(57)【要約】【課題】自然環境への悪影響が少なく、シリンダボア内面に潤滑油を十分に保持させることが可能なシリンダブロックの加工方法およびシリンダブロックを提供する。【解決手段】内燃機関のシリンダブロック１０に形成されたシリンダボア１１の内面１１ａを加工するシリンダブロック１０の加工方法には、水溶性クーラントを供給しながらシリンダボア１１の内面１１ａのホーニング加工を行うホーニング加工工程（ステップＳＴ１）と、ホーニング加工後のシリンダボア１１の内面１１ａに油膜１１ｂを形成する油膜形成工程（ステップＳＴ２）とが含まれる。【選択図】図３
2009275551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックに形成されたシリンダボアの内面を加工する方法であって、
水溶性クーラントを供給しながらシリンダボア内面のホーニング加工を行うホーニング加工工程と、
上記ホーニング加工後のシリンダボア内面に油膜を形成する油膜形成工程とを含むことを特徴とするシリンダブロックの加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法において、
上記油膜は、加熱されたシリンダボア内面に潤滑油を供給することにより形成されることを特徴とするシリンダブロックの加工方法。
【請求項３】
請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法において、
上記油膜は、潤滑油が供給されたシリンダボア内面を加熱することにより形成されることを特徴とするシリンダブロックの加工方法。
【請求項４】
請求項１に記載のシリンダブロックの加工方法において、
上記油膜は、潤滑油を浸み込ませた保持体をシリンダボア内面に擦り付けることにより形成されることを特徴とするシリンダブロックの加工方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のシリンダブロックの加工方法によりシリンダボア内面が加工されたことを特徴とするシリンダブロック。
【請求項６】
請求項５に記載のシリンダブロックにおいて、
上記シリンダボア内面が鋳鉄製のライナによって形成されていることを特徴とするシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のシリンダブロックに形成されたシリンダボアの内面を加工する方法、およびそのような加工方法により加工されたシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関（エンジン）のシリンダブロックには、ピストンが往復動可能に収容されるシリンダボアが形成される。シリンダブロックのシリンダボアの内面は、ピストンに備えられるピストンリングの摺接面となるので、焼き付きなどを防ぐために、潤滑性が要求される。このため、シリンダブロックの製造過程においては、シリンダボア内面にホーニング加工が施される。このホーニング加工により、シリンダボア内面にクロスハッチと呼ばれる網目状の溝を形成し、この溝に潤滑油を保持させるようにしている。
【０００３】
シリンダブロックのシリンダボア内面のホーニング加工の従来例としては、例えば、特許文献１，２に記載された技術がある。
【特許文献１】特開２００６−２２００１８号公報
【特許文献２】特開平６−１９８５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関のシリンダブロックを製造する際に行われるホーニング加工としては、いわゆる油性ホーニングが一般的に採用されている。この油性ホーニングでは、加工時にシリンダボア内面を冷却するためのクーラントとして、油成分を含む油性クーラントが用いられる。
【０００５】
一方、油性ホーニングとは異なるホーニング加工として、水溶性ホーニングが知られている。この水溶性ホーニングでは、油成分を含まない水溶性クーラントがクーラントとして用いられる。
【０００６】
ここで、水溶性ホーニングを油性ホーニングと比較すると、環境面で優れ、自然環境への悪影響が少ないといった利点がある。しかし、水溶性ホーニングによりシリンダブロックのシリンダボア内面を加工する場合、ホーニング加工のみによってはシリンダボア内面に潤滑油を保持させることが不十分となることが懸念される。
【０００７】
本発明は、そのような点を鑑みてなされたものであり、自然環境への悪影響が少なく、シリンダボア内面に潤滑油を十分に保持させることが可能なシリンダブロックの加工方法およびシリンダブロックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、内燃機関のシリンダブロックに形成されたシリンダボアの内面を加工する方法であって、水溶性クーラントを供給しながらシリンダボア内面のホーニング加工を行うホーニング加工工程と、上記ホーニング加工後のシリンダボア内面に油膜を形成する油膜形成工程とを含むことを特徴としている。ここで、水溶性クーラントは、油成分を含まないクーラントを意味する。
【０００９】
上記構成によれば、ホーニング加工工程において、クーラントとして油成分を含まない水溶性クーラントを用いるので、油成分を含む油性クーラント用いる従来の油性ホーニン
