油膜厚さ測定方法

【課題】長時間の運転によるリング外周の摩耗の影響を受けることのない油膜厚さの測定方法を提供する。
【解決手段】シリンダ壁（４）を摺動するピストンリング（１２）の外周に二段の溝（１３）を形成すると共に、ピストンリング（１２）が、シリンダ壁（４）に臨ませている光ファイバー先端（３１ａ）近傍を通過するときに、この光ファイバー先端（３１ａ）よりレーザーの発生する励起光を光ファイバー先端（３１ａ）とピストンリング（１２）外周の第１、第２の溝との間に存在する潤滑油に向けて照射する手順と、この照射を受けて、光ファイバー先端（３１ａ）とピストンリング外周の第１、第２の溝との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する第１、第２の光の強さを測定する手順と、これら測定された第１と第２の光の強さの差に基づいてピストンリング（１２）とシリンダ壁（４）との間に形成される油膜厚さを測定する手順とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油膜厚さ検定方法、特にレーザー誘起蛍光法（ＬＩＦ法）を用いてピストンリングとシリンダ壁との間に形成される油膜厚さを動的に測定するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量法によりピストンリングとシリンダ壁との間に形成される油膜厚さを測定するものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１６９６００公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記の静電容量法は、シリンダライナの内壁面を電極の相手側電極として、これらの電極とその間に満たされている潤滑油とで機関内にコンデンサを形成し、電極間の静電容量変化から油膜厚さを測定するものである。この静電容量法では、図５（ａ）に示されているように、深さａが４μｍである溝と深さｂが８μｍである溝とが連続している検定溝４２がシリンダライナ４１のスラスト側（機関のクランクプーリ側からみて機関が時計回り方向に回転する場合の向かって左側）の内壁面４１ａに設けられ、１２００ｒｐｍ、無負荷の条件でこの検定溝４２上をトップリング４３が通過するときの油膜厚さの変化から測定感度（油膜厚さの変化量に対する静電容量増幅器から出力される電圧の変化量）を読みとっている。つまり、検定溝４２上をトップリング４３が通過すると、油膜厚さの波形は図５（ｂ）中の階段Ａの形になるので、この階段Ａの段差量から、検定溝４２上をトップリング４３が通過した時点の測定感度を確認することができる。
【０００４】
しかしながら、こうした静電容量法ではシリンダライナ４１の内壁面４１ａの限定された範囲にのみ検定溝４２が設けられているため、シリンダライナ４１の内壁面４１ａやピストンリングに偏摩耗が生じる可能性がある。
【０００５】
また、静電容量法によれば基本的に油膜厚さが厚くなったり薄くなったりする傾向がわかるだけで、油膜の絶対厚さを測定することはできない。
【０００６】
一方、ピストンリングとシリンダ壁との間に形成される油膜の絶対厚さを測定する方法として、レーザー誘起蛍光法が開発されている。これは、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示したように、第２番リング１２の下端部の全周に所定深さｈの一段の溝５１を形成し、あるいは図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示したように、第２番リング１２の外周の一部にリング下面１２ａからリング上面１２ｂにかけて斜めに所定深さｈの一段の溝５１’を形成すると共に、シリンダ壁４に臨ませて光ファイバー（図示しない）を設け、第２番リング１２が、シリンダ壁４の臨んでいる光ファイバー先端近傍を通過するときに、光ファイバー先端よりＨｅ−Ｃｄレーザーの発生する励起光を光ファイバー先端と第２番リング１２外周の溝５１、５１’との間に存在する潤滑油５５に向けて照射し、この照射を受けて、光ファイバー先端と第２番リング１２外周の溝５１、５１’との間に存在する潤滑油５５中の蛍光剤により発する光の強さを測定し、この測定された光の強さに基づいて第２番リング１２とシリンダ壁４との間に形成される油膜厚さを測定するものである。
