JP2010054045A - Cylinder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピストンがその内壁面を摺動するシリンダに関し、特には、ピストンとの往復動摩擦を低減することが可能なシリンダに関する。 The present invention relates to a cylinder in which a piston slides on an inner wall surface thereof, and particularly to a cylinder capable of reducing reciprocating friction with a piston.
温暖化をはじめとする環境問題が地球規模で大きくクローズアップされ、大気中のＣＯ２削減に向けた内燃機関の燃費改善技術の開発が大きな課題となっており、その一環として、エンジン等に用いられる摺動部材の摩擦損失の低減が求められている。これに鑑み、近年において、耐摩耗性および耐焼付性に優れ、かつ、摩擦力の低減効果を最大限に発現することが可能な摺動部材の材料・表面処理・改質の技術の開発が進められている。 Environmental issues such as global warming have been greatly highlighted on a global scale, and the development of fuel efficiency improvement technology for internal combustion engines to reduce CO 2 in the atmosphere has become a major issue. Reduction of the friction loss of the sliding member is required. In view of this, in recent years, the development of sliding member materials, surface treatment, and modification technologies that are excellent in wear resistance and seizure resistance and that can maximize the effect of reducing frictional force have been developed. It is being advanced.
内燃機関の燃費改善など、シリンダが用いられる装置のエネルギー効率を向上させるためには、摩擦損失の低減が有効である。特に、往復運動を行なうピストンリングと、シリンダの内壁面との間では、摩擦低減が有効である。上記往復動摩擦の低減のためにはシリンダの内壁面の表面粗さを小さくすることが有効な手段であるとされているが、表面粗さが小さすぎると当該内壁面に保持される潤滑油がほとんどなくなるため、耐焼付性が低下するという不具合があった。耐焼付性を向上させるために特許文献１ではシリンダライナを、その内壁面の表面粗さが、ピストンの上死点側から下死点側に向って粗くなるように形成している。しかしながら、特許文献１においては下死点付近および行程中央部における上記表面粗さが大きいため、往復動摩擦が増大してしまうという不都合がある。
In order to improve the energy efficiency of a device using a cylinder, such as an improvement in fuel consumption of an internal combustion engine, reduction of friction loss is effective. In particular, friction reduction is effective between the piston ring that reciprocates and the inner wall surface of the cylinder. In order to reduce the reciprocating friction, it is said that reducing the surface roughness of the inner wall surface of the cylinder is an effective means. However, if the surface roughness is too small, the lubricating oil retained on the inner wall surface will be reduced. Since it almost disappeared, there was a problem that seizure resistance was lowered. In order to improve seizure resistance, in
また、特許文献２ではシリンダライナの内壁面にくぼみを形成することにより、ピストンリングと、シリンダライナとの往復動摩擦を低減する技術が開示されている。特許文献２においては、摺動速度の違いによってシリンダライナをシリンダの軸方向に複数の領域に分割し、領域ごとにくぼみの形状を異なるものとすることにより、往復動摩擦の低減効果を高めている。しかしながら特許文献２においては、摺動面の少なくとも摺動部材が折り返す摺動端近傍部分に、円形状のくぼみが多数形成されている。ピストンが上死点、下死点に達した際には摺動速度が遅くなるため、上記摺動端近傍部分にくぼみが形成されている場合は油膜が薄くなり、金属接触を起こしやすくなって摩擦が大きくなるという不具合がある。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ピストンリングが摺動する領域において、ピストンリングとシリンダの内壁面との往復動摩擦を低減することができるシリンダを提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its main object to provide a cylinder capable of reducing reciprocating friction between the piston ring and the inner wall surface of the cylinder in the region where the piston ring slides. To do.
上記課題を解決するための本発明は、ピストンが内壁面を摺動するシリンダであって、前記シリンダの内壁面のうち、前記ピストンの上死点における最下位のピストンリングのリング溝の下面位置から、前記ピストンの下死点における最上位のピストンリングのリング溝の上面位置までの間の領域である行程中央部領域に複数の凹部が形成されており、前記行程中央部領域の面積を１００％としたときの、全凹部の面積の合計が１〜８０％の範囲内であり、かつ、当該行程中央部領域における、シリンダ周方向の全ての断面には、前記複数の凹部のうち少なくとも一つの凹部が形成されており、前記シリンダの内壁面の、前記行程中央部領域以外の領域には前記凹部が形成されていないことを特徴とする。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a cylinder in which a piston slides on an inner wall surface, and the lower surface position of the ring groove of the lowest piston ring at the top dead center of the piston among the inner wall surfaces of the cylinder A plurality of recesses are formed in the stroke center region, which is a region between the bottom dead center of the piston and the upper surface position of the ring groove of the uppermost piston ring, and the area of the stroke center region is 100 %, The total area of all the recesses is in the range of 1 to 80%, and all cross sections in the cylinder circumferential direction in the center area of the stroke include at least one of the plurality of recesses. One recess is formed, and the recess is not formed in a region other than the center region of the stroke on the inner wall surface of the cylinder.
前記シリンダは、シリンダ本体とその内側に固着されたシリンダライナとから構成されており、前記シリンダライナの内壁面に前記複数の凹部が形成されていてもよい。 The cylinder may include a cylinder body and a cylinder liner fixed to the inside of the cylinder body, and the plurality of recesses may be formed on an inner wall surface of the cylinder liner.
また、上記シリンダにあっては、前記行程中央部領域の、前記凹部が形成されていない箇所の十点平均粗さＲｚが４μｍ以下であってもよい。 Further, in the cylinder, the ten-point average roughness Rz of the portion where the concave portion is not formed in the central region of the stroke may be 4 μm or less.
また、前記シリンダにあっては、前記凹部のシリンダ軸方向の平均長さが、用いられるピストンリングのうちの、最上位のピストンリングのシリンダ軸方向の長さ以下であってもよい。 In the cylinder, the average length of the concave portion in the cylinder axial direction may be equal to or less than the length of the uppermost piston ring in the cylinder axial direction.
さらに、前記シリンダにあっては、前記凹部のシリンダ径方向の平均長さが０．１〜１０００μｍの範囲内であってもよい。 Further, in the cylinder, an average length of the concave portion in the cylinder radial direction may be in a range of 0.1 to 1000 μm.
さらにまた、前記シリンダが、内燃機関に用いられるものであってもよい。 Furthermore, the cylinder may be used for an internal combustion engine.
本発明によれば、シリンダ内壁面の表面加工をシリンダ軸方向の位置によって異なるものとしているため、より具体的には、行程中央部領域のみに凹部を形成しているため、ピストンリングが摺動する領域において、ピストンリングとシリンダの内壁面との往復動摩擦を低減することができる。また、行程中央部領域における凹部の形成面積率を所定の範囲内とすることにより、接触面積が小さくなり、潤滑油のせん断抵抗に起因する摩擦力を小さく維持することができる。さらに、本発明においては、行程中央部領域に形成される複数の凹部は、シリンダ軸方向に重なるように形成されているため、接触面積を効率的かつ、平均的に低減することが可能となる。 According to the present invention, the surface processing of the inner wall surface of the cylinder is made different depending on the position in the cylinder axial direction. More specifically, since the recess is formed only in the central region of the stroke, the piston ring slides. The reciprocating friction between the piston ring and the inner wall surface of the cylinder can be reduced. Further, by making the formation area ratio of the recesses in the center area of the stroke within a predetermined range, the contact area becomes small, and the frictional force due to the shear resistance of the lubricating oil can be kept small. Furthermore, in the present invention, since the plurality of recesses formed in the central region of the stroke are formed so as to overlap in the cylinder axial direction, the contact area can be efficiently and averagely reduced. .
また、本発明のシリンダは、シリンダの内壁面とピストンが摺動するタイプであっても、シリンダの内側に固着されたシリンダライナとピストンが摺動するタイプであっても同様の効果を得ることができる。 In addition, the cylinder of the present invention can obtain the same effect regardless of whether it is a type in which the inner wall surface of the cylinder and the piston slide or a type in which the cylinder liner fixed to the inside of the cylinder and the piston slide. Can do.
また、本発明のシリンダにおいて、行程中央部領域における凹部が形成されていない箇所の十点平均粗さＲｚの値を所定の値以下とすることにより、往復動摩擦の低減に効果を発揮することができる。なお、十点平均粗さＲｚとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４にて規定されているものである。 Further, in the cylinder of the present invention, the effect of reducing the reciprocating friction can be exhibited by setting the value of the ten-point average roughness Rz of the portion where the concave portion is not formed in the central region of the stroke to a predetermined value or less. it can. The ten-point average roughness Rz is defined in JIS B0601-1994.
また、本発明のシリンダにおいて、凹部のシリンダ軸方向の平均長さを最下位のピストンリングのシリンダ軸方向の長さ以下とすることにより、シリンダ内の気密性を高く維持することができる。 Further, in the cylinder of the present invention, the airtightness in the cylinder can be kept high by setting the average length of the recesses in the cylinder axial direction to be equal to or less than the length of the lowest piston ring in the cylinder axial direction.
