を偏心バレル形状とすることで、ピストンの下降時においては、オイルを好適に掻き落とすことができ、ピストンの上昇時においては、くさび効果により第３外周端面がオイルに乗り上げるため、オイルの掻き上げを防止することができる。その結果、オイルシール性能をより高めることができる。
【００１４】
また、本発明において、前記第２外周端面は、下縁が上縁よりも径方向外側に位置し、且つ、前記本体リングの軸方向において前記第２頂部が前記第２外周端面の中央位置よりも前記下縁側に位置するように、形成されていてもよい。これによると、セカンドリングの本体リングの第２外周端面を偏心バレル形状とすることで、オイルシール性能をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ピストンリングの組み合わせにおいて、摩擦損失をより低減しつつもオイルシール性能を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るピストンリングの組み合わせが設けられた内燃機関の全体図である。
【図２】実施形態に係る内燃機関のリング溝付近の拡大図である。
【図３】実施形態に係るトップリングの周長方向に直交する断面図である。
【図４】実施形態に係る本体リングの周長方向に直交する断面図である。
【図５】実施形態に係るサイドレールの周長方向に直交する断面図である。
【図６】使用状態におけるセカンドリングの斜視図である。
【図７】実施形態に係るオイルリングが使用状態にあるときのオイルリングの周長方向に直交する断面図である。
【図８】実施形態に係るセグメントの周長方向に直交する断面図である。
【図９】実施形態に係るセカンドリングが使用状態にあるときのセカンドリングの周長方向に直交する断面図である（１）。
【図１０】実施形態に係るセカンドリングが使用状態にあるときのセカンドリングの周長方向に直交する断面図である（２）。
【図１１】比較例に係るピストンリングの組み合わせが設けられた内燃機関のリング溝付近を示す図である。
【図１２】実施形態に係るセカンドリングが使用状態にあるときのセカンドリングの周長方向に直交する断面図である（３）。
【図１３】変形例１に係るセカンドリングが使用状態にあるときのセカンドリングの周長方向に直交する断面図である。
【図１４】変形例１に係る本体リングを示す図であって、図１４（Ａ）は、本体リングの周長方向に直交する断面図であり、図１４（Ｂ）は、本体リングの内周側下部を示す拡大図である。
【図１５】変形例２に係るオイルリングが使用状態にあるときのオイルリングの周長方向に直交する断面図である。
【図１６】変形例２に係るセグメントの周長方向に直交する断面図である。
【図１７】変形例３に係るセカンドリングが使用状態にあるときのセカンドリングの周長方向に直交する断面図である。
【図１８】変形例３に係る本体リングの周長方向に直交する断面図である。
【図１９】変形例４に係るオイルリングの周長方向に直交する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るピストンリングの組み合わせの好ましい実施の形態について説明する。なお、以下の実施形態に記載されている構成は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
図１は、実施形態に係るピストンリングの組み合わせが設けられた内燃機関１００の全体図である。図２は、内燃機関１００のリング溝付近の拡大図である。図１及び図２では、便宜上、各構成を簡略化して図示している。図１に示すように、実施形態に係る内燃機関１００は、シリンダ２０と、シリンダ２０に装着されたピストン１０と、を有する。ピストン１０の軸方向において、符号３０で示す燃焼室側を上側とし、符号４０で示すクランク室側を下側とする。
【００１９】
図２に示すように、内燃機関１００では、ピストン外周面１０ａとシリンダ内壁２０ａとの間に所定の離間距離が確保されることにより、隙間ＰＣ１が形成されている。また、ピストン外周面１０ａには、ピストン１０の軸方向に所定の間隔を空けて上側（燃焼室側）から順にトップリング溝１０１、セカンドリング溝１０２、オイルリング溝１０３が形成されている。トップリング溝１０１、セカンドリング溝１０２、オイルリング溝１０３には、夫々、トップリング１、セカンドリング２、オイルリング３が設けられる。本明細書において、トップリング溝１０１、セカンドリング溝１０２、オイルリング溝１０３を区別せずに説明するときは、単に「リング溝」と称する。また、トップリング１、セカンドリング２、オイルリング３を区別しないで説明するときは、単に「ピストンリング」と称する。図２に示すように、各ピストンリングがリング溝に装着された状態を、「使用状態」と称する。
【００２０】
また、ピストン１０、シリンダ２０、トップリング１、セカンドリング２、オイルリング３の夫々について、夫々の軸方向を上下方向と定義し、これらの使用状態における燃焼室３０側を夫々の「上側」（図１及び図２における上方向）と定義し、その反対側（即ち
、燃焼室から離れる側であり、クランク室４０側）を夫々の「下側」と定義する。
【００２１】
また、本明細書において、「バレル形状」とは、ピストンリングにおいて最大径となる頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した面形状のことを指し、対称バレル形状や偏心バレル形状を含むものとする。「対称バレル形状」は、バレル形状のうち、上縁（燃焼室側の縁）と下縁（クランク室側の縁）が径方向において揃っており、該頂部が該面における軸方向（リング幅方向）の中央に位置した面形状のことを指す。「偏心バレル形状」は、バレル形状のうち、下縁が上縁よりも径方向外側に位置し、該頂部が該面において軸方向中央（リング幅の中央）よりも下側に位置した外周面形状のことを指す。
