JP2002267016A - 潤滑剤保持溝を備えたシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、潤滑剤の吹き抜け及びブローバイガ
スの発生を低減することができ、摺動領域で優れた潤滑
機能が得られるとともに、ピストン出力を向上でき、コ
スト面で優れる潤滑剤保持溝を備えたシリンダを提供す
ることを課題とする。 【解決手段】本発明の潤滑剤保持溝を備えたシリンダ
は、シリンダボア１ａ内を往復移動するピストン４に複
数装着されたピストンリング６、６が摺接するシリンダ
１の摺動面２に該シリンダボア１ａの軸方向Ｐに所定の
間隔で配設され該ピストンリング６、６と該摺動面２と
の摺動領域に潤滑剤を供給する波線状潤滑剤保持溝３Ａ
を備え、該潤滑剤保持溝３Ａの波巾ｈ１を該ピストンリ
ング６、６のピッチ巾ｈ２より小さいものとしたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の各種のシリ
ンダや、内燃機関のシリンダなどに適用することができ
る潤滑剤保持溝を備えたシリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、互いに相対移動するピストンとシ
リンダとの摺動領域に潤滑機能を得るための手段とし
て、潤滑剤（潤滑油などを含む）を供給する潤滑剤保持
溝をシリンダの摺動面に形成することが知られている。
例えば、 （１）特開平７ー４００６８号公報には、内燃機関のシ
リンダおけるピストン走行部にクロスハッチ状（網状や
交差模様状など）の潤滑剤保持溝をレーザ加工で形成す
ることが開示されている。 （２）特開平６ー１３７２０９号公報には、クロスハッ
チ状潤滑剤保持用凹部をレーザ加工で形成することが開
示されている。 （３）実開平６０ー１７３６４８号公報には、シリンダ
内周面に波線状の硬化層をレーザ加工で形成することが
開示されている。 （４）特公平５ー１２５８６号公報には、摺動面として
のシリンダ内周面にレーザ加工により焼入れ処理を施し
た硬化部分と、非焼入れ部との硬さが違うことによる摩
耗量の差を利用し、非焼入れ部を凹み（油溜あるいは潤
滑剤保持溝）として形成し用いることが開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）〜（３）及び前記（４）の従来技術の場合には、
下記のようになお改善の余地がある。

【０００４】すなわち、前記（１）及び（２）の場合に
は、シリンダの摺動面に形成されたクロスハッチ状潤滑
剤保持溝は、ピストンに装着されたピストンリングとシ
リンダの摺動面との摺動領域全体にほぼ均一に潤滑剤を
供給、塗布することができるものの、クロスハッチ状の
傾斜領域がピストンリングに対向する位置から軸方向
（ピストンリングの往復移動方向）に伸びる配置となっ
ているため、クロスハッチ状潤滑剤保持溝から潤滑剤が
吹き抜ける。

【０００５】また、クロスハッチ状潤滑剤保持溝は、内
燃機関のシリンダの摺動面に適用した場合には、潤滑剤
とともに燃焼室の高圧ガスが吹き抜ける（ブローバイガ
スが発生する）ため、充分な潤滑機能及びピストン出力
を発揮し得ない。

【０００６】そこで、前記クロスハッチ状潤滑剤保持溝
による潤滑剤の吹き抜け及び燃焼室の高圧ガスの吹き抜
けを低減するために、周方向に一巡する直線領域に沿
い、破線状の潤滑剤保持溝を配設することが考えられる
が、この場合には、破線状に配設された潤滑剤保持溝の
周方向位置に非溝形成領域が所定の間隔で形成されるた
め、非溝形成領域がシリンダボアーの軸方向に対向する
摺動領域部分に潤滑剤が充分に供給、塗布されない可能
性がある。

【０００７】このため、例えば、高負荷摺動領域（燃焼
室に近い摺動領域）では、潤滑剤の不足から焼き付きが
発生することを考慮してシリンダの摺動面に対し、周方
向に一巡する破線状の潤滑剤保持溝を前記軸方向に沿い
間隔を密（約３ｍｍ以下の狭い間隔）に配設する必要が
あるが、加工工程時間が増加し、コスト面で不利とな
り、かつ実用的でない。

【０００８】前記（３）の場合には、シリンダ内周面に
レーザ加工で形成された波線状の硬化層以外の面領域を
ピストンリングとの摺接により窪みができる深さに摩耗
させるまでの所定の期間、潤滑剤保持溝として機能しな
いため、直ちに実用することが困難であり、かつ倣し摺
動する必要があり、この分、コスト面で不利である。に
適さない。

【０００９】前記（４）の場合には、シリンダ内周面に
レーザ加工により焼入れ処理を施した硬化部分以外の非
焼入れ部を摩耗量の差を利用して凹み（油溜あるいは潤
滑剤保持溝）として形成する必要があり、かつ所定の凹
み深さに摩耗させるまでの所定の期間、潤滑剤保持溝と
して機能しないため、直ちに実用することが困難であ
り、かつ倣し摺動する必要があり、この分、コスト面で
不利である。

