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JP2005320934A - Reciprocatingly moving member - Google Patents

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JP2005320934A
JP2005320934A JP2004141025A JP2004141025A JP2005320934A JP 2005320934 A JP2005320934 A JP 2005320934A JP 2004141025 A JP2004141025 A JP 2004141025A JP 2004141025 A JP2004141025 A JP 2004141025A JP 2005320934 A JP2005320934 A JP 2005320934A
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JP
Japan
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reciprocating member
piston
present
printing method
reciprocating
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004141025A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomio Niie
富雄 新江
Akihito Kobayashi
昭仁 小林
Toshio Yoshioka
稔雄 吉岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Drilube Co Ltd
Original Assignee
Toyo Drilube Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyo Drilube Co Ltd filed Critical Toyo Drilube Co Ltd
Priority to JP2004141025A priority Critical patent/JP2005320934A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reciprocatingly moving member formed simply at low cost and capable of well maintaining lubricating properties over a long period from its early stage. <P>SOLUTION: A solid lubricating film of a prescribed pattern is formed by a printing method. The solid lubricating film comprises presence portions A (projected portion) having the solid lubricating film within the prescribed area of a piston skirt part 10 and non-presence portions B (recessed portion) having no solid lubricating film and allowing a lubricating oil to be held in the non-presence portions B present between the presence portions A. Since the lubricating oil can be well held in the non-presence portions B, the reciprocatingly moving member simply formed at low cost and capable of maintaining the lubrication properties over a long period from its early stage can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関、エアコンプレッサ、プランジャなどの往復運動装置において他部品に対して摺動されるピストン等の往復運動部材に関する。   The present invention relates to a reciprocating member such as a piston that slides with respect to other components in a reciprocating device such as an internal combustion engine, an air compressor, or a plunger.

内燃機関などに用いられるピストンを往復運動部材の一例として説明すると、ピストンは、該ピストンの周囲に刻設されるピストンリング溝に保持されるピストンリングを介して円筒状のシリンダライナに嵌挿され、該ピストンがピストンピン、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されることによって、ピストンの往復運動とクランクシャフトの回転運動との間で運動変換が行なわれる。   A piston used for an internal combustion engine or the like will be described as an example of a reciprocating member. The piston is fitted into a cylindrical cylinder liner via a piston ring held in a piston ring groove formed around the piston. The piston is connected to the crankshaft via a piston pin and a connecting rod, so that motion conversion is performed between the reciprocating motion of the piston and the rotational motion of the crankshaft.

なお、ピストンリングとシリンダライナ間、及びピストンピン廻りに揺動されるピストンのスカート部とシリンダライナ間には潤滑油が存在し、該潤滑油によって、各両者間の潤滑が良好に行なわれ、スカッフィング(溶着)や摩擦を抑制すると共にフリクションの低減などが図られる。   In addition, there is lubricating oil between the piston ring and the cylinder liner, and between the piston skirt and the cylinder liner that swings around the piston pin, and the lubricating oil provides good lubrication between the two, Scuffing (welding) and friction are suppressed, and friction is reduced.

ここで、ピストンリングとシリンダライナ間の潤滑特性を改善することは勿論、シリンダ内の空気を圧縮する圧縮行程や燃焼行程などにおいては、ピストン上面側から圧力が作用する一方、クランク角度に応じてピストンに連結されるコネクティングロッドが往復運動方向におけるシリンダ中心軸に対して傾いているため、力の釣り合いより、ピストンをシリンダライナ内壁に向けて押圧する側圧が発生し、それによってピストンのスカート部がシリンダライナへ押し付けられて往復運動されるため、ピストンのスカート部とシリンダライナとの間の潤滑特性を改善して、ピストンのスカート部とシリンダライナとの間で発生するスカッフィング(溶着)を防止すると共に、摩耗を長期に亘って抑制すること、及びフリクションを低減することも重要である。   Here, in addition to improving the lubrication characteristics between the piston ring and the cylinder liner, in the compression stroke and the combustion stroke for compressing the air in the cylinder, pressure acts from the upper surface side of the piston, while depending on the crank angle. Since the connecting rod connected to the piston is inclined with respect to the cylinder central axis in the reciprocating motion direction, a side pressure is generated that presses the piston toward the inner wall of the cylinder liner due to the balance of force, thereby causing the skirt portion of the piston to move. Since it is pressed against the cylinder liner and reciprocated, it improves the lubrication characteristics between the piston skirt and cylinder liner, and prevents scuffing (welding) between the piston skirt and cylinder liner. In addition, it suppresses wear over a long period of time and reduces friction. It is also important.