【００２２】
図２に示すように、各リング溝は、上下に対向する一対の内壁によって形成されており、これらのうち、上側の内壁を上壁Ｗ１と称し、下側の内壁を下壁Ｗ２と称する。各ピストンリングは、使用状態において、夫々の外周面がシリンダ内壁２０ａを押圧するように自己張力を有している。
【００２３】
以下、実施形態に係るピストンリングの組み合わせにおける各ピストンリングの形状について説明する。
【００２４】
［トップリング］
まず、実施形態に係るトップリング１について説明する。図３は、実施形態に係るトップリング１の周長方向に直交する断面図である。図３に示すように、トップリング１は、上側に設けられた第１上面１１と、下側に設けられた第１下面１２と、第１上面１１の外周縁Ｅ１０１と第１下面１２の外周縁Ｅ１０２とを接続する第１外周面１３と、第１上面１１の内周縁Ｅ１０３と第１下面１２の内周縁Ｅ１０４とを接続する第１内周面１４と、を有する。トップリング１がトップリング溝１０１に装着された状態、即ち、使用状態にあるとき、第１上面１１が上側に位置してトップリング溝１０１の上壁Ｗ１に対向し、第１下面１２が下側に位置して下壁Ｗ２に対向し、第１外周面１３がシリンダ内壁２０ａを摺動する。第１上面１１と第１下面１２とによって、トップリング１の軸方向における幅が規定される。
【００２５】
図３に示すように、第１外周面１３は、トップリング１の外周端部に設けられる第１外周端面Ｓ１１と、第１外周端面Ｓ１１と第１上面１１及び第１下面１２とをそれぞれ接続する一対の接続面Ｓ１２，Ｓ１２と、を含む。一対の接続面Ｓ１２，Ｓ１２の一方は、第１外周端面Ｓ１１の上側（燃焼室３０側）の周縁（以下、上縁）Ｅ１１と第１上面１１の外周縁Ｅ１０１とを接続する。一対の接続面Ｓ１２，Ｓ１２の他方は、第１外周端面Ｓ１１の下側（クランク室４０側）の周縁（以下、下縁）Ｅ１２と第１下面１２の外周縁Ｅ１０２とを接続する。
【００２６】
第１外周端面Ｓ１１は、バレル形状に形成されている。即ち、第１外周端面Ｓ１１は、トップリング１の周長方向と直交する断面において、トップリング１において最大径となる第１頂部Ｐ１を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲している。第１外周端面Ｓ１１の第１頂部Ｐ１は、第１外周面１３においてトップリング１の径方向最外に位置しており、第１外周端面Ｓ１１は、使用状態においてシリンダ内壁２０ａを摺動する。この第１外周端面Ｓ１１は、更に、第１頂部Ｐ１を境に軸方向に対称な対称バレル形状に形成されている。即ち、第１外周端面Ｓ１１が周長方向に直交する断面において径方向外側に凸状となるように湾曲しており、第１外周端面Ｓ１１の上縁Ｅ１１と下縁Ｅ１２とが径方向において揃っており、該凸状の第１頂部Ｐ１が第１外周端面Ｓ１１においてトップリング１の軸方向（上下方向）の中央に位置している。
【００２７】
図３の符号ＣＬ１は、トップリング１の中心軸Ａ１に直交すると共に第１外周端面Ｓ１
１における軸方向中央位置を通る直線を示す。図３に示すように、第１頂部Ｐ１は、中央線ＣＬ１上に位置している。また、図３の符号ａ１１及びａ１２は、バレル落差を表す。ａ１１は、トップリング１における燃焼室３０側のバレル落差、即ち、トップリング１の第１頂部Ｐ１と第１外周端面Ｓ１１の上縁Ｅ１１との径方向における距離を示す。ａ１１は、使用状態におけるシリンダ内壁２０ａから第１外周端面Ｓ１１の上縁Ｅ１１までの距離と等しい。同様に、ａ１２は、トップリング１におけるクランク室４０側のバレル落差、即ち、トップリング１の第１頂部Ｐ１と第１外周端面Ｓ１１の下縁Ｅ１２との径方向における距離を示す。ａ１２は、使用状態におけるシリンダ内壁２０ａから第１外周端面Ｓ１１の下縁Ｅ１２までの距離と等しい。本例では、第１外周端面Ｓ１１が対称バレル形状に形成されているため、第１外周端面Ｓ１１の上縁Ｅ１１と下縁Ｅ１２とが径方向において揃っている。これにより、ａ１１とａ１２とが等しくなっている。また、図３の符号ｂ１１は、第１外周端面Ｓ１１の第１頂部Ｐ１と第１外周端面Ｓ１１の上縁Ｅ１１との軸方向における距離を示す。また、ｂ１２は、第１外周面１３の第１頂部Ｐ１と第１外周端面Ｓ１１の下縁Ｅ１２との軸方向における距離を示す。本例では、第１外周端面Ｓ１１が対称バレル形状に形成されているため、ｂ１１とｂ１２とが等しくなっている。
【００２８】
なお、本例では、第１外周端面Ｓ１１が対称バレル形状に形成されているが、第１外周端面Ｓ１１の形状はこれに限定されない。第１外周端面Ｓ１１は、バレル形状であればよく、対称バレル形状でなくともよい。つまり、第１外周端面Ｓ１１は、トップリング１において最大径となる第１頂部Ｐ１を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した形状であればよい。例えば、第１外周端面Ｓ１１は、偏心バレル形状であってもよい。その場合、下縁Ｅ１２が上縁Ｅ１１よりも径方向外側に位置し、第１頂部Ｐ１がクランク室４０側にオフセットすることとなる。また、トップリング１は、一対の接続面Ｓ１２，Ｓ１２を有さずに、第１外周端面Ｓ１１が第１上面１１及び第１下面１２に連なっていてもよい。即ち、第１外周面１３の全域が第１外周端面Ｓ１１であってもよい。
【００２９】
［セカンドリング］
次に、実施形態に係るセカンドリング２について説明する。図２に示すように、実施形態に係るセカンドリング２は、セカンドリング溝１０２において下側に配置された本体リング４と、セカンドリング溝１０２において上側に配置され、本体リング４と共にシリンダ内壁２０ａを摺動するサイドレール５と、を含む。