また、本発明のシリンダにおいて、凹部のシリンダ径方向の平均長さを所定の範囲内とすることにより、往復動摩擦における潤滑油のせん断抵抗の影響を効率的に低減することができる。 In the cylinder of the present invention, the influence of the shearing resistance of the lubricating oil in the reciprocating friction can be efficiently reduced by setting the average length of the recesses in the cylinder radial direction within a predetermined range.
さらに、本発明のシリンダライナを、エネルギー効率の向上が特に求められている分野である内燃機関に用いることにより、高い効果を得ることができる。 Furthermore, a high effect can be obtained by using the cylinder liner of the present invention for an internal combustion engine which is a field in which improvement in energy efficiency is particularly required.
本発明のシリンダは、ピストンが内壁面を摺動するシリンダであって、前記シリンダの内壁面のうち、前記ピストンの上死点における最下位のピストンリングのリング溝の下面位置から、前記ピストンの下死点における最上位のピストンリングのリング溝の上面位置までの間の領域である行程中央部領域に複数の凹部が形成されており、前記行程中央部領域の面積を１００％としたときの、全凹部の面積の合計が１〜８０％の範囲内であり、かつ、当該行程中央部領域における、シリンダ周方向の全ての断面には、前記複数の凹部のうち少なくとも一つの凹部が形成されており、前記シリンダの内壁面の、前記行程中央部領域以外の領域には前記凹部が形成されていないことを特徴とするものである。 The cylinder of the present invention is a cylinder in which a piston slides on an inner wall surface, and from the lower surface position of the ring groove of the lowest piston ring at the top dead center of the piston among the inner wall surfaces of the cylinder, A plurality of recesses are formed in the stroke center region, which is a region between the top surface of the ring groove of the uppermost piston ring at the bottom dead center, and the area of the stroke center region is 100%. The total area of all the recesses is in the range of 1 to 80%, and at least one of the plurality of recesses is formed in all cross sections in the cylinder circumferential direction in the center region of the stroke. The recess is not formed in a region other than the central region of the stroke on the inner wall surface of the cylinder.
本発明のシリンダは、上記のような凹部が形成されているものであれば特に限定されるものではない。本発明のシリンダは、上記の凹部が形成されている内壁面の形状によってピストンとの往復動摩擦を低減する効果を奏するものであるため、ピストンと組み合わせて用いられ、当該ピストンがシリンダの内壁面上を摺動するものであれば、シリンダの用途、種類、材質等にかかわらず同様の効果を得ることができる。そのため、本発明のシリンダは、自動車や飛行機のエンジンなどの内燃機関、スターリングエンジンなどの外燃機関に加え、圧縮機などの、熱機関以外のシリンダとしても用いることができる。 The cylinder of this invention will not be specifically limited if the above recessed parts are formed. The cylinder of the present invention has the effect of reducing the reciprocating friction with the piston due to the shape of the inner wall surface in which the concave portion is formed. Therefore, the cylinder is used in combination with the piston, and the piston is mounted on the inner wall surface of the cylinder. The same effect can be obtained regardless of the use, type, material, etc. of the cylinder. Therefore, the cylinder of the present invention can be used as a cylinder other than a heat engine, such as a compressor, in addition to an internal combustion engine such as an automobile or airplane engine or an external combustion engine such as a Stirling engine.
また、シリンダには、シリンダ本体とその内側に固着されたシリンダライナとから構成されており、前記シリンダライナの内壁面上をピストンが摺動する、「シリンダライナタイプ」と、ピストンがシリンダの内壁面上を直に摺動する、「ライナレスタイプ」とがあるが、本発明はシリンダライナの有無にかかわらず、適用することができる。 The cylinder is composed of a cylinder body and a cylinder liner fixed to the inside of the cylinder. A piston slides on the inner wall surface of the cylinder liner. Although there is a “linerless type” that slides directly on the wall surface, the present invention can be applied regardless of the presence or absence of a cylinder liner.
以下、このような本発明の各態様（シリンダライナタイプとライナレスタイプ）についてそれぞれ説明する。 Hereinafter, each aspect (cylinder liner type and linerless type) of the present invention will be described.
Ａ．第一態様（シリンダライナタイプ）
本発明の第一態様のシリンダは、シリンダ本体とその内側に固着されたシリンダライナとから構成され、前記シリンダライナの内壁面に上記複数の凹部が形成されているものである。本態様においては、シリンダ本体の内壁面とシリンダライナの外壁面とが固着されており、ピストンは上記シリンダライナの内壁面上を摺動するものであるため、上記シリンダライナが固着されているシリンダ本体の内壁面には、凹部は設けられている必要はない。
A. First aspect (cylinder liner type)
The cylinder according to the first aspect of the present invention includes a cylinder body and a cylinder liner fixed to the inside of the cylinder body, and the plurality of recesses are formed on the inner wall surface of the cylinder liner. In this aspect, the inner wall surface of the cylinder body and the outer wall surface of the cylinder liner are fixed, and the piston slides on the inner wall surface of the cylinder liner. Therefore, the cylinder to which the cylinder liner is fixed The inner wall surface of the main body need not be provided with a recess.
以下、本態様のシリンダについて、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the cylinder of this aspect will be described with reference to the drawings.
図１は、本態様のシリンダ本体（図示せず）の内壁面に固着されているシリンダライナにおける、シリンダライナ内壁面の凹部の形成位置の一例を示す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a position where a concave portion is formed on an inner wall surface of a cylinder liner in a cylinder liner fixed to the inner wall surface of a cylinder body (not shown) according to this embodiment.
図１に例示するように本態様におけるシリンダライナ１の内壁面２には、複数個の凹部３が形成されている。この凹部３は、シリンダライナ１の内壁面２のうち、行程中央部領域４のみに形成されており、当該領域４以外の領域には形成されていない。行程中央部領域４は、ピストンの上死点における最下位のピストンリングのリング溝の下面位置から、上記ピストンの下死点における最上位のピストンリングのリング溝の上面位置までの間の領域である。
As illustrated in FIG. 1, a plurality of
図２は、本態様のシリンダ本体の内側に固着されるシリンダにおける、上記行程中央部領域４の範囲の一例を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the range of the
図２は、ピストンが往復動する際の、上死点停止位置におけるピストン２１ａと、下死点停止位置におけるピストン２１ｂとを同一の断面図に示すものである。上記行程中央部領域４は、シリンダライナ１の内壁面２のうち、上死点停止位置におけるピストン２１ａの最下位のピストンリング２２のリング溝２３の下面２４位置から、下死点停止位置におけるピストン２１ｂにおける最上位のピストンリング２６のリング溝２５の上面２７位置までの間の領域である。図２は、３本のピストンリング（第１圧力リング、第２圧力リング、オイルコントロールリング）が用いられる構成のピストンを示しており、最下位のピストンリング２２はオイルコントロールリングであり、最上位のピストンリング２６は第１圧力リングである。
FIG. 2 is a sectional view showing the
シリンダが用いられる装置のエネルギー効率を向上させる、例えば、エンジンの燃費を向上させるためには、ピストンリングと、シリンダの内壁面（本態様においてはシリンダライナの内壁面）との摩擦損失低減が有効である。摩擦損失の低減方法は摺動条件によって異なるが、特にピストンは上死点で速度が０になる等の特徴を持つため、摺動する位置により異なる。そこで本態様のシリンダを構成するシリンダライナにおいては、その内壁面の行程中央部領域４のみに凹部を形成するとともに、シリンダ周方向の全ての断面には、前記複数の凹部のうち少なくとも一つの凹部が存在するように、換言すれば、各凹部をシリンダ軸方向において重なるように形成することによって、行程中央部領域４の全ての領域において摩擦力を低減することを可能とした。
In order to improve the energy efficiency of the device in which the cylinder is used, for example, to improve the fuel efficiency of the engine, it is effective to reduce the friction loss between the piston ring and the inner wall surface of the cylinder (in this embodiment, the inner wall surface of the cylinder liner). It is. The method of reducing the friction loss differs depending on the sliding condition, but in particular, the piston has a feature such that the speed becomes 0 at the top dead center, and therefore, it varies depending on the sliding position. Therefore, in the cylinder liner constituting the cylinder of this aspect, a recess is formed only in the
すなわち、ピストンの移動速度が比較的小さい上死点付近および下死点付近では、シリンダライナの内壁面の表面粗さを小さくすることにより、往復動摩擦の低減を図ることができる。しかしながら、シリンダライナの内壁面と、ピストンリングとの摺動速度が大きい領域である行程中央部領域４では、潤滑油のせん断抵抗の影響が大きくなる。そのため本態様においては、シリンダライナの内壁面のうち、上記行程中央部領域４にのみ凹部を形成することで、ピストンリングとシリンダライナの内壁面との接触面積を小さくし、潤滑油のせん断抵抗の影響を低減することを可能とした。
In other words, the reciprocating friction can be reduced by reducing the surface roughness of the inner wall surface of the cylinder liner near the top dead center and the bottom dead center where the moving speed of the piston is relatively low. However, in the
またここで、行程中央部領域４に複数の凹部を無造作に形成した場合、行程中央部領域４全体では、ピストンリングとシリンダライナの内壁面との接触面積が小さくなるが、微視的には、摺動するピストンリングの幅（シリンダの軸方向の長さ）は行程中央部領域４にくらべて非常に短いため、場所によっては、凹部が形成されていない部分も存在する可能性があり、当該部分においては、ピストンリング摺動面とシリンダライナの内壁面とは１００％接触をしていることとなってしまい、上記効果を十分に発揮できない可能性があるところ、本態様においては、上述の通り、シリンダ周方向の全ての断面には、前記複数の凹部のうち少なくとも一つの凹部が存在するように、換言すれば、各凹部をシリンダ軸方向において重なるように形成されているため、摺動するピストンリングは常に凹部と接触していることとなり、その結果、ピストンリングとシリンダライナの内壁面との接触面積が１００％となることはなく、上記効果を常に発揮することができる。
Here, when a plurality of recesses are formed randomly in the
なお、ピストンリングが摺動する領域全てに凹部を形成した場合、つまり行程中央部領域以外の領域にも凹部を形成した場合、上記接触面積が小さくなることにより接触面圧が増加し、上死点および下死点の近傍では境界潤滑となるため、摩擦力が増加してしまう。また、このような部分に凹部があると、不要な油だまりとなってしまい、これが燃焼し油の消費量が多くなってしまうこともある。 In addition, when the concave portion is formed in the entire region where the piston ring slides, that is, when the concave portion is formed in the region other than the central region of the stroke, the contact surface pressure increases due to the decrease in the contact area, and top dead Since boundary lubrication occurs near the point and bottom dead center, the frictional force increases. In addition, if there is a recess in such a portion, it becomes an unnecessary oil pool, which may burn and increase the amount of oil consumed.
