CN102859241B - 内燃机用油环 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，提供一种内燃机用油环，该内燃机用油环能实现长时间地、稳定地刮取汽缸内壁面的多余的机油、并使其向活塞里侧流下的功能，且能可靠地降低内燃机驱动时的耗油量。为了实现该目的，采用一种内燃机用油环，在所述内燃机用油环中，油环主体具有沿着其内周面的、油环轴方向的截面为大致半圆状的螺旋撑簧收容凹部，进而，在该螺旋撑簧收容凹部的内周面中形成有沿着其内周方向的、用于使刮落的机油顺畅地返回活塞里侧的回油槽，该回油槽在油环轴方向截面中的外周形状是由直线和与该直线相连接的曲线构成。

Description

内燃机用油环

技术领域

本发明涉及由油环主体与螺旋撑簧构成的两片式结构的内燃机用油环。

背景技术

一直以来，随着提高燃油效率的市场要求，对内燃机所使用的活塞环提出了必须实现汽缸内活塞的平滑的往复运动、且能实现对汽缸内壁面减少摩擦的要求。因此，对于具有刮取汽缸内壁面的多余的机油、并使其在活塞里侧流下的功能的内燃机用油环而言，同样必须降低其与汽缸内壁面之间产生的摩擦力，实现燃油效率的提高，同时实现耗油量的降低，并且还追求使油环主体的轴方向宽度变薄的薄宽化技术。

且，虽然油环通过薄宽化而能够提高对汽缸内壁面的追随性，并减少耗油量，但同时，油环的张力过度降低会导致刮油性能的降低。作为与这样的薄宽化技术相对应的内燃机用油环，存在由油环主体和螺旋撑簧构成的两片式结构的油环（以下称为两片式油环。）。此处，螺旋撑簧通过将油环主体向着径向外侧按压接触，提高了油环的刮油性能。另外，油环主体由分别构成其上侧部分与下侧部分的上侧导轨和下侧导轨、以及与这些导轨分别连接的轨腰组成，该上侧导轨和下侧导轨各自的外周滑动面是在活塞进行往复动作时，在经由油膜的状态下相对于汽缸内壁面进行滑动。

但是，这样的两片式油环，是在螺旋撑簧紧密附着于油环主体内周的状态下配置的，会很大程度地阻塞在油环主体中形成的回油孔，阻碍经由上侧导轨和下侧导轨刮落的机油快速地脱离到油环的背面侧。且，在两片式油环中，如果在油环主体中形成的回油孔尺寸过大，则会导致油环主体的强度降低。因此，要求两片式油环不但能实现油环轴方向的宽度的薄宽化，且能长时间地、稳定地实现刮取汽缸内壁面的多余机油且使其在活塞里侧流下的功能，从而能实现耗油量的降低。

例如，在专利文献1（日本特开昭61-45172号）中，公开了用于刮取来自汽缸内壁面的过剩机油的、带有螺旋撑簧的油环（即两片式油环）。具体而言，在专利文献1中，公开了“带有螺旋撑簧的油环，其特征在于，具有由作为刚性块的上下侧导轨、和连接这两个侧导轨的具有多个油孔的薄壁轨腰所构成的截面大致为I形的钢制刮油环，在该刮油环的外周形成有用于收纳所刮取的机油的周槽，另一方面，在内周形成有用于收容环状的螺旋撑簧的周槽，从横截面来观察，该螺旋撑簧实际上仅在两点处与上下侧导轨接触，而在这些接触点以外的部分，螺旋撑簧与上述轨腰间隔开，与该轨腰之间形成有一定的微小间隙”。

另外，在专利文献2（日本特开2006-194272号）中，公开了在改善了机油流通性的油环中使用的油环用线材。具体而言，在专利文献2中公开了“油环用线材，所述油环用线材是作为内燃机等的活塞的油环而使用，具有使得机油至少从一个方向朝另一个方向流通的贯通油孔，是形成有前述贯通油孔的油环用线材，其特征在于，前述贯通油孔具有相对于前述机油的流通方向、前述贯通油孔的相对侧壁的至少一侧实际上倾斜的锥部”。且，专利文献2的油环用线材，当作为两片式油环而使用时，优选具有一对凸缘部、和连接所述凸缘部的轨腰部，且在该轨腰部中形成有贯通油孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭61-45172号公报

专利文献2:日本特开2006-194272号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1所记载的油环虽然公开了设置间隙的技术，所述间隙形成于油环主体和螺旋撑簧之间，但未明确说明需要何种大小的间隙，即使是本领域的从业人员想要实施这种方案，也会非常困难。再有，如果油环主体与螺旋撑簧之间形成的间隙过大，且构成油环主体的轨腰在油环径向方向上的宽度过薄，则在加工油环主体时容易发生变形。进而，如果油环主体中发生变形，则油环对汽缸内壁面的按压力将局部地减小，造成机油刮除的不彻底，容易导致耗油量的增大。进而，由于油环对汽缸内壁面的按压力局部地减小，从而发生机油上升，进而机油侵入发动机的汽缸燃烧室侧，导致发生机油一起燃烧而产生黑烟的情况。进而，必须解决该问题，如果提高油环的张力，则汽缸内壁面与油环之间的摩擦变得过大，会阻碍活塞的平滑的往复运动。

另外，专利文献1的油环，由于油环主体的内周侧的油环轴方向截面中的外周形状为大致锥形，因此螺旋撑簧与上下侧导轨实质上仅在两点处进行接触。由此，在专利文献1的油环中，由于从油环轴方向截面观察时，该油环主体与该螺旋撑簧仅在两点处进行接触，因此容易导致在该接触部处的磨损加剧，发生油环对汽缸内壁面的按压力在该油环周方向上分散的问题。且，如果对汽缸内壁面的按压力在油环的周方向中的分散加剧，则油环外周面与汽缸内壁面的接触面中产生高压强部分，从而截断润滑油膜，使得双方部件中发生磨损，因此不优选。

进而，专利文献2记载的油环用线材虽然具有可将螺旋弹簧以包入油环主体内周侧的大致半圆状凹部内的状态进行收纳的形状，却不在该大致半圆状凹部与螺旋弹簧之间形成间隙，所述油环主体是由一对凸缘部、和连接该凸缘部的轨腰部所形成。因此，当专利文献2的油环用线材作为油环而使用时，螺旋弹簧与油环主体紧密附着，从而会导致很大程度地阻塞在油环主体中形成的回油孔。其结果是，根据专利文献2的使用了油环用线材的油环，不能使得由油环外周刮落的机油快速地脱离到油环的背面侧，从而油环的刮油功能降低，导致耗油量的增大。进而，对于设置于该油环用线材中的贯通油孔而言，即使公开了锥部的角度，但是也没有对贯通油孔的具体大小（开口宽度和开口高度）进行设定。即，专利文献2的油环用线材被作为油环而使用时，例如，当该贯通油孔的开口部的面积小时，污泥造成孔闭塞的可能性增大，不足以实现耗油量的降低。

综上所述，本发明的目的在于提供一种内燃机用油环，其能长时间地、稳定地实现刮取汽缸内壁面的多余机油、并使其在活塞里侧流下的功能，从而能确实地降低内燃机驱动时的耗油量。

