JPH08177609A - 内燃機関のシリンダおよびその製造方法 - Google Patents
内燃機関のシリンダおよびその製造方法Info
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- JPH08177609A JPH08177609A JP32415294A JP32415294A JPH08177609A JP H08177609 A JPH08177609 A JP H08177609A JP 32415294 A JP32415294 A JP 32415294A JP 32415294 A JP32415294 A JP 32415294A JP H08177609 A JPH08177609 A JP H08177609A
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- piston ring
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- 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
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、ピストンリングに対する耐
スカッフィング性が高く、かつピストンスカート部に対
して攻撃性の低いシリンダスリーブ面を持つ内燃機関の
シリンダおよびその製造方法を提供することにある。 【構成】 本発明に係る内燃機関のシリンダ１は、ピス
トンリング５が摺動する上部を高硬度域ａとし、ピスト
ンリング５が摺動しない下部を低硬度域ｃとした繊維強
化金属製のシリンダスリーブ４を具備している。
スカッフィング性が高く、かつピストンスカート部に対
して攻撃性の低いシリンダスリーブ面を持つ内燃機関の
シリンダおよびその製造方法を提供することにある。 【構成】 本発明に係る内燃機関のシリンダ１は、ピス
トンリング５が摺動する上部を高硬度域ａとし、ピスト
ンリング５が摺動しない下部を低硬度域ｃとした繊維強
化金属製のシリンダスリーブ４を具備している。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のシリンダに係
り、特にシリンダスリーブ部にＦＲＭ（繊維強化金属）
を使用したＦＲＭシリンダおよびその製造方法に関する
ものである。
り、特にシリンダスリーブ部にＦＲＭ（繊維強化金属）
を使用したＦＲＭシリンダおよびその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、多くのエンジンは鋳鉄製スリーブ
を使用しているが、この鋳鉄製スリーブの代わりにＡｌ
基ＦＲＭも用いられて来ている。この部分にＡｌ基ＦＲ
Ｍを使用する利点は、エンジン重量の軽量化や気筒間距
離の短縮化（エンジンのコンパクト化）にあり、既に一
部の車種のエンジンに採用されている。従来のＦＲＭシ
リンダでは、マトリックスとしてピストンリング材に比
べて軟らかいＡｌ合金を使用しているので、耐久性や耐
摩耗性を確保すべくアルミナ繊維やＳｉＣウィスカなど
の高硬度のセラミックス繊維が複合化されている。
を使用しているが、この鋳鉄製スリーブの代わりにＡｌ
基ＦＲＭも用いられて来ている。この部分にＡｌ基ＦＲ
Ｍを使用する利点は、エンジン重量の軽量化や気筒間距
離の短縮化（エンジンのコンパクト化）にあり、既に一
部の車種のエンジンに採用されている。従来のＦＲＭシ
リンダでは、マトリックスとしてピストンリング材に比
べて軟らかいＡｌ合金を使用しているので、耐久性や耐
摩耗性を確保すべくアルミナ繊維やＳｉＣウィスカなど
の高硬度のセラミックス繊維が複合化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の内燃機関では、ピストンリングの摩耗を防ぐ必
要からリング材が年々高硬度化してゆく傾向にあり、そ
れに対応してシリンダスリーブ材（シリンダライナー
材）も高硬度化のものが用いられているので、相対的に
軟らかいピストンスカート部の摩耗が著しくなるという
問題を有していた。
た従来の内燃機関では、ピストンリングの摩耗を防ぐ必
要からリング材が年々高硬度化してゆく傾向にあり、そ
れに対応してシリンダスリーブ材（シリンダライナー
材）も高硬度化のものが用いられているので、相対的に
軟らかいピストンスカート部の摩耗が著しくなるという
問題を有していた。