このため、従来においては、特許文献1のように、ピストンのスカート部に固体潤滑材を含有させたコーティングを施すなどしてピストンのスカート部とシリンダライナと間の潤滑特性の改善を図ったものがある。   For this reason, conventionally, as in Patent Document 1, the piston skirt is coated with a solid lubricant so as to improve the lubrication characteristics between the piston skirt and the cylinder liner. There is.

しかしながら、特許文献1のように、ポリイミド樹脂をバインディングとして用いた場合には、初期なじみ性は高いものの耐摩耗性が低いため所定時間の運転後には摩耗が進行してピストン母材(アルミ合金)が露呈してしまうため、長期に亘って潤滑特性を高く維持することは難しかった。また、長期間放置後において、潤滑油がピストンのスカート部とシリンダライナ間から脱してしまうため、長期間放置後の始動時に、ピストンのスカート部とシリンダライナ間の潤滑が不十分になるといった問題の解決は、例え固体潤滑材がピストンのスカート部にコーティングされていたとしても難しかった。   However, as in Patent Document 1, when a polyimide resin is used as a binding, although initial conformability is high, wear resistance is low, so wear progresses after a predetermined time of operation, and piston base material (aluminum alloy). Therefore, it was difficult to maintain high lubrication characteristics over a long period of time. In addition, since the lubricating oil is released from between the piston skirt and the cylinder liner after being left for a long period of time, there is insufficient lubrication between the piston skirt and the cylinder liner at the start after being left for a long period of time. This solution was difficult even if the solid lubricant was coated on the piston skirt.

このため、潤滑油の保持特性を改善するために、特許文献2のように、ピストンのスカート部の外周面に、該外周面の円周方向に延在する条痕を機械加工により形成し、その上に固体潤滑被膜を形成するようにしたものがある。また、スカート部の全面に固体潤滑被膜をコーティングした後、機械加工により切削して条痕を形成するようにしたものもある。   For this reason, in order to improve the retention characteristics of the lubricating oil, as in Patent Document 2, a streak extending in the circumferential direction of the outer peripheral surface is formed by machining on the outer peripheral surface of the piston skirt, There is one in which a solid lubricating film is formed thereon. In some cases, a solid lubricant film is coated on the entire surface of the skirt portion and then cut by machining to form a streak.

しかしながら、これらのものは、ピストンの製造が複雑化するため製造コストが増大するという問題がある。また、加工方法の制約などから、条痕の形状も限られたものとなり設計自由度が低いという問題もある。
特開昭54−162014号公報 特開2001−279495号公報
However, these products have a problem that the manufacturing cost increases because the manufacturing of the piston is complicated. In addition, due to the limitations of the processing method, the shape of the streak is limited and there is a problem that the degree of design freedom is low.
JP-A-54-162014 JP 2001-279495 A

本発明は、上記従来の実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成でありながら、潤滑特性を初期から長期に亘って良好に維持することができる往復運動部材(例えば、ピストン)を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and provides a reciprocating member (for example, a piston) capable of maintaining good lubrication characteristics from the initial stage over a long period of time while having a simple and inexpensive configuration. The purpose is to do.

上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明に係る往復運動部材は、
潤滑油の存在する環境下において往復運動する往復運動部材の往復運動摺動面の所定範囲に、固体潤滑材を塗布することで、凸状に存在する凸状部分と、凹状に存在する凹状部分と、を設け、前記凸状部分間に存する凹状部分に潤滑油を保持させるようにしたことを特徴とする。
前記固定潤滑材の塗布は、印刷方法により行なうことができる。
In order to achieve the above object, a reciprocating member according to the invention described in claim 1 is:
By applying a solid lubricant to a predetermined range of a reciprocating sliding surface of a reciprocating member that reciprocates in an environment where lubricating oil is present, a convex portion present in a convex shape and a concave portion present in a concave shape And the lubricating oil is held in the concave portions existing between the convex portions.
The application of the fixed lubricant can be performed by a printing method.

