(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物のシール面から所定深さ内にある鋳巣を潰すための鋳物のシール面の加工方法であって、
押圧工具で前記鋳物のシール面を一定の加圧力で押圧し、その状態で、前記押圧工具を、前記シール面のうちシール部材のシールラインと接触する部分に倣って一定速度で移動させることにより、前記シール部材のシールラインを構成する突条をセット可能なように、前記シール面を溝状に塑性変形させることを特徴とする鋳物のシール面の加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載された鋳物のシール面の加工方法であって、
押圧工具に設けられた回転可能な球体を鋳物のシール面に一定の加圧力で押し付け、その球体を前記押圧工具と共に前記シール面のうちシール部材のシールラインと接触する部分に倣って一定速度で移動させることを特徴とする鋳物のシール面の加工方法。
【請求項３】
請求項２に記載された鋳物のシール面の加工方法であって、
押圧工具の球体を一定圧力の液体で押圧することにより、その球体を一定の加圧力で鋳物のシール面に押し付けることを特徴とする鋳物のシール面の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳物のシール面及びその近傍に形成された鋳造欠陥を修正する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物では、ひけ巣により洩れてはならない部位で圧洩れが生じる場合がある。このような場合の救済として、従来は、化学薬品を小さな空洞に浸透させて埋める方法（含浸）が多く使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、含浸による方法ではひけ巣の大きさや形状によっては修正が困難な場合がある。また、シリンダブロック等、高温下で使用される鋳物の鋳造欠陥の修正に使用するのは難しい。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明の技術的課題は、高温下で使用される鋳物の鋳造欠陥を修正可能にするとともに、シール部材のコストダウン等を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、鋳物のシール面から所定深さ内にある鋳巣を潰すための鋳物のシール面の加工方法であって、押圧工具で前記鋳物のシール面を一定の加圧力で押圧し、その状態で、前記押圧工具を、前記シール面のうちシール部材のシールラインと接触する部分に倣って一定速度で移動させることにより、前記シール部材のシールラインを構成する突条をセット可能なように、前記シール面を溝状に塑性変形させることを特徴とする。
【０００５】
本発明によると、押圧工具で鋳物のシール面を一定の加圧力で押圧し、そのシール面を塑性変形させるため、シール面から所定深さ内にある鋳巣を潰すことができ、高温下で使用される鋳物の鋳造欠陥でも確実に修正することが可能になる。また、ある程度の大きさのひけ巣であっても形状に係わらず修正が可能になる。さらに、シール面のうちシール部材のシールラインと接触する部分のみを押圧するため、押圧エネルギーは小さくなり、鋳物全体の歪みが小さくなる。
さらに、鋳物のシール面を押圧することにより生じた溝部をシール部材のセット用に使用できるため、鋳巣を潰した後の仕上げ加工が不要になる。また、シール部材の位置決めも容易になる。さらに、鋳物のシール面が平らな場合に、シール部材の突条の全屈を防止するのに必要であったストッパ等が不要になるため、シール部材のコストダウンを図ることができる。
【０００６】
請求項２の発明は、押圧工具に設けられた回転可能な球体を鋳物のシール面に一定の加圧力で押し付け、その球体を前記押圧工具と共に前記シール面のうちシール部材のシールラインと接触する部分に倣って一定速度で移動させることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、押圧工具の球体を一定圧力の液体で押圧することにより、その球体を一定の加圧力で鋳物のシール面に押し付けることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
以下、図１〜図５に基づいて本発明の第１の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法の説明を行う。
