JPH08246944A - 内燃機関のシリンダおよびその製造方法 - Google Patents

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ライナーの内面を持ち、加工
コストの低減を図ることが可能な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、シリ
ンダライナー３の内面に溶射皮膜１２，１３を形成し、
溶射皮膜１２，１３によりピストンリング６の摺動面を
高硬度域ａとし、他の部分を低硬度域ｃとして構成して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、特に溶射法によりシリンダライナー内面に硬質皮膜
を形成した溶射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、図１６および図１７に示すような
内燃機関のシリンダ５１を構成するシリンダライナー
（シリンダボア）５２の内面は、ピストン５３のピスト
ンスカート部５４やピストンリング５５との摺動に耐え
得るため、全面に均一な表面処理が施されたり、あるい
は硬化処理による硬質層５６が設けられている。すなわ
ち、高性能エンジンにおいては、ピストンリング５５の
摩耗によるエンジン性能の低下を防ぐため、当該ピスト
ンリング５５を複数本（２本，３本）使用したり、高硬
度材料を適用したりしていることから、ピストンリング
材とピストン材との性状差が大きくなり、両者に適応し
た材料は得られなくなっている。そこで、今日では、高
性能化されたピストンリング材に対応する硬質層５６が
シリンダライナー５２の内面の全面に均一に形成され、
これにより耐摩耗性を確保している。

【０００３】上記硬質層５６は、分散めっきによるＮｉ
ーＰ−ＳｉＣや、加熱した溶射材料のＦｅーＣｒ−Ｃ，
Ｃｒ₂ Ｏ₃ −Ｍｏを吹き付ける溶射法などにより形成さ
れることが多い。また、相手材としては、Ｃｒ，Ｎｉ−
Ｐ−Ｓｉ₃ Ｎ₄ めっきが施されたり、Ｍｏ，Ｎｉ−Ｃ
ｒ，ＦｅーＭｏが溶射されたり、あるいはＣｒＮ，Ｔｉ
Ｎイオンプレーティングがコーティングされたピストン
リングや、アルミニウム合金製ピストン等が主流であ
る。なお、図において５７はピストンピン、５８はクラ
ンク、５９はコンロッドである。

【０００４】このような内燃機関においては、クランク
５８の往復回転運動に伴い、ピストンピン５７に対して
垂直方向へのピストンスラスト力が働くことになること
から、ピストン５３は図１６におけるＤ−Ｄ′方向に首
振り挙動を起こす。そのため、ピストン５３とシリンダ
ライナー５２との接触は、ピストンリング５５とシリン
ダライナー５２との摺動の他に、ピストンスカート部５
４とシリンダライナー５２との衝突という態様でも生じ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の内燃機関のシリンダ５１では、高性能ピストン
リング５５に適応した単一の硬質層５６がシリンダライ
ナー５２の内面全面に形成されているので、当該ピスト
ン材に対する硬質層５６の攻撃性が高くて、ピストン５
３の摩耗が生じ、これによりピストン５３の焼き付きや
スラップ音が大きくなるなどの問題を有していた。そこ
で、従来はこれら問題を解決するために、相対的に軟ら
かいピストンスカート部５４にＳｎめっきやＭｏＳ₂ の
コーティング処理を施して摺動特性を改善しているが、
これによると明らかにコスト高を招くという不都合があ
った。

【０００６】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ライナーの内面を持ち、加工
コストの低減を図ることが可能な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。

【０００７】

【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、シリンダライ
ナーの内面に溶射皮膜を形成し、該溶射皮膜によりピス
トンリングの摺動面を高硬度域とし、他の部分を低硬度
域として構成している。

【０００８】また、他の本発明においては、シリンダラ
イナーの内面に異なる硬度の溶射皮膜を形成し、該溶射
皮膜により、ピストン上死点においてピストンリングに
よるスカッフィング力を受ける面を高硬度域とし、該高
硬度域からピストン下死点までにおけるピストンリング
の摺動面を中硬度域および硬度遷移域のいずれか一方と
し、その他の部分を低硬度域として構成している。

【０００９】また、他の本発明においては、ブラスト処
理を行ってシリンダライナーの内面を粗面化し、この粗
面化しているシリンダライナーの内面に、硬度領域に応
じて溶射ガンから加熱した溶射材料の粉末を溶射するこ
とにより溶射皮膜を形成し、その後、前記溶射皮膜を研
削加工して溶射シリンダを製造している。

