JP2000291487A - シリンダボアの加工方法および加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダブロックにシリンダボアを精度良く
成形しても、その後のシリンダヘッドの固定によりシリ
ンダボアが変形するという問題点があった。 【解決手段】 シリンダブロックにシリンダボアを一次
成形したのち、シリンダブロックにシリンダヘッドを固
定した際のシリンダボアの変形量に対応してシリンダボ
アを非真円形状に二次成形するシリンダボアの加工方法
とし、その後のシリンダヘッドの固定により、非真円形
状のシリンダボアを真円に近付くように変形させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用エ
ンジンの製造において、シリンダブロックにシリンダボ
アを形成するのに用いられるシリンダボアの加工方法お
よび加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の加工方法や加工装置としては、
例えば、特開平６−１２６５４３号公報や特開平８−２
５２７６４号公報に記載されたものがある。

【０００３】特開平６−１２６５４３号公報に示された
技術は、シリンダブロックの加工であって、シリンダブ
ロックにおけるシリンダヘッド接合面を荒加工したの
ち、シリンダブロックにおけるシリンダボアの内面を荒
加工、仕上げ加工およびホーニング加工し、最終的にシ
リンダヘッド接合面を仕上げ加工することにより、シリ
ンダボアの内面を加工する際に発生したシリンダヘッド
接合面の歪みを除去するようにしたものである。

【０００４】また、特開平８−２５２７６４号公報に示
された技術は、シリンダブロックのシリンダボアの加工
において、シリンダボアをホーニングで仕上げる際に、
シリンダブロックのシリンダボア側壁部をバックアップ
工具で両側から保持することにより、ホーニング砥石の
押付圧を受けたシリンダボア側壁部が外側に変形するの
を抑制し、これによりシリンダボアの真円度を向上させ
るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のシリンダボアの加工では、シリンダブロ
ック単体においてシリンダボアを精度良く形成すること
はできるが、その後のエンジン組立ての際に発生するシ
リンダボアの歪みを避けることはできない。すなわち、
従来にあっては、シリンダボアをほぼ真円となるように
精度良く形成しても、エンジン組立てにおいてシリンダ
ブロックにシリンダヘッドをボルトで固定した際に、ボ
ルトの締付けによってシリンダブロックに応力の偏りが
発生し、これによりシリンダボアが変形するという問題
点があり、このような問題点を解決することが課題であ
った。

【０００６】なお、シリンダボアが変形すると、シリン
ダの気密性が損なわれて、充分なエンジン性能が得られ
なくなる。このようなシリンダボアの変形現象について
は、Ｋｌａｕｓ Ｌｏｅｎｎｅ，Ｒｏｎ Ｚｉｅｍｂａ
による論文『Ｔｈｅ ＧＯＥＴＺＥ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ
Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙ
ｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ Ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅ
ｓ ｏｆ Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ｄｉ
ｓｔｏｒｔｉｏｎｓ』ＳＡＥ Ｐａｐｅｒ８８０１４２
（１９９８）に記載されている。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、シリンダブロックにシリンダボアを形成
するに際し、後にシリンダヘッドを固定した状態におい
てシリンダボアをほぼ真円の正しい円筒形状にすること
ができるシリンダボアの加工方法および加工装置を提供
することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるシリンダ
ボアの加工方法は、請求項１として、シリンダブロック
にシリンダボアを形成するに際し、シリンダブロックに
シリンダボアを一次成形したのち、シリンダブロックに
シリンダヘッドを固定した際のシリンダボアの変形量に
対応してシリンダボアを非真円形状に二次成形する構成
とし、請求項２として、シリンダブロックにシリンダボ
アを一次成形したのち、シリンダブロックにシリンダヘ
ッドを固定してシリンダボアの真円度を測定し、シリン
ダヘッドを外して、測定した真円度の誤差曲線に対して
その反転位相となる非真円形状にシリンダボアを二次成
形する構成とし、請求項３として、外周側にシリンダヘ
ッド固定用のボルトが取付けられるシリンダボアであっ
て、二次成形によるシリンダボアの非真円形状が、ボル
トの方向となる半径を最大にし且つその中間方向となる
半径を最小にすると共に、最大半径と最小半径の差を少
なくともシリンダヘッド固定状態でのシリンダボアの真
円度に基づく大きさとした非真円形状である構成とし、
請求項４として、シリンダブロックにシリンダヘッドを
固定した状態でのシリンダボアの真円度が予めデータ化
してあり、そのデータに基づいてシリンダボアを非真円
形状に二次成形する構成としており、上記の構成をもっ
て従来の課題を解決するための手段としている。