解决问题的方法

因此，本发明人进行了潜心研究，其结果，通过使油环主体的形状成为满足一定条件的形状，解决了上述问题。以下对本发明进行说明。

本发明的内燃机用油环，其特征在于，所述内燃机用油环由油环轴方向截面呈大致I字型的油环主体、与配置于该油环主体内周侧的螺旋撑簧构成，该油环主体由在汽缸内壁面滑动的第一导轨、第二导轨以及轨腰构成，所述轨腰具有用于使该第一导轨和第二导轨从汽缸的内壁面刮落的机油向活塞里侧流下的多个回油孔，该油环主体沿着其内周面具有油环轴方向的截面呈大致半圆状的螺旋撑簧收容凹部，进而，在该螺旋撑簧收容凹部的内周面中，沿着其内周方向，形成有用于使刮落的机油顺畅地回到活塞里侧的回油槽，该回油槽在油环轴方向的截面中，其外周形状是由直线和与该直线相连接的曲线而构成。

在本发明的内燃机用油环中，当前述油环主体中具有的螺旋撑簧收容凹部的油环轴方向截面中的曲率半径为r1，前述螺旋撑簧的油环轴方向截面中的曲率半径为r2时，优选r2/r1＝0.8～不足1.0。

在本发明的内燃机用油环中，在前述油环主体中，当前述回油槽的油环径向方向深度为A，前述轨腰的该回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，优选A/B＝0.05～0.50。

在本发明的内燃机用油环中，构成前述油环主体的轨腰的前述回油槽形成前的油环径向方向宽度B优选0.3mm以上。

在本发明的内燃机用油环中，在构成前述油环主体的轨腰中设置的回油孔，优选沿着该油环主体的圆周方向的开口宽度为0.5mm～5.0mm，且沿着油环轴方向的开口高度为0.2mm～0.8mm。

在本发明的内燃机用油环中，前述油环主体的油环轴方向宽度h1优选为1.0mm～2.5mm。

在本发明的内燃机用油环中，前述油环的对于汽缸内径的张力比优选为0.05N/mm～0.5N/mm。

在本发明的内燃机用油环中，在前述油环主体中形成的回油槽的在该油环轴方向截面中构成的曲线，从前述螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲线的曲率半径优选为0.01～0.30mm。

在本发明的内燃机用油环中，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向的长度为C时，优选C/（E-C）＝0.1～1.2。

发明的效果

本发明的油环通过使油环主体的形状为满足本发明所规定的条件的形状，从而使得向活塞里侧的回油变得顺畅，进而，能长时间地稳定得抑制油环对汽缸内壁面的按压力的偏差。即，通过使用本发明的油环，主要能可靠地减少汽车使用的内燃机用的汽油发动机、柴油发动机的耗油量，能同时实现燃油消耗率的提高。

附图说明

图1是由本发明的油环主体、与配置于该油环主体的内周处的螺旋撑簧所构成的两片式油环的立体图。

图2是为了说明在活塞的油环槽中安装本发明的内燃机用油环的状态，在活塞轴方向切断而举例说明的截面图。

图3是用于说明本发明的油环主体的内周侧形状的主要部位立体图。

图4是用于说明本发明的油环主体所具有的螺旋撑簧收容凹部的曲率半径的主要部位立体图。

图5是关于在本发明的油环主体中形成的回油槽的截面图，该截面图是在油环轴方向上进行切断从而举例说明与图2所示的回油槽不同的形状。

图6是为了说明本发明的油环主体中具有的回油孔的形状，而从油环径向方向外侧观察的主要部位主视图。

图7是在油环轴方向进行切断，来示出在本发明的油环主体的外表面实施氮化处理后的状态的截面图。

图8是表示当油环轴方向宽度为2.00mm时的、回油槽的油环轴方向截面形状与耗油量比关系的图表。

图9是表示当油环轴方向宽度为1.50mm时的、回油槽的油环轴方向截面形状与耗油量比关系的图表。

图10是表示构成油环主体的轨腰的油环径向方向宽度与发生应力之间的关系的图表。

【部件代表符号说明】

1    内燃机用油环

2     油环主体

2a    合口部

2b    螺旋撑簧收容凹部

2c    外周槽

2d    回油槽

3     螺旋撑簧

4     轨腰

5     第一导轨

6     第二导轨

7     回油孔

10    活塞

12    放油孔

20    汽缸

21    汽缸内壁面

A     回油槽的油环径向方向深度

B     轨腰的该回油槽形成前的油环径向方向宽度

C     回油孔的开口宽度

D     回油孔的开口高度

E     回油孔的间距

F     氮化层的厚度

G     回油槽的曲面

X     回油槽的油环轴方向宽度

h1    油环主体的轴方向宽度

具体实施方式

以下利用附图对本发明的内燃机用油环的优选实施方式进行图示，并对本发明作更详细的说明。

图1是由本发明的油环主体、和配置于该油环主体的内周处的螺旋撑簧所构成的两片式油环的立体图。如图1所示，两片式油环1由油环主体2和螺旋撑簧3所构成。另外，该油环主体2是其截面呈大致I字型的环，并具有合口部2a。进而，该油环主体2是通过上侧的第一导轨5、下侧的第二导轨6、和连接这些导轨且位于油环主体2中间部分的轨腰4一体化而构成的。

构成本发明的油环主体2的第一导轨5与第二导轨6是在两片式油环1的周方向上形成为大致圆形。该第一导轨5以及第二导轨6的各自的外周滑动面，经由油膜而与汽缸的内壁面接触，并在活塞轴方向上滑动。另外，如图1所示，轨腰4在两片式油环1的周方向上呈大致圆形，并具有在半径向方向上贯通形成的回油孔7，且在周方向上配置有多个所述回油孔7。进而，如图1所示，螺旋撑簧3是通过将螺旋状形态的弹簧加工成圆弧状而得到的。且，虽未图示，但在螺旋撑簧3中，为了连接该螺旋撑簧的合口部且使其成为圆环状的圈，在该合口部中使用了接合用的芯线。

图2是为了说明在活塞的油环槽中安装本发明的内燃机用油环的状态，在活塞轴方向进行切断而举例说明的截面图。如图2所示，在油环主体2的内周面中，通过第一导轨5、第二导轨6以及轨腰4，在周方向上形成了螺旋撑簧收容凹部2b。进而，在油环主体2的外周面侧中，通过第一导轨5、第二导轨6这两者及轨腰4，形成了从油环轴方向截面来观察时呈凹字状的外周槽2c。

另外，如图2所示，在本发明的内燃机用油环1中，螺旋撑簧收容凹部2b从油环轴方向截面来观察时呈大致半圆状，而螺旋撑簧3从油环轴方向截面来观察，是以被包入该大致半圆状部内的状态而得以收容。因此，根据本发明的内燃机用油环1，当油环主体2的内周为圆弧形时，能确保该油环主体2与螺旋撑簧3的接触面积较大，从而能实现对汽缸内壁面21的按压力的稳定。另外，如本发明的内燃机用油环1所示，通过使油环主体2的内周为圆弧形，从而在油环的周方向上，对汽缸内壁面的按压力中难以发生局部的分散，从而难以发生机油刮除不彻底的情况。

