JP4563342B2

JP4563342B2 - シリンダライナ

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Publication number: JP4563342B2
Application number: JP2006149756A
Authority: JP
Inventors: 寿太多勢; 一巳諸井
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2026-05-30
Also published as: JP2007321576A

Description

本発明はシリンダライナに関する。さらに具体的には、自動車、芝刈り機、発電機等に用いる内燃機関においてシリンダブロックに鋳包まれるシリンダライナに関する。

従来から、自動車用エンジンにおいては、軽量化及び熱伝導性の向上のためにマグネシウム（Ｍｇ）合金やアルミニウム（Ａｌ）合金などに代表される軽合金を用いて、鋳鉄製・スチール製のシリンダライナを鋳包むことによりシリンダブロックを一体成形している。

この場合において、シリンダライナとシリンダブロックの材質が異なるため、互いの物性（例えば、線膨張係数など）が異なっており、普通に鋳包むと、シリンダライナとシリンダブロックとの間に隙間・剥離・分離などの不具合が発生してしまうことがある。

このような不具合を防止するために、現在においては、シリンダライナの外周に凹溝を形成するなどの加工を施すことにより、シリンダライナとシリンダブロックとの密着性を向上させている。

例えば、特許文献１には、その製造コストを安価に抑えることができるとともに、シリンダブロックとの密着性を目的としたシリンダライナが開示されており、具体的には、その外周面にＶ字型の凹溝、あるいは台形型の凹溝が形成されたシリンダライナが記載されている（特許文献１の図１参照）。

また、特許文献２にも、シリンダライナの外周面に施す凹溝についての種々のパターンが開示されている（特許文献２の図１や図３参照）。
特開２０００−３１０１５４号公報特開２００１−０５５９５６号公報

しかしながら、現在のシリンダライナにあっては前記不具合について必ずしも完全ではなく、改良の余地がある。

例えば、前記特許文献１や特許文献２に開示されているシリンダライナにあっては、シリンダライナの軸方向へのアンカー効果はある程度期待できるが、その半径方向へのアンカー効果はほとんどなく、従ってシリンダブロックに鋳包んだ場合にあっては、隙間・剥離・分離などの不具合が発生する可能性がある。

また、特許文献２に開示されている、シリンダライナの外周面に施す凹溝についての種々のパターンにあっても、実際に加工するに際しては生産性が悪く、コストアップの要因となり得る。

また、一般的に、シリンダライナは鋳鉄材を用いることが多いため、その外周面に凹溝の深さが１ｍｍ以下の微細な加工を施す場合には、加工時の負荷などにより角部または全体が欠けてしまうことがあり、これを防止するためには、加工スピードを下げる、あるいは一回の加工で切削する量を減らすなど生産性が低い条件で加工する必要が生じ、コストアップの原因となってしまう。従って、あまり複雑な加工を施すことは好ましくない。

