JP6339748B1 - セグメント、組合せオイルリングおよびセグメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

組合せオイルリングの低張力化に対応させつつも、セグメントの単独回転を防止することが可能なセグメント、組合せオイルリングおよびセグメントの製造方法を提供する。エキスパンダ・スペーサ４０の周方向に形成されている耳部４３によって内周面２２，３２が押圧されると共に外周側がシリンダ１の内壁に押圧された状態で該シリンダ１の軸方向に摺動可能なセグメント２０，３０であって、セグメント２０，３０の内周面２２，３２には、ドロス状突出部２６，３６が周方向において少なくとも２箇所以上設けられていて、そのドロス状突出部２６，３６は、４μｍ〜２５μｍの突出高さに設けられている。

Description

本発明は、セグメント、組合せオイルリングおよびセグメントの製造方法に関する。

近年、内燃機関においては、エンジンの低燃費化を実現するために、フリクション低減を目的とした組合せオイルリングの低張力化を進める傾向がある。しかしながら、エキスパンダ・スペーサの張力が低く設定されるようになってくると、上下に配置される２枚のセグメント（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易くなる。このような回転運動において、上下のセグメントの合口が上下方向で重なった場合、合口の存在によって掻き残されたオイルがエンジン燃焼室に運び込まれ、オイルの供給が過剰となり、オイル消費を増加させてしまう、という問題が生じている。

このような問題を解決するためには、セグメントが単独で回転するのを防止する必要がある。そのような単独回転防止のために、たとえば特許文献１には、エキスパンダ・スペーサに接触するセグメントの内周面に、細かな凹凸を形成している構成が開示されている。また、特許文献２には、セグメントの内周面に切込部を有する構成が開示されているが、その切込部のピッチは、エキスパンダ・スペーサの耳のピッチと同じピッチであり、かつ耳の幅寸法と同間隔としている。

また、特許文献３には、エキスパンダ・スペーサに接触するセグメントの内周面に、耳の輪郭に沿って傾斜した細かな凹凸が形成された構成が開示されている。また、特許文献４には、円環状に成形させたセグメントの線材の内周面に、レーザ光を照射し、セグメントの内周面に複数の溝を形成することが開示されている。また、特許文献５には、サイドレールの内周面に軟質金属めっき層が形成され、その軟質金属めっき層はマイクロビッカース硬度が１５０〜３５０、膜厚５〜３０μｍであり、さらにエキスパンダ・スペーサの表面に窒化処理層が形成された構成が開示されている。

実開平０１−７８７６９号公報 実開平０４−３１６３号公報 実開平０３−６７７５９号公報 特開２００１−２４８７３０号公報 特開平０６−２３５４６１号公報

ところで、組合せオイルリングの低張力化を実現するためには、セグメントの真円度の精度向上を図る必要がある。しかしながら、セグメントの真円度の精度を向上させるためには、セグメントの内周に機械加工を加えることによる加工応力の影響を無視することはできない。また、組合せオイルリングの低張力化に加えて、組合せオイルリングの薄幅化（幅寸法を小さくすること）も進められている。薄幅化されたセグメントにおいては、セグメントの内周における機械加工を起因とする折損にも注意する必要がある。また、セグメントの表面に表面処理を行うことも一案ではある。しかしながら、表面処理は製造コスト面で不利であり、近年の製造コストダウンの要求に鑑みると、より安価で要求品質を満たすことが可能なセグメントの単独回転の防止対策が望まれている。

これらの問題に鑑みると、特許文献１、２に開示の構成では、エキスパンダ・スペーサの耳部の長さが細かな凹凸のピッチよりも短い場合、細かな凹凸のうちの凸部が耳部に乗り上げることで、耳部の回転を止めるのが十分と言えない状態となっている。また、特許文献１、２に開示の構成では、セグメントの内周に機械加工によって細かな凹凸を形成する際に、上述した加工応力の影響が生じ、それによりセグメントの真円度に影響を与えてしまう。

また、特許文献３に開示の構成では、耳部の接線に沿った傾斜角となるような細かな凹凸を形成しているが、耳部とセグメントの内周との間の接触は点接触であり、また凹凸の凸部が耳部に乗り上げることで、耳部の回転を止めるのが十分と言えない状態となっている。また、特許文献４には、レーザ光によりセグメントの内周面に溝加工を施すと共に、その深さや溝の間隔に関して記載されている。しかしながら、溝はセグメントの摺動方向に沿うように延伸しているが、このような溝のみでは、セグメントの単独回転を防止するのは不十分である。また、特許文献５に開示の構成は、表面処理によって単独回転を防ごうとするものであるが、上述のように製造コスト面で不利である。また、組合せオイルリングの低張力化が図られている状況では、特許文献５に開示のような表面処理では、セグメントの単独回転の防止には不十分である。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的は、組合せオイルリングの低張力化に対応させつつも、セグメントの単独回転を防止することが可能なセグメント、組合せオイルリングおよび工程を増やすことなくインライン加工が可能なセグメントの製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、内燃機関の組合せオイルリングが備えるエキスパンダ・スペーサの周方向に形成されている耳部によって内周面が押圧されると共に外周側がシリンダの内壁に押圧された状態で該シリンダの軸方向に摺動可能であり、金属を材質とするセグメントであって、少なくとも１つのセグメントの内周面には凹状の凹溝が設けられると共に、凹溝の両側には、連続した土手状のドロス状突出部が該凹溝に沿うようにそれぞれ設けられていて、それら両側に存在するドロス状突出部から構成される一対のドロス状突出部は複数設けられていて、一対のドロス状突出部は凹溝の金属が両側に溶融した後に冷えて固まったものであり、一対のドロス状突出部は、少なくとも１つの位置においてドロス状突出部の付け根のセグメントの内周面から４μｍ〜２５μｍの突出高さであり、一対のドロス状突出部は、セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、第１傾斜方向に傾斜するように設けられている、ことを特徴とするセグメントが提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、環状のセグメントを、セグメントの幅の中心軸が鉛直方向に対して１０度から３０度の範囲内の少なくとも１つの位置を選択して傾斜するように水平面上に設置した際に、セグメントの周方向に直交する断面であり、かつ、水平面に接地し垂直な断面における内周面において、鉛直方向に最も高い位置におけるドロス状突出部の突出高さは、該ドロス状突出部の付け根のセグメントの内周面から４μｍ〜２５μｍとなるように設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、一対のドロス状突出部には、セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、第１傾斜方向とは異なる第２傾斜方向に傾斜するものが存在し、第１傾斜方向に傾斜する一対のドロス状突出部と、第２傾斜方向に傾斜する一対のドロス状突出部とはセグメントの合口以外の部分で隣り合っていて、隣り合う一対のドロス状突出部は、少なくとも２箇所に設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、一対のドロス状突出部のそれぞれが土手状に連続する方向は、中心軸方向に対して４５度以下の傾斜角度をなしている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明におけるセグメントは、炭素鋼またはステンレス鋼を材質としている、ことが好ましい。

また、本発明の第２の観点によると、周方向に耳部が形成されているエキスパンダ・スペーサと、耳部によって内周面が押圧されると共に外周側がシリンダの内壁に押圧された状態で該シリンダの軸方向に摺動可能であり、金属を材質とする少なくとも１つのセグメントと、を備える組合せオイルリングであって、セグメントの内周面には、凹溝に沿って、その両側に連続した土手状のドロス状突出部がそれぞれ設けられていて、それら両側に存在するドロス状突出部から構成される一対のドロス状突出部は複数設けられていて、一対のドロス状突出部は凹溝の金属が両側に溶融した後に冷えて固まったものであり、一対のドロス状突出部は、少なくとも１つの位置においてドロス状突出部の付け根のセグメントの内周面から４μｍ〜２５μｍの突出高さであり、一対のドロス状突出部は、セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、第１傾斜方向に傾斜するように設けられている、ことを特徴とする組合せオイルリングが提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、環状のセグメントを、セグメントの幅の中心軸が鉛直方向に対して１０度から３０度の範囲内の少なくとも１つの位置を選択してセグメントが傾斜するように水平面上に保持した際に、セグメントの周方向に直交する断面であり、かつ、水平面に接地し垂直な断面である内周面において、水平面から最も高い内周面の位置におけるドロス状突出部の突出高さは、該ドロス状突出部の付け根のセグメントの内周面から４μｍ〜２５μｍとなるように設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、一対のドロス状突出部には、セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、第１傾斜方向とは異なる第２傾斜方向に傾斜するものが存在し、第１傾斜方向に傾斜する一対のドロス状突出部と、第２傾斜方向に傾斜する一対のドロス状突出部とはセグメントの合口以外の部分で隣り合っていて、隣り合う一対のドロス状突出部は、少なくとも２箇所に設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、一対のドロス状突出部のそれぞれが土手状に連続する方向は、中心軸方向に対して４５度以下の傾斜角度をなしている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、一対のドロス状突出部が形成可能な位置間のピッチをピッチＰ２とし、エキスパンダ・スペーサの耳部間のピッチをピッチＰ１とすると、ｎを正の整数とし、Ｐ２＝ｎ×Ｐ１を満たすと共に、ピッチＰ２で決定される位置のうち少なくとも２箇所には一対のドロス状突出部が形成される、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、一対のドロス状突出部が形成可能な位置間のセグメントの幅中心におけるピッチをピッチＰ２とし、エキスパンダ・スペーサの耳部間のピッチをピッチＰ１とすると、ｎを０以上の整数とし、Ｐ２＝ｎ×Ｐ１＋Ｐ１／２を満たすと共に、ピッチＰ２で決定される位置のうち少なくとも２箇所には一対のドロス状突出部が形成される、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、セグメントは、炭素鋼またはステンレス鋼を材質としている、ことが好ましい。

