JP2012002073A - Method for manufacturing cylinder of internal combustion engine and the cylinder of internal combustion engine - Google Patents

Method for manufacturing cylinder of internal combustion engine and the cylinder of internal combustion engine Download PDF

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tomohiro Aso
智広 麻生
Hitoshi Muramatsu
仁 村松
Masaya Masuhara
真也 増原
Naoyuki Suda
尚幸 須田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce friction between the inner circumference face of a cylinder and a piston by increasing retaining property of a lubricating oil in the inner circumference face of the cylinder, and to improve productivity of the cylinder.SOLUTION: A method for manufacturing the cylinder of an internal combustion engine, in which a plating film 14 is formed on the inner circumferential surface 13 of the cylinder demarcating a bore 12 for housing a piston 11, includes steps of: subjecting the inner circumference face 13 of the cylinder to a boring process to form a plurality of linear boring projections 29A; plating the inner circumferential surface of the cylinder 13 to form a plating layer 31 which includes plating projections 31A where plating metal grows in grains along the boring projections 29A and plating recesses 31B between the plating projections; and forming a plating film 33 by honing the plating projections 31A so that the plating recesses 31B are left to form a smooth plateau face 28 on the plating film and to make the plating recesses 31B function as an oil pocket 27 that irregularly extends and can retain the lubricating oil 35.

Description

本発明は、シリンダ内周面に形成されためっき皮膜に、潤滑油を保持可能なオイルポケットが設けられた内燃機関のシリンダ、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a cylinder of an internal combustion engine in which an oil pocket capable of holding lubricating oil is provided on a plating film formed on an inner peripheral surface of a cylinder, and a method for manufacturing the same.

従来、内燃機関のシリンダにおけるシリンダ内周面にはクロスハッチ溝が設けられており、この溝に潤滑油を保持させて、ピストン(ピストンリングを含む)とシリンダ内周面を潤滑させていた。しかし、ピストンが摺動する際に潤滑油がクロスハッチ溝に沿って流出するため、ピストンの上死点付近などのピストン速度が遅い部位においては、ピストンのファーストピストンリングとシリンダ内周面との潤滑状態が境界潤滑となり、フリクションが増大したり、シリンダ内周面が摩耗する課題がある。また、クロスハッチ溝を通って燃焼室側に流出した潤滑油がガソリンと共に燃焼して潤滑油が消費されてしまう課題がある。更に、燃焼室内のクロスハッチ溝がクレビスボリューム(未燃焼ガス発生領域)を拡大して、ブローバイガス(未燃焼ガス)が増加したり、ブローバイガスがクロスハッチ溝を通ってクランクケース側へ流出する課題もある。   2. Description of the Related Art Conventionally, a cross hatch groove is provided on a cylinder inner peripheral surface of a cylinder of an internal combustion engine, and lubricating oil is held in the groove to lubricate a piston (including a piston ring) and a cylinder inner peripheral surface. However, since the lubricating oil flows out along the cross-hatch groove when the piston slides, the piston between the first piston ring of the piston and the inner peripheral surface of the cylinder is at a part where the piston speed is slow, such as near the top dead center of the piston. The lubrication state becomes boundary lubrication, and there is a problem that friction is increased and the inner peripheral surface of the cylinder is worn. In addition, there is a problem that the lubricating oil that flows out to the combustion chamber side through the cross hatch groove burns with gasoline and is consumed. Furthermore, the cross hatch groove in the combustion chamber expands the clevis volume (unburned gas generation region), and blow-by gas (unburned gas) increases, or blow-by gas flows out through the cross hatch groove to the crankcase side. There are also challenges.

この課題を解決するものとして、シリンダのシリンダ内周面にめっき層を形成し、このめっき層をホーニング加工してめっき皮膜を形成した後、例えばレーザー加工を用いてめっき皮膜の表面に、潤滑油を保持可能なオイル溝を形成した内燃機関のシリンダが提案されている。   In order to solve this problem, after forming a plating layer on the inner peripheral surface of the cylinder and honing the plating layer to form a plating film, the surface of the plating film is lubricated with, for example, laser processing. A cylinder of an internal combustion engine in which an oil groove capable of holding the oil is formed has been proposed.

また、シリンダ内周面に形成されるめっき皮膜をクロムめっき層から構成し、このクロムめっき層に特有の微小な割れ(マイクロクラック)や微小孔(マイクロポーラス)を、潤滑油の保持に利用する内燃機関のシリンダが提案されている。   In addition, the plating film formed on the inner peripheral surface of the cylinder is composed of a chromium plating layer, and micro cracks and micro pores peculiar to the chromium plating layer are used for retaining lubricating oil. A cylinder for an internal combustion engine has been proposed.

更に、シリンダ内周面に、微細な貫通孔(微細孔)を有するニッケル窒化ボロン複合めっき皮膜を形成した内燃機関のシリンダが、特許文献1に開示されている。   Furthermore, Patent Document 1 discloses a cylinder of an internal combustion engine in which a nickel boron nitride composite plating film having fine through holes (fine holes) is formed on the inner peripheral surface of the cylinder.

また、シリンダ内周面に凹部及び凸部を機械加工し、その凸部を平坦に加工した後にめっき処理を施して、めっき皮膜に、潤滑油を保持可能なオイル溝を形成した内燃機関のシリンダが、特許文献2に開示されている。   Also, a cylinder of an internal combustion engine in which a concave portion and a convex portion are machined on the inner peripheral surface of the cylinder, and the convex portion is processed to be flat and then plated to form an oil groove capable of holding lubricating oil in the plating film. However, this is disclosed in Patent Document 2.

特開平4−263095号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-263095 特開2008−138811号公報JP 2008-138811 A

ところが、レーザー加工によりめっき皮膜の表面にオイル溝を形成した内燃機関のシリンダでは、シリンダ内周面における潤滑油の保持性は高まるもの、オイル溝の形成のために特殊な追加工(レーザー加工)を行わなければならず、内燃機関の生産性が低下してしまう。   However, in cylinders of internal combustion engines where oil grooves are formed on the surface of the plating film by laser processing, the retention of lubricating oil on the inner peripheral surface of the cylinder is improved, but special additional processing (laser processing) is performed to form oil grooves. Must be performed, and the productivity of the internal combustion engine is reduced.

また、クロムめっき層に特有の微細な割れなどを潤滑油の保持に利用した内燃機関のシリンダでは、潤滑油の保持に有効な微細な割れなどを精度良く形成することが困難である。従って、この場合も、内燃機関の生産性が低下してしまう。   In addition, in a cylinder of an internal combustion engine that uses fine cracks peculiar to the chromium plating layer to hold the lubricating oil, it is difficult to accurately form fine cracks that are effective for holding the lubricating oil. Therefore, also in this case, the productivity of the internal combustion engine is reduced.

更に、特許文献1に記載の内燃機関のシリンダでは、シリンダ内周面のめっき凸部がピストンの摺動時に摩耗して、シリンダ内周面とピストンとのフリクションが増大したり、そのとき発生する摩耗粉が他の部品に損傷を与える恐れがある。更に、燃焼室内に微細孔が存在することで、この微細孔がクレビスボリューム(未燃焼ガス発生領域)を拡大して未燃焼ガスが増加し、排気ガスの後処理に用いるキャタライザ(触媒)などを損傷させてしまう。   Further, in the cylinder of the internal combustion engine described in Patent Document 1, the plating convex portion on the inner peripheral surface of the cylinder is worn when the piston slides, and friction between the inner peripheral surface of the cylinder and the piston increases or occurs at that time. Wear powder can damage other parts. Furthermore, the presence of minute holes in the combustion chamber expands the clevis volume (unburned gas generation region) and increases the unburned gas. It will be damaged.