本実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法は、アルミ鋳造品であるシリンダブロックｗの上面ｗｕ（以下、シール面ｗｕという）を研削加工することにより、そのシール面ｗｕから所定深さ内にある鋳造欠陥を修正するものである。ここで、図１は本実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法で使用される研削砥石の縦断面図、Ｂ−Ｂ  矢視図及び要部詳細図であり、図２は研削加工の様子を表す側面図である。
【０００９】
前記研削砥石１は、図１に示されるように、円板部１２を備えており、その円板部１２の中央に研削機の回転軸Ｒ（図２参照）と嵌合する取付け孔１４が形成されている。また、前記円板部１２の下端面には端縁に２４個のボルト頭部１６が円周方向に等間隔で固定されている。前記ボルト頭部１６は、各々の先端面１６ｆが同一平面上に位置するように高さを揃えた状態で円板部１２に固定されている。そして、それぞれのボルト頭部１６の先端面１６ｆにダイヤモンド砥粒１７がボンド１８で保持されている（図１（Ｃ），（Ｄ）参照）。なお、図（Ｄ）は、図（Ｃ）のＤ部拡大図である。
さらに、前記ボルト頭部１６に保持されたダイヤモンド砥粒１７は、ダイヤモンドドレッサによりツルーイングされて、先端面がフラットな形状に成形され（図１（Ｄ）参照）、各々のダイヤモンド砥粒１７の先端面（以下、フラット面１７ｆという）が同一平面上に保持される。また、前記ダイヤモンド砥粒１７のフラット面１７ｆの周囲には傾斜面１７ｔが形成されており、その傾斜面１７ｔがフラット面１７ｆに対して負のすくい角θを形成している。
【００１０】
次に、前記研削砥石１を使用して本実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法の説明を行う。
先ず、シリンダブロックｗを規定の位置に位置決めする。次に、図２に示されるように、前記研削機（図示されていない）により研削砥石１を回転させながら水平に移動し、シリンダブロックｗのシール面ｗｕを切り込み量０．１ｍｍ  以上で研削加工する。これによって、前記シリンダブロックｗのシール面ｗｕはダイヤモンド砥粒１７のフラット面１７ｆと傾斜面１７ｔとによって研削される。このように、ダイヤモンド砥粒１７のフラット面１７ｆでシリンダブロックｗのシール面ｗｕを擦ることにより研削を行うため、研削抵抗が大きくなり、そのシリンダブロックｗのシール面ｗｕに、図６（Ａ）の写真に示されるような塑性流動層が形成される。これによって、シール面ｗｕから所定深さ内にある鋳巣が効率的に潰される。なお、図６（Ｂ）は、フライス加工した場合のシール面ｗｕの組織写真である。
【００１１】
ここで、前記ダイヤモンド砥粒１７のフラット面１７ｆの面積はシリンダブロックｗのシール面ｗｕが粗さ  ９μＲｚ以下になるように調整され、前記粗さが  ９μＲｚよりも大きくなるときにはダイヤモンドドレッサによりツルーイングしてフラット面１７ｆの面積を大きくする。
【００１２】
図３は、Ｎｏ．１シリンダブロックｗのシール面ｗｕを本実施の形態に係る研削砥石１で研削した場合と、同じくＮｏ．１シリンダブロックｗのシール面ｗｕをフライス加工した場合の鋳巣の残存状況を比較したものである。
図における黒丸は研削砥石１で研削した場合の残存鋳巣を表しており、黒丸一個が鋳巣一個に相当する。同様に、白丸はフライス加工した場合の残存鋳巣を表しており、白丸一個が鋳巣一個に相当する。また、黒丸、白丸の位置によって鋳巣の最大長さと、シール面ｗｕからその鋳巣までの深さを知ることができる。
ここで、研削条件は、枠Ｉ  、枠ＩＩの部分は研削砥石１の回転数が２５００ｒｐｍ  、送り速度が５００ｍｍ／分    、枠ＩＩＩ  の部分は研削砥石１の回転数が５０００ｒｐｍ  、送り速度が１０００ｍｍ／  分    、枠ＩＶ、枠Ｖ  の部分は研削砥石１の回転数が５０００ｒｐｍ  、送り速度が５００ｍｍ／分    である。
また、フライスによる切削条件は、回転数が２０００ｒｐｍ（切削速度１２５７ｍ／分）  、送り速度２１００ｍｍ／  分（  一刃あたりの送り０．１５ｍｍ）  である。
【００１３】
