JP2002144214A - 摺接面の研磨加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】潤滑剤保持能に優れるとともに摩擦抵抗が低い
摺接面を容易かつ簡便に形成する。 【解決手段】内燃機関用シリンダブロック１０のシリン
ダボア１２ａ〜１２ｆの内周壁部１４ａ〜１４ｆに対し
て仕上げ加工を施す際に、シリンダボア１２ａ〜１２ｆ
の内周壁部１４ａ〜１４ｆの形成しようとする表面状態
を表す粗さ曲線の粗さパラメータが所望の範囲内となる
加工条件をホーニング加工装置３０の制御回路３６に入
力する。そして、粒度が２０００〜８０００メッシュの
砥石、好ましくは３０００メッシュのダイヤモンド砥粒
がビトリファイドボンドにより相互に結合されたビトリ
ファイドボンドダイヤモンド砥石を仕上げ加工用砥石と
して使用し、仕上げ加工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摺接面の研磨加工
方法に関し、一層詳細には、潤滑剤保持能に優れるとと
もに所定の部材が摺接する際の摩擦抵抗が充分に低い摺
接面を形成することが可能な摺接面の研磨加工方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関用シリンダブロックに設けられ
たシリンダボアの内周壁部には、該内周壁部に潤滑油保
持能を付与するとともに、該内周壁部に対するピストン
および該ピストンに嵌合されたピストンリングの側周壁
部の摺動動作を容易にするために、ホーニング加工とよ
ばれる研磨加工が施される。すなわち、まず、砥粒の粒
度が大きな粗加工用砥石を使用して内周壁部を粗研磨
し、凹部および凸部を形成する。

【０００３】次に、砥粒の粒度が小さな仕上げ加工用砥
石に変更し、凹部および凸部が形成された内周壁部を仕
上げ研磨する。これにより凸部の山頂部が研磨除去さ
れ、その結果、内周壁部には凹部と平滑化された凸部と
が残留する。このように、凸部が平滑化されているの
で、仕上げ加工後の内周壁部の摩擦抵抗が仕上げ加工前
に比して低下する。

【０００４】なお、必要に応じて、粗加工と仕上げ加工
との間に中仕上げ加工が行われることもある。この場
合、中仕上げ加工用砥石としては、砥粒の粒度が粗加工
用砥石に比して小さくかつ仕上げ加工用砥石に比して大
きなものが使用される。

【０００５】このような研磨加工が施された内周壁部に
おいては、凹部がオイルピットとして機能するので、該
内周壁部とピストンおよびピストンリングの側周壁部に
焼き付きが生じることを確実に回避することができる。
潤滑油が内周壁部に良好に保持されるので、この潤滑油
により内周壁部とピストンおよびピストンリングの側周
壁部が確実に冷却されるからである。換言すれば、該内
周壁部にピストンおよびピストンリングの側周壁部が摺
接することに伴って発生した摩擦熱が潤滑油で確実に除
去されるからである。

【０００６】また、内周壁部の摩擦抵抗が低下している
ので、ピストンおよびピストンリングの側周壁部は、該
内周壁部に対して容易に摺動動作することができるよう
になる。このため、小さな駆動力でピストンおよびピス
トンリングを往復動作させることができるので、内燃機
関を付勢するための燃料消費量が低減される。また、ピ
ストンおよびピストンリングが摺接する際に発生する摩
擦熱量が小さくなるので、焼き付きが生じることを一層
回避することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】シリンダボアの内周壁
部の潤滑油保持能を向上させるためには、上記から諒解
されるように、該内周壁部をさらに粗くして多数の凹部
および凸部を形成するようにすればよい。これにより、
一層多量の潤滑油が凹部に滞留されるようになるからで
ある。

【０００８】しかしながら、内周壁部は粗くなるほど摩
擦抵抗が高くなる。したがって、ピストンおよびピスト
ンリングを往復動作させる際に要する駆動力が大きくな
り、結局、内燃機関を付勢するための燃料消費量が増加
してしまうという不具合が惹起される。また、ピストン
およびピストンリングが摺接する際に発生する摩擦熱量
が大きくなるので、焼き付きを招くことが懸念される。

