(57)【要約】      （修正有）【課題】フリクションを低減すると共に、優れた耐焼き付き性を有する鋳鉄性シリンダライナを提供する。【解決手段】鋳鉄から構成される内周摺動面を有する鋳鉄製シリンダライナ、および、鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアを備えた内燃機関において、内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含むことを特徴とする。・式（１）Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０、・式（２）０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ、・式（３）Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０〔式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳＢ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳＢ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕【選択図】図１
2020016186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄から構成される内周摺動面を有し、
前記内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含むことを特徴とする鋳鉄製シリンダライナ。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕
【請求項２】
前記式（１）〜（３）を満たす領域のＲｖｋ／Ｒｋが１．５以上であることを特徴とする請求項１に記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項３】
前記式（１）〜（３）を満たす領域のコア部のレベル差Ｒｋが０．２μｍ以上であり、かつ、Ｒｖｋ／Ｒｋが３．０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項４】
前記領域のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項５】
前記式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、前記第一の平行直線群と交差する前記第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されており、
シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように前記第一の平行直線群が伸びる方向と、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように前記第二の平行直線群が伸びる方向とが成すクロスハッチ角度が、３度以上５０度以下であることを特徴とする請求項１〜４の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項６】
前記鋳鉄が片状黒鉛鋳鉄であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項７】
前記鋳鉄のＪＩＳ  Ｚ  ２２４５：２０１１に基づく硬さが、９０ＨＲＢ以上１１５ＨＲＢ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項８】
鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアと、
前記シリンダボアの内周側に配置されたピストンと、
前記ピストンの外周面に、ピストン周方向に沿って設けられた環状溝に装着されたピストンリングと、を備え、
前記内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含むことを特徴とする内燃機関。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕
【請求項９】
前記式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を有する鋳鉄製シリンダライナを備えることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記シリンダボアが設けられた鋳鉄製シリンダブロックを備えることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記ピストンリングが、リング状基材と、前記リング状基材の外周面を被覆すると共に、前記鋳鉄製シリンダライナの内周摺動面と接触摺動する硬質被膜とを備え、
前記硬質被膜が、ＣｒＮ系被膜および非晶質炭素被膜からなる群より選択されるいずれか１種の被膜であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記ＣｒＮ系被膜の外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さが８００ＨＶ０．１以上であり、
前記外周摺動面のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記非晶質炭素被膜の外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さが１２００ＨＶ０．１以上であり、
前記外周摺動面のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であり、
前記非晶質炭素被膜が水素を含まないことを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鉄製シリンダライナおよび内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の内燃機関の課題として低燃費化が挙げられ、ピストン系の摩擦損失低減は内燃機関の低燃費化の手段として有効である。ピストン系の摩擦損失を低減するために、ａ）ピストン部分については、ピストンリングの低張力化、摺動面の外周形状および表面処理の低摩擦係数化等の研究が行なわれており、ｂ）シリンダあるいはシリンダライナについては、内周摺動面の表面粗さ、材質、表面処理等の低摩擦係数化の研究が行われている（たとえば、特許文献１〜５）。
【０００３】
ここで、特許文献１には、表面粗さＲｚ（十点平均粗さ、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４）が０．５〜１．０μｍの摺動面を有するピストンリングと、表面粗さＲｚ（十点平均粗さ,ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４）が０．５〜１．５μｍ、且つＤＩＮ４７７６規格に基づく初期摩耗高さＲｐｋが０．０５〜０．２μｍ、有効負荷粗さＲｋが０．２〜０．６μｍおよび油溜まり深さＲｖｋが０．１０〜０．３５μｍの摺動面を有するシリンダライナと、を有する組み合わせ摺動部材が提案されている。また、特許文献１には、シリンダライナの摺動面が、鋳鉄、ボロン鋳鉄および鉄鋼のいずれかであることが開示されている。特許文献１記載の技術によれば、低フリクション化の要求を満たすことができると共に、耐スカッフ性（耐焼き付き性）に優れた摺動部材が提供される。
【０００４】
また、特許文献２には、シリンダブロック基材のシリンダボア内周面上に形成されたシリンダブロック用鉄系溶射被膜が提案されている。気孔を有するこのシリンダブロック用鉄系溶射被膜のシリンダボア内面に相当する表面は、平均粗さＲａが０．４μｍ以下であり、油溜まり深さＲｖｋが０．２〜２．０μｍである。高出力エンジンのように非常に高い筒内圧がかかるシリンダブロックにおいては、高い燃焼圧によって、溶射被膜に高荷重が繰り返し負荷されるため、溶射被膜の内部で亀裂や剥離が発生するため、この問題を解決すべく、特許文献２に開示の技術では、高面圧下での耐剥離性に優れたシリンダブロック用鉄系溶射被膜を提供している。
【０００５】
また、特許文献３には、面圧０．０３〜０．２ＭＰａで互いに摺動する、アルミニウム合金製シリンダライナと、外周摺動面に窒化層が形成され所定の表面粗さを有するピストンリングとの組み合わせが提案されている。ここで、アルミニウム合金製シリンダライナはの内周面の表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：１９９４に準拠する十点平均粗さＲｚ＝０．５〜１．０μｍ、有効負荷粗さＲｋ＝０．２〜０．４μｍ、初期摩耗高さＲｐｋ＝０．０５〜０．１μｍ、油溜まり深さＲｖｋ＝０．０８〜０．２μｍである。この特許文献３に開示の技術は、エンジンの軽量化の要請に応えると共に、シリンダライナとピストンリングとの低フリクション化、互いの摩耗量の低減および耐スカッフ性の向上を図ることを目的としている。
【０００６】
また、特許文献４には、シリンダボアの表面が、Ｒｋ＋Ｒｐｋ＜１．０μｍ、かつ、Ｒｋ＋Ｒｖｋ＜２．０μｍ、となるように形成されたアルミニウム合金製シリンダブロックが提案されている。ここで、Ｒｋは有効負荷粗さ、Ｒｐｋは初期摩耗高さ、Ｒｖｋは油溜まり深さである。特許文献４記載の技術は、シリンダボア表面に必要な特性を確保しつつも、安価に製造することのできるアルミニウム合金製シリンダブロックを提供することを目的としている。また、特許文献４では、Ｒｋが０．６５μｍよりも大きく、かつ、シリンダボアの表面に螺旋状に形成された、凹凸の高低差が２μｍ未満のピット空白領域の幅を１．０μｍ以下とすることにより、シリンダボア表面に、鋳鉄製シリンダーライナー以上の耐スカッフ性が確保できることが開示されている。
【０００７】
さらに、特許文献５には、ホーニング加工によって形成された摺接面の十点平均粗さ（Ｒｚ）、負荷長さ率（ｔｐ）および有効負荷粗さ（Ｒｋ）が、それぞれ、１μｍ以上５μｍ以下、５５％以上９８％以下および１μｍ以下である有摺接面部材が提案されている。特許文献５記載の技術は、潤滑剤保持機能に優れると共に、所定の部材が摺接する際の摩擦抵抗が十分に低い摺接面を有する有摺接面部材を提供することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１１６７０７号公報
【特許文献２】特許第４９８４２１４号
【特許文献３】特許第４９５４６４４号
【特許文献４】特開２０１２−１２９５７号公報
【特許文献５】特許第４６７８８０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、近年では、内燃機関の軽量化・コストダウン等の観点で、特許文献３、４に例示されるようなアルミニウム合金製のシリンダライナあるいはシリンダブロックが検討されている。しかし、シリンダボアの内周摺動面を構成する材料がアルミニウム合金製である場合、鉄系材料と比べて剛性、耐熱性が劣る上に、耐摩耗性および耐スカッフ性に問題が生じ易い（たとえば、特許文献２、段落０００２−０００３参照）。また、特許文献２に例示されるように、シリンダボアの内周摺動面を構成する材料が溶射被膜である場合、溶射被膜とシリンダブロックとの間に界面が存在する上に、溶射被膜中には気孔も存在するため、界面での剥離の発生および気孔を起点とする亀裂の発生は根本的に避け難い。これらの点を踏まえると、内周摺動面の材質という観点では、より優れたトライボロジー特性が確保し易いことから、鋳鉄製シリンダライナがより有利であると考えられる。
【００１０】
一方、内燃機関の低燃費化の要請に応えるために、フリクションを低減すべく、近年ではより低粘度の潤滑油が使用されつつある。しかし、潤滑油の粘度を低下させると、ピストンリングの外周摺動面と、シリンダボアの内周摺動面とが直接接触する機会が増えるため、焼き付きが生じ易くなる。このため、従来の鋳鉄製シリンダライナであっても、フリクションの低減と、優れた耐焼き付き性とを同時に確保するのが困難となりつつある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フリクションを低減すると共に、優れた耐焼き付き性を有する鋳鉄製シリンダライナおよび内燃機関を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明の鋳鉄製シリンダライナは、鋳鉄から構成される内周摺動面を有し、内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含むことを特徴とする。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕
【００１３】
本発明の鋳鉄製シリンダライナの一実施形態は、式（１）〜（３）を満たす領域のＲｖｋ／Ｒｋが１．５以上であることが好ましい。