此处，参照图2并以一连串的流程为顺序对内燃机用油环1的刮油功能进行说明。首先，当活塞10在汽缸20内进行往复运动时，油环主体2的第一导轨5及第二导轨6这两者的外周滑动面8、9，刮落在汽缸20的内壁面21上附着的多余机油。进而，刮落的机油被暂时地停留收容于油环主体2的外周槽2c内之后，通过回油孔7而流向螺旋撑簧收容凹部2b。进而，流入螺旋撑簧收容凹部2b的机油，通过以与油环槽11连通的方式而设置的放油孔12，向活塞10的里侧流下，回到油盘（未图示）。

在上述内燃机用油环1的刮油功能中的一连串的流程中，当使刮落的机油通过回油孔7而流向螺旋撑簧收容凹部2b时，利用本发明的内燃机用油环1，则该机油的流动不会受到阻碍。这是因为，本发明的内燃机用油环1通过在油环主体2和螺旋撑簧3之间形成回油槽2d，从而不阻塞在油环主体2中形成的该回油孔7。即，在本发明的内燃机用油环1中，即使油环主体2在螺旋撑簧配置侧的形状为大致半圆状，借助该回油槽2d的存在，内燃机用油环1也能使刮落的机油快速地脱离到设置于油环的背面侧的放油孔12，从而能降低耗油量。

进而，在本发明的内燃机用油环1中，通过使形成于油环主体2中的回油槽2d在油环轴方向截面中的外周形状由直线和与该直线相连接的曲线构成，从而能抑制油环1所刮落的机油滞留在该回油槽2d内。因此，根据本发明的内燃机用油环1，通过使得在油环主体2中形成的回油槽2d在油环轴方向截面中的外周形状是由直线和与该直线相连接的曲线构成，使得油环1所刮落的机油能快速地脱离到设置于油环的背面侧的放油孔12。且，如图2的举例说明所示，本发明的内燃机用油环1通过在该回油槽2d中，用曲面形成螺旋撑簧收容凹部2b的开口边缘和回油孔7的开口边缘，从而能有效地防止油泥的滞留，另外，也能有效地抑制氧化，从而能长时间地、稳定地发挥削减耗油量的效果。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，当油环主体2所具有的螺旋撑簧收容凹部2b中的、除回油槽2d之外的曲面在油环轴方向截面中的曲率半径为r1，螺旋撑簧3的外径在油环轴方向截面中的曲率半径为r2时，优选r2/r1＝0.8～不足1.0。

图3是用于说明本发明的油环主体的内周侧形状的主要部位立体图。另外，图4是用于说明本发明的油环主体所具有的螺旋撑簧收容凹部的曲率半径的主要部位立体图。在图3中，虚线表示螺旋撑簧3的外径。如图3和图4所示，当螺旋撑簧收容凹部2b中的除回油槽2d之外的曲面在油环轴方向截面中的曲率半径为r1，螺旋撑簧3的外径在油环轴方向截面中的曲率半径为r2时，通过使r2/r1在0.8～不足1.0的范围内，能使该螺旋撑簧3与螺旋撑簧收容凹部2b的接触面积变得更大，且能在环周方向上使油环1对汽缸内壁面的按压力稳定。此处，当该r2/r1不足0.8时，由于螺旋撑簧3的外径小，因此相对于螺旋撑簧的外径的总长度变长，可能给组合的油环1带来问题，或者造成活塞组装性的恶化。进而，此时螺旋撑簧3的外径过小，且该螺旋撑簧3进入油环主体的回油槽2d中，则油环主体2与螺旋撑簧3之间无法形成足够的间隙，从而会导致油环1所刮落的机油不能顺畅地向该油环1的内周侧排出，造成耗油量增大。另外，当该r2/r1为1.0以上时，会导致螺旋撑簧3与油环主体的螺旋撑簧收容凹部2b相互干扰，无法进入该螺旋撑簧收容凹部2b。

即，本发明的油环主体2，通过使螺旋撑簧收容凹部2b中的除回油槽2d之外的曲面在油环轴方向截面中的曲率半径r1与螺旋撑簧3的外径在油环轴方向截面中的曲率半径r2的关系满足本发明的条件，从而使得在油环的周方向上的螺旋撑簧的收容状态难以变得不稳定，能有效地抑制油环内周面发生磨损。因此，利用本发明的内燃机用油环1，能在不导致耗油量增大的范围内把油环的张力设定得尽可能低，从而增大了油环的设计自由度。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，当油环主体2的回油槽2d的油环径向方向深度为A，轨腰4的形成该回油槽2d前的油环径向方向宽度为B时，优选A/B＝0.05～0.50。

图5是关于在本发明的油环主体中形成的回油槽的截面图，该截面图是在油环轴方向上进行切断从而举例说明与图2所示的回油槽不同的形状。如图5所示，在本发明的内燃机用油环1中，当油环主体2的回油槽2d的油环径向方向深度为A，轨腰4的形成该回油槽2d前的油环径向方向宽度（在JIS  B8032（1993年）的第21页表14（X放大图）中，以“a13-a4”表示的宽度）为B时，通过将A/B设定在0.05～0.50的范围内，从而能确保刚性，另外，在加工油环主体2时不会在形状上产生偏差，能提高产品质量。且，在图5中，用虚线（图中与螺旋撑簧3的外周的接线）来表示回油槽2d的油环径向方向深度A、和轨腰4的形成该回油槽2d前的油环径向方向宽度B的基准位置。

此处，在本发明的内燃机用油环1中，当在油环主体2中形成的回油槽2d的油环径向方向深度为A，轨腰4的形成该回油槽2d前的油环径向方向宽度为B时，且在A/B不足0.05的情况下，回油槽2d的油环径向方向深度A相对于该油环径向方向宽度B过浅，无法充分地发挥向活塞里侧的回油功能。即，此时由于油环主体2中的回油槽2d所占的比例过小，因此在该油环主体2的轨腰4中形成的回油孔7被螺旋撑簧3严重堵塞，会导致通过回油孔7的机油无法顺畅地向油环主体2的内周侧排出。而另一方面，当该A/B超过0.50时，由于回油槽2d的油环径向方向深度A相对于该油环径向方向宽度B过深，且该轨腰4的宽度变薄，因此在加工油环主体2时容易发生变形，另外，导致油环1的耐久性和刮油功能的降低。

再有，当本发明的油环主体2中形成的回油槽2d的油环径向方向深度为A，轨腰4的形成该回油槽2d前的油环径向方向宽度为B时，即使是A/B为0.05大小的极浅深度的槽，也能获得削减耗油量的效果。因此，如果考虑到油环的刚性与耗油量性能的平衡，则优选将该A/B设定在0.05～0.50的范围内。

且，如图5的举例说明所示，在本发明的油环主体2中形成的回油槽2d的形状并不限于图2所示的形状。在图5所示的油环1的截面图中，从图中G表示的部分向着回油槽2d的底面所构成的直线形成为大致锥形。由此，在本发明的内燃机用油环1中，在螺旋撑簧收容凹部2b的开口边缘的曲面与回油孔7的开口边缘的曲面之间构成的回油槽2d的侧壁，可以通过朝向该螺旋撑簧收容凹部2b的开口侧并远离的方式倾斜地形成。在本发明的内燃机用油环1中，在油环主体2中形成的回油槽2d只要在油环轴方向截面中的外周形状是由直线和与该直线相连接的曲线所构成，就能有效地防止油泥的滞留，另外，还能有效地抑制氧化，且长时间地、稳定地发挥削减耗油量的效果。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，优选构成油环主体2的轨腰4的形成回油槽2d前的油环径向方向宽度B为0.3mm以上。

