JPS60260769A - シリンダライナの製造方法 - Google Patents
シリンダライナの製造方法Info
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- JPS60260769A JPS60260769A JP11491984A JP11491984A JPS60260769A JP S60260769 A JPS60260769 A JP S60260769A JP 11491984 A JP11491984 A JP 11491984A JP 11491984 A JP11491984 A JP 11491984A JP S60260769 A JPS60260769 A JP S60260769A
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- Japan
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- cylinder liner
- high hardness
- dead center
- hardening
- hardened
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J10/00—Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
- F16J10/02—Cylinders designed to receive moving pistons or plungers
- F16J10/04—Running faces; Liners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (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】
［発明の利用分野］
本発明はシリンダライナの製造方法に係り、特に舶用デ
ィーゼルエンジン等の大出力の内燃機関に適用するに好
適なシリンダライナの製造方法に関するものである。
ィーゼルエンジン等の大出力の内燃機関に適用するに好
適なシリンダライナの製造方法に関するものである。
［発明の背景］
舶用ディーゼルエンジン等の大型の往復式内燃機関にお
いては、通常、シリンダブロックに筒状のシリンダライ
ナが装着されている。
いては、通常、シリンダブロックに筒状のシリンダライ
ナが装着されている。
このシリンダライナは、その内周面がピストンリングと
摺動するものであることから、摺動面の潤滑油保持性（
保油性）が高く耐摩耗性に優れていること及び十分な強
度を有することが特性として要求されており、従来は一
般に、片状黒鉛鋳鉄品が用いられている。
摺動するものであることから、摺動面の潤滑油保持性（
保油性）が高く耐摩耗性に優れていること及び十分な強
度を有することが特性として要求されており、従来は一
般に、片状黒鉛鋳鉄品が用いられている。
ところで近年、舶用ディーゼルエンジン等ノ内燃機関の
燃費の低減、機関出力の増大を図るために燃焼室内の燃
焼圧力が高められつつあると共に燃料油の低質化も進め
られており、これに対応すべくシリンダライナにも一層
耐摩耗性に優れたものが要求されている。
燃費の低減、機関出力の増大を図るために燃焼室内の燃
焼圧力が高められつつあると共に燃料油の低質化も進め
られており、これに対応すべくシリンダライナにも一層
耐摩耗性に優れたものが要求されている。
［発明の目的１
本発明の目的は、摺動面の耐摩耗性が格段に向上される
シリンダライナの製造方法を提供することにある。
シリンダライナの製造方法を提供することにある。
［発明の構成］
この目的を達成するために、本発明は、内周面がピスト
ンと摺動する摺動面であるシリンダライナを製造する方
法において、前記摺動面のうち上死点近傍の部分に高周
波焼入れして高硬度部を形成することを特徴とするシリ
ンダライナの製造方法、 を要旨とするものである。
ンと摺動する摺動面であるシリンダライナを製造する方
法において、前記摺動面のうち上死点近傍の部分に高周
波焼入れして高硬度部を形成することを特徴とするシリ
ンダライナの製造方法、 を要旨とするものである。
以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第１図ないし第３図は本発明の方法により製造されるシ