【００１４】
本発明の鋳鉄製シリンダライナの他の実施形態は、式（１）〜（３）を満たす領域のコア部のレベル差Ｒｋが０．２μｍ以上であり、かつ、Ｒｖｋ／Ｒｋが３．０以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明の鋳鉄製シリンダライナの他の実施形態は、式（１）〜（３）を満たす領域のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明の鋳鉄製シリンダライナの他の実施形態は、式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、第一の平行直線群と交差する前記第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されており、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように第一の平行直線群が伸びる方向と、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように第二の平行直線群が伸びる方向とが成すクロスハッチ角度が、３度以上５０度以下であることが好ましい。
【００１７】
本発明の鋳鉄製シリンダライナの他の実施形態は、鋳鉄が片状黒鉛鋳鉄であることが好ましい。
【００１８】
本発明の鋳鉄製シリンダライナの他の実施形態は、鋳鉄のＪＩＳ  Ｚ  ２２４５：２０１１に基づく硬さが、９０ＨＲＢ以上１１５ＨＲＢ以下であることが好ましい。
【００１９】
本発明の内燃機関は、鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアと、シリンダボアの内周側に配置されたピストンと、ピストンの外周面に、ピストン周方向に沿って設けられた環状溝に装着されたピストンリングと、を備え、内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含むことを特徴とする。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕
【００２０】
本発明の内燃機関の一実施形態は、式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を有する鋳鉄製シリンダライナを備えることが好ましい。
【００２１】
本発明の内燃機関の他の実施形態は、シリンダボアが設けられた鋳鉄製シリンダブロックを備えることが好ましい。
【００２２】
本発明の内燃機関の他の実施形態は、ピストンリングが、リング状基材と、リング状基材の外周面を被覆すると共に、片状黒鉛鋳鉄製シリンダライナの内周摺動面と接触摺動する硬質被膜とを備え、硬質被膜が、ＣｒＮ系被膜および非晶質炭素被膜からなる群より選択されるいずれか１種の被膜であることが好ましい。
【００２３】
本発明の内燃機関の他の実施形態は、ＣｒＮ系被膜の外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さが８００ＨＶ０．１以上であり、外周摺動面のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明の内燃機関の他の実施形態は、非晶質炭素被膜の外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さが１２００ＨＶ０．１以上であり、外周摺動面のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であり、非晶質炭素被膜が水素を含まないことが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、フリクションを低減すると共に、優れた耐焼き付き性を有する鋳鉄製シリンダライナおよび内燃機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】コア部のレベル差Ｒｋ、突出山部高さＲｐｋおよび突出谷部深さＲｖｋの概要について説明する模式図である。ここで、図１（Ａ）は、Ｒｋ、ＲｐｋおよびＲｖｋの測定対象とした物体表面（粗さ曲線）の一例を示す模式断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す物体表面（粗さ曲線）を測定して得られた負荷曲線を示すグラフである。
【図２】本実施形態のシリンダライナの一例を示す模式図である。
【図３】本実施形態のシリンダライナの内周摺動面近傍の断面構造の一例を示す金属顕微鏡写真（倍率：４００倍）である。
【図４】本実施形態のシリンダライナの他の例を示す模式図である。
【図５】図４に示すシリンダライナの内周摺動面に形成されたクロスハッチパターンからなる加工痕の金属顕微鏡写真である。ここで、図５（Ａ）は、図４に示す領域Ｔｕの金属顕微鏡写真の一例であり、図５（Ｂ）は、図４に示す領域Ｔｄの金属顕微鏡写真の一例である。
【図６】図４に示すシリンダライナの内周摺動面の表面粗さを測定した際の粗さ曲線のプロファイルである。ここで、図６（Ａ）は、図４に示す領域Ｔｕの粗さ曲線のプロファイルの一例であり、図６（Ｂ）は、図４に示す領域Ｔｄの粗さ曲線のプロファイルの一例である。
【図７】本実施形態の内燃機関の一例を示す模式図である。
【図８】本実施形態のシリンダライナの内周摺動面の表面粗さを測定した際の粗さ曲線のプロファイルである。ここで、図８（Ａ）は、実施例Ａ１（ＣＨＡ３０）のシリンダライナの内周摺動面の粗さ曲線のプロファイルの一例であり、図８（ｂ）は、実施例Ａ１４（ＣＨＡ３０）のシリンダライナの内周摺動面の粗さ曲線のプロファイルの一例であり、図８（Ｃ）は、実施例Ａ１８（ＣＨＡ３０）のシリンダライナの内周摺動面の粗さ曲線のプロファイルの一例である。
【図９】摩擦係数の測定および耐焼付き性の評価に用いた往復動摩擦試験機を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本実施形態の鋳鉄製シリンダライナ（以下、「シリンダライナ」と略す場合がある）は、鋳鉄から構成される内周摺動面を有し、内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含むことを特徴とする。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
ここで、式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。
【００２８】
本実施形態の鋳鉄製シリンダライナは、鋳鉄から構成される内周摺動面を有する。そして、鋳鉄は、自己潤滑性を有する析出黒鉛を含むため、摺動材料として好ましい。また、内周摺動面を構成する材料がアルミニウム合金である場合および内周摺動面が溶射被膜から構成される場合と比べて、内周摺動面を構成する材料が鋳鉄である場合、より優れたトライボロジー特性を確保し易い。
【００２９】
なお、式（１）〜式（３）中に示すコア部のレベル差Ｒｋ、突出山部高さＲｐｋおよび突出谷部深さＲｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく粗さパラメータである。図１は、コア部のレベル差Ｒｋ、突出山部高さＲｐｋおよび突出谷部深さＲｖｋの概要について説明する模式図である。ここで、図１（Ａ）は、Ｒｋ、ＲｐｋおよびＲｖｋの測定対象とした物体表面（粗さ曲線）の一例を示す模式断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す物体表面（粗さ曲線）を測定して得られた負荷曲線を示すグラフである。図１（Ａ）および図１（Ｂ）の縦軸は物体表面（粗さ曲線）の高さを表し、図１（Ａ）の横軸は高さと直交する方向を表し、図１（Ｂ）の横軸は負荷長さ率（％）を表す。
【００３０】
図１（Ａ）に示すように評価長さｌｎ（ｌはＬの小文字）の範囲内で物体表面の粗さを測定した場合、図１（Ｂ）に示すように、Ｓ字状で変曲点を１つ有する負荷曲線を得ることができる。ここで、Ｒｋ、ＲｐｋおよびＲｖｋは、粗さ曲線の測定点の４０％を含む負荷曲線の中央部分において求められた等価直線（最も緩い傾斜を持つ直線）と、負荷長さ率０％の位置と、負荷長さ率１００％と位置とから求められる。コア部のレベル差(core roughness depth)Ｒｋは粗さ曲線のコア部の上側レベルと下側レベルとの差、突出山部高さ(reduced peak height)Ｒｐｋは粗さ曲線のコア部の上にある突出山部の平均高さ、突出谷部深さ(reduced valley depth)Ｒｖｋは粗さ曲線のコア部の下にある突出谷部の平均探さである。なお、図１（Ｂ）中、Ｍｒ１は、粗さ曲線において突出山部とコア部との境界を成す直線が負荷曲線と交わる点のパーセント単位の負荷長さ率であり、Ｍｒ２は、粗さ曲線において突出谷部とコア部との境界を成す直線が負荷曲線と交わる点のパーセント表示の負荷長さ率である。
【００３１】
図１から明らかなように、Ｒｋは、粗さ曲線の高さ方向の中央部分（コア部）に対応する粗さパラメーターであり、Ｒｐｋは、粗さ曲線のコア部の上側に突出する突出山部に対応する粗さパラメーターであり、Ｒｖｋは、粗さ曲線のコア部の下側に深く窪んだ突出谷部に対応する粗さパラメーターである。なお、Ｒｋ、ＲｐｋおよびＲｖｋの測定条件の詳細については後述する。
【００３２】
式（１）に示すように、Ｒｖｋ／Ｒｋを１．０以上とすることは、突出谷部深さＲｖｋをコア部のレベル差Ｒｋより同じかより大きく形成することになるため、コア部に対して相対的に深い突出谷部（窪み部）が形成されることを意味する。すなわち、コア部のレベル差Ｒｋが一定の場合において、Ｒｖｋ／Ｒｋを１．０以上とすることにより、潤滑油が滞留容易な突出谷部（窪み部）の容積をより大きくすることができる。このため、摩擦状態が境界潤滑状態あるいは混合潤滑状態である場合においては、突出谷部（窪み部）に滞留する潤滑油がコア部の表面周辺に潤滑油を供給する作用を発揮するため、耐焼付き性を向上させる。また、このような作用効果は、摩擦状態が境界潤滑条状態あるいは混合潤滑状態に成りやすい表面性状（たとえば、コア部のレベル差Ｒｋが０．２μｍ未満）においてより顕著に発揮される。
【００３３】
なお、潤滑油が滞留容易な突出谷部（窪み部）の容積をより大きくするため、ＲｖＫ／Ｒｋは１．５以上であることが好ましく、２．０以上であることがより好ましく、３．０以上であることがさらに好ましい。また、耐焼付き性をより向上させたい場合は、Ｒｋを０．２μｍ以上、かつ、ＲｖＫ／Ｒｋを３．０以上とすることが好ましく、Ｒｋを０．２μｍ以上、かつ、ＲｖＫ／Ｒｋを４．０以上とすることがより好ましい。
【００３４】
一方、ＲｖＫ／Ｒｋの上限値は特に限定されるものでは無いが、ＲｖＫ／Ｒｋの値が大きすぎる場合は、内周摺動面を形成する際の加工精度が不安定となる。このため、ＲｖＫ／Ｒｋは、１０．０以下が好ましく、８．０以下がより好ましい。
【００３５】
また、式（２）に示すように、コア部のレベル差Ｒｋを０．３μｍ以下とすることにより摩擦係数を小さくすることでフリクションが低減できる。さらに、コア部のレベル差Ｒｋを０．０８μｍ以上とすることにより、耐焼付き性を向上させることができる。コア部のレベル差Ｒｋは、摩擦係数を小さくし、フリクションをより一層低減する観点からは、０．２５μｍ以下が好ましく、０．２０μｍ以下がより好ましく、耐焼付き性をより向上させる観点からは、０．１０μｍ以上が好ましく、０．１２μｍ以上がより好ましい。
【００３６】
さらに、式（３）に示すように、コア部のレベル差Ｒｋを、突出山部高さＲｐｋよりも大きくすることで、摩擦係数を小さくしフリクションを低減できる。この理由は、以下の通りである。まずコア部のレベル差Ｒｋが、突出山部高さＲｐｋと同等あるいは突出山部高さＲｐｋよりも小さい場合においてはシリンダライナの内周摺動面は、主に突出山部の頂点部にピストンリングの外周摺動面と高い接触面圧で接触し易くなる。このため、仮に摩擦状態が流体潤滑状態であっても、突出山部の頂点部では潤滑油が介在しない接触が発生し、ミクロスカッフが発現する機会が多くなる。それゆえ、このような状況では結果的に摩擦係数が大きくなり、フリクションが増大してしまうためである。なお、Ｒｋ−Ｒｐｋの値は、０．０２μｍ以上が好ましく、０．０５μｍ以上がより好ましい。
【００３７】
また、Ｒｋ−Ｒｐｋの値の上限値は特に限定されるものではないが、実用上は、０．２７μｍ以下が好ましく、０．２３μｍ以下がより好ましい。
【００３８】
以上に説明したように、本実施形態の鋳鉄製シリンダライナにおいては、内周摺動面を構成する材料を、鋳鉄とし、且つ、内周摺動面に、式（１）〜式（３）を満たす領域が含まれるものとすることにより、摩擦係数を小さくしてフリクションを低減すると共に、優れた耐焼き付き性を確保することができる。
【００３９】