【００１０】本発明は、前記事情に鑑み、潤滑剤の吹き
抜け及びブローバイガスの発生を低減することができ、
摺動領域で優れた潤滑機能が得られるとともに、ピスト
ン出力を向上でき、コスト面で優れる潤滑剤保持溝を備
えたシリンダを提供することを課題とする。

【００１１】

【発明の解決手段】本発明の潤滑剤保持溝を備えたシリ
ンダは、シリンダボア内を往復移動するピストンに複数
装着されたピストンリングが摺接するシリンダの摺動面
に該シリンダボアの軸方向に所定の間隔で配設され該ピ
ストンリングと該摺動面との摺動領域に潤滑剤を供給す
る波線状潤滑剤保持溝を備え、該潤滑剤保持溝の波巾を
該ピストンリングのピッチ巾より小さいものとしたこと
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の潤滑剤保持溝を備えたシ
リンダは、例えば、工作機械の各種のシリンダや、内燃
機関のシリンダなどに適用することができる。

【００１３】本発明の潤滑剤保持溝を備えたシリンダに
よると、シリンダボア内をその軸方向に往復移動する複
数のピストンリングが摺接するシリンダの摺動面に形成
された波線状潤滑剤保持溝は、前記往復移動方向に沿
い、所定の波巾を備える。

【００１４】このため、例えば、シリンダの摺動面の周
方向に伸びる直線状潤滑剤保持溝を形成した場合に較
べ、ピストンリングの往復移動方向に沿い、シリンダの
摺動面の広い領域に潤滑剤（潤滑油などを含む）を塗布
することができ、かつ潤滑機能を高めることができ、ピ
ストンリングとシリンダの摺動面との摺動領域における
耐摩擦性、耐摩耗性、耐攻撃性、耐スカッフ性などを向
上し得る。

【００１５】波線状潤滑剤保持溝は、ピストンリングの
ピッチ巾より小さい波巾のものであるため、２つのピス
トンリングの一方の範囲外に露出しない。

【００１６】このため、本発明の場合には、前記従来の
クロスハッチ状潤滑剤保持溝からの潤滑剤が摺動領域か
らピストンリングの範囲外に吹き抜ける構成とは異な
り、潤滑剤が吹き抜けることを低減でき、潤滑剤本来の
機能を充分に活用（有効に利用）できる。

【００１７】また、内燃機関のシリンダの摺動面に適用
して波線状潤滑剤保持溝を形成した場合には、前記潤滑
剤本来の機能を充分に活用できることの他に、燃焼室の
高圧ガスが波線状潤滑剤保持溝を介して吹き抜けること
をほぼ阻止することができ、ブローバイガスの発生を低
減できる分、ピストン出力が向上する。このため、内燃
機関の性能を向上し得る。

【００１８】前記内燃機関おけるシリンダの摺動面と
は、シリンダの内周面に直接形成された摺動面や、シリ
ンダの内周面に装着された筒状ライナーの摺動面を含
む。

【００１９】前記波線状潤滑剤保持溝は、所定の波巾を
備えるため、直線状潤滑剤保持溝と較べ、波巾の分、軸
方向（ピストンリングの往復移動方向）に形成領域を拡
張でき、この分、摺動領域に対する潤滑剤の塗布範囲を
拡大でき、かつ効率良く塗布できる。

【００２０】前記波線状潤滑剤保持溝は、波巾１ｍｍ〜
５ｍｍのものを用いることができる。前記波巾は、前記
値に満たない場合には前記の効果が得られず、前記値を
超過した場合には潤滑剤、ブローバイガスの吹き抜けが
発生する。

【００２１】前記波線状潤滑剤保持溝は目的に応じて種
々の波形状に設定でき、例えば、円弧、台形、三角形な
どや、その他の波形状とすることができる。また軸方向
（ピストンリングの往復移動方向）に複数を配設する場
合、波形状や、波の周期や、波の大きさなどを異にする
ことができる。

【００２２】前記波線状潤滑剤保持溝は、波の山頂部分
及び波の谷底部分の少なくとも一方に所定量の潤滑剤を
停滞させる潤滑剤停滞部として用いることや、潤滑剤停
滞部を備える構成とすることができる。

【００２３】この場合には、潤滑剤停滞部に所定量の潤
滑剤を停滞させ得るとともに、ピストンの往復移動時に
潤滑剤停滞部の潤滑剤を潤滑剤保持溝の全域にほぼ均一
に流動保持することができ、潤滑剤による潤滑機能を長
期に渡って安定保持することができる。

【００２４】前記潤滑剤停滞部は、溝巾が局所的に広く
形成された領域、あるいは溝深さが局所的に深く形成さ
れた領域である構成とすることができる。

【００２５】潤滑剤停滞部は、溝巾２０μｍ〜２００μ
ｍ、溝深さ１０μｍ〜１００μｍのものを用いることが
できる。

【００２６】前記溝巾は、前記値に満たない場合にはシ
リンダの内周面（摺動面）の摩耗により前記効果が早期
に失われる。前記値を超過した場合には過剰な潤滑剤保
持が無駄となるばかりでなく、加工時間が余分にかか
る。

