JP2003191162A - 円筒部を有する鋳造品及び円筒部内面の表面加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋳造品における円筒部の内面を効率よく容易
に表面加工することができる表面加工方法及びこの方法
によって得られた鋳造品を提供すること。 【解決手段】 円周方向に押圧突起１１と溝部２１とを
交互に配設して凹凸形状を呈してなる凹凸加工部１０を
軸線Ｃ１方向に複数有していると共に，隣接する凹凸加
工部１０における押圧突起１１の配設位置が互いにずれ
ており，軸線方向に透視した場合に押圧突起１０の外周
端を結んだ輪郭が円筒部の加工前内径Ｄ１よりも若干大
きい径の円形を描くよう構成された円筒工具１を用い
る。円筒工具１の軸線Ｃ１と鋳造品８における円筒部８
１の軸線Ｃ２とを同一線上に合わせた状態で，円筒工具
１を回転させることなく軸線方向に沿って円筒部８１内
で前進させる。また，工具送りに対して適度な回転を与
えて内面を均一に表面加工する方法も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，ダイカストなどの鋳造により得
られた円筒部を有する鋳造品，及び円筒部内面の表面加
工方法に関する。

【０００２】

【従来技術】例えばダイカストなどによって得られた鋳
造品を研削または切削して形状を整えて表面処理する場
合には，鋳巣等の表面付近の鋳造欠陥が問題となる。そ
のために，表面を加工して欠陥を潰す方法がいくつか提
案されている。第１の従来法は，特開平１０−９４８６
９号公報に示されているごとく，シリンダブロック上平
面をコンパクトな加圧手段で表面を加圧し，表面層の鋳
巣を潰す方法である。この方法では，転動，ローラー，
球を用い，これらを加圧方向に対して横方向あるいは斜
め方向に移動させながら，鋳物の表面を連続して加圧す
る。また，上記シリンダブロックを加熱することも記載
されている。

【０００３】第２の従来法は，特開２０００−２６３３
３５号公報に示されているごとく，アルミ鋳物シール面
を荒加工後，発熱用プローブピンを回転させながら押し
付け，発生する摩擦熱で母材を塑性流動させピンを押し
込み，移動させることで，内部欠陥を潰す方法である。

【０００４】第３の従来法は，特開２０００−３３４５
５号公報に示されているごとく，シリンダブロックその
ものの鋳巣を潰すのではなく，別部材であるスリーブ素
材を型鍛造により略コップ状に成形し，底部を除去して
スリーブとし，シリンダブロックに鋳込みまたは圧入す
る方法である。

【０００５】第４の従来法は，塑性加工学会において，
株式会社豊田中央研究所，名古屋工業大学，名古屋大学
などにより発表されたものであって，円筒部材内面を加
工するに当たって，ボールやローラーを押し通したりす
る方法である。最近では多数個のボールやローラーをベ
アリングに保持して内面に押し当てて回転しながら通し
て仕上げる方法も提案されている。

【０００６】第５の従来法は，ＵＳＰ５６０９９２２号
公報に示されているように，溶射で表面の鋳造欠陥を埋
める方法である。

【０００７】

【解決しようとする課題】しかしながら，例えばエンジ
ンのシリンダブロックのように円筒部を有する鋳造品の
円筒部内面を表面加工するには，上記いずれの従来法に
も問題がある。即ち，上記第１及び第２の従来法は，そ
もそも平面を加工対象としており，また，加工が局部的
に行われるので面全体を加工するのに時間がかかる。ま
た加工後の精度は低いと考えられる。第３の従来法は，
鋳巣等の鋳造欠陥を改善するものではない。第４の従来
法では，滑らかな内面を形成するのは困難である。さら
に，第５の従来法では生産能率（処理コスト）や性能に
問題がある。

【０００８】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので，鋳造品における円筒部の内面を効率よく容
易に表面加工することができる表面加工方法及びこの方
法によって得られた鋳造品を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題の解決手段】第１の発明は，円筒部を有する鋳造
品の上記円筒部の内面を表面加工する方法であって，円
周方向に押圧突起と溝部とを交互に配設して凹凸形状を
呈してなる凹凸加工部を軸線方向に複数有していると共
に，隣接する上記凹凸加工部における上記押圧突起の配
設位置が互いにずれており，軸線方向に透視した場合に
上記押圧突起の外周端を結んだ輪郭が上記円筒部の加工
前内径よりも若干大きい径の円形を描くよう構成された
円筒工具を用い，該円筒工具の軸線と上記鋳造品におけ
る上記円筒部の軸線とを同一線上に合わせた状態で，上
記円筒工具を回転させることなく軸線方向に沿って上記
円筒部内で前進させることを特徴とする円筒部内面の表
面加工方法にある（請求項１）。