在图5中，用B来表示轨腰4的形成回油槽2d前的油环径向方向宽度。此处，在本发明的内燃机用油环1中，如果该轨腰4的形成该回油槽2d前的油环径向方向宽度B不足0.3mm，则该轨腰4的宽度过薄，且油环主体2的强度降低，当油环供内燃机使用时，便无法获得充分的耐久性。另外，如果该轨腰4的宽度变得过薄，则在加工油环主体2时容易发生变形，无法实现油环1的刮油功能的稳定。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，在构成油环主体2的轨腰4中设置的回油孔7优选是，沿着该油环主体2的圆周方向的开口宽度（图6中C表示的宽度）为0.5mm～5.0mm，且沿着油环轴方向的开口高度（图6中D表示的高度）为0.2mm～0.8mm。

图6是为了说明本发明的油环主体中具有的回油孔的形状、而从油环径向方向外侧观察的主要部位主视图。根据图6，在本发明的油环主体2中，当开口宽度C小于0.5mm，或者开口高度D小于0.2mm时，回油孔7的开口面积过小，从而无法快速地将油环1刮落的机油向设置于该油环的背面侧的放油孔12排出。另外，在本发明的油环主体2中，当该开口宽度C大于5.0mm，或者该开口高度D大于0.8mm时，回油孔7的面积过大，从而油环主体2的强度降低，当该油环供内燃机使用时，不能获得充分的耐久性。另外，如果该回油孔7的面积过大，则在加工油环主体2时容易发生变形，导致刮油功能的降低。且，该回油孔7的形状不限于如图6所示的、将长方形形状的两端部即相当于开口高度D的边形成为具有一定的曲率半径R的弧状边而成的形状。例如，只要满足作为油环的要求特性，则可适当选择长方形、圆形状、椭圆形、相当于开口高度D的边为曲线形状的形状等各种形状来使用。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，油环主体2的油环轴方向宽度（图2中h1所示的宽度）优选为1.0mm～2.5mm。

此处，如图2所示，当油环主体2的油环轴方向宽度h1小于1.0mm时，外周滑动面8、9对汽缸20的内壁面21的接触面积变小，同时会有导致油环主体2强度降低的问题。另外此时，由于油环1变得不能具有较大的回油孔7的开口面积，从而刮落的机油难以通过回油孔7从油环主体2的外周槽2c流向内周侧的螺旋撑簧收容凹部2b，其结果是，导致耗油量增大。进而，当内燃机用油环1的油环主体2的油环轴方向宽度h1大于2.5mm时，如果不提高油环1的张力，则向油环主体2的汽缸内壁面21的按压力降低，从而导致耗油量增大。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，油环1对于汽缸内径的张力比优选为0.05N/mm～0.5N/mm。

在本发明的内燃机用油环1中，将对于汽缸内径（未图示）的张力比（［油环的张力（N）］/［汽缸内径（mm）］所算出的值）设定为0.05N/mm～0.5N/mm。此处，当对于汽缸内径的张力比小于0.05N/mm时，油环主体2的外周滑动面8、9对汽缸20的内壁面21的按压力变得不足。因此此时，该外周滑动面8、9无法充分地刮下多余的机油，导致耗油量的增大。另外，当对于汽缸内径的张力比为大于0.5N/mm时，该外周滑动面8、9对汽缸20的内壁面21的按压力过大而使摩擦力变大，导致燃油消耗率的降低。通常，汽缸与油环的摩擦力倾向于与油环的张力的大小成比例。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，油环主体2中所形成的回油槽2d在该油环轴方向截面中构成的曲线，从螺旋撑簧收容凹部2b开始连接的延设曲线的曲率半径优选0.01～0.30mm。

图3（a）对图3中的a所圈出的部分进行举例说明。本发明的在油环主体2中形成的回油槽2d的、该油环轴方向截面中构成的曲线中，从螺旋撑簧收容凹部2b开始连接的延设曲线的曲率半径（图3（a）中的R）为0.01～0.30mm，因而能抑制与该延设曲线部分接触的螺旋撑簧3的磨损损伤，同时能实现耗油量的降低。此处，当该延设曲线的曲率半径R不足0.01mm时，螺旋撑簧3容易磨损损伤，从而降低该螺旋撑簧的张力，因此耗油量变大，同时导致气密性的降低。另外，当该延设曲线的曲率半径R超过0.30mm时，该螺旋撑簧3与螺旋撑簧收容凹部2b的接触面积变小，难以使油环1对汽缸内壁面21的按压力稳定。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，构成油环主体2的轨腰4所具有的回油孔7的、在该轨腰4的周方向上的节距（图6中E所表示节距）优选3.5mm～10.0mm。

在图6中，E表示构成油环主体2的轨腰4中具有的回油孔7在该轨腰4的周方向上的节距。在本发明的内燃机用油环1中，通过使该节距E在3.5mm～10.0mm的范围内，能同时提高油环1的耐久性与耗油量性能。此处，当该节距E不足3.5mm时，轨腰4中的回油孔7的间隔过小，油环主体2的强度变弱，油环1的耐久性变差，从而不优选。另外，当该节距E超过10.0mm时，轨腰4中的回油孔7的间隔过大，油环1刮落的机油无法脱离到活塞里侧，因此会导致耗油量的增大。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，当构成油环主体2的轨腰4中具有的回油孔7在该轨腰4的周方向上的节距为E，该回油孔在该轨腰4的周方向上的长度为C时，优选C/（E-C）＝0.1～1.2。

在图6中，E表示在上述轨腰4的周方向上的节距，另外，C表示回油孔7在该轨腰4的周方向上的长度。本发明的内燃机用油环1通过使该节距E与该回油孔7在该轨腰4的周方向上的长度C的关系“C/（E-C）”为0.1～1.2的范围内，从而同时提高油环1的耐久性和耗油量性能，进而增强稳定性。此处，当该节距E与该回油孔在该轨腰4的周方向上的长度C的关系“C/（E-C）”不足0.1时，轨腰4中的回油孔7的间隔变大，因此油环1刮落的机油无法脱离到活塞里侧，导致耗油量的增大。另外，当该节距E与该回油孔在该轨腰4的周方向上的长度C的关系“C/（E-C）”超过1.2mm时，轨腰4中的回油孔7的间隔变短，因此会导致油环主体的强度降低，油环1的耐久性劣化。且，从油环1的耐久性和耗油量性能角度来看，该“C/（E-C）”更优选为0.2～1.0的范围内，更进一步优选为0.2～0.6的范围内。

另外，在本发明的内燃机用油环1中，当在油环主体2的外表面实施氮化处理时，优选将氮化层的厚度设定为150μm以下。油环主体2通过实施氮化处理，使得外表面硬化，从而能提高耐久性。这是由于，近年的汽车用内燃机的高速、高负荷，对油环主体2也提出了更高的耐磨损性的要求。油环主体2的材质主要采用钢铁材料，通过对油环主体2进行氮化处理，从而具有与铬或铁反应而成的氮化物所构成的极硬的氮化层。即，油环主体2通过在其表面形成氮化层，在耐磨损性和对汽缸的耐摩擦性方面优异，从而能提供能耐受在更严苛的状况下使用的内燃机用油环。但是，如果利用所进行的氮化处理，将油环主体2的母材全部氮化，则油环主体2变得过硬过脆，导致耐折损性降低。因此，当对本发明的油环主体2实施氮化时，氮化层的厚度优选设定为150μm以下。