また、図１（Ａ）からは、突出山部およびコア部は、相手部材との接触による摩擦力発生の主たる原因となる部分と考えられる。すなわち、コア部のレベル差Ｒｋと、突出山部高さＲｐｋとの和（Ｒｋ＋Ｒｐｋ）は、相手部材との接触による摩擦係数との相関が強く、摩擦力の大きさに強く関係する粗さパラメーターである。よって、摩擦係数を小さくしてフリクションを低減する観点から、式（１）〜式（３）を満たす領域のＲｋ＋Ｒｐｋは、０．６μｍ未満であることが好ましく、０．４５μｍ以下であることがより好ましく、０．３８μｍ以下であることがさらに好ましく、０．３１μｍ以下であることが特に好ましく、０．２６μｍ以下であることが最も好ましい。なお、Ｒｋ＋Ｒｐｋの下限値は特に限定されないが、実用上は、０．１１μｍ以上であることが好ましく、０．１５μｍ以上であることがより好ましい。
【００４０】
また、式（１）〜式（３）を満たす領域の算術平均粗さＲａは、摩擦係数を小さくする観点から、０．５μｍ以下であることが好ましく、０．４１μｍ以下であることがより好ましく、０．３２μｍ以下であることがさらに好ましく、０．２８μｍ以下であることが特に好ましい。また、算術平均粗さＲａの下限値は特に限定されるものではないが、実用上は０．０３μｍ以上が好ましい。なお、本願明細書において、算術平均粗さＲａおよび最大高さ粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく粗さパラメータである。ここで、算術平均粗さＲａおよび最大高さ粗さＲｚは、基準長さｌ（ｌはＬの小文字）を０．８ｍｍとして、粗さ曲線から得られる値である。Ｒａ、Ｒｚの測定条件の詳細については後述する。
【００４１】
内周摺動面は、式（１）〜式（３）を満たす領域を含む限り、上述したＲｋ、Ｒｐｋ、Ｒｖｋ、Ｒａ以外の粗さパラメーターの値、および、表面加工により形成される加工痕のパターンなどの表面性状は特に限定されない。しかしながら、式（１）〜式（３）を満たす領域には、第一の平行直線群と、第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されていることが特に好ましい。
【００４２】
図２は、本実施形態のシリンダライナの一例を示す模式図であり、具体的には、円筒状のシリンダライナを２分割して得られた半円筒状部材の内周摺動面を拡大して示す図である。ここで、図２中、記号Ａはシリンダライナの中心軸を表し、記号Ｃは、シリンダライナの周方向を表す。なお、図２に示す例では、クロスハッチパターンからなる加工痕は、内周摺動面の全面に形成されているが、クロスハッチパターンおよびクロスハッチ角度の説明を容易とするために、クロスハッチパターンからなる加工痕の一部分のみを示している。
【００４３】
図２に示すシリンダライナ１０Ａ（１０）の内周摺動面１２には、第一の平行直線群２２と、第一の平行直線群２２と交差する第二の平行直線群２４とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕２０が形成されている。ここで、シリンダライナ周方向Ｃの一方側から他方側へと向かうように第一の平行直線群２２が伸びる方向Ｄ１と、シリンダライナ周方向Ｃの一方側から他方側へと向かうように第二の平行直線群２４が伸びる方向Ｄ２とが成す角度θ（周方向Ｃ側の一方側から他方側に向うに従い２つの平行直線群２２、２４の間が開いて行く角度）は、クロスハッチ角度（以下、「ＣＨＡ」と略す場合がある）と呼ばれる。
【００４４】
内周摺動面１２の式（１）〜式（３）を満たす領域に、クロスハッチパターンからなる加工痕２０が形成されている場合、クロスハッチ角度θは、特に限定されるものではないが、３度以上５０度以下であることが好ましい。クロスハッチ角度を５０度以下とすることにより、摩擦係数を小さくしフリクションを低減することがより容易となる。また、クロスハッチ角度θを３度以上とすることにより、耐焼付き性を向上させることが容易となる。なお、摩擦係数を小さくすることによるフリクションの低減と耐焼付き性の向上とをよりバランス良く両立させるためには、クロスハッチ角度θは２０度以上４０度以下が好ましく、２５度以上３５度以下がより好ましい。
【００４５】
また、クロスハッチ角度θは、内周摺動面１２のいずれの箇所においても同一であってもよいが、内周摺動面１２の一部の領域内と、他の部分の領域内とで異なるものとしてもよい。クロスハッチ角度θは、一般的な内視鏡または金属顕微鏡を用いて測定することができる。クロスハッチ角度θの測定位置は、クロスハッチ角度θが同一の領域内において、シリンダライナ１０の軸方向Ａの中央位置が選択される。
【００４６】
なお、内周摺動面を構成する材料が、鋳鉄である場合において、式（１）〜式（３）を満たす表面性状、すなわち、後述する図６および図８に例示したような内周摺動面の台地部分を構成する高さをほぼ一定とした平滑面としつつも、台地部分と台地部分との間に形成される谷部（窪み部）における潤滑油の保持力をより向上させた表面性状については、本発明者らが検討したところ特許文献１等に開示された従来のホーニング加工条件では得ることができないことが判った。また、特許文献３等に開示された鋳鉄以外の材料（アルミニウム合金、溶射被膜等）をホーニング加工の対象とした従来のホーニング加工条件は、材料特性が全く異なる鋳鉄のホーニング加工を行なう上では全く参考にできない。このため、本発明者らは、内周摺動面を構成する材料が、鋳鉄である場合において、式（１）〜式（３）を満たす表面性状が得られる新規なホーニング加工条件を検討し、見出した。以下に、本実施形態のシリンダライナを製造する際の好適な内周摺動面の加工方法の詳細を説明する。
【００４７】
まず、鋳造により鋳鉄製の円筒状部材（未完成状態のシリンダライナ）を準備する。次に、この円筒状部材の内周面をボーリング加工することで内径寸法を、完成品の内径寸法（最終寸法）付近となるように調整する。このボーリング加工は、たとえば、内径寸法を大雑把に最終寸法に近づけるためのラフボーリング工程と、ラフボーリング工程後の内径寸法をより最終寸法に近づけるためにより精度の高いボーリング加工を行なうファインボーリング工程と、の２回に分けて実施することが好ましい。
【００４８】
次に、ボーリング工程を終えた後の円筒状部材に対して、内径寸法をさらに最終寸法に近づけると共に、式（１）〜式（３）を満たす表面性状を有する内周摺動面１２を形成するために、ホーニング加工を行なう。このホーニング加工では、ラフホーニング工程と、第一ファインホーニング工程と、第二ファインホーニング工程と、この順に実施する。ここで、ラフホーニング工程は、内径寸法をさらに最終寸法に近づけることを主目的とし、第一ファインホーニング工程および第二ファインホーニング工程は、式（１）〜式（３）を満たす内周摺動面を形成することを主目的とする工程である。なお、必要に応じて、第一ファインホーニング工程と、第二ファインホーニング工程との間で、円筒状部材の内周面に対してリン酸塩処理などの化成処理を実施する化成処理工程を実施してもよい。円筒状部材の内周面に対してリン酸塩処理を実施した場合、エッチング作用により完成したシリンダライナの内周摺動面に微細な穴が形成されるため、この微細な穴による潤滑油の保持性を向上させることができる。
【００４９】
ここで、ラフホーニング工程では、結合剤としてメタルボンドを用いたダイヤモンド砥石を用い、油圧式拡張で円筒状部材の内周面に砥石を押圧した状態で、水溶性研削液を用いて内径寸法が最終寸法となるまでホーニング加工を行なう。
【００５０】
また、第一ファインホーニング工程では、ダイヤモンド砥石を用い、油圧式拡張で円筒状部材の内周面に砥石を押圧した状態で、水溶性研削液を用いてホーニング加工を行なう。但し、第一ファインホーニング工程で用いるダイヤモンド砥粒は、ラフホーニング工程で用いたダイヤモンド砥粒の平均粒径に対して約１／３前後の平均粒径を有し、かつ、ラフホーニング工程で用いたダイヤモンド砥粒の結合剤よりもより低い結合度のメタルボンドを用いて結着・固定されるものである。この第一ファインホーニング工程では、第二ファインホーニング工程終了後に所望のＲｖｋ値が得られるようにすることを主たる目的として実施される。
【００５１】
さらに、第二ファインホーニング工程では、ダイヤモンド砥石を用い、油圧式拡張で円筒状部材の内周面に砥石を押圧した状態で、水溶性研削液を用いてホーニング加工を行なう。但し、第二ファインホーニング工程で用いるダイヤモンド砥粒は、第一ファインホーニング工程で用いたダイヤモンド砥粒の平均粒径に対して約１／３前後の平均粒径を有し、かつ、第一ファインホーニング工程で用いたダイヤモンド砥粒の結合剤よりもより低い結合度のメタルボンドを用いて結着・固定されるものである。
【００５２】
以上に説明したホーニングプロセスを実施することで、内周摺動面を構成する材料が鋳鉄である場合において、式（１）〜式（３）を満たす表面性状を実現することができる。なお、式（１）〜式（３）を満たす範囲内において所望の表面性状を得るために、ホーニング加工面圧（ホーニング砥石の拡張圧とホーニング砥石の加工面面積との組合せにより決まる面圧）、ホーニングヘッドの回転数などのその他のホーニング条件を適宜調整することができる。たとえば、最終寸法が８０ｍｍ前後である場合、ホーニングヘッドに取り付けるホーニング砥石は、その個数を４個〜６個、ホーニング砥石の長さを４０ｍｍ〜１００ｍｍ、ホーニング砥石の幅を１ｍｍ〜４ｍｍとすることが好ましく、ホーニングヘッドの回転数は１６０ｒｐｍ〜２４０ｒｐｍとすることが好ましい。また、内周面のクロスハッチ角度θは第一ファインホーニング工程で設定され、他のホーニング工程におけるクロスハッチ角度は、任意でも良い。
【００５３】
なお、内周摺動面１２の軸方向Ａに対して、２つ以上の表面性状の異なる領域を形成したい場合は、軸方向Ａに対して、シリンダヘッドの上下動、回転数またはホーニング砥石拡張圧を適宜変更すればよい。これにより、たとえば、内周摺動面１２の軸方向Ａの一方側の領域と他方側の領域とで、Ｒｋ、Ｒｐｋ、Ｒｖｋなどの粗さパラメーターの値、および／または、クロスハッチ角度θなどの加工痕のパターンを互いに異なるものとしたシリンダライナ１０を得ることもできる。
【００５４】
本実施形態のシリンダライナ１０において、内周摺動面１２の突出谷部深さＲｖｋの値は特に制限されない。しかし、内周摺動面１２の突出谷部深さＲｖｋが１．８μｍを超えると、ホーニング加工性が悪くなり、内周摺動面１２の粗さの変動が大きくなったり、あるいは、式（１）〜式（３）のいずれかを満たすのが困難となる傾向がある。このため、内周摺動面１２の突出谷部深さＲｖｋは、１．８μｍ以下が好ましい。
【００５５】
また、ホーニング加工に用いる研削液は、一般的に、水溶性研削液よりも油性研削液を用いるほうが、砥石の切れ味が良く、ホーニング加工後の内周面にバリの少ないクリーンな加工目が得られやすい。言い換えれば、水溶性研削液よりも油性研削液を用いるほうが、式（２）、（３）を満たすことがより容易である。しかし、廃液処理の点では油性研削液よりも水溶性研削液の方がより有利である。しかしながら、本発明者らが検討したところ、上述した水溶性研削液を用いたホーニング加工方法では、水溶性研削液を用いているにも関わらずバリの発生を抑えて式（２）、（３）を満たすことも容易であることが判った。
【００５６】
なお、本実施形態のシリンダライナは、上記ホーニング加工条件を利用して製造することが好適である。しかし、本実施形態のシリンダライナの製造方法は、上記ホーニング加工条件を利用した製造方法に限定されるものではなく、上記ホーニング加工条件以外の内周加工方法・条件により製造されたものでもよい。
【００５７】
本実施形態のシリンダライナ１０の鋳造方法は特に限定されず、砂型鋳造法、遠心鋳造法などの公知の鋳造法が利用できる。また、本実施形態のシリンダライナを構成する材料は鋳鉄であり、鋳鉄であれば片状黒鉛鋳鉄やバーミキュラ鋳鉄等の公知の材料がいずれも利用できるが、特に片状黒鉛鋳鉄を用いることが好ましい。好適な片状黒鉛鋳鉄としては、たとえば、ＪＩＳ  Ｇ５５０１に基づく鋳鉄材であるＦＣ２５０もしくはＦＣ３００、あるいは、これら鋳鉄材に相当する材料（下記に示すＦＣ２５０相当材もしくはＦＣ３５０相当材）が挙げられる。また、鋳鉄の硬さは特に限定されるものでは無いが、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４５：２０１１に基づく硬さは、９０ＨＲＢ以上であることが好ましい。硬さを９０ＨＲＢ以上とすることにより、低摩擦係数化（フリクションの低減）および耐焼き付き性の向上がより容易となる。一方、硬さの上限は特に限定されるものではないが、加工性などの実用上の観点から１１５ＨＲＢ以下であることが好ましい。また、低摩擦係数化（フリクションの低減）および耐焼き付き性の向上をより重視する場合、硬さは１００ＨＲＢ以上１１５ＨＲＢ以下が好ましく、加工性等をより重視する場合、硬さは９０ＨＲＢ以上１０５ＨＲＢ以下が好ましい。硬さの測定は、シリンダライナの軸方向中央位置の任意の軸方向断面において、内周摺動面から１ｍｍ以上離れた位置で測定する。内周摺動面にリン酸塩処理などの化成処理を施したシリンダライナの材料硬さについても、同一の測定方法とする。
【００５８】
（１）ＦＣ２５０相当材
