(57)【要約】【課題】シリンダボア面とピストンとの摺動抵抗を増大させることなくシリンダボア面に表面処理を施すことができるシリンダボア面の表面処理方法を提供する。【解決手段】シリンダボア面４の表面処理方法は以下の３つの工程を有する。まず、シリンダブロック１のシリンダボア面４に複数のディンプル６を形成する工程を実施する。そして、ディンプル６に固体潤滑剤５を充填する工程を実施する。最後に、固体潤滑剤５の充填後にシリンダボア面４の表面仕上げを行う工程を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックのシリンダボア面に複数のくぼみを形成する工程と、
前記くぼみに固体潤滑剤を充填する工程と、
前記固体潤滑剤の充填後に前記シリンダボア面の表面仕上げを行う工程と、を有するシリンダボア面の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシリンダボア面の表面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンにおいて、ピストンとピストンを摺動可能に収納するシリンダブロックのシリンダボアとの焼付きを防止するため、シリンダボア面に表面処理を施すのが一般的である。特許文献１には、二硫化モリブデンからなる微粒子ショット材を用いてシリンダボアの内周面にショットピーニングを施し、シリンダボア面に二硫化モリブデンを埋め込む技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０３８４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、シリンダボア面がショットピーニングの際に生じた凹凸により十分に平滑にならず、シリンダボア面とピストンとの摺動抵抗が増大する場合があった。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、シリンダボア面とピストンとの摺動抵抗を増大させることなくシリンダボア面に表面処理を施すことができるシリンダボア面の表面処理方法を提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シリンダボア面の表面処理方法であって、シリンダブロックのシリンダボア面に複数のくぼみを形成する工程と、前記くぼみに固体潤滑剤を充填する工程と、前記固体潤滑剤の充填後に前記シリンダボア面の表面仕上げを行う工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
シリンダボア面とピストンとの摺動抵抗を増大させることなくシリンダボア面に表面処理を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】シリンダボア面が表面処理されたシリンダブロックの概略構成を示す図である。
【図２Ａ】ディンプルの形状の一例について説明する図である。
【図２Ｂ】ディンプルの形状の一例について説明する図である。
【図３Ａ】ディンプルの形状の別の一例について説明する図である。
【図３Ｂ】ディンプルの形状の別の一例について説明する図である。
【図４】シリンダブロックにおけるシリンダボア面の加工方法の流れを示すフローチャートである。
【図５】ディンプルの形成工程後のシリンダボア面の状態を示す図である。
【図６】固体潤滑剤の充填工程後のシリンダボア面４の状態を示す図である。
【図７】表面仕上げ処理後のシリンダボア面の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態は、車両に搭載されるエンジンのシリンダブロックを対象としている。
図１は、シリンダボア面が表面処理されたシリンダブロック１の概略構成を示す図である。図１に示すように、シリンダブロック１には、ピストン２を摺動可能に収容するシリンダボア３が形成されている。シリンダブロック１は鋳鉄やアルミ合金などの金属材料で形成されている。ピストン２の外周面には複数の溝が所定の間隔を隔てて形成され、これらの溝にピストンリング２ａが嵌め込まれている。これらのピストンリング２ａがシリンダボア面４に摺接する。シリンダボア３におけるシリンダボア面４には、ピストン２が摺動することによる焼付きを防止するための表面処理が施されている。シリンダボア面４は、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）やグラファイトなどの固体潤滑剤５が埋め込まれたディンプル（くぼみ）６を有している。
【００１０】