【０００７】
ここで、図６（Ａ）、図７（Ａ）はレーザー誘起蛍光法を用いた従来の第１、第２の油膜厚さ測定方法における第２番リング１２の一部拡大断面図、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）は図６（Ａ）、図７（Ａ）の第２番リング１２の一部側面図である。
【０００８】
しかしながら、レーザー誘起蛍光法を用いた従来の油膜厚さ測定方法では一段の溝５１、５１’の形成される第２番リング１２の外周の摩耗が、油膜厚さの測定結果に大きく影響してしまう。これについて説明すると、図２はレーザー誘起蛍光法により、シリンダ壁４と第２番リング１２の間の油膜厚さを測定したときの油膜厚さと光の強さの関係を示しており、第２番リング１２が新品のときには実線の特性であったものが、長時間の運転で第２番リング１２の外周が摩耗した後には直線の傾きが一点鎖線へと小さくなってゆく。つまり、長時間の運転を行うと第２番リング１２外周の摩耗により徐々に油膜厚さの測定値が変化していくわけで、長時間の運転を行う場合にこれでは正確に油膜厚さを測定することができない。
【０００９】
そこで本発明は、レーザー誘起蛍光法を用いて油膜厚さを測定する場合に、長時間の運転によるピストンリング外周の摩耗の影響を受けることのない油膜厚さの測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、シリンダ壁を摺動するピストンリングの外周に所定深さの第１の溝と、その深さより浅い所定深さの第２の溝とからなる二段の溝を形成すると共に、シリンダ壁に臨ませて光ファイバーを設けている。この場合に、本発明は、前記ピストンリングが、シリンダ壁に臨ませているこの光ファイバー先端近傍を通過するときに、この光ファイバー先端よりレーザーの発生する励起光を光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第１の溝との間に存在する潤滑油に向けて照射する第１照射手順と、この照射を受けて、前記光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第１の溝との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する第１の光の強さを測定する第１光の強さ測定手順と、同じく前記ピストンリングが、シリンダ壁に臨ませているこの光ファイバー先端近傍を通過するときに、この光ファイバー先端よりレーザーの発生する励起光を光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第２の溝との間に存在する潤滑油に向けて照射する第２照射手順と、この照射を受けて、前記光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第２の溝との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する第２の光の強さを測定する第１光の強さ測定手順と、これら測定された第１と第２の光の強さの差に基づいて前記ピストンリングとシリンダ壁との間に形成される油膜厚さを測定する油膜厚さ測定手順とを含んでいる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シリンダ壁を摺動するピストンリングの外周に所定深さの第１の溝と、その深さより浅い所定深さの第２の溝とからなる二段の溝を形成すると共に、シリンダ壁に臨ませて光ファイバーを設け、前記ピストンリングが、シリンダ壁に臨ませているこの光ファイバー先端近傍を通過するときに、この光ファイバー先端よりレーザーの発生する励起光を光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第１の溝との間に存在する潤滑油に向けて照射し、この照射を受けて、前記光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