(57)【要約】【課題】  製造コストの増加を招くことなく、シリンダヘッドをシリンダブロックにボルト締めして固定したときと同等に変形させた状態でカムシャフト穴が形成できるシリンダヘッドのカムシャフト穴加工方法を提供する。【解決手段】  加工時にシリンダヘッド１を載置するパレット１１に、シリンダヘッド１を、このシリンダヘッド１に形成されたシリンダブロックへの固定用ボルト穴１２に挿通するボルト１３により締付け固定してシリンダヘッド１が実際に所定のシリンダブロックに装着されたときと同等の変形状態とし、その状態でシリンダヘッド１にカムシャフト穴７を加工する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工時にシリンダヘッドを載置するパレットに、上記シリンダヘッドを、該シリンダヘッドに形成されたシリンダブロックへの固定用ボルト穴に挿通するボルトにより締付け固定して該シリンダヘッドが所定のシリンダブロックに装着されたときと同等の変形状態とし、その状態で上記シリンダヘッドを切削加工してカムシャフト穴を形成することを特徴とするシリンダヘッドのカムシャフト穴加工方法。
【請求項２】
上記シリンダヘッドを、該シリンダヘッドが所定のシリンダブロックに装着されたときと同等の変形状態で上記パレットに固定するのに先立って、上記シリンダヘッドにカムシャフト穴用の下穴を形成することを特徴とする請求項１に記載のシリンダヘッドのカムシャフト穴加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックに装着されるシリンダヘッドのカムシャフト穴加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダヘッドにカムシャフト穴を形成するには、シリンダヘッドをパレット上に撓みがないようにボルトにより固定し、このパレットをボーリング加工装置にセットして、シリンダヘッドに予め形成されたカムシャフト穴用の下穴を切削加工することによりカムシャフト穴を形成するようにしている。
【０００３】
ところが、このようにしてカムシャフト穴を形成したシリンダヘッドを、実際に装着すべき所定のシリンダブロックにボルトによって締付け固定して装着すると、シリンダブロックにおけるシリンダヘッドの取付面が平面でない場合は勿論のこと、シリンダヘッドの取付面が高精度の平面であってもシリンダヘッドの剛性及び形状に起因して、特にシリンダヘッドの長手方向に撓みが生じる場合がある。
【０００４】
このため、シリンダヘッドに対してカムシャフト穴を高精度に真円に加工しても、このカムシャフト穴が加工されたシリンダヘッドをシリンダブロックにボルトにより締付け固定すると、その撓み分に相当してカムシャフト穴も変形して真円度が低下し、カムシャフト穴内に挿通されるカムシャフトに片当たりが生じて、潤滑が不足して焼付け等が発生することが懸念される。
【０００５】
図６（ａ）乃至（ｄ）は、上述した従来の加工方法による加工穴の断面形状の変化を示すもので、図６（ａ）はシリンダヘッドに予め形成されたカムシャフト穴用の下穴３１を示している。従来の加工方法では、図６（ａ）に示すように、下穴３１が真円となるように、シリンダヘッドをパレット上に固定し、その状態で下穴３１を切削加工して、図６（ｂ）に示すように真円のカムシャフト穴３２を形成している。従って、カムシャフト穴３２の形成後に、シリンダヘッドをパレットから取り外した状態では図６（ｃ）に示すようにカムシャフト穴３２は真円の状態である。
【０００６】
しかし、その後、実際にシリンダヘッドをシリンダブロックにボルトにより所定の締付け力で固定すると、その締付け力によって、カムシャフト穴３２は図６（ｄ）に示すように、締付け方向を短軸とする楕円状に変形して真円度が低下することになる。
【０００７】
このような問題を解決する方法として、従来、ボーリング加工装置にシリンダヘッド支持手段及びシリンダヘッド押付け手段を有するシリンダヘッド加工用位置決め装置を設け、シリンダヘッド押付け手段によりシリンダヘッドをシリンダヘッド支持手段の基準面上に押し付けて、シリンダヘッドをシリンダブロックにボルト締めして固定したときと同等に変形させ、その状態でボーリング加工装置によりシリンダヘッドのカムシャフト穴を切削加工する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、治具によりシリンダヘッドをクランプして同様に変形させ、その状態でカムシャフト穴を切削加工する方法も知られている。