また、本発明の第３の観点によると、エキスパンダ・スペーサの周方向に形成されている耳部によって内周面が押圧されると共に外周側がシリンダの内壁に押圧された状態で該シリンダの軸方向に摺動可能であり、金属を材質とするセグメントの製造方法であって、
セグメントの材料となる線材を巻回しているコイルマスタから線材を引き出して下流側に送る線材送り工程と、コイルマスタよりも線材の送り方向の下流側において、線材に対してレーザ光を照射して、少なくとも１つの位置において、ドロス状突出部の付け根の内周面となる面から４μｍ〜２５μｍの突出高さであって、１つのセグメントの周長に、下流側においてセグメントの合口を形成する際の切断加工幅を周方向の長さとして加えた長さ当たりに線材の送り速度に同期して等間隔に３か所以上の一対のドロス状突出部を形成するレーザ光照射工程と、レーザ光照射工程よりも下流側で、線材を環状に塑性加工するコイリング工程と、環状に塑性加工され、螺旋状に巻回された線材を、その巻回された巻回体の軸方向に沿うように切断し、セグメントの合口を形成する切断工程と、を備え、レーザ光照射工程によって内周面には、凹状の凹溝が形成されると共に、その凹溝の両側には、連続した土手状のドロス状突出部が該凹溝に沿うようにそれぞれ設けられていて、それら両側に存在するドロス状突出部から一対のドロス状突出部が構成されると共に、レーザ光照射工程で形成された一対のドロス状突出部は凹溝の金属が両側に溶融した後に冷えて固まったものであり、レーザ光照射工程で形成された一対のドロス状突出部は、セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、第１傾斜方向に傾斜するように設けられている、ことを特徴とするセグメントの製造方法が提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、レーザ光照射工程では、線材送り工程での線材送り方向と交差する交差方向に沿ってレーザ光の照射を行うと共に、交差方向の一方から他方に向かう一方向のみにレーザ光の照射を行う、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、レーザ光照射工程では、線材送り工程での線材送り方向と交差する交差方向に沿ってレーザ光の照射を行うと共に、交差方向の往復における二方向にレーザ光の照射を行う、ことが好ましい。

本発明によると、組合せオイルリングの低張力化に対応させつつも、セグメントの単独回転を防止することが可能なセグメント、組合せオイルリングおよび工程を増やすことなくインライン加工が可能なセグメントの製造方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る組合せオイルリングの構成を示すと共に、組合せオイルリングを装着したピストンがシリンダに挿入された状態を示す縦断面図である。 セグメントの外観を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿ってセグメントを切断した状態を示す縦断面図である。 エキスパンダ・スペーサの構成を示す斜視図である。 セグメント同士の合口がシリンダの軸方向において重なる位置となった状態を示す図である。 一対のドロス状突出部および凹溝の形状を拡大して示す部分的な斜視図である。 セグメントの内周側において一対のドロス状突出部および凹溝が形成された状態を内周面側から見た側面図である。 一対のドロス状突出部および凹溝を横断するようにセグメントの周方向に沿って切断したときの形状を示す断面図である。 複数の一対のドロス状突出部と、凹溝が形成されたセグメントを示す側面図であり、（Ａ）はセグメントに沿って時計回りに進んだときに、エンジン燃焼室側に向かうように傾斜するものの１種類のみの傾斜の向きのドロス状突出部および凹溝を示す図であり、（Ｂ）はセグメントに沿って時計回りに進んだときに、エンジン燃焼室側に向かうように傾斜するものと、エンジン燃焼室から離れるように傾斜するものの２種類の傾斜の向きのドロス状突出部および凹溝を示す図である。 シリンダの径方向（Ｙ方向）に対して２０度傾斜した位置においてドロス状突出部の突出高さを測定するイメージを示す図である。 耳部と、ドロス状突出部のピッチを示す図である。 セグメントの製造方法のイメージを示す図である。 単気筒モータリング試験機の構成を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る組合せオイルリング１０について、図面に基づいて説明する。

＜組合せオイルリング１０の構成について＞
図１は、組合せオイルリング１０の構成を示すと共に、組合せオイルリング１０を装着したピストン２がシリンダ１に挿入された状態を示す縦断面図である。

図１において、自動車等のエンジンのシリンダ１の内部には、往復動可能なピストン２が配置されている。このピストン２のピストン外周面３には、２つまたは３つのいずれかの環状の溝が設けられている（上方の１つまたは２つの溝は図示を省略）。そのうち、エンジン燃焼室から最も離れたクランクシャフト側（図示省略）には、オイルリング溝４が設けられている。オイルリング溝４には、組合せオイルリング１０が装着されている。この組合せオイルリング１０は、セグメントの外周面がシリンダ１の内壁を摺動することで、オイルコントロール機能を発揮する。

図１に示すように、組合せオイルリング１０は、３ピース形の組合せオイルリングであり、鋼を主成分として形成されている。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。図１に示すように、組合せオイルリング１０は、一対のセグメント２０，３０と、それらの間に配置しているエキスパンダ・スペーサ４０とを有している。

なお、以後の説明では、シリンダ１の軸方向（Ｙ方向）において、エンジン燃焼室側を上側、それとは逆にエンジン燃焼室から離れる側を下側と称呼する場合がある。

図２は、セグメント２０，３０の外観を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿ってセグメント２０，３０を切断した状態を示す縦断面図である。図２に示すように、セグメント２０，３０は、その外観が環状に設けられている。そして、それらの周方向の端面同士が合口２１，３１において狭い隙間で対向している。また、セグメント２０，３０には、内周面２２，３２と、外周面２３，３３と、上側面２４，３４と、下側面２５，３５とが設けられている。

内周面２２，３２は、図１に示すエキスパンダ・スペーサ４０の耳部４３と接触する部分である。一方、外周面２３，３３は、図１に示すシリンダ１の内壁面と接触する部分である。これらの内周面２２，３２および外周面２３，３３は、上側面２４，３４と下側面２５，３５の間に設けられている。なお、上側面２４，３４は、セグメント２０，３０の上側（エンジン燃焼室側）に位置する平坦な部分であり、下側面２５，３５は、セグメント２０，３０の下側（エンジン燃焼室から離れる側）に位置する平坦な部分である。

図４は、エキスパンダ・スペーサ４０の構成を示す斜視図である。図４に示すように、エキスパンダ・スペーサ４０には、上片４１と、下片４２と、耳部４３と、セグメント支持部４４とが設けられている。上片４１は、シリンダ１の軸方向（Ｙ方向）において、エンジン燃焼室側に位置する水平な部分である。また、下片４２は、シリンダ１の軸方向（Ｙ方向）において、エンジン燃焼室から離れる側に位置する水平な部分である。

また、耳部４３は、上片４１および下片４２よりも径方向の内周側に位置している。耳部４３には、上片４１よりも上側（エンジン燃焼室側）に突出するものと、下片４２よりも下側（エンジン燃焼室から離れる側）に突出するものがある。なお、耳部４３には傾斜面４３ａが存在していて、その傾斜面４３ａは、シリンダ１の軸方向（Ｙ方向）に対して傾斜していると共に、外周側を向いている。また、傾斜面４３ａを正面視した形状は、波型の一部に相当している。この傾斜面４３ａと、上片４１または下片４２で囲まれた部分は、オイルが流通可能な連通孔４５となっている。