第１の溝との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する第１の光の強さを測定し、同じく前記ピストンリングが、シリンダ壁に臨ませているこの光ファイバー先端近傍を通過するときに、この光ファイバー先端よりレーザーの発生する励起光を光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第２の溝との間に存在する潤滑油に向けて照射し、この照射を受けて、前記光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第２の溝との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する第２の光の強さを測定し、これら測定された第１と第２の光の強さの差に基づいて前記ピストンリングとシリンダ壁との間に形成される油膜厚さを測定するので、エンジンの長時間の運転によりピストンリングの外周に摩耗が生じても、この摩耗の影響を受けて第１と第２の光の強さの差が変化することがなくなり、ピストンリングとシリンダ壁との間に形成される油膜厚さを精度よく測定することができ、かつ長時間の動的測定が可能になる。
【００１２】
また、長時間の動的測定が可能になることにより、従来は不可能であったエンジン実働時のオイル性状（オイル劣化、ガソリン希釈等）による油膜厚さ測定値への影響の確認が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１はレーザー誘起蛍光法を用いた本発明の油膜厚さ測定方法に用いる装置の概略構成図を示している。
【００１５】
クランクピン軸受（図示しない）から投げ出され、あるいはピストンオイルジェット（図示しない）により飛ばされた潤滑油は、ピストン２の裏側やシリンダライナ３に付着し、シリンダライナ３に付着した潤滑油はピストン２の外周やピストンリング１１、１２、２１の潤滑を行う。この場合に、ピストン冠面２ａに最も近いトップリング１１は燃焼室内の気密を保つためのもので、トップリング１１の下方に位置する第２番リング１２やオイルリング２１がシリンダ壁４（シリンダライナ３の内周壁）に付着した潤滑油を、一部を残してかき落とす。こうした第２番リング１２やオイルリング２１の働きによって、シリンダ壁４に常時、所定厚さの油膜が形成されている。
【００１６】
シリンダ壁４に付着しているこの油膜、つまり、ピストンリングとシリンダ壁４との間に形成される油膜の厚さを測定するためにレーザー誘起蛍光法が用いられる。このレーザー誘起蛍光法を用いた油膜厚さの測定方法そのものは公知である（瀧口、他２名、「光ファイバとＬＩＦによるピストンリングの多点油膜測定法」、自動車技術会論文集、１９９８年４月、第２９巻、第２号、ｐ．７１〜７６参照）。
【００１７】
レーザー誘起蛍光法を用いたこの公知の油膜厚さの測定方法について簡単に説明すると、油膜厚さ測定点としてシリンダ壁４に臨んで光ファイバー３１の一端が取り付けられ、他端にはＨｅ−Ｃｄレーザ３２が接続されている。また、光ファイバー３１の途中に設けられた光ファイバーカップラー３３より分岐する光ファイバー３４に光学フィルタ３５を介してフォトマルチプライヤー（光電子増倍管）３６が接続されている。
【００１８】
Ｈｅ−Ｃｄレーザ３２より発した励起光は、光ファイバ３１によりシリンダ壁（ピストンリングとの摺動面）４に臨ませている光ファイバー先端３１ａまで直接に導かれ、光ファイバー先端３１ａよりそのままシリンダ壁４に付着している油膜３８に向けて照射される。潤滑油に添加している蛍光剤（トレーサー）により発した蛍光は、励起光と同一の経路（光ファイバー３１）を通り、光ファイバーカプラー３３により分岐されてフォトマルチプライヤー３６に入る。フォトマルチプライヤー３６は、蛍光による光の強さを電圧値に変換するためのもので、このようにして光ファイバー先端３１ａと第２番リング１２外周の溝との間に存在する潤滑油３８中の蛍光剤により発する光の強さが測定される。
【００１９】