【０００４】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ピストンリングに対する耐
スカッフィング性が高く、かつピストンスカート部に対
して攻撃性の低いシリンダスリーブ面を持つ内燃機関の
シリンダおよびその製造方法を提供することにある。
ものであって、その目的は、ピストンリングに対する耐
スカッフィング性が高く、かつピストンスカート部に対
して攻撃性の低いシリンダスリーブ面を持つ内燃機関の
シリンダおよびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明においては、ピストンリン
グが摺動する上部を高硬度域とし、該ピストンリングが
摺動しない下部を低硬度域とした繊維強化金属製のシリ
ンダスリーブを具備している。
題を解決するために、本発明においては、ピストンリン
グが摺動する上部を高硬度域とし、該ピストンリングが
摺動しない下部を低硬度域とした繊維強化金属製のシリ
ンダスリーブを具備している。
【０００６】また、他の本発明においては、ピストンリ
ングが摺動する上部を高硬度域とし、該ピストンリング
が摺動しない下部を低硬度域とし、これら高硬度域と低
硬度域との間に中硬度域および硬度遷移域のいずれか一
方を設け、硬度域を３層以上とした繊維強化金属製のシ
リンダスリーブを具備している。
ングが摺動する上部を高硬度域とし、該ピストンリング
が摺動しない下部を低硬度域とし、これら高硬度域と低
硬度域との間に中硬度域および硬度遷移域のいずれか一
方を設け、硬度域を３層以上とした繊維強化金属製のシ
リンダスリーブを具備している。
【０００７】また、他の本発明においては、セラミック
ス繊維の種類またはセラミックス繊維の体積分率を変え
ることにより硬さの異なる複数個のプリフォームを作製
し、これらプリフォームを接着後に複合化してシリンダ
ブロック素材を形成し、該シリンダブロック素材を加工
成形して繊維強化金属製のシリンダを製造している。
ス繊維の種類またはセラミックス繊維の体積分率を変え
ることにより硬さの異なる複数個のプリフォームを作製
し、これらプリフォームを接着後に複合化してシリンダ
ブロック素材を形成し、該シリンダブロック素材を加工
成形して繊維強化金属製のシリンダを製造している。
【０００８】
【作用】本発明に係る内燃機関のシリンダでは、ピスト
ンリングが摺動する上部を高硬度域とし、該ピストンリ
ングが摺動しない下部を低硬度域とした繊維強化金属製
のシリンダスリーブを具備しているため、ピストンリン
グによるスカッフィング力を強く受ける部分では十分な
耐スカッフィング性を有し、ピストンリングが接触しな
い部分では耐スカッフィング性よりもピストンスカート
部に対する攻撃性の低いスリーブ面が得られることにな
る。
ンリングが摺動する上部を高硬度域とし、該ピストンリ
ングが摺動しない下部を低硬度域とした繊維強化金属製
のシリンダスリーブを具備しているため、ピストンリン
グによるスカッフィング力を強く受ける部分では十分な
耐スカッフィング性を有し、ピストンリングが接触しな
い部分では耐スカッフィング性よりもピストンスカート
部に対する攻撃性の低いスリーブ面が得られることにな
る。
【０００９】また、他の本発明に係る内燃機関のシリン
ダでは、ピストンリングが摺動する上部を高硬度域と
し、該ピストンリングが摺動しない下部を低硬度域と
し、これら高硬度域と低硬度域との間に中硬度域および
硬度遷移域のいずれか一方を設け、硬度域を３層以上と
した繊維強化金属製のシリンダスリーブを具備している
ため、高硬度域と低硬度域の境界における急激な硬度変
化が無くなり、ピストンの摩耗を効果的に抑えることが
できる。
ダでは、ピストンリングが摺動する上部を高硬度域と
し、該ピストンリングが摺動しない下部を低硬度域と
し、これら高硬度域と低硬度域との間に中硬度域および
硬度遷移域のいずれか一方を設け、硬度域を３層以上と
した繊維強化金属製のシリンダスリーブを具備している
ため、高硬度域と低硬度域の境界における急激な硬度変
化が無くなり、ピストンの摩耗を効果的に抑えることが
できる。
【００１０】また、他の本発明に係る内燃機関のシリン
ダの製造方法では、セラミックス繊維の種類またはセラ
ミックス繊維の体積分率を変えることにより硬さの異な
る複数個のプリフォームを作製し、これらプリフォーム
を接着後に複合化してシリンダブロック素材を形成し、
該シリンダブロック素材を加工成形して繊維強化金属製
のシリンダを製造しているため、ピストンリングによる
スカッフィング力を強く受ける部分と受けない部分、あ
るいはピストンリングが接触する部分と接触しない部分