ここで、上述した傾斜面４３ａの一部には、セグメント２０，３０の内周面２２，３２が当接し、その当接によって、セグメント２０，３０には、外径側（シリンダ１の内壁側）に向かうような付勢力が与えられる。また、耳部４３には、耳側面４３ｂも存在している。

なお、耳側面４３ｂのうち、傾斜面４３ａとの境界部分には、後述するドロス状突出部２６，３６が当接する。それにより、セグメント２０，３０の単独回転を防止することができる。

図５は、セグメント２０の合口２１と、セグメント３０の合口３１とがシリンダ１の軸方向（Ｙ方向）において重なる位置となった状態を示す図である。図５に示すように、セグメント２０の合口２１と、セグメント３０の合口３１とが上下方向（Ｙ方向）において重なる位置となる場合、セグメント２０，３０等で掻き残されたオイルが、たとえばエンジン筒内圧の負圧時において、図５において矢印で示すようにエンジン燃焼室に配置されている圧縮リング側に吸い込まれ、さらに、圧縮リングを通り抜けてエンジン燃焼室で消失し、オイル消費量を増加させてしまう。

このような問題を解決するために、本実施の形態では、セグメント２０，３０が、周方向において回転してしまう、いわゆる単独回転を防止するようにしている。本実施の形態では、セグメント２０，３０の内周面２２，３２には、一対のドロス状突出部２６，３６が設けられていて、そのドロス状突出部２６，３６の存在によって、セグメント２０，３０の単独回転を防止している。

図６は、一対のドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７の形状を拡大して示す部分的な斜視図である。なお、図６では、下側面２５，３５が紙面手前側に位置する状態を示しているが、上側面２４，３４が紙面手前側に位置するものとしても良い。図７は、セグメント２０，３０の内周側において一対のドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７が形成された状態の内周面側から見た側面図を示すものである。図８は、ドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７を横断するようにセグメント２０，３０の周方向（Ｘ方向）に沿って切断したときの形状を示す断面図である。図９は、複数のドロス状突出部２６，３６と、凹溝２７，３７が形成されたセグメント２０，３０を示す側面図であり、（Ａ）はセグメント２０，３０の内周面に沿って時計回りに進んだときに、エンジン燃焼室側に向かうように傾斜するものの１種類のみの傾斜の向きのドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７であり間隔が離れていることを示す図である。また（Ｂ）はセグメント２０，３０の内周面に沿って時計回りに進んだときに、エンジン燃焼室側に向かうように傾斜するものと、エンジン燃焼室から離れるように傾斜するものの２種類の傾斜の向きのドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７を示す図である。

図６から図８に示すように、ドロス状突出部２６，３６は、凹溝２７，３７を挟んで設けられている。すなわち、土手状に連続するドロス状突出部２６，３６が、凹溝２７，３７に沿って、その両側に形成されている。このように、凹溝２７，３７の両側にドロス状突出部２６，３６が形成されているので、１つの凹溝２７，３７につき、一対のドロス状突出部２６，３６が存在する状態となっている。

＜ドロス状突出部の突出高さについて＞
一対のドロス状突出部２６，３６は、その付け根の内周面２２，３２に対して、４μｍ〜２５μｍの範囲内で突出している。図１０は、セグメント２０，３０の幅の中心軸に対して２０度開いたセグメント２０，３０の内周面の位置でドロス状突出部２６，３６の突出高さを測定するイメージを示す図である。図１０に示すように、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは、セグメント２０，３０の幅の中心軸に対して２０度開いたセグメント２０，３０の内周面の位置で測定していて、その位置での突出高さが４μｍ〜２５μｍの範囲内となっている。

この測定では、セグメント２０，３０は、セグメント２０，３０の幅の中心軸に対して２０度開いた（図１０のθ３が開き角度２０度に対応）状態で設置可能な設置治具５０に設置され、押さえ部材５１でセグメント２０，３０を設置治具５０との間で挟み込んだ状態で測定される。また、セグメント２０，３０の突出高さの測定は、レーザ照射部６１を備える表面粗さ測定装置６０を用いて、測定を行うようにしている。なお、この測定では、セグメント２０，３０のうち、鉛直方向において最も高い位置である頂点位置においてレーザ照射部６１からレーザ光を照射して測定している。

また、図８に示すように、凹溝２７，３７を挟んで左側のドロス状突出部２６，３６の突出高さがＨ１であり、凹溝２７，３７を挟んで右側のドロス状突出部２６，３６の突出高さがＨ２としたとき、突出高さＨ１，Ｈ２の平均の高さを、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さとする。

かかる突出高さのドロス状突出部２６，３６が耳側面４３ｂと傾斜面４３ａとの境界部分に当接することで、セグメント２０，３０の単独回転が阻止される。ただし、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは、セグメント２０，３０の単独回転を防止可能であれば、この範囲には限られなく、後述するドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７の傾斜角度が小さければ、突出高さが４μｍより低くても良く、突出高さは２５μｍより高くても良いが、一方で、突出高さが２５μｍを超えていくとセグメント２０，３０への変形、歪に影響を与え、好ましくはない。

ここで、本実施の形態では、レーザ光を内周面２２，３２に照射した場合に、その照射部位が溶融して凹溝２７，３７が形成されるが、その凹溝２７，３７の両側に、溶融した金属が冷えて固まることにより凸状のドロスが形成される。この凸状のドロスが、ドロス状突出部２６，３６に対応している。したがって、ドロス状突出部２６，３６は、切削加工の際に形成される切削バリとは異なり、細く鋭利な部分がなく、その形状がなだらかな土手状（丘陵状）である。したがって、ドロス状突出部２６，３６は、切削バリとは異なり、何らかの衝撃が加わっても脱落し難くなっている。そのため、セグメント２０，３０の単独回転時に、ドロス状突出部２６，３６がシリンダ１内部で脱落し難いものとなっている。また、ドロス状突出部２６，３６は、切削加工の際に形成される切削バリとは異なり、細く鋭利な部分がなく、その形状がなだらかな土手状（丘陵状）であるので、薄幅化されたセグメント２０，３０において折損の起点となるのを防止可能となる。

＜ドロス状突出部および凹溝の傾斜角度について＞
また、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、ドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７の延伸方向は、セグメント２０，３０の周方向に直交する中心軸方向（Ｙ方向）に対して平行であるか、または傾斜している。かかる延伸方向は、中心軸方向（Ｙ方向）に対して、４５度以下の角度をなすように設けられている。

なお、図１１に示すように、エキスパンダ・スペーサ４０の耳部４３の耳側面４３ｂは、中心軸方向（Ｙ方向）に沿わずに傾斜しているものが大半であるので、ドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７の延伸方向は、４５度以下の範囲で傾斜していることが好ましい。たとえば、上述した延伸方向の中心軸方向（Ｙ方向）に対する傾斜角度を傾斜角度θ１とすると、その傾斜角度θ１は、耳部４３とセグメント内周面が接触する部位付近の耳部４３の稜線の傾斜角度θ２よりも、小さく設けられることが好ましいが、傾斜角度θ１と傾斜角度θ２とが一致した角度であっても良い。

また、図９（Ｂ）においてセグメント２０，３０の内周面に沿って時計回りに進むと、ドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７は、エンジン燃焼室側に向かうように傾斜するものと、エンジン燃焼室から離れるように傾斜するものの２種類が存在している。しかしながら、ドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７は、エンジン燃焼室側に向かうように傾斜するもののみとしても良く（図９（Ａ）参照）、エンジン燃焼室から離れる側に向かうように傾斜するもののみとしても良い。

すなわち、図９（Ａ）に示すように、全てのドロス状突出部２６，３６および全ての凹溝２７，３７は、セグメント２０，３０の周方向に直交する中心軸方向（Ｙ方向）に対して、第１傾斜方向に傾斜するもののみが存在するものとしても良い。また、図９（Ｂ）に示すように、ドロス状突出部２６，３６および全ての凹溝２７，３７は、セグメント２０，３０の周方向に直交する中心軸方向（Ｙ方向）に対して、第１傾斜方向に傾斜するものと、この第１傾斜方向とは異なる第２傾斜方向に傾斜するものとが存在するものとしても良い。かかる図９（Ｂ）に示す構成では、第１傾斜方向に傾斜するドロス状突出部２６，３６と、第２傾斜方向に傾斜するドロス状突出部２６，３６とは、合口２１，３１以外の部分で隣り合っていると共に、セグメント２０，３０の周方向の少なくとも２箇所に形成されている。なお、合口２１，３１を挟んだ部分では、第１傾斜方向に傾斜するドロス状突出部２６，３６と、第２傾斜方向に傾斜するドロス状突出部２６，３６とは、隣り合っても良く、隣り合わなくても良い。

