JP2017057825A - Surface processing method for cylinder bore surface - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシリンダボア面の表面処理方法に関する。 The present invention relates to a surface treatment method for a cylinder bore surface.
エンジンにおいて、ピストンとピストンを摺動可能に収納するシリンダブロックのシリンダボアとの焼付きを防止するため、シリンダボア面に表面処理を施すのが一般的である。特許文献1には、二硫化モリブデンからなる微粒子ショット材を用いてシリンダボアの内周面にショットピーニングを施し、シリンダボア面に二硫化モリブデンを埋め込む技術が記載されている。 In an engine, in order to prevent seizure between a piston and a cylinder bore of a cylinder block that slidably accommodates the piston, a surface treatment is generally applied to the cylinder bore surface. Patent Document 1 describes a technique in which shot peening is performed on the inner peripheral surface of a cylinder bore using a fine particle shot material made of molybdenum disulfide, and molybdenum disulfide is embedded in the cylinder bore surface.
しかしながら、特許文献1の技術では、シリンダボア面がショットピーニングの際に生じた凹凸により十分に平滑にならず、シリンダボア面とピストンとの摺動抵抗が増大する場合があった。 However, in the technique of Patent Document 1, the cylinder bore surface is not sufficiently smooth due to the unevenness generated during shot peening, and the sliding resistance between the cylinder bore surface and the piston may increase.
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、シリンダボア面とピストンとの摺動抵抗を増大させることなくシリンダボア面に表面処理を施すことができるシリンダボア面の表面処理方法を提供することを目的とする The present invention has been made in view of the above background, and provides a surface treatment method of a cylinder bore surface that can perform surface treatment on the cylinder bore surface without increasing the sliding resistance between the cylinder bore surface and the piston. Aim
本発明は、シリンダボア面の表面処理方法であって、シリンダブロックのシリンダボア面に複数のくぼみを形成する工程と、前記くぼみに固体潤滑剤を充填する工程と、前記固体潤滑剤の充填後に前記シリンダボア面の表面仕上げを行う工程と、を有するものである。 The present invention relates to a surface treatment method for a cylinder bore surface, the step of forming a plurality of depressions on a cylinder bore surface of a cylinder block, the step of filling the depressions with a solid lubricant, and the cylinder bore after filling with the solid lubricant. And a step of performing surface finishing of the surface.
シリンダボア面とピストンとの摺動抵抗を増大させることなくシリンダボア面に表面処理を施すことができる。 Surface treatment can be applied to the cylinder bore surface without increasing the sliding resistance between the cylinder bore surface and the piston.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態は、車両に搭載されるエンジンのシリンダブロックを対象としている。
図1は、シリンダボア面が表面処理されたシリンダブロック1の概略構成を示す図である。図1に示すように、シリンダブロック1には、ピストン2を摺動可能に収容するシリンダボア3が形成されている。シリンダブロック1は鋳鉄やアルミ合金などの金属材料で形成されている。ピストン2の外周面には複数の溝が所定の間隔を隔てて形成され、これらの溝にピストンリング2aが嵌め込まれている。これらのピストンリング2aがシリンダボア面4に摺接する。シリンダボア3におけるシリンダボア面4には、ピストン2が摺動することによる焼付きを防止するための表面処理が施されている。シリンダボア面4は、二硫化モリブデン(MoS2)やグラファイトなどの固体潤滑剤5が埋め込まれたディンプル(くぼみ)6を有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present embodiment is intended for a cylinder block of an engine mounted on a vehicle.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a cylinder block 1 having a cylinder bore surface subjected to surface treatment. As shown in FIG. 1, the cylinder block 1 is formed with a
図2A及び図2Bは、ディンプル6の形状の一例について説明する図である。図2Aはシリンダボア3内から見た図、図2Bは図2AのIIB−IIB線に沿う断面図である。図2A及び図2Bに示すように、ディンプル6の形状は半球状である。図中に示すディンプル6の各寸法について、例えば、直径Dを2mm、深さLを45μm、ピッチPを4〜8mm程度としてもよい。
2A and 2B are diagrams for explaining an example of the shape of the