【００２７】前記溝深さは、前記値に満たない場合には
シリンダの内周面（摺動面）の摩耗により前記効果が早
期に失われる。前記値を超過した場合には過剰な潤滑剤
保持が無駄となるばかりでなく、加工時間が余分にかか
る。

【００２８】前記波線状潤滑剤保持溝は、高負荷摺動領
域＜低負荷摺動領域の関係にあるピッチ巾をもつ構成と
することができる。

【００２９】この場合には、例えば、内燃機関のシリン
ダにおける摺動面で燃焼室に近い高負荷摺動領域側で
は、燃焼室より離れた側の低負荷摺動領域に較べ、潤滑
剤の消費が激しいため、ピストンリングの往復移動方向
（シリンダボアの軸方向）に沿い、複数の波線状潤滑剤
保持溝を密（狭い間隔）に配設することによって、充分
な潤滑剤を供給、塗布することができ、かつ高負荷摺動
領域での焼き付けを阻止することができる。

【００３０】前記波線状潤滑剤保持溝は、前記シリンダ
ボア内の前記摺動面の周方向に沿い一巡するとともに、
該シリンダボアの軸方向に所定の間隔で配設された複数
により形成された構成とすることができる。

【００３１】前記波線状潤滑剤保持溝は、前記シリンダ
ボア内の前記摺動面の周方向に沿い破線状に配置される
とともに、該シリンダボアの軸方向に所定の間隔で配設
され互いに該周方向の波位置を異にする複数により形成
された構成とすることができる。

【００３２】前記波線状潤滑剤保持溝は、前記シリンダ
ボア内の前記摺動面に螺旋状に形成された構成とするこ
とができる。

【００３３】なお、前記波線状潤滑剤保持溝は、従来の
レーザー加工技術を用い、短時間で目的とする波巾、溝
形状、溝深さのものをシリンダの摺動面に形成でき、コ
スト面で優れる。

【００３４】

【実施例】本発明の潤滑剤保持溝を備えたシリンダを内
燃機関のシリンダに適応した場合の実施例及びその変形
例１〜１５を図１〜図２１に基づいて説明する。

【００３５】（実施例）図１に断面として示す実施例の
潤滑剤保持溝を備えたシリンダ１は、シリンダボア１ａ
を形成する内周面である摺動面２に円弧形の波線状潤滑
剤保持溝３Ａを複数個、形成した構成である。

【００３６】シリンダ１の摺動面２には、シリンダボア
１ａ内を軸方向Ｐに沿い往復移動するピストン４の複数
のリング状溝５に装着された複数のピストンリング６の
摺動面６０が接触した状態でピストン４とともに往復移
動する。

【００３７】波線状潤滑剤保持溝３Ａは、図２に展開し
て示すように、シリンダ１の摺動面２の周方向Ｓに沿い
一巡するとともに、２つのピストンリング６、６のピッ
チ巾間隔ｈ２よりも小さい値に設定された波巾ｈ１を備
え、交互に等間隔に形成された波の山頂部分３１ａと、
波の谷底部分３３ａと、波の山頂部分３１ａと波の谷底
部分３３ａとを接続する傾斜部分３２ａとからなる。

【００３８】波線状潤滑剤保持溝３Ａは、波巾ｈ１（図
１、図２参照）が３ｍｍでピストンリング６、６のピッ
チ巾間隔ｈ２（６ｍｍ）より小さな値であり、溝巾ｗ
（一部を拡大して示す図３参照）が５０μｍ、シリンダ
１の摺動面２からの溝深さｅ（一部を拡大して示す図４
参照）が３０μｍに設定されている。波線状潤滑剤保持
溝３Ａは、レーザー加工を用い形成することができ、か
つ加工が容易である。

【００３９】前記のように構成された実施例のシリンダ
１によると、波線状潤滑剤保持溝３Ａの波の山頂部分３
１ａ、傾斜部分３２ａ、波の谷底部分３３ａが潤滑剤の
流路となる。また、波線状潤滑剤保持溝３Ａの開口３０
ａ（図１、図４参照）に、ピストンリング６の摺動面６
０が対向位置したとき、波線状潤滑剤保持溝３Ａ内の潤
滑剤がピストンリング６の摺動面６０に付着し摺動面６
０とシリンダ１の摺動面２との間に介在するものとな
り、潤滑作用をなす。

【００４０】ここで、波線状潤滑剤保持溝３Ａは、図
１、図２に示されるように、波の山頂部分３１ａと波の
谷底部分３３ａとで形成される波巾ｈ１を備えるため、
この分、軸方向Ｐに潤滑剤の塗布領域を拡大できるた
め、例えば、周方向Ｓに直線的に一巡する線状潤滑剤保
持溝（図示せず）に較べ潤滑効率を向上できること、及
び潤滑剤保持量を増し前記塗布機能を高めることができ
る。