【０００９】本発明に係わるシリンダボアの加工装置
は、請求項５として、シリンダブロックに一次成形した
シリンダボアに対して、シリンダブロックにシリンダヘ
ッドを固定した際のシリンダボアの変形量に対応してシ
リンダボアを非真円形状に二次成形する加工装置であっ
て、外周部分に砥石を備え且つシリンダボアに挿入して
回転駆動されるホーニング工具と、ホーニング工具の回
転角度を検出する工具回転角度検出手段と、ホーニング
工具における砥石を工具半径方向に微小移動させてシリ
ンダボアの内面に対する砥石の押付圧を変化させる砥石
微動手段と、シリンダボアの二次成形の研削データおよ
び工具回転角度検出手段からの回転角度データに基づい
て砥石微動手段を制御するホーニング制御手段を備えた
構成とし、請求項６として、ホーニング工具が、工具中
心となる本体部に、工具軸線に直交する回動軸を介して
砥石を回動自在に備えると共に、本体部と砥石の間に砥
石微動手段を備えた構成とし、請求項７として、ホーニ
ング工具が、回動軸を間にして工具軸線方向の２か所に
砥石微動手段を備えている構成としており、上記の構成
をもって従来の課題を解決するための手段としている。

【００１０】なお、本発明に係わるシリンダボアの加工
方法および加工装置の各構成において、シリンダブロッ
クに行うシリンダボアの一次成形には、ボーリングやホ
ーニングによる荒加工や仕上げ加工などを含むことがで
きる。また、二次成形は、主としてホーニングにより行
われる。

【００１１】さらに、上記の各構成において、シリンダ
ボアの真円度の測定は、実際にはシリンダボアが軸線方
向に所定の長さを有する円筒形状であるから、円筒度の
測定として、軸線方向の複数箇所で行うことがより望ま
しい。

【００１２】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わるシリンダボア
の加工方法では、シリンダブロックにシリンダヘッドを
固定した際にシリンダボアが変形することから、この変
形によってシリンダボアがほぼ真円の正しい円筒形状と
なるようにシリンダボアを予め加工する。すなわち、当
該シリンダボアの加工方法では、シリンダブロックに一
次成形したシリンダボアに対して、シリンダブロックに
シリンダヘッドを固定した際のシリンダボアの変形量に
対応してシリンダボアを非真円形状に二次成形するの
で、二次成形後のシリンダブロックにシリンダヘッドを
固定すれば、非真円形状のシリンダボアが真円に近付く
ように変形することになる。

【００１３】本発明の請求項２に係わるシリンダボアの
加工方法では、まず、シリンダボアを一次成形したシリ
ンダブロックにシリンダヘッドを固定して、シリンダボ
アの真円度を測定する。このため、測定した真円度に
は、シリンダヘッドの固定により発生したシリンダボア
の変形量が含まれている。次に、当該シリンダボアの加
工方法では、シリンダヘッドを外してシリンダボアに二
次成形を行うが、このとき、測定した真円度の誤差曲線
に対してその反転位相となる非真円形状にシリンダボア
を二次成形する。したがって、二次成形後のシリンダブ
ロックに再びシリンダヘッドを固定すれば、非真円形状
のシリンダボアが反転位相の真円度誤差を修正するよう
に変形、すなわち真円に近付くように変形することにな
る。

【００１４】本発明の請求項３に係わるシリンダボアの
加工方法では、シリンダボアが、外周側にシリンダヘッ
ド固定用のボルトが取付けられるものとなっている。こ
の場合、シリンダブロックにシリンダヘッドを固定する
と、シリンダボアは、ボルトに対応する部分では半径が
小さくなる方向に変形し、その中間部分では半径が大き
くなる方向に変形する。そこで、当該シリンダボアの加
工方法では、シリンダボアを非真円形状に二次成形する
に際し、ボルトの方向となる半径を最大にし且つその中
間方向となる半径を最小にし、最大半径と最小半径の差
を少なくともシリンダヘッド固定状態でのシリンダボア
の真円度に基づく大きさとする。これにより、二次成形
後のシリンダブロックにシリンダヘッドを固定すると、
シリンダボアが、先の真円度に基づく大きさの範囲で、
ボルトが位置する部分の半径が小さくなると共に、その
中間部分の半径が大きくなるように変形し、全体として
真円に近付くように変形することになる。