実際にはシリンダ壁４に複数の油膜厚さ測定点が設けられ、複数点の油膜厚さが同時に測定される。光の強さと油膜厚さとの間には比例関係があるので、複数点の測定結果を、横軸を油膜厚さ、縦軸を光の強さに採ったグラフにプロット（図２で×で示す）し、そのプロットした点を結ぶと、図２実線に示したように油膜厚さに対する光の強さの特性が線形の関係として得られる。
【００２０】
さて、レーザー誘起蛍光法を用いた公知の油膜厚さ測定方法では、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示したように、第２番リング１２の下端の全周に所定深さｈの一段の溝５１を設けるかあるいは図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示したように第２番リング１２の外周の一部に所定深さｈの一段の溝５１’を斜めに設けるかしておき、この一段の溝５１、５１’が、シリンダ壁側の光ファイバー先端３１ａである油膜厚さ測定点を通過するタイミングを測定タイミングとして、第２番リング１２とシリンダ壁４との間に形成される油膜厚さを測定しているのであるが、こうしたレーザー誘起蛍光法を用いた公知の油膜厚さ測定方法だと、第２番リング１２の外周の摩耗に伴って油膜厚さに対する光の強さの特性が変化してしまう。これは、図６（Ａ）、図７（Ａ）において、第２番リング１２の新品時には所定深さｈの溝に存在する油膜中の蛍光による光の強さを測定していたところ、長時間の運転を行って所定量Ｘの摩耗が第２番リング１２の外周に生じた後には一段の溝５１、５１’の深さがｈ−Ｘとなり、この深さ（ｈ−Ｘ）の溝に存在する油膜中の蛍光による光の強さを測定することになるため、摩耗した分だけ第２番リング１２の新品時より光の強さが弱まり、この結果、図２一点鎖線で示したように油膜厚さに対する光の強さの特性、つまり直線の傾きが小さくなってしまうためである。このように、長時間の運転を行うと、第２番リング１２外周の摩耗により徐々に油膜厚さの測定値が変化していくわけで、長時間の運転を行う場合にこれでは正確に油膜厚さを測定することができない。
【００２１】
これに対処するため、本実施形態では、レーザー誘起蛍光法を用いた第１の油膜厚さ測定方法（第１実施形態）として図３（Ａ）、図（Ｂ）に示したように、第２番リング１２の下端部の全周に二段の溝１３を設けるかあるいはレーザー誘起蛍光法を用いた第２の油膜厚さ測定方法（第２実施形態）として図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示したように、第２番リング１２の外周の一部にリング下面１２ａからリング上面１２ｂにかけて斜めに二段の溝１３’を設ける。
【００２２】
ここで、図３（Ａ）、図４（Ａ）はレーザー誘起蛍光法を用いた本発明の第１、第２の油膜厚さ測定方法における第２番リング１２の一部拡大断面図、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）は図３（Ａ）、図４（Ａ）の第２番リング１２の一部側面図である。これらの図において、上方がピストン冠面の側、下方がピストンスカートの側である。
【００２３】
具体的には、レーザー誘起蛍光法を用いた第１の油膜厚さ測定方法としては、図３（Ａ）においてリング１２下端部に、リング１２の径方向に所定深さｈ１の第１の溝１４をリング１２の摺動方向に所定高さＨ１で設け、さらにその上部にリング１２の径方向に前記深さｈ１より浅い所定深さｈ２の第２の溝１５をリング１２の摺動方向に所定高さＨ２（Ｈ２＜Ｈ１）で連続して設け、第１と第２の２つの溝１４、１５の間はリング下面１２ａと平行な面１６でつなぐ。第２番リング１２の全周下端部に二段の溝１３を設けるのは、第２番リング１２の全周で均等に摩耗することを期待するからである。
【００２４】
そして、第２番リング１２とシリンダ壁４との間に形成される油膜厚さを測定するに際しては、第１、第２の２つの各溝１４、１５が油膜厚さ測定点を通過するタイミングで、シリンダ壁４に臨んでいる光ファイバー先端３１ａと第１、第２の各溝１４、１５との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する光の強さをフォトマルチプライヤー３６により測定し、２つの測定値の差分をとる。