グの場合と比べて、環境面で優れているといった利点がある。すなわち、水溶性クーラントを用いる水溶性ホーニングでは、水溶性クーラントそのものには油成分は含まれないので、水溶性クーラントの廃棄前の処理としては水溶性クーラント中に混入した油成分を除去するだけで済む。この処理は、油性ホーニングの場合に油成分を分離する後処理と比べて容易に行うことができる。しかも、ほとんど全ての油成分を取り除くことができる。これにより、水溶性ホーニングでは、油成分の自然環境への流出量を油性ホーニングの場合に比べて大幅に少なくすることができ、自然環境への悪影響を最小限にとどめることができる。
【００１０】
また、ホーニング加工工程だけでは、シリンダボア内面に潤滑油を保持させることが不十分であるため、次に油膜形成工程を行ってシリンダボア内面に油膜を形成することで、シリンダボア内面に潤滑油を十分かつ確実に保持させることができる。
【００１１】
そして、本発明において、上記油膜形成工程の好ましい態様としては、次の３つが挙げられる。
【００１２】
（１）上記油膜を、加熱されたシリンダボア内面に潤滑油を供給することにより形成する態様。この態様によれば、シリンダボア内面に単に常温で潤滑油を供給する場合に比べて、シリンダボア内面に潤滑油が付着しやすくなり、シリンダボア内面の潤滑油の保持作用を高めることができる。
【００１３】
（２）上記油膜を、潤滑油が供給されたシリンダボア内面を加熱することにより形成する態様。この態様によっても、シリンダボア内面に単に常温で潤滑油を供給する場合に比べて、シリンダボア内面に潤滑油が付着しやすくなり、シリンダボア内面の潤滑油の保持作用を高めることができる。
【００１４】
（３）上記油膜を、潤滑油を浸み込ませた保持体をシリンダボア内面に擦り付けることにより形成する態様。この態様によっても、シリンダボア内面に単に潤滑油を供給する場合に比べて、シリンダボア内面に潤滑油が付着しやすくなり、シリンダボア内面の潤滑油の保持作用を高めることができる。
【００１５】
また、本発明は、内燃機関のシリンダブロックであって、上記加工方法によりシリンダボア内面が加工されたことを特徴としている。この場合、シリンダボア内面を鋳鉄製のライナによって形成することが好ましい。この構成によれば、鋳鉄製のライナ内部に形成された黒鉛組織にも潤滑油が含浸されるようになり、シリンダボア内面の潤滑性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ホーニング加工工程において、水溶性クーラントを用いるため、油成分の自然環境への流出量を油性クーラントを用いる場合に比べて大幅に少なくすることができ、自然環境への悪影響を最小限にとどめることができる。また、油膜形成工程を行ってシリンダボア内面に油膜を形成することで、シリンダボア内面に潤滑油を十分かつ確実に保持させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、内燃機関（エンジン）のシリンダブロックの加工方法の一例を示す工程図である。この実施形態のシリンダブロックの加工方法は、図１のフローチャートに示すように、ホーニング加工工程（ステップＳＴ１）と、油膜形成工程（ステップＳＴ２）とを含ん
でいる。以下、各工程について説明する前に、エンジンに備えられるシリンダブロックの概略構成について、図４を参照して説明する。
【００１９】
図４は、シリンダブロックのシリンダボア内にピストンが収容された状態を示す部分断面図である。この図４に示すように、シリンダブロック１０はシリンダボア１１を備え、このシリンダボア１１内にピストン１２が摺動可能に収容される。具体的には、ピストン１２の外周には複数のピストンリング１３が装着されている。ピストン１２がシリンダボア１１の軸線方向（図４では上下方向）に沿って往復動すると、シリンダボア１１の内面１１ａにはピストンリング１３が摺接するようになっている。そして、ピストンリング１３の摺接面となるシリンダボア１１の内面１１ａには、潤滑油による油膜１１ｂ（図３（ｂ）参照）が形成されている。
【００２０】
この実施形態では、シリンダブロック１０は、シリンダブロック本体１０ａにシリンダボア１１の内面１１ａを形成するシリンダライナ１０ｂが一体的に備えられた構成となっている。シリンダブロック本体１０ａは、例えばアルミニウム合金製とされ、シリンダライナ１０ｂは、例えば鋳鉄製とされる。そして、シリンダライナ１０ｂをシリンダブロック本体１０ａに一体的に鋳込むことによって、シリンダブロック１０が製造される。
【００２１】
なお、１気筒のみを図示しているが、シリンダブロックの有する気筒数は特に限定されるものではなく、また、シリンダブロックの形状も、直列型、Ｖ型、水平対向型などのさまざまな形状を採用することが可能である。また、シリンダブロック本体およびシリンダライナの素材についても特に限定されるものではない。さらに、シリンダブロックを、圧入によってシリンダライナをシリンダブロック本体に一体的に取り付ける構成としてもよい。また、シリンダブロックを、シリンダライナを備えないシリンダライナレスのタイプとしてもよい。
【００２２】