リンダライナの摺動面の概略図である。
リンダライナの摺動面の概略図である。
本発明においては、第１図のシリンダライナの断面置数
り図に示す如く、シリンダライナｌの内周面のピストン
リングと摺動する摺動面２の上死点３と下死点４との間
の摺動面のうち、上死点近傍の部分のみを高周波焼入れ
して高硬度部５を形成させる。
り図に示す如く、シリンダライナｌの内周面のピストン
リングと摺動する摺動面２の上死点３と下死点４との間
の摺動面のうち、上死点近傍の部分のみを高周波焼入れ
して高硬度部５を形成させる。
シリンダライナにおいては、上死点近傍部分の摩耗が最
も激しく、従ってこの上死点近傍部分には一段と優れた
耐摩耗性が要求される。しかもこの上死点近傍は筒内圧
力が高いためにブローバイも起り易い箇所である。本発
明はこのようなシリンダライナ摺動面の上死点近傍部分
に、高硬度部を形成するものである。なおシリンダライ
ナ摺動面の上死点近傍のうちでも、上死点から１ストロ
ークの５〜３０％以内の範囲が特に摩耗され易いところ
から、本発明においては、上死点と下死点との間の摺動
面のうち、上死点から１ストロークの５ないし３０％の
範囲、特に２０％以内の範囲を焼入れして高硬度部とす
るのが好ましい。
も激しく、従ってこの上死点近傍部分には一段と優れた
耐摩耗性が要求される。しかもこの上死点近傍は筒内圧
力が高いためにブローバイも起り易い箇所である。本発
明はこのようなシリンダライナ摺動面の上死点近傍部分
に、高硬度部を形成するものである。なおシリンダライ
ナ摺動面の上死点近傍のうちでも、上死点から１ストロ
ークの５〜３０％以内の範囲が特に摩耗され易いところ
から、本発明においては、上死点と下死点との間の摺動
面のうち、上死点から１ストロークの５ないし３０％の
範囲、特に２０％以内の範囲を焼入れして高硬度部とす
るのが好ましい。
また線状の焼入れ硬化帯を形成するように焼入れしてブ
ローバイを防ぐようにするのが好ましい。例えば、第２
図（ａ）〜（ｆ）に示す如きパターンで焼入れを施して
線状の焼入れ硬化帯６を設ける。第２図（ａ）はスパイ
ラル状、（ｂ）はリング状、（Ｃ）は連続するＶ字形状
、（ｄ）は波状、（ｅ）は直線状、（ｆ）は斜線状に焼
入れしてそれぞれ線状の焼入れ硬化帯６を形成したもの
である。本発明においては、これらの形状の焼入れが途
中で途切れたものも採用し得る。またその他のパターン
で焼入れを施しても良い。
ローバイを防ぐようにするのが好ましい。例えば、第２
図（ａ）〜（ｆ）に示す如きパターンで焼入れを施して
線状の焼入れ硬化帯６を設ける。第２図（ａ）はスパイ
ラル状、（ｂ）はリング状、（Ｃ）は連続するＶ字形状
、（ｄ）は波状、（ｅ）は直線状、（ｆ）は斜線状に焼
入れしてそれぞれ線状の焼入れ硬化帯６を形成したもの
である。本発明においては、これらの形状の焼入れが途
中で途切れたものも採用し得る。またその他のパターン
で焼入れを施しても良い。
本発明ｉこおいては、第２図（ａ）〜（ｆ）に示される
如き、相異なる複数のパターンのうち１種類のパターン
だけで焼入れを施して構成しても良く、あるいは相異な
るパターンを２Ｍ類以上組み合わせて焼入れするように
しても良い。
如き、相異なる複数のパターンのうち１種類のパターン
だけで焼入れを施して構成しても良く、あるいは相異な
るパターンを２Ｍ類以上組み合わせて焼入れするように
しても良い。
このように焼入れ硬化帯６を形成すると、耐摩耗性の他
に摺動面の潤滑油保持性が大幅に高められる。即ち鋳鉄
製シリンダライナの摺動面の組織は焼入れによりマルテ
ンサイト組織となるが、このマルテンサイト組織はパー
ライト等、焼入れを施していない部分に比較して高硬度
であり、耐摩耗性が極めて優れている。しかして、焼入
れを施していない部分は硬度が低く、そのためピストン
摺動により摩耗して四部を形成するようになり、油だめ
部として作用し摺動面の潤滑油保持能の増大に寄与する
のである。
に摺動面の潤滑油保持性が大幅に高められる。即ち鋳鉄
製シリンダライナの摺動面の組織は焼入れによりマルテ
ンサイト組織となるが、このマルテンサイト組織はパー
ライト等、焼入れを施していない部分に比較して高硬度
であり、耐摩耗性が極めて優れている。しかして、焼入
れを施していない部分は硬度が低く、そのためピストン
摺動により摩耗して四部を形成するようになり、油だめ
部として作用し摺動面の潤滑油保持能の増大に寄与する
のである。
焼入れは耐摩耗性を大幅に向上させると共に、ブローバ