また、特許文献2に記載の内燃機関のシリンダでは、めっき皮膜に形成されたオイル溝が傾斜したクロスハッチ溝であることから、背景技術の冒頭に記載したようなフリクションの増大、潤滑油の消費量増大及びブローバイガスの発生などの課題が避けられない。   Further, in the cylinder of the internal combustion engine described in Patent Document 2, since the oil groove formed in the plating film is an inclined cross-hatch groove, the friction increases and the consumption of lubricating oil as described at the beginning of the background art. Problems such as increase in volume and generation of blow-by gas are inevitable.

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、シリンダ内周面における潤滑油の保持性を高めてシリンダ内周面とピストンとのフリクションを低減できると共に、シリンダの生産性を向上できる内燃機関のシリンダ製造方法及び内燃機関のシリンダを提供することにある。   The object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and can improve the retention of the lubricating oil on the cylinder inner peripheral surface to reduce the friction between the cylinder inner peripheral surface and the piston, and improve the productivity of the cylinder. An object of the present invention is to provide a cylinder manufacturing method for an internal combustion engine and a cylinder for the internal combustion engine that can improve the efficiency.

本発明に係る内燃機関のシリンダ製造方法は、ピストンが収容されるボアを画成するシリンダ内周面にめっき皮膜が形成された内燃機関のシリンダ製造方法であって、前記シリンダ内周面に前加工を施して複数本の線状の前加工凸部を形成し、次に、前記シリンダ内周面にめっき処理を施して、前記前加工凸部に沿ってめっき用金属が粒成長するめっき凸部とこのめっき凸部間のめっき凹部とを備えるめっき層を形成し、次に、前記めっき凹部を残すように前記めっき凸部をホーニング加工してめっき皮膜を形成し、このめっき皮膜に平滑なプラトー面を形成すると共に、前記めっき凹部を、不規則に延び且つ潤滑油を保持可能なオイルポケットとして機能させることを特徴とするものである。   A cylinder manufacturing method for an internal combustion engine according to the present invention is a cylinder manufacturing method for an internal combustion engine in which a plating film is formed on a cylinder inner peripheral surface defining a bore in which a piston is accommodated. A plurality of linear pre-processed convex portions are formed by processing, and then plating treatment is performed on the inner peripheral surface of the cylinder so that a plating metal grows along the pre-processed convex portions. And forming a plating film by honing the plating convex part so as to leave the plating concave part, and smoothing the plating film. While forming a plateau surface, the said plating recessed part is functioned as an oil pocket which extends irregularly and can hold | maintain lubricating oil.

また、本発明に係る内燃機関のシリンダは、ピストンを収容するボアを画成するシリンダ内周面にめっき皮膜が形成された内燃機関のシリンダであって、前記めっき皮膜は、前記シリンダ内周面に形成された線状の前加工凸部に沿ってめっき用金属が粒成長するめっき凸部とこのめっき凸部間のめっき凹部とのうち、前記めっき凹部を残すように前記めっき凸部がホーニング加工されて形成され、このめっき皮膜における前記めっき凹部が、不規則に延び且つ潤滑油を保持可能なオイルポケットとして機能するよう構成されたことを特徴とするものである。   The cylinder of the internal combustion engine according to the present invention is a cylinder of an internal combustion engine in which a plating film is formed on a cylinder inner peripheral surface that defines a bore that accommodates a piston, and the plating film is formed on the cylinder inner peripheral surface. The plating convex portion is honed so as to leave the plating concave portion among the plating convex portion and the plating concave portion between the plating convex portions where the plating metal grows along the linear pre-processed convex portion formed in It is formed by processing, and the plating recess in the plating film is configured to function as an oil pocket that extends irregularly and can hold lubricating oil.

本発明に係る内燃機関のシリンダ製造方法及び内燃機関のシリンダによれば、シリンダ内周面のめっき皮膜に、潤滑油を保持可能なオイルポケットが形成されたので、シリンダ内周面における潤滑油の保持性が高まり、このシリンダ内周面とピストンとのフリクションを低減できる。   According to the cylinder manufacturing method of an internal combustion engine and the cylinder of the internal combustion engine according to the present invention, the oil pocket capable of holding the lubricating oil is formed in the plating film on the inner peripheral surface of the cylinder. Retention is enhanced, and friction between the cylinder inner peripheral surface and the piston can be reduced.

また、めっき凹部を残すようにめっき凸部をホーニング加工してめっき皮膜を形成し、めっき凹部をオイルポケットとして機能させるので、オイルポケットの形成のために追加工が必要なく、この結果、シリンダの生産性を向上できる。   In addition, honing is applied to the plating protrusions so as to leave the plating recesses, and a plating film is formed. The plating recesses function as oil pockets, so no additional work is required to form the oil pockets. Productivity can be improved.

本発明に係る内燃機関のシリンダにおける一実施形態が適用されたシリンダを、ピストンの一部とともに示す断面図。Sectional drawing which shows the cylinder to which one Embodiment in the cylinder of the internal combustion engine which concerns on this invention was applied with a part of piston. 図1のピストンリング周囲を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the piston ring periphery of FIG. 図2のピストンリング周囲を更に拡大して示す拡大断面図。The expanded sectional view which expands and shows the piston ring periphery of FIG. 2 further. 図1及び図3に示すオイルポケットを備えたシリンダ内周面の展開図。The expanded view of the cylinder internal peripheral surface provided with the oil pocket shown in FIG.1 and FIG.3. 図1のシリンダ内周面のピストン摺動面に形成された粗いボーリング加工痕を示すシリンダの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylinder showing rough boring marks formed on a piston sliding surface on an inner circumferential surface of the cylinder in FIG. 1. 図5のシリンダ内周面(ピストン摺動面)に形成されためっき層と共に示すシリンダの断面図。Sectional drawing of the cylinder shown with the plating layer formed in the cylinder internal peripheral surface (piston sliding surface) of FIG. 図6のめっき層を拡大して示し、(A)が拡大断面図、(B)がめっき用金属の粒成長の過程を説明する、図7(A)と同様な拡大断面図。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view similar to FIG. 7A, in which the plating layer of FIG. 6 is shown enlarged, (A) is an enlarged cross-sectional view, and (B) is a process of grain growth of a plating metal. 図7のめっき層の表面性状を示す表面図。The surface view which shows the surface property of the plating layer of FIG. 図1のシリンダ内周面の燃焼室内面に形成された細かなボーリング加工痕に施されためっき処理によるめっき層を示す、図7(A)に対応する拡大断面図。The expanded sectional view corresponding to FIG. 7 (A) which shows the plating layer by the plating process given to the fine boring process trace formed in the combustion chamber inner surface of the cylinder internal peripheral surface of FIG. 図9のめっき層の表面性状を示す表面図。The surface view which shows the surface property of the plating layer of FIG. 図6及び図7のめっき層をホーニング加工して形成しためっき皮膜と共に示すシリンダの断面図。Sectional drawing of the cylinder shown with the plating film formed by honing the plating layer of FIG.6 and FIG.7. 図11の一部を拡大して示すめっき皮膜の拡大断面図。The expanded sectional view of the plating film which expands and shows a part of FIG.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment.