【００１０】上記第１の発明の円筒工具は，上記複数の
凹凸加工部を軸線方向に連ねて有している。そのため，
この円筒工具の軸線と上記鋳造品における上記円筒部の
軸線とを同一線上に合わせた状態で，上記円筒工具を回
転させることなく軸線方向に沿って上記円筒部内で前進
させるだけで，比較的小さな加工荷重で精度よく表面加
工を行うことができる。

【００１１】即ち，上記各凹凸加工部は，上記押圧突起
と溝部とを交互に有している。そのため，上記円筒工具
を上記鋳造品の円筒部内で前進させる際には，上記押圧
突起の外周面部分のみが上記円筒部の内表面に接触し，
その部分が局部的に加工される。そのため，加工荷重
は，内表面の円周方向全面を同時に加工する場合に比べ
て大幅に小さくすることができ，また，過剰な荷重が円
筒部に付与されて円筒部に割れが入る等の不具合を防止
することもできる。

【００１２】また，上記円筒工具には，上記凹凸加工部
が軸方向に複数段連なっている。そして，各段の押圧突
起の位置は互いにずれているので，前段に配設されてい
る凹凸加工部の押圧突起により加工されなかった部分
は，後段側に配設されている凹凸加工部の押圧突起によ
って加工される。また，すべての押圧突起の外周端を結
んだ輪郭は，上記のごとく円形を有しているので，上記
円筒工具の前進につれて加工された部分が増え，前進完
了によって内表面全体が加工される。

【００１３】そして，上記押圧突起による押圧によって
加工された上記鋳造品の円筒部の内表面は，鋳巣等が押
し潰されて鋳造欠陥が少なくなり，表面粗さや形状精度
も向上する。しかも，このような効果は，上記のごと
く，円筒工具を回転させることなく前進させるだけで得
られるのである。このように，上記第１の本発明によれ
ば，鋳造品における円筒部の内面を効率よく容易に表面
加工することができる表面加工方法を提供することがで
きる。

【００１４】第２の発明は，円筒部を有する鋳造品の上
記円筒部の内面を表面加工する方法であって，円筒状の
外周面において押圧突起と溝部とを交互に有すると共に
上記押圧突起及び上記溝部を軸線方向から所定角度傾け
て配置してなり，軸線方向に透視した場合に上記押圧突
起の外周端を結んだ輪郭が上記円筒部の加工前内径より
も若干大きい径の円形を描くよう構成された円筒工具を
用い，該円筒工具の軸線と上記鋳造品における上記円筒
部の軸線とを同一線上に合わせた状態で，上記円筒工具
を回転させることなく軸線方向に沿って上記円筒部内で
前進させることを特徴とする円筒部内面の表面加工方法
にある（請求項５）。

【００１５】上記第２の発明の円筒工具は，上記押圧突
起と溝部とを軸線方向から所定角度傾むけて斜めに配置
してあり，いわばはすば歯車のような形状を有してい
る。そのため，この円筒工具の軸線と上記鋳造品におけ
る上記円筒部の軸線とを同一線上に合わせた状態で，上
記円筒工具を回転させることなく軸線方向に沿って上記
円筒部内で前進させることにより，比較的小さな加工荷
重で精度よく表面加工を行うことができる。

【００１６】即ち，上記各押圧突起と溝部とは軸線方向
に対して傾いているので，円筒工具を円筒部内で前進さ
せることによって，上記鋳造品の円筒部内面に対して，
上記押圧突起が局部的に順次接触し，加工される。その
ため，加工荷重は，内表面の円周方向全面を同時に加工
する場合に比べて大幅に小さくすることができ，また，
過剰な荷重が円筒部に付与されて円筒部に割れが入る等
の不具合を防止することもできる。

【００１７】また，上記円筒工具は，上記斜めの押圧突
起のすべての外周端を結んだ輪郭が，上記のごとく円形
を有するよう構成されている。そのため，上記円筒工具
の前進につれて加工された部分が増え，前進完了によっ
て内表面全体が加工される。そして，この第２発明によ
っても，上記押圧突起による押圧によって加工された上
記鋳造品の円筒部の内表面は，鋳巣等が押し潰されて鋳
造欠陥が少なくなり，表面粗さや形状精度も向上する。
しかも，このような効果が，上記のごとく，円筒工具を
回転させることなく前進させるだけで得られるのであ
る。

【００１８】第３の発明は，円筒部を有する鋳造品の上
記円筒部の内面を表面加工する方法であって，円筒状の
外周面において押圧突起と溝部とを交互に有すると共に
上記押圧突起及び上記溝部を軸線方向から０°あるいは
所定角度傾けて配置してなり，軸線方向に透視した場合
に上記押圧突起の外周端を結んだ輪郭が上記円筒部の加
工前内径よりも若干大きい径の円形を連続的又は間欠的
に描くよう構成された円筒工具を用い，該円筒工具の軸
線と上記鋳造品における上記円筒部の軸線とを同一線上
に合わせた状態で，上記円筒工具を回転させながら軸線
方向に沿って上記円筒部内で前進させ，かつ，上記円筒
工具の周速をＡ，軸線方向の前進の速度をＢとした場
合，Ａ／Ｂが０．５〜５０であることを特徴とする円筒
部内面の表面加工方法にある（請求項８）。