【００１０】

【作用】本発明に係る内燃機関のシリンダでは、シリン
ダライナーの内面に溶射皮膜を形成し、該溶射皮膜によ
りピストンリングの摺動面を高硬度域とし、他の部分を
低硬度域として構成しているため、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
する攻撃性の低いシリンダライナーの内面が得られると
ともに、従来のシリンダでは必要であったピストンスカ
ート部に対するＳｎめっき処理やＭｏＳ₂ のコーティン
グ処理が不要となる。

【００１１】また、他の本発明に係る内燃機関のシリン
ダでは、シリンダライナーの内面に異なる硬度の溶射皮
膜を形成し、該溶射皮膜により、ピストン上死点におい
てピストンリングによるスカッフィング力を受ける面を
高硬度域とし、該高硬度域からピストン下死点までにお
けるピストンリングの摺動面を中硬度域および硬度遷移
域のいずれか一方とし、その他の部分を低硬度域として
構成しているため、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って徐々に変化し、ピストンリ
ングなどの相手材に対して耐摩耗性の向上が図れる。

【００１２】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、ブラスト処理を行ってシリンダライ
ナーの内面を粗面化し、この粗面化しているシリンダラ
イナーの内面に、硬度領域に応じて溶射ガンから加熱し
た溶射材料の粉末を溶射することにより溶射皮膜を形成
し、その後、前記溶射皮膜を研削加工して溶射シリンダ
を製造しているため、溶射皮膜の緻密性を変えたり、あ
るいは２種類以上の溶射材料を用いたりして、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、また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、シリンダライナーの硬度域を簡単
に変えることができ、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。

【００１３】

【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。

【００１４】図１〜図９は本発明に係る内燃機関のシリ
ンダの第１実施例を示している。図において、１はシリ
ンダブロックに設けられるシリンダ、２はシリンダ１内
を摺動して上死点と下死点の間を往復するピストンであ
り、当該シリンダ１はシリンダライナー（シリンダボ
ア）３を使用することによって形成されている。ピスト
ン２は、シリンダ１内の爆発圧力をコンロッド４を介し
てクランク５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あって、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）
６が嵌着されており、その下部はピストンスカート部７
となっている。なお、図において、符号８はピストンピ
ンである。

【００１５】ところで、上記シリンダライナー３は、ピ
ストン２の往復運動時の姿勢制御およびピストンリング
６との組合わせによって燃焼室のガス漏れやクランクケ
ース側の潤滑油漏れを防ぐ機能を有している。したがっ
て、シリンダライナー３の内面は、ピストン２およびピ
ストンリング６と密接に摺動して、様々な力を受けるこ
とになる。

【００１６】すなわち、図１に示すピストン２の上死点
では、燃焼室での爆発により生じる複雑な力を受けたピ
ストン２およびピストンリング６はシリンダライナー３
の内面で一軸方向の動きに転換するため、複雑な動きを
封じられたピストン２の力がピストンリング６に伝わ
り、該ピストンリング６によってシリンダライナー３の
内面はかなりのスカッフィング（かき傷）力Ｑ₁ を強く
受けることになる。同図における矢印ａは爆発によって
生じる力の方向、矢印ｂはピストン２の往復運動方向お
よび矢印ｃはクランク５の回転方向をそれぞれ示してい
る。

【００１７】また、図２に示すピストン２の下死点で
は、コンロッド４の挙動によってピストン２の首振りが
生じるため、当該ピストン２の首振り力Ｆ₃ によりやは
りシリンダライナー３の内面はピストンリング６からス
カッフィング力Ｑ₂ を受けることになる。このスカッフ
ィング力Ｑ₂ は、図１に示すスカッフィング力Ｑ₁ と比
べると小さな力である（Ｑ₁ 》Ｑ₂ ）。さらに、図３に
示すピストン２の往復運動時では、爆発荷重Ｆ₁ もしく
は往復運動による慣性力Ｆ₂ と、コンロッド４の挙動に
よって生じる力Ｐとのベクトルの違いから、シリンダラ
イナー３の内面はピストン２の押し付け力Ｑ₃ とピスト
ンリング６のスカッフィング力Ｑ₄ を受けることにな
る。