【００２５】
次に、レーザー誘起蛍光法を用いた第２の油膜厚さ測定方法としては、図４（Ｂ）において、リング下面１２ａ側にリング１２の径方向に所定深さｈ３の第３の溝１７をリング１２の摺動方向に所定高さＨ３で設け、さらにその上部にリング１２の径方向に前記深さｈ３より浅い所定深さｈ４の第４の溝１８をリング１２の摺動方向に所定高さＨ４（Ｈ４＜Ｈ３）で連続して設け、第３と第４の２つの溝１７、１８の間は平行な面１９でつなぐ。
【００２６】
そして、第２番リング１２とシリンダ壁４との間に形成される油膜厚さを測定するに際しては、第３、第４の２つの各溝１７、１８が油膜厚さ測定点を通過するタイミングで、シリンダ壁４に臨んでいる光ファイバー先端３１ａと第３、第４の各溝１７、１８との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する光の強さをフォトマルチプライヤー３６により測定し、２つの測定値の差分をとる。
【００２７】
なお、第１の油膜厚さ測定方法と第２の油膜厚さ測定方法における二段の溝の形成方法の違いを示すため、第３、第４の溝１７、１８としたが、第１、第２の溝１７、１８としてもかまわない。
【００２８】
上記のレーザー誘起蛍光法を用いた第１の油膜厚さ測定方法の長所と短所は次の通りである。
【００２９】
長所：二段の溝１３を第２番リング１２の全周に渡って形成することが可能であるため、シリンダ壁４に臨んでいる光ファイバー先端３１ａに対して、第２番リング１２が挙動等によってリング１２の周方向にずれても、第２番リング１２の合口以外の場所であれば油膜厚さを測定することが可能である。
【００３０】
短所：溝１３の二段加工に精度を要する。第２番リング１２の摺動方向幅が薄くなるほど加工が困難となる。
【００３１】
レーザー誘起蛍光法を用いた第２の油膜厚さ測定方法の長所と短所は次の通りである。
【００３２】
長所：第２番リング１２の外周に斜めに二段の溝１３’を形成すると溝１３’内の潤滑油に流れが生じ、溝１３’内へ潤沢に油が供給され溝１３’（油膜厚さ）の測定がしやすくなる。
【００３３】
短所：溝１３’を斜めかつ二段に加工するのに精度を要する。
【００３４】
なお、二段の溝１３、１３’としては、図８、図９のように、第２番リング１２の下部に浅いほうの溝である第２の溝１５、第４の溝１８を、これに対して上部に深いほうの溝である第１の溝１４、第３の溝１７を形成することも考えられるが、この場合には潤滑油が上部の深い方の溝である第１の溝１４、第３の溝１７によどむので、図３（Ａ）、図４（Ａ）に示した二段の溝１３、１３’とするほうが好ましい。
【００３５】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００３６】
今、図３（Ａ）、図４（Ａ）に示したように第２番リング１２の外周が、エンジンの長時間の運転により所定量Ｘだけ摩耗したと仮定する。このとき、レーザー誘起蛍光法を用いた第１の油膜厚さ測定方法において、第１の溝１４の深さはｈ１−Ｘ、第２の溝１５の深さはｈ２−Ｘへと変化する。このとき、第１と第２の２つの溝１４、１５の深さの差を計算してみると次のようになる。
【００３７】
２つの溝１４、１５の深さの差＝（ｈ１−Ｘ）−（ｈ２−Ｘ）
＝ｈ１−ｈ２…（１）
同様にして、レーザー誘起蛍光法を用いた第２の油膜厚さ測定方法において、所定量Ｘの摩耗により第３の溝１７の深さはｈ３−Ｘ、第４の溝１８の深さはｈ４−Ｘへと変化する。このとき、第３と第４の２つの溝１７、１８の深さの差を計算してみると次のようになる。
【００３８】
２つの溝１７、１８の深さの差＝（ｈ３−Ｘ）−（ｈ４−Ｘ）
＝ｈ３−ｈ４…（２）
（１）式、（２）式にはいずれも摩耗量Ｘが含まれないので、レーザー誘起蛍光法を用いた第１の油膜厚さ測定方法において第１の溝１４と第２の溝１５の深さの差（つまり第１、第２の溝１４、１５の深さに対応する光の強さの差）をとることによって、あるいはレーザー誘起蛍光法を用いた第２の油膜厚さ測定方法において第３の溝１７と第４の溝１８の深さの差（つまり第３、第４の溝１４、１５の深さに対応する光の強さの差）をとることによって、油膜厚さ測定時に第２番リング１２の外周に摩耗が生じていても、その摩耗の影響をキャンセルできることがわかる。
