JPS58155250A - 内燃機関用シリンダの製造方法 - Google Patents
内燃機関用シリンダの製造方法Info
- Publication number
- JPS58155250A JPS58155250A JP3923382A JP3923382A JPS58155250A JP S58155250 A JPS58155250 A JP S58155250A JP 3923382 A JP3923382 A JP 3923382A JP 3923382 A JP3923382 A JP 3923382A JP S58155250 A JPS58155250 A JP S58155250A
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- JP
- Japan
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- cylinder
- coating material
- cathode
- anode
- voltage
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリンダ自体欠イオンブレーティングを行なう
際の真空容器として利用するようにし定内燃機関用シリ
ンダの製造方法に関する。
際の真空容器として利用するようにし定内燃機関用シリ
ンダの製造方法に関する。
自動車のエンジンなどに用いる内燃機関用シリンダは軽
量化等の要請Ｄ・ら、現在ではアルミ合金を素材とした
ものが採用されている。このようなアルミ合金などの軽
金属製のシリンダは鋳鉄製シリンダて比べ耐摩耗性、耐
焼付性に劣るたぬ、一般に鋳鉄性スリーブ７設けるよう
にしている。この鋳鉄製スリーブ自体けるには鋳込み或
いは圧入によっているが、鋳込みによる場合は、鋳造作
業性が悪くスリーブ自体のコストも高いという不利があ
り、ま１こ圧入による場合は、圧入面の加工が必要とな
り、結局コストアップとなるという不利がある。
量化等の要請Ｄ・ら、現在ではアルミ合金を素材とした
ものが採用されている。このようなアルミ合金などの軽
金属製のシリンダは鋳鉄製シリンダて比べ耐摩耗性、耐
焼付性に劣るたぬ、一般に鋳鉄性スリーブ７設けるよう
にしている。この鋳鉄製スリーブ自体けるには鋳込み或
いは圧入によっているが、鋳込みによる場合は、鋳造作
業性が悪くスリーブ自体のコストも高いという不利があ
り、ま１こ圧入による場合は、圧入面の加工が必要とな
り、結局コストアップとなるという不利がある。
このたぬ、線爆溶射法により耐摩耗性材料をシリンダ内
面に溶融飛散させ、該内面に耐摩耗性の皮膜乞形成する
ようにしたもの、或いは、高硬度・高犠点の物質を高温
（１０，０００℃〜２０，０００℃）のプラズマ炎の中
に投入して溶融微粒子とし、この微粒子ヲ３５０〜４３
０ ｍ／ｓｅｅのジェット流により高速度でシリンダ内
面に吹き付けて溶射皮膜乞形成するようにし１こプラズ
マ溶射法がある。
面に溶融飛散させ、該内面に耐摩耗性の皮膜乞形成する
ようにしたもの、或いは、高硬度・高犠点の物質を高温
（１０，０００℃〜２０，０００℃）のプラズマ炎の中
に投入して溶融微粒子とし、この微粒子ヲ３５０〜４３
０ ｍ／ｓｅｅのジェット流により高速度でシリンダ内
面に吹き付けて溶射皮膜乞形成するようにし１こプラズ
マ溶射法がある。
しＬ）シながら、これらの方法によってシリンダ内面に
数十μの比較的厚い皮膜χ形成しようとしても、溶射粒
子の大きさ、リ−だ７ ）（程度である１こめ、均−且
つ緻密な皮膜を形成することは困難である。
数十μの比較的厚い皮膜χ形成しようとしても、溶射粒
子の大きさ、リ−だ７ ）（程度である１こめ、均−且
つ緻密な皮膜を形成することは困難である。
このｆこぬ、やや厚めに皮膜を形成しに後に仕」二加工
ケ施さなければならない。その結果耐摩耗性材料が飛散
し１こり、仕上加工に伴なう材料の歩留りが悪く、ま定
皮膜は高硬度であるため加工が面倒であり、更に線爆溶
射或いはプラズマ溶射によって形成され１こ皮膜の密着
性は、下地処理を充分に行っても内燃機関のシリンダ内