さらにまた、近年のエンジンなどにあっては、その軽量化・省スペース化を図るため、ボア間ピッチを狭くしたシリンダブロックが要求されている。この要求を満たすためには、隣り合うシリンダライナ同士の間隔も当然に狭くすることが必要となるため、シリンダライナとシリンダブロックとの密着性を向上することのみを目的として、シリンダライナの外周面に大きな凹凸を加工することは好ましくない。シリンダライナの外周面に大きな凹凸を形成すると、その分だけシリンダライナの肉厚が厚くなってしまい、軽量化・省スペース化の要求を満たさなくなるからである。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、軽合金、特にアルミニウム合金に鋳包まれた場合に、アルミニウム合金との密着性が高く、良好な熱伝導性を確保し、加工が容易であり、さらに軽量化・省スペース化の要請にも耐えうる、シリンダライナを提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決するための本発明は、軽合金からなるシリンダブロックに鋳包まれる内燃機関用シリンダライナであって、当該シリンダライナの外周には、周方向へ延びる凸状体が形成されており、前記凸状体においてシリンダライナ軸方向断面の形状は、少なくとも、前記凸状体の底部のシリンダライナ軸方向の面である基準面を第１辺とし、さらに、当該基準面から略垂直に延びる第２辺と、前記第２辺の先端から、前記基準面における前記第１辺と第２辺との交点とは異なる点へ延びる第３辺と、から構成される略垂直三角形部と、前記第２辺の先端と当該辺上の任意の点との間から、前記略垂直三角形部の面積を拡大する方向に突出するコブ状部と、前記第１辺と前記第２辺との交点よりも外側であって前記基準面上に位置する点と、前記第２辺上の任意の点とを曲線で結ぶことにより、前記略垂直三角形部の面積を拡大するように形成される突出部と、を組み合わせた形状となっており、前記凸状体を構成するコブ状部の高さＡと、前記凸状体を構成する略垂直三角形部における前記第２辺の長さＢとの比Ｂ／Ａが、２〜８０であることを特徴とし、かつ、前記凸状体は、シリンダライナの軸方向に複数連続して形成されていることを特徴とする。

また、前記シリンダライナにあっては、シリンダライナの軸方向に複数連続して形成される凸状体のうち、少なくともその一部の凸状体は、任意に選択した一の凸状体に対し、前記基準面に直交する線を基準として線対称の形状を呈していてもよい。

また、前記シリンダライナにあっては、前記凸状体は、前記シリンダライナの外周面において、螺旋状に形成されていてもよい。

また、前記シリンダライナにあっては、前記凸状体は、前記シリンダライナの外周面において、一周毎に複数本形成されていてもよい。

本発明のシリンダライナによれば、その外周面に従来にない新規な凸状体、具体的にはシリンダライナの外周の凸状体底部のシリンダライナ軸方向の面である基準面から半径方向に突出する略垂直三角形部と、当該略垂直三角形部からさらに突出するコブ状部と、前記コブ状部と同様に、前記略垂直三角形部から張り出した突出部を組み合わせた形状を呈する凸状体が形成されているため、当該シリンダライナをシリンダブロックに鋳包んだ場合に、前記凸状体が優れたアンカー効果を発揮して、シリンダブロックとの間で生じる隙間・剥離・分離などの不具合を防止することができる。

特に前記コブ状部を有することにより、凸状体全体に「かえり部分」を設けることができ、従来のシリンダライナにはない、シリンダライナの半径方向に対するアンカー効果を発揮することができる。

また、本発明のシリンダライナによれば、シリンダブロックとの密着性を向上せしめることができるため、シリンダライナからシリンダブロックへの熱伝導性をも向上せしめることができる。

さらに、本発明のシリンダライナは、その加工性も良好であるため、製造コストを安価にすることが可能である。

以下に、本発明のシリンダライナについて、図面を用いて具体的に説明する。

図１は、本発明のシリンダライナの外周面の形状を説明するための、軸方向拡大断面図である。

図２は、図１に示すシリンダライナ１の外周に形成された凸状体２の形状を説明するための説明図である。

図１に示すように、本発明のシリンダライナ１は、軽合金からなるシリンダブロックに一体に鋳包まれるシリンダライナであって、その外周には、凸状体２の底部のシリンダライナ軸方向の面である基準面ｒから周方向へ延びる凸状体２が形成されている。

そして、図２に示すように、当該凸状体２におけるシリンダライナ軸方向断面の形状は、少なくとも、前記凸状体２の底部のシリンダライナ軸方向の面である基準面ｒを第１辺ｘとし、さらに、当該基準面ｒから略垂直に延びる第２辺ｙと、前記第２辺ｙの先端Ｓから、前記基準面ｒにおける前記第１辺と第２辺との交点Ｔとは異なる点Ｕへ延びる第３辺ｚと、から構成される略垂直三角形部３と、前記第２辺ｙの先端Ｓと当該辺ｙ上の任意の点Ｖとの間から、前記略垂直三角形部３の面積を拡大する方向に突出するコブ状部４と、前記第１辺ｘと前記第２辺ｙとの交点Ｔよりも外側であって前記基準面ｒ上に位置する点Ｆと、前記第２辺ｙ上の任意の点Ｖとを曲線Ｃで結ぶことにより、前記略垂直三角形部３の面積を拡大するように形成される突出部５と、を組み合わせた形状となっていることに特徴を有している。