【００３０】
図４は、実施形態に係る本体リング４の周長方向に直交する断面図である。図４に示すように、本体リング４は、上側に設けられた第２上面４１と、下側に設けられた第２下面４２と、第２上面４１の外周縁Ｅ４０１と第２下面４２の外周縁Ｅ４０２とを接続する第２外周面４３と、第２上面４１の内周縁Ｅ４０３と第２下面４２の内周縁Ｅ４０４とを接続する第２内周面４４と、を有する。本体リング４がセカンドリング溝１０２に装着された使用状態にあるとき、第２上面４１が上側に位置してサイドレール５に当接し、第２下面４２が下側に位置して下壁Ｗ２に対向し、第２外周面４３がシリンダ内壁２０ａを摺動する。第２上面４１と第２下面４２とによって、本体リング４の軸方向における幅が規定される。
【００３１】
図４に示すように、第２外周面４３は、本体リング４の外周端部に設けられる第２外周端面Ｓ４１と、第２外周端面Ｓ４１と第２上面４１及び第２下面４２とをそれぞれ接続する一対の接続面Ｓ４２，Ｓ４２と、を含む。一対の接続面Ｓ４２，Ｓ４２の一方は、第２外周端面Ｓ４１の上縁Ｅ４１と第２上面４１の外周縁Ｅ４０１とを接続する。一対の接続面Ｓ４２，Ｓ４２の他方は、第２外周端面Ｓ４１の下縁Ｅ４２と第２下面４２の外周縁Ｅ４０２とを接続する。
【００３２】
第２外周端面Ｓ４１は、トップリング１の第１外周端面Ｓ１１と同様に、バレル形状に
形成されている。即ち、第２外周端面Ｓ４１は、本体リング４の周長方向と直交する断面において、本体リング４において最大径となる第２頂部Ｐ４を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲している。第２外周端面Ｓ４１の第２頂部Ｐ４は、第２外周面４３において本体リング４の径方向最外に位置しており、第２外周端面Ｓ４１は、使用状態においてシリンダ内壁２０ａを摺動する。この第２外周端面Ｓ４１は、更に、第２頂部Ｐ４を境に軸方向に対称な対称バレル形状に形成されている。即ち、第２外周端面Ｓ４１が周長方向に直交する断面において径方向外側に凸状となるように湾曲しており、第２外周端面Ｓ４１の上縁Ｅ４１と下縁Ｅ４２とが径方向において揃っており、該凸状の第２頂部Ｐ４が第２外周端面Ｓ４１において本体リング４の軸方向（上下方向）の中央に位置している。
【００３３】
図４の符号ＣＬ４は、本体リング４の中心軸Ａ４に直交すると共に第２外周端面Ｓ４１における軸方向中央位置を通る直線を示す。図４に示すように、第２頂部Ｐ４は、中央線ＣＬ４上に位置している。また、図４の符号ａ４１及びａ４２は、バレル落差を表す。ａ４１は、本体リング４における燃焼室３０側のバレル落差、即ち、本体リング４の第２頂部Ｐ４と第２外周端面Ｓ４１の上縁Ｅ４１との径方向における距離を示す。ａ４１は、使用状態におけるシリンダ内壁２０ａから第２外周端面Ｓ４１の上縁Ｅ４１までの距離と等しい。同様に、ａ４２は、本体リング４におけるクランク室４０側のバレル落差、即ち、本体リング４の第２頂部Ｐ４と第２外周端面Ｓ４１の下縁Ｅ４２との径方向における距離を示す。ａ４２は、使用状態におけるシリンダ内壁２０ａから第２外周端面Ｓ４１の下縁Ｅ４２までの距離と等しい。本例では、第２外周端面Ｓ４１が対称バレル形状に形成されているため、第２外周端面Ｓ４１の上縁Ｅ４１と下縁Ｅ４２とが径方向において揃っている。これにより、ａ４１とａ４２とが等しくなっている。また、図４の符号ｂ４１は、第２外周端面Ｓ４１の第２頂部Ｐ４と第２外周端面Ｓ４１の上縁Ｅ４１との軸方向における距離を示す。また、ｂ４２は、第２外周面４３の第２頂部Ｐ４と第２外周端面Ｓ４１の下縁Ｅ４２との軸方向における距離を示す。本例では、第２外周端面Ｓ４１が対称バレル形状に形成されているため、ｂ４１とｂ４２とが等しくなっている。
【００３４】
なお、本例では、第２外周端面Ｓ４１が対称バレル形状に形成されているが、第２外周端面Ｓ４１の形状はこれに限定されない。第２外周端面Ｓ４１は、バレル形状であればよく、対称バレル形状でなくともよい。つまり、第２外周端面Ｓ４１は、本体リング４において最大径となる第２頂部Ｐ４を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した形状であればよく、後述するように、偏心バレル形状であってもよい。また、本体リング４は、一対の接続面Ｓ４２，Ｓ４２を有さずに、第２外周端面Ｓ４１が第２上面４１及び第２下面４２に連なっていてもよい。即ち、第２外周面４３の全域が第２外周端面Ｓ４１であってもよい。
【００３５】
図５は、実施形態に係るサイドレール５の周長方向に直交する断面図である。図５の符号Ａ５は、サイドレール５の中心軸を示す。図５に示すように、サイドレール５は、上側に設けられたカバー上面５１と、下側に設けられたカバー下面５２と、カバー上面５１の外周縁Ｅ５０１とカバー下面５２の外周縁Ｅ５０２とを接続するカバー外周面５３と、カバー上面５１の内周縁Ｅ５０３とカバー下面５２の内周縁Ｅ５０４とを接続するカバー内周面５４と、を有する。サイドレール５がセカンドリング溝１０２に装着された使用状態にあるとき、カバー上面５１が上側に位置してセカンドリング溝１０２の上壁Ｗ１に対向し、カバー下面５２が下側に位置して本体リング４に当接し、カバー外周面５３がシリンダ内壁２０ａを摺動する。カバー上面５１とカバー下面５２とによって、サイドレール５の軸方向における幅が規定される。サイドレール５は、周長方向に直交する断面において略矩形状に形成されており、カバー外周面５３は、軸方向に沿って延びる平坦なストレート形状に形成されている。なお、カバー外周面５３は、バレル形状に形成されていてもよく、また、テーパ形状でもよいが、これに限られない。サイドレール５は、本発明に係る「カバーリング」の一例である。