面という最も苛酷な条件下で使用される面に対しては充
分とはいえず、剥離強度Ｖこおいて満足し得る皮膜を得
ることはできない。
ケ施さなければならない。その結果耐摩耗性材料が飛散
し１こり、仕上加工に伴なう材料の歩留りが悪く、ま定
皮膜は高硬度であるため加工が面倒であり、更に線爆溶
射或いはプラズマ溶射によって形成され１こ皮膜の密着
性は、下地処理を充分に行っても内燃機関のシリンダ内
面という最も苛酷な条件下で使用される面に対しては充
分とはいえず、剥離強度Ｖこおいて満足し得る皮膜を得
ることはできない。
ま１こハードクロムやＮ１−Ｗ等の複合メッキを湿式メ
ッキによって施す方法もあるが、この方法による場合は
非常にコスト高となり、またシリンダ全体をメッキ浴中
に浸漬１〜て行なわなければならず、メッキ装置目体が
大型化し、且つ防メッキ面のマヌギング処理が面倒で、
メッキ処理も長時間ン要し、史に廃液処理等の間噴もあ
る。
ッキによって施す方法もあるが、この方法による場合は
非常にコスト高となり、またシリンダ全体をメッキ浴中
に浸漬１〜て行なわなければならず、メッキ装置目体が
大型化し、且つ防メッキ面のマヌギング処理が面倒で、
メッキ処理も長時間ン要し、史に廃液処理等の間噴もあ
る。
本発明者は上述の如きシリンダ製造におけろ従来の問題
点に鑑み、これを有効に解決１−べく本発明ケ成し１こ
ものであり、その目的どするところはシリンダの内面に
、密着性、耐摩耗性及び耐焼付性に優れた均−且つ緻密
な金属皮膜ケ容易に形成し得るとともに、仕」−加工を
不要とすることも可能とした内燃機関用シリンダの製造
方法ン提供するにある。
点に鑑み、これを有効に解決１−べく本発明ケ成し１こ
ものであり、その目的どするところはシリンダの内面に
、密着性、耐摩耗性及び耐焼付性に優れた均−且つ緻密
な金属皮膜ケ容易に形成し得るとともに、仕」−加工を
不要とすることも可能とした内燃機関用シリンダの製造
方法ン提供するにある。
斯る目的ケ達成すべく本発明はアルミ合金などの軽金属
からなるシリンダ自体７ａ：′密閉容器の一部とすると
共に陰極とし、ｉ ｒ＝ココ−ィング物質を入れた収納
部材若しくはコーテイング物質の近傍の部材馨陽極とし
、−ヒ記シリンダ内にコーテイング物質が臨むようにし
てシリンダの−Ｌ部及び下部馨密閉し、次いでシリンダ
の内部空間ヲ減圧して所定の貞空朋とした後上記陰極と
陽極間に電圧を印加］〜でグロー放ｔ’ｒなさしめ、加
熱することで溶融蒸発せしめられた蒸発粒子をグロー放
電によってイオン化し、この蒸発粒子をシリンダの内面
に蒸着せしぬるようにし１ここと馨その要旨としている
。
からなるシリンダ自体７ａ：′密閉容器の一部とすると
共に陰極とし、ｉ ｒ＝ココ−ィング物質を入れた収納
部材若しくはコーテイング物質の近傍の部材馨陽極とし
、−ヒ記シリンダ内にコーテイング物質が臨むようにし
てシリンダの−Ｌ部及び下部馨密閉し、次いでシリンダ
の内部空間ヲ減圧して所定の貞空朋とした後上記陰極と
陽極間に電圧を印加］〜でグロー放ｔ’ｒなさしめ、加
熱することで溶融蒸発せしめられた蒸発粒子をグロー放
電によってイオン化し、この蒸発粒子をシリンダの内面
に蒸着せしぬるようにし１ここと馨その要旨としている
。
以下に本発明の実施の一例を添旬図面乞参照しつつ詳細
に述べる。
に述べる。
図中１は上下端を開口したアルミ合金製シリンダであり
、このシリンダ１の内面は予め設定し定住上げ代ΔｌＴ
ｘもｆこせて加工している。即ち例えば４０ ｔｔの金
属皮膜を上記シリンダ１内面に形成しようとする場合に
は仕上げ代Δｌ’ｔ ４０μとしておく。ま１こ２は上
部キャップ、３は下部キャップであり、夫々のキャップ
２，３の上記シリンダ１の端面と当接する部分には耐熱
性シール材４．４を設け、シリンダ１内面とキャップ２
．３とによって形成される内部空間Ｓの気密性を保持し
得るようにしている。
、このシリンダ１の内面は予め設定し定住上げ代ΔｌＴ
ｘもｆこせて加工している。即ち例えば４０ ｔｔの金
属皮膜を上記シリンダ１内面に形成しようとする場合に
は仕上げ代Δｌ’ｔ ４０μとしておく。ま１こ２は上
部キャップ、３は下部キャップであり、夫々のキャップ
