(57)【要約】【課題】エンジン動作開始後のシリンダボアの形状を、真円の円筒形状に近づける。【解決手段】シリンダブロックにシリンダボアの形成するためのシリンダボアの加工方法において、シリンダボアは、設計された加工形状に基づいて成形される。加工形状の設計に際しては、エンジン動作開始前の新品状態におけるシリンダボア形状に対する、エンジンの動作開始後のシリンダボアの永久変形量が推定される。そして、推定された永久変形量に基づいて、永久変形が収束した後にシリンダボアの形状が真円の円筒形状となるように、シリンダボアの加工形状が算出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工形状に基づいて、シリンダブロックにシリンダボアを加工する方法であって、
エンジン動作開始前の新品状態におけるシリンダボアの形状に対する、前記エンジンの動作開始後の前記シリンダボアの永久変形量が推定され、
前記永久変形量に基づいて、前記シリンダボアの永久変形が収束した後にシリンダボアの形状が真円の円筒形状となるように、前記加工形状が設計される、
ことを特徴とする、シリンダボアの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの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に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダブロックにシリンダボアを形成する方法として、例えば、特許文献１には、シリンダブロックにシリンダボアを一次成形した後、シリンダブロックにシリンダヘッドを固定する際に生じる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の円筒形状に二次成形する方法が記載されている。この加工方法によれば、二次成形後の非真円の円筒形状のシリンダボアは、シリンダブロックにシリンダヘッドを固定することで、真円の円筒形状に近づくように変形することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１９３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、オイル消費低減やフリクション低減の要求が高まっており、このためシリンダボアの真円度を高めることは重要となっている。シリンダボアの真円度を高めるためには、シリンダボアの加工精度を向上させると共に、シリンダボアの加工後に発生する変形にも対応する必要がある。この点、上記特許文献１に記載の加工方法は、シリンダボアの加工後のシリンダヘッド固定時に生じるシリンダボアの歪みに対応して、シリンダボアを真円の円筒形状に近づけるようにするものである。
【０００５】
しかしながら、シリンダボアは、シリンダヘッド固定時に変形するだけでなく、エンジン運転時にシリンダブロックに熱が加わることによっても永久変形する。即ち、エンジン組み立て後のシリンダボアが真円の円筒形状であったとしても、エンジンを動作させた後にシリンダボアが真円の円筒形状でなくなることが考えられる。この点で、特許文献１のシリンダボアの加工方法には改善の余地が残る。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、エンジンを動作させた後の永久成長後、シリンダボアの形状が真円の円筒形状に近づくように改良されたシリンダボアの加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシリンダボアの加工方法は、シリンダブロックにシリンダボアを形成するために用いられる。このシリンダボアの加工方法において、シリンダボアは、設計された加工形状に基づいて加工される。加工形状の設計に際しては、エンジン動作開始前の新品状態におけるシリンダボア形状に対する、エンジンの動作開始後のシリンダボアの永久変形量が推定される。そして、推定された永久変形量に基づいて、永久変形が収束した後にシリンダボアの形状が真円の円筒形状となるように、シリンダボアの加工形状が算出される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジン動作開始後のシリンダボアの永久変形量に基づいて、エンジン動作開始後の永久成長の後にシリンダボアの形状が真円の円筒形状となるようにシリンダボアの加工形状が設定される。即ち、エンジン動作開始後の永久変形によるシリンダボアの変形はキャンセルされ、シリンダボアを真円の円筒形状に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態におけるシリンダボアの加工方法について説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるシリンダボアの加工形状の算出方法について説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるシリンダボアの加工形状の算出方法について説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるエンジンの使用状況とシリンダボアの加工形状との関係について説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるエンジンの使用状況に応じたシリンダボアの加工形状について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
