(57)【要約】【課題】シリンダ・ピストン摺動構造及び該ピストン・シリンダ摺動構造において、シリンダの表面あらさを適正にし、ピストンリングの耐摩耗性を改善することにより、シリンダ、ピストン間の相対的なフリクションを低減する。【解決手段】スカート３ａを有するピストン３と、ピストン３を潤滑油を介して摺動自在にかつ往復動自在に収容するシリンダ２と、ピストン３の外周面に円周方向に沿って張設されるピストンリング５、６、７とを備えたシリンダ・ピストン摺動構造において、シリンダ２は筒形に形成され、ピストンリング５、６、７はシリンダ２の内面２ａに潤滑油を介して相対的に摺動し得るリング状に形成されており、シリンダ２のピストンリング５、６、７との摺動面が鏡面に形成され、ピストンリング５、６、７の摺動面には非晶質硬質炭素皮膜１１が形成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スカートを有するピストンと、該ピストンを、潤滑油を介して摺動自在にかつ往復動自在に収容するシリンダと、前記ピストンをクランク軸に連結するコンロッドと、前記ピストンの外周面に円周方向に沿って張設されるピストンリングとを備え、前記ピストンの往復運動を前記ピストンとクランク軸とを連結するコンロッドを介して前記クランク軸に回転駆動力として伝達するピストン・シリンダ摺動構造において、
前記シリンダは筒形に形成され、前記ピストンリングは前記シリンダの内面に潤滑油を介して相対的に摺動し得るリング状に形成されており、
さらに前記シリンダの前記ピストンリングとの摺動面が鏡面に形成され、
前記ピストンリングの摺動面にはこれを覆う非晶質硬質炭素皮膜が形成されていることを特徴とするピストン・シリンダ摺動構造。
【請求項２】
前記鏡面の表面あらさの範囲が十点平均あらさで０．１〜０．５Ｒｚに定められたことを特徴とする請求項１記載のピストン・シリンダ摺動構造。
【請求項３】
前記シリンダに対して前記ピストンを上死点位置に停止させた状態で、前記シリンダの内面を、スカート下端面より下方の領域と上方の領域とに区分して上方の領域を前記鏡面に形成し下方の領域を潤滑油がシリンダ内面に保持されるように条痕が設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載のピストン・シリンダ摺動構造。
【請求項４】
前記条痕がホーニング加工によりクロスハッチ状に形成されたことを特徴とする請求項３記載のピストン・シリンダ摺動構造。
【請求項５】
前記条痕が形成された潤滑面の表面あらさの範囲が２〜３μｍに定められた請求項３又は４記載のピストン・シリンダ摺動構造。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載のピストン・シリンダ摺動構造をピストンとシリンダに用いたことを特徴とする往復動内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダの表面あらさを適正にするとともに、ピストンリングの耐摩耗性を改善するピストン・シリンダ摺動構造に係り、詳細には潤滑油を介して相対的に摺動し得るシリンダ・ピストン摺動構造及び該ピストン・シリンダ摺動構造を用いた往復動内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ピストン・シリンダ摺動構造及び該ピストン・シリンダ摺動構造を用いる往復動内燃機関においては、図５に示す如く、シリンダ２の内面（シリンダボアの内面）２ａに、潤滑油を保持するホーニング条痕１５をホーニング加工により形成し、ホーニング条痕１５に保持される潤滑油によりシリンダ２の内面に潤滑油膜を形成することがなされている。