イを確実に防止するために上死点近傍部の全面に均一に
しかも密集して形成するのが好ましい。
イを確実に防止するために上死点近傍部の全面に均一に
しかも密集して形成するのが好ましい。
また上死点近傍に形成する高硬度部５は、それより下方
の非焼入れ部分である非高硬度部７にかけて、硬度又は
硬化部の面積が連続的になだらかに変わるようにするこ
とが好ましい。これは、高硬度部５と非高硬度部７との
境目をぼかして、この境目をなめらかにするためである
。この為には、高硬度部５から非高硬度部７にかけて、
線状の焼入れ硬化帯のパターン密度を徐々に疎にしてい
く等の方法により過渡部を設けるようにすれば良い。第
３図はこの一例を示すものであり、まず＄３図（＆）に
示す如く斜波線状の焼入れ硬化帯６を設けて高硬度部５
を形成し、次いで第３図（ｂ）に示す如く、上死点付近
にさらに焼入れ硬化帯６′を設け、上死点近傍で硬化帯
を密に形成し、上死点から遠ざかるにつれ硬化帯が疎に
なるようにするものである。
の非焼入れ部分である非高硬度部７にかけて、硬度又は
硬化部の面積が連続的になだらかに変わるようにするこ
とが好ましい。これは、高硬度部５と非高硬度部７との
境目をぼかして、この境目をなめらかにするためである
。この為には、高硬度部５から非高硬度部７にかけて、
線状の焼入れ硬化帯のパターン密度を徐々に疎にしてい
く等の方法により過渡部を設けるようにすれば良い。第
３図はこの一例を示すものであり、まず＄３図（＆）に
示す如く斜波線状の焼入れ硬化帯６を設けて高硬度部５
を形成し、次いで第３図（ｂ）に示す如く、上死点付近
にさらに焼入れ硬化帯６′を設け、上死点近傍で硬化帯
を密に形成し、上死点から遠ざかるにつれ硬化帯が疎に
なるようにするものである。
本発明において高硬度部形成のための焼入れは高周波焼
入れにより行なう。
入れにより行なう。
高周波焼入れは、加熱手段として高周波電流を通じたコ
イルにより被焼入物体の表面に誘導電流を流して表面及
び表面近傍を加熱するようにしたものである。被焼入物
体中の電流の有効電流侵入深さδ（ｍ）は、被焼入物体
の通電率σ（Ｓ／ｍ）、実効透磁率ｐ、（Ｈ／ｍ）、電
流の周波数ｆ（Ｈｚ）の関数であり、 δ−（πσルｆ）書 で与えられ、時間の経過と共に加熱深さが大きくなる。
イルにより被焼入物体の表面に誘導電流を流して表面及
び表面近傍を加熱するようにしたものである。被焼入物
体中の電流の有効電流侵入深さδ（ｍ）は、被焼入物体
の通電率σ（Ｓ／ｍ）、実効透磁率ｐ、（Ｈ／ｍ）、電
流の周波数ｆ（Ｈｚ）の関数であり、 δ−（πσルｆ）書 で与えられ、時間の経過と共に加熱深さが大きくなる。
そのため大容量の、そして周波数の高い電源を用いて短
時間加熱して焼入れると薄い硬化層が得られる。
時間加熱して焼入れると薄い硬化層が得られる。
一般に焼入れにより硬化帯を形成した場合、焼入れ硬化
帯に隣接して焼きなまされた境界層と称される軟化帯が
できるのであるが、この境界層があまり表面近くに存在
すると、この部分から疲れ亀裂が発生することがある。
帯に隣接して焼きなまされた境界層と称される軟化帯が
できるのであるが、この境界層があまり表面近くに存在
すると、この部分から疲れ亀裂が発生することがある。
従って焼入れ深さは適度な値に定められなけらばならな
いが、本発明においては高周波焼入れを採用しているの
で、焼入れの深さを任意に調節することが可能である。
いが、本発明においては高周波焼入れを採用しているの
で、焼入れの深さを任意に調節することが可能である。
高周波焼入れ用電源としては、一般に使用される真空管
式、ＭＧ（モータジェネレータ）式、サイリスタインバ
ータ式のものなどが採用し得る。
式、ＭＧ（モータジェネレータ）式、サイリスタインバ
ータ式のものなどが採用し得る。
サイリスタインバータ式では商用周波数の電力が高周波
電力に変換される効率が９０〜９４％で。
電力に変換される効率が９０〜９４％で。
ＭＧの場合の８０〜８５％に比べて高い利点があるほか
、回転による摩耗部品がなく保守が容易であること、振
動、騒音が小さいこと、軽く、据付工事が容易であるこ
と、大電力を得易いこと等の利点がある。
、回転による摩耗部品がなく保守が容易であること、振
動、騒音が小さいこと、軽く、据付工事が容易であるこ
と、大電力を得易いこと等の利点がある。
このような高周波焼入れにより第３図（ａ）又は（ｂ）
の如きパターンの焼入れを行なう場合には、深さを１〜
３ ｍ ｍ、硬化帯と硬化帯の間隔（ピッチ）を５〜３
