WO2011152114A1 - 内燃機関用オイルリング - Google Patents

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WO2011152114A1
WO2011152114A1 PCT/JP2011/058335 JP2011058335W WO2011152114A1 WO 2011152114 A1 WO2011152114 A1 WO 2011152114A1 JP 2011058335 W JP2011058335 W JP 2011058335W WO 2011152114 A1 WO2011152114 A1 WO 2011152114A1
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oil ring
rail
sliding
oil
internal combustion
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篤 千葉
和浩 藤村
巖 平石
梶原　誠人
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日本ピストンリング株式会社
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    • F16J9/062—Coiled spring along the entire circumference
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    • F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials

Definitions

  • the present invention relates to an oil ring used for an internal combustion engine. Specifically, the present invention relates to an oil ring characterized by a vertical cross-sectional shape along a sliding direction of at least one of an upper rail and a lower rail constituting the oil ring main body.
  • the shape of the oil ring is devised, for example, in the oil ring, an oil ring characterized by a vertical cross-sectional shape along the sliding direction of at least one of the upper rail and the lower rail of the oil ring body is provided.
  • Patent Document 1 Patent No. 3801250
  • Patent Document 1 in a two-piece type combined oil ring for an internal combustion engine, the amount of lubricating oil consumption is reduced by suppressing the oil scooping action during the piston lifting process or by amplifying the oil scraping action.
  • An oil ring for reduction is disclosed.
  • Patent Document 1 includes one rail 11 projecting at the center of the outer peripheral surface of the oil ring main body 10, and the outer peripheral shape of the cross-section of the tip of the rail 11 is parallel to the cylinder inner peripheral surface 40.
  • a contact surface 14 that is in contact with the outer periphery and a tapered surface 15 that is arranged continuously above the contact surface 14 and expands the ring diameter downward from the top, or a contact surface 16 whose rail tip is parallel to the cylinder inner peripheral surface 40.
  • An oil ring is disclosed that includes a single rail having a width of 0.15 to 0.3 mm.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 2003-520931 discloses an oil-scraping piston ring (1) having at least one tapered collar portion (2, 3) on which an abrasion-resistant coating (5) is formed. Is disclosed. Specifically, in Patent Document 2, in the oil scraping piston ring provided with at least one tapered flange portion (2, 3) having an abrasion-resistant coating (5), the flange portion (2, 3). In the region of the tapered ring plane, the wear-resistant coating (5) has a radial ridge with a presettable radial height (t) and axial width (h5 ') ( An oil scraping piston ring characterized in that 6) is provided is disclosed.
  • the oil ring disclosed in Patent Document 2 similarly to the oil ring described in Patent Document 1, in the shape of the upper rail and the lower rail constituting the oil ring body, the sliding area increases as the use period becomes longer. Tends to increase, the pressing force of the oil ring against the inner wall surface of the cylinder decreases, and the oil is left behind, resulting in an increase in oil consumption. Therefore, the oil ring disclosed in Patent Document 2 is not necessarily sufficient to reduce the oil consumption. Furthermore, in the case of the manufacturing method disclosed in Patent Document 2, the shape of the upper rail and the lower rail is such that the sliding portion protrusions are formed through a plurality of polishing steps, so that the upper rail and the lower rail It is difficult to form the dimensional shape defined in Patent Document 2 with high accuracy.
  • the present invention provides a high-quality oil ring that can stably reduce the oil consumption for a long period of time and can form the shapes of the upper rail and the lower rail at low cost with high accuracy. This is the issue.
  • the present inventors have solved the above-mentioned problems by making the shape of the upper rail and the lower rail constituting the oil ring main body a shape that satisfies a predetermined condition. Arrived.
  • the present invention will be described.
  • Oil ring for an internal combustion engine according to the present invention comprises a substantially ring-shaped oil ring main body that slides on a cylindrical cylinder inner peripheral wall and a coil expander, and the oil ring main body An upper end portion of a web having a plurality of oil return holes for allowing the oil scraped off from the inner peripheral wall of the cylinder to flow down to the back surface of the piston is connected to the lower surface side of the first rail disposed on the upper side of the first rail.
  • An oil ring having a lower end connected to and integrated with an upper surface side of a second rail disposed on a lower surface side of a substantially ring-shaped oil ring body that slides on an inner peripheral wall of a cylindrical cylinder,
  • at least one rail is in the cylinder of the rail.
  • a concave step is formed at the corner of the sliding surface provided on the outer peripheral sliding protrusion that is in sliding contact with the surface, and the wall surface of the concave step includes an arc-shaped surface having a radius of curvature of 0.02 mm to 0.08 mm.
  • the wall surface of the recess step has an extended curved surface connected from the arc-shaped surface toward the side wall of the outer peripheral sliding protrusion.
  • the wall surface of the recess step includes an extended plane connected from the arc-shaped surface to the sliding surface of the outer peripheral sliding protrusion.
  • the arc center of the arc-shaped surface is located on the radially outer side of the oil ring with respect to the sliding surface that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder.
  • the oil ring main body is chamfered at the corner of the sliding surface that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder, in the outer peripheral sliding projection formed with the recess step. It is preferable.
  • the outer peripheral sliding protrusion has a length in the axial direction of the oil ring main body of the sliding surface that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder. preferable.
  • the outer peripheral sliding protrusion provided on the first rail and the outer peripheral sliding protrusion provided on the second rail are in symmetrical positions with the web interposed therebetween.
  • the outer peripheral sliding protrusion provided on the first rail and the outer peripheral sliding protrusion provided on the second rail are in an asymmetric position with the web interposed therebetween.
  • the oil ring main body is made of stainless steel or steel, and at least on a sliding surface provided on the outer peripheral sliding protrusion, a nitriding treatment layer, a PVD treatment layer, It is preferable to provide one or more layers selected from the DLC layer.
  • the manufacturing method of an oil ring for an internal combustion engine according to the present invention is a manufacturing method of an oil ring for an internal combustion engine as described above. It prepares in order of a process, It is characterized by the above-mentioned.
  • Step A A step of performing nitriding treatment on at least the outer peripheral sliding surface of the oil ring body made of stainless steel or steel constituting the oil ring.
  • Process B The process of grinding the partial area
  • a PVD treatment layer and / or a DLC layer is formed on a sliding surface that is in sliding contact with at least a cylinder inner wall surface of the oil ring body. It is preferable.
  • the oil ring for an internal combustion engine according to the present invention can suppress variation in the pressing force on the cylinder inner wall surface of the oil ring by making the shape of the oil ring body satisfy the conditions specified in the present invention.
  • the oil consumption can be surely reduced for a stable period, and the fuel consumption can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view of an oil ring for an internal combustion engine including an oil ring main body and a coil expander disposed on the inner periphery of the oil ring main body.
  • an oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention includes an oil ring body 2 and a coil expander 3.
  • the oil ring main body 2 is a ring having a substantially I-shaped cross section, and includes an abutment portion 2a.
  • the oil ring body 2 is formed by integrating an upper first rail 5, a lower second rail 6, and a web 4 that is connected to these rails and is positioned at an intermediate portion of the oil ring body 2. Has been.
  • the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring body 2 are formed in a substantially circular shape in the circumferential direction of the oil ring 1 for an internal combustion engine.
  • the outer peripheral sliding surfaces of the first rail 5 and the second rail 6 are in contact with the inner peripheral wall of the cylinder via the oil film and slide in the piston axial direction.
  • the web 4 is provided with an oil return hole 7 that is substantially circular in the circumferential direction of the oil ring 1 for an internal combustion engine and is formed so as to penetrate in the radial direction.
  • a plurality of oil rings 1 for the internal combustion engine are arranged in the circumferential direction.
  • the coil expander 3 makes the spring of a spiral form circular arc shape.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view cut along the cylinder axial direction for explaining a state where the oil ring for an internal combustion engine according to the present invention is mounted in the oil ring groove of the piston.
  • the outer peripheral surface of the oil ring main body 2 has a concave outer peripheral groove 2 c when viewed in the oil ring axial section by the first rail 5, the second rail 6 and the web 4. Is formed.
  • the coil expander 3 is encased in a substantially semicircular recess 2d on the inner peripheral side of the oil ring body formed by the first rail 5 and the second rail 6 of the oil ring body 2 when viewed in the cylinder axial section. Contained in state.
  • the coil expander 3 is stably disposed on the inner peripheral side of the oil ring main body 2 and presses the oil ring main body 2 against the inner peripheral wall 21 of the cylinder 20 in this state.
  • a joint core wire is used for the coil expander 3 in order to connect the joint portion of the coil expander to form an annular coil.
  • the oil scraping function of the cylinder inner wall surface 21 of the oil ring 1 for an internal combustion engine will be described step by step with reference to FIG.
  • the outer peripheral sliding surfaces 8 and 9 of the first rail 5 and the second rail 6 of the oil ring main body 2 are connected to the inner peripheral wall 21 of the cylinder 20. Scrape off excess oil adhering to.
  • the scraped oil is temporarily retained and received in the outer peripheral groove 2 c of the oil ring body 2, and then passes through the oil return hole 7 and the oil drain hole 12 provided in the oil ring groove 11. Then, it flows down to the back surface of the piston 10 and is returned to an oil pan (not shown).
  • the internal combustion engine oil ring 1 When the excess oil on the cylinder inner wall surface 21 is scraped off by the internal combustion engine oil ring 1 described above, the internal combustion engine oil ring 1 according to the present invention includes the first rail 5 and the second rail constituting the oil ring body 2.
  • the first rail 5 and the second rail constituting the oil ring body 2.
  • at least one of the rails has a recess step 2b at the corners of the sliding surfaces 8 and 9 provided in the outer peripheral sliding protrusions that are in sliding contact with the cylinder inner wall surface of the rail. Is formed. Even if the oil ring is used for a long period of time by making the outer peripheral shapes of the first rail 5 and the second rail 6 as shown in FIG.
  • the outer peripheral sliding of the first rail 5 and the second rail 6 Changes in the area of the surfaces 8 and 9 hardly occur, and the effect of suppressing an increase in oil consumption can be stably obtained for a long time.
  • the function of scraping off excess oil on the cylinder inner wall surface 21 It is possible to improve and stabilize the function of controlling the oil film thickness of the wall surface 21.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine can quickly release the oil scraped off to the oil drain hole 12 provided on the back side of the oil ring, and the oil consumption can be reduced.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the shape of the rail outer peripheral surface of the oil ring main body of the present invention by cutting the oil ring main body in the oil ring axial direction.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention has a sliding surface provided in an outer peripheral sliding protrusion that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder in the outer peripheral shape of the first rail 5 and the second rail 6.
  • the wall surface of the concave step includes an arc shape with a radius of curvature R of 0.02 mm to 0.08 mm.
  • the oil ring main body 2 forms the first rail 5 and the second rail while rotating the outer periphery of the first rail 5 and the second rail 6 using, for example, a polishing member or a grindstone. 6 and can be formed by grinding. Therefore, the oil ring main body 2 of the present invention can form the outer peripheral shape of the rail with high dimensional accuracy, although it is a simple method that does not require special equipment or special skills for its formation.
  • the wall surface of the concave step includes an arc shape having a radius of curvature R of less than 0.02 mm, stress concentrates on the base portion of the outer peripheral sliding protrusion, and cracks, chips, etc. are likely to occur.
  • the outer peripheral sliding protrusion has a sliding surface with the inner wall surface of the cylinder, except for the concave step 2b formed on the outer periphery of the first rail 5 and the second rail 6. A protruding part.
  • the outer peripheral shape of the rail is formed using a grindstone or the like
  • wear occurs in a grinding portion of the grindstone or the like, and it becomes difficult to maintain the accuracy of the arc shape.
  • the arc shape depends on the shape of the grindstone when the concave step including the arc shape is formed on the wall surface. Therefore, when the radius of curvature R of the arc shape is less than 0.02 mm, it is not preferable because the cost for the management for maintaining the quality of the rail stably for a long time increases.
  • the wall surface of the recess step includes an arc shape having a radius of curvature greater than 0.08 mm
  • the wall surface of the recess step has a substantially tapered shape, and the sliding area tends to increase as the oil ring usage period increases.
  • the pressing force of the ring against the inner wall surface of the cylinder is reduced, and oil remains easily scraped. As a result, the oil consumption tends to increase, which is not preferable.
  • the radius of curvature R included in the wall surface of the concave step is more preferably 0.04 mm to 0.06 mm.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a method for forming the outer peripheral shapes of the first rail and the second rail of the oil ring main body according to the present invention.
