JP2009190114A - シリンダブロックの加工用治具および加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボアの真円度を改善しシリンダブロックの品質向上を図るために、エンジン組立後のボア変形を、簡易な設備により模擬的に容易に再現することができるシリンダブロックの加工用治具および加工方法を提供する。
【解決手段】ウォータージャケット６の深さより長く、かつ、ピエゾ素子２３を有する外力付加ツメ２１を、ウォータージャケット６の底部６ａに到達するようにボルト締結部１０の位相にてウォータージャケット６に挿入した後に、ピエゾ素子２３に通電し、ピエゾ素子２３によって、ボルト締結部１０の位相に対応する位置でウォータージャケット６の壁面（即ち、ジャケット外側面１３およびシリンダ部外周面１４）を押圧しつつ、ホーニング装置１５によって、シリンダボア４を真円加工する。
【選択図】図８

Description

本発明は、シリンダブロックの加工用治具および該加工用治具によるシリンダブロックの加工方法の技術に関する。

例えば自動車エンジン等の内燃機関を構成するシリンダブロックにおいては、その一般的な構成として、ピストンを摺動可能に内装する円柱状の孔部であるシリンダボアと、このシリンダボアが開口する面であってシリンダヘッドが組み付けられるシリンダヘッド取付面（以下単に「ヘッド取付面」という。）とが備えられる。そして、ヘッド取付面に対するシリンダヘッドの組付けに際しては、ボルト等の締結具（ヘッドボルト）が用いられる。つまり、ヘッドボルトが、シリンダヘッドを貫通するとともにシリンダブロックに設けられる雌ねじ部分となるボルト穴に螺挿されることにより、シリンダヘッドがシリンダブロックに対して締結固定される。

このシリンダヘッドのシリンダブロックに対する固定に際してヘッドボルトが螺挿されるボルト穴は、ヘッド取付面においてシリンダボアの周囲に設けられる。具体的には、シリンダボアの周囲において略等間隔で４個設けられる構成がある。

このような構成においては、シリンダブロックに対するシリンダヘッドの組付け時、およびシリンダブロックが用いられて構成されるエンジンの実働時に、シリンダボアの変形（ボア変形）が生じる。つまり、エンジン実働時におけるボア変形には、シリンダヘッドの組付け時に発生するもの（以下「組付け変形」という。）と、エンジンの実働時の熱負荷によって発生するものとが含まれる。これらのボア変形により、エンジンの実働時におけるシリンダボアの真円度が決まる。

ここで、ボア変形のうちの組付け変形について、図２２および図２３を用いて具体的に説明する。図２２（ａ）はシリンダボアに対するボルト締結部の配置を示す模式図、図２２（ｂ）はシリンダボアの組付け時のボア変形（組付け変形）を示す模式図、図２３はシリンダボアに対する逆変形加工後の単品状態を示す模式図である。

図２２に示す如く、シリンダヘッドをシリンダブロックに固定するためのボルト締結部のシリンダボアに対する配置例として、一つのシリンダボア１０４に対し、ボルト締結部１１０がシリンダボア１０４の周囲において略等間隔で４ヶ所設けられる構成がある。各ボルト締結部１１０においては、シリンダブロックに形成されるボルト穴１１２にヘッドボルト１１１が螺挿された状態となる。

図２２（ａ）に示す如く、ボルト穴１１２に螺挿されるヘッドボルト１１１の締付けによるシリンダヘッドの固定が行われてない単品状態では、ヘッドボルト１１１による締付け力（締結力）がシリンダブロックに対して加わっていないため、その締付け力が作用することによるシリンダブロックの変形が生じることはなく、シリンダボア１０４は変形を伴なわない状態となる。

図２２（ｂ）に示す如く、ヘッドボルト１１１が締め付けられることによりシリンダヘッドがシリンダブロックに対して締結固定された組付け状態においては、ヘッドボルト１１１による締付け力がシリンダブロックに作用し、この締付け力がシリンダブロックに変形を生じさせ、組付け変形が生じる。この組付け変形は、ヘッドボルト１１１の締付けによってボア上面（ヘッド取付面におけるシリンダボア１０４の周縁部）が強く押し付けられることにより生じる。

したがって、特に強く押し付けられることとなるボルト周りで変形が大きくなり、本例のようにボルト締結部１１０がシリンダボア１０４の周囲において略等間隔で４ヶ所設けられる構成においては、シリンダボア１０４において、ボルト締結部１１０に対応する位相（以下「ボルト位相」という。）の部分が内側に窄むような（相対的に内側に膨出するような）変形が生じる（図２２（ｂ）における矢印参照）。結果として、組付け変形は、図２２（ｂ）に示す如く、平面視において円形であったシリンダボア１０４が、十字形となるような変形となる（いわゆる４次変形）。

こうしたボア変形（組付け変形）は、シリンダボアの真円度を悪化させることとなる。そして、シリンダボアの真円度の悪化は、シリンダボアにおけるピストンの摺動にともなうフリクション（摺動抵抗）の増大を招く。フリクションの増大は、エンジンの出力の制限や燃費の悪化等の原因となる。

また、ピストンにはシリンダボアに対して摺接するピストンリングが装着されるが、シリンダボアの真円度が悪化すると、シリンダボアの形状が真円から大径に変形する部分（拡径する部分）ではピストンリングによるシール性が低下し、浸出によるエンジンオイル消費やブローバイガスが増大する。こうした状況は、ピストンリングの張力（拡がろうとする力）を大きくし（高張力化し）、シリンダボアの形状が大径に変化する部分でもピストンリングによる最低限の押付け力が確保できるようにすることで避けることができる。しかし、ピストンリングの高張力化は、シリンダボアにおけるピストンの摺動にともなうフリクションの増大を招く。

そこで従来、前述のような組付け変形を防止するために、シリンダボアについて所定の真円度を得るための仕上げ加工（例えばホーニング加工等）を行うに際し、シリンダボアに対して組付け変形と逆方向の変形を予め与えることで、シリンダヘッドが組み付けられた状態でのシリンダボアの真円化を狙うことができる加工方法が採用されている。

つまり、シリンダブロックに対しては、そのシリンダボアに対する仕上げ加工が行われた後にシリンダヘッドが組み付けられるが、そのシリンダヘッドの組付けによってシリンダボアが真円となるように、組付け変形を生じさせる必要がある。言い換えると、組付け変形したシリンダボアが真円となるように、組付け変形を生じさせる必要がある。このため、シリンダボアに対する仕上げ加工後の単品状態で、図２３に示すような、組付け変形と逆方向の変形（以下「逆変形」という。）を、シリンダボアに付与するによって、組付け変形したシリンダボアを真円とすることができる。

このように、シリンダボアに対する仕上げ加工後の単品状態で、組付け変形と逆方向の変形を付与することができる加工方法としては、従来、ダミーヘッドを用いた加工方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
ダミーヘッドとは、実際の製品として組み付けられるシリンダヘッドとは異なる加工用治具であり、シリンダボアの加工に際し、シリンダヘッドと同様にしてヘッドボルトによってシリンダブロックに組み付けられるものである。このダミーヘッドにより、シリンダヘッドがシリンダブロックに組み付けられた状態が模擬される。つまり、ダミーヘッドがシリンダブロックに組み付けられることにより、シリンダブロックに対してシリンダヘッドの組付けにともなう締付け力に相当する規定の締付け力が付与され、シリンダボアに対して組付け変形が付与された状態となる。この状態で、シリンダボアに対する仕上げ加工が行われ、その仕上げ加工後にダミーヘッドが取り外されることで、前記締付け力の解除にともなう復元作用により、シリンダボアに逆変形が付与された状態となる。そして、このシリンダボアが逆変形したシリンダブロックに対してシリンダヘッドが組み付けられることにより、シリンダヘッド組付け時の締付け力によって生じるボア変形（組付け変形）によるシリンダボアの真円度の悪化が抑制される。