【００１９】上記第３の発明の円筒工具も，上記押圧突
起と溝部とを軸線方向から所定角度傾むけて斜めに配置
してあり，いわばはすば歯車状の形状を有している。そ
して，この円筒工具の軸線と上記鋳造品における上記円
筒部の軸線とを同一線上に合わせた状態で，上記円筒工
具を回転させながら前進させる。このとき上記のごと
く，上記円筒工具の周速をＡ，軸線方向の前進の速度を
Ｂとした場合，Ａ／Ｂが０．５〜５０とする。これによ
り，効率よく，かつ精度よく上記円筒部内面の表面加工
を行うことができる。

【００２０】上記Ａ／Ｂが０．５未満の場合には，回転
による表面粗度向上効果が少なくなるという問題があ
る。一方，上記Ａ／Ｂが５０を超える場合には，前進速
度に対する周速が早すぎて，微小圧下状態でこする現象
が生じやすくなり，鋳巣等の鋳造欠陥を潰す効果が減少
するおそれがある。なお，このＡ／Ｂの比の与え方は，
回転させながら押し込んでも，間欠的に，即ち一定量押
し込んでから一定量周方向へ送る方法でも良い。

【００２１】また，この第３の発明によっても，上記押
圧突起による局部的な加工が繰り返されるので，内表面
の円周方向全面を同時に加工する場合に比べて加工荷重
を小さくすることができ，また，過剰な荷重が円筒部に
付与されて円筒部に割れが入る等の不具合を防止するこ
ともできる。

【００２２】また，上記円筒工具には，上記斜めの押圧
突起のすべての外周端を結んだ輪郭が，上記のごとく連
続的又は間欠的に円形を描くように構成されているの
で，上記円筒工具の前進と回転につれて加工された部分
が増え，前進及び回転の完了によって内表面全体が加工
される。そして，この第３発明によっても，上記押圧突
起による押圧によって加工された上記鋳造品の円筒部の
内表面は，鋳巣等が押し潰されて鋳造欠陥が少なくな
り，表面粗さや形状精度も向上する。

【００２３】第４の発明は，円筒部を有する鋳造品であ
って，上記円筒部の内面は，請求項１〜９のいずれか１
項に記載の円筒部内面の表面加工方法を施してあること
を特徴とする円筒部を有する鋳造品にある（請求項１
１）。

【００２４】この鋳造品は，上記のごとく優れた加工方
法により円筒部内面を表面加工されているので，非常に
平滑で優れた内面を有するものとなる。それ故，例え
ば，エンジンのシリンダブロック等の円筒部の精度が重
要な部品にも適用することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】上記第１の発明においては，上記
押圧突起は，軸線方向に沿って傾斜した傾斜面と，外径
が略一定のランド部とを連ねた形状を有していることが
好ましい（請求項２）。この場合には，上記傾斜部によ
って徐々に円筒部内面への押圧量を増し，上記ランド部
によって押圧状態を維持することができる。これによ
り，鋳巣等の鋳造欠陥を潰す効果を安定して得ることが
できる。

【００２６】また，上記円筒工具は，３以上の上記凹凸
加工部を有していることが好ましい（請求項３）。これ
により，１つの凹凸加工部における押圧突起により同時
に加工する面積をより小さくすることができ，加工荷重
をより低減することができる。さらに，同一箇所を複数
回順次加工するように多数の凹凸加工部を配置すること
により，形状精度をさらに向上させることができる。

【００２７】また，上記第１又は第２の発明において
は，上記円筒工具は，上記円周方向において凹凸のない
略真円状の加工面を有するサイジング部を最後部に有し
ていることが好ましい（請求項４，７）。これにより，
上記鋳造品の円筒部の形状精度や表面粗度をさらに向上
させることができる。

【００２８】また，上記第２又は第３の発明において
は，上記押圧突起は，上記溝部に面する側面に設けた傾
斜面と，上記押圧突起の頂点部に設けた外径が略一定の
ランド部とを連ねた形状を有していることが好ましい
（請求項６，９）。この場合にも，上記傾斜部によって
徐々に円筒部内面への押圧量を増し，上記ランド部によ
って押圧状態を維持することができ，鋳巣等の鋳造欠陥
を潰す効果を安定して得ることができる。

【００２９】また，上記第４の発明にいては，上記円筒
部の内面は，上記表面加工方法を施した後に，表面処理
を施してあることが好ましい（請求項１１）。この場合
には，上記表面処理によって，より平滑で優れた内面を
得ることができる。