なお、本発明のシリンダライナ１にあっては、図１に示すように、前記凸状体２が軸方向に複数連続して形成されている。

シリンダライナ１の外周に、図示するような新規な形状の凸状体２を形成することにより、当該シリンダライナ１が軽合金からなるシリンダブロックに鋳包まれた場合に、前記凸状体２が優れたアンカー効果を発揮して、シリンダブロックとの間で生じる隙間・剥離・分離などの不具合を防止することができる。特に、本発明のシリンダライナ１の凸状体２は前記コブ状部４を有しているので、いわゆる「かえり部分」（図２参照）を設けることができ、従来のシリンダライナにはない、シリンダライナの半径方向に対するアンカー効果を発揮することができる。

本発明のシリンダライナ１の外周に形成される凸状体２にあっては、前述のように、少なくとも略垂直三角形部３と、この第２辺ｙから突出するコブ状部４と突出部５とから構成され、その大きさについては、前記略三角形部３の高さ、つまり第２辺ｙの長さ（図２の符号Ｂ）とコブ状部４の高さ、つまりいわゆる「かえり部分」の大きさ（図２の符号Ａ）の比Ｂ／Ａを２〜８０とすることにより、全体として優れたアンカー効果を発揮することができるとともに、加工の際に問題が生じることがない。

また、前記略垂直三角形部３の形状に関しては、第１辺ｘと第３辺ｚとのなす角θの値についても特に限定することはないが、例えば２５°〜３０°とすることが好ましい。

一方で、コブ状部４の形状に関しても、前記第２辺ｙの先端Ｓと当該辺ｙ上の任意の点Ｖとの間から、前記略垂直三角形部３の面積を拡大する方向に突出する形状であれば特に限定されることはなく、図示するような略半円上の形状であってもよい。ここで、第２辺ｙ上の任意の点Ｖの具体的な位置については、特に限定されることはなく、たとえば、第２辺ｙの中間点あたりであってもよい。

また、突出部５に関しても、前記第１辺ｘと前記第２辺ｙとの交点Ｔよりも外側であって前記基準面ｒ上に位置する点Ｆと、前記第２辺ｙ上の任意の点Ｖとを曲線Ｃで結ぶことにより、前記略垂直三角形部３の面積を拡大するように形成されていればよく、その形状は特に限定されない。

図１に示すように、凸状体２はその軸方向に複数連続して形成されているため（符号２参照）、当該突出部５は、当該一の凸状体２と隣り合う凸状体２とを連続させる役割を果たしており、例えば、図２に示す曲率半径Ｒの連続する曲線Ｃにより接続されていてもよい。

このように、隣り合う凸状体２の接合部分は、アンカー効果への寄与率が小さいため、当該部分を曲率半径Ｒの連続する曲線Ｃにより接続することにより、加工性を向上することができる。

この場合において、前記曲率半径Ｒの値は、たとえば０．２５〜０．５５ｍｍとすることが好ましい。

本発明のシリンダライナ１において、その特徴である凸状体２については、「少なくとも」上述のような、略垂直三角形部３とコブ状部４と突出部５とから構成されていればよく、これら以外の形状がさらに追加されていてもよい。