しかし、ダミーヘッドを用いた加工方法においては、ダミーヘッドを締付け（組付け）・分解（取外し）・洗浄・搬送等する工程がそれぞれ必要となり、シリンダブロックを加工するための工程が複雑化する。加工工程が複雑化することは、量産性の向上を図るうえで好ましくない。また、ダミーヘッドを用いた加工方法においては、生産サイクルタイムを考慮した相当数のダミーヘッドの準備や、ダミーヘッドの締付け等の前記各工程を行うための設備等を別途設ける必要もあり、さらに、ダミーヘッドの組付けに用いるガスケット等にロスが生じるため、シリンダブロックの製造コストが高くなるという問題があった。
特開２００４−２４３５１４号公報

本発明は係る現状を鑑みて成されたものであり、シリンダヘッド組付時のシリンダボアの真円度を改善し、シリンダブロックの品質向上を図るために、エンジン組立後のボア変形を、簡易な設備により模擬的に容易に再現することができるシリンダブロックの加工用治具および加工方法を提供することを課題としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、締結部材によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面と、該シリンダヘッド取付面に開口し、ピストンを摺動可能に内装する円柱状の孔部であるシリンダボアと、該シリンダボアを囲む壁状部分であるシリンダ部と、該シリンダ部を介して前記シリンダボアを囲むように形成され、前記シリンダヘッド取付面に開口するウォータージャケットと、前記締結部材による締結部と、を有するシリンダブロックの加工方法であって、前記ウォータージャケットの深さより長く、かつ、ピエゾ素子を有する外力付加部材を、前記ウォータージャケットの底部に到達するように前記締結部の位相にて前記ウォータージャケットに挿入した後に、前記ピエゾ素子に通電し、前記ピエゾ素子によって、前記締結部の位相に対応する位置で前記ウォータージャケットの壁面を押圧しつつ、ホーニング装置によって、前記シリンダボアを真円加工するものである。

請求項２においては、前記ピエゾ素子は、前記外力付加部材が前記ウォータージャケットの底部に接触し、前記外力付加部材と前記シリンダブロックの間に導通が生じることにより通電するものである。

請求項３においては、前記外力付加部材は、前記ホーニング装置のホーンガイドに付設するものである。

請求項４においては、前記ピエゾ素子に接触子を付設し、前記ピエゾ素子によって、前記接触子を介して前記ウォータージャケットの内壁を押圧するものである。

請求項５においては、前記接触子は、前記ピエゾ素子の対向する面に２箇所設けられ、前記接触子による前記ウォータージャケットの内壁を押圧する位置を結ぶ線分が、押圧方向に対して傾きを有するものである。

請求項６においては、前記接触子は、前記ウォータージャケットの内壁と接触する部位にローラーを有するものである。

請求項７においては、締結部材によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面と、該シリンダヘッド取付面に開口し、ピストンを摺動可能に内装する円柱状の孔部であるシリンダボアと、該シリンダボアを囲む壁状部分であるシリンダ部と、該シリンダ部を介して前記シリンダボアを囲むように形成され、前記シリンダヘッド取付面に開口するウォータージャケットと、前記締結部材による締結部と、を有するシリンダブロックの加工用治具であって、前記ウォータージャケットの深さより長く、かつ、ピエゾ素子を有する外力付加部材を備えるものである。

請求項８においては、前記ピエゾ素子は、前記外力付加部材が前記ウォータージャケットの底部に接触し、前記外力付加部材と前記ウォータージャケットの間に導通が生じることにより通電するものである。

請求項９においては、前記外力付加部材は、ホーニング装置のホーンガイドに付設するものである。

請求項１０においては、前記ピエゾ素子に接触子を付設し、前記ピエゾ素子によって、前記接触子を介して前記ウォータージャケットの内壁を押圧するものである。

請求項１１においては、前記接触子は、前記ピエゾ素子の対向する面に２箇所設けられ、前記接触子によって前記ウォータージャケットの内壁を押圧する位置を結ぶ線分が、押圧方向に対して傾きを有するものである。

請求項１２においては、前記接触子は、前記ウォータージャケットの内壁と接触する部位にローラーを有するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、簡易な機構でシリンダヘッド組付け時のボア変形を再現することができ、容易にシリンダボアの真円度を向上することができる。

請求項２においては、ピエゾ素子への配線を省略することができ、加工用治具を簡素化することができる。

請求項３においては、従来のホーニング装置をそのまま活用することができ、生産手順の変更を抑えることができる。

請求項４においては、ピエゾ素子による押圧力を調整することができる。

請求項５においては、ピエゾ素子の膨張作用によって、外力付加部材にモーメント力を付与することができる。

請求項６においては、ウォータージャケットの内壁や接触子の摩耗を低減することができる。

請求項７においては、簡易な機構でシリンダヘッド組付け時のボア変形を再現することができ、容易にシリンダボアの真円度を向上することができる。

請求項８においては、ピエゾ素子への配線を省略することができ、加工用治具を簡素化することができる。

請求項９においては、従来のホーニング装置をそのまま活用することができ、生産手順の変更を抑えることができる。

請求項１０においては、ピエゾ素子による押圧力を調整することができる。

請求項１１においては、ピエゾ素子の膨張作用によって、外力付加部材にモーメント力を付与することができる。

請求項１２においては、ウォータージャケットの内壁や接触子の摩耗を低減することができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る加工方法の加工対象であるシリンダブロックは、例えば自動車エンジン等の内燃機関を構成するものであり、締結部材（ヘッドボルト）によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面に開口しピストンを摺動可能に内装する円柱状の孔部であるシリンダボアと、このシリンダボアを囲む壁状部分であるシリンダ部を介してシリンダボアを取り囲むように形成されシリンダヘッド取付面に開口するウォータージャケットとを有する。

そして、本発明は、シリンダボアについて所定の真円度を得るためのシリンダボアに対する仕上げ加工に際し、シリンダボアを囲む壁状部分であるシリンダ部において、ヘッドボルトによる締結部に対応する位相（ボルト位相）の部分の、シリンダボア側からの圧力に対する剛性を、他の位相の部分に対して相対的に高くするとともに、ボルト位相部分のシリンダ部を内側に膨らむように変形させることで、シリンダボアにおいてボルト位相の部分の加工による取り代（研削量）を大きくし、シリンダボアに対する仕上げ加工後の単品状態で、シリンダボアに対して組付け変形と逆方向の変形（逆変形）を付与するものである。これにより、シリンダヘッドの組付け時におけるシリンダボアの真円度の悪化を抑制するものである。
以下、シリンダボアに対する仕上げ加工に際し、シリンダ部において、そのボルト位相の部分におけるシリンダボア側からの圧力に対する剛性を、他の位相の部分に対して相対的に高くした状態とするとともに、ボルト位相部分のシリンダ部を内側に膨らむように変形させる、本発明の各実施形態について説明する。