【００３６】
図６は、使用状態におけるセカンドリング２の斜視図である。図６では、便宜上、ピストン１０やシリンダ２０の図示を省略している。符号Ｇ４は、本体リング４に形成された合口を示す。符号Ｂ４は、本体リング４のうち、合口Ｇ４を除く部分（本体部）を示す。また、符号Ｇ５は、サイドレール５に形成された合口を示す。符号Ｂ５は、サイドレール５のうち、合口Ｇ５を除く部分（本体部）を示す。図６に示すように、セカンドリング２は、本体リング４の合口Ｇ４とサイドレール５の合口Ｇ５とが本体リング４の軸方向において重ならないように、セカンドリング溝１０２に設けられる。そして、本体リング４の合口Ｇ４にはサイドレール５の本体部Ｂ５が上側から重なっている。つまり、サイドレール５は、セカンドリング溝１０２において、本体リング４の合口Ｇ４を上側から覆うように本体リング４に重なっている。
【００３７】
［オイルリング］
次に、実施形態に係るオイルリング３について説明する。図７は、実施形態に係るオイルリング３が使用状態にあるときのオイルリング３の周長方向に直交する断面図である。また、図８は、実施形態に係るセグメント７の周長方向に直交する断面図である。図７では、オイルリング３がオイルリング溝１０３に装着された使用状態を示している。図７に示すように、オイルリング３は、所謂３ピースのオイルリングである。より具体的には、オイルリング３は、オイルリング３の軸回りに環状に形成され、互いに独立してオイルリング３の軸方向に並んで設けられた一対のセグメント７，７と、一対のセグメント７，７を径方向外側（シリンダ内壁２０ａ）に付勢するエキスパンダ・スペーサ６と、を含んで構成されている。実施形態に係るオイルリング３は、一対のセグメント７，７を、同一の形状としている。一対のセグメント７，７は、本発明における「一対の摺動部」の一例である。以下、一対のセグメント７，７のうち、上側（燃焼室３０側）に配置されたセグメント７を上側セグメント７Ｕと称し、下側（クランク室４０側）に配置されたセグメント７を下側セグメント７Ｌと称し、これらを区別しないときは、単にセグメント７と称する。
【００３８】
図７及び図８に示すように、セグメント７は、上側に設けられた第３上面７１と、下側に設けられた第３下面７２と、第３上面７１の外周縁Ｅ７０１と第３下面７２の外周縁Ｅ７０２とを接続する第３外周面７３と、第３上面７１の内周縁Ｅ７０３と第３下面７２の内周縁Ｅ７０４とを接続する第３内周面７４と、を有する。上側セグメント７Ｕは、オイルリング３が、オイルリング溝１０３に装着された状態、即ち、使用状態にあるとき、第３上面７１がオイルリング溝１０３の上壁Ｗ１に対向し、第３下面７２及び第３内周面７４がエキスパンダ・スペーサ６に当接し、第３外周面７３がシリンダ内壁２０ａを摺動するように、設けられる。下側セグメント７Ｌは、オイルリング３が使用状態にあるとき、第３下面７２がオイルリング溝１０３の下壁Ｗ２に対向し、第３上面７１及び第３内周面７４がエキスパンダ・スペーサ６に当接し、第３外周面７３がシリンダ内壁２０ａを摺動するように、設けられる。第３上面７１と第３下面７２とによって、セグメント７の軸方向における幅が規定される。
【００３９】
図８に示すように、第３外周面７３は、セグメント７の外周端部に設けられる第３外周端面Ｓ７１と、第３外周端面Ｓ７１と第３上面７１及び第３下面７２とをそれぞれ接続する一対の接続面Ｓ７２，Ｓ７２と、を含む。一対の接続面Ｓ７２，Ｓ７２の一方は、第３外周端面Ｓ７１の上縁Ｅ７１と第３上面７１の外周縁Ｅ７０１とを接続する。一対の接続面Ｓ７２，Ｓ７２の他方は、第３外周端面Ｓ７１の下縁Ｅ７２と第３下面７２の外周縁Ｅ７０２とを接続する。
【００４０】
第３外周端面Ｓ７１は、トップリング１の第１外周端面Ｓ１１やセカンドリング２の本体リング４の第２外周端面Ｓ４１と同様に、バレル形状に形成されている。即ち、第３外
周端面Ｓ７１は、セグメント７の周長方向と直交する断面において、セグメント７において最大径となる第３頂部Ｐ７を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲している。第３外周端面Ｓ７１の第３頂部Ｐ７は、第３外周面７３においてセグメント７の径方向最外に位置しており、第３外周端面Ｓ７１は、使用状態においてシリンダ内壁２０ａを摺動する。この第３外周端面Ｓ７１は、更に、第３頂部Ｐ７を境に軸方向に対称な対称バレル形状に形成されている。即ち、第３外周端面Ｓ７１が周長方向に直交する断面において径方向外側に凸状となるように湾曲しており、第３外周端面Ｓ７１の上縁Ｅ７１と下縁Ｅ７２とが径方向において揃っており、該凸状の第３頂部Ｐ７が第３外周端面Ｓ７１においてセグメント７の軸方向（上下方向）の中央に位置している。
【００４１】