図3A及び図3Bは、ディンプル6の形状の別の一例について説明する図である。図3Aはシリンダボア3内から見た図、図3Bは図3AのIIIB−IIIB線に沿う断面図である。図3A及び図3Bに示すように、ディンプル6の形状は直方体状である。図中に示すディンプル6の各寸法について、例えば、各辺の長さD2を0.2mm、深さL2を60μm、ピッチP2を0.4mmとしてもよい。
3A and 3B are diagrams for explaining another example of the shape of the
次に、シリンダブロック1におけるシリンダボア面4の表面処理工程の流れについて以下で説明する。
図4は、シリンダブロック1におけるシリンダボア面4の表面処理工程の流れを示すフローチャートである。図4に示すように、まず、パンチ加工により、シリンダボア面4にディンプル6を形成する(ステップS1)。次に、シリンダボア面4に対し固体潤滑剤5を噴射してシリンダボア面4に固体潤滑剤5を充填する(ステップS2)。そして、研磨などによりシリンダボア面4に対して表面仕上げを行う(ステップS3)。
Next, the flow of the surface treatment process of the
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the surface treatment process of the
図5は、ディンプル6の形成工程後(図4のステップS1の処理後)のシリンダボア面4の状態を示す図である。なお、図5では、図1において破線で囲まれた領域(領域A)のみ示す。図5に示すように、シリンダボア面4のほぼ全域にわたって一様の密度でディンプル6が形成されている。ディンプル6は、シリンダボア面4においてピストン2を摺動させたときに焼付きを十分に抑制できる程度に密に形成する。
FIG. 5 is a diagram showing a state of the
図6は、固体潤滑剤5の充填工程後(図4のステップS2の処理後)のシリンダボア面4の状態を示す図である。なお、図6では、図1において破線で囲まれた領域(領域A)のみ示す。図6に示すように、固体潤滑剤5がシリンダボア面4に形成されたディンプル6に充填されている。また、シリンダボア面4のほぼ全域にわたり固体潤滑剤5が堆積している。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of the
図7は、表面仕上げ処理後(図4のステップS3の処理後)のシリンダボア面4の状態を示す図である。なお、図7では、図1において破線で囲まれた領域(領域A)のみ示す。図7に示すように、シリンダボア面4において、ディンプル6には固体潤滑剤5が充填されているが、ディンプル6のある箇所以外の表面は金属部分4aが露出している。
FIG. 7 is a diagram showing a state of the
シリンダボア面4に形成されたディンプル6に固体潤滑剤5が埋め込まれることによって、ピストン2の相対速度が遅くなる上死点及び下死点付近でもシリンダボア面4に焼付きが発生しない。また、固体潤滑剤5を充填後にシリンダボア面4の表面仕上げを行うことで、シリンダボア面4を十分に平滑化することができる。これにより、シリンダボア面4とピストン2との摺動抵抗を増大させることなくシリンダボア面4に表面処理を施すことができる。
Since the
シリンダボア面の全てを樹脂コーティングした場合、ピストンの摺動により比較的短期間で樹脂の磨耗が進みピストンとシリンダボア面(すなわち、樹脂によるコーティング面)とのクリアランスが変化する。つまり、ピストンの摺動により比較的短期間で上述のクリアランスが樹脂の膜厚分変化する。これに対し、本発明では、シリンダボア面4は、ディンプル6に固体潤滑剤5が充填された箇所以外は金属部分4aであるため、樹脂コーティングした場合のようにピストン2とシリンダボア面4とのクリアランスが比較的短期間で変化してしまうことはない。つまり、上述のクリアランスの変化は、シリンダボア面を樹脂コーティングしない場合とほぼ同等である。
When all the cylinder bore surfaces are coated with resin, the sliding of the piston causes the wear of the resin to proceed in a relatively short period of time, and the clearance between the piston and the cylinder bore surface (that is, the resin-coated surface) changes. That is, the above-described clearance changes by the thickness of the resin in a relatively short period due to the sliding of the piston. On the other hand, in the present invention, the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施の形態ではパンチ加工によってシリンダボア面4にディンプル6を形成したが、ショットピーニングによってシリンダボア面4にディンプル6を形成してもよい。また、ディンプル6の形状は半球状や直方体状に限るものではない。例えば、円錐状であっても三角錐状であってもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the present embodiment, the
1 シリンダブロック
2 ピストン
3 シリンダボア
4 シリンダボア面
4a 金属部分
5 固体潤滑剤
6 ディンプル
1 Cylinder block 2
Claims (1)
前記くぼみに固体潤滑剤を充填する工程と、
前記固体潤滑剤の充填後に前記シリンダボア面の表面仕上げを行う工程と、を有するシリンダボア面の表面処理方法。 Forming a plurality of depressions on the cylinder bore surface of the cylinder block;
Filling the recess with a solid lubricant;
And surface finishing the cylinder bore surface after filling with the solid lubricant.
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JP2015185213A JP2017057825A (en) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | Surface processing method for cylinder bore surface |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2004232034A (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Wear resistant thermal spray coating |
WO2010044216A1 (en) * | 2008-10-15 | 2010-04-22 | 本田技研工業株式会社 | Sliding member and method for manufacturing the same |
-
2015
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