図３は、図１とは別の、本発明のシリンダライナの外周面の形状を説明するための、軸方向拡大断面図である。

図１に示す本発明のシリンダライナ１にあっては、その外周に形成される凸状体２が、シリンダライナ１の軸方向に対して下方向に凸となるように形成されている、還元すれば、凸状体２を構成する略垂直三角形部３の頂点Ｓが下方向を向くように形成されているが、本発明はこれに限定されることはなく、図３に示すように、凸状体２が、シリンダライナ１の軸方向に対して上方向に凸となるように形成されている、還元すれば、凸状体２を構成する略垂直三角形部３の頂点Ｓが上方向を向くように形成されていてもよい。

図３に示すような態様であっても、従来と比べて優れたアンカー効果を発揮することができる。

図４は、更に別の、本発明のシリンダライナの外周面の形状を説明するための、軸方向拡大断面図である。

図４に示すように、本発明のシリンダライナにあっては、シリンダライナの軸方向に複数連続して形成される凸状体のうち、少なくともその一部の凸状体２’は、任意に選択した一の凸状体２に対し、前記基準面に直交する線Ｌを基準として線対称の形状を呈していてもよい。つまり、前記図１に示した下方向に凸となる凸状体２と、図３に示した上方向に凸となる凸状体２’とが両方形成されていてもよい。

このように凸状体２、２’の方向を混在させることにより、アンカー効果をさらに高めることができる。

図５は、本発明の種々のシリンダライナの外周面の形状を説明するための、軸方向断面模式図である。

図５に示すように、本発明のシリンダライナにあっては、前記図４を用いて説明したように、いわゆる前記図１に示した下方向に凸となる凸状体２と、図３に示した上方向に凸となる凸状体２’とが両方形成されていてもよく、さらに、これらの凸状体があるスパンをもって複数回繰り返されるように形成されていてもよい。

具体的には、図５（１）は上方向に凸となる凸状体２’のみが形成されているシリンダライナの外周面の軸方向断面模式図である（以下、これを「１スパン」と呼ぶ場合がある。）。（２）は、上方向に凸となる凸状体２’と下方向に凸となる凸状体２が１スパンずつ繰り返されるように形成されているシリンダライナの外周面の軸方向断面模式図である（以下、これを「２スパン」と呼ぶ場合がある。）。さらに、図５（３）は、下方向に凸となる凸状体２、上方向に凸となる凸状体２’さらに下方向に凸となる凸状体２が繰り返されるように形成されているシリンダライナの外周面の軸方向断面模式図である（以下、これを「３スパン」と呼ぶ場合がある。）。

同様に、図５（４）はいわゆる「４スパン」、（５）は「５スパン」、（６）は「６スパン」、（７）は「７スパン」、（８）は「８スパン」、（９）は「９」スパン、のシリンダライナの外周面の軸方向断面模式図である。

このような本発明のシリンダライナの製造方法については、特に限定されることはなく、例えばシリンダライナとすべき筒状体の外周面を旋盤等により切削して凹溝を形成することにより形成してもよい。

図６は、本発明のシリンダライナの正面図である。

上述のように旋盤等により外周面を切削して凹溝を形成することにより、凸状体を形成する場合にあっては、図６（１）に示すように、凹溝５０を螺旋状に切削してもよいし、（２）に示すように、帯状に一周毎に複数本切削してもよい。図６（３）、（４）は、前記「２スパン」および「４スパン」の場合の螺旋状のシリンダライナの正面図である。

なお、本発明のシリンダライナの材質については、特に限定されることはなく、従来から用いられているシリンダライナの材質である鋳鉄や鋳鋼を適宜選択して用いることができる。特に、片状黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄を用いることが好ましく、例えば片状黒鉛鋳鉄においては、Ｃ：２．８〜３．７質量％、Ｓｉ：１．５〜２．６質量％、Ｍｎ：０．５〜１．０質量％、Ｐ：０．５質量％以下、Ｓ：０．１５質量％以下、残部がＦｅの組成材料に、必要に応じてＣｕ：０．６質量％以下、Ｃｒ：０．４質量％以下、Ｍｏ：０．１〜０．８質量％、Ｂ：０．０２〜０．１１質量％、を１種または２種以上添加することが好ましい。