また、請求項3に記載の発明に係る往復運動部材のように、往復運動する往復運動部材の往復運動摺動面の所定範囲に、固体潤滑材を印刷方法により塗布することで、凸状に存在する凸状部分と、凹状に存在する凹状部分と、を設ける。
なお、前記印刷方法は、スクリーン印刷方法又はパッド印刷方法とすることができる。
また、前記凹状部分は、固体潤滑被膜を形成せず、固体潤滑被膜が存在しない非存在部分とすることができる。
Further, like the reciprocating member according to the third aspect of the present invention, the solid lubricant is applied to the predetermined range of the reciprocating sliding surface of the reciprocating member that reciprocates by the printing method, thereby forming a convex shape. A convex portion that exists and a concave portion that exists in a concave shape are provided.
The printing method may be a screen printing method or a pad printing method.
The concave portion may be a non-existing portion that does not form a solid lubricating film and does not have a solid lubricating film.

ところで、往復運動部材が本体装置(往復運動部材がピストンの場合には、内燃機関)に配設されて実際に使用されるときに、少なくとも重力方向において、前記凸状部分と、前記凹状部分と、が交互に存するようなパターンで固体潤滑被膜が形成されることが好ましい。   By the way, when the reciprocating member is disposed in the main body device (internal combustion engine when the reciprocating member is a piston) and actually used, at least in the direction of gravity, the convex portion, the concave portion, It is preferable that the solid lubricant film is formed in a pattern in which, and are alternately present.

本発明は、ピストンなどの往復運動部材の往復運動摺動面(ピストンのスカート部分など)の所定範囲に、固体潤滑材を塗布することで、凸状に存在する凸状部分と、凹状に存在する凹状部分と、を設け、前記凸状部分間に存する凹状部分に潤滑油を保持させるようにしたので、簡単かつ安価な構成でありながら、初期から長期に亘って潤滑特性を良好に維持することができ、以ってスカッフィングの抑制と、耐摩耗性の改善と、を共に高いレベルで両立させることができる。即ち、本発明によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、潤滑特性を初期から長期に亘って良好に維持することができる往復運動部材を提供することができる。   The present invention applies a solid lubricant to a predetermined range of a reciprocating sliding surface (such as a skirt portion of a piston) of a reciprocating member such as a piston, thereby presenting a convex portion present in a convex shape and a concave shape. In addition, the lubricating oil is retained in the concave portions existing between the convex portions, so that the lubrication characteristics are maintained well from the beginning for a long period of time while having a simple and inexpensive configuration. Therefore, both suppression of scuffing and improvement of wear resistance can be achieved at a high level. That is, according to the present invention, it is possible to provide a reciprocating member capable of maintaining a good lubrication characteristic from the initial stage over a long period of time while having a simple and inexpensive configuration.

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の一実施の形態に係る往復運動部材としてのピストン1は、図1及び図2に示すように、ピストン頂面2に、シリンダヘッドに配設されるバルブとの干渉を避けるためのバルブリセス3が設けられ、ピストン側面にはトップランド4、トップリング溝5、セカンドランド6、セカンドリング溝7、サードランド8、オイルリング溝9が設けられると共に、オイルリング溝9の下にピストンスカート部10が設けられる。また、図示しないクランク軸に連結されるコネクティングロッド(図示せず)の小端部に回動自在に挿入保持されるピストンピン(図示せず)を挿入保持するためのピストンピン孔12が、ピンボス部11にクランク軸長手方向と略平行に開口されている。なお、ピストン1は、例えば、Si系アルミニウム合金(AC8Aなど)で形成されるが、他の材質であってもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, a piston 1 as a reciprocating member according to an embodiment of the present invention has a valve recess for avoiding interference with a valve disposed on a cylinder head on a piston top surface 2. 3, a top land 4, a top ring groove 5, a second land 6, a second ring groove 7, a third land 8, and an oil ring groove 9 are provided on the side surface of the piston, and a piston skirt portion is provided under the oil ring groove 9. 10 is provided. Further, a piston pin hole 12 for inserting and holding a piston pin (not shown) that is rotatably inserted into a small end portion of a connecting rod (not shown) connected to a crankshaft (not shown) includes a pin boss. The part 11 is opened substantially parallel to the longitudinal direction of the crankshaft. The piston 1 is made of, for example, a Si-based aluminum alloy (AC8A or the like), but may be made of other materials.