図1に示す内燃機関のシリンダ10、例えばアルミニウムを主成分とするシリンダブロック9のシリンダ10には、ピストン11が収容されるボア12を画成するシリンダ内周面13にめっき皮膜14が形成されて、シリンダ内周面13の耐摩耗性が高められている。また、シリンダ10の上部には、燃焼室15を備えるシリンダヘッド16が設置される。ピストン11は、ボア12内でシリンダ内周面13に摺接しながら往復運動(摺動)して、燃焼室15内に燃料と空気の混合気を吸入し(吸気)、この混合気を圧縮、爆発させて、排ガスを排気させる。   A plating film 14 is formed on a cylinder inner peripheral surface 13 that defines a bore 12 in which a piston 11 is accommodated in the cylinder 10 of the internal combustion engine shown in FIG. Thus, the wear resistance of the cylinder inner peripheral surface 13 is enhanced. In addition, a cylinder head 16 including a combustion chamber 15 is installed on the upper portion of the cylinder 10. The piston 11 reciprocates (slids) while slidingly contacting the cylinder inner peripheral surface 13 in the bore 12, sucks a mixture of fuel and air into the combustion chamber 15 (intake), and compresses the mixture. Explode and exhaust the exhaust gas.

ピストン11は、図2にも示すように、ピストン本体17の上部にファーストピストンリング18とセカンドピストンリング19とオイルリング20とが順次嵌装されて、ピストン11とシリンダ内周面13との気密性が高められている。また、ピストン本体17における下部にはスカート部21が設けられている。   As shown in FIG. 2, the piston 11 includes a first piston ring 18, a second piston ring 19, and an oil ring 20 that are sequentially fitted on the upper portion of the piston body 17, so that the airtightness between the piston 11 and the cylinder inner peripheral surface 13 is achieved. Sexuality is enhanced. A skirt portion 21 is provided at the lower portion of the piston body 17.

また、シリンダ10のシリンダ内周面13に設けられためっき皮膜14は、SiC粒子を含有したニッケル−リンをめっき用金属とするめっき皮膜である。このめっき皮膜14は、例えば、硬度がHV550〜700、膜厚が20〜100μm、SiC粒子の含有量が1〜3.5wt%、SiC粒子の平均粒径が1.5〜3μmであり、耐摩耗性に優れている。   The plating film 14 provided on the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10 is a plating film using nickel-phosphorus containing SiC particles as a metal for plating. The plating film 14 has, for example, a hardness of HV550 to 700, a film thickness of 20 to 100 μm, a content of SiC particles of 1 to 3.5 wt%, an average particle size of SiC particles of 1.5 to 3 μm, Excellent wear resistance.

このめっき皮膜14は、後述の如く、シリンダ10のシリンダ内周面13を前加工としてボーリング加工し、このボーリング加工面にめっき前処理を経てめっき処理を施してめっき層を形成し、このめっき層をホーニング加工することで形成される。このうち、めっき前処理の一部(電解エッチング処理など)とめっき処理は、例えば、シリンダ10のシリンダ内周面13における一端部(シリンダヘッド16側の端部)22と他端部(クランクケース側の端部)23とをシールし、シリンダ10のボア12内に電極(不図示)を配置し、シリンダ内周面13に処理液(めっき前処理液、めっき処理液)を循環して導きシリンダ内周面13にめっき前処理(電解エッチング処理など)とめっき処理を施す高速めっき処理が採用される。   As will be described later, the plating film 14 is bored with the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10 as a pre-processing, and a plating layer is formed on the boring processing surface through a plating pre-treatment to form a plating layer. Formed by honing. Among these, a part of the pre-plating process (electrolytic etching process or the like) and the plating process are performed, for example, at one end part (end part on the cylinder head 16 side) 22 and the other end part (crankcase) of the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10. Side end) 23, an electrode (not shown) is disposed in the bore 12 of the cylinder 10, and a treatment liquid (pre-plating treatment liquid, plating treatment liquid) is circulated and guided to the cylinder inner peripheral surface 13. A high-speed plating process in which a plating pretreatment (such as an electrolytic etching process) and a plating process are performed on the inner circumferential surface 13 of the cylinder is employed.

シリンダ10のシリンダ内周面13は、ピストン11が摺動するピストン摺動面24と、ピストン11が摺動せず燃焼室15の一部を形成する燃焼室内面25とが連続して構成される。ピストン摺動面24は、シリンダ内周面13の他端部23からファーストピストンリング18の上死点位置26(図2、図3)までの領域である。また、燃焼室内面25は、ファーストピストンリング18の上死点位置26からシリンダ内周面13の一端部22までの領域である。   The cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10 includes a piston sliding surface 24 on which the piston 11 slides and a combustion chamber surface 25 that forms part of the combustion chamber 15 without the piston 11 sliding. The The piston sliding surface 24 is a region from the other end 23 of the cylinder inner peripheral surface 13 to the top dead center position 26 (FIGS. 2 and 3) of the first piston ring 18. The combustion chamber inner surface 25 is a region from the top dead center position 26 of the first piston ring 18 to the one end 22 of the cylinder inner peripheral surface 13.

そして、ピストン摺動面24に対応するめっき皮膜14(後述のめっき皮膜33)に、潤滑油35(図3)を保持可能なオイルポケット27が形成される。また、燃焼室内面25に対応するめっき皮膜14(後述のめっき皮膜34)は、オイルポケット27が存在しない、例えば表面粗さRzが1μm以下の平滑面に形成される。   And the oil pocket 27 which can hold | maintain the lubricating oil 35 (FIG. 3) is formed in the plating film 14 (after-mentioned plating film 33) corresponding to the piston sliding surface 24. FIG. Further, the plating film 14 (the plating film 34 described later) corresponding to the combustion chamber inner surface 25 is formed on a smooth surface having no oil pockets 27, for example, having a surface roughness Rz of 1 μm or less.

オイルポケット27は、図1及び図4に示すように、ピストン11の摺動方向A(つまり、シリンダ10の軸方向O)に対して直交する方向に不連続または部分的に連続して不規則に延び、ピストン11の摺動方向Aに複数本配列されて縞状に形成される。このオイルポケット27は、例えば深さtが3〜50μm、幅Wが20〜80μm、長さLが20〜5000μm、間隔(ピッチ)Pが100〜500μmである。これらのオイルポケット27間、つまりピストン11の摺動方向Aに隣接するオイルポケット27間と、ピストン11の摺動方向Aに直交する方向に隣接するオイルポケット27間に、平滑なプラトー面28が形成される。   As shown in FIGS. 1 and 4, the oil pocket 27 is irregularly discontinuous or partially continuous in a direction orthogonal to the sliding direction A of the piston 11 (that is, the axial direction O of the cylinder 10). Are arranged in the sliding direction A of the piston 11 and are formed in a striped pattern. The oil pocket 27 has a depth t of 3 to 50 μm, a width W of 20 to 80 μm, a length L of 20 to 5000 μm, and an interval (pitch) P of 100 to 500 μm, for example. A smooth plateau surface 28 is formed between these oil pockets 27, that is, between the oil pockets 27 adjacent in the sliding direction A of the piston 11 and between the oil pockets 27 adjacent in the direction orthogonal to the sliding direction A of the piston 11. It is formed.

次に、シリンダ内周面13のピストン摺動面24に対応するめっき皮膜14(めっき皮膜33)にオイルポケット27が形成されるシリンダ10の製造方法を述べる。   Next, the manufacturing method of the cylinder 10 in which the oil pocket 27 is formed in the plating film 14 (plating film 33) corresponding to the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13 will be described.