０ｍｍ、とりわけ１０ｍｍ程度とするのが好ましい。こ
のような深さ及びピッチの焼入れ硬化帯とすることによ
り、残留応力を極めて低減させることができる。
の如きパターンの焼入れを行なう場合には、深さを１〜
３ ｍ ｍ、硬化帯と硬化帯の間隔（ピッチ）を５〜３
０ｍｍ、とりわけ１０ｍｍ程度とするのが好ましい。こ
のような深さ及びピッチの焼入れ硬化帯とすることによ
り、残留応力を極めて低減させることができる。
［発明の実施例］
材質がターカロイ鋳鉄であるシリンダライナの上死点か
ら２０％以内の部分に高周波焼入れを施した。具体的な
条件は次の通りである。
ら２０％以内の部分に高周波焼入れを施した。具体的な
条件は次の通りである。
ライチ大きさ：直径６０ｃｍＸ高さ２２８ｃｍ焼入れ装
置：縦移動焼入れ機 電源ＭＧ式 ％式％ □ 焼入れのパターン：第２図の（ｆ）硬化帯：幅１０
ｍｍ、深さ２ｍｍ、 間隔（ピッチ）２０ｍｍ。
置：縦移動焼入れ機 電源ＭＧ式 ％式％ □ 焼入れのパターン：第２図の（ｆ）硬化帯：幅１０
ｍｍ、深さ２ｍｍ、 間隔（ピッチ）２０ｍｍ。
このシリンダライナをディーゼル機関に取り付けて使用
したところ、焼入れ処理を施してないシリンダライナと
比べて、耐摩耗性に優れ、ブローパイが少ないことが認
められた。
したところ、焼入れ処理を施してないシリンダライナと
比べて、耐摩耗性に優れ、ブローパイが少ないことが認
められた。
［発明の効果］
以上詳述した通り、本発明のシリンダライナの製造方法
は摺動面の上死点近傍を高周波焼入れによる高硬度部と
したものであり、限られた部分のみを焼入れることによ
り、耐摩耗性を大幅に向上させたシリンダライナを製造
することができる。
は摺動面の上死点近傍を高周波焼入れによる高硬度部と
したものであり、限られた部分のみを焼入れることによ
り、耐摩耗性を大幅に向上させたシリンダライナを製造
することができる。
また本発明により製造されるシリンダライナによれば、
ブローパイも大幅に低減されるようになり、シリンダラ
イナの性能を顕著に向上させることが可能である。
ブローパイも大幅に低減されるようになり、シリンダラ
イナの性能を顕著に向上させることが可能である。
しかも、焼入れは高周波焼入れによるため、焼入れの深
さを容易に調節することができ、シリンダライナの使用
目的に応じた硬化帯を極めて簡単に形成することができ
る。
さを容易に調節することができ、シリンダライナの使用
目的に応じた硬化帯を極めて簡単に形成することができ
る。
第１図は本発明のシリンダライナの断面置数り図、第２
図（ＪＬ）〜（ｆ）及び第３図（ａ）、（ｂ）は本発明
のシリンダライナの高硬度部に施す焼入れパターンを示
す図である。 １・・・・・・シリンダライナ、 ２・・・・・・摺動
面、３・・・・・・上死点、４・・・・・・下死点、５
・・・・・・高硬度部、６．６′・・・・・・焼入れ硬
化帯、７・・・・・・非高硬度部。 代理人 弁理士 重 野 剛
図（ＪＬ）〜（ｆ）及び第３図（ａ）、（ｂ）は本発明
のシリンダライナの高硬度部に施す焼入れパターンを示
す図である。 １・・・・・・シリンダライナ、 ２・・・・・・摺動
面、３・・・・・・上死点、４・・・・・・下死点、５
・・・・・・高硬度部、６．６′・・・・・・焼入れ硬
化帯、７・・・・・・非高硬度部。 代理人 弁理士 重 野 剛
Claims (3)
- （１） 内周面がピストンと摺動する摺動面であるシリ
ンダライナを製造する方法において、前記摺動面のうち
上死点近傍の部分に高周波焼入れして高硬度部を形成す
ることを特徴とする゛シリンダライナの製造方法。 - （２） 高硬度部は斜め方向に延びる線状の焼入れ硬化
帯が複数条形成されてなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載のシリンダライナ゛の製造方法。 - （３） 線状の焼入れ硬化帯は、上死点から下死点に向
って次第に疎になるように形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第２項に記載のシリンダライナの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11491984A JPS60260769A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | シリンダライナの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11491984A JPS60260769A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | シリンダライナの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260769A true JPS60260769A (ja) | 1985-12-23 |