【００４１】さらに、各波線状潤滑剤保持溝３Ａの波巾
ｈ１は、２つのピストンリング６、６のピッチ巾間隔ｈ
２よりも小さい値に設定されている。

【００４２】このため、各波線状潤滑剤保持溝３Ａは、
シリンダ１の摺動面２とピストンリング６の摺動面６０
との摺動時において、波の山頂部分３１ａと波の谷底部
分３３ａのいずれか一方が２つのピストンリング６、６
のいずれか一方により外部との連通をほぼ阻止される状
態となり、下記の２つの作用効果が得られる。

【００４３】すなわち、波線状潤滑剤保持溝３Ａの開口
３０から潤滑剤を塗布することを必要とする領域以外に
流出することを低減でき、潤滑に必要とする量の潤滑剤
をピストンリング６の摺動面６０と、シリンダ１の摺動
面２との摺動領域に充分に供給、塗布でき、かつシリン
ダ１Ａの摺動面２とピストンリング６の摺動面６０と
は、耐摩擦性、耐摩耗性、耐攻撃性、耐スカッフ性など
に優れ、繰り返し摺動する衝撃に対し、長期の間、充分
に耐えることができ、耐久寿命を延ばすことができる。

【００４４】さらに、燃焼室１０の高圧ガスが波線状潤
滑剤保持溝３Ａを介して摺動領域外部に潤滑剤とともに
吹き抜けるブローバイガスの発生を低減でき、この分、
ピストン４の出力性能を向上し得る。

【００４５】従って、実施例のシリンダ１は、潤滑剤の
吹き抜け及び高圧ガスの吹き抜け（ブローバイガスの発
生）を低減する作用が得られ、かつ潤滑機能の向上及び
ピストン４の出力向上に役立ち、内燃機関の性能を向上
できる。

【００４６】なお、前記複数の波線状潤滑剤保持溝３Ａ
は、図２に示されるように、シリンダ１の摺動面２での
高負荷摺動領域（燃焼室１０に近い摺動領域）Ｅ１と低
負荷摺動領域（燃焼室１０から離れた摺動領域）Ｅ２と
で、前記シリンダボア１ａの軸方向Ｐに沿い形成される
本数を対応する構成とすることができる。

【００４７】すなわち、高負荷摺動領域Ｅ１では、低負
荷摺動領域Ｅ２よりも、潤滑剤を多く必要とするため
に、高負荷摺動領域Ｅ１に配設される波線状潤滑剤保持
溝３Ａのピッチ巾Ｐ１＜低負荷摺動領域Ｅ２に配設され
る波線状潤滑剤保持溝３Ａのピッチ巾Ｐ２の関係に設定
することができる。この場合には、前記高負荷摺動領域
Ｅ１に対応した量の潤滑剤を供給できるとともに、前記
低負荷摺動領域Ｅ２に対応した量の潤滑剤を供給できる
ため、前記効果をさらに高めることができる。

【００４８】（変形例１）実施例の変形例１を図５に示
す。

【００４９】変形例１の場合は、シリンダボア１ａ（図
１参照）の軸方向Ｐに沿う所定の間隔位置の複数の波線
状潤滑剤保持溝３Ａを周方向Ｓに波をずらして位相配設
し、かつ複数の波線状潤滑剤保持溝３Ａの波の山頂部分
３１ａと波の谷底部分３３ａとを対向配設したこと以外
は前記実施例の場合と同じ構成であり、前記実施例と同
様の効果を得ることができる。

【００５０】（変形例２）実施例の変形例２を図６に示
す。

【００５１】変形例２の場合は、実施例における円弧形
の波線状潤滑剤保持溝３Ａの代わりに、三角形の波線状
潤滑剤保持溝３Ｂをシリンダボア１ａ（図１参照）を形
成する内周面である摺動面２に複数個、形成した構成で
あり、前記実施例と同様の効果を得ることができる。な
お、波線状潤滑剤保持溝３Ｂは、波の山頂部分３１ｂ
と、波の谷底部分３３ｂと、波の山頂部分３１ｂと波の
谷底部分３３ｂとを接続する傾斜部分３２ｂとからな
る。

【００５２】（変形例３）実施例の変形例３を図７に示
す。

【００５３】変形例３の場合は、シリンダボア１ａ（図
１参照）の軸方向Ｐに沿う所定の間隔位置の複数の波線
状潤滑剤保持溝３Ｂを周方向Ｓに波をずらして位相配設
し、かつ複数の波線状潤滑剤保持溝３Ｂの波の山頂部分
３１ｂ同士と波の谷底部分３３ｂとを対向配置したこと
以外は前記実施例の場合と同じ構成であり、前記実施例
と同様の効果を得ることができる。

【００５４】（変形例４）実施例の変形例４を図８に示
す。

【００５５】変形例４の場合は、実施例における円弧形
の波線状潤滑剤保持溝３Ａの代わりに、台形の波線状潤
滑剤保持溝３Ｃをシリンダボア１ａ（図１参照）を形成
する摺動面２に複数個（図８には一つを代表して示す）
形成した構成であり、前記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