以下、本態様のシリンダについて、項目を分けて詳細に説明する。 Hereinafter, the cylinder of this aspect will be described in detail by dividing items.
１．行程中央部領域
まず、本態様において、凹部が形成される領域である行程中央部領域について説明する。
1. Stroke Center Region First, a stroke center region, which is a region where a recess is formed in this aspect, will be described.
本態様において、「行程中央部領域」とは、上述したように、ピストンの上死点における最下位のピストンリングのリング溝の下面位置から、前記ピストンの下死点における最上位のピストンリングのリング溝の上面位置までの間の領域である。例えば、図２に例示するように、ピストンの上方から第１圧力リング、第２圧力リング、オイルコントロールリングの順番で３つのピストンリングが配置されている場合、上記行程中央部領域の上端はオイルコントロールリング２２のリング溝２３の下面２４位置であり、下端は最上位のピストンリングである第１圧力リング２６のリング溝２５の上面２７位置である。本態様において凹部は、当該行程中央部領域のみに形成され、それ以外の領域には凹部は形成されない。なお、本態様は、上述したように、３本のピストンリングが用いられる構成に限定されるものではなく、ピストンリングが２本の構成（圧力リング、オイルコントロールリングが１本ずつ）や、ピストンリングが１本の構成（ガスシールと、オイルコントロールとを兼ね備えたピストンリング）においても同様に適用することができる。
In this aspect, as described above, the “stroke center area” refers to the position of the uppermost piston ring at the bottom dead center of the piston from the lower surface position of the ring groove of the lowest piston ring at the top dead center of the piston. It is a region between the upper surface position of the ring groove. For example, as illustrated in FIG. 2, when three piston rings are arranged in the order of the first pressure ring, the second pressure ring, and the oil control ring from above the piston, the upper end of the stroke center region is the oil The
２．凹部
次に、本態様のシリンダを構成するシリンダライナの内壁面の前記行程中央部領域に形成される凹部について説明する。
2. Concave part Next, the concave part formed in the said stroke center part area | region of the inner wall face of the cylinder liner which comprises the cylinder of this aspect is demonstrated.
本態様において、前記行程中央部領域に形成される凹部の形状は特に限定される者ではなく、当該凹部の配置等に応じて適宜調整することができる。例えば、図３（ａ）〜（ｊ）に例示するように、直線および／または曲線から構成される形状の凹部を形成することができる。凹部は、図３（ａ）〜（ｃ）のような横長の形状でも、図３（ｄ）〜（ｇ）のような縦長の形状でも、図３（ｈ）〜（ｊ）のような縦対横の比率がほぼ等しい形状でもよい。 In this aspect, the shape of the recess formed in the central region of the stroke is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the arrangement of the recess. For example, as illustrated in FIGS. 3A to 3J, a concave portion formed of a straight line and / or a curved line can be formed. The recesses may be horizontally long as shown in FIGS. 3A to 3C, vertically long as shown in FIGS. 3D to 3G, or vertically as shown in FIGS. 3H to 3J. A shape with a substantially equal ratio of width to width may be used.
ここで、本態様のシリンダにおいては、行程中央部領域におけるシリンダ周方向の全ての断面に前記凹部が少なくとも一つは形成されていることを特徴としている。これにより、接触面積を効率的、かつ平均的に低減することができる。 Here, in the cylinder of this aspect, at least one of the concave portions is formed in all cross sections in the cylinder circumferential direction in the stroke center region. Thereby, a contact area can be reduced efficiently and on average.
前述したように、周方向の断面を考えた場合、ある断面に凹部が一つも形成されていないと、当該断面をピストンリングが通過する際は、凹部が複数個形成されている断面を通過する際と比べ、ピストンリングとシリンダライナの内壁面との接触面積が大きくなる。そのため、潤滑油のせん断抵抗の影響が大きくなり、結果として往復動摩擦も大きくなる。 As described above, when considering a cross section in the circumferential direction, if no recess is formed in a certain cross section, when the piston ring passes through the cross section, it passes through the cross section in which a plurality of recesses are formed. Compared to the case, the contact area between the piston ring and the inner wall surface of the cylinder liner is increased. Therefore, the influence of the shear resistance of the lubricating oil is increased, and as a result, the reciprocating friction is also increased.
これに対し、行程中央部領域においけるシリンダ周方向の全ての断面に凹部を少なくとも一つ形成することにより、行程中央部領域のどの周方向断面をピストンリングが通過する場合であっても、接触面積を確実かつ平均的に低減することができるため、往復動摩擦も確実に低減することができる。 On the other hand, by forming at least one recess in all cross sections in the cylinder circumferential direction in the stroke center area, even if the piston ring passes through any circumferential section in the stroke center area, Since the contact area can be reliably and averagely reduced, the reciprocating friction can also be reliably reduced.
本態様の特徴である「シリンダ周方向の全ての断面において、複数個の凹部のうちの少なくとも一つの凹部が形成されている」状態の例としては、図４（ａ）や（ｂ）の場合を挙げることができる。 As an example of the state of “a state where at least one of the plurality of recesses is formed in all cross sections in the circumferential direction of the cylinder”, which is a feature of this aspect, the case of FIGS. 4A and 4B Can be mentioned.
図４（ａ）は、上述した図１の行程中央部領域４における、凹部３の配置の一例を示す概略展開図である。図４（ａ）においては、図面の上下方向がシリンダの軸方向であり、図面の左右方向がシリンダの周方向である。図４（ａ）に例示するように、シリンダ周方向に引いた線Ｘは、凹部３ａの最下点５ａが、その下方に最も近接する凹部３ｂの最上点６ｂよりも下側に位置する。また、シリンダ周方向に引いた線Ｙは、凹部３ｂの最下点５ｂが、その下方に最も近接する凹部３ｃの最上点６ｃよりも下方に位置する。このように、上下に近接する凹部同士を、シリンダ軸方向に重なるように配置することにより、シリンダ周方向の全ての断面において複数個の凹部のうちの少なくとも一つの凹部を形成することができる。以上より、ピストンが往復した際に、行程中央部領域において、摺動するピストンリングが、シリンダ軸方向のどの位置においてもシリンダ内壁面との接触面積を小さくすることができ、往復動摩擦の低減に効果を奏する。
FIG. 4A is a schematic development view showing an example of the arrangement of the
ここで、図４（ｂ）も図４（ａ）と同様、上述した図１の行程中央部領域４における、凹部３の配置の一例を示す概略展開図である。図４（ｂ）においても図面の上下方向がシリンダの軸方向であり、図面の左右方向がシリンダの周方向である。図４（ａ）にあっては、凹部３がシリンダ軸方向にわたって均一の面積で形成されているが、この態様に限定されることはなく、図４（ｂ）に示すように、シリンダ軸方向の行程中央部領域４の端部近傍においては凹部３の面積を小さくし、行程中央部領域４の中央部近傍においては凹部の面積を大きくしてもよい。
Here, FIG. 4B is also a schematic development view showing an example of the arrangement of the
本態様において上記凹部の寸法は特に限定されるものではなく、シリンダや共に用いられるピストンリングの寸法等に応じて適宜調整することができる。凹部は、行程中央部領域をシリンダ軸方向に貫くように形成されていてもよいが、シリンダの気密性保持の観点から、上記凹部のシリンダ軸方向の平均長さが、用いられるピストンリングのうちの、最上位のピストンリングのシリンダ軸方向の長さ以下であることが好ましい。より具体的には、用いられるピストンリングのうちの、最上位のピストンリングのシリンダ軸方向の長さの５〜１００％程度とすることが好ましい。 In this embodiment, the size of the recess is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the size of the cylinder and the piston ring used together. The concave portion may be formed so as to penetrate the center region of the stroke in the cylinder axial direction, but from the viewpoint of maintaining the airtightness of the cylinder, the average length of the concave portion in the cylinder axial direction is the piston ring used. The length of the uppermost piston ring is preferably equal to or less than the length in the cylinder axial direction. More specifically, it is preferable that the uppermost piston ring of the used piston rings is about 5 to 100% of the length in the cylinder axial direction.