まず、図1、図3及び図5に示すように、シリンダ内周面13にボーリング加工を施して、シリンダ内周面13のピストン摺動面24のボーリング加工面に粗いボーリング加工痕29を形成する。この粗いボーリング加工痕29には、ピストン11の摺動方向Aに直交する方向に延びるボーリング加工凸部29Aが、ピストン11の摺動方向Aに複数本配列して形成され、これらのボーリング加工凸部29A間にボーリング加工凹部29Bが形成されている。また、このボーリング加工では、例えば切削刃の主軸送り速度を遅く変更することで、シリンダ内周面13の燃焼室内面25のボーリング加工面に細かいボーリング加工痕30が形成される。   First, as shown in FIGS. 1, 3, and 5, the cylinder inner peripheral surface 13 is bored to form a rough boring mark 29 on the boring surface of the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13. To do. The rough boring marks 29 are formed with a plurality of boring protrusions 29A extending in the direction orthogonal to the sliding direction A of the piston 11 and arranged in the sliding direction A of the piston 11. A boring recess 29B is formed between the portions 29A. Further, in this boring process, for example, by changing the spindle feed speed of the cutting blade slowly, a fine boring mark 30 is formed on the boring surface of the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13.

次に、粗いボーリング加工痕29及び細かいボーリング加工痕30を有するシリンダ内周面13のボーリング加工面に、めっき前処理を施した後にめっき処理を施して、図3、図6及び図7に示すように、粗いボーリング加工痕29のボーリング加工凸部29Aに沿ってめっき用金属(ニッケル及びリン)が粒成長するめっき凸部31Aとこのめっき凸部31A間のめっき凹部31Bとを備えるめっき層31を形成する。また、シリンダ内周面13の燃焼室内面25では、図3及び図9に示すように、めっき前処理によって細かいボーリング加工痕30の凹凸が非常に細かくなる。従って、この細かいボーリング加工痕30に形成されるめっき層32でも、表面の凹凸が非常に細かくなる。   Next, the boring surface of the cylinder inner peripheral surface 13 having the rough boring marks 29 and the fine boring marks 30 is subjected to a pre-plating process and then subjected to a plating process, as shown in FIGS. 3, 6, and 7. As described above, the plating layer 31 includes the plating convex portion 31A in which the metal for plating (nickel and phosphorus) grows along the boring convex portion 29A of the rough boring trace 29 and the plating concave portion 31B between the plating convex portions 31A. Form. Further, on the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13, as shown in FIGS. 3 and 9, the unevenness of the fine boring marks 30 becomes very fine due to the plating pretreatment. Therefore, even in the plating layer 32 formed on the fine boring marks 30, the surface irregularities become very fine.

次に、めっき層31及び32にホーニング加工を施す。このホーニング加工は、めっき層31においては、図3、図11及び図12に示すように、めっき凹部31Bを残すようにしてめっき凸部31Aをホーニング加工してめっき皮膜33を形成し、このめっき皮膜33に平滑なプラトー面28を形成すると共に、めっき凹部31Bを、潤滑油を保持可能なオイルポケット27として機能させる。また、このホーニング加工をめっき層32(図3、図9)に施すことで、表面が平滑なめっき皮膜34が形成される。これらのめっき皮膜33及び34により、シリンダ内周面13にめっき皮膜14が形成される。   Next, honing is performed on the plating layers 31 and 32. In the honing process, as shown in FIGS. 3, 11, and 12, in the plating layer 31, the plating convex part 31 </ b> A is honed so as to leave the plating concave part 31 </ b> B to form a plating film 33. A smooth plateau surface 28 is formed on the film 33, and the plating recess 31 </ b> B is made to function as an oil pocket 27 that can hold lubricating oil. Further, by performing this honing process on the plating layer 32 (FIGS. 3 and 9), a plating film 34 having a smooth surface is formed. With these plating films 33 and 34, the plating film 14 is formed on the cylinder inner peripheral surface 13.

このように、シリンダ内周面13のピストン摺動面24に対応するめっき皮膜14(めっき皮膜33)は、ピストン摺動面24に形成された線状のボーリング加工凸部29Aに沿ってめっき用金属が粒成長するめっき凸部31Aとこのめっき凸部31A間のめっき凹部31Bとのうち、めっき凹部31Bを残すようにめっき凸部31Aがホーニング加工されて形成され、このめっき皮膜33におけるめっき凹部31Bが、潤滑油を保持可能なオイルポケット27として機能する。   Thus, the plating film 14 (plating film 33) corresponding to the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13 is used for plating along the linear boring convex portion 29A formed on the piston sliding surface 24. Of the plating protrusions 31A where the metal grains grow and the plating recesses 31B between the plating protrusions 31A, the plating protrusions 31A are formed by honing so as to leave the plating recesses 31B. 31B functions as an oil pocket 27 that can hold the lubricating oil.

以下、シリンダ内周面13のめっき皮膜14(めっき皮膜33)にオイルポケット27を有するシリンダ10を備えたシリンダブロック9を製造するシリンダブロックの製造方法について、具体的に説明する。   Hereinafter, a cylinder block manufacturing method for manufacturing the cylinder block 9 including the cylinder 10 having the oil pocket 27 on the plating film 14 (plating film 33) on the cylinder inner peripheral surface 13 will be described in detail.

図1に示すシリンダブロック9は、単気筒または複数気筒のシリンダ10を備えており、低圧鋳造材(AC4B、AC4Cなど)またはダイカスト材(ADC10、ADC12など)のアルミニウム合金素材を用いる。本実施形態ではADC12材により構成された直列3気筒のシリンダ10を有するシリンダブロック9を用いる。   A cylinder block 9 shown in FIG. 1 includes a cylinder 10 of a single cylinder or a plurality of cylinders, and uses an aluminum alloy material such as a low pressure casting material (AC4B, AC4C, etc.) or a die casting material (ADC10, ADC12, etc.). In this embodiment, a cylinder block 9 having an in-line three-cylinder cylinder 10 made of ADC12 material is used.

鋳造後のシリンダブロック9は、エンジン運転時のボア12の変形を低減するために熱処理(T5処理)などを施し、その後、シリンダ内周面13に前加工としてボーリング加工を行う。このボーリング加工において、切削刃(不図示)をシリンダ10の一端部22から送り込み、切削刃の主軸送り速度を燃焼室内面25では遅くし、ピストン摺動面24では速くすることで、燃焼室内面25の表面粗さRzを2〜5μmと細かく、ピストン摺動面24の表面粗さRzを15〜30μmと粗く形成する。このとき、燃焼室内面25に細かいボーリング加工痕30が、ピストン摺動面25に粗いボーリング加工痕29が、それぞれ切削刃によってシリンダ内周面13の周方向に連続的に、且つシリンダ内周面13の軸方向Oに等間隔に形成される。   The cylinder block 9 after casting is subjected to heat treatment (T5 treatment) or the like in order to reduce deformation of the bore 12 during engine operation, and thereafter, boring processing is performed on the cylinder inner peripheral surface 13 as pre-processing. In this boring process, a cutting blade (not shown) is fed from one end 22 of the cylinder 10, and the spindle feed speed of the cutting blade is slowed at the combustion chamber inner surface 25 and fast at the piston sliding surface 24. The surface roughness Rz of 25 is as fine as 2 to 5 μm, and the surface roughness Rz of the piston sliding surface 24 is as coarse as 15 to 30 μm. At this time, fine boring marks 30 on the combustion chamber inner surface 25 and rough boring marks 29 on the piston sliding surface 25 are continuously formed in the circumferential direction of the cylinder inner peripheral surface 13 by the cutting blades, and the cylinder inner peripheral surface. 13 are formed at equal intervals in the axial direction O.