【００１５】本発明の請求項４に係わるシリンダボアの
加工方法では、シリンダブロックにシリンダヘッドを固
定した状態でのシリンダボアの真円度が予めデータ化し
てあるので、シリンダボアを一次成形する度に真円度の
測定を行う必要がなく、そのデータに基づいてシリンダ
ボアを非真円形状に二次成形すればよいので、二次成形
を完了するまでの加工時間が短縮される。

【００１６】本発明の請求項５に係わるシリンダボアの
加工装置では、一次成形したシリンダボアにホーニング
工具を挿入して回転駆動し、ホーニング工具の砥石でシ
リンダボアの内面にホーニング（二次成形）を行う。こ
のとき、当該シリンダボアの加工装置では、工具回転角
度検出手段でホーニング工具の回転角度を検出し、ホー
ニング制御手段により、ホーニング工具の回転角度デー
タとシリンダボアの二次成形の研削データに基づいて砥
石微動手段を制御する。シリンダボアの研削データは、
シリンダブロックにシリンダヘッドを固定した際の変形
量に基づくものである。つまり、ホーニング工具が１回
転する間に、その回転角度に対応する研削データに応じ
て砥石を工具半径方向に微小移動させ、シリンダボアの
内面に対する砥石の押付圧を部分的に変化させる。この
押付圧の増減に伴って研削量も増減する。これにより、
シリンダボアは、シリンダブロックにシリンダヘッドを
固定した際の変形量に対応した非真円形状に二次成形さ
れることになる。

【００１７】本発明の請求項６に係わるシリンダボアの
加工装置では、ホーニング工具における砥石微動手段を
作動させると、砥石が工具軸線に直交する回動軸を中心
にして回動する。したがって、シリンダボアとホーニン
グ工具との位置関係を一定にすれば、シリンダボアの内
面がテーパ状に成形される。また、シリンダボアとホー
ニング工具とを相対的に移動可能にし、この移動と砥石
の回動とを組合わせれば、シリンダボアの内面が中絞り
状あるいは中膨れ状に成形される。

【００１８】本発明の請求項７に係わるシリンダボアの
加工装置では、ホーニング工具における２つの砥石微動
手段を互いに逆の関係に作動させると、砥石が回動軸を
中心にして回動する。したがって、シリンダボアとホー
ニング工具との位置関係を一定にすれば、シリンダボア
の内面がテーパ状あるいは中絞り状に成形される。ま
た、シリンダボアとホーニング工具とを相対的に移動可
能にし、この移動と砥石の回動とを組合わせれば、シリ
ンダボアの内面が中膨れ状に成形される。

【００１９】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わるシリンダボア
の加工方法によれば、シリンダブロックにシリンダヘッ
ドを固定した際のシリンダボアの変形量に対応して、予
めシリンダボアを非真円形状に成形することにより、後
にシリンダヘッドを固定した状態においてシリンダボア
をほぼ真円の正しい円筒形状にすることができる。これ
により、シリンダボアにおいて、シリンダの気密性低下
やシリンダライナとピストンの偏摩耗といった不具合の
発生を回避することができ、充分なエンジン性能を発揮
し得るシリンダボアを備えたシリンダブロックを得るこ
とができる。

【００２０】本発明の請求項２に係わるシリンダボアの
加工方法によれば、請求項１と同様の効果を得ることが
できるうえに、一次成形したシリンダボアの真円度を測
定して、測定した真円度の誤差曲線に対してその反転位
相となる非真円形状にシリンダボアを二次成形すること
から、個々のシリンダボアをより高精度に二次成形する
ことができると共に、シリンダヘッドを固定した状態に
おいては、個々のシリンダボアを真円あるいは真円にき
わめて近いものにすることができ、シリンダボアならび
にシリンダブロックの品質をより一層高めることができ
る。

【００２１】本発明の請求項３に係わるシリンダボアの
加工方法によれば、とくに、外周側にシリンダヘッド固
定用のボルトが取付けられるシリンダボアにおいて、請
求項１と同様に、後にシリンダヘッドを固定した状態に
おいてシリンダボアをほぼ真円の正しい円筒形状にする
ことができる。

