JP2010046759A - Working method and working jig for cylinder block - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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の加工方法および加工用治具に関する。 The present invention relates to a machining method and a machining jig for a cylinder block constituting an internal combustion engine such as an automobile engine.
例えば自動車エンジン等の内燃機関(エンジン)を構成するシリンダブロックは、エンジンの気筒数に対応する数のシリンダボアを有する。シリンダボアは、ピストンを摺動可能に内装する円柱状の孔部である。また、シリンダブロックには、シリンダヘッドが取り付けられる。シリンダヘッドは、シリンダブロックに対して、シリンダボアが開口する面に取り付けられる。シリンダヘッドのシリンダブロックに対する取付けには、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ヘッドが取り付けられる面に開口す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。ここで、ヘッドボルトが螺挿されるボルト穴は、一般にシリンダボアの周囲に設けられる。 For example, a cylinder block constituting an internal combustion engine (engine) such as an automobile engine has a number of cylinder bores corresponding to the number of cylinders of the engine. The cylinder bore is a cylindrical hole that slidably houses the piston. A cylinder head is attached to the cylinder block. The cylinder head is attached to the surface where the cylinder bore opens with respect to the cylinder block. Fasteners (head bolts) such as bolts are used to attach the cylinder head to the cylinder block. That is, the cylinder head is fastened and fixed to the cylinder block by screwing the head bolt into the bolt hole that penetrates the cylinder head and opens on the surface to which the cylinder head is attached. Here, the bolt hole into which the head bolt is screwed is generally provided around the cylinder bore.
ピストンを内装するシリンダボアについては、エンジンの実働時において相当程度の真円度が要求される。つまり、エンジンの実働時にシリンダボアの真円度が低下することは、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、シリンダボアの真円度が低下することは、ピストンの打音の原因ともなる。 The cylinder bore that houses the piston is required to have a certain degree of roundness during actual operation of the engine. That is, when the roundness of the cylinder bore decreases during actual operation of the engine, the friction (sliding resistance) increases as the piston slides in the cylinder bore. The increase in friction causes the engine output to be limited and the fuel consumption to deteriorate. In addition, a decrease in the roundness of the cylinder bore causes a piston hitting sound.
一方で、シリンダボアについては、所定の真円度を得るため、例えばホーニング加工等の仕上げ加工が施される。しかし、シリンダボアについては、シリンダブロックにシリンダヘッドが取り付けられることや、エンジンが実働状態となることにより、真円度を低下させる変形(以下「ボア変形」という。)が生じる。すなわち、ボア変形が生じる原因としては、シリンダヘッドの取付けにともなうヘッドボルトによる締付け力や、エンジン実働時の熱負荷がある。 On the other hand, the cylinder bore is subjected to a finishing process such as a honing process in order to obtain a predetermined roundness. However, the cylinder bore is deformed to reduce the roundness (hereinafter referred to as “bore deformation”) when the cylinder head is attached to the cylinder block or the engine is in an actual working state. That is, the cause of the bore deformation includes the tightening force by the head bolt accompanying the mounting of the cylinder head and the thermal load during engine operation.
そこで、従来、ホーニング加工等のシリンダボアの仕上げ加工に際し、シリンダヘッドの取付け時やエンジンの実働時に生じるボア変形があらかじめ与えられた状態とされる手法が用いられている。つまり、シリンダブロックに対して所定の位置や方向に荷重が付与されること等により、ボア変形が再現された状態で、シリンダボアの仕上げ加工が行われる。かかる手法によれば、シリンダブロックに対して、ボア変形が再現された状態において所定の真円度が確保されることから、ボア変形を再現するための荷重が解除された状態において、ボア変形とは逆方向の(ボア変形を相殺するような)変形(以下「逆変形」という。)が与えられる。これにより、シリンダヘッドの取付け時等に生じるボア変形が相殺されて抑制される。 Therefore, conventionally, when finishing a cylinder bore such as a honing process, a technique has been used in which a bore deformation that occurs when the cylinder head is attached or when the engine is actually operated is given in advance. In other words, cylinder bore finishing is performed in a state where bore deformation is reproduced, for example, by applying a load to the cylinder block at a predetermined position or direction. According to this method, a predetermined roundness is ensured in the state where the bore deformation is reproduced with respect to the cylinder block, and therefore, in the state where the load for reproducing the bore deformation is released, Is given a deformation in the opposite direction (which cancels the bore deformation) (hereinafter referred to as “reverse deformation”). As a result, the bore deformation that occurs when the cylinder head is mounted is canceled and suppressed.
このように、シリンダボアの仕上げ加工に際して逆変形を与える加工法として、ダミーヘッドを用いた加工法が知られている(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取り付けられる。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取り付けられた状態が模擬される。 As described above, a machining method using a dummy head is known as a machining method that gives reverse deformation during the finishing of a cylinder bore (see, for example, Patent Document 1). The dummy head is a processing jig different from the cylinder head assembled as an actual product, and is attached to the cylinder block by a head bolt in the same manner as the cylinder head when processing the cylinder bore. The dummy head simulates the state in which the cylinder head is attached to the cylinder block.
つまり、ダミーヘッドがシリンダブロックに取り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取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、ボア変形が生じた状態となる。この状態で、シリンダボアの仕上げ加工が行われ、その後にダミーヘッドが取り外されることで、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与えられる。そして、シリンダボアに逆変形が与えられたシリンダブロックに対してシリンダヘッドが取り付けられることにより、ヘッドボルトによる締付け力によって生じるボア変形が逆変形によって相殺され抑制される。 That is, when the dummy head is attached to the cylinder block, a prescribed tightening force corresponding to the tightening force associated with the attachment of the cylinder head is applied to the cylinder block, and the bore deformation occurs. In this state, the cylinder bore is finished, and then the dummy head is removed, so that the cylinder bore is reversely deformed by the restoring action accompanying the release of the tightening force. Then, by attaching the cylinder head to the cylinder block in which the cylinder bore is reversely deformed, the bore deformation caused by the tightening force by the head bolt is canceled and suppressed by the reverse deformation.
また、シリンダブロックに逆変形を与える加工法としては、例えば特許文献2に開示されているような加工法がある。特許文献2の加工法においては、油圧シリンダに支持される押圧体等を有する構成が、シリンダブロックに荷重を付与するための手段として用いられている。そして、逆変形のための荷重が、対向する両側の側壁からシリンダブロックを挟む方向であって、ヘッドボルト用のボルト穴に対応する位置に対して付与される。
Moreover, as a processing method which gives a reverse deformation to a cylinder block, there exists a processing method as disclosed in
ところで、シリンダブロックの形状については、個体差等によってバラツキが存在する。このため、上述のようにシリンダボアの仕上げ加工に際して与えられる変形形状にバラツキが生じる場合がある。このような変形形状のバラツキは、エンジンの実働時において十分な真円度が得られないシリンダボアが生じる原因となる。 By the way, the shape of the cylinder block varies due to individual differences or the like. For this reason, as described above, there may be variations in the deformed shape given when the cylinder bore is finished. Such variation in the deformed shape causes a cylinder bore that does not have sufficient roundness during actual operation of the engine.
具体的には、シリンダブロックの形状のバラツキの例として、シリンダボアを取り囲むように形成される円筒状の壁状部分であるシリンダ部の肉厚のバラツキがある。すなわち、シリンダ部の肉厚が、シリンダブロックの個体毎、あるいは同一のシリンダブロックにおけるシリンダボア毎に異なる場合がある。かかる場合、シリンダブロック毎あるいはシリンダボア毎に同じような荷重が付与されること等によっては、シリンダボアの変形形状がばらつき、エンジンの実働時において十分な真円度が得られないシリンダボアが生じる可能性がある。 Specifically, as an example of the variation in the shape of the cylinder block, there is a variation in the thickness of the cylinder portion, which is a cylindrical wall portion formed so as to surround the cylinder bore. That is, the thickness of the cylinder portion may differ for each cylinder block or for each cylinder bore in the same cylinder block. In such a case, depending on the same load applied to each cylinder block or each cylinder bore, the deformed shape of the cylinder bore may vary, and a cylinder bore that does not have sufficient roundness during actual operation of the engine may occur. is there.
この点、上記のような従来技術によれば、ダミーヘッドの締付け力や油圧シリンダによる押圧力の調整等により、シリンダブロックに付与する荷重を場所毎等に調整することで、ある程度はシリンダブロックの形状のバラツキに対応できると考えられる。しかし、シリンダブロックの形状のバラツキは様々な態様で存在するため、その都度十分に対応することは困難である。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、シリンダブロックの形状のバラツキにかかわらず、シリンダボアに対する仕上げ加工によってシリンダボアに対してエンジン実働時に生じるボア変形を相殺するような変形を与えることができ、エンジン実働時におけるシリンダボアの真円度の低下を抑制することができるシリンダブロックの加工方法および加工用治具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the problem to be solved arises when the engine is actually operated with respect to the cylinder bore by finishing the cylinder bore regardless of the variation in the shape of the cylinder block. It is an object of the present invention to provide a cylinder block machining method and a machining jig that can give a deformation that cancels the bore deformation and can suppress a decrease in the roundness of the cylinder bore during engine operation.
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。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
すなわち、請求項1においては、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に、該シリンダボアが非真円形状となる所定の変形を与えた状態で、前記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を行うシリンダブロックの加工方法であって、前記シリンダブロックに対して、前記シリンダボアに前記所定の変形を与えるための荷重である変形荷重を付与するとともに、前記シリンダボアを形成する壁面の前記シリンダボアの径方向の変位量について、前記所定の変形に応じてあらかじめ設定される目標値と、前記変位量を検出することにより得られる検出値との比較による差に基づくフィードバック制御を行うことにより、前記変形荷重の大きさの調整量を制御するものである。 That is, according to the first aspect of the present invention, in a state where the cylinder bore which is a cylindrical hole portion in which the piston is slidably mounted is given a predetermined deformation in which the cylinder bore becomes a non-circular shape, the cylinder bore has a predetermined true shape. A cylinder block machining method for performing a finishing process for obtaining circularity, wherein a deformation load, which is a load for giving the predetermined deformation to the cylinder bore, is applied to the cylinder block, and the cylinder bore is Feedback control based on a difference between a target value set in advance according to the predetermined deformation and a detection value obtained by detecting the displacement amount with respect to the radial displacement amount of the cylinder bore of the wall surface to be formed Is performed to control the amount of adjustment of the magnitude of the deformation load.
請求項2においては、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、前記変位量を検出するための変位量検出手段を、前記シリンダボアに挿入可能なピストン部材に支持させるとともに、前記変位量検出手段による前記変位量の検出に際して、前記ピストン部材の前記シリンダボアに対する挿入の過程で、前記ピストン部材における前記変位量検出手段よりも前記ピストン部材の挿入方向前側の位置から前記壁面に対して洗浄液またはエアを吐出させるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the cylinder block machining method according to the first aspect, the displacement amount detection means for detecting the displacement amount is supported by a piston member insertable into the cylinder bore, and the displacement amount detection is performed. When the displacement amount is detected by the means, in the process of inserting the piston member into the cylinder bore, cleaning liquid or air is applied to the wall surface from the position in the piston member in the insertion direction of the piston member relative to the displacement amount detection means. Is discharged.
請求項3においては、請求項1または請求項2に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記ピストン部材を、前記シリンダボアの中心軸方向を回転軸方向として回転可能に設けるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the cylinder block machining method according to the first or second aspect, the piston member is rotatably provided with the central axis direction of the cylinder bore as the rotation axis direction.
請求項4においては、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記ピストン部材に、該ピストン部材の前記シリンダボアに対する挿入に際して前記ピストン部材の前記シリンダブロックに対する干渉を避けるための逃がし形状部を設けるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the cylinder block machining method according to any one of the first to third aspects, the piston member may interfere with the cylinder block when the piston member is inserted into the cylinder bore. A relief shape part is provided to avoid it.
請求項5においては、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記変形荷重は、前記シリンダボアを形成する壁状部分であるシリンダ部の外周面における所定の部位に対する押圧力であり、該押圧力を、互いに離間可能に連結される押圧部を有するとともにこれら押圧部同士が離間する方向の楔作用を受ける楔面を有する押圧部材と、前記楔面に係合して前記楔作用を与える楔部を有し、流体圧により少なくとも前記押圧部材に対して前記楔作用を与える方向に付勢可能に設けられる押付部材と、前記押付部材を前記楔作用を与える方向を含む所定の摺動方向に移動可能に支持するとともに、流体圧を前記押付部材に作用させる流体圧室を形成する流体圧室形成部材とを用い、前記流体圧室に供給される流体圧によって前記押付部材を前記楔作用を与える方向に付勢することで、前記離間する方向に前記所定の部位に対する押圧方向が含まれる姿勢の前記押圧部材に前記楔作用を与えることにより作用させ、前記流体圧を、前記フィードバック制御の制御対象とするものである。
In
請求項6においては、請求項5に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記仕上げ加工は、ホーニング用の砥石を有し前記シリンダボアに対して移動することで該シリンダボアに対して前記砥石を作用させるヘッド部と、前記シリンダボアが開口する面であって前記シリンダブロックに取り付けられるシリンダヘッドが固定されるヘッド取付面に対して近接離間移動可能に設けられ前記ヘッド部を案内するガイド部とを備える構成が用いられて行われるホーニング加工であり、前記ガイド部に、前記流体圧室を設けるものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the machining method for a cylinder block according to the fifth aspect, the finishing process includes a honing grindstone and moves the grindstone against the cylinder bore by moving with respect to the cylinder bore. A head portion and a guide portion that is a surface on which the cylinder bore is opened and that can be moved close to and away from a head attachment surface to which a cylinder head attached to the cylinder block is fixed, and guides the head portion. Is used, and the fluid pressure chamber is provided in the guide portion.
請求項7においては、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工方法において、前記変形荷重は、前記シリンダブロックに取り付けられるシリンダヘッドを模擬したダミーヘッドが、前記シリンダボアが開口するとともに前記シリンダヘッドが取り付けられる面であるヘッド取付面に対して締結固定されることにより得られる締付け力であり、該締付け力を、前記フィードバック制御の制御対象とするものである。
The cylinder block machining method according to any one of
請求項8においては、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に、該シリンダボアが非真円形状となる所定の変形を与えた状態で、前記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を行うためのシリンダブロックの加工用治具であって、前記シリンダブロックに対して、前記シリンダボアに前記所定の変形を与えるための荷重である変形荷重を付与する変形荷重付与手段と、前記変形荷重付与手段により付与される前記変形荷重の大きさを調整する変形荷重調整手段と、前記シリンダボアを形成する壁面の前記シリンダボアの径方向の変位量を検出する変位量検出手段と、前記変位量について、前記所定の変形に応じてあらかじめ設定される目標値と、前記変位量検出手段により前記変位量が検出されることにより得られる検出値との比較による差に基づくフィードバック制御を行うことにより、前記変形荷重調整手段による前記変形荷重の大きさの調整量を制御する演算制御手段と、を備えるものである。 According to claim 8, a predetermined roundness of the cylinder bore is provided in a state in which the cylinder bore, which is a cylindrical hole portion that slidably houses the piston, is subjected to a predetermined deformation in which the cylinder bore has a non-circular shape. A cylinder block processing jig for performing a finishing process for obtaining a deformation load, wherein a deformation load is applied to the cylinder block, which is a load for applying the predetermined deformation to the cylinder bore. Means, a deformation load adjusting means for adjusting the magnitude of the deformation load applied by the deformation load applying means, and a displacement amount detecting means for detecting a radial displacement amount of the cylinder bore of the wall surface forming the cylinder bore. The displacement amount is detected by a target value set in advance according to the predetermined deformation and the displacement amount detecting means. By performing feedback control based on the difference by comparison with the detection value obtained by the arithmetic control unit for controlling the adjustment amount of the magnitude of the deformation load by the deformation load adjusting means is one including a.
請求項9においては、請求項8に記載のシリンダブロックの加工用治具において、前記変位量検出手段は、前記シリンダボアに挿入可能なピストン部材に支持されるものであり、前記ピストン部材は、前記変位量検出手段による前記変位量の検出に際して、前記ピストン部材の前記シリンダボアに対する挿入の過程で、前記ピストン部材における前記変位量検出手段よりも前記ピストン部材の挿入方向前側の位置から前記壁面に対して洗浄液またはエアを吐出させるための吐出通路を有する、ものである。 In a ninth aspect of the present invention, in the processing jig for a cylinder block according to the eighth aspect, the displacement amount detecting means is supported by a piston member insertable into the cylinder bore, and the piston member is When the displacement amount is detected by the displacement amount detection means, in the process of inserting the piston member into the cylinder bore from the position in the piston member in the insertion direction of the piston member relative to the wall surface from the displacement amount detection means. It has a discharge passage for discharging cleaning liquid or air.
請求項10においては、請求項8または請求項9に記載のシリンダブロックの加工用治具において、前記ピストン部材を、前記シリンダボアの中心軸方向を回転軸方向として回転可能とする回転機構を備えるものである。 A tenth aspect of the present invention is the cylinder block machining jig according to the eighth or ninth aspect, further comprising a rotation mechanism that allows the piston member to rotate about the central axis direction of the cylinder bore as a rotation axis direction. It is.