まず始めに、本実施形態に係るシリンダブロックについて、図１および図２を用いて説明する。図１は本発明の一実施例に係るシリンダブロックの全体構成を示す平面模式図、図２は本発明の一実施例に係るシリンダブロックを示す部分断面模式図である。

図１および図２に示す如く、本実施形態に係るシリンダブロック１は、その本体がアルミニウムを材料として構成され、締結部材（ヘッドボルト）によってシリンダヘッド（図示略）が固定されるシリンダヘッド取付面（以下「ヘッド取付面」という。）３と、このヘッド取付面３に開口しピストン（図示略）を摺動可能に内装する円柱状の孔部であるシリンダボア４と、このシリンダボア４を囲む壁状部分であるシリンダ部５を介してシリンダボア４を取り囲むように形成されヘッド取付面３に開口するウォータージャケット６とを有する。尚、本実施形態に示すシリンダブロック１は、その本体がアルミニウムを材料としているが、シリンダブロック１を構成する材料によって本発明を限定するものではない。

図１に示す如く、本実施形態に係るシリンダブロック１は、自動車等に搭載される直列４気筒のエンジンを構成するものであり、シリンダボア４を４個備え、これらは中心軸方向が平行となるように隣り合う状態で一列に配設される。
尚、本実施形態に示すシリンダブロック１は、シリンダボア４を４個備える直列４気筒のエンジンを構成するものであるが、シリンダボア４の個数（エンジンの気筒数）によって本発明を限定するものではない。

図１および図２に示す如く、ヘッド取付面３は、シリンダブロック１の一側において平面として形成されるシール面であり、このヘッド取付面３に、ガスケット（図示略）を介してシリンダヘッドが組み付けられる。ヘッド取付面３に対するシリンダヘッドの組付けに際しては、ヘッドボルト（図示略）が用いられる。つまり、ヘッドボルトが、シリンダヘッドを貫通するとともにシリンダブロック１に設けられる雌ねじ部分となるボルト穴１２に螺挿されることにより、シリンダヘッドがシリンダブロック１に対して締結固定される。

このシリンダヘッドのシリンダブロック１に対する固定に用いられる締結部としてのボルト締結部１０、つまりヘッドボルトが螺挿されるボルト穴１２は、ヘッド取付面３においてシリンダボア４の周囲に設けられる。本実施形態では、図１に示す如く、ボルト穴１２はシリンダボア４の周囲において略等間隔で４個設けられる。また、隣り合うシリンダボア４間においては２個のボルト穴１２が共用される。つまり、本実施形態のように直列４気筒エンジンを構成するシリンダブロック１においては、一列に並んだ状態となる４個のシリンダボアに対し、計１０個のボルト穴１２が設けられる。尚、本実施形態に示すシリンダブロック１において、ボルト穴１２はシリンダボア４の周囲において略等間隔で４個設けられる構成としているが、シリンダボア４の周囲において設けられるボルト穴１２の個数によって本発明を限定するものではない。

また、シリンダブロック１におけるヘッド取付面３と反対側には、オイルパン（図示略）が取り付けられる。以下、シリンダブロック１において、シリンダヘッドが組み付けられる側を「上」とし、その反対側を「下」とする。

図１および図２に示す如く、シリンダボア４は、その中心軸方向を上下方向とし、前記のとおり一列に並んだ状態で４個配設される。シリンダボア４に内装されるピストンには、ピストンリングが装着され、このピストンリングを介してピストンがシリンダボア４内を上下方向に往復摺動する。

各シリンダボア４におけるピストンよりも上側の空間は、燃料および空気の混合気を燃焼するための燃焼室の一部を構成する。シリンダボア４は、前記混合気や燃焼によって生じたガスの機密を保つため、ホーニング加工等の仕上げ加工により、所定の真円度を有する円筒面に形成される。即ち、シリンダブロック１が用いられて製造されるエンジンの実動時には、前記燃焼室における混合気の爆発・燃焼によりビストンが往復摺動し、これにより、ピストンとコンロッド（連接棒）を介して連結されるクランク軸（出力軸）が回転する。

シリンダボア４は、シリンダブロック１において各シリンダボア４に対応するように略筒状に形成されるシリンダ部５の内周面側に、鋳鉄を材料として円筒状に構成されるシリンダライナ９が、鋳ぐるみや圧入等によって内装されることで形成される。つまり、シリンダライナ９の内周面が、シリンダボア４を形成し、ピストンの摺動面となる。
尚、本実施形態では、シリンダボア４は、シリンダライナ９が用いられて形成される構成であるが、例えばシリンダブロックが鋳鉄等の鉄系材料で構成される場合など、シリンダボアがシリンダブロックの構造体に対して直接形成される構成であってもよい。

ウォータージャケット６は、冷却水の通路であり、シリンダブロック１の鋳造に際して４個のシリンダボア４を取り囲むように形成される。ウォータージャケット６は、シリンダボア４に対してシリンダ部５を介して設けられる。
シリンダ部５は、シリンダボア４の周囲、つまりシリンダライナ９の周囲においてシリンダボア４を取り囲むように形成される円筒状の壁状部分であり、図１に示す如く、隣り合うシリンダボア４に対しては円筒状の部分が繋がった状態となる。
即ち、ウォータージャケット６は、シリンダ部５の外周面（ウォータージャケット６の内側面）と、これに対向するように形成される外周壁面（ウォータージャケット６の外側面）とにより、ヘッド取付面３側に開口するように形成される。
つまり、本実施形態のシリンダブロック１は、ウォータージャケット６がヘッド取付面３側に開放されているオープンデッキ型の構造となっている。このウォータージャケット６を流通する冷却水等の冷却媒体により、シリンダ部５を介してシリンダボア４等が冷却される。

以上のような構成を備える本実施形態のシリンダブロック１において、そのシリンダボア４に対する仕上げ加工を行うに際し、シリンダ部５において、そのボルト位相の部分におけるシリンダボア４側からの圧力に対する剛性を、他の位相の部分に対して相対的に高くした状態とするとともに、ボルト位相の部分のシリンダ部５を内側に膨らむように変形させる。

即ち、以下に説明するシリンダブロック１の加工方法においては、ウォータージャケット６の内側面を形成するシリンダ部５の外周面（以下「シリンダ部外周面」とする。）１４のうち、シリンダボア４の円周形状におけるヘッドボルトによる締結部（ボルト締結部１０）に対応する位相（即ち、「ボルト位相」）の部分を押圧することにより、シリンダ部５における、前記押圧した部分のシリンダボア４側からの圧力に対する剛性を、他の部分に対して高めた状態とするとともに、ボルト位相の部分のシリンダ部５を内側に膨らむように変形させた状態で、シリンダボア４に対する仕上げ加工を行う。

ここで、ボルト位相とは、シリンダボア４の円周形状における（円周形状に対する）ボルト締結部１０に対応する位相であり、シリンダボア４の円周形状における「位相」とは、次のとおりである。
即ち、円柱状の孔部であるシリンダボア４は、その中心軸方向視で円周形状となる。このシリンダボア４の円周形状においては（円周形状に対しては）、中心軸の位置を中心とした円周上における角度が定まる。この角度（角度範囲）が、シリンダボア４の円周形状における「位相」となる。