【００２２】本発明の請求項４に係わるシリンダボアの
加工方法によれば、請求項１および３と同様の効果を得
ることができるうえに、予めデータ化した真円度に基づ
いてシリンダボアの二次成形を行うことから、個々のシ
リンダボアの真円度測定を行う必要がなく、作業の簡略
化や加工時間の短縮を実現することができ、とくに、同
一構成のシリンダブロックを多量生産する場合には、高
精度のシリンダボアを備えた高品質のシリンダブロック
を効率良く生産することができる。

【００２３】本発明の請求項５に係わるシリンダボアの
加工装置によれば、砥石を備えたホーニング工具と、工
具回転角度検出手段と、砥石微動手段と、ホーニング制
御手段を採用したことにより、一次成形したシリンダボ
アを二次成形するに際し、シリンダブロックにシリンダ
ヘッドを固定した際の変形量に対応した非真円形状に二
次成形することができる。したがって、二次成形後のシ
リンダブロックにシリンダヘッドを固定すれば、シリン
ダボアをほぼ真円の正しい円筒形状にし得ることとな
り、充分なエンジン性能を発揮し得る高精度のシリンダ
ボアを備えた高品質のシリンダブロックを得ることがで
きる。

【００２４】本発明の請求項６に係わるシリンダボアの
加工装置によれば、請求項５と同様の効果を得ることが
できるうえに、回動軸および砥石微動手段によって砥石
を回動させるようにしたことから、シリンダボアとホー
ニング工具との位置関係を一定にした場合には、シリン
ダボアの内面をテーパ状に成形することができ、シリン
ダボアとホーニング工具とを相対的に移動可能にした場
合には、砥石の回動との組合わせによってシリンダボア
の内面を中絞り状あるいは中膨れ状に成形することがで
き、非真円形状に二次成形されるシリンダボアの加工範
囲を拡大することも可能になる。

【００２５】本発明の請求項７に係わるシリンダボアの
加工装置によれば、請求項６と同様の効果を得ることが
できるうえに、シリンダボアとホーニング工具との位置
関係を一定にした場合には、シリンダボアの内面をテー
パ状だけでなく中絞り状に成形することができ、シリン
ダボアとホーニング工具とを相対的に移動可能にした場
合には、砥石の回動との組合わせによってシリンダボア
の内面を中膨れ状に成形することができ、とくに、砥石
がその中間部の回動軸で回動することになるので、シリ
ンダボアの軸線方向の長さが比較的短い場合、あるいは
軸線方向の狭い範囲において、その内面を中絞り状や中
膨れ状に成形することができる。

【００２６】

【実施例】図１〜図６は、本発明に係わるシリンダボア
の加工方法および加工装置の一実施例を説明する図であ
る。

【００２７】まず、この実施例におけるシリンダボアの
加工方法を概略的に説明すると、図１のＢ１〜Ｂ６に示
すように、シリンダブロックにボーリング加工およびホ
ーニング加工によりシリンダボアを一次成形（Ｆ１）す
る。つまり、一次成形には、シリンダボアの荒加工や仕
上げ加工が含まれている。また、シリンダブロックに
は、冷却用流体の流路も形成される。

【００２８】次に、エンジン組立ての場合と同様に、シ
リンダブロックにシリンダヘッドを固定し、この状態で
シリンダボアの真円度（円筒度）を測定する。このと
き、シリンダボアは、シリンダヘッドの固定により発生
した応力で変形する。したがって、測定したシリンダボ
アの真円度は、シリンダヘッドの固定による変形が含ま
れたものとなっている。

【００２９】そして、シリンダヘッドを取外したのち、
先の真円度測定で得たシリンダボアの変形量に対応して
シリンダボアを非真円形状に二次成形（Ｆ２）すること
により、シリンダボアの加工を終了する。これにより、
二次成形後のシリンダブロックにシリンダヘッドを固定
すれば、非真円形状のシリンダボアが真円に近付くよう
に変形することになる。