ここで、ドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７の第１傾斜方向には、次のものが含まれる。すなわち、セグメント２０，３０の周方向に沿って進行したときに、中心軸方向（Ｙ方向）の一方側（図９（Ａ），（Ｂ）では上側）に向かうようにドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７が傾斜しているときの傾斜方向が第１傾斜方向に該当する。その第１傾斜方向における傾斜角度は、上記のように中心軸方向（Ｙ方向）に対して、４５度以下の角度であれば、複数のドロス状突出部２６，３６および複数の凹溝２７，３７の中に、傾斜角度が異なるものが混在していても良い。また、セグメント２０，３０の周方向に沿って進行したときに、中心軸方向（Ｙ方向）の他方側（図９（Ｂ）では下側）に向かうように傾斜していれば第２傾斜方向に該当する。その第２傾斜方向における傾斜角度は、上記のように中心軸方向（Ｙ方向）に対して、４５度以下の角度であれば、複数のドロス状突出部２６，３６および複数の凹溝２７，３７の中に、傾斜角度が異なるものが混在していても良い。なお、第１傾斜方向における傾斜角度および第２傾斜方向における傾斜角度は、セグメント２０，３０の単独回転が防止可能であれば、上述した４５度以下の範囲には限られず、４５度よりも大きな角度であっても良い。

なお、図９（Ｂ），（Ａ）に示す構成では、ドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７は、直線状となるように示されている。しかしながら、ドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７は、曲線状であっても良い。たとえば、内周面２２，３２にレーザ光を照射することでドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７を形成する場合、正弦波を描くようにレーザ光を照射しても良く、その他の曲線を描くようにレーザ光を照射しても良く、正弦波を含めた曲線と直線を組み合わせてレーザ光を照射するようにしても良い。

また、図７および図９（Ｂ）に示す構成では、ドロス状突出部２６，３６は、中心軸方向（Ｙ方向）に沿って下側から上側に向かうと、時計回りとなるように傾斜するもの、反時計回りとなるように傾斜するものの２種類が形成されていても良いが、時計回りとなるように傾斜するものと、反時計周りとなるように傾斜するもののうち、いずれかのみが存在する構成としても良い。また、複数種類の傾斜角度のドロス状突出部２６，３６が内周面２２，３２に形成されたものでも良い。

＜ドロス状突出部のピッチについて＞
次に、一対のドロス状突出部２６，３６が内周面２２，３２に形成されているピッチについて説明する。ドロス状突出部２６，３６のピッチを決定するに際しては、ドロス状突出部２６，３６が耳部４３の傾斜面４３ａに乗り上げない（傾斜面４３ａの境界以外の部位で当接しない）ようにすることが望ましい。すなわち、ドロス状突出部２６，３６は、隣り合う耳部４３の間の空間部に位置することが望ましい。

ここで、ドロス状突出部２６，３６が耳部４３（傾斜面４３ａ）にドロス状突出部２６，３６が乗り上げない状態で、耳部４３（傾斜面４３ａ）がセグメント２０，３０を外周側に押圧する場合、セグメント２０，３０が単独回転しても、耳側面４３ｂと傾斜面４３ａとの境界部分とドロス状突出部２６，３６とが衝突する。それにより、セグメント２０，３０が単独回転するのを防止できるからである。

なお、ドロス状突出部２６，３６は、１つのセグメント２０，３０の周長に下流側の合口切断工程における切断加工幅を加えた長さ当たり、等間隔に３箇所以上、一対で存在する。図９（Ａ）に示すドロス状突出部２６，３６が形成されている場合には、ドロス状突出部２６，３６のピッチＰ２と、エキスパンダ・スペーサ４０の耳部４３（傾斜面４３ａ）のピッチＰ１は、以下の（式１）と（式２）とを同時に満たす関係にある。
Ｐ１ ≦ Ｐ２ ≦ π（Ｄ−２Ｔ）／３ …（式１）
Ｐ２＝ｎ×Ｐ１ …（式２）
ここで、Ｄはセグメント２０，３０の外径（シリンダ１の内径）であり、Ｔはセグメント２０，３０の径方向の厚みである。また、ｎは、１，２，３…のような正の整数である。

一方、図９（Ｂ）に示すドロス状突出部２６，３６が形成されている場合には、ドロス状突出部２６，３６のピッチＰ２と、エキスパンダ・スペーサ４０の耳部４３（傾斜面４３ａ）のピッチＰ１は、以下の（式３）と（式４）と（式５）とを同時に満たす関係にある。ただし、この場合には、ピッチＰ２は、セグメント２０，３０の幅中心において測定したものとして定義される。
Ｌ１ ≦ Ｐ１／２ …（式３）
Ｐ１／２ ≦ Ｐ２ ≦ π（Ｄ−２Ｔ）／６ …（式４）
Ｐ２＝ｎ×Ｐ１＋Ｐ１／２ …（式５）
なお、（式５）においても、ｎは、０，１，２，３…のような整数である（図９（Ｂ）ではｎ＝０の場合のＰ２を示す）。

ここで、エキスパンダ・スペーサ４０は、耳部４３が形成された状態の線材をコイリングした後、所定長さに切断した後に、その一端と他端を接合することで形成される。その製造過程では、実際には、上片４１側の耳部４３が切り落とされて、下片４２側の耳部４３よりも個数が１つ少なくなる。なお、これとは逆に、下片４２側の耳部４３が切り落とされて、上片４１側の耳部４３よりも個数が１つ少なくなるものとしても良い。

このように、上片４１側の耳部４３の個数が、下片４２側の耳部４３の個数よりも１つ少なくなると、耳部４３の切断部位を含む部位の耳部４３間の距離が、ピッチＰ１とはならず、ずれてしまう。その場合、上述の（式１）および（式２）を満たす場合（図９（Ａ）に示す場合）、および（式３）と（式４）と（式５）を満たす場合（図９（Ｂ）に示す場合）でも、耳部４３へのドロス状突出部２６，３６の乗り上げが生じてしまう虞がある。なお、この点は、下片４２側の耳部４３が切り落とされて、上片４１側の耳部４３よりも個数が１つ少なくなるようにした場合も同様である。

このため、上述の（式１）および（式２）を満たす場合（図９（Ａ）に示す場合）、および（式３）と（式４）と（式５）を満たす場合（図９（Ｂ）に示す場合）において、上記で求められるピッチＰ２の位置の全ての位置でドロス状突出部２６，３６を形成するものではなく、ピッチＰ２の位置の少なくとも１箇所は、ドロス状突出部２６，３６を形成しない部位（以下、この部位を逃げ部とする）を設ける状態とする。すると、その逃げ部に、上述した耳部４３の切断部位を含む部位を位置させれば、耳部４３へのドロス状突出部２６，３６の乗り上げを確実に防ぐことができる。

＜ドロス状突出部の皮膜に関して＞
また、セグメント２０，３０には、その内周面２２，３２側に、皮膜が形成されていても良い。皮膜としては、リン酸塩処理、ガス窒化層、塩浴窒化などにより形成される皮膜が挙げられるが、それ以外の手法により形成される皮膜であっても良い。なお、このような皮膜が形成された場合でも、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは、上述した４μｍ〜２５μｍの範囲内で突出するのが好ましい。

＜セグメントの製造方法について＞
以上のような一対のドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７を有するセグメント２０，３０の製造方法について、以下に説明する。

図１２は、セグメント２０，３０の製造方法の線材送り工程からコイリング工程までのイメージを示す図である。図１２に示すように、セグメント２０，３０を製造する場合、コイルマスタ１００から線材１０１を送り出す（線材送り工程に対応）。このとき、線材１０１は、コイリング装置１１０へと向かって送り出される。なお、コイルマスタ１００は、線材１０１が巻回されている部分である。また、線材１０１は、セグメント２０，３０の材料である。