図２Ａ及び図２Ｂは、ディンプル６の形状の一例について説明する図である。図２Ａはシリンダボア３内から見た図、図２Ｂは図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う断面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ディンプル６の形状は半球状である。図中に示すディンプル６の各寸法について、例えば、直径Ｄを２ｍｍ、深さＬを４５μｍ、ピッチＰを４〜８ｍｍ程度としてもよい。
【００１１】
図３Ａ及び図３Ｂは、ディンプル６の形状の別の一例について説明する図である。図３Ａはシリンダボア３内から見た図、図３Ｂは図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う断面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ディンプル６の形状は直方体状である。図中に示すディンプル６の各寸法について、例えば、各辺の長さＤ２を０．２ｍｍ、深さＬ２を６０μｍ、ピッチＰ２を０．４ｍｍとしてもよい。
【００１２】
次に、シリンダブロック１におけるシリンダボア面４の表面処理工程の流れについて以下で説明する。
図４は、シリンダブロック１におけるシリンダボア面４の表面処理工程の流れを示すフローチャートである。図４に示すように、まず、パンチ加工により、シリンダボア面４にディンプル６を形成する（ステップＳ１）。次に、シリンダボア面４に対し固体潤滑剤５を噴射してシリンダボア面４に固体潤滑剤５を充填する（ステップＳ２）。そして、研磨などによりシリンダボア面４に対して表面仕上げを行う（ステップＳ３）。
【００１３】
図５は、ディンプル６の形成工程後（図４のステップＳ１の処理後）のシリンダボア面４の状態を示す図である。なお、図５では、図１において破線で囲まれた領域（領域Ａ）のみ示す。図５に示すように、シリンダボア面４のほぼ全域にわたって一様の密度でディンプル６が形成されている。ディンプル６は、シリンダボア面４においてピストン２を摺動させたときに焼付きを十分に抑制できる程度に密に形成する。
【００１４】
図６は、固体潤滑剤５の充填工程後（図４のステップＳ２の処理後）のシリンダボア面４の状態を示す図である。なお、図６では、図１において破線で囲まれた領域（領域Ａ）のみ示す。図６に示すように、固体潤滑剤５がシリンダボア面４に形成されたディンプル６に充填されている。また、シリンダボア面４のほぼ全域にわたり固体潤滑剤５が堆積している。
【００１５】
図７は、表面仕上げ処理後（図４のステップＳ３の処理後）のシリンダボア面４の状態を示す図である。なお、図７では、図１において破線で囲まれた領域（領域Ａ）のみ示す。図７に示すように、シリンダボア面４において、ディンプル６には固体潤滑剤５が充填されているが、ディンプル６のある箇所以外の表面は金属部分４ａが露出している。
【００１６】
シリンダボア面４に形成されたディンプル６に固体潤滑剤５が埋め込まれることによって、ピストン２の相対速度が遅くなる上死点及び下死点付近でもシリンダボア面４に焼付きが発生しない。また、固体潤滑剤５を充填後にシリンダボア面４の表面仕上げを行うことで、シリンダボア面４を十分に平滑化することができる。これにより、シリンダボア面４とピストン２との摺動抵抗を増大させることなくシリンダボア面４に表面処理を施すことができる。
【００１７】
シリンダボア面の全てを樹脂コーティングした場合、ピストンの摺動により比較的短期間で樹脂の磨耗が進みピストンとシリンダボア面（すなわち、樹脂によるコーティング面）とのクリアランスが変化する。つまり、ピストンの摺動により比較的短期間で上述のクリアランスが樹脂の膜厚分変化する。これに対し、本発明では、シリンダボア面４は、ディンプル６に固体潤滑剤５が充填された箇所以外は金属部分４ａであるため、樹脂コーティングした場合のようにピストン２とシリンダボア面４とのクリアランスが比較的短期間で変化してしまうことはない。つまり、上述のクリアランスの変化は、シリンダボア面を樹脂コーティングしない場合とほぼ同等である。
【００１８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施の形態ではパンチ加工によってシリンダボア面４にディンプル６を形成したが、ショットピーニングによってシリンダボア面４にディンプル６を形成してもよい。また、ディンプル６の形状は半球状や直方体状に限るものではない。例えば、円錐状であっても三角錐状であってもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１  シリンダブロック
２  ピストン
３  シリンダボア
４  シリンダボア面
４ａ  金属部分
５  固体潤滑剤
６  ディンプル
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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