【００３０】上記の加工工程を詳しく説明すると、真円
度（円筒度）の測定は、図２に示す状態で行われる。図
示のシリンダブロックＡは、４個のシリンダボアＢを直
列に備えたものであって、シリンダボアＢの一次成形を
終えたのち、シリンダヘッドＣを取付けて所定数のボル
トを所定のトルクで締付けることにより、シリンダヘッ
ドＣを完全に固定する。そして、シリンダヘッドＣが下
側になる姿勢で測定基盤１に載置し、測定子２を備えた
従来既知の真円度測定装置３によってシリンダボアＢの
真円度を測定する。このとき、真円度測定は、例えばシ
リンダボアＢの上端部Ｍ１、中間部Ｍ２および下端部Ｍ
３の３か所について行う。

【００３１】上記の真円度の測定により、図３（ａ）に
示すように、３か所の各測定部位Ｍ１〜Ｍ３について、
基準円Ｄ１〜Ｄ３に対する真円度誤差曲線Ｅ１〜Ｅ３が
得られる。これらの基準円Ｄ１〜Ｄ３と真円度誤差曲線
Ｅ１〜Ｅ３との関係は、図３（ｂ）に示すように、シリ
ンダボアＢの円周方向の角度（位置）と誤差量との関係
（Ｅ１〜Ｅ３）として表すことができる。そこで、当該
シリンダボアの加工方法では、真円度誤差曲線Ｅ１〜Ｅ
３の反転位相、すなわち図３（ｃ）に点線で示すよう
に、シリンダボアＢの円周方向の角度と誤差量との関係
（Ｅ１〜Ｅ３）に対する反転位相Ｅａ〜Ｅｃを求め、こ
の反転位相Ｅａ〜Ｅｃとなる非真円形状にシリンダボア
Ｂを二次成形する。この際、シリンダヘッドＣは取外
す。

【００３２】上記のシリンダボアＢの二次成形には、図
５および図６に示す加工装置が用いられる。

【００３３】図５に示す加工装置は、基台１１上にシリ
ンダブロックＡを載置する水平移動可能なテーブル１２
を備えると共に、サーボモータ１３を駆動源とし且つ昇
降可能な主軸ヘッド１４を備え、主軸ヘッド１４の出力
軸１５には、ホーニング工具１６と、出力軸１５の回転
角度を検出することによってホーニング工具１６の回転
角度を検出する工具回転角度検出手段１７が取付けてあ
る。

【００３４】ホーニング工具１６は、一般的なホーニン
グ工具が外周部分に１０本程度の砥石を等間隔で備えて
いるのに対して、外周部分の一部に２本ないし３本の砥
石を備えている。ホーニング工具１６は、図６に示すよ
うに、工具中心である本体部１８の外周部分に、ホルダ
１９とともに砥石２０が取付けてあって、砥石２０の反
対側には、シリンダボアＢの内面に接触して回転する上
下のローラ２１，２１を備えており、シリンダボアＢの
内面に砥石２０を押付けた際の反力をローラ２１で受け
る構造になっている。

【００３５】また、ホーニング工具１６は、本体部１８
と砥石２０のホルダ１９との間に、砥石２０を工具半径
方向に微小移動させてシリンダボアＢの内面に対する砥
石２０の押付圧を変化させる砥石微動手段２２を備えて
いる。この砥石微動手段２２としては、例えば、負荷電
圧の変化により伸縮する圧電素子が用いられる。

【００３６】上記の加工装置は、ホーニング制御手段２
３により駆動制御が行われる。ホーニング制御手段２３
は、プログラムを作成する演算装置２４と、主制御部で
あるＮＣ装置２５と、サーボモータ１３および工具回転
角度検出手段１７に対するコントローラ２６と、砥石微
動手段２２に電圧を与える電圧発生装置２７と、ＮＣ装
置２５からの指令によって電圧発生装置２７で発生させ
る電圧を制御する電圧制御装置２８を備えている。

【００３７】上記の加工装置は、ホーニング制御手段２
３の演算装置２４において、先の真円度測定で得たシリ
ンダボアＢの角度と誤差量との関係（Ｅ１〜Ｅ３）の反
転位相Ｅａ〜Ｅｃと、予め実験的に得た図３に示す砥石
押付圧と研削量の関係に基づいて、シリンダボアＢに対
するホーニング工具１６の回転角度および軸線方向の位
置と、砥石２０の押付圧とを関連付けたプログラム、す
なわち、シリンダボアＢのどの位置をどのくらいの量研
削するかを指令するプログラムを作成する。このプログ
ラムがシリンダボアＢの二次成形の研削データとなる。