＜組成＞質量％で、Ｃ：３．０％以上３．７％以下、Ｓｉ：２．０％以上２．８％以下、Ｍｎ：０．５％以上１．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．１５％以下、Ｃｒ：０．２％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成。また、当該組成に、Ｂ、Ｃｕ，Ｎｂ、Ｗ等の少なくとも一つの元素が含まれていてもよい。
＜黒鉛のサイズ等＞黒鉛のサイズは特に限定されないが、たとえば、４〜６（ＩＳＯ  ９４５−１：２００８）であってもよい。また、片状黒鉛鋳鉄のマトリックス中には硬化物相が含まれていてもよい。
＜硬さ＞９０ＨＲＢ以上１０５ＨＲＢ以下。
【００５９】
（２）ＦＣ３００相当材
＜組成＞質量％で、Ｃ：２．８５％以上３．３５％以下、Ｓｉ：１．９５％以上２．５５％以下、Ｍｎ：０．４５％以上０．８％以下、Ｐ：０．０３％以上０．２５％以下、Ｓ：０．１５％以下、Ｃｒ：０．１５％以上０．５５％以下、Ｍｏ：０．１５％以上０．６５％以下、Ｎｉ：０．１５％以上０．６５％以下を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成。また、当該組成に、Ｂ、Ｃｕ，Ｎｂ、Ｗ等の少なくとも一つの元素が含まれていてもよい。
＜黒鉛のサイズ等＞黒鉛のサイズは特に限定されないが、たとえば、４〜８（ＩＳＯ  ９４５−１：２００８）であってもよい。また、片状黒鉛鋳鉄のマトリックス中には硬化物相が含まれていてもよい。
＜硬さ＞１００ＨＲＢ以上１１５ＨＲＢ以下。
【００６０】
マトリックス中における片状黒鉛の析出形態については特に限定されるものではない。しかしながら、図３に例示した金属顕微鏡写真のように、内周摺動面１２の面内において、一つの析出黒鉛のＲ方向の他端から内周摺動面１２の面内の一端に向かう黒鉛形状が、内周摺動面１２の一端の部分で切削加工または研削加工（ホーニング加工を含む）等の外力によってＡ方向に変形、彎曲した形状が見られず、黒鉛が内周摺動面１２に露出していることが好ましく、このような析出黒鉛が複数あることが好ましい。ここで図３は、本実施形態のシリンダライナ１０の内周摺動面１２近傍の断面構造の一例を示す金属顕微鏡写真（倍率：４００倍）である。ここで、図中、Ａはシリンダライナ１０の軸方向を表し、Ｒはシリンダライナ１０の径方向を表す。
【００６１】
また、本実施形態のシリンダライナ１０では、内周摺動面１２を構成する材料も鋳鉄（化成処理された鋳鉄も含む）である。すなわち、本実施形態のシリンダライナ１０を内燃機関に用いた際には、ピストンの外周面やピストンリングの外周摺動面が、内周摺動面１２を構成する鋳鉄と接触摺動する。このため、内周摺動面１２を構成する材料がアルミニウム合金である場合と比べて、内周摺動面１２を構成する材料が鋳鉄である場合はより硬度が高いため、低摩擦係数化（フリクションの低減）および耐焼付き性の向上に関して極めて有利である。また、内周摺動面１２が溶射被膜から構成される場合と比べて、内周摺動面１２を構成する材料が鋳鉄では、内周摺動面１２近傍には気孔が存在しないため、被膜の剥離・亀裂という問題が生じることも無い。
【００６２】
本実施形態のシリンダライナ１０では、（ｉ）内周摺動面１２の全面が同一の表面性状であってもよいが、（ｉｉ）内周摺動面１２を２つ以上の領域に区分した場合において、各々の領域の表面性状が互いに異なるものであってもよい。（ｉ）前者の場合は、内周摺動面の全面が式（１）〜（３）を満たす。一方、（ｉｉ）後者の場合、少なくともいずれか１つの領域が式（１）〜（３）を満たしていればよく、全ての領域が式（１）〜（３）を満たしていることが好ましい。これらの点は、式（１）〜（３）に示す粗さパラメーターであるＲｖｋ／Ｒｋ、Ｒｋおよび（Ｒｋ−Ｒｐｋ）以外のその他の粗さパラメーターの好適な範囲、ならびに、クロスハッチ角度の好適な範囲についても同様である。また、内周摺動面１２を２つ以上の領域に区分する場合、通常、内周摺動面１２は、軸方向Ａに対して２つ以上の領域に区分される。
【００６３】
また、内周摺動面１２の一部分の領域のみが式（１）〜式（３）を満たす場合、式（１）〜式（３）を満たす領域の割合は、内周摺動面１２の全面積を１００％とした際に、３３．３％以上が好ましく、６６．７％以上がより好ましく、８０％以上がさらに好ましい。
【００６４】
さらに、内周摺動面１２の一部分の領域のみが式（１）〜式（３）を満たし、かつ、内周摺動面１２を軸方向Ａに対して２つ以上の領域に区分する場合、シリンダライナ１０の軸方向Ａの長さをＬとすると、Ｌ／３以上の長さに相当する領域が式（１）〜式（３）を満たすことが好ましく、２Ｌ／３以上の長さに相当する領域が式（１）〜式（３）を満たすことがより好ましく、４Ｌ／５以上の長さに相当する領域が式（１）〜式（３）を満たすことがさらに好ましい。また、この場合、式（１）〜式（３）を満たす領域は、軸方向Ａの中央部近傍に位置することが好ましい。たとえば、Ｌ／３以上の長さに相当する領域が式（１）〜式（３）を満たすときは、シリンダライナ１０の軸方向Ａの一端側の位置を０、他端側の位置をＬとすると、Ｌ／３以上２Ｌ／３以下の範囲内の領域、あるいは、当該領域よりも、若干、一端側あるいは他端側にずれた領域において式（１）〜式（３）を満たすことが好ましい
【００６５】
（ｉ）内周摺動面１２の全面が同一の表面性状である場合、内周摺動面１２の表面粗さは、１つのサンプルにつき４箇所測定して、その平均値を求めたものである。この場合の表面粗さの具体的な測定位置については、後述する「２．表面粗さ（Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋ、Ｒａ、Ｒｚ）の測定」の欄に示した。一方、（ｉｉ）内周摺動面１２を２つ以上の領域に区分し、かつ、各々の領域の表面性状が互いに異なる場合、各々の領域につき４箇所測定して、その平均値を求めたものである。この場合、各領域毎に、表面粗さの平均値を得ることになる。この場合、測定位置は、各々の領域の輪郭形状に応じて適宜選択されるが、可能な限り、隣り合う２つの測定位置間の距離、および、各測定位置と領域の輪郭線との距離が略同一となるように選択する。たとえば、領域の輪郭形状が方形状であれば、領域を縦に３等分する２本の直線と、領域を横に３等分する２本の直線とが交差する４箇所の交点を測定位置とする。
【００６６】
図４は、本実施形態のシリンダライナの他の例を示す模式図であり、シリンダライナ１０の周方向Ｃの１点においてシリンダライナ１０を軸方向Ａに沿って切断することで、円筒状の内周摺動面１２を平面状に展開した平面展開図を示したものである。ここで、図中、記号Ｙは、シリンダライナ１０の中心軸Ａと平行を成す方向であり、記号Ｘは、シリンダライナ１０の周方向Ｃと平行を成す方向である。また、シリンダライナ１０を内燃機関内に配置した場合において、Ｙ１方向側は、燃焼室側を意味し、Ｙ２方向側はクランク室側を意味する。なお、これらの点は後述する図５においても同様である。また、図４に示す例では、クロスハッチパターンからなる加工痕は、内周摺動面の全面に形成されているが、クロスハッチパターンおよびクロスハッチ角度の説明を容易とするために、クロスハッチパターンからなる加工痕の一部分のみを示している。
【００６７】
図４に示すシリンダライナ１０Ｂ（１０）は、内周摺動面１２が、軸方向Ａ（Ｙ方向）に対して３つの領域に区分されており、燃焼室側（Ｙ１方向側）からクランク室側（Ｙ２方向側）へと、領域Ｔｕ、領域Ｔｍおよび領域Ｔｄが設けられている。図４に示す例では、領域Ｔｕ、Ｔｍ、Ｔｄのいずれも式（１）〜式（３）を満たすものとすることができる。
【００６８】
ここで、シリンダライナ１０Ｂの軸方向Ａの長さをＬとすると、領域Ｔｕの長さがＬ１であり、領域Ｔｄの長さがＬ２である。また、図中において、点線ＰＳｂは、不図示のピストンが上死点位置に到達した際のピストンスカートの下端位置を示す。ここで、Ｙ方向において、内周摺動面１２の燃焼室側の端から点線ＰＳｂまでの距離はＬｐである。なお、図４中では、Ｌ１＝Ｌｐとなっているが、Ｌ１≠Ｌｐであってもよい。
【００６９】
また、領域Ｔｕには、クロスハッチ角度θｕを有する第一のクロスハッチパターンからなる加工痕２０Ａ（２０）が形成されており、領域Ｔｄには、クロスハッチ角度θｄを有する第二のクロスハッチパターンからなる加工痕２０Ｂ（２０）が形成されている。また、領域Ｔｍは、領域Ｔｕと領域Ｔｄとの中間領域であり、第一のクロスハッチパターンからなる加工痕２０Ａと第二のクロスハッチパターンからなる加工痕２０Ｂとが重畳的に形成されている。
【００７０】
領域Ｔｕ、Ｔｄ、Ｔｍの表面性状および長さＬ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌｐは、シリンダライナ１０Ｂを用いる内燃機関の設計仕様に応じて適宜選択することができる。一例としては、１つのピストンに３つのピストンリング（トップリング、セカンドリングおよびオイルリング）が装着されている場合、Ｌ＞Ｌ１＋Ｌ２を満たすことを前提として、Ｌ１＝０．２Ｌ〜０．４Ｌ、Ｌｐ≦Ｌ１、Ｌ２≧０．５５Ｌとすることができる。ここで、Ｌ２≧０．５５Ｌは、Ｙ方向におけるトップリングの摺動範囲の略中央に対応する位置となるように考慮したものである。また、内燃機関運転中の各領域における摩擦状態は、領域Ｔｕが相対的により境界潤滑状態あるいは混合潤滑状態の傾向にあり、領域Ｔｄが相対的により
混合潤滑状態あるいは流体潤滑状態の傾向にある。
【００７１】
図４に示すシリンダライナ１０Ｂの具体例としては、たとえば以下に説明する例を挙げることができる。なお、領域Ｔｍの表面性状については、領域Ｔｕと領域Ｔｄとの中間的な表面性状である。
＜領域Ｔｕの表面性状＞
Ｒａ＝０．１１μｍ
Ｒｋ＝０．２１μｍ
Ｒｐｋ＝０．０９μｍ
Ｒｖｋ＝０．２９μｍ
Ｒｖｋ／Ｒｋ＝１．３８
Ｒｋ−Ｒｐｋ＝０．１２μｍ
θｕ＝２０度
＜領域Ｔｄの表面性状＞
Ｒａ＝０．１９μｍ
Ｒｋ＝０．２８μｍ
Ｒｐｋ＝０．１０μｍ
Ｒｖｋ＝０．５６μｍ
Ｒｖｋ／Ｒｋ＝２．００
Ｒｋ−Ｒｐｋ＝０．１８μｍ
θｄ＝１０度
【００７２】
上記の具体例について、参考までに図５に内周摺動面１２に形成されたクロスハッチパターンからなる加工痕のスンプ法によるレプリカの金属顕微鏡写真（倍率：１００倍）を示し、図６に内周摺動面１２の表面粗さを測定した際の粗さ曲線のプロファイルを示す。なお、図５（Ａ）は領域Ｔｕの金属顕微鏡写真であり、図５（Ｂ）は領域Ｔｄの金属顕微鏡写真であり、図６（Ａ）は領域Ｔｕの曲線のプロファイルの一例であり、図６（Ｂ）は領域Ｔｄの曲線のプロファイルの一例である。
【００７３】
なお、図４〜図６に例示したような各領域Ｔｕ、Ｔｄ、Ｔｍの表面性状が異なるシリンダライナ１０Ｂを製造する場合、第一ファインホーニング工程に際して、領域Ｔｕでは第一のホーニング条件で実施し、領域Ｔｄでは第二のホーニング条件で実施すればよい。この場合、領域Ｔｍは、第一のホーニング条件から第二のホーニング条件へと切り替える領域となる。第二ファインホーニング工程は領域Ｔｕと領域Ｔｄは同一のホーニング条件で良い。
【００７４】
本実施形態の内燃機関は、鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアと、シリンダボアの内周側に配置されたピストンと、ピストンの外周面に、ピストン周方向に沿って設けられた環状溝に装着されたピストンリングと、を備える。そして、シリンダボアの内周摺動面は、上記式（１）〜（３）を満たす領域を含むことを特徴とする。本実施形態の内燃機関においても、シリンダボアの内周摺動面やその形成方法は、上述した本実施形態のシリンダライナと同様とすることができる。
【００７５】
また、本実施形態の内燃機関は、上述したシリンダボアと、ピストンと、ピストンリングとを少なくとも備えるものであれば、その構造は特に制限されない。たとえば、本実施形態の内燃機関は、式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を有する鋳鉄製シリンダライナ（本実施形態のシリンダライナ）を備える内燃機関であってもよく、式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を有するシリンダボアが設けられた鋳鉄製シリンダブロックを備える内燃機関（シリンダライナレス型の内燃機関）であってもよい。
【００７６】