【００３９】
第１の油膜厚さ測定法についてさらに述べると、二段の溝１３を形成した一つの第２番リング１２を用いることによって、ｈ１−ｈ２の溝（つまり第１の油膜厚さ）に対応する光の強さのデータが１つ得られる。次に、ｈ１、ｈ２を相違させた別の第２番リングを用いることによって、ｈ１−ｈ２の溝（つまり第２の油膜厚さ）に対応する光の強さのデータがもう１つ得られる。後は同様である。このようにして（第１の油膜厚さ、そのときの光の強さ）、（第２の油膜厚さ、そのときの光の強さ）、…のデータを集め、これらのデータを、横軸を油膜厚さ、縦軸を光の強さとするグラフにプロットすれば、図２破線に示した特性が得られる。
【００４０】
この場合に、第１の油膜厚さ測定法によって得られる油膜厚さに対する光の強さの特性は、長時間の運転によって第２番リング１２の外周が間もした後も変わらない。つまり、本実施形態によれば、油膜厚さに対する光の強さの特性が、第２番リング１２の外周が摩耗した状態でも、図２破線に示したように、第２番リング１２が新品のときと同じ特性を得ることができる。
【００４１】
このように、本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、シリンダ壁４を摺動する第２番リング１２（ピストンリング）の外周に所定深さｈ１の第１の溝１４と、その深さより浅い所定深さｈ２の第２の溝１５とからなる二段の溝１３を形成すると共に、シリンダ壁４に臨ませて光ファイバー３１を設け、第２番リング１２が、シリンダ壁４に臨ませている光ファイバーの先端３１ａ近傍を通過するときに、光ファイバー先端３１ａよりＨｅ−Ｃｄレーザー３２の発生する励起光を光ファイバー先端３１ａと第２番リング１２外周の第１の溝１４との間に存在する潤滑油３８に向けて照射し、この照射を受けて、光ファイバー先端３１ａと第２番リング１２外周の第１の溝１４との間に存在する潤滑油３８中の蛍光剤により発する第１の光の強さを測定し、同じく第２番リング１２が、シリンダ壁４に臨ませている光ファイバー先端３１ａ近傍を通過するときに、光ファイバー先端３１ａよりＨｅ−Ｃｄレーザー２２の発生する励起光を光ファイバー先端３１ａと第２番リング１２外周の第２の溝１５との間に存在する潤滑油３８に向けて照射し、この照射を受けて、光ファイバー先端３１ａと第２番リング１２外周の第２の溝１５との間に存在する潤滑油３８中の蛍光剤により発する第２の光の強さを測定し、これら測定された第１と第２の光の強さの差に基づいて第２番リング１２とシリンダ壁４との間に形成される油膜厚さを測定するので、長時間の運転により第２番リング１２の外周に摩耗が生じても、この摩耗の影響を受けて第１と第２の光の強さの差が変化することがなくなり、第２番リング１２とシリンダ壁４との間に形成される油膜厚さを精度よく測定することでき、かつ長時間の動的な測定が可能になる。
【００４２】
また、長時間の動的な測定が可能になることにより、従来は不可能であったエンジン実働時のオイル性状（オイル劣化、ガソリン希釈等）による油膜厚さ測定値への影響の確認が可能になる。
【００４３】
深さの浅い側の溝である第２、第４の溝１５、１８のほうを第２番リング１２の下端部に形成したのではこの深さの浅い側の溝である第２、第４の溝１５、１８が囲いとなり、潤滑油が深さの深い側の溝である第１、第３の溝１４、１７によどむのであるが、本実施形態（請求項３に記載の発明）によれば深さの深い側の溝である第１の溝１４のほうを第２番リング１２の下端部に形成し、また本実施形態（請求項５に記載の発明）によれば、深さの深い側の溝である第３の溝１７のほうを第２番リング１２の下面側に形成するので、こうした潤滑油のよどみを避けることができる。
【００４４】
実施形態では、二段の溝を第２番リングの外周に形成する場合で説明したが、トップリング、オイルリングの外周に設けてもかまわない。さらに、ピストンリングの外周に代えて、ピストンの円筒状の外周に二段の溝を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】レーザー誘起蛍光法を用いた本発明の油膜厚さ測定方法に用いる装置の概略構成図。