ホーニング加工を行うホーニング加工機は、周知のように、回転軸の先端部側に、円周方向に間隔をおいて砥石が設けた装置であり、シリンダ２の中心軸に回転軸の中心軸を合わせた状態で回転軸を回転させながらシリンダブロックのクランク軸側からシリンダヘッドの取り付け側に挿入し、各挿入位置で砥石をシリンダ２の内面２ａに適宜圧力で押し付けられることによってシリンダ２の内面２ａを研削する装置である。このホーニング加工機は、砥石の番手を変えることにより、シリンダ２の内面２ａの表面あらさを変えることができ、回転方向の切り替えによって、前述のクロスハッチ状のホーニング条痕１５を形成することができる。図５に示したホーニング条痕１５は、このようにしてシリンダ２の内面２ａに形成される。
【０００３】
ホーニング条痕１５を形成したピストン・シリンダ摺動構造及び該ピストン・シリンダ摺動構造を用いる往復動内燃機関において、シリンダ２の内面に潤滑油膜が形成され、シリンダ２の内面とピストン（他方の部材）３のスカートとの間やシリンダ２の内面２ａとピストンリング５、６、７との間が潤滑油膜により潤滑されると、シリンダ２の内面とピストン（他方の部材）３のスカート、シリンダ２の内面２ａとピストンリング５、６、７との間の摩擦係数は実質的に低下し、摩擦係数の減少によってピストンとシリンダとの間の相対的なフリクションが減少する。
また、潤滑油膜の潤滑により各部の耐摩耗性も実質的に向上する。このため、ピストン・シリンダ摺動構造及び該ピストン・シリンダ摺動構造においては、フリクションの減少に応じてエネルギ損失が小さくなり、ピストン・シリンダ摺動構造を用いる往復動内燃機関において燃費が向上する。
なお、この種の先行技術として、特許文献１に、シリンダの内面を、シリンダの軸方向において複数の領域に区分し、各領域に形成されるクロスハッチ状のホーニング条痕の角度を領域ごとに適正化することによりオイル流動性とオイル保持性とを良好にし、オイル流動性により摺動面の冷却効果を高め、オイル保持性によりピストンとシリンダライナとの相対的なフリクションを低減することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７６５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、シリンダ２の内面２ａにクロスハッチ状のホーニング条痕１５を形成し、潤滑油により潤滑油膜が形成されていてもピストンリング５、６、７の表面あらさに起因する凸部（山）が、隣接するホーニング条痕間の山に入り込んでしまうと相互間に摩擦力が発生してしまうと、摩擦力によってピストンのフリクションが増加してしまい、内燃機関の燃費向上が妨げられてしまうことがある。
このため、図６に示すように、ホーニング条痕１５の頂部を研削によって除去し、ピストンリング５、６、７の表面あらさに起因する凸部とホーニング条痕１５，１５間の凸部との接触（干渉）を防止することによって、摩擦力の発生を抑制することが試みられているが、研削の程度やバラツキによっては一定の効果を得ることができない。
【０００６】
そこで、本発明は、ピストン・シリンダ摺動構造及び該ピストン・シリンダ摺動構造を用いた往復動内燃機関において、シリンダの表面あらさを適正にするとともに、ピストンリングの耐摩耗性を改善することにより、シリンダ、ピストン間の相対的なフリクションを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明によれば、スカートを有するピストンと、該ピストンを潤滑油を介して摺動自在にかつ往復動自在に収容するシリンダと、前記ピストンをクランク軸に連結するコンロッドと、前記ピストンの外周面に円周方向に沿って張設されるピストンリングとを備え、前記ピストンの往復運動を前記ピストンとクランク軸とを連結するコンロッドを介して前記クランク軸に回転駆動力として伝達するシリンダ・ピストン摺動構造において、前記シリンダは筒形に形成され、前記ピストンリングは前記シリンダの内面に潤滑油を介して相対的に摺動し得るリング状に形成されており、さらに前記シリンダの前記ピストンリングとの摺動面が鏡面に形成され、前記ピストンリングの摺動面にはこれを覆う非晶質硬質炭素皮膜が形成されているものである。
