(57)【特許請求の範囲】
【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、シリンダヘッドを外した状態でシリンダボアを非真円形状に二次成形し、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した際に非真円形状のシリンダボアが変形して真円に近付くようにすることを特徴とするシリンダボアの加工方法。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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８−２５２７６４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  ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｒｅｄｕｃｉｎｇ  Ｃｙｌｉｎｄｅｒ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｓ』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、シリンダヘッドを外した状態でシリンダボアを非真円形状に二次成形し、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した際に非真円形状のシリンダボアが変形して真円に近付くようにする構成とし、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、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Ｍ３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〜Ｅ３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２３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２３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
【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】
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【図１０】
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