【００５６】波線状潤滑剤保持溝３Ｃは、波の山頂部分
３１ｃと、波の谷底部分３３ｃと、波の山頂部分３１ｃ
と波の谷底部分３３ｃとを接続する傾斜部分３２ｃとか
らなる。

【００５７】なお、波の山頂部分３１ｃ及び波の谷底部
分３３ｃは、軸方向Ｐと直交するため、傾斜部分３２ｃ
よりも潤滑剤の流れが遅く、かつ停滞しやすい潤滑剤停
滞部Ｒとして機能するため、潤滑に必要とする量の潤滑
剤をピストンリング６の摺動面６０と、シリンダ１の摺
動面２との高負荷摺動領域Ｅ１及び低負荷摺動領域Ｅ２
に長い間、供給、塗布できる。

【００５８】（変形例５）実施例の変形例５を図９に示
す。

【００５９】変形例５の場合は、シリンダボア１ａ（図
１参照）の軸方向Ｐに沿う所定の間隔位置の複数の波線
状潤滑剤保持溝３Ｃを周方向Ｓに波をずらして位相配設
し、かつ複数の波線状潤滑剤保持溝３Ｃの波山頂部分３
１ｃと波谷底部分３３ｃとを対向配置したこと以外は前
記変形例４の場合と同じ構成であり、前記実施例と同様
の効果を得ることができる。

【００６０】（変形例６）実施例の変形例６を図１０に
示す。

【００６１】変形例６の場合は、図８に示す変形例４に
おける波線状潤滑剤保持溝３Ｃの傾斜部分３２ｃの溝巾
ｗよりも、１０μｍ〜１５０μｍ大きい溝巾ｗ１の波の
山頂部分３１０ｃ及び波の谷底部分３３０ｃを形成し、
かつ潤滑剤停滞部Ｒとして用いる構成としたこと以外は
変形例４の構成と同じである。

【００６２】この変形例６の構成によれば、変形例４と
同じ効果が得られることの他、潤滑剤停滞部Ｒとし機能
する波の山頂部分３１０ｃ及び波の谷底部分３３０ｃ
に、所定量の潤滑剤を停滞できるため、前記高負荷摺動
領域Ｅ１（図２参照）で充分な潤滑剤による潤滑機能を
発揮し得る。

【００６３】（変形例７）実施例の変形例７を図１１に
示す。

【００６４】変形例７の場合は、三角形の波線状潤滑剤
保持溝３Ｂ１の傾斜部分３２ｂの溝深さｅ（図１４及び
図１５参照）よりも１０μｍ〜７０μｍ深く、かつ深さ
ｅ１の断面テーパー状穴よりなる潤滑剤停滞部Ｒ１（図
１４参照）や、断面円状穴（図１５参照）よりなる潤滑
剤停滞部Ｒ２などを形成した波の山頂部分３１０ｂ及び
波の谷底部分３３０ｂを備えた構成としたこと以外は変
形例２の構成と同じである。

【００６５】この変形例７の構成によれば、変形例２と
同じ効果が得られることの他、波の山頂部分３１０ｂ及
び波の谷底部分３３０ｂは、潤滑剤停滞部Ｒ１あるいは
Ｒ２により所定量の潤滑剤を停滞できるため、前記高負
荷摺動領域Ｅ１（図２参照）で充分な潤滑剤による潤滑
機能を発揮し得る。

【００６６】（変形例８）実施例の変形例８を図１２に
示す。

【００６７】変形例８の場合は、円弧形の波線状潤滑剤
保持溝３Ａ１に、前記図１４及び１５に示す潤滑剤停滞
部Ｒ１あるいはＲ２を波の山頂部分３１０ａ及び波の谷
底部分３３０ａを備えた構成としたこと以外は実施例の
構成と同じである。

【００６８】この変形例８の構成によれば、変形例７と
同じ効果が得られる。

【００６９】（変形例９）実施例の変形例９を図１３に
示す。

【００７０】変形例９の場合は、図８に示す台形の波線
状潤滑剤保持溝３Ｃ１に、前記図１４及び１５に示す潤
滑剤停滞部Ｒ１あるいはＲ２を波の山頂部分３１０ｃ及
び波の谷底部分３３０ｃを備えた構成としたこと以外は
変形例４の構成と同じである。

【００７１】この変形例９の構成によれば、変形例７と
同じ効果が得られる。

【００７２】（変形例１０）実施例の変形例１０を図１
６に示す。

【００７３】変形例１０の場合は、高負荷摺動領域Ｅ１
では、低負荷摺動領域Ｅ２よりも、潤滑剤を多く必要と
するために、高負荷摺動領域Ｅ１に配設される波線状潤
滑剤保持溝３Ｂの波周期巾Ｌ１＜低負荷摺動領域Ｅ２に
配設される波線状潤滑剤保持溝３Ｂ２Ａの波周期巾Ｌ２
の関係に設定するとともに、三角形の波線状潤滑剤保持
溝３Ｂの波巾ｈ１＜低負荷摺動領域Ｅ２に配設される三
角形の波線状潤滑剤保持溝３Ｂ２Ａの波巾ｈ２の関係に
設定した構成であること以外は変形例２の構成と同じで
ある。