２，３の上記シリンダ１の端面と当接する部分には耐熱
性シール材４．４を設け、シリンダ１内面とキャップ２
．３とによって形成される内部空間Ｓの気密性を保持し
得るようにしている。
上記下部キャップ３は基台５上に一体的に形成された筒
状をなし、この筒内はバイブロを介して負空非気系につ
ながり、１ ｒｓ筒内には基台５に立設し１こ支柱７に
支持されろボート８乞配設し、このボート８の四部にＦ
ｅ、 Ｃｒ、 ＭＯ，Ｗなどの高硬度、高融点金属或い
はこれらの複合材料ヶコーティング９勿′玖９として入
れている。
状をなし、この筒内はバイブロを介して負空非気系につ
ながり、１ ｒｓ筒内には基台５に立設し１こ支柱７に
支持されろボート８乞配設し、このボート８の四部にＦ
ｅ、 Ｃｒ、 ＭＯ，Ｗなどの高硬度、高融点金属或い
はこれらの複合材料ヶコーティング９勿′玖９として入
れている。
ま定上記キャップ３の側壁の−・部には開口１０に形成
し、この開口１０に絶縁体１１を嵌着し、この絶縁体１
１内を通るリード線１２によって外部に配置した高圧Ｄ
Ｃ電源１３とボート８とを接続し、一方この電源１３と
上記シリンダ１とを接続することで、ボート８が陽極と
なりシリンダ１が陰極となるようにしている。
し、この開口１０に絶縁体１１を嵌着し、この絶縁体１
１内を通るリード線１２によって外部に配置した高圧Ｄ
Ｃ電源１３とボート８とを接続し、一方この電源１３と
上記シリンダ１とを接続することで、ボート８が陽極と
なりシリンダ１が陰極となるようにしている。
そしてボート８はそれ自身電子ビーム発生装置となって
おり、高電圧で加速された電子ビームをコーテイング物
質９に当て、電子の運動エネルギーを熱エネルギーに変
換してコーティング物質ケ蒸発せしめるようにしている
。更にボート８は絶縁体１１内を通る冷却パイプ１４に
よって冷却されるようになっている。
おり、高電圧で加速された電子ビームをコーテイング物
質９に当て、電子の運動エネルギーを熱エネルギーに変
換してコーティング物質ケ蒸発せしめるようにしている
。更にボート８は絶縁体１１内を通る冷却パイプ１４に
よって冷却されるようになっている。
尚、コーテイング物質の加熱手段として（工、電子ビー
ム発生装置によらず、ボート８に図示しない電源に接続
する抵抗加熱コイルヶ設けるようにするが、或いはコー
ティング物質自体ソ線状とし直接通電加熱して蒸発せし
ｙ）ろよ５にしてもよい。
ム発生装置によらず、ボート８に図示しない電源に接続
する抵抗加熱コイルヶ設けるようにするが、或いはコー
ティング物質自体ソ線状とし直接通電加熱して蒸発せし
ｙ）ろよ５にしてもよい。
以上において、シリンダ１の上下の開［１部ぞ上部キャ
ップ２及び下部ギャップ３’により気密に閉塞し、バイ
ブロを介して、内部空間Ｓ内を減圧し、所定の真空度に
達１〜′１．ニならば、陰極と陽極との間、即ちシリン
ダ１とボート８との間に電圧に印加し、グロー放電を発
生させる。−ｆ：してコーテイング物質９を加熱し蒸発
を開始する。そして、蒸発粒子（原子）はグロー放電域
？進むうちに一部がイオン化し、このイオン化しｆこ蒸
発粒子は加熱による運動エネルキーと電解によって加速
されるエネルギーの合成によって強く陰極即ちシリンダ
の内面に引きつけられる。このようにＬ７てシリンダ１
の内面に達した蒸発粒子は失つ１こ電子馨内び獲得して
中性に戻りぬつき層つ捷り高硬度、高融点の金属皮膜を
形成する。
ップ２及び下部ギャップ３’により気密に閉塞し、バイ
ブロを介して、内部空間Ｓ内を減圧し、所定の真空度に
達１〜′１．ニならば、陰極と陽極との間、即ちシリン
ダ１とボート８との間に電圧に印加し、グロー放電を発
生させる。−ｆ：してコーテイング物質９を加熱し蒸発
を開始する。そして、蒸発粒子（原子）はグロー放電域
？進むうちに一部がイオン化し、このイオン化しｆこ蒸
発粒子は加熱による運動エネルキーと電解によって加速
されるエネルギーの合成によって強く陰極即ちシリンダ
の内面に引きつけられる。このようにＬ７てシリンダ１
の内面に達した蒸発粒子は失つ１こ電子馨内び獲得して
中性に戻りぬつき層つ捷り高硬度、高融点の金属皮膜を
形成する。