本実施形態では、切削刃の主軸送り速度を燃焼室内面25では200mm/分、ピストン摺動面では340mm/分と設定することで、ボーリング加工後のシリンダ内周面13(ボーリング加工面)は、燃焼室内面25が、表面粗さRz3μmでボーリング加工痕の間隔0・1mmに、ピストン摺動面24が、表面粗さRz22μmでボーリング加工痕の間隔0.2mmになるように形成された。また、図5に示すように、シリンダ内周面13におけるピストン摺動面24の表面粗さを粗くする程、シリンダ10を構成するアルミニウム合金基材とめっき皮膜14との接触面積が増大するため、ピストン摺動面24はめっき密着性が向上する。   In this embodiment, by setting the spindle feed speed of the cutting blade to 200 mm / min for the combustion chamber inner surface 25 and 340 mm / min for the piston sliding surface, the cylinder inner peripheral surface 13 (boring surface) after the boring is obtained. The combustion chamber inner surface 25 was formed to have a surface roughness Rz of 3 μm and an interval of boring marks of 0.1 mm, and the piston sliding surface 24 was formed to have a surface roughness of Rz 22 μm and an interval of boring marks of 0.2 mm. Further, as shown in FIG. 5, as the surface roughness of the piston sliding surface 24 on the cylinder inner peripheral surface 13 is increased, the contact area between the aluminum alloy substrate constituting the cylinder 10 and the plating film 14 increases. The piston sliding surface 24 is improved in plating adhesion.

次に、図1に示すシリンダブロック9のシリンダ10にめっき前処理を実施する。このめっき前処理は、脱脂・加温処理と電解エッチング処理とを有して構成され、最初にシリンダブロック9に脱脂処理、水洗処理、予備加温処理を順次行う。   Next, a plating pretreatment is performed on the cylinder 10 of the cylinder block 9 shown in FIG. This pre-plating process includes a degreasing / heating process and an electrolytic etching process. First, the cylinder block 9 is sequentially subjected to a degreasing process, a water washing process, and a preliminary heating process.

脱脂処理は、処理液として脱脂剤20〜50g/lの水溶液を用い、液温度40〜80℃、処理時間0.5〜3分間で、シリンダブロック9の全体を処理液に浸漬する。この浸漬時に、シリンダブロック9を揺動し、超音波発振機を使用することで洗浄効果を高めることができる。この脱脂処理によりシリンダブロック9の油や汚れを除去できる。水洗処理は、室温〜80℃の水を用い、0.5〜3分間シリンダブロック9の全体を水洗水に浸漬して洗浄する。予備加温処理は、50〜90℃の温水を用い、0.5〜3分間シリンダブロック9の全体を温水に浸漬して加温する。この予備加温を行うことで、シリンダブロック9の全体が均一に所定温度まで加温されるため、電解エッチング処理時間の短縮及びエッチング量の均一化が可能になる。   In the degreasing treatment, an aqueous solution of a degreasing agent of 20 to 50 g / l is used as a treatment liquid, and the entire cylinder block 9 is immersed in the treatment liquid at a liquid temperature of 40 to 80 ° C. and a treatment time of 0.5 to 3 minutes. During this immersion, the cleaning effect can be enhanced by swinging the cylinder block 9 and using an ultrasonic oscillator. Oil and dirt of the cylinder block 9 can be removed by this degreasing treatment. In the water washing treatment, water at room temperature to 80 ° C. is used, and the entire cylinder block 9 is immersed in washing water for 0.5 to 3 minutes for washing. In the preliminary heating process, warm water of 50 to 90 ° C. is used, and the entire cylinder block 9 is immersed in warm water for 0.5 to 3 minutes for heating. By performing this preliminary heating, the entire cylinder block 9 is uniformly heated to a predetermined temperature, so that the electrolytic etching processing time can be shortened and the etching amount can be made uniform.

電解エッチング処理の詳細条件は、処理液としてリン酸100〜500g/lを用い、液温度60〜90℃、処理時間0.5〜3分間、液流速10〜50cm/秒、通電条件10〜80A/dmで処理を行う。この電解エッチング処理を行うことで、シリンダ内周面13に付着している不純物や酸化膜を除去すると共に、アルミニウム合金中の共晶シリコンを表面に突出させ、更に、シリンダ内周面13を粗面にし、アンカー効果によりめっきの密着性を向上させる。この条件においては、シリンダ内周面13の特にピストン摺動面24に粗いボーリング加工痕29が残存する。この電解エッチング処理後に、シリンダブロック9は洗浄されてめっき処理工程へ搬送される。 The detailed conditions of the electrolytic etching treatment are phosphoric acid 100 to 500 g / l as a treatment solution, the solution temperature 60 to 90 ° C., the treatment time 0.5 to 3 minutes, the liquid flow rate 10 to 50 cm / second, and the energization condition 10 to 80A. Process at / dm 2 . By performing this electrolytic etching treatment, impurities and oxide films adhering to the cylinder inner peripheral surface 13 are removed, and eutectic silicon in the aluminum alloy is projected to the surface, and the cylinder inner peripheral surface 13 is further roughened. The adhesion of plating is improved by the anchor effect. Under this condition, a rough boring mark 29 remains on the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13 in particular. After this electrolytic etching process, the cylinder block 9 is cleaned and transported to the plating process.

次に、シリンダブロック9のシリンダ10にめっき処理を行なう。このめっき処理工程では、シリンダ内周面13にめっき前処理が施されたシリンダブロック9のボア12内にめっき液を流動させながら処理を行う高速めっき処理によって、シリンダ内周面13にめっき皮膜14を形成する。このとき、シリンダ内周面13の燃焼室内面25の表面粗さRzが10〜30μmに、ピストン摺動面24の表面粗さRzが40〜70μmになるように、めっき皮膜14を形成する。   Next, the cylinder 10 of the cylinder block 9 is plated. In this plating process, the plating film 14 is applied to the cylinder inner peripheral surface 13 by a high-speed plating process in which the plating solution is flowed into the bore 12 of the cylinder block 9 in which the cylinder inner peripheral surface 13 has been subjected to the plating pretreatment. Form. At this time, the plating film 14 is formed so that the surface roughness Rz of the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13 is 10 to 30 μm and the surface roughness Rz of the piston sliding surface 24 is 40 to 70 μm.

このめっき処理では、弱→中→強の3段階のステップで電気が供給される。つまり、処理液は硫酸ニッケル300〜700g/lを用い、液温度を40〜80℃、処理時間を3〜10分間、液流速を50〜80cm/秒、通電条件を10〜30A/dm×0.5〜1分間(弱ステップ)、30〜70A/dm×0.5〜1分間(中ステップ)、80〜120A/dm×2〜8分間(強ステップ)と順次変化させて処理を行う。これにより、シリンダブロック9におけるシリンダ10のシリンダ内周面13に、均一な膜厚のめっき皮膜14が形成される。このときのめっき皮膜14の表面粗さは、燃焼室内面25ではRz20μm、ピストン摺動面24ではRz55μmである。 In this plating process, electricity is supplied in three steps: weak, medium, and strong. That is, the treatment liquid uses nickel sulfate 300 to 700 g / l, the liquid temperature is 40 to 80 ° C., the treatment time is 3 to 10 minutes, the liquid flow rate is 50 to 80 cm / second, and the energization condition is 10 to 30 A / dm 2 ×. Process by sequentially changing 0.5 to 1 minute (weak step), 30 to 70 A / dm 2 × 0.5 to 1 minute (medium step), 80 to 120 A / dm 2 × 2 to 8 minutes (strong step) I do. Thereby, a plating film 14 having a uniform film thickness is formed on the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10 in the cylinder block 9. The surface roughness of the plating film 14 at this time is Rz 20 μm for the combustion chamber inner surface 25 and Rz 55 μm for the piston sliding surface 24.