  • FIG. 4A shows a method of forming a concave step 2b including an arc shape on the side of the outer peripheral sliding surface of the first rail 5 and the second rail 6 that constitutes the oil ring main body 2 that faces the web 4.
  • Is shown. 4B shows an arc shape on the upper side of the upper rail of the oil ring main body and the lower side of the lower rail of the outer peripheral sliding surfaces of the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring main body 2.
  • step difference 2b containing is shown. As shown in FIG.
  • the oil ring body 2 of the present invention has an arcuate shape defined in the present invention such as a rotating grindstone with respect to the outer peripheral sliding surfaces of the first rail 5 and the second rail 6.
  • the outer peripheral shape of the rails 5 and 6 can be formed by pressing and grinding the portion where the radius of curvature R is formed.
  • the grindstone 40 is provided on both surfaces of the metal plate 50, and the grindstone 40 is pressed against the rails 5 and 6 to form the concave step 2b on the rails 5 and 6 in one step. It is shown.
  • the grindstone 40 pressed against the rails 5 and 6 is not limited to those provided on both surfaces of the metal plate 50 shown in FIG.
  • the oil ring for an internal combustion engine according to the present invention can provide the oil ring with excellent cost performance because the outer peripheral shape of the oil ring main body can be formed by a simple method with few processing steps. .
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine is formed on the outer peripheral sliding protrusion that is in sliding contact with the cylinder inner wall surface of at least one of the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring body 2. It is preferable that the wall surface of the recessed step formed at the corners of the sliding surfaces 8 and 9 provided with an extended curved surface connected from the arc-shaped surface toward the side wall side of the outer peripheral sliding protrusion.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part of the oil ring body cut in the oil ring axial direction to illustrate the shape of the wall surface of the recessed step formed in the oil ring body of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a portion surrounded by a in FIG.
  • the internal combustion engine oil ring 1 according to the present invention includes a sliding surface 8 provided on the outer peripheral sliding protrusions of the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring main body 2.
  • the wall surface of the concave step formed at the corner of 9 is provided with an extended curved surface C connected from the arc-shaped surface toward the side wall side of the outer peripheral sliding projection, so that the oil scraped off by the oil ring itself can be quickly oiled.
  • the oil drain hole provided on the back side of the ring can be released, and the oil consumption can be reduced.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine is formed on the outer peripheral sliding protrusion that is in sliding contact with the cylinder inner wall surface of at least one of the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring body 2. It is preferable that the wall surface of the recessed step formed at the corners of the provided sliding surfaces 8 and 9 includes an extended plane connected from the arc-shaped surface toward the sliding surfaces 8 and 9 of the outer peripheral sliding projection.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine includes, as shown in FIG. 5 (B), a sliding surface 8 provided on the outer peripheral sliding protrusions of the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring body 2.
  • the wall surface of the concave step formed at the corner of 9 includes an extended plane S connected from the arc-shaped surface toward the sliding surfaces 8 and 9 of the outer peripheral sliding protrusion, so that the outer peripheral sliding protrusion Changes in sliding area are less likely to occur.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention has a sliding surface provided on the outer peripheral sliding protrusions of the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring main body 2 as shown in FIG.
  • the wall surface of the recess step formed at the corners of 8 and 9 includes an extended curved surface C connected from the arc-shaped surface toward the side wall of the outer peripheral sliding projection, and the outer peripheral sliding projection from the arc-shaped surface. It is also possible to provide an extended plane S connected to the sliding surfaces 8 and 9.
  • the wall surface of the concave step formed in the oil ring main body 2 has the shape shown in FIG. it can.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine is formed on the outer peripheral sliding protrusion that is in sliding contact with the cylinder inner wall surface of at least one of the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring body 2.
  • the arc center of the arc-shaped surface in the wall surface of the recessed step formed at the corners of the provided sliding surfaces 8 and 9 is more radially outward than the sliding surfaces 8 and 9 in sliding contact with the cylinder inner wall surface. Preferably it is located.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part illustrated by cutting the oil ring body in the oil ring axial direction in order to explain the arc center position of the arc-shaped surface in the wall surface of the recessed step formed in the oil ring body of the present invention.
  • FIG. FIG. 6 illustrates a cross-sectional view of the main part of the portion surrounded by a in FIG.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention includes sliding surfaces 8 and 9 provided on outer peripheral sliding protrusions of the first rail 5 and the second rail 6 that constitute the oil ring body 2.
  • the diameter of the oil ring 1 is larger than the sliding surfaces 8 and 9 (F in the figure) where the arc center (O in the figure) of the arc-shaped surface on the wall surface of the recess step formed in the corner is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder. It is possible to reduce the amount of processing by being positioned on the outer side in the direction of the arrow (in the direction of the arrow in the drawing), and it is possible to extend the life of a polishing member or a grindstone used for processing. Furthermore, by making the shape of the outer periphery sliding part of the 1st rail 5 and the 2nd rail 6 in the oil ring main body 2 into the shape shown in FIG. 6, while improving the durability of the oil ring main body 2, oil consumption is reduced. Reduction can be achieved.
  • the oil ring main body 2 is provided at the corners of the sliding surfaces 8 and 9 which are in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder in the outer peripheral sliding projection formed with the concave step. It is preferable to perform chamfering.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine is formed at the corner of the sliding surface provided on the outer peripheral sliding protrusions of the first rail 5 and the second rail 6 constituting the oil ring body 2.
  • a hard film such as PVD or DLC
  • chamfering the corners of the sliding surfaces 8 and 9 that are in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder in the outer peripheral sliding projection formed with the recessed step it is possible to suppress the occurrence of chipping or the like at the end of the sliding surface.
  • sliding friction with the cylinder inner wall surface is reduced and oil control performance is improved. Can be achieved.
  • the oil ring for an internal combustion engine is provided in the axial direction of the oil ring main body of the sliding surfaces 8 and 9 in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder at the outer peripheral sliding projections of the first rail 5 and the second rail 6.
  • the length L (see FIG. 3A) is preferably 0.02 mm to 0.18 mm.
  • the length L in the axial direction of the oil ring main body is less than 0.02 mm, the pressing force against the cylinder inner wall surface of the oil ring main body increases, and the oil control function of the oil ring cannot be improved. This is not preferable because the attacking property against the inner wall surface of the cylinder increases.
  • the outer peripheral sliding protrusion provided on the first rail 5 and the outer peripheral sliding protrusion provided on the second rail 6 are in symmetrical positions with the web 4 interposed therebetween.
  • the outer peripheral sliding protrusion is a protruding portion whose top is the sliding surface with the cylinder inner wall surface, and is formed on the outer periphery of the first rail 5 and the second rail 6. This refers to the portion excluding the recessed step 2b to be formed.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view cut along the axial direction of the oil ring in order to explain the shape pattern of the oil ring main body of the present invention.
  • the oil ring body 2 in which the outer peripheral sliding protrusion provided on the first rail 5 and the outer peripheral sliding protrusion provided on the second rail 6 are in a symmetrical position with the web 4 interposed therebetween.
  • the shape of is illustrated. In the case of the shape of the oil ring main body 2 as shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B), there is no possibility of erroneous assembly when the oil ring 1 is assembled to the piston. Further, when forming the outer peripheral shapes (recessed step 2b) of the first rail and the second rail as shown in FIG. 7A and FIG. 7B, FIG. 4A or FIG. As shown, when a grindstone is used, the oil ring main body 2 can be formed at low cost because it can be processed in one step without complicating the shape of the grindstone.
  • the outer peripheral sliding protrusion provided on the first rail 5 and the outer peripheral sliding protrusion provided on the second rail 6 are in an asymmetric position across the web 4.
  • the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention has an outer peripheral sliding protrusion provided on the first rail 5 and an outer peripheral sliding protrusion provided on the second rail 6 as shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B). It is not limited to what is in a symmetrical position across the web 4. For example, as shown in FIGS.
  • the outer peripheral sliding protrusion provided on the first rail 5 and the outer peripheral sliding protrusion provided on the second rail 6 are in an asymmetric position with the web 4 interposed therebetween. May be. Also in this case, when using a grindstone when forming the outer peripheral shape (concave step 2b) of the first rail and the second rail, the oil ring main body can be processed in one step without complicating the shape of the grindstone side. 2 can be formed at low cost.
  • the oil ring main body 2 is made of stainless steel or steel, and at least on the sliding surface provided on the outer peripheral sliding projection, a nitriding treatment layer, PVD treatment as a hard layer It is preferable to provide one or more layers selected from a layer and a DLC layer.
  • the oil ring body 2 is made of stainless steel or steel.
  • stainless steel is based on an iron-chromium alloy.
  • Stainless steel is broadly divided into iron-chromium and iron-chromium-nickel systems to which nickel and molybdenum are added in order to improve properties such as corrosion resistance and workability.
  • steel is an alloy based on iron and carbon.
  • 8Cr steel, 13Cr steel, 18Cr steel, or the like can be suitably used.
  • oil ring main body of the present invention is made of steel, SK material (tool steel), SWRH, etc. can be suitably used.
  • SK material tool steel
  • SWRH etc.
  • the materials suitably used for the oil ring body of the present invention and the composition thereof are shown below.
  • the material of the oil ring main body of the present invention is not limited to these materials.
  • the oil ring body of the present invention can use 8Cr steel.
  • This 8Cr steel is composed of carbon 0.6 to 0.8 mass%, silicon 0.15 to 0.35 mass%, manganese 0.20 to 0.40 mass%, chromium 7.00 to 9.00 mass%, phosphorus 0.04% by mass or less, sulfur 0.03% by mass or less, the balance iron and inevitable impurities.
  • 13Cr steel can be used for the oil ring body of the present invention.
  • This 13Cr steel is composed of carbon 0.6 to 0.7 mass%, silicon 0.25 to 0.5 mass%, manganese 0.20 to 0.50 mass%, chromium 13.0 to 14.0 mass%, molybdenum It has a composition of 0.2 to 0.4 mass%, phosphorus 0.03% or less, sulfur 0.03% or less, the balance iron and inevitable impurities.
  • the oil ring body of the present invention can use 17Cr steel.
  • This 17Cr steel is composed of carbon 0.80 to 0.95 mass%, silicon 0.35 to 0.5 mass%, manganese 0.25 to 0.40 mass%, chromium 17.0 to 18.0 mass%, molybdenum 1.00 to 1.25% by mass, phosphorus 0.04% by mass or less, sulfur 0.04% by mass or less, vanadium 0.08 to 0.15% by mass, balance iron and inevitable impurities.
  • SK material (SK5 equivalent material) can be used for the oil ring body of the present invention.
  • This SK material (SK5 equivalent material) is carbon 0.79 to 0.86 mass%, silicon 0.15 to 0.35 mass%, manganese 0.30 to 0.60 mass%, and phosphorus 0.03 mass% or less. , Sulfur 0.03% by mass or less, the balance iron and inevitable impurities.
  • SWRH (SWRS77B equivalent material) can be used for the oil ring body of the present invention.
  • This SWRH (SWRS77B equivalent material) is carbon 0.75 to 0.80 mass%, silicon 0.12 to 0.32 mass%, manganese 0.60 to 0.90 mass%, phosphorus 0.025 mass% or less, Sulfur 0.025% by mass or less, copper 0.2% by mass or less, the balance iron and inevitable impurities.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a state in which a hard layer is provided on the outer surface of the oil ring body of the present invention, cut in the axial direction of the oil ring.
  • FIG. 8A shows a state in which the hard layer 30 is provided only on the sliding surface of the oil ring main body 2.
  • FIG. 8B shows a state in which a hard layer 31 is provided on the entire circumferential surface of the oil ring body 2 and a hard layer 30 is further provided on the hard layer 31 provided on the sliding surface of the oil ring body 2. It is shown.
  • the hard layer 31 can be a nitriding layer
  • the hard layer 30 can be a PVD processing layer or a DLC layer.
  • FIG. 8C also shows that the hard layer 30 is formed on the outer peripheral surface other than the outer peripheral sliding surface.
  • the hard layer 30 can be considered as a PVD process layer or a DLC layer, for example.
  • the hard layer 30 PVD treatment layer or DLC layer
  • FIG. 8D shows a state in which a hard layer 31 is provided on the entire peripheral surface of the oil ring main body 2 and a hard layer 30 is further provided on the outer peripheral surface other than the outer peripheral sliding surface. is there.
  • FIG. 8D shows a state in which a hard layer 31 is provided on the entire peripheral surface of the oil ring main body 2 and a hard layer 30 is further provided on the outer peripheral surface other than the outer peripheral sliding surface. is there.