次に具体的な製造例を挙げて説明する。
〔製造例１〕
シリンダとしては、アルミ合金からなる自動二輪車用の
単気筒シリンダブロックン構成するものン用い、このシ
リンダの一方の開ロ部？シール性を有１−ろ１一端キャ
ップで閉じ、他方の開口部を、７− ロータリーポンプ及び拡散ポンプと連結し、電子ビーム
装置を備え１こ下端キャップで閉じ、シリンダ内壁面と
キャップとによって気密空間ケ形成し、この空間内を１
ｘ １０ Ｔｏｒｒまで負空引きしｆこ後Ａｒガス
を導入して内部圧Ｙ ２ Ｘ ＩＱ Ｔｏｒｒに維持
しつつ電子ビーム装置を作動させて、コーテイング物質
である０１粒を加熱し蒸発させ１こ。
単気筒シリンダブロックン構成するものン用い、このシ
リンダの一方の開ロ部？シール性を有１−ろ１一端キャ
ップで閉じ、他方の開口部を、７− ロータリーポンプ及び拡散ポンプと連結し、電子ビーム
装置を備え１こ下端キャップで閉じ、シリンダ内壁面と
キャップとによって気密空間ケ形成し、この空間内を１
ｘ １０ Ｔｏｒｒまで負空引きしｆこ後Ａｒガス
を導入して内部圧Ｙ ２ Ｘ ＩＱ Ｔｏｒｒに維持
しつつ電子ビーム装置を作動させて、コーテイング物質
である０１粒を加熱し蒸発させ１こ。
そして、蒸発源である電子ビーム装置ケ陽極とし、シリ
ンダ乞陰極としこれをアースした。そして、上記陽極、
陰極間に５００ｖの電圧欠印加し、３分間イオンブレー
ティングし１こ後、蒸発を停止し１こ。その結果４ ａ
ｌｔの均一１１つ緻密な金属皮膜がシリンダ内壁面に
形成され１こ。
ンダ乞陰極としこれをアースした。そして、上記陽極、
陰極間に５００ｖの電圧欠印加し、３分間イオンブレー
ティングし１こ後、蒸発を停止し１こ。その結果４ ａ
ｌｔの均一１１つ緻密な金属皮膜がシリンダ内壁面に
形成され１こ。
斯るシリンダの耐久テストＹ行つ１こところ、極めて良
好な結果が得られた。
好な結果が得られた。
〔製造例２Ｊ
用い定シリンダは自動二輪車用Ｇ、Ｄ、Ｃ（重力鋳造）
アルミ合金製２気筒シリンダブロツクのシリンダーとし
、前記製造例１と同様の装置ケ用い、コーテイング物質
はモリブデンとし１こ。そしてコ８− −テイング物質ン入れ１こ電子ビーム装置を陽極、シリ
ンダを陰極とし、これら電極間に２００Ｖ（７）電圧ケ
印加し、２分間イオンブレーティング処理して電子ビー
ム装置乞停止し１こ。
アルミ合金製２気筒シリンダブロツクのシリンダーとし
、前記製造例１と同様の装置ケ用い、コーテイング物質
はモリブデンとし１こ。そしてコ８− −テイング物質ン入れ１こ電子ビーム装置を陽極、シリ
ンダを陰極とし、これら電極間に２００Ｖ（７）電圧ケ
印加し、２分間イオンブレーティング処理して電子ビー
ム装置乞停止し１こ。
その結果、厚さ３μで均−且つ緻密なモリブデン皮膜が
シリンダ内壁面に形成された。
シリンダ内壁面に形成された。
斯るシリンダの耐久テストを行ったところ、極ｙ〕て良
好な結果が得られた。
好な結果が得られた。
更に種々のコーテイング物質についてテヌトシ１こ結果
、皮膜の厚さが３μ以下であると耐摩耗性、耐焼付性の
点で問題が生じ、４０μ以上となると面ｊ剥離性に劣る
ことが判明しＴこ。し１こかって皮膜の厚さは３７＋〜
４０μと丁べきであり、特に好１しくは２０ Ｉｔ〜２
５μといえる。
、皮膜の厚さが３μ以下であると耐摩耗性、耐焼付性の
点で問題が生じ、４０μ以上となると面ｊ剥離性に劣る
ことが判明しＴこ。し１こかって皮膜の厚さは３７＋〜
４０μと丁べきであり、特に好１しくは２０ Ｉｔ〜２
５μといえる。
以上の説明で明らかな如く本発明によれは、アルミ合金
などの軒金属力・らなるシリンダ自体ンイオンプレーテ
イングする際の密閉容器とし１こので高価な真空容器が
不用となり、且つ必要最小限の空間のみ乞減圧丁れは足
りるので真空引きの時間が短縮され、稼動効率が同上す
る。−！１こ、必要と１−る而のみをブレーティングｊ
ろ１こめ材料歩留がよく、更に、シリンダブロックは気
密性を要求されるので、圧洩れテス）Ｙ行なうのが一般
的であるが、本発明工程において一定の真空度に達する
ようにするのが必要であろムニめ、上記圧洩れの検査工
程ケ省略できる。そして史に、イオンブレーティングに