図８の符号ＣＬ７は、セグメント７の中心軸Ａ７に直交すると共に第３外周端面Ｓ７１における軸方向中央位置を通る直線を示す。図８に示すように、第３頂部Ｐ７は、中央線ＣＬ７上に位置している。また、図８の符号ａ７１及びａ７２は、バレル落差を表す。ａ７１は、セグメント７における燃焼室３０側のバレル落差、即ち、セグメント７の第３頂部Ｐ７と第３外周端面Ｓ７１の上縁Ｅ７１との径方向における距離を示す。ａ７１は、使用状態におけるシリンダ内壁２０ａから第３外周端面Ｓ７１の上縁Ｅ７１までの距離と等しい。同様に、ａ７２は、セグメント７におけるクランク室４０側のバレル落差、即ち、セグメント７の第３頂部Ｐ７と第３外周端面Ｓ７１の下縁Ｅ７２との径方向における距離を示す。ａ７２は、使用状態におけるシリンダ内壁２０ａから第３外周端面Ｓ７１の下縁Ｅ７２までの距離と等しい。本例では、第３外周端面Ｓ７１が対称バレル形状に形成されているため、第３外周端面Ｓ７１の上縁Ｅ７１と下縁Ｅ７２とが径方向において揃っている。これにより、ａ７１とａ７２とが等しくなっている。また、図８の符号ｂ７１は、第３外周端面Ｓ７１の第３頂部Ｐ７と第３外周端面Ｓ７１の上縁Ｅ７１との軸方向における距離を示す。また、ｂ７２は、第３外周面７３の第３頂部Ｐ７と第３外周端面Ｓ７１の下縁Ｅ７２との軸方向における距離を示す。本例では、第３外周端面Ｓ７１が対称バレル形状に形成されているため、ｂ７１とｂ７２とが等しくなっている。
【００４２】
なお、本例では、第３外周端面Ｓ７１が対称バレル形状に形成されているが、第３外周端面Ｓ７１の形状はこれに限定されない。第３外周端面Ｓ７１は、バレル形状であればよく、対称バレル形状でなくともよい。つまり、第３外周端面Ｓ７１は、セグメント７において最大径となる第３頂部Ｐ７を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した形状であればよく、後述するように、偏心バレル形状であってもよい。また、セグメント７は、一対の接続面Ｓ７２，Ｓ７２を有さずに、第３外周端面Ｓ７１が第３上面７１及び第３下面７２に連なっていてもよい。即ち、第３外周面７３の全域が第３外周端面Ｓ７１であってもよい。
【００４３】
［セカンドリングのオイルシール機能について］
図９及び図１０は、実施形態に係るセカンドリング２が使用状態にあるときのセカンドリング２の周長方向に直交する断面図である。図９及び図１０では、ピストン１０の下降行程におけるセカンドリング２の状態が示されている。図９は、図６のＡ―Ａ断面に対応している。つまり、図９では、セカンドリング２のうち、本体リング４の本体部Ｂ４とサイドレール５の本体部Ｂ５とが重なっている部分における断面が示されている。また、図１０は、図６のＢ―Ｂ断面に対応している。つまり、図１０では、セカンドリング２のうち、本体リング４の合口Ｇ４部分における断面が示されている。なお、図９及び図１０の白抜き矢印は、オイルの流れを示している。
【００４４】
図９及び図１０に示すように、ピストン１０の下降行程では、セカンドリング２に作用する上向きの慣性力により、サイドレール５のカバー上面５１がセカンドリング溝１０２の上壁Ｗ１に押し付けられ、本体リング４の第２上面４１がサイドレール５のカバー下面５２に押し付けられる。サイドレール５のカバー上面５１がセカンドリング溝１０２の上
壁Ｗ１に押し付けられることで、セカンドリング溝１０２に存在するオイルがサイドレール５のカバー上面５１とセカンドリング溝１０２の上壁Ｗ１との間を通って隙間ＰＣ１へ流出することが抑制される。以上のようにして、オイルがセカンドリング溝１０２から隙間ＰＣ１へ流出することによるオイルの燃焼室３０側への流出（オイル上がり）が抑制される。
【００４５】
また、図９に示すように、セカンドリング２における本体リング４の本体部Ｂ４とサイドレール５の本体部Ｂ５とが重なっている部分では、本体リング４の本体部Ｂ４がシリンダ内壁２０ａを摺動することで隙間ＰＣ１に存在するオイルが下方（クランク室４０側）に掻き落とされる。一方、図１０に示すように、セカンドリング２における本体リング４の合口Ｇ４部分では、隙間ＰＣ１に存在するオイルが本体リング４に形成された隙間である合口Ｇ４に下側（クランク室４０側）から流入することがある。これに対して、実施形態に係るセカンドリング２では、上述のように、本体リング４の合口Ｇ４がサイドレール５の本体部Ｂ５によって上側（燃焼室３０側）から覆われている。そのため、本体リング４の合口Ｇ４に流入したオイルが合口Ｇ４から上側へ流出することが、サイドレール５によって抑制される。以上のようにして、隙間ＰＣ１に存在するオイルが本体リング４の合口Ｇ４を下側から上側へ通り抜けることによるオイル上がりも抑制される。
【００４６】
［比較例］
ここで、図１１は、比較例に係るピストンリングの組み合わせが設けられた内燃機関２００のリング溝付近を示す図である。比較例に係る内燃機関２００は、セカンドリング２に代えてセカンドリング２０２を用いる点で内燃機関１００と相違する。セカンドリング２０２は、セカンドリング２とは異なり、サイドレール５を有さない。また、セカンドリング２０２においてシリンダ内壁２０ａを摺動するリング外周面２０２３は、燃焼室３０側に向かって徐々に縮径されたテーパ形状に形成されている。
【００４７】
［作用・効果］
次に、比較例との対比により、実施形態に係るピストンリングの組み合わせによる作用及び効果について説明する。上述のように、実施形態に係るピストンリングの組合せでは、トップリング１、セカンドリング２の本体リング４、及びオイルリング３の外周端面をバレル形状としている。つまり、各ピストンリングの外周端面は、リングの最大径となる頂部を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した形状となっている。これにより、各ピストンリングが湾曲面でシリンダ内壁２０ａを摺動することとなる。そのため、実施形態に係るピストンリングの組み合わせによると、セカンドリングの外周面をテーパ形状とした比較例に係るピストンリングの組み合わせと比較して、シリンダ内壁２０ａとの間に生じる摩擦（フリクション）を低減し、内燃機関１００における摩擦損失を低減することができる。
【００４８】