さらに詳述すると、ボルト位相とは、図１において一番左側のシリンダボア４について示す如く、シリンダボア４が円周形状となるその中心軸方向視において、中心軸の位置Ｃを中心とする円周上における角度について、中心（位置Ｃ）からボルト締結部１０およびその近傍部分を含む方向の所定の角度範囲α１となる。
本実施形態のように、ボルト締結部１０がシリンダボア４の周囲において略等間隔で４個設けられる構成においては、前記のようなボルト締結部１０に対応する位相（角度範囲α１）が、各シリンダボア４において４ヶ所存在することとなる。
以下では、ボルト位相に対し、それ以外の位相（他の位相）を「非ボルト位相」とする。

本実施形態に係るシリンダブロック１の加工方法では、後述する加工用治具２０を用いることにより、シリンダ部外周面１４におけるボルト位相の部分に対する押圧を行い、シリンダ部５における、前記押圧した部分のシリンダボア４側からの圧力に対する剛性を、他の部分に対して高めた状態とするとともに、ボルト位相の部分のシリンダ部５を内側に膨らむように変形させた状態で、シリンダボア４に対する仕上げ加工を行う。
これにより、シリンダブロック１のシリンダボア４に対する仕上げ加工に際し、ダミーヘッド等の加工用治具を用いることで生じる加工工程の複雑化や高コスト化を招くことなく、仕上げ加工後にシリンダボア４に対して組付け変形と逆方向の変形を付与することができ、シリンダヘッドの組付け時におけるシリンダボア４の真円度の悪化を抑制することができる。

即ち、シリンダ部外周面１４におけるボルト位相の部分を押圧することにより、その押圧した部分のシリンダ部５のシリンダボア４側からの圧力に対する剛性を高くするとともに、ボルト位相の部分のシリンダ部５が内側に膨らむように変形させた状態で、シリンダボア４に対する仕上げ加工を行うことで、押圧した部分であるボルト位相の部分において、加工にともなうシリンダボア４側からの圧力（例えばホーニング加工における砥石からの面圧（押圧負荷））に対する面圧が大きくなり、シリンダボア４を形成する壁面における加工による取り代（研削量）が大きくなる。
言い換えると、剛性が高められておらず変形されていない非ボルト位相の部分は、加工にともなうシリンダボア４側からの圧力に対する面圧が小さくなり、その圧力に対して弾性変形して逃げるような状態となり、加工による取り代が小さくなる。これに対し、シリンダ部外周面１４側からの押圧によって剛性が高められるとともに内側に膨らむように変形されたボルト位相の部分は、加工にともなうシリンダボア４側からの圧力に対して弾性変形して逃げることが防止され、加工による取り代が大きくなる。

この結果、加工後のシリンダブロック１においては、シリンダボア４において、加工用治具２０によって押圧されていたボルト位相の部分が広がるという、シリンダヘッドの組付け変形に対する逆変形が生じた状態が得られる（図２３におけるシリンダボア１０４参照）。
そして、シリンダボア４に逆変形が生じているシリンダブロック１に対し、シリンダヘッドをボルト締結によって組み付けることにより、その組付け変形によってシリンダボア４を真円となるようにすることができる。つまり、シリンダヘッドの組付け時におけるシリンダボア４の真円度の悪化を抑制することができる。

尚、ボルト位相について前記所定の角度範囲α１については、その角度の大きさは特に限定されるものではないが、シリンダヘッド組付け時の組付け変形に際し、シリンダボア４においてヘッドボルトの締結によるボルト軸力によって内側に窄む部分に対応する角度範囲として設定する。

前述したように、本実施形態のシリンダブロック１においては、ある１つのシリンダボア４に対してその周囲に略等間隔で４個のボルト締結部１０（ボルト穴１２）が設けられる。これに対し、各ボルト締結部１０に対応するボルト位相の部分において、後述する加工用治具２０（より詳しくは、加工用治具２０を構成する外力付加ツメ２１・２１・・・）がウォータージャケット６内に挿入されて配置される。
そして、あるシリンダボア４に対して仕上げ加工が行われる際には、少なくともその加工対象であるシリンダボア４の周囲に配置される４個の外力付加ツメ２１・２１・・・によって、シリンダ部外周面１４に対して押圧力を付与する必要がある。つまり、加工対象であるシリンダボア４における４つのボルト位相の部分について、シリンダ部外周面１４側からの押圧によって剛性が高められるとともに、ボルト位相の部分のシリンダ部５を内側に膨らむように変形させることにより、そのシリンダボア４において組付け変形に対する逆変形を生じさせることができる。

次に、本実施形態においてシリンダブロックの仕上げ加工に用いるホーニング装置の全体構成について、図３を用いて説明する。図３は本発明の一実施例に係るホーニング装置の全体構成を示す模式図である。
本実施形態においては、シリンダボア４に対する仕上げ加工として、ホーニング装置１５を用いて、シリンダボア４について所定の真円度を得るためのホーニング加工を行う。

図３に示す如く、ホーニング装置１５には、ホーンヘッド１６とホーンガイド１７とを有する構成のホーニング手段が備えられ、このホーニング手段が用いられてシリンダボア４を形成する壁面に対する研削が行われる。

ホーンヘッド１６は、全体として略円柱状に構成され、その外周面部に砥石１８を有する。また、ホーンヘッド１６は、駆動部１５ａによって上下方向の移動（軸方向の移動）および軸心を回転軸とする回転が可能に設けられる主軸１９の先端部（下端部）に構成される。つまり、ホーンヘッド１６は、主軸１９を介して上下運動（軸方向の運動）および回転運動が可能な状態で設けられる。

ホーンヘッド１６が有する砥石１８は、ホーンヘッド１６の外周面部において例えば周方向に等間隔を隔てた状態で環状に配設される。
砥石１８は、例えば、ホーンヘッド１６内において構成される、主軸１９と同軸に設けられるロッド部材の軸方向の移動を砥石１８の径方向の移動に変換するためのテーパ面を備えるような周知の機構が用いられ、前記テーパ面によるテーパ作用等によって径方向外側に変位可能に構成される。
即ち、砥石１８は、シリンダボア４に対するホーニング加工に際しては、径方向外側の変位によりシリンダボア４の壁面に対して圧接した状態で、ホーンヘッド１６の回転運動等にともなってシリンダボア４の壁面に対して作用する。

ホーンガイド１７は、支持部材１５ｄを介して位置決め部１５ｂによって支持されており、ホーンヘッド１６のシリンダボア４に対する位置決め等を行うことが可能な構成としている。ホーンガイド１７は、主軸１９を含めたホーンヘッド１６の上下運動等を許容するためのガイド孔１７ａを有し、シリンダボア４に対するホーンヘッド１６の上下運動等を案内する。
このホーンガイド１７は、位置決め部１５ｂによってシリンダブロック１のヘッド取付面３に対する近接離間方向、つまり上下方向に移動可能に設けられる。

そして、ホーニング加工に際しては、ベース部１５ｃ上に固定されるシリンダブロック１のシリンダボア４に対して所定の位置で位置決めされた状態のホーンガイド１７によってホーンヘッド１６が案内される。
そして、シリンダボア４内でホーンヘッド１６の回転運動等することによって砥石１８によりシリンダボア４の壁面が研削加工される。
つまり、ホーニング加工中は、ホーンガイド１７が、そのヘッド取付面３に対する近接離間方向において所定の位置に停止した状態、つまりヘッド取付面３に対して所定の距離を隔てた状態となり、かかる状態のホーンガイド１７によってホーンヘッド１６が案内される。