請求項11においては、請求項8〜10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において、前記ピストン部材は、前記シリンダボアに対する挿入に際して前記シリンダブロックに対する干渉を避けるための逃がし形状部を有する、ものである。 The cylinder block machining jig according to any one of claims 8 to 10, wherein the piston member is a relief-shaped portion for avoiding interference with the cylinder block when inserted into the cylinder bore. It is what has.
請求項12においては、請求項8〜11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において、前記変形荷重付与手段は、互いに離間可能に連結される押圧部を有するとともにこれら押圧部同士が離間する方向の楔作用を受ける楔面を有する押圧部材と、前記楔面に係合して前記楔作用を与える楔部を有し、流体圧により少なくとも前記押圧部材に対して前記楔作用を与える方向に付勢可能に設けられる押付部材と、前記押付部材を前記楔作用を与える方向を含む所定の摺動方向に移動可能に支持するとともに、流体圧を前記押付部材に作用させる流体圧室を形成する流体圧室形成部材と、を有し、前記変形荷重として、前記シリンダボアを形成する壁状部分であるシリンダ部の外周面における所定の部位に対して、前記流体圧室に供給される流体圧によって前記押付部材が前記楔作用を与える方向に付勢されることで、前記離間する方向に前記所定の部位に対する押圧方向が含まれる姿勢の前記押圧部材が前記楔作用を受けることにより得られる押圧力を作用させるものであり、前記変形荷重調整手段は、前記流体圧室に対する前記流体圧の供給の調整を行う弁機構を有し、前記演算制御手段は、前記流体圧を、前記フィードバック制御の制御対象とする、ものである。
In
請求項13においては、請求項12に記載のシリンダブロックの加工用治具において、前記仕上げ加工は、ホーニング用の砥石を有し前記シリンダボアに対して移動することで該シリンダボアに対して前記砥石を作用させるヘッド部と、前記シリンダボアが開口する面であって前記シリンダブロックに取り付けられるシリンダヘッドが固定されるヘッド取付面に対して近接離間移動可能に設けられ前記ヘッド部を案内するガイド部とを備える構成が用いられて行われるホーニング加工であり、前記流体圧室形成部材が、前記ガイド部を構成する部材である、ものである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the processing tool for a cylinder block according to the twelfth aspect, the finishing process includes a honing grindstone and moves the grindstone with respect to the cylinder bore by moving with respect to the cylinder bore. A head portion to be actuated, and a guide portion which is provided on the surface where the cylinder bore is opened and which can be moved close to and away from a head mounting surface to which a cylinder head mounted on the cylinder block is fixed. The honing process is performed using the configuration provided, and the fluid pressure chamber forming member is a member configuring the guide portion.
請求項14においては、請求項8〜11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において、前記変形荷重付与手段は、前記シリンダブロックに取り付けられるシリンダヘッドを模擬したダミーヘッドと、前記ダミーヘッドを前記シリンダボアが開口するとともに前記シリンダヘッドが取り付けられる面であるヘッド取付面に対して締結固定するための締結部材と、を有し、前記変形荷重として、前記締結部材が締め付けられることで前記ダミーヘッドが前記ヘッド取付面に締結固定されることにより得られる締付け力を作用させるものであり、前記変形荷重調整手段は、前記ダミーヘッドの前記ヘッド取付面に対する締結固定に際し前記締結部材を締め付ける締付機構であり、前記演算制御手段は、前記締付け力を、前記フィードバック制御の制御対象とする、ものである。 In Claim 14, In the jig for processing a cylinder block according to any one of Claims 8 to 11, the deformation load applying means is a dummy head simulating a cylinder head attached to the cylinder block; A fastening member for fastening and fixing the dummy head to a head mounting surface that is a surface on which the cylinder bore is opened and the cylinder head is mounted, and the fastening member is tightened as the deformation load The dummy head is subjected to a fastening force obtained by fastening and fixing the dummy head to the head mounting surface, and the deformation load adjusting means is configured to fix the fastening member when fastening the dummy head to the head mounting surface. A tightening mechanism for tightening, wherein the calculation control means applies the tightening force to the gripping force; The control target of Dobakku control is intended.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、シリンダブロックの形状のバラツキにかかわらず、シリンダボアに対する仕上げ加工によってシリンダボアに対してエンジン実働時に生じるボア変形を相殺するような変形を与えることができ、エンジン実働時におけるシリンダボアの真円度の低下を抑制することができる。
As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the present invention, regardless of the variation in the shape of the cylinder block, the cylinder bore can be deformed so as to cancel the bore deformation that occurs during engine operation by finishing the cylinder bore. It is possible to suppress a decrease in the roundness of the.
本発明は、シリンダブロックが有するシリンダボアの仕上げ加工に際し、シリンダボアに、エンジン実働時に生じるボア変形を相殺するような変形として、シリンダボアが非真円状態となる変形を与えるとともに、その変形量をフィードバック制御により調整しようとするものである。つまり、本発明では、シリンダボアの仕上げ加工に際し、シリンダボアの変形量が検出されるとともに、その検出値が所定の目標値となるように、シリンダボアに変形を与えるための荷重が調整される。以下、本発明の実施の形態について説明する。 In the present invention, when finishing the cylinder bore of the cylinder block, the cylinder bore is deformed so as to cancel out the bore deformation that occurs during actual operation of the engine, and the cylinder bore is deformed into a non-round state, and the deformation amount is feedback controlled. To try to adjust. In other words, in the present invention, when finishing the cylinder bore, the amount of deformation of the cylinder bore is detected, and the load for applying deformation to the cylinder bore is adjusted so that the detected value becomes a predetermined target value. Embodiments of the present invention will be described below.
本発明の第一実施形態について説明する。図1および図2に示すように、本実施形態において加工対象となるシリンダブロック1は、自動車等に搭載されるエンジンを構成するものであり、その本体がアルミニウムを材料として構成される。シリンダブロック1は、ヘッド取付面3と、シリンダボア4と、シリンダ部5と、ウォータジャケット6とを有する。
A first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, a
本実施形態のシリンダブロック1は、直列四気筒のエンジンを構成するものであり、四個のシリンダボア4を有する(図2参照)。シリンダボア4は、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。四個のシリンダボアは、中心軸方向が互いに平行となるように隣り合う状態で一列に配設される。かかるシリンダブロック1に対する加工として、シリンダボア4に対する仕上げ加工が行われる。
The
ヘッド取付面3は、シリンダヘッド(図示略)が取り付けられる面である。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る。ヘッド取付面3に、ガスケットを介する等してシリンダヘッドが取り付けられる。ヘッド取付面3に対するシリンダヘッドの取付けには、ヘッドボルトが用いられる。つまり、図2に示すように、ヘッドボルトが、シリンダヘッドを貫通するとともにヘッド取付面3に開口す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。
The
シリンダヘッドのシリンダブロック1に対する締結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2に示すように、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四個設けられる。また、隣り合うシリンダボア4間においては、二個のボルト穴12が共用される。つまり、直列四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四個のシリンダボア4に対し、計十個のボルト穴12が設けられる。
A
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、図示せぬオイルパンが取り付けられる。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(図1上側)を「上」とし、その反対側(同図下側)を「下」とする。
An oil pan (not shown) is attached to the
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四個配設される。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。 Four cylinder bores 4 are arranged in a state where the center axis direction is the vertical direction and is aligned in a row as described above. A piston ring is mounted on the piston housed in the cylinder bore 4, and the piston reciprocates in the vertical direction in the cylinder bore 4 through the piston ring.
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。すなわち、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働時には、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する。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。
The space above each piston in each cylinder bore 4 constitutes a part of a combustion chamber for burning a fuel / air mixture. The cylinder bore 4 is formed on a cylindrical surface having a predetermined roundness by a finishing process such as a honing process in order to keep the air-fuel mixture and gas generated by combustion confidential. That is, during actual operation of the engine manufactured using the
シリンダ部5は、シリンダボア4を囲む壁状部分である。シリンダ部5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。
The
シリンダボア4は、シリンダ部5の内周面側に、鋳ぐるみや圧入等によって内装されるシリンダライナ9により形成される。シリンダライナ9は、鋳鉄を材料として円筒状に構成される部材である。つまり、シリンダライナ9の内周面が、シリンダボア4を形成する壁面(以下「ボア壁面」という。)4aとなり、ピストンの摺動面となる。なお、本実施形態のシリンダブロック1は、シリンダボア4が、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、これに限定されない。シリンダボア4は、例えば、シリンダブロック1が鋳鉄等の鉄系材料で構成される場合など、シリンダブロック1の構造体に対して直接形成されてもよい。
The cylinder bore 4 is formed on the inner peripheral surface side of the
ウォータジャケット6は、冷却水の通路であり、シリンダブロック1の鋳造に際して四個のシリンダボア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る。図2に示すように、シリンダ部5は、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。
The
したがって、ウォータジャケット6は、シリンダ部5の外周面(ウォータジャケット6の内側面、以下「シリンダ部外周面」とする。)15と、これに対向するように形成される外周壁面(ウォータジャケット6の外側面、以下「ジャケット外側面」とする。)16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。ウォータジャケット6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。
Therefore, the
本実施形態では、シリンダボア4に対する仕上げ加工として、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が行われる。図1に示すように、ホーニング加工は、ホーンヘッド(「ホーニングヘッド」とも称される。)41と、ホーンガイド42とを備える構成が用いられて行われる。ホーンヘッド41は、ホーニング用の砥石43を有しシリンダボア4に対して移動することでシリンダボア4に対して砥石43を作用させるヘッド部を構成する。ホーンガイド42は、ヘッド取付面3に対して近接離間移動可能に設けられホーンヘッド41を案内するガイド部を構成する。
In the present embodiment, honing for obtaining a predetermined roundness for the cylinder bore 4 is performed as finishing for the
ホーニング加工は、ホーニング加工装置によって行われる。かかる装置には、ホーンヘッド41とホーンガイド42とを有する構成のホーニング手段が備えられる。このホーニング手段が用いられて、ボア壁面4aに対する研削が行われる。
The honing process is performed by a honing apparatus. Such an apparatus is provided with honing means having a horn head 41 and a
ホーンヘッド41は、全体として略円柱状に構成され、その外周面部に砥石43を有する。ホーンヘッド41は、主軸44の先端部(下端部)に構成される。主軸44は、図示せぬ駆動手段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。つまり、ホーンヘッド41は、主軸44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。
The horn head 41 is configured in a substantially cylindrical shape as a whole, and has a
砥石43は、ホーンヘッド41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43は、ホーンヘッド41の径方向外側に変位可能に設けられる。すなわち、砥石43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ボア壁面4aに対して圧接した状態で、ホーンヘッド41の回転運動等にともなってボア壁面4aに対して作用する。砥石43をホーンヘッド41の径方向外側に変位可能に設けるための構成としては、例えば、ホーンヘッド41内において構成される、主軸44と同軸に設けられるロッド部材の軸方向の移動を砥石43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る。つまりこの場合、砥石43は、前記テーパ面によるテーパ作用等によって、ホーンヘッド41の径方向外側に変位する。
The
また、ホーンヘッド41の外周面部には、ガイドパッド45が設けられる。ガイドパッド45は、シリンダボア4のホーニング加工に際し、ボア壁面4aに対して接触することで、ホーンヘッド41のシリンダボア4に対する挿入のガイド、およびホーンヘッド41のシリンダボア4における位置決めを行うためのものである。ガイドパッド45は、例えば、隣り合う砥石43の間に設けられ、ボルト等の締結具が用いられることで、ホーンヘッド41の本体に対して固定される。
A
ホーンガイド42は、ホーンヘッド41のシリンダボア4に対する位置決め等を行うための構成である。ホーンガイド42は、主軸44を含めたホーンヘッド41の上下運動等を許容するためのガイド孔42aを有し、シリンダボア4に対するホーンヘッド41の上下運動等を案内する。ホーンガイド42は、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。
The
そして、ホーニング加工に際しては、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42によってホーンヘッド41が案内され、このホーンヘッド41の回転運動等によって砥石43によりボア壁面4a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42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42によってホーンヘッド41が案内される。
In the honing process, the horn head 41 is guided by the
以上のような構成において、本実施形態のシリンダブロック1の加工方法(以下単に「加工方法」という。)は、シリンダボア4に、シリンダボア4が非真円形状となる所定の変形を与えた状態で、シリンダボア4について所定の真円度を得るための仕上げ加工(ホーニング加工)を行うものである。ここで、シリンダボア4が非真円形状となる所定の変形には、次のような変形が含まれる。
In the configuration as described above, the processing method of the
本実施形態のシリンダブロック1においては、前述したように、ヘッド取付面3にシリンダヘッドが締結固定されるためのボルト締結部10(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四個設けられる。図3に示すように、各ボルト締結部10においては、シリンダブロックに形成されるボルト穴12にヘッドボルト11が螺挿された状態となる。
In the
ボルト穴12に螺挿されるヘッドボルト11の締付けによるシリンダヘッドの固定が行われてない状態、つまりシリンダブロック1の単品状態では、シリンダブロック1は、ヘッドボルト11による締付け力(締結力)を受けていない状態となる。かかる状態のシリンダブロック1においては、ヘッドボルト11による締付け力が作用することによる変形が生じることはなく、ボア変形は生じない。
When the cylinder head is not fixed by tightening the
これに対し、図3(a)に示すように、ヘッドボルト11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1に対して締結固定された状態においては、ヘッドボルト11による締付け力がシリンダブロック1に作用する。ヘッドボルト11による締付け力は、シリンダブロック1に変形を生じさせ、ボア変形を生じさせる。このようなシリンダヘッドが組み付けられることによるボア変形(以下「組付け変形」という。)は、ヘッドボルト11の締付けによってボア上面(ヘッド取付面3におけるシリンダボア4の周縁部)が強く押し付けられることにより生じる。
On the other hand, as shown in FIG. 3A, when the
したがって、組付け変形については、ボア上面におい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る。このため、図3(a)に示すように、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四箇所設けられる構成においては、シリンダボア4において、ボルト締結部10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(矢印A1参照)。結果として、組付け変形は、図3(a)に示すように、平面視において円形であったシリンダボア4が、十字形となるような変形(いわゆる4次変形)となる。また、エンジンの実働時において熱負荷によって生じるボア変形は、組付け変形により変形した状態のシリンダボア4において、その十字形が強調される変形となる。こうした4次変形は、シリンダボア4においてウォータジャケット6の底部に対応する高さ位置において生じやすい。
Therefore, as for the assembly deformation, the deformation increases around the bolt that is particularly strongly pressed on the upper surface of the bore. For this reason, as shown in FIG. 3A, in the configuration in which the
このようなエンジン実働時に生じるボア変形(4次変形)に対しては、シリンダボア4の仕上げ加工に際し、シリンダボア4に対してエンジン実働時に生じるボア変形と逆方向の(ボア変形を相殺するような)変形(逆変形)が与えられることで、エンジン実働時のボア変形が抑制される。すなわち、シリンダブロック1に対しては、シリンダボア4の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、シリンダボア4の仕上げ加工が行われた状態で、逆変形が与えられることで、シリンダヘッドの組付け、およびエンジン実働時の熱負荷によって逆変形が相殺され、エンジン実働時におけるボア変形が抑制される。言い換えると、シリンダボア4に逆変形が与えられることで、組付け変形および熱負荷による変形により、エンジン実働時においてシリンダボア4が真円形状に近付く。
For such bore deformation (fourth-order deformation) that occurs during actual operation of the engine, when the cylinder bore 4 is finished, the cylinder bore 4 is in the opposite direction to the bore deformation that occurs during actual operation of the cylinder bore 4 (such that the bore deformation is canceled out). By giving deformation (reverse deformation), bore deformation during engine operation is suppressed. That is, the
したがって、図3(a)に示すような4次変形に対する逆変形は、同図(b)に示すように、4次変形と逆方向の変形、つまりボルト位相の部分が相対的に外側に膨出するような変形となる。 Therefore, the reverse deformation with respect to the quaternary deformation as shown in FIG. 3A is a deformation in the opposite direction to the quaternary deformation, that is, the bolt phase portion is relatively expanded outward as shown in FIG. It becomes the deformation that comes out.
また、エンジン実働時に生じるボア変形としては、いわゆる2次変形がある。2次変形は、図4(a)に示すように、シリンダボア4が楕円形状となるような変形である。ここで、シリンダボア4の変形形状である楕円形状は、その長軸方向が、シリンダブロック1に支持されるクランク軸の軸線方向(直線CL参照、以下「クランク軸方向」という。)に垂直な方向(図4において上下方向)となる。このような2次変形が生じる原因の一つに、エンジン実働時に、シリンダブロック1においてクランク軸方向を直列方向とする四個のシリンダボア4の間(ボア間)の部分が他の部分に対して比較的高温となることが挙げられる。したがって、2次変形は、シリンダブロック1が有する四個のシリンダボア4のうち、ボア間の部分に挟まれる中間の二つのシリンダボア4において生じやすい。また、2次変形は、シリンダボア4において比較的高温となる上部(ヘッド取付面3側の部分)において生じやすい。
In addition, there is a so-called secondary deformation as a bore deformation that occurs during engine operation. As shown in FIG. 4A, the secondary deformation is a deformation such that the cylinder bore 4 has an elliptical shape. Here, the elliptical shape, which is a deformed shape of the cylinder bore 4, has a long axis direction perpendicular to the axial direction of the crankshaft supported by the cylinder block 1 (see the straight line CL, hereinafter referred to as “crankshaft direction”). (Vertical direction in FIG. 4). One of the causes of such secondary deformation is that the part between the four cylinder bores 4 (between the bores) with the crankshaft direction in series in the
図4(a)に示すような2次変形に対する逆変形は、同図(b)に示すように、2次変形と逆方向の変形、つまり長軸方向がクランク軸方向(直線CL参照)の楕円形状となるような変形となる。 As shown in FIG. 4B, the reverse deformation to the secondary deformation as shown in FIG. 4A is a reverse deformation to the secondary deformation, that is, the major axis direction is the crankshaft direction (see the straight line CL). The deformation becomes an elliptical shape.