【０００９】一方、摩擦抵抗を低下させるために仕上げ
加工時間を長くして凸部を研磨するようにした場合、凸
部の山頂ばかりでなく中腹部、さらには裾野部までが研
磨除去され、その結果、凹部が浅くなってしまう。した
がって、内周壁部の潤滑油保持能が乏しくなる。

【００１０】このため、内周壁部の仕上げ加工は、適度
な潤滑油保持能および摩擦抵抗が得られる程度で終了す
る必要がある。しかしながら、仕上げ加工の際、内周壁
部の研磨量は仕上げ研磨時間に略比例して増加する。し
たがって、仕上げ加工時には厳密な時間管理が必要であ
る。しかも、砥石の種類を変更する毎に適切な仕上げ研
磨時間を調査しなければならないので煩雑でもある。

【００１１】すなわち、従来技術に係るシリンダボアの
内周壁部の研磨加工方法には、潤滑油保持能に優れかつ
摩擦抵抗が低い内周壁部を形成することが容易ではな
く、しかも、煩雑であるという不具合が顕在化してい
る。

【００１２】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、潤滑剤保持能に優れるとともに所定の部
材が摺接する際の摩擦抵抗が充分に低い摺接面を容易か
つ簡便に形成することが可能な摺接面の研磨加工方法を
提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、所定の部材が潤滑剤を介して摺接する
摺接面対し砥石で研磨加工を施することにより所定の表
面状態を形成する摺接面の研磨加工方法であって、粗加
工用砥石で摺接面を粗研磨することにより前記摺接面に
凹部および凸部を形成する粗加工工程と、前記摺接面の
表面状態を表す粗さ曲線の粗さパラメータが所望の範囲
内となるように加工条件を研磨加工装置の制御回路に入
力し、かつ前記粗加工用砥石を仕上げ加工用砥石に変更
した後に前記摺接面を仕上げ研磨する仕上げ加工工程
と、を有し、前記仕上げ加工用砥石として粒度が２００
０〜８０００メッシュの砥粒がビトリファイドボンドま
たはメタルボンドにより相互に結合されたビトリファイ
ドボンド砥石またはメタルボンド砥石を使用することを
特徴とする。

【００１４】ビトリファイドボンド砥石では、砥粒と砥
粒とが軟質なビトリファイドによって相互に結合されて
いる。このため、砥粒は、仕上げ加工が遂行される最中
に比較的容易に脱落する。すなわち、ビトリファイドボ
ンド砥石は研磨加工が進行するにつれて容易に摩耗する
ので、一定量を超えて摺接面を研磨加工することができ
なくなる。メタルボンド砥石においても同様である。要
するに、この場合、摺接面の研磨量は、該摺接面におけ
る粗さパラメータがねらい値となるように研磨加工され
た後、一定値に飽和する。したがって、仕上げ加工の時
間管理を厳密に行う必要がない。

【００１５】しかも、摺接面は、その表面における粗さ
パラメータがねらい値となるように形成されているの
で、潤滑剤保持能に優れるとともに摩擦抵抗が充分に低
い。すなわち、潤滑剤保持能に優れるとともに摩擦抵抗
が充分に低い摺接面を容易かつ簡便に形成することがで
きる。

【００１６】粗さパラメータとしては、例えば、十点平
均粗さ、負荷長さ率および有効負荷粗さを選定すること
ができる。この場合、潤滑剤保持能に優れるとともに摩
擦抵抗が充分に低い摺接面を得るためには、十点平均粗
さが１μｍ以上５μｍ以下、負荷長さ率が５５％以上９
８％以下、有効負荷粗さが１μｍ以下となるように加工
条件を設定すればよい。

【００１７】また、仕上げ加工用砥石の砥粒は、ダイヤ
モンドであることが好ましい。この場合、不水溶性クー
ラントを使用することなく仕上げ加工を行うことができ
るので、研磨加工に要するコストを低廉化することがで
きるからである。

【００１８】なお、摺接面の好適な例としては、内燃機
関用シリンダブロックに設けられたシリンダボアの内周
壁部を挙げることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る摺接面の研磨
加工方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を
参照して詳細に説明する。