図３に示されるように、シール面ｗｕをフライス加工した場合には、長さ０．５ｍｍ  以上の鋳巣が深さ０．９ｍｍ  の位置に５０個、深さ１．３ｍｍ  の位置に３７個、深さ１．７ｍｍ  の位置に４７個、深さ２．１ｍｍ  の位置に５１個残存している。これに対して、本実施の形態に係る研削砥石１でシール面ｗｕを研削した場合には、そのシール面ｗｕに塑性流動層が形成されることにより所定深さ内にある鋳巣が効率的に潰される。このため、研削砥石１の回転数が２５００ｒｐｍ  、送り速度が５００ｍｍ／分の条件で研削した場合には深さ０．７ｍｍ  の位置に  ３個、深さ１．１ｍｍ  の位置に  ６個しか残存していない。また、研削砥石１の回転数が５０００ｒｐｍ  、送り速度が１０００ｍｍ／  分の条件で研削した場合には深さ１．５  の位置に  ２個、回転数が５０００ｒｐｍ  、送り速度が５００ｍｍ／分の条件で研削した場合には深さ１．９ｍｍ  の位置に  ４個、深さ２．５  の位置に  ２個しか残存していない。
【００１４】
図４は、Ｎｏ．２シリンダブロックｗのシール面ｗｕを本実施の形態に係る研削砥石１で研削した場合と、同じくＮｏ．２シリンダブロックｗのシール面ｗｕをフライス加工した場合の鋳巣の残存状況を比較したものである。
フライス加工の切削条件は図３の場合と同じである。この結果、長さ０．５ｍｍ  以上の鋳巣が深さ０．５ｍｍ  の位置に２９個、深さ１．１ｍｍ  の位置に３２個、深さ１．７  の位置に３８個、深さ２．３ｍｍ  の位置に４４個、深さ２．９ｍｍ  の位置に４４個残存している。これに対して、本実施の形態に係る加工方法では、研削砥石１の回転数が８０００ｒｐｍ  、送り速度が１０００ｍｍ／  分の条件で研削した場合には深さ０．９ｍｍ  の位置に  １個しか残存していない。また、研削砥石１の回転数が６０００ｒｐｍ  、送り速度が８００ｍｍ／分の条件で研削した場合には深さ１．５ｍｍ  の位置に  ５個、回転数が６０００ｒｐｍ  、送り速度が１０００ｍｍ／  分の条件で研削した場合には深さ２．１ｍｍ  の位置に  ４個しか残存していない。
【００１５】
図５は、Ｎｏ．３シリンダブロックｗのシール面ｗｕを本実施の形態に係る研削砥石１で研削した場合と、同じくＮｏ．３シリンダブロックｗのシール面ｗｕをフライス加工した場合の鋳巣の残存状況を比較したものである。
フライス加工の切削条件は図３の場合と同じである。この結果、長さ０．５ｍｍ  以上の鋳巣が深さ０．５ｍｍ  の位置に５４個、深さ１．１ｍｍ  の位置に８３個、深さ１．５ｍｍ  の位置に  １１２個、深さ２．１ｍｍ  の位置に  １１８個残存している。これに対して、本実施の形態に係る加工方法では、研削砥石１の回転数が６０００ｒｐｍ  、送り速度が８００ｍｍ／分の条件で研削した場合には深さ０．９ｍｍ  の位置に  ３個、深さ１．３ｍｍ  の位置に  ４個、深さ１．９ｍｍ  の位置に  ５個、深さ２．５ｍｍ  の位置に  ３個しか残存していない。
【００１６】
このように、本実施の形態に係るシール面の加工方法によると、シリンダブロックｗのシール面ｗｕに塑性流動層を形成することにより鋳巣を潰す方式のため、高温下で使用されるシリンダブロックｗの鋳造欠陥でも確実に修正することができる。また、ある程度の大きさのひけ巣であっても形状に係わらず修正が可能で、残存鋳巣数を大幅に減らすことができる。
【００１７】
図７は、本実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法で使用される別の研削砥石の縦断面図、Ｂ−Ｂ  矢視図及び要部詳細図を表している。
前記研削砥石５０は、円板部５２を備えており、その円板部５２の中央に研削機の回転軸Ｒ（図２参照）と嵌合する取付け孔５４が形成されている。また、前記円板部５２の下面の端縁にはその円板部５２と同軸に円筒形のリング部材５６がボルト５６ｂにより固定されている。前記リング部材５６の下端面５６ｆは、図７（Ｃ）に示されるように、中央よりも内周側が前記円板部５２と平行に成形されており、中央よりも外周側が若干傾斜している。そして、前記リング部材５６の下端面５６ｆに複数のダイヤモンド砥粒５７がボンド５８により保持されている（図７（Ｃ），（Ｄ）参照）。また、前記リング部材５６の下端面５６ｆには、一定の間隔で半径方向にスリット５６ｓが形成されている。なお、前記ダイヤモンド砥粒５７は前述の研削砥石１のダイヤモンド砥粒１７と等しい形状に加工される。
このような研削砥石５０を使用して鋳物のシール面を加工しても前述のような作用、効果を得ることができる。
【００１８】
［第２の実施の形態］
以下、図８〜図１１に基づいて本発明の第２の実施の形態に係るシール面の加工方法の説明を行う。