以上のように、4次変形に対する逆変形(図3(b)参照)や、2次変形に対する逆変形(図4(b)参照)が、エンジン実働時に生じる4次変形や2次変形に対して、シリンダボア4の仕上げ加工に際して与えられる、シリンダボア4が非真円形状となる所定の変形に含まれる。つまり、これらの4次変形および2次変形それぞれに対する逆変形が、シリンダボア4の仕上げ加工に際して与えられるボア変形についての狙いの変形となる。以下の説明では、4次変形や2次変形の逆変形が含まれる、シリンダボア4の仕上げ加工に際して与えられる、シリンダボア4が非真円形状となる所定の変形を「狙い変形」という。 As described above, the reverse deformation (see FIG. 3B) for the fourth deformation and the reverse deformation for the second deformation (see FIG. 4B) Thus, the cylinder bore 4 is included in a predetermined deformation that is given when the cylinder bore 4 is finished, so that the cylinder bore 4 has a non-circular shape. That is, the reverse deformation with respect to each of the quaternary deformation and the secondary deformation is a targeted deformation of the bore deformation given when the cylinder bore 4 is finished. In the following description, a predetermined deformation that is given when the cylinder bore 4 is finished, including quaternary deformation and reverse deformation of the secondary deformation, is referred to as “target deformation”.
本実施形態では、シリンダボア4の仕上げ加工に際して、シリンダボア4に狙い変形を与えるため、次のような方法が用いられる。すなわち、本実施形態の加工方法においては、シリンダブロック1に対して、シリンダボア4に狙い変形を与えるための荷重である変形荷重(以下単に「変形荷重」という。)が付与されるとともに、ボア壁面4aのシリンダボア4の径方向の変位量(以下「ボア壁面変位量」という。)について、フィードバック制御が行われることにより、変形荷重の大きさの調整量が制御される。ここで、ボア壁面変位量についてのフィードバック制御は、狙い変形に応じてあらかじめ設定される目標値と、ボア壁面変位量が検出されることにより得られる検出値との比較による差に基づいて行われる。
In the present embodiment, when the cylinder bore 4 is finished, the following method is used in order to impart targeted deformation to the
このような加工方法が行われるため、シリンダブロック1の加工用治具(以下単に「加工用治具」という。)においては、シリンダブロック1に対して、変形荷重を付与する変形荷重付与手段と、変形荷重付与手段により付与される変形荷重の大きさを調整する変形荷重調整手段と、ボア壁面変位量を検出する変位量検出手段と、ボア壁面変位量について、フィードバック制御を行うことにより、変形荷重調整手段による変形荷重の大きさの調整量を制御する演算制御手段とが備えられる。
Since such a processing method is performed, in the processing jig for the cylinder block 1 (hereinafter simply referred to as “processing jig”), deformation load applying means for applying a deformation load to the
図1に示すように、本実施形態の加工用治具においては、シリンダブロック1に対して、変形荷重を付与する変形荷重付与手段として、押付コマ20と、ピストンロッド35と、前述したホーンガイド42とを有する構成が備えられる。
As shown in FIG. 1, in the processing jig of the present embodiment, as a deformation load applying means for applying a deformation load to the
押付コマ20は、シリンダブロック1のシリンダ部5に対して押圧作用することができる程度の剛性を有するように構成される。本実施形態では、シリンダブロック1の本体を構成する材料がアルミニウムであるのに対し、押付コマ20を構成する材料としては、例えば鉄系の材料が用いられる。これにより、押付コマ20は、シリンダブロック1の本体よりも高い剛性を有する構成とされる。
The
図5に示すように、押付コマ20は、互いに離間可能に連結された状態となる二つの押圧部21・22を有する。これら押圧部21・22は、いずれも板状部分として構成され、互いに対向した状態でその一端側が連結部24により連結された状態となる。そして、押圧部21・22同士は、連結部24により一端側が連結された状態でその連結部24の弾性的な変形によって、互いに離間するように構成される。つまり、押付コマ20は、押圧部21・22の他端側(連結部24側と反対側、以下「開口側」とする。)から広がるように構成されている。この押付コマ20の開口側からの広がりにより、ウォータジャケット6の内側面を形成するシリンダ部外周面15における所定の部分が押圧される。
As shown in FIG. 5, the
押付コマ20は、ウォータジャケット6に挿入可能な形状・大きさを有し、連結部24側から(連結部24側を先端側として)ウォータジャケット6に挿入される。そして、押付コマ20は、ウォータジャケット6に挿入された状態で、外周面がウォータジャケット6の形成面に対して略接した状態(わずかな隙間を有する状態)となる。したがって、押付コマ20は、押圧部21・22が、ウォータジャケット6を形成する壁面に沿う湾曲形状を有し、連結部24が、ウォータジャケット6の底部の形状に沿う形状を有することにより、全体としてウォータジャケット6の形状に沿う形状を有する。
The
前記のとおり押付コマ20は、その押圧部21・22が互いに離間することで開口側から広がる構成となっており、その広がる方向(離間する方向)に、シリンダ部外周面15に対する押圧方向が含まれるようにウォータジャケット6内に挿入される。つまり、押付コマ20は、ウォータジャケット6に対して挿入された状態で、一方の押圧部21がウォータジャケット6の内側に位置し、他方の押圧部22がウォータジャケット6の外側に位置した状態となる。したがって、押付コマ20は、内側の押圧部21(以下「内側押圧部21」ともいう。)の外周面21aが、シリンダ部外周面15に対向する(略接する)とともに、外側の押圧部22(以下「外側押圧部22」ともいう。)の外周面22aが、ジャケット外側面16に対向する(略接する)ように、ウォータジャケット6内に挿入される。
As described above, the
これにより、押付コマ20の広がる方向(内側押圧部21と外側押圧部22とが離間する方向)に、シリンダ部外周面15に対する押圧方向が含まれる。つまり、ウォータジャケット6内の押付コマ20が広がる(内側押圧部21と外側押圧部22とが離間する)ことにより、外側押圧部22(の外周面22a)によってジャケット外側面16が押圧されるとともに、内側押圧部21(の外周面21a)によってシリンダ部外周面15が押圧される。
Thus, the direction in which the
また、押付コマ20は、楔面23を介して押圧部21・22同士が離間する方向の楔作用を受ける。押付コマ20は、その楔作用が得られる姿勢で、ウォータジャケット6内に挿入される。押付コマ20は、楔面23に係合(楔係合)した状態の部材(ピストンロッド35)が開口側から押し付けられることによって楔作用を得る。すなわち、押付コマ20が有する楔面23は、内側押圧部21と外側押圧部22との間に形成され、連結部24側にかけて徐々に狭くなる略V字形状の面である。具体的には、楔面23は、内側押圧部21における外側押圧部22側に形成される斜面21bと、外側押圧部22における内側押圧部21側に形成される斜面22bとにより略V字形状に形成される。
Further, the
このように、押付コマ20は、互いに離間可能に連結される押圧部21・22を有するとともにこれら押圧部21・22同士が離間する方向の楔作用を受ける楔面23を有する押圧部材として機能する。
In this way, the
ピストンロッド35は、押付コマ20の楔面23に係合する。ピストンロッド35は、楔面23に係合して楔作用を与える楔部30を有する。具体的には、ピストンロッド35は、大部分がウォータジャケット6に挿入可能な径を有する棒状の部分として構成され、かかる棒状の部分の一端側(下端側)に、楔部30を有する。
The
図5に示すように、楔部30は、内側押圧部21の斜面21bに対応する第一の斜面31aと、外側押圧部22の斜面22bに対応する第二の斜面32aとにより、楔面23の略V字形状に対応するV字形状を有する。つまり、楔部30は、第一の斜面31aおよび第二の斜面32aを、押付コマ20側の斜面21bおよび斜面22bにそれぞれ接触させることにより、押付コマ20に係合(楔係合)する。そして、押付コマ20に係合した状態の楔部30が、押付コマ20の開口側から押し付けられることにより、押付コマ20が楔作用を得る。この楔作用により、シリンダ部外周面15における所定の部分が押圧される。
As shown in FIG. 5, the
つまり、押付コマ20が得る楔作用とは、押付コマ20がその開口側から広がる(内側押圧部21と外側押圧部22とが離間する)という作用であり、かかる作用により、シリンダ部外周面15における所定の部分が押圧される。このように、押付コマ20は、その挿入姿勢として、開口側がウォータジャケット6のヘッド取付面3に対する開口部側(上側)となる姿勢で、ウォータジャケット6に挿入される。
That is, the wedge action obtained by the
なお、押付コマ20における楔面23の下方(連結部24側)には、押付コマ20の広がり(内側押圧部21と外側押圧部22との離間)、つまり楔部30の押付けにともなう楔部30の移動を許容するための凹部25が設けられている。また、押付コマ20と楔部30との間には、必要に応じて、楔部30が係合した状態の押付コマ20が、ウォータジャケット6の形状に沿って移動することを防止するためのずれ防止機構が設けられる。また、押付コマ20によるシリンダ部外周面15に対する押圧力は、楔面23の角度や楔部30を押し付ける力の大きさ等によって調節される。
In addition, below the
押付コマ20は、ピストンロッド35に対して、楔部30が係合可能な状態で支持される。押付コマ20がピストンロッド35に支持された状態では、楔部30が、押付コマ20において内側押圧部21と外側押圧部22との間に介装された状態となる。そして、押付コマ20のピストンロッド35に対する支持状態では、楔部30が押付コマ20に対して係合可能な状態となる。つまり、ここでいう楔部30について係合可能な状態とは、楔部30が内側押圧部21と外側押圧部22との間に介装され、楔部30の第一の斜面31aが内側押圧部21の斜面21bに、第二の斜面32aが外側押圧部22の斜面22bに、それぞれ対向した状態であり、楔部30が押付コマ20に対して押し付けられることで押付コマ20に対して係合する状態である。
The
このような押付コマ20のピストンロッド35に対する支持のため、押付コマ20の開口側において、内側押圧部21と外側押圧部22との間に、間隙26が設けられている(図5参照)。間隙26は、ピストンロッド35の下端部に設けられる楔部30が開口側から抜けることを規制する。このように、押付コマ20は、間隙26を介することで、ピストンロッド35の楔部30に対して係止された状態となる。
In order to support the
また、ピストンロッド35は、流体圧の一例である油圧により少なくとも押付コマ20に対して楔作用を与える方向(下方向、以下「押付け方向」という。)に付勢可能に設けられる。つまり、楔部30が押付コマ20の楔面23に係合した状態のピストンロッド35が押付け方向に付勢されることにより、楔部30が押付コマ20の開口側から押し付けられ、楔作用が得られる。
The
具体的には、図6に示すように、ピストンロッド35は、棒状の部分の他端側(上端側)に、拡径部分であるピストン部35aを有する。ピストンロッド35は、その上側端部が油圧室36に内装された状態で上下方向に摺動可能に支持されることにより、前記のとおり油圧によって少なくとも下方向(押付け方向)に付勢可能に設けられる。つまり、ピストンロッド35が有するピストン部35aは、油圧室36を形成する側壁面に対して摺動可能な形状を有する栓状の部分となる。このように、油圧室36は、ピストンロッド35を押付け方向を含む所定の摺動方向(上下方向)に移動可能に支持するとともに油圧をピストンロッド35に作用させる流体圧室として機能する。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
ピストンロッド35は、油圧室36においてピストン部35aを介して油圧を受けることで下方向に付勢されることにより(矢印F1参照)、押付け方向の荷重を受ける。ピストンロッド35が押付け方向の荷重を受けることにより、楔部30が係合する押付コマ20に楔作用が与えられる。かかる楔作用を得た押付コマ20により、シリンダ部外周面15における所定の部分が押圧される(矢印N1参照)。
The
つまりは、ウォータジャケット6に挿入された状態の押付コマ20が、油圧室36における油圧を押付け方向の荷重として受けたピストンロッド35から楔部30を介して楔作用を得ることにより、内側押圧部21と外側押圧部22とが互いに離間する(図5参照)。これにより、外側押圧部22の外周面22aによってジャケット外側面16が押圧されるとともに、内側押圧部21の外周面21aによってシリンダ部外周面15が押圧される(矢印N1参照)。
That is, the
このように、本実施形態では、ピストンロッド35と油圧室36とにより、油圧シリンダ機構が構成される。ピストンロッド35と油圧室36とにより構成される油圧シリンダ機構は、ウォータジャケット6に挿入される複数の押付コマ20それぞれに対して設けられる。
Thus, in this embodiment, the
このように、ピストンロッド35は、楔面23に係合して楔作用を与える楔部30を有し、油圧により少なくとも押付け方向に付勢可能に設けられる押付部材として機能する。
As described above, the
また、本実施形態では、前述したように、シリンダボア4に対する仕上げ加工として、ホーンヘッド41とホーンガイド42とを備える構成が用いられるホーニング加工が行われる。そこで、本実施形態では、図6に示すように、ホーンガイド42に、ピストンロッド35を支持するとともに油圧をピストンロッド35に作用させる油圧室36が設けられている。
In the present embodiment, as described above, honing is performed as a finishing process for the cylinder bore 4 using a configuration including the horn head 41 and the
すなわち、本実施形態においては、ピストンロッド35とともに油圧シリンダ機構を構成する油圧室36が、シリンダボア4に対するホーニング加工を行うためのホーニング手段を構成するホーンガイド42に設けられている。具体的には、前述したようにホーニング加工に際してシリンダボア4に対して所定の位置で位置決めされた状態となるホーンガイド42において、油圧室36は、その支持するピストンロッド35がウォータジャケット6内に挿入される押付コマ20に対応するような位置に設けられる。
That is, in this embodiment, the
このように、本実施形態では、ホーンガイド42は、ピストンロッド35を押付け方向を含む所定の摺動方向に移動可能に支持するとともに、油圧をピストンロッド35に作用させる油圧室36を形成する流体圧室形成部材として機能する。つまり、本実施形態では、油圧室36を形成する流体圧室形成部材が、ホーニング手段においてガイド部を構成する部材のホーンガイド42である。
As described above, in the present embodiment, the
このように、ピストンロッド35を付勢するための油圧シリンダ機構を構成する油圧室36を、シリンダボア4に対するホーニング加工に用いられるホーンガイド42に設けることにより、ピストンロッド35の支持およびピストンロッド35に対する油圧の付与に際して、シリンダボア4のホーニング加工に用いられる既存の構成を利用することができ、ピストンロッド35の支持等のための構成を別途設ける必要がなくなる。これにより、装置構成の簡略化や作業性の向上が図れる。
Thus, by providing the
なお、本実施形態では、ピストンロッド35の支持等を行うための油圧室36が、既存の構成としてのホーンガイド42に設けられているが、これに限定されない。つまり、油圧室36を形成する流体圧室形成部材としては、ホーンガイド42とは別途に設けられる部材が用いられてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、変形荷重付与手段を構成するピストンロッド35を少なくとも押付け方向に付勢させるための流体圧として、油圧が用いられているが、エア圧等のような他の流体圧が用いられてもよい。例えば、流体圧としてエア圧が用いられる場合においては、ピストンロッド35を含む変形荷重付与手段として、エアシリンダ機構が構成される。
In this embodiment, hydraulic pressure is used as the fluid pressure for biasing the
このように、ピストンロッド35から押付コマ20が楔作用を得ることによるシリンダ部外周面15に対する押圧は、本実施形態では、シリンダ部外周面15におけるボルト位相の部分に対して行われる。つまり、押付コマ20は、ウォータジャケット6におけるシリンダ部外周面15のボルト位相の部分に対応する位置に挿入されるとともに、シリンダ部外周面15に接触することとなる内側押圧部21の外周面21aは、シリンダ部外周面15におけるボルト位相の部分に対応する大きさ(面積)を有する。
In this way, the pressing of the
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。すなわち、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、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。
Here, the bolt phase is a phase corresponding to the
したがって、ボルト位相とは、図2において一番左側のシリンダボア4について示すように、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四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において四箇所存在することとなる。なお、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ず、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やエンジン実働時の熱応力によって内側に窄む部分に対応する角度範囲として適宜設定される。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。
Therefore, the bolt phase is an angle on the circumference centered on the position C of the central axis when viewed in the direction of the central axis where the cylinder bore 4 has a circumferential shape, as shown for the leftmost cylinder bore 4 in FIG. Is a predetermined angle range α1 in the direction including the
また、押付コマ20によるシリンダ部外周面15に対する押圧部分について、その高さ(上下方向の長さ)範囲は、ウォータジャケット6内に挿入された状態の押付コマ20の高さ(上下方向の長さ)に相当する。つまり、図5において符号H1で示す矢印範囲が、押付コマ20の高さに相当し、内側押圧部21の外周面21aがシリンダ部外周面15に接触する部分となる。そして、内側押圧部21の外周面21aがシリンダ部外周面15に接触する部分が、押付コマ20によるシリンダ部外周面15に対する押圧部分についての高さ範囲となる。なお、押付コマ20によるシリンダ部外周面15に対する押圧部分の高さ範囲(押付コマ20の高さ)は、シリンダブロック1の形状等に応じて適宜設定される。
Further, the height (vertical length) range of the pressing portion of the
このように、シリンダ部外周面15において、内側押圧部21の外周面21aが接触する部分となる、押付コマ20によって押圧される所定の部分とは、ボルト位相(角度範囲α1参照)の部分であって、ウォータジャケット6に挿入された状態の押付コマ20の高さ(符号H1参照)に相当する高さ範囲の部分となる。そして、シリンダブロック1においてボルト締結部10が十個存在しボルト位相の部分が十箇所となる本実施形態では、各ボルト位相の部分に挿入される計十個の押付コマ20それぞれに対して、ピストンロッド35を含む油圧シリンダ機構が、十箇所設けられる。したがって、本実施形態では、ホーンガイド42に設けられる油圧室36は、ホーンガイド42において、平面視でボルト位相の部分に対応する位置に(計十箇所)設けられる。そして、前記のとおり楔部30に係止されることでピストンロッド35に支持される押付コマ20は、全ての押付コマ20が各配置位置でウォータジャケット6に挿入された状態で、押圧部21・22同士が離間する方向に、シリンダ部外周面15におけるボルト位相の部分に対する押圧方向が含まれるように支持される。
Thus, in the cylinder part outer
ただし、ピストンロッド35から押付コマ20が楔作用を得ることによるシリンダ部外周面15に対する押圧位置は、本実施形態のようにボルト位相の部分に限定されない。すなわち、本実施形態のようにシリンダ部外周面15に対する押圧位置(押付コマ20が挿入される位置)がボルト位相の部分である場合は、シリンダボア4の狙い変形として、4次変形の逆変形を容易に与えることができ、主に4次変形に対して有効である。しかし、例えばシリンダボア4の狙い変形として2次変形の逆変形が与えられる場合等、シリンダ部外周面15において非ボルト位相の部分が押圧されてもよい。