続いて、シリンダブロックの加工方法の各工程について、図２、図３を参照して説明する。図２、図３（ａ）は、シリンダブロックの加工方法のホーニング加工工程を模式的に示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のシリンダライナの一部を拡大して示す図である。
【００２３】
まず、ホーニング加工工程（ステップＳＴ１）は、図２に示すように、シリンダブロック１０のシリンダボア１１の内面１１ａにホーニング加工を施す工程である。この工程では、シリンダブロック１０をホーニング加工機にセットし、このホーニング加工機に備えられたホーニング用の砥石２０によってシリンダボア１１の内面１１ａを加工する。ホーニング加工については従来周知であるので詳細な説明は省略するが、簡単に説明すると、砥石２０が取り付けられたヘッドをシリンダボア１１の軸心まわりに高速回転させるとともに、上下方向に往復動させて、シリンダボア１１の内面１１ａを研削する。これにより、クロスハッチと呼ばれる網目状の溝がシリンダボア１１の内面１１ａに形成される。
【００２４】
そして、この実施形態では、ホーニング加工が、水溶性クーラントを供給しながら加工を行う水溶性ホーニングとなっている。すなわち、加工時には、シリンダボア１１の内面１１ａは、砥石２０との摩擦熱により温度が上昇するので、シリンダボア１１の内面１１ａおよび砥石２０を冷却するために、クーラントが供給される。そのようなクーラントとして、この実施形態では、油成分を含まない水溶性クーラントを使用することとしている。この水溶性クーラントは、油成分を含まない液体であれば特に限定されない。水溶性クーラントの供給形態は、上方に配置したノズル等によりシリンダボア１１の内面１１ａおよび砥石２０に向けて水溶性クーラントを噴射する形態となっている。また、水溶性クーラントは、供給された後、図示しない回収装置によって回収され、繰り返し使用される。
【００２５】
次に、油膜形成工程（ステップＳＴ２）は、図３（ａ）に示すように、上記ホーニング加工後のシリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油の皮膜１１ｂ（図３（ｂ）参照）を形成する工程である。言い換えれば、上述したホーニング加工工程によってシリンダボア１１の内面１１ａに形成された溝（クロスハッチ）に潤滑油を保持させる工程である。この工程では、シリンダブロック１０のシリンダボア１１の内面１１ａを所定温度（例えば２００℃）に加熱し、この加熱した状態のシリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油を供給する。この場合、潤滑油は、例えばエンジンオイルなどとされ、スプレー３０などの供給手段によってシリンダボア１１の内面１１ａに供給される。潤滑油の供給形態は、スプレー３０をシリンダボア１１の軸心まわりに回転させるとともに上下方向に往復動させながら潤滑油を噴射する形態となっている。なお、スプレー３０を上方に配置して、潤滑油をシリンダボア１１の内面１１ａに向けて噴射する形態としてもよい。
【００２６】
これにより、シリンダボア１１の内面１１ａの上記溝に潤滑油が保持され、シリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油の皮膜（油膜）１１ｂが形成される。つまり、シリンダボア１１の内面１１ａの上記溝が油溜まりとして機能することで、シリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油が付着され、油膜１１ｂが形成される。
【００２７】
そして、この実施形態によれば、次のような作用効果が得られる。
【００２８】
ホーニング加工工程（ステップＳＴ１）においては、水溶性ホーニングを行うため、油性ホーニングを行う従来の場合と比べて、環境面で優れ、自然環境への悪影響が少ないといった利点がある。すなわち、油性ホーニングでは、冷却のために用いられた油性クーラントは回収され、再使用される。しかし、油性クーラントは繰り返し使用するうちに劣化し、最終的には廃棄されることになる。この場合、油性クーラントは、油成分を分離する後処理等を行った後、廃棄されるが、油性クーラントから油成分を完全に分離することは困難である。したがって、そのような油成分が自然環境へ流出されることになり、自然環境への悪影響が懸念される。
【００２９】
これに対し、水溶性ホーニングでは、水溶性クーラントそのものには油成分は含まれないので、廃棄前の処理としては水溶性クーラント中に混入した油成分を除去するだけで済む。この処理は、油性ホーニングの後処理と比べて容易に行うことができる。しかも、ほとんど全ての油成分を取り除くことができる。これにより、水溶性ホーニングでは、油成分の自然環境への流出量を油性ホーニングの場合に比べて大幅に少なくすることができ、自然環境への悪影響を最小限にとどめることができる。
【００３０】
また、ホーニング加工工程だけでは、シリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油を保持させることが不十分であるため、次に油膜形成工程（ステップＳＴ２）を行ってシリンダボア１１の内面１１ａに油膜１１ｂを形成するようにしている。これにより、シリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油を十分かつ確実に保持させることができる。