【００２０】まず、摺接面を有する有摺接面部材として
の内燃機関用シリンダブロックの概略全体斜視図を図１
に示す。この内燃機関用シリンダブロック１０には６箇
所のシリンダボア１２ａ〜１２ｆが設けられており、該
シリンダボア１２ａ〜１２ｆの内部では図示しないピス
トンおよびピストンリングが往復動作される。すなわ
ち、内燃機関用シリンダブロック１０において、シリン
ダボア１２ａ〜１２ｆの内周壁部１４ａ〜１４ｆは、ピ
ストンおよびピストンリングの側周壁部が摺接する摺接
面である。

【００２１】これら内周壁部１４ａ〜１４ｆをホーニン
グ加工（研磨加工）するためのホーニング加工装置の構
成につき、図２を参照して概略説明する。

【００２２】このホーニング加工装置３０は、シリンダ
ボア１２ａ〜１２ｆ内に挿入されるホーニングヘッド３
２と、該ホーニングヘッド３２に拡張力を与えるための
第１油圧シリンダ３４と、この拡張力を制御する制御回
路３６と、第１油圧シリンダ３４を収容した回転軸部３
８と、該回転軸部３８を昇降動作させるための第２油圧
シリンダ４０とを備える。

【００２３】ホーニングヘッド３２には、４個の砥石４
２ａ〜４２ｄが互いに９０°ずつ離間して固定されてい
る。また、ホーニングヘッド３２と回転軸部３８とは互
いに連結されており、したがって、回転軸部３８が回転
動作されることに追従してホーニングヘッド３２も回転
動作する。なお、後述するように、砥石４２ａ〜４２ｄ
は、粗加工と仕上げ加工において互いに異なるものが選
定される。

【００２４】ホーニングヘッド３２は、拡径または縮径
させることが可能な円柱体である。すなわち、第１油圧
シリンダ３４に油圧が加えられた場合、この油圧は図示
しない油路を介してホーニングヘッド３２に伝達され、
その結果、ホーニングヘッド３２が拡径されて砥石４２
ａ〜４２ｄがシリンダボア１２ａ〜１２ｆの内周壁部１
４ａ〜１４ｆに当接する。

【００２５】第１油圧シリンダ３４に作用する油圧の増
減は、該第１油圧シリンダ３４と油源４４とを連結する
油路４６に介装された減圧バルブ４８によって遂行され
る。後述するように、この油圧は制御回路３６によって
制御される。

【００２６】回転軸部３８には、第２油圧シリンダ４０
のピストンロッド５０が連結されている。このピストン
ロッド５０には変速歯車５２が嵌合されており、該変速
歯車５２には、図示しないモータが有する回転軸に嵌合
された図示しない歯車が噛合されている。

【００２７】第２油圧シリンダ４０のシリンダチューブ
５４は、支持盤５６により支持されている。この支持盤
５６にはガイドバー５８が位置決め固定されており、該
ガイドバー５８のバー部６０は連結盤６２に設けられた
貫通孔（図示せず）に嵌合されている。また、連結盤６
２は、図示しないベアリングを介して回転軸部３８の側
周壁部に嵌合されている。

【００２８】そして、第２油圧シリンダ４０のシリンダ
チューブ５４において、ピストンロッド５０の油圧受部
６４で区分される第１室６６および第２室６８には、切
換バルブ７０が介装された油路７２ａ、７２ｂを介して
油源７４がそれぞれ接続されている。この油源７４によ
り、ピストンロッド５０の昇降動作が遂行される。な
お、油源７４と制御回路３６とは、ケーブル７６を介し
て互いに電気的に接続されている。

【００２９】このように構成されたホーニング加工装置
３０の制御回路３６に、シリンダボア１２ａ〜１２ｆの
内周壁部１４ａ〜１４ｆに形成する表面状態の粗さパラ
メータが所望の範囲内となるような加工条件、例えば、
ホーニングヘッド３２に供給される油圧等を入力し、か
つ粗加工と仕上げ加工とで砥石を変更してシリンダボア
１２ａ〜１２ｆの内周壁部１４ａ〜１４ｆをホーニング
加工することにより、該内周壁部１４ａ〜１４ｆに潤滑
油保持能を付与することができるとともに該内周壁部１
４ａ〜１４ｆの摩擦抵抗を低下させることができる。