  • FIG. 8D shows a state in which a hard layer 31 is provided on the entire peripheral surface of the oil ring main body 2 and a hard layer 30 is further provided on the outer peripheral surface other than the outer peripheral sliding surface. is there.
  • the hard layer 31 can be a nitriding layer, and the hard layer 30 can be a PVD layer or a DLC layer. As shown in FIGS. 8C and 8D, when the hard layer 30 is formed on the outer peripheral surface other than the outer peripheral sliding surface, the manufacturing cost can be reduced without complicating the process. .
  • FIG. 8E shows a state in which the hard layer 30 is formed on the outer peripheral surface other than the outer peripheral sliding surface, and the hard layer 32 is further provided on the hard layer 30.
  • the hard layer 30 can be a PVD treatment layer and the hard layer 32 can be a DLC layer.
  • FIG. 8F shows that the oil ring body 2 has a hard layer 31 on the entire peripheral surface, and further on the outer peripheral surface other than the outer peripheral sliding surface above the hard layer 31. , And a state in which a hard layer 32 is further provided on the hard layer 30 is shown.
  • FIG. 8E shows a state in which the hard layer 30 is formed on the outer peripheral surface other than the outer peripheral sliding surface, and the hard layer 32 is further provided on the hard layer 30.
  • the hard layer 31 can be a nitriding layer
  • the hard layer 30 can be a PVD processing layer
  • the hard layer 32 can be a DLC layer.
  • FIGS. 8E and 8F by forming the DLC layer on the PVD treatment layer, the initial conformability of the oil ring to the cylinder can be improved.
  • the oil ring main body 2 of the present invention is made of a mixture of a nitriding layer, CrN, Cr 2 N, Cr, Cr 2 N, CrN, etc. at least on the outer peripheral sliding surface of the rail portion.
  • a nitriding layer CrN, Cr 2 N, Cr, Cr 2 N, CrN, etc.
  • PVD treatment layer Physical Vapor Deposition Film
  • DLC layer Diamond Like Carbon Film
  • any nitriding method such as gas nitriding, ion nitriding, salt bath nitriding, sulfur nitriding or the like can be adopted.
  • the oil ring main body 2 can improve durability by curing the outer surface by performing nitriding treatment. This is because there is a background in which higher wear resistance is required for the oil ring body 2 due to the recent increase in the speed and load of the internal combustion engine for automobiles.
  • the oil ring body 2 includes a very hard nitriding layer made of a nitride formed by reacting with chromium or iron by nitriding the oil ring body 2 when a steel material is used as the material thereof. Become.
  • the oil ring main body 2 is provided with a nitriding layer on the surface thereof, so that it has excellent wear resistance and scuff resistance against the cylinder, and can withstand use under more severe conditions. Can be provided.
  • the nitriding layer at this time may be provided on the entire surface of the oil ring body, or may be provided only on the sliding surface of the oil ring body that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder. It is preferable to further provide a hard layer on the surface of the nitriding layer described above by using a method such as physical vapor deposition (PVD) in order to improve characteristics such as wear resistance.
  • PVD physical vapor deposition
  • the internal combustion engine oil ring 1 preferably includes a DLC layer on the sliding surface of the oil ring body 2 with the cylinder inner wall surface 21.
  • the DLC layer may be provided on the outermost layer of the sliding surface provided with the nitriding layer of the oil ring body 2 described above, or may be provided directly on the sliding surface by omitting the nitriding layer.
  • This DLC layer is known as a low-friction material with a low friction coefficient compared to hard wear materials such as TiN and CrN. By providing a DLC layer on the surface of the sliding surface, friction is reduced. Therefore, the familiarity with the cylinder can be dramatically improved.
  • the concave step 2b when the concave step 2b is formed in the oil ring body 2, for example, a nitriding layer is formed in advance as a hard layer.
  • the concave step 2b can be formed with higher accuracy when grinding with a grindstone or the like.
  • a nitriding layer when a nitriding layer is formed in advance, it is formed on the surface of the oil ring main body 2 as the radius of curvature R included in the concave step 2b increases. The range of the lost nitriding layer is increased.
  • the concave step 2b is formed at the corner of the sliding surface provided in the outer peripheral sliding protrusion, the nitriding layer formed on the outer peripheral sliding surface is completely lost. This does not affect the wear resistance of the oil ring body 2.
  • the manufacturing method of an oil ring for an internal combustion engine according to the present invention is a manufacturing method of an oil ring for an internal combustion engine according to the present invention described above, comprising the following steps A and The process B is provided in the order of the processes.
  • Step A A step of performing nitriding treatment on at least the outer peripheral sliding surface of the oil ring body made of stainless steel or steel constituting the oil ring.
  • Process B The process of grinding the partial area
  • the manufacturing method of the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention includes the above-described steps A and B in this order, thereby grinding a partial region in the circumferential direction of the outer peripheral sliding surface of the oil ring 1 for the internal combustion engine. It is possible to improve the processing accuracy when performing. Therefore, according to the method for manufacturing the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention, the oil ring main body 2 can be manufactured with high accuracy into a shape that satisfies the conditions specified in the present invention. In addition, it is possible to provide an excellent oil ring with respect to the total balance between durability and oil consumption performance.
  • a PVD treatment layer and / or a DLC layer is formed on the sliding surface of the oil ring body 2 that is in sliding contact with at least the cylinder inner wall surface. It is preferable to do.
  • the method of manufacturing the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention after grinding a partial region in the circumferential direction of the outer peripheral sliding surface of the oil ring body 2, a hard layer such as a PVD treatment layer is formed on the sliding surface.
  • a hard layer such as a PVD treatment layer
  • the durability of the oil ring body 2 can be improved. Therefore, according to the method of manufacturing the oil ring 1 for an internal combustion engine according to the present invention, the PVD treatment layer and / or the DLC layer is formed on the sliding surface of the oil ring body 2 that is in sliding contact with at least the cylinder inner wall surface.
  • Example 1 an actual machine test of a 6-cylinder diesel engine having a displacement of 10,000 cc and a cylinder bore diameter of 125 mm was performed, and the difference in the shape of the upper and lower rails of the oil ring main body used was a characteristic of the oil ring (friction performance, durability). Performance, oil consumption performance) was confirmed.
  • the engine operating conditions were 100 hours at full load (WOT).
  • WOT full load
  • the piston ring to be used was made into the combination which consists of a top ring, a second ring, and an oil ring.
  • the top ring made of 17Cr steel having an axial height of 3.5 mm and a radial thickness of 4.6 mm is subjected to gas nitriding treatment, and the outer peripheral sliding surface is subjected to PVD treatment (Cr-N series). )
  • the second ring was made of 10Cr steel, and had an axial height of 2.5 mm and a radial thickness of 4.5 mm, which was gas-nitrided.
  • the oil ring was made of 13Cr steel, and had an axial height of 3.5 mm and a radial thickness of 2.35 mm, which was gas-nitrided (see FIG. 8D).
  • the 17Cr steel constituting the top ring is carbon 0.90 mass%, silicon 0.40 mass%, manganese 0.30 mass%, chromium 17.5 mass%, molybdenum 1.10 mass%, vanadium 0.8.
  • the 10Cr steel constituting the second ring is carbon 0.50% by mass, silicon 0.20% by mass, manganese 0.30% by mass, chromium 10.2% by mass, phosphorus 0.02% by mass, sulfur 0.02%. It has a composition of mass%, the balance iron and inevitable impurities.
  • the 13Cr steel constituting the oil ring main body is 0.65% by mass of carbon, 0.38% by mass of silicon, 0.35% by mass of manganese, 13.50% by mass of chromium, 0.3% by mass of molybdenum, 0.3% by mass of phosphorus. This corresponds to JIS standard SUS410 material having a composition of 01 mass%, sulfur 0.01 mass%, the balance iron and inevitable impurities.
  • the oil ring of the first embodiment there is a concave step at the corner (the side facing the outer peripheral groove of the oil ring main body) of the sliding surface provided on the outer peripheral sliding protrusions of the first rail and the second rail constituting the oil ring main body.
  • the wall surface of the recess step has an extended curved surface connected from the arc-shaped surface toward the side wall side of the outer peripheral sliding projection, and further, the arc of the arc-shaped surface It has a shape whose center is located on the radially outer side of the oil ring with respect to the sliding surface that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder (see FIG. 5A or FIG. 6).
  • the arc-shaped surface has a radius of curvature of 0.06 mm. Then, on the outer peripheral sliding protrusion of the oil ring of Example 1, a PVD treatment layer made of CrN is formed after chamfering using a buff at the corner of the sliding surface, and lapping polishing is performed as a final finish Went.
  • Table 1 shows the results of tests conducted to confirm the characteristics of the oil ring (friction performance, durability performance, oil consumption performance) using the oil ring under the conditions of Example 1 described above.
  • “Friction index” in Table 1 is an index for improving the friction performance of the oil ring. Friction when using a conventional equivalent (Comparative Example 1 shown below) is defined as a reference “1” and expressed as a relative ratio thereto. is doing.
  • “Durability” in Table 1 means that the wear amount of the outer peripheral sliding protrusion of the oil ring body after the test time (100 hours) exceeds 2 ⁇ m, x is less than 2 ⁇ m, and less than 1 ⁇ m. The case was marked with ⁇ .
  • oil consumption ratio in Table 1 is based on the oil consumption when using a conventional equivalent (Comparative Example 1 shown below) after the test time (100 hours) as a reference “1”. Displayed in relative ratio. From the results shown in Table 1, according to the oil ring of Example 1, the “friction index” was 0.5, the “durability” was ⁇ , and the “oil consumption ratio” was 1.
  • the same engine as in the first embodiment is used, and the engine is driven under the same driving conditions as in the first embodiment.
  • the difference in the shapes of the upper rail and the lower rail of the oil ring main body used is the characteristic of the oil ring.
  • the piston ring to be used was made into the combination which consists of three top rings, a second ring, and an oil ring similarly to Example 1.
  • FIG. As in Example 1, the top ring at this time was gas-nitrided on a 17Cr steel having an axial height of 3.5 mm and a radial thickness of 4.6 mm, and further on the outer sliding surface. What gave PVD process (Cr-N type) was used.
  • Example 2 As for the second ring, as in Example 1, a second ring made of 10Cr steel having an axial height of 2.5 mm and a radial thickness of 4.5 mm was used.
  • the oil ring As for the oil ring, the one made of 13Cr steel, having a height of 3.5 mm in the axial direction and a thickness of 2.35 mm in the radial direction was subjected to gas nitriding treatment and subjected to grinding. That is, unlike the first embodiment, the oil ring of the second embodiment is not subjected to the PVD process.
  • the composition of the top ring, the second ring, and the oil ring body used in Example 2 is the same as that in Example 1.
  • the oil ring of the second embodiment includes a corner of the sliding surface (oil oil) provided on the outer peripheral sliding protrusion that is in sliding contact with the cylinder inner wall surface of at least one of the first rail and the second rail constituting the oil ring main body.
  • a concave step is formed on the ring body facing the outer peripheral groove (see FIG. 7A), and the wall surface of the concave step is connected from the arc-shaped surface toward the sliding surface of the outer peripheral sliding projection.
  • the extended flat surface is provided (see FIG. 5B).
  • the arc-shaped surface has a radius of curvature of 0.03 mm.
  • the outer periphery sliding protrusion of the oil ring of Example 2 was chamfered using a buff at the corner of the sliding surface, and lapping polishing was performed as a final finish.
  • Table 1 shows the results of tests conducted to confirm the characteristics of the oil ring (friction performance, durability performance, oil consumption performance) using the oil ring under the conditions of Example 2 described above.
  • the display relating to “friction index”, “durability”, and “oil consumption” in Table 1 is as described in the first embodiment. From the results shown in Table 1, according to the oil ring of Example 2, the “friction index” was 0.5, the “durability” was ⁇ , and the “oil consumption ratio” was 1.
  • the same engine as in the first embodiment is used, and the engine is driven under the same driving conditions as in the first embodiment.
  • the difference in the shape of the upper rail and the lower rail of the oil ring main body used is the characteristic of the oil ring.
  • the piston ring to be used was made into the combination which consists of three top rings, a second ring, and an oil ring similarly to Example 1.
  • FIG. As in Example 1, the top ring at this time was gas-nitrided on a 17Cr steel having an axial height of 3.5 mm and a radial thickness of 4.6 mm, and further on the outer sliding surface. What gave PVD process (Cr-N type) was used.