【００３０】また，上記円筒部内面の表面加工方法を施
した後に施す上記表面処理は，溶射処理であることが好
ましい（請求項１２）。溶射処理は，溶融した金属粒子
等を吹きつけて被覆を行う方法であって，表面硬化，防
錆その他の種々の改質を得ることができる。

【００３１】

【実施例】（実施例１）本発明の実施例に係る円筒部内
面の表面加工方法につき，図１〜図６を用いて説明す
る。本例の表面加工方法は，図５，図６に示すごとく，
円筒部８１を有する鋳造品８の上記円筒部８１の内面を
表面加工する方法である。この方法は，図１に示すごと
く，円周方向に押圧突起１１と溝部１２とを交互に配設
して凹凸形状を呈してなる凹凸加工部１０（１０ａ〜１
０ｃ）を軸線Ｃ１方向に複数有していると共に，隣接す
る上記凹凸加工部１０における上記押圧突起１１の配設
位置が互いにずれており，軸線Ｃ１方向に透視した場合
に上記押圧突起１１の外周端を結んだ輪郭Ｒ（図２）が
上記円筒部８１の加工前内径よりも若干大きい径の円形
を描くよう構成された円筒工具１を用いる。そして，円
筒工具１の軸線Ｃ１と上記鋳造品８における円筒部８１
の軸線Ｃ２とを同一線上に合わせた状態で，円筒工具１
を回転させることなく軸線方向に沿って円筒部８１内で
前進させる。以下，これを詳説する。

【００３２】本例で加工する鋳造品８は，図５，図６に
示すごとく，アルミ合金をダイカストすることにより得
られたエンジンのシリンダブロックである。この鋳造品
８は，図５に示すごとく，円筒部８１としてのシリンダ
を４箇所に有し，各円筒部８１の周囲には水冷ジャケッ
ト用の空隙８５が形成されている。本例では，この円筒
部８１の内面を表面加工する。図６に示すごとく，円筒
部８１の内周面は，予め直径Ｄ１となるように切削加工
しておく。この時点では，鋳巣が表面に露出し，内周面
に微小な凹部が残存している。

【００３３】この鋳造品８の円筒部８１内面を加工する
工具としては，上記の円筒工具１を用いる。本例では，
図１に示すごとく，上記凹凸加工部１０ａ，１０ｂ，１
０ｃをそれぞれ有する円盤状のセグメントを少しずつ位
相を変えて３つ重ねて一体化したものを用いた。図２に
示すごとく，隣接するセグメント，即ち隣接する凹凸加
工部１０における上記押圧突起１１の配設位置が互いに
ずれており，軸線方向に透視した押圧突起１１の外周端
を結んだ輪郭Ｒが上記円筒部８１の加工前内径Ｄ１より
も若干大きい径ｄ０を有している。具体的な直径差は，
例えば０．２〜３ｍｍ，圧下量に換算して０．１〜１．
５ｍｍに設定する。また，本例では，工具直径８０ｍ
ｍ，溝数１２とし，各凹凸加工部１０の押圧突起１１の
配設ピッチＰ１を２０．９ｍｍ，その軸方向長さＬ１を
２０ｍｍとした。

【００３４】なお，この直径差（圧下量）は，上記円筒
部８１の肉厚等によって変更することができる。ここで
上記円筒部８１の肉厚をｔとすると，圧下量はｔの０．
０１倍〜０．３倍の範囲で設定することが好ましい。圧
下量が円筒部の肉厚ｔの０．０１倍未満の場合には，材
料流れが小さくなり，表面の空隙がうまらないという問
題があり，一方，０．３倍を超える場合には，シリンダ
外周部にかかる応力が高くなって割れやすくなるという
問題がある。

【００３５】また，図３に示すごとく，各押圧突起１１
は，軸線方向に沿って傾斜した傾斜面１１１と，外径が
略一定のランド部１１２とを連ねた形状を有している。
上記傾斜部１１１の軸線方向に対する傾斜角α１は，円
筒部８１の内面を圧下する圧下量の設定値などによって
適宜変更することができるが，４°〜６０°の範囲にす
ることが好ましい。４°未満の場合には，適度な圧下量
を得るのに長い距離が必要となり，一方，６０°を超え
る場合には傾斜がきつすぎて円筒工具１の前進をスムー
ズに行うことが困難となるという問題がある。

【００３６】また，図４に示すごとく，各押圧突起の側
面角部１１３には，外周端の接線方向に対して傾斜角度
α２の角度の面取りを施してある。これにより押圧突起
１１からの押圧によって円筒部８１の内面の材料に段差
ができて折り重なったりする不具合を防止する。なお，
この傾斜角度α２も，１０°〜６０°の範囲で適宜変更
することができる。α２が１０°未満の場合には，円周
方向のランド部１１２の長さが短くなる問題が生じ，一
方，６０°を超える場合には，上記折り重なり等の不具
合防止効果が小さくなるという問題がある。