Family
ID=14649910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11491984A Pending JPS60260769A (ja) | 1984-06-05 | 1984-06-05 | シリンダライナの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260769A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0454360U (ja) * | 1990-09-18 | 1992-05-11 | ||
| JP2001234244A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-08-28 | Toshiba Corp | ディーゼルエンジン用摺動部材 |
| AT412666B (de) * | 2003-06-04 | 2005-05-25 | Jenbacher Ag | Werkstück, insbesondere kurbelwelle |
| JP2006291879A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 液圧回転機用のシリンダブロック |
| US7162798B2 (en) * | 2004-02-26 | 2007-01-16 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Ported engine cylinder liner with selectively laser-hardened and induction-hardened bore |
| JP2008144242A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Fuji Giken:Kk | シリンダブロックの焼入装置、シリンダブロックの製造方法 |
| JP2008157209A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Fuji Giken:Kk | シリンダブロック |
-
1984
- 1984-06-05 JP JP11491984A patent/JPS60260769A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0454360U (ja) * | 1990-09-18 | 1992-05-11 | ||
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| US7162798B2 (en) * | 2004-02-26 | 2007-01-16 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Ported engine cylinder liner with selectively laser-hardened and induction-hardened bore |
| JP2006291879A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 液圧回転機用のシリンダブロック |
| JP2008144242A (ja) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Fuji Giken:Kk | シリンダブロックの焼入装置、シリンダブロックの製造方法 |
| JP2008157209A (ja) * | 2006-12-26 | 2008-07-10 | Fuji Giken:Kk | シリンダブロック |
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