に応じて、プリフォームの位置などを変えることがで
き、要求される性能とコストに見合ったタイプのシリン
ダを選択することが可能となる。
ダの製造方法では、セラミックス繊維の種類またはセラ
ミックス繊維の体積分率を変えることにより硬さの異な
る複数個のプリフォームを作製し、これらプリフォーム
を接着後に複合化してシリンダブロック素材を形成し、
該シリンダブロック素材を加工成形して繊維強化金属製
のシリンダを製造しているため、ピストンリングによる
スカッフィング力を強く受ける部分と受けない部分、あ
るいはピストンリングが接触する部分と接触しない部分
に応じて、プリフォームの位置などを変えることがで
き、要求される性能とコストに見合ったタイプのシリン
ダを選択することが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】図１〜図７は本発明に係る内燃機関のシリ
ンダの一実施例を示している。図において、１はシリン
ダブロック２に設けられるシリンダ、３はシリンダ１内
を摺動して往復するピストンであり、当該シリンダ１は
繊維強化金属（ＦＲＭ）製のシリンダスリーブ４を使用
することによって形成されている。ピストン３は、シリ
ンダ１内の爆発圧力をコネティングロッド（図示せず）
に伝えるとともに、混合気の吸入・圧縮および燃焼ガス
の排出の作用を行うもので、上部にはピストンリング
（４サイクルエンジンの場合はオイルリング、２サイク
ルエンジンの場合はセカンドリング）５が嵌着されてお
り、その下部はピストンスカート部３ａとなっている。
ンダの一実施例を示している。図において、１はシリン
ダブロック２に設けられるシリンダ、３はシリンダ１内
を摺動して往復するピストンであり、当該シリンダ１は
繊維強化金属（ＦＲＭ）製のシリンダスリーブ４を使用
することによって形成されている。ピストン３は、シリ
ンダ１内の爆発圧力をコネティングロッド（図示せず）
に伝えるとともに、混合気の吸入・圧縮および燃焼ガス
の排出の作用を行うもので、上部にはピストンリング
（４サイクルエンジンの場合はオイルリング、２サイク
ルエンジンの場合はセカンドリング）５が嵌着されてお
り、その下部はピストンスカート部３ａとなっている。
【００１３】上記シリンダスリーブ４の摺動面は、爆発
行程の初期（ピストン３の上死点位置付近）において、
ピストンリング５によるスカッフィング（かき傷）力を
強く受けるが、その他の行程においてはそれほど強い力
を受けない。そこで、シリンダスリーブ４の摺動面を図
１に示すような３つの領域に分けて各々異なる繊維強化
金属を使用して構成することとした。なお、図１におい
て実線は上死点でのピストン３の位置を示し、鎖線は下
死点でのピストン３の位置を示している。
行程の初期（ピストン３の上死点位置付近）において、
ピストンリング５によるスカッフィング（かき傷）力を
強く受けるが、その他の行程においてはそれほど強い力
を受けない。そこで、シリンダスリーブ４の摺動面を図
１に示すような３つの領域に分けて各々異なる繊維強化
金属を使用して構成することとした。なお、図１におい
て実線は上死点でのピストン３の位置を示し、鎖線は下
死点でのピストン３の位置を示している。
【００１４】すなわち、本実施例のＡ領域は、上部から
最もスカッフィング力を受ける部分（最上部から上死点
位置においてピストンリング５の直下が当たる所まで）
である。また、Ｂ領域は、Ａ領域の下方位置でピストン
リング５は接触するが、Ａ領域ほどスカッフィング力を
受けない部分（上死点位置においてピストンリング５の
直下が当たる所から、下死点位置においてピストンリン
グ５の直下が当たる所まで）である。さらに、Ｃ領域
は、Ｂ領域の下方位置でピストンリング５が接触しない
部分（下死点位置においてピストンリング５の直下が当
たる所から最下部まで）である。
最もスカッフィング力を受ける部分（最上部から上死点
位置においてピストンリング５の直下が当たる所まで）
である。また、Ｂ領域は、Ａ領域の下方位置でピストン
リング５は接触するが、Ａ領域ほどスカッフィング力を
受けない部分（上死点位置においてピストンリング５の
直下が当たる所から、下死点位置においてピストンリン
グ５の直下が当たる所まで）である。さらに、Ｃ領域
は、Ｂ領域の下方位置でピストンリング５が接触しない
部分（下死点位置においてピストンリング５の直下が当
たる所から最下部まで）である。
【００１５】シリンダスリーブ４のＡ，Ｂ，Ｃ領域を高
硬度域ａ，中硬度域ｂまたは硬度遷移域ｄ，低硬度域ｃ