However, the pressing position with respect to the cylinder part outer
以上のように、本実施形態では、押付コマ20と、ピストンロッド35と、ホーンガイド42とを有する構成としての変形荷重付与手段は、変形荷重として、シリンダ部外周面15における所定の部位(ボルト位相の部分)に対して、押圧力を作用させる。かかる押圧力は、油圧室36に供給される油圧によってピストンロッド35が押付け方向に付勢されることで、押圧部21・22同士が離間する方向に所定の部位(ボルト位相の部分)に対する押圧方向が含まれる姿勢の押付コマ20が楔作用を受けることにより得られる。
As described above, in this embodiment, the deformation load applying means having the
また、図1に示すように、本実施形態の加工用治具においては、変形荷重付与手段により付与される変形荷重の大きさを調整する変形荷重調整手段として、電磁切換弁37を有する構成が備えられる。
Further, as shown in FIG. 1, the processing jig of the present embodiment has a configuration having an
図6に示すように、ピストンロッド35と油圧室36とにより構成される油圧シリンダ機構は、ピストンロッド35が油圧室36の一側(下側)から突出する片ロッド型の複動シリンダとして構成される。すなわち、油圧室36においては、ピストンロッド35が有するピストン部35aを介して上下二つの油圧室36a、36bが形成され、各油圧室36a、36bに、油の出入口が設けられる。そして、各油圧室36a、36bの油の出入口が、回路の切換えによって油の入口または出口となることで、ピストンロッド35の上下方向についての往復動(下降および上昇)が行われる。
As shown in FIG. 6, the hydraulic cylinder mechanism including the
したがって、油圧室36においてピストン部35aよりも上側の油圧室36aに圧油が供給されることにより、ピストンロッド35が下降し(押付け方向に付勢され)、楔部30による押付コマ20に対する楔作用の付与が行われる。一方、油圧室36においてピストン部35aよりも下側の油圧室36bに圧油が供給されることにより、ピストンロッド35が上昇する(押付け方向と反対方向に付勢される)。以下の説明では、圧油が供給されることでピストンロッド35が下降することとなるピストン部35aよりも上側の油圧室36aを「下降油圧室36a」とし、圧油が供給されることでピストンロッド35が上昇することとなるピストン部35aよりも下側の油圧室36bを「上昇油圧室36b」とする。
Accordingly, when the hydraulic oil is supplied to the
そして、下降油圧室36aおよび上昇油圧室36bに対する圧油の供給の切換え(回路の切換え)が、電磁切換弁37により行われる。電磁切換弁37は、いわゆるソレノイド操作切換弁として構成されるものであり、所定の制御信号(電気信号)によってリレーを介して操作されるソレノイド(電磁石)と、このソレノイドの力で動かされるスプールとを有し、スプールの動作によって油圧回路の流路の切換え等を行う。つまり電磁切換弁37は、OCV(オイルコントロールバルブ)と呼ばれる弁機構として構成される。この電磁切換弁37により、下降油圧室36aおよび上昇油圧室36bに対する圧油の供給の調整(流路の切換えおよび油量の調整)、つまり下降油圧室36aおよび上昇油圧室36bそれぞれの油圧についての昇圧・減圧が行われる。
Then, switching of the supply of pressure oil to the descending
すなわち、油圧室36に対しては、図示せぬオイルタンク内の油が、油圧ポンプ38によって供給され、その油圧室36における下降油圧室36aおよび上昇油圧室36bに対する圧油の供給の調整が、油圧ポンプ38と油圧室36との間に介在する電磁切換弁37により行われる。具体的には、電磁切換弁37は、油圧ポンプ38による油の供給を受けるポートと、下降油圧室36aに接続されるポートと、上昇油圧室36bに接続されるポートと、その他ドレン用のポートとを有する。そして、油圧ポンプ38による油の供給を受けるポートは、油圧ポンプ38を介してオイルタンクに接続される。また、下降油圧室36aに接続されるポートは、油路39aを介して下降油圧室36aが有する油の出入口に接続され、上昇油圧室36bに接続されるポートは、油路39bを介して上昇油圧室36bが有する油の出入口に接続される。
That is, oil in an oil tank (not shown) is supplied to the
このような油圧回路構成において、電磁切換弁37により切り換えられる回路状態として、少なくとも次の二つの状態が含まれる。一つは、油圧ポンプ38によって供給される油が電磁切換弁37を介して油路39aから下降油圧室36a内に供給されるとともに、上昇油圧室36b内の油が油路39bから電磁切換弁37を介して排出される状態(第一の状態)である。もう一つは、油圧ポンプ38によって供給される油が電磁切換弁37を介して油路39bから上昇油圧室36b内に供給されるとともに、下降油圧室36a内の油が油路39aから電磁切換弁37を介して排出される状態(第二の状態)である。つまり、第一の状態においては、ピストンロッド35は下降し、第二の状態においては、ピストンロッド35は上昇する。
In such a hydraulic circuit configuration, the circuit states switched by the
以上のような油圧回路構成により、油圧室36における油圧、つまりピストンロッド35および押付コマ20を介してシリンダブロック1に付与される変形荷重の大きさが調整される。すなわち、油圧室36における油圧が、変形荷重によってシリンダボア4に対して狙い変形が与えられる大きさとなるように、電磁切換弁37に対する指示(制御信号)が送られ、電磁切換弁37が制御される。このようにして制御される電磁切換弁37により、下降油圧室36aおよび上昇油圧室36bに対する圧油の供給の調整、つまり変形荷重の大きさの調整が行われる。
With the hydraulic circuit configuration as described above, the hydraulic pressure in the
このように、本実施形態の加工用治具では、押付コマ20と、ピストンロッド35と、ホーンガイド42とを有する構成により付与される変形荷重(シリンダ部外周面15に対する押圧力)の大きさを調整する変形荷重調整手段として、電磁切換弁37を有する構成が用いられる。つまり、本実施形態では、変形荷重調整手段は、油圧室36に対する油圧の供給の調整を行う弁機構として電磁切換弁37を有する。
As described above, in the processing jig of the present embodiment, the magnitude of the deformation load (the pressing force on the outer
また、図1に示すように、本実施形態の加工用治具においては、ボア壁面変位量を検出する変位量検出手段として、変位センサ50が備えられる。
As shown in FIG. 1, the machining jig of the present embodiment is provided with a
変位センサ50は、ボア壁面4aを測定対象面とし、ボア壁面4aにおけるシリンダボア4の中心軸方向(以下「ボア軸心方向」という。)および周方向(以下「ボア周方向」という。)についての所定の検出部位のボア壁面変位量を検出するギャップセンサである。変位センサ50は、ボア壁部4aにおける所定の検出部位との間の距離(図8に示す符号g1参照)に対応した信号を出力し、ボア壁面変位量を検出する。つまり、変位センサ50から出力される検出信号は、ボア壁面変位量に対応したものとなり、この検出信号に基づき、ボア壁面変位量が求められる。
The
変位センサ50としては、公知のギャップセンサを用いることができ、非接触式センサや接触式センサ等、その種類は特に限定されない。つまり、変位センサ50は、ピストンロッド35から押付コマ20が楔作用を得ることによるシリンダ部外周面15に対する押圧力によって生じるボア変形(以下「シリンダ部外周面15の押圧に係るボア変形」という。)にともなうボア壁面4aのシリンダボア4の径方向の変位が検出できる程度の精度(μmオーダーの精度)を有するものであればよい。具体的には、変位センサ50としては、例えば、渦電流式や静電容量式のもの、あるいはレーザーセンサや超音波センサ等を用いることができる。
As the
本実施形態では、変位センサ50は、シリンダボア4に挿入可能なピストン部材としてのセンサピストン51に支持される。図7および図8に示すように、センサピストン51は、全体として略円筒状の外形を有するように構成され、シリンダボア4に挿入可能な円筒状の外周面部51aを有する。センサピストン51は、シリンダボア4に対して摺動可能に内装されるとともに、外周面部51aに変位センサ50を支持する。
In the present embodiment, the
センサピストン51の外径(外周面部51aの直径)は、外周面部51aがシリンダボア4に対して挿入可能となるように、シリンダボア4の内径(直径)に対して若干小さく設定される。具体的には、センサピストン51の外径は、センサピストン51がシリンダボア4内においてシリンダボア4に対して同心状態に位置決めされた状態(センタリングされた状態)で、外周面部51aが、シリンダ部外周面15の押圧に係るボア変形の妨げにならない程度の大きさに設定される。つまり、センサピストン51がシリンダボア4に対してセンタリングされた状態で、外周面部51aとボア壁面4aとの間に、少なくともシリンダ部外周面15の押圧に係るボア変形を許容する大きさのクリアランス(隙間)が存在する。
The outer diameter of the sensor piston 51 (the diameter of the outer
センサピストン51の外周面部51aにおける所定の位置には、変位センサ50を支持するための支持穴51bが設けられる。支持穴51bは、シリンダボア4の径方向外側に向けて開口する穴部である。この支持穴51bに対して、変位センサ50が、例えば嵌合されること等により支持される。
A
図8に示すように、本実施形態では、センサピストン51を支持する支持穴51bは、センサピストン51の下側部分に取り付けられる蓋体52が用いられることで形成される。すなわち、センサピストン51の本体の下側には、変位センサ50を収容可能な凹部が形成され、かかる凹部が蓋体52によって下側から覆われることにより、支持穴51bが形成される。
As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the
蓋体52は、板状の部材であり、センサピストン51の本体の下側に形成される凹部に対して嵌合した状態で、ボルト等の止め具53によってセンサピストン51の本体に対して固定される。蓋体52は、図8に示すようにセンサピストン51に複数の変位センサ50が支持される場合は、各変位センサ50が支持される支持穴51bを形成する部材として設けられたり、複数の変位センサ50に対して一体的な部材(例えば円環状の部材)として設けられたりする。
The
図7に示すように、本実施形態では、八個の変位センサ50が、外周面部51aにおいて周方向に所定の間隔を隔てて設けられている。つまり、本実施形態のセンサピストン51においては、八個の変位センサ50が、外周面部51aの周方向に略等角度間隔で放射状となるように支持されている。
As shown in FIG. 7, in this embodiment, eight
そして、これら八個の変位センサ50は、センサピストン51がシリンダボア4に挿入された状態(以下「ボア挿入状態」という。)で、次のような方向を向くように(シリンダボア4の位相に対応するように)センサピストン51において配置される。すなわち、センサピストン51の径方向に対向配置される一対の変位センサ50は、クランク軸方向に平行な方向の両側方向を向くとともに、同じく対向配置される他の一対の変位センサ50は、クランク軸方向に垂直な方向の両側方向を向くように配置される。つまり、これら四個の変位センサ50は、センサピストン51の外周面部51aにおいて等角度間隔(90°間隔)で配置される。また、他の四個の変位センサ50は、各ボルト位相に対応するように配置される。つまり、これら四個の変位センサ50は、シリンダボア4の周囲に設けられるボルト締結部10(ボルト穴12)に対応して、センサピストン51の外周面部51aにおいて略等間隔で配置される。
These eight
したがって、本実施形態では、八個の変位センサ50により、ボルト位相の方向、クランク軸方向に平行な方向、およびクランク軸方向に垂直な方向の計八方向についてのボア壁面変位量が検出される。なお、図8におけるセンサピストン51の部分の図は、図7におけるA−A断面図に相当する。
Therefore, in this embodiment, the eight
また、本実施形態では、八個の変位センサ50は、センサピストン51において、センサピストン51の筒軸方向(中心軸方向)における位置(以下「軸方向位置」という。)が、互いに同じ位置となるように設けられる。言い換えると、センサピストン51はボア挿入状態において、八個の変位センサ50のボア軸心方向における位置(高さ位置)が同じ位置となる。ただし、八個の変位センサ50のセンサピストン51における軸方向位置、つまり高さ位置は、適宜互いに異なる位置であってもよい。
In the present embodiment, the eight
また、センサピストン51には、シール材54が設けられている。シール材54は、例えばゴムや金属等を素材として構成される環状の部材である。シール材54は、センサピストン51の外周面部51aに外嵌された状態で設けられる。シール材54は、センサピストン51の外周面部51aに形成される外周溝51cに嵌合された状態で支持される。
The
シール材54は、センサピストン51における軸方向位置について、変位センサ50に対して、センサピストン51のシリンダボア4に対する挿入方向で前側に位置する。つまり、シール材54が嵌合する外周溝51cは、センサピストン51のボア挿入状態において、変位センサ50を支持する支持穴51bよりも上側に位置する。
The sealing
センサピストン51の外周面部51aに外嵌された状態のシール材54は、センサピストン51のボア挿入状態で、ボア壁面4aに対して全周にわたって密着した状態となる。つまり、センサピストン51は、シール材54を介してシリンダボア4に対して摺動可能に内装された状態となる。このため、シール材54は、バネ等の弾性部材55により、センサピストン51の径方向外側に付勢されている。
The sealing
弾性部材55は、外周溝51c内において、外周溝51cの底面(内側面)と、シール材54の内周面との間に介装され、シール材54をセンサピストン51の径方向外側に押圧付勢する。弾性部材55としては、例えば、つるまきバネや板バネ等が適宜用いられる。弾性部材55は、センサピストン51の周方向において適宜複数配置される。
The
このように、センサピストン51の外周面部51aとボア壁面4aとの間に、シール材54が介在する状態においては、外周面部51aとボア壁面4aとの間の間隔が全周にわたって略一定の状態となる。つまり、シール材54により、円柱状の孔部であるシリンダボア4と円筒状のセンサピストン51とが略同心状態(センサピストン51がシリンダボア4に対してほぼセンタリングされた状態)となる。
Thus, in the state where the sealing
シール材54は、弾性部材55により、センサピストン51の径方向について、シリンダ部外周面15の押圧に係るボア変形の妨げにならない程度(シリンダ部外周面15の押圧に係るボア変形を許容する程度)の弾性を有する状態で支持される。ここで、シール材がゴム等の弾性を有する素材により構成されることで、シール材54自体が有する弾性が用いられてもよい。この場合、弾性部材55の省略が可能となる。
The sealing
このように、センサピストン51においてシール材54が設けられることにより、センサピストン51のシリンダボア4に対する挿入にともない、ボア壁面4aに存在する付着物(仕上げ工程の前工程で生じた切粉や異物等)が、シール材54によってシール材54よりも上側に掃除される。これにより、センサピストン51のボア挿入状態において、シール材54よりも下側に位置する変位センサ50によるボア壁面4aの測定対象となる部分から、切粉等の付着物が取り除かれる。結果として、ボア壁面変位量を検出対象とする変位センサ50について、付着物による誤検出が防止され、検出精度が確保される。
As described above, the
なお、シール材54は、センサピストン51において複数設けられてもよい。かかる場合、複数のシール材54が、センサピストン51の筒軸方向(中心軸方向)に所定の間隔を隔てて設けられる。
A plurality of sealing
以上のような構成を有するセンサピストン51は、シリンダボア4に対する挿入およびシリンダボア4内における高さ位置についての位置決めのため、油圧シリンダ機構56によって支持される。図1に示すように、油圧シリンダ機構56は、シリンダ部56aと、このシリンダ部56aに対して少なくとも一部が出没可能に設けられるロッド部56bとを有し、図示せぬ油圧源から供給される作動油圧によって駆動する。
The
油圧シリンダ機構56は、その伸縮方向、つまりロッド部56bのシリンダ部56aからの出没方向が上下方向となる姿勢で設けられる。そして、油圧シリンダ機構56に対し、センサピストン51は、ロッド部56bのシリンダ部56aからの突出方向先端側(上端側)に支持される。したがって、センサピストン51は、油圧シリンダ機構56により、上下方向に移動可能に設けられる(矢印A2参照)。なお、油圧シリンダ機構56の代わりに、エア圧によって駆動するエアシリンダ機構等が用いられてもよい。
The
油圧シリンダ機構56によるセンサピストン51の移動方向は、シリンダブロック1におけるボア軸心方向に対応する。つまり、シリンダボア4の仕上げ加工に際し、ワークとなるシリンダブロック1は、ヘッド取付面3側が上側となるとともにボア軸心方向が上下方向となる姿勢で支持固定される。
The movement direction of the
図1に示すように、シリンダブロック1は、シリンダボア4の仕上げ加工に際して、設備台57に支持固定される。設備台57は、ワークとしてのシリンダブロック1を支持固定するためのワーク支持面57aを有する。シリンダブロック1は、ワーク支持面57a上において所定の場所に位置決めされた状態で固定される。
As shown in FIG. 1, the
このように設備台57の支持固定されるシリンダブロック1に対して、センサピストン51を支持する油圧シリンダ機構56は、その伸縮によるセンサピストン51の移動によって、センサピストン51がシリンダボア4に対して挿入可能な位置に設けられる。つまり、油圧シリンダ機構56は、その支持するセンサピストン51の筒軸方向(中心軸方向)がボア軸心方向に略一致するような位置に設けられる。そして、油圧シリンダ機構56は、その伸縮長さに応じて、センサピストン51のシリンダボア4に対する挿脱(出し入れ)が可能な高さ位置に設けられる。油圧シリンダ機構56は、設備台57が有するシリンダ支持面57b上に、シリンダ部56aが有する基部56cを介して支持固定される。
Thus, the
このように、設備台57にセットされた状態のシリンダブロック1のシリンダボア4に対して、油圧シリンダ機構56によって支持されるセンサピストン51が挿入される。そして、センサピストン51に支持される変位センサ50によるボア壁面変位量の検出に際して、変位センサ50がシリンダボア4に対して所望の高さ位置となるように、油圧シリンダ機構56によるセンサピストン51の高さ位置が位置決めされる。このような構成により、変位センサ50によるボア壁面4aにおけるボア軸心方向およびボア周方向についての所定の検出部位のボア壁面変位量の検出が行われる。
Thus, the
なお、本実施形態では、変位センサ50を支持するため、油圧シリンダ機構56によって上下動可能に設けられるセンサピストン51が用いられているが、変位センサ50を支持するための構成は特に限定されない。変位センサ50を支持するための構成として、例えばホーニング加工を行うためのホーンヘッド41が用いられてもよい。
In the present embodiment, the
また、図1に示すように、本実施形態の加工用治具においては、演算制御手段として、フィードバック制御部60が備えられる。フィードバック制御部60は、ボア壁面変位量について、フィードバック制御を行うことにより、電磁切換弁37を有する構成による変形荷重(シリンダ部外周面15に対する押圧力)の大きさの調整量を制御する。
As shown in FIG. 1, the processing jig of the present embodiment includes a
フィードバック制御部60は、フィードバック制御に係るプログラム等を格納する格納部、プログラム等を展開する展開部、プログラム等に従って所定の演算を行う演算部、演算部による演算結果等を保管する保管部等を有する。フィードバック制御部60は、具体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成や、ワンチップのLSI等からなる構成を備える。フィードバック制御部60としては、専用品のほか、市販のパーソナルコンピュータやワークステーション等に上記プログラム等が格納されたものが用いられる。
The
フィードバック制御部60は、ボア壁面変位量について、狙い変形に応じてあらかじめ設定される目標値と、ボア壁面変位量を検出することにより得られる検出値との比較による差に基づくフィードバック制御を行う。かかるフィードバック制御についての目標値は、フィードバック制御部60において、あらかじめ設定され記憶される。また、フィードバック制御についての検出値は、変位センサ50からの出力信号によって得られる。
The
したがって、図1に示すように、フィードバック制御部60に対しては、センサピストン51に支持される変位センサ50がケーブルを介して接続される。具体的には、図8に示すように、各変位センサ50からの出力信号は、センサアンプ61を介してフィードバック制御部60に入力される。なお、フィードバック制御部60は、センサアンプ61の機能を内蔵するものであってもよい。
Therefore, as shown in FIG. 1, the
フィードバック制御における目標値は、例えば次のようにして設定される。前述したように、ボア変形の一つの態様である4次変形は、シリンダボア4が十字形となるような変形である(図3(a)参照)。このような4次変形が生じたシリンダボア4においては、ボルト位相の部分における半径が、非ボルト位相の部分における半径に対して相対的に短くなる。したがって、4次変形の逆変形(図3(b)参照)が狙い変形である場合、比較的長い半径となるボルト位相の部分における半径(同図符号r1参照)と、比較的短い半径となる非ボルト位相の部分における半径(同図符号r2参照)との差(半径差)の大きさが、ボア変形についての変形度合いの指標の一つとなる。そこで、半径差の大きさが、狙い変形に対応する所定の値(例えば8μm)となるように、各変位センサ50についての目標値が設定される。