【００３０】次に、本実施の形態に係る研磨加工方法に
つき具体的に説明する。

【００３１】まず、粗加工および仕上げ加工を行って内
周壁部１４ａ〜１４ｆをホーニング加工する。この際、
ホーニングヘッド３２を拡径する油圧、すなわち、第１
油圧シリンダ３４に与える油圧を種々変化させて仕上げ
加工を行う。そして、仕上げ加工後の内周壁部１４ａ〜
１４ｆにつき、粗さパラメータである十点平均粗さ（以
下、Ｒｚとも表記する）、負荷長さ率（以下、ｔｐとも
表記する）および有効負荷粗さ（以下、Ｒｋとも表記す
る）を測定し、仕上げ加工時の油圧とこれらとの相関関
係、および仕上げ加工後の内周壁部１４ａ〜１４ｆにお
ける潤滑油保持能の大小と摩擦抵抗の高低を調査する。

【００３２】ここで、Ｒｚ、ｔｐおよびＲｋの定義につ
き説明する。

【００３３】まず、十点平均粗さとは、図３に示すよう
に、内周壁部１４ａ〜１４ｆの表面状態を表す粗さ曲線
ＣＶから平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜
き取り部分における最も高い凸部１００ａから５番目に
高い凸部１００ｂまでの標高（平均線から山頂までの距
離Ｙｐ１〜Ｙｐ５）の絶対値の平均値と、最も低い凹部
１０２ａから５番目に低い凹部１０２ｂまでの深さ（平
均線から谷底までの距離Ｙｖ１〜Ｙｖ５）の絶対値の平
均値の和である。すなわち、Ｒｚは、以下の（１）式に
より求められる。

【００３４】

【数１】

【００３５】なお、本実施の形態においては、基準長さ
を０．８ｍｍとしかつ評価長さを４ｍｍとしている。ま
た、平均線とは、基準長さ０．８ｍｍにおける各凸部１
００の標高および各凹部１０２の深さに基づいて最小自
乗法により求められた直線である。

【００３６】次に、負荷長さ率とは、図４に示すよう
に、粗さ曲線ＣＶから基準長さだけ抜き取り、この抜き
取り部分における最も高い凸部１００ａを通る直線（山
頂線）に対して平行な切断レベルで切断したときに得ら
れる切断長さ（図４におけるｂ１、ｂ２、…ｂｉ、…ｂ
ｎ）の総和の基準長さに対する比を百分率で表したもの
である。本実施の形態では基準長さを０．８ｍｍとして
おり、したがって、ｔｐは以下の（２）式により求めら
れる。

【００３７】 ｔｐ＝｛（ｂ１＋ｂ２＋…＋ｂｉ＋…＋ｂｎ）／０．８｝×１００ …（２）

【００３８】なお、本実施の形態では、切断レベルを２
０％としている。すなわち、図４における切断線は、山
頂線と、最も深い凹部１０２ａを通って平均線に平行な
谷底線との間の距離を１００％とするとき、その２０％
に相当する位置から山頂線および平均線に平行に引かれ
た直線である。

【００３９】また、有効負荷粗さとは、図５に示される
直線Ｌとｔｐ＝０％および１００％（縦軸）との各交点
であるＡ点とＢ点との間の距離である。ここで、直線Ｌ
は、横軸をｔｐとする負荷曲線Ｖ上でｔｐ値の差が４０
％となるＣ点およびＤ点を通る直線の中で最も傾きが小
さい直線である。なお、負荷曲線Ｖは、各凹部１０２の
深さおよび各凸部１００の標高の分布に基づいて求めら
れる。

【００４０】一例として、Ｒｚ＝１．１８μｍ、ｔｐ＝
９５．１％、Ｒｋ＝０．１５μｍである粗さ曲線ＣＶ
１、Ｒｚ＝２．２２μｍ、ｔｐ＝８４．６％、Ｒｋ＝
０．４８μｍである粗さ曲線ＣＶ２、およびＲｚ＝２．
８８μｍ、ｔｐ＝５５．１％、Ｒｋ＝０．９４μｍであ
る粗さ曲線ＣＶ３を図６〜図８にそれぞれ示す。これら
粗さ曲線ＣＶ１〜ＣＶ３は、内周壁部１４ａ〜１４ｆの
表面状態を表している。すなわち、図６〜図８に示され
るように、内周壁部１４ａ〜１４ｆは、ＲｚおよびＲｋ
が小さくかつｔｐが大きいほど平滑になり、一方、Ｒｚ
およびＲｋが大きくかつｔｐが小さいほど粗くなる。