本実施形態のシリンダライナを備える内燃機関は、ピストンと、ピストンリングと、本実施形態のシリンダライナと、このシリンダライナを直接保持固定する保持固定部材とを、少なくとも有する。この場合、鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアは、本実施形態のシリンダライナにより形成される。また、保持固定部材の典型例としては、シリンダライナを鋳包むシリンダブロックを挙げることができる。本実施形態のシリンダライナを備える内燃機関の一連の製造プロセスにおいて、ホーニング工程により式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を形成するタイミングは、特に制限されず、適宜選択することができる。なお、シリンダライナを鋳包むシリンダブロックを有する典型的な内燃機関では、一般的に、ホーニング工程による内周摺動面の形成は、シリンダライナを鋳包む鋳包工程の後に実施される（たとえば、特許第２８６０５３７号、特許第４９５４６４４号など）。したがって、本実施形態のシリンダライナを備える内燃機関が、このシリンダライナを鋳包むシリンダブロックもさらに備える場合は、同様のタイミングで式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を形成することが好適である。
【００７７】
一方、シリンダライナレス型の内燃機関は、シリンダライナを用いずに、鋳鉄製シリンダブロックに設けられたシリンダボアの内周面（鋳鉄製シリンダブロックと同一の鋳鉄材からなる内周面）を直接ホーニング加工することで、式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を形成した内燃機関である。本実施形態のシリンダライナレス型の内燃機関において用いられる鋳鉄製シリンダブロックを構成する鋳鉄としては、片状黒鉛鋳鉄やバーミキュラ鋳鉄等の公知の鋳鉄がいずれも利用できる。
【００７８】
次に、本実施形態の内燃機関の具体例として、本実施形態のシリンダライナを備える内燃機関を図面を用いて説明する。図７は、本実施形態の内燃機関１００の一例を示す模式図であり、シリンダライナ１０、シリンダブロック１１０および燃焼室１４０については断面図を示し、シリンダライナの内周側に配置されたピストン１２０およびピストンリング１３０については側面図を示している。また、記号Ａはシリンダライナの中心軸を表し、記号Ｃは、シリンダライナ１０の周方向を表す。なお、図中、シリンダライナ１０の内周摺動面１２に形成されたクロスハッチパターンなどの加工痕については記載を省略してある。
【００７９】
図７に示す内燃機関１００は、シリンダブロック１１０と、シリンダブロック１１０に鋳ぐるまれたシリンダライナ１０と、シリンダライナ１０の内周側に配置されたピストン１２０と、ピストン１２０の外周面に、ピストン周方向に沿って設けられた環状溝に装着された３つのピストンリング１３０と、を備えている。なお、３つのピストンリング１３０は、燃焼室１４０側から順に、トップリング１３０Ａ、セカンドリング１３０Ｂおよびオイルリング１３０Ｃの順に配置されている。なお、図７に示す例ではシリンダライナ１０の上端側もシリンダブロック１１０に覆われているが、シリンダライナ１０の上端部分近傍あるいは下端部分近傍は、もシリンダブロック１１０に覆われていなくてもよい。また、内燃機関１００は、ディーゼルエンジンでよく採用されているように、シリンダライナ１０の外周面が、シリンダブロック１１０により覆われずに、冷却水と直接接触可能な構造を有していてもよい。
【００８０】
また、図７に示す例では、ピストンリング１３０として、トップリング１３０Ａ、セカンドリング１３０Ｂおよびオイルリング１３０Ｃが用いられているが、少なくともいずれか１種類が用いられていればよい。ピストンリング１３０の断面形状としては、トップリング１３０Ａが図７に示す例では矩形状の断面形状、インナーベベルリングの断面形状あるいはフルキーストンリングの断面形状のいずれであってもよく、セカンドリング１３０Ｂが図７に示す例では矩形状の断面形状、外周面が燃焼室１４０側に開くテーパ面を有する断面形状あるいは外周面の燃焼室１４０側から離れる側にアンダーカットを有する断面形状のいずれであっても良い。また、オイルリング１３０Ｃとしては、たとえば、組合せ鋼製オイルリング、窓付きオイルコントロールリング、ベベルオイルコントロールリングなどを用いることができ、さらにそれら以外のコイルエキスパンダ付きオイルリングを用いることもできる。
【００８１】
ピストンリング１３０は、リング状基材のみから構成されていてもよいが、リング状基材と、リング状基材の外周面を被覆すると共にシリンダライナ１０の内周摺動面１２と接触摺動する硬質被膜とを備えていることが好ましい。この硬質被膜としては、ＣｒＮ系被膜または非晶質炭素被膜などを例示することができ、非晶質炭素被膜は水素を含まないものでもよい。これらの被膜は、たとえば、スパッタリング法やアークイオンプレーティング法などのＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより成膜することができる。
【００８２】
なお、ＣｒＮ系被膜には、必要に応じてＣｒ以外のその他の金属元素がさらに含まれていてもよく、また、非金属元素としては、Ｎに加えて、その他の非金属元素がさらに１種類以上含まれていてもよい。このようなその他の非金属元素としては、酸素Ｏあるいは炭素Ｃが好適である。また、水素を含まない非晶質炭素被膜は、実質的に水素を含まない被膜である。但し、水素を含まない非晶質炭素被膜中に、成膜時に使用するカーボンターゲットに起因する不純物水素や、成膜室の内壁に付着した水素を含むガス成分（水分子）などに起因する不純物水素などが不可避的に含まれることは許容される。さらに、水素を含まない非晶質炭素被膜は、アモルファスカーボン構造からなるＤＬＣ被膜（ａ−Ｃ層）でもよく、テトラヘドラルカーボン構造からなるＤＬＣ被膜（ｔａ−Ｃ層）でもよく、両者を交互に積層した多層構造を有していてもよい。水素を含まない非晶質炭素被膜が多層構造を有する場合、その被膜厚さは２μｍ以上が好ましい。また、リング状基材の外周面と水素を含まない非晶質炭素被膜との間にＴｉ被膜などの接着層を設けてもよい。
【００８３】
これらの硬質被膜の外周摺動面の算術平均粗さＲａは０．１０μｍ以下であることが好ましく、０．０６μｍ以下であることがより好ましい。算術平均粗さＲａを０．１０μｍ以下とすることにより、シリンダライナ１０の内周摺動面１２に傷が発生するのを抑制することができる。硬質被膜の外周摺動面の算術平均粗さＲａの下限値は特に限定されないが、実用上は０．０１μｍ以上であることが好ましい。なお、ピストンリング１３０の外周摺動面を所望の表面粗さとするためには、微細砥粒をメディアとする外周ラッピング加工またはバフ仕上げを利用することができる。
【００８４】
ピストンリング１３０の外周摺動面がＣｒＮ系被膜で構成される場合、外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さは８００ＨＶ０．１以上が好ましく、ピストンリング１３０の外周摺動面が水素を含まない非晶質炭素被膜で構成される場合、外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さは１２００ＨＶ０．１以上が好ましい。これら硬質被膜において、表面硬さを上述した値以上とすることにより、ピストンリング１３０の外周摺動面の摩擦の進行を抑制できる。このため、シリンダライナ１０の軸方向Ａにおける、シリンダライナ１０の内周摺動面１２と、ピストンリング１３０の外周摺動面との接触長さの増大を長期に渡って抑制でき、シリンダライナ１０とピストンリング１３０との間における潤滑油圧力を発生しやすくなるため金属接触を回避し、摩擦係数の増大も抑制できる。なお、表面硬さの上限は特に限定されないが、実用上、ＣｒＮ系被膜では２０００ＨＶ０．１以下が好ましく、水素を含まない非晶質炭素被膜では２５００ＨＶ０．１以下が好ましい。
【００８５】
また、低摩擦係数化の観点からは、本実施形態の内燃機関１００では、ＦＣ３００相当材の組成および硬さを有する片状黒鉛鋳鉄製のシリンダライナ１０と、リング状基材の外周面が水素を含まない非晶質炭素被膜により被覆されたピストンリング１３０とを組み合わせて用いることが好適である。
【００８６】
また、本実施形態の内燃機関１００では、耐焼付き性をさらに向上させるために、ピストンリング１３０と、シリンダライナ１０とが接触する際の面圧をより低下させてもよい。面圧はピストンリング１３０の張力により制御できる。たとえば、内燃機関１００がガソリンエンジンである場合、ピストンリング１３０の１シリンダ当たりの合計張力（接線張力）をＦt（単位：Ｎ（ニュートン））、シリンダライナ１０の内径（ボア径）をＤ（単位：ｍｍ）とするとき、Ｆｔ／Ｄを０．５以下とすることが好ましく、０．４以下とすることより好ましく、０．３以下とすることさらに好ましい。なお、Ｆｔ／Ｄの下限は特に限定されないが、実用上、０．２５以上が好ましい。
【００８７】
なお、上記に説明したピストンリング１３０およびＦｔ／Ｄ値は、シリンダライナレス型の内燃機関にも勿論適用できる。
【実施例】
【００８８】
以下に本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００８９】
１．シリンダライナの作製
各実施例および比較例のシリンダライナは以下の手順で作製した。まず、遠心鋳造により鋳鉄製の円筒状部材を作製した。この際、以下の２種類の鋳鉄材（片状黒鉛鋳鉄）ＬＡ、ＬＢからなる円筒状部材を作製した。なお、鋳鉄材の種類によらず、遠心鋳造条件は同一とした。
【００９０】
［ＬＡ］
組成：質量％でＣ：３．６６％、Ｓｉ：２．４１％、Ｍｎ：０．５４％、Ｐ：０．１２％、Ｓ：０．０．０４２％、Ｃｒ：０．０８％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成。
硬さ：９０ＨＲＢ。
【００９１】
［ＬＢ］
組成：質量％でＣ：２．８７％、Ｓｉ：２．０１％、Ｍｎ：０．７４％、Ｐ：０．２４％、Ｓ：０．０４１％、Ｃｒ：０．５２％、Ｍｏ：０．６４％、Ｎｉ：０．６３％を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成。
硬さ：１１５ＨＲＢ。
【００９２】
遠心鋳造により得られた円筒状部材については、ラフボーリング工程と、ファインボーリング工程とをこの順に実施した。続いてホーニング加工を実施した。
【００９３】
ここで、各実施例および各比較例のシリンダライナの作製に用いた円筒状部材は、ラフホーニング工程と、第一ファインホーニング工程と、第二ファインホーニング工程とを、この順に実施した。各工程の主なホーニング条件は以下の通りである。
【００９４】
なお、第一ファインホーニング工程において、３種類のダイヤモンド砥石を準備した。ここで、完成後の内周摺動面の突出谷部深さＲｖｋが、下記（１）〜（３）のいずれかの水準を満たす実施例あるいは比較例のシリンダライナの作製に際して、各々の水準に、異なる種類のダイヤモンド砥石を割り当てて使用した。
（１）Ｒｖｋ≦０．５μｍ
（２）０．５μｍ＜Ｒｖｋ≦１．２μｍ
（３）１．２μｍ＜Ｒｖｋ≦２．０μｍ
【００９５】
また、第二ファインホーニング工程において４種類のダイヤモンド砥石を準備した。ここで、完成後の内周摺動面のコア部のレベル差Ｒｋが、下記（１）〜（４）のいずれかの水準を満たす実施例あるいは比較例のシリンダライナの作製に際して、各々の水準に、異なる種類のダイヤモンド砥石を割り当てて使用した。
（１）コア部のレベル差Ｒｋが、０．１２μｍ以下である、実施例Ａ１−Ａ１０、Ｂ１−Ｂ１０、比較例Ａ３、Ａ４、Ｂ３、Ｂ４
（２）コア部のレベル差Ｒｋが、０．１６μｍ以上０．２０μｍ以下である、実施例Ａ１１−Ａ１９、Ｂ１１−Ｂ１９
（３）コア部のレベル差Ｒｋが、０．２５μｍ以上０．３３μｍ以下である、実施例Ａ２０−Ａ３１、Ｂ２０−Ｂ３１、比較例Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２
（４）コア部のレベル差Ｒｋが、０．４μｍ以上である、比較例Ａ５、Ｂ５
【００９６】
そして、第一ファインホーニング工程および第二ファインホーニング工程のそれぞれにおいて、まず、クロスハッチ角度３°、３０°、５０°となる主軸回転数、および軸上下速度を設定し、次に、それぞれのクロスハッチ角度において、これらダイヤモンド砥石の拡張圧を第一ファインホーニング工程、第二ファインホーニング工程のそれぞれにおいて適宜選択することで、所望の表面性状（Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋの値）を得た。第一ファインホーニング工程および第二ファインホーニング工程におけるクロスハッチ角度は同一である。なお、円筒状部材の内周面は、その全面を同一のホーニング条件でホーニング加工した。
【００９７】
また、下記（ａ）、（ｂ）、（ｃ１）および（ｃ２）に示す工程において、全実施例および比較例における主軸回転数、軸上下速度および研削液（水溶性研削液）は同一条件とした。
（ａ）ラフホーニング工程（全実施例および比較例）
・砥石：ダイヤモンド砥石Ｒの１種類（結合剤はメタルボンド）１種類
ダイヤモンド砥石Ｒの平均粒径Ｒは１２５μｍ
・クロスハッチ角度：３°、３０°、５０°（完成した内周摺動面のクロスハッチ角度と同一）
【００９８】
（ｂ）第一ファインホーニング工程（全実施例および比較例）
・砥石：ダイヤモンド砥石Ａ１、Ａ２、Ａ３の３種類（結合剤はメタルボンド）