そして、本実施形態では、図1、図2に示すように、ピストンスカート部10の斜線部分に、所定パターンの固体潤滑被膜を、例えば印刷法によって形成(塗布)する。より詳細には、固体潤滑被膜は、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、PTFE、窒化ホウ素、クラスターダイヤモンド、シリコンなどの潤滑成分を単体又は複合して各種樹脂に溶剤又は水を用いて分散させた塗料又はインク状の物質からなり、本実施形態では、該固体潤滑被膜を、シルク印刷法、パッド印刷法などの印刷法でピストンスカート部10の必要部位に塗布することで形成する。   In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a solid lubricating film having a predetermined pattern is formed (applied) on the hatched portion of the piston skirt portion 10 by, for example, a printing method. More specifically, the solid lubricating coating is made by dispersing lubricating components such as molybdenum disulfide, tungsten disulfide, graphite, PTFE, boron nitride, cluster diamond, and silicon alone or in combination with various resins using a solvent or water. In this embodiment, the solid lubricant film is formed by applying the solid lubricant film to a necessary portion of the piston skirt portion 10 by a printing method such as a silk printing method or a pad printing method.

なお、シルク印刷は、例えばシルク(絹)などの編み目状になった版(スクリーン)を用い、その上に前記塗料又はインク状の物質をのせて、スクリーンの編み目から前記塗料又はインク状の物質を通過させることによって塗布する印刷方法である。また、パッド印刷は、所定の形状に彫り込んだ版下に前記塗料又はインク状の物質インクを流し込み、それをパッドに写し取り、さらにこのパッドを成形品表面(ここではピストンスカート部10)に押し付けることで前記塗料又はインク状の物質を成形品に転写する印刷方法である。   For silk printing, for example, a plate (screen) having a stitch shape such as silk is used, and the paint or ink-like substance is placed on the plate, and the paint or ink-like substance is applied from the stitch of the screen. This is a printing method in which coating is carried out by passing a film. Also, in pad printing, the paint or ink-like material ink is poured into a plate engraved in a predetermined shape, copied onto the pad, and further pressed against the surface of the molded product (here, the piston skirt portion 10). This is a printing method in which the paint or ink-like substance is transferred to a molded product.

ここで、形成する固体潤滑被膜の所定パターンの具体例としては、図3(A)〜(C)、図4(A)〜(C)に示すように、要求する潤滑特性に応じて種々のパターンを採用することができる。   Here, as a specific example of the predetermined pattern of the solid lubricant film to be formed, there are various patterns depending on the required lubrication characteristics as shown in FIGS. 3 (A) to (C) and FIGS. 4 (A) to (C). Patterns can be employed.

なお、本実施形態では、ピストンスカート部10の所定範囲内に、固体潤滑被膜が存在する存在部分A(数μmから10数μm程度の被膜厚さ分だけ凸状となる部分。幅方向の寸法は、例えば0.1〜1mm程度)と、固体潤滑被膜が存在しない非存在部分B(数μmから10数μm程度の存在部分Aの被膜厚さ分だけ凹状となる部分。幅方向の寸法は、例えば存在部分Aの幅方向の寸法の3〜5倍程度)と、を含み、存在部分A間に存在する非存在部分Bに潤滑油を保持させることができる所定のパターンからなる固体潤滑被膜を、印刷方法により形成するようにしたので、これにより、以下のような作用効果を奏することができる。   In the present embodiment, the existence portion A where the solid lubricant film exists within a predetermined range of the piston skirt portion 10 (a portion that is convex by a film thickness of about several μm to several tens of μm. Dimensions in the width direction. Is, for example, about 0.1 to 1 mm) and a non-existing portion B where no solid lubricating film is present (a portion which is concave by the film thickness of the existing portion A of about several μm to several tens of μm. The dimension in the width direction is For example, about 3 to 5 times the width of the existing portion A), and a non-existing portion B existing between the existing portions A can hold a lubricating oil in a predetermined pattern. Is formed by a printing method, and thereby the following effects can be obtained.