一方、ピストンリング単体で評価したとき、ピストンリングの外周面をバレル形状とした場合、外周面をテーパ形状とした場合と比較してオイルを掻き落す機能が低下する傾向がある。これに対して、実施形態に係るセカンドリング２は、使用状態において本体リング４の合口Ｇ４がサイドレール５によって覆われるように構成されている。これにより、隙間ＰＣ１に存在するオイルが本体リング４の合口Ｇ４を下側から上側へ通り抜けることによるオイル上がりを抑制することができる。その結果、オイルシール性能を確保することができる。
【００４９】
つまり、実施形態に係るピストンリングの組み合わせによれば、各ピストンリングの外周面をバレル形状とすることで比較例に係るピストンリングの組み合わせよりも摩擦損失を低減しつつも、セカンドリング２の本体リング４の合口Ｇ４をサイドレール５によって上側から覆うことでオイルシール性能を確保することができる。
【００５０】
なお、図９及び図１０に示されるように、実施形態に係るセカンドリング２では、サイドレール５によって本体リング４の合口Ｇ４が全体を上側から覆われるように構成されているが、本発明に係るセカンドリングはこれに限定されない。本発明は、カバーリングが本体リングの合口の少なくとも一部を上側から覆うように本体リングに重なっていればよい。本発明に係るカバーリングは本体リングと共にシリンダ内壁を摺動するように構成されている。そのため、サイドレール５が本体リング４に重なることで、使用状態において合口Ｇ４のうち隙間ＰＣ１に位置する領域（図１０において符号Ｘ１で示すドットパターンの領域）の少なくとも一部が、サイドレール５によって上側から覆われることとなる。これにより、本体リング４の合口Ｇ４に流入した隙間ＰＣ１のオイルが合口Ｇ４を下側から上側へ通り抜けることをサイドレール５によって抑制することができ、シール性能を確保することができる。
【００５１】
ここで、図９及び図１０の符号ｔ１は、サイドレール５の径方向における幅を示す。また、符号ｄ１は、ピストン１０がシリンダ２０に装着された場合にシリンダ内壁２０ａとピストン外周面１０ａとの間に確保される最大の離間距離を示す。ピストン１０がシリンダ２０内を往復する際、ピストン１０の首振り運動（ピストンスラップとも呼ぶ）によって、隙間ＰＣ１の大きさ、つまりシリンダ内壁２０ａとピストン外周面１０ａとの離間距離が変化することがある。最大の離間距離ｄ１は、ピストンスラップ等を考慮して想定される。このとき、実施形態に係るセカンドリング２は、ｔ１がｄ１よりも大きくなるように構成されている。これにより、離間距離が変化しても上述の領域Ｘ１の全域をサイドレール５によって上側から覆うことができる。その結果、安定したシール性能を確保することができる。
【００５２】
また、セカンドリング２は、ピストン１０の往復運動に伴う振動等によってサイドレール５が本体リング４に対して周長方向へ相対的に回転することを抑制するための、回り止め手段を有してもよい。回り止め手段は、例えば、本体リング４の第２上面４１とサイドレール５のカバー下面５２のうち一方に形成された突起と、他方に形成されて当該突起に係合する溝（ノッチ）と、を含んで形成されてもよい。回り止め手段によって、本体リング４とサイドレール５の相対的な回転が抑制されるため、サイドレール５の合口Ｇ５が本体リング４の合口Ｇ４の重なることを抑制することができる。その結果、サイドレール５によって本体リング４の合口Ｇ４が上側から覆われた状態が維持され、オイルシール性能をより高めることができる。
【００５３】
ここで、図１２は、実施形態に係るセカンドリング２が使用状態にあるときのセカンドリング２の周長方向に直交する断面図である。図１２では、ピストン１０の下降行程におけるセカンドリング２の状態が示されている。図１２は、図６のＣ―Ｃ断面に対応している。つまり、図１２では、セカンドリング２のうち、サイドレール５の合口Ｇ５部分における断面が示されている。図１２の白抜き矢印は、オイルの流れを示している。
【００５４】
セカンドリング２におけるサイドレール５の合口Ｇ５部分では、セカンドリング溝１０２に存在するオイルがサイドレール５の合口Ｇ５に径方向内側から流入し、隙間ＰＣ１へ流出する可能性がある。ここで、図１２の符号ｗ４は、本体リング４の軸方向における幅を示し、符号ｗ５は、サイドレール５の軸方向における幅を示す。このとき、実施形態に係るセカンドリング２は、ｗ５がｗ４よりも小さくなるように構成されている。つまり、サイドレール５は本体リング４よりも軸方向において薄幅となっている。サイドレール５が薄幅となることで、セカンドリング溝１０２に存在するオイルがサイドレール５の合口Ｇ５に流入し難くなっている。これにより、セカンドリング溝１０２に存在するオイルがサイドレール５の合口Ｇ５を通り抜けることによるオイル上がりを抑制することができ、オイルシール性能をより高めることができる。
【００５５】
＜実施形態の変形例＞
以下、実施形態の変形例に係るピストンリングの組み合わせについて説明する。変形例の説明では、上述までに説明した実施形態に係るピストンリングの組み合わせとの相違点を中心に説明し、同様の点については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。
【００５６】
［変形例１］