【００７４】この場合には、変形例２の構成と同じ効果
が得られる他、前記高負荷摺動領域Ｅ１に対応した量の
潤滑剤を供給できるとともに、前記低負荷摺動領域Ｅ２
に対応した量の潤滑剤を供給できるため、前記効果をさ
らに高めることができる。

【００７５】（変形例１１）実施例の変形例１１を図１
７に示す。

【００７６】変形例１１の場合は、高負荷摺動領域Ｅ１
では、低負荷摺動領域Ｅ２よりも、潤滑剤を多く必要と
するために、高負荷摺動領域Ｅ１に配設される台形の波
線状潤滑剤保持溝３Ｃの波の山頂部分３１ｃ及び波の谷
底部分３３ｃにおける周方向Ｓの長さＳ１＜低負荷摺動
領域Ｅ２に配設される台形の波線状潤滑剤保持溝３Ｃ２
の波の山頂部分３１１ｃ及び波の谷底部分３３１ｃにお
ける周方向Ｓの長さＳ２の関係に設定するとともに、波
線状潤滑剤保持溝３Ｃの波巾ｈ１＜低負荷摺動領域Ｅ２
に配設される波線状潤滑剤保持溝３Ｃ２の波巾ｈ２の関
係に設定した構成であること以外は変形例４の構成と同
じである。

【００７７】なお、波線状潤滑剤保持溝３Ｃは、前記変
形例４と同じものであり、波の山頂部分３１ｃ及び波の
谷底部分３３ｃは、軸方向Ｐと直交するため、傾斜部分
３２ｃよりも潤滑剤の流れが遅く、かつ停滞しやすい潤
滑剤停滞部Ｒとして機能するため、潤滑に必要とする量
の潤滑剤をピストンリング６の摺動面６０と、シリンダ
１の摺動面２との高負荷摺動領域Ｅ１に長い間、供給で
きる。

【００７８】波線状潤滑剤保持溝３Ｃ２は、波の山頂部
分３１１ｃと、波の谷底部分３３１と、波の山頂部分３
１１ｃと波の谷底部分３３１ｃとを接続する傾斜部分３
２１ｃとからなり、波の山頂部分３１１ｃ及び波の谷底
部分３３１ｃは、軸方向Ｐと直交するため、傾斜部分３
２１ｃよりも潤滑剤の流れが遅く、かつ停滞しやすい潤
滑剤停滞部Ｒとして機能するため、潤滑に必要とする量
の潤滑剤をピストンリング６の摺動面６０と、シリンダ
１の摺動面２との低負荷摺動領域Ｅ２に長い間、供給で
きる。

【００７９】（変形例１２）実施例の変形例１２を図１
８に示す。

【００８０】変形例１２の場合は、高負荷摺動領域Ｅ１
では、低負荷摺動領域Ｅ２よりも、潤滑剤を多く必要と
するために、変形例１１と同じように台形の波線状潤滑
剤保持溝３Ｃを配設するとともに、低負荷摺動領域Ｅ２
に三角形の波線状潤滑剤保持溝３Ｂ２を形成した構成で
ある。

【００８１】すなわち、高負荷摺動領域Ｅ１と低負荷摺
動領域Ｅ２とに、互いに異なる形状の波線状潤滑剤保持
溝３Ｃと波線状潤滑剤保持溝３Ｂ２とを形成したもので
ある。この場合には、ほぼ変形例１１と同じ効果が得ら
れる。

【００８２】（変形例１３）実施例の変形例１３を図１
９に示す。

【００８３】変形例１３の場合は、シリンダボア１ａの
軸方向Ｐに沿う所定の間隔位置で複数の円弧形の部分波
線状潤滑剤保持溝３Ａ３を周方向Ｓに波をずらして周方
向Ｓに破線状に位相配設させるとともに、軸方向Ｐに未
形成領域を無くしたこと以外は、実施例の構成と同じで
ある。各部分波線状潤滑剤保持溝３Ａ３は、波の山頂部
分３１ａ、傾斜部分３２ａ、波の谷底部分３３ａからな
る。

【００８４】この場合には、各部分波線状潤滑剤保持溝
３Ａ３が周方向Ｓに破線状配置されていても、図２を参
照して示す実施例の場合と同じように、潤滑に必要とす
る量の潤滑剤をピストンリング６の摺動面６０と、シリ
ンダ１の摺動面２との高負荷摺動領域Ｅ１及び低負荷摺
動領域Ｅ２とに供給でき、かつ実施例とほぼ同じ効果が
得られる。

【００８５】（変形例１４）実施例の変形例１４を図２
０に示す。

【００８６】変形例１４の場合は、シリンダボア１ａの
軸方向Ｐに沿う所定の間隔位置で複数の三角形の部分波
線状潤滑剤保持溝３Ｂ３及び３Ｂ４とを周方向Ｓに波を
ずらして周方向Ｓに破線状に位相配設させるとともに、
軸方向Ｐに未形成領域を無くしたこと以外は、実施例の
構成と同じである。部分波線状潤滑剤保持溝３Ｂ３は、
波の山頂部分３１ｂと傾斜部分３２ｂ、３２ｂとよりな
り、部分波線状潤滑剤保持溝３Ｂ４は、波の谷底部分３
３ｂと傾斜部分３２ｂ、３２ｂとよりなる。