【００３７】次に，上記のごとき構成を有する円筒工具
１を用いて上記鋳造品８の円筒部８１内面を加工するに
当たっては，まず，図１に示すごとく，円筒工具１の軸
線Ｃ１と上記鋳造品８における上記円筒部８１の軸線Ｃ
２とを同一線上に合わせる。次いで，円筒工具１を回転
させることなく軸線Ｃ１方向に沿って円筒部８１内に挿
入し，前進させる。そして，円筒工具１が円筒部８１を
貫通して抜け出るまで円筒工具１を前進させる。

【００３８】このときの上記円筒工具１の前進によっ
て，まず第１段目のセグメントにおける凹凸加工部１０
ａの押圧突起１１が，円筒部８１内に圧入される。具体
的には，図３に示すごとく，押圧突起１１の傾斜部１１
１が円筒部８１の内面に当接し，その当接部を局部的に
圧下量ｈまで圧下し，その後ランド部１１２により圧下
量ｈを維持したまま押圧を続ける。次いで，２段目のセ
グメントにおける凹凸加工部１０ｂの押圧突起１１が，
軸方向において１段目の押圧突起１１と重なっている部
分では，さらにランド部１１２による圧下量ｈの押圧が
続けられる。

【００３９】同様に，１段目の押圧突起１１と３段目の
押圧突起１１による２回の押圧，あるいは１段目には押
圧されずに，２段目の押圧突起１１と３段目の押圧突起
１１によって圧下される部分も有り，全体で見れば，す
べての面が順次局部的に最小限１回は押圧加工される。
そして，すべての押圧突起１１の外周端を結んだ輪郭Ｒ
が，上記のごとく円形を有しているので，円筒工具１の
前進につれて加工された部分が増え，前進完了によって
内表面全体が加工される。

【００４０】これにより，上記円筒工具１を通過させた
円筒部８１の内表面は，鋳巣等が押し潰されて鋳造欠陥
が少なくなり，表面粗さや形状精度も向上した非常に優
れた面となる。しかも，このような効果は，上記のごと
く，円筒工具１を回転させることなく前進させるだけで
得られるのである。そしてその際の加工荷重は，内表面
の円周方向全面を同時に加工する場合に比べて大幅に小
さくすることができ，また，過剰な荷重が円筒部に付与
されて円筒部８１に割れが入る等の不具合を防止するこ
ともできる。

【００４１】しかも，このような効果は，上記のごと
く，円筒工具１を回転させることなく前進させるだけで
得られるのである。このように，本例によれば，鋳造品
８における円筒部８１の内面を効率よく容易に表面加工
することができる

【００４２】（実施例２）本例では，図７に示すごと
く，実施例１における円筒工具１の構成を変更し，凹凸
加工部１０（ａ〜ｆ）を６段構成とすると共に，さらに
最終段として円周方向において凹凸のない略真円状の加
工面を有するサイジング部１９を，上記凹凸加工部１０
ｆの最後部に設けた例である。

【００４３】この場合には，上記サイジング部１９を通
過させることにより，上記円筒部８１の内面の面粗度状
態や形状精度をさらに向上させることができる。さら
に，上記凹凸加工部１０を３段から６段に増加させるこ
とによって，最初の３段（１０ａ〜１０ｃ）の外形寸法
（ｄ０１）と後の３段（１０ｄ〜１０ｆ）の外形寸法
（ｄ０２）を変化させることもでき，２段階の押圧加工
を１度の前進動作により実施することもできる。これに
より，一層大きな加工を円筒部８１内面に与えることも
可能となる。

【００４４】この凹凸加工部１０の段数やサイジング部
１９の有無は，対象部品の厚みｔや鋳造時に発生した欠
陥の大きさや分布状況によって適宜選択することができ
る。ただし，あまり段数が多いと，工具製造にコストが
かかるため，１０段以下とすることが望ましい。少ない
ほうは，最小限２段とすることもできる。また，１段後
部の凹凸部は本例では１２であるが，最小限３，最大は
いくつでもよいが，製作の手間からすると５０くらいま
でとすべきである。

【００４５】（実施例３）本例は，実施例１における円
筒工具１に変えて，異なる形状の円筒工具２を用いて上
記円筒部８１の内面を表面加工する例である。本例の円
筒工具２は，図８に示すごとく，円筒状の外周面におい
て押圧突起２１と溝部２２とを交互に有すると共に上記
押圧突起２１及び上記溝部２２を軸線Ｃ３方向から所定
角度β１傾けて配置してなり，軸線Ｃ３方向に透視した
場合に上記押圧突起２１の外周端を結んだ輪郭が上記円
筒部８１の加工前内径Ｄ１よりも若干大きい径ｄ０の円
形を描くよう構成されている。