図１３は、変形例１に係るセカンドリング２Ａが使用状態にあるときのセカンドリング２Ａの周長方向に直交する断面図である。変形例１に係るピストンリングの組み合わせは、上述のセカンドリング２に代えて、セカンドリング２Ａを用いる点で、上述までのピストンリングの組み合わせと相違する。図１４は、変形例１に係る本体リング４Ａを示す図であって、図１４（Ａ）は、本体リング４Ａの周長方向に直交する断面図であり、図１４（Ｂ）は、本体リング４Ａの内周側下部を示す拡大図である。図１４（Ａ）に示すように、本体リング４Ａの第２内周面４４は、本体リング４Ａの内周端部に設けられた第２内周端面４４１と、第２内周端面４４１と第２下面４２とを接続するインナーカット面４４２と、を含む。第２内周端面４４１は、本体リング４Ａの最内周部位を構成する面であり、軸方向に沿って延びるストレート形状に形成されている。また、第２内周端面４４１は、第２下面４２よりも上側であって径方向内側に形成されている。ここで、図１４（Ｂ）の符号ＶＰ４は、第２内周端面４４１を下側に延ばした仮想内周端面を示す。また、符号ＶＰ２は、第２下面４２を径方向内側に延ばした仮想下面を示す。仮想下面は、本願でいう「仮想端面」の一形態に相当する。仮想内周端面ＶＰ４と仮想下面ＶＰ２とが交わることで形成される仮想の角部を、仮想下角部と称し、符号ＶＣ１で示す。仮想下角部は、本願でいう「仮想角部」の一形態に相当する。
【００５７】
図１４（Ｂ）に示すように、インナーカット面４４２は、仮想下角部ＶＣ１における、仮想内周端面ＶＰ４と仮想下面ＶＰ２との交差部分ＶＣ１１を含む所定部位が本体リング４Ａに含まれないように、第２内周端面４４１と第２下面４２とを接続している。これにより、第２内周端面４４１と第２下面４２との間には、切欠であるインナーカット４５が形成されている。その結果、本体リング４Ａは、内周側の下部が切り欠かれた形状（インナーカット形状）となっている。
【００５８】
このようにインナーカット面４４２が形成された本体リング４Ａでは、全体的な応力のバランスが非対称となる。この本体リング４Ａをピストン１０に装着し、且つ、シリンダ２０に装着した場合、本体リング４Ａに捩れが生じる。本体リング４Ａが捩れることで、サイドレール５が本体リング４によってセカンドリング溝１０２の上壁Ｗ１へ付勢される。これにより、サイドレール５がセカンドリング溝１０２の上壁Ｗ１に対して強く押し付けられることとなり、サイドレール５のばたつきが抑制される。サイドレール５のばたつきが抑制されることで、サイドレール５の姿勢が安定する。その結果、変形例１に係るピストンリングの組み合わせによると、本体リング４Ａの合口Ｇ４がサイドレール５によって覆われた状態が維持され、オイルシール性能をより高めることができる。
【００５９】
なお、インナーカット面４４２は、一つの平面や曲面で第２内周端面４４１と第２下面４２とを接続するように形成されてもよく、別法として複数の平面や曲面で第２内周端面４４１と第２下面４２とを接続するように形成されてもよい。例えば、図１４（Ｂ）の断面図において切り欠かれた部位（インナーカット面４４２、仮想内周端面ＶＰ４、仮想下面ＶＰ２で囲まれる部位）が矩形状になるように、インナーカット面を設定してもよい。また、別法として、インナーカット面４４２を、第２内周端面４４１と第２上面４１とを接続するように、すなわち、本体リング４Ａの内周側の上部を切り欠くように形成してもよい。この場合、第２内周端面４４１を上側に延ばした仮想内周端面と第２上面４１を径
方向内側に延ばした仮想上面（本願でいう「仮想端面」の一形態に相当する）とが交わることで形成される仮想上角部（本願でいう「仮想角部」の一形態に相当する）における交差部分を含む所定部位が本体リング４Ａに含まれなくなる。この場合でも、上述したように本体リング４Ａに捩れを生じさせ、サイドレール５のばたつきが抑制される。
【００６０】
［変形例２］
図１５は、変形例２に係るオイルリング３Ｂが使用状態にあるときのオイルリング３Ｂの周長方向に直交する断面図である。変形例２に係るピストンリングの組み合わせは、上述のオイルリング３に代えて、オイルリング３Ｂを用いる点で、上述までのピストンリングの組み合わせと相違する。図１６は、変形例２に係るセグメント７Ｂの周長方向に直交する断面図である。図１６に示すように、変形例２に係るセグメント７Ｂの第３外周端面Ｓ７１は、上述のセグメント７と同様に、バレル形状に形成されている。つまり、セグメント７Ｂの第３外周端面Ｓ７１は、セグメント７Ｂの周長方向に直交する断面において、セグメント７Ｂの外周端部に設けられると共にセグメント７Ｂにおいて最大径となる第３頂部Ｐ７を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲している。更に、セグメント７Ｂの第３外周端面Ｓ７１は、偏心バレル形状に形成されている。具体的には、セグメント７Ｂの第３外周端面Ｓ７１は、下縁Ｅ７２が上縁Ｅ７１よりも径方向外側に位置し、且つ、セグメント７Ｂの軸方向において第３頂部Ｐ７が第３外周端面Ｓ７１の中央位置よりも下縁Ｅ７２側に位置するように、形成されている。これにより、第３外周端面Ｓ７１は、第３頂部Ｐ７を境に軸方向に非対称な偏心バレル形状に形成されている。変形例２では、第３外周端面Ｓ７１が偏心バレル形状に形成されているため、ａ７２がａ７１よりも小さくなっており、ｂ７２がｂ７１よりも小さくなっている。
【００６１】
変形例２によると、オイルリング３Ｂのセグメント７Ｂの第３外周端面Ｓ７１を偏心バレル形状とすることで、使用状態において、第３頂部Ｐ７を境に、クランク室４０側におけるシリンダ内壁２０ａと第３外周端面Ｓ７１との隙間を、燃焼室３０側における該隙間よりも小さくすることができる。これにより、ピストン１０の下降時においては、オイルを好適に掻き落とすことができ、ピストン１０の上昇時においては、くさび効果により第３外周端面Ｓ７１がオイルに乗り上げるため、オイルの掻き上げを防止することができる。その結果、変形例２に係るピストンリングの組み合わせによると、オイルシール性能をより高めることができる。
【００６２】