【００３８】そして、加工装置は、ＮＣ装置２５の制御
により、テーブル１２に位置決めしたシリンダブロック
ＡのシリンダボアＢにホーニング工具１６を挿入し、同
ホーニング工具１６を回転駆動してシリンダボアＢの内
面にホーニングを行う。このとき、当該加工装置は、工
具回転角度検出手段１７でホーニング工具１６の回転角
度を検出し続けており、ホーニング制御手段２３におい
て、工具回転角度検出手段１７からの回転角度データ
と、演算装置２４からの二次成形の研削データに基づい
て、電圧制御装置２８および電圧発生装置２７を介して
砥石微動手段２２を制御する。

【００３９】つまり、ホーニング工具１６が１回転する
間に、その回転角度に対応する研削データに応じて砥石
２０を工具半径方向に微小移動させ、シリンダボアＢの
内面に対する砥石２０の押付圧を部分的に変化させる。
これにより、シリンダボアＢは、シリンダブロックＡに
シリンダヘッドＣを固定した際の変形量に対応した非真
円形状に二次成形されることになる。

【００４０】上記のようにして二次成形したシリンダボ
アＢは、後のエンジン組立てにおいて、シリンダブロッ
クＡにシリンダヘッドＣを固定することで変形を生じる
こととなるが、予め、シリンダヘッドＣの固定による変
形量に対応した非真円形状、より正確には測定した真円
度の誤差曲線Ｅ１〜Ｅ３の反転位相Ｅａ〜Ｅｃに対応し
た非真円形状に成形してあるので、シリンダヘッドＣを
固定すれば反転位相Ｅａ〜Ｅｃの真円度誤差を修正して
真円に近付くように変形することになる。

【００４１】したがって、上記シリンダブロックＡは、
シリンダボアＢにおいて、シリンダの気密性低下やシリ
ンダライナとピストンの偏摩耗といった不具合の発生が
回避され、充分なエンジン性能を発揮し得るものとな
る。

【００４２】なお、上記実施例の加工装置では、加工精
度の向上等を図るために、ホーニング工具１６の回転角
度を検出するのに加えて、サーボモータ１３の回転速度
なども検出し、これらの検出結果をＮＣ装置２５にフィ
ードバックして制御を行うようにすることも可能であ
る。

【００４３】また、上記実施例では、図１のＢ１〜Ｂ６
に示すように、シリンダブロックＡにシリンダボアＢを
一次成形したのち、シリンダボアＢの真円度測定を行う
という工程順序を説明したが、例えば、限られた種類の
シリンダブロックＡを繰り返し生産する場合や、同一構
成のシリンダブロックＡを多量に生産する場合には、シ
リンダヘッドＣを固定した状態でのシリンダボアＡの真
円度を予めデータ化しておき、これにより研削データを
用意しておき、そのデータに基づいてシリンダボアＢを
非真円形状に二次成形することができる。これにより、
図１の工程Ｂ３〜Ｂ５が省略されることになり、作業が
大幅に簡略化されると共に、加工時間が短縮され、高品
質のシリンダブロックＡを効率良く生産し得る。

【００４４】図７は、本発明に係わるシリンダボアの加
工装置の他の実施例におけるホーニング工具を説明する
図である。

【００４５】図示のホーニング工具３６は、本体部３８
の外周部分にホルダ３９とともに砥石２０を備えている
と共に、砥石２０の反対側に上下のローラ２１，２１を
備えている。このホーニング工具３６の砥石２０および
ホルダ３９は、図の上下方向である工具軸線方向のほぼ
中間部において、本体部３８に対して、工具軸線に直交
する回動軸４０を介して回動自在に設けてある。そし
て、回動軸４０を間とする上下の対称位置において、本
体部３８とホルダ３９の間に上下の砥石微動手段２２，
２２を備えている。

【００４６】上記のホーニング工具３６は、先の実施例
で説明した加工装置において、ホーニング制御手段によ
り制御され、一次成形したシリンダボアを非真円形状に
二次成形すると共に、回動軸４０および上下の砥石微動
手段２２，２２によって加工範囲を拡大し得るものとな
っている。