图7是在油环轴方向进行切断，来示出在本发明的油环主体的外表面实施氮化处理后的状态的截面图。在图7中，示出在油环主体2的外表面形成有氮化层30。此处，图中F所示的氮化层30的厚度优选设定为150μm以下。

另外，由于油环的耐久性受到油环外周滑动面与汽缸内壁面的摩擦力大小的影响，因此如上所述地，虽然考虑油环的张力的大小，但还受到进行滑动的金属的组合方式的影响。如果例如进行滑动的金属的材质为铬类或铝类，则容易发生老化。因此，在考虑到该金属的材质的基础上，通常，实施在耐磨损性方面优异的涂层，其理由与在油环主体的外表面实施氮化处理相同。另外相同地，从耐磨损性的观点来看，在油环外周滑动面上，根据需要来形成铬氮化物（Cr₂N、CrN）所构成的膜、或者由铬氮化物（Cr₂N、CrN）和铬（Cr）的混合物所构成的离子镀膜，也是优选的。其他，通过在油环外周滑动面中形成由铬硼构成的氮化物（Cr-B-N）、DLC（类钻碳）等的膜，也能实现油环的耐久性的提高。

以下用实施例和比较例来对本发明作具体的说明。且，本发明不限于以下的实施例。

实施例1

在实施例1中，进行排气量为2000cc、汽缸内径为86mm的四缸汽油发动机的实机试验，确认油环的螺旋撑簧收容凹部的内周面具有回油槽的发动机、与不具有回油槽的发动机，是否在耗油量上有所不同。且，在发动机的运转条件为全负荷（WOT）的转数5000rpm下进行十小时。进而，活塞环的组合为顶环、二环、油环。此时的顶环采用的是，对由10Cr钢构成的轴方向宽度（h1）1.2mm、径向方向宽度（a1）2.9mm的环进行了气体氮化处理所得到的环。二环采用的是，由FC材构成的轴方向宽度（h1）1.2mm、径向方向宽度（a1）3.4mm的环。

且，为了慎重起见，对构成顶环的10Cr钢和构成二环的FC材进行说明。此处所说的10Cr钢具有碳0.50质量%、硅0.21质量%、锰0.30质量%、铬10.1质量%、磷0.02质量%、硫0.01质量%、余量为铁和不可避免的杂质的组成，且经过了气体氮化处理。进而，此处所说的FC材是具有碳3.41质量%、硅2.05质量%、锰0.65质量%、磷0.30质量%、硫0.08质量%、铬0.10质量%、铜0.10质量%、余量为铁和不可避免的杂质的组成、相当于FC250材的材质。

进而，油环采用了上述的实施方式中所述的两片式结构的内燃机用油环。实施例1所采用的油环被设定为，油环主体的轴方向宽度（h1）2.00mm，油环径向方向宽度（a1）2.00mm，配置螺旋撑簧后的油环的油环径向方向宽度（a12）2.74mm。另外，在实施例1所采用的油环中，与该油环的螺旋撑簧收容凹部连接而形成的回油槽的形状，在油环轴方向截面的外周形状中是由直线和与该直线相连接的曲线所构成，且在该回油槽中具有从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面（曲率半径0.10mm）。另外，在实施例1的油环中，当该回油槽的油环径向方向深度为A，该轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，A/B为0.08，该A/B在本发明的条件0.05～0.50的范围内。即，实施例1所用的油环具体而言是具有如下所述的规格的环。且，实施例1中采用的油环的更详细设定如以下的表1所示。且，下文以及以下的表1中所示的回油槽的油环轴方向宽度（X）指的是图3中用X所示的宽度（以下相同）。

回油槽的油环径向方向深度（A）：0.04mm

轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度（B）：0.49mm

回油槽的油环轴方向宽度（X）：0.70mm

回油孔的开口宽度（C）：2.00mm

回油孔的开口高度（D）：0.50mm

对汽缸内径的张力比：0.24N/mm

另外，此处所说的构成油环的油环主体采用了，具有碳0.70质量%、硅0.25质量%、锰0.30质量%、铬8.0质量%、磷0.02质量%、硫0.01质量%、余量为铁和不可避免的杂质的组成的8Cr钢。且，当实施气体氮化处理时，通过油环轴方向截面而对外周滑动面的氮化层（图7中F表示的层）进行确认的结果确认了在油环径向方向上形成有厚度100μm的氮化层。进而，螺旋撑簧采用了，相当于具有碳0.55质量%、硅1.41质量%、锰0.65质量%、铬0.68质量%、铜0.06质量%、磷0.01质量%、硫0.01质量%、余量为铁和不可避免的杂质的组成的SWOSC-V材的素材。

在实施例1中，在油环主体的材质中虽然采用了8Cr钢，但通常根据车的种类等而分别采用不同的材质。例如，增加了铬含有量的10Cr钢或13Cr钢、进一步增加了铬含有量的17Cr钢（相当于SUS440），主要应用于发动机承担更高负荷的柴油车中。且，作为油环的材质，除了在本次实施例中采用的8Cr钢或者上述10Cr钢、13Cr钢和17Cr钢之外，SWRH材等也是可适用的，然而并不限定于这些材质。

此处，简单地说明，当对本发明的油环实施氮化时会对油环带来什么影响。例如，如果对铬钢实施氮化处理，则氮原子从表面侵入钢中，并扩散形成氮化层。氮化层中的氮化物主要是将铬、钒和钼的化合物或者铁固溶而得的它们的化合物。钢中的铬除了固溶于母材中之外是作为铬碳化物存在的，但由于其相比于碳，与氮具有更大的亲和力，因此通过氮化处理，铬碳化物与从表面扩散进来的氮反应而生成铬氮化物。例如，由于13Cr钢或17Cr钢的铬含有量较大，因此根据上述理由，通过使得硬的铬氮化物大量分散，而获得硬度较高的氮化层，同时具有优异的耐磨损性和耐划伤性。另外，氮化处理的处理成本低廉，且与镀铬相比，对环境的影响小。进而，作为上述氮化处理的方法，可举出液体氮化（盐浴氮化）法或气体氮化法等。且，在本发明中，当实施氮化处理时，优选使用低廉的气体氮化法。另外，当只在油环主体的局部形成氮化层时，在油环主体的整个表面形成氮化层后，作为通过后续处理除去不必要部分的氮化层的方法或掩蔽处理，是例如可以通过事先在不形成氮化层的部分附着防氮化剂（水玻璃或镍-磷镀等）、之后实施氮化处理的方法等，局部地形成氮化层。另外，还可以通过能局部地形成氮化层的离子氮化来形成。

且，在该实施例1中，使用对于汽缸内径的张力比为0.24N/mm的油环来确认耗油量。在表1中，以利用不满足本发明条件的油环（以下所示的比较例2）进行实机试验而得到的耗油量作为基准“1”，并利用相对于所述基准的相对比来表示实施例1的耗油量比。其结果是，实施例1的耗油量比为0.78。