【００４１】内周壁部１４ａ〜１４ｆは、図６に示され
る状態に近づくほど摩擦抵抗が低下するが、オイルピッ
ト（凹部１０２）の数が減少するので潤滑油保持能が乏
しくなってしまう。一方、図８に示される状態に近づく
ほど潤滑油保持能は向上するが、摩擦抵抗が上昇してし
まう。このことから、Ｒｚ、ｔｐおよびＲｋを規定する
ことにより、潤滑油保持能に優れ、かつ摩擦抵抗が充分
に低い内周壁部１４ａ〜１４ｆを得ることができること
が諒解される。

【００４２】具体的には、Ｒｚを１μｍ〜５μｍの範囲
内とする。Ｒｚが１μｍ未満であると、凹部１０２が浅
くなるので潤滑油を充分に貯留することができなくな
る。すなわち、内周壁部１４ａ〜１４ｆが潤滑油保持能
に乏しくなる。また、５μｍを超えると、内周壁部１４
ａ〜１４ｆの摩擦抵抗が高くなる。

【００４３】そして、ｔｐは５５％〜９８％の範囲内と
する。ｔｐが５５％未満であると、内周壁部１４ａ〜１
４ｆの摩擦抵抗が大きくなる。また、９８％を超える
と、凹部１０２の数が少なくなる。すなわち、オイルピ
ットの数が少なくなるので、内周壁部１４ａ〜１４ｆが
潤滑油保持能に乏しくなる。

【００４４】さらに、Ｒｋは１μｍ以下とする。Ｒｋが
１μｍよりも大きいと、内周壁部１４ａ〜１４ｆの摩擦
抵抗が高くなるからである。

【００４５】なお、内周壁部１４ａ〜１４ｆの表面状態
を表す粗さ曲線におけるＲｚ、ｔｐおよびＲｋは、該内
周壁部１４ａ〜１４ｆの全領域に亘って上記範囲内であ
る必要は特になく、内周壁部１４ａ〜１４ｆの複数箇所
で測定されたＲｚ、ｔｐおよびＲｋの平均値が上記範囲
内であればよい。

【００４６】実際の研磨加工を行うに際しては、まず、
粒度が１７０〜３２５メッシュの砥粒、好ましくは２３
０メッシュのダイヤモンド砥粒が銅、錫、鉄、コバル
ト、ニッケル、タングステン等の合金からなるメタルボ
ンドで相互に結合されることにより構成されたメタルボ
ンドダイヤモンド砥石をホーニングヘッド３２に装着し
た後、制御回路３６に「起動」の命令を与える。これに
より切換バルブ７０内の油源７４から第２油圧シリンダ
４０への流路が開き、第２油圧シリンダ４０のシリンダ
チューブ５４の第２室６８内に作動油が導入される。こ
れに伴い該第２室６８内の油圧が上昇し、その結果、ピ
ストンロッド５０が下降動作してホーニングヘッド３２
が例えばシリンダボア１２ａ内に挿入される。この際、
回転軸部３８は、連結盤６２を介してガイドバー５８の
バー部６０により案内される。

【００４７】制御回路３６は、ホーニングヘッド３２が
所定の位置に到達した際にピストンロッド５０の下降動
作を停止させる。すなわち、制御回路３６は、ケーブル
７６を介して切換バルブ７０に制御信号を送ることによ
り該切換バルブ７０を閉止する。

【００４８】次いで、制御回路３６の制御作用下に減圧
バルブ４８が開かれ、その結果、ホーニングヘッド３２
が拡径されてメタルボンドダイヤモンド砥石がシリンダ
ボア１２ａの内周壁部１４ａに当接する。

【００４９】この状態で、制御回路３６の制御作用下に
図示しないモータが付勢される。これに伴い該モータが
有する回転軸が回転動作を開始することに追従して変速
歯車５２が回転動作し、最終的に回転軸部３８が回転動
作するに至る。なお、回転軸部３８と連結盤６２との間
には図示しないベアリングが介在されているので、連結
盤６２およびガイドバー５８が回転動作することはな
い。