【００１１】
図１は、本実施の形態におけるシリンダボアの加工方法の手順について説明するための図である。図２及び図３は、シリンダボアの加工形状の算出方法について説明するための図であり、図２は、シリンダボアの、中心軸に垂直な断面形状を表し、図３は、シリンダボアのある位置における、中心軸に平行な方向（即ち、デッキ面からの深さ方向）の形状を表している。本実施の形態では、まず、エンジン動作開始後の永久成長による変形量の推定値（以下「永久変形量」とも称する）が算出される。
【００１２】
永久変形量の算出に際しては、図１に示されるように、まず、サンプルとなるエンジンのシリンダブロックが真円加工され、真円の円筒形状のシリンダボアが成形される。次に、このシリンダボアの形状が計測される。ここでは図２の（ｂ）の「新品」に示されるように、真円加工後のシリンダボアの形状は真円に近い円筒形状となっている。
【００１３】
その後、シリンダボアが形成されたシリンダブロックに熱負荷が付与される。この熱負荷は、実際のエンジン運転を模したものであり、シリンダボアの永久変形が収束状態となるまで付与される。その後、熱負荷付与後のシリンダボアの形状が計測される。図２の（ｃ）の「運転後」に示されるように、熱負荷付与後の形状は、新品の真円の円筒形状に対して歪みが発生している。
【００１４】
真円加工後熱負荷付与前のシリンダボアの形状と、熱負荷付与後のシリンダボアの形状とから、シリンダボアの永久変形量が算出される。より具体的には、熱負荷付与後（即ち、図２の（ｃ）の運転後）のシリンダボアの形状から、熱負荷付与前の新品のシリンダボアの形状を差し引いた差分が永久変形量として算出される。なお、永久変形量は、シリンダボアの円周方向、及び、デッキ面からの深さ方向の全体に亘り算出される。また、新品及び運転後のシリンダボアの形状は、それぞれ１回の計測データに基づいて決定されたものであってもよい。また、例えば、複数回に亘って計測された複数の計測データに基づいて決定されたものであってもよい。
【００１５】
次に、実際のエンジンのシリンダブロックに形成されるシリンダボアの加工形状が算出される。シリンダボアの加工形状は、真円の円筒形状から、算出された各位置における永久変形量を差し引いた形状となる。つまり、図２及び図３に示されるように、加工形状は、サンプルのシリンダボアの新品時の形状（巣縄値、真円の円筒形状）を対称軸として、サンプルのシリンダボアの運転後の形状に対して反転形状となるように設計される。これにより、実際のエンジンのシリンダボアの加工形状は、エンジン動作開始後のシリンダボアの永久変形をキャンセルする形状となる。
【００１６】
上記のように算出されたシリンダボアの加工形状に基づいて、実際のエンジンのシリンダブロックに、シリンダボアが成形される。シリンダブロックへのシリンダボアの成形方法は種々に知られているため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００１７】
以上のように、永久変形をキャンセルするシリンダボアの加工形状に基づいてシリンダボアを成形することで、エンジン運転開始後のシリンダボアの真円度を高くすることができる。これにより、シリンダボアの永久変形に起因する、ブローバイガスの流量増加、オイル消費の増加、及び振動騒音の増加等を抑えることができる。
【００１８】
なお、上記の実施の形態では、永久変形量の推定のため、シリンダブロックに、シリンダボアの永久変形が収束状態となるまで熱負荷を付与する場合について説明した。しかしながら、これに限らず、例えば、シリンダボアの永久成長が所定の進展率に達したと想定される状態となるまで、熱負荷を付与する構成としてもよい。この場合、例えば、熱負荷付与によるシリンダボアの変形量に基づいて、永久変形が収束した後のシリンダボアの形状を推定し、これに基づいて永久変形量を算出すればよい。
【００１９】
また、上記の実施の形態では、熱負荷のかかり方を規定していない。しかし、エンジン運転時の熱負荷は、仕向け及びハイブリッド車両か否か等のエンジン使用条件によって変化する。従って、シリンダボアの加工形状を、エンジン使用条件によって変化させてもよい。
【００２０】
図４はエンジンの使用条件に応じた、変形キャンセル量（即ち、永久変形量）の一例を示す図であり、図５は、変形キャンセル量に応じたシリンダボアの加工形状の一例を示す図である。図４及び図５に示されるように、同一エンジンであっても、例えば、ハイブリッド車に搭載される場合、ハイブリッド車でない場合に比べて、熱負荷が小さくなり、永久成長による変形量も小さくなることが予想される場合がある。従って、シリンダボアの加工形状における変形キャンセル量を小さく設定することが考えられる。また、同一エンジンであっても使用される国における使用条件の違いにより熱負荷が異なり、シリンダボアの永久変形量も異なることが考えられる。従って、変形キャンセル量も、仕向けにより異なるものとしてもよい。
【００２１】
また、図４及び図５に示す例では、変形キャンセル量は、大、中、小の３段階に設定しているが、これに限られるものではなく、更に細かく設定してもよいし、大小２段階のキャンセル量としてもよい。
【００２２】
なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【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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