【００１８】通常、エンジンの始動時において、ピスト
ン２は熱による膨張や種々の圧力によって変形してお
り、ピストンスカート部７がシリンダライナー３の内面
に接触することが知られている。図４における鎖線で囲
まれた部分は、ピストンスカート部７がシリンダライナ
ー３より力を受ける領域を示している。ピストンスカー
ト部７が受ける力は、ピストン２の形状やスラスト側と
反スラスト側の位置による相違によって大小変化する
が、その領域としてはピストンピン中心部９とリング溝
１０との間からスカート下部に至るまでである。したが
って、シリンダライナー３の内面は、領域によってピス
トンリング６およびピストン２から受ける力が異なるこ
とが判る。

【００１９】しかして、図５には上記領域の場合分けを
示している。本実施例のＡ領域は、シリンダライナー３
の内面が爆発により生じるピストンリング６のスカッフ
ィング力Ｑ₁ を受ける部分である。スカッフィング力Ｑ
₁ はかなり大きくなるため、シリンダライナー３の内面
およびピストンリング６が摩耗しやすく、両者には耐摩
耗性の高い高硬度材料を適用することが必要となる。

【００２０】また、Ｂ領域は、Ａ領域の下方に位置し、
シリンダライナー３の内面はピストン２の往復運動によ
って生じる当該ピストン２の押し付け力Ｑ₃ と、ピスト
ンリング６のスカッフィング力Ｑ₄ および下死点でのピ
ストン２の首振り挙動によって生じるピストンリング６
のスカッフィング力Ｑ₂ を受ける部分である。ピストン
リング６のスカッフィング力Ｑ₂ およびＱ₄ は、先に述
べた如く、Ａ領域におけるスカッフィング力Ｑ₁ に対し
てかなり低い（Ｑ₁ 》Ｑ₂ 〉Ｑ₄ ）。しかも、ピストン
材がシリンダライナー内面材よりも低硬度であるため、
ピストン２の押し付け力Ｑ₃ は当該ピストン２に影響を
及ぼす。したがって、Ｂ領域でのシリンダライナー内面
材はＡ領域と同等でもよいが、より低い硬度とする方が
良い。

【００２１】さらに、Ｃ領域は、Ｂ領域の下方に位置
し、シリンダライナー３の内面はピストン２の往復運動
によって生じる当該ピストン２の押し付け力Ｑ₃ のみを
受ける部分であり、低硬度ピストン材だけに適応したシ
リンダライナー内面材で良いことになる。

【００２２】以上より、シリンダライナー３の内面にお
ける硬度域の場合分けを行うと、図６に示すような４つ
のタイプが考えられる。タイプαは、ピストンリング６
が摺動する部分とそれ以外の部分に分けて、Ａ領域およ
びＢ領域のシリンダライナー３の内面を高硬度域ａと
し、Ｃ領域のシリンダライナー３の内面を低硬度域ｃと
している。タイプβは、ピストンリング６によるスカッ
フィング力が大きく加わり、摩耗の激しいＡ領域だけを
高硬度域ａとし、Ｂ領域およびＣ領域を低硬度域ｃとし
ている。タイプγは、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
あまり良くないことから、Ａ領域を高硬度域ａとし、Ｂ
領域を中硬度域ｂとするとともに、Ｃ領域を低硬度域ｃ
としている。タイプδは、Ａ領域を高硬度域ａとし、Ｂ
領域を高硬度からしだいに硬度を低下させた硬度遷移域
ｄとし、Ｃ領域を低硬度域ｃとしている。タイプδの場
合、シリンダライナー３の内面には硬度が大きく変わっ
た変曲点はなく、他に対して耐摩耗性が向上している。

【００２３】次に、タイプαのシリンダライナー３を具
体例をもって説明する。シリンダ１には、シリンダブロ
ックと一体に形成されるものと、別材料で製作される別
体ライナーを用いて形成されるものが存在する。本実施
例では、アルミニウム合金ＡＣ４Ｃ製のシリンダライナ
ー３を用いるとともに、溶射材料にクロミナ・モリブデ
ンサーメット粉末とモリブデン単独粉末を使用し、モリ
ブデンによるボンド層１１を介在させた状態で、これら
粉末をプラズマ溶射法によりシリンダライナー３の内面
に溶射して溶射皮膜１２，１３の硬質層を形成してい
る。具体的には、図７に示す本実施例におけるタイプα
のシリンダライナー３の場合では、Ａ領域およびＢ領域
の溶射皮膜１２がクロミナ・モリブデンサーメット皮膜
で形成され、Ｃ領域の溶射皮膜１３がモリブデン皮膜で
形成されている。