【００５０】回転軸部３８が回転動作することにより、
メタルボンドダイヤモンド砥石が内周壁部１４ａに摺接
する。これにより該内周壁部１４ａが粗く研磨され（粗
加工）、該内周壁部１４ａに微細な凸部１００および凹
部１０２（図３および図４参照）が形成されるに至る。

【００５１】所定時間が経過した後、制御回路３６は、
第１油圧シリンダ３４に作用する油圧が低下するように
減圧バルブ４８を制御する。これに伴いホーニングヘッ
ド３２が縮径してメタルボンドダイヤモンド砥石が内周
壁部１４ａから離間する。

【００５２】そして、切換バルブ７０内の第２室６８か
ら油源７４への流路および油源７４から第１室６６への
流路が開き、その結果、作動油が第１室６６内に導入さ
れるとともに第２室６８から導出される。これに伴い該
第１室６６内の油圧が第２室６８内に比して高くなり、
したがって、ピストンロッド５０が上昇動作してホーニ
ングヘッド３２がシリンダボア１２ａから離脱する。こ
の際にも、回転軸部３８は、連結盤６２を介してガイド
バー５８のバー部６０より案内される。

【００５３】この時点でホーニング加工装置３０の運転
を一旦停止して、砥石を仕上げ加工用のものに変更す
る。この場合、仕上げ加工用砥石としては、砥粒の粒度
が２０００〜８０００メッシュのビトリファイドボンド
砥石が選定される。２０００メッシュ未満のものである
と、単位時間当たりの研磨量が著しく大きくなるので凹
部１０２が浅くなり、結局、内周壁部１４ａの潤滑油保
持能が乏しくなる。また、８０００メッシュを超えるも
のであると、単位時間当たりの研磨量が著しく小さくな
るので、研磨加工の効率が著しく低下する。好ましい砥
粒の粒度は、３０００メッシュである。

【００５４】砥粒としては、不水溶性クーラントを使用
する必要がないことから、ダイヤモンドを選定すること
が好ましい。この場合、不水溶性クーラントの処理コス
トが不要となるので、研磨加工に要するコストを低廉化
できるからである。

【００５５】次に、ホーニングヘッド３２を拡径する油
圧等の加工条件パラメータを、Ｒｚが基準長さ０．８ｍ
ｍ、評価長さ４ｍｍにおいて１μｍ〜５μｍ、ｔｐが基
準長さ０．８ｍｍ、評価長さ４ｍｍ、切断レベル２０％
において５５％〜９８％、Ｒｋが基準長さ０．８ｍｍ、
評価長さ４ｍｍにおいて１μｍ以下であるうねりが内周
壁部１４ａに形成される範囲内の値で制御回路３６に入
力する。油圧は、例えば、１ＭＰａ（１０ｋｇｆ／ｃｍ
²）程度とすればよい。

【００５６】その後、制御回路３６に再び「起動」の命
令を与える。これにより上記と同様にしてピストンロッ
ド５０が下降動作し、ホーニングヘッド３２がシリンダ
ボア１２ａ内に挿入される。

【００５７】そして、制御回路３６は、ホーニングヘッ
ド３２に供給される油圧が入力された油圧となるように
減圧バルブ４８の開度を調整する。すなわち、ホーニン
グヘッド３２がこの油圧（拡張力）で拡径され、ビトリ
ファイドボンド砥石が内周壁部１４ａに当接する。以
下、ビトリファイドボンド砥石により上記と同様にして
内周壁部１４ａの仕上げ加工が遂行される。

【００５８】ビトリファイドボンド砥石では、砥粒と砥
粒とが軟質なビトリファイドによって相互に結合されて
いる。したがって、仕上げ加工が遂行される最中に、砥
粒が比較的容易に脱落する。換言すれば、ビトリファイ
ドボンド砥石は仕上げ加工が進行するにつれて摩耗する
ので、一定量を超えて内周壁部１４ａを研磨加工するこ
とができなくなる。要するに、内周壁部１４ａの研磨量
は、図９に示すように一定値で飽和する。このように、
仕上げ加工用砥石としてビトリファイドボンド砥石を採
用することにより、内周壁部１４ａが必要量を超えて研
磨されることを確実に回避することができる。