凹部のシリンダ周方向平均長さは、０．１ｍｍ〜１５ｍｍの範囲内が好ましく、０．３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内が特に好ましい。シリンダ周方向平均長さがこの範囲に満たない場合は、凹部を形成した効果が十分に得られない場合がある。一方で、周方向平均長さがこの範囲を超える場合は、ピストンリングの一部が凹部内へ入り込み、ピストンリングが変形する等の不具合が発生する場合がある。 The average length of the recesses in the cylinder circumferential direction is preferably within a range of 0.1 mm to 15 mm, and particularly preferably within a range of 0.3 mm to 5 mm. When the cylinder circumferential direction average length is less than this range, the effect of forming the concave portion may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the circumferential average length exceeds this range, a part of the piston ring may enter the recess and a problem such as deformation of the piston ring may occur.
凹部のシリンダ径方向平均長さは、０．１μｍ〜１０００μｍの範囲内が好ましく、０．１μｍ〜５００μｍの範囲内がさらに好ましく、０．１μｍ〜５０μｍの範囲内が特に好ましい。凹部のシリンダ径方向平均長さがこの範囲に満たない場合は、凹部を形成した効果が十分に得られない場合がある。一方で、径方向平均長さがこの範囲を超える場合は、加工が困難であり、また、シリンダライナの径方向長さを長くする（肉厚を厚くする）必要がある等の不具合が生じる場合がある。 The average length of the recesses in the cylinder radial direction is preferably in the range of 0.1 μm to 1000 μm, more preferably in the range of 0.1 μm to 500 μm, and particularly preferably in the range of 0.1 μm to 50 μm. When the average length in the cylinder radial direction of the recess is less than this range, the effect of forming the recess may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the radial average length exceeds this range, processing is difficult, and there is a problem such as the need to increase the radial length of the cylinder liner (thicken the wall thickness). There is.
本態様においては、隣り合う凹部間のシリンダ周方向平均長さ（間隔）は、０．１〜１５ｍｍの範囲内が好ましく、０．３ｍｍ〜５ｍｍの範囲内が特に好ましい。隣り合う凹部間のシリンダ周方向平均長さ（間隔）がこの範囲に満たない場合には、ピストンリングが摺動するシリンダライナの内壁面の幅が小さすぎて、ピストンリングとシリンダライナの内壁面とが安定して摺動できない可能性がある。一方で、この範囲を超える場合には、凹部を形成した効果が十分に得られない可能性がある。 In this aspect, the cylinder circumferential direction average length (interval) between adjacent recesses is preferably in the range of 0.1 to 15 mm, and particularly preferably in the range of 0.3 mm to 5 mm. If the cylinder circumferential average length (interval) between adjacent recesses is less than this range, the inner wall surface of the cylinder liner on which the piston ring slides is too small, and the inner wall surface of the piston ring and the cylinder liner May not be able to slide stably. On the other hand, when it exceeds this range, the effect of forming the recess may not be sufficiently obtained.
なお、本態様において上述した凹部の各平均長さは、図５に例示する各箇所の平均長さを意味するものとする。図５（ａ）は、シリンダライナの内壁面の、シリンダ軸方向を図面の上下方向に示した概略展開図である。また、図５（ｂ）は、シリンダライナの、周方向における概略断面図である。前記凹部の軸方向平均長さとは、図５（ａ）に例示するように、シリンダ軸方向における、凹部３の長さの平均である。
In addition, each average length of the recessed part mentioned in this aspect shall mean the average length of each location illustrated in FIG. FIG. 5A is a schematic development view showing the cylinder axial direction of the inner wall surface of the cylinder liner in the vertical direction of the drawing. FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the cylinder liner in the circumferential direction. The average axial length of the concave portion is an average length of the
また、上記凹部３の周方向平均長さとは、図５（ａ）に例示するように、シリンダ周方向における、凹部３の長さの平均である。図５（ｂ）に例示するように、前記凹部３の周方向平均長さとは、内壁面２を含む面における長さの平均を意味するものとし、前記凹部の面積についても同様とする。
Moreover, the circumferential direction average length of the said recessed
また、上記凹部３の径方向長さとは、図５（ｂ）に例示するように、凹部３の底面からシリンダライナ１の内壁面２までの長さの平均である。また、上記凹部間のシリンダ周方向平均長さ（間隔）とは、図５（ａ）および（ｂ）に例示するように、隣り合う凹部３の間隔の平均である。
Moreover, the radial direction length of the said recessed
本態様において、凹部の配置は、前述の通り、「シリンダ周方向の全ての断面に前記凹部が少なくとも一つは形成されている」ように配置する以外、特に限定されるものではない。例えば図６はシリンダライナの内周を周方向に開いた展開図を示すが、図６（ａ）に例示するように、凹部が行程中央部領域をシリンダ軸方向に貫くように形成されていてもよいし、図６（ｂ）に例示するように、シリンダライナの内壁面上にらせん状に形成されていてもよい。また、図６（ｃ）および（ｄ）に例示するように、シリンダ軸方向に特定の長さを有する形状の凹部が一定間隔をおいて配置されていてもよい。さらに、凹部は不規則（ランダム）に配置されていてもよい。加えて、１つのシリンダライナの内壁面上に形成される複数個の凹部の形状や寸法は、互いに異なっていても同一であってもよい。 In this embodiment, the arrangement of the recesses is not particularly limited as described above, except that the recesses are arranged such that “at least one recess is formed in all cross sections in the circumferential direction of the cylinder”. For example, FIG. 6 shows a developed view in which the inner circumference of the cylinder liner is opened in the circumferential direction. As illustrated in FIG. 6A, the recess is formed so as to penetrate the center area of the stroke in the cylinder axial direction. Alternatively, as illustrated in FIG. 6B, it may be formed in a spiral shape on the inner wall surface of the cylinder liner. In addition, as illustrated in FIGS. 6C and 6D, concave portions having a specific length in the cylinder axis direction may be arranged at regular intervals. Furthermore, the recesses may be arranged irregularly (randomly). In addition, the shapes and dimensions of the plurality of recesses formed on the inner wall surface of one cylinder liner may be different or the same.
本態様においては、上記行程中央部領域のみに複数の凹部が形成されており、行程中央部領域の面積を１００％としたときの、全凹部の面積の合計が１〜８０％の範囲内であり、シリンダ周方向の断面当たりに形成される凹部の個数が少なくとも一つ以上であればよく、その他は特に限定されるものではない。しかしながら、シリンダ周方向の一断面に形成される凹部の個数が少なすぎる場合には、凹部を形成し、接触面積を低減することによって得られる往復動摩擦力低減効果が十分に得られない可能性がある。したがって、シリンダ周方向の各断面毎に当該効果を十分に発揮できる程度の凹部を形成することが好ましい。 In this aspect, a plurality of recesses are formed only in the stroke center region, and the total area of all recesses is within a range of 1 to 80% when the area of the stroke center region is 100%. The number of recesses formed per cross section in the cylinder circumferential direction may be at least one, and the others are not particularly limited. However, if the number of recesses formed in one cross section in the circumferential direction of the cylinder is too small, there is a possibility that the effect of reducing the reciprocating frictional force obtained by forming the recesses and reducing the contact area cannot be sufficiently obtained. is there. Therefore, it is preferable to form a recess that can sufficiently exhibit the effect for each cross section in the cylinder circumferential direction.
往復動摩擦力低減効果が得られる程度の凹部とは、共に用いられるピストンの往復動の速度等によって異なるものであるが、本態様においては、行程中央部領域の面積を１００％としたときの、全凹部の面積の合計を１〜８０％とすることが好ましく、１０〜６０％がより好ましく、２０〜５０％が特に好ましい。上記面積率がこの範囲に満たないと、凹部を形成した効果が十分に得られない場合があり、一方で、上記面積率がこの範囲を超えると、接触面積が小さすぎ、ピストンリングがシリンダライナの内壁面を安定して摺動できなくなる等の不都合が生じる可能性がある。前記往復動摩擦力低減効果の観点から、凹部の寸法の好ましい範囲がある。そのため、１つ１つの凹部の寸法を考慮しつつ、面積率が上記範囲内となるように、かつ、全てのシリンダ周方向断面に少なくとも１つの凹部が形成されるように、凹部の個数およびその配置を調整することが必要である。 The concave portion to the extent that the effect of reducing the reciprocating friction force is different depending on the reciprocating speed of the piston used together, but in this aspect, when the area of the stroke center region is 100%, The total area of all the recesses is preferably 1 to 80%, more preferably 10 to 60%, and particularly preferably 20 to 50%. If the area ratio is less than this range, the effect of forming the recess may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the area ratio exceeds this range, the contact area is too small, and the piston ring is in a cylinder liner. Inconveniences such as being unable to slide stably on the inner wall surface may occur. From the viewpoint of the effect of reducing the reciprocating frictional force, there is a preferable range of the size of the recess. Therefore, the number of recesses and the number of recesses are determined so that the area ratio is within the above range and at least one recess is formed in all cylinder circumferential cross-sections while taking into account the size of each recess. It is necessary to adjust the arrangement.