实施例2

在实施例2中，进行排气量1500cc、汽缸内径73mm的四缸汽油发动机的实机试验，确认油环的螺旋撑簧收容凹部的内周面具有回油槽的发动机、与不具有回油槽的发动机，是否在耗油量上有所不同。另外，在实施例2中，在与实施例1相同的驱动条件下驱动发动机，确认使用的油环主体的形状等的不同会对油环的特性（耗油量性能）带来怎样的影响。进而，与实施例1相同地，使用的活塞环是由顶环、二环、油环组成。与实施例1相同地，此时的顶环采用了对由10Cr钢构成的轴方向宽度（h1）1.2mm、径向方向宽度（a1）2.9mm的环实施了气体氮化处理的环。与实施例1相同地，二环采用了由FC材构成的轴方向宽度（h1）1.2mm、径向方向宽度（a1）3.4mm的环。另外，与实施例1相同地，实施例2的油环使用了两片式结构的内燃机用油环。与实施例1相同地，此时的油环采用的是对油环主体由8Cr钢构成的环进行了气体氮化处理（确认图7中F表示的氮化层的厚度形成为100μm）的环，而螺旋撑簧采用的是由相当于SWOSC-V材的材质构成的螺旋撑簧。进而，实施例2中使用的顶环、二环、和油环的组成与实施例1相同。但是，实施例2使用的油环在其形状上采用了与实施例1不同的油环。

实施例2中使用的油环设定为，油环主体的轴方向宽度（h1）1.50mm，油环径向方向宽度（a1）1.70mm，配置螺旋撑簧后的油环的油环径向方向宽度（a12）2.14mm。另外，在实施例2使用的油环中，与该油环的螺旋撑簧收容凹部连接而形成的回油槽的形状，在油环轴方向截面的外周形状中是由直线和与该直线相连接的曲线构成，该回油槽中具有从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面（曲率半径0.09mm）。另外，在实施例2的油环中，当该回油槽的油环径向方向深度为A，该轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，A/B为0.18，该A/B在本发明的条件0.05～0.50的范围内。即，实施例2使用的油环，具体而言具有以下所述的规格。且，实施例2中所用的油环的更详细的设定示于以下的表2。

回油槽的油环径向方向深度（A）：0.09mm

轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度（B）：0.49mm

回油槽的油环轴方向宽度（X）：0.65mm

回油孔的开口宽度（C）：1.50mm

回油孔的开口高度（D）：0.40mm

对于汽缸内径的张力比：0.07N/mm

且，在该实施例2中，使用对于汽缸内径的张力比为0.07N/mm的油环来确认耗油量。在表1中，以利用不满足本发明条件的油环（以下所示的比较例4）进行实机试验而得到的耗油量作为基准“1”，并利用相对于所述基准的相对比来表示实施例2的耗油量比。其结果是，实施例2的耗油量比为0.85。

实施例3

在实施例3中，采用与实施例2相同的发动机，另外，在与实施例2相同的驱动条件下驱动发动机，确认使用的油环主体的形状等的不同会对油环的特性（耗油量性能）带来怎样的影响。进而，与实施例1和实施例2相同地，使用的活塞环由顶环、二环、油环组成。与实施例1、实施例2相同地，此时的顶环采用了对由10Cr钢构成的轴方向宽度（h1）1.2mm、径向方向宽度（a1）2.9mm的环实施了气体氮化处理的环。与实施例1、实施例2相同地，二环采用了FC材构成的轴方向宽度（h1）1.2mm、径向方向宽度（a1）3.4mm的环。另外，与实施例1、实施例2相同地，实施例3的油环使用了两片式结构的内燃机用油环。与实施例1、实施例2相同地，此时的油环采用了对油环主体由8Cr钢构成的油环实施了气体氮化处理而得到的环（确认图7中F表示的氮化层的厚度形成为100μm），螺旋撑簧采用了相当于SWOSC-V材的材质所构成的螺旋撑簧。进而，实施例3中所用的顶环、二环和油环的组成与实施例1、实施例2相同。但是，实施例3中所用的油环在其形状上采用了与实施例1、实施例2不同的油环。

实施例3中所用的油环设定为，油环主体的轴方向宽度（h1）1.50mm，油环径向方向宽度（a1）1.70mm，配置螺旋撑簧后的油环的油环径向方向宽度（a12）2.32mm。另外，在实施例3使用的油环中，与该油环的螺旋撑簧收容凹部连接而形成的回油槽的形状，在油环轴方向截面的外周形状中是由直线和与该直线的曲线构成，该回油槽中具有从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面（曲率半径0.09mm）。另外，在实施例3的油环中，当该回油槽的油环径向方向深度为A，该轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，A/B为0.30，该A/B在本发明的条件的0.05～0.50的范围内。即，实施例3中所用的油环具体而言具有以下所述的规格。且，实施例3中所用的油环的更详细的设定示于以下的表2。

回油槽的油环径向方向深度（A）：0.17mm

轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度（B）：0.57mm

回油槽的油环轴方向宽度（X）：0.65mm

回油孔的开口宽度（C）：1.50mm

回油孔的开口高度（D）：0.40mm

对于汽缸内径的张力比：0.07N/mm

且，在该实施例3中，使用对于汽缸内径的张力比为0.07N/mm的油环来确认耗油量。在表1中，以用不满足本发明条件的油环（以下所示的比较例4）进行实机试验而得到的耗油量为基准“1”，并利用相对于该基准的相对比来表示实施例3的耗油量比。其结果是，实施例3的耗油量比为0.85。

比较例

比较例1

比较例1用于与实施例1对比。在比较例1中，采用与实施例1相同的发动机，在与实施例1相同的驱动条件下驱动发动机来进行耗油量的确认。进而，与实施例1相同地，比较例1的活塞环使用了顶环、二环、油环的组合。此处，顶环和二环，与实施例1中使用的相同。另外，比较例1的油环，除了油环主体的回油槽的形状，采用了与实施例1相同设定条件的环。再有，在比较例1的油环中，虽然油环主体中形成有回油槽，但该回油槽中不具备从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面。具体而言，比较例1中所用的油环具有以下所述的规格。且，比较例1中所用油环的更详细设定，与实施例1一起示于以下的表1。

回油槽的油环径向方向深度（A）：0.04mm

轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度（B）：0.49mm

回油槽的油环轴方向宽度（X）：0.70mm

回油孔的开口宽度（C）：2.00mm

回油孔的开口高度（D）：0.50mm

对于汽缸内径的张力比：0.24N/mm

此处，在比较例1的油环中，当回油槽的油环径向方向深度为A，轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，A/B约为0.08，该A/B在本发明的条件0.05～0.50的范围内。进而，在该比较例1中，与实施例1相同地，采用了对于汽缸内径的张力比为0.24N/mm的环来确认耗油量。在表1中，以利用不满足本发明条件的油环（以下所示的比较例2）进行实机试验而得到的耗油量为基准“1”，并利用相对于该基准的相对比来表示。其结果是，比较例1的耗油量比为0.80。

比较例2

比较例2用于与实施例1对比。在比较例2中，采用与实施例1相同的发动机，在与实施例1相同的驱动条件下驱动发动机来进行耗油量的确认。进而，与实施例1相同地，比较例2的活塞环使用了顶环、二环、油环的组合。此处，顶环和二环，与实施例1中使用的相同。另外，比较例2的油环，除了在油环主体中未形成回油槽这一点外，采用了与实施例1相同设定条件的环。具体而言，比较例2中所用的油环具有以下所述的规格。且，比较例2中所用的油环的更详细设定，与实施例1一起示于以下的表1。