【００５９】しかも、上記したように、ホーニングヘッ
ド３２は、制御回路３６に入力された油圧、すなわち、
Ｒｚ、ｔｐおよびＲｋが上記した範囲内であるうねりが
形成される油圧（拡張力）で拡径されている。したがっ
て、ビトリファイドボンド砥石が摩耗して内周壁部１４
ａを研磨加工することができなくなった際には、該内周
壁部１４ａには、図１０に拡大して示すように、凸部１
００および凹部１０２が連なってなり、かつＲｚ、ｔｐ
およびＲｋが上記した範囲内である微細なうねり１１０
が多数形成されている。

【００６０】このように、仕上げ加工用砥石としてビト
リファイドボンド砥石を使用することにより、内周壁部
１４ａにＲｚ、ｔｐおよびＲｋが上記した範囲内である
うねり１１０を確実に形成することができる。

【００６１】なお、仕上げ加工用砥石としてレジンボン
ド砥石を選定した場合、レジンボンド砥石はビトリファ
イドボンド砥石よりもさらに容易に摩耗するので、内周
壁部１４ａが必要量研磨される前に研磨量が飽和し、結
局、仕上げ加工をそれ以上続行することができなくなる
（図９参照）。

【００６２】以下、同様にして残余のシリンダボア１２
ｂ〜１２ｆの内周壁部１４ｂ〜１４ｆをホーニング加工
することにより、Ｒｚ、ｔｐおよびＲｋが上記した範囲
内であるうねり１１０が内周壁部１４ｂ〜１４ｆにも形
成される。

【００６３】勿論、残余のシリンダボア１２ｂ〜１２ｆ
（図１参照）の内周壁部１４ｂ〜１４ｆにおいても、内
周壁部１４ａと同様にＲｚ、ｔｐおよびＲｋが上記範囲
内に規定されている。このようなシリンダボア１２ａ〜
１２ｆを有する内燃機関用シリンダブロック１０におい
ては、該シリンダボア１２ａ〜１２ｆ内でピストンおよ
びピストンリングを容易に往復動作させることができ
る。該シリンダボア１２ａ〜１２ｆの内周壁部１４ａ〜
１４ｆの摩擦抵抗が低いからである。したがって、燃料
消費量を低減することができる。しかも、摩擦熱量が小
さくなるので、焼き付きが発生することを回避すること
もできる。

【００６４】また、内周壁部１４ａ〜１４ｆが潤滑油保
持能に優れているので、焼き付きが発生することが一層
回避される。

【００６５】なお、上記した実施の形態においては、粗
加工と仕上げ加工とからなる研磨加工を例示して説明し
たが、必要に応じて、これらの間に中仕上げ加工を行う
ようにしてもよい。この場合、中仕上げ加工用砥石とし
ては、例えば、砥粒の粒度が４００メッシュ程度のメタ
ルボンドダイヤモンド砥石を採用することができる。

【００６６】また、この実施の形態では、砥粒の粒度が
１７０〜３２５メッシュのメタルボンドダイヤモンド砥
石を粗加工用砥石として採用したが、所望の表面粗さ、
研磨量および効率で粗加工を施すことができる砥石であ
ればどのようなものであってもよい。仕上げ加工用の砥
石も、メタルボンド砥石であってもよい。

【００６７】さらに、粗さパラメータとして十点平均粗
さ、負荷長さ率および有効負荷粗さを選定したが、潤滑
剤保持能に優れるとともに摩擦抵抗が充分に低い摺接面
が得られるのであればどのような粗さパラメータを選定
してもよい。

【００６８】さらにまた、摺接面として内燃機関用シリ
ンダブロック１０に設けられたシリンダボア１２ａ〜１
２ｆの内周壁部１４ａ〜１４ｆを例示したが、潤滑剤を
介して所定の部材が摺接する面であればどのような部材
の摺接面であってもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る摺接
面の研磨加工方法によれば、摺接面に形成しようとする
表面状態の粗さ曲線における粗さパラメータが所望の範
囲内となるような加工条件を研磨加工装置の制御回路に
入力し、かつ仕上げ加工時の砥石として２０００〜８０
００メッシュの砥粒がビトリファイドボンドまたはメタ
ルボンドにより相互に結合されたビトリファイドボンド
砥石またはメタルボンド砥石を使用するようにしてい
る。このため、摺接面における粗さパラメータ、例え
ば、十点平均粗さ、負荷長さ率および有効負荷粗さの平
均値がねらい値となるように研磨加工された後に、該摺
接面に対してさらに研磨加工が施されることがない。し
たがって、厳密な時間管理を行うことなく潤滑剤保持能
に優れるとともに摩擦抵抗が充分に低い摺接面を容易か
つ簡便に形成することができるという効果が達成され
る。