即ち、
(1)固体潤滑被膜が存在する存在部分Aによって、ピストンスカート部10と図示しないシリンダライナ間の潤滑特性を良好なものとして、ピストンスカート部10とシリンダライナ間のなじみを良くして、スカッフィングの発生を効果的に抑制すると共に、固体潤滑被膜が存在しない非存在部分Bにより潤滑油を比較的多量に保持し、該多量に保持される潤滑油を存在部分Aに効果的に供給して耐摩耗性を向上させると共にフリクションを低減することができる。
That is,
(1) The existence portion A where the solid lubricating film is present improves the lubrication characteristics between the piston skirt portion 10 and a cylinder liner (not shown), improves the familiarity between the piston skirt portion 10 and the cylinder liner, and improves scuffing. The generation of oil is effectively suppressed, and a relatively large amount of lubricating oil is retained by the non-existing portion B where no solid lubricating coating is present, and the large amount of lubricating oil is effectively supplied to the existing portion A to resist Abrasion can be improved and friction can be reduced.

また、存在部分Aで発生した微少スカッフを非存在部分Bで寸断することができるので、スカッフィングが拡大することを効果的に抑制できるという面もある。   Further, since the minute scuff generated in the existing portion A can be cut off in the non-existing portion B, it is possible to effectively suppress the expansion of scuffing.

そして、存在部分Aと非存在部分Bとを混在させたことから、ピストンスカート部10とシリンダライナ間の接触面積が実質的に小さくなるため、存在部分Aとシリンダライナ間において発生する油圧(面圧)を実質的に高めることができるため、存在部分Aとシリンダライナとが直接接触する惧れを従来に比べて抑制することができる。このため、耐スカッフィング特性、耐摩耗性を向上させることができる。   Since the existence portion A and the non-existence portion B are mixed, the contact area between the piston skirt portion 10 and the cylinder liner is substantially reduced, so that the hydraulic pressure (surface) generated between the existence portion A and the cylinder liner is reduced. Pressure) can be substantially increased, so that the possibility that the existing portion A and the cylinder liner are in direct contact with each other can be suppressed as compared with the conventional case. For this reason, the scuffing resistance and wear resistance can be improved.

(2)更に、非存在部分Bに潤滑油が保持されるので、ピストンスカート部10とシリンダライナ間に潤滑油を良好に保持しておくことができるので、潤滑油の保持性は高いが耐摩耗性が低い固体潤滑被膜(例えば、二硫化モリブデンやグラファイトなど)に代えて、潤滑油の保持性は劣るが耐摩耗性に優れる固定潤滑被膜(例えば、PTFEなど)を用いても、例えば長期間放置後の始動時におけるピストンスカート部10とシリンダライナ間の潤滑油不足に起因するピストンスカート部10とシリンダライナ間のスカッフィングの発生を効果的に抑制することができる。従って、潤滑油の保持性は劣るが耐摩耗性に優れる固体潤滑被膜を採用することができ、以って摩耗を長期に亘って抑制すること、及びフリクションを長期に亘って低く維持することが可能となる。   (2) Further, since the lubricating oil is held in the non-existing portion B, the lubricating oil can be held well between the piston skirt portion 10 and the cylinder liner. In place of a solid lubricating coating (for example, molybdenum disulfide or graphite) having low wear resistance, a fixed lubricating coating (for example, PTFE) having poor lubricating oil retention but excellent wear resistance may be used. The occurrence of scuffing between the piston skirt portion 10 and the cylinder liner due to the lack of lubricating oil between the piston skirt portion 10 and the cylinder liner at the time of starting after being left for a period can be effectively suppressed. Therefore, it is possible to employ a solid lubricating film that is inferior in lubricating oil retention but excellent in wear resistance, thereby suppressing wear over a long period of time and keeping friction low for a long period of time. It becomes possible.