本実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法は、アルミ鋳造品であるシリンダブロックｗのシール面ｗｕ（図１１参照）を押圧工具によってガスケットのシールラインに倣って押圧し、そのシール面ｗｕから所定深さ内にある鋳造欠陥を修正するものである。ここで、図８は前記押圧工具の側面図及び要部縦断面図であり、図９は押圧工具により押圧されたシール面ｗｕの形状を表す断面図である。
【００１９】
前記押圧工具２０は、図８に示されるように、ロボットのハンド又は工作機械の主軸（図示されていない）に取付けられる固定部２２と、その固定部２２の先端に関節部２４ｙを介して装着されている可動部２４とを有している。
また、前記固定部２２の内部には高圧の液体を収納する空間（図示されていない）が形成されており、この空間が可動部２４の軸方向に形成された貫通孔２３と連通している。さらに、前記可動部２４の貫通孔２３は先端部分で大径化しており、その部分にワークを押圧するセラミック製の球体２５が貫通孔２３を塞ぐように回転可能な状態で収納されている。また、前記可動部２４の先端には前記球体２５を貫通孔２３内に保持する押さえリング２４ｒが形成されている。
【００２０】
このため、前記球体２５がワークを押圧していない状態では、その球体２５は液体の加圧力により押さえリング２４ｒの円錐面２３ｋに当接し、前記球体２５は可動部２４から最も突出した状態に保持される。また、前記球体２５がワークを押圧してその球体２５に液体の加圧力以上の反力が加わると、その球体２５は押さえリング２４ｒから離れて貫通孔２３内を軸方向に変位し、液体の加圧力のみで支えられる。したがって、前記球体２５を押さえリング２４ｒから離すようにすれば、自動的に液体の加圧力でワークを押圧できるようになる。
【００２１】
次に、押圧工具２０を使用して本実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法の説明を行う。
先ず、シリンダブロックｗを規定位置に位置決めする。次に、押圧工具２０を装着したロボットを駆動させて、その押圧工具２０の可動部２４に設けられた球体２５をシリンダブロックｗのシール面ｗｕに押しつける。このとき、前記押圧工具２０に供給される液体の圧力は40MPa（約400kg/cm2）に保持される。そして、前記球体２５が液体の加圧力で前記シール面ｗｕを押圧している状態で、その球体２５をシール面ｗｕのうちガスケット３０（図１０参照）のシールラインと接する部分ｗｍ（図１０（Ｂ）、図１１参照、以下、シール部ｗｍという）に倣って移動させる。このとき、球体２５を移動させる速度は1000mm/分に設定されている。
【００２２】
図９（Ｂ）は、前記球体２５を上記した方法で一回だけシール部ｗｍに倣って移動させたときの前記シール面ｗｕの断面形状を表している。一回の加工によってシール部ｗｍは深さ0.12mmの浅溝状に塑性変形する。なお、図における二点鎖線は加工前のシール面ｗｕを表している。
また、図９（Ａ）は、同じ方法で三回加工したときの前記シール面ｗｕの断面形状を表している。ここで、三回加工する場合には、図９（Ｃ）に示すように、一回目はシリンダブロックｗの外側寄りを加工し、二回目は押圧工具２０を寸法2×ｄ（3mm）だけ内側にずらして内側寄りを加工し、三回目は押圧工具２０を寸法ｄ（1.5mm）だけ外側にずらして中央を加工する。これによって、前記シール部ｗｍは深さ0.26mmの浅溝状に塑性変形する。この結果、シール部ｗｍから所定深さ内にある鋳巣が潰されて鋳造欠陥が修正される。
【００２３】
このようにして、シリンダブロックｗのシール面ｗｕの加工が終了すると、図１０（Ｂ）に示すように、浅溝状に塑性変形したシール部ｗｍにガスケット３０のビード部３２を合わせ、その上にシリンダヘッド（図示されていない）をセットして、そのシリンダヘッドをシリンダブロックｗにボルト止めする。これによって、前記ガスケット３０のビード部３２がたわみシリンダヘッドとシリンダブロックｗとの間のシールが行われる。即ち、前記ガスケット３０が本発明のシール部材に相当する。
【００２４】
このように、本実施の形態に係るシール面の加工方法によると、押圧工具２０の球体２５でシール面ｗｕのシール部ｗｍを押圧して、そのシール部ｗｍから所定深さにある鋳巣を潰す方式のため、高温下で使用されるシリンダブロックｗの鋳造欠陥でも確実に修正することができる。また、ある程度の大きさのひけ巣であっても形状に係わらず修正が可能となる。さらに、シール面ｗｕのうちシール部ｗｍのみを押圧するため、加工エネルギーが小さくなり、シリンダブロックｗの歪みが小さくなる。
【００２５】