The target value in the feedback control is set as follows, for example. As described above, the fourth-order deformation which is one aspect of the bore deformation is a deformation in which the cylinder bore 4 has a cross shape (see FIG. 3A). In the cylinder bore 4 in which such fourth-order deformation has occurred, the radius in the bolt phase portion is relatively shorter than the radius in the non-bolt phase portion. Therefore, when the reverse deformation of the fourth-order deformation (see FIG. 3B) is the target deformation, the radius in the bolt phase portion (see r1 in the figure) that becomes a relatively long radius and the relatively short radius. The magnitude of the difference (radius difference) from the radius (see reference numeral r2 in the figure) in the non-volt phase portion is one of the deformation degree indicators for the bore deformation. Therefore, a target value for each
また、2次変形の逆変形(図4(b)参照)が狙い変形である場合も同様に、比較的長い半径となるクランク軸方向(直線CL参照)の半径と、比較的短い半径となるクランク軸方向に垂直な方向の半径との差(半径差)の大きさが、狙い変形に対応する所定の値となるように、各変位センサ50についての目標値が設定される。
Similarly, when the reverse deformation of the secondary deformation (see FIG. 4B) is the target deformation, the radius in the crankshaft direction (see the straight line CL) that is a relatively long radius and the relatively short radius are similarly applied. The target value for each
そして、フィードバック制御部60において、あらかじめ設定される目標値に基づく入力信号(基準入力信号)と、変位センサ50による検出値に基づく検出信号(フィードバック信号)とが比較演算され、その演算結果として、目標値と検出値との差(偏差)に基づく信号が生成される。ここで生成される信号は、例えば電圧指示値のような電気信号であり、制御対象に対する操作部となる電磁切換弁37に対する制御信号として送られる。かかる制御信号(電気信号)により、電磁切換弁37における操作量(スプールの動作量)が制御される。こうした電磁切換弁37の制御が、検出値が目標値に一致するまで行われる。
Then, in the
このようなボア壁面変位量についてのフィードバック制御は、例えば、シリンダブロック1におけるシリンダボア4毎に行われる。この場合、シリンダボア4に挿入されるセンサピストン51に支持される八個の変位センサ50からの検出値に基づくフィードバック制御により、このセンサピストン51が挿入されているシリンダボア4に変形荷重を付与するための四個の電磁切換弁37が制御される。
Such feedback control for the bore wall surface displacement amount is performed for each cylinder bore 4 in the
すなわち、一つのシリンダボア4については、シリンダ部外周面15におけるボルト位相の部分として四箇所の部分が押圧される。そして、これら四箇所の押圧位置に対応して挿入される押付コマ20に楔作用を与えるピストンロッド35ごとに、油圧室36を介して電磁切換弁37が設けられる。そこで、一つのシリンダボア4に対して設けられる四個の電磁切換弁37に対する制御信号が、対応するシリンダボア4に挿入されるセンサピストン51に支持される八個の変位センサ50からの検出信号に基づいて生成される。また、こうしたボア壁面変位量についてのフィードバック制御は、シリンダブロック1が有する四個のシリンダボア4について同時にあるいは所定の順番で行われる。
That is, for one
このように、フィードバック制御部60は、ボア壁面変位量について、フィードバック制御を行うことにより、電磁切換弁37を有する構成による変形荷重の大きさ、つまり油圧室36における油圧の大きさの調整量を制御する。これにより、油圧室36を介してピストンロッド35に与えられる油圧(図6矢印F1参照)が、シリンダボア4に対して狙い変形が与えられるように調整される。
Thus, the
なお、ボア壁面変位量についてのフィードバック制御の態様としては、ボア変形による半径差の大きさ自体が、フィードバック制御における目標値として設定されてもよい。この場合、フィードバック制御における検出値としては、例えば次のような値が用いられる。すなわち、狙い変形が4次変形の逆変形である場合、例えば、ボルト位相に対応する変位センサ50(図7、変位センサ50a参照)により検出されるボア壁面変位量のいずれか(例えば最大値や最小値)あるいは平均値等と、非ボルト位相に対応する変位センサ(図7、変位センサ50b参照)により検出されるボア壁面変位量のいずれか(例えば最大値や最小値)あるいは平均値等との差の値が、検出値として用いられる。そして、かかる検出値に基づく検出信号と、目標値に基づく入力信号とが比較演算され、その演算結果として、目標値と検出値との差に基づく信号(電磁切換弁37に対する制御信号)が生成される。
As a mode of feedback control for the bore wall surface displacement amount, the radius difference itself due to bore deformation may be set as a target value in the feedback control. In this case, for example, the following values are used as detection values in the feedback control. That is, when the target deformation is a reverse deformation of the fourth-order deformation, for example, any one of the bore wall surface displacement amounts detected by the displacement sensor 50 (see FIG. 7,
このように、本実施形態の加工用治具では、フィードバック制御部60は、ボア壁面変位量について、狙い変形に応じてあらかじめ設定される目標値と、変位センサ50によりボア壁面変位量が検出されることにより得られる検出値との比較による差に基づくフィードバック制御を行うことにより、電磁切換弁37を有する構成による変形荷重の大きさの調整量を制御する。そして、本実施形態では、フィードバック制御部60は、油圧室36に供給される油圧を、フィードバック制御の制御対象とする。
As described above, in the processing jig of the present embodiment, the
本実施形態の加工方法について、図9に示すフロー図を用いて説明する。本実施形態の加工方法では、まず、ワークとしてのシリンダブロック1が設備にセットされる(S110)。すなわち、シリンダブロック1が、ヘッド取付面3側が上側となるとともにボア軸心方向が上下方向となる姿勢で、設備台57のワーク支持面57aに対して所定の場所に位置決めされた状態で固定される。
The processing method of this embodiment is demonstrated using the flowchart shown in FIG. In the machining method of the present embodiment, first, the
次に、センサピストン51の作動油圧が入りの状態となる(S120)。すなわち、センサピストン51を上下動可能に支持する油圧シリンダ機構56に対して、作動油圧が供給される。続いて、センサピストン51が上昇する(S130)。すなわち、センサピストン51が油圧シリンダ機構56によって上昇させられ、シリンダブロック1のシリンダボア4内に挿入される。ここで、センサピストン51は、その支持する変位センサ50がシリンダブロック1におけるボルト位相の方向、クランク軸方向に平行な方向、およびクランク軸方向に垂直な方向の各方向に対応するように支持される。
Next, the working hydraulic pressure of the
次に、センサピストン51の位置が固定される(S140)。すなわち、油圧シリンダ機構56によってシリンダボア4内に挿入されたセンサピストン51の高さ位置、つまりセンサピストン51のボア軸心方向における位置が固定される。ここで、センサピストン51は、例えば、変位センサ50が、前記のとおり4次変形が生じやすいウォータジャケット6の底部に対応する高さ位置となるような位置(高さ位置)で固定される。センサピストン51の位置の固定は、油圧シリンダ機構56においてロッド部56bがシリンダ部56aに対して位置決めされることにより行われる。これにより、変位センサ50が、ボア壁面4aにおけるボア軸心方向およびボア周方向についての所定の検出部位に対応する位置に位置決めされた状態となる。
Next, the position of the
続いて、ホーンガイド42が下降する(S150)。すなわち、ホーニング加工においてホーンヘッド41を案内するホーンガイド42が、シリンダブロック1の上方においてヘッド取付面3に対する近接方向(下方向)に移動し、ヘッド取付面3に対して所定の距離を隔てた状態で位置決めされる。これにより、ホーンガイド42に形成される油圧室36に支持されるピストンロッド35を介して、押付コマ20がウォータジャケット6に挿入された状態となる。つまり、前記のとおりピストンロッド35に支持される押付コマ20が、押圧部21・22同士が離間する方向にシリンダ部外周面15におけるボルト位相の部分に対する押圧方向が含まれる姿勢で、ウォータジャケット6に挿入された状態となる。
Subsequently, the
次に、ピストンロッド35の押し油圧、つまり油圧室36に供給される油圧についての初期値が入力される(S160)。すなわち、油圧室36に供給される油圧については、初期値があらかじめ設定される。具体的には、フィードバック制御部60において、油圧室36に供給される油圧についての初期値に対応する、電磁切換弁37に対する制御信号があらかじめ設定される。そして、フィードバック制御部60から、その初期値に対応する制御信号が電磁切換弁37に送られることで、油圧室36に油圧初期値が入力される。
Next, an initial value for the push hydraulic pressure of the
これにより、ボア変形が再現される(S170)。すなわち、油圧室36に油圧が供給されることにより(具体的には下降油圧室36aに圧油が供給されることにより)、ピストンロッド35が押付け方向に付勢される。これにより、押付コマ20が楔部30から楔作用を受け、シリンダ部外周面15における所定の部分が押圧される。かかる押圧作用は、シリンダブロック1に対する変形荷重となり、ボア変形が生じる。
Thereby, the bore deformation is reproduced (S170). That is, when the hydraulic pressure is supplied to the hydraulic chamber 36 (specifically, the pressure oil is supplied to the descending
ボア変形が生じた状態で、ボア壁面変位量についてのフィードバック制御が行われる。かかるフィードバック制御では、ボア変形が生じたことによる各位相についてのボア壁面変位量が測定される(S180)。すなわち、各シリンダボア4について、センサピストン51に支持される八個の変位センサ50により、ボルト位相、クランク軸方向に平行な方向に対応する位相、およびクランク軸方向に垂直な方向に対応する位相の各位相ついてのボア壁面変位量が検出される。
In the state where bore deformation has occurred, feedback control is performed on the bore wall surface displacement. In such feedback control, the bore wall surface displacement amount for each phase due to the occurrence of bore deformation is measured (S180). That is, for each cylinder bore 4, by eight
変位センサ50により検出されたボア壁面変位量については、その検出値があらかじめ設定されている目標値に一致するか否かの判定が行われる(S190)。すなわち、フィードバック制御部60において、あらかじめ設定される目標値に基づく入力信号と、変位センサ50による検出値に基づく検出信号との比較演算が行われ、検出値が目標値に一致するか否かの判定が行われる。
For the bore wall surface displacement amount detected by the
上記ステップS190における判定において、ボア壁面変位量の検出値が目標値に一致すると判定されなかった場合、ピストンロッド35押し油圧(油圧室36に供給される油圧)についての修正値が入力される(S200)。すなわち、フィードバック制御部60において比較演算の演算結果として生成される目標値と検出値との差に基づく信号が、修正値に対応する制御信号となる。つまり、この修正値に対応する制御信号が電磁切換弁37に送られることで、油圧室36に油圧修正値が入力される。これにより、ピストンロッド35を介する押付コマ20によるシリンダ部外周面15に対する押圧力(変形荷重)が修正される。
If it is not determined in step S190 that the detected value of the bore wall surface displacement amount matches the target value, a correction value for the
このようなボア壁面変位量の測定、ボア壁面変位量の検出値と目標値との比較演算、および変形荷重の修正が、ボア壁面変位量の検出値が目標値に一致するまで行われる。そして、上記ステップS190における判定において、ボア壁面変位量の検出値が目標値に一致すると判定された場合、センサピストン51が下降する(S210)。すなわち、この場合、シリンダブロック1に対して付与される変形荷重が、狙い変形に対応する変形荷重となり、シリンダブロック1に対する変形荷重の付与が終了する。これにともない、センサピストン51が油圧シリンダ機構56によって下降させられ、シリンダボア4外に移動する。
The measurement of the bore wall surface displacement amount, the comparison between the detected value of the bore wall surface displacement amount and the target value, and the correction of the deformation load are performed until the detected value of the bore wall surface displacement amount matches the target value. When it is determined in step S190 that the detected value of the bore wall surface displacement amount matches the target value, the
このように、変形荷重によってシリンダボア4に狙い変形が付与された状態で、ホーニング加工が行われる。すなわち、ホーンヘッド41が下降し、位置決めされた状態のホーンガイド42のガイド孔42aを介してシリンダボア4内に挿入される(S220)。そして、ホーンヘッド41の回転運動等によって、砥石43によるボア壁面4aの研削加工、つまりホーニング加工が行われる(S230)。
In this manner, honing is performed in a state where the target deformation is applied to the cylinder bore 4 by the deformation load. That is, the horn head 41 is lowered and inserted into the cylinder bore 4 through the
以上のように、本実施形態の加工方法では、シリンダブロック1に対して、シリンダボア4に変形荷重が付与されるとともに、ボア壁面変位量について、フィードバック制御が行われることにより、変形荷重の大きさの調整量が制御される。そして、本実施形態では、シリンダボア4に付与される変形荷重は、シリンダ部外周面15における所定の部位に対する押圧力である。かかる押圧力は、押付コマ20と、ピストンロッド35と、ホーンガイド42とが用いられ、ホーンガイド42に形成される油圧室36に供給される油圧によってピストンロッド35が押付け方向に付勢されることで、押付コマ20が広がる方向(押圧部21・22同士が離間する方向)に前記所定の部位に対する押圧方向が含まれる姿勢の押付コマ20に楔作用が与えられることにより作用させられる。そして、油圧室36に供給される油圧が、フィードバック制御の制御対象とされる。
As described above, in the machining method according to the present embodiment, the deformation load is applied to the cylinder bore 4 with respect to the
以上の本実施形態の加工方法および加工用治具によれば、シリンダブロック1の形状のバラツキにかかわらず、シリンダボア4に対する仕上げ加工によってシリンダボア4に対してエンジン実働時に生じるボア変形を相殺するような変形(逆変形)を与えることができ、エンジン実働時におけるシリンダボア4の真円度の低下を抑制することができる。
According to the machining method and machining jig of the present embodiment described above, the bore deformation that occurs when the engine is operating with respect to the cylinder bore 4 is canceled out by finishing the cylinder bore 4 regardless of the variation in the shape of the
すなわち、シリンダブロック1に対して変形荷重を付与することでボア変形を与えるに際し、シリンダボア4の各位相におけるボア壁面変位量についてフィードバック制御が行われることにより、シリンダボア4の各位相についてのボア壁面変位量を所望の値とすることができる。これにより、例えば、シリンダ部5の肉厚が、シリンダブロック1の個体毎、あるいは同一のシリンダブロック1におけるシリンダボア4毎に異なる場合であっても、シリンダボア4に対して安定して狙い変形を再現することができる。
That is, when the bore deformation is applied by applying a deformation load to the
なお、本実施形態では、変位センサ50を支持するセンサピストン51は、シリンダボア4に対してヘッド取付面3側と反対側(下側)から挿入されるが、センサピストン51のシリンダボア4に対する挿入方向は上下いずれからであってもよい。つまり、センサピストン51は、ホーンヘッド41と同様に、シリンダボア4に対してヘッド取付面3側(上側)から挿入されてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、押付コマ20に楔作用を付与するための荷重として、ピストンロッド35を押付け方向に付勢するための油圧が用いられているが、これに限定されない。押付コマ20に楔作用を付与するための荷重としては、例えばモータによる駆動力が用いられてもよい。この場合、例えば、ピストンロッド35のように楔部30を有するロッド部材が、電動モータの駆動力によって作動するボールネジ機構により上下方向に移動可能に設けられる構成が採用される。すなわち、この場合、電動モータの回転駆動力が、ボールネジ機構によって上下方向の直線動力に変換され、この直線動力が、ロッド部材を介して押付コマ20に楔作用を付与するための荷重として伝達される。そして、この場合、モータによる駆動力が、ボア壁面変位量についてのフィードバック制御の制御対象となる。
Further, in the present embodiment, the hydraulic pressure for urging the
本発明の第二実施形態について、図10〜図12により説明する。なお、図11は図10におけるB−B断面図に相当する。また、以下に示す各実施形態においては、既に説明した実施形態と共通する部分については、同一の符号を用いる等して適宜説明を省略し、既に説明した実施形態と異なる部分について説明する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 corresponds to a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. Moreover, in each embodiment shown below, about the part which is common in embodiment already demonstrated, description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol etc., and a different part from already demonstrated embodiment is demonstrated.