ここで、コイルマスタ１００と後述するコイリング装置１１０の間には、レーザ光照射装置１２０が設けられている。そして、このレーザ光照射装置１２０により、線材１０１に対してレーザ光を照射して、セグメント２０，３０の内周面２２，３２となる部分に一対のドロス状突出部２６，３６を形成する（レーザ光照射工程に対応）。レーザ光照射装置１２０は、レーザ光をセグメント２０，３０の内周面２２，３２に照射する装置である。たとえば、内周面２２，３２が下側を向くように線材１０１を送る場合、線材１０１の下側にレーザ光照射装置１２０を配置することで、内周面２２，３２にレーザ光を良好に照射させることができる。このとき、たとえばレーザ光照射装置１２０が備えるミラー等を駆動させることで、内周面２２，３２には、千鳥状のドロス状突出部２６，３６および凹溝２７，３７を形成することができる。また千鳥状のドロス状突出部２６，３６に限らず同方向のドロス状突出部２６，３６を形成しても良い。

なお、このレーザ光照射装置１２０としては、ファイバーレーザが好適である。しかしながら、たとえば、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、アルゴンレーザ、エキシマレーザ、ルビーレーザ、半導体レーザ等、ファイバーレーザ以外のレーザ光照射装置であっても良い。また、レーザ光照射装置１２０の出力調整を行うと共に、レーザ光照射装置１２０が備えるミラーの駆動速度を調整する等により、好適な突出高さのドロス状突出部２６，３６を形成することができる。また、レーザ光照射をセグメント２０，３０の幅方向に一方向の走査（１ショット）をすることで一対のドロス状突出部２６，３６を形成することができる。

また、線材１０１にレーザ光を照射する場合、セグメント２０，３０の幅の中心軸に対して２０度開いたセグメント２０，３０の内周面の位置で、４μｍ〜２５μｍの突出高さとし、１つのセグメント２０，３０の周長に下流側の合口切断工程における切断加工幅を加えた長さ当たり、線材の送り速度に同期して等間隔に３箇所以上、レーザ光を照射するようにする。このようにすると、切断によってセグメント２０，３０を形成する際に、合口２１，３１の形成に際して１箇所のドロス状突出部２６，３６が切断されても、少なくとも２箇所の一対のドロス状突出部２６，３６を残存させることができる。

ここで、上述したセグメント２０，３０の幅の中心軸に対して２０度開いたセグメント２０，３０の内周面の位置におけるドロス状突出部２６，３６の突出高さについては、実在するドロス状突出部２６，３６の突出高さのみならず、仮想的な高さも含まれる。ここでいう仮想高さとは、実際に肉盛りされたドロス状突出部２６，３６が存在する状態から、上記の内周面の位置をグラインドで切削した場合や後工程のローラなどにより潰された場合における、元来あったと想定されるドロス状突出部２６，３６の突出高さを指す。ドロス状突出部２６，３６の仮想的な高さは、凹状の切削部位の両側の稜線高さ等から算出することが可能である。

たとえば、セグメント２０，３０の幅の中心軸に対して２０度開いたセグメント２０，３０の内周面の位置についてのみ、スポット的に凹形状となるように切削した場合でも、セグメント２０，３０の単独回転の機能は果たせる場合を考える。そして、切削前のセグメント２０，３０の幅の中心軸に対して２０度開いたセグメント２０，３０の内周面の位置での、ドロス状突出部２６，３６の突出高さが、４μｍ〜２５μｍであるとする。この場合、切削による凹形状の周囲のドロス状突出部２６，３６の形状（稜線の形状等）から、セグメント２０，３０の幅の中心軸に対して２０度開いたセグメント２０，３０の内周面の位置における元来のドロス状突出部２６，３６の突出高さは、仮想的に算出することができる。したがって、上記の位置におけるドロス状突出部２６，３６の突出高さには、実在する突出高さと、周囲の形状等から算出される仮想的な高さの両方が含まれる。

また、レーザ光を照射した後の線材１０１は、下流側に配置されているコイリング装置１１０により、ドロス状突出部２６，３６が環状の内周側に位置するように線材１０１を環状に塑性加工する（コイリング工程に対応）。コイリング装置１１０は、線材１０１を環状に変形させる装置であり、線材１０１は螺旋状に巻回された状態となる。

なお、この後に、合口２１，３１が形成されるように螺旋状に巻回された線材１０１をその巻回したもの（巻回体）の軸方向に沿って切断することで、セグメント２０，３０が形成される（切断工程に対応）。

＜実験結果について＞
次に、上述したセグメント２０，３０の一対のドロス状突出部２６，３６に関して、単独回転を防止可能か否かの実験を行った。その実験結果について、以下に説明する。まず、材質を炭素鋼（硬鋼線）とした場合において、ドロス状突出部２６，３６の突出高さと、ドロス状突出部２６，３６の延伸方向がシリンダ１の軸方向（Ｙ方向）に対してなす傾斜角度θ１とを種々変更し、単独回転するか否かの評価を行った。

この評価で用いたセグメント２０，３０は、その外径を８９．０ｍｍであり、セグメント２０，３０の幅Ｗ１（軸方向；Ｙ方向の寸法（図１１参照））が０．４ｍｍであった。また、セグメント２０，３０の内周面２２，３２に対しては表面処理を行わずに無処理とした。また、それぞれのセグメント２０,３０には、２箇所の一対のドロス状突出部２６，３６が形成されているものを用いた。また、組み合わせるエキスパンダ・スペーサ４０の耳角度θｓ（図１参照）は２０度である。なお、２箇所の一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さは、セグメント２０，３０の内周面の位置で測定している。開いた角度は前述のエキスパンダ・スペーサ４０の耳角度θｓと同じであり、エキスパンダ・スペーサ４０の耳部４３とセグメント内周面が接触する位置での角度となる。また、組合せオイルリング１０の張力は１０Ｎであり、シリンダボア径比で０．１（Ｎ/mm）となり、これは通常仕様である０．２〜０．３（Ｎ/mm)に対して半減以上である低い張力としている。

かかる組合せオイルリング１０を、図１３に示すような単気筒モータリング試験機２００Ａのピストン２Ａのオイルリング溝４Ａに設置し、実験を行った。ピストン２Ａのストロークは７０ｍｍであり、回転数（往復数）は６５０ｒｐｍであり、試験時間を３０分として実験を行った。また、単気筒モータリング試験機のシリンダ１Ａは、上部の開口側が下部側よりも広いテーパ状シリンダであり、開口側の内径は８９．３２ｍｍ、下部側の内径は８９．００ｍｍであり、このテーパ状シリンダ内における組合せオイルリング１０の張力振幅は２Ｎから１０Ｎであり、下限はほぼ張力のない水準で設定している。なお、表１において「Ａ」はセグメント２０，３０が単独回転しない場合であり、「Ｂ］は単独回転する場合を表している。

表１の比較例１〜５では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが３μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、それぞれ４５度（比較例１）、３０度（比較例２）、１５度（比較例３）、５度（比較例４）、０度（比較例５）となっている。また、比較例６は、ドロス状突出部２６，３６が存在せずに、内周面２２，３２にブラスト処理を行い、その表面粗さＲｚが１０μｍとなっている。

また、表１の実施例１〜５では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが４μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、４５度（実施例１）、３０度（実施例２）、１５度（実施例３）、５度（実施例４）、０度（実施例５）となっている。また、表１の実施例６〜１０では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが１０μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、４５度（実施例６）、３０度（実施例７）、１５度（実施例８）、５度（実施例９）、０度（実施例１０）となっている。

さらに、表１の実施例１１〜１５では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが２０μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、４５度（実施例１１）、３０度（実施例１２）、１５度（実施例１３）、５度（実施例１４）、０度（実施例１５）となっている。また、表１の実施例１６〜２０では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが２５μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、４５度（実施例１６）、３０度（実施例１７）、１５度（実施例１８）、５度（実施例１９）、０度（実施例２０）となっている。

表１の実験結果からすると、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが４μｍ〜２５μｍの範囲内で、セグメント２０，３０の単独回転が防止される、という結果が得られた。

次に、セグメント２０,３０の材質をステンレス鋼（ステンレス線）へと変更し、それ以外は表１と同じ条件で、実験を行った。すなわち、セグメント２０,３０の材質をステンレス鋼（ステンレス線）へと変更した以外、全ての条件を同じとして、実験を行った。この実験結果を表２に示す。

表２の比較例３１〜３５では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが３μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、それぞれ４５度（比較例３１）、３０度（比較例３２）、１５度（比較例３３）、５度（比較例３４）、０度（比較例３５）となっている。また、比較例３６は、ドロス状突出部２６，３６が存在せずに、内周面２２，３２にブラスト処理を行い、その表面粗さＲｚが１０μｍとなっている。