ダイヤモンド砥石Ａ２の平均粒径Ａ２は、ラフホーニング工程で用いたダイヤモンド砥石の平均粒径Ｒの約１／３とし、ダイヤモンド砥石Ａ１の平均粒径Ａ１は、平均粒径Ａ２より約１０μｍ小さい値とし、ダイヤモンド砥石Ａ３の平均粒径Ａ３は、平均粒径Ａ２より約１０μｍ大きい値とした。また、ダイヤモンド砥石Ａ１、Ａ２、Ａ３のメタルボンドの結合度はラフホーニング工程で用いたダイヤモンド砥石Ｒのメタルボンドよりも低いものとした。
・クロスハッチ角度：３°、３０°、５０°（完成した内周摺動面のクロスハッチ角度と同一）
【００９９】
（ｃ１）第二ファインホーニング工程（但し、比較例Ａ５、Ｂ５を除く）
・砥石：ダイヤモンド砥石Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の３種類（結合剤はメタルボンド）
ダイヤモンド砥石Ｂ２の平均粒径Ｂ２は第一ファインホーニング工程で用いたダイヤモンド砥石Ａ２の平均粒径Ａ２の約１／３とし、ダイヤモンド砥石Ｂ１の平均粒径Ｂ１は、平均粒径Ｂ２より約５μｍ小さい値とし、ダイヤモンド砥石Ｂ３の平均粒径Ｂ３は、平均粒径Ｂ２より約５μｍ大きい値とした。また、ダイヤモンド砥石Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のメタルボンドの結合度は、第一ファインホーニング工程で用いたダイヤモンド砥石Ａ１、Ａ２、Ａ３のメタルボンドよりも低いものとした。
・クロスハッチ角度：３°、３０°、５０°（完成した内周摺動面のクロスハッチ角度と同一）
【０１００】
（ｃ２）第二ファインホーニング工程（但し、比較例Ａ５、Ｂ５のみ）
・砥石：ダイヤモンド砥石Ｃの１種類（結合剤はメタルボンド）
ダイヤモンド砥石Ｃの平均粒径Ｃは第一ファインホーニング工程で用いたダイヤモンド砥石Ａ２の平均粒径Ａ２の約１／３より約１０μｍ大きい値とした。また、ダイヤモンド砥石Ｃのメタルボンドの結合度は、第一ファインホーニング工程で用いたダイヤモンド砥石Ａ２のメタルボンドよりも低いものとした。
・クロスハッチ角度：３°、３０°、５０°（完成した内周摺動面のクロスハッチ角度と同一）
【０１０１】
なお、各実施例および比較例のサンプルについては、Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋの値が同一であり、クロスハッチ角度のみが互いに異なる３種類のシリンダライナを１組として準備した。Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋの値が同一であり、クロスハッチ角度のみが互いに異なる３種類のシリンダライナは、クロスハッチ角度を決定するホーニング条件を互いに異なるものとし、砥石拡張圧を調整した以外は同一のホーニング条件にてホーニング加工されたものである。
【０１０２】
以下の説明においては、クロスハッチ角度が互いに異なっていても、Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋの値が同一のサンプルについては、便宜上、１つの試験例番号（たとえば、「実施例Ａ１」など）を付与することとする。また、１つの試験例番号のサンプルについてクロスハッチ角度の異なるサンプルを区別して説明する場合は、試験例番号の後にクロスハッチ角度を意味する表記など）を付与することとする。たとえば、実施例Ａ１について、クロスハッチ角度が３度のサンプルであれば「実施例Ａ１（ＣＨＡ３）」と表記する。
【０１０３】
以上に説明した手順により実施例Ａ１〜Ａ３１および比較例Ａ１〜Ａ５のシリンダライナおよび実施例Ｂ１〜Ｂ３１および比較例Ｂ１〜Ｂ５のシリンダライナを得た。なお、これら各実施例および比較例のシリンダライナの内径寸法は８６ｍｍ、軸方向の長さは８６ｍｍであり、内周摺動面を構成する材料も鋳鉄からなる。各実施例および比較例のシリンダライナについては、後述する各種測定および試験のために、必要に応じて適切な形状及びサイズを有する試験片に加工した。
【０１０４】
なお、実施例Ａ１〜Ａ３１のシリンダライナの各々と、実施例Ｂ１〜Ｂ３１のシリンダライナの各々とは、鋳造に用いた鋳鉄材の種類が異なるだけで、表面性状は同一である。同様に、比較例Ａ１〜Ａ５のシリンダライナの各々と、比較例Ｂ１〜Ｂ５のシリンダライナの各々とは、鋳造に用いた鋳鉄材の種類が異なるだけで、表面性状は同一である。
【０１０５】
２．表面粗さ（Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋ、Ｒａ、Ｒｚ）の測定
表面粗さ（Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋ、Ｒａ、Ｒｚ）の測定には、株式会社小坂研究所の触針式表面粗さ測定器（サーフコーダ  ＳＥ−３５００）を用い、検出器（探針）はＰＵ−ＤＪ２Ｓ（先端球面半径は２μｍ、円錐のテーパ角度は６０度）を用いた。Ｒａ、Ｒｚを測定する際の基準長さｌ（ｌはＬの小文字）は０．８ｍｍ、Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋを測定する際の評価長さｌｎ（ｌはＬの小文字）は４．０ｍｍである。なお、表面粗さの測定に際して、探針はシリンダライナの軸方向に沿って走査させた。
【０１０６】
ここで、各実施例および比較例のシリンダライナの内周摺動面の表面粗さを測定する場合の測定位置は、シリンダライナの周方向の任意の位置を０度とした際に、以下の（ａ）および（ｂ）に示す合計４箇所とした。そしてこれら４箇所での測定位置における表面粗さの平均値を求め、この平均値を表１〜表４に示す各実施例および比較例のシリンダライナの内周摺動面の表面粗さとした。
（ａ）軸方向に対してシリンダライナの一端側から１５ｍｍ離れた位置において、０度および１８０度の位置。
（ｂ）シリンダライナの軸方向の中央部の位置において、９０度および２７０度の位置。
【０１０７】
なお、Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋについては、１つの試験例について、クロスハッチ角度の異なるサンプル毎に上記（ａ）および（ｂ）に示す合計４箇所を測定した平均値でありクロスハッチ角度の異なるサンプル間でＲｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋの平均値が一致していることを確認している。詳細は後述するが、１つの試験例における一種類のクロスハッチ角度の摩擦係数の測定（摩擦係数Ａ,摩擦係数Ｂ）と耐焼付き性の評価とには、一つのシリンダライナから切り出した９つの試験片を、各々の測定・評価に対してそれぞれ３つずつ用いた。
【０１０８】
なお、参考までに、図８（Ａ）に実施例Ａ１（ＣＨＡ３０）のシリンダライナの内周摺動面の粗さ曲線のプロファイルの一例を示し、図８（ｂ）に実施例Ａ１４（ＣＨＡ３０）のシリンダライナの内周摺動面の粗さ曲線のプロファイルの一例を示し、図８（Ｃ）に実施例Ａ１８（ＣＨＡ３０）のシリンダライナの内周摺動面の粗さ曲線のプロファイルの一例を示す。なお、図８に示す粗さ曲線の縦横の倍率は、図８（Ａ）が縦１０，０００倍、横５０倍であり、図８（Ｂ）および（Ｃ）が縦５，０００倍、横５０倍である。また、横軸目盛りおよび縦軸目盛りの単位はｍｍである。
【０１０９】
また、往復動摩擦摩耗試験機による摩擦係数の測定に用いた上試験片作製用のピストンリングの外周摺動面の表面粗さを測定する場合の測定位置は、ピストンリングの合口部を０度とした際に、９０度、１８０度および２７０度の合計３カ所とした。そしてこれら３箇所での測定位置における表面粗さの平均値、を求め、この平均値をピストンリングの外周摺動面の表面粗さとした。
【０１１０】
一方、往復動摩擦摩耗試験機による耐焼付き性の測定に用いた先端部が半球状の上試験片の表面粗さの測定位置および表面粗さについては、硬質クロムめっきで被覆された上試験片の先端部近傍について、周方向の任意の位置を０度とした際に、０度から１８０度に向かい先端部頂点を通る方向と、９０度から２７０度に向かい先端部頂点を通る方向の合計２箇所とし、それらの平均値を用いた。
【０１１１】
３．摩擦係数の測定
各実施例および比較例のシリンダライナの内周摺動面と、ピストンリングの外周摺動面とを接触摺動させた際の摩擦係数を、図９に示す往復動摩擦摩耗試験機を用いて測定した。ここで、図９に示す往復動摩擦試験機２００は、上試験片２１０を、スプリング荷重により荷重Ｐを加えてプレート状の下試験片２２０に押し付け、下試験片２２０が往復動することにより両者が摺動するよう構成されている。また、下試験片２２０は、保持台２３０の上面に固定されている。摩擦係数の測定に用いた上試験片２１０および下試験片２２０は以下の手順で準備した。
【０１１２】
＜上試験片の作製＞
上試験片２１０の作製に用いたピストンリングは、リング状基材とリング状基材の外周面を被覆する硬質被膜とを備えたものであり、ピストンリング呼び径が７２．５ｍｍ、幅（ピストンに装着した際のピストンが往復動する方向の長さ）が１．２ｍｍ、外周摺動面の外周形状がバレルフェース、リング状基材を構成する材料がＪＩＳ  ＳＵＳ４４０Ｂ相当材である。上試験片２１０は、周方向に沿って２０ｍｍの長さで切り出した部材を用いた。ここで、各実施例および比較例において、３種類のクロスハッチ角度毎に、摩擦係数の測定用として同一のピストンリングから切り出した３つの上試験片２１０を準備した。
【０１１３】
また、ピストンリングの硬質被膜（上試験片２１０の摺動面を構成する被膜に対応）は、以下の２種類の硬質被膜ＲＡ、ＲＢを用いた。従って、摩擦係数の測定に際しては、硬質被膜ＲＡを用いた上試験片２１０および硬質被膜ＲＢを用いた上試験片２１０の２種類を用いた。
【０１１４】
［ＲＡ］
硬質被膜ＲＡは、ＣｒＮ被膜である。試験に用いたピストンリング７２個について、硬質被膜ＲＡの表面硬さは８００ＨＶ０．１〜８５０ＨＶ０．１であり、外周摺動面の算術平均粗さＲａは０．０４μｍ〜０．０６μｍであり、被膜厚さは１７μｍ〜２０μｍである。被膜ＲＡは、ＰＶＤ法の一種であるアークイオンプレーティング手法により、アークイオンプレーティング装置によりＣｒターゲットを用いて、リング状基材の外周面に成膜した。なお、成膜時のプロセスガスとしては、Ｎ２ガスのみを用いた。試験に用いたピストンリング７２個の硬質被膜ＲＡは同一処理である。
【０１１５】
［ＲＢ］
硬質被膜ＲＢは、水素を含有しない非晶質炭素被膜である。試験に用いたピストンリング７０個について、硬質被膜ＲＢの表面硬さは１２００ＨＶ０．１〜１２５０ＨＶ０．１であり、外周摺動面の算術平均の粗さＲａは０．０３μｍ〜０．０６μｍであり、接着層を除く硬質被膜ＲＢ自体の被膜厚さは５〜６μｍである。被膜ＲＢは以下の手順でリング状基材の外周面に成膜した。まず、ＰＶＤ法により、接着層としてＴｉ被膜を成膜した。次に、Ｃターゲットを用いて、Ｔｉ被膜の上にアモルファスカーボン構造からなるＤＬＣ被膜（ａ−Ｃ層）を、アルゴンイオン雰囲気下にてスパッタリングで成膜し、さらにａ−Ｃ層の上にテトラヘドラルカーボン構造からなるＤＬＣ被膜（ｔａ−Ｃ層）を、フィルタードアークイオンプレーティング法により成膜した。これら２層を交互に繰り返し積層し、最表面はテトラヘドラルカーボン構造からなるＤＬＣ被膜（ｔａ−Ｃ層）とした。試験に用いたピストンリング７０個の硬質被膜ＲＢは同一処理である。
【０１１６】
＜下試験片の作製＞
２種類の鋳鉄材ＬＡ、ＬＢのそれぞれについて、各実施例および比較例において、表面粗さＲｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋの値が同一であり、クロスハッチ角度のみが互いに異なる３種類のシリンダライナを１組として準備した。次に、シリンダライナの内周摺動面を基準として、一つのシリンダライナから周方向に沿って２０ｍｍの長さ、軸方向に沿って６０ｍｍの長さで９つ切り出した部材のうち６つを、摩擦係数測定用の下試験片２２０とした。６つの下試験片２２０のうち最初の３つは、硬質被膜ＲＡを備えた３つの上試験片２１０と組み合わせて摩擦係数を評価し、残りの３つは、硬質被膜ＲＢを備えた３つの上試験片２１０と組み合わせて摩擦係数を評価した。また、摩擦係数の測定に用いなかった残り３つの下試験片２２０は、後述する耐焼付き性の評価に用いた。
【０１１７】
＜摺動条件＞
摩擦係数は、摺動時において上試験片２１０の摩擦力をロードセルにより検出することで測定した。摺動条件の詳細は以下の通りである。
・一往復の距離：１００ｍｍ（摺動方向は、実際の内燃機関と同様にシリンダライナの軸方向とした）
・速度：３００ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎ（平均摺動速度：０．５ｍ／ｓ）
・荷重Ｐ：３０Ｎ
・使用した潤滑油：ＧＦ−５、０Ｗ−２０（等級：ＩＬＳＡＣ規格、粘度分類：ＳＡＥ  Ｊ３００）
・潤滑油の供給方法：５分毎に０．０２５ｍｌの潤滑油を下試験片２２０の摺動面に滴下して供給
・下試験片２２０の温度：室温
【０１１８】