【００７０】有摺接面部材の好適な例としては、内燃機
関用シリンダブロックを挙げることができる。この内燃
機関用シリンダブロックにおいては、シリンダボア内部
でピストンおよびピストンリングを容易に往復動作させ
ることができる。このため、内燃機関を付勢するための
燃料消費量を低減することができるとともに焼き付きが
生じることを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関用シリンダブロック（有摺接面部材）
の概略全体斜視図である。

【図２】本実施の形態に係る研磨加工方法を遂行するた
めのホーニング加工装置の一部断面概略正面図である。

【図３】十点平均粗さの定義を説明する説明図である。

【図４】負荷長さ率の定義を説明する説明図である。

【図５】有効負荷粗さの定義を説明する説明図である。

【図６】Ｒｚ、ｔｐおよびＲｋの値と粗さ曲線との関係
を説明する説明図である。

【図７】Ｒｚ、ｔｐおよびＲｋの値と粗さ曲線との関係
を説明する説明図である。

【図８】Ｒｚ、ｔｐおよびＲｋの値と粗さ曲線との関係
を説明する説明図である。

【図９】ビトリファイドボンド砥石またはレジンボンド
砥石を使用した場合における加工時間とシリンダボアの
内周壁部の研磨量との関係を示すグラフである。

【図１０】図１の内燃機関用シリンダブロックに設けら
れたシリンダボアの内周壁部（摺接面）の要部拡大図で
ある。

【符号の説明】

１０…内燃機関用シリンダブロック（有摺接面部材） １２ａ〜１２ｆ…シリンダボア １４ａ〜１４ｆ
…内周壁部（摺接面） ３０…ホーニング加工装置 ３２…ホーニン
グヘッド ３６…制御回路 ３８…回転軸部 ４２ａ〜４２ｄ…砥石 ４４、７４…油
源 ４６、７２ａ、７２ｂ…油路 １００、１００
ａ、１００ｂ…凸部 １０２、１０２ａ、１０２ｂ…凹部 １１０…うねり ＣＶ、ＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３…粗さ曲線 Ｖ…負荷曲線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の部材が潤滑剤を介して摺接する摺接
   面に対し砥石で研磨加工を施すことにより所定の表面状
   態を形成する摺接面の研磨加工方法であって、 粗加工用砥石で摺接面を粗研磨することにより前記摺接
   面に凹部および凸部を形成する粗加工工程と、 前記摺接面の表面状態を表す粗さ曲線の粗さパラメータ
   が所望の範囲内となるように加工条件を研磨加工装置の
   制御回路に入力し、かつ前記粗加工用砥石を仕上げ加工
   用砥石に変更した後に前記摺接面を仕上げ研磨する仕上
   げ加工工程と、 を有し、 前記仕上げ加工用砥石として粒度が２０００〜８０００
   メッシュの砥粒がビトリファイドボンドまたはメタルボ
   ンドにより相互に結合されたビトリファイドボンド砥石
   またはメタルボンド砥石を使用することを特徴とする摺
   接面の研磨加工方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の研磨加工方法において、前
   記加工条件は、前記粗さパラメータが十点平均粗さ、負
   荷長さ率および有効負荷粗さであり、かつ各々を複数箇
   所測定した際の平均値が１μｍ以上５μｍ以下、５５％
   以上９８％以下、１μｍ以下となるように設定されるこ
   とを特徴とする摺接面の研磨加工方法。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の研磨加工方法にお
   いて、前記仕上げ加工用砥石として砥粒がダイヤモンド
   であるビトリファイドボンド砥石またはメタルボンド砥
   石を使用することを特徴とする摺接面の研磨加工方法。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨
   加工方法において、前記摺接面が内燃機関用シリンダブ
   ロックに設けられたシリンダボアの内周壁部であること
   を特徴とする摺接面の研磨加工方法。