JPS6045745B2 - シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円筒型状内周面を有し、ホーニングにより内
周面加工されてなるシリンダに係り、特に高出力内燃機
関に適用されるシリンダに係る。

近年往復動型内燃機関、特に自動車用内燃機関ではエ
ンジンの高出力化が要求され、エンジンの主要部品であ
るシリンダも高出力化に対応しうるものが要求されてい
る。即ち高出力化に伴なつてシリンダとピストンリング
の摺動条件が苛酷となり、スカツフイングを起こし易く
なり、又潤滑油消費量（以下Ｌ、Ｏ、Ｃと略称する）も
多くなる傾向にあるため、シリンダに高い耐スカツフイ
ング性と少いＬ、Ｏ、Ｃが要求されている。本発明はか
かる高い耐スカツフイング性と少いＬ、Ｏ、Ｃを同時に
実現させ、かつ高い生産性を有するシリンダを提供鼻せ
んとするものである。 シリンダは従来潤滑性と耐摩耗
性を得るためシリンダ内周面に、ホーニングにより交差
する適度の研削痕を形成し、この研削痕によつて潤滑油
の保持性を向上させている。かかるホーニングは第・１
図に示す如く、と石１を拡張装置４により拡張自在なシ
ュー２に取りつけ、と石１をシリンダ内周面３に押し当
て回転かつストロークさせることにより、シリンダ内周
面３に交差する研削痕６を形成させることによりなる。
上記の如くしてなされた研削痕６はシリンダ内周面３で
一様なあらさ、クロスハッチ角αをなしており、シリン
ダ内周面３に必要な潤滑油を保持させ、潤滑油不足によ
つて起因されることの多いスカツフイングの発生を防ぐ
とともに、潤滑油の掻き上げによるＬ．Ｏ．Ｃの増加を
防ぐことも可能とされるものであつた。

しかしエンジンの高出力化によつてシリンダの条件が苛
酷になつた場合、上記の如きシリンダ内周面全体に渡ソ
ー様な研削痕を有するシリンダでは耐スカツフイング性
及びＬ．Ｏ．Ｃ低減を同時に満たすことが困難となつて
きた。

即ち耐スカツフイング性を向上させようとすると潤滑油
を充分に供給してやる必要があり、特にシリンダ内周面
のピストン上死点近傍がスカツフイングを発生し易いた
め、クロスハッチ角を小さくしたり、又あらさをあらく
する等によつて、潤滑油保持性を向上させねばならない
。

一方この様にしてなされたシリンダでは、シリンダ内周
面全面に渡り多くの潤滑油が保持されるため燃焼室内に
掻き上げられる潤滑油が増大しＬ．Ｏ．Ｃは著しく増大
する。即ちホーニングの研削痕の形状・あらさを調整す
るのみでは、耐スカツフイング性とＬ．Ｏ．Ｃ低減を同
時に満たすことはできない。上記の問題を解決するため
に、特に耐スカツフイング性の要求されるピストンの上
死点近傍領域の潤滑油保持性を異ならしめたシリンダが
ある。かかるシリンダはホーニングする場合にクロスハ
ッチ角を上死点近傍領域で小さくなしたものや、上死点
近傍領域のみをホーニング等の表面加工し．たもの、あ
るいは２回ホーニングしたシリンダであるが、これらの
シリンダでは、ホーニング装置が複雑である、寸法精度
が出し難い、加工数が多く生産性に劣る、等の種々の欠
点が発生している。本発明は従来のホーニングと同様に
生産性が優れると共に、シリンダ内周面に異なつた領域
をもたせ、耐スカツフイング性とＬ．Ｏ．Ｃ低減を同時
に満足させうるシリンダを提供するものであり、第１発
明と第２発明によりなる。

まず第１発明は、シリンダ内周面をホーニング加工する
際に、２つのあらさの異なると石を同一ホーニング軸上
の軸方向直列に配してホーニング加工してなるシリンダ
である。

以下図面に基づき本発明の第１発明のシリンダを説明す
る。第２−ａ図に第１発明によると石の一実施例要部断
面図を示す。

即ち、１つのシュー２にあらさの異なる２つのと石１１
，１２を軸方向直列に配して取りつけ、かかると石１１
，１２をシリンダ内周面３に押しつけ回転かつストロー
クさせる。第２−ａ、第２−ｂ図はと石のストロークの
始終端位置を示し、あらいと石１１と細かいと石１２の
端部位置ｘ−ｙ−ｚとｘ″−ｙ″−ｚ″の間を回転か）
つストロークする。と石１１，１２のストロークする領
域により下記の領域の研削面を得る。Ｏと石１１のみが
ストロークするｘ″−ｙ″領域は第３図のＡ領域で示す
如く、あらい研削痕７のみを有する。○と石１２のみが
ストロークするｙ−ｚ領域は第３図のＢ領域で示す如く
、細かい研削痕８のみを有する。

