(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具交換可能なマシニングセンタのような数値制御工作機械に切削具を装着し、エンジンシリンダボアの油溝を形成する部分を他の部分より小径に内径仕上げして小径部を形成する第１の手順と、前記切削具を比較的粗い砥石を設けた内研用研削具に工具交換し、前記エンジンシリンダボアの前記小径部を前記他の部分と等しい内径寸法に研削仕上げ加工する第２の手順と、仕上げ加工されたエンジンシリンダボアをホーニング仕上げする第３の手順とを行うことを特徴とするエンジンシリンダボアの油溝加工方法。
【請求項２】
前記油溝を形成する前記小径部が、前記エンジンシリンダボアの軸線方向に沿う任意の箇所の内面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のエンジンシリンダボアの油溝加工方法。
【請求項３】
前記切削具及び内研用研削具による加工及び研削がコンタリングによるものである請求項１に記載のエンジンシリンダボアの油溝加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンシリンダボアの内面の全面又は任意の内面位置に耐摩耗性向上のための油溝を加工するに好適なエンジンシリンダボアの油溝加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのシリンダブロックには気筒数に対応して複数個のシリンダボアが形成されている。このシリンダボアの内面はピストンリングが押圧された状態で摺動するため耐摩耗性を向上させる必要がある。そのため、従来よりシリンダボアの内面はホーニング加工され、表面粗さを低減してピストンリングとの摩擦抵抗を軽減させるように処理されていた。しかしながら、エンジンの高性能化，要求寿命の向上等に伴って従来のホーニング加工だけでは不十分となり、シリンダボアの内面に潤滑油を保持するための油溝を形成する必要が生じた。この油溝の加工方法として各種のものがあるが、従来における代表的な加工方法としてはプラトーホーニングによるもの及びレーザホーニングによるものが挙げられる。
【０００３】
プラトーホーニングは、所定のボーリング加工されたシリンダボアを粗めのホーニング砥石を用いて加工し、まず、図１０に示すように内面に深い溝を作る。次に、仕上げホーニング砥石を用いてシリンダボアの内面を円滑に仕上げ加工し、図１１に示すように適宜深さの油溝１ａを形成するものである。
【０００４】
一方、レーザホーニングは、所定のボーリング加工されたシリンダボアの内面に、図１２に示すように数１０［μｍ］のスポット径の油溝１ｂをレーザにより加工し、次に、仕上げホーニング砥石を用いてシリンダボアの内面を円滑に仕上げ加工するものである。この加工方法は前記のプラトーホーニングによる油溝１ａに較べて形状の安定した油溝１ｂを形成し得る特徴を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のプラトーホーニング及びレーザホーニングによる油溝の加工方法はそれぞれ特徴を有するものであるが、次のような問題点がある。プラトーホーニングの場合は、粗めのホーニング砥石と仕上げホーニング砥石等の専用の工具が必要となり、工具コストが高くなる問題点がある。また、シリンダボアの入口側からの連続加工しか行われず、シリンダボアの任意の場所に油溝１ａを加工することが困難である。更に、粗めのホーニング砥石による深い溝加工をした後、砥石を取り換えて仕上げホーニング砥石による仕上げ加工が必要となり、加工時間がかかる問題点がある。また、レーザホーニングによるものは、装置自体が非常に高価であり、設備コスト高となるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、以上の問題点を解決するもので、エンジンシリンダボアの内面の任意の部分に油溝を簡単に形成することができ、設備コストも低額で済み、作業性もよいエンジンシリンダボアの油溝加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、工具交換可能なマシニングセンタのような数値制御工作機械に切削具を装着し、エンジンシリンダボアの油溝を形成する部分を他の部分より小径に内径仕上げして小径部を形成する第１の手順と、前記切削具を比較的粗い砥石を設けた内研用研削具に工具交換し、前記エンジンシリンダボアの前記小径部を前記他の部分と等しい内径寸法に研削仕上げ加工する第２の手順と、仕上げ加工されたエンジンシリンダボアをホーニング仕上げする第３の手順とを行うエンジンシリンダボアの油溝加工方法を特徴とするものである。また、前記油溝を形成する前記小径部が、前記エンジンシリンダボアの軸線方向に沿う任意の箇所の内面に形成されることを特徴とするものである。また、前記加工具及び内研用研削具による加工及び研削がコンタリングによるものであることを特徴とするものである。
【０００８】
エンジンシリンダボアはマシニングセンタ等の工作機械に装着された切削具により切削加工されるが、この際に、エンジンシリンダボアの内面のうち、油溝を形成する必要のある部分の内面に他の部分より小径の小径部を形成する。次に、工作機械に装着されていた前記切削具を比較的粗い砥石を有する内研用研削具に工具交換し、同一の工作機械により切削加工済みのエンジンシリンダボアの前記小径部を内面研削加工する。この研削加工により前記の小径部が他の部分と同一内径に研削仕上げ加工される。エンジンシリンダボアの前記小径部は研削時において切削加工した他の部分より粗目に仕上げられる。従って、その分だけ深溝が形成される。次に、エンジンシリンダボアの全体をホーニング加工することにより研削面全体が平滑となるが前記の深溝の部分が残り、これが油溝を形成する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンジンシリンダボアの油溝加工方法を図面を参照して詳述する。まず、工作機械としては工具交換が可能でコンタリング加工ができるものが望ましく、例えば、マシニングセンタのような数値制御工作機械が適用される。なお、図９は以下の油溝加工方法のフローチャートである。図１に示すように、まず、工作機械の主軸２にエンジンシリンダボアをボーリング加工するための切削具３を装着し、例えば、鋳肌のエンジンシリンダボア４の切削加工を行う（ステップ１００）。この切削加工時において、油溝を形成する必要のある部分の内径を他の部分よりも小径とし、図２に示すように小径部５を形成する（ステップ１０１）。なお、エンジンシリンダボア４の内面のすべてに油溝を形成する場合には、小径部５の内径と同一の内径ですべての部分の切削加工を行う。