【００４６】また，押圧突起２１の傾きβ１は，図８に
示すごとく，軸線Ｃ３方向で見たときに重なりＫが生ず
るように選ぶ必要がある。従って，押圧突起２１の軸線
方向長さＬ２が短いほど，傾き角β１は大きくとる必要
がある。本例では，傾き角β１を３０°とし，長さとピ
ッチを選んだ。

【００４７】また，図９，図１０に示すごとく，上記押
圧突起２１は，上記溝部２２に面する側面に設けた傾斜
面２１１と，上記押圧突起２１の頂点部に設けた外径が
略一定のランド部２１２とを連ねた形状を有している。
本例では，上記押圧突起２１の左右の側面に傾斜面２１
１を設け，いずれも同じ傾き角β３とした。この傾き角
β３は１０°〜６０°の範囲で選択することができる。
また，傾斜面２１１とランド部２１２との境界部である
角部２１５は，曲率半径が圧下量ｈの０．１〜０．５倍
程度の曲面になるよう滑らかに面取りしてある。

【００４８】また，押圧突起２１の前端角部には，傾斜
角β２だけ傾斜した導入部２１３を設けた。β２は４°
〜６０°の範囲で選びうる。その理由は実施例１と同様
な理由である。さらに，図８に示すごとく，本例の円筒
工具２は，上記円周方向において凹凸のない略真円状の
加工面を有するサイジング部２９を最後部に有してい
る。

【００４９】そして，図８に示すごとく，本例において
も，実施例１と同様に，上記構成の円筒工具２の軸線Ｃ
３と鋳造品３における円筒部８１の軸線Ｃ２とを同一線
上に合わせた状態で，円筒工具２を回転させることなく
軸線Ｃ３方向に沿って円筒部８１内で前進させる。これ
により，鋳造品８の円筒部８１内面に対して，押圧突起
２１が局部的に順次圧接触し，加工が施される。そのた
め，加工荷重は，内表面の円周方向全面を同時に加工す
る場合に比べて大幅に小さくすることができ，また，過
剰な荷重が円筒部８１に付与されて円筒部８１に割れが
入る等の不具合を防止することもできる。

【００５０】また，上記円筒工具２は，上記斜めの押圧
突起２１のすべての外周端を結んだ輪郭が，上記のごと
く円形を有するよう構成されている。そのため，上記円
筒工具２１の前進につれて加工された部分が増え，前進
完了によって内表面全体が加工される。そして，本例に
よっても，上記押圧突起２１による押圧によって加工さ
れた上記鋳造品８の円筒部８１の内表面は，鋳巣等が押
し潰されて鋳造欠陥が少なくなり，表面粗さや形状精度
も向上する。しかも，このような効果が，上記のごと
く，円筒工具２を回転させることなく前進させるだけで
得られるのである。

【００５１】なお，本実施例における円筒工具２の構成
を変えて，多段構成とすることもできる。この場合，上
記押圧突起２１を有する工具を２段以上とすることで，
より大きな圧下量がとれ，面の性状も向上する。また，
２段以上にする場合，ねじれ角の方向を交互に逆転させ
ることで，加工時に工具と被加工物間で回転しようとす
る力を抑制することもできる。

【００５２】（実施例４）本例は，実施例３とほぼ同様
あるいはねじれ角が０かやや減少させた円筒工具３を用
いて，これを回転させながら軸線Ｃ４方向に沿って前進
させて表面加工する例である。図１１に示すごとく，本
例の円筒工具３は，円筒状の外周面において押圧突起３
１と溝部３２とを交互に有すると共に上記押圧突起３１
及び溝部３２を軸線Ｃ４方向から所定角度γ１傾けて配
置してなり，実施例３のごとく，軸線Ｃ４方向に透視し
た場合に押圧突起３１の外周端を結んだ輪郭が円筒部８
１の加工前内径Ｄ１よりも若干大きい径ｄ０の円形を描
くよう構成してもよいが，回転させることから，必ずし
も円形とならず間欠した円形でもよい。

【００５３】押圧突起３１は，図１２に示すごとく，溝
部３２に面する側面に設けた傾斜面３１１と，上記押圧
突起３１の頂点部に設けた外径が略一定のランド部３１
２とを連ねた形状を有している。即ち，本例の円筒工具
３は，実施例３における円筒工具２からサイジング部２
９を除いたことや，ねじれ角を減少方向に変化させた以
外はほぼ同様の構成としたものである。

【００５４】本例の円筒工具３が実施例３の場合と大き
く異なる点は，円筒工具３が，図１１に示すごとく，矢
印Ｇ方向に回転しながら前進できるよう構成されている
点である。また，この回転を取り入れることにより，本
例の場合には，上記押圧突起３１の傾き角度γ１を０°
〜１５°程度の範囲で選択可能である。また，図１２に
示すごとく，押圧突起３１の傾斜部３１１の傾き角γ３
は実施例３のβ３と異なる値に設定することができる。
この理由は，円筒工具の押し込みにより排除された材料
が円周方向にも流されるが，この排除されるボリューム
は，押圧突起３１のランド部３１２の長さ，導入角γ
２，傾き角γ３，傾き角γ１及び軸線方向の送り速度Ｂ
と周速Ａとの関係によって変化するからである。なお，
その他の傾斜部３１１とランド部３１２との境界部３１
５の面取り曲率半径等は，実施例３の場合と同様に設定
することができる。