本態様において、「行程中央部領域の面積を１００％としたときの、全凹部の面積の合計」とは、図７（ａ）および（ｂ）に例示するように、凹部３の面積をＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・Ａｎとしたときの、上記行程中央部領域の面積に対するＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・Ａｎの合計の比率を意味するものである。面積率は、行程中央部領域における凹部３の面積Ａ１、Ａ２、Ａ３、・・・Ａｎの合計Ａｔｏｔａｌと、行程中央部領域における凹部３以外の内壁面２の面積Ｂの合計Ｂｔｏｔａｌとを用い、下記式で表される。なお、図７（ａ）に例示するように、ここで凹部３の面積とは、前記凹部３の底部の面積ではなく、内壁面２を含む断面における面積を意味する。
In this aspect, “the total area of all the recesses when the area of the center area of the stroke is 100%” means that the area of the
３．シリンダライナ
本態様におけるシリンダライナは、シリンダ本体の内側に固着して用いられるものであり、ピストンに装着されたピストンリングが、その内壁面上を摺動するものである。本態様のシリンダライナの寸法や材質等は、シリンダ本体の寸法や材質、共に用いられるピストンリング等との相性、さらには運転温度などを考慮し、適宜設計可能である。
3. Cylinder liner The cylinder liner in the present embodiment is used by being fixed inside the cylinder body, and a piston ring mounted on the piston slides on the inner wall surface thereof. The dimensions, materials, and the like of the cylinder liner of this aspect can be appropriately designed in consideration of the dimensions and materials of the cylinder body, compatibility with the piston rings used together, and the operating temperature.
本態様においては、ピストンリングと、シリンダライナの内壁面との往復動摩擦力低減の観点から、上記行程中央部領域の、前記凹部が形成されていない箇所の十点平均粗さＲｚが４μｍ以下とすることが好ましく、２μｍ以下とすることがさらに好ましく、１μｍ以下とすることが特に好ましい。また、本態様においては、シリンダライナの内壁面における、上死点付近の領域、下死点付近の領域、および行程中央部領域等、ピストンが摺動する全ての領域が上記表面粗さを有することが好ましい。なお、上記十点平均粗さＲｚとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４にて規定されているものである。 In this aspect, from the viewpoint of reducing the reciprocating frictional force between the piston ring and the inner wall surface of the cylinder liner, the 10-point average roughness Rz of the portion where the concave portion is not formed in the central region of the stroke is 4 μm or less. Preferably, the thickness is 2 μm or less, more preferably 1 μm or less. Further, in this aspect, all the areas in which the piston slides have the surface roughness, such as the area near the top dead center, the area near the bottom dead center, and the center area of the stroke on the inner wall surface of the cylinder liner. It is preferable. The ten-point average roughness Rz is defined in JIS B0601-1994.
４．シリンダ本体
本態様において用いられるシリンダ本体は、前記シリンダライナをその内側に固着することができればよく、その材質や寸法などは用途や運転温度等に応じて適宜設計可能である。
4). Cylinder body The cylinder body used in this embodiment is only required to be able to fix the cylinder liner to the inside thereof, and its material, dimensions, etc. can be appropriately designed according to the application, operating temperature, and the like.
５．凹部の形成方法
本態様のシリンダの行程中央部領域における複数の凹部の形成方法については、特に限定されることはなく、上述した各条件を満たす凹部を形成することができれば、いかなる方法をも採用することができる。
5). Forming method of the recesses The method for forming the plurality of recesses in the central region of the stroke of the cylinder according to this aspect is not particularly limited, and any method can be adopted as long as the recesses satisfying the above-described conditions can be formed. can do.
例えば、マスキングした後、砥粒を吹き付けることにより凹部を形成するブラスト加工法（後述する実施例で採用）や、マスキングした後、腐食溶液につけ込むことにより凹部を形成する方法、さらには凸版印刷においてインクの代わりに腐食液を使用した腐食加工方法などを採用することができる。 For example, in the blasting method (adopted in the examples described later) for forming recesses by spraying abrasive grains after masking, in the method for forming recesses by masking and then immersed in a corrosive solution, and in letterpress printing A corrosive processing method using a corrosive liquid instead of ink can be employed.
また、本態様のシリンダにおいては、最終的に凹部が形成されていればよく、必ずしも、製造工程においてシリンダ表面を除去して凹部とする必要はなく、逆にシリンダ表面に凸部を形成することにより、結果として当該凸部が形成されなかった部分を凹部としてもよい。 Further, in the cylinder according to this aspect, it is only necessary that the concave portion is finally formed, and it is not always necessary to remove the cylinder surface in the manufacturing process to form the concave portion, and conversely, the convex portion is formed on the cylinder surface. As a result, a portion where the convex portion is not formed may be a concave portion.
この場合、具体的には、所定のマスキングした後、各種ＰＶＤ法によってＰＶＤ皮膜を凸部として形成する方法、またＰＶＤ皮膜の他、クロム、銅、錫、亜鉛、ニッケル、ニッケル−リン等のめっき皮膜や、その他四三酸化鉄、リン酸マンガン、二硫化モリブデン、フッ素樹脂、グラファイト皮膜等用いることができる。 In this case, specifically, after predetermined masking, a method of forming a PVD film as a convex portion by various PVD methods, and plating of chromium, copper, tin, zinc, nickel, nickel-phosphorous, etc. in addition to the PVD film A film, other iron trioxide, manganese phosphate, molybdenum disulfide, a fluororesin, a graphite film, or the like can be used.
６．シリンダと組み合わせて用いられるピストンリング
本態様のシリンダと組み合わせて用いられるピストンリングについては、特に限定されることはなく、現在公知である種々のピストンリングを適宜選択することができる。
6). Piston ring used in combination with the cylinder The piston ring used in combination with the cylinder of the present embodiment is not particularly limited, and various piston rings that are currently known can be appropriately selected.
特に、ピストンリングの外周摺動面は、その目的や用途により種々の形状を呈しているが、本態様のシリンダは、外周摺動面の形状が異なる全てのピストンリングと組み合わせが可能である。 In particular, the outer peripheral sliding surface of the piston ring has various shapes depending on its purpose and application, but the cylinder of this aspect can be combined with all piston rings having different outer peripheral sliding surfaces.
例えば、３本リング構成（２本の圧力リングと、１本のオイルリング）のピストンリングの場合にあっては、第一圧力リングの外周摺動面がバレル形状、偏心バレル形状、テーパ形状等が好ましく、第２圧力リングの外周摺動面が、テーパ形状、アンダーカット形状、アンダーフック形状等が好ましく、合口形状は中断アンダーカット形が好ましく、オイルリングにあっては、コイルエキスパンダとオイルリング本体とからなる２ピース構成オイルリングや２本のサイドレールとスペーサエキスパンダからなる３ピース構成オイルリング等を用いることができ、特に２ピース構成オイルリングの外周摺動面形状がストレート形状やダブルベベル形状、バレル形状、オイルリング本体の上レールの上面側及び下レールの下面側がバレル形状とすることが好ましく、このような組み合わせをすることにより大幅なＬＯＣの改善効果が期待できる
７．シリンダと組み合わせて用いられるピストン
本態様のシリンダと組み合わせて用いられるピストンについても、特に限定されることはなく、現在公知である種々のピストンを適宜選択することができる。
For example, in the case of a piston ring with a three-ring configuration (two pressure rings and one oil ring), the outer peripheral sliding surface of the first pressure ring has a barrel shape, an eccentric barrel shape, a tapered shape, etc. The outer peripheral sliding surface of the second pressure ring is preferably a taper shape, an undercut shape, an underhook shape, etc., and the abutment shape is preferably an interrupted undercut shape. For an oil ring, a coil expander and an oil A two-piece oil ring consisting of a ring body and a three-piece oil ring consisting of two side rails and a spacer expander can be used. Double bevel shape, barrel shape, upper surface side of upper rail of oil ring body and lower surface side of lower rail are barrel shape. 7 it is preferred, it can be expected improvement of significant LOC by such combinations. Piston used in combination with cylinder The piston used in combination with the cylinder of this embodiment is not particularly limited, and various pistons that are currently known can be selected as appropriate.