【図２】油膜厚さに対する光の強さの特性図。
【図３（Ａ）】レーザー誘起蛍光法を用いた本発明の第１の油膜厚さ測定方法おける第２番リングの一部拡大断面図。
【図３（Ｂ）】図３（Ａ）の第２番リングの一部側面図。
【図４（Ａ）】レーザー誘起蛍光法を用いた本発明の第２の油膜厚さ測定方法における第２番リングの一部拡大断面図。
【図４（Ｂ）】図４（Ａ）の第２番リングの一部側面図。
【図５（Ａ）】静電容量法による油膜厚さ測定方法を示す概略構成図。
【図５（Ｂ）】静電容量法による油膜厚さの特性図。
【図６（Ａ）】レーザー誘起蛍光法を用いた従来の第１の油膜厚さ測定方法における第２番リングの一部拡大断面図。
【図６（Ｂ）】図６（Ａ）の第２番リングの一部側面図。
【図７（Ａ）】レーザー誘起蛍光法を用いた従来の第２の油膜厚さ測定方法における第２番リングの一部拡大断面図。
【図７（Ｂ）】図７（Ａ）の第２番リングの一部側面図。
【図８】レーザー誘起蛍光法を用いた本発明の第１の油膜厚さ測定方法おける他の第２番リングの一部拡大断面図。
【図９】レーザー誘起蛍光法を用いた本発明の第２の油膜厚さ測定方法おける他の第２番リングの一部拡大断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１２第２番リング（ピストンリング）
１３二段の溝
１３’ 二段の溝
１４第１の溝
１５第２の溝
１７第３の溝
１８第４の溝
３１光ファイバー
３１ａ光ファイバー先端
３２Ｈｄ−Ｃｄレーザー
３３光ファイバーカップラー
３６フォトマルチプライヤー
３８潤滑油

【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ壁を摺動するピストンリングの外周に所定深さの第１の溝と、その深さより浅い所定深さの第２の溝とからなる二段の溝を形成すると共に、シリンダ壁に臨ませて光ファイバーを設け、
前記ピストンリングが、シリンダ壁に臨ませているこの光ファイバー先端近傍を通過するときに、この光ファイバー先端よりレーザーの発生する励起光を光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第１の溝との間に存在する潤滑油に向けて照射する第１照射手順と、
この照射を受けて、前記光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第１の溝との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する第１の光の強さを測定する第１光の強さ測定手順と、
同じく前記ピストンリングが、シリンダ壁に臨ませているこの光ファイバー先端近傍を通過するときに、この光ファイバー先端よりレーザーの発生する励起光を光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第２の溝との間に存在する潤滑油に向けて照射する第２照射手順と、
この照射を受けて、前記光ファイバー先端と前記ピストンリング外周の第２の溝との間に存在する潤滑油中の蛍光剤により発する第２の光の強さを測定する第２光の強さ測定手順と、
これら測定された第１と第２の光の強さの差に基づいて前記ピストンリングとシリンダ壁との間に形成される油膜厚さを測定する油膜厚さ測定手順と
を含むことを特徴とする油膜厚さ測定方法。
【請求項２】
前記二段の溝を前記ピストンリング下端部の全周に形成することを特徴とする請求項１に記載の油膜厚さ測定方法。
【請求項３】
前記第１の溝のほうを前記ピストンリングの下端部に形成することを特徴とする請求項２に記載の油膜厚さ測定方法。
【請求項４】
前記二段の溝を前記ピストンリングの外周の一部にピストンリング下面から上面にかけて斜めに形成することを特徴とする請求項１に記載の油膜厚さ測定方法。
【請求項５】
前記第１の溝のほうを前記ピストンリングの下面側に形成することを特徴とする請求項４に記載の油膜厚さ測定方法。
【請求項６】
前記二段の溝を、前記ピストンリングの外周に代えて、ピストンの円筒状の外周に形成することを特徴とする請求項１に記載の油膜厚さ測定方法。

【図１】