上述のめっき処理では、めっき用金属は粒状に成長する特性があり、被めっき処理面の凸部分ではめっき用金属の粒成長が促進される。従って、図7に示すように、ボーリング加工によって粗いボーリング加工痕29が形成されたシリンダ内周面13のピストン摺動面24では、そのボーリング加工凸部29Aにおいてめっき用金属の粒成長が促進されてめっき層31が形成される。そして、このめっき層31の表面には、図8に示すように、めっき用金属の粗大な粒が筋状に並んだめっき凸部31Aが、ピストン11の摺動方向Aに直交する方向に沿って形成され、そのめっき凸部31Aの間にめっき凹部31Bが設けられる。   In the above-described plating treatment, the plating metal has a characteristic of growing in a granular form, and the grain growth of the plating metal is promoted at the convex portion of the surface to be plated. Therefore, as shown in FIG. 7, in the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13 where the rough boring marks 29 are formed by boring, grain growth of the plating metal is promoted at the boring convex portions 29A. Thus, the plating layer 31 is formed. Then, on the surface of the plating layer 31, as shown in FIG. 8, plating convex portions 31 </ b> A in which coarse particles of plating metal are arranged in a streak shape are along a direction orthogonal to the sliding direction A of the piston 11. A plating recess 31B is provided between the plating protrusions 31A.

また、図9に示すように、ボーリング加工によって細かいボーリング加工痕30が形成されたシリンダ内周面13の燃焼室内面25では、この細かいボーリング加工痕30の凸部においてめっき用金属の粒が細かく緻密に成長してめっき層32が形成される。従って、このめっき層32の表面には、図10に示すように、めっき用金属の緻密な粒が均一に分散して設けられる。   Further, as shown in FIG. 9, in the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13 where the fine boring marks 30 are formed by boring, the metal particles for plating are fine at the convex portions of the fine boring marks 30. The plating layer 32 is formed by dense growth. Therefore, as shown in FIG. 10, dense particles of the plating metal are uniformly dispersed on the surface of the plating layer 32.

次に、図3に示すシリンダ10のシリンダ内周面13に形成されためっき層31、32をプラトーホーニング(つまり仕上げホーニング)する。シリンダ内周面13のピストン摺動面24に形成されためっき層31では、図11及び図12に示すように、粗大に粒成長しためっき凸部31Aがプラトーホーニングされて平滑なプラトー面28に研磨されためっき皮膜33が形成される。このとき、めっき凸部31A間のめっき凹部31Bが残存し、このめっき凹部31Bが、不連続または部分的に連続する不規則なオイルポケット27としてめっき皮膜33に形成される。また、図3に示すシリンダ内周面13の燃焼室内面25に形成されためっき層32では、緻密に成長しためっき層32の表面がプラトーホーニングされてめっき皮膜34が形成される。このめっき皮膜34の表面は凹凸のない平滑な面(プラトー面)に設けられる。   Next, the plating layers 31 and 32 formed on the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10 shown in FIG. 3 are subjected to plateau honing (that is, finish honing). In the plating layer 31 formed on the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13, as shown in FIGS. 11 and 12, coarsely grown plating convex portions 31 </ b> A are plateau honed to form a smooth plateau surface 28. A polished plating film 33 is formed. At this time, the plating recesses 31B between the plating protrusions 31A remain, and the plating recesses 31B are formed in the plating film 33 as irregular oil pockets 27 that are discontinuous or partially continuous. Further, in the plating layer 32 formed on the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13 shown in FIG. 3, the surface of the densely grown plating layer 32 is plateau honed to form a plating film 34. The surface of the plating film 34 is provided on a smooth surface (plateau surface) without unevenness.

このプラトーホーニングにおいては、ホーニング砥石に、粒度#3000〜1000(平均粒径5〜15μm)、集中度30〜50%(1.3〜2.2ct/cm)のダイヤモンド砥石(長さ70mm、幅3mm)を6本用い、拡張圧3〜15kgf/cmでホーニング加工を実施した。加工取代は径で40〜60μmであり、特にシリンダ内周面13のピストン摺動面24に形成されためっき層31では、めっき凸部31Aの研磨のみである。このため、このプラトーホーニングでは切削効率が高く、加工に要する時間は1つのシリンダ内周面13当たり20〜60秒であり、粗ホーニング、中引きホーニング及び仕上げホーニングを順次実施する従来のホーニング加工の場合に比べ大幅な時間短縮が可能になる。 In this plateau honing, a diamond grindstone (length 70 mm, length: 70 mm, particle size # 3000 to 1000 (average particle diameter 5 to 15 μm), concentration 30 to 50% (1.3 to 2.2 ct / cm 2 ) is used. Honing was carried out using 6 pieces having a width of 3 mm and an expansion pressure of 3 to 15 kgf / cm 2 . The machining allowance is 40 to 60 μm in diameter. In particular, in the plating layer 31 formed on the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13, only the plating convex portion 31A is polished. For this reason, this plateau honing has a high cutting efficiency, and the time required for machining is 20 to 60 seconds per one cylinder inner peripheral surface 13, and the conventional honing process in which rough honing, thinning honing and finishing honing are sequentially performed. Compared to the case, the time can be greatly reduced.

このようにして、シリンダ10におけるシリンダ内周面13のピストン摺動面24に形成されるめっき皮膜33(めっき皮膜14)には、図3及び図4に示すように、深さtが3〜50μm、幅wが20〜80μm、長さLが20〜5000μm、間隔Pが100〜500μmのオイルポケット27が形成され、これらのオイルポケット27間に平滑なプラトー面28が形成される。また、このシリンダ内周面13の燃焼室内面25に形成されるめっき皮膜34(めっき皮膜14)にはオイルポケット27がなく、このめっき皮膜34は、表面粗さRzが1μm以下の平滑な表面に形成される。   In this way, the plating film 33 (plating film 14) formed on the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10 has a depth t of 3 to 3, as shown in FIGS. Oil pockets 27 having a width of 50 μm, a width w of 20 to 80 μm, a length L of 20 to 5000 μm, and a distance P of 100 to 500 μm are formed, and a smooth plateau surface 28 is formed between these oil pockets 27. Further, the plating film 34 (plating film 14) formed on the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13 has no oil pocket 27, and the plating film 34 has a smooth surface with a surface roughness Rz of 1 μm or less. Formed.

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果(1)〜(7)を奏する。   With the configuration as described above, according to the present embodiment, the following effects (1) to (7) are obtained.

(1)シリンダ内周面13のピストン摺動面24に形成されためっき皮膜33(めっき皮膜14)に、潤滑油35を保持可能なオイルポケット27が形成されたので、シリンダ内周面13における潤滑油の保持性が高まり、このシリンダ内周面13とピストン11とのフリクションを低減できる。   (1) Since the oil pocket 27 capable of holding the lubricating oil 35 is formed in the plating film 33 (plating film 14) formed on the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13, the cylinder inner peripheral surface 13 The retention of the lubricating oil is enhanced, and the friction between the cylinder inner peripheral surface 13 and the piston 11 can be reduced.

(2)シリンダ内周面13のピストン摺動面24に形成されためっき層31のめっき凹部31Bを残すようにめっき凸部31Aをプラトーホーニングしてめっき皮膜33を形成し、めっき凹部31Bをオイルポケット27として機能させるので、このオイルポケット27の形成のためにプラトーホーニング加工後にレーザー加工を行う等の追加工が必要なく、この結果、シリンダ10の生産性、ひいてはシリンダブロック9の生産性を向上させることができる。   (2) The plating convex portion 31A is plateau honed so as to leave the plating concave portion 31B of the plating layer 31 formed on the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13 to form the plating film 33, and the plating concave portion 31B is oiled. Since it functions as the pocket 27, there is no need for additional processing such as laser processing after the plateau honing for forming the oil pocket 27. As a result, the productivity of the cylinder 10 and consequently the productivity of the cylinder block 9 are improved. Can be made.