本態様のシリンダは、その行程中央部領域に複数の凹部を有しているため、当該凹部がオイル溜まりとして機能し、従来のシリンダ（凹部なし）と比べてオイル量が増大することにより、ピストンリングによるオイルのかき残しが生じ、凹部にかき残されたオイルが摺動面に流れ出し、上昇してきたピストンリングにかき上げられたり、残存するオイルが蒸発してしまうことによるＬＯＣの悪化が懸念される。したがって本態様のシリンダと組み合わせ用いるピストンにあっては、オイルを素早く排出するために、オイルドレイン孔（オイルをクランクケースに排出するための孔）をスラスト方向、反スラスト方向にそれぞれ２〜６箇所形成したり、オイルドレイン孔の直径を大きくするなどの工夫をしてもよい。さらに、スラスト方向のオイルドレイン孔の数や大きさを、反スラスト方向に形成されるオイルドレイン孔よりも多く、大きくすることが好ましい。 Since the cylinder of this aspect has a plurality of recesses in the stroke center region, the recesses function as an oil reservoir, and the amount of oil increases as compared with a conventional cylinder (no recesses). There is concern over deterioration of the LOC due to the oil left behind by the ring, the oil left in the recesses flowing out to the sliding surface, being lifted up by the rising piston ring, and remaining oil evaporating. The Therefore, in the piston used in combination with the cylinder of this aspect, in order to quickly drain the oil, 2 to 6 oil drain holes (holes for draining the oil to the crankcase) in the thrust direction and the anti-thrust direction, respectively. It may be devised such as forming or increasing the diameter of the oil drain hole. Furthermore, it is preferable that the number and size of the oil drain holes in the thrust direction be larger than the oil drain holes formed in the anti-thrust direction.
Ｂ．第二態様（ライナレスタイプ）
本態様の第二態様のシリンダは、上記「第一態様」のようなシリンダライナは用いられておらず、シリンダの内壁面に直に上記凹部が形成され、ピストンが当該シリンダの内壁面上を直に摺動するものである。
B. Second aspect (linerless type)
The cylinder according to the second aspect of the present aspect does not use the cylinder liner as in the first aspect, and the concave portion is formed directly on the inner wall surface of the cylinder, and the piston extends over the inner wall surface of the cylinder. It slides directly.
本態様において用いられるシリンダは、その内壁面に直に前記凹部が形成されたものであればよく、その寸法や材質については特に限定されることはない。 The cylinder used in this aspect is not particularly limited as long as the concave portion is formed directly on the inner wall surface, and the dimensions and materials thereof are not particularly limited.
本態様のシリンダは、シリンダライナが用いられず、シリンダの内壁面上に直に凹部が形成されること以外については、上記「Ａ．第一態様」のシリンダライナタイプのシリンダと同様であるため、ここでの説明は省略する。すなわち、「Ａ．第一態様」の「１．行程中央部領域」および「２．凹部」については、本態様のライナレスタイプにもそのまま適用することができ、本態様のシリンダは、その内壁面の行程中央部領域に所定の凹部を設けることにより、上記「第一態様」と同様な効果を奏するものである。 The cylinder of this aspect is the same as the cylinder liner type cylinder of “A. First aspect” except that a cylinder liner is not used and a recess is formed directly on the inner wall surface of the cylinder. Explanation here is omitted. That is, “1. Central region of stroke” and “2. Concavity” of “A. First aspect” can be applied to the linerless type of this aspect as it is. By providing a predetermined recess in the stroke center area of the wall surface, the same effect as the “first aspect” is achieved.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。たとえば、本発明のシリンダ内壁面の材質は、アルミ、アルミ系合金、鋳鉄、鋳鋼、鋼など、従来より使用されている各種材料を用いることができる。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention. For example, as the material for the cylinder inner wall surface of the present invention, various conventionally used materials such as aluminum, aluminum-based alloys, cast iron, cast steel, and steel can be used.
以下に実施例および比較例を示して本発明をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
（実験１）
以下の方法によりシリンダライナを加工し、当該シリンダライナの往復動摩擦力を測定した。
(Experiment 1)
The cylinder liner was processed by the following method, and the reciprocating frictional force of the cylinder liner was measured.
＜シリンダライナの加工＞
図８（ａ）および（ｂ）に示す寸法（ｍｍ）を有するシリンダライナ（材質：ＦＣ２５０）の行程中央部領域に、マスキング板を用い、以下の手順で凹部を形成した。凹部は、図５（ａ）に示す形状および配置で形成した。
<Cylinder liner processing>
A masking plate was used in the stroke center part region of a cylinder liner (material: FC250) having the dimensions (mm) shown in FIGS. The recess was formed in the shape and arrangement shown in FIG.
なお、使用したマスキング板はＳＵＳ４２０製であり、厚さは０．５ｍｍである。
（１）シリンダライナの内壁面に前記マスキング板を固定した。
（２）図９に示すように、シリンダライナ９０をブラスト加工機のターンテーブル９１に固定した。
（３）図９に示すように、シリンダライナ９０の内側にブラスト加工機の砥粒噴出口９２を挿入し、ターンテーブル９１を回転させ、かつ砥粒噴出口９２を上下に移動させながら、砥粒をシリンダライナ９０の内壁面に吐出させた（砥粒噴出口９２が上昇している時のみ砥粒を吐出させた。）。なお、砥粒材としてはアルミナを用い、砥粒径は５３〜７４μｍのものを用いた。砥粒噴出圧は約２ＭＰａであり、ターンテーブル９１の回転数は４ｒｐｍとした。また、砥粒噴出口９２の上下移動時間は５ｍｉｎ×２回とした。
（４）ターンテーブル９１からシリンダライナ９０を取り外し、ついでマスキング板をシリンダライナから取り外した。
（５）シリンダライナ９０の内壁面にホーニング加工を行った。なお、ホーニング加工は、形成された凹部の端部に罵詈が生じている場合があり、これを削除するためである。
（６）形成された凹部の形状は、図５（ａ）の通り菱形であり、軸方向長さ、周方向長さともに１．２ｍｍであった。また、図５（ｂ）に示す凹部のシリンダ径方向長さは５μｍ〜１５μｍであった。
In addition, the used masking board is a product made from SUS420, and thickness is 0.5 mm.
(1) The masking plate was fixed to the inner wall surface of the cylinder liner.
(2) As shown in FIG. 9, the cylinder liner 90 was fixed to the
(3) As shown in FIG. 9, the
(4) The cylinder liner 90 was removed from the
(5) Honing was performed on the inner wall surface of the cylinder liner 90. The honing process is for removing wrinkles that may occur at the ends of the formed recesses.
(6) The shape of the formed recess was a rhombus as shown in FIG. 5A, and both the axial length and the circumferential length were 1.2 mm. Moreover, the cylinder radial direction length of the recessed part shown in FIG.5 (b) was 5 micrometers-15 micrometers.
＜往復動摩擦力の測定＞
上記手順で加工したシリンダライナの往復動摩擦力（Ｎ）を図１０に示す装置を用いて測定した。この際に用いた試験片ピストンリングの軸方向長さｈ１は１．２ｍｍ、径方向長さａ１は３．２ｍｍ、ピストンリングの接線方向張力Ｆｔは９．８Ｎであった。また、往復動摩擦力の測定時の回転数は５０〜７５０ｒｐｍ、ピストンリング周辺温度は８０℃であり、供給油はＳＡＥ粘度１０Ｗ−３０のものを用いた。
<Measurement of reciprocating friction force>
The reciprocating frictional force (N) of the cylinder liner processed by the above procedure was measured using the apparatus shown in FIG. The axial length h1 of the test piece piston ring used at this time was 1.2 mm, the radial length a1 was 3.2 mm, and the tangential tension Ft of the piston ring was 9.8 N. Moreover, the rotation speed at the time of measurement of a reciprocating frictional force was 50-750 rpm, the piston ring ambient temperature was 80 degreeC, and the supply oil used SAE viscosity 10W-30.
本実験例において、シリンダライナに形成された凹部は図８（ａ）に示す通りであり、図中の領域Ｘ、Ｚの部分の凹部の面積率を５％とし、領域Ｙの部分をそれぞれ変化させた。＜評価＞
シリンダライナの内壁面の凹部が形成されていない箇所の十点平均粗さＲｚが２μｍ、凹部のシリンダ径方向平均長さが１０μｍ、回転数が７５０ｒｐｍの際において、以下それぞれの凹部の面積率を有するシリンダライナの摩擦力の測定結果を図１１に示す。図１１においては、凹部が形成されていない、つまり上記面積率が０％の従来例の摩擦力を１．００としたときの摩擦力比を示す。
・従来例 ：凹部の面積率＝０％（凹部なし）
・比較例１：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝０．５％
・実施例１：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝１％
・実施例２：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝２０％
・実施例３：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝５０％
・実施例４：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝８０％
・比較例２：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝８５％
図１１から、上記面積率が行程中央部領域の全域にわたって１〜８０％の範囲においては、効果的に摩擦力が低減されており、摩擦力は上記面積率が５０％までは接触面積の減少効果により摩擦力が減少し、上記面積率が５０％を超えると接触面積が小さくなることによって摺動部の面圧が過剰に高くなり、摩擦力が増加することに起因するものと考えられる。
In this experimental example, the recesses formed in the cylinder liner are as shown in FIG. 8A. The area ratio of the recesses in the regions X and Z in the figure is 5%, and the region Y is changed. I let you. <Evaluation>
When the 10-point average roughness Rz of the inner wall surface of the cylinder liner where the recess is not formed is 2 μm, the average length of the recess in the cylinder radial direction is 10 μm, and the rotational speed is 750 rpm, the area ratio of each recess is as follows. The measurement result of the frictional force of the cylinder liner is shown in FIG. FIG. 11 shows the frictional force ratio when the concave portion is not formed, that is, when the frictional force of the conventional example in which the area ratio is 0% is 1.00.