などに分ける方法は、図２に示すような４つのタイプが
考えられる。シリンダ１の生産性を考えれば、タイプ
α，βが優れているが、高硬度域ａと低硬度域ｃとの境
界部の硬度変化が著しいと、ピストン３の摩耗に対して
はあまり良くない。そこで、Ｂ領域を中硬度域ｂとした
ものがタイプγであり、Ｂ領域を硬度遷移域ｄとしたも
のがタイプδである。タイプδの硬度遷移域ｄを形成す
ることは、ピストン摩耗に対してはより優れたものとな
るが、繊維強化金属の製造方法上の理由から困難なた
め、著しいコストアップとなる。また、多層とすればす
るほど、コストは高くなってゆく。したがって、ピスト
ン摩耗に対する要求性能とコストの両面を考慮に入れ
て、これに見合ったタイプを選択する必要がある。
硬度域ａ，中硬度域ｂまたは硬度遷移域ｄ，低硬度域ｃ
などに分ける方法は、図２に示すような４つのタイプが
考えられる。シリンダ１の生産性を考えれば、タイプ
α，βが優れているが、高硬度域ａと低硬度域ｃとの境
界部の硬度変化が著しいと、ピストン３の摩耗に対して
はあまり良くない。そこで、Ｂ領域を中硬度域ｂとした
ものがタイプγであり、Ｂ領域を硬度遷移域ｄとしたも
のがタイプδである。タイプδの硬度遷移域ｄを形成す
ることは、ピストン摩耗に対してはより優れたものとな
るが、繊維強化金属の製造方法上の理由から困難なた
め、著しいコストアップとなる。また、多層とすればす
るほど、コストは高くなってゆく。したがって、ピスト
ン摩耗に対する要求性能とコストの両面を考慮に入れ
て、これに見合ったタイプを選択する必要がある。
【００１６】次に、タイプγのシリンダスリーブ４を具
体例をもって説明する。 Ａ領域（高硬度域ａ）； ＳｉＣウィスカやアルミナ短
繊維などの高硬度のセラミックス繊維を用いるか、又は
セラミックス繊維のＶｆ（体積分率）を２５％以上とし
たＦＲＭ（繊維強化金属）を使用している。 Ｂ領域（中硬度域ｂ）； 高硬度のセラミックス繊維と
低硬度のセラミックス繊維を例えば、１：１の割合など
で混合したものを用いるか、又はセラミックス繊維のＶ
ｆを１５〜２５％の範囲内としたＦＲＭを使用してい
る。 Ｃ領域（低硬度域ｃ）； ホウ酸アルミニウムウィスカ
やチタン酸カリウムウィスカなどの低硬度のセラミック
ス繊維を用いるか、又はセラミックス繊維のＶｆを１５
％以下としたＦＲＭを使用している。
体例をもって説明する。 Ａ領域（高硬度域ａ）； ＳｉＣウィスカやアルミナ短
繊維などの高硬度のセラミックス繊維を用いるか、又は
セラミックス繊維のＶｆ（体積分率）を２５％以上とし
たＦＲＭ（繊維強化金属）を使用している。 Ｂ領域（中硬度域ｂ）； 高硬度のセラミックス繊維と
低硬度のセラミックス繊維を例えば、１：１の割合など
で混合したものを用いるか、又はセラミックス繊維のＶ
ｆを１５〜２５％の範囲内としたＦＲＭを使用してい
る。 Ｃ領域（低硬度域ｃ）； ホウ酸アルミニウムウィスカ
やチタン酸カリウムウィスカなどの低硬度のセラミック
ス繊維を用いるか、又はセラミックス繊維のＶｆを１５
％以下としたＦＲＭを使用している。
【００１７】具体的には、図３に示すようなセラミック
ス繊維の種類のみを変えた場合は、Ａ１領域；ＳｉＣウ
ィスカＶｆ２０％、Ｂ１領域；ＳｉＣウィスカＶｆ１０
％＋ホウ酸アルミニウムウィスカＶｆ１０％、Ｃ１領
域；ホウ酸アルミニウムウィスカＶｆ２０％から成るシ
リンダスリーブ４ａである。図４に示すようなセラミッ
クス繊維のＶｆにみを変えた場合は、Ａ２領域；ＳｉＣ
ウィスカＶｆ３０％、Ｂ２領域；ＳｉＣウィスカＶｆ２
０％、Ｃ２領域；ＳｉＣウィスカＶｆ１０％から成るシ
リンダスリーブ４ｂである。
ス繊維の種類のみを変えた場合は、Ａ１領域；ＳｉＣウ
ィスカＶｆ２０％、Ｂ１領域；ＳｉＣウィスカＶｆ１０
％＋ホウ酸アルミニウムウィスカＶｆ１０％、Ｃ１領
域；ホウ酸アルミニウムウィスカＶｆ２０％から成るシ
リンダスリーブ４ａである。図４に示すようなセラミッ
クス繊維のＶｆにみを変えた場合は、Ａ２領域；ＳｉＣ
ウィスカＶｆ３０％、Ｂ２領域；ＳｉＣウィスカＶｆ２
０％、Ｃ２領域；ＳｉＣウィスカＶｆ１０％から成るシ
リンダスリーブ４ｂである。
【００１８】次に、本実施例におけるタイプγのシリン
ダスリーブ４ａ（セラミックス繊維の種類のみを変えた
場合）の製造方法について説明する。
ダスリーブ４ａ（セラミックス繊維の種類のみを変えた
場合）の製造方法について説明する。
【００１９】（１） Ａ１領域（高硬度域ａ）用のプリ
フォームをプリフォーム１１、Ｂ１領域（中硬度域ｂ）
用のプリフォームをプリフォーム１２、Ｃ１領域（低硬