【０００８】
第１の発明によれば、シリンダの潤滑面の摩擦係数はシリンダの潤滑面が鏡面とされることで小さく、ピストンリングの潤滑面の摩擦係数もピストンリングの潤滑面に非晶質硬質炭素皮膜が形成されることで小さくなる。さらに、シリンダの潤滑面は鏡面とされることで表面あらさが向上し、ピストンリングの潤滑面の表面あらさは、ピストンリングの潤滑面が緻密な非晶質硬質炭素皮膜で構成されることで向上している。また、シリンダとピストンリングは相互に表面あらさの影響を受け難くなるので、表面あらさに起因する摩擦力の発生も抑制される。
【０００９】
つまり、第１の発明によれば、シリンダの潤滑油の保持力が従来のクロスハッチ条痕の保持力より低下するが、摩擦係数の低下によるフリクションロスの減少がこれを補うので、潤滑性が良好になる。また、シリンダの鏡面化による摩擦抵抗の減少、非晶質硬質炭素皮膜による摩擦係数の減少により摩擦抵抗における潤滑油の占める割合が減少するので潤滑油の消費量を大幅に減少させることができる。また、耐摩耗性の点では、非晶質硬質炭素皮膜は耐摩耗性が高く、シリンダの潤滑面はこれに作用する摩擦力が小さくなり、潤滑油により潤滑されるので摩耗し難い。従って、第１の発明によれば、従来よりもフリクションロスが小さく、潤滑油の消費量の低い、省エネルギのシリンダ・ピストン摺動構造を提供することができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、前記鏡面の表面あらさの範囲が十点平均あらさで０．１〜０．５Ｒｚに定められる。鏡面の表面あらさが０．５Ｒｚを超えると、シリンダとピストンリングの表面あらさに起因する摩擦力が発生し、フリクションロスが増大することがあり、また、十点平均あらさで０．１Ｒｚ未満となると、シリンダにおける潤滑油の保持力が低下し、潤滑面全面に潤滑油膜を形成するのに適さない。鏡面の表面あらさの範囲を十点平均あらさ（ＪＩＳ）で０．１〜０．５Ｒｚに定めると、潤滑面の潤滑性が保持され、フリクションロスが低下する。
【００１１】
また、好ましくは、前記シリンダに対して前記ピストンを上死点位置に停止させた状態で、前記シリンダの内面を、スカート下端面より下方の領域と上方の領域とに区分して上方の領域を前記鏡面に形成し下方の領域を潤滑油がシリンダ内面に保持されるように条痕が設けられるとよい。
【００１２】
ピストンに異物が付着すると、異物がシリンダの潤滑面に接触し、擦傷を発生させる要因となるが、シリンダの潤滑面のうち、シリンダの潤滑面の少なくともピストンの異物との摺動面に潤滑油膜により接触を抑制する条痕を設けて、条痕に潤滑油を保持させる。この潤滑油は、シリンダの潤滑面の少なくともピストンの異物との摺動面に潤潤滑膜を作り、異物の接触に起因した傷の発生を防止する。この場合、異物は、ピストンを上死点位置に停止させた状態で、ピストンのスカートの下端面よりも下側の領域に集中して擦傷が発生する。このため、好ましくは、ピストンを上死点位置に停止させた状態でシリンダの内面をスカート下端面より下方の領域と上方の領域とに区分して下方の領域全面に条痕が設けられる。これにより、異物の接触が潤滑油膜により抑制され、擦傷、異常摩耗等の損傷からシリンダを保護することができる。
【００１３】
好ましくは、前記条痕がホーニング加工によりクロスハッチ状に形成される。ホーニング加工によりクロスハッチ状にホーニング条痕が形成されると、これに保持される潤滑油により、潤滑油膜が形成されるので、擦傷、異常摩耗等の損傷の発生が防止され、シリンダの信頼性が向上する。
この場合、好ましくは、前記クロスハッチ状の条痕が形成された潤滑面の表面あらさの範囲は２〜３μｍに定められる。