次に、本実施形態のホーニング装置１５に備えられる加工用治具２０について、図４〜図６を用いて説明する。図４は本発明の一実施例に係る加工用治具の全体構成を示す模式図、図５は本発明の一実施例に係る加工用治具とウォータージャケットとの配置関係を示す部分平面図、図６は本発明の一実施例に係る加工用治具の挿入状態を示す部分断面図である。
図４に示す如く、本実施形態の加工用治具２０は、ホーニング装置１５を構成するホーンガイド１７の下面１７ｂに備えられている。さらに詳述すると、加工用治具２０は、ホーンガイド１７の下面１７ｂから下方に突出するように植設される外力付加部材たる複数の外力付加ツメ２１・２１・・・により構成している。本実施形態では、前述した加工対象であるシリンダボア４における４つのボルト位相の部分に対応するように、４つの外力付加ツメ２１・２１・・・を備えている。

外力付加ツメ２１は基部たる上側ツメ部材２２と、押圧部たるピエゾ素子２３と、接触部たる下側ツメ部材２４からなる構成としている。そして、上側ツメ部材２２および下側ツメ部材２４によってピエゾ素子２３を介設している。ピエゾ素子２３には、押圧面として加工用治具２０の外側に向けた外側端面２３ａと内側に向けた内側端面２３ｂを形成している。また、外力付加ツメ２１の脚長（即ち、図４中に示す距離Ｌ１）を、ウォータージャケット６の深さ（図６中に示す距離Ｌ２）に比して長くする構成としている。

また、図５に示す如く、４つの外力付加ツメ２１・２１・・・は同じ円周上に配置されるが、該円周の径は、ウォータージャケット６の径に対応している。さらに、外力付加ツメ２１・２１・・・が配置される角度（位相）は、ボルト位相に対応している。

そして、図６に示す如く、４つの外力付加ツメ２１・２１・・・をウォータージャケット６の上方に配置した後にホーンガイド１７を下降させて、４つの外力付加ツメ２１・２１・・・をウォータージャケット６に挿入するようにしている。このとき、外側端面２３ａはウォータージャケット６の外側面（以下、「ジャケット外側面」とする。）１３と略平行に対面し、内側端面２３ｂはシリンダ部外周面１４と略平行に対面している。これにより、４つの外力付加ツメ２１・２１・・・をウォータージャケット６のボルト位相に対応した位置に適切に挿入するようにしている。

このように本発明に係る加工用治具２０（即ち、外力付加ツメ２１・２１・・・）は、ホーニング装置１５のホーンガイド１７に付設する構成としている。
このような構成とすることにより、従来のホーニング装置をそのまま活用することができ、生産手順の変更を抑えることができるのである。

次に、本発明の第一実施形態に係る外力付加ツメ２１について、図７および図８を用いて説明する。図７は本発明の第一実施例に係る外力付加ツメの非通電時の状況を示す模式図、図８は本発明の第一実施例に係る外力付加ツメの通電時の状況を示す模式図である。

図７に示す如く、本発明の第一実施形態に係る外力付加ツメ２１は基部たる上側ツメ部材２２と、押圧部たるピエゾ素子２３と、接触部たる下側ツメ部材２４からなる構成としている。なお、外力付加ツメ２１は導電性部材にて構成されている。
基部たる上側ツメ部材２２は、ホーンガイド１７に対してピエゾ素子２３を支持する役目を果たす部材である。また、接触部たる下側ツメ部材２４は、加工用治具２０をウォータージャケット６の底部６ａに接触させる際の接点となる部位である。

図７および図８に示す如く、外力付加ツメ２１が備える押圧部たるピエゾ素子２３は、略直方体形状に形成している。ピエゾ素子２３は、圧電素子とも呼ばれるものであり、通電することによって体積が膨張する性質を有している。
本発明はこの性質を利用するものであり、ピエゾ素子２３の幅（即ち、外側端面２３ａと内側端面２３ｂの面間距離）を、非通電状態においては、図７に示す如くウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に比して厚みが小さくなり、かつ、通電状態においては、図８に示す如くウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に比して厚みが大きくなる幅に設定している。

即ち、本実施形態では、ウォータージャケット６に非通電状態のピエゾ素子２３を挿入し、その後ピエゾ素子２３に通電することによりピエゾ素子２３を膨張させるようにしている。
そして、外側端面２３ａおよび内側端面２３ｂが押圧部となって、内側端面２３ｂによって直接シリンダ部外周面１４を押圧する構成としている。これにより、ボルト位相部分の剛性を高めるとともに、ボルト位相部分のシリンダ部５を内側に膨らむように変形させるようにしている。

ここで、ピエゾ素子２３に通電するための方法について、図３を用いて説明する。
図３に示す如く、本実施形態のホーニング装置１５には、ピエゾ素子２３への通電手段でありシリンダブロック１およびホーンヘッド１６に電圧を印加する電源部２５を備えている。
さらに詳述すると、電源部２５の陽極側の配線２５ａはホーンガイド１７と接続しており、かつ、負極側の配線２５ｂはシリンダブロック１をホーニング装置１５に固定するためのベース部１５ｃに接続しており、外力付加ツメ２１・２１が陽極側の端子となって、かつ、シリンダブロック１が負極側の端子となる構成としている。

そして、位置決め部１５ｂによるホーンガイド１７のシリンダブロック１側への近接動作によって外力付加ツメ２１・２１・・・をウォータージャケット６に挿入する。このとき、下側ツメ部材２４・２４・・・がウォータージャケット６の底部６ａと接触する位置までホーンガイド１７をシリンダブロック１側に近接させる。
そして、下側ツメ部材２４・２４・・・がウォータージャケット６の底部６ａと接触することにより外力付加ツメ２１・２１とシリンダブロック１との間で導通が生じ、このときピエゾ素子２３に通電がなされる構成としている。

このような構成とすることにより、ピエゾ素子２３に通電するための配線を省略することができる。また、ピエゾ素子２３に対する通電および非通電状態の切替えを、従来からホーニング装置１５に備わっているホーンガイド１７の近接および離間動作によって行うため、従来の装置構成をそのまま利用した簡易な装置構成とすることができる。

即ち、本発明に係る加工用治具２０では、ピエゾ素子２３・２３・・・は、外力付加ツメ２１・２１・・・がウォータージャケット６の底部６ａに接触し、外力付加ツメ２１・２１・・・とシリンダブロック１の間に導通が生じることにより通電する構成としている。
このような構成とすることにより、ピエゾ素子２３への配線を省略することができ、加工用治具２０を簡素化することができるのである。

次に、本発明の第二実施形態に係る外力付加ツメ３１について、図９〜図１１を用いて説明する。図９は本発明の第二実施例に係る外力付加ツメの非通電時の状況を示す模式図、図１０は本発明の第二実施例に係る外力付加ツメの通電時の状況を示す模式図、図１１は本発明の第二実施例に係る外力付加ツメの通電時におけるねじれの発生状況を示す模式図である。

図９に示す如く、本発明の第二実施形態に係る外力付加ツメ３１は基部たる上側ツメ部材３２と、押圧部３３と、接触部たる下側ツメ部材３４からなり、押圧部３３はピエゾ素子３３ａを備えている。そして、上側ツメ部材３２および下側ツメ部材３４によってピエゾ素子３３ａを介設している。また、外力付加ツメ３１の脚長（図４中に示す距離Ｌ１に相当する距離）が、ウォータージャケット６の深さ（図６中に示す距離Ｌ２）に比して長くする構成としている。なお、外力付加ツメ３１は導電性部材にて構成されている。