本発明のシリンダライナについて、実施例を用いてさらに具体的に説明する。

（実施例１〜２４）
以下の表１に示した実施例１〜２４のシリンダライナを製造した。具体的な製造方法は以下の通りである。

Ｃを３．３質量％、Ｓｉを１．９５質量％、Ｍｎを０．７５質量％、Ｐを０．２質量％、Ｓを０．０６質量％、Ｃｕを０．１５質量％、Ｃｒを０．１６質量％含み、残部はＦｅ及び不可避不純物の鋳鉄材料を用いた。

この材料による溶湯を砂型に給湯して、シリンダライナ素材を製造した。当該シリンダライナ素材の内周はφ９１．９ｍｍ、外周はφ９９．９ｍｍであり、軸方向の長さは１２７．６ｍｍとした。

このような鋳造方法により得たシリンダライナ素材の端面及び外周面、内周面をＮＣ旋盤にて切削加工し、さらに全長を調整することにより本発明の実施例のシリンダライナを得た。

特に、その外周にあっては、ＮＣ旋盤のタレットに２方向のバイトをセットして凹溝を切削することにより、本発明の特徴である凸状体を形成した。

各実施例１〜２４の外周に形成された凸状体における、コブ状部の高さＡ（図２参照）、および略垂直三角形部の高さ（第２辺の長さ）Ｂ（図２参照）、およびこれらの比Ｂ／Ａの値は、表１に示す通りである。

また、突出部を構成する連続する曲線Ｃの曲率半径Ｒ（図２参照）は０．３〜０．５ｍｍとし、また、略垂直三角形部の第１辺ｘと第３辺ｚとのなす角θ（図２参照）は２６〜２８°とした。

さらに、各実施例１〜２４にあっては、凸状体のスパンも種々変更して製造した。表１に示すスパンの欄に記載した数値は、図５の（１）〜（６）にそれぞれ対応している。

（比較例１〜１４）
前記実施例と同様の要領で、比較例１〜１４のシリンダライナを製造した。当該各比較例についても、前記実施例１〜２４と同様に表１に記載する。

ここで、比較例１〜１４は、前記コブ状部の高さＡと略垂直三角形部の高さ（第２辺の長さ）Ｂの比Ｂ／Ａが、本発明のシリンダライナの数値範囲（２〜８０）外のシリンダライナである。

（従来例１〜３）
図７は、従来例のシリンダライナの外周面の形状を示す軸方向拡大断面図である。

前記本発明の実施例と同様の材料を用いて、図７（１）〜（３）に示す外周面を有するシリンダライナを製造した。これを従来例１〜３のシリンダライナとする。なお、製造方法については、特許文献２を参照した。

（性能比較実験）
＜シリンダブロックの製造＞
上記実施例１〜２４、比較例１〜１４、および従来例１〜３のシリンダライナのそれぞれをアルミニウム合金で鋳包むことにより、シリンダブロックを製造した。

具体的には、アルミニウム合金としてＪＩＳ材ＡＤＣ１２を用い、３５０ｔダイキャストマシンを用いて鋳造圧力６２．８ＭＰａ、溶湯温度６８０〜６９０℃、金型温度１８０〜２２０℃で鋳包むことにより、シリンダブロックを製造した。各シリンダライナは、その外周面のみが鋳包まれてなるため、シリンダブロックの形状は、いずれもシリンダライナと同軸的な円筒形状をしている。なお、シリンダブロックの外径を測定すると、１１３．２ｍｍであった。

＜密着性評価試験＞
上記実施例１〜２４、比較例１〜１４、および従来例１〜３のシリンダライナのそれぞれを用いて製造したシリンダブロックを使用して密着性評価試験を行った。