度域ｃ）用のプリフォームをプリフォーム１３とし、そ
れぞれ別々に粉体プレスを使用して、３種のプリフォー
ムを作製する。ここで、プリフォーム１１はＳｉＣウィ
スカＶｆ２０％から成り、プリフォーム１２はＳｉＣウ
ィスカＶｆ１０％とホウ酸アルミニウムウィスカＶｆ１
０％との混合物から成り、プリフォーム１３はホウ酸ア
ルミニウムウィスカＶｆ２０％から成っている。また、
粉体プレスのプレス圧力は、プリフォーム１１では２０
〜３０ｋｇｆ／ｃｍ2 、プリフォーム１２では１０〜２
０ｋｇｆ／ｃｍ2 、プリフォーム１３では５〜１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 に設定されている。しかも、プリフォーム１
１，１２，１３の全ては、セラミックス繊維をスプレー
ドライヤーによって造粒粉とした後、スプリングバック
を防止するため、各々適度な水分量となるように加湿し
ている。なお、プリフォーム１２における２種のセラミ
ックス繊維は、スプレードライヤーに供給するスラリー
を作る段階で完全に均一に混合されている。
フォームをプリフォーム１１、Ｂ１領域（中硬度域ｂ）
用のプリフォームをプリフォーム１２、Ｃ１領域（低硬
度域ｃ）用のプリフォームをプリフォーム１３とし、そ
れぞれ別々に粉体プレスを使用して、３種のプリフォー
ムを作製する。ここで、プリフォーム１１はＳｉＣウィ
スカＶｆ２０％から成り、プリフォーム１２はＳｉＣウ
ィスカＶｆ１０％とホウ酸アルミニウムウィスカＶｆ１
０％との混合物から成り、プリフォーム１３はホウ酸ア
ルミニウムウィスカＶｆ２０％から成っている。また、
粉体プレスのプレス圧力は、プリフォーム１１では２０
〜３０ｋｇｆ／ｃｍ2 、プリフォーム１２では１０〜２
０ｋｇｆ／ｃｍ2 、プリフォーム１３では５〜１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 に設定されている。しかも、プリフォーム１
１，１２，１３の全ては、セラミックス繊維をスプレー
ドライヤーによって造粒粉とした後、スプリングバック
を防止するため、各々適度な水分量となるように加湿し
ている。なお、プリフォーム１２における２種のセラミ
ックス繊維は、スプレードライヤーに供給するスラリー
を作る段階で完全に均一に混合されている。
【００２０】（２） 次いで、上記プリフォーム１１，
１２，１３を焼成する前に、図５に示す如く、プリフォ
ーム接着用シート１４を用いて互いに接着することによ
り円筒状に仮止めしておく。プリフォーム接着用シート
１４は、ＰＶＡなどの有機バインダー、ガラス粉などの
無機バインダー、プリフォームに使用するセラミックス
繊維などを含む、厚さ１ｍｍ以下の薄い粘着シートによ
って構成されている。
１２，１３を焼成する前に、図５に示す如く、プリフォ
ーム接着用シート１４を用いて互いに接着することによ
り円筒状に仮止めしておく。プリフォーム接着用シート
１４は、ＰＶＡなどの有機バインダー、ガラス粉などの
無機バインダー、プリフォームに使用するセラミックス
繊維などを含む、厚さ１ｍｍ以下の薄い粘着シートによ
って構成されている。
【００２１】（３） そして、仮止めされたプリフォー
ム１１，１２，１３を焼成すると、接着用シート１４中
のガラス粉の作用で、図６に示すような完全に一体とな
ったスリーブ用プリフォーム１５が作製される。
ム１１，１２，１３を焼成すると、接着用シート１４中
のガラス粉の作用で、図６に示すような完全に一体とな
ったスリーブ用プリフォーム１５が作製される。
【００２２】（４） 一体となったスリーブ用プリフォ
ーム１５は、これを通常のＦＲＭ部品の製造時と同様
に、金型内にセットし、Ａｌ溶湯を注入して鍛造を行
う。すると、プリフォーム部分は複合化してシリンダブ
ロック素材が形成される。しかる後、このシリンダブロ
ック素材に機械加工を施せば、図７に示すような完成し
たＦＲＭ製のシリンダ１が得られる。
ーム１５は、これを通常のＦＲＭ部品の製造時と同様
に、金型内にセットし、Ａｌ溶湯を注入して鍛造を行
う。すると、プリフォーム部分は複合化してシリンダブ
ロック素材が形成される。しかる後、このシリンダブロ
ック素材に機械加工を施せば、図７に示すような完成し
たＦＲＭ製のシリンダ１が得られる。
【００２３】以上、本発明の一実施例につき述べたが、
本発明は既述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能
である。
本発明は既述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能