【００５５】そして本例では，加工条件である送り速度
（円筒工具の前進速度Ｂ）と周速Ａの相対的な設定の仕
方が重要である。本例では，Ａ／Ｂが０．５〜５０とな
るように設定した。この条件で上記鋳造品８の円筒部８
１内面を表面加工した結果，鋳巣等の鋳造欠陥は潰れて
消滅し，内面形状及び面粗度は非常に優れた状態となっ
た。

【００５６】なお，工具回転や送りが遅いと加工能率が
悪く，速すぎると発熱や，モーターパワーおよび振動等
が問題となる。また，送りに対して工具回転が遅すぎる
と工具回転トルクが過大となるため，そのため，送り速
度Ｂは１０ｍｍ／ｓ〜４０ｍｍ／ｓ，周速を回転数Ｎに
換算した場合，回転数Ｎは１０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍ程
度が適当である。

【００５７】また，工具回転数のみ必要以上に高速化し
ても，表面が微小圧下状態でこすられるために，表面肌
は向上するが，結果的に押圧突起３１の一回当りの圧下
量は小さくなり，変形が内部まで及びにくくなって，大
きな鋳造欠陥はつぶされないため，最表面に微小な仕上
げ加工する以外はさけるべきである。工具を適度に回転
させることは，機械油等の潤滑剤の導入効果を促進し，
工具に設ける突起数も最小限でよい利点もあるが，上記
の理由によって最適な工具押しこみ送りと回転速度の設
定に配慮しないと，鋳造欠陥を押しつぶす効果は十分に
は得られない。

【００５８】なお，工具の突起は最小２個でも可能であ
るが，３個以上が望ましい。そしてその回転の仕方は送
りと同期して連続的でも一定量送ってから間欠的に回転
させてもよい。そして工具を多段として，大きな圧下量
を与えることも可能である。

【００５９】上述した実施例１〜４においては，鋳造品
８として上記シリンダブロックを適用し，そのシリンダ
部分である円筒部８１の内面を表面加工して優れた加工
結果を得ることができた。この鋳造品８に代えて，円筒
部の肉厚が極端に薄くなったり，成形性が極めて悪い材
料の場合を加工する場合には，円筒部の外周部を拘束す
ることで，割れ発生を抑制することができ，健全に内面
を加工することができる。また，円筒部の外周部が鋳造
により形成されている場合には，精度の低い曲面形状を
しているために，通常の工具では効果的に拘束すること
が容易ではなく，鋳造時の中子に相当する型形状を模擬
した形状としたり，砂や油等の流動性にとんだものを用
いることが効果的である。

【００６０】また，上記実施例１〜４において表面加工
された円筒部８１の内面は，鋳巣等が消滅しているの
で，その後に溶射処理等の表面処理を施すことによっ
て，非常に平滑で表面硬度の高い円筒内面となる。それ
故，上記方法を用いれば，容易に優れたシリンダブロッ
クを製造することができる。

【００６１】なお，加工対象となる鋳造品は，上記のシ
リンダーブロックに限らず，円筒部を有する鋳造品であ
れば他の様々なものを加工対象とすることができること
は勿論である。特にアルミダイカスト品に対しては極め
て有効である。一例を挙げるとブレーキ用油圧シリンダ
の内面仕上げにも有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，円筒部内面の表面加工方法
を示す説明図。

【図２】実施例１における，円筒工具を正面（図１のＡ
矢視）から見た説明図。

【図３】実施例１における，円筒工具の縦断面図（図２
のＢ−Ｂ線矢視断面図）。

【図４】実施例１における，円筒工具を正面（図３のＣ
矢視）から見た説明図。

【図５】実施例１における，鋳造品の斜視図。

【図６】実施例１における，鋳造品の円筒部を示す断面
図（図５のＤ−Ｄ線矢視断面図）。

【図７】実施例２における，円筒工具の構成を示す説明
図。

【図８】実施例３における，円筒部内面の表面加工方法
を示す説明図。

【図９】実施例３における，押圧突起の形状を示す説明
図。

【図１０】実施例３における，押圧突起の断面形状を示
す説明図（図８のＥ−Ｅ線矢視断面図）。

【図１１】実施例４における，円筒部内面の表面加工方
法を示す説明図。

【図１２】実施例４における，押圧突起の断面図（図１
１のＦ−Ｆ線矢視断面図）。

【符号の説明】

１，２，３．．．円筒工具，１０．．．凹凸加工部，１
１，２１，３１．．．押圧突起，１１１，２１１，３１
１．．．傾斜面，１１２，２１２，３１２．．．ランド
部，１２，２２，３２．．．溝部，１９，２９．．．サ
イジング部，８．．．鋳造品，８１．．．円筒部，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太刀川 英男 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 野々山 史男 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 中村 真徳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 村上 克哉 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 宮本 典孝 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA09 CA04 CB01 CB03 CB04