【００３１】
そして、油膜形成工程においては、潤滑油を供給する際、シリンダボア１１の内面１１ａの加熱処理を行うため、単に常温で潤滑油を供給する場合に比べて、シリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油が付着しやすくなる。つまり、シリンダボア１１の内面１１ａの潤滑油の保持作用を高めることができ、油膜１１ｂの形成作用を高めることができる。これにより、シリンダボア１１の内面１１ａに油膜１１ｂを容易に形成することが可能となり、この工程に要する時間を短縮することが可能となる。
【００３２】
なお、この実施形態では、加熱した状態のシリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油を供給するようにしたが、潤滑油をスプレー３０などによりシリンダボア１１の内面１１ａに供給した後、シリンダボア１１の内面１１ａの加熱を行うようにしてもよい。あるいは、
潤滑油の供給を行いながらシリンダボア１１の内面１１ａの加熱を行うようにしてもよい。
【００３３】
ここで、シリンダボア１１の内面１１ａの潤滑性を高める観点から、シリンダライナ１０ｂを鋳鉄製のライナとすることが好ましい。こうすれば、図３（ｂ）の拡大図で示すように、シリンダライナ１０ｂの内部に形成された黒鉛組織１０ｃにも潤滑油が含浸されるようになる。つまり、スプレー３０などによって噴射された潤滑油が、シリンダライナ１０ｂの表面（シリンダボア１１の内面１１ａ）に付着するだけではなく、シリンダライナ１０ｂの表面から黒鉛組織１０ｃの内部に浸透していき、保持されることになる。そして、シリンダライナ１０ｂの黒鉛組織１０ｃに含浸された潤滑油により、シリンダボア１１の内面１１ａの潤滑性を向上させることができる。
【００３４】
−他の実施形態−
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態はさまざまに変形することが可能である。
【００３５】
油膜形成工程（ステップＳＴ２）を、例えば図５に示すような工程としてもよい。この図５に示す例では、加熱を行わずにシリンダブロック１０のシリンダボア１１の内面１１ａに油膜１１ｂが形成される。具体的には、油膜形成工程は、図５に示すように、ホーニング加工後のシリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油を浸み込ませたバフ４０を擦り付けて供給する工程となっている。潤滑油の供給形態は、潤滑油を保持させた保持体としてのバフ４０をシリンダボア１１の軸心まわりに回転させるとともに上下方向に往復動させることで、シリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油を供給する形態となっている。
【００３６】
この場合にも、上記実施形態の場合と同様に（図３参照）、シリンダボア１１の内面１１ａの上記溝（クロスハッチ）が油溜まりとして機能することで、シリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油が付着され、油膜１１ｂが形成される。そして、このような油膜形成工程によっても、シリンダボア１１の内面１１ａに単に潤滑油を供給する場合に比べて、シリンダボア１１の内面１１ａに潤滑油が付着しやすくなる。つまり、シリンダボア１１の内面１１ａの潤滑油の保持作用を高めることができ、油膜１１ｂの形成作用を高めることができる。
【００３７】
また、シリンダボア内面は、上述したように、鋳鉄製のライナによって構成することが好ましいが、そのような鋳鉄製のライナを備えないシリンダブロックに対しても本発明は適用可能である。シリンダブロックが、例えば、アルミニウム合金製でダイキャストによって製造される場合、シリンダブロックはライナレスタイプとなる。この場合、ホーニング加工の前に溶射処理が行われ、この溶射処理によって、シリンダボア内面に、例えばモリブデンなどを含む鉄系合金による溶射皮膜が形成される。そして、この場合、そのような溶射皮膜によって形成されたシリンダボア内面に対し、上述のホーニング加工工程と油膜形成工程とを順次行うようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態に係るシリンダブロックの加工方法の一例を示す工程図である。
【図２】図１のシリンダブロックの加工方法のホーニング加工工程を模式的に示す図である。
【図３】図１のシリンダブロックの加工方法の油膜形成工程を模式的に示す図である。
【図４】シリンダブロックのシリンダボア内にピストンが収容された状態を示す部分断面図である。
【図５】シリンダブロックの加工方法の油膜形成工程の他の例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    シリンダブロック
１１    シリンダボア
１１ａ  内面
１１ｂ  油膜
【図１】
2009275551.tif 000003
【図２】
2009275551.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009275551.tif 000006
【図５】
2009275551.tif 000007