本実施形態の加工方法においては、変位センサ50によるボア壁面変位量の検出に際して、センサピストン71のシリンダボア4に対する挿入の過程で、ボア壁面4aに対して洗浄液が吐出させられる。ここで、洗浄液は、センサピストン71における変位センサ50よりもセンサピストン71の挿入方向前側(以下単に「挿入方向前側」という。)の位置から吐出させられる。
In the processing method of this embodiment, when detecting the displacement of the bore wall surface by the
このように、ボア壁面4aに対して洗浄液を吐出するため、本実施形態の加工用治具においては、次のような構成が備えられる。すなわち、図10および図11に示すように、本実施形態のセンサピストン71は、ボア壁面4aに対して洗浄液を吐出させるための吐出通路58を有する。
As described above, in order to discharge the cleaning liquid to the
具体的には、吐出通路58は、入口通路部58aと、出口通路部58bとを有する。入口通路部58aは、センサピストン71の下側(シリンダボア4に対する挿入方向後側、図11における下側)の面に開口するとともに、センサピストン71の筒軸方向に平行な方向(図11における上下方向)の直線状の穴部である。入口通路部58aは、センサピストン71の下側面から、センサピストン71の筒軸方向に平行な方向に穴部が穿設されることにより形成される。
Specifically, the
出口通路部58bは、センサピストン71の上側(シリンダボア4に対する挿入方向前側、図11における上側)の面に開口するとともに、入口通路部58aに連通する直線状の孔部である。出口通路部58bは、入口通路部58aに連通する側から、センサピストン71の径方向外側に斜め上方に向けて開口するように形成される。出口通路部58bは、センサピストン71の上側面において周縁部に形成される斜面部51dに開口する。斜面部51dは、センサピストン71の径方向外側にかけて下る形状(円錐面の一部形状)を有するテーパ部分である。出口通路部58bは、センサピストン71の上側面の斜面部51dから、センサピストン71の径方向内側に向けて斜め方向に孔部が穿設されることにより形成される。
The
図10に示すように、本実施形態では、吐出通路58は、センサピストン71の周方向に略等間隔を隔てて八箇所設けられている。具体的には、吐出通路58は、周方向の位置について、センサピストン71が支持する八個の変位センサ50に対して隣り合う変位センサ50の間に位置するように設けられている。各吐出通路58を構成する入口通路部58aは、センサピストン71において相対的に内側(中心軸側)に形成されるとともに、各入口通路部58aから、出口通路部58bが、センサピストン71の径方向外側に斜め上方に向けて形成される。
As shown in FIG. 10, in the present embodiment, eight
このようにセンサピストン71に形成される吐出通路58においては、入口通路部58a側から導入された洗浄液が、出口通路部58b側から吐出される。したがって、センサピストン71の下側面に位置する入口通路部58aの開口部には、洗浄液の供給配管が接続される(図示略)。そして、例えばタンク等に貯溜されている洗浄液が、ポンプ等によって圧送されることにより、供給配管を介して入口通路部58aに導入される(矢印B1参照)。なお、ここで用いられる洗浄液は、特に限定されない。洗浄液としては、例えば、アルミニウムの機械加工において一般的に使用されるクーラント等が用いられる。
Thus, in the
入口通路部58aに導入された洗浄液は、出口通路部58bにより、センサピストン71の上側面の斜面部51dに位置する出口通路部58bの開口部から吐出される(矢印B2参照)。ここで、洗浄液は、少なくともボア壁面4aに達する程度の勢いで吐出される。そして、前記のとおり八箇所に設けられる吐出通路58により、出口通路部58bの開口部から吐出される洗浄液は、上方に向けて放射状に吐出される。これにより、シリンダボア4に挿入された状態のセンサピストン71から吐出される洗浄液は、ボア壁面4aに対して周方向に満遍なく当たる。
The cleaning liquid introduced into the
このように、センサピストン71において形成される吐出通路58によれば、洗浄液は、センサピストン71における変位センサ50よりも挿入方向前側(上側)の位置から吐出する。すなわち、センサピストン71において、変位センサ50は、センサピストン71の下側部分に形成される支持穴51b(図8参照)に支持される(図11において変位センサ50の高さ位置を示す直線SP参照)。これに対し、センサピストン71において洗浄液の吐出口となる吐出通路58の出口通路部58bの開口部は、センサピストン71の上側面(斜面部51d)に形成される。
As described above, according to the
このように洗浄液を吐出するセンサピストン71のシリンダボア4に対する挿入にともなって、洗浄液が吐出されることで、ボア壁面4aに存在する切粉や異物等の付着物が洗い流される。そして、洗浄液は、変位センサ50よりも挿入方向前側の位置から吐出されることから、センサピストン51のボア挿入状態において、変位センサ50によるボア壁面4aの測定対象となる部分から、切粉等の付着物が取り除かれる。
As the
なお、ボア壁面4aに存在する切粉等の付着物を取り除くためには、洗浄液の代わりにエアが用いられてもよい。この場合、エアポンプ等のエア供給源から供給される加圧エアが、供給配管を介して吐出通路58の入口通路部58aに導入される。そして、入口通路部58aに導入されたエアは、出口通路部58bの開口部から吐出され、ボア壁面4aに吹き付けられる。これにより、ボア壁面4aに存在する切粉等の付着物が吹き飛ばされて取り除かれる。
Note that air may be used instead of the cleaning liquid in order to remove deposits such as chips present on the
以上のように、本実施形態のセンサピストン71は、変位センサ50によるボア壁面変位量の検出に際して、センサピストン71のシリンダボア4に対する挿入の過程で、センサピストン71における変位センサ50よりも挿入方向前側の位置からボア壁面4aに対して洗浄液またはエアを吐出させるための吐出通路58を有する。
As described above, the
なお、吐出通路58の形状や設けられる位置や数等は、洗浄液がボア壁面4aに対して周方向に満遍なく当たるようなものであれば、特に限定されない。吐出通路58の形状としては、例えば、センサピストン71の下側面から上側面にかけて径方向外側に斜め上方に向けて貫通する直線状の孔部等であってもよい。
In addition, the shape of the
また、図11に示すように、本実施形態のセンサピストン71は、吐出通路58から吐出されボア壁面4aに当てられた洗浄液の排出通路を形成するドレン孔59を有する。ドレン孔59は、センサピストン71の下側の面に開口するとともに、シール材54が嵌合される外周溝51cに連通する直線状の孔部である。ドレン孔59は、センサピストン71の下側面から、センサピストン71の筒軸方向に平行な方向に孔部が穿設されることにより形成される。
As shown in FIG. 11, the
ドレン孔59は、外周溝51cに対して、外周溝51cに嵌合されるシール材54によって塞がれない位置に開口することで連通する。このため、外周溝51cにおいては、シール材54の内側(センサピストン71の中心軸側)に、ドレン孔59の外周溝51cに対する開口を許容する隙間(シール材54が存在しない空間)が設けられる。ドレン孔59は、例えば、吐出通路58と同様に、センサピストン71の周方向に略等間隔を隔てて八箇所設けられる。ただし、ドレン孔59の形状や設けられる位置や数等は特に限定されない。
The
このように、センサピストン71においてドレン孔59が設けられることにより、吐出通路58の吐出口(出口通路部58bの開口部)から吐出されボア壁面4a等を伝って流れ落ちる洗浄液は、ボア壁面4aに密着するシール材54により妨げられるとともに、シール材54が嵌合する外周溝51c内に導かれる。このため、外周溝51cにおいては、シール材54の上側(挿入方向前側)に、洗浄液の外周溝51c内への流入を許容する隙間(シール材54が存在しない空間)が設けられる。
In this way, by providing the
外周溝51c内に流入した洗浄液は、ドレン孔59を介してセンサピストン71の下側面から排出される(矢印B3参照)。このように、センサピストン71においては、外周溝51cとドレン孔59とにより、洗浄液の排出通路が構成される。ここで、洗浄液を妨げるシール材54は、変位センサ50よりも上側(挿入方向前側)に位置することから、洗浄液により洗い流された付着物の変位センサ50側への進入が防止される。すなわち、吐出通路58から吐出されボア壁面4aを洗浄した洗浄液は、シール材54により変位センサ50側への進入が妨げられるとともに、外周溝51cおよびドレン孔59を介して、洗い流した付着物とともに排出される。
The cleaning liquid that has flowed into the outer
本実施形態の加工方法について、図12に示すフロー図を用いて説明する。本実施形態の加工方法においては、第一実施形態の加工方法において行われる工程に対して、洗浄液が吐出される工程が加わる。 The processing method of this embodiment is demonstrated using the flowchart shown in FIG. In the processing method of the present embodiment, a step of discharging the cleaning liquid is added to the steps performed in the processing method of the first embodiment.