【０００９】
このように、シリンダヘッドをシリンダブロックにボルト締めして固定したときと同等に変形させた状態で、カムシャフト穴を切削加工すれば、シリンダヘッドをボーリング加工装置から取り外して無変形の状態に戻したときにはカムシャフト穴は楕円状態になるが、このシリンダヘッドを実際にシリンダブロックにボルトにより締付け固定すると、カムシャフト穴は再び加工時の真円度が確保された状態に復帰するので、カムシャフトに片当たりが生じるのを確実に防止することが可能となる。
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１０４３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に開示の加工方法では、シリンダヘッド支持手段及びシリンダヘッド押付け手段を有するシリンダヘッド加工用位置決め装置を別途必要とするため、加工設備が大掛かりとなって設備コストの増加を招くことが懸念される。また、シリンダヘッド加工用位置決め装置によりシリンダヘッドの所定の位置を押圧して、シリンダヘッドに所望の変形を与えるようにしているため、エンジンの型式変更に伴ってシリンダヘッドの形状が変更されると、それに応じてシリンダヘッド加工用位置決め装置を改修したり、別途に新規導入したりする必要があり、コストアップを招くことが懸念される。
【００１２】
また、治具のクランプ力によりシリンダヘッドを変形させて加工する方法では、治具が大型化かつ複雑化して、やはり設備コストの増加を招くことが懸念される。
【００１３】
そこで、本発明者は、鋭意検討したところ、ボーリング加工装置によりシリンダヘッドのカムシャフト穴を切削加工する際、一般にはシリンダヘッドをパレットに載置してボルトにより固定している点に着目し、シリンダヘッドをパレットに固定する際に、シリンダヘッドを所定のシリンダブロックに正規に組付けたときと同等に変形させた状態で固定し、その状態でカムシャフト穴を切削加工すれば、上述したようなシリンダヘッド加工用位置決め装置や治具を用いることなく、シリンダヘッドを実際にシリンダブロックにボルトにより締付け固定した際に、カムシャフト穴を加工時と同じ真円度に復帰できるように切削加工でき、カムシャフトに片当たりが生じるのを確実に防止できることを見出した。
【００１４】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、設備コストの増加を招くことなく、シリンダヘッドをシリンダブロックにボルトにより締付けて装着したときと同等に変形させた状態でカムシャフト穴を形成できるシリンダヘッドのカムシャフト穴加工方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成する請求項１に記載のシリンダヘッドのカムシャフト穴加工方法の発明は、加工時にシリンダヘッドを載置するパレットに、上記シリンダヘッドを、該シリンダヘッドに形成されたシリンダブロックへの固定用ボルト穴に挿通するボルトにより締付け固定して該シリンダヘッドが所定のシリンダブロックに装着されたときと同等の変形状態とし、その状態で上記シリンダヘッドを切削加工してカムシャフト穴を形成することを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１のシリンダヘッドのカムシャフト穴加工方法において、上記シリンダヘッドを、該シリンダヘッドが所定のシリンダブロックに装着されたときと同等の変形状態で上記パレットに固定するのに先立って、上記シリンダヘッドにカムシャフト穴用の下穴を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によると、加工時にシリンダヘッドが載置されるパレットを利用して、加工すべきシリンダヘッドを、これに形成されているシリンダブロックへの固定用ボルト穴に挿通するボルトによりパレットに締付け固定して、実際に所定のシリンダブロックに装着されたときと同等の変形状態とし、その状態でカムシャフト穴を切削加工するので、従来のシリンダヘッド加工用位置決め装置や治具を用いる場合のような設備コストの増加を招くことがなくなると共に、エンジンの型式変更等に伴うシリンダヘッドの形状変更にも容易に対処することが可能となる。従って、カムシャフト穴を低コストで形成でき、シリンダヘッドの製造コストの低減が期待できる。