・ Conventional example: Area ratio of recess = 0% (no recess)
Comparative Example 1: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 0.5%
Example 1: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 1%
Example 2: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 20%
Example 3: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 50%
Example 4: Area ratio of recesses in regions X and Z of FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 80%
Comparative Example 2: Area ratio of recesses in regions X and Z of FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 85%
From FIG. 11, the frictional force is effectively reduced when the area ratio is in the range of 1 to 80% over the entire area of the center of the stroke, and the frictional force decreases in contact area until the area ratio is 50%. It is considered that the frictional force is reduced due to the effect, and when the area ratio exceeds 50%, the contact area becomes small, the surface pressure of the sliding portion becomes excessively high, and the frictional force increases.
次に、シリンダライナの内壁面の凹部が形成されていない箇所の十点平均粗さＲｚが２μｍ、上記図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率を５％として、領域Ｙにおける凹部の面積率を５０％とし、回転数が７５０ｒｐｍの際に、凹部のシリンダ径方向平均長さ（凹部の深さ）が０μｍ（従来例）、０．１μｍ、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５００μｍの場合の測定結果を図１２に示す。図１２においては、凹部が形成されていない、つまり上記凹部のシリンダ径方向平均長さが０μｍの従来例の摩擦力を１．００としたときの摩擦力比を示す。 Next, the ten-point average roughness Rz of the portion where the concave portion of the inner wall surface of the cylinder liner is not formed is 2 μm, the area ratio of the concave portions in the regions X and Z in FIG. When the area ratio of the recesses is 50% and the rotational speed is 750 rpm, the average length in the cylinder radial direction (depth of the recesses) is 0 μm (conventional example), 0.1 μm, 2 μm, 5 μm, 10 μm, 50 μm, The measurement results in the case of 100 μm and 500 μm are shown in FIG. FIG. 12 shows the friction force ratio when the recess is not formed, that is, when the friction force of the conventional example in which the average length of the recess in the cylinder radial direction is 0 μm is 1.00.
図１２から、凹部のシリンダ径方向平均長さが５μｍ以上の場合に効果的に摩擦力が低減されていることが分かる。これは、通常の油膜厚さが５μｍ程度であると考えられるため、凹部のシリンダ径方向平均長さを５μｍ以上にすることでピストンリングが通過する際に潤滑油が凹部内に一時的に退避することが可能となり、潤滑油のせん断抵抗の影響を受けにくくなることに起因するものと考えられる。 FIG. 12 shows that the frictional force is effectively reduced when the average length in the cylinder radial direction of the recess is 5 μm or more. This is because the normal oil film thickness is considered to be about 5 μm, so that the average length in the cylinder radial direction of the recesses is 5 μm or more, so that the lubricating oil is temporarily retracted into the recesses when the piston ring passes. This can be attributed to the fact that it is less susceptible to the shear resistance of the lubricating oil.
上記図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率を５％として、領域Ｙにおける凹部の面積率を５０％とし、凹部のシリンダ径方向平均長さが１０μｍ、回転数が７５０ｒｐｍの際に、シリンダライナの内壁面の十点平均粗さＲｚが０．５μｍ、２μｍ、４μｍ、５μｍの場合の測定結果を図１３に示す。図１３においては、凹部が形成されておらず、かつシリンダの内壁面の十点平均粗さＲｚが２μｍの従来例の摩擦力を１．００としたときの摩擦力比を示す。 When the area ratio of the recesses in the regions X and Z in FIG. 8A is 5%, the area ratio of the recesses in the region Y is 50%, the average length in the cylinder radial direction of the recesses is 10 μm, and the rotational speed is 750 rpm. FIG. 13 shows the measurement results when the ten-point average roughness Rz of the inner wall surface of the cylinder liner is 0.5 μm, 2 μm, 4 μm, and 5 μm. FIG. 13 shows the frictional force ratio when the frictional force of a conventional example in which no concave portion is formed and the ten-point average roughness Rz of the inner wall surface of the cylinder is 2 μm is 1.00.
図１３から、十点平均粗さＲｚが同じ場合でも、凹部が形成されているものは、凹部が形成されていないものに比べて摩擦力が大幅に低減されていることが分かる。また、凹部が形成されているもの同士を比較すると、十点平均粗さＲｚが２μｍを超えると摩擦力が急激に大きくなっていることが分かる。これは、凹部を形成することにより接触面積が小さくなり、凹部が形成されていない場合と比べて摺動部分の面圧が高くなるため、摺動面の表面粗さの影響を受けやすくなることに起因するものと考えられる。 From FIG. 13, it can be seen that even when the ten-point average roughness Rz is the same, the frictional force is significantly reduced in the case where the recess is formed compared to the case where the recess is not formed. Moreover, when the thing in which the recessed part is formed is compared, when the 10-point average roughness Rz exceeds 2 micrometers, it turns out that the frictional force becomes large rapidly. This is because the contact area is reduced by forming a recess, and the surface pressure of the sliding portion is higher than when no recess is formed, and therefore it is more susceptible to the surface roughness of the sliding surface. It is thought to be caused by
（実験２）
図１０に示す装置を用いて、摩擦力による機械的損失（ＦＭＥＰ）を求めた。その際の試験方法は、ピストンに試験片ピストンリングをセットし、馴染み運転をした後、オイル温度８０℃で回転数を７５０ｒｐｍとし摩擦力を測定した。
(Experiment 2)
Using the apparatus shown in FIG. 10, mechanical loss (FMEP) due to frictional force was determined. In this test method, a test piece piston ring was set on the piston, and after a familiar operation, the friction force was measured at an oil temperature of 80 ° C. and a rotation speed of 750 rpm.
本実験例においても、前記実験１と同様に、シリンダライナに形成された凹部は図８（ａ）に示す通りであり、図中の領域Ｘ、Ｚの凹部の面積率を５％とし、領域Ｙの凹部の面積率をそれぞれ変化させた。具体的には以下の通りである。
・実施例３：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝５０％
・実施例５：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝１〜２０％
・実施例６：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝２０〜５０％
・実施例７：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝５０〜８０％
・従来例 ：凹部の面積率＝０％（凹部なし）
・比較例３：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝０〜２０％
・比較例４：図８（ａ）の領域ＸおよびＺにおける凹部の面積率＝５％
図８（ａ）の領域Ｙにおける凹部の面積率＝５０〜８５％
なお、面積率を範囲をもって記載してあるものは、シリンダライナの周方向断面をランダムに数カ所測定し、その断面における凹部の面積率を測定し、その上限値と下限値をもって面積率の範囲としたからである。つまり、例えば実施例５は、行程中央部領域における領域Ｙのある部分の周方向断面の凹部面積率を測定した場合１％であり、違うある部分を測定した場合１０％であり、さらに違う部分を測定した場合２０％であり、その下限値が１％で上限値が２０％であったことを意味する。一方で、例えば比較例３は、行程中央部領域における領域Ｙのある部分の周方向断面の凹部面積率を測定した場合０％であり（つまり、その断面には凹部が形成されていない）、違うある部分を測定した場合２０％であり、その下限値が０％で上限値が２０％であったことを意味する。従って、実施例３、５〜７、および比較例４については、行程中央部領域におけるシリンダ周方向の全ての断面には、少なくとも１つの凹部が形成されていることになる。
Also in this experiment example, as in the
Example 3: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 50%
Example 5: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 1 to 20%
Example 6: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 20 to 50%
Example 7: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y in FIG. 8A = 50 to 80%
・ Conventional example: Area ratio of recess = 0% (no recess)
Comparative Example 3: Area ratio of recesses in regions X and Z of FIG. 8A = 5%
The area ratio of the recesses in the region Y in FIG.
Comparative Example 4: Area ratio of recesses in regions X and Z in FIG. 8A = 5%
Area ratio of recesses in region Y of FIG. 8A = 50 to 85%
In addition, the area ratio is described with a range, the circumferential section of the cylinder liner is randomly measured at several points, the area ratio of the recesses in the cross section is measured, and the area ratio range with the upper and lower limits Because. That is, for example, Example 5 is 1% when the recess area ratio of the circumferential cross section of a part of the region Y in the center area of the stroke is measured, 10% when a different part is measured, and a further different part Is 20%, which means that the lower limit is 1% and the upper limit is 20%. On the other hand, for example, Comparative Example 3 is 0% when the recess area ratio of the circumferential cross section of the portion with the region Y in the stroke center region is 0% (that is, no recess is formed in the cross section), When a different part was measured, it was 20%, which means that the lower limit was 0% and the upper limit was 20%. Therefore, in Examples 3, 5 to 7, and Comparative Example 4, at least one recess is formed in all cross sections in the cylinder circumferential direction in the stroke center region.
＜評価＞
機械的損失の測定結果を図１４に示す。図１４においては、凹部が形成されていない従来例１の機械的損失を１．００としたときの、その他のシリンダライナの機械的損失比を示す。
<Evaluation>
The measurement result of mechanical loss is shown in FIG. FIG. 14 shows the mechanical loss ratio of other cylinder liners when the mechanical loss of Conventional Example 1 where no recess is formed is 1.00.