また、表２の実施例３１〜３５では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが４μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、４５度（実施例３１）、３０度（実施例３２）、１５度（実施例３３）、５度（実施例３４）、０度（実施例３５）となっている。また、表２の実施例３６〜４０では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが１０μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、４５度（実施例３６）、３０度（実施例３７）、１５度（実施例３８）、５度（実施例３９）、０度（実施例４０）となっている。

さらに、表２の実施例４１〜４５では、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが２０μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、４５度（実施例４１）、３０度（実施例４２）、１５度（実施例４３）、５度（実施例４４）、０度（実施例４５）となっている。また、表２の実施例４６〜５０では、ドロス状突出部２６，３６の突出高さが２５μｍとなっていて、傾斜角度θ１は、４５度（実施例４６）、３０度（実施例４７）、１５度（実施例４８）、５度（実施例４９）、０度（実施例５０）となっている。

表２の実験結果からすると、セグメント２０，３０の材質がステンレス鋼（ステンレス線）の場合でも、一対のドロス状突出部２６，３６の突出高さが４μｍ〜２５μｍの範囲内で、セグメント２０，３０の単独回転が防止される、という結果が得られた。

次に、図１０に示す開き角度θ３（測定位置）を種々変更した場合に、ドロス状突出部の突出高さを測定した。その測定結果について、以下に説明する。まず、材質を炭素鋼（硬鋼線）とした場合において、ドロス状突出部２６，３６の傾斜角度を種々変更し、ドロス状突出部２６，３６の突出高さを種々変更した。そして、それらのときの開き角度θ３（測定角度）における、ドロス状突出部２６，３６の高さを測定した。なお、このときの測定条件は、開き角度θ３を種々変更した以外は、表１と同じ条件で測定を行った。この測定結果を表３に示す。なお、表３では、開き角度θ３が５度、１０度、１５度、２０度、２５度、３０度、３５度の場合のドロス状突出部２６，３６の突出高さを測定した。また、表３の実施例１〜２０および比較例１〜５は、表１における実施例１〜２０および比較例１〜５と同じものを測定しているので、実施例の番号は同じものを用いている。

表３の比較例１〜５では、開き角度θ３が２０度であるときのドロス状突出部２６，３６の突出高さが３μｍの場合における、各開き角度θ３でのドロス状突出部２６，３６の突出高さを測定した。なお、比較例１は、ドロス状突出部２６，３６の傾斜角度θ１が４５度のときの測定結果であり、比較例２は、同じく傾斜角度θ１が３０度のときの測定結果である。また、比較例３は、同じく傾斜角度θ１が１５度のときの測定結果であり、比較例４は、同じく傾斜角度θ１が５度のときの測定結果であり、比較例５は、同じく傾斜角度θ１が０度のときの測定結果である。これら比較例１〜５では、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは、最大で３μｍとなっている。

また、表３の実施例１〜５では、開き角度θ３が２０度であるときのドロス状突出部２６，３６の突出高さが４μｍの場合における、各開き角度θ３でのドロス状突出部２６，３６の突出高さを測定した。これらのうち、実施例１は、ドロス状突出部２６，３６の傾斜角度θ１が４５度のときの測定結果であり、実施例２は、同じく傾斜角度θ１が３０度のときの測定結果である。また、実施例３は、同じく傾斜角度θ１が１５度のときの測定結果であり、実施例４は、同じく傾斜角度θ１が５度のときの測定結果であり、実施例５は、同じく傾斜角度θ１が０度のときの測定結果である。これら実施例１〜５では、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは、最大で４μｍとなっている。

また、表３の実施例６〜１０では、開き角度θ３が２０度であるときのドロス状突出部２６，３６の突出高さが１０μｍの場合における、各開き角度θ３でのドロス状突出部２６，３６の突出高さを測定した。これらのうち、実施例６は、ドロス状突出部２６，３６の傾斜角度θ１が４５度のときの測定結果であり、実施例７は、同じく傾斜角度θ１が３０度のときの測定結果である。また、実施例８は、同じく傾斜角度θ１が１５度のときの測定結果であり、実施例９は、同じく傾斜角度θ１が５度のときの測定結果であり、実施例１０は、同じく傾斜角度θ１が０度のときの測定結果である。これら実施例６〜１０では、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは、最大で１０μｍとなっている。

また、表３の実施例１１〜１５では、開き角度θ３が２０度であるときのドロス状突出部２６，３６の突出高さが２０μｍの場合における、各開き角度θ３でのドロス状突出部２６，３６の突出高さを測定した。これらのうち、実施例１１は、ドロス状突出部２６，３６の傾斜角度θ１が４５度のときの測定結果であり、実施例１２は、同じく傾斜角度θ１が３０度のときの測定結果である。また、実施例１３は、同じく傾斜角度θ１が１５度のときの測定結果であり、実施例１４は、同じく傾斜角度θ１が５度のときの測定結果であり、実施例１５は、同じく傾斜角度θ１が０度のときの測定結果である。これら実施例１１〜１５では、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは、最大で２０μｍとなっている。

また、表３の実施例１６〜２０では、開き角度θ３が２０度であるときのドロス状突出部２６，３６の突出高さが２５μｍの場合における、各開き角度θ３でのドロス状突出部２６，３６の突出高さを測定した。これらのうち、実施例１６は、ドロス状突出部２６，３６の傾斜角度θ１が４５度のときの測定結果であり、実施例１７は、同じく傾斜角度θ１が３０度のときの測定結果である。また、実施例１８は、同じく傾斜角度θ１が１５度のときの測定結果であり、実施例１９は、同じく傾斜角度θ１が５度のときの測定結果であり、実施例２０は、同じく傾斜角度θ１が０度のときの測定結果である。これら実施例１６〜２０では、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは、最大で２５μｍとなっている。

なお、実施例１〜２０、および比較例１〜５では、いずれも、開き角度θ３が５度のとき、ドロス状突出部２６，３６の突出高さが最も小さくなっている。これは、上述したコイリング装置１１０によるコイリング工程においては、コイリング装置１１０が備えるローラによって、開き角度θ３が５度の部位のドロス状突出部２６，３６が潰されるからである。

次に、セグメント２０,３０の材質をステンレス鋼（ステンレス線）へと変更し、それ以外は表３と同じ条件で、実験を行った。すなわち、セグメント２０,３０の材質をステンレス鋼（ステンレス線）へと変更した以外、全ての条件を同じとして、実験を行った。この実験結果を表４に示す。なお、表４の実施例３１〜５０および比較例３１〜３５は、表２における実施例３１〜５０および比較例３１〜３５と同じものを測定しているので、実施例の番号は同じものを用いている。

なお、表４においては、比較例３１〜３５は、表３の比較例１〜５のそれぞれにおいて、材質を炭素鋼（硬鋼線）からステンレス鋼（ステンレス線）へと変更したものに対応する。このとき、基準となる開き角度θ３が２０度であるときのドロス状突出部２６，３６の突出高さを含め、開き角度θ３が０度、１０度、１５度、２０度、２５度、３０度、および３５度のいずれにおいても、ドロス状突出部２６，３６の突出高さが同程度となっている。

また、表４においては、実施例３１〜５０は、表３の実施例１〜２０のそれぞれにおいて、材質を炭素鋼（硬鋼線）からステンレス鋼（ステンレス線）へと変更したものに対応する。このときも、基準となる開き角度θ３が２０度であるときのドロス状突出部２６，３６の突出高さを含め、開き角度θ３が０度、１０度、１５度、２０度、２５度、３０度、および３５度のいずれにおいても、ドロス状突出部２６，３６の突出高さが同程度となっている。

なお、実施例３１〜５０、および比較例３１〜３５においても、いずれも、開き角度θ３が５度のとき、ドロス状突出部２６，３６の突出高さが最も小さくなっている。これは、上述したコイリング装置１１０によるコイリング工程においては、コイリング装置１１０が備えるローラによって、開き角度θ３が５度の部位のドロス状突出部２６，３６が潰されるからである。

以上の表３の実施例１〜２０、および表４の実施例３１〜５０の測定結果からすると、開き角度θ３が２０度の部位において、ドロス状突出部２６，３６の突出高さが最大となるが、開き角度θ３が１０度から３０度の範囲では、４μｍ程度のばらつき範囲に収まって安定して形成されていることが判明した。したがって、エキスパンダ・スペーサ４０の耳角度θｓが１０度から３０度の範囲では、セグメント２０，３０の単独回転の防止に特に効果的であることが判明した。また、いずれの実施例１〜２０，３１〜５０の場合でも、開き角度θ３が１０度から３０度の範囲では、ドロス状突出部２６，３６の突出高さは４μｍ〜２５μｍの範囲内となった。