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部を有する鋳造品の上記円筒部の内
   面を表面加工する方法であって，円周方向に押圧突起と
   溝部とを交互に配設して凹凸形状を呈してなる凹凸加工
   部を軸線方向に複数有していると共に，隣接する上記凹
   凸加工部における上記押圧突起の配設位置が互いにずれ
   ており，軸線方向に透視した場合に上記押圧突起の外周
   端を結んだ輪郭が上記円筒部の加工前内径よりも若干大
   きい径の円形を描くよう構成された円筒工具を用い，該
   円筒工具の軸線と上記鋳造品における上記円筒部の軸線
   とを同一線上に合わせた状態で，上記円筒工具を回転さ
   せることなく軸線方向に沿って上記円筒部内で前進させ
   ることを特徴とする円筒部内面の表面加工方法。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記押圧突起は，軸
   線方向に沿って傾斜した傾斜面と，外径が略一定のラン
   ド部とを連ねた形状を有していることを特徴とする円筒
   部内面の表面加工方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記円筒工具
   は，３以上の上記凹凸加工部を有していることを特徴と
   する円筒部内面の表面加工方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において，
   上記円筒工具は，上記円周方向において凹凸のない略真
   円状の加工面を有するサイジング部を，上記凹凸加工部
   の最後部に有していることを特徴とする円筒部内面の表
   面加工方法。
5. 【請求項５】 円筒部を有する鋳造品の上記円筒部の内
   面を表面加工する方法であって，円筒状の外周面におい
   て押圧突起と溝部とを交互に有すると共に上記押圧突起
   及び上記溝部を軸線方向から所定角度傾けて配置してな
   り，軸線方向に透視した場合に上記押圧突起の外周端を
   結んだ輪郭が上記円筒部の加工前内径よりも若干大きい
   径の円形を描くよう構成された円筒工具を用い，該円筒
   工具の軸線と上記鋳造品における上記円筒部の軸線とを
   同一線上に合わせた状態で，上記円筒工具を回転させる
   ことなく軸線方向に沿って上記円筒部内で前進させるこ
   とを特徴とする円筒部内面の表面加工方法。
6. 【請求項６】 請求項５において，上記押圧突起は，上
   記溝部に面する側面に設けた傾斜面と，上記押圧突起の
   頂点部に設けた外径が略一定のランド部とを連ねた形状
   を有していることを特徴とする円筒部内面の表面加工方
   法。
7. 【請求項７】 請求項５又は６において，上記円筒工具
   は，上記円周方向において凹凸のない略真円状の加工面
   を有するサイジング部を最後部に有していることを特徴
   とする円筒部内面の表面加工方法。
8. 【請求項８】 円筒部を有する鋳造品の上記円筒部の内
   面を表面加工する方法であって，円筒状の外周面におい
   て押圧突起と溝部とを交互に有すると共に上記押圧突起
   及び上記溝部を軸線方向から０°あるいは所定角度傾け
   て配置してなり，軸線方向に透視した場合に上記押圧突
   起の外周端を結んだ輪郭が上記円筒部の加工前内径より
   も若干大きい径の円形を連続的又は間欠的に描くよう構
   成された円筒工具を用い，該円筒工具の軸線と上記鋳造
   品における上記円筒部の軸線とを同一線上に合わせた状
   態で，上記円筒工具を回転させながら軸線方向に沿って
   上記円筒部内で前進させ，かつ，上記円筒工具の周速を
   Ａ，軸線方向の前進の速度をＢとした場合，Ａ／Ｂが
   ０．５〜５０であることを特徴とする円筒部内面の表面
   加工方法。
9. 【請求項９】 請求項８において，上記押圧突起は，上
   記溝部に面する側面に設けた傾斜面と，上記押圧突起の
   頂点部に設けた外径が略一定のランド部とを連ねた形状
   を有していることを特徴とする円筒部内面の表面加工方
   法。
10. 【請求項１０】 円筒部を有する鋳造品であって，上記
    円筒部の内面は，請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    円筒部内面の表面加工方法を施してあることを特徴とす
    る円筒部を有する鋳造品。
11. 【請求項１１】 請求項１０において，上記円筒部の内
    面は，上記表面加工方法を施した後に，表面処理を施し
    てあることを特徴とする円筒部を有する鋳造品。
12. 【請求項１２】 請求項１１において，上記表面処理
    は，溶射処理であることを特徴とする円筒部を有する鋳
    造品。