(3)シリンダ内周面13のめっき皮膜14(めっき皮膜33)には、ピストン11の摺動方向Aに対して直交する方向に延びるオイルポケット27が形成されたので、ピストン11のファーストピストンリング18、セカンドピストンリング19及びオイルリング20による潤滑油35のシール性が向上する。このため、潤滑油35がオイルポケット27を通って燃焼室15内へ流出することを防止できるので、潤滑油35の消費量を低減できる。更に、ブローバイガスがオイルポケット27を通ってクランクケース側へ流出することも防止できる。   (3) Since the oil pocket 27 extending in the direction orthogonal to the sliding direction A of the piston 11 is formed in the plating film 14 (plating film 33) of the cylinder inner peripheral surface 13, the first piston ring of the piston 11 18, the sealing performance of the lubricating oil 35 by the second piston ring 19 and the oil ring 20 is improved. For this reason, since it is possible to prevent the lubricating oil 35 from flowing out into the combustion chamber 15 through the oil pocket 27, the consumption of the lubricating oil 35 can be reduced. Furthermore, it is possible to prevent blow-by gas from flowing through the oil pocket 27 to the crankcase side.

(4)シリンダ10のシリンダ内周面13のめっき皮膜14(めっき皮膜33)には、オイルポケット27間に平滑なプラトー面28が形成されたので、ピストン11のファーストピストンリング18、セカンドピストンリング19、オイルリング20によるめっき皮膜14(めっき皮膜33)の摩耗量を低減できる。このため、このシリンダ10を備えるエンジンに慣らし運転が必要なく、エンジン始動初期からピストン11とシリンダ内周面13とのフリクションが低くなり、燃費を向上できる。   (4) Since a smooth plateau surface 28 is formed between the oil pockets 27 on the plating film 14 (plating film 33) on the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10, the first piston ring 18 of the piston 11, the second piston ring 19. The amount of wear of the plating film 14 (plating film 33) by the oil ring 20 can be reduced. For this reason, the engine equipped with this cylinder 10 does not require a running-in operation, and the friction between the piston 11 and the cylinder inner peripheral surface 13 is reduced from the beginning of the engine start, and the fuel consumption can be improved.

(5)シリンダ10のシリンダ内周面13における燃焼室内面25に形成されるめっき皮膜34は、オイルポケット27のない表面粗さRzが1μm以下の平滑な面に形成されている。このため、シリンダ内周面13の燃焼室内面25におけるめっき皮膜34表面の潤滑油の油膜を薄くできるので、潤滑油35の消費量を低減できる。更に、燃焼室15を形成するシリンダ内周面13の燃焼室内面25におけるめっき皮膜34はオイルポケット27のない表面粗さRzが1μm以下の平滑な面に形成されているので、燃焼室15内のクレビスボリューム(未燃焼ガス発生領域)が小さくなり、ブローバイガスの発生自体を低減できる。   (5) The plating film 34 formed on the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10 is formed on a smooth surface having no oil pocket 27 and having a surface roughness Rz of 1 μm or less. For this reason, since the oil film of the lubricating oil on the surface of the plating film 34 in the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13 can be thinned, the consumption amount of the lubricating oil 35 can be reduced. Further, the plating film 34 on the combustion chamber inner surface 25 of the cylinder inner peripheral surface 13 forming the combustion chamber 15 is formed on a smooth surface having no oil pocket 27 and having a surface roughness Rz of 1 μm or less. The clevis volume (unburned gas generation region) is reduced, and the generation of blow-by gas itself can be reduced.

(6)めっき層31及び32のホーニング加工は、特にめっき層31のめっき凸部31Aをホーニング加工するプラトーホーニングであり、粗ホーニング及び中引きホーニングが必要ないので、ホーニング加工工程を削減できる。更に、プラトーホーニングにおける取代も少なくできる。これらの結果、ホーニング加工時間を短縮でき、この点からもシリンダ10、ひいてはシリンダブロック9の生産性を向上させることができる。   (6) The honing process of the plating layers 31 and 32 is a plateau honing process that particularly hoses the plating convex portions 31A of the plating layer 31, and does not require rough honing and decimation honing, so the honing process can be reduced. Furthermore, the allowance for plateau honing can be reduced. As a result, the honing time can be shortened, and the productivity of the cylinder 10 and thus the cylinder block 9 can be improved from this point.

(7)シリンダ内周面13のピストン摺動面24に形成されるめっき皮膜33には、ピストン11の摺動方向Aに直交する方向にオイルポケット27が、不連続または部分的に連続して不規則に延びて形成され、これらのオイルポケット27間にプラトー面28が形成されている。従って、ピストン11の摺動方向Aに直交する方向に延びるピストン11のファーストピストンリング18及びセカンドピストンリング19が、上述のオイルポケット27に入り込んで引っ掛かることを防止できる。   (7) On the plating film 33 formed on the piston sliding surface 24 of the cylinder inner peripheral surface 13, oil pockets 27 are discontinuous or partially continuous in a direction orthogonal to the sliding direction A of the piston 11. A plateau surface 28 is formed between these oil pockets 27. Therefore, it is possible to prevent the first piston ring 18 and the second piston ring 19 of the piston 11 extending in the direction orthogonal to the sliding direction A of the piston 11 from entering the oil pocket 27 and being caught.

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the said embodiment, this invention is not limited to this.

例えば、シリンダ10のシリンダ内周面13におけるピストン摺動面24に形成されるめっき皮膜33では、ピストン11の上死点付近(即ちファーストピストンリング18の上死点位置26付近)に設けられるオイルポケット27が、他の部分に設けられるオイルポケット27よりも深さtが深く、間隔Pが狭く形成されてもよい。ピストン11の上死点付近では、燃焼圧の影響で潤滑油35の油膜切れが起こりやすいが、上述のようにピストン11の上死点付近でオイルポケット27の深さtを深く、間隔Pを狭く形成することで、潤滑油35の保持性を向上させることができる。   For example, in the plating film 33 formed on the piston sliding surface 24 on the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10, oil provided near the top dead center of the piston 11 (that is, near the top dead center position 26 of the first piston ring 18). The pocket 27 may be formed to have a depth t deeper than the oil pocket 27 provided in another portion and the interval P may be narrow. In the vicinity of the top dead center of the piston 11, the oil film of the lubricating oil 35 is likely to be cut off due to the influence of the combustion pressure. However, as described above, the depth t of the oil pocket 27 is increased near the top dead center of the piston 11 and the interval P is set. By forming it narrowly, the retainability of the lubricating oil 35 can be improved.

また、シリンダ10のシリンダ内周面13におけるピストン摺動面24のめっき皮膜33に設けられるオイルポケット27は、その形成位置毎に異なった方向に延びて形成されてもよい。例えば、ピストン11のスカート部21(図1)が摺接するめっき皮膜33では、オイルポケット27の方向をピストン11の摺動方向Aと平行または斜めに形成して、潤滑油35がシリンダ内周面13の周方向に流出することを抑制し、ピストン11のスカート部21とシリンダ内周面13(めっき皮膜33)とのフリクションを低減してもよい。   Moreover, the oil pocket 27 provided in the plating film 33 of the piston sliding surface 24 on the cylinder inner peripheral surface 13 of the cylinder 10 may be formed to extend in different directions for each formation position. For example, in the plating film 33 in which the skirt portion 21 (FIG. 1) of the piston 11 is slidably contacted, the direction of the oil pocket 27 is formed parallel or oblique to the sliding direction A of the piston 11 so that the lubricating oil 35 is disposed on the inner circumferential surface of the cylinder. 13 may be prevented from flowing out in the circumferential direction, and friction between the skirt portion 21 of the piston 11 and the cylinder inner peripheral surface 13 (plating film 33) may be reduced.