【００１８】
請求項２の発明によると、カムシャフト穴の形成に先立って、シリンダヘッドにカムシャフト穴用の下穴を形成するので、加工機への負荷が抑制されて加工精度が向上し、更にカムシャフト穴を簡単かつ迅速に形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明によるシリンダヘッドのカムシャフト穴加工方法の実施の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
【００２０】
図１はシリンダヘッドがパレットに取付けられた状態をカムシャフト穴の軸方向から見た一部断面で示す正面図、図２は図１の平面図、図３はパレットを一部断面で示す側面図、図４は図３の平面図であり、図５（ａ）乃至（ｄ）は本実施の形態の加工方法による加工穴の断面形状の変化を説明する図である。
【００２１】
本実施の形態は、水平対向式４気筒エンジンの一方のバンクにおける２気筒８バルブ１カムシャフト用のシリンダヘッド１のカムシャフト穴を加工するもので、図１及び図２に示すように、シリンダヘッド１は、シリンダヘッド本体２及びカムキャップ３を有しており、シリンダヘッド本体２には、各気筒に対応してインテークバルブ用及びエキゾーストバルブ用の合計４つのバルブ穴４が形成されると共に、シリンダヘッド１をシリンダブロック（図示せず）にボルト結合するための６個の固定用ボルト穴１２が穿設されている。このシリンダヘッド本体２の上面にカムキャップ３が１４本のカムキャップ締付けボルト５により固定されている。
【００２２】
また、シリンダヘッド１には、カムキャップ３がシリンダヘッド本体２の上面に固定された状態で、その中央に長手方向に沿って３つの軸受部６（図２に斜線を施して示す）が形成され、その各軸受部６にカムシャフト穴７を形成するための真円の下穴８（図１に仮想線で示す）が形成されている。
【００２３】
一方、パレット１１には、図３及び図４に示すように、シリンダヘッド１を載置する基準面となる複数の突部１４を形成し、これら突部１４にシリンダヘッド本体２に穿設された各固定用ボルト穴１２に対応して６個のネジ穴１５が形成されている。具体的には、載置されるシリンダヘッド１のカムシャフト穴７の軸方向と平面視直交する方向に並ぶ各２個の固定用ボルト穴１２にそれぞれ対応させて平面視カムシャフト穴７の軸方向と直交する方向に延在する３つの突部１４を平行に設け、これら各突部１４にそれぞれ２個の固定用ボルト穴１２に対応する２個のネジ穴１５が形成されている。
【００２４】
このように形成されたシリンダヘッド１は、ボーリング加工装置により下穴８を切削加工してカムシャフト穴７を形成する際、シリンダヘッド１をパレット１１の突起１４上に載置してボルトにより固定されるが、このシリンダヘッド１をパレット１１に固定する際に、シリンダヘッド１が実際に所定のシリンダブロック（図示せず）にボルトにより締付け固定されたときと同等の変形状態となるように、シリンダヘッド１を、シリンダヘッド本体２に形成されたシリンダブロックへの固定用ボルト穴１２に挿通するパレット締付けボルト１３によりパレット１１のネジ穴１５に所定のトルクで締付け固定する。図２に示すようにシリンダヘッド本体２に６個の固定用ボルト穴１２が形成されているので、これら６個の固定用ボルト穴１２にそれぞれパレット締付けボルト１３を挿通してシリンダヘッド１をパレット１１のネジ穴１５に所定のトルクで締付け固定する。
【００２５】
なお、シリンダヘッド１側の所定の固定用ボルト穴１２と、これと対応するパレット１１側のネジ穴１５に中空ロケートブッシュ嵌入穴１２ａ、１５ａを形成し、これら中空ロケートブッシュ嵌入穴１２ａ及び１５ａに亘って円筒状の中空ロケートブッシュ１６を介挿させてパレット１１に対するシリンダヘッド１の載置位置精度を確保している。
【００２６】
以上のようにして、シリンダヘッド１をパレット１１に固定した状態で、図示しないボーリング加工装置によりシリンダヘッド１の下穴８を切削加工して、カムシャフト穴７を形成する。
【００２７】