なお、使用した潤滑油は市場で普及している低燃費タイプの潤滑油である。また、上述した潤滑油の供給条件は、上試験片２１０と下試験片２２０との摩擦状態が流体潤滑状態となるように設定したものである。この試験は、同一種類の上試験片２１０および下試験片２２０の組み合わせについて３回実施し、各回の測定で得られた摩擦係数の平均値を、各実施例および比較例のシリンダライナの摩擦係数として求めた。
【０１１９】
４．耐焼付き性の評価
各実施例および比較例のシリンダライナの内周摺動面と、ピストンリングの外周摺動面とを接触摺動させた際の耐焼付き性を、図９に示す往復動摩擦摩耗試験機を用いて測定した。耐焼付き性の評価に用いた上試験片２１０および下試験片２２０は以下の手順で準備した。
【０１２０】
＜上試験片の作製＞
上試験片２１０は、ＪＩＳ  ＳＫ５相当の材料からなる直径８ｍｍのピンの先端部に、硬質クロムめっきが施された部材を用いた。この上試験片２１０の先端部は、先端部の曲率半径が１８ｍｍＲの半球状である。各実施例および比較例において、クロスハッチ角度のことなるシリンダライナ毎に、上試験片２１０を３つずつ準備した。なお、上試験片２１０の摺動面を構成する硬質被膜は以下の硬質被膜ＲＣを用いた。
【０１２１】
［ＲＣ］
硬質被膜ＲＣは、硬質クロムめっき被膜（ＪＩＳ  Ｈ８６１５：１９９９  工業用クロムめっき）である。試験に用いた７２個の上試験片２１０について、硬質被膜ＲＣの表面硬さは８００ＨＶ０．１〜８４０ＨＶ０．１であり、硬質被膜ＲＣの表面はバフ研磨で鏡面仕上げされたものであり、めっき厚さが５０μｍ〜５４μｍである。なお、被膜ＲＣは、電気めっきを用いて成膜した。７２個の上試験片２１０の被膜ＲＣは同一処理である。
【０１２２】
＜下試験片の作製＞
摩擦係数の測定に際して作製した下試験片２２０のうち、摩擦係数の測定に使用しなかった残余の下試験片２２０を用いた。
【０１２３】
＜摺動条件＞
耐焼付き性は、摺動時において上試験片２１０の摩擦力をロードセルにより検出し、この際の摩擦力が０．７５Ｎ（摩擦係数が０．３に相当する摩擦力）に到達するまでの時間として評価した。摺動条件の詳細は以下の通りである。
・一往復の距離：１００ｍｍ（摺動方向は、実際の内燃機関と同様にシリンダライナの軸方向とした）
・速度：２００ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎ（平均摺動速度：０．３ｍ／ｓ）
・荷重Ｐ：２．５Ｎ
・使用した潤滑油：軸受油 
・潤滑油の供給方法：試験開始前に下試験片２２０の摺動面に潤滑油を塗布した後に拭き取り、拭き取り後に摺動面に付着している潤滑油を試験に用いた。
・最大試験時間：４５分（但し、４５分に到達する前に摩擦力が０．７５Ｎに達した場合はその時点で試験を終了した）
・下試験片２２０の温度：室温 
【０１２４】
なお、使用した潤滑油（軸受油）は、一般的なエンジン用の潤滑油よりも粘度が低いものである。また、上述した潤滑油の供給条件は、上試験片２１０と下試験片２２０との摩擦状態が境界潤滑状態となるように設定したものである。この試験は、同一種類の上試験片２１０および下試験片２２０の組み合わせについて３回実施した。ここで、３回の試験のいずれにおいても、最大試験時間である４５分時点において摩擦力が０．７５Ｎ未満であれば「スカッフなし」と判定した。また、３回の試験の少なくともいずれか１回において、最大試験時間である４５分に到達する前に摩擦力が０．７５Ｎに達した場合には、各回の試験終了時間の平均値を耐焼付き性の評価結果とした。この場合、比較例Ａ５のクロスハッチ角度５０度における耐焼付き性の評価結果を基準値（１００）として、相対値（スカッフ時間比）として評価した。
【０１２５】
耐焼付き性の評価結果は、クロスハッチ角度が３度、３０度および５０度のいずれにおいても、スカッフ時間比が８５以上であることが好ましい。
【０１２６】
５．摩擦係数および耐焼付き性の評価結果
表１〜表４に各実施例および比較例のシリンダライナの材質、表面粗さ（Ｒｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋ、Ｒａ、Ｒｚ）および特性値（Ｒｋ＋Ｒｐｋ、Ｒｖｋ／Ｒｋ、Ｒｋ−Ｒｐｋ）を示す。なお、表１〜表４中、Ｒａ（ＣＨＡ３）は、クロスハッチ角度３度の１つのサンプルについて４箇所測定した算術平均粗さＲａの平均値を意味し、Ｒａ（ＣＨＡ３０）は、クロスハッチ角度３０度の１つのサンプルについて４箇所測定した算術平均粗さＲａの平均値を意味し、Ｒａ（ＣＨＡ５０）は、クロスハッチ角度５０度の１つのサンプルについて４箇所測定した算術平均粗さＲａの平均値を意味し、Ｒｚ（ＣＨＡ３０）は、クロスハッチ角度３０度の１つのサンプルについて４箇所測定した最大高さ粗さＲｚの平均値を意味する。表面粗さのパラメータＲｋ、Ｒｖｋ、Ｒｐｋが同一であっても、クロスハッチ角度が変化すれば、算術平均粗さＲａ、最大高さ粗さＲｚが変化する。
【０１２７】
また、表５〜表８に各実施例および比較例のシリンダライナの摩擦係数の測定結果および評価結果を示し、表９〜表１２に各実施例および比較例のシリンダライナの耐焼付き性の測定結果および評価結果を示す。ここで、表５〜表８中に示す「摩擦係数評価」および表９〜表１２中に示す「耐焼付き性評価」の欄に示す評価結果の評価基準は以下の通りである。なお、「摩擦係数Ａ評価」は、上試験片２１０の被膜がＲＡである場合、「摩擦係数Ｂ評価」は、上試験片２１０の被膜がＲＢである場合を意味する。
【０１２８】
さらに、参考までに、表１３に、シリンダライナ材料の種類のみが異なる実施例Ａ１３（ＣＨＡ３０）の摩擦係数Ａ（上試験被膜ＲＡ）および摩擦係数Ｂ（上試験被膜ＲＢ）の評価結果と、実施例Ｂ１３（ＣＨＡ３０）の摩擦係数Ａ（上試験被膜ＲＡ）および摩擦係数Ｂ（上試験被膜ＲＢ）の評価結果と、をシリンダライナ材料の種類および上試験被膜の種類に関して整理した結果を示す。
【０１２９】
−「摩擦係数評価」の評価基準−
Ａ：クロスハッチ角度５０度において、摩擦係数が０．０９以下。
Ｂ：クロスハッチ角度５０度において、摩擦係数が０．０９を超え０．１０以下。
Ｃ：クロスハッチ角度５０度において、摩擦係数が０．１０を超え０．１１以下。
Ｄ：クロスハッチ角度５０度において、摩擦係数が０．１１を超える。
【０１３０】
−「耐焼付き性評価」の評価基準−
Ａ：クロスハッチ角度が３度、３０度および５０度での耐焼付き性の評価において、全ての評価結果が「スカッフなし」。
Ｂ：クロスハッチ角度３度、３０度および５０度での耐焼付き性の評価において、最も悪い評価結果が、スカッフ時間比で９０以上である。
Ｃ：クロスハッチ角度３度、３０度および５０度での耐焼付き性の評価において、最も悪い評価結果が、スカッフ時間比で８５以上である。
Ｄ：クロスハッチ角度３度、３０度および５０度での耐焼付き性の評価において、最も悪い評価結果が、スカッフ時間比で８５未満である。
【０１３１】
【表１】
2020016186.tif 000003
【０１３２】
【表２】
2020016186.tif 000004
【０１３３】
【表３】
2020016186.tif 000005
【０１３４】
【表４】
2020016186.tif 000006
【０１３５】
【表５】
2020016186.tif 000007
【０１３６】
【表６】
2020016186.tif 000008
【０１３７】
【表７】
2020016186.tif 000009
【０１３８】
【表８】
2020016186.tif 000010
【０１３９】
【表９】
2020016186.tif 000011
【０１４０】
【表１０】
2020016186.tif 000012
【０１４１】
【表１１】
2020016186.tif 000013
【０１４２】
【表１２】
2020016186.tif 000014
【０１４３】
【表１３】
2020016186.tif 000015
【符号の説明】
【０１４４】
１０、１０Ａ、１０Ｂ：シリンダライナ
１２                ：内周摺動面
１４                ：片状黒鉛
２０、２０Ａ、２０Ｂ：加工痕
２２                ：第一の平行直線群
２４                ：第二の平行直線群
１００              ：内燃機関
１１０              ：シリンダブロック
１２０              ：ピストン
１３０              ：ピストンリング
１３０Ａ            ：トップリング
１３０Ｂ            ：セカンドリング
１３０Ｃ            ：オイルリング
１４０              ：燃焼室
２００              ：往復動摩擦試験機
２１０              ：上試験片
２２０              ：下試験片
２３０              ：保持台
【図１】
2020016186.tif 000016
【図２】
2020016186.tif 000017
【図３】
2020016186.tif 000018
【図４】
2020016186.tif 000019
【図５】
2020016186.tif 000020
【図６】
2020016186.tif 000021
【図７】
2020016186.tif 000022
【図８】
2020016186.tif 000023
【図９】
2020016186.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月29日(2018.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄から構成される内周摺動面を有し、
前記内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含み、
前記式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、前記第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されていることを特徴とする鋳鉄製シリンダライナ。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕
【請求項２】
前記式（１）〜（３）を満たす領域のＲｖｋ／Ｒｋが１．５以上であることを特徴とする請求項１に記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項３】
前記式（１）〜（３）を満たす領域のコア部のレベル差Ｒｋが０．２μｍ以上であり、かつ、Ｒｖｋ／Ｒｋが３．０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項４】
前記領域のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項５】
シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように前記第一の平行直線群が伸びる方向と、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように前記第二の平行直線群が伸びる方向とが成すクロスハッチ角度が、３度以上５０度以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項６】
前記鋳鉄が片状黒鉛鋳鉄であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項７】
前記鋳鉄のＪＩＳ  Ｚ  ２２４５：２０１１に基づく硬さが、９０ＨＲＢ以上１１５ＨＲＢ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項８】
前記内周摺動面の全面が同一の表面性状を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項９】
鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアと、
前記シリンダボアの内周側に配置されたピストンと、
前記ピストンの外周面に、ピストン周方向に沿って設けられた環状溝に装着されたピストンリングと、を備え、
前記内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含み、
前記式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、前記第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されていることを特徴とする内燃機関。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕
【請求項１０】