したがって、表１および表２の結果も併せて考慮すると、開き角度θ３が１０度〜３０度の範囲内では、セグメント２０，３０の単独回転が防止される、という結論となった。

＜作用効果＞
以上のような構成のセグメント２０，３０、組合せオイルリング１０およびセグメント２０，３０の製造方法によると、次のような作用効果が得られる。すなわち、セグメント２０，３０の内周面２２，３２には、一対のドロス状突出部２６，３６が複数設けられている。また、前記一対のドロス状突出部２６，３６は、少なくとも１つの位置において４μｍ〜２５μｍの突出高さである。

このため、組合せオイルリング１０の低張力化に対応させつつも、セグメントの単独回転を防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、一対のドロス状突出部２６，３６は、セグメント２０，３０の幅の中心軸に対し、１０度から３０度の範囲内で開いたセグメント２０，３０の内周面の位置のうち少なくとも１つの位置において、ドロス状突出部２６，３６の付け根の内周面から４μｍ〜２５μｍの突出高さであることが好ましい。

このように構成される場合には、セグメントの単独回転を良好に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、一対のドロス状突出部２６，３６は２箇所以上設けられていて、セグメント２０，３０の周方向に直交する中心軸方向（Ｙ方向）に対して、全ての一対のドロス状突出部２６，３６は、第１傾斜方向に傾斜するように設けられていることが好ましい。

このように構成される場合には、一対のドロス状突出部２６，３６の形成が容易となる。また、セグメント２０，３０の単独回転を良好に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、セグメント２０，３０の周方向に直交する中心軸方向（Ｙ方向）に対して、一対のドロス状突出部２６，３６には、第１傾斜方向に傾斜するものと、該第１傾斜方向とは異なる第２傾斜方向に傾斜するものとが存在する。また、第１傾斜方向に傾斜する一対のドロス状突出部２６，３６と、第２傾斜方向に傾斜する一対のドロス状突出部２６，３６とはセグメント２０，３０の合口２１，３１以外の部分で隣り合っていて、隣り合う一対のドロス状突出部２６，３６は、少なくとも２箇所に設けられていることが好ましい。

このように構成される場合でも、セグメント２０，３０の単独回転を良好に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、一対のドロス状突出部２６，３６はセグメント２０，３０の幅方向に土手状に連続的に設けられていて、そのドロス状突出部２６，３６の方向は、中心軸方向（Ｙ方向）に対して４５度以下の傾斜角度をなしていることが好ましい。

このように構成される場合には、セグメント２０，３０の単独回転を一層良好に防止することが可能となる。また、一対のドロス状突出部２６，３６がセグメント２０，３０の幅方向に土手状に連続することで、セグメント２０，３０がオイルリング溝４の内部で移動したり傾いたりしても、セグメント２０，３０の単独回転を良好に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、一対のドロス状突出部２６，３６は、凹溝２７，３７を挟んで設けられていることが好ましい。このように構成される場合には、たとえばレーザ光の照射により、凹溝２７，３７を形成することで、その凹溝２７，３７に存在していた鋼を利用することで一対のドロス状突出部２６，３６を容易に形成することができる。

また、本実施の形態では、セグメント２０，３０は、炭素鋼またはステンレス鋼を材質としていることが好ましい。この場合には、単独回転を良好に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、一対のドロス状突出部２６，３６が形成可能な位置間のピッチをピッチＰ２とし、エキスパンダ・スペーサ４０の耳部４３間のピッチをピッチＰ１とすると、ｎを正の整数とし、Ｐ２＝ｎ×Ｐ１を満たすと共に、ピッチＰ２で決定される位置のうち少なくとも２箇所には一対のドロス状突出部が形成されることが好ましい。

このように構成される場合には、ドロス状突出部２６，３６は、耳部４３（傾斜面４３ａ）に乗り上げるのを確実に防止することができる。そのため、セグメント２０，３０の単独回転を一層良好に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、ドロス状突出部２６，３６が形成可能な位置間のセグメント２０，３０の幅中心におけるピッチをピッチＰ２とし、エキスパンダ・スペーサ４０の耳部４３間のピッチをピッチＰ１とすると、ｎを０以上の整数とし、Ｐ２＝ｎ×Ｐ１＋Ｐ１／２を満たすと共に、ピッチＰ２で決定される位置のうち少なくとも２箇所には一対のドロス状突出部が形成されることが好ましい。

このように構成される場合にも、ドロス状突出部２６，３６は、耳部４３（傾斜面４３ａ）に乗り上げるのを確実に防止することができる。そのため、セグメント２０，３０の単独回転を一層良好に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、セグメント２０，３０を製造する場合、線材送り工程においてセグメント２０，３０の材料となる線材１０１を巻回しているコイルマスタ１００から線材１０１を引き出して下流側に送り出す。また、レーザ光照射工程では、コイルマスタ１００よりも線材１０１の送り方向の下流側において、線材１０１に対してレーザ光を照射して、少なくとも１つの位置において、ドロス状突出部２６，３６の付け根の内周面となる面から４μｍ〜２５μｍの突出高さであって、１つのセグメント２０，３０の周長に、下流側においてセグメント２０，３０の合口２１，３１を形成する際の切断加工幅を周方向の長さとして加えた長さ当たりに線材１０１の送り速度に同期して等間隔に３か所以上のドロス状突出部２６，３６を形成するようにする。また、レーザ光照射工程よりも下流側のコイリング工程で、線材１０１を環状に塑性加工する。また、切断工程では、螺旋状に巻回された線材１０１を、線材１０１を巻回した巻回体の軸方向に沿って切断し、合口２１，３１を形成する。

このような各工程を経る場合、従来の工程において、インラインプロセスとなり、セグメント２０，３０の内周面２２，３２側に、ドロス状突出部２６，３６を確実に形成することが可能となる。また、内周面２２，３２にブラスト処理を行う場合と比較して、セグメント２０，３０に与える変形、歪の影響を小さくすることができる。

また、本実施の形態では、レーザ光照射工程では、線材送り工程での線材送り方向と交差する交差方向に沿ってレーザ光の照射を行うと共に、交差方向の一方から他方に向かう一方向のみにレーザ光の照射を行うことが好ましい。

このように構成される場合には、一対のドロス状突出部２６，３６の形成が容易となる。また、セグメント２０，３０の単独回転を良好に防止することが可能となる。

また、本実施の形態では、レーザ光照射工程では、線材送り工程での線材送り方向と交差する交差方向に沿ってレーザ光の照射を行うと共に、交差方向の往復における二方向にレーザ光の照射を行うことが好ましい。

このように構成される場合でも、セグメント２０，３０の単独回転を良好に防止することが可能となる。

＜変形例＞
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態では、組合せオイルリング１０は、一対のセグメント２０，３０と、１つのエキスパンダ・スペーサ４０を備える構成としている。本発明におけるエキスパンダ・スペーサは、耳部４３が周方向において、上片下片のそれぞれの内周側に交互に配置されているが、耳部が周方向において、シリンダ軸方向に一対をなして配置されているエキスパンダ・スペーサでもよい。また、組合せオイルリングは、１つのセグメントと、１つのエキスパンダ・スペーサを備える構成としても良い。

１，１Ａ…シリンダ、２，２Ａ…ピストン、３…ピストン外周面、４，４Ａ…オイルリング溝、１０…組合せオイルリング、２０，３０…セグメント、２１，３１…合口、２２，３２…内周面、２３，３３…外周面、２６，３６…ドロス状突出部、２７，３７…凹溝、４０…エキスパンダ・スペーサ、４１…上片、４２…下片、４３…耳部、４３ａ…傾斜面、４３ｂ…耳側面、４４…セグメント支持部、４５…連通孔、５０…設置治具、５１…押さえ部材、６０…測定装置、６１…レーザ照射部、１００…コイルマスタ、１０１…線材、１１０…コイリング装置、１２０…レーザ光照射装置、２００Ａ…単気筒モータリング試験機

Claims (15)