回油槽的油环径向方向深度（A）：0mm

轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度（B）：0.45mm

回油槽的油环轴方向宽度（X）：0mm

回油孔的开口宽度（C）：2.00mm

回油孔的开口高度（D）：0.50mm

对于汽缸内径的张力比：0.20N/mm

此处，比较例2的油环采用了，回油槽的形状在油环轴方向截面中的外周形状是仅由直线构成的环。进而，在比较例2的油环中，当回油槽的油环径向方向深度为A，轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，A/B为0，该A/B在本发明的条件0.05～0.50的范围外。进而，在该比较例2中，利用对于汽缸内径的张力比为0.20N/mm的环来进行耗油量的确认。且，在表1中，如上所述地，以利用比较例2的活塞环的组合进行实机试验而得到的耗油量比为基准“1”来表示。

比较例3

比较例3用于与实施例2和实施例3对比。在比较例3中，使用与实施例2、实施例3相同的发动机，且在与实施例2、实施例3相同的驱动条件下驱动发动机来进行耗油量的确认。进而，与实施例2、实施例3相同地，比较例3的活塞环使用了顶环、二环、油环的组合。此处，顶环和二环，与实施例2、实施例3中使用的相同。另外，比较例3的油环，除了油环主体的回油槽的形状外，采用了与实施例2相同设定条件的环。再有，比较例3的油环虽然在油环主体中形成有回油槽，但在该回油槽中不具备从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面。具体而言，比较例3中所用的油环具有以下所述的规格。且，比较例3中所用的油环的更详细设定，与实施例2、实施例3一起示于以下的表2。

回油槽的油环径向方向深度（A）：0.09mm

轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度（B）：0.49mm

回油槽的油环轴方向宽度（X）：0.65mm

回油孔的开口宽度（C）：1.50mm

回油孔的开口高度（D）：0.40mm

对于汽缸内径的张力比：0.07N/mm

此处，在比较例3的油环中，当回油槽的油环径向方向深度为A，轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，A/B为0，该A/B在本发明的条件0.05～0.50的范围外。进而，在比较例3中，与实施例2和实施例3相同地，利用对于汽缸内径的张力比为0.07N/mm的环进行耗油量的确认。在表2中，以利用不满足本发明的条件的油环（以下所示的比较例4）进行实机试验而得到的耗油量为基准“1”，并利用相对于所述基准的相对比来表示。其结果是，比较例3的耗油量比为0.87。

比较例4

比较例4用于与实施例2和实施例3对比。在比较例4中，采用与实施例2、实施例3相同的发动机，在与实施例2、实施例3相同的驱动条件下驱动发动机来进行耗油量的确认。进而，与实施例2、实施例3相同地，比较例4的活塞环使用了顶环、二环、油环的组合。此处，顶环和二环与实施例2、实施例3中使用的相同。另外，比较例4的油环除了在油环主体中未形成回油槽这一点外，采用了与实施例2相同设定条件的环。具体而言，比较例4中所用的油环具有以下所述的规格。且，比较例4中所用的油环的更详细的设定，与实施例2、实施例3一起示于以下的表2。

回油槽的油环径向方向深度（A）：0mm

轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度（B）：0.49mm

回油槽的油环轴方向宽度（X）：0mm

回油孔的开口宽度（C）：1.50mm

回油孔的开口高度（D）：0.40mm

对于汽缸内径的张力比：0.07N/mm

此处，在比较例4的油环中，当回油槽的油环径向方向深度为A，轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，A/B为0，该A/B在本发明的条件0.05～0.50的范围外。进而，在该比较例4中，与实施例2、实施例3相同地，利用对于汽缸内径的张力比为0.07N/mm的环来进行耗油量的确认。且，在表2中，如上所述地，以利用比较例4的活塞环的组合进行实机试验而得到的耗油量比为基准“1”来表示。

实施例与比较例的对比

实施例1与比较例1、比较例2的对比：图8是表示，当使用轴方向宽度2.00mm的油环时，回油槽的油环轴方向截面形状与耗油量比关系的图表。在图8中示出了，以下的表1所示的、油环形状各自不同的实施例1、比较例1和比较例2的耗油量的对比结果。该图8的耗油量比是，以使用比较例2的油环（无回油槽）时的耗油量（g/h）的数值作为1.00的情况下的比率。为了能对这些结果进行对比，将其总结并示于图8中。根据图8，耗油量最少的结果为采用了实施例1的油环的情况，在油环主体中形成的回油槽具有从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面（曲率半径0.10mm）。耗油量次少的结果为采用了比较例1的油环的情况，虽然在油环主体中形成有回油槽，但在该回油槽中不具备从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面。进而，耗油量最多的结果为比较例2的油环，未形成有回油槽。

表1

根据以上的结果可知，当采用了轴方向宽度为2.00mm的油环时，油环通过在油环主体中形成回油槽，从而能大幅度地削减耗油量。另外可知，此时通过使该回油槽的油环径向方向深度A与轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度B的关系满足本发明中所规定的条件（A/B＝0.05～0.50），能进一步实现耗油量的削减效果的提高。另外，根据实施例1和比较例1的对比结果可知，形成于油环主体中的回油槽是按照本发明中所规定条件的曲率半径（0.01～0.30mm）而具有从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面的，从耗油量削减的观点来看是更加优选的。

实施例2、实施例3与比较例3、比较例4的对比：图9是表示采用轴方向宽度为1.50mm的油环时，回油槽的油环轴方向截面形状与耗油量比之间关系的图表。在图9中示出了，以下的表2所示的、油环形状各自不同的实施例2、实施例3、比较例3和比较例4的耗油量的对比结果。该图9的耗油量比是，以使用比较例4的油环（无回油槽）时的耗油量（g/h）的数值为1.00的情况下的比率。为了能对这些结果进行对比，将其总结并示出于图9。根据图9可知，耗油量最少的结果为采用了实施例2和实施例3的油环的情况，形成于油环主体中的回油槽具有从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面（曲率半径为0.09mm）。耗油量次少的结果为采用了比较例3的油环的情况，虽然在油环主体中形成有回油槽，但该回油槽中不具备从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面。进而，耗油量最多的结果是比较例4的油环，未形成有回油槽。

表2

根据以上的结果可知，当采用了轴方向宽度为1.50mm的油环时，与采用了上述的轴方向宽度为2.00mm的油环进行试验的情况相同地，油环通过在油环主体中形成回油槽，从而能大幅度地削减耗油量。另外可知，此时通过使该回油槽的油环径向方向深度A与轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度B的关系满足本发明中所规定的条件（A/B＝0.05～0.50），从而能进一步实现耗油量的削减效果的提高。此处，由于该A/B为0.18的实施例2、与该A/B为0.30的实施例3，耗油量比均为0.85，从而可认为只要满足本发明中所规定的条件（A/B＝0.05～0.50），则在对耗油量的影响方面不会产生差别。另外，根据实施例2、实施例3与比较例1的对比结果可知，在油环主体中形成的回油槽是按照本发明中所规定的条件的曲率半径（0.01～0.30mm）而具有从螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲面的，从耗油量削减的观点来看是更加优选的。

以上说明了，与不满足本发明中所规定的条件的比较例的油环相比，满足该条件的实施例的油环能获得耗油量的削减效果，但关于优选将油环主体的尺寸设定在本发明规定的条件范围内的根据，进一步通过以下的确认试验来进行说明。