  • Example 1 As for the second ring, as in Example 1, a second ring made of 10Cr steel having an axial height of 2.5 mm and a radial thickness of 4.5 mm was used. Also, the oil ring is made of 13Cr steel, as in Example 1, and is subjected to gas nitriding treatment for grinding with an axial height of 3.5 mm and a radial thickness of 2.35 mm, followed by PVD. The processed material was used (see FIG. 8D). The composition of the top ring, the second ring, and the oil ring main body used in Example 3 is the same as that in Example 1.
  • a concave step is formed at the corners (upper and lower surfaces of the oil ring main body) of the sliding surface provided on the outer peripheral sliding protrusions of the first rail and the second rail constituting the oil ring main body ( (See FIG. 7B.)
  • the wall surface of the recess step has an extended curved surface connected from the arc-shaped surface toward the side wall of the outer peripheral sliding protrusion, and the outer peripheral slide from the arc-shaped surface. It is provided with an extended plane connected to the sliding surface of the protrusion (see FIG. 5C).
  • the arc-shaped surface has a radius of curvature of 0.07 mm.
  • the outer periphery sliding protrusion of the oil ring of Example 3 was chamfered using a buff at the corner of the sliding surface, and lapping polishing was performed as a final finish.
  • Table 1 shows the results of tests conducted to confirm the characteristics of the oil ring (friction performance, durability performance, oil consumption performance) using the oil ring under the conditions of Example 3 described above.
  • the display relating to “friction index”, “durability”, and “oil consumption ratio” in Table 1 is as described in the first embodiment. From the results shown in Table 1, according to the oil ring of Example 3, the “friction index” was 0.5, the “durability” was ⁇ , and the “oil consumption ratio” was 1.
  • the same engine as in the first embodiment is used, and the engine is driven under the same driving conditions as in the first embodiment.
  • the difference in the shape of the upper rail and the lower rail of the oil ring main body used is the characteristic of the oil ring.
  • the piston ring to be used was made into the combination which consists of three top rings, a second ring, and an oil ring similarly to Example 1.
  • FIG. As in Example 1, the top ring at this time was gas-nitrided on a 17Cr steel having an axial height of 3.5 mm and a radial thickness of 4.6 mm, and further on the outer sliding surface. What gave PVD process (Cr-N type) was used.
  • Example 1 As for the second ring, as in Example 1, a second ring made of 10Cr steel having an axial height of 2.5 mm and a radial thickness of 4.5 mm was used. Also, the oil ring is made of 13Cr steel, as in Example 1, and is subjected to gas nitriding treatment for grinding with an axial height of 3.5 mm and a radial thickness of 2.35 mm, followed by PVD. A material subjected to treatment (Cr—N system) was used (see FIG. 8D). The composition of the top ring, the second ring, and the oil ring main body used in Example 4 is the same as that in Example 1.
  • the oil ring according to the fourth embodiment includes a corner of the sliding surface (oil oil) provided on the outer peripheral sliding protrusion that is in sliding contact with the cylinder inner wall surface of at least one of the first rail and the second rail constituting the oil ring main body.
  • a concave step is formed on the ring body facing the outer peripheral groove (see FIG. 7A), and the wall surface of the concave step is connected from the arc-shaped surface toward the sliding surface of the outer peripheral sliding projection.
  • the extended flat surface is provided (see FIG. 5B).
  • the arc-shaped surface has a radius of curvature of 0.04 mm.
  • Table 1 shows the results of tests conducted to confirm the characteristics of the oil ring (friction performance, durability performance, oil consumption performance) using the oil ring under the conditions of Example 4 described above.
  • the display relating to “friction index”, “durability”, and “oil consumption ratio” in Table 1 is as described in the first embodiment. From the results shown in Table 1, according to the oil ring of Example 4, the “friction index” was 0.5, the “durability” was ⁇ , and the “oil consumption ratio” was 1.
  • Comparative Example 1 is used for comparison with Examples.
  • Comparative Example 1 the same engine as in Example 1 was used, and the engine was driven under the same driving conditions as in Example 1 to confirm the oil consumption.
  • the top ring at this time was gas-nitrided on a 17Cr steel with an axial height of 3.5 mm and a radial thickness of 4.6 mm, and further on the outer sliding surface. What gave PVD process (Cr-N type) was used.
  • the second ring As for the second ring, as in Example 1, the second ring made of 10Cr steel and having an axial height of 2.5 mm and a radial thickness of 4.5 mm was used.
  • the oil ring is made of 13Cr steel, axially 3.5 mm in height and 2.35 mm in radial thickness, subjected to gas nitriding treatment, and then subjected to grinding.
  • the material subjected to the treatment (Cr—N system) was used (see FIG. 8D).
  • the composition of the top ring, the second ring, and the oil ring main body used in Comparative Example 1 is the same as that of Example 1.
  • the oil ring of Comparative Example 1 is in sliding contact with the cylinder inner wall surfaces of the first rail and the second rail in the vertical cross-sectional shape along the sliding direction of the first rail and the second rail constituting the oil ring main body. This corresponds to a conventional product in which no concave step is formed at the corner of the sliding surface provided on the outer peripheral sliding protrusion.
  • the outer peripheral sliding protrusion of the oil ring of Comparative Example 1 was chamfered using a buff at the corner of the sliding surface, and lapped and polished as a final finish.
  • Table 1 shows the results of tests conducted to confirm the characteristics of the oil ring (friction performance, durability performance, oil consumption performance) using the oil ring under the conditions of Comparative Example 1 shown above together with the examples. Shown in The display relating to “friction index”, “durability”, and “oil consumption ratio” in Table 1 is as described in the first embodiment. From the results shown in Table 1, according to the oil ring of Comparative Example 1, the “friction index” was 1.0, the “durability” was ⁇ , and the “oil consumption ratio” was 1.
  • Example 1 Example 3, Example 4 and Comparative Example 1 which were subjected to PVD treatment after grinding were obtained, results were obtained. Also, from Table 1, regarding “friction index”, Comparative Example 1 is “1.0”, whereas Examples 1 to 4 are “0.5”, and the oil ring of Comparative Example 1 is used. Rather than using the oil rings of Examples 1 to 4, the friction performance was excellent. From the above results, the oil rings of Examples 1 to 4 have the characteristics of friction, durability, and oil consumption, which are characteristics of the oil ring, compared to the oil ring of Comparative Example 1 that is a conventional equivalent product. This proved to be excellent in terms of total balance.