クロスハッチ状の条痕が形成された潤滑面の表面あらさが２μｍ未満となると、潤滑油膜の形成が安定せず、３μｍを超えると、一方の部材、他方の部材間に摩擦抵抗が発生し好ましくない。前記クロスハッチ状の条痕が形成された潤滑面の表面あらさの範囲が２〜３μｍに定めるとこのような不具合が解消される。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明のピストン・シリンダ摺動構造を往復動内燃機関のピストンとシリンダに用いたものである。第２の発明によれば、第１の発明と同様に、ピストン・シリンダ摺動構造が動作するため、ピストンリング、シリンダの耐磨耗性を確保することができるとともに、フリクションロスが小さいので燃費が向上する。また、潤滑油の消費量を低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば次の如き効果を発揮する。
請求項１記載の発明によれば、シリンダの鏡面化による摩擦抵抗(摩擦係数)の減少、非晶質硬質炭素皮膜による摩擦抵抗（摩擦係数）の減少により摩擦抵抗における潤滑油の占める割合を減少させることができるので、フリクションロスを従来よりも大幅に減少させることができる。また、摩擦抵抗の減少により潤滑油に依存する割合が減少するので潤滑油の消費量を大幅に減少させることができる。さらに、非晶質硬質炭素皮膜は耐摩耗性が高く、シリンダの潤滑面は潤滑油により潤滑されかつ摩擦力の発生が抑制されるので耐磨耗性を向上させることができる。従って、従来よりもフリクションロスが小さく、潤滑油の消費量の低い、省エネルギのシリンダ・ピストン摺動構造を提供することができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、鏡面の表面あらさの範囲を十点平均あらさ（ＪＩＳ）で０．１〜０．５Ｒｚに定めることで、潤滑面の潤滑性が保持できるので、フリクションロスを低下させることができる。
【００１７】
請求項３、４及び５記載の発明によれば、潤滑油膜によって、異物のシリンダ内面への接触を抑制するので、擦傷、異常摩耗等の損傷からシリンダを保護することができる。また、クロスハッチ状のホーニング条痕に保持される潤滑油により、潤滑油膜が形成されるので、擦傷、異常摩耗等の損傷の発生が防止され、シリンダの信頼性が向上する。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、このような第１の発明のピストン・シリンダ摺動構造を往復動内燃機関に用いるので、従来よりもフリクションロスが小さく、潤滑油の消費量が低いのに加え、燃費が向上し、ピストンリング、シリンダの耐磨耗性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１に係る往復動内燃機関を示す説明図であり、（ａ）はピストンが上死点位置、（ｂ）はピストンが下死点位置の状態を示す。
【図２】本発明の実施形態２に係る往復動内燃機関を示す解説図であり、（ａ）はピストンが上死点位置、（ｂ）はピストンが下死点位置の状態を示す。
【図３】本発明の実施形態１の非晶質硬質炭素皮膜の説明図である。
【図４】本発明に係る往復動内燃機関の機関回転数とフリクショントルク (摩擦力)の関係を示す図である。
【図５】従来の往復動内燃機関を示す解説図であり、（ａ）はピストンが上死点位置、（ｂ）はピストンが下死点位置の状態を示す。
【図６】図５のＸ−Ｘ断面の要部説明図である。
【図７】往復動内燃機関の構造を示す解説図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
なお、本実施形態は、本発明に係るピストン・シリンダ摺動構造を往復動内燃機関に適用したものである。
【００２１】
（実施形態１）