基部たる上側ツメ部材３２は、ホーンガイド１７に対してピエゾ素子３３ａを支持する役目を果たす部材である。また、接触部たる下側ツメ部材３４は、加工用治具２０をウォータージャケット６の底部６ａに接触させる際の接点となる部位である。

図９に示す如く、本発明の第二実施形態に係る外力付加ツメ３１において、押圧部３３は、略直方体形状に形成した膨張部材たるピエゾ素子３３ａを有しており、ピエゾ素子３３ａに通電することによる体積膨張を利用する点では、第一実施形態に係る外力付加ツメ２１と同様であるが、ピエゾ素子３３ａの対向する２方向の端面３３ｂ・３３ｃに２つの接触子３５・３６を備えている点で異なっている。

接触子３５・３６には、端面３３ｂ・３３ｃに対して傾斜している傾斜面３５ａ・３６ａを形成している。そして、接触子３５・３６の端面３３ｂ・３３ｃから最も離れた部位である頂部３５ｂ・３６ｂにおいて、ウォータージャケット６の内面と接触する構成としている。

図９および図１０に示す如く、第二実施形態に係る押圧部３３では、非通電状態においてはウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に比して頂部３５ｂ・３６ｂ間の距離（即ち、図９中に示す距離Ｌ３）が小さくなり、かつ、通電状態においてはウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に比して頂部３５ｂ・３６ｂ間の距離（Ｌ３）が大きくなる構成としている。

即ち、ウォータージャケット６に、図９に示す非通電状態の押圧部３３を挿入し、その後図１０に示す如くピエゾ素子３３ａに通電することによりピエゾ素子３３ａを膨張させて、接触子３５・３６によってシリンダ部外周面１４を押圧するようにしている。これにより、ボルト位相部分の剛性を高めるとともに、ボルト位相部分のシリンダ部５を内側に膨らむように変形させるようにしている。

但し、第二実施形態に係る押圧部３３では、非通電状態において、ウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に比して頂部３５ｂ・３６ｂ間の距離（Ｌ３）を必ずしも小さくなる構成とする必要はなく、ウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に比して頂部３５ｂ・３６ｂ間の距離（Ｌ３）が大きい場合であっても、押圧部３３をウォータージャケット６に押し込めば、上側ツメ部材３２がねじれて押圧部３３が上側ツメ部材３２を軸として回転し、押圧部３３をウォータージャケット６に挿入することができる。

このため、第二実施形態に係る押圧部３３では、ウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に寸法誤差があった場合であっても、押圧部３３をウォータージャケット６に挿入することができる。

そして、ウォータージャケット６に図９に示す如く非通電状態の押圧部３３を挿入し、その後図１０に示す如く、押圧部３３に通電することによりピエゾ素子３３ａを膨張させて、接触子３５・３６によってシリンダ部外周面１４を押圧するようにしている。

このとき、頂部３５ｂによる押圧点Ｐと頂部３６ｂによる押圧点Ｑを結ぶ線分ＰＱは、各頂部３５ｂ・３６ｂによる押圧方向に対して傾きを有している。このような構成とすることにより、押圧部３３の基部となる上側ツメ部材３２に対してモーメント力を付与することができる。

即ち、第二実施形態に係る外力付加ツメ３１による加工方法においては、接触子３５・３６は、ピエゾ素子３３ａの対向する２方向の端面３３ｂ・３３ｃに２箇所設けられ、接触子３５・３６によるウォータージャケット６の内壁（即ち、ジャケット外側面１３およびシリンダ部外周面１４）を押圧する位置を結ぶ線分ＰＱが、押圧方向に対して傾きを有している。
このような構成とすることにより、ピエゾ素子３３ａの膨張作用によって、外力付加ツメ２１・２１・・・にモーメント力を付与することができるのである。

ここで、図１１に示す如く、第二実施形態に係る押圧部３３では、頂部３５ｂ・３６ｂがシリンダ部外周面１４を押圧すると、外力付加ツメ３１（より詳しくは、上側ツメ部材３２）にはモーメント力が作用し、ねじれが発生する。このとき、ピエゾ素子３３ａにより発生する押圧力と、シリンダ部外周面１４に実際に付与される押圧力と、外力付加ツメ３１に作用するモーメント力の三者（３つの力）がつり合っている。このため、外力付加ツメ３１を構成する材料や外力付加ツメ３１の断面形状を適宜選択し外力付加ツメ３１のねじり剛性を調整すれば、ピエゾ素子３３ａによってシリンダ部外周面１４に実際に付与される押圧力を適正に維持することが可能となる。

このため、第二実施形態に係る押圧部３３では、ウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に寸法誤差があった場合であっても、押圧部３３によってシリンダ部外周面１４に実際に付与される押圧力を適正に維持することが可能となる。

またピエゾ素子にはヒステリシスがあり、同じ電圧を印加しても体積の膨張量にばらつきが生じるという問題点があるが、第二実施形態に係る押圧部３３では、外力付加ツメ３１のねじれによってピエゾ素子３３ａの体積膨張量のばらつきを吸収し、押圧部３３によってシリンダ部外周面１４に実際に付与される押圧力を適正に維持することが可能となる。

即ち、ピエゾ素子３３ａに接触子３５・３６を付設し、ピエゾ素子３３ａによって、接触子３５・３６を介してウォータージャケット６の内壁（即ち、ジャケット外側面１３およびシリンダ部外周面１４）を押圧する構成としている。
このような構成とすることにより、ピエゾ素子３３ａによる押圧力を調整することができるのである。

次に、本発明の第三実施形態に係る外力付加ツメ４１について、図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は本発明の第三実施例に係る外力付加ツメの非通電時の状況を示す模式図、図１３は本発明の第三実施例に係る外力付加ツメの通電時の状況を示す模式図、図１４は本発明の第三実施例に係る外力付加ツメの通電時におけるねじれの発生状況を示す模式図である。

図１２に示す如く、本発明の第三実施形態に係る外力付加ツメ４１は、基部たる上側ツメ部材４２と、押圧部４３と、接触部たる下側ツメ部材４４からなり、押圧部４３はピエゾ素子４３ａを備えている。そして、上側ツメ部材４２および下側ツメ部材４４によってピエゾ素子４３ａを介設している。また、外力付加ツメ４１の脚長（図４中に示す距離Ｌ１に相当する距離）が、ウォータージャケット６の深さ（図６中に示す距離Ｌ２）に比して長くする構成としている。なお、外力付加ツメ４１は導電性部材にて構成されている。

基部たる上側ツメ部材４２は、ホーンガイド１７に対してピエゾ素子４３ａを支持する役目を果たす部材である。また、接触部たる下側ツメ部材４４は、加工用治具２０をウォータージャケット６の底部６ａに接触させる際の接点となる部位である。

図１２に示す如く、本発明の第三実施形態に係る押圧部４３は、略直方体形状に形成したピエゾ素子４３ａを有しており、ピエゾ素子４３ａに通電することによる体積膨張を利用する点では、第一および第二実施形態に係る外力付加ツメ２１・３１と同様である。
また、ピエゾ素子４３ａの対向する２方向の端面４３ｂ・４３ｃに２つの接触子４５・４６を備えている点で、第二実施形態に係る押圧部３３と同様である。
しかし、接触子４５・４６の頂部４５ａ・４６ａにローラー４７・４８を備えている点において、第二実施形態に係る押圧部３３とは異なっている。