洗浄液は、センサピストン71のシリンダボア4に対する挿入に際して吐出される。つまり、センサピストン71は、ボア壁面4aに洗浄液をかけながら上昇する。そして、センサピストン71の位置が固定された後、洗浄液の吐出が停止される。
The cleaning liquid is discharged when the
したがって、センサピストン71の作動油圧が入りの状態となってから(S120)、洗浄液の吐出が開始される(S125)。そして、センサピストン71の上昇によるシリンダボア4に対する挿入(S130)、およびセンサピストン71の位置の固定(S140)が行われた後、洗浄液の吐出が停止される(S145)。このように、洗浄液は、センサピストン71がシリンダボア4に挿入されてから、その位置(高さ位置)が固定されるまでの間、吐出され続ける。他の工程は、第一実施形態の加工方法と同様である。
Therefore, after the hydraulic pressure of the
本実施形態の加工方法および加工用治具によれば、ボア壁面変位量を検出対象とする変位センサ50について、ボア壁面4aに存在する付着物による誤検出を効果的に防止することができ、検出精度を向上することができる。これにより、シリンダボア4において再現される狙い変形の安定性を向上することができる。
According to the processing method and the processing jig of the present embodiment, it is possible to effectively prevent erroneous detection due to the deposits present on the
本発明の第三実施形態について、図13〜図16により説明する。本実施形態の加工方法においては、センサピストン81が、ボア軸心方向を回転軸方向として回転可能に設けられる。このように、センサピストン81が回転可能に設けられるため、本実施形態の加工用治具においては、センサピストン81を、ボア軸方向を回転軸方向として回転可能とする回転機構が備えられる。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the processing method of the present embodiment, the
センサピストン81を回転させるための回転機構の一例について説明する。センサピストン81は、センサピストン81を支持する油圧シリンダ機構56(図1参照)のロッド部56bに対して回転可能に設けられる。つまり、固定側となる油圧シリンダ機構56に対して、センサピストン81が回転側として支持される。
An example of a rotation mechanism for rotating the
図13および図14に示すように、本実施形態の加工用治具では、センサピストン81を回転させるための回転機構として、回転機構部82と、切換弁87とを有する構成が備えられる。回転機構部82は、センサピストン81をロッド部56bに対して回転可能に支持する。回転機構部82は、ロッド部56bとセンサピストン81との間に介装されるように構成される。
As shown in FIGS. 13 and 14, the processing jig of the present embodiment includes a configuration having a
回転機構部82は、支軸部83と、ハウジング部84とを有する。支軸部83は、回転機構部82において固定部分を構成し、ロッド部56bの上端部に設けられる。支軸部83は、ロッド部56bとは別部材がロッド部56bに固定されることや、ロッド部56bに対して一体的に形成されることで設けられる。支軸部83は、略円柱形状(略円板形状)を有し、ロッド部56bおよびセンサピストン81に対して中心軸が一致するように設けられる。
The
ハウジング部84は、回転機構部82において回転部分を構成し、センサピストン81(の本体部分)の下側面に設けられる。ハウジング部84は、センサピストン81とは別部材がセンサピストン81に固定されることや、センサピストン81に対して一体的に形成されることで設けられる。ハウジング部84は、略円筒形状を有し、ロッド部56bおよびセンサピストン81に対して中心軸が一致するように設けられる。ハウジング部84は、支軸部83を内装する。
The
すなわち、支軸部83とハウジング部84とは、互いに同心配置されるとともに、支軸部83がハウジング部84に内装された状態で、相対回転可能に設けられる。つまり、固定側となる支軸部83に対してハウジング部84が回転可能に設けられる。
That is, the
回転機構部82は、油圧により回転駆動力を得る。このため、支軸部83とハウジング部84との間には、ハウジング部84を回転させるための作動油圧室が形成される。つまり、かかる作動油圧室を形成する面には、支軸部83の外周面とハウジング部84の内周面とが含まれる。
The
具体的には、図14に示すように、支軸部83とハウジング部84との間に形成される作動油圧室として、支軸部83の外周面において対向する位置にて径方向外側に向けて突出形成される一対の隔壁(以下「固定側隔壁」という。)83aと、ハウジング部84の内周面において対向する位置にて径方向内側に向けて突出形成される一対の隔壁(以下「回転側隔壁」という。)84aとにより区画される四つの油圧室85a、85b、85c、85dが形成される。
Specifically, as shown in FIG. 14, the working hydraulic chamber formed between the
ハウジング部84は、支軸部83に対して、作動油圧室に内装されるバネ等の付勢部材86により、所定の回動範囲で一方の回転方向(矢印C1参照)に付勢される。本例では、図14に示すように、付勢部材86は、前記のとおり区画される四つの油圧室のうち、対向する一対の油圧室85bおよび油圧室85dに内装される。つまり、付勢部材86は、固定側隔壁83aと回転側隔壁84aとの間に介装され、両隔壁83a、84aに対して、これらが互いに離間する方向に押圧作用する。
The
このような構成を有する回転機構部82においては、付勢部材86が内装されない油圧室(油圧室85aおよび油圧室85c、以下「第一の油圧室」という。)に圧油が供給されるとともに、付勢部材86が内装される油圧室(油圧室85bおよび油圧室85d、以下「第二の油圧室」という。)から作動油が排出されることにより、ハウジング部84が、付勢部材86による付勢力に抗して、付勢部材86による付勢をともなう回転方向と反対の回転方向(矢印C2参照)に回転する。
In the
そして、ハウジング部84の回動範囲としては、次の各状態間において所定の角度範囲が設定される。すなわち、第一の油圧室に圧油が供給されておらず、付勢部材86の付勢力により、第二の油圧室を形成する固定側隔壁83aと回転側隔壁83bとの間に所定の間隔が確保されている状態から、第一の油圧室に圧油が供給されることによるハウジング部84の回動によって、第二の油圧室を形成する固定側隔壁83aと回転側隔壁83bとが最も接近する状態までのハウジング部84の回動範囲である。例えば、ハウジング部84は、少なくとも所定の基準位置(0°)から±90°の角度範囲で回動可能に設けられる。
And as a rotation range of the
回転機構部82の作動油圧室に対する圧油の供給および排出は、切換弁87により行われる。切換弁87は、例えばソレノイド操作切換弁として構成される。切換弁87により、第一の油圧室に対する圧油の供給、および第二の油圧室からの作動油の排出の調整(流路の切換えおよび油量の調整)が行われる。
Supply and discharge of pressure oil to and from the working hydraulic chamber of the
すなわち、回転機構部82の作動油圧室に対しては、図示せぬオイルタンク内の油が、油圧ポンプ88によって供給され、その作動油圧室に対する圧油の供給の調整が、切換弁87により行われる。具体的には、切換弁87は、油圧ポンプ88による油の供給を受けるポートと、第一の油圧室に接続されるポートと、第二の油圧室に接続されるポートと、その他ドレン用のポートとを有する。そして、油圧ポンプ88による油の供給を受けるポートは、油圧ポンプ88を介してオイルタンクに接続される。また、第一の油圧室に接続されるポートは、油路89aを介して第一の油圧室が有する油の出入口に接続され、第二の油圧室に接続されるポートは、油路89bを介して第二の油圧室が有する油の出入口に接続される。このような油圧回路構成により、ハウジング部84の回転方向および回転量が調整される。
In other words, oil in an oil tank (not shown) is supplied to the working hydraulic chamber of the
以上のように、本実施形態では、回転機構部82と切換弁87とを有する構成により、センサピストン81が回転可能に設けられる。このように、センサピストン81が回転可能に設けられることにより、変位センサ50の数を少なくすることができる。すなわち、シリンダボア4に内装された状態のセンサピストン81が回転することで、ボア壁面変位量が検出される複数の位相について、変位センサ50を共用することができることから、変位センサ50の数を少なくすることができる。このように、変位センサ50の数を少なくすることができる分、コストを抑えることができる。
As described above, in the present embodiment, the
そこで、図15に示すように、本実施形態のセンサピストン81においては、センサピストン81の径方向に対向配置される一対の変位センサ50が設けられている。そして、センサピストン81が所定の回動範囲で回転させられることで、ボルト位相の方向、クランク軸方向に平行な方向、およびクランク軸方向に垂直な方向についてのボア壁面変位量が検出される。
Therefore, as shown in FIG. 15, the
なお、センサピストン81を回転させるための回転機構は、本実施形態に限定されない。例えば、前述したような回転機構部82において、エア圧により回転駆動力が得られる構成が採用されてもよい。また、センサピストン81は、例えばモータ等の回転駆動手段が用いられることで、回転自在に設けられてもよい。この場合、変位センサ50を一個にすることもできる。
In addition, the rotation mechanism for rotating the
ところで、シリンダブロック1においては、エンジンの小型化を図る観点から、隣り合うシリンダボア4の間隔(ボア間寸法、図16符号C3参照)が小さくされることが行われる。このようなシリンダブロック1においては、図16に示すように、シリンダブロック1の底面視(下面視)において、クランク軸(軸線方向を示す直線CL参照)を支持するための主軸受部7が、シリンダボア4の円周形状に干渉する場合がある。
By the way, in the
ここで、主軸受部7は、バルクヘッド等と称され、シリンダブロック1において気筒間に設けられる壁状の部分であり、クランクキャップ等と称されるキャップ部材とともにクランク軸を支持する軸孔を形成する。すなわち、主軸受部7は、半円状の軸受面7aを有し、キャップ部材も軸受面7aに対応する半円状の軸受面を有する。そして、キャップ部材がボルト等によって主軸受部7に固定されることで、両者が有する半円状の軸受面同士によって軸受部としての軸孔が形成される。この軸孔に、クランク軸のクランクジャーナル(主軸部)がベアリングを介する等して支承されることで、クランク軸が支持される。
Here, the
このように、シリンダブロック1において主軸受部7がシリンダボア4の円周形状に干渉する場合、シリンダボア4に対応して略円筒状の外形を有するピストン部材(センサピストン)は、シリンダボア4に対してシリンダブロック1の下側から挿入できない。つまり、主軸受部7により、シリンダブロック1の下側において少なくともシリンダボア4に対応する円筒形状の空間が確保されない場合、シリンダボア4に対応して略円筒状の外形を有するピストン部材(センサピストン)は、シリンダブロック1(主軸受部7)に干渉し、シリンダボア4に対する挿入が妨げられる。
Thus, when the
そこで、本実施形態では、センサピストン81に、センサピストン81のシリンダボア4に対する挿入に際してセンサピストン81のシリンダブロック1に対する干渉を避けるための逃がし形状部81aが設けられている。
Therefore, in the present embodiment, the
具体的には、図15に示すように、本実施形態のセンサピストン81においては、逃がし形状部81aとして、センサピストン81の外周面部において、センサピストン81の軸心方向視で対向する一対の両側部分に、互いに平行となる平面部81bが設けられている。すなわち、逃がし形状部81aは、センサピストン81の外形形状を含む円筒面形状(二点鎖線参照)に対して、径方向に対向する部分が互いに平面状に切り欠かれた形状部分となる。
Specifically, as shown in FIG. 15, in the
このように、センサピストン81が有する逃がし形状部81aは、前述のようにセンサピストン81のシリンダボア4に対する下側からの挿入に際して主軸受部7との干渉を避けるための部分である。したがって、逃がし形状部81aとしての平面部81bは、シリンダブロック1において隣り合う主軸受部7の対向する壁面に対応して形成される。そして、センサピストン81は、シリンダブロック1の下側からのシリンダボア4に対する挿入に際しては、逃がし形状部81aとしての平面部81bが、シリンダボア4の両側の主軸受部7の壁面に沿うように(平面部81bの対向方向がクランク軸の軸方向となる角度(ボア周方向の角度位置、以下同じ)で)挿入される。シリンダボア4内に挿入された状態のセンサピストン81は、前述したように回転機構によって回転する。
Thus, the
また、本実施形態のセンサピストン81のように、逃がし形状部81aを有する構成においては、変位センサ50は、逃がし形状部81a以外の位置に設けられる。本実施形態では、前記のとおりセンサピストン81の径方向に対向配置される一対の変位センサ50が、図15に示すようなセンサピストン81の軸心方向視で、逃がし形状部81a(平面部81b)が対向する方向(図15における上下方向)に垂直な方向を対向方向として配置される。
Further, in the configuration having the
このように配置される一対の変位センサ50を支持するセンサピストン81によれば、シリンダボア4の各方向(各位相)についてのボア壁面変位量の検出は、次のようにして行われる。すなわち、主に2次変形に関係するクランク軸方向に垂直な方向のボア壁面変位量については、センサピストン81がシリンダボア4に対して挿入される際の角度で検出される。つまり、センサピストン81がシリンダボア4に対して挿入される際の角度は、平面部81bの対向方向(図15における上下方向)がクランク軸の軸方向(図16における左右方向、直線CL参照)となる角度であるため、かかる角度では、対向配置される一対の変位センサ50は、クランク軸方向に垂直な方向に対応する。
According to the
そして、センサピストン81がシリンダボア4に対して挿入される際の角度が0°(基準位置)であるとすると、主に4次変形に関係するボルト位相の方向のボア壁面変位量については、センサピストン81が±略45°の角度で検出される。また、主に2次変形に関係するクランク軸方向に平行な方向のボア壁面変位量については、90°の角度で検出される。
If the angle when the
また、本実施形態のセンサピストン81においては、ボア壁面4aに存在する切粉等の付着物の変位センサ50側への進入防止等のためのシール材80は、センサピストン81の周方向について、逃がし形状部81a以外の部分であって、変位センサ50が位置する部分を含む範囲に設けられる。
Further, in the
具体的には、シール材80は、例えば図15に示すように、センサピストン81において、逃がし形状部81a以外の部分に対して円弧形状となるように設けられる。つまり、この場合、シール材80は、センサピストン81の径方向において対向する位置となる円弧状(円周面の一部形状)の部分に対して、二箇所に分割された状態で設けられる。したがって、この場合、シール材80が嵌合される外周溝81cも、各シール材80の形状に対応してセンサピストン81において二箇所に設けられる。
Specifically, as shown in FIG. 15, for example, the
本実施形態の加工方法および加工用治具によれば、例えば第一実施形態のセンサピストン51のように、多点(八箇所)のボア壁面変位量を非回転で測定する構成との比較において、センサピストンの小型化が可能となり、ボア間寸法が比較的小さいシリンダブロック1に対しても対応することが可能となる。
According to the processing method and processing jig of the present embodiment, for example, in comparison with a configuration in which the bore wall surface displacement amount at multiple points (eight locations) is measured non-rotatingly, such as the
本発明の第四実施形態について、図17および図18により説明する。本実施形態では、シリンダブロック1に対して変形荷重を荷重を付与するための手段として、いわゆるダミーヘッド91が用いられている。すなわち、本実施形態では、変形荷重は、ダミーヘッド91が、ヘッド取付面3に対して締結固定されることにより得られる締付け力である。このため、本実施形態の加工用治具においては、シリンダブロック1に対して、変形荷重を付与する変形荷重付与手段として、ダミーヘッド91と、ヘッドボルト92とを有する構成が備えられる。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a so-called
ダミーヘッド91は、シリンダブロック1に取り付けられるシリンダヘッドを模擬したものである。ヘッドボルト92は、ダミーヘッド91をシリンダボア4が開口するとともにシリンダヘッドが取り付けられる面であるヘッド取付面3に対して締結固定するための締結部材である。すなわち、ダミーヘッド91は、シリンダヘッドと同様にして、シリンダブロック1に対してヘッドボルト92によってヘッド取付面3に取り付けられるものであり、シリンダボア4に変形を付与するための加工用の治具である。つまり、本実施形態の加工方法では、ダミーヘッド91が、ヘッド取付面3に対してヘッドボルト92により所定の締付け力(締結軸力、締付けトルク)で取り付けられた状態で、シリンダボア4の仕上げ加工(ホーニング加工)が行われる。
The
具体的には、ダミーヘッド91は、ヘッド取付面3に対してヘッドボルト92およびボルト穴12が用いられて締結固定されることにより組み付けられる。これにより、シリンダブロック1が、そのシリンダボア4に対して変形が付与された状態となる。
Specifically, the
ダミーヘッド91は、全体として少なくともヘッド取付面3の大きさに対応する大きさを有する略矩形板状の部材として構成される。ダミーヘッド91は、その一側(下側)の板面に、ヘッド取付面3の所定の部分に対して接触する面となる押圧面91aを有する。つまり、ダミーヘッド91がシリンダブロック1に取り付けられた状態で、押圧面91aがヘッド取付面3におけるシリンダボア4の周縁部等の所定の部分に対して接触した状態となる。
The
ダミーヘッド91は、シリンダブロック1に取り付けられた状態で各シリンダボア4に対応する位置に、シリンダボア4に対する仕上げ加工を許容するための貫通孔となる孔部91bを有する。つまり、ダミーヘッド91がシリンダブロック1に取り付けられた状態で、シリンダボア4と孔部91bとが連通した状態となり、この孔部91bを介してホーンヘッド41が挿入され、シリンダボア4に対する仕上げ加工が行われる。本実施形態では、シリンダブロック1は一列に並ぶ四個のシリンダボア4を有するため、ダミーヘッド91は、それらのシリンダボア4に対応する配置で四個の孔部91bを有する。
The
ダミーヘッド91は、ヘッドボルト92を貫通させるためのボルト挿通孔91cを有する。ボルト挿通孔91cは、押圧面91aに対して略垂直方向に形成される孔部である。ヘッドボルト92は、ボルト挿通孔91cを介してダミーヘッド91を貫通するとともに、ヘッド取付面3に設けられるボルト穴12にねじ込まれる。
The
ボルト挿通孔91cは、ダミーヘッド91において、ヘッド取付面3に設けられるボルト穴12に対応する位置に設けられる。したがって、本実施形態では、ボルト挿通孔91cは、各孔部91bの周囲において略等間隔で四個設けられるとともに、隣り合う孔部91b間においては二個のボルト挿通孔91cが共用されて、計十個設けられる。
The
以上のように、本実施形態では、ダミーヘッド91と、ヘッドボルト92とを有する構成としての変形荷重付与手段は、変形荷重として、ヘッドボルト92が締め付けられることでダミーヘッド91がヘッド取付面3に締結固定されることにより得られる締付け力を作用させる。
As described above, in the present embodiment, the deformation load applying means having the
また、図17に示すように、本実施形態の加工用治具においては、変形荷重付与手段により付与される変形荷重(ヘッドボルト92による締付け力)の大きさを調整する変形荷重調整手段として、ダミーヘッド91のヘッド取付面3に対する締結固定に際しヘッドボルト92を締め付ける締付機構であるナットランナ93が備えられる。
As shown in FIG. 17, in the processing jig of the present embodiment, as a deformation load adjusting means for adjusting the magnitude of the deformation load (clamping force by the head bolt 92) applied by the deformation load applying means, A
図17に示すように、ナットランナ93は、設備台57に対してヘッド取付面3側が上側となる所定の姿勢で支持固定されているシリンダブロック1に取り付けられるダミーヘッド91の締結固定に際し、ヘッドボルト92を回転させることで締め付ける。ナットランナ93は、設備台57上のシリンダブロック1のヘッド取付面3上に載置された状態のダミーヘッド91の上方から、ヘッドボルト92を締め付ける。
As shown in FIG. 17, the
ナットランナ93は、ヘッドボルト92を回転させるための回転部を構成する回動アーム94を有する。回動アーム94は、ナットランナ93において下側に向けて突出するように設けられる。回動アーム94は、シリンダブロック1においてヘッド取付面3に開口するボルト穴12の配置(ダミーヘッド91のボルト挿通孔91cの配置)に対応して複数(例えば十本)設けられる。
The
回動アーム94においては、ダミーヘッド91を貫通してシリンダブロック1のボルト穴12に螺挿されるヘッドボルト92の頭部92aに嵌合するソケット部94aが構成される。ソケット部94aは、ヘッドボルト92の頭部92aの形状に沿う凹部として形成される嵌合部94bを有する。つまり、ソケット部94aが嵌合部94bを頭部92aに嵌合させた状態で回動することにより、ヘッドボルト92の締付け等が行われる(矢印D1参照)。
In the
ナットランナ93は、所定の制御信号を受けることで、回動アーム94によるヘッドボルト92の締付け力の調整を行う。つまり、ナットランナ93においては、ヘッドボルト92に嵌合した状態の回動アーム94についての回転量や回転トルクの大きさ等が制御される。
The
このように、本実施形態の加工用治具では、ダミーヘッド91とヘッドボルト92とを有する構成により付与される変形荷重の大きさを調整する変形荷重付与手段として、ナットランナ93が用いられる。
Thus, in the processing jig of this embodiment, the
そして、図17に示すように、本実施形態の加工用治具においては、演算制御手段として、フィードバック制御部90が備えられる。フィードバック制御部90は、ボア壁面変位量について、フィードバック制御を行うことにより、ナットランナ93による変形荷重(ヘッドボルト92による締付け力)の大きさの調整量を制御する。
As shown in FIG. 17, the processing jig of the present embodiment includes a
フィードバック制御部90は、ボア壁面変位量について、狙い変形に応じてあらかじめ設定される目標値と、ボア壁面変位量を検出することにより得られる検出値との比較による差に基づくフィードバック制御を行う。かかるフィードバック制御についての目標値は、フィードバック制御部90において、あらかじめ設定され記憶される。また、フィードバック制御についての検出値は、変位センサ50からの出力信号によって得られる。
The
したがって、フィードバック制御部90に対しては、センサピストン51に支持される変位センサ50がケーブルを介して接続される。各変位センサ50からの出力信号は、例えばセンサアンプを介する等してフィードバック制御部90に入力される。
Therefore, the
そして、フィードバック制御部90において、あらかじめ設定される目標値に基づく入力信号(基準入力信号)と、変位センサ50による検出値に基づく検出信号(フィードバック信号)とが比較演算され、その演算結果として、目標値と検出値との差(偏差)に基づく信号が生成される。ここで生成される信号は、締結軸力や締付けトルク等についての指示値であり、制御対象に対する操作部となるナットランナ93に対する制御信号として送られる。かかる制御信号により、ナットランナ93における回動アーム94についての回転量や回転トルクの大きさ等が制御される。こうしたナットランナ93の制御が、検出値が目標値に一致するまで行われる。
Then, in the
このように、本実施形態の加工用治具では、フィードバック制御部90は、ボア壁面変位量について、フィードバック制御を行うことにより、ナットランナ93による変形荷重の大きさ、つまりヘッドボルト92による締付け力の大きさの調整量を制御する。そして、本実施形態では、フィードバック制御部90は、ヘッドボルト92による締付け力を、フィードバック制御の制御対象とする。
As described above, in the processing jig of the present embodiment, the
本実施形態の加工方法は、例えば次のような手順により行われる。すなわち、シリンダブロック1が設備台57にセットされた後、油圧シリンダ機構56によって変位センサ50を支持するセンサピストン51が上昇し、センサピストン51の位置が固定される。次に、ダミーヘッド91が、押圧面91aが所定の部分に接触する状態でヘッド取付面3上に載置され、ヘッドボルト92が準備される。
The processing method of this embodiment is performed by the following procedures, for example. That is, after the
そして、ヘッドボルト92の締付け力についての初期値が入力される。すなわち、ヘッドボルト92の締付け力については、初期値があらかじめ設定される。具体的には、フィードバック制御部90において、ヘッドボルト92の締付け力についての初期値に対応する、ナットランナ93に対する制御信号があらかじめ設定される。そして、フィードバック制御部90から、その初期値に対応する制御信号がナットランナ93に送られることで、ヘッドボルト92に締付け力初期値が入力される。
Then, an initial value for the tightening force of the
これにより、ボア変形が再現される。すなわち、ナットランナ93によってヘッドボルト92が締め付けられることにより、押圧面91aによるヘッド取付面3の所定の部分に対する押圧作用を含むヘッドボルト92による締付け力がシリンダブロック1に作用する。かかる作用は、シリンダブロック1に対する変形荷重となり、ボア変形が生じる。
Thereby, the bore deformation is reproduced. That is, when the
ボア変形が生じた状態で、ボア壁面変位量についてのフィードバック制御が行われる。すなわち、ボア壁面変位量について、変位センサ50による検出値とあらかじめ設定されている目標値との比較による差に基づいて、ヘッドボルト92による締付け力(変形荷重)が修正される。このような変形荷重の修正が、ボア壁面変位量の検出値が目標値に一致するまで行われることで、シリンダブロック1に対する変形荷重の付与が終了する。
In the state where bore deformation has occurred, feedback control is performed on the bore wall surface displacement. That is, with respect to the bore wall surface displacement amount, the tightening force (deformation load) by the
これにともない、図18に示すように、センサピストン51が油圧シリンダ機構56によって下降させられ(矢印D2参照)、シリンダボア4外に移動する。このように、変形荷重によってシリンダボア4に狙い変形が付与された状態で、ホーニング加工が行われる。すなわち、ナットランナ93がダミーヘッド91の上方位置から他の場所に移動した後、ホーンヘッド41が下降し(矢印D3参照)、ダミーヘッド91の孔部91bを介してシリンダボア4内に挿入される。そして、ホーンヘッド41の回転運動等によって、砥石43によるボア壁面4aの研削加工、つまりホーニング加工が行われる。
Accordingly, as shown in FIG. 18, the
以上のように、ダミーヘッド91が用いられる本実施形態の加工方法および加工用治具によっても、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained also by the processing method and the processing jig of the present embodiment in which the
1 シリンダブロック
3 ヘッド取付面