本実施の形態によると、シリンダヘッド１を切削加工してカムシャフト穴７を形成するのに先立って、シリンダヘッド１が所定のシリンダブロックにボルトにより実際に締付け固定されて装着されたときと同等の変形状態となるように、シリンダヘッド１を、シリンダヘッド本体２に形成されているシリンダブロックへの固定用ボルト穴１２に挿通するパレット締付けボルト１３によりパレット１１に締付け固定するので、この状態では、シリンダヘッド１に予め真円で形成されたカムシャフト穴用の下穴８は、図５（ａ）に示すように、締付け方向を短軸とする楕円状に変形する。
【００２８】
その後、図５（ａ）に示す状態で、ボーリング加工装置により下穴８を切削加工すると、図５（ｂ）に示すように真円のカムシャフト穴７が形成される。
【００２９】
その後、シリンダヘッド１をパレット１１から取り外すと、シリンダヘッド１はパレット締付けボルト１３による締付け力が解除されて、カムシャフト穴７は、図５（ｃ）に示すように、シリンダブロックへの締付け方向を長軸とする楕円状に変形する。
【００３０】
その後、シリンダヘッド１を、固定用ボルト穴１２に挿通して所定のシリンダブロックにボルトにより締付け固定すると、その締付け力によってカムシャフト穴７は図５（ｄ）に示すように、図５（ｂ）の加工時と同じ真円となる。従って、カムシャフト穴７内に挿通されるカムシャフトに片当たりが生じることがなくなる。
【００３１】
このように、本実施の形態によれば、加工時にシリンダヘッド１が載置されるパレット１１を利用して、シリンダヘッド１を、これに形成されているシリンダブロックへの固定用ボルト穴１２に挿通するパレット締付けボルト１３によりパレット１１に締付け固定し、これによりシリンダヘッド１が実際に所定のシリンダブロックに装着されたときと同等に変形させて、その状態でカムシャフト穴７を切削加工するようにしたので、従来のシリンダヘッド加工用位置決め装置や治具を用いる場合のような設備コストの増加を招くことがなくなると共に、エンジンの型式変更に伴うシリンダヘッド１の形状変更にも容易に対処することができる。しかも、シリンダヘッド１を、該シリンダヘッド１が所定のシリンダブロックに装着されたときと同等の変形状態となるようにパレット１１に固定するのに先立って、シリンダヘッド１にカムシャフト穴用の下穴８を形成するようにしたので、ボーリング加工装置への負荷が軽減されてカムシャフト穴７の加工精度が向上すると共に、カムシャフト穴７を簡単かつ迅速に形成することができる。従って、カムシャフト穴７を低コストで形成でき、シリンダヘッド１の製造コストの低減が図れる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明は、水平対向式４気筒エンジンの一方のバンクにおける２気筒８バルブ１カムシャフト用のシリンダヘッド１のカムシャフト穴の加工に限らず、各種のシリンダヘッドのカムシャフト穴の加工に適用することができる。また、下穴８を省略して、カムシャフト穴７を直接形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態によるシリンダヘッドのパレットへの取付け状態をカムシャフト穴の軸方向から見た一部断面で示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１に示すパレットの一部断面側面図である。
【図４】図３の平面図である。
【図５】本実施の形態の加工方法による加工穴の断面形状の変化を説明する図である。
【図６】従来の加工方法による加工穴の断面形状の変化を説明する図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    シリンダヘッド
２    シリンダヘッド本体
３    カムキャップ
５    カムキャップ締付けボルト
６    軸受部
７    カムシャフト穴
８    下穴
１１  パレット
１２  固定用ボルト穴
１３  パレット締付けボルト
１４  突部
１５  ネジ穴
【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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【図６】
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