である。
【００２４】
【発明の効果】上述の如く、本発明に係る内燃機関のシ
リンダは、ピストンリングが摺動する上部を高硬度域と
し、該ピストンリングが摺動しない下部を低硬度域とし
た繊維強化金属製のシリンダスリーブを具備しているの
で、ピストンリングによるスカッフィング力を強く受け
る部分の耐スカッフィング性が高く、しかもピストンリ
ングが接触しない部分ではピストンスカート部に対する
攻撃性の低いスリーブ面を持っており、優れた耐久性を
有するとともに、ピストンスカート部の摩耗を抑制する
ことができる。
リンダは、ピストンリングが摺動する上部を高硬度域と
し、該ピストンリングが摺動しない下部を低硬度域とし
た繊維強化金属製のシリンダスリーブを具備しているの
で、ピストンリングによるスカッフィング力を強く受け
る部分の耐スカッフィング性が高く、しかもピストンリ
ングが接触しない部分ではピストンスカート部に対する
攻撃性の低いスリーブ面を持っており、優れた耐久性を
有するとともに、ピストンスカート部の摩耗を抑制する
ことができる。
【００２５】また、本発明に係る内燃機関のシリンダ
は、ピストンリングが摺動する上部を高硬度域とし、該
ピストンリングが摺動しない下部を低硬度域とし、これ
ら高硬度域と低硬度域との間に中硬度域および硬度遷移
域のいずれか一方を設け、硬度域を３層以上とした繊維
強化金属製のシリンダスリーブを具備しているので、中
硬度域または硬度遷移域の存在により高硬度域から低硬
度域に向かって境界部の硬度を緩やかに変化させること
ができ、シリンダスリーブによるピストンの摩耗を効果
的に抑えることができる。
は、ピストンリングが摺動する上部を高硬度域とし、該
ピストンリングが摺動しない下部を低硬度域とし、これ
ら高硬度域と低硬度域との間に中硬度域および硬度遷移
域のいずれか一方を設け、硬度域を３層以上とした繊維
強化金属製のシリンダスリーブを具備しているので、中
硬度域または硬度遷移域の存在により高硬度域から低硬
度域に向かって境界部の硬度を緩やかに変化させること
ができ、シリンダスリーブによるピストンの摩耗を効果
的に抑えることができる。
【００２６】さらに、本発明に係る内燃機関のシリンダ
の製造方法は、セラミックス繊維の種類またはセラミッ
クス繊維の体積分率を変えることにより硬さの異なる複
数個のプリフォームを作製し、これらプリフォームを接
着後に複合化してシリンダブロック素材を形成し、該シ
リンダブロック素材を加工成形して繊維強化金属製のシ
リンダを製造しているので、ピストンリングによるスカ
ッフィング力との関係で硬さの異なるプリフォームの位
置を自由に変えることが可能となり、要求される性能と
コストに見合った種々のタイプのシリンダを得ることが
できる。
の製造方法は、セラミックス繊維の種類またはセラミッ
クス繊維の体積分率を変えることにより硬さの異なる複
数個のプリフォームを作製し、これらプリフォームを接
着後に複合化してシリンダブロック素材を形成し、該シ
リンダブロック素材を加工成形して繊維強化金属製のシ
リンダを製造しているので、ピストンリングによるスカ
ッフィング力との関係で硬さの異なるプリフォームの位
置を自由に変えることが可能となり、要求される性能と
コストに見合った種々のタイプのシリンダを得ることが
できる。
【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関のシリンダに
使用されるシリンダスリーブとピストンリングとの位置
関係を示す断面図である。
使用されるシリンダスリーブとピストンリングとの位置
関係を示す断面図である。
【図２】上記シリンダスリーブの硬度領域の分け方を示
す概念図である。
す概念図である。
【図３】図２のシリンダスリーブにおいてセラミックス
繊維の種類のみを変えた場合を示す概念図である。
繊維の種類のみを変えた場合を示す概念図である。
【図４】図２のシリンダスリーブにおいてセラミックス
繊維の体積分率のみを変えた場合を示す概念図である。
繊維の体積分率のみを変えた場合を示す概念図である。
【図５】本発明の一実施例に係る内燃機関のシリンダの
製造方法に使用する仮止めされたスリーブ用プリフォー
ムの半割り状態を示す斜視図である。
製造方法に使用する仮止めされたスリーブ用プリフォー
ムの半割り状態を示す斜視図である。
【図６】上記スリーブ用プリフォームを焼成した状態を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図７】上記製造方法により製造したＦＲＭシリンダを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