図８は密着性評価試験の方法を説明するための図である。

当該密着性評価試験では、前記各シリンダブロックから、図８に示されるような縦横２０ｍｍの正方形状のテストピース６０を切り取り、このテストピースを構成するシリンダライナ６１と、これを鋳包んだアルミニウム合金６２とを引剥がす方向へ引っ張り、どのぐらいの引張荷重まで引剥がされずに耐えられるかを調べた。より具体的には、シリンダライナ６１とアルミニウム合金６２とに、それぞれ固着部材６３、６４を熱硬化性樹脂によって接着させた後に、固着部材６３、６４をそれぞれ図８の上下方向に移動させる力を作用させた。

なお、固着部材６３、６４の、引っ張られる方向に垂直の面で切った断面はテストピース６０と同一の縦横２０ｍｍの正方形をなしており、図８における固着部材６３の下端面は図８におけるテストピース６０の上側の面に全面で固着され、図８における固着部材６４の上端面は図８におけるテストピース６０の下側の面に全面で固着されている。

当該密着性評価試験の結果を表１に示す。

表１中の○は、２０ｋｇ以上まで剥離しなかったことを示し、△は５〜２０ｋｇ未満で剥離したことを示し、×は５ｋｇ未満で剥離したことを示す。

＜熱伝導性評価試験＞
上記実施例１〜２４、比較例１〜１４、および従来例１〜３のシリンダライナのそれぞれを用いて製造したシリンダブロックを使用して熱伝導性評価試験を行った。

図９〜１１は熱伝導性評価試験の方法を説明するための図である。

当該熱伝導性評価試験は、図９に示される試験装置７００を用いて行った。試験装置７００は、円筒形状した装置本体７０を有しており、図９に示される装置本体７０の下端には、底面７１が設けられており、上端には開口部７０ａが形成されている。前記密着性評価試験と同様のテストピース６０を用意し、当該テストピース６０は、装置本体７０の底面７１上に、断熱材をなすセラミック７９を介して装置本体７０と同軸的に配置される。従って、円筒形状をしたテストピース６０は、軸方向が図９の上下に指向する。セラミック７９の一部であってテストピース６０の端部と接触する位置には、オイルの漏れを防止するためのオーリング７９Ａが設けられている。

そして、装置本体７０の内径と同一半径を有する円形の内蓋７２が、セットされたテストピース６０の軸方向の一端部上に断熱材をなすセラミック８０を介して載せられ、更に、装置本体７０の外径と同一半径を有する円形の外蓋７３によって開口部７０ａが塞がれ、第１ボルト７４によって外蓋７３が装置本体７０に固定され、第２ボルト７５によって内蓋７２が外蓋７３に対して固定される。セラミック８０の一部であってテストピース６０の端部と接触する位置には、セラミック７９と同様に、オイルの漏れを防止するためのオーリング８０Ａが設けられている。

内蓋７２、外蓋７３には、それぞれ中央の位置に円形の貫通孔７２ａ、７３ａが形成されており、この貫通孔７２ａ、７３ａからテストピース６０内にオイルを給油することができるように構成されている。また、中央の位置に形成された貫通孔７２ａ、７３ａの近傍には、径の小さい貫通孔が２つ形成されており、テストピース６０の内周面６０Ａの温度を計測するための第１熱電対７６と、オイルの温度を計測するための第２熱電対７７とが貫通している。第２熱電対７７は、外蓋７３及び内蓋７２をテストピース６０の軸方向に貫通し、テストピース６０内方であってテストピース６０から離間した位置において、テストピース６０の軸方向の略中央の位置に至るまでテストピース６０の軸方向に延出している。第１熱電対７６は、外蓋７３及び内蓋７２をテストピース６０の軸方向に貫通し、テストピース６０内方であってテストピース６０から離間した位置において、テストピース６０の軸方向の略中央の位置に至るまでテストピース６０の軸方向に延出し、その位置で直角に折曲がり、テストピース６０の半径方向外方へ延出してテストピース６０の内周面６０Ａに接触している。第１熱電対７６に対向するテストピース６０の外周面６０Ｂには、テストピース６０の外周面６０Ｂの温度を測定するための第３熱電対７８が接触している。第３熱電対７８は、装置本体７０の側面を貫通してテストピース６０の半径方向内方へ延出しており、その先端が外周面６０Ｂに接触している。