言い換えれば、耐摩耗性を犠牲にして潤滑油の保持特性を高めるように固体潤滑被膜を形成する各種材料の選択や配合を決める必要があったが、固体潤滑被膜が存在する存在部分A(凸状部分)と、固体潤滑被膜が存在しない非存在部分B(凹状部分)と、を少なくとも往復運動方向において交互に存在させることで、トレードオフな関係にある潤滑油の保持特性と耐摩耗性とを共に高いレベルで両立させることが可能となり、以って固体潤滑被膜を形成する材料の採用自由度、配合自由度を格段に向上させることができる。   In other words, it was necessary to determine the selection and blending of various materials for forming the solid lubricating film so as to improve the retention characteristics of the lubricating oil at the expense of wear resistance. ) And non-existing portions B (concave portions) in which no solid lubricating film is present are alternately present at least in the reciprocating direction, so that the retention characteristics and the wear resistance of the lubricating oil are in a trade-off relationship. It is possible to achieve both at a high level, and thus the degree of freedom in adopting and blending the material for forming the solid lubricating film can be remarkably improved.

(3)本実施形態では、印刷方法を用いて固体潤滑被膜を形成するようにしたので、簡単かつ安価な方法で、所望のパターンの固体潤滑被膜を形成することができる。   (3) In this embodiment, since the solid lubricating film is formed by using the printing method, the solid lubricating film having a desired pattern can be formed by a simple and inexpensive method.

また、機械加工(切削加工など)で条痕を形成する場合に比べ、比較的大きな切削力やクランプ力がピストンに対して作用することがないので、精密形状に形成されているピストンプロフィールへの悪影響も抑制することができる。更に、本実施形態によれば、所定パターンの固体潤滑被膜を一括処理で形成できるから、製造時間も短くて済むというメリットがある。   In addition, compared to the case of forming streaks by machining (such as cutting), a relatively large cutting force or clamping force does not act on the piston. Adverse effects can also be suppressed. Furthermore, according to the present embodiment, since a solid lubricating film having a predetermined pattern can be formed by batch processing, there is an advantage that manufacturing time can be shortened.

そして、機械加工(切削加工など)終了後や表面処理(錫メッキなど)後の完成品に対して後加工で固体潤滑被膜を形成できるため、ピストンの製造工程の大きな変更が必要ないと共に、例えば業者に該被膜形成処理を委託することなども可能とすることができるというメリットもある。   And since the solid lubricant film can be formed by post-processing on the finished product after finishing machining (cutting, etc.) or after surface treatment (tin-plating, etc.), there is no need to make a major change in the piston manufacturing process. There is also a merit that it is possible to entrust the film forming process to a contractor.

また、後加工で固体潤滑被膜を形成すれば良いので、機械加工やメッキなどの表面処理加工が共通するピストンに関して、固体潤滑被膜の形成が要求されないピストン(使用環境が厳しくない仕様)と、固体潤滑被膜の形成が必要なピストン(使用環境が厳しい仕様)と、を、同じピストン製造ラインを利用して製造できるというメリットもある。   In addition, since it is only necessary to form a solid lubricant film by post-processing, a piston that does not require the formation of a solid lubricant film (specifications in which the use environment is not strict) and a solid that is common to surface treatments such as machining and plating There is also an advantage that a piston (specification in which the use environment is strict) that requires the formation of a lubricating coating can be manufactured using the same piston manufacturing line.

このような印刷方法によって固体潤滑被膜をピストンスカート部に凹凸状に形成することによる作用効果は、潤滑油を摺動面に介在させないタイプの往復運動部材(固体潤滑材のみで潤滑特性を確保するもの)に対しても同様に奏せられるものである。   The effect of forming the solid lubricant film on the piston skirt in an uneven shape by such a printing method is the reciprocating member of the type that does not interpose the lubricating oil on the sliding surface (to ensure the lubrication characteristics only with the solid lubricant) It can be played in the same way.

なお、本実施形態では、印刷方法により固体潤滑被膜をピストンスカート部に凹凸形状に形成することとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えばマスキングなどを利用したスプレーなどによる塗布方法あるいは、塗布ノズル等を用いてスカート部に直接固体潤滑被膜材を塗布して所定パターンに形成することも可能である。   In the present embodiment, the solid lubricant film is formed on the piston skirt portion in a concavo-convex shape by a printing method. However, the present invention is not limited to this. For example, a coating method using spraying using masking or the like or It is also possible to apply a solid lubricating coating material directly to the skirt using an application nozzle or the like to form a predetermined pattern.