1. 内燃機関の組合せオイルリングが備えるエキスパンダ・スペーサの周方向に形成されている耳部によって内周面が押圧されると共に外周側がシリンダの内壁に押圧された状態で該シリンダの軸方向に摺動可能であり、金属を材質とするセグメントであって、
   少なくとも１つの前記セグメントの内周面には凹状の凹溝が設けられると共に、
   前記凹溝の両側には、連続した土手状のドロス状突出部が該凹溝に沿うようにそれぞれ設けられていて、それら両側に存在する前記ドロス状突出部から構成される一対のドロス状突出部は複数設けられていて、
   前記一対のドロス状突出部は前記凹溝の金属が両側に溶融した後に冷えて固まったものであり、
   前記一対のドロス状突出部は、少なくとも１つの位置において前記ドロス状突出部の付け根の前記セグメントの前記内周面から４μｍ〜２５μｍの突出高さであり、
   前記一対のドロス状突出部は、前記セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、第１傾斜方向に傾斜するように設けられている、
   ことを特徴とするセグメント。
2. 請求項１記載のセグメントであって、
   環状の前記セグメントを、前記セグメントの幅の中心軸が鉛直方向に対して１０度から３０度の範囲内の少なくとも１つの位置を選択して傾斜するように水平面上に設置した際に、
   前記セグメントの周方向に直交する断面であり、かつ、前記水平面に接地し垂直な断面における内周面において、前記鉛直方向に最も高い位置における前記ドロス状突出部の突出高さは、該ドロス状突出部の付け根の前記セグメントの前記内周面から４μｍ〜２５μｍとなるように設けられている、
   ことを特徴とするセグメント。
3. 請求項１または２記載のセグメントであって、
   前記一対のドロス状突出部には、前記セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、前記第１傾斜方向とは異なる第２傾斜方向に傾斜するものが存在し、
   前記第１傾斜方向に傾斜する前記一対のドロス状突出部と、前記第２傾斜方向に傾斜する前記一対のドロス状突出部とは前記セグメントの合口以外の部分で隣り合っていて、
   隣り合う前記一対のドロス状突出部は、少なくとも２箇所に設けられている、
   ことを特徴とするセグメント。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のセグメントであって、
   前記一対のドロス状突出部のそれぞれが土手状に連続する方向は、前記中心軸方向に対して４５度以下の傾斜角度をなしている、
   ことを特徴とするセグメント。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のセグメントは、炭素鋼またはステンレス鋼を材質としている、
   ことを特徴とするセグメント。
6. 周方向に耳部が形成されているエキスパンダ・スペーサと、前記耳部によって内周面が押圧されると共に外周側がシリンダの内壁に押圧された状態で該シリンダの軸方向に摺動可能であり、金属を材質とする少なくとも１つのセグメントと、を備える組合せオイルリングであって、
   前記セグメントの内周面には、凹溝に沿って、その両側に連続した土手状のドロス状突出部がそれぞれ設けられていて、それら両側に存在する前記ドロス状突出部から構成される一対のドロス状突出部は複数設けられていて、
   前記一対のドロス状突出部は前記凹溝の金属が両側に溶融した後に冷えて固まったものであり、
   前記一対のドロス状突出部は、少なくとも１つの位置において前記ドロス状突出部の付け根の前記セグメントの前記内周面から４μｍ〜２５μｍの突出高さであり、
   前記一対のドロス状突出部は、前記セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、第１傾斜方向に傾斜するように設けられている、
   ことを特徴とする組合せオイルリング。
7. 請求項６記載の組合せオイルリングであって、
   環状の前記セグメントを、前記セグメントの幅の中心軸が鉛直方向に対して１０度から３０度の範囲内の少なくとも１つの位置を選択して前記セグメントが傾斜するように水平面上に保持した際に、
   前記セグメントの周方向に直交する断面であり、かつ、前記水平面に接地し垂直な断面である内周面において、前記水平面から最も高い内周面の位置における前記ドロス状突出部の突出高さは、該ドロス状突出部の付け根の前記セグメントの前記内周面から４μｍ〜２５μｍとなるように設けられている、
   ことを特徴とする組合せオイルリング。
8. 請求項６または７記載の組合せオイルリングであって、
   前記一対のドロス状突出部には、前記セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、前記第１傾斜方向とは異なる第２傾斜方向に傾斜するものが存在し、
   前記第１傾斜方向に傾斜する前記一対のドロス状突出部と、前記第２傾斜方向に傾斜する前記一対のドロス状突出部とは前記セグメントの合口以外の部分で隣り合っていて、
   隣り合う前記一対のドロス状突出部は、少なくとも２箇所に設けられている、
   ことを特徴とする組合せオイルリング。
9. 請求項６から８のいずれか１項に記載の組合せオイルリングであって、
   前記一対のドロス状突出部のそれぞれが土手状に連続する方向は、前記中心軸方向に対して４５度以下の傾斜角度をなしている、
   ことを特徴とする組合せオイルリング。
10. 請求項６から９のいずれか１項に記載の組合せオイルリングであって、
    前記一対のドロス状突出部が形成可能な位置間のピッチをピッチＰ２とし、前記エキスパンダ・スペーサの前記耳部間のピッチをピッチＰ１とすると、ｎを正の整数とし、Ｐ２＝ｎ×Ｐ１を満たすと共に、
    前記ピッチＰ２で決定される位置のうち少なくとも２箇所には前記一対のドロス状突出部が形成される、
    ことを特徴とする組合せオイルリング。
11. 請求項８記載の組合せオイルリングであって、
    前記一対のドロス状突出部が形成可能な位置間の前記セグメントの幅中心におけるピッチをピッチＰ２とし、前記エキスパンダ・スペーサの前記耳部間のピッチをピッチＰ１とすると、ｎを０以上の整数とし、Ｐ２＝ｎ×Ｐ１＋Ｐ１／２を満たすと共に、
    前記ピッチＰ２で決定される位置のうち少なくとも２箇所には前記一対のドロス状突出部が形成される、
    ことを特徴とする組合せオイルリング。
12. 請求項６から１１のいずれか１項に記載の組合せオイルリングであって、
    前記セグメントは、炭素鋼またはステンレス鋼を材質としている、
    ことを特徴とする組合せオイルリング。
13. エキスパンダ・スペーサの周方向に形成されている耳部によって内周面が押圧されると共に外周側がシリンダの内壁に押圧された状態で該シリンダの軸方向に摺動可能であり、金属を材質とするセグメントの製造方法であって、
    セグメントの材料となる線材を巻回しているコイルマスタから前記線材を引き出して下流側に送る線材送り工程と、
    前記コイルマスタよりも線材の送り方向の下流側において、前記線材に対してレーザ光を照射して、少なくとも１つの位置において、ドロス状突出部の付け根の前記内周面となる面から４μｍ〜２５μｍの突出高さであって、１つの前記セグメントの周長に、下流側において前記セグメントの合口を形成する際の切断加工幅を周方向の長さとして加えた長さ当たりに前記線材の送り速度に同期して等間隔に３か所以上の一対のドロス状突出部を形成するレーザ光照射工程と、
    前記レーザ光照射工程よりも下流側で、前記線材を環状に塑性加工するコイリング工程と、
    前記環状に塑性加工され、螺旋状に巻回された前記線材を、その巻回された巻回体の軸方向に沿うように切断し、前記セグメントの合口を形成する切断工程と、
    を備え、
    前記レーザ光照射工程によって前記内周面には、凹状の凹溝が形成されると共に、その凹溝の両側には、連続した土手状の前記ドロス状突出部が該凹溝に沿うようにそれぞれ設けられていて、それら両側に存在する前記ドロス状突出部から前記一対のドロス状突出部が構成されると共に、
    前記レーザ光照射工程で形成された前記一対のドロス状突出部は前記凹溝の金属が両側に溶融した後に冷えて固まったものであり、
    前記レーザ光照射工程で形成された前記一対のドロス状突出部は、前記セグメントの周方向に直交する中心軸方向に対して、第１傾斜方向に傾斜するように設けられている、
    ことを特徴とするセグメントの製造方法。
14. 請求項１３記載のセグメントの製造方法であって、
    前記レーザ光照射工程では、前記線材送り工程での線材送り方向と交差する交差方向に沿ってレーザ光の照射を行うと共に、前記交差方向の一方から他方に向かう一方向のみにレーザ光の照射を行う、
    ことを特徴とするセグメントの製造方法。
15. 請求項１３記載のセグメントの製造方法であって、
    前記レーザ光照射工程では、前記線材送り工程での線材送り方向と交差する交差方向に沿ってレーザ光の照射を行うと共に、前記交差方向の往復における二方向にレーザ光の照射を行う、
    ことを特徴とするセグメントの製造方法。
    

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