１ シリンダ ２ シリンダブロック ３ ピストン ４ シリンダスリーブ ５ ピストンリング １１，１２，１３ プリフォーム １４ プリフォーム接着用シート １５ スリーブ用プリフォーム ａ 高硬度域 ｂ 中硬度域 ｃ 低硬度域 ｄ 硬度遷移域
Claims (3)
- 【請求項１】 ピストンリングが摺動する上部を高硬度
域とし、該ピストンリングが摺動しない下部を低硬度域
とした繊維強化金属製のシリンダスリーブを具備したこ
とを特徴とする内燃機関のシリンダ。 - 【請求項２】 ピストンリングが摺動する上部を高硬度
域とし、該ピストンリングが摺動しない下部を低硬度域
とし、これら高硬度域と低硬度域との間に中硬度域およ
び硬度遷移域のいずれか一方を設け、硬度域を３層以上
とした繊維強化金属製のシリンダスリーブを具備したこ
とを特徴とする内燃機関のシリンダ。 - 【請求項３】 セラミックス繊維の種類またはセラミッ
クス繊維の体積分率を変えることにより硬さの異なる複
数個のプリフォームを作製し、これらプリフォームを接
着後に複合化してシリンダブロック素材を形成し、該シ
リンダブロック素材を加工成形して繊維強化金属製のシ
リンダを製造したことを特徴とする内燃機関のシリンダ
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32415294A JPH08177609A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 内燃機関のシリンダおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32415294A JPH08177609A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 内燃機関のシリンダおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08177609A true JPH08177609A (ja) | 1996-07-12 |
Family
ID=18162714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32415294A Pending JPH08177609A (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | 内燃機関のシリンダおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08177609A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007302931A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
| JP2014238044A (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-18 | 本田技研工業株式会社 | シリンダライナ |
| JP2018035690A (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のシリンダブロックおよびその製造方法 |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32415294A patent/JPH08177609A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007302931A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Taiheiyo Cement Corp | 金属−セラミックス複合材料の製造方法 |
| JP2014238044A (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-18 | 本田技研工業株式会社 | シリンダライナ |
| JP2018035690A (ja) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のシリンダブロックおよびその製造方法 |
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