上記実施形態では、凹状部分に固体潤滑被膜を形成しない構成として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、凸状部分間に形成される凹状部分に潤滑油を保持することが可能であれば、凸状部分より厚みの薄い固体潤滑被膜を凹状部分に形成しても良いことは勿論である。   In the above embodiment, the solid lubricating film is not formed in the concave portion. However, the present invention is not limited to this, and the lubricating oil can be held in the concave portion formed between the convex portions. If possible, it is needless to say that a solid lubricating film having a thickness smaller than that of the convex portion may be formed on the concave portion.

以上説明したように、本実施形態によれば、ピストンなどの往復運動部材の往復運動摺動面の所定範囲に、凸状部分Aと、凹状部分Bと、を含み、凸状部分A間に存在する凹状部分Bに潤滑油を保持させることができる所定のパターンからなる固体潤滑被膜を印刷方法により形成するようにしたので、簡単かつ安価な構成でありながら、潤滑特性を初期から長期に亘って良好に維持することができ、以ってスカッフィングの抑制と、耐摩耗性の改善と、を共に高いレベルで両立できる往復運動部材を提供することが可能となる。即ち、本実施形態によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、潤滑特性を初期から長期に亘って良好に維持することができる往復運動部材を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, the predetermined range of the reciprocating sliding surface of the reciprocating member such as the piston includes the convex portion A and the concave portion B, and between the convex portions A. Since the solid lubricating film having a predetermined pattern capable of retaining the lubricating oil in the existing concave portion B is formed by the printing method, the lubrication characteristics can be maintained from the initial stage for a long time while having a simple and inexpensive configuration. Therefore, it is possible to provide a reciprocating member that can be maintained satisfactorily and that can achieve both high levels of suppression of scuffing and improvement of wear resistance. That is, according to the present embodiment, it is possible to provide a reciprocating member that can maintain the lubrication characteristics satisfactorily from the initial stage for a long period of time while having a simple and inexpensive configuration.

なお、図3(A)〜(C)、図4(A)〜(C)において固体潤滑被膜の所定パターンを例示したが、これに限定されるものではなく、要求される特性に応じて適宜変更できることは勿論である。   3A to 3C and FIGS. 4A to 4C exemplify the predetermined pattern of the solid lubricant film, but the present invention is not limited to this, and may be appropriately selected according to required characteristics. Of course, it can be changed.

ところで、本実施形態では、往復運動部材として内燃機関などに用いられピストンを例にして説明したが、例えばエアコンプレッサーなどに用いられるピストンにも本発明は適用できるものである。   By the way, in this embodiment, a piston used as an example of a reciprocating member for an internal combustion engine has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a piston used for an air compressor, for example.

更に、流体の通路切換え等を行なうためのプランジャバルブの往復運動部材(プランジャ)の摺動面にも、本発明を適用できるものである。   Furthermore, the present invention can also be applied to a sliding surface of a reciprocating member (plunger) of a plunger valve for switching a fluid passage.

また、液体を送出するためのプランジャ(例えば燃料ポンプなどの往復運動部材)の摺動面にも、本発明を適用できるものである。なお、この場合において、送出される燃料がプランジャとシリンダ間の潤滑油として機能することは一般的に知られている事項である。   The present invention can also be applied to a sliding surface of a plunger (for example, a reciprocating member such as a fuel pump) for delivering a liquid. In this case, it is a generally known matter that the delivered fuel functions as lubricating oil between the plunger and the cylinder.

ここで、往復運動部材の往復運動方向と、往復運動部材が実際に使用される際の重力方向とが一致する場合には、固定潤滑被膜の所定パターンは、少なくとも往復運動方向(重力方向)において、固体潤滑被膜の存在する存在部分A(凸状部分)と、非存在部分B(凹状部分)と、が交互に存在するパターンとなる。また、往復運動部材の往復運動方向と、往復運動部材が実際に使用される際の重力方向とが一致しない場合には、少なくとも往復運動方向及び重力方向において、固体潤滑被膜の存在する存在部分Aと、非存在部分Bと、が交互に存在するようなパターンとすることが好ましい。   Here, when the reciprocating direction of the reciprocating member matches the direction of gravity when the reciprocating member is actually used, the predetermined pattern of the fixed lubricating film is at least in the reciprocating direction (gravity direction). In this pattern, the existence portion A (convex portion) where the solid lubricant film exists and the non-existence portion B (concave portion) exist alternately. Further, when the reciprocating direction of the reciprocating member does not coincide with the direction of gravity when the reciprocating member is actually used, at least the existing portion A where the solid lubricant film exists in the reciprocating direction and the gravitational direction. And the non-existing portions B are preferably made into a pattern in which they exist alternately.