図１４から、行程中央部に凹部を形成することにより機械的な損失が少なくなることが分かるとともに、実施例５と比較例３などを比較すると、行程中央部領域に単に凹部を形成するのみならず、当該領域におけるどの周方向断面においても凹部が必ず存在するように形成した方が、機械的な損失の低減に効果があることが分かる。 From FIG. 14, it can be seen that the mechanical loss is reduced by forming the concave portion in the center of the stroke, and when Example 5 is compared with Comparative Example 3 and the like, if the concave portion is simply formed in the central region of the stroke. First, it can be seen that the formation of the concave portion in any circumferential cross section in the region is effective in reducing the mechanical loss.
（実験３）
図８（ｂ）に示す寸法（ｍｍ）を有するシリンダライナ（材質：ＦＣ２５０）の行程中央部領域に、前記実験１と同様の要領で面積率５〜５０％の凹部を形成した。面積率が５％の部分、５０％の部分はそれぞれ図８（ｂ）に示すとおりである。なお、凹部は、図５（ａ）に示す菱形であり、図５（ｂ）に示す凹部のシリンダ径方向長さは５〜１５μｍであった。
(Experiment 3)
A recess having an area ratio of 5 to 50% was formed in the same way as in
＜往復動摩擦力の測定＞
上記手順で加工したシリンダライナの往復動摩擦力（Ｎ）を図１０に示す装置を用いて測定した。この際に用いた試験片ピストンリングの軸方向長さｈ１は１．５ｍｍ、径方向長さａ１は１．５ｍｍ、ピストンリングの接線方向張力Ｆｔは９．８Ｎであった。また、往復動摩擦力の測定時の回転数は７００ｒｐｍ、ピストンリング周辺温度は８０℃であり、供給油はＳＡＥ粘度１０Ｗ−３０のものを用いた。
<Measurement of reciprocating friction force>
The reciprocating frictional force (N) of the cylinder liner processed by the above procedure was measured using the apparatus shown in FIG. The axial length h1 of the test piece piston ring used at this time was 1.5 mm, the radial length a1 was 1.5 mm, and the tangential tension Ft of the piston ring was 9.8 N. In addition, the rotational speed at the time of measurement of the reciprocating frictional force was 700 rpm, the piston ring ambient temperature was 80 ° C., and the supply oil was SAE viscosity 10W-30.
＜評価＞
シリンダライナの内壁面の凹部が形成されていない箇所の十点平均粗さＲｚが２μｍで、凹部が形成されていない面積率０％の従来例、ピストンリングの軸方向長さｈ１（１．５ｍｍ）に対し、凹部の軸方向長さが２％、５％、５０％、７０％、９８％、１００％、１０５％、１５０％の場合の摩擦力測定結果を図１５に示す。図１５においては、凹部が形成されていない従来例の摩擦力を１としたときの摩擦力比を示す。
<Evaluation>
Conventional example in which the ten-point average roughness Rz of the inner wall surface of the cylinder liner where the recess is not formed is 2 μm and the area ratio is 0% where the recess is not formed, the axial length h1 (1.5 mm of the piston ring) 15) FIG. 15 shows the results of measuring the frictional force when the axial length of the recess is 2%, 5%, 50%, 70%, 98%, 100%, 105%, 150%. FIG. 15 shows the friction force ratio when the friction force of the conventional example in which no recess is formed is 1.
図１５からも明らかなように、シリンダライナの内壁面に凹部を形成した方が摩擦力を低減することができ、凹部の軸方向長さは、ピストンリングの軸方向長さに対して５％以上が好ましいことが分かる。 As is apparent from FIG. 15, the frictional force can be reduced by forming the recess on the inner wall surface of the cylinder liner, and the axial length of the recess is 5% of the axial length of the piston ring. It turns out that the above is preferable.
（実験４）
実験３に引き続き、シリンダライナを実機に搭載しブローバイガス試験を行った。具体的には、排気量：８８６２ｃｃ、シリンダ数：６、シリンダ径、１１２ｍｍ、ストローク：１５０ｍｍのディーゼルエンジンを用いた。また、回転数は１８００ｒｐｍとし、水温は８０℃とした。
(Experiment 4)
Subsequent to Experiment 3, a cylinder liner was installed in the actual machine and a blow-by gas test was conducted. Specifically, a diesel engine having a displacement of 8862 cc, a number of cylinders of 6, a cylinder diameter of 112 mm, and a stroke of 150 mm was used. The rotation speed was 1800 rpm and the water temperature was 80 ° C.
ピストンリングは３本構成とし、第１圧力リングはバレルフェース形状フルキーストンリング（ｈ１＝２．９４８ｍｍ、ａ１＝４．３５ｍｍ）、第２圧力リングはテーパーアンダーカット形状リング（ｈ１＝２ｍｍ、ａ１＝４．３ｍｍ）、オイルリングはコイルエキスパンダとオイルリング本体とからなる２ピースオイルリング（ｈ１＝４ｍｍ、ａ１＝２．３５ｍｍ）を用いた。 There are three piston rings, the first pressure ring is a barrel face shape full keystone ring (h1 = 2.948 mm, a1 = 4.35 mm), the second pressure ring is a tapered undercut shape ring (h1 = 2 mm, a1 = 4.3 mm), the oil ring used was a two-piece oil ring (h1 = 4 mm, a1 = 2.35 mm) comprising a coil expander and an oil ring body.
ここで、シリンダライナに形成された凹部は図８（ｂ）の通りであり、その面積率は５〜５０％である。 Here, the recessed part formed in the cylinder liner is as FIG.8 (b), The area ratio is 5 to 50%.
凹部が形成されていない面積率０％の従来例、ピストンリングの軸方向長さｈ１（２．９４８ｍｍ）に対し、凹部の軸方向長さが２％、５％、５０％、７０％、９８％、１００％、１０５％、１５０％の場合のブローバイガス測定結果を図１６に示す。なお、図１６においては、凹部が形成されていない従来例のブローバイガス量を１としたときのブローバイガス量比を示す。 In contrast to the conventional example in which the concave portion is not formed and the area ratio is 0%, the axial length h1 (2.948 mm) of the piston ring is 2%, 5%, 50%, 70%, 98 FIG. 16 shows the blow-by gas measurement results for%, 100%, 105%, and 150%. FIG. 16 shows the blow-by gas amount ratio when the blow-by gas amount of the conventional example in which no recess is formed is 1.
図１６からも明らかなように、凹部の軸方向長さが１００％を超えると、つまり凹部の軸方向長さが、第１圧力リングの軸方向長さ（ｈ１）よりも長くなると、ブローバイガス量が多くなってしまうことが分かる。 As is clear from FIG. 16, when the axial length of the recess exceeds 100%, that is, when the axial length of the recess is longer than the axial length (h1) of the first pressure ring, blow-by gas It turns out that the quantity will increase.
実験４と実験３との結果から、凹部の軸方向長さは、最上位のピストンリングの軸方向長さ（ｈ１）に対し５〜１００％であることが好ましいことが分かる。
From the results of
なお、本発明は上記実施例には限定されないことは言うまでもない。例えば、上記実施例においては、凹部の形成にあたりブラスト加工法を用いたが、これに限定されることはなく、腐食溶液を用いる方法で行ってもよい。また、上記実施例においてはマスキング板を用いたが、これに限定されることはなく、樹脂からなるマスキングシート等を用いてもよい。 Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the blasting method is used for forming the recess, but the method is not limited to this, and a method using a corrosive solution may be used. Moreover, although the masking board was used in the said Example, it is not limited to this, You may use the masking sheet etc. which consist of resin.
１…シリンダライナ
２…内壁面
３…凹部
４…行程中央部領域
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記シリンダの内壁面のうち、前記ピストンの上死点における最下位のピストンリングのリング溝の下面位置から、前記ピストンの下死点における最上位のピストンリングのリング溝の上面位置までの間の領域である行程中央部領域に複数の凹部が形成されており、
前記行程中央部領域の面積を１００％としたときの、全凹部の面積の合計が１〜８０％の範囲内であり、
かつ、当該行程中央部領域における、シリンダ周方向の全ての断面には、前記複数の凹部のうち少なくとも一つの凹部が形成されており、
前記シリンダの内壁面の、前記行程中央部領域以外の領域には前記凹部が形成されていないことを特徴とするシリンダ。 A cylinder in which a piston slides on an inner wall surface,
Of the inner wall surface of the cylinder, between the lower surface position of the ring groove of the lowest piston ring at the top dead center of the piston and the upper surface position of the ring groove of the uppermost piston ring at the bottom dead center of the piston A plurality of recesses are formed in the central region of the stroke that is the region,
When the area of the stroke center region is 100%, the total area of all the recesses is in the range of 1 to 80%,
And, in all cross sections in the cylinder circumferential direction in the stroke center region, at least one of the plurality of recesses is formed,
The cylinder is characterized in that the concave portion is not formed in a region other than the central region of the stroke on the inner wall surface of the cylinder.
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