4 シリンダボア
5 シリンダ部
15 シリンダ部外周面
20 押付コマ(押圧部材)
21 内側押圧部(押圧部)
22 外側押圧部(押圧部)
23 楔面
30 楔部
35 ピストンロッド(押付部材)
36 油圧室(流体圧室)
37 電磁切換弁(弁機構)
41 ホーンヘッド(ヘッド部)
42 ホーンガイド(流体圧室形成部材、ガイド部)
43 砥石
50 変位センサ(変位量検出手段)
51 センサピストン(ピストン部材)
58 吐出通路
60 フィードバック制御部(演算制御手段)
71 センサピストン(ピストン部材)
81 センサピストン(ピストン部材)
81a 逃がし形状部
82 回転機構部
87 切換弁
90 フィードバック制御部(演算制御手段)
91 ダミーヘッド
92 ヘッドボルト(締結部材)
93 ナットランナ(締付機構)
DESCRIPTION OF
21 Inner pressing part (pressing part)
22 Outer pressing part (pressing part)
23
36 Hydraulic chamber (fluid pressure chamber)
37 Electromagnetic switching valve (valve mechanism)
41 Horn head (head)
42 Horn guide (fluid pressure chamber forming member, guide part)
43
51 Sensor piston (piston member)
58
71 Sensor piston (piston member)
81 Sensor piston (piston member)
81a
91
93 Nutrunner (Tightening mechanism)
Claims (14)
前記シリンダブロックに対して、前記シリンダボアに前記所定の変形を与えるための荷重である変形荷重を付与するとともに、
前記シリンダボアを形成する壁面の前記シリンダボアの径方向の変位量について、前記所定の変形に応じてあらかじめ設定される目標値と、前記変位量を検出することにより得られる検出値との比較による差に基づくフィードバック制御を行うことにより、前記変形荷重の大きさの調整量を制御することを特徴とするシリンダブロックの加工方法。 Finishing process for obtaining a predetermined roundness of the cylinder bore in a state in which the cylinder bore, which is a cylindrical hole portion in which the piston is slidably mounted, is subjected to a predetermined deformation that makes the cylinder bore non-circular. A cylinder block machining method for performing
While giving a deformation load which is a load for giving the predetermined deformation to the cylinder bore to the cylinder block,
Regarding the amount of displacement in the radial direction of the cylinder bore of the wall surface forming the cylinder bore, a difference by comparison between a target value set in advance according to the predetermined deformation and a detection value obtained by detecting the displacement amount A cylinder block machining method, wherein an amount of adjustment of the magnitude of the deformation load is controlled by performing feedback control based on the feedback control.
前記変位量検出手段による前記変位量の検出に際して、前記ピストン部材の前記シリンダボアに対する挿入の過程で、前記ピストン部材における前記変位量検出手段よりも前記ピストン部材の挿入方向前側の位置から前記壁面に対して洗浄液またはエアを吐出させることを特徴とする請求項1に記載のシリンダブロックの加工方法。 The displacement amount detecting means for detecting the displacement amount is supported by a piston member that can be inserted into the cylinder bore,
When detecting the displacement amount by the displacement amount detection means, in the process of inserting the piston member into the cylinder bore, from the position in the piston member in the insertion direction of the piston member to the wall surface from the displacement amount detection means. 2. The cylinder block processing method according to claim 1, wherein the cleaning liquid or the air is discharged.
該押圧力を、
互いに離間可能に連結される押圧部を有するとともにこれら押圧部同士が離間する方向の楔作用を受ける楔面を有する押圧部材と、前記楔面に係合して前記楔作用を与える楔部を有し、流体圧により少なくとも前記押圧部材に対して前記楔作用を与える方向に付勢可能に設けられる押付部材と、前記押付部材を前記楔作用を与える方向を含む所定の摺動方向に移動可能に支持するとともに、流体圧を前記押付部材に作用させる流体圧室を形成する流体圧室形成部材とを用い、
前記流体圧室に供給される流体圧によって前記押付部材を前記楔作用を与える方向に付勢することで、前記離間する方向に前記所定の部位に対する押圧方向が含まれる姿勢の前記押圧部材に前記楔作用を与えることにより作用させ、
前記流体圧を、前記フィードバック制御の制御対象とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工方法。 The deformation load is a pressing force against a predetermined part on the outer peripheral surface of the cylinder part which is a wall-shaped part forming the cylinder bore,
The pressing force is
A pressing member having a pressing portion connected to be separable from each other and having a wedge surface that receives a wedge action in a direction in which the pressing portions are separated from each other; and a wedge portion that engages with the wedge surface to give the wedge action. And a pressing member provided so as to be biased at least in a direction in which the wedge action is applied to the pressing member by fluid pressure, and the pressing member is movable in a predetermined sliding direction including a direction in which the wedge action is applied. Using a fluid pressure chamber forming member that forms a fluid pressure chamber that supports and applies fluid pressure to the pressing member;
By urging the pressing member in the direction of applying the wedge action by the fluid pressure supplied to the fluid pressure chamber, the pressing member having a posture in which the pressing direction with respect to the predetermined part is included in the separating direction. It works by giving a wedge action,
The cylinder block machining method according to claim 1, wherein the fluid pressure is a control target of the feedback control.
前記ガイド部に、前記流体圧室を設けることを特徴とする請求項5に記載のシリンダブロックの加工方法。 The finishing process includes a head portion that has a honing grindstone and moves the cylinder bore so that the grindstone acts on the cylinder bore, and a surface on which the cylinder bore opens and is attached to the cylinder block. Honing is performed using a configuration including a guide portion that is provided so as to be able to move close to and away from a head mounting surface to which the cylinder head is fixed, and guides the head portion,
The cylinder block machining method according to claim 5, wherein the fluid pressure chamber is provided in the guide portion.
該締付け力を、前記フィードバック制御の制御対象とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリンダブロックの加工方法。 The deformation load is obtained by tightening and fixing a dummy head simulating a cylinder head attached to the cylinder block with respect to a head attachment surface that is a surface to which the cylinder bore is opened and the cylinder head is attached. Power,
The cylinder block machining method according to any one of claims 1 to 4, wherein the tightening force is a control target of the feedback control.
前記シリンダブロックに対して、前記シリンダボアに前記所定の変形を与えるための荷重である変形荷重を付与する変形荷重付与手段と、
前記変形荷重付与手段により付与される前記変形荷重の大きさを調整する変形荷重調整手段と、
前記シリンダボアを形成する壁面の前記シリンダボアの径方向の変位量を検出する変位量検出手段と、
前記変位量について、前記所定の変形に応じてあらかじめ設定される目標値と、前記変位量検出手段により前記変位量が検出されることにより得られる検出値との比較による差に基づくフィードバック制御を行うことにより、前記変形荷重調整手段による前記変形荷重の大きさの調整量を制御する演算制御手段と、
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。 Finishing process for obtaining a predetermined roundness of the cylinder bore in a state in which the cylinder bore, which is a cylindrical hole portion in which the piston is slidably mounted, is subjected to a predetermined deformation that makes the cylinder bore non-circular. A cylinder block processing jig for performing
Deformation load applying means for applying a deformation load that is a load for applying the predetermined deformation to the cylinder bore to the cylinder block;
Deformation load adjusting means for adjusting the magnitude of the deformation load applied by the deformation load applying means;
A displacement amount detecting means for detecting a displacement amount in a radial direction of the cylinder bore of the wall surface forming the cylinder bore;
For the displacement amount, feedback control is performed based on a difference by comparison between a target value set in advance according to the predetermined deformation and a detection value obtained by detecting the displacement amount by the displacement amount detection means. By means of this, calculation control means for controlling the amount of adjustment of the magnitude of the deformation load by the deformation load adjustment means,
A jig for processing a cylinder block, comprising:
前記ピストン部材は、前記変位量検出手段による前記変位量の検出に際して、前記ピストン部材の前記シリンダボアに対する挿入の過程で、前記ピストン部材における前記変位量検出手段よりも前記ピストン部材の挿入方向前側の位置から前記壁面に対して洗浄液またはエアを吐出させるための吐出通路を有する、
ことを特徴とする請求項8に記載のシリンダブロックの加工用治具。 The displacement amount detecting means is supported by a piston member insertable into the cylinder bore,
When the displacement amount is detected by the displacement amount detection means, the piston member is positioned in the piston member in the insertion direction of the piston member relative to the displacement amount detection means in the process of inserting the piston member into the cylinder bore. A discharge passage for discharging cleaning liquid or air from the wall surface to
The jig for processing a cylinder block according to claim 8, wherein:
ことを特徴とする請求項8〜10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。 The piston member has a relief shape portion for avoiding interference with the cylinder block during insertion into the cylinder bore.
The cylinder block processing jig according to any one of claims 8 to 10, wherein the jig is used.
互いに離間可能に連結される押圧部を有するとともにこれら押圧部同士が離間する方向の楔作用を受ける楔面を有する押圧部材と、
前記楔面に係合して前記楔作用を与える楔部を有し、流体圧により少なくとも前記押圧部材に対して前記楔作用を与える方向に付勢可能に設けられる押付部材と、
前記押付部材を前記楔作用を与える方向を含む所定の摺動方向に移動可能に支持するとともに、流体圧を前記押付部材に作用させる流体圧室を形成する流体圧室形成部材と、を有し、
前記変形荷重として、前記シリンダボアを形成する壁状部分であるシリンダ部の外周面における所定の部位に対して、前記流体圧室に供給される流体圧によって前記押付部材が前記楔作用を与える方向に付勢されることで、前記離間する方向に前記所定の部位に対する押圧方向が含まれる姿勢の前記押圧部材が前記楔作用を受けることにより得られる押圧力を作用させるものであり、
前記変形荷重調整手段は、
前記流体圧室に対する前記流体圧の供給の調整を行う弁機構を有し、
前記演算制御手段は、
前記流体圧を、前記フィードバック制御の制御対象とする、
ことを特徴とする請求項8〜11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。 The deformation load applying means is
A pressing member having a wedge surface that receives a wedge action in a direction in which the pressing portions are separated from each other and that has a pressing portion that is connected to be separated from each other;
A pressing member that has a wedge portion that engages with the wedge surface and applies the wedge action, and is provided so as to be biased in a direction that applies the wedge action to at least the pressing member by fluid pressure;
A fluid pressure chamber forming member for supporting the pressing member so as to be movable in a predetermined sliding direction including a direction for applying the wedge action and forming a fluid pressure chamber for applying a fluid pressure to the pressing member. ,
As the deformation load, a direction in which the pressing member applies the wedge action to a predetermined portion of the outer peripheral surface of the cylinder portion which is a wall-shaped portion forming the cylinder bore by the fluid pressure supplied to the fluid pressure chamber. By being urged, the pressing member having a posture in which the pressing direction with respect to the predetermined part is included in the separating direction acts on the pressing force obtained by receiving the wedge action,
The deformation load adjusting means is
A valve mechanism for adjusting the supply of the fluid pressure to the fluid pressure chamber;
The arithmetic control means includes
The fluid pressure is a control target of the feedback control.
The jig for processing a cylinder block according to any one of claims 8 to 11, wherein the jig is used.
前記流体圧室形成部材が、前記ガイド部を構成する部材である、
ことを特徴とする請求項12に記載のシリンダブロックの加工用治具。 The finishing process includes a head portion that has a honing grindstone and moves the cylinder bore so that the grindstone acts on the cylinder bore, and a surface on which the cylinder bore opens and is attached to the cylinder block. Honing is performed using a configuration including a guide portion that is provided so as to be able to move close to and away from a head mounting surface to which the cylinder head is fixed, and guides the head portion,
The fluid pressure chamber forming member is a member constituting the guide portion.
The jig for processing a cylinder block according to claim 12, wherein the jig is used.
前記シリンダブロックに取り付けられるシリンダヘッドを模擬したダミーヘッドと、
前記ダミーヘッドを前記シリンダボアが開口するとともに前記シリンダヘッドが取り付けられる面であるヘッド取付面に対して締結固定するための締結部材と、を有し、
前記変形荷重として、前記締結部材が締め付けられることで前記ダミーヘッドが前記ヘッド取付面に締結固定されることにより得られる締付け力を作用させるものであり、
前記変形荷重調整手段は、
前記ダミーヘッドの前記ヘッド取付面に対する締結固定に際し前記締結部材を締め付ける締付機構であり、
前記演算制御手段は、
前記締付け力を、前記フィードバック制御の制御対象とする、
ことを特徴とする請求項8〜11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。 The deformation load applying means is
A dummy head simulating a cylinder head attached to the cylinder block;
A fastening member for fastening and fixing the dummy head to a head mounting surface which is a surface to which the cylinder bore is opened and the cylinder bore is opened;
As the deformation load, the fastening force is obtained by fastening and fastening the dummy head to the head mounting surface by fastening the fastening member.
The deformation load adjusting means is
A fastening mechanism for fastening the fastening member when fastening the dummy head to the head mounting surface;
The arithmetic control means includes
The tightening force is a control target of the feedback control,
The jig for processing a cylinder block according to any one of claims 8 to 11, wherein the jig is used.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008213143A JP2010046759A (en) | 2008-08-21 | 2008-08-21 | Working method and working jig for cylinder block |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008213143A JP2010046759A (en) | 2008-08-21 | 2008-08-21 | Working method and working jig for cylinder block |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010046759A true JP2010046759A (en) | 2010-03-04 |
Family
ID=42064293
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JP2008213143A Pending JP2010046759A (en) | 2008-08-21 | 2008-08-21 | Working method and working jig for cylinder block |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010046759A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2011152216A1 (en) * | 2010-06-01 | 2013-07-25 | 本田技研工業株式会社 | Cylinder block and processing method thereof |
CN115383615A (en) * | 2022-08-31 | 2022-11-25 | 东风商用车有限公司 | Wet cylinder sleeve simulation machining process method |
-
2008
- 2008-08-21 JP JP2008213143A patent/JP2010046759A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2011152216A1 (en) * | 2010-06-01 | 2013-07-25 | 本田技研工業株式会社 | Cylinder block and processing method thereof |
CN115383615A (en) * | 2022-08-31 | 2022-11-25 | 东风商用车有限公司 | Wet cylinder sleeve simulation machining process method |
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