【００４７】例えば、上側の砥石微動手段２２を伸長さ
せると共に、下側の砥石微動手段２２を収縮させれば、
回動軸４０を中心とする砥石２０の傾きにより、シリン
ダボアが下端部を小径とする先細りのテーパ状に成形さ
れる。また、シリンダボアＢとホーニング工具３６とを
軸線方向に相対的に移動可能とし、さらには軸線に直交
する方向にも移動可能とし、これらの移動と砥石２０の
回動とを組合わせることにより、シリンダボアをテーパ
状や中膨れ状あるいは中絞り状に成形することができ
る。

【００４８】なお、本発明に係わるシリンダボアの加工
装置は、砥石の上端部あるいは下端部に回動軸を設けた
構成にすることもでき、これにより、シリンダボアをテ
ーパ状などに成形することが可能になるが、上記実施例
のように、砥石２０の中間部に回動軸４０を設けた構成
にすれば、シリンダボアの軸線方向の長さが比較的短い
場合、あるいは軸線方向の狭い範囲において、その内面
を中絞り状や中膨れ状に成形することが可能になる。

【００４９】図８〜図１０は、本発明に係わるシリンダ
ボアの加工方法の他の実施例を説明する図である。

【００５０】図８に示すシリンダブロックＡは、シリン
ダボアＢの外周側にシリンダヘッド固定用のボルトが取
付けられるものであって、その円周方向に９０度間隔で
４個のボルト取付け穴Ｈが形成してある。

【００５１】この場合、シリンダブロックＡにシリンダ
ヘッドを固定すると、ボルトが存在する方向の半径が減
少し、ボルトの中間方向の半径が増大するようにシリン
ダボアＢが変形することが確認されている。

【００５２】そこで、この実施例の加工方法では、シリ
ンダボアＢの形状が、ボルトの方向となる半径を最大に
し且つその中間方向となる半径を最小にすると共に、最
大半径と最小半径の差を少なくともシリンダヘッド固定
状態でのシリンダボアＢの真円度に基づく大きさとした
非真円形状となるように、二次成形を行う。

【００５３】すなわち、図５に示すホーニング制御手段
２３の演算装置２４において、図９のＢ１１〜Ｂ１５に
示すように、ボルトの数ｎ（ｎ＝４）を入力し、ボルト
の角度θｎを入力する。このとき、ボルトは９０度間隔
で４本配置されることから、図８上の時計回り方向にお
いて、θ１＝４５度、θ２＝１３５度、θ３＝２２５
度、およびθ４＝３１５度である。

【００５４】次に、予め多数のシリンダボアを測定する
ことによって得た真円度の平均値Φａｖｅを入力し、各
ボルトの角度θ１〜θ４と真円度の平均値Φａｖｅから
シリンダボアの形状を算出する。このとき、形状データ
は、図１０（ａ）に示すように、ボルト間で１周期とな
り且つ平均値Φａｖｅに相当する振幅を有する正弦波と
して表すことができる。そして、この形状データをＮＣ
装置２５に転送し、シリンダボアＢを非真円形状に二次
成形する。

【００５５】これにより、シリンダボアＢは、図１０
（ｂ）に示すように、各ボルトの方向すなわち各ボルト
取付け穴Ｈの方向に最大半径Ｒｍａｘを有し、その中間
方向に最小半径Ｒｍｉｎを有し、且つ最大半径Ｒｍａｘ
と最小半径Ｒｍｉｎとの差が真円度平均値Φａｖｅに相
当する大きさである非真円形状に成形される。

【００５６】したがって、上記のシリンダブロックＡに
シリンダヘッドを固定すれば、シリンダボアＢが、ボル
ト取付け穴Ｈの方向において半径が減少し、その中間方
向において半径が増大するように変形し、全体として非
真円形状のシリンダボアＢが真円に近付くように変形す
ることになる。

【００５７】なお、シリンダヘッドの固定に伴うシリン
ダボアの変形は、ボルトの締付けによるものが主な原因
であるため、上記したように、ボルトの位置と真円度平
均値を用いた加工方法によれば、二次成形するシリンダ
ボアの形状を簡易的に決定することができ、補正等の作
業も不要であって、高精度のシリンダボアを備えた高品
質のシリンダブロックが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるシリンダボアの加工方法の一実
施例において、工程の一例を説明するブロック図であ
る。