【００２４】次に、本実施例におけるタイプαのシリン
ダライナー３の製造方法について説明する。

【００２５】（１） まず、溶射皮膜１２，１３の密着
強さを向上させるため、上記シリンダライナー３の内面
に圧縮空気と一緒にアルミナグリッド等のブラスト材を
吹き付けてブラスト処理を行い、該シリンダライナー３
の基材表面を粗面化する。このブラスト処理では、空気
圧が高すぎると基材にブラスト材が突き刺さるので、３
ｋｇｆ／ｃｍ² 程度の空気圧にて短時間で行うことが望
ましい。 （２） ブラスト処理後に、上記溶射材料をプラズマ溶
射する場合、一般には金属素材間の結合強度が弱いの
で、シリンダライナー３の内面にボンド層１１を設けて
コーティングする。このボンド層１１によって、耐ヒー
トサイクル性，耐熱衝撃性の向上が図れる。なお、溶射
材料の密着強度をそれほど必要としない場合は、当該ボ
ンド層１１を設けずに直接溶射する。

【００２６】（３） 次いで、シリンダライナー３を回
転させ、この状態で図８および図９に示す内径溶射ガン
１４を用いて、該シリンダライナー３の内面に硬度領域
に応じてプラズマ溶射を行い、Ａ領域およびＢ領域にク
ロミナ・モリブデンサーメット皮膜の溶射皮膜１２を形
成し、Ｃ領域にモリブデン皮膜の溶射皮膜１３を形成す
る。プラズマ溶射は、陰極とノズル陽極の間の直流アー
クによって、送給される作動ガス（Ａｒ、Ｎ₂ 、Ｈ₂ あ
るいはそれらの混合ガス）が熱せられて、プラズマジェ
ット１５となって、ノズル１６から噴出する。溶射材料
は粉末で供給され、この粉末粒子１７はプラズマジェッ
ト１５によって加熱ー加速され、基材表面に吹き付けら
れて皮膜となる。内径溶射ガン１４は、細長い筒状体１
８の先端部に設けたノズル１６からプラズマジェット１
５が発生するため、シリンダライナー３の内面の溶射に
適している。また、膜質の変更は、溶射途中で供給する
粉末材料を変えるだけで簡単に行える。

【００２７】（４） このようにして形成された溶射皮
膜１２，１３は、ホーニングなどの研削加工によって膜
厚が２００μｍとなるように仕上げた。しかる後、この
シリンダライナー３を金型内にセットして、Ａｌ溶湯を
注入することにより鍛造を行う。すると、シリンダブロ
ック素材が形成されるため、該シリンダブロック素材に
所定の機械加工を施せば、溶射シリンダ１が得られる。

【００２８】図１０は本発明に係る内燃機関のシリンダ
の第２実施例を示している。本実施例におけるタイプα
のシリンダライナー３ａ（図６参照）では、Ａ領域およ
びＢ領域の溶射皮膜１２ａが緻密な高硬度のクロミナ・
モリブデンサーメット皮膜で形成され、Ｃ領域の溶射皮
膜１２ａ′は溶射条件を操作して多孔質化することによ
り硬度を低下させたクロミナ・モリブデンサーメット皮
膜で形成されている。その他の構成および溶射皮膜の作
製方法は上記第１実施例と同様である。

【００２９】図１１は本発明に係る内燃機関のシリンダ
の第３実施例を示している。本実施例におけるタイプβ
のシリンダライナー３ｂ（図６参照）では、Ａ領域の溶
射皮膜１２ｂがクロミナ・モリブデンサーメット皮膜で
形成され、Ｂ領域およびＣ領域の溶射皮膜１３ｂはモリ
ブデン皮膜で形成されている。その他の構成および溶射
皮膜の作製方法は上記第１実施例と同様である。

【００３０】図１２は本発明に係る内燃機関のシリンダ
の第４実施例を示している。本実施例におけるタイプβ
のシリンダライナー３ｃ（図６参照）では、Ａ領域の溶
射皮膜１２ｃが緻密な高硬度のクロミナ・モリブデンサ
ーメット皮膜で形成され、Ｂ領域およびＣ領域の溶射皮
膜１２ｃ′は溶射条件を操作して多孔質化することによ
り低硬度のクロミナ・モリブデンサーメット皮膜で形成
されている。その他の構成および溶射皮膜の作製方法は
上記第１実施例と同様である。