なお、図１５に示すように、変形例２では、一対のセグメント７Ｂ，７Ｂの両方の第３外周端面Ｓ７１を偏心バレル形状としたが、一対のセグメント７Ｂ，７Ｂのうち、一方の第３外周端面Ｓ７１のみを偏心バレル形状としてもよい。例えば、上側セグメント７Ｕの第３外周端面Ｓ７１を上述の偏心バレル形状とし、下側セグメント７Ｌの第３外周端面Ｓ７１を対称バレル形状としてもよく、その逆としてもよい。但し、変形例２では、一対のセグメント７Ｂ，７Ｂの両方の第３外周端面Ｓ７１を上述の偏心バレル形状とすることで、一方のみを偏心バレル形状とする場合よりもオイルシール性能をより高めることができる。
【００６３】
［変形例３］
図１７は、変形例３に係るセカンドリング２Ｃが使用状態にあるときのセカンドリング２Ｃの周長方向に直交する断面図である。変形例３に係るピストンリングの組み合わせは、上述のセカンドリング２に代えて、セカンドリング２Ｃを用いる点で、上述までのピストンリングの組み合わせと相違する。図１８は、変形例３に係る本体リング４Ｃの周長方向に直交する断面図である。図１８に示すように、変形例３に係る本体リング４Ｃの第２外周端面Ｓ４１は、上述の本体リング４と同様に、バレル形状に形成されている。つまり、本体リング４Ｃの第２外周端面Ｓ４１は、本体リング４Ｃの周長方向に直交する断面において、本体リング４Ｃの外周端部に設けられると共に本体リング４Ｃにおいて最大径と
なる第２頂部Ｐ４を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲している。更に、本体リング４Ｃの第２外周端面Ｓ４１は、偏心バレル形状に形成されている。具体的には、本体リング４Ｃの第２外周端面Ｓ４１は、下縁Ｅ４２が上縁Ｅ４１よりも径方向外側に位置し、且つ、本体リング４Ｃの軸方向において第２頂部Ｐ４が第２外周端面Ｓ４１の中央位置よりも下縁Ｅ４２側に位置するように、形成されている。これにより、第２外周端面Ｓ４１は、第２頂部Ｐ４を境に軸方向に非対称な偏心バレル形状に形成されている。変形例３では、第２外周端面Ｓ４１が偏心バレル形状に形成されているため、ａ４２がａ４１よりも小さくなっており、ｂ４２がｂ４１よりも小さくなっている。
【００６４】
変形例３によると、セカンドリング２Ｃの本体リング４Ｃの第２外周端面Ｓ４１を偏心バレル形状とすることで、使用状態において、第２頂部Ｐ４を境に、クランク室４０側におけるシリンダ内壁２０ａと第２外周端面Ｓ４１との隙間を、燃焼室３０側における該隙間よりも小さくすることができる。これにより、ピストン１０の下降時においては、オイルを好適に掻き落とすことができ、ピストン１０の上昇時においては、くさび効果により第２外周端面Ｓ４１がオイルに乗り上げるため、オイルの掻き上げを防止することができる。その結果、変形例３に係るピストンリングの組み合わせによると、オイルシール性能をより高めることができる。
【００６５】
［変形例４］
図１９は、変形例４に係るオイルリング３Ｄの周長方向に直交する断面図である。本発明に係るオイルリングは、図１９に示すオイルリング３Ｄのように、所謂２ピースのオイルリングであってもよい。オイルリング３Ｄは、オイルリング３Ｄの軸回りに環状に形成されたオイルリング本体８と、オイルリング本体８を径方向外側へ付勢するコイル・エキスパンダＥＸ１と、を有する。また、オイルリング本体８には、径方向外側に突出する一対のレール９，９がオイルリング３Ｄの軸方向に並んで形成されている。一対のレール９，９のうち、上側のレール９をレール９Ｕと称し，下側のレール９をレール９Ｌと称する。一対のレール９Ｕ，９Ｌは、オイルリング３における一対のセグメント７Ｕ，７Ｌに相当する部位であり、本発明における「一対の摺動部」の一例である。
【００６６】
図１９に示すように、レール９の第３外周端面Ｓ９１は、レール９の周長方向に直交する断面において、レール９において最大径となる第３頂部Ｐ９を含んで径方向外側に凸状となるように湾曲した、バレル形状に形成されている。レール９の第３外周端面Ｓ９１は、対称バレル形状であってもよいし、偏心バレル形状であってもよい。第３外周端面Ｓ９１を偏心バレル形状に形成することで、オイルシール性能をより高めることができる。更に、レール９の第３外周端面Ｓ９１は、バレル形状に限られず、ストレート形状やテーパ形状であってもよい。
【００６７】
＜その他＞
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した種々の形態は、可能な限り組み合わせることができる。例えば、ピストンリングの組み合わせにおいて、トップリングの外周面をバレル形状とし、セカンドリングの本体リングの外周端面を偏心バレル形状とし、オイルリングの外周端面を偏心バレル形状としてもよい。また、トップリング、セカンドリングの本体リング、及びオイルリングの外周端面を偏心バレル形状としてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１００      ：内燃機関
１０        ：ピストン
２０        ：シリンダ
３０        ：燃焼室
４０        ：クランク室
１          ：トップリング
２          ：セカンドリング
３          ：オイルリング
４          ：本体リング
５          ：サイドレール（カバーリングの一例）
６          ：オイルリング本体
７          ：セグメント（摺動部の一例）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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