  • the oil ring for an internal combustion engine can suppress variations in the pressing force on the cylinder inner wall surface of the oil ring by making the shape of the oil ring body satisfy the conditions specified in the present invention, It has been found that oil consumption can be reliably reduced over a long period of time and fuel consumption can be improved.
  • the oil ring for an internal combustion engine has a vertical cross-sectional shape along the sliding direction of the first rail and the second rail constituting the oil ring body, and at least one of the rails is A recess step is formed at the corner of the sliding surface provided on the outer peripheral sliding projection that is in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder of the rail, and the wall surface of the recess step has an arc-shaped surface with a radius of curvature of 0.02 mm to 0.08 mm.
  • the oil consumption can be reduced stably for a long time.
  • the oil ring for an internal combustion engine according to the present invention can be applied to any internal combustion engine.
  • this oil ring By using this oil ring, the oil consumption during driving of the internal combustion engine can be reduced, and the oil ring itself can withstand The wear performance can be improved.
  • the shapes of the upper rail and the lower rail can be formed at low cost and with high accuracy. Therefore, the use of the oil ring for an internal combustion engine according to the present invention in an automobile internal combustion engine is preferable because a high-quality oil ring can be provided at a low price.
  • Oil ring 2 for internal combustion engines Oil ring main body 2a Joint part 2b Recess level
  • channel 2d Substantially semicircular recessed part 3
  • Coil expander 4 Web 5 1st rail 6 2nd rail 7
  • Moving surface (1st rail side) 9
  • Piston 11 Oil ring groove 12

Landscapes

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Abstract

　長期間安定してオイル消費量の低減が図られ、且つ上側レール及び下側レールの形状を低コストで高い精度に形成可能な高品質の内燃機関用オイルリングの提供を目的とする。この目的を達成するため、オイルリング本体を構成する当該第１レール及び第２レールの摺動方向に沿った垂直断面形状において、少なくとも一方のレールは、当該レールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面の隅部に凹部段差を形成し、当該凹部段差の壁面が曲率半径０．０２ｍｍ～０．０８ｍｍの円弧形状面を備える内燃機関用オイルリングを採用する。

Description

内燃機関用オイルリング
　本件発明は、内燃機関に使用されるオイルリングに関する。具体的には、オイルリング本体を構成する上側レール及び下側レールの少なくとも一方のレールにおける摺動方向に沿った垂直断面形状に特徴を有するオイルリングに関する。
　近年における自動車用エンジンの性能の向上に伴い、内燃機関に用いられるオイルリングにも、エンジンオイル消費量の低減を満足するものが求められている。そのため、オイルリングの形状等に工夫を施し、例えば、オイルリングにおいて、オイルリング本体の上側レール及び下側レールの少なくとも一方のレールにおける摺動方向に沿った垂直断面形状に特徴を有するオイルリングが存在している。
　例えば、特許文献１（特許第３８０１２５０号）には、内燃機関用２ピース型組み合わせオイルリングにおいて、ピストン上昇工程時の油かきあげ作用の抑制、または、オイル掻き作用の増幅により、潤滑油消費量を低減させるオイルリングについて開示されている。具体的には、特許文献１には、オイルリング本体１０の外周面中央部に突出した１本のレール１１を備え、前記レール１１の先端部断面の外周形状が、シリンダ内周面４０と平行に周接する当たり面１４と、その上方に連なって配置され、上から下向きにリング径を拡径させるテーパ面１５を備え、又は、レール先端部がシリンダ内周面４０に平行な当たり面１６を持つような１本のレールを備え、その当たり面幅を０．１５～０．３ｍｍとすることを特徴とするオイルリングが開示されている。
　また、特許文献２（特表２００３－５２０９３１号）には、耐摩耗被膜（５）が形成されている、少なくとも１つのテーパ形状のつば部（２、３）を有する油掻きピストンリング（１）について開示されている。具体的には、特許文献２には、耐摩耗性被膜（５）を有するテーパ形状のつば部（２、３）を少なくとも１つ備えた油掻きピストンリングにおいて、前記つば部（２、３）の前記テーパ形状のリング平面の領域内に、前記耐摩耗性被膜（５）を有し、予め設定可能な半径方向高さ（ｔ）と軸方向幅（ｈ５´）の半径方向の隆起部（６）が備えられていることを特徴とする油掻きピストンリングが開示されている。
特許第３８０１２５０号 特表２００３－５２０９３１号公報
　しかしながら、特許文献１に開示されたオイルリングは、オイルリング本体を構成する上側レール及び下側レールの形状では、使用期間が長くなるに従って摺動面積が大きくなりやすく、オイルリングのシリンダ内壁面に対する押圧力が減少し、オイルの掻き残しが生じてオイル消費量の増大を招きやすい。一般的にオイルリングは、シリンダ内壁面に対する押圧力が摩耗等により減少することでオイル上がりが生じてしまい、エンジンのシリンダ燃焼室側にオイルが侵入することによって、オイルが一緒に燃焼されて黒煙が発生してしまう場合がある。なお、この問題を解消すべく、オイルリングの張力を高くすると、シリンダ内壁面とオイルリングとの間における摩擦が大きくなり過ぎて、ピストンのスムーズな往復運動を阻害することになる。
　特許文献２に開示されたオイルリングにおいても、特許文献１に記載されたオイルリングと同様に、オイルリング本体を構成する上側レール及び下側レールの形状では、使用期間が長くなるに従って摺動面積が大きくなりやすく、オイルリングのシリンダ内壁面に対する押圧力が減少し、オイルの掻き残しが生じてオイル消費量の増大を招きやすくなる。そのため、特許文献２に開示のオイルリングでは、オイル消費量の低減を図るのに必ずしも十分であるとは言い難い。更に、特許文献２に開示されている製造方法の場合、上側レール及び下側レールの形状は、摺動部突起を複数の研磨工程を経て形成するものであるため、上側レール及び下側レールの特許文献２に規定する寸法形状に高い精度で形成することが困難である。
　以上のことから、本件発明は、長期間安定してオイル消費量の低減が図られ、且つ上側レール及び下側レールの形状を低コストで高い精度に形成可能な高品質のオイルリングを提供することを課題とする。
　そこで、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、オイルリング本体を構成する上側レール及び下側レールの形状について、所定の条件を満たした形状とすることで、上述した課題を解決するに到った。以下、本件発明に関して説明する。
本件発明に係る内燃機関用オイルリング：　本件発明に係る内燃機関用オイルリングは、円筒状のシリンダ内周壁と摺動する略リング状のオイルリング本体とコイルエキスパンダとからなり、当該オイルリング本体の上側に配置された第１レールの下面側に、シリンダの内周壁より掻き落としたオイルをピストン裏面へ流下させるための複数のオイル戻し孔を備えるウェブの上端部を接続配置し、当該ウェブの下端部を円筒状のシリンダ内周壁と摺動する略リング状のオイルリング本体の下面側に配置された第２レールの上面側に接続配置して一体化したオイルリングであって、当該オイルリング本体を構成する当該第１レール及び第２レールの摺動方向に沿った垂直断面形状において、少なくとも一方のレールは、当該レールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面の隅部に凹部段差を形成し、当該凹部段差の壁面が曲率半径０．０２ｍｍ～０．０８ｍｍの円弧形状面を備えることを特徴とする。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングにおいて、前記凹部段差の壁面は、前記円弧形状面から前記外周摺動突起の側壁側に向けて連接した延設曲面を備えることが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングにおいて、前記凹部段差の壁面は、前記円弧形状面から前記外周摺動突起の摺動面に向けて連接した延設平面を備えることが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングにおいて、前記円弧形状面の円弧中心は、前記シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面よりもオイルリングの径方向外側に位置することが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングにおいて、前記オイルリング本体は、前記凹部段差が形成された外周摺動突起における、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面の隅部に面取り加工を施したことが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングにおいて、前記外周摺動突起は、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面のオイルリング本体軸方向の長さが０．０２ｍｍ～０．１８ｍｍであることが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングにおいて、前記第１レールに備わる前記外周摺動突起と前記第２レールに備わる前記外周摺動突起とが前記ウェブを挟んで対称位置にあることが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングにおいて、前記第１レールに備わる前記外周摺動突起と前記第２レールに備わる前記外周摺動突起とが前記ウェブを挟んで非対称位置にあることが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングにおいて、前記オイルリング本体は、ステンレス鋼製又はスチール製であり、少なくとも前記外周摺動突起が備える摺動面に、硬質層として窒化処理層、ＰＶＤ処理層、ＤＬＣ層から選ばれる１種又は２種以上の層を備えることが好ましい。
本件発明に係る内燃機関用オイルリングの製造方法：　本件発明に係る内燃機関用オイルリングの製造方法は、上述した内燃機関用オイルリングの製造方法であって、以下の工程Ａ及び工程Ｂをこの工程順で備えることを特徴とする。
工程Ａ：　当該オイルリングを構成するステンレス鋼製又はスチール製の前記オイルリング本体の少なくとも外周摺動面に窒化処理を施す工程。
工程Ｂ：　当該オイルリング本体の外周摺動面の周方向の一部領域を研削して当該摺動面の隅部に凹部段差を形成する工程。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングの製造方法において、前記工程Ｂの後、前記オイルリング本体の少なくともシリンダ内壁面と摺動接触する摺動面に、ＰＶＤ処理層及び／又はＤＬＣ層を形成することが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングは、オイルリング本体の形状を本件発明で規定する条件を満足する形状とすることで、オイルリングのシリンダ内壁面に対する押圧力のばらつきを抑えることができ、長期間安定してオイル消費量を確実に削減できると共に燃費の向上を図ることができるようになる。そして、本件発明に係る内燃機関用オイルリングの製造方法によれば、オイルリング本体を本件発明で規定する条件を満足する形状に高い精度で製造することが可能となる。
オイルリング本体と、当該オイルリング本体の内周に配置されるコイルエキスパンダとから構成される内燃機関用オイルリングの斜視図である。 本件発明に係る内燃機関用オイルリングをピストンのオイルリング溝に装着した状態を説明するためにシリンダ軸方向で切断して示した断面図である。 本件発明のオイルリング本体のレール外周面の形状について、当該オイルリング本体をオイルリング軸方向で切断して例示した断面図である。 本件発明のオイルリング本体の第１レール及び第２レールの外周形状の形成方法を例示した図である。 本件発明のオイルリング本体に形成される凹部段差の壁面の形状を説明するために、当該オイルリング本体をオイルリング軸方向で切断して例示した要部断面図である。 本件発明のオイルリング本体に形成される凹部段差の壁面における円弧形状面の円弧中心位置を説明するために、当該オイルリング本体をオイルリング軸方向で切断して例示した要部断面図である。 本件発明のオイルリング本体の形状パターンを説明するためにオイルリング軸方向で切断して示した断面図である。 本件発明のオイルリング本体の外表面に硬質層を備えた状態をオイルリング軸方向で切断して例示した断面図である。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングの好ましい実施の形態について、以下に図を用いて示しながら本件発明をより詳細に説明する。
　図１は、オイルリング本体と、当該オイルリング本体の内周に配置されるコイルエキスパンダとから構成される内燃機関用オイルリングの斜視図である。図１に示すように、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２と、コイルエキスパンダ３とから構成されている。また、当該オイルリング本体２は、その断面が略Ｉ形のリングであり、合口部２ａを備えている。そして、このオイルリング本体２は、上側の第１レール５と、下側の第２レール６と、これらレールを連結してオイルリング本体２の中間部分に位置するウェブ４とが一体化して構成されている。
　このオイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６は、内燃機関用オイルリング１の周方向に略円形に形成されている。当該第１レール５及び第２レール６の各々の外周摺動面は、シリンダの内周壁と油膜を介して接触し、ピストン軸方向に摺動する。また、ウェブ４は、図１に示すように内燃機関用オイルリング１の周方向に略円形であって、半径方向に貫通形成されたオイル戻し孔７を備え、且つ、そのオイル戻し孔７が内燃機関用オイルリング１の周方向に複数配置されている。そして、図１に示すように、コイルエキスパンダ３は、螺旋状の形態のスプリングを円弧状としたものである。