接触子４５・４６には、端面４３ｂ・４３ｃに対して傾斜している傾斜部４５ｂ・４６ｂを形成している。そして、接触子４５・４６の端面４３ｂ・４３ｃから最も離れた部位である頂部４５ａ・４６ａを軸心とするローラー４７・４８を設けており、接触子４５・４６がローラー４７・４８においてウォータージャケット６の内面と接触する構成としている。

図１２および図１３に示す如く、第三実施形態に係る押圧部４３では、非通電状態においてはウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に比して、ローラー４７・４８のピエゾ素子４３ａからの距離が最大となる部位である最遠部４７ａ・４８ａ間の距離（図１２中に示す距離Ｌ４）が小さくなり、かつ、通電状態においてはウォータージャケット６の隙間の幅（即ち、ジャケット外側面１３とシリンダ部外周面１４の面間距離）に比して、最遠部４７ａ・４８ａ間の距離（Ｌ４）が大きくなる構成としている。

即ち、ウォータージャケット６に、図１２に示す非通電状態の押圧部４３を挿入し、その後図１３に示す如く押圧部４３に通電することによりピエゾ素子４３ａを膨張させて、接触子４５・４６のローラー４７・４８によってシリンダ部外周面１４を押圧するようにしている。これにより、ボルト位相部分の剛性を高めるとともに、ボルト位相部分のシリンダ部５を内側に膨らむように変形させるようにしている。

このとき、最遠部４７ａによる押圧点Ｒと最遠部４８ａによる押圧点Ｓを結ぶ線分ＲＳは、各最遠部４７ａ・４８ａによる押圧方向に対して傾きを有している。このような構成とすることにより、第二実施形態に係る押圧部３３と同様に、押圧部４３の基部となる上側ツメ部材４２に対してモーメント力を付与することができる。

ここで、図１４に示す如く、第二実施形態に係る押圧部３３と同様に、第三実施形態に係る押圧部４３においても、最遠部４７ａ・４８ａがシリンダ部外周面１４を押圧すると、外力付加ツメ４１（より詳しくは、上側ツメ部材４２）にはモーメント力が作用し、ねじれが発生する。このとき、ピエゾ素子４３ａにより発生する押圧力と、シリンダ部外周面１４に実際に付与される押圧力と、外力付加ツメ４１に作用するモーメント力の三者がつり合っている。
このため、外力付加ツメ４１を構成する材料や外力付加ツメ４１の断面形状を適宜選択し外力付加ツメ４１のねじり剛性を調整すれば、ピエゾ素子４３ａによってシリンダ部外周面１４に実際に付与される押圧力を適正に維持することが可能となる。

このような構成とすることにより、第二実施形態に係る押圧部３３と同様の機能を発揮しつつ、押圧部４３とシリンダ部外周面１４が接触する位置における接触抵抗を軽減し、押圧部４３がよりスムーズに回転されることによって、シリンダ部外周面１４に対して、より安定して押圧部４３による押圧力を付与することが可能となる。また、押圧部４３およびシリンダ部外周面１４が互いの接触により摩耗することが防止できる。

即ち、接触子４５・４６は、ウォータージャケット６の内壁（即ち、ジャケット外側面１３およびシリンダ部外周面１４）と接触する部位にローラー４７・４８を有する構成としている。
このような構成とすることにより、ウォータージャケット６の内壁（即ち、ジャケット外側面１３およびシリンダ部外周面１４）や接触子４５・４６の摩耗を低減することができるのである。

次に、本発明に係る加工用治具２０による逆変形の加工方法について、図１５〜図２１を用いて説明する。図１５は本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工の加工フローを示すフロー図、図１６は本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ１）を示す模式図、図１７は本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ２〜Ｓｔｅｐ４）を示す模式図、図１８は本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ５）を示す模式図、図１９は本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ６）を示す模式図、図２０は本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ７）を示す模式図、図２１は本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ８〜Ｓｔｅｐ９）を示す模式図である。尚、本説明では第一実施形態に係る外力付加ツメ２１を備えた加工用治具２０を用いた例によって、本発明に係る加工方法の説明を行うが、第二および第三実施形態に係る外力付加ツメ３１・４１を備える加工用治具を用いても同様の加工方法とすることができる。

図１５および図１６に示す如く、まず始めに、ホーニング加工の対象となるシリンダボア４を選択し、選択したシリンダボア４の位置に対応する所定の位置にホーンガイド１７を位置決めする（Ｓｔｅｐ１）。本実施形態では、選択したシリンダボア４の軸心とホーンガイド１７の軸心が一致する位置にホーンガイド１７を配置している。

次に図１５および図１７に示す如く、電源部２５をＯＮ状態とした後に（Ｓｔｅｐ２）、ホーンガイド１７を下降させて外力付加ツメ２１・２１・・・をウォータージャケット６に挿入していく（Ｓｔｅｐ３）。本実施形態では、外力付加ツメ２１・２１・・・がウォータージャケット６の底部６ａにおいてシリンダブロック１と接触したことを、シリンダブロック１と外力付加ツメ２１・２１・・・との間で導通が生じたことによって、電源部２５によって検知する構成としている。
そして、外力付加ツメ２１・２１・・・がウォータージャケット６の底部６ａにおいてシリンダブロック１と接触したことが検知されるまでは、ホーンガイド１７を継続して下降させていく（Ｓｔｅｐ４）。

次に図１５および図１８に示す如く、外力付加ツメ２１・２１・・・がウォータージャケット６の底部６ａにおいてシリンダブロック１と接触すると、その時点でホーンガイド１７の下降を停止させるようにしている（Ｓｔｅｐ５）。

それと同時に、外力付加ツメ２１・２１・・・が、ウォータージャケット６の底部６ａにおいてシリンダブロック１と接触すると、ピエゾ素子２３に通電がなされてピエゾ素子２３が膨張し、ピエゾ素子２３によってシリンダ部外周面１４を押圧するようになる（同じくＳｔｅｐ５）。このように、ホーンガイド１７を外力付加ツメ２１・２１・・・がウォータージャケット６の底部６ａにおいてシリンダブロック１と接触したことを検知した位置で停止させることにより、ピエゾ素子２３に対する通電状態を保持し、ピエゾ素子２３によるシリンダ部外周面１４の押圧状態を保持するようにしている。これにより、ボルト位相部分の剛性を高めるとともに、ボルト位相部分のシリンダ部５を内側に膨らむように変形させるようにしている。

次に図１５および図１９に示す如く、ピエゾ素子２３によるシリンダ部外周面１４の押圧状態を保持しながら、ホーニング装置１５によってボア加工（ホーニング仕上）を施すようにしている（Ｓｔｅｐ６）。

そして図１５および図２０に示す如く、ボア加工が完了した時点で電源部２５をＯＦＦ状態とし、ピエゾ素子２３に対する通電状態を解除して、ピエゾ素子２３によるシリンダ部外周面１４の押圧状態を解除するようにしている（Ｓｔｅｐ７）。

そして図１５および図２１に示す如く、ピエゾ素子２３によるシリンダ部外周面１４の押圧状態を解除した後にホーンガイド１７を上昇させる（Ｓｔｅｐ８）。これにより、ピエゾ素子２３によってウォータージャケット６内を傷つけることがない。
そして、外力付加ツメ２１・２１・・・がウォータージャケット６から抜き出される位置までホーンガイド１７を上昇させて、選択したシリンダボア４に対する一連の逆変形付与加工の工程を完了するようにしている（Ｓｔｅｐ９）。