【００８７】この場合には、部分波線状潤滑剤保持溝３
Ｂ３が周方向Ｓに破線状配置されていても、図２を参照
して示す実施例の場合と同じように、潤滑に必要とする
量の潤滑剤をピストンリング６の摺動面６０と、シリン
ダ１の摺動面２との高負荷摺動領域Ｅ１及び低負荷摺動
領域Ｅ２とに供給でき、かつ実施例とほぼ同じ効果が得
られる。

【００８８】（変形例１５）実施例の変形例１５を図２
１に示す。

【００８９】変形例１５の場合は、シリンダボア１ａの
軸方向Ｐに沿う所定の間隔位置で複数の三角形の部分波
線状潤滑剤保持溝３Ｂ５を周方向Ｓに波をずらして周方
向Ｓに破線状に位相配設させるとともに、軸方向Ｐに未
形成領域を無くしたこと以外は、実施例の構成と同じで
ある。各部分波線状潤滑剤保持溝３Ｂ５は、波の山頂部
分３１ｂ、傾斜部分３２ｂ、波の谷底部分３３ｂからな
る。

【００９０】この場合には、部分波線状潤滑剤保持溝３
ｂ５が周方向Ｓに破線状配置されていても、図２を参照
して示す実施例の場合と同じように、潤滑に必要とする
量の潤滑剤をピストンリング６の摺動面６０と、シリン
ダ１の摺動面２との高負荷摺動領域Ｅ１及び低負荷摺動
領域Ｅ２とに供給でき、かつ実施例とほぼ同じ効果が得
られる。

【００９１】

【発明の効果】本発明の潤滑剤保持溝を備えたシリンダ
によると、ピストンリングとシリンダの摺動面との摺動
領域に潤滑剤を供給する波線状潤滑剤保持溝を備えてお
り、この波線状潤滑剤保持溝は、波の山頂部分と波の谷
底部分とで形成される波巾を備えるため、この分、軸方
向への潤滑剤の塗布領域が例えば、周方向に直線的に伸
びる線状潤滑剤保持溝による塗布領域に較べ拡大する。

【００９２】従って、ピストンリングとシリンダの摺動
面との摺動領域に潤滑剤を効率良く塗布でき、かつ潤滑
機能を高めることができる。

【００９３】さらに、波線状潤滑剤保持溝の波巾は、ピ
ストンリングのピッチ巾間隔よりも小さい値に設定され
ており、波線状潤滑剤保持溝を２つのピストンリングの
いずれか一方により摺動領域外部との連通をほぼ阻止し
得る。

【００９４】このため、シリンダの摺動面に波線状潤滑
剤保持溝が形成されていても、この波線状潤滑剤保持溝
の開口から潤滑剤を塗布することを必要とする摺動領域
以外に流出することを低減でき、潤滑に必要とする量の
潤滑剤を保持することができる。

【００９５】さらに、ピストンリングとシリンダの摺動
面との摺動領域における耐摩擦性、耐摩耗性、耐攻撃
性、耐スカッフ性などを向上し得るため、繰り返し摺動
する衝撃に対し、長期の間、充分に耐えることができ、
かつ、耐久寿命を延ばすことができるなどの効果が得ら
れる。

【００９６】本発明の潤滑剤保持溝を備えたシリンダ
は、内燃機関のシリンダに適用した場合には前記効果の
他、シリンダボアの軸方向に往復移動するピストンに伴
うピストンリングとシリンダの摺動面との摺動時に、燃
焼室からの高圧ガスの吹き抜け及びこれに伴う潤滑剤の
吹き抜けをほぼ阻止し得ることができる。このため、波
線状潤滑剤保持溝を介してのブローバイガスの発生を低
減でき、かつ潤滑機能の向上及びピストンの出力向上に
役立ち、内燃機関の性能を向上することができる。

【００９７】なお、前記波線状潤滑剤保持溝は、従来の
レーザー加工技術を用い、短時間で目的とする波巾、溝
形状、溝深さのものをシリンダの摺動面に形成でき、コ
スト面で優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の潤滑剤保持溝を備えたシリンダにおけ
る使用状態の概略を断面して示す概略断面。