熱伝導性評価試験では、上述の装置を用いて、先ず、２５０℃に加熱した熱媒体油を一定速度で給油することでテストピース６０の内周温度を上昇させてゆき、図１０の温度チャートのグラフに示されるように熱伝導時間を測定する。ここで、熱伝導時間とは、テストピース内周面の温度が上昇し始めてから、テストピースの外周面温度が上昇し始めるまでの時間のことである。

一方、アルミで鋳包んだ鋳鉄材の熱伝導性を直接導き出すことは、大変困難である。それは、熱伝導率の異なる異材質の組合せである為、試験片の切り出し（厚さ方向の寸法出し）が困難だからである。本試験では、安定な公知材料である鋳鉄材を用いて熱伝導率と熱伝導時間とが密接な相関関係を有することを確認した。即ち、熱伝導時間の測定に用いるテストピース６０と熱伝導率において密接な相関関係を有することから、熱伝導率と熱伝導時間との関係を予め求めておき、試験において測定した熱伝導時間から熱伝導率を求めた。

熱伝導率については、レーザーフラッシュ法により求め、図１１に示されるような、熱伝導率と熱伝導時間との相関関係を示す直線を予め求めておく。この直線は以下のような回帰式により表される。
ｙ＝−０．０２４２９ｘ＋０．２２６４７
ここで、ｘは熱伝導時間でｙは熱伝導率を示す。この直線を求めるのに用いた鋳鉄材は、熱伝導時間の測定に用いるテストピース６０と同一寸法の円筒形状のものである。

この式を用いて、アルミニウム合金で鋳包んだ試験片たるテストピース６０の熱伝導時間から熱伝導率を導き出し、結果の良否を判断した。なお、この式より、例えば熱伝導時間が６．０３秒のときには、熱伝導率は０．０８ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇであり、熱伝導時間が５．００秒のときには、熱伝導率は０．１０５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇである。

当該熱伝導性評価試験の結果を表１に示す。

表１中の○は熱伝導率が０．０８ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ以上であることを示し、△は熱伝導率が０．０６〜０．０７ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇであることを示し、×は熱伝導率が０．０６ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・ｄｅｇ未満であることを示す。

＜熱変形性評価試験＞
上記実施例１〜２４、比較例１〜１４、および従来例１〜３のシリンダライナのそれぞれを用いて製造したシリンダブロックを使用して熱変形性評価試験を行った。

熱変形性評価試験は、アルミニウム合金にてシリンダライナを鋳包んだ後のシリンダブロックにおいて、シリンダライナの内周軸方向の真直度プロフィルを真円度・円筒形状測定機にて確認し変形量を測定した。

図１２は、熱変形性評価試験により得られた測定結果を示す模式図である。なお、測る箇所は、シリンダライナの任意の一断面とした。

当該熱変形性評価試験の結果を表１に示す。

表１中の○は変形量が１０μｍ未満であることを示し、△は変形量が１０μｍ以上２００μｍ未満であることを示し、×は変形量が２００μｍ以上であることを示す。

（性能比較実験の結果）
表１に示す通り、本発明のシリンダライナ（実施例１〜２４）は、密着性評価試験、熱伝導性評価試験、および熱変形性評価試験のいずれにおいても良好な結果となった。シリンダライナの外周面に形成されたコブ状部の高さＡと略垂直三角形部の高さ（第２辺の長さ）Ｂの比Ｂ／Ａが２〜８０の範囲であることにより、密着性、熱伝導性、熱変形性の全てが△以上の良好な結果が得られた。