【００３１】図１３は本発明に係る内燃機関のシリンダ
の第５実施例を示している。本実施例におけるタイプγ
のシリンダライナー３ｄ（図６参照）では、Ａ領域の溶
射皮膜１２ｄがクロミナ・モリブデンサーメット皮膜で
形成され、Ｂ領域の溶射皮膜１２ｄ′はクロミナ・モリ
ブデンサーメット材料とモリブデン材料を１：１の割合
で混合した皮膜で形成され、さらにＣ領域の溶射皮膜１
３ｄはモリブデン皮膜で形成されている。その他の構成
および溶射皮膜の作製方法は上記第１実施例と同様であ
る。

【００３２】図１４は本発明に係る内燃機関のシリンダ
の第６実施例を示している。本実施例におけるタイプδ
のシリンダライナー３ｅ（図６参照）では、Ａ領域の溶
射皮膜１２ｅがクロミナ・モリブデンサーメット皮膜で
形成され、Ｂ領域の溶射皮膜１２ｅ′はＣ領域に向かう
に従ってクロミナ・モリブデンサーメット材１００％か
ら次第にモリブデン量を増加させて最終的にモリブデン
量１００％の傾斜層とした皮膜で形成され、さらにＣ領
域の溶射皮膜１３ｅはモリブデン皮膜で形成されてい
る。その他の構成および溶射皮膜の作製方法は上記第１
実施例と同様である。

【００３３】上記した第１〜第６実施例の効果を調査す
るために、モリブデン単一層を形成したシリンダライナ
ーとクロミナ・モリブデンサーメット単一層を形成した
シリンダライナーを作製し、これらシリンダライナーお
よび上記各実施例のシリンダライナー３を用いてエンジ
ンテストを行った。このエンジンテストでは、最悪の使
用条件を想定して潤滑油のない状態で始動を数回行っ
た。このテスト結果を以下の表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】上記表１から、第１〜第６実施例では、単
一層のシリンダライナーと比べて、スカッフィングを発
生せず、シリンダライナーおよびピストンスカート部の
摩耗状況が良好であることが判る。これは、第１〜第６
実施例のシリンダライナーにおいて、材料や溶射条件が
変化することにより皮膜の空孔率が低硬度域に移るにつ
れて増えることが予想され、そのため、潤滑油を伴った
実際のエンジンにおいては空孔が油溜まりとなり、摺動
特性が改善され、より一層効果が向上するものと推察さ
れる。

【００３６】以上、本発明の各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。

【００３７】既述の実施例では、モリブデンをボンド層
１１とし、表層にクロミナ・モリブデンサーメット皮膜
１２およびモリブデン皮膜１３をプラズマ溶射したが、
使用条件その他により、アルミナや鉄系材料その他各種
材料を高速フレーム溶射やアーク溶射等の各種溶射方法
で溶射してもよい。また、タイプγ，タイプδのシリン
ダライナー３のＢ領域においては、粉末を混合すること
により中硬度域ｂ，硬度遷移域ｄを得たが、多種の別材
料を多数使用して形成してもよい。２種以上の粉末を用
いると、硬度変化だけでなく、ピストンリング６および
ピストン２の各材質に対して良好な摺動特性を持つ材料
を各部に適用することができる。

【００３８】本実施例では、硬度の違いだけについて説
明したが、ピストン摺動域（Ｂ，Ｃ領域）の摺動特性を
向上させることにより、更に効果を向上させることがで
き、この方法は、本発明の溶射シリンダでは領域に応じ
て材料、溶射等を変えることにより容易に行うことがで
きる。例えば、緻密性を変化させると、低硬度域で空孔
が増えるため、油溜まりとしての効果を増大させること
ができる。なお、既述の実施例では、内径溶射ガン１４
を用いてプラズマ溶射を行ったが、この内径溶射ガン１
４の代わりに図１５に示す通常の直筒溶射ガン２４を使
用してプラズマ溶射を行ってもよい。

【００３９】

【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、シリンダライナーの内面に溶射皮膜を形成
し、該溶射皮膜によりピストンリングの摺動面を高硬度
域とし、他の部分を低硬度域として構成しているので、
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する攻撃性の低いシリンダラ
イナーの内面を持っており、しかも、ピストンスカート
部にＳｎめっきやＭｏＳ₂のコーティングが必要でなく
なり、コストダウンを図ることができるとともに、優れ
た耐久性を有し、ピストンスカート部の摩耗を抑制する
ことができる。