【００１０】
次に、図３に示すように切削具３と内研用研削具６との工具交換を行う（ステップ１０２）。すなわち、同一の工作機械の主軸２内に内研用研削具６が装着される。この内研用研削具６は比較的粗い砥石を有するものからなる。その粗度等はエンジンシリンダボア４内に形成する油溝の形状や深さを勘案して実験的又は経験的に決められる。
【００１１】
次に、図４に示すように、内研用研削具６によりエンジンシリンダボア４の小径部５を他の部分の内径と同一寸法に研削仕上げする（ステップ１０３）。この研削方法は、エンジンシリンダボア４が単一の場合は、エンジンシリンダブロック側を回転させながら研削加工を行うことができるが、一般の多筒のエンジンの場合には、図５に示すように、コンタリング加工が望ましい。コンタリング加工は公知技術であり、マシニングセンタのような数値制御工作機械では簡単に行われる。勿論、前記の切削具３によるエンジンシリンダボア４の前記切削加工もコンタリング加工によって行ってもよい。
【００１２】
次に、研削仕上げ加工が終了したら、加工済みのシリンダブロックをホーニング加工機側に移動し、図６に示すようにホーニング砥石７によるホーニング加工を行う（ステップ１０４）。ホーニング加工において、ホーニング砥石７の回転及び往復動の同時制御を行うことにより任意のクロスハッチ面の仕上げ面を得ることができる。
【００１３】
図７は、図４に示した内研用研削具６によるエンジンシリンダボア４の内面の粗さを拡大表示したものである。図示のように小径部５に相当する部分の溝８が他の部分の溝９に較べて深溝に形成されていることがわかる。
【００１４】
図８は、図７に示した研削加工済みのエンジンシリンダボア４の溝８，９をホーニング仕上げ加工した結果を示すものである。小径部５のあった部分以外の部分の溝９の粗さは極めて細かくなるが、小径部５のあった部分は溝８の一部が依然として残り、油溝１を形成することがわかる。以上により、エンジンシリンダボア４の任意の部分に油溝１を形成することができ、かつこの形成は単に小径部５を所望の箇所に形成して研削仕上げ及びホーニング仕上げ加工すればよく極めて簡単に形成することができる。
【００１５】
なお、本発明のエンジンシリンダボアの油溝加工方法における加工条件や研削条件及びホーニング加工条件については、油溝１の大きさや、エンジンシリンダボア４の形状等によって適宜設定されるもので特別な条件はなく、一般の切削加工，研削加工及びホーニング加工における加工条件が適用される。
【００１６】
【発明の効果】
１）本発明の請求項１に記載のエンジンシリンダボアの油溝加工方法によれば、エンジンシリンダボアの切削加工時において油溝を形成する必要のある部分の内径を他の部分より小径にした後に所定の研削仕上げ加工及びホーニング仕上げ加工を行うだけで所望の油溝を得ることができるため、従来の加工方法に較べて極めて簡単に油溝を形成することができる。また、同一の機械を用いて切削具と内研用研削具との工具交換が行われるため、設備コストが低減し、かつ作業性の向上が図れる。
２）本発明の請求項２に記載のエンジンシリンダボアの油溝加工方法によれば、油溝はエンジンシリンダボアの任意の部分に形成でき、従来のプラトーホーニングのように入口側から連続した部分にのみ油溝が形成されるものとは大きく相異する。
３）本発明の請求項３に記載のエンジンシリンダボアの油溝加工方法によれば、エンジンシリンダボアの切削及び研削仕上げ加工がコンタリングにより行われるため、重量物のシリンダブロックを回転させる必要がなく、高精度加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作機械の主軸に装着された切削具によるエンジンシリンダボアの加工前の状態を示す模式図。
【図２】切削具による小径部の形成を示す模式図。
【図３】切削具と工具交換されて同一の工作機械の主軸に装着された内研用研削具を示す模式図。
【図４】切削加工済みのエンジンシリンダボアの小径部の研削加工状態を示す模式図。
【図５】内研用研削具によるエンジンシリンダボアのコンタリング加工の状態を示す横断面図。
【図６】研削加工済みのエンジンシリンダボアの内面をホーニング加工している状態を示す模式図。
【図７】研削加工後におけるエンジンシリンダボアの小径部の内面に形成された溝を示す部分拡大図。
【図８】図７に示した溝のホーニング加工後の状態を示す部分拡大図。
【図９】本発明のエンジンシリンダボアの油溝加工方法を説明するためのフローチャート。
【図１０】従来のプラトーホーニングによるエンジンシリンダボアの内面の油溝の形成状態を説明するための部分拡大図。
【図１１】従来のプラトーホーニングによるエンジンシリンダボアの内面の油溝の形成状態を説明するための部分拡大図。
【図１２】従来のレーザホーニングによるエンジンシリンダボアの内面の油溝の形成状態を説明するための部分拡大図。
【符号の説明】
１  油溝
２  主軸
３  切削具
４  エンジンシリンダボア
５  小径部
６  内研用研削具
７  ホーニング砥石
８  溝
９  溝
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
0004045634.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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