【図２】シリンダボアの真円度測定を説明する側面図で
ある。

【図３】真円度測定により得た真円度誤差曲線を示す説
明図（ａ）、シリンダボアの角度と誤差量の関係を示す
グラフ（ｂ）、および角度と誤差量の関係の反転位相を
示すグラフ（ｃ）である。

【図４】砥石の押付圧と研削量との関係を示すグラフで
ある。

【図５】本発明に係わるシリンダボアの加工装置の一実
施例を示す説明図である。

【図６】ホーニング工具を説明する断面図である。

【図７】本発明に係わるシリンダボアの加工装置の他の
実施例におけるホーニング工具を説明する断面図であ
る。

【図８】本発明に係わるシリンダボアの加工方法の他の
実施例におけるシリンダブロックを説明する平面図であ
る。

【図９】本発明に係わるシリンダボアの加工方法の他の
実施例における形状データの作成過程を示すブロック図
である。

【図１０】形状データを説明するグラフ（ａ）および二
次成形されるシリンダボアの形状を示す説明図（ｂ）で
ある。

【符号の説明】

Ａ シリンダブロック Ｂ シリンダボア Ｃ シリンダヘッド １６ ３６ ホーニング工具 １７ 工具回転角度検出手段 １８ ３８ ホーニング工具の本体部 ２０ 砥石 ２２ 砥石微動手段 ２３ ホーニング制御手段 ４０ 回動軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA04 AA12 AA14 AA16 AA18 BA07 BB02 BB09 BC02 CA01 CB01 3G024 AA22 DA18 EA01 FA14 GA10 GA12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックにシリンダボアを形成
   するに際し、シリンダブロックにシリンダボアを一次成
   形したのち、シリンダブロックにシリンダヘッドを固定
   した際のシリンダボアの変形量に対応してシリンダボア
   を非真円形状に二次成形することを特徴とするシリンダ
   ボアの加工方法。
2. 【請求項２】 シリンダブロックにシリンダボアを一次
   成形したのち、シリンダブロックにシリンダヘッドを固
   定してシリンダボアの真円度を測定し、シリンダヘッド
   を外して、測定した真円度の誤差曲線に対してその反転
   位相となる非真円形状にシリンダボアを二次成形するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のシリンダボアの加工方
   法。
3. 【請求項３】 外周側にシリンダヘッド固定用のボルト
   が取付けられるシリンダボアであって、二次成形による
   シリンダボアの非真円形状が、ボルトの方向となる半径
   を最大にし且つその中間方向となる半径を最小にすると
   共に、最大半径と最小半径の差を少なくともシリンダヘ
   ッド固定状態でのシリンダボアの真円度に基づく大きさ
   とした非真円形状であることを特徴とする請求項１に記
   載のシリンダボアの加工方法。
4. 【請求項４】 シリンダブロックにシリンダヘッドを固
   定した状態でのシリンダボアの真円度が予めデータ化し
   てあり、そのデータに基づいてシリンダボアを非真円形
   状に二次成形することを特徴とする請求項１または３に
   記載のシリンダボアの加工方法。
5. 【請求項５】 シリンダブロックに一次成形したシリン
   ダボアに対して、シリンダブロックにシリンダヘッドを
   固定した際のシリンダボアの変形量に対応してシリンダ
   ボアを非真円形状に二次成形する加工装置であって、外
   周部分に砥石を備え且つシリンダボアに挿入して回転駆
   動されるホーニング工具と、ホーニング工具の回転角度
   を検出する工具回転角度検出手段と、ホーニング工具に
   おける砥石を工具半径方向に微小移動させてシリンダボ
   アの内面に対する砥石の押付圧を変化させる砥石微動手
   段と、シリンダボアの二次成形の研削データおよび工具
   回転角度検出手段からの回転角度データに基づいて砥石
   微動手段を制御するホーニング制御手段を備えたことを
   特徴とするシリンダボアの加工装置。
6. 【請求項６】 ホーニング工具が、工具中心となる本体
   部に、工具軸線に直交する回動軸を介して砥石を回動自
   在に備えると共に、本体部と砥石の間に砥石微動手段を
   備えたことを特徴とする請求項５に記載のシリンダボア
   の加工装置。
7. 【請求項７】 ホーニング工具が、回動軸を間にして工
   具軸線方向の２か所に砥石微動手段を備えていることを
   特徴とする請求項６に記載のシリンダボアの加工装置。