【００４０】また、本発明に係る内燃機関のシリンダ
は、シリンダライナーの内面に異なる硬度の溶射皮膜を
形成し、該溶射皮膜により、ピストン上死点においてピ
ストンリングによるスカッフィング力を受ける面を高硬
度域とし、該高硬度域からピストン下死点までにおける
ピストンリングの摺動面を中硬度域および硬度遷移域の
いずれか一方とし、その他の部分を低硬度域として構成
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徐々に
変化させることができ、これによってピストンリングお
よびピストンの両方が摺動する部分におけるピストンへ
の攻撃性を低く抑えることができるとともに、偏摩耗が
起こりにくくなり、相手材に対して耐摩耗性の向上が図
れる。

【００４１】さらに、本発明に係る内燃機関のシリンダ
の製造方法は、ブラスト処理を行ってシリンダライナー
の内面を粗面化し、この粗面化しているシリンダライナ
ーの内面に、硬度領域に応じて溶射ガンから加熱した溶
射材料の粉末を溶射することにより溶射皮膜を形成し、
その後、前記溶射皮膜を研削加工して溶射シリンダを製
造しているので、溶射皮膜の緻密性を変えたり、あるい
は２種類以上の溶射材料を用いたりしてシリンダライナ
ーの硬度域を簡単に変えることができ、しかも、高硬度
皮膜を全体に形成するよりも加工が容易で、ホーニング
に掛かる加工コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【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ライナーに加わる力の概要のうち、
ピストン上死点での状態を示す概念図である。

【図２】上記シリンダライナーに加わる力の概要のう
ち、ピストン下死点での状態を示す概念図である。

【図３】上記シリンダライナーに加わる力の概要のう
ち、ピストンの往復運動時での状態を示す概念図であ
る。

【図４】上記ピストンのピストンスカート部が力を受け
る領域を示す概念図である。

【図５】本発明の一実施例に係るシリンダライナーを
Ａ，Ｂ，Ｃ領域に場合分けした状態を示す断面図であ
る。

【図６】上記シリンダライナーの硬度領域の分け方を示
す概念図である。

【図７】本発明の第１実施例に係る溶射皮膜を内面に形
成したシリンダライナーを示す断面図である。

【図８】内径溶射ガンを用いてシリンダライナーの内面
に溶射皮膜を形成している状態を示す断面図である。

【図９】上記内径溶射ガンを概念的に示す断面図であ
る。

【図１０】本発明の第２実施例に係る溶射皮膜を内面に
形成したシリンダライナーを示す断面図である。

【図１１】本発明の第３実施例に係る溶射皮膜を内面に
形成したシリンダライナーを示す断面図である。

【図１２】本発明の第４実施例に係る溶射皮膜を内面に
形成したシリンダライナーを示す断面図である。

【図１３】本発明の第５実施例に係る溶射皮膜を内面に
形成したシリンダライナーを示す断面図である。

【図１４】本発明の第６実施例に係る溶射皮膜を内面に
形成したシリンダライナーを示す断面図である。

【図１５】本発明の変形例に係る直筒の溶射ガンを用い
てシリンダライナーの内面に溶射皮膜を形成している状
態を示す断面図である。

【図１６】従来のピストンとシリンダライナーを概念的
に示す平面図である。

【図１７】従来のピストンとシリンダライナーを概念的
に示す断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダ ２ ピストン ３ シリンダライナー ６ ピストンリング ７ ピストンスカート部 １１ ボンド層 １２，１３ 溶射皮膜 １４，２４ 溶射ガン ａ 高硬度域 ｂ 中硬度域 ｃ 低硬度域 ｄ 硬度遷移域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダライナーの内面に溶射皮膜を形
   成し、該溶射皮膜によりピストンリングの摺動面を高硬
   度域とし、他の部分を低硬度域として構成したことを特
   徴とする内燃機関のシリンダ。
2. 【請求項２】 シリンダライナーの内面に異なる硬度の
   溶射皮膜を形成し、該溶射皮膜により、ピストン上死点
   においてピストンリングによるスカッフィング力を受け
   る面を高硬度域とし、該高硬度域からピストン下死点ま
   でにおけるピストンリングの摺動面を中硬度域および硬
   度遷移域のいずれか一方とし、その他の部分を低硬度域
   として構成したことを特徴とする内燃機関のシリンダ。
3. 【請求項３】 ブラスト処理を行ってシリンダライナー
   の内面を粗面化し、この粗面化しているシリンダライナ
   ーの内面に、硬度領域に応じて溶射ガンから加熱した溶
   射材料の粉末を溶射することにより溶射皮膜を形成し、
   その後、前記溶射皮膜を研削加工して溶射シリンダを製
   造したことを特徴とする内燃機関のシリンダ製造方法。