図７は、往復動内燃機関（以下、単に、内燃機関という）のシリンダブロックの構造を示すものである。往復動内燃機関は、ピストン３と、該ピストン３を、潤滑油を介して摺動自在にかつ往復動自在に収容するシリンダライナ１と、前記ピストン３をクランク軸（図示せず）にピストンピン１７を介して連結するコンロッド１３と、ピストン３の外周面に円周方向に沿って張設されるピストンリング５、６、７とを備え、クランク軸にコンロッド１３を介して回転駆動力を伝達する。クランク軸１２はこれに連結された出力軸（図示せず）に伝達し、出力軸を回転させる。
【００２２】
図１は、図７に示した往復動内燃機関のシリンダブロックにおける断面図である。本実施形態では、シリンダ２がピストン・シリンダ摺動構造におけるシリンダに該当し、ピストンリング５、６、７がピストン・シリンダ摺動構造におけるピストンリングに該当する。
【００２３】
シリンダライナ１は、シリンダ２を有する筒状部材であり、ピストン３を摺動自在かつ往復動自在に案内する。ピストン３にはシリンダ２の内面２ａと潤滑油を介して摺動するスカート３ａがピストンピン１７を挟んだ両側に一体に設けられており、ピストン３の外周部上部であるトップランド４に複数の環状の溝８、９、１０が形成されている。複数の溝８、９、１０は、軸方向に間隔を隔てて設けられており、それぞれにピストンリング５、６、７が装着されている。これらピストンリング５、６、７は、弾性により拡縮自在であり、弾性的に拡開した状態で前記リング溝８、９、１０に嵌めこまれている。ピストンリング５、６、７は、シリンダ２の内面２ａ内に組み込まれたとき、その弾性に対応した圧力でシリンダ２の内面２ａと潤滑油を介して接触する。
【００２４】
ピストンリング５、６は、シリンダ２の内面２ａとの間でガス漏れを防止するコンプレッションリングであり、ピストンリング７は、シリンダ２の内面２ａに保持されている余分な潤滑油を掻き落として焼付けを防止するオイルリングである。
ピストンリング５、６、７のうち、少なくともピストンリング７のシリンダ２の内面２ａとの潤滑面には、図３に示す如く、これを覆うように非晶質硬質炭素皮膜１１が形成される。この非晶質硬質炭素皮膜（Ｄｉａｍｏｎｄ―Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ，ＤＬＣ）１１は、現状では、負パルスバイアスイオンビーム蒸着装置により成膜することが好ましいが、耐磨耗性、摩擦係数の低い硬質な非晶質硬質炭素皮膜１１を蒸着により成膜できる蒸着装置であれば、ＰＶＤ、ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ含む）等の成膜装置を用いて形成してもよい。
【００２５】
この場合、非晶質硬質炭素皮膜１１の膜厚の範囲は、１〜５μｍに定めるとよい。非晶質硬質炭素皮膜１１の膜厚が下限値未満となると、耐久性の不具合が発生し、上限値を超えると、硬質皮膜は靭性が低いため割れ、欠けの不具合が発生する。非晶質硬質炭素皮膜１１は、硬質で耐磨耗性に優れ、しかもＣｒめっきと比較して摩擦係数が小さいので、シリンダ２の内面（摺動面）２ａに対する摩擦抵抗が小さくなり、フリクション低減、ひいては、燃費向上に貢献できる。
【００２６】
一方、シリンダ２の内面２ａは、スーパーフィニッシュ加工により、鏡面に形成されている。ここで、スーパーフィニッシュ加工とは、ホーニング加工機により、シリンダライナ１の内面２ａを研削した後、バフ等の研磨機、又はホーニング加工機の砥石を例えばバフに変えた研削加工機により、鏡面の表面あらさを所定の値に仕上げる加工のことをいう。鏡面の表面あらさの範囲は、本実施形態においては、十点平均あらさで０．１〜０．５Ｒｚに定められる。
【００２７】