　図２は、本件発明に係る内燃機関用オイルリングをピストンのオイルリング溝に装着した状態を説明するためにシリンダ軸方向で切断して示した断面図である。図２に示すように、オイルリング本体２の外周面側には、第１レール５と第２レール６とウェブ４とにより、オイルリング軸方向断面でみたときに凹字状の外周溝２ｃが形成されている。また、コイルエキスパンダ３は、シリンダ軸方向断面でみてオイルリング本体２の第１レール５と第２レール６とで形成されるオイルリング本体内周側の略半円状凹部２ｄ内に包み込まれる状態で収容されている。このように、コイルエキスパンダ３は、オイルリング本体２の内周側に安定して配置され、この状態でオイルリング本体２をシリンダ２０の内周壁２１に対して押圧している。なお、図示はしないが、コイルエキスパンダ３には、当該コイルエキスパンダの合口部を接続し円環状のコイルとするために、当該合口部にジョイント用の芯線が用いられている。
　参考までに、図２を参照しつつ、内燃機関用オイルリング１のシリンダ内壁面２１のオイル掻き落とし機能を順を追って説明する。まず、ピストン１０が往復動（図２における矢印方向）する際に、オイルリング本体２の第１レール５及び第２レール６のそれぞれの外周摺動面８，９が、シリンダ２０の内周壁２１に付着している余分なオイルを掻き落とす。そして、掻き落とされたオイルは、オイルリング本体２の外周溝２ｃ内に一時的に滞留受容された後、オイル戻し孔７とオイルリング溝１１内に設けられているオイルドレイン孔１２とを通ってピストン１０の裏面に流下し、図示せぬオイルパンに戻される。
　以上に説明した内燃機関用オイルリング１によるシリンダ内壁面２１の余分なオイルを掻き落とすに際し、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の摺動方向に沿った垂直断面形状において、少なくとも一方のレールは、当該レールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起が備える摺動面８，９の隅部に凹部段差２ｂを形成したものである。第１レール５及び第２レール６の外周形状を、例えば図２に示すような形状とすることで、オイルリングを長期間使用したとしても当該第１レール５及び第２レール６の外周摺動面８，９の面積に変化が起こり難く、オイル消費量の増大を抑止する効果を安定して長期間得ることができる。また、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の形状を図２に例示するような形状とすることで、シリンダ内壁面２１の余分なオイルを掻き落とす機能と、シリンダ内壁面２１の油膜厚さをコントロールする機能との向上及び安定を図ることが可能となる。この結果、内燃機関用オイルリング１は、自身が掻き落としたオイルをすばやくオイルリングの背面側に設けられたオイルドレイン孔１２に逃がすことができ、オイル消費量を低減させることができる。
　図３は、本件発明のオイルリング本体のレール外周面の形状について、当該オイルリング本体をオイルリング軸方向で切断して例示した断面図である。図３に示すように、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、第１レール５及び第２レール６の外周形状において、シリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起が備える摺動面の隅部に凹部段差２ｂを形成した後の当該凹部段差の壁面の曲率半径Ｒが０．０２ｍｍ～０．０８ｍｍの円弧形状を含むことを特徴としたものである。図３（ａ）には、本件発明のオイルリング本体２を構成する第２レール６に形成される当該凹部段差の壁面に曲率半径Ｒの円弧形状を含む形状（図３においてａで囲まれた箇所）の要部拡大図が示されている。ちなみに、本件発明のオイルリング本体２は、第１レール５及び第２レール６の外周形状を形成するにあたり、例えば研磨部材や砥石等を用いてこれらを回転させながら第１レール５及び第２レール６に押し当てて研削加工して形成することができる。従って、本件発明のオイルリング本体２は、その形成に際し特別な設備や特別なスキルが不要な簡単な方法でありながらも、高い寸法精度で当該レールの外周形状を形成することができる。
　ここで、当該凹部段差の壁面に曲率半径Ｒが０．０２ｍｍ未満の円弧形状を含む場合、外周摺動突起の付け根部分に応力が集中し、クラックやカケ等が発生しやすくなる。なお、本件発明のオイルリング本体において、外周摺動突起は、第１レール５及び第２レール６の外周に形成される凹部段差２ｂを除いて、シリンダ内壁面との摺動面を頂とした突起部分をいう。また、砥石等を用いて当該レールの外周形状を形成するにあたって、当該砥石等を長期間使用した場合に当該砥石等の研削部分に摩耗が生じて当該円弧形状の精度維持が困難となる。これは、当該壁面に円弧形状を含む凹部段差を形成するに際し、当該円弧形状は砥石の形状に左右されるものであるからである。従って、当該円弧形状の曲率半径Ｒが０．０２ｍｍ未満の場合には、長期間安定して当該レールの品質を維持するための管理等にかかるコストが増大するため好ましくない。一方、当該凹部段差の壁面が曲率半径０．０８ｍｍを超える円弧形状を含む場合、当該凹部段差の壁面が略テーパー形状となり、オイルリングの使用期間が長くなるに従って摺動面積が大きくなりやすく、オイルリングのシリンダ内壁面に対する押圧力が減少し、また、オイルの掻き残しが生じやすくなり、この結果オイル消費量の増大を招きやすくなり好ましくない。ちなみに、当該凹部段差の壁面に含む曲率半径Ｒは、０．０４ｍｍ～０．０６ｍｍであることがより好ましい。
　図４は、本件発明のオイルリング本体の第１レール及び第２レールの外周形状の形成方法を例示した図である。ここで、図４（Ａ）は、オイルリング本体２を構成する第１レール５と第２レール６の外周摺動面のウェブ４に面した側に円弧形状を含む凹部段差２ｂを形成する方法を示している。また、図４（Ｂ）は、オイルリング本体２を構成する第１レール５と第２レール６の外周摺動面のオイルリング本体の上レールの上側面、下レールの下側面に円弧形状を含む凹部段差２ｂを形成する方法を示している。図４に示すように、本件発明のオイルリング本体２は、第１レール５及び第２レール６の外周摺動面に対して、例えば回転する砥石等の本件発明に規定する当該円弧状形状の曲率半径Ｒが形成されている部分を押し当てて研削加工することで当該レール５，６の外周形状を形成することができる。図４（Ａ）には、金属板５０の両面に砥石４０を設け、当該砥石４０部分をレール５，６に押し当てることで一工程で当該レール５，６に凹部段差２ｂを形成する加工例が示されている。なお、本件発明のオイルリング本体２を形成するに際し、レール５，６に押し当てる砥石４０は、図４（Ａ）に示した金属板５０の両面に設けたものに限定されるものではなく、全体を砥石４０のみで構成されたものとしても良い。本件発明に係る内燃機関用オイルリングは、オイルリング本体の外周形状をこのように加工工程数も少なく、簡単な方法で形成可能であるため、コストパフォーマンスに優れたオイルリングの提供を可能とする。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の、少なくとも一方のレールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面８、９の隅部に形成される凹部段差の壁面が、円弧形状面から外周摺動突起の側壁側に向けて連接した延設曲面を備えることが好ましい。
　図５は、本件発明のオイルリング本体に形成される凹部段差の壁面の形状を説明するために、当該オイルリング本体をオイルリング軸方向で切断して例示した要部断面図である。なお、図５には、図３においてａで囲まれた箇所が例示されている。本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、図５（Ａ）に示すように、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の外周摺動突起に備わる摺動面８、９の隅部に形成される凹部段差の壁面が、円弧形状面から外周摺動突起の側壁側に向けて連接した延設曲面Ｃを備えることで、オイルリング自身が掻き落としたオイルをすばやくオイルリングの背面側に設けられたオイルドレイン孔に逃がすことができ、オイル消費量を低減させることができる。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の、少なくとも一方のレールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面８、９の隅部に形成される凹部段差の壁面が、円弧形状面から外周摺動突起の摺動面８、９に向けて連接した延設平面を備えることが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、図５（Ｂ）に示すように、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の外周摺動突起に備わる摺動面８、９の隅部に形成される凹部段差の壁面が、円弧形状面から当該外周摺動突起の摺動面８、９に向けて連接した延設平面Ｓを備えることで、当該外周摺動突起の摺動面積に変化が起こりにくくなる。その結果、例えオイルリングの使用期間が長くなったとしても、オイルリングのシリンダ内壁面に対する押圧力の減少を抑制することが可能となり、オイルリング自身によるオイル掻き落とし性能を長期間持続させることができる。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、図５（Ｃ）に示すように、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の外周摺動突起に備わる摺動面８、９の隅部に形成される凹部段差の壁面が、円弧形状面から外周摺動突起の側壁側に向けて連接した延設曲面Ｃを備え、且つ、円弧形状面から当該外周摺動突起の摺動面８、９に向けて連接した延設平面Ｓを備えることもできる。本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２に形成される凹部段差の壁面を図５（Ｃ）に示す形状とすることで、オイル消費量の低減効果をより発揮することができる。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の、少なくとも一方のレールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面８、９の隅部に形成される凹部段差の壁面における円弧形状面の円弧中心が、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面８、９よりもオイルリングの径方向外側に位置することが好ましい。
　図６は、本件発明のオイルリング本体に形成される凹部段差の壁面における円弧形状面の円弧中心位置を説明するために、当該オイルリング本体をオイルリング軸方向で切断して例示した要部断面図である。なお、図６には、図３においてａで囲まれた箇所の要部断面が例示されている。図６に示されるように、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の外周摺動突起に備わる摺動面８、９の隅部に形成される凹部段差の壁面における円弧形状面の円弧中心（図中Ｏ）が、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面８、９（図中Ｆ）よりもオイルリング１の径方向外側（図中矢印方向）に位置することで加工量を少なくすることができ、加工に用いる研磨部材や砥石等の寿命を長くすることができる。更に、オイルリング本体２における第１レール５及び第２レール６の外周摺動部分の形状を図６に示す形状にすることで、オイルリング本体２の耐久性を向上させると共に、オイル消費量の低減を図ることができる。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２が、凹部段差が形成された外周摺動突起における、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面８、９の隅部に面取り加工を施したことが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、図５に示すように、オイルリング本体２を構成する第１レール５及び第２レール６の外周摺動突起に備わる摺動面の隅部に形成される凹部段差が形成された外周摺動突起における、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面８、９の隅部に面取り加工を施すことで、ＰＶＤ、ＤＬＣ等の硬質皮膜を形成する際に摺動面端部にカケ等が発生するのを抑制することができる。また、当該外周摺動突起のシリンダ内壁面と摺動接触する摺動面８、９の隅部に面取り加工を施すことで、シリンダ内壁面との摺動摩擦を低減させると共に、オイルコントロール性能の向上を図ることができる。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリングは、第１レール５と第２レール６の外周摺動突起における、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面８、９のオイルリング本体軸方向の長さＬ（図３（ａ）参照のこと。）が０．０２ｍｍ～０．１８ｍｍであることが好ましい。ここで、当該オイルリング本体軸方向の長さＬが０．０２ｍｍ未満の場合、当該オイルリング本体のシリンダ内壁面に対する押圧力が増大して、オイルリングのオイルコントロール機能の向上が図れず、また、シリンダ内壁面に対する攻撃性が増大するため好ましくない。一方、当該オイルリング本体軸方向の長さＬが０．１８ｍｍを超える場合、当該オイルリング本体のシリンダ内壁面に対する押圧力が低下して、シリンダ内壁面における余分なオイルを掻き取る機能を十分に発揮することができず好ましくない。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、第１レール５に備わる外周摺動突起と第２レール６に備わる外周摺動突起とがウェブ４を挟んで対称位置にあることが好ましい。なお、本件発明のオイルリング本体において外周摺動突起は、上述したように、シリンダ内壁面との摺動面を頂とした突起部分であって、第１レール５及び第２レール６の外周に形成される凹部段差２ｂを除いた部分をいう。図７は、本件発明のオイルリング本体の形状パターンを説明するためにオイルリング軸方向で切断して示した断面図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には、第１レール５に備わる外周摺動突起と第２レール６に備わる外周摺動突起とがウェブ４を挟んで対称位置にあるオイルリング本体２の形状を例示している。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示したようなオイルリング本体２の形状の場合、オイルリング１をピストンに組み付けた際に、上下誤って組み付ける恐れが生じない。また、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような、第１レール及び第２レールの外周形状（凹部段差２ｂ）を形成するに際し、図４（Ａ）又は図４（Ｂ）に示したように砥石を用いた場合、砥石側の形状を複雑化させることがなく一工程で加工できるため、オイルリング本体２を低コストで形成可能となる。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、第１レール５に備わる外周摺動突起と第２レール６に備わる外周摺動突起とがウェブ４を挟んで非対称位置にあることも好ましい。本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような第１レール５に備わる外周摺動突起と第２レール６に備わる外周摺動突起とがウェブ４を挟んで対称位置にあるものに限定されるものではない。例えば、図７（Ｃ）及び図７（Ｄ）に示すような、第１レール５に備わる外周摺動突起と第２レール６に備わる外周摺動突起とがウェブ４を挟んで非対称位置にあっても良い。この場合も、第１レール及び第２レールの外周形状（凹部段差２ｂ）を形成するに際して砥石を用いた場合、砥石側の形状を複雑化させることがなく一工程で加工できるため、オイルリング本体２を低コストで形成可能となる。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２が、ステンレス鋼製又はスチール製であり、少なくとも外周摺動突起が備える摺動面に、硬質層として窒化処理層、ＰＶＤ処理層、ＤＬＣ層から選ばれる１種又は２種以上の層を備えることが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２が、ステンレス鋼製又はスチール製であることが、耐久性の面からみて好ましい。ちなみに、ステンレス鋼とは、鉄－クロム合金を基本としたものである。そして、ステンレス鋼は、耐食性や加工性等の性質を向上させるために、ニッケルやモリブデン等が添加され、鉄－クロム系と、鉄－クロム－ニッケル系とに大別される。一方、スチールとは、鉄と炭素を基本とした合金のことである。例えば、本件発明のオイルリング本体をステンレス鋼製とする場合には、８Ｃｒ鋼、１３Ｃｒ鋼、１８Ｃｒ鋼等を好適に用いることができる。また、本件発明のオイルリング本体をスチール製とする場合には、ＳＫ材（工具鋼）、ＳＷＲＨ等を好適に用いることができる。参考までに、本件発明のオイルリング本体に好適に用いられる材質、及びその組成を以下に示しておく。但し本件発明のオイルリング本体の材質は、これら材質に限定されるものではない。