また、めっき前処理については、シリンダブロック9にAC4B材などの低圧鋳造材を用いた場合、電解エッチング処理後に陽極酸化処理を実施する。低圧鋳造材は、ダイカスト材と比較してアルミニウム合金中の共晶シリコンが粗大であるため、電解エッチング処理によって突出する共晶シリコンの表面積が小さいが、電解エッチング処理後に陽極酸化処理を実施するにより、アルミニウム合金基材の表面に多孔質な陽極酸化層を形成できるので、これによってめっき密着性を向上できるからである。   As for the pretreatment for plating, when a low pressure casting material such as AC4B material is used for the cylinder block 9, anodizing treatment is performed after the electrolytic etching treatment. Low-pressure cast material has a larger surface area of eutectic silicon protruding by electrolytic etching because the eutectic silicon in the aluminum alloy is coarser than die-cast material, but by performing anodization after electrolytic etching This is because a porous anodic oxide layer can be formed on the surface of the aluminum alloy substrate, thereby improving plating adhesion.

10 シリンダ
11 ピストン
13 シリンダ内周面
14 めっき皮膜
18 ファーストピストンリング
24 ピストン摺動面
25 燃焼室内面
27 オイルポケット
28 プラトー面
29A ボーリング加工凸部(前加工凸部)
31 めっき層
31A めっき凸部
31B めっき凹部
33 めっき皮膜
35 潤滑油
A ピストンの摺動方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylinder 11 Piston 13 Cylinder inner peripheral surface 14 Plating film 18 First piston ring 24 Piston sliding surface 25 Combustion chamber inner surface 27 Oil pocket 28 Plateau surface 29A Boring processing convex part (pre-processing convex part)
31 Plating layer 31A Plating convex part 31B Plating concave part 33 Plating film 35 Lubricating oil A Piston sliding direction

Claims (7)

ピストンが収容されるボアを画成するシリンダ内周面にめっき皮膜が形成された内燃機関のシリンダ製造方法であって、
前記シリンダ内周面に前加工を施して複数本の線状の前加工凸部を形成し、
次に、前記シリンダ内周面にめっき処理を施して、前記前加工凸部に沿ってめっき用金属が粒成長するめっき凸部とこのめっき凸部間のめっき凹部とを備えるめっき層を形成し、
次に、前記めっき凹部を残すように前記めっき凸部をホーニング加工してめっき皮膜を形成し、このめっき皮膜に平滑なプラトー面を形成すると共に、前記めっき凹部を、不規則に延び且つ潤滑油を保持可能なオイルポケットとして機能させることを特徴とする内燃機関のシリンダ製造方法。
A cylinder manufacturing method for an internal combustion engine in which a plating film is formed on an inner peripheral surface of a cylinder that defines a bore in which a piston is accommodated,
Pre-processing the cylinder inner peripheral surface to form a plurality of linear pre-processing projections,
Next, a plating process is performed on the inner peripheral surface of the cylinder to form a plating layer including a plating convex portion in which a plating metal grain grows along the pre-processed convex portion and a plating concave portion between the plating convex portions. ,
Next, the plating protrusion is honed so as to leave the plating recess to form a plating film, a smooth plateau surface is formed on the plating film, and the plating recess is irregularly extended and lubricated. A cylinder manufacturing method for an internal combustion engine, which functions as an oil pocket capable of holding
ピストンを収容するボアを画成するシリンダ内周面にめっき皮膜が形成された内燃機関のシリンダであって、
前記めっき皮膜は、前記シリンダ内周面に形成された線状の前加工凸部に沿ってめっき用金属が粒成長するめっき凸部とこのめっき凸部間のめっき凹部とのうち、前記めっき凹部を残すように前記めっき凸部がホーニング加工されて形成され、
このめっき皮膜における前記めっき凹部が、不規則に延び且つ潤滑油を保持可能なオイルポケットとして機能するよう構成されたことを特徴とする内燃機関のシリンダ。
A cylinder of an internal combustion engine in which a plating film is formed on an inner peripheral surface of a cylinder that defines a bore that accommodates a piston;
The plating coating includes the plating recesses among the plating protrusions in which the plating metal grows along the linear pre-processed protrusions formed on the inner peripheral surface of the cylinder and the plating recesses between the plating protrusions. The plating convex part is formed by honing so as to leave
A cylinder of an internal combustion engine, wherein the plating concave portion in the plating film extends irregularly and functions as an oil pocket capable of holding lubricating oil.
前記シリンダ内周面は、ピストンが摺動するピストン摺動面と、前記ピストンが摺動せず燃焼室の一部を形成する燃焼室内面とが連続してなり、前記ピストン摺動面に対応するめっき皮膜にオイルポケットが形成され、前記燃焼室内面に対応するめっき皮膜が前記オイルポケットの存在しない平滑面に形成されたことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のシリンダ。 The cylinder inner peripheral surface is formed by a piston sliding surface on which the piston slides and a combustion chamber surface that does not slide on and forms a part of the combustion chamber, and corresponds to the piston sliding surface. The cylinder of the internal combustion engine according to claim 2, wherein an oil pocket is formed in the plating film to be formed, and a plating film corresponding to the inner surface of the combustion chamber is formed on a smooth surface without the oil pocket. 前記オイルポケットは、ピストンの摺動方向に対して直交する方向に延びて縞状に形成されたことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のシリンダ。 The cylinder of the internal combustion engine according to claim 2, wherein the oil pocket extends in a direction perpendicular to the sliding direction of the piston and is formed in a stripe shape. 前記めっき皮膜には、オイルポケット間に平滑なプラトー面が形成されたことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のシリンダ。 The cylinder of the internal combustion engine according to claim 2, wherein a smooth plateau surface is formed between the oil pockets on the plating film. 前記ピストン上死点付近に設けられるオイルポケットは、他の位置のオイルポケットに比べ、深さが深く、間隔が狭く設けられたことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のシリンダ。 The cylinder of the internal combustion engine according to claim 2, wherein the oil pocket provided in the vicinity of the top dead center of the piston is provided with a deeper depth and a smaller interval than oil pockets at other positions. 前記シリンダ内周面のめっき皮膜に設けられるオイルポケットは、その形成位置毎に異なった方向に延びて設けられたことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のシリンダ。 The cylinder of the internal combustion engine according to claim 2, wherein the oil pocket provided in the plating film on the inner peripheral surface of the cylinder extends in a different direction at each formation position.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014030297A1 (en) * 2012-08-23 2014-02-27 マツダ株式会社 Heat-insulating structure of member facing engine combustion chamber, and process for producing same
JP2015108169A (en) * 2013-12-03 2015-06-11 スズキ株式会社 Electrolysis plating method
JP2016084713A (en) * 2014-10-23 2016-05-19 マツダ株式会社 Heat insulation layer formation method of cylindrical hole inner peripheral surface, heat insulation layer formation structure, and engine including heat insulation layer formation structure

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014030297A1 (en) * 2012-08-23 2014-02-27 マツダ株式会社 Heat-insulating structure of member facing engine combustion chamber, and process for producing same
US10161297B2 (en) 2012-08-23 2018-12-25 Mazda Motor Corporation Heat-insulating structure of member facing engine combustion chamber, and process for producing same
JP2015108169A (en) * 2013-12-03 2015-06-11 スズキ株式会社 Electrolysis plating method
JP2016084713A (en) * 2014-10-23 2016-05-19 マツダ株式会社 Heat insulation layer formation method of cylindrical hole inner peripheral surface, heat insulation layer formation structure, and engine including heat insulation layer formation structure

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