鏡面の表面あらさが０．５Ｒｚを超えると、シリンダ２の内面２ａに対してピストン３の表面あらさに起因する摩擦抵抗が発生し、フリクションが増大することがあり、十点平均あらさが０．１Ｒｚ未満となると、シリンダライナ１の内面２ａにおける潤滑油の保持力が低下し、潤滑面全面に潤滑油膜を形成するのに適さない。鏡面の表面あらさの範囲を、十点平均あらさで０．１〜０．５Ｒｚに定めると、鏡面によりシリンダライナ１に対する摩擦抵抗が小さくなり、摩擦抵抗の減少分、ピストン３のフリクションが低下し、フリクションが低下すると内燃機関の燃費が向上する。また、シリンダ２の内面２ａの潤滑面全面に形成する潤滑油膜の厚みを薄くすることが可能になり、潤滑油の消費量を低減することができる。
【００２８】
次に、上記の実施形態で示したシリンダ２とピストンリング７が耐摩耗性に優れ、摺動面における摩擦係数の低減効果を発揮することについての検証を目的として摺動面についてエンジン回転数（機関回転数）とフリクショントルクの測定を行った。図４はこの結果を示す。
【００２９】
従来例（Ｌｉｎｅ  Ａ）は、Ｃｒめっきを施したピストンリング７を装着した場合のピストン３のエンジン回転数とフリクショントルク (摩擦力)の関係を示し、実施形態１（Ｌｉｎｅ  Ｂ）は、シリンダ２の内面２ａを鏡面とし、ピストンリング７の摺動面に、前記非晶質硬質炭素皮膜１１を形成した場合のエンジン回転数とフリクショントルク (摩擦力)との関係を示すものである。
【００３０】
図４に示すように、実施形態１と従来例のフリクショントルクを比較すると、どのエンジン回転数においても実施形態１（Ｌｉｎｅ  Ｂ）のフリクショントルクが従来例（Ｌｉｎｅ  Ａ）のフリクショントルクよりも低くなる。つまり、従来は、潤滑面に潤滑油膜を形成するには、潤滑油を取り込んで保持する条痕、例えば、クロスハッチ状のホーニング条痕１５をシリンダ２の潤滑面又はピストン３の潤滑面に形成することが好ましいとされており、クロスハッチ状のホーニング条痕１５の潤滑油の保持力に依存するところが大きかった。
【００３１】
しかし、シリンダ２の潤滑面を鏡面として摩擦係数を小さくし、ピストンリング７のシリンダ２の潤滑面、すなわち、シリンダ２の内面２ａとの潤滑面に非晶質硬質炭素皮膜１１を形成して摩擦係数を小さくすると、摩擦抵抗の減少に関して潤滑油に依存する割合が減少するので、潤滑性が良好になる。
また、シリンダ２の内面２ａを鏡面に形成すると、シリンダ２の内面２ａとピストンリング７の相互の表面あらさに起因する摩擦力の発生も抑制することができるので、これもフリクショントルクの低減に寄与している。
加えて、摩擦抵抗の減少に関して潤滑油に依存する割合が小さくなるので、潤滑油の消費量も減少する。
【００３２】
一方、非晶質硬質炭素皮膜１１は耐磨耗性が高く、潤滑油膜が薄い場合でも摩耗することがないので、非晶質硬質炭素皮膜１１の耐摩耗性に関して支障が発生することもない。
従って、実施形態１のシリンダ２とピストンリング７によれば、シリンダ２、ピストンリング７の相対的なフリクショントルクが低下し、フリクショントルクの減少分、往復動内燃機関の燃費を向上させることができ、省エネルギ化に貢献できる。
【００３３】
（実施形態２）
次に、図２を参照して本発明の実施形態２について説明する。
この実施形態は、実施形態１のピストン３とシリンダ２の相互干渉を防止することにより、シリンダ２における縦傷の発生を防止できるようにしたものである。
【００３４】
すなわち、実施形態１の往復動内燃機関においてシリンダ２の内面２ａの表面あらさを小さくし鏡面とすると、図１に示す如く、シリンダ２の内面２ａに縦傷(擦傷)Ｓが発生することがある。ピストン３を上死点位置に停止した状態で、シリンダ２の縦傷Ｓの発生箇所を検討すると、ピストン３のスカート３ａの下端面を境界として境界より下方を下側の領域Ｅとし、上方側を上方の領域Ｆとすると、縦傷Ｓは、下側の領域Ｅに複数集中して発生している。