よると均一な厚みの皮膜が得られるため、予めシリンダ
の内壁面に仕上げイ（ケもたせておき、この仕上げ代と
同一厚さの皮膜を形成するようにすれば後加エンする必
要がなくなる等多大の利点乞有する。
などの軒金属力・らなるシリンダ自体ンイオンプレーテ
イングする際の密閉容器とし１こので高価な真空容器が
不用となり、且つ必要最小限の空間のみ乞減圧丁れは足
りるので真空引きの時間が短縮され、稼動効率が同上す
る。−！１こ、必要と１−る而のみをブレーティングｊ
ろ１こめ材料歩留がよく、更に、シリンダブロックは気
密性を要求されるので、圧洩れテス）Ｙ行なうのが一般
的であるが、本発明工程において一定の真空度に達する
ようにするのが必要であろムニめ、上記圧洩れの検査工
程ケ省略できる。そして史に、イオンブレーティングに
よると均一な厚みの皮膜が得られるため、予めシリンダ
の内壁面に仕上げイ（ケもたせておき、この仕上げ代と
同一厚さの皮膜を形成するようにすれば後加エンする必
要がなくなる等多大の利点乞有する。
４ 図面の簡学ｆ′、ｃ、説明
図面は本発明方法を実施している状態を示すシリンダの
縦断側１而図である。
縦断側１而図である。
尚、図面中１はシリンダ、２は上部キャップ、３はＦ
＝＋＋キャップ、８は収納体、９はコーディング物質で
ある。
＝＋＋キャップ、８は収納体、９はコーディング物質で
ある。
特許出願人 本田技研工業株式会社
Claims (1)
- アルミ合金などの軽合金からなるシリンダを陰極とし、
コーテイング物質を入れた収納体又はコーテイング物質
に近接する部材を陽極とし、上記シリンダ内にコーテイ
ング物質を臨ませて密閉した後、シリンダ内を減圧し、
上記陰極と陽極間に電圧を印加してグロー放電を行なわ
せろとともに、コーティング物質乞加熱して蒸発せしめ
、この蒸発粒子を上記グロー放電でイオン化し、上記シ
リンダの内面に到達させて皮膜を形成するようにした内
燃機関用シリンダの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3923382A JPS58155250A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 内燃機関用シリンダの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3923382A JPS58155250A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 内燃機関用シリンダの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155250A true JPS58155250A (ja) | 1983-09-14 |
Family
ID=12547404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3923382A Pending JPS58155250A (ja) | 1982-03-11 | 1982-03-11 | 内燃機関用シリンダの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58155250A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0215183A (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-18 | Hitachi Ltd | 表面改質装置および表面改質方法 |
-
1982
- 1982-03-11 JP JP3923382A patent/JPS58155250A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0215183A (ja) * | 1988-07-01 | 1990-01-18 | Hitachi Ltd | 表面改質装置および表面改質方法 |
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