即ち、本発明に係る加工用治具２０によるシリンダボア４の加工方法は、ヘッドボルトによってシリンダヘッドが固定されるヘッド取付面３と、ヘッド取付面３に開口し、ピストンを摺動可能に内装する円柱状の孔部であるシリンダボア４と、シリンダボア４を囲む壁状部分であるシリンダ部５と、シリンダ部５を介してシリンダボア４を囲むように形成され、ヘッド取付面３に開口するウォータージャケット６と、前記ヘッドボルトによるボルト締結部１０と、を有するシリンダブロック１の加工方法であって、ウォータージャケット６の深さより長く、かつ、ピエゾ素子２３を有する外力付加ツメ２１を、ウォータージャケット６の底部６ａに到達するようにボルト締結部１０の位相にてウォータージャケット６に挿入した後に、ピエゾ素子２３に通電し、ピエゾ素子２３によって、ボルト締結部１０の位相に対応する位置でウォータージャケット６の壁面（即ち、ジャケット外側面１３およびシリンダ部外周面１４）を押圧しつつ、ホーニング装置１５によって、シリンダボア４を真円加工するものである。
これにより、簡易な機構でシリンダヘッド組付け時のボア変形を再現することができ、容易にシリンダボア４の組付け時の真円度を向上することができるのである。

本発明の一実施例に係るシリンダブロックの全体構成を示す平面模式図。 本発明の一実施例に係るシリンダブロックを示す部分断面模式図。 本発明の一実施例に係るホーニング装置の全体構成を示す模式図。 本発明の一実施例に係る加工用治具の全体構成を示す模式図。 本発明の一実施例に係る加工用治具とウォータージャケットとの配置関係を示す部分平面図。 本発明の一実施例に係る加工用治具の挿入状態を示す部分断面図。 本発明の第一実施例に係る外力付加ツメの非通電時の状況を示す模式図。 本発明の第一実施例に係る外力付加ツメの通電時の状況を示す模式図。 本発明の第二実施例に係る外力付加ツメの非通電時の状況を示す模式図。 本発明の第二実施例に係る外力付加ツメの通電時の状況を示す模式図。 本発明の第二実施例に係る外力付加ツメの通電時におけるねじれの発生状況を示す模式図。 本発明の第三実施例に係る外力付加ツメの非通電時の状況を示す模式図。 本発明の第三実施例に係る外力付加ツメの通電時の状況を示す模式図。 本発明の第三実施例に係る外力付加ツメの通電時におけるねじれの発生状況を示す模式図。 本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工の加工フローを示すフロー図。 本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ１）を示す模式図。 本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ２〜Ｓｔｅｐ４）を示す模式図。 本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ５）を示す模式図。 本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ６）を示す模式図。 本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ７）を示す模式図。 本発明の一実施例に係る外力付加ツメを用いた逆変形加工方法による加工状況（Ｓｔｅｐ８〜Ｓｔｅｐ９）を示す模式図。 （ａ）シリンダボアに対するボルト締結部の配置を示す模式図、（ｂ）シリンダボアの組付け時のボア変形（組付け変形）を示す模式図。 シリンダボアに対する逆変形加工後の単品状態を示す模式図。

符号の説明

１ シリンダブロック
３ ヘッド取付面（シリンダヘッド取付面）
４ シリンダボア
５ シリンダ部
６ ウォータージャケット
６ａ 底部
１０ ボルト締結部（締結部）
１３ ジャケット外側面
１４ シリンダ部外周面
１５ ホーニング装置
２０ 加工用治具
２１ 外力付加ツメ（外力付加手段）
２３ ピエゾ素子

Claims (12)

1. 締結部材によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面と、
   該シリンダヘッド取付面に開口し、ピストンを摺動可能に内装する円柱状の孔部であるシリンダボアと、
   該シリンダボアを囲む壁状部分であるシリンダ部と、
   該シリンダ部を介して前記シリンダボアを囲むように形成され、前記シリンダヘッド取付面に開口するウォータージャケットと、
   前記締結部材による締結部と、
   を有するシリンダブロックの加工方法であって、
   前記ウォータージャケットの深さより長く、かつ、ピエゾ素子を有する外力付加部材を、前記ウォータージャケットの底部に到達するように前記締結部の位相にて前記ウォータージャケットに挿入した後に、前記ピエゾ素子に通電し、
   前記ピエゾ素子によって、前記締結部の位相に対応する位置で前記ウォータージャケットの壁面を押圧しつつ、
   ホーニング装置によって、前記シリンダボアを真円加工する、
   ことを特徴とするシリンダブロックの加工方法。
2. 前記ピエゾ素子は、
   前記外力付加部材が前記ウォータージャケットの底部に接触し、
   前記外力付加部材と前記シリンダブロックの間に導通が生じることにより通電する、
   ことを特徴とする請求項１記載のシリンダブロックの加工方法。
3. 前記外力付加部材は、
   前記ホーニング装置のホーンガイドに付設する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工方法。
4. 前記ピエゾ素子に接触子を付設し、
   前記ピエゾ素子によって、
   前記接触子を介して前記ウォータージャケットの内壁を押圧する、
   ことを特徴とする請求項３記載のシリンダブロックの加工方法。
5. 前記接触子は、
   前記ピエゾ素子の対向する面に２箇所設けられ、
   前記接触子による前記ウォータージャケットの内壁を押圧する位置を結ぶ線分が、
   押圧方向に対して傾きを有する、
   ことを特徴とする請求項４記載のシリンダブロックの加工方法。
6. 前記接触子は、
   前記ウォータージャケットの内壁と接触する部位にローラーを有する、
   ことを特徴とする請求項４または請求項５のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工方法。
7. 締結部材によってシリンダヘッドが固定されるシリンダヘッド取付面と、
   該シリンダヘッド取付面に開口し、ピストンを摺動可能に内装する円柱状の孔部であるシリンダボアと、
   該シリンダボアを囲む壁状部分であるシリンダ部と、
   該シリンダ部を介して前記シリンダボアを囲むように形成され、前記シリンダヘッド取付面に開口するウォータージャケットと、
   前記締結部材による締結部と、
   を有するシリンダブロックの加工用治具であって、
   前記ウォータージャケットの深さより長く、かつ、ピエゾ素子を有する外力付加部材を備える、
   ことを特徴とするシリンダブロックの加工用治具。
8. 前記ピエゾ素子は、
   前記外力付加部材が前記ウォータージャケットの底部に接触し、
   前記外力付加部材と前記ウォータージャケットの間に導通が生じることにより通電する、
   ことを特徴とする請求項７記載のシリンダブロックの加工用治具。
9. 前記外力付加部材は、
   ホーニング装置のホーンガイドに付設する、
   ことを特徴とする請求項７または請求項８のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工用治具。
10. 前記ピエゾ素子に接触子を付設し、
    前記ピエゾ素子によって、
    前記接触子を介して前記ウォータージャケットの内壁を押圧する、
    ことを特徴とする請求項９に記載のシリンダブロックの加工用治具。
11. 前記接触子は、
    前記ピエゾ素子の対向する面に２箇所設けられ、
    前記接触子によって前記ウォータージャケットの内壁を押圧する位置を結ぶ線分が、
    押圧方向に対して傾きを有する、
    ことを特徴とする請求項１０記載のシリンダブロックの加工用治具。
12. 前記接触子は、
    前記ウォータージャケットの内壁と接触する部位にローラーを有する、
    ことを特徴とする請求項１０または請求項１１のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工用治具。

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