相对于构成油环主体的轨腰的油环径向方向宽度的、发生应力确认试验

为了确认构成油环主体的轨腰的油环径向方向宽度与发生应力的关系，在与实施例相同的运转条件下使发动机运行时，假定油环受到的荷重，并测定在油环中负荷该荷重时发生的应力σ。具体而言，算出了在配置了螺旋撑簧的状态下，当把油环安装于汽缸中时，构成油环主体的轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度B与发生应力的关系。

图10是表示构成油环主体的轨腰的油环径向方向宽度与发生应力之间的关系的图表。在图10中示出了，根据上述应力测定方法来实施试验，所得到的构成油环主体的轨腰的油环径向方向宽度与发生应力之间的关系的结果。如图10所示，当该轨腰的油环径向方向宽度为0.06mm时的发生应力为约550MPa，当该轨腰的油环径向方向宽度为0.20mm时的发生应力为约250MPa，当该轨腰的油环径向方向宽度为0.45mm时的发生应力为约220MPa。在图10中，将此处所得的各数据用平滑线连接来进行表示。

当考虑到对于内燃机用油环很必要的耐久性时，优选发生应力为500MPa以下。根据图10可知，油环主体中发生的应力超过500MPa的，是构成油环的轨腰的油环径向方向宽度约不足0.08mm时的情况。根据该结果可知，如果考虑到对于内燃机用油环很必要的耐久性，则构成油环主体的轨腰的油环径向方向宽度必须是约0.08mm以上。但是，如本发明的内燃机用油环所示，当在轨腰中形成有回油槽的状况下，必须满足本发明中所规定的条件“当回油槽的油环径向方向深度为A，轨腰的该回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，A/B＝0.05～0.50”。此处，如果考虑该A/B为0.50的情况，则根据计算，构成油环主体的轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度B必须为约0.16mm以上的宽度。且，针对内燃机用油环，例如，如果考虑到像柴油发动机用油环等这样在严苛的条件下使用，根据经验优选约350MPa以下。根据图10可知，油环主体中发生的应力超过350MPa的，是构成油环的轨腰的油环径向方向宽度约不足0.15mm时的情况。此处，如果考虑该A/B为0.50的情况，则轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度B，根据计算，必须为约0.30mm以上的宽度。综上所述，本发明的内燃机用油环如果考虑在严苛条件下的使用，则构成油环主体的轨腰的回油槽形成前的油环径向方向宽度B进一步优选为0.30mm以上。

综上所述，在本发明的内燃机用油环中，从油环轴方向截面来观察与油环主体的内周侧连接而形成的回油槽，通过使其外周形状为直线和与该直线相连接的曲线来构成，从而能可靠地降低内燃机驱动时的耗油量。另外，根据本发明的内燃机用油环，通过使该回油槽为满足本发明中所规定条件的形状，从而能长时间地、稳定地实现刮取汽缸内壁面的多余机油、并使其从活塞里侧流下的功能。

工业实用性

本发明的内燃机用油环能适用于任何内燃机，通过使用该油环能实现内燃机驱动时的耗油量的降低、以及油环自身的耐磨损性能的提高，另外能同时实现为了提高这些功能而必须的、对汽缸内壁面的按压力的稳定化，以及设计自由度的提高。因此，通过在汽车用内燃机中使用本发明的内燃机用油环，从而使机油供给频率的降低和资源的有效利用、环境负荷的降低成为可能，因此优选。

Claims (17)

1.内燃机用油环，其特征在于，所述内燃机用油环由油环轴方向截面呈大致I字型的油环主体、与配置于该油环主体内周侧的螺旋撑簧构成，

该油环主体由在汽缸内壁面滑动的第一导轨、第二导轨以及轨腰构成，所述轨腰具有多个回油孔，所述回油孔用于使该第一导轨和第二导轨从汽缸的内壁面刮落的机油向活塞里侧流下，

该油环主体沿着其内周面，具有油环轴方向的截面呈大致半圆状的螺旋撑簧收容凹部，

进而，在该螺旋撑簧收容凹部的内周面中，沿着其内周方向，形成有用于使刮落的机油顺畅地回到活塞里侧的回油槽，

在前述油环主体中，当前述回油槽的油环径向方向深度为A，前述轨腰的该回油槽形成前的油环径向方向宽度为B时，B为0.3mm以上，A/B＝0.05～0.50，

该回油槽在油环轴方向截面中，其外周形状由直线和与该直线相连接的曲线而构成，

前述油环主体中形成的回油槽的在该油环轴方向截面中构成的曲线，从前述螺旋撑簧收容凹部开始连接的延设曲线的曲率半径为0.01～0.30mm。

2.如权利要求1所述的内燃机用油环，其特征在于，当前述油环主体中具有的螺旋撑簧收容凹部的油环轴方向截面中的曲率半径为r1，前述螺旋撑簧的油环轴方向截面中的曲率半径为r2时，r2/r1＝0.8～不足1.0。

3.如权利要求1或2所述的内燃机用油环，其特征在于，在构成前述油环主体的轨腰中设置的回油孔，沿着该油环主体的圆周方向的开口宽度为0.5mm～5.0mm，且沿着油环轴方向的开口高度为0.2mm～0.8mm。

4.如权利要求1或2所述的内燃机用油环，其特征在于，前述油环主体的油环轴方向宽度h1为1.0mm～2.5mm。

5.如权利要求3所述的内燃机用油环，其特征在于，前述油环主体的油环轴方向宽度h1为1.0mm～2.5mm。

6.如权利要求1或2所述的内燃机用油环，其特征在于，前述油环的对于汽缸内径的张力比为0.05N/mm～0.5N/mm。

7.如权利要求3所述的内燃机用油环，其特征在于，前述油环的对于汽缸内径的张力比为0.05N/mm～0.5N/mm。

8.如权利要求4所述的内燃机用油环，其特征在于，前述油环的对于汽缸内径的张力比为0.05N/mm～0.5N/mm。

9.如权利要求5所述的内燃机用油环，其特征在于，前述油环的对于汽缸内径的张力比为0.05N/mm～0.5N/mm。

10.如权利要求1或2所述的内燃机用油环，其特征在于，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向上的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向上的长度为C时，C/(E-C)＝0.1～1.2。

11.如权利要求3所述的内燃机用油环，其特征在于，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向上的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向上的长度为C时，C/(E-C)＝0.1～1.2。

12.如权利要求4所述的内燃机用油环，其特征在于，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向上的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向上的长度为C时，C/(E-C)＝0.1～1.2。

13.如权利要求5所述的内燃机用油环，其特征在于，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向上的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向上的长度为C时，C/(E-C)＝0.1～1.2。

14.如权利要求6所述的内燃机用油环，其特征在于，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向上的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向上的长度为C时，C/(E-C)＝0.1～1.2。

15.如权利要求7所述的内燃机用油环，其特征在于，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向上的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向上的长度为C时，C/(E-C)＝0.1～1.2。

16.如权利要求8所述的内燃机用油环，其特征在于，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向上的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向上的长度为C时，C/(E-C)＝0.1～1.2。

17.如权利要求9所述的内燃机用油环，其特征在于，当构成前述油环主体的轨腰中具有的回油孔在该轨腰的周方向上的间距为E，该回油孔在该轨腰的周方向上的长度为C时，C/(E-C)＝0.1～1.2。