原因としては、ピストン３のスカート３ａの表面に埋没したシリンダライナ１の摩耗鉄粉やステダイト粉が挙げられており、シリンダ２の内面２ａの縦傷Ｓは、これらの摩耗鉄粉やステダイト粉との接触により発生した研削摩耗痕であると考えられる。
【００３５】
そこで、縦傷Ｓの発生を特定するため、従来のホーニング加工によりシリンダ２にホーニング条痕１５を形成した従来の往復動内燃機関において、縦傷Ｓの発生状態を調査すると、従来の往復動内燃機関においては、シリンダ２にこのような縦傷Ｓが発生したとの報告はされていない。従って、縦傷Ｓは、シリンダ２の内面２ａのあらさが小さいほど、すなわち、鏡面とするほど発生しやすくなる傾向があるものと考えられる。
【００３６】
そこで、本実施形態２では、図２に示す如く、縦傷Ｓの発生を抑制するために、ピストン３の摺動面（外周面）又はシリンダ２の内面２ａの摺動面のうち、異物の付着部に対応する位置に、例えば、従来技術で説明したクロスハッチ状のホーニング条痕１５を設けて、潤滑油を保持し、潤滑油膜によって異物との接触（干渉）を抑制する。
【００３７】
本実施形態２では、ホーニング条痕１５は、ピストン３を上死点位置に停止した状態でピストン３のスカート３ａの下端面の位置をシリンダ２の領域の境界として、境界よりも下方を下方の領域Ｅとし、境界より上方側を上方側の領域Ｆとして下方側の領域Ｅに従来と同様のホーニング加工を施し、クロスハッチ状のホーニング条痕１５を形成する一方、上方の領域Ｆを実施形態１にて説明した鏡面とし、ピストンリング７の摺動面に、非晶質硬質炭素皮膜１１を形成している。
【００３８】
この場合、クロスハッチ状のホーニング条痕１５を形成した下方の領域Ｅの表面あらさの範囲は、２〜３μｍに定められる。下方の領域Ｅの表面あらさが２μｍ未満となると、潤滑油膜の形成が安定せず、３μｍを超えると、シリンダ２とピストン３との間に摩擦抵抗が発生するようになり、好ましくない。従って、クロスハッチ状の条痕１５を形成する潤滑面の表面あらさの範囲は２〜３μｍに定めるとよい。なお、表面あらさの２〜３μｍは、条痕の深さを示すものである。
【００３９】
実施形態２にかかる内燃機関の潤滑構造によれば、縦傷Ｓの発生が、クロスハッチ状のホーニング条痕１５に保持された潤滑油が形成する潤滑油膜により防止することができ、実施形態１と同様にシリンダ２の潤滑面とピストンリング５、６、７との間の潤滑を好適に保ちながら両者間の摩擦力の発生を防止することが可能となり、フリクションロスが小さく、燃費がよく、潤滑油の消費量の少ない往復動内燃機関とすることができる。
【００４０】
なお、本実施形態２では、非晶質硬質炭素皮膜１１を少なくともピストンリング７に設ける説明をしたが、ピストン３のスカート３ａを微細構造の非晶質硬質炭素皮膜１１で覆うようにしてもよい。また、シリンダ２の内面２ａを微細構造の非晶質硬質炭素皮膜１１覆うようにしてもよい。このようにすると、シリンダ２、ピストン３の耐磨耗性をさらに向上させ、フリクションロスをさらに減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、ピストン・シリンダ摺動構造及び該ピストン・シリンダ摺動構造において、シリンダの表面あらさを適正にするとともに、ピストンリングの耐摩耗性を改善することにより、シリンダ、ピストン間の相対的なフリクションを低減できるため、往復動内燃機関への利用に適している。
【符号の説明】
【００４２】
１  シリンダライナ
２  シリンダ
２ａ  シリンダの内面
３  ピストン
３ａ  ピストンのスカート
４  トップランド
５、６、７  ピストンリング
８、９、１０  リング溝
１１  非晶質硬質状炭素皮膜（ＤＬＣ）
１２  クランク軸
１３  コンロッド
Ｓ  縦傷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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