　本件発明のオイルリング本体は、８Ｃｒ鋼を用いることができる。この８Ｃｒ鋼は、炭素０．６～０．８質量％、ケイ素０．１５～０．３５質量％、マンガン０．２０～０．４０質量％、クロム７．００～９．００質量％、リン０．０４質量％以下、硫黄０．０３質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
　本件発明のオイルリング本体は、１３Ｃｒ鋼を用いることができる。この１３Ｃｒ鋼は、炭素０．６～０．７質量％、ケイ素０．２５～０．５質量％、マンガン０．２０～０．５０質量％、クロム１３．０～１４．０質量％、モリブデン０．２～０．４質量％、リン０．０３質量％以下、硫黄０．０３質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
　本件発明のオイルリング本体は、１７Ｃｒ鋼を用いることができる。この１７Ｃｒ鋼は、炭素０．８０～０．９５質量％、ケイ素０．３５～０．５質量％、マンガン０．２５～０．４０質量％、クロム１７．０～１８．０質量％、モリブデン１．００～１．２５質量％、リン０．０４質量％以下、硫黄０．０４質量％以下、バナジウム０．０８～０．１５質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
　本件発明のオイルリング本体は、ＳＫ材（ＳＫ５相当材）を用いることができる。このＳＫ材（ＳＫ５相当材）は、炭素０．７９～０．８６質量％、ケイ素０．１５～０．３５質量％、マンガン０．３０～０．６０質量％、リン０．０３質量％以下、硫黄０．０３質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
　本件発明のオイルリング本体は、ＳＷＲＨ（ＳＷＲＳ７７Ｂ相当材）を用いることができる。このＳＷＲＨ（ＳＷＲＳ７７Ｂ相当材）は、炭素０．７５～０．８０質量％、ケイ素０．１２～０．３２質量％、マンガン０．６０～０．９０質量％、リン０．０２５質量％以下、硫黄０．０２５質量％以下、銅０．２質量％以下、残部鉄及び不可避不純物の組成のものをいう。
　図８は、本件発明のオイルリング本体の外表面に硬質層を備えた状態をオイルリング軸方向で切断して例示した断面図である。ここで、図８（Ａ）は、オイルリング本体２の摺動面にのみ硬質層３０を備えた状態を示したものである。また、図８（Ｂ）は、オイルリング本体２の全周面に硬質層３１を備え、オイルリング本体２の摺動面に備わる当該硬質層３１の上に更に硬質層３０を備えた状態を示したものである。例えば、図８（Ｂ）において、硬質層３１を窒化処理層とし、硬質層３０をＰＶＤ処理層又はＤＬＣ層とすることができる。
　また、図８（Ｃ）は、硬質層３０が外周摺動面以外の外周面にも形成されているのが示されている。ここで、図８（Ｃ）においても、硬質層３０を例えばＰＶＤ処理層又はＤＬＣ層として考えることができる。図８（Ｃ）に示す如く、例えば、母材上に窒化処理を施さずに直接硬質層３０（ＰＶＤ処理層又はＤＬＣ層）を形成しても良い。また、図８（Ｄ）は、オイルリング本体２の全周面に硬質層３１を備え、更に外周摺動面以外の外周面の上にも更に硬質層３０を備えた状態を示したものである。例えば、図８（Ｄ）においても、硬質層３１を窒化処理層とし、硬質層３０をＰＶＤ処理層又はＤＬＣ層とすることができる。図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示す如く、硬質層３０を外周摺動面以外の外周面にも形成した場合には、工程を複雑化させずに製造コストを低減させることができる。
　また、図８（Ｅ）は、硬質層３０が外周摺動面以外の外周面にも形成され、当該硬質層３０の上に更に硬質層３２を備えた状態を示したものである。例えば、図８（Ｅ）において、硬質層３０をＰＶＤ処理層とし、硬質層３２をＤＬＣ層とすることができる。また、図８（Ｆ）は、オイルリング本体２の全周面に硬質層３１を備え、更に当該硬質層３１の上であって外周摺動面以外の外周面の上にも更に硬質層３０を備え、当該硬質層３０の上に更に硬質層３２を備えた状態を示したものである。例えば、図８（Ｅ）において、硬質層３１を窒化処理層とし、硬質層３０をＰＶＤ処理層とし、硬質層３２をＤＬＣ層とすることができる。図８（Ｅ）及び図８（Ｆ）に示す如く、ＰＶＤ処理層の上にＤＬＣ層を形成することで、オイルリングのシリンダに対する初期なじみ性を向上させることができる。
　図８に示すように、本件発明のオイルリング本体２には、少なくともレール部の外周摺動面に、窒化処理層、ＣｒＮやＣｒ２Ｎや、Ｃｒ、Ｃｒ２Ｎ、ＣｒＮ等の混合物からなるＰＶＤ処理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｆｉｌｍ）、ＤＬＣ層（Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｌｉｋｅ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｌｍ）から選ばれる１種又は２種以上の層を備えることで、更に耐摩耗性の向上が図られると共に、フリクションの低減を図ることができる。なお、当該オイルリング本体のレール部の摺動面にＰＶＤ処理層やＤＬＣ層を備える場合は、これら層の内側に窒化処理層を備えると飛躍的に耐摩耗性能が向上するため更に好ましい。
　ここで、窒化処理層は、その形成に際し、ガス窒化、イオン窒化、塩浴窒化、浸硫窒化等のあらゆる窒化処理方法を採用することが可能である。オイルリング本体２は、窒化処理を施すことで外表面を硬化させて耐久性を向上させることができる。これは、最近の自動車用内燃機関の高速、高負荷化により、オイルリング本体２についてもより高い耐摩耗性が要求されている背景があるためである。オイルリング本体２は、その材質に鉄鋼材料が用いられた場合、オイルリング本体２に窒化処理を施すことでクロムや鉄と反応して作られる窒化物からなる極めて硬い窒化処理層を備えることとなる。すなわち、オイルリング本体２は、その表面に窒化処理層を備えることで、耐摩耗性及びシリンダに対する耐スカッフ性に優れたものとなり、より過酷な状況下での使用に耐え得る内燃機関用オイルリングを提供することが可能となる。このときの窒化処理層は、オイルリング本体の表面全体に備えても良く、シリンダ内壁面と摺動接触するオイルリング本体の摺動面に対してのみ備えても良い。以上に述べてきた窒化処理層の表面には、物理蒸着（ＰＶＤ）等の手法を用いて、更に硬質層を備えることも耐摩耗性等の特性を向上させる上で好ましい。
　また、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１は、オイルリング本体２におけるシリンダ内壁面２１との摺動面にＤＬＣ層を備えることも好ましい。このＤＬＣ層は、上述のオイルリング本体２の窒化処理層を備えた摺動面の最外層に設けても、その窒化処理層を省略して当該摺動面の上に直接備えても構わない。このＤＬＣ層は、ＴｉＮ、ＣｒＮ等の耐摩耗性の硬質皮膜材と比べ、摩擦係数が低い低摩擦材料として知られており、当該摺動面の表面にＤＬＣ層を備えることで、フリクションの低減が図られ、シリンダへの馴染み性を飛躍的に向上させ得る。
　なお、図８（Ｂ）、図８（Ｄ）、図８（Ｆ）に示すオイルリング本体２には、レール部外周に形成される凹部段差２ｂ部分を除いた外周表面に硬質層３１の形成がされている。これは、オイルリング本体２の外周表面に硬質層３１として例えば窒化処理層を形成後、砥石により当該オイルリング本体の外周摺動突起が備える摺動面の隅部に凹部段差２ｂを形成しているためである。図８（Ｂ）、図８（Ｄ）、図８（Ｆ）に示すように、オイルリング本体２に当該凹部段差２ｂを形成する場合に、例えば予め硬質層として窒化処理層を形成しておくことで、砥石等による研削加工の際、より高い精度で当該凹部段差２ｂを形成することができる。なお、オイルリング本体２に当該凹部段差２ｂを形成するに際し、予め窒化処理層を形成しておく場合、当該凹部段差２ｂに含まれる曲率半径Ｒが大きくなるにつれて当該オイルリング本体２の表面に形成された窒化処理層の失われる範囲が大きくなる。しかし、本件発明のオイルリング本体２の場合、外周摺動突起が備える摺動面の隅部に当該凹部段差２ｂを形成するため、外周摺動面に形成される窒化処理層が完全に失われることがなく、オイルリング本体２の耐摩耗性に影響は生じない。
本件発明に係る内燃機関用オイルリングの製造方法：　本件発明に係る内燃機関用オイルリングの製造方法は、上述した本件発明に係る内燃機関用オイルリングの製造方法であって、以下の工程Ａ及び工程Ｂをこの工程順で備えることを特徴とするものである。
工程Ａ：　当該オイルリングを構成するステンレス鋼製又はスチール製の前記オイルリング本体の少なくとも外周摺動面に窒化処理を施す工程。
工程Ｂ：　当該オイルリング本体の外周摺動面の周方向の一部領域を研削して当該摺動面の隅部に凹部段差を形成する工程。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリング１の製造方法は、上記工程Ａ及び工程Ｂをこの工程順で備えることで、内燃機関用オイルリング１の外周摺動面の周方向の一部領域を研削する際の加工精度の向上を図ることができる。従って、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１の製造方法によれば、オイルリング本体２を本件発明で規定する条件を満足する形状に高い精度で製造することが可能となるため、フリクション性能と、耐久性能と、オイル消費性能とのトータルバランスに関して優れたオイルリングを提供することができる。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリング１の製造方法は、上記工程Ｂの後、オイルリング本体２の少なくともシリンダ内壁面と摺動接触する摺動面に、ＰＶＤ処理層及び／又はＤＬＣ層を形成することが好ましい。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリング１の製造方法によれば、オイルリング本体２の外周摺動面の周方向の一部領域を研削した後に、摺動面にＰＶＤ処理層等の硬質層を形成することで、当該オイルリング本体２の耐久性を向上させることができる。従って、本件発明に係る内燃機関用オイルリング１の製造方法によれば、オイルリング本体２の少なくともシリンダ内壁面と摺動接触する摺動面に、ＰＶＤ処理層及び／又はＤＬＣ層を形成することで、ピストンに対する追従性を損なわず、また、オイルリング溝１１との繰り返し接触にも長期間耐え得るオイルリング１の提供が可能となる。
　以下、実施例及び比較例を示して本件発明を具体的に説明する。なお、本件発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
　実施例１では、排気量が１００００ｃｃ、シリンダボア径が１２５ｍｍの６気筒ディーゼルエンジンの実機試験を行い、用いるオイルリング本体の上側レール及び下側レールの形状の相違がオイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）にどのような影響を及ぼすかについて確認を行った。なお、エンジンの運転条件は、全負荷（ＷＯＴ）で１００時間行った。そして、用いるピストンリングは、トップリング、セカンドリング、オイルリングの３本からなる組合せとした。このときのトップリングは、１７Ｃｒ鋼からなる軸方向高さが３．５ｍｍ、径方向厚さが４．６ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ－Ｎ系）を施したものを用いた。セカンドリングは、１０Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さが２．５ｍｍ、径方向厚さが４．５ｍｍのものにガス窒化処理を施したものを用いた。オイルリングは、１３Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さ３．５ｍｍ、径方向厚さ２．３５ｍｍのものにガス窒化処理を施したものを用いた（図８（Ｄ）参照のこと。）。
　ここで、トップリングを構成する１７Ｃｒ鋼は、炭素０．９０質量％、ケイ素０．４０質量％、マンガン０．３０質量％、クロム１７．５質量％、モリブデン１．１０質量％、バナジウム０．１２質量％、リン０．０２質量％、硫黄０．０１質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるＪＩＳ規格のＳＵＳ４４０Ｂ材に相当するものである。
　また、セカンドリングを構成する１０Ｃｒ鋼は、炭素０．５０質量％、ケイ素０．２０質量％、マンガン０．３０質量％、クロム１０．２質量％、リン０．０２質量％、硫黄０．０２質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるものである。
　また、オイルリング本体を構成する１３Ｃｒ鋼は、炭素０．６５質量％、ケイ素０．３８質量％、マンガン０．３５質量％、クロム１３．５０質量％、モリブデン０．３質量％、リン０．０１質量％、硫黄０．０１質量％、残部鉄及び不可避不純物の組成を備えるＪＩＳ規格のＳＵＳ４１０材に相当するものである。
　実施例１のオイルリングは、オイルリング本体を構成する第１レール及び第２レールの外周摺動突起に備わる摺動面の隅部（オイルリング本体の外周溝に面した側）に凹部段差が形成され（図７（Ａ）参照のこと。）、当該凹部段差の壁面が円弧形状面から外周摺動突起の側壁側に向けて連接した延設曲面を備え、更に、当該円弧形状面の円弧中心がシリンダ内壁面と摺動接触する摺動面よりもオイルリングの径方向外側に位置した形状を備えたものである（図５（Ａ）又は図６参照のこと。）。なお、当該円弧形状面は、曲率半径が０．０６ｍｍに形成されている。そして、実施例１のオイルリングの外周摺動突起には、摺動面の隅部にバフを用いて面取り加工を施した後にＣｒＮからなるＰＶＤ処理層を形成し、最終的な仕上げとしてラッピング研磨を行った。
　以上に示した実施例１の条件のオイルリングを用いて、オイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）を確認するために行った試験の結果を表１に示す。表１における「フリクション指数」は、オイルリングのフリクション性能を図る指標であり、従来相当品（以下に示す比較例１）を用いた場合のフリクションを基準「１」として、これに対する相対比で表示している。また、表１における「耐久性」は、試験時間（１００時間）経過後のオイルリング本体の外周摺動突起摩耗量が、２μｍを超えた場合を×、２μｍ未満の場合を△、１μｍ未満の場合を○とした。また、表１における「オイル消費量比」は、試験時間（１００時間）経過後の従来相当品（以下に示す比較例１）を用いた場合のオイル消費量を基準「１」として、これに対する相対比で表示している。そして、表１に示す結果より、実施例１のオイルリングによれば、「フリクション指数」が０．５となり、「耐久性」が○となり、「オイル消費量比」が１となった。
　実施例２では、実施例１と同じエンジンを用い、また、実施例１と同じ駆動条件でエンジンを駆動させて、用いるオイルリング本体の上側レール及び下側レールの形状の相違がオイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）にどのような影響を及ぼすかについて確認を行った。そして、用いるピストンリングは、実施例１と同様に、トップリング、セカンドリング、オイルリングの３本からなる組合せとした。このときのトップリングは、実施例１と同様に、１７Ｃｒ鋼からなる軸方向高さが３．５ｍｍ、径方向厚さが４．６ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ－Ｎ系）を施したものを用いた。また、セカンドリングに関しても、実施例１と同様に、１０Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さが２．５ｍｍ、径方向厚さが４．５ｍｍのものを用いた。そして、オイルリングに関しては、１３Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さ３．５ｍｍ、径方向厚さ２．３５ｍｍのものにガス窒化処理を施して研削加工を行ったものを用いた。すなわち、実施例２のオイルリングは、実施例１と異なりＰＶＤ処理を施さないものである。なお、実施例２で用いるトップリング、セカンドリング、及びオイルリング本体の組成は、実施例１と同様である。