【図２】図１におけるシリンダの摺動面を周方向に展開
するとともに、摺動面に設けられた波線状潤滑剤保持溝
を示す展開図。

【図３】図１における波線状潤滑剤保持溝の溝巾を示す
拡大図。

【図４】図３における波線状潤滑剤保持溝の一部を前記
周方向に展開し、断面してさらに拡大して示す展開断面
図。

【図５】実施例における変形例１の潤滑剤保持溝を示す
展開図。

【図６】実施例における変形例２の潤滑剤保持溝を示す
展開図。

【図７】実施例における変形例３の潤滑剤保持溝を示す
展開図。

【図８】実施例における変形例４の潤滑剤保持溝を示す
展開図。

【図９】実施例における変形例５の潤滑剤保持溝を示す
展開図。

【図１０】実施例における変形例６の潤滑剤保持溝を示
し、かつ波山部分及び波谷部分にその溝巾を広くした潤
滑剤停溜部を設けた場合を示す展開図。

【図１１】実施例における変形例７の潤滑剤保持溝を示
し、かつ三角形状の波山部分及び波谷部分にその溝底を
深くした潤滑剤停溜部を設けた場合を示す展開図。

【図１２】実施例における変形例８の潤滑剤保持溝を示
し、かつ円弧形状の波山部分及び波谷部分にその溝底を
深くした潤滑剤停溜部を設けた場合を示す展開図。

【図１３】実施例における変形例９の潤滑剤保持溝を示
し、かつ台形状の波山部分及び波谷部分にその溝底を深
くした潤滑剤停溜部を設けた場合を示す展開図。

【図１４】実施例における変形例７、８、９の潤滑剤保
持溝位置に沿い断面し、かつ潤滑剤停溜部の形状の一例
を示す展開断面図。

【図１５】実施例における変形例７、８、９の潤滑剤保
持溝位置に沿い断面し、かつ潤滑剤停溜部の形状の他例
を示す展開断面図。

【図１６】実施例における変形例１０の潤滑剤保持溝を
示す展開図。

【図１７】実施例における変形例１１の潤滑剤保持溝を
示す展開図。

【図１８】実施例における変形例１２の潤滑剤保持溝を
示す展開図。

【図１９】実施例における変形例１３の潤滑剤保持溝を
示す展開図。

【図２０】実施例における変形例１４の潤滑剤保持溝を
示す展開図。

【図２１】実施例における変形例１５の潤滑剤保持溝を
示す展開図。

【符号の説明】

１…シリンダ １ａ…シリンダボアー ２…シリンダの
摺動面 ３Ａ、３Ａ１…波線状潤滑剤保持溝 ３Ｂ、３Ｂ１、３Ｂ２、３Ｂ３、３Ｂ４、３Ｂ５…波線
状潤滑剤保持溝 ３Ｃ、３Ｃ１、３Ｃ２…波線状潤滑剤保持溝 ３Ｄ…波線状潤滑剤保持溝 ４…ピストン ５…ピストンのリング状溝 ６…ピストンリング ６０…ピストンリングの摺動面 ｈ１…波線状潤滑剤保持溝の波巾 ｈ２…ピストンリングのピッチ巾間隔 ｗ…波線状潤滑剤保持溝の溝巾 Ｒ、Ｒ１、Ｒ２…
潤滑剤停滞部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三瓶 和久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G013 BA01 BC04 3G024 AA23 FA07 FA14 3J044 AA12 CC03 DA09 DA10

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダボア内を往復移動するピストンに
   複数装着されたピストンリングが摺接するシリンダの摺
   動面に該シリンダボアの軸方向に所定の間隔で配設され
   該ピストンリングと該摺動面との摺動領域に潤滑剤を供
   給する波線状潤滑剤保持溝を備え、該潤滑剤保持溝の波
   巾を該ピストンリングのピッチ巾より小さいものとした
   ことを特徴とする潤滑剤保持溝を備えたシリンダ。
2. 【請求項２】前記波線状潤滑剤保持溝は、波の山頂部分
   及び波の谷底部分の少なくとも一方に所定量の潤滑剤を
   停滞させる潤潤滑剤停滞部を備える請求項１記載の潤滑
   剤保持溝を備えたシリンダ。
3. 【請求項３】前記潤滑剤停滞部は、溝巾が局所的に広く
   形成された領域、あるいは溝深さが局所的に深く形成さ
   れた領域である請求項２記載の潤滑剤保持溝を備えたシ
   リンダ。
4. 【請求項４】前記波線状潤滑剤保持溝は、高負荷摺動領
   域＜低負荷摺動領域の関係にあるピッチ巾をもつ請求項
   ２記載の潤滑剤保持溝を備えたシリンダ。
5. 【請求項５】前記波線状潤滑剤保持溝は、前記シリンダ
   ボア内の前記摺動面の周方向に沿い一巡するとともに、
   該シリンダボアの軸方向に所定の間隔で配設された複数
   により形成されている請求項２記載の潤滑剤保持溝を備
   えたシリンダ。
6. 【請求項６】前記波線状潤滑剤保持溝は、前記シリンダ
   ボア内の前記摺動面の周方向に沿い破線状に配置される
   とともに、該シリンダボアの軸方向に所定の間隔で配設
   され互いに該周方向の波位置を異にする複数により形成
   されている請求項２記載の潤滑剤保持溝を備えたシリン
   ダ。
7. 【請求項７】前記波線状潤滑剤保持溝は、前記シリンダ
   ボア内の前記摺動面に螺旋状に形成されている請求項２
   記載の潤滑剤保持溝を備えたシリンダ。