Ｏと石１１，１２のストロークが重なるｙ″−ｙ領域は
第３図のＡ＋Ｂ領域で示す如く、あらい研削痕７と細か
い研削痕８を共有する。

第３図のＡ領域ではあらい研削痕７を有するため、潤滑
油の保持性が特に優れ、一方Ｂ領域では細かい研削痕８
を有するため、潤滑油の保持量は少なくなる。

内燃機関に上記の如くしてなしたシリンダを適応する場
合、スカツフイングの発生し易いピストンの上死点近傍
領域をあらい研削痕を有し、潤滑油保持性に優れるＡ領
域とすることによつて、著しく耐スカツフイング性を向
上させうると共に、上死点近傍より以下のＡ＋Ｂ．Ｂ領
域は研削痕があらくなく潤滑油を適度に保持するため、
掻き上げられる潤滑油量を少なくし、Ｌ．Ｏ．Ｃを最少
限に止めることが可能である。

さらに、内燃機関の種々の条件に対応するシリンダを提
供するために、領域Ａ及びＡ＋Ｂ，Ｂの長さを適度に選
択しうる。

即ち、あらいと石、細かいと石の長さをそれぞれ選択す
ることによつて、領域Ａ及びＢの長さを選択し、又スト
ローク長さを調整することにより、あるいはあらいと石
と細かいと石の間隔を設け調整することにより領域Ａ＋
Ｂの長さを選択しうる。１つの実施例として、一方のと
石がストロークの端でシリンダ端より外へ出る場合、研
削面領域はＡもしくはＢの領域を形成せず、２つの領域
のみを形成することも可能である。

なお、内燃機関に適応される第１発明のシリンダでは、
研削痕あらさはあらいと石による領域Ａは３μ以上のあ
らさとし、他の領域Ｂ及びＡ＋Ｂては３μ以下になすこ
とにより、領域Ａでの潤滑油保持性と、他の領域での適
度の潤滑油保持による耐スカツフイング性とＬ．Ｏ．Ｃ
低減を同時に可能としうる。

特に、自動車用高出力エンジンでは、ピストン上死点近
傍での耐スカツフイング性を要求されるため、上死点側
にあらい領域Ａを配することにより耐スカツフイング性
が向上するが、この場合あらい領域Ａの範囲をシリンダ
長さの軸方向の一端より１ｎ以下、即ち領域Ａ以外の潤
滑油保持量の少ない領域を１ｈ以上に選択することによ
り、シリンダ内周面に保持される潤滑油総量を適度に少
なくし、もつてＬ．Ｏ．Ｃを最少限に止めうるものであ
る。

次に本発明の第２発明によるシリンダは、ホーニングに
よつて内周面加工されるシリンダにおい−て、同一ホー
ニング軸に取りつけ軸方向に位置をずらして２つのと石
をそれぞれ２つのシューに取りつけてホーニングするこ
とにより、内周面にあらさの異なる２つもしくは３つの
領域を形成したことを特徴とするシリンダである。

即ち第４図に示す如く２つの第１と石１３、第２と石１
４をそれぞれ第１シュー２１、第２シュー２２に取りつ
け同一ホーニング軸に取りつけ、回転かつストロークさ
せてなるシリンダを提供する。

シリンダをホーニングする場合、研削痕のあらさはと石
のあらさのみによらず、と石をシリンダに押しつける面
圧にも関係するために、第１と石１３、第２と石１４を
それぞれ第１シュー２１、第２シュー２２に取りつけ、
シュー拡張装置を調整する等の手段により、各と石１３
，１４のシリンダへの面圧を各々調整することが可能で
あり、研削面あらさや状態を、特に自由に選択しうるも
のである。

第２発明によつて得られるシリンダは領域Ａ，Ａ＋Ｂ，
Ｂのうち２つもしくは３つの研削領域を有する。

即ち高い面圧のと石によつて第３図のＡ領域に示すあら
い領域を形成し、低い面圧のと石により、Ｂ領域に示す
細かい領域を形成し、又ＡとＢの重なつたＡ＋Ｂ領域を
形成する。従つて第１発明と同様に、各と石の長さやス
トローク長さ、と石間の距離１を調整することにより、
領域Ａ，Ａ＋Ｂ，Ｂの長さを選択可能であり、ｌを大き
くとることによりＡ＋Ｂ領域をなくし２つの領域とする
ことも可能である。さらに第２発明による領域Ａのあら
さも第１発明と同じく３μ以上とし、領域Ｂ，Ａ＋Ｂは
３μ以下にすることにより、耐スカツフイング性、Ｌ．
Ｏ．Ｃ低減を同時に可能としうるものであり、又領域Ａ
をシリンダ長さの１１２以下にすることにより特にＬ．
Ｏ．Ｃ低減を可能としうる。

本発明第２発明においては、第１発明と同じく２つのと
石を周方向同一位置に直列に配してホーニングされても
なるが、他の実施例として第５図に示す如く２つのと石
１３，１４の周方向位置をずらしてホーニングされても
なる。