（スパンの数の違いと密着性との関係）
さらに、コブ状部の高さＡ、略垂直三角形部の高さ（第２辺の長さ）Ｂ、およびこれらの比Ｂ／Ａを前記実施例１８と同様にし、スパンの数を１〜９に変更したシリンダライナを作成し、スパンの数の違いと密着性との関係を比較した。

その結果を図１３に示す。

図１３は、１スパンの密着強度（単位面積当たりの引張荷重）を１００とした場合において、２〜９スパンの密着強度をその指数において算出した結果である。

図１３からも明らかなように、スパンの数が増加するにつれて、優れた密着性を示すことが分かると同時に、スパンの数が９以上では性能が劣ることが分かった。

本発明のシリンダライナの外周面の形状を説明するための、軸方向拡大断面図である。図１に示すシリンダライナ１の外周に形成された凸状体２の形状を説明するための説明図である。図１とは別の、本発明のシリンダライナの外周面の形状を説明するための、軸方向拡大断面図である。更に別の、本発明のシリンダライナの外周面の形状を説明するための、軸方向拡大断面図である。本発明の種々のシリンダライナの外周面の形状を説明するための、軸方向断面模式図である。本発明のシリンダライナの正面図であり、（１）は凸状体が螺旋状（１スパン）に形成されているもの、（２）は帯状に形成されているもの、（２）は螺旋状（２スパン）に形成されているもの、（４）は螺旋状（４スパン）に形成されているもの、を示す。比較例のシリンダライナの外周面の形状を示す軸方向拡大断面図である。密着性評価試験の方法を説明するための図である。熱伝導性評価試験の方法を説明するための図である。熱伝導性評価試験の方法を説明するための図である（温度チャートグラフ）。熱伝導性評価試験の方法を説明するための図である（熱伝導率と熱伝導時間との相関関係を示すグラフ）。熱変形性評価試験により得られた測定結果を示す模式図である。スパン数と密着性指数との関係を示す図である。

符号の説明

１シリンダライナ
２、２’ 凸状体
３、３’ 略垂直三角形部
４、４’ コブ状部
５、５’ 突出部

Claims

軽合金からなるシリンダブロックに鋳包まれる内燃機関用シリンダライナであって、
当該シリンダライナの外周には、周方向へ延びる凸状体が形成されており、
前記凸状体においてシリンダライナ軸方向断面の形状は、
少なくとも、
前記凸状体の底部のシリンダライナ軸方向の面である基準面を第１辺とし、さらに、当該基準面から略垂直に延びる第２辺と、前記第２辺の先端から、前記基準面における前記第１辺と第２辺との交点とは異なる点へ延びる第３辺と、から構成される略垂直三角形部と、
前記第２辺の先端と当該辺上の任意の点との間から、前記略垂直三角形部の面積を拡大する方向に突出するコブ状部と、
前記第１辺と前記第２辺との交点よりも外側であって前記基準面上に位置する点と、前記第２辺上の任意の点とを曲線で結ぶことにより、前記略垂直三角形部の面積を拡大するように形成される突出部と、
を組み合わせた形状となっており、
前記凸状体を構成するコブ状部の高さＡと、前記凸状体を構成する略垂直三角形部における前記第２辺の長さＢとの比Ｂ／Ａが、２〜８０であることを特徴とし、
かつ、前記凸状体は、シリンダライナの軸方向に複数連続して形成されており、
かつ、シリンダライナの軸方向に複数連続して形成される前記凸状体のうち、少なくともその一部の凸状体は、任意に選択した一の凸状体に対し、前記基準面に直交する線を基準として線対称の形状を呈しており、
かつ、前記凸状体は、前記シリンダライナの外周面において、螺旋状に形成されていることを特徴とするシリンダライナ。