本発明の一実施の形態に係る往復運動部材としてのピストンの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the piston as a reciprocating member based on one embodiment of this invention. 同上ピストンを図1のX方向から見た図である。It is the figure which looked at the piston same as the above from the X direction of FIG. (A)、(B)、(C)は、それぞれピストンスカート部(往復運動部材の摺動面)に形成された固体潤滑被膜のパターンの一例を示す図である。(A), (B), (C) is a figure which shows an example of the pattern of the solid lubricant film formed in the piston skirt part (sliding surface of a reciprocating member), respectively. (A)、(B)、(C)は、それぞれピストンスカート部(往復運動部材の摺動面)に形成された固体潤滑被膜のパターンの一例を示す図である。(A), (B), (C) is a figure which shows an example of the pattern of the solid lubricant film formed in the piston skirt part (sliding surface of a reciprocating member), respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 ピストン(往復運動部材に相当)
10 ピストンスカート部(摺動面に相当)
A 固体潤滑被膜の存在部分(凸状部分)
B 固体潤滑被膜の非存在部分(凹状部分)
1 piston (equivalent to reciprocating member)
10 Piston skirt (equivalent to sliding surface)
A Solid lubricant coating existing part (convex part)
B Non-existing part of solid lubricating coating (concave part)

Claims (7)

潤滑油の存在する環境下において往復運動する往復運動部材の往復運動摺動面の所定範囲に、固体潤滑材を塗布することで、凸状に存在する凸状部分と、凹状に存在する凹状部分と、を設け、前記凸状部分間に存する凹状部分に潤滑油を保持させるようにしたことを特徴とする往復運動部材。   By applying a solid lubricant to a predetermined range of a reciprocating sliding surface of a reciprocating member that reciprocates in an environment where lubricating oil is present, a convex portion present in a convex shape and a concave portion present in a concave shape A reciprocating member characterized in that lubricating oil is held in a concave portion existing between the convex portions. 前記固定潤滑材の塗布が、印刷方法により行なわれることを特徴とする請求項1に記載の往復運動部材。   The reciprocating member according to claim 1, wherein the fixed lubricant is applied by a printing method. 往復運動する往復運動部材の往復運動摺動面の所定範囲に、固体潤滑材を印刷方法により塗布することで、凸状に存在する凸状部分と、凹状に存在する凹状部分と、を設けたことを特徴とする往復運動部材。   By applying a solid lubricant by a printing method to a predetermined range of the reciprocating sliding surface of the reciprocating member that reciprocates, a convex portion that exists in a convex shape and a concave portion that exists in a concave shape are provided. A reciprocating member characterized by that. 前記印刷方法が、スクリーン印刷方法又はパッド印刷方法であることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の往復運動部材。   The reciprocating member according to claim 2 or 3, wherein the printing method is a screen printing method or a pad printing method. 前記凹状部分は、固体潤滑被膜が形成されず、固体潤滑被膜が存在しない非存在部分であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1つに記載の往復運動部材。   The reciprocating member according to any one of claims 1 to 4, wherein the concave portion is a non-existing portion where a solid lubricating film is not formed and a solid lubricating film is not present. 往復運動部材が使用されるときに、少なくとも重力方向において、前記凸状部分と、前記凹状部分と、が交互に存するようなパターンで固体潤滑被膜が形成されることを特徴とする請求項1〜5の何れか1つに記載の往復運動部材。   The solid lubricant film is formed in a pattern in which the convex portions and the concave portions are alternately present at least in the direction of gravity when the reciprocating member is used. The reciprocating member according to any one of 5. 前記往復運動部材が内燃機関のピストンであり、前記往復運動摺動面が該ピストンのスカート部であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1つに記載の往復運動部材。
The reciprocating member according to any one of claims 1 to 6, wherein the reciprocating member is a piston of an internal combustion engine, and the reciprocating sliding surface is a skirt portion of the piston.
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