また、ガスケット３０のビード部３２をセットできるように、シール部ｗｍを溝状に塑性変形させるため、前記ガスケット３０の位置決めが容易になる。また、図１０（Ａ）に示すように、シール部ｗｍが平らな場合に、ガスケット３０のビード部３２の全屈を防止するために必要であったストッパ３４が不要になる。このため、ガスケット３０のコストダウンが図れるとともに、ストッパ３４の面圧に起因したシリンダブロックｗのボアの変形を防止できる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この本発明の実施の形態には請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような技術的事項を有するものであることを付記しておく。
（１）  請求項２に記載された砥石において、
砥粒は金属製の砥石本体にボンドにより保持された後、ツルーイングされてその先端がフラット面に加工されることを特徴とする砥石。
これによって、フラット面を効率的に成形することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によると、鋳物のシール面から所定深さ内にある鋳巣が効率的に潰されるため、高温下で使用される鋳物の鋳造欠陥でも確実に修正できるとともに、ある程度の大きさのひけ巣であっても形状に係わらず修正が可能となる。このため、鋳造欠陥を無害化でき、鋳物の歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法に使用される砥石の縦断面図、Ｂ−Ｂ  矢視図、Ｃ  詳細図、Ｄ  詳細図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法を表す側面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法によって加工された鋳物のシール面と、フライス加工された鋳物のシール面との鋳巣の残存状況を比較したグラフである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法によって加工された鋳物のシール面と、フライス加工された鋳物のシール面との鋳巣の残存状況を比較したグラフである。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法によって加工された鋳物のシール面と、フライス加工された鋳物のシール面との鋳巣の残存状況を比較したグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法によって加工された鋳物のシール面の組織写真（Ａ）と、フライス加工された鋳物のシール面の組織写真（Ｂ）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法に使用される別の砥石の縦断面図、Ｂ−Ｂ  矢視図、要部詳細図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法に使用される押圧工具の側面図、要部詳細図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法によって加工された鋳物のシール面の断面図である。
【図１０】平坦な鋳物のシール面にガスケットをセットした状態を表す縦断面図（Ａ）、及び、本発明の第２の実施の形態に係る鋳物のシール面の加工方法によって加工された鋳物のシール面にガスケットをセットした状態を表す縦断面図（Ｂ）である。
【図１１】鋳物のシール面を表す平面図である。
【符号の説明】
ｗ      シリンダブロック（鋳物）
ｗｕ    シール面
ｗｍ    シール部
１      研削砥石
１７    ダイヤモンド砥粒
１７ｆ  フラット面
１７ｔ  傾斜面
２０    押圧工具
２５    球体
３０    ガスケット（シール部材）
３２    ビード部（シールライン）
【図１】
0003610716.tif 000002
【図２】
0003610716.tif 000003
【図３】
0003610716.tif 000004
【図４】
0003610716.tif 000005
【図５】
0003610716.tif 000006
【図６】
0003610716.tif 000007
【図７】
0003610716.tif 000008
【図８】
0003610716.tif 000009
【図９】
0003610716.tif 000010
【図１０】
0003610716.tif 000011
【図１１】
0003610716.tif 000012