　実施例２のオイルリングは、オイルリング本体を構成する第１レール及び第２レールの、少なくとも一方のレールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面の隅部（オイルリング本体の外周溝に面した側）に凹部段差が形成され（図７（Ａ）参照のこと。）、当該凹部段差の壁面が円弧形状面から外周摺動突起の摺動面に向けて連接した延設平面を備えたものである（図５（Ｂ）参照のこと。）。なお、当該円弧形状面は、曲率半径が０．０３ｍｍに形成されている。そして、実施例２のオイルリングの外周摺動突起には、摺動面の隅部にバフを用いて面取り加工を施し、最終的な仕上げとしてラッピング研磨を行った。
　以上に示した実施例２の条件のオイルリングを用いて、オイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）を確認するために行った試験の結果を表１に示す。表１における「フリクション指数」、「耐久性」、及び「オイル消費」に関する表示に関しては、実施例１で説明した通りである。そして、表１に示す結果より、実施例２のオイルリングによれば、「フリクション指数」が０．５となり、「耐久性」が△となり、「オイル消費量比」が１となった。
　実施例３では、実施例１と同じエンジンを用い、また、実施例１と同じ駆動条件でエンジンを駆動させて、用いるオイルリング本体の上側レール及び下側レールの形状の相違がオイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）にどのような影響を及ぼすかについて確認を行った。そして、用いるピストンリングは、実施例１と同様に、トップリング、セカンドリング、オイルリングの３本からなる組合せとした。このときのトップリングは、実施例１と同様に、１７Ｃｒ鋼からなる軸方向高さが３．５ｍｍ、径方向厚さが４．６ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ－Ｎ系）を施したものを用いた。また、セカンドリングに関しても、実施例１と同様に、１０Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さが２．５ｍｍ、径方向厚さが４．５ｍｍのものを用いた。また、オイルリングに関しても、実施例１と同様に、１３Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さ３．５ｍｍ、径方向厚さ２．３５ｍｍのものにガス窒化処理を施して研削加工を行った後にＰＶＤ処理を施したものを用いた（図８（Ｄ）参照のこと。）。なお、実施例３で用いるトップリング、セカンドリング、及びオイルリング本体の組成は、実施例１と同様である。
　実施例３のオイルリングは、オイルリング本体を構成する第１レール及び第２レールの外周摺動突起に備わる摺動面の隅部（オイルリング本体の上下面側）に凹部段差が形成され（図７（Ｂ）参照のこと。）、当該凹部段差の壁面が、円弧形状面から外周摺動突起の側壁側に向けて連接した延設曲面を備え、且つ、円弧形状面から当該外周摺動突起の摺動面に向けて連接した延設平面を備えたものである（図５（Ｃ）参照のこと。）。なお、当該円弧形状面は、曲率半径が０．０７ｍｍに形成されている。そして、実施例３のオイルリングの外周摺動突起には、摺動面の隅部にバフを用いて面取り加工を施し、最終的な仕上げとしてラッピング研磨を行った。
　以上に示した実施例３の条件のオイルリングを用いて、オイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）を確認するために行った試験の結果を表１に示す。表１における「フリクション指数」、「耐久性」、及び「オイル消費量比」に関する表示に関しては、実施例１で説明した通りである。そして、表１に示す結果より、実施例３のオイルリングによれば、「フリクション指数」が０．５となり、「耐久性」が○となり、「オイル消費量比」が１となった。
　実施例４では、実施例１と同じエンジンを用い、また、実施例１と同じ駆動条件でエンジンを駆動させて、用いるオイルリング本体の上側レール及び下側レールの形状の相違がオイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）にどのような影響を及ぼすかについて確認を行った。そして、用いるピストンリングは、実施例１と同様に、トップリング、セカンドリング、オイルリングの３本からなる組合せとした。このときのトップリングは、実施例１と同様に、１７Ｃｒ鋼からなる軸方向高さが３．５ｍｍ、径方向厚さが４．６ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ－Ｎ系）を施したものを用いた。また、セカンドリングに関しても、実施例１と同様に、１０Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さが２．５ｍｍ、径方向厚さが４．５ｍｍのものを用いた。また、オイルリングに関しても、実施例１と同様に、１３Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さ３．５ｍｍ、径方向厚さ２．３５ｍｍのものにガス窒化処理を施して研削加工を行った後にＰＶＤ処理（Ｃｒ－Ｎ系）を施したものを用いた（図８（Ｄ）参照のこと。）。なお、実施例４で用いるトップリング、セカンドリング、及びオイルリング本体の組成は、実施例１と同様である。
　実施例４のオイルリングは、オイルリング本体を構成する第１レール及び第２レールの、少なくとも一方のレールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面の隅部（オイルリング本体の外周溝に面した側）に凹部段差が形成され（図７（Ａ）参照のこと。）、当該凹部段差の壁面が円弧形状面から外周摺動突起の摺動面に向けて連接した延設平面を備えたものである（図５（Ｂ）参照のこと。）。なお、当該円弧形状面は、曲率半径が０．０４ｍｍに形成されている。そして、実施例４のオイルリングの外周摺動突起には、摺動面の隅部にバフを用いて面取り加工を施し、最終的な仕上げとしてラッピング研磨を行った。
　以上に示した実施例４の条件のオイルリングを用いて、オイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）を確認するために行った試験の結果を表１に示す。表１における「フリクション指数」、「耐久性」、及び「オイル消費量比」に関する表示に関しては、実施例１で説明した通りである。そして、表１に示す結果より、実施例４のオイルリングによれば、「フリクション指数」が０．５となり、「耐久性」が○となり、「オイル消費量比」が１となった。
比較例
［比較例１］
　比較例１は、実施例との対比用として用いる。比較例１では、実施例１と同じエンジンを用い、また、実施例１と同じ駆動条件でエンジンを駆動させてオイル消費量の確認を行った。そして、比較例１のピストンリングは、実施例１と同様に、トップリング、セカンドリング、及びオイルリングの３本からなる組合せを採用し、全て同じ断面形状及び材質のリングを用いた。このときのトップリングは、実施例１と同様に、１７Ｃｒ鋼からなる軸方向高さが３．５ｍｍ、径方向厚さが４．６ｍｍのものにガス窒化処理を施し、更に外周摺動面にＰＶＤ処理（Ｃｒ－Ｎ系）を施したものを用いた。また、セカンドリングに関しても、実施例１と同様に、１０Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さが２．５ｍｍ、径方向厚さが４．５ｍｍのものを用いた。また、オイルリングに関しても、実施例１と同様に、１３Ｃｒ鋼からなり、軸方向高さ３．５ｍｍ、径方向厚さ２．３５ｍｍのものにガス窒化処理を施して研削加工を行った後にＰＶＤ処理（Ｃｒ－Ｎ系）を施したものを用いた（図８（Ｄ）参照のこと。）。なお、比較例１で用いるトップリング、セカンドリング、及びオイルリング本体の組成は、実施例１と同様である。
　比較例１のオイルリングは、オイルリング本体を構成する第１レール及び第２レールの摺動方向に沿った垂直断面形状において、当該第１レール及び第２レールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面の隅部に、凹部段差を形成しない従来品に相当するものである。なお、比較例１のオイルリングの外周摺動突起には、摺動面の隅部にバフを用いて面取り加工を施し、最終的な仕上げとしてラッピング研磨を行った。
　以上に示した比較例１の条件のオイルリングを用いて、オイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）を確認するために行った試験の結果を、実施例と併せて表１に示す。表１における「フリクション指数」、「耐久性」、及び「オイル消費量比」に関する表示に関しては、実施例１で説明した通りである。そして、表１に示す結果より、比較例１のオイルリングによれば、「フリクション指数」が１．０となり、「耐久性」が○となり、「オイル消費量比」が１となった。
［実施例と比較例との対比］
実施例と比較例との対比：　以下に示す表１には、用いるオイルリング本体の上側レール及び下側レールの形状がそれぞれ異なる、実施例１～実施例４、比較例１について、オイルリングの特性（フリクション性能、耐久性能、オイル消費性能）を確認するために行った試験の結果を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１より、「オイル消費量比」に関しては、用いるオイルリング本体の上側レール及び下側レールの形状がそれぞれ異なる、実施例１～実施例４、比較例１が皆同じ数値「１」となった。すなわち、ディーゼルエンジンの実機試験を全負荷（ＷＯＴ）で１００時間行った場合に、実施例１～実施例４、比較例１の各オイルリングの形状及び表面処理条件によって、オイル消費量に差が生じない結果が得られた。しかし、表１より、「耐久性」に関しては、用いるオイルリング本体の上側レール及び下側レールにおいて、ガス窒化処理を施して研削加工を行っただけの実施例２よりも、ガス窒化処理を施して研削加工を行った後にＰＶＤ処理を施した実施例１、実施例３、実施例４及び比較例１の方が優れる結果が得られた。また、表１より、「フリクション指数」に関しては、比較例１が「１．０」であるのに対し実施例１～実施例４が「０．５」となり、比較例１のオイルリングを用いるよりも実施例１～実施例４のオイルリングを用いる方がフリクション性能に優れる結果が得られた。以上の結果より、実施例１～実施例４のオイルリングは、従来相当品である比較例１のオイルリングに比べてオイルリングの特性である、フリクション性能と、耐久性能と、オイル消費性能とのトータルバランスに関して優れたものであることが実証された。
　以上のことから、内燃機関用オイルリングは、オイルリング本体の形状を本件発明で規定する条件を満足する形状とすることで、オイルリングのシリンダ内壁面に対する押圧力のばらつきを抑えることができ、長期間安定してオイル消費量を確実に削減できると共に燃費の向上を図ることができるようになることが分かった。
　以上に説明してきたように、本件発明に係る内燃機関用オイルリングは、オイルリング本体を構成する当該第１レール及び第２レールの摺動方向に沿った垂直断面形状において、少なくとも一方のレールは、当該レールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起が備える摺動面の隅部に凹部段差を形成し、当該凹部段差の壁面が曲率半径０．０２ｍｍ～０．０８ｍｍの円弧形状面を備えることによって、長期間安定してオイル消費量の低減化を図ることができる。
　本件発明に係る内燃機関用オイルリングは、あらゆる内燃機関に適用可能なものであり、このオイルリングを用いることで、内燃機関の駆動時のオイル消費量の低減化、及び、オイルリング自身の耐摩耗性能の向上を図ることができる。また、本件発明のオイルリング本体は、その形状を形成するに際し、上側レール及び下側レールの形状を低コストで高い精度に形成可能である。従って、自動車用内燃機関に本件発明に係る内燃機関用オイルリングを用いることで、高品質のオイルリングを低価格で提供可能となり好ましい。
１　　　内燃機関用オイルリング
２　　　オイルリング本体
２ａ　　合口部
２ｂ　　円弧形状を含む凹部段差
２ｃ　　外周溝
２ｄ　　略半円状凹部
３　　　コイルエキスパンダ
４　　　ウェブ
５　　　第１レール
６　　　第２レール
７　　　オイル戻し孔
８　　　外周摺動面（第１レール側）
９　　　外周摺動面（第２レール側）
１０　　ピストン
１１　　オイルリング溝
１２　　オイルドレイン孔
２０　　シリンダ
２１　　シリンダ内周壁
Ｒ　　　円弧形状の曲率半径
Ｌ　　　レール摺動面のオイルリング本体軸方向の長さ

Claims (11)

  1. 　円筒状のシリンダ内周壁と摺動する略リング状のオイルリング本体とコイルエキスパンダとからなり、当該オイルリング本体の上側に配置された第１レールの下面側に、シリンダの内周壁より掻き落としたオイルをピストン裏面へ流下させるための複数のオイル戻し孔を備えるウェブの上端部を接続配置し、当該ウェブの下端部を円筒状のシリンダ内周壁と摺動する略リング状のオイルリング本体の下面側に配置された第２レールの上面側に接続配置して一体化したオイルリングであって、
    　当該オイルリング本体を構成する当該第１レール及び第２レールの摺動方向に沿った垂直断面形状において、少なくとも一方のレールは、当該レールのシリンダ内壁面と摺動接触する外周摺動突起に備わる摺動面の隅部に凹部段差を形成し、
    　当該凹部段差の壁面が曲率半径０．０２ｍｍ～０．０８ｍｍの円弧形状面を備えることを特徴とする内燃機関用オイルリング。
  2. 　前記凹部段差の壁面は、前記円弧形状面から前記外周摺動突起の側壁側に向けて連接した延設曲面を備える請求項１に記載の内燃機関用オイルリング。
  3. 　前記凹部段差の壁面は、前記円弧形状面から前記外周摺動突起の摺動面に向けて連接した延設平面を備える請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用オイルリング。
  4. 　前記円弧形状面の円弧中心は、前記シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面よりもオイルリングの径方向外側に位置する請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用オイルリング。
  5. 　前記オイルリング本体は、前記凹部段差が形成された外周摺動突起における、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面の隅部に面取り加工を施した請求項１～請求項４のいずれかに記載の内燃機関用オイルリング。
  6. 　前記外周摺動突起は、シリンダ内壁面と摺動接触する摺動面のオイルリング本体軸方向の長さが０．０２ｍｍ～０．１８ｍｍである請求項１～請求項５のいずれかに記載の内燃機関用オイルリング。
  7. 　前記第１レールに備わる前記外周摺動突起と前記第２レールに備わる前記外周摺動突起とが前記ウェブを挟んで対称位置にある請求項１～請求項６のいずれかに記載の内燃機関用オイルリング。
  8. 　前記第１レールに備わる前記外周摺動突起と前記第２レールに備わる前記外周摺動突起とが前記ウェブを挟んで非対称位置にある請求項１～請求項７のいずれかに記載の内燃機関用オイルリング。
  9. 　前記オイルリング本体は、ステンレス鋼製又はスチール製であり、少なくとも前記外周摺動突起が備える摺動面に、硬質層として窒化処理層、ＰＶＤ処理層、ＤＬＣ層から選ばれる１種又は２種以上の層を備える請求項１～請求項８のいずれかに記載の内燃機関用オイルリング。
  10. 　請求項１～請求項９のいずれかに記載の内燃機関用オイルリングの製造方法であって、
    　以下の工程Ａ及び工程Ｂをこの工程順で備えることを特徴とする内燃機関用オイルリングの製造方法。
    工程Ａ：　当該オイルリングを構成するステンレス鋼製又はスチール製の前記オイルリング本体の少なくとも外周摺動面に窒化処理を施す工程。
    工程Ｂ：　当該オイルリング本体の外周摺動面の周方向の一部領域を研削して当該摺動面の隅部に凹部段差を形成する工程。
  11. 　前記工程Ｂの後、前記オイルリング本体の少なくともシリンダ内壁面と摺動接触する摺動面に、ＰＶＤ処理層及び／又はＤＬＣ層を形成する請求項１０に記載の内燃機関用オイルリングの製造方法。
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