前記式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を有する鋳鉄製シリンダライナを備えることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記シリンダボアが設けられた鋳鉄製シリンダブロックを備えることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記ピストンリングが、リング状基材と、前記リング状基材の外周面を被覆すると共に、前記鋳鉄製シリンダライナの内周摺動面と接触摺動する硬質被膜とを備え、
前記硬質被膜が、ＣｒＮ系被膜および非晶質炭素被膜からなる群より選択されるいずれか１種の被膜であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記ＣｒＮ系被膜の外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さが８００ＨＶ０．１以上であり、
前記外周摺動面のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関。
【請求項１４】
前記非晶質炭素被膜の外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さが１２００ＨＶ０．１以上であり、
前記外周摺動面のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であり、
前記非晶質炭素被膜が水素を含まないことを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関。
【請求項１５】
前記内周摺動面の全面が同一の表面性状を有することを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１つに記載の内燃機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明の鋳鉄製シリンダライナは、鋳鉄から構成される内周摺動面を有し、内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含み、式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されていることを特徴とする。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の鋳鉄製シリンダライナの他の実施形態は、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように第一の平行直線群が伸びる方向と、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように第二の平行直線群が伸びる方向とが成すクロスハッチ角度が、３度以上５０度以下であることが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の内燃機関は、鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアと、シリンダボアの内周側に配置されたピストンと、ピストンの外周面に、ピストン周方向に沿って設けられた環状溝に装着されたピストンリングと、を備え、内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含み、式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されていることを特徴とする。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さＲｖｋである。〕
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３６】
【表６】
2020016186.tif 000025
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
【表８】
2020016186.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月13日(2019.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄から構成される内周摺動面を有し、
前記内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含み、
前記式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、前記第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されており、
シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように前記第一の平行直線群が伸びる方向と、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように前記第二の平行直線群が伸びる方向とが成すクロスハッチ角度が、３度以上５０度以下であることを特徴とする鋳鉄製シリンダライナ。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さである。〕
【請求項２】
前記式（１）〜（３）を満たす領域のＲｖｋ／Ｒｋが１．５以上であることを特徴とする請求項１に記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項３】
前記式（１）〜（３）を満たす領域のコア部のレベル差Ｒｋが０．２μｍ以上であり、かつ、Ｒｖｋ／Ｒｋが３．０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項４】
前記領域のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項５】
前記クロスハッチ角度が、３度以上３０度以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項６】
前記鋳鉄が片状黒鉛鋳鉄であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項７】
前記鋳鉄のＪＩＳ  Ｚ  ２２４５：２０１１に基づく硬さが、９０ＨＲＢ以上１１５ＨＲＢ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項８】
前記内周摺動面の全面が同一の表面性状を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項９】
前記突出谷部深さＲｖｋが、１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項１０】
前記コア部のレベル差Ｒｋが、０．０８μｍ以上０．２５μｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の鋳鉄製シリンダライナ。
【請求項１１】
鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアと、
前記シリンダボアの内周側に配置されたピストンと、
前記ピストンの外周面に、ピストン周方向に沿って設けられた環状溝に装着されたピストンリングと、を備え、
前記内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含み、
前記式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、前記第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されており、
シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように前記第一の平行直線群が伸びる方向と、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように前記第二の平行直線群が伸びる方向とが成すクロスハッチ角度が、３度以上５０度以下であることを特徴とする内燃機関。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さである。〕
【請求項１２】
前記式（１）〜（３）を満たす領域を含む内周摺動面を有する鋳鉄製シリンダライナを備えることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記シリンダボアが設けられた鋳鉄製シリンダブロックを備えることを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関。
【請求項１４】
前記ピストンリングが、リング状基材と、前記リング状基材の外周面を被覆すると共に、前記鋳鉄製シリンダライナの内周摺動面と接触摺動する硬質被膜とを備え、
前記硬質被膜が、ＣｒＮ系被膜および非晶質炭素被膜からなる群より選択されるいずれか１種の被膜であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の内燃機関。
【請求項１５】
前記ＣｒＮ系被膜の外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さが８００ＨＶ０．１以上であり、
前記外周摺動面のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関。
【請求項１６】
前記非晶質炭素被膜の外周摺動面におけるＪＩＳ  Ｚ  ２２４４：２００９に基づく表面硬さが１２００ＨＶ０．１以上であり、
前記外周摺動面のＪＩＳ  Ｂ０６０１：２０１３に基づく算術平均粗さＲａが０．１０μｍ以下であり、
前記非晶質炭素被膜が水素を含まないことを特徴とする請求項１４に記載の内燃機関。
【請求項１７】
前記内周摺動面の全面が同一の表面性状を有することを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１つに記載の内燃機関。
【請求項１８】
前記クロスハッチ角度が、３度以上３０度以下であることを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１つに記載の内燃機関。
【請求項１９】
前記突出谷部深さＲｖｋが、１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか１つに記載の内燃機関。
【請求項２０】
前記コア部のレベル差Ｒｋが、０．０８μｍ以上０．２５μｍ以下であることを特徴とする請求項１９に記載の内燃機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明の鋳鉄製シリンダライナは、鋳鉄から構成される内周摺動面を有し、内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含み、式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されており、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように第一の平行直線群が伸びる方向と、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように第二の平行直線群が伸びる方向とが成すクロスハッチ角度が、３度以上５０度以下であることを特徴とする。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さである。〕
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の内燃機関は、鋳鉄から構成される内周摺動面を有するシリンダボアと、シリンダボアの内周側に配置されたピストンと、ピストンの外周面に、ピストン周方向に沿って設けられた環状溝に装着されたピストンリングと、を備え、内周摺動面が、下式（１）〜（３）を満たす領域を含み、式（１）〜（３）を満たす領域に、第一の平行直線群と、第一の平行直線群と交差する第二の平行直線群とを含むクロスハッチパターンからなる加工痕が形成されており、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように第一の平行直線群が伸びる方向と、シリンダライナ周方向の一方側から他方側へと向かうように第二の平行直線群が伸びる方向とが成すクロスハッチ角度が、３度以上５０度以下であることを特徴とする。
・式（１）  Ｒｖｋ／Ｒｋ≧１．０
・式（２）  ０．０８μｍ≦Ｒｋ≦０．３μｍ
・式（３）  Ｒｋ−Ｒｐｋ＞０
〔前記式（１）〜（３）中、Ｒｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づくコア部のレベル差であり、Ｒｐｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出山部高さであり、Ｒｖｋは、ＪＩＳ  Ｂ０６７１−２：２００２に基づく突出谷部深さである。〕