この場合、と石１３，１４は第５図に示す如く、オーバ
ーラップ領域Ｗを有する如く取りつけることも可能であ
り、ストローク長さを短かくしてもと石１３，１４によ
つて重なつてホーニングされる領域Ａ＋Ｂを大きくする
ことが可能であり、さらに各と石の共振現象によるビビ
リを抑制することも可能である。

第２発明における２つのと石１３，１４は第１発明と同
じくあらさの異なつたと石を用いることによつて、第１
発明によるシリンダあらさより以上に自由に各領域Ａ，
Ａ＋Ｂ，Ｂのあらさを選択しうると共に、２つのと石が
全く同じあらさであノつても、各と石に加える面圧を調
整することによつて、各領域Ａ，Ａ＋Ｂ，Ｂのあらさを
選択しうるものである。

以上に述べた如く、本発明の第１及び第２発明によりな
るシリンダは、あらさの異なる２つもし７くは３つの領
域を有するため、耐スカツフイングとＬ．Ｏ．Ｃ低減を
同時に満たすことが可能である。

さらに第１発明においてと石のあらさ、長さ、ストロー
ク長さを調整することにより、又第２発明においては、
と石のあらさ、長さ、面圧、ストローク長さ、と石間距
離を調整することにより、あらさの異なる領域のあらさ
、長さ、状態を自由に選択できるものであり、さらには
あらさの異なる領域の内１つをなくし、２つの領域とす
ることも可能である。さらに、本発明によれば、ホーニ
ングにおける回転・ストロークは従来のホーニング同様
にしてなされ、機構的な複雑さを伴なわず、又１度のホ
ーニングによつてなされるため、精度も高く、かつ著し
く生産性に優れたものである。なお、本発明の第１・第
２発明に用いると石はダイヤモンド、ホワイトアランダ
ム、シリコンカーバイト等の一般に使用されていると石
を使用しても何ら支障ない。

又内燃機関の使用条件によつて、高出力自動車用シリン
ダではピストン上死点近傍をあらい領域Ａにし、逆に極
度にＬ．Ｏ．Ｃを低減したい楊合、上死点近傍を細かい
領域Ｂにする等各種の適応がなされ、必要により内燃機
関以外にも適応されうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、従来のホーニングによるシリンダ。 第２−ａ図、第１発明のホーニング始端を示す要部断面
図。第２−ｂ図、第１発明のホーニング終端を示す要部
断面図。第３図、第１・第２発明によるシリンダの要部
断面図。第４図、第２発明によるホーニング状態を示す
要部断面図。第５図、第２発明の実施例側面図。符号の
説明、１１・・・・・・第１発明のあらいと石、１２・
・・・・・第１発明の細かいと石、１３・・・・・・第
２発明の第１と石、１４・・・・・・第２発明の第２と
石、２・・・・シュー、３・・・・・・シリンダ内周面
、Ａ・・・・・・あらい研削痕を有する領域、Ｂ・・・
・・・細かい研削痕を有する領域、Ａ＋Ｂ・・・・・・
ＡとＢの重なる領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホーニングにより内周面加工されるシリンダにおい
   て、あらさの異なる２つのと石を同一ホーニング軸上に
   軸方向直列に配しホーニング加工してなることを特徴と
   するシリンダ。 ２ ホーニングによる内周面加工されるシリンダにおい
   て、同一ホーニング軸に取りつけ、軸方向に位置をずら
   して２つのと石をそれぞれ２つのシューに取りつけてホ
   ーニング加工することにより内周面にあらさの異なる２
   つもしくは３つの領域を形成したことを特徴とするシリ
   ンダ。 ３ 前記シリンダにおいて、２つのと石が周方向同一位
   置に直列に配されてホーニングされてなることを特徴と
   する、前記特許請求の範囲第２項記載のシリンダ。 ４ 前記シリンダにおいて、２つのと石が周方向位置を
   異にし、軸方向位置をずらして取りつけてホーニングさ
   れてなることを特徴とする、前記特許請求の範囲第２項
   記載のシリンダ。 ５ 前記シリンダにおいて、前記シリンダ内周面のあら
   さの異なる領域の１つが３μ以上のあらさであり、他の
   領域のあらさは３μ以下であることを特徴とする前記特
   許請求の範囲第２項記載のシリンダ。 ６ 前記シリンダにおいて、該シリンダ内周面のあらさ
   が３μ以上である領域が、前記シリンダの一端より軸方
   向へシリンダ長さの１／２以下の範囲であることを特徴
   とする、前記特許請求の範囲第２項記載のシリンダ。 ７ 前記シリンダにおいて、該シリンダ内を往復摺動す
   るピストンの上死点方向側に前記３μ以上のあらさの領
   域を配することを